JP4515632B2 - ペルフルオロブチルメチルエーテルを含む組成物及びその組成物の使用 - Google Patents
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Description
【０００１】
本発明は、ペルフルオロブチルメチルエーテル(C4F9-O-CH3)を含む組成物及びその組成物の使用、特に固体表面の洗浄剤又は乾燥剤としての使用に関する。
完全にハロゲン化されたクロロフルオロヒドロカーボン(CFC)、特に1,1,2-トリクロロ-1,2,2-トリフルオロエタン(CFC-113)は、様々な表面、特に、洗浄が難しい複雑な形の固体部品の表面をグリース除去及び洗浄する工業溶剤として広く用いられている。エレクトロニクスにおけるプリント回路に付着するはんだフラックスを除去するためのはんだフラックスの洗浄での用途のほかに、金属部品のグリース除去又は高品質及び高精度の金属部品を洗浄するために慣用的に用いられている。これらの様々な用途において、CFC-113は一般的には他の有機溶剤と組合わせて用いられる。好ましくは、気相又は液相における組成が実質的に同じである共沸組成物又は擬似共沸組成物の形で用いられ、還流下で容易に用いられる。
CFC-113に基づく組成物は、また、固体部品の表面に吸着した水を除去するために乾燥剤として慣用的に用いられている。
しかしながら、CFC-113及び他の完全にハロゲン化されたクロロフルオロアルカンは、今日、成層圏のオゾン層の破壊に関係していると思われている。
【０００２】
従って、現在、オゾン層に有害な作用を及ぼさない新規な組成物を見出すことが緊急に求められている。
塩素を含まないフッ化水素酸化合物は成層圏のオゾン層に関して全く不活性であり、これらの化合物は塩素原子をもつ化合物を犠牲にして多くの用途にますます広く用いられている。
これを目的として、国際出願第96/36689号には、ペルフルオロブチルメチルエーテルと、炭素原子6〜8個を含む直鎖又は分枝鎖の環状又は非環状アルカン、炭素原子4〜6個を含む環状又は非環状エーテル、炭素原子3個を含むケトン、炭素原子1、3又は4個を含む塩素化アルカン、炭素原子2〜3個を含む塩素化アルケン、炭素原子1〜4個を含むアルコール、特に炭素原子2〜3個を含むフッ素化アルコール、1-ブロモプロパン、アセトニトリル、HCFC-225ea及びHCFC-225cbより選ばれた有機溶剤の1種以上とから形成された共沸組成物が示されている。
【０００３】
本発明の目的は、共沸物又は擬似共沸物を形成してもよく、溶剤洗浄過程において洗浄剤として用いられる場合に特に良好な性能を有する他の組成物を提供することである。本発明の目的は、更に、プリント配線板の洗浄に特に適した特性を有するその組成物である。本発明の他の目的は、オゾン層に関して破壊作用のないその組成物を提供することである。
本発明の他の目的は、印刷文書又は複写文書用の装置における記録基板に対するトナーの定着剤として特に適した特性を有する組成物である。
【０００４】
従って、本発明は、ペルフルオロブチルメチルエーテル及び共溶剤を含む組成物に関する。更に詳しくは、一般式C4F9-O-CH3 (C4F9は直鎖又は分枝鎖過フッ素化鎖である。)を有するペルフルオロブチルメチルエーテル及びエステル官能基を有する有機溶剤を含む組成物に関する。CF3-(CF2)3-O-CH3、(CF3)2CF-CF2-O-CH3及びそれらの混合物は、好ましいペルフルオロブチルメチルエーテルである。説明の続きでの『ペルフルオロブチルメチルエーテル』という用語は、3Mから商品名HFE-7100として販売されているこれらの2化合物の混合物を示すために用いられる。エステル官能基を含む有機化合物の例として、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル又はプロピオン酸プロピルが挙げられる。
ギ酸メチル、ギ酸エチル、酢酸メチル及び酢酸エチルが好ましい。ギ酸メチル、ギ酸エチル及び酢酸メチルが特に好ましい。
【０００５】
液体の熱力学状態は、基本的には4つの相互依存可変部分: 圧力(P)、温度(T)、液相の組成(X)及び気相の組成(Y)によって定義される。正の共沸物は、2種以上の成分を含む特定の系であり、一定の温度及び一定の圧力において、液相の組成Xは気相の組成Yと正確に同じである。
【０００６】
擬似共沸物は、2種以上の成分を含む系であり、一定の温度及び一定の圧力において、XはYと実質的に同じある。実際には、その共沸系と擬似共沸系の成分は蒸留によって容易に分離することができず、その結果、溶剤洗浄操作中及び蒸留による廃棄溶剤の回収の操作中のそれらの組成は実質的に一定のままである。
本発明のための『擬似共沸混合物』という用語は、高くても0.5℃だけ正の共沸物の沸点と異なる沸点をもつ(一定の圧力で)2つの成分の混合物を意味するものである。高くても0.2℃だけ正の共沸物の沸点と異なる沸点をもつ混合物が好ましい。高くても0.1℃だけ正の共沸物の沸点と異なる沸点をもつ混合物が特に好ましい。
【０００７】
本発明の組成物中のペルフルオロブチルメチルエーテルの含量とエステルの含量は、広い限度内で異なってよく、予想される使用に左右される。
本発明の組成物は、ペルフルオロメチルエーテルを一般的には少なくとも1重量％含む。有利には少なくとも5％含む。特に好ましくは少なくとも10％含む。99％まで含み得る。一般的には多くても95％含む。
特に非常に好ましい本発明の組成物は、ペルフルオロブチルメチルエーテル及びエステルを最低沸点共沸物又は擬似共沸物を生じる割合で含むものである。
【０００８】
本発明の共沸混合物の組成は、下記の実施例に示される実験測定の結果に基づいて評価した。
ペルフルオロブチルメチルエーテル及び酢酸メチルは、それらの混合物が酢酸メチルを約21〜52重量％を含む場合に二成分共沸物又は擬似共沸物を形成する。酢酸メチルを約28〜48重量％含む二成分組成物が好ましい。102.3 kPaの圧力下、実質的にペルフルオロブチルメチルエーテル約61重量％及び酢酸メチル約39重量％から構成される二成分組成物は、正の共沸物を構成し、その沸点は約52.6℃である。この組成物は特に非常に好ましい。
【０００９】
ペルフルオロブチルメチルエーテル及びギ酸エチルは、それらの混合物がギ酸エチル約22〜53重量％を含む場合に二成分共沸物又は擬似共沸物を形成する。ギ酸エチル約26〜46重量％を含む二成分組成物が好ましい。102.6 kPaの圧力下、実質的にペルフルオロブチルメチルエーテル約68重量％及びギ酸エチル約32重量％から構成される二成分組成物は、正の共沸物を構成し、その沸点は約50.2℃である。この組成物は特に非常に好ましい。
ペルフルオロブチルメチルエーテル及びギ酸エチルは、それらの混合物がギ酸メチル約40〜92重量％を含む場合に二成分共沸物又は擬似共沸物を形成する。ギ酸メチル約59〜80重量％を含む二成分組成物が好ましい。102.2 kPaの圧力下、実質的にペルフルオロブチルメチルエーテル約36重量％及びギ酸メチル約64重量％から構成される二成分組成物は、正の共沸物を構成し、その沸点は約31.2℃である。この組成物は特に非常に好ましい。
【００１０】
本発明の組成物に種々の添加剤が存在してもよい。従って、本発明の組成物は、安定剤、界面活性剤又は使用時に本発明の組成物の性能を向上させることを可能にする他の添加剤を含み得る。これらの添加剤の種類と量は、予想される使用に左右され、当業者によって容易に限定される。一般に、本発明の組成物に存在する添加剤の量は、組成物の重量の約20％を超えず、通常は10％以下である。
【００１１】
本発明の組成物は、既存の洗浄装置においてCFC-113に基づく組成物を置き換えるのに適切な沸点を示すものである。環境に対する影響に関して、ペルフルオロブチルメチルエーテルは、オゾンを破壊する可能性がゼロであるので、特に有利であることがわかる。更に、本発明の組成物は、処理すべき様々なタイプの表面について、表面が金属でもプラスチックでもガラスでも不活性である。
従って、本発明の組成物は、CFC-113に基づく従来の組成物と同じ用途や同じ手法で用いられる。特に、本発明の組成物は、洗浄剤、溶剤、グリース除去剤、フラックス除去剤又は乾燥剤として用いられる。
従って、本発明は、洗浄剤、固体表面のグリース除去剤、はんだフラックス及びそのフラックスからの残渣によって汚れたプリント配線板の洗浄剤、又は固形物の表面に吸着された水を除去する乾燥剤としての本発明の組成物の使用に関する。
【００１２】
ペルフルオロブチルメチルエーテル、それを含む組成物又は特に本発明の組成物は、また、印刷文書又は複写文書用の装置における記録基板に対するトナーの定着剤としても用いられる。
トナーの定着剤として用いられるペルフルオロブチルメチルエーテルに基づく組成物は、C3〜C6ヒドロフルオロカーボンを含む組成物である。『C3〜C6ヒドロフルオロカーボン』という用語は、炭素原子3〜6個、フッ素原子少なくとも1個及び水素原子少なくとも1個を含む炭素、フッ素及び水素のみから構成される脂肪族又は脂環式飽和炭化水素を示すものである。C3〜C6ヒドロフルオロカーボンの典型例は、1,1,1,3,3-ペンタフルオロプロパン(HFC-245fa)、1,1,1,3,3-ペンタフルオロブタン(HFC-365mfc)や1,1,1,2,2,3,4,6,6,6-デカフルオロペンタン(HFC-43-10mee)のようなヒドロフルオロアルカンである。1,1,1,3,3-ペンタフルオロブタンが特に適する。ペルフルオロブチルメチルエーテル/エステル/C3〜C6ヒドロフルオロカーボン三成分組成物を利用することが好ましい。
従って、本発明は、また、印刷文書又は複製文書用の装置における記録基板に対するトナーの定着剤としてのペルフルオロブチルメチルエーテルの使用、それを含む組成物の使用又は特に本発明の組成物の使用に関する。
下記の限定しない実施例は、本発明を更に具体的に説明するものである。
【００１３】
実施例１〜３
ペルフルオロブチルメチルエーテルとエステル間の本発明の共沸又は擬似共沸組成物の存在を示すために、還流コンデンサが上にある50mlの蒸留フラスコから構成されるガラス装置を利用した。フラスコの中に浸した温度計によって液体の温度を測定した。
正確に求めた純粋なペルフルオロブチルメチルエーテルの量を沸騰するまで既知の圧力下で加熱してから正確に量ったエステルの少量をサイドアームを通る注射器によってフラスコに徐々に導入した。
組成物の関数として混合物の沸点温度の変化をプロットすることにより共沸組成物を求めた。
これらの測定を、ペルフルオロブチルメチルエーテル及び増加量の酢酸メチル(実施例1)、ギ酸エチル(実施例2)又はギ酸メチル(実施例3)を含む混合物について行った。
測定した圧力を示す。得られた結果を表Iに示す。
【００１４】
表I
本発明は、ペルフルオロブチルメチルエーテル(C4F9-O-CH3)を含む組成物及びその組成物の使用、特に固体表面の洗浄剤又は乾燥剤としての使用に関する。
完全にハロゲン化されたクロロフルオロヒドロカーボン(CFC)、特に1,1,2-トリクロロ-1,2,2-トリフルオロエタン(CFC-113)は、様々な表面、特に、洗浄が難しい複雑な形の固体部品の表面をグリース除去及び洗浄する工業溶剤として広く用いられている。エレクトロニクスにおけるプリント回路に付着するはんだフラックスを除去するためのはんだフラックスの洗浄での用途のほかに、金属部品のグリース除去又は高品質及び高精度の金属部品を洗浄するために慣用的に用いられている。これらの様々な用途において、CFC-113は一般的には他の有機溶剤と組合わせて用いられる。好ましくは、気相又は液相における組成が実質的に同じである共沸組成物又は擬似共沸組成物の形で用いられ、還流下で容易に用いられる。
CFC-113に基づく組成物は、また、固体部品の表面に吸着した水を除去するために乾燥剤として慣用的に用いられている。
しかしながら、CFC-113及び他の完全にハロゲン化されたクロロフルオロアルカンは、今日、成層圏のオゾン層の破壊に関係していると思われている。
【０００２】
従って、現在、オゾン層に有害な作用を及ぼさない新規な組成物を見出すことが緊急に求められている。
塩素を含まないフッ化水素酸化合物は成層圏のオゾン層に関して全く不活性であり、これらの化合物は塩素原子をもつ化合物を犠牲にして多くの用途にますます広く用いられている。
これを目的として、国際出願第96/36689号には、ペルフルオロブチルメチルエーテルと、炭素原子6〜8個を含む直鎖又は分枝鎖の環状又は非環状アルカン、炭素原子4〜6個を含む環状又は非環状エーテル、炭素原子3個を含むケトン、炭素原子1、3又は4個を含む塩素化アルカン、炭素原子2〜3個を含む塩素化アルケン、炭素原子1〜4個を含むアルコール、特に炭素原子2〜3個を含むフッ素化アルコール、1-ブロモプロパン、アセトニトリル、HCFC-225ea及びHCFC-225cbより選ばれた有機溶剤の1種以上とから形成された共沸組成物が示されている。
【０００３】
本発明の目的は、共沸物又は擬似共沸物を形成してもよく、溶剤洗浄過程において洗浄剤として用いられる場合に特に良好な性能を有する他の組成物を提供することである。本発明の目的は、更に、プリント配線板の洗浄に特に適した特性を有するその組成物である。本発明の他の目的は、オゾン層に関して破壊作用のないその組成物を提供することである。
本発明の他の目的は、印刷文書又は複写文書用の装置における記録基板に対するトナーの定着剤として特に適した特性を有する組成物である。
【０００４】
従って、本発明は、ペルフルオロブチルメチルエーテル及び共溶剤を含む組成物に関する。更に詳しくは、一般式C4F9-O-CH3 (C4F9は直鎖又は分枝鎖過フッ素化鎖である。)を有するペルフルオロブチルメチルエーテル及びエステル官能基を有する有機溶剤を含む組成物に関する。CF3-(CF2)3-O-CH3、(CF3)2CF-CF2-O-CH3及びそれらの混合物は、好ましいペルフルオロブチルメチルエーテルである。説明の続きでの『ペルフルオロブチルメチルエーテル』という用語は、3Mから商品名HFE-7100として販売されているこれらの2化合物の混合物を示すために用いられる。エステル官能基を含む有機化合物の例として、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル又はプロピオン酸プロピルが挙げられる。
ギ酸メチル、ギ酸エチル、酢酸メチル及び酢酸エチルが好ましい。ギ酸メチル、ギ酸エチル及び酢酸メチルが特に好ましい。
【０００５】
液体の熱力学状態は、基本的には4つの相互依存可変部分: 圧力(P)、温度(T)、液相の組成(X)及び気相の組成(Y)によって定義される。正の共沸物は、2種以上の成分を含む特定の系であり、一定の温度及び一定の圧力において、液相の組成Xは気相の組成Yと正確に同じである。
【０００６】
擬似共沸物は、2種以上の成分を含む系であり、一定の温度及び一定の圧力において、XはYと実質的に同じある。実際には、その共沸系と擬似共沸系の成分は蒸留によって容易に分離することができず、その結果、溶剤洗浄操作中及び蒸留による廃棄溶剤の回収の操作中のそれらの組成は実質的に一定のままである。
本発明のための『擬似共沸混合物』という用語は、高くても0.5℃だけ正の共沸物の沸点と異なる沸点をもつ(一定の圧力で)2つの成分の混合物を意味するものである。高くても0.2℃だけ正の共沸物の沸点と異なる沸点をもつ混合物が好ましい。高くても0.1℃だけ正の共沸物の沸点と異なる沸点をもつ混合物が特に好ましい。
【０００７】
本発明の組成物中のペルフルオロブチルメチルエーテルの含量とエステルの含量は、広い限度内で異なってよく、予想される使用に左右される。
本発明の組成物は、ペルフルオロメチルエーテルを一般的には少なくとも1重量％含む。有利には少なくとも5％含む。特に好ましくは少なくとも10％含む。99％まで含み得る。一般的には多くても95％含む。
特に非常に好ましい本発明の組成物は、ペルフルオロブチルメチルエーテル及びエステルを最低沸点共沸物又は擬似共沸物を生じる割合で含むものである。
【０００８】
本発明の共沸混合物の組成は、下記の実施例に示される実験測定の結果に基づいて評価した。
ペルフルオロブチルメチルエーテル及び酢酸メチルは、それらの混合物が酢酸メチルを約21〜52重量％を含む場合に二成分共沸物又は擬似共沸物を形成する。酢酸メチルを約28〜48重量％含む二成分組成物が好ましい。102.3 kPaの圧力下、実質的にペルフルオロブチルメチルエーテル約61重量％及び酢酸メチル約39重量％から構成される二成分組成物は、正の共沸物を構成し、その沸点は約52.6℃である。この組成物は特に非常に好ましい。
【０００９】
ペルフルオロブチルメチルエーテル及びギ酸エチルは、それらの混合物がギ酸エチル約22〜53重量％を含む場合に二成分共沸物又は擬似共沸物を形成する。ギ酸エチル約26〜46重量％を含む二成分組成物が好ましい。102.6 kPaの圧力下、実質的にペルフルオロブチルメチルエーテル約68重量％及びギ酸エチル約32重量％から構成される二成分組成物は、正の共沸物を構成し、その沸点は約50.2℃である。この組成物は特に非常に好ましい。
ペルフルオロブチルメチルエーテル及びギ酸エチルは、それらの混合物がギ酸メチル約40〜92重量％を含む場合に二成分共沸物又は擬似共沸物を形成する。ギ酸メチル約59〜80重量％を含む二成分組成物が好ましい。102.2 kPaの圧力下、実質的にペルフルオロブチルメチルエーテル約36重量％及びギ酸メチル約64重量％から構成される二成分組成物は、正の共沸物を構成し、その沸点は約31.2℃である。この組成物は特に非常に好ましい。
【００１０】
本発明の組成物に種々の添加剤が存在してもよい。従って、本発明の組成物は、安定剤、界面活性剤又は使用時に本発明の組成物の性能を向上させることを可能にする他の添加剤を含み得る。これらの添加剤の種類と量は、予想される使用に左右され、当業者によって容易に限定される。一般に、本発明の組成物に存在する添加剤の量は、組成物の重量の約20％を超えず、通常は10％以下である。
【００１１】
本発明の組成物は、既存の洗浄装置においてCFC-113に基づく組成物を置き換えるのに適切な沸点を示すものである。環境に対する影響に関して、ペルフルオロブチルメチルエーテルは、オゾンを破壊する可能性がゼロであるので、特に有利であることがわかる。更に、本発明の組成物は、処理すべき様々なタイプの表面について、表面が金属でもプラスチックでもガラスでも不活性である。
従って、本発明の組成物は、CFC-113に基づく従来の組成物と同じ用途や同じ手法で用いられる。特に、本発明の組成物は、洗浄剤、溶剤、グリース除去剤、フラックス除去剤又は乾燥剤として用いられる。
従って、本発明は、洗浄剤、固体表面のグリース除去剤、はんだフラックス及びそのフラックスからの残渣によって汚れたプリント配線板の洗浄剤、又は固形物の表面に吸着された水を除去する乾燥剤としての本発明の組成物の使用に関する。
【００１２】
ペルフルオロブチルメチルエーテル、それを含む組成物又は特に本発明の組成物は、また、印刷文書又は複写文書用の装置における記録基板に対するトナーの定着剤としても用いられる。
トナーの定着剤として用いられるペルフルオロブチルメチルエーテルに基づく組成物は、C3〜C6ヒドロフルオロカーボンを含む組成物である。『C3〜C6ヒドロフルオロカーボン』という用語は、炭素原子3〜6個、フッ素原子少なくとも1個及び水素原子少なくとも1個を含む炭素、フッ素及び水素のみから構成される脂肪族又は脂環式飽和炭化水素を示すものである。C3〜C6ヒドロフルオロカーボンの典型例は、1,1,1,3,3-ペンタフルオロプロパン(HFC-245fa)、1,1,1,3,3-ペンタフルオロブタン(HFC-365mfc)や1,1,1,2,2,3,4,6,6,6-デカフルオロペンタン(HFC-43-10mee)のようなヒドロフルオロアルカンである。1,1,1,3,3-ペンタフルオロブタンが特に適する。ペルフルオロブチルメチルエーテル/エステル/C3〜C6ヒドロフルオロカーボン三成分組成物を利用することが好ましい。
従って、本発明は、また、印刷文書又は複製文書用の装置における記録基板に対するトナーの定着剤としてのペルフルオロブチルメチルエーテルの使用、それを含む組成物の使用又は特に本発明の組成物の使用に関する。
下記の限定しない実施例は、本発明を更に具体的に説明するものである。
【００１３】
実施例１〜３
ペルフルオロブチルメチルエーテルとエステル間の本発明の共沸又は擬似共沸組成物の存在を示すために、還流コンデンサが上にある50mlの蒸留フラスコから構成されるガラス装置を利用した。フラスコの中に浸した温度計によって液体の温度を測定した。
正確に求めた純粋なペルフルオロブチルメチルエーテルの量を沸騰するまで既知の圧力下で加熱してから正確に量ったエステルの少量をサイドアームを通る注射器によってフラスコに徐々に導入した。
組成物の関数として混合物の沸点温度の変化をプロットすることにより共沸組成物を求めた。
これらの測定を、ペルフルオロブチルメチルエーテル及び増加量の酢酸メチル(実施例1)、ギ酸エチル(実施例2)又はギ酸メチル(実施例3)を含む混合物について行った。
測定した圧力を示す。得られた結果を表Iに示す。
【００１４】
表I
Claims (12)
- 式C4F9-O-CH3(式中、C4F9は直鎖又は分枝鎖の過フッ素化鎖である。)を有するペルフルオロブチルメチルエーテルの少なくとも１種及びエステルの少なくとも１種を含む共沸又は擬似共沸組成物であって、該エステルが酢酸メチル、ギ酸エチル及びギ酸メチルより選ばれる共沸又は擬似共沸組成物。
- 該ペルフルオロブチルメチルエーテルがCF3-(CF2)3-O-CH3、(CF3)2CF-CF2-O-CH3及びそれらの混合物より選ばれる、請求項１記載の共沸又は擬似共沸組成物。
- 酢酸メチル約21〜52重量％又はギ酸エチル約22〜53重量％又はギ酸メチル約40〜92重量％を含む、請求項１記載の共沸又は擬似共沸組成物。
- 酢酸メチル約28〜48重量％又はギ酸エチル約26〜46重量％又はギ酸メチル約59〜80重量％を含む、請求項１記載の共沸又は擬似共沸組成物。
- ペルフルオロブチルメチルエーテル約61重量％及び酢酸メチル約39重量％から構成され、沸点が102.3 kPaの圧力下で約52.6℃である、請求項１記載の最低沸点共沸組成物。
- ペルフルオロブチルメチルエーテル約68重量％及びギ酸エチル約32重量％から構成され、沸点が102.6 kPaの圧力下で約50.2℃である、請求項１記載の最低沸点共沸組成物。
- ペルフルオロブチルメチルエーテル約36重量％及びギ酸メチル約64重量％から構成され、沸点が102.2 kPaの圧力下で約31.2℃である、請求項１記載の最低沸点共沸組成物。
- 固体表面の洗浄剤としての請求項１〜７のいずれか１項に記載の共沸又は擬似共沸組成物の使用。
- 固体表面のグリース除去剤としての請求項１〜７のいずれか１項に記載の共沸又は擬似共沸組成物の使用。
- はんだフラックスやそのフラックスからの残留物によって汚れたプリント配線板の洗浄剤としての請求項１〜７のいずれか１項に記載の共沸又は擬似共沸組成物の使用。
- 固形物の表面に吸着した水を除去する乾燥剤としての請求項１〜７のいずれか１項に記載の共沸又は擬似共沸組成物の使用。
- 印刷文書又は複写文書用の装置における記録基板に対するトナーの定着剤としての請求項１〜７のいずれか１項に記載の共沸又は擬似共沸組成物の使用。
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