JP2010189652A

JP2010189652A - 冷却機潤滑剤組成物

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Publication number: JP2010189652A
Application number: JP2010094367A
Authority: JP
Inventors: Peter Timothy Gibb; ティモシーギブ，ピーター; David William Graham; ウィリアムグラハム，デイビッド
Original assignee: Lubrizol Corp
Current assignee: Lubrizol Corp
Priority date: 2001-03-01
Filing date: 2010-04-15
Publication date: 2010-09-02
Also published as: KR100859616B1; KR20030080048A; EP1366139A1; CN100366713C; EP1366139B1; BR0207575B8; CN1494583A; WO2002070637A1; JP2004526832A; US7176169B2; ES2529540T3; US20040063590A1; BR0207575A; GB0105065D0; BR0207575B1; DK1366139T3

Abstract

【課題】特性を向上させた潤滑剤組成物を提供する。
【解決手段】回転ベーン圧縮機で使用される潤滑剤組成物は、基油成分が主成分としてアルキルベンゼンおよび少量成分として多価アルコールエステルを含む。特に、基油成分は、少なくとも５５重量％のアルキルベンゼンおよび多くとも４５重量％の多価アルコールエステルを、より好ましくは５５〜７５重量％のアルキルベンゼンおよび４５〜２５重量％の多価アルコールエステルを、特に好ましくは６０〜７５重量％のアルキルベンゼンおよび４５〜２５重量％の多価アルコールエステルを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷媒用途のための潤滑剤組成物、特に冷却装置に使用する回転ベーン圧縮機（rotary vane compressor）で使用するための潤滑剤組成物に関し、またそのような組成物によって潤滑された圧縮機、特に回転ベーン圧縮機に関する。

冷却装置は、冷媒ガスを圧縮するための圧縮機、圧縮ガスを凝縮するための凝縮器、膨張装置、および冷却効果を与えるために凝縮ガスを蒸発させる蒸発器部分からなり、蒸発器部分は戻り配管によって圧縮機に連結されている。圧縮機は、可動部を持っているので、摩擦および摩耗を減らすために、また設計によっては密封効果を与えるために、潤滑を必要とする。

歴史的に、冷却装置に使用される潤滑剤組成物は、基油として、鉱油、アルキルベンゼン、パラフィン系オイル、ナフタリン系オイル、およびポリαオレフィン（ＰＡＯ）を含み、冷媒は典型的にはクロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）およびハイドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ）であった。しかしながら、そのような冷媒のオゾン層破壊特性のために、１９８７年のモントリオール議定書の後で、ＣＦＣは、そしてそれに続いてＨＣＦＣは、段階的に廃止されることになっていた。

最初に導入された代替冷媒はフルオロカーボン（ＦＣ）およびハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）を含んでいた。しかしながら、鉱油やアルキルベンゼンのような従来の冷媒潤滑剤組成物は、新しい冷媒と混和しないために、これらの用途に不適切であると考えられていた。例えば、そのような従来の潤滑剤は油戻り（oil return）問題があり、冷えているときは、それらの高い粘性のために、運転開始時にモーターにおいて高いトルクを生ずる。新しい冷媒と共に使用するのに適していると考えられる潤滑剤組成物は、それらのより高い極性そしてその結果新しい冷媒とのより大きな混和性のために、多価アルコールエステル（ＰＯＥ）、ポリビニルエーテル（ＰＶＥ）およびポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）を含んでいた。

しかしながら、冷却用途に用いられる回転ベーン圧縮機の中の圧縮要素にベーンによって生じた高負荷は、そのような潤滑剤組成物を含む圧縮機を操作するには困難な環境を作り出す。典型的には、いくつかの潤滑剤組成物は十分に働かず、圧縮機中のベーンや圧縮要素の重大な摩耗につながる。例えば、ＰＯＥは、それらが冷媒に溶けかつ粘性圧力係数が低いために、金属接触（metal to metal contact）と摩耗を防ぐための運転条件下では十分な粘性を維持することができない。さらに、ベーンの先端に生じる熱のために、いくつかの潤滑剤組成物は分解して、望ましくない分解生成物になる場合がある。例えば、ＰＯＥは分解して酸になり、それは腐食につながったりその他の有害な影響をおよぼすことがある。

これらの問題を克服する試みがなされてきた。

例えば、欧州特許第０５３３９５７号の１，１，１，２−テトラフルオロエタン（Ｒ１３４ａ）、ＨＦＣ、およびＰＯＥからなる潤滑剤組成物を含む冷却装置に使用される固定ベーン回転圧縮機では、ベーンは、圧縮要素を構成する材料よりも高い硬度および融点の材料で作られている。

類似した圧縮機が米国特許第５９６６９４９号に開示されている。しかしながら、その例では、ＰＯＥ潤滑剤組成物は、リン酸トリエステルのような極圧添加剤も含んでいる。

ＰＶＥは回転ベーン圧縮機に特別の有用性を見出したが、他の潤滑剤組成物に比べて高価である。

より一般的には、鉱油、アルキルベンゼンなどを含む従来の潤滑剤組成物を、新しい冷媒ガスとともに使用する試みがなされてきた。

例えば、欧州特許第０６２２４４５号には、少なくとも１つは可燃性であるフッ素を含む冷媒ガスを、冷却装置の運転条件下では冷媒ガス混合物への溶解度が０．５〜７重量％の潤滑剤組成物と組み合わせた、不燃性の混合物を使用することが提案されている。冷媒ガス混合物は、ＨＦＣ、フルオロアミン、フルオロエーテル、フルオロプロパン、フルオロエタンおよびフルオロシランから選ばれる。潤滑剤組成物は、クロロフルオロカーボンポリマー、ペルフルオロカーボンポリマー、ペルフルオロアルキルポリエーテル、改質シリコーンまたは塩素化芳香族化合物から、またはアルキルベンゼン、ポリαオレフィン、パラフィン系オイル、ナフタリン系オイル、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンチオエーテルおよび塩素化パラフィンから選ぶことができる。

欧州特許第１０１８５３８号には、潤滑剤組成物用基油として炭化水素オイルを、炭化水素を含む冷媒とともに使用することが提案されている。使用できる冷媒としては、特にメタン、エチレン、エタン、プロピレン、プロパン、ブタンが挙げられ、それらを単独で、またはそれらを混合して、またはＨＦＣと混合して使用できる。使用できる潤滑剤組成物としては、ナフタリン系鉱油、パラフィン系鉱油、オレフィン重合体、ナフタリン化合物、アルキルベンゼンおよびそれらの混合物の基油が挙げられる。

しかしながら、そのような従来の潤滑剤組成物のＨＦＣへの溶解度が低いために、冷却装置からの油戻りの問題と、比較的低温でそのような組成物の粘度が高いことに起因するスタートアップ問題がまだ残っている。

前述の不都合の１つ以上を減らしまたは除く潤滑剤組成物を提供することが本発明の目的である。

本発明によれば、回転ベーン圧縮機で使用される潤滑剤組成物は、その基油成分が主成分としてアルキルベンゼンおよび少量成分として多価アルコールエステル（polyol ester）を含む。

特に、潤滑剤組成物の基油成分は、少なくとも５５重量％のアルキルベンゼンおよび多くとも４５重量％の多価アルコールエステルを、より好ましくは５５〜７５重量％のアルキルベンゼンおよび４５〜２５重量％の多価アルコールエステルを、特に好ましくは６０〜７５重量％のアルキルベンゼンおよび４５〜２５重量％の多価アルコールエステルを含む。さらに好ましくは、潤滑剤組成物の基油成分は、本質的にアルキルベンゼンおよび多価アルコールエステルからなる。

アルキルベンゼンおよび多価アルコールエステルならびにそれらの製法は、Synthetic Lubricants and High-Performance Functional Fluids（Ronald L Shubkin編、初版、１９９３年、ＩＳＢＮ０−８２４７−８７１５−３； Leslie R RudnickおよびRonald L Shubkin編、第２版、１９９９年、０−８２４７−０１９４−１）に記述されている。特に、初版の第Ｉ部第２節および第５節、第ＩＩ部第１９節、ならびに第２版の第Ｉ部第３節および第７節、第ＩＩ部第２４節および第２５節に言及されている。

本発明に使用するのに特に適したアルキルベンゼンとしては、モノアルキルベンゼン、ジアルキルベンゼン、ジフェニルアルカンおよびそれらの混合物が挙げられる。好ましくは、アルキルベンゼンのアルキル成分は、枝分かれしたものであり、プロピレンオリゴマーから誘導されたものである。

本発明で使用される好ましいアルキルベンゼンは、分子量画分（molecular weight fraction）の少なくとも８０％、特に１００％が２００よりも大きい、好ましくは分子量画分の少なくとも７５％が３００よりも大きい、より好ましくは分子量画分の少なくとも４０％、特に５０％が３５０よりも大きい分子分布（molecular distribution）を有する。好ましくは、分子量画分の少なくとも７０％が５００未満であり、より好ましくは分子量画分の少なくとも５０％が４５０未満である。

好ましいアルキルベンゼンは、４０℃で１０ｃＳｔ以上、より好ましくは２５ｃＳｔ以上で７０ｃＳｔ以下の動粘度を持ち、１００℃で２ｃＳｔ以上、より好ましくは３．５ｃＳｔ以上で１０ｃＳｔ以下の動粘度を持っている。

好ましいアルキルベンゼンは、−１０℃未満、より好ましくは−２０℃未満、特に好ましくは−３０℃未満の流動点（pour point）を持っている。

好ましいアルキルベンゼンは、０．０４ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の酸価（acid number）を持っている。

本発明に使用するのに特に適した多価アルコールエステルは多価アルコールおよび一塩基カルボン酸から作られる。特に好ましい多価アルコールエステルは、ネオペンチルグリコール（ＮＰＧ）、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）およびペンタエリトリトール（ＰＥ）ならびにそれらの二量体および三量体から選ばれた１つ以上のアルコールと、線状および／または分岐Ｃ_５〜Ｃ_１８酸、好ましくはＣ_５〜Ｃ_１３酸、より好ましくはＣ_５〜Ｃ_９酸から選ばれた１つ以上の酸とから作られる。

好ましい多価アルコールエステルは、４０℃で５ｃＳｔ以上４０ｃＳｔ以下、好ましくは２５ｃＳｔ未満の動粘度を持ち、１００℃で１．５ｃＳｔ以上５ｃＳｔ以下、好ましくは４ｃＳｔ未満の動粘度を持っている。

好ましい多価アルコールエステルは、−４０℃未満、より好ましくは−５０℃未満、特に好ましくは−５５℃未満の流動点を持っている。

好ましい多価アルコールエステルは、０．０４ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の酸価を持っている。

本発明の好ましい潤滑剤組成物は、４０℃で５ｃＳｔ以上４０ｃＳｔ以下、より好ましくは２５ｃＳｔ未満の動粘度を持ち、１００℃で２ｃＳｔ以上６ｃＳｔ以下、より好ましくは５ｃＳｔ未満の動粘度を持っている。

そのような好ましい潤滑剤組成物は、−４０℃以下、好ましくは−４５℃以下、特に好ましくは−５０℃以下の流動点を持っている。

本発明の潤滑剤組成物は、また、基油成分重量基準で、０．０００１〜２０重量％、より好ましくは０．０１〜１０重量％、特に好ましくは０．０１〜５重量％の水準で、既知の機能を有する１つ以上の他の潤滑剤添加剤を含む。好ましい添加剤としては、酸化防止剤、耐摩耗添加剤、極圧剤、酸掃去剤、起泡剤、消泡剤、安定剤、界面活性剤、粘度指数向上剤、腐食防止剤、金属不活性化剤または不動態化剤、潤滑性向上剤または油性向上剤、およびフリクションモディファイヤーが挙げられる。

本発明の別の面によれば、基油成分が主成分としてアルキルベンゼンおよび少量成分として多価アルコールエステルを含む潤滑剤組成物の回転ベーン圧縮機における使用。

本発明のさらに別の面によれば、回転ベーン圧縮機を潤滑にする方法は、基油成分が主成分としてアルキルベンゼンおよび少量成分として多価アルコールエステルを含む潤滑剤組成物を利用することからなる。

本発明のさらに別の面によれば、基油成分が主成分としてアルキルベンゼンおよび少量成分として多価アルコールエステルを含む潤滑剤組成物を装填した（charged with）回転ベーン圧縮機。

本発明のさらに別の面によれば、回転ベーン圧縮機を含む冷却装置（refrigeration system）であり、当該装置には、塩素を含まずフッ素を含む伝熱流体ならびに基油成分が主成分としてアルキルベンゼンおよび少量成分として多価アルコールエステルを含む潤滑剤組成物からなる冷媒が装填されている。

本発明の好ましい実施態様では、回転ベーン圧縮機は固定ベーン圧縮機（fixed-vane compressor）である。

冷媒は、好ましくはハイドロフルオロカーボンであり、より好ましくはジフルオロメタン（Ｒ−３２）、トリフルオロメタン（Ｒ−２３）、１，１，２，２−テトラフルオロエタン（Ｒ−１３４）、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（Ｒ−１３４ａ）、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）、ペンタフルオロエタン（Ｒ−１２５）およびヘキサフルオロエタン（Ｒ−１１６）ならびにそれらの２以上の混合物からなる群から選ばれる。特に有用な冷媒は、Ｒ−３２、Ｒ−１１６、Ｒ１２５、Ｒ１３４ａ、Ｒ−１４３ａおよびそれらの混合物である。

本発明の潤滑剤組成物は、これまで使用されてきた潤滑剤組成物と比較して、比較的低コストで、よい潤滑および油戻りならびに低いスタートアップトルク条件を提供する。

固定ベーン回転圧縮機の簡略分解組立透視図を示す。実施例７で得られた結果のグラフ表示である。実施例１１で得られた結果のグラフ表示である。実施例１１で得られた結果のグラフ表示である。

ここで、添付図面および以下の実施例を参照しながら、具体例を通して、本発明をさらに説明する。
図１を参照すると、固定ベーン回転圧縮機１０は、円筒状のハウジング１２を有し、その中に、ハウジング１２と同心の軸線のまわりに回転するための軸１４が同心的に取り付けられている。軸１４にはシール１６間にカム部材１８が取り付けられている。カム部材１８のまわりに円筒状圧縮部材（cylindrical compression member）２０が配置され、軸１４がカム部材１８を介して圧縮部材２０を回転させるようになっている。固定ベーン２２がハウジング１２の周囲に取り付けられ、それがハウジングの中に突き出るような内側の位置に弾力的に片寄らせてある。ベーン２２は、その先端２４で、圧縮部材２０の外表面とかみ合う（engages）。

運転中、圧縮部材２０がカム部材１８によってハウジング１２内で偏心的に回転すると、ベーン２２はハウジング１２の半径方向に動く。（図示されていない）注入口を通ってハウジング１２に入った流体は、圧縮部材２０の回転によって、ベーン２２と圧縮部材２０の間で圧縮される。圧縮された流体は、ベーン２２に隣接する位置であって圧縮部材２０の回転方向に関しその直ぐ上流にあたるハウジングの位置にある弁またはスロットルの付いた出口（図示されていない）を通り抜ける。

潤滑剤組成物は、ベーン２２の先端２４が圧縮部材２０の外表面と接触するときにベーン２２の先端２４を潤滑し、かつハウジング１２と滑り接触にあるベーン２２の側面を潤滑するために圧縮機１０の中に存在する。潤滑剤組成物は、また、ベアリングのような装置の他の部品も潤滑し、さらに、ベーン２２の先端２４の高圧側と低圧側の間および圧縮部材２０との間の満足すべきシールを与える。

評価に用いた試料の成分を表１に、また評価に用いた試料を表２に示す。

表２中に、
・比較試料を示す。
・ＢＨＴは３，５−ジブチル−４−ヒドロキシトルエン（酸化防止剤）である。
・ＴＣＰはリン酸トリクレシル（耐摩耗添加剤）である。そして、
・基油成分はその成分のｗｔ％で表現されている。また、添加剤は、基油成分の重量を基準に、ｗｔ％で表現されている。

試料の特性を表３に示す。表３において、
^＊１各試料の低温混和性は、覗ガラス（sight glass）の中に試料（約０．６ｇ）の正確に秤量した量を入れて、覗ガラスを脱気するために真空ポンプにつなぎ、アセトン／ドライアイス（drikold）混合物を用いて覗ガラスを冷やし、冷媒（約５．４ｇ）の正確に秤量した量を添加することにより決定した。試料と冷媒の量は、冷媒中、潤滑剤組成物が１０％に相当する。その後、覗ガラスとその中身は、室温に達するまで放置した。覗ガラスの中身を検査したとき、２つ以上の相が存在する場合は、潤滑剤組成物は室温で冷媒と不混和であり、その事実が報告される。覗ガラスの中身を検査したとき、１つの相が存在する場合は、混合物が曇るまで、すなわち相分離が始まるまで、覗ガラスとその中身を約１℃／５分の速度で冷却し、その曇り点温度を報告する。
^＊２ＩＭ＝不混和

アルキルベンゼンは、多くの異なる方法で特徴づけることができる分子量分布を持つ高分子化合物である。そのような１つの特性記述は数平均分子量（Ｍｎ）である。これは通常の数えるタイプの分子量である。もう一つの方法は重量平均分子量（Ｍｖ）であり、それは、分子量分布の高い方の値が大きくなる。

試料２Ａ、２Ｂおよび２Ｃ、すなわちＺｅｒｏｌ１５０に関して、ＭｎとＭｖを下記の表４に示す。

これらの試料において、ＭｎとＭｗは値が近く、それは試料が狭い分子量分布を持っていることを示している。

試料１、２Ａ、２Ｂおよび２Ｃの百分率分子分布（% molecular distributions）を表５に示す。

試料２Ｄは、表４および５中のパラメーターが決定されなかったＺｅｒｏｌ１５０アルキルベンゼンの試料を示すために用いられた。しかし、それらの試料は他の試料に類似の分子量および分子量分布を持っていたであろう。

試料１および２Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｄ（それぞれＺｅｒｏｌ５５およびＺｅｒｏｌ１５０）は、分岐アルキルベンゼンであり、その化学構造は次の分子のタイプからなると思われる。

試料３は、試料１および２Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｄに類似した構造を持つと思われる分岐アルキルベンゼンである。

試料１３Ｄおよび１６〜１８のベンチ摩耗試験は、ＡＳＴＭＤ−４１７２（四球法）に従って行なった。四球法（four-ball method）は、３つの他の鋼球に対して押しつけられた回転する鋼球からなり、生じた摩耗傷跡（wear scar）の直径を測定することによって定量する。試験の条件は、大気中、４０ｋｇ荷重で１時間である。球の上の摩耗傷跡の直径は摩耗の量の直接的な尺度である。摩耗傷跡が小さければ小さいほど、その潤滑剤組成物はこれらの条件下で摩耗を防ぐのにより優れていることになる。

試験結果を表６に示す。

このデータは、これらの試験条件下で摩耗性能が試料１３Ｄ（本発明品）および１８については同等であることを示し、それらは両方とも試料１６および１７より著しく優れた摩耗を示している。

３種類の混和性挙動が観察されるかもしれない。すなわち、
ａ）装置の最低温度で混和する。
ｂ）装置のある点では混和しないが、すべての点でなお可溶（部分的に混和する）。そして、
ｃ）すべての点で混和せず、溶けもしない。

試料１３Ｄは、室温（２１℃）より低いすべての温度でＨＦＣ冷媒と少なくとも５％の濃度で混ざらないことが測定された。潤滑剤組成物が約２％の濃度（冷却装置中を循環する潤滑剤組成物の代表的濃度）で混和するか、または圧縮機への油戻りを可能にする十分な溶解度があることを前提に、このことは著しくは性能に影響しないであろう。

材料適合性データはＡＳＨＲＡＥ９７封管法（sealed tube method）に従って測定した。試験潤滑剤組成物は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ−一般に電気モーター中で絶縁材料として用いられる）、ポリブチルテレフタレート（ＰＢＴ−典型的には圧縮機の中に見いだされる）、鋼、アルミニウムおよび銅の試料と共にオートクレーブに入れた。その後、オートクレーブを密封し、Ｒ−１３４ａ冷媒の添加を可能にするために脱気した。冷媒と潤滑剤組成物の比率は５０：５０である。試験条件は、１３０℃、４００ｐｓｉｇの圧力で１４日間であった。

試験前および試験後の潤滑剤組成物の分析結果を表７に示す。

試料１７の粘度の著しい減少を例外として、これらの条件下に潤滑剤組成物の状態の変化はほとんどないことが観察できる。この試験の間に試験材料の状態に重大な変化はなかった。

熱安定性データはＡＳＨＲＡＥ９７封管法に従って測定した。試験潤滑剤組成物をオートクレーブに入れ、それを密封し、Ｒ−１３４ａ冷媒の添加を可能にするために脱気した。冷媒と潤滑剤組成物の比率は５０：５０である。試験条件は、１７５℃、６００ｐｓｉｇの圧力で１４日間であった。

試験前および試験後の潤滑剤組成物の分析結果を表８を示す。

再び、試料１８の粘度の著しい減少は別として、この試験の間に潤滑剤組成物の状態にほとんど変化がないことが観察できる。これは、実施例４における材料適合性試験と比較して、この試験のより高い温度条件下で試料１８の潤滑剤組成物の劣化によるものかもしれない。

代替試験において、潤滑剤組成物の試料をガラス容器中で乾燥窒素流通下に１２０℃で７日間加熱した。潤滑剤組成物の状態を試験の前後で測定した。結果を表９に示す。

この試験の唯一の重要な結果は、試料１７および１８に観察された酸価の増加である。試料１３および１６は未使用の潤滑剤組成物から大きな変化のない物理的性質を示している。

潤滑剤組成物は短時間の間空気中で扱われ、それ故にそれらが一般に供給される水準を超える含水量に増加し得るので、吸湿性（大気からの水分の吸収）は重要である。多くの空調装置製造業者は、費用を考慮するために、水分進入に対する「保険」の役割をするインライン乾燥機を省略することを好んでいる。冷却装置または空調装置において１００ｐｐｍを超える水準で存在することは、劣化およびモーター故障につながるＰＥＴモーター巻線絶縁体（PET motor wire-winding insulation）との起こり得る相互作用のために、信頼性に有害であると考えられている。したがって、潤滑剤組成物が大気から水分を吸収するのが少なければ少ないほど、装置内の水分がこれらの潜在的故障につながるような水準に到達する可能性が少なくなる。

潤滑剤の吸湿性を測定するために、次の手法を用いた。試料を乾燥窒素散布を用いて乾燥し、初期の水分を記録した。乾燥した潤滑剤組成物を１００ｍｌの広口瓶（wide-necked bottle）に充填し、それを飽和塩化ナトリウム溶液を含むデシケーターの中に入れた。デシケーターを密封し、室温（２１℃）で放置した。潤滑剤組成物試料の水分の記録は、最初の３時間は３０分ごとに、その後６時間が経過するまで１時間ごとに行なった。

各水分結果は３回の読み取り値の平均である。結果を表１０に示す。

この試験の結果をプロットしたものを図２に示す。

潤滑剤組成物は、冷却装置の他の構成要素に接続されたティカムサ（Tecumseh）ヨーロッパＲＫ５５１５固定ベーン回転圧縮機に関連試料および適切な冷媒ガスを装填することにより評価した。

試験条件を表１１に示す。

圧縮機はこれらの条件で２０００時間運転し、その後、金属構成要素上の摩耗の分析のために分解した。

圧縮機試験摩耗評点評価（Compressor Test Wear Rating Evaluation）は、試験および検査のための圧縮機の分解の後、圧縮機の構成要素を採点するための次の判定基準を用いて決定する。

圧縮機試験結果
合計の摩耗の数字は、別個の１５点で摩耗を分析することにより得られる。しかし、図１に示されるような圧縮部材２０およびベーン先端２４の外表面の摩耗の数字は、圧縮機内で起こる摩耗が許容できると考えられるかどうかを決める際に考慮すべき重要な数字である。圧縮機試験摩耗評点評価において、それらの２つの位置での平均値が３であれば、許容できる境界上にあると考えられる。

結果を表１２に示す。

これらの結果から分かるように、本発明の潤滑剤組成物は、圧縮機の構成要素の摩耗を最小限にする。

潤滑剤組成物１３Ｄおよび１８は、冷却装置の他の構成要素に接続されたティカムサヨーロッパＲＫ５５１５固定ベーン回転圧縮機に関連試料および冷媒ガスＲ４０７Ｃを装填することにより評価した。

試験条件を表１３に示す。オン／オフ試験では、圧縮機のスイッチを１５秒間オンにし、その後１５秒間オフにするために、自動スイッチを用いた。

圧縮機は、それらの条件で、示されたサイクル／時間、運転し、その後、金属構成要素の摩耗の分析のために分解した。分析結果を表１４に示す。

試験は、様々な運転条件、すなわちオン・オフを繰り返す条件（試験１）および異なる冷却回路運転温度（試験２−高温；試験３−低温）条件の運転を模擬した。表１４から分かるように、本発明の潤滑剤組成物１３Ｄは、比較組成物１８より著しくよい性能を示した。

表１５に示される運転条件の下でGuangdong Meizhi Compressor社のＰＲＣＰＨ２２５Ｘ２Ｃ圧縮機および試料１３Ａおよび１９を用いて実施例９を繰り返した。結果を表１６に示す。表１６から、本発明の潤滑剤組成物１３Ａは比較組成物１９より著しくよい性能を示すことが分かる。

圧縮機を駆動するモーターを始動するのに必要な運転開始電圧は、好ましくは、エネルギー消費量を最小限にし、かつモーターの電気的歪（electrical stress）を減少させ、それにより信頼性を改善するために、通常時温度操作範囲（典型的には４０〜６０℃の範囲）で最小にされる。異なる冷媒ガスと組み合わせて潤滑剤組成物の試料を用いて種々の実例温度（case temperatures）での運転開始電圧は、モーターが回転し始めるまでモーターに供給された電圧を増加させることにより決定した。運転開始電圧は、それぞれの組合わせで２度測定した。結果を表１７ならびに図３および４に示す。

表１７ならびに図３（Ｒ−４０７Ｃ冷媒の結果を図示）および図４（Ｒ−４０４冷媒の結果を図示）から分かるように、本発明の試料１３Ｂは、通常時温度操作範囲で、圧縮機用モーターによって必要とされる運転開始電圧が比較試料より低い結果となった。

冷却装置において、圧縮機から回路の他の部分への潤滑剤組成物の持ち越し（carry over）を除去することはできない。従って、潤滑剤組成物が冷却回路を通って効率的に圧縮機に戻されることが重要である。潤滑剤組成物の輸送性を試験するために、約１０ｇの潤滑剤組成物を正確に秤量した後、水平に配置されたコイル状の銅管（管の内径６．３ｍｍ、コイルの内径９３ｍｍ、管の長さ２．５ｍ）の一方の端に注入した。その後、冷媒ガスＲ−１３４ａを、潤滑剤組成物が導入された端から１８リットル／分の流量で１５分間管の中に吹き入れた。冷媒ガスの流れによって管を通って輸送された潤滑剤組成物を管の出口端で捕集した。捕集された潤滑剤組成物は穏やかに暖めて溶解している冷媒ガスを追い出し、捕集された潤滑剤組成物の量を正確に量る前に、外界温度になるまで放冷した。それぞれの潤滑剤組成物について多くの運転を行った。その結果を表１８に示す。

表１８から分かるように、その試験は、鉱油（試料２０）およびアルキルベンゼン（試料１５Ａ）は冷媒がＨＦＣであるとき冷却装置中の輸送が不十分であり、多価アルコールエステル（試料４）は冷媒がＨＦＣであるとき冷却装置中の輸送が十分であるという事実に合理的な相関がある。本発明の潤滑剤組成物（試料１３Ｃ）は、多価アルコールエステル（試料１４Ａ）に十分に匹敵する。

Claims

回転ベーン圧縮機で使用される潤滑剤組成物であって、基油成分が主成分としてアルキルベンゼンおよび少量成分として多価アルコールエステルを含む潤滑剤組成物。
基油成分が少なくとも５５重量％のアルキルベンゼンおよび多くとも４５重量％の多価アルコールエステルを、より好ましくは５５〜７５重量％のアルキルベンゼンおよび４５〜２５重量％の多価アルコールエステルを、特に好ましくは６０〜７５重量％のアルキルベンゼンおよび４５〜２５重量％の多価アルコールエステルを含む請求項１に記載の潤滑剤組成物。
基油成分が本質的にアルキルベンゼンおよび多価アルコールエステルからなる請求項１または請求項２に記載の潤滑剤組成物。
アルキルベンゼン成分がモノアルキルベンゼン、ジアルキルベンゼン、ジフェニルアルカンおよびそれらの混合物からなる群から選ばれる前記請求項のいずれか１項に記載の潤滑剤組成物。
アルキルベンゼン成分が、分子量画分の少なくとも８０％、特に１００％が２００よりも大きい、好ましくは分子量画分の少なくとも７５％が３００よりも大きい、より好ましくは分子量画分の少なくとも４０％、特に５０％が３５０よりも大きい分子分布を有する前記請求項のいずれか１項に記載の潤滑剤組成物。
アルキルベンゼン成分が、分子量画分の少なくとも７０％が５００未満、好ましくは分子量画分の少なくとも５０％が４５０未満である分子分布を有する前記請求項のいずれか１項に記載の潤滑剤組成物。
アルキルベンゼン成分が、４０℃で１０ｃＳｔ以上、好ましくは２５ｃＳｔ以上で７０ｃＳｔ以下の動粘度を持ち、１００℃で２ｃＳｔ以上、好ましくは３．５ｃＳｔ以上で１０ｃＳｔ以下の動粘度を持つ前記請求項のいずれか１項に記載の潤滑剤組成物。
アルキルベンゼン成分が−１０℃未満、より好ましくは−２０℃未満、特に好ましくは−３０℃未満の流動点を持つ前記請求項のいずれか１項に記載の潤滑剤組成物。
アルキルベンゼン成分が０．０４ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の酸価を持つ前記請求項のいずれか１項に記載の潤滑剤組成物。
多価アルコールエステル成分が多価アルコールと一塩基カルボン酸の反応生成物である少なくとも１つの多価アルコールエステルを含む前記請求項のいずれか１項に記載の潤滑剤組成物。
多価アルコールエステル成分が、ネオペンチルグリコール（ＮＰＧ）、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）およびペンタエリトリトール（ＰＥ）ならびにそれらの二量体および三量体から選ばれた１つ以上のアルコールと、線状および／または分岐Ｃ_５〜Ｃ_１８酸、好ましくはＣ_５〜Ｃ_１３酸、より好ましくはＣ_５〜Ｃ_９酸から選ばれた１つ以上の酸との反応生成物である少なくとも１つの多価アルコールエステルである前記請求項のいずれか１項に記載の潤滑剤組成物。
多価アルコールエステル成分が、４０℃で５ｃＳｔ以上４０ｃＳｔ以下、好ましくは２５ｃＳｔ未満の動粘度を持ち、１００℃で１．５ｃＳｔ以上５ｃＳｔ以下、好ましくは４ｃＳｔ未満の動粘度を持つ前記請求項のいずれか１項に記載の潤滑剤組成物。
多価アルコールエステル成分が−４０℃未満、より好ましくは−５０℃未満、特に好ましくは−５５℃未満の流動点を持つ前記請求項のいずれか１項に記載の潤滑剤組成物。
多価アルコールエステル成分が０．０４ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の酸価を持つ前記請求項のいずれか１項に記載の潤滑剤組成物。
４０℃で５ｃＳｔ以上４０ｃＳｔ以下、より好ましくは２５ｃＳｔ未満の動粘度を持ち、１００℃で２ｃＳｔ以上６ｃＳｔ以下、より好ましくは５ｃＳｔ未満の動粘度を持つ前記請求項のいずれか１項に記載の潤滑剤組成物。
−４０℃以下、好ましくは−４５℃以下、特に好ましくは−５０℃以下の流動点を持つ前記請求項のいずれか１項に記載の潤滑剤組成物。
酸化防止剤、耐摩耗添加剤、極圧剤、酸掃去剤、起泡剤、消泡剤、安定剤、界面活性剤、粘度指数向上剤、腐食防止剤、金属不活性化剤または不動態化剤、潤滑性向上剤または油性向上剤、およびフリクションモディファイヤーから選ばれた１つ以上の潤滑剤用添加剤を、基油成分重量基準で、０．０００１〜２０重量％、より好ましくは０．０１〜１０重量％、特に好ましくは０．０１〜５重量％含む前記請求項のいずれか１項に記載の潤滑剤組成物。
前記請求項のいずれか１項に記載の潤滑剤組成物の回転ベーン圧縮機における使用。
前記請求項のいずれか１項に記載の潤滑剤組成物を利用することからなる回転ベーン圧縮機の潤滑方法。
前記請求項のいずれか１項に記載の潤滑剤組成物を装填した回転ベーン圧縮機。
回転ベーン圧縮機を含む冷却装置であって、塩素を含まずフッ素を含む伝熱流体および前記請求項のいずれか１項に記載の潤滑剤組成物からなる冷媒が該装置に装填されていることを特徴とする装置。
冷媒が、ハイドロフルオロカーボンである、より好ましくはジフルオロメタン（Ｒ−３２）、トリフルオロメタン（Ｒ−２３）、１，１，２，２−テトラフルオロエタン（Ｒ−１３４）、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（Ｒ−１３４ａ）、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）、ペンタフルオロエタン（Ｒ−１２５）およびヘキサフルオロエタン（Ｒ−１１６）ならびにそれらの２以上の混合物からなる群から選ばれたものである請求項２１に記載の冷却装置。
冷媒がＲ−３２、Ｒ−１１６、Ｒ１２５、Ｒ１３４ａ、Ｒ−１４３ａおよびそれらの混合物からなる群から選ばれる請求項２２に記載の冷却装置。
請求項１８〜２３のいずれか１項において、回転ベーン圧縮機が固定ベーン圧縮機である。