Azeotropic composition of cyclopentane

申请号 JP53113497 申请日 1997-02-28 公开(公告)号 JP2000506143A 公开(公告)日 2000-05-23
申请人 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー; 发明人 マイナー,バーバラ,ハビランド;
摘要 (57)【要約】 本発明は、シクロペンテンと、ヒドロフルオロカーボン、ヒドロフルオロエーテル、またはフッ素化された硫黄化合物よりなる群から選択された化合物と、の組成物に関する。 特に、これらの化合物は、テトラフルオロエタン、ヘキサフルオロプロパン、ペンタンフルオロプロパン、テトラフルオロプロパン、トリフルオロプロパン、ジフルオロプロパン、オクタフルオロブタン、ヘキサフルオロブタン、ペンタフルオロブタン、ノナフルオロブタン、ジフルオロブタン、トリフルオロ−2−メトキシエタン、およびビス(ペンタフルオロエチル)スルフィドよりなる群から選択される。 共沸組成物または共沸混合物様組成物である組成物は、冷媒、洗浄剤、ポリオレフィンおよびポリウレタンの発泡剤、エアゾール噴射剤、冷媒、熱媒体、ガス誘電体、消火剤、電 力 サイクル作動 流体 、重合化媒体、粒子除去剤、キャリア流体、バフ磨き用 研磨 剤、または排 水 乾燥剤として用いられる。
权利要求
  • 【特許請求の範囲】 1. 冷媒組成物であって、1,1,2,2−テトラフルオロエタンとシクロペンタン、1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロプロパンとシクロペンタン、1 ,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパンとシクロペンタン、1,1,2,3 ,3−ペンタフルオロプロパンとシクロペンタン、1,1,1,2,3−ペンタフルオロプロパンとシクロペンタン、1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパンとシクロペンタン、1,2,2,3−テトラフルオロプロパンとシクロペンタン、1,1,3−トリフルオロプロパンとシクロペンタン、1,2−ジフルオロプロパンとシクロペンタン、1,3−ジフルオロプロパンとシクロペンタン、 1,1,1,2,2,3,3,4−オクタフルオロブタンとシクロペンタン、1 ,1,1,2,3,4,4,4−オクタフルオロブタンとシクロペンタン、1, 1,1,2,2,4,4,4−オクタフルオロブタンとシクロペンタン、1,1 ,1,2,2,4−ヘキサフルオロブタンとシクロペンタン、1,1,1,4, 4,4−ヘキサフルオロブタンとシクロペンタン、1,1,1,3,3−ペンタンフルオロブタンとシクロペンタン、1,1,1,2,2,3,3,4,4−ノナフルオロブタンとシクロペンタン、2,3−ジフルオロブタンとシクロペンタン、1,1,1−トリフルオロ−2−メトキシエタンとシクロペンタン、またはビス(ペンタフルオロエチル)スルフィドとシクロペンタンを含有することを特徴とする冷媒組成物。 2. 共沸組成物または共沸混合物様組成物を形成するのに有効量の化合物を含有する共沸組成物または共沸混合物様組成物であって、前記化合物が、:1,1, 2,2−テトラフルオロエタンとシクロペンタン、1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロプロパンとシクロペンタン、1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパンとシクロペンタン、1,1,2,3,3−ペンタフルオロプロパンとシクロペンタン、1,1,1,2,3−ペンタフルオロプロパンとシクロペンタン、1,1,1,3,3−ペンタンフルオロプロパンとシクロペンタン、1,2, 2,3−テトラフルオロプロパンとシクロペンタン、1,1,3−トリフルオロプロパンとシクロペンタン、1,2−ジフルオロプロパンとシクロペンタン、1,3 −ジフルオロプロパンとシクロペンタン、1,1,1,2,2,3,3,4−オクタフルオロブタンとシクロペンタン、1,1,1,2,3,4,4,4−オクタフルオロブタンとシクロペンタン、1,1,1,2,2,4,4,4−オクタフルオロブタンとシクロペンタン、1,1,1,2,2,4−ヘキサフルオロブタンとシクロペンタン、1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロブタンとシクロペンタン、1,1,1,3,3−プエンタンフルオロブタンとシクロペンタン、1,1,1,2,2,3,3,4,4−ノナフルオロブタンとシクロペンタン、2,3−ジフルオロブタンとシクロペンタン、1,1,1−トリフルオロ−2 −メトキシエタンとシクロペンタン、またはビス(ペンタンフルオロエチル)スルフィドとシクロペンタンであることを特徴とする共沸組成物または共沸混合物様組成物。 3. 前記組成物が64〜99重量パーセントの1,1,2,2−テトラフルオロエタンと1〜36重量パーセントのシクロペンタン、62〜99重量パーセントの1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロプロパンと1〜38重量パーセントのシクロペンタン、51〜99重量パーセントの1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパンと1〜49重量パーセントのシクロペンタン、40〜86重量パーセントの1,1,2,3,3−ペンタフルオロプロパンと14〜60重量パーセントのシクロペンタン、54〜99重量パーセントの1,1,1,2,3−ペンタフルオロプロパンと1〜46重量パーセントのシクロペンタン、68〜99 重量パーセントの1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパンと1〜32重量パーセントのシクロペンタン、47〜99重量パーセントの1,2,2,3−テトラフルオロプロパンと1〜53重量パーセントのシクロペンタン、30〜99 重量パーセントの1,1,3−トリフルオロプロパンと1〜70重量パーセントのシクロペンタン、51〜99重量パーセントの1,2−ジフルオロプロパンと1〜49重量パーセントのシクロペンタン、29〜99重量パーセントの1,3 −ジフルオロプロパンと1〜71重量パーセントのシクロペンタン、62〜99 重量パーセントの1,1,1,2,2,3,3,4−オクタフルオロブタンと1 〜38重量パーセントのシクロペンタン、59〜99重量パーセントの1,1, 1,2,3,4,4,4−オクタするオロブタンと1〜41重量パーセントのシクロペンタン、70〜99重量パーセントの1,1,1,2,2,4,4,4− オクタフルオロブタンと1〜30重量パーセントのシクロペンタン、43〜99 重量パーセントの1,1,1,2,2,4−ヘキサフルオロブタンと1〜57重量パーセントのシクロペンタン、67〜99重量パーセントの1,1,1,4, 4,4−ヘキサフルオロブタンと1〜33重量パーセントのシクロペンタン、3 7〜99重量パーセントの1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと1〜6 3重量パーセントのシクロペンタン、68〜99重量パーセントの1,1,1, 2,2,3,3,4,4−ノナフルオロブタンと1〜32重量パーセントのシクロペンタン、23〜99重量パーセントの2,3−ジフルオロブタンと1〜77 重量パーセントのシクロペンタン、52〜99重量パーセントの1,1,1−トリフルオロ−2−メトキシエタンと1〜48重量パーセントのシクロペンタン、 または62〜99重量パーセントのビス(ペンタフルオロエチル)スルフィドと1〜38重量パーセントのシクロペンタンより本質的になることを特徴とする請求項2に記載の共沸組成物または共沸混合物様組成物。 4. 請求項1に記載の組成物を凝縮する工程と、冷却したい本体の付近で前記組成物を蒸発する工程とを備えることを特徴とする冷却を発生させる方法。 5. 請求項1に記載の組成物を加熱したい本体の付近で凝縮する工程と、前記組成物を蒸発する工程とを備えることを特徴とする熱を発生させる方法。 6. 請求項2に記載の組成物を凝縮する工程と、冷却したい本体の付近で前記組成物を蒸発する工程とを備えることを特徴とする冷却を発生させる方法。 7. 請求項2に記載の組成物を加熱したい本体の付近で凝縮する工程と、前記組成物を蒸発する工程とを備えることを特徴とする熱を発生させる方法。 8. 請求項3に記載の組成物を凝縮する工程と、冷却したい本体の付近で前記組成物を蒸発する工程とを備えることを特徴とする冷却を発生させる方法。 9. 請求項3に記載の組成物を加熱したい本体の付近で凝縮する工程と、前記組成物を蒸発する工程とを備えることを特徴とする熱を発生させる方法。 10. 請求項1に記載の組成物を発泡剤として用いることを特徴とする熱硬化性樹脂フォームまたは熱可塑性樹脂フォームの製造方法。 11. 二成分組成物の成分の蒸気圧より高いまたは低い蒸気圧を有する前記二成分組成物であって、前記二成分組成物を形成するのに有効量の1,1,2,2− テトラフルオロエタンとシクロペンタン、1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロプロパンとシクロペンタン、1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパンとシクロペンタン、1,1,2,3,3−ペンタフルオロプロパンとシクロペンタン、1,1,1,2,3−ペンタフルオロプロパンとシクロペンタン、1,1 ,1,3,3−ペンタンフルオロプロパンとシクロペンタン、1,2,2,3− テトラフルオロプロパンとシクロペンタン、1,1,3−トリフルオロプロパンとシクロペンタン、1,2−ジフルオロプロパンとシクロペンタン、1,3−ジフルオロプロパンとシクロペンタン、1,1,1,2,2,3,3,4−オクタフルオロブタンとシクロペンタン、1,1,1,2,3,4,4,4−オクタフルオロブタンとシクロペンタン、1,1,1,2,2,4,4,4−オクタフルオロブタンとシクロペンタン、1,1,1,2,2,4−ヘキサフルオロブタンとシクロペンタン、1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロブタンとシクロペンタン、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンとシクロペンタン、1,1 ,1,2,2,3,3,4,4−ノナフルオロブタンとシクロペンタン、2,3 −ジフルオロブタンとシクロペンタン、1,1,1−トリフルオロ−2−メトキシエタンとシクロペンタン、またはビス(ペンタンフルオロエチル)スルフィドとシクロペンタンを含有することを特徴とする二成分組成物である。 12. 請求項11に記載の組成物を凝縮する工程と、冷却したい本体の付近で前記組成物を蒸発する工程とを備えることを特徴とする冷却を発生させる方法。 13. 請求項11に記載の組成物を加熱したい本体の付近で凝縮する工程と、前記組成物を蒸発する工程とを備えることを特徴とする熱を発生させる方法。
  • 说明书全文

    【発明の詳細な説明】 シクロペンタンの共沸組成物発明の属する技術分野本発明は、シクロペンタンを含む組成物に関する。 特に、本発明は(1)シクロペンタンとヒドロフルオロカーボン、(2)シクロペンタンとヒドロフルオロエーテル、または(3)シクロペンタンとフッ素化硫黄化合物を含む共沸組成物に関する。 これらの組成物は、洗浄剤、ポリオレフィンおよびポリウレタンの発泡剤、エアゾール噴射剤、冷媒、熱媒体、ガス誘電体、消火剤、電サイクル作動流体、重合化媒体、粒子除去流体、キャリア流体、バフ磨き用研磨剤、および排乾燥剤として有用である。 発明の背景フッ素化炭化水素は、多くの用途があり、そのうちの一つは冷媒として用いられる。 係る冷媒は、ジクロロジフルオロメタン(CFC−12)およびクロロジフルオロメタン(HCFC−22)を含む。 近年、大気中に放たれたある種のフッ素化炭化水素冷媒は、成層圏のオゾン層に悪影響を与えていることが指摘されている。 この提唱は、完全には成り立っていないが、国際的同意の下である種のクロロフルオロカーボン(CFC)およびヒドロクロロフルオロカーボン(HCFC)の使用と製造規制をしようとする動きがある。 従って、冷却用途において許容可能の性能を満たしていながらも、現存する冷媒よりもより低いオゾン減少を可能にするという冷媒の改善が望まれている。 ヒドロフルオロカーボン(HFC)はCFCとHCFCの代替物として提唱されている。 その理由は、HFCは、塩素を含まず、そのためオゾンを消耗する可能性はゼロとなるからである。 冷却用途において冷媒は、軸封止(shaftseals)、ホース接続、ロウ付け結合、 破損したラインでの漏れから操作の間にしばしば損失される。 加えて、冷媒は冷却装置の補修工程の間に大気に放たれるかもしれない。 冷媒が、純粋な成分、共沸組成物または共沸混合物様組成物でない場合、冷媒組成物は冷却装置から大気に漏れまたは排出するときに変化し、そのことが冷媒を易燃性にするか冷却性能を乏しくする原因となる。 従って、単一のフッ素化炭化水素または一種類以上のフッ素化炭化水素を含む共沸組成物または共沸混合物様組成物を冷媒として用いることが望ましい。 フッ素化炭化水素は、ポリウレタンフォーム、フェノール樹脂フォームおよび熱可塑性樹脂フォームの製造における発泡剤として有用でもある。 フッ素化炭化水素は、例えば電子回路板を洗浄するための洗浄剤または溶剤として用いてもよい。 蒸気脱脂操作において、洗浄剤は一般に再蒸留され、最終のすすぎ洗浄に再利用されるので、洗浄剤は共沸組成物または共沸混合物様組成物であることが望ましい。 フッ素化した炭化水素はまた、エアゾールにおける噴射剤として、熱媒体、ガス誘電体、消火剤、ヒートポンプのようなものに対する電力サイクル作動流体として、重合反応の不活性媒体、金属表面から粒子を除去するための流体、金属部分上に潤滑剤の微薄膜を設けるためなどに用いるキャリア流体として、金属などの磨かれた表面からバフ磨き用研磨剤化合物を除去するためのバフ磨き用研磨剤として、貴金属装身具または金属部分などから水を除去するための排水乾燥剤として、塩素型現像主薬を含む慣用の回路製造技術におけるレジスト現像液として、または例えば1,1,1−トリクロロエタンまたはトリクロロエチレンのようなクロロヒドロカーボンと一緒に用いてフォトレジストのストリッパーとして用いることもできる。 発明の要旨本発明は、シクロペンタンと、テトラフルオロエタン、ヘキサフルオロプロパン、ペンタフルオロプロパン、テトラフルオロプロパン、トリフルオロプロパン、ジフルオロプロパン、オクタフルオロブタン、ヘキサフルオロブタン、ペンタフルオロブタン、ノナフルオロブタン、ジフルオロブタン、トリフルオロ−2− メトキシエタン、またはビス(ペンタフルオロエチル)スルフィドとを含む組成物の発見に関する。 本発明の実施に有用な化合物としては、以下の1,1,2,2 −テトラフルオロエタン(HFC−134)、1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン(HFC−236ca)、1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパン(HFC−245ca)、1,1,2,3,3−ペンタフルオロプ口パン(HFC−245ea)、1,1,1,2,3−ペンタフルオロプロパン( HFC−245eb)、1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン(HFC −245fa)、1,2,2,3−テトラフルオロプロパン(HFC−254c a)、1,1,3−トリフルオロプロパン(HFC−263fa)、1,2−ジフルオロプロパン(HFC−272ea)、1,3−ジフルオロプロパン(HF C−272fa)、1,1,1,2,2,3,3,4−オクタフルオロブタン( HFC−338mcc)、1,1,1,2,3,4,4,4−オクタフルオロブタン(HFC−338mee)、1,1,1,2,2,4,4,4−オクタフルオロブタン(HFC−338mf)、1,1,1,2,2,4−ヘキサフルオロブタン(HFC−356mcf)、1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロブタン(HFC−356mff)、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン( HFC−365mfc)、2,3−ジフルオロブタン(HFC−392see) 、1,1,1,2,2,3,3,4,4−ノナフルオロブタン(HFC−329 p)、1,1,1−トリフルオロ−2−メトキシエタン(263fbEγβ)、 またはビス(ペンタフルオロエチル)スルフィド(CF 3 CF 2 SCF 2 CF 3 )が挙げられる。 これらの組成物も、洗浄剤、ポリオレフィンおよびポリウレタンの発泡剤、エアゾールの噴射剤、熱媒体、ガス誘電体、消火剤、電力サイクル作動流体、重合化媒体、粒子除去流体、キャリア流体、バフ磨き用研磨剤、および排水乾燥剤として有用である。 さらに、本発明は、二成分共沸組成物または共沸混合物様組成物の発見に関する。 これらの組成物は、共沸組成物または共沸混合物様組成物の形成に有効量のシクロペンタンと、テトラフルオロエタン、ヘキサフルオロプロパン、ペンタフルオロプロパン、テトラフルオロプロパン、トリフルオロプロパン、ジフルオロプロパン、オクタフルオロブタン、ヘキサフルオロブタン、ペンタフルオロブタン、ノナフルオロブタン、ジフルオロブタン、トリフルオロ−2−メトキシエタン、またはビス(ペンタフルオロエチル)スルフィドを含有する。 図の簡単な説明図1は、HFC−134とシクロペンタンの混合物の25℃における蒸気/液体平衡曲線のグラフである。 図2は、HFC−236caとシクロペンタンの混合物の25℃における蒸気/液体の平衡曲線のグラフである。 図3は、HFC−245caとシクロペンタンの混合物の25℃における蒸気/液体の平衡曲線のグラフである。 図4は、HFC−245eaとシクロペンタンの混合物の25℃における蒸気/液体の平衡曲線のグラフである。 図5は、HFC−245ebとシクロペンタンの混合物の25℃における蒸気/液体の平衡曲線のグラフである。 図6は、HFC−245faとシクロペンタンの混合物の25℃における蒸気/液体の平衡曲線のグラフである。 図7は、HFC−254caとシクロペンタンの混合物の25℃における蒸気/液体の平衡曲線のグラフである。 図8は、HFC−263faとシクロペンタンの混合物の25℃における蒸気/液体の平衡曲線のグラフである。 図9は、HFC−272eaとシクロペンタンの混合物の50℃における蒸気/液体の平衡曲線のグラフである。 図10は、HFC−272faとシクロペンタンの混合物の25℃における蒸気/液体の平衡曲線のグラフである。 図11は、HFC−338mccとシクロペンタンの混合物の25℃における蒸気/液体の平衡曲線のグラフである。 図12は、HFC−338meeとシクロペンタンの混合物の25℃における蒸気/液体の平衡曲線のグラフである。 図13は、HFC−338mfとシクロペンタンの混合物の25℃における蒸気/液体の平衡曲線のグラフである。 図14は、HFC−356mcfとシクロペンタンの混合物の25℃における蒸気/液体の平衡曲線のグラフである。 図15は、HFC−356mffとシクロペンタンの混合物の25℃における蒸気/液体の平衡曲線のグラフである。 図16は、HFC−365mfcとシクロペンタンの混合物の25℃における蒸気/液体の平衡曲線のグラフである。 図17は、HFC−329pとシクロペンタンの混合物の25℃における蒸気/液体の平衡曲線のグラフである。 図18は、HFC−392seeとシクロペンタンの混合物の25℃における蒸気/液体の平衡曲線のグラフである。 図19は、263fbEγβとシクロペンタンの混合物の25℃における蒸気/液体の平衡曲線のグラフである。 図20は、CF 3 CF 2 SCF 2 CF 3とシクロペンタンの混合物の25℃における蒸気/液体の平衡曲線のグラフである。 発明の詳細な説明本発明は、次の組成物に関する:1,1,2,2−テトラフルオロエタン(H FC−134)とシクロペンタン、1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン(HFC−236ca)とシクロペンタン、1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパン(HFC−245ca)とシクロペンタン、1,1,2,3, 3−ペンタフルオロプロパン(HFC−245ea)とシクロペンタン、1,1 ,1,2,3−ペンタフルオロプロパン(HFC−245eb)とシクロペンタン、1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン(HFC−245fa)とシクロペンタン、1,2,2,3−テトラフルオロプロパン(HFC−254ca )とシクロペンタン、1,1,3−トリフルオロプロパン(HFC−263fa )とシクロペンタン、1,2−ジフルオロプロパン(HFC−272ea)とシクロペンタン、1,3−ジフルオロプロパン(HFC−272fa)とシクロペンタン、1,1,1,2,2,3,3,4−オクタフルオロブタン(HFC−3 38 mcc)とシクロペンタン、1,1,1,2,3,4,4,4−オクタフルオロブタン(HFC−338mee)とシクロペンタン、1,1,1,2,2,4, 4,4−オクタフルオロブタン(HFC−338mf)とシクロペンタン、1, 1,1,2,2,4−ヘキサフルオロブタン(HFC−356mcf)とシクロペンタン、1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロブタン(HFC−356m ff)とシクロペンタン、1,1,1,3,3−ペンタンフルオロブタン(HF C−365mfc)とシクロペンタン、1,1,1,2,2,3,3,4,4− ノナフルオロブタン(HFC−329p)とシクロペンタン、2,3−ジフルオロブタン(HFC−392see)とシクロペンタン、1,1,1−トリフルオロ−2−メトキシエタン(263fbEβγ)とシクロペンタン、またはビス( ペンタフルオロエチル)スルフィド(CF 3 CF 2 SCF 2 CF 3 )とシクロペンタン。 1〜99重量%の各成分を含む組成物は、冷媒、洗浄剤、ポリオレフインおよびポリウレタンの発泡剤、エアゾール噴射剤、熱媒体、ガス誘電体、消火剤、電力サイクル作動流体、重合化媒体、粒子除去流体、キャリア流体、バフ磨き用研磨剤、および排水乾燥剤として、用いることができる。 さらに、本発明は共沸組成物または共沸混合物様組成物を形成するのに有効量の上記各混合物を含む共沸組成物または共沸混合物様組成物の発見に関している。 「共沸」組成物とは、単一物質として挙動する、2種類以上の物質からなる定沸液体混合物を意味する。 共沸組成物を特徴付ける一つの方法は、液体の部分蒸発または蒸留によって生じた蒸気が、その蒸発または蒸留された液体と同じ組成を有しており、つまり混合物が組成変化することなく蒸留/環流するということである。 定沸組成物は、共沸組成物として特徴付けられる。 その理由は、定沸組成物は、同じ成分の非共沸混合物の沸点と比べて最大か最小の沸点を示すからである。 「共沸混合物様」組成物とは、定沸またはほぼ定沸の、単一物質として挙動する二種以上の物質からなる液体混合物である。 共沸混合物様組成物を特徴付ける一つの方法は、液体の部分蒸発または蒸留によって生じた蒸気が、その蒸発または蒸留された液体と本質的に同じ組成を有しており、つまり、混合物が本質的に組成変化することなく蒸留/環流するということである。 共沸混合物様組成物を特徴付けるもう一つの方法は、特定温度で、組成物の泡立ち点蒸気圧および露点蒸気圧が、ほぼ同じであるということである。 組成物の50重量%を蒸発または沸騰などによって取り除いた後、元の組成物と元の組成物の50重量%が取り除かれた後の残留組成物の間の蒸気圧の差が、 絶対単位で測定して10パーセント未満であるのなら、その組成物は共沸混合物様組成物であると当業界では認識されている。 絶対単位によるとは、圧力を例えば、psia、大気圧、バール、トル、dyn/cm 2 、水銀柱ミリメートル( mmHg)、水柱インチ、および当業界で公知の他の同等の単位で測定したものを意味する。 共沸混合物が存在するのなら、元の組成物と元の組成物の50重量パーセントが取り除かれた残留組成物の間の蒸気圧に差はない。 したがって、本発明は、以下の有効量のHFC−134とシクロペンタン、H FC−236caとシクロペンタン、HFC−245caとシクロペンタン、H FC−245eaとシクロペンタン、HFC−245ebとシクロペンタン、H FC−245faとシクロペンタン、HFC−254caとシクロペンタン、H FC−263faとシクロペンタン、HFC−272eaとシクロペンタン、H FC−272faとシクロペンタン、HFC−338mccとシクロペンタン、 HFC−338meeとシクロペンタン、HFC−338mfとシクロペンタン、HFC−356mcfとシクロペンタン、HFC−356mffとシクロペンタン、HFC−365mfcとシクロペンタン、HFC−329pとシクロペンタン、HFC−392seeとシクロペンタン、263fbEβγとシクロペンタン、またはCF 3 CF 2 SCF 2 CF 3とシクロペンタンの組成物を含み、これらの組成物は元の組成物の50重量パーセントが蒸発または沸騰され、残留組成物を生じた後、元の組成物と残留組成物の蒸気圧の差が10パーセント未満であるというものである。 共沸である組成物というのは通常、最大沸点を有する共沸混合物においては、 特定圧力でのその組成物の純粋な成分よりもその圧力でより高い沸点を有しており、特定の温度でのその組成物の純粋な成分よりもその温度で低い蒸気圧を有しており、さらに、最小沸点を有する共沸組成物においては、特定圧力でのその組成物の純粋な成分よりもその圧力でより低い沸点を有しており、特定温度でのその組成物の純粋な成分よりもその温度でより高い蒸気圧を有するという、共沸点付近の組成範囲を有する。 純粋な成分の沸点および蒸気圧より高いまたは低い沸点および蒸気圧は、組成物の分子間の予期せぬ分子間力に起因し、この分子間力はファンデアワールス力および水素結合のような斥力と引力の組合せである。 特定圧力で最大沸点または最小沸点を有する、または特定温度で最大蒸気圧または最小蒸気圧を有する組成範囲は、組成物の50重量パーセントが蒸発したときに、約10%未満の蒸気圧変化を有する組成範囲と同一の拡がりでもそうでなくてもよい。 特定圧力で最大または最小沸点を有する、または特定の温度で最大または最小の蒸気圧を有する組成範囲が、組成物の50重量パーセントが蒸発したときに、約10%未満の蒸気圧変化を有する組成範囲より広い場合において、 それでもなお、予期せぬ分子間力は、本質的に定沸でないそれらの分子間力を有する冷媒組成物が、冷媒組成物の成分に対して容量または効率面で予期せぬ増加を示すということで重要であると信じられている。 本発明の組成物の成分は、25℃で以下の蒸気圧を有する。

    本発明の本質的な定沸組成物、共沸組成物、または共沸混合物様組成物は以下の構成である。 (全ての組成物は、25℃で測定された。) 本発明の目的に対して、「有効量」とは、組み合わせたときに共沸組成物または共沸混合物様組成物の形成をなす本発明の組成物の各成分の量と定義される。 この定義には、各成分の量を含んでおり、その量は、共沸組成物または共沸混合物様組成物が、異なる圧力で、しかし異なる沸点の可能性を有して存在し続ける範囲でその組成物に適用する圧力に非常に依存している。 したがって、有効量は、重量パーセントで表してもよく、ここに記載された以外の温度または圧力で共沸組成物または共沸混合物様組成物を形成するという本発明の組成物の各成分の量を含む。 この議論の目的として、共沸または定沸とは、本質的に共沸または本質的に定沸も意味する。 いいかえれば、この用語の意味に含まれるものは、上述した真の共沸混合物だけでなく、異なる割合で同じ成分を含み、他の温度および圧力での真の共沸混合物である他の組成物、ならびに同じ共沸系の部分で、およびその特性において共沸混合物様であるそれらの等価の組成物である。 当業界に良く知られているように、共沸混合物と同じ成分を含む組成物の範囲もあり、それは、冷媒および他の用途に対して本質的に同等の特性を示すだけでなく、沸点において凝離または分離しないという定沸特性または傾向のため真の共沸組成物に本質的に同等の性質を示す。 効果的に、多くのやり方で明らかである定沸添加物を、種々の判定基準のいづれかによって、選択された条件に依存して特徴付けることが可能である。

    *組成物は、A、B、C(およびD...)よりなる共沸混合物として定義できる。 その理由は、真の「共沸混合物」という用語は、同時に決定的で制限的であり、定沸組成物である物質のこの固有の組成物に対する有効量のA、B、C( およびD...)を必要とする。

    *所定の共沸混合物の組成は、異なる圧力で少なくともある程度変化し、圧力の変化は、少なくともある程度まで沸点温度も変えるということは、当業者に浴知られている。 従って、A、B、C(およびC...)よりなる共沸混合物は、 固有のタイプの関係を表すが、温度および/または圧力に依存する可変組成である。 従って、組成範囲は、固定した組成というより共沸混合物を定義するのにしばしば用いられる。

    *この組成物は、A、B、C(およびD...)の特定の重量パーセント関係またはモルパーセント関係として定義され、さらに係る特定値は唯一の特別な関係のみを指し、所定の共沸混合物に実際に存在するA、B、C(およびD... )によって表される一連のかかる関係は圧力の影響によって変わることが知られている。

    * A、B、C(およびD...)よりなる共沸混合物は、所定の圧力での沸点で特徴付けられた共沸混合物として組成物を定義することで特徴付けられ、このように特定の数値の組成物によってこの発明の範囲を不当に制限することなく同定するための特徴が与えられ、これは、分析装置で可能な精度と同じ程度でのみ制限される。 本発明の共沸組成物または共沸混合物様組成物は、所望量の混合したり組み合わせる工程を具えたいかなる慣用の方法によって製造される。 望ましい方法は、 望ましい成分量を量り、その後に適切な容器内でそれらを組み合わせるものである。 本発明を説明する特別な実施例は、以下に示した。 ここに記載がない限り、全ての割合は、重量によるものである。 これらの実施例は、単なる実施例であって、本発明の範囲を制限するものではないことは理解される。

    実施例1相研究 相研究より、以下の組成物が全て25℃で共沸組成物であることがわかる。

    実施例2 25℃での蒸気圧における蒸気漏れの影響 25℃で容器を初期組成物で充填し、組成物の初期蒸気圧を測定する。 温度を25℃で一定に保ちながら、初期組成物の50重量パーセントを取り除くまで、 組成物を容器から漏れさせ、初期組成物の50重量パーセントを取り除いた時点で容器内に残っている組成物の蒸気圧を測定する。 結果を以下にまとめる。 この実施例の結果より、これらの組成物が共沸組成物または共沸混合物様組成物であることがわかる。 その理由は、元の組成物の50重量%を取り除いたとき、残留組成物の蒸気圧が、25℃の温度において、元の組成物の蒸気圧の約10 %以内の差であるからである。

    実施例3 50℃での蒸気漏れの影響 漏れ試験を、50℃の温度で、HFC−272faとシクロペンタンの組成物において行う。 結果を以下にまとめる。 これらの結果より、HFC−272faとシクロペンタンの組成物が、異なる温度で、共沸組成物または共沸混合物様組成物であるが、ただし温度が変化するとともに成分の重量パーセントも変化することがわかる。

    実施例4

    冷媒性能以下の表に、種々の冷媒の性能を示す。 このデータは、以下の条件に基づく。 エバポレータ温度 華氏45.0度(7.2℃) コンデンサ温度 華氏130.0度(54.4℃) サブクール 華氏15.0度(8.3℃) 戻りガス 華氏65.0度(18.3℃) 圧縮機効率は75%である。 冷媒性能は、3.5立方フィート毎分の固定排気量および75%の容量効率を有する圧縮機に基づいている。 性能とは、循環した冷媒のポンド当たりのエバポレータ中の冷媒のエンタルピーの変化、つまり、時間当たりのエバポレータ中の冷媒によって取り除かれた熱を意味している。 性能率(COP)とは、圧縮機運転に対する性能の率を表している。 それは、冷媒エネルギー効率の測定となる。

    実施例5この実施例は、図1〜8および10〜20における混合物に対する液体/蒸気平衡曲線の測定に関する。 図1で、上側の曲線は液体の組成を表し、下側の曲線は蒸気の組成を表している。 図1の液体の組成物に対するデータは、下記のようにして得られる。 ステンレス鋼のシリンダーを排気し、測量したHFC−134をシリンダーに加える。 このシリンダーをHFC−134の蒸気圧を減少するように冷却し、次いで測量したシクロペンタンをシリンダーに加えた。 シリンダーをHFC−134とシクロペンタンが混合されるように撹拌し、次いで、シリンダーを、温度が25℃で平衡になるまで一定温度の浴に配置し、その時点で、シリンダー内のHFC−13 4とシクロペンタンの蒸気圧を測定する。 液体の追加の試料を同様にして測定し、その結果を図1にプロットする。 蒸気の組成を示す曲線は、理想気体の状態方程式を用いて計算する。 蒸気/液体平衡データを、図1〜8と10〜20に示された混合物に対して同様にして得る。 図1〜8と10〜20のデータは、25℃で、その組成物の純粋な成分の蒸気圧より高い蒸気圧を有する組成範囲を示している。 先に記述したように、これらの組成物の予期された圧力より高いということは、この組成物の純粋な成分に対するこれらの組成物の冷媒性能および効果において、予期されない増加をもたらす。 図9で、このデータより、50℃において、同じ温度での組成物の純粋な成分の蒸気圧より高い蒸気圧を有する組成範囲があることがわかる。 共沸組成物または共沸混合物様組成物を含む本発明の新規の組成物は、組成物を凝縮し、その後に冷却したい本体の付近で凝縮物を蒸発することによって冷却を提供するのに用いてもよい。 新規の組成物を、加熱したい本体の付近で冷媒を凝縮し、その後に冷媒を蒸発させることによって熱を生成するのに用いてもよい。 冷却用途に加えて、本発明の新規な定沸または本質的に定沸組成物は、エアゾール噴射剤、熱媒体、ガス誘電体、消火剤、ポリオレフィンおよびポリウレタンの発泡剤、および電力サイクル作動流としても有用である。

    追加の化合物沸点−60〜100℃の脂肪族炭化水素、沸点−60〜100℃のヒドロフルオロカーボンアルカン、沸点−60〜100℃のヒドロフルオロプロパン、−6 0〜100℃のヒドロカーボンエステル、沸点−60〜100℃のヒドロクロロフルオロカーボン、沸点−60〜100℃のヒドロフルオロカーボン、沸点−6 0〜100℃のヒドロクロロカーボン、クロロカーボンおよび遇フッ素化された化合物など他の成分を、定沸挙動を含むその組成物の特性を本質的にかえることなく、上述した共沸組成物または共沸混合物様組成物に加えることもできる。 滑剤、腐蝕抑制剤、表面活性剤、安定化剤、染料、および他の適切な材料などの添加剤を、種々の目的に対して本発明の新規組成物に加えてもよい。 ただし、 その添加剤はその用いようとする用途に対する組成物に悪影響を示さない。 好ましい滑剤は、250を超える分子量を有するエステルを含む。

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