JP2879090B2 - 共沸及び共沸様組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、共沸組成物及び共
沸様組成物に関するものであり、より詳しくは冷媒、ポ
リウレタンやポリオレフィンの発泡剤等として用いられ
る共沸組成物及び共沸様組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、冷媒、発泡剤としては、ハロ
ゲン化炭化水素が最もよく知られており、塩素原子また
は塩素原子とフッ素原子が置換した炭化水素群としての
特徴を有している。これらのハロゲン化炭化水素は、毒
性が少なく、ハロゲンの置換数が多いと不燃性を示し、
また化学的及び熱的に安定であるため、広く使用されて
いる。例えば、これらのハロゲン化炭化水素としては、
クロロトリフルオロメタン，ジクロロジフルオロメタ
ン，ジクロロテトラフルオロエタン等のクロロフルオロ
カーボンや１、１−ジクロロ−２、２、２−トリフルオ
ロエタン、１、１−ジクロロ−１−フルオロエタン等の
ハイドロクロロフルオロカーボンが知られており、特に
前者のクロロフルオロカーボンは、毒性が少なく不燃性
で化学的及び熱的に安定であることから、広範囲な分野
で使用されている。しかし、かかる塩素を含むクロロフ
ルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボンは塩
素原子を有する為、成層圏のオゾン層を破壊するという
重大な欠点が指摘され、クロロフルオロカーボンはその
生産と使用を停止することが国際的に決められている。
このような状況下、かかる塩素を含むクロロフルオロカ
ーボン、ハイドロクロロフルオロカーボンに代わる物質
の開発が活発に行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、塩素を含む
フロン系炭化水素や塩素系炭化水素が有する洗浄性や低
毒性等の優れた性質を損なうことなく、オゾン層破壊の
心配がなく、且つ温室効果の小さい新規な組成物を提供
することをその課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成す
るに至った。即ち、本発明によれば、式 ＣＦ₃ＣＦ₂ＯＣＨ₃ （１） で表されるペンタフルオロエチル メチルエーテルと、
ペンタン、イソペンタンおよび１−ペンテンの中から選
ばれる少なくとも一種の有機溶媒からなる共沸または共
沸様組成物が提供される。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の組成物は、具体的には以
下のような組成物である。なお、共沸組成物とは、その
蒸気組成と液体組成が同一であり、蒸発、凝縮を繰り返
した後の組成物の組成変化がないものを意味する。ま
た、共沸様組成物とは、その蒸気組成と液体組成がほぼ
同一であり、沸点が共沸組成と概ね１℃しか変わらない
組成物を意味する。 （１）ペンタフルオロエチル メチルエーテル８５〜９
９．９ｍｏｌ％及びペンタン０．１〜１５ｍｏｌ％から
なる共沸様組成物、好ましくはペンタフルオロエチル
メチルエーテル９０ｍｏｌ％及びペンタン１０ｍｏｌ％
からなる共沸組成物である。この共沸組成物の沸点は、
大気圧（７６０ｍｍＨｇ）で５．２℃である。 （２）ペンタフルオロエチル メチルエーテル８０〜９
９．９ｍｏｌ％及びイソペンタン０．１〜２０ｍｏｌ％
からなる共沸様組成物、好ましくはペンタフルオロエチ
ル メチルエーテル８８ｍｏｌ％及びイソペンタン１２
ｍｏｌ％からなる共沸組成物である。この共沸組成物の
沸点は、大気圧（７６０ｍｍＨｇ）で４．５℃である。 （３）ペンタフルオロエチル メチルエーテル８０〜９
９．９ｍｏｌ％及び１−ペンテン０．１〜２０ｍｏｌ％
からなる共沸様組成物、好ましくはペンタフルオロエチ
ル メチルエーテル９１ｍｏｌ％及び１−ペンテン９ｍ
ｏｌ％からなる共沸組成物である。この共沸組成物の沸
点は、大気圧（７６０ｍｍＨｇ）で５．０℃である。本
発明に係る、ペンタフルオロエチル メチルエーテルは
既知物質であり、例えばフッ化カリウム存在下トリフル
オロアセチルクロライドとパラトルエンスルホン酸メチ
ルを反応させる方法等（独国特許第１２８３８２０号明
細書参照）により容易に合成可能な化合物である。

【０００６】本発明による組成物は、過酷な条件での使
用に際しては更に各種の安定剤を添加してもよい。安定
剤としては、蒸留操作により同伴留出されるもの或いは
共沸様混合物を形成するものが望ましい。このような安
定剤の具体例としては、ニトロメタン，ニトロエタン等
の脂肪族ニトロ化合物、ニトロベンゼン，ニトロスチレ
ン等の芳香族ニトロ化合物、ジメトキシメタン，１，２
−ジメトキシエタン，１,４−ジオキサン，１，３，５
−トリオキサン等のエ−テル類、グリシド−ル，メチル
グリシジルエ−テル，アリルグリシジルエ−テル，フェ
ニルグリシジルエ−テル，１，２−ブチレンオキシド，
シクロヘキセンオキシド，エピクロルヒドリン等のエポ
キシド類、ヘキセン，ヘプテン，ペンタジエン，シクロ
ペンテン，シクロヘキセン等の不飽和炭化水素類、アリ
ルアルコ−ル，１−ブテン−３−オ−ル等のオレフィン
系アルコ−ル類、３−メチル−１−ブチン−３−オ−
ル，３−メチル−１−ペンチン−３−オ−ル等のアセチ
レン系アルコ−ル類、アクリル酸メチル，アクリル酸エ
チル，アクリル酸ブチル，メタクリル酸ビニル等のアク
リル酸エステル類が挙げられる。また更に相乗的安定化
効果を得る為に、フェノ−ル類，アミン類，ベンゾトリ
アゾ−ル類を併用してもよい。これらの安定剤は、単独
で使用してもよく或いは２種以上組み合わせて使用して
もよい。安定剤の使用量は、安定剤の種類等により異な
るが、共沸様の性質に支障のない程度とする。その使用
量は、通常本発明組成物の０.０１〜１０重量％程度で
あり、０.１〜５重量％程度とすることがより好まし
い。

【０００７】また本発明組成物には、洗浄力，界面作用
等をより一層改善する為に、必要に応じて各種の界面活
性剤を添加することができる。界面活性剤としては、ソ
ルビタンモノオレエ−ト，ソルビタントリオレエ−ト等
のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンの
ソルビットテトラオレエ−ト等のポリオキシエチレンソ
ルビット脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンモノラ
ウレ−ト等のポリエチレングリコ−ル脂肪酸エステル
類、ポリオキシエチレンラウリルエ−テル等のポリオキ
シエチレンアルキルエ−テル類、ポリオキシエチレンノ
ニルフェニルエ−テル等のポリオキシエチレンアルキル
フェニルエ−テル類、ポリオキシエチレンオレイン酸ア
ミド等のポリオキシエチレンアルキルアミン脂肪酸アミ
ド類等のノニオン系界面活性剤が挙げられ、単独で使用
してもよく或いは２種以上組み合わせて使用してもよ
い。相乗的に洗浄力及び界面作用を改善する目的で、こ
れらのノニオン系界面活性剤に更にカチオン系界面活性
剤またはアニオン系界面活性剤を併用してもよい。界面
活性剤の使用量は、その種類等により異なるが、共沸様
の性質に支障のない程度で、通常本発明組成物の０．１
〜２０重量％程度であり、０．３〜５重量％程度とする
ことがより好ましい。

【０００８】本発明の組成物は、既存の冷媒、発泡剤の
代替として極めて有用なものである。その具体的な用途
としては、冷媒としてルームエアコン、カーエアコンな
どの空調機器、給湯器などのヒートポンプに適応でき
る。また、エアロゾルを利用したクリーナーや気化熱を
利用した冷却剤にも利用できることは、従来のクロロフ
ルオロカーボンと同じである。発泡剤としてポリウレタ
ンフォームの発泡剤、ポリエチレンなどのポリオレフィ
ンの発泡剤などを挙げることができるが、これに限られ
るものではない。

【０００９】

【発明の効果】本発明の組成物は、塩素原子を含まない
為、オゾン層破壊の心配がない。また本発明の組成物
は、水素原子を含む為、大気中の水酸ラジカルとの反応
性が高く対流圏で分解され易い為、温室効果が小さい。

【００１０】

【実施例】以下に実施例を示し、本発明の特徴とすると
ころを一層明確にする。勿論、本発明は、これらの実施
例によって限定されるものではない。

【００１１】実施例１ 気液平衡測定装置を用いてペンタフルオロエチル メチ
ルエーテルとペンタンの気液平衡及び共沸点を測定し
た。ペンタフルオロエチル メチルエーテルとペンタン
との一定組成の混合試料を試料容器部に入れ、加熱し
た。そして気相凝縮液の滴下速度が適正になるように加
熱を調整して、安定した沸騰を４０分間以上保った。圧
力及び沸点が安定していることを確かめた後、それらを
測定した。また液相及び気相凝縮液をサンプリングし、
液体の密度を測定することによりサンプリング液中のペ
ンタフルオロエチル メチルエーテルの濃度を測定し
た。その測定結果を表１、図１及び図２に示す。図中、
○は実測点を表し、実線は上記で得られた実測値を相関
するように決定したＷｉｌｓｏｎ定数を基に描いた計算
曲線である。Ｗｉｌｓｏｎ定数については、例えば、
Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，８６，１２７（１９６
４）に記載されている。この結果から、ペンタフルオロ
エチル メチルエーテル ８５〜９９．９ｍｏｌ％及び
ペンタン０．１〜１５ｍｏｌ％の範囲にある本発明の組
成物は、共沸様組成物である。ここでペンタフルオロエ
チル メチルエーテル ９０ｍｏｌ％及びペンタン１０
ｍｏｌ％からなる組成物は共沸組成物であり、その沸点
は大気圧（７６０ｍｍＨｇ）で５．２℃である。

【００１２】

【表１】

【００１３】実施例２ 実施例１の組成物に変えてペンタフルオロエチル メチ
ルエーテルとイソペンタンを用いた以外、実施例１と同
様の装置及び手順で測定を行った。その測定結果を表
２、図３及び図４に示す。この結果から、 ペンタフル
オロエチル メチルエーテル ８０〜９９．９ｍｏｌ％
及びイソペンタン ０．１〜２０ｍｏｌ％の範囲にある
本発明の組成物は、共沸様組成物である。ここでペンタ
フルオロエチル メチルエーテル ８８ｍｏｌ％及びイ
ソペンタン １２ｍｏｌ％からなる組成物は共沸組成物
であり、その沸点は、大気圧（７６０ｍｍＨｇ）で４．
５℃である。

【００１４】

【表２】

【００１５】実施例３ 実施例１の組成物に変えてペンタフルオロエチル メチ
ルエーテルと１−ペンテンを用いた以外、実施例１と同
様の装置及び手順で測定を行った。その測定結果を表
３、図５及び図６に示す。この結果から、ペンタフルオ
ロエチル メチルエーテル ８０〜９９．９ｍｏｌ％及
び１−ペンテン０．１〜２０ｍｏｌ％の範囲にある本発
明の組成物は、共沸様組成物である。ここで ペンタフ
ルオロエチル メチルエーテル ９１ｍｏｌ％及び１−
ペンテン ９ｍｏｌ％からなる組成物は共沸組成物であ
り、その沸点は、大気圧（７６０ｍｍＨｇ）で５．０℃
である。

【００１６】

【表３】

【図面の簡単な説明】

【図１】ＣＦ₃ＣＦ₂ＯＣＨ₃／ペンタン系の気液平衡
（７６０ｍｍＨｇ）における液相中のＣＦ₃ＣＦ₂ＯＣＨ
₃濃度（ｘ₁）と気相中のＣＦ₃ＣＦ₂ＯＣＨ₃濃度（ｙ₁）
との関係を示す。

【図２】ＣＦ₃ＣＦ₂ＯＣＨ₃／ペンタン系の気液平衡
（７６０ｍｍＨｇ）における液相及び気相中のＣＦ₃Ｃ
Ｆ₂ＯＣＨ₃濃度（ｘ₁）及び（ｙ₁）と沸点温度（Ｔ）と
の関係を示す。

【図３】ＣＦ₃ＣＦ₂ＯＣＨ₃／イソペンタン系の気液平
衡（７６０ｍｍＨｇ）における液相中のＣＦ₃ＣＦ₂ＯＣ
Ｈ₃濃度（ｘ₁）と気相中のＣＦ₃ＣＦ₂ＯＣＨ₃濃度
（ｙ₁）との関係を示す。

【図４】ＣＦ₃ＣＦ₂ＯＣＨ₃／イソペンタン系の気液平
衡（７６０ｍｍＨｇ）における液相及び気相中のＣＦ₃
ＣＦ₂ＯＣＨ₃濃度（ｘ₁）及び（ｙ₁）と沸点温度（Ｔ）
との関係を示す。

【図５】ＣＦ₃ＣＦ₂ＯＣＨ₃／１−ペンテン系の気液平
衡（７６０ｍｍＨｇ）における液相中のＣＦ₃ＣＦ₂ＯＣ
Ｈ₃濃度（ｘ₁）と気相中のＣＦ₃ＣＦ₂ＯＣＨ₃濃度
（ｙ₁）との関係を示す。

【図６】ＣＦ₃ＣＦ₂ＯＣＨ₃／１−ペンテン系の気液平
衡（７６０ｍｍＨｇ）における液相及び気相中のＣＦ₃
ＣＦ₂ＯＣＨ₃濃度（ｘ₁）及び（ｙ₁）と沸点温度（Ｔ）
との関係を示す。

【符号の説明】 １ 気相中のＣＦ₃ＣＦ₂ＯＣＨ₃濃度と沸点Ｔとの関係
を示す。 ２ 液相中のＣＦ₃ＣＦ₂ＯＣＨ₃濃度と沸点Ｔとの関係
を示す。。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤本 悦男 東京都文京区本郷２−40−17 本郷若井 ビル６階財団法人地球環境産業技術研究 機構 新規冷媒等プロジェクト室内 (72)発明者 秋山 稔 東京都文京区本郷２−40−17 本郷若井 ビル６階財団法人地球環境産業技術研究 機構 新規冷媒等プロジェクト室内 (72)発明者 関屋 章 茨城県つくば市東１丁目１番 工業技術 院物質工学工業技術研究所内 審査官 佐藤 修 (56)参考文献 特開 平８−269444（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C07C 9/14 C07C 43/12 C09K 5/04 C08J 9/14

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ペンタフルオロエチル メチルエーテル
   及びペンタンからなることを特徴とする共沸及び共沸様
   組成物。
2. 【請求項２】 ペンタフルオロエチル メチルエーテル
   及びイソペンタンからなることを特徴とする共沸及び共
   沸様組成物。
3. 【請求項３】 ペンタフルオロエチル メチルエーテル
   及び１−ペンテンからなることを特徴とする共沸及び共
   沸様組成物。