(57)【要約】【課題】本発明は、十分な電気伝導性が付与されてなる石油系炭化水素含有溶剤組成物、及びその製造方法を提供する。【解決手段】石油系炭化水素、イオン性物質、炭素数１〜４のアルコール及び／又は非プロトン性極性溶剤、並びに炭素数５〜１２のアルコールを含み、石油系炭化水素を５０重量％以上含み、電気伝導率が０．１μＳ／ｃｍ以上である溶剤組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
石油系炭化水素、イオン性物質、炭素数１〜４のアルコール及び／又は非プロトン性極性溶剤並びに炭素数５〜１２のアルコールを含み、石油系炭化水素を５０重量％以上含み、電気伝導率が０．１μＳ／ｃｍ以上である溶剤組成物。
【請求項２】
石油系炭化水素を５０重量％以上、イオン性物質を０．００１〜１重量％、炭素数１〜４のアルコール及び／又は非プロトン性極性溶剤並びに炭素数５〜１２のアルコールの合計を１〜４９．９９９重量％含んでなる請求項１に記載の溶剤組成物。
【請求項３】
石油系炭化水素を５０重量％以上、イオン性物質を０．００１〜１重量％、炭素数１〜４のアルコールを０．５〜１９．９９９重量％、及び炭素数５〜１２のアルコールを０．５〜３０重量％含んでなる請求項１又は２に記載の溶剤組成物。
【請求項４】
石油系炭化水素を５０重量％以上、イオン性物質を０．００１〜１重量％、非プロトン性極性溶剤を０．５〜１９．９９９重量％、及び炭素数５〜１２のアルコールを０．５〜３０重量％含んでなる請求項１又は２に記載の溶剤組成物。
【請求項５】
イオン性物質がカチオンとアニオンとの塩からなり、該カチオンがテトラアルキルアンモニウムイオン及びリチウムイオンからなる群より選ばれる１種であり、該アニオンがテトラアルキルボレートイオン、テトラアリールボレートイオン、テトラフルオロボレートイオン、ヘキサフルオロフォスフェートイオン、ピクリン酸イオン、過ハロゲン酸イオン及びハロゲン化物イオンからなる群より選ばれる１種である請求項１又は２に記載の溶剤組成物。
【請求項６】
イオン性物質が一般式（Ｉ）：
【化１】
2006249315.tif 000007
（式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は同一又は異なってアルキル基、Ｘ1-はＰｈ4Ｂ-、Ｆ4Ｂ-、ＣｌＯ4-、ＰＦ6-又はピクリン酸イオンを示す。）
で表されるアンモニウム塩、又は一般式（II）：
Ｌｉ+  Ｘ2-            （II）
（式中、Ｘ2-はハロゲン化物イオン又は過ハロゲン酸イオンを示す。）
で表されるリチウム塩である請求項１又は２に記載の溶剤組成物。
【請求項７】
非プロトン性極性溶剤が、アミド系非プロトン性極性溶剤及び／又は含硫黄系非プロトン性極性溶剤である請求項１又は２に記載の溶剤組成物。
【請求項８】
石油系炭化水素が、炭素数６〜３０のノルマルパラフィン系炭化水素、イソパラフィン系炭化水素、ナフテン系炭化水素及び芳香族系炭化水素、並びに鉱物油及び潤滑油からなる群より選ばれる少なくとも１種である請求項１又は２に記載の溶剤組成物。
【請求項９】
非水系溶剤組成物である請求項１〜８のいずれかに記載の溶剤組成物。
【請求項１０】
石油系炭化水素に、イオン性物質、炭素数１〜４のアルコール及び／又は非プロトン性極性溶剤、並びに炭素数５〜１２のアルコールを添加し溶解して石油系炭化水素の電気伝導率を０．１μＳ／ｃｍ以上にする方法。
【請求項１１】
石油系炭化水素に、イオン性物質、炭素数１〜４のアルコール及び／又は非プロトン性極性溶剤、並びに炭素数５〜１２のアルコールを添加し溶解して電気伝導率が０．１μＳ／ｃｍ以上の溶剤組成物を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石油系炭化水素を含む導電性溶剤組成物、その製造方法、及び石油系炭化水素に導電性を付与する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、石油系炭化水素は、潤滑溶剤、洗浄剤および研磨用の溶剤として使用されてきた。しかし、石油系炭化水素は絶縁性が極めて高いために、タンクでの攪拌時や洗浄時、研磨時に静電気を帯びるため、火災の危険性或いは研磨レート測定時に電気的ショートを起こす原因になっている。
【０００３】
石油系炭化水素における静電気の除去方法としては、導電性マットやシートなどを用いてアースを取ることによって静電気を逃がす方法が広く使用されている。
【０００４】
また、石油系炭化水素そのものに伝導性を付与して、静電気の発生を抑える方法が提案されている。例えば、アルキルエーテル燐酸エステルなどの界面活性剤を添加する方法（特許文献１）、ソルビタン脂肪酸エステル等の界面活性剤を添加する方法（特許文献２）、アンモニウムサルフェートなどの界面活性剤を添加する方法（特許文献３）等が知られている。しかし、これらはいずれも体積抵抗率が１×１０7Ω・ｃｍより大きく、すなわち電気伝導率が０．１μＳ／ｃｍ未満である。
【０００５】
石油系炭化水素は、極性が極めて低く、イオン性物質を溶解することが困難であり、例え、イオン性物質を溶解することができたとしても、石油系炭化水素中での解離が起こりにくいため、電気伝導性を付与することは、極めて困難であった。
【特許文献１】特開平８−７３８８７号公報
【特許文献２】特開２００２−３２２４９５号公報
【特許文献３】特開平１１−２９７９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、電気伝導性が付与されてなる石油系炭化水素含有溶剤組成物、及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記の課題を解決するために鋭意研究を行った結果、極性が極めて低い石油系炭化水素中に、プロトン性溶剤の存在下イオン性物質を溶解させることにより、イオン性物質を解離させて高い電気伝導率を有する溶剤組成物を製造できることを見出した。かかる知見に基づき更に研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明は、以下の各項に示す発明に関する。
【０００９】
項１．石油系炭化水素、イオン性物質、炭素数１〜４のアルコール及び／又は非プロトン性極性溶剤並びに炭素数５〜１２のアルコールを含み、石油系炭化水素を５０重量％以上含み、電気伝導率が０．１μＳ／ｃｍ以上である溶剤組成物。
【００１０】
項２．石油系炭化水素を５０重量％以上、イオン性物質を０．００１〜１重量％、炭素数１〜４のアルコール及び／又は非プロトン性極性溶剤並びに炭素数５〜１２のアルコールの合計を１〜４９．９９９重量％含んでなる項１に記載の溶剤組成物。
【００１１】
項３．石油系炭化水素を５０重量％以上、イオン性物質を０．００１〜１重量％、炭素数１〜４のアルコールを０．５〜１９．９９９重量％、及び炭素数５〜１２のアルコールを０．５〜３０重量％含んでなる項１又は２に記載の溶剤組成物。
【００１２】
項４．石油系炭化水素を５０重量％以上、イオン性物質を０．００１〜１重量％、非プロトン性極性溶剤を０．５〜１９．９９９重量％、及び炭素数５〜１２のアルコールを０．５〜３０重量％含んでなる項１又は２に記載の溶剤組成物。
【００１３】
項５．イオン性物質がカチオンとアニオンとの塩からなり、該カチオンがテトラアルキルアンモニウムイオン及びリチウムイオンからなる群より選ばれる１種であり、該アニオンがテトラアルキルボレートイオン、テトラアリールボレートイオン、テトラフルオロボレートイオン、ヘキサフルオロフォスフェートイオン、ピクリン酸イオン、過ハロゲン酸イオン及びハロゲン化物イオンからなる群より選ばれる１種である項１又は２に記載の溶剤組成物。
【００１４】
項６．イオン性物質が一般式（Ｉ）：
【００１５】
【化１】
2006249315.tif 000002
【００１６】
（式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は同一又は異なってアルキル基、Ｘ1-はＰｈ4Ｂ-、Ｆ4Ｂ-、ＣｌＯ4-、ＰＦ6-又はピクリン酸イオンを示す。）
で表されるアンモニウム塩、又は一般式（II）：
Ｌｉ+  Ｘ2-            （II）
（式中、Ｘ2-はハロゲン化物イオン又は過ハロゲン酸イオンを示す。）
で表されるリチウム塩である項１又は２に記載の溶剤組成物。
【００１７】
項７．非プロトン性極性溶剤が、アミド系非プロトン性極性溶剤及び／又は含硫黄系非プロトン性極性溶剤である項１又は２に記載の溶剤組成物。
【００１８】
項８．石油系炭化水素が、炭素数６〜３０のノルマルパラフィン系炭化水素、イソパラフィン系炭化水素、ナフテン系炭化水素及び芳香族系炭化水素、並びに鉱物油及び潤滑油からなる群より選ばれる少なくとも１種である項１又は２に記載の溶剤組成物。
【００１９】
項９．非水系溶剤組成物である項１〜８のいずれかに記載の溶剤組成物。
【００２０】
項１０．石油系炭化水素に、イオン性物質、炭素数１〜４のアルコール及び／又は非プロトン性極性溶剤、並びに炭素数５〜１２のアルコールを添加し溶解して石油系炭化水素の電気伝導率を０．１μＳ／ｃｍ以上にする方法。
【００２１】
項１１．石油系炭化水素に、イオン性物質、炭素数１〜４のアルコール及び／又は非プロトン性極性溶剤、並びに炭素数５〜１２のアルコールを添加し溶解して電気伝導率が０．１μＳ／ｃｍ以上の溶剤組成物を製造する方法。
【００２２】
以下、本発明を詳述する。
【００２３】
本発明において使用される石油系炭化水素は、炭素数６〜３０のノルマルパラフィン系炭化水素、イソパラフィン系炭化水素、ナフテン系炭化水素及び芳香族系炭化水素、並びに鉱物油、潤滑油等が挙げられ、これらのうちの１種又は２種以上の混合物であってもよい。
【００２４】
炭素数６〜３０のノルマルパラフィン系炭化水素としては、一般に溶剤として使用される炭素数６〜３０の直鎖状飽和炭化水素であれば特に限定はなく、一般式：
Ｈ−（ＣＨ2）n−ＣＨ3
（式中、ｎは５〜２９の整数を示す。）
で表される化合物が挙げられる。好ましくは、ｎは５〜２０である。ノルマルパラフィン系炭化水素は、これらのうちの一種或いは２種以上の混合物であってもよい。具体的には、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、ｎ−ノナン、ｎ−デカン、ｎ−ドデカン、ｎ−ヘキサデカン、ｎ−エイコサン、ｎ−トリアコンタンなどが例示される。
【００２５】
炭素数６〜３０のイソパラフィン系炭化水素としては、一般に溶剤として使用される炭素数６〜３０の分岐状飽和炭化水素であれば特に限定はない。イソパラフィン系炭化水素は、これらのうちの一種或いは２種以上の混合物であってもよい。具体的には、２−メチルペンタン、２−メチルヘキサン、２−メチルヘプタン、２−メチルオクタン、２−メチルノナン、２−メチルデカン、２−メチルドデカン、２−メチルヘキサデカン、２−メチルエイコサンなどが例示される。
【００２６】
炭素数６〜３０のナフテン系炭化水素としては、例えば、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ｐ−メンタン、デカリンなどの化合物が例示される。これらのうちの一種或いは２種以上の混合物であってもよい。
【００２７】
炭素数６〜３０の芳香族系炭化水素としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、アルキル（特に、Ｃ1-5アルキル）ベンゼン、シメン、テトラリンなどの化合物が例示される。これらのうちの一種或いは２種以上の混合物であってもよい。
【００２８】
一般的に鉱物油、潤滑油と呼ばれる石油系溶剤は、原油精製等によって製造され、パラフィン系、ナフテン系、芳香族系炭化水素の混合物である。鉱物油及び潤滑油は、公知のものであれば特に限定はない。
【００２９】
本発明の溶剤組成物において、石油系炭化水素を５０重量％以上用いるのは、石油系炭化水素の特性を保持したまま、それに電気伝導性を付与するためである。
【００３０】
石油系炭化水素に電気伝導性を与える物質としてイオン性物質を用いる。使用するイオン性物質は、次に示されるカチオンとアニオンの塩が挙げられる。カチオンとしては、テトラアルキルアンモニウムイオン、リチウムイオンが挙げられ、アニオンとしては、テトラアルキルボレートイオン、テトラアリールボレートイオン、テトラフルオロボレートイオン、ヘキサフルオロフォスフェートイオン、ピクリン酸イオン、過ハロゲン酸イオン、ハロゲンイオンなどが挙げられる。
【００３１】
そのうち、好ましくは、一般式（Ｉ）：
【００３２】
【化２】
2006249315.tif 000003
【００３３】
（式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は、同一又は異なってアルキル基、Ｘ1-はＰｈ4Ｂ-、Ｆ4Ｂ-、ＣｌＯ4-、ＰＦ6-又はピクリン酸イオンを示す。）
で表されるアンモニウム塩、又は一般式（II）：
Ｌｉ+  Ｘ2-            （II）
（式中、Ｘ2-はハロゲン化物イオン又は過ハロゲン酸イオンを示す。）
で表されるリチウム塩が挙げられる。
【００３４】
一般式（Ｉ）のアンモニウム塩において、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4で示されるアルキル基としては、炭素数１〜２０のアルキル基、好ましくは炭素数１〜１２のアルキル基、より好ましくは炭素数１〜８のアルキル基である。アルキル基は、直鎖又は分岐していても良いが、直鎖のものが好ましい。具体的には、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチルなどの炭素数１〜８の直鎖アルキル基が好適である。なお、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4はそれぞれ異なっていてもよいが、全て同じのものが好適である。
【００３５】
一般式（Ｉ）のＸ1-として、好ましくはＰｈ4Ｂ-又はＣｌＯ4-である。
【００３６】
一般式（Ｉ）のアンモニウム塩として、具体的には、テトラブチルアンモニウムテトラフェニルボレート、テトラオクチルアンモニウムテトラフェニルボレート、テトラメチルアンモニウム過塩素酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラブチルアンモニウムヘキサフルオロフォスフェート、テトラブチルアンモニウムピクリン酸塩等が挙げられ、特に、テトラブチルアンモニウムテトラフェニルボレート、テトラメチルアンモニウム過塩素酸塩が好適である。
【００３７】
一般式（II）のリチウム塩において、Ｘ2-で示されるハロゲン化物イオンとしては、Ｃｌ-、Ｂｒ-又はＩ-が挙げられる。好ましくは、Ｃｌ-である。
【００３８】
一般式（II）のリチウム塩において、Ｘ2-で示される過ハロゲン酸イオンとしては、ＣｌＯ4-、ＢｒＯ4-又はＩＯ4-が挙げられる。好ましくは、ＣｌＯ4-である。
【００３９】
一般式（Ｉ）のリチウム塩として、具体的には、塩化リチウム、過塩素酸リチウムなどが挙げられ、特に、塩化リチウムが好適である。
【００４０】
本発明の溶剤組成物におけるイオン性物質の含有量は、一般に、溶剤組成物全体に対して、０．００１〜１重量％、好ましくは０．０１〜１重量％、更に好ましくは０．０５〜０．５重量％である。０．００１重量％未満であると電気伝導性の付与が不十分であり、１重量％よりも多いと石油系炭化水素への溶解が困難になる。
【００４１】
本発明で用いられる炭素数１〜４のアルコールは、炭素数１〜４の１価又は多価（特に２又は３価）のアルコールであれば良く、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、２−ブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン等が挙げられる。そのうち、エタノール、プロパノール又はイソプロパノールが好適である。
【００４２】
本発明で用いられる非プロトン性極性溶剤は、活性なプロトンを有しない極性を有する溶剤であれば良く、例えば、アミド系非プロトン性極性溶剤及び／又は含硫黄系非プロトン性極性溶剤が挙げられる。非プロトン性極性溶剤の具体例としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチル尿素、テトラメチル尿素、Ｎ，Ｎ−ジメチルイミダゾリジノン等のアミド系非プロトン性極性溶剤、或いは、ジメチルスルホキシド、スルホラン等の含硫黄系非プロトン性極性溶剤が挙げられる。特に、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン、テトラメチル尿素、Ｎ，Ｎ−ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド、スルホランが好適である。
【００４３】
本発明で用いられる炭素数５〜１２のアルコールは、炭素数５〜１２の１価のアルコールであれば良く、２−ヘキサノール、１−オクタノール、２−オクタノール、２−エチルヘキサノール、シクロヘキサノール、１−デカノール、ラウリルアルコール等が挙げられる。そのうち、１−オクタノール、１−デカノール又はラウリルアルコールが好適である。
【００４４】
本発明の溶剤組成物における炭素数１〜４のアルコール及び／又は非プロトン性極性溶剤、並びに炭素数５〜１２のアルコールの合計の含有量は、溶剤組成物全体に対して１〜４９．９９９重量％程度、特に、１０〜４５重量％程度である。かかる範囲であれば、石油系炭化水素とイオン性物質が均質に溶解し安定な電気伝導性が付与された溶剤組成物が製造できる。
【００４５】
炭素数１〜４のアルコールと炭素数５〜１２のアルコールとを組み合わせて使用する場合、溶剤組成物全体に対して炭素数１〜４のアルコールを０．５〜１９．９９９重量％（特に、５〜１５重量％）、炭素数５〜１２のアルコールを０．５〜３０重量％（特に、５〜３０重量％）含有させるのが好ましい。炭素数１〜４のアルコール系溶剤と炭素数５〜１２のアルコール系溶剤の比率（重量）は、１：１〜１：３程度が好ましい。
【００４６】
また、非プロトン性極性溶剤と炭素数５〜１２のアルコールとを組み合わせて使用する場合、溶剤組成物全体に対して非プロトン性極性溶剤を０．５〜１９．９９９重量％（特に、５〜１５重量％）、炭素数５〜１２のアルコールを０．５〜３０重量％（特に、５〜３０重量％）含有させるのが好ましい。非プロトン性極性溶剤と炭素数５〜１２のアルコール系溶剤の比率（重量）は、１：１〜１：３程度が好ましい。
【００４７】
一般に、石油系炭化水素は、炭素数５〜１２のアルコールと相溶性を有するが、炭素数１〜４のアルコール又は非プロトン性極性溶剤やイオン性物質とは相溶性を有しない。また、炭素数５〜１２のアルコールは、石油系炭化水素と炭素数１〜４のアルコール又は非プロトン性極性溶剤と相溶性を有しするが、イオン性物質とは相溶性を有しない。また、炭素数１〜４のアルコール又は非プロトン性極性溶剤は、イオン性物質及び炭素数５〜１２のアルコールと相溶性を有するが、石油系炭化水素とは相溶性を有しない。そして、イオン性物質は、炭素数１〜４のアルコール又は非プロトン性極性溶剤と相溶性を有するが、炭素数５〜１２のアルコールや石油系炭化水素と相溶性を有しない。
【００４８】
しかし、本発明のように石油系炭化水素、イオン性物質、炭素数１〜４のアルコール及び／又は非プロトン性極性溶剤、並びに炭素数５〜１２のアルコールを混合し溶解させることにより、均質に溶解し安定な電気伝導性が付与された溶剤組成物を製造することができる。特に、上記の混合割合で各成分を混合することにより、より優れた所望の溶剤組成物を得ることができる。
【００４９】
本発明の溶剤組成物の製造方法は、上記の各成分を混合及び溶解すればよい。例えば、石油系炭化水素に、イオン性物質、炭素数１〜４のアルコール及び／又は非プロトン性極性溶剤、並びに炭素数５〜１２のアルコールを添加し溶解すればよい。通常、混合は常温で撹拌して行う。
【００５０】
なお、本発明の溶剤組成物には、用途に応じて、界面活性剤、他の溶剤等を添加してもよい。界面活性剤としては、イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤等が挙げられる。他の溶剤としては、エーテル類等が挙げられる。これらの含有量は、通常、溶剤組成物全体に対して１０重量％以下であることが好ましい。
【００５１】
かくして得られる本発明の溶剤組成物は、石油系炭化水素を５０重量％以上、イオン性物質を０．００１〜１重量％、炭素数１〜４のアルコール及び／又は非プロトン性極性溶剤並びに炭素数５〜１２のアルコールの合計を１〜４９．９９９重量％含んでいる。そして、かかる組成を有しているため電気伝導率が０．１μＳ／ｃｍ以上（体積抵抗率が１×１０7Ωｃｍ以下）、好ましくは０．３μＳ／ｃｍ以上（体積抵抗率が３．３×１０6Ωｃｍ以下）、特に０．３〜２０μＳ／ｃｍ程度（体積抵抗率が５×１０4〜３．３×１０6Ωｃｍ程度）となり、帯電防止性が付与される。
【００５２】
また、本発明の溶剤組成物は、非水系の溶剤組成物であり、水分の含有量は、通常１００ｐｐｍ以下、好ましくは１０ｐｐｍ以下である。
【００５３】
以上のような特性を有する本発明の溶剤組成物は、磁気ヘッドの研磨、半導体部品の研磨等の溶剤として好適に用いることができる。また、電極反応の場としても好適である。
【発明の効果】
【００５４】
本発明の溶剤組成物は、石油系炭化水素等の電気絶縁性流体に電気伝導性を付与されたものであり、取り扱いにおいて引火性及び電気的ショートの危険性がない。そのため、極度に導電性を必要とする用途に使用することができる。例えば、磁気ヘッドの研磨、半導体部品の研磨等の溶剤として好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
次に本発明を、以下の実施例及び比較例によって更に詳述する。実施例及び比較例で用いた溶剤、試薬等を表１に示す。
【００５６】
【表１】
2006249315.tif 000004
【００５７】
実施例１〜１９
表２に示す配合で実施例１〜１９の溶剤組成物を調製し、電気伝導計（ＨＯＲＩＢＡ製、ＣＯＮＤＵＣＴＩＶＩＴＹ  ＭＥＴＥＲ  ＥＳ−１２、電極；３５５１−１０Ｄ）によって各溶剤組成物の電気伝導率を室温（２０〜２５℃）で測定した。
【００５８】
【表２】
2006249315.tif 000005
【００５９】
比較例１〜１６
表３に示す配合で比較例１〜１６の溶剤組成物を調製し、実施例と同様に電気伝導度を測定した。結果を表３に示した。
【００６０】
【表３】
2006249315.tif 000006
【００６１】
これによれば、実施例の本発明の溶剤組成物は、比較例のものに比べて、いずれも高い電気伝導度を有していることが確認された。そのため、これらの溶剤組成物は、磁気ヘッド研磨用溶剤、半導体部品研磨用溶剤等として好適に用いることができる。