ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ МАСЛЯНАЯ РАБОЧАЯ СРЕДА И СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ УКАЗАННОЙ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ МАСЛЯНОЙ РАБОЧЕЙ СРЕДЫ
HYDRAULIC OIL WORKING MEDIUM AND METHOD OF USING SAID HYDRAULIC OIL WORKING MEDIUM

Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к гидравлической масляной рабочей среде и к способу применения гидравлической масляной рабочей среды.
Уровень техники
[0002] Исследования по поиску новых функций вещества путем применения к нему сверхвысокого давления широко распространены по всему миру.
2
6
2
3
Например, органический сверхпроводник (TMTSF)PF был открыт, благодаря исследованиям зависимости от давления перехода металл-диэлектрик, а 8K-сверхпроводник β-(BEDT-TTF)I был открыт, благодаря исследованиям зависимости от давления для характеристик вещества (например, см. НПЛ 1 и 2).
2
2
Новые сверхпроводники на основе этих веществ продемонстрировали характеристику сверхпроводимости при 1 ГПа или менее, но сверхпроводник β'-(BEDT-TTF)ICl был обнаружен при высоком давлении 8 ГПа и продемонстрировал температуру перехода 14 K, которая является наивысшей среди органических проводников (например, см. НПЛ 3).
Разработка новых веществ была осуществлена путем исследования и экспериментов по изменению физических свойств путем изменения давления относительно не только таких органических сверхпроводников, но также и твердых веществ, таких как оксидные проводники, и т.п.
[0003] Как правило, как средство для приложения сверхвысокого давления к веществу, вещество необходимо сжимать плавно и равномерно, и поэтому во многих случаях целевое вещество приобретает давление за счет нефти высокого давления, которая является жидкой рабочей средой под давлением.
Рассматривая характеристики, которые требуются для гидравлической масляной рабочей среды для измерения при высоком давлении, как было упомянуто выше, первая состоит в том, что гидравлическая масляная рабочая среда не затвердевает в широком диапазоне давлений и может поддерживать жидкое состояние. Иными словами, когда гидравлическая масляная рабочая среда затвердевает при приложении давления, обеспечивается одноосное сжатие и отсутствует равномерное сжатие.
Затем, в случае измерений электрической проводимости под давлением, в качестве электрода часто используют проводящую пасту, и требуется, чтобы масляная рабочая среда под давлением обладала характеристикой отсутствия растворения проводящей пасты.
Кроме того, при охлаждении при температуре не выше комнатной температуры, масляная рабочая среда под давлением при такой низкой температуре затвердевает, хотя она остается жидкой в ходе сжатия. При возникновении больших изменений давления при отверждении, хрупкий образец может разбиться. Следовательно, дополнительно является желательным, чтобы рабочая среда под давлением имела низкую температуру застывания в качестве другой характеристики.
[0004] В качестве еще одной ее характеристики, также является желательным, чтобы гидравлическая масляная рабочая среда обладала низкой сжимаемостью, для того чтобы стенки не контактировали с образцом в ходе сжатия.
В случае, когда образец пористого вещества, такого как цеолит, проанализирован на эффект приложения к нему давления, является желательным, чтобы гидравлическая масляная рабочая среда не входила в пространство пор пористого вещества. Было проверено, что гелий и смешанная жидкость из метанола и этанола обладала очень хорошими характеристиками гидростатического давления, но молекулярный размер этих веществ меньше, чем размер пор пористого вещества, и очень часто бывает сложно исследовать характеристики давления пористого вещества. Следовательно, является желательным, чтобы молекулярный размер гидравлической масляной рабочей среды был больше, чем размер пор пористого вещества.
[0005] Были проведены различные разработки, касающиеся масляных рабочих сред под давлением, способных удовлетворять этим требуемым характеристикам.
Например, в ПЛ 1 раскрыто изобретение, относящееся к масляной рабочей среде под давлением углеводородного соединения и/или соединения эфира, кинематическая вязкость которого при 40°C, показатель вязкости, плотность и температура застывания каждый попадают в конкретный диапазон. Патентная литература 1 говорит о том, что давление затвердевания при комнатной температуре масляной рабочей среды под давлением достигало 2,7 ГПа.
В ПЛ 2 раскрыто изобретение, относящееся к масляной рабочей среде под давлением кремнийсодержащего органического соединения, кинематическая вязкость которого при 40°C, показатель вязкости и температура застывания каждый попадает в конкретный диапазон. Патентная литература 2 говорит о том, что давление затвердевания при комнатной температуре масляной рабочей среды под давлением достигало 3,7 ГПа.
Список цитат
Патентная литература
[0006] ПЛ 1: WO2007/058064
ПЛ 2: WO2008/108356
Не патентная литература
[0007] НПЛ 1: J. Physique Lett. Vol. 41 (1980) 95.
НПЛ 2: Journal of Physical Society of Japan, vol. 54 (1985) 2084.
НПЛ 3: Journal of Physical Society of Japan, vol. 72 (2003) 468.
Сущность изобретения
Техническая проблема
[0008] Гидравлическая масляная рабочая среда, раскрытая в ПЛ 1 и 2, обладает высоким давлением затвердевания при комнатной температуре, но масляная рабочая среда обладает еще и повышенным давлением затвердевания и демонстрирует более высокую производительность, по желанию.
Настоящее изобретение было создано с учетом вышеупомянутой ситуации, и его задачей является обеспечение гидравлической масляной рабочей среды, которая не затвердевает даже при сверхвысоком давлении более 3,7 ГПа при комнатной температуре (25°C), обладает низкой температурой застывания, и с трудом растворяет проводящую пасту, и для обеспечения способа для применения гидравлической масляной рабочей среды.
Решение проблемы
[0009] В результате тщательных исследований, авторы настоящего изобретения обнаружили, что гидравлическая масляная рабочая среда, содержащая конкретное органическое соединение, содержащее элемент группы 14, может решить вышеупомянутые проблемы, и завершили настоящее изобретение.
В частности, настоящее изобретение обеспечивает следующее [1]-[3].
[1] Гидравлическая масляная рабочая среда, содержащая органическое соединение, содержащее элемент группы 14, выбранное из органического соединения германия, органического соединения олова и органического соединения свинца.
[2] Гидравлическая масляная рабочая среда, содержащая органическое соединение германия.
[3] Способ применения гидравлической масляной рабочей среды, который включает в себя приложение давления к веществу через масляную рабочую среду согласно вышеприведенным пунктам [1] или [2].
Выгодные эффекты изобретения
[0010] Гидравлическая масляная рабочая среда согласно настоящему изобретению обладает характеристиками, состоящими в том, что оно не затвердевает даже при сверхвысоком давлении более 3,7 ГПа при комнатной температуре (25°C), обладает низкой температурой застывания и с трудом растворяет проводящую пасту, и демонстрирует равномерное приложение давление более 3,7 ГПа к сжимаемому целевому веществу.
Описание вариантов воплощения
[0011] Гидравлическая масляная рабочая среда
Гидравлическая масляная рабочая среда (1) согласно настоящему изобретению содержит органическое соединение, содержащее элемент группы 14, выбранное из органического соединения германия, органического соединения олова и органического соединения свинца. Масляная рабочая среда (1) согласно настоящему изобретению может представлять собой масляную рабочую среду под давлением, которая содержит, в качестве органического соединения, содержащего элемент группы 14, только одно органическое соединение, содержащее элемент группы 14, выбранное из органического соединения германия, органического соединения олова и органического соединения свинца, или также может представлять собой масляную рабочую среду под давлением, которая содержит два или более органических соединений, содержащих элемент группы 14, выбранных из органического соединения германия, органического соединения олова и органического соединения свинца.
Гидравлическая масляная рабочая среда (2) согласно другому аспекту настоящего изобретение содержит органическое соединение германия.
Здесь и далее, масляные рабочие среды (1) и (2) под давлением согласно настоящему изобретению коллективно названы масляной рабочей средой под давлением согласно настоящему изобретению.
[0012] Масляная рабочая среда под давлением по одному варианту воплощения настоящего изобретения может содержать, в диапазоне, не умаляющем эффекты настоящего изобретения, различные добавки, наряду с вышеупомянутым органическим соединением, содержащим элемент группы 14.
С точки зрения реализации масляной рабочей среды под давлением, обладающей высоким давлением затвердевания при комнатной температуре (25°C), является предпочтительным, чтобы содержание органического соединения, содержащего элемент группы 14, содержащегося в масляной рабочей среде под давлением по одному варианту воплощения настоящего изобретения, составляло 70-100 мас.%, исходя из общего количества (100 мас.%) масляной рабочей среды под давлением, более предпочтительно, 80-100 мас.%, даже более предпочтительно, 85-100 мас.%, и еще более предпочтительно, 90-100 мас.%, даже и еще более предпочтительно, 95-100 мас.%.
[0013] Органическое соединение германия, которое используется в качестве органического соединения, содержащего элемент группы 14 в настоящем изобретении, может представлять собой любое соединение, содержащее, по меньшей мере, атом германия, атом углерода и атом водорода, органическое соединение олова может представлять собой любое соединение, содержащее, по меньшей мере, атом олова, атом углерода и атом водорода, а органическое соединение свинца может представлять собой любое соединение, содержащее, по меньшей мере, атом свинца, атом углерода и атом водорода.
Органическое соединение германия, органическое соединение олова и органическое соединение свинца, попадающее в диапазон органических соединений, содержащих элемент группы 14, для использования в одном варианте воплощения настоящего изобретения, также могут представлять собой соединения, содержащие еще один или более атомов, выбранных из атома азота, атома кислорода, атома серы и атома галогена (атома фтора, атома хлора, атома брома, атома иода), и т.п., в дополнение к вышеупомянутым атомам (атому германия, атому олова, атому свинца, атому углерода и атому водорода).
[0014] Гидравлическая масляная рабочая среда по настоящему изобретению содержит органическое соединение, содержащее элемент группы 14, выбранное из органического соединения германия, органического соединения олова и органического соединения свинца, и поэтому может представлять собой масляную рабочую среду под давлением, обладающую такими характеристиками, состоящими в том, что она не затвердевает, даже под действием сверхвысокого давления, более 3,7 ГПа при комнатной температуре (25°C), она обладает низкой температурой застывания, и она с трудом растворяет проводящую пасту.
2
2
2
[0015] Является предпочтительным, чтобы кинематическая вязкость при 40°C органического соединения, содержащего элемент группы 14, для использования в одном варианте воплощения настоящего изобретения, составляла 20 мм/с или менее, более предпочтительно, 1,0-15 мм/с, даже более предпочтительно, 1,5-12 мм/с.
2
2
Когда кинематическая вязкость составляет 20 мм/с или менее, может быть предотвращено явление снижения давления затвердевания при комнатной температуре (25°C). С другой стороны, когда кинематическая вязкость составляет 1,0 мм/с или более, потери, вызванные испарением масляной рабочей среды под давлением, и могут быть предотвращены такие тревоги, как риск возгорания.
2
2
2
Является предпочтительным, чтобы кинематическая вязкость при 100°C органического соединения, содержащего элемент группы 14, для использования в одном варианте воплощения настоящего изобретения, составляла 0,1-15 мм/с, более предпочтительно, 0,3-10 мм/с, даже более предпочтительно, 0,5-7 мм/с.
В настоящем изобретении, кинематическая вязкость при 40°C или 100°C означает значение, измеренное согласно способу по JIS K 2283, и его можно применять для кинематической вязкости, описываемой здесь и далее.
[0016] Является предпочтительным, чтобы температура застывания органического соединения, содержащего элемент группы 14, для использования в одном варианте воплощения настоящего изобретения с точки зрения применения масляной рабочей среды под давлением, которая не затвердевает, даже при низкой температуре и может быть использована даже в низкотемпературных экспериментах, составляла -40°C или ниже, более предпочтительно, -45°C или ниже, даже более предпочтительно, ниже -50°C.
В настоящем изобретении, температура застывания означает значение, измеренное согласно способу по JIS K 2269, и его применяют для температуры застывания, описываемой здесь и далее.
[0017] Органическое соединение германия, которое используют в качестве органического соединения, содержащего элемент группы 14 в одном варианте воплощения настоящего изобретения, может представлять собой органическое соединение двухвалентного германия и может представлять собой органическое соединение трехвалентного германия, но предпочтительно, органическое соединение четырехвалентного германия.
Также аналогично, органическое соединение олова, которое используют в качестве органического соединения, содержащего элемент группы 14, в одном варианте воплощения настоящего изобретения может представлять собой органическое соединение двухвалентного олова, и может представлять собой органическое соединение четырехвалентного олова, но предпочтительно, органическое соединение четырехвалентного олова.
Также аналогично, органическое соединение свинца, которое используют в качестве органического соединения, содержащего элемент группы 14, в одном варианте воплощения настоящего изобретения может представлять собой органическое соединение двухвалентного свинца, и может представлять собой органическое соединение четырехвалентного свинца, но предпочтительно, органическое соединение четырехвалентного свинца.
[0018] С точки зрения реализации масляной рабочей среды под давлением, имеющей высокое давление затвердевания при комнатной температуре (25°C), является предпочтительным, чтобы органическое соединение, содержащее элемент группы 14, содержало соединение, представленное общей формулой (1).
[0019]
a
b
c
d
a
b
c
d
a
d
[0020] В вышеприведенной общей формуле (1), каждый из R, R, R и R независимо представляет собой атом водорода, атом галогена, алкильную группу или алкоксильную группу, с условием, что, по меньшей мере, один из R, R, R и R представляет собой алкильную группу или алкоксильную группу. Z представляет собой атом германия, атом олова или атом свинца. Иными словами, в масляной рабочей среде (1) под давлением Z представляет собой атом германия, атом олова или атом свинца. В масляной рабочей среде (2) под давлением Z представляет собой атом германия. Каждые из R-R могут быть одинаковыми или отличными друг от друга.
a
d
[0021] Является предпочтительным, чтобы число атомов углерода алкильной группы, которая может быть выбрана для R-R, составляла 1-30, более предпочтительно, 2-20, даже более предпочтительно, 2-16, еще более предпочтительно, 2-12.
Примеры алкильной группы включают в себя метильную группу, этильную группу, н-пропильную группу, изопропильную группу, н-бутильную группу, изопутильную группу, s-бутильную группу, t-бутильную группу, пентильную групу (включая изомеры), гексильную группу (включая изомеры), гептильную гуппу (включая изомеры), октильную группу (включая изомеры), нонильную группу (включая изомеры), децильную группу (включая изомеры), ундецильную группу (включая изомеры), додецильную группу (включая изомеры), тридецильную группу (включая изомеры), тетрадецильную группу (включая изомеры), октадецильную группу (включая изомеры), эйкозильную группу (включая изомеры), тетракосильную группу (включая изомеры), и т.д.
Алкильная группа может быть линейной или разветвленной.
a
d
[0022] Является предпочтительным, чтобы число атомов углерода алкоксильной группы, которая может быть выбрана для R-R, составляло 1-30, более предпочтительно, 2-20, даже более предпочтительно, 2-16, еще более предпочтительно, 2-12.
Алкоксильная группа включает в себя группу, представленную -OR' (R' - вышеупомянутая алкильная группа, имеющая 1-30 атомов углерода), в частности, включающую в себя метокси-группу, этокси-группу, пропокси-группу, бутокси-группу, пентилокси-группу, гексилокси-группу, и т.д.
Алкоксильная группа может быть линейной или разветвленной.
a
d
[0023] С точки зрения реализации масляной рабочей среды под давлением, обладающей высоким давлением затвердевания при комнатной температуре (25°C), является предпочтительным, чтобы каждый из R-R в общей формуле (1) независимо представлял собой атом водорода, алкильную группу, имеющую 1-30 атомов углерода, или алкоксильную группу, имеющую 1-30 атомов углерода, более предпочтительно, атом водорода или алкильную группу, имеющую 1-30 атомов углерода, и даже более предпочтительно, алкильную группу, имеющую 1-30 атомов углерода. Предпочтительный диапазон числа атомов углерода алкильной группы и алкоксильной группы таков, как упомянуто выше.
[0024] С точки зрения реализации гидравлической масляной рабочей среды, имеющей высокое давление затвердевания при комнатной температуре (25°C), также является предпочтительным, чтобы органическое соединение, содержащее элемент группы 14, содержало соединение, представленное общей формулой (2).
[0025]
1
8
1
8
[0026] В общей формуле (2), каждый из R-R независимо представляет собой атом водорода, атом галогена, алкильную группу или алкоксильную группу, с условием, что, по меньшей мере, один из R-R представляет собой алкильную группу или алкоксильную группу. N означает целое число, составляющее 0 или более.
Каждый из Z независимо представляет собой атом германия, атом олова или атом свинца, а несколько коэффициентов Z могут быть одинаковыми или отличными друг от друга. Соединение, представленное общей формулой (2), может представлять собой соединение, имеющее любую одну-единственную молекулу, где Z представляет собой атом германия, молекулу, где Z представляет собой атом олова, и молекулу, где Z представляет собой атом свинца, или может представлять собой соединение, имеющее два или более вида таких молекул. Иными словами, в гидравлической масляной рабочей среде (1) соединение может иметь только одну-единственную молекулу, где Z представляет собой атом германия, молекулу, где Z представляет собой атом олова, и молекулу, где Z представляет собой атом свинца, или может иметь два или более видов таких молекул. В гидравлической масляной рабочей среде (2) соединение имеет молекулу, где Z представляет собой атом германия.
1
8
1
8
1
8
[0027] В общей формуле (2), каждый из R-R независимо представляет собой атом водорода, атом галогена (атом фтора, атом хлора, атом брома, атом иода), алкильную группу или алкоксильную группу, с условием, что, по меньшей мере, один из R-R представляет собой алкильную группу или алкоксильную группу. R-R могут быть одинаковыми или отличными друг от друга.
n означает целое число, составляющее 0 или более, но предпочтительно, целое число, составляющее 1 или более, более предпочтительно, целое число, составляющее от 2 до 30.
1
8
a
d
Для «алкильной группы» и «алкоксильной группы», которая может быть выбрана для R-R, может быть упомянута та же группа, что и те для «алкильной группы» и «алкоксильной группы», которая может быть выбрана для R-R в вышеупомянутой общей формуле (1).
1
8
Является предпочтительным, чтобы число атомов углерода «алкильной группы» и «алкоксильной группы», которое может быть выбрано для R-R, составляло 1-30, более предпочтительно, 2-20, даже более предпочтительно, 2-16, еще более предпочтительно, 2-12.
1
8
[0028] С точки зрения реализации гидравлической масляной рабочей среды, имеющей высокое давление затвердевания при комнатной температуре (25°C), является предпочтительным, чтобы каждый из R-R в общей формуле (2) независимо представлял собой атом водорода, алкильную группу, имеющую 1-30 атомов углерода, или алкоксильную группу, имеющую 1-30 атомов углерода, более предпочтительно, атом водорода или алкильную группу, имеющую 1-30 атомов углерода, даже более предпочтительно, алкильную группу, имеющую 1-30 атомов углерода. Предпочтительный диапазон числа атомов углерода алкильной группы и алкоксильной группы является одинаковым, как упомянуто выше.
[0029] В одном варианте воплощения настоящего изобретения, с точки зрения реализации гидравлической масляной рабочей среды, имеющей высокое давление затвердевания при комнатной температуре (25°C), является предпочтительным, чтобы содержание соединения, представленного общей формулой (1) или (2), составляло 70-100 мас.%, исходя из общего количества (100 мас.%) органического соединения, содержащего элемент группы 14 в масляной рабочей среде под давлением, более предпочтительно, 80-100 мас.%, даже более предпочтительно, 90-100 мас.%.
[0030] Особо учитывая тип органического соединения, содержащего элемент группы 14, содержащегося в нем, гидравлическая масляная рабочая среда согласно настоящему изобретению подразделяется на следующие варианты воплощения.
Гидравлическая масляная рабочая среда (A), содержащая органическое соединение германия (здесь и далее она также может называться «масляной рабочей средой (A)»).
Гидравлическая масляная рабочая среда (B), содержащая органическое соединение олова (здесь и далее она также может называться «масляной рабочей средой (B)»).
Гидравлическая масляная рабочая среда (C), содержащая органическое соединение свинца (здесь и далее она также может называться «масляной рабочей средой (C)»).
Задано, что гидравлическая масляная рабочая среда, содержащая, как органическое соединение германия, так и органическое соединение олова, принадлежит к обоим вариантам воплощения масляной рабочей среды (A) и (B).
Задано, что гидравлическая масляная рабочая среда, содержащая, как органическое соединение германия, так и органическое соединение свинца, принадлежит к обоим вариантам воплощения масляной рабочей среды (A) и (C).
Задано, что масляная рабочая среда, содержащая, как органическое соединение олова, так и органическое соединение свинца принадлежит к обоим вариантам воплощения гидравлической масляной рабочей среды (B) и (C).
Задано, что гидравлическая масляная рабочая среда, содержащая все из органического соединения германия, органического соединение олова и органического соединения свинца принадлежит ко всем вариантам воплощения масляной рабочей среды (A), (B), и (C).
Гидравлические масляные рабочие среды (A)-(C), которые представляют собой варианты воплощения настоящего изобретения, описаны ниже.
[0031] Гидравлическая масляная рабочая среда (A)
Гидравлическая масляная рабочая среда (A), которая представляет собой один вариант воплощения настоящего изобретения, содержит органическое соединение германия, но может дополнительно содержать различные добавки в диапазоне, не умаляющем эффекты настоящего изобретения.
В масляной рабочей среде (A), которая представляет собой один вариант воплощения настоящего изобретения, один тип органического соединения германия может быть использован отдельно, или два или более типов органических соединений германия могут быть использованы в сочетании. Масляная рабочая среда (A) может содержать, в качестве органического соединения, содержащего в себе элемент группы 14, любое другое органическое соединение, содержащее элемент группы 14, отличное от органического соединения германия, но является предпочтительным, чтобы содержание другого органического соединения, содержащего элемент группы 14, отличного от органического соединения германия, составляло не больше, чем содержание находящегося в нем органического соединения германия.
[0032] С точки зрения реализации масляной рабочей среды под давлением, имеющей высокое давление затвердевания при комнатной температуре (25°C), является предпочтительным, чтобы содержание органического соединения германия, содержащегося в масляной рабочей среде (A), которое представляет собой один вариант воплощения настоящего изобретения, составляло 70-100 мас.%, исходя из общего количества (100 мас.%) масляной рабочей среды (A) под давлением, более предпочтительно, 80-100 мас.%, даже более предпочтительно, 85-100 мас.%, еще более предпочтительно, 90-100 мас.%, и еще более предпочтительно, 95-100 мас.%.
[0033] Органическое соединение германия, содержащееся в гидравлической масляной рабочей среде (A), является таким, как упомянуто выше, но с точки зрения реализации масляной рабочей среды под давлением, имеющей высокое давление затвердевания при комнатной температуре (25°C), является предпочтительным, чтобы она содержала соединение, представленное общей формулой (1A).
[0034]
a
b
c
d
a
b
c
d
[0035] В общей формуле (1A), каждый из R, R, R и R независимо представляет собой атом водорода, атом галогена, алкильную группу или алкоксильную группу, с условием, что, по меньшей мере, один из R, R, R и R представляет собой алкильную группу или алкоксильную группу.
a
d
a
d
R-R в общей формуле (1A) имеют те же значения, что и значения R-R в общей формуле (1), и, например, конкретные приведенные в качестве примера группы и предпочтительное число атомов углерода выбираемой «алкильной группы» и «алкоксильной группы» являются теми же, что и выше.
a
d
[0036] Иными словами, является предпочтительным, чтобы каждый из R-R в общей формуле (1A) независимо представлял собой атом водорода, алкильную группу, имеющую 1-30 (предпочтительно, 2-20, более предпочтительно, 2-16, даже более предпочтительно, 2-12) атомов углерода, или алкоксильную группу, имеющую 1-30 (предпочтительно, 2-20, более предпочтительно, 2-16, даже более предпочтительно, 2-12) атомов углерода, более предпочтительно, атом водорода или алкильную группу, имеющую 1-30 (предпочтительно, 2-20, более предпочтительно, 2-16, даже более предпочтительно, 2-12) атомов углерода, и даже более предпочтительно, алкильную группу, имеющую 1-30 (предпочтительно, 2-20, более предпочтительно, 2-16, даже более предпочтительно, 2-12) атомов углерода.
[0037] С точки зрения реализации гидравлической масляной рабочей среды, имеющей высокое давление затвердевания при комнатной температуре (25°C), является предпочтительным, чтобы гидравлическая масляная рабочая среда (A), которая представляет собой один вариант воплощения настоящего изобретения, содержала соединение, представленное общей формулой (2A).
[0038]
1
8
1
8
[0039] В общей формуле (2A) каждый из R-R независимо представляет собой атом водорода, атом галогена, алкильную группу или алкоксильную группу, с условием, что, по меньшей мере, один из R-R представляет собой алкильную группу или алкоксильную группу. N означает целое число, составляющее 0 или более, предпочтительно, целое число, составляющее 1 или более, более предпочтительно, целое число, составляющее от 2 до 30.
1
8
1
8
В общей формуле (2A), R-R имеют те же значения, что и значения для R-R в общей формуле (2), и, например, конкретные приведенные в качестве примера группы и предпочтительное число атомов углерода выбираемой «алкильной группы» и «алкоксильной группы» являются теми же, что и выше.
1
8
[0040] Иными словами, является предпочтительным, чтобы каждый из R-R в общей формуле (2A) независимо представлял собой атом водорода, алкильную группу, имеющую 1-30 (предпочтительно, 2-20, более предпочтительно, 2-16, даже более предпочтительно, 2-12) атомов углерода, или алкоксильную группу, имеющую 1-30 (предпочтительно, 2-20, более предпочтительно, 2-16, даже более предпочтительно, 2-12) атомов углерода, более предпочтительно, атом водорода или алкильную группу, имеющую 1-30 (предпочтительно, 2-20, более предпочтительно, 2-16, даже более предпочтительно, 2-12) атомов углерода, и даже более предпочтительно, алкильную группу, имеющую 1-30 (предпочтительно, 2-20, более предпочтительно, 2-16, даже более предпочтительно, 2-12) атомов углерода.
[0041] В гидравлической масляной рабочей среде (A), которая представляет собой один вариант воплощения настоящего изобретения, является предпочтительным, чтобы содержание соединения, представленного общей формулой (1A) или (2A), исходя из общего количества (100 мас.%) органического соединения, содержащего элемент группы 14 в масляной рабочей среде (A) под давлением, составляло 70-100 мас.%, более предпочтительно, 80-100 мас.%, даже более предпочтительно, 90-100 мас.%.
[0042] Гидравлическая масляная рабочая среда (B)
Гидравлическая масляная рабочая среда (B), которая представляет собой один вариант воплощения настоящего изобретения, содержит органическое соединение олова, но может дополнительно содержать различные добавки в диапазоне, не умаляющем эффекты настоящего изобретения.
В масляной рабочей среде (B), которая представляет собой один вариант воплощения настоящего изобретения, один тип органического соединения олова может быть использован отдельно, или два или более типов органических соединений олова могут быть использованы в сочетании. Масляная рабочая среда (B) может содержать, в качестве органического соединения, содержащего в себе элемент группы 14, любое другое органическое соединение, содержащее элемент группы 14, отличное от органического соединения олова, но является предпочтительным, чтобы содержание другого органического соединения, содержащего элемент группы 14, отличный от органического соединения олова, было не большим, чем содержание в нем органического соединения олова.
[0043] Является предпочтительным, чтобы содержание органического соединения олова, содержащегося в масляной рабочей среде (B), которая представляет собой один вариант воплощения настоящего изобретения, с точки зрения реализации масляной рабочей среды под давлением, имеющей высокое давление затвердевания при комнатной температуре (25°C), составляло 70-100 мас.%, исходя из общего количества (100 мас.%) масляной рабочей среды под давлением (B), более предпочтительно, 80-100 мас.%, даже более предпочтительно, 85-100 мас.%, еще более предпочтительно, 90-100 мас.%, и еще более предпочтительно, 95-100 мас.%.
[0044] Органическое соединение олова, содержащееся в гидравлической масляной рабочей среде (B), является таким, как упомянутое выше, но с точки зрения реализации масляной рабочей среды под давлением, имеющей высокое давление затвердевания при комнатной температуре (25°C), является предпочтительным, чтобы она содержала соединение, представленное общей формулой (1B).
[0045]
a
b
c
d
a
b
c
d
[0046] В общей формуле (1B), каждый из R, R, R и R независимо представляет собой атом водорода, атом галогена, алкильную группу или алкоксильную группу, с условием, что, по меньшей мере, один из R, R, R и R представляет собой алкильную группу или алкоксильную группу.
a
d
a
d
R-R в общей формуле (1B) имеют те же значения, что и для R-R в общей формуле (1), и, например, конкретные, приведенные в качестве примера группы и предпочтительное число атомов углерода выбираемой «алкильной группы» и «алкоксильнлй группы», являются теми же, что и выше.
a
d
[0047] Иными словами, является предпочтительным, чтобы каждый из R-R в общей формуле (1B) независимо представлял собой атом водорода, алкильную группу, имеющую 1-30 (предпочтительно, 2-20, более предпочтительно, 2-16, даже более предпочтительно, 2-12) атомов углерода, или алкоксильную группу, имеющую 1-30 (предпочтительно, 2-20, более предпочтительно, 2-16, даже более предпочтительно, 2-12) атомов углерода, более предпочтительно, атом водорода или алкильную группу, имеющую 1-30 (предпочтительно, 2-20, более предпочтительно, 2-16, даже более предпочтительно, 2-12) атомов углерода, и даже более предпочтительно, алкильную группу, имеющую 1-30 (предпочтительно, 2-20, более предпочтительно, 2-16, даже более предпочтительно, 2-12) атомов углерода.
[0048] С точки зрения реализации масляной рабочей среды под давлением, имеющей высокое давление затвердевания при комнатной температуре (25°C), является предпочтительным, чтобы масляная рабочая среда (B), которая представляет собой один вариант воплощения настоящего изобретения, содержала соединение, представленное общей формулой (2B).
[0049]
1
8
1
8
[0050] В общей формуле (2B), каждый из R-R независимо представляет собой атом водорода, атом галогена, алкильную группу или алкоксильную группу, с условием, что, по меньшей мере, один из R-R представляет собой алкильную группу или алкоксильную группу. N означает целое число, составляющее 0 или более, предпочтительно, целое число, составляющее 1 или более, более предпочтительно, целое число, составляющее от 2 до 30.
1
8
1
8
В общей формуле (2B), R-R имеют те же значения, что и для R-R в общей формуле (2), и, например, конкретные приведенные в качестве примера группы и предпочтительное число атомов углерода выбираемой «алкильной группы» и «алкоксильнлй группы» являются теми же, что и выше.
1
8
[0051] Иными словами, является предпочтительным, чтобы каждый из R-R в общей формуле (2B) независимо представлял собой атом водорода, алкильную группу, имеющую 1-30 (предпочтительно, 2-20, более предпочтительно, 2-16, даже более предпочтительно, 2-12) атомов углерода, или алкоксильную группа, имеющую 1-30 (предпочтительно, 2-20, более предпочтительно, 2-16, даже более предпочтительно, 2-12) атомов углерода, более предпочтительно, атом водорода или алкильную группу, имеющую 1-30 (предпочтительно, 2-20, более предпочтительно, 2-16, даже более предпочтительно, 2-12) атомов углерода, и даже более предпочтительно, алкильную группу, имеющую 1-30 (предпочтительно, 2-20, более предпочтительно, 2-16, даже более предпочтительно, 2-12) атомов углерода.
[0052] В масляной рабочей среде (B), которая представляет собой один вариант воплощения настоящего изобретения, является предпочтительным, чтобы содержание соединения, представленного общей формулой (1B) или (2B), исходя из общего количества (100 мас.%) органического соединения, содержащего элемент группы 14 в масляной рабочей среде под давлением (B), составляло 70-100 мас.%, более предпочтительно, 80-100 мас.%, даже более предпочтительно, 90-100 мас.%.
[0053] Гидравлическая масляная рабочая среда (C)
Гидравлическая масляная рабочая среда (C), которая представляет собой один вариант воплощения настоящего изобретения, содержит органическое соединение свинца, но может дополнительно содержать различные добавки в диапазоне, не умаляющем эффекты настоящего изобретения.
В гидравлической масляной рабочей среде (C), которая представляет собой один вариант воплощения настоящего изобретения, один тип органического соединения свинца может быть использован отдельно, или два или более типов органических соединений свинца могут быть использованы в сочетании. Масляная рабочая среда (C) может содержать, в качестве органического соединения, содержащего в себе элемент группы 14, любое другое органическое соединение, содержащее элемент группы 14, отличное от органического соединения свинца, но является предпочтительным, чтобы содержание другого органического соединения, содержащего элемент группы 14, отличного от органического соединения свинца, составляло не больше, чем содержание находящегося в ней органического соединения свинца.
[0054] С точки зрения реализации масляной рабочей среды, имеющей высокое давление затвердевания при комнатной температуре (25°C), является предпочтительным, чтобы содержание органического соединения свинца, содержащегося в масляной рабочей среде под давлением (C), которая представляет собой один вариант воплощения настоящего изобретения, составляло 70-100 мас.%, исходя из общего количества (100 мас.%) масляной рабочей среды под давлением (C), более предпочтительно, 80-100 мас.%, даже более предпочтительно, 85-100 мас.%, еще более предпочтительно, 90-100 мас.%, и еще более предпочтительно, 95-100 мас.%.
[0055] Органическое соединение свинца, содержащееся в гидравлической масляной рабочей среде (C), является таким, как упомянуто выше, но с точки зрения реализации масляной рабочей среды под давлением, имеющей высокое давление затвердевания при комнатной температуре (25°C), является предпочтительным, чтобы в ней содержалось соединение, представленное общей формулой (1C).
[0056]
a
b
c
d
a
b
c
d
[0057] В общей формуле (1C), каждый из R, R, R и R независимо представляет собой атом водорода, атом галогена, алкильную группу или алкоксильную группу, с условием, что, по меньшей мере, один из R, R, R и R представляет собой алкильную группу или алкоксильную группу.
a
d
a
d
R-R в общей формуле (1C) имеют те же значения, что и для R-R в общей формуле (1), и, например, конкретные приведенный в качестве примера группы и предпочтительное число атомов углерода выбираемой «алкильной группы» и «алкоксильнлй группы», являются теми же, что и выше.
a
d
[0058] Иными словами, является предпочтительным, чтобы каждый из R-R в общей формуле (1C) независимо представлял собой атом водорода, алкильную группу, имеющую 1-30 (предпочтительно, 2-20, более предпочтительно, 2-16, даже более предпочтительно, 2-12) атомов углерода, или алкоксильную группу, имеющую 1-30 (предпочтительно, 2-20, более предпочтительно, 2-16, даже более предпочтительно, 2-12) атомов углерода, более предпочтительно, атом водорода или алкильную группу, имеющую 1-30 (предпочтительно, 2-20, более предпочтительно, 2-16, даже более предпочтительно, 2-12) атомов углерода, и даже более предпочтительно, алкильную группу, имеющую 1-30 (предпочтительно, 2-20, более предпочтительно, 2-16, даже более предпочтительно, 2-12) атомов углерода.
[0059] С точки зрения реализации гидравлической масляной рабочей среды, имеющей высокое давление затвердевания при комнатной температуре (25°C), является предпочтительным, чтобы масляная рабочая среда (C), которая представляет собой один вариант воплощения настоящего изобретения, была представлена общей формулой (2C).
[0060]
1
8
1
8
[0061] В общей формуле (2C), каждый из R-R независимо представляет собой атом водорода, атом галогена, алкильную группу или алкоксильную группу, с условием, что, по меньшей мере, один из R-R представляет собой алкильную группу или алкоксильную группу. N означает целое число, составляющее 0 или более, предпочтительно, целое число, составляющее 1 или более, более предпочтительно, целое число от 2 до 30.
1
8
1
8
В общей формуле (2C), R-R имеют те же значения, что и для R-R в общей формуле (2), и, например, конкретные приведенные в качестве примера группы и предпочтительное число атомов углерода выбираемой «алкильной группы» и «алкоксильнлй группы» являются теми же, что и выше.
1
8
[0062] Иными словами, является предпочтительным, чтобы каждый из R-R в общей формуле (2C) независимо представлял собой атом водорода, алкильную группу, имеющую 1-30 (предпочтительно, 2-20, более предпочтительно, 2-16, даже более предпочтительно, 2-12) атомов углерода, или алкоксильную группу, имеющую 1-30 (предпочтительно, 2-20, более предпочтительно, 2-16, даже более предпочтительно, 2-12) атомов углерода, более предпочтительно, атом водорода или алкильную группу, имеющую 1-30 (предпочтительно, 2-20, более предпочтительно, 2-16, даже более предпочтительно, 2-12) атомов углерода, и даже более предпочтительно, алкильную группу, имеющую 1-30 (предпочтительно, 2-20, более предпочтительно, 2-16, даже более предпочтительно, 2-12) атомов углерода.
[0063] В гидравлической масляной рабочей среде (C), которая представляет собой один вариант воплощения настоящего изобретения, является предпочтительным, чтобы содержание соединения, представленного общей формулой (1C) или (2C), исходя из общего количества (100 мас.%) органического соединения, содержащего элемент группы 14 в гидравлической масляной рабочей среде (C), составляло 70-100 мас.%, более предпочтительно, 80-100 мас.%, даже более предпочтительно, 90-100 мас.%.
[0064] Различные добавки и др.
В качестве различных добавок, содержащихся в гидравлической масляной рабочей среде согласно одному варианту воплощения настоящего изобретения, например, имеются упомянутые антиокислители, такие как антиокислители типа аминов, фенольные антиокислители, и т.д.; ингибиторы коррозии, такие как ингибиторы коррозии типа бензатриазола, типа тиазола, и т.д.; ингибиторы ржавчины, такие как ингибиторы ржавчины типа сульфонатов металлов, типа солей янтарной кислоты, и т.д.; пеногасящие добавки, такие как пеногасящие добавки кремнийорганического типа, фторсиликоновые пеногасящие добавки, и т.д.; присадки для повышения индекса вязкости, такие как присадки для повышения индекса вязкости типа полиметакрилатов, типа сополимеров олефина, и т.д.
[0065] Является предпочтительным, чтобы общее содержание таких различных добавки, исходя из общего количества (100 мас.%) масляной рабочей среды под давлением, составляло 0,01-20 мас.%, более предпочтительно, 0,05-15 мас.%, даже более предпочтительно, 0,1-10 мас.%.
[0066] Гидравлическая масляная рабочая среда согласно одному варианту воплощения настоящего изобретения может содержать такие примеси, как исходный материал соединения и побочные продукты, которые могут образоваться при синтезе вышеупомянутого органического соединения, содержащего элемент группы 14, выбранного из органического соединения германия, органического соединения олова и органического соединения свинца, а также продукты разложения органического соединения, содержащего элемент группы 14, выбранного из органического соединения германия, органического соединения олова и органического соединения свинца, которые могут образоваться в ходе использования масляной рабочей среды, в диапазоне, не умаляющем эффекты настоящего изобретения.
Является предпочтительным, чтобы содержание примесей в масляной рабочей среде согласно одному варианту воплощения настоящего изобретения, исходя из общего количества (100 мас.%) масляной рабочей среды, составляло 5 мас.% или менее, более предпочтительно, 1 мас.% или менее, даже более предпочтительно 0,1 мас.% или менее.
[0067] Различные физические свойства гидравлической масляной рабочей среды согласно изобретению
Является предпочтительным, чтобы давление затвердевания при 25°C масляной рабочей среды согласно одному варианту воплощения настоящего изобретения составляло более 3,7 ГПа, более предпочтительно, 3,9 ГПа или более, даже более предпочтительно, 4,05 ГПа или более.
Давление затвердевания гидравлической масляной рабочей среды согласно одному варианту воплощения настоящего изобретения может составлять более 3,7 ГПа, и поэтому масляная рабочая среда не затвердевает даже под действием сверхвысокого давления более 3,7 ГПа, и может равномерно передавать давление к целевому сжимаемому веществу.
В настоящем изобретении давление затвердевания при 25°C гидравлической масляной рабочей среды означает величину, измеренную согласно способу, описанному в разделе «Примеры».
2
[0068] Является предпочтительным, чтобы кинематическая вязкость при 40°C гидравлической масляной рабочей среды согласно одному варианту воплощения настоящего изобретения составляла 20 мм/с или менее.
2
Является предпочтительным, чтобы кинематическая вязкость при 100°C масляной рабочей среды согласно одному варианту воплощения настоящего изобретения составляла 0,1-10 мм/с.
[0069] Температура застывания масляной рабочей среды согласно одному варианту воплощения настоящего изобретения, с точки зрения реализации масляной рабочей среды, такова, что она не затвердевает при низкой температуре, и что она может быть использована в низкотемпературных экспериментах, предпочтительно, при -40°C или ниже, более предпочтительно, при -45°C или ниже, даже более предпочтительно, ниже, чем при -50°C.
[0070] Гидравлическая масляная рабочая среда согласно настоящему изобретению может представлять собой масляную рабочую среду, обладающую характеристиками отсутствия затвердевания, даже под действием сверхвысокого давления более 3,7 ГПа при комнатной температуре (25°C), имеющую низкую температуру застывания, и с трудом растворяющую проводящую пасту.
Следовательно, гидравлическая масляная рабочая среда согласно одному варианту воплощения настоящего изобретения является благоприятной в качестве масляной рабочей среды для систем приложения давления, которые используются в системе приложения давления, для приложения давления к веществу.
[0071] Настоящее изобретение также обеспечивает способ применения гидравлической масляной рабочей среды для приложения давления к веществу через масляную рабочую среду согласно настоящему изобретению.
В способе применения гидравлической масляной рабочей среды согласно одному варианту воплощения настоящего изобретения является предпочтительным, чтобы максимальное значение давления, прикладываемого к веществу, составляло более 3,7 ГПа, более предпочтительно, 3,9 ГПа или более, даже более предпочтительно, 4,05 ГПа или более.
Естественно, в способе использования масляной рабочей среды под давлением согласно одному варианту воплощения настоящего изобретения к веществу можно прикладывать давление не большее, чем вышеупомянутое максимальное значение давления.
Примеры
[0072] Далее, настоящее изобретение будет более подробно описано со ссылкой на Примеры; однако, настоящее изобретение в этих Примерах вообще ничем не ограничено.
[0073] Примеры 1-2 и Сравнительные Примеры 1-3
Что касается масляной рабочей среды, состоящей из любого из следующих соединений, были измерены или оценены его различные физические свойства из следующих (1)-(6). Результаты показаны в Таблице 1.
a
d
Пример 1: Тетрабутилгерманий (органическое соединение германия согласно общей формуле (1A), где R-R представляют собой «н-бутиловую группу»).
a
d
Пример 2: Тетрабутилолово (органическое соединение олова согласно общей формуле (1B), где R-R представляют собой «н-бутиловую группу»).
Сравнительный Пример 1: диэтилдиоктилсилан
Сравнительный Пример 2: гексилдиметилоктилсилан
Сравнительный Пример 3: поли-α-олефин
[0074] [Способ для измерения или оценки различных физических свойств]
(1) Кинематическая вязкость при 40°C или 100°C
Измерена согласно способу по JIS K 2283.
(2) Плотность
Измерена согласно способу по JIS K 2249 в окружающей среде при 15°C.
(3) Температура застывания
Измерена согласно способу по JIS K 2269.
(4) Давление затвердевания при 25°C
В окружающей среде, при 25°C, в резервуар высокого давления, образованный в кубической форме, был помещен тензодатчик, и резервуар высокого давления был заполнен масляной рабочей средой под давлением. Для приложения сверхвысокого давления, резервуар высокого давления был герметизирован по 6 направлениям, и было измерено значение сопротивления тензодатчика в этот момент времени. Соотношение между давлением и значением сопротивления было изображено в виде графика, и на полученном графике точка, при которой кривая значения сопротивления относительно давления, скачкообразно изгибается, идентифицируется как точка давления затвердевания.
Тензодатчик является таблитчатым измерительным устройством, и при большем сжатии значение сопротивления падает. Когда масляная рабочая среда под давлением представляет собой жидкость, все устройство равномерно сжимается и сокращается, и сжатие устройства может быть выявлено, но в отличие от этого, при сжимании посредством затвердевшей масляной рабочей среды под давлением, может быть выявлено сжатие затвердевшей масляной рабочей среды под давлением, и поэтому коэффициент сжатия тензодатчика повышается, вследствие чего значение сопротивления быстро понижается на границе точки давления затвердевания. Следовательно, на графике соотношения значений давления и сопротивления, возникает точка, при которой кривая зависимости значения сопротивления относительно давления изгибается, и точка идентифицируется как «точка давления затвердевания».
В случае, когда контроль температуры при 25°C затруднен, образец может быть проанализирован при двух температурах вблизи 25°C (при температуре менее 25°C и температуре более 25°C), и давление затвердевания при 25°C может быть рассчитано как значение линейной интерполяции.
(5) Наличие или отсутствие растворения проводящей пасты
При визуальном контроле и электрическом измерении, при использовании проводящей пасты не возникало никаких проблем, и в результате, никакого растворения проводящей пасты выявлено не было.
[0075] Таблица 1
Пример 1
Пример 2
Сравнительный Пример 1
Сравнительный Пример 2
Сравнительный Пример 3
Составляющее соединение в масляной рабочей среде под давлением
Тетрабутилгерманий
Тетрабутилолово
Диэтилдиоктилсилан
Гексилдиметилоктилсилан
Поли-α-олефин
Объекты оценки
Единица
Кинематическая вязкость (40°C)
мм<sup>2</sup>/с
2,186
1,689
4,373
2,69
17,5
Кинематическая вязкость (100°C)
мм<sup>2</sup>/с
0,908
0,808
1,604
1,125
3,9
Плотность (15°C)
г/см<sup>3</sup>
0,9343
1,0534
0,8117
0,7911
0,819
Температура застывания
°C
Менее-50
Менее -50
Менее-50
Менее-50
Менее-50
Давление затвердевания (25°C)
ГПа
4,05
4,07
3,7
3,2
2,3
Растворение проводящей пасты
-
Нет
Нет
Нет
Нет
Нет
[0076] Как и в Таблице 1, масляные рабочие среды под давлением согласно Примерам 1 и 2 обладают крайне высоким значением давления затвердевания при 25°C, по сравнению с масляными рабочими средами под давлением согласно Сравнительным Примерам 1-3.
Промышленное применение
[0077] Гидравлическая масляная рабочая среда согласно настоящему изобретению является выгодной в качестве масляной рабочей среды, используемой в системах приложения давления, и т.п., для приложения к веществу высокого давления выше, чем самое большее, 3,7 ГПа.