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表面張力による洗浄液の管理

ポイント

表面張力で洗浄性を評価します。

1.はじめに

有機溶剤を使用した洗浄に比べ界面活性剤水溶液による洗浄は、対象物への影響が少なく作業者に対しても安全であるため、家庭から工業分野まで幅広く利用されている。
界面活性剤は、ごく少量で水の表面張力を著しく低下させ浸透力を高めると共に、油分を包み込んで引き剥がす機能をもつ。但し、ある濃度(CMC)を超えると表面張力は一定となり、洗浄力も横ばいとなる。常に洗浄液を最良の状態で使用するためには、洗浄力を定量的に管理することが重要となる。

2.解決すべき問題

洗浄液やメッキ液は使用時間の経過とともに界面活性剤を消費するため、洗浄力や浸透力が低下してくる。定期的に槽内へ界面活性剤を補充するか、液を交換が不可欠である。添加量を増やしても洗浄力は向上しないため、使用量を適切に管理しなければならい。表面張力を計測することで濃度の管理ができないか試験を実施した。

3.試験内容

試験はシャーレに入れた液体試料に白金プレートを接触させた際、プレートが液側に引き込まれる力から表面張力を算出するWilhelmy法によりおこなった(図1)。
初めに洗浄液の界面活性剤濃度に対する表面張力値のグラフを作成し(図2)、臨界表面張力値(CMC)での界面活性濃度を求める。洗浄液の界面活性剤消費とともに濃度が低下することで洗浄液の表面張力値は上昇する傾向がわかる。洗浄液の表面張力値をCMC濃度付近で管理することにより、洗浄力維持と界面活性剤使用量の設定が可能となる。
CMCに達する付近の濃度は判断がつきにくいので、分解能を上げるため10〜100倍程度に希釈して測定をする。

図1 表面張力測定イメージ
図2 測定データイメージ
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