JPH08508484A - 共沸組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ペルフルオロ化されたアルカン又はアルケンと、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、シロキサン、エーテル、２，３−ジメチルブタン、２，３−ジメチルペンタン及び２，２，４−トリメチルペンタンからなる群から選ばれる有機溶剤とを含む共沸組成物。

Description

【発明の詳細な説明】 共沸組成物 本発明は共沸組成物に関する。 クロロフルオロカーボン類（ＣＦＣｓ）及びハイドロクロロフルオロカーボン 類（ＨＣＦＣｓ）は、乾燥、洗浄（例えば、印刷回路基板からのフラックス残渣 の除去）、及び蒸気脱脂のような広範な種々の溶媒の用途に普通に使用されてき た。ＣＦＣｓ及びＨＣＦＣｓは、発泡プラスチック材料中の泡を発生するための 物理的発泡剤としても普通に使用されてきた。しかしながら、ＣＦＣｓ及びＨＣ ＦＣｓは、地球を保護するオゾン層を破壊する原因とされ、代替物が探究されて きた。代替物に求められる特性は、低オゾン消耗力に加えて、一般に低沸点、難 燃性、及び低毒性を含んでいる。溶剤代替物は高い溶解力をも有すべきである。 共沸組成物は、それらを溶剤として有用ならしめる幾つかの性質を持つことが 知られている。例えば、共沸組成物は一定の沸点を持ち、これは加工と使用の間 の沸点の移動を回避する。加えて、ある体積の共沸組成物が溶剤として使用され るとき、その溶剤の組成は変化しないから、その溶剤の諸性質は一定に保たれる 。溶剤として用いられる共沸組成物は、蒸留によって便利に回収することもでき る。 ペルフルオロ化化合物と有機溶剤を含む共沸組成物及び共沸様組成物の多数の 例が、当技術分野で公知である。 Ｚｕｂｅｒの米国特許Ｎｏ．４１６９８０７は、水、イソプロパノール、及びペ ルフルオロ−２−ブチルテトラハイドロフラン又はペルフルオロ−１，４−ジメ チルシクロヘキサンを含む共沸組成物を述 べている。この発明者は、この組成物は蒸気相乾燥剤として有用であると述べて いる。 Ｖａｎ ｄｅｒ Ｐｕｙの米国特許Ｎｏ．５０９１１０４は、ｔ−ブチル−２ ，２，２−トリフルオロエチルエーテル及びペルフルオロメチルシクロヘキサン を含む「共沸様」組成物を記載している。この発明者は、この組成物は洗浄と脱 脂の用途に有用であると述べている。 Ｆｏｚｚａｒｄの米国特許Ｎｏ．４０９２２５７は、ペルフルオロ−ｎ−ヘプ タン及びトルエンを含む共沸組成物を記載している。 Ｂａｔｔ等の米国特許Ｎｏ．４９７１７１６は、ペルフルオロシクロブタン及 びエチレンオキサイドを含む「共沸様」組成物を記載している。この発明者は、 この組成物は殺菌ガスとして有用であると述べている。 Ｓｈｏｔｔｌｅ等の米国特許Ｎｏ．５１２９９９７は、ペルフルオロシクロブ タン及びクロロテトラフルオロエタンを含む共沸組成物を記載している。 Ｍｅｒｃｈａｎｔの米国特許Ｎｏ．４９９４２０２は、ペルフルオロ−１，２ −ジメチルシクロブタンと、１，１−ジクロロ−１−フルオロエタン又はジクロ ロトリフルオロエタンとを含む共沸組成物を記載している。この発明者は、この 共沸組成物は、溶剤洗浄用途において、また発泡剤として有用であることを述べ ている。この発明者は、また、「当技術分野で認められているように、共沸組成 物の形成を予言することは不可能である。このことは明らかに、新しい共沸組成 物の探索を困難にする。」（第３欄、第９〜１３行）と記載している。 ペルフルオロヘキサンとヘキサン、ペルフルオロペンタンとペンタン、並びに ペルフルオロヘプタンとヘプタンを含む共沸組成物も 公知である。 現在、溶剤及び他の用途に用いうる代替の共沸組成物に対する需要がある。好 ましくは、これらの組成物は、難燃性であり、良好な溶解力を有し、もしあると しても殆どオゾン層を破壊しないものであろう。好ましくは、また、この共沸組 成物は容易に入手可能であり、安価な溶剤からなるであろう。 本発明は、ペルフルオロ化されたアルカン又はアルケンと、少なくとも１つの 有機溶剤を含む種々の共沸組成物で特徴付けられる。この組成物は、良好な溶媒 特性と、その結果として、低沸点のＣＦＣｓ及びＨＣＦＣｓが用いられる溶剤の 用途において、ＣＦＣｓ及びＨＣＦＣｓに置き替わることができる。好ましい組 成物は、難燃性で、一般には前記ペルフルオロ化化合物及び有機溶剤の両方より も低い沸点を有する。好ましい組成物は、もしあったとしてもほんの限られたオ ゾン消耗の原因となり、また低毒性である。 １つの態様において、本発明は、非環式ペルフルオロ化アルカン及びペルフル オロ化アルケンからなる群から選ばれる第１の成分；並びにハイドロフルオロカ ーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、シロキサン、エーテル、２，３−ジ メチルブタン、２，３−ジメチルペンタン、２，２，４−トリメチルペンタンか らなる群から選ばれる第２成分、を含み、好ましくは、からなり；ここに、この 組成物は、第１成分と第２成分の間に形成される共沸組成物中に含まれる第１成 分の１０ｗｔ％の範囲内の量の第１の成分を含み、また、ここに、この組成物は 、第１成分と第２成分の間に形成される共沸組成物中に含まれる第２成分の１０ ｗｔ％の範囲内の量の第２の成分を含む。 １つの態様の共沸組成物は、非環式ペルフルオロ化アルカン及びハイドロクロ ロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ）溶剤を含む。この組 成物にとって、好ましいペルフルオロ化アルカンは、ペルフルオロペンタン及び ペルフルオロヘキサンであり、好ましいＨＣＦＣｓは、１，１，１−トリフルオ ロ−２，２−ジクロロエタン及び１，１−ジクロロ−１−フルオロエタンである 。 他の態様の共沸組成物は、非環式ペルフルオロ化アルカン及びハイドロフルオ ロカーボン（ＨＦＣ）溶剤を含む。この組成物については、好ましいペルフルオ ロ化アルカンはペルフルオロヘキサンであり、好ましい溶剤は１，１，２，２− テトラフルオロシクロブタンである。 他の態様の共沸組成物は、ペルフルオロ化アルカン及びシロキサン溶剤を含む 。この態様の組成物については、好ましいペルフルオロ化アルカンはペルフルオ ロヘキサン及びペルフルオロ−２−メチルペンタンであり；好ましいシロキサン 溶剤はヘキサメチルジシロキサンである。 他の態様の共沸組成物は、非環式、ペルフルオロ化アルカン及び非環式エーテ ル溶剤を含む。この組成物にとって、好ましいペルフルオロ化アルカンはペルフ ルオロペンタン及びペルフルオロヘキサンであり、好ましいエーテルはｔ−ブチ ルメチルエーテル及びｔ−アミルメチルエーテルである。 他の態様の共沸組成物はペルフルオロペンタン及びヘプタンを含む。 他の態様の共沸組成物はペルフルオロペンタン及び２，３−ジメチルブタンを 含む。 他の態様の共沸組成物はペルフルオロペンタン及びヘキサンを含む。 他の態様の共沸組成物はペルフルオロペンタン及び２，３−ジメチルペンタン を含む。 他の態様の共沸組成物はペルフルオロペンタン及び２，２，４−トリメチルペ ンタンを含む。 他の態様の共沸組成物はペルフルオロアルケン及びエーテル溶剤を含む。この 組成物について、好ましいペルフルオロ化アルケンは、ペルフルオロ−２−メチ ル−２−ペンテン及びペルフルオロ−４−メチル−２−ペンテンであり、好まし いエーテル溶剤はｔ−アミルメチルエーテルである。 ここで用いている「共沸組成物」は、ペルフルオロ化されたアルカン又はアル ケンと、有機溶剤の１又はそれ以上の第２の成分の、分留すれば、ペルフルオロ 化化合物と有機溶剤の共沸組成物である留出留分を生じるいずれかの量の混合物 である。共沸組成物の特性はＭｅｒｃｈａｎｔの米国特許Ｎｏ．５０６４５６０ （特に、第４欄、第７〜４８行参照）に記載されている。 ここで用いている「ペルフルオロ化アルカン」及び「ペルフルオロ化アルケン 」は、それぞれ、水素原子をフッ素原子で置換すると存在する当該官能基の性質 を変える（例えば、アルデヒドの酸フルオライドへの転換）ような部位を除いて 、分子中の炭素原子上の水素原子結合部位の全てがフッ素原子で置換されている アルカン及びアルケンである。 ＨＣＦＣは、炭素、フッ素、塩素、及び水素のみからなる化合物である。ＨＦ Ｃは、炭素、水素、及びフッ素のみからなる化合物である。これらの全ての化合 物は飽和であっても、不飽和であっても、分岐していても、いなくても、また、 環状であっても、非環式であってもよい。 本発明は、また、上述の共沸組成物の成分を含む共沸組成物も、１つの態様と する。 前記共沸組成物は、溶媒の用途に加えて、広範な種々の用途に適 している。例えば、この組成物は発泡剤として、潤滑油の担体溶剤（ｃａｒｒｉ ｅｒ ｓｏｌｖｅｎｔ）として、冷却用途に、エレクトロニクス部品のグロスリ ーク（ｇｒｏｓｓ ｌｅａｋ）試験に、並びにエレクトロニクス部品の液体通電 試験及び環境ストレス試験に用いることができる。 本発明の他の態様及び利点は、その好ましい具体例の記述から、又は請求の範 囲から明らかであろう。 好ましくは、共沸組成物の第１の成分は、炭素及びフッ素原子のみからなる非 環式ペルフルオロ化されたアルカン又はアルケンである。これら化合物は、好ま しくは沸点１２５℃未満で、２〜１２個の炭素原子、より好ましくは４〜８個の 炭素原子を有する。ペルフルオロ化されたアルカン又はアルケンの例としては、 ペルフルオロペンタン、ペルフルオロヘキサン、ペルフルオロ−２−メチルペン タン、ペルフルオロ−２−メチル−２−ペンタン、及びペルフルオロ−４−メチ ル−２−ペンタンがある。これらの成分は商業的に入手可能であるか、又は文献 により公知である。 この組成物の好ましい第２の成分の例としては、ＨＣＦＣｓ（例えば、１，１ ，１−トリフルオロ−２，２−ジクロロエタン、１，１−ジクロロ−１，１，２ ，２，３，３，３−ペンタフルオロプロパン、１，３−ジクロロ−１，１，２， ２，３−ペンタフルオロプロパン、及び１，１−ジクロロ−１−フルオロエタン ）、ＨＦＣｓ（例えば、１，１，２−トリフルオロエタン、１，１，２，２−テ トラフルオロ−シクロブタン、１−ヒドロ−ペルフルオロペンタン、及び２，２ ，３，３−テトラヒドロ−ペルフルオロブタン）、シロキサン（例えば、ヘキサ メチルジシロキサン）、エーテル（例えば、テトラヒドロフラン、ｔ−ブチルメ チルエーテル、及びｔ−アミルメチルエーテル）、並びに炭化水素（例えば、ヘ プタン、ヘキ サン、イソオクタン、２，３−ジメチルブタン、２，３−ジメチルペンタン、シ クロペンタン、及び２，２，４−トリメチルペンタン）がある。この溶剤は一般 には沸点２０℃〜１２５℃を持ち、好ましくは、この組成物中に用いられるペル フルオロ化化合物の沸点約４０℃以内を有する。燃焼性に関しては、第２の成分 又は溶剤の沸点は、より好ましくは、ペルフルオロ化化合物の沸点よりも約２５ ℃〜４０℃高い。溶剤は、好ましくは１〜１２個の炭素原子を有する。 好ましい共沸組成物は、好ましくは、それらの間の共沸組成物として、約同重 量のペルフルオロ化されたアルカン又はアルケンと、有機溶剤とを含む。これは 、この組成物が溶媒として用いられるとき、特に意義ある沸点移動及び溶解力の 意義ある変化を回避する。好ましくは、共沸組成物中の第１成分及び第２成分の 重量基準の量は、それらの間に形成される共沸組成物中に見いだされる第１成分 及び第２成分の平均量の１０％の範囲以内、より好ましくは５％の範囲以内であ る。従って、例えば、もし特定のペルフルオロ化されたアルカン又はアルケンと 有機溶剤が平均して６０ｗｔ％のペルフルオロ化されたアルカン又はアルケンと 平均して４０ｗｔ％の前記溶剤を含むならば、共沸組成物は、５４〜６６ｗｔ％ （より好ましくは５７〜６３ｗｔ％）のペルフルオロ化されたアルカン又はアル ケンと、３６〜４４ｗｔ％（より好ましくは３８〜４２ｗｔ％）の溶剤とを含む 。共沸組成物が１より多くの有機溶剤を含むときは、同じガイドラインが当ては まる。 より好ましい共沸組成物は、周囲条件下で、即ち、室温及び大気圧下で単相で ある。 ペルフルオロ化されたアルカン又はアルケンと、有機溶剤の特定の組み合わせ が共沸組成物を形成するかどうかを決定するために、 その特定の組み合わせは当技術分野で公知の方法により篩にかけることができる 。例えば、ある組成物を、４フィートの、４５段の多孔板内部ベローズ銀メッキ 塔（ｐｅｒｆｏｒａｔｅｄ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｂｅｌｌｏｗｓ ｓｉｌｖｅｒ ｅｄ ｃｏｌｕｍｎ）、又はこれに代えて６段のシナイダー塔で注意深く蒸留で きる。当初の留出物を集め、ＧＬＣにより、例えば、３フィートのポラパック（ Ｐｏｒａｐａｋ）Ｐ又は６フィートのヘイセップ（Ｈａｙｅｓｅｐ）Ｑカラム及 び各部品の間の熱伝導性の差異の適当な補正をした熱伝導性検出器を用いて分析 した。場合によっては、第１の蒸留で測定した組成物を用いて第２の蒸留を行っ てもよく、留出物の組成は蒸留の全過程に亘って間隔をおいて分析してもよい。 溶剤混合物が共沸組成物を形成することが見いだされたときは、この共沸組成物 の組成は、公知の方法により測定することができる。 本発明の共沸組成物の例を表１に示す。表１において、成分Ａはペルフルオロ 化化合物であり、成分Ｂは有機溶剤である。この組成はｗｔ％で与えている。難 燃性はＡＳＴＭ試験法Ｄ−３２７８−８９による引火点の測定により、又は点火 源と接触させることにより測定した。 本発明の共沸組成物は種々の用途に用いることがでる。例えば、この共沸組成 物は、印刷回路基板、磁気媒体、ディスクドライブヘッド等のエレクトロニクス 用品の洗浄、並びに注射器及び外科用具のような医療用品を洗浄するのに用いる ことができる。この汚染された物品は、これらを、一般に共沸組成物が沸騰し又 は攪拌されている間に共沸組成物と接触させることにより洗浄できる。この共沸 組成物は種々の特別な洗浄過程、例えば、Ｔｉｐｐｉｎｇ等の米国特許Ｎｏ．３ ９０４４３０；Ｔｉｐｐｉｎｇ等の米国特許Ｎｏ．３９５７５３１；Ｓｌｉｎｎ の米国特許Ｎｏ．５０５５１３８；Ｓｌｕｇａらの米国特許Ｎｏ．５０８９１５ ２；Ｆｌｙｎｎらの米国特許Ｎｏ．５０８９１５２；及びＡｎｔｏｎの米国特許 Ｎｏ．５１７６７５７に記載されている過程で用いうる。 好ましい共沸組成物（表１の例１２）の洗浄能力を、種々の材料の試験片を超 音波洗浄により評価した。超音波洗浄は、１９℃のブランソン（Ｂｒａｎｓｏｎ ）１２００超音波浴中で、前記試験片を溶媒に浸漬することにより行った。この 試験片は、約２．５mm×５mm×１．６mmの平行六面体のステンレススチール、銅 、アルミニウム、炭素鋼、アクリル樹脂、及び印刷回路基板であった。当初、試 験片をフレオン１１３で洗浄し、次いで±０．０００５ｇまで秤量した。試験片 を、その一部を汚染物（Ｍｅｄｉ Ｋａｙ重質鉱油、軽質マシン油、重質マシン 油、ベーコン（ｂａｃｏｎ）グリース、又はアルファ（Ａｌｐｈａ） ６１１半 田フラックス）中に浸漬することにより汚し、これをその汚染物から取り出し、 それを秤量した。次いでこの汚れた試験片を３０秒間超音波洗浄で清浄にし、秤 量した。次いで、この試験片を追加の３０秒間洗浄し、秤量した 。最後に、この試験片を追加の２分間洗浄し洗浄した。除かれた汚染物の重量を 、負荷された重量（差で決定した）の％で表したものを全洗浄時間３分について 、表２〜５に報告する。フレオン１１３を比較の目的で含めた。試験片のあるも のは、１００％を超える汚染物が除かれたことを示している。これは、フレオン １１３による当初の洗浄が当初の試験片に付いていた汚染物の全てを除いていな かったからであろうと考えられる。 表１の例１２の組成を有する共沸組成物は、Ｆｌｙｎｎの米国特許Ｎｏ．５０ ８９１５２（“Ｆｌｙｎｎ”）に記載されたところでは、水にとって代わる用途 に用いられた。この共沸組成物は、Ｆｌｙｎｎの例１に述べられた過程において 用いられ、表１の例２ａにおいて、０．２ｗｔ％のアミドール界面活性剤を用い ておいて用いており、水にとって代わるのに有効であることが見いだされた。 本発明の共沸組成物のあるものは、コーテッドフィルム及びラミネートフィル ムを含むフィルムのような傷つきやすい基体の洗浄に有用である。そのようなフ ィルムの多数は、フィルム又は皮膜を溶解するか又は劣化させる有機溶剤及び水 に傷つきやすい。従って、フィルムを洗浄するのに用いられる共沸組成物は、好 ましくは、前記フィルム又は皮膜の劣化を引き起こさない有機溶剤を含む。フィ ルム洗浄用途に適した有機溶剤の例としては、ｔ−アミルメチルエーテル、ヘキ サメチルジシロキサン、イソオクタン、ｔ−ブタノール、及び２，３−ジメチル ペンタンである。 露出した写真フィルムの両側（被覆した側及び被覆していない側）にグリース 鉛筆でマークを付けた。次いで、このサンプルを例９の共沸組成物の沸騰してい るサンプルの上の蒸気中に３０秒間吊るした。次いで、このフィルムを綿又は紙 を用いて拭い、残留量の共 沸組成物及びマーク材料を除いた。次いで、このサンプルを肉眼で観察したとこ ろ、グリース鉛筆からのマークの、僅かな残留物が見えた。両側は等しく清浄化 され、フィルムも写真エマルジョンも劣化は認められなかった。 次いで、この試験を暴露し、マークを付けた写真フィルムの他のサンプルを用 いて繰り返した。このフィルムを例１２の共沸組成物の沸騰しているサンプル上 に置いた。このサンプルを肉眼で観察するとグリース鉛筆によるマークが完全に 除かれていたことを示した。フィルム及びエマルジョンの両方に明らかな損傷は 全く無かった。 露出しマークを付けた写真フィルムの他のサンプルを、室温で例１２の共沸組 成物と接触させた。１分後に、このサンプルを除き、先の様にして拭い、肉眼観 察した。このサンプルはグリースの痕跡を全く示さず、フィルムにもエマルジョ ンにも明らかな損傷は示さなかった。 この共沸組成物は、Ｏｗｅｎｓらの米国特許Ｎｏ．５１６２３８４に記載され た過程に従って発泡剤として用いることもできる。 他の具体例も特許請求の範囲の範囲内である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｃ０９Ｋ 3/00 １１１ 9155−4Ｈ Ｃ０９Ｋ 3/00 １１１Ｂ Ｃ１１Ｄ 7/50 9546−4Ｈ Ｃ１１Ｄ 7/50 Ｃ２３Ｇ 5/028 9352−4Ｋ Ｃ２３Ｇ 5/028 5/032 9352−4Ｋ 5/032 (72)発明者 グレンフェル，マーク ダブリュ. アメリカ合衆国，ミネソタ 55133―3427, セント ポール，ポスト オフィス ボッ クス 33427（番地なし) (72)発明者 クリンク，フランク ダブリュ. アメリカ合衆国，ミネソタ 55133―3427, セント ポール，ポスト オフィス ボッ クス 33427（番地なし) (72)発明者 ビトカック，ダニエル アール. アメリカ合衆国，ミネソタ セント ポー ル，ポスト オフィス ボックス 33427 （番地なし)

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．次のものを含む共沸組成物： Ａ．非環式ペルフルオロ化アルカン及びペルフルオロ化アルケンからなる群か ら選ばれる第１の成分；並びに Ｂ．ハイドロフルオロカーボン、シロキサン、エーテル、２，３−ジメチルブ タン、２，３−ジメチルペンタン及び２，２，４−トリメチルペンタンからなる 群から選ばれる第２の成分。 但しここに、前記組成物は、前記第１成分及び第２成分の間に形成される共沸 組成物中に含まれる前記第１成分の１０ｗｔ％の範囲内でその第１成分を含み、 また、前記組成物は、前記第１成分及び第２成分の間に形成される共沸組成物中 に含まれる前記第２成分の１０ｗｔ％の範囲内でその第２成分を含む。 ２．前記第１の成分が非環式ペルフルオロ化アルカンであり、前記第２の成分 がシロキサンである請求の範囲１の共沸組成物。 ３．前記第１の成分が非環式ペルフルオロ化アルカンであり、前記第２の成分 がエーテルである請求の範囲１の共沸組成物。 ４．前記第１の成分がペルフルオロヘキサンであり、前記第２の成分が２，２ ，４−トリメチルペンタンである請求の範囲１の共沸組成物。 ５．前記組成物が９０〜９９％の前記ペルフルオロヘキサンを含む請求の範囲 ４の共沸組成物。 ６．前記第１の成分がペルフルオロ化アルケンであり、前記第２の成分がエー テルである請求の範囲１の共沸組成物。 ７．前記第１の成分がペルフルオロ−２−メチル−２−ペンタンである請求の 範囲１の共沸組成物。 ８．前記組成物が周囲温度で単一の相である請求の範囲１〜７の いずれかの組成物。 ９．物品から汚染物を除く方法であって、前記物品を請求の範囲１〜８のいず れかの共沸組成物と接触させることを含む方法。