JP2023550390A - 高粘度指数を有する圧縮機油 - Google Patents

Abstract

本発明は、圧縮機油におけるポリアルキル（メタ）アクリレートの使用に関する。本発明は特に、ポリアルキル（メタ）アクリレート系粘度指数向上剤を含む圧縮機油を用いて圧縮機を運転することによって、圧縮機のエネルギー効率を高める方法に関する。

Description

本発明は、圧縮機油におけるポリアルキル（メタ）アクリレートの使用に関する。本発明は特に、ポリアルキル（メタ）アクリレート系粘度指数向上剤を含む圧縮機油を用いて圧縮機を運転することによって、圧縮機のエネルギー効率を高める方法に関する。

一般的な圧縮機は、回転装置または往復装置の群に属する。圧縮機は、様々なガス、例えば、空気、二酸化炭素または他の冷媒を圧縮する。小型の冷凍圧縮機は、家庭用冷蔵庫に使用され、大型の圧縮機は、倉庫の冷却に使用されている。

持続可能性および地球温暖化への影響の低減が求められることで、最新技術の圧縮技術には低エネルギー消費および高効率が不可欠となる。家庭用冷蔵庫は、世界的に普及している製品であり、数百万世帯で使用されているので、エネルギー節約の可能性は計り知れない。同じことは、ほぼすべての産業で、ならびに商業部門および産業部門の空気圧システムで使用されている圧縮空気にも当てはまる。

最も一般的な冷凍サイクルは、閉鎖系内で冷媒を循環、蒸発および凝縮することにより達成される。蒸発は、低温、低圧で起こり、凝縮は、高温、高圧で起こる。これにより、低温の領域から高温の領域に熱を移動させることが可能になる。

冷凍機の重要な内部部品は、冷媒、圧縮機、凝縮器、膨張弁または毛細管および蒸発器、冷凍機または冷凍庫である。

冷媒は、冷凍機の内部全体を流れる。これは、蒸発器内で冷却効果を行う。凝縮器は、蒸発器（冷凍機または冷凍庫）内で冷却される物質から熱を吸収し、凝縮器を介して大気に放出する。冷媒は、冷凍サイクルの全内部を循環し続ける。圧縮機は、蒸発器から冷媒を吸入し、高圧および高温で吐出する。圧縮機は、電気モーターによって駆動され、冷蔵庫の主要な電力消費装置である。圧縮機からの冷媒は凝縮器に入り、そこで大気により冷却され、これにより蒸発器および圧縮機において吸収される熱を失う。凝縮器を出た冷媒は膨張機に流入する。冷媒が毛細管を通過すると、その圧力と温度は突然低下する。非常に低い圧力および温度の冷媒が、蒸発器または冷凍庫に入る。蒸発器は、熱交換器である。冷媒は、蒸発器において被冷却物質から熱を吸収して蒸発し、圧縮機に吸入される。このサイクルが、繰り返され続ける。

冷凍サイクル内では、圧縮機は、長い耐用年数を達成するために適切に潤滑しなければならない最も敏感な構成要素である。冷凍圧縮機用の潤滑剤は、摩擦を低減し、摩耗を防止し、高圧側と低圧側との間のシールとして作用する。

冷凍機は、冷媒と圧縮機油との混合物を閉鎖系内で循環させる構造を有する。したがって、圧縮機油が冷媒との高い相溶性を有することがさらに要求される。これとは別に、圧縮機油のさらなる課題は、良好なシール特性、ならびに圧縮機ユニットの摩耗保護および腐食保護である。

家庭用冷蔵庫は、冷媒としてイソブタン（Ｒ６００ａ）を使用しており、これは最新かつ実績のある最新技術と考えられている。しかしながら、効率向上に関する研究は、冷媒および圧縮機自体が冷凍サイクルの主要なエネルギー消費要素であるため、主にこれらに焦点を当てている。圧縮機は潤滑され、その結果、潤滑剤は、全効率に影響を及ぼす圧縮機内の決定要因の１つである。潤滑剤と冷媒との化学成分の相溶性に加えて、結果として生じる圧縮機性能が重要である。

潤滑剤および潤滑技術の分野では、圧縮機油が、特に重要である。冷媒圧縮機の長寿命への期待は、潤滑剤の高品質要求と密接に関連している。

対応する冷媒との良好な混和性に加えて、良好な低温流動特性、高い耐老化性および高い化学的および熱的安定性が、重要な役割を果たす。

他の物質、特に冷媒との相互作用により、部分的に極端な温度差のある冷凍サイクルでは、潤滑油の非常に特殊な要求と広い温度動作ウィンドウが必要とされる。

冷凍機システムの分野では、省エネルギーの要求が高い。エネルギー効率を改善するための１つの出発点は、低粘度の、すなわち低粘度グレードの冷凍機油の使用である。冷媒としてイソブタンを使用する圧縮機油に対する一般的な規格は、７のＩＳＯ粘度グレード（ＩＳＯ ＶＧ）であり、また、場合によりＩＳＯ ＶＧ ５である。しかしながら、粘度のさらなる低減が望まれるであろう。

ベース流体の薄膜化に伴う課題は、油と冷媒との相溶性、すなわち油への冷媒の溶解性、シール性能、ならびに摩耗および腐食防止が確保されなければならないことである。

圧縮機の潤滑が不十分である場合、これは、電力消費量の増加、全体的な効率の低下または温度上昇を伴う熱の放出および油や機器の寿命の短縮を招く。油の適合性は、小容量冷媒圧縮機用の標準化された試験装置で試験することができ、これは同等の試験パラメータを保証し、冷媒の質量流量、圧縮機の消費電力、熱量計の入熱量、および圧縮機のシェル温度を測定する。

添加剤は、潤滑剤業界では、例えば、摩耗や腐食の防止、酸化安定性の向上のような性能上の利点を提供すること、またはシーリングの問題を解決することが可能であることが周知である。

一般的に使用されるのは、とりわけ、ポリアルキル（メタ）アクリレートである。ポリアルキル（メタ）アクリレートは、エンジンオイル、トランスミッションオイル、ギアオイル、油圧油、グリースおよび金属加工流体のような種々の用途で使用されている周知の添加剤である。

ポリアルキル（メタ）アクリレートを圧縮機油の粘度指数向上剤として使用することは、今のところ報告されていない。

従来技術
米国特許出願公開第２００９／００６２１６７号明細書は、低粘度基油および高粘度基油で構成された混合基油を含む冷凍機油組成物に関する。本発明によるポリアルキル（メタ）アクリレート系粘度指数向上剤の存在は、開示されておらず、エネルギー節約は、報告されていない。

米国特許出願公開第２０１９／０２４１８２７号明細書は、潤滑性に優れた、特定の鉱油（Ａ）と少なくとも１種のポリマー（Ｂ）とを含有する冷凍機油に関する。本発明によるポリアルキル（メタ）アクリレート系粘度指数向上剤の存在は、開示されておらず、エネルギー節約は、報告されていない。

欧州特許出願公開第２３３７８３２号明細書には、油圧システムにおける騒音発生を低減する方法であって、ポリアルキル（メタ）アクリレートポリマーを含む油圧流体を油圧システムと接触させることを含む方法が開示されている。油圧流体は、粘度指数向上剤を含有し、かつ少なくとも１３０の粘度指数（ＶＩ）を有する。ＶＩ向上剤は、ポリアルキル（メタ）アクリレートとして記載され、１０，０００～２００，０００ｇ／ｍｏｌの範囲の分子量を有し、かつオレフィン系不飽和モノマーの混合物を重合することによって得られ、上記混合物は、好ましくは５０～９５重量％のＣ９～Ｃ１６および１～３０重量％のＣ１～Ｃ８アルキルメタクリレートを含む。

欧州特許出願公開第２３３７８３２号明細書に記載された発明の目的は、より高い温度で油粘度を増加させることによって達成される騒音の低減であった。この効果のために、高い粘度および高い密度が有益であり、流体の高いＶＩが、作動温度における増大した粘度の原因である。

本発明では、同様のアプローチを使用して、全く異なるシステムのエネルギー効率を高める。

油圧システムと圧縮機（例えば空気圧）システムとの違いは、動力を伝達するために利用される媒体にある。空気圧は、空気または他のガスのように容易に圧縮可能なガスを使用する。一方、油圧は、鉱油、エチレングリコール、水、合成油、または高温耐火性流体のような比較的圧縮しづらい液体媒体を利用して動力伝達を可能にする。

この主な違いにより、これら２つの電源回路に関する他のいくつかの態様も同様である。空気圧の産業用途では、１平方インチあたり８０～１００ポンドの範囲の圧力が使用されているが、油圧では、１，０００～７，５００ｐｓｉが使用され、またはさらに特殊な用途では１０，０００ｐｓｉ超が使用されている。

さらに、不足した場合に油圧システムが取り込むことができる油を貯蔵するためにタンクが必要になるだろう。しかしながら、空気圧システムでは、空気は大気から取り込まれ、フィルターや乾燥機で浄化するだけでよい。

空気圧は、圧縮可能なガスを使用するので、圧縮機が必要である。それに対して、油圧は、ポンプ、バルブおよびアクチュエータを含むシステム内の液体を使用する。

圧縮機内の温度範囲は、油圧システム内よりもはるかに広くなり得、空気圧縮機油は、高温空気への永続的な曝露に耐える必要がある。

油圧油の性能添加剤パッケージは、従来、金属を含んでいて灰を発生させるが、圧縮機油は、無灰である。

欧州特許出願公開第１９８７１１８号明細書には、エンジンまたは電気モーターのような油圧システムで使用するための、少なくとも１３０の粘度指数を有する流体の使用が開示されている。この流体は、ＡＰＩグループＩＩまたはＩＩＩ鉱油と１０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有するポリアルファオレフィンとの混合物中に、Ｃ１～Ｃ６（メタ）アクリレート、Ｃ７～Ｃ４０（メタ）アクリレート、および任意選択的にさらに（メタ）アクリレート共重合性モノマーとのコポリマーを含む。

油圧流体と圧縮機流体との技術分野の違いは、油圧では１つの流体を使用して潤滑と作業を行い、圧縮機では２つの別々に定義された流体を使用することである。共通の態様は、多くの用途での広範な使用および効率改善の必要性である。

本発明の課題は、エネルギー効率の向上につながる圧縮機油を提供することであった。エネルギーを節約することによって、より安価な設計および運転を伴って、より小型の圧縮機の使用が可能になり、すなわち、同等の性能でエネルギー消費の削減が可能になる。

ここで驚くべきことに、請求項１に規定されたポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤を配合した圧縮機油によって、かかるポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤を含有しない圧縮機油を用いた運転と比較して、比エネルギー要求量を大幅に低減した圧縮機運転が可能になることが分かった。

発明の詳細な説明
本発明の対象は、圧縮機油を用いて圧縮機を運転することを含む、圧縮機のエネルギー効率を高める方法であって、圧縮機油が、
（ｉ）１重量％～３０重量％のポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤であって、
（ａ）０重量％～２５重量％のメチルメタクリレート、
（ｂ）７５重量％～１００重量％の直鎖または分枝鎖Ｃ１０～１８アルキル（メタ）アクリレート、および
（ｃ）０重量％～２重量％の直鎖もしくは分枝鎖Ｃ５～９アルキル（メタ）アクリレートまたは直鎖もしくは分枝鎖Ｃ２０～２４アルキル（メタ）アクリレート
を含み、ポリアルキル（メタ）アクリレート系粘度指数向上剤の重量平均分子量（Ｍ_ｗ）が、５，０００～４００，０００ｇ／ｍｏｌの範囲にある、ポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤、
（ｉｉ）７０重量％～９９重量％のＡＰＩグループＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶおよびＶから選択される基油ならびにそれらの混合物、および
（ｉｉｉ）０重量％～２．５重量％の少なくとも耐摩耗剤、防食剤および酸化防止剤を含む亜鉛フリー性能パッケージ
を含み、
圧縮機油が、少なくとも１４０、好ましくは少なくとも１６０、より好ましくは少なくとも１８０の粘度指数を有することを特徴とする方法に関する。

さらなる対象では、圧縮機油は、
（ｉ）１重量％～２０重量％、好ましくは１重量％～１５重量％、好ましくは１重量％～１０重量％の上記でさらに概説されたポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤、
（ｉｉ）８０重量％～９９重量％、好ましくは８５重量％～９９重量％、好ましくは９０重量％～９９重量％のＡＰＩグループＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶおよびＶから選択される基油ならびにそれらの混合物、および
（ｉｉｉ）０重量％～２．５重量％の少なくとも耐摩耗剤、防食剤および酸化防止剤を含む亜鉛フリー性能パッケージ
を含む。

さらなる対象では、ポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤は、
（ａ）０．２重量％～２５重量％、好ましくは４重量％～１６重量％のメチルメタクリレート、
（ｂ）７５重量％～９９．８重量％、好ましくは８４重量％～９６重量％の直鎖または分枝鎖Ｃ１０～１８アルキルメタクリレート、および
（ｃ）０重量％～２重量％の直鎖もしくは分枝鎖Ｃ５～９アルキル（メタ）アクリレートまたは直鎖もしくは分枝鎖Ｃ２０～２４アルキル（メタ）アクリレート
を含む。

各成分（ｉ）、（ｉｉ）および（ｉｉｉ）の含有率は、圧縮機油の全組成を基準とする。特定の実施形態では、成分（ｉ）、（ｉｉ）および（ｉｉｉ）の割合は、合計して１００重量％になる。

各成分（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の含有率は、ポリアルキル（メタ）アクリレート系粘度指数向上剤の全組成を基準とする。成分（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の割合は、合計して１００重量％になる。

本発明によるポリアルキルアクリレートポリマーの重量平均分子量Ｍ_ｗは、好ましくは、少なくとも５，０００ｇ／ｍｏｌまたは８，０００ｇ／ｍｏｌまたは１０，０００ｇ／ｍｏｌまたは３０，０００ｇ／ｍｏｌであり、好ましくは最大４００，０００ｇ／ｍｏｌまたは２００，０００ｇ／ｍｏｌまたは１００，０００ｇ／ｍｏｌまたは８０，０００ｇ／ｍｏｌであり、例えば、５，０００ｇ／ｍｏｌ～４００，０００ｇ／ｍｏｌの範囲、好ましくは５，０００ｇ／ｍｏｌ～２００，０００ｇ／ｍｏｌまたは５，０００ｇ／ｍｏｌ～１００，０００ｇ／ｍｏｌまたは８，０００ｇ／ｍｏｌ～１００，０００ｇ／ｍｏｌまたは１０，０００ｇ／ｍｏｌ～２００，０００ｇ／ｍｏｌまたは３０，０００ｇ／ｍｏｌ～１００，０００ｇ／ｍｏｌまたは１０，０００ｇ／ｍｏｌ～８０，０００ｇ／ｍｏｌの範囲にある。

Ｍ_ｗは、市販のポリメチルメタクリレート標準物質を使用したサイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）によって測定される。この測定は、溶離剤としてＴＨＦを用いるゲル浸透クロマトグラフィーによって影響される。

「（メタ）アクリレート」という用語は、アクリル酸のエステルおよびメタクリル酸のエステルの双方を指す。本発明によれば、メタクリレートが好ましい。

本発明に従って使用するためのＣ_５～９－アルキル（メタ）アクリレートは、（メタ）アクリル酸と５～９個の炭素原子を有する直鎖または分枝鎖アルコールとのエステルである。「Ｃ_５～９－アルキル（メタ）アクリレート」という用語は、特定の長さのアルコールとの個々の（メタ）アクリル酸エステルを包含し、同様に異なる長さのアルコールとのメタアクリル酸エステルの混合物も包含する。

適切なＣ_５～９アルキル（メタ）アクリレートには、例えば、ペンチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、ヘプチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレートおよびノニル（メタ）アクリレートが含まれる。

本発明に従って使用するためのＣ_{１０～１８}アルキル（メタ）アクリレートは、（メタ）アクリル酸と１０～１８個の炭素原子を有する直鎖または分枝鎖アルコールとのエステルである。「Ｃ_{１０～１８}アルキル（メタ）アクリレート」という用語は、特定の長さのアルコールとの個々の（メタ）アクリル酸エステルを包含し、同様に異なる長さのアルコールとの（メタ）アクリル酸エステルの混合物も包含する。

適切なＣ_{１０～１８}アルキル（メタ）アクリレートには、例えば、デシル（メタ）アクリレート、ウンデシル（メタ）アクリレート、５－メチルウンデシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、２－メチルドデシル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、５－メチルトリデシル（メタ）アクリレート、テトラデシル（メタ）アクリレート、ペンタデシル（メタ）アクリレート、ヘキサデシル（メタ）アクリレート、ヘプタデシル（メタ）アクリレートおよびオクタデシル（メタ）アクリレートが含まれる。

本発明に従って使用するためのＣ_{２０～２４}アルキル（メタ）アクリレートは、（メタ）アクリル酸と２０～２４個の炭素原子を有する直鎖アルコールとのエステルである。「Ｃ_{２０～２４}アルキル（メタ）アクリレート」という用語は、特定の長さのアルコールとの個々の（メタ）アクリル酸エステルを包含し、同様に異なる長さのアルコールとの（メタ）アクリル酸エステルの混合物も包含する。

適切な直鎖Ｃ_{２０～２４}アルキル（メタ）アクリレートには、例えばエイコシル（メタ）アクリレートおよびドコシル（メタ）アクリレートが含まれる。

本発明に従って使用するための分散剤モノマーは、ヒドロキシエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノエチルメタクリレート（ＤＭＡＥＭＡ）、Ｎ－（３－（ジメチルアミノ）プロピル）メタクリルアミド（ＤＭＡＰＭＡｍ）およびＮ－ビニルピロリジノン（ＮＶＰ）からなる群から選択される。

ポリアルキル（メタ）アクリレート系粘度指数向上剤（ｉ）の合成については、上記のモノマー混合物を任意の公知の方法で重合させることができる。従来のラジカル開始剤を使用して、従来のラジカル重合を行うことができる。これらの開始剤は、当該技術分野で周知である。これらのラジカル開始剤の例は、アゾ開始剤、例えば２，２’－アゾジイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、２，２’－アゾビス（２－メチルブチロニトリル）および１，１アゾ－ビスシクロヘキサンカルボニトリル；過酸化物化合物、例えば、メチルエチルケトンペルオキシド、アセチルアセトンペルオキシド、ジラウリルペルオキシド、ｔｅｒｔ．－ブチルパー－２－エチルヘキサノエート、ケトンペルオキシド、メチルイソブチルケトンペルオキシド、シクロヘキサノンペルオキシド、ジベンゾイルペルオキシド、ｔｅｒｔ．－ブチルパー－ベンゾエート、ｔｅｒｔ．－ブチルペルオキシイソプロピルカーボネート、２，５－ビス（２－エチルヘキサノイル－ペルオキシ）－２，５－ジメチルヘキサン、ｔｅｒｔ．－ブチルペルオキシ２－エチルヘキサノエート、ｔｅｒｔ．－ブチルペルオキシ－３，３，５－トリメチルヘキサノエート、ジクメンペルオキシド、１，１ビス（ｔｅｒｔ．－ブチルペルオキシ）シクロヘキサン、１，１ビス（ｔｅｒｔ．－ブチルペルオキシ）３，３，５－トリメチルシクロヘキサン、クメンヒドロペルオキシドおよびｔｅｒｔ．－ブチルヒドロペルオキシドである。

連鎖移動剤を使用することにより、より低分子量のポリ（メタ）アクリレートを得ることができる。この技術は、ポリマー産業において普遍的に知られ、実施されており、Odian, Principles of Polymerization, 1991に記載されている。

さらに、ＡＴＲＰ（原子移動ラジカル重合）およびまたはＲＡＦＴ（可逆的付加開裂連鎖移動）などの新規な重合技術を適用して、アルキルエステルから誘導された有用なポリマーを得ることができる。これらの方法は周知である。ＡＴＲＰ反応法は、例えば、J-S. WangらによりJ. Am. Chem. Soc., Vol.117, pp.5614-5615 (1995)に記載され、MatyjaszewskiによりMacromolecules, Vol.28, pp.7901-7910 (1995)に記載されている。さらに、特許出願の国際公開第９６／３０４２１号、国際公開第９７／４７６６１号、国際公開第９７／１８２４７号、国際公開第９８／４０４１５号および国際公開第９９／１０３８７号には、上記で説明したＡＴＲＰの変形が開示されており、本開示の目的で明示的に参照される。ＲＡＦＴ法は、例えば国際公開第９８／０１４７８号に広く示されており、本開示の目的で明示的に参照される。

重合は、常圧、減圧または高圧下で実施することができる。重合温度は、－２０～２００℃、好ましくは６０～１２０℃の範囲にあるが、これに限定されるものではない。重合は、溶媒を用いて行うことも、溶媒を用いずに行うこともできる。溶媒という用語は、本明細書では広義に理解されるべきである。好ましい実施形態によれば、ポリマーは、ＡＰＩグループＩ、ＩＩもしくはＩＩＩの鉱油またはＡＰＩグループＩＶの合成油における重合により得ることができる。

圧縮機油に使用されるべき基油は、潤滑粘度の油を含む。かかる油には、天然油および合成油、水素化分解、水素化処理および水素化仕上げ由来の油、未精製、精製、再精製油またはそれらの混合物が含まれる。

基油は、また、米国石油協会（ＡＰＩ）により特定されるように定義されてもよい（２００８年４月版の“Appendix E-API Base Oil Interchangeability Guidelines for Passenger Car Motor Oils and Diesel Engine Oils”, section 1.3 Subheading 1.3.“Base Stock Categories”を参照のこと）。

現在、ＡＰＩにより、５つのグループの潤滑剤ベースストックが定義されている（API 1509, Annex E - API Base Oil Interchangeability Guidelines for Passenger Car Motor Oils and Diesel Engine Oils, September 2011）。グループＩ、ＩＩおよびＩＩＩは、それらが含有する飽和物および硫黄の量ならびにそれらの粘度指数により分類される鉱油であり、グループＩＶは、ポリアルファオレフィンであり、グループＶは、他のすべてのものであり、例えばエステル油を含む。以下の表は、これらのＡＰＩ分類を説明する。

本発明による圧縮機油の製造に使用される適切な無極性基油の１００℃での動粘度（ＫＶ_１００）は、ＡＳＴＭ Ｄ４４５に従って測定して、好ましくは１ｍｍ^２／ｓ～２０ｍｍ^２／ｓの範囲、より好ましくは２ｍｍ^２／ｓ～１０ｍｍ^２／ｓの範囲にある。

本発明の特に好ましい圧縮機油は、ＡＰＩグループＩＩ油、ＡＰＩグループＩＩＩ油、ポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）およびそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１種の基油を含む。

本発明により使用することができるさらなる基油は、グループＩＩ～ＩＩＩのフィッシャー・トロプシュ由来の基油である。

フィッシャー・トロプシュ由来の基油は、当該技術分野において公知である。「フィッシャー・トロプシュ由来の」という用語は、基油がフィッシャー・トロプシュ法の合成生成物であるか、またはそれに由来することを意味する。また、フィッシャー・トロプシュ由来の基油は、ＧＴＬ（Gas-To-Liquid）基油と呼ばれることもある。本発明の圧縮機油中の基油として便利に使用され得る適切なフィッシャー・トロプシュ由来の基油は、例えば、欧州特許出願公開第０７７６９５９号明細書、欧州特許出願公開第０６６８３４２号明細書、国際公開第９７／２１７８８号、国際公開第００／１５７３６号、国際公開第００／１４１８８号、国際公開第００／１４１８７号、国際公開第００／１４１８３号、国際公開第００／１４１７９号、国際公開第００／０８１１５号、国際公開第９９／４１３３２号、欧州特許出願公開第１０２９０２９号明細書、国際公開第０１／１８１５６号、国際公開第０１／５７１６６号および国際公開第２０１３／１８９９５１号に開示されているものである。

本発明に従って使用される圧縮機油は、また、流動点降下剤、分散剤、消泡剤、洗浄剤、解乳化剤、酸化防止剤、耐摩耗添加剤、極圧添加剤、摩擦調整剤、防食添加剤、金属不活性化剤および金属不動態化剤ならびにそれらの混合物、好ましくは耐摩耗添加剤、防食添加剤および酸化防止剤からなる群から選択される１種以上のさらなる添加剤も含有し得る。

本発明に従って使用される圧縮機油は、好ましくは、少なくとも耐摩耗剤、防食剤および酸化防止剤を含有する性能パッケージを、２．５重量％まで、好ましくは０．５重量％～１．５重量％含み得る。

性能パッケージは、好ましくは亜鉛を含まない性能パッケージ、より好ましくは完全に無灰である。

好ましい流動点降下剤は、例えば、アルキル化ナフタレンおよびフェノールポリマー、ポリアルキルメタクリレート、マレイン酸コポリマーエステルおよびフマル酸コポリマーエステルからなる群から選択され、これらは有利には、有効な流動点降下剤として使用され得る。圧縮機油は、０．１重量％～０．５重量％の流動点降下剤を含有し得る。好ましくは、０．３重量％以下の流動点降下剤が使用される。

適切な分散剤には、ポリ（イソブチレン）誘導体、例えば、ホウ素化ＰＩＢＳＩを含む、ポリ（イソブチレン）スクシンイミド（ＰＩＢＳＩ）、およびＮ／Ｏ官能性を有するエチレン－プロピレンオリゴマーが含まれる。圧縮機油は、圧縮機油の総重量を基準として０．０５重量％～５重量％の少なくとも１種の分散剤を含有し得る。

適切な消泡剤には、例えば、シリコーンオイル、フルオロシリコーンオイル、およびフルオロアルキルエーテルが含まれる。圧縮機油は、圧縮機油の総重量を基準として０．０１～０．０２重量％の少なくとも１種の消泡剤を含有し得る。

洗浄剤には、金属含有化合物、例えばフェノキシド、サリチレート、チオホスホネート、特にチオピロホスホネート、チオホスホネートおよびホスホネート、スルホン酸塩および炭酸塩が含まれる。金属として、これらの化合物は、特にカルシウム、マグネシウムおよびバリウムを含有し得る。これらの化合物は、好ましくは中性または過塩基性の形態で使用され得る。

好ましい解乳化剤には、アルキレンオキシドコポリマーおよび極性官能基を含む（メタ）アクリレートが含まれる。

適切な酸化防止剤には、例えば、フェノール、例えば２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルフェノール（２，６－ＤＴＢ）、２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－エチルフェノール、ブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）、２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－メチルフェノール、４，４’－メチレンビス（２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルフェノール）；芳香族アミン、特にアルキル化ジフェニルアミン、Ｎ－フェニル－１－ナフチルアミン（ＰＮＡ）、Ｎ，Ｎ’－ジ－フェニル－ｐ－フェニレンジアミン、ポリマー２，２，４－トリメチルジヒドロキノン（ＴＭＱ）；“ＯＯＳトリエステル”＝ジチオリン酸と、オレフィン、シクロペンタジエン、ノルボルナジエン、α－ピネン、ポリブテン、アクリル酸エステル、マレイン酸エステル（燃焼時に無灰）からの活性化二重結合との反応生成物；有機リン化合物、例えばトリアリールおよびトリアルキルホスファイト；有機銅化合物、ならびに過塩基性カルシウム系およびマグネシウム系のフェノキシドおよびサリチレートが含まれる。圧縮機油は、圧縮機油の総重量を基準として０．０５～５重量％の少なくとも１種の酸化防止剤を含有し得る。

好ましい耐摩耗性添加剤および極圧添加剤には、リン化合物、例えばトリアルキルホスフェート、トリアリールホスフェート、例えばトリクレジルホスフェート、アミン中和モノアルキルホスフェートおよびジアルキルホスフェート、エトキシル化モノアルキルホスフェートおよびジアルキルホスフェート、ホスファイト、ホスホネートまたはホスフィンが含まれる。圧縮機油は、圧縮機油の総重量を基準として０．０５重量％～３重量％の少なくとも１種の耐摩耗性添加剤および極圧添加剤を含有し得る。

金属不活性化剤の例には、トリアゾール、チアジアゾールおよびサリチリデン、例えば、Ｎ，Ｎ’－ジサリチリデン－１，２－ジアミノプロパンが含まれる。

防錆剤が広く使用されている。一般的な化学物質は、コハク酸半エステル、スルホネート、アルキルアミンおよびリン酸塩のようなカルボキシレート、例えばアミン中和リン酸エステルである。

使用される摩擦調整剤には、機械的に活性な化合物、例えば二硫化モリブデン、グラファイト（フッ素化グラファイトを含む）、ポリ（トリフルオロエチレン）、ポリアミド、ポリイミド；吸着層を形成する化合物、例えば長鎖カルボン酸、脂肪酸エステル、エーテル、アルコール、アミン、アミド、イミド；摩擦化学反応によって層を形成する化合物、例えば飽和脂肪酸、リン酸およびチオリン酸エステル、キサントゲン酸塩、硫化脂肪酸；ポリマー様層を形成する化合物、例えばエトキシル化ジカルボン酸の部分エステル、ジアルキルフタレート、メタクリレート、不飽和脂肪酸、および硫化オレフィンが含まれ得る。

配合物の一部であるすべての成分は、広範囲の作動温度にわたって冷媒との許容可能な相容性を示す必要がある。

上記に詳述された添加剤は、とりわけ、T. Mang, W. Dresel (eds.): “Lubricants and Lubrication”, Wiley-VCH, Weinheim 2001; R. M. Mortier, S. T. Orszulik (eds.): “Chemistry and Technology of Lubricants”に詳細に記載されている。

圧縮機油中の１種以上の添加剤の総濃度は、圧縮機油の総重量を基準として、５重量％まで、好ましくは０．１重量％～４重量％、より好ましくは０．５重量％～３重量％である。

本発明のさらなる対象は、上記でさらに概説された圧縮機のエネルギー効率を高める方法であって、圧縮機は、家庭向きまたは家庭用冷凍装置、空気圧縮機およびＣＯ_２圧縮機からなる群から選択される方法に関する。

本発明のさらなる対象は、上記でさらに概説された圧縮機のエネルギー効率を高める方法であって、圧縮機は、家庭向きまたは家庭用冷凍装置の一部であり、基油（ｉｉ）は、ＡＰＩグループＩＶまたはＶ油およびそれらの混合物から選択され、かつ圧縮機油は、４０℃で２．８８～７．４８ｃＳｔの範囲の動粘度を有する方法に関する。

この範囲には、ＩＳＯ粘度グレード３～７が含まれる。

家庭向きまたは家庭用冷凍装置において使用される冷媒は、イソブタンまたはプロパン、好ましくはイソブタンであり得る。

本発明のさらなる対象は、圧縮機油を用いて冷凍装置を運転することを含む、冷媒としてイソブタンまたはプロパン、好ましくはイソブタンを使用する家庭向きまたは家庭用冷凍装置のエネルギー効率を高める方法であって、圧縮機油が、
（ｉ）１重量％～１０重量％のポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤であって、
（ａ）０．２重量％～２５重量％、好ましくは４重量％～１６重量％のメチルメタクリレート、および
（ｂ）７５重量％～９９．８重量％、好ましくは８４重量％～９６重量％のＣ１０～１８アルキル（メタ）アクリレート
を含み、
ポリアルキル（メタ）アクリレート系粘度指数向上剤の重量平均分子量（Ｍ_ｗ）が、５，０００ｇ／ｍｏｌ～２００，０００ｇ／ｍｏｌ、好ましくは１０，０００ｇ／ｍｏｌ～２００，０００ｇ／ｍｏｌの範囲にある、ポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤、
（ｉｉ）９０重量％～９９重量％のＡＰＩグループＩＶまたはＶの基油およびそれらの混合物、ならびに
（ｉｉｉ）０重量％～２．５重量％の少なくとも耐摩耗剤、防食剤および酸化防止剤を含む亜鉛フリー性能パッケージ
を含み、
圧縮機油が、４０℃で２．８８～７．４８ｃＳｔの範囲の動粘度および少なくとも１４０、好ましくは少なくとも１６０、より好ましくは少なくとも１８０の粘度指数を有する方法に関する。

さらに好ましい対象では、基油（ｉｉ）は、少なくとも４０％のＣ_Ｎ値によって特徴付けられているＡＰＩグループＶのナフテン系油およびそれらの混合物から選択される。

各成分（ｉ）、（ｉｉ）および（ｉｉｉ）の含有率は、圧縮機油の全組成を基準とする。特定の実施形態では、成分（ｉ）、（ｉｉ）および（ｉｉｉ）の割合は、合計して１００重量％になる。

各成分（ａ）および（ｂ）の含有率は、ポリアルキル（メタ）アクリレート系粘度指数向上剤の全組成を基準とする。成分（ａ）および（ｂ）の割合は、合計して１００重量％になる。

本発明のさらなる対象は、上記でさらに概説された家庭向きまたは家庭用冷凍装置のエネルギー効率を高める方法であって、圧縮機油は、－６０℃以下の流動点を有する方法に関する。

本発明のさらなる対象は、上記でさらに概説された圧縮機のエネルギー効率を高める方法であって、圧縮機が、空気圧縮機であり、基油（ｉｉ）が、ＡＰＩグループＩＩ、ＩＩＩおよびＩＶまたはそれらの混合物から選択され、かつ圧縮機油が、４０℃で２８．８～７４．８ｃＳｔの範囲の動粘度を有する方法に関する。

この範囲には、ＩＳＯ粘度グレード３２～６８が含まれる。

本発明のさらなる対象は、圧縮機油を用いて空気圧縮機を運転することを含む、空気圧縮機のエネルギー効率を高める方法であって、圧縮機油が、
（ｉ）１重量％～２０重量％のポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤であって、
（ａ）０．２重量％～２５重量％のメチルメタクリレート、
（ｂ）７５重量％～９９．８重量％のＣ１０～１８アルキル（メタ）アクリレート、および
（ｃ）０重量％～２重量％の直鎖もしくは分枝鎖Ｃ５～９アルキル（メタ）アクリレートまたは直鎖もしくは分枝鎖Ｃ２０～２４アルキル（メタ）アクリレート
を含み、
ポリアルキル（メタ）アクリレート系粘度指数向上剤の重量平均分子量（Ｍ_ｗ）が、５，０００ｇ／ｍｏｌ～４００，０００ｇ／ｍｏｌの範囲、好ましくは５，０００ｇ／ｍｏｌ～２００，０００ｇ／ｍｏｌの範囲、より好ましくは１０，０００ｇ／ｍｏｌ～８０，０００ｇ／ｍｏｌの範囲にある、ポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤、
（ｉｉ）８０重量％～９９重量％のＡＰＩグループＩＩ、ＩＩＩもしくはＩＶの基油またはそれらの混合物、および
（ｉｉｉ）０重量％～２．５重量％の少なくとも耐摩耗剤、防食剤および酸化防止剤を含む亜鉛フリー性能パッケージ
を含み、
圧縮機油が、４０℃で２８．８～７４．８ｃＳｔの範囲の動粘度、および少なくとも１４０、好ましくは少なくとも１６０、より好ましくは少なくとも１８０の粘度指数を有する方法に関する。

各成分（ｉ）、（ｉｉ）および（ｉｉｉ）の含有率は、圧縮機油の全組成を基準とする。特定の実施形態では、成分（ｉ）、（ｉｉ）および（ｉｉｉ）の割合は、合計して１００重量％になる。

各成分（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の含有率は、ポリアルキル（メタ）アクリレート系粘度指数向上剤の全組成を基準とする。成分（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の割合は、合計して１００重量％になる。

本発明のさらなる対象は、上記でさらに概説された空気圧縮機のエネルギー効率を高める方法であって、ポリアルキルメタクリレート系ＶＩ向上剤は、（ｃ）５重量％までのヒドロキシエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノエチルメタクリレート（ＤＭＡＥＭＡ）、Ｎ－（３－（ジメチルアミノ）プロピル）メタクリルアミド（ＤＭＡＰＭＡｍ）およびＮ－ビニルピロリドン（ＮＶＰ）からなる群から選択される分散剤モノマーをさらに含む方法に関する。

典型的な圧縮空気システムは、高い力が必要とされる場合、少なくとも５バールの圧力またはより高い圧力で作動する。幾つかのブロー成形用途は、４０バールの空気圧でも操作される。

高いガス圧では、本発明の圧縮機油が圧縮機性能に及ぼす効果がより強い。

好ましくは、空気圧縮機は、少なくとも５バール、より好ましくは少なくとも７バール、より好ましくは少なくとも９バールの空気圧で運転される。

本発明のさらなる対象は、上記でさらに概説された圧縮機のエネルギー効率を高める方法であって、圧縮機が、二酸化炭素圧縮機であり、基油（ｉｉ）が、ＡＰＩグループＩＩＩ、ＩＶまたはＶおよびそれらの混合物から選択され、かつ圧縮機油が、４０℃で４１．４～１１０ｃＳｔの範囲の動粘度を有する方法に関する。

この範囲には、ＩＳＯ粘度グレード４６～１００が含まれる。

本発明のさらなる対象は、圧縮機油を用いて二酸化炭素圧縮機を運転することを含む、二酸化炭素圧縮機のエネルギー効率を高める方法であって、
圧縮機油が、
（ｉ）１重量％～２０重量％のポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤であって、
（ａ）０．２重量％～２５重量％、好ましくは４重量％～１６重量％のメチルメタクリレート、および
（ｂ）７５重量％～９９．８重量％、好ましくは８４重量％～９６重量％のＣ１０～１８アルキル（メタ）アクリレート
を含み、
ポリアルキル（メタ）アクリレート系粘度指数向上剤の重量平均分子量（Ｍ_ｗ）が、５，０００ｇ／ｍｏｌ～１００，０００ｇ／ｍｏｌ、好ましくは３０，０００ｇ／ｍｏｌ～１００，０００ｇ／ｍｏｌの範囲にある、ポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤、
（ｉｉ）８０重量％～９５重量％のポリオールエステル基油または様々なポリエステル基油の混合物、ならびに
（ｉｉｉ）０重量％～２．５重量％の少なくとも耐摩耗剤、防食剤および酸化防止剤を含む亜鉛フリー性能パッケージ
を含み、
圧縮機油が、４０℃で４１．４～１１０ｃＳｔの範囲の動粘度、および少なくとも１４０、好ましくは少なくとも１６０、より好ましくは少なくとも１８０の粘度指数を有する方法に関する。

各成分（ｉ）、（ｉｉ）および（ｉｉｉ）の含有率は、圧縮機油の全組成を基準とする。特定の実施形態では、成分（ｉ）、（ｉｉ）および（ｉｉｉ）の割合は、合計して１００重量％になる。

各成分（ａ）および（ｂ）の含有率は、ポリアルキル（メタ）アクリレート系粘度指数向上剤の全組成を基準とする。成分（ａ）および（ｂ）の割合は、合計して１００重量％になる。

二酸化炭素圧縮機で通常使用される圧縮機油は、典型的には、４０℃で６８ｃＳｔの粘度を有するポリオールエステルをベースとする。

ポリオールエステルをベースとする市販のＦｕｃｈｓ Ｒｅｎｉｓｏ（登録商標）Ｃ油は、５５ｃＳｔ、８０ｃＳｔおよび１７８ｃＳｔのＫＶ_４０で入手可能である。粘度指数は、常に１５０を大きく下回っている。

本発明のさらなる対象は、圧縮機油を用いて二酸化炭素圧縮機を運転することを含む、二酸化炭素圧縮機のエネルギー効率を高める方法であって、圧縮機油が、
（ｉ）１重量％～３０重量％のポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤であって、
（ａ）０．２重量％～２５重量％、好ましくは４重量％～１６重量％のメチルメタクリレート、および
（ｂ）７５重量％～９９．８重量％、好ましくは８４重量％～９６重量％のＣ１０～１８アルキル（メタ）アクリレート
を含み、
ポリアルキル（メタ）アクリレート系粘度指数向上剤の重量平均分子量（Ｍ_ｗ）は、５，０００ｇ／ｍｏｌ～１００，０００ｇ／ｍｏｌ、好ましくは１０，０００ｇ／ｍｏｌ～８０，０００ｇ／ｍｏｌの範囲にある、ポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤、
（ｉｉ）８０重量％～９９重量％のポリアルファオレフィン基油または異なるポリアルファオレフィン基油の混合物、ならびに
（ｉｉｉ）０重量％～２．５重量％の少なくとも耐摩耗剤、防食剤および酸化防止剤を含む亜鉛フリー性能パッケージ
を含み、
圧縮機油が、４０℃で４１．４～１１０ｃＳｔの範囲の動粘度、および少なくとも１４０、好ましくは少なくとも１６０、より好ましくは少なくとも１８０の粘度指数を有する方法に関する。

各成分（ｉ）、（ｉｉ）および（ｉｉｉ）の含有率は、圧縮機油の全組成を基準とする。特定の実施形態では、成分（ｉ）、（ｉｉ）および（ｉｉｉ）の割合は、合計して１００重量％になる。

各成分（ａ）および（ｂ）の含有率は、ポリアルキル（メタ）アクリレート系粘度指数向上剤の全組成を基準とする。成分（ａ）および（ｂ）の割合は、合計して１００重量％になる。

本発明のさらなる対象は、圧縮機油を用いて二酸化炭素圧縮機を運転することを含む、二酸化炭素圧縮機のエネルギー効率を高める方法であって、圧縮機油が、
（ｉ）１重量％～３０重量％のポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤であって、
（ａ）０重量％～２５重量％のメチルメタクリレート、
（ｂ）６０重量％～９９．８重量％のＣ１０～１８アルキル（メタ）アクリレート、および
（ｃ）０重量％～４０重量％のＣ８～１２アルファオレフィン
を含み、
ポリアルキル（メタ）アクリレート系粘度指数向上剤の重量平均分子量（Ｍ_ｗ）は、５，０００～１００，０００ｇ／ｍｏｌの範囲にある、ポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤、
（ｉｉ）７０重量％～９９重量％のポリアルファオレフィン基油または異なるポリアルファオレフィン基油の混合物、ならびに
（ｉｉｉ）０重量％～２．５重量％の少なくとも耐摩耗剤、防食剤および酸化防止剤を含む亜鉛フリー性能パッケージ
を含み、
圧縮機油が、４０℃で４１．４～１１０ｃＳｔの範囲の動粘度、および少なくとも１４０、好ましくは少なくとも１５０、より好ましくは少なくとも１６０の粘度指数を有する方法に関する。

各成分（ｉ）、（ｉｉ）および（ｉｉｉ）の含有率は、圧縮機油の全組成を基準とする。特定の実施形態では、成分（ｉ）、（ｉｉ）および（ｉｉｉ）の割合は、合計して１００重量％になる。

各成分（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の含有率は、ポリアルキル（メタ）アクリレート系粘度指数向上剤の全組成を基準とする。成分（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の割合は、合計して１００重量％になる。

空気圧縮機で通常使用される圧縮機油は、典型的には、４０℃で４６ｃＳｔの粘度および１４０未満の粘度指数を有するＡＰＩグループＩ、ＩＩまたはＩＩＩの油をベースとする。油は、すべての主要な油および圧縮機ＯＥＭから入手可能であり、例えば、４６ｃＳｔのＫＶ_４０および１０６のＶＩを有するＫａｅｓｅｒ Ｓｉｇｍａ Ｆｌｕｉｄ ＭＯＬである。その液体の流動点は－３０℃である。

本発明のさらなる対象は、上記でさらに概説された空気圧縮機のエネルギー効率を高める方法であって、圧縮機油が－３３℃以下の流動点を有する方法に関する。

空気圧縮機におけるエネルギー消費に対する効果を判断するために使用される試験設定を示す図である。

本発明を、以下の非限定的な実施例および比較例（参照油）によりさらに説明する。以下の実施例は、本発明による好ましい実施形態のさらなる説明に役立つが、本発明を制限することを意図するものではない。

実験の部
略語
Ｓｙｎｅｓｓｔｉｃ（登録商標）５ ２９ｃＳｔのＫＶ_４０を有するExxonMobil製のアルキル化ナフタレン基油
Ｂｅｒｙｌａｎｅ（登録商標）２３０ ２．３ｃＳｔのＫＶ_４０および約４５％のＣＮ値を有するTotal製のナフテン系基油
ＫＶ ＡＳＴＭ Ｄ４４５に従って測定した動粘度
ＫＶ_４０ ＡＳＴＭ Ｄ４４５に従って４０℃で測定した動粘度
ＫＶ_１００ ＡＳＴＭ Ｄ４４５に従って１００℃で測定した動粘度
Ｍ_ｎ 数平均分子量
Ｍ_ｗ 重量平均分子量
ＮＳ３ ２．９ｃＳｔのＫＶ_４０および約５７％のＣ_Ｎ値を有するNynas製のナフテン系基油
ＰＡＯ６ ６ｃＳｔのＫＶ_１００を有するグループＩＶの基油
ＰＡＯ８ ８ｃＳｔのＫＶ_１００を有するグループＩＶの基油
ＰＤＩ 多分散性指数
ＰＰ 流動点
Ｔ３ ３．６ｃＳｔのＫＶ_４０および約５２％のＣ_Ｎ値を有するNynas製のナフテン系基油
Ｔ９ ９．１ｃＳｔのＫＶ_４０および約４５％のＣ_Ｎ値を有するNynas製のナフテン系基油
ＶＩ 粘度指数

試験方法
本発明によるポリアルキルメタクリレート系ポリマーを、その重量平均分子量に関して特性決定した。

本発明および比較例によるポリアルキルメタクリレートベースのポリマーを含む圧縮機油を、ＡＳＴＭ Ｄ４４５に準拠して、それらの４０℃での動粘度（ＫＶ_４０）および１００℃での動粘度（ＫＶ_１００）、ＡＳＴＭ Ｄ２２７０に準拠して、それらの粘度指数（ＶＩ）、ＡＳＴＭ Ｄ５９５０に準拠して、それらの流動点、ＡＳＴＭ Ｄ９２に準拠して、それらの引火点およびそれらの粘度せん断損失について特性決定した。

家庭向きまたは家庭用冷凍装置におけるエネルギー消費に対する効果の判定
標準化された性能試験装置により、指定された定格条件での圧縮機の電力消費を測定した。これにより、多くの試験で同じ運転条件を確保することが可能になった。さらに、性能試験には、指定された定格条件での成績係数（ＣＯＰ：冷却動力と電気駆動力との比に相当）および体積効率（実体積流量と幾何学的に可能な体積流量との比）の計算が含まれた。後者は、圧縮機の作動チャンバのシーリング特性を示した。

試験装置の設定を、ＡＳＨＲＡＥ規格２３．１（２０１０）、それぞれＤＩＮ ＥＮ １３７７１－１（２０１７）に準拠した小容量の冷媒圧縮機の性能試験のために設計した。標準的な蒸気圧縮サイクルに基づき、試験ベンチは、熱量計蒸発器と、冷媒質量流量を決定するための流量計とを含んでいた。圧縮機、凝縮器、および電子膨張機のような主要な構成要素に加えて、サイクルにはオイルセパレータ、フィルター乾燥機、眼鏡、およびアキュムレータがさらに装備されていた。

圧縮機は、Ｅｍｂｒａｃｏ ＶＥＭＸ ７Ｃ型の密閉式往復ピストン圧縮機であり、冷媒は、Ｒ６００ａ（イソブタン）であった。圧縮機を、３つの速度：５０Ｈｚ、１００Ｈｚおよび１５０Ｈｚで運転した。ＣＥＣＯＭＡＦ（Comite europeen des constructeurs de materiel frigorifique）条件を適用した：吸込側のガス温度＝３２℃、吸込側の露点＝－２５℃、圧力側の露点＝＋５５℃、周囲温度＝３５±２℃。

この実験的調査のために取得されたデータの一般的な処理は、圧縮機の定格に関する欧州規格（ＤＩＮ ＥＮ １３７７１－１、２０１７年）に従った。

ポリマー１は、１３重量％のメチルメタクリレート、８６．５重量％のＣ１０～１６アルキルメタクリレートおよび０．５重量％のＣ１１～１８アルキルメタクリレート（Ｍ_ｗ＝７７，０００ｇ／ｍｏｌ、８０％の固体を高度に精製された鉱油に溶解したもの）からなる。

比較例１（ＣＥ１）として、４．９０ｍｍ^２／ｓのＫＶ４０（ＩＳＯ ＶＧ５に相当）を有する市販のアルキルベンゼン系油を使用した。比較例２（ＣＥ２）は、約７のＫＶ４０（ＩＳＯ ＶＧ７に相当）を有する、異なるナフテン系基油の混合物である。比較例は、ポリアルキル（メタ）アクリレートを含有していない。

実施例１～３（Ｅｘ１～３）は、ナフテン系基油およびポリアルキル（メタ）アクリレートとしてのポリマー１にも基づく。Ｅｘ１～３は、ＩＳＯ「ＶＧ４」、ＶＧ５およびＶＧ７にそれぞれ相当する、４ｍｍ^２／ｓ（Ｅｘ１）、５ｍｍ^２／ｓ（Ｅｘ２）および７ｍｍ^２／ｓ（Ｅｘ３）のＫＶ４０に配合される。

結論：
本発明の油は、すべての運転速度（５０／１００／１５０Ｈｚ）で体積効率および成績係数の改善を示した。高ＶＩを有する圧縮機油は、冷媒との良好な相溶性を示し（有害な分離および蓄積は認められなかった）、設備性能の改善を可能にする。

空気圧縮機におけるエネルギー効率に対する効果の判定
本発明の別の態様は、空気圧縮機効率の改善であった。

ＶＩ １４０以上の圧縮機油を、Ｋａｅｓｅｒ ＳＸ４スクリュー圧縮機で試験し、ＶＩ １０６のKaeserの商用利用されている鉱油ベースのモノグレード流体と比較した。

より大きなサイズの第２の空気圧縮機、Ａｔｌａｓ Ｃｏｐｃｏ ＧＡ７５ＶＳＤを使用して、エネルギー効率の利点を判断した。

使用した試験設定を図１に示す。

関連する試験手順で使用される空気圧縮機の特性表示：
（１）ＫＡＥＳＥＲ ＳＸ４
製造日：２０１９－０９
製造元：Kaeser
圧縮媒体：空気
基準周波数：５０Ｈｚ
最大空気体積流量：０．３６ｍ^３／ｍｉｎ
加圧段階：１
最大吐出圧力：１１ｂａｒ
モーター容量：３．０ｋＷ
（２）Ａｔｌａｓ Ｃｏｐｃｏ ＧＡ７５ＶＳＤ Ｐ Ａ １３ ＭＫ５
製造日：２０１９－０１
製造元：Atlas Copco
圧縮媒体：空気
基準周波数／下限周波数：７３／２０Ｈｚ
最大空気体積流量：１４．７６ｍ^３／ｍｉｎ
加圧段階：１
最大吐出圧力：１３ｂａｒ
モーター容量：７５ｋＷ

以下のパラメータ：油溜め温度、吸込側および吐出側の空気温度、周囲空気温度、圧力および湿度；吸込側および吐出側の空気圧、空気流量、ならびに機器の電力需要量を測定した。吐出側では、圧縮空気乾燥機を使用し、圧縮空気中の水分を０．１％未満にして乾燥空気を維持した。

２つの異なる油温および４つの異なる空気圧の定常運転条件を調節した。空気流量および電力需要量により、特定の電力需要量の値がＷ／（ｂａｒ^＊Ｌ／ｍｉｎ）で得られた。

以下の第２表は、本発明および比較の空気圧縮機油を用いて得られた配合物および結果を示す。

ポリマー２は、１３重量％のメチルメタクリレートおよび８７重量％のＣ１０～１６アルキルメタクリレート（Ｍ_ｗ＝５６，０００ｇ／ｍｏｌ、高度に精製された鉱油に溶解した７４％の固形分）からなる。

ポリマー３は、１１．３重量％のメチルメタクリレート、８８．３重量％のＣ１０～１８アルキルメタクリレートおよび０．４重量％のＣ２０～２２アルキルメタクリレート（Ｍ_ｗ＝３７５，０００ｇ／ｍｏｌ；高度に精製された鉱油中に溶解した４２％の固形分）からなる。

ポリマー４は、０．２重量％のメチルメタクリレートおよび９９．８重量％のイソＣ１２～１５アルキルメタクリレート（Ｍ_ｗ＝１３，８００ｇ／ｍｏｌ）からなる。

比較例１（ＡｉｒＣＥ１）として、４６ｍｍ^２／ｓ（ＩＳＯ ＶＧ ４６に相当）のＫＶ４０を有する純正流体（Kaeserから市販）を使用した。これは、ポリアルキル（メタ）アクリレートを含有しない。

実施例１～６（ＡｉｒＥｘ１～６）は、異なるグループＩＩＩの基油に基づいており、ポリアルキル（メタ）アクリレートを含有する。ＡｉｒＥｘ１～５を、ＩＳＯ ＶＧ ４６に相当する、約４６ｍｍ^２／ｓのＫＶ４０に配合し、ＡｉｒＥｘ６を、約５５ｍｍ^２／ｓのＫＶ４０に配合した。

本発明による圧縮機油を使用することにより、空気圧縮機におけるエネルギー消費に対する効果が得られ、以下の第３ａ表、第３ｂ表および第３ｃ表にまとめる。

効率改善を、Ｐ_{ｓｐｅｃｉｆｉｃ}、吸込圧力および試験条件ｖｓ参照条件での個々の圧縮比（補正係数）から計算した：
Δ効率_{ｒｅｌａｔｉｖｅ}＝η_２／η_１－１＝Ｐ_{ｓｐｅｃｉｆｉｃ，１}／Ｐ_{ｓｐｅｃｉｆｉｃ，２}×Ｐ_{ｓｕｃｔｉｏｎ，２}／Ｐ_{ｓｕｃｔｉｏｎ，１}×補正－１

追加の試験を、Ａｔｌａｓ Ｃｏｐｃｏ ＧＡ７５ＶＳＤで行った。油温を９０℃に制御した。８ｂａｒ、１０ｂａｒおよび１２．５ｂａｒにおいて３つの異なる吐出空気圧を調査した。

以下の第４表は、Ａｔｌａｓ Ｃｏｐｃｏ ＧＡ７５ＶＳＤを使用して得られた結果を示す。

結論：
様々な吐出圧力および油温で定常運転条件が達成された後、少なくとも１５分間の電力需要量を測定した。

電力比は、測定される電力需要量と、圧縮機の空気吐出側の圧力を乗算した、空気体積流量（１分あたりのリットル）で測定される、出力電力との比によって定義された。一定かつ再現性の高い周囲条件は、制御された空調室内で装置を運転することによって達成された。

空気圧縮機試験装置での調査により、少なくとも１４０のＶＩおよび高いせん断安定性を有する圧縮機油の効率上の利点が明確に示された。効率は、調査したすべての運転条件で大幅に改善された。約７５℃の油温で、圧縮機油をＡｉｒＣＥ１からＡｉｒＥｘ４に変更することで、１．１５（Ｗ^＊ｍｉｎ）／（ｂａｒ^＊Ｌ）から１．１０（Ｗ^＊ｍｉｎ）／（ｂａｒ^＊Ｌ）への電力比の低減が達成され、この流体は、ポリマー２を含み、２００のＶＩを有するものであった。９２～９４℃の油温では、ＡｉｒＣＥの１．２６（Ｗ^＊ｍｉｎ）／（ｂａｒ^＊Ｌ）からＡｉｒＥｘ４の１．１８（Ｗ^＊ｍｉｎ）／（ｂａｒ^＊Ｌ）へのさらに強化された改善が認められた。対応する効率改善は、４．３％と計算された。ポリマー３を含み、かつ２００のＶＩを有する流体ＡｉｒＥｘ５によっても、効率を高めることができた。９０℃を超える油温および約９ｂａｒの空気吐出圧力での改善は、約１．５％であった。圧縮機油ＡｉｒＥｘ４と比較して、ＡｉｒＥｘ５で使用されたポリマーの分子量はより高く、油のせん断安定性はより低かった。より高いせん断安定性は、油の効率改善および寿命にとって有利である。本発明の流体は、ＡＳＴＭ Ｄ５６２１による４０分間の音波せん断試験法において４０％の最大ＫＶ１００せん断損失を有していた。ＡＳＴＭ Ｄ５６２１による最大２０％のより低いせん断損失、より好ましくは１０％未満のせん断損失が好ましい。

第５表は、圧縮機試験装置での試験の前後の油の粘度を示す。ＡｉｒＥｘ３およびＡｉｒＥｘ４の粘度は、試験期間の時間にわたり変化しなかったが、ポリマー３を含む油ＡｉｒＥｘ５の粘度は、実寿命条件下で１０％を上回って低下した。ポリマー３の分子量は、比較的高く、せん断安定性は、空気圧縮機の長期効率改善にとって十分に良好であるとはいえない。

本発明による圧縮機流体の流動点は、－３３℃以下であった。グループＩＩ、グループＩＩＩまたはＰＡＯ基油を、定義された組成および４００，０００ｇ／ｍｏｌ、好ましくは２００，０００ｇ／ｍｏｌ未満、より好ましくは１００，０００ｇ／ｍｏｌ未満の最大分子量を有する本発明によるポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤とブレンドすることによって、高いＶＩ、低流動点および高せん断安定性が達成された。より高いＶＩかつよりせん断安定性の潤滑剤を用いて、より低い温度で機器を操作できることが、認識された。より効率的な流体を使用する場合、試験運転で要求される９０℃のより高い油作動温度レベルを達成するために冷却ユニットをブロックすることが必要となった。この調査により、本発明による圧縮機油を使用することによって、より効率的な空気圧縮機がより低温で運転される傾向にあるので、過熱を回避できることが示された。

Claims (16)

1. 圧縮機油を用いて圧縮機を運転することを含む、圧縮機のエネルギー効率を高める方法であって、前記圧縮機油が、
   （ｉ）１重量％～３０重量％のポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤であって、
   （ａ）０重量％～２５重量％のメチルメタクリレート、
   （ｂ）７５重量％～１００重量％の直鎖または分枝鎖Ｃ１０～１８アルキル（メタ）アクリレート、および
   （ｃ）０重量％～２重量％の直鎖もしくは分枝鎖Ｃ５～９アルキル（メタ）アクリレートまたは直鎖もしくは分枝鎖Ｃ２０～２４アルキル（メタ）アクリレート
   を含み、ポリアルキル（メタ）アクリレート系粘度指数向上剤の重量平均分子量（Ｍ_ｗ）が、５，０００～４００，０００ｇ／ｍｏｌの範囲にある、ポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤、
   （ｉｉ）７０重量％～９９重量％のＡＰＩグループＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶおよびＶから選択される基油ならびにそれらの混合物、および
   （ｉｉｉ）任意選択的に、２．５重量％までの１種以上のさらなる添加剤を含む性能パッケージ
   を含み、
   前記圧縮機油が、少なくとも１４０、好ましくは少なくとも１６０、より好ましくは少なくとも１８０の粘度指数を有することを特徴とする、前記方法。
2. 前記ポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤が、
   （ａ）０．２重量％～２５重量％、好ましくは４重量％～１６重量％のメチルメタクリレート、
   （ｂ）７５重量％～９９．８重量％、好ましくは８４重量％～９６重量％のＣ１０～１８アルキルメタクリレート、および
   （ｃ）０重量％～２重量％の直鎖もしくは分枝鎖Ｃ５～９アルキル（メタ）アクリレートまたは直鎖もしくは分枝鎖Ｃ２０～２４アルキル（メタ）アクリレート
   を含む、請求項１記載の方法。
3. 前記ポリアルキル（メタ）アクリレート系粘度指数向上剤の重量平均分子量（Ｍ_ｗ）が、５，０００ｇ／ｍｏｌ～２００，０００ｇ／ｍｏｌの範囲、好ましくは８，０００ｇ／ｍｏｌ～１００，０００ｇ／ｍｏｌの範囲、より好ましくは１０，０００ｇ／ｍｏｌ～８０，０００ｇ／ｍｏｌの範囲にある、請求項１または２記載の方法。
4. 前記性能パッケージ（ｉｉｉ）が、少なくとも耐摩耗剤、防食剤および酸化防止剤を含む、好ましくは亜鉛フリー性能パッケージ、より好ましくは無灰性能パッケージである、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 前記圧縮機が、家庭向きまたは家庭用冷凍装置、空気圧縮機および二酸化炭素圧縮機からなる群から選択される、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 前記圧縮機が、家庭向きまたは家庭用冷凍装置であり、前記基油（ｉｉ）が、ＡＰＩグループＩＶまたはＶ油およびそれらの混合物から選択され、かつ前記圧縮機油が、４０℃で２．８８～７．４８ｃＳｔの範囲の動粘度を有する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 前記家庭向き／家庭用冷凍装置では、冷媒としてイソブタンまたはプロパン、好ましくはイソブタンが使用される、請求項６記載の方法。
8. 前記圧縮機が、冷媒としてイソブタンまたはプロパン、好ましくはイソブタンを使用する家庭向きまたは家庭用冷凍装置であり、前記方法が、圧縮機油を用いて前記冷凍装置を運転することを含み、前記圧縮機油が、
   （ｉ）１重量％～１０重量％のポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤であって、
   （ａ）０．２重量％～２５重量％、好ましくは４重量％～１６重量％のメチルメタクリレート、および
   （ｂ）７５重量％～９９．８重量％、好ましくは８４重量％～９６重量％のＣ１０～１８アルキル（メタ）アクリレート
   を含み、
   前記ポリアルキル（メタ）アクリレート系粘度指数向上剤の重量平均分子量（Ｍ_ｗ）が、５，０００ｇ／ｍｏｌ～２００，０００ｇ／ｍｏｌの範囲、好ましくは１０，０００ｇ／ｍｏｌ～２００，０００ｇ／ｍｏｌの範囲にある、ポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤、
   （ｉｉ）９０重量％～９９重量％のＡＰＩグループＩＶまたはＶの基油およびそれらの混合物、ならびに
   （ｉｉｉ）０重量％～２．５重量％の少なくとも耐摩耗剤、防食剤および酸化防止剤を含む亜鉛フリー性能パッケージ
   を含み、
   前記圧縮機油が、４０℃で２．８８～７．４８ｃＳｔの範囲の動粘度および少なくとも１４０、好ましくは少なくとも１６０、より好ましくは少なくとも１８０の粘度指数を有する、請求項１記載の方法。
9. 前記基油（ｉｉ）が、４２％を上回るＣ_Ｎ値を有するナフテン系基油から選択される、請求項６から８までのいずれか１項記載の方法。
10. 前記圧縮機油が、－６０℃以下の流動点を有する、請求項６から９までのいずれか１項記載の方法。
11. 前記圧縮機が、空気圧縮機であり、前記基油（ｉｉ）が、ＡＰＩグループＩＩ、ＩＩＩおよびＩＶまたはそれらの混合物から選択され、かつ前記圧縮機油が、４０℃で２８．８～７４．８ｃＳｔの範囲の動粘度を有する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
12. 前記圧縮機が、空気圧縮機であり、前記方法が、圧縮機油を用いて前記空気圧縮機を運転することを含み、前記圧縮機油が、
    （ｉ）１重量％～２０重量％のポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤であって、
    （ａ）０．２重量％～２５重量％のメチルメタクリレート、
    （ｂ）７５重量％～９９．８重量％のＣ１０～１８アルキル（メタ）アクリレート、および
    （ｃ）０重量％～２重量％の直鎖もしくは分枝鎖Ｃ５～９アルキル（メタ）アクリレートまたは直鎖もしくは分枝鎖Ｃ２０～２４アルキル（メタ）アクリレート
    を含み、
    前記ポリアルキル（メタ）アクリレート系粘度指数向上剤の重量平均分子量（Ｍ_ｗ）が、５，０００～４００，０００ｇ／ｍｏｌの範囲、好ましくは５，０００～２００，０００ｇ／ｍｏｌの範囲、より好ましくは１０，０００～８０，０００ｇ／ｍｏｌの範囲にある、ポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤、
    （ｉｉ）８０重量％～９９重量％のＡＰＩグループＩＩ、ＩＩＩもしくはＩＶの基油またはそれらの混合物、および
    （ｉｉｉ）０重量％～２．５重量％の少なくとも耐摩耗剤、防食剤および酸化防止剤を含む亜鉛フリー性能パッケージ
    を含み、
    前記圧縮機油が、４０℃で２８．８～７４．８ｃＳｔの範囲の動粘度、および少なくとも１４０、好ましくは少なくとも１６０、より好ましくは少なくとも１８０の粘度指数を有する、請求項１記載の方法。
13. 前記圧縮機油が、－３３℃以下の流動点を有する、請求項１１または１２記載の方法。
14. 前記圧縮機が、二酸化炭素圧縮機であり、前記基油（ｉｉ）が、ＡＰＩグループＩＩＩ、ＩＶもしくはＶまたはそれらの混合物から選択され、かつ前記圧縮機油が、４０℃で４１．４～１１０ｃＳｔの範囲の動粘度を有する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
15. 前記圧縮機が、二酸化炭素圧縮機であり、前記方法が、圧縮機油を用いて前記二酸化炭素圧縮機を運転することを含み、前記圧縮機油が、
    （ｉ）１重量％～２０重量％のポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤であって、
    （ａ）０．２重量％～２５重量％、好ましくは４重量％～１６重量％のメチルメタクリレート、および
    （ｂ）７５重量％～９９．８重量％、好ましくは８４重量％～９６重量％のＣ１０～１８アルキル（メタ）アクリレート
    を含み、
    前記ポリアルキル（メタ）アクリレート系粘度指数向上剤の重量平均分子量（Ｍ_ｗ）が、５，０００ｇ／ｍｏｌ～１００，０００ｇ／ｍｏｌの範囲、好ましくは３０，０００～１００，０００ｇ／ｍｏｌの範囲にある、ポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤、
    （ｉｉ）８０重量％～９５重量％のポリオールエステル基油または様々なポリエステル基油の混合物、ならびに
    （ｉｉｉ）０重量％～２．５重量％の少なくとも耐摩耗剤、防食剤および酸化防止剤を含む亜鉛フリー性能パッケージ
    を含み、
    前記圧縮機油が、４０℃で４１．４～１１０ｃＳｔの範囲の動粘度、および少なくとも１４０、好ましくは少なくとも１６０、より好ましくは少なくとも１８０の粘度指数を有する、請求項１記載の方法。
16. 前記圧縮機が、二酸化炭素圧縮機であり、前記方法が、圧縮機油を用いて前記二酸化炭素圧縮機を運転することを含み、前記圧縮機油が、
    （ｉ）１重量％～３０重量％のポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤であって、
    （ａ）０．２重量％～２５重量％、好ましくは４重量％～１６重量％のメチルメタクリレート、および
    （ｂ）７５重量％～９９．８重量％、好ましくは８４重量％～９６重量％のＣ１０～１８アルキル（メタ）アクリレート
    を含み、
    前記ポリアルキル（メタ）アクリレート系粘度指数向上剤の重量平均分子量（Ｍ_ｗ）が、５，０００ｇ／ｍｏｌ～１００，０００ｇ／ｍｏｌの範囲、好ましくは１０，０００～８０，０００ｇ／ｍｏｌの範囲にある、ポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤、
    （ｉｉ）８０重量％～９９重量％のポリアルファオレフィン基油または異なるポリアルファオレフィン基油の混合物、ならびに
    （ｉｉｉ）０重量％～２．５重量％の少なくとも耐摩耗剤、防食剤および酸化防止剤を含む亜鉛フリー性能パッケージ
    を含み、
    前記圧縮機油が、４０℃で４１．４～１１０ｃＳｔの範囲の動粘度、および少なくとも１４０、好ましくは少なくとも１６０、より好ましくは少なくとも１８０の粘度指数を有する、請求項１記載の方法。

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