JP3884231B2 - 1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンの共沸様組成物 - Google Patents

1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンの共沸様組成物 Download PDF

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Description

【0001】
(発明の分野)
本発明は、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンまたはノナフルオロメトキシブタンとから本質的になる2成分共沸様組成物に関する。さらに、本発明は、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンまたはノナフルオロメトキシブタンと、さらにトランス−1,2−ジクロロエチレン、n−臭化プロピル、アセトン、メタノール、エタノールまたはイソプロパノールの中の少なくとも1種とから本質的になる3成分または4成分共沸様組成物に関する。
【0002】
(背景)
近年になって、洗浄用途に用いるある種のハロゲン化炭化水素化合物が、大気中に放出されたときに、成層圏オゾン層に悪影響を及ぼすであろうと指摘されるようになった。この主張は未だ完全に立証されたわけではないが、国際的協定下で、ある種の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)をベースとした洗浄組成物の使用および製造を規制する動きがある。したがって、従来のCFCおよびHCFCベースの洗浄組成物と比較してオゾン層破壊能が低く、その一方では洗浄用途で許容できる効用を発揮する新規組成物の開発に対する要求がある。
【0003】
冷凍および洗浄装置で、操作中にシャフトシール、ホース接続部、はんだ接合部および破損ラインからの漏れにより組成物が失われることがある。加えて、装置のメンテナンス操作の間、作用している組成物が大気中に放出されることがある。この組成物が純粋成分または共沸あるいは共沸様組成物でない場合、この組成物が装置から大気中に漏れるかまたは放出されたときに、この組成物が変化することがあり、そのことが装置に残る組成物を可燃性にするかまたは許容できない性能を示すようになることの原因となる得る。したがって、単一のフッ素化炭化水素あるいは共沸組成物、または漏れまたは蒸発したときの分留が無視できる程度の共沸様組成物を冷媒または洗浄組成物として用いることが望ましい。
【0004】
エレクトロニクス産業界で用いる洗浄および乾燥組成物であるCFCおよびHCFCの代替組成物としてヒドロフルオロカーボン(HFC)が提案されている。しかし、多くのHFCは、炭化水素またはシリコン油およびはんだフラックス残渣などのエレクトロニクス産業界の汚れを溶解する力に限界がある。したがって、このようなエレクトロニクス産業界の汚れに対し許容できる溶解作用を示すHFCベースの洗浄組成物に対するニーズがある。
【0005】
火災および火災に伴う有毒副生物の潜在能力が気掛かりになる用途では、冷媒および洗浄組成物が、操作の間および新たに組成物を系に充填する時または組成物が系から漏れた後、液相および気相のいずれにおいても不燃性であることが望ましい。したがって、従来のHCFCおよびCFCベースの組成物に置き換えるために使用する組成物は、不燃性であることが好ましい。
【0006】
また、上記の問題点を解決するために提案された組成物は、低い地球温暖化ポテンシャル(GWP)を有することが望ましい。
【0007】
エレクトロニクス産業界、およびこの産業界を支え洗浄溶液を必要とする産業界、ならびに冷凍産業界は、上述の問題を解決する組成物の調査を継続している。下記の開示は、このような努力の証明である。
【0008】
・米国特許第5,478,492号で、Barthelemyらは、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン、1,2−ジクロロエチレンおよび必要に応じてC1〜C3アルカノールからなる共沸および共沸様組成物を開示している。
【0009】
・米国特許第5,268,121号で、Michaudは、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンおよびメタノールからなる共沸組成物を開示している。
【0010】
・米国特許第5,445,757号で、Pennetreauは、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンおよびエタノールからなる共沸または擬似共沸組成物を開示している。
【0011】
・米国特許第5,268,120号で、Michaudは、1,1−ジクロロ−1−フルオロエタン、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンおよびメタノールからなる共沸組成物を開示している。
【0012】
・特開平5−168805号(未審査)で、Toshioは、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン、溶媒および脂肪酸塩界面活性剤からなる組成物を開示している。
【0013】
・特開平5−302098号(未審査)で、Toshioは、少なくとも1種のR1CH22(式中、R1およびR2はHFC基であってよい)、界面活性剤、および必要に応じてアルコール、ケトンまたはヒドロハロカーボンからなる組成物を開示している。
【0014】
・特開平5−171185号(未審査)で、Kiyoshiは、1,1−ジクロロ−1−フルオロエタンおよび1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンからなり、必要に応じてアルコールを含む組成物を開示している。
【0015】
・特開平5−171190号で、Toshioらは、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン、溶媒および非イオン系界面活性剤からなる組成物を開示している。
【0016】
・世界知的所有権機関(WIPO)の国際公開WO9630487号で、Barthelemyらは、C3〜C10のヒドロフルオロカーボン、補助溶媒およびイミダゾリン界面活性剤を含む組成物を開示している。
【0017】
・世界知的所有権機関(WIPO)の国際公開WO9636689号で、Flynnらは、ヒドロフルオロカーボンエーテルと種々の有機溶媒とからなる共沸および共沸様組成物を開示している。
【0018】
・米国特許第5,196,137号で、Merchantは、1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンおよびジクロロエチレンからなる共沸組成物を開示している。
【0019】
・米国特許第5,064,560号で、Merchantは、1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタン、トランス−1,2−ジクロロエチレンおよびアルコールからなる共沸組成物を開示している。
【0020】
・世界知的所有権機関(WIPO)の国際公開WO9902616号で、DeGrootは、1−ブロモプロパンおよび1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンからなり、必要に応じて補助溶媒を含む共沸および共沸様組成物を開示している。
【0021】
・特開平10−36894号(未審査)で、Michinoriらは、ヒドロフルオロカーボンおよび/またはヒドロフルオロエーテル、およびこのヒドロフルオロカーボンまたはヒドロフルオロエーテルの沸点より少なくとも50℃高い沸点を有する有機化合物の混合物である組成物を開示している。
【0022】
・世界知的所有権機関(WIPO)の国際公開WO9850517号で、Henryは、1−ブロモプロパンおよびヒドロフルオロカーボンであってもよい溶解調節剤からなる組成物を開示している。
【0023】
前述の理由から、エレクトロニクス産業界、およびこの産業界を支え洗浄溶液を必要とする産業界、ならびに冷凍産業界には、前述の問題点を解決する組成物に対するニーズがある。
【0024】
(概要)
本発明の組成物は、洗浄および冷凍産業界が直面する前述の多くの問題を解決する。本発明の組成物は、オゾン層を破壊せず、GWPが低く、本質的に非分留性共沸様組成物であり、不燃性であり、冷凍性能に優れ、および洗浄性能に優れ、ならびに従来のエレクトロニクス産業界の汚れ(油およびフラックス)の溶解に優れている。本発明は、本質的に1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンおよび1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンまたはノナフルオロメトキシブタンからなる2成分共沸様組成物を含む。さらに、本発明は1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンまたはノナフルオロメトキシブタンと、さらにトランス−1,2−ジクロロエチレン(tDCE)、n−臭化プロピル(nPB)、アセトン、メタノール、エタノールまたはイソプロパノールとから本質的になる3成分または4成分共沸様組成物を含む。
【0025】
(詳細な説明)
本発明の共沸様組成物は、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンを含み、かつ以下からなる群:
(i)1〜99重量%の1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンと、1〜99重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で58.6kPaから100.9kPaの蒸気圧を有する組成物、
(ii)1〜95重量%の1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンと、1〜98重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜15重量%のメタノールとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で72.9kPaから112.2kPaの蒸気圧を有する組成物、
(iii)1〜95重量%の1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンと、1〜98重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜15重量%のエタノールとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で72.2kPaから105.5kPaの蒸気圧を有する組成物、
(iv)1〜95重量%の1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンと、1〜98重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜15重量%のイソプロパノールとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で61.8kPaから103.2kPaの蒸気圧を有する組成物、
(v)1〜70重量%の1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンと、28〜98重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜10重量%のアセトンとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で73.8kPaから100.3kPaの蒸気圧を有する組成物、
(vi)1〜80重量%の1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンと、1〜98重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜66重量%のトランス−1,2−ジクロロエチレンとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で102.8kPaから118.8kPaの蒸気圧を有する組成物、
(vii)1〜60重量%の1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンと、10〜97重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜45重量%のトランス−1,2−ジクロロエチレンと、1〜10重量%のメタノールとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で116.0kPaから128.2kPaの蒸気圧を有する組成物、
(viii)1〜60重量%の1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンと、10〜97重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜45重量%のトランス−1,2−ジクロロエチレンと、1〜10重量%のエタノールとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で107.1kPaから118.5kPaの蒸気圧を有する組成物、
(ix)1〜60重量%の1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンと、10〜97重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜45重量%のトランス−1,2−ジクロロエチレンと、1〜10重量%のイソプロパノールとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で104.6kPaから114.9kPaの蒸気圧を有する組成物、
(x)1〜50重量%の1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンと、30〜98重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜49重量%のn−臭化プロピルとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で70.9kPaから106.5kPaの蒸気圧を有する組成物、
(xi)1〜70重量%の1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンと、10〜97重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜35重量%のn−臭化プロピルと、1〜10重量%のメタノールとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で89.9kPaから117.0kPaの蒸気圧を有する組成物、
(xii)1〜70重量%の1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンと、10〜97重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜35重量%のn−臭化プロピルと、1〜10重量%のエタノールとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で85.8kPaから108.3kPaの蒸気圧を有する組成物、
(xiii)1〜70重量%の1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンと、10〜97重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜35重量%のn−臭化プロピルと、1〜10重量%のイソプロパノールとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で78.7kPaから105.1kPaの蒸気圧を有する組成物、
(xiv)1〜67および92〜99重量%のノナフルオロメトキシブタンと、33〜99および1〜8重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で50.1kPaから100.9kPaの蒸気圧を有する組成物、
(xv)1〜90重量%のノナフルオロメトキシブタンと、1〜98重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜15重量%のメタノールとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で77.9kPaから113.2kPaの蒸気圧を有する組成物、
(xvi)1〜60重量%のノナフルオロメトキシブタンと、39〜98重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜10重量%のエタノールとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で82.7kPaから105.3kPaの蒸気圧を有する組成物、
(xvii)1〜60重量%のノナフルオロメトキシブタンと、39〜98重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜10重量%のイソプロパノールとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で82.1kPaから103.1kPaの蒸気圧を有する組成物、
(xviii)1〜98重量%のノナフルオロメトキシブタンと、1〜98重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜98重量%のアセトンとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で52.1kPaから100.3kPaの蒸気圧を有する組成物、
(xix)1〜75重量%のノナフルオロメトキシブタンと、1〜98重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜64重量%のトランス−1,2−ジクロロエチレンとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で93.4kPaから118.7kPaの蒸気圧を有する組成物、
(xx)1〜60重量%のノナフルオロメトキシブタンと、20〜97重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜50重量%のトランス−1,2−ジクロロエチレンと、1〜10重量%のメタノールとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で113.1kPaから127.8kPaの蒸気圧を有する組成物、
(xxi)1〜50重量%のノナフルオロメトキシブタンと、20〜97重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜50重量%のトランス−1,2−ジクロロエチレンと、1〜10重量%のエタノールとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で104.9kPaから113.8kPaの蒸気圧を有する組成物、
(xxii)1〜50重量%のノナフルオロメトキシブタンと、20〜97重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜50重量%のトランス−1,2−ジクロロエチレンと、1〜9重量%のイソプロパノールとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で103.8kPaから111.1kPaの蒸気圧を有する組成物、
(xxiii)1〜50重量%のノナフルオロメトキシブタンと、30〜98重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜49重量%のn−臭化プロピルとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で90.7kPaから106.6kPaの蒸気圧を有する組成物、および
(xxiv)1〜70重量%のノナフルオロメトキシブタンと、10〜97重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜35重量%のn−臭化プロピルと、1〜10重量%のメタノールとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で93.4kPaから118.0kPaの蒸気圧を有する組成物、
からなる群から選択される組成物であって、この組成物の50重量%が気化または蒸発した後、残留している組成物の蒸気圧が、気化または蒸発前の組成物の蒸気圧から10%以下だけ変化することを特徴とする組成物である。
【0026】
好ましくは、本発明の共沸様組成物は、以下からなる群:
(i)10〜90重量%の1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンと、10〜90重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で65.9kPaから98.9kPaの蒸気圧を有する組成物、
(ii)10〜40重量%の1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンと、50〜89重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜10重量%のメタノールとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で100.1kPaから110.4kPaの蒸気圧を有する組成物、
(iii)10〜40重量%の1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンと、50〜89重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜10重量%のエタノールとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で96.9kPaから103.8kPaの蒸気圧を有する組成物、
(iv)10〜40重量%の1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンと、50〜89重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜10重量%のイソプロパノールとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で92.5kPaから101.1kPaの蒸気圧を有する組成物、
(v)10〜40重量%の1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンと、50〜89重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜10重量%のアセトンとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で85.6kPaから95.1kPaの蒸気圧を有する組成物、
(vi)10〜50重量%の1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンと、20〜70重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、10〜45重量%のトランス−1,2−ジクロロエチレンとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で114.2kPaから118.0kPaの蒸気圧を有する組成物、
(vii)10〜50重量%の1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンと、10〜50重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、15〜45重量%のトランス−1,2−ジクロロエチレンと、1〜6重量%のメタノールとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で116.0kPaから128.2kPaの蒸気圧を有する組成物、
(viii)10〜50重量%の1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンと、10〜50重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、15〜45重量%のトランス−1,2−ジクロロエチレンと、1〜6重量%のエタノールとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で114.1kPaから118.5kPaの蒸気圧を有する組成物、
(ix)10〜50重量%の1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンと、10〜50重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、15〜45重量%のトランス−1,2−ジクロロエチレンと、1〜6重量%のイソプロパノールとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で109.1kPaから114.9kPaの蒸気圧を有する組成物、
(x)10〜50重量%の1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンと、30〜70重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、10〜40重量%のn−臭化プロピルとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で91.1kPaから106.3kPaの蒸気圧を有する組成物、
(xi)10〜50重量%の1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンと、20〜70重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、12〜35重量%のn−臭化プロピルと、1〜6重量%のメタノールとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で98.8kPaから110.8kPaの蒸気圧を有する組成物、
(xii)10〜50重量%の1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンと、20〜70重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、12〜35重量%のn−臭化プロピルと、1〜6重量%のエタノールとからなる組成物であって、40℃の温度で93.8kPaから103.3kPaの蒸気圧を有する組成物、
(xiii)10〜50重量%の1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンと、20〜70重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、12〜35重量%のn−臭化プロピルと、1〜6重量%のイソプロパノールとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で89.6kPaから99.1kPaの蒸気圧を有する組成物、
(xiv)20〜60重量%のノナフルオロメトキシブタンと、40〜80重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で82.7kPaから96.9kPaの蒸気圧を有する組成物、
(xv)10〜40重量%のノナフルオロメトキシブタンと、50〜89重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜10重量%のメタノールとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で107.0kPaから113.2kPaの蒸気圧を有する組成物、
(xvi)10〜40重量%のノナフルオロメトキシブタンと、48〜89重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜6重量%のエタノールとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で92.0kPaから102.2kPaの蒸気圧を有する組成物、
(xvii)10〜40重量%のノナフルオロメトキシブタンと、48〜89重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜6重量%のイソプロパノールとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で90.7kPaから100.5kPaの蒸気圧を有する組成物、
(xviii)10〜40重量%のノナフルオロメトキシブタンと、40〜80重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜10重量%のアセトンとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で88.0kPaから96.3kPaの蒸気圧を有する組成物、
(xix)10〜50重量%のノナフルオロメトキシブタンと、30〜70重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、10〜40重量%のトランス−1,2−ジクロロエチレンとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で104.9kPaから116.3kPaの蒸気圧を有する組成物、
(xx)10〜50重量%のノナフルオロメトキシブタンと、20〜70重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、15〜45重量%のトランス−1,2−ジクロロエチレンと、1〜6重量%のメタノールとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で121.1kPaから127.8kPaの蒸気圧を有する組成物、
(xxi)10〜50重量%のノナフルオロメトキシブタンと、20〜70重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、12〜45重量%のトランス−1,2−ジクロロエチレンと、1〜6重量%のエタノールとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で104.9kPaから113.8kPaの蒸気圧を有する組成物、
(xxii)10〜50重量%のノナフルオロメトキシブタンと、20〜70重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、12〜45重量%のトランス−1,2−ジクロロエチレンと、1〜6重量%のイソプロパノールとからなる組成物であって、40℃の温度で103.8kPaから111.1kPaの蒸気圧を有する組成物、
(xxiii)10〜50重量%のノナフルオロメトキシブタンと、30〜70重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、10〜40重量%のn−臭化プロピルとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で90.7kPaから106.6kPaの蒸気圧を有する組成物、および
(xxiv)10〜50重量%のノナフルオロメトキシブタンと、20〜70重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、12〜35重量%のn−臭化プロピルと、1〜6重量%のメタノールとから本質的になる組成物であって、40℃の温度で101.8kPaから113.2kPaの蒸気圧を有する組成物、
から選択される組成物であって、この組成物の50重量%が気化または蒸発した後、残留している組成物の蒸気圧が、気化または蒸発前の組成物の蒸気圧から10%以下だけ変化することを特徴とする組成物である。
【0027】
先に述べたように、冷凍および洗浄装置で、操作中にシャフトシール、ホース接続部、はんだ接合部および破損ラインからの漏れにより組成物が失われることがある。加えて、装置のメンテナンス操作中に、作用している組成物が大気中に放出されることがある。この組成物が純粋成分または共沸あるいは共沸様組成物でない場合、この組成物が装置から大気中に漏れるかまたは放出されたときに、この組成物が変化することがあり、そのことが装置に残る組成物を可燃性にするかまたは許容できない性能を示すようになることの原因となり得る。したがって、単一のフッ素化炭化水素あるいは共沸組成物、または本発明のように、漏れまたは蒸発したときの分留が無視できる程度の共沸様組成物を冷媒または洗浄組成物として用いることが望ましい。
【0028】
共沸様(azeotrope-like)組成物という用語は、単一物質として挙動する一定の沸点のまたは実質的に一定の沸点の2つまたは複数の物質の液体混合物を意味する。共沸様組成物の特徴を描写する1つの方法は、液体の部分的な蒸発または蒸留により生成した蒸気が、蒸発または蒸留する前の液体と実質的に同一組成であること、すなわち実質的な組成変化のない蒸留物/還流物の混合物であることである。共沸様組成物の特徴を描写する別の方法は、特定温度におけるこの組成物のバブルポイント蒸気圧と露点蒸気圧とが実質的に同一であることである。本明細書では、気化または蒸発などにより組成物の50重量%が除去された後に、最初の組成物と、気化または蒸発により最初の組成物の50重量%が除去された後に残留する組成物との間で、蒸気圧の差異が10%以下であるならば、この組成物は共沸様であるとする。
【0029】
本明細書では、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンをHFC−365mfcと称し、1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタンをHFC−43−10meeと称し、トランス−1,2−ジクロロエチレンをtDCEと称し、n−臭化プロピルをnPBと称することがある。
【0030】
本発明のノナフルオロメトキシブタン(C49OCH3)の異性体には、1,1,1,1,3,3−ヘキサフルオロ−2−メトキシ−2−(トリフルオロメチル)プロパン(CH3OC(CF33)、1,1,1,2,2,3,3,4,4−ノナフルオロ−4−メトキシブタン(CH3OCF2CF2CF2CF3)、1,1,1,2,3,3−ヘキサフルオロ−2−(トリフルオロメチル)−3−メトキシプロパン(CH3OCF2CF(CF32)、および1,1,1,2,3,3,4,4,4−ノナフルオロ−2−メトキシブタン(CH3OCF(CF3)CF2CF3)があり、約60℃の異性体沸点を有する。本発明の組成物のその他の成分には、以下の成分が含まれる。すなわち、標準沸点54℃のHFC−43−10mee、標準沸点40℃のHFC−365mfc、標準沸点65℃のメタノール、標準沸点78℃のエタノール、標準沸点82℃のイソプロパノール、標準沸点71℃のn−臭化プロピル、標準沸点48℃のトランス−1,2−ジクロロエチレン、および標準沸点56℃のアセトンがある。
【0031】
本発明の組成物を形成する純粋な成分は、40℃で以下に示すような蒸気圧を有する。
【0032】
【表1】
Figure 0003884231
【0033】
驚くべきことに、本発明者は、実質的に一定の沸点を有する共沸様組成物を発見し、この組成物は、40℃の温度で下記の組成(重量%)を有する(下表でHFC−43−10meeはさらに43−10meeと略称し、HFC−365mfcはさらに365mfcと略称する)。
【0034】
【表2】
Figure 0003884231
【0035】
有効量とは、組み合わせたときに共沸様組成物を生成する本発明の組成物の各成分の量を意味する。この定義には各成分の量を含み、この成分の量は、異なる沸点を有する有能性があるが、異なる圧力下で共沸様組成物が存在する限り、組成物に加えられる圧力に依存して変化する可能性がある。したがって、有効量には、本明細書に記載するものとは異なる温度または圧力で、共沸様組成物を形成する本発明の組成物の各成分の量が含まれる。この量は重量%で表現してもよい。したがって、有効量には、本明細書の記載とは異なる温度または圧力で共沸様組成物を形成する本発明の組成物の各成分量が含まれる。
【0036】
本発明の共沸様組成物は、所望量を混合または組み合わせることを含む従来の方法により製造できる。好ましい方法は、所望の成分量を秤量し、続いてこれらを適切な容器内で混合することである。
【0037】
本発明の組成物は、低い地球温暖化ポテンシャルを有する。HFC−43−10meeは1300の100年GWP、一方、HFC−365mfcは840の100年GWPを有する。HFC−365mfcは可燃性であるが、HFC−43−10meeおよびHFC−365mfcの混合物は、不燃性であり、かつ唯一のHFC成分としてHFC−43−10meeを含む組成物よりも低い全地球温暖化影響力を有する。
【0038】
本発明者は、トランス−ジクロロエチレン、n−臭化プロピルまたはアセトンの存在下で、HFC−43−10meeまたはC49OCH3を、本発明の組成物中のHFC−365mfcで置き換えることが、地球温暖化影響力を低下させ、予想外に油の溶解性を改善することを発見した。
【0039】
約0〜100℃の沸点を有する脂肪族炭化水素、約0〜100℃の沸点を有するヒドロフルオロカーボンアルカン、約0〜100℃の沸点を有するヒドロフルオロプロパン、約0〜100℃の沸点を有する炭化水素エステル、約0〜100℃の沸点を有するヒドロクロロフルオロカーボン、約0〜100℃の沸点を有するヒドロフルオロカーボン、約0〜100℃の沸点を有するヒドロクロロカーボンなどのその他の成分、クロロカーボン、およびペルフルオロ化合物を、上述の共沸または共沸様組成物に、一定した沸騰特性を含むかかる組成物の特性を実質的に変えることなく少量加えることが可能である。
【0040】
添加剤が、意図する用途に対して本発明の組成物に悪影響を与えず、要求する本発明の共沸様組成物の基本的かつ新規な特性を変更しない場合には、潤滑剤、腐食防止剤、界面活性剤、安定剤、消泡剤、染料およびその他の適切な材料などの、洗浄分野および冷凍分野で既知の添加剤を種々の目的で本発明の組成物に添加することができ、またこの既知の添加剤の存在下で本発明の組成物を使用することができる。例えば、米国特許第5,908,022号にDishartが開示したフルオロアルキルホスファート界面活性剤を本発明の組成物に溶解して使用することができる。得られた組成物は、半導体産業界で集積基板の製造時に行なう脱水法(代替乾燥)に有効であることが判明した。
【0041】
本明細書は、本発明の共沸様組成物を洗浄剤および圧縮冷媒として使用することに関するものであるが、本発明の組成物はまた、ポリオレフィンおよびポリウレタン用の膨張剤(ポリマーフォーム発泡剤)、エアゾル噴射剤、熱伝達媒体、気体誘電体、動力循環作動流体、重合媒体、粒子除去流体、キャリヤー流体およびバフ研磨剤としても有用であることが判るであろう。
【0042】
(実施例)
本発明を例示する特定の実施例を以下に示す。ここで特に断りのない限り、全てのパーセントは重量%である。下記の実施例で、HFC−43−10meeはさらに43−10meeと略称し、HFC−365mfcはさらに365mfcと略称する。
【0043】
(実施例1:蒸気漏れが蒸気圧に及ぼす影響)
40℃の温度で最初の組成物を容器に充填させて組成物の蒸気圧を測定した。最初の組成物の50重量%が除去されるまで、温度を40℃に一定に保ち、容器から組成物が漏れるようにして、容器に残留する組成物の蒸気圧を測定した。結果を以下の表1に要約した。
【0044】
【表3】
Figure 0003884231
【0045】
【表4】
Figure 0003884231
【0046】
【表5】
Figure 0003884231
【0047】
【表6】
Figure 0003884231
【0048】
【表7】
Figure 0003884231
【0049】
【表8】
Figure 0003884231
【0050】
【表9】
Figure 0003884231
【0051】
【表10】
Figure 0003884231
【0052】
【表11】
Figure 0003884231
【0053】
【表12】
Figure 0003884231
【0054】
【表13】
Figure 0003884231
【0055】
【表14】
Figure 0003884231
【0056】
【表15】
Figure 0003884231
【0057】
【表16】
Figure 0003884231
【0058】
【表17】
Figure 0003884231
【0059】
【表18】
Figure 0003884231
【0060】
【表19】
Figure 0003884231
【0061】
【表20】
Figure 0003884231
【0062】
【表21】
Figure 0003884231
【0063】
【表22】
Figure 0003884231
【0064】
【表23】
Figure 0003884231
【0065】
【表24】
Figure 0003884231
【0066】
【表25】
Figure 0003884231
【0067】
【表26】
Figure 0003884231
【0068】
この実施例の結果は、これらの組成物が共沸様であることを示している。なぜなら、40℃の温度で、最初の組成物の50重量%を除去したとき、残留組成物の蒸気圧の変化が、最初の組成物がもつ蒸気圧の10%またはそれ以内である。また、ある場合には、与えられた組成物の蒸気圧は、組成物中の如何なる純粋な成分の蒸気圧よりも高い。
【0069】
(実施例2:蒸留)
適切な容器内で30.0重量%のHFC−43−10meeと、70.0重量%のHFC−365mfcとを含む溶液を調製し、十分に混合した。この溶液を5枚板のOldershaw蒸留カラム(直径7cm、高さ40cm)において、10:1の還流の除去に対する比率で蒸留した。ヘッドおよびポット温度は1℃まで直接読んだ。蒸留は760mmHgの圧力で行なった。蒸留物の組成はガスクロマトグラフィで分析した。その結果を表2に要約する。
【0070】
【表27】
Figure 0003884231
【0071】
上記データの分析は、蒸留が進行するに従い、ヘッド温度および蒸留物組成において小さな差異が生じることを示し、これは共沸様特性を示している。
【0072】
(実施例3:蒸留)
適切な容器内で26.7重量%のHFC−43−10meeと、44.7重量%のHFC−365mfcと、28.6重量%のtDCEとを含有する溶液を調製し、十分に混合した。この溶液を5枚板のOldershaw蒸留カラム(直径7cm、高さ40cm)において、10:1の還流の除去に対する比率で蒸留した。ヘッドおよびポット温度は1℃まで直接読んだ。蒸留は757.53mmHgの圧力で行なった。蒸留物の組成はガスクロマトグラフィで分析した。その結果を表3に要約する。
【0073】
【表28】
Figure 0003884231
【0074】
上記データの分析は、蒸留が進行するに従い、ヘッド温度と蒸留物組成に小さな差異が生じることを示し、これは共沸様特性を示している。
【0075】
(実施例4:油溶解度)
本発明の組成物について、室温における鉱油への溶解度試験を行なった。適切な容器に一定量の油を秤量して入れ、続いて油が完全に溶解するまで本発明の組成物を徐々に添加することにより溶解度を測定した。結果を以下の表4に示した。
【0076】
【表29】
Figure 0003884231
【0077】
HFC−365mfcは、比較的低い鉱油溶解度を有するが、tDCEまたはn−臭化プロピル(nPB)を含有する洗浄組成物中で、HFC−43−10meeまたはC49OCH3を置き換えたときには、鉱油溶解度は改善する。365mfcとtDCEとの間、および365mfcとnPBとの間に相乗効果があり、油溶解度を改善する。
【0078】
(実施例5:油溶解度)
純粋な化合物および本発明の組成物について、実施例4に示した方法で溶解度を測定した。結果を下の表5に示す。
【0079】
【表30】
Figure 0003884231
【0080】
この結果は、上記組成物へHFC−365mfcを添加すると、365mfcはtapmatic切削液およびシリコーンDC−200油と不混和性であるにも拘わらず、溶解度に予期せぬ改善があることを証明している。
【0081】
(実施例6:洗浄性能)
表4に示した本発明の組成物を適切な容器に満たし、沸点まで加熱した。種々の残渣を塗布したステンレススチール製のナットおよびボルトを容器中に10秒間吊るし、次に取り出して観察した。表6の結果は残渣が本質的に完全に除かれたことを示す。
【0082】
組成物#1−25%の43-10mee/45%の365mfc/30%のtDCE
組成物#2−30%の43-10mee/40%の365mfc/25%のtDCE/5%のメタノール
組成物#3−25%の43-10mee/45%の365mfc/30%のnPB
組成物#4−30%の43-10mee/40%の365mfc/25%のnPB/5%のメタノール
組成物#5−25%のC4F9OCH3/45%の365mfc/30%のtDCE
組成物#6−30%のC4F9OCH3/40%の365mfc/25%のtDCE/5%のメタノール
組成物#7−25%のC4F9OCH3/45%の365mfc/30%のnPB
【0083】
【表31】
Figure 0003884231
【0084】
(実施例7:洗浄性能)
表7に示した本発明の組成物を適切な容器に満たし、沸点まで加熱した。種々の残渣を塗布したステンレススチール製のナットおよびボルトを容器中に10秒間吊るし、次に取り出して観察した。油溶解度も測定した。表7の結果は残渣が本質的に完全に除かれたことを示す。
【0085】
組成物#1−33%の43-10mee/28%の365mfc/39%のtDCE
組成物#2−10%の43-10mee/40%の365mfc/50%のtDCE
組成物#3−45%の43-10mee/1%の365mfc/54%のtDCE
組成物#4−20%の43-10mee/60%の365mfc/20%のnPB
組成物#5−60%の43-10mee/10%の365mfc/30%のnPB
組成物#6−40%の43-10mee/40%の365mfc/20%のnPB
組成物#7−35%の43-10mee/61%の365mfc/4%のアセトン
組成物#8−20%の43-10mee/72%の365mfc/8%のアセトン
組成物#9−50%の43-10mee/47%の365mfc/3%のアセトン
組成物#10−35%のC4F9OCH3/33%の365mfc/32%のtDCE
組成物#11−10%のC4F9OCH3/40%の365mfc/50%のtDCE
組成物#12−60%のC4F9OCH3/10%の365mfc/30%のtDCE
組成物#13−20%のC4F9OCH3/60%の365mfc/20%のnPB
組成物#14−50%のC4F9OCH3/30%の365mfc/20%のnPB
組成物#15−1%のC4F9OCH3/50%の365mfc/49%のnPB
組成物#16−20%のC4F9OCH3/70%の365mfc/10%のアセトン
組成物#17−10%のC4F9OCH3/60%の365mfc/30%のアセトン
組成物#18−30%のC4F9OCH3/10%の365mfc/60%のアセトン
組成物#19−30%のC4F9OCH3/50%の365mfc/5%のメタノール/15%のnPB
【0086】
【表32】
Figure 0003884231
【0087】
【表33】
Figure 0003884231
【0088】
Krytox(登録商標)は、 DuPont Companyの商標である。
【0089】
(実施例8:脱フラックス)
数枚の片面回路基板にAlpha 611F RMA ロジンフラックスを塗布し、続いて2分間にわたって165℃に加熱して活性化した。この基板を表8に示した組成物を用いて室温で洗浄して脱フラックスした。結果は、本発明の組成物を用いて顕著な残渣除去を示している。
【0090】
【表34】
Figure 0003884231
【0091】
(実施例9:燃焼性試験)
ASTM 1310のタグ解放式カップ法(tag open cup method)により、本発明の組成物の燃焼性を試験した。以下の表9に示す組成物では、示した温度範囲でタグ解放式カップ引火点は観察されなかった。
【0092】
【表35】
Figure 0003884231
【0093】
(実施例10:燃焼性試験)
ASTM D−56−93のタグ密閉式カップ法により、本発明の組成物の燃焼性を試験した。以下の表10の組成物では、示した温度範囲でカップ内にタグ密閉式カップ引火点は観察されなかった。
【0094】
【表36】
Figure 0003884231
【0095】
(実施例11:地球温暖化)
洗浄混合液中のHFC−43−10meeの一定量をHFC−365mfcで置き換えて表11に示すような混合物の地球温暖化を抑える。純粋成分の地球温暖化データは、World Meterological Organization Global Ozone Research and Monitoring Projectによる1998年のScientific Assessment of Ozone Depletion(Report No.44、Geneva、1999)から採用した。混合物のGWPは個々の成分のGWPの重量の合計を基準とした。
【0096】
【表37】
Figure 0003884231
【0097】
(実施例12:冷凍性能)
下記の表12は、冷媒としての本発明の組成物の性能を示す。データは、下記条件を基準にした。
【0098】
蒸発器温度 華氏40.0度(4.4℃)
凝縮器温度 華氏110.0度(43.3℃)
サブクール温度 華氏10.0度(5.6℃)
リターンガス温度 華氏75.0度(23.9℃)
圧縮機効率 70%
【0099】
冷凍能力は、3.5立方フィート/分の固定した排気量および70%の体積効率を有する圧縮機を基準にしている。能力は、蒸発器中で循環する冷媒1ポンド当りの冷媒のエンタルピー変化、すなわち蒸発器中で時間当りに冷媒により除去された熱量を意味するものである。成績係数(COP)は、能力と圧縮仕事の比率を意味するものである。これは、冷媒エネルギー効率の測定である。
【0100】
【表38】
Figure 0003884231
【0101】
この実施例は、43−10meeまたはC49OCH3に対して365mfcを添加することにより能力を顕著に改善し、その一方で圧縮器吐出温度を低下させかつCFC−113に匹敵する圧力を与えることを示している。また、凝縮器および蒸発器中の分別またはすべりは、共沸様特性を証明している。

Claims (22)

  1. 1〜75重量%のノナフルオロメトキシブタンと、1〜98重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜64重量%のトランス−1,2−ジクロロエチレンとから本質的になる共沸様組成物であって、40℃の温度で93.4kPaから118.7kPaの蒸気圧を有する共沸様組成物。
  2. 10〜50重量%のノナフルオロメトキシブタンと、30〜70重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、10〜40重量%のトランス−1,2−ジクロロエチレンとから本質的になる共沸様組成物であって、40℃の温度で104.9kPaから116.3kPaの蒸気圧を有する共沸様組成物。
  3. 1〜60重量%のノナフルオロメトキシブタンと、20〜97重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜50重量%のトランス−1,2−ジクロロエチレンと、1〜10重量%のメタノールとから本質的になる共沸様組成物であって、40℃の温度で113.1kPaから127.8kPaの蒸気圧を有する共沸様組成物。
  4. 10〜50重量%のノナフルオロメトキシブタンと、20〜70重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、15〜45重量%のトランス−1,2−ジクロロエチレンと、1〜6重量%のメタノールとから本質的になる共沸様組成物であって、40℃の温度で121.1kPaから127.8kPaの蒸気圧を有する共沸様組成物。
  5. 1〜50重量%のノナフルオロメトキシブタンと、20〜97重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜50重量%のトランス−1,2−ジクロロエチレンと、1〜10重量%のエタノールとから本質的になる共沸様組成物であって、40℃の温度で104.9kPaから113.8kPaの蒸気圧を有する共沸様組成物。
  6. 10〜50重量%のノナフルオロメトキシブタンと、20〜70重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、12〜45重量%のトランス−1,2−ジクロロエチレンと、1〜6重量%のエタノールとから本質的になる共沸様組成物であって、40℃の温度で104.9kPaから113.8kPaの蒸気圧を有する共沸様組成物。
  7. 1〜50重量%のノナフルオロメトキシブタンと、20〜97重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜50重量%のトランス−1,2−ジクロロエチレンと、1〜9重量%のイソプロパノールとから本質的になる共沸様組成物であって、40℃の温度で103.8kPaから111.1kPaの蒸気圧を有する共沸様組成物。
  8. 10〜50重量%のノナフルオロメトキシブタンと、20〜70重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、12〜45重量%のトランス−1,2−ジクロロエチレンと、1〜6重量%のイソプロパノールとからなる共沸様組成物であって、40℃の温度で103.8kPaから111.1kPaの蒸気圧を有する共沸様組成物。
  9. 1〜50重量%のノナフルオロメトキシブタンと、30〜98重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜49重量%のn−臭化プロピルとから本質的になる共沸様組成物であって、40℃の温度で90.7kPaから106.6kPaの蒸気圧を有する共沸様組成物。
  10. 10〜50重量%のノナフルオロメトキシブタンと、30〜70重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、10〜40重量%のn−臭化プロピルとから本質的になる共沸様組成物であって、40℃の温度で90.7kPaから106.6kPaの蒸気圧を有する共沸様組成物。
  11. 1〜70重量%のノナフルオロメトキシブタンと、10〜97重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、1〜35重量%のn−臭化プロピルと、1〜10重量%のメタノールとから本質的になる共沸様組成物であって、40℃の温度で93.4kPaから118.0kPaの蒸気圧を有する共沸様組成物。
  12. 10〜50重量%のノナフルオロメトキシブタンと、20〜70重量%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンと、12〜35重量%のn−臭化プロピルと、1〜6重量%のメタノールとから本質的になる共沸様組成物であって、40℃の温度で101.8kPaから113.2kPaの蒸気圧を有する共沸様組成物。
  13. 0〜100℃の沸点を有する脂肪族炭化水素、0〜100℃の沸点を有するヒドロフルオロカーボンアルカン、0〜100℃の沸点を有するヒドロフルオロプロパン、0〜100℃の沸点を有する炭化水素エステル、0〜100℃の沸点を有するヒドロクロロフルオロカーボン、0〜100℃の沸点を有するヒドロフルオロカーボン、0〜100℃の沸点を有するヒドロクロロカーボン、クロロカーボン、およびペルフルオロ化合物から選択される1つまたはそれらの組み合わせ成分を、共沸様組成物の特性を実質的に変えることのない量でさらに含むことを特徴とする、請求項1〜12のいずれかに記載の共沸様組成物。
  14. 請求項1〜13のいずれかに記載の共沸様組成物からなることを特徴とするポリオレフィン及びポリウレタン用の膨張剤。
  15. 請求項1〜13のいずれかに記載の共沸様組成物からなることを特徴とするエアゾル噴射剤。
  16. 請求項1〜13のいずれかに記載の共沸様組成物からなることを特徴とする気体誘電体。
  17. 請求項1〜13のいずれかに記載の共沸様組成物からなることを特徴とする重合媒体。
  18. 請求項1〜13のいずれかに記載の共沸様組成物からなることを特徴とするキャリヤー流体。
  19. 請求項1〜13のいずれかに記載の共沸様組成物からなることを特徴とするバフ研磨剤。
  20. 表面の洗浄方法であって、
    (a)表面を請求項1〜13のいずれかに記載の共沸様組成物と接触させる工程と、
    (b)前記共沸様組成物から洗浄された表面を回収する工程
    とを有することを特徴とする洗浄方法。
  21. 冷凍を生じさせる方法であって、請求項1〜13のいずれかに記載の共沸様組成物を凝縮する工程と、その後に冷凍すべき物体の周辺で前記共沸様組成物を蒸発させる工程とを有することを特徴とする方法。
  22. 熱を生み出すための方法であって、加熱すべき物体の周辺で請求項1〜13のいずれかに記載の共沸様組成物を凝縮させる工程と、その後に前記共沸様組成物を蒸発させる工程とを有することを特徴とする方法。
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