焼結部品の洗浄方法
【課題】乾燥後に表面汚れや洗浄残渣油の滲み出しがなく、乾燥温度が水系洗浄剤よりも低く、乾燥から部品冷却までを短時間で行うことができる、経済的で、洗浄性に優れ、安全性が高い、焼結部品の洗浄方法を提供する。
【解決手段】本発明の焼結部品の洗浄方法は、（Ａ）焼結部品を炭化水素系洗浄液と接触させて洗浄する洗浄工程、（Ｂ）次いで防錆剤を濃度が１〜１０重量％となるように有機溶剤に均一に溶解して得た防錆剤溶液と接触させて焼結部品表面に防錆皮膜を形成するコーティング工程、及び（Ｃ）次いでハイドロフルオロカーボン及び／又はハイドロフルオロエーテル（ＨＦＣ／ＨＦＥ）と接触させて焼結部品に付着する炭化水素系洗浄液及び／又は有機溶媒を前記ＨＦＣ／ＨＦＥで置換するリンス工程を含む洗浄方法である。
【解決手段】本発明の焼結部品の洗浄方法は、（Ａ）焼結部品を炭化水素系洗浄液と接触させて洗浄する洗浄工程、（Ｂ）次いで防錆剤を濃度が１〜１０重量％となるように有機溶剤に均一に溶解して得た防錆剤溶液と接触させて焼結部品表面に防錆皮膜を形成するコーティング工程、及び（Ｃ）次いでハイドロフルオロカーボン及び／又はハイドロフルオロエーテル（ＨＦＣ／ＨＦＥ）と接触させて焼結部品に付着する炭化水素系洗浄液及び／又は有機溶媒を前記ＨＦＣ／ＨＦＥで置換するリンス工程を含む洗浄方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削油、防錆油等の油分や加工屑等が付着した焼結部品の洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンに用いられる歯車などの焼結部品は、加工後の部品表面や細孔内に残るサイジング油、切削油、防錆油等の油分や切削加工屑や異物等の粒子を洗浄除去した後に組み付けられる。焼結部品には直径約１００μｍまでの範囲の無数の微細な孔が有り、油分等が浸透している。洗浄、乾燥後に油分が表面に滲み出すことがないように、十分洗浄除去されなければならない。洗浄には、従来、トリフロロトリクロロエタンなどのフロン系溶剤あるいは１，１，１−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、塩化メチレンなどの塩素系溶剤が洗浄剤として使用されてきた。しかし、トリフロロトリクロロエタンや１，１，１−トリクロロエタンは塩素を含んでおり、オゾン層を破壊する物質として、１９９５年にその製造が禁止された。また、トリクロロエチレンや塩化メチレンは毒性が強く、放出された場合に大気汚染、健康障害を引き起こすため、厳しく法律で規制されている。
【０００３】
このため、従来の洗浄剤に代替する洗浄剤として、水系洗浄剤や炭化水素系洗浄剤が提案されている。水系洗浄剤を用いた場合には、洗浄後の部品は、通常は１００℃以上で乾燥されるため、部品の熱膨張による寸法変化が大きく、冷えるまで部品は組み付けられず、作業性が悪い。さらに、排水処理設備が必要とされるために、洗浄システムが大きく、設備費が高くなり、また、汚れが溜まった洗浄剤の交換に手間が掛るという問題がある。そこで、炭素数６以下のパーフルオロカーボン溶剤で洗浄を行う工程と、この工程の後に水溶性洗浄剤で洗浄を行う工程と、再び炭素数６以下のパーフルオロカーボン溶剤で洗浄を行う工程からなる焼結部品の洗浄方法が提案されている（特許文献１参照）。乾燥性は改善されているが、水溶性洗浄剤を使用していることで、排水処理設備が必要とされるために、設備費が高くなるという問題、及び汚れが溜まった洗浄剤の交換に手間がかかるという問題が残る。
【０００４】
炭化水素系洗浄剤を用いた場合には、洗浄残渣油が表面に滲み出して、再度、洗浄除去しなければならないことがある。菜種油を用いてサイジングした焼結部品を６０℃の炭化水素系洗浄剤で浸漬揺動洗浄した後、５５℃の温風で乾燥することにより、乾燥後に残油べた付きを生じない、短時間で行える焼結部品の洗浄方法が提案されている（特許文献２参照）。しかしながら、菜種油は４０℃における動粘度が約４０×１０-6ｍ2／ｓ程度であるのに対して、防錆油の４０℃における動粘度は、一般的に、約１×１０-6ｍ2／ｓ〜約１０×１０-6ｍ2／ｓの範囲であるため、防錆油は、焼結部品の孔の奥深くまで浸透し、洗浄時に孔の内部に残留しやすく、洗浄後に徐々に滲み出してくる可能性がある。
また、焼結部品をエタノールアミンと有機ホスフェイトとを含む２−プロパノール溶液で洗浄する方法が提案されている（特許文献３参照）。２−プロパノールは引火点が１２℃と低いため、安全性に問題がある。
【特許文献１】特開平６−１４６０３９号公報
【特許文献２】特開平８−２０９３７０号公報
【特許文献３】特開平５−１４０７７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記欠点を解決したものであり、安全性が高く、汚れた洗浄液は再生して再使用できるので洗浄液を交換する必要がなく、乾燥温度が水系洗浄剤よりも低く経済的で、乾燥後に洗浄残渣油の滲み出しがなく、洗浄を短時間で行えるなどの洗浄性に優れた焼結部品の洗浄方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、鋭意研究を進めた結果、焼結部品を炭化水素系洗浄液で洗浄し、次いで防錆剤溶液と接触して焼結金属を防錆剤で被覆し、その後ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）及び／又はハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）（以下、まとめてＨＦＣ／ＨＦＥともいう）のリンス剤で置換することにより、乾燥後に洗浄残渣油の滲み出しのない焼結部品の洗浄が行えることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、
（Ａ）焼結部品を炭化水素系洗浄液と接触させて洗浄する洗浄工程、
（Ｂ）次いで防錆剤を濃度が１〜１０重量％となるように有機溶剤に均一に溶解して得た防錆剤溶液と接触させて焼結部品表面に防錆皮膜を形成するコーティング工程、及び
（Ｃ）次いでハイドロフルオロカーボン及び／又はハイドロフルオロエーテル（ＨＦＣ／ＨＦＥ）と接触させて焼結部品に付着する炭化水素系洗浄液及び／又は有機溶媒を前記ＨＦＣ／ＨＦＥで置換するリンス工程
を含む焼結部品の洗浄方法である。
【０００８】
炭化水素系洗浄液は蒸留性状において初留点が１３０℃以上、終点が３５０℃以下であることが好ましい。
また、防錆剤は、ＨＦＣ又はＨＦＥに溶解しないものであることが好ましい。
さらに、ＨＦＣ及びＨＦＥの沸点がいずれも３０〜１００℃であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の洗浄方法では、焼結部品の微細な孔の内部まで十分な洗浄を行った後に、防錆皮膜が炭化水素系洗浄液と置換して微細な孔の内表面まで覆うために、乾燥後に洗浄残渣油の滲み出しがない。また、被覆後、リンス剤（ＨＦＣ／ＨＦＥ）で処理するため、水系洗浄剤を用いた場合よりも低い温度で乾燥を行うことができる。この結果、乾燥後に組み付けるまでの冷却時間を短くすることができる。また、使用して汚損した炭化水素系洗浄液やリンス剤ＨＦＣ／ＨＦＥは、蒸留等で純度を回復させて再使用することができる。このために、水系洗浄液のように広い面積を占有する排水処理設備を必要とせず、総合的に経済的で簡便な洗浄システムを構築することができる。したがって、本発明の洗浄方法は、洗浄性と経済性に優れた格別な効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の洗浄方法は、焼結部品を炭化水素系洗浄液と接触して洗浄する洗浄工程、次いで防錆剤溶液と接触して防錆皮膜を形成するコーティング工程、及びＨＦＣ／ＨＦＥと接触させてすすぎを行うリンス工程を含むことを特徴とする。
本発明の洗浄方法は、洗浄工程において焼結部品を炭化水素系洗浄液と接触して洗浄する。洗浄方法として具体的には、炭化水素系洗浄液を焼結部品に噴射して洗浄する噴射洗浄、炭化水素系洗浄液中に焼結部品を浸漬して洗浄する浸漬洗浄などが挙げられる。浸漬洗浄がより好ましく、設備が比較的シンプルで、確実な洗浄が見込まれる。
【００１１】
前記炭化水素系洗浄液は、蒸留性状において初留点が１３０℃以上、終点が３５０℃以下であることが好ましく、初留点及び終点は１５０℃以上及び３３０℃以下がより好ましく、１７０℃以上及び３１０℃以下がさらに好ましい。初留点が１３０℃未満の炭化水素系洗浄液は引火点が室温よりも低く安全上好ましくない。また、終点が３５０℃を越える炭化水素系洗浄液は、粘度が高いために、細孔内等の細部の洗浄が不充分となり好ましくなく、さらに、終点が３５０℃を越える炭化水素系洗浄液は、揮発性の低い汚れ成分を蒸留分離し、洗浄液を再使用することが難しくなるために、好ましくない。
【００１２】
炭化水素系洗浄液としては、特開２００３−１７６４９８号公報に記載の洗浄液（炭素数が９〜１２の飽和脂肪族（パラフィン族）炭化水素、炭素数が５〜１０の一価アルコール及び炭素数が５〜１０の酢酸エステルからなる）や、特開２００６−２４９１１４号公報に記載の洗浄液（初留点が２００℃以上で終点が３５０℃以下の飽和脂肪族炭化水素と酢酸エステルからなる）や、（株）ジャパンエナジーより市販されているＮＳクリーン（登録商標；飽和脂肪族炭化水素を主成分とする洗浄剤）やＥＭクリーン（登録商標；芳香族炭化水素を主成分とする洗浄剤）等を使用することできる。
【００１３】
洗浄工程において洗浄効果を高めるために、噴射洗浄又は浸漬洗浄と同時に攪拌、揺動、噴流、超音波、エアバブリングなどの物理力を組み合わせることが更に好ましい。超音波を使用する場合、例えば発振周波数２０〜１００ｋＨｚ、洗浄液１Ｌ当たりの発振出力１０〜２００Ｗの条件で行うことが好ましい。エアバブリングでは、清浄空気を、好ましくは０．０５〜１０ｋｇ／ｃｍ2Ｇまでコンプレッサー等で昇圧して、槽下部の散気管から放出することにより、界面流動を起こす。洗浄温度は、汚れを除去するための最適の温度、具体的には、２０〜１３０℃の範囲内で適宜設定すればよい。また、浸漬洗浄後に、シャワー等の噴霧による洗浄を実施しても構わない。
また、焼結部品から炭化水素系洗浄液に溶解しない粒子を予め粒子除去用洗浄剤で洗浄除去した後に洗浄を行うこともできる。粒子除去用洗浄剤としては、特許第３１６０８５４号に記載の洗浄剤等を使用することができる。
【００１４】
また、洗浄工程において洗浄液は、部品と共に搬入される汚れにより汚染され、次第に洗浄能力を失っていくため、汚れによる洗浄液の汚染度がある程度高くなった段階で洗浄液を交換する必要がある。ここで、汚染度とは、洗浄液に混入した汚れの量を意味し、例えば、洗浄液が揮発する温度で揮発せずに残留する物質の量、即ち、不揮発分で表される。本発明に使用する炭化水素系洗浄液は、再生使用することができるため、廃棄量を削減でき、ランニングコストを低減することができる。炭化水素系洗浄液の再生方法は、公知のものを使用することができ、例えば洗浄液を蒸留により汚れと分離して、リサイクル使用することができる。蒸留による再生は、洗浄を行わないときに洗浄槽の洗浄液全量を蒸留再生してもよく、洗浄を行いながら洗浄槽から一部の液を抜き出して蒸留再生し、再生した洗浄液を洗浄槽に戻しても構わない。常に洗浄槽から一部の液を抜き出して蒸留再生し、再生した洗浄液を洗浄槽に戻す洗浄液を循環する方法が効率的で好ましく、焼結部品をいつも汚染度の小さい洗浄液で洗浄することができる。
【００１５】
本発明の洗浄方法は、洗浄工程の後に、焼結部品を防錆剤溶液と接触して防錆皮膜を形成するコーティング工程を有する。コーティング工程で使用する防錆剤溶液は、防錆機能を有する防錆剤を有機溶剤に溶解して調製される。防錆剤は、有機溶剤に溶解し、ＨＦＣ／ＨＦＥに溶解しないものが好ましく、このようなものであれば、公知のいかなるものも使用することができる。そのような防錆剤としては、カルボン酸、カルボン酸塩、スルホン酸塩、エステル、アミン、アミド、りん酸、りん酸塩、アルコール、ワックス、シリコンオイル、及びこれらの誘導体等が挙げられ、具体的には、カプリル酸、カプロン酸、オクタン酸、２−エチルヘキサン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、バルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸、ラノリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、サリチル酸、フェニルステアリン酸、エチルフェニルステアリン酸、ドデシルフェニルステアリン酸、安息香酸、ブチル安息香酸、ｐ−メチル安息香酸、ｐ−イソプロピル安息香酸、ｐ−ｎ−ドデシルオキシ安息香酸、α−ヒドロシキシパルミチン酸、ナフテン酸、ヘキサンジカルボン酸、オクタンジカルボン酸、ノナンジカルボン酸、デカンジカルボン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、１０−ウンデセン酸、ｃｉｓ−９―オクタデセン酸、ｃｉｓ−１１―ドコセン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、Ｎａ−ベンゾエート、Ｋ−オレエート、Ｎａ−ｐ−ターシャリーブチルベンゾエート、Ｚｎ−４−エチルオクタノエート、Ｚｎ−ラウレート、Ｚｎ−ナフテネート、Ｍｇ−ナフテネート、Ｂａ−フェニルステアレート、Ｃａ−ナフテネート、Ａｌ−ナフテネート、Ｆｅ−ナフテネート、Ｐｂ−ナフテネート、Ｂａ−ステアレート、Ｃａ−ステアレート、Ｍｇ−ステアレート、Ａｌ−ステアレート、Ｂａ−ジノニルナフテネート、Ｃａ−ジノニルナフテネート、Ｚｎ−ジノニルナフテネート、Ｐｂ−ジノニルナフテネート、Ｋ−ジノニルナフテネート、デュオミンＴジオレエート、アンモニウムステアレート、ｎ−ドデシルアンモニウムステアレート、ｎ−オクタデシルアンモニウムステアレート、シクロヘキシルアンモニウムステアレート、アンモニウムベンゾエート、アンモニウムフタレート、アンモニウムパルミテート、アンモニウムオレエート、ジイソプロピルアンモニウムベンゾエート、シクロヘキシルアミンベンゾエート、ジシクロヘキシルアミンベンゾエート、ジシクロヘキシルアンモニウムシクロヘキサンカルボキシレート、ジエタノールアミンオレエート、ジエタノールアミンベンゾエート、オレオイルザルコシン、Ｂａ−石油スルホネート、Ｃａ−石油スルホネート、Ｍｇ−石油スルホネート、Ｎａ−石油スルホネート、Ｂａ−合成スルホネート、Ｃａ−合成スルホネート、Ｎａ−合成スルホネート、Ｎａ−ジノニルナフタレンスルホネート、Ｂａ−ジノニルナフタレンスルホネート、Ｃａ−ジノニルナフタレンスルホネート、トリエタノールアミンジノニルナフタレンスルホネート、エチルステアレート、α−モノパルミチン、グリセロールモノオレート、グリセロールジオレート、ソルビタントリオレート、ソルビタンモノオレート、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンジラウレート、ソルビタンモノパルメテート、ソルビタンモノカプリレート、ソルビタンモノミリステート、ソルビタンモノリノーネート、ソルビタンモノリノレネート、ペンタエリスリットモノオレエート、ペンタエリスリットトリオレエート、ペンタエリスリットイソステアレート、テトラプロペニルサクシネート、オクチルオレイルマレート、モノ−ｎ−ドデシルアミン、モノ−ｎ−ヘキサデシルアミン、モノ−ｎ−オクタデシルアミン、ジ−ｎ−ドデシルアミン、ジ−ｎ−オクタデシルアミン、オクタデセニルアミン、シクロヘキシルアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−ドデシルプロピレンジアミン、Ｎ−パルミチルプロピレンジアミン、Ｎ−シクロヘキシルプロピレンジアミン、Ｎ−ドデシルエチレンジアミン、Ｎ−パルミチルエチレンジアミン、Ｎ−シクロヘキシルエチレンジアミン、Ｎ−ドデシルブチレンジアミン、Ｎ−パルミチルブチレンジアミン、Ｎ−シクロヘキシルブチレンジアミン、３−メチル−５−ピラゾロン、ジシクロヘキシルアンモニウムニトラート、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、イミダゾール、ベンズイミダゾール、インドール、４−メチルベンゾトリアゾール、５−メチルベンゾトリアゾール、アミノテトラゾール、トリ−ｐ−クレジルホスフェート、セチルメチルアシッドホスフェート、ジブチルアジッドホスフェート、ホスパイト、ホスホフィライト、アンモニウムホスフェート、Ｎａ−ホスフェート、Ｃａ−ホスフェート、Ｋ−ピロホスフェート、Ｎａ−ピロホスフェート、Ｋ−トリポリホスフェート、Ｎａ−トリポリホスフェート、Ｋ−テトラポリホスフェート、Ｎａ−テトラポリホスフェート、Ｋ−ヘキサポリホスフェート、Ｎａ−ヘキサポリホスフェート、Ｋ−ヘキサメタホスフェート、Ｎａ−ヘキサメタホスフェート、アイコシルアルコール、４−シクロヘキシルシクロヘキサノール、ｐ−シクロヘキシルフェノール、ポリスチレン、ポリエチレン、ラノリン、ペトロラタム等が例示できる。より好ましくは、ステアリン酸、オレイン酸、デュオミンＴジオレエート、ジエタノールアミンベンゾエート、Ｎａ−ジノニルナフタレンスルホネート、ソルビタンモノオレエート、ペンタエリスリットモノオレエート、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、及びこれらの誘導体等が挙げられる。
また、公知の防錆剤を含有する市販の防錆油や錆止め油を使用することもできる。
【００１６】
コーティング工程で使用する防錆剤溶液のもう一つの成分である有機溶剤は、初留点が１３０℃以上で終点が３５０℃以下であることが好ましい。沸点が１３０℃未満の有機溶剤は、一般的に引火点が室温よりも低く安全上好ましくなく、また、沸点が３５０℃を越える有機溶剤は、粘度が高いために、リンス工程でのＨＦＣ／ＨＦＥとの置換効率が低下するため好ましくない。また、沸点が前記範囲にあれば、リンス工程で使用するＨＦＣ／ＨＦＥとの分離も容易に行うことができる。
【００１７】
有機溶剤は、前記要件を満足するものであれば、炭化水素系溶剤、石油系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、ケトン系溶剤、テルペン系溶剤等どのような有機溶剤でも構わないが、酸化安定性が高く、吸湿性が低い等、作業環境で物性変化を受けにくい、特に劣化されにくい飽和脂肪族（パラフィン族）炭化水素等の炭化水素系溶剤が好ましい。炭化水素系溶剤としては、洗浄工程で使用する炭化水素系洗浄液とは別種のものも使用できるが、洗浄工程全体での液管理が容易であるという面から、洗浄工程で使用する炭化水素系洗浄液と同じものを使用することが好ましい。したがって、有機溶剤として具体的には、特開２００３−１７６４９８号公報に記載の洗浄液（炭素数が９〜１２の飽和脂肪族（パラフィン族）炭化水素、炭素数が５〜１０の一価アルコール及び炭素数が５〜１０の酢酸エステルからなる）や特開２００６−２４９１１４号公報に記載の洗浄液（初留点が２００℃以上で終点が３５０℃以下の飽和脂肪族炭化水素と酢酸エステルからなる）や、（株）ジャパンエナジーより市販されているＮＳクリーン（登録商標；飽和脂肪族炭化水素を主成分とする洗浄剤）やＥＭクリーン（登録商標；芳香族炭化水素を主成分とする洗浄剤）などが挙げられる。
【００１８】
本発明において、防錆剤濃度が１〜１０重量％の防錆剤溶液を用いる。防錆剤濃度は好ましくは１〜５重量％である。防錆剤の濃度が１重量％未満の場合には、防錆皮膜で覆われていない欠陥部が孔の内表面に残り、洗浄後も孔の奥深くまで浸透して留まっている油分が、その欠陥部から滲み出してくるため好ましくない。また、濃度が１０重量％を越えると、コーティングに有効に用いられない防錆剤が増えて無駄に消費されるとともに焼結部品の表面が過剰な防錆剤で汚染され、組み付けに支障をきたすことがあるため好ましくない。
【００１９】
コーティング工程において、焼結部品を防錆剤溶液と接触して防錆皮膜を形成させる方法は特に制限されるものではなく、噴射、浸漬などの公知の方法が使用できる。防錆剤を細部にまで浸透させるために、同時に攪拌、揺動、超音波などの物理力を組み合わせと効果的である。
【００２０】
本発明の洗浄方法は、コーティング工程の後に、リンス工程において焼結部品をＨＦＣ／ＨＦＥと接触させ、部品上に付着している炭化水素系溶剤及び有機溶剤をＨＦＣ／ＨＦＥに置換する。リンス工程で使用するＨＦＣ／ＨＦＥの沸点は３０〜１００℃が好ましく、ハンドリングのしやすさ、及び乾燥性、乾燥した焼結部品を組み付けられるまでに冷却する時間を考慮すると、沸点４０〜８０℃がさらに好ましい。沸点が３０℃未満のＨＦＣ／ＨＦＥは揮発性が高すぎるため、常温での蒸発ロスが大きく好ましくない。沸点が１００℃を越えるＨＦＣ／ＨＦＥでは、乾燥温度が水系洗浄剤と同等以上の高温となり、熱膨張による寸法変化が大きく、冷えるまで部品は組み付けられず、作業性が悪いため好ましくない。また、ＨＦＣ／ＨＦＥでは、洗浄工程、コーティング工程で使用する炭化水素系溶剤、有機溶剤と相溶し、防錆剤と相溶しないことが好ましい。そのようなハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）としては、１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン（沸点４０℃）、２，３−ヒドロキシデカフルオロペンタン（沸点５５℃）等が挙げられ、また、ハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）の例としては、１，２，２，２−テトラフルオロエチル−ヘプタフルオロプロピルエーテル（沸点４０℃）、１，１，２，２−テトラフルオロエチル−２，２，２−トリフルオロエチルエーテル（沸点５６℃）、ノナフルオロブチルメチルエーテル（沸点６１℃）、ノナフルオロブチルエチルエーテル（沸点７６℃）等が挙げられる。これらは、単独で用いても、２種以上を組み合わせて混合物として用いてもよい。
【００２１】
リンス工程では、焼結部品に形成された防錆皮膜を損なわずに、有機溶剤を除去して、容易に乾燥できるようにするために、焼結部品をＨＦＣ／ＨＦＥと接触させる。その方法は特に制限されるものではなく、公知の方法が使用できる。例えば、ＨＦＣ／ＨＦＥを満たした槽に防錆剤溶液が付着した焼結部品を浸漬する方法やたっぷりのＨＦＣ／ＨＦＥを焼結部品に噴射する方法などが挙げられる。こうすることにより、防錆剤溶液中の有機溶剤はＨＦＣ／ＨＦＥに置換され、防錆皮膜で覆われた焼結部品が得られる。ＨＦＣ／ＨＦＥに浸漬中、あるいはＨＦＣ／ＨＦＥの噴射中、その効果を高めるために、攪拌、揺動、噴流、超音波、エアバブリングなどの物理力を組み合わせることが更に好ましい。また、浸漬において、一定時間浸漬後、焼結部品を取り出すか、あるいはＨＦＣ/ＨＦＥを払い出して焼結部品に付着する液体を流下、又は遠心除去し、その後、再びＨＦＣ／ＨＦＥに浸漬する。これを数回繰り返すことも効果的である。この方法は噴射にも応用でき、一定時間噴射後、噴射を停止して焼結部品に付着する液体を払い、その後、再びＨＦＣ／ＨＦＥを焼結部品に噴射する。
【００２２】
また、ＨＦＣ／ＨＦＥとの接触方法は液相に限ったことでなく、ＨＦＣ／ＨＦＥの蒸気相に焼結部品を静置して、部品表面でＨＦＣ／ＨＦＥの蒸気を凝縮させることにより、部品表面に付着している有機溶剤をＨＦＣ／ＨＦＥと置換することもできる。この場合、部品表面でのＨＦＣ／ＨＦＥ蒸気の凝縮の度合いを高めるため、接触させる焼結部品の温度とＨＦＣ／ＨＦＥ蒸気の温度差が大きいほど、置換効果が大きい。部品表面に凝縮したＨＦＣ／ＨＦＥは、焼結部品に付着していた防錆剤溶液の有機溶剤と混合液を形成する。ＨＦＣ／ＨＦＥのリンス液に浸漬する前に、焼結部品を静置、懸架（吊り下げ）など公知の方法で表面に凝縮した混合液を排除すると、浸漬槽における汚れの進行を大幅に軽減することができる。また、浸漬することなく、この蒸気相処理のみでリンスすることも可能であるが、細部まで入念にリンスしたい場合、浸漬してリンスすることが好ましく、その後、清浄なＨＦＣ／ＨＦＥ蒸気で仕上げることが好ましい。
リンス工程で使用するＨＦＣ／ＨＦＥは、沸点が３０〜１００℃と揮発性が高いため、速やかに蒸散させることができ、焼結部品を素早く乾燥することができる。
【００２３】
リンス工程で使用するＨＦＣ／ＨＦＥは、コーティング工程から持ち込まれる有機溶剤等を溶解して次第にその濃度を高めていくが、ＨＦＣ／ＨＦＥは有機溶剤等と分離して繰り返し使用することができ、経済的である。ＨＦＣ／ＨＦＥと有機溶剤等とを分離する方法は特に制限されるものではなく、蒸留分離法等の公知の方法が使用できる。
【００２４】
本発明の洗浄方法において、洗浄対象とする焼結部品とは、鉄、銅、ニッケル、クロム、タングステン、モリブデンなどの金属や、ステンレスのような合金の粉末を型に入れて固め成形し、それを粉末が溶けきらない温度で焼結し、得られる一つ一つの粉がくっついた部品である。焼結部品はこのような方法でつくられることから、焼結部品は下記の（１）〜（５）に示すように、優れた多様な特徴を有し、焼結機械部品、焼結含油軸受あるいは焼結フィルタとして、自動車のエンジンに用いられる歯車に限らず、輸送機械、産業機械、電気機械などあらゆる分野の機械に広く使用されている。
【００２５】
（１）金属の粉末を型に入れて押し固めるので、型ができるものはかなり複雑な形をしたものでも作ることができる。自動車部品を始めとして、様々な機器の複雑形状部品、多機能部品として使用されている。
（２）いろいろな金属の粉末を自由な割合で混ぜ合わせることができるから、鉄に炭素、銅、ニッケル、りん、モリブデン、マンガンなどを組合せた鉄系、青銅や黄銅などの銅系、ステンレス鋼などが目的に応じて使い分けられ、含油軸受や機械部品として様々な機器に組み込むことができる。例えば、鉄の粉末にいろいろな金属やセラミックスなど金属以外の粉末を混ぜることもでき、新幹線のパンタグラフの集電用すり板のような、摩擦や摩耗を向上させた焼結部品をつくることができる。
【００２６】
（３）金型を使って形を作るので、高精度の製品を大量に作ることができ、自動車や家電製品のように多くの部品を必要とする用途に適する。
（４）金属の粉末を押し固めて、焼いて作るので、くっついた粉末の間に気孔と呼ぶ隙間があり、これに油（潤滑油）を入れることができる。この代表的な部品が「含油軸受」で、油の補給がいらないので、洗濯機や空調のファンからハードディスクやＣＤなどのモーター用軸受として使われている。
（５）金属の粉末の大きさを調整して「気孔」のサイズを制御でき、これを応用して「フィルタ」を作ることができる。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。
（焼結部品試験片）
鉄系焼結部品を切削加工して洗浄試験用の試験片（外径８２ｍｍ、内径３４ｍｍ、厚さ２１ｍｍ）を作成した。この試験片には、加工時に付着した切削油、防錆油、切削加工屑、塵芥等が付着していた。この焼結部品の試験片を用いて、炭化水素系洗浄液などによる洗浄、防錆剤溶液による皮膜形成、及び／又はＨＦＣ／ＨＦＥによるリンス等からなる洗浄試験を下記の実施例及び比較例に示すように実施し、本発明の焼結部品の洗浄方法を評価した。
【００２８】
（実施例１）
以下の洗浄〜リンス工程を実施して、焼結部品試験片を洗浄した。
洗浄工程：超音波洗浄器（ＨＯＮＤＡ Ｗ−１１３、本多電子製）の洗浄槽に炭化水素系洗浄液としてＮＳ１００Ｒ（沸点１６６〜１７６℃の炭化水素系洗浄液、ジャパンエナジー製）を充填し、焼結部品の試験片を浸漬した。そして、周波数２８ｋＨｚで超音波を照射しながら、３０℃で６０秒間洗浄を行った。
コーティング工程：ＪＯＭＯエバプルーフＰ−９５０（ジャパンエナジー製）の防錆剤濃度が１．５重量％になるようにＮＳ１００Ｒに溶解して得た防錆剤溶液Ｐを調製した。洗浄工程を経た焼結部品試験片を洗浄槽から取り出して、前記防錆剤溶液Ｐを充填したコーティング槽に２０℃にて２０秒間浸漬して、試験片の金属表面に防錆剤の皮膜を被覆形成した。
リンス工程：上記洗浄工程で用いたものとは別個のものであるが、同じ型の超音波洗浄器（ＨＯＮＤＡ Ｗ−１１３）の洗浄槽にリンス剤として１，１，２，２−テトラフルオロエチル−２，２，２−トリフルオロエチルエーテル（ＨＦＥ−１）を充填した。次いで、前記コーティング工程でコーティング処理した試験片を、周波数４５ｋＨｚで超音波を照射しながら、４７℃で２０秒間浸漬して、試験片に付着している防錆剤溶液Ｐの溶媒（ＮＳ１００Ｒ）を溶解除去して、ＨＦＥ−１と置換した。
【００２９】
その後に、試験片をリンスに用いた超音波洗浄器の洗浄槽から取り出し、室温にて５分間、放置してＨＦＥ−１を乾燥、除去した。
こうして得た試験片の洗浄性を（１）焼結部品表面の乾燥シミや付着粒子（以下、表面汚れという）と（２）焼結部品からの残渣油の滲み出し（以下、滲み出しという）の２点について、次の基準で評価した。
（１）表面汚れ：試験片表面を目視で観察して乾燥シミや付着粒子が、試験片を６０℃の水系洗浄剤で洗浄後、１００℃の熱風で乾燥して得た標準試験片より少ない場合を○、多い場合を×とした。
（２）滲み出し：常圧、４０℃の雰囲気下に、試験片を横にして（円盤状の径方向を水平にして）濾紙の上に３時間静置後、試験片の下表面における油の滲み出しの有無を目視で観察して油の滲み出しが無い場合を○、滲み出しが有る場合を×と判断した。
評価結果を表１に示す。以降の実施例及び比較例においてもそれぞれ同様にして洗浄性を評価し、その結果を表１に示した。なお表１には実施例及び比較例それぞれの洗浄〜リンス工程の主な操作条件も示す。
【００３０】
（実施例２）
リンス工程において、ＨＦＥ−１のリンス槽に浸漬する前と後に、ＨＦＥ−１の蒸気相に各２０秒間静置した以外は、実施例１と同様にして実施した。
【００３１】
（実施例３）
コーティング工程において、防錆剤溶液Ｐの防錆剤濃度を２．４重量％に変更した以外は実施例２と同様にして実施した。
【００３２】
（実施例４）
コーティング工程において、防錆剤溶液Ｐを、ＪＯＭＯエバプルーフＰ−３（ジャパンエナジー製）の防錆剤濃度が２．４重量％になるようにＮＳ１００Ｒに溶解して調製した防錆剤溶液Ｑに変更した以外は実施例３と同様にして実施した。
【００３３】
（実施例５）
コーティング工程において、防錆剤溶液Ｐを、油溶性防錆防食剤ＢＴ−Ｌ（サンワ化成製）の濃度が２．４重量％になるようにＮＳ１００Ｒに溶解して調製した防錆剤溶液Ｒに変更した以外は実施例３と同様にして実施した。
【００３４】
（実施例６）
洗浄工程での炭化水素系洗浄液にＮＳ２２０（沸点２０９℃の炭化水素系洗浄液、ジャパンエナジー製）を、コーティング工程で油溶性防錆防食剤ＢＴ−Ｌ（サンワ化成製）の濃度を２．４重量％になるようにＮＳ２２０に溶解して調製した防錆剤溶液Ｓを、リンス工程でのハイドロフルオロエーテルにノナフルオロブチルメチルエーテル（ＨＦＥ−２）を使用し、リンス工程での浸漬温度を５２℃に変更した以外は実施例１と同様にして実施した。
【００３５】
（実施例７）
リンス工程において、ＨＦＥ−２のリンス槽に浸漬する前と後に、ＨＦＥ−２の蒸気相に２０秒間静置した以外は、実施例６と同様にして実施した。
【００３６】
（比較例１）
コーティング工程を行わなかった以外は実施例１と同じ条件で実施した。
【００３７】
（比較例２）
コーティング工程を行わなかった以外は実施例２と同じ条件で実施した。
【００３８】
（比較例３）
コーティング工程の、防錆剤溶液Ｐの防錆剤濃度を０．５重量％に変更した以外は実施例２と同じ条件で実施した。
【００３９】
（比較例４）
コーティング工程の、防錆剤溶液Ｐの防錆剤濃度を１５重量％に変更した以外は実施例２と同じ条件で実施した。
【００４０】
（比較例５）
コーティング工程を行わなかった以外は実施例６と同じ条件で実施した。
【００４１】
（比較例６）
コーティング工程を行わなかった以外は実施例７と同じ条件で実施した。
【００４２】
（比較例７）
洗浄工程の、洗浄温度を６０℃に変更し、かつ、コーティング工程を行わなかった以外は実施例６と同じ条件で実施した。
【００４３】
（比較例８）
洗浄工程の、洗浄温度を６０℃に変更し、かつ、コーティング工程を行わなかった以外は実施例７と同じ条件で実施した。
【００４４】
【表１】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削油、防錆油等の油分や加工屑等が付着した焼結部品の洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンに用いられる歯車などの焼結部品は、加工後の部品表面や細孔内に残るサイジング油、切削油、防錆油等の油分や切削加工屑や異物等の粒子を洗浄除去した後に組み付けられる。焼結部品には直径約１００μｍまでの範囲の無数の微細な孔が有り、油分等が浸透している。洗浄、乾燥後に油分が表面に滲み出すことがないように、十分洗浄除去されなければならない。洗浄には、従来、トリフロロトリクロロエタンなどのフロン系溶剤あるいは１，１，１−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、塩化メチレンなどの塩素系溶剤が洗浄剤として使用されてきた。しかし、トリフロロトリクロロエタンや１，１，１−トリクロロエタンは塩素を含んでおり、オゾン層を破壊する物質として、１９９５年にその製造が禁止された。また、トリクロロエチレンや塩化メチレンは毒性が強く、放出された場合に大気汚染、健康障害を引き起こすため、厳しく法律で規制されている。
【０００３】
このため、従来の洗浄剤に代替する洗浄剤として、水系洗浄剤や炭化水素系洗浄剤が提案されている。水系洗浄剤を用いた場合には、洗浄後の部品は、通常は１００℃以上で乾燥されるため、部品の熱膨張による寸法変化が大きく、冷えるまで部品は組み付けられず、作業性が悪い。さらに、排水処理設備が必要とされるために、洗浄システムが大きく、設備費が高くなり、また、汚れが溜まった洗浄剤の交換に手間が掛るという問題がある。そこで、炭素数６以下のパーフルオロカーボン溶剤で洗浄を行う工程と、この工程の後に水溶性洗浄剤で洗浄を行う工程と、再び炭素数６以下のパーフルオロカーボン溶剤で洗浄を行う工程からなる焼結部品の洗浄方法が提案されている（特許文献１参照）。乾燥性は改善されているが、水溶性洗浄剤を使用していることで、排水処理設備が必要とされるために、設備費が高くなるという問題、及び汚れが溜まった洗浄剤の交換に手間がかかるという問題が残る。
【０００４】
炭化水素系洗浄剤を用いた場合には、洗浄残渣油が表面に滲み出して、再度、洗浄除去しなければならないことがある。菜種油を用いてサイジングした焼結部品を６０℃の炭化水素系洗浄剤で浸漬揺動洗浄した後、５５℃の温風で乾燥することにより、乾燥後に残油べた付きを生じない、短時間で行える焼結部品の洗浄方法が提案されている（特許文献２参照）。しかしながら、菜種油は４０℃における動粘度が約４０×１０-6ｍ2／ｓ程度であるのに対して、防錆油の４０℃における動粘度は、一般的に、約１×１０-6ｍ2／ｓ〜約１０×１０-6ｍ2／ｓの範囲であるため、防錆油は、焼結部品の孔の奥深くまで浸透し、洗浄時に孔の内部に残留しやすく、洗浄後に徐々に滲み出してくる可能性がある。
また、焼結部品をエタノールアミンと有機ホスフェイトとを含む２−プロパノール溶液で洗浄する方法が提案されている（特許文献３参照）。２−プロパノールは引火点が１２℃と低いため、安全性に問題がある。
【特許文献１】特開平６−１４６０３９号公報
【特許文献２】特開平８−２０９３７０号公報
【特許文献３】特開平５−１４０７７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記欠点を解決したものであり、安全性が高く、汚れた洗浄液は再生して再使用できるので洗浄液を交換する必要がなく、乾燥温度が水系洗浄剤よりも低く経済的で、乾燥後に洗浄残渣油の滲み出しがなく、洗浄を短時間で行えるなどの洗浄性に優れた焼結部品の洗浄方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、鋭意研究を進めた結果、焼結部品を炭化水素系洗浄液で洗浄し、次いで防錆剤溶液と接触して焼結金属を防錆剤で被覆し、その後ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）及び／又はハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）（以下、まとめてＨＦＣ／ＨＦＥともいう）のリンス剤で置換することにより、乾燥後に洗浄残渣油の滲み出しのない焼結部品の洗浄が行えることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、
（Ａ）焼結部品を炭化水素系洗浄液と接触させて洗浄する洗浄工程、
（Ｂ）次いで防錆剤を濃度が１〜１０重量％となるように有機溶剤に均一に溶解して得た防錆剤溶液と接触させて焼結部品表面に防錆皮膜を形成するコーティング工程、及び
（Ｃ）次いでハイドロフルオロカーボン及び／又はハイドロフルオロエーテル（ＨＦＣ／ＨＦＥ）と接触させて焼結部品に付着する炭化水素系洗浄液及び／又は有機溶媒を前記ＨＦＣ／ＨＦＥで置換するリンス工程
を含む焼結部品の洗浄方法である。
【０００８】
炭化水素系洗浄液は蒸留性状において初留点が１３０℃以上、終点が３５０℃以下であることが好ましい。
また、防錆剤は、ＨＦＣ又はＨＦＥに溶解しないものであることが好ましい。
さらに、ＨＦＣ及びＨＦＥの沸点がいずれも３０〜１００℃であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の洗浄方法では、焼結部品の微細な孔の内部まで十分な洗浄を行った後に、防錆皮膜が炭化水素系洗浄液と置換して微細な孔の内表面まで覆うために、乾燥後に洗浄残渣油の滲み出しがない。また、被覆後、リンス剤（ＨＦＣ／ＨＦＥ）で処理するため、水系洗浄剤を用いた場合よりも低い温度で乾燥を行うことができる。この結果、乾燥後に組み付けるまでの冷却時間を短くすることができる。また、使用して汚損した炭化水素系洗浄液やリンス剤ＨＦＣ／ＨＦＥは、蒸留等で純度を回復させて再使用することができる。このために、水系洗浄液のように広い面積を占有する排水処理設備を必要とせず、総合的に経済的で簡便な洗浄システムを構築することができる。したがって、本発明の洗浄方法は、洗浄性と経済性に優れた格別な効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の洗浄方法は、焼結部品を炭化水素系洗浄液と接触して洗浄する洗浄工程、次いで防錆剤溶液と接触して防錆皮膜を形成するコーティング工程、及びＨＦＣ／ＨＦＥと接触させてすすぎを行うリンス工程を含むことを特徴とする。
本発明の洗浄方法は、洗浄工程において焼結部品を炭化水素系洗浄液と接触して洗浄する。洗浄方法として具体的には、炭化水素系洗浄液を焼結部品に噴射して洗浄する噴射洗浄、炭化水素系洗浄液中に焼結部品を浸漬して洗浄する浸漬洗浄などが挙げられる。浸漬洗浄がより好ましく、設備が比較的シンプルで、確実な洗浄が見込まれる。
【００１１】
前記炭化水素系洗浄液は、蒸留性状において初留点が１３０℃以上、終点が３５０℃以下であることが好ましく、初留点及び終点は１５０℃以上及び３３０℃以下がより好ましく、１７０℃以上及び３１０℃以下がさらに好ましい。初留点が１３０℃未満の炭化水素系洗浄液は引火点が室温よりも低く安全上好ましくない。また、終点が３５０℃を越える炭化水素系洗浄液は、粘度が高いために、細孔内等の細部の洗浄が不充分となり好ましくなく、さらに、終点が３５０℃を越える炭化水素系洗浄液は、揮発性の低い汚れ成分を蒸留分離し、洗浄液を再使用することが難しくなるために、好ましくない。
【００１２】
炭化水素系洗浄液としては、特開２００３−１７６４９８号公報に記載の洗浄液（炭素数が９〜１２の飽和脂肪族（パラフィン族）炭化水素、炭素数が５〜１０の一価アルコール及び炭素数が５〜１０の酢酸エステルからなる）や、特開２００６−２４９１１４号公報に記載の洗浄液（初留点が２００℃以上で終点が３５０℃以下の飽和脂肪族炭化水素と酢酸エステルからなる）や、（株）ジャパンエナジーより市販されているＮＳクリーン（登録商標；飽和脂肪族炭化水素を主成分とする洗浄剤）やＥＭクリーン（登録商標；芳香族炭化水素を主成分とする洗浄剤）等を使用することできる。
【００１３】
洗浄工程において洗浄効果を高めるために、噴射洗浄又は浸漬洗浄と同時に攪拌、揺動、噴流、超音波、エアバブリングなどの物理力を組み合わせることが更に好ましい。超音波を使用する場合、例えば発振周波数２０〜１００ｋＨｚ、洗浄液１Ｌ当たりの発振出力１０〜２００Ｗの条件で行うことが好ましい。エアバブリングでは、清浄空気を、好ましくは０．０５〜１０ｋｇ／ｃｍ2Ｇまでコンプレッサー等で昇圧して、槽下部の散気管から放出することにより、界面流動を起こす。洗浄温度は、汚れを除去するための最適の温度、具体的には、２０〜１３０℃の範囲内で適宜設定すればよい。また、浸漬洗浄後に、シャワー等の噴霧による洗浄を実施しても構わない。
また、焼結部品から炭化水素系洗浄液に溶解しない粒子を予め粒子除去用洗浄剤で洗浄除去した後に洗浄を行うこともできる。粒子除去用洗浄剤としては、特許第３１６０８５４号に記載の洗浄剤等を使用することができる。
【００１４】
また、洗浄工程において洗浄液は、部品と共に搬入される汚れにより汚染され、次第に洗浄能力を失っていくため、汚れによる洗浄液の汚染度がある程度高くなった段階で洗浄液を交換する必要がある。ここで、汚染度とは、洗浄液に混入した汚れの量を意味し、例えば、洗浄液が揮発する温度で揮発せずに残留する物質の量、即ち、不揮発分で表される。本発明に使用する炭化水素系洗浄液は、再生使用することができるため、廃棄量を削減でき、ランニングコストを低減することができる。炭化水素系洗浄液の再生方法は、公知のものを使用することができ、例えば洗浄液を蒸留により汚れと分離して、リサイクル使用することができる。蒸留による再生は、洗浄を行わないときに洗浄槽の洗浄液全量を蒸留再生してもよく、洗浄を行いながら洗浄槽から一部の液を抜き出して蒸留再生し、再生した洗浄液を洗浄槽に戻しても構わない。常に洗浄槽から一部の液を抜き出して蒸留再生し、再生した洗浄液を洗浄槽に戻す洗浄液を循環する方法が効率的で好ましく、焼結部品をいつも汚染度の小さい洗浄液で洗浄することができる。
【００１５】
本発明の洗浄方法は、洗浄工程の後に、焼結部品を防錆剤溶液と接触して防錆皮膜を形成するコーティング工程を有する。コーティング工程で使用する防錆剤溶液は、防錆機能を有する防錆剤を有機溶剤に溶解して調製される。防錆剤は、有機溶剤に溶解し、ＨＦＣ／ＨＦＥに溶解しないものが好ましく、このようなものであれば、公知のいかなるものも使用することができる。そのような防錆剤としては、カルボン酸、カルボン酸塩、スルホン酸塩、エステル、アミン、アミド、りん酸、りん酸塩、アルコール、ワックス、シリコンオイル、及びこれらの誘導体等が挙げられ、具体的には、カプリル酸、カプロン酸、オクタン酸、２−エチルヘキサン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、バルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸、ラノリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、サリチル酸、フェニルステアリン酸、エチルフェニルステアリン酸、ドデシルフェニルステアリン酸、安息香酸、ブチル安息香酸、ｐ−メチル安息香酸、ｐ−イソプロピル安息香酸、ｐ−ｎ−ドデシルオキシ安息香酸、α−ヒドロシキシパルミチン酸、ナフテン酸、ヘキサンジカルボン酸、オクタンジカルボン酸、ノナンジカルボン酸、デカンジカルボン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、１０−ウンデセン酸、ｃｉｓ−９―オクタデセン酸、ｃｉｓ−１１―ドコセン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、Ｎａ−ベンゾエート、Ｋ−オレエート、Ｎａ−ｐ−ターシャリーブチルベンゾエート、Ｚｎ−４−エチルオクタノエート、Ｚｎ−ラウレート、Ｚｎ−ナフテネート、Ｍｇ−ナフテネート、Ｂａ−フェニルステアレート、Ｃａ−ナフテネート、Ａｌ−ナフテネート、Ｆｅ−ナフテネート、Ｐｂ−ナフテネート、Ｂａ−ステアレート、Ｃａ−ステアレート、Ｍｇ−ステアレート、Ａｌ−ステアレート、Ｂａ−ジノニルナフテネート、Ｃａ−ジノニルナフテネート、Ｚｎ−ジノニルナフテネート、Ｐｂ−ジノニルナフテネート、Ｋ−ジノニルナフテネート、デュオミンＴジオレエート、アンモニウムステアレート、ｎ−ドデシルアンモニウムステアレート、ｎ−オクタデシルアンモニウムステアレート、シクロヘキシルアンモニウムステアレート、アンモニウムベンゾエート、アンモニウムフタレート、アンモニウムパルミテート、アンモニウムオレエート、ジイソプロピルアンモニウムベンゾエート、シクロヘキシルアミンベンゾエート、ジシクロヘキシルアミンベンゾエート、ジシクロヘキシルアンモニウムシクロヘキサンカルボキシレート、ジエタノールアミンオレエート、ジエタノールアミンベンゾエート、オレオイルザルコシン、Ｂａ−石油スルホネート、Ｃａ−石油スルホネート、Ｍｇ−石油スルホネート、Ｎａ−石油スルホネート、Ｂａ−合成スルホネート、Ｃａ−合成スルホネート、Ｎａ−合成スルホネート、Ｎａ−ジノニルナフタレンスルホネート、Ｂａ−ジノニルナフタレンスルホネート、Ｃａ−ジノニルナフタレンスルホネート、トリエタノールアミンジノニルナフタレンスルホネート、エチルステアレート、α−モノパルミチン、グリセロールモノオレート、グリセロールジオレート、ソルビタントリオレート、ソルビタンモノオレート、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンジラウレート、ソルビタンモノパルメテート、ソルビタンモノカプリレート、ソルビタンモノミリステート、ソルビタンモノリノーネート、ソルビタンモノリノレネート、ペンタエリスリットモノオレエート、ペンタエリスリットトリオレエート、ペンタエリスリットイソステアレート、テトラプロペニルサクシネート、オクチルオレイルマレート、モノ−ｎ−ドデシルアミン、モノ−ｎ−ヘキサデシルアミン、モノ−ｎ−オクタデシルアミン、ジ−ｎ−ドデシルアミン、ジ−ｎ−オクタデシルアミン、オクタデセニルアミン、シクロヘキシルアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−ドデシルプロピレンジアミン、Ｎ−パルミチルプロピレンジアミン、Ｎ−シクロヘキシルプロピレンジアミン、Ｎ−ドデシルエチレンジアミン、Ｎ−パルミチルエチレンジアミン、Ｎ−シクロヘキシルエチレンジアミン、Ｎ−ドデシルブチレンジアミン、Ｎ−パルミチルブチレンジアミン、Ｎ−シクロヘキシルブチレンジアミン、３−メチル−５−ピラゾロン、ジシクロヘキシルアンモニウムニトラート、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、イミダゾール、ベンズイミダゾール、インドール、４−メチルベンゾトリアゾール、５−メチルベンゾトリアゾール、アミノテトラゾール、トリ−ｐ−クレジルホスフェート、セチルメチルアシッドホスフェート、ジブチルアジッドホスフェート、ホスパイト、ホスホフィライト、アンモニウムホスフェート、Ｎａ−ホスフェート、Ｃａ−ホスフェート、Ｋ−ピロホスフェート、Ｎａ−ピロホスフェート、Ｋ−トリポリホスフェート、Ｎａ−トリポリホスフェート、Ｋ−テトラポリホスフェート、Ｎａ−テトラポリホスフェート、Ｋ−ヘキサポリホスフェート、Ｎａ−ヘキサポリホスフェート、Ｋ−ヘキサメタホスフェート、Ｎａ−ヘキサメタホスフェート、アイコシルアルコール、４−シクロヘキシルシクロヘキサノール、ｐ−シクロヘキシルフェノール、ポリスチレン、ポリエチレン、ラノリン、ペトロラタム等が例示できる。より好ましくは、ステアリン酸、オレイン酸、デュオミンＴジオレエート、ジエタノールアミンベンゾエート、Ｎａ−ジノニルナフタレンスルホネート、ソルビタンモノオレエート、ペンタエリスリットモノオレエート、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、及びこれらの誘導体等が挙げられる。
また、公知の防錆剤を含有する市販の防錆油や錆止め油を使用することもできる。
【００１６】
コーティング工程で使用する防錆剤溶液のもう一つの成分である有機溶剤は、初留点が１３０℃以上で終点が３５０℃以下であることが好ましい。沸点が１３０℃未満の有機溶剤は、一般的に引火点が室温よりも低く安全上好ましくなく、また、沸点が３５０℃を越える有機溶剤は、粘度が高いために、リンス工程でのＨＦＣ／ＨＦＥとの置換効率が低下するため好ましくない。また、沸点が前記範囲にあれば、リンス工程で使用するＨＦＣ／ＨＦＥとの分離も容易に行うことができる。
【００１７】
有機溶剤は、前記要件を満足するものであれば、炭化水素系溶剤、石油系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、ケトン系溶剤、テルペン系溶剤等どのような有機溶剤でも構わないが、酸化安定性が高く、吸湿性が低い等、作業環境で物性変化を受けにくい、特に劣化されにくい飽和脂肪族（パラフィン族）炭化水素等の炭化水素系溶剤が好ましい。炭化水素系溶剤としては、洗浄工程で使用する炭化水素系洗浄液とは別種のものも使用できるが、洗浄工程全体での液管理が容易であるという面から、洗浄工程で使用する炭化水素系洗浄液と同じものを使用することが好ましい。したがって、有機溶剤として具体的には、特開２００３−１７６４９８号公報に記載の洗浄液（炭素数が９〜１２の飽和脂肪族（パラフィン族）炭化水素、炭素数が５〜１０の一価アルコール及び炭素数が５〜１０の酢酸エステルからなる）や特開２００６−２４９１１４号公報に記載の洗浄液（初留点が２００℃以上で終点が３５０℃以下の飽和脂肪族炭化水素と酢酸エステルからなる）や、（株）ジャパンエナジーより市販されているＮＳクリーン（登録商標；飽和脂肪族炭化水素を主成分とする洗浄剤）やＥＭクリーン（登録商標；芳香族炭化水素を主成分とする洗浄剤）などが挙げられる。
【００１８】
本発明において、防錆剤濃度が１〜１０重量％の防錆剤溶液を用いる。防錆剤濃度は好ましくは１〜５重量％である。防錆剤の濃度が１重量％未満の場合には、防錆皮膜で覆われていない欠陥部が孔の内表面に残り、洗浄後も孔の奥深くまで浸透して留まっている油分が、その欠陥部から滲み出してくるため好ましくない。また、濃度が１０重量％を越えると、コーティングに有効に用いられない防錆剤が増えて無駄に消費されるとともに焼結部品の表面が過剰な防錆剤で汚染され、組み付けに支障をきたすことがあるため好ましくない。
【００１９】
コーティング工程において、焼結部品を防錆剤溶液と接触して防錆皮膜を形成させる方法は特に制限されるものではなく、噴射、浸漬などの公知の方法が使用できる。防錆剤を細部にまで浸透させるために、同時に攪拌、揺動、超音波などの物理力を組み合わせと効果的である。
【００２０】
本発明の洗浄方法は、コーティング工程の後に、リンス工程において焼結部品をＨＦＣ／ＨＦＥと接触させ、部品上に付着している炭化水素系溶剤及び有機溶剤をＨＦＣ／ＨＦＥに置換する。リンス工程で使用するＨＦＣ／ＨＦＥの沸点は３０〜１００℃が好ましく、ハンドリングのしやすさ、及び乾燥性、乾燥した焼結部品を組み付けられるまでに冷却する時間を考慮すると、沸点４０〜８０℃がさらに好ましい。沸点が３０℃未満のＨＦＣ／ＨＦＥは揮発性が高すぎるため、常温での蒸発ロスが大きく好ましくない。沸点が１００℃を越えるＨＦＣ／ＨＦＥでは、乾燥温度が水系洗浄剤と同等以上の高温となり、熱膨張による寸法変化が大きく、冷えるまで部品は組み付けられず、作業性が悪いため好ましくない。また、ＨＦＣ／ＨＦＥでは、洗浄工程、コーティング工程で使用する炭化水素系溶剤、有機溶剤と相溶し、防錆剤と相溶しないことが好ましい。そのようなハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）としては、１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン（沸点４０℃）、２，３−ヒドロキシデカフルオロペンタン（沸点５５℃）等が挙げられ、また、ハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）の例としては、１，２，２，２−テトラフルオロエチル−ヘプタフルオロプロピルエーテル（沸点４０℃）、１，１，２，２−テトラフルオロエチル−２，２，２−トリフルオロエチルエーテル（沸点５６℃）、ノナフルオロブチルメチルエーテル（沸点６１℃）、ノナフルオロブチルエチルエーテル（沸点７６℃）等が挙げられる。これらは、単独で用いても、２種以上を組み合わせて混合物として用いてもよい。
【００２１】
リンス工程では、焼結部品に形成された防錆皮膜を損なわずに、有機溶剤を除去して、容易に乾燥できるようにするために、焼結部品をＨＦＣ／ＨＦＥと接触させる。その方法は特に制限されるものではなく、公知の方法が使用できる。例えば、ＨＦＣ／ＨＦＥを満たした槽に防錆剤溶液が付着した焼結部品を浸漬する方法やたっぷりのＨＦＣ／ＨＦＥを焼結部品に噴射する方法などが挙げられる。こうすることにより、防錆剤溶液中の有機溶剤はＨＦＣ／ＨＦＥに置換され、防錆皮膜で覆われた焼結部品が得られる。ＨＦＣ／ＨＦＥに浸漬中、あるいはＨＦＣ／ＨＦＥの噴射中、その効果を高めるために、攪拌、揺動、噴流、超音波、エアバブリングなどの物理力を組み合わせることが更に好ましい。また、浸漬において、一定時間浸漬後、焼結部品を取り出すか、あるいはＨＦＣ/ＨＦＥを払い出して焼結部品に付着する液体を流下、又は遠心除去し、その後、再びＨＦＣ／ＨＦＥに浸漬する。これを数回繰り返すことも効果的である。この方法は噴射にも応用でき、一定時間噴射後、噴射を停止して焼結部品に付着する液体を払い、その後、再びＨＦＣ／ＨＦＥを焼結部品に噴射する。
【００２２】
また、ＨＦＣ／ＨＦＥとの接触方法は液相に限ったことでなく、ＨＦＣ／ＨＦＥの蒸気相に焼結部品を静置して、部品表面でＨＦＣ／ＨＦＥの蒸気を凝縮させることにより、部品表面に付着している有機溶剤をＨＦＣ／ＨＦＥと置換することもできる。この場合、部品表面でのＨＦＣ／ＨＦＥ蒸気の凝縮の度合いを高めるため、接触させる焼結部品の温度とＨＦＣ／ＨＦＥ蒸気の温度差が大きいほど、置換効果が大きい。部品表面に凝縮したＨＦＣ／ＨＦＥは、焼結部品に付着していた防錆剤溶液の有機溶剤と混合液を形成する。ＨＦＣ／ＨＦＥのリンス液に浸漬する前に、焼結部品を静置、懸架（吊り下げ）など公知の方法で表面に凝縮した混合液を排除すると、浸漬槽における汚れの進行を大幅に軽減することができる。また、浸漬することなく、この蒸気相処理のみでリンスすることも可能であるが、細部まで入念にリンスしたい場合、浸漬してリンスすることが好ましく、その後、清浄なＨＦＣ／ＨＦＥ蒸気で仕上げることが好ましい。
リンス工程で使用するＨＦＣ／ＨＦＥは、沸点が３０〜１００℃と揮発性が高いため、速やかに蒸散させることができ、焼結部品を素早く乾燥することができる。
【００２３】
リンス工程で使用するＨＦＣ／ＨＦＥは、コーティング工程から持ち込まれる有機溶剤等を溶解して次第にその濃度を高めていくが、ＨＦＣ／ＨＦＥは有機溶剤等と分離して繰り返し使用することができ、経済的である。ＨＦＣ／ＨＦＥと有機溶剤等とを分離する方法は特に制限されるものではなく、蒸留分離法等の公知の方法が使用できる。
【００２４】
本発明の洗浄方法において、洗浄対象とする焼結部品とは、鉄、銅、ニッケル、クロム、タングステン、モリブデンなどの金属や、ステンレスのような合金の粉末を型に入れて固め成形し、それを粉末が溶けきらない温度で焼結し、得られる一つ一つの粉がくっついた部品である。焼結部品はこのような方法でつくられることから、焼結部品は下記の（１）〜（５）に示すように、優れた多様な特徴を有し、焼結機械部品、焼結含油軸受あるいは焼結フィルタとして、自動車のエンジンに用いられる歯車に限らず、輸送機械、産業機械、電気機械などあらゆる分野の機械に広く使用されている。
【００２５】
（１）金属の粉末を型に入れて押し固めるので、型ができるものはかなり複雑な形をしたものでも作ることができる。自動車部品を始めとして、様々な機器の複雑形状部品、多機能部品として使用されている。
（２）いろいろな金属の粉末を自由な割合で混ぜ合わせることができるから、鉄に炭素、銅、ニッケル、りん、モリブデン、マンガンなどを組合せた鉄系、青銅や黄銅などの銅系、ステンレス鋼などが目的に応じて使い分けられ、含油軸受や機械部品として様々な機器に組み込むことができる。例えば、鉄の粉末にいろいろな金属やセラミックスなど金属以外の粉末を混ぜることもでき、新幹線のパンタグラフの集電用すり板のような、摩擦や摩耗を向上させた焼結部品をつくることができる。
【００２６】
（３）金型を使って形を作るので、高精度の製品を大量に作ることができ、自動車や家電製品のように多くの部品を必要とする用途に適する。
（４）金属の粉末を押し固めて、焼いて作るので、くっついた粉末の間に気孔と呼ぶ隙間があり、これに油（潤滑油）を入れることができる。この代表的な部品が「含油軸受」で、油の補給がいらないので、洗濯機や空調のファンからハードディスクやＣＤなどのモーター用軸受として使われている。
（５）金属の粉末の大きさを調整して「気孔」のサイズを制御でき、これを応用して「フィルタ」を作ることができる。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。
（焼結部品試験片）
鉄系焼結部品を切削加工して洗浄試験用の試験片（外径８２ｍｍ、内径３４ｍｍ、厚さ２１ｍｍ）を作成した。この試験片には、加工時に付着した切削油、防錆油、切削加工屑、塵芥等が付着していた。この焼結部品の試験片を用いて、炭化水素系洗浄液などによる洗浄、防錆剤溶液による皮膜形成、及び／又はＨＦＣ／ＨＦＥによるリンス等からなる洗浄試験を下記の実施例及び比較例に示すように実施し、本発明の焼結部品の洗浄方法を評価した。
【００２８】
（実施例１）
以下の洗浄〜リンス工程を実施して、焼結部品試験片を洗浄した。
洗浄工程：超音波洗浄器（ＨＯＮＤＡ Ｗ−１１３、本多電子製）の洗浄槽に炭化水素系洗浄液としてＮＳ１００Ｒ（沸点１６６〜１７６℃の炭化水素系洗浄液、ジャパンエナジー製）を充填し、焼結部品の試験片を浸漬した。そして、周波数２８ｋＨｚで超音波を照射しながら、３０℃で６０秒間洗浄を行った。
コーティング工程：ＪＯＭＯエバプルーフＰ−９５０（ジャパンエナジー製）の防錆剤濃度が１．５重量％になるようにＮＳ１００Ｒに溶解して得た防錆剤溶液Ｐを調製した。洗浄工程を経た焼結部品試験片を洗浄槽から取り出して、前記防錆剤溶液Ｐを充填したコーティング槽に２０℃にて２０秒間浸漬して、試験片の金属表面に防錆剤の皮膜を被覆形成した。
リンス工程：上記洗浄工程で用いたものとは別個のものであるが、同じ型の超音波洗浄器（ＨＯＮＤＡ Ｗ−１１３）の洗浄槽にリンス剤として１，１，２，２−テトラフルオロエチル−２，２，２−トリフルオロエチルエーテル（ＨＦＥ−１）を充填した。次いで、前記コーティング工程でコーティング処理した試験片を、周波数４５ｋＨｚで超音波を照射しながら、４７℃で２０秒間浸漬して、試験片に付着している防錆剤溶液Ｐの溶媒（ＮＳ１００Ｒ）を溶解除去して、ＨＦＥ−１と置換した。
【００２９】
その後に、試験片をリンスに用いた超音波洗浄器の洗浄槽から取り出し、室温にて５分間、放置してＨＦＥ−１を乾燥、除去した。
こうして得た試験片の洗浄性を（１）焼結部品表面の乾燥シミや付着粒子（以下、表面汚れという）と（２）焼結部品からの残渣油の滲み出し（以下、滲み出しという）の２点について、次の基準で評価した。
（１）表面汚れ：試験片表面を目視で観察して乾燥シミや付着粒子が、試験片を６０℃の水系洗浄剤で洗浄後、１００℃の熱風で乾燥して得た標準試験片より少ない場合を○、多い場合を×とした。
（２）滲み出し：常圧、４０℃の雰囲気下に、試験片を横にして（円盤状の径方向を水平にして）濾紙の上に３時間静置後、試験片の下表面における油の滲み出しの有無を目視で観察して油の滲み出しが無い場合を○、滲み出しが有る場合を×と判断した。
評価結果を表１に示す。以降の実施例及び比較例においてもそれぞれ同様にして洗浄性を評価し、その結果を表１に示した。なお表１には実施例及び比較例それぞれの洗浄〜リンス工程の主な操作条件も示す。
【００３０】
（実施例２）
リンス工程において、ＨＦＥ−１のリンス槽に浸漬する前と後に、ＨＦＥ−１の蒸気相に各２０秒間静置した以外は、実施例１と同様にして実施した。
【００３１】
（実施例３）
コーティング工程において、防錆剤溶液Ｐの防錆剤濃度を２．４重量％に変更した以外は実施例２と同様にして実施した。
【００３２】
（実施例４）
コーティング工程において、防錆剤溶液Ｐを、ＪＯＭＯエバプルーフＰ−３（ジャパンエナジー製）の防錆剤濃度が２．４重量％になるようにＮＳ１００Ｒに溶解して調製した防錆剤溶液Ｑに変更した以外は実施例３と同様にして実施した。
【００３３】
（実施例５）
コーティング工程において、防錆剤溶液Ｐを、油溶性防錆防食剤ＢＴ−Ｌ（サンワ化成製）の濃度が２．４重量％になるようにＮＳ１００Ｒに溶解して調製した防錆剤溶液Ｒに変更した以外は実施例３と同様にして実施した。
【００３４】
（実施例６）
洗浄工程での炭化水素系洗浄液にＮＳ２２０（沸点２０９℃の炭化水素系洗浄液、ジャパンエナジー製）を、コーティング工程で油溶性防錆防食剤ＢＴ−Ｌ（サンワ化成製）の濃度を２．４重量％になるようにＮＳ２２０に溶解して調製した防錆剤溶液Ｓを、リンス工程でのハイドロフルオロエーテルにノナフルオロブチルメチルエーテル（ＨＦＥ−２）を使用し、リンス工程での浸漬温度を５２℃に変更した以外は実施例１と同様にして実施した。
【００３５】
（実施例７）
リンス工程において、ＨＦＥ−２のリンス槽に浸漬する前と後に、ＨＦＥ−２の蒸気相に２０秒間静置した以外は、実施例６と同様にして実施した。
【００３６】
（比較例１）
コーティング工程を行わなかった以外は実施例１と同じ条件で実施した。
【００３７】
（比較例２）
コーティング工程を行わなかった以外は実施例２と同じ条件で実施した。
【００３８】
（比較例３）
コーティング工程の、防錆剤溶液Ｐの防錆剤濃度を０．５重量％に変更した以外は実施例２と同じ条件で実施した。
【００３９】
（比較例４）
コーティング工程の、防錆剤溶液Ｐの防錆剤濃度を１５重量％に変更した以外は実施例２と同じ条件で実施した。
【００４０】
（比較例５）
コーティング工程を行わなかった以外は実施例６と同じ条件で実施した。
【００４１】
（比較例６）
コーティング工程を行わなかった以外は実施例７と同じ条件で実施した。
【００４２】
（比較例７）
洗浄工程の、洗浄温度を６０℃に変更し、かつ、コーティング工程を行わなかった以外は実施例６と同じ条件で実施した。
【００４３】
（比較例８）
洗浄工程の、洗浄温度を６０℃に変更し、かつ、コーティング工程を行わなかった以外は実施例７と同じ条件で実施した。
【００４４】
【表１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）焼結部品を炭化水素系洗浄液と接触させて洗浄する洗浄工程、
（Ｂ）次いで防錆剤を濃度が１〜１０重量％となるように有機溶剤に均一に溶解して得た防錆剤溶液と接触させて焼結部品表面に防錆皮膜を形成するコーティング工程、及び
（Ｃ）次いでハイドロフルオロカーボン及び／又はハイドロフルオロエーテルと接触させて焼結部品に付着する炭化水素系洗浄液及び／又は有機溶媒を前記ハイドロフルオロカーボン及び／又はハイドロフルオロエーテルで置換するリンス工程
を含むことを特徴とする焼結部品の洗浄方法。
【請求項２】
炭化水素系洗浄液は、蒸留性状において初留点が１３０℃以上、終点が３５０℃以下である請求項１に記載の焼結部品の洗浄方法。
【請求項３】
防錆剤は、ハイドロフルオロカーボン又はハイドロフルオロエーテルに溶解しないものである請求項１又は２に記載の焼結部品の洗浄方法。
【請求項４】
ハイドロフルオロカーボン及びハイドロフルオロエーテルの沸点がいずれも３０〜１００℃である請求項１〜３のいずれかに記載の焼結部品の洗浄方法。
【請求項１】
（Ａ）焼結部品を炭化水素系洗浄液と接触させて洗浄する洗浄工程、
（Ｂ）次いで防錆剤を濃度が１〜１０重量％となるように有機溶剤に均一に溶解して得た防錆剤溶液と接触させて焼結部品表面に防錆皮膜を形成するコーティング工程、及び
（Ｃ）次いでハイドロフルオロカーボン及び／又はハイドロフルオロエーテルと接触させて焼結部品に付着する炭化水素系洗浄液及び／又は有機溶媒を前記ハイドロフルオロカーボン及び／又はハイドロフルオロエーテルで置換するリンス工程
を含むことを特徴とする焼結部品の洗浄方法。
【請求項２】
炭化水素系洗浄液は、蒸留性状において初留点が１３０℃以上、終点が３５０℃以下である請求項１に記載の焼結部品の洗浄方法。
【請求項３】
防錆剤は、ハイドロフルオロカーボン又はハイドロフルオロエーテルに溶解しないものである請求項１又は２に記載の焼結部品の洗浄方法。
【請求項４】
ハイドロフルオロカーボン及びハイドロフルオロエーテルの沸点がいずれも３０〜１００℃である請求項１〜３のいずれかに記載の焼結部品の洗浄方法。
【公開番号】特開２００８−１０６２８９（Ｐ２００８−１０６２８９Ａ）
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８７８１３（Ｐ２００６−２８７８１３）
【出願日】平成１８年１０月２３日（２００６．１０．２３）
【出願人】（３０４００３８６０）株式会社ジャパンエナジー (344)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月２３日（２００６．１０．２３）
【出願人】（３０４００３８６０）株式会社ジャパンエナジー (344)
【Ｆターム（参考）】
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