JPH08269442A - 作動流体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 塩素を含むことでオゾン層の破壊を引き起こ
すこれまでのフロンが有していた欠点を解消し、しかも
優れた熱力学的特性を有する作動流体を提供する。 【構成】 ２，２，２−トリフルオロエチルトリフルオ
ロメチルエーテル又は２，２−ジフルオロエチルトリフ
ルオロメチルエーテルの少なくとも１種を成分とする作
動流体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は作動流体に関するもので
あり、さらに詳しくは、塩素原子を含まないためオゾン
層のオゾンを分解しない化合物である２，２，２−トリ
フルオロエチルトリフルオロメチルエーテル又は２，２
−ジフルオロエチルトリフルオロメチルエーテルの少な
くとも１種を含有する作動流体に関するものである。こ
こに、作動流体とは、例えば、冷凍機、ヒートポンプ等
に使用される熱媒体（冷媒）をいう。

【０００２】

【従来の技術】従来より、作動流体としては、クロロフ
ルオロカーボン、ヒドロフルオロカーボン及びこれらの
共沸組成物等がよく知られている。例えば、冷凍機用や
圧縮式ヒートポンプ用の作動流体としては、トリクロロ
フルオロメタン（フロン１１）、ジクロロジフルオロメ
タン（フロン１２）、１，２−ジクロロ−１，１，２，
２−テトラフルオロエタン（フロン１１４）等が主に使
用されている。これらのフロンは、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。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、分子中
に塩素原子を含むこのようなフロンは、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フロンについては、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
なるフロンに上記のフロン１１、フロン１２及びフロン
１１４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フロンの生産禁
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が、いまだ
優れた代替物は見いだされていない。

【０００４】本発明は、以上の状況に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、塩素を含むことでオゾン層の破
壊を引き起こすこれまでのフロンが有していた欠点を解
消し、しかも優れた熱力学的特性を有する新規な作動流
体を提供することにある。

【０００５】

【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、含フッ素エーテ
ルである２，２，２−トリフルオロエチルトリフルオロ
メチルエーテル又は２，２−ジフルオロエチルトリフル
オロメチルエーテル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もの
である。すなわち、本発明は、２，２，２−トリフルオ
ロエチルトリフルオロメチルエーテル又は２，２−ジフ
ルオロエチルトリフルオロメチルエーテルの少なくとも
１種を成分とすることを特徴とする作動流体である。

【０００６】以下、本発明についてさらに詳細に説明す
る。本発明の作動流体に用いられる２，２，２−トリフ
ルオロエチルトリフルオロメチルエーテル又は２，２−
ジフルオロエチルトリフルオロメチルエーテルは、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、従来のフロン１１、
フロン１２及びフロン１１４の代替物として極めて有用
なものである。

【０００７】本発明の２，２，２−トリフルオロエチル
トリフルオロメチルエーテルの主な物性は、以下の通り
である。 沸点 ６．２℃ 分子量 １６８．１ 臨界温度 １３６℃ 臨界圧力 ３３ｋｇ／ｃｍ² ・ａｂ

【０００８】また、本発明の２，２−ジフルオロエチル
トリフルオロメチルエーテルの主な物性は、以下の通り
である。 沸点 ２６．１℃ 分子量 １５０．０５ 臨界温度 １６６℃ 臨界圧力 ３４ｋｇ／ｃｍ² ・ａｂ 密度（２３℃） １．３７４６ｇ／ｃｍ³ 粘度（２３℃） ０．４３７１ｃＰ 比熱 ０．３２２４ｃａｌ／ｇ℃ 熱伝導率 ０．０９９１ｋｃａｌ／ｍＨ℃

【０００９】また、これらは、ガラス性のシールドチュ
ーブ中で、１２０℃３日間放置しても分解を起こさず安
定な化合物である。

【００１０】本発明における２，２，２−トリフルオロ
エチルトリフルオロメチルエーテルの製造方法は特に限
定するものではないが、例えば、フッ化カリウム存在
下、２，２，２−トリフルオロエチルトリフルオロメタ
ンスルホネートとフルオロホスゲンを反応させる方法等
（特願平５−３４５１７５号参照）により容易に製造可
能な化合物である。

【００１１】また、２，２−ジフルオロエチルトリフル
オロメチルエーテルの製造方法は特に限定するものでは
ないが、例えば、フッ化カリウム存在下、２，２−ジフ
ルオロエチルトリフルオロメタンスルホネートとフルオ
ロホスゲンを反応させる方法等（特願平５−３４５１７
５号参照）により容易に製造可能な化合物である。

【００１２】本発明における２，２，２−トリフルオロ
エチルトリフルオロメチルエーテル又は２，２−ジフル
オロエチルトリフルオロメチルエーテルには、その５０
重量％までの範囲で、２，２，２−トリフルオロエチル
トリフルオロメチルエーテル又は２，２−ジフルオロエ
チルトリフルオロメチルエーテルの沸点と±５０℃以内
の沸点を有する他の化合物を混合することができる。こ
のような化合物としては、例えば、ＨＦＣ−１３４ａ、
ＨＦＣ−１５２ａ、ＨＦＣ−１２５等のフロン類；ペン
タフルオロジメチルエーテル、ビス（ジフルオロメチ
ル）エーテル、ペルフルオロエチルメチルエーテル、ペ
ルフルオロプロピルメチルエーテル、ペルフルオロイソ
プロピルメチルエーテル等のエーテル類；ヘプタフルオ
ロプロパン、ペルフルオロプロパン、ペルフルオロシク
ロプロパン等の含フッ素炭化水素類等を例示することが
できる。

【００１３】本発明における２，２，２−トリフルオロ
エチルトリフルオロメチルエーテル又は２，２−ジフル
オロエチルトリフルオロメチルエーテルには、必要に応
じて、各種の安定剤を併用することができる。すなわ
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、トリフェノキシホスフィン
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−ｔｅｒｔ−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があげられ
る。これらの安定剤の添加量は特に限定するものではな
いが、例えば、作動流体の０．０１〜５重量％程度添加
することができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明について実施例を用いて説明す
るが、本発明は実施例に限定されるものではない。

【００１５】合成例１（２，２，２−トリフルオロエチ
ルトリフルオロメチルエーテルの製造） 攪拌機、圧力計、温度計、ガス導入管及びガス排出管の
ついた１０００ｍｌのステンレス製反応器に、２，２，
２−トリフルオロエチルトリフルオロメタンスルホネー
ト２３７ｇ（１．０２ｍｏｌ）、フッ化カリウム５９ｇ
（１．０２ｍｏｌ）、ジエチレングリコールジメチルエ
ーテル２９６ｍｌを入れ脱気した後、ガス導入管からフ
ルオロホスゲン６７ｇ（１．０２ｍｏｌ）を加え密封し
た。その後、徐々に昇温し、反応温度約７０℃で９０時
間保持した。反応後、別のステンレス製容器をガス排出
管に接続し、反応物を減圧下で移した。これを水洗し、
濃硫酸で乾燥した後、蒸留して２，２，２−トリフルオ
ロエチルトリフルオロメチルエーテル９４．７ｇを得
た。

【００１６】合成例２（２，２−ジフルオロエチルトリ
フルオロメチルエーテルの製造） 合成例１と同様の反応器に、２，２−ジフルオロエチル
トリフルオロメタンスルホネート１６８．０ｇ（０．７
９ｍｏｌ）、フッ化カリウム４５．６ｇ（０．７９ｍｏ
ｌ）、ジエチレングリコールジメチルエーテル２３０ｍ
ｌを入れ脱気した後、ガス導入管からフルオロホスゲン
５１．８ｇ（０．７９ｍｏｌ）を加え密封した。その
後、徐々に昇温し、反応温度約７０℃で６３時間保持し
た。反応後、別のステンレス製容器をガス排出管に接続
し、反応物を減圧下で移した。これを水洗し、無水硫酸
マグネシウムで乾燥した後、蒸留して２，２−ジフルオ
ロエチルトリフルオロメチルエーテル６８．６ｇを得
た。

【００１７】実施例１ 冷媒として２，２，２−トリフルオロエチルトリフルオ
ロメチルエーテルを使用した１馬力の冷凍機において、
凝縮器における冷媒の凝縮温度及び蒸発温度を表１に示
す数値とし、凝縮器過冷却度を０℃として、運転を行っ
た。その時の蒸発圧力、凝縮圧力、冷凍能力及び成績係
数を表１に示す。

【００１８】実施例２ 冷媒として２，２，２−トリフルオロエチルトリフルオ
ロメチルエーテルを使用した１馬力の廃熱回収装置にお
いて、凝縮器における冷媒の凝縮温度及び蒸発温度を表
２に示す数値とし、凝縮器過冷却度を０℃として、運転
を行った。その時の蒸発圧力、凝縮圧力、加熱能力及び
成績係数を表２に示す。

【００１９】実施例３ 冷媒として２，２−ジフルオロエチルトリフルオロメチ
ルエーテルを使用した以外は、実施例２と同様にして運
転を行った。その時の蒸発圧力、凝縮圧力、加熱能力及
び成績係数を表２に示す。

【００２０】参考例１ ２，２，２−トリフルオロエチルトリフルオロメチルエ
ーテルに代えてフロン１１４を使用した以外は、実施例
１と同様にして冷凍機の運転を行った。この結果を表１
に示す。

【００２１】参考例２ ２，２，２−トリフルオロエチルトリフルオロメチルエ
ーテルに代えてフロン１１を使用した以外は、実施例２
と同様にして廃熱回収装置の運転を行った。この結果を
表２に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】

【発明の効果】本発明の２，２，２−トリフルオロエチ
ルトリフルオロメチルエーテル又は２，２−ジフルオロ
エチルトリフルオロメチルエーテルは、水素原子を含む
ため、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。また、塩素原子を含まないため、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。また、２，２，２−トリフ
ルオロエチルトリフルオロメチルエーテル又は２，２−
ジフルオロエチルトリフルオロメチルエーテルは、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。

【００２５】このため、本発明の２，２，２−トリフル
オロエチルトリフルオロメチルエーテル又は２，２−ジ
フルオロエチルトリフルオロメチルエーテルは、冷凍機
器等の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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000002200 セントラル硝子株式会社 山口県宇部市大字沖宇部5253番地 (71)出願人 000157119 関東電化工業株式会社 東京都千代田区丸の内１丁目２番１号 (71)出願人 000002004 昭和電工株式会社 東京都港区芝大門１丁目13番９号 (71)出願人 000000044 旭硝子株式会社 東京都千代田区丸の内２丁目１番２号 (71)出願人 000174851 三井・デュポンフロロケミカル株式会社 東京都千代田区猿楽町１丁目５番18号 (74)上記７名の代理人 弁理士 箕浦 清 (72)発明者 長崎 順隆 東京都文京区本郷２−40−17 本郷若井ビ ル 財団法人地球環境産業技術研究機構内 (72)発明者 後藤 嘉彦 東京都文京区本郷２−40−17 本郷若井ビ ル 財団法人地球環境産業技術研究機構内 (72)発明者 山下 史朗 東京都文京区本郷２−40−17 本郷若井ビ ル 財団法人地球環境産業技術研究機構内 (72)発明者 伊藤 晴明 東京都文京区本郷２−40−17 本郷若井ビ ル 財団法人地球環境産業技術研究機構内 (72)発明者 須賀 淳雄 東京都文京区本郷２−40−17 本郷若井ビ ル 財団法人地球環境産業技術研究機構内 (72)発明者 望月 雄司 東京都文京区本郷２−40−17 本郷若井ビ ル 財団法人地球環境産業技術研究機構内 (72)発明者 関屋 章 茨城県つくば市東１丁目１番地 工業技術 院物質工学工業技術研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２，２，２−トリフルオロエチルトリフ
   ルオロメチルエーテル又は２，２−ジフルオロエチルト
   リフルオロメチルエーテルの少なくとも１種を成分とす
   ることを特徴とする作動流体。