JP2006199865A - 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】オゾン破壊係数がゼロであり、潤滑剤等の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が少ない不燃性の溶剤を提供する。
【解決手段】１，１，２，２−テトラフルオロ−１−（２，２，２−トリフルオロエトキシ）エタン（以下、ＨＦＥ３４７という。）と１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン（以下、ＨＦＣ３６５という。）を有効成分として含有する溶剤であって、ＨＦＥ３４７とＨＦＣ３６５の合計量に対するＨＦＥ３４７の含有割合が３３質量％以上であ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。
【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ジクロロペンタフルオロプロパン（以下、ＨＣＦＣ２２５と記す。）等のハイドロクロロフルオロカーボン類（以下、ＨＣＦＣ類と記す。）、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類と記す。）、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類と記す。）、および１，１，２，２−テトラフルオロ−１−（２，２，２−トリフルオロエトキシ）エタンや（パーフルオロブトキシ）メタン等のハイドロフルオロエーテル類（以下、ＨＦＥ類と記す。）を有効成分として含有するフッ素系溶剤が広く使用されている。

しかし、ＨＣＦＣ２２５はオゾン破壊係数を有し、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、ＨＣＦＣ２２５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、これらの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る。
ＰＦＣ類については、フッ素化された有機化学物質以外に対する溶解性が小さいという問題がある他、非常に高い温暖化係数を有する。

ＨＦＣ類やＨＦＥ類については、トリデカフルオロヘキサンを用いて潤滑剤を希釈すること（特許文献１参照。）、ノナフルオロヘキサンを用いて潤滑剤を希釈すること（特許文献２参照。）、デカフルオロペンタンを含む混合溶剤を用いて固体潤滑剤を分散希釈すること（特許文献３参照。）、（パーフルオロブトキシ）メタンを用いて防汚剤を希釈すること（特許文献４参照。）、ＨＦＥ３４７を用いて潤滑剤を希釈すること（特許文献５参照。）が知られている。しかし、これらのＨＦＣ類やＨＦＥ類は、溶解する対象の有機化学物質によっては溶解性が小さい、沸点が５０℃超であるため塗布後の溶剤の除去に時間がかかる等の問題がある。

一方、ＨＦＣ類として、沸点が４０℃で、有機化学物質の溶解性が上記ＨＦＣ類やＨＦＥ類よりも大きい１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン（以下、ＨＦＣ３６５と記す。）が知られている。しかし、ガス状のＨＦＣ３６５と空気との混合気体は、ＨＦＣ３６５の濃度によっては着火源の存在により引火し得るため、取扱いが煩雑である。

特開２００１−２６２１７１号公報（特許請求の範囲） 国際公開第２００４／０００９７７号パンフレット（特許請求の範囲） 特開２０００−２５６６９３号公報（段落００１４） 特開２０００−２３４０７１号公報（実施例） 特願２００３−３００００６号公報（特許請求の範囲）

発明の目的は、これらＨＣＦＣ２２５、ＰＦＣ類、ＨＦＣ類、ＨＦＥ類と同等もしくはそれらよりも優れた性能を有し、オゾン破壊係数がゼロであり、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が少なく、爆発の危険性のない溶剤を提供することである。

本発明は、１，１，２，２−テトラフルオロ−１−（２，２，２−トリフルオロエトキシ）エタン（以下、ＨＦＥ３４７という。）と１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン（以下、ＨＦＣ３６５という。）を有効成分として含有する溶剤であって、ＨＦＥ３４７とＨＦＣ３６５の合計量に対するＨＦＥ３４７の含有割合が３３質量％以上であ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。

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、一般的な潤滑剤に対し、従来使用されていたＨＣＦＣ２２５、ＰＦＣ類、ＨＦＣ類、ＨＦＥ類と同様もしくはそれより優れた適度な溶解力を有し、乾燥性に優れるため、潤滑剤溶液に用いた場合に塗膜にムラが発生しない。また、本発明の溶剤は、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ず、ＨＦＣ３６５単独の場合には存在するガス爆発範囲を有しない。

本発明の溶剤は、ＨＦＥ３４７とＨＦＣ３６５を有効成分として含有し、ＨＦＥ３４７とＨＦＣ３６５との合計量に対するＨＦＥ３４７の含有割合が３３質量％以上である。ＨＦＥ３４７の含有割合が３３質量％未満である場合は、本発明の潤滑剤溶液等を基材に塗布し、溶剤を蒸発除去させる場合に、蒸発により発生する混合ガスにおけるＨＦＥ３４７の濃度が２０容積％未満となり、該混合ガスが爆発範囲を有するおそれが生じる。

本発明の溶剤は、基本的にはＨＦＥ３４７およびＨＦＥ３６５のみからなることが好ましいが、各種の目的に応じてその他の各種成分を含有することができる。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、エーテル類およびエステル類からなる群（ただし、ＨＦＥ３４７およびＨＦＣ３６５を除く化合物であって、それぞれハロゲン置換されていてもよい。）より選ばれる少なくとも１種が挙げられる。

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、３０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％以下とする。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。

また、本発明の溶剤に共沸組成が存在する場合は、当該共沸組成を採用するのが好ましい。一方、溶剤が非共沸組成物であっても、該組成物が不燃性である場合は、取扱いが容易であるという点で実用上大変好ましい。

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。

ハロゲン置換された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、１，１，１，２−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。

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。なお、アルコール類としては、ハロゲン置換されたアルコール類を用いてもよい。

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。なお、ケトン類としては、ハロゲン置換されたケトン類を用いてもよい。

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。なお、エーテル類としては、ハロゲン置換されたエーテル類を用いてもよい。

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。なお、エステル類としては、ハロゲン置換されたエステル類を用いてもよい。

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。本発明の溶剤組成物はこれらの潤滑剤を溶解または分散し、基材上に均一な塗膜を形成させることができる。

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０．０１〜２０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。

以下、本発明を、実施例を参照して説明する。例１、例２、例７および例８は実施例、例３〜６は比較例である。

［例１〜６］
表１に示すＨＦＥ３４７および／またはＨＦＣ３６５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、得られた組成物をステンレス製の板に塗布し、溶剤を風乾することにより、ステンレス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。結果を表１に示す。

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、×：全体的にムラが見られた、で表した。また、乾燥性の評価は、◎：１分間以内に乾燥した、○：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。

次に、表１に示す溶剤を用いて気液平衡関係を調べ、その気相組成となるように、溶剤蒸気を、６０℃の真空引きした１２Ｌの丸底フラスコ内に導入した。このフラスコ内の全溶剤濃度を４〜１０容積％の範囲で変化させ、残りは空気を大気圧になるまで導入した。ＡＳＴＭ Ｅ６８１に準拠した方法で、放電着火によって火炎が９０度以上の角度で上方に広がるかどうかを観察し、燃焼性の有無を調べた。

燃焼性の評価は、×：火炎が９０度以上に拡がった、△：火炎が一瞬上がるが燃え広がらなかった、○：火炎は見られなかった、で表した。結果を表１に示す。なお、表１における溶剤濃度とは、燃焼する溶剤の濃度範囲（単位：容積％）である。
なお、溶剤および平衡気相組成の項目の括弧内の数値は混合質量比を示す。

［例７〜８］
粒径が０．１〜１００μｍの、ポリフルオロアルキル基を含有する単量体が重合されてなる重合体からなるフッ素系撥水撥油剤を表２に示す溶剤で希釈し、当該フッ素系撥水撥油剤の含有量が１５質量％である撥水撥油剤溶液を調整した。得られた撥水撥油剤溶液を平滑なガラス板表面に塗布し、溶剤を風乾することにより、ガラス板表面に撥水撥油剤塗膜を形成した。このときの塗膜の乾燥性を肉眼で確認した。

次いで、このガラス板を水平位置から３０度傾けて上から純水を数滴垂らし、水の液膜の形成状態を肉眼で観察した。水の液膜の状態の評価は、◎：水滴はそのまま流れ落ち水の液膜を形成しなかった、○：大部分の水滴は流れ落ちたがわずかに水滴が残った、△：部分的に水の膜を形成した、×：全体的に水の液膜を形成した、で表した。
以上の結果を表２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、撥水撥油剤、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 (4)

1. １，１，２，２−テトラフルオロ−１−（２，２，２−トリフルオロエトキシ）エタン（以下、ＨＦＥ３４７という。）と１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン（以下、ＨＦＣ３６５という。）を有効成分として含有する溶剤であって、ＨＦＥ３４７とＨＦＣ３６５の合計量に対するＨＦＥ３４７の含有割合が３３質量％以上であ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。
2. さらに、炭化水素類、アルコール類、ケトン類、エーテル類およびエステル類からなる群（ただし、ＨＦＥ３４７およびＨＦＣ３６５を除く化合物であって、それぞれハロゲン置換されていてもよい。）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に記載の溶剤。
3. 潤滑剤、および請求項１または２に記載の溶剤を含有する潤滑剤溶液。
4. 請求項３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。