JP4510227B2 - 冷凍機用潤滑油組成物 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷凍機用潤滑油組成物に関するものであり、詳しくは、フルオロカーボン系冷媒や二酸化炭素、アンモニア、炭化水素等の自然系冷媒等に使用でき、省エネルギーに寄与しうる冷凍機用潤滑油組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、冷凍機の分野においては、地球のオゾン層保護の観点から、従来使用されてきたクロロフルオロカーボンやハイドロクロロフルオロカーボン等の塩素原子を含みオゾン層破壊係数が高い冷媒から、オゾン層破壊係数が０であるハイドロフルオロカーボン系冷媒等への移行が進められている。一方で、地球温暖化防止の観点から、地球温暖化係数が低い二酸化炭素、アンモニア、炭化水素等のいわゆる自然系冷媒が注目されている。
このようなハイドロフルオロカーボン系冷媒や自然系冷媒を冷凍機に用いる場合、相溶性などの点から、従来使用されていた鉱油系潤滑油は適用が困難となり、この結果、上記冷媒に対しては、ポリアルキレングリコール系、ポリビニルエーテル系、ポリオールエステル系、ポリカーボネート系等の含酸素化合物を基油とした潤滑油が使用されており、特に、ポリアルキレングリコール系冷凍機用潤滑油は粘度指数が高いという特徴を有することから、特にカーエアコン用冷凍機用潤滑油として使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにカーエアコン用冷凍機用潤滑油として従来使用されてきたポリアルキレングリコール系潤滑油は、その粘度指数が１７０程度から２３０程度であり、低温での動粘度が大きいためカーエアコン用冷凍機始動時のトルク損失が未だ大きいという欠点を有している。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、冷凍機用冷媒としてフルオロカーボン系冷媒や自然系冷媒を使用でき、また高温時に適正な動粘度を維持しかつ低温時の動粘度が小さい、すなわち、粘度指数が高い冷凍機用潤滑油組成物を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題に鑑みて鋭意研究の結果、低粘度基油成分を必須成分とし、これに高粘度基油成分を配合することにより、高温時に適正な動粘度を維持しかつ低温時の動粘度が低い、すなわち、粘度指数が高い冷凍機用潤滑油組成物が得られることを見いだし、かかる知見に基づいて本発明を完成した。すなわち、本発明は
（１）１００℃における動粘度が３ｍｍ2 ／ｓ以下で粘度指数が２５０未満である基油成分１に、１００℃における動粘度が２５ｍｍ2 ／ｓ以上で粘度指数が２５０未満である基油成分２を配合してなり、かつ粘度指数が２５０以上である冷凍機用潤滑油組成物、
【０００５】
（２）基油成分１と基油成分２の１００℃における動粘度の差が２５ｍｍ2 ／ｓ以上である上記（１）記載の潤滑油組成物、
（３）基油成分１が、一般式（Ｉ）
Ｒ1 −Ｏ−（−Ａ−Ｏ−）m −Ｒ2 ・・・（Ｉ）
（式中、Ｒ1 及びＲ2 はそれぞれ水素原子または炭素数１〜８の炭化水素基を表し、Ａは炭素数２〜８のアルキレン基を表し、ｍは１以上の整数を表す。但し、ｍが２以上の場合は各々のＡは同一でも異なっていてもよい。）
で表される成分である上記（１）または（２）に記載の潤滑油組成物、
（４）基油成分２が、一般式（II）
Ｒ3 −Ｏ−（−Ａ’−Ｏ−）n −Ｒ4 ・・・（II）
（式中、Ｒ3 及びＲ4 はそれぞれ水素原子または炭素数１〜８の炭化水素基を表し、Ａ’は炭素数２〜８のアルキレン基を表し、ｎは１以上の整数を表す。但し、ｎが２以上の場合は各々のＡ’は同一でも異なっていてもよい。）
で表される成分及び一般式（III)
【０００６】
【化２】
Figure 0004510227
【０００７】
（式中、Ｒ5 〜Ｒ9 はそれぞれ水素原子または炭素数１〜８の炭化水素基を表し、Ｒ10は炭素数１〜８の炭化水素基を表し、ｐは１以上の整数を表す。但し、ｐが２以上の場合は各々のＲ5 〜Ｒ10は同一でも異なっていてもよい。）
で表される成分から選ばれる少なくとも一種である上記（１）〜（３）のいずれかに記載の潤滑油組成物、及び
（５）基油成分１と基油成分２の配合割合が、重量比で１０：９０〜９０：１０の範囲である上記（１）〜（４）のいずれかに記載の潤滑油組成物、に関するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を更に詳細に説明する。
本発明は、１００℃における動粘度が３ｍｍ2 ／ｓ以下で粘度指数が２５０未満である基油成分１に、１００℃における動粘度が２５ｍｍ2 ／ｓ以上で粘度指数が２５０未満である基油成分２を配合してなり、かつ粘度指数が２５０以上である冷凍機用潤滑油組成物に関するものである。
１００℃における動粘度が３ｍｍ2 ／ｓ以下で粘度指数が２５０未満である基油成分１としては、例えば、該動粘度範囲を有するポリアルキレングリコール、ポリビニルエーテル、ポリオールエステル、ポリカーボネート等が単独であるいは組み合わせて使用され、本発明においてはこのうち、粘度指数が高い点からポリアルキレングリコールが好ましく用いられる。
【０００９】
上記基油成分１において、動粘度が３ｍｍ2 ／ｓを超える場合は、得られる潤滑油組成物の低温時の動粘度が高くなり、粘度指数が低くなり好ましくない。この点から、本発明においては、該動粘度は2.５ｍｍ2 ／ｓ以下であることが更に好ましい。
本発明の冷凍機用潤滑油組成物には、上記基油成分１を好ましくは２０〜８５重量％、更に好ましくは３０〜８０重量％含有する。含有量が上記範囲より少ない場合は、得られる潤滑油組成物の低温時の動粘度が高くなり、粘度指数が低くなる場合がある。また、上記範囲を超える場合は、高温時における適正粘度を維持することが困難となる場合がある。
【００１０】
上記基油成分１に配合され、１００℃における動粘度が２５ｍｍ2 ／ｓ以上で粘度指数が２５０未満である基油成分２としては、例えば、該動粘度範囲を有するポリアルキレングリコール、ポリビニルエーテル、ポリオールエステル、ポリカーボネート等が単独であるいは組み合わせて使用されこのうち、粘度指数が高いことからポリアルキレングリコールが好ましく用いられる。
上記基油成分２において、動粘度が２５ｍｍ2 ／ｓ以上であれば、得られる潤滑油組成物の低温時の動粘度を低くすることができ、粘度指数も高く保つことができる。この点から、本発明においては、基油成分２の１００℃における動粘度は更に３０ｍｍ2 ／ｓ以上、特に４０ｍｍ2 ／ｓ以上であることが好ましい。
更に本発明においては、上記基油成分１と基油成分２との１００℃における動粘度の差が２５ｍｍ2 ／ｓ以上であることが好ましい。この差が２５ｍｍ2 ／ｓより小さいと、得られる潤滑油組成物の低温時の動粘度が高くなり、粘度指数が低くなる場合があり、本発明の目的が達成されないことがある。従って、上記の点から、基油成分１と基油成分２との１００℃における動粘度の差は更に３０ｍｍ2 ／ｓ以上、特に４０ｍｍ2 ／ｓ以上の範囲にあることが好ましい。
【００１１】
本発明の冷凍機用潤滑油組成物には、上記基油成分２を好ましくは１５〜８０重量％、更に好ましくは２０〜７０重量％含有する。含有量が上記範囲より少ない場合は高温時における適正粘度を維持することが困難となる場合があり、また、上記範囲を超える場合は、得られる潤滑油組成物の低温時の動粘度が高くなり粘度指数が低くなる場合がある。
本発明の冷凍機用潤滑油組成物において、基油成分１と基油成分２との配合割合は、本発明の目的の達成の点から、重量比で好ましくは、２０：８０〜８５：１５、更に好ましくは３０：７０〜８０：２０である。
本発明において、基油成分としてポリアルキレングリコールを用いる場合は、基油成分１として、１００℃における動粘度が３ｍｍ2 ／ｓ以下で粘度指数が２５０未満である前記一般式（Ｉ）で表される低粘度成分を用い、これに基油成分２として、１００℃における動粘度が２５ｍｍ2 ／ｓ以上で粘度指数が２５０未満である上記一般式（II）で表される高粘度成分及び／又は一般式（III)で表される高粘度成分を配合してなるものが好ましい。
【００１２】
一般式（Ｉ）において、Ｒ1 及びＲ2 はそれぞれ水素原子または炭素数１〜８の炭化水素基を表すが、炭化水素基としてはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられ、特に、本発明においては、炭素数１〜４のアルキル基、すなわち、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、アリル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基等が好ましく挙げられる。
また、Ａは炭素数２〜８のアルキレン基を表すが、アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等が好ましく挙げられる。
ｍは１以上、好ましくは２以上、更に好ましくは３〜６の整数を表す。ｍが２以上の場合は、上記各々のＡは同一のものでも異なるものでもよく、異なるＡを有するものとして、例えば、エチレン基とプロピレン基を０：１００〜５０：５０の範囲で含有するものが好ましく挙げられる。
【００１３】
また、一般式（II）において、Ｒ3 及びＲ4 はそれぞれ水素原子または炭素数１〜８の炭化水素基を表すが、炭化水素基としてはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられ、特に、本発明においては、炭素数１〜４のアルキル基、すなわち、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、アリル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基等が好ましく挙げられる。
Ａ’は炭素数２〜８のアルキレン基を表すが、該アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等が好ましく挙げられる。
ｎは１以上、好ましくは３０以上、更に好ましくは３５〜６０の整数を表す。ｎが２以上の場合は、上記各々のＡ’は上記の基の範囲内で同一のものでも異なるものでもよく、異なるＡ’を有するものとして、例えば、エチレン基とプロピレン基を０：１００〜５０：５０の範囲で含有するものが好ましい。
【００１４】
一般式（III)において、Ｒ5 〜Ｒ9 はそれぞれ水素原子または炭素数１〜８の炭化水素基を表すが、炭化水素基としてはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられ、特に、本発明においては、水素原子及び炭素数１〜４のアルキル基、すなわち、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基等が好ましく挙げられる。
また、Ｒ10は炭素数１〜８の炭化水素基を表すが、該炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられ、特に、本発明においては、炭素数１〜４のアルキル基、すなわち、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基等が好ましく挙げられる。
ｐは１以上、好ましくは２５以上、更に好ましくは３０〜５０の整数を表す。ｐが２以上の場合は、上記各々のＲ5 〜Ｒ10は同一のものでも異なるものでもよい。
【００１５】
本発明においては、上記一般式（II）で表される化合物及び一般式（III)で表される化合物を各々単独で上記一般式（Ｉ）で表される化合物に配合してもよいが、これらを組み合わせて上記一般式（Ｉ）で表される化合物に配合することもできる。
本発明の冷凍機用潤滑油組成物は、その粘度指数が２５０以上である。この粘度指数が２５０より小さい場合は、カーエアコン用冷凍機始動時のトルク損失が大きくなるなどの欠点があり好ましくない。この点から、上記粘度指数は２６０以上であることが好ましい。
また、本発明の冷凍機用潤滑油組成物は、その動粘度が１００℃で５〜３５ｍｍ2 ／ｓ、更に5.５〜２５ｍｍ2 ／ｓ、特に６〜１５ｍｍ2 ／ｓであることが高温時における適正粘度の維持及び本発明の目的の点から好ましい。
【００１６】
本発明の冷凍機用潤滑油組成物は、上述のように、基油成分Ｉをに基油成分２を配合してなるものであるが、更に、本発明の目的を阻害しない範囲において、潤滑油に通常用いられる各種添加剤、例えば、耐荷重添加剤、塩素捕捉剤、酸化防止剤、金属不活性化剤、消泡剤、清浄分散剤、粘度指数向上剤、油性剤、耐摩耗添加剤、極圧剤、防錆剤、腐食防止剤、流動点向上剤などを所望に応じて添加することができる。
本発明の冷凍機用潤滑油組成物は、オゾン層破壊係数が０であるハイドロフルオロカーボン系冷媒や地球温暖化係数が低い二酸化炭素、アンモニア、炭化水素等のいわゆる自然系冷媒にも好適に使用できる。また、クラッチレスタイプカーエアコン冷凍機などのカーエアコン用冷凍機用潤滑油として、低温時のトルク損失を低減でき、低エネルギー化に寄与しうる等好適に用いることができるものである。
【００１７】
【実施例】
以下に、本発明について、実施例を挙げて更に具体的に説明する。
実施例１〜１６及び比較例１〜６
第１表に示す組成を有する組成物を調製し、その各々についてその動粘度及び粘度指数を測定した。結果を第１表に示す。
ここで、動粘度はＪＩＳ Ｋ２２８３に準じて測定し、粘度指数はＪＩＳ Ｋ２２８４により測定した。
【００１８】
【表１】
Figure 0004510227
【００１９】
Ｐ−１：一般式（Ｉ）において、Ｒ1 ，Ｒ2 がＣＨ3 、ＡがＣ3 Ｈ6 である成分（４０℃動粘度5.６１７ｍｍ2 ／ｓ、１００℃動粘度1.９３６ｍｍ2 ／ｓ、粘度指数１４１）
Ｐ−２：一般式（Ｉ）において、Ｒ1 ，Ｒ2 がＣＨ3 、ＡがＣ2 Ｈ4 ：Ｃ3 Ｈ6 ＝１：１である成分
（４０℃動粘度7.０４１ｍｍ2 ／ｓ、１００℃動粘度2.３８７ｍｍ2 ／ｓ、粘度指数１８５）
Ｐ−３：一般式（Ｉ）において、Ｒ1 ，Ｒ2 がＣＨ3 、ＡがＣ3 Ｈ6 である成分（４０℃動粘度１8.７１ｍｍ2 ／ｓ、１００℃動粘度4.８２５ｍｍ2 ／ｓ、粘度指数１９７）
Ｑ−１：一般式（II）において、Ｒ3 ，Ｒ4 がＣＨ3 、Ａ’がＣ3 Ｈ6 である成分
（４０℃動粘度３０2.４ｍｍ2 ／ｓ、１００℃動粘度５2.１２ｍｍ2 ／ｓ、粘度指数２３８）
Ｑ−２：一般式（II）において、Ｒ3 ，Ｒ4 がＣＨ3 、Ａ’がＣ2 Ｈ4 ：Ｃ3 Ｈ
6 ＝１：１成分
（４０℃動粘度２４7.３ｍｍ2 ／ｓ、１００℃動粘度４7.１４ｍｍ2 ／ｓ、粘度指数２４９）
Ｑ−３：一般式（II）において、Ｒ3 ，Ｒ4 がＣＨ3 、Ａ’がＣ2 Ｈ4 ：Ｃ3 Ｈ
6 ＝１：１成分
（４０℃動粘度１７1.０ｍｍ2 ／ｓ、１００℃動粘度３3.９６ｍｍ2 ／ｓ、粘度指数２４５）
Ｑ−４：一般式（III)において、Ｒ5 ，Ｒ6 、Ｒ7 ，Ｒ8 ，Ｒ9 がＨ、Ｒ10がＣ2 Ｈ5 である成分
（４０℃動粘度６５０００ｍｍ2 ／ｓ、１００℃動粘度５００ｍｍ2 ／ｓ、粘度指数９０）
【００２０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明により、高温時には適正な動粘度を維持しかつ低温時の動粘度が低い、すなわち、粘度指数が高い冷凍機用潤滑油組成物を提供することができる。
本発明の冷凍機用潤滑油組成物は、オゾン層破壊係数が０であるハイドロフルオロカーボン系冷媒や地球温暖化係数が低い二酸化炭素、アンモニア、炭化水素等のいわゆる自然系冷媒にも好適に使用でき、また、クラッチレスタイプカーエアコン冷凍機などのカーエアコン用冷凍機用潤滑油として、低温時のトルク損失を低減でき、低エネルギー化に寄与しうる。

Claims (2)

  1. １００℃における動粘度が１．９３６ｍｍ2／ｓ以上、３ｍｍ2／ｓ以下で粘度指数が１４１以上、２５０未満であり、一般式（Ｉ）
    Ｒ1−Ｏ−（−Ａ−Ｏ−）m−Ｒ2・・・（Ｉ）
    （式中、Ｒ1及びＲ2はそれぞれ水素原子または炭素数１〜８の炭化水素基を表し、Ａは炭素数２〜８のアルキレン基を表し、ｍは１以上の整数を表す。但し、ｍが２以上の場合は各々のＡは同一でも異なっていてもよい。）
    で表される基油成分１に、１００℃における動粘度が２５ｍｍ2／ｓ以上、５００ｍｍ2／ｓ以下で粘度指数が９０以上、２５０未満であり、一般式（ＩＩ）
    Ｒ3−Ｏ−（−Ａ’−Ｏ−）n−Ｒ4・・・（ＩＩ）
    （式中、Ｒ3及びＲ4はそれぞれ水素原子または炭素数１〜８の炭化水素基を表し、Ａ’は炭素数２〜８のアルキレン基を表し、ｎは１以上の整数を表す。但し、ｎが２以上の場合は各々のＡ’は同一でも異なっていてもよい。）
    で表される成分及び一般式（ＩＩＩ）
    Figure 0004510227
    （式中、Ｒ5〜Ｒ9はそれぞれ水素原子または炭素数１〜８の炭化水素基を表し、Ｒ10は炭素数１〜８の炭化水素基を表し、ｐは１以上の整数を表す。但し、ｐが２以上の場合は各々のＲ5〜Ｒ10は同一でも異なっていてもよい。）
    で表される成分から選ばれる少なくとも一種である基油成分２を配合してなり、基油成分１と基油成分２の配合割合が、重量比で５０：５０〜７５：２５の範囲であって、
    かつ粘度指数が２５０以上である冷凍機用潤滑油組成物。
  2. 基油成分１と基油成分２の１００℃における動粘度の差が２５ｍｍ2／ｓ以上である請求項１記載の潤滑油組成物。
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