(57)【要約】  ペンタフルオロプロパン、メタノール、及びジクロロエチレンを含んでなる共沸混合物様組成物、並びにエアゾール、冷媒組成物、冷却系、及び発泡剤組成物における使用を含むその使用、が提供される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有効な量のＨＦＣ−２４５ｆａ、ＭｅＯＨ、及びｔｒａｎｓ−１，２−ジクロロエチレンを含んでなる、共沸混合物様組成物。
【請求項２】
本質的に、約５０ないし、１００重量パーセントより少ないＨＦＣ−２４５ｆａ、ゼロより多く約２５重量パーセントまでのＭｅＯＨ、及びゼロより多く約３０重量パーセントまでのｔｒａｎｓ−１，２−ジクロロエチレンからなる、請求項１に記載の共沸混合物様組成物。
【請求項３】
本質的に、約６５ないし、１００重量パーセントより少ないＨＦＣ−２４５ｆａ、ゼロより多く約１５重量パーセントまでのＭｅＯＨ、及びゼロより多く約２０重量パーセントまでのｔｒａｎｓ−１，２−ジクロロエチレンからなる、請求項１に記載の共沸混合物様組成物。
【請求項４】
本質的に、好ましくは約７５ないし、１００重量パーセントより少ないＨＦＣ−２４５ｆａ、ゼロより多く約１０重量パーセントまでのＭｅＯＨ、及びゼロより多く約１５重量パーセントまでのｔｒａｎｓ−１，２−ジクロロエチレンからなる、請求項１に記載の共沸混合物様組成物。
【請求項５】
約１４ないし約１５ｐｓｉａの圧力において、約１４℃ないし約１７℃の沸点を有する、請求項１に記載の共沸混合物様組成物。
【請求項６】
約１４ないし約１５ｐｓｉａの圧力において、約１４℃ないし約１６℃の沸点を有する、請求項１に記載の共沸混合物様組成物。
【請求項７】
約１４ないし約１５ｐｓｉａの圧力において、約１４℃ないし約１５℃の沸点を有する、請求項１に記載の共沸混合物様組成物。
【請求項８】
約１４ないし約１５ｐｓｉａの圧力において、約１４℃ないし約１５℃の沸点を有する、請求項２に記載の共沸混合物様組成物。
【請求項９】
有効な量のＨＦＣ−２４５ｆａ、ＭｅＯＨ、及びｔｒａｎｓ−１，２−ジクロロエチレンを組合せることを含んでなる、共沸混合物様組成物を製造する方法。
【請求項１０】
約５０ないし、１００重量パーセントより少ないＨＦＣ−２４５ｆａ、ゼロより多く約２５重量パーセントまでのＭｅＯＨ、ゼロより多く約３０重量パーセントまでのｔｒａｎｓ−１，２−ジクロロエチレンを組合わせて、共沸混合物様組成物を形成することを含んでなる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
噴霧される物質及び請求項１に記載の共沸混合物様組成物を含んでなる溶媒を含んでなる、噴霧可能な組成物。
【請求項１２】
前記噴霧可能な組成物が、エアゾールである、請求項１１に記載の噴霧可能な組成物。
【請求項１３】
前記噴霧可能な組成物が、油状物、放出剤、洗浄剤、研磨剤、医薬物質、化粧物質、及び二つ又はそれより多いこれらの組合せからなる群から選択される、請求項１２に記載の噴霧可能な組成物。
【請求項１４】
請求項１に記載の共沸混合物様組成物を含んでなる、冷媒組成物。
【請求項１５】
請求項１４に記載の冷媒を含んでなる、冷却系。
【請求項１６】
請求項１４に記載の冷媒組成物を凝縮させ、そしてその後、前記冷媒組成物を冷却される物品の近傍で蒸発させることを含んでなる、物品を冷却するための方法。
【請求項１７】
請求項１４に記載の冷媒組成物を加熱される物品の近傍で凝縮させ、そしてその後、前記冷媒組成物を蒸発させることを含んでなる、物品を加熱するための方法。
【請求項１８】
請求項１に記載の共沸混合物様組成物を含んでなる、発泡剤。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は、ペンタフルオロプロパン、メタノール、及びジクロロエチレンの共沸混合物様組成物、並びにその使用を提供する。
【０００２】
背景
フルオロカーボンベースの流体は、冷媒、エアゾール溶媒、噴射剤、発泡剤、熱伝達媒体、及びガス状誘電体を含むような多くの適用において工業界に広く広がった使用を見出している。これらに伴う比較的高い地球温暖化係数を含むいくつかのこれらの流体の使用に伴う予想される環境問題のために、ハイドロフルオロカーボン（“ＨＦＣ”）のような低い又はむしろゼロのオゾン破壊係数を有する流体を使用することが好ましい。従って、クロロフルオロカーボン（“ＣＦＣ”）又はハイドロクロロフルオロカーボン（“ＨＣＦＣ”）を含有しない流体の使用が好ましい。更に、沸騰及び蒸発によって分留されない単一成分の流体又は共沸混合物の使用が好ましい。然しながら、新しい環境的に安全な、分留されない混合物の同定は、共沸混合物の形成が、容易に予測することができないという事実によってしばしば複雑である。
【０００３】
工業界は、代替物を提供し、そしてＣＦＣ及びＨＣＦＣのための、環境的に安全な代替物質であると考えられる新しいフルオロカーボンベースの混合物を探し続けている。特別に興味のあるものは、両方とも低オゾン破壊係数のハイドロフルオロカーボン及び他のフッ素化された化合物の両方を含有する混合物である。そのような混合物が本発明の主題である。
【０００４】
好ましい態様の説明
本発明者らは、ＣＦＣ及びＨＣＦＣの代替物に対する継続した必要性を満足することを援助するいくつかの組成物を開発した。ある態様によれば、本発明は、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン（“ＨＦＣ−２４５ｆａ”）、メタノール（“ＭｅＯＨ”）、及びｔｒａｎｓ−１，２−ジクロロエチレン（“Ｔｒａｎｓ”）を含んでなる、共沸混合物様組成物を提供する。
【０００５】
本発明の好ましい組成物は、現時点で使用されているＣＦＣ及びＨＣＦＣのための環境的に好ましい、ゼロのオゾン破壊係数の代替物を提供する。更に、ある態様において、本発明の組成物は、単独のＨＦＣ−２４５ｆａ、ＭｅＯＨ、及びＴｒａｎｓのいずれよりも好ましいＣＦＣ及びＨＣＦＣ代替物である組成物にする特質を示す。
【０００６】
更に、発明者らは、驚くべきことに、ＨＦＣ−２４５ｆａ、ＭｅＯＨ、及びＴｒａｎｓの共沸混合物様組成物を形成することができることを認識した。従って、他の態様において、本発明は、共沸混合物様組成物を製造するために有効な量のＨＦＣ−２４５ｆａ、ＭｅＯＨ、及びＴｒａｎｓを組合わせることを含んでなる、共沸混合物様組成物を製造する方法を提供する。
【０００７】
発明者らは、本発明の共沸混合物様組成物が、エアゾールを含む噴霧可能な組成物中の溶媒及び／又は噴射剤としての使用のためにこれらを好都合にする特性を示すことを更に認識した。従って、なお他の態様において、本発明は、ＨＦＣ−２４５ｆａ、ＭｅＯＨ、及びＴｒａｎｓの共沸混合物様組成物を含んでなる、溶媒、噴射剤、及び噴霧可能な組成物を提供する。
【０００８】
なお他の態様において、本発明は、本発明の共沸混合物様組成物を含んでなる冷媒および発泡剤を提供する。
【０００９】
共沸混合物様組成物
本明細書中で使用される場合、用語“共沸混合物様”は、その広い意味において、厳密に共沸混合物である組成物及び共沸混合物のように挙動する組成物の両方を含むことを意図している。基本的な原理から、流体の熱力学的状態は、圧力、温度、液体組成、及び気体組成によって定義される。共沸混合物は、記述された圧力及び温度において液体組成及び気体組成が等しい、二つ又はそれより多い成分の系である。実際に、これは、共沸混合物の成分が定沸点であり、そして相変化中に分離することができないことを意味する。
【００１０】
本発明の共沸混合物様組成物は、新しい共沸混合物様系を形成しない付加的成分、又は最初の蒸留留分中には存在しない付加的成分を含むことができる。最初の蒸留留分は、蒸留カラムが全還流条件下で安定状態の操作を示した後に採取される最初の留分である。一つの成分の追加が、本発明に関係しないような新しい共沸混合物様系を形成するか否かを決定するための一つの方法は、その成分を含む組成物の試料を、非共沸混合物をその別個の成分に分離することが予測されるものである条件下で蒸留することである。追加成分を含有する混合物が、非共沸混合物様である場合、追加成分は、共沸混合物様成分から分留されるものである。混合物が共沸混合物様である場合、一定沸点であるか、又は単一物質であるように挙動する全ての混合物の成分を含有する、ある有限の量の最初の蒸留留分が得られるものである。
【００１１】
これに続く共沸混合物様組成物のもう一つの特質は、共沸混合物様又は一定沸点である変化する比率の同一成分を含有するある範囲の組成物が存在することである。全てのこのような組成物は、用語“共沸混合物様”及び“一定沸点”によって包含されることを意図している。例として、圧力を変化させた場合、与えられた共沸混合物の組成が、組成物の沸点がそうであるように、少なくともわずか変化することは公知である。従って、Ａ及びＢの共沸混合物は、独特の型の関係を表すが、しかし温度及び／又は圧力によって変化する組成を伴う。共沸混合物様組成物において、共沸混合物様である変化する比率の同一成分を含有するある範囲の組成物が存在することになる。全てのこのような組成物は、本明細書中で使用される場合の用語共沸混合物様によって包含されることを意図している。
【００１２】
共沸混合物の形成を予測することが可能ではないことは当技術においてよく認識されている。（例えば、両方とも本明細書中で参考文献として援用される米国特許第５，６４８，０１７号（第３欄、６４-６５行目）及び米国特許第５，１８２，０４０号（第３欄、６２-６３行目）を参照されたい）。発明者らは、ＨＦＣ−２４５ｆａ、ＭｅＯＨ、及びＴｒａｎｓが、共沸混合物様組成物を形成することを予期せずに発見した。
【００１３】
ある好ましい態様によれば、本発明の共沸化合物様組成物は、有効な量のＨＦＣ−２４５ｆａ、ＭｅＯＨ、及びＴｒａｎｓを含んでなり、そして好ましくは本質的にこれらからなる。用語“有効な量”は、本明細書中で使用される場合、他の成分と組合された場合、本発明の共沸混合物様組成物の形成となるそれぞれの成分の量を指す。好ましくは、本発明の共沸混合物様組成物は、約５０ないし、１００重量パーセントより少ないＨＦＣ−２４５ｆａ、ゼロより多く約２５重量パーセントまでのＭｅＯＨ、及びゼロより多く約３０重量パーセントまでのＴｒａｎｓを含んでなり、そして好ましくは本質的にこれらからなる。更に好ましくは、共沸混合物様組成物は、約６５ないし、１００重量パーセントより少ないＨＦＣ−２４５ｆａ、ゼロより多く約１５重量パーセントまでのＭｅＯＨ、及びゼロより多く約２０重量パーセントまでのＴｒａｎｓ、そしてなお更に好ましくは、約７５ないし、１００重量パーセントより少ないＨＦＣ−２４５ｆａ、ゼロより多く約１０重量パーセントまでのＭｅＯＨ、及びゼロより多く約１５重量パーセントまでのＴｒａｎｓを含んでなり、そして好ましくは本質的にこれらからなる。他に示さない限り、本明細書中で開示される重量パーセントは、組成物中のＨＦＣ−２４５ｆａ、ＭｅＯＨ、及びＴｒａｎｓの全重量に基づく。
【００１４】
本明細書中に記載される共沸混合物様組成物は、好ましくは、約１４ないし１５ｐｓｉａの圧力において約１４℃ないし約１７℃の沸点を有する。ある更に好ましい態様において、本発明の共沸混合物様組成物は、約１４ないし１５ｐｓｉａの圧力において約１４℃ないし約１６℃、そしてなお更に好ましい態様において、約１４ないし１５ｐｓｉａの圧力において約１４℃ないし約１５℃の沸点を有する。
【００１５】
本発明の共沸混合物様組成物は、有効な量のＨＦＣ−２４５ｆａ、ＭｅＯＨ、及びＴｒａｎｓを組合わせることによって製造することができる。二つ又はそれより多い成分を混合して、組成物を形成するための、当技術において既知のいずれもの広い範囲の方法を、共沸混合物様組成物を製造するための本発明の方法における使用のために適用することができる。例えば、ＨＦＣ−２４５ｆａ、ＭｅＯＨ、及びＴｒａｎｓは、手動及び／又は機械によって、バッチ又は連続式反応及び／又は方法の一部として、或いは二つ又はそれより多いこれらの工程の組合せによって、混合、配合、又は他の方法によって接触させることができる。本明細書中の開示をふまえて、当業者は、本発明による共沸混合物様組成物を、不当な実験を行わずに調製することが容易に可能であるものである。
【００１６】
組成物の使用
本発明の組成物は、広い範囲の適用における用途を有する。例えば、本発明の一つの態様は、本発明の組成物の、噴霧可能な組成物の溶媒及び／又は噴射剤としての使用に関する。一般的に、噴霧可能な組成物は、噴霧される物質、及び噴射剤、溶媒又は二つ若しくはそれより多いこれらの混合物を含んでなる。有用である噴霧可能な組成物のために、噴霧される物質が、使用される溶媒中に比較的又は実質的に可溶性であることが必要である。ＨＦＣ−２４５ｆａのような多くの単独のＨＦＣが、多くの慣用的な噴霧可能な物質に対して不良な溶媒であるが、発明者らは、本発明の組成物が、このような物質に比較的高い溶解性を示す傾向があり、一方、更に不燃性のままである傾向があることを認識した。
【００１７】
広い範囲の噴霧可能な物質のいずれもを、本発明の組成物に関連して使用して、本発明による噴霧可能な組成物を製造することができる。適した物質の例は、制約されるものではないが、油及び他の潤滑油、放出剤、清浄剤、研磨剤、抗喘息剤及び抗口臭薬のような医薬物質、並びにデオドラント、香水、ヘヤースプレー、等のような化粧品物質を含む。本発明の噴霧可能な組成物は、広い範囲の不活性成分、付加的溶媒、及び慣用的に噴霧可能な組成物中で使用される他の物質のいずれもを、更に含んでなることができる。
【００１８】
ある他の態様において、本発明の組成物は、冷媒組成物として、又はその中で使用される。本発明の冷媒組成物は、空調、冷蔵、ヒートポンプ系、等を含む、広い範囲の冷却系のいずれにおいても使用することができる。ある好ましい態様において、本発明の組成物は、ＨＦＣ−冷媒で使用するために本来設計された冷却系において使用される。本発明の好ましい組成物は、不燃性、及び慣用的なＨＦＣ−冷媒のように低い、又はそれらより低いＧＷＰを含む、多くの他のＨＦＣ−冷媒の好ましい特質を示す傾向がある。更に、本発明の組成物の比較的一定な沸騰特質は、これらを、多くの適用における冷媒として使用するために、ある種の慣用的なＣＦＣ、ＨＣＦＣ、及び／又はＨＦＣよりなお更に好ましいものにする。
【００１９】
本発明のなおもう一つの態様は、一つ又はそれより多い本発明の共沸混合物様組成物を含んでなる発泡剤に関する。他の態様において、本発明は、発泡可能な組成物、そして好ましくはポリウレタン及びポリイソシアヌラートフォーム組成物、並びにフォームを調製する方法を提供する。このようなフォームの態様において、一つ又はそれより多い本発明の共沸混合物様組成物が、発泡可能な組成物中の発泡剤として含まれ、この組成物は、好ましくは適当な条件下で反応及び発泡して、当技術において公知のようにフォーム又は気泡構造を形成することが可能な、一つ又はそれより多い付加的な成分を含む。本明細書中に参考文献として援用される“Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｓ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”，Ｖｏｌｕｍｅｓ  Ｉ  ａｎｄ  ＩＩ，Ｓａｕｎｄｅｒｓ  ａｎｄ  Ｆｒｉｓｃｈ，１９６２，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ａｎｄ  Ｓｏｎｓ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，ＮＹ中に記載されたもののような当技術において公知の方法のいずれもを、本発明のフォームの態様による使用のために使用又は適用することができる。
【００２０】
本発明の共沸混合物様組成物の他の使用は、非エアゾール溶媒、洗浄剤、等としての使用を含む。当業者は、本発明の組成物を、このような適用における使用のために、不当な実験を行わずに適合させることが容易に可能であるものである。
【００２１】
実施例
本発明は、例示的であることを意図し、しかしいずれの方法においても制約するものではない以下の実施例において、更に例示される。
【００２２】
実施例１
凝縮器を上部に持つ真空ジャケットされた管を含んでなり、この凝縮器が更に温度計を備えた沸点測定装置を使用する。９９．５重量％のＨＦＣ−２４５ｆａ及び０．５重量％のＭｅＯＨからなる約５グラムの混合物を、沸点測定装置に入れ、そして次いでＴｒａｎｓを、少量の測定された増分で加える。得られた三元混合物の沸点温度を記録した（表１参照）。ＴｒａｎｓがＨＦＣ−２４５ｆａ／ＭｅＯＨの混合物に加えられた時、温度降下が観察され、三元最小沸点共沸混合物が形成されることを示す。約０より多く約３０重量パーセントまでのＴｒａｎｓにおいて、組成物の沸点は、約１℃又はそれより少なく変化した。組成物は、この範囲で共沸混合物及び／又は共沸混合物様の特性を示す。図１は、表１に列挙したデータのグラフ的描写である。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
実施例２
凝縮器を上部に持つ真空ジャケットされた管を含んでなり、この凝縮器が更に温度計を備えた沸点測定装置を使用する。９９重量％のＨＦＣ−２４５ｆａ及び１重量％のＭｅＯＨからなる約５グラムの混合物を、沸点測定装置に入れ、そして次いでＴｒａｎｓを、少量の測定された増分で加える。得られた三元混合物の沸点温度を記録した（表２参照）。ＴｒａｎｓがＨＦＣ−２４５ｆａ／ＭｅＯＨの混合物に加えられた時、温度降下が観察され、三元最小沸点共沸混合物が形成されたことを示す。約０より多く約３０重量パーセントまでのＴｒａｎｓにおいて、組成物の沸点は、約１℃又はそれより少なく変化した。組成物は、この範囲で共沸混合物及び／又は共沸混合物様の特性を示す。図２は、表２に列挙したデータのグラフ的描写である。
【００２５】
【表２ａ】
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【００２６】
【表２ｂ】
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【００２７】
実施例３
凝縮器を上部に持つ真空ジャケットされた管を含んでなり、この凝縮器が更に温度計を備えた沸点測定装置を使用する。９８重量％のＨＦＣ−２４５ｆａ及び２重量％のＭｅＯＨからなる約５グラムの混合物を、沸点測定装置に入れ、そして次いでＴｒａｎｓを、少量の測定された増分で加える。得られた三元混合物の沸点温度を記録した（表３参照）。ＴｒａｎｓがＨＦＣ−２４５ｆａ／ＭｅＯＨの混合物に加えられた時、温度降下が観察され、三元最小沸点共沸混合物が形成されたことを示す。約０より多く約３０重量パーセントまでのＴｒａｎｓにおいて、組成物の沸点は、約１℃又はそれより少なく変化した。組成物は、この範囲にわたって共沸混合物及び／又は共沸混合物様の特性を示す。図３は、表３に列挙したデータのグラフ的描写である。
【００２８】
【表３ａ】
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【００２９】
【表３ｂ】
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【００３０】
実施例４
凝縮器を上部に持つ真空ジャケットされた管を含んでなり、この凝縮器が更に温度計を備えた沸点測定装置を使用する。９６．５重量％のＨＦＣ−２４５ｆａ及び３．５重量％のＭｅＯＨからなる約５グラムの混合物を、沸点測定装置に入れ、そして次いでＴｒａｎｓを、少量の測定された増分で加える。得られた三元混合物の沸点温度を記録した（表４参照）。ＴｒａｎｓがＨＦＣ−２４５ｆａ／ＭｅＯＨの混合物に加えられた時、温度降下が観察され、三元最小沸点共沸混合物が形成されたことを示す。約０より多く約３０重量パーセントまでのＴｒａｎｓにおいて、組成物の沸点は、約１℃又はそれより少なく変化した。組成物は、この範囲で共沸混合物及び／又は共沸混合物様の特性を示す。図４は、表４に列挙したデータのグラフ的描写である。
【００３１】
【表４ａ】
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【００３２】
【表４ｂ】
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【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、本発明の一つの態様による、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン（“ＨＦＣ−２４５ｆａ”）、メタノール（“ＭｅＯＨ”）、及びｔｒａｎｓ−１，２−ジクロロエチレン（“Ｔｒａｎｓ”）を含んでなる、各種の組成物に伴う沸点のグラフ的描写である。
【図２】図２は、本発明のもう一つの態様による、ＨＦＣ−２４５ｆａ、ＭｅＯＨ、及びＴｒａｎｓを含んでなる、各種の他の組成物に伴う沸点のグラフ的描写である。
【図３】図３は、本発明のなおもう一つの態様による、ＨＦＣ−２４５ｆａ、ＭｅＯＨ、及びＴｒａｎｓを含んでなる、各種の他の組成物に伴う沸点のグラフ的描写である。
【図４】図４は、本発明のなおもう一つの態様による、ＨＦＣ−２４５ｆａ、ＭｅＯＨ、及びＴｒａｎｓを含んでなる、各種の他の組成物に伴う沸点のグラフ的描写である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2008502777.tif 000014
2008502777.tif 000015
2008502777.tif 000016