(57)【要約】本発明は、性能強化添加剤を含有する冷却剤および潤滑剤組成物に関する。これらの性能強化添加剤は、ヒドロフルオロカーボン冷却剤（例えばＨＦＣ−１３４ａ）および酸素化冷却潤滑剤（例えばＰＯＥ、ＰＡＧ、およびＰＶＥ）を利用する蒸気圧縮冷却および空調装置系統のエネルギー効率および容量を改良することが発見された。
2005535755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）ＰＯＥ、ＰＡＧ、およびＰＶＥよりなる群から選択される少なくとも１つの冷却潤滑剤と、
（２）ポリオキシアルキレングリコールエーテル、アミド、ニトリル、クロロカーボン、アリールエーテル、１，１，１−トリフルオロアルカン、フルオロエーテル、ラクトン、エステル、クラウン化合物、シクロデキストリン、およびカリックスアレーンよりなる群から選択される少なくとも１つの添加剤と
を含むことを特徴とする組成物。
【請求項２】
（ａ）ヒドロフルオロカーボン、ペルフルオロカーボン、ヒドロフルオロエーテル、アンモニア、および二酸化炭素よりなる群から選択される少なくとも１つの冷却剤と、
（ｂ）ＰＯＥ、ＰＡＧ、およびＰＶＥよりなる群から選択される少なくとも１つの冷却潤滑剤と、
（ｃ）ポリオキシアルキレングリコールエーテル、アミド、ニトリル、クロロカーボン、アリールエーテル、１，１，１−トリフルオロアルカン、フルオロエーテル、ラクトン、エステル、クラウン化合物、シクロデキストリン、およびカリックスアレーンよりなる群から選択される少なくとも１つの添加剤と
を含むことを特徴とする組成物。
【請求項３】
ＰＯＥ、ＰＡＧ、またはＰＶＥ潤滑剤を含有する、圧縮冷却および空調装置における使用のための組成物であって、前記冷却剤組成物が、
（ａ）ヒドロフルオロカーボン、ペルフルオロカーボン、ヒドロフルオロエーテル、アンモニア、および二酸化炭素よりなる群から選択される少なくとも１つの冷却剤と、
（ｂ）ポリオキシアルキレングリコールエーテル、アミド、ニトリル、クロロカーボン、アリールエーテル、１，１，１−トリフルオロアルカン、フルオロエーテル、ラクトン、エステル、クラウン化合物、シクロデキストリン、およびカリックスアレーンよりなる群から選択される少なくとも１つの添加剤と
を含むことを特徴とする組成物。
【請求項４】
前記添加剤が、
（ｉ）式Ｒ１［（ＯＲ２）ｘＯＲ３］ｙ（式中、ｘは、１から３の整数から選択され；ｙは１から４の整数から選択され；Ｒ１は、水素と、１から６個の炭素原子とｙ個の結合部位とを有する脂肪族炭化水素基とから選択され；Ｒ２は、３から４個の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビレン基から選択され；Ｒ３は、水素と、１から６個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基とから選択され；Ｒ１およびＲ３の少なくとも１つが、前記炭化水素基から選択される）によって表わされるポリオキシアルキレングリコールエーテルであって、約１００から約３００原子質量単位の分子量、および約２．３から約５．０の炭素対酸素比を有するポリオキシアルキレングリコールエーテル；
（ｉｉ）式Ｒ１ＣＯＮＲ２Ｒ３およびシクロ−［Ｒ４ＣＯＮ（Ｒ５）−］（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ５は、独立して、１から１２個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択され；Ｒ４は、３から１２個の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビレン基から選択される）によって表わされるアミドであって、約１２０から約３００原子質量単位の分子量、および約７から約２０の炭素対酸素比を有するアミド；
（ｉｉｉ）式Ｒ１ＣＮ（式中、Ｒ１は、５から１２個の炭素原子を有する脂肪族、脂環式、またはアリール炭化水素基から選択される）によって表わされるニトリルであって、約９０から約２００原子質量単位の分子量、および約６から約１２の炭素対窒素比を有するニトリル；
（ｉｖ）式ＲＣｌｘ（式中、ｘは、１または２の整数から選択され；Ｒは、１から１２個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択される）によって表わされるクロロカーボンであって、約１００から約２００原子質量単位の分子量、および約２から約１０の炭素対塩素比を有するクロロカーボン；
（ｖ）式Ｒ１ＯＲ２（式中、Ｒ１は、６から１２個の炭素原子を有するアリール炭化水素基から選択され；Ｒ２は、１から４個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基から選択される）によって表わされるアリールエーテルであって、約１００から約２５０原子質量単位の分子量、および約４から約２０の炭素対酸素比を有するアリールエーテル；
（ｖｉ）式ＣＦ３Ｒ１（式中、Ｒ１は、約５から約１５個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択される）によって表わされる１，１，１−トリフルオロアルカン；および
（ｖｉｉ）式Ｒ１ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ（式中、Ｒ１は、約５から約１５個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択される）によって表わされるフルオロエーテル；
（ｖｉｉｉ）式Ｉ、ＩＩ、およびＩＩＩ：
【化１】
2005535755.tif 000014
（式中、Ｒ１からＲ８は、独立して、水素、線状、分枝状、環式、二環式、飽和および不飽和ヒドロカルビル基から選択される）によって表わされる化合物の群から選択されるラクトンであって、炭素対エステル官能基カルボニル酸素比が、約５から約１５であり、分子量が、約８０から約３００原子質量単位であるラクトン；
（ｉｘ）一般式Ｒ１ＣＯ２Ｒ２（式中、Ｒ１およびＲ２は、独立して、線状および環式、飽和および不飽和アルキルおよびアリール基から選択される）によって表わされるエステルであって、約８０から約５５０原子質量単位の分子量、および約５から約１５の炭素対エステル官能基カルボニル酸素比を有するエステル；および
（ｘ）環状構造において接合されている反復単位−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｙ）ｎ−（式中、Ｙはヘテロ原子、例えば酸素、窒素、または硫黄であり、ｎは２よりも大きい）を有するクラウン化合物；
（ｘｉ）環状構造において連結されている、式ＩＶ：
【化２】
2005535755.tif 000015
（式中、各Ｒ基は、独立して、水素と、または１０個までの炭素原子を有する線状、分枝状、環式、二環式、飽和および不飽和ヒドロカルビル基とから選択され、ｎは、６、７、または８に等しい）によって表わされる反復単位を有するシクロデキストリン；
（ｘｉｉ）環状構造において連結されている、式Ｖ：
【化３】
2005535755.tif 000016
（式中、各Ｒ１およびＲ２基は、独立して、水素、１０個までの炭素原子を有する線状、分枝状、環式、二環式、飽和および不飽和ヒドロカルビル基から選択され、ｎ＝４、５、６、７、または８である）によって表わされる反復単位を有するカリックスアレーン
よりなる群から選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
前記添加剤が、
（ｉ）式Ｒ１［（ＯＲ２）ｘＯＲ３］ｙ（ｘは、１から３の整数から選択され；ｙは、１から４の整数から選択され；Ｒ１は、水素と、１から６個の炭素原子とｙ個の結合部位とを有する脂肪族炭化水素基とから選択され；Ｒ２は、３から４個の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビレン基から選択され；Ｒ３は、水素と、１から６個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基とから選択され；Ｒ１およびＲ３の少なくとも１つが、前記炭化水素基から選択される）によって表わされるポリオキシアルキレングリコールエーテルであって、約１００から約３００原子質量単位の分子量、および約２．３から約５．０の炭素対酸素比を有するポリオキシアルキレングリコールエーテル；
（ｉｉ）式Ｒ１ＣＯＮＲ２Ｒ３およびシクロ−［Ｒ４ＣＯＮ（Ｒ５）−］（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ５は、独立して、１から１２個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択され；Ｒ４は、３から１２個の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビレン基から選択される）によって表わされるアミドであって、約１２０から約３００原子質量単位の分子量、および約７から約２０の炭素対酸素比を有するアミド；
（ｉｉｉ）式Ｒ１ＣＮ（式中、Ｒ１は、５から１２個の炭素原子を有する脂肪族、脂環式、またはアリール炭化水素基から選択される）によって表わされるニトリルであって、約９０から約２００原子質量単位の分子量、および約６から約１２の炭素対窒素比を有するニトリル；
（ｉｖ）式ＲＣｌｘ（式中、ｘは、１または２の整数から選択され；Ｒは、１から１２個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択される）によって表わされるクロロカーボンであって、約１００から約２００原子質量単位の分子量、および約２から約１０の炭素対塩素比を有するクロロカーボン；
（ｖ）式Ｒ１ＯＲ２（式中、Ｒ１は、６から１２個の炭素原子を有するアリール炭化水素基から選択され；Ｒ２は、１から４個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基から選択される）によって表わされるアリールエーテルであって、約１００から約２５０原子質量単位の分子量、および約４から約２０の炭素対酸素比を有するアリールエーテル；
（ｖｉ）式ＣＦ３Ｒ１（式中、Ｒ１は、約５から約１５個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択される）によって表わされる１，１，１−トリフルオロアルカン；および
（ｖｉｉ）式Ｒ１ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ（式中、Ｒ１は、約５から約１５個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択される）によって表わされるフルオロエーテル；
（ｖｉｉｉ）式Ｉ、ＩＩ、およびＩＩＩ：
【化４】
2005535755.tif 000017
（式中、Ｒ１からＲ８は、独立して、水素、線状、分枝状、環式、二環式、飽和および不飽和ヒドロカルビル基から選択される）によって表わされる化合物よりなる群から選択されるラクトンであって、炭素対エステル官能基カルボニル酸素比が、約５から約１５であり、分子量が、約８０から約３００原子質量単位であるラクトン；
（ｉｘ）一般式Ｒ１ＣＯ２Ｒ２（式中、Ｒ１およびＲ２は、独立して、線状および環式、飽和および不飽和アルキルおよびアリール基から選択される）によって表わされるエステルであって、約８０から約５５０原子質量単位の分子量、および約５から約１５の炭素対エステル官能基カルボニル酸素比を有するエステル；および
（ｘ）環状構造において接合されている反復単位−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｙ）ｎ−（式中、Ｙは、ヘテロ原子、例えば酸素、窒素、または硫黄であり、ｎは２よりも大きい）を有するクラウン化合物；
（ｘｉ）環状構造において連結されている、式ＩＶ：
【化５】
2005535755.tif 000018
（式中、各Ｒ基は、独立して、水素と、または１０個までの炭素原子を有する線状、分枝状、環式、二環式、飽和および不飽和ヒドロカルビル基とから選択され、ｎは、６、７、または８に等しい）によって表わされる反復単位を有するシクロデキストリン；
（ｘｉｉ）環状構造において連結されている、式Ｖ：
【化６】
2005535755.tif 000019
（式中、各Ｒ１およびＲ２基は、独立して、水素、１０個までの炭素原子を有する線状、分枝状、環式、二環式、飽和および不飽和ヒドロカルビル基から選択され、ｎ＝４、５、６、７、または８である）によって表わされる反復単位を有するカリックスアレーン
よりなる群から選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項２または３に記載の組成物。
【請求項６】
前記潤滑剤が、約４０から約９９重量％であり、前記添加剤が、約１から約６０重量％であることを特徴とする請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
前記潤滑剤が、約８０から約９９重量％であり、前記添加剤が、約１から約２０重量％であることを特徴とする請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
ＨＦＣ、ＰＦＣ、ＨＦＥ、アンモニア、および／または二酸化炭素冷却剤と、ＰＯＥ、ＰＡＧ、およびＰＶＥよりなる群から選択される冷却潤滑剤とを含有する圧縮冷却および／または空調装置系統を用いた冷却の生成方法であって、有効量の添加剤の存在下に前記潤滑剤とともに前記冷却剤を蒸発させる工程を含み、前記添加剤が、
（ｉ）式Ｒ１［（ＯＲ２）ｘＯＲ３］ｙ（式中、ｘは、１から３の整数から選択され；ｙは１から４の整数から選択され；Ｒ１は、水素と、１から６個の炭素原子とｙ個の結合部位とを有する脂肪族炭化水素基とから選択され；Ｒ２は、３から４個の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビレン基から選択され；Ｒ３は、水素と、１から６個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基とから選択され；Ｒ１およびＲ３の少なくとも１つが、前記炭化水素基から選択される）によって表わされるポリオキシアルキレングリコールエーテルであって、約１００から約３００原子質量単位の分子量、および約２．３から約５．０の炭素対酸素比を有するポリオキシアルキレングリコールエーテル；
（ｉｉ）式Ｒ１ＣＯＮＲ２Ｒ３およびシクロ−［Ｒ４ＣＯＮ（Ｒ５）−］（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ５は、独立して、１から１２個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択され；Ｒ４は、３から１２個の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビレン基から選択される）によって表わされるアミドであって、約１２０から約３００原子質量単位の分子量、および約７から約２０の炭素対酸素比を有するアミド；
（ｉｉｉ）式Ｒ１ＣＮ（式中、Ｒ１は、５から１２個の炭素原子を有する脂肪族、脂環式、またはアリール炭化水素基から選択される）によって表わされるニトリルであって、約９０から約２００原子質量単位の分子量、および約６から約１２の炭素対窒素比を有するニトリル；
（ｉｖ）式ＲＣｌｘ（式中、ｘは、１または２の整数から選択され；Ｒは、１から１２個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択される）によって表わされるクロロカーボンであって、約１００から約２００原子質量単位の分子量、および約２から約１０の炭素対塩素比を有するクロロカーボン；
（ｖ）式Ｒ１ＯＲ２（式中、Ｒ１は、６から１２個の炭素原子を有するアリール炭化水素基から選択され；Ｒ２は、１から４個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基から選択される）によって表わされるアリールエーテルであって、約１００から約２５０原子質量単位の分子量、および約４から約２０の炭素対酸素比を有するアリールエーテル；
（ｖｉ）式ＣＦ３Ｒ１（式中、Ｒ１は、約５から約１５個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択される）によって表わされる１，１，１−トリフルオロアルカン；
（ｖｉｉ）式Ｒ１ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ（式中、Ｒ１は、約５から約１５個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択される）によって表わされるフルオロエーテル；
（ｖｉｉｉ）式Ｉ、ＩＩ、およびＩＩＩ：
【化７】
2005535755.tif 000020
（式中、Ｒ１からＲ８は、独立して、水素、線状、分枝状、環式、二環式、飽和および不飽和ヒドロカルビル基から選択される）によって表わされる化合物よりなる群から選択されるラクトンであって、炭素対エステル官能基カルボニル酸素比が、約５から約１５であり、分子量が、約８０から約３００原子質量単位であるラクトン；
（ｉｘ）一般式Ｒ１ＣＯ２Ｒ２（式中、Ｒ１およびＲ２は、独立して、線状および環式、飽和および不飽和アルキルおよびアリール基から選択される）によって表わされるエステルであって、約８０から約５５０原子質量単位の分子量、および約５から約１５の炭素対エステル官能基カルボニル酸素比を有するエステル；および
（ｘ）環状構造において接合されている反復単位−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｙ）ｎ−（式中、Ｙは、ヘテロ原子、例えば酸素、窒素、または硫黄であり、ｎは２よりも大きい）を有するクラウン化合物；
（ｘｉ）環状構造において連結されている、式ＩＶ：
【化８】
2005535755.tif 000021
（式中、各Ｒ基は、独立して、水素と、または１０個までの炭素原子を有する線状、分枝状、環式、二環式、飽和および不飽和ヒドロカルビル基とから選択され、ｎは、６、７、または８に等しい）によって表わされる反復単位を有するシクロデキストリン；
（ｘｉｉ）環状構造において連結されている、式Ｖ：
【化９】
2005535755.tif 000022
（式中、各Ｒ１およびＲ２基は、独立して、水素、１０個までの炭素原子を有する線状、分枝状、環式、二環式、飽和および不飽和ヒドロカルビル基から選択され、ｎ＝４、５、６、７、または８である）によって表わされる反復単位を有するカリックスアレーン
よりなる群から選択されることを特徴とする方法。
【請求項９】
ＨＦＣ、ＰＦＣ、ＨＦＥ、アンモニア、および／または二酸化炭素を含有する圧縮冷却および／または空調装置における圧縮機の潤滑方法であって、請求項１に記載の組成物を前記圧縮機に添加する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
ヒドロフルオロカーボン、ペルフルオロカーボン、ヒドロフルオロエーテル、アンモニア、および二酸化炭素よりなる群から選択される少なくとも１つの冷却剤と、ＰＯＥ、ＰＡＧ、およびＰＶＥよりなる群から選択される少なくとも１つの冷却潤滑剤とを含む冷却組成物を含有する圧縮冷却および／または空調装置のエネルギー効率および／または容量の改良方法であって、
（ｉ）式Ｒ１［（ＯＲ２）ｘＯＲ３］ｙ（式中、ｘは、１から３の整数から選択され；ｙは１から４の整数から選択され；Ｒ１は、水素と、１から６個の炭素原子とｙ個の結合部位とを有する脂肪族炭化水素基とから選択され；Ｒ２は、３から４個の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビレン基から選択され；Ｒ３は、水素と、１から６個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基とから選択され；Ｒ１およびＲ３の少なくとも１つが、前記炭化水素基から選択される）によって表わされるポリオキシアルキレングリコールエーテルであって、約１００から約３００原子質量単位の分子量、および約２．３から約５．０の炭素対酸素比を有するポリオキシアルキレングリコールエーテル；
（ｉｉ）式Ｒ１ＣＯＮＲ２Ｒ３およびシクロ−［Ｒ４ＣＯＮ（Ｒ５）−］（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ５は、独立して、１から１２個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択され；Ｒ４は、３から１２個の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビレン基から選択される）によって表わされるアミドであって、約１２０から約３００原子質量単位の分子量、および約７から約２０の炭素対酸素比を有するアミド；
（ｉｉｉ）式Ｒ１ＣＮ（式中、Ｒ１は、５から１２個の炭素原子を有する脂肪族、脂環式、またはアリール炭化水素基から選択される）によって表わされるニトリルであって、約９０から約２００原子質量単位の分子量、および約６から約１２の炭素対窒素比を有するニトリル；
（ｉｖ）式ＲＣｌｘ（式中、ｘは、１または２の整数から選択され；Ｒは、１から１２個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択される）によって表わされるクロロカーボンであって、約１００から約２００原子質量単位の分子量、および約２から約１０の炭素対塩素比を有するクロロカーボン；
（ｖ）式Ｒ１ＯＲ２（式中、Ｒ１は、６から１２個の炭素原子を有するアリール炭化水素基から選択され；Ｒ２は、１から４個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基から選択される）によって表わされるアリールエーテルであって、約１００から約２５０原子質量単位の分子量、および約４から約２０の炭素対酸素比を有するアリールエーテル；
（ｖｉ）式ＣＦ３Ｒ１（式中、Ｒ１は、約５から約１５個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択される）によって表わされる１，１，１−トリフルオロアルカン；および
（ｖｉｉ）式Ｒ１ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ（式中、Ｒ１は、約５から約１５個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択される）によって表わされるフルオロエーテル；
（ｖｉｉｉ）式Ｉ、ＩＩ、およびＩＩＩ：
【化１０】
2005535755.tif 000023
（式中、Ｒ１からＲ８は、独立して、水素、線状、分枝状、環式、二環式、飽和および不飽和ヒドロカルビル基から選択される）によって表わされる化合物よりなる群から選択されるラクトンであって、炭素対エステル官能基カルボニル酸素比が、約５から約１５であり、分子量が、約８０から約３００原子質量単位であるラクトン；
（ｉｘ）一般式Ｒ１ＣＯ２Ｒ２（式中、Ｒ１およびＲ２は、独立して、線状および環式、飽和および不飽和アルキルおよびアリール基から選択される）によって表わされるエステルであって、約８０から約５５０原子質量単位の分子量、および約５から約１５の炭素対エステル官能基カルボニル酸素比を有するエステル；および
（ｘ）環状構造において接合されている反復単位−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｙ）ｎ−（式中、Ｙは、ヘテロ原子、例えば酸素、窒素、または硫黄であり、ｎは２よりも大きい）を有するクラウン化合物；
（ｘｉｉ）環状構造において連結されている、式ＩＶ：
【化１１】
2005535755.tif 000024
（式中、各Ｒ基は、独立して、水素と、または１０個までの炭素原子を有する線状、分枝状、環式、二環式、飽和および不飽和ヒドロカルビル基とから選択され、ｎは、６、７、または８に等しい）によって表わされる反復単位を有するシクロデキストリン；
（ｘｉｉｉ）環状構造において連結されている、式Ｖ：
【化１２】
2005535755.tif 000025
（式中、各Ｒ１およびＲ２基は、独立して、水素、１０個までの炭素原子を有する線状、分枝状、環式、二環式、飽和および不飽和ヒドロカルビル基から選択され、ｎ＝４、５、６、７、または８である）によって表わされる反復単位を有するカリックスアレーン
よりなる群から選択される少なくとも１つの添加剤を、前記圧縮冷却および／または空調装置に添加する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項２、３、または５に記載の組成物を凝縮させる工程、およびその後、冷却される物体の近傍で前記組成物を蒸発させる工程を含むことを特徴とする、冷却の生成方法。
【請求項１２】
加熱される物体の近傍で請求項２、３、または５に記載の組成物を凝縮させる工程、およびその後、前記組成物を蒸発させる工程を含むことを特徴とする、熱の生成方法。
【請求項１３】
（ｉ）式Ｒ１［（ＯＲ２）ｘＯＲ３］ｙによって表わされるポリオキシアルキレングリコールエーテルにおいて、ｘは、１または２の整数から選択され、ｙは１であり、Ｒ１およびＲ３は、独立して、水素と、１から４個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基とから選択され、Ｒ２は、３個の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビレン基から選択され、前記ポリオキシアルキレングリコールエーテルが、約１００から約２５０原子質量単位の分子量、および約２．５から約４．０の炭素対酸素比を有し；
（ｉｉ）前記アミドが、約１２０から約２５０原子質量単位の分子量、および約７から約１６の炭素対酸素比を有し；
（ｉｉｉ）式Ｒ１ＣＮによって表わされるニトリルにおいて、Ｒ１は、８から１０個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択され、前記ニトリルが、約１２０から約１４０原子質量単位の分子量、および約８から約９の炭素対窒素比を有し；
（ｉｖ）前記クロロカーボンが、約１２０から１５０原子質量単位の分子量、および約６から約７の炭素対塩素比を有し；かつ
（ｖ）前記アリールエーテルが、約７から約１０の炭素対酸素比を有する
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、または５に記載の組成物。
【請求項１４】
（ｉ）式Ｒ１［（ＯＲ２）ｘＯＲ３］ｙによって表わされるポリオキシアルキレングリコールエーテルにおいて、ｘは、１または２の整数から選択され、ｙは１であり、Ｒ１およびＲ３は、独立して、水素と、１から４個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基とから選択され、Ｒ２は、３個の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビレン基から選択され、前記ポリオキシアルキレングリコールエーテルが、約１００から約２５０原子質量単位の分子量、および約２．５から約４．０の炭素対酸素比を有し；
（ｉｉ）前記アミドが、約１２０から約２５０原子質量単位の分子量、および約７から約１６の炭素対酸素比を有し；
（ｉｉｉ）式Ｒ１ＣＮによって表わされるニトリルにおいて、Ｒ１は、８から１０個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択され、前記ニトリルが、約１２０から約１４０原子質量単位の分子量、および約８から約９の炭素対窒素比を有し；
（ｉｖ）前記クロロカーボンが、約１２０から１５０原子質量単位の分子量、および約６から約７の炭素対塩素比を有し；かつ
（ｖ）前記アリールエーテルが、約７から約１０の炭素対酸素比を有することを特徴とする請求項８、９、または１０に記載の方法。
【請求項１５】
（ｉ）式Ｒ１［（ＯＲ２）ｘＯＲ３］ｙによって表わされるポリオキシアルキレングリコールエーテルにおいて、ｘは、１または２の整数から選択され、ｙは１であり、Ｒ１およびＲ３は、独立して、水素と、１から４個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基とから選択され、Ｒ２は、３個の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビレン基から選択され、前記ポリオキシアルキレングリコールエーテルが、約１００から約２５０原子質量単位の分子量、および約２．５から約４．０の炭素対酸素比を有し；
（ｉｉ）前記アミドが、約１２０から約２５０原子質量単位の分子量、および約７から約１６の炭素対酸素比を有し；
（ｉｉｉ）式Ｒ１ＣＮによって表わされるニトリルにおいて、Ｒ１は、８から１０個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択され、前記ニトリルが、約１２０から約１４０原子質量単位の分子量、および約８から約９の炭素対窒素比を有し；
（ｉｖ）前記クロロカーボンが、約１２０から１５０原子質量単位の分子量、および約６から約７の炭素対塩素比を有し；かつ
（ｖ）前記アリールエーテルが、約７から約１０の炭素対酸素比を有することを特徴とする請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１６】
式Ｒ１［（ＯＲ２）ｘＯＲ３］ｙによって表わされるポリオキシアルキレングリコールエーテルにおいて、ｘは、１または２の整数から選択され、ｙは１であり、Ｒ１およびＲ３は、独立して、水素と、１から４個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基とから選択され、Ｒ２は、３個の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビレン基から選択され、前記ポリオキシアルキレングリコールエーテルが、約１２５から約２５０原子質量単位の分子量、および約２．５から４．０の炭素対酸素比を有することを特徴とする請求項１、２、３、４、または５に記載の組成物。
【請求項１７】
式Ｒ１［（ＯＲ２）ｘＯＲ３］ｙによって表わされるポリオキシアルキレングリコールエーテルにおいて、ｘは、１または２の整数から選択され、ｙは１であり、Ｒ１およびＲ３は、独立して、水素と、１から４個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基とから選択され、Ｒ２は、３個の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビレン基から選択され、前記ポリオキシアルキレングリコールエーテルが、約１２５から約２５０原子質量単位の分子量、および約２．５から４．０の炭素対酸素比を有することを特徴とする請求項８、９、または１０に記載の方法。
【請求項１８】
式Ｒ１［（ＯＲ２）ｘＯＲ３］ｙによって表わされるポリオキシアルキレングリコールエーテルにおいて、ｘは、１または２の整数から選択され、ｙは１であり、Ｒ１およびＲ３は、独立して、水素と、１から４個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基とから選択され、Ｒ２は、３個の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビレン基から選択され、前記ポリオキシアルキレングリコールエーテルが、約１２５から約２５０原子質量単位の分子量、および約２．５から４．０の炭素対酸素比を有することを特徴とする請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記アミドが、式シクロ−［（ＣＲ６Ｒ７）ｎＣＯＮ（Ｒ５）−］（式中、ｎは、３から５の整数から選択され、Ｒ６およびＲ７は、水素であるか、またはｎメチレン単位のうちの単一飽和炭化水素基を含有し、Ｒ５は、１から１２個の炭素原子を含有する飽和炭化水素基から選択され、前記アミドが、約１６０から約２５０原子質量単位の分子量、および約７から約１６の炭素対酸素比を有する）によって表わされることを特徴とする請求項１、２、３、４、または５に記載の組成物。
【請求項２０】
前記アミドが、式シクロ−［（ＣＲ６Ｒ７）ｎＣＯＮ（Ｒ５）−］（式中、ｎは、３から５の整数から選択され、Ｒ６およびＲ７は、水素であるか、またはｎメチレン単位のうちの単一飽和炭化水素基を含有し、Ｒ５は、１から１２個の炭素原子を含有する飽和炭化水素基から選択され、前記アミドが、約１６０から約２５０原子質量単位の分子量、および約７から約１６の炭素対酸素比を有する）によって表わされることを特徴とする請求項８、９、または１０に記載の方法。
【請求項２１】
前記アミドが、式シクロ−［（ＣＲ６Ｒ７）ｎＣＯＮ（Ｒ５）−］（式中、ｎは、３から５の整数から選択され、Ｒ６およびＲ７は、水素であるか、またはｎメチレン単位のうちの単一飽和炭化水素基を含有し、Ｒ５は、１から１２個の炭素原子を含有する飽和炭化水素基から選択され、前記アミドが、約１６０から約２５０原子質量単位の分子量、および約７から約１６の炭素対酸素比を有する）によって表わされることを特徴とする請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項２２】
装置に、請求項１、２、３、４、または５に記載の組成物を添加する工程を含むことを特徴とする、圧縮冷却装置に添加剤を送達する方法。
【請求項２３】
圧縮冷却および／または空調装置に、請求項１、２、３、４、または５に記載の組成物を添加する工程を含むことを特徴とする、圧縮冷却および／または空調装置における沈積物および塞栓の減少方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、性能強化添加剤を含有する冷却剤および潤滑剤組成物に関する。これらの性能強化添加剤は、ヒドロフルオロカーボン冷却剤および酸素化冷却潤滑剤を利用する、蒸気圧縮冷却および空調装置系統のエネルギー効率および／またはその容量を改良することが発見された。
【０００２】
（関連出願の相互参照）
この出願は、２００２年８月８日出願の米国仮出願第６０／４０２，３６４号の優先権を主張する。この特許出願はまた、２００３年８月７日出願の、発明の名称が「性能強化添加剤を含む冷却剤組成物（Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ  Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｅｎｈａｎｃｉｎｇ  Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ）」という米国特許出願明細書の優先権も主張する。この出願についての本特許事務所の事件整理番号は、ＦＬ−１０８１ＵＳ  ＮＡである。
【背景技術】
【０００３】
過剰なエネルギー消費に関する環境問題は、多くの産業が自社製品および／または設備の設計を、さらに省エネルギーなものに変えるよう促してきた。省エネルギーのこの目的と一貫して、冷却および空調産業は、蒸気圧縮冷却および空調装置系統のエネルギー効率を改良することを常に追求している。例えば蒸気圧縮冷却および空調装置系統の効率を増すために、添加剤が冷却剤／潤滑剤混合物に添加されてきた。主に提案された添加剤は、テトラエチレングリコールジメチルエーテルまたはテトラグライムであった。しかしながらテトラグライム、およびエチレン反復単位を有する同様なグリコールエーテルは、生殖に関する健康へマイナスの影響を示すことが知られている。このことは明らかに、この用途へのこれらの使用を望ましくないものにする。
【０００４】
この問題に対処するために、冷却および空調装置系統の設計の変更を包含するほかの提案も示されている。残念ながらこれらの提案の多くは、冷却および空調装置系統に、さらなる問題または欠点を導入する。
【０００５】
したがって、蒸気圧縮冷却および空調装置系統のエネルギー効率およびその容量を改良する、非毒性の性能強化添加剤へのニーズがある。
【０００６】
米国特許公報（特許文献１）は、蒸気圧縮冷却または空調装置系統における圧縮機への熱力学的負荷を減少させ、このようにして冷却能力および性能を強化するための添加剤、主としてテトラグライムの使用を開示している。（特許文献１）の発明者らはまた、テトラグライムと同じ目的に役立ちうる化合物のほかの潜在的な種類のリストも開示している。
【０００７】
米国特許公報（特許文献２）は、熱ポンプ装置の表面における熱伝達を改良することによって、熱ポンプ装置のエネルギー効率を改良するための添加剤としての高分子量塩素化アルファ−オレフィンの使用を教示している。
【０００８】
（特許文献３）は、少なくとも１つのフッ素含有炭化水素、効率改良量または摩耗減少量の窒素含有添加剤、および有効量の潤滑剤、例えばカルボン酸エステル、ポリアルキレングリコール、ポリカーボネート、またはこれらの混合物を含有する組成物を開示している。窒素含有添加剤は、潤滑剤の潤滑特性を改良し、このようにして可動部品の摩耗を減少させる。
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５，８２６，４３６号明細書
【特許文献２】米国特許第４，９６３，２８０号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第６１２８３９Ａ１号明細書
【特許文献４】米国特許第６，２９９，７９２号明細書
【特許文献５】国際公開第９６／７７２１号パンフレット
【特許文献６】米国仮特許出願（特許事務所事件整理番号第ＣＬ−２３６２ＵＳ  ＰＲＶ）明細書
【非特許文献１】「有機フッ素化合物の化学（Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｆｌｕｏｒｉｎｅ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）」、ミロス・ハドリッキー（Ｍｉｌｏｓ  Ｈｕｄｌｉｃｋｙ）編集、マクミラン・カンパニー出版（Ｔｈｅ  ＭａｃＭｉｌａｎ  Ｃｏｍｐａｎｙ）、ニューヨーク州ニューヨーク（Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，Ｎ．Ｙ．）、１９６２年
【非特許文献２】「合成潤滑剤および高性能流体（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ  ａｎｄ  Ｈｉｇｈ−Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｆｌｕｉｄｓ）」、Ｒ．Ｌ．シャブキン（Ｒ．Ｌ．Ｓｈｕｂｋｉｎ）、編集者、マルセル・デッカー（Ｍａｒｃｅｌ  Ｄｅｋｋｅｒ）、１９９３年
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ポリオキシアルキレングリコールエーテル、アミド、ニトリル、クロロカーボン、アリールエーテル１，１，１−トリフルオロアルカン、フルオロエーテル、ラクトン、エステル、クラウン化合物、シクロデキストリン、およびカリックスアレーンよりなる群から選択される、商業的に許容しうる性能強化添加剤を含有する組成物を対象とする。上記組成物はまた、少なくとも１つのヒドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）、ペルフルオロカーボン（ＰＦＣ）、ヒドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）、アンモニア、および／または二酸化炭素冷却剤、および少なくとも１つのポリオールエステル（ＰＯＥ）、ポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）、またはポリビニルエーテル（ＰＶＥ）潤滑剤も含有する。
【００１１】
前記添加剤の使用は、蒸気圧縮冷却および空調装置系統のエネルギー効率および／またはその容量を改良することが発見されている。これらの添加剤は、冷却潤滑剤、例えばポリオールエステル（ＰＯＥ）、ポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）、またはポリビニルエーテル（ＰＶＥ）中への冷却剤、例えばヒドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）、ペルフルオロカーボン（ＰＦＣ）、ヒドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）、アンモニア、および二酸化炭素の溶解度を増加させる。この増加した溶解度の結果として、気化熱または潜熱の増加を生じる。増加した気化熱は、蒸気圧縮冷却および空調装置系統のエネルギー効率、ならびに冷却および加熱容量を改良する。これに加えて、本添加剤は、わずかに溶解性のフラクション、例えば一般的に蒸気圧縮冷却装置中に存在する厄介な低分子量オリゴマーおよび可塑剤を可溶化する。
【００１２】
本発明のこれらの特徴およびその他の特徴、側面、および利点は、次の説明、添付の特許請求の範囲、および添付図面に関連して、よりよく理解されるようになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明者らは、蒸気圧縮冷却および空調設備における有効量の本添加剤の使用が、これらの装置の性能を改良することを発見した。この添加剤が、冷却装置系統において、ＰＯＥ、ＰＡＧ、またはＰＶＥ潤滑剤、およびヒドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）、ペルフルオロカーボン（ＰＦＣ）、ヒドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）、アンモニア、および二酸化炭素よりなる群から選択された冷却剤と組み合わされた時、エネルギー効率および／または容量における改良が発生する。本添加剤は、蒸発器における潤滑剤および添加剤組成物からの冷却剤の脱着の時に気化熱を増加させることによって、蒸気圧縮冷却装置系統のエネルギー効率および冷却能力を改良する。理論によって縛られたいわけではないが、冷却剤と極性官能基含有添加剤との間の引力の破壊の結果として、気化熱の増加を生じると考えられる。同様に、これらの添加剤は、凝縮器における潤滑剤および添加剤組成物中への冷却剤の吸収の時に溶解熱を増加させることによって、このような装置系統の加熱能力を改良する。
【００１４】
本添加剤はまた、ポリマー、例えばマイラー（Ｍｙｌａｒ）（登録商標）およびその他のポリエステル中に含まれている低分子量オリゴマーを可溶化する。これらの添加剤はまた、可塑剤、例えばフタレートエステル、ステアレート、およびその他のわずかに可溶性のフラクションも可溶化する。これらは、ＨＦＣ、ＰＦＣ、またはＨＦＥ冷却剤、アンモニア、または二酸化炭素冷却剤、またはＰＯＥ、ＰＡＧ、またはＰＶＥ潤滑剤によって、エラストマーまたはポリマーから抽出することができる。これらの抽出されたフラクションは、熱交換器および膨張器具において再沈積することがあり、熱伝達の損失および管および制御器具の塞栓(pluggage)を引起こす。これらのオリゴマーおよび可塑剤を溶液に保持することによって、これらは有害な沈積物を形成せず、したがって圧縮冷却設備の信頼性、エネルギー効率、および全体的な性能を増す。
【００１５】
潤滑剤と添加剤とを含む本組成物において、この組み合わされた潤滑剤および添加剤組成物の約１から約９９重量％、好ましくは約１から約６０重量％、最も好ましくは約１から約２０重量％が、添加剤である。重量比の点で、潤滑剤と添加剤とを含む本組成物において、潤滑剤対添加剤の重量比は、約９９：１から約１：９９、好ましくは約９９：１から約４０：６０、最も好ましくは約９９：１から約８０：２０である。添加剤は、添加剤、ＨＦＣ、ＰＦＣ、ＨＦＥ、アンモニア、および／または二酸化炭素冷却剤の組成物として、蒸気圧縮、冷却、および空調装置系統に装入されてもよい。圧縮冷却および空調装置系統に装入する時、この添加剤および冷却剤組成物は一般的に、この組み合わされた添加剤および冷却剤組成物において、約０．１から約２０重量％、好ましくは約０．１から約１０重量％の添加剤を含有する。ＨＦＣ、ＰＦＣ、ＨＦＥ、アンモニア、および／または二酸化炭素、潤滑剤、および添加剤を含む本組成物を含有する蒸気圧縮冷却および空調装置系統において、この冷却剤、潤滑剤、および添加剤組成物の約１から約７０重量％、好ましくは約１から約６０重量％が、潤滑剤および添加剤である。
【００１６】
本発明のフルオロカーボン冷却剤は、少なくとも１つの炭素原子と１つのフッ素原子とを含有する。少なくとも１つのフッ素原子を含有し、場合により酸素原子を含有し、かつ−９０℃から８０℃の標準沸点を有する、１から６個の炭素原子を有するフルオロカーボンが特に有用である。これらのフルオロカーボンは、一般式ＣｘＦ２ｘ＋２−ｙＨｙＯｚ（式中、ｘは、１から６であり、ｙは、０から９であり、ｚは、０から２である）によって表わすことができる。フルオロカーボン冷却剤はこのようにして、ヒドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）、ペルフルオロカーボン（ＰＦＣ）、およびヒドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）を包含する。これらのフルオロカーボンの好ましいものは、ｘが１から６であり、ｙが１から５であり、ｚが０から１であるものである。フルオロカーボンは、いくつかの供給源、例えば本願特許出願人、米国１９８９８デラウエア州ウイルミントンのフルオロプロダクツ（Ｆｌｕｏｒｏｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ，１９８９８，ＵＳＡ）から入手可能な商品、さらには当業界において、例えば（非特許文献１）において開示されている合成方法による商品である。代表的なフルオロカーボンには次のものが含まれる。すなわち、ＣＨＦ３（ＨＦＣ−２３）、ＣＨ２Ｆ２（ＨＦＣ−３２）、ＣＨ３Ｆ（ＨＦＣ−４１）、ＣＦ３ＣＦ３（ＰＦＣ−１１６）、ＣＨＦ２ＣＦ３（ＨＦＣ−１２５）、ＣＨＦ２ＣＨＦ２（ＨＦＣ−１３４）、ＣＨ２ＦＣＦ３（ＨＦＣ−１３４ａ）、ＣＨＦ２ＣＨ２Ｆ（ＨＦＣ−１４３）、ＣＦ３ＣＨ３（ＨＦＣ−１４３ａ）、ＣＨＦ２ＣＨ３（ＨＦＣ−１５２ａ）、ＣＨ２ＦＣＨ３（ＨＦＣ−１６１）、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ３（ＰＦＣ−２１８）、ＣＨＦ２ＣＦ２ＣＦ３（ＨＦＣ−２２７ｃａ）、ＣＦ３ＣＦＨＣＦ３（ＨＦＣ−２２７ｅａ）、ＣＨＦ２ＣＦ２ＣＨＦ２（ＨＦＣ−２３６ｃａ）、ＣＨ２ＦＣＦ２ＣＦ３（ＨＦＣ−２３６ｃｂ）、ＣＨＦ２ＣＨＦＣＦ３（ＨＦＣ−２３６ｅａ）、ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ３（ＨＦＣ−２３６ｆａ）、ＣＨ２ＦＣＦ２ＣＨＦ２（ＨＦＣ−２４５ｃａ）、ＣＨ３ＣＦ２ＣＦ３（ＨＦＣ−２４５ｃｂ）、ＣＨＦ２ＣＨＦＣＨＦ２（ＨＦＣ−２４５ｅａ）、ＣＨ２ＦＣＨＦＣＦ３（ＨＦＣ−２４５ｅｂ）、ＣＨＦ２ＣＨ２ＣＦ３（ＨＦＣ−２４５ｆａ）、ＣＨ２ＦＣＦ２ＣＨ２Ｆ（ＨＦＣ−２５４ｃａ）、ＣＨ２ＣＦ２ＣＨＦ２（ＨＦＣ−２５４ｃｂ）、ＣＨ２ＦＣＨＦＣＨＦ２（ＨＦＣ−２５４ｅａ）、ＣＨ３ＣＨＦＣＦ３（ＨＦＣ−２５４ｅｂ）、ＣＨＦ２ＣＨ２ＣＨＦ２（ＨＦＣ−２５４ｆａ）、ＣＨ２ＦＣＨ２ＣＦ３（ＨＦＣ−２５４ｆｂ）、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ３（ＨＦＣ−２７２ｃａ）、ＣＨ３ＣＨＦＣＨ２Ｆ（ＨＦＣ−２７２ｅａ）、ＣＨ２ＦＣＨ２ＣＨ２Ｆ（ＨＦＣ−２７２ｆａ）、ＣＨ３ＣＨ２ＣＦ２Ｈ（ＨＦＣ−２７２ｆｂ）、ＣＨ３ＣＨＦＣＨ３（ＨＦＣ−２８１ｅａ）、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２Ｆ（ＨＦＣ−２８１ｆａ）、シクロ−Ｃ４Ｆ８（ＰＦＣ−Ｃ３１８）、ＣＨＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｈ（ＨＦＣ−３３８ｐｃｃ）、ＣＦ３ＣＨＦＣＨＦＣＦ２ＣＦ３（ＨＦＣ−４３−１０ｍｅｅ）、Ｃ４Ｆ９ＯＣＨ３、およびＣ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５である。
【００１７】
本発明のフルオロカーボン冷却剤は、場合によりさらに、共沸および共沸混合物様フルオロカーボン冷却剤組成物、例えばＨＦＣ−１２５／ＨＦＣ−１４３ａ／ＨＦＣ−１３４ａ（ＡＳＨＲＡＥ名称Ｒ−４０４Ａによって知られている）、ＨＦＣ−３２／ＨＦＣ−１２５／ＨＦＣ−１３４ａ（ＡＳＨＲＡＥ名称Ｒ−４０７Ａ、Ｒ−４０７Ｂ、およびＲ−４０７Ｃによって知られている）、ＨＦＣ−３２／ＨＦＣ−１２５（Ｒ−４１０Ａ）、およびＨＦＣ−１２５／ＨＦＣ−１４３ａ（ＡＳＨＲＡＥ名称Ｒ−５０７によって知られている）を含んでいてもよい。
【００１８】
本発明の冷却剤はさらに、アンモニアおよび／または二酸化炭素も含む。さらには冷却剤は、フルオロカーボン冷却剤およびアンモニアおよび／または二酸化炭素の混合物を含んでいてもよい。
【００１９】
本発明の冷却剤は、場合によりさらに、１０重量％までのジメチルエーテル、または少なくとも１つのＣ３−Ｃ５炭化水素、例えばプロパン、プロピレン、シクロプロパン、ｎ−ブタン、ｉ−ブタン、およびｎ−ペンタンを含んでいてもよい。このようなＣ３−Ｃ５炭化水素を含有するフルオロカーボンの例は、ＨＦＣ−１２５／ＨＦＣ−１３４ａ／ｎ−ブタン（ＡＳＨＲＡＥ名称Ｒ−４１７Ａによって知られている）の共沸混合物様組成物である。
【００２０】
本発明の冷却潤滑剤は、ヒドロフルオロカーボン冷却剤との使用のために設計されているものであり、圧縮冷却および空調装置系統の作動条件下に本発明のフルオロカーボンと混和しうる。このような潤滑剤およびこれらの特性は、（非特許文献２）において考察されている。典型的な冷却潤滑剤は、４０℃において少なくとも９センチストークスの粘度を有する。冷却潤滑剤は、ポリオールエステル（ＰＯＥ）、ポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）、およびポリビニルエーテル（ＰＶＥ）を包含するが、これらに限定されるわけではない。
【００２１】
本発明の添加剤は、式Ｒ１［（ＯＲ２）ｘＯＲ３］ｙ（式中、ｘは、１から３の整数から選択され；ｙは１から４の整数から選択され；Ｒ１は、水素と、１から６個の炭素原子とｙ個の結合部位とを有する脂肪族炭化水素基とから選択され；Ｒ２は、３から４個の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビレン基から選択され；Ｒ３は、水素と、１から６個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基とから選択され；Ｒ１およびＲ３の少なくとも１つは、前記炭化水素基である）によって表わされるポリオキシアルキレングリコールエーテルであって、約１００から約３００原子質量単位の分子量、および約２．３から約５．０の炭素対酸素比を有するポリオキシアルキレングリコールエーテルを含む。本発明において、ポリオキシアルキレングリコールエーテル添加剤は、Ｒ１［（ＯＲ２）ｘＯＲ３］ｙ（式中、ｘは、好ましくは１から２であり；ｙは、好ましくは１であり；Ｒ１およびＲ３は、好ましくは独立して、水素と、１から４個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基とから選択され；Ｒ２は好ましくは、３または４個の炭素原子、最も好ましくは３個の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビレン基から選択される）によって表わされ、このポリオキシアルキレングリコールエーテルの分子量は好ましくは、約１００から約２５０原子質量単位、最も好ましくは約１２５から約２５０原子質量単位であり；このポリオキシアルキレングリコールエーテルの炭素対酸素比は、好ましくは約２．５から４．０、最も好ましくは約２．７から約３．５である。１から６個の炭素原子を有するＲ１およびＲ３炭化水素基は、線状、分枝状、または環式であってもよい。代表的Ｒ１およびＲ３炭化水素基には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、第二級ブチル、第三級ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、第三級ペンチル、シクロペンチル、およびシクロヘキシルが含まれる。本ポリオキシアルキレングリコールエーテル添加剤上の遊離ヒドロキシル基は、あるいくつかの圧縮冷却装置構成材料（例えばマイラー（登録商標））と不適合であるような場合、Ｒ１およびＲ３は好ましくは、１から４個の炭素原子、最も好ましくは１個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基である。３から４個の炭素原子を有するＲ２脂肪族ヒドロカルビレン基は、オキシプロピレン基とオキシブチレン基とを包含する反復オキシアルキレン基−（ＯＲ２）ｘを形成する。１つのポリオキシアルキレングリコールエーテル添加剤分子中にＲ２を含むオキシアルキレン基は、同じであってもよく、または１つの分子が、異なるＲ２オキシアルキレン基を含有してもよい。本ポリオキシアルキレングリコールエーテル添加剤は好ましくは、少なくとも１つのオキシプロピレン基を含む。Ｒ１が、１から６個の炭素原子とｙ個の結合部位とを有する脂肪族または脂環式炭化水素基である場合、この基は、線状、分枝状、または環式であってもよい。２つの結合部位を有する代表的なＲ１脂肪族炭化水素基には、例えばエチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、シクロペンチレン基、およびシクロヘキシレン基が含まれる。３つまたは４つの結合部位を有する代表的なＲ１脂肪族炭化水素基には、ポリアルコールに由来する残基、例えばこれらのヒドロキシル基を除去することによる、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリトリトール、１，２，３−トリヒドロキシシクロヘキサン、および１，３，５−トリヒドロキシシクロヘキサンが含まれる。
【００２２】
代表的なポリオキシアルキレングリコールエーテル添加剤には、次のものが含まれる。すなわち、ＣＨ３ＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ（ＨまたはＣＨ３）（プロピレングリコールメチル（またはジメチル）エーテル）、ＣＨ３Ｏ［ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ］２（ＨまたはＣＨ３）（ジプロピレングリコールメチル（またはジメチル）エーテル）、ＣＨ３Ｏ［ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ］３（ＨまたはＣＨ３）（トリプロピレングリコールメチル（またはジメチル）エーテル）、Ｃ２Ｈ５ＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ（ＨまたはＣ２Ｈ５）（プロピレングリコールエチル（またはジエチル）エーテル）、Ｃ２Ｈ５Ｏ［ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ］２（ＨまたはＣ２Ｈ５）（ジプロピレングリコールエチル（またはジエチル）エーテル）、Ｃ２Ｈ５Ｏ［ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ］３（ＨまたはＣ２Ｈ５）（トリプロピレングリコールエチル（またはジエチル）エーテル）、Ｃ３Ｈ７ＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ（ＨまたはＣ３Ｈ７）（プロピレングリコールｎ−プロピル（またはジ−ｎ−プロピル）エーテル）、Ｃ３Ｈ７Ｏ［ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ］２（ＨまたはＣ３Ｈ７）（ジプロピレングリコールｎ−プロピル（またはジ−ｎ−プロピル）エーテル）、Ｃ３Ｈ７Ｏ［ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ］３（ＨまたはＣ３Ｈ７）（トリプロピレングリコールｎ−プロピル（またはジ−ｎ−プロピル）エーテル）、Ｃ４Ｈ９ＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＯＨ（プロピレングリコールｎ−ブチルエーテル）、Ｃ４Ｈ９Ｏ［ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ］２（ＨまたはＣ４Ｈ９）（ジプロピレングリコールｎ−ブチル（またはジ−ｎ−ブチル）エーテル）、Ｃ４Ｈ９Ｏ［ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ］３（ＨまたはＣ４Ｈ９）（トリプロピレングリコールｎ−ブチル（またはジ−ｎ−ブチル）エーテル）、（ＣＨ３）３ＣＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＯＨ（プロピレングリコールｔ−ブチルエーテル）、（ＣＨ３）３ＣＯ［ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ］２（Ｈまたは（ＣＨ３）３）（ジプロピレングリコールｔ−ブチル（またはジ−ｔ−ブチル）エーテル）、（ＣＨ３）３ＣＯ［ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ］３（Ｈまたは（ＣＨ３）３）（トリプロピレングリコールｔ−ブチル（またはジ−ｔ−ブチル）エーテル）、Ｃ５Ｈ１１ＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＯＨ（プロピレングリコールｎ−ペンチルエーテル）、Ｃ４Ｈ９ＯＣＨ２ＣＨ（Ｃ２Ｈ５）ＯＨ（ブチレングリコールｎ−ブチルエーテル）、Ｃ４Ｈ９Ｏ［ＣＨ２ＣＨ（Ｃ２Ｈ５）Ｏ］２Ｈ（ジブチレングリコールｎ−ブチルエーテル）、トリメチロールプロパントリ−ｎ−ブチルエーテル（Ｃ２Ｈ５Ｃ（ＣＨ２）３ＣＨ３）３）、およびトリメチロールプロパンジ−ｎ−ブチルエーテル（Ｃ２Ｈ５Ｃ（ＣＨ２ＯＣ（ＣＨ２）３ＣＨ３）２ＣＨ２ＯＨ）である。
【００２３】
ポリオキシアルキレングリコールエーテル添加剤は一般に、４０℃で約５センチストークス未満の動粘度を有する。例えばジプロピレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＭ）は、４０℃で０．９０センチストークスの動粘度を有し、ジプロピレングリコールメチルエーテルは、４０℃で２．７センチストークスの動粘度を有する。
【００２４】
本発明の添加剤はさらに、式Ｒ１ＣＯＮＲ２Ｒ３およびシクロ−［Ｒ４ＣＯＮ（Ｒ５）−］（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ５は、独立して、１から１２個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基と、多くとも１つの、６から１２個の炭素原子を有する芳香族基とから選択され；Ｒ４は、３から１２個の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビレン基から選択される）によって表わされるアミドであって、約１２０から約３００原子質量単位の分子量、および約７から約２０の炭素対酸素比を有するアミドを含む。前記アミドの分子量は好ましくは、約１２０から約２５０原子質量単位である。前記アミドにおける炭素対酸素比は好ましくは、約７から約１６、最も好ましくは約１０から約１４である。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ５は場合により、置換された基、すなわちハロゲン（例えばフッ素、塩素）およびアルコキシド（例えばメトキシ）から選択される非炭化水素置換基を含有する基を含んでいてもよい。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ５は場合により、ヘテロ原子置換された基、すなわちほかは炭素原子から構成されているラジカル連鎖中に窒素（アザ−）、酸素（オキサ−）、または硫黄（チア−）原子を含有する基を含んでいてもよい。一般に、Ｒ１−３およびＲ５中の１０個の炭素原子につき、３個以下の非炭化水素置換基およびヘテロ原子、および好ましくは１個以下が存在し、このようなどんな非炭化水素置換基およびヘテロ原子の存在も、炭素対酸素の上記比および分子量制限を適用する場合に考慮されなければならない。好ましいアミド添加剤は、炭素、水素、窒素、および酸素からなる。代表的なＲ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ５脂肪族および脂環式炭化水素基には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、第二級ブチル、第三級ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、第三級ペンチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、およびこれらの立体配置異性体が含まれる。代表的なＲ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ５芳香族基には、フェニル、クメニル、メシチル、トリル、キシリル、ベンジル、フェネチル、チエニル、フリル、ピロリル、およびピリジルが含まれる。アミド添加剤の好ましい実施態様は、上記式シクロ−［Ｒ４ＣＯＮ（Ｒ５）−］中のＲ４が、ヒドロカルビレン基（ＣＲ６Ｒ７）ｎによって表わされてもよいものであり、換言すれば、式：シクロ−［（ＣＲ６Ｒ７）ｎＣＯＮ（Ｒ５）−］（式中、（ａ）炭素対酸素の比および（ｂ）分子量についての既に記載されている値が当てはまり；ｎが、３から５の整数であり；Ｒ５は、１から１２個の炭素原子を含有する飽和炭化水素基であり；Ｒ６およびＲ７は、独立して、Ｒ１−３を規定する、既に提案されている規則によって（各ｎについて）選択される）である。式：シクロ−［（ＣＲ６Ｒ７）ｎＣＯＮ（Ｒ５）−］によって表わされるラクタムにおいて、すべてのＲ６およびＲ７は好ましくは、水素であるか、またはｎメチレン単位のうちの単一飽和炭化水素基を含有し、Ｒ５は、３から１２個の炭素原子を含有する飽和炭化水素基である。例えば１−（飽和炭化水素基）−５−メチルピロリジン−２−オンである。
【００２５】
代表的なアミド添加剤には次のものが含まれる。すなわち、１−オクチルピロリジン−２−オン、１−デシルピロリジン−２−オン、１−オクチル−５−メチルピロリジン−２−オン、１−ブチルカプロラクタム、１−イソブチルカプロラクタム、１−シクロヘキシルピロリジン−２−オン、１−シクロヘキシル−５−メチルピロリジン−２−オン、１−ブチル−５−メチルピペリド−２−オン、１−ペンチル−５−メチルピペリド−２−オン、１−ヘキシルカプロラクタム、１−ヘキシル−５−メチルピロリジン−２−オン、１−ヘプチル−５−メチルピロリジン−２−オン、１−ノニル−５−メチルピロリジン−２−オン、１−ウンデシル−５−メチルピロリジン−２−オン、１−ドデシル−５−メチルピロリジン−２−オン、５−メチル−１−ペンチルピペリド−２−オン、１，３−ジメチルピペリド−２−オン、１−メチルカプロラクタム、１−ブチル−ピロリジン−２−オン、１，５−ジメチルピペリド−２−オン、１−デシル−５−メチルピロリジン−２−オン、１−ドデシルピロリド−２−オン、Ｎ，Ｎ−ジブチルホルムアミド、およびＮ，Ｎ−ジイソプロピルアセトアミドである。
【００２６】
本発明の添加剤はさらに、式Ｒ１ＣＮ（式中、Ｒ１は、５から１２個の炭素原子を有する脂肪族、脂環式、またはアリール炭化水素基から選択される）によって表わされるニトリルであって、約９０から約２００原子質量単位の分子量、および約６から約１２の炭素対窒素比を有するニトリルも含む。前記ニトリル添加剤中のＲ１は好ましくは、８から１０個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択される。前記ニトリル添加剤の分子量は好ましくは、約１２０から約１４０原子質量単位である。前記ニトリル添加剤中の炭素対窒素比は好ましくは、約８から約９である。Ｒ１は場合により、置換炭化水素基、すなわち、ハロゲン（例えばフッ素、塩素）およびアルコキシド（例えばメトキシ）から選択された非炭化水素置換基を含有する基を含んでいてもよい。Ｒ１は場合により、ヘテロ原子置換された炭化水素基、すなわちほかは炭素原子から構成されているラジカル連鎖中に、窒素（アザ−）、酸素（ケト−、オキサ−）、または硫黄（チア−）原子を含有する基を含んでいてもよい。一般に、Ｒ１中の１０個の炭素原子につき、３個以下の非炭化水素置換基およびヘテロ原子、好ましくは１個以下が存在し、このようなどんな非炭化水素置換基およびヘテロ原子の存在も、炭素対窒素の上記比および分子量制限を適用する場合に考慮されなければならない。一般式Ｒ１ＣＮ中の代表的なＲ１脂肪族、脂環式、およびアリール炭化水素基には、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、第三級ペンチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、およびこれらの立体配置異性体、ならびにフェニル、ベンジル、クメニル、メシチル、トリル、キシリル、およびフェネチルが含まれる。
【００２７】
代表的なニトリル添加剤には、１−シアノペンタン、２，２−ジメチル−４−シアノペンタン、１−シアノヘキサン、１−シアノヘプタン、１−シアノオクタン、２−シアノオクタン、１−シアノノナン、１−シアノデカン、２−シアノデカン、１−シアノウンデカン、および１−シアノドデカンが含まれる。
【００２８】
本発明の添加剤はさらに、式ＲＣｌｘ（式中、ｘは、１または２の整数から選択され；Ｒは、１から１２個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択される）によって表わされるクロロカーボンであって、約１００から約２００原子質量単位の分子量、および約２から約１０の炭素対塩素比を有するクロロカーボンも含む。前記クロロカーボン添加剤の分子量は好ましくは、約１２０から約１５０原子質量単位である。前記クロロカーボン中の炭素対塩素比は好ましくは、約６から約７である。一般式ＲＣｌｘ中の代表的なＲ脂肪族および脂環式炭化水素基には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、第二級ブチル、第三級ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、第三級ペンチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、およびこれらの立体配置異性体が含まれる。
【００２９】
代表的なクロロカーボン添加剤には、３−（クロロメチル）ペンタン、３−クロロ−３−メチルペンタン、１−クロロヘキサン、１，６−ジクロロヘキサン、１−クロロヘプタン、１−クロロオクタン、１−クロロノナン、１−クロロデカン、および１，１，１−トリクロロデカンが含まれる。
【００３０】
本発明の添加剤はさらに、式Ｒ１ＯＲ２（式中、Ｒ１は、６から１２個の炭素原子を有するアリール炭化水素基から選択され；Ｒ２は、１から４個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基から選択される）によって表わされるアリールエーテルであって、約１００から約１５０原子質量単位の分子量、および約４から約２０の炭素対酸素比を有するアリールエーテルも含む。前記アリールエーテル添加剤中の炭素対酸素比は好ましくは、約７から約１０である。一般式Ｒ１ＯＲ２中の代表的なＲ１アリール基には、フェニル、ビフェニル、クメニル、メシチル、トリル、キシリル、ナフチル、およびピリジルが含まれる。一般式Ｒ１ＯＲ２中の代表的なＲ２脂肪族炭化水素基には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、第二級ブチル、および第三級ブチルが含まれる。代表的な芳香族エーテル添加剤には、メチルフェニルエーテル（アニソール）、１，３−ジメチオキシベンゼン、エチルフェニルエーテル、およびブチルフェニルエーテルが含まれる。
【００３１】
本発明の添加剤はさらに、一般式ＣＦ３Ｒ１（式中、Ｒ１は、約５から約１５個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基、好ましくは第一級、線状、飽和、アルキル基から選択される）によって表わされる１，１，１−トリフルオロアルカンも含む。代表的な１，１，１−トリフルオロアルカン添加剤には、１，１，１−トリフルオロヘキサンおよび１，１，１−トリフルオロドデカンが含まれる。
【００３２】
本発明の添加剤はさらに、一般式Ｒ１ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ（式中、Ｒ１は、約５から約１５個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基、好ましくは第一級、線状、飽和、アルキル基から選択される）によって表わされるフルオロエーテルも含む。代表的なフルオロエーテル添加剤には、Ｃ８Ｈ１７ＯＣＦ２ＣＦ２ＨおよびＣ６Ｈ１３ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈが含まれる。
【００３３】
本発明の添加剤はさらに、式Ｉ、ＩＩ、およびＩＩＩ：
【００３４】
【化１】
2005535755.tif 000003
【００３５】
によって表わされるラクトンも含む。これらのラクトンは、６の環中に官能基−ＣＯ２−を（Ｉ）、または好ましくは５個の原子を（ＩＩ）含んでいる。式中、ＩおよびＩＩの場合、Ｒ１からＲ８は、独立して、水素と、または線状、分枝状、環式、二環式、飽和および不飽和ヒドロカルビル基とから選択される。各々のＲ１からＲ８は連結され、別のＲ１からＲ８とともに１つの環を形成してもよい。このラクトンは、式ＩＩＩにおいてのように環外アルキリデン基を有してもよく、式中、Ｒ１からＲ６は、独立して、水素と、または線状、分枝状、環式、二環式、飽和および不飽和ヒドロカルビル基とから選択される。各々のＲ１からＲ６は連結され、別のＲ１からＲ６とともに１つの環を形成してもよい。本発明のラクトン添加剤は、約５から約１５、好ましくは約５から約１２の炭素対エステル官能基カルボニル酸素比を有する。前記ラクトン添加剤はまた、約８０から約３００原子質量単位、好ましくは約８０から約２００原子質量単位の分子量範囲を有する。代表的なラクトン添加剤には、下記の表に記載された化合物が含まれる。
【００３６】
【表１】
2005535755.tif 000004
【００３７】
【表２】
2005535755.tif 000005
【００３８】
【表３】
2005535755.tif 000006
【００３９】
ラクトン添加剤は一般に、４０℃で約７センチストークス未満の動粘度を有する。例えばガンマ−ウンデカラクトンは、５．４センチストークスの動粘度を有し、シス−（３−ヘキシル−５−メチル）ジヒドロフラン−２−オンは、４０℃で４．５センチストークスの動粘度を有する。ラクトン添加剤は、商品として入手可能であることもあり、または発明の名称が、「シス−３，５−二置換−ジヒドロ−フラン−２−オンおよびこれらの調製および使用（ｃｉｓ−３，５−Ｄｉｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ−ｄｉｈｙｄｒｏ−ｆｕｒａｎ−２−ｏｎｅｓ  ａｎｄ  ｔｈｅ  Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｕｓｅ  Ｔｈｅｒｅｏｆ）」という、同時出願の米国特許公報（特許文献６）に記載されている方法によって調製されてもよい（この仮出願の発明者は、Ｐ．Ｊ．フェイガン（Ｆａｇａｎ）およびＣ．Ｊ．ブランデンバーグ（Ｂｒａｎｄｅｎｂｕｒｇ））。上記出願は、本明細書に援用される。
【００４０】
本発明の添加剤はさらに、一般式Ｒ１ＣＯ２Ｒ２（式中、Ｒ１およびＲ２は、独立して、線状および環式、飽和および不飽和アルキルおよびアリール基から選択される）によって表わされるエステルも含む。好ましいエステルは本質的に、元素Ｃ、Ｈ、およびＯからなり、約８０から約５５０原子質量単位の分子量を有し、約５から約１５の炭素対エステル官能基カルボニル酸素比を有する。代表的なエステルには、（ＣＨ３）２ＣＨＣＨ２ＯＯＣ（ＣＨ２）２−４ＯＣＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）２（ジイソブチル二塩基性エステル）、エチルヘキサノエート、エチルヘプタノエート、ｎ−ブチルプロピオネート、ｎ−プロピルプロピオネート、エチルベンゾエート、ジ−ｎ−プロピルフタレート、安息香酸エトキシエチルエステル、ジプロピルカーボネート、「エクセート（Ｅｘｘａｔｅ）７００」（商用Ｃ７アルキルアセテート）、「エクセート８００」（商用Ｃ８アルキルアセテート）、ジブチルフタレート、および第三級ブチルアセテートが含まれる。
【００４１】
本発明の添加剤はさらに、環状構造において接合されている反復単位−（ＣＨ２−ＣＨ２−Ｙ）ｎ−（式中、Ｙはヘテロ原子、例えば酸素、窒素、または硫黄であり、ｎは２よりも大きい）を有するクラウン化合物も含む。好ましいクラウン化合物は、Ｙが酸素であり、ｎが４よりも大きいクラウンエーテルである。さらにはこれらのクラウン化合物は場合により、炭素、水素、酸素、窒素、および／またはハロゲン原子を含有する側基で置換されていてもよい。クラウンエーテルは、化学品供給会社、例えばオルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ）から商品として入手しうる。代表的なクラウンエーテルは、１８−クラウン−６−エーテル、１５−クラウン−５−エーテル、および１２−クラウン−４−エーテルである。
【００４２】
本発明の添加剤はさらに、式ＩＶによって表わされる反復単位が環状構造において連結されているシクロデキストリンも含む。
【００４３】
【化２】
2005535755.tif 000007
【００４４】
式ＩＶにおいて、各Ｒ基は、独立して、水素と、または１０個までの炭素原子を有する線状、分枝状、環式、二環式、飽和および不飽和ヒドロカルビル基とから選択され、ｎは、６（アルファ−シクロデキストリン）、７（ベータ−シクロデキストリン）、または８（ガンマ−シクロデキストリン）に等しい。置換シクロデキストリンの例として、ペルヘキシル−ベータ−シクロデキストリンは、７反復単位（ｎ＝７）を含み、かつすべてのＲ基がヘキシル基を含むシクロデキストリン化合物である。
【００４５】
本発明の添加剤はさらに、式Ｖによって表わされる反復単位が環状構造において連結されているカリックスアレーンも含む。
【００４６】
【化３】
2005535755.tif 000008
【００４７】
式Ｖにおいて、各Ｒ１およびＲ２基は、独立して、水素と、または１０個までの炭素原子を有する線状、分枝状、環式、二環式、飽和および不飽和ヒドロカルビル基とから選択され、ｎ＝４、５、６、７、または８である。代表的なカリックスアレーンは、カリックス［４］アレーン、カリックス［６］アレーン、およびパラ第三級ブチルカリックス［４］アレーンであり、式中、ｎ＝４であり、Ｒ１は水素を含み、Ｒ２は第三級ブチル基を含んでいる。
【００４８】
本発明の添加剤は、あらゆる割合で単一添加剤種または多添加剤種をともに含んでいてもよい。例えば添加剤は、単一添加剤種内の化合物の混合物（例えばポリオキシアルキレングリコールエーテルの混合物）、または異なる添加剤種から選択された化合物の混合物（例えばポリオキシアルキレングリコールエーテルとアミドとの混合物）を含んでいてもよい。
【００４９】
本発明の添加剤は場合によりさらに、式Ｒ１ＣＯＲ２（式中、Ｒ１およびＲ２は、独立して、１から１２個の炭素原子を有する脂肪族、脂環式、およびアリール炭化水素から選択される）によって表わされるケトンであって、約７０から約３００原子質量単位の分子量、および約４から約１３の炭素対酸素比を有するケトンを含んでいてもよい。前記ケトン中のＲ１およびＲ２は好ましくは、独立して、１から９個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基から選択される。前記ケトンの分子量は好ましくは、約１００から２００原子質量単位である。前記ケトンにおける炭素対酸素比は好ましくは、約７から約１０である。Ｒ１およびＲ２はともに、連結されたヒドロカルビレン基を形成し、５、６、または７員環の環状ケトン、例えばシクロペンタノン、シクロヘキサノン、およびシクロヘプタノンを形成してもよい。Ｒ１およびＲ２は場合により、置換炭化水素基、すなわちハロゲン（例えばフッ素、塩素）およびアルコキシド（例えばメトキシ）から選択された非炭化水素置換基を含有する基を含んでいてもよい。Ｒ１およびＲ２は場合により、ヘテロ原子置換された炭化水素基、すなわちほかは炭素原子から構成されているラジカル連鎖中に窒素（アザ−）、酸素（ケト−、オキサ−）、または硫黄（チア−）原子を含有する基を含んでいてもよい。一般に、Ｒ１およびＲ２中の１０個の炭素原子につき、３個以下の非炭化水素置換基およびヘテロ原子、好ましくは１個以下が存在し、このようなどんな非炭化水素置換基およびヘテロ原子の存在も、炭素対酸素の上記比および分子量制限を適用する場合に考慮されなければならない。一般式Ｒ１ＣＯＲ２中の代表的なＲ１およびＲ２脂肪族、脂環式、およびアリール炭化水素基には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、第二級ブチル、第三級ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、第三級ペンチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、およびこれらの立体配置異性体、ならびにフェニル、ベンジル、クメニル、メシチル、トリル、キシリル、およびフェネチルが含まれる。
【００５０】
代表的なケトン添加剤には次のものが含まれる。すなわち、２−ブタノン、２−ペンタノン、アセトフェノン、ブチロフェノン、ヘキサノフェノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、５−メチル−２−ヘキサノン、２−オクタノン、３−オクタノン、ジイソブチルケトン、４−エチルシクロヘキサノン、２−ノナノン、５−ノナノン、２−デカノン、４−デカノン、２−デカロン、２−トリデカノン、ジヘキシルケトン、およびジシクロヘキシルケトンである。
【００５１】
ケトン添加剤は、不快な臭いを有することがあり、これは臭気マスキング剤または香料の添加によってマスキングすることができる。臭気マスキング剤または香料の典型的な例には、インターコンチネンタル・フレグランス（Ｉｎｔｅｒｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ  Ｆｒａｇｒａｎｃｅ）によって販売されている、エバーグリーン、フレッシュレモン、チェリー、シナモン、ペパーミント、フローラル、またはオレンジピール、ならびにｄ−リモネンおよびピネンを含めることができる。このような臭気マスキング剤は、臭気マスキング剤と添加剤との組み合わせ重量を基準にして、約０．００１重量％から約１５重量％もの高さの濃度で用いられてもよい。
【００５２】
本発明の添加剤は場合によりさらに、５から１５個の炭素原子を含有する線状または環式脂肪族、または芳香族炭化水素を約０．５から約５０重量％（添加剤の総量を基準にして）含んでいてもよい。代表的な炭化水素には、ペンタン、ヘキサン、オクタン、ノナン、デカン、イソパー（Ｉｓｏｐａｒ）（登録商標）Ｈ（高純度Ｃ１１−Ｃ１２イソ−パラフィン系）、芳香族１５０（Ｃ９−Ｃ１１芳香族）、芳香族２００（Ｃ９−Ｃ１５芳香族）、およびナフサ（Ｎａｐｔｈａ）１４０が含まれる。これらの炭化水素のすべては、米国エクソン・ケミカル（Ｅｘｘｏｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）によって販売されている。
【００５３】
本発明の添加剤は場合によりさらに、ポリマー添加剤を含んでいてもよい。このポリマー添加剤は、フッ素化および非フッ素化アクリレートのランダムコポリマーであってもよく、この場合、このポリマーは、式ＣＨ２＝Ｃ（Ｒ１）ＣＯ２Ｒ２、ＣＨ２＝Ｃ（Ｒ３）Ｃ６Ｈ４Ｒ４、およびＣＨ２＝Ｃ（Ｒ５）Ｃ６Ｈ４ＸＲ６（式中、Ｘは酸素または硫黄であり、Ｒ１、Ｒ３、およびＲ５は、独立して、ＨとＣ１−Ｃ４アルキル基とよりなる群から選択され；Ｒ２、Ｒ４、およびＲ６は、独立して、Ｃを含有する炭素鎖ベースの基およびＦよりなる群から選択され、さらにはＨ、Ｃｌ、エーテル酸素、またはチオエーテルの形態の硫黄、スルホキシド、またはスルホン基を含有してもよい）によって表わされる少なくとも１つのモノマーの反復単位を含む。このようなポリマー添加剤の例には、米国特許公報（特許文献４）に開示されているもの、例えば本願特許出願人によって販売されているゾニル（Ｚｏｎｙｌ）（登録商標）ＰＨＳが含まれる。ゾニル（登録商標）ＰＨＳは、４０重量％のＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）ＣＯ２ＣＨ２ＣＨ２（ＣＦ２ＣＦ２）ｍＦ（これはまた、ゾニル（登録商標）フルオロメタクリレートまたはＺＦＭとも呼ばれる）（式中、ｍは１から１２、主として２から８である）と６０重量％のラウリルメタクリレート（ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）ＣＯ２（ＣＨ２）１１ＣＨ３、これはまたＬＭＡとも呼ばれる）とを重合することによって製造されたランダムコポリマーである。
【００５４】
本発明の添加剤は場合によりさらに、金属銅、アルミニウム、鋼、または熱交換器中に見られるほかの金属の表面エネルギーを、潤滑剤の金属への接着を減少させる方法で低下させる添加剤を約０．０１から３０重量％（添加剤の総量を基準にして）含有してもよい。金属表面エネルギー低下添加剤の例には、（特許文献５）に開示されているもの、例えばゾニル（登録商標）ＦＳＡ、ゾニル（登録商標）ＦＳＰ、ゾニル（登録商標）ＦＳＪ、およびゾニル（登録商標）ＦＳ６２が含まれ、すべて本願特許出願人の製品である。実際に、金属と潤滑剤（すなわち金属により緊密に結合された化合物に代わるもの）との間の接着力を減少させることによって、この潤滑剤は、金属の表面上に１つの層として残留する代わりに、空調または冷却装置系統における熱交換器および連結配管を通ってより自由に流れる。これによって、金属への熱伝達の増加が可能になり、圧縮機への潤滑剤の効率的な戻りが可能になる。
【００５５】
通常用いられている冷却装置系統の添加剤は場合により、潤滑性および系安定性を強化するために、要望に応じて本発明の組成物に添加されてもよい。これらの添加剤は一般に、冷却圧縮機潤滑の分野内で知られ、これらには、耐摩耗剤、極圧潤滑剤、腐食および酸化防止剤、金属表面不活性化剤、フリーラジカル捕捉剤、発泡および発泡防止制御剤、漏洩検出剤などが含まれる。一般にこれらの添加剤は、全体の潤滑剤組成物に対して少量でのみ存在する。これらは一般的には、各添加剤の約０．１％未満から約３％もの高さまでの濃度で用いられる。これらの添加剤は、個々の装置系統の必要条件に基づいて選択される。このような添加剤のいくつかの典型例には、潤滑強化添加剤、例えばリン酸およびチオホスフェートのアルキルまたはアリールエステルを含めることができるが、これらに限定されるわけではない。これらには、ＥＰ潤滑添加剤のトリアリールホスフェート族に属するもの、例えばブチル化トリフェニルホスフェート（ＢＴＰＰ）、またはほかのアルキル化トリアリールホスフェートエステル、例えばアクゾ・ケミカルズ（Ａｋｚｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）からのＳｙｎ−０−Ａｄ８４７８、トリクレシルホスフェート、および関連化合物が含まれる。これに加えて、金属ジアルキルジチオホスフェート（例えば亜鉛ジアルキルジチオホスフェートまたはＺＤＤＰ、リュブリゾール（Ｌｕｂｒｉｚｏｌ）１３７５）および化学物質のこの族に属するほかのものが、本発明の組成物に用いられてもよい。ほかの耐摩耗添加剤には、天然産物油および非対称ポリヒドロキシル潤滑添加剤、例えばシナーゴル（Ｓｙｎｅｒｇｏｌ）ＴＭＳ（インターナショナル・リュブリカンツ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ））が含まれる。天然または合成油ベースの潤滑性強化剤には、例えばニュ−カルゴン社（Ｎｕ−Ｃａｌｇｏｎ，Ｉｎｃ．）からのゼロール（Ｚｅｒｏｌ）ＩＣＥを含めることができる。同様に、安定剤、例えば酸化防止剤、フリーラジカル捕捉剤、および水スカベンジャーが用いられてもよい。このカテゴリーの化合物には、ブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）、エポキシド、およびグリシジルエーテルを含めることができるが、これらに限定されるわけではない。
【００５６】
本発明はさらに、ＨＦＣ、ＰＦＣ、ＨＦＥ、アンモニア、および／または二酸化炭素冷却剤、およびＰＯＥ、ＰＡＧ、およびＰＶＥよりなる群から選択される冷却潤滑剤を含有する圧縮冷却装置系統における冷却の生成方法も含む。この方法は、前記圧縮冷却装置系統における本添加剤の有効量の存在下における前記冷却剤での前記潤滑剤の蒸発工程を含む。
【００５７】
本発明はさらに、ＨＦＣ、ＰＦＣ、ＨＦＥ、アンモニア、および／または二酸化炭素冷却剤を含有する圧縮冷却装置における圧縮機の潤滑方法も含む。この潤滑方法は、本発明の潤滑剤および添加剤組成物を前記圧縮機に添加する工程を含む。
【００５８】
本発明はさらに、蒸気圧縮冷却または空調装置系統における冷却の生成方法であって、本冷却剤組成物を凝縮させる工程、およびその後、冷却される物体の近傍で前記組成物を蒸発させる工程を含む方法も含む。
【００５９】
本発明はさらに、熱の生成方法であって、加熱される物体の存在下に本冷却剤組成物を凝縮させる工程、およびその後前記組成物を蒸発させる工程を含む方法も含む。
【００６０】
本発明はさらに、圧縮冷却装置のエネルギー効率および／または容量の改良方法であって、圧縮冷却装置において本発明の冷却剤組成物を使用する工程を含む方法も含む。
【００６１】
本発明はさらに、圧縮冷却および／または空調装置における沈積物および塞栓物(pluggage)の減少方法であって、前記装置において本発明の組成物を使用する工程を含む方法も含む。
【００６２】
本発明はさらに、圧縮冷却装置へ添加剤を送達する方法であって、前記装置に本発明の組成物のいずれかを添加する工程を含む方法も含む。
【００６３】
本発明の組成物はさらに、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、熱伝達媒質、気体誘電体、消火剤、電力サイクル作動流体、重合媒質、微粒子除去流体、キャリヤー流体、バフ研磨剤、または転位（ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）乾燥剤として用いられてもよい。
【実施例】
【００６４】
本明細書において、モービル・オイル（Ｍｏｂｉｌ  Ｏｉｌ）製品の極寒（Ａｒｃｔｉｃ）ＥＡＬ２２、すなわち４０℃で２２センチストークスの動粘度を有するポリオールエステル潤滑剤の省略形として、「ＰＯＥ２２」が用いられる。本明細書において用いられている「ＤＭＭ」は、ジプロピレングリコールジメチルエーテル（ＣＨ３Ｏ［ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ］２ＣＨ３）の省略形である。本明細書において用いられている「ＯＰ」は、１−オクチルピロリジン−２−オン（Ｃ１２Ｈ２３ＮＯ）の省略形である。本明細書において用いられている「ＨＤＦＯ」は、４−ヘキシル−ジヒドロフラン−２−オンと３−ヘキシル−ジヒドロフラン−２−オンとの１：１混合物の省略形である。ＤＭＭ、ＯＰ、ガンマ−バレロラクトン、ガンマ−オクタラクトン、ガンマ−ノナラクトン、ガンマ−デカラクトン、ガンマ−ウンデカラクトン、テトラグライム、１−メチルカプロラクタム、１８−クラウン−６−エーテル、第三級ブチルアセテート、Ｎ−ブチルプロピオネート、Ｎ，Ｎ−ジブチルホルムアミド、および２−オクタノンは、アルドリッチ・ケミカル・カンパニー（ウィスコンシン州ミルウォーキー）（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ））から入手しうる。１−ブチルカプロラクタムの合成は、当業界において記載されているように実施されてもよい。
【００６５】
（実施例１）
ＨＦＣと本発明の添加剤との混合の間の温度上昇を測定するために、テストを実施した。等容積の添加剤とＨＦＣ−４３−１０ｍｅｅ（ＣＦ３ＣＦ２ＣＨＦＣＨＦＣＦ３）とを、温度プローブが装備された絶縁デワー（Ｄｅｗａｒ）フラスコ中で混合した。温度上昇は、混合の５秒後に記録された。結果が下記の表に示されている。
【００６６】
【表４】
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【００６７】
結果は、本発明の組成物が、高い混合熱を示す有意な温度上昇を有することを示している。
【００６８】
（実施例２）
冷却剤シリンダーおよび平底容器が、絶縁バルブ、注入口、および圧力トランスデューサーを含む短いマニホールドによって連結されている。アセンブリー全体の容積は、満たす水の質量によって予め決定されている。添加剤（ＯＰまたはＤＭＭ）を含む、または含んでいないＰＯＥ２２潤滑剤の既知の容積を、２２℃で平底容器中に装入する。空気をヘッドスペースから排出する。これら２つのシリンダー間の絶縁バルブを閉じる。ＨＦＣ−１３４ａ冷却剤を、１８１ｋＰａの圧力まで、もう一方のシリンダー中に装填する。これら２つのシリンダー間の絶縁バルブが開けられるにつれて、圧力を連続的に監視する。ある期間にわたって、この装置系統の圧力は、冷却剤ガスが潤滑剤相中に吸収されるにつれて減少する。状態方程式を用いて、この減圧を、潤滑剤／添加剤混合物中に吸収された冷却剤の質量パーセントに変えた。結果が図１に示されている。これらの結果は、ＰＯＥ２２中へのＨＦＣ−１３４ａ吸収が、本発明の添加剤の添加を通して有意に改良されることを示している。この結果は、気化熱における改良を示している。
【００６９】
（実施例３）
添加剤がＲ４０７Ｃ（２３ｗｔ％ＨＦＣ−３２および２５ｗｔ％ＨＦＣ−１２５、５２ｗｔ％ＨＦＣ−１３４ａ）およびポリオールエステル（ＰＯＥ）油の性能を改良することができるかどうかを決定するために、テストを実施した。導管のないスプリットＲ２２サンヨー（Ｓａｎｙｏ）熱ポンプ（蒸発器モデルＫＨＳＯ９５１、凝縮器モデルＣＨＯ９５１）を、環境室に設置した。この熱ポンプに、Ｒ２２サンヨーロータリー圧縮機（Ｃ−１Ｒ７５Ｈ２Ｒ）を装備した。ファンコイルユニットを、環境室の屋内室に設置し、屋外ユニットを屋外室に設置した。この装置系統に、約１２００ｇのＲ４０７Ｃ、および４０℃で４６センチストークスの粘度を有する３５０ｍｌのＰＯＥ油を装入した。屋内室が８０°Ｆおよび６７°Ｆ湿球温度、屋外室が８２°Ｆおよび６５°Ｆ湿球温度で制御されているＡＳＨＲＡＥ冷却Ｂ条件で、テストを実施した。同様に、屋内室が７０°Ｆおよび６０°Ｆ湿球温度、屋外室が１７°Ｆおよび１５°Ｆ湿球温度相対湿度で制御されているＡＳＨＲＡＥ加熱条件で、テストを実施した。エアサイド容量、エネルギー効率比（ＥＥＲ）測定、および油容積測定を行なった。Ｒ４０７Ｃ／ＰＯＥベースライン後、油装入物を除去し、ＰＯＥ  ＲＬ６８Ｈ中の添加剤と取り替え、したがって４０℃における最終油粘度は、ベースラインＰＯＥ油に匹敵しうるものであった。再び、冷却Ｂ測定および低温加熱測定を行なった。容量およびエネルギー効率の結果を下に示す。
【００７０】
【表５】
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【００７１】
【表６】
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【００７２】
結果は、ｎ−オクチル−ピロリジン−２−オンが、Ｒ４０７Ｃ／ＰＯＥに添加された時にエネルギー効率および容量が有意に増加したことを示している。性能は、テトラグライムに対して驚くほど改良されている。
【００７３】
（実施例４）
ＨＦＣ−１３４ａ／ＰＯＥ性能が、本発明の添加剤を用いて、家庭用冷蔵庫（フリジデア（Ｆｒｉｇｉｄａｉｒｅ）２１立方フィート、モデルＦＲＴ２１Ｐ５）において改良されうるかどうかを決定するために、テストを実施した。この冷蔵庫に、圧力および温度測定器具、ならびに密封往復圧縮機および２つのファンへの電力測定機を装備した。この圧縮機にはまた、操作中の潤滑剤レベルを監視するための点検窓を取り付けた。この冷蔵庫は、３２．２℃に制御された室内でテストを行なった。冷却区画およびフリーザー区画は、２つの条件、すなわち中−中（ｍｉｄ−ｍｉｄ）、温−温（ｗａｒｍ−ｗａｒｍ）条件でテストを行なった。これらの区画の温度を監視し、毎日の統合電力必要条件（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｄａｉｌｙ  ｐｏｗｅｒ  ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ）を計算した。この装置系統は、残留潤滑剤を除去するために、実験と実験の間に完全に水で流した。結果が下に示されている。
【００７４】
【表７】
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【００７５】
【表８】
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【００７６】
結果は、ｎ−オクチルピロリジン−２−オンが、Ｒ１３４ａ／ＰＯＥ１０に添加される時の、エネルギー効率の改良を示している。ｎ−オクチルピロリジン−２−オンの性能もまた、テトラグライムに対して驚くほど改良されている。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】ＰＯＥ２２（モービル・オイル（Ｍｏｂｉｌ  Ｏｉｌ）製品極寒ＥＡＬ２２）、および次の組成物、すなわち７０ｗｔ％ＰＯＥ２２、３０ｗｔ％１−オクチルピロリジン−２−オン（ＯＰ）；および実施例２に記載されている７０ｗｔ％ＰＯＥ２２、３０ｗｔ％ジプロピレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＭ）についての、時間に対するＨＦＣ−１３４ａ吸収（質量％）のグラフ。
【図１】
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【国際調査報告】
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