JP2001510228A - 冷媒組成物 - Google Patents

冷媒組成物

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Abstract

(57)【要約】 （ａ）組成物の重量の５ないし６０％の量の、ペンタフルオロエタン、オクタフルオロプロパン、トリフルオロメトキシジフルオロメタン又はヘキサフルオロ−シクロプロパン、あるいはそれらの２種類以上の混合物、（ｂ）組成物の重量の３０ないし９４重量％の量の、ペンタフルオロエタン、１，１，１，２−もしくは１，１，２，２−テトラフルオロエタン、１，１−ジフルオロエタン、トリフルオロメトキシペンタフルオロエタン、１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン又は１，１，１，１，２，２，３，３−ヘプタフルオロプロパン、あるいはそれらの２種類以上の混合物並びに（ｃ）組成物の重量の１ないし１０重量％の量の、メチルプロパン以外の、式ＣnＨmで示され、式中のｎが少なくとも４であり、ｍが少なくとも２ｎ−２である、非置換炭化水素、を含んでなる冷媒組成物が公表されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、特に、最近使用されているか、又は使用することを計画された冷媒
Ｒ１２及びＲ２２の、冷凍機における代替物としての使用のための冷媒組成物に
関する。
【０００２】 冷媒Ｒ１２（ＣＣｌ2Ｆ2）は、特に家庭用冷蔵庫内に一般的に使用された冷媒
であった。しかし、Ｒ１２は塩素原子を含み、オゾン層に対する環境破壊に関与
するとされてきた。その結果、塩素原子を含むＲ１２のような冷媒の使用を伴わ
ない冷媒調製物をＲ１２に置き換える努力がなされてきた。主として空調装置に
使用されるＲ２２に対しても同様な見解が適用される。
【０００３】 代替物のなかでは、ペンタフルオロエタン（Ｒ１５）（沸点、−４８．６℃）
とともに、Ｒ１３４ａ（Ｃ2Ｈ2Ｆ4；１，１，１，２−テトラフルオロエタン） に特に注目されてきた。これらの２種類の冷媒の市販の調製物は、炭化水素、す
なわちプロパン、プロピレン又はイソブタンの使用を必要とする。これらの冷媒
調製物は、それらの使用が完全に満足ではないことが発見されたが、一般的には
、Ｒ１２及びＲ２２の代替物として有効である。
【０００４】 分留された組成物の引火性に問題が持ち上がった、すなわち液体組成物の上の
蒸気が引火性の問題を有する。その結果、これらの市販の調製物は幾つかの漏洩
シナリオ条件下で引火性組成物を生成する可能性がある。これらの冷媒組成物の
引火性はそれらの炭化水素含量に存在する。炭化水素を取り込む目的の一つは、
調製物が、Ｒ１２及びＲ２２冷凍機に通常使用される潤滑剤と相溶性であるよう
にすることである。それらがフルオロカーボンの沸点に対して正確な沸点を有す
るために、特定の炭化水素が選択された。
【０００５】 今や、驚くべきことに、本発明に従うと、メチルプロパン（イソブタン）以外
の、少なくとも４個の炭素原子をもつ炭化水素がこれまで提唱された物の代わり
に使用されると、分留組成物の引火性が著しく低下することが見いだされた。こ
の結果は、例えばｎ−ブタンは例えばイソブタン（−１１．７℃）より著しく高
い沸点（−０．５℃）を有し、従って揮発性が弱いので、非常に驚くべきことで
ある。実際、米国ＮＩＳＴ（国立標準及び技術協会）のコンピューターブログラ
ムのＲＥＦＰＲＥＰ及びＲＥＦＬＥＡＫは、特に好ましいこのようなｎ−ブタン
−含有調製物は、そうでないと発見された時ですら引火性であろうと予測した。
更に、組成物の沸点が最低の成分と炭化水素との間にはかなりの沸点範囲が存在
する可能性があるが、混合物の温度変化は比較的小さい。具体的な態様において
は、沸点の範囲が３６．２℃であるが、温度変化は１気圧において−３４．６℃
の沸点において３．９Ｋのみである。例えばｎ−ブタンがイソブタンに比してよ
り大きい引火性の限界の範囲を有するので、このような調製物が減少した引火性
を有することは更に驚くべきことである。従ってｎ−ブタンは１．５ないし１０
．１％ｖ／ｖの引火性の範囲を有し、一方イソブタンに対しては１．７ないし９
．７％ｖ／ｖのみである。
【０００６】 本発明に従うと、 （ａ） 組成物の重量の５ないし６０重量％の量の、 Ｒ１２５、Ｒ２１８（オクタフルオロプロパン；沸点、−３６．７℃）、 トリフルオロメトキシ−ジフルオロメタン（沸点、−３４．６℃）又は ヘキサフルオロ−シクロプロパン（沸点、−３１．５℃）、 あるいはそれらの２種類以上の混合物、 （ｂ） 組成物の重量の３０ないし９４重量％の量の、 Ｒ１２５、Ｒ１３４ａ、Ｒ１３４（１，１，２，２−テトラフルオロエタン ）、 １，１−ジフルオロエタン（Ｒ１５２ａ；沸点、−２４．７℃）、トリフル オロメトキシペンタフルオロエタン（沸点、−２３．３℃）、 １，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン（Ｒ２２７ｅａ；沸 点、−１８．３℃）又は １，１，１，２，２，３，３−ヘプタフルオロプロパン（Ｒ２２７ｃａ；沸 点、−１６．３℃）、 あるいはそれらの２種類以上の混合物、並びに （ｃ） 組成物の重量の１ないし１０重量％の量の、メチルプロパン以外の、式 ＣnＨmで示され、かつ式中のｎが少なくとも４であり、ｍが少なくとも２ｎ −２である非置換炭化水素、 を含んでなる冷媒組成物が提供される。
【０００７】 本発明はまた、本発明の組成物を濃縮させること、及びその後の、冷却される
物体の近位の組成物を蒸発させることを含んでなる冷凍を生成するための方法を
提供する。本発明はまた、冷媒として、本発明の組成物を含む冷凍機を提供する
。
【０００８】 成分（ｃ）は組成物の１ないし１重量％、特には１ないし８重量％、好ましく
は２ないし６重量％そしてより好ましくは２ないし５重量％、そして特には３な
いし４重量％、最も好ましくは約３．５重量％の量で存在するであろう。
【０００９】 成分（ａ）及び成分（ｂ）が両方ともＲ１２５である可能性があることが認識
されよう。従って、この状況下では、組成物は２元性の可能性があり、Ｒ１２５
の量は９０ないし９９重量％であろう。すべてのその他の状況では、組成物は少
なくとも３元性であろう。
【００１０】 本発明の好ましい組成物のなかには、Ｒ１２５、Ｒ１３４ａ及びＲ２１８のう
ちの１種類以上を含むものがある。従って成分（ａ）は好ましくはＲ１２５及び
／又はＲ２１８を含んでなり、一方成分（ｂ）は好ましくはＲ１２５及び／又は
Ｒ１３４ａを含んでなる。
【００１１】 Ｒ２１８（沸点、−３６．７℃）の存在は特に、唯一のその他の炭化フッ素が
Ｒ１３４ａである場合に有用である。このような条件下ではＲ２１８は特に、組
成物の５ないし２０重量％、特に５ないし１５重量％、そしてより好ましくは７
ないし１２重量％の量で存在する。
【００１２】 成分（ａ）は５ないし６０重量％、概括的には５ないし５０重量％の量で存在
する。Ｒ１２５が成分（ａ）の一部を形成しない場合は、その量は具体的には５
ないし２０重量％、特には５ないし１５重量％そして好ましくは７ないし１２重
量％であろう。組成物がＲ１２５を含む場合は、Ｒ１２５の濃度は成分（ａ）と
（ｂ）の間に分割することができることが認められるであろう。
【００１３】 成分（ｂ）の濃度は、３０ないし９４重量％、概括的には５０ないし９０重量
％、そして特には７５ないし９０重量％であろう。
【００１４】 具体的には、成分（ｃ）として使用することができ、飽和でも不飽和でもよい
炭化水素は４個又は５個の炭素原子を有し、メチレンシクロプロパン、１−ブテ
ン、シス及びトランス−２−ブテン、ブタン、シクロブタン、シクロペンテン、
シクロペンタン、２−メチル−１−ブテン、２−メチル−２−ブテン、３−メチ
ル−１−ブテン、１−ペンテン、シス及びトランス−２−ペンテン、２−メチル
ブタン、ペンタン及びこれらの２種類以上の混合物を含む。ｎ−ブタン（Ｒ６０
０）の使用が特に好ましい。
【００１５】 有効であると見いだされた具体的な調製物は以下のとおりである。
【００１６】 重量％ 重量％ （ａ） （ｂ） Ｒ２１８ ９ Ｒ１２５ ４６ ４６.５ Ｒ１３４ａ ８８ ５０ ５０ ｎ−ブタン ３ ４ ３.５ 以下の例は更に、本発明を具体的に説明し、例２、３及び５は比較のために含
まれている。
【００１７】 最も不良な分留の研究、 これらの測定に使用された機器は、種々の充填率で、評価時に混合物を充填さ
れる小さいステンレス鋼のシリンダー（３４３ｃｍ3容積）からなり、次に適切 な温度にもたらされた温度調節浴中に配置され、少なくとも３０分間平衡になる
まで放置された。浴温は０．１℃以内に調節され、白金抵抗の温度計で監視され
た。一旦平衡にもたらされた後、７５ｃｍ3の試料シリンダーを、早急接合具を 使用して試験シリンダーに取り付け、試験シリンダーと試料シリンダーとの間の
空間の空気を真空ポンプにより抜いた。そのシステムを少なくとも１５分間放置
して、漏洩を点検し、次に、計量弁を使用して、試験シリンダーからの蒸気を試
料シリンダー中に緩徐に導入した。試料シリンダー中の圧力が１気圧に達したら
、導入を停止し、２個のシリンダーを分離し、次に試料シリンダーを取り外して
ＧＬＣにより分析した。ＧＬＣは、試験混合物に期待される蒸気組成物に極めて
近くなるような方法で製造された標準物の３回の別々の分析値を使用して、目盛
り決定された。このサンプリングを繰り返し、２重の試料をＧＬＣで分析した。
これを様々の充填率で様々の温度で繰り返し、最悪の場合の結果は最高の炭化水
素含量を有するものであった。
【００１８】 得られた結果は以下に示される。ＡＳＴＭ Ｅ ６８１−８５に詳述された方
法を使用して決定された引火性試験は、例１及び４の調製物は、良好な冷凍性能
を所有しながら、例２、３及び５のそれに対して著しく優れていることを示して
いる。例１（及び４）の組成物の蒸気は非引火性であったことに注目されるであ
ろう。同様な見解が、組成物Ｒ１２５−４６．５％、Ｒ１２４Ａ−５０％、そし
てＲ６００−３．５％に適用することは明瞭である。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年１月７日（２０００．１．７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１１】 成分（ｃ）がｎ−ブタンである、前記の請求項のいずれか
１項に記載の組成物。
【請求項１２】 本明細書に具体的に同定された、請求項１記載の組成物。
【請求項１３】 実質的に前記に説明された請求項１記載の組成物。
【請求項１４】 冷凍機器中の冷媒としての前記の請求項のいずれか１項に
記載の組成物の使用法。
【請求項１５】 請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の組成物を濃縮
して、次に冷却される物体の近位で組成物を蒸発させることを含んでなる、冷凍
をもたらすための方法。
【請求項１６】 請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の組成物を冷媒
として含む冷凍機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】 本発明に従うと、 （ａ） 組成物の重量の５ないし６０重量％の量の、 Ｒ１２５、Ｒ２１８（オクタフルオロプロパン；沸点、−３６．７℃）、 トリフルオロメトキシ−ジフルオロメタン（沸点、−３４．６℃）又は ヘキサフルオロ−シクロプロパン（沸点、−３１．５℃）、 あるいはそれらの２種類以上の混合物、 （ｂ） 組成物の重量の３０ないし９４重量％の量の、 Ｒ１２５、Ｒ１３４ａ、Ｒ１３４（１，１，２，２−テトラフルオロエタン
）、 １，１−ジフルオロエタン（Ｒ１５２ａ；沸点、−２４．７℃）、トリフル
オロメトキシペンタフルオロエタン（沸点、−２３．３℃）、 １，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン（Ｒ２２７ｅａ；沸
点、−１８．３℃）又は １，１，１，２，２，３，３−ヘプタフルオロプロパン（Ｒ２２７ｃａ；沸
点、−１６．３℃）、 あるいはそれらの２種類以上の混合物、並びに （ｃ） 成分（ｂ）がペンタフルオロエタンでなく、成分（ａ）が３０ないし６ ０重量％の量のペンタフルオロエタンであるか、あるいは成分（ａ）がオク タフルオロプロパンであり、成分（ｂ）が５０ないし９４重量％の量で存在 することを前提に、組成物の重量の１ないし１０重量％の量で、メチルプロ
パン以外の、式ＣnＨmで示され、式中のｎが４又は５であり、ｍが少なくと
も２ｎ−２である非置換炭化水素、 を含んでなる冷媒が提供される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】 重量％ 重量％ （ａ） （ｂ） Ｒ２１８ ９ Ｒ１２５ ４６ ４６.５ Ｒ１３４ａ ８８ ５０ ５０ ｎ−ブタン ３ ４ ３.５
【手続補正書】
【提出日】平成１３年２月２日（２００１．２．２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１１】 成分（ｃ）がｎ−ブタンである、前記の請求項のいずれか
１項に記載の組成物。
【請求項１２】 本明細書に具体的に同定された、請求項１記載の組成物。
【請求項１３】 実質的に前記に説明された請求項１記載の組成物。
【請求項１４】 冷凍機器中の冷媒としての前記の請求項のいずれか１項に
記載の組成物の使用法。
【請求項１５】 請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の組成物を濃縮
して、次に冷却される物体の近位で組成物を蒸発させることを含んでなる、冷凍
をもたらすための方法。
【請求項１６】 請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の組成物を冷媒
として含む冷凍機。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ） 組成物の重量の５ないし６０％の量の、ペンタフル
    オロエタン、オクタフルオロプロパン、トリフルオロメトキシジフルオロメタン
    又はヘキサフルオロ−シクロプロパン、あるいはそれらの２種類以上の混合物、
    （ｂ） 組成物の重量の３０ないし９４重量％の量の、ペンタフルオロエタン、
    １，１，１，２−もしくは１，１，２，２−テトラフルオロエタン、１，１−ジ
    フルオロエタン、トリフルオロメトキシペンタフルオロエタン、１，１，１，２
    ，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン又は１，１，１，２，２，３，３−ヘプ
    タフルオロプロパン、あるいはそれらの２種類以上の混合物、並びに （ｃ） 組成物の重量の１ないし１０重量％の量の、メチルプロパン以外の、式
    ＣnＨmで示され、式中のｎが少なくとも４であり、ｍが少なくとも２ｎ−２であ
    る非置換炭化水素、 を含んでなる冷媒組成物。
  2. 【請求項２】 成分（ｃ）が組成物の重量の２ないし６重量％の量で存在す
    る、請求項１記載の組成物。
  3. 【請求項３】 成分（ｃ）が組成物の重量の３ないし４重量％の量で存在す
    る、請求項２記載の組成物。
  4. 【請求項４】 ペンタフルオロエタン、１，１，１，２−テトラフルオロエ
    タン及びオクタフルオロプロパンのうちの１種類以上を含む前記の請求項のいず
    れか１項に記載の組成物。
  5. 【請求項５】 成分（ａ）及び（ｂ）が両方とも、組成物の重量の９０ない
    し９９重量％の量で存在するペンタフルオロエタンである前記の請求項のいずれ
    か１項記載の組成物。
  6. 【請求項６】 成分（ａ）がオクタフルオロプロパンを含んでなり、成分（
    ｂ）が１，１，１，２−テトラフルオロエタンである、前記の請求項のいずれか
    １項に記載の組成物。
  7. 【請求項７】 オクタフルオロプロパンが組成物の重量の５ないし１５重量
    ％の量で存在する、請求項６記載の組成物。
  8. 【請求項８】 オクタフルオロプロパンが組成物の重量の７ないし１２重量
    ％の量で存在する、請求項７記載の組成物。
  9. 【請求項９】 組成物の重量の５ないし２０重量％のペンタフルオロエタン
    を含んでなる前記の請求項のいずれか１項に記載の組成物。
  10. 【請求項１０】 成分（ｂ）が組成物の重量の７５ないし９０重量％の量で
    存在する、前記の請求項のいずれか１項に記載の組成物。
  11. 【請求項１１】 成分（ｃ）が４個又は５個の炭素原子を有する、前記の請
    求項のいずれか１項に記載の組成物。
  12. 【請求項１２】 成分（ｃ）がｎ−ブタンである請求項１１記載の組成物。
  13. 【請求項１３】 本明細書に具体的に同定された、請求項１記載の組成物。
  14. 【請求項１４】 実質的に前記に説明された請求項１記載の組成物。
  15. 【請求項１５】 冷凍機器中の冷媒としての前記の請求項のいずれか１項に
    記載の組成物の使用法。
  16. 【請求項１６】 請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の組成物を濃縮
    させて、次に冷却される物体の近位で組成物を蒸発させることを含んでなる、冷
    凍をもたらすための方法。
  17. 【請求項１７】 請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の組成物を冷媒
    として含む冷凍機。
JP2000503160A 1997-07-15 1998-07-15 冷媒組成物 Expired - Fee Related JP3862954B2 (ja)

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