(57)【要約】  本発明は、(i)50℃以上の沸点を有する少なくとも1つの炭化水素系流体、及び(ii)式（I）：RF-L-RH (I)[式中、RFは、過フッ化または部分的にフッ化された基であり、RHは、炭化水素基であり、Lはリンカーである]に相当する少なくとも1つの難燃剤を含む、電気自動車またはハイブリッド車の推進システムを冷却するための組成物に関する。本発明はまた、式（I）の少なくとも1つの難燃剤の、電気自動車またはハイブリッド車の推進システム、特にそのパワーエレクトロニクス及びそのバッテリーを冷却して耐着火特性を付与するための組成物中における使用であって、前記冷却組成物が、50℃以上の沸点を有する少なくとも1つの炭化水素系流体を含む使用に関する。最後に、本発明は、電気自動車またはハイブリッド車の推進システムの少なくとも1つのバッテリーを冷却及び防火するための方法であって、少なくとも1つのバッテリーを、本発明による組成物と接触させて配置する少なくとも1つの工程を含む方法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気自動車またはハイブリッド車の推進システム、特にそのパワーエレクトロニクス及びそのバッテリーを冷却するための組成物であって、
（i）50℃以上の沸点を有する少なくとも1つの炭化水素系流体；及び
（ii）式（I）：
RF-L-RH   (I)
[式中、
RFは、過フッ化または部分的にフッ化された基であり、特に1から22、好ましくは1から20、さらに好ましくは1から16の炭素原子を含み、
RHは、炭化水素基であり、特に1から22、好ましくは1から20、さらに好ましくは1から16の炭素原子を含み、
Lはリンカーである]
に相当する少なくとも1つの難燃剤
を含む組成物。
【請求項２】
RHが、3から22の炭素原子、好ましくは3から18、例えば5から15、さらには10から15の炭素原子を含み、50℃以上の沸点を有する少なくとも1つの炭化水素系流体が、組成物中に、この組成物全質量に対して80質量％以上、好ましくは80質量％から99.5質量％の含有量で存在することを特徴とする、請求項1に記載の組成物。
【請求項３】
炭化水素系流体が、50℃から350℃、特に60℃から250℃、さらには80℃から200℃の沸点を有することを特徴とする、請求項1または2に記載の組成物。
【請求項４】
炭化水素系流体が、炭化水素系流体の全質量に対して90質量％以上の生物由来の炭素の含有量を有することを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項５】
炭化水素系流体が完全に飽和されていること、好ましくは、炭化水素系流体の成分が、12から30の炭素原子、好ましくは13から19の炭素原子、より好ましくは14から18の炭素原子を含むイソパラフィンから選択されることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項６】
炭化水素系流体が、炭化水素系流体の全質量に対して90質量％以上、特に95質量％以上、さらに有利には98質量％以上のイソパラフィンの含有量を有することを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項７】
炭化水素系流体が、生物由来の脱酸素化且つ／または異性化された原料の、80℃から180℃の温度及び50バールから160バールの圧力での触媒水素化のプロセスによって得られることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項８】
炭化水素系流体が、炭化水素系流体の全質量に対して98質量％から100質量％のイソパラフィン含有量、及び40℃において5cSt以下、好ましくは4cSt以下、より好ましくは3.5cSt以下の動粘度を有することを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項９】
RFが、窒素原子及び酸素原子から選択される1または2のヘテロ原子で任意に中断された、過フッ化または部分的にフッ化された（C1-C16）アルキル基であり、RHが、（C1-C15）アルキル、特に（C3-C15）アルキル、または（C2-C15）アルケニル基であり、前記基は、炭化水素系の環、例えば（C3-C6）シクロアルキル、フェニル、またはベンジル基で任意に置換されていることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１０】
リンカーLが、以下の二価の基：-CH2-、-CH=CH-、-O-、-S-、または-PO4-から選択されることを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１１】
式（I）の難燃剤が、組成物の全質量に対して0.5質量%から40質量%の含有量、特に、2質量%から30質量%、さらには2質量%から20質量%、有利には3質量%から10質量%の含有量で存在することを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１２】
炭化水素系流体の全質量に対して90質量％以上、特に95質量％以上、さらに有利には98質量％以上のイソパラフィンの含有量を有する少なくとも1つの炭化水素系流体、式（I）の少なくとも1つの難燃剤、及び任意の、少なくとも1つのリン系フリーラジカル阻害剤を含むことを特徴とする、請求項1から11のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１３】
炭化水素系流体の全質量に対して98質量％から100質量％のイソパラフィンの含有量を有し、40℃における動粘度が5cSt以下、好ましくは4cSt以下、より好ましくは3.5cSt以下である、少なくとも1つの炭化水素系流体、式(I)の少なくとも1つの難燃剤、及び任意のリン系フリーラジカル阻害剤を含むことを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１４】
式（I）：
RF-L-RH   (I)
[式中、
RFは、過フッ化または部分的にフッ化された基であり、特に1から22、好ましくは1から20、さらに好ましくは1から16の炭素原子を含み、
RHは、炭化水素基であり、特に1から22、好ましくは1から20、さらに好ましくは1から16の炭素原子を含み、
Lはリンカーである]
に相当する少なくとも1つの難燃剤の、電気自動車またはハイブリッド車の推進システム、特にそのパワーエレクトロニクス及びそのバッテリーを冷却して耐着火特性を付与するための組成物中における使用であって、前記冷却組成物が、50℃以上の沸点を有する少なくとも1つの炭化水素系流体を含む、使用。
【請求項１５】
電気自動車またはハイブリッド車の推進システムの少なくとも1つのバッテリーを冷却及び防火するための方法であって、少なくとも1つのバッテリー、特にリチウムイオンバッテリーまたはニッケルカドミウムバッテリーを、請求項1から13のいずれか一項に記載の組成物と接触させて配置する少なくとも1つの工程を含む方法。
【請求項１６】
前記少なくとも1つのバッテリーが、前記組成物中に浸漬または半浸漬されて、静的または循環状態であるか、あるいは、前記組成物が、加圧された前記組成物を用いた噴射、ジェット、噴霧、またはミストの形成、及びバッテリーにかかる重力によって、バッテリーと直接接触して配置されることを特徴とする、請求項15に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車またはハイブリッド車の推進システム、より詳しくは、バッテリー及びパワーエレクトロニクスのための冷却組成物の分野に関する。本発明による組成物はまた、耐着火性を有する。換言すれば、本発明は、電気自動車またはハイブリッド車のバッテリーを、冷却するのみならず火の伝播を遅延させるか防止することのできる流体により冷却するための手段を提案するものである。
【背景技術】
【０００２】
CO2排出量の削減のみならず、エネルギー消費量の削減のための国際的な基準の変更のため、自動車製造業者は、燃焼エンジンに代わる解決策を提案しようとしている。
【０００３】
自動車製造業者によって確認された解決策の一つは、燃焼エンジンを電気モータに置き換えることである。このように、CO2排出量の削減を目的とした研究は、かなりの数の自動車製造業者による電気自動車の開発をもたらしている。
【０００４】
本発明の目的のためには、「電気自動車」なる語は、電気モータを唯一の推進手段として備える自動車を意味しており、燃焼エンジンと電気モータとを、推進のための組み合わせ手段として備えるハイブリッド車とは対照的である。
【０００５】
本発明の目的のためには、「推進システム」なる語は、電気自動車を推進するために必要な機械部品を含むシステムを意味する。したがって、推進システムは、より具体的には、電気モータ、または回転子-固定子（rotor-stator）アセンブリ、パワーエレクトロニクス（速度の調整専用）、トランスミッション、及びバッテリーを包含する。
【０００６】
本発明による冷却組成物は、バッテリーの安全性を確保すると同時に、バッテリーを冷却する。
【０００７】
従って、本発明による組成物は、冷却剤と耐着火剤との両方として作用する。
【０００８】
電気推進システムは、その作動中に、電気モータ、パワーエレクトロニクス、及びバッテリーを介して熱を発生する。発生する熱の量が、通常環境に放散される熱の量よりも大きいため、電気モータ、パワーエレクトロニクス、及びバッテリーの冷却を確実に行う必要がある。一般的に、冷却が、推進システムの熱を発生するいくつかの部品及び／または前記システムの感熱性部品で行われて、危険な温度に達することが回避されるが、とりわけパワーエレクトロニクス及びバッテリーで行われる。
【０００９】
従来、電気モータを、空気または水で、任意にグリコールと組み合わせて冷却することは既知である。これらの冷却方法は、電気自動車及びハイブリッド車の推進システムの新たな進化に関して、最適でないか、または不十分でさえある。
【００１０】
さらにまた、モータのこうした冷却は、バッテリー及びパワーエレクトロニクスの冷却それ自体の提供を免除するものではなく、以下に詳説する通り、バッテリー及びパワーエレクトロニクスは制御可能であることが望ましい熱を発生しうる。
【００１１】
特に工業用途のための油性流体を含む流体中に使用することのできる難燃剤もまた既知である。
【００１２】
しかしながら、所定の実質的に不燃性の油は、一般的に重質ハロゲン化化合物、例えばポリクロロトリフルオロエチレン（PCTFE）を含む。さらに、エーテルまたはケトンタイプの所定の過フッ化有機流体もまた、電気自動車の推進システムのための冷却液として既知である。
【００１３】
これらのハロゲン化化合物は非常に高価であり、その使用は、規制及び環境上の理由から好まれない。さらにまた、これらのハロゲン化化合物は、高密度であってバッテリーの質量を増加させ、最終的には、自動車の自律性を低下させることになる。
【００１４】
冷却システムが電気自動車またはハイブリッド車の推進システムの潤滑剤の分野において既知であるにもかかわらず、バッテリーのセルにおける過熱の危険性は完全には排除できず、爆発及びバッテリー全体の発火をもたらす可能性があり、これは「暴走効果」として既知である。これは特に、本発明の文脈で特に対象とされるLiイオンバッテリーまたはNi-Cdバッテリーの機能において懸念されうることである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】国際公開第97/21425号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、正確には、推進システムの上記バッテリー及びパワーエレクトロニクスの冷却を満足させる一方で、同時に他方では、バッテリー、特にリチウムイオン（Liイオン）バッテリーまたはニッケルカドミウム（Ni-Cd）バッテリーの安全性を、耐着火性を付与することによって確保するための新規な組成物を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
より詳細には、本発明者らは、電気自動車またはハイブリッド車の推進システムのバッテリー及びパワーエレクトロニクスのための冷却機能と耐着火機能との両方を、少なくとも１つの難燃剤、特に、以下に定義される式（I）のフルオロ難燃剤を、沸点が50℃以上である炭化水素系流体中で使用することによって、確保できることを見出した。
【発明の効果】
【００１８】
かくして生成された組成物は、バッテリー及びパワーエレクトロニクスと直接接触させてこれらを冷却することができる一方で、同時に、前記バッテリーの暴走の際には、より高い安全性を確保することができる。
【００１９】
しかるに、その第一の態様によれば、本発明は、電気自動車またはハイブリッド車の推進システム、特にそのパワーエレクトロニクス及びそのバッテリーを冷却するための組成物であって、
（i）50℃以上の沸点を有する少なくとも1つの炭化水素系流体；及び
（ii）式（I）：
RF-L-RH   (I)
[式中、
RFは、過フッ化または部分的にフッ化された基であり、特に1から22、好ましくは1から20、さらに好ましくは1から16の炭素原子を含み、
RHは、炭化水素基であり、特に1から22、好ましくは1から20、さらに好ましくは1から16の炭素原子を含み、
Lはリンカーである]
に相当する少なくとも1つの難燃剤を含む組成物に関する。
【００２０】
本発明はまた、式（I）：
RF-L-RH   (I)
[式中、
RFは、過フッ化または部分的にフッ化された基であり、特に1から22、好ましくは1から20、さらに好ましくは1から16の炭素原子を含み、
RHは、炭化水素基であり、特に1から22、好ましくは1から20、さらに好ましくは1から16の炭素原子を含み、
Lはリンカーである]
に相当する少なくとも1つの難燃剤の、電気自動車またはハイブリッド車の推進システム、特にそのパワーエレクトロニクス及びそのバッテリーを冷却して耐着火特性を付与するための組成物中における使用に関し、前記冷却組成物は、50℃以上の沸点を有する少なくとも1つの炭化水素系流体を含むものである。
【００２１】
とりわけ、かくして補足された冷却組成物は、電気自動車のバッテリー、特にLiイオンバッテリーまたはNi-Cdバッテリーに直接接触して配置されることが企図され、これらバッテリーは特に前記の補足された冷却組成物もしくは本発明による組成物中に浸漬または半浸漬されて静的または循環状態であり、あるいはまた、オイルスプレー、ジェット、またはミストの形態で直接噴霧されることが企図されている。
【００２２】
フルオロ化合物、特にジブロックフルオロ化合物の形態のものは、国際公開第97/21425号に記載されている。しかし、これらのフルオロ化合物は、エマルション中において油性化合物の生物学的利用能及び有効性を制御するための分散剤として記載されている。本発明による応用は、この文献中には記載も示唆もされていない。
【００２３】
本発明による組成物は、有利にはミセル溶液の形態であり、電気自動車またはハイブリッド車に存在するバッテリー及びパワーエレクトロニクスを効率的に冷却することを可能にする。
【００２４】
また、本発明による組成物は、こうした電気自動車またはハイブリッド車のバッテリーのセルの1つが発火した際にも、熱暴走を、または火の伝播さえも、遅延させるかまたは防止することを可能にする。
【００２５】
したがって、本発明によるこの独特な組成物は、電気自動車またはハイブリッド車のバッテリー、特にLiイオンバッテリーまたはNi-Cdバッテリーの爆発及び／または発火の際に、火の伝播を遅延させ、且つ／または防止することによって、パワーエレクトロニクス及びバッテリーの冷却及び火からの保護の両方を確実にすることを可能にする。
【００２６】
本発明はまた、電気自動車またはハイブリッド車の推進システムの少なくとも1つのバッテリーを冷却及び防火するためのプロセスに関し、少なくとも1つのバッテリー、特にリチウムイオンバッテリーまたはニッケルカドミウムバッテリーを、本発明による組成物と接触させて配置する少なくとも1つの工程を含む。
【００２７】
本発明による組成物の使用の別の特徴、変形、及び利点は、本発明の非限定的な例示として与えられる以下の説明を読み、図面を参照することにより、いっそう明らかになるであろう。
【００２８】
本発明の文脈では、「難燃剤」、「防火の提供」をすることができる、「防火剤」、「火の伝播の遅延及び／または防止」、あるいは「耐着火性」なる語を互換的に使用することができる。これらの用語はすべて、特に過熱の後に起こる爆発または発火の際に対象物を安全にする性能を備えた化合物について述べるものである。
【００２９】
後続の本文中では、「...と...の間」、「...から...の範囲」、及び「...から...までの値」なる表現は同等であり、特記のない限り、限界値が含まれる意味を企図する。
【００３０】
「1つを含む」なる表現は、特記のない限り「少なくとも1つを含む」と同義であると理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図1は、電気またはハイブリッドの推進システムの略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
組成物
炭化水素系流体
上記の通り、本発明による電気自動車またはハイブリッド車の推進システムのための冷却組成物は、50℃超の沸点を有する少なくとも1つの炭化水素系流体を含む。
【００３３】
本発明の特段の実施態様によれば、炭化水素系流体は、50℃から350℃、特に60℃から250℃、さらには80℃から200℃の沸点を有する。
【００３４】
好ましくは、本発明による炭化水素系流体は、炭化水素系流体の全質量に対して90質量％以上の、生物由来の炭素の含有量を有する。
【００３５】
本発明の目的のために、「炭化水素系流体」なる語は、飽和または不飽和の直鎖状炭化水素分子であって、芳香族基または環状基、またはヘテロ原子をさらに含んでいてよい分子を含む、任意の流体を意味する。
【００３６】
有利には、本発明による炭化水素系流体は、少なくとも8の炭素原子、例えば8から22の炭素原子、好ましくは15から22の炭素原子を含む炭化水素である。例えば、これは、C8-C22、好ましくはC15-C22のアルカンであってよい。
【００３７】
有利には、本発明による炭化水素系流体は完全に飽和している。好ましくは、炭化水素系流体の成分は、12から30の炭素原子、好ましくは13から19の炭素原子、より好ましくは14から18の炭素原子を含むイソパラフィンから選択される。
【００３８】
本発明による冷却組成物は、有利には、50質量％以下の含有量のイソヘキサデカンを含む。
【００３９】
本発明の特段の実施態様によれば、炭化水素系流体は、アルカン、または非環状鎖を担持する飽和直鎖状炭化水素分子、特に12から30の炭素原子を有するものを、炭化水素系流体の全質量に対して80質量％から100質量％、さらには90質量％から100質量％、例えば95質量％から100質量％の含有量で含む。
【００４０】
本発明の文脈において、「パラフィン」なる語は、直鎖状炭化水素（「ノルマルパラフィン」としても既知）または分枝鎖状炭化水素（「イソパラフィン」としても既知）を意味する。
【００４１】
ヘテロ原子としては、本発明の文脈では、特に窒素及び酸素を挙げることができる。
【００４２】
本発明の特段の実施態様によれば、炭化水素系流体は、炭化水素系流体の全質量に対して、90質量％から100質量％のイソパラフィンを含み、0質量％から10質量％のノルマルパラフィンの含有量、及び90質量％以上の生物由来の炭素の含有量を有する。
【００４３】
炭化水素系流体は、有利には、炭化水素系流体の全質量に対して90質量％以上、特に95質量％以上、さらに有利には98質量％以上のイソパラフィンの含有量を有する。
【００４４】
本発明の一実施態様によれば、炭化水素系流体中に存在するイソパラフィンは、12から30の炭素原子、好ましくは13から19の炭素原子、さらに好ましくは14から18の炭素原子を含む。
【００４５】
炭化水素系流体は、有利には、炭化水素系流体の全質量に対して、10質量％以下、好ましくは5質量％以下、さらに好ましくは2質量％以下のノルマルパラフィンの含有量を有する。
【００４６】
イソパラフィンは、有利には非環状イソパラフィンである。好ましくは、炭化水素系流体は、少なくとも12/1、より好ましくは少なくとも15/1、より好ましくは少なくとも20/1の、イソパラフィンのノルマルパラフィンに対する質量比を有する。さらに特段の実施態様によれば、炭化水素系流体は、ノルマルパラフィンを全く含まない。
【００４７】
一実施態様によれば、炭化水素系流体は、好ましくは90質量％から100質量％のイソパラフィンの含有量と0から10質量％のノルマルパラフィンの含有量とを含み、好ましくは、イソパラフィンの95質量％から100質量％が、12から30の炭素原子、好ましくは12から24の炭素原子、より好ましくは12から22の炭素原子を含むアルカンから選択される。
【００４８】
特定の実施態様によれば、本発明による炭化水素系流体は、その大部分、すなわち90質量％超を、14から18の炭素原子を含む分子、すなわちイソパラフィンなどが占める。
【００４９】
別の実施態様によれば、本発明による炭化水素系流体は、C15イソパラフィン、C16イソパラフィン、C17イソパラフィン、C18イソパラフィン、及びこれらの2つ以上の混合物からなる群より選択されるイソパラフィンを、60質量％から95質量％、好ましくは80質量％から98質量％含む。
【００５０】
一実施態様によれば、炭化水素系流体は、
・炭素原子15を含むイソパラフィン及び炭素原子16を含むイソパラフィンを、炭化水素系流体の全質量に対して80質量％から98質量％の合計量で、または
・炭素原子16を含むイソパラフィン、炭素原子17を含むイソパラフィン、及び炭素原子18を含むイソパラフィンを、炭化水素系流体の全質量に対して80質量％から98質量％の合計量で、または
・炭素原子17を含むイソパラフィン及び炭素原子18を含むイソパラフィンを、炭化水素系流体の全質量に対して80質量％から98質量％の合計量で、
含む。
【００５１】
本発明の好ましい実施態様によれば、炭化水素系流体は、炭素原子17を含むイソパラフィン及び炭素原子18を含むイソパラフィンを、炭化水素系流体の全質量に対して80質量％から98質量％の合計量で含む。
【００５２】
本発明による好ましい炭化水素系流体の例は、
・炭化水素系流体の全質量に対して、30質量％から70質量％のC15イソパラフィン及び30質量％から70質量％のC16イソパラフィン、好ましくは、40質量％から60質量％のC15イソパラフィン及び35質量％から55質量％のC16イソパラフィン、
・炭化水素系流体の全質量に対して、5質量％から25質量％のC15イソパラフィン、30質量％から70質量％のC16イソパラフィン、及び10質量％から40質量％のC17イソパラフィン、好ましくは、8質量％から15質量％のC15イソパラフィン、40質量％から60質量％のC16イソパラフィン、及び15質量％から25質量％のC17イソパラフィン、
・炭化水素系流体の全質量に対して、5質量％から30質量％のC17イソパラフィン及び70質量％から95質量％のC18イソパラフィン、好ましくは、10質量％から25質量％のC17イソパラフィン及び70質量％から90質量％のC18イソパラフィン、
を含むものである。
【００５３】
炭化水素系流体は、好ましくは、ナフテン化合物を、3質量%以下、好ましくは1質量%以下、より好ましくは0.5%以下、さらに好ましくは500ppm以下、さらには100ppmまたは50ppmの含有量で含む。
【００５４】
別の好ましい実施態様によれば、炭化水素系流体は、含有量が90質量%から100質量%のイソパラフィン、含有量が0から10質量%のノルマルパラフィン、及び含有量が1質量%以下のナフテン化合物を含む。好ましくは、炭化水素系流体は、含有量が95質量%から100質量%のイソパラフィン、含有量が0から5質量%のノルマルパラフィン、及び含有量が0.5質量%以下のナフテン化合物を含む。より好ましくは、炭化水素系流体は、含有量が98質量%から100質量%のイソパラフィン、含有量が0から2質量%のノルマルパラフィン、及び含有量が100ppm以下のナフテン化合物を含む。
【００５５】
炭化水素系流体は、有利には芳香族化合物を含まない。「含まない」なる語は、芳香族化合物の質量含有量が、例えばUV分光法によって測定して、500ppm以下、好ましくは300ppm以下、より好ましくは100ppm以下、さらに好ましくは50ppm以下、有利には20ppm以下であることを意味する。
【００５６】
炭化水素系流体中のイソパラフィン、ノルマルパラフィン、ナフテン化合物、及び／または芳香族化合物の質量含有量は、当業者に周知の方法に従って決定してよい。非限定的な例として、ガスクロマトグラフィー法を挙げることができる。
【００５７】
別の好ましい実施態様によれば、炭化水素系流体は、含有量が90質量%から100質量%のイソパラフィン、含有量が0から10質量%のノルマルパラフィン、含有量が1質量%以下のナフテン化合物、及び含有量が500ppm以下の芳香族化合物を含む。好ましくは、炭化水素系流体は、含有量が95質量%から100質量%のイソパラフィン、含有量が0から5質量%のノルマルパラフィン、含有量が0.5質量%以下のナフテン化合物、及び含有量が300ppm以下、好ましくは100ppm以下、より好ましくは50ppm以下、有利には20ppm以下の芳香族化合物を含む。より好ましくは、炭化水素系流体は、含有量が95質量%から100質量%のイソパラフィン、含有量が0から5質量%のノルマルパラフィン、及び含有量が100ppm以下の芳香族化合物を含む。さらにより好ましくは、これは、含有量が98質量%から100質量%のイソパラフィン、含有量が0から2質量%のノルマルパラフィン、含有量が100ppm以下のナフテン化合物、及び含有量が100ppm以下の芳香族化合物を含む。
【００５８】
炭化水素系流体はまた、好ましくは、極めて低い質量含有量、典型的には5ppm以下、好ましくは3ppm以下、より好ましくは0.5ppm以下の、従来の低硫黄含有量分析装置を用いて検出するには低すぎる濃度で硫黄系化合物を含む。
【００５９】
炭化水素系流体はまた、好ましくは、EN ISO 2719の規格に準拠する110℃以上、好ましくは120℃以上、より好ましくは140℃以上の引火点を有する。高い引火点、典型的には110℃より高い引火点により、特に、炭化水素系流体の引火性が過度に反応性となるのを回避することにより、まずは貯蔵及び輸送中の安全性の問題を克服することが可能になる。
【００６０】
炭化水素系流体はまた、好ましくは、20℃において0.01kPa以下の蒸気圧を有する。
【００６１】
一実施態様によれば、炭化水素系流体はまた、好ましくは、EN ISO 2719の規格に準拠する110℃以上の引火点、及び20℃における0.01kPa以下の蒸気圧を有する。好ましくは、炭化水素系流体は、120℃以上の引火、点及び20℃における0.01kPa以下の蒸気圧を有する。より好ましくは、これは、140℃以上の引火点、及び20℃における0.01kPa以下の蒸気圧を有する。
【００６２】
炭化水素系流体は、引火性、臭気、及び揮発性の問題を克服することを可能にする沸点、引火点、及び蒸気圧を有する。
【００６３】
炭化水素系流体はまた、好ましくは、EN ISO 3104の規格に準拠する40℃における動粘度が、5cSt以下、好ましくは4cSt以下、より好ましくは3.5cSt以下である。
【００６４】
特に、本発明による組成物は、この組成物の全質量に対して60質量％から99.5質量％、好ましくは70質量％から98質量％、例えば80質量％から99.5質量％、さらに好ましくは80質量％から98質量％、有利には90質量％から97質量％の、50℃より高い沸点を有する少なくとも1つの炭化水素系流体を含む。
【００６５】
炭化水素系流体を得るプロセス
こうした炭化水素系流体は、以下の方法で得ることができる。本発明による炭化水素系流体は、バイオマスの変換から得られる炭化水素留分である。
【００６６】
本発明の文脈において、「バイオマスの変換から得られる」なる語は、生物由来の出発物質から製造される炭化水素留分を意味する。
【００６７】
好ましくは、生物由来の炭化水素留分は、水素化脱酸素（HDO）及び異性化（ISO）の工程を含むプロセスにより得られる。水素化脱酸素（HDO）工程は、生物学的エステルまたはトリグリセリド構成成分の構造を分解し、酸素系、リン系及び硫黄系の化合物を除去し、さらにオレフィン結合の水素化をもたらす。その後、水素化脱酸素反応から得られる生成物は異性化される。分画工程が、好ましくは、水素化脱酸素及び異性化の工程の後に続いてよい。有利には、対象の画分は、その後水素化処理、次いで蒸留工程に処されて、本発明による所望の炭化水素系流体の機能を獲得する。
【００６８】
このHDO/ISOプロセスは、植物油、動物性脂肪、魚油、及びこれらの混合物からなる群より選択される、バイオマスまたは生物由来の出発物質としても既知の生物学的原料に実施される。生物由来の適切な出発物質は、例えば、菜種油、キャノーラ油、トール油、ヒマワリ油、大豆油、ヘンプ油、オリーブ油、亜麻仁油、マスタード油、パーム油、落花生油、ヒマシ油、ココナッツ油、動物性脂肪、例えば獣脂、再生食用脂肪、遺伝子工学から得られる出発物質、並びに微生物、例えば藻類及び細菌から生産される生物学的出発物質である。生物学的原料から得られる縮合物、エステル、またはその他の誘導体もまた、出発物質として機能し得る。
【００６９】
好ましくは、生物由来の出発物質は、エステルまたはトリグリセリド誘導体である。この材料は、まず水素化脱酸素（HDO）工程に処されて、構成エステルまたはトリグリセリドの構造が分解され、オレフィン結合の水素化と同時に酸素系、リン系及び硫黄系の化合物が除去される。生物由来の出発物質の水素化脱酸素（HDO）のこの工程に次いで、かくして得られた生成物の異性化が行われ、炭化水素系鎖の分岐及び低温におけるパラフィンの特性の改善がもたらされる。
【００７０】
HDO工程の間に、水素及び生物由来の出発物質は、同時にまたは逆方向に（counter-currentwise）水素化脱酸素触媒床に送られる。HDO工程の間、圧力及び温度は、それぞれ20から150バール及び200から500℃である。従来既知の水素化脱酸素触媒が、この工程の間に使用される。任意に、生物由来の出発物質は、HDO工程の前に穏やかな条件下で予備水素化に処して、二重結合の副反応を回避してもよい。
水素化脱酸素工程の後、前記反応から得られた生成物は異性化（ISO）工程に処され、ここでは水素及び生成物、及び任意にn-パラフィンの混合物が、異性化触媒床に同時にまたは逆方向に送られる。ISO工程の間、圧力及び温度は、それぞれ20から150バール及び200から500℃である。従来既知の異性化触媒が、この工程の間に使用される。
【００７１】
追加の二次プロセス（例えば、中間の混合操作、トラッピング操作、またはこの種の別のプロセスなど）も実行してよい。
【００７２】
HDO/ISOステップから得られる生成物は、任意に分画して対象の留分を得てよい。
【００７３】
様々なHDO/ISOプロセスが文献に記載されている。国際公開第2014/0333762号には、予備水素化工程、水素化脱酸素（HDO）工程、及び異性化工程を含み、これらが逆方向に実施されるプロセスが記載されている。欧州特許第1728844号明細書には、植物及び動物由来の化合物の混合物から炭化水素系化合物を製造するためのプロセスが記載されている。このプロセスは、混合物を前処理して汚染物質、例えばアルカリ金属塩の除去を可能にする工程、次いで水素化脱酸素（HDO）工程、及び異性化工程を含む。欧州特許第2084245号明細書には、軽油としてまたは軽油組成物中に使用することができる炭化水素系混合物を、脂肪酸エステルを任意に遊離の脂肪酸、例えば植物油、例えばヒマワリ油、菜種油、キャノーラ油、パーム油、またはパイン油などと混合して含む生物由来の混合物の水素化脱酸素に次いで、特定の触媒を用いる水素化異性化によって製造するためのプロセスが記載されている。欧州特許第2368967号明細書には、こうしたプロセス及びこのプロセスにより得られる生成物が記載されている。国際公開第2016/185046号には、本発明によって使用される炭化水素系流体を得るためのプロセスが記載されており、ここでは、炭化水素系流体が、生物由来の脱酸素化且つ／または異性化された原料の、80℃から180℃の温度及び50バールから160バールの圧力での触媒水素化のプロセスによって得られる。このプロセスは、有利には、本発明による炭化水素系流体を得るという文脈で使用される。
【００７４】
有利には、生物由来の出発原料は、EN ISO 20846の規格に準拠する15ppm未満、好ましくは8ppm未満、より好ましくは5ppm未満、さらにより好ましくは1ppm未満の硫黄を含む。理想的には、供給原料は、生物由来の出発原料としては硫黄を全く含まない。
【００７５】
水素化処理工程の前に、予備分画工程が実施されてもよい。水素化ユニット入口での留分をより制限することにより、ユニット出口で絞り込んだ留分を得ることが可能になる。具体的には、予備分画された留分の沸点は220から330℃であるのに対し、予備分画されていない留分は、典型的には150から360℃の沸点を有する。
【００７６】
HDO/ISOプロセスから得られる脱酸素化及び異性化された原料は、その後、水素化される。
【００７７】
水素化ユニットで使用される水素は、典型的には高純度水素である。「高純度」なる語は、純度が、例えば99％超の水素を指すが、他の等級もまた使用してよい。
【００７８】
水素化工程は、触媒を用いて実施される。典型的な水素化触媒は、バルク触媒または担持触媒のいずれであってもよく、以下の金属：ニッケル、白金、パラジウム、レニウム、ロジウム、タングステン酸ニッケル、ニッケル-モリブデン、モリブデン、コバルト-モリブデンを含んでよい。担体は、シリカ、アルミナ、シリカ-アルミナ、またはゼオライトであってよい。
【００７９】
好ましい触媒は、アルミナ担体上のニッケルをベースとする触媒であって、その比表面積は触媒1gあたり100から200m2あるか、またはニッケルをベースとするバルク触媒である。水素化条件は、典型的には以下の通りである：
・圧力：50から160バール、好ましくは80から150バール、より好ましくは90から120バール；
・温度：80から180℃、好ましくは120から160℃、より好ましくは150から160℃；
・時間毎の空間速度（HSV）：0.2から5時間-1、好ましくは0.4から3時間-1、より好ましくは0.5から0.8時間-1；
・水素による処理の程度：上記の条件に適合し、処理しようとする原料は場合により200Nm3/トンである。
【００８０】
反応器内の温度は、典型的には約100バールの圧力で150から160℃であり、一方で、処理しようとする原料の品質及び第1の水素化反応器のパラメータの関数として適合させる処理の程度で、1時間ごとの空間速度は約0.6hr-1である。
【００８１】
水素化は、直列に配置された1つ以上の反応器で実施してよい。反応器は、1つ以上の触媒床を含んでよい。触媒床は、一般的に固定触媒床である。
【００８２】
水素化プロセスは、好ましくは、2つまたは3つの反応器、好ましくは3つの反応器を含み、より好ましくは、直列の3つの反応器で実施される。
【００８３】
第1の反応器は、硫黄系の化合物をトラップし、実質的に全ての不飽和化合物及び約90％までの芳香族化合物の水素化を行う。第1の反応器から得られる生成物は、硫黄系の化合物を実質的に含まない。第2段階、すなわち第2の反応器では、芳香族化合物の水素化が継続され、99％までの芳香族化合物がかくして水素化される。
【００８４】
第3の反応器における第3の段階は、芳香族化合物含有量を500ppm以下、好ましくは300ppm以下、より好ましくは100ppm以下、さらにより好ましくは50ppm以下、理想的には、高沸点、例えば300℃超の沸点を有する生成物の場合でさえも20ppm以下とするための最終段階である。
【００８５】
2つ、3つまたはそれ以上の触媒床を含む反応器を使用することが可能である。触媒は、各反応器に可変量または本質的に等しい量で存在してよく、3つの反応器の場合、質量の関数としての量は、例えば、0.05-0.5/0.10-0.70/0.25-0.85、好ましくは0.07-0.25/0.15-0.35/0.4-0.78、より好ましくは0.10-0.20/0.20-0.32/0.48-0.70であってよい。
【００８６】
3つでなく1つまたは2つの水素化反応器を使用することも可能である。
第1の反応器が、交互に使用される一対の反応器で構成されることも可能である。この運転モードでは、特に、触媒の充填及び取出しが容易になる：第1の反応器が最初に飽和された触媒を含む（実質的に全ての硫黄が触媒上及び／または触媒中にトラップされている）場合は触媒を定期的に交換せねばならない。
2つ、3つまたはそれ以上の触媒床が設置された単一の反応器を使用してもよい。
【００８７】
1つの反応器から別の反応器へ、または1つの触媒床から別の反応器への流出物を冷却するために、再生利用システムまたは反応器間に（反応をクエンチするための）クエンチボックスを挿入して、各反応の温度及び水熱平衡を制御することが必要であってもよい。好ましい一実施態様によれば、中間体の冷却またはクエンチは行われない。
【００８８】
一実施態様によれば、前記プロセスから得られる生成物及び／または分離される気体は、水素化反応器に供給するためのシステムに少なくとも部分的に再生利用される。この希釈は、反応の発熱性を制御範囲内に維持することに、特に第1段階において寄与する。この再生利用はまた、反応前の熱交換及び温度のより良い制御を可能にする。
【００８９】
水素化ユニットからの流出物は、主に水素化生成物及び水素を含む。フラッシュ分離器を使用して、主に残留水素である気相流出物と主に水添炭化水素留分である液相流出物とを分離する。このプロセスは、1つは高圧、1つは中圧、さらに1つは大気圧に非常に近い低圧の、3つのフラッシュ分離器を用いて実施してよい。
【００９０】
フラッシュ分離器の上部に集められた水素ガスは、水素化ユニットに供給するためのシステムに、あるいは反応器間の水素化ユニットにおいて様々なレベルで、再生利用されてよい。
【００９１】
一実施態様によれば、最終生成物は大気圧で分離される。これはその後、真空分画ユニットに直接供給される。好ましくは、分画は、10から50ミリバール、より好ましくは約30ミリバールの圧力で実施される。
【００９２】
分画は、様々な炭化水素系流体を分画カラムから同時に引き出すことができ、これらの沸点が予め決定できるように、実行されてよい。
【００９３】
原料を初期沸点及び最終沸点によって適合させることにより、水素化反応器、分離器、及び分画ユニットを、中間タンクを使用する必要なく直接接続してよい。水素化と分画とのこうした統合により、装置の数の低減及びエネルギーの節約と併せて、熱統合（thermal integration）を最適化することができる。
【００９４】
炭化水素系油の全質量に対して90質量％以上の生物由来の炭素含有量を有する、本発明による炭化水素系流体は、理想的には、生物由来の出発物質の処理から得られる。生物原料の炭素は、植物の光合成に由来し、しかるに大気中のCO2に由来する。したがって、これらのCO2系材料の分解（「分解」なる語は、生命の終わり時点での燃焼/火葬も意味する）は、大気中に放出される炭素には増加がないため、温暖化には寄与しない。かくして、生体材料のCO2評価は格段に優れており、得られる製品のカーボンフットプリントの低減に貢献する（製造のためのエネルギーのみを考慮すべきである）。これに対して、やはりCO2に分解された化石由来の材料は、CO2レベルの上昇、ひいては地球温暖化に寄与することになる。したがって、本発明によって使用される炭化水素系流体は、化石原料から得られる化合物のものよりも優れたカーボンフットプリントを有することになる。
【００９５】
「バイオカーボン」なる語は、以下に示すように、炭素が天然由来のものであり、生体材料由来であることを示す。バイオカーボン含有量と生体材料含有量は、同じ値を示す用語である。再生可能な由来の材料もしくは生体材料とは、その炭素が、大気中から光合成によって最近（人間の時間スケールで）固定されたCO2由来である有機材料である。生体材料（100％天然由来の炭素）が、10-12超、典型的には約1.2×10-12の14C/12Cの同位体比を有するのに対し、化石材料は比がゼロである。具体的には、14Cの同位体は大気中で生成された後、光合成によって、最高で数十年の時間スケールをかけて統合される。14Cの半減期は5730年である。したがって、光合成によって得られた物質、すなわち植物一般は、必然的に最高の14C同位体含有量を有する。
【００９６】
生体材料もしくはバイオカーボンの含有量の測定は、ASTM D 6866-12、測定方法B（ASTM D 6866-06）及びASTM D 7026（ASTM D 7026-04）の規格に準拠して行われる。ASTM D 6866規格は「質量分析による放射性カーバイド及び同位体比分析を用いた、天然範囲の材料の生物系含有量の測定」に関し、これに対してASTM D 7026規格は「炭素同位体分析による生物系含有量の測定のためのサンプリング及び結果の報告」に関する。第2の規格は、その最初の段落で第1の規格に言及している。
【００９７】
最初の規格には、試料の14C/12C比を測定するための試験が記載され、これを100%再生可能な由来の参照試料の14C/12C比と比較して、試料中の再生可能な由来のCの相対パーセンテージを求めている。この規格は14C年代測定と同様の概念に基づくが、年代測定の方程式を適用しない。かくして算出された比率は、「pMC」（現在の炭素の割合）として表示される。分析しようとする物質が生体材料と化石材料との（放射性同位体を持たない）混合物である場合、得られるpMC値は試料中に存在する生体材料の量と直接相関する。14C年代測定に使用される基準値は1950年代の値である。この年は、その時代以降に大量の同位体を大気中に導入した大気圏内核実験があったことを勘案して選択された。1950年の基準値はpMC値にして100に相当する。熱核実験を考慮すれば、適合させる現在の値は約107.5（補正係数0.93に相当）となる。しかるに、現在のプラントの放射性炭素シグネチャは107.5となる。したがって、54pMCと99pMCのシグネチャは、それぞれ試料中の生体材料の量50%と93%に相当する。
【００９８】
本発明による炭化水素系流体は、少なくとも90％の生体材料含有量を有する。この含有量は、有利にはより高く、特に95％以上、好ましくは98％以上、有利には100％に等しい。
【００９９】
一実施態様によれば、本発明で使用される炭化水素系流体の14C/12C同位体比は、1.15から1.2×1012である。
【０１００】
特に高い生体材料含有量に加えて、本発明による炭化水素系流体は、特に優れた生分解性を有する。有機化学製品の生分解とは、微生物の代謝活性によって化学物質の複雑性が低減されることを意味する。好気性条件下では、微生物は有機物を二酸化炭素、水、及びバイオマスに変換する。OCDE306法が、海水中の個々の物質の生分解性の評価に使用される。この方法によれば、炭化水素系流体は、少なくとも60％、好ましくは少なくとも70％、より好ましくは少なくとも75％、有利には少なくとも80％の、28日間での生分解性を有する。
【０１０１】
OCDE306の方法は以下の通りである。
密閉瓶法は、所定量の試験物質を、参照媒質中に通常は2から10mg/Lの濃度で溶解させ、任意に1またはそれ以上の濃度を任意に使用することを含む。この溶液は、光から保護された充填密閉瓶中で、15から20℃の一定温度に維持される。分解は28日間に亘る酸素分析によってモニターされる。24本の瓶が使用される（試験物質8本、参照化合物8本、及び栄養素8本）。すべての分析は複数の瓶について行う。溶存酸素の少なくとも4回（0、5、15、及び20日目）の測定が、化学的または電気化学的方法を用いて実施される。
【０１０２】
本発明の特段の実施態様によれば、炭化水素系流体は、以下：
・炭化水素系流体の全質量に対して95質量％から100質量％、好ましくは98質量％から100質量％のイソパラフィンの含有量；及び
・炭化水素系流体の全質量に対して、5質量％以下、好ましくは2質量％以下のノルマルパラフィンの含有量；及び
・炭化水素系流体の全質量に対して0.5質量%以下、好ましくは100ppm以下のナフテン化合物の含有量；及び
・炭化水素系流体の全質量に対して、300ppm以下、好ましくは100ppm以下、より好ましくは50ppm以下、有利には20ppm以下の芳香族化合物の質量含有量；
を有する。
【０１０３】
本発明の特段の実施態様によれば、炭化水素系流体は、この炭化水素系流体の全質量に対して98質量％から100質量％の範囲のイソパラフィンの含有量を有し、40℃における動粘度が5cSt以下、好ましくは4cSt以下、より好ましくは3.5cSt以下である。
【０１０４】
難燃剤
本発明の文脈においては、少なくとも1つの難燃剤が、電気自動車またはハイブリッド車の推進システムの冷却組成物に導入され、これは、式（I）：
RF-L-RH          (I)
[式中、
RFは、過フッ化または部分的にフッ化された基であり、
RHは、炭化水素基であり、
Lはリンカーである]
に相当する。
【０１０５】
本発明の文脈において、「部分的にフッ化された基」なる語は、対象となる基の水素原子の少なくとも60％、例えば60％から80％がフッ素原子で置換されていることを意味する。
【０１０６】
本出願人はいかなる理論によっても拘束されるものではないが、式（I）の少なくとも1つの難燃剤の存在が、冷却組成物中におけるミセルの形成に適することが記載されている。火によって引き起こされやすい加熱の際には、ミセルは組成物の表面に存在し、火に対抗することを可能にする。
【０１０７】
特段の実施態様によれば、RF基は、1から22、好ましくは1から20、特に1から16の炭素原子を含む。前記基は、窒素原子及び酸素原子から選択される1から4のヘテロ原子で任意に中断されていてよい。この基はさらに、直鎖状または分枝状であってよい。
【０１０８】
有利には、これは、窒素原子及び酸素原子から選択される1または2のヘテロ原子で任意に中断された、過フッ化または部分的にフッ化された（C1-C16）アルキル基である。
【０１０９】
こうしたRF基は、例えば、以下：
・CF3(CF2)m-、
・C(CF3)3(CF2)m-、
・(CF3)2CF(CF2)m-、
・(CF3)2CF-、及び
・(CF3)CF2-、
・(CF3)(CF2)3-、
から選択してよく、mは1から15の整数であってよく、mは0から14の整数であって良い。
これらの実施例は比限定的である。
【０１１０】
別の特段の実施態様によれば、RH基は、1から22の炭素原子、好ましくは1から20の炭素原子、さらに好ましくは1から16の炭素原子を含む。特段の実施態様によれば、このRH基は、窒素原子及び酸素原子から選択される1から4のヘテロ原子を含んでよい。この基は、さらに直鎖状または分枝状であってもよい。これはまた飽和されているか、あるいは1から4の不飽和を含んでいてもよい。
【０１１１】
別の実施態様によれば、RH基は、好ましくは3から22の炭素原子、より好ましくは3から18、例えば5から15、さらには10から15の炭素原子を含んでいてよい。
【０１１２】
有利には、これは（C1-C15）アルキルまたは（C2-C15）アルケニル基であり、前記基は、炭化水素系の環、例えば（C3-C6）シクロアルキル、フェニル、またはベンジル基で任意に置換されている。
【０１１３】
こうしたRH基は、これらに限定されるものではないが、特に以下の基：
・  -(CH2)nCH3、
・  -(CH2)pC6H4、
・  -(CH2)qO(CH2)rCH3、及び
・  -(CH2)sC=C(CH2)tCH3
から選択してよく、nは1から21、例えば2から21、特に7から21であってよい整数であり、pは、1から16、特に2から10、q及びrは独立して1から16であり、q+rは21以下で、有利には7より大きく、s及びTは、独立して1から16であり、s+tは19以下であり、有利には5より大きい。
【０１１４】
リンカーLは、特に以下の二価の基：-CH2-、-CH=CH-、-O-、-S-、または-PO4-から選択されてよい。
【０１１５】
特段の実施態様によれば、難燃剤は、式（I）において、RFは、過フッ化または部分的にフッ化された（C2-C12）アルキル基であり、RHは、（C1-C12）アルキル、特に（C3-C12）アルキル、特に（C6-C12）アルキル、または（C2-C12）アルケニル、特に（C6-C12）アルケニル基であり、前記基は、炭化水素系の環、例えば（C3-C6）シクロアルキル、フェニル、またはベンジル基で任意に置換されており、また前記基はおそらく窒素原子及び酸素原子から選択される1または2のヘテロ原子で中断されており、Lは、-CH2-、-CH=CH-、及び-O-から選択されるリンカーである。
【０１１６】
本発明の文脈においては、前に定義された式（I）の難燃剤は、前に定義された式（I）の難燃剤の混合物の形態であってよいことが理解される。
【０１１７】
本発明の文脈において、以下の用語は、以下：
・「(C1-Cx)アルキル」は、1からxの炭素原子を含む直鎖状又は分枝状の飽和炭化水素系の鎖、例えば（C1-C12）アルキル基を指す。挙げてよい非限定的な例には、以下の基：メチル、エチル、1-プロピル、2-プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、及びデシルが含まれる；
・「(C2-Cx)アルケニル」は、2からxの炭素原子を含む直鎖状又は分枝状の不飽和炭化水素系の鎖、例えば（C2-C12）アルキル基を指す。挙げてよい非限定的な例には、以下の基：エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、及びデシレンが含まれる；
・「(C3-C6)シクロアルキル」は、飽和環状炭化水素系の鎖を指す。挙げてよい非限定的な例には、以下の基：シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、及びシクロヘキシルが含まれる。
【０１１８】
本発明によれば、式（I）の難燃剤は、本発明による組成物の全質量に対して0.5質量%から40質量%の含有量で、特に2質量%から30質量%、さらには2質量%から20質量%、有利には3質量%から10質量%の含有量で存在してよい。
【０１１９】
本発明による組成物の製剤化に関しては、炭化水素系流体を少なくとも1つの難燃剤で補足するために、当業者に既知の任意の方法を用いてよい。
【０１２０】
本発明による冷却組成物はまた、少なくとも１つのフリーラジカル阻害剤を含んでいてよい。
こうしたフリーラジカル阻害剤は、当業者にはそれ自体既知であり、様々な化学的性質のものであってよく、特に様々な化学種に属していてよい。
本発明による従った組成物の製剤化に関しては、流体のこの補足のために、当業者に既知の任意の方法を用いてよい。
【０１２１】
フリーラジカル阻害剤の中では、特にリン系フリーラジカル阻害剤を挙げることができる。
顕著なリン系フリーラジカル阻害剤は、リンがP(V)もしくは5価のリンである化合物と、リンがP(III)もしくは3価のリンである化合物である。
【０１２２】
5価のリン、P(V)の形態のこれらの化合物の中では、特に言及することができるのは、リン酸塩群、特にトリエチルホスフェート、トリメチルホスフェート、任意にフッ化されたアルキルホスフェート、またはアリールホスフェートである。
【０１２３】
特に挙げてよいフッ化アルキルホスフェートは、トリス(2,2,2-トリフルオロエチル)ホスフェートである。
特に挙げてよいアリールホスフェートには、トリフェニルホスフェート、トリクレシルホスフェート、及びトリキシレニルホスフェートが含まれる。
【０１２４】
P(V)の形態のこれらの化合物の中で、さらに特に挙げてよいのは、ホスファゼン群である。この群では、その代表例は5価のリン原子と窒素原子との間に少なくとも1つの二重結合を含むことを特徴とするが、環状化合物が好ましい。特にヘキサメトキシシクロトリホスファゼンを挙げることができる。
【０１２５】
3価のリン、P(III)の形態のこれらの化合物の中で、特に挙げてよいのは、ホスファイト群である。この群では、特に挙げてよいのはトリス(2,2,2-トリフルオロエチル)ホスフェートである。
【０１２６】
本発明による冷却組成物はまた、上述の式（I）の難燃剤以外の少なくとも1つの追加の難燃剤をさらに含んでよい。
これら別の難燃剤の中では、特に、フルオロ化合物以外のハロゲン化化合物を挙げてよい。
【０１２７】
この組成物の様々な成分、特に流体ベース、前に定義される式（I）の難燃剤、及び任意のフリーラジカル阻害剤及び／または追加の難燃剤の割合を、本発明によって必要とされる粘度及び任意に組成物の密度に応じて調整することは、当業者の役割である。
【０１２８】
先に定義されるような式（I）の難燃剤、並びに任意のフリーラジカル阻害剤及び／または追加の難燃剤は、本発明による炭化水素系流体に直接組み込まれてよい。
【０１２９】
特段の実施態様によれば、本発明による冷却組成物は、炭化水素系流体、先に定義される式（I）の少なくとも1つの難燃剤、及び任意の少なくとも1つのリン系フリーラジカル阻害剤の合計質量に対して90質量％以上、特に95質量％以上、さらに有利には98質量％以上のイソパラフィンの含有量を有する、少なくとも1つの炭化水素系流体を含む。
【０１３０】
特段の実施態様によれば、本発明による冷却組成物は、炭化水素系流体の全質量に対して98質量％から100質量％のイソパラフィンの含有量を有し、40℃における動粘度が5cSt以下、好ましくは4cSt以下、より好ましくは3.5cSt以下である、少なくとも1つの炭化水素系流体、先に定義された式(I)の少なくとも1つの難燃剤、及び任意のリン系フリーラジカル阻害剤、とりわけ先に特に記載されたものを含む。
【０１３１】
あるいは、本発明による組成物はまた、以下の本明細書中により詳細に定義される1つ以上の添加剤をさらに含んでよい。
【０１３２】
別の添加剤
本発明の一態様によれば、本発明による冷却組成物は、炭化水素系流体の特性を修正する添加剤をさらに含む。
本発明による組成物に組み込んでよい添加剤は、洗剤、分散剤、酸化防止剤、流動点向上剤、消泡剤、及びこれらの混合物から選択してよい。
使用される添加剤の性質及び量は、本発明による組成物の冷却力と防火性との、複合特性に影響を与えないように選択されることが理解される。
【０１３３】
本発明による冷却組成物は、少なくとも1つの酸化防止添加剤を含んでよい。
【０１３４】
酸化防止添加剤は、一般に、使用中の組成物の劣化を遅らせることを可能にする。この劣化は、特に、堆積物の形成、スラッジの存在、または組成物の粘度の増大に反映され得る。
【０１３５】
酸化防止添加剤は、特に、フリーラジカル阻害剤またはヒドロペルオキシド崩壊剤（hydroperoxide destroyer）として作用する。一般的に使用される酸化防止添加剤の中では、フェノールタイプの酸化防止添加剤、アミンタイプの酸化防止添加剤、及びリン硫黄系の酸化防止添加剤を挙げてよい。これらの酸化防止添加剤のいくつか、例えばリン硫黄系酸化防止添加剤は、灰発生剤であってよい。フェノール系酸化防止添加剤は、灰を全く含まないものであってよく、中性または塩基性の金属塩の形態であってよい。酸化防止添加剤は、特に、立体障害フェノール、立体障害フェノールエステル、及び、チオエーテル架橋を含む立体障害フェノール、ジフェニルアミン、少なくとも1つのC1-C12アルキル基で置換されたジフェニルアミン、N,N’-ジアルキルアリールジアミン、及びこれらの混合物から選択されてよい。
【０１３６】
本発明により、好ましくは、立体障害フェノールは、フェノール基を含み、ここで、アルコール官能を担持する炭素に隣接するその少なくとも1つの炭素が、少なくとも1つのC1-C10アルキル基、好ましくはC1-C6アルキル基、より好ましくはC4アルキル基、より好ましくはtert-ブチル基で置換されている化合物から選択される。
【０１３７】
アミン化合物は、使用しうる別の群の酸化防止添加剤であり、任意にフェノール系酸化防止添加剤と組み合わせて使用してよい。アミン化合物の例は、芳香族アミン、例えば、式NR4R5R6の芳香族アミンであり、式中、R4は任意に置換された脂肪族または芳香族基を表し、R5は任意に置換された芳香族基を表し、R6は水素原子、アルキル基、アリール基、または式R7S(O)zR8の基を表し、式中、R7はアルキレン基またはアルケニレン基を表し、R8はアルキル基、アルケニル基、またはアリール基を表し、zは0、1、又は2を表す。
【０１３８】
硫化アルキルフェノールまたはそのアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属塩もまた、酸化防止添加剤として使用してよい。
【０１３９】
別の群の酸化防止添加剤は、銅化合物の群であり、例えば、銅チオもしくはジチオホスフェート、カルボン酸の銅塩、及び銅ジチオカルバメート、スルホネート、フェネート、及びアセチルアセトナートである。また、銅のI及びII塩、及びコハク酸または無水物の塩も使用してよい。
【０１４０】
本発明による冷却組成物は、当業者に既知の任意のタイプの酸化防止添加剤を含んでよい。
有利には、本発明による冷却組成物は、少なくとも1つの灰分を含まない抗酸化添加剤を含む。
【０１４１】
本発明による冷却組成物は、組成物の全質量に対して0.5質量%から2質量%の少なくとも1つの抗酸化添加剤を含んでよい。
【０１４２】
本発明による冷却組成物はまた、少なくとも1つの洗浄添加剤を含んでもよい。
洗浄添加剤は、一般的に、金属部品の表面における堆積物の形成を低減することを、酸化及び燃焼の副生成物を溶解することによって可能にする。
【０１４３】
本発明による冷却組成物に使用してよい洗浄添加剤は、一般的に、当業者には既知である。洗浄添加剤は、長い親油性炭化水素系鎖及び親水性頭部を含むアニオン性化合物であってよい。会合するカチオンは、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の金属カチオンであってよい。
【０１４４】
洗浄添加剤は、好ましくは、カルボン酸のアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の塩、スルホン酸塩、サリチル酸塩、及びナフテン酸塩、並びにさらにはフェネート塩から選択される。アルカリ金属及びアルカリ土類金属は、好ましくは、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、又はバリウムである。
【０１４５】
これらの金属塩は、一般に、化学量論量で又は過剰に、すなわち化学量論量よりも多い量で、金属を含む。さらにまた、これらは過塩基化洗浄添加剤であり；洗浄添加剤に過塩基化性を付与する過剰の金属は、一般的に油に不溶性の金属塩、例えば炭酸塩、水酸化物、シュウ酸塩、酢酸塩、またはグルタミン酸塩、好ましくは炭酸塩の形態である。
【０１４６】
本発明による冷却組成物は、例えば、組成物の全質量に対して2質量％から4質量％の洗浄添加剤を含んでよい。
本発明による冷却組成物は、少なくとも1つの流動点降下添加剤を含んでよい。
【０１４７】
パラフィン結晶の形成を遅延化することにより、流動点降下添加剤は、一般に組成物の低温挙動を改善する。
挙げることのできる流動点降下添加剤の例には、ポリアルキルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリアリールアミド、ポリアルキルフェノール、ポリアルキルナフタレン、及びポリアルキルスチレンが含まれる。
【０１４８】
また、本発明による冷却組成物は、少なくとも1つの分散剤を含んでよい。
分散剤は、マンニッヒ塩基、コハク酸イミド、及びこれらの誘導体から選択されてよい。
本発明による冷却組成物は、組成物の全質量に対して、例えば、0.2質量%から10質量%の分散剤を含んでよい。
【０１４９】
上述のように、水は、電気自動車またはハイブリッド車の推進システム、例えばモータ、パワーエレクトロニクス、及びバッテリーとの直接の接触には適合しない。
【０１５０】
したがって、本発明による組成物は、好ましくは水を含まない。本発明の目的のためには、「水を含まない」なる語は、この組成物が、1質量％未満、好ましくは0.1質量％未満の水を含むか、または全く水を含まないことを意味する。
【０１５１】
一実施態様によれば、本発明による組成物は、先に定義される式（I）に相当する少なくとも1つの難燃剤を含み、ここで、RHは、3から22、より好ましくは3から18、例えば5から15また、さらには10から15の炭素原子を含み、50℃超の沸点を有する少なくとも1つの炭化水素系流体が、組成物の全質量に対して80質量％以上、好ましくは80質量％から99.5質量％の含有量で存在する。
【０１５２】
別の特段の実施態様によれば、本発明による組成物は、以下：
・80質量％から99.5質量％、好ましくは80質量％から98質量％、より好ましくは90質量％から97質量％の、50℃以上の沸点を有する少なくとも1つの炭化水素系流体であって、好ましくは少なくとも8の炭素原子、例えば8から22の炭素原子を含む炭化水素から好ましくは選択されるもの；
・0.5質量％から40質量％、好ましくは2質量％から30質量％、より好ましくは2質量％から20質量％の、式（I）に相当する1またはそれ以上の難燃剤であって、特に、式中、RFは、過フッ化または部分的にフッ化された（C2-C12）アルキル基であり、RHは、（C6-C12）アルキルまたは（C6-C12）アルケニル基であり、前記基は、（C3-C6）シクロアルキル、フェニル、またはベンジル基で任意に置換されており、また、前記基はおそらく窒素原子及び酸素原子から選択される1または2のヘテロ原子で中断されており、Lは、-CH2-、-CH=CH-、及び-O-から選択されるリンカーである；及び
・0.1質量％から10質量％の、リン系フリーラジカル阻害剤、洗浄剤、分散剤、酸化防止剤、流動点改善剤、消泡剤、及びこれらの混合物から選択される、任意の1つまたは複数の添加剤；
（含有量は、組成物の全質量に対して表示されている）
を含むか、あるいはこれらからなる。
【０１５３】
応用
先に示した通り、本発明による組成物は、冷却力及び防火性に関するその複合特性のため、電気自動車またはハイブリッド車の推進システム、特にパワーエレクトロニクス及びバッテリーのための冷却流体と、バッテリーのための火の伝播を遅延させ、且つ／または防止するための流体とのいずれとしても使用してよい。
【０１５４】
有利には、本発明による組成物は、浸漬または半浸漬によってバッテリーと接触して配置され、バッテリーに対して冷却剤と防火剤との両方として作用する。
【０１５５】
「浸漬」なる語は、バッテリーの全体が本発明による冷却組成物で囲まれていることを意味する。「半浸漬」なる語は、バッテリーの一部のみが前記組成物と接触していることを意味する。
【０１５６】
あるいは、本発明による冷却組成物は、有利には、以下に記載される方法によってバッテリーと直接接触して配置される。
電気自動車またはハイブリッド車の推進システムに適したバッテリーとしては、Liイオンバッテリーまたはニッケルカドミウムバッテリーを挙げてよい。
【０１５７】
電気モータは、典型的には、バッテリー（2）によって駆動する。リチウムイオンバッテリーは、電気自動車の分野では最も一般的に使用されているバッテリーである。ますます高出力化し、ますます小型化するバッテリーの発展により、このバッテリーの冷却の問題が生じる。具体的には、バッテリーが50から60℃の温度を超えると、このバッテリーの発火、さらには爆発の、高い危険性が生じる。バッテリーをおよそ20超で25℃までの温度に維持して、バッテリーの迅速過ぎる放電を防止してその使用可能寿命を延長する必要性もまた存在する。
【０１５８】
しかるに、本発明の組成物は、電気自動車またはハイブリッド車のバッテリーを冷却するため、及び／または火の伝播を遅延させ、且つ／または防止するために使用してよい。
【０１５９】
図１に図示されるように、電気自動車またはハイブリッド車の推進システムは、とりわけ電気モータ部品（1）を含む。前記部品は、典型的には、固定子（13）及び回転子（14）に接続されたパワーエレクトロニクス（11）を含む。
【０１６０】
固定子は、コイル、特に銅コイルを含み、これは交流電流によって駆動する。これは、回転磁界を発生させることができる。その一部として、回転子は、コイル、永久磁石、または別の磁性材料を含み、回転磁界によって回転状態とされる。
【０１６１】
推進システム（1）のパワーエレクトロニクス（11）、固定子（13）、回転子（14）は複雑な構造の部品であり、モータの運転中に大量の熱を発生させる。したがって、電気モータ及びパワーエレクトロニクスの冷却を確実に行うことは必須である。
転がり軸受（12）は、一般的には固定子（13）と回転子（14）との間に組み込まれる。
【０１６２】
電気自動車またはハイブリッド車の推進システムは、トランスミッション、特に減速機（3）をさらに含み、これにより、電気モータの出口で回転速度を低下させ、車輪に伝送された速度を適合させることができ、同時に自動車の速度を制御することが可能となる。
【０１６３】
したがって、本発明は、バッテリー及びパワーエレクトロニクスを冷却し、電気自動車またはハイブリッド自動車の推進システム、特にバッテリーに防火性を提供するための、前記のような組成物の使用に関する。
したがって、本発明は、電気自動車またはハイブリッド車のバッテリーを冷却及び防火するための流体として、冷却剤と難燃性または防火性を組み合わせた単一の組成物を使用することを可能にすると同時に、電気自動車またはハイドライド車のパワーエレクトロニクスに冷却機能を提供することができるという利点を有する。
【０１６４】
本発明はまた、電気自動車またはハイブリッド車の推進システムのバッテリーを、冷却及び防火するためのプロセスであって、少なくとも1つのバッテリー、特にリチウムイオンまたはニッケルカドミウムのバッテリーを、先に定義される組成物と接触させて配置する少なくとも1つの工程を含むプロセスに関する。
【０１６５】
特段の実施態様によれば、接触工程は、前記組成物中にバッテリーを浸漬または半浸漬させる工程、または前記組成物をバッテリーの表面に噴射する工程を含む。
本発明による冷却組成物及びその用途について記載された特徴及び選択事項のすべてが、このプロセスにも適用される。
【０１６６】
本発明による組成物を用いる冷却は、当業者に既知の任意の方法によって実施してよい。
バッテリーは、前記組成物中に浸漬または半浸漬され、静置または循環状態であってよい。
直接接触させて配置することの例としては、加圧された本発明による組成物を用いた噴射、ジェット、噴霧、またはミストの形成、及びバッテリーにかかる重力による冷却を挙げることができる。
【０１６７】
有利には、前記組成物は、冷却しようとする推進システムの領域に比較的高圧でジェット噴射される。有利には、この噴射から生じるせん断によって、噴射領域内の流体の粘度を、静止時の動粘度に対して相対的に低下させ、かくしてこの組成物の冷却性能をさらに増大させることが可能となる。
【図１】
2021524537.tif 000002
【手続補正書】
【提出日】令和3年3月15日(2021.3.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気自動車またはハイブリッド車の推進システムを冷却するための組成物であって、
（i）50℃以上の沸点を有する少なくとも1つの炭化水素系流体；及び
（ii）式（I）：
RF-L-RH   (I)
[式中、
RFは、過フッ化または部分的にフッ化された基であり、
RHは、炭化水素基であり、
Lはリンカーである]
に相当する少なくとも1つの難燃剤
を含む組成物。
【請求項２】
RHが、3から22の炭素原子を含み、50℃以上の沸点を有する少なくとも1つの炭化水素系流体が、組成物中に、この組成物全質量に対して80質量％以上の含有量で存在することを特徴とする、請求項1に記載の組成物。
【請求項３】
炭化水素系流体が、50℃から350℃の沸点を有することを特徴とする、請求項1または2に記載の組成物。
【請求項４】
炭化水素系流体が、炭化水素系流体の全質量に対して90質量％以上の生物由来の炭素の含有量を有することを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項５】
炭化水素系流体が完全に飽和されていることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項６】
炭化水素系流体が、炭化水素系流体の全質量に対して90質量％以上のイソパラフィンの含有量を有することを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項７】
炭化水素系流体が、生物由来の脱酸素化且つ／または異性化された原料の、80℃から180℃の温度及び50バールから160バールの圧力での触媒水素化のプロセスによって得られることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項８】
炭化水素系流体が、炭化水素系流体の全質量に対して98質量％から100質量％のイソパラフィン含有量、及び40℃において5cSt以下の動粘度を有することを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項９】
RFが、窒素原子及び酸素原子から選択される1または2のヘテロ原子で任意に中断された、過フッ化または部分的にフッ化された（C1-C16）アルキル基であり、RHが、（C1-C15）アルキル、または（C2-C15）アルケニル基であり、前記基は（C3-C6）シクロアルキル、フェニル、またはベンジル基で任意に置換されていることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１０】
リンカーLが、以下の二価の基：-CH2-、-CH=CH-、-O-、-S-、または-PO4-から選択されることを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１１】
式（I）の難燃剤が、組成物の全質量に対して0.5質量%から40質量%の含有量で存在することを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１２】
炭化水素系流体の全質量に対して90質量％以上のイソパラフィンの含有量を有する少なくとも1つの炭化水素系流体、式（I）の少なくとも1つの難燃剤、及び任意の、少なくとも1つのリン系フリーラジカル阻害剤を含むことを特徴とする、請求項1から11のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１３】
炭化水素系流体の全質量に対して98質量％から100質量％のイソパラフィンの含有量を有し、40℃における動粘度が5cSt以下である、少なくとも1つの炭化水素系流体、式(I)の少なくとも1つの難燃剤、及び任意のリン系フリーラジカル阻害剤を含むことを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１４】
式（I）：
RF-L-RH   (I)
[式中、
RFは、過フッ化または部分的にフッ化された基であり、
RHは、炭化水素基であり、
Lはリンカーである]
に相当する少なくとも1つの難燃剤の、電気自動車またはハイブリッド車の推進システムを冷却して耐発火特性を付与するための組成物中における使用であって、前記冷却組成物が、50℃以上の沸点を有する少なくとも1つの炭化水素系流体を含む、使用。
【請求項１５】
電気自動車またはハイブリッド車の推進システムの少なくとも1つのバッテリーを冷却及び防火するための方法であって、少なくとも1つのバッテリーを、請求項1から13のいずれか一項に記載の組成物と接触させて配置する少なくとも1つの工程を含む方法。
【請求項１６】
前記少なくとも1つのバッテリーが、前記組成物中に浸漬または半浸漬されて、静的または循環状態であるか、あるいは、前記組成物が、加圧された前記組成物を用いた噴射、ジェット、噴霧、またはミストの形成、及びバッテリーにかかる重力によって、バッテリーと直接接触して配置されることを特徴とする、請求項15に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６３】
したがって、本発明は、バッテリー及びパワーエレクトロニクスを冷却し、電気自動車またはハイブリッド自動車の推進システム、特にバッテリーに防火性を提供するための、前記のような組成物の使用に関する。
したがって、本発明は、電気自動車またはハイブリッド車のバッテリーを冷却及び防火するための流体として、冷却剤と難燃性または防火性を組み合わせた単一の組成物を使用することを可能にすると同時に、電気自動車またはハイブリッド車のパワーエレクトロニクスに冷却機能を提供することができるという利点を有する。
【国際調査報告】
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2021524537.tif 000005
2021524537.tif 000006
2021524537.tif 000007
2021524537.tif 000008