JP2628000B2 - 洗浄剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フルオロアルキル基を
有する有機ケイ素化合物を含む洗浄剤に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術およびその課題】従来より、ハロゲン化炭
化水素は、プラスチックやゴム製品、電子部品等の洗浄
用溶剤として知られており、それらは塩素原子または塩
素原子とフッ素原子を有する炭化水素群としての特徴を
有している。これらのハロゲン化炭化水素は、不燃性
で、安定であって、ワックスや油脂類を溶解することが
できることから各種の産業分野に広く使用されている。

【０００３】たとえば、前記塩素原子を有するものとし
ては、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレンが、
また、塩素原子とフッ素原子を有するもの（以下ＣＦＣ
と称す）としては、トリフルオロトリクロロエタン（以
下ＣＦＣ１１３と称す）等が知られており、特に後者の
ＣＦＣ１１３は、低毒性でしかもプラスチックやゴムな
どの表面を侵食しないので、広く用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに優れた特徴を有するハロゲン化炭化水素は、この構
成元素の１つである塩素原子が触媒となり、地球を取り
巻くオゾン層を破壊することから、全廃することが国際
的に決められている。

【０００５】このような問題に対処するために、たとえ
ば洗浄溶剤であるＣＦＣ１１３に代わる物質が具体的に
種々検討されているが、未だ有効な代替物が見出されて
いない状況にある。ＣＦＣ１１３や１，１，１−トリク
ロロエタンは全廃されることが国際的に決められている
ことから、これらに代わる新しい洗浄溶剤の開発が不可
欠となっている。

【０００６】本発明は、以上の通りの状況に鑑みてなさ
れたものであり、ＣＦＣ１１３等からなるこれまでの洗
浄用溶剤がオゾン層の破壊を引き起こすという欠点を解
消し、オゾン層を破壊せず、洗浄作用に優れた新規な洗
浄溶剤を提供するものである

【０００７】。

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記従来技
術の現状に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、下記一般式
（１）のフッ素原子を有する有機ケイ素化合物が、１）
分子中に塩素を含有しないので、オゾン層を破壊する恐
れが全くなく、２）油脂類、塵埃などの洗浄効果に優
れ、３）従来使用されていたＣＦＣ１１３と同様の適度
な溶解力を持つので、各種の汚れのみを選択的に溶解除
去し、金属、プラスチック、エラストマーなどからなる
複合部品を侵さないことを見出し、本発明を完成するに
至った。

【０００８】すなわち、本発明は下記１〜４の洗浄剤を
提供するものである：１ 一般式（１）： ＳｉＲ¹Ｒ²Ｒ³Ｒ⁴ （１） ［式中、Ｒ¹は炭素原子数１〜８の直鎖又は分枝を有す
るフルオロアルキル基を示し、Ｒ²、Ｒ³およびＲ⁴は同
一または相異なる水素原子、フッ素原子、炭素原子数１
〜４の直鎖または分枝を有するアルキル基またはアルコ
キシ基を示す。］で表されるフルオロアルキル基を有す
る有機ケイ素化合物を含んでなる洗浄剤。

【０００９】２ Ｒ¹がパーフルオロアルキル基である
１に記載の洗浄剤。

【００１０】３ Ｒ²、Ｒ³およびＲ⁴が、同一且つメチ
ル基、エチル基、ｎ−プロピル基またはイソプロピル基
である１または２に記載の洗浄剤。

【００１１】４ 前記洗浄剤に、さらに炭化水素化合
物、有機ケイ素化合物、アルコール化合物、ケトン化合
物およびエステル化合物からなる群から選ばれた１種ま
たは２種以上を、一般式（１）で表されるフルオロアル
キル基を有する有機ケイ素化合物の重量の１〜５０重量
％含有してなる１〜３のいずれかに記載の洗浄剤。

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】本発明において、Ｒ¹ で表される直鎖又は
分枝を有する炭素原子数１〜８のフルオロアルキル基と
しては、例えば、トリフルオロメチル基、ペンタフルオ
ロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、ヘプタフルオ
ロイソプロピル基、ノナフルオロブチル基、ノナフルオ
ロイソブチル基、ウンデカフルオロペンチル基、トリデ
カフルオロヘキシル基、ペンタデカフルオロヘプチル
基、ヘプタデカフルオロオクチル基等の直鎖又は分枝を
有する炭素原子数１〜８のパーフルオロアルキル基およ
びフルオロメチル基、ジフルオロメチル基、１，１−ジ
フルオロエチル基、１，２−ジフルオロエチル基、２，
２−ジフルオロエチル基、１，１，２−トリフルオロエ
チル基、１，２，２−トリフルオロエチル基、２，２，
２−トリフルオロエチル基、１，１，２，２−テトラフ
ルオロエチル基、１，２，２，２−テトラフルオロエチ
ル基、１−（ジフルオロメチル）−１，２，２，２−テ
トラフルオロエチル基、３−フルオロプロピル基、３，
３−ジフルオロプロピル基、１，１，３，３，３−ペン
タフルオロプロピル基、１，１，２，３，３，３−ヘキ
サフルオロプロピル基、１，２，２，２，３，３−ヘキ
サフルオロプロピル基、１−メチル−２，２，２−トリ
フルオロエチル基、２−トリフルオロメチル−３，３，
３−トリフルオロプロピル基、１−トリフルオロメチル
−３，３，３−トリフルオロプロピル基、２−トリフル
オロメチル−１，１，３，３，３−ペンタフルオロプロ
ピル基、４，４，４−トリフルオロブチル基、３，３，
４，４，４−ペンタフルオロブチル基、１，１，２，
２，３，３，４，４−オクタフルオロブチル基、１，
１，２，３，３，４，４，４−オクタフルオロブチル
基、３−Ｈ オクタフルオロ−ｓｅｃ−ブチル基、３，
３，４，４，５，５，５−ヘプタフルオロペンチル基、
２，３，３，４，４，５，５，５−オクタフルオロペン
チル基、５，５，５−トリフルオロ−２−（トリフルオ
ロメチル）ペンチル基、等のポリフルオロアルキル基等
が挙げられる。これらのうち好ましい化合物は、Ｒ¹ が
炭素原子数１〜４のフルオロアルキル基の化合物であ
る。また、パーフルオロアルキル基が、素材への影響が
少ないことから好ましい。

【００１８】本発明においてＲ²、Ｒ³およびＲ⁴は、例
えば水素原子、フッ素原子、メチル基、エチル基、プロ
ピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、メ
トキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、イ
ソブトキシ基などが挙げられる。この中で、Ｒ²、Ｒ³お
よびＲ⁴は各々同一または相異なり、水素原子、フッ素
原子、メチル基、エチル基、プロピル基、メトキシ基、
エトキシ基等が好ましい。特に、Ｒ ¹がパーフルオロア
ルキル基であって、Ｒ²、Ｒ³およびＲ⁴が同一で且つメ
チル基、エチル基またはプロピル基の時、洗浄性が良好
で、各種汚れのみを選択的に溶解除去し、素材、特にプ
ラスチックに影響を与えず、沸点が適当な範囲にあるの
で好ましい。

【００１９】本発明の一般式（１）で表される有機ケイ
素化合物としては、具体的には： ＊トリメトキシ（トリフルオロメチル）シラン ＊トリメトキシ（１，１，２，２−テトラフルオロエチ
ル）シラン、＊ジメトキシ（３，３，３−トリフルオロ
プロピル）シラン、＊トリメトキシ（２，２，２−トリ
フルオロエチル）シラン、＊（２，２−ジフルオロエチ
ル）トリメトキシシラン、＊（１，１−ジフルオロエチ
ル）トリメトキシシラン、＊（ヘプタフルオロプロピ
ル）トリメトキシシラン、＊ジメトキシメチル（２，
２，２−トリフルオロ−１−メチルエチル）シラン、＊
トリメチル（１，１，２，３，３，３−ヘキサフルオロ
プロピル）シラン、＊ジメチル（１，１，２，２，３，
３，４，４−オクタフルオロブチル）シラン、＊トリメ
チル［２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロ
メチル）エチル］シラン、＊［１−（ジフルオロメチ
ル）−１，２，２，２−テトラフルオロエチル］トリメ
チルシラン、＊ジメチル［３，３，３−トリフルオロ−
２−（トリフルオロメチル）プロピル］シラン、＊［１
−（ジフルオロメチル）−２，２，２−トリフルオロエ
チル］トリメチルシラン、＊（３，３−ジフルオロプロ
ピル）トリメチルシラン、＊フルオロ（トリフルオロメ
チル）シラン、＊（ジフルオロメチル）フルオロシラ
ン、＊（ジフルオロメチル）シラン、＊フルオロ（フル
オロメチル）シラン、＊（フルオロメチル）シラン、＊
（ジフルオロメチル）−フルオロ−メチルシラン、＊フ
ルオロ（フルオロメチル）メチルシラン、＊（フルオロ
メチル）メチルシラン、＊（２−フルオロエチル）シラ
ン、＊（３−フルオロプロピル）シラン、＊（ノナフル
オロブチル）シラン、＊［３，３，３−トリフルオロ−
２−（トリフルオロメチル）プロピル］シラン、＊トリ
メチル（トリフルオロメチル）シラン、＊（３，３，
４，４，５，５，５−ヘプタフルオロペンチル）シラ
ン、＊トリメチル（ペンタフルオロエチル）シラン、＊
トリメチル（１，２，２，２−テトラフルオロエチル）
シラン、＊（２，２−ジフルオロエチル）トリメチルシ
ラン、＊（１，１−ジフルオロエチル）トリメチルシラ
ン、＊１，１，２，２−テトラフルオロエチルシラン、
＊（２，２−ジフルオロエチル）−メチル−ジフルオロ
シラン、＊（３，３，３−トリフルオロプロピル）シラ
ン、＊フルオロメチル−ジメチル−フルオロシラン、＊
ジメチル（１，１，２，２−テトラフルオロエチル）シ
ラン、＊メチル（３，３，３−トリフルオロプロピル）
シラン、＊トリメチル（１，１，２，２−テトラフルオ
ロエチル）シラン、＊（ヘプタフルオロイソプロピル）
トリメチルシラン、＊（ヘプタフルオロプロピル）トリ
メチルシラン、＊［５，５，５−トリフルオロ−２−
（トリフルオロメチル）ペンチル］シラン、＊トリフル
オロ−トリフルオロメチルシラン、＊トリフルオロ
（１，１，２，２−テトラフルオロエチル）シラン、＊
トリフルオロ（１，１，２−トリフルオロエチル）シラ
ン、＊（２，２−ジフルオロエチル）トリフルオロシラ
ン、＊トリフルオロ（１，２−ジフルオロエチル）シラ
ン、＊（３，３，３−トリフルオロプロピル）トリフル
オロシラン、＊（３−フルオロプロピル）トリフルオロ
シラン、＊（３Ｈ−オクタフルオロ−ｓｅｃ−ブチル）
トリフルオロシラン、＊（フルオロメチル）トリメチル
シラン、＊（１，２，２−トリフルオロエチル）トリメ
チルシラン、＊（２，２，２−トリフルオロエチル）ト
リメチルシラン、＊（３，３，３−トリフルオロプロピ
ル）ジメチルシラン、＊ジメチル（３，３，４，４，４
−ペンタフルオロブチル）シラン、＊ジメチル（４，
４，４−トリフルオロブチル）シラン、＊トリメチル
（３，３，３−トリフルオロプロピル）シラン、＊（３
−フルオロプロピル）トリメチルシラン、＊トリフルオ
ロエチルトリメチルシラン、＊トリフルオロメチルトリ
エチルシラン、＊トリフルオロメチルジメチルエチルシ
ラン、＊ノナフルオロブチルトリメチルシラン、＊ヘプ
タフルオロイソプロピルトリメチルシラン、＊ノナフル
オロイソブチルトリメチルシラン、＊（３，３，３−ト
リフルオロプロピル）トリメチルシラン、＊（１，１，
３，３，３−ペンタフルオロプロピル）トリメチルシラ
ン、＊（１，１，２，３，３，３−ヘキサフルオロプロ
ピル）トリメチルシラン、＊（３，３，４，４，４−ペ
ンタフルオロブチル）トリメチルシラン、＊（１，１，
２，３，３，４，４，４−オクタフルオロブチル）トリ
メチルシラン等が例示される。

【００２０】これらのうち好ましい化合物は、より具体
的には： トリフルオロメチルトリメチルシラン、トリフルオロエ
チルトリメチルシラン、ペンタフルオロエチルトリメチ
ルシラン、トリフルオロプロピルトリメチルシラン、ヘ
プタフルオロプロピルトリメチルシラン、ヘプタフルオ
ロ（イソ）プロピルトリメチルシランである。

【００２１】これらのフルオロアルキル基を有する有機
ケイ素化合物は、公知の方法により製造することができ
るが、例えば、Ｒ¹ がパーフルオロアルキル基且つ
Ｒ² 、Ｒ³ およびＲ⁴ がアルキル基である化合物であれ
ば、トリスジエチルアミノホスフィン［文献例１：I. R
uppert et al., Tetrahedron Lett., ２５， ２１９５
（１９８４）；G. K. S. Prakash et al., J. Org. Che
m., ５６，９８４（１９９１）］、テトラキスジメチル
アミノエチレン［文献例２：G. Pawelke, J. Fluorine
Chem., ４２，４２９（１９８９）］またはリチウム金
属［文献例３：B.N. Ghose, J. Indian Chem. Soc.,
５５，１２５４（１９７８）］などを反応試剤とした、
パーフルオロアルキルヨージドあるいはブロミドによる
トリアルキルクロロシランのアルキル化によって製造で
きる。またＲ¹ のβ位に水素を有する化合物であれば、
次式で表されるヒドロシリル化反応によって合成するこ
とができる。

【００２２】

【化１】

【００２３】［式中、Ｒ⁵ 、Ｒ⁶ 、Ｒ⁷ 及びＲ⁸ は、同
一または相異なり水素原子、フルオロアルキル基または
アルキル基を示す。また、Ｒ² 、Ｒ³ 及びＲ⁴ は前記に
同じ。］ なお、Ｒ⁵ 、Ｒ⁶ 、Ｒ⁷ 及びＲ⁸ で表される
フルオロアルキル基またはアルキル基は、前記のフルオ
ロアルキル基およびアルキル基が例示される。

【００２４】本発明において、用途に応じてその他の成
分をさらに添加混合することができる。例えば、炭化水
素化合物、有機ケイ素化合物、アルコール化合物、ケト
ン化合物およびエステル化合物のうち１種または数種を
洗浄剤重量の１〜５０重量％含有しても良い。該炭化水
素化合物としては、具体的にはペンタン、ヘキサン、ヘ
プタン、オクタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエ
ン等の炭素原子数１〜８の脂肪族アルキル基および芳香
族アルキル基が挙げられる。また、有機ケイ素化合物と
しては、具体的にはテトラメチルシラン、テトラエチル
シラン、メトキシトリメチルシラン、エトキシトリメチ
ルシラン、トリエチルシラン、ジメチルエトキシシラ
ン、エチルトリメチルシラン等が挙げられる。アルコー
ル化合物としては、メタノール、エタノール、プロパノ
ール、ブタノールなどの炭素原子数１〜４のアルコール
が挙げられる。ケトン化合物としては、プロパノン、ブ
タノン、２−ペンタノン、３−ペンタノンなどが挙げら
れる。エステル化合物としては、カルボン酸エステル、
例えばギ酸エステル、酢酸エステルなどが挙げられる。

【００２５】また、本発明化合物は、通常の使用におい
て熱安定性は良好であるが、必要により安定化剤を用い
ても良い。前記安定化剤としては、ニトロ化合物、不飽
和炭化水素、エポキシ化合物、フェノール化合物、アル
ケニルアミン、環状窒素化合物、不飽和アルコールが挙
げられる。その他、界面活性剤を添加しても良い。

【００２６】本発明の洗浄剤は、フラックス、グリー
ス、油、ワックス、インキ等をガラス、セラミックス、
プラスチック、ゴム、金属性各種物品、特にＩＣ部品、
電気機器、精密機械、光学レンズ等の表面から取り除く
ために用いられる。洗浄方法としては、手拭き、浸漬、
スプレー、揺動、超音波洗浄、蒸気洗浄等を採用すれば
良い。

【００２７】本発明の上記有機ケイ素化合物は洗浄性が
良好で、各種の汚れのみを選択的に溶解除去し、素材特
にプラスチックに与える影響も少ない。また、塩素原子
を持たないため、オゾン層破壊問題を生じることはな
い。

【００２８】以下に、本発明に用いる化合物の製造例と
本発明の実施例を示す。

【００２９】

【製造例１】 ＊ヘプタフルオロプロピルトリメチルシランの製造 窒素気流下、ヘプタフルオロプロピルヨージド５９．２
ｇ（０．２モル）及びトリメチルクロロシラン２１．７
ｇ（０．２モル）をジクロロメタン２０ｍｌに溶かした
溶液に、−７８℃でトリスジエチルアミノホスフィン４
９．５ｇ（０．２モル）をジクロロメタン５０ｍｌに溶
かした溶液を滴下した。反応液を室温まで徐々に昇温
し、そのまま室温で２０時間撹拌した。反応液から揮発
性の成分を減圧でトラップに集め、水洗の後、精留管を
付けて蒸留して標記化合物を得た。収量２２．４ｇ（収
率４６％）。沸点９２〜９３℃。

【００３０】

【製造例２】 ＊ヘプタフルオロイソプロピルトリメチルシランの製造 窒素気流下、５０ｍｌの乾燥エーテルに懸濁したリチウ
ムディスパージョン５．０ｇ（０．７２グラム原子）
に、−７８℃でトリメチルクロロシラン４３．５ｇ
（０．４モル）を乾燥エーテル１０ｍｌに溶かした溶液
を滴下し、次いでヘプタフルオロイソプロピルヨージド
５９．２ｇ（０．２モル）を乾燥エーテル１０ｍｌに溶
かした溶液を滴下した。反応液を室温で一夜撹拌した
後、揮発性成分を減圧でトラップに集め、蒸留を繰り返
して標記化合物を得た。収量２８．３ｇ（収率５８
％）。沸点８８〜９０℃。

【００３１】

【製造例３】 ＊３，３，３−トリフルオロプロピルトリメチルシラン
の製造 窒素気流下、メチルマグネシウムヨージドのエーテル溶
液（約２モル溶液）３００ｍｌ（約０．６モル）に、
３，３，３−トリフルオロプロピルジクロロメチルシラ
ン５２．８ｇ（０．２５モル）を乾燥エーテル５０ｍｌ
に溶かした溶液を室温で滴下した。８時間加熱還流した
後、注意して水を加え、エーテルで抽出した。エーテル
を留去し、精留管を付けて蒸留して標記化合物を得た。
収量３４．０ｇ（収率８０％）。沸点９８〜９９℃。

【００３２】

【実施例１〜９及び比較例１】ＳＵＳ−３０４のテスト
ピースを機械油（日本石油株式会社製ＣＱ−３０）中に
浸漬した後、本発明の種々の洗浄剤に２５℃で５分間浸
漬した。目視によって、機械油の除去された程度を観察
した。

【００３３】結果を一括して表１に示す。なお、比較の
ため、従来の機械油の洗浄剤であるＣＦＣ１１３を溶剤
とした場合を併記した。

【００３４】

【表１】

【００３５】ただし、表１中、Ｍｅはメチル基を示す。
また：“○”は、肉眼で見える洗浄残りがないことを示
す。

【００３６】“×”は、肉眼で見える洗浄残りがあるこ
とを示す。

【００３７】表１の結果から、本発明の洗浄剤は、従来
用いられていたＣＦＣ１１３と同等程度の洗浄力を有す
ることが明らかである。

【００３８】

【発明の効果】本発明のフルオロアルキル基を有する有
機ケイ素化合物は、洗浄剤としての洗浄性が良好で、素
材特にプラスチックに悪影響を与えず、さらに塩素原子
を含まないため、オゾン層破壊問題を生じることはな
く、従来のＣＦＣ系溶剤と同様に使用でき、既存装置の
大幅な変更を必要とせず、そのまま適用できるなど極め
て価値の高いものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関屋 章 茨城県つくば市東１丁目１番地 工業技 術院化学技術研究所内 (72)発明者 小林 勉 東京都文京区本郷２−40−17 本郷若井 ビル 財団法人 地球環境産業技術研究 機構内 (72)発明者 星 信人 東京都文京区本郷２−40−17 本郷若井 ビル 財団法人 地球環境産業技術研究 機構内 審査官 福井 悟 (56)参考文献 特開 平２−150426（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一般式（１）： ＳｉＲ¹Ｒ²Ｒ³Ｒ⁴ （１） ［式中、Ｒ¹は炭素原子数１〜８の直鎖又は分枝を有す
   るフルオロアルキル基を示し、Ｒ²、Ｒ³およびＲ⁴は同
   一または相異なる水素原子、フッ素原子、炭素原子数１
   〜４の直鎖または分枝を有するアルキル基またはアルコ
   キシ基を示す。］で表されるフルオロアルキル基を有す
   る有機ケイ素化合物を含んでなる洗浄剤。
2. 【請求項２】Ｒ¹がパーフルオロアルキル基である請求
   項１に記載の洗浄剤。
3. 【請求項３】Ｒ²、Ｒ³およびＲ⁴が、同一且つメチル
   基、エチル基、ｎ−プロピル基またはイソプロピル基で
   ある請求項１または２に記載の洗浄剤。
4. 【請求項４】前記洗浄剤に、さらに炭化水素化合物、有
   機ケイ素化合物、アルコール化合物、ケトン化合物およ
   びエステル化合物からなる群から選ばれた１種または２
   種以上を、一般式（１）で表されるフルオロアルキル基
   を有する有機ケイ素化合物の重量の１〜５０％含有して
   なる請求項１〜３のいずれかに記載の洗浄剤。