JP5774981B2 - 冷媒組成物 - Google Patents
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Description
本件出願は、米国仮特許出願第61/042,392号(「冷媒組成物」、Serranoらにより2008年4月4日に出願)(その内容の全部を参照により本明細書に組入れる)の出願日の利益を主張する。
本発明は、冷却および保冷(refrigeration)を与える装置において使用するための改善された組成物に関する。
環境問題ならびに保冷および空調産業において使用する冷媒組成物への新たな規制に対応して、新たな冷媒組成物が開発されている。冷媒の環境への優しさは、しばしば、「地球温暖化係数」(GWP)として知られる基準、または「オゾン層破壊係数」(ODP)として知られる基準の一方または両者によって特徴付けられる。
本発明の種々の側面を通じ、本発明は、1つの広範な側面において、エアコンディショナーにおいて使用するための改善された冷媒(refrigerant)組成物を提供することによって上記の要求の幾つかまたは全てに対処し、該冷媒組成物は:フルオロカーボン(フッ化炭素)を含み該フルオロカーボンが冷媒組成物の少なくとも約50質量%の濃度で存在する、冷媒;冷媒システムにおける1つ以上の機構部分の摩耗を低減する潤滑剤;およびシロキサン、活性化された芳香族化合物、またはこれらの任意の混合物を含む酸捕捉剤;を含む。
本発明は、冷却および/または保冷(refrigeration)のための改善された組成物、方法およびシステムを含む。組成物および方法は、冷却を生成するための固定式または移動式のシステムにおいて使用できる。例えば、該組成物および方法は、商業用、工業用または居住用建築物のエアコンディショニングシステムにおいて使用できる。該組成物および方法はまた、冷蔵庫または冷凍庫(固定式および移動式)において、商業用、工業用または居住用のいずれにも使用できる。本発明は、これらの好ましい用途を、自動車(例えば、車両エアコンディショニングシステム)または他の携帯用冷却システムにおいて見出す。
Z−[−(CH2−CH(R1)−O−)n−R2]p (式I)
(式中、pは1〜約8の範囲の整数であり、nの平均値は約15〜約100の範囲であり、R1はHまたはCH3であり、R2はHまたは1〜6炭素原子のアルキル基であり、そしてZはp活性水素を有する化合物の残基である。)
に従うものを含むか、または本質的にそれからなる。本発明のこの側面において、第1のポリアルキレングリコールはまた、(式Iに従ったプロピレンオキサイドホモポリマーに加え)、モノオール開始ポリエチレンオキサイド、プロピレンオキサイドとエチレンオキサイドとのモノオール開始ランダムコポリマー、または組合せを含む。
で与えられる構造を有するものとして特徴付けられる。シリルクロリドは、式II(式中、R3、R4、R5は、アルキル基、または水素であり、各々は、約0〜約4個の炭素原子(好ましくは1〜4個の炭素原子)を含有する)の構造を有することができる。例示的なシリルクロリドとしては、トリアルキルシリルクロリド(例えば、トリメチルシリルクロリド)が挙げられる。
で与えられる構造を有する付加物であることができる。
本開示は以下も包含する。
[1]
エアコンディショナーにおいて使用するための改善された冷媒組成物であって:
i)フルオロカーボンを含み該フルオロカーボンが冷媒組成物の少なくとも約50質量%の濃度で存在する、冷媒;
ii)冷媒システムにおける1つ以上の機構部分の摩耗を低減する潤滑剤;および
iii)シロキサン、活性化された芳香族化合物、またはこれらの任意の混合物、を含む酸捕捉剤;
を含む、改善された冷媒組成物。
[2]
酸捕捉剤が、フリーデル−クラフツ付加反応に対して活性化された芳香族分子を含む、[1]に記載の改善された冷媒組成物。
[3]
酸捕捉剤が、少なくとも1つのシロキシ官能基を含有する分子を含む、[1]または[2]に記載の改善された冷媒組成物。
[4]
酸捕捉剤がシロキサンを含み、かつフルオロカーボンがヒドロフルオロカーボンを含む、[1]〜[3]のいずれかに記載の冷媒組成物。
[5]
シロキサンが、1〜約12個の炭素原子を含有するアルキルシロキサンであり、該シロキサンが、冷媒組成物の総質量基準で約0.0050質量%〜約10質量%の濃度で存在し、そして酸捕捉剤がフルオロアルキルポリシロキサンではない、[1]〜[4]のいずれかに記載の冷媒組成物。
[6]
シロキサンが、ポリジメチルシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、またはこれらの任意の混合物からなる群から選択される、[1]〜[5]のいずれかに記載の冷媒組成物。
[7]
シロキサンがヘキサメチルジシロキサンを含む、[1]〜[6]のいずれかに記載の冷媒組成物。
[8]
i)冷媒組成物が、ANSI ASHRAE 97による14日間175℃でのアルミニウム、銅および鉄の金属ストリップでのエージングの後に1つの液相を有し;
ii)冷媒組成物が、ANSI ASHRAE 97による14日間175℃でのアルミニウム、銅および鉄の金属ストリップでのエージングの後に総酸価約3.3mgKOH/g未満を有し;または、
iii)i)およびii)の両者であり;そして、
フルオロカーボンがヒドロフルオロカーボンを含み、かつ潤滑剤およびヒドロフルオロカーボンが約0℃〜約40℃で混和可能である、[1]〜[7]のいずれかに記載の改善された冷媒組成物。
[9]
フルオロカーボンが、分子当たり3〜12個の炭素原子および少なくとも約3個のフッ素原子を含有するヒドロフルオロカーボンを含み、そして該ヒドロフルオロカーボンが、地球温暖化係数(GWP)約10未満を有する、[1]〜[8]のいずれかに記載の冷媒組成物。
[10]
フルオロカーボンが、冷媒組成物の総質量基準で少なくとも70質量%の濃度で存在する、[1]〜[9]のいずれかに記載の冷媒組成物。
[11]
潤滑剤が第1のポリアルキレングリコールを含み、該第1のポリアルキレングリコールが、第1のポリアルキレングリコールモノオール、ポリアルキレンジオールまたはこれらの任意の組合せを含む、[1]〜[10]のいずれかに記載の冷媒組成物。
[12]
第1のポリアルキレングリコールが、プロピレンオキサイドホモポリマーまたはポリエチレンオキサイドホモポリマーであって式I:
Z−[−(CH 2 −CH(R 1 )−O−) n −R 2 ] p (式I)
(式中、pは1〜約8の範囲の整数であり、nは約15〜約100の平均値を有し、R 1 はHまたはCH 3 であり、R 2 はHまたは1〜6炭素原子のアルキル基であり、そしてZはp活性水素を有する化合物の残基である。)
で表されるものを含む、[11]に記載の冷媒組成物。
[13]
第1のポリアルキレングリコールが、プロピレンオキサイドとエチレンオキサイドとのランダムコポリマーを含む、[11]または[12]に記載の冷媒組成物。
[14]
シロキサンがアルキルシロキサン、アリールシロキサン、またはアリールおよびアルキルの置換基の混合物を含有するシロキサンを含む、[1]〜[13]のいずれかに記載の冷媒組成物。
[15]
フルオロカーボンが、GWP約10未満およびODP約ゼロを有するヒドロフルオロカーボンを含み、潤滑剤が、第1のポリアルキレングリコールを含み、そして酸捕捉剤が、第2のポリアルキレングリコールと、シロキサンまたはトリアルキルシリルクロリドのいずれかとの反応生成物である付加物を含むことにより該付加物が少なくとも1つのシロキシ基を含むものであり、該冷媒組成物は、
i)ANSI ASHRAE 97による14日間175℃でのアルミニウム、銅および鉄の金属ストリップでのエージングの後に1つの液相を有するか;または
ii)ANSI ASHRAE 97による14日間175℃でのアルミニウム、銅および鉄の金属ストリップでのエージングの後に総酸価約3.3mgKOH/g未満を有するか;
のいずれかまたは両者を示し、該第1のポリアルキレングリコールおよび該ヒドロフルオロカーボンが、約−40℃〜約60℃で混和可能である、[1]に記載の冷媒組成物。
[16]
付加物が、第2のポリアルキレングリコールとシリルクロリドとの反応生成物を含む、[15]に記載の冷媒組成物。
[17]
シリルクロリドが、式II:
の構造を有する、[16]に記載の冷媒組成物。
[18]
シリルクロリドがトリメチルシリルクロリドを含む、[17]に記載の冷媒組成物。
[19]
酸捕捉剤が、式III:
nの平均値は約15〜約100の範囲であり、
R 9 はHまたはCH 3 であり、R 6 、R 7 、R 8 は各々が約1〜約100個の炭素原子を含有するアルキル基、約1〜約100個の炭素原子を含有するアリール基、またはこれらの任意の組合せであり、そして
Zは、p活性水素を有する化合物の残基である。)
で与えられる構造を有するシロキサンを含む、[1]に記載の冷媒組成物。
[20]
[1]〜[19]のいずれかに記載の冷媒組成物のためのキットであって:
i)ヒドロフルオロカーボンを含みGWP約10未満およびODP約ゼロを有する冷媒成分;ならびに
ii)冷媒システムにおける1つ以上の機構部分の摩耗を低減するための潤滑剤を含む潤滑剤成分;
を含み、該キットが、酸捕捉剤を更に含み、該酸捕捉剤が、シロキサン、活性化された芳香族化合物、またはこれらの任意の混合物を含み;
該冷媒成分が酸捕捉剤を含むか、該潤滑剤成分が酸捕捉剤を含むか、該キットが、酸捕捉剤を含む酸捕捉剤成分を含むか、またはこれらの任意の組合せである、キット。
Claims (17)
- エアコンディショナーにおいて使用するための改善された冷媒組成物であって:
i)フルオロカーボンを含み該フルオロカーボンが冷媒組成物の少なくとも50質量%の濃度で存在する、冷媒;
ii)冷媒システムにおける1つ以上の機構部分の摩耗を低減する潤滑剤;および
iii)シロキサンを含む酸捕捉剤;
を含み、シロキサンがアルキルシロキサンである、改善された冷媒組成物。 - エアコンディショナーにおいて使用するための改善された冷媒組成物であって:
i)フルオロカーボンを含み該フルオロカーボンが冷媒組成物の少なくとも50質量%の濃度で存在する、冷媒;
ii)冷媒システムにおける1つ以上の機構部分の摩耗を低減する潤滑剤;および
iii)酸捕捉剤;
を含み、酸捕捉剤が、フリーデル−クラフツ付加反応に対して活性化された芳香族分子を含み、芳香族分子がジフェニルオキサイドを含む、改善された冷媒組成物。 - シロキサンが、冷媒組成物の総質量基準で0.0050質量%〜10質量%の濃度で存在する、請求項1に記載の冷媒組成物。
- 前記アルキルシロキサンがヘキサメチルジシロキサンを含む、請求項1に記載の冷媒組成物。
- フルオロカーボンがヒドロフルオロカーボンを含む、請求項1〜4のいずれかに記載の冷媒組成物。
- i)冷媒組成物が、ANSI ASHRAE 97による14日間175℃でのアルミニウム、銅および鉄の金属ストリップでのエージングの後に1つの液相を有し;
ii)冷媒組成物が、ANSI ASHRAE 97による14日間175℃でのアルミニウム、銅および鉄の金属ストリップでのエージングの後に総酸価3.3mgKOH/g未満を有し;または、
iii)i)およびii)の両者であり;そして、
フルオロカーボンがヒドロフルオロカーボンを含み、かつ潤滑剤およびヒドロフルオロカーボンが0℃〜40℃で混和可能である、請求項1〜5のいずれかに記載の改善された冷媒組成物。 - フルオロカーボンが、分子当たり3〜12個の炭素原子および少なくとも3個のフッ素原子を含有するヒドロフルオロカーボンを含み、そして該ヒドロフルオロカーボンが、地球温暖化係数(GWP)10未満を有する、請求項1〜6のいずれかに記載の冷媒組成物。
- フルオロカーボンが、冷媒組成物の総質量基準で少なくとも70質量%の濃度で存在する、請求項1〜7のいずれかに記載の冷媒組成物。
- 潤滑剤が第1のポリアルキレングリコールを含み、該第1のポリアルキレングリコールが、第1のポリアルキレングリコールモノオール、ポリアルキレンジオールまたはこれらの任意の組合せを含む、請求項1〜8のいずれかに記載の冷媒組成物。
- 第1のポリアルキレングリコールが、プロピレンオキサイドホモポリマーまたはポリエチレンオキサイドホモポリマーであって式I:
Z−[−(CH2−CH(R1)−O−)n−R2]p (式I)
(式中、pは1〜8の範囲の整数であり、nは15〜100の平均値を有し、R1はHまたはCH3であり、R2はHまたは1〜6炭素原子のアルキル基であり、そしてZはp活性水素を有する化合物の残基である。)
で表されるものを含む、請求項9に記載の冷媒組成物。 - 第1のポリアルキレングリコールが、プロピレンオキサイドとエチレンオキサイドとのランダムコポリマーを含む、請求項9または10に記載の冷媒組成物。
- エアコンディショナーにおいて使用するための改善された冷媒組成物であって:
i)フルオロカーボンを含み該フルオロカーボンが冷媒組成物の少なくとも50質量%の濃度で存在する、冷媒;
ii)冷媒システムにおける1つ以上の機構部分の摩耗を低減する潤滑剤;および
iii)酸捕捉剤;
を含み、潤滑剤が第1のポリアルキレングリコールを含み、そして該酸捕捉剤が付加物を含み、
付加物が、第2のポリアルキレングリコールとシリルクロリドとの反応生成物を含む、冷媒組成物。 - フルオロカーボンが、GWP10未満およびODP約ゼロを有するヒドロフルオロカーボンを含み、冷媒組成物は、
i)ANSI ASHRAE 97による14日間175℃でのアルミニウム、銅および鉄の金属ストリップでのエージングの後に1つの液相を有するか;または
ii)ANSI ASHRAE 97による14日間175℃でのアルミニウム、銅および鉄の金属ストリップでのエージングの後に総酸価3.3mgKOH/g未満を有するか;
のいずれかまたは両者を示し、該第1のポリアルキレングリコールおよび該ヒドロフルオロカーボンが、−40℃〜60℃で混和可能である、請求項12に記載の冷媒組成物。 - シリルクロリドがトリメチルシリルクロリドを含む、請求項14に記載の冷媒組成物。
- i)フルオロカーボンを含み該フルオロカーボンが冷媒組成物の少なくとも50質量%の濃度で存在する、冷媒;
ii)冷媒システムにおける1つ以上の機構部分の摩耗を低減する潤滑剤;および
iii)酸捕捉剤;
を含む冷媒組成物であって、
酸捕捉剤が、式III:
nの平均値は15〜100の範囲であり、
R9はHまたはCH3であり、R6、R7、R8は各々が1〜100個の炭素原子を含有するアルキル基、1〜100個の炭素原子を含有するアリール基、またはこれらの任意の組合せであり、そして
Zは、p活性水素を有する化合物の残基である。)
で与えられる構造を有するシロキサンを含む、冷媒組成物。 - 請求項1〜16のいずれかに記載の冷媒組成物のためのキットであって:
i)ヒドロフルオロカーボンを含みGWP10未満およびODP約ゼロを有する冷媒成分;ならびに
ii)冷媒システムにおける1つ以上の機構部分の摩耗を低減するための潤滑剤を含む潤滑剤成分;
を含み、該キットが、該酸捕捉剤を更に含み;
該冷媒成分が酸捕捉剤を含むか、該潤滑剤成分が酸捕捉剤を含むか、該キットが、酸捕捉剤を含む酸捕捉剤成分を含むか、またはこれらの任意の組合せである、キット。
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