JP2005097248A - 有機化学物質を希釈するための溶剤、潤滑剤溶液、および潤滑剤の塗布方法 - Google Patents

Abstract

【課題】地球環境に悪影響を及ぼさず、有機化学物質に対する溶解性に優れ、合成樹脂に対する影響の少ない溶剤を提供する。
【解決手段】式１で示される含フッ素エーテルを有効成分として含有することを特徴とする有機化学物質を希釈するための溶剤。
Ｒ^１−Ｏ−Ｒ^２ ・・・式１
ただし、Ｒ^１およびＲ^２は、各々独立に炭素数１〜４の含フッ素アルキル基を示す。Ｒ^１およびＲ^２に含まれるフッ素原子の数はそれぞれ１以上であり、かつＲ^１およびＲ^２に含まれる炭素原子の数の合計は３〜６である。
【選択図】なし

Description

本発明は、液体や固体の潤滑剤、塗料、離型剤等の各種有機化学物質の希釈用溶剤として有用な溶剤に関する。

従来、各種有機化学物質の希釈用溶剤としては、不燃性、化学的および熱的安定性に優れるトリクロロトリフルオロエタン（以下、Ｒ１１３と記す。）、ジクロロペンタフルオロプロパン（以下、Ｒ２２５と記す。）、パーフルオロヘキサン等のパーフルオロカーボン類（以下、ＰＦＣと記す。）、およびトリデカフルオロヘキサンやデカフルオロペンタン等のハイドロフルオロカーボン類（以下、ＨＦＣと記す。）を有効成分として含有するフッ素系溶剤等が広く使用されていた。

しかし、Ｒ１１３やＲ２２５はオゾン破壊係数が高く、既にＲ１１３等のクロロフルオロカーボン類は生産が禁止され、Ｒ２２５等のハイドロクロロフルオロカーボン類も先進国においては２０２０年に全廃されることになっている。また、Ｒ２２５は、ポリカーボネートやアクリル樹脂等の合成樹脂に対する溶解性が大きいため、これらが合成樹脂製と接触した場合に、白化する、クラックが生じるなどの問題があった。

一方、ＰＦＣおよびＨＦＣについては、地球温暖化防止の目的から京都議定書の規制対象物質となっている。また、特許文献１には、トリデカフルオロヘキサンを希釈溶剤として潤滑剤を希釈することが記載されている。この場合、溶解させようとする有機化学物質によっては、溶解性が小さいという問題がある。

特開２００１−２６２１７１号公報（特許請求の範囲）

発明の目的は、これらＲ１１３、Ｒ２２５、ＰＦＣ、ＨＦＣと同等の性能を有し、地球環境に悪影響を及ぼさず、有機化学物質に対する溶解性に優れ、合成樹脂に対する影響の少ない溶剤を提供することである。

本発明は、式１で示される含フッ素エーテルを有効成分として含有することを特徴とする有機化学物質を希釈するための溶剤を提供する。

Ｒ^１−Ｏ−Ｒ^２ ・・・式１
ただし、Ｒ^１およびＲ^２は、各々独立に炭素数１〜４の含フッ素アルキル基を示す。Ｒ^１およびＲ^２に含まれるフッ素原子の数はそれぞれ１以上であり、かつＲ^１およびＲ^２に含まれる炭素原子の数の合計は３〜６である。

また、本発明は、潤滑剤および上記溶剤を含有する潤滑剤溶液を提供する。

また、本発明は、上記潤滑剤溶液を基材に塗布し、溶剤を蒸発除去することを特徴とする潤滑剤の塗布方法を提供する。

本発明の溶剤は、希釈性や乾燥性に優れたものであり、塗膜のムラ等は観察されない。また、従来使用されていたＲ１１３、Ｒ２２５、ＰＦＣと同様に適度な溶解力を有し、金属、プラスチック、エラストマー等からなる複合部品に悪影響を与えることなく処理できる。さらに、トリデカフルオロへキサンよりも優れた溶解性を有する。

本発明においては、式１で示される含フッ素エーテルを有効成分として含有する。式１において、Ｒ^１およびＲ^２に含まれる炭素原子の数の合計は３〜６である。この炭素原子の数の合計が上記範囲を超えると、沸点が高くなり、乾燥に長時間を要す。逆に炭素数がこの範囲に満たない場合は、沸点が低くなりすぎて、潤滑剤溶液の調製のような取扱いが困難となる。また、Ｒ^１とＲ^２の両方に電気陰性度の大きなフッ素原子を持つことで、安定性に優れた構造となる。本発明の溶剤には、１種の含フッ素エーテル化合物を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

テトラフルオロエチレンと含フッ素アルコールを触媒存在下で反応することで容易に合成できる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（ＣＦ_３ＣＨ_２−Ｏ−ＣＦ_２ＣＨＦ_２、以下、ＨＦＥ３４７という。）または ２，２，３，３−テトラフルオロ−１−（１，１，２，２−テトラフルオロエトキシ）プロパン（ＣＨＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２−Ｏ−ＣＦ_２ＣＦ_２Ｈ、以下、ＨＦＥ４５８という。）が好ましい。

本発明の溶剤には、各種の目的に応じてその他の各種成分を含有させることができる。例えば、溶解力を高めるために、または揮発速度を調節するために、上記以外の有機溶剤（以下、他の有機溶剤という。）をさらに含有させることができる。

他の有機溶剤の好ましい例としては、炭化水素類、アルコール類、ケトン類、エーテル類（ただし、式１で示される含フッ素エーテルを除く。）、エステル類、およびハロゲン化炭化水素類からなる群より選ばれる少なくとも１種が挙げられる。本発明の溶剤は、上記含フッ素エーテル化合物のみからなることが好ましいが、他の有機溶剤を含む場合、溶剤全量に対する他の有機溶剤の含有割合は、４０質量％以下、好ましくは２０質量％以下、さらに好ましくは１０質量％以下である。他の有機溶剤の含有量の下限は、該他の有機溶剤を添加する目的を達成し得る最低限の量である。本発明の溶剤に共沸組成が存在する場合には、その共沸組成での使用が好ましい。

炭化水素類としては、炭素数５〜１５の鎖状または環状の飽和または不飽和炭化水素類が好ましく、具体的にはｎ−ペンタン、２−メチルブタン、ｎ−ヘキサン、２−メチルペンタン、２，２−ジメチルブタン、２，３−ジメチルブタン、ｎ−ヘプタン、２−メチルヘキサン、３−メチルヘキサン、２，４−ジメチルペンタン、ｎ−オクタン、２−メチルヘプタン、３−メチルヘプタン、４−メチルヘプタン、２，２−ジメチルヘキサン、２，５−ジメチルヘキサン、３，３−ジメチルヘキサン、２−メチル−３−エチルペンタン、３−メチル−３−エチルペンタン、２，３，３−トリメチルペンタン、２，３，４−トリメチルペンタン、２，２，３−トリメチルペンタン、２−メチルヘプタン、２，２，４−トリメチルペンタン、ｎ−ノナン、２，２，５−トリメチルヘキサン、ｎ−デカン、ｎ−ドデカン、１−ペンテン、２−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ビシクロヘキサン、シクロヘキセン、α−ピネン、ジペンテン、デカリン、テトラリン、アミルナフタレン等が挙げられる。より好ましくは、ｎ−ペンタン、シクロペンタン、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、ｎ−ヘプタンが挙げられる。

アルコール類としては、炭素数１〜１６の鎖状または環状の飽和または不飽和アルコール類が好ましく、具体的にはメタノール、エタノール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、１−ペンタノール、２−ペンタノール、１−エチル−１−プロパノール、２−メチル−１−ブタノール、３−メチル−１−ブタノール、３−メチル−２−ブタノール、ネオペンチルアルコール、１−ヘキサノール、２−メチル−１−ペンタノール、４−メチル−２−ペンタノール、２−エチル−１−ブタノール、１−ヘプタノール、２−ヘプタノール、３−ヘプタノール、１−オクタノール、２−オクタノール、２−エチル−１−ヘキサノール、１−ノナノール、３，５，５−トリメチル−１−ヘキサノール、１−デカノール、１−ウンデカノール、１−ドデカノール、アリルアルコール、プロパルギルアルコール、ベンジルアルコール、シクロヘキサノール、１−メチルシクロヘキサノール、２−メチルシクロヘキサノール、３−メチルシクロヘキサノール、４−メチルシクロヘキサノール、α−テルピネオール、２，６−ジメチル−４−ヘプタノール、ノニルアルコール、テトラデシルアルコールが挙げられる。なかでもメタノール、エタノール、イソプロピルアルコールが好ましい。

ケトン類としては、炭素数３〜９の鎖状または環状の飽和または不飽和ケトン類が好ましく、具体的にはアセトン、メチルエチルケトン、２−ペンタノン、３−ペンタノン、２−ヘキサノン、メチルイソブチルケトン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、４−ヘプタノン、ジイソブチルケトン、メシチルオキシド、ホロン、２−オクタノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、イソホロン、２，４−ペンタンジオン、２，５−ヘキサンジオン、ジアセトンアルコール、アセトフェノン等が挙げられる。なかでもアセトン、メチルエチルケトンが好ましい。

エーテル類としては、炭素数２〜８の鎖状または環状の飽和または不飽和エーテル類が好ましく、具体的にはジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、アニソール、フェネトール、メチルアニソール、ジオキサン、フラン、メチルフラン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。より好ましくは、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフランが挙げられる。

エステル類としては、炭素数２〜１９の鎖状または環状の飽和または不飽和エステル類が好ましく、具体的にはギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、ギ酸ブチル、ギ酸イソブチル、ギ酸ペンチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ｓｅｃ−ブチル、酢酸ペンチル、酢酸メトキシブチル、酢酸ｓｅｃ−ヘキシル、酢酸２−エチルブチル、酢酸２−エチルヘキシル、酢酸シクロヘキシル、酢酸ベンジル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸ブチル、イソ酪酸イソブチル、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオン酸エチル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ブチル、安息香酸ベンジル、γ−ブチロラクトン、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジブチル、シュウ酸ジペンチル、マロン酸ジエチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル、酒石酸ジブチル、クエン酸トリブチル、セバシン酸ジブチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル等が挙げられる。なかでも酢酸メチル、酢酸エチルが好ましい。

ハロゲン化炭化水素類としては、炭素数１〜６の飽和または不飽和の塩素化または塩素化フッ素化炭化水素類が好ましく、具体的には塩化メチレン、１，１−ジクロロエタン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、１，１，１，２−テトラクロロエタン、１，１，２，２−テトラクロロエタン、ペンタクロロエタン、１，１−ジクロロエチレン、１，２−ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、１，２−ジクロロプロパン、ジクロロペンタフルオロプロパン、ジクロロフルオロエタン、デカフルオロペンタンが挙げられる。

本発明の溶剤は、液体や固体の潤滑剤、塗料、離型剤、防湿コート剤、防水剤、艶出し剤、帯電防止剤、モータ潤滑油等の有機化学物質を希釈するのに好ましい。なかでも、液体や固体の潤滑剤を希釈するのに特に好ましい。希釈の際には溶解するものだけでなく、非溶解性の粒子を分散する場合も含む。

上記液体や固体の潤滑剤としては、フッ素系オイル、フッ素系グリース、ポリテトラフルオロエチレン粉末等の樹脂粉末、その他のフッ素系潤滑剤、およびシリコンオイル、シリコングリース、その他のシリコン系潤滑剤等が好ましく挙げられる。これらの潤滑剤は、本発明の溶剤に対する溶解性、分散性が特に優れる。

また、モータ潤滑油としては、シリコン系潤滑油、エステル系鉱物油（ステアリン酸−ｎ−ブチル）が挙げられる。これらの潤滑油は、ハードディスクドライブなどに用いられるスピンドルモータ、携帯電話の振動モータのようにトルクおよび寿命等の特性が厳しく要求される用途のモータの潤滑油として用いられているものである。上記潤滑油を本発明の溶剤で希釈する際、潤滑油が溶解しにくい場合は、潤滑油を少量のアルコール類で溶解させた後、本発明の溶剤で希釈すると溶解させやすくなり、好ましい。

本発明の溶剤を、潤滑剤等の有機化学物質の希釈に用いる場合、有機化学物質の含有割合は、得られる希釈溶液において０．０１〜５０質量％、特には０．０５〜３０質量％、さらには０．１〜２０質量％となるように調整するのが好ましい。

本発明の溶剤と有機化学物質とを含有する希釈溶液を塗布できる基材としては、金属製基材、合成樹脂製基材、ガラス製基材、セラミックス製基材等種々の材料が挙げられるが、特には、金属製基材、合成樹脂製基材に塗布するのに好適である。

本発明の溶剤により希釈した、潤滑剤等の有機化学物質は、各種機器の製造において、該機器の所定の部位に塗布できる。塗布後、該溶剤は蒸発除去される。

［例１〜１５］
下記表１に示すＨＦＥ３４７、およびもしくはＨＦＥ４５８を有効成分として含有する溶剤を用いて、パーフルオロアルキル基を有するフッ素系オイル（潤滑剤）をフッ素系溶剤に対して０．５質量％となるようにして希釈し、得られた組成物を鉄製の板にアルミニウムを蒸着させたアルミニウム蒸着板表面に塗布し、溶剤を風乾することにより、アルミニウム蒸着板表面に潤滑剤塗膜を形成した。このときの溶剤の乾燥性および得られた塗膜の状態を肉眼で観察した。

塗膜の状態の評価は、◎；良好な塗膜であった、○；ほぼ良好な塗膜であった、△；部分的にムラが見られた、×；かなりムラが見られた、で表した。また、乾燥性の評価は、◎；直ちに乾燥した、○；１０分間以内に乾燥した、△；１時間以内に乾燥した、×；１時間で乾燥しなかった、で表した。結果を表１に示す。括弧内は混合質量比を示す。

［例１６〜３０］
下記表２に示す溶剤を用いて、ポリアルキルシロキサンからなるシリコーンオイル（潤滑剤）をフッ素系溶剤に対して３質量％となるようにして希釈し、得られた組成物をステンレス鋼板表面に塗布し、溶剤を風乾することにより、ステンレス鋼板表面に潤滑剤塗膜を形成した。このときの溶剤の乾燥性および得られた塗膜の状態を肉眼で観察した。
塗膜の状態の評価、乾燥性の評価は、例１〜１５と同様の方法で行った。

［例３１〜４５］
下記表３に示す溶剤を用いて、粒径が０．１〜１００μｍのポリテトラフルオロエチレン粉末とパーフルオロポリエーテルオイルとからなるフッ素系潤滑剤をフッ素系溶剤に対して２質量％となるようにして希釈し、得られた組成物をポリカーボネート板表面に塗布し、溶剤を風乾することにより、ポリカーボネート板表面に潤滑剤塗膜を形成した。このときの溶剤の乾燥性および得られた塗膜の状態を肉眼で観察した。
塗膜の状態の評価、乾燥性の評価は、例１〜１５と同様の方法で行った。

［例４６〜５２］
下記表４に示す溶剤に、アクリル樹脂（表４中では、アクリルと記す。）とポリカーボネート樹脂（表４中では、ポリカと記す。）を５０℃で３０分間浸漬し、その後取り出した樹脂の外観の変化を観察した。外観の評価は、◎；変化なし、△；若干白化や溶解が見られた、×；白化やクラックや溶解が見られた、で表した。結果を表４に示す。括弧内は混合質量比を示す。

［例５３（比較例）］
Ｒ２２５を用いて、例４６〜５２と同様の試験を行い、樹脂の外観の変化を観察した。結果を表４に示す。

［例５４〜６０］
下記表５に示す溶剤を用いて、ポリアルキルシロキサンからなるシリコーンオイルＫＦ−９６―５０ＣＳ（信越シリコーン社製）を０．１質量％となるように混合し、３０℃で保温してときおり振とうして、溶解の状態を肉眼で観察した。
外観の評価は、◎；均一に透明に溶解、△；若干白濁が見られた、×；二層分離や強い白濁が見られた、で表した。結果を表５に示す。括弧内は混合質量比を示す。

［例６１（比較例）］
１，１，１，２，２，３，３，４，４，５，５，６，６−トリデカフルオロヘキサン（表５中では、ＨＦＣ５２１３と記す。）を用いて、例５５〜６１と同様の試験を行った。結果を表５に示す。

本発明の溶剤は、液体や固体の潤滑剤、塗料、離型剤、防湿コート剤、防水剤、艶出し剤、帯電防止剤、モータ潤滑油等の有機化学物質を希釈するのに好ましい。

Claims (5)

1. 式１で示される含フッ素エーテルを有効成分として含有することを特徴とする有機化学物質を希釈するための溶剤。
   Ｒ^１−Ｏ−Ｒ^２ ・・・式１
   ただし、Ｒ^１およびＲ^２は、各々独立に炭素数１〜４の含フッ素アルキル基を示す。Ｒ^１およびＲ^２に含まれるフッ素原子の数はそれぞれ１以上であり、かつＲ^１およびＲ^２に含まれる炭素原子の数の合計は３〜６である。
2. 式１で示される化合物が、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または２，２，３，３−テトラフルオロ−１−（１，１，２，２−テトラフルオロエトキシ）プロパンである請求項１に記載の溶剤。
3. 炭化水素類、アルコール類、ケトン類、エーテル類（ただし、式１で示される含フッ素エーテルを除く。）、エステル類およびハロゲン化炭化水素類からなる群より選ばれる少なくとも１種の有機溶剤を含有する請求項１または２に記載の溶剤。
4. 潤滑剤および請求項１〜３に記載の溶剤を含有する潤滑剤溶液。
5. 請求項４に記載の潤滑剤溶液を基材に塗布し、溶剤を蒸発除去することを特徴とする潤滑剤の塗布方法。