JP4023726B2 - 冷凍機用潤滑油組成物 - Google Patents
冷凍機用潤滑油組成物 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4023726B2 JP4023726B2 JP2002154646A JP2002154646A JP4023726B2 JP 4023726 B2 JP4023726 B2 JP 4023726B2 JP 2002154646 A JP2002154646 A JP 2002154646A JP 2002154646 A JP2002154646 A JP 2002154646A JP 4023726 B2 JP4023726 B2 JP 4023726B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ester
- ethylhexanoic acid
- acid
- weight
- pentaerythritol
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Lubricants (AREA)
Description
【産業上の利用分野】
本発明は、エタン、プロパン、ブタン、イソブタン等の炭化水素冷媒及びジフルオロメタン、テトラフルオロエタン等の少なくとも一部の水素をフッ素置換した炭化水素冷媒を使用する冷凍機用潤滑油組成物に関する。
【0002】
【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、例えばクロロフルオロカーボン(CFC)であるR―11(トリクロロモノフルオロメタン)、ジクロロジフルオロメタン(R―12)、ハイドロクロロフルオロカーボン(HCFC)であるモノクロロジフルオロメタン(R−22)等のフロンが使用されてきたが、近年のオゾン層破壊問題に関連し、国際的にその生産及び使用が規制され、現在では、塩素を含有しない、例えば、ジフルオロメタン(R−32)、テトラフルオロエタン(R−134又はR−134a)などの新しい水素含有フロン冷媒に転換されてきている。また、最近は、炭素数1〜5程度の低級炭化水素やアンモニア、二酸化炭素等がオゾン層を破壊することなく、地球温暖化への影響も前記の塩素系あるいは非塩素系フッ化炭化水素に比べて非常に低いことから、見直されている。すなわち、これらの化合物は冷媒として古くから使用されていたが、上記フロン系冷媒で培われた圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器等からなり、これらの間で冷媒を循環させる冷却効率の高い冷凍システムに採用することが検討され、低級炭化水素冷媒用の潤滑剤として、冷媒と相溶性のある、例えばナフテン系又はパラフィン系の鉱物油、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油、フッ素油が提案されている(特開平10−130685号公報)。
【0003】
しかしながら、炭化水素冷媒は鉱油等の潤滑剤に対する溶解度が大きいため、上記のような潤滑剤を用いると、潤滑剤の粘度が低くなり、潤滑性を確保できなくなる。また、炭化水素冷媒の場合、その充填量を多くする必要があるが、冷媒である低級炭化水素は可燃性であるため、その充填量はできる限り低くすることが要求されている。
【0004】
また、一部の水素をフッ素置換した炭化水素冷媒(以下、「HFC」冷媒ともいう)を用いる冷凍機油として、ネオペンチルグリコールやペンタエリスリトール等の二価又は四価のアルコールと2-エチルヘキサン酸や3,5,5-トリメチルヘキサン酸とのエステルを使用することが提案されている(例えば、特許第2850983号公報や特許第2843310号公報)。ところで、これらのエステルを単独で用いると、あるものは、低温流動性が悪くて、コンプレッサーの摺動部分への油戻りが悪かったり、他のものは粘度が低く過ぎて潤滑性が充分でなかったり、また逆にあるものは粘度が高すぎて冷却効率を低下させる等の問題がある。このため、2種のエステルを混合して用いられているが、例えば、ペンタエリスリトールと2-エチルヘキサン酸のエステルと、ネオペンチルグリコールと2-エチルヘキサン酸のエステルとを混合したものでも、低温流動性が充分でなく、コンプレッサーの摺動部分への油戻りが悪く、また、ペンタエリスリトールと2-エチルヘキサン酸のエステルと、ペンタエリスリトールと2-エチルヘキサン酸及び3,5,5-トリメチルヘキサン酸の混合物のエステルとを混合したものは、粘度が高すぎて冷却効率を低下させるとともに、低温での二層分離温度が高いためコンプレッサー部分で油切れを起こし、さらに、ネオペンチルグリコールと2-エチルヘキサン酸のエステルと、ペンタエリスリトールと2-エチルヘキサン酸及び3,5,5-トリメチルヘキサン酸の混合物のエステルとを混合したものは、両エステルの相溶性が悪く、ネオペンチルグリコールと2-エチルヘキサン酸とのエステルのみがコンプレッサー摺動部分へ戻るため潤滑性を著しく損なう等の問題があった。
【0005】
すなわち、コンプレッサーの摺動部分への油戻りの特性は、上述のエステルであっても必ずしも十分とはいえず、結果的にコンプレッサー摺動部を摩耗させる懸念を抱えている。また、上記の好ましくない低温特性のなかには、固形物を形成してキャピラリーを詰まらせたり、コンプレッサーの吐出弁に堆積することなども含まれる。結果的にこれらが複合的に作用して、摺動部分への油戻り特性や冷却効率の低下、あるいは好ましくない機械的トラブルや機械寿命を左右する摺動部の摩耗を生じることから、これを改良することが強く望まれている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題を解決したもので、本発明の目的は、炭化水素冷媒及び/又はHFC冷媒に対して適度の相溶性、溶解性を有し、低温における固形物の析出を最小にし、特にコンプレッサー摺動部の摩耗を低減して耐久性を向上した冷凍機油を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成するために、鋭意研究を進めた結果、極めて限られたエステルが、高い電気絶縁性、低い吸湿性、高い熱酸化安定性を有しながら、炭化水素冷媒やHFC冷媒に対し程良い相溶性、溶解性を有するとともに、コンプレッサー摺動部の低摩耗を実現した優れた潤滑性や低温特性を有していることを見出し、本発明に想到した。
【0008】
本発明は、ペンタエリスリトールと2-エチルヘキサン酸とのエステルを10〜60重量%、ネオペンチルグリコールと2-エチルヘキサン酸とのエステルを10〜50重量%、及びペンタエリスリトールと、2-エチルヘキサン酸及び3,5,5-トリメチルヘキサン酸を混合重量比3/7〜7/3で混合した混合物とのエステルを20〜60重量%で混合したエステルを含み、40℃における動粘度が10〜50mm2/sであることからなる炭化水素冷媒及び/又は一部の水素をフッ素置換した炭化水素冷媒を用いた冷凍機用潤滑油組成物に関する。
【0009】
【発明の実施の態様】
本発明に係るエステルは、上記ペンタエリスリトールあるいはネオペンチルグリコールと2-エチルヘキサン酸とあるいは2-エチルヘキサン酸及び3,5,5-トリメチルヘキサン酸の混合物との脱水反応によるエステル化反応、あるいは脂肪酸の誘導体である酸無水物、酸クロライド等を経由しての一般的なエステル化反応や各誘導体のエステル交換反応によって得ることができる。
【0010】
上記方法で得られるエステルは、未反応で残存する酸及び水酸基を特に制限するものではないが、カルボキシル基や水酸基は残存しないことが好ましい。カルボキシル基の残存量が多いと、冷凍機内部に使用されている金属との反応により金属石けんなどを生成し、沈殿するなどの好ましくない現象も起こるため、酸価が3mgKOH/g以下のものが好ましく、0.1mgKOH/g以下のものがより好ましい。また、水酸基の残存量が多いと、エステルが低温において白濁し、冷凍サイクルのキャピラリー装置を閉塞させる等、好ましくない現象が起こるため、水酸基価は50mgKOH/g以下とすることが好ましく、10mgKOH/g以下のものがより好ましい。
【0011】
また、上記のペンタエリスルトールと2-エチルヘキサン酸及び3,5,5-トリメチルヘキサン酸の混合物のエステルでは、例えば、2-エチルヘキサン酸が重量比7/3を超えて過剰とすると、低温で結晶化(固化)が起こり、逆に、3,5,5-トリメチルヘキサン酸が7/3を超えて過剰としても、低温で結晶化(固化)するという問題が生じるため、この酸の混合重量比は3/7〜7/3の範囲とする。
【0012】
本発明は、1)ペンタエリスリトールと2-エチルヘキサン酸とのエステル、2)ネオペンチルグリコールと2-エチルヘキサン酸とのエステル、及び3)ペンタエリスリトールと2-エチルヘキサン酸及び3,5,5-トリメチルヘキサン酸の混合物とのエステルであって、前記2-エチルヘキサン酸と3,5,5-トリメチルヘキサン酸との混合重量比が3/7〜7/3であるエステルを混合したものをいわゆる基油として用いる。この場合、前記1)のエステルの混合量を、10重量%以下とすると、混合エステルの潤滑性が低下し、また60重量%以上とすると低温で結晶化が起こる。
【0013】
また、2)のエステルの混合量を10重量%以下とすると、混合エステルの粘度を適正に調整できず、また50重量%以上とすると、混合エステルの潤滑性が低下するという問題がある。さらに、3)のエステルの混合量を、20重量%以下とすると、低温での結晶化の問題が生じ、また60重量%以上とすると、混合エステルの粘度を適正にできないという問題がある。したがって、上記1)のエステルを10〜60重量%、2)のエステルを10〜50重量%、及び3)のエステルを20〜60重量%で混合する。
【0014】
この混合エステルは、冷凍システムを適正に作動させ、かつ高い効率を確保するため、40℃における動粘度が10〜50mm2/sになるように、上記範囲で混合比率を適宜選定して調製する。
【0015】
上記混合エステルからなる本発明の冷凍機油は、炭化水素冷媒及びHFC冷媒を用いた冷凍機油として用いると、低温から高温までの広い領域で、相互に適切な相溶性、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、代替フロン用冷凍機油として用いられているポリアルキレングリコール等に較べると、はるかに電気絶縁性が高く、かつ吸湿性も小さい。
【0016】
なお、本発明に係る冷凍機油には、冷凍機油としての機能を満足する範囲において、PAGや鉱油等の潤滑油を適宜混合でき、また従来、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することができる。
【0017】
本発明の冷凍機油は、炭素数1〜5の低級炭化水素、具体的には、エタン、プロパン、ブタン、イソブタン等、一部をフッ素置換した炭化水素、具体的にはジフルオロメタン、テトラフルオロエタン等、あるいはそれらの2種以上を組み合わせた混合物を冷媒として用いる冷凍機の潤滑油として用いられる。特には、圧縮機、凝縮器、膨張弁又はキャピラリーチューブ等の冷媒流量制御部、蒸発器等を有し、これらの間で冷媒を循環させる冷却効率の高い冷凍システムに、なかでも、ロータリーコンプレッサー等の高圧コンプレッサーを有する冷凍機における潤滑油として、好適に使用できる。
【0018】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
【0019】
供試油の調製
次の6種のエステルを表1に示す割合で混合して供試油を調製した。この供試油の動粘度、酸価、水酸基価をそれぞれ表1に示した。
【0020】
(a)ペンタエリスルトールと2-エチルヘキサン酸とのエステル(40℃における動粘度:45mm2/s)
(b)ネオペンチルグリコールと2-エチルヘキサン酸とのエステル(40℃における動粘度:7.5mm2/s)
(c)ペンタエリスルトールと、2-エチルヘキサン酸及び3,5,5-トリメチルヘキサン酸の混合物(重量比1/1)とのエステル(40℃における動粘度:65mm2/s)
(d)ペンタエリスルトールと、2-エチルヘキサン酸及び3,5,5-トリメチルヘキサン酸の混合物(重量比2/3)とのエステル(40℃における動粘度:75mm2/s)
(e)ペンタエリスルトールと、2-エチルヘキサン酸及び3,5,5-トリメチルヘキサン酸の混合物(重量比8/2)とのエステル(40℃における動粘度:95mm2/s)
(f)ペンタエリスルトールと、2-エチルヘキサン酸及び3,5,5-トリメチルヘキサン酸の混合物(重量比2/8)とのエステル(40℃における動粘度:52mm2/s)
【0021】
【表1】
【0022】
供試油の評価
上記供試油について、次の評価を行った。
【0023】
(1)安定流動点
供試油を−10℃で48時間静置して、結晶(固体)の析出を目視で観察した。48時間後における評価の基準として、各試料の状態が試験前の状態と全く同じ場合を「○」とし、また白濁、もや等を含めて固形物の析出が認められた場合を「×」とした。
【0024】
(2)コンプレッサー耐久テスト
冷蔵庫用コンプレッサーに表1の供試油を250ml入れ、冷媒としてR134aを20g使用し、次の条件で耐久テストを行った。
<条件> 吐出圧力:30kg/cm2・G、吸入圧力:1kg/cm2・G、コンプレッサー表面温度(頂上):90℃、運転時間:500時間
耐久テスト後にコンプレッサーを分解し、吐出弁の汚れ及び摺動部の摩耗評価を行った。この評価は、A:汚れ又は摩耗なし、B:汚れ又は摩耗が若干あり、C:汚れ又は摩耗あり、D:汚れ又は摩耗が多い、の4段階の基準で行った。
これらの評価試験の結果を表2に示す。
【0025】
【表2】
【0026】
(3)炭化水素冷媒を用いたコンプレッサー耐久テスト
実施例1〜5の供試油について、冷媒としてイソブテンを用いて、前記と同様なコンプレッサー耐久テストを、次の試験条件で実施し評価した。
<条件> 吐出圧力:10kg/cm2・G、吸入圧力:0kg/cm2・G、コンプレッサー表面温度(頂上):100℃、運転時間:500時間
この試験の結果、何れの供試油についても吐出弁の汚れ及び摺動部の摩耗は認められなかった。
【0027】
【発明の効果】
本発明の冷凍機油は、炭化水素及び/又はHFC冷媒に対し程良い相溶性、溶解性を有するとともに、低温における固形物の析出を最小にし、特にコンプレッサー摺動部の摩耗を低減して耐久性を向上し、かつ、高い電気絶縁性、低い吸湿性、良好な潤滑性、高い熱酸化安定性を有しているため、冷凍機油として総合性能に優れているという格別の効果を奏する。
Claims (1)
- 下記1)のエステルを10〜60重量%、2)のエステルを10〜50重量%、及び3)のエステルを20〜60重量%含み、40℃における動粘度が10〜50mm2/sである混合エステルからなる、炭化水素冷媒及び/又は少なくとも一部の水素をフッ素置換した炭化水素冷媒を用いた冷凍機用潤滑油組成物、
1)ペンタエリスリトールと2-エチルヘキサン酸とのエステル
2)ネオペンチルグリコールと2-エチルヘキサン酸とのエステル
3)ペンタエリスリトールと、2-エチルヘキサン酸及び3,5,5-トリメチルヘキサン酸を混合重量比3/7〜7/3で混合した混合物とのエステル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002154646A JP4023726B2 (ja) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | 冷凍機用潤滑油組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002154646A JP4023726B2 (ja) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | 冷凍機用潤滑油組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003342591A JP2003342591A (ja) | 2003-12-03 |
JP4023726B2 true JP4023726B2 (ja) | 2007-12-19 |
Family
ID=29771396
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002154646A Expired - Lifetime JP4023726B2 (ja) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | 冷凍機用潤滑油組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4023726B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4520764B2 (ja) * | 2004-03-30 | 2010-08-11 | 新日本石油株式会社 | パッケージエアコンディショナー用冷凍機油組成物 |
US20070257229A1 (en) * | 2004-03-04 | 2007-11-08 | Kazuo Tagawa | Refrigerating Machine Oil Composition |
JP5275577B2 (ja) * | 2007-03-27 | 2013-08-28 | Jx日鉱日石エネルギー株式会社 | 冷凍機油及び冷凍機用作動流体組成物 |
-
2002
- 2002-05-28 JP JP2002154646A patent/JP4023726B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003342591A (ja) | 2003-12-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5214151B2 (ja) | 炭化水素冷媒用冷凍機油及びそれを用いた冷凍機システム | |
JP3909744B2 (ja) | 炭化水素冷媒用冷凍機油 | |
JPH03128991A (ja) | 潤滑油 | |
CN107353973B (zh) | 减少制冷剂溶解度的润滑剂共混物 | |
EP1533363A1 (en) | Refrigeration lubricant composition | |
JP5110240B2 (ja) | 冷凍機用潤滑油組成物 | |
JP4806967B2 (ja) | 冷凍機用潤滑油組成物 | |
US5520833A (en) | Method for lubricating compression-type refrigerating cycle | |
JP2000508691A (ja) | ヒンダードアルコールのエステルを含む冷凍機油 | |
JP4023726B2 (ja) | 冷凍機用潤滑油組成物 | |
JP2643104B2 (ja) | 冷蔵システム用の合成洗浄油 | |
JP2980448B2 (ja) | 圧縮式冷凍サイクルの潤滑方法 | |
EP0913457A2 (en) | Low viscosity energy efficient polyol-ester containing refrigerant | |
JP3963311B2 (ja) | 冷凍機油組成物 | |
JP4012441B2 (ja) | 冷媒圧縮式冷凍サイクル装置用潤滑油及び作動媒体 | |
JPH03109492A (ja) | フロン圧縮機用潤滑油 | |
JP2977971B2 (ja) | 圧縮式冷凍システムの潤滑方法 | |
JPH10195426A (ja) | 冷凍装置用作動媒体及びこの媒体を用いた冷凍装置 | |
KR20060094081A (ko) | 냉매 조성물 | |
JP2977972B2 (ja) | 圧縮式冷凍システムの潤滑方法 | |
JPH05263071A (ja) | 圧縮型熱伝達装置用組成物 | |
CN115109630B (zh) | 配合二氟甲烷制冷剂使用的冷冻机油组合物及其应用 | |
JP2000044938A (ja) | 空気調和機用作動媒体組成物及び該組成物を用いた空気調和機 | |
JPH0333192A (ja) | 冷凍機用潤滑油組成物 | |
JPH10339526A (ja) | 冷凍システムのレトロフィット法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20040209 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20040309 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041005 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070913 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070928 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070928 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4023726 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101012 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111012 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111012 Year of fee payment: 4 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121012 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131012 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |