JP2972914B1 - 不燃性作動流体組成物 - Google Patents
不燃性作動流体組成物Info
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Abstract
C、HCFCが有していた欠点を解消し、優れた熱力学
的特性を有する新規な不燃性作動流体組成物を提供す
る。 【解決手段】 CF3CHFOCF3を8重量%から50
重量%及びCF3CF2OCH3を92重量%から50重
量%含有してなる不燃性作動流体組成物。
Description
て極めて有用な不燃性作動流体組成物に関するものであ
る。
ルオロカーボン(CFC)、ヒドロクロロフルオロカー
ボン(HCFC)及びこれらの共沸組成物等がよく知ら
れている。例えば冷凍機用作動流体としては、トリクロ
ロフルオロメタン(CFC−11)、ジクロロジフルオ
ロメタン(CFC−12)、クロロジフルオロメタン
(HCFC−22)等が主に使用されている。また圧縮
式ヒートポンプ用作動流体としては、1,2−ジクロロ
−1,1,2,2−テトラフルオロエタン(CFC−1
14)等がよく知られている。これらCFC、HCFC
は、不燃性で毒性が少なく、安定であり、かつ作動流体
としての優れた熱力学的特性を有することから、これま
で広範囲な分野で使用されてきた。しかしながら、分子
中に塩素原子を含むこのようなCFC、HCFCは、大
気中に放出されると成層圏にまで到達し、成層圏のオゾ
ン層を破壊する。その結果、人類を含む地球上の生態系
に重大な悪影響を及ぼすことが指摘されている。従っ
て、オゾン層のオゾンを分解するCFC、HCFCにつ
いては、その生産を禁止することが国際的に決められて
いる。そのような対象となるCFC、HCFCに上記の
CFC−11、CFC−12、CFC−114及びHC
FC−22が含まれている。冷凍・空調設備等の普及に
伴い、需要が毎年増大してきたこのようなCFC、HC
FCの生産禁止は、居住環境をはじめとして現在の社会
全体に与える影響が極めて大きい。従って、オゾン層を
破壊しない新たな冷媒等の開発が緊急の課題となってい
る。そこで、塩素を含まない代替品としてヒドロフルオ
ロカーボン、ヒドロフルオロエーテル、炭化水素及びア
ンモニアがある。しかし、炭化水素、アンモニアは、可
燃性であり安全性に問題がある。ヒドロフルオロカーボ
ンは、オゾン層を破壊しないが大気寿命の長いものがあ
り、地球温暖化の原因となりうる。そこでヒドロフルオ
ロエーテルが提案されている。例えば、特開平8−26
9444号公報にはペンタフルオロエチルメチルエーテ
ルを主成分とする作動流体が明示されている。この化合
物は冷媒として有用であるが、燃焼試験では可燃であ
る。また、WO94/17153号公報にはCF3CF2
OCH3と炭化水素或いはHFC等との混合物が記載さ
れている。具体的にはCF3OCHF2、CF3OCH3、
イソブタン、ジメチルエーテルとの混合物が提案されて
いるが、可燃性となる危険性があるにもかかわらず、こ
れらの混合物の燃焼性について言及されていない。US
P3362180号明細書にはCF3CHFOCF3を用
いた冷凍方法の記載があるが、CF3CF2OCH3との
混合についての記載はない。
破壊を引き起こすこれまでのCFC、HCFCが有して
いた欠点を解消し、優れた熱力学的特性を有する新規な
不燃性作動流体組成物を提供することをその課題とす
る。
の破壊を引き起こすこれまでのフロンの欠点を解消し、
ヒドロフルオロカーボンや炭化水素にない特徴を持ち、
しかも優れた熱力学的特性を有する新規な作動流体の開
発について鋭意研究を重ねた結果、含フッ素エーテルで
あるCF3CF2OCH3とCF3CHFOCF3との混合
物がその目的に合致する要件を具備していることを見い
だし、本発明を完成するに至った。即ち、本発明によれ
ば、CF3CHFOCF3を8重量%から50重量%及び
CF3CF2OCH3を92重量%から50重量%含有し
てなる不燃性作動流体組成物が提供される。
分であるCF3CHFOCF3の主な物性を示すと、沸
点:−9.6℃、分子量:186、臨界温度:103
℃、臨界圧力:2.621MPaである。また、ガラス
製のシールドチューブ中で、150℃で10日間放置し
ても安定な化合物である。もちろん当該化合物は不燃性
で、更に吸入毒性も低い。このものは、例えばLur’
e et al.,J.Org.Chem.USSR(E
ngl. Transl.),7(1971),190
4.や特開平8−92145号公報に記載されている方
法で合成できる。本発明の組成物で用いる他方の成分で
あるCF3CF2OCH3の主な物性を示すと、沸点:6
℃、分子量150、臨界温度134℃、臨界圧力:2.
887MPaである。また、ガラス製のシールドチュー
ブ中で、175℃で30日間放置しても安定な化合物で
ある。更に吸入毒性も低い。この化合物は、例えば、特
開平8−269444号公報に記載されている方法で合
成できる。本発明組成物において、そのCF3CHFO
CF3の割合は、CF3CHFOCF3とCF3CF2OC
H3の合計量に対して、8〜50重量%、好ましくは8
〜40重量%であり、そのCF3CF2OCH3の割合
は、前記合計量に対して92〜50重量%、好ましくは
92〜60重量%である。本発明の組成物の沸点は、−
4〜5℃、好ましくは−3〜5℃である。
の安定剤を併用することができる。即ち、過酷な使用条
件下により高度の安定性が要求される場合には、例え
ば、プロピレンオキシド、1,2−ブチレンオキシド、
グリシドール等のエポキシド類、ジメチルホスファイ
ト、ジイソプロピルホスファイト、ジフェニルホスファ
イト等のホスファイト類、トリラウリルトリチオホスフ
ァイト等のチオホスファイト類、トリメチルホスフィン
サルファイド、トリフェニルホスフィンサルファイド等
のホスフィンサルファイド類、ホウ酸、トリエチルボレ
ート、トリフェニルボレート、フェニルボロン酸、ジフ
ェニルボロン酸等のホウ素化合物、2,6−ジ−ter
t−ブチルパラクレゾール等のフェノール類、ニトロメ
タン、ニトロエタン等の脂肪族ニトロ化合物、アクリル
酸メチル、アクリル酸エチル等のアクリル酸エステル
類、ジメトキシメタン、1,4−ジオキサン等のエーテ
ル類、tert−ブタノール、ペンタエリスリトール、
パライソプロペニルトルエン等を併用することができ
る。これらの安定剤は、CF3CHFOCF3とCF3C
F2OCH3の合計量にに対して0.01〜5重量%、好
ましくは、0.1〜2重量%の範囲で添加することがで
きる。また、本発明の作動流体組成物の特性を阻害しな
い程度であれば、HFC−134a(CF3CH2F)な
どのヒドロフルオロカーボンや、ビス(ジフルオロメチ
ル)エーテルなどヒドロフルオロエーテル等を添加する
ことができる。
CH3は、水素原子を含む為、大気中の水酸基ラジカル
との反応性が高く、対流圏で分解され易い。また塩素原
子を含まない為、オゾン層のオゾンも分解しないので、
オゾン層の破壊や温室効果の小さい化合物である。
作動流体としてだけでなく、ヒートポンプ等の作動流体
としても有用である。本発明の作動流体は、従来のフロ
ンと同様、発泡剤やエアゾール等の各種用途に使用でき
るが、特に作動流体として、従来のCFC−11、CF
C−12及びCFC−114の代替物として極めて有用
なものである。本発明の作動流体は、熱安定性に優れ、
その安定性は従来のフロンと同等水準にあり、かつ高分
子化合物に対する溶解性が低いので、既存の冷凍機器等
における材料変更等を最小限にとどめて使用できる。
明するが、本発明はその実施例に限定されるものではな
い。
と、空気および水蒸気を含む試験ガスを調製し、その混
合ガスの燃焼性を以下に示す燃焼試験により調べた。ま
た、二成分の気液平衡を常法により調べ、不燃性となる
ガス組成の時の液組成を算出した。
す。容器は内径10cmで、長さが40cmの硬質硝子
肉厚円筒の上下にステンレス製フランジを取付けたもの
である。放電電極は、下部フランジの底面から35mm
の高さの中心軸に水平に向かい合う、先端を鋭角にした
径2mmのタングステン棒であり、このタングステン棒
は、絶縁体を介してフランジを貫通する2本のステンレ
ス棒(径10mm、中心間隔40mm)で支持する構造
である。また、放電電源は、定格二次電圧が15kV、
放電時の実効電圧約800V、実効電流約0.03Aと
なるネオントランスを用いた。さらに、下部フランジに
は試料ガスの導入、排出口が設けられている。上部フラ
ンジには、径が60mmのステンレス薄板製の攪拌翼
が、径8mmのシャフトの先に取付けられ、上部フラン
ジの下面から50mm下の中心軸に下がっている。ま
た、上部フランジには、容量10kgf/cm2のスト
レンゲージ式圧力変換器、及び作動圧100psiの逃
がし弁、ならびに熱電対が取付けられている。試験は、
以下のように行った。まず、容器内を真空ポンプで排気
し、水蒸気を10.5mmHg導入し、試料ガス及び乾
燥空気を所望の分圧だけ導入した。10分間撹拌後着火
し、容器内の圧力変動を測定した。放電の持続時間は、
ネオントランスに印加する一次電圧(AC100V)の
印加時間をタイマー(立石電機製、H5CR型)で制御
した。電極間の距離は7mm、放電時間は0.15秒と
した。燃焼の判定は圧力の上昇をもって燃焼とした。
加湿空気中でのCF3CHFOCF3とCF3CF2OCH
3との混合ガスの燃焼範囲を、図2に示した。図2から
判るように、気相中のCF3CHFOCF3/CF3CF2
OCH3の比率が1.90/12.5(即ち13/8
7)vol以上になれば不燃性となる。図3にCF3C
HFOCF3とCF3CF2OCH3との気液平衡図を示し
た。図3より判るように、気相の組成においてCF3C
HFOCF3/CF3CF2OCH3が13/87molと
なる液相組成は、CF3CHFOCF3/CF3CF2OC
H3が7/93molであり、これは重量に換算すれば
8/92となることがわかった。なお、図3において、
x1およびy1は、それぞれ、CF3CF2OCH3成分の
液相及び気相におけるモル分率を示す。
起こすことがなく、優れた熱力学的特性を有し、CFC
−114の代替物として極めて有用な作動流体組成物が
提供される。
F2OCH3との混合ガスの燃焼範囲を示すグラフであ
る。
液平衡図を示す。
Claims (1)
- 【請求項1】 CF3CHFOCF3を8重量%から50
重量%及びCF3CF2OCH3を92重量%から50重
量%含有してなる不燃性作動流体組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10199567A JP2972914B1 (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 不燃性作動流体組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10199567A JP2972914B1 (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 不燃性作動流体組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2972914B1 true JP2972914B1 (ja) | 1999-11-08 |
JP2000017254A JP2000017254A (ja) | 2000-01-18 |
Family
ID=16409986
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10199567A Expired - Lifetime JP2972914B1 (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 不燃性作動流体組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2972914B1 (ja) |
-
1998
- 1998-06-30 JP JP10199567A patent/JP2972914B1/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000017254A (ja) | 2000-01-18 |
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