シリコンオイルの洗浄方法

質問

現在、工学研究において、オゾンガスとマイクロバブルと呼ばれる微細な気泡を併用してシリコンオイルの除去を行おうという研究を考えているのですが、

例えば、機械部品に付着した各種シリコンオイルの除去は現在どのような手法が一般的でしょうか？更に、オゾン水による化学分解は可能でしょうか？

また、シリコンオイルの除去に関する論文などの文献がありましたら教えていただければ大変助かります。(２週間検索して自力では探し出せおらず、現在も検索中です。)

ご回答頂けたらと思います。

回答No.7

noname#230359 · ベストアンサー

洗浄物の材質、洗浄度合い、をできれば明確にしていただけると助かります。

> 実験レベルでは洗浄装置は、メタルフリー製の装置を使用しています。
> ただし、実用化となると、ご指摘の通りコストがどうなるか不安な点でがありますね。
ですが、PVC(塩ビ)やPPを使用しますと、かなりコストは抑えられます。
特に、PVCは環境性が悪い材質ですが、半導体洗浄でもよく使用されているのでパーツ類も
豊富で、配管部品は水道管の枝管にもクボタさん等のブランドで使用されていて、溶接や溶着
も比較的容易にでき、製作の融通が利きます。

また、油類は温水での洗浄が有効ですが、PVCは確か60℃までであったかな？HT-PVCは80℃
までであったかな？なので、有利ですし、腐食等でも有利です。
但し、洗浄度合いと洗浄物が樹脂で、樹脂内部への浸透もある程度除去する必要がある場合
には、酸反応の強い薬品を使用するために、PVCやPPでは耐薬品性面でＮＧとなります。

その辺りも見据えて、テスト仕様も構築した方が良いでしょう。
でも、経験があまりない質問者さんへのアドバイス内容は、ある程度洗浄の仕様を明確化
する必要が有り、先ずはその手助けから始めた方が得策と考えます。

その仕様であれば、メガネの洗浄機でテストすればと思います。

超音波付きで、キャビテーション効果の物理作用も確認できます。

揺動の代わりに、SUS304、30×30×１?を動かして対応して、周波数ポイントでの集中洗浄
を和らげます。

また、皮脂対応の洗浄剤には、界面活性剤入りの物もあるので、多様な情報収集もできます。

それに、温水洗浄も温度計を購入するなりして可能なものもあります。

一度、確認してみてください。

メガネの洗浄機は、皮脂等の油汚れは落とす必要がありますが、レンズのコーティング
は落としてはいけないので、洗浄剤や温水の使用には注意していますから、温水は湯沸かし
等から注水してください。

補足

洗浄物の材質は、初期実験としてSUS304、30×30×１?(鏡面仕上げ)にジメチルシリコーンオイル(1万cSt,10万cSt)を片面に均一塗布して、最も一般的とされている薬液洗浄、マイクロバブル洗浄、オゾン水洗浄、オゾンマイクロバブル洗浄で比較しようと考えていました。洗浄度は油分残留質量法を用い、1mg単位での評価になります。また、Hirox社のデジタルマイクロスコープKH-8700を用いて、残留油分の体積を３D計測しようと考えています。おそらく後者をメインで使用すると思います。

PVCやPPに関しては検討してみたいと思います。
情報ありがとうございます。

ご指摘の通り、質問の説明が不十分すぎました。以後気を付けます。

回答No.6

noname#230359

>オゾンガスとマイクロバブル
洗浄メカニズムを把握してないので的はずれな指摘というか要らん世話かもしれませんが、マイクロバブルということは湿式洗浄だと思います。
マイクロバブルの生成にオゾンを使うという事でしょうか？

被洗浄物は、槽にドブ漬け？ノズルで当てる？

オゾンの濃度次第ですが、金属への攻撃性が半端ないです。SUS304は言わずもがなですが、316Lでも錆びました。ドブ漬け洗浄ならまだしも、ノズル洗浄は十分ご注意なさった方が良いと思います。

被洗浄物よりも、槽やノズルや配管の方が問題です。
実験程度では実験後の清掃程度で十分かと思いますが、実用化となるとコストがネックになるかもしれません。

お礼

ご回答ありがとうございます。

ドブ漬け洗浄にしろノズルでのかけ流しにしろ、金属は錆びてしまいますよね。

一応、初めは金属で行うのですが、本実験では、プラスチックなどの錆びない被洗浄物で検討しようと考えています。

補足

追記ありがとうございます。

実験レベルでは洗浄装置は、メタルフリー製の装置を使用しています。

ただし、実用化となると、ご指摘の通りコストがどうなるか不安な点でがありますね。

回答No.5

noname#230359

参考の文書が検索でヒットしました。

オゾン水についても終盤で記述があります。

シリコンオイルは通常の脱脂洗浄でOK。
脱脂洗浄は、用途により、程度考えないと２次災害になります。

参考URL：

http://www.newglass.jp/mag/TITL/maghtml/89-pdf/+89-p007.pdf

お礼

ご回答ありがとうございます。

文献の情報感謝いたします！

じっくり読んでみます。

回答No.4

noname#230359

変わったところで
冷却　して　脱脂する　方法は見たことあります

固めてしまって　剥離　させる方法です

一般的には
炭化水素洗浄（脱脂スプレー）
溶剤洗浄　　（アセトン　アルコール　灯油　など）
乳化洗浄　（洗剤　界面活性剤）
蒸気洗浄　　（夜中に宣伝してるあれです）

http://www.amazon.co.jp/KARCHER-%E3%80%90%E5%85%85%E5%AE%9F%E3%81%97%E3%81%9F%E8%A3%85%E5%82%99-%E3%83%91%E3%83%AF%E3%83%95%E3%83%AB%E6%B4%97%E6%B5%84-%E3%80%91%E9%AB%98%E5%9C%A7%E6%B4%97%E6%B5%84%E6%A9%9F-K2-360/dp/B003KA1E7U/ref=sr_1_1?s=kitchen&ie=UTF8&qid=1350557781&sr=1-1

お礼

ご回答感謝いたします。

冷却脱脂ですか。面白いですね。興味があるので調べてみます。

情報ありがとうございます。

回答No.3

noname#230359

除去とは溶解洗浄でもよいのでしょうか？

　　http://silicones.momentive.jp/overview/technical/fluid.html
シリコーンオイルは、ありふれた溶剤のベンゼン、トルエン、、で溶解。
不溶はメタノール、エタノール、アセトン、、、水。

なので溶剤溶解で済めば＜化学分解＞をする必要性は無いでしょう。

分解は加熱すれば話は簡単。加熱でない方法は紫外線照射。これも金属などには影響しないが、付近にある有機化合物も同時に分解するため使える場面が限定される。
＜オゾンガス＞それもあるでしょう。しかし紫外線と似た話になるかと。

＜マイクロバブル＞溶媒が溶剤なら必要性は多くない。
　　　　　　　　　水なら必要。

なので、シリコーンオイル、洗浄の二つのキーワードでは範囲が狭まると思います。
　　http://www.juntsu.co.jp/qa/qa1012.html
思い当たるのはプラスチック成形に使う離型剤の洗浄で、溶剤ではアタックしないことの制約有。

その流れは認識します。他の手段が無ければ無理してでも実施するが、競争相手が存在すると優劣比較されるのも世の常です。
手段は良いとして、ターゲットをシリコーンオイルに限定せず幅をもたせたほうが良いと思います。

　　プラスチック成形に使う離型剤
　　http://www.silicone.jp/j/products/type/mold/index.shtml
　　http://www.sumico.co.jp/industry/plastic.html
溶けたプラスチックが金型にくっつくのを防ぐためのスプレー（フッ素系の別タイプも有）。
それで出来上がりなら毒でないから放置も構わないが、スパッタ・蒸着・化学処理と方法は違えどメッキ処理を行うに付着したオイルが邪魔なので除去する必要。
実物はプラスチックで金属色を呈したもの。誰でも直ぐに取り出せるでしょう。

しかしアカデミックなオッサン、、、無茶苦茶書いてるなぁ（嘆）

なので、そこから実際を知るには現場あるき。
（アカデミックは先生に聞けば幾らでも深まる）
会社訪問のつもりで足で稼ぐ。先生の紹介があれば大抵は現場を見せてくれる。こんな機械、金型でモノづくりされ、現状の洗浄はこうだと、、、今回のテーマ以外でも絶対に役立ちます。

お礼

追記ありがとうございます。

ターゲットに関して、幅を持たせることは重要ですね。
因みに半導体ウエハ上のフォトレジスト除去はかなり効果的でした。

離型剤の除去に関する情報にも感謝いたします。

追記感謝いたします。

そうですね。現場一つ一つ洗浄プロセスが異なると思うので、現場を見て、現場の方と相談等行い、オゾン＋マイクロバブル洗浄法が、最適であると想定される現場に立ち会えたらそれで一つの研究に繋がると考えます。

補足

ご回答誠に感謝いたします。

溶剤溶解は調べたところ一般的のようですね。
ただし、低環境負荷などを考えると化学分解の必要性はあるかと考えています。

質問文が説明不足でしたが、マイクロバブルを混濁させた水に気泡源としてオゾンガスを併用すると、同程度のオゾンガス濃度を投入した通常のオゾン水より約３倍の水中オゾン濃度を有します。また、有機物除去に働く活性酸素の量は併用した場合の方が約６倍に達します。従って、マイクロバブルとオゾンガスを併用した場合の利点としては、
?大量の機械部品をいっぺんに洗浄可能
?分解除去なので低環境負荷
が挙げられると思います。そして「?高洗浄度」が得られれば、シリコーンオイルの新たな洗浄法としては実用性が高くなると考えます。
いかがでしょうか？

プラスチック成形に使う離型剤の洗浄に関しては興味があります。何か資料はお持ちでないでしょうか？

回答No.2

noname#230359

興味がありましたので、私も調べてみました～

信越シリコーン様にてQ&Aがあり、そこのQ8に回答がありました。
(下記参考サイトを参照)
すでにご覧になっていたらすいませんorz

論文は、医学的な論文ばかりで、工業的なものは探せませんでした；；
役立たずですいませんorz

～追伸～
シリコンとシリコーンは、混同されて使われがちですが、
異なる物質を表す言葉です。
報告書や論文を書く際には、気を付けてください。
今回の場合は、シリコーンが適当です。

参考URL：

http://www.silicone.jp/j/contact/qa/qa101.shtml#8

お礼

ご回答誠にありがとうございます。

僅かでも情報を提供してくださったことに感謝いたします！

シリコンとシリコーンは別物ということは知りませんでした。
調べてみます。

余談ですが、同じことに興味があるということで、大変うれしく思います＾＾

回答No.1

noname#230359

アカデミックに考察して、実験で有効性を確認していくしかありません。

先ず、アカデミックな考察は、
【物理的効果】
? マイクロバブルのアタックで、付着しているシリコンオイルを除去する
? 超音波(ソニック)のキャビテーション効果で、付着しているシリコンオイルを除去する
　 効果は?より大きいが、周波数により決まった箇所しかキャビテーションしないので、
　 決まった箇所しか効果がない
　 それを改善する場合は、製品を揺動させるか、超音波の周波数を変化させるかです
　 ?より高価です
【化学的効果】
? オゾン洗浄効果(シリコンオイル等の有機汚染物質は、短波長のUV照射光を吸収すること
　 により、分解されます)を利用ですが、これは乾式(ドライ)プロセスです
　 湿式(ウエット)プロセスでは、効果はあまりありません
　 (“オゾン　シリコンオイル　分解”で検索すると、詳細が確認できます)
? 界面活性剤を使用して、製品とシリコンオイルの密着部の接触部分に入り込み、
　 剥離作用で剥がす(接触角を増大させ剥がす感じ)
　 また、シリコンオイルを乳化させて溶かす作用が期待できます
　 (“オイル 　乳化”で検索すると、詳細が確認できます)
? 耐ケミカル性のよいテフロン等の樹脂では、塩酸等のケミカルで内部に浸み込んだ
　 シリコンオイルも除去が可能となる
　 (鉄鋼等では、腐食してしまいますがね)

詳細仕様が判りませんが、界面活性剤＋バブリング or　超音波洗浄　で検討でしょうかね。

再付着や再付着防止目的の洗浄液クリーニング等々は、洗濯機のように考えては駄目です。

洗浄技術の本で、基礎から勉強してみてください。

急がば廻れです。

効果は零ではないですが、設備的に問題が大きいです。

ＴＲＹしてみては如何でしょうか？

それよりは、界面活性剤の効果がウエットプロセス上では大きいです。

ドライプロセスでは、界面活性剤が使用できないので、オゾンで分解等を用います。

ウエットプロセスでは、界面活性剤で乳化の方が合理的です。

(オゾンは、悪臭の原因ともなりますが、毒ガスに変化する場合もあるので、機密保持や、
排気装置のシステム構成には大きな注意を払う必要があり、あまり推薦しません。

洗浄のドライ(DRY）プロセスもウエット(WET)プロセスも一長一短があります。

環境に優しいや優しくないも、実際にドライでどの位中和をして、外気へ放出しているかは、
実際は不明でチャンピオンデータであるか、初期の計測値だけ効果がある触媒を使用している
や、原発の如く実際は不明です。
また、WETプロセスも□芝等は、工場の地下に放出していたりして、業務改善命令を受けたり
していて、これも運用上も含めて問題があります。

半導体でも、WETプロセスが綺麗な感覚のDRYプロセスに殆ど移行すると考えられましたが、
洗浄度合いの絡みもあって、あまり移行がなされていません。

洗浄物が何であるか、それと洗浄物の洗浄度がいくらであるか、等々によっても選択が
異なります。
回答(２)のiwanaiの記載は、偏った記載で且つ文献のみでの記載なので、薄ぺらい感じか
しますwwwww。lol。

溶解洗浄は、溶解剤で再汚染や再付着、溶解した物での再付着が欠点です。

界面活性剤での乳化と＋αの鼻薬で再付着は、極力防止できますし、乳化物も再付着は、
二次洗浄でも洗浄し易くなります。

以上が基本内容なので、樹脂成形型等の脱脂プロセスとは、洗浄物の材質等も含めて、
参考文献内の域を脱していないと推測します。

参考URL：

http://www.filgen.jp/Product/Nanotech/UV/information.html http://www.primix.jp/mixer_lecture/vol1/01.html http://www.jai

補足

ご回答誠にありがとうございます。

やはり一度試してみるべきですね。

また、オゾン洗浄効果において、
湿式(ウエット)プロセスでは、効果はあまりないという点に疑問があります。
教えてくださったサイトを拝見したところ、短波長のUV照射光を吸収することで分解するということですが、
その詳細プロセスはサイト内に後述されているように、酸素分子がUV吸収→オゾン生成→UV吸収→活性酸素の生成→活性酸素による有機汚染物質の分解ということだと解釈しました。
従って、湿式・乾式に関わらず、活性酸素の量(水中オゾン濃度)が大きいほど洗浄効果は現れると思うのですがいかがでしょうか？

追記ありがとうございます。

界面活性剤での乳化の方が扱いやすい点は納得です。
実際の産業の洗浄プロセスにオゾンを導入するには人体への影響もかなり考慮する必要があるのですね。大変勉強になります。

ただし、廃液処理に対するコストや環境負荷の点ではオゾンの方が優れていると考えています。
現在の環境負荷の極めて高い手法で処理されているものを、マイクロバブルとオゾンを利用することにより環境負荷の遥かに少ない方法で処理できる可能性を示すことは、現行の技術の中に要素として利用できる柔軟性があることも示せるという意味ではやる価値あるかと考えています。

追記ありがとうございます。

実際の現場では、様々ば事情が多く、それを考慮して技術の導入を決定しなければならないのですね。

界面活性剤での乳化ですが、乳化した廃液の処理コストと環境負荷のウェートは大きいくないのでしょうか？

樹脂形成型の脱脂プロセスが参考文献内の域を脱していないとすると、その域を脱し、且つ応用可能性のある洗浄対象物を探すのは難しいと感じさせられました。勉強になります。