JP2006160781A

JP2006160781A - 冷凍機用潤滑油組成物

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Publication number: JP2006160781A
Application number: JP2004349679A
Authority: JP
Inventors: Munehiro Yamada; 宗宏山田; Nobuhiko Sei; 延彦静
Original assignee: NOF Corp
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 2004-12-02
Filing date: 2004-12-02
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2024-12-02
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Abstract

【課題】低粘度であり、体積固有抵抗が高く、かつ低温安定性に優れた冷凍機用潤滑油組成物を提供すること。
【解決手段】混合アルコールと炭素数５〜１０の飽和モノカルボン酸とから得られる混合エステルを主成分とし、該混合アルコールが、１〜９０モル％のネオペンチルグリコール、１０〜８０モル％のペンタエリスリトール、および０．０１〜２０モル％のジペンタエリスリトールからなり、かつ以下の関係式：
【数１】

を満たし、そして該組成物の４０℃における動粘度が６〜２８ｍｍ^２／ｓである、冷凍機用潤滑油組成物を提供すること。
【選択図】なし

Description

本発明は、冷凍機用潤滑油組成物、詳しくは非塩素系フロン冷媒用の冷凍機用潤滑油組成物、該潤滑油組成物を含有する冷凍機作動流体、および該冷凍機作動流体を用いる冷凍装置に関する。

塩素を含むフロン冷媒は、冷蔵庫、空調機器などに用いられてきた。しかし、近年、オゾン層の破壊などの問題から、塩素を含むフロン冷媒に代えて、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（Ｒ−１３４ａ）、ペンタフルオロエタン（Ｒ−１２５）、ジフルオロメタン（Ｒ−３２）、さらにこれらの混合溶媒などの非塩素系フロン冷媒への転換が進められている。それに従い、非塩素系フロンと相溶性のよいポリオールエステルを基油とする冷凍機用潤滑油組成物（以下、冷凍機油ということがある）が種々提案されている。

冷凍機油には、上記冷蔵庫、空調機器などの安定性を確保するため、上記非塩素系フロン冷媒との相溶性に加え、潤滑性、熱安定性、耐加水分解性、低温流動性、電気絶縁性などの種々の性能が要求される。これらのうちで、耐加水分解性および非塩素系フロンとの相溶性の点から、分岐鎖を有するカルボン酸と、ペンタエリスリトールとからなる耐熱性に優れたヒンダードエステルが実用化されている。例えば、特許文献１には、ペンタエリスリトールと２−エチルヘキサン酸および３，５，５−トリメチルヘキサン酸の混合脂肪酸とからなるエステルを主成分とした冷凍機油が開示され、高温での安定性が改善されることが記載されている。特許文献２には、ペンタエリスリトールと、炭素数６〜８の直鎖または分岐鎖脂肪酸および３，５，５−トリメチルヘキサン酸の混合脂肪酸とからなるエステルを主成分とする冷凍機油が開示され、これにより冷媒との相溶性や電気絶縁性が改善されることが記載されている。

一方、近年の環境意識の高まりから、冷蔵庫や空調機器などには、省エネルギー性が求められている。冷凍機油において、冷蔵庫などの省エネルギー性に寄与するためには、低粘度化が最も有効な手段であり、冷凍機油の低粘度化が志向されている。

冷凍機油の低粘度化を達成するためには、ペンタエリスリトールエステルよりも粘度が低く、かつ耐加水分解性、熱安定性、粘性などが優れるネオペンチルグリコールなどの二価のアルコールからなるエステルを使用することが効果的である。しかし、これらのエステルは、体積固有抵抗が低いため、電気絶縁性に劣るという問題点がある。このように、省エネルギーに寄与するために低粘度化を図ると、電気絶縁性が低下するという、本来の目的とは相反する効果が生じ、低粘度化と電気絶縁性に優れた冷凍機油を得るのは非常に困難である。

その上、冷凍機油は、冷却を目的とする装置に使用されることから、低温における安定性が重要であり、特に、このような低温領域に長期間おかれても結晶が析出しない性能が求められている。しかし、上記の特許文献１および２に記載の多価アルコールと特定のカルボン酸とを組み合わせて得られる混合エステルは、いずれも低温安定性を長期間持続することについては十分な検討がなされていない。

このように、低温安定性に優れ、かつ低粘度であり、さらに電気絶縁性が高い（体積固有抵抗が高い）冷凍機油が望まれているが、その製造は、上記のように困難である。
特開平１０−８０８４号公報特開平６−３３００６１号公報

本発明の目的は、低粘度であり、体積固有抵抗が高く、かつ低温領域での長期安定性に優れた冷凍機用潤滑油組成物、特に非塩素系フロン冷媒を用いた冷凍機用の潤滑油組成物を提供することにある。本発明の目的はまた、上記冷凍機用潤滑油組成物を用いた冷凍機作動流体および上記冷凍機作動流体を用いた冷媒圧縮式冷凍装置を提供することにある。

本発明者らは、非塩素系フロン冷媒を用いた冷凍庫に使用する低粘度の潤滑油組成物の体積固有抵抗および低温安定性について鋭意検討し、種々のアルコールとカルボン酸とを組み合わせて分子設計を行った。その結果、ネオペンチルグリコール、ペンタエリスリトール、およびジペンタエリスリトールからなり、かつこれらが一定の量的関係を満たす混合アルコールと、炭素数５〜１０の飽和モノカルボン酸とを組み合わせることによって、体積固有抵抗が高く、長期間の低温安定性に優れる低粘度のエステルが得られることを見出して本発明を完成するに至った。

本発明は、混合アルコールと炭素数５〜１０の飽和モノカルボン酸とから得られる混合エステルを主成分とする冷凍機用潤滑油組成物であって、該混合アルコールが、１〜９０モル％のネオペンチルグリコール、１０〜８０モル％のペンタエリスリトール、および０．０１〜２０モル％のジペンタエリスリトールからなり、かつ以下の関係式：

を満たし、そして該組成物の４０℃における動粘度が６〜２８ｍｍ^２／ｓである冷凍機用潤滑油組成物を提供する。

好ましい実施態様においては、上記混合エステルを構成する飽和モノカルボン酸の８５モル％以上は、α−分岐鎖を有する飽和モノカルボン酸である。

好ましい実施態様においては、上記混合エステル中に、分子量３７０〜１０００のエステルが１０〜６５モル％含有される。

また、本発明は、上記冷凍機用潤滑油組成物と、非塩素系フロン冷媒とからなる冷凍機作動流体を提供する。

さらに、本発明は、圧縮機、凝縮器、膨張機構、および蒸発器を備える冷媒圧縮式冷凍装置であって、上記冷凍機作動流体を用いる冷凍装置を提供する。

本発明の冷凍機用潤滑油組成物は、低粘度であり、体積固有抵抗が高く、かつ長期間の低温安定性に優れる。さらに冷凍機用潤滑油組成物として必要な非塩素系フロン冷媒との相溶性、耐熱性、潤滑性にも優れている。したがって、本発明の組成物は、非塩素系フロン冷媒、特に１，１，１，２−テトラフルオロエタンおよびジフルオロメタンの少なくとも１種を含む非塩素系フロン冷媒を用いた冷凍機の潤滑油、あるいは非塩素系フロン冷媒と混合した冷凍機作動流体として有用であり、各種冷凍装置の省燃費にも寄与する。

以下、本発明の組成物に含有される混合エステル、該混合エステルを含有する冷凍機用潤滑油組成物、該組成物を含有する冷凍機作動流体、および該冷凍機作動流体を用いる冷媒圧縮式冷凍装置について説明する。

（混合エステル）
本発明の冷凍機用潤滑油組成物に含有される混合エステルは、混合アルコールと炭素数５〜１０の飽和モノカルボン酸とから得られ、該混合アルコールが１〜９０モル％のネオペンチルグリコール、１０〜８０モル％のペンタエリスリトール、および０．０１〜２０モル％のジペンタエリスリトールからなり、かつ以下の関係式：

を満たす。本発明者らは、ネオペンチルグリコールなどの二価アルコールからなるエステルは、体積固有抵抗を低下させるという課題に対して、上記関係式を満たすようにエステルの分子設計を行うことによって、体積固有抵抗が低下することなく、長期間の低温安定性に優れた低粘度のエステルを提供し得ることができた。すなわち、ネオペンチルグリコール、ペンタエリスリトールおよびジペンタエリスリトールを、上記関係式を満たすように混合し、この混合アルコールと炭素数５〜１０の飽和モノカルボン酸とを組み合わせることによって、低粘度であり、体積固有抵抗が高く（低下することなく）、長期間の低温安定性に優れた混合エステルが得られることを見出した。

本発明の冷凍機用潤滑油組成物に含有される混合エステルは、加水分解安定性などの点から、該混合エステルを構成する飽和モノカルボン酸の８５モル％以上が、α−分岐鎖を有する飽和モノカルボン酸であることが好ましい。

本発明の冷凍機用潤滑油組成物に含有される混合エステルは、長期間の低温安定性、体積固有抵抗、および耐熱性の点から、分子量が３７０〜１０００のエステルを１０〜６５質量％含むことが好ましい。

以下、上記混合エステルの製造方法について説明する。

上記混合エステルの原料となる混合アルコールは、上述のとおり、１〜９０モル％のネオペンチルグリコール、１０〜８０モル％のペンタエリスリトール、および０．０１〜２０モル％のジペンタエリスリトールからなる。上記３種類の混合アルコールを用いてエステルを得る場合、上記の組成範囲外で調製した混合エステルは、省燃費、潤滑性、および耐熱性のいずれかの点で劣り、体積固有抵抗および長期低温安定性についても満足なものが得られない。

上記混合エステルの原料となる炭素数５〜１０の飽和モノカルボン酸は、特に制限されない。直鎖飽和モノカルボン酸および分岐鎖を有する飽和モノカルボン酸のいずれであってもよい。長期低温安定性、非塩素系フロン冷媒との相溶性、および耐腐食性の点から、炭素数が５〜７の直鎖飽和モノカルボン酸あるいは炭素数７〜１０の分岐鎖飽和モノカルボン酸が好ましい。飽和モノカルボン酸の炭素数が５以上の場合、潤滑性が良好なエステルが得られ得る。炭素数が１０以下の場合は、低温安定性および非塩素系フロン冷媒との相溶性に優れた混合エステルが得られ得る。

上記炭素数５〜１０の飽和モノカルボン酸としては、例えば、ペンタン酸、２−メチルブタン酸、３−メチルブタン酸、ヘキサン酸、２−メチルペンタン酸、３−メチルペンタン酸、４−メチルペンタン酸、２−エチルブタン酸、３−エチルブタン酸、ヘプタン酸、２−メチルヘキサン酸、３−メチルヘキサン酸、４−メチルヘキサン酸、５−メチルヘキサン酸、２，２−ジメチルペンタン酸、２−エチルペンタン酸、３−エチルペンタン酸、２−エチルヘキサン酸、２−メチルヘプタン酸、３−メチルヘプタン酸、４−メチルヘプタン酸、５−メチルヘプタン酸、６−メチルヘプタン酸、２，２−ジメチルヘキサン酸、３,５−ジメチルヘキサン酸、ノナン酸、イソノナン酸、デカン酸、ネオデカン酸などが挙げられる。得られる混合エステルの潤滑性および加水分解に対する安定性が良好で、かつ金属に対する腐食性の観点から、好ましくはα−分岐鎖飽和モノカルボン酸、より好ましくは２−エチルヘキサン酸が用いられる。上記炭素数５〜１０の飽和モノカルボン酸は、単独で用いてもよく、耐加水分解性、潤滑性、非塩素系フロンとの相溶性、耐熱性、低温安定性、および粘性などを考慮して、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

上記混合アルコールと上記炭素数５〜１０の飽和モノカルボン酸とを組み合わせることによりネオペンチルグリコールを用いているにもかかわらず、体積固有抵抗が低下することなく高く維持され、長期間の低温安定性に優れた混合エステルが得られる。例えば、目的とする粘度に応じて、上記式（１）の範囲を満たすようにネオペンチルグリコール、ペンタエリスリトール、およびジペンタエリスリトールを配合して得られた混合アルコールと、炭素数５〜１０の飽和モノカルボン酸、好ましくはα−分岐鎖を有する飽和モノカルボン酸を８５質量％以上含有する飽和モノカルボン酸、あるいは得られる混合エステル中に分子量が３７０〜１０００のエステルが１０〜６５質量％含有するように設定した飽和モノカルボン酸とを反応させる。

反応は、通常のエステル化反応またはエステル交換反応によって行われる。上記混合アルコールと上記炭素数５〜１０の飽和モノカルボン酸との割合は、得られる混合エステルの水酸基価が５．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下で、かつ酸価が０．０５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下となるように適宜調整し得る。

本発明に用いられる混合エステルの製造方法は、具体的には、以下のようにして得られる。まず、混合アルコールの水酸基１当量に対して、混合カルボン酸のカルボキシル基を１．０〜１．５当量、生産効率および経済性の点から好ましくは１．０５〜１．３当量となるように混合し、必要に応じて、触媒を加える。この混合物を窒素気流下で、２２０〜２６０℃にて３〜１５時間反応させ、水酸基価が２．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下となった時点で過剰のカルボン酸を減圧下で除去する。その後、アルカリにより脱酸した後、活性白土、酸性白土、および合成系の吸着剤を用いた吸着処理、スチーミングなどの操作を単独、あるいは組み合わせて行う。

（冷凍機潤滑油組成物）
本発明の冷凍機用潤滑油組成物は、上記混合エステルを主成分として含有し、必要に応じて、混合エステル以外の他のエステル、添加剤などを含有し得る。「主成分」の具体的な量は、冷凍機用潤滑油組成物全体を基準として、５０質量％以上、好ましくは７０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上である。１００質量％であってもよい。

本発明の冷凍機用潤滑油組成物に含有され得る上記混合エステル以外のエステルとしては、例えば、アルコール部分としてネオペンチルグリコール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール以外の２価〜８価でかつ炭素数が５〜１５のネオペンチルポリオール（２，２−ジエチル−１，３−プロパンジオール、２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール、トリメチロールエタン、トリエチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリペンタエリスリトール、ビスペンタエリスリトールなど）と、モノカルボン酸あるいは多価カルボン酸とから得られるエステルなどが挙げられる。上記エステルは、本発明の冷凍機潤滑油組成物の特性を阻害しない範囲内で適宜含有され得る。

本発明の冷凍機用潤滑油組成物に含有され得る添加剤としては、例えば、フェノール系の酸化防止剤、ベンゾトリアゾール、チアジアゾール、ジチオカーバメートなどの金属不活性化剤、エポキシ化合物、カルボジイミドなどの酸捕捉剤、リン系の極圧剤などが挙げられる。含有される割合は任意である。

本発明の冷凍機用潤滑油組成物は、４０℃における動粘度が６〜２８ｍｍ^２／ｓである。さらに優れた潤滑性および非塩素系フロン冷媒との相溶性を得る点、および該潤滑油組成物を用いることによる冷凍機の良好な始動性および省エネルギー性の点から、好ましくは６．５〜２７．５ｍｍ^２／ｓ、より好ましくは７〜２７ｍｍ^２／ｓである。

本発明の冷凍機用潤滑油組成物の酸価は、特に制限されない。好ましくは０．０５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、より好ましくは０．０３ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、さらに好ましくは０．０１ｍｇＫＯＨ／ｇである。酸価が０．０５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である場合、金属を腐食させるおそれが少なく、耐加水分解性が良好である。

本発明の冷凍機用潤滑油組成物の水酸基価は、特に制限されない。好ましくは５．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、より好ましくは３．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、さらに好ましくは２．０ｍｇＫＯＨ／ｇ、最も好ましくは１．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である。水酸基価が５．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である場合、上記組成物の体積固有抵抗を低下させにくく、十分な電気絶縁性を保持し得る。そのため、上記組成物が使用される機器において、有機材料として用いられているシール剤に悪影響を及ぼすおそれがない。さらに含有される添加剤に悪影響を及ぼすおそれもない。

（冷凍機作動流体）
本発明の冷凍機作動流体は、上記冷凍機用潤滑油組成物と、非塩素系フロン冷媒とからなる。冷凍機用潤滑油組成物と非塩素系フロン冷媒との配合比に特に制限はないが、好ましくは、質量比で冷凍機用潤滑油組成物：非塩素系フロン冷媒が１０：９０〜９０：１０の割合である。非塩素系フロン冷媒の配合比が上記範囲より高いと、得られる冷凍機作動流体の粘度が低下し、潤滑不良を起こすおそれがある。上記範囲より低い場合は、得られる冷凍機作動流体を機器に用いた場合に冷凍効率が低下するおそれがある。

非塩素系フロン冷媒としては、具体的には、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（Ｒ−１３４ａ）、ペンタフルオロエタン（Ｒ−１２５）、ジフルオロエタン（Ｒ−３２）、トリフルオロエタン（Ｒ−２３）、１，１，２，２−テトラフルオロエタン（Ｒ−１３４）、１，１，１−トリフルオロエタン（Ｒ−１４３ａ）、１，１−ジフルオロエタン（Ｒ−１５２ａ）などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、２以上の混合冷媒としてもよい。

上記の混合冷媒は、市販されており、例えば、Ｒ−４０７Ｃ（Ｒ−１３４ａ／Ｒ−１２５／Ｒ−３２＝５２／２５／２３ｗｔ％）、Ｒ−４１０Ａ（Ｒ−１２５／Ｒ−３２＝５０／５０ｗｔ％）、Ｒ−４０４Ａ（Ｒ−１２５／Ｒ−１４３ａ／Ｒ−１３４ａ＝４４／５２／４ｗｔ％）、Ｒ−４０７Ｅ（Ｒ−１３４ａ／Ｒ−１２５／Ｒ−３２＝６０／１５／２５ｗｔ％）、Ｒ−４１０Ｂ（Ｒ−３２／Ｒ−１２５＝４５／５５ｗｔ％）などが用いられる。これらの中でも、特にＲ−１３４ａおよびＲ−３２のうちの少なくとも１種が含まれる混合冷媒が好ましい。

（冷媒圧縮式冷凍装置）
本発明の冷媒圧縮式冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、膨張機構、および蒸発器を備え、冷凍装置内の冷媒である上記冷凍機作動流体が、これらを循環するように構成されている。この冷凍装置は、さらに乾燥器を含み得る。このような冷凍装置としては、例えば、ルームエアコン、パッケージエアコンなどの空調機器；冷蔵庫、冷凍庫などの低温装置；産業用冷凍機；およびハイブリッドカー、電気自動車などのカーエアコンなどが挙げられる。

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。

以下に、本実施例および比較例で製造されたエステルの試験方法を記載する：
＜動粘度および粘度指数＞ＪＩＳＫ−２２８３に準拠して、キャノン−フェンスケ粘度計を用いて、４０℃および１００℃における動粘度を測定し、粘度指数を算出する。
＜酸価＞ＪＩＳＣ−２１０１に準拠して測定する。
＜水酸基価＞ＪＩＳＫ−００７０に準拠して測定する。
＜色相＞ＪＯＣＳ２．２．１．４−１９９６に準拠して測定する。
＜体積抵抗率＞ＪＩＳＣ−２１０１に準拠して、２５℃における体積抵抗率（ＴΩ・ｍ）を測定する。
＜流動点＞ＪＩＳＫ−２２６９に準拠して測定する。
＜長期低温試験＞水分量を１００ｐｐｍ以下に調整した試料４００ｇをスチール製の角缶に入れ、−２８℃の低温庫に１０００時間放置し、結晶が析出しているかどうか目視にて確認する。
＜二相分離温度＞０．６ｇの試料（エステル）と、２．４ｇの冷媒Ｒ−１３４ａとを、ドライアイスを入れたエタノール浴で冷却した肉厚パイレックス（登録商標）チューブ（全長３００ｍｍ、外径１０ｍｍ、内径６ｍｍ）に封入し、１℃／分の割合で昇温または冷却し、高温および低温での二相分離温度を−７０℃〜＋８０℃の範囲で目視により測定した。
＜シールドチューブ試験＞ガラス管に、予め水分量を２００ｐｐｍ以下に調整した試料を１０ｇ、フロンＲ−４１０Ａを５ｇ、および長さ１０ｍｍの鉄、銅、およびアルミの金属片を各１枚ずつ封入し、密閉する。これを、１７５℃にて１４日間加熱した後、金属片を除いたフロン含有試料の酸価および色相（ＡＰＨＡ）を測定する。
＜Ｆａｌｅｘ摩擦試験＞ＡＳＴＭＤ−２６７０に準拠して、試料中にＲ−１３４ａを１５０ｍＬ／分の割合で吹き込みつつ、Ｆａｌｅｘ摩擦試験を行った。試料温度を１００℃とし、１５０ポンドの荷重で１分間試運転した後に、２５０ポンドの荷重下で２時間運転し、運転終了後のピンの摩耗量を測定する。

（合成例１：エステルの調製）
温度計、窒素導入管、撹拌機および冷却管を取り付けた１リットルの４つ口フラスコに、表１に示す混合アルコールと飽和モノカルボン酸とを、混合アルコールの水酸基と飽和モノカルボン酸のカルボキシル基とが当量比で１：１．１の割合となるように仕込み、窒素気流下、２２０℃で反応水を留去しつつ常圧で反応を行った。反応中、水酸基価をモニターし、２．０ｍｇＫＯＨ／ｇを下回った時点で反応を停止した。その後、１〜５ｋＰａの減圧下でストリッピングを行い、未反応のカルボン酸を１時間かけて除去した。得られた反応混合物に水酸化カリウム水溶液を加えて水洗した。水洗は、排水のｐＨが中性となるように５回繰り返した。次いで、得られたエステル層を１００℃、１ｋＰａの条件下で減圧脱水し、酸性白土およびシリカ−アルミナ系の吸着剤をそれぞれ、理論上得られるエステル量の１．０質量％となるように添加して吸着処理した。吸着処理温度、圧力、および吸着処理時間は、それぞれ１００℃、ｌｋＰａ、および３時間とした。その後、１ミクロンのフィルターを用いてろ過を行い、エステル（エステルＡ）を得た。得られたエステルＡについて、上記の方法により、４０℃および１００℃における動粘度を測定した。結果を表１に示す。

（合成例２〜７）
表１に示す混合アルコールおよび飽和モノカルボン酸を用いたこと以外は、実施例１と同様に操作して、エステル（エステルＢ〜Ｇ）を得た。各エステルについて、上記の方法により、４０℃および１００℃における動粘度を測定した。結果を表１に併せて示す。

（比較合成例１〜５）
表１に示す混合アルコールおよび飽和モノカルボン酸を用いたこと以外は、実施例１と同様に操作して、エステル（エステルＨ〜Ｌ）を得た。各エステルについて、上記の方法により、４０℃および１００℃における動粘度を測定した。結果を表１に併せて示す。

表１からわかるように、合成例１〜７のエステル（エステルＡ〜Ｇ）は、本発明に用いるエステルの条件を満たしているが、比較合成例１〜５のエステル（エステルＨ〜Ｌ）は満たしていない。すなわち、比較合成例１〜３のエステルＨ〜Ｊは、３種類のアルコールを用いていない。比較合成例４のエステルＫは関係式の値が１０．３０であり、０．２〜７．０の範囲を満たしていない。比較合成例５のエステルＬは４０℃における粘度が３０．２０ｍｍ^２／ｓと高いため、単独では本発明の潤滑油組成物の粘度範囲（６〜２８ｍｍ^２／ｓ）を満たすことができない。

（実施例１：潤滑油の性能評価）
合成例１で得られたエステルＡを用いて潤滑油を調製した（潤滑油１とする）。潤滑油１について、上記の方法により、４０℃および１００℃における動粘度、粘度指数、色相、酸価、水酸基価、体積抵抗率、流動点、二相分離温度の測定、長期安定性試験、シールドチューブ試験、およびＦａｌｅｘ試験を行った。結果を表２に示す。

（実施例２〜７：潤滑油の性能評価）
合成例２〜７で得られたエステル（エステルＢ〜Ｇ）を用いて潤滑油を調製した（潤滑油２〜７とする）。各潤滑油について、上記の方法により、４０℃および１００℃における動粘度、粘度指数、色相、酸価、水酸基価、体積抵抗率、流動点、二相分離温度の測定、長期安定性試験、シールドチューブ試験、およびＦａｌｅｘ試験を行った。結果を表２に併せて示す。

（比較例１〜５）
比較合成例１〜５で得られたエステル（エステルＨ〜Ｌ）を用いて潤滑油を調製した（潤滑油８〜１２とする）。各潤滑油について、上記の方法により、４０℃および１００℃における動粘度、粘度指数、色相、酸価、水酸基価、体積抵抗率、流動点、二相分離温度の測定、長期安定性試験、シールドチューブ試験、およびＦａｌｅｘ試験を行った。結果を表２に併せて示す。

表２の結果から明らかなように、実施例１〜７の本発明の条件を満たす潤滑油（潤滑油１〜７）は、低粘度であり、体積抵抗率が高く、かつ長期低温試験においても析出物が発生しない優れた安定性を有することがわかる。これらの潤滑油１〜７は、さらに、流動点が低く、二相分離温度からフロン冷媒との相溶性に優れ、そしてシールドチューブ試験から熱酸化劣化が少なく、その他の冷凍機用潤滑油としての要求性能を満たすため、優れた潤滑油であることが明らかである。これに対して、本発明に用いられる３種類のアルコールのうちのいずれかを含まずに調製されたエステル（エステルＨ〜Ｊ）からなる潤滑油８〜１０は、体積抵抗率が低い、あるいは長期低温試験において析出物が発生した。上記３種類の混合アルコールを用いているが、関係式を満たさないエステルＫからなる潤滑油１１は、長期低温試験において析出物が発生した。潤滑油１２は、上記３種類の混合アルコールを用い、かつ上記関係式を満たすものの４０℃における動粘度が高く、低温安定性に劣った。

本発明の冷凍機用潤滑油組成物は、低粘度であり、体積固有抵抗が高く、かつ低温安定性に優れる。さらに、フロン、特に非塩素系フロンとの相溶性も良好であるため、非塩素系フロン溶媒を用いた冷凍機の潤滑油として、あるいはこれを非塩素系フロン冷媒と混合した冷凍機作動流体として好適に用いられる。本発明の冷凍機用潤滑油組成物および該潤滑油組成物と非塩素系フロン冷媒とを含む冷凍機作動流体は、具体的には、ルームエアコン、パッケージエアコンなどの空調機器；冷蔵庫、冷凍庫などの低温装置；産業用冷凍機；およびハイブリッドカー、電気自動車などのカーエアコン用のコンプレッサーなどに用いることができる。

Claims

混合アルコールと炭素数５〜１０の飽和モノカルボン酸とから得られる混合エステルを主成分とする冷凍機用潤滑油組成物であって、
該混合アルコールが、１〜９０モル％のネオペンチルグリコール、１０〜８０モル％のペンタエリスリトール、および０．０１〜２０モル％のジペンタエリスリトールからなり、かつ以下の関係式：

を満たし、そして
該組成物の４０℃における動粘度が６〜２８ｍｍ^２／ｓである、組成物。
前記混合エステルを構成する飽和モノカルボン酸の８５モル％以上が、α−分岐鎖を有する飽和モノカルボン酸である、請求項１に記載の冷凍機用潤滑油組成物。
前記混合エステル中に、分子量３７０〜１０００のエステルが１０〜６５モル％含有される、請求項１または２に記載の冷凍機用潤滑油組成物。
請求項１から３のいずれかの項に記載の冷凍機用潤滑油組成物と、非塩素系フロン冷媒とからなる、冷凍機作動流体。
圧縮機、凝縮器、膨張機構、および蒸発器を備える冷媒圧縮式冷凍装置であって、
請求項４に記載の冷凍機作動流体を用いる、冷凍装置。