(57)【要約】  冷凍もしくはエアコン機器でまたは伝熱流体として有用である、Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５組成物および少なくとも１つのヒドロフルオロエーテルを含む冷媒または伝熱流体組成物が本明細書に開示される。本発明の組成物はまた、２段圧縮機またはシングルスラブ．ワンパス熱交換器を用いる遠心圧縮機機器でも有用である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および１−（ジフルオロメトキシ）−１，２，２−トリフルオロエタン、
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および１−ジフルオロメトキシ−２，２−ジフルオロエタン、
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および２−メトキシ−１，１，２−トリフルオロエタン、
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および１，１−ジフルオロ−２−メトキシエタン、ならびに
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および１−（１，１，２，２−テトラフルオロエトキシ）プロパン
よりなる群から選択されることを特徴とする冷媒または伝熱流体組成物。
【請求項２】
（ｉ）遠心圧縮機、または（ｉｉ）多段遠心圧縮機、または（ｉｉｉ）シングルスラブ／ワンパス熱交換器を用いる冷凍またはエアコン機器での使用に好適な冷媒または伝熱流体組成物であって、
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および１−（ジフルオロメトキシ）−１，２，２−トリフルオロエタン、
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および１−ジフルオロメトキシ−２，２−ジフルオロエタン、
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および２−メトキシ−１，１，２−トリフルオロエタン、
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および１，１−ジフルオロ−２−メトキシエタン、ならびに
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および１−（１，１，２，２−テトラフルオロエトキシ）プロパン
よりなる群から選択されることを特徴とする組成物。
【請求項３】
約１〜約６２重量パーセントのＣ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および約９９〜約３８重量パーセントの１−（ジフルオロメトキシ）−１，２，２−トリフルオロエタン、
約１〜約６７重量パーセントのＣ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および約９９〜約３３重量パーセントの１−ジフルオロメトキシ−２，２−ジフルオロエタン、
約１〜約７６重量パーセントのＣ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および約９９〜約２４重量パーセントの２−メトキシ−１，１，２−トリフルオロエタン、
約１〜約６７重量パーセントのＣ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および約９９〜約３３重量パーセントの１，１−ジフルオロ−２−メトキシエタン、ならびに
約１〜約９９重量パーセントのＣ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および約９９〜約１重量パーセントの１−（１，１，２，２−テトラフルオロエトキシ）プロパン
よりなる群から選択されることを特徴とする共沸または擬共沸組成物。
【請求項４】
約５２．７℃の温度で約１４．７ｐｓｉａ（１０１ｋＰａ）の蒸気圧を有する１１．９重量パーセントのＣ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および８８．１重量パーセントの１−（ジフルオロメトキシ）−１，２，２−トリフルオロエタン、
約５４．０℃の温度で約１４．７ｐｓｉａ（１０１ｋＰａ）の蒸気圧を有する２６．０重量パーセントのＣ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および７４．０重量パーセントの１−ジフルオロメトキシ−２，２−ジフルオロエタン、
約５４．０℃の温度で約１４．７ｐｓｉａ（１０１ｋＰａ）の蒸気圧を有する４０．２重量パーセントのＣ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および５９．８重量パーセントの２−メトキシ−１，１，２−トリフルオロエタン、
約４８．１℃の温度で約１４．７ｐｓｉａ（１０１ｋＰａ）の蒸気圧を有する１９．０重量パーセントのＣ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および８１．０重量パーセントの１，１−ジフルオロ−２−メトキシエタン、ならびに
約７１．２℃の温度で約１４．７ｐｓｉａ（１０１ｋＰａ）の蒸気圧を有する３６．３重量パーセントのＣ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および６３．７重量パーセントの１−（１，１，２，２−テトラフルオロエトキシ）プロパン
よりなる群から選択されることを特徴とする共沸組成物。
【請求項５】
冷却される物体の近傍で請求項１〜４のいずれか一項に記載の組成物を蒸発させ、その後前記組成物を凝縮させる工程を含むことを特徴とする冷却をもたらすための方法。
【請求項６】
加熱される物体の近傍で請求項１〜４のいずれか一項に記載の組成物を凝縮させ、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をもたらすための方法。
【請求項７】
前記組成物を熱源からヒートシンクへ移す工程を含むことを特徴とする伝熱のための請求項１〜４のいずれか一項に記載の組成物の使用方法。
【請求項８】
ナフタルイミド、ペリレン、クマリン、アントラセン、フェナントレン、キサンテン、チオキサンテン、ナフトキサンテン、フルオレセイン、前記染料の誘導体、およびそれらの組合せよりなる群から選択された少なくとも１つの紫外線蛍光染料をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
ナフタルイミド、ペリレン、クマリン、アントラセン、フェナントレン、キサンテン、チオキサンテン、ナフトキサンテン、フルオレセイン、前記染料の誘導体およびそれらの組合せよりなる群から選択された少なくとも１つの紫外線蛍光染料をさらに含むことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１０】
炭化水素、ジメチルエーテル、ポリオキシアルキレングリコールエーテル、アミド、ケトン、ニトリル、クロロカーボン、エステル、ラクトン、アリールエーテル、ヒドロフルオロエーテル、および１，１，１−トリフルオロアルカンよりなる群から選択された少なくとも１つの可溶化剤をさらに含み、冷媒および可溶化剤が同じ化合物ではないことを特徴とする請求項８に記載の組成物。
【請求項１１】
前記可溶化剤が、
ａ）式Ｒ１［（ＯＲ２）ｘＯＲ３］ｙ（式中、ｘが１〜３の整数であり、ｙが１〜４の整数であり、Ｒ１が水素および１〜６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から選択され、Ｒ２が２〜４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が水素、ならびに１〜６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）で表され、約１００〜約３００原子質量単位の分子量を有するポリオキシアルキレングリコールエーテル、
ｂ）式Ｒ１ＣＯＮＲ２Ｒ３およびシクロ−［Ｒ４ＣＯＮ（Ｒ５）−］（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ５が独立して１〜１２個の炭素原子を有する脂肪族および脂環式炭化水素基、ならびに６〜１２個の炭素原子を有する多くても１つの芳香族基から選択され、Ｒ４が３〜１２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）で表され、約１００〜約３００原子質量単位の分子量を有するアミド、
ｃ）式Ｒ１ＣＯＲ２（式中、Ｒ１およびＲ２が独立して１〜１２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基から選択される）で表され、約７０〜約３００原子質量単位の分子量を有するケトン、
ｄ）式Ｒ１ＣＮ（式中、Ｒ１が５〜１２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）で表され、約９０〜約２００原子質量単位の分子量を有するニトリル、
ｅ）式ＲＣｌｘ（式中、ｘが整数１または２から選択され、Ｒが１〜１２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）で表され、約１００〜約２００原子質量単位の分子量を有するクロロカーボン、
ｆ）式Ｒ１ＯＲ２（式中、Ｒ１が６〜１２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が１〜４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）で表され、約１００〜約１５０原子質量単位の分子量を有するアリールエーテル、
ｇ）式ＣＦ３Ｒ１（式中、Ｒ１が約５〜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）で表される１，１，１−トリフルオロアルカン、
ｉ）式Ｒ１ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ（式中、Ｒ１が約５〜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）で表されるヒドロフルオロエーテル、および
ｊ）構造［Ｂ］、［Ｃ］、および［Ｄ］
【化１】
2007517976.tif 000014
（ここでＲ１〜Ｒ８が独立して水素、線状、分岐、環式、二環式、飽和および不飽和のヒドロカルビル基から選択される）で表され、分子量が約１００〜約３００原子質量単位であるラクトン、ならびに
ｋ）一般式Ｒ１ＣＯ２Ｒ２（式中、Ｒ１およびＲ２が独立して線状および環式の、飽和および不飽和の、アルキルおよびアリール基から選択される）で表され、約８０〜約５５０原子質量単位の分子量を有するエステル、
よりなる群から選択されることを特徴とする請求項１０に記載の組成物。
【請求項１２】
（ｉ）紫外線蛍光染料を可溶化剤の存在下で伝熱流体の冷媒組成物に溶解させ、該組合せを前記圧縮冷凍もしくはエアコン機器へ導入すること、または（ｉｉ）可溶化剤と紫外線蛍光染料とを組み合わせ、前記組合せを冷媒および／または伝熱流体を含有する冷凍もしくはエアコン機器へ導入することによって組成物を圧縮冷凍またはエアコン機器へ導入する工程を含むことを特徴とする請求項１０に記載の組成物の使用方法。
【請求項１３】
前記組成物を前記機器に提供する工程と、前記機器の漏洩ポイントでまたは近傍で前記組成物を検出するための好適な手段を提供する工程とを含むことを特徴とする圧縮冷凍またはエアコン機器での請求項８または１０に記載の組成物の使用方法。
【請求項１４】
（ｉ）冷却される物体の近傍で前記組成物を蒸発させ、その後前記組成物を凝縮させることによって冷却をもたらす工程、または
（ｉｉ）加熱される物体の近傍で前記組成物を凝縮させ、その後前記組成物を蒸発させることによって熱をもたらす工程
を含むことを特徴とする請求項８または１０に記載の組成物の使用方法。
【請求項１５】
熱安定剤または臭気を帯びたマスキング剤をさらに含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１６】
前記熱安定剤がニトロメタンであることを特徴とする請求項１５に記載の組成物。
【請求項１７】
多段遠心圧縮機を用いる冷凍またはエアコン・システムで熱または冷却をもたらすことを含むことを特徴とする請求項３に記載の組成物の使用方法。
【請求項１８】
前記多段圧縮機が２段遠心圧縮機であることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つのヒドロフルオロエーテルを含む冷凍およびエアコン機器での使用に好適な組成物に関する。さらに、本発明は、少なくとも１つのヒドロフルオロエーテルを含む遠心圧縮機を用いる冷凍およびエアコン機器での使用に好適な組成物に関する。本発明の組成物は共沸または事実上擬共沸であってもよいし、冷却または熱をもたらすためのプロセスで、または伝熱流体として有用である。
【０００２】
（関連出願の相互参照）
本件出願は、２００４年１月１４日出願の米国仮特許出願第６０／５３６，８１９号明細書、および２００４年１月１５日出願の米国仮特許出願第６０／５３７，４５３号明細書、および２００４年３月４日出願の米国仮特許出願第６０／５４９，９７８号明細書、および２００４年５月２６日出願の米国仮特許出願第６０／５７５，０３７号明細書、ならびに２００４年６月２９日出願の米国仮特許出願第６０／５８４，７８５号明細書の優先権を主張するものである。
【背景技術】
【０００３】
冷凍業界は、モントリオール議定書（Ｍｏｎｔｒｅａｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）の結果として段階的に廃止されつつあるオゾン破壊クロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）およびヒドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ）の代替冷媒を見いだすために過去二，三十年の間取り組んできている。ほとんどの冷媒製造業者にとっての解決策は、ヒドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）冷媒の商業化であった。現時点で最も広く使用されつつある新たなＨＦＣ冷媒、ＨＦＣ−１３４ａは、ゼロのオゾン破壊係数を有し、従ってモントリオール議定書の結果としての現行規制上の段階的廃止による影響を受けない。
【０００４】
さらなる環境規制は究極的に、ある種のＨＦＣ冷媒のグローバルな段階的廃止をもたらすかもしれない。現在、自動車業界は、自動車エアコンに使用される冷媒についての地球温暖化係数にかかわる規制に直面しているところである。それ故、自動車エアコン市場向けに減少した地球温暖化係数の新たな冷媒を特定する大きな必要性が現在存在する。規制が将来より広く適用されれば、冷凍および自動車エアコン業界のすべての分野に使用できる冷媒に対してさらにより大きい必要性が感じられるであろう。
【０００５】
現在提案されているＨＦＣ−１３４ａの代替冷媒には、ＨＦＣ−１５２ａ、ブタンもしくはプロパンのような純炭化水素、またはＣＯ２もしくはアンモニアのような「天然」冷媒が含まれる。これらの提案された代替品の多くは有毒であり、可燃性であり、および／または低いエネルギー効率を有する。それ故、新たな代替品が絶えず捜し求められつつある。
【０００６】
本発明の目的は、低いまたはゼロのオゾン破壊係数および現在の冷媒と比べてより低い地球温暖化係数という要求を満たすために独特の特性を与える新奇な冷媒組成物および伝熱流体を提供することである。
【０００７】
【特許文献１】米国仮特許出願第１０／９１０，４９５号明細書
【特許文献２】米国再発行特許第３６，９５１号明細書
【特許文献３】米国特許第５，０６５，９９０号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および１−（ジフルオロメトキシ）−１，２，２−トリフルオロエタン、
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および１−ジフルオロメトキシ−２，２−ジフルオロエタン、
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および２−メトキシ−１，１，２−トリフルオロエタン、
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および１，１−ジフルオロ−２−メトキシエタン、ならびに
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および１−（１，１，２，２−テトラフルオロエトキシ）プロパン
よりなる群から選択された冷媒および伝熱流体組成物に関する。
【０００９】
本発明はさらに、遠心圧縮機を用いる冷凍またはエアコン機器での使用に特に好適な上にリストされた組成物に関する。
【００１０】
本発明はさらに、多段、好ましくは２段遠心圧縮機を用いる冷凍またはエアコン機器での使用に特に好適な上にリストされた組成物に関する。
【００１１】
本発明はさらに、ワンパス／シングルスラブ熱交換器を用いる冷凍またはエアコン機器での使用に特に好適な上にリストされた組成物に関する。
【００１２】
本発明はさらに共沸または擬共沸冷媒組成物に関する。これらの組成物は冷凍またはエアコン機器で有用である。組成物はまた、遠心圧縮機を用いる冷凍またはエアコン機器で有用である。
【００１３】
本発明はさらに、本発明組成物を使用する冷凍、加熱、および熱源からヒートシンクへの熱の移動をもたらすためのプロセスに関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および少なくとも１つのフルオロエーテルを含む組成物が本明細書に開示される。
【００１５】
本発明のヒドロフルオロカーボンは、水素、フッ素および炭素を含有する化合物を含む。これらのヒドロフルオロカーボンは式ＣｘＨ２ｘ＋２−ｙＦｙで表されてもよい。式中、ｘは３〜８に等しくてもよく、ｙは１〜１７に等しくてもよい。ヒドロフルオロカーボンは、約３〜８個の炭素原子を有する直鎖、分岐鎖または環式化合物であってもよい。好ましいヒドロフルオロカーボンは３〜６個の炭素原子および５個以下のフッ素原子を有する。代表的なヒドロフルオロカーボンは表１にリストされる。
【００１６】
【表１】
2007517976.tif 000002
【００１７】
【表２】
2007517976.tif 000003
【００１８】
表１にリストされた化合物は商業的に入手可能であるかまたは当該技術で公知のもしくは下に記載されるようなプロセスによって製造されてもよい。Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５は異性体の混合物であり、３ＭＴＭ（ミネソタ州セントポール（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ））から商業的に入手可能である。
【００１９】
本発明の組成物は、オゾン破壊可能性を全く持たないおよび低い地球温暖化係数を有する。例えば、フルオロエーテルは、単独でまたは混合物で、現在使用中の多くのＨＦＣ冷媒より低い地球温暖化係数を有するであろう。
【００２０】
冷媒または伝熱組成物は、
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および１−（ジフルオロメトキシ）−１，２，２−トリフルオロエタン、
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および１−ジフルオロメトキシ−２，２−ジフルオロエタン、
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および２−メトキシ−１，１，２−トリフルオロエタン、
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および１，１−ジフルオロ−２−メトキシエタン、ならびに
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および１−（１，１，２，２−テトラフルオロエトキシ）プロパン
よりなる群から選択される。
【００２１】
本発明の冷媒または伝熱組成物は、共沸または擬共沸組成物であってもよい。共沸組成物は、個々の成分の沸点より上または下であってもよい一定の沸点を有する２つ以上の物質の液体混合物である。そのようなものとして共沸組成物は、システムの効率を低下させるかもしれない、運転中に冷凍またはエアコン・システム内で分留しないであろう。さらに、共沸組成物は冷凍またはエアコン・システムからの漏洩時に分留しないであろう。混合物の１成分が可燃性である状況で、漏洩中の分留は、システム内かシステム外かのどちらかで可燃性組成物をもたらすことができよう。
【００２２】
擬共沸組成物は、本質的に単一物質として挙動する２つ以上の物質の実質的に定沸点の液体混合物である。擬共沸組成物を特徴づける一方法は、液体の部分蒸発または蒸留によって生み出された蒸気が、それがそれから蒸発したまたは蒸留された液体と実質的に同じ組成を有する、すなわち、混合物が実質的な組成変化なしに蒸留される／還流することである。擬共沸組成物を特徴づける別の方法は、ある特定の温度での組成物のバブルポイント蒸気圧および露点蒸気圧が実質的に同じものであることである。本明細書では、組成物は、組成物の５０重量パーセントが、例えば蒸発またはボイリングオフなどによって、除去された後に、元の組成物と元の組成物の５０重量パーセントが除去された後に残った組成物との間の蒸気圧の差が約１０パーセント未満である場合に擬共沸である。
【００２３】
本発明の共沸冷媒組成物は表２にリストされる。
【００２４】
【表３】
2007517976.tif 000004
【００２５】
本発明の擬共沸冷媒組成物および濃度範囲は表３にリストされる。
【００２６】
【表４】
2007517976.tif 000005
【００２７】
表１のリストからの追加の化合物が、三成分またはより多成分の組成物を形成するために本発明の二成分組成物に添加されてもよい。
【００２８】
本発明の共沸または擬共沸組成物は、約０．０１重量パーセント〜約５重量パーセントのニトロメタンのような熱安定剤をさらに含んでもよい。
【００２９】
本発明の組成物は、紫外線（ＵＶ）染料および場合により可溶化剤をさらに含んでもよい。ＵＶ染料は、冷凍またはエアコン・システム内の漏洩ポイントで紫外光下に染料の蛍光を観察することを可能にすることによって冷媒組成物の漏洩を検出するために有用な成分である。可溶化剤は、幾つかの冷媒でのかかるＵＶ染料の不満足な溶解性のために必要とされるかもしれない。
【００３０】
「紫外線」染料とは、電磁スペクトルの紫外または「近」紫外域で光を吸収するＵＶ蛍光組成物を意味する。１０ナノメートル〜７５０ナノメートルのどこかの波長で放射線を発するＵＶ光による照明下にＵＶ蛍光染料によって生み出される蛍光が検出されてもよい。それ故、かかるＵＶ蛍光染料を含有する冷媒が冷凍またはエアコン機器のある所定のポイントから漏洩しつつある場合、蛍光を漏洩ポイントで検出することができる。かかるＵＶ蛍光染料には、ナフタルイミド、ペリレン、クマリン、アントラセン、フェナントレン、キサンテン、チオキサンテン、ナフトサンテン、フルオレセイン、およびそれらの誘導体または組合せが含まれるが、それらに限定されない。
【００３１】
本発明の可溶化剤は、炭化水素、炭化水素エーテル、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、ケトン、クロロカーボン、エステル、ラクトン、アリールエーテル、フルオロエーテルおよび１，１，１−トリフルオロアルカンよりなる群から選択された少なくとも１つの化合物を含む。
【００３２】
本発明の炭化水素可溶化剤は、５個以下の炭素原子および何の他の官能基もなしで水素のみを含有する直鎖、分岐鎖または環式アルカンまたはアルケンをはじめとする炭化水素を含む。代表的な炭化水素可溶化剤は、プロパン、プロピレン、シクロプロパン、ｎ−ブタン、イソブタン、およびｎ−ペンタンを含む。冷媒が炭化水素である場合、可溶化剤は同じ炭化水素でない場合もあることが留意されるべきである。
【００３３】
本発明の炭化水素エーテル可溶化剤は、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）のような、炭素、水素および酸素のみを含有するエーテルを含む。
【００３４】
本発明のポリオキシアルキレングリコールエーテル可溶化剤は式Ｒ１［（ＯＲ２）ｘＯＲ３］ｙ（式中、ｘが１〜３の整数であり、ｙが１〜４の整数であり、Ｒ１が水素および１〜６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から選択され、Ｒ２が２〜４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が水素ならびに１〜６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である）で表され、かつ、約１００〜約３００原子質量単位の分子量を有する。Ｒ１［（ＯＲ２）ｘＯＲ３］ｙで表される本発明のポリオキシアルキレングリコールエーテル可溶化剤において、ｘは好ましくは１〜２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およびに１〜４個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基から選択され、Ｒ２は好ましくは２〜３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、ポリオキシアルキレングリコールエーテル分子量は好ましくは約１００〜約２５０原子質量単位、最も好ましくは約１２５〜約２５０原子質量単位である。１〜６個の炭素原子を有するＲ１およびＲ３炭化水素基は線状、分岐または環式であってもよい。代表的な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、第二ブチル、第三ブチル、ペンチル、イソペンチル，ネオペンチル、第三ペンチル，シクロペンチル、およびシクロヘキシルが含まれる。本発明のポリオキシアルキレングリコールエーテル可溶化剤上の遊離のヒドロキシル基がある種の圧縮冷凍機器構築資材（例えばマイラー（Ｍｙｌａｒ）（登録商標））と相性が悪いかもしれない場合、Ｒ１およびＲ３は好ましくは１〜４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。２〜４個の炭素原子を有するＲ２脂肪族ヒドロカルビレン基は、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、およびオキシブチレン基を含む繰り返し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可溶化剤分子中にＲ２を含むオキシアルキレン基は、同じものであってもよいし、または１つの分子は異なるＲ２オキシアルキレン基を含有してもよい。本発明のポリオキシアルキレングリコールエーテル可溶化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１〜６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、該基は線状、分岐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、それらのヒドロキシル基を除去することによって、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、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のような、ポリアルコールに由来する残基が含まれる。
【００３５】
代表的なポリオキシアルキレングリコールエーテル可溶化剤には、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（ＣＨ２Ｏ（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）が含まれるが、それらに限定されない。
【００３６】
本発明のアミド可溶化剤は、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ５が独立して１〜１２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が３〜１２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、式Ｒ１ＣＯＮＲ２Ｒ３およびシクロ−［Ｒ４ＣＯＮ（Ｒ５）−］で表されるものであって、約１００〜約３００原子質量単位の分子量を有するものを含む。前記アミドの分子量は好ましくは約１６０〜約２５０原子質量単位である。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ５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もよい。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ５は場合によりヘテロ原子置換炭化水素基、すなわち、その他の点では炭素原子よりなる基鎖中に原子窒素（アザ−）、酸素（オキサ−）または硫黄（チア−）を含有する基を含んでもよい。一般に、３つ以下、好ましくは１つ以下の非炭化水素置換基およびヘテロ原子がＲ１〜３中の各１０個の炭素原子について存在するだろうし、任意のかかる非炭化水素置換基およびヘテロ原子の存在は、前述の分子量制限を適用する際に考慮されなければならない。好ましいアミド可溶化剤は炭素、水素、窒素および酸素よりなる。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、第二ブチル、第三ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、第三ペンチル、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、ドデシルおよびそれらの構造異性体が含まれる。アミド可溶化剤の好ましい実施形態は、前述の式シクロ−［Ｒ４ＣＯＮ（Ｒ５）−］中のＲ４がヒドロカルビレン基（ＣＲ６Ｒ７）ｎで表されてもよいもの、つまり、式シクロ−［（ＣＲ６Ｒ７）ｎＣＯＮ（Ｒ５）−］（ここで、分子量について前に述べられた値が適用され、ｎは３〜５の整数であり、Ｒ５は１〜１２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の定義で前に提供された規則によって（各ｎについて）選択される）である。式シクロ−［（ＣＲ６Ｒ７）ｎＣＯＮ（Ｒ５）−］で表されるラクタムで、すべてのＲ６およびＲ７は好ましくは水素であり、またはｎ個のメチレン単位の中に単一の飽和炭化水素基を含有し、Ｒ５は３〜１２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。
【００３７】
代表的なアミド可溶化剤には、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−シクロヘキシルピロリジン−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、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が含まれるが、それらに限定されない。
【００３８】
本発明のケトン可溶化剤は、Ｒ１およびＲ２が独立して１〜１２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基から選択される、式Ｒ１ＣＯＲ２で表されるケトンであって、約７０〜約３００原子質量単位の分子量を有するケトンを含む。前記ケトン中のＲ１およびＲ２は好ましくは独立して１〜９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１００〜２００原子質量単位である。Ｒ１およびＲ２は一緒になって連結ヒドロカルビレン基を形成し、５、６、または７員環環式ケトン、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もよい。Ｒ１およびＲ２は場合によりヘテロ原子置換炭化水素基、すなわち、その他の点では炭素原子よりなる基鎖中に原子窒素（アザ−）、酸素（ケト−、オキサ−）または硫黄（チア−）を含有する基を含んでもよい。一般に、３つ以下、好ましくは１つ以下の非炭化水素置換基およびヘテロ原子がＲ１およびＲ２中の各１０個の炭素原子について存在するだろうし、任意のかかる非炭化水素置換基およびヘテロ原子の存在は、前述の分子量制限を適用する際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、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だけでなく、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、第二ブチル、第三ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、第三ペンチル、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、ドデシルおよびそれらの構造異性体が含まれる。
【００３９】
代表的なケトン可溶化剤には、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が含まれるが、それらに限定されない。
【００４０】
本発明のニトリル可溶化剤は、Ｒ１が５〜１２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、式Ｒ１ＣＮで表されるニトリルであって、約９０〜約２００原子質量単位の分子量を有するニトリルを含む。前記ニトリル可溶化剤中のＲ１は好ましくは８〜１０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。前記ニトリル可溶化剤の分子量は好ましくは約１２０〜約１４０原子質量単位である。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もよい。Ｒ１は場合によりヘテロ原子置換炭化水素基、すなわち、その他の点では炭素原子よりなる基鎖中に原子窒素（アザ−）、酸素（ケト−、オキサ−）または硫黄（チア−）を含有する基を含んでもよい。一般に、３つ以下、好ましくは１つ以下の非炭化水素置換基およびヘテロ原子がＲ１中の各１０個の炭素原子について存在するだろうし、任意のかかる非炭化水素置換基およびヘテロ原子の存在は、前述の分子量制限を適用する際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、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だけでなく、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、第三ペンチル、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、ドデシルおよびそれらの構造異性体が含まれる。
【００４１】
代表的なニトリル可溶化剤には、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が、それらに限定されない。
【００４２】
本発明のクロロカーボン可溶化剤は、ｘが整数１または２から選択され、Ｒが１〜１２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、式ＲＣｌｘで表されるクロロカーボンであって、約１００〜約２００原子質量単位の分子量を有するクロロカーボンを含む。前記クロロカーボン可溶化剤の分子量は好ましくは約１２０〜１５０原子質量単位である。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、第二ブチル、第三ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、第三ペンチル、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、ドデシルおよびそれらの構造異性体が含まれる。
【００４３】
代表的なクロロカーボン可溶化剤には、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が、それらに限定されない。
【００４４】
本発明のエステル可溶化剤は、Ｒ１およびＲ２が独立して線状および環式の、飽和および不飽和の、アルキルおよびアリール基から選択される、一般式Ｒ１ＣＯ２Ｒ２で表されるエステルを含む。好ましいエステルは本質的に元素Ｃ、ＨおよびＯよりなり、約８０〜約５５０原子質量単位の分子量を有する。
【００４５】
代表的なエステルには、（ＣＨ３）２ＣＨＣＨ２ＯＯＣ（ＣＨ２）２−４ＯＣＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）２（二塩基酸ジイソブチルエステル）、ヘキサン酸エチル、ヘプタン酸エチル、プロピオン酸ｎ−ブチル、プロピオン酸ｎ−プロピル、安息香酸エチル、フタル酸ジ−ｎ−プロピル、安息香酸エトキシエチルエステル、炭酸ジプロピル、「イグザート（Ｅｘｘａｔｅ）７００」（市販の酢酸Ｃ７アルキル）、「イグザート８００」（市販の酢酸Ｃ８アルキル）、フタル酸ジブチルおよび酢酸第三ブチルが含まれるが、それらに限定されない。
【００４６】
本発明のラクトン可溶化剤は下記の構造［Ａ］、［Ｂ］、および［Ｃ］で表されるラクトンを含む。
【００４７】
【化１】
2007517976.tif 000006
【００４８】
これらのラクトンは、構造［Ａ］および［Ｂ］について、Ｒ１〜Ｒ８が独立して水素または線状、分岐、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、６原子（Ａ）、または好ましくは５原子（Ｂ）の環中に官能基−ＣＯ２−を含有する。各Ｒ１〜Ｒ８は連結されて別のＲ１〜Ｒ８と環を形成してもよい。ラクトンは、Ｒ１〜Ｒ６が独立して水素または線状、分岐、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、構造［Ｃ］のように環外アルキリデン基を有してもよい。各Ｒ１〜Ｒ６は連結されて別のＲ１〜Ｒ６と環を形成してもよい。ラクトン可溶化剤は約８０〜約３００原子質量単位、好ましくは約８０〜約２００原子質量単位の分子量範囲を有する。代表的なラクトン可溶化剤には、表４にリストされた化合物が含まれるが、それらに限定されない。
【００４９】
【表５】
2007517976.tif 000007
【００５０】
【表６】
2007517976.tif 000008
【００５１】
【表７】
2007517976.tif 000009
【００５２】
ラクトン可溶化剤は一般に４０℃で約７センチストーク未満の動粘度を有する。例えば、両方とも４０℃で、ガンマ−ウンデカラクトンは５．４センチストークの動粘度を有し、シス−（３−ヘキシル−５−メチル）ジヒドロフラン−２−オンは４．５センチストークの粘度を有する。ラクトン可溶化剤は商業的に入手可能であってもよいし、または参照により本明細書に援用される、２００４年８月３日に出願された、米国特許公報（特許文献１）（発明者たちはピー・ジェー・ファガン（Ｐ．Ｊ．Ｆａｇａｎ）およびシー・ジェー・ブランデンブルグ（Ｃ．Ｊ．Ｂｒａｎｄｅｎｂｕｒｇ）である）に記載されているような方法によって製造されてもよい。
【００５３】
本発明のアリールエーテル可溶化剤は、Ｒ１が６〜１２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が１〜４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、式Ｒ１ＯＲ２で表されるアリールエーテルであって、約１００〜約１５０原子質量単位の分子量を有するアリールエーテルをさらに含む。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、第二ブチルおよび第三ブチルが含まれる。代表的な芳香族エーテル可溶化剤には、メチルフェニルエーテル（アニソール）、１，３−ジメトキシベンゼン、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が、それらに限定されない。
【００５４】
本発明のフルオロエーテル可溶化剤は、Ｒ１が約５〜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、線状、飽和アルキル基から選択される、一般式Ｒ１ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈで表されるものを含む。代表的なフルオロエーテル可溶化剤には、Ｃ８Ｈ１７ＯＣＦ２ＣＦ２ＨおよびＣ６Ｈ１３ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈが含まれるが、それらに限定されない。冷媒がフルオロエーテルである場合、可溶化剤は同じフルオロエーテルでない場合もあることが留意されるべきである。
【００５５】
本発明の１，１，１−トリフルオロアルカン可溶化剤は、Ｒ１が約５〜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、線状、飽和アルキル基から選択される、一般式ＣＦ３Ｒ１で表される１，１，１−トリフルオロアルカンを含む。代表的な１，１，１−トリフルオロアルカン可溶化剤には、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が、それらに限定されない。
【００５６】
本発明の可溶化剤は単一化合物として存在してもよいし、または２つ以上の可溶化剤の混合物として存在してもよい。可溶化剤の混合物は、同じクラスの化合物、例えば２つのラクトンからの２つの可溶化剤、またはラクトンおよびポリオキシアルキレングリコールエーテルのような、２つの異なるクラスからの２つの可溶化剤を含有してもよい。
【００５７】
冷媒およびＵＶ蛍光染料を含む本発明組成物では、組成物の約０．００１重量パーセント〜約１．０重量パーセント、好ましくは約０．００５重量パーセント〜約０．５重量パーセント、最も好ましくは約０．０１重量パーセント〜約０．２５重量パーセントはＵＶ染料である。
【００５８】
冷媒でのこれらのＵＶ蛍光染料の溶解性は不満足であるかもしれない。それ故、冷凍またはエアコン機器へのこれらの染料の導入方法は厄介で、高くつき、時間のかかるものであった。米国特許公報（特許文献２）は、冷凍またはエアコン機器の部品へ入れられてもよい染料粉末、染料の固体ペレットまたはスラリーを利用する方法を記載している。冷媒および滑剤は機器のすみずみまで循環されるので、染料は溶解または分散されて機器の全体にわたって運ばれる。染料を冷凍またはエアコン機器へ導入するための多数の他の方法が文献に記載されている。
【００５９】
理想的には、ＵＶ蛍光染料は冷媒それ自体に溶解することができ、それによって冷凍またはエアコン機器への導入のためのいかなる特別の方法をも必要としない。本発明は、冷媒中で直接システムへ導入されてもよい、ＵＶ蛍光染料を含む組成物に関する。本発明組成物は、染料を溶液中に維持したまま低温でさえも染料含有冷媒の貯蔵および輸送を可能にするであろう。
【００６０】
冷媒、ＵＶ蛍光染料および可溶化剤を含む本発明組成物では、組み合わせられた組成物の約１〜約５０重量パーセント、好ましくは約２〜約２５重量パーセント、最も好ましくは約５〜約１５重量パーセントが冷媒中の可溶化剤である。本発明の組成物中にＵＶ蛍光染料は冷媒中に約０．００１重量パーセント〜約１．０重量パーセント、好ましくは０．００５重量パーセント〜約０．５重量パーセント、最も好ましくは０．０１重量パーセント〜約０．２５重量パーセントの濃度で存在する。
【００６１】
場合により、一般に使用される冷凍システム添加剤が、性能およびシステム安定性を高めるために、要望通りに場合により本発明の組成物に添加されてもよい。これらの添加剤は冷凍の分野内で公知であり、耐摩耗剤、極圧滑剤、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、ならびに泡制御剤を含むが、それらに限定されない。一般に、これらの添加剤は全体組成物に関して少量で本発明組成物中に存在する。典型的には、約０．１重量パーセント未満から約３重量パーセントほどに多くまでの濃度の各添加剤が使用される。これらの添加剤は個々のシステム要件に基づいて選択される。これらの添加剤には、ブチル化トリフェニルホスフェート（ＢＴＰＰ）、または他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）製のＳｙｎ−０−Ａｄ８４７８、トリクレジルホスフェートおよび関連化合物のような、トリアリールホスフェート族のＥＰ（極圧）潤滑性添加剤のメンバーが含まれる。さらに、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）、ルブリゾール（Ｌｕｂｒｉｚｏｌ）１３７５およびこの族の化学薬品の他のメンバーが本発明の組成物に使用されてもよい。他の耐摩耗添加剤には、天然物オイルおよびシナゴール（Ｓｙｎｅｒｇｏｌ）ＴＭＳ（インターナショナル・リューブリカンツ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ））のような、非対称ポリヒドロキシル潤滑添加剤が含まれる。同様に、酸化防止剤、フリーラジカル捕捉剤、および水捕捉剤のような安定剤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）およびエポキシドが含まれ得るが、それらに限定されない。
【００６２】
ケトンなどの可溶化剤は、臭気を帯びたマスキング剤または香料の添加によってマスクすることができる、不快臭を有するかもしれない。臭気を帯びたマスキング剤または香料の典型的な例には、ｄ−リモネンおよびピネンだけでなく、インターコンチネンタル・フラグランス（Ｉｎｔｅｒｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ  Ｆｒａｇｒａｎｃｅ）によって販売されるエバーグリーン（Ｅｖｅｒｇｒｅｅｎ）、フレッシュ・レモン（Ｆｒｅｓｈ  Ｌｅｍｏｎ）、チェリー（Ｃｈｅｒｒｙ）、シナモン（Ｃｉｎｎａｍｏｎ）、ペパーミント（Ｐｅｐｐｅｒｍｉｎｔ）、フローラル（Ｆｌｏｒａｌ）もしくはオレンジ・ピール（Ｏｒａｎｇｅ  Ｐｅｅｌ）が挙げられるかもしれない。かかる臭気を帯びたマスキング剤は、臭気を帯びたマスキング剤および可溶化剤の合わせた重量を基準にして約０．００１％から約１５重量％ほどに多い濃度で使用されてもよい。
【００６３】
本発明はさらに、冷凍またはエアコン機器中にＵＶ蛍光染料、および場合により、可溶化剤をさらに含む冷媒または伝熱流体組成物の使用方法に関する。本方法は、冷凍またはエアコン機器へ冷媒または伝熱流体組成物を導入する工程を含む。これは、ＵＶ蛍光染料を可溶化剤の存在下で冷媒または伝熱流体組成物に溶解し、該組合せを機器へ導入することによって行われてもよい。あるいはまた、これは、可溶化剤およびＵＶ蛍光染料を組み合わせ、冷媒および／または伝熱流体を含有する冷凍またはエアコン機器へ前記組合せを導入することによって行われてもよい。生じた組成物は、冷凍またはエアコン機器で使用されてもよい。
【００６４】
本発明はさらに、漏洩を検出するための紫外線蛍光染料を含む冷媒または伝熱流体組成物の使用方法に関する。組成物中の染料の存在は、冷凍またはエアコン機器での漏洩冷媒の検出を可能にする。漏洩検出は、機器もしくはシステムの非能率的な運転または装置故障に対処する、それらを解決するまたは予防するのに役立つ。漏洩検出はまた、機器の運転に使用されるある含有化学薬品を助ける。
【００６５】
本方法は、冷媒、本明細書に記載されるような紫外線蛍光染料、および場合により、本明細書に記載されるような可溶化剤を含む組成物を冷凍およびエアコン機器に提供することと、ＵＶ蛍光染料含有冷媒を検出するための好適な手段を用いることとを含む。染料を検出するための好適な手段には、しばしば「ブラックライト」または「ブルーライト」とも言われる、紫外線ランプが含まれるが、それに限定されない。この目的にために特にデザインされた、かかる紫外線ランプは多数の供給業者から商業的に入手可能である。いったん紫外線蛍光染料含有組成物が冷凍またはエアコン機器に導入され、システムの全体にわたって循環させられたら、漏洩は、前記紫外線ランプを機器に向け、任意の漏洩ポイントの近傍で染料の蛍光を観察することによって見つけることができる。
【００６６】
本発明はさらに、冷却または熱をもたらすための本発明の組成物の使用方法であって、冷却される物体の近傍で前記組成物を蒸発させ、そしてその後前記組成物を凝縮させることによって冷却をもたらす工程、または加熱される物体の近傍で前記組成物を凝縮させ、そしてその後前記組成物を蒸発させることによって熱をもたらす工程を含む方法に関する。
【００６７】
機械冷凍は主として、冷媒のような冷却媒体が再使用のために回収され得るようにサイクルを通過する熱力学の適用である。一般に用いられるサイクルには、蒸気圧縮、吸収、スチーム−ジェットまたは蒸気エジェクタ、およびエアが含まれる。
【００６８】
蒸気−圧縮冷凍システムには、エバポレーター、圧縮機、凝縮器、および伸縮装置が含まれる。蒸気−圧縮サイクルは、一工程で冷却効果、そして異なる工程で加熱効果をもたらす多段工程で冷媒を再使用する。サイクルは次の通り簡単に説明することができる。液体冷媒は膨張装置を通ってエバポレーターに入り、液体冷媒はエバポレーターで低温で沸騰してガスを形成し、そして冷却をもたらす。低圧ガスは圧縮機に入り、そこでガスは圧縮されてその圧力および温度を上げる。より高い圧力の（圧縮された）ガス状冷媒は次に凝縮器に入り、そこで冷媒は凝縮し、その熱を周囲に放出する。冷媒は膨張装置に戻り、それによって液体は凝縮器でのより高い圧力レベルからエバポレーターでの低い圧力レベルに膨張し、このようにサイクルを繰り返す。
【００６９】
冷凍用途で用いられてもよい様々なタイプの圧縮機がある。圧縮機は、流体を圧縮する機械的手段に依存して、往復、回転、ジェット、遠心、スクロール、スクリューもしくは軸流に、または機械構成部品が圧縮されるべき流体にどのように作用するかに依存して、容積式（例えば、往復、スクロールもしくはスクリュー）または動（例えば、遠心もしくはジェット）に一般に分類することができる。
【００７０】
容積式圧縮機か動圧縮機かのどちらかが本発明方法に用いられてもよい。遠心タイプ圧縮機が本発明冷媒組成物にとって好ましい装置である。
【００７１】
遠心圧縮機は冷媒を放射状に加速させるために回転要素を用い、典型的にはインペラおよびケーシングに収容されたディフーザを含む。遠心圧縮機は通常、インペラ入口または循環インペラの中央入口で流体を取り入れ、それを放射状に外側へ加速させる。幾らかの静圧上昇はインペラで起こるが、圧力上昇のほとんどは、速度が静圧に変換される、ケーシングのディフーザ部分で起こる。各インペラ−ディフーザ・セットは圧縮機の１段である。遠心圧縮機は、所望の最終圧力および取り扱われるべき冷媒の容量に依存して、１〜１２またはそれ以上の段で構築される。
【００７２】
圧縮比の圧力比、または圧縮比は、絶対吐出圧力対絶対入口圧力の比である。遠心圧縮機によって与えられる圧力は、比較的広範囲のキャパシティにわたって事実上一定である。
【００７３】
容積式圧縮機は蒸気をチャンバ中へ引き込み、チャンバは容積を減少させて蒸気を圧縮する。圧縮された後、蒸気は、チャンバの容積をゼロまたはほぼゼロにさらに減少させることによってチャンバから押し出される。容積式圧縮機は圧力を増加させることができ、その圧力は容積効率および圧力に耐えるための部品の強度によってのみ制限される。
【００７４】
容積式圧縮機とは違って、遠心圧縮機は、インペラを通過する蒸気を圧縮するための高速インペラの遠心力にもっぱら依存する。容積式圧縮はなく、むしろ動圧縮と呼ばれるものがある。
【００７５】
遠心圧縮機が創り出すことができる圧力は、インペラの先端速度に依存する。先端速度は、その先端で測定されるインペラの速度であり、インペラの直径およびその回転数／分に関係する。遠心圧縮機のキャパシティはインペラの通路のサイズによって決定される。これは、圧縮機のサイズをキャパシティよりも必要とされる圧力に依存させる。
【００７６】
その高速運転のために、遠心圧縮機は基本的には高容量、低圧機である。遠心圧縮機は、トリクロロフルオロメタン（ＣＦＣ−１１）または１，２，２−トリクロロトリフルオロエタン（ＣＦＣ−１１３）のような、低圧冷媒で最も良く働く。
【００７７】
大きな遠心圧縮機は典型的には３０００〜７０００回転／分（ｒｐｍ）で動作する。小さなタービン遠心圧縮機は、約４０，０００〜約７０，０００（ｒｐｍ）の高速用にデザインされ、小さなインペラサイズ、典型的には０．１５メートル未満を有する。
【００７８】
多段インペラが、圧縮機効率を向上させ、こうして使用中により少ない電力を必要とするために遠心圧縮機に用いられてもよい。２段システムについては、運転中に、第１段インペラの排出物は第２インペラの吸引取入口に行く。両インペラは単一シャフト（または車軸）を用いて動作してもよい。各段は、約４対１の圧縮比を構築することができる、すなわち、絶対吐出圧力は絶対吸引圧力の４倍であることができる。このケースでは自動車用途向けの、２段遠心圧縮機システムの例は、参照により本明細書に援用される、米国特許公報（特許文献３）に記載されている。
【００７９】
遠心圧縮機を用いる冷凍またはエアコン機器での使用に好適な本発明の組成物は、
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および１−（ジフルオロメトキシ）−１，２，２−トリフルオロエタン、
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および１−ジフルオロメトキシ−２，２−ジフルオロエタン、
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および２−メトキシ−１，１，２−トリフルオロエタン、
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および１，１−ジフルオロ−２−メトキシエタン、ならびに
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および１−（１，１，２，２−テトラフルオロエトキシ）プロパン
である。
【００８０】
これらの上にリストされた組成物はまた、多段遠心圧縮機、好ましくは２段延伸圧縮機機器での使用にも好適である。
【００８１】
本発明の組成物は固定式エアコン、ヒートポンプまたは移動式エアコンおよび冷凍システムで使用されてもよい。固定式エアコンおよびヒートポンプ用途には、ウィンドウ型、ダクトレス型、ダクト型、パッケージ・ターミナル型、パッケージ・ルーフトップを含む、冷蔵室および業務用が含まれる。冷凍用途には、家庭用またはホーム冷蔵庫およびフリーザー、アイス製造機、内蔵型クーラーおよびフリーザー、ウォークイン・クーラーおよびフリーザーならびに輸送冷凍システムが含まれる。
【００８２】
本発明の組成物はさらに、羽根およびチューブ熱交換器、マイクロチャネル熱交換器、ならびに垂直または水平ワンパスチューブまたはプレート型熱交換器を用いるエアコン、加熱および冷凍システムで使用されてもよい。
【００８３】
通常のマイクロチャネル熱交換器は、本発明の低圧冷媒組成物にとって理想的ではないかもしれない。低い運転圧力および密度は、すべての部品に高い流速および高い摩擦損失をもたらす。これらのケースでは、エバポレーター・デザインは修正されてもよい。（冷媒パスに関して）直列に連結された幾つかのマイクロチャネル・スラブよりもむしろシングルスラブ／ワンパス熱交換器配置が用いられてもよい。それ故、本発明の低圧冷媒にとって好ましい熱交換器はシングルスラブ／ワンパス熱交換器である。
【００８４】
２段または他の多段遠心圧縮機機器に加えて、シングルスラブ／ワンパス熱交換器を用いる冷凍またはエアコン機器での使用に好適である本発明の組成物は、
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および１−（ジフルオロメトキシ）−１，２，２−トリフルオロエタン、
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および１−ジフルオロメトキシ−２，２−ジフルオロエタン、
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および２−メトキシ−１，１，２−トリフルオロエタン、
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および１，１−ジフルオロ−２−メトキシエタン、ならびに
Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５および１−（１，１，２，２−テトラフルオロエトキシ）プロパン
よりなる群から選択される。
【００８５】
本発明の組成物は、自動車およびウィンドウ型エアコンまたはヒートポンプならびに他の用途で用いることができる、小さなタービン遠心圧縮機で特に有用である。これらの高効率小型遠心圧縮機は電動機によって駆動されてもよく、それ故エンジン速度とは無関係に運転することができる。一定の圧縮機速度は、すべてのエンジン速度でシステムに比較的一定の冷却キャパシティを提供させる。これは、従来のＲ−１３４ａ自動車エアコン・システムと比較してより高いエンジン速度で特に効率向上の機会を提供する。高い駆動速度での従来システムのサイクリング運転が考慮される場合、これらの低圧システムの利点はさらにより大きくなる。
【００８６】
本発明の低圧冷媒流体の幾つかは、既存の遠心装置でＣＦＣ−１１３のドロップイン代替品として好適であるかもしれない。
【００８７】
本発明は、冷却される物体の近傍で本発明の組成物を蒸発させ、そしてその後前記組成物を凝縮させることを含む冷却をもたらすためのプロセスに関する。
【００８８】
本発明はさらに、加熱される物体の近傍で本発明の組成物を凝縮させ、そしてその後前記組成物を蒸発させることを含む熱をもたらすためのプロセスに関する。
【００８９】
本発明はさらに、本発明の組成物が伝熱流体として役立つ、熱源からヒートシンクへの熱の移動のためのプロセスに関する。伝熱のための前記プロセスは、本発明の組成物を熱源からヒートシンクへ移すことを含む。
【００９０】
伝熱流体は、熱をある空間、場所、物または物体から異なる空間、場所、物または物体へ移す、移動させるまたは除去するために利用される。伝熱流体は、遠く離れた冷凍（または加熱）システムから冷却（または加熱）のための移送の手段を提供することによって二次クーラントとして機能してもよい。幾つかのシステムでは、伝熱流体は移送プロセスの全体にわたって一定の状態のままであってもよい（すなわち、蒸発しないまたは凝縮しない）。あるいはまた、蒸発冷却プロセスは同様に伝熱流体を利用してもよい。
【００９１】
熱源は、それから熱を移す、移動させるまたは除去することが望まれる任意の空間、場所、物または物体と定義されてもよい。熱源の例は、冷蔵庫またはスーパーマーケットのフリーザーケースのような、冷凍または冷却を必要とする空間（開かれたまたは閉ざされた）、エアコンを必要とする建物空間、またはエアコンを必要とする自動車の客室であってもよい。ヒートシンクは、熱を吸収することができる任意の空間、場所、物または物体と定義されてもよい。蒸気圧縮冷凍システムは、かかるヒートシンクの一例である。
【実施例】
【００９２】
（実施例１）
（蒸気漏洩の影響）
容器に初期組成物を規定温度で装入し、組成物の初期蒸気圧を測定する。初期組成物の５０重量パーセントが除去されるまで、温度を一定に保ちながら、組成物を容器から漏洩させ、その時、容器中に残っている組成物の蒸気圧を測定する。結果を下の表４にまとめる。
【００９３】
【表８】
2007517976.tif 000010
【００９４】
【表９】
2007517976.tif 000011
【００９５】
結果は、元の組成物と５０重量パーセントが除去された後に残る組成物との間の蒸気圧の差が本発明の組成物について約１０パーセント未満であることを示す。これは、本発明の組成物が共沸または擬共沸であることを示唆する。共沸混合物が存在する場合、データは、本発明の組成物がどちらの純成分の蒸気圧より高い初期蒸気圧を有することを示す。
【００９６】
（実施例２）
（圧力を創り出すための先端速度）
先端速度は、遠心圧縮機を用いる冷凍設備について幾つかの基本的な関係式を作成することによって推定することができる。インペラがガスに理想的に与えるトルクは
Ｔ＝ｍ＊（ｖ２＊ｒ２−ｖ１＊ｒ１）  方程式１
のように定義される。
ここで、
Ｔ＝トルク、Ｎ＊ｍ
ｍ＝流れの質量速度、ｋｇ／秒
ｖ２＝インペラを出る冷媒の接線速度（先端速度）、ｍ／秒
ｒ２＝出口インペラの半径、ｍ
ｖ１＝インペラに入る冷媒の接線速度、ｍ／秒
ｒ１＝インペラの入口の半径、ｍ
【００９７】
冷媒が本質的に半径方向にインペラに入ると仮定すれば、速度の接線成分ｖ１＝０であり、それ故、
Ｔ＝ｍ＊ｖ２＊ｒ２  方程式２
【００９８】
シャフトで必要とされる電力はトルクと回転速度との積である。
Ｐ＝Ｔ＊ｗ  方程式３
ここで、
Ｐ＝電力、Ｗ
ｗ＝回転速度、回転数／秒
それ故、
Ｐ＝Ｔ＊ｗ＝ｍ＊ｖ２＊ｒ２＊ｗ  方程式４
【００９９】
低い冷媒流速では、インペラの先端速度および冷媒の接線速度はほぼ同一であり、それ故
ｒ２＊ｗ＝ｖ２  方程式５
および
Ｐ＝ｍ＊ｖ２＊ｖ２  方程式６
【０１００】
理想的な電力についての別の表現は、流れの質量速度と圧縮の等エントロピー仕事との積であり、
Ｐ＝ｍ＊Ｈｉ＊（１０００Ｊ／ｋＪ）  方程式７
ここで、
Ｈｉ＝蒸発状態で飽和蒸気と飽和凝縮状態との冷媒のエンタルピーの差、ｋＪ／ｋｇ
【０１０１】
２つの表現方程式６と７とを組み合わせると
ｖ２＊ｖ２＝１０００＊Ｈｉ  方程式８
を生み出す。
【０１０２】
方程式８は幾つかの基本的仮定に基づいているが、それはインペラの先端速度の良好な推定値を提供し、冷媒の先端速度を比較するための重要な方法を提供する。
【０１０３】
下の表６は、１，２，２−トリクロロトリフルオロエタン（ＣＦＣ−１１３）および本発明の組成物について計算される理論的な先端速度を示す。この比較のために仮定された条件は次の通りである。
エバポレーター温度：４０．０°Ｆ（４．４℃）
凝縮器温度：１１０．０°Ｆ（４３．３℃）
液体サブクール温度：１０．０°Ｆ（５．５℃）
リターンガス温度：７５．０°Ｆ（２３．８℃）
圧縮機効率は：７０％である。
【０１０４】
これらは、小さなタービン遠心圧縮機が機能する典型的な条件である。
【０１０５】
【表１０】
2007517976.tif 000012
【０１０６】
本実施例は、本発明の化合物がＣＦＣ−１１３の約±３０パーセント内の先端速度を有し、最小限の圧縮機デザイン変更でＣＦＣ−１１３の有効な代替品であろうことを示す。最も好ましい組成物はＣＦＣ−１１３の約±１５％内の先端速度を有する。
【０１０７】
（実施例３）
（性能データ）
表７は、ＣＦＣ−１１３と比較して様々な冷媒の性能を示す。データは次の条件に基づいている。
エバポレーター温度：４０．０°Ｆ（４．４℃）
凝縮器温度：１１０．０°Ｆ（４３．３℃）
サブクール温度：１０．０°Ｆ（５．５℃）
リターンガス温度：７５．０°Ｆ（２３．８℃）
圧縮機効率：７０％である。
【０１０８】
【表１１】
2007517976.tif 000013
【０１０９】
データは、本発明の組成物がＣＦＣ−１１３に類似のエバポレーターおよび凝縮器圧力を有することを示す。幾つかの組成物はまた、ＣＦＣ−１１３より高いキャパシティまたはエネルギー効率（ＣＯＰ）を有する。
【国際調査報告】
2007517976.tif 000015