JP2001512496A - 再圧縮型冷却装置における使用のための冷却作動流体組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 120℃より低い温度で混和性又は部分的に混和性であり、少なくとも約120乃至180℃で非混和性であり、（i）作動流体組成物の総重量に基づいて約65乃至95重量％の、ペンタフルオロエタン、1,1,1-トリフルオロエタン及び1,1,1,2-テトラフルオロエタンのブレンドを含み、前記テトラフルオロエタンが、冷媒の総重量に基づいて約0.5乃至10重量％の量で存在する冷媒及び(ii)作動流体組成物の総重量に基づいて約５乃至35重量％のポリオールエステル滑剤を含む冷却作動流体組成物。

Description

【発明の詳細な説明】 再圧縮型冷却装置における使用のための冷却作動流体組成物 本発明は、再圧縮型冷却装置における効率的な操作のために独特に企図された 冷却作動流体組成物に関する。さらに特定すると、本発明は、フルオロカーボン （ＨＦＣ）冷媒ブレンド及び、適する粘度を有し、高温（すなわち、約120乃至1 80℃又はそれより高い）では冷媒と非混和性であるが、低温（すなわち120℃よ り低い温度）では冷媒と混和性であり、従って、可逆的な混和性を示す特定のポ リオールエステル滑剤を含む冷却作動流体組成物に関する。発明の背景 冷蔵庫、フリーザー、ヒートポンプ、エアーコンディションシステム等を含む 機械的蒸気再圧縮型の冷却装置はよく知られている。そのような装置において、 適する沸点の冷媒は低圧で蒸発し、周囲の領域から熱を奪う。その後、得られた 蒸気を圧縮し、凝縮し熱を取り去り第二の領域に放出させる凝縮器に通す。その 後にその凝縮液は膨脹弁を通って蒸発器に戻り、その系を完了する。 ジクロロジフルオロメタンのような塩素を含有する、最近用いられている冷媒 は、大気のオゾン層における塩素化物質の悪影響のゆえに、塩素を含まない冷媒 流体に置き換えられるべきであることが認識されている。テトラフルオロエタン 異性体及び特に、1,1,1,2-テトラフルオロエタンである「冷媒134ａ」は現在、 冷却装置における使用に望ましい流体と考えられている。 冷却作動流体は、その系の可動部が適当に潤滑作用を受けるように冷媒と相溶 性で混和性である滑剤を含有することが要求される。これまで、そのような滑剤 は、塩素含有冷媒流体と混和性であり効率のよい潤滑を与える炭化水素鉱油から 成るものであった。 そのような塩素非含有のＨＦＣ（ヒドロフルオロカーボン）冷媒の使用により 、鉱油はそれらの物質と相溶性でないので新しい滑剤に対する必要性が生じてい る。その必要性は、本技術分野においてよく認識されており、テトラフルオロエ タン冷媒流体と相溶性であると記載されている種々のタイプの合成滑剤を開示 する非常に多くの最近の刊行物及び特許がある。ポリオールのエステルは、テト ラフルオロエタン冷媒、特に冷媒Ｒ134ａと共に使用するのに適していることが 特に強調されている。 ゼーラー（Zehler）らに1991年６月４日に発行された米国特許第5,021,179号 には、アシル基が少なくとも22％の（ａ）分枝アシル基又は（ｂ）６以下の炭素 原子を有するポリオールのエステルが開示されている。この特許には、そのエス テルが、分岐されており、６以下の炭素原子を有するアシル基の％数に対する、 ８以上の炭素原子を有し分岐されていないアシル基の％数の特定の割合を有し、 この割合が1.56より大きくないことも示唆されている。又、少なくとも９の炭素 原子を有する、分岐された又は分岐されていないアシル基の％数は81以下である ことを要件としている。 ジョリー（Jolley）らによる、1990年11月１日に公開になったＰＣＴ出願のＷ Ｏ90／12849号には、一般的に、１つ又は２つの炭素原子を有する少なくとも１ つの弗素含有炭化水素の多量と、少なくとも２つのヒドロキシ基を有し、式、Ｒ ［ＯＣ（Ｏ）Ｒ’］ｎ（式中、Ｒはヒドロカルビルであり、各Ｒ’は個々に水素 、直鎖の低級ヒドロカルビル、分枝鎖ヒドロカルビル基又は、８乃至約22の炭素 原子を有する直鎖のヒドロカルビル基であり、少なくとも１つのＲ’基は水素、 低級直鎖ヒドロカルビル基又は分枝鎖ヒドロカルビル基又は、カルボン酸含有又 はカルボン酸エステル含有ヒドロカルビル基であり、ｎは少なくとも２である） を有する少なくとも１つの、ポリヒドロキシ化合物のカルボン酸エステルを含む 少なくとも１つの可溶性の有機滑剤の少量とを含む液体組成物が開示されている 。 インペリアル・ケミカル・インダストリーに1991年10月23日に発行され、1989 年10月11日に公開された英国特許第2,216,541号には、冷媒134ａ（Ｒ134ａ）及 びいくつかの関連冷媒流体と相溶性の滑剤としての使用に適する、250以上の分 子量のエステルの使用が開示されている。その特許には、アジペート、ピロメリ テート及びベンゾエートが例示されている。 花王株式会社による1991年８月７日に公開された欧州特許出願公開440069号に は、フルオロエタン及び、脂肪族ポリオールと直鎖又は分枝鎖アルコールを２乃 至10の炭素原子を有する脂肪族ポリカルボン酸と反応させることにより製造され るエステルを含む冷却作動流体が開示されている。 花王株式会社による1991年３月６日に公開になった欧州特許出願公開第415778 号には、水素化フルオロエタン及び、脂肪族多価アルコール、飽和脂肪族ジカル ボン酸及び飽和脂肪族モノカルボン酸から得られるエステル化合物を含有する冷 却作動流体組成物が開示されている。 共同石油テクニカル・リサーチ・センター（Kyodo Oil Technical Research C enter Co.，Ltd．）による1991年１月９日に公開された欧州特許出願公開第4064 79号には、Ｒ134ａと相溶性であると記載されている滑剤が開示されている。適 する滑剤は、ネオペンチルグリコール及び、３乃至18の炭素原子を有する直鎖又 は分枝鎖の一価の脂肪酸のエステル；ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリ トール及びトリペンタエリトリトールと直鎖又は分枝鎖のＣ₂−Ｃ₁₈の一価脂肪 酸とのエステル；式、ＲＣ（ＣＨ₂ＯＨ）₃（式中、ＲはＣ₁−Ｃ₃アルキルである ）のトリヒドロキシ多価アルコールと、２乃至18の炭素原子を有する直鎖又は分 枝鎖一価脂肪酸と、総脂肪酸当り25モル％以下の、４乃至36の炭素原子を有する 少なくとも１つの多塩基性酸とのエステルである。 日本石油による1991年７月３日に公開された欧州特許出願公開第435253号には 、Ｒ134ａと相溶性であると記載されている、特定の構造を有し、モノ−、ジ− 及びトリ−ペンタエリトリトールと、トリメチロールエタン、トリメチロールプ ロパン、トリメチロールブタン又はそのダイマー又はトリマーのようなその他の ポリオールと、２乃至15の炭素原子を有するモノカルボン酸及び２乃至10の炭素 原子を有するジカルボン酸とのエステルであると記載されているいくつかのエス テルが開示されている。そのエステルは、一般的に約200乃至3000の分子量を有 すると記載されている。 旭電化工業株式会社による1991年６月５日に公開になった欧州特許出願公開第 430657号には、２乃至６の炭素原子を有する脂肪酸のネオペンチルポリオールエ ステルであることを特徴とする、Ｒ134ａと相溶性の滑剤が開示されている。こ の公開において、ネオペンチルポリオールのヒドロキシル基当り脂肪酸の炭素原 子の平均数が６以下であるようにＣ₂−Ｃ₆酸の量が20モル％以上でない場合に ７以上の炭素原子を有する酸の使用により非相溶性になると記載されている。適 するネオペンチルポリオールには、モノ−、ジ−及びトリ−ペンタエリトリトー ル、トリメチロールプロパン及びトリメチロールエタンが含まれる。そのポリオ ールは少なくとも３つのＯＨ基を有しなくてはならない。 典型的な冷却装置の操作において、冷媒及び滑剤の混合物を含む作動流体組成 物を、温度が最も高くそして滑剤を必要とする圧縮機から温度を低下させる凝縮 器に通す。その後、作動流体組成物を、温度が最も低く、滑剤を必要としない蒸 発器に送る。その後、蒸気の形態の作動流体組成物をその系の反復のために圧縮 機にもどす。 本発明の冷媒作動流体組成物は、その作動流体組成物が蒸発器にある場合は、 エステル滑剤及びＨＦＣ冷媒ブレンドの部分的又は完全な均質性及び混和性を示 すが、その作動流体組成物が、温度が高く滑剤を必要とする圧縮機にある場合は 、高温では、すなわち約120℃乃至180℃又はそれより高い温度では、エステル滑 剤及び冷媒ブレンドは完全に非混和性を示すので圧縮機の潤滑のために非常に濃 縮された形態のエステル滑剤が得られる。従って、圧縮機において冷媒からのエ ステル潤滑剤の分離は有益である。 本発明の作動流体組成物は又低温において部分的に混和性又は半均質性である ことができる。すなわち、エステル及び滑剤のブレンドは、部分的に混和性であ るがこの部分的に混和性又は半均質性は、冷却装置におけるその使用を妨げるも のではなく、そしてそのような半均質性組成物は又、高温すなわち、約120℃乃 至180℃又はそれより高い温度において実質的に完全に非混和性であり、それに よって本発明の目的を達成することができる。 従って、本発明者らは、混和性／非混和性は冷媒をブレンドすることによりか なり影響を受け得ることを見出だした。しかし、さらに重要なことは、本発明者 らは、Ｒ125、Ｒ143a及びＲ134a又はＲ125及びＲ143aのような冷媒ブレンドの温 度／非混和性の関係は、ポリオールエステルと用いる従来から知られた単一の成 分の冷媒の関係とは逆であることを見出だしたという事実である。 本発明者らは、本発明の特定の冷媒ブレンドをポリオールエステル滑剤と混合 した場合、その滑剤は、高温で非混和性になり、高温で作動する冷却装置の圧縮 機部分において冷媒と滑剤との分離をさせてしまい、それにより、滑剤を必要と しない冷却装置の全体を循環させるのではなく、ある割合の滑剤を、圧縮機部分 に残させることを見出だした（図３及び図４を参照）。 一方、Ｒ134a及びＲ143aのような単一の冷媒は、低温度で非混和性であり、低 温で作動する冷却装置の蒸発器部分において冷媒と滑剤とを分離させ、それによ り、滑剤を必要としない蒸発器部分で、ある割合の滑剤を蒸発器部分に残させ、 それにより、圧縮機から、非常に必要な滑剤を奪ってしまう（図３及び図４を参 照）。 Ｒ125のような単一の冷媒も、冷却装置が作動するすべての温度において混和 性であり、それによって、本発明の冷媒ブレンドを用いることにより得ようとす る、圧縮機部分における非混和性のポリオールエステルの濃縮及び分離の利点な く、滑剤を、直列に、蒸発器から圧縮機、凝縮器に通させるので望ましくない（ 図５を参照）。 Ｒ32のようななお他の冷媒は、高温で混和性であり、低温で非混和性であるの で望ましくない（図６を参照）。そのような冷媒は、蒸発器部分にある間に滑剤 を作動流体組成物から分離させ、従って、その圧縮機部分から非常に必要な滑剤 を奪ってしまう。 1993年４月14日に公開され、インペリアル・ケミカル・インダストリーズ・Ｐ ＬＣに付与された欧州特許公開第0536940号には、ヒドロフルオロアルカン類及 びフルオロアルカン類からなる群から選ばれる少なくとも２つの化合物と滑剤と の混合物を含む熱媒液を含む作動流体が開示されている。熱媒液は、、Ｒ32、Ｒ 134、Ｒ134a、Ｒ125、Ｒ152a、Ｒ143a及びＲ143から成る群から選ばれる、２つ 、３つ又はそれより多い成分を含み得る。 しかし、図７に示されているように、Ｒ32とＲ125のブレンドを含む作動流体 組成物は、100乃至130℃の温度範囲で非混和性を示す、工業銘柄のペンタエリト リトール、セカン（cekanoic）９及びセコン（cekonic）８の滑剤を有する組成 物を除いて高温では非混和性ではない。しかし、図１における実施例Ｅを参照し た場合に、この滑剤は、本発明による冷媒ブレンドにおいてすべての温度で混和 性であると考えられ、図２の実施例Ｉでは、この滑剤は、120℃乃至180℃で 非混和性であると考えられる。従って、すべての冷媒ブレンドが同じに作用せず 、冷媒の各ブレンドがそれ自体の独特の混和性及び非混和性特性を示すことは非 常に明白である。従って、図７に示されたような他の冷媒ブレンドの教示に基づ いて、特定のポリオールエステル滑剤の混和性に冷媒ブレンドの１つの組み合わ せが何の影響を及ぼすかは、当業者にとって明らかではない。 従って、欧州特許公開第536940号には、本発明において示されている特定の重 量％の特有の冷媒ブレンド（特に、Ｒ134aのブレンド）及びそのようなブレンド と混合される特定の滑剤が開示されていないので、それらは、本発明の冷却作動 流体組成物の同じ混和性及び非混和性特性を示すということは結論として記載さ れ得ない。本発明の広範な研究努力によらずに、単一の冷媒及び滑剤の混和性デ ーターから、単一の冷媒と他の冷媒をブレンドすることが、得られた作動流体組 成物の混和性にどのような影響を及ぼすかを容易に決定できない。 蒸発器に滑剤を残すことは滑剤の効果を最小にするが、圧縮機に滑剤を残すこ とは滑剤の効果を最大にする。 従って、滑剤が、圧縮機のような高温環境で非混和性であり、蒸発器のような 低温環境で混和性であるようにそれ自体は挙動しない、選ばれた冷媒をブレンド したときに、冷却装置の増大された潤滑が起こることは全く予期されないことで あった。発明の概要 本発明により、そのような組成物を含有する冷却装置の改良された潤滑を与え る逆の混和性を示す冷却作動流体として有用な、ＨＦＣ冷媒及び特定のモノカル ボン酸のポリオールエステルのブレンドを見出だした。本発明の好ましい作動流 体組成物は以下の通りである： （a）120℃より低い温度で混和性又は部分的に混和性であり、少なくとも約120 乃至180℃又はそれより高い温度で非混和性であり、 （i）作動流体組成物の総重量に基づいて約65乃至95重量％の、ペンタフルオ ロエタン、1,1,1-トリフルオロエタン及び1,1,1,2-テトラフルオロエタンの ブレンドを含み、前記テトラフルオロエタンが、冷媒の総重量に基づいて約 0.5乃至10重量％の量で存在する冷媒及び (ii)作動流体組成物の総重量に基づいて約５乃至35重量％のポリオールエステ ル滑剤 を含む冷却作動流体組成物。 （b）120℃より低い温度で混和性又は部分的に混和性であり、少なくとも120乃 至180℃の温度で非混和性であり、 （i）作動流体組成物の総重量に基づいて約65乃至95重量％の、1,1,1-トリフ ルオロエタン及びペンタフルオロエタンのブレンドを含む冷媒及び (ii)作動流体組成物の総重量に基づいて約５乃至35重量％のポリオールエステ ル滑剤 を含む冷却作動流体組成物。 蒸発器、圧縮機及び凝縮器を含む機械的蒸気再圧縮型冷却装置が、そこを循環 する冷却作動流体組成物(a)及び(b)を有し、冷却作動流体組成物が120℃より低 い温度における蒸発器中で混和性又は部分的に混和性であり、少なくとも約120 乃至180℃の温度における圧縮機において非混和性であり、そのことによって、 滑剤が最も必要であるときに圧縮機において冷媒からポリオールエステル滑剤が 分離され、ポリオールエステル滑剤が蒸発器から圧縮機に容易に移送され得るよ うに冷却作動流体組成物が蒸発器中に含有される間、ポリオールエステル滑剤が 冷媒において混和性又は部分的に混和性である、機械的蒸気再圧縮型冷却装置も 又本発明の目的である。図面の簡単な説明 図１は、44％のＲ125、52％のＲ143a及び４％のＲ134aの冷媒及び選ばれたポ リオールエステル滑剤を含む本発明の冷却作動流体組成物により示される可逆性 の混和性対可逆性の混和性を示さない冷却作動流体組成物を示す線図である。 図２は、55％のＲ143a及び45％のＲ125の冷媒及び選ばれたポリオールエステル 滑剤を含む本発明の冷却作動流体組成物により示される可逆性の混和性対可逆性 の混和性を示さない冷却作動流体組成物を示す線図である。 図３は、どの温度においてもＲ143aにおいて種々のポリオールエステルが比較 的非混和性を示す線図である。 図４は、どの温度においてもＲ134aにおいて種々のポリオールエステルが比較 的混和性を示す線図である。 図５は、どの温度においてもＲ125において種々のポリオールエステル滑剤が 比較的混和性を示し、どの温度においてもＲ125aにおいて他のポリオールエステ ル滑剤が比較的非混和性を示す線図である。 図６は、低い温度において非混和性であり、高い温度で混和性である、本発明 とは完全に反対である、Ｒ32における種々のポリオールエステル滑剤の可逆的混 和性を示す線図である。 図７は、約100乃至130℃の狭い温度範囲で非混和性を示す、ＴＰＥ／ＣＫ9／ ＣＫ8を用いて生成される作動流体を除いて、どの温度においても60重量％のＲ3 2と40重量％のＲ125の冷媒ブレンドにおいて種々のポリオールエステルが比較的 混和性を示す線図である。本発明の詳細な記載 ポリオールエステルは潤滑を与えるのに有効な量、一般的に冷却作動流体組成 物の総重量に基づいて約５乃至35重量％の範囲に亘り存在する。好ましい量は、 10％、25％及び35％エステルである。 本発明の冷却作動流体組成物は、好ましくは、 （a）低い温度で本質的に均質性の又は半均質性の１つの相組成物であるが、約 120乃至180℃の温度で非混和性を示し、 （1）(i)44重量％のＲ125、52重量％のＲ143a及び４重量％のＲ134aのブレン ドから成る冷媒及び有効量の、 (ii)(1)(a)3,5,5-トリメチルヘキサン酸、 （b）67重量％のn-ヘプタン酸と24重量％の2-メチルヘキサン酸、７ 重量％の2-エチルペンタン酸及び２重量％のＣ₇アルカン酸の混合 された異性体の混合物又は （c）約25重量％の3,4-ジメチルペンタン酸、51％の3,4及び5-メチ ルヘキサン酸、８％のn-ヘプタン酸、５％の3-エチルペンタン酸及 び残りが他の分枝のヘプタン酸の混合物から成るヘプタン酸の混合 物の、 トリメチロールプロパンエステルであるか又は、 (2)(a)27重量％の2-エチルペンタン酸、74重量％の2-メチルペンタン酸 及び、残りがＣ₇酸異性体の混合物である分枝Ｃ₇酸の又は (b)n-ペンタン酸の 工業銘柄のペンタエリトリトールエステル であるポリオールエステル滑剤 を含む冷却作動流体組成物又は （b）低い温度で本質的に均質性の又は半均質性の１つの相組成物であるが、120 乃至180℃の温度で非混和性を示し、 （a）55乃至50重量％のＲ143a及び45乃至50重量％のＲ125の混合物から成る冷 媒及び有効量の、 (b)(1)(a)2-エチルヘキンサン酸の、 (b)3,5,5-トリメチルヘキサン酸の又は （c）25重量％の3,4-ジメチルペンタン酸、51％の3,4及び5-メチルヘキ サン酸、８％のn-ヘプタン酸、５％の3-エチルペンタン酸及び残りが 他の分枝ヘプタン酸の混合物から成る分枝ヘプタン酸の混合物の、ト リメチロールプロパンエステル； (2)(a)約75重量％の3,5,5-トリメチルヘキサン酸及び、25重量％の3,5-ジ メチルヘキサン酸、19重量％の4,5-ジメチルヘキサン酸、17％の3,4- ジメチルヘキサン酸、11％の5-メチルヘプタン酸、５重量％の4-メチ ルヘプタン酸及び残りが混合されたメチルヘプタン酸及びジメチルヘ キサン酸から成る約25重量％の分枝鎖Ｃ₈カルボン酸混合物、 （b）n-ペンタン酸又は （c）約25％の3,4-ジメチルペンタン酸、51％の3,4及び5-メチルヘキサ ン酸、８％のn-ヘプタン酸、５％の3-エチルペンタン酸及び残りが他 の分枝ヘプタン酸の混合物から成るヘプタン酸の混合物の、 工業銘柄のペンタエリトリトールエステル であるポリオールエステル滑剤 を含む冷却作動流体組成物 のどちらかである。 本明細書で用いられているように、Ｒ125は、ペンタフルオロエタンをいい、 Ｒ143aは、1,1,1-トリフルオロエタンをいいそしてＲ134aは、1,1,1,2-テトラフ ルオロエタンをいう。 混和性及び非混和性は、下記の方法で決定される。エステル滑剤の測定された 量を12mmの内径のバルブ付きガラス管に注ぐ。その管を、空気が排出され、望ま しい冷媒ガス圧降下が得られるまでガラス管中へ設定した容量の冷媒を凝縮させ る、Ｒ134a冷媒装入単位装置に連結させる。滑剤／冷媒混合物の組成をガラス管 、ガラス管＋滑剤及び、ガラス管＋滑剤＋冷媒の測定重量から計算する。滑剤／ 冷媒を含有するガラス管を室温で、温度を＋180℃以下にサーモスタット制御さ れる高温可視浴中でそして温度を−80℃までにサーモスタット制御する低温可視 浴中で混和性について視覚により観察する。１つの明確な層が観察された場合は 所定の温度に対して可溶性であると考える。２つの分離された層が観察された場 合は、その混合物は非混和性であると考える。部分的な混和性は、混和性及び非 混和性の間のいずれかの状態である。 実施例中に含まれているデーターにおいて、混和性の温度は、所定の組成物に おいて混和性が観察される最も低い温度をいう。それらの温度の最も高い温度は 、そのエステル滑剤を有する作動流体組成物にとっての混和性値である。実施例 各エステルすなわち10重量％、25重量％及び35重量％の各エステルの３つの組 成範囲により得られるデーターでの合成である表示で本発明の組成物により示さ れた可逆的な混和性を示す図１及び図２により本発明が示されている。 それらの実施例では、興味深い現象が得られている。しばしば、Ｒ143aのよう な単一の成分で見られるような低い温度における非混和性の代わりに、冷却装置 にとって非常に望ましい、より高い温度での非混和性が生じる傾向を有する。下 記の実施例では、低温で混和性及び高温で非混和性を示した種々の作動流体を生 成した。低温混和性は、冷却装置の最も温度が低い部分すなわち滑剤の蓄積が性 能に対して有害であり得るその装置の部分でその滑剤が析出しないことを意味す る。同様に、高温の非混和性は、まさに滑剤／冷媒分離が最も望ましい圧縮機の ようなその冷却装置の高温領域で滑剤／冷媒が分離することを意味する。 図１及び図２は又、滑剤を混合することにより達成されるのと同じように冷媒 を混合することにより増大した混和性が達成されることができることを示してい る。ポリオールエステルとのＲ143の非混和性は、Ｒ125と混合する場合に、Ｒ12 5が少ない（すなわち50％未満である）成分であるときでさえほとんどなくなる 。 図１では、本発明の組成物、すなわち実施例Ｂ、Ｃ及びＤは、下記のエステル を含有している。 Ｂ：ＴＭＰ／ＣＫ９−3,5,5-トリメチルヘキサン酸（「セカン９酸（Cekanoic9 acid）」のトリメチロールプロパンエステル。 Ｃ：ＴＭＰ／1770−67％のn-ヘプタン酸、24％の2-メチルヘキサン酸、７％の2- エチルペンタン酸及び２％の、Ｃ₇酸の混合された異性体である酸の混合物の トリメチロールプロパンエステル。 Ｄ：ＴＰＥ／ＣＫ７−23％の2-エチルペンタン酸、74％の2-メチルヘキサン酸及 び残りが他のＣ₇酸の異性体の混合物である混合されたヘプタン酸（「セカン ７酸（Cekanoic 7 acid」）のトリメチロールプロパンエステル。 比較組成物Ａ及びＥは、下記のエステルと混合された、44％のＲ125、52％の Ｒ143a及び４％のＲ134aの冷媒ブレンドを含有する。 Ａ：3,5,5-トリメチルヘキサン酸のネオペンチルグリコールエステル。 Ｅ：(a)85重量％の3,5,5-トリメチルヘキサン酸と(b)15重量％の、26重量％の3, 5-ジメチルヘキサン酸、19％の4,5-ジメチルヘキサン酸、17％の3,4-ジメチル ヘキサン酸、11％の5-メチルヘプタン酸、５％の4-メチルヘプタン酸及び残り が混合されたメチルヘプタン酸及びジメチルヘキサン酸の混合物である、イソ オクタン酸との混合物の工業銘柄のペンタエリトリトールエステル。 図２では、本発明の組成物は、以下のエステルを含む組成物Ｆ、Ｇ及びＩであ る。 Ｆ：2-エチルヘキサン酸のトリメチロールプロパンエステルである。 Ｇ：組成物Ｂと同じエステルである。 Ｉ：75重量％の3,5,5-トリメチルヘキサン酸及び25％のイソオクタン酸の同じ混 合物を用いた他は、組成物Ｅにおけるのと同じエステルである。 比較組成物Ｈは、下記のエステルを混合した55％のＲ143a及び45％のＲ125の 冷媒ブレンドを含有する。 Ｈ：ＴＭＰ／1770−67％のn-ヘプタン酸、24％の2-メチルヘキサン酸、７％の2- エチルペンタン酸及び２％の、Ｃ₇酸の混合された異性体の酸の混合物のトリ メチロールプロパンエステルである。 すべてのエステルを、冷却作動流体組成物の総重量に基づくエステルと冷媒の 合計重量に基づいて10重量％、25重量％及び35重量％のエステルの濃度レベルで 評価した。 下記のその他の組成物は、10重量％、25重量％及び35重量％のエステルの組成 範囲で評価し、同様の結果を有した。 組成物Ｊ：ヘプタン酸の混合物（25％の3,4-ジメチルペンタン酸、51％の3,4及 び5-メチルヘキサン酸、８％のn-ヘプタン酸、５％の3-エチルペンタン酸及び残 りが他の分枝ヘプタン酸の混合物）のトリメチロールプロパンエステルを44％の Ｒ125、52％のＲ143a及び４％のＲ134aのブレンドと混合し、−50℃乃至＋58℃ で混和性であり、より高い温度で非混和性であることが見出だされた。 組成物Ｋ：n-ペンタン酸の工業銘柄のペンタエリトリトールエステルをエステル Ｊと同じ冷媒ブレンドとともに評価し、−50℃乃至＋63℃で混和性であり、より 高い温度で非混和性であることが見出だされた。 組成物Ｌ：組成物Ｊにおいて用いたのと同じエステルを、50重量％のＲ143aと50 重量％のＲ125のブレンドと混合し、−50℃乃至＋55℃において混和性であり、 より高い温度で非混和性であることが見出だされた。 組成物Ｍ：組成物Ｋにおいて用いられたのと同じエステルを組成物Ｌと同じ冷媒 ブレンドと混合し、−50℃乃至＋61℃で混和性であるが、より高い温度では非混 和性であることが見出だされた。 組成物Ｎ：組成物Ｊの酸混合物の工業銘柄のペンタエリトリトールエステルを組 成物Ｌの冷媒ブレンドと同じ冷媒ブレンドと混合し、−50℃乃至＋32℃で混和性 であるが、より高い温度で非混和性であることが見出だされた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シュロスバーグ、リチャード・ヘンリー アメリカ合衆国、ニュー・ジャージー州 08807、ブリッジウォーター、アムステル ダム・ロード 800

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．120℃より低い温度で混和性又は部分的に混和性であり、少なくとも約120乃 至180℃の温度で非混和性であり、 (i） 作動流体組成物の総重量に基づいて約65乃至95重量％の、ペンタフルオ ロエタン、1,1,1-トリフルオロエタン及び1,1,1,2-テトラフルオロエタ ンのブレンドを含み、前記テトラフルオロエタンが、冷媒の総重量に基 づいて約0.5乃至10重量％の量で存在する冷媒及び (ii）作動流体組成物の総重量に基づいて約５乃至35重量％のポリオールエス テル滑剤 を含む冷却作動流体組成物。 ２．冷媒が、44重量％のペンタフルオロエタン、52重量％の1,1,1-トリフルオロ エタン及び４重量％の1,1,1,2-テトラフルオロエタンのブレンドを含む、請求 項１に記載の組成物。 ３．ポリオールエステル滑剤が、 (1）トリメチロールプロパンと、 （a）3,5,5-トリメチルヘキサン酸、 （b）67重量％のn-ヘプタン酸と24重量％の2-メチルヘキサン酸、７重量％ の2-エチルペンタン酸及び２重量％のＣ₇アルカン酸の混合された異性 体の混合物及び （c）約25重量％の3,4-ジメチルペンタン酸、51％の3,4及び5-メチルヘキサ ン酸、８％のn-ヘプタン酸、５％の3-エチルペンタン酸及び残りが他 の分枝ヘプタン酸の混合物から成るヘプタン酸の混合物 から成る群から選ばれる少なくとも１つの酸又は酸混合物との エステル反応生成混合物及び (2）工業銘柄のペンタエリトリトールエステルと、 （a）27重量％の2-エチルペンタン酸、74重量％の2-メチルペンタン酸及び 、残りが混合されたＣ₇酸異性体の混合物である分枝Ｃ₇酸及び （b）n−ペンタン酸 から成る群から選ばれる少なくとも１つの酸又は酸混合物との エステル反応生成物 から成る群から選ばれる、請求項１に記載の組成物。 ４．120℃より低い温度で混和性又は部分的に混和性であり、少なくとも120乃至 180℃の温度で非混和性であり、 (i） 作動流体組成物の総重量に基づいて約65乃至95重量％の、1,1,1-トリフ ルオロエタン及びペンタフルオロエタンのブレンドを含む冷媒及び (ii） 作動流体組成物の総重量に基づいて約５乃至35重量％のポリオールエス テル滑剤 を含む冷却作動流体組成物。 ５．冷媒が、50乃至55重量％の1,1,1-トリフルオロエタン及び45乃至50重量％の ペンタフルオロエタンのブレンドを含む、請求項４に記載の組成物。 ６．ポリオールエステル滑剤が、 (1）トリメチロールプロパンと、 （a）2-エチルヘキサン酸、 （b）3,5,5-トリメチルヘキサン酸及び （c）25重量％の3,4-ジメチルペンタン酸、51重量％の3,4及び5-メチルヘキ サン酸、８重量％のn-ヘプタン酸、５重量％の3-エチルペンタン酸及 び残りが他の分枝ヘプタン酸の混合物を含む分枝ヘプタン酸の混合物 から成る群から選ばれる少なくとも１つの酸又は酸混合物との エステル反応混合物及び (2）工業銘柄のペンタエリトリトールエステルと、 （a）75重量％の3,5,5-トリメチルヘキサン酸及び、25重量％の3,5-ジメチ ルヘキサン酸、19重量％の4,5-ジメチルヘキサン酸、17重量％の3,4- ジメチルヘプタン酸、11重量％の5-メチルヘプタン酸、５重量％の4- メチルヘプタン酸及び残りが混合されたメチルヘプタン酸及びジメチ ルヘキサン酸から成る25重量％の分枝鎖Ｃ₈カルボン酸混合物の混合物 、 （b）n-ペンタン酸及び （c）約25重量％の3,4-ジメチルペンタン酸、51重量％の3,4及び5-メチルヘ キサン酸、８重量％のn-ヘプタン酸、５重量％の3-エチルペンタン酸 及 び残りが他の分枝ヘプタン酸の混合物 から成る群から選ばれる少なくとも１つの酸又は酸混合物との エステル反応生成物 から成る群から選ばれる、請求項４に記載の組成物。 ７．冷却装置を循環する冷却作動流体組成物を含み、その冷却作動流体組成物が 120℃より低い温度における蒸発器で混和性又は部分的に混和性であり、約120 乃至180℃の温度における圧縮機では非混和性であり、その冷却作動流体組成 物が、 (i） 作動流体組成物の総重量に基づいて約65乃至95重量％の、ペンタフルオ ロエタン、1,1,1-トリフルオロエタン及び1,1,1,2-テトラフルオロエタ ンのブレンドを含み、前記テトラフルオロエタンが、冷媒の総重量に基 づいて約0.5乃至10重量％の量で存在する冷媒及び (ii）作動流体組成物の総重量に基づいて約５乃至35重量％のポリオールエス テル滑剤を含み、そのことによって前記ポリオールエステル滑剤が、滑 剤が最も必要であてるときに圧縮機において冷媒から分離され、前記ポ リオールエステル滑剤が蒸発器から圧縮機に容易に移送されることがで きるように冷却作動流体組成物が蒸発器に含まれている間に前記ポリオ ールエステル滑剤が冷媒中に混和性であるか又は部分的に混和性である 、蒸発器、圧縮機及び凝縮器を含む、機械的蒸気再圧縮型冷却装置。 ８．冷媒が、44重量％のペンタフルオロエタン、52重量％の1,1,1-トリフルオロ エタン及び４重量％の1,1,1,2-テトラフルオロエタンのブレンドを含む、請求 項７に記載の冷却装置。 ９．ポリオールエステル滑剤が、 (1）トリメチロールプロパンと、 （a）3,5,5-トリメチルヘキサン酸、 （b）67重量％のn-ヘプタン酸と24重量％の2-メチルヘキサン酸、７重量％ の2-エチルペンタン酸及び２重量％のＣ₇アルカン酸の混合された異性 体の混合物及び （c）約25重量％の3,4-ジメチルペンタン酸、51％の3,4及び5-メチルヘキサ ン酸、８％のn-ヘプタン酸、５％の3-エチルペンタン酸及び残りが他 の分枝ヘプタン酸の混合物から成るヘプタン酸の混合物 から成る群から選ばれる少なくとも１つの酸又は酸混合物との エステル反応混合物及び (2）工業銘柄のペンタエリトリトールエステルと、 （a）27重量％の2-エチルペンタン酸、74重量％の2-メチルペンタン酸及び 、残りが混合されたＣ₇酸異性体である混合物である分枝Ｃ₇酸及び （b）n-ペンタン酸 から成る群から選ばれる少なくとも１つの酸又は酸混合物との エステル反応生成物 から成る群から選ばれる、請求項７に記載の冷却装置。 10．冷却装置を循環する冷却作動流体組成物を含み、その冷却作動流体組成物が 120℃より低い温度における蒸発器で混和性又は部分的に混和性であり、少な くとも約120乃至180℃の温度における圧縮機では非混和性であり、その冷却作 動流体組成物が、 (i） 作動流体組成物の総重量に基づいて約65乃至95重量％の、1,1,1-トリフ ルオロエタン及びペンタフルオロエタンのブレンドを含む冷媒及び (ii）作動流体組成物の総重量に基づいて約５乃至35重量％のポリオールエス テル滑剤 を含み、そのことによって前記ポリオールエステル滑剤が、滑剤が最も必要で あるときに圧縮機において冷媒から分離され、前記ポリオールエステル滑剤が 蒸発器から圧縮機に容易に移送されることができるように冷却作動流体組成物 が蒸発器に含まれている間に前記ポリオールエステル滑剤が冷媒中に混和性で あるか又は部分的に混和性である、蒸発器、圧縮機及び凝縮器を含む、機械的 上記再圧縮型冷却装置。 11．冷媒が、50乃至55重量％の1,1,1-トリフルオロエタン及び45乃至50重量％の ペンタフルオロエタンのブレンドを含む、請求項10に記載の冷却装置。 12．ポリオールエステル滑剤が、 (1）トリメチロールプロパンと、 （a）2-エチルヘキサン酸、 （b）3,5,5-トリメチルヘキサン酸及び （c）25重量％の3,4-ジメチルペンタン酸、51重量％の3,4及び5-メチルヘキ サン酸、８重量％のn-ヘプタン酸、５重量％の3-エチルペンタン酸及 び残りが他の分枝のヘプタン酸の混合物から成る分枝ヘプタン酸の混 合物 から成る群から選ばれる少なくとも１つの酸又は酸混合物との エステル反応混合物及び (2）工業銘柄のペンタエリトリトールエステルと、 （a）約75重量％の3,5,5-トリメチルヘキサン酸及び、25重量％の3,5-ジメ チルヘキサン酸、19重量％の4,5-ジメチルヘキサン酸、17重量％の3,4 -ジメチルヘプタン酸、11重量％の5-メチルヘプタン酸、５重量％の4- メチルヘプタン酸及び残りが混合されたメチルヘプタン酸及びジメチ ルヘキサン酸から成る、約25重量％の分枝鎖Ｃ₈カルボン酸混合物の混 合物、 （b）n-ペンタン酸及び （c）約25重量％の3,4-ジメチルペンタン酸、51重量％の3,4及び5-メチルヘ キサン酸、８重量％のn-ヘプタン酸、５重量％の3-エチルペンタン酸 及び残りが他の分枝ヘプタン酸の混合物から成るヘプタン酸の混合物 から成る群から選ばれる少なくとも１つの酸又は酸混合物との エステル反応生成物 から成る群から選ばれる、請求項10に記載の冷却装置。