JP2850983B2 - Lubricant - Google Patents

Lubricant

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JP2850983B2
JP2850983B2 JP7189390A JP7189390A JP2850983B2 JP 2850983 B2 JP2850983 B2 JP 2850983B2 JP 7189390 A JP7189390 A JP 7189390A JP 7189390 A JP7189390 A JP 7189390A JP 2850983 B2 JP2850983 B2 JP 2850983B2
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lubricating oil
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fatty acid
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貴 開米
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、フロンを冷媒として使用する圧縮機用潤滑
油に関するものであり、特に、フロンのうちでも塩素を
含まないハイドロフルオロカーボン、HFC−134a(1,1,
1,2−テトラフルオロエタン)、HFC−134(1,1,2,2−テ
トラフルオロエタン)、HFC−152a(1,1−ジフルオロエ
タン)などの水素含有フロン冷媒を圧縮する際に用いる
のに好適な潤滑油に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a lubricating oil for a compressor using chlorofluorocarbon as a refrigerant, and in particular, a hydrofluorocarbon containing no chlorine among fluorocarbons, HFC-134a. (1,1,
Used to compress hydrogen-containing Freon refrigerants such as 1,2-tetrafluoroethane), HFC-134 (1,1,2,2-tetrafluoroethane) and HFC-152a (1,1-difluoroethane) It relates to a suitable lubricating oil.

(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)、R−12(ジクロロジフルオロメタン)、
ハイドロクロロフルオロカーボン(HCFC)であるR−22
(モノクロロジフルオロメタン)等のフロンが使用され
ているが、最近のオゾン層破壊問題に関連し、これへの
影響が無い新しいタイプの冷媒としてHFC−134aなどの
新しい水素含有フロン冷媒が出現し始めている。
(Prior Art) Conventionally, refrigerators, air conditioners, refrigerators, and the like have a refrigerant containing fluorine and chlorine as constituent elements, such as chlorofluorocarbon (CFC) R-11 (trichloromonofluoromethane) and R-12. (Dichlorodifluoromethane),
R-22 which is hydrochlorofluorocarbon (HCFC)
The use of fluorocarbons such as (monochlorodifluoromethane) has started to emerge as a new type of refrigerant containing hydrogen, such as HFC-134a, as a new type of refrigerant that has no effect on the recent ozone depletion problem. I have.

一方冷凍機用潤滑油に関しては、従来、鉱油系や合成
油系のものが多数知られているが、これらは前記新しい
HFC−134aに対しては、相溶性が全く悪く使用できない
ことが分かった。従って、今日この対策が重要な課題と
なってきた。また、この他にも冷凍機油に必要な性能に
は、潤滑性、電気絶縁性、省エネルギー性、耐摩擦性、
密封性、耐熱性、スラッジ析出防止性が挙げられ、これ
らの点についても考慮が必要である。
On the other hand, as for lubricating oils for refrigerators, many mineral oil-based and synthetic oil-based lubricating oils have hitherto been known.
It was found that compatibility with HFC-134a was so poor that it could not be used. Therefore, this measure has become an important issue today. In addition, other properties required for refrigerating machine oil include lubricity, electrical insulation, energy saving, friction resistance,
Sealing properties, heat resistance and sludge deposition prevention properties are mentioned, and these points also need to be considered.

因みに、従来知られている合成油の例としてポリエー
テル系合成潤滑油があり、これについては油化学誌,第
29巻,第9号,第336〜343頁(1980)およびペトロテッ
ク誌,第8巻,第6号,第562〜566頁(1985)に紹介が
ある。また、特開昭61−281199号公報には次式、 R〔O−(R2O)−R3 で表わされるポリグリコールとアルキルベンゼン等の混
合物、特開昭57−63395号公報にはポリエーテル、例え
ば付加モル数が1官能あたり53のように高分子量のポリ
オキシプロピレンモノブチルエーテルにエポキシシクロ
アルキル系化合物を混合した油、また特開昭59−117590
号公報にはポリエーテル系化合物とパラフィン系又はナ
フテン系鉱油の高粘度混合油が夫々紹介されている。
Incidentally, examples of conventionally known synthetic oils include polyether-based synthetic lubricating oils.
29, No. 9, pp. 336-343 (1980) and Petrotech, Vol. 8, No. 6, 562-566 (1985). Additionally, the following equation in JP 61-281199, R [O- (R 2 O) m -R 3 ] a mixture of polyglycols and alkylbenzene represented by n, in JP-A-57-63395 Are oils obtained by mixing an epoxycycloalkyl compound with a polyether, for example, a high molecular weight polyoxypropylene monobutyl ether such that the number of moles added is 53 per functional group, and JP-A-59-117590.
In the publication, high viscosity mixed oils of a polyether compound and a paraffinic or naphthenic mineral oil are respectively introduced.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上述の既知の合成油系の潤滑油はいず
れも相溶性等の問題からHFC−134aを冷媒とする冷凍機
用の潤滑油にはなり得なかった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, none of the above-mentioned known synthetic oil-based lubricating oils could be lubricating oils for refrigerators using HFC-134a as a refrigerant due to problems such as compatibility.

そのような中で、米国特許第4,755,316号には、HFC−
134a用冷凍機油として両末端が水酸基(−OH)であるポ
リオキシアルキレングリコール(以下PAGと略す)が紹
介されており、このPAGは末端が水酸基とアルキル基と
より成る一般的なPAGと比較するとHFC−134aとの相溶性
においてより広い温度範囲で溶けあい、冷凍システムで
のコンプレッサへの油戻りが改善され、また高温時のコ
ンプレッサが起動した時の焼付きが防止されるとある。
そのHFC−134aとの相溶温範囲は−40℃〜+50℃と紹介
されている。
Under such circumstances, US Patent No. 4,755,316 discloses HFC-
Polyoxyalkylene glycol (hereinafter abbreviated as PAG) whose both ends are hydroxyl groups (-OH) is introduced as a refrigerating machine oil for 134a, and this PAG is compared with a general PAG having a hydroxyl group and an alkyl group at the end. The compatibility with HFC-134a melts over a wider temperature range, improves oil return to the compressor in the refrigeration system, and prevents seizure when the compressor starts at high temperatures.
The range of the compatible temperature with HFC-134a is stated to be −40 ° C. to + 50 ° C.

一方、HFC−134a等の水素含有フロン冷媒はR−12等C
FCの代替冷媒候補であり、主にカーエアコン、冷蔵庫を
対象とした新規冷媒として期待されている。冷蔵庫の場
合、油と冷媒との相溶性が必要であるが、モータが冷媒
システム内にあるタイプがほとんどであり、油自体に高
い電気絶縁性が要求される。しかし、従来、HFC−134a
用冷凍機油として検討されているPAGは米国特許第4,75
5,316号公報に開示された化合物を含め電気絶縁性は従
来の鉱油系冷凍機油と較べると著るしく劣り、さらに吸
湿性が高い。
On the other hand, hydrogen-containing Freon refrigerants such as HFC-134a
It is a candidate for an alternative to FC, and is expected to be a new refrigerant mainly for car air conditioners and refrigerators. In the case of refrigerators, compatibility between oil and refrigerant is required, but most types have a motor in a refrigerant system, and the oil itself requires high electrical insulation. However, conventionally, HFC-134a
PAG being considered as a refrigerating machine oil is U.S. Pat.
The electrical insulation properties, including the compounds disclosed in Japanese Patent No. 5,316, are remarkably inferior to conventional mineral oil-based refrigerating machine oils, and have high hygroscopicity.

そこで本発明の目的は、特に新しい冷媒であるHFC−1
34a、HFC−134、 HFC−152aなどの塩素を含まない水素
含有フロン冷媒に対して広い温度範囲がで相溶性に優
れ、かつ電気絶縁性が高く、さらに吸湿性の低い冷凍機
用潤滑油を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide HFC-1 which is a new refrigerant.
Lubricating oil for refrigerators with excellent compatibility in a wide temperature range, high electrical insulation, and low hygroscopicity for chlorine-free hydrogen-containing chlorofluorocarbon refrigerants such as 34a, HFC-134, and HFC-152a. To provide.

(課題を解決するための手段) 市販エステルは極一部であるが、冷媒R−12,R−22な
どのシステムに現在使用されているものの、これらエス
テルは新しい冷媒であるHFC−134aとは全く相溶しない
か、あるいはその相溶範囲は極めて狭い。本発明者ら
は、PAGと比較してのエステルの高い電気絶縁性、低い
吸湿性、良好な潤滑性、高い熱酸化安定性に着目し、い
かに分子設計をするとHFC−134a等の水素含有フロン冷
媒と広い範囲で相溶するか鋭意検討したところ、極限ら
れた構造のエステルのみがHFC−134a等の冷媒システム
に使用できることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
(Means for Solving the Problems) Commercially available esters are a very small part, but although they are currently used in systems such as refrigerants R-12 and R-22, these esters are different from HFC-134a, a new refrigerant. It is not compatible at all or its compatibility range is extremely narrow. The present inventors have focused on high electrical insulation, low hygroscopicity, good lubricity, and high thermal oxidation stability of esters as compared with PAG, and when designing molecules, how to design hydrogen-containing fluorocarbons such as HFC-134a After extensive studies on compatibility with the refrigerant in a wide range, the present inventors have found that only an ester having an extremely limited structure can be used in a refrigerant system such as HFC-134a, and have completed the present invention.

本発明は、少なくとも、炭素数15以下の3価アルコー
ル(グリセリンを除く)1種類以上と、炭素数2〜18の
直鎖の1価脂肪酸(酢酸と無水酢酸とを除く)および炭
素数4〜18の分枝の1価脂肪酸(ネオヘプタン酸を除
く)からなる群より選ばれた1種以上の1価脂肪酸とを
原料として得たエステルを主成分とし、エステルの酸価
が3mgKOH/g以下であり、水酸基価が50mgKOH/g以下であ
ることを特徴とする、塩素を含有しないハイドロフルオ
ロカーボン冷媒用の潤滑油に係るものである。
The present invention provides at least one or more kinds of trihydric alcohols having 15 or less carbon atoms (excluding glycerin), linear monovalent fatty acids having 2 to 18 carbon atoms (excluding acetic acid and acetic anhydride) and 4 to 4 carbon atoms. The main component is an ester obtained from one or more monovalent fatty acids selected from the group consisting of 18 branched monovalent fatty acids (excluding neoheptanoic acid), and the acid value of the ester is 3 mgKOH / g or less. The present invention relates to a chlorine-free lubricating oil for a hydrofluorocarbon refrigerant, which has a hydroxyl value of 50 mgKOH / g or less.

本発明において原料として用いる多価アルコールは、
炭素数が15以下のものを使用する。炭素数が16以上の多
価アルコールは、アルコール自体の炭化水素部分が大き
なりすぎて、合成されたエステルはやはりHFC−134a等
との相溶性が悪くなり、冷凍機用潤滑油として好ましく
ない。
Polyhydric alcohol used as a raw material in the present invention,
Use those having 15 or less carbon atoms. Polyhydric alcohols having 16 or more carbon atoms have too large a hydrocarbon portion of the alcohol itself, and the synthesized esters also have poor compatibility with HFC-134a and the like, which is not preferable as lubricating oil for refrigerators.

このような3価のアルコール例として、トリメチロー
ルプロパン、トリメチロールエタン、3−メチル−1,3,
5−ペンタントリオール、1,2,3−ブタントリオール、1,
2,3−ペンタントリオール、2−メチル−1,2,3−ブタン
トリオール、2,3,4−ペンタントリオール、2,3,4−ヘキ
サントリオール、5−エチル−4,5,6−ノナントリオー
ル、1,2,4−ブタントリオールなどが挙げられる。
Examples of such trihydric alcohols include trimethylolpropane, trimethylolethane, 3-methyl-1,3,
5-pentanetriol, 1,2,3-butanetriol, 1,
2,3-pentanetriol, 2-methyl-1,2,3-butanetriol, 2,3,4-pentanetriol, 2,3,4-hexanetriol, 5-ethyl-4,5,6-nonanetriol , 1,2,4-butanetriol and the like.

また、1価脂肪酸の炭素数を2〜18に制限するのは、
炭素数が19以上になると、HFC−134aと合成後のエステ
ルとの相溶性が極端に悪くなるためであり、1価脂肪酸
として好ましいものは炭素数3〜10の直鎖または分枝の
ものである。例示すると、1価脂肪酸としてプロピオン
酸、イソプロピオン酸、ブタン酸、イソブタン酸、ペン
タン酸、イソペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、イ
ソヘプタン酸、オクタン酸、2−エチルヘキサン酸、ノ
ナン酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸、デカン酸、ウ
ンデカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン
酸、パルミトオレイ酸、ステアリン酸、イソステアリン
酸、オレイン酸、リノール酸およびリノレン酸などがあ
る。
Also, limiting the carbon number of monovalent fatty acids to 2-18 is
If the number of carbon atoms is 19 or more, the compatibility between HFC-134a and the synthesized ester is extremely deteriorated, and preferred as monovalent fatty acids are linear or branched ones having 3 to 10 carbon atoms. is there. For example, as a monovalent fatty acid, propionic acid, isopropionic acid, butanoic acid, isobutanoic acid, pentanoic acid, isopentanoic acid, hexanoic acid, heptanoic acid, isoheptanoic acid, octanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, nonanoic acid, 3,5 , 5-trimethylhexanoic acid, decanoic acid, undecanoic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, palmitooleic acid, stearic acid, isostearic acid, oleic acid, linoleic acid and linolenic acid.

本発明においては、これら1価脂肪酸の1種類以上を
適宜混合して、特定の多価アルコールとの間でエステル
反応を生ぜしめ、各種冷凍機の要求する望ましい物理特
性を満足するエステルを得るものである。
In the present invention, one or more of these monohydric fatty acids are appropriately mixed to cause an ester reaction with a specific polyhydric alcohol to obtain an ester which satisfies desired physical properties required by various refrigerators. It is.

ハイドロフルオロカーボンとの相溶性を一層向上させ
るためには、1価脂肪酸として炭素数3〜11の直鎖のも
のと炭素数4〜14の分枝のもの混合系が好ましく、更に
好ましくは炭素数5〜10の直鎖のものと炭素数7〜9の
分枝のものの混合系を使用できる。原料として使用する
1価脂肪酸全体に対して分枝の1価脂肪酸の配合割合を
50モル%以上とするのが好ましい。
In order to further improve the compatibility with the hydrofluorocarbon, a monovalent fatty acid is preferably a mixed system having a straight chain having 3 to 11 carbon atoms and a branched chain having 4 to 14 carbon atoms, and more preferably a mixed system having 5 to 14 carbon atoms. A mixed system of a straight-chained one having 10 to 10 and a branched one having 7 to 9 carbon atoms can be used. The blending ratio of the branched monovalent fatty acid to the total monovalent fatty acid used as a raw material
It is preferred to be at least 50 mol%.

また、多塩基酸については、炭素数3以下の多塩基酸
は特殊品であり、安価に入手するのが困難であり、かつ
合成後エステルの安定性に劣る。また、炭素数15以上の
多塩基酸はHFC−134a等との相溶性が大幅に低下するの
で、炭素数は4〜14が好適であり、特に広い範囲でHFC
−134a等との相溶性を確保するため炭素数4〜10のもの
が好ましい。多塩基酸としてはオハク酸、グルタル酸、
アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、
セバシン酸、フタル酸、マレイン酸およびトリメリト酸
等が挙げられる。特に好ましくは、1価脂肪酸が2−エ
チルヘキサン酸であり、かつ多塩基酸がアジピン酸であ
る。
With respect to polybasic acids, polybasic acids having 3 or less carbon atoms are special products, are difficult to obtain at low cost, and are inferior in stability of esters after synthesis. In addition, since polybasic acids having 15 or more carbon atoms have significantly reduced compatibility with HFC-134a and the like, the number of carbon atoms is preferably 4 to 14, and HFC is particularly preferable in a wide range.
Those having 4 to 10 carbon atoms are preferable to ensure compatibility with -134a and the like. As polybasic acids, succinic acid, glutaric acid,
Adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid,
Sebacic acid, phthalic acid, maleic acid, trimellitic acid, and the like. Particularly preferably, the monovalent fatty acid is 2-ethylhexanoic acid, and the polybasic acid is adipic acid.

なお、炭素数4〜14の多塩基酸1種以上の割合は、原
料として用いた酸全体に対し80モル%以下にすることが
好ましい。この理由は、80モル%を超えると、場合によ
りゲル化を起こし、望ましい物理特性を得ることが困難
となるためである。より好ましくは25モル%以下であ
る。
The ratio of one or more polybasic acids having 4 to 14 carbon atoms is preferably 80 mol% or less based on the total amount of the acid used as the raw material. The reason for this is that if it exceeds 80 mol%, gelation may occur in some cases, making it difficult to obtain desirable physical properties. It is more preferably at most 25 mol%.

本発明に係る化合物は前述の特定多価アルコールと特
定の脂肪酸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々や誘導体のエス
テル交換反応によって得ることができる。
The compound according to the present invention is an esterification reaction by a dehydration reaction between the above-mentioned specific polyhydric alcohol and a specific fatty acid, or a general esterification reaction via an acid anhydride that is a derivative of a fatty acid, an acid chloride or the like. It can be obtained by transesterification of each or a derivative.

本発明に係るエステルは上述の方法で得ることができ
る。酸価が3mgKOH/g以上存在する場合には、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、沈殿しえる。よって、酸価は3mgKOH/g以下とす
る。また、水酸基価が50mgKOH/gを越える場合には、エ
ステルが低温において白濁するなどの好ましくない現象
が起こりうる。よって、水酸基価は50mgKOH/g以下とす
る。
The ester according to the invention can be obtained by the method described above. When the acid value is 3 mgKOH / g or more, metal soap or the like is generated by the reaction with the metal used in the refrigerator, and may precipitate. Therefore, the acid value is 3 mgKOH / g or less. When the hydroxyl value exceeds 50 mgKOH / g, undesired phenomena such as clouding of the ester at low temperatures may occur. Therefore, the hydroxyl value is set to 50 mgKOH / g or less.

(作 用) 上述してきたエステルを主成分とする本発明の冷凍機
用潤滑油は、例えばHFC−134aを冷媒とした冷凍機に用
いる潤滑油として、冷媒HFC−134aと低温から高温まで
の広い領域で相互に良好な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、
一般にHFC−134a用冷凍機油として検討されているPAG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。したがって、上記エステルを主成分とする本発明の
冷凍機用潤滑油は、従来技術の問題であるHFC−134a等
の水素含有フロン冷媒に対する相溶性の問題及び吸湿性
の問題を解決でき、さらには該冷媒を冷蔵用冷凍コンプ
レッサに使用する場合の大きな問題である電気絶縁性を
高め、この問題をも解決することが可能となった。
(Operation) The lubricating oil for a refrigerator of the present invention containing the above-described ester as a main component is, for example, a lubricating oil used for a refrigerator using HFC-134a as a refrigerant, and has a wide range from a low temperature to a high temperature with the refrigerant HFC-134a. The regions exhibit good solubility in one another and their lubricity and thermal stability can be greatly improved. further,
Compared to PAG, which is generally considered as a refrigerating machine oil for HFC-134a, it has much higher electric insulation and lower hygroscopicity. Therefore, the lubricating oil for a refrigerator of the present invention containing the above-mentioned ester as a main component can solve the problems of the compatibility and the hygroscopicity with respect to a hydrogen-containing Freon refrigerant such as HFC-134a, which are problems of the prior art. The use of the refrigerant in a refrigeration compressor for refrigeration has improved electrical insulation, which is a major problem, and has solved this problem.

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
適宜混合できるとはいうまでもなく、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し得ることも勿論のことで
ある。
In the refrigerating machine oil according to the present invention, it goes without saying that lubricating oils such as PAG and mineral oil can be appropriately mixed within a range that satisfies the function as the refrigerating machine oil. Needless to say, additives such as an antioxidant, an antiwear agent, and an epoxy compound can be appropriately added.

(実施例) 以下に実施例により本発明を具体的に説明する。(Examples) Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples.

実施例1〜8,比較例1〜5 本発明に係るエステルとして第1表に示すA−1〜8
の供試油(いずれも市販品はなく試製油、多価アルコー
ルとしてはトリメチロルーエタンとトリメチロールプロ
パンを使用)を使用して冷媒HFC−134a冷凍機用潤滑油
としての性能を評価した。比較例として第2表に示す一
般的なPAG(B−1〜3)ならびに市販のエステル(C
−1〜2)の評価も行なった。なお、PAGとしては旭電
化(株)、エステルとしては日本油脂(株)の市販品
で、潤滑油としての用途が知られているものを用いた。
Examples 1 to 8, Comparative Examples 1 to 5 A-1 to 8 shown in Table 1 as esters according to the present invention.
The test oils (no commercial products, no trial oils, trimethylol ethane and trimethylol propane as polyhydric alcohols) were used to evaluate the performance as a lubricant for refrigerant HFC-134a refrigerator. As comparative examples, general PAGs (B-1 to 3) shown in Table 2 and commercially available esters (C
-1 and 2) were also evaluated. As the PAG, a commercially available product of Asahi Denka Co., Ltd., and as the ester, Nippon Oil & Fats Co., Ltd., whose use as a lubricating oil was known.

なお、エステルは、次のように合成して得た。実施例
1の試製油の場合、第1表に示すモル%の割合で混合し
た1価脂肪酸と多塩基酸の混合物(実施例1の場合、多
塩基酸を含んでおらず、2−エチルヘキサン酸のみであ
るが)とトリメチロールエタンを、前記混合物中のカル
ボキシル基とアルコールの水酸基の量が等量となる割合
で、撹拌棒、窒素ガス吹き込み管、温度計及び冷却器付
き水分分離器を備えた四つ口フラスコに仕込み、窒素気
流下230℃で8時間、留出する水を系外に除きながらエ
ステル化反応を行い、さらにその後、減圧(2〜3mmH
g)にして同じ温度で2時間反応を行って実施例1の試
製油A−1を得た。その他の実施例2〜8、後述の実施
例9〜17及び18〜25についても同様にエステル化反応を
行い試製油A−2〜A−8,A−9〜A−17及びA−18〜
A−25を得た。
The ester was synthesized as follows. In the case of the trial oil of Example 1, a mixture of a monovalent fatty acid and a polybasic acid mixed in the ratio of mol% shown in Table 1 (in the case of Example 1, the polybasic acid was not contained and 2-ethylhexane was used. The acid separator) and trimethylolethane were mixed with a stir bar, a nitrogen gas blowing tube, a thermometer, and a water separator with a cooler in such a ratio that the amounts of carboxyl groups and hydroxyl groups of alcohols in the mixture became equal. The mixture was charged into a four-necked flask equipped with the flask, and subjected to an esterification reaction at 230 ° C. for 8 hours under a nitrogen stream while removing distilled water outside the system.
g), and the reaction was carried out at the same temperature for 2 hours to obtain a trial oil A-1 of Example 1. In the other Examples 2 to 8, and Examples 9 to 17 and 18 to 25 described later, the esterification reaction was performed in the same manner, and trial oils A-2 to A-8, A-9 to A-17, and A-18 to
A-25 was obtained.

第1表および第2表に示す供試油の冷凍機用潤滑油と
しての性能として潤滑性、相溶性および熱安定性を下記
に示す条件の下で評価した。
The lubricating properties, compatibility and thermal stability of the test oils shown in Tables 1 and 2 as lubricating oils for refrigerators were evaluated under the following conditions.

潤滑性 ASTM D−3233−73に準拠し、ファレックス(Falex)
焼付荷重をHFC−134aの吹き込み制御雰囲気下(70ml/mi
n)、で測定した。
Lubricity According to ASTM D-3233-73, Falex
The seizure load is controlled under an atmosphere controlled by HFC-134a (70ml / mi
n).

相溶性 供試油0.6gと冷媒(HFC−134a)2.4gとをガラスチュ
ーブに封入した後、毎分1℃の冷却及び昇温を行い、低
温並びに高温において二層分離を起こす温度、すなわち
層相分離温度を測定した。
Compatibility After filling 0.6 g of the test oil and 2.4 g of refrigerant (HFC-134a) in a glass tube, cool and raise the temperature at 1 ° C per minute, and the temperature at which two layers separate at low and high temperatures, The phase separation temperature was measured.

熱安定性 ANSI/ASHRAE 97−1983に準じ、供試油1gと冷媒(HFC
−134a及びR−12)1gと触媒(鉄、銅、アルミニウムの
各線)をガラスチュープに封入した後、175℃に加熱
し、10日後に供試油の色相をASTM表示にて判定した。
Thermal stability According to ANSI / ASHRAE 97-1983, 1 g of test oil and refrigerant (HFC
After enclosing 1 g of -134a and R-12) and a catalyst (each wire of iron, copper and aluminum) in a glass tube, the mixture was heated to 175 ° C, and 10 days later, the hue of the test oil was judged by ASTM.

電気絶縁性 JIS C2101の80℃での体積抵抗率試験によった。Electrical insulation A volume resistivity test at 80 ° C. according to JIS C2101 was performed.

吸湿性 温度25℃、湿度70%の雰囲気にて100mlビーカーにサ
ンプル油60gを入れ、開放3時間後の水分濃度により比
較、評価した。
Hygroscopicity 60 g of the sample oil was placed in a 100 ml beaker in an atmosphere at a temperature of 25 ° C. and a humidity of 70%, and compared and evaluated based on the moisture concentration 3 hours after opening.

上記評価結果は第3表に示すとおりである。 The evaluation results are as shown in Table 3.

第3表に見られるとおり、本発明に係るエステルはPA
G(B−1〜3)と比較すると、体積抵抗で示される電
気絶縁性が10万倍以上も良く、高温における二層分離も
見られない。また、焼付荷重も優れており、吸湿性も低
い。熱安定性については、HFC−134aの系では同等であ
るが、R−12の系では圧倒的に優れている。このこと
は、冷媒がR−12からHFC−134aへ移行する段階でのHFC
−134aへのR−12の混合は避けられないことから、実用
上極めて有利である。
As can be seen in Table 3, the esters according to the invention are PA
Compared with G (B-1 to 3), the electrical insulation indicated by volume resistance is 100,000 times or more, and no two-layer separation at high temperature is observed. Also, the seizure load is excellent and the hygroscopicity is low. The thermal stability is similar in the HFC-134a system, but is overwhelmingly superior in the R-12 system. This indicates that the HFC at the stage where the refrigerant transitions from R-12 to HFC-134a
Since mixing of R-12 with -134a is unavoidable, it is extremely advantageous in practice.

また、本発明に係るエステルを市販エステル(C−1
〜2)と比較すると、二層分離温度できわだった差があ
り、市販油はR−134aとほとんど溶けあわない。この点
が分子設計された本発明に係るエステルの大きな特長で
ある。
Further, the ester according to the present invention is converted to a commercially available ester (C-1).
As compared with the above (2), there is a marked difference in the two-layer separation temperature, and the commercial oil hardly dissolves with R-134a. This point is a great feature of the molecularly designed ester according to the present invention.

これらのことから本発明は、比較例のものよりもはる
かに優れているといえる。
From these facts, it can be said that the present invention is far superior to that of the comparative example.

HFC−134aはR−12に代る冷媒として期待され、カー
エアコン、冷蔵庫に用いられる。特にカーエアコンは主
に夏場に使用し、高温でコンプレッサが起動するため高
温での油と冷媒との相溶性が重要となる。上記起動時に
コンプレッサ内で油と冷媒が二層分離を起こしている
と、比重の大きな冷媒が下層に留まり、冷媒のみがコン
プレッサに供給されるため、潤滑不足からコンプレッサ
焼付きの原因となる。
HFC-134a is expected to replace R-12 and is used in car air conditioners and refrigerators. In particular, car air conditioners are mainly used in summer, and the compressor is started at a high temperature. Therefore, compatibility between oil and a refrigerant at a high temperature is important. If the oil and the refrigerant are separated into two layers in the compressor at the time of the start-up, the refrigerant having a large specific gravity stays in the lower layer, and only the refrigerant is supplied to the compressor.

また冷蔵庫の場合は、モータとコンプレッサが一体化
された内臓タイプのものが多く、漏電が問題となるが、
本発明に係るエステルはPAGより10万倍以上高い体積抵
抗率を有することから、電気絶縁性に優れた冷凍機用潤
滑油であるといえる。
In the case of refrigerators, there are many built-in types in which a motor and a compressor are integrated, and leakage is a problem,
Since the ester according to the present invention has a volume resistivity 100,000 times or more higher than that of PAG, it can be said that it is a lubricating oil for refrigerators having excellent electrical insulation properties.

実施例9、10 本発明に係るエステルとして、3価アルコールを用い
た供試油を、第4表にA−9、10として示す。それぞれ
のエステルのHFC−134a冷凍機用潤滑油としての性能評
価結果を、第5表に示す。なお評価方法は前述の方法を
用いた。
Examples 9 and 10 Test oils using trihydric alcohols as esters according to the present invention are shown in Table 4 as A-9 and A-10. Table 5 shows the performance evaluation results of the respective esters as lubricating oils for HFC-134a refrigerators. Note that the evaluation method described above was used.

評価の結果、本発明に係るエステルを使用した場合、
実施例1−8と同様に、HFC−134aとの相溶性、電気絶
縁性、潤滑性、熱安定性に優れ、吸湿性もPAGよりもは
るかに低く、冷媒HFC−134aに適した冷凍機油用潤滑油
であるといえる。
As a result of the evaluation, when the ester according to the present invention was used,
As in Example 1-8, for refrigeration oil suitable for refrigerant HFC-134a, having compatibility with HFC-134a, excellent electrical insulation, lubricating properties, excellent heat stability, and much lower hygroscopicity than PAG It can be said that it is a lubricating oil.

(発明の効果) 昨今、全地球的規模で大きな問題となっているフロン
によるオゾン層破壊に対応すべく、冷媒として広く使用
されているR−12の代替として、オゾン層破壊のほとん
どないHFC−134aがクローズアップされているが、冷凍
機油との相溶性が悪いという欠点があり、代替システム
開発の壁となっていた。しかし、本発明の冷凍機用潤滑
油は冷媒としてのフロンHFC−134a、HFC−134、HFC−15
2a等の水素含有フロン冷媒に対し充分な相溶性を維持し
かつ高い電気絶縁性を有し、総合性能にも優れているこ
とから、特に従来のR−12やR−22のフロンに代わりHF
C−134aを用いても従来システムをそのまま使用するこ
とができるという効果が得られる。
(Effects of the Invention) In order to respond to the ozone depletion caused by chlorofluorocarbon, which has recently become a major problem on a global scale, HFC with almost no ozone depletion has been used as an alternative to R-12, which is widely used as a refrigerant. Although 134a has been highlighted, it has the drawback of poor compatibility with refrigeration oil, which has been a barrier to the development of alternative systems. However, the lubricating oil for a refrigerator according to the present invention uses Freon HFC-134a, HFC-134 and HFC-15 as refrigerants.
Since it maintains sufficient compatibility with hydrogen-containing chlorofluorocarbon refrigerants such as 2a, has high electrical insulation properties, and is also excellent in overall performance, it is particularly suitable for HF instead of conventional R-12 and R-22 fluorocarbons.
Even if C-134a is used, the effect that the conventional system can be used as it is can be obtained.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C10M 105/38,109/02 C10N 40:30──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) C10M 105 / 38,109 / 02 C10N 40:30

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】少なくとも、炭素数15以下の3価アルコー
ル(グリセリンを除く)1種類以上と、炭素数2〜18の
直鎖の1価脂肪酸(酢酸と無水酢酸とを除く)および炭
素数4〜18の分枝の1価脂肪酸(ネオヘプタン酸を除
く)からなる群より選ばれた1種以上の1価脂肪酸とを
原料として得たエステルを主成分とし、前記エステルの
酸価が3mgKOH/g以下であり、水酸基価が50mgKOH/g以下
であることを特徴とする、塩素を含有しないハイドロフ
ルオロカーボン冷媒用の潤滑油。
At least one kind of trihydric alcohol having 15 or less carbon atoms (excluding glycerin), a linear monovalent fatty acid having 2 to 18 carbon atoms (excluding acetic acid and acetic anhydride) and 4 carbon atoms. The main component is an ester obtained from one or more kinds of monovalent fatty acids selected from the group consisting of branched monovalent fatty acids (excluding neoheptanoic acid) of ~ 18, and the acid value of the ester is 3 mgKOH / g A lubricating oil for a chlorine-free hydrofluorocarbon refrigerant, wherein the lubricating oil has a hydroxyl value of 50 mgKOH / g or less.
【請求項2】炭素数15以下の3価アルコール1種類以上
と、炭素数2〜18の直鎖の1価脂肪酸および炭素数4〜
18の分枝の1価脂肪酸からなる群より選ばれた1種以上
の1価脂肪酸とを原料として得たエステルを主成分とす
る、請求項1記載の潤滑油。
2. One or more trihydric alcohols having 15 or less carbon atoms, linear monovalent fatty acids having 2 to 18 carbon atoms and 4 to 4 carbon atoms.
2. The lubricating oil according to claim 1, wherein the main component is an ester obtained from one or more monovalent fatty acids selected from the group consisting of 18 branched monovalent fatty acids.
【請求項3】炭素数4〜36の多塩基酸1種類以上をも前
記エステルの原料とすることを特徴とする、請求項1記
載の潤滑油。
3. The lubricating oil according to claim 1, wherein at least one kind of polybasic acid having 4 to 36 carbon atoms is used as a raw material of said ester.
【請求項4】原料として用いた酸全体に対し、前記多塩
基酸の割合が80モル%以下であることを特徴とする、請
求項3記載の潤滑油。
4. The lubricating oil according to claim 3, wherein the ratio of the polybasic acid is 80 mol% or less based on the whole acid used as a raw material.
【請求項5】1価脂肪酸全体に対して分枝の1価脂肪酸
の配合割合を50モル%以上として得られたエステルを主
成分とすることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか
一つの請求項に記載の潤滑油。
5. The method according to claim 1, wherein an ester obtained by mixing at least 50 mol% of the branched monovalent fatty acid with respect to the entire monovalent fatty acid is used as a main component. A lubricating oil according to one claim.
【請求項6】前記1価脂肪酸の全体が分枝の1価脂肪酸
のみからなることを特徴とする、請求項5記載の潤滑
油。
6. The lubricating oil according to claim 5, wherein the entirety of the monovalent fatty acid comprises only a branched monovalent fatty acid.
【請求項7】前記1価脂肪酸が、50モル%以上の分枝の
1価脂肪酸と、50モル%以下の直鎖の1価脂肪酸とから
なることを特徴とする、請求項5記載の潤滑油。
7. The lubricating system according to claim 5, wherein the monovalent fatty acid comprises at least 50 mol% of a branched monovalent fatty acid and at most 50 mol% of a linear monovalent fatty acid. oil.
【請求項8】前記直鎖の1価脂肪酸の炭素数が5〜10で
あることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一つの
請求項に記載の潤滑油。
8. The lubricating oil according to claim 1, wherein the linear monovalent fatty acid has 5 to 10 carbon atoms.
【請求項9】前記分枝の1価脂肪酸の炭素数が4〜14で
あることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一つの
請求項に記載の潤滑油。
9. The lubricating oil according to claim 1, wherein the branched monovalent fatty acid has 4 to 14 carbon atoms.
【請求項10】前記分枝の1価脂肪酸の炭素数が7〜9
であることを特徴とする、請求項9記載の潤滑油。
10. The branched monovalent fatty acid having 7 to 9 carbon atoms.
The lubricating oil according to claim 9, wherein:
【請求項11】前記多塩基酸の炭素数が4〜10であるこ
とを特徴とする、請求項3または4記載の潤滑油。
11. The lubricating oil according to claim 3, wherein the polybasic acid has 4 to 10 carbon atoms.
【請求項12】前記エステルの80℃での体積抵抗率が1
×1012Ω・cm以上であることを特徴とする、請求項1記
載の潤滑油。
12. The ester having a volume resistivity at 80 ° C. of 1
2. The lubricating oil according to claim 1, wherein the lubricating oil has a density of not less than × 10 12 Ω · cm.
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