JP3391791B2 - 冷凍作動流体組成物 - Google Patents

冷凍作動流体組成物

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 この発明は、冷凍作動流体組成物に関する。より詳細
には、この発明は、フルオロカーボン冷媒と、好適な粘
度を有し且つ低温において冷媒と混和性である特定のポ
リオールエステル系潤滑剤との混合物を含む冷凍作動流
体組成物に関する。
関連技術の説明 冷蔵庫、冷凍庫、熱ポンプ（冷暖房装置）、空調シス
テム（エアーコンディショニングシステム）等のような
機械的蒸気再圧縮タイプの冷却システムはよく知られて
いる。かかる装置においては、好適な沸点を有する冷媒
が低温において蒸発し、周囲の帯域から熱を奪う。得ら
れた蒸気は次いで圧縮され、凝縮器に通され、そこで凝
縮し、第２の帯域に熱を放出する。凝縮液は次いで膨張
弁を介して蒸発器に戻され、こうしてこのサイクルが完
了する。
従来用いられているジクロルジフルオルメタンのよう
な塩素含有冷媒は、大気のオゾン層に対する塩素化物質
の悪影響のために、塩素を含有しない冷媒流体で代替す
ることが認識されている。冷凍システムにおいて用いる
ための望ましい流体であると現在考えられているのは、
テトラフルオルエタン異性体、特に『冷媒134a』（これ
は1,1,1,2−テトラフルオルエタンである）である。
冷凍作動流体は、システムの可動部分が適切に潤滑作
用を受けるように、冷媒と相容性且つ混和性である潤滑
剤を有することが必要とされる。従来のかかる潤滑剤は
炭化水素鉱油から成っており、これは、塩素含有冷媒流
体と混和性であり、効果的な潤滑作用をもたらす。
しかしながら、鉱油はテトラフルオルエタン冷媒と相
容性ではないので、この冷媒の使用は新たな潤滑剤につ
いての必要性を作り出している。この必要性は当技術分
野においてよく認識されており、テトラフルオルエタン
冷媒流体と相容性であると言われている様々なタイプの
合成潤滑剤を開示した数多くの近年の刊行物及び特許が
ある。テトラフルオルエタン冷媒、特に冷媒134aと共に
用いるのに好適であると特に強調されているのは、ポリ
オールのエステルである。
ツェーラー（Zehler）らによる1991年６月４日付けの
米国特許第5021179号明細書に開示されているポリオー
ルのエステルは、有するアシル基の少なくとも22％が
（ａ）枝分かれしたアシル基又は（ｂ）６個以下の炭素
原子を有するアシル基であるものである。この特許明細
書にはまた、このエステルは、８個以上の炭素原子を有
する枝分かれしていないアシル基（数量％）と６個以下
の炭素原子を含有する枝分かれしたアシル基（数量％）
とを所定の比率で有し、この比率は1.56以下であると示
されている。また、この特許のエステルは、枝分かれし
ているか枝分かれしていないかに拘らず少なくとも９個
の炭素原子を有するアシル基の数量％が81以下であるこ
とを必要とする。
ジョレイ（Jolley）らによる1990年11月１日付けの国
際出願公開WO90/12849号には、 ・主要量の、１又は２個の炭素原子を有する少なくとも
１種の弗素含有炭化水素と、 ・少量の、少なくとも１種の可溶性有機潤滑剤と を含有する一般的に液状の組成物が開示されており、こ
の可溶性有機潤滑剤は、式Ｒ［OC（Ｏ）R'］ｎ （ここで、 Ｒはヒドロカルビルであり、 各R'はそれぞれ水素、直鎖状低級ヒドロカルビル、分
枝鎖状ヒドロカルビル基、又は８〜22個の炭素原子を有
する直鎖状ヒドロカルビル基、又はカルボン酸含有若し
くはカルボン酸エステル含有ヒドロカルビル基であり、 但し、基R'の少なくとも１個は水素、低級直鎖状ヒド
ロカルビル又は分枝鎖状ヒドロカルビル基であり、 ｎは少なくとも２である） を有する、少なくとも２個のヒドロキシル基を含有する
ポリヒドロキシル化合物のカルボン酸エステル少なくと
も１種を含む。
インペリアル・ケミカル・インダストリーズによる19
89年10月11日付けで公開された1991年10月23日付けの英
国特許第2216541号には、分子量250以上の任意のエステ
ルが冷媒134a（R134a）及び数種の関連冷媒流体と相容
性の潤滑剤として用いるに好適であると開示されてい
る。この特許明細書には、アジピン酸エステル、ピロメ
リット酸エステル及び安息香酸エステルが例示されてい
る。
花王による1991年８月７日付けのヨーロッパ特許公開
第440069号には、脂肪族ポリオール及び直鎖状又は分枝
鎖状のアルコールと２〜10個の炭素原子を有する脂肪族
ポリカルボン酸とを反応させることによって製造された
エステルとフルオルエタンとから成る冷凍作動流体が開
示されている。
花王による1991年３月６日付けのヨーロッパ特許公開
第415778号には、脂肪族多価アルコール、飽和脂肪族ジ
カルボン酸及び飽和脂肪族モノカルボン酸から得られる
エステル化合物並びに水素化フルオルエタンを含有する
冷凍作動流体が開示されている。
共同石油技術研究所（Kyodo Oil Technical Research
Center Co.Ltd.）による1991年１月９日付けのヨーロ
ッパ特許公開第406479号には、R134aと相容性であると
言われる潤滑剤が開示されている。好適な潤滑剤は、ネ
オペンチルグリコールと３〜18個の炭素原子を有する直
鎖状又は分枝鎖状の一価の脂肪酸とのエステル；ペンタ
エリトリット、ジペンタエリトリット及びトリペンタエ
リトリットと直鎖状又は分枝鎖状のC2〜C18の一価の脂
肪酸とのエステル；式RC（CH2OH）３（ここで、ＲはC1
〜C3アルキルである）のトリヒドロキシル多価アルコー
ルと２〜18個の炭素原子を有する直鎖状又は分枝鎖状の
一価の脂肪酸と全脂肪酸に対して25モル％以下の量の少
なくとも１種の炭素数４〜36の多塩基酸とのエステルで
ある。
日本石油による1991年７月３日付けのヨーロッパ特許
公開第435253号には、R134aと相容性であると言われて
いる数多くのエステルが開示されており、このエステル
は、特定的な構造を有すると規定され、モノ−、ジ−及
びトリペンタエリトリット並びにトリメチロールエタ
ン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン又
はそれらの二量体若しくは三量体のような他のポリオー
ルと、２〜15個の炭素原子を有するモノカルボン酸及び
２〜10個の炭素原子を有するジカルボン酸とのエステル
であると規定されている。これらのエステルは約200〜3
000の分子量を有すると一般的に言われている。
旭電化工業株式会社による1991年６月５日付けのヨー
ロッパ特許公開第430657号には、R134aと相容性の潤滑
剤が開示されており、この潤滑剤は、２〜６個の炭素原
子を有する脂肪酸のネオペンチルポリオールエステルで
あると特徴付けられている。この明細書には、７個以上
の炭素原子を有する酸を使用する場合には、C2〜C6酸の
量を20モル％以上にしてネオペンチルポリオールのヒド
ロキシル基１個に対する脂肪酸の炭素原子の平均数が６
以下となるようにしないと、不相容性がもたらされると
言われている。好適なネオペンチルポリオールには、モ
ノ−、ジ−及びトリペンタエリトリット、トリメチロー
ルプロパン並びにトリメチロールエタンが包含される。
これらポリオールは、少なくとも３個のOH基を有してい
なければならない。
R134a潤滑剤相容性の問題点を取扱った他の文献に
は、潤滑剤としてポリエーテルポリオールとエステルと
の混合物を開示したマクグロウ（McGraw）らによる1989
年７月25日付けの米国特許第4851144号並びにテトラフ
ルオルエタン冷媒用の潤滑剤としてのポリエーテルグリ
コールを開示したマジッド（Magid）らによる1988年７
月５日付けの米国特許第4755376号がある。
以上要約した従来技術は、テトラフルオルエタン冷
媒、特にＲ−134a、1,1,1,2−テトラフルオルエタンと
共に用いるのに好適な潤滑剤の相反する概念を示してい
る。本発明者は、アルカン酸のポリオールエステルに関
して、テトラフルオルエタン冷媒、特にR134aと相用性
の潤滑剤として用いるためのそれらの適性はポリオール
をエステル化するために用いられる酸の構造及び鎖長に
関連するある種のパラメーターに支配され、これらのパ
ラメーターは当技術分野における広範な先行技術の教示
によって認識されていなかったということを見出した。
発明の概要 本発明は、モノペンタエリトリット、工業等級ペンタ
エリトリット（これは、７〜14重量％のジペンタエリト
リット、２重量％までのトリペンタエリトリット及び残
部を構成するモノペンタエリトリットを含有する）又は
トリメチロールプロパンをある種のC7〜C10枝分かれモ
ノアルカン酸又はC7〜C10枝分かれモノアルカン酸とC7
〜C10線状モノアルカン酸との混合物と共に用いた場合
に、好適な粘度範囲及び−20℃の混和性値を有するエス
テルが提供されるという発見に基づく。この酸混合物は
所定の有効炭素鎖長を有し、そして、モノ−、ジ−又は
トリペンタエリトリットのエステルを用いる場合には以
下に規定されるメチルの枝分かれの最小量を有する。有
効炭素鎖長についての許容最小値は、用いるポリオール
の種類によって変化する。どのポリオールを選択するか
は、得たいエステル潤滑剤粘度に依存し、この粘度は、
冷媒−潤滑剤組成物（本明細書においてはこの混合物を
冷凍作動流体と称する）、即ちR134aのような冷媒とポ
リオールエステル潤滑剤との混合物の最終用途に依存す
る。
発明の詳細な説明 本発明はさらに、所定の有効炭素鎖長と、トリメチロ
ールプロパンエステルの場合を除いて所定のメチル枝分
かれとを有する枝分かれC7〜C10モノカルボン酸を使用
することが必要であり、これによって、所望の40℃にお
ける粘度範囲と、低温、即ち−20℃以下におけるテトラ
フルオルエタン冷媒（好ましくはR134a）との好適な混
和性との両方を有するエステル潤滑剤が提供されるとい
う発見に基づく。本発明において用いるための好ましい
冷媒はR134aであるが、本明細書において用いる用語
「テトラフルオルエタン」は、CF3CH2F及びCHF2CHF2の
両方を言うものとする。本明細書において有効炭素鎖長
とは、酸分子中の連続する最長の炭素鎖の長さを言う。
例えば、合計９個の炭素原子を有するトリメチルヘキサ
ン酸は6.0の有効炭素鎖長を有する。酸の混合物につい
て、平均有効炭素鎖長は以下に説明するように計算され
る。
本発明の第１の具体例は、40℃において約26cSt〜114
cStの粘度範囲を有する合成エステル潤滑剤約５〜55重
量部及びテトラフルオルエタン冷媒約95〜45重量部を含
み、−20℃又はそれ以下（それより低い温度を意味す
る）の混和性値を有する冷凍作動流体であって、 前記エステルが、モノペンタエリトリット（本明細書
において用いた場合、これは95重量％以上、好ましくは
97.5重量％以上の純度のモノペンタエリトリットを意味
する）と、 （ａ）枝分かれしたC7〜C10アルキルモノカルボン酸又
は （ｂ）73重量％までの線状C7〜C10アルキルモノカルボ
ン酸と27重量％以上の枝分かれしたC7〜C10アルキルモ
ノカルボン酸との混合物 とを反応させることによって製造されたものであり、 前記の枝分かれした酸の分子中に含有されるアルキル
枝分かれ基の総数を基準として50％以上がメチル枝分か
れ基であり、 前記の枝分かれした酸又は酸混合物が6.2以下の平均
有効炭素鎖長を有する、前記冷凍作動流体である。
本発明の別の具体例は、40℃において約27cSt〜130cS
tの粘度範囲を有する合成エステル潤滑剤約５〜55重量
部及びテトラフルオルエタン冷媒約95〜45重量部を含
み、−20℃以下の混和性値を有する冷凍作動流体であっ
て、 前記エステルが、工業等級のペンタエリトリットと、 （ａ）枝分かれしたC7〜C10アルキルモノカルボン酸又
は （ｂ）67重量％までの線状C7〜C10アルキルモノカルボ
ン酸と33重量％以上の枝分かれしたC7〜C10アルキルモ
ノカルボン酸との混合物 とを反応させることによって製造されたものであり、 前記の枝分かれした酸の分子中に含有されるアルキル
枝分かれ基の総数を基準として50％以上がメチル枝分か
れ基であり、 前記の枝分かれした酸又は酸混合物が6.0以下の平均
有効炭素鎖長を有し、 工業等級ペンタエリトリットが85〜92重量％のモノペ
ンタエリトリット、14〜７重量％のジペンタエリトリッ
ト及び２重量％までのトリペンタエリトリットを含有す
る、前記冷凍作動流体である。
本発明の別の具体例は、40℃において約10cSt〜55cSt
の粘度範囲を有する合成エステル潤滑剤約５〜55重量部
及びテトラフルオルエタン冷媒約95〜45重量部を含み、
−20℃以下の混和性値を有する冷凍作動流体であって、 前記エステルが、トリメチロールプロパンと、 （ａ）枝分かれしたC7〜C10アルキルモノカルボン酸又
は （ｂ）85重量％までの線状C7〜C10アルキルモノカルボ
ン酸と15重量％以上の枝分かれしたアルキルモノカルボ
ン酸との混合物 とを反応させることによって製造されたものであり、 前記の枝分かれした酸又は酸混合物が7.0以下の平均
有効炭素鎖長を有する、前記冷凍作動流体である。枝分
かれした酸が必要とされるが、用いられるポリオールが
トリメチロールプロパンである場合にはメチル枝分かれ
は必須ではないということがわかった。
本発明の別の具体例は、40℃において約80cSt〜120cS
tの粘度範囲を有する合成エステル潤滑剤約５〜55重量
部及びテトラフルオルエタン冷媒約95〜45重量部を含
み、−15℃以下の混和性値を有する冷凍作動流体であっ
て、 前記エステルが、ジペンタエリトリットと、 （ａ）枝分かれしたC7〜C10アルキルモノカルボン酸又
は （ｂ）90重量％以上の枝分かれしたC7〜C10アルキルモ
ノカルボン酸と10重量％までの線状C7〜C10アルキルモ
ノカルボン酸との混合物 とを反応させることによって製造されたものであり、 前記の枝分かれした酸の分子中に含有されるアルキル
枝分かれ基の数を基準として50％以上がメチル枝分かれ
基であり、 前記の枝分かれした酸又は酸混合物が5.7以下の平均
有効炭素鎖長を有する、前記冷凍作動流体である。この
具体例は、自動車のエアーコンディショナーのような−
15℃の混和性値が好適である作動流体に利用できる。
本明細書において用いた場合、用語「混和性値」と
は、合成エステル潤滑剤５〜55重量部及びテトラフルオ
ルエタン95〜45重量部の組成範囲において不混和性が生
じない温度の中で最も高い温度を言う。
混和性か不混和性かは、次のようにして決定される。
計量したエステル潤滑剤を内径12mmの弁付きガラス管中
に入れる。この管をR134a冷媒装入ユニットに連結し、
ここで空気を排出し、指定容量の冷媒を、所望の冷媒ガ
ス圧降下が得られるまで、ガラス管中に凝縮させる。潤
滑剤／冷媒の混合物の組成を、管、管及び潤滑剤、並び
に管及び潤滑剤及び冷媒から得た重量測定値から計算す
る。潤滑剤／冷媒を含有する管を、室温、温度が＋60℃
までサーモスタット制御される高温可視浴中及び温度が
−60℃までサーモスタット制御される低温可視浴中にお
いて、混和性について視覚的に観察する。曇りが発生し
たり、凝集塊又は沈殿が形成したり、２つの液相に分離
したりという状態がいずれも観察されなければ、この混
合物は所定温度において混和性であるとみなされる。こ
れらの状態のいずれか１つでも観察されれば、この混合
物は不混和性であるとみなされる。
実施例に含まれるデータにおいて、混和温度とは、所
定の組成において混和が観察された最低温度を言う。様
々な組成について得られた混和温度の中で最も高いもの
が、そのエステル潤滑剤を有する作動流体についての混
和性値である。
酸の混合物について、平均有効炭素鎖長（AECL）は、
次の式を用いることによって計算される。
ここで、W1は混合物中の第１の酸の重量であり、ECL1
はその有効炭素鎖長であり、W2は混合物中の第１の酸の
重量であり、ECL2はその有効炭素鎖長であり、この式は
混合物中の酸の数だけ続き、この酸の数がｎである。従
って、この式は酸の混合物中のそれぞれの酸についての
個々の有効炭素鎖長の重量平均である。
本発明の本質的な局面は、酸がモノペンタエリトリッ
ト、工業等級ペンタエリトリット又はジペンタエリトリ
ットによってエステル化されたものである場合に、枝分
かれしたC7〜C10アルキルモノカルボン酸又はモノアル
カン酸が有するアルキル枝分かれ基の総数を基準として
少なくとも50％以上がメチル枝分かれ基であることであ
る。ここで有用な酸は、式RCOOH（式中、Ｒは酸中の炭
素原子の総数が７〜10となるような直鎖状又は分枝鎖状
のアルキルである）で表わすことができる。枝分かれし
た酸の存在が本発明にとって必要であり、前記のペンタ
エリトリットのエステルを用いる場合には、枝分かれし
た酸の分子中に含有されるアルキル枝分かれ基の総数を
基準として50％以上がメチル枝分かれ基であるべきであ
るということが見出された。トリメチロールプロパンエ
ステルについては、他のアルキル枝分かれ酸でも構わな
いが、しかし、50％以上がメチル枝分かれであるのが好
ましい。
本発明において用いるためには、有する枝分かれ基の
100％がメチル枝分かれ基である枝分かれ酸が好まし
く、3,5,5−トリメチルヘキサン酸が特に好ましい。
従って、２−エチルヘキサン酸のように、有する枝分
かれ基の100％がエチル枝分かれである酸は、本発明に
おいてペンタエリトリット酸と共に用いるのには適さな
い。何故ならば、このような酸は冷凍作動流体に対して
必要な混和性値を提供しないからである。
アルキル枝分かれ基は、主鎖、即ち酸分子中のカルボ
キシルの炭素（Ｃ（:O）OH）を含めて見た時に最も長い
線状炭素鎖、に対する側鎖となっている分子中の全ての
アルキル基の合計数を言う。
重量％は、本明細書において酸の混合物について言っ
た場合、特定のポリオールと反応させるために用いられ
た線状の酸及び枝分かれした酸の合計重量を基準とす
る。
本発明においては、比較的低級（C2〜C6）のアルキル
カルボン酸のエステルを潤滑剤として用いることは回避
される。何故ならば、これらの低級酸は揮発性が高く且
つ臭気が強く、そしてこれらのエステルは溶媒和力が大
きく且つ親水性が大きく、これらは全て望ましくない性
質であり、欠点を有する冷凍作動流体をもたらすことが
あるからである。主鎖のアルキルの長さ及び分岐度がエ
ステル潤滑剤に所望の粘度を提供するので、C7〜C10枝
分かれアルキル及び線状アルキルモノカルボン酸のよう
な比較的高級の酸を用いるのが望ましい。かかる酸から
得られるエステルは親水性が小さく、この範囲の酸を用
いれば、粘度の利点のために、より広範なポリオールを
用いることが可能になる。しかしながら、前記のような
有効炭素鎖長及び（ペンタエリトリットと共に用いる場
合には）メチル枝分かれ度を有する酸のみが、テトラフ
ルオルエタン冷媒、例えばR134aと混合された場合に満
足できる混和性値を有する冷凍作動流体をもたらすエス
テルを提供するだろう。従って、R134aと混合した時に
満足できる混和性値を有するエステルを提供するのは、
酸中の炭素の総数や枝分かれ酸又は線状酸の相対量では
ない。むしろ、鍵となるパラメーターは、酸の有効炭素
鎖長又は酸の混合物の平均有効炭素鎖長である。（採用
すべき）有効炭素鎖長パラメーター（値）は、エステル
を形成させるために用いられるポリオールに応じて多少
変化するだろう。
本発明において用いるための好ましい酸は、次のもの
である。
（ａ）3,5,5−トリメチルヘキサン酸。これは、トリメ
チロールプロパン、モノペンタエリトリット及び工業等
級ペンタエリトリットについてのみ有用である。
（ｂ）ｎ−ヘプタン酸60〜75重量％、２−メチルヘキサ
ン酸18〜30重量％、２−エチルペンタン酸５〜10重量％
及びヘプタン酸の他の異性体０〜５重量％から成るC7酸
の混合物。このC7酸の混合物は、トリメチロールプロパ
ンについてのみ有用である。
（ｃ）メチルヘキサン酸。本明細書において、これは、
70重量％の２−メチルヘキサン酸、20重量％の２−エチ
ルペンタン酸、５重量％のｎ−ヘプタン酸及び残部を構
成するヘプタン酸の他の異性体から成る異性体混合物と
規定される。ここで規定されたメチルヘプタン酸は、本
発明のポリオールの具体例全てについて有用である。
3,5,5−トリメチルヘキサン酸を用いる場合、必要さ
れる粘度によっては、エステル製品の低温特性を改善す
るために、この3,5,5−トリメチルヘキサン酸に、前記
したC7酸の混合物のような他の酸をごく少量、例えば１
〜10重量％添加するのが望ましいことがある。
本発明において用いるためのエステルは、当技術分野
においてよく知られているエステル化技術を用いて高温
においてアルコールと酸、好ましくは過剰モル量の酸と
を反応させることによって製造される。必要ならば有機
酸又は有機チタン触媒のような触媒を用いてもよい。本
発明において有用なエステルの製造方法のタイプは本発
明の実施にとって特に重要なことではなく、実質的に完
全なエステル化が達成されさえすればよい。
当技術分野においてよく知られているように、本発明
の好適なエステル潤滑剤は、様々な特殊な目的の添加
剤、例えば金属奪活剤、酸化防止剤、腐蝕防止剤、消泡
剤、摩耗防止剤、耐極圧添加剤、粘度改善剤等を、合計
して約８重量％までのごく少量含有していてもよい。
本発明をさらに以下の実施例によって例示するが、こ
れら実施例は本発明の範囲を限定するものと考えるべき
ではない。
例１ モノペンタエリトリットと各種の酸とのエステルを製
造し、R134aと混合した。エステルの粘度、混和温度、
混和性値及び平均有効炭素鎖長（AECL）値を第１表に与
える。
イソオクタン酸は示されたAECLを有するC8異性体の混
合物である。イソノナン酸は示されたAECLを有するC9異
性体の混合物である。これらのデータは、エステルとR1
34aとの混和性混合物を提供するにあたってのAECLの臨
界性を示す。ペンタエリトリット、工業等級ペンタエリ
トリット又はジペンタエリトリットのエステルを製造す
るのに用いられる酸について要求されるメチル枝分かれ
を持たない酸Ｅ、即ち２−エチルヘキサン酸は、好適な
作動流体をもたらさなかった。
例２ トリメチロールプロパンと各種の酸とのエステルを製
造し、例１におけるようにR134aと混合した。そのデー
タを第２表に与える。
これらのデータもまた、トリメチロールプロパンと共
に用いるのに重要であると立証されたAECLを酸が持たな
い場合の混和性値の極端な変化を示す。
例３ 工業等級ペンタエリトリットと各種の酸とのエステル
を製造し、例１におけるようにR134aと混合した。その
データを第３表に与える。
例４ ジペンタエリトリットと各種の酸とのエステルを製造
し、例１におけるようにR134aと混合した。そのデータ
を第４表に与える。
本発明のエステル潤滑剤はまた、混合して、潤滑剤と
してテトラフルオロエタン冷媒と共に用いて、有用な作
動流体を提供することもできる。特定の最終用途のため
に特定の粘度範囲を達成することが必要な場合にかかる
混合物が望ましい。何故ならば、エステルの配合は、所
望の製品の正確な粘度を達成するにあたってより精緻な
調節を可能にするからである。本発明のエステルの配合
物は、各エステルを約１〜99重量％含むことができ、こ
の配合物は、−20℃以下の混和性値、ジペンタエリトリ
ットがこの配合物の成分である場合には−15℃以下の混
和性値を維持するだろう。
従って、本発明のさらなる具体例は、合成エステル潤
滑剤約５〜55重量部及びテトラフルオルエタン冷媒約95
〜45重量部を含む冷凍作動流体であって、 前記潤滑剤が ａ）モノペンタエリトリットと、 （ｉ）枝分かれしたC7〜C10アルキルモノカルボン酸又
は （ii）73重量％までの線状C7〜C10アルキルモノカルボ
ン酸と27重量％以上の枝分かれしたC7〜C10アルキルモ
ノカルボン酸との混合物 とのエステル（ここで、枝分かれした酸は、6.2以下の
平均有効炭素鎖長を有する）、 ｂ）工業等級のペンタエリトリットと、 （ｉ）枝分かれしたC7〜C10アルキルモノカルボン酸又
は （ii）67重量％までの線状C7〜C10アルキルモノカルボ
ン酸と33重量％以上の枝分かれしたC7〜C10アルキルモ
ノカルボン酸との混合物 とのエステル（ここで、枝分かれした酸は、6.0以下の
平均有効炭素鎖長を有する）、 ｃ）トリメチロールプロパンと、 （ｉ）枝分かれしたC7〜C10アルキルモノカルボン酸又
は （ii）85重量％までの線状C7〜C10アルキルモノカルボ
ン酸と15重量％以上の枝分かれしたC7〜C10アルキルモ
ノカルボン酸との混合物 とのエステル（ここで、枝分かれした酸は、7.0以下の
平均有効炭素鎖長を有する）、 及び ｄ）ジペンタエリトリットと、 （ｉ）枝分かれしたC7〜C10アルキルモノカルボン酸又
は （ii）10重量％までの線状C7〜C10アルキルモノカルボ
ン酸と90重量％以上の枝分かれしたC7〜C10アルキルモ
ノカルボン酸との混合物 とのエステル（ここで、枝分かれした酸は、5.7以下の
平均有効炭素鎖長を有する） より成る群の２種以上のエステルの混合物であり、 このエステル混合物がペンタエリトリット、工業等級
ペンタエリトリット又はジペンタエリトリットのエステ
ルを含有する場合には、前記の枝分かれした酸の分子中
に含有される全アルキル枝分かれ基を基準として50％以
上がメチル枝分かれ基であり、 前記エステル混合物がモノペンタエリトリット、トリ
メチロールプロパン及び工業等級ペンタエリトリットの
エステルのみを含有する場合には、前記冷凍作動流体が
−20℃以下の混和性値を有し、 前記エステル混合物がジペンタエリトリットエステル
を含有する場合には、前記冷凍作動流体が−15℃以下の
混和性値を有し、そして、 前記エステル混合物の粘度が40℃において10cSt〜130
cStである、前記冷凍作動流体である。
好ましい混合エステルは、3,5,5−トリメチルヘキサ
ン酸の工業等級ペンタエリトリットエステル32.2重量％
と、同じ酸のトリメチロールプロパンエステル67.8重量
％との混合物であり、これは、ある種の市販の冷凍ユニ
ットについての粘度要件である40℃において約68cStと
いう粘度を有するエステル潤滑剤を提供するのに用いら
れる。別の好ましい混合物は、同じ工業等級ペンタエリ
トリットエステル76.9重量％及び同じトリメチロールプ
ロパンエステル23.1重量％から成り、これは、自動車の
エアーコンディショニング用の潤滑剤エステルについて
の粘度要件である40℃において約100cStという粘度を提
供する。別の好ましい混合物は、第２表中の酸Ｄ（ｎ−
C7 70％、メチルヘキサン酸30％）の報告されたトリメ
チロールプロパンエステル58重量％及び第３表中の酸Ａ
（3,5,5−トリメチルヘキサン酸）の工業等級ペンタエ
リトリットエステル42重量％の混合物から成り、これ
は、ある種の家庭用冷蔵冷凍庫についての粘度要件であ
る約32cStという粘度を提供する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ１０Ｎ 20:02 Ｃ１０Ｎ 20:02 30:00 30:00 Ａ 40:30 40:30 (72)発明者 ターナー，デイビッド ウェイン アメリカ合衆国 77084 テキサス，ヒ ューストン，バーカー サイプレス 1822，ナンバー1202 (72)発明者 アンティカ，シュロモー アメリカ合衆国 07040 ニュージャー ジー，メイプルウッド，タスカン ロー ド 15 (72)発明者 クレバリス，マーティン アントニー アメリカ合衆国 70808 ルイジアナ, バトンルージュ，ティペレアリー ドラ イブ 7415 (56)参考文献 特開 平３−200895（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−128992（ＪＰ，Ａ) 特表 平３−505602（ＪＰ，Ａ) 欧州特許出願公開458584（ＥＰ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C10M 101/00 - 177/00 C09K 5/00 - 5/06

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】40℃において26cSt〜114cStの粘度を有す
    る合成エステル潤滑剤５〜55重量部及びテトラフルオロ
    エタン冷媒95〜45重量部を含み、 −20℃以下の混和性値を有する冷凍作動流体であって、
    該エステルがモノペンタエリトリットを、73重量％まで
    の線状C7−C10アルキルモノカルボン酸と27重量％以上
    の枝分かれしたC7−C10アルキルモノカルボン酸とから
    なる酸混合物と反応させることによって製造されたもの
    であり、該枝分かれしたカルボン酸が枝分かれしたアル
    キル基の総数を基準としてメチル枝分かれ基を50％以上
    含み、該酸混合物が6.2以下の平均有効炭素鎖長を有
    し、かつ、メチルヘキサン酸を含む前記冷凍作動流体。
  2. 【請求項２】該酸混合物が、3,5,5−トリメチルヘキサ
    ン酸を含む請求項１記載の冷凍作動流体。
  3. 【請求項３】40℃において27cSt〜130cStの粘度を有す
    る合成エステル潤滑剤５〜55重量部及びテトラフルオロ
    エタン冷媒95〜45重量部を含み、 −20℃以下の混和性値を有する冷凍作動流体であって、
    該エステルが工業等級のペンタエリトリットを、67重量
    ％までの線状C7−C10アルキルモノカルボン酸と33重量
    ％以上の枝分かれしたC7−C10アルキルモノカルボン酸
    とからなる酸混合物と反応させることによって製造され
    たものであり、該枝分かれしたカルボン酸が枝分かれし
    たアルキル基の総数を基準としてメチル枝分かれ基を50
    ％以上含み、該酸混合物が6.0以下の平均有効炭素鎖長
    を有し、かつ、メチルヘキサン酸を含み、該工業等級の
    ペンタエリトリットが、85−92重量％のモノペンタエリ
    トリット、14−７重量％のジペンタエリトリット及び２
    重量％までのトリペンタエリトリットを含有する前記冷
    凍作動流体。
  4. 【請求項４】該酸混合物が、3,5,5−トリメチルヘキサ
    ン酸を含む請求項３記載の冷凍作動流体。
  5. 【請求項５】40℃において10cSt〜55cStの粘度を有する
    合成エステル潤滑剤５〜55重量部及びテトラフルオロエ
    タン冷媒95〜45重量部を含み、 −20℃以下の混和性値を有する冷凍作動流体であって、
    該エステルがトリメチロールプロパンを、85重量％まで
    の線状C7−C10アルキルモノカルボン酸と15重量％以上
    の枝分かれしたC7−C10アルキルモノカルボン酸とから
    なる酸混合物と反応させることによって製造されたもの
    であり、該酸混合物が7.0以下の平均有効炭素鎖長を有
    し、かつ、メチルヘキサン酸を含む、前記冷凍作動流
    体。
  6. 【請求項６】該酸混合物が、3,5,5−トリメチルヘキサ
    ン酸を含む請求項５記載の冷凍作動流体。
  7. 【請求項７】該酸混合物が、60−75重量％のｎ−ヘプタ
    ン酸、18−30重量％の２−メチルヘキサン酸、５−10重
    量％の２−エチルペンタン酸及び０−５重量％の他のペ
    ンタン酸異性体から構成される請求項５記載の冷凍作動
    流体。
  8. 【請求項８】40℃において80cSt〜120cStの粘度を有す
    る合成エステル潤滑剤５〜55重量部及びテトラフルオロ
    エタン冷媒95〜45重量部を含み、 −15℃以下の混和性値を有する冷凍作動流体であって、
    該エステルがジペンタエリトリットを、10重量％までの
    線状C7−C10アルキルモノカルボン酸と90重量％以上の
    枝分かれしたC7−C10アルキルモノカルボン酸とからな
    る酸混合物と反応させることによって製造されたもので
    あり、該枝分かれしたカルボン酸が枝分かれしたアルキ
    ル基の総数を基準としてメチル枝分かれ基を50％以上含
    有し、該酸混合物が5.7以下の平均有効炭素鎖長を有
    し、かつ、メチルヘキサン酸を含む前記冷凍作動流体。
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