JPH09505338A - ２，２−ジクロロ−１，１，１−トリフルオロエタンとペンタフルオロプロパンとの組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロエタンと、1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパン、1,1,2,3,3−ペンタフルオロプロパンまたは1,1,1,2,3−ペンタフルオロプロパンとの組成物。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロエタンと ペンタフルオロプロパンとの組成物 発明の分野 本発明はペンタフルオロプロパンと2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロエタ ンとを含む組成物に関する。この組成物は冷媒、洗浄剤、ポリオレフィンおよび ポリウレタンのための膨張剤、エアゾール噴射剤、伝熱媒体、気体誘電体、消火 剤、動力サイクル作動流体、重合媒体、粒状物除去流体、キャリヤー流体、バフ 用研磨剤および置換乾燥剤として有用である。 発明の背景 弗素化炭化水素には多くの用途があり、その一つは冷媒としての用途である。 このような冷媒にはジクロロジフルオロメタン（CFC-12）がある。 近年、大気中に放出されるある種の弗素化炭化水素冷媒が成層圏オゾン層に悪 影響を与えるであろうという指摘がなされている。この主張は未だ完全に立証さ れていないが、ある種のクロロフルオロカーボン（CFC）の使用および製造を国 際的協定の下で制限しようとする動きがある。 従って、既存の冷媒よりもオゾンの減少化能が低いが、冷媒への応用に許容で きる性能を有する冷媒の開発に対する要請がある。CFCへの代替品としてハイド ロフルオロカーボン（HFC）を含む組成物が提案されているが、これはHFCが塩素 を含まず、従ってオゾンを減少させる可能性がないことによる。 冷凍への応用においては、軸シール、ホース継手、ろう付け接合部および破損 した配管からの漏洩のため運転中に冷媒がしばしば失われる。さらに、冷凍装置 の保守作業中に大気中に冷媒が放出されることもある。冷媒が純粋な成分あるい は共沸混合物または共沸混合物様の組成物でない場合、冷凍装置から大気中へ漏 洩または放出される時に、冷媒の組成が変化し、そのため冷媒が可燃性になるか あるいは冷媒性能が悪化するであろう。 従って、単一の弗素化炭化水素あるいは一つまたはそれより多くの弗素化炭化 水素を含む共沸混合物または共沸混合物様の組成物を冷媒として用いるのが好ま しい。 弗素化炭化水素は、洗浄剤または、例えば電子回路板を洗浄する溶媒としても また使用できる。蒸気グリース除去操作において洗浄剤は一般に再蒸溜して最終 的なすすぎ洗浄に再使用されるので、洗浄剤は共沸混合物または共沸混合物様で あるのが好ましい。 弗素化炭化水素を含む共沸混合物または共沸混合物様の組成物は、独立気泡ポ リウレタンフォーム、フェノール樹脂フォームおよび熱可塑性樹脂フォームを製 造する際の膨張剤として、エアゾール噴射剤として、伝熱媒体、気体誘電体、消 火剤、ヒートポンプのような動力サイクルの作動流体、重合反応のための不活性 媒体、金属表面から粒状物を除去するための流体として、例えば金属部品上を潤 滑剤の薄いフィルムで覆うために使用することのできるキャリヤー流体として、 研磨した金属のような表面からバフ用研磨化合物を除去するためのバフ用研磨剤 として例えば宝石または金属部品から水を除去するための置換乾燥剤として、塩 素タイプ現像剤を含めての慣用的な電子回路製造でのレジスト現像剤として、あ るいは例えば 1,1,1−トリクロロエタンまたはトリクロロエチレンのようなクロロ炭化水素と 併用される場合のフォトレジストのストリッパーとしてもまた有用である。 発明の概要 本発明は、2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロエタン（HCFC-123）とペンタ フルオロプロパンとの組成物、そして一層特定的にはHCFC-123と、1,1,2,2,3− ペンタフルオロプロパン（HFC-245ca）、1,1,2,3,3−ペンタフルオロプロパン（ HFC-245ea）または1,1,1,2,3−ペンタフルオロプロパン（HFC-245eb）との組成 物の発見にかかわりがある。これらの組成物は冷媒、洗浄剤、ポリオレフィンお よびポノウレタンのための膨張剤、エアゾール噴射剤、伝熱媒体、気体誘電体、 消火剤、動力サイクル作動流体、重合媒体、粒状物除去流体、キャリヤー流体、 バフ用研磨剤および置換乾燥剤としてもまた有用である。さらに本発明は、共沸 混合物または共沸混合物様の組成物を構成するのに有効な量のHCFC-123と、HFC- 245ca、HFC-245eaまたはHFC-245ebを含む共沸混合物または共沸混合物様の二元 組成物の発見にかかわっている。 発明の詳述 本発明はHCFC-123と、HFC-245ca、HFC-245eaまたはHFC-245ebとの組成物に関 する。本発明はまた、共沸混合物または共沸混合物様の組成物を構成するのに有 効な量のHCFC-123とペンタフルオロプロパンとの組成物、そして一層特定的には HCFC-123と、HFC-245ca、HFC-245eaまたはHFC-245ebとの組成物の発見にもかか わりがある。 「共沸混合物」組成物とは、単一の物質として挙動する二つまたはそれより多 くの物質の定弗液体混合物を意味する。共沸混合物組 成物を特徴づける一つの方法は、液体の部分的な蒸発または蒸溜によって生成さ れる蒸気が、蒸発または蒸溜される液体と実質的に同じ組成を有する、つまり組 成の変化なしに混合物が蒸溜／還流するとみることである。定沸組成物は共沸的 であるのを特徴とするが、これはこの組成物が、同一組成を有する非共沸的混合 物の沸点と比較して最高または最低のいずれかの沸点を示すことによる。 「共沸混合物様」組成物とは、単一物質として挙動する二つまたはそれより多 くの物質の定沸または実質的に定沸の液体混合物を意味する。共沸混合物様組成 物を特徴づける一つの方法は、液体の部分的な蒸発または蒸溜によって生成され る蒸気が、蒸発または蒸溜される液体と実質的に同じ組成を有する、つまり組成 の実質的な変化なしに混合物が蒸溜／還流するとみることである。 当該技術においては、蒸発または沸騰除去などによって組成物の50wt％が除去 された後に、もしもとの組成物とその50wt％が除去された後に残存する組成物と の蒸気圧の差が絶対単位で測定して10％より少ないならば、組成物は共沸混合物 様であると認められる。絶対単位とは、圧力の測定単位を意味し、例えばpsia、 気圧、バール、トル、ダイン／平方センチ、ミリメートル水銀柱、インチ水柱お よび技術上周知の別な同等の用語を意味する。共沸混合物が存在する場合は、も との組成物とその50wt％が除去された後に残存する組成物との間に蒸気圧の差は ない。 従ってもとの組成物の50wt％が蒸発または沸騰除去されて残存する組成物が得 られた後に、もとの組成物と残存する組成物との間の蒸気圧の差が10％またはそ れ以下であるような有効量のHCFC-123と、HFC-245ca、HFC-245eaまたはHFC-245e bとの組成物が本発明に包含 される。 本発明の組成物の成分は25℃で以下の蒸気圧を有する。 本発明の実質的に定沸の、共沸混合物または共沸混合物様の組成物には以下が ある（すべての組成物は２５℃で測定される）。 本発明の目的から「有効な量」とは、組合わされる場合に共沸混合物または共 沸混合物様の組成物を構成する本発明の組成物の各成分の量と定義される。この 定義には沸点は様々であってよいが、様々な圧力において共沸混合物または共沸 混合物様組成物が存在し続ける限り、組成物に加えられる圧力に応じて変化しう る各成分の量が含まれる。 従って有効量には、例えば、ここに記載するもの以外の温度または圧力におい て共沸混合物または共沸混合物様の組成物を構成する本発明の組成物の各成分を 重量百分率で表すことのできる量が含まれる。 ここでの論考の目的から、共沸的または定沸的とはまた、実質的に共沸的また は実質的に定沸的であることも意味する。換言すると これらの用語には、前述した真の共沸混合物のみならず、同じ成分を別の割合で 含有する別な組成物であって、別な温度および圧力において真の共沸混合物であ るもの、そしてまた同じ共沸混合物系の一部でありまたその特性が共沸混合物様 である同等な組成物もまた含まれる。当該技術で十分認識されているように、共 沸混合物と同じ成分を有するある範囲の組成物があり、これは冷凍およびその他 の応用に対して実質的に同等な特性を示すのみならず、定沸特性あるいは沸騰の 際に分離または分留する傾向のない点からみて、真の共沸混合物組成物と実質的 に同等である特性もまた示す。 選定する条件によって、見かけ上様々な形をとる定沸混合物は、実際には以下 のいくつかの基準によって特徴付けることができる。 ＊「共沸混合物」という用語そのものは規定的であると共に限定的でもあり、そ して定沸的である問題のこの独特な組成物に対して有効量のＡ、Ｂ、Ｃ（および Ｄ…）を必要とするので、本組成物はＡ、Ｂ、Ｃ（およびＤ…）の共沸混合物と して定義することができる。 ＊所定の共沸混合物の組成は様々な圧力で少なくともある程度変化し、また圧力 の変化は沸点温度を少なくともある程度やはり変化させることは当該技術に熟達 する者にとっては周知である。従ってＡ、Ｂ、Ｃ（およびＤ…）の共沸混合物は 独特なタイプの関係を表すが組成は温度および（または）圧力に応じて変化する 。従って共沸混合物を規定するために固定した組成でなくむしろ組成範囲が用い られる。 ＊組成はＡ、Ｂ、Ｃ（およびＤ…）に関する特定の重量百分率またはモル百分率 の関係によって規定することができるが、このような 特定的な値はただ一つの特定の関係を示すだけであり、また実際にはある所定の 共沸混合物について、Ａ、Ｂ、Ｃ（およびＤ…）によって表される一連の上記の 関係が実際に存在し、圧力によって変化することが認められる。 ＊Ａ、Ｂ、Ｃ（およびＤ…）の共沸混合物は所与の圧力における沸点を特徴とす る共沸混合物として組成物を定義することで特徴づけが可能であり、従って利用 可能な分析機器によって制約を受けそれに基づく精度しかない特定の数値による 組成によって本発明の範囲を不当に限定することなく、同定のための特性が与え られる。 本発明の共沸混合物または共沸混合物様の組成物は所望の量を混合するかある いは合体することを含む任意の慣用の方法によって製造することができる。一層 好ましい方法は所望の量の成分を秤量し、その後適当な容器内で成分を合体する ことである。 本発明を例示する特定の実施例を以下に記載する。特記ない限りすべての百分 率は重量基準である。これらの実施例は単に例示的なものであり、本発明の範囲 を何ら制限するものではないと解すべきである。 実施例 １ 相の検討 相の検討により以下の組成物が共沸的であることが示された。温度は25℃であ る。 実施例 ２ 25℃での蒸気圧に与える蒸気漏洩の影響 容器に25℃の初期の液体組成物を装入した。液体およびその上方にある蒸気を 平衡させ、そして容器内の蒸気圧を測定した。温度を25℃に一定に保持しつつ最 初の装入物の50wt％が除去されるまで、容器から蒸気を漏洩させ、その時、容器 内に残存する組成物の蒸気圧を測定した。結果を下記に要約する。 本実施例の結果は、もとの組成物の50wt％が除去される時、残存する組成物の 蒸気はもとの組成物の25℃での蒸気圧の約10％以内にあるので、これらの組成物 は共沸混合物または共沸混合物様のものであることを示す。 実施例 ３ 冷媒の性能 以下の表は理想的な蒸気圧縮サイクルにおける種々な冷媒の性能を示す。デー タは次の条件に基づく。 蒸発器温度 40°F（4.4℃） 凝縮器温度 100°F（37.8℃） 圧縮機効率は75％である。 冷媒能力は、固定排気量が毎分3.5立方フィートで、容積効率が75％である圧 縮機を基準とする。能力とは、循環される冷媒１ポンドあたりの蒸発器内の冷媒 のエンタルピーの変化、すなわち蒸発器内の冷媒によって単位時間あたり除去さ れる熱を意味する。動作係数（COP）とは能力と圧縮機仕事との比を意味し、冷 媒のエネルギー効率の一つの指標である。 共沸混合物または共沸混合物様の組成物を包含する本発明の新規な組成物は、 それを凝縮し、その後、冷却すべき物体の近傍において凝縮物を蒸発することに より冷凍を行うために使用できる。この新規な組成物はまた、加熱すべき物体の 近傍において冷媒を凝縮し、その後冷媒を蒸発することにより、熱を発生するた めにも使用できる。 冷凍の応用に加えて、定沸または実質的に定沸である本発明の新規な組成物は 、エアゾール噴射剤、伝熱媒体、気体誘電体、消火剤、ポリオレフィンおよびポ リウレタンのための膨張剤ならびに動力サ イクル作動流体としても有用である。 追加的な化合物 他の化合物、例えば、−60〜＋30℃の沸点をもつ脂肪族炭化水素、−60〜＋30 ℃の沸点をもつハイドロフルオロカーボンアルカン、−60〜＋30℃の沸点をもつ ハイドロフルオロプロパン、−60〜＋30℃の沸点をもつ炭化水素エステル、−60 〜＋30℃の沸点をもつハイドロクロロフルオロカーボン、−60〜＋30℃の沸点を もつハイドロフルオロカーボン、−60〜＋30℃の沸点をもつハイドロクロロカー ボン、ならびにクロロカーボンおよび過弗素化化合物を前記したように共沸混合 物または共沸混合物様の組成物に添加してよい。 潤滑剤、腐蝕防止剤、安定化剤、染料および他の適当な物質のような添加剤は 、それらが本発明の新規な組成物について企図する応用に関して悪影響を与えな い限り、いろいろな目的のためにこれらを本発明の新規な組成物に添加すること ができる。好ましい潤滑剤には、分子量が250より大きいエステルが含まれる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｃ０８Ｌ 23:02 75:04 (72)発明者 シフレツト，マーク・ブランドン アメリカ合衆国デラウエア州19711―8715. ニユーアーク．フイフスストリート609 (72)発明者 ヨコゼキ，アキミチ アメリカ合衆国デラウエア州19807―2703. グリーンビル．コングレツシヨナルドライ ブ109．アパートメント シー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロエタンとペンタフルオロプロパンとを 含む冷媒組成物。 ２．１〜99wt％の2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロエタンと、１〜99wt％の 、1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパン、1,1,2,3,3−ペンタフルオロプロパンま たは1,1,1,2,3−ペンタフルオロプロパンからなる群から選択される第２の化合 物とを含む請求項１記載の冷媒組成物。 ３．共沸混合物または共沸混合物様の組成物を構成するのに有効な量の2,2−ジ クロロ−1,1,1−トリフルオロエタンと、1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパン、 1,1,2,3,3−ペンタフルオロプロパンまたは1,1,1,2,3−ペンタフルオロプロパン 。 ４．１〜99wt％の2,2−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロエタンと、１〜99wt％の 、1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパン、1,l,2,3,3−ペンタフルオロプロパンま たは1,1,1,2,3−ペンタフルオロプロパンからなる群から選択される第２の化合 物とからなる請求項３記載の共沸混合物または共沸混合物様の組成物。 ５．請求項１記載の組成物を凝縮し、その後この組成物を、冷却すべき物体の近 傍で蒸発させることからなる冷凍を行う方法。 ６．請求項１記載の組成物を蒸発し、その後この組成物を、加熱すべき物体の近 傍で凝縮させることからなる加熱を行う方法。 ７．請求項３記載の組成物を凝縮し、その後この組成物を、冷却すべき物体の近 傍で蒸発させることからなる冷凍を行う方法。 ８．請求項３記載の組成物を蒸発し、その後この組成物を、加熱すべき物体の近 傍で凝縮させることからなる加熱を行う方法。 ９．請求項４記載の組成物を凝縮し、その後この組成物を、冷却すべき物体の近 傍で蒸発させることからなる冷凍を行う方法。 10．請求項４記載の組成物を蒸発し、その後この組成物を、加熱すべき物体の近 傍で凝縮させることからなる加熱を行う方法。 11．請求項５記載の組成物を凝縮し、その後この組成物を、冷却すべき物体の近 傍で蒸発させることからなる冷凍を行う方法。 12．請求項５記載の組成物を蒸発し、その後この組成物を、加熱すべき物体の近 傍で凝縮させることからなる加熱を行う方法。