JP2006111957A - 洗浄及びコーティング剤並びに洗浄及びコーティング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた洗浄力を提供するとともに、洗浄と同時にコーティング処理を行う。
【解決手段】脂肪族チオールを水に乳化して又は有機溶媒に溶かして洗浄及びコーティング剤を作り、その洗浄及びコーティング剤を容器に入れそれに金属を浸漬し、その洗浄及びコーティング剤を金属表面から除去する。金属を浸漬した際に容器に振動を加えてもよい。脂肪族チオールは炭素数が１６のものが最も望ましく、また、脂肪族チオールの含有量は約１．０〜１０重量％である。
【選択図】 図４

Description

本発明は洗浄及びコーティング剤並びに洗浄及びコーティング方法に関し、特に、金属表面の洗浄及びコーティング剤並びに洗浄及びコーティング方法に関する。

特開平１０−２５９４８６号 特開平１１−３０２８８０号

金属の表面には、酸化によってくすみが生じたり、指紋等の汚れが付着したりする。それを防ぐためにその表面に保護膜を形成することが多い。その保護膜を形成するにあたって、既に汚れた部分やくすんだ部分から油分などの汚れや酸化膜を除去するために酸によるエッチング処理が行われている。

また、アルキルメルカプタンが金属に対し防錆性があり、そのため、それと界面活性剤とを含む金属処理剤によって金属材料に皮膜を形成することが知られている。

しかし、上記の特許文献１及び２に関連して次のような問題がある。金属の表面をエッチング処理する場合には、汚れや酸化膜を除去する際に表面の金属をも浸食してしまうことがあり、また、浸食を抑えるために、エッチング処理の時間を短くすると、汚れや酸化膜の除去が適切に行われないことになる。また、金属の表面に汚れや酸化膜が残ったままでその表面に保護膜を形成すると、その保護膜の密着性が低く耐久性が劣る結果となる。また、従来から、金属表面から汚れや酸化膜を除去すると同時にその金属の表面に保護膜を形成するような金属表面の処理剤は知られていない。

上記課題に鑑み、本発明は、金属の表面を侵食することなく汚れや酸化膜の除去を適切に行うことができる洗浄及びコーティング剤並びに洗浄及びコーティング方法を提供することを目的とし、さらに、金属の表面の洗浄及び保護膜の形成を同時に行う洗浄及びコーティング剤並びに洗浄及びコーティング方法を提供することを目的とする。

本発明の発明者等は、鋭意研究を重ねた結果、脂肪族チオールを水に乳化又は有機溶媒に溶解して得られた液が上記課題を解決することを見出し、本発明をするに至った。

すなわち、本発明は、脂肪族チオールを含有する洗浄及びコーティング剤であることを特徴とする。本発明に係る洗浄及びコーティング剤として、脂肪族チオールを水に乳化したもの又は脂肪族チオールを有機溶媒に溶かしたものを用いることができる。脂肪族チオールとしては、炭素数が１２から１８のものを用いることができるが、好ましくは、炭素数が１４から１６のものであり、最も好ましくは炭素数が１６のものである。また、脂肪族チオールの含有量は約１．０〜１０重量％である。有機溶媒として、フロン系溶剤、炭化水素系溶剤又はアルコール系溶剤を用いることができる。また、洗浄及びコーティング剤に、さらに、アスコルビン酸を加えてもよい。

また、本発明に係る洗浄及びコーティング方法は、脂肪族チオールを水に乳化して洗浄及びコーティング剤を作る工程と、その洗浄及びコーティング剤を容器に入れそれに金属を浸漬する工程と、その洗浄及びコーティング剤を金属表面から除去する工程とを含むことを特徴とする。その洗浄及びコーティング剤を作る工程では、脂肪族チオールを有機溶媒に溶かして洗浄及びコーティング剤を作ってもよい。また、浸漬工程において容器に振動を加えてもよい。

本発明によれば、金属表面の汚れ等に対し優れた洗浄力を提供することができ、また、酸でエッチング処理した場合と異なり、金属の表面を侵食することがなく、また後処理にアルカリ処理を必要とせず、脂肪族チオールを水に乳化したものでは単に水洗い処理だけで、有機溶媒に溶かしたものでは有機溶媒で洗浄処理するだけで洗浄を終わらせることができる。また、洗浄と同時にコーティングを行うことができるため、金属の表面を空気に露出させることなくその表面にコーティングを行うことができ、その結果洗浄後コーティングまでの間に金属の表面を酸化させることがない。

図１は、本発明の実施例に係る金属表面の洗浄及びコーティング方法を説明するためのフローチャートである。その方法は、洗浄及びコーティング剤への浸漬工程１０及び後処理工程１１とからなる。

洗浄及びコーティング剤への浸漬工程１０では、脂肪族チオール（Ｒ−ＳＨ）を水に乳化したものを用いる。その脂肪族チオールとして炭素数が１２から１８のものを用いることができるが、洗浄効果やコーティング効果の観点から、好ましくは、炭素数が１４から１６のものであり、特に、炭素数が１６のものを用いた場合に高い洗浄コーティング効果が発揮されたことが確認されている。

また、洗浄及びコーティング剤における脂肪族チオールの含有量は、約１．０〜１０重量％である。それは、それよりも含有量が少ない場合には洗浄効果があまり発揮されない場合があり、また、それよりも含有量が多い場合には、洗浄対象から洗浄剤を洗い流すことが困難となる場合があるからである。洗浄効果、洗い流しの困難性やコーティング効果の観点から、その含有量として好ましくは約２から５重量％であり、特に、約３重量％の含有量の場合が、洗浄効果に優れ、荒い流しが容易であり、また、均一のコーティングを達成できることが確認されている。

脂肪族チオールは一種類でもよいが、複数のものを混合してもよい。

また、洗浄及びコーティング剤に、さらに、アスコルビン酸を約０．１から５．０重量％程度加えてもよい。好ましくは、約０．２から２．０重量％である。アスコルビン酸を添加した場合には、洗浄時間を短縮することができ、また、酸化や変色したような汚れもきれいにおとすことができるようになる。コーティング効果に影響は与えない。

図２に、本発明にかかる洗浄及びコーティング剤における脂肪族チオールの分子構造を示す。分子２０の構造は、水に溶けてイオン解離する親水性のチオール基（極性基）２０ａと、鎖状炭化水素基である親油性のアルキル基（非極性炭化水素基）２０ｂとからなる。

浸漬工程１０では、図３に示すように、洗浄及びコーティング剤２１を容器２０に入れ、その洗浄及びコーティング剤２１に、たとえば、イヤリング２２のような装飾品の全体を浸す。浸漬させる時間は任意であり、長時間浸漬させてもイヤリング２２が侵食されたり、汚れが再付着することはない。

イヤリング２２は、Ｕ字状の本体部２２Ａと装飾部２２Ｂとつまみ部２２Ｃとからなる。つまみ部２２Ｃのねじ部２２Ｅが保持部２２Ｄの内ねじと係合する。そのイヤリング２２を耳たぶ（耳垂）に取り付ける際には、耳たぶを押圧部２２Ｆと本体部２２Ａの耳たぶの接する部分２２Ｇとの間に挿入してつまみ部２２Ｃを回転する。つまみ部２２Ｃが回転するとねじ部２２Ｅが保持部２２Ｄの内ねじとの係合によって押圧部２２Ｆが図３に向かって左側に進行して耳たぶを耳たぶの接する部分２２Ｇに押し付ける。

イヤリング２２のＵ字状の本体部２２Ａは、例えば、黄銅、ステンレススチール、チタン等の金属や貴金属等で形成されていたり、金や銀等のめっき処理がされていることがある。装飾部２２Ｂやねじ山２２Ｅの材質はそれと異なることが多いが、この洗浄及びコーティング剤２１からはどの部分も侵食やくすみ等の悪影響を受けることはない。

イヤリング２２をその洗浄及びコーティング剤２１に浸すだけで、十分に汚れや酸化膜をきれいに除去することができるが、容器に振動を加えるとそれらを除去する時間を比較的短くすることができる。

図４（ａ）から図４（ｄ）は、図１の浸漬工程においてイヤリング２２の表面から汚れや酸化膜等の付着物が取り除かれる様子を説明するための図である。図４（ａ）から図４（ｄ）には、図３に示すイヤリング２２の耳たぶの接する部分２２Ｇの一部を拡大して示す。なお、図４（ａ）から図４（ｄ）に示す耳たぶの接する部分２２Ｇの向きは、図３を左向きに９０度回転させた場合の状態で見たイヤリング２２の耳たぶの接する部分２２Ｇの向きに対応する。その結果、図４（ａ）から図４（ｄ）において、部分２２Ｇの下方には、図３に示すイヤリングの球形状の装飾部２２Ｂが位置することになる。

図４（ａ）に示すように、イヤリング２２の耳たぶの接する部分２２Ｇの表面には、汚れや酸化膜（以下、酸化膜等４０と記す。）が付着又は凝着している。

図４（ｂ）に示すように、そのイヤリング２２を洗浄及びコーティング剤２１に浸漬すると、脂肪族チオール（例えばヘキサメチルメルカプタン）の分子２０の球形で表したチオール基２０ａが耳たぶの接する部分２２Ｇの表面に付着している酸化膜等４０に吸着し始める。このとき同時に、洗浄及びコーティング剤２１が酸化膜等４０に浸透し始める。また、脂肪族チオールの分子２０のチオール基２０ａは、耳たぶの接する部分２２Ｇの酸化膜等４０に覆われていない表面にも付着し始め、これによって後述するコーティング層が形成されていく。

図４（ｃ）に示すように、酸化膜等４０への洗浄及びコーティング剤２１の浸透が進み、チオール基２０ａの吸着数が増えると、その酸化膜等４０が耳たぶの接する部分２２Ｇから剥がれるようになる。同時に、耳たぶの接する部分２２Ｇの表面に付着する脂肪族チオールの分子２０が増加してゆく。

そして、図４（ｄ）に示すように、酸化膜等４０が耳たぶの接する部分２２Ｇの表面からすべて剥がれると、その表面には、脂肪族チオールの分子２０のチオール基２０ａが接するように整列した状態で吸着した状態になる。これにより、耳たぶの接する部分２２Ｇからすべての酸化膜等４０を取り除くことができると同時に、イヤリング２２の表面全体にコーティング層４１を形成することができる。

このように、耳たぶの接する部分２２Ｇからすべての酸化膜等４０が取り除かれたときには、イヤリング２２は洗浄及びコーティング剤２１の中にあり、また、その部分２２Ｇの表面にコーティング層４１が形成されるまで、イヤリング２２は洗浄及びコーティング剤２１から取り出されることがないので、その表面に汚れが再付着したり酸化膜が形成されることがない。

図５は、図４（ｄ）に示す耳たぶの接する部分２２Ｇの一部及びコーティング層４１の一部の拡大図である。図５に示すように、拡大すると部分２２Ｇの表面は必ずしも平坦ではないことがわかるが、コーティング層４１はその平面に沿って形成される。

コーティング層４１では、脂肪族チオールの多数の分子２０のチオール基２０ａが、イヤリング２２の耳たぶの接する部分２２Ｇの表面上に整列して吸着されている。このコーティング層４１の厚みは、脂肪族チオールの一分子２０の長さとほぼ同じ寸法、すなわち、約２６Å（オングストローム）である。また、脂肪族チオールの一分子２０の幅は約５Å（オングストローム）であり、この脂肪族チオールの多数の分子２０がその幅方向に凝集してコーティング層４１を形成する。このようなコーティング層４１が形成されることにより、イヤリング２２の表面の汚れの付着や酸化を効果的に防ぐことができる。

この浸漬工程１０の後に、図１に示すように後処理工程１１が行われる。この後処理工程１１では、イヤリング２２が洗浄及びコーティング剤２１から取り出されて水によるすすぎ処理等が施される。これにより、イヤリング２２の表面に付着している余分な洗浄及びコーティング剤２１が取り除かれる。洗浄剤として酸を用いていないのでこの後処理工程ではアルカリ処理を行う必要はない。

上記の実施例に係る洗浄及びコーティング剤２１として、脂肪族チオールを水に乳化したものを用いたが、水の代わりに有機溶媒に溶かしたものを用いてもよい。有機溶媒としては、ＨＣＦＣ−１４１ｂ以外のフロン系溶剤（ＨＦＣフロン、ＨＣＦＣフロン等）や、ヘキサン等の炭化水素系溶剤や、イソプロピルアルコール、エチルアルコール等のアルコール系溶剤を用いることができる。

また、上記の後処理工程１１では、イヤリング２２の表面に付着している余分な洗浄及びコーティング剤２１を取り除くために水によるすすぎ処理を行った実施例を説明したが、水によるすすぎ処理に代えて（又はそれとともに）、エアーによってイヤリング２２の表面から洗浄及びコーティング剤２１を吹き飛ばす処理を行ってもよい。

上記の実施例ではイヤリング２２の洗浄及びコーティングを行う例に基づいて本発明の説明を行ったが、本発明に係る洗浄及びコーティングの対象は金属類のすべてであり、その種類は問わず、例えば、指輪、ネックレス、ブレスレット等の宝石や貴金属等の装飾品や時計、メガネフレーム等にも適用できるものであり、また、半導体の回路基板の洗浄にも適用することができる。

図１は、本発明の実施例に係る洗浄及びコーティング方法を示すフローチャートである。 図２は、脂肪族チオールの分子構造を示す説明図である。 図３は、図１の浸漬工程を説明するための図である。 図４（ａ）〜（ｄ）は、図１の浸漬工程を説明するための図である。 図５は、イヤリングの表面の及びコーティング層の一部の拡大図である。

符号の説明

２０ 容器
２１ 洗浄及びコーティング剤
２２ イヤリング
２０ 脂肪族チオール
２０ａ チオール基
２０ｂ アルキル基
４０ 酸化膜等
４１ コーティング層

Claims (17)

1. 脂肪族チオールを水に乳化した金属表面の洗浄及びコーティング剤。
2. 脂肪族チオールを有機溶媒に溶かした金属表面の洗浄及びコーティング剤。
3. 請求項１又は２の洗浄及びコーティング剤において、前記脂肪族チオールの炭素数は、１２から１８である、洗浄及びコーティング剤。
4. 請求項１又は２の洗浄及びコーティング剤において、前記脂肪族チオールの炭素数は、１４から１６である、洗浄及びコーティング剤。
5. 請求項１又は２の洗浄及びコーティング剤において、前記脂肪族チオールの炭素数は１６である、洗浄及びコーティング剤。
6. 請求項１又は２の洗浄及びコーティング剤において、前記脂肪族チオールの含有量は１．０〜１０重量％である、洗浄及びコーティング剤。
7. 請求項２の洗浄及びコーティング剤において、前記有機溶媒は、フロン系溶剤、炭化水素系溶剤又はアルコール系溶剤である、洗浄及びコーティング剤。
8. 請求項１又は２の洗浄及びコーティング剤において、さらに、アスコルビン酸を含む、洗浄及びコーティング剤。
9. 脂肪族チオールを水に乳化して洗浄及びコーティング剤を作る工程と、その洗浄及びコーティング剤を容器に入れそれに金属を浸漬する工程と、その洗浄及びコーティング剤を金属表面から除去する工程とを含む、洗浄及びコーティング方法。
10. 脂肪族チオールを有機溶媒に溶かして洗浄及びコーティング剤を作る工程と、その洗浄及びコーティング剤を容器に入れそれに金属を浸漬する工程と、その洗浄及びコーティング剤を金属表面から除去する工程とを含む、洗浄及びコーティング方法。
11. 請求項９又は１０の洗浄及びコーティング方法において、前記脂肪族チオールの炭素数は、１２から１８である、洗浄及びコーティング方法。
12. 請求項９又は１０の洗浄及びコーティング方法において、前記脂肪族チオールの炭素数は、１４から１６である、洗浄及びコーティング方法。
13. 請求項９又は１０の洗浄及びコーティング方法において、前記脂肪族チオールの炭素数は１６である、洗浄及びコーティング方法。
14. 請求項９又は１０の洗浄及びコーティング方法において、前記脂肪族チオールの含有量は１．０〜１０重量％である、洗浄及びコーティング方法。
15. 請求項１０の洗浄及びコーティング方法において、前記有機溶媒は、フロン系溶剤、炭化水素系溶剤又はアルコール系溶剤である、洗浄及びコーティング方法。
16. 請求項９又は１０の洗浄及びコーティング方法において、前記洗浄及びコーティング剤を作る工程はさらにアスコルビン酸を加える工程を含む、洗浄及びコーティング方法。
17. 請求項９又は１０の洗浄及びコーティング方法において、前記浸漬工程はさらに前記容器に振動を加える工程を含む、洗浄及びコーティング方法。

Images