JP2008539311A - 3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよびヒドロフルオロカーボンを含む伝熱および冷媒組成物 - Google Patents
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよびヒドロフルオロカーボンを含む伝熱および冷媒組成物 Download PDFInfo
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Abstract
本発明は、本願明細書における開示の、冷凍および空調システムにおいて、特に遠心コンプレッサシステムにおいて用いられる3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセン組成物に関する。共沸または近共沸である3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンのヒドロフルオロカーボンとの組み合わせもまた開示されている。
Description
本発明は、伝熱、冷凍および空調システムにおける使用のための、3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセン(PFBE)および少なくとも1種のヒドロフルオロカーボン含む組成物に関し、遠心コンプレッサを用いる冷凍および空調システムを含む。本発明の組成物は共沸または近共沸であり得る。これらの組成物はまた、デフラックス剤として洗浄用途において、および油または残渣の表面からの除去について有用である。
(関連出願の相互参照)
本出願は、2005年4月26日出願の米国仮特許出願第60/674,825号明細書に基づく優先権の利益を主張する。
本出願は、2005年4月26日出願の米国仮特許出願第60/674,825号明細書に基づく優先権の利益を主張する。
冷凍産業は、モントリオール議定書(Montreal Protocol)の結果として段階的に廃止されつつあるオゾン破壊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)の代替冷媒を見出すために過去二、三十年の間努力してきた。ほとんどの冷媒製造業者にとっての解決策は、ヒドロフルオロカーボン(HFC)冷媒の商業化であった。現時点で最も広く使用されつつある新たなHFC冷媒、HFC−134aは、ゼロのオゾン破壊係数を有し、従って、モントリオール議定書(Montreal Protocol)の結果としての現行規制上の段階的廃止による影響は受けない。
さらなる、環境規制は究極的には、ある種のHFC冷媒のグローバルな段階的廃止をもたらし得る。現在、自動車産業は、可搬式空調に用いられる冷媒に対する地球温暖化係数(GWP)にかかわる規制に直面している。従って、可搬式空調市場向けに低減されたGWPの新たな冷媒を特定する、大きな現在の必要性が存在する。将来において、規制がより広く適用されれば、冷凍および空調産業の分野のすべてにおいて用いることができる低GWP冷媒に対するさらにより大きい必要性が感じられることになるであろう。
現在提案されているHFC−134aについての代替冷媒としては、HFC−152a、ブタンまたはプロパンなどの純炭化水素、またはCO2またはアンモニアなどの「天然」冷媒が挙げられる。これらの提案された代替品の多くは有毒であり、引火性であり、および/または低いエネルギー効率を有する。従って、新たな代替品が継続的に探求されている。
本発明は、低またはゼロオゾン破壊係数、およびより低いGWPの要求を満たすための固有の特徴を有する冷媒組成物および伝熱流体を提供する。
本発明はまた、半導体チップおよび回路基板洗浄、デフラックス、および脱脂プロセスにおいて有用である共沸および共沸物様組成物を提供する。本組成物は非引火性であると共に、これらは使用中に分画しないため、これらは引火性組成物を使用中に生成しないであろう。さらに、用いられた共沸溶媒混合物は、組成変更無く、再蒸留されおよび再使用され得る。
一実施形態においては、本発明は、3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセン(PFBE)と:
1,1,3−トリフルオロプロパン;
1,3−ジフルオロプロパン;
1,2−ジフルオロブタン;
1,3−ジフルオロブタン;
1,4−ジフルオロブタン;
1,3−ジフルオロ−2−メチルプロパン;
2,3−ジフルオロブタン;
1,1,1−トリフルオロペンタン;
1,1,1−トリフルオロ−3−メチルブタン;
1,1−ジフルオロペンタン;
1,2−ジフルオロペンタン;
2,2−ジフルオロペンタン;
1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロペンタン;
1,1,1−トリフルオロヘキサン;
1,1,2,2−テトラフルオロシクロブタン;および
1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2,3−ビス(トリフルオロメチル)−2−ブテン
からなる群から選択される少なくとも1種のヒドロフルオロカーボン化合物とを含む冷媒または伝熱流体組成物に関する。
1,1,3−トリフルオロプロパン;
1,3−ジフルオロプロパン;
1,2−ジフルオロブタン;
1,3−ジフルオロブタン;
1,4−ジフルオロブタン;
1,3−ジフルオロ−2−メチルプロパン;
2,3−ジフルオロブタン;
1,1,1−トリフルオロペンタン;
1,1,1−トリフルオロ−3−メチルブタン;
1,1−ジフルオロペンタン;
1,2−ジフルオロペンタン;
2,2−ジフルオロペンタン;
1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロペンタン;
1,1,1−トリフルオロヘキサン;
1,1,2,2−テトラフルオロシクロブタン;および
1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2,3−ビス(トリフルオロメチル)−2−ブテン
からなる群から選択される少なくとも1種のヒドロフルオロカーボン化合物とを含む冷媒または伝熱流体組成物に関する。
他の実施形態において、本発明は、遠心コンプレッサを用いる冷凍または空調システムにおける使用のための上記の組成物に特定的に関する。
さらに他の実施形態において、本発明は、2段遠心コンプレッサを用いる冷凍または空調システムにおける使用のための上記の組成物に特定的に関する。
さらに他の実施形態において、本発明は、シングルパス/シングルスラブ熱交換器を用いる冷凍または空調システムにおける使用のための上記の組成物に特定的に関する。
さらに他の実施形態において、本発明は、伝熱、冷凍または空調システムにおいて有用である共沸または近共沸組成物に関する。組成物はまた、遠心コンプレッサを用いる冷凍または空調システムにおいて有用である。
さらに他の実施形態において、本発明は、漏出検出用紫外蛍光染料を含有する冷媒または伝熱流体組成物に関する。
さらに他の実施形態において、本発明は、本発明の組成物を用いて、冷却をもたらし、熱を生成させ、および熱源からヒートシンクに熱を伝導させる方法に関する。
さらに他の実施形態において、本発明は、集積回路デバイスなどの表面洗浄および表面からの残渣の除去についての方法に関する。
本明細書において、量、濃度、または他の値またはパラメータが、範囲、好ましい範囲、または上位の好ましい値および下位の好ましい値の列挙のいずれかとして与えられているとき、これは、範囲が個別に開示されていることにかかわらず、いずれかの範囲上限または好ましい上位値といずれかの範囲下限または好ましい下位値とのいずれかの対から形成されるすべての範囲を特定的に開示しているとして理解される。数値の範囲が本願明細書において言及されている場合、他に記載の無い限りにおいて、範囲は、その終点と共に、範囲内のすべての整数および少数を含むことを意図している。本発明の範囲が、範囲を定義するときに言及された特定の値に限定されることは意図されない。
本発明の冷媒または伝熱流体組成物は、3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセン(PFBE)および少なくとも1種のヒドロフルオロカーボン化合物を含む。
PFBEは、CAS登録番号[19430−93−4]のヒドロフルオロカーボン化合物である。これは、本願特許出願人から市販されている。
本発明のヒドロフルオロカーボンは、水素、フッ素および炭素を含有する化合物を含む。代表的なヒドロフルオロカーボンが以下の表1に列挙されている。
表1に列挙された化合物は、当業者によって容易に形成されることができると共に、多くの化学卸業者から入手可能である。
本発明の組成物は、所望の量の個別の成分を組み合わせるいずれかの簡便な方法によって調製され得る。好ましい方法は、所望の成分量を計量すると共に、その後に成分を適切な容器中に組み合わせることである。所望の場合には、攪拌が用いられ得る。
本発明の冷媒または伝熱流体組成物としては:
1,1,3−トリフルオロプロパン;
1,3−ジフルオロプロパン;
1,2−ジフルオロブタン;
1,3−ジフルオロブタン;
1,4−ジフルオロブタン;
1,3−ジフルオロ−2−メチルプロパン;
2,3−ジフルオロブタン;
1,1,1−トリフルオロペンタン;
1,1,1−トリフルオロ−3−メチルブタン;
1,1−ジフルオロペンタン;
1,2−ジフルオロペンタン;
2,2−ジフルオロペンタン;
1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロペンタン;
1,1,1−トリフルオロヘキサン;
1,1,2,2−テトラフルオロシクロブタン;および
1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2,3−ビス(トリフルオロメチル)−2−ブテン
からなる群から選択される少なくとも1つの化合物を有するPFBEが挙げられる。
1,1,3−トリフルオロプロパン;
1,3−ジフルオロプロパン;
1,2−ジフルオロブタン;
1,3−ジフルオロブタン;
1,4−ジフルオロブタン;
1,3−ジフルオロ−2−メチルプロパン;
2,3−ジフルオロブタン;
1,1,1−トリフルオロペンタン;
1,1,1−トリフルオロ−3−メチルブタン;
1,1−ジフルオロペンタン;
1,2−ジフルオロペンタン;
2,2−ジフルオロペンタン;
1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロペンタン;
1,1,1−トリフルオロヘキサン;
1,1,2,2−テトラフルオロシクロブタン;および
1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2,3−ビス(トリフルオロメチル)−2−ブテン
からなる群から選択される少なくとも1つの化合物を有するPFBEが挙げられる。
本発明の冷媒または伝熱流体組成物は共沸または近共沸組成物であり得る。共沸組成物とは、単一の物質として挙動する2つ以上の物質の定沸混合物を意味する。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成される蒸気が、それが蒸発した、または蒸留された液体と同一の組成を有する、すなわち、混合物は、組成変化を起こさずに蒸留/還流されることである。定沸組成物は、同一成分の非共沸混合物と比較すると、極大または極小沸点の一方を示すために共沸として特徴付けられる。共沸組成物は、作動中に、冷凍または空調システム中において分画せず、それ故、システムの効率が維持されるであろう。さらに、共沸組成物は、冷凍または空調システムから漏出しても分画しないであろう。混合物の1成分が引火性である状況では、漏出中の分画は、システム内またはシステムの外部のいずれかにおいて引火性組成物をもたらす可能性がある。
時々「共沸様組成物」と呼ばれる近共沸組成物は、基本的に単一の物質として挙動する、実質的に2つ以上の物質の定沸液体混和物である。近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精製される蒸気が、それが蒸発した、または蒸留された液体と実質的に同一の組成を有する、すなわち、混和物は、実質的に組成変化を起こさずに蒸留/フラックスされることである。近共沸組成物を特徴付ける他の方法は、特定の温度での組成物の泡立ち点蒸気圧および露点蒸気圧が、実質的に同一であることである。本願明細書において、蒸発または煮沸などによって50重量パーセントの組成物が除去された後に、元の組成物と、元の組成物の50重量パーセントが除去された後に残った組成物との蒸気圧の差が約10パーセント未満であれば、組成物は近共沸である。
本発明の共沸PFBE冷媒または伝熱流体組成物が表2に列挙されている。
本発明の近共沸冷媒および伝熱流体組成物および濃度範囲が表3に列挙されている。
本発明の他の実施形態において、本発明の近共沸冷媒および伝熱組成物および可燃限界を低減させる濃度範囲が表4に列挙されている。
本発明の組成物は、約0.01重量パーセント〜約5重量パーセントの安定化剤、フリーラジカル捕捉剤または酸化防止剤をさらに含み得る。このような添加剤としては、限定されないが、ニトロメタン、ヒンダードフェノール、ヒドロキシルアミン、チオール、ホスファイト、またはラクトンが挙げられる。単一の添加剤または組み合わせが用いられ得る。
本発明の組成物は、約0.01重量パーセント〜約5重量パーセントの水捕捉剤(乾燥化合物)をさらに含み得る。このような水捕捉剤は、トリメチル−、トリエチル−、またはトリプロピルオルトホルメートなどのオルトエステルを含み得る。
本発明の組成物は、紫外(UV)染料および任意により可溶化剤をさらに含み得る。UV染料は、漏出ポイントまたは冷凍または空調装置の近傍で、冷媒または伝熱流体組成物中の染料の蛍光を誰かに観察させることによって冷媒および伝熱流体組成物の漏出を検出するために有用な成分である。紫外光下に染料の蛍光を観察してもよい。可溶化剤は、このようなUV染料の、本願明細書に開示されるいくつかの冷媒および伝熱流体組成物における溶解度を高めるために必要とされ得る。
「紫外」染料とは、電磁スペクトルの紫外または「近」紫外領域における光を吸収するUV蛍光組成物を意味する。10ナノメートル〜750ナノメートルのいずれかの波長の放射線を放射するUV光による照射下で、UV蛍光染料によってもたらされる蛍光が検出され得る。従って、このようなUV蛍光染料を含有する冷媒または伝熱流体が冷凍または空調装置における所与のポイントから漏出している場合、漏出ポイントで蛍光を検出することができる。このようなUV蛍光染料としては、限定されないが、ナフタルイミド、ペリレン、クマリン、アントラセン、フェナントラセン、キサンテン、チオキサンテン、ナフトキサンテン、フルオレセイン、および誘導体またはこれらの組み合わせが挙げられる。本発明の可溶化剤は、炭化水素、炭化水素エーテル、ポリオキシアルキレングリコールエーテル、アミド、ニトリル、ケトン、クロロカーボン、エステル、ラクトン、アリールエーテル、フルオロエーテルおよび1,1,1−トリフルオロアルカンからなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含む。
本発明の炭化水素可溶化剤は、16個以下の炭素原子を含有すると共に、他の官能基を含有せず水素だけを含有する、直鎖、分岐鎖または環状アルカンまたはアルケンを含む炭化水素を含む。代表的な炭化水素可溶化剤は、プロパン、プロピレン、シクロプロパン、n−ブタン、イソブタン、n−ペンタン、オクタン、デカン、およびヘキサデカンを含む。冷媒が炭化水素である場合、可溶化剤は同一の炭化水素ではあり得ないことに留意すべきである。
本発明の炭化水素エーテル可溶化剤は、炭素、水素および酸素のみを含有する、ジメチルエーテル(DME)などのエーテルを含む。
本発明のポリオキシアルキレングリコールエーテル可溶化剤は、式R1[(OR2)xOR3]y(式中、xは1〜3の整数であり;yは1〜4の整数であり;R1は、1〜6個の炭素原子およびy結合部位を有する水素および脂肪族炭化水素ラジカルから選択され;R2は、2〜4個の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビレンラジカルから選択され;R3は、水素と、1〜6個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素ラジカルとから選択され;R1およびR3の少なくとも1つは、前記炭化水素ラジカルから選択される)によって表され、ここで、前記ポリオキシアルキレングリコールエーテルは、約100〜約300原子質量単位の分子量を有する。本願明細書において用いられるところ、結合部位とは、他のラジカルと共有結合の形成に利用可能であるラジカル部位を意味する。ヒドロカルビレンラジカルは二価炭化水素ラジカルを意味する。
本発明において、好ましいポリオキシアルキレングリコールエーテル可溶化剤は、R1[(OR2)xOR3]y(式中、xは好ましくは1〜2であり;yは好ましくは1であり;R1およびR3は、好ましくは、1〜4個の炭素原子を有する水素および脂肪族炭化水素ラジカルから独立に選択され;R2は、好ましくは、2または3個の炭素原子、最も好ましくは3個の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビレンラジカルから選択される)によって表され、ポリオキシアルキレングリコールエーテル分子量は好ましくは約100〜約250原子質量単位、最も好ましくは約125〜約250原子質量単位である。1〜6個の炭素原子を有するR1およびR3炭化水素ラジカルは、直鎖、分岐または環状であり得る。代表的なR1およびR3炭化水素ラジカルとしては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、ペンチル、イソペチル、ネオペンチル、t−ペンチル、シクロペンチル、およびシクロヘキシルが挙げられる。本ポリオキシアルキレングリコールエーテル可溶化剤上の遊離ヒドロキシルラジカルが、構造の一定の圧縮冷凍装置材料(例えばマイラー(Mylar)(登録商標))と非適合性であり得る場合、R1およびR3は、好ましくは、1〜4個の炭素原子、最も好ましくは1個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素ラジカルである。2〜4個の炭素原子を有するR2脂肪族ヒドロカルビレンラジカルは、反復するオキシアルキレンラジカル−(OR2)x−を形成し、これは、オキシエチレンラジカル、オキシプロピレンラジカル、およびオキシブチレンラジカルを含む。1つのポリオキシアルキレングリコールエーテル可溶化剤分子中にR2を含むオキシアルキレンラジカルは同一であってもよく、または1つの分子が異なるR2オキシアルキレン基を含有していてもよい。本ポリオキシアルキレングリコールエーテル可溶化剤は、好ましくは、少なくとも1つのオキシプロピレンラジカルを含む。R1が1〜6個の炭素原子およびy結合部位を有する脂肪族または脂環式炭化水素ラジカルである場合、ラジカルは直鎖、分岐または環状であり得る。2つの結合部位を有する代表的なR1脂肪族炭化水素ラジカルとしては、例えば、エチレンラジカル、プロピレンラジカル、ブチレンラジカル、ペンチレンラジカル、ヘキシレンラジカル、シクロペンチレンラジカルおよびシクロヘキシレンラジカルが挙げられる。3つまたは4つの結合部位を有する代表的なR1脂肪族炭化水素ラジカルとしては、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトールなどのポリアルコール、1,2,3−トリヒドロキシシクロヘキサンおよび1,3,5−トリヒドロキシシクロヘキサンから誘導される、それらのヒドロキシルラジカルを除去することによる残渣が挙げられる。
代表的なポリオキシアルキレングリコールエーテル可溶化剤としては、限定されないが、CH3OCH2CH(CH3)O(HまたはCH3)(プロピレングリコールメチル(またはジメチル)エーテル)、CH3O[CH2CH(CH3)O]2(HまたはCH3)(ジプロピレングリコールメチル(またはジメチル)エーテル)、CH3O[CH2CH(CH3)O]3(HまたはCH3)(トリプロピレングリコールメチル(またはジメチル)エーテル)、C2H5OCH2CH(CH3)O(HまたはC2H5)(プロピレングリコールエチル(またはジエチル)エーテル)、C2H5O[CH2CH(CH3)O]2(HまたはC2H5)(ジプロピレングリコールエチル(またはジエチル)エーテル)、C2H5O[CH2CH(CH3)O]3(HまたはC2H5)(トリプロピレングリコールエチル(またはジエチル)エーテル)、C3H7OCH2CH(CH3)O(HまたはC3H7)(プロピレングリコールn−プロピル(またはジ−n−プロピル)エーテル)、C3H7O[CH2CH(CH3)O]2(HまたはC3H7)(ジプロピレングリコールn−プロピル(またはジ−n−プロピル)エーテル)、C3H7O[CH2CH(CH3)O]3(HまたはC3H7)(トリプロピレングリコールn−プロピル(またはジ−n−プロピル)エーテル)、C4H9OCH2CH(CH3)OH(プロピレングリコールn−ブチルエーテル)、C4H9O[CH2CH(CH3)O]2(HまたはC4H9)(ジプロピレングリコールn−ブチル(またはジ−n−ブチル)エーテル)、C4H9O[CH2CH(CH3)O]3(HまたはC4H9)(トリプロピレングリコールn−ブチル(またはジ−n−ブチル)エーテル)、(CH3)3COCH2CH(CH3)OH(プロピレングリコールt−ブチルエーテル)、(CH3)3CO[CH2CH(CH3)O]2(Hまたは(CH3)3)(ジプロピレングリコールt−ブチル(またはジ−t−ブチル)エーテル)、(CH3)3CO[CH2CH(CH3)O]3(Hまたは(CH3)3)(トリプロピレングリコールt−ブチル(またはジ−t−ブチル)エーテル)、C5H11OCH2CH(CH3)OH(プロピレングリコールn−ペンチルエーテル)、C4H9OCH2CH(C2H5)OH(ブチレングリコールn−ブチルエーテル)、C4H9O[CH2CH(C2H5)O]2H(ジブチレングリコールn−ブチルエーテル)、トリメチロールプロパントリ−n−ブチルエーテル(C2H5C(CH2O(CH2)3CH3)3)およびトリメチロールプロパンジ−n−ブチルエーテル(C2H5C(CH2OC(CH2)3CH3)2CH2OH)が挙げられる。
本発明のアミド可溶化剤は、式R1C(O)NR2R3およびシクロ−[R4C(O)N(R5)−](式中、R1、R2、R3およびR5は、独立に、1〜12個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素ラジカルから選択され;R4は、3〜12個の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビレンラジカルから選択される)によって表されるものを含み、ここで、前記アミドは約100〜約300原子質量単位の分子量を有する。前記アミドの分子量は、好ましくは約160〜約250原子質量単位である。R1、R2、R3およびR5は、任意により置換炭化水素ラジカル、すなわち、ハロゲン(例えば、フッ素、塩素)およびアルコキシド(例えばメトキシ)から選択される非炭化水素置換基を含有するラジカルを含み得る。R1、R2、R3およびR5は、任意により、ヘテロ原子−置換炭化水素ラジカル、すなわち、原子窒素(アザ−)、酸素(オキサ−)または硫黄(チア−)をラジカル鎖中に含有する、そうでなければ炭素原子から組成されるラジカルを含み得る。普通、3つ以下の非炭化水素置換基およびヘテロ原子、および好ましくは1つ以下が、R1〜3における10個の炭素原子毎に存在することとなり、およびこのような非炭化水素置換基のいずれかおよびヘテロ原子の存在を、前述の分子量限界の適用に考慮しなければならない。好ましいアミド可溶化剤は、炭素、水素、窒素および酸素から構成される。代表的なR1、R2、R3およびR5脂肪族および脂環式炭化水素ラジカルとしては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、t−ペンチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシルおよびそれらの立体配置異性体が挙げられる。アミド可溶化剤の好ましい実施形態は、前述の式シクロ−[R4C(O)N(R5)−]におけるR4がヒドロカルビレンラジカル(CR6R7)nによって表され得るものであって、換言すると、式シクロ−[(CR6R7)nC(O)N(R5)−](式中、分子量についての既述の値が適用され、nは3〜5の整数であり、R5は1〜12個の炭素原子を含有する飽和炭化水素ラジカルであり、R6およびR7は、独立に、上に提示したR1〜3を定義する規則によって(各nについて)選択される)である。式:シクロ−[(CR6R7)nC(O)N(R5)−]によって表されるラクタムにおいて、すべてのR6およびR7は、好ましくは水素であり、またはnメチレン単位の中に単一の飽和炭化水素ラジカルを含有し、およびR5は3〜12個の炭素原子を含有する飽和炭化水素ラジカルである。例えば、1−(飽和炭化水素ラジカル)−5−メチルピロリジン−2−オン。
代表的なアミド可溶化剤としては、限定されないが、1−オクチルピロリジン−2−オン、1−デシルピロリジン−2−オン、1−オクチル−5−メチルピロリジン−2−オン、1−ブチルカプロラクタム、1−シクロヘキシルピロリジン−2−オン、1−ブチル−5−メチルピペリジ−2−オン、1−ペンチル−5−メチルピペリジ−2−オン、1−ヘキシルカプロラクタム、1−ヘキシル−5−メチルピロリジン−2−オン、5−メチル−1−ペンチルピペリジ−2−オン、1,3−ジメチルピペリジ−2−オン、1−メチルカプロラクタム、1−ブチル−ピロリジン−2−オン、1,5−ジメチルピペリジ−2−オン、1−デシル−5−メチルピロリジン−2−オン、1−ドデシルピロリジ−2−オン、N,N−ジブチルホルムアミドおよびN,N−ジイソプロピルアセタミドが挙げられる。
本発明のケトン可溶化剤は、式R1C(O)R2(式中、R1およびR2は、独立に、1〜12個の炭素原子を有する脂肪族、脂環式およびアリール炭化水素ラジカルから選択される)によって表されるケトンを含み、ここで、前記ケトンは約70〜約300原子質量単位の分子量を有する。前記ケトンにおけるR1およびR2は、好ましくは、独立に、1〜9個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素ラジカルから選択される。前記ケトンの分子量は、好ましくは、約100〜200原子質量単位である。R1およびR2は、共に、接続されたヒドロカルビレンラジカルを形成し得ると共に、五、六、または七−員環環状ケトン、例えば、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、およびシクロヘプタノンを形成し得る。R1およびR2は、任意により、置換炭化水素ラジカル、すなわち、ハロゲン(例えば、フッ素、塩素)およびアルコキシド(例えばメトキシ)から選択される非炭化水素置換基を含有するラジカルを含み得る。R1およびR2は、任意により、ヘテロ原子−置換炭化水素ラジカル、すなわち、原子窒素(アザ−)、酸素(ケト−、オキサ−)または硫黄(チア−)をラジカル鎖中に含有する、そうでなければ炭素原子で組成されるラジカルを含み得る。普通、3つ以下の非炭化水素置換基およびヘテロ原子、および好ましくは1つ以下が、R1およびR2における10個の炭素原子毎に存在することとなり、およびこのような非炭化水素置換基のいずれかおよびヘテロ原子の存在を、前述の分子量限界の適用に考慮しなければならない。一般式R1C(O)R2における代表的なR1およびR2脂肪族、脂環式およびアリール炭化水素ラジカルとしては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、t−ペンチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシルおよびそれらの立体配置異性体、ならびにフェニル、ベンジル、クメニル、メシチル、トリル、キシリルおよびフェネチルが挙げられる。
代表的なケトン可溶化剤としては、限定されないが、2−ブタノン、2−ペンタノン、アセトフェノン、ブチロフェノン、ヘキサノフェノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、5−メチル−2−ヘキサノン、2−オクタノン、3−オクタノン、ジイソブチルケトン、4−エチルシクロヘキサノン、2−ノナノン、5−ノナノン、2−デカノン、4−デカノン、2−デカロン、2−トリデカノン、ジヘキシルケトンおよびジシクロヘキシルケトンが挙げられる。
本発明のニトリル可溶化剤は、式R1CN(式中、R1は、5〜12個の炭素原子を有する脂肪族、脂環式またはアリール炭化水素ラジカルから選択される)によって表されるニトリルを含み、ここで、前記ニトリルは約90〜約200原子質量単位の分子量を有する。前記ニトリル可溶化剤中のR1は、好ましくは、8〜10個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素ラジカルから選択される。前記ニトリル可溶化剤の分子量は、好ましくは、約120〜約140原子質量単位である。R1は、任意により、置換炭化水素ラジカル、すなわち、ハロゲン(例えば、フッ素、塩素)およびアルコキシド(例えばメトキシ)から選択される非炭化水素置換基を含有するラジカルを含み得る。R1は、任意により、ヘテロ原子−置換炭化水素ラジカル、すなわち、原子窒素(アザ−)、酸素(ケト−、オキサ−)または硫黄(チア−)をラジカル鎖中に含有する、そうでなければ炭素原子で組成されるラジカルを含み得る。普通、3つ以下の非炭化水素置換基およびヘテロ原子、および好ましくは1つ以下が、R1における10個の炭素原子毎に存在することとなり、およびこのような非炭化水素置換基のいずれかおよびヘテロ原子の存在を、前述の分子量限界の適用に考慮しなければならない。一般式R1CN中の代表的なR1脂肪族、脂環式およびアリール炭化水素ラジカルとしては、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、t−ペンチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシルおよびそれらの立体配置異性体、ならびにフェニル、ベンジル、クメニル、メシチル、トリル、キシリルおよびフェネチルが挙げられる。
代表的なニトリル可溶化剤としては、限定されないが、1−シアノペンタン、2,2−ジメチル−4−シアノペンタン、1−シアノヘキサン、1−シアノヘプタン、1−シアノオクタン、2−シアノオクタン、1−シアノノナン、1−シアノデカン、2−シアノデカン、1−シアノウンデカンおよび1−シアノドデカンが挙げられる。
本発明のクロロカーボン可溶化剤は、式RClx(式中、xは1または2であり;Rは、1〜12個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素ラジカルから選択される)によって表されるクロロカーボンを含み、ここで、前記クロロカーボンは、約100〜約200原子質量単位の分子量を有する。前記クロロカーボン可溶化剤の分子量は、好ましくは、約120〜150原子質量単位である。一般式RClx中の代表的なR脂肪族および脂環式炭化水素ラジカルとしては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、t−ペンチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシルおよびそれらの立体配置異性体が挙げられる。
代表的なクロロカーボン可溶化剤としては、限定されないが、3−(クロロメチル)ペンタン、3−クロロ−3−メチルペンタン、1−クロロヘキサン、1,6−ジクロロヘキサン、1−クロロヘプタン、1−クロロオクタン、1−クロロノナン、1−クロロデカン、および1,1,1−トリクロロデカンが挙げられる。
本発明のエステル可溶化剤は、一般式R1C(O)OR2(式中、R1およびR2は、独立に、直鎖および環状、飽和および不飽和、アルキルおよびアリールラジカルから選択される)によって表されるエステルを含む。基本的に元素C、HおよびOから構成される好ましいエステルは、約80〜約550原子質量単位の分子量を有する。
代表的なエステルとしては、限定されないが、(CH3)2CHCH2O(O)C(CH2)2〜4(O)COCH2CH(CH3)2(ジイソブチル二塩基性エステル)、エチルヘキサノエート、エチルヘプタノエート、N−ブチルプロピオネート、N−プロピルプロピオネート、エチル安息香酸塩、ジ−n−プロピルフタレート、安息香酸エトキシエチルエステル、ジプロピルカーボネート、「エクセート(Exxate)700」(市販のC7アルキルアセテート)、「エクセート(Exxate)800」(市販のC8アルキルアセテート)、ジブチルフタレート、およびt−酢酸ブチルが挙げられる。
本発明のラクトン可溶化剤は、構造[A]、[B]、および[C]によって表されるラクトンを含む。
これらのラクトンは、官能基−C(O)O−を、6個(A)、または好ましくは5個の原子(B)の環中に含有し、ここで、構造[A]および[B]について、R1からR8は、独立に、水素または直鎖、分岐、環状、二環状、飽和および不飽和ヒドロカルビルラジカルから選択される。各R1からR8は、他のR1からR8と接続されて環を形成し得る。ラクトンは、構造[C](式中、R1からR6は、独立に、水素または直鎖、分岐、環状、二環状、飽和および不飽和ヒドロカルビルラジカルから選択される)にあるとおり、環外アルキリデン基を有し得る。各R1からR6は、他のR1からR6と接続されて環を形成し得る。ラクトン可溶化剤は、約80〜約300原子質量単位、好ましくは約80〜約200原子質量単位の分子量範囲を有する。
代表的なラクトン可溶化剤としては、限定されないが、表5に列挙した化合物が挙げられる。
ラクトン可溶化剤は、一般に、約7センチストークス未満の運動力学的粘度を40℃で有する。例えば、γ−ウンデカラクトンは、5.4センチストークスの運動力学的粘度を有し、およびシス−(3−ヘキシル−5−メチル)ジヒドロフラン−2−オンは、4.5センチストークスの粘度を有する(共に40℃で)。ラクトン可溶化剤は、商業的に入手可能であり得、または本願明細書において、その全体が参照により援用される、公開された米国特許公報(特許文献1)に記載の方法によって調製され得る。
本発明のアリールエーテル可溶化剤は、式R1OR2(式中、R1は、6〜12個の炭素原子を有するアリール炭化水素ラジカルから選択され;R2は、1〜4個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素ラジカルから選択される)によって表されるアリールエーテルを含み、ここで、前記アリールエーテルは約100〜約150原子質量単位の分子量を有する。一般式R1OR2中の代表的なR1アリールラジカルとしては、フェニル、ビフェニル、クメニル、メシチル、トリル、キシリル、ナフチルおよびピリジルが挙げられる。一般式R1OR2における代表的なR2脂肪族炭化水素ラジカルとしては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、s−ブチルおよびt−ブチルが挙げられる。代表的な芳香族エーテル可溶化剤としては、限定されないが、メチルフェニルエーテル(アニソール)、1,3−ジメトキシベンゼン、エチルフェニルエーテルおよびブチルフェニルエーテルが挙げられる。
本発明のフルオロエーテル可溶化剤は、一般式R1OCF2CF2H(式中、R1は、約5〜約15個の炭素原子を有する脂肪族、脂環式、および芳香族炭化水素ラジカルから選択され、好ましくは第一級、直鎖、飽和、アルキルラジカルである)によって表されるものを含む。代表的なフルオロエーテル可溶化剤としては、限定されないが、C8H17OCF2CF2HおよびC6H13OCF2CF2Hが挙げられる。冷媒がフルオロエーテルである場合、可溶化剤は同一のフルオロエーテルではあり得ないことに留意すべきである。
フルオロエーテル可溶化剤は、フルオロオレフィンおよびポリオール由来のエーテルをさらに含み得る。フルオロオレフィンは、タイプCF2=CXY(式中、Xは水素、塩素またはフッ素であり、およびYは塩素、フッ素、CF3またはORf(式中、RfはCF3、C2F5、またはC3F7である))のものであり得る。代表的なフルオロオレフィンは、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、およびパーフルオロメチルビニルエーテルである。ポリオールは直鎖または分岐であり得る。直鎖ポリオールは、タイプHOCH2(CHOH)x(CRR’)yCH2OH(式中、RおよびR’は水素、またはCH3、またはC2H5であり、および式中、xは0〜4の整数であり、およびyは0〜4の整数である)のものであり得る。分岐ポリオールは、タイプC(OH)t(R)u(CH2OH)v[(CH2)mCH2OH]w(式中、Rは水素、CH3またはC2H5であり得、mは0〜3の整数であり得、tおよびuは0または1であり得、vおよびwは0〜4の整数、および、式中、t+u+v+w=4でもある)のものであり得る。代表的なポリオールは、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ブタンジオール、およびエチレングリコールである。
本発明の1,1,1−トリフルオロアルカン可溶化剤は、一般式CF3R1(式中、R1は、約5〜約15個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素ラジカルから選択され、好ましくは第1級、直鎖、飽和アルキルラジカルである)によって表される1,1,1−トリフルオロアルカンを含む。代表的な1,1,1−トリフルオロアルカン可溶化剤としては、限定されないが、1,1,1−トリフルオロヘキサンおよび1,1,1−トリフルオロドデカンが挙げられる。
本発明の可溶化剤は、単一の化合物として存在し得、または2つ以上の可溶化剤の混合物として存在し得る。可溶化剤の混合物は、例えば2種のラクトンのように、同一のクラスの化合物から2種の可溶化剤を含有し得、または例えばラクトンおよびポリオキシアルキレングリコールエーテルのように2種の異なるクラスから2種の可溶化剤を含有し得る。
冷媒およびUV蛍光染料を含む、または伝熱流体およびUV蛍光染料を含む本組成物において、約0.001重量パーセント〜約1.0重量パーセントの組成物が、好ましくは約0.005重量パーセント〜約0.5重量パーセント、および最も好ましくは0.01重量パーセント〜約0.25重量パーセントがUV染料である。
これらのUV蛍光染料の冷媒および伝熱流体中への溶解度は、劣っている場合がある。従って、これらの染料を冷凍または空調装置へ導入する方法は、扱いにくく、費用がかかり、および時間を浪費していた。米国特許公報(特許文献2)は、冷凍または空調装置の構成部品に挿入され得る染料粉末、染料の固体ペレットまたはスラリーを用いる方法を記載している。冷媒および潤滑剤が装置を通って循環されるに伴って、染料が溶解しまたは分散されて、装置全体に運搬される。染料を冷凍または空調装置に導入する数多くの他の方法は、この文献に記載されている。
理想的には、UV蛍光染料は冷媒自体に溶解されることができ、これにより、冷凍または空調装置に導入するためのいずれの特殊な方法も必要とされない。本発明は、システムに、冷媒中に導入されるUV蛍光染料を含む組成物に関する。本発明の組成物は、染料含有冷媒および伝熱流体の保管および運搬を、低温においても、染料を溶液中に維持しながら、許容するであろう。
冷媒、UV蛍光染料および可溶化剤を含む、または伝熱流体、UV蛍光染料および可溶化剤を含む本組成物において、約1〜約50重量パーセント、好ましくは約2〜約25重量パーセント、および最も好ましくは約5〜約15重量パーセントの組み合わせた組成物が、冷媒または伝熱流体中の可溶化剤である。本発明の組成物において、UV蛍光染料は、約0.001重量パーセント〜約1.0重量パーセントの濃度で冷媒中に、または伝熱流体の、好ましくは0.005重量パーセント〜約0.5重量パーセント、および最も好ましくは0.01重量パーセント〜約0.25重量パーセントの濃度で存在する。
任意により、普通用いられる冷凍または空調システム添加剤が、所望のとおり、性能およびシステム安定性を増加させるために本発明の組成物に添加され得る。これらの添加剤は冷凍および空調分野において公知であり、および、限定されないが、磨耗防止剤、超圧滑剤、腐食および酸化抑制剤、金属表面不活性化剤、フリーラジカル捕捉剤、および発泡制御剤を含む。普通、これらの添加剤は、発明の組成物中に、組成物全体に比して少量で存在する。典型的には、約0.1重量パーセント未満から約3重量パーセントもの濃度の各添加剤が用いられる。これらの添加剤は、個別のシステム要求に基づいて選択される。これらの添加剤としては、ブチレート化トリフェニルリン酸塩(BTPP)、または他のアルキル化トリアリールリン酸エステル、例えばアクゾケミカルズ(Akzo Chemicals)製のSyn−0−Ad 8478、トリクレジルリン酸塩および関連する化合物などのEP(超高圧)潤滑添加剤トリアリールリン酸ファミリーの成分が挙げられる。さらに、金属ジアルキルジチオリン酸塩(例えば亜鉛ジアルキルジチオリン酸塩(またはZDDP)、ルーブリゾール(Lubrizol)1375および、化学薬品のこのファミリーの他の成分が本発明の組成物において用いられ得る。他の磨耗防止添加剤としては、天然物油および非対称ポリヒドロキシル潤滑添加剤、シネルゴール(Synergol)TMS(インターナショナルルーブリカンツ(International Lubricants))が挙げられる。同様に、酸化防止剤、フリーラジカル捕捉剤、および水捕捉剤などの安定化剤が用いられ得る。このカテゴリー中の化合物としては、限定されないが、ブチレート化ヒドロキシトルエン(BHT)およびエポキシドを挙げることができる。
ケトンなどの可溶化剤は好ましくない臭気を有し得、これは、臭気マスキング剤または香料の添加によりマスクすることができる。臭気マスキング剤または芳香剤の典型的な例としては、エバーグリーン(Evergreen)、フレッシュレモン(Fresh Lemon)、チェリー(Cherry)、シナモン(Cinnamon)、ペパーミント(Peppermint)、フローラル(Floral)またはオレンジピール(Orange Peel)(すべて市販されている)、ならびにd−リモネンおよびピネンが挙げられ得る。このような臭気マスキング剤は、臭気マスキング剤および可溶化剤の組み合わせた重量に基づいて、約0.001%から約15重量%もの濃度で用いられ得る。
本発明は、紫外蛍光染料、および任意により、可溶化剤をさらに含む冷媒または伝熱流体組成物を、冷凍または空調装置において用いる方法にさらに関する。方法は、冷媒または伝熱流体組成物を冷凍または空調装置に導入するステップを含む。これは、UV蛍光染料を冷媒または伝熱流体組成物中に、可溶化剤の存在下に溶解させると共に、組み合わせたものを装置に導入することにより行われ得る。あるいは、これは、可溶化剤およびUV蛍光染料を組み合わせると共に、前記組み合わせたものを冷媒および/または伝熱流体を含有する冷凍または空調装置に導入することにより行われ得る。得られた組成物は、冷凍または空調装置において用いられ得る。
本発明はさらに、漏出を検出するための紫外蛍光染料を含む冷媒または伝熱流体組成物を用いる方法に関する。組成物中の染料の存在は、冷凍または空調装置における冷媒の漏出の検出を許容する。漏出検出は、装置またはシステムまたは器具破壊の非効率的な動作の解決または防止への対処を補助する。漏出検出はまた、装置の動作において用いられる化学薬品の含有を補助する。
方法は、本願明細書に記載のとおり、冷媒および紫外蛍光染料を含む、または伝熱流体および紫外蛍光染料を含む、および任意により、本願明細書に記載のとおり可溶化剤組成物を、冷凍および空調装置に提供するステップ、およびUV蛍光染料含有冷媒を検出するための好適な手段を用いるステップを含む。染料を検出するために好適な手段としては、限定されないが、度々「ブラックライト」または「ブルーライト」として称される紫外ランプが挙げられる。このような紫外ランプは、この目的のために特定的に設計されて、数多くの供給業者から市販されている。一旦紫外蛍光染料含有組成物が冷凍または空調装置に導入され、およびシステム全体に循環させられると、前記紫外ランプで装置を照らし、染料の蛍光をいずれかの漏出ポイントの近傍で観察することにより、漏出を見つけることができる。
本発明は、さらに、冷却をもたらすまたは熱を生成させるための本発明の組成物を用いる方法に関し、ここで、方法は、前記組成物を、冷却される物体の近傍において蒸発させることにより冷却をもたらすと共に、その後前記組成物を凝縮させるステップ;または、前記組成物を、加熱される物体の近傍において凝縮させることにより熱を生成させると共に、前記組成物を蒸発させるステップを含む。本発明の冷凍または伝熱流体組成物が紫外蛍光染料および/または可溶化剤を含む場合、組成物の冷媒または伝熱流体成分は蒸発されると共にその後凝縮されて冷却をもたらし、または凝縮されると共にその後蒸発されて熱を生成させる。
機械的冷凍は、本質的に熱力学の適用であり、ここで、冷媒などの冷却媒体は、再使用のために回収されることができるよう、サイクルを通過する。普通用いられるサイクルとしては、蒸気圧縮、吸収、蒸気ジェットまたは蒸気エジェクタ、および空気が挙げられる。
蒸気圧縮冷凍システムとしては、エバポレータ、コンプレッサ、コンデンサ、および膨張デバイスが挙げられる。蒸気圧縮サイクルは、1つのステップにおいて冷却効果をもたらすと共に他のステップで熱をもたらす多段ステップにおいて、冷媒を再使用する。サイクルは、単純に以下のとおり説明することができる。液体冷媒は、膨張デバイスを通ってエバポレータに進入すると共に、エバポレータ中に低温で液体冷媒が沸騰してガスを形成して冷却をもたらす。低圧ガスはコンプレッサに進入して、ここで、ガスは圧縮されてその圧力および温度が高められる。次いで、高圧(圧縮された)気体冷媒がコンデンサに進入し、その中において冷媒は凝縮されてその熱を環境に放出する。冷媒は膨張デバイスに戻り、これを通って液体が、コンデンサ中の高圧レベルからエバポレータ中の低圧レベルに膨張され、これにより、サイクルが反復される。
冷凍用途において用いられ得る種々のタイプのコンプレッサがある。コンプレッサは、一般に、流体を圧縮する機械的手段に応じて、レシプロ、ロータリー、ジェット、遠心、スクロール、スクリューまたは軸流として、または圧縮される流体に機械的エレメントがどのように作用するかに応じて、容積型(例えば、レシプロ、スクロールまたはスクリュー)または動的(例えば、遠心またはジェット)としてクラス分けすることができる。
容積型または動的コンプレッサの一方が本発明のプロセスにおいて用いられ得る。遠心タイプコンプレッサは、本冷媒組成物についての好ましい器具である。
遠心コンプレッサは、回転エレメントを、冷媒を放射状に加速させるために用い、および典型的には、筐体に収納されたインペラおよびディフューザを含む。遠心コンプレッサは、通常は、回転しているインペラのインペラアイ、または中央入口に流体を送り、およびこれを放射状に外方に加速する。いくらかの静圧の上昇がインペラ中において生じるが、ほとんどの圧力上昇は、筐体のディフューザセクションにおいて生じ、ここで、速度が静圧に転換される。各インペラ−ディフューザセットは、コンプレッサのステージである。遠心コンプレッサは、所望される最終圧力および扱われる冷媒の体積に応じて、1〜12またはそれ以上のステージで組み込まれる。
コンプレッサの圧力比、または圧縮比は、絶対吐出圧対絶対入口圧力の比である。遠心コンプレッサによってもたらされる圧力は、容量の比較的広い範囲にわたって実質的に一定である。
容積型コンプレッサは、蒸気をチャンバに引くと共に、チャンバが体積を低減させて蒸気を圧縮する。圧縮された後、蒸気は、チャンバのさらなる体積の、ゼロまたはほとんどゼロへの低減によって、チャンバから押し出される。容積型コンプレッサは、圧力を高めることができ、圧力は体積的効率および部品の耐圧強度によってのみ制限される。
容積型コンプレッサとは異なり、遠心コンプレッサは、インペラを通過する蒸気の圧縮に高速インペラの遠心力に完全に依存している。容積型はないが、むしろ動的圧縮と称されるものがある。
遠心コンプレッサが発生させることができる圧力は、インペラの先端速度に依存する。先端速度は、インペラの、その先端で計測される速度であり、インペラの直径およびその分当たりの回転速度に関連する。遠心コンプレッサの加圧能力は、インペラを通る流路のサイズによって決定される。これが、コンプレッサのサイズを加圧能力よりも要求される圧力に依存させる。
その高速操作のため、遠心コンプレッサは、本来大体積、低圧力マシンである。遠心コンプレッサは、トリクロロフルオロメタン(CFC−11)または1,2,2−トリクロロトリフルオロエタン(CFC−113)などの低圧力冷媒で最も良く作動する。
大型の遠心コンプレッサは、典型的には分当たり3000〜7000回転(rpm)で作動する。小型タービン遠心コンプレッサは、約40,000〜約70,000(rpm)といった高速用に設計されており、典型的には0.15メートル未満の小さいインペラサイズを有する。
コンプレッサ効率を向上させるために遠心コンプレッサにおいて多段インペラが用いられ得、それにより、使用において必要とされる電力が低減される。2段システムについて、動作中においては、第1ステージインペラの吐出は第2のインペラの吸引吸入に向かう。両方のインペラは、単一のシャフト(または軸)の使用によって動作され得る。各ステージは約4〜1の圧縮比をもたらすことができる、すなわち、絶対吐出圧が絶対吸引圧力の4倍であることができる。2段遠心コンプレッサシステムの、この場合は自動車用途用の、例が、参照により本願明細書において援用される米国特許公報(特許文献3)に記載されている。
遠心コンプレッサを用いる冷凍または空調システムにおける使用について好適である本発明の組成物は、
PFBEおよび1,1,3−トリフルオロプロパン;
PFBEおよび1,3−ジフルオロプロパン;
PFBEおよび1,2−ジフルオロブタン;
PFBEおよび1,3−ジフルオロブタン;
PFBEおよび1,4−ジフルオロブタン;
PFBEおよび1,3−ジフルオロ−2−メチルプロパン;
PFBEおよび2,3−ジフルオロブタン;
PFBEおよび1,1,1−トリフルオロペンタン;
PFBEおよび1,1,1−トリフルオロ−3−メチルブタン;
PFBEおよび1,1−ジフルオロペンタン;
PFBEおよび1,2−ジフルオロペンタン;
PFBEおよび2,2−ジフルオロペンタン;
PFBEおよび1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロペンタン;
PFBEおよび1,1,1−トリフルオロヘキサン;
PFBEおよび1,1,2,2−テトラフルオロシクロブタン;および
PFBEおよび1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2,3−ビス(トリフルオロメチル)−2−ブテン
の少なくとも1つを含む。
PFBEおよび1,1,3−トリフルオロプロパン;
PFBEおよび1,3−ジフルオロプロパン;
PFBEおよび1,2−ジフルオロブタン;
PFBEおよび1,3−ジフルオロブタン;
PFBEおよび1,4−ジフルオロブタン;
PFBEおよび1,3−ジフルオロ−2−メチルプロパン;
PFBEおよび2,3−ジフルオロブタン;
PFBEおよび1,1,1−トリフルオロペンタン;
PFBEおよび1,1,1−トリフルオロ−3−メチルブタン;
PFBEおよび1,1−ジフルオロペンタン;
PFBEおよび1,2−ジフルオロペンタン;
PFBEおよび2,2−ジフルオロペンタン;
PFBEおよび1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロペンタン;
PFBEおよび1,1,1−トリフルオロヘキサン;
PFBEおよび1,1,2,2−テトラフルオロシクロブタン;および
PFBEおよび1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2,3−ビス(トリフルオロメチル)−2−ブテン
の少なくとも1つを含む。
これらの上に列挙した組成物はまた、多段遠心コンプレッサ、好ましくは2段遠心コンプレッサ装置における使用に好適である。
本発明の組成物は、固定型空調、ヒートポンプまたは可搬式空調および冷凍システムに用いられ得る。固定型空調およびヒートポンプ用途としては、窓、ダクトレス、ダクト、ターミナル型パッケージ、冷却機および商業が挙げられ、ルーフトップ型パッケージを含む。冷凍用途としては、国内用または家庭用冷蔵庫および冷凍庫、製氷機、内蔵式クーラーおよび冷凍庫、ウォークインクーラーおよび冷凍庫および運搬冷凍システムが挙げられる。
本発明の組成物は、さらに、フィンおよびチューブ熱交換器、マイクロチャネル熱交換器および垂直または水平シングルパスチューブまたはプレートタイプ熱交換器を用いる空調、加熱および冷凍システムにおいて用いられ得る。
従来のマイクロチャネル熱交換器は、本発明の低圧冷媒組成物については理想的ではない場合がある。低動作圧および密度は、すべての構成部品において高流速および高摩擦損失をもたらす。これらの場合において、エバポレータ設計が変更され得る。順番に接続された数々のマイクロチャネルスラブ(冷媒経路に関して)よりも、シングルスラブ/シングルパス熱交換器配置が用いられ得る。従って、本発明の低圧冷媒について好ましい熱交換器は、シングルスラブ/シングルパス熱交換器である。
2段または他の多段遠心コンプレッサ装置に追加して、以下の本発明の組成物は、シングルスラブ/シングルパス熱交換器を用いる冷凍または空調装置における使用において好適である:
PFBEおよび1,1,3−トリフルオロプロパン;
PFBEおよび1,3−ジフルオロプロパン;
PFBEおよび1,2−ジフルオロブタン;
PFBEおよび1,3−ジフルオロブタン;
PFBEおよび1,4−ジフルオロブタン;
PFBEおよび1,3−ジフルオロ−2−メチルプロパン;
PFBEおよび2,3−ジフルオロブタン;
PFBEおよび1,1,1−トリフルオロペンタン;
PFBEおよび1,1,1−トリフルオロ−3−メチルブタン;
PFBEおよび1,1−ジフルオロペンタン;
PFBEおよび1,2−ジフルオロペンタン;
PFBEおよび2,2−ジフルオロペンタン;
PFBEおよび1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロペンタン;
PFBEおよび1,1,1−トリフルオロヘキサン;
PFBEおよび1,1,2,2−テトラフルオロシクロブタン;および
PFBEおよび1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2,3−ビス(トリフルオロメチル)−2−ブテン。
PFBEおよび1,1,3−トリフルオロプロパン;
PFBEおよび1,3−ジフルオロプロパン;
PFBEおよび1,2−ジフルオロブタン;
PFBEおよび1,3−ジフルオロブタン;
PFBEおよび1,4−ジフルオロブタン;
PFBEおよび1,3−ジフルオロ−2−メチルプロパン;
PFBEおよび2,3−ジフルオロブタン;
PFBEおよび1,1,1−トリフルオロペンタン;
PFBEおよび1,1,1−トリフルオロ−3−メチルブタン;
PFBEおよび1,1−ジフルオロペンタン;
PFBEおよび1,2−ジフルオロペンタン;
PFBEおよび2,2−ジフルオロペンタン;
PFBEおよび1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロペンタン;
PFBEおよび1,1,1−トリフルオロヘキサン;
PFBEおよび1,1,2,2−テトラフルオロシクロブタン;および
PFBEおよび1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2,3−ビス(トリフルオロメチル)−2−ブテン。
本発明の組成物は、小型タービン遠心コンプレッサ(ミニ遠心コンプレッサ)において特に有用であり、自動および窓空調、ヒートポンプ、または運搬冷凍、ならびに他の用途において用いられることができる。これらの高効率ミニ遠心コンプレッサは電動機によって駆動され得、および従って、エンジン速度とは独立に動作されることができる。一定のコンプレッサ速度は、比較的一定の冷却容量をすべてのエンジン速度で提供することをシステムに許容する。これは、R−134a可搬式空調システムと比して、特により速いエンジン速度で効率向上についての機会を提供する。高駆動速度での従来のシステムのサイクル動作が考慮される場合、これらの低圧システムの利点はより大きくなる。
あるいは、電力を用いるより、ミニ遠心コンプレッサは、エンジン排気ガス駆動式タービンまたはレシオベルトドライブを備えるレシオギアドライブアセンブリによって作動され得る。現在の自動車設計において利用可能な電力は約14ボルトであるが、新たなミニ遠心コンプレッサは約50ボルトの電力を必要とする。従って、代替電源の使用が有利であろう。エンジン排気ガス駆動式タービンによって作動される冷凍または空調装置が、参照により本願明細書に援用される、2006年3月2日出願の米国特許公報(特許文献4)に詳細に記載されている。レシオギアドライブアセンブリによって作動される冷凍または空調装置が、参照により本願明細書に援用される、2006年3月17日出願の米国特許公報(特許文献5)に詳細に記載されている。
本発明の低圧冷媒流体のいくつかは、既存の遠心器具におけるCFC−113についての当座の代替として好適であり得る。
蒸気デグリーサまたはデフラクサなどのクリーニング機器において、組成物は、動作中に、シャフトシール、ホース接続部、ろう接継手および破線における漏出を介して失われ得る。さらに、作動組成物は、器具での維持管理処置中に大気に放出され得る。組成物が純粋な化合物または共沸または共沸物様組成物でない場合、器具から大気に漏出または排出するときに組成が変更し得、これは、器具中に残留する組成物を引火性にさせる、または許容できない性能を示す場合がある。従って、クリーニング組成物として、単一フッ素化炭化水素または、共沸あるいは漏出または蒸発に際してごくわずかな程度でしか分画しない共沸物様組成物を用いることが望ましい。
一実施形態において、本発明は、本発明の組成物を冷却される物体の近傍において蒸発させると共に、その後前記組成物を凝縮させるステップを含む冷却をもたらす方法に関する。
他の実施形態において、本発明は、本発明の組成物を加熱される物体の近傍において凝縮させると共に、その後前記組成物を蒸発させるステップを含む熱を生成させる方法に関する。
さらに他の実施形態において、本発明は、本発明の組成物が伝熱流体として役立つ、熱源からヒートシンクに熱を伝導させる方法に関する。伝熱についての前記方法は、本発明の組成物を熱源からヒートシンクに移送させるステップを含む。
伝熱流体は、熱を、1つの空間、部位、対象物または物体から異なる空間、部位、対象物または物体に、輻射、伝導、または対流によって伝導させ、移動させまたは除去するために用いられる。伝熱流体は、冷却(または加熱)を遠隔冷凍(または加熱)システムから伝導させる手段を提供することにより、第2のクーラントとして機能し得る。いくつかのシステムにおいて、伝熱流体は、伝導プロセス(すなわち、蒸発または凝縮ではない)の全体にわたって一定の状態に維持され得る。あるいは、蒸発冷却プロセスは伝熱流体をも用い得る。
熱源は、熱を伝導し、移動しまたは除去することが所望されるいずれかの空間、部位、対象物または物体として定義され得る。熱源の例は、スーパーマーケットにおける冷蔵または冷凍ケースなどの冷凍または冷却を必要とする空隙(開放または密閉)、空調を必要とする建物空隙、または空調を必要とする自動車の乗員室であり得る。ヒートシンクは、吸熱可能ないずれかの空間、部位、対象物または物体として定義され得る。蒸気圧縮冷凍システムは、このようなヒートシンクの一例である。
他の実施形態において、本発明は、エンジン排気ガス駆動式タービンによって作動されるミニ遠心コンプレッサにおいて本発明の組成物を圧縮するステップと、前記組成物を凝縮するステップと、その後、冷却される物体の近傍において前記組成物を蒸発させるステップとを含む冷却を行う方法に関する。
さらに他の実施形態において、本発明は、レシオベルトドライブを備えるレシオギアドライブアセンブリによって作動されるミニ遠心コンプレッサにおいて本発明の組成物を圧縮するステップと、前記組成物を凝縮するステップと、その後、冷却される物体の近傍において前記組成物を蒸発させるステップとを含む冷却を行う方法に関する。
本発明の実施形態において、本発明の共沸組成物は、効果的なクリーニング剤、デフラクサおよびデグリーサである。特に、本発明の共沸組成物は、フリップチップ、μBGA(ボールグリッドアレイ)、およびチップスケールなどの構成部品または他のアドバンスド高密度パッケージング構成部品を備える回路基板のデフラックスに有用である。フリップチップ、μBGA、およびチップスケールは、半導体産業において用いられる高密度パッケージング構成部品を記載する用語であり、およびこの分野に従事する者によってよく理解される。
他の実施形態において本発明は、表面または基材を本発明の組成物に接触させるステップと、表面または基材を組成物から元にもどすステップとを含む残渣を表面または基材から除去するプロセスに関する。
本発明の方法の実施形態において、表面または基材は集積回路デバイスであり得、この場合には、残渣はロジンフラックスまたは油を含む。集積回路デバイスは、フリップチップ、μBGA、またはチップスケールパッケージング構成部品などの種々のタイプの構成部品を備える回路基板であり得る。表面または基材は、さらに、ステンレス鋼などの金属表面であり得る。ロジンフラックスは、集積回路デバイスのハンダ付けにおいて普通用いられるいずれかのタイプであり得、特に限定されないが、RMA(弱活性化ロジン)、RA(活性化ロジン)、WS(水溶性)、およびOA(有機酸)を含む。油残渣としては、限定されないが、鉱物油、モータ油、およびシリコーンオイルが挙げられる。
本発明の方法において、表面または基材を接触させる手段は重要ではなく、および組成物を含有する浴中へのデバイスの浸漬、デバイスへの組成物の吹付けまたはデバイスの、組成物で濡らされた基材での拭きつけによって達成され得る。あるいは、組成物はまた、このような残渣除去のために設計された蒸気脱脂またはデフラックス装置において用いられ得る。このような蒸気脱脂またはデフラックス器具は、とりわけ、フォワードテクノロジー(Forward Technology)(ニュージャージー州トレントンのクレストグループ(Crest Group,Trenton,NJ)の系列会社)、トレックインダストリーズ(Trek Industries)(カルフォルニア州アズサ(Azusa,CA))、およびウルトロニックス(Ultronix,Inc.)(ペンシルバニア州ハットフィールド(Hatfield,PA))などの種々の供給元から入手可能である。
残渣を表面から除去するために効果的な組成物は、少なくとも約10、好ましくは約40、およびさらにより好ましくは約100のカウリ−ブタノール価(Kb)を有するものであろう。所与の組成物についてのカウリ−ブタノール価(Kb)は、前記組成物の種々の有機残渣(例えば、マシンおよび従来の冷凍滑剤)を可溶化させる能力を反映する。Kb値は、ASTM D−1133−94によって測定され得る。
以下の実施例は、本発明を例示することを意味していると共に、限定的であることは意味しない。
(実施例1)
(蒸気漏出の影響)
容器に初期組成物を特定の温度で充填し、および組成物の初期蒸気圧が計測される。温度を一定に保持しながら、50重量パーセントの初期組成物が除去されるまで組成物が容器から漏出させられ、この時点で、容器中に残留する組成物の蒸気圧が計測される。結果が以下の表6にまとめられている。
(蒸気漏出の影響)
容器に初期組成物を特定の温度で充填し、および組成物の初期蒸気圧が計測される。温度を一定に保持しながら、50重量パーセントの初期組成物が除去されるまで組成物が容器から漏出させられ、この時点で、容器中に残留する組成物の蒸気圧が計測される。結果が以下の表6にまとめられている。
結果は、元の組成物と、50重量パーセントが除去された後に残留する組成物との間の蒸気圧における差は、本発明の組成物について約10パーセント未満であることを示している。これは、本発明の組成物は共沸または近共沸物であることを示している。
(実施例2)
(圧力を発生させるための先端速度)
先端速度を、遠心コンプレッサを用いる冷凍器具についてのいくつかの基礎的な関係を形成することによって推定することができる。インペラが、ガスに付与する理想的なトルクは、以下のように定義される。
T=m×(v2×r2−v1×r1) 式1
式中、
T=トルク、ニュートンメートル
m=流れの質量割合、kg/sec
v2=インペラから離れる冷媒の旋回速度(先端速度)、メートル/sec
r2=出口インペラの半径、メートル
v1=インペラに進入する冷媒の旋回速度、メートル/sec
r1=入口インペラの半径、メートル
である。
(圧力を発生させるための先端速度)
先端速度を、遠心コンプレッサを用いる冷凍器具についてのいくつかの基礎的な関係を形成することによって推定することができる。インペラが、ガスに付与する理想的なトルクは、以下のように定義される。
T=m×(v2×r2−v1×r1) 式1
式中、
T=トルク、ニュートンメートル
m=流れの質量割合、kg/sec
v2=インペラから離れる冷媒の旋回速度(先端速度)、メートル/sec
r2=出口インペラの半径、メートル
v1=インペラに進入する冷媒の旋回速度、メートル/sec
r1=入口インペラの半径、メートル
である。
冷媒はインペラに事実上軸方向に進入すると仮定すれば、速度の旋回成分v1=0、従って
T=m×v2×r2 式2
である。
T=m×v2×r2 式2
である。
シャフトで要求される出力は、トルクおよび回転速度の積であり、
P=T×ω 式3
であり、
式中、
P=出力、W
ω=角速度、ラジアン/s
従って、
P=T×w=m×v2×r2×ω 式4
である。
P=T×ω 式3
であり、
式中、
P=出力、W
ω=角速度、ラジアン/s
従って、
P=T×w=m×v2×r2×ω 式4
である。
低冷媒流速では、インペラの先端速度および冷媒の旋回速度はほとんど等しい;従って
r2×w=v2 式5
および
P=m×v2×v2 式6
である。
r2×w=v2 式5
および
P=m×v2×v2 式6
である。
理想出力についての他の式は、流れの質量割合と、圧縮の等エントロピー仕事量の積である。
P=m×Hi×(1000J/kJ) 式7
式中、
Hi=蒸発条件から飽和凝縮条件での飽和蒸気からの冷媒のエンタルピーにおける差、kJ/kg。
P=m×Hi×(1000J/kJ) 式7
式中、
Hi=蒸発条件から飽和凝縮条件での飽和蒸気からの冷媒のエンタルピーにおける差、kJ/kg。
式6および7の2つの式を組み合わせて、
v2×v2=1000×Hi 式8
が得られる。
v2×v2=1000×Hi 式8
が得られる。
式8は、いくつかの基礎的な仮定に基づいているが、インペラの先端速度のよい推定を提供すると共に、冷媒の先端速度を比較する重要な方法を提供する。
以下の表は、1,2,2−トリクロロトリフルオロエタン(CFC−113)および本発明の組成物について算出される理論的先端速度を示す。この比較のために仮定した条件は:
エバポレータ温度 40.0°F(4.4℃)
コンデンサ温度 110.0°F(43.3℃)
液体サブクール温度 10.0°F(5.5℃)
回帰ガス温度 75.0°F(23.8℃)
コンプレッサ効率は70%である。
エバポレータ温度 40.0°F(4.4℃)
コンデンサ温度 110.0°F(43.3℃)
液体サブクール温度 10.0°F(5.5℃)
回帰ガス温度 75.0°F(23.8℃)
コンプレッサ効率は70%である。
これらは、小型タービン遠心コンプレッサが機能する典型的な条件である。
この実施例は、本発明の化合物がCFC−113の約±25パーセント内の先端速度を有すると共に、最低限のコンプレッサ設計変更での、CFC−113の効果的な代替品であろうことを示している。CFC−113の±15パーセント内の先端速度を有する化合物が好ましい。
(実施例3)
(性能データ)
以下の表は、CFC−113と比較した種々の冷媒の性能を示す。データは、以下の条件に基づいている。
エバポレータ温度 40.0°F(4.4℃)
コンデンサ温度 110.0°F(43.3℃)
サブクール温度 10.0°F(5.5℃)
回帰ガス温度 75.0°F(23.8℃)
コンプレッサ効率は70%である。
(性能データ)
以下の表は、CFC−113と比較した種々の冷媒の性能を示す。データは、以下の条件に基づいている。
エバポレータ温度 40.0°F(4.4℃)
コンデンサ温度 110.0°F(43.3℃)
サブクール温度 10.0°F(5.5℃)
回帰ガス温度 75.0°F(23.8℃)
コンプレッサ効率は70%である。
データは、本発明の組成物は、CFC−113に類似するエバポレータおよびコンデンサ圧力を有していることを示している。いくつかの組成物はまた、CFC−113より高い容量またはエネルギー効率(COP)を有している。
本発明の特定の実施形態が示され、および説明されてきたが、さらなる変更および改良を当業者は成すであろう。これが理解されることが所望され、従って、本発明は示された特定の形態に限定されないことが所望され、および添付の特許請求の範囲においては、本発明の思想および範囲から逸脱しないすべての改良を包含することを意図する。
Claims (27)
- 3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンと、
1,1,3−トリフルオロプロパン;
1,3−ジフルオロプロパン;
1,2−ジフルオロブタン;
1,3−ジフルオロブタン;
1,4−ジフルオロブタン;
1,3−ジフルオロ−2−メチルプロパン;
2,3−ジフルオロブタン;
1,1,1−トリフルオロペンタン;
1,1,1−トリフルオロ−3−メチルブタン;
1,1−ジフルオロペンタン;
1,2−ジフルオロペンタン;
2,2−ジフルオロペンタン;
1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロペンタン;
1,1,1−トリフルオロヘキサン;
1,1,2,2−テトラフルオロシクロブタン;および
1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2,3−ビス(トリフルオロメチル)−2−ブテン
からなる群から選択される少なくとも1種のヒドロフルオロカーボンとを含むことを特徴とする冷媒または伝熱流体組成物。 - 前記組成物が、
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび1,1,3−トリフルオロプロパン;
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび1,3−ジフルオロプロパン;
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび1,2−ジフルオロブタン;
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび1,3−ジフルオロブタン;
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび1,4−ジフルオロブタン;
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび1,3−ジフルオロ−2−メチルプロパン;
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび2,3−ジフルオロブタン;
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび1,1,1−トリフルオロペンタン;
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび1,1,1−トリフルオロ−3−メチルブタン;
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび1,1−ジフルオロペンタン;
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび1,2−ジフルオロペンタン;
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび2,2−ジフルオロペンタン;
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロペンタン;
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび1,1,1−トリフルオロヘキサン;
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび1,1,2,2−テトラフルオロシクロブタン;および
3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2,3−ビス(トリフルオロメチル)−2−ブテン
からなる群から選択されることを特徴とする請求項1に記載の冷媒または伝熱流体組成物。 - 前記組成物が、
約1〜約77重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約23〜約99重量パーセントの1,1,3−トリフルオロプロパン;
約1〜約76重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約24〜約99重量パーセントの1,3−ジフルオロプロパン;
約1〜約99重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約1〜約99重量パーセントの1,2−ジフルオロブタン;
約1〜約99重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約1〜約99重量パーセントの1,3−ジフルオロブタン;
約56〜約99重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約1〜約44重量パーセントの1,4−ジフルオロブタン;
約1〜約99重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約1〜約99重量パーセントの1,3−ジフルオロ−2−メチルプロパン;
約1〜約99重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約1〜約99重量パーセントの2,3−ジフルオロブタン;
約1〜約99重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約1〜約99重量パーセントの1,1,1−トリフルオロペンタン;
約1〜約99重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約1〜約99重量パーセントの1,1,1−トリフルオロ−3−メチルブタン;
約1〜約99重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約1〜約99重量パーセントの1,1−ジフルオロペンタン;
約1〜約99重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約1〜約99重量パーセントの1,2−ジフルオロペンタン;
約1〜約99重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約1〜約99重量パーセントの2,2−ジフルオロペンタン;
約1〜約99重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約1〜約99重量パーセントの1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロペンタン;
約1〜約99重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約1〜約99重量パーセントの1,1,1−トリフルオロヘキサン;
約1〜約99重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約1〜約99重量パーセントの1,1,2,2−テトラフルオロシクロブタン;および
約1〜約99重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約1〜約99重量パーセントの1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2,3−ビス(トリフルオロメチル)−2−ブテン
からなる群から選択される共沸または近共沸組成物であることを特徴とする請求項1に記載の冷媒または伝熱流体組成物。 - 前記組成物が、
約20〜約77重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約23〜約80重量パーセントの1,1,3−トリフルオロプロパン;
約20〜約76重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約24〜約80重量パーセントの1,3−ジフルオロプロパン;
約20〜約99重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約1〜約80重量パーセントの1,2−ジフルオロブタン;
約40〜約99重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約1〜約60重量パーセントの1,3−ジフルオロブタン;
約60〜約99重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約1〜約40重量パーセントの1,4−ジフルオロブタン;
約40〜約99重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約1〜約60重量パーセントの1,3−ジフルオロ−2−メチルプロパン;
約20〜約99重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約1〜約80重量パーセントの2,3−ジフルオロブタン;
約20〜約99重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約1〜約80重量パーセントの1,1,1−トリフルオロペンタン;
約20〜約99重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約1〜約80重量パーセントの1,1,1−トリフルオロ−3−メチルブタン;
約20〜約99重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約1〜約80重量パーセントの1,1−ジフルオロペンタン;
約20〜約99重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約1〜約80重量パーセントの1,2−ジフルオロペンタン;
約40〜約99重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約1〜約60重量パーセントの2,2−ジフルオロペンタン;
約20〜約99重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約1〜約80重量パーセントの1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロペンタン;
約20〜約99重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約1〜約80重量パーセントの1,1,1−トリフルオロヘキサン;
約20〜約99重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約1〜約80重量パーセントの1,1,2,2−テトラフルオロシクロブタン;および
約20〜約99重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび約1〜約80重量パーセントの1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2,3−ビス(トリフルオロメチル)−2−ブテン
からなる群から選択される共沸または近共沸組成物であることを特徴とする請求項1に記載の冷媒または伝熱流体組成物。 - 前記組成物が、
約41.7℃の温度で約14.7psia(101kPa)の蒸気圧を有する42.4重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび57.6重量パーセントの1,1,3−トリフルオロプロパン;
約37.8℃の温度で約14.7psia(101kPa)の蒸気圧を有する43.3重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび56.7重量パーセントの1,3−ジフルオロプロパン;
約48.5℃の温度で約14.7psia(101kPa)の蒸気圧を有する42.0重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび58.0重量パーセントの1,2−ジフルオロブタン;
約53.5℃の温度で約14.7psia(101kPa)の蒸気圧を有する67.8重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび32.2重量パーセントの1,3−ジフルオロブタン;
約57.6℃の温度で約14.7psia(101kPa)の蒸気圧を有する88.3重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび11.7重量パーセントの1,4−ジフルオロブタン;
約54.6℃の温度で約14.7psia(101kPa)の蒸気圧を有する72.9重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび27.1重量パーセントの1,3−ジフルオロ−2−メチルプロパン;
約46.3℃の温度で約14.7psia(101kPa)の蒸気圧を有する30.1重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび69.9重量パーセントの2,3−ジフルオロブタン;
約57.5℃の温度で約14.7psia(101kPa)の蒸気圧を有する69.7重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび30.3重量パーセントの2,2−ジフルオロペンタン;
約46.8℃の温度で約14.7psia(101kPa)の蒸気圧を有する39.6重量パーセントの3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセンおよび60.4重量パーセントの1,1,2,2−テトラフルオロシクロブタン
からなる群から選択される共沸組成物であることを特徴とする請求項1に記載の冷媒または伝熱流体組成物。 - 請求項1に記載の冷媒または伝熱組成物を、冷却される物体の近傍において蒸発させるステップと、その後に前記組成物を凝縮させるステップとを含むことを特徴とする冷却をもたらす方法。
- 請求項1に記載の冷媒または伝熱組成物を、加熱される物体の近傍において凝縮させるステップと、その後に前記組成物を蒸発させるステップとを含むことを特徴とする熱を生成させる方法。
- 請求項1の組成物を、熱源からヒートシンクへ移送するステップを含むことを特徴とする熱を伝達させる方法。
- ナフタルイミド、ペリレン、クマリン、アントラセン、フェナントラセン、キサンテン、チオキサンテン、ナフトキサンテン、フルオレセイン、前記染料の誘導体およびこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1種の紫外蛍光染料をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の組成物。
- 炭化水素、ジメチルエーテル、ポリオキシアルキレングリコールエーテル、アミド、ケトン、ニトリル、クロロカーボン、エステル、ラクトン、アリールエーテル、ヒドロフルオロエーテル、および1,1,1−トリフルオロアルカンからなる群から選択される少なくとも1種の可溶化剤をさらに含む組成物であって、前記冷媒および可溶化剤が同一の化合物ではないことを特徴とする請求項9に記載の組成物。
- 前記可溶化剤が、
a)式R1[(OR2)xOR3]y(式中、xが1〜3の整数であり;yが1〜4の整数であり;R1は、水素と、1〜6個の炭素原子およびy結合部位を有する脂肪族炭化水素ラジカルとから選択され;R2は、2〜4個の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビレンラジカルから選択され;R3は、水素と、1〜6個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素ラジカルとから選択され;R1およびR3の少なくとも1つが前記炭化水素ラジカルから選択される)によって表されるポリオキシアルキレングリコールエーテルであって、約100〜約300原子質量単位の分子量を有するポリオキシアルキレングリコールエーテルと、
b)式R1C(O)NR2R3およびシクロ−[R4CON(R5)−](式中、R1、R2、R3およびR5は、独立に、1〜12個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素ラジカル、および6〜12個の炭素原子を有する最大で1種の芳香族ラジカルから選択され、R4は、3〜12個の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビレンラジカルから選択される)によって表されるアミドであって、約100〜約300原子質量単位の分子量を有するアミドと、
c)式R1C(O)R2(式中、R1およびR2は、独立に、1〜12個の炭素原子を有する脂肪族、脂環式およびアリール炭化水素ラジカルから選択される)によって表されるケトンであって、約70〜約300原子質量単位の分子量を有するケトンと、
d)式R1CN(式中、R1は、5〜12個の炭素原子を有する脂肪族、脂環式またはアリール炭化水素ラジカルから選択される)によって表されるニトリルであって、約90〜約200原子質量単位の分子量を有するニトリルと、
e)式RClx(式中、xは1または2であり、Rは、1〜12個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素ラジカルから選択される)によって表されるクロロカーボンであって、約100〜約200原子質量単位の分子量を有するクロロカーボンと、
f)式R1OR2(式中、R1は、6〜12個の炭素原子を有するアリール炭化水素ラジカルから選択され、R2は、1〜4個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素ラジカルから選択される)によって表されるアリールエーテルであって、約100〜約150原子質量単位の分子量を有するアリールエーテルと、
g)式CF3R1(式中、R1は、約5〜約15個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素ラジカルから選択される)によって表される1,1,1−トリフルオロアルカンと、
h)式R1OCF2CF2H(式中、R1は、約5〜約15個の炭素原子を有する脂肪族、脂環式および芳香族炭化水素ラジカルから選択される)によって表されるフルオロエーテル、またはフルオロオレフィンおよびポリオールから誘導されるフルオロエーテル(ここで前記フルオロオレフィンは、タイプCF2=CXY(式中、Xは水素、塩素またはフッ素であると共に、Yは塩素、フッ素、CF3またはORfである(式中、RfはCF3、C2F5、またはC3F7である))のものであると共に、前記ポリオールは直鎖または分岐であって、ここで前記直鎖ポリオールはタイプHOCH2(CHOH)x(CRR’)yCH2OH(式中、RおよびR’は水素、CH3またはC2H5であり、xは0〜4の整数であり、yは0〜3の整数であり、およびzは0または1のいずれかである)のものであり、前記分岐ポリオールはタイプC(OH)t(R)u(CH2OH)v[(CH2)mCH2OH]w(式中、Rは水素、CH3またはC2H5であり得、mは0〜3の整数であり、tおよびuは0または1であり、vおよびwは0〜4の整数であり、また、t+u+v+w=4である)のものである)と、
i)構造[B]、[C]、および[D]によって表されるラクトン
j)一般式R1CO2R2(式中、R1およびR2は、独立に、直鎖および環状、飽和および不飽和、アルキルおよびアリールラジカルから選択される)によって表されるエステルであって、約80〜約550原子質量単位の分子量を有するエステルと
からなる群から選択されることを特徴とする請求項10に記載の組成物。 - 圧縮冷凍または空調装置における請求項9に記載の組成物を検出する方法であって、前記組成物を前記装置に提供するステップと、漏出ポイントまたは前記装置の近傍において前記組成物を検出するための好適な手段を提供するステップとを含むことを特徴とする方法。
- 前記冷媒または伝熱組成物が、ナフタルイミド、ペリレン、クマリン、アントラセン、フェナントラセン、キサンテン、チオキサンテン、ナフトキサンテン、フルオレセイン、前記染料の誘導体およびこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1種の紫外蛍光染料をさらに含むことを特徴とする請求項6に記載の冷却をもたらす方法。
- 前記冷媒または伝熱組成物が、ナフタルイミド、ペリレン、クマリン、アントラセン、フェナントラセン、キサンテン、チオキサンテン、ナフトキサンテン、フルオレセイン、前記染料の誘導体およびこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1種の紫外蛍光染料をさらに含むことを特徴とする請求項7に記載の熱を生成させる方法。
- 安定化剤、水捕捉剤、または臭気マスキング剤をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の組成物。
- 前記安定化剤が、ニトロメタン、ヒンダードフェノール、ヒドロキシルアミン、チオール、ホスファイトおよびラクトンからなる群から選択されることを特徴とする請求項15に記載の組成物。
- 多段遠心コンプレッサを用いる冷凍または空調装置において冷却をもたらすステップを含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記多段遠心コンプレッサが2段遠心コンプレッサであることを特徴とする請求項17に記載の方法。
- 多段遠心コンプレッサを用いる冷凍装置において熱を生成させるステップを含むことを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 前記多段遠心コンプレッサが2段遠心コンプレッサであることを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 前記水捕捉剤がオルトエステルであることを特徴とする請求項15に記載の組成物。
- エンジン排気ガス駆動式タービンによって電源供給されるミニ遠心コンプレッサを用いる冷凍または空調装置において冷却をもたらすステップを含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
- レシオベルトドライブを備えるレシオギアドライブアセンブリによって電源供給されるミニ遠心コンプレッサを用いる冷凍または空調装置において冷却をもたらすステップを含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
- (a)パーフルオロブチルエチレン(3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロ−1−ヘキセン(PFBE))と、
1,1,3−トリフルオロプロパン;
1,3−ジフルオロプロパン;
1,2−ジフルオロブタン;
1,3−ジフルオロブタン;
1,4−ジフルオロブタン;
1,3−ジフルオロ−2−メチルプロパン;
2,3−ジフルオロブタン;
1,1,1−トリフルオロペンタン;
1,1,1−トリフルオロ−3−メチルブタン;
1,1−ジフルオロペンタン;
1,2−ジフルオロペンタン;
2,2−ジフルオロペンタン;
1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロペンタン;
1,1,1−トリフルオロヘキサン;
1,1,2,2−テトラフルオロシクロブタン;および
1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2,3−ビス(トリフルオロメチル)−2−ブテン;
からなる群から選択される少なくとも1種のヒドロフルオロカーボンとを含む共沸または共沸物様組成物に表面を接触させるステップと、
(b)前記表面を前記組成物から回収するステップと
を含むことを特徴とする残渣を表面から除去する方法。 - 前記残渣が油を含むことを特徴とする請求項24に記載の方法。
- 前記残渣がロジンフラックスを含むことを特徴とする請求項24に記載の方法。
- 前記表面が集積回路デバイスであることを特徴とする請求項24に記載の方法。
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