JPH04226928A - 飽和フルオロパーハロカーボン液体の精製方法および関連装置 - Google Patents

飽和フルオロパーハロカーボン液体の精製方法および関連装置

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JPH04226928A
JPH04226928A JP3113057A JP11305791A JPH04226928A JP H04226928 A JPH04226928 A JP H04226928A JP 3113057 A JP3113057 A JP 3113057A JP 11305791 A JP11305791 A JP 11305791A JP H04226928 A JPH04226928 A JP H04226928A
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JP
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alkaline earth
fluoroperhalocarbon
oxide
particulate
cartridge
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JP3113057A
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English (en)
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Robert B Fletcher
ロバート・バークレイ・フレッチャー
Donald F Hagen
ドナルド・フレデリック・ハーゲン
Venkateswaru Pothapragada
フェンカトスヴァール・ポサプラガーダ
Frederick E Behr
フレデリック・エリック・ベール
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3M Co
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Minnesota Mining and Manufacturing Co
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D15/00Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/38Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C17/389Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by adsorption on solids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/38Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C17/395Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound

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  • Water Treatment By Sorption (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はパーフルオロオレフィン
およびパーフルオロクロロオレフィンを包含するオレフ
ィン不純物を飽和フルオロパーハロカーボンから除去す
る方法に関する。
【0002】フルオロパーハロカーボン液体(例えば、
パーフッ素化液体)は、電子装置(例えば、スーパーコ
ンピュータ)用冷却材、および気相半田付け工程におけ
る熱移送媒体のような多くの工業分野に用いられている
。 しかしながら、このような液体の多くの種類では、高温
度に加熱された場合に特定のパーフルオロオレフィンお
よびパーフルオロクロロオレフィンのような毒性の不純
物が形成される。このような不純物はこの液体またはこ
のような汚染された液体を含む装置を取り扱う人々にと
って危険要因である。
【0003】例えば、パーフルオロイソブチレン(以降
はPFIBのように短縮して称する)は室温において無
色透明の気体であり、毒性物質として広く認められてい
る。たとえ低濃度であってもPFIBに人がさらされる
ことは致命的である(例えば、ツルビニ,L.J.(T
urbini, L.J.)、ザド,F.M.(Zad
o, F.M.)、「凝結再流動半田付けの化学的およ
び環境的局面(Chemical and Envir
onmental Aspectsof Conden
sation Reflow Soldering)」
、エレクトロニック・パッケージング・アンド・プロダ
クション(Electronic Packaging
 and Production)、第20巻、198
0年; スミス,L.W.(Smith, L.W.)
、ガードナー,R.J.(Gardener, R.J
.)およびケネディー,G.L.Jr(Kennedy
, G.L.Jr)、「パーフルオロイソブチレンの短
期間吸入毒性(Short Term Inhalat
ion Toxicity ofPerfluoroi
sobutylene)」、ドラッグ・アンド・ケミカ
ル・トキシコロジィー(Drug and Chemi
cal Toxicology)、第5巻、1982年
、第295〜303頁;ダニシェフスキー,S.L.(
Danishevskii, S.L.)、コチャノフ
,M.M.(Kochanov, M.M.)、「数種
のフッ素−有機化合物の毒性(Toxicityof 
Some Fluoro−Organic Compo
unds)」、オイギエナ・ツルヅ・イ・プロフェショ
ナラエ・ゼベレベニア(Oigiena Truds 
i Professional’aye Zebele
veniay)、第5巻、1961年; および、ワリ
ツ,R.S.(Waritz, R.S.)、およびク
オン・B.K.(Kwon, B.K.)、「500℃
を下回る温度に加熱されたポリテトラフルオロエチレン
の熱分解生成物の吸入毒性(The Inhalati
on Toxicity of Pyrolysis 
Products of Polytetrafluo
roethylene Heated Below 5
00 Degrees Centigrade)」、ア
メリカン・インダストリアル・ハイジーン・アソシェー
ション・ジャーナル(American Indust
rial Hygiene Association 
Journal)、第29巻、1968年)。
【0004】PFIBを生成する装置のオペレータのP
FIBによる危険性を低減させるために種々の方法が提
案されている(ツルビニ,L.J.、ザド,F.M.、
「凝結再流動半田付けの化学的および環境的局面」、エ
レクトロニック・パッケージング・アンド・プロダクシ
ョン、第20巻、1980年; 「フルオリナート(F
luorinertTM  液体」、3M出版番号第9
8−0211−4411−2(78.2)R1 XY)
。このような方法には、パーフッ素化液体の過昇温を避
けるために気相半田付け装置を操作および維持する技術
が包含される。このようにして、発生するPFIBの量
が低減され、そして作業場の設計基準で十分な換気を提
供することにより、PFIBのレベルを危険水準を下回
るように保っている。しかしながら、恐らくは保守およ
び操作技術ではPFIBの生成を完全に防止することは
不可能であり、PFIBを大気中に換気することは環境
の面から好ましくない。トリート(Treat)の米国
防衛公開(Defensive Publicatio
n)第T983,009号には、メタノールと選択され
たハロゲン化水素との溶液に接触させることによりフッ
素含有化合物の混合物中のPFIBを無毒のエーテルに
変換する方法が記載されている。この方法では確かに一
般にPFIBよりも毒性が低い生成物が生じるけれども
、1)反応物の種々の供給流を制御しなければならない
ので連続工程での操作が複雑であること、2)反応物と
して危険なハロゲン化水素(例えば、HFおよびHCl
)を使用すること、および3)得られる生成物の廃棄の
問題が生じる、という新たな問題を呈する。ウィークス
(Weeks)の米国特許第3,696,156号には
、粗製のフルオロパーハロカーボンを気相で約180〜
250℃において塩基性アルカリ金属またはアルカリ土
類金属水酸化物もしくは酸化物を含有するアルミナと接
触させることにより、2〜6炭素原子を有する飽和フル
オロパーハロカーボン化合物からパーフルオロオレフィ
ンおよびパーフルオロクロロオレフィン不純物を除去す
る方法が記載されている。この方法の問題点としては、
危険性化合物で汚染された熱ガスを取り扱う必要がある
ことが挙げられる。
【0005】したがって、低温で液状において行うこと
が可能なフルオロパーハロカーボン化合物からパーフル
オロオレフィンおよびパーフルオロクロロオレフィン不
純物を除去する方法の開発は有用である。
【0006】
【発明の要旨】本発明の一局面においては、フルオロパ
ーハロカーボン液体(例えば、パーフッ素化液体)から
、パーフルオロオレフィン(例えば、PFIB)および
パーフルオロクロロオレフィン化合物およびそれらの混
合物からなる群から選択される化合物を含有するか、好
ましくは必然的にそれらから成るオレフィン不純物を除
去する方法を提供する。この方法は上記フルオロパーハ
ロカーボン液体を、アルミナ(好ましくは塩基性アルミ
ナ)、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属水酸化物、ア
ルカリ土類酸化物、アルカリ土類水酸化物、シリコン酸
化物、錫酸化物、亜鉛酸化物、アルカリ土類塩基性カー
ボネート、およびアルカリ土類塩基性ホスフェート、遷
移金属酸化物微粒子およびそれらの混合物からなる群か
ら選択される微粒子を含有するか、好ましくは必然的に
これらからなる微粒子体と接触させる工程を包含する。 必要に応じて、この微粒子の全てまたは少なくとも一部
(一般に、小部分(例えば、50重量%以下))は、こ
の微粒子体が上述の不純物を除去する能力の消耗を変色
により示すpH指示組成物(例えば、フェノールフタレ
イン)で被覆される。
【0007】他の局面では、本発明は以下の構成を有す
るフルオロパーハロカーボン液体からオレフィン不純物
を除去するのに有用なカートリッジを提供する:アルミ
ナ(好ましくは塩基性アルミナ)、アルカリ金属酸化物
、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類酸化物、アルカ
リ土類水酸化物、シリコン酸化物、錫酸化物、亜鉛酸化
物、アルカリ土類塩基性カーボネート、およびアルカリ
土類塩基性ホスフェート、遷移金属酸化物微粒子および
それらの混合物からなる群から選択される微粒子を含有
するか、好ましくは必然的にそれらからなる微粒子体;
 および壁を有する該微粒子体を収納するためのハウジ
ングであって、外側および内側面を有しており、フルオ
ロパーハロカーボン液体のための導入口および排出口と
して機能しうる外側面と内側面との間をつなぐ少なくと
も2個の開口部が設けられているハウジング。
【0008】さらに他の局面では、本発明はpH指示組
成物で被覆された微粒子を一部に有する微粒子体を収納
するカートリッジおよびハウジングを提供する。このハ
ウジングは以下に示す構成を有する。 A)入口端部および出口端部を有し、被覆微粒子の変色
が確認可能な光透過性材料(例えば、アクリル系プラス
チック)を少なくとも部分的に有するか、好ましくは必
然的にそれから成る中空管; B)それぞれが少なくとも1個の開口部を有する2個の
端部キャップ;および C)2個の微粒子遮壁。 ここで、1個の端部キャップが該中空管のそれぞれの端
部に装着されている結果、該管と端部キャップで微粒子
体を囲む容器が形成されており、そして1個の微粒子遮
壁がそれぞれの端部の該微粒子体と該端部キャップとの
間に位置している。
【0009】本発明の利点の一つは、回分式もしくは連
続式のいずれにおいても室温で容易にフルオロパーハロ
カーボン液体を精製するために用いうることである。さ
らに、この微粒子体のオレフィン不純物除去能力が消耗
した場合には、この微粒子体を直接埋立地に廃棄するこ
とが可能な場合がある。なぜなら、吸着された不純物は
再び放出されることはなく、微粒子体との化学反応によ
り破壊されると考えられるからである。本発明の他の利
点は微粒子体の変色によりオペレータがカートリッジの
交換時期を容易に把握可能なことである。
【0010】
【発明の構成】本発明に有用なフルオロパーハロカーボ
ン液体には常態で液体のフルオロパーハロカーボン化合
物の1種以上が包含され、好ましくは必然的にこれらか
らなる。
【0011】このフルオロパーハロカーボン化合物はエ
チレン性不飽和を含有せず、炭素、フッ素および必要に
応じて塩素、窒素、酸素もしくは硫黄からなり、少なく
とも2個の炭素原子および好ましくは4〜18炭素原子
を有する。このフルオロパーハロカーボン化合物の代表
的な部類には、フッ素化された直鎖、分岐鎖もしくは環
状アルカン、エーテル、t−アミン、およびアミノエー
テルが包含される。
【0012】本発明の微粒子に好適に用いられるフルオ
ロパーハロカーボン液体の部類はパーフッ素化液体であ
る。フルオリナートTM電子液体および3MTM凝結加
熱液体(両方とも3M社より入手可能)、クリトックス
(Krytox)TM液体(E.I.デュポン・デ・ネ
モウルス(E.I.Dupont de Nemour
s)&Co.より入手可能)、フルテック(Flute
c)TMPP液体(ISC・ケミカルズ・リミテッド(
ISC Chemicals Limited)より入
手可能)、およびガルデン(Galden)TMHS液
体(モンテリソン(Montedison)社より入手
可能)のような多くのパーフッ素化液体が市場より入手
可能である。
【0013】本発明に有用なフルオロパーハロカーボン
液体の代表例には、パーフルオロメチルデカリン、パー
フッ素化ポリエーテル、パーフルオロトリブチルアミン
、パーフルオロジヘキシルエーテル、パーフルオロパー
ヒドロフェナントレン、パーフルオロトリアミルアミン
、パーフルオロトリヘキシルアミン、パーフルオロトリ
エチルアミン、パーフルオロ−4−メチルモルホリン、
パーフルオロ−2−エチルテトラヒドロフラン、パーフ
ルオロヘキサン、パーフルオロ−4−イソプロピルモル
ホリン、パーフルオロジブチルエーテル、パーフルオロ
オクタン、パーフルオロトリプロピルアミン、パーフル
オロメチルシクロヘキサン、1,4−ビス(ペンタフル
オロチオ)パーフルオロブタン、(C3F7)2NCF
2CF2CF2N(C3F7)2、(C2F5)2NC
2F4O(CF2)4OC2F4N(C2F5)2、C
Cl2F−CCl2F、パーフルオロペンタン、パーフ
ルオロヘプタン、1,3−ビス(トリフルオロメチル)
パーフルオロシクロヘキサン、C(CF2OC2F5)
4、CF2(OC4F9)2、およびこれらの混合物が
包含される。
【0014】微粒子体には、アルミナ(好ましくは塩基
性アルミナ)、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属水酸
化物、アルカリ土類酸化物、アルカリ土類水酸化物、シ
リコン酸化物、錫酸化物、亜鉛酸化物、アルカリ土類塩
基性カーボネート、およびアルカリ土類塩基性ホスフェ
ート、遷移金属酸化物微粒子およびこれらの混合物から
なる群から選択される微粒子が含まれる。これらの微粒
子は少なくとも4、好ましくは6、さらに好ましくは7
以上のpHを有する必要がある。pHは、50mlの脱
イオン水(約5.8〜6.3のpHを有する)中に3g
のこの微粒子を含むスラリーを調製し、このスラリーを
30分間振盪し、マグネテックスターラーを備えたプラ
スチック被覆されたガラスビーカーにこのスラリーを移
し、ガラスカロメル電極をこのスラリー中に設置し、約
150rpmで撹拌しながら約5分間平衡させた後に測
定する。
【0015】代表的なアルカリ土類酸化物および水酸化
物、塩基性カーボネートおよび塩基性ホスフェートには
、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウ
ム、三塩基リン酸カルシウム(calcium pho
sphate tribasic)、およびマグネシウ
ムカーボネート(例えば、近似的に4MgCO3・Mg
(OH)2・4H2O)が包含される。代表的なアルカ
リ金属酸化物および水酸化物には、水酸化ナトリウム、
酸化ナトリウム、水酸化カリウムおよび水酸化リチウム
が包含される。代表的な錫酸化物は酸化錫(IV)であ
る。代表的な遷移金属酸化物には酸化セリウム(cer
ium(ic)oxide)、酸化クロム(III)お
よび酸化ジルコニウムが包含される。
【0016】微粒子体を包含するこれらの微粒子は種々
の形態でありうる(例えば、粉末、顆粒、結晶、繊維お
よびペレット)。そして、種々の寸法でありうる。一般
に、非常に大きい表面積を有する微粒子体(例えば、ア
ルミナのパウダーを有するもの)を含むカートリッジを
用いた場合はより小さい表面積を有する等重量の微粒子
体(例えば、ペレットを含むもの)を含むカートリッジ
を用いた場合と比べてオレフィン不純物をより速く除去
することが可能である(しかしながら、このことにより
著しいカートリッジ通過後圧低下(pressure 
drop across a cartridge)が
生じる)。したがって、所望のカートリッジ通過後圧低
下、カートリッジの寸法的制限、望ましい流速、および
フルオロパーハロカーボン液体中のオレフィン不純物濃
度などと同様に微粒子の寸法および形態の選択は系を設
計するに当たって重要な要素である。特に有用な微粒子
の形態の一つは直径1〜3mmの顆粒状である。このよ
うな微粒子は図1に示す構成と同様のカートリッジを用
いた場合に非常に低い圧力低下を提供した。微小な粒子
寸法とすることなく大きい表面積を提供する点で活性化
アルミナ顆粒が特に好ましい。
【0017】好ましくは、種々の粒子寸法のものが市場
より入手可能で比較的大きい表面積を有しオレフィン不
純物を吸収する容量が高いことから、塩基性アルミナが
本発明に用いられる。一般に、塩基性アルミナ微粒子は
、アルカリ金属またはアルカリ土類水酸化物もしくは酸
化物(例えば、水酸化ナトリウム、酸化カリシウムまた
は水酸化マグネシウム)の溶液またはスラリーで被覆さ
れ、所望の活性水準(典型的にはI〜V段階の間であり
、好ましくは第I段階である)に達するまで加熱したA
l2O3微粒子を含有するか、必然的にそれらからなる
。典型的には、ユニバーサル・サイエンティフィック(
Universal Scientific)社より市
販されているような塩基性アルミナ微粒子は約79〜9
9重量%のAl2O3、約0.1〜20%の水、および
少量のNa2OおよびFe2O3のような他の金属酸化
物、ならびに流動調節剤(例えば、SiO2)を含有し
うる。特に有用なアルミナ微粒子は必然的に無水(すな
わち、水分3重量%以下)である。このような微粒子は
市販されており、または無水でない通常の微粒子を乾燥
させることにより調製される。例えば、ユニバーサル・
サイエンティフィック社のAL2100塩基性アルミナ
微粒子は平皿中でオーブンにおいて180℃で3時間加
熱することにより本質的に無水状態に乾燥される。
【0018】この塩基性アルミナ微粒子は7を上回るp
H、好ましくは8〜12のpHを有する必要がある。
【0019】pH指示材料で被覆された微粒子は、まず
pH指示化合物(例えば、フェノールフタレイン)をア
ルコール(例えば、メタノール)中に溶解または分散さ
せることにより調製される。次いで、このアルコール溶
液または分散体に微粒子が添加され、このpH指示化合
物が微粒子に吸着もしくは吸収されるまで得られる混合
物を室温で撹拌する。次いで、この固体微粒子を液体か
ら分離し、空気乾燥させる。好ましくは、この微粒子を
オーブン中で180℃で3時間加熱することによりさら
に乾燥させる。
【0020】本発明の方法によりフルオロパーハロカー
ボン液体から除去されるオレフィン不純物にはパーフル
オロオレフィンおよびパーフルオロクロロオレフィン化
合物、およびそれらの混合物からなる群から選択される
化合物が包含され、そして好ましくは必然的にそれらの
化合物からなる。この化合物は少なくとも1個のエチレ
ン性不飽和、2個以上の炭素原子、および好ましくは約
2〜6炭素原子を有する。オレフィン不純物の代表例に
は、PFIB、ヘキサフルオロシクロブテンおよびパー
フルオロ−2−ブテンが包含される。
【0021】図1および2に示すカートリッジを参照す
ることにより本発明の特徴および利点をさらに容易に理
解することができる。
【0022】フルオロパーハロカーボン液体からオレフ
ィン不純物を連続工程で除去するために有用な流動通過
カートリッジを図1に示す。これはイン−ライン(in
−lene)精製が望まれる場合に特に有用である。こ
のカートリッジ1は導入端部4および排出端部5を有す
る中空管3、それぞれが1個以上の開口部12を有する
2個の端部キッャプ6、7、および2個の微粒子遮壁8
、9、および微粒子体10を有する。
【0023】この微粒子体は実質的に管の内部容積一杯
に充填される。管に充填する際には微粒子が比較的均等
に確実に充填されるように、管を穏やかに振盪もしくは
振動させることが好ましい。しかしながら、充填後にお
いても微粒子体は一般にかなりのボイド空間を有する。 図1に記載の実施態様においては、このブラケット領域
11により示される床の部分はフェノールフタレインで
被覆されている。カートリッジのオレフィン不純物除去
能力が消耗に近づいた場合は、被覆微粒子が明桃から白
に変色することによりカートリッジ交換の必要性が指示
される。または、管の中の全ての微粒子をフェノールフ
タレインで着色してもよく、またはフェノールフタレイ
ン被覆微粒子を管中の全微粒子量を下回る量で含有させ
、管に充填された微粒子体全体に均一に分散させてもよ
い。
【0024】この管は床材料またはフルオロパーハロカ
ーボン液体と化学的に非反応性の材料から作製され、耐
熱性であり、導入されるフルオロパーハロカーボン液体
の圧力に耐えうる耐圧性を有する。好ましくは、この管
は少なくとも部分的に光透過性材料、すなわち、透明も
しくは被覆微粒子の変色の視認が可能な程度に半透明で
ある。図1に示す管は本質的に光透過性の材料からなる
。一般に、この光透過性材料は、UVまたは可視光に対
して透明または半透明であり必要とされる耐久性および
不活性を有する場合は許容される。被覆微粒子の変色の
視認が容易であることから、図1に示す流動透過型カー
トリッジに有用な材料として、一般に、無着色アクリル
プラスチックまたはガラスが好適に用いられる。
【0025】端部キャップ6、7はこの中空管の端部を
密閉し、それぞれのキャップは少なくとも1個の開口部
12を有する必要があり、そして好ましくは、複数の開
口部を有しており、液体流動のための導入口および排出
口を提供する。カートリッジを横切る流動のより良好な
分散のためには一般に複数の開口部が設けられることが
好ましい。開口部の数、寸法および面積は共に望まれる
カートリッジ通過後圧低下により決定される。この端部
キャップはクランピング(clamping)、接着ま
たはロールピン13、14、15および16によるよう
な一般に知られる全ての方法によりこの管に固定される
【0026】微粒子遮壁8、9は端部キャップと微粒子
体との間に設けられる。これらの機能は供給される液体
の流入および流出をスクリーンすることによりカートリ
ッジを通過する液体の流動によって微粒子がカートリッ
ジから流出することを防止することである。この微粒子
遮壁はこの微粒子もしくはフルオロパーハロカーボン液
体と化学的に非反応性である耐久性の全ての材料であり
得、そしてそれらは耐熱性およびフルオロパーハロカー
ボン液体供給流の圧力に耐えうるものである。この遮壁
の孔はカートリッジを通る液体流動によりカートリッジ
からの微粒子の流出を防止するために十分に微小である
必要がある。しかしながら、この孔はカートリッジ通過
後圧低下を最小限にすることが可能なようにできるだけ
大きくなければならない。微粒子遮壁としては不織プラ
スチックウェブが特に有用である。市場で入手可能なス
コッチブライト(Scotchbrite)TMをこの
管の断面の内部の寸法とほぼ同様に裁断したものが非常
に効果的である。
【0027】他の実施態様のカートリッジは微粒子体、
および流動通過工程用に設計されていないハウジングを
有する。このようなハウジングは流動通過工程用に設計
されたハウジングのように耐久性(durable)で
ある必要はない。なぜなら、これは供給流により加圧さ
れることがないからである。一般に、このようなハウジ
ングでは多くの開口部を有することが望ましい。例えば
、フルオロパーハロカーボン液体が微粒子体中に容易に
拡散し、この微粒子はハウジングにより保持され、そし
てpH指示化合物で被覆された微粒子が変色した際にオ
ペレータが容易にそれを視認しうるように、それは比較
的微小なプラスチックメッシュから作製される。
【0028】フルオロパーハロカーボン液体供給流は図
1に示すカートリッジの流動部分に管4の導入端部から
流入する。そしてこの流れはカートリッジを通って管の
排出端部5より排出される。一般に、微粒子体に必要な
微粒子の重量はオレフィン不純物の濃度および液体供給
流の流速に依存する。上述のように、微粒子の表面積も
また特定の液体流動速度および不純物濃度を満足させる
ために必要とされる微粒子の重量に影響する。一般に、
設備工程(systems processing)中
のフルオロパーハロカーボン液体については、0.15
gのPFIBを除去するために直径約1〜3mmの顆粒
の形態の塩基性アルミナ微粒子約102gが必要とされ
る。好ましくは、本発明の方法により少なくとも99重
量%のオレフィン不純物がフルオロパーハロカーボン液
体から除去され、さらに好ましくは少なくとも99.9
重量%、そしてさらに好ましくは供給されるフルオロパ
ーハロカーボン液体中に存在する実質的に全てのオレフ
ィン不純物が除去される。 その場合は、微粒子体を透過した後のフルオロパーハロ
カーボン液体は0.5ppmを下回るオレフィン不純物
濃度である必要がある。
【0029】
【実施例】以下の非限定的な実施例により本発明をさら
に説明する。
【0030】
【実施例1】図1および2に示すカートリッジと同様の
構成を有するカートリッジを、コンピュータの冷却に用
いられるフルオリナートTMFC−74液体(3M社よ
り入手可能なパーフッ素化アルカン)の流動からオレフ
ィン不純物を除去する能力について評価した。
【0031】この評価用カートリッジは長さ約42イン
チ(107cm)、内径4インチ(10cm)であった
。このカートリッジに約12ポンド(5.5kg)の塩
基性アルミナ微粒子(AL2100)を充填した。カー
トリッジ中のアルミナ微粒子の約半分をフェノールフタ
レインで被覆した。
【0032】フェノールフタレイン被覆微粒子は6.8
lのメタノールと2.8gの固体フェノールフタレイン
とを混合することにより調製した。この微粒子(12l
bs.)をこのメタノール−フェノールフタレイン混合
物に添加し、この微粒子が均一に被覆されるまで撹拌し
た。次いで、液体をデカントして除去し、被覆微粒子を
空気乾燥した。空気乾燥の後に、被覆微粒子をオーブン
中で約180℃で3時間加熱した。
【0033】被覆していないアルミナ微粒子もまたオー
ブン中で180℃で3時間加熱した。次いで、被覆粒子
と被覆していない粒子を混合し、カートリッジに注いだ
【0034】次いで、PFIB汚染FC−74の供給流
を連続撹拌75ガロン貯蔵槽から2.56GPM(10
.2l/min)の流速でカートリッジに供給した。カ
ートリッジ通過後圧低下を測定したところ10psig
(65kPa)を下回った。
【0035】定期的に試料(60ml)を貯蔵槽より採
取しそれぞれを密閉薬瓶に採取し、室温で平衡させた。 この薬瓶のヘッドスペースの気体状試料をガスクロマト
グラフィーで分析することによりPFIBガスの濃度を
決定した。このPFIBの濃度によりオレフィン不純物
の除去についてのカートリッジの性能が示される。この
ヘッドスペース濃度に50を乗ずることにより75ガロ
ン(284l)の液体中に残留するPFIBの量を計算
した。
【0036】75ガロンの量のFC−74について2回
の連続実験を行った。管に充填した際に用いた微粒子を
薬瓶に詰めた標準サンプルと比較して明桃色の微粒子の
変色が視認された。ヘッドスペース中のPFIB濃度、
供給液体中に残留したPFIBの合計量、およびカート
リッジにおいて観察された変色を表1および2に示す。
【表1】
【表2】
【0039】以上の結果により、活性化塩基性アルミナ
微粒子を含有するカートリッジはPFIBならびに他の
オレフィン不純物をフルオロパーハロカーボン液体から
除去するのに非常に効果的であるばかりでなく、この寸
法のカートリッジは非常に長い使用寿命を有する。
【0040】
【実施例2〜19および比較例C1〜C5】以下の実施
例によりフルオロパーハロカーボン液体からオレフィン
不純物を除去するために種々の材料が有用であることを
示す。
【0041】ガラス製小形薬瓶中にそれぞれ0.1gの
表3に列挙する材料を入れ、これに975ppmのPF
IBを含有する1.0mlのFC−74を加えた。この
薬瓶をゴムダイヤフラムを有するキャップを用いて密閉
し、室温で30分間振盪した後に遠心分離した。次いで
、注射針を用いてゴムダイヤフラムを破り、上記試料を
引き出すことにより液体上部のヘッドスペースにおいて
それぞれの薬瓶から上記の試料を採取した。即座にこの
上記試料をガスクロマトグラフィーカラムに注入し、P
FIBに対応するピーク面積(存在する場合は)を測定
した。 この結果を、PFIB汚染FC−74のみを含有する対
照薬瓶からの上記試料の分析より得られる結果と比較し
た。表3におけるPFIB除去%値は、対照試料と処理
試料とのGC PFIBピーク面積の差を取り、この差
を対照試料のPFIBピーク面積で除し、次いで、10
0を乗じることにより計算した。
【0042】
【表3】
【0043】以上の結果により、フルオロパーハロカー
ボン液体からオレフィン不純物を除去することについて
全ての微粒子が等しく効果的であるわけではないことが
示された。高いPFIB除去%値を有する微粒子はより
低い値の微粒子よりも本発明のために用いるために恐ら
くは好ましいけれども、本実施例で用いたFC−74液
体中のPFIBの濃度は通常の汚染フルオロパーハロカ
ーボン液体中に存在する不純物量をはるかに上回る。し
たがって、低いPFIB除去%値を有する微粒子も本発
明において有用である。
【0044】
【実施例20〜29】以下の実施例により、不純物と微
粒子体を含む微粒子との間の化学反応によりオレフィン
不純物が破壊されることを示す。
【0045】小形薬瓶に、表4に列挙される化合物0.
1gを入れ、975ppmのPFIBを含有する1ml
のFC−74を加えた。この薬瓶を密閉し30分間室温
で振盪した後に遠心分離した。次いで、この微粒子を薬
瓶から回収し、フッ化物イオンの存在を分析した。また
、微粒子そのものの中に存在するフッ化物イオンの量を
測定した。非処理微粒子のフッ化物イオン濃度に対する
処理微粒子のフッ化イオン濃度の差を「過剰フッ化物イ
オン」として表4に示す。
【0046】
【表4】
【0047】この過剰フッ化物イオンによりオレフィン
不純物(この場合はPFIB)が不純物と微粒子との間
の化学反応により破壊されることが示されると考えられ
る。
【0048】また、上記の結果(実施例29)により非
常に多種類の塩基性アルミナ微粒子が使用可能であるこ
とが示される。したがって、塩基性アルミナ微粒子の活
性段階およびアルミナ微粒子上に被覆するアルカリ金属
またはアルカリ土類酸化物もしくは水酸化物の型および
量を調節することが重要である。
【0049】当業者には本発明の視野および精神から離
れることなく本発明を種々に改変および変形することが
可能であることが理解されるべきである。したがって、
本発明は上述の例示的な実施態様に限られると解される
べきでない。
【図面の簡単な説明】
【図1】  本発明のカートリッジの1実施態様の断面
図である。
【図2】  本発明のカートリッジの1実施態様の正面
図である。
【符号の説明】
1…カートリッジ 3…中空管 6、7…端部キャップ 8、9…微粒子遮壁 10…微粒子体 12…開口部

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  アルミナ、アルカリ金属酸化物、アル
    カリ金属水酸化物、アルカリ土類酸化物、アルカリ土類
    水酸化物、シリコン酸化物、錫酸化物、亜鉛酸化物、ア
    ルカリ土類塩基性カーボネート、およびアルカリ土類塩
    基性ホスフェート、遷移金属酸化物微粒子、およびそれ
    らの混合物からなる群から選択される微粒子を包含する
    微粒子体にフルオロパーハロカーボン液体を接触させる
    工程を包含する、フルオロパーハロカーボン液体からオ
    レフィン不純物を除去する方法。
  2. 【請求項2】  前記オレフィン不純物がパーフルオロ
    オレフィンおよびパーフルオロクロロオレフィン化合物
    およびそれらの混合物からなる群から選択される化合物
    を包含する、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】  前記パーフルオロオレフィンがパーフ
    ルオロイソブチレンである、請求項1または2のいずれ
    か記載の方法。
  4. 【請求項4】  前記微粒子体が塩基性アルミナの微粒
    子を含有する、請求項1〜3のいずれか記載の方法。
  5. 【請求項5】  前記微粒子体を包含する微粒子の少な
    くとも一部がpH指示組成物で被覆されている、請求項
    1〜4のいずれか記載の方法。
  6. 【請求項6】  アルミナ、アルカリ金属酸化物、アル
    カリ金属水酸化物、アルカリ土類酸化物、アルカリ土類
    水酸化物、シリコン酸化物、錫酸化物、亜鉛酸化物、ア
    ルカリ土類塩基性カーボネート、およびアルカリ土類塩
    基性ホスフェート、遷移金属酸化物微粒子、およびこれ
    らの混合物からなる群から選択される微粒子体;および
    壁を有する該微粒子体を収納するためのハウジングであ
    って、外側および内側面を有しており、フルオロパーハ
    ロカーボン液体のための導入口および排出口として機能
    しうる外側面と内側面との間をつなぐ少なくとも2個の
    開口部が設けられているハウジング;を有するフルオロ
    パーハロカーボン液体からオレフィン不純物を除去する
    のに有用なカートリッジ。
  7. 【請求項7】  前記微粒子体が塩基性アルミナ微粒子
    を含有する、請求項6記載のカートリッジ。
  8. 【請求項8】  前記微粒子体を包含する微粒子の少な
    くとも一部がpH指示組成物で被覆されており、前記ハ
    ウジングの壁の少なくとも一部が光透過性材料である、
    請求項6または7のいずれか記載のカートリッジ。
  9. 【請求項9】  前記ハウジングがA)入口端部および
    出口端部を有し光透過性材料を少なくとも部分的に有す
    る中空管、B)それぞれが少なくとも1個の開口部を有
    する2個の端部キャップ、およびC)2個の微粒子遮壁
    、をさらに有しており、1個の端部キャップが該中空管
    のそれぞれの端部に装着されている結果、該管と端部キ
    ャップで微粒子体を囲む容器が形成されており、そして
    1個の微粒子遮壁がそれぞれの端部の該微粒子体と該端
    部キャップとの間に位置している、請求項6〜8のいず
    れか記載のカートリッジ。
  10. 【請求項10】  前記中空管が本質的に光透過性であ
    る材料からなる、請求項6〜9のいずれか記載のカート
    リッジ。
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