JP7347494B2 - 潤滑剤溶液、潤滑剤塗膜付き基材の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、潤滑剤溶液および潤滑剤塗膜付き基材の製造方法に関する。
従来、潤滑剤を希釈するための溶剤として、不燃性であり、かつ化学的および熱的安定性に優れる点から、クロロフルオロカーボン(以下、CFCと記す。)、ハイドロクロロフルオロカーボン(以下、HCFCと記す。)が使用されてきた。しかし、CFCおよびHCFCは、オゾン層に悪影響を及ぼすことから、先進国においては2020年に生産が全廃される予定である。
オゾン層に悪影響を及ぼさない溶剤として、ペルフルオロカーボン(以下、PFCと記す。)、ハイドロフルオロカーボン(以下、HFCと記す。)、ハイドロフルオロエーテル(以下、HFEと記す。)等が知られている。しかし、HFC、HFEおよびPFCは地球温暖化係数が大きく、より地球環境への影響が小さい溶剤が求められていた。
地球環境への影響が小さく、かつ潤滑剤の溶解性に優れる溶剤として、例えば1-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン(HCFO-1233zd)、1-クロロ-2,3,3-トリフルオロプロペン(HCFO-1233yd)等のハイドロクロロフルオロオレフィンが提案されている(特許文献1、2)。
一方、フッ素系の潤滑剤として、ペルフルオロポリエーテル鎖を有する含フッ素エーテル化合物が知られている。
国際公開第2013/028943号 国際公開第2017/122801号
しかしながら、ハイドロクロロフルオロオレフィンは、潤滑剤がパーフルオロポリエーテル鎖を有し、両末端にCF基を有する含フッ素エーテル化合物であって、パーフルオロポリエーテル鎖が分岐構造を有さない含フッ素エーテル化合物である場合は、その溶解性が不十分であることがあった。
そこで本発明は、地球環境への影響が小さく、上記含フッ素エーテル化合物の溶解性に優れた溶剤組成物を用いて、均一な塗膜を形成できる潤滑剤溶液、および潤滑剤塗膜付き基材の製造方法の提供を目的とする。
本発明者らは鋭意検討した結果、本発明を完成した。すなわち、本発明は以下の[1]~[8]である。
[1]ハイドロクロロフルオロオレフィンと、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、1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-トリデカフルオロオクタン、ノナフルオロブチルメチルエーテル、ノナフルオロブチルエチルエーテルおよび3-メトキシ-4-トリフルオロメチル-1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-デカフルオロペンタンからなる群から選ばれる少なくとも1種とを含む溶剤組成物と、
ペルフルオロポリエーテル鎖を有し、両末端にCF基を有する含フッ素エーテル化合物であって、上記ペルフルオロポリエーテル鎖が分岐構造を有さない含フッ素エーテル化合物と、を含む潤滑剤溶液。
[2]上記溶剤組成物の全量に対するハイドロクロロフルオロオレフィンの含有割合が70~99質量%であり、上記溶剤組成物の全量に対する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、1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-トリデカフルオロオクタン、ノナフルオロブチルメチルエーテル、ノナフルオロブチルエチルエーテルおよび3-メトキシ-4-トリフルオロメチル-1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-デカフルオロペンタンの合計の含有割合が1~30質量%である、[1]に記載の潤滑剤溶液。
[3]上記ハイドロクロロフルオロオレフィンが、1-クロロ-2,3,3-トリフルオロプロペン、1-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン、1-クロロ-2,3,3,4,4,5,5-ヘプタフルオロ-1-ペンテンおよび1,3-ジクロロ-2,3,3-トリフルオロプロペンからなる群から選ばれる少なくとも1種である、[1]または[2]に記載の潤滑剤溶液。
[4]上記含フッ素エーテル化合物が下記式(I)で表される化合物である、[1]~[3]のいずれかに記載の潤滑剤溶液。
-Y-X-Z・・・(I)
Xは*-(CFO)-(CO)-(CO)-(CO)-k,l,m,nはそれぞれ0~200の整数であり、k+l+m+nは5~200である。なお、*はY側の結合位置を表す。
Yは単結合または酸素原子であり、Zはフッ素原子または炭素数1~3のペルフルオロアルキル基であって、Zがフッ素原子である場合にはYは単結合である。Zは炭素数1~3のペルフルオロアルキル基である。
[5]上記式(I)で表される化合物が式(I-a)または式(I-b)で表される化合物である、[4]に記載の潤滑剤溶液。
F-(CO)-C・・・(I-a)
式(I-a)中、pは10~60の整数である。
CFO-(CFO)(CFCFO)-CF・・・(I-b)
式(I-b)中、q+r=40~180、q/r=0.5~2である。
[6]上記潤滑剤溶液の全量に対する前記含フッ素エーテル化合物の含有割合が0.1~50質量%である、[1]~[5]のいずれかに記載の潤滑剤溶液。
[7][1]~[6]のいずれかに記載の潤滑剤溶液を基材に塗布した後、溶剤組成物を蒸発させて、基材の表面に含フッ素エーテル化合物の塗膜を形成させる、潤滑剤塗膜付き基材の製造方法。
[8]前記溶剤組成物を20~100℃の温度で蒸発させる、[7]に記載の製造方法。
本発明の潤滑剤溶液は、地球環境への影響が小さく、均一な塗膜を形成できる。
本発明の潤滑剤塗膜付き基材の製造方法は、地球環境への影響が小さく、均一な潤滑剤塗膜を有する潤滑剤塗膜付き基材を製造できる。
本明細書において、ハロゲン化炭化水素については、化合物名の後の括弧内にその化合物の略称を記すが、本明細書では必要に応じて化合物名に代えてその略称を用いる。また、略称として、ハイフン(-)より後ろの数字およびアルファベット小文字部分だけ(例えば、「HCFO-1233zd」においては「1233zd」)を用いることがある。さらに、幾何異性体を有する化合物の名称およびその略称に付けられた(E)は、E体を示し、(Z)はZ体を示す。該化合物の名称、略称において、E体、Z体の明記がない場合、該名称、略称は、E体、Z体、およびE体とZ体の混合物を含む総称を意味する。
本明細書において、飽和炭化水素化合物の水素原子の一部をフッ素原子に置き換えた化合物をハイドロフルオロカーボン(HFC)、飽和炭化水素化合物の水素原子の一部をフッ素原子および塩素原子に置き換えた化合物をハイドロクロロフルオロカーボン(HCFC)、飽和炭化水素化合物の水素原子のすべてをフッ素原子および塩素原子に置き換えた化合物をクロロフルオロカーボン(CFC)、飽和炭化水素化合物の水素原子のすべてをフッ素原子に置き換えた化合物をペルフルオロカーボン(PFC)、炭素-炭素二重結合を有し、炭素原子、フッ素原子および水素原子から構成される化合物をハイドロフルオロオレフィン(HFO)、炭素-炭素二重結合を有し、炭素原子、塩素原子、フッ素原子および水素原子から構成される化合物をハイドロクロロフルオロオレフィン(HCFO)、炭素-炭素二重結合を有し、炭素原子およびフッ素原子から構成される化合物をペルフルオロオレフィン(PFO)、炭素-炭素二重結合を有し、炭素原子、塩素原子およびフッ素原子から構成される化合物をクロロフルオロオレフィン(CFO)という。
本明細書において、式で表される化合物は、その式の番号を付した化合物としても表記する。例えば式(1)で表される化合物は、化合物(1)とも表記する。
[潤滑剤溶液]
本発明の潤滑剤溶液は、ハイドロクロロフルオロオレフィンと、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、1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-トリデカフルオロオクタン、ノナフルオロブチルメチルエーテル、ノナフルオロブチルエチルエーテルおよび3-メトキシ-4-トリフルオロメチル-1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-デカフルオロペンタンからなる群(以下、これらを総称して溶剤(B)ともいう。)から選ばれる少なくとも1種とを含む溶剤組成物と、ペルフルオロポリエーテル鎖を有し、両末端にCF基を有する含フッ素エーテル化合物であって、ペルフルオロポリエーテル鎖が分岐構造を有さない含フッ素エーテル化合物(以下、含フッ素エーテル化合物(A)ともいう。)と、を含む。
本発明者らは、ハイドロクロロフルオロオレフィンを単独で用いた場合は含フッ素エーテル化合物(A)を溶解できない場合があるという課題があるところ、ハイドロクロロフルオロオレフィンと溶剤(B)とを含む溶剤組成物を用いた場合、含フッ素エーテル化合物(A)の溶解性に優れることを見出した。
本発明の潤滑剤溶液は、含フッ素エーテル化合物(A)と上記溶剤組成物とを含むことにより、含フッ素エーテル化合物(A)が溶剤組成物に溶解するため、基材に均一な塗膜を形成できる。
<含フッ素エーテル化合物(A)>
本発明の潤滑剤溶液は、含フッ素エーテル化合物(A)を含む。含フッ素エーテル化合物は液体であっても固体であってもよいが、通常は液体のものを用いる。
含フッ素エーテル化合物(A)としては、下記式(I)で表される化合物が好ましい。Z-Y-X-Z・・・(I)
Xは*-(CFO)-(CO)-(CO)-(CO)-k,l,m,nはそれぞれ0~200の整数であり、k+l+m+nは5~200である。なお、*はY側の結合位置を表す。
Yは単結合または酸素原子であり、Zはフッ素原子または炭素数1~3のペルフルオロアルキル基であって、Zがフッ素原子である場合にはYは単結合である。Zは炭素数1~3のペルフルオロアルキル基である。
なお、Xの各繰り返し単位は、ブロック、交互、ランダムのいずれで存在していてもよい。
前記式(I)で表される化合物としては、下記式(I-a)または式(I-b)で表される化合物(以下、化合物(I-a)または化合物(I-b)とも称する)が好ましい。
F-(CO)-C・・・(I-a)
式(I-a)中、pは10~60の整数である。
CFO-(CFO)(CFCFO)-CF・・・(I-b)
式(I-b)中、q+r=40~180、q/r=0.5~2である。
含フッ素エーテル化合物(A)の質量平均分子量は2000~30000であることが好ましく、3000~10000であることがより好ましい。
化合物(I-a)の市販品としては、デムナムS-20、S-65、S-200(ダイキン社製)等が挙げられる。
化合物(I-b)の市販品としては、フォンブリンM潤滑剤であるM03、M07、M15、M30、M60、M100(ソルベイスペシャリティーポリマーズ社製)等が挙げられる。
潤滑剤溶液の全量に対する含フッ素エーテル化合物(A)の含有割合は、0.1~50質量%であることが好ましく、0.1~40質量%であることがより好ましく、0.1~30質量%であることがより好ましい。
含フッ素エーテル化合物(A)の含有割合が上記範囲内であれば、含フッ素エーテル化合物(A)の塗膜の厚さを適正範囲に調整しやすい。
<溶剤組成物>
本発明で用いる溶剤組成物は、HCFOと、溶剤(B)とを含む。本発明で用いる溶剤組成物は、HCFO、溶剤(B)以外の成分を本発明の効果を損なわない範囲で含んでいてもよい。
(HCFO)
HCFOは、炭素-炭素原子間に二重結合を有するオレフィンであるため、大気中での寿命が短く、地球温暖化係数(GWP)が小さい。本発明の潤滑剤溶液は、HCFOを含むことで、地球環境への影響が小さい。
HCFOとしては、炭素数が3~5のHCFOが好ましく、例えばモノクロロテトラフルオロプロペン、モノクロロトリフルオロプロペン、ジクロロトリフルオロプロペン、ジクロロジフルオロプロペン、トリクロロモノフルオロプロペン、ジクロロトリフルオロプロペン、モノクロロヘプタフルオロペンテン等が挙げられる。
HCFOの具体例としては、1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HCFO-1224yd)、2-クロロ-1,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HCFO-1224xe)、1-クロロ-1,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HCFO-1224zb)、2-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン(HCFO-1233xf)、1-クロロ-2,3,3-トリフルオロプロペン(HCFO-1233yd)、1-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン(HCFO-1233zd)、1-クロロ-1,3,3-トリフルオロプロペン(HCFO-1233zb)、2-クロロ-1,3,3-トリフルオロプロペン(HCFO-1233xe)、2-クロロ-1,1,3-トリフルオロプロペン(HCFO-1233xc)、3-クロロ-1,2,3-トリフルオロプロペン(HCFO-1233ye)、3-クロロ-1,1,2-トリフルオロプロペン(HCFO-1233yc)、1,2-ジクロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン(HCFO-1223xd)、2,3-ジクロロ-3,3-ジフルオロプロペン(HCFO-1232xf)、1,2,3-トリクロロ-3,3-ジフルオロプロペン(HCFO-1222xd)、2,3-ジクロロ-1,1-ジフルオロプロペン(HCFO-1232xc)、2,3,3-トリクロロ-3-フルオロプロペン(HCFO-1231xf)、1,3-ジクロロ-2,3,3-トリフルオロプロペン(HCFO-1223yd)、1-クロロ-2,3,3,4,4,5,5-ヘプタフルオロ-1-ペンテン(HCFO-1437dycc)等が挙げられる。
HCFOとしては、有機化合物の溶解性に優れ、潤滑剤溶液の使用に適した沸点を有する点から、1233yd、1233zd、1223yd、1437dyccが好ましく、1233yd、1233zd(Z)、1223yd、1437dyccがより好ましく、溶剤(B)の使用量が少なくても含フッ素エーテル化合物(A)の溶解性に優れる点から1233zd(Z)、1437dyccが特に好ましく、1437dyccが最も好ましい。HCFOとしては1種の化合物を用いてもよく、2種以上の化合物を用いてもよい。
なお、上記したHCFOのうち、1224yd、1224xe、1224zb、1233yd、1233zb、1233zd、1223xd、1233xe、1233ye、1222xd、1437dyccは、Z体とE体が存在する。これらの化合物は、E体またはZ体を単独で使用してもよいし、E体とZ体の混合物として使用してもよい。
例えば、HCFOとして1233zdを用いる場合、1233zd(Z)と1233zd(E)の質量比(1233zd(Z)/1233zd(E))は、95/5~100/0であることが好ましい。
例えば、HCFOとして1233ydを用いる場合、1233yd(Z)と1233yd(E)の質量比(1233yd(Z)/1233yd(E))は、90/10~100/0であることが好ましい。
例えば、HCFOとして1437dyccを用いる場合、1437dycc(Z)と1437dycc(E)の質量比(1437dycc(Z)/1437dycc(E))は、95/5~100/0であることが好ましい。
1233zd(Z)の市販品としては、セレフィン1233Z(セントラル硝子社製)が挙げられる。
本発明で用いる溶剤組成物の全量に対するHCFOの含有割合は、70~99質量%であることが好ましく、75~98質量%がより好ましく、80~97質量%がさらに好ましい。
(溶剤(B))
溶剤(B)は、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、1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-トリデカフルオロオクタン、ノナフルオロブチルメチルエーテル、ノナフルオロブチルエチルエーテル、3-メトキシ-4-トリフルオロメチル-1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-デカフルオロペンタンである。溶剤(B)として上記のうち1種の化合物を用いてもよく、2種以上の化合物を組合せて用いてもよい。本発明の潤滑剤溶液が溶剤(B)を含むことで、含フッ素エーテル化合物(A)の溶解性が向上する。
溶剤(B)としては、含フッ素エーテル化合物(A)の溶解性に特に優れる点から、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が好ましい。
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の市販品としてはAC-2000(AGC社製)、1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-トリデカフルオロオクタンの市販品としてはAC-6000(AGC社製)、ノナフルオロブチルメチルエーテルの市販品としてはNovec7100(3M社製)、ノナフルオロブチルエチルエーテルの市販品としてはNovec7200(3M社製)、3-メトキシ-4-トリフルオロメチル-1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-デカフルオロペンタンの市販品としてはNovec7300(3M社製)等が挙げられる。
本発明で用いる溶剤組成物の全量に対する溶剤(B)の含有割合は、1~30質量%であることが好ましく、2~25質量%がより好ましく、3~20質量%がさらに好ましい。
本発明に用いる溶剤組成物には、溶解性を高める、揮発速度を調節する等の各種の目的に応じて、HCFO、溶剤(B)以外の成分をさらに含んでいてもよい。
HCFO、溶剤(B)以外の成分の好ましい例としては、炭化水素類(ただしHFC類は除く)、アルコール類、ケトン類、エーテル類(ただしHFE類は除く)、エステル類、クロロカーボン類、HFC類、HFE類(ただし、溶剤(B)を除く)等が挙げられる。
炭化水素類としては、炭素数が5以上の炭化水素類が好ましい。炭化水素類は、鎖状であってもよく、環状であってもよく、また、飽和炭化水素類であってもよく、不飽和炭化水素類であってもよい。
炭化水素類としては、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、2-メチル-2-ブテン、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、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-ヘプタンが好ましい。
アルコール類としては、炭素数1~16のアルコール類が好ましい。アルコール類は、鎖状であってもよく、環状であってもよく、また、飽和アルコール類であってもよく、不飽和アルコール類であってもよい。
アルコール類としては、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等が挙げられ、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のケトン類が好ましい。ケトン類は、鎖状であってもよく、環状であってもよく、また、飽和ケトン類であってもよく、不飽和ケトン類であってもよい。
ケトン類としては、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、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のエーテル類が好ましい。エーテル類は、鎖状であってもよく、環状であってもよく、また、飽和エーテル類であってもよく、不飽和エーテル類であってもよい。
エーテル類としては、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、フラン、メチルフラン、テトラヒドロフラン等が挙げられ、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフランが好ましい。
エステル類としては、炭素数2~19のエステル類が好ましい。エステル類は、鎖状であってもよく、環状であってもよく、また、飽和エステル類であってもよく、不飽和エステル類であってもよい。
エステル類としては、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、酢酸メチル、酢酸エチルが好ましい。
クロロカーボン類としては、炭素数1~3のクロロカーボン類が好ましい。クロロカーボン類は、鎖状であってもよく、環状であってもよく、また、飽和クロロカーボン類であってもよく、不飽和クロロカーボン類であってもよい。
クロロカーボン類としては、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、cis-1,2-ジクロロエチレン、trans-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-ジクロロプロパン等が挙げられ、塩化メチレン、trans-1,2-ジクロロエチレン、トリクロロエチレンがより好ましい。
HFC類としては、炭素数4~8の鎖状または環状のHFC類が好ましく、1分子中のフッ素原子数が水素原子数以上であるHFC類がより好ましい。
HFC類としては、1,1,1,3,3-ペンタフルオロブタン、1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-デカフルオロペンタン、1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタン、1,1,1,2,2,3,3,4,4-ノナフルオロヘキサン、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、1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-トリデカフルオロオクタン等が挙げられ、1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-デカフルオロペンタン、1,1,1,2,2,3,3,4,4-ノナフルオロヘキサン、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が好ましい。
HFE類としては、1,1,2,2-テトラフルオロエトキシ-1-(2,2,2-トリフルオロ)エタン等が好ましい。
上記のうち1種の化合物を用いてもよく、2種以上の化合物を組合せて用いてもよい。
本発明で用いる溶剤組成物の全量に対するHCFO、溶剤(B)以外の成分の含有割合は、10質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましい。
潤滑剤溶液の全量に対する溶剤組成物の含有割合は、50~99.9質量%であることが好ましく、60~99.9質量%であることがより好ましく、70~99.9質量%であることがより好ましい。
溶剤組成物の全量に対するHCFOと溶剤(B)との合計量の割合は、本発明の効果を発現できる点から80~100質量%が好ましく、90~100質量%がより好ましく、95~100質量%がさらに好ましい。
本発明で用いる溶剤組成物としては、1437dyccと溶剤(B)とを含み、溶剤(B)に対する1437dyccの質量比が91/9~85/15であり、溶剤組成物の全量に対する1437dyccと溶剤(B)の合計量の割合が80質量%以上である溶剤組成物、1233ydと溶剤(B)とを含み、溶剤(B)に対する1233ydの質量比が99/1~85/15であり、溶剤組成物の全量に対する1233ydと溶剤(B)の合計量の割合が80質量%以上である溶剤組成物、または1233zd(Z)と溶剤(B)とを含み、溶剤(B)に対する1233zd(Z)の質量比が99/1~70/30であり、溶剤組成物の全量に対する1233zd(Z)と溶剤(B)の合計量の割合が80質量%以上である溶剤組成物が好ましい。
本発明の潤滑剤溶液は、含フッ素エーテル化合物(A)、溶剤組成物以外の成分を本発明の効果を損なわない範囲で含んでいてもよい。具体的には、シリコーン潤滑剤、含フッ素エーテル化合物(A)以外のフッ素系潤滑剤および安定剤等が挙げられる。潤滑剤溶液の全量に対する含フッ素エーテル化合物(A)、溶剤組成物以外の成分の含有割合は、15質量%以下であることが好ましく、10質量%以下がより好ましく、5質量%以下がさらに好ましい。
本発明の潤滑剤溶液がシリコーン潤滑剤を含む場合、シリコーン潤滑剤の含有割合は、潤滑剤溶液の全量に対して15質量%以下であることが好ましく、10質量%以下がより好ましく、5質量%以下がさらに好ましい。
本発明の潤滑剤溶液が含フッ素エーテル化合物(A)以外のフッ素系潤滑剤を含む場合、含フッ素エーテル化合物(A)以外のフッ素系潤滑剤の含有割合は潤滑剤溶液の全量に対して15質量%以下であることが好ましく、10質量%以下がより好ましく、5質量%以下がさらに好ましい。
本発明の潤滑剤溶液が安定剤を含む場合、安定剤の含有割合は潤滑剤溶液の全量に対して3質量%以下であることが好ましく、1質量%以下がより好ましく、0.1質量%以下がさらに好ましい。
[潤滑剤塗膜付き基材の製造方法]
本発明の潤滑剤塗膜付き基材の製造方法は、本発明の潤滑剤溶液を基材に塗布した後、溶剤組成物を蒸発させて、基材の表面に含フッ素エーテル化合物(A)の塗膜を形成させる。
基材としては、金属、樹脂、ゴム、ガラス、セラミックス、これらの複合材料等の種々の材質の基材が挙げられる。
潤滑剤溶液の塗布方法としては、例えば刷毛による塗布、スプレーによる塗布、基材を潤滑剤溶液に浸漬することによる塗布等が挙げられる。基材に塗布する際、本発明の潤滑剤溶液をそのまま用いてもよいし、溶媒でさらに希釈したものを用いてもよい。
蒸発方法としては、例えば風乾、加熱による乾燥等が挙げられる。乾燥温度は20~100℃が好ましい。
本発明の潤滑剤塗膜付き基材の製造方法は、地球環境への影響が小さく、上記含フッ素エーテル化合物(A)の溶解性に優れた溶剤組成物を用いているため、均一な潤滑剤塗膜を形成できる。
<1437dyccの製造例>
撹拌機、ジムロート冷却器を設置した0.2リットル四つ口フラスコに、448occcの100.7g、相間移動触媒としてのテトラ-n-ブチルアンモニウムブロミド(TBAB)の1.0gを入れ、フラスコを10℃に冷却した。反応温度を10℃に維持し、34質量%水酸化カリウム(KOH)水溶液の153.9gを30分かけて滴下した。その後、38時間撹拌を続けた。得られた反応液を有機相と水相に二相分離し、有機相を回収した。
回収した有機相を精製して、純度99.5%の1437dycc(Z)と1437dycc(E)の異性体混合物を78.6g得た。なお、異性体混合物中の1437dycc(Z)と1437dycc(E)の質量比(1437dycc(Z)/1437dycc(E))は、99/1であった。
<1233ydの製造例>
1233ydは、国際公開第2018/092780号に記載の方法で製造した、1233yd(Z)と1233yd(E)の質量比が95/5の異性体混合物を用いた。
<含フッ素エーテル化合物(A)の溶解性試験>
以下、含フッ素エーテル化合物(A)の溶解性試験について説明する。例2~5、7~18、20~27、29~45は実施例であり、例1、6、19、28は比較例である。 含フッ素エーテル化合物(A)および溶剤組成物を、室温(25℃)で所定の割合で混合し、潤滑剤溶液を調製した。評価に供した潤滑剤溶液の詳細を表1および表2に示す。なお、表1および表2に示す含フッ素エーテル化合物(A)、HCFO、溶剤(B)は以下の通りである。また、表1および表2における含フッ素エーテル化合物(A)の割合は、潤滑剤溶液の全量に対する含フッ素エーテル化合物(A)の含有割合のことである。
(含フッ素エーテル化合物(A))
fоmblin M03:フォンブリンM潤滑剤M03(ソルベイスペシャリティーポリマーズ社製)fоmblin M15:フォンブリンM潤滑剤M15(ソルベイスペシャリティーポリマーズ社製)
(HCFO)
1437dycc:1437dycc(Z)と1437dycc(E)の質量比(1437dycc(Z)/1437dycc(E)が99/1の異性体混合物
1233zd(Z):「1233Z」(セントラル硝子社製)
(溶剤(B))
AC-2000:「AC-2000」(AGC株式会社製)
AC-6000:「AC-6000」(AGC株式会社製)
HFE-7100:「Novec7100」(3M社製)
HFE-7200:「Novec7200」(3M社製)
各潤滑剤溶液の状態を肉眼で観察して下記の基準にて評価した。結果を表1および表2に示す。○(優):白濁は見られない。△(良):薄い白濁が見られるが、実用上問題ない。×(不良):はっきりと白濁、分離等が見られる。
Figure 0007347494000001
Figure 0007347494000002
表1および表2からわかるように、溶剤として1437dyccまたは1233zd(Z)を単独で用いた例1、6、19、28では、含フッ素エーテル化合物(A)が溶解できなかったのに対し、溶剤組成物を用いた例2~5、7~18、20~27、29~45は含フッ素エーテル化合物(A)の溶解性に優れることがわかる。
<潤滑剤溶液の塗布試験>
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の表面に、例11の潤滑剤溶液を平均厚さ約0.4mmで塗布し、25℃(室温)の条件下で風乾することによって、アルミニウム蒸着板の表面に潤滑剤塗膜を形成した。潤滑剤塗膜を目視で観察したところ、ムラなく均一に塗布できていた。
本発明の潤滑剤溶液は、例えば磁気記録媒体、電気機器の摺動部や接触部等に使用でき、有用である。
なお、2019年2月27日に出願された日本特許出願2019-034417号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims (7)

  1. ハイドロクロロフルオロオレフィンと、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、1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-トリデカフルオロオクタン、ノナフルオロブチルメチルエーテル、ノナフルオロブチルエチルエーテルおよび3-メトキシ-4-トリフルオロメチル-1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-デカフルオロペンタンからなる群から選ばれる少なくとも1種とを含む溶剤組成物と、
    ペルフルオロポリエーテル鎖を有し、両末端にCF基を有する含フッ素エーテル化合物であって、前記ペルフルオロポリエーテル鎖が分岐構造を有さない含フッ素エーテル化合物と、を含み、
    前記ハイドロクロロフルオロオレフィンが、1-クロロ-2,3,3-トリフルオロプロペン、1-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン、1-クロロ-2,3,3,4,4,5,5-ヘプタフルオロ-1-ペンテン、1,3-ジクロロ-2,3,3-トリフルオロプロペンからなる群から選ばれる少なくとも1種である、潤滑剤溶液。
  2. 前記溶剤組成物の全量に対する前記ハイドロクロロフルオロオレフィンの含有割合が70~99質量%であり、前記溶剤組成物の全量に対する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、1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-トリデカフルオロオクタン、ノナフルオロブチルメチルエーテル、ノナフルオロブチルエチルエーテルおよび3-メトキシ-4-トリフルオロメチル-1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-デカフルオロペンタンの合計の含有割合が1~30質量%である、請求項1に記載の潤滑剤溶液。
  3. 前記含フッ素エーテル化合物が下記式(I)で表される化合物である、請求項1または2に記載の潤滑剤溶液。
    -Y-X-Z・・・(I)
    Xは*-(CFO)-(CO)-(CO)-(CO)-k,l,m,nはそれぞれ0~200の整数であり、k+l+m+nは5~200である。
    なお、*はY側の結合位置を表す。
    Yは単結合または酸素原子であり、Zはフッ素原子または炭素数1~3のペルフルオロアルキル基であって、Zがフッ素原子である場合にはYは単結合である。Zは炭素数1~3のペルフルオロアルキル基である。
  4. 前記式(I)で表される化合物が下記式(I-a)または下記式(I-b)で表される化合物である、請求項に記載の潤滑剤溶液。
    F-(CO)-C・・・(I-a)
    式(I-a)中、pは10~60の整数である。
    CFO-(CFO)(CFCFO)-CF・・・(I-b)
    式(I-b)中、q+r=40~180、q/r=0.5~2である。
  5. 前記潤滑剤溶液の全量に対する前記含フッ素エーテル化合物の含有割合が0.1~50質量%である、請求項1~のいずれか一項に記載の潤滑剤溶液。
  6. 請求項1~のいずれか一項に記載の潤滑剤溶液を基材に塗布した後、前記溶剤組成物を蒸発させて、前記基材の表面に前記含フッ素エーテル化合物の塗膜を形成させる、潤滑剤塗膜付き基材の製造方法。
  7. 前記溶剤組成物を20~100℃の温度で蒸発させる、請求項に記載の製造方法。
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