JP2624543B2 - 冷凍機用潤滑油組成物 - Google Patents
冷凍機用潤滑油組成物Info
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- JP2624543B2 JP2624543B2 JP16706089A JP16706089A JP2624543B2 JP 2624543 B2 JP2624543 B2 JP 2624543B2 JP 16706089 A JP16706089 A JP 16706089A JP 16706089 A JP16706089 A JP 16706089A JP 2624543 B2 JP2624543 B2 JP 2624543B2
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- Japan
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- acid
- hfc
- lubricating oil
- oil
- refrigerator
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、フロンを冷媒として使用する圧縮機用潤滑
油に関するものであり、特に、フロンのうちでも塩素を
含まないハイドロフロロカーボン（HFC）−R134a（1,1,
1,2−テトラフルオロエタン）などの水素含有フロン冷
媒を圧縮する際に用いるのに好適な潤滑油に関するもの
である。
油に関するものであり、特に、フロンのうちでも塩素を
含まないハイドロフロロカーボン（HFC）−R134a（1,1,
1,2−テトラフルオロエタン）などの水素含有フロン冷
媒を圧縮する際に用いるのに好適な潤滑油に関するもの
である。
（従来の技術） 従来、冷凍機、空調機、冷蔵庫等には冷媒としてフッ
素と塩素を構成元素とするフロン、例えばクロロフロロ
カーボン（CFC）であるR11（トリクロロモノフルオロメ
タン）、R12（ジクロロジフルオロメタン）、ハイドロ
クロロフロロカーボン（HCFC）であるR22（モノクロロ
ジフルオロメタン）等のフロンが使用されているが、最
近のオゾン層破壊問題に関連し、これへの影響が無い新
しいタイプの冷媒としてHFC−134aなどの水素含有フロ
ン冷媒が出現し始めている。
素と塩素を構成元素とするフロン、例えばクロロフロロ
カーボン（CFC）であるR11（トリクロロモノフルオロメ
タン）、R12（ジクロロジフルオロメタン）、ハイドロ
クロロフロロカーボン（HCFC）であるR22（モノクロロ
ジフルオロメタン）等のフロンが使用されているが、最
近のオゾン層破壊問題に関連し、これへの影響が無い新
しいタイプの冷媒としてHFC−134aなどの水素含有フロ
ン冷媒が出現し始めている。
一方冷凍機用潤滑油に関しては、従来、鉱油系や合成
油系のものが多数知られているが、これらは前記新しい
HFC−134aに対しては、相溶性が全く悪く使用できない
ことが分かった。従って、今日この対策が重要な課題と
なってきた。また、この他にも冷凍機油に必要な性能に
は、潤滑性、電気絶縁性、省エネルギー性、耐摩耗性密
封性、耐熱性、スラッジ析出防止性が挙げられ、これら
の点についても考慮が必要である。
油系のものが多数知られているが、これらは前記新しい
HFC−134aに対しては、相溶性が全く悪く使用できない
ことが分かった。従って、今日この対策が重要な課題と
なってきた。また、この他にも冷凍機油に必要な性能に
は、潤滑性、電気絶縁性、省エネルギー性、耐摩耗性密
封性、耐熱性、スラッジ析出防止性が挙げられ、これら
の点についても考慮が必要である。
因みに、従来知られている合成油の例としてポリエー
テル系合成潤滑油があり、これついては油化学誌，第29
巻，第９号，第336〜343頁（1980）およびペトロテック
誌，第８巻，第６号、第562〜566頁（1985）に紹介があ
る。また、特開昭61−281199号公報には次式、 R1Ｏ−（R2O）−R3〕ｎ で表わされるポリグリコールとアルキルベンゼン等の混
合物、特開昭57−63395号公報にはポリエーテル、例え
ば付加モル数が１官能あたり53のように高分子量のポリ
オキシプロピレンモノブチルエーテルにエポキシシクロ
アルキル系化合物を混合した油、また特開昭59−117590
号公報にはポリエーテル系化合物とパラフィン系又はナ
フテン系鉱油の高粘度混合油が夫々紹介されている。
テル系合成潤滑油があり、これついては油化学誌，第29
巻，第９号，第336〜343頁（1980）およびペトロテック
誌，第８巻，第６号、第562〜566頁（1985）に紹介があ
る。また、特開昭61−281199号公報には次式、 R1Ｏ−（R2O）−R3〕ｎ で表わされるポリグリコールとアルキルベンゼン等の混
合物、特開昭57−63395号公報にはポリエーテル、例え
ば付加モル数が１官能あたり53のように高分子量のポリ
オキシプロピレンモノブチルエーテルにエポキシシクロ
アルキル系化合物を混合した油、また特開昭59−117590
号公報にはポリエーテル系化合物とパラフィン系又はナ
フテン系鉱油の高粘度混合油が夫々紹介されている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述の既知の合成油系の潤滑油はいず
れも相溶性等の問題からHFC−134aを冷媒とする冷凍機
用の潤滑油にはなり得なかった。
れも相溶性等の問題からHFC−134aを冷媒とする冷凍機
用の潤滑油にはなり得なかった。
そのような中で、米国特許第4,755,316号には、HFC−
134a用冷凍機油として両末端が水酸基（−OH）であるポ
リオキシアルキレングリコール（以下PAGと略す）が紹
介されており、このPAGは末端が水酸基とアルキル基と
より成る一般的なPAGと比較するとHFC−134aとの相溶性
においてより広い温度範囲で溶けあい、冷凍システムで
のコンプレッサへの油戻りが改善され、また高温時コン
プレッサが起動した時の焼付きが防止されるとある。そ
のHFC−134aとの相溶温度範囲は−40℃〜＋50℃と紹介
されている。
134a用冷凍機油として両末端が水酸基（−OH）であるポ
リオキシアルキレングリコール（以下PAGと略す）が紹
介されており、このPAGは末端が水酸基とアルキル基と
より成る一般的なPAGと比較するとHFC−134aとの相溶性
においてより広い温度範囲で溶けあい、冷凍システムで
のコンプレッサへの油戻りが改善され、また高温時コン
プレッサが起動した時の焼付きが防止されるとある。そ
のHFC−134aとの相溶温度範囲は−40℃〜＋50℃と紹介
されている。
一方、HFC−134aはCFC−12の代替冷媒候補であり、主
にカーエアコン、冷蔵庫に使用される。冷蔵庫の場合、
油と冷媒との相溶性が必要であるが、モーターが冷媒シ
ステム内にあるタイプがほとんどであり、油自体の電気
絶性が要求される。しかし、従来、HFC−134a用冷凍機
油として検討されているPAGは米国特許第4,755,316号公
報に開示された化合物を含め電気絶縁性は従来の鉱油系
冷凍機油と較べると著しく劣る。
にカーエアコン、冷蔵庫に使用される。冷蔵庫の場合、
油と冷媒との相溶性が必要であるが、モーターが冷媒シ
ステム内にあるタイプがほとんどであり、油自体の電気
絶性が要求される。しかし、従来、HFC−134a用冷凍機
油として検討されているPAGは米国特許第4,755,316号公
報に開示された化合物を含め電気絶縁性は従来の鉱油系
冷凍機油と較べると著しく劣る。
そこで本発明の目的は、特に新しい冷媒であるHFC−1
34aに対して広い温度範囲で相溶性に優れ、かつ電気絶
縁性の高い冷凍機用潤滑油を提供することにある。
34aに対して広い温度範囲で相溶性に優れ、かつ電気絶
縁性の高い冷凍機用潤滑油を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 本発明者らは各種の合成油を対象に上記課題解決のた
めに鋭意研究を進めたところ、特定のカルボキシル基を
持つ化合物と特定のポリアルキレングリコール誘導体と
のエステルが本発明の目的達成に有効であることを見い
出し、本発明を完成するに至った。
めに鋭意研究を進めたところ、特定のカルボキシル基を
持つ化合物と特定のポリアルキレングリコール誘導体と
のエステルが本発明の目的達成に有効であることを見い
出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、次の一般式（１）、 （式中Ｘは二塩基酸の残基、AO1〜AO4は炭素数１〜４の
オキシアルキレン基、R1及びR2は炭素数１〜17の炭化水
素基、a,b,c及びｄはそれぞれ０〜50の整数で、かつａ
＋ｂ＋ｃ＋ｄが１以上で50以下の整数を示す）で表わさ
れる、カルボキシル基を持つ化合物とポリアルキレング
リコール誘導体とのエステルを主成分とする冷凍機用潤
滑油組成物に関するものである。
オキシアルキレン基、R1及びR2は炭素数１〜17の炭化水
素基、a,b,c及びｄはそれぞれ０〜50の整数で、かつａ
＋ｂ＋ｃ＋ｄが１以上で50以下の整数を示す）で表わさ
れる、カルボキシル基を持つ化合物とポリアルキレング
リコール誘導体とのエステルを主成分とする冷凍機用潤
滑油組成物に関するものである。
ここで、上記（１）式中、残基がＸで示される二塩基
酸としては、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、
フタル酸、テレフタル酸等が挙げられ、このうちアジピ
ン酸及びセバシン酸が生成エステルとHFC−134aとの相
溶性の点で好ましい。また、AOで示されるオキシアルキ
レン基としては、オキシメチレン、オキシエチレン、オ
キシプロピレン、オキシブチレンが挙げられ、HFC−134
aとの相溶性の点でオキシエチレン及びオキシプロピレ
ンが好ましい。
酸としては、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、
フタル酸、テレフタル酸等が挙げられ、このうちアジピ
ン酸及びセバシン酸が生成エステルとHFC−134aとの相
溶性の点で好ましい。また、AOで示されるオキシアルキ
レン基としては、オキシメチレン、オキシエチレン、オ
キシプロピレン、オキシブチレンが挙げられ、HFC−134
aとの相溶性の点でオキシエチレン及びオキシプロピレ
ンが好ましい。
また上記（１）式中R1及びR2は共に炭素数１〜17の炭
化水素基であるが、これは炭素数が18以上になるとHFC
−134aとの相溶性が低下するからである。同様の理由か
らａ及びｂについても重合度を50以下に規定する。
化水素基であるが、これは炭素数が18以上になるとHFC
−134aとの相溶性が低下するからである。同様の理由か
らａ及びｂについても重合度を50以下に規定する。
本発明に係る前記一般式（１）の化合物（エステル）
はポリアルキレングリコール誘導体とカルボキシ基を持
つ化合物との脱水反応によるエステル化反応、あるいは
カルボキシル基を持つ化合物の誘導体である酸無水物、
酸クロライド、低級アルコールエステル等を経由しての
一般的なエステル化反応によって得ることができる。ま
た、エステル化率は70％以上が好ましく、70％未満だと
電気絶縁性が低下するとともに吸湿性が高まる。
はポリアルキレングリコール誘導体とカルボキシ基を持
つ化合物との脱水反応によるエステル化反応、あるいは
カルボキシル基を持つ化合物の誘導体である酸無水物、
酸クロライド、低級アルコールエステル等を経由しての
一般的なエステル化反応によって得ることができる。ま
た、エステル化率は70％以上が好ましく、70％未満だと
電気絶縁性が低下するとともに吸湿性が高まる。
本発明に係るエステルは上述の方法で得ることができ
るが、カルボキシル基が残存しないことが好ましい。
るが、カルボキシル基が残存しないことが好ましい。
（作 用） 上述してきた一般式（１）のエステルを主成分とする
本発明の冷凍機用潤滑油組成物は、特にHFC−134aを冷
媒とした冷凍機に用いる潤滑油として、冷媒HFC−134a
と低温から高温までの広い領域で相互に良好な溶解性を
示してその潤滑性及び熱安定性を大幅に向上させること
ができる。さらに、一般にHFC−134a用冷凍機油として
検討されているPAGに較べるとはるかに電気絶縁性が高
くかつ吸湿性も小さい。したがって、上記エステルを主
成分とする本発明の冷凍機用潤滑油は、従来技術の問題
であるHFC−134aに対する相溶性の問題及び吸湿性の問
題を解決でき、さらにはHFC−134aを冷蔵庫用冷凍コン
プレッサーに使用する場合の大きな問題である電気絶縁
性を高め、この問題をも解決することが可能となった。
本発明の冷凍機用潤滑油組成物は、特にHFC−134aを冷
媒とした冷凍機に用いる潤滑油として、冷媒HFC−134a
と低温から高温までの広い領域で相互に良好な溶解性を
示してその潤滑性及び熱安定性を大幅に向上させること
ができる。さらに、一般にHFC−134a用冷凍機油として
検討されているPAGに較べるとはるかに電気絶縁性が高
くかつ吸湿性も小さい。したがって、上記エステルを主
成分とする本発明の冷凍機用潤滑油は、従来技術の問題
であるHFC−134aに対する相溶性の問題及び吸湿性の問
題を解決でき、さらにはHFC−134aを冷蔵庫用冷凍コン
プレッサーに使用する場合の大きな問題である電気絶縁
性を高め、この問題をも解決することが可能となった。
なお、本発明に係る冷凍機油には、従来、冷凍機油に
使用されている酸化防止剤、摩耗防止剤、エポキシ化合
物等の添加剤を適宜添加し得ることはいうまでもない。
使用されている酸化防止剤、摩耗防止剤、エポキシ化合
物等の添加剤を適宜添加し得ることはいうまでもない。
（実施例） 以下に実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例１〜8,比較例１〜３ 本発明に係るエステルとして第１表に示すA1〜８の供
試油（いずれも市販品はなく試製油）を使用して冷媒HF
C−134a冷凍機用潤滑油としての性能を評価した。な
お、比較例１として第２表に示す一般的なPAG（B1〜
３）の評価も行なった。
試油（いずれも市販品はなく試製油）を使用して冷媒HF
C−134a冷凍機用潤滑油としての性能を評価した。な
お、比較例１として第２表に示す一般的なPAG（B1〜
３）の評価も行なった。
第１表および第２表に示す供試油の圧縮機用潤滑油と
しての性能として潤滑性、相溶性および熱安定性を下記
に示す条件の下で評価した。
しての性能として潤滑性、相溶性および熱安定性を下記
に示す条件の下で評価した。
潤滑性 ASTM D−3233−73に準拠し、ファレックス（Falex）
焼付荷重をHFC−134aの吹き込み制御雰囲気下（70ml/mi
n）、で測定した。
焼付荷重をHFC−134aの吹き込み制御雰囲気下（70ml/mi
n）、で測定した。
相溶性 供試油0.6gと冷媒（HFC−134a）2.4gとをガラスチュ
ーブに封入した後、毎分１℃での冷却と昇温とを行い、
二相分離を起こす温度、すなわち二相分離温度を測定し
た。
ーブに封入した後、毎分１℃での冷却と昇温とを行い、
二相分離を起こす温度、すなわち二相分離温度を測定し
た。
熱安定性 供試油1gと冷媒（HFC−134a）1gと触媒（鉄、銅、ア
ルミニウムの各線）をガラスチューブに封入した後、17
5℃に加熱し、10日後に供試油の色相をASTM表示にて判
定した。
ルミニウムの各線）をガラスチューブに封入した後、17
5℃に加熱し、10日後に供試油の色相をASTM表示にて判
定した。
電気絶縁性 JIS C2101の80℃での体積抵抗率試験によった。
上記評価結果は第３表に示すとおりである。
第３表にみられるとおり、供試油の性能に関する焼付
荷重、熱安定性については実施例、比較例とも良好であ
って問題はないが、二層分離温度及び電気絶縁性につい
ては明確に差があり、本発明（実施例）は比較例よりは
るかに優れている。
荷重、熱安定性については実施例、比較例とも良好であ
って問題はないが、二層分離温度及び電気絶縁性につい
ては明確に差があり、本発明（実施例）は比較例よりは
るかに優れている。
HFC−134aはR12フロンに代る冷媒として有力であって
カーエアコン、冷蔵庫に用いられ、特に冷蔵庫、カーエ
アコンの場合は夏の時期でもコンプッサーが起動するた
め高温での油と冷媒との相溶性が重要となる。上記起動
時にコンプッサー内で油と冷媒が二層分離をおこすと、
比重の大きな冷媒が下層に留まるため、コンプッサー焼
付きの原因となる。
カーエアコン、冷蔵庫に用いられ、特に冷蔵庫、カーエ
アコンの場合は夏の時期でもコンプッサーが起動するた
め高温での油と冷媒との相溶性が重要となる。上記起動
時にコンプッサー内で油と冷媒が二層分離をおこすと、
比重の大きな冷媒が下層に留まるため、コンプッサー焼
付きの原因となる。
また冷蔵庫の場合は、モーターがコンプレッサー内へ
の内蔵タイプであり、漏電が問題となるが、本発明に係
るエステルはPAGより1000倍以上高い体積抵抗率を有し
ており、電気絶縁性に優れた冷凍機用潤滑油であるとい
える。
の内蔵タイプであり、漏電が問題となるが、本発明に係
るエステルはPAGより1000倍以上高い体積抵抗率を有し
ており、電気絶縁性に優れた冷凍機用潤滑油であるとい
える。
（発明の効果） 昨今、全地球的規模で大きな問題となっているフロン
によるオゾン層破壊に対応すべく、冷媒として広く使用
されているR12の代替として、オゾン層破壊のほとんど
ないHFC−134aがクローズアップされているが、冷凍機
油との相溶性が悪いという欠点があり、代替システム開
発の壁となっていた。しかし、本発明の冷凍機用潤滑油
組成物は冷媒としてのフロンHFC−134aに対し充分な相
溶性を維持しかつ高い電気絶縁性を有し、総合性能にも
優れていることから、従来のR12やR22のフロンに代わり
HFC−134aを用いても従来システムをそのまま使用する
ことができるという効果が得られる。
によるオゾン層破壊に対応すべく、冷媒として広く使用
されているR12の代替として、オゾン層破壊のほとんど
ないHFC−134aがクローズアップされているが、冷凍機
油との相溶性が悪いという欠点があり、代替システム開
発の壁となっていた。しかし、本発明の冷凍機用潤滑油
組成物は冷媒としてのフロンHFC−134aに対し充分な相
溶性を維持しかつ高い電気絶縁性を有し、総合性能にも
優れていることから、従来のR12やR22のフロンに代わり
HFC−134aを用いても従来システムをそのまま使用する
ことができるという効果が得られる。
Claims (2)
- 【請求項１】次の一般式（１）、 （式中、Ｘは二塩基酸の残基、AO1〜AO4は炭素数１〜４
のオキシアルキレン基、R1及びR2は炭素数４〜12の炭化
水素、a,b,c及びｄはそれぞれ０〜20の整数で、かつａ
＋ｂ＋ｃ＋ｄが６以上で48以下の整数を示す）で表わさ
れる、カルボキシル基を持つ化合物とポリアルキレング
リコール誘導体とのエステルを主成分とする冷凍機用潤
滑油組成物。 - 【請求項２】上記一般式（１）中、残基がＸで示される
二塩基酸がアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フ
タル酸又はテレフタル酸であり、オキシルアルキレン基
がオキシエチレン、オキシプロプピレン又はオキシブチ
レンである請求項１記載の冷凍機用潤滑油組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16706089A JP2624543B2 (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | 冷凍機用潤滑油組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16706089A JP2624543B2 (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | 冷凍機用潤滑油組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0333192A JPH0333192A (ja) | 1991-02-13 |
| JP2624543B2 true JP2624543B2 (ja) | 1997-06-25 |
Family
ID=15842657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16706089A Expired - Lifetime JP2624543B2 (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | 冷凍機用潤滑油組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2624543B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2106143T3 (es) * | 1991-07-01 | 1997-11-01 | Kao Corp | Composicion de fluido operante para uso en un sistema de refrigeracion. |
| EP0719311B1 (en) * | 1993-09-14 | 1999-01-20 | Unichema Chemie B.V. | Base fluids |
| JPH07173479A (ja) * | 1993-11-05 | 1995-07-11 | Japan Energy Corp | 弗化炭化水素系冷媒圧縮機用潤滑油、同潤滑油を用いる弗化炭化水素系冷媒圧縮機潤滑方法及び弗化炭化水素系冷媒圧縮機用作動流体組成物 |
-
1989
- 1989-06-30 JP JP16706089A patent/JP2624543B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0333192A (ja) | 1991-02-13 |
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