KR20130116293A - 1-클로로-3,3,3-트리플루오로프로펜을 포함하는 유사-공비 조성물 - Google Patents

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라이언 헐스
라지브 알. 씽
행 티. 팜
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허니웰 인터내셔널 인코포레이티드
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Abstract

트랜스-1-클로로-3,3,3-트리플루오로프로펜(트랜스-HFO-1233zd) 및 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234yf) 및 트랜스-1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(트랜스-HFO-1234ze) 및 이들의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 제 2 성분으로 필수적으로 구성되는 유사-공비 혼합물 및 이의 다양한 용도가 제공된다.

Description

1-클로로-3,3,3-트리플루오로프로펜을 포함하는 유사-공비 조성물{AZEOTROPE-LIKE COMPOSITIONS COMPRISING 1-CHLORO-3,3,3-TRIFLUOROPROPENE}
본 출원은 2010.11.19일자로 출원된 미국 가특허출원 제61/415,670호에 관한 것이며, 이에 대한 우선권을 주장한 것이며, 상기 출원의 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.
본 발명은 일반적으로 1-클로로-3,3,3-트리플루오로프로펜을 포함하는 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 1-클로로-3,3,3-트리플루오로프로펜을 포함하는 유사-공비 조성물 및 이의 용도를 제공한다.
클로로플루오로카본("CFCs") 또는 하이드로클로로플루오로카본("HCFCs") 및 하이드로플루로오올레핀("HFOs")을 포함하는 플루오로카본 기초 유체는 산업용 냉매, 발포제, 열전달매체, 용매, 기상 유전체 및 다른 용도에 적합한 물성을 갖는다. 이들로의 적용에 있어서, 단일 성분의 유체 또는 예를 들어 비등 및 증발시 실질적으로 분별되지 않는 유사-공비 혼합물을 사용하는 것은 특히 바람직하다. 열전달 유체, 발포제, 프로펠런트, 용매 및 에어로졸에 대한 용도를 포함하는 많은 용도에서, 어떠한 잠재적인 대체물이 또한 현재 가장 광범위하게 사용되고 있는 많은 유체에 존재하는 이들 특징, 예를 들어, 많은 것 중 우수한 기능성(예를 들어, 열 전달 조성물의 경우에 열 전달 특성), 화학적 안정성, 저독성 또는 비독성, 낮은 가연성 또는 불연성 및/또는 윤활제와의 상용성을 갖는 것이 바람직한 것으로 중요하게 여겨진다.
불행히도, 지구온난화 및 오존층 파괴와 같은 의심되는 환경 문제 및 예를 들어, 원하는 수준보다 높은 가연성 수준과 같은 다른 잠재적인 문제가 이러한 몇몇 유체의 사용에 기인하므로, 이들의 동시대에서의 사용을 제한한다. 하이드로플루오로올레핀("HFOs")은 이러한 CFCs, HCFCs 및 HFCs와 같은 것의 가능한 대체물로 제안되어 왔다. 그러나, HFOs를 포함하는 새롭고, 환경적으로 안전하고, 분류되지 않는 혼합물의 확인은 공비물의 형성이 쉽게 예측될 수 없으므로 복잡하다. 따라서, 산업계에서는 CFCs, HCFCs, HFCs 및 특정한 HFOs 및 이들의 혼합물에 대한 허용가능하고 환경적으로 안전한 새로운 HFO-베이스 혼합물을 계속하여 찾고 있다.
본 발명은 여러 가지 중에서 이러한 필요를 만족시킨다.
출원인은 1-클로로-3,3,3-트리플루오로프로펜("1233zd") 그리고 보다 더 바람직하게 트랜스-1-클로로-3,3,3-트리플루오로프로펜("트랜스-1233zd 또는 1233zd(E)") 및 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234yf) 및 트랜스-1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(트랜스-HFO-1234ze)으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 제 2 성분을 포함하는, 바람직하게 이들로 필수적으로 구성되는 그리고 보다 더 바람직하게 이들로 구성되는 공비 및 유사-공비(azeotrope-like) 조성물을 발견하였다. 본 발명의 바람직한 공비물 및 유사-공비 혼합물은 냉매로서, 절연 포움(foams)의 제조에서 발포제로서, 그리고 여러 가지 세척 등의 용도에서 용매로서, 프로펠런트, 에어로졸 및 다른 분사 조성물에서 프로펠런트 및/또는 분무되는 물질을 포함하는 많은 용도에 이들이 특히 바람직하게 되도록 하는 특성을 나타낸다. 냉각에 대하여, 본 발명의 조성물은 특히, 자동차용 에어 컨디셔닝, 칠러(chiller), 정지형 냉각(stationary refrigeration) 등을 포함하는 차량용 에어 컨디셔닝에 특히 유용하다.
본 발명의 일 견지에 의하면, 출원인은 이들 조성물이 비교적 낮은 지구 온난화 지수("GWPs"), 바람직하게 약 1000 미만, 보다 바람직하게 약 500 미만, 보다 바람직하게 약 150 미만 그리고 보다 더 바람직하게 약 75 미만을 나타내는 경향이 있음을 인식하였다.
따라서, 본 발명의 일 견지는 (a) 1-클로로-3,3,3-트리플루오로프로펜 및 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234yf) 및 트랜스-1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(트랜스-HFO-1234ze)으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 제 2 성분으로 필수적으로 구성되는 2성분 유사-공비 혼합물; 및 (b) 공발포제, 공용매, 활성 성분, 분사되는 물질, 윤활제, 안정화제, 금속 부동화제(metal passivator), 부식 방지제 및 가연성 억제제 등과 같은 첨가제로부터 선택된 적어도 하나 이상의 보조제를 포함하는 조성물을 포함한다.
본 발명의 다른 견지는 본 명세서에서 설명한 유사-공비 혼합물을 포함하는 증기 탈지, 냉각 세척, 와이핑(wiping), 및 유사 용매 적용에 사용하기 위한 용매를 제공한다. 본 발명의 다른 견지에 의하면, 본 조성물이 냉각 시스템/방법에 사용되는 윤활유에서, 향상된 오일 리턴(return) 특성을 갖는 냉매로서 및/또는 다른 냉매의 용해도를 향상시키기 위한 오일 리턴제(return agent)로 사용되는 경우에, 본 조성물은 냉각 시스템, 조성물 및 방법과 관련하여 유용하다. 본 발명의 이 견지에 대한 일 실시형태에 의하면, 냉매 시스템에 사용되는 윤활제는 바람직하게 폴리알킬렌 글리콜 윤활제를 포함하며, 특정한 실시형태에서, 이들로 필수적으로 구성되는다. 본 조성물은 또한, 미네랄 오일을 단독으로 또는 다른 윤활 성분과 함께 포함하는 윤활제를 포함하는 냉매 시스템에 이롭다.
본 발명의 다른 견지는 본 명세서에서 설명한 유사-공비 혼합물과, 활성 성분 및/또는 분사되거나 또는 적용되는 물질 및 임의로, 불활성 성분 및/또는 용매 및 다른 에어로졸 프로펠런트를 포함하는 분사 조성물이 제공된다.
본 발명의 또 다른 견지는 셀 가스가 본 명세서에서 설명한 유사-공비 혼합물을 포함하는, 폴리우레탄-, 폴리이소시아누레이트-, 또는 페놀성-베이스 셀 벽 및 셀 벽 구조의 적어도 한 부분에 위치한 셀 가스를 포함하는 폐쇄 셀 포움이 제공된다.
다른 실시형태에 의하면, 본 명세서에서 설명한 유사-공비 혼합물을 포함하는 폴리올 예비혼합물이 제공된다.
다른 실시형태에 의하면, 본 명세서에서 설명한 유사-공비 혼합물을 포함하는 발포 조성물이 제공된다.
다른 실시형태에 의하면, (a) 청구항 1에 따른 유사-공비 조성물을 포함하는 발포제를 열경화성 수지를 포함하는 발포성 혼합물에 첨가하는 단계; (b) 상기 발포성 혼합물을 반응시켜 열경화성 포움을 생성하는 단계; 및 (c) 상기 반응 단계 동안, 상기 유사-공비 혼합물을 휘발시키는 단계를 포함하는 열경화성 포움을 제조하는 방법이 제공된다.
다른 실시형태에 의하면, (a) 청구항 1에 따른 유사-공비 조성물을 포함하는 발포제를 열가소성 수지를 포함하는 발포성 혼합물에 첨가하는 단계; (b) 상기 발포성 혼합물을 반응시켜 열가소성 포움을 생성하는 단계; 및 (c) 상기 반응 단계 동안, 상기 유사-공비 혼합물을 휘발시키는 단계를 포함하는 열가소성 포움을 제조하는 방법이 제공된다.
다른 실시형태에 의하면, 열가소성 중합체를 포함하는 셀 벽과 본 명세서에서 기술된 유사-공비 혼합물을 포함하는 셀 가스를 갖는 열가소성 포움이 제공된다. 바람직하게, 상기 열가소성 포움은 본 명세서에서 설명한 유사-공비 혼합물을 갖는 셀 가스와 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 이들의 조합으로부터 선택된 열가소성 중합체로 구성되는 셀 벽을 갖는다.
다른 실시형태에 의하면, 열경화성 중합체를 포함하는 셀 벽과 본 명세서에서 설명한 유사-공비 혼합물을 포함하는 셀 가스를 갖는 열경화성 포움이 제공된다. 바람직하게, 열경화성 포움은 본 명세서에서 설명한 유사-공비 혼합물을 갖는 셀 가스와 폴리우레탄, 폴리이소시아누레이트, 페놀, 에폭시 또는 이들의 조합으로부터 선택된 열경화성 중합체를 포함하는 셀 벽을 포함한다.
본 발명의 다른 실시형태에 의하면, 본 명세서에서 설명한 유사-공비 혼합물을 포함하는 냉매(refrigerant)가 제공된다.
도 1은 본 발명이 공비 화합물의 발포제 기능을 시험하기 위해 사용되는 시험 장치를 나타내는 것이다.
특정한 실시형태에 의하면, 본 발명은 1-클로로-3,3,3-트리플루오로프로펜("1233zd") 그리고 보다 더 바람직하게 트랜스-1-클로로-3,3,3-트리플루오로프로펜("트랜스-1233zd 또는 1233zd(E)") 및 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234yf) 및 트랜스-1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(트랜스-HFO-1234ze)으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 제 2 성분을 포함하는, 바람직하게 이들로 필수적으로 구성되는 그리고 보다 더 바람직하게 이들로 구성되는 유사-공비 조성물을 제공한다. 따라서, 본 발명은 바람직한 실시형태에서 실질적으로 CFCs, HCFCs 및 HFCs가 없고, 비교적 일정한 끓는점 특성을 나타내며 매우 낮은 지구 온난화 지수 및 낮은 오존층 파괴 가능성 및/또는 가연성이 없거나 혹은 완만한 가연성(mild flammability)을 갖는 유사-공비 혼합물을 제공함으로써 상술한 문제점을 극복한다.
본 명세서에서 사용된, 용어 "완만한 가연성(mild flammability)"은 본 명세서에 포함된 2010년의 ASHRAE 스탠다드 34에 따라서 2L로 분류되는 화합물 또는 조성물을 말한다.
본 명세서에서 "유사-공비(azeotrope-like)"란 엄격하게 공비 또는 일반적으로 공비 혼합물과 같이 거동하는 조성물과 관련이 있다. 공비 혼합물은 언급된 압력 및 온도에서 액체 조성물과 기체 조성물이 같은 둘 이상의 성분으로 된 시스템이다. 실제로, 이는 유사 혼합물의 성분이 일정한 끓는점 또는 필수적으로 일정한 끓는점을 갖고, 일반적으로 상 변화 도중에 열역학적으로 분리될 수 없음을 의미한다. 유사 혼합물을 끓이거나 증발시켜서 형성된 증기 조성은 본래의 액체 조성과 동일하거나, 실질적으로 동일하다. 따라서, 유사-공비 조성물의 액상 및 기상에서의 성분의 농도는 이 조성물을 끓이거나 또는 증발시키게 되면 단지 최소한으로, 변한다. 반대로, 비-공비 혼합물을 끓이거나 증발시키면 액상의 성분 농도가 상당량 정도로 변한다.
본 명세서에서 사용된 용어, "필수적으로 구성되는"이란 유사-공비 조성물의 성분에 대하여, 조성물이 언급된 성분을 유사-공비 비율로 함유하며, 추가적인 성분이 새로운 유사-공비 시스템을 형성하지 않는다면, 추가적인 성분을 포함할 수 있음을 의미이다. 예를 들어, 두 가지 화합물로 필수적으로 구성되는 유사-공비 혼합물은 이성분 공비물을 형성하고, 이는 추가적인 성분이 그 혼합물을 비-공비가 되도록 하지 않거나 화합물 중 하나 또는 둘 모두와 공비물을 형성하지 않는다면, 하나 이상의 부가적인 추가적인 성분을 임의로 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어, "유효량"이란 다른 성분의 조합시에, 본 발명의 유사-공비 조성물을 형성하는 각 성분의 양을 의미한다.
특히 달리 언급하지 않으면, 용어 1233zd는 시스-이성질체, 트랜스-이성질체 또는 이들의 일부 혼합물을 의미한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 유사-공비 혼합물의 성분에 대하여 시스-1233zd는 유사-공비 조성물의 모든 1233zd 이성질체에 대한 시스-1233zd의 양이 적어도 약 95%, 보다 바람직하게 적어도 약 98%, 보다 더 바람직하게 적어도 약 99%, 보다 더 바람직하게 적어도 약 99.9%임을 의미한다. 특정한 바람직한 실시형태에서, 본 발명의 유사-공비 조성물의 시스-1233zd 성분은 필수적으로 순수한 시스-1233zd이다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 유사-공비 혼합물의 성분에 대하여 트랜스-1233zd는 유사-공비 조성물의 모든 1233zd 이성질체에 대한 트랜스-1233zd의 양이 적어도 약 95%, 보다 바람직하게 적어도 약 98%, 보다 더 바람직하게 적어도 약 99%, 보다 더 바람직하게 적어도 약 99.9%임을 의미한다. 특정한 바람직한 실시형태에서, 본 발명의 유사-공비 조성물의 트랜스-1233zd 성분은 필수적으로 순수한 트랜스-1233zd이다.
용어 HFO-1234ze는 이것이 시스- 혹은 트랜스-형인지와 무관하게, 일반적으로 1,1,1,3-테트라플루오로프로펜을 의미한다. 용어 "시스-HFO-1234ze" 및 "트랜스-HFO-1234ze"는 본 명세서에서 각각 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜의 시스- 및 트랜스-형을 기술하기 위해 사용된다. 따라서, 용어 "HFO-1234ze"는 이의 범위에 시스-HFO-1234ze, 트랜스-HFO-1234ze, 및 이들의 모든 조합 및 혼합물을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 유사-공비 혼합물의 성분에 대하여 용어 트랜스-HFO-1234ze는 유사-공비 조성물의 모든 트랜스-HFO-1234ze 이성질체에 대한 트랜스-HFO-1234ze의 양이 적어도 약 95%, 보다 바람직하게 적어도 약 98%, 보다 더 바람직하게 적어도 약 99%, 보다 더 바람직하게 적어도 약 99.9%임을 의미한다. 특정한 바람직한 실시형태에서, 본 발명의 유사-공비 조성물에서 트랜스-HFO-1234ze 성분은 필수적으로 순수한 트랜스-HFO-1234ze이다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 끓는점 데이타에서 "주위 압력(ambient pressure)"은 관련 매체 주위의 대기압(atmospheric pressure)을 의미한다. 일반적으로 주위 압력은 14.7psia이지만, +/- 0.5psi로 변할 수 있다.
본 발명의 유사-공비 조성물은 유효량의 1233zd를 하나 이상의 다른 성분과 바람직하게 유체 형태로 혼합함으로써 제조될 수 있다. 조성물을 형성하기 위해 2가지 이상의 성분을 합하기 위한 공지의 임의의 다양한 방법이 본 발명의 방법에 사용하되도록 적응될 수 있다. 예를 들어 1233zd와 트랜스-HFO-1234ze는 수작업 및/또는 기계로, 배치 또는 연속 반응 및/또는 공정의 일부로써 또는 둘 이상의 이러한 단계의 조합으로 혼합, 브렌드 또는 달리 합할 수 있다. 본 개시사항에 비추어, 이 기술분야의 기술자는 과도한 실험 없이 본 발명에 따른 유사-공비 조성물을 쉽게 제조할 수 있을 것이다.
CF3CCl=CH2와 같은 플루오로프로펜은 각각 본 명세서에 참고로 포함된 미국특허 제2,889,379호; 제4,798,818호 및 제4,465,786호에 기술된 방법을 포함하는, 다양한 포화 그리고 불포화 할로겐-함유 C3 화합물의 촉매 기상 플루오로화와 같은 공지의 방법으로 제조될 수 있다.
또한, 본 명세서에 참고로 포함된, EP 974,571은 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판(HFC-245fa)을 기상에서 크롬 베이스 촉매와 상승된 온도에서 접촉시킴으로써, 또는 액상에서 KOH, HaOH, Ca(OH)2 또는 Mg(OH)2의 알콜 용액과 접촉시킴으로써, 또는 액상에서 KOH, NaOH, Ca(OH)2 또는 Mg(OH)2의 알코올 용액과 접촉시킴으로써, 1,1,1,3-클로로트리플루오로프로펜을 제조하는 기술을 개시하고 있다. 바람직하게 시스 이성질체는 실질적으로 트랜스 형으로부터 분리되어 결과적으로 바람직한 1-클로로-3,3,3-트리플루오로프로펜의 형태는 시스 이성질체가 더 풍부한 것이다. 트랜스 이성질체가 약 20℃의 끓는점을 갖는 것에 비해, 시스 이성질체는 약 40℃의 끓는점을 갖기 때문에, 두 가지는 공지의 임의의 여러 가지 증류 방법에 의해서 쉽게 분리될 수 있다. 그러나, 바람직한 방법은 배치 증류이다. 이 방법에 따라, 시스 및 트랜스 1-클로로-3,3,3-트리플루오로프로펜의 혼합물이 리보일러에 장입된다. 트랜스 이성질체는 리보일러 내에 시스 이성질체를 남기고 오버헤드에서 제거된다. 증류 또한, 트랜스 이성질체가 오버헤드에서 제거되고 시스 이성질체가 하부(bottom)에서 제거되는, 연속 증류로 행하여질 수 있다. 이러한 증류 공정은 약 99.9+%의 순수한 트랜스-1-클로로-3,3,3-트리플루오로프로펜 및 99.9+%의 시스-1-클로로-3,3,3-트리플루오로프로펜을 생성할 수 있다.
트랜스-1233 zd /트랜스- HFO -1234 ze 유사-공비 조성물
바람직한 실시형태에서, 유사-공비 조성물은 유효량의 트랜스-1233zd와 트랜스-HFO-1234ze를 포함한다. 보다 바람직하게, 이러한 이성분계(이원, binary) 유사-공비 조성물은 약 80 내지 약 99.9wt% 트랜스-HFO-1234ze 및 약 0.1 내지 약 20wt% 트랜스-1233zd, 보다 바람직하게 약 83 내지 약 99.9wt% 트랜스-HFO-1234ze 및 약 0.1 내지 약 17wt% 트랜스-1233zd, 그리고 보다 더 바람직하게 약 97 내지 약 99.7wt% 트랜스-HFO-1234ze 및 약 0.3 내지 약 3wt% 트랜스-1233zd로 필수적으로 구성된다.
바람직하게, 본 발명의 트랜스-1233zd/트랜스-HFO-1234ze 조성물은 본 명세서에서 정의된 주위 압력에서 약 - 18.5±1℃의 끓는점을 갖는다.
트랜스-1233 zd / HFO -1234 yf 유사-공비 조성물
바람직한 실시형태에서, 유사-공비 조성물은 유효량의 트랜스-1233zd와 HFO-1234yf를 포함한다. 보다 바람직하게, 이성분 유사-공비 조성물은 약 75 내지 약 99.9wt% HFO-1234yf 및 약 0.1 내지 약 25wt% 트랜스-1233zd, 보다 바람직하게는 약 85 내지 약 99.9wt% HFO-1234yf 및 약 0.1 내지 약 15wt% 트랜스-1233zd, 그리고 보다 더 바람직하게는 약 90 내지 약 99.9wt% HFO-1234yf 및 약 0.1 내지 약 10wt% 트랜스-1233zd로 필수적으로 구성된다.
바람직하게 본 발명의 트랜스-1233zd/HFO-1234yf 조성물은 본 명세서에 정의된 주위 압력에서 약 - 28.5±1℃의 끓는점을 갖는다.
본 발명의 유사-공비 조성물은 이로써 제한하는 것은 아니지만, 윤활제, 안정화제, 금속 부동화제(metal passivator), 부식 방지제 및 가연성 억제제 등과 같은 첨가제로부터 선택된 다양한 임의의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 적합한 안정화제로는 디엔-베이스 화합물, 및/또는 페놀 화합물, 및/또는 방향족 에폭사이드, 알킬 에폭사이드, 알케닐 에폭사이드, 및 이들의 둘 이상의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 에폭사이드를 포함한다. 바람직하게, 상기 임의의 첨가제는 조성물의 기본적인 유사-공비 특성에 영향을 미치지 않는다.
열 전달 조성물
본 발명의 조성물은 일반적으로 증발 냉각제를 포함하는 가열 및/또는 냉각 매체로서 열 전달 적용(application)에 사용될 수 있도록 적용될 수 있다.
증발 냉각 적용과 관련하여, 본 발명의 조성물은 냉각하고자 하는 바디와 직접적으로 또는 간접적으로 접촉되고 그 후에 증발되거나 또는 끓으며, 이러한 접촉에서, 본 조성물에 의한 비등 유체(boiling fluid)가 냉각하고자 하는 바디에서 열을 흡수하는 것이 바람직한 결과이다. 특정한 이러한 실시형태에서, 본 발명의 조성물은 바람직하게는 액체 형태로, 상기 액체를 냉각하고자 하는 바디에 분사 또는 다르게 적용하여 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 다른 증발 냉각 적용에서, 본 발명에 의한 액체 조성물이 비교적 고압 용기로부터 비교적 저압 환경으로 배출되도록 하는 것이 바람직할 수 있으며, 본 명세서에서 냉각하고자 하는 바디는 본 발명의 액체 조성물을 포함하는 용기와 직접적으로 또는 간접적으로 접촉되며, 이 경우에, 바람직하게는 배출된 가스의 회수 또는 재압축 없이 행하여진다. 이러한 타입의 실시형태의 한가지 특정한 적용은 음료, 음식물, 새로운 품목 등의 자체 냉각이다. 본 명세서에 기술된 발명 이전의, 종래의 조성물, 예를 들어, HFC-152a 및 HFC-134a는 이러한 용도에 사용되었다. 그러나, 이러한 근래에 조성물은 이들 물질이 대기중으로 방출됨에 따른 환경에 대한 부정적인 영향으로 인하여 이러한 적용에 부정적인 것으로 여겨진다. 예를 들어, 미국 EPA는 상기 적용에 이러한 종래의 화합물을 사용하는 것은 이들 화학물질의 높은 지구온난화 특성 및 이들의 사용에 기인할 수 있는 환경에 대한 유해한 효과로 인하여 허용 불가능한 것으로 결정하였다. 본 발명의 조성물은 본 명세서에 기술된 바와 같이, 이들의 낮은 지구온난화 가능성 및 낮은 오존 파괴지수로 인하여 확실히 이로운 것이다. 또한, 본 조성물은 전기 또는 전자 구성요소의 제조 도중 또는 이들의 가속 수명시험 도중에, 이들의 냉각과 관련하여 실질적으로 유용할 것으로 예상된다. 가속 수명시험에서, 상기 구성요소는 연속적으로 빠르게 가열 및 냉각되어 상기 구성요소의 사용을 모사한다. 따라서, 이러한 사용은 반도체 및 컴퓨터 보드 제조업에 특히 이로울 것이다. 이와 관련된 본 조성물의 다른 이점은 이들이 이러한 적용에 사용되는 경우에, 접촉성 전기적 특성(contagious electrical properties)으로 나타내어질 것으로 예상된다. 다른 증발 냉각 적용으로는 도관을 통한 유체의 흐름을 일시적으로 중단시키는 방법을 포함한다. 바람직하게, 이러한 방법은 도관, 예를 들어, 이를 통해 물이 흐르는 송수관(water pipe)을 본 발명에 의한 액체 조성물과 접촉시키고, 본 명세서에 포함되어 있는 액체가 얼도록, 상기 도관과 접촉하는 동안 본 발명에 의한 액체 조성물이 증발되도록 하고, 이에 따라, 도관을 통한 유체의 흐름이 일시적으로 중단된다. 이러한 방법은 본 조성물이 적용되는 위치의 하부 위치에서, 이러한 도관 또는 이러한 도관에 연결된 시스템에서 행하여지는 상기 서비스 또는 다른 작업을 가능하게 한다는 점에서 명백히 이로운 것이다.
본 발명의 조성물은 본 발명의 화합물을 광범위한 양으로 포함할 수 있는 것으로 의도되지만, 본 발명의 냉매 조성물은 본 발명의 공비물 또는 유사-공비 조성물을 냉매 조성물의 적어도 약 50중량%, 보다 바람직하게는 적어도 약 70 중량%, 및 보다 더 바람직하게는 적어도 약 90 중량%의 양으로 포함하는 것이 일반적으로 바람직하다.
본 발명에 의하여 사용되는 하이드로플루오로올레핀의 상대적인 양은 요구되는 열 전달 용량(capacity), 특히 냉각 용량 그리고 바람직하게는 동시에, 불연성 또는 완만한 가연성을 갖는 열 전달 유체를 생성하도록 바람직하게 선택된다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어, 불연성(non-flammable)은 ASTM E-681에 의한 측정으로 공기 중의 모든 비율에서 불연성이 유체를 말한다.
본 발명의 조성물은 조성물의 특정한 기능성을 향상시키거나 혹은 특정한 기능성을 부여하기 위한 목적으로 혹은 상기 조성물의 비용을 감소시키고자 하는 일부 경우에, 다른 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 의한 열 전달 조성물, 특히, 증기 압축 시스템에 사용되는 열 전달 조성물은, 본 발명의 공비 조성물 또는 유사-공비 조성물을 포함하는 냉매뿐만 아니라, 윤활제를 상기 조성물의 약 약 30 내지 약 50 중량%의 양으로 포함한다. 나아가, 본 조성물은 윤활제의 상용성 및/또는 가용성을 돕기 위해, 공-냉매 또는 상용화제, 예를 들어 프로판을 또한 포함할 수 있다. 프로판, 부탄 및 펜탄을 포함하는 이러한 상용화제는 바람직하게는 조성물의 약 0.5 내지 약 5 중량%의 양으로 존재한다. 계면활성제 및 가용화제의 조합이 또한, 미국 특허 제6,516,837호(본 출원의 개시사항은 본 명세서에 참고로 포함됨)에 개시된 바와 같이, 오일의 가용성을 돕기 위해 본 조성물에 첨가될 수 있다. 하이드로플루오로카본(HFC) 냉매와 함께 냉각 기계류에 사용되는 상업적으로 이용되는 냉각 윤활제, 예를 들어, 폴리올 에스테르(POEs) 및 폴리 알킬렌 글리콜(PAGs), PAG 오일, 실리콘 오일, 미네랄 오일, 알킬 벤젠(ABs) 및 폴리(알파-올레핀)(PAO)이 본 발명의 냉매 조성물과 사용될 수 있다. 상업적으로 이용가능한 오일로는 Witco의 Witco LP 250(등록 상표), Shrieve Chemical의 Zerol 300(등록 상표), Witco의 Sunisco 3GS, 및 Calumet의 Calumet R015를 포함한다. 상업적으로 이용가능한 알킬 벤젠 윤활제로는 Zerol 150(등록 상표)을 포함한다. 상업적으로 이용가능한 에스테르로는 네오펜틸 글리콜 디펠라르고네이트(neopentyl glycol dipelargonate)를 포함하며, 이는 Emery 2917(등록 상표) 및 Hatcol 2370(등록 상표)로 이용가능하다. 다른 유용한 에스테르로는 포스페이트 에스테르, 이염기산 에스테르, 및 플루오로에스테르를 포함한다. 일부의 경우에, 하이드로카본 베이스 오일은 요오도카본으로 구성되는 냉매에 대하여 충분한 가용성을 가지며, 요오도카본과 하이드로카본 오일의 조합은 다른 타입의 윤활제에 보다 더 안정할 수 있다. 따라서, 이러한 조합은 이로울 수있다. 바람직한 윤활제로는 폴리알킬렌 글리콜 및 에스테르를 포함한다. 폴리알킬렌 글리콜은 차량용 에어-컨디셔닝과 같은 특정한 적용에 현재 사용되는 것이므로, 특정한 실시형태에서 매우 바람직하다. 물론, 다른 타입의 윤활제의 다른 혼합물이 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 방법, 시스템 및 조성물을 일반적으로 광범위한 열전달 시스템에 그리고 특히, 냉각 시스템, 예를 들어, 에어-컨디셔닝(고정형 및 차량용 에어 컨디셔닝 시스템 포함), 냉각, 열-펌프 시스템 등에 사용되도록 적용될 수 있다. 특정한 바람직한 실시형태에서, 본 발명의 조성물은 본래 HFC 냉매 예를 들어, 예컨대 HFC-134a, 또는 HCFC 냉매, 예를 들어, 예컨대 HCFC-22와 함께 사용되도록 디자인된 냉각 시스템에 사용된다. 본 발명의 바람직한 조성물은 통상의 HFC 냉매의 GWP 정도로 낮은 혹은 이보다 낮은 GWP 및 이러한 냉매의 용량 정도로 높거나 혹은 이보다 높은 용량 및 이러한 냉매의 용량과 실질적으로 유사하거나 혹은 실질적으로 일치하는, 그리고 바람직하게는 이러한 냉매의 용량 정도로 높거나 혹은 이 보다 높은 용량을 포함하는 HFC-134a 및 다른 HFC 냉매의 많은 바람직한 특성을 나타내는 경향이 있다. 특히, 출원인은, 본 발명의 특정한 바람직한 실시형태는 비교적 낮은 지구 온난화 지수("GWP"), 바람직하게는, 약 1000 미만, 보다 바람직하게는 약 500 미만, 그리고 보다 더 바람직하게는 약 150 미만을 나타내는 경향이 있다. 또한, 본 명세서에 참고로 포함된 동시-게류 중인 특허 출원에 기술되어 있는 유사-공비 조성물을 포함하는, 본 발명에 의한 조성물의 특정한 비교적 일정한 끓음 특성은, 이들이 많은 적용에서 냉매로 사용되는, 특정한 통상의 HFCs, 예를 들어 R-404A 또는 HFC-32, HFC-125 및 HFC-134a(약 23:25:52 중량비의 HFC-32:HFC-125:HFC134a의 조합은 R-407C로 칭하여진다)의 조합보다 더 바람직한 것이 되도록 한다. 본 발명의 열 전달 조성물은 HFC-134, HFC-152a, HFC-22, R-12 및 R-500에 대한 대체물로서 특히 바람직하다.
특정한 다른 바람직한 실시형태에서, 본 발명의 조성물은 본래 CFC-냉매와 사용하도록 디자인된 냉각 시스템에 사용된다. 본 발명의 바람직한 냉각 조성물은 미네랄 오일, 폴리알킬벤젠, 폴리알킬렌 글리콜 오일 등과 같이 CFC-냉매와 통상적으로 함께 사용되는 윤활제를 함유하는 냉각 시스템에 사용될 수 있으며, HFC-냉매와 전통적으로 함께 사용되던 다른 냉매와 함께 사용될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 용어 "냉각 시스템"은 일반적으로, 냉각을 제공하도록 냉매를 사용하는 임의의 시스템 또는 장치, 또는 이러한 시스템 또는 장치의 임의의 파트 또는 부분을 말한다. 이러한 냉각 시스템으로는 예를 들어, 에어 컨디셔너, 전기 냉장고, 칠러(원심 압축기를 사용하는 칠러 포함), 운반 냉각 시스템, 상업용 냉각 시스템 등을 포함한다.
많은 현존하는 냉각 시스템은 현존하는 냉매와 관련하여 사용될 수 있도록 현재 적용되며, 본 발명의 조성물은 시스템의 변경 없이 혹은 시스템을 변경하여, 이러한 많은 시스템에 적용될 수 있는 것으로 여겨진다. 많은 적용에서, 본 발명의 조성물은 현재 특정한 냉매에 기초한 소형 시스템, 예를 들어, 적은 냉각 용량을 요구하는 것과 같은 것에서 리플레이스먼트(replacement)로서 이점을 제공할 수 있으며, 따라서, 비교적 작은 압축기 디스플레이스먼트가 필요함을 나타낸다. 나아가, 예를 들어, 고 용량 냉매를 대체하는데 있어서의 효율상의 이유로, 본 발명의 저용량 냉매 조성물을 사용하는 것이 바람직하며, 본 발명에 의한 조성물의 이러한 실시형태는 잠재적인 이점을 제공한다.
따라서, 본 발명에 의한 조성물 용도의 특정한 실시형태에 있어서, 특히 본 발명의 조성물을 상당한 부분으로 포함하는 조성물 및 일부 실시형태에서, 본 발명의 조성물로 필수적으로 구성되는 조성물은 예를 들어, HFC-134a; CFC-12; HCFC-22; HFC-152a; 펜타플루오로에탄(HFC-125), 트리플루오로에탄(HFC-143a) 및 테트라플루오로에탄(HFC-134a)의 조합(HFC-125:HFC-143a:HFC134a의 약 44:52:4 중량비의 조합을 R-404A이라 함); HFC-32, HFC-125 및 HFC-134a의 조합(HFC-32:HFC-125:HFC134a의 약 23:25:52 중량비의 조합을 R-407C이라 함); 메틸렌 플루오라이드(HFC-32) 및 펜타플루오로에탄(HFC-125)의 조합(HFC-32:HFC-125의 약 50:50 중량비의 조합을 R-410A이라 함); CFC-12 및 1,1-디플루오로에탄(HFC-152a)의 조합(CFC-12:HFC-152a의 73.8:26.2 중량비의 조합을 R-500이라 함); 및 HFC-125 및 HFC-143a의 조합(HFC-125:HFC143a의 약 50:50 중량비의 조합을 R-507A라 함)과 같은 현존하는 냉매에 대한 대체로 바람직하다. 특정한 실시형태에서, 본 발명의 조성물을 R-407A로 칭하여지는 HFC-32:HFC-125:HFC134a의 약 20:40:40 중량비의 조합 또는 R-407D로 칭하여지는 HFC-32:HFC-125:HFC134a의 약 15:15:70 중량비의 조합으로 형성된 냉매에 대한 대체로 이용하는 것이 또한 이로울 수 있다. 본 조성물은 또한, 본 명세서의 다른 부분에서 설명한, 다른 적용, 예를 들어, 에어로졸, 발포제 등에서 상기한 조성물에 대한 대체로 적합한 것으로 여겨진다.
특정한 적용에서, 본 발명의 냉매는 큰 디스플레이스먼트 압축기를 이롭게 사용할 수 있도록 하며, 이에 따라, 다른 냉매, 예를 들어, HFC-134a 보다 에너지 효율이 좋아진다. 따라서, 본 발명의 냉매 조성물은 차량용 에어 컨디셔닝 시스템 및 장치, 상업용 냉각 시스템 및 장치, 칠러, 가정용 냉장고 및 냉동기, 범용 에어 컨디셔닝 시스템, 열 펌프 등을 포함하는 냉매 대체 적용에 대한 에너지 기반에서경쟁력 있는 이점을 달성할 수 있는 가능성을 제공한다.
많은 현존하는 냉각 시스템은 현존하는 냉매와 관련하여 사용될 수 있도록 현재 적용되며, 본 발명의 조성물은 시스템을 변경하여 혹은 시스템을 변경하지 않고 이러한 많은 시스템에 사용할 수 있도록 적용될 수 있는 것으로 여겨진다. 많은 적용에서, 본 발명의 조성물은 현재 비교적 높은 용량을 갖는 냉매에 기초한 시스템에서의 대체로서 이점을 제공할 수 있다. 나아가, 예를 들어, 고용량 냉매를 대체하는 비용상의 원인으로 인하여, 본 발명의 저용량 냉매 조성물을 사용하는 것이 바람직한 경우에, 이러한 본 조성물의 실시형태는 잠재적인 이점을 제공한다. 따라서, 본 발명에 의한 조성물 용도의 특정한 실시형태에 있어서, 특히 HFO-1234(바람직하게 시스-HFO-1234ze, 트랜스-HFO-1234ze, HFO-1234yf, HFO-1234yc, HFO-1234zc, HFO-1234ye(E) 및 HFO-1234ye(Z) 중 임의의 하나 이상) 를 상당한 부분으로 포함하는 조성물 및 일부 실시형태에서, HFO-1234(바람직하게 시스-HFO-1234ze, 트랜스-HFO-1234ze, HFO-1234yf, HFO-1234yc, HFO-1234zc, HFO-1234ye(E) 및 HFO-1234ye(Z) 중 임의의 하나 이상) 로 필수적으로 구성되는 조성물은 현존하는 냉매, 예를 들어, HFC-134a에 대한 대체로 바람직한 것이다. 특정한 적용에서, 본 발명의 냉매는 큰 디스플레이스먼트 압축기를 잠재적으로 이롭게 사용할 수 있도록 하며, 따라서, 그 결과, 다른 냉매, 예를 들어, HFC-134adp 비하여 에너지 효율이 좋게 한다. 따라서, 본 발명의 냉매 조성물, 특히, 시스-HFO-1234ze, 트랜스-HFO-1234ze, HFO-1234yf, HFO-1234yc, HFO-1234zc, HFO-1234ye(E) 및 HFO-1234ye(Z) 중 임의의 하나 이상을 포함하는 조성물은 냉매 대체 적용에 대한 에너지 기반에서 경쟁력 있는 이점을 달성할 수 있는 가능성을 제공한다.
본 발명의 조성물은 상업용 에어 컨디셔닝 시스템과 관련하여 전형적으로 사용되는 칠러에서 사용하도록 적용될 수 있는 것으로 의도된다. 이러한 특정한 실시형태에서, 열전달 특성, 비용 등에 대한 이들의 영향으로 인하여 포함될 수 있는 다음의 부가적인 화합물 중 하나 이상이 포함되는 것이 바람직하다. 따라서, 다음의 성분은 공-열 전달 유체(혹은 냉각 적용의 경우에 공-냉매)로서 상기 조성물에 포함될 수 있다.
트리클로로플루오로메탄(CFC-11)
디클로로디플루오로메탄(CFC-12)
디플루오로메탄(HFC-32)
펜타플루오로에탄(HFC-125)
1,1,2,2-테트라플루오로에탄(HFC-134)
1,1,1,2-테트라플루오로에탄(HFC-134a)
디플루오로에탄(HFC-152a)
1,1,1,2,3,3,3-헵타플루오로프로판(HFC-227ea)
1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로판(HFC-236fa)
1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판(HFC-245fa)
1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄(HFC-365mfc)
물
CO2
발포제
본 발명의 다른 실시형태에서, 본 명세서에서 기술된 적어도 하나의 유사-공비 혼합물을 포함하는 발포제가 제공된다. 중합체 포움은 일반적으로 두 가지 분류:열가소성 포움 및 열경화성 포움으로 분류된다.
열가소성 포움은 일반적으로 Throne, Thermoplastic Foams, 1996, Sherwood Publishers, Hinkley, Ohio 또는 Klempner and Scndijarevic, Polymeric foams and Foam Technology, 2nd edition 2004, Hander Gardner Publication, Inc, Cincinnati, OH에 기술된 것을 포함하여 공지의 임의의 방법으로 일반적으로 생산된다. 예를 들어, 압출성형된 열가소성 포움은 압출성형 공정에 의해 제조될 수 있는데, 가압하에서의 압출성형기에서 형성된 용융 중합체 내의 발포제 용액은 주위 온도 또는 압력에서 또는 포움 팽창에 도움이 되는 임의의 감압하에서 무빙 벨트 상에 오리피스를 통해 적용된다. 발포제가 증발되어 중합체를 팽창시킨다. 최대 팽창에 해당하는 시간에서의 치수 안정성을 유지하기에 충분한 강도를 부여하는 조건하에서 중합체가 동시에 팽창 및 냉각된다. 압출성형된 열가소성 포움의 생산에 사용되는 중합체는 이로써 한정되는 것은 아니지만, 폴리스티렌, 폴리에틸렌(HDPE, LDPE 및 LLDPE), 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 에틸렌 비닐 아세테이트 및 이들의 혼합물을 포함한다.
본 발명의 특정한 바람직한 견지에 의하면, 본 조성물은 발포제로서 혹은 발포성 조성물의 일부로서 사용되며, 바람직하게, 상기 발포성 조성물은 열가소성이며, 보다 더 바람직하게는 폴리스티렌-베이스 배합물이다. 출원인은 본 발명의 조성물은, 특정한 실시형태에서, 중합 성분의 개선된 용해도를 가지며, 따라서, 발포성 조성물은 향상된 그리고 예상치 못하게도 놀라운 셀 구조 및/또는 셀 분포 및/또는 셀 크기를 포함하는 향상된 물리적 물성 및 특징을 갖는 포움 제품 특히, 폐쇄 셀 포움 제품을 제공할 수 있는 가능성을 가짐을 놀랍게도 발견하였다.
많은 첨가제가 포움 공정 및 물성을 최적화하기 위해 용융 중합체 용액에 임의로 첨가되며, 첨가제로는 이로써 한정하는 것은 아니지만, 핵제(예, 탈크), 난연제, 착색제, 공정조제(예, 왁스), 가교결합제, 투과성 변형제 등을 포함한다. 가교결합을 증진시키기 위한 조사, 포움 표면 품질을 향상시키기 위한 표면 필름의 라미네이션, 포움 치수 요건을 달성하기 위한 트림밍 및 기타 다른 공정이 제조공정에 또한 포함될 수 있다.
일반적으로, 발포제는 본 발명의 유사-공비 조성물을 광범위한 양으로 포함할 수 있다. 그러나, 발포제가 적어도 약 15중량%의 발포제를 포함하는 것이 일반적으로 바람직하다. 특정한 바람직한 실시형태에서, 발포제는 본 조성물을 적어도 약 50중량% 포함하고, 특정한 실시형태에서, 발포제는 본 발명의 유사-공비 조성물로 필수적으로 구성된다. 특정한 바람직한 실시형태에서, 발포제가 본 발명의 유사-공비 혼합물뿐만 아니라 하나 이상의 공-발포제, 충진제, 증기압 조절제, 화염 억제제, 안정화제 등의 보조제를 포함한다.
특정한 바람직한 실시형태에서, 발포제는 본 발명의 유사-공비 혼합물을 포함하는 물리적(즉, 휘발성) 발포제로서 특징지어진다. 일반적으로 블렌드된 혼합물에 존재하는 발포제의 양은 최종 포움 생성물의 바람직한 포움 밀도와 공정의 압력 및 용해도 한계에 의해 좌우된다. 예를 들어, 발포제의 비율은 중량부로 중합체 100 중량부에 대해 약 1 내지 약 45부의 범위, 보다 바람직하게는 약 4 내지 약 30부의 범위일 수 있다. 발포제는 유사-공비 조성물과 혼합되는 추가적인 성분을 포함할 수 있으며, 이로는 트리클로로플루오로메탄(CFC-11), 디클로로디플루오로메탄(CFC-12) 같은 클로로플루오로카본, 1,1-디클로로-1-플루오로에탄(HCFC-141b), 1-클로로-1,1-디플루오로에탄(HCFC-142b), 클로로디플루오로메탄(HCFC-22)과 같은 하이드로클로로플루오로카본, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄(HFC-134a), 1,1-디플루오로에탄(HFC-152a), 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판(HFC-245fa) 및 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄(HFC-365mfe)과 같은 하이드로플루오로카본, 프로판, 부탄, 이소부탄, 시클로펜탄, 이산화탄소, 염소화 하이드로카본 알콜, 에테르, 케톤 및 이들의 혼합물 같은 탄화수소를 포함한다.
특정한 실시형태에서, 발포제가 화학적 발포제인 것으로 특징지어진다. 화학적 발포제는 압출성형기에서 온도 및 압력 조건에 노출되는 경우에, 분해되어 가스, 일반적으로 이산화탄소, 일산화탄소, 질소, 수소, 암모니아, 이산화질소, 이들의 혼합물과 같은 가스를 유리시키는 물질이다. 존재하는 화학적 발포제의 양은 원하는 최종 포움의 밀도에 따라 다르다. 전체 화학적 발포제 블렌드의 비율은 중량부로 중합체 100중량부에 대하여 발포제 1 미만 내지 15중량부, 바람직하게는 약 1 내지 약 10중량부의 범위 내일 수 있다.
특정한 바람직한 실시형태에서, 분산제, 셀 안정화제, 계면활성제 및 다른 첨가제는 본 발명의 발포제 조성물에 또한, 첨가될 수도 있다. 계면활성제는 선택적이긴 하지만 바람직하게 셀 안정화제로서 작용하도록 첨가된다. 일부 대표적인 물질이 DC-193, B-8404 및 S-5340의 상품명으로 시판도며, 이들은 일반적으로는 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제2,834,748호, 제2,917,480호 및 제2,846,458호에 기술된 것과 같은 폴리실록산 폴리옥시알킬렌 블록 공중합체이다. 발포제 혼합물용의 다른 임의의 첨가제는 트리(2-클로로에틸)포스페이트, 트리(2-클로로프로필)포스페이트, 트리(2,3-디브로모프로필)-포스페이트, 트리(1,3-디클로로프로필)포스페이트, 디암모늄포스페이트, 다양한 할로겐화 방향족 화합물, 산화안티모니, 알루미늄 트리하이드레이트, 폴리비닐 클로라이드 등과 같은 난연제 또는 화염 억제제를 포함한다.
열경화성 포움에 대해서, 일반적으로 임의의 열경화성 중합체가 사용될 수 있으며, 이로써 한정하는 것은 아니지만 폴리우레탄, 폴리이소시아누레이트, 페놀성, 에폭시 및 이들의 조합을 포함한다. 일반적으로 이러한 포움은 하나 이상의 발포제의 존재하에서 본 발명의 유사-공비 조성물 및 이로써 한정하는 것은 아니지만, 셀 안정화제, 용해도 증진제, 촉매, 난연제, 부가적인 발포제, 불활성 충진제, 염료 등의 임의의 다른 첨가제를 포함하는 화학적으로 활성인 성분을 함께 도입함으로써 제조된다.
본 발명에 기술된 유사-공비 조성물을 이용한 폴리우레탄 또는 폴리이소시아누레이트 포움의 제조에는, 이 기술분야에 잘 알려져 있는 방법이 사용될 수 있다. Saunders and Frisch, Volumes I and II Polyurethanes Chemistry and Technology(1962) John Wiley and Sons, New York, N.Y. 참조. 일반적으로 폴리우레탄 또는 폴리이소시아누레이트 포움은 이소시아네이트, 폴리올이나 폴리올 혼합물, 발포제 또는 발포제의 혼합물 및 촉매, 계면활성제 및 임의의 난연제, 착색제 또는 다른 첨가제와 같은 기타 물질을 조합함으로써 제조된다.
폴리우레탄이나 폴리이소시아누레이트 발포용 성분을 예비-블렌드된 배합물로 제공하는 것이 많은 적용에 편리하다. 가장 전형적으로, 포움 배합물은 두 가지 성분으로 예비-블렌드된다. 이소시아네이트 및 임의의 특정한 계면활성제 및 발포제는 통상 "A" 성분으로 지칭되는 제 1성분을 구성한다. 폴리올 또는 폴리올 혼합물, 계면활성제, 촉매, 발포제, 난연제 및 다른 이소시아네이트 활성 성분은 통상 "B" 성분으로 지칭되는 제 2성분을 구성한다. 따라서, 폴리우레탄 또는 폴리이소시아누레이트 포움은 소량 제조를 위해 핸드 믹서로, 바람직하게는 블록, 스랩(slabs), 라미네이트, 푸어-인-플레이스(pour-in-place) 패널 및 다른 물품, 분무 적용된 포움, 프로스(froths) 등을 형성하기 위해 기계 혼합 기술에 의해 A 및 B 측 성분을 함께 도입하여 쉽게 제조된다. 임의로, 방화재료(fire retardants), 착색제, 보조 발포제, 물 및 심지어 다른 폴리올과 같은 기타 성분을 믹스 헤드나 반응 장소에 제 3 스트림으로 첨가할 수 있다. 그러나, 상술한 바와 같이 하나의 B 성분으로 모두 포함되도록 하는 것이 가장 편리하다.
어떠한 유기 폴리이소시아네이트가 지방족 및 방향족 폴리이소시아네이트를 포함한 폴리우레탄 또는 폴리이소시아누레이트 포움 합성에 사용될 수 있다. 바람직한 종류는 방향족 폴리이소시아네이트이다. 전형적인 지방족 이소시아네이트는 트리, 테트라 및 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포렌 디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(시클로헥실 이소시아네이트) 등의 알킬렌 디이소시아네이트이고; 전형적인 방향족 폴리이소시아네이트는 m- 및 p-페닐렌 디이소시아네이트, 폴리메틸렌 폴리페닐 이소시아네이트, 2,4- 및 2,6-톨루엔디이소시아네이트, 디아니시딘 디이소시아네이트, 비토이렌(bitoylene) 이소시아네이트, 나프틸렌 1,4-디이소시아네이트, 비스(4-이소시아네이토페닐)메텐(bis(4-isocyanatophenyl)methene), 비스(2-메틸-4-이소시아네이토페닐)메탄(bis(2-methyl-4-isocyanatophenyl)methane) 등을 포함한다.
바람직한 폴리이소시아네이트는 폴리메틸렌 폴리페닐 이소시아네이트이며, 특히 약 30 내지 약 85중량%의 메틸렌비스(페닐 이소시아네이트)와 혼합물의 나머지로 2보다 큰 관능성(functionality)을 갖는 폴리메틸렌 폴리페닐 폴리이소시아네이트를 포함하는 혼합물이다.
폴리우레탄 포움을 제조하는데 사용되는 전형적인 폴리올은 이로써 제한하는 것은 아니지만, 에틸렌 옥사이드 및/또는 프로필렌 옥사이드와 축합된 2,4- 및 2,6-톨루엔디아민의 혼합물에 기초한 것과 같은 방향족 아미노-베이스 폴리에테르 폴리올을 포함한다. 이러한 폴리올은 푸어-인-플레이스(pour-in-place) 성형 포움에 이용된다. 다른 예는 에톡실화된 및/또는 프로폭실화된 아미노에틸화 노닐페놀 유도체에 기초한 것과 같은 방향족 알킬아미노-베이스 폴리에테르 폴리올이다. 이러한 폴리올은 일반적으로 분사 적용되는 폴리우레탄 포움에 사용된다. 다른 예는 에틸렌 옥사이드 및/또는 프로필렌 옥사이드와 축합된 슈크로즈 유도체 및/또는 슈크로즈와 글리세린 유도체의 혼합물에 기초한 것과 같은 슈크로즈-베이스 폴리올이 다.
폴리우레탄 개질된 폴리이소시아누레이트 포움에 사용된 폴리올의 예는 이로써 제한하는 것은 아니지만, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜 또는 프로필렌 글리콜과 같은 폴리올로부터 형성된 프탈레이트-형 또는 테레프탈레이트-형 에스테르의 복합 혼합물에 기초한 것과 같은 방향족 폴리에스테르 폴리올을 포함한다. 이러한 폴리올은 경성(rigid) 라미네이트된 보드스톡(boardstock)에 사용되고, 슈크로즈 베이스 폴리올과 같은 폴리올의 다른 유형과 브렌드될 수 있고, 상술한 것과 같은 기타 폴리우레탄 발포 적용에 사용된다.
폴리우레탄 포움의 제조에 사용되는 촉매는 이로써 제한되는 것은 아니지만, N-알킬모르폴린, N-알킬알카놀아민, N,N-디알킬시클로헥실아민 및 알킬아민을 포함한 3급 아민(여기서 알킬기는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 등 및 이들의 이성질체 형태임); 및 헤테로시클릭 아민이 전형적이다. 제한적인 것은 아니지만, 전형적인 예는 트리에틸렌디아민, 테트라메틸에틸렌디아민, 비스(2-디메틸아미노에틸)에테르, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 트리부틸아민, 트리아밀아민, 피리딘, 퀴놀린, 디메틸피페라진, 피페라진, N,N-디메틸시클로헥실아민, N-에틸모르폴린, 2-메틸피페라진, N,N-디메틸에탄올아민, 테트라메틸프로판디아민, 메틸트리에틸렌디아민 등과 이들의 혼합물이다.
임의로, 비-아민 폴리우레탄 촉매가 사용된다. 이러한 촉매는 전형적으로 비스무스, 납, 주석, 티타늄, 안티모니, 우라늄, 카드뮴, 코발트, 토륨, 알루미늄, 수은, 아연, 니켈, 세륨, 몰리브데늄, 바나듐, 구리, 망간, 지르코늄 등의 유기금속 화합물이다. 예시적으로 포함되는 것은, 비스무스 니트레이트, 납 2-에틸헥소에이트, 납 벤조에이트, 염화 제2철, 삼염화안티모니 및 글리콜산 안티모니이다. 바람직한 유기-주식 분류에는 옥토에이트 제1주석, 2-에틸헥소에이트 제1주석, 라우레이트 제1주석 등과 같은 카르복실산의 제1주석 염뿐만 아니라 디부틸 틴 디아세테이트, 디부틸 틴 디라우레이트, 디옥틸 틴 디아세테이트 등의 카르복실산의 디알킬 주석염을 포함한다.
폴리이소시아누레이트 포움의 제조시, 과다 A성분과 함께 블렌드를 폴리이소시아누레이트-폴리우레탄 포움으로 전환할 목적으로 삼량체화 촉매가 사용된다. 사용되는 삼량체화 촉매는 이 기술분야의 기술자에게 알려진 어떠한 촉매일 수 있고 이로써 제한하는 것은 아니지만, 글리신 염, 3급 아민 삼량체화 촉매 및 알카리 금속 카르복실산 염과 여러 가지 형태의 촉매 혼합물을 포함한다. 이러한 종류 중 바람직한 종류는 포타슘 아세테이트, 포타슘 옥토에이트, 및 N-(2-하이드록시-5-노닐페놀)메틸-N-메틸글리시네이트이다.
분산제, 셀 안정화제 및 계면활성제가 본 블렌드에 포함될 수 있다. 계면활성제는 일반적으로, 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제2,834,748호, 제2,917,480호 및 제2,846,458호에 기술된 것과 같은, 폴리실록산 폴리옥시알킬렌 블록 공중합체이다.
블렌드에 사용되는 다른 임의의 첨가제는 트리스(2-클로로에틸)포스페이트, 트리스(2-클로로프로필)포스페이트, 트리스(2,3-디브로모프로필)포스페이트, 트리스(1,3-디클로로프로필)포스페이트, 디암모늄 포스페이트, 다양한 할로겐화 방향족 화합물, 산화 안티모니, 알루미늄 트리하이드레이트, 폴리비닐 클로라이드 등과 같은 난연제를 포함할 수 있다. 다른 임의의 성분으로는 0-3%의 물을 포함할 수 있으며, 이는 화학적으로 이소시아네이트와 반응하여 이산화탄소를 생성한다. 이러한 이산화탄소는 보조 발포제로 작용한다.
또한 혼합물에는 포함되는 것은 본 발명에서 개시한 바와 같은 발포제 또는 발포제 블렌드이다. 일반적으로 말하면, 블렌드된 혼합물에 존재하는 발포제의 양은 최종 폴리우레탄이나 폴리이소시아네이트 포움 생성물의 원하는 포움 밀도에 따라 정해진다. 총 발포제 블렌드 비율은 중량부로 100부의 폴리올에 대해 1 내지 약 45부, 바람직하게는 약 4 내지 약 30부의 범위일 수 있다.
형성된 폴리우레탄 포움은 약 0.5 lb/ft3(pound per cubic foot, 세제곱 피트당 파운드) 내지 약 40 lb/ft3, 바람직하게 약 1.0 내지 20.0 lb/ft3, 가장 바람직하게 약 1.5 내지 6.0 lb/ft3의 밀도로 다양할 수 있다. 얻어진 밀도는 본 발명에서 개시된 발포제나 발포제 혼합물이 A 및/또는 B 성분에 얼마나 많이 존재하는지 또는 포움 형성시에 첨가되는지에 대한 함수이다.
포움 및 발포성 조성물:
본 발명의 특정한 실시형태는 폴리우레탄-, 폴리이소시아누레이트-, 또는 페놀성 베이스 셀 벽 및 셀의 적어도 일부 내에 배치되는 셀 가스를 포함하는 포움을 포함하며, 상기 셀 가스는 본 명세서에 기술된 유사-공비 혼합물을 포함한다. 특정한 실시형태에서, 포움은 압출성형된 열가소성 포움이다. 바람직하게 포움은 약 0.5 lb/ft3 내지 약 60 lb/ft3, 바람직하게는 약 1.0 lb/ft3 내지 20.0 lb/ft3, 가장 바람직하게 약 1.5-6.0 lb/ft3의 밀도를 갖는다. 포움의 밀도는 발포제나 발포제 혼합물(즉, 유사-공비 혼합물과 임의의 보조 발포제, 예를 들어 이산화 탄소, 화학적 발포제 또는 다른 공-발포제)이 용융 중합체 내에 얼마나 많이 존재하는지에 대한 함수이다. 이러한 포움은 일반적으로 경성이지만 최종 사용 요건에 따라 다양한 등급의 유연도를 갖도록 제조될 수 있다. 포움은 폐쇄 셀 구조, 개방 셀 구조 또는 개방과 폐쇄 셀의 혼합물 일 수 있고, 바람직하게 폐쇄 셀 구조이다. 이러한 포움은 이로써 제한되는 것은 아니지만, 열절연, 부상(flotation), 포장, 공극 충진, 공예 및 장식, 및 충격 흡수 등의 주지의 용도에 사용된다.
다른 실시형태에서, 본 발명은 발포성 조성물을 제공한다. 본 발명의 발포성 조성물은 일반적으로 폴리우레탄, 폴리이소시아누레이트 및 페놀성-베이스 조성물과 같은 포움을 형성할 수 있는 하나 이상의 성분 및 본 명세서에 기술된 적어도 하나의 유사-공비 혼합물을 포함하는 발포제를 포함한다. 특정한 실시형태에서, 발포성 조성물은 열가소성 물질, 특히 열가소성 중합체 및/또는 수지를 포함한다. 열가소성 포움 성분의 예로는 폴리스티렌(PS), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 같은 폴리올레핀 및 이로부터 형성된 포움, 바람직하게는, 저밀도의 포움을 포함한다. 특정한 실시형태에서, 열가소성 발포성 조성물은 압출 성형가능한 조성물이다.
특정한 실시형태에서, 이러한 발포를 제조하는 방법이 제공된다. 발포제가 형성되고 및/또는 발포성 조성물에 첨가되는 방법과 순서는 본 발명의 작용성(operability)에 일반적으로 영향을 미치지 않는다는 점은 이 기술분야의 기술자에게 특히, 본 명세서에 기술된 내용에 비추어 이해될 것이다. 예를 들어, 압출성형 포움의 경우, 다양한 성분의 미리 혼합할 수 있다. 특정한 실시형태에서, 발포성 조성물의 성분은 압출 장치에 도입되기 전에 미리 혼합되지 않거나 압출 성형 장치의 동일한 위치에 첨가되지 않는다. 따라서, 특정한 실시형태에서, 압출 성형기의 제 1 위치, 즉 발포제의 하나 이상의 다른 성분의 첨가 장소의 상부에, 성분이 압출 성형기에서 함께 모이거나 및/또는 이러한 방법으로 보다 효과적으로 작동될 것을 기대하면서, 발포제의 하나 이상의 성분을 도입하는 것이 바람직할 수 있다. 특정한 다른 실시형태에서, 발포제의 두 가지 이상의 성분이 미리 혼합되고 직접 또는 예비 혼합의 일부로써, 발포성 조성물에 함께 도입되고 그 후에, 발포성 조성물의 다른 부분에 추가적으로 첨가된다.
용매/분사 조성물:
바람직한 실시형태에서, 본 발명의 유사-공비 조성물은 용매 및/또는 분사 조성물에 프로펠런트로서 단독으로 또는 다른 공지의 프로펠런트 및/또는 용매와 함께 사용될 수 있다. 용매 조성물은 본 발명의 유사-공비 조성물을 포함하며, 보다 바람직하게는 본 발명의 유사-공비 조성물로 필수적으로 구성되고, 보다 더 바람직하게 본 발명의 유사-공비 조성물로 구성된다. 특정한 실시형태에서, 분사 조성물은 에어로졸이다.
특정한 바람직한 실시형태에서, 상기한 용매, 활성 성분 및 임의의 다른 성분, 예를 들어, 불활성 성분, 용매 등을 포함하는 분사 조성물이 제공된다.
다른 견지에서, 본 발명은 본 발명의 조성물을 포함하는 또는 이로 필수적으로 구성되는 프로펠런트 조성물을 제공한다. 특정한 바람직한 실시형태에서, 이러한 프로펠런트 조성물은 바람직하게는 분사 조성물이다.
분사되기에 적합한 활성 물질은 이로써 제한하는 것은 아니지만, 항천식 의약과 같은 의약 물질뿐만 아니라, 체취제거제, 향수, 헤어스프레이, 세척 용매, 윤활제, 살충제 같은 코스메틱 물질을 포함한다. 본 명세서에서 사용된 의약 물질은 넓은 의미로 치료, 진단, 통증 완화 및 유사한 처치와 관련하여 효과가 있거나 또는 효과가 있는 것으로 여겨지는 어떠한 그리고 모든 물질을 포함하며, 예를 들어 약물과 생물학적 활성 물질을 포함한다.
일 견지에서, 본 조성물은 목적물에 본 발명에 의한 조성물의 팽창을 통해 발생하는 것과 같이, 본 발명에 의한 조성물에 의해 발생되는 힘이 적용됨에 의한, 고체 및/또는 액체 목적물 및/또는 기상 목적물을 포함하는 목적물의 추진(propelling)에 사용될 수 있다.
예를 들어, 이러한 힘은 적어도 일부는, 바람직하게는 본 발명에 의한 조성물의 액체에서 가스로의 상변화에 의해 및/또는 본 발명의 조성물의 가압 용기에서 배출됨에 따른 상당한 압력 감소 결과로 인하여 완화되는(released) 힘에 의해 제공될 수 있다. 이러한 방식에서, 본 발명의 조성물은 추진되는 목적물에 폭발적인 힘 또는 상당한 힘을 적용하는데 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 발명의 조성물을 포함하며, 원하는 양의 힘으로, 액체 목적물 또는 고체 목적물 또는 기상 목적물인, 목적물을 추진하게 하거나 또는 움직이게 하도록 구성된, 시스템, 용기 또는 장치를 포함한다. 이러한 용도의 예로는 용기(예를 들어, 가압 캔 및 유사 장치)를 포함하며, 이는 추진력에 의해, 도관, 채널 또는 노즐에서 박힘, 파이프, 송수관을 뚫는데 사용될 수 있다.
다른 적용으로는 본 발명에 의한 조성물의 용도는 환경, 특히, 주위 공기를 통해 고체 목적물, 예를 들어, 탄환, 펠릿, 수류탄, 네트(nets), 캐니스터(canisters), 빈백(bean bags), 전극 또는 다른 개개의 묶인(tethered) 또는 묶이지 않은(untethered) 발포체를 추진하도록 하는 것을 포함한다. 다른 실시형태에서, 본 조성물은 자이로스코프, 원심분리기, 장난감 또는 다른 회전체에 동작, 예를 들어, 스피팅 동작(spitting motion)을 부여하도록 또는 고체 목적물, 예를 들어, 화염놀이, 색종이 조각, 펠릿, 탄약 및 다른 고체 목적물에 추진력을 부여하도록 사용될 수 있다. 다른 적용에서, 본 발명의 조성물에 의해 제공되는 힘은 로켓 또는 다른 추진체를 포함하는 동작하는 바디를 밀거나 조정하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 프로펠런트 조성물은 본 발명에 의한 조성물을 포함하는, 이로 필수적으로 구성되는 혹은 구성되는, 분사되는 물질 및 프로펠런트를 포함하는 것이 바람직하다. 불활성 성분, 용매 및 다른 물질이 또한, 분사 혼합물에 존재할 수 있다. 바람직하게, 분사 조성물은 에어로졸이다. 분사되기에 적합한 물질은 이로써 제한하는 것은 아니지만, 항천식 의약과 같은 의약 물질뿐만 아니라, 체취제거제, 향수, 헤어스프레이, 세척 용매, 및 윤활제 같은 코스메틱 물질을 포함한다. 본 명세서에서 사용된 의약 물질은 넓은 의미로 치료, 진단, 통증 완화 및 유사한 처치와 관련하여 효과가 있거나 또는 효과가 있는 것으로 여겨지는 어떠한 그리고 모든 물질을 포함하며, 예를 들어 약물과 생물학적 활성 물질을 포함한다. 특정한 바람직한 실시형태에서 의약 물질은 흡기(inhaled)로 적용될 수 있다. 의약 또는 다른 치료제는 바람직하게는 치료양으로 본 조성물에 존재하며, 이 경우에, 본 발명의 조성물의 잔부의 상당한 부분은 본 발명의 공비물 또는 유사-공비 조성물을 포함한다.
산업용, 소비자용 또는 의약용 에어로겔 생성물은 하나 이상의 활성 성분, 불활성 성분 또는 용매와 함께 하나 이상의 프로펠런트를 전형적으로 함유한다. 프로펠런트는 에어로졸 형태로 생성물을 방출하는 힘을 제공한다. 일부 에어로졸 생성물은 이산화탄소, 질소, 이산화질소 및 심지어 공기 같이 압축 가스로 추진되지만, 가장 상업적인 에어로졸은 액화 가스 프로펠런트를 사용한다. 가장 통상적으로 사용되는 액화 가스 프로펠런트는 탄화수소, 예를 들어, 부탄, 이소부탄 및 프로판이다. 디메틸 에테르 및 HFC-152a(1,1-디플루오로에탄)이 또한 단독으로 또는 탄화수소 추진제와의 블렌드로 사용된다. 불행히도, 이들 모든 액화 가스는 모두 매우 가연성이며, 에어로졸 배합물에 이들을 포함시키는 것은 종종 가연성 에어로졸 생성물을 초래한다.
출원인은 에어로졸 생성물을 배합할 수 있는, 불연성, 액화 가스 프로펠런트에 대하여 필요성을 계속적으로 인식하여 왔다. 본 발명은 예를 들어, 분사 클리너, 윤활제 등을 포함하는 특정한 산업용 에어로졸 생성물 및 예를 들어, 폐 또는 점막으로 약물을 전달하는 것을 포함하는 의약용 에어로졸에 사용되는 본 발명의 조성물을 제공한다. 이로는 예를 들어, 천식 및 다른 만성적인 장애 폐병의 치료용 및 의약을 점막 또는 비강에 접근가능하도록 전달하는 정량 흡입기(MDIS)를 포함한다. 따라서, 본 발명은 의약 또는 다른 치료 성분을 함유하는 본 발명의 조성물을 치료를 필요로 하는 유기체에 적용하는 것을 포함하는 유기체의 질환, 질병 및 유사한 건강상 문제를 처치하는 방법을 포함한다. 특정한 바람직한 실시형태에서, 본 조성물을 적용하는 단계는 본 발명의 조성물을 함유하는 MDI를 제공하는 단계(예를 들어, 상기 조성물을 MDI에 도입하는 단계) 및 그 후, 상기 MDI로부터 본 조성물을 배출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 조성물은 지구 온난화에 실질적으로 기여하지 않는, 불연성, 액화 가스 프로펠런트 및 에어로졸을 제공할 수 있다. 본 조성물은 다양한 산업용 에어로졸 또는 다른 분사 조성물, 예를 들어, 콘택트 클리너(contact cleaners), 더스터(dusters), 윤활제 스프레이 등 및 소비자용 에어로졸, 예를 들어, 개인용 보호 제품, 가정용 제품 및 차량용 제품을 배합에 사용될 수 있다. HFO-1234ze는 정량 흡입기과 같은 의료용 에어로졸에 대한 프로펠런트 조성물의 중요한 성분으로 사용하기에 특히 바람직하다. 많은 적용에서, 본 발명의 의약용 에어로졸 및/또는 프로펠런트 및/또는 분사 조성물은, 본 발명의 공비물 또는 유사-공비 조성물뿐만 아니라, 의약, 예를 들어, 베타-아고니스트(beta-agonist), 코르티코스테로이드(corticosteroid) 또는 다른 의약 및 임의의 다른 성분, 예를 들어, 계면활성제, 용매, 다른 프로펠런트, 향료 및 다른 부형제를 포함한다. 이들 적용처에 사용되어 왔던 종래에 많은 조성물과 달리, 본 발명의 조성물은 우수한 환경적 특징을 가지며, 지구 온난화에 잠재적으로 기여하지 않는 것으로 여겨진다. 따라서, 특정한 바람직한 실시형태에서, 본 발명의 조성물은 매우 낮은 지구 온난화 지수를 갖는 실질적으로 불연성인, 액화 가스 프로펠런트를 제공한다.
향료( Flavorants ) 및 방향제( Fragrances )
본 발명의 조성물은 또한 향료 배합물 및 방향제 배합물의 일부, 특히 캐리어로 사용되는 경우에, 이점을 제공한다. 이러한 목적에 있어서, 본 발명의 조성물의 적합성은 0.39g의 쟈스몬(Jasmone)을 두꺼운 벽의 글라스 튜브 내에 넣는, 실험 절차로 입증된다. 일 경우로, 트랜스-HFO-1234ze를 그리고 다른 경우에, HFO-1234yf를 포함하는 본 발명의 공비 조성물 1.73g가 상기 글라스 튜브 내에 첨가되었다. 그 후 상기 튜브를 얼리고 밀봉하였다. 상기 튜브를 해동하면, 상기 혼합물들이 하나의 액상을 가짐을 알 수 있었다. 상기 용액은 20 중량%의 쟈스몬 및 80중량%의 본 발명의 공비 조성물을 함유하며, 따라서 향료 배합물 및 방향제용 캐리어로 바람직하게 사용될 수 있다. 또한 이것은 생물학적 활성 화합물(예를 들면, 바이오매스) 및 식물 성분(plant matter)을 포함하는 방향제의 추출 용매로서 잠재적으로 사용될 수 있다. 특정한 실시형태에서, 추출 적용에, 본 발명의 조성물을 그 초임계 상태에서 상기 본 발명의 유체와 함께 사용되는 것이 바람직하다. 초임계 상태 또는 초임계 근처의 상태에서 본 발명의 조성물의 사용과 관련된 다른 적용은 후술한다.
팽창제( inflating agent )
본 발명에 의한 조성물의 하나의 잠재적인 이점은 바람직한 조성물이 대부분의 주위 조건(ambient condition) 하에서 기체 상태라는 것이다. 이러한 특성이 상기 조성물들이 빠져나온 공간의 중량을 상당히 증가시키지 않으면서, 공간을 채울 수 있도록 해준다. 또한, 본 발명의 조성물은 비교적 쉽게 이송 및 저장을 위해 압축되거나 액체화될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 본 발명의 조성물이 반드시 필요한 것은 아니나 바람직하게는 액체 형태로 밀폐 용기, 예를 들어, 고압 캔에 포함될 포함될 수 있으며, 상기 밀폐 용기는 방출된 조성물이 존재할 수 있는 다른 환경으로 적어도 일정 시간 동안 상기 조성물을 가압된 가스로 방출할 수 있도록 적용된 노즐을 갖는다. 예를 들면, 이러한 적용은 예를 들어, 운송 수단(예를 들면, 자동차, 트럭 및 항공기)에 사용될 수 있는 타이어와 접촉되도록 적용될 수 있는 캔 내에 본 발명의 조성물을 포함하는 것을 포함할 수 있다. 본 실시형태에서,에 의한 다른 예로는 본 발명의 조성물을 유사한 배치(arrangement)에서 적어도 일정 시간 동안 압력 하에서 기체 물질을 함유하도록 적용되는 에어 백 또는 다른 블래더(bladder)(다른 보호 블래더를 포함함)를 팽창시키는데 사용하는 것을 포함한다. 선택적으로 예를 들면 캔과 같은 고정 용기의 사용에 있어서, 본 발명의 조성물은 본 발명의 조성물을 함유하는 호스 또는 다른 시스템을 통해, 액체 또는 기체 형태로 본 발명의 이러한 측면에 따라 적용되며, 이를 통해 본 발명의 조성물은 특정한 적용처에서 요구되는 밀폐된 환경 내로 도입될 수 있다.
용매 및 세척 조성물
본 발명의 다른 실시형태에서, 본 명세서에 기술된 유사-공비 조성물은 다양한 기질로부터 닦거나, 증기 탈지하거나, 기타 다른 수단으로 미네랄 오일, 로진 베이스 플럭스, 실리콘 오일, 윤활제 등과 같은 다양한 오물을 세척하는 용매로서 사용될 수 있다. 특정한 바람직한 실시형태에서, 세척 조성물은 에어로졸이다.
방법 및 시스템들
본 발명의 조성물은 냉각, 에어 컨디셔닝 및 열 펌프 시스템에 사용되는 냉매와 같은 열 전달 방법 및 시스템 내의 열 전달 유체를 포함하는 다양한 방법 및 시스템에 유용하다. 본 발명의 조성물을 또한 에어로졸을 발생시키는 시스템 및 방법, 바람직하게는 이러한 시스템 및 방법에서 에어로졸 프로펠런트를 포함하거나 에어로졸 추진제로 구성되는 시스템 및 방법에 사용될 경우에 유용하다. 포움을 형성하는 방법 및 소화 및 진화 방법 또한 본 발명의 특정한 측면에 포함된다. 본 발명은 또한 특정한 견지에서 물품으로부터 잔여물(residue)을 제거하는 방법을 제공하며, 본 발명의 조성물은 이러한 방법 및 시스템에 용매 조성물로 사용된다.
열 전달 방법 및 시스템
바람직한 열 전달 방법은 일반적으로 본 발명의 조성물을 제공하는 단계 및 감지할 수 있는 열 전달, 상 변화 열 전달 또는 이들의 조합에 의해 열이 상기 조성물로 또는 상기 조성물로부터 전달되도록 하는 단계를 포함한다. 예를 들면, 특정한 바람직한 실시형태에서, 본 발명의 방법은 본 발명의 냉매를 포함하는 냉각 시스템 및 본 발명의 조성물을 응축 및/또는 증발시킴으로써 가열 또는 냉각을 제공하는 방법을 제공한다. 특정한 바람직한 실시형태에서, 다른 유체를 직접적으로 또는 간접적으로 냉각하는 방법, 또는 물체를 직접적으로 또는 간접적으로 냉각하는 방법을 포함하는 상기 냉각 방법은 본 발명의 조성물을 포함하는 냉매 조성물을 응축시키고 그 후 상기 냉매 조성물을 냉각하고자 하는 물품의 주위에서 증발시켜서 냉각하는 단계를 포함한다. 본 발명에서 사용된, 용어 "바디(body)"는 무생물뿐만 아니라 일반적으로는 동물의 조직, 특히 사람의 조직을 포함하는 살아있는 조직을 지칭하는 것이다. 예를 들면, 본 발명의 특정한 견지는 하나 이상의 치료 목적으로, 예를 들면 진통 요법, 예비 마취(preparatory anesthetic) 또는 치료되는 바디의 온도를 낮추는 것과 관련된 치료의 일부로서 사람 조직에 본 발명의 조성물을 적용하는 것을 포함한다. 특정한 실시형태에서, 상기 바디에 대한 적용은 본 발명의 조성물을 압력 하에서 액체 형태로, 바람직하게는 일-방향 배출 밸브 및/또는 노즐을 갖는 가압 용기 내에 제공하는 단계 및 상기 조성물을 상기 바디에 분무 적용 또는 다르게 적용하여, 상기 가압 용기로부터 상기 액체를 방출하여 상기 물체에 상기 조성물을 스프레이하거나 또는 다른 방법으로 적용하는 단계를 포함한다. 상기 액체는 스프레이된 표면으로부터 증발됨에 따라, 표면이 냉각된다.
유체 또는 바디를 가열하는 특정한 바람직한 방법은 본 발명의 조성물을 포함하는 냉매 조성물을 가열하고자 하는 유체 또는 바디 근방에서 응축시키는 단계 및 그 후에, 상기 냉매 조성물을 증발시키는 단계를 포함한다. 본 발명의 개시사항에 비추어, 이 기술 분야의 기술자는 과도한 실험을 행하지 않고, 본 발명에 의해 물품을 용이하게 가열 및 냉각할 수 있다.
출원인들은 본 발명의 시스템 및 방법에서 많은 중요한 냉각 시스템 성능 파라미터가 R-134a용 파라미터들에 비교적 근사함을 발견하였다. 많은 현존하는 냉각 시스템이 R-134a 또는 R-134a와 유사한 특성을 갖는 다른 냉매를 사용하도록 설계되었으므로, 이 기술 분야의 기술자는 시스템을 최소한으로 변경하여, R-134a 또는 유사 냉매에 대한 대체물로 사용할 수 있는 저-GWP 및/또는 저-오존 파괴 냉매의 실질적인 장점을 이해할 것이다. 특정한 실시형태에서, 본 발명은 현존하는 시스템을 실질적으로 변경하지 않고 현존하는 시스템 내의 열 전달 유체(예를 들면 냉매)를 본 발명의 조성물로 교체하는 단계를 포함하는 개장 방법을 제공하는 것이 고려된다. 특정한 바람직한 실시형태에서, 상기 교체 단계는 본 발명의 조성물을 열 전달 유체로 공급하기 위해 시스템에 대한 실질적인 재설계가 요구되지 않고, 장비의 주요 품목이 교체될 필요가 없다는 의미에서 드롭-인 교체(drop-in replacement)이다. 특정한 바람직한 실시형태에서, 상기 방법은 상기 시스템의 용량은 교체 전 시스템 용량의 최소 70%, 바람직하게는 최소 85%, 그리고 보다 더 바람직하게는 최소 90%인 드롭-인 교체를 포함한다. 특정한 바람직한 실시형태에서, 상기 방법은 상기 시스템의 흡입 압력(suction pressure) 및/또는 배출 압력, 바람직하게는 흡입 압력 및 배출 압력 모두는 교체 전의 흡입 압력 및/또는 대체 압력의 최소 약 70%, 바람직하게는 최소 90%, 그리고 보다 더 바람직하게는 최소 95%인 드롭-인 교체를 포함한다. 특정한 바람직한 실시형태에서, 상기 방법은 시스템의 물질 흐름이 교체 전의 물질 흐름의 최소 약 80%, 그리고 보다 더 바람직하게는 최소 약 90%인 드롭-인 교체를 포함한다.
특정한 실시형태에서, 본 발명은 유체 또는 바디로부터 열을 흡수함으로써, 바람직하게는 냉각하고자 하는 바디 또는 유체 근방에서 본 발명의 냉매 조성물을 증발시켜 본 발명의 조성물을 포함하는 증기를 생성함으로써 냉각하는 것을 제공한다. 바람직하게는, 상기 방법은 비교적 상승된 압력에서 본 발명에 의한 조성물의 증기를 생성하기 위해, 일반적으로는 압축기 또는 유사한 장치로 상기 냉매 증기를 압축하는 단계를 추가로 포함한다. 일반적으로, 상기 증기 압축 단계는 증기에 열이 첨가되도록 하고, 그 결과 상대적으로 고압인 증기의 온도 상승을 야기한다. 바람직하게, 이러한 실시형태에서, 본 발명의 방법은 이러한 상대적으로 고온, 고압인 증기로부터 증발 및 압축 단계에 의해 첨가된 열의 최소 일부를 제거하는 단계를 포함한다. 바람직하게, 상기 열 제거 단계는 상기 증기가 본 발명의 조성물을 포함하는 비교적 고압인 액체를 제조할 수 있는 비교적 고압인 상태에 있는 동안, 상기 고온, 고압 증기를 응축하는 단계를 포함한다. 상기 비교적 고압인 액체는 그 후에, 비교적 저온, 저압 액체를 형성하는 압력에서 공칭(nominally) 등엔탈피 감소(isoenthalpic reduction)가 행하여지는 것이 바람직하다. 이러한 실시형태에서, 이러한 낮아진 온도의 냉매 액체는 그 후, 냉각하고자 하는 바디 또는 유체로부터 전달된 열에 의해 증발된다.
본 발명의 또 다른 공정 실시형태에서, 본 발명의 조성물은 상기 조성물을 포함하는 냉매를 가열하고자 하는 액체 또는 바디 근방에서 응축시키는 단계를 포함하는 가열 생성 방법에 사용될 수 있다. 상기한 방법과 같이, 이러한 방법은 종종, 상기한 냉각 사이클의 역 사이클이다.
세척 방법
본 발명은 또한 물품(article)에 본 발명의 조성물을 적용함으로써, 제품(product), 부품(part), 성분, 기재 또는 어떠한 다른 물품 또는 그 일부로부터 오염물을 제거하는 방법을 제공한다. 편의상, 상기 "물품"이라는 용어는 본 발명에서 모든 이러한 제품, 부품, 성분들, 기재들 등을 지칭하며, 나아가 이들의 어떤 표면이나 부분을 지칭하는 것이다. 나아가, "오염물"이라는 용어는 상기 물품에 존재하는 어떠한 원하지 않는 물질 또는 재료를 지칭하며, 설사 이러한 물질이 의도적으로 상기 물품 상에 놓여 지는 경우라도 그러하다. 예를 들면, 반도체 장치의 제조에서, 에칭 공정용 마스크를 형성하기 위하여 기재 상에 포토레지스트 물질을 디포지트하고, 후속적으로 상기 기재으로부터 상기 포토레지스트 물질을 제거하는 것이 일반적이다. 본 발명에서 사용되는 "오염물"이라는 용어는 이러한 포토 레지스트 물질을 커버하고 포함하는 것이다.
본 발명의 바람직한 방법은 상기 물품에 본 발명의 조성물을 적용하는 단계를 포함한다. 많은 다양한 세척 기술(cleaning technique)에서 본 발명의 조성물을 유용하게 사용하는 것이 이로운 것으로 여겨지지만, 특히, 초임계 세척 기술과 관련하여 본 발명의 조성물을 사용하는 것이 특히 유용하다고 생각된다. 초임계 세척은 본 발명의 양수인에게 양수되고, 본 발명에 참조로 포함된 미국 특허 제6,589,355호에 기재되어 있다. 초임계 세척 적용에 있어서, 특정 실시형태에서, 본 발명의 조성물에, 상기 공비 조성물 또는 유사-공비 조성물뿐만 아니라, CO2 및 초임계 세척 적용과 관련되어 사용될 수 있는 것으로 알려진 다른 추가적인 성분과 같은 하나 이상의 부가적인 성분을 포함하는 것이 바람직하다. 특정한 실시형태에서, 특정 증기 탈지(degreasing) 및 용매 세척 방법과 관련하여 본 발명의 세척 조성물을 사용하는 것이 가능하며, 또한 바람직하다.
가연성 억제 방법
다른 특정한 실시형태에서 의하면, 본 발명은 유체의 가연성을 감소하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 본 발명의 화합물 또는 조성물을 상기 유체에 첨가하는 단계를 포함한다. 어떠한 광범위한 다른 가연성 유체와 관련된 가연성은 본 발명에 의해 감소될 수 있다. 예를 들면, 에틸렌 옥사이드, HFC-152a, 1,1,1-트리플루오로에탄(HFC-143a), 디플루오로메탄(HFC-32), 프로판, 헥산, 옥탄 등을 포함하는 가연성 하이드로플루오로카본 및 탄화수소와 같은 유체와 관련된 가연성은 본 발명에 의해 감소될 수 있다. 본 발명의 상기 목적에서, 가연성 유체는 ASTM E-681 등과 같은 임의의 종래의 표준 테스트 방법을 통해 측정하여 공기 중에서 가연성 범위를 나타내는 임의의 유체일 수 있다.
유체의 가연성을 감소시키기 위해 어떤 적당한 양의 본 발명의 화합물 또는 조성물이 본 발명에 따라 첨가될 수 있다. 이 기술 분야의 당업자들에게 알려진 바와 같이, 첨가량은 적어도 일부분은 대상 유체의 가연성 정도 및 원하는 가연성 감소 정도에 따라 결정된다. 특정한 바람직한 실시형태에서, 가연성 유체에 첨가되는 화합물 또는 조성물의 양은 그 결과 생성되는 유체를 실질적으로 비-가연성이 되도록 하는데 효과적이다.
화염 억제 방법( Flame Suppression Method )
본 발명은 나아가 화염 억제 방법을 제공하며, 상기 방법은 화염(flame)을 본 발명의 화합물 또는 조성물을 포함하는 유체와 접촉하는 단계를 포함한다. 화염과 본 발명의 조성물을 접촉시키기 위한 어떠한 적당한 방법이 사용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 조성물을 화염에 분사하고, 붓거나 또는 최소 화염의 적어도 일부가 본 조성물 내에 잠기게 할 수 있다. 본 발명에 교시하고 있는 사항에 비추어, 이 기술 분야의 기술자는 다양한 통상의 장치 및 방법을 개조하여 손쉽게 본 발명에 사용할 수 있을 것이다.
살균 방법
특히 의약 분야에 사용하기 위한 많은 물품, 장치 및 물질은 환자 및 병원 직원들의 건강 및 안전과 같은 건강 및 안전상의 이유에서 사용 전에 반드시 살균되어야 한다. 본 발명은 살균하고자 하는 물품, 장치 또는 물질을 본 발명의 공비물 또는 유사-공비 조성물뿐만 아니라, 하나 이상의 살균제를 포함하는 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하는 살균 방법을 제공한다. 많은 살균제가 이 기술 분야에 알려져 있고, 본 발명과 관련되어 사용할 수 있도록 적용될 수 있는 것으로 여겨지며, 특정한 바람직한 실시형태에서, 살균제는 에틸렌 옥사이드, 포름알데하이드, 과산화수소, 이산화염소(chlorine dioxide), 오존 및 이들의 조합을 포함한다. 특정한 실시형태에서, 에틸렌 옥사이드가 바람직한 살균제이다. 이 기술분야의 기술자는 본 발명에 포함된 교시에 의해 본 발명의 살균 조성물 및 방법과 관련하여 사용되는 살균제 및 본 발명의 화합물(들)의 상대적인 비율을 용이하게 결정할 수 있을 것이며, 이러한 모든 범위는 넓은 범주 내에서 본 발명에 속한다. 이 기술 분야의 기술자에게 알려진 바와 같이, 에틸렌 옥사이드와 같은 특정한 살균제는 비교적 가연성인 성분이며, 본 발명에 의한 상기 화합물은 본 발명의 조성물 내에 상기 조성물 내에 존재하는 다른 성분들과 함께 살균 조성물의 가연성을 허용되는 범위까지 줄일 수 있는 양으로 포함된다.
본 발명의 살균 방법은 바람직하게는 실질적으로 밀봉된 챔버내에서, 약 250℉ 내지 약 270℉의 온도에서 본 발명의 화합물 또는 조성물의 사용을 포함하는 본 발명의 저온 살균 또는 고온 살균일 수 있다. 상기 공정은 일반적으로 2시간 미만으로 완료된다. 그러나, 일부 물품, 예를 들면, 플라스틱 물품 및 전기소자는 이러한 고온에서 견딜 수 없으며, 저온 살균이 요구된다. 저온 살균 방법에서, 살균되어야 할 상기 물품은 대략 상온에서 약 200℉의 온도에서, 보다 바람직하게는 대략 상온에서 약 100℉까지의 온도에서 본 발명의 조성물을 포함하는 유체에 노출된다.
본 발명의 저온 살균은 실질적으로 밀봉된 상태, 바람직하게는 기밀된 챔버에서 수행되는 최소 2단계 공정인 것이 바람직하다. 제1단계(살균 공정)에서, 세척되고, 기체 투과성 백(bag)으로 랩핑(wrapping)된 물품이 챔버 내에 놓여진다. 그 후 상기 진공을 잡음으로써, 그리고 공기를 스팀(steam)으로 대체함으로써 상기 챔버에서 탈기한다. 특정한 실시형태에서,는 상기 챔버에 스팀을 주입하여 바람직하게는 약 30% 내지 약 70%의 범위에 있는 상대 습도를 얻는다. 이러한 습도는 원하는 상대 습도에 도달한 뒤에 상기 챔버에 도입되는 살균제의 살균 효율을 최대화할 수 있다. 상기 살균제가 랩핑을 투과하여 상기 물품의 틈새에 도달하기에 충분한 시간이 지난 후에, 상기 살균제 및 스팀을 챔버에서 제거한다.
상기 공정의 바람직한 제 2단계(통기(aeration) 단계)에서, 살균제 잔여물을 제거하기 위해 상기 물품에 통기시킨다. 이러한 잔여물 제거 단계는 실질적으로 무독성인 본 발명의 화합물을 사용하는 경우에는 선택적이지만, 유독성 살균제인 경우에 특히 중요하다. 전형적인 통기 공정은 에어 워시, 연속 통기 및 이 둘의 조합을 포함한다. 에어 워시는 배치 공정이며, 일반적으로 비교적 짧은 시간, 예를 들면 12분 동안 챔버를 탈기하는 단계 및 그 후 대기압 이상에서 챔버 내에 공기를 도입하는 단계를 포함한다. 이러한 사이클이 원하는 살균제 제거가 달성될 때까지 몇 번이고 반복된다. 연속 통기는 전형적으로 챔버의 한 측면에 있는 유입구(inlet)을 통해 공기를 도입하는 단계 및 그 후 챔버의 다른 측면에 있는 배출구(outlet)에 약간의 진공을 적용함으로써 상기 유출구를 통해 공기를 인출하는 단계를 포함한다. 종종 이 두 가지 접근법이 혼합된다. 예를 들어, 일반적인 접근법은 에어 워시 다음에 통기 사이클을 행하는 것을 포함한다.
실시예
본 발명은 다음의 실시예에 의해 보다 구체적으로 설명되며, 실시예는 설명하기 위한 것으로 이에 의해 어떠한 방식으로 제한되는 것은 아니다. 관련있는 실시예에 대해 "Ebulliometric Measurements"라는 책에서 Swietolslowski에 의해 기술된 일반적 타입의 에뷰리오미터(ebulliometer)가 사용되었다.
실시예 1
석영 온도계가 추가적으로 장착되고, 상부에 응축기를 갖는 진공 자켓 튜브로 구성된 에뷰리오미터가 사용된다. 약 20.58g의 1234yf가 상기 에뷰리오미터에 먼저 장입되었다. 그 후, 1233zd(E)를 소량 증분으로 첨가되었다. 1233zd(E)가 1234yf에 첨가되는 경우에, 14.4 psia에서 온도 강하가 관찰되었고, 이는 이성분 최소 끓는점 공비물이 형성됨을 나타낸다. 약 0 초과 내지 약 20중량%의 1233zd(E)까지, 상기 혼합물의 끓는점이 1234yf의 끓는점보다 낮게 유지된다.
[표 1]
Figure pct00001

실시예 2
석영 온도계가 추가적으로 장착되고, 상부에 응축기를 갖는 진공 자켓 튜브로 구성된 에뷰리오미터가 사용된다. 약 20.3g의 1234ze(E)가 상기 에뷰리오미터에 먼저 장입되었다. 그 후, 1233zd(E)를 소량 증분으로 첨가되었다. 1233zd(E)가 1234ze(E)에 첨가되는 경우에, 14.4 psia에서 온도 강하가 관찰되었고, 이는 이성분 최소 끓는점 공비물이 형성됨을 나타낸다. 약 0 초과 내지 약 3.3중량%의 1233zd(E)까지, 상기 혼합물의 끓는점이 1234yf의 끓는점보다 낮게 유지된다.
[표 2]
Figure pct00002

실시예 3
98중량% HFO-1234yf 및 약 2중량% 트랜스-1233zd를 함유하는 유사-공비 조성물이 에어로졸 캔에 적재된다. 에어로졸 밸브는 제 위치에서 클램프되고, HFC-134a는 캔의 압력이 약 20 psig가 되도록 상기 밸브를 통해 첨가된다. 그 후, 상기 혼합물은 표면 위에 분사되고, 이는 공비 혼합물이 에어로졸로 유용함을 나타낸다. 상기 에어로졸은 체취제거제, 향수, 헤어스프레이, 세척 용매, 윤활제, 살충제 및 의약 물질로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 일종의 활성 성분을 분사하는데 효과적으로 사용된다.
실시예 4
90중량% HFO-1234yf 및 약 10중량% 트랜스-1233zd를 함유하는 유사-공비 조성물이 에어로졸 캔에 적재된다. 에어로졸 밸브는 제 위치에서 클램프되고, HFC-134a는 캔의 압력이 약 20 psig가 되도록 상기 밸브를 통해 첨가된다. 그 후, 상기 혼합물은 표면 위에 분사되고, 이는 공비 혼합물이 에어로졸로 유용함을 나타낸다. 상기 에어로졸은 체취제거제, 향수, 헤어스프레이, 세척 용매, 윤활제, 살충제 및 의약 물질로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 일종의 활성 성분을 분사하는데 효과적으로 사용된다.
실시예 5
80중량% HFO-1234yf 및 약 20중량% 트랜스-1233zd를 함유하는 유사-공비 조성물이 에어로졸 캔에 적재된다. 에어로졸 밸브는 제 위치에서 클램프되고, 필요하면, HFC-134a는 캔의 압력이 약 20 psig가 되도록 상기 밸브를 통해 첨가된다. 그 후, 상기 혼합물은 표면 위에 분사되고, 이는 공비 혼합물이 에어로졸로 유용함을 나타낸다. 상기 에어로졸은 체취제거제, 향수, 헤어스프레이, 세척 용매, 윤활제, 살충제 및 의약 물질로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 일종의 활성 성분을 분사하는데 효과적으로 사용된다.
실시예 6
98중량% 트랜스-HFO-1234ze 및 약 2중량% 트랜스-1233zd를 함유하는 유사-공비 조성물이 에어로졸 캔에 적재된다. 에어로졸 밸브는 제 위치에서 클램프되고, 필요하면, HFC-134a는 캔의 압력이 약 20 psig가 되도록 상기 밸브를 통해 첨가된다. 그 후, 상기 혼합물은 표면 위에 분사되고, 이는 공비 혼합물이 에어로졸로 유용함을 나타낸다. 상기 에어로졸은 체취제거제, 향수, 헤어스프레이, 세척 용매, 윤활제, 살충제 및 의약 물질로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 일종의 활성 성분을 분사하는데 효과적으로 사용된다.
실시예 7
95중량% 트랜스-HFO-1234ze 및 약 5중량% 트랜스-1233zd를 함유하는 유사-공비 조성물이 에어로졸 캔에 적재된다. 에어로졸 밸브는 제 위치에서 클램프되고, 필요하면, HFC-134a는 캔의 압력이 약 20 psig가 되도록 상기 밸브를 통해 첨가된다. 그 후, 상기 혼합물은 표면 위에 분사되고, 이는 공비 혼합물이 에어로졸로 유용함을 나타낸다. 상기 에어로졸은 체취제거제, 향수, 헤어스프레이, 세척 용매, 윤활제, 살충제 및 의약 물질로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 일종의 활성 성분을 분사하는데 효과적으로 사용된다.
실시예 8
85중량% 트랜스-HFO-1234ze 및 약 15중량% 트랜스-1233zd를 함유하는 유사-공비 조성물이 에어로졸 캔에 적재된다. 에어로졸 밸브는 제 위치에서 클램프되고, 필요하면, HFC-134a는 캔의 압력이 약 20 psig가 되도록 상기 밸브를 통해 첨가된다. 그 후, 상기 혼합물은 표면 위에 분사되고, 이는 공비 혼합물이 에어로졸로 유용함을 나타낸다. 상기 에어로졸은 체취제거제, 향수, 헤어스프레이, 세척 용매, 윤활제, 살충제 및 의약 물질로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 일종의 활성 성분을 분사하는데 효과적으로 사용된다.
실시예 9
성능 계수(coefficient of performance, COP)는 냉매의 증발 또는 응축을 포함하는 특정한 가열 또는 냉각 사이클에서 냉매의 상대적인 열역학적 효율을 나타내는데 특히 유용한, 보편적으로 허용되는 냉매 성능의 측정이다. 냉각 엔지니어링에서, 상기 용어는 증기 압축에, 압축기에 의해 적용된 에너지에 대한 유용한 냉각의 비율을 나타낸다. 냉각 용량은 냉매가 제공하는 냉각 또는 가열의 양을 나타내며, 냉매의 주어진 체적 유속(volumetric flow rate)에 대하여 열을 펌프하는 양에 대한 압축기 성능의 일부 측정을 제공한다. 달리 말하면, 주어진 특정 압축기, 고 용량의 냉매는 더 큰 냉각력 혹은 가열력을 전달할 것이다. 특정한 작동 조건에서 냉매의 COP를 추산하는 한가지 수단은 표준 냉각 사이클 분석 기술을 사용한 냉매의 열역학적 특성으로부터이다(예를 들어, R.C. Downing, FLUOROCARBON REFRIGERANTS HANDBOOK, Chapter 3, Prentice-Hall, 1988).
압축기 유입구 온도가 약 50℉인 명목상 등엔트로피 압축하에서, 응축기 온도가 약 150℉ 그리고 증발기 온도가 약 - 35℉인 경우에, 냉각/에어 컨디셔닝 사이클 시스템이 제공된다. COP는 1.00의 COP 값, 1.00의 용량값 그리고 175℉의 배출 온도에 기초하여, 하기 표 3에 나타낸 응축기 및 증발기의 온도 범위에서 본 발명의 몇몇 조성물의 COP가 측정된다.
[표 3]
Figure pct00003

본 실시예는 본 발명의 각각의 유사-공비 조성물은 HFC-134a와 대략 같거나 혹은 이보다 우수한 에너지 효율을 가지며, 본 발명의 냉매 조성물을 사용하는 압축기는 이로운 배출 온도를 나타낼 것임을 보여준다. 특정한 바람직한 실시형태에서, 따라서, 본 발명은 냉각 성능이 R-134a가 냉매로 사용된 동일한 시스템의 적어도 약 100%, 보다 바람직하게는 적어도 약 105%인 본 발명의 조성물을 사용하는 것을 포함하는 물품 혹은 유체의 가열 또는 냉각 방법을 제공한다.
실시예 10
다양한 냉각 윤활제를 갖는 본 발명의 유사-공비 조성물의 혼화성(miscibility)이 시험된다. 시험된 윤활제는 미네랄 오일(C3), 알킬 벤젠(Zerol 150), 에스테르 오일(Mobil EAL 22 cc 및 Solest 120), 폴리알킬렌 글리콜(PAG) 오일(134a 시스템용 Goodwrench Refrigeration Oil), 및 폴리(알파-올레핀)오일(CP-6005-100)이다. 각각의 냉매/오일 조합에서, 3개의 조성물이 시험된다. 즉, 윤활제를 5, 20 및 50 중량% 함유하며, 각각의 나머지는 본 발명의 유사-공비 조성물인 것이 시험된다.
윤활제 조성물을 두꺼운-벽의 글라스 튜브에 놓는다. 상기 튜브는 탈기되고, 본 발명에 의한 냉매 화합물이 첨가되고, 그 후, 상기 튜브는 밀봉된다. 그 후, 상기 튜브를 에어 배스(air bath) 환경 챔버에 놓고, 이의 온도를 약 -50℃ 내지 70℃로 변화시킨다. 대략 10℃ 간격으로, 하나 이상의 액상의 존재에 대하여, 튜브 내용물의 시각적인 관찰을 행하였다. 하나 보다 많은 액상이 관찰되는 경우에, 혼합물은 비혼화성인 것으로 보고된다. 단지 하나의 액상이 관찰되는 경우에, 상기 혼합물은 혼화성인 것으로 보고된다. 2개의 액상이 관찰되지만 하나의 액상이 단지 매우 적은 체적(volume)을 차지하는 경우에, 상기 혼합물은 부분 혼화성인 것으로 보고된다.
폴리알킬렌 글리콜 및 에스테르 오일 윤활제는 전체 온도 범위에 걸쳐 모든 시험된 비율에서 혼화성이다.
실시예 11
냉각 및 에어 컨디셔닝 시스템에 사용되는 금속과 접촉하는 동안, PAG 윤활유를 포함하는 냉매, 본 발명의 유사-공비 조성물의 혼화성(compatibility)을 350℃에서 시험하였으며, 이 온도는 많은 냉각 및 에어 컨디셔닝 적용에서의 경우보다 훨씬 더 가혹한 조건을 나타낸다.
알루미늄, 구리 및 강철 시편은 두꺼운 벽의 글라스 튜브에 첨가된다. 2 그램의 오일이 상기 튜브에 첨가된다. 그 후, 상기 튜브는 탈기되고 1 그램의 냉매가 첨가된다. 상기 튜브를 1 주일 동안 350℉의 오븐에 놓고 육안으로 관찰하였다. 노출 종료시에, 튜브가 제거된다.
상기 절차는 다음의 오일과 본 발명에 의한 유사-공비 조성물의 조합에 대하여 행하여진다:
트랜스-1233zd/트랜스-HFO-1234ze 및 GM Goodwrench PAG 오일
트랜스-1233zd/트랜스-HFO-1234ze 및 GM Goodwrench 오일 PAG 오일
트랜스-1233zd/트랜스-HFO-1234ze 및 MOPAR-56 PAG 오일
트랜스-1233zd/트랜스-HFO-1234ze 및 MOPAR-56 PAG 오일
트랜스-1233zd/트랜스-HFO-1234ze 및 MOPAR-56 PAG 오일.
트랜스-1233zd/트랜스-HFO-1234ze 및 GM Goodwrench PAG 오일
tran-1233zd/HFO-1234yf 및 GM Goodwrench 오일 PAG 오일
트랜스-1233zd/HFO-1234yf 및 MOPAR-56 PAG 오일
트랜스-1233zd/HFO-1234yf 및 MOPAR-56 PAG 오일
트랜스-1233zd/HFO-1234yf 및 MOPAR-56 PAG 오일.
모든 경우에, 상기 튜브의 내용물의 외관이 아주 적게 변한다. 이는 본 발명의 조성물이 냉각 및 에어 컨디셔닝 시스템에서 볼 수 있는 알루미늄, 강철 및 구리와 접촉시 안정함을 나타내며, 상기 타입의 윤활 오일은 이러한 조성물에 포함될 수 있거나 혹은 이들 타입의 시스템에서 이러한 조성물과 함께 사용된다.
실시예 12
본 실시예는 냉각 시스템, 고온 열 펌프(High Temperature Heat Pump) 및 유기 랜킨 사이클(Organic Rankine Cycle) 시스템에 가공유(working fluid)로 사용되는 본 발명에 의한 공비물 및 유사-공비 조성물의 성능을 보여준다. 제 1 시스템의 예는 약 35℉의 증발 온도 그리고 약 150℉의 응축 온도를 갖는 것이다. 편의상, 이러한 열전달 시스템, 즉, 약 35℉ 내지 약 50℉의 증발 온도 및 약 80℉ 내지 약 120℉의 CT를 갖는 시스템을 본 명세서에서 "칠러" 혹은 "칠러 AC"시스템이라 한다. 비교 목적으로 R-123 및 본 발명의 냉각 조성물을 사용하는 이러한 시스템 각각의 작동을 하기 표 4에 나타낸다:
[표 4]- 칠러 온도 조건 40℉ ET 및 95℉ CT
Figure pct00004

상기 표에 나타낸 바와 같이, 많은 중요한 냉각 시스템 성능 파라미터가 R-123에 대한 파라미터와 매우 근접한다. 많은 현존하는 냉각 시스템이 R-123 또는 R-123과 유사한 물성을 갖는 다른 냉매에 대하여 디자인됨으로, 이 기술분야의 기술자는 상기 시스템에 대한 비교적 최소한의 변경으로, R-123 혹은 유사한 고비점 냉매 대체물로 사용될 수 있는 저 GWP 및/또는 낮은 오존 파괴 냉매의 실질적인 이점을 알 수 있을 것이다. 특정한 실시형태에서, 본 발명은 현존하는 시스템에서 냉매를, 바람직하게는 시스템의 실질적인 디자인 변형 없이, 본 발명의 조성물로 대체하는 것을 포함하는 레트로피팅(retrofitting) 방법을 제공한다.
실시예 13
본 실시예는 본 발명의 일 실시형태의 성능을 나타내며, 여기서, 본 발명에 의한 공비물 및 유사-공비 조성물을 포함하는 냉매 조성물은 냉각 시스템, 고온 열 펌프(High Temperature Heat Pump) 및 유기 랜킨 사이클(Organic Rankine Cycle) 시스템에 열 전달 유체로 사용된다. 제 1 시스템의 예는 약 35℉의 증발 온도 그리고 약 150℉의 응축 온도를 갖는 것이다. 편의상, 이러한 열전달 시스템, 즉, 약 35℉ 내지 약 50℉의 증발 온도 및 약 80℉ 내지 약 120℉의 CT를 갖는 시스템을 본 명세서에서 "칠러" 혹은 "칠러 AC"시스템이라 한다. R-123 및 본 발명의 공비 또는 유사-공비 조성물을 포함하는 냉각 조성물을 사용하는 이러한 시스템 각각의 작동을 하기 표 5에 나타낸다:
[표 5]
Figure pct00005

상기 표에 나타낸 바와 같이, 많은 중요한 냉각 시스템 성능 파라미터가 R-123에 대한 파라미터와 매우 근접한다. 많은 현존하는 냉각 시스템이 R-123 또는 R-123과 유사한 물성을 갖는 다른 냉매에 대하여 디자인됨으로, 이 기술분야의 기술자는 상기 시스템에 대한 비교적 최소한의 변경으로, R-123 혹은 유사한 고비점 냉매 대체물로 사용될 수 있는 저 GWP 및/또는 낮은 오존 파괴 냉매의 실질적인 이점을 알 수 있을 것이다. 특정한 실시형태에서, 본 발명은 현존하는 시스템에서 냉매를, 바람직하게는 시스템의 실질적인 디자인 변형 없이, 본 발명의 조성물로 대체하는 것을 포함하는 레트로피팅(retrofitting) 방법을 제공한다.
실시예 14
본 실시예는 본 발명의 일 실시형태의 선능을 나타내며, 여기서, 본 발명의 공비 조성물 또는 유사-공비 조성물을 포함하는 냉매는 4개의 냉매 시스템에서 HFC-134a의 대체물로 사용된다. 제 1 시스템은 약 20℉의 증발 온도(ET) 및 약 130℉의 응축 온도(CT)를 갖는 것이다(실시예 54A). 편의상, 이러한 열전달 시스템, 즉, 약 0℉ 내지 약 35℉의 ET 및 약 80℉ 내지 약 130℉의 CT를 갖는 시스템을 본 명세서에서 "중간 온도(medium temperature)"시스템이라 한다. 제 2 시스템은 약 - 10℉의 ET 및 약 110℉의 CT를 갖는 것이다(실시예 54B). 편의상, 이러한 열전달 시스템, 즉, 약 - 20℉ 내지 약 20℉의 ET 및 약 80℉ 내지 약 130℉의 CT를 갖는 시스템을 본 명세서에서 "냉동/냉동고(refrig/freezer)" 시스템이라 한다. 제 3 시스템은 약 35℉의 ET 및 약 150℉의 CT를 갖는 것이다(실시예 154). 편의상, 이러한 열전달 시스템, 즉, 약 30℉ 내지 약 60℉의 증발 온도 및 약 90℉ 내지 약 200℉의 CT를 갖는 시스템을 본 명세서에서 "차량용 AC" 시스템이라 한다. 제 4 시스템은 약 40℉의 ET 및 약 60℉의 CT를 갖는 것이다(실시예 54D). 편의상, 이러한 열전달 시스템, 즉, 약 30℉ 내지 약 50℉의 증발 온도 및 약 80℉ 내지 약 120℉의 CT를 갖는 시스템을 본 명세서에서 "칠러" 혹은 "칠러 AC" 시스템이라 한다. R-134 및 본 발명의 공비 또는 유사-공비 조성물을 포함하는 냉각 조성물을 사용하는 이러한 시스템 각각의 작동을 하기 표 6A-D에 나타낸다:
[표 6A] - 중간 온도 조건 20℉ ET 및 130℉ CT
Figure pct00006
* 압축기 디스플레이스먼트(displacement)의 CFM당 용량(체적 용량)
[표 6B] - 냉동/냉동고 온도 조건 10℉ ET 및 110℉ CT
Figure pct00007
* 압축기 디스플레이스먼트의 CFM당 용량(체적 용량)
[표 6C] - 차량용 AC 온도 조건 35℉ ET 및 150℉ CT
Figure pct00008
* 압축기 디스플레이스먼트의 CFM당 용량(체적 용량)
[표 6D] - 칠러 온도 조건 40℉ ET 및 95℉ CT
Figure pct00009
* 압축기 디스플레이스먼트의 CFM당 용량(체적 용량)
상기 표에서 알 수 있듯이, 많은 중요한 냉각 시스템 성능 파라미터가 R-123에 대한 파라미터와 매우 근접한다. 많은 현존하는 냉각 시스템이 R-134 또는 R-134와 유사한 물성을 갖는 다른 냉매에 대하여 디자인됨으로, 이 기술분야의 기술자는 상기 시스템에 대한 비교적 최소한의 변경으로, R-134 또는 유사한 냉매에 대한 대체물로 사용될 수 있는 저 GWP 및/또는 낮은 오존 파괴 냉매의 실질적인 이점을 알 수 있을 것이다. 본 발명의 특정한 실시형태에서, 본 발명은 현존하는 시스템에서 냉매를, 바람직하게는 시스템의 실질적인 디자인 변형 없이, 본 발명의 조성물로 대체하는 것을 포함하는 레트로피팅(retrofitting) 방법을 제공한다. 특정한 바람직한 실시형태에서, 본 발명의 냉매를 수용하기 위해 시스템의 실질적인 재디자인이 없고 장치의 주요 품목을 대체할 필요가 없다는 점에서, 상기 대체 단계를 드롭-인-대체(drop-in replacement)라 한다.
실시예 15 - 폴리올 포움
본 실시예는 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 발포제의 사용, 즉, 트랜스-HFO-1234ze에 기초한 공비물 또는 유사-공비 조성물의 사용 및 본 발명에 의한 폴리올 포움의 제조를 보여준다. 상기 폴리올 포움 배합물이 성분은 하기 표 7에 따라 제조된다:
[표 7]
Figure pct00010

*Voranol 490은 수크로스-베이스 폴리올이고 Voranol 391은 톨루엔 디아민 베이스 폴리올이며, 각각은 Dow Chemical에서 구입한다. B-8462는 Degussa-Goldschmidt에서 이용가능한 계면활성제이다. Polycat 촉매는 3차 아민 베이스이며, Air Products에서 이용가능하다. Isocyanate M-20S은 Bayer LLC의 제품이다.
상기 포움은 발포제를 첨가하지 않고, 이들 성분을 먼저 혼합하여 제조된다. 2개의 Fisher-Potter 튜브 각각에 약 52.6 그램의 폴리올 혼합물(발포제 없음)을 넣고 밀봉하고 냉장고에 넣어서 차게하고 약간의 진공을 형성한다. 가스 뷰렛을 사용하여, 약 17.4 그램의 공비물이 각각의 튜브에 첨가되고, 그 후, 상기 튜브는 초음파 배스의 따뜻한 물에 놓여지고 30분간 유지된다. 생성된 용액은 흐리며, 실온에서의 증기압 측정은 약 70 psig의 압력을 나타내며, 이는 발포제가 용액에 없음을 나타낸다. 그 후, 튜브를 27℉의 냉동기에 2시간 동안 놓아두었다. 증기압을 다시 측정하였으며 약 14 psig였다. 이소시아네이트 혼합물, 약 87.9 그램을 금속 용기에 놓고, 냉장고 안에 두어서 약 50℉로 차갑게 하였다. 그 후, 상기 폴리올 튜브를 열고 금속 혼합 용기 내로 칭량하였다(약 100 그램의 폴리올 블렌드가 사용된다). 그 후, 상기 냉각된 금속 용기로부터의 이소시아네이트를 즉시 상기 폴리올에 붓고 10 초 동안 3000 RPM으로 이중 프로펠러를 사용하여 공기 혼합기로 혼합되었다. 상기 블렌드는 교반으로 즉시 프로스(froth)로 되기 시작하였으며, 그 후, 8x8x4 인치 박스에 붓고 발포되도록 하였다. 프로스로 인하여, 크림 시간(cream time)이 측정될 수 없었다. 상기 포움은 약 4-분의 겔 시간 및 약 5-분의 점착성이 없는(tack free) 시간을 갖는다. 상기 포움은 그 후, 실온에서 2일 동안 경화되도록 되었다.
그 후, 상기 포움은 물리적 특성을 측정하기에 적합한 샘플로 절단되고 밀도가 약 2 pcf임을 알았다. K-팩터를 측정하여 하기 표 8에 나타낸다:
[표 8]
Figure pct00011

실시예 16 -폴리스티렌 포움
본 실시예는 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 발포제의 사용, 즉, 트랜스-HFO-1234ze에 기초한 공비물 및 HFO-1234yf에 기초한 공비물의 사용 및 폴리스티렌 포움의 제조를 설명한다. 시험 장치 및 프로토콜은 특정한 발포제 및 중합체가 포움을 생성할 수 있는지 및 포움의 품질을 돕도록 설정된다. 그라운드(ground) 중합체(Dow Polystyrene 685D) 및 트랜스-1233zd/트랜스-HFO-1234ze 공비물로 필수적으로 구성되는 발포제 및 트랜스-1233zd/HFO-1234yf 공비물로 필수적으로 구성되는 발포제가 용기에서 합하여진다. 용기의 스케치는 도 1에 나타낸다. 용기 체적은 200 cm3이고 두 개의 파이프 플랜지(pipe flange)와 길이가 2인치 직경 스케쥴 40 스테인레스 스틸 파이프 4인치 길의의 섹션으로 제조된다. 상기 용기를 온도가 약 190℉에서 약 285℉까지, 바람직하게는 폴리스티렌을 위해 265℉로 설정된 오븐에 넣고, 온도가 평형에 도달할 때까지 놓아둔다.
그 후, 상기 용기 내의 압력을 해제하고, 빨리, 발포된 중합체를 형성한다. 상기 발포제는 상기 발포제가 중합체에 녹아 들어감에 따라 상기 중합체를 가소성화시킨다. 이 방법을 사용하여 제조된 두 개의 포움의 결과 밀도를 트랜스-HFO-1234ze 및 HFO-1234yf를 사용하여 제조된 포움의 밀도로 표 9에 나타낸다. 상기 데이터는 본 발명에 의해 포움 폴리스티렌을 얻을 수 있음을 보여준다. 폴리스티렌을 갖는 R1234ze에 있어서, 다이(die) 온도는 약 250℉이다.
[표 9]
Figure pct00012

본 실시예는 트윈 스크류우 타입 압출기에서 형성된 폴리스티렌 포움에 대한 발포제로서 본 발명의 각각의 조성물의 성능을 보여준다. 본 실시예에서 사용된 장치는 다음의 특성을 갖는 Leistritz 트윈 스크류우 압출기이다:
30 mm 공-회전 스크류우(co-rotating screws)
L:D 비율 = 40:1
압출기는 10 개의 섹션을 나누어지면, 각각은 4:1의 L:D를 나타낸다. 상기 폴리스티렌 수지는 제 1 섹션에 도입되고, 발포제는 제 6 섹션에 도입되며, 압출성형물은 제 10 섹션에서 배출된다. 상기 압출기는 주로 용융/혼합 압출기로 작동된다. 후속적인 냉각 압출기는 일렬로 연결되며, 이의 디자인 특징은 다음과 같다:
Leistritz 트위 스크류우 압출기
40 mm 공-회전 스크류우
L:D 비율 = 40:1
다이: 5.0 mm 원형
폴리스티렌 수지, 즉, Nova Chemical- 범용 압출 등급 폴리스티렌(Nova 1600)이 상기한 조건에서 압출기에 공급된다. 상기 수지는 375℉-525℉의 융점 온도가 추천된다. 다이세서 압출기의 압력은 약 1320psi(pounds per square inch)이며, 다이에서의 온도는 약 115℃이다.
상기한 공비 조성물 각각으로 필수적으로 구성되는 발포제가 상기한 위치에서 압출기에 첨가되며, 총발포제를 기준으로, 핵화제로서, 약 0.5중량%의 탈크가 첨가된다. 포움은 본 발명에 따라, 10중량%, 12중량%, 및 14중량% 농도로 발포제를 사용하여 제조된다. 생성된 포움의 밀도는 약 0.1 g/cm3(grams per cubic centimeter) 내지 0.05 g/cm3이며, 셀의 크기는 약 45 내지 약 70 미크론이다. 약 30 밀리미터 직경의 상기 포움은 육안상 매우 우수한 품질이며, 셀 크기가 매우 작고, 시각적으로 또는 외관상 블로우 홀(blow holes) 혹은 공극이 없었다.
실시예 16a- 폴리스티렌 포움
포밍제(foaming agent)가 약 50중량%의 상기한 공비물 각각 및 50중량%의 HFC-245fa 및 실시예 15에 나타낸 농도의 핵화제를 포함하도록 한 것을 제외하고는 실시예 15의 절차가 반복된다. 발포된 폴리스티렌은 약 10% 및 12%의 발포제 농도에서 제조된다. 제조된 포움의 밀도는 약 0.1g/cm3이며, 셀의 크기는 약 200미크론이다. 약 30 밀리미터 직경의 상기 포움은 육안상 매우 우수한 품질이며, 미세한 셀 구조이며, 시각적으로 또는 외관상 공극이 없었다.
실시예 16b- 폴리스티렌 포움
포밍제(foaming agent)가 약 80중량%의 상기한 공비물 각각 및 20중량%의 HFC-245fa 및 실시예 15에 나타낸 농도의 핵화제를 포함하도록 한 것을 제외하고는 실시예 15의 절차가 반복된다. 발포된 폴리스티렌은 약 10% 및 12%의 발포제 농도에서 제조된다. 제조된 포움의 밀도는 약 0.1g/cm3이며, 셀의 크기는 약 200미크론이다. 약 30 밀리미터 직경의 상기 포움은 육안상 매우 우수한 품질이며, 미세한 셀 구조이며, 시각적으로 또는 외관상 공극이 없었다.
실시예 17 - 폴리우레탄 포움 압축 강도
본 실시예는 폴리우레탄 포움의 압축 강도 성능에서, 탄화수소 공-발포제, 특히, 시클로펜탄 공-발포제와 함께 사용된 본 발명의 트랜스-HFO-1234ze 베이스 공비물의 성능을 보여준다.
상업적으로 이용가능한, 냉각 적용-타입 폴리우레탄 포움 배합물(포움 형성제)가 제공딘다. 상기 폴리올 블렌드는 상업용 폴리올(들), 촉매(들) 및 계면활성제(들)로 구성된다. 상기 배합물은 기상 발포제와 함께 사용될 수 있도록 적응된다. 표준 상업용 폴리우레탄 공정 장치가 포움 형성 공정에 사용된다. 트랜스-HFO-1234ze를 총 발포제의 약 60 몰 퍼센트 농도로 그리고 시클로펜탄을 총 발포제의 약 40 몰 퍼센트 농도로 포함하는, 기상 발포제 조합이 형성된다. 본 실시예는 물리적 특성 성능을 보여준다. 하기 표 10에 HFC-245fa로 구성되는 발포제 및 시클로펜탄으로 구성되는 발포제를 사용하여 제조된 포움과 비교하여 본 발명의 발포제를 사용하여 유사하게 기계-제조된 폴리우레탄 포움의 압축 강도를 나타낸다.
[표 10]
Figure pct00013

실시예 18 - 용매로서의 트랜스-1233zd 공비물
트랜스-HFO-1234ze에 기초한 공비물 및 HFO-1234yf에 기초한 공비물을 유기 용기로 옮겼다. 실리콘 윤활제, 특히 고-점성(12,500 cP) 실리콘 오일이 각각의 공비물에 약 10 중량 퍼센트의 농도로 첨가되었다. 그 결과, 균일한, 단일상 용액이 얻어졌으며, 이는 각각의 공비물이 실리콘 베이스 윤활제 오일을 용해시킴을 나타낸다.
실시예 19 - 세척제로서의 트랜스-1233zd 공비물
금속 쿠폰을 로진-베이스 솔더 플럭스로 코팅하고 건조시켰다. 상기 쿠폰을 칭량하고 그 후에, 트랜스-HFO-1234ze에 기초한 공비물 및 HFO-1234yf에 기초한 공비물에 담구었다. 상기 쿠폰을 제거하고, 건조되도록 하고 칭량하여 얼마나 많은 솔더 플럭스가 제거되었는지 측정하였다. 반복하여 행하여, 평균 25중량%의 플럭스가 제거되었다.
실시예 20 - 추출용매로서의 트랜스-1233zd 공비물
의약, 특히 항말라리야 약인 식물-유래의 아르테미시닌(Artemisinin)은 개똥쑥 식물에서 추출된다. 아르테미시닌 샘플을 바이알에 칭량한다. 트랜스-HFO-1234ze에 기초한 공비물 및 HFO-1234yf에 기초한 공비물을 아르테미시닌이 용해될 때까지 바이알에 첨가하였다. 상기 결과는 의약, 아르테미시닌과 같은 식물 유래의 의약은 각각의 공비물에 최대 약 3 중량 퍼센트 용해되며, 이는 상기 공비물이 바이오매스에서 약물을 추출하는데 사용될 수 있음을 나타낸다.
이제까지 본 발명의 몇 가지 특정 실시형태를 기술하였지만, 다양한 변형, 변경 및 개선은 이 기술분야의 기술자에게 용이하게 고려될 수 있을 것이다. 이러한 변형, 변경 및 개선은 상술한 내용에 의해 자명하며, 본 명세서에서 명백하게 언급하지 않았지만 이는 본 기술사항의 일부이며, 본 발명의 범위 및 사상에 속하는 것이다. 따라서, 상술한 내용은 단지 예시적인 것이며, 이로써 한정하는 것은 아니다. 본 발명은 다음의 특허청구범위 및 이의 균등물에 의하여만 제한된다.

Claims (15)

  1. 트랜스-1-클로로-3,3,3-트리플루오로프로펜(트랜스-HFO-1233zd) 및 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234yf) 및 트랜스-1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(트랜스-HFO-1234ze)으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 제 2 성분으로 필수적으로 구성되는 이성분계 공비물 또는 유사-공비 혼합물을 포함하는 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공비물 또는 유사-공비 혼합물은 약 80 내지 약 99.9 중량 퍼센트의 트랜스-HFO-1234ze 및 약 0.1 내지 약 20 중량 퍼센트의 트랜스-HFO-1233zd로 필수적으로 구성되는 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공비물 또는 유사-공비 혼합물은 약 83 내지 약 99.9 중량 퍼센트의 트랜스-HFO-1234ze 및 약 0.1 내지 약 17 중량 퍼센트의 트랜스-HFO-1233zd로 필수적으로 구성되는 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 공비물 또는 유사-공비 혼합물은 약 97 내지 약 99.7 중량 퍼센트의 트랜스-HFO-1234ze 및 약 0.3 내지 약 3 중량 퍼센트의 트랜스-HFO-1233zd로 필수적으로 구성되는 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 공비물 또는 유사-공비 혼합물은 약 75 내지 약 99.9 중량 퍼센트의 HFO-1234yf 및 약 0.1 내지 약 25 중량 퍼센트의 트랜스-HFO-1233zd로 필수적으로 구성되는 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 공비물 또는 유사-공비 혼합물은 약 85 내지 약 99.9 중량 퍼센트의 HFO-1234yf 및 약 0.1 내지 약 15 중량 퍼센트의 트랜스-HFO-1233zd로 필수적으로 구성되는 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 공비물 또는 유사-공비 혼합물은 약 90 내지 약 99.9 중량 퍼센트의 HFO-1234yf 및 약 0.1 내지 약 10 중량 퍼센트의 트랜스-HFO-1233zd로 필수적으로 구성되는 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 공비물 또는 유사-공비 혼합물은 주위 압력에서 약 - 18.5±1℃의 끓는점을 갖는 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 공비물 또는 유사-공비 혼합물은 주위 압력에서 약 - 28.5±1℃의 끓는점을 갖는 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    윤활제, 안정화제, 금속 부동화제, 부식 방지제, 가연성 억제제, 공-발포제, 공-용매, 활성 성분, 분사되는 물질, 용매 및 이들의 조합으로부터 선택된 적어도 하나의 부가적인 성분을 추가로 포함하는 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 열 전달 조성물.
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 용매 조성물.
  13. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 분무 조성물.
  14. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 발포제.
  15. 제14항의 발포제를 포함하는 발포성 조성물.
KR1020137015779A 2010-11-19 2011-11-20 1-클로로-3,3,3-트리플루오로프로펜을 포함하는 유사-공비 조성물 KR20130116293A (ko)

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