JPH07509466A - ペンタフルオロジメチルエーテルを含む冷媒組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 ペンタフルオロジメチルエーテルを含む冷媒組成物発明の分野 本発明は、一つの成分としてペンタフルオロジメチルエーテルを含む冷媒組成物 に関する。本発明はまた、ペンタフルオロジメチルエーテルを含む二元共沸又は 共沸様組成物に関し、そしてこれらの組成物は、洗浄剤、ポリオレフィン及びポ リウレタンのための発泡剤、エアゾル噴射剤、冷媒、熱移動媒体、気体状誘電体 、消火剤、電力サイクル作動流体、重合媒体、粒子除去流体、担体流体、パフ磨 き研磨剤、並びに置き換え乾燥Ｊとして有用である。

発明の背景 フッ素化炭化水素は多くの用途を有するが、その一つは冷媒としてである。この ような冷媒は、ジクロロジフルオロメタン（ＣＦＣ−１２）及びクロロジフルオ ロメタン（ＩＩＣＦＣ−２２）を含む。

近年、大気中に放出されたある種のフッ素化炭化水素冷媒が成層圏のオゾン層に 悪い影響を与える可能性があることが指摘された。

この説はまだ完全には確立していないけれども、国際的な合意の下である種のク ロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）及びヒドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ ）の使用及び製造の制御に向かった動きがある。

従って、現存する冷媒よりも低いオゾン減損能力を有し、一方なお冷却用途にお いて受け入れられる性能を達成する冷媒の開発に対する要求が存在する。ヒドロ フルオロカーボン（ＩＩＦｃ）は塩素を持たずそしてそれ故ゼロのオゾン減損能 力を有するので、ＩＩＦＣがＣＦＣ及び１１ｃＦｃのための置換品として示唆さ れた。

冷却用途においては、冷媒は、シャフトシール、ホース接続、ハンダ付けされた 接合部及び壊れたラインを通しての漏れにより操作の間にしばしば失われる。加 えて、冷媒は、冷却装置のメンテナンス手順の間に大気に放出される可能性があ る。冷媒が純粋な成分又は共沸若しくは共沸様組成物ではない場合には、冷媒組 成は、冷却装置から大気へ漏れるか又は排出される時には変わる可能性があり、 これは冷媒が可燃性になるか又は貧弱な冷却性能を有するように変化させる。

従って、冷媒として、単一のフッ素化炭化水素又は、１以上のフッ素化炭化水素 を含む共沸若しくは共沸様組成物を使用することが望ましい。

フッ素化炭化水素はまた、例えば、電子回路基板を洗浄するための洗浄剤又は溶 媒として使用することができる。蒸気脱グリース操作においては洗浄剤は一般に 再蒸留されそして最後の洗浄清浄化のために再使用されるので、洗浄剤は共沸又 は共沸様であることが望ましい。

フン素化炭化水素を含む共沸又は共沸様組成物はまた、独立気泡のポリウレタン 、フェノール及び熱可塑性フオームの製造における発泡剤として、エアゾルにお ける噴射剤として、熱移動媒体、気体状誘電体、消火剤、例えば熱ポンプのため の電力サイクル作動流体、重合反応のための不活性媒体、金属表面から粒子を除 去するための流体として、例えば潤滑剤の薄いフィルムを金属部品の上に置くた めに使用することができる担体流体として、又はパフ磨き研磨物質を磨かれた表 面例えば金属から除去するためのパフ磨き研磨剤として、例えば宝石又は金属部 品から水を除去するための置き換え乾燥剤として、塩素タイプの現像剤を含む慣 用的な回路製造技術におけるレジスト現像液として、そして例えば塩化炭化水素 例えばｌ、　１．１−トリクロロエタン又はトリクロロエチレンと共に使用され る時のフォトレジストのためのストリッパーとして有用である。

発明の要約 本発明は、第二成分がアンモニア、ジメチルエーテル、シクロプロパン、プロパ ン又はプロピレンである、ペンタフルオロジメチルエーテルと第二成分の冷媒組 成物の発見に関する。

本発明はまた、効果的な量のペンタフルオロジメチルエーテル及びアンモニア、 ジメチルエーテル、シクロプロパン、プロパン又はプロピレンの混合物から成る 共沸又は共沸様組成物に関する。

本発明の組成物はまた、洗浄剤、ポリオレフィン及びポリウレタンのための発泡 剤、エアゾル噴射剤、冷媒、熱移動媒体、気体状誘電体、消火剤、電力サイクル 作動流体、重合媒体、粒子除去流体、担体流体、パフ磨き研磨剤、並びに置き換 え乾燥剤として有用である。

詳細な説明 本発明は、ペンタフルオロジメチルエーテル（１２５Ｅ）　、沸点＝−３６，２ ℃、及び少なくとも一つの以下の成分の組成物に関する：アンモニア（Ｎ１１３ ）　、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）　、シクロプロパン、プロパン又はプロピレ ン。

以下の組成物を冷媒として使用することができる。

表−↓ １　１〜９９重量％１２５Ｅ　１〜９９重量％Ｎ１１３２　１〜９９重量％１２ ５Ｅ　１〜９９重量％ＤＭＥ３　１〜９９ｆｆｉ量％１２５Ｅ　１〜９９重量％ シクロプロパン４　１〜９９重量％１２５Ｅ　１〜９９重量％プロパン５　１〜 ９９重量％１２５Ｅ　１〜９９重量％プロピレン木発明はまた、共沸又は共沸様 組成物を生成させるために効果的な量の１２５Ｅ及び第二成分の共沸又は共沸様 組成物の発見に関し、ここで第二成分は、Ｎ１１３、ＤＭＥ、シクロプロパン、 プロパン又はプロピレンである。

“共沸”組成物とは、単一の物質として行動する、２より多い物質の一定に沸騰 する液体混合物を意味する。共沸組成物を特徴付ける１つのやり方は、液体の部 分的蒸発又は蒸留によって製造される蒸気が、それからそれが蒸発され又は蒸留 された液体のと同じ組成を有すること、即ち、蒸留物／還流物理合物に組成変化 がないことである。一定に沸騰する組成物は、それらが同じ成分の非共沸混合物 の沸点と比較して極大又は極小沸点のどちらかを示すので、共沸として特徴１寸 けられる。

“共沸様”組成物とは、単一の物質として行動する、２より多い物質の一定に沸 騰する、又は実質的に一定に沸騰する液体混合物を意味する。共沸様組成物を特 徴付ける１つのやり方は、液体の部分的蒸発又は蒸留によって製造される蒸気が 、それからそれが蒸発され又は蒸留された液体のと実質的に同じ組成を有するこ と、即ち、蒸留物／還流物理合物に実質的な組成変化がないことである。

組成物の５０重量％が例えば蒸発又は沸騰によって除去された後で、元の組成物 と元の組成物の５０重量％が除去された後の残りの組成物との間の蒸気圧におけ る差が絶対単位で測定した時に１０％未満である場合には、組成物は共沸又は共 沸様であることが当該技術において認められている。絶対単位とは、圧力の測定 法そして、例えば、ｐｓｉａ、大気圧、バール、トル、平方ｃｍあたりのダイン 、水銀の＋ｎ、水のインチ及び当該技術において良（知られたその他の等価な術 語を意味する。

それ故、本発明中に含まれるのは、効果的な量の１２５Ｅ及び第二成分の組成物 であって、元の組成物の５０重量％が蒸発又は沸騰して残りの組成物を生成させ た後で、元の組成物と残りの組成物との間の蒸気圧における差は１０％以下であ るような前記組成物であり、そして第二成分は、Ｎ１１５、ＤＭＥ１シクロプロ パン、プロパン又はプロピレンである。

本発明の実質的に一定に沸騰する共沸又は共沸様組成物は、以下のものを含む（ 特記した場合を除いて、すべての組成は２５℃で測定される）： １）７２〜９５、好ましくは８８重量％の１２５Ｅ；５〜２８、好ましくは１２ 重量％のＮＨ３゜ ２）５０〜９９、好ましくは７０〜９９、最も好ましくは８３．０重量％の１２ ５Ｅ　；　１〜５０、好ましくは１〜３０、最も好ましくは１７．０重量％のＤ ＭＥ０ ３）、１〜９９、好ましくは５０〜９９、最も好ましくは８９．３重量％の１２ ５Ｅ：１〜９９、好ましくは１〜５０．最も好ましくは１０．７重量％のシクロ プロパン。

４）４０℃で、４１〜９０、好ましくは５０〜９０．最も好ましくは７１．３重 量％の１２５Ｅ　：　１０〜５９、好ましくはｉｏ〜５０．最も好ましくは２８ ．７重量％のプロパン占 ５）１〜９９、好ましくは１〜５０、最も好ましくは３３．８重量％の１２５Ｅ ；１〜９９、好ましくは５０〜９９、最も好ましくは６６．２重量％のプロピレ ン。

木−明の目的のためには、“効果的な量”は、合わせられる時に、共沸又は共沸 様組成物の生成を結果としてもたらす、本発明の組成物の各々の成分の飛として 定義される。この定義は、共沸又は共沸様組成物が異なる圧力で、しかしあり得 る異なる沸点で存在し続ける限り、組成物に加えられる圧力に依存して変わり得 る、各々の成分の量を含む。

それ故、効果的な員は、本明細書中で述べられたようなもの以外の温度又は圧力 で共沸又は共沸様組成物を生成させる本発明の組成物の各々の成分の重量％で表 すことができるような員を含む。

この議論の目的のために、共沸又は一定に沸騰するはまた、本質的に共沸又は本 質的に一定に沸騰する婆も意味することを意図される。言い換えれば、これらの 術語の意味の内に含まれるのは、上で述べた本当の共沸混合物ばかりでなく、ま た他の温度及び圧力で本当の共沸混合物である、異なる割合で同じ成分を含む他 の組成物、並びに同じ共沸系の一部でありそしてそれらの特性において共沸様で ある等価な組成物である。この技術において良く認識されているように、共沸混 合物と同じ成分を含み、冷却及びその他の用途のために本質的に等価な特性を示 すばかりでなく、また一定に沸騰する特徴又は沸騰に際して分離若しくは分溜し ない傾向の点で、真の共沸組成物と本質的に等価な特性を示すであろうある範囲 の組成物が存在する。

数個の規準の任意のものによって選ばれた条件に依存して多くの姿の下で現れる 可能性がある一定に沸騰する混合物を、実際に特徴付けることが可能である： ＊　組成物はΔ、Ｂ、Ｃ（及びＤ・・・）の共沸混合物として定義され得る。何 故ならば、まさにこの術語“共沸混合物”は、直ちに限定的でかつ限界的であり 、そして一定に沸騰する組成物である問題のこ？ユニークな組成物のためのその 効果的な量のＡＳＢ、Ｃ（及びＤ・・・）を要求するからである。

＊　異なる圧力では、与えられた共沸混合物の組成は少なくともある程度まで変 わるであろうし、そして圧力の変化はまた少なくともある程度まで沸点温度を変 えるであろうことは、当業者に良（知られている。かくして、今、Ｂ、Ｃ（及び Ｄ・・・）の共沸混合物は、ユニークなタイプの関係を表わすが、温度及び／又 は圧力に依存して変動する組成を有す、る。それ故、固定された組成よりもむし ろ組成範囲が共沸混合物を定義するためにしばしば使用される。

＊　組成物は、Ａ、Ｂ、Ｃ（及びＤ・・・）の特別な重量％の関係又はモル％の 関係として定義することができるが、一方このような特定の値はただ一つの特別 な関係を指摘すること、そして実際にはＡ、Ｂ、Ｃ（及びＤ・・・）によって表 される一連のこのような関係が、圧力の影響によって変えられる、与えられた共 沸混合物に関して本当に存在することが認識される。

＊Ａ、Ｂ、Ｃ（及びＤ・・・）の共沸混合物は、与えられた圧力での沸点によっ て特徴付けられる共沸混合物としての組成を定義することによって特徴付けるこ とができ、か（して、利用できる分析装置によって限定されそしてそれと同じく らい正確である特定の数値の組成によって本発明の範囲を不当に限定することな （同定する特徴を与えることができる。

本発明の共沸又は共沸様組成物は、任意の好都合な方法例えば所望の量を混合す ること又は合わせることによって製造することができる。好ましい方法は、所望 の成分量を秤量しそしてその後でそれらを適切な容器中で合わせることである。

本発明を例示する特定の実施例を以下に与える。それらの中では特記しない限り 、すべてのパーセントは重量による。これらの実施例は単に例示的でありそして 本発明の範囲を限定すると解釈されることは全くないことが理解されるべきであ る。

２５℃の一定温度で、組成が変えられそして蒸気圧が測定される、以下の組成物 に関する相検討は、以下の組成物が共沸であることを示す。

１　８８．０重量％１２５Ｅ　１２．０重量％Ｎｌ＋３２６５．５（１８３１） ２　８３．０重量％１２５Ｅ　１７．０重量％ＤＭＥ　１４３．６（９９０）３ 　８９．３重量％１２５Ｅ　１０．７重量％シクロプロパン　１３１．３（９０ ５）４　７１．３重量％１２５Ｅ　２８．７重量％プロパン　１９１．４（１３ ２０）５　３３．８重量％１２５Ｅ　６６．２重量％プロピレン　１６７、９（ １１５８）実施例２ 容器に２５℃で初期組成物を仕込み、そして組成物の蒸気圧を測定する。温度を ２５℃で一定に保持しながら、初期組成物の５０重量％が除去されるまで組成物 を容器から漏れるようにせしめ、その時点で容器中に残る組成物の蒸気圧を測定 する。結果を以下に要約する。

１２５Ｅ／Ｎ１１３ ７２、０／２８．０　２６５．４（１８３０）　２６３．５（１８１７）　０． ７８８．０／１２．０　２６５．５（１８３１）　２６５．５（１８３１）　０ ．０９５、　Ｏ／　５．０　２６５．２（１８２９）　２５２．９（１７４４） 　４．６１２５Ｅ／ＤＭＥ ５０．０１５０．０　！３４．３（９２６）　１２１．１（８３５）　９．８６ ０、０／４０．０　＋３８．２（９５３）　１３２．１（９１１）　４．４７０ ．０／３０．０　１４１．４（９７５）　１３９．３（９６０）　１．５８３． ０／＋７．０　１４３．６（９９０）　１４３．６（９９０）　０．０９９．０ ／１．０　１３１．１（９０４）　１３０．２（８９ｇ）　０．７１２５Ｅ／シ クロプロパン １、０／９９．０　１０５．４（７２７）　１０５．２（７２５）　０．２５０ ．０１５０．０　１２２．２（８５３）　１１９．４（８３４）　２．３７０、 ０／３０．０　１２８．０（８９４）　１２７．０（８８７）　０．８８９゜３ ／１０．７　１３１．３（９０５）　１３１．３（９０５）　０．０９９、　Ｏ ／　１．０　１２９．１（８９０）　１２９．１（８９０）　０．０１２５Ｅ／ プロパン ４０、０／６０．０　１ｇ２．９（１２６１）　１６４．５（１１３４）　１０ ．１４１．０１５９．０　１８３．５（１２６５）　１６６．１（１１４５）　 ９．５５０、０１５０．０　１８７．４（１２９２）　１７８．８（１２３３） 　４．６７１、３／２ｇ、　７　１９１．４（１３２０）　１９１．４（１３２ ０）　０．０９０．０／１０．０　１８１．４（１２５１）　１６４．９（１１ ３７）　９．１９１．０／９．０　１７９．４（１２３７）　１６０．７（１１ ０８）　１０．４１２５Ｅ／プロピレン １．０／９９．０　１６６．０（１１５９）　１６６．０（１１５９）　０．０ ３３．８／６６．２　１６７．９（１１５８）　１６７．９（１１５８）　０． ０５０．０１５０．０　１６７．２（１１６８）　１６７．０（１１６６）　０ ．１７０．０／３０．０　１６２．８（１１３７）　１６１．３（１１２７）　 ０．９９９．０／１．０　１３１．１（９１６）　１３０．２（９０９）　０． ７この実施例の結果は、元の組成物の５０重量％が除去された時に、残りの組成 物の蒸気圧が２５℃の温度で、元の組成物の蒸気圧の約１０％以内にあるので、 これらの組成物は共沸又は共沸様であることを示す。

以下の表は本発明の冷媒の性能を示す。データは以下の条件を基にしている。

蒸発器温度　４５．０°ＦＣ７，２℃）凝縮器温度　１３０．０’Ｆ　（５４， ４℃）適冷温度　１１５．０°Ｆ　Ｃ４６，１℃）戻りガス温度　６５．０°Ｆ （１８，３℃）コンプレッサー効率は７５％である。

ＩｔＣＦＴニー２２　９０．６　３１２．６　２１２．８　３．４１　３５１． ３（６，２）１２５Ｅ／Ｎｌｌ。

５．０／９５．０　８６．７　３４０．１　３１５．３　３．７１　４４３．５ （７，８）羽、０／１２．０　１１９．５　４２７．３　２１５．４　３．３３ 　４６６．１（８，２）９５．０１５．０　１０２．０　３６０．８　１？３． ０　３．０６　３３９．８（６，０）１２５Ｅ／ＤＩＩＥ ５．０／９５．０　４９．９　１８６．５　１９２．１　３．６７　２１９．３ （３，９）８３．０／１７．０　７８．８　２８０．７　１６８．７　３．２０ 　２７５．６（４，８）９９．０／１．０　７８．６　２８６．４　１６２．１ 　３．０３　２５８．７（４，６）１２５Ｅ／シクロプロパン １．０／９９．０　６２．７　２１５．６　２００．４　３．６６　２５９．６ （４，６）８９．３／１０．７　８１．３　２８７．６　１６７．９　３．１６ 　２７８．２（４，９）羽、０／１．０　７８．６　２８６．２　１６２．３　 ３．０３　２５９．２（４，６）１２５Ｅ／プロパン本 １．０／９９．０　８４．４（５８２）　２４２．３（１６７１）　１５４．６ （６８，１）　３．９４　３０４．０（５，４）７１．３／２８．７　１１６． ５（８０３）　３２９．７（２２７３）　１５２．１（６６，７）　３．２４　 ３３０．４（５，８）９９．０／１．０　８１．３（５６１）　２５８．２（１ ７８０）　１５０Ｊ（６６，０）　３．６８　２９２．０（５，１）本凝縮器Ｔ ＝１２０’Ｆ（４８，９℃）１２５Ｅ／プロピレン １．０／９９．０　１０４．３　３３２．０　１８３．８　３．３１　３５１． ７（６，２）３３．８／６６．２　１００．６　３２７．６　１８０．２　３． ２５　３３７．３（５，９）９９．０／１．０　７ｇ、８　２８７．１　１６２ ．３　３．０２　２５９．０（４，６）共沸又は共沸様組成物を含む本発明の新 規な組成物は、組成物を凝縮させそしてその後で冷却されるべき物体の近くで凝 縮物を蒸発させることによって冷却を作るために使用することができる。新規な 組成物はまた、加熱されるべき物体の近（で冷媒を凝縮させそしてその後で冷媒 を蒸発させることによって熱を作るために使用することができる。

冷却用途に加えて、本発明の新規な一定に沸騰する又は実質的に一定に沸騰する 組成物はまた、エアゾル噴射剤、熱移動媒体、気体状誘電体、消火剤、ポリオレ フィン及びポリウレタンのための発泡剤並びに電力サイクル作動流体として有用 である。

付加的な化合物 他の成分、例えば−６０〜＋３０℃の沸点を有する脂肪族炭化水素、−６０〜＋ ３０℃の沸点を有するヒドロフルオロカーボンアルケン、−６０〜＋３０℃の沸 点を有するヒドロフルオロプロパン、−６０〜＋３０℃の沸点を有する炭化水素 エステル、−６０〜＋３０℃の沸点を有するヒドロクロロフルオロカーボン、− ６０〜＋３０℃の沸点を有するヒドロフルオロカーボン、−６０〜＋３０℃の沸 点を有するヒドロクロロカーボン、クロロカーボン及び過フッ素化化合物を、上 で述べた共沸又は共沸様組成物に、組成物の一定に沸騰する挙動も含むそれらの 特性を実質的に変えることな（、添加することができる。このような成分の例は 以下のものを含む。

化合物　式　沸点℃ １１ＣＦＣ−１２４ＣｔｌＣＩＦＣＦｓ　−１２℃ＦＣ６００Ｃ１１ｓＣＩＩｚ ＣＩｌ□Ｃ１＋３０℃添加剤例えば潤滑剤、腐食防止剤、安定剤、染料及びその 他の適切な物質を、それらがその意図された用途のために組成物に対して悪い影 響を持たないという条件で、種々の目的のために本発明の新規な組成物に添加す ることができる。好ましい潤滑剤は、２５０よりも大きい分子量を有するエステ ルを含む。

閑静謹杏輻牛 国際調査報告 フロントページの続き （５１）　Ｉｎｔ、　Ｃ１，’　識別記号　庁内整理番号Ｃ０９Ｋ　５１０４　 ９１５５−４Ｈ Ｃ１１Ｄ　７１０４　９５４６−４Ｈ ７／２４　９５４６−４Ｈ ７／２８　９５４６−４Ｈ ７１５０９５４６−４Ｈ ／／Ｃ０９Ｋ　３１００　１１１　Ｂ　９１５５−４ＨＣ２３Ｇ　５１０２８　 ９３５２−４Ｋ（８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＰＴ、ＳＥ） 、０Ａ（ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、　ＣＩ、　ＣＭ、　ＧＡ、　ＧＮ、　ＭＬ、 　ＭＲ，ＮＥ、　ＳＮ。

ＴＤ、　ＴＧ）、　ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＢＹ、　ＣＡ。

ＣＺ、ＦＩ、ＨＵ、ＪＰ、ＫＰ、ＫＲ，ＫＺ、ＬＫ、ＭＧ、ＭＮ、ＭＷ、Ｎｏ、 ＮＺ、ＰＬ、ＲＯ，ＲＵ、ＳＤ、ＳＫ、ＵＡ、ＶＮ ＦＩ （７２）発明者　マイナー、バーバラ・ハビランドアメリカ合衆国メリーランド 州　２１９２１゜エルクトン、グリーンヘイプントライブ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ペンタフルオロジメチルエーテル及びアンモニア、シクロプロパン、プロパ ン又はプロピレンを含む冷媒組成物。 ２）共沸又は共沸様組成物を生成させるために効果的な量のペンタフルオロジメ チルエーテル及び第二化合物から成る共沸又は共沸様組成物であって、該第二化 合物がアンモニア、シクロプロパン、プロパン又はプロピレンである共沸又は共 沸様組成物。 ３）該組成物が７２〜９５重量％のペンタフルオロジメチルエーテル及び５〜２ ５重量％のアンモニア；１〜９９重量％のペンタフルオロジメチルエーテル及び １〜９９重量％のシクロプロパン；４１〜９０重量％のペンタフルオロジメチル エーテル及び１０〜５９重量％のプロパン；又は１〜９９重量％のペンタフルオ ロジメチルエーテル及び１〜９９重量％のプロピレンから成る、請求項２記載の 共沸又は共沸様組成物。 ４）該組成物が５０〜９９重量％のペンタフルオロジメチルエーテル及び１〜５ ０重量％のシクロプロパン；５０〜９０重量％のペンタフルオロジメチルエーテ ル及び１０〜５０重量％のプロパン；又は１〜５０重量％のペンタフルオロジメ チルエーテル及び５０〜９９重量％のプロピレンから成る、請求項２記載の共沸 又は共沸様組成物。