(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
引火点を有する物質に、該引火点を有する物質と異なる物質を接触させて分子化合物を形成させる引火点を有する物質の引火点制御方法において、
該分子化合物は、前記引火点を有する物質をゲスト化合物とし、前記引火点を有する物質とは異なる物質をホスト化合物とする包接化合物であり、
該引火点を有する物質がアルコール類、エーテル類又はアセトンであり、
該ホスト化合物が、アミド系化合物、フェノール系化合物、アルコール系化合物及びヒドロキノン化合物よるなる群から選ばれる１種又は２種以上の多分子系ホスト化合物であることを特徴とする引火点を有する物質の引火点制御方法。
【請求項２】
請求項１において、該引火点を有する物質と異なる物質が多孔質物質に担持されていることを特徴とする引火点を有する物質の引火点制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記ホスト化合物が、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、１，１，２，２−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、１，１，２，２−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エチレン、ジフェン酸ビス（ジシクロヘキシルアミド）、フマル酸ビスジシクロヘキシルアミド、１，１，６，６−テトラフェニルヘキサ−２，４−ジイン−１，６−ジオール、１，１−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−２−プロピン−１−オール、９，１０−ジフェニル−９，１０−ジヒドロアントラセン−９，１０−ジオール、及び２，５−ジフェニルヒドロキノンよりなる群から選ばれる１種又は２種以上であることを特徴とする引火点を有する物質の引火点制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、引火点を有する物質の引火点制御方法に係り、詳しくは、引火点を有する物質の引火点を上昇させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
揮発性有機溶媒等の揮発性物質は、一般に沸点や蒸気圧が低いために、常温以上の温度では容易に気化して揮散していく性質を有している。しかし、これらの揮発性物質の中には、引火点、発火点を有するものや、毒性の高い物質もあり、その取り扱いには注意が必要なものもある。特に、揮発性物質の中には、比較的低温で引火点を有するものが多く、その性状や引火点などによって危険性がランク別され（消防法危険物）、その取り扱いが制限されている。このような危険性の高い物質を安定に保持するためには、温度を低くしたり密封するなどの処置が必要であり、高温環境下での保存や開放条件下での保存が必要な場合には、対応し得なかった。
【０００３】
揮発性物質について、その気化温度を制御することが可能であれば、例えば、揮発性物質の気化温度を高めることにより、常温でも揮発性物質を気化させることなく安定かつ安全に保存することが可能となるが、現状において、このように揮発性物質の気化温度を制御するための有効な方法は提案されていない。
【０００４】
同様に、引火点を有する物質についても、その引火点を上昇させることが可能であれば、その物質を安定かつ安全に保存することが可能となり、法的な制限を緩和することができるが、現状において、引火点を有する物質の物性を大きく変えることなくその引火点を上昇させるための有効な方法は提案されていない。
【０００５】
なお、従来、抗菌剤や芳香剤等の機能性薬剤について、これをシクロデキストリン等のホスト化合物に包接させた包接化合物とすることにより徐放性を付与することは提案されているが（例えば、特許文献１〜３）、揮発性物質の気化温度を制御したり、引火点を有する物質の引火点を上昇させたりするものではなく、単に常温での徐放性を付与して効果の長期持続性を図ったものにすぎない。
【特許文献１】特開平１１−２７６１３５号公報
【特許文献２】特開平１１−２９０６５２号公報
【特許文献３】特開平１０−７５９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明は、引火点を有する物質の引火点を容易に上昇させて、安全性を向上させる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】
本発明の引火点を有する物質の引火点制御方法は、引火点を有する物質に、該引火点を有する物質と異なる物質を接触させて分子化合物を形成させる引火点を有する物質の引火点制御方法において、該分子化合物は、前記引火点を有する物質をゲスト化合物とし、前記引火点を有する物質とは異なる物質をホスト化合物とする包接化合物であり、該引火点を有する物質がアルコール類、エーテル類又はアセトンであり、該ホスト化合物が、アミド系化合物、フェノール系化合物、アルコール系化合物及びヒドロキノン化合物よるなる群から選ばれる１種又は２種以上の多分子系ホスト化合物であることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明者は、引火点を有する物質（以下「引火性物質」と称す場合がある。）の引火点を制御する方法について鋭意検討を行った結果、引火性物質の分子化合物を形成させることにより、引火点を制御することができることを見出した。即ち、引火性物質を常温常圧条件で安定に保持し得る分子化合物として固定し、これにより当該物質の引火点を上昇させる。
【０００９】
本発明でいう分子化合物とは、単独で安定に存在することのできる化合物の２種類以上の化合物が水素結合やファンデルワールス力などに代表される、共有結合以外の比較的弱い相互作用によって結合した化合物であり、水化物、溶媒化物、付加化合物、包接化合物などが含まれる。このような分子化合物は、分子化合物を形成する有機化合物と揮発性物質との接触反応により形成することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の引火点を有する物質の引火点制御方法によれば、引火性物質の引火点を簡便な操作で容易に上昇させて、その取り扱い性を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
本発明において用いる引火点を有する物質と異なる物質は、引火点を有する物質（以下「引火性物質」と記載する場合がある。）と分子化合物を形成し、その引火点を上昇させるものである。
【００１３】
引火性物質を包接した包接化合物を形成する化合物としては、単分子系、多分子系、高分子系などのホスト化合物が知られている。
【００１４】
単分子系ホスト化合物としては、シクロデキストリン類、クラウンエーテル類、クリプタンド類、シクロファン類、アザシクロファン類、カリックスアレン類、シクロトリベラトリレン類、スフェランド類、環状オリゴペプチド類などが挙げられる。また多分子系ホスト化合物としては、尿素類、チオ尿素類、デオキシコール酸類、ペルヒドロトリフェニレン類、トリ−ｏ−チモチド類、ビアンスリル類、スピロビフルオレン類、シクロフォスファゼン類、モノアルコール類、ジオール類、アセチレンアルコール類、ヒドロキシベンゾフェノン類、フェノール類、ビスフェノール類、トリスフェノール類、テトラキスフェノール類、ポリフェノール類、ナフトール類、ビスナフトール類、ジフェニルメタノール類、カルボン酸アミド類、チオアミド類、ビキサンテン類、カルボン酸類、イミダゾール類、ヒドロキノン類などが挙げられる。また、高分子系ホスト化合物としては、セルロース類、デンプン類、キチン類、キトサン類、ポリビニルアルコール類、１，１，２，２−テトラキスフェニルエタンをコアとするポリエチレングリコールアーム型ポリマー類、α，α，α’，α’−テトラキスフェニルキシレンをコアとするポリエチレングリコールアーム型ポリマー類などが挙げられる。
【００１５】
また、その他に有機リン化合物、有機ケイ素化合物なども挙げられる。
【００１６】
更に、有機金属化合物にもホスト化合物としての性質を示すものがあり、例えば有機アルミニウム化合物、有機チタン化合物、有機ホウ素化合物、有機亜鉛化合物、有機インジウム化合物、有機ガリウム化合物、有機テルル化合物、有機スズ化合物、有機ジルコニウム化合物、有機マグネシウム化合物などが挙げられる。また、有機カルボン酸の金属塩や有機金属錯体などを用いることも可能であるが、有機金属化合物であれば、特にこれらに限定されるものではない。
【００１７】
これらのホスト化合物のうち、包接能力がゲスト化合物の分子の大きさに左右されにくい多分子系ホスト化合物が好適である。
【００１８】
多分子系ホスト化合物としては、具体的には、尿素、１，１，６，６−テトラフェニルヘキサ−２，４−ジイン−１，６−ジオール、１，１−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−２−プロピン−１−オール、１，１，４，４−テトラフェニル−２−ブチン−１，４−ジオール、１，１，６，６−テトラキス（２，４−ジメチルフェニル）−２，４−ヘキサジイン−１，６−ジオール、９，１０−ジフェニル−９，１０−ジヒドロアントラセン−９，１０−ジオール、９，１０−ビス（４−メチルフェニル）−９，１０−ジヒドロアントラセン−９，１０−ジオール、１，１，２，２−テトラフェニルエタン−１，２−ジオール、４−メトキシフェノール、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、４，４’−ジヒドロキシベンゾフェノン、２，２’−ジヒドロキシベンゾフェノン、２，２’，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、４，４’−スルホニルビスフェノール、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４’−エチリデンビスフェノール、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン、１，１，２，２−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、１，１，２，２−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エチレン、１，１，２，２−テトラキス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）エタン、１，１，２，２−テトラキス（３−フルオロ−４−ヒドロキシフェニル）エタン、α，α，α’，α’−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）−ｐ−キシレン、テトラキス（ｐ−メトキシフェニル）エチレン、３，６，３’，６’−テトラメトキシ−９，９’−ビ−９Ｈ−キサンテン、３，６，３’，６’−テトラアセトキシ−９，９’−ビ−９Ｈ−キサンテン、３，６，３’，６’−テトラヒドロキシ−９，９’−ビ−９Ｈ−キサンテン、没食子酸、没食子酸メチル、カテキン、ビス−β−ナフトール、α，α，α’，α’−テトラフェニル−１，１’−ビフェニル−２，２’−ジメタノール、ジフェン酸ビスジシクロヘキシルアミド、フマル酸ビスジシクロヘキシルアミド、コール酸、デオキシコール酸、１，１，２，２−テトラフェニルエタン、テトラキス（ｐ−ヨードフェニル）エチレン、９，９’−ビアンスリル、１，１，２，２−テトラキス（４−カルボキシフェニル）エタン、１，１，２，２−テトラキス（３−カルボキシフェニル）エタン、アセチレンジカルボン酸、２，４，５−トリフェニルイミダゾール、１，２，４，５−テトラフェニルイミダゾール、２−フェニルフェナントロ［９，１０−ｄ］イミダゾール、２−（ｏ−シアノフェニル）フェナントロ［９，１０−ｄ］イミダゾール、２−（ｍ−シアノフェニル）フェナントロ［９，１０−ｄ］イミダゾール、２−（ｐ−シアノフェニル）フェナントロ［９，１０−ｄ］イミダゾール、ヒドロキノン、２−ｔ−ブチルヒドロキノン、２，５−ジ−ｔ−ブチルヒドロキノン、２，５−ジフェニルヒドロキノン、２，５−ビス（２，４−ジメチルフェニル）ヒドロキノン、などが挙げられる。
【００１９】
ホスト化合物としては、上記したものの中でも１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、１，１，２，２−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、１，１，２，２−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エチレンのようなフェノール系ホスト化合物、ジフェン酸ビス（ジシクロヘキシルアミド）、フマル酸ビスジシクロヘキシルアミドのようなアミド系ホスト化合物、１，１，６，６−テトラフェニルヘキサ−２，４−ジイン−１，６−ジオール、１，１−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−２−プロピン−１−オール、９，１０−ジフェニル−９，１０−ジヒドロアントラセン−９，１０−ジオールのようなアルコール系ホスト化合物、２，５−ジフェニルヒドロキノンのようなキノン系ホスト化合物が包接能力の面で有利である。
【００２０】
これらのホスト化合物は１種を単独で用いても良く、２種以上を併用しても良い。
【００２１】
分子化合物を形成する化合物は、引火性物質との接触効率等の面から、特に粉末状の固体であることが好ましいが、何らこれに限定されず粒状、塊状であっても良く、さらに結晶状、非晶状（アモルファス状）のいずれでもよい。分子化合物を形成する化合物が粉末状の固体である場合、その粒径には特に制限はないが、通常の場合、１ｍｍ以下程度であることが好ましい。
【００２２】
また、これらの分子化合物を形成する化合物は、多孔質物質に担持させた分子化合物含有複合素材として使用することもできる。この場合、分子化合物を形成する化合物を担持する多孔質物質としては、シリカ類、ゼオライト類、活性炭類の他に、粘土鉱物類、モンモリロナイト類などの層間化合物などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。このような分子化合物含有複合素材は、前述の分子化合物を形成する化合物を、これらが溶解することのできる溶媒に溶解させ、その溶液を多孔質物質中に含浸させ、溶媒を乾燥、減圧乾燥するなどの方法で製造することができる。多孔質物質に対する分子化合物を形成する化合物の担持量としては特に制限はないが、通常の場合、多孔質物質に対して１０〜８０重量％程度である。
【００２３】
前述のジフェン酸ビス（ジシクロヘキシルアミド）のようなホスト化合物は、種々のゲスト分子を取り込み、結晶性の包接化合物を形成することが知られている。また、ゲスト化合物（固体，液体，気体のいずれの状態であっても良い。）と直接接触反応させることにより包接化合物が形成されることも知られている。本発明では、引火性物質を、ホスト化合物としての分子化合物を形成する化合物と接触反応させて包接化合物中に引火性物質の分子を取り込ませることにより、その引火点を制御する。
【００２４】
引火性物質とホスト化合物とを接触させる条件としては、常温常圧で良く、これらを直接接触させれば良いが、引火性物質が揮発性溶媒である場合、ホスト化合物をこの揮発性溶媒に加熱溶解させて再結晶させても良い。
【００２５】
本発明の方法により、引火性物質としては、例えば、メタノール、エタノール、アセトン、ベンゼン、ヘキサン等の揮発性溶媒が挙げられる。
【００２６】
本発明によれば、これらの引火性物質の引火点を高めることにより、保存時の安全性、安定性を高め、その取り扱いを容易なものとすることができる。
【００２７】
このようにして、引火点が制御された包接化合物は、種々の分野に適用可能であるが、その１例として燃料電池用燃料が挙げられる。燃料電池用燃料としては、水素や有機系燃料の使用が検討されているが、これらは気体や、揮発性液体で低引火点を示す危険物に指定されているものが多く、これらを原体で使用するにはその安全性に注意しなければならない課題があった。本発明は、このような課題を解決するための極めて有効な方法として適用できる。この場合、有機系燃料としては、燃料電池の燃料として用いることができるものであれば良く、例えば、アルコール類、エーテル類、炭化水素類、アセタール類などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。有機系燃料は一般的には常温常圧で液体であり、具体的にはメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール等のアルコール類、ジメチルエーテル、メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル等のエーテル類、プロパン、ブタン等の炭化水素類、ジメトキシメタン、トリメトキシメタン等のアセタール類などが挙げられ、燃料電池用燃料としては、これらの分子化合物１種を単独で用いても良く、２種以上を混合して用いても良い。
【実施例】
【００２８】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００２９】
実施例１
１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン（以下「ＢＨＣ」と略記する。）の固体粉末を引火点を有する揮発性溶媒であるメタノールに６０℃で加熱溶解して再結晶を行うことにより、ＢＨＣ：メタノール＝１：１（モル比）の包接化合物（メタノール含有率１０．６重量％）を得た。
【００３０】
この包接化合物を１０℃／ｍｉｎの昇温速度でＴＧ−ＤＴＡ測定を行った結果、ＢＨＣに包接されたメタノールは約１００℃までは安定に包接されて気化することはなく、１００℃より気化放出が始まった。
【００３１】
メタノールは沸点約６４℃の揮発性溶媒であり、蒸気圧も低いので６４℃以下でも気化してしまうことから、メタノールの包接化により、通常の場合より３０℃以上も気化温度を高めることができることが分かった。
【００３２】
また、この包接化合物について、セタ密閉式引火点評価装置で試験を２回行った結果、いずれも引火点は６１℃であった。メタノール自体の引火点は１１℃であり、包接化により引火点を約５０℃上昇できることが明らかになった。
【００３３】
実施例２
ジフェン酸ビス（ジシクロヘキシルアミド）（以下「ＤＢＤＣＡ」と略記する。）の固体粉末（粒径５０μｍ以下）に、揮発性溶媒であるアセトンを液体のまま接触させた結果、ＤＢＤＣＡ：アセトン＝１：１（モル比）の包接化合物が得られた。
【００３４】
この包接化合物を１０℃／ｍｉｎの昇温速度でＴＧ−ＤＴＡ測定を行った結果、ＤＢＤＣＡに包接されたアセトンは約１５０℃までは安定に包接されて気化することはなく、１５０℃より気化放出が始まった。
【００３５】
アセトンは沸点約５６℃の揮発性溶媒であり、蒸気圧も低いので５６℃以下でも気化してしまうことから、アセトンの包接化により、通常の場合より９０℃以上も気化温度を高めることができることが分かった。
【００３６】
実施例３
１，１，６，６−テトラフェニルヘキサ−２，４−ジイン−１，６−ジオール（以下「ＴＰＨＤ」と略記する。）をメタノールに６０℃で加熱溶解して再結晶を行うことにより、ＴＰＨＤ：メタノール＝１：１（モル比）の包接化合物（メタノール含有率７重量％）を得た。
【００３７】
この包接化合物について、セタ密閉式引火点評価装置で試験を２回行った結果、いずれも引火点は７２℃であった。メタノール自体の引火点は１１℃であり、包接化により引火点を約６０℃上昇できることが明らかになった。
【００３８】
実施例４
９，１０−ジフェニル−９，１０−ジヒドロアントラセン−９，１０−ジオール（以下「ＤＨＤＰＤＡ」と略記する。）をメタノールに６０℃で加熱溶解して再結晶を行うことにより、ＤＨＤＰＤＡ：メタノール＝１：１（モル比）の包接化合物（メタノール含有率８重量％）を得た。
【００３９】
この包接化合物について、セタ密閉式引火点評価装置で試験を２回行った結果、いずれも引火点は６８℃であった。メタノール自体の引火点は１１℃であり、包接化により引火点を５０℃以上上昇できることが明らかになった。
【００４０】
実施例５
２，５−ジフェニルヒドロキノン（以下「ＤＰＨＱ」と略記する。）をメタノールに６０℃で加熱溶解して再結晶を行うことにより、ＤＰＨＱ：メタノール＝１：２（モル比）の包接化合物（メタノール含有率２０重量％）を得た。
【００４１】
この包接化合物について、セタ密閉式引火点評価装置で試験を２回行った結果、いずれも引火点は６５℃であった。メタノール自体の引火点は１１℃であり、包接化により引火点を約５０℃上昇できることが明らかになった。
【００４２】
実施例６
１，１，２，２−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタン（以下「ＴＨＰＥ」と略記する。）をメタノールに６０℃で加熱溶解して再結晶を行うことにより、ＴＨＰＥ：メタノール＝１：２（モル比）の包接化合物（メタノール含有率１４重量％）を得た。
【００４３】
この包接化合物について、セタ密閉式引火点評価装置で試験を２回行った結果、いずれも引火点は６８℃であった。メタノール自体の引火点は１１℃であり、包接化により引火点を５０℃以上上昇できることが明らかになった。
【００４４】
実施例７
フマル酸ビスジシクロヘキシルアミド（以下「ＦＡＢＤＣ」と略記する。）をメタノールに６０℃で加熱溶解して再結晶を行うことにより、ＦＡＢＤＣ：メタノール＝１：３（モル比）の包接化合物（メタノール含有率１８重量％）を得た。
【００４５】
この包接化合物について、セタ密閉式引火点評価装置で試験を２回行った結果、いずれも引火点は６３℃であった。メタノール自体の引火点は１１℃であり、包接化により引火点を約５０℃上昇できることが明らかになった。
【００４６】
実施例８
ＤＢＤＣＡを引火点を有する溶媒であるアセトンに５５℃で加熱溶解して再結晶を行うことにより、ＤＢＤＣＡ：アセトン＝１：１（モル比）の包接化合物（アセトン含有率９重量％）を得た。
【００４７】
この包接化合物について、セタ密閉式引火点評価装置で試験を２回行った結果、いずれも引火点は１３２℃であった。アセトン自体の引火点は−２０℃であり、包接化により引火点を約１５０℃上昇できることが明らかになった。
【００４８】
実施例９
ＢＨＣを引火点を有する溶媒であるイソプロパノールに７５℃で加熱溶解して再結晶を行うことにより、ＢＨＣ：イソプロパノール＝１：１（モル比）の包接化合物（イソプロパノール含有率１８重量％）を得た。
【００４９】
この包接化合物について、セタ密閉式引火点評価装置で試験を２回行った結果、いずれも引火点は８２℃であった。イソプロパノール自体の引火点は１２℃であり、包接化により引火点を約７０℃上昇できることが明らかになった。
【００５０】
実施例１０
ＢＨＣを引火点を有するジエチルエーテルに３４℃で加熱溶解して再結晶を行うことにより、ＢＨＣ：ジエチルエーテル＝１：１（モル比）の包接化合物（ジエチルエーテル含有率２１重量％）を得た。
【００５１】
この包接化合物について、セタ密閉式引火点評価装置で試験を２回行った結果、いずれも引火点は２０℃であった。ジエチルエーテル自体の引火点は−４５℃であり、包接化により引火点を６０℃以上上昇できることが明らかになった。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、毒性或いは危険性を有し、通常の条件での保存や取り扱いが困難な引火点を有する物質を用いる各種産業分野において有用である。