(57)【要約】  本発明は、１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンと少なくとも１種類のクロロカーボン、アルコール、ケトン、エーテル、エステル、Ｎ−（ジフルオロメチル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン、１，１，１，２，２−ペンタフルオロ−２−［（ペンタフルオロエチル）チオ］エタンまたはこれらの混合物とを含み、遠心圧縮機を用いるシステムに有用な冷凍および空気調節システムに用いる組成物に関する。本発明の組成物は、共沸または近共沸であってもよく、冷凍または熱を発生させるための方法、または伝熱流体として有用である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび１，１−ジクロロエタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびトランス−１，２−ジクロロエチレン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびＮ−（ジフルオロメチル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび１，１，１，２，２−ペンタフルオロ−２−［（ペンタフルオロエチル）チオ］エタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびアセトン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびジイソプロピルエーテル、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび１，２−ジメトキシエタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびジメトキシメタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび１，１−ジメトキシエタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびメタノール、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびエタノール、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびイソプロパノール、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびｎ−プロパノール、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびギ酸エチル、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび酢酸メチル、および
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびギ酸メチル
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２】
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび１，１−ジクロロエタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびトランス−１，２−ジクロロエチレン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびＮ−（ジフルオロメチル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび１，１，１，２，２−ペンタフルオロ−２−［（ペンタフルオロエチル）チオ］エタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびアセトン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびジイソプロピルエーテル、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび１，２−ジメトキシエタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびジメトキシメタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび１，１−ジメトキシエタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびメタノール、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびエタノール、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびイソプロパノール、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびｎ−プロパノール、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびギ酸エチル、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび酢酸メチル、および
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびギ酸メチル
よりなる群から選択されることを特徴とする、（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／シングル・パス熱交換器を用いる冷凍装置または空気調節装置に用いるのに好適な冷媒または伝熱流体組成物。
【請求項３】
約５５〜約９１重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび約４５〜約９重量パーセントの１，１−ジクロロエタン、
約４８〜約８７重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび約５２〜約１３重量パーセントのトランス−１，２−ジクロロエチレン、
約４３〜約９１重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび約５７〜約９重量パーセントのＮ−（ジフルオロメチル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン、
約１〜約９９重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび約９９〜約１重量パーセントの１，１，１，２，２−ペンタフルオロ−２−［（ペンタフルオロエチル）チオ］エタン、
約１〜約９９重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび約９９〜約１重量パーセントのアセトン、
約６３〜約９４重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび約３７〜約６重量パーセントのジイソプロピルエーテル、
約７３〜約９６重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび約２７〜約４重量パーセントの１，２−ジメトキシエタン、
約６０〜約９２重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび約４０〜約８重量パーセントのジメトキシメタン、
約６１〜約９９重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび約３９〜約１重量パーセントの１，１−ジメトキシエタン、
約６３〜約９２重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび約３７〜約８重量パーセントのｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル、および
約９１〜約９９重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび約９〜約１重量パーセントのメタノール、
約８７〜約９９重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび約１３〜約１重量パーセントのエタノール、
約８５〜約９９重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび約１５〜約１重量パーセントのイソプロパノール、
約８７〜約９９重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび約１３〜約１重量パーセントのｎ−プロパノール、
約６１〜約９２重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび約３９〜約８重量パーセントのギ酸エチル、
約６３〜約９３重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび約３７〜約７重量パーセントの酢酸メチル、および
約５３〜約９０重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび約４７〜約１０重量パーセントのギ酸メチル
を含むことを特徴とする共沸または近共沸組成物。
【請求項４】
約３８．２℃の温度での蒸気圧が約１４．７ｐｓｉａ（１０１ｋＰａ）である７８．７重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび２１．３重量パーセントの１，１−ジクロロエタン、
約３１．８℃の温度での蒸気圧が約１４．７ｐｓｉａ（１０１ｋＰａ）である７２重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび２８重量パーセントのトランス−１，２−ジクロロエチレン、
約３８．１℃の温度での蒸気圧が約１４．７ｐｓｉａ（１０１ｋＰａ）である７０．２重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび２９．８重量パーセントのＮ−（ジフルオロメチル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン、
約４０．３℃の温度での蒸気圧が約１４．７ｐｓｉａ（１０１ｋＰａ）である８５．３重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび１４．７重量パーセントのジイソプロピルエーテル、
約４２．０℃の温度での蒸気圧が約１４．７ｐｓｉａ（１０１ｋＰａ）である９２．６重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび７．４重量パーセントの１，２−ジメトキシエタン、
約２９．６℃の温度での蒸気圧が約１４．７ｐｓｉａ（１０１ｋＰａ）である７９．５重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび２０．５重量パーセントのジメトキシメタン、
約４４．４℃の温度での蒸気圧が約１４．７ｐｓｉａ（１０１ｋＰａ）である８５．５重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび１４．５重量パーセントの１，１−ジメトキシエタン、
約３５．３℃の温度での蒸気圧が約１４．７ｐｓｉａ（１０１ｋＰａ）である８３．３重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび１６．７重量パーセントのｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル、
約４３．５℃の温度での蒸気圧が約１４．７ｐｓｉａ（１０１ｋＰａ）である９７．０重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび３．０重量パーセントのメタノール、
約４４．７℃の温度での蒸気圧が約１４．７ｐｓｉａ（１０１ｋＰａ）である９６．８重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび３．２重量パーセントのエタノール、
約４５．６℃の温度での蒸気圧が約１４．７ｐｓｉａ（１０１ｋＰａ）である９６．７重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび３．３重量パーセントのイソプロパノール、
約４７．６℃の温度での蒸気圧が約１４．７ｐｓｉａ（１０１ｋＰａ）である９８．４重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび１．６重量パーセントのｎ−プロパノール、
約３４．１℃の温度での蒸気圧が約１４．７ｐｓｉａ（１０１ｋＰａ）である８２．３重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび１７．７重量パーセントのギ酸エチル、
約３５．４℃の温度での蒸気圧が約１４．７ｐｓｉａ（１０１ｋＰａ）である８４．４重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび１５．６重量パーセントの酢酸メチル、および
約２２．６℃の温度での蒸気圧が約１４．７ｐｓｉａ（１０１ｋＰａ）である７３．２重量パーセントの１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび２６．８重量パーセントのギ酸メチル
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】
請求項２、３または４に記載の組成物を、冷却される物体の近傍で蒸発させる工程と、その後に前記組成物を凝縮させる工程とを含むことを特徴とする冷凍を発生させるための方法。
【請求項６】
請求項２、３または４に記載の組成物を、加熱される物体の近傍で凝縮させる工程と、その後に前記組成物を蒸発させる工程とを含むことを特徴とする熱を発生させるための方法。
【請求項７】
請求項２、３または４に記載の組成物をヒートソースの近傍からヒートシンクへ輸送する工程を含むことを特徴とする熱を伝達する方法。
【請求項８】
ナフタルイミド類、ペリレン類、クマリン類、アントラセン類、フェナントラセン類、キサンテン類、チオキサンテン類、ナフトキサンテン類、フルオレセイン類、前記染料の誘導体、およびそれらの組み合わせよりなる群から選択される少なくとも１種類の紫外線蛍光染料を更に含むことを特徴とする請求項２に記載の組成物。
【請求項９】
ナフタルイミド類、ペリレン類、クマリン類、アントラセン類、フェナントラセン類、キサンテン類、チオキサンテン類、ナフトキサンテン類、フルオレセイン類、前記染料の誘導体、およびそれらの組み合わせよりなる群から選択される少なくとも１種類の紫外線蛍光染料を更に含むことを特徴とする請求項３または４に記載の組成物。
【請求項１０】
炭化水素類、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類、アミド類、ケトン類、ニトリル類、クロロカーボン類、エステル類、ラクトン類、アリールエーテル類、ヒドロフルオロエーテル類および１，１，１−トリフルオロアルカン類よりなる群から選択される少なくとも１種類の可溶化剤を更に含み、前記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は１〜３の整数、ｙは１〜４の整数、Ｒ１は水素および１〜６個の炭素原子とｙ個の結合部位を有する脂肪族炭化水素基から選択され、Ｒ２は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は水素および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とＲ３のうち少なくとも１つが前記炭化水素基から選択される）で表され、かつ分子量が約１００〜約３００原子質量単位であるポリオキシアルキレングリコールエーテル類、
ｂ）式Ｒ１ＣＯＮＲ２Ｒ３およびシクロ−［Ｒ４ＣＯＮ（Ｒ５）−］（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ５は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と、６〜１２個の炭素原子を有する最大で１個の芳香族基とから独立して選択され、Ｒ４は３〜１２個の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビレン基より選択される）で表され、かつ分子量が約１００〜約３００原子質量単位であるアミド類、
ｃ)式Ｒ１ＣＯＲ２（式中、Ｒ１およびＲ２は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独立して選択される）で表され、かつ分子量が約７０〜約３００原子質量単位であるケトン類、
ｄ）式Ｒ１ＣＮ（式中、Ｒ１は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、かつ分子量が約９０〜約２００原子質量単位であるニトリル類、
ｅ）式ＲＣｌｘ（式中、ｘは１または２の整数から選択され、Ｒは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、かつ分子量が約１００〜約２００原子質量単位であるクロロカーボン類、
ｆ）式Ｒ１ＯＲ２（式中、Ｒ１は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は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、かつ分子量が約１００〜約１５０原子質量単位であるアリールエーテル類、
ｇ）式ＣＦ３Ｒ１（式中、Ｒ１は約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類、
ｉ）式Ｒ１ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ（式中、Ｒ１は約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、またはＣＦ２＝ＣＸＹ（式中、Ｘは水素、塩素またはフッ素であり、Ｙは塩素、フッ素、ＣＦ３またはＯＲｆ（ＲｆはＣＦ３、Ｃ２Ｆ５またはＣ３Ｆ７である）である）タイプのフルオロオレフィンとＨＯＣＨ２ＣＲＲ’（ＣＨ２）ｚ（ＣＨＯＨ）ｘＣＨ２（ＣＨ２ＯＨ）ｙ（式中、ＲおよびＲ’は水素、ＣＨ３またはＣ２Ｈ５であり、ｘは０〜４の整数であり、ｙは０〜３の整数であり、ｚはゼロまたは１のいずれかである）タイプのポリオールとから誘導される）で表されるフルオロエーテル類、および
ｊ）構造［Ｂ］、［Ｃ］および［Ｄ］
【化１】
2008500435.tif 000014
（式中、Ｒ１〜Ｒ８は、水素、線状、分枝状、環状、二環式、飽和および不飽和ヒドロカルビル基から独立して選択される）で表され、かつ分子量が約１００〜約３００原子質量単位であるラクトン類、および
ｋ）一般式Ｒ１ＣＯ２Ｒ２（式中、Ｒ１およびＲ２は線状および環状、飽和および不飽和、アルキルおよびアリール基から独立して選択される）で表され、かつ分子量が約８０〜約５５０原子質量単位であるエステル類
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冷媒組成物または伝熱流体に溶解させ、該混合物を圧縮冷凍装置または空気調節装置に導入するか、または（ｉｉ）可溶化剤およびＵＶ蛍光染料を混合し、該混合物を、冷媒および／または伝熱流体を含有する前記圧縮冷凍装置または空気調節装置へ導入することにより、請求項１０に記載の組成物を圧縮冷凍装置または空気調節装置に導入する工程
を含む冷凍または空気調節を発生させるための方法。
【請求項１３】
請求項８または１０に記載の組成物を冷凍装置または空気調節装置に提供する工程と、前記装置の漏洩点または近傍に前記組成物を検出するのに好適な手段を提供する工程とを含む、冷凍装置または空気調節装置、またはその近傍で漏洩を検出する方法。
【請求項１４】
請求項１０に記載の組成物を、冷却される物体の近傍で蒸発させる工程と、その後に前記組成物を凝縮する工程とを含むことを特徴とする冷凍を発生させるための方法。
【請求項１５】
請求項１０に記載の組成物を、加熱される物体の近傍で凝縮させる工程と、その後に前記組成物を蒸発させる工程とを含むことを特徴とする熱を発生させるための方法。
【請求項１６】
安定剤、水捕捉剤または臭気マスキング剤を更に含むことを特徴とする請求項２または１０に記載の組成物。
【請求項１７】
前記安定剤は、ニトロメタン、ヒンダードフェノール類、ヒドロキシルアミン類、チオール類、ホスファイト類およびラクトン類よりなる群から選択されることを特徴とする請求項１６に記載の組成物。
【請求項１８】
前記水捕捉剤がオルトエステルであることを特徴とする請求項１６に記載の組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノン（ＰＥＩＫ）と少なくとも１種類のクロロカーボン、アルコール、ケトン、エーテル、エステル、Ｎ−（ジフルオロメチル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン、１，１，１，２，２−ペンタフルオロ−２−［（ペンタフルオロエチル）チオ］エタンまたはこれらの混合物とを含む冷凍および空気調節システムに用いる組成物に関する。本発明は更に、１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノン（ＰＥＩＫ）と少なくとも１種類のクロロカーボン、アルコール、ケトン、エーテル、エステル、Ｎ−（ジフルオロメチル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン、パーフルオロ−Ｎ−メチルモルホリン、１，１，１，２，２−ペンタフルオロ−２−［（ペンタフルオロエチル）チオ］エタンまたはこれらの混合物とを含む遠心圧縮機を用いる冷凍および空気調節システムに用いる組成物に関する。本発明の組成物は、共沸または近共沸であってもよく、冷凍または熱を発生させるための方法、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）
本出願は、２００４年５月２６日出願の米国仮出願第６０／５７５，０３７号および２００４年６月２９日出願の米国仮出願第６０／５８４，７８５号遡及の特典を請求するものである。
【背景技術】
【０００３】
冷凍業界は、過去数十年間にわたって、モントリオール議定書の結果として段階的に廃止されるオゾン破壊クロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）およびハイドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ）の代替冷媒を求めて研究を続けてきた。大半の冷媒製品についての解決策は、ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）冷媒の製品化であった。新しいＨＦＣ冷媒、ＨＦＣ−１３４ａは、現時点で最も広く使われており、オゾン破壊係数はゼロであるため、モントリオール議定書の結果として段階的に廃止される現在の規制に影響されない。
【０００４】
環境規制によって、特定のＨＦＣ冷媒も段階的な廃止が最終的に地球規模でなされる。現在、自動車業界は、自動車空気調節に用いる冷媒の地球温暖化係数に関する規制に直面している。従って、自動車の空気調節市場において地球温暖化係数の減じた新たな冷媒を見出すことが現在非常に求められている。万一、規制が今後より広げられ、冷凍および空気調節業界の全ての領域において用いることのできる冷媒が更に必要とされるであろう。
【０００５】
ＨＦＣ−１３４ａの現在提案されている代替冷媒としては、ＨＦＣ−１５２ａ、ブタンやプロパンのような純粋な炭化水素、またはＣＯ２やアンモニアのような「天然」冷媒が挙げられる。これらの提案されている代替品の多くは、毒性があり、可燃性で、かつ／またはエネルギー効率が低い。従って、新たな代替品が求められている。
【０００６】
【特許文献１】米国特許仮出願第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】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、現在の冷媒に比べて、低いまたはゼロのオゾン破壊係数および低い地球温暖化係数の要求に応える独特な特徴を提供する新規な冷媒組成物および伝熱流体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび１，１−ジクロロエタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびトランス−１，２−ジクロロエチレン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびＮ−（ジフルオロメチル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび１，１，１，２，２−ペンタフルオロ−２−［（ペンタフルオロエチル）チオ］エタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびアセトン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびジイソプロピルエーテル、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび１，２−ジメトキシエタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびジメトキシメタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび１，１−ジメトキシエタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびメタノール、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびエタノール、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびイソプロパノール、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびｎ−プロパノール、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびギ酸エチル、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび酢酸メチル、および
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびギ酸メチル
よりなる群から選択される組成物に関する。
【０００９】
本発明は更に、具体的には遠心圧縮機を用いる冷凍または空気調節システムに用いる上述した組成物に関する。
【００１０】
本発明は更に、具体的には多段または２段遠心圧縮機を用いる冷凍または空気調節システムに用いる上述した組成物に関する。
【００１１】
本発明は更に、具体的にはシングル・パス／シングル・スラブ（ｓｉｎｇｌｅ  ｐａｓｓ／ｓｉｎｇｌｅ  ｓｌａｂ）熱交換器を用いる冷凍または空気調節システムに用いる上述した組成物に関する。
【００１２】
本発明は更に、共沸または近共沸冷媒組成物に関する。これらの組成物は、冷凍または空気調節システムに有用である。組成物はまた、遠心圧縮機を用いる冷凍および空気調節システムにも有用である。
【００１３】
本発明は更に、本発明の組成物を用いてヒートソースからヒートシンクまで、冷凍し、加熱し、熱を輸送する方法に関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
出願人らは、具体的には、本開示内容で参照した参考文献の内容を全て組み込む。量、濃度またはその他値またはパラメータが、ある範囲、好ましい範囲か、好ましい上限値および好ましい下限値のリストいずれかの範囲として与えられているときは、範囲が別々に開示されているかどうかに係らず、任意の対の任意の上限または好ましい範囲および任意の下限または好ましい値から形成された全ての範囲を開示するものと考えられる。数値範囲が挙げられている場合には、特に断りのない限り、範囲は端点および範囲内の整数および端数も含まれるものとする。本発明の範囲は、範囲を定義するときに挙げた特定の値に限定されるものとは考えられない。
【００１５】
本発明の冷媒組成物は、１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノン（ＰＥＩＫ）と少なくとも１種類のクロロカーボン、アルコール、ケトン、エーテル、エステル、Ｎ−（ジフルオロメチル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン、１，１，１，２，２−ペンタフルオロ−２−［（ペンタフルオロエチル）チオ］エタンまたはこれらの混合物とを含む。本発明の冷媒組成物は、ＰＥＩＫと挙げた成分のいずれかとの混合物を含む。
【００１６】
本発明の冷媒組成物は、クロロカーボン類、アルコール類、エーテル類、ケトン類、エステル類、Ｎ−（ジフルオロメチル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン、または１，１，１，２，２−ペンタフルオロ−２−［（ペンタフルオロエチル）チオ］エタン類から選択される化合物を含む。代表的なクロロカーボン類、アルコール類、エーテル類、ケトン類およびエステル類を表１に挙げる。
【００１７】
本発明の組成物の成分である代表的な化合物を表１に挙げる。
【００１８】
【表１】
2008500435.tif 000002
【００１９】
表１に挙げた化合物は、市販（ウィスコンシン州ミルウォーキーのアルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ）のような化学系業者より）されている。または、業界に公知の方法により調製してもよい。１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノン（ＰＥＩＫ）は、３Ｍ（商標）（ミネソタ州セントポール（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ））より市販されている。
【００２０】
本発明の組成物は、低またはゼロオゾン破壊係数および低地球温暖化係数を有している。例えば、本発明のＰＥＩＫおよびその他化合物、単一または混合物は、現在用いられている多くのＨＦＣ冷媒よりも低い地球温暖化係数を有する。
【００２１】
混合物である本発明の組成物は、所望量の個々の成分を混合物ことにより従来の方法により調製される。好ましい方法は、所望の成分量を秤量してから、適切な容器において成分を混合するものである。所望であれば、攪拌を用いてもよい。
【００２２】
本発明の冷媒または伝熱組成物は、以下を含む。
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび１，１，１，２，２−ペンタフルオロ−２−［（ペンタフルオロエチル）チオ］エタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノン、およびＮ−（ジフルオロメチル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび１，１−ジクロロエタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびトランス−１，２−ジクロロエチレン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびアセトン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびジイソプロピルエーテル、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび１，２−ジメトキシエタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびジメトキシメタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび１，１−ジメトキシエタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびエタノール、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびギ酸エチル、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびイソプロパノール、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびメタノール、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび酢酸メチル、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびギ酸メチル、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル、および
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびｎ−プロパノール。
【００２３】
本発明の冷媒または伝熱組成物は、共沸または近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高いまたは低い一定の沸点を有する２種類以上の物質の液体混合物である。共沸組成物だと、操作中、冷凍または空気調節システム内で、システムの効率を減じる恐れのある、分留をしない。更に、共沸組成物は、冷凍または空気調節システムから漏れた際に分留しない。混合物の１成分が可燃性である場合には、漏れた際の分留は、システム内か、システム外のいずれかで可燃性組成物へとつながる。
【００２４】
近共沸組成物は、単一物質として基本的に挙動する２種類以上の物質の実質的に一定の沸点の液体混合物である。近共沸組成物を調べるある方法は、液体の部分蒸発または蒸留により生成された蒸気が、蒸発または蒸留された液体と実質的に同じ組成を有している、すなわち、組成を大幅に変更することなく、混合物が蒸留／還流されることである。近共沸組成物を調べる他の方法は、組成物の特定の温度での泡立ち点蒸気圧および露点蒸気圧が実質的に同じであることである。ここで、蒸発またはボイルオフ等により、５０重量パーセントの組成物を除去した後に、もし、元の組成物と、５０重量パーセントの元の組成物を除去した後に残る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は、組成物は近共沸である。
【００２５】
本発明の共沸冷媒組成物を表２に挙げる。
【００２６】
【表２】
2008500435.tif 000003
【００２７】
本発明の近共沸冷媒組成物および濃度範囲を表３に挙げる。
【００２８】
【表３】
2008500435.tif 000004
【００２９】
本発明の組成物は、約０．０１重量％〜約５重量パーセントの安定剤、遊離基捕捉剤または酸化防止剤を更に含んでいてもよい。かかる添加剤としては、ニトロメタン、ヒンダードフェノール（ｈｉｎｄｅｒｅｄ  ｐｈｅｎｏｌｓ）類、ヒドロキシルアミン類、チオール類、ホスファイト類またはラクトン類が挙げられるがこれらに限られるものではない。単一の添加剤または組み合わせを用いてもよい。
【００３０】
本発明の組成物は、約０．０１重量％〜約５重量パーセントの水捕捉剤（乾燥化合物）を更に含んでいてもよい。かかる水捕捉剤は、オルトギ酸トリメチル、−トリエチルまたは−トリプロピルのようなオルトエステル類を含んでいてもよい。
【００３１】
本発明の組成物は、紫外線（ＵＶ）染料、任意選択で可溶化剤を更に含んでいてもよい。ＵＶ染料は、冷凍装置または空気調節装置の漏洩点（ｌｅａｋ  ｐｏｉｎｔ）または近傍で、冷媒または熱伝熱流体組成物における染料の蛍光を観察できるようにすることにより、冷媒組成物の漏洩を検出するのに有用な成分である。染料の蛍光は、紫外線下で観察する。可溶化剤は、ある冷媒におけるかかるＵＶ染料の溶解度が乏しいために必要とされる。
【００３２】
「紫外線」染料とは、電磁スペクトルの紫外または「近」紫外領域において光を吸収するＵＶ蛍光組成物のことを意味する。１０ナノメートル〜７５０ナノメートルの波長の放射線を放出するＵＶ光による照射下でＵＶ蛍光染料により生成された蛍光が検出される。従って、かかるＵＶ蛍光染料を含有する冷媒が冷凍装置または空気調節装置においてある点から漏れる場合、蛍光は漏洩点で検出することができる。かかるＵＶ蛍光染料としては、ナフタルイミド類、ペリレン類、クマリン類、アントラセン類、フェナンスラセン（ｐｈｅｎａｎｔｈｒａｃｅｎｅｓ）類、キサンテン類、チオキサンテン類、ナフトキサンテン類、フルオレセイン類およびそれらの誘導体または組み合わせが挙げられるがこれらに限られるものではない。
【００３３】
本発明の可溶化剤は、炭化水素類、炭化水素エーテル類、ポリオキシアルキレングリコールエーテル類、アミド類、ニトリル類、ケトン類、クロロカーボン類、エステル類、ラクトン類、アリールエーテル類、フルオロエーテル類および１，１，１−トリフルオロアルカン類よりなる群から選択される少なくとも１種類の化合物を含む。
【００３４】
本発明の炭化水素可溶化剤は、５個以下の炭化水素と１個のみの水素を含有し、他の官能基のない、直線状、分枝状または環状アルカン類またはアルケン類を含む炭化水素を含む。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には、可溶化剤は同じ炭化水素ではないことに注意が必要である。
【００３５】
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類を含む。
【００３６】
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は１〜３の整数、ｙは１〜４の整数、Ｒ１は水素および１〜６個の炭素原子とｙ個の結合部位を有する脂肪族炭化水素基から選択され、Ｒ２は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は水素および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とＲ３のうち少なくとも１つが炭化水素基から選択される）で表され、かつ分子量が約１００〜約３００原子質量単位である。式Ｒ１［（ＯＲ２）ｘＯＲ３］ｙで表される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、ｙは好ましくは１、Ｒ１およびＲ３は好ましくは水素および１〜４個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基から独立して選択され、Ｒ２は好ましくは２または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、分子量が好ましくは約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、直線状、分枝状または環状であってもよい。代表的なＲ１およびＲ３炭化水素基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔｅｒｔ−ペンチル、シクロペンチルおよびシクロヘキシルが挙げられる。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のフリーヒドロキシル基が、構造の特定の圧縮冷凍装置材料（例えば、マイラー（Ｍｙｌａｒ（登録商標））と相容性がない場合には、Ｒ１およびＲ３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のが好ましい。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。一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、同じであっても、１つの分子が異なるＲ２オキシアルキレン基を含有していてもよい。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、少なくとも１個のオキシプロピレン基を含むのが好ましい。Ｒ１が１〜６個の炭素原子およびｙ個の結合部位を有する脂肪族または脂環式炭化水素基にある場合には、基は直線状、分枝状または環状であってもよい。２個の結合部位を有する代表的なＲ１脂肪族炭化水素基としては、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へキシレン基が挙げられる。３または４個の結合部位を有する代表的なＲ１脂肪族炭化水素基としては、ヒドロキシ基を除去することにより、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から誘導された残基が挙げられる。
【００３７】
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としては、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）が挙げられるが、これらに限られるものではない。
【００３８】
本発明のアミド可溶化剤は、式Ｒ１ＣＯＮＲ２Ｒ３およびシクロ−［Ｒ４ＣＯＮ（Ｒ５）−］（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ５は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から独立して選択され、Ｒ４は３〜１２個の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビレン基より選択される）で表され、かつ分子量が約１００〜約３００原子質量単位であるものを含む。該アミド類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は任意選択で置換炭化水素基、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は任意選択でヘテロ原子置換炭化水素基、すなわち、基鎖に原子窒素（アザ−）、酸素（オキサ−）または硫黄（チア−）を含有し、それ以外は炭素原子から構成される基を含んでいてもよい。一般的に、３個以下、好ましくは１個以下の非炭化水素置換基およびヘテロ原子がＲ１−３の各１０個の炭素原子について存在し、上述の分子量の限定を適用する際にはかかる非炭化水素置換基およびヘテロ原子の存在を考慮しなければならない。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としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔｅｒｔ−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、ドデシルおよびその配置異性体が挙げられる。アミド可溶化剤の好ましい実施形態は、上述の式シクロ−［Ｒ４ＣＯＮ（Ｒ５）−］のＲ４が、ヒドロカルビレン基（ＣＲ６Ｒ７）ｎで表される。すなわち、式シクロ−［（ＣＲ６Ｒ７）ｎＣＯＮ（Ｒ５）−］であり、分子量について前述の値が適用され、ｎは３〜５の整数、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、Ｒ１−３を定義するのに前述した規則によってＲ６およびＲ７は独立して選択される（各ｎについて）。式シクロ−［（ＣＲ６Ｒ７）ｎＣＯＮ（Ｒ５）−］で表されるラクタムにおいて、全てのＲ６およびＲ７は好ましくは水素であるか、あるいはｎメチレン単位中で単一の飽和炭化水素基を含有しており、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−オンである。
【００３９】
代表的なアミド可溶化剤としては、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−ジイソプロピルラアセトアミドが挙げられるが、これらに限られるものではない。
【００４０】
本発明のケトン可溶化剤は、式Ｒ１ＣＯＲ２（式中、Ｒ１およびＲ２は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独立して選択される）で表され、かつ分子量が約７０〜約３００原子質量単位であるケトン類を含む。該ケトン類におけるＲ１およびＲ２は好ましくは、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独立して選択される。該ケトン類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を併せて結合したヒドロカルビレン基を形成し、五、六または七員環状ケトン類、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は任意選択で置換炭化水素基、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およびＲ２は任意選択でヘテロ原子置換炭化水素基、すなわち、基鎖に原子窒素（アザ−）、酸素（ケト−、オキサ−）または硫黄（チア−）を含有し、それ以外は炭素原子から構成される基を含んでいてもよい。一般的に、３個以下、好ましくは１個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の各１０個の炭素原子について存在し、上述の分子量の限定を適用する際にはかかる非炭化水素置換基およびヘテロ原子の存在を考慮しなければならない。一般式Ｒ１ＣＯＲ２における代表的なＲ１およびＲ２脂肪族および脂環式およびアリール炭化水素基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔｅｒｔ−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、ドデシルおよびその配置異性体、同様にフェニル、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挙げられる。
【００４１】
代表的なケトン可溶化剤としては、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挙げられるが、これらに限られるものではない。
【００４２】
本発明のニトリル可溶化剤は、式Ｒ１ＣＮ（式中、Ｒ１は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、かつ分子量が約９０〜約２００原子質量単位であるニトリル類を含む。該ニトリル可溶化剤における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独立して選択される。該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は任意選択で置換炭化水素基、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は任意選択でヘテロ原子置換炭化水素基、すなわち、基鎖に原子窒素（アザ−）、酸素（ケト−、オキサ−）または硫黄（チア−）を含有し、それ以外は炭素原子から構成される基を含んでいてもよい。一般的に、３個以下、好ましくは１個以下の非炭化水素置換基およびヘテロ原子がＲ１の各１０個の炭素原子について存在し、上述の分子量の限定を適用する際にはかかる非炭化水素置換基およびヘテロ原子の存在を考慮しなければならない。一般式Ｒ１ＣＮにおける代表的なＲ１脂肪族、脂環式およびアリール炭化水素基としては、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔｅｒｔ−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、ドデシルおよびその配置異性体、同様にフェニル、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挙げられる。代表的なニトリル可溶化剤としては、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−シアノドデカンが挙げられるが、これらに限られるものではない。
【００４３】
本発明のクロロカーボン可溶化剤は、式ＲＣｌｘ（式中、ｘは１または２の整数から選択され、Ｒは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、かつ分子量が約１００〜約２００原子質量単位であるクロロカーボンを含む。該クロロカーボン可溶化剤の分子量は好ましくは約１２０〜約１５０原子質量単位である。一般式ＲＣｌｘにおける代表的なＲ脂肪族および脂環式炭化水素基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔｅｒｔ−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、ドデシルおよびその配置異性体が挙げられる。
【００４４】
代表的なクロロカーボン相容剤としては、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挙げられるが、これらに限られるものではない。
【００４５】
本発明のエステル可溶化剤は、一般式Ｒ１ＣＯ２Ｒ２（式中、Ｒ１およびＲ２は直鎖状および環状、飽和および不飽和、アルキルおよびアリール基から独立して選択される）で表されるエステル類を含む。好ましいエステル類は、分子量が約８０〜約５５０原子質量単位の元素Ｃ、ＨおよびＯから実質的になる。
【００４６】
代表的なエステル類としては、（ＣＨ３）２ＣＨＣＨ２ＯＯＣ（ＣＨ２）２−４ＯＣＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）２（ジイソブチル二塩基エステル）、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、「エクサエート（Ｅｘｘａｔｅ）７００」（市販のＣ７アルキルアセテート）、「エクサエート（Ｅｘｘａｔｅ）８００」（市販のＣ８アルキルアセテート）、ジブチルフタレートおよびｔｅｒｔ−ブチルアセテートが挙げられるが、これらに限られるものではない。
【００４７】
本発明のラクトン可溶化剤は、構造［Ａ］［Ｂ］および［Ｃ］で表されるラクトン類を含む。
【００４８】
【化１】
2008500435.tif 000005
【００４９】
これらのラクトン類は、６員に官能基−ＣＯ２−（Ａ）、または好ましくは５個の原子（Ｂ）を含有し、構造［Ａ］および［Ｂ］について、Ｒ１〜Ｒ８は、水素または直線状、分枝状、環状、二環式、飽和および不飽和ヒドロカルビル基から独立して選択される。Ｒ１〜Ｒ８はそれぞれ、他のＲ１〜Ｒ８と環を形成するように接続されていてもよい。ラクトンは、構造［Ｃ］のように、環外のアルキリデン基を有していてもよい。ここで、Ｒ１〜Ｒ８は、水素または直線状、分枝状、環状、二環式、飽和および不飽和ヒドロカルビル基から独立して選択される。Ｒ１〜Ｒ６はそれぞれ、他のＲ１〜Ｒ６と環を形成するように接続されていてもよい。ラクトン可溶化剤の分子量は約８０〜約３００原子質量単位、好ましくは約８０〜約２００原子質量単位である。
【００５０】
代表的なラクトン可溶化剤としては、表４に挙げた化合物が挙げられるが、これらに限られるものではない。
【００５１】
【表４】
2008500435.tif 000006
【００５２】
【表５】
2008500435.tif 000007
【００５３】
ラクトン可溶化剤の動粘度は、通常、４０℃で約７センチストークス未満である。例えば、ガンマ−ウンデカラクトンの４０℃での動粘度は５．４センチストークス、シス−（３−ヘキシル−５−メチル）ジヒドロフラン−２−オンの４０℃での粘度は４．５センチストークスである。ラクトン可溶化剤は、商業的に入手しても、ここに参考文献として組み込まれる米国特許公報（特許文献１）（発明者：Ｐ．Ｊ．ファーガン（Ｆａｇａｎ）およびＣ．Ｊ．ブランデンブルグ（Ｂｒａｎｄｅｎｂｕｒｇ）、２００４年８月３日出願、参照により本明細書に援用される）に記載された方法により調製してもよい。
【００５４】
本発明のアリールエーテル可溶化剤は、式Ｒ１ＯＲ２（式中、Ｒ１は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は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、かつ分子量が約１００〜約１５０原子質量単位であるアリールエーテル可溶化剤を更に含む。一般式Ｒ１ＯＲ２の代表的なＲ１アリール基としては、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挙げられる。一般式Ｒ１ＯＲ２の代表的なＲ２脂肪族炭化水素基としてはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチルおよびｔｅｒｔ−ブチルが挙げられる。代表的な芳香族エーテル可溶化剤としては、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（ｄｉｍｅｔｈｙｏｘｙｂｅｎｚｅｎｅ）、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挙げられるが、これらに限られるものではない。
【００５５】
本発明のフルオロエーテル可溶化剤は、一般式Ｒ１ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ（式中、Ｒ１は約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１級、直鎖状、飽和、アルキル基から選択され）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としては、Ｃ８Ｈ１７ＯＣＦ２ＣＦ２ＨおよびＣ６Ｈ１３ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈが挙げられるが、これらに限られるものではない。冷媒がフルオロエーテルである場合には、可溶化剤は同じフルオロエーテルではないことに注意が必要である。
【００５６】
フルオロエーテル可溶化剤は、フルオロ−オレフィン類とポリオール類から誘導されたエーテル類を更に含んでいてもよい。フルオロ−オレフィン類は、ＣＦ２＝ＣＸＹ（式中、Ｘは水素、塩素またはフッ素、Ｙは塩素、フッ素、ＣＦ３またはＯＲｆ（式中、ＲｆはＣＦ３、Ｃ２Ｆ５またはＣ３Ｆ７）のタイプであってよい。代表的なフルオロ−オレフィン類は、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレンおよびパーフルオロメチルビニルエーテルである。ポリオール類は、ＨＯＣＨ２ＣＲＲ’（ＣＨ２）ｚ（ＣＨＯＨ）ｘＣＨ２（ＣＨ２ＯＨ）ｙ（式中、ＲおよびＲ’は水素またはＣＨ３またはＣ２Ｈ５、ｘは０〜４の整数、ｙ０〜３の整数、ｚはゼロまたは１である）のタイプであってもよい。代表的なポリオール類は、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ブタン、ジオールおよびエチレングリコールである。
【００５７】
本発明の１，１，１−トリフルオロアルカン可溶化剤は、一般式ＣＦ３Ｒ１（式中、Ｒ１は約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１級、直鎖状、飽和、アルキル基から選択される）で表される１，１，１−トリフルオロアルカンを含む。代表的な１，１，１−トリフルオロアルカン相容剤としては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挙げられるが、これらに限られるものではない。
【００５８】
本発明の可溶化剤は、単一化合物として、または２種類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、例えば、２種類のラクトンのような同じ部類の化合物から２種類の可溶化剤、またはラクトンとポリオキシアルキレングリコールエーテルのような２種類の異なる部類から２種類の可溶化剤を含有していてもよい。
【００５９】
冷媒およびＵＶ蛍光染料を含む本発明の組成物において、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。
【００６０】
冷媒中のこれらのＵＶ蛍光染料の溶解度は乏しい。従って、これらの染料を冷凍装置または空気調節装置へ導入する方法は、困難であり費用と時間がかかっている。米国特許公報（特許文献２）には、冷凍装置または空気調節装置の成分へと挿入される染料粉末、染料の固体ペレットまたはスラリーを利用する方法が記載されている。冷媒および潤滑剤は、装置全体を循環し、染料は溶解または分散されて、装置全体に及ぶ。染料を冷凍装置または空気調節装置へと導入する様々なその他の方法が文献には記載されている。
【００６１】
ＵＶ蛍光染料を冷媒自体に溶解させて、冷凍装置または空気調節装置へと導入するのに特別な方法を必要としないのが理想的である。本発明は、冷媒においてシステムに導入されるＵＶ蛍光染料を含む組成物に関する。本発明の組成物によって、溶液中に染料を維持しながら、低温であっても染料含有冷媒を保管および搬送することができる。
【００６２】
冷媒を含む本発明の組成物において、組み合わせた組成物の約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重量パーセントであるＵＶ蛍光染料および可溶化剤は、冷媒中にある可溶化剤である。本発明の組成物において、ＵＶ蛍光染料は、冷媒中約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。
【００６３】
一般的に用いられている冷凍システム添加剤を任意選択で、所望であれば、性能およびシステム安定性を高めるために本発明の組成物に加えてもよい。これらの添加剤は冷凍分野で知られており、耐摩耗剤、極圧潤滑剤、耐食および酸化防止剤、金属表面不活性剤、遊離基捕捉剤、抑泡剤等が挙げられるが、これらに限られるものではない。一般に、これらの添加剤は全体の組成物に対して、少量で本発明の組成物中に存在している。一般的に、各添加剤の約０．１重量パーセント未満から約３重量パーセントまでの濃度で用いられる。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。これらの添加剤としては、ブチル化トリフェニルホスフェート（ＢＴＰＰ）やその他のアルキル化トリアリールホスフェートエステル類、例えば、Ａｋｚｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製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ＥＰ（極圧）潤滑性添加剤のトリアリールホスフェート系列の部類が挙げられる。更に、金属ジアルキルジチオホスフェート（例えば、ジアルキルジチオリン酸亜鉛（すなわちＺＤＤＰ）、Ｌｕｂｒｉｚｏｌ１３７５およびこの系列の化学薬品のその他部類を本発明の組成物に用いてもよい。その他の耐摩耗性添加剤としては、天然油およびＳｙｎｅｒｇｏｌ  ＴＭＳ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｌｕｂｉｃａｎｔｓ）のような非対称ポリヒドロキシル潤滑性添加剤が挙げられる。同様に、酸化防止剤、遊離基捕捉剤および水捕捉剤のような安定化剤を用いてもよい。この部類の化合物としては、ブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）およびエポキシドが挙げられるがこれらに限られるものではない。
【００６４】
ケトン類のような可溶化剤は、悪臭マスキング剤や香料の添加によりマスクできる不快な悪臭を有していることがある。悪臭マスキング剤または香料の代表例としては、全て市販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、同様にｄ−リモネンおよびピネンが挙げられる。かかる悪臭マスキング剤は、悪臭マスキング剤および可溶化剤を組み合わせた重量に基づいて約０．００１重量％から約１５重量％の濃度で用いてよい。
【００６５】
本発明は更に、冷凍装置または空気調節装置における紫外線蛍光染料、および任意選択で可溶化剤を更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、冷媒または伝熱流体組成物を冷凍装置または空気調節装置へ導入することを含む。これは、可溶化剤の存在下で、ＵＶ蛍光染料を冷媒または伝熱流体組成物に溶解し、その混合物を装置へ導入することにより行ってよい。あるいは、これは、可溶化剤およびＵＶ蛍光染料を混合し、該混合物を、冷媒および／または伝熱流体を含有する冷凍装置または空気調節装置へ導入することにより行ってもよい。得られる組成物は、冷凍装置または空気調節装置で用いてよい。
【００６６】
本発明は更に、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によって、冷凍装置または空気調節装置における冷媒の漏洩を検出することができる。漏洩検出は、装置またはシステムの非効率な操作あるいは装置故障に対処、解決または防止する補助となる。漏洩検出はまた、装置の操作で用いる化学物質を含有させるのにも役立つ。
【００６７】
本方法は、冷媒、本明細書に記載した紫外線蛍光染料、および任意選択で本明細書に記載した可溶化剤を含む組成物を、冷凍装置および空気調節装置に提供する工程と、ＵＶ蛍光染料含有冷媒を検出する好適な手段を用いる工程とを含む。好適な手段としては、「ブラックライト」または「ブルーライト」と呼ばれることの多い紫外線ランプが挙げられるが、これに限られるものではない。かかる紫外線ランプは、この目的用に設計された様々な供給源より市販されている。紫外線蛍光染料含有組成物を、冷凍装置または空気調節装置に導入し、システム全体に循環させると、該紫外線ランプで装置を照らし、漏洩点近傍の染料を蛍光を観察することにより、漏洩を見出すことができる。
【００６８】
本発明は更に、冷凍または加熱用の本発明の組成物を用いる方法に関し、冷却される物体の近傍で該組成物を蒸発させた後に、該組成物を凝縮することによって冷凍する工程を含む、または加熱される物体の近傍で該組成物を凝縮させた後に、該組成物を蒸発することによって加熱する工程を含む。
【００６９】
機械的冷凍は、主に、熱力学の適用であり、冷媒のような冷却媒体がサイクル全体を通り、再利用のために回収できる。一般的に用いられるサイクルとしては、蒸気圧縮、吸収、スチームジェットまたはスチームエジェクタおよび空気が挙げられる。
【００７０】
蒸気圧縮冷凍システムとしては、蒸発器、圧縮機、凝縮器および膨張装置が挙げられる。蒸気圧縮サイクルは、複数の工程で冷媒を再利用して、ある工程で冷却効果を与え、異なる工程で加熱効果を与える。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、膨張装置を通して蒸発器に入り、液体冷媒は、蒸発器において低温で沸騰して、ガスを形成して冷却がなされる。低圧ガスが、圧縮機に入り、そこで、ガスが圧縮されて、その圧力と温度が上がる。高圧（圧縮）ガス状冷媒が凝縮器に入り、冷媒は凝縮され、その熱が環境に放出される。冷媒は、膨張装置に戻って、液体は、凝縮器において高圧レベルから、蒸発器において低圧レベルまで膨張して、サイクルを繰り返す。
【００７１】
冷凍用途に用いられる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応じて、レシプロ、ロータリ、ジェット、遠心、スクロール、スクリューまたは軸流か、あるいは、機械的要素が圧縮される流体でどのように作用するかに応じて、ポジティブ・ディスプレース（例えば、レシプロ、スクロールまたはスクリュー）またはダイナミック（例えば、遠心またはジェット）に分類することができる。
【００７２】
ポジティブ・ディスプレースかダイナミック圧縮機のいずれかを本発明の方法に用いてよい。遠心タイプの圧縮機が、本発明の冷媒組成物に好ましい装置である。
【００７３】
遠心圧縮機は、回転要素を用いて、冷媒を放射状に加速するものであり、一般的に、ケースに収められたインペラとディフューザを含んでいる。遠心圧縮機は、通常、インペラアイまたは循環インペラの中央入口で流体を取り、放射状に外側に加速する。静圧上昇がインペラで生じるが、圧力上昇の大半は、ケーシングのディフューザ部分で生じ、速度が静圧に変換される。各インペラ−ディフューザセットは、圧縮機のステージである。遠心圧縮機は、所望の最終圧力および取り扱う冷媒の容積に応じて、１〜１２以上の段階で構築される。
【００７４】
圧縮機の圧力比または圧縮比は、絶対吐出圧対絶対入口圧力の比である。遠心圧縮機により与えられた圧力は、比較的広範囲の体積にわたって実質的に一定である。
【００７５】
ポジティブ・ディスプレース圧縮機は、蒸気をチャンバへ引き、チャンバは体積が減少して蒸気が圧縮される。圧縮後、チャンバの体積をゼロまたは略ゼロまで更に減少することにより、チャンバから蒸気が押される。ポジティブ・ディスプレース圧縮機は圧力を増大させることができ、これは、圧力に耐える部品の体積効率および強度によってのみ制限される。
【００７６】
ポジティブ・ディスプレース圧縮機とは異なり、遠心圧縮機は、高速インペラの遠心力に完全に頼ってインペラを通過する蒸気を圧縮する。ポジティブ・ディスプレースはないが、動的圧縮と呼ばれるものである。
【００７７】
遠心圧縮機が出す圧力は、インペラの先端速度に応じて異なる。先端速度は、その先端で測定したインペラの速度であり、インペラの直径および１分当たりのその回転に関係している。遠心圧縮機の能力は、インペラを通る通路のサイズによって決まる。このため、圧縮機のサイズは、能力よりも、必要とされる圧力の方に存する。
【００７８】
その高速操作ゆえ、遠心圧縮機は、基本的に、高体積、低圧力機である。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好に動作する。
【００７９】
大きな遠心圧縮機は、１分間当たり３０００〜７０００の回転（ｒｐｍ）で一般的に操作される。小さなタービン遠心圧縮機は、約４０，０００〜約７０，０００（ｒｐｍ）の高速用に設計されており、小さなインペラサイズ、一般的には０．１５メートル未満である。
【００８０】
多段インペラを遠心圧縮機に用いて、圧縮機効率が改善されると、使用中に必要とする電力が少なくて済む。操作における２段システムについて、第１段インペラの放出は、第２のインペラの吸気へ進む。両インペラは、単一シャフト（または軸）の使用により操作してもよい。各段は、約４：１の圧縮比とする、すなわち、絶対吐出圧は、絶対吸込圧力の４倍とすることができる。自動車用途についてのこのケースにおける２段遠心圧縮システムの一例は、ここに参考文献として組み込まれる米国特許公報（特許文献３）に記載されている。
【００８１】
遠心圧縮機を用いる冷凍または空気調節システムに用いるのに好適な本発明の組成物は、以下のうち少なくとも１つを含む。
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびＮ−（ジフルオロメチル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび１，１，１，２，２−ペンタフルオロ−２−［（ペンタフルオロエチル）チオ］エタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび１，１−ジクロロエタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびトランス−１，２−ジクロロエチレン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびアセトン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびジイソプロピルエーテル、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび１，２−ジメトキシエタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびジメトキシメタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび１，１−ジメトキシエタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびエタノール、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびギ酸エチル、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびイソプロパノール、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびメタノール、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび酢酸メチル、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびギ酸メチル、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル、または
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびｎ−プロパノール。
【００８２】
これらの上に挙げた組成物はまた、多段遠心圧縮機、好ましくは２段遠心圧縮装置に用いるのにも好適である。
【００８３】
本発明の組成物は、定置空気調節、ヒートポンプまたは可動空気調節および冷凍システムに用いてもよい。定置空気調節およびヒートポンプ用途としては、窓、ダクトレス、ダクト有り、パッケージターミナル、チラーおよびパッケージルーフトップをはじめとする市販のものが挙げられる。冷凍用途としては、家庭用冷蔵庫および冷凍庫、冷凍機、自蔵式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、ならびに搬送冷凍システムが挙げられる。
【００８４】
本発明の組成物は、フィンおよび管熱交換器、マイクロチャネル熱交換器および垂直または水平シングル・パス管またはプレートタイプ熱交換器を用いる、空気調節、加熱および冷凍システムに更に用いてもよい。
【００８５】
従来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なものではない。低操作圧力および密度によって、全コンポーネントにおいて高流速および高摩擦損失となる。これらのケースにおいて、蒸発器の設計を修正してもよい。直列接続のいくつかのマイクロチャネルスラブよりも（冷媒経路に関して）、シングル・スラブ／シングル・パス熱交換器構成を用いてもよい。従って、本発明の低圧冷媒について好ましい熱交換器は、シングル・スラブ／シングル・パス熱交換器である。
【００８６】
２段圧縮システムに加えて、シングル・スラブ／シングル・パス熱交換器を用いる冷凍または空気調節システムに用いるには本発明の以下の組成物が好適である。
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびＮ−（ジフルオロメチル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび１，１，１，２，２−ペンタフルオロ−２−［（ペンタフルオロエチル）チオ］エタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび１，１−ジクロロエタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびトランス−１，２−ジクロロエチレン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびアセトン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびジイソプロピルエーテル、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび１，２−ジメトキシエタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびジメトキシメタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび１，１−ジメトキシエタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびエタノール、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびギ酸エチル、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびｎ−ヘプタン、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびイソプロパノール、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびメタノール、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよび酢酸メチル、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびギ酸メチル、
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル、および
１，１，１，２，２，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−（トリフルオロメチル）−３−ペンタノンおよびｎ−プロパノール。
【００８７】
本発明の組成物は、自動およびウィンドウ空気調節またはヒートポンプその他用途に用いることのできる小さなタービン遠心圧縮機に特に有用である。これらの高効率小型遠心圧縮機は、電気モータにより駆動してもよいため、エンジン速度からは独立して操作することができる。一定の圧縮機速度によって、全てのエンジン速度で、比較的一定の冷却能力をシステムに与えることができる。これによって、従来のＲ−１３４ａ自動車空気調節システムに比べて、特に、より速いエンジン速度で効率を改善できる可能性がある。速い駆動速度の従来のシステムのサイクル操作を考慮に入れると、これらの低圧システムの利点はより大きくなる。
【００８８】
本発明の低圧冷媒流体のいくつかは、既存の遠心装置において、ＣＦＣ−１１３のドロップイン代替として好適である。
【００８９】
本発明は、本発明の組成物を、冷却される物体の近傍で蒸発させる工程と、その後に該組成物を凝縮する工程とを含む冷凍を発生させるための方法に関する。
【００９０】
本発明は更に、本発明の組成物を、加熱される物体の近傍で凝縮させる工程と、その後該に組成物を蒸発する工程とを含む熱を発生させるための方法に関する。
【００９１】
本発明は更に、本発明の組成物を伝熱流体として作用させて、熱をヒートソースからヒートシンクまで輸送する方法に関する。該伝熱方法は、本発明の組成物をヒートソースからヒートシンクまで輸送する工程を含む。
【００９２】
伝熱流体を用いて、放射、伝導または対流により、ある空間、位置、対象物または物体から、異なる空間、位置、対象物または物体へ熱を輸送、移動または除去する。伝熱流体は、遠隔冷凍（または加熱）システムから冷却（または加熱）の輸送手段を提供することにより、二次冷却剤として機能する。あるシステムにおいては、伝熱流体は、輸送プロセス全体にわたって一定の状態に留まる（すなわち、蒸発または凝縮しない）。あるいは、蒸発冷却プロセスは、伝熱流体を用いてもよい。
【００９３】
ヒートソースは、熱の輸送、移動または除去が望ましい空間、位置、対象物または物体として定義される。ヒートソースとしては、スーパーマーケットの冷蔵庫やフリーザー、空気調節を必要とするビルスペース、または空気調節を必要とする自動車の車室のような冷凍または冷却を必要とする空間（開放または密閉）が例示される。ヒートシンクは、熱を吸収可能な空間、位置、対象物または物体と定義される。蒸気圧縮冷凍システムがかかるヒートシンクの一例である。
【実施例】
【００９４】
（実施例１）
（蒸気漏れの影響）
初期の組成物を指定された温度で容器に充填し、組成物の初期蒸気圧を測定する。５０重量パーセントの初期組成物が除去されるまで、温度を一定に保ちながら、組成物を容器から漏洩させ、このときの容器に残った組成物の蒸気圧を測定する。結果を以下の表5にまとめてある。
【００９５】
【表６】
2008500435.tif 000008
【００９６】
【表７】
2008500435.tif 000009
【００９７】
【表８】
2008500435.tif 000010
【００９８】
【表９】
2008500435.tif 000011
【００９９】
結果によれば、本発明の組成物について、元の組成物と５０重量パーセントを除去した後に残る組成物の蒸気圧の差が約１０パーセント未満であるということが分かる。これは、本発明の組成物が共沸または共沸様であることを示している。共沸物が存在する場合、データによれば、本発明の組成物は、いずれかの純粋な成分の蒸気圧よりも高い初期蒸気圧を有することを示している。
【０１００】
（実施例２）
（先端速度対発現圧力）
先端速度は、遠心圧縮機を用いる冷凍装置についていくつかの基本的な関係を作ることにより推定することができる。インペラが理想的にはガスに与えるトルクは、次の通り定義される。
Ｔ＝ｍ＊（ｖ２＊ｒ２−ｖ１＊ｒ１）（式１）、
式中、
Ｔ＝トルク、Ｎ＊ｍ、
ｍ＝フローの質量レート、ｋｇ／ｓ、
ｖ２＝インペラを離れる冷媒の接線速度（先端速度）、ｍ／ｓ、
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／ｓ、
ｒ１＝入口インペラの半径、ｍ。
【０１０１】
冷媒が実質的に放射方向でインペラに入ると仮定すると、速度の接線成分ｖ１＝０であるため、
Ｔ＝ｍ＊ｖ２＊ｒ２（式２）
である。
【０１０２】
シャフトに必要な電力は、トルクと回転速度の積である。
Ｐ＝Ｔ＊ｗ（式３）、
式中、
Ｐ＝電力、Ｗ、
ｗ＝回転速度、ｒｅｚ／ｓ、
従って、
Ｐ＝Ｔ＊ｗ＝ｍ＊ｖ２＊ｒ２＊ｗ（式４）
である。
【０１０３】
低い冷媒流量で、インペラの先端速度と冷媒の接線速度は、略同一である。従って、
ｒ２＊ｗ＝ｖ２（式５）
および
Ｐ＝ｍ＊ｖ２＊ｖ２（式６）
である。
【０１０４】
理想的な電力についての他の式は、フローの質量レートと圧縮の等エントロピー動作の積である。
Ｐ＝ｍ＊Ｈｉ＊（１０００Ｊ／ｋＪ）（式７）、
式中、
Ｈｉ＝蒸発条件での飽和蒸気から飽和凝縮条件までの冷媒のエンタルピーの差、ｋＪ／ｋｇ。
【０１０５】
２つの式６および７を組み合わせると、
ｖ２＊ｖ２＝１０００＊Ｈｉ（式８）
である。
【０１０６】
式８は、いくつかの基本的な仮定に基づいているが、インペラの先端速度は良好に見積もられ、冷媒の先端速度を比較するのに重要なやり方である。
【０１０７】
下記の表６によれば、１，２，２−トリクロロトリフルオロエタン（ＣＦＣ−１１３）と本発明の組成物について計算された理論的な先端速度が示されている。この比較で仮定した条件は次の通りである。
蒸発温度４０．０°Ｆ（４．４°Ｃ）、
凝縮温度１１０．０°Ｆ（４３．３°Ｃ）、
液体サブクール温度１０．０°Ｆ（５．５°Ｃ）、
戻りガス温度７５．０°Ｆ（２３．８°Ｃ）、
圧縮機効率７０％。
【０１０８】
これらは、小さなタービン遠心圧縮機の代表的な条件である。
【０１０９】
【表１０】
2008500435.tif 000012
【０１１０】
実施例によれば、本発明の化合物は、ＣＦＣ−１１３の約±２０パーセント以内の選択速度を有しており、最小の圧縮機設計変更でＣＦＣ−１１３の有効な代替品となることが分かる。最も好ましい組成物の先端速度はＣＦＣ−１１３の約±１０パーセント以内である。
【０１１１】
（実施例３）
（性能データ）
表７に、ＣＦＣ−１１３に比べた様々な冷媒の性能を示す。データは、以下の条件に基づくものである。
蒸発温度４０．０°Ｆ（４．４°Ｃ）、
凝縮温度１１０．０°Ｆ（４３．３°Ｃ）、
サブクール温度１０．０°Ｆ（５．５°Ｃ）、
戻りガス温度７５．０°Ｆ（２３．８°Ｃ）、
圧縮機効率７０％。
【０１１２】
【表１１】
2008500435.tif 000013
【０１１３】
データによれば、本発明の組成物は、ＣＦＣ−１１３と同様の蒸発器および凝縮器圧力を有していることが分かる。いくつかの組成物はまた、ＣＦＣ−１１３より高い能力および／またはエネルギー効率（ＣＯＰ）も有している。
【国際調査報告】
2008500435.tif 000015
2008500435.tif 000016