JP5265069B2 - Refrigerating machine oil for carbon dioxide refrigerant and fluid composition for refrigerating machine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain both a refrigerating machine oil for a carbon dioxide refrigerant which has a sufficiently wide composition range exhibiting compatibility in mixing with a carbon dioxide refrigerant under a low-temperature condition and excellent lubricating properties and stability and sufficiently prevents a bad lubrication in use in a refrigerating machine for a carbon dioxide refrigerant, with which a sufficiently high heat exchange ratio can be obtained and a fluid composition for a refrigerating machine using the same. SOLUTION: This refrigerating machine oil for carbon dioxide refrigerant is characterized by comprising a polyalkylene glycol represented by general formula (1): R1-(OR3)n-OR2 [R1 and R2 are each a 1-5C alkyl group or a 2-5C acyl group; R3 is a 2-4C alkylene group; n is an integer of making a number- average molecular weight 500-3,000] and having 5-20 mm2/s kinematic viscosity.

Description

本発明は冷凍機油および冷凍機用流体組成物に関するものであり、より詳しくは、二酸化炭素冷媒と共に用いる場合に有用な冷凍機油、並びにそれを用いた冷凍機用流体組成物に関するものである。  The present invention relates to a refrigerating machine oil and a refrigerating machine fluid composition, and more particularly to a refrigerating machine oil useful when used together with a carbon dioxide refrigerant, and a refrigerating machine fluid composition using the same.

近年のオゾン層破壊の問題から、従来より冷凍機器の冷媒として使用されてきたCFC(クロロフルオロカーボン)およびHCFC(ハイドロクロロフルオロカーボン)が規制の対象となり、これらに代わってHFC(ハイドロフルオロカーボン)が冷媒として使用されつつある。しかしながら、このようなHFC冷媒においても、地球温暖化能が高いなどの問題がある。そこで、これらのフロン系冷媒に代わる代替冷媒として二酸化炭素、アンモニア、炭化水素などの自然系冷媒の使用が検討されている。  Due to the problem of ozone depletion in recent years, CFC (chlorofluorocarbon) and HCFC (hydrochlorofluorocarbon), which have been used as refrigerants for refrigeration equipment, are subject to regulation, and HFC (hydrofluorocarbon) as a refrigerant instead. It is being used. However, such HFC refrigerants also have problems such as high global warming ability. Therefore, the use of natural refrigerants such as carbon dioxide, ammonia and hydrocarbons as alternative refrigerants to replace these fluorocarbon refrigerants has been studied.

中でも二酸化炭素(CO2)は環境に対して無害であり安全性の点で優れており、また、これまで主流ではなかったものの冷凍機などの冷媒として従来から使用されてきたことから、近年、開放型圧縮機あるいは密閉型電動圧縮機を用いたカーエアコンやルームエアコンあるいは給湯用ヒートポンプ用の冷媒としてその適用が検討されている。Among them, carbon dioxide (CO 2 ) is harmless to the environment and is excellent in terms of safety, and since it has been used as a refrigerant for refrigerators, etc., which has not been mainstream until now, Its application is being studied as a refrigerant for car air conditioners, room air conditioners, or hot water supply heat pumps using open compressors or hermetic electric compressors.

また、二酸化炭素冷媒用冷凍機油の基材としては、例えば特開平10−46169号公報に開示されているようなポリアルキレングリコール(PAG)の使用が検討されている。  Moreover, as a base material of the refrigerating machine oil for carbon dioxide refrigerant, use of polyalkylene glycol (PAG) as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-46169 has been studied.

発明が解決しようとする課題Problems to be solved by the invention

ところで、冷凍機器としては、冷媒圧縮機、ガスクーラー、膨張機構、蒸発器などで構成される冷媒循環システムを備えるものが一般的であり、このような冷凍機器に使用される冷凍機油には、冷媒圧縮機を潤滑するための潤滑性に加えて、冷媒圧縮機から冷媒と共に吐出された際に流路(循環経路)を通って再び冷媒圧縮機に戻る特性(以下、「油戻り性」という)を確保するための冷媒相溶性や低温流動性、並びに幅広い温度変化や冷媒等の種々の物質に対する安定性が要求される。特に、冷媒圧縮機の機構上、冷凍機油が冷媒圧縮機から流路に吐出される現象は不可避であり、また、冷媒循環システムの所定の位置における冷媒と冷凍機油との混合物の組成を制御することは非常に困難であるため、冷凍機油としては幅広い温度、組成範囲て冷媒相溶性を示すものを用いることが望ましい。  By the way, as refrigeration equipment, what is generally provided with a refrigerant circulation system composed of a refrigerant compressor, a gas cooler, an expansion mechanism, an evaporator, etc., and the refrigeration oil used in such refrigeration equipment includes: In addition to lubricity for lubricating the refrigerant compressor, when discharged together with the refrigerant from the refrigerant compressor, the characteristic of returning to the refrigerant compressor again through the flow path (circulation path) (hereinafter referred to as “oil returnability”) ) To ensure refrigerant compatibility and low-temperature fluidity, as well as a wide range of temperature changes and stability to various substances such as refrigerant. In particular, due to the mechanism of the refrigerant compressor, the phenomenon that the refrigeration oil is discharged from the refrigerant compressor into the flow path is unavoidable, and the composition of the mixture of the refrigerant and the refrigeration oil at a predetermined position of the refrigerant circulation system is controlled. Since it is very difficult, it is desirable to use a refrigerating machine oil that exhibits refrigerant compatibility in a wide range of temperatures and composition ranges.

しかしながら、従来の二酸化炭素冷媒用冷凍機油は、比較的高温条件下ではある程度の相溶性を示すものの、低温条件下で相溶性を示す組成範囲が狭いなど、相溶性が必ずしも十分でない。そして、このような冷凍機油を上記の冷凍機器に用いると、冷媒循環システム内の膨張機構や蒸発器などの、二酸化炭素冷媒又は冷凍機油の一方の比率が高く且つ低温である部分に冷凍機油が滞留しやすくなり、その結果、冷媒圧縮機内の冷凍機油量が減少して潤滑不良が起こりやすくなったり、蒸発器での熱交換が滞留する冷凍機油によって阻害されやすくなる。なお、このような冷凍機油においてはPAGを低粘度化して油戻り性を向上させることが可能であるが、その場合には冷凍機油が本来的に有する潤滑性が不十分となり、根本的な問題の解決とはならない。  However, although the conventional refrigeration oil for carbon dioxide refrigerant exhibits a certain degree of compatibility under relatively high temperature conditions, the compatibility is not necessarily sufficient, such as a narrow composition range showing compatibility under low temperature conditions. And when such refrigerating machine oil is used for the above-mentioned refrigerating equipment, the refrigerating machine oil is in a part where the ratio of one of carbon dioxide refrigerant or refrigerating machine oil is high and low, such as an expansion mechanism or an evaporator in the refrigerant circulation system. As a result, the amount of refrigerating machine oil in the refrigerant compressor is reduced and lubrication is likely to occur, or heat exchange in the evaporator is liable to be hindered by refrigerating machine oil. In such a refrigerating machine oil, it is possible to reduce the viscosity of the PAG and improve the oil return, but in that case, the refrigerating machine oil inherently has insufficient lubricity, which is a fundamental problem. It will not be a solution.

本発明は上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、低温条件下で二酸化炭素冷媒と混合したときに相溶性を示す組成範囲が十分に広く、且つ潤滑性及び安定性に優れており、二酸化炭素冷媒用冷凍機に用いた場合に冷媒圧縮機の潤滑不良を十分に防止するとともに十分に高い熱交換率を得ることを可能とする二酸化炭素冷媒用冷凍機油、並びにそれを用いた冷凍機用流体組成物を提供することを目的とする。  The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has a sufficiently wide composition range showing compatibility when mixed with a carbon dioxide refrigerant under low temperature conditions, and is excellent in lubricity and stability. And, when used in a carbon dioxide refrigerant refrigerator, sufficiently prevent lubrication failure of the refrigerant compressor and obtain a sufficiently high heat exchange rate, as well as using the same It aims at providing the fluid composition for refrigerators.

課題を解決するための手段Means for solving the problem

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の構造を有し且つ100℃における動粘度が特定の条件を満たすポリアルキレングリコールを冷凍機泊に含有させた場合に上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。  As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have included a polyalkylene glycol having a specific structure and a kinematic viscosity at 100 ° C. satisfying a specific condition in the refrigerator. The present inventors have found that the above problems can be solved and have completed the present invention.

すなわち、本発明の二酸化炭素冷媒用冷凍機油は、下記一般式(1):
−(OR)n−OR (1)
[式中、RおよびRは同一でも異なっていてもよく、それぞれ炭素数1〜5のアルキル基または炭素数2〜5のアシル基を表し、Rは炭素数2〜4のアルキレン基を表し、nは上記一般式(1)で表されるポリアルキレングリコールの数平均分子量が600〜2000となるような整数を表す]
で表され、且つ100℃における動粘度が5〜20mm/sであり、重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnの比Mw/Mnが1.00〜1.20であるポリアルキレングリコールを含有することを特徴とするものである。
That is, the refrigerating machine oil for carbon dioxide refrigerant of the present invention has the following general formula (1):
R 1- (OR 3 ) n-OR 2 (1)
[Wherein R 1 and R 2 may be the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an acyl group having 2 to 5 carbon atoms, and R 3 represents an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms. N represents an integer such that the number average molecular weight of the polyalkylene glycol represented by the general formula (1) is 600 to 2000 ]
And a polyalkylene glycol having a kinematic viscosity at 100 ° C. of 5 to 20 mm 2 / s and a ratio Mw / Mn of the weight average molecular weight Mw to the number average molecular weight Mn of 1.00 to 1.20. It is characterized by this.

また、本発明の冷凍機用流体組成物は、上記本発明の二酸化炭素冷媒用冷凍機油と二酸化炭素冷媒とを含有することを特徴とするものである。  Moreover, the fluid composition for refrigerators of this invention contains the refrigerating machine oil for carbon dioxide refrigerants of the said invention, and a carbon dioxide refrigerant.

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。  Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

本発明の冷凍機油は、下記一般式(1):
1−(OR3n−OR2 (1)
[式中、R1およびR2は同一でも異なっていてもよく、それぞれ炭素数1〜5のアルキル基または炭素数2〜5のアシル基を表し、R3は炭素数2〜4のアルキレン基を表し、nは上記一般式(1)で表されるポリアルキレングリコールの数平均分子量が500〜3000となるような整数を表す]
で表され、且つ100℃における動粘度が5〜20mm2/sであるポリアルキレングリコールを含有することを特徴とするものであり、低温条件下で二酸化炭素冷媒と混合したときに相溶性を示す組成範囲が十分に広く、且つ潤滑性及び安定性に優れるものである。そして、本発明の二酸化炭素冷媒用冷凍機油を二酸化炭素冷媒用冷凍機に用いることによって、冷媒圧縮機の潤滑不良を十分に防止するとともに十分に高い熱交換率を得ることが可能となる。
The refrigerating machine oil of the present invention has the following general formula (1):
R 1- (OR 3 ) n -OR 2 (1)
[Wherein, R 1 and R 2 may be the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an acyl group having 2 to 5 carbon atoms, and R 3 represents an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms. N represents an integer such that the number average molecular weight of the polyalkylene glycol represented by the general formula (1) is 500 to 3000]
And is characterized by containing a polyalkylene glycol having a kinematic viscosity of 5 to 20 mm 2 / s at 100 ° C., and exhibits compatibility when mixed with a carbon dioxide refrigerant under low temperature conditions. The composition range is sufficiently wide and the lubricity and stability are excellent. Then, by using the carbon dioxide refrigerant refrigerator oil of the present invention for the carbon dioxide refrigerant refrigerator, it is possible to sufficiently prevent poor lubrication of the refrigerant compressor and obtain a sufficiently high heat exchange rate.

冷凍空調機器は、図1に示すように冷媒圧縮機1、ガスクーラー2、膨張機構3(キャピラリ、膨張弁など)、蒸発器4が流路5で順次接続された冷媒循環システムを備えるものが一般的であり、かかる冷媒循環システムにおいては、先ず、冷媒圧縮機1から流路5内に吐出された高温(通常70〜120℃)の冷媒が、ガスクーラー2にて高密度の流体(超臨界流体等)となる。続いて、冷媒は膨張機構3が有する狭い流路を通ることによって液化し、さらに蒸発器4にて気化して低温(通常−40〜0℃)となる。  As shown in FIG. 1, the refrigeration and air-conditioning apparatus includes a refrigerant circulation system in which a refrigerant compressor 1, a gas cooler 2, an expansion mechanism 3 (capillary, expansion valve, etc.), and an evaporator 4 are sequentially connected through a flow path 5. Generally, in such a refrigerant circulation system, first, a high-temperature (usually 70 to 120 ° C.) refrigerant discharged from the refrigerant compressor 1 into the flow path 5 is mixed with a high-density fluid (super Critical fluid). Subsequently, the refrigerant is liquefied by passing through a narrow flow path of the expansion mechanism 3 and further vaporized by the evaporator 4 to become a low temperature (usually −40 to 0 ° C.).

ここで、上記の冷媒循環システムを循環する二酸化炭素冷媒と冷凍機油との混合物(以下、単に「混合物」という)の混合状態を図2に基づいて説明する。図2は混合物中の冷凍機油の濃度と分離温度との相関の一例を示すグラフである。図2中の2本の曲線はそれぞれ所定の組成において冷媒と冷凍機油とが相溶性を示す温度の下限値を示すものであり、実線は本発明の二酸化炭素冷媒用冷凍機油、破線は従来の二酸化炭素冷媒用冷凍機油についてのものである。そして、当該曲線の上側が相溶領域、下側が非相溶領域である。また、図2中の点a〜dはそれぞれ図1中の流路中のa〜dにおける混合物中の冷凍機油の濃度と温度との関係を示すものである。  Here, a mixed state of a mixture of carbon dioxide refrigerant and refrigerating machine oil (hereinafter simply referred to as “mixture”) circulating in the refrigerant circulation system will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a graph showing an example of the correlation between the concentration of refrigerating machine oil in the mixture and the separation temperature. The two curves in FIG. 2 indicate the lower limit values of the temperatures at which the refrigerant and the refrigerating machine oil are compatible with each other in a predetermined composition, the solid line is the refrigerating machine oil for carbon dioxide refrigerant of the present invention, and the broken line is the conventional one. It is about refrigeration oil for carbon dioxide refrigerant. The upper side of the curve is a compatible region, and the lower side is an incompatible region. Further, points a to d in FIG. 2 indicate the relationship between the concentration of the refrigerating machine oil and the temperature in the mixture at a to d in the flow path in FIG. 1, respectively.

図1中の冷媒圧縮機1内においては、高温(通常70〜120℃)条件下、少量の二酸化炭素冷媒と多量の冷凍機油とが共存する。冷媒圧縮機1から流路5に吐出される冷媒は気体状であり、少量(通常1〜10%)の冷凍機油をミストとして含んでいるが、このミスト状の冷凍機油中には少量の冷媒が溶解している(図2中の点a)。次に、ガスクーラー2内においては、気体状の冷媒が圧縮されて高密度の流体となり、比較的高温(通常50〜70℃前後)条件下で多量の冷媒と少量の冷凍機油とが共存する(図2中の点b)。さらに、多量の冷媒と少量の冷凍機油との混合物は膨張機構3、蒸発器4に頂次送られて急激に低温(通常−40〜0℃)となり(図2中の点c、d)、再び冷媒圧縮機1に戻される。  In the refrigerant compressor 1 in FIG. 1, a small amount of carbon dioxide refrigerant and a large amount of refrigerating machine oil coexist under high temperature (usually 70 to 120 ° C.) conditions. The refrigerant discharged from the refrigerant compressor 1 into the flow path 5 is gaseous and contains a small amount (usually 1 to 10%) of refrigerating machine oil as mist. The mist refrigerating machine oil contains a small amount of refrigerant. Is dissolved (point a in FIG. 2). Next, in the gas cooler 2, the gaseous refrigerant is compressed to become a high-density fluid, and a large amount of refrigerant and a small amount of refrigerating machine oil coexist at a relatively high temperature (usually around 50 to 70 ° C.). (Point b in FIG. 2). Furthermore, the mixture of a large amount of refrigerant and a small amount of refrigerating machine oil is sent to the expansion mechanism 3 and the evaporator 4 and rapidly becomes low temperature (usually −40 to 0 ° C.) (points c and d in FIG. 2). It is returned to the refrigerant compressor 1 again.

このような冷凍サイクルにおいては、系内の全温度範囲(例えば−40〜70℃)において多量の冷媒と少量の冷凍機油とが相溶状態にあることが望ましいが、本発明者らの検討によれば、例えば図2中の点a−b間のような高温条件下では、冷媒と冷凍機油とが相溶状態になくとも、冷凍機油の粘性が低下して流動性が向上し、冷媒の流れによって分離した冷凍機油も一緒に流されやすくなるので、従来の二酸化炭素冷媒用冷凍機油であってもその油戻り性が問題とならない場合が多い。しかしながら、図2に示すように、冷媒と冷凍機油との混合物が膨張機構3を経て蒸発器4へ送られるといった低温条件下でのプロセス(図2中の点c−d間)のほとんど若しくは全部が非相溶領域(破線の下側の領域)で行われると、低温条件下で粘度が高くなって冷媒の流れによって流動させることのできない冷凍機油が滞留して、その結果、冷媒圧縮機の潤滑不良や蒸発器内における熱交換の阻害が起こりやすくなる。  In such a refrigeration cycle, it is desirable that a large amount of refrigerant and a small amount of refrigerating machine oil are in a compatible state in the entire temperature range (for example, −40 to 70 ° C.) in the system. Accordingly, for example, under a high temperature condition between points a and b in FIG. 2, even if the refrigerant and the refrigerating machine oil are not in a compatible state, the viscosity of the refrigerating machine oil is reduced and the fluidity is improved. Since the refrigerating machine oil separated by the flow is easily flowed together, there are many cases where the oil return property does not become a problem even with the conventional refrigerating machine oil for carbon dioxide refrigerant. However, as shown in FIG. 2, most or all of the process under low temperature conditions (between points cd in FIG. 2) in which the mixture of refrigerant and refrigerating machine oil is sent to the evaporator 4 through the expansion mechanism 3. Is performed in the incompatible region (the region below the broken line), refrigeration oil that cannot be flowed by the flow of refrigerant due to the increase in viscosity under low-temperature conditions is retained. Insufficient lubrication and heat exchange in the evaporator are likely to occur.

これに対して、本発明の二酸化炭素冷媒用冷凍機油は、低温条件下で二酸化炭素冷媒と混合したときに相溶性を示す組成範囲が十分に広いので、図2中の点c−d間のプロセスのうちの相溶領域(実線の上側の領域)で行われる部分の割合を十分に高めることができる。また、通常、冷媒と冷凍機油とが相分離状態にあっても冷凍機油中に所定量の冷媒が溶解して冷凍機油の粘度が低下するが、本発明の二酸化炭素冷媒用冷凍機油は低温条件下での二酸化炭素の飽和溶解度が十分に高く、冷媒の溶解により冷凍機油の粘度が十分に低下するので、図2中の点c−d間のプロセスのうちの一部が非相溶領域で行われる場合であっても、十分に高い油戻り性を得ることが可能となる。したがって、膨張機構や蒸発器における冷凍機油の滞留、並びにその結果生じる冷媒圧縮機の潤滑不良や蒸発器における熱交換の阻害を十分に防止することが可能となる。  On the other hand, since the refrigerating machine oil for carbon dioxide refrigerant of the present invention has a sufficiently wide composition range showing compatibility when mixed with carbon dioxide refrigerant under low temperature conditions, it is between points cd in FIG. The ratio of the part performed in the compatible area | region (area | region above a continuous line) of a process can fully be raised. Further, normally, even if the refrigerant and the refrigerating machine oil are in a phase-separated state, a predetermined amount of the refrigerant dissolves in the refrigerating machine oil and the viscosity of the refrigerating machine oil decreases. The saturation solubility of carbon dioxide at the bottom is sufficiently high, and the viscosity of the refrigerating machine oil is sufficiently lowered by the dissolution of the refrigerant, so that part of the process between points cd in FIG. 2 is in the incompatible region. Even if it is carried out, it is possible to obtain a sufficiently high oil return property. Therefore, it is possible to sufficiently prevent stagnation of refrigeration oil in the expansion mechanism and the evaporator, as well as the resulting poor lubrication of the refrigerant compressor and inhibition of heat exchange in the evaporator.

なお、特開平10−46169号公報にはポリアルキレングリコールを含有する二酸化炭素冷媒用冷凍機油が開示されており、かかる冷凍機油が所定量の二酸化炭素冷媒を溶解することが記載されているが、同公報には二酸化炭素冷媒を冷凍機油に溶解する際の温度条件が記載されていない。二酸化炭素冷媒の飽和蒸気圧と溶解量との相関に基づく本発明者らの検討によれば、同公報に記載された二酸化炭素冷媒の溶解量の測定結果は15℃以上の温度条件下でのものである。そして、後述するように、上記従来の冷凍機油は低温条件下で相溶性を示す組成範囲が狭く、また、非相溶領域での冷媒の溶解による粘度低下効果も小さいので、このような冷凍機油を用いて冷媒圧縮機の潤滑不良や蒸発器における熱交換の阻害を防止することは非常に困難である。  Incidentally, Japanese Patent Laid-Open No. 10-46169 discloses a refrigerating machine oil for carbon dioxide refrigerant containing polyalkylene glycol, and it is described that such a refrigerating machine oil dissolves a predetermined amount of carbon dioxide refrigerant. This publication does not describe the temperature conditions for dissolving the carbon dioxide refrigerant in the refrigerating machine oil. According to the study by the present inventors based on the correlation between the saturated vapor pressure of carbon dioxide refrigerant and the dissolved amount, the measurement result of the dissolved amount of carbon dioxide refrigerant described in the publication is obtained under a temperature condition of 15 ° C. or higher. Is. As will be described later, the conventional refrigerating machine oil has a narrow composition range showing compatibility under low temperature conditions, and also has a small effect of reducing the viscosity due to the dissolution of the refrigerant in the incompatible region. It is very difficult to prevent poor lubrication of the refrigerant compressor and hindering heat exchange in the evaporator.

本発明において用いられるポリアルキレングリコールは、前述の通り、上記一般式(1)で表される構造を有するものである。上記式(1)中、R1およびR2は同一でも異なっていてもよく、それぞれ炭素数1〜5のアルキル基または炭素数2〜5のアシル基を表す。R1、R2がそれぞれアルキル基またはアシル基である場合、それらは直鎖状のものであっても分枝状のものであってもよい。このようなアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、直鎖状または分枝状のプロピル基、直鎖状または分枝状のブチル基、直鎖状または分枝状のペンチル基など;アシル基としては、具体的には、アセチル基、直鎖状または分枝状のプロパノイル基、直鎖状または分枝状のブタノイル基、直鎖状または分枝状のペンタノイル基など、が挙げられる。これらのアルキル基およびアシル基の中でも、二酸化炭素冷媒との相溶性の点からメチル基、エチル基、直鎖状または分枝状のプロピル基、直鎖状または分枝状のブチル基、アセチル基、直鎖状または分枝状のプロパノイル基、直鎖状または分枝状のブタノイル基がより好ましく、メチル基、ニチル基、またはアセチル基がさらに好ましく、メチル基またはアセチル基が最も好ましい。なお、アルキル基およびアシル基の炭素数が5を越えると、低温条件下で二酸化炭素冷媒に対して相溶性を示す組成範囲が狭くなり、冷媒圧縮機の潤滑不良や蒸発器における熱交換の阻害が起こりやすくなる。As described above, the polyalkylene glycol used in the present invention has a structure represented by the general formula (1). In the above formula (1), R 1 and R 2 may be the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an acyl group having 2 to 5 carbon atoms. When R 1 and R 2 are each an alkyl group or an acyl group, they may be linear or branched. Specific examples of such an alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a linear or branched propyl group, a linear or branched butyl group, and a linear or branched pentyl. Specific examples of the acyl group include an acetyl group, a linear or branched propanoyl group, a linear or branched butanoyl group, a linear or branched pentanoyl group, and the like. Is mentioned. Among these alkyl groups and acyl groups, methyl group, ethyl group, linear or branched propyl group, linear or branched butyl group, acetyl group from the viewpoint of compatibility with carbon dioxide refrigerant A linear or branched propanoyl group, a linear or branched butanoyl group is more preferable, a methyl group, a nithyl group, or an acetyl group is more preferable, and a methyl group or an acetyl group is most preferable. In addition, when the carbon number of the alkyl group and acyl group exceeds 5, the composition range showing compatibility with the carbon dioxide refrigerant under a low temperature condition is narrowed, resulting in poor lubrication of the refrigerant compressor and inhibition of heat exchange in the evaporator. Is likely to occur.

また、上記一般式(1)中、R3は炭素数2〜4のアルキレン基を表す。このようなアルキレン基としては、具体的には、エチレン基(−CH2CH2−)、プロピレン基(−CH(CH3)CH2−)、トリメチレン基(−CH2CH2CH2−)、ブチレン基(−CH(CH2CH3)CH2−)、テトラメチレン基(−CH2CH2CH2CH2−)などが挙げられる。これらのアルキレン基の中でも、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、テトラメチレン基がより好ましい。Further, in the above general formula (1), R 3 represents an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms. Specific examples of such an alkylene group include an ethylene group (—CH 2 CH 2 —), a propylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 —), and a trimethylene group (—CH 2 CH 2 CH 2 —). , Butylene group (—CH (CH 2 CH 3 ) CH 2 —), tetramethylene group (—CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 —) and the like. Among these alkylene groups, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, and a tetramethylene group are more preferable.

さらに、上記一般式(1)中、nはOR3で表されるオキシアルキレン基の繰り返し数(重合度)を表すものであるが、式(1)で表されるポリアルキレングリコールの数平均分子量は500〜3000、好ましくは600〜2000、より好ましくは600〜1500であり、nは当該ポリアルキレングリコールの数平均分子量が上記の条件を満たすような整数である。ポリアルキレングリコールの数平均分子量が前記下限値未満であると二酸化炭素冷媒共存下での潤滑性が不十分となる。他方、前記上限値を越えると、低温条件下で二酸化炭素冷媒に対して相溶性を示す組成範囲が狭くなり、冷媒圧縮機の潤滑不良や蒸発器における熱交換の阻害が起こりやすくなる。また、上記一般式(1)で表されるポリアルキレングリコールにおいては、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が1.00〜1.20以下であることが好ましい。Mw/Mnが1 20を越えると、二酸化炭素冷媒と冷凍機油との相溶性が不十分となる傾向にある。Further, in the above general formula (1), n represents the number of repetitions (polymerization degree) of the oxyalkylene group represented by OR 3 , but the number average molecular weight of the polyalkylene glycol represented by the formula (1) Is 500 to 3000, preferably 600 to 2000, more preferably 600 to 1500, and n is an integer such that the number average molecular weight of the polyalkylene glycol satisfies the above-mentioned conditions. When the number average molecular weight of the polyalkylene glycol is less than the lower limit, the lubricity in the presence of a carbon dioxide refrigerant becomes insufficient. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the composition range that is compatible with the carbon dioxide refrigerant under low temperature conditions is narrowed, and poor lubrication of the refrigerant compressor and inhibition of heat exchange in the evaporator are likely to occur. In the polyalkylene glycol represented by the above general formula (1), weight average molecular weight (M w) and number average molecular weight ratio (M n) (M w / M n) is 1.00 to 1.20 The following is preferable. When Mw / Mn exceeds 120, the compatibility between the carbon dioxide refrigerant and the refrigerating machine oil tends to be insufficient.

さらにまた、上記一般式(1)で表されるポリアルキレングリコールにおいては、R3で表されるアルキレン基のうちエチレン基の占める割合が80モル%以下であることが好ましく、60モル%以下であることがより好ましく、50モル%以下であることがさらに好ましく、40モル%以下であることが特に好ましい。R3で表されるアルキレン基のうちエチレン基の占める割合が80モル%を越える場合には冷凍機油が常温で固体となるか、またはその流動点が高くなる傾向にある。Furthermore, in the polyalkylene glycol represented by the general formula (1), the proportion of the ethylene group in the alkylene group represented by R 3 is preferably 80 mol% or less, and 60 mol% or less. More preferably, it is more preferably 50 mol% or less, and particularly preferably 40 mol% or less. When the proportion of ethylene groups in the alkylene group represented by R 3 exceeds 80 mol%, the refrigerating machine oil tends to be solid at room temperature or its pour point tends to be high.

本発明にかかるポリアルキレングリコールは、従来より公知の方法を用いて合成することができる(「アルキレンオキシド重合体」、柴田満太他、海文堂、平成2年11月20日発行)。例えば、アルコール(R1OH;R1は上記一般式(1)中のR1と同一の定義内容を表す)に所定のアルキレンオキサイドの1種以上を付加重合させ、さらに末端水酸基をエーテル化もしくはエステル化することによって、上記一般式(1)で表されるポリアルキレングリコールが得られる。なお、上記の製造工程において異なる2種以上のアルキレンオキサイドを使用する場合、得られるポリアルキレングリコールはランダム共重合体、ブロック共重合体のいずれであってもよいが、より酸化安定性に優れる傾向にあることからブロック共重合体であることが好ましく、より低温流動性に優れる傾向にあることからランダム共重合体であることが好ましい。The polyalkylene glycol according to the present invention can be synthesized by a conventionally known method ("alkylene oxide polymer", Mitsuta Shibata et al., Kaibundo, issued on November 20, 1990). For example, an alcohol (R 1 OH; R 1 represents the same definition as R 1 in the general formula (1)) by addition polymerization of one or more predetermined alkylene oxide to, etherified or further terminal hydroxyl group By esterification, the polyalkylene glycol represented by the general formula (1) is obtained. When two or more different alkylene oxides are used in the above production process, the resulting polyalkylene glycol may be either a random copolymer or a block copolymer, but tends to be more excellent in oxidative stability. Therefore, a block copolymer is preferable, and a random copolymer is preferable because it tends to be more excellent in low-temperature fluidity.

本発明において、上記一般式(1)で表されるポリアルキレングリコールの100℃における動粘度は5〜20mm2/sであることが必要であり、好ましくは6〜18mm2/s、より好ましくは7〜16mm2/s、さらに好ましくは8〜15mm2/s、最も好ましくは10〜15mm2/sである。100℃における動粘度が5mm2/s未満であると二酸化炭素共存下での潤滑性が不十分となり、他方、20mm2/sを越えると、低温条件下で二酸化炭素冷媒に対して相溶性を示す組成範囲が狭くなり、冷媒圧縮機の潤滑不良や蒸発器における熱交換の阻害が起こりやすくなる。また、当該ポリアルキレングリコールの40℃における動粘度は、100℃における動粘度が上記の条件を満たす限りにおいて特に限定されるものではないが、40℃における動粘度が10〜200mm2/sであることが好ましく、20〜150mm2/sであることがより好ましい。40℃における動粘度が10mm2/s未満であると潤滑性や圧縮機の密閉性が低下するという傾向にあり、また、200mm2/sを越えると、低温条件下で二酸化炭素冷媒に対して相溶性を示す組成範囲が狭くなり、冷媒圧縮機の潤滑不良や蒸発器における熱交換の阻害が起こりやすくなる傾向にある。In the present invention, the kinematic viscosity at 100 ° C. of the polyalkylene glycol represented by the general formula (1) needs to be 5 to 20 mm 2 / s, preferably 6 to 18 mm 2 / s, more preferably 7~16mm 2 / s, more preferably from 8 to 15 mm 2 / s, and most preferably 10-15 mm 2 / s. If the kinematic viscosity at 100 ° C. is less than 5 mm 2 / s, the lubricity in the presence of carbon dioxide will be insufficient, and if it exceeds 20 mm 2 / s, it will be compatible with the carbon dioxide refrigerant under low temperature conditions. The composition range to be shown is narrowed, and poor lubrication of the refrigerant compressor and hindrance to heat exchange in the evaporator are likely to occur. Further, the kinematic viscosity at 40 ° C. of the polyalkylene glycol is not particularly limited as long as the kinematic viscosity at 100 ° C. satisfies the above conditions, but the kinematic viscosity at 40 ° C. is 10 to 200 mm 2 / s. It is preferably 20 to 150 mm 2 / s. Tend kinematic viscosity 10mm sealability is less than 2 / s lubricity and compressor is reduced at 40 ° C., also if it exceeds 200 mm 2 / s, with respect to carbon dioxide refrigerant under low temperature conditions The composition range showing the compatibility is narrowed, and the refrigerant compressor tends to be poorly lubricated and the heat exchange in the evaporator tends to be hindered.

また、上記一般式(1)で表されるポリアルキレングリコールの流動点は−10℃以下であることが好ましく、−20〜−50℃であることがより好ましい。流動点が−10℃以上のポリアルキレングリコールを用いると、低温時に冷媒循環システム内で冷凍機油が固化しやすくなる傾向にある。  Moreover, the pour point of the polyalkylene glycol represented by the general formula (1) is preferably −10 ° C. or less, and more preferably −20 to −50 ° C. When a polyalkylene glycol having a pour point of −10 ° C. or higher is used, the refrigerating machine oil tends to solidify in the refrigerant circulation system at low temperatures.

また、上記一般式(1)で表されるポリアルキレングリコールの製造工程において、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドが副反応を起こして分子中にアリル基などの不飽和基が形成される場合がある。ポリアルキレングリコール分子中に不飽和基が形成されると、ポリアルキレングリコール自体の熱安定性が低下する、重合物を生成してスラッジを生成する、あるいは抗酸化性(酸化防止性)が低下して過酸化物を生成するといった現象が起こりやすくなる。特に、過酸化物が生成すると、分解してカルボニル基を有する化合物を生成し、さらにカルボニル基を有する化合物が二酸化炭素冷媒と反応して酸アミドを生成してキャピラリー詰まりが起こりやすくなる。  Further, in the production process of the polyalkylene glycol represented by the general formula (1), an alkylene oxide such as propylene oxide may cause a side reaction to form an unsaturated group such as an allyl group in the molecule. When an unsaturated group is formed in the polyalkylene glycol molecule, the thermal stability of the polyalkylene glycol itself is reduced, a polymer is produced and sludge is produced, or the antioxidant property (antioxidant property) is lowered. Therefore, a phenomenon such as generation of peroxide is likely to occur. In particular, when a peroxide is produced, it decomposes to produce a compound having a carbonyl group, and the compound having a carbonyl group reacts with a carbon dioxide refrigerant to produce an acid amide, which easily causes capillary clogging.

したがって、本発明にかかるポリアルキレングリコールとしては、不飽和基等に由来する不飽和度が低いものが好ましく、具体的には0.04meq/g以下であることが好ましく、0.03meq/g以下であることがより好ましく、0.02meq/g以下であることが最も好ましい。また、過酸化物価は10.0meq/kg以下であることが好ましく、5.0meq/kg以下であることがより好ましく、1.0meq/kgであることが最も好ましい。さらに、カルボニル価は、100重量ppm以下であることが好ましく、50重量ppm以下であることがより好ましく、20重量ppm以下であることが最も好ましい。  Accordingly, the polyalkylene glycol according to the present invention preferably has a low degree of unsaturation derived from an unsaturated group or the like, specifically preferably 0.04 meq / g or less, and 0.03 meq / g or less. It is more preferable that it is 0.02 meq / g or less. The peroxide value is preferably 10.0 meq / kg or less, more preferably 5.0 meq / kg or less, and most preferably 1.0 meq / kg. Furthermore, the carbonyl value is preferably 100 ppm by weight or less, more preferably 50 ppm by weight or less, and most preferably 20 ppm by weight or less.

なお、本発明にかかる不飽和度、過酸化物価およびカルボニル価とは、それぞれ日本油化学会制定の基準油脂分析試験法により測定した値をいう。すなわち、本発明にかかる不飽和度とは、試料にウィス液(ICl−酢酸溶液)を反応させ、暗所に放置し、その後、過剰のIClをヨウ素に還元し、ヨウ素分をチオ硫酸ナトリウムで滴定してヨウ素価を算出し、このヨウ素価をビニル当量に換算した値(meq/g)をいい;
本発明にかかる過酸化物価とは、試料にヨウ化カリウムを加え、生じた遊離のヨウ素をチオ硫酸ナトリウムで滴定し、この遊離のヨウ素を試料1kgに対するミリ当量数に換算した値(meq/kg)をいい;
本発明にかかるカルボニル価とは、試料に2,4−ジニトロフェニルヒドラジンを作用させ、発色性あるキノイドイオンを生ぜしめ、この試料の480nmにおける吸光度を測定し、予めシンナムアルデヒドを標準物質として求めた検量線を基に、カルボニル量に換算した値(重量ppm)をいう。
In addition, the degree of unsaturation, the peroxide value, and the carbonyl value according to the present invention are values measured by a standard oil analysis test method established by the Japan Oil Chemists' Society. That is, the degree of unsaturation according to the present invention refers to reacting a sample with a Wis solution (ICl-acetic acid solution), leaving it in the dark, and then reducing excess ICl to iodine, and converting the iodine content with sodium thiosulfate. Titration is performed to calculate the iodine value, and the iodine value is converted to a vinyl equivalent (meq / g);
The peroxide value according to the present invention is a value obtained by adding potassium iodide to a sample, titrating the resulting free iodine with sodium thiosulfate, and converting this free iodine into the number of milliequivalents per 1 kg of the sample (meq / kg )
The carbonyl value according to the present invention is determined by reacting 2,4-dinitrophenylhydrazine on a sample to produce a chromoid quinoid ion, measuring the absorbance at 480 nm of this sample, and obtaining cinnamaldehyde in advance as a standard substance. The value (weight ppm) converted into the amount of carbonyl based on the calibration curve.

本発明において、不飽和度、過酸化物価およびカルボニル価の低いポリアルキレングリコールを得るためには、プロピレンオキサイドを反応させる際の反応温度を120℃以下(より好ましくは110℃以下)とすることが好ましい。また、製造に際してアルカリ触媒を使用することがあれば、これを除去するために無機系の吸着剤、例えば、活性炭、活性白土、ベントナイト、ドロマイト、アルミノシリケート等を使用すると、不飽和度を減ずることができる。また、当該ポリアルキレングリコールを製造または使用する際に酸素との接触を極力避けたり、酸化防止剤を添加することによっても過酸化物価またはカルボニル価の上昇を防ぐことができる。  In the present invention, in order to obtain a polyalkylene glycol having a low degree of unsaturation, peroxide value, and carbonyl value, the reaction temperature when reacting propylene oxide is 120 ° C. or lower (more preferably 110 ° C. or lower). preferable. In addition, if an alkali catalyst is used in the production, the use of an inorganic adsorbent, such as activated carbon, activated clay, bentonite, dolomite, aluminosilicate, etc., to remove it may reduce the degree of unsaturation. Can do. Further, when the polyalkylene glycol is produced or used, contact with oxygen is avoided as much as possible, and an increase in the peroxide value or carbonyl value can also be prevented by adding an antioxidant.

本発明の二酸化炭素冷媒用冷凍機油は上記の構成を有するポリアルキレングリコールを含有するものであり、当該ポリアルキレングリコールのみを単独で用いた場合であっても、低温流動性、潤滑性および安定性が十分に高く、且つ二酸化炭素冷媒に対する十分に広い相溶領域を有するといった優れた特性を示すものであるが、必要に応じて後述する他の基油や添加剤を添加してもよい。なお、本発明の二酸化炭素冷媒用冷凍機油中の当該ポリアルキレングリコールの含有量については、上記の優れた特性を損なわない限りにおいて特に制限されないが、冷凍機油全量基準で50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることがさらに好ましく、90質量%以上含有することが特に好ましい。上記一般式(1)で表されるポリアルキレングリコールの含有量が50質量%未満であると、冷凍機油の潤滑性、冷媒相溶性、熱・化学安定性などの各種性能のうちのいずれかが不十分となる傾向にある。  The refrigerating machine oil for carbon dioxide refrigerant of the present invention contains a polyalkylene glycol having the above-described configuration, and even when only the polyalkylene glycol is used alone, low-temperature fluidity, lubricity and stability. Is sufficiently high and has an excellent characteristic such that it has a sufficiently wide compatible region with a carbon dioxide refrigerant, but other base oils and additives described later may be added as necessary. In addition, the content of the polyalkylene glycol in the refrigerating machine oil for carbon dioxide refrigerant of the present invention is not particularly limited as long as the above excellent characteristics are not impaired, but is 50% by mass or more based on the total amount of refrigerating machine oil. Is more preferable, 70% by mass or more is more preferable, 80% by mass or more is further preferable, and 90% by mass or more is particularly preferable. If the content of the polyalkylene glycol represented by the general formula (1) is less than 50% by mass, any one of various performances such as refrigerating machine oil lubricity, refrigerant compatibility, thermal / chemical stability, etc. It tends to be insufficient.

本発明の二酸化炭素冷媒用冷凍機油において、上記したポリアルキレングリコールと共に使用可能な基油としては、具体的には、鉱油、オレフィン重合体、ナフタレン化合物、アルキルベンゼンなどの炭化水素系基油;エステル、ケトン、ポリフェニルエーテル、シリコーン、ポリシロキサン、パーフルオロエーテル、ポリビニルエーテル、本発明にかかるポリアルキレングリコール以外のポリグリコールなどの酸素を含有する合成油、などが挙げられる。酸素を含有する合成油としては、上記の中でもポリビニルエーテル及び/又は本発明にかかるポリアルキレングリコール以外のポリグリコールが好ましく用いられる。  In the refrigerating machine oil for carbon dioxide refrigerant of the present invention, as the base oil that can be used together with the above polyalkylene glycol, specifically, a hydrocarbon base oil such as mineral oil, olefin polymer, naphthalene compound, alkylbenzene; ester, Examples include ketones, polyphenyl ethers, silicones, polysiloxanes, perfluoroethers, polyvinyl ethers, and synthetic oils containing oxygen such as polyglycols other than polyalkylene glycols according to the present invention. As the synthetic oil containing oxygen, among the above, polyvinyl ether and / or polyglycols other than the polyalkylene glycol according to the present invention are preferably used.

このように、本発明の二酸化炭素冷媒用冷凍機油は、上記のポリアルキレングリコール並びに必要に応じて炭化水素系油及び/又は酸素を含有する合成油を含有するものであり、主にこれらは基油として用いられる。本発明の二酸化炭素冷媒用冷凍機油は、添加剤が未添加であっても好適に使用することができるが、必要に応じて後述する各種添加剤を配合して使用することもできる。  Thus, the refrigerating machine oil for carbon dioxide refrigerant of the present invention contains the above polyalkylene glycol and, if necessary, a hydrocarbon-based oil and / or a synthetic oil containing oxygen. Used as oil. The refrigerating machine oil for carbon dioxide refrigerant of the present invention can be suitably used even if the additive is not added, but it can also be used by blending various additives described later as required.

本発明の冷凍機油の耐摩耗性、耐荷重性をさらに改良するために、リン酸エステル、酸性リン酸エステル、酸性リン酸エステルのアミン塩、塩素化リン酸エステル、亜リン酸エステルおよびフォスフォロチオネートからなる群より選ばれる少なくとも1種のリン化合物を配合することができる。これらのリン化合物は、リン酸、亜リン酸またはチオリン酸と、アルカノールまたはポリエーテル型アルコールと、のエステルあるいはその誘導体である。  In order to further improve the wear resistance and load resistance of the refrigerating machine oil of the present invention, phosphoric acid ester, acidic phosphoric acid ester, amine salt of acidic phosphoric acid ester, chlorinated phosphoric acid ester, phosphorous acid ester and phosphor At least one phosphorus compound selected from the group consisting of thionates can be blended. These phosphorus compounds are esters or derivatives of phosphoric acid, phosphorous acid or thiophosphoric acid and alkanol or polyether type alcohol.

具体的には例えば、リン酸エステルとしては、トリブチルホスフェート、トリペンチルホスフェート、トリヘキシルホスフェート、トリヘプチルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリノニルホスフェート、トリデシルホスフェート、トリウンデシルホスフェート、トリドデシルホスフェート、トリトリデシルホスフェート、トリテトラデシルホスフェート、トリペンタデシルホスフェート、トリヘキサデシルホスフェート、トリヘプタデシルホスフェート、トリオクタデシルホスフェート、トリオレイルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェートなど;
酸性リン酸エステルとしては、モノブチルアシッドホスフェート、モノペンチルアシッドホスフェート、モノヘキシルアシッドホスフェート、モノヘプチルアシッドホスフェート、モノオクチルアシッドホスフェート、モノノニルアシッドホスフェート、モノデシルアシッドホスフェート、モノウンデシルアシッドホスフェート、モノドデシルアシッドホスフェート、モノトリデシルアシッドホスフェート、モノテトラデシルアシッドホスフェート、モノペンタデシルアシッドホスフェート、モノヘキサデシルアシッドホスフェート、モノヘプタデシルアシッドホスフェート、モノオクタデシルアシッドホスフェート、モノオレイルアシッドホスフェート、ジブチルアシッドホスフェート、ジペンチルアシッドホスフェート、ジヘキシルアシッドホスフェート、ジヘプチルアシッドホスフェート、ジオクチルアシッドホスフェート、ジノニルアシッドホスフェート、ジデシルアシッドホスフェート、ジウンデシルアシッドホスフェート、ジドデシルアシッドホスフェート、ジトリデシルアシッドホスフェート、ジテトラデシルアシッドホスフェート、ジペンタデシルアシッドホスフェート、ジヘキサデシルアシッドホスフェート、ジヘプタデシルアシッドホスフェート、ジオクタデシルアシッドホスフェート、ジオレイルアシッドホスフェートなど;
酸性リン酸エステルのアミン塩としては、上記の酸性リン酸エステルのメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン等のアミンとの塩など;
塩素化リン酸エステルとしては、トリス・ジクロロプロピルホスフェート、トリス・クロロエチルホスフェート、トリス・クロロフェニルホスフェート、ポリオキシアルキレン・ビス[ジ(クロロアルキル)]ホスフェートなど;
亜リン酸エステルとしては、ジブチルホスファイト、ジペンチルホスファイト、ジヘキシルホスファイト、ジヘプチルホスファイト、ジオクチルホスファイト、ジノニルホスファイト、ジデシルホスファイト、ジウンデシルホスファイト、ジドデシルホスファイト、ジオレイルホスファイト、ジフェニルホスファイト、ジクレジルホスファイト、トリブチルホスファイト、トリペンチルホスファイト、トリヘキシルホスファイト、トリヘプチルホスファイト、トリオクチルホスファイト、トリノニルホスファイト、トリデシルホスファイト、トリウンデシルホスファイト、トリドデシルホスファイト、トリオレイルホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリクレジルホスファイトなど;
フォスフォロチオネートとしては、トリブチルフォスフォロチオネート、トリペンチルフォスフォロチオネート、トリヘキシルフォスフォロチオネート、トリヘプチルフォスフォロチオネート、トリオクチルフォスフォロチオネート、トリノニルフォスフォロチオネート、トリデシルフォスフォロチオネート、トリウンデシルフォスフォロチオネート、トリドデシルフォスフォロチオネート、トリトリデシルフォスフォロチオネート、トリテトラデシルフォスフォロチオネート、トリペンタデシルフォスフォロチオネート、トリヘキサデシルフォスフォロチオネート、トリヘプタデシルフォスフォロチオネート、トリオクタデシルフォスフォロチオネート、トリオレイルフォスフォロチオネート、トリフェニルフォスフォロチオネート、トリクレジルフォスフォロチオネート、トリキシレニルフォスフォロチオネート、クレジルジフェニルフォスフォロチオネート、キシレニルジフェニルフォスフォロチオネート、トリス(n−プロピルフェニル)フォスフォロチオネート、トリス(イソプロピルフェニル)フォスフォロチオネート、トリス(n−ブチルフェニル)フォスフォロチオネート、トリス(イソブチルフェニル)フォスフォロチオネート、トリス(s−ブチルフェニル)フォスフォロチオネート、トリス(t−ブチルフェニル)フォスフォロチオネートなど、
が挙げられる。
Specifically, for example, as phosphate ester, tributyl phosphate, tripentyl phosphate, trihexyl phosphate, triheptyl phosphate, trioctyl phosphate, trinonyl phosphate, tridecyl phosphate, triundecyl phosphate, tridodecyl phosphate, tritridecyl Phosphate, tritetradecyl phosphate, tripentadecyl phosphate, trihexadecyl phosphate, triheptadecyl phosphate, trioctadecyl phosphate, trioleyl phosphate, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, trixylenyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, xyl Renyl diphenyl phosphate and the like;
Examples of acidic phosphate esters include monobutyl acid phosphate, monopentyl acid phosphate, monohexyl acid phosphate, monoheptyl acid phosphate, monooctyl acid phosphate, monononyl acid phosphate, monodecyl acid phosphate, monoundecyl acid phosphate, monododecyl Acid phosphate, monotridecyl acid phosphate, monotetradecyl acid phosphate, monopentadecyl acid phosphate, monohexadecyl acid phosphate, monoheptadecyl acid phosphate, monooctadecyl acid phosphate, monooleyl acid phosphate, dibutyl acid phosphate, dipentyl acid , Dihexyl reed Dophosphate, diheptyl acid phosphate, dioctyl acid phosphate, dinonyl acid phosphate, didecyl acid phosphate, diundecyl acid phosphate, didodecyl acid phosphate, ditridecyl acid phosphate, ditetradecyl acid phosphate, dipentadecyl acid, dipentadecyl acid Hexadecyl acid phosphate, diheptadecyl acid phosphate, dioctadecyl acid phosphate, dioleyl acid phosphate, etc .;
Examples of the amine salt of acidic phosphate ester include methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, pentylamine, hexylamine, heptylamine, octylamine, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, and dibutylamine. , Salts with amines such as dipentylamine, dihexylamine, diheptylamine, dioctylamine, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, tripentylamine, trihexylamine, triheptylamine, trioctylamine;
Examples of the chlorinated phosphate ester include tris-dichloropropyl phosphate, tris-chloroethyl phosphate, tris-chlorophenyl phosphate, polyoxyalkylene bis [di (chloroalkyl)] phosphate;
As phosphites, dibutyl phosphite, dipentyl phosphite, dihexyl phosphite, diheptyl phosphite, dioctyl phosphite, dinonyl phosphite, didecyl phosphite, diundecyl phosphite, didodecyl phosphite, dioleyl Phosphite, diphenyl phosphite, dicresyl phosphite, tributyl phosphite, tripentyl phosphite, trihexyl phosphite, triheptyl phosphite, trioctyl phosphite, trinonyl phosphite, tridecyl phosphite, triundecyl phosphite Phyto, tridodecyl phosphite, trioleyl phosphite, triphenyl phosphite, tricresyl phosphite, etc .;
The phosphorothioates include tributyl phosphorothioate, tripentyl phosphorothioate, trihexyl phosphorothionate, triheptyl phosphorothionate, trioctyl phosphorothionate, trinonyl phosphorothionate, tridecyl Phosphorothioate, triundecyl phosphorothionate, tridodecyl phosphorothioate, tritridecyl phosphorothioate, tritetradecyl phosphorothioate, tripentadecyl phosphorothionate, trihexadecyl phosphorothionate , Triheptadecyl phosphorothioate, trioctadecyl phosphorothioate, trioleyl phosphorothioate, triphenyl phosphorothioate, tri Resyl phosphorothioate, trixylenyl phosphorothioate, cresyl diphenyl phosphorothioate, xylenyl diphenyl phosphorothioate, tris (n-propylphenyl) phosphorothionate, tris (isopropylphenyl) phos Phosphorthionate, tris (n-butylphenyl) phosphothionate, tris (isobutylphenyl) phosphothionate, tris (s-butylphenyl) phosphothionate, tris (t-butylphenyl) phosphothionate, etc. ,
Is mentioned.

これらのリン化合物を本発明の二酸化炭素冷媒用冷凍機油に配合する場合、その配合量は特に制限されないが、通常、冷凍機油全量基準(基油と全配合添加剤の合計量基準)でその含有量が0.01〜10.0質量%、より好ましくは0.02〜5.0質量%となるような量のリン化合物を配合することが望ましい。  When these phosphorus compounds are blended in the refrigerating machine oil for carbon dioxide refrigerant of the present invention, the blending amount is not particularly limited, but is usually contained based on the total amount of refrigerating machine oil (based on the total amount of base oil and all blended additives). It is desirable to mix the phosphorus compound in such an amount that the amount is 0.01 to 10.0% by mass, more preferably 0.02 to 5.0% by mass.

また、本発明の二酸化炭素冷媒用冷凍機油において、その熱・加水分解安定性をさらに改良するために、
(1)フェニルグリシジルエーテル型エポキシ化合物
(2)アルキルグリシジルエーテル型エポキシ化合物
(3)グリシジルエステル型エポキシ化合物
(4)アリルオキシラン化合物
(5)アルキルオキシラン化合物
(6)脂環式エポキシ化合物
(7)エポキシ化脂肪酸モノエステル
(8)エポキシ化植物油
からなる群より選ばれる少なくとも1種のエポキシ化合物を配合することが好ましい。
Further, in the refrigeration oil for carbon dioxide refrigerant of the present invention, in order to further improve its thermal and hydrolysis stability,
(1) Phenyl glycidyl ether type epoxy compound (2) Alkyl glycidyl ether type epoxy compound (3) Glycidyl ester type epoxy compound (4) Allyl oxirane compound (5) Alkyl oxirane compound (6) Alicyclic epoxy compound (7) Epoxy It is preferable to blend at least one epoxy compound selected from the group consisting of epoxidized fatty acid monoester (8) epoxidized vegetable oil.

(1)フェニルグリシジルエーテル型エポキシ化合物としては、具体的には、フェニルグリシジルエーテルまたはアルキルフェニルグリシジルエーテルが例示できる。ここでいうアルキルフェニルグリシジルエーテルとは、炭素数1〜13のアルキル基を1〜3個有するものが挙げられ、中でも炭素数4〜10のアルキル基を1個有するもの、例えばn−ブチルフェニルグリシジルエーテル、i−ブチルフェニルグリシジルエーテル、sec−ブチルフェニルグリシジルエーテル、tert−ブチルフェニルグリシジルエーテル、ペンチルフェニルグリシジルエーテル、ヘキシルフェニルグリシジルエーテル、ヘプチルフェニルグリシジルエーテル、オクチルフェニルグリシジルエーテル、ノニルフェニルグリシジルエーテル、デシルフェニルグリシジルエーテルなどが好ましいものとして例示できる。  (1) Specific examples of the phenyl glycidyl ether type epoxy compound include phenyl glycidyl ether and alkylphenyl glycidyl ether. As used herein, the alkylphenyl glycidyl ether includes those having 1 to 3 alkyl groups having 1 to 13 carbon atoms, and those having one alkyl group having 4 to 10 carbon atoms, such as n-butylphenyl glycidyl. Ether, i-butylphenyl glycidyl ether, sec-butylphenyl glycidyl ether, tert-butylphenyl glycidyl ether, pentylphenyl glycidyl ether, hexylphenyl glycidyl ether, heptylphenyl glycidyl ether, octylphenyl glycidyl ether, nonylphenyl glycidyl ether, decylphenyl A glycidyl ether etc. can be illustrated as a preferable thing.

(2)アルキルグリシジルエーテル型エポキシ化合物としては、具体的には、デシルグリシジルエーテル、ウンデシルグリシジルエーテル、ドデシルグリシジルエーテル、トリデシルグリシジルエーテル、テトラデシルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリアルキレングリコールモノグリシジルエーテル、ポリアルキレングリコールジグリシジルエーテルなどが例示できる。  (2) As the alkyl glycidyl ether type epoxy compound, specifically, decyl glycidyl ether, undecyl glycidyl ether, dodecyl glycidyl ether, tridecyl glycidyl ether, tetradecyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether, neopentyl glycol di Examples thereof include glycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, pentaerythritol tetraglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, polyalkylene glycol monoglycidyl ether, and polyalkylene glycol diglycidyl ether.

(3)グリシジルエステル型エポキシ化合物としては、具体的には下記一般式(2):  (3) As the glycidyl ester type epoxy compound, specifically, the following general formula (2):

Figure 0005265069
(式(2)中、Rは炭素数1〜18の炭化水素基を表す)
で表される化合物が挙げられる。
Figure 0005265069
(In the formula (2), R represents a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms)
The compound represented by these is mentioned.

上記式(2)中、Rは炭素数1〜18の炭化水素基を表すが、このような炭化水素基としては、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、炭素数5〜7のシクロアルキル基、炭素数6〜18のアルキルシクロアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数7〜18のアルキルアリール基、炭素数7〜18のアリールアルキル基などが挙げられる。この中でも、炭素数5〜15のアルキル基、炭素数2〜15のアルケニル基、フェニル基および炭素数1〜4のアルキル基を有するアルキルフェニル基が好ましい。  In the above formula (2), R represents a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms. Examples of such a hydrocarbon group include an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, and carbon. A cycloalkyl group having 5 to 7 carbon atoms, an alkylcycloalkyl group having 6 to 18 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an alkylaryl group having 7 to 18 carbon atoms, an arylalkyl group having 7 to 18 carbon atoms, and the like. Can be mentioned. Among these, an alkylphenyl group having an alkyl group having 5 to 15 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 15 carbon atoms, a phenyl group, and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable.

グリシジルエステル型エポキシ化合物の中でも、好ましいものとしては、具体的には例えば、グリシジル−2,2−ジメチルオクタノエート、グリシジルベンゾエート、グリシジル−tert−ブチルベンゾエート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートなどが例示できる。  Among the glycidyl ester type epoxy compounds, specific examples include glycidyl-2,2-dimethyloctanoate, glycidyl benzoate, glycidyl-tert-butyl benzoate, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, and the like.

(4)アリルオキシラン化合物としては、具体的には、1,2−エポキシスチレン、アルキル−1,2−エポキシスチレンなどが例示できる。  (4) Specific examples of the allyloxirane compound include 1,2-epoxystyrene and alkyl-1,2-epoxystyrene.

(5)アルキルオキシラン化合物としては、具体的には、1,2−エポキシブタン、1,2−エポキシペンタン、1,2−エポキシヘキサン、1,2−エポキシヘプタン、1,2−エポキシオクタン、1,2−エポキシノナン、1,2−エポキシデカン、1,2−エポキシウンデカン、1,2−エポキシドデカン、1,2−エポキシトリデカン、1,2−エポキシテトラデカン、1,2−エポキシペンタデカン、1,2−エポキシヘキサデカン、1,2−エポキシヘプタデカン、1,1,2−エポキシオクタデカン、2−エポキシノナデカン、1,2−エポキシイコサンなどが例示できる。  (5) Specific examples of the alkyloxirane compound include 1,2-epoxybutane, 1,2-epoxypentane, 1,2-epoxyhexane, 1,2-epoxyheptane, 1,2-epoxyoctane, 1 , 2-epoxynonane, 1,2-epoxydecane, 1,2-epoxyundecane, 1,2-epoxydodecane, 1,2-epoxytridecane, 1,2-epoxytetradecane, 1,2-epoxypentadecane, 1, 2,2-epoxyhexadecane, 1,2-epoxyheptadecane, 1,1,2-epoxyoctadecane, 2-epoxynonadecane, 1,2-epoxyicosane and the like.

(6)脂環式エポキシ化合物としては、下記一般式(3):  (6) As an alicyclic epoxy compound, the following general formula (3):

Figure 0005265069
で表される化合物のように、エポキシ基を構成する炭素原子が直接脂環式環を構成している化合物が挙げられる。
Figure 0005265069
And a compound in which the carbon atom constituting the epoxy group directly constitutes an alicyclic ring.

脂環式エポキシ化合物としては、具体的には例えば、1,2−エポキシシクロヘキサン、1,2−エポキシシクロペンタン、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、エキソ−2,3−エポキシノルボルナン、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、2−(7−オキサビシクロ[4.1.0]ヘプト−3−イル)−スピロ(1,3−ジオキサン−5,3’−[7]オキサビシクロ[4.1.0]ヘプタン、4−(1’−メチルエポキシエチル)−1,2−エポキシ−2−メチルシクロヘキサン、4−エポキシエチル−1,2−エポキシシクロヘキサンなどが例示できる。  Specific examples of the alicyclic epoxy compound include 1,2-epoxycyclohexane, 1,2-epoxycyclopentane, 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate, bis (3, 4-epoxycyclohexylmethyl) adipate, exo-2,3-epoxynorbornane, bis (3,4-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl) adipate, 2- (7-oxabicyclo [4.1.0] hept-3 -Yl) -spiro (1,3-dioxane-5,3 ′-[7] oxabicyclo [4.1.0] heptane, 4- (1′-methylepoxyethyl) -1,2-epoxy-2- Examples thereof include methylcyclohexane and 4-epoxyethyl-1,2-epoxycyclohexane.

(7)エポキシ化脂肪酸モノエステルとしては、具体的には、エポキシ化された炭素数12〜20の脂肪酸と炭素数1〜8のアルコールまたはフェノール、アルキルフェノールとのエステルなどが例示できる。特にエポキシステアリン酸のブチル、ヘキシル、ベンジル、シクロヘキシル、メトキシエチル、オクチル、フェニルおよびブチルフェニルエステルが好ましく用いられる。  (7) Specific examples of the epoxidized fatty acid monoester include esters of an epoxidized fatty acid having 12 to 20 carbon atoms and an alcohol or phenol having 1 to 8 carbon atoms or an alkylphenol. In particular, butyl, hexyl, benzyl, cyclohexyl, methoxyethyl, octyl, phenyl and butylphenyl esters of epoxy stearate are preferably used.

(8)エポキシ化植物油としては、具体的には、大豆油、アマニ油、綿実油等の植物油のエポキシ化合物などが例示できる。  (8) Specific examples of epoxidized vegetable oils include epoxy compounds of vegetable oils such as soybean oil, linseed oil, and cottonseed oil.

これらのエポキシ化合物の中でも、より熱・加水分解安定性を向上させることができることから、フェニルグリシジルエーテル型エポキシ化合物、グリシジルエステル型エポキシ化合物、脂環式エポキシ化合物、エポキシ化脂肪酸モノエステルが好ましく、グリシジルエステル型エポキシ化合物、脂環式エポキシ化合物がより好ましい。  Among these epoxy compounds, phenyl glycidyl ether type epoxy compounds, glycidyl ester type epoxy compounds, alicyclic epoxy compounds, and epoxidized fatty acid monoesters are preferable because glycidyl ether can be further improved in heat and hydrolysis stability. An ester type epoxy compound and an alicyclic epoxy compound are more preferable.

これらのエポキシ化合物を本発明の二酸化炭素冷媒用冷凍機油に配合する場合、その配合量は特に制限されないが、通常、冷凍機油全量基準(基油と全配合添加剤の合計量基準)でその含有量が0.1〜5.0質量%、より好ましくは0.2〜2.0質量%となるような量のエポキシ化合物を配合することが望ましい。  When these epoxy compounds are blended in the refrigerating machine oil for carbon dioxide refrigerant of the present invention, the blending amount is not particularly limited, but is usually contained based on the total amount of refrigerating machine oil (based on the total amount of base oil and all blended additives). It is desirable to mix the epoxy compound in such an amount that the amount is 0.1 to 5.0% by mass, more preferably 0.2 to 2.0% by mass.

また、上記リン化合物およびエポキシ化合物を2種以上併用してもよいことは勿論である。  Of course, two or more of the above phosphorus compounds and epoxy compounds may be used in combination.

さらに、本発明の二酸化炭素冷媒用冷凍機油においては、その性能をさらに高めるため、必要に応じて従来より公知の冷凍機油用添加剤、例えばジ−tert−ブチル−p−クレゾール、ビスフェノールAなどのフェノール系の酸化防止剤、フェニル−α−ナフチルアミン、N,N−ジ(2−ナフチル)−p−フェニレンジアミンなどのアミン系酸化防止剤、ジチオリン酸亜鉛等の摩耗防止剤、塩素化パラフィン、硫黄化合物などの極圧剤、脂肪酸などの油性剤、シリコーン系などの消泡剤、ベンゾトリアゾールなどの金属不活性化剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、清浄分散剤などの添加剤を単独で、または数種類組み合わせて配合することも可能である。これらの添加剤の合計配合量は特に制限されないが、冷凍機油全量基準(基油と全配合添加剤の合計量基準)で好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下である。  Furthermore, in the refrigerating machine oil for carbon dioxide refrigerant of the present invention, conventionally known additives for refrigerating machine oil, such as di-tert-butyl-p-cresol, bisphenol A, etc., are used as necessary in order to further enhance the performance. Phenolic antioxidants, amine-based antioxidants such as phenyl-α-naphthylamine, N, N-di (2-naphthyl) -p-phenylenediamine, antiwear agents such as zinc dithiophosphate, chlorinated paraffin, sulfur Additives such as extreme pressure agents such as compounds, oily agents such as fatty acids, antifoaming agents such as silicones, metal deactivators such as benzotriazole, viscosity index improvers, pour point depressants, and cleaning dispersants alone It is also possible to mix them in combination of several kinds. The total blending amount of these additives is not particularly limited, but is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less based on the total amount of refrigerating machine oil (based on the total amount of base oil and all blending additives).

本発明の二酸化炭素冷媒用冷凍機油の動粘度は特に限定されないが、40℃における動粘度が10〜200mm2/sであることが好ましく、20〜150mm2/sであることがより好ましい。40℃における動粘度が10mm2/s未満であると潤滑性や圧縮機の密閉性が低下する傾向にあり、また、200mm2/sを越えると、二酸化炭素冷媒に対する冷凍機油の比率が高い場合、あるいは当該比率が低い場合において相溶性が不十分となる傾向にある。また、本発明の二酸化炭素冷媒用冷凍機油の100℃における動粘度は5〜20mm2/sであることが好ましく、6〜18mm2/sであることがより好ましい。100℃における動粘度が5mm2/s未満であると潤滑性や圧縮機の密閉性が低下する傾向にあり、また、20mm2/sを越えると、二酸化炭素冷媒に対する冷凍機油の比率が高い場合、あるいは当該比率が低い場合において相溶性が不十分となる傾向にある。Although the kinematic viscosity of the carbon dioxide refrigerant refrigerating machine oil of the present invention is not particularly limited, preferably a kinematic viscosity at 40 ° C. is 10 to 200 mm 2 / s, more preferably 20 to 150 mm 2 / s. When the kinematic viscosity at 40 ° C. is less than 10 mm 2 / s, the lubricity and the hermeticity of the compressor tend to decrease, and when it exceeds 200 mm 2 / s, the ratio of the refrigerating machine oil to the carbon dioxide refrigerant is high. Or, when the ratio is low, the compatibility tends to be insufficient. Moreover, the kinematic viscosity at 100 ° C. of the refrigerating machine oil for carbon dioxide refrigerant of the present invention is preferably 5 to 20 mm 2 / s, and more preferably 6 to 18 mm 2 / s. When the kinematic viscosity at 100 ° C. is less than 5 mm 2 / s, the lubricity and the hermeticity of the compressor tend to decrease, and when it exceeds 20 mm 2 / s, the ratio of the refrigerating machine oil to the carbon dioxide refrigerant is high. Or, when the ratio is low, the compatibility tends to be insufficient.

なお、冷媒循環システム内においては、通常、系内に混入する水分量を極力少なくする必要があり、この点で本発明の二酸化炭素冷媒用冷凍機油の含有水分量は500ppm以下であることが好ましく、200ppm以下であることがより好ましく、100ppm以下であることがさらに好ましい。一般に、ポリアルキレングリコールは比較的高い吸湿性を有するため、本発明の二酸化炭素冷媒用冷凍機油を冷媒循環システム内に導入する際にはその含有水分量に細心の注意を払うことが好ましい。しかしその一方で、吸湿性の高いポリアルキレングリコールが共存すると、混入した水分はポリアルキレングリコールの分子内に捕捉されて遊離しないので、冷媒や配管の劣化および氷結などの弊害を防止する効果が得られる。  In the refrigerant circulation system, it is usually necessary to reduce the amount of moisture mixed into the system as much as possible. In this respect, the moisture content of the refrigerating machine oil for carbon dioxide refrigerant of the present invention is preferably 500 ppm or less. 200 ppm or less is more preferable, and 100 ppm or less is more preferable. In general, since polyalkylene glycol has a relatively high hygroscopicity, it is preferable to pay close attention to the water content when introducing the refrigerating machine oil for carbon dioxide refrigerant of the present invention into the refrigerant circulation system. On the other hand, however, if polyalkylene glycol with high hygroscopicity coexists, the mixed water is trapped in the polyalkylene glycol molecule and is not released, so the effect of preventing adverse effects such as deterioration of refrigerant and piping and freezing can be obtained. It is done.

上記の構成を有する本発明の二酸化炭素冷媒用冷凍機油は、二酸化炭素冷媒用冷凍機において、二酸化炭素冷媒と混合された流体組成物として使用される。すなわち、本発明の冷凍機用流体組成物は、上記本発明の二酸化炭素冷媒用冷凍機油と二酸化炭素冷媒とを含有するものである。ここで、本発明の冷凍機用流体組成物における冷凍機油と冷媒との配合割合は特に制限されないが、冷媒100重量部に対して冷凍機油が好ましくは1〜500重量部、より好ましくは2〜400重量部である。  The refrigerating machine oil for carbon dioxide refrigerant of the present invention having the above configuration is used as a fluid composition mixed with carbon dioxide refrigerant in the refrigerating machine for carbon dioxide refrigerant. That is, the fluid composition for a refrigerator of the present invention contains the above-described refrigerator oil for a carbon dioxide refrigerant of the present invention and a carbon dioxide refrigerant. Here, the mixing ratio of the refrigerating machine oil and the refrigerant in the refrigerating machine fluid composition of the present invention is not particularly limited, but the refrigerating machine oil is preferably 1 to 500 parts by weight, more preferably 2 to 100 parts by weight of the refrigerant. 400 parts by weight.

なお、本発明の冷凍機用流体組成物は、前述の通り二酸化炭素冷媒を含有するものであるが、ハイドロフルオロカーボン(HFC)、炭化水素、アンモニアなどの他の冷媒をさらに含有していてもよい。  The fluid composition for a refrigerator according to the present invention contains a carbon dioxide refrigerant as described above, but may further contain other refrigerants such as hydrofluorocarbon (HFC), hydrocarbon, and ammonia. .

ここで、本発明にかかるハイドロフルオロカーボン冷媒としては、炭素数1〜3、好ましくは炭素数1〜2のハイドロフルオロカーボンが挙げられる。具体的には例えば、ジフルオロメタン(HFC−32)、トリフルオロメタン(HFC−23)、ペンタフルオロエタン(HFC−125)、1,1,2,2−テトラフルオロエタン(HFC−134)、1,1,1,2−テトラフルオロエタン(HFC−134a)、1,1,1−トリフルオロエタン(HFC−143a)、1,1−ジフルオロエタン(HFC−152a)、またはこれらの2種以上の混合物などが挙げられる。これらの冷媒は用途や要求性能に応じて適宜選択されるが、例えばHFC−32単独;HFC−23単独;HFC−134a単独;HFC−125単独;HFC−134a/HFC−32=60〜80質量%/40〜20質量%の混合物;HFC−32/HFC−125=40〜70質量%/60〜30質量%の混合物;HFC−125/HFC−143a=40〜60質量%/60〜40質量%の混合物;HFC−134a/HFC−32/HFC−125=60質量%/30質量%/10質量%の混合物;HFC−134a/HFC−32/HFC−125=40〜70質量%/15〜35質量%/5〜40質量%の混合物;HFC−125/HFC−134a/HFC−143a=35〜55質量%/1〜15質量%/40〜60質量%の混合物などが好ましい例として挙げられる。さらに具体的には、HFC−134a/HFC−32=70/30質量%の混合物;HFC−32/HFC−125=60/40質量%の混合物;HFC−32/HFC−125=50/50質量%の混合物(R410A);HFC−32/HFC−125=45/55質量%の混合物(R410B);HFC−125/HFC−143a=50/50質量%の混合物(R507C);HFC−32/HFC−125/HFC−134a=30/10/60質量%の混合物;HFC−32/HFC−125/HFC−134a=23/25/52質量%の混合物(R407C);HFC−32/HFC−125/HFC−134a=25/15/60質量%の混合物(R407E);HFC−125/HFC−134a/HFC−143a=44/4/52質量%の混合物(R404A)などが挙げられる。  Here, examples of the hydrofluorocarbon refrigerant according to the present invention include hydrofluorocarbons having 1 to 3 carbon atoms, preferably 1 to 2 carbon atoms. Specifically, for example, difluoromethane (HFC-32), trifluoromethane (HFC-23), pentafluoroethane (HFC-125), 1,1,2,2-tetrafluoroethane (HFC-134), 1, 1,1,2-tetrafluoroethane (HFC-134a), 1,1,1-trifluoroethane (HFC-143a), 1,1-difluoroethane (HFC-152a), or a mixture of two or more of these Is mentioned. These refrigerants are appropriately selected depending on the application and required performance. For example, HFC-32 alone; HFC-23 alone; HFC-134a alone; HFC-125 alone; HFC-134a / HFC-32 = 60 to 80 mass % / 40-20 mass% mixture; HFC-32 / HFC-125 = 40-70 mass% / 60-30 mass% mixture; HFC-125 / HFC-143a = 40-60 mass% / 60-40 mass % Mixture; HFC-134a / HFC-32 / HFC-125 = 60 wt% / 30 wt% / 10 wt% mixture; HFC-134a / HFC-32 / HFC-125 = 40-70 wt% / 15- 35 mass% / 5 to 40 mass% mixture; HFC-125 / HFC-134a / HFC-143a = 35-55 mass% / 1-15 mass% / 40-60 mass Such as a mixture of preferred examples include. More specifically, a mixture of HFC-134a / HFC-32 = 70/30 mass%; a mixture of HFC-32 / HFC-125 = 60/40 mass%; HFC-32 / HFC-125 = 50/50 mass % Mixture (R410A); HFC-32 / HFC-125 = 45/55 wt% mixture (R410B); HFC-125 / HFC-143a = 50/50 wt% mixture (R507C); HFC-32 / HFC -125 / HFC-134a = 30/10/60 wt% mixture; HFC-32 / HFC-125 / HFC-134a = 23/25/52 wt% mixture (R407C); HFC-32 / HFC-125 / HFC-134a = 25/15/60 mass% mixture (R407E); HFC-125 / HFC-134a / HFC-143a = Mixtures of 4/4/52 wt% (R404A), and the like.

また、本発明にかかる炭化水素冷媒としては、25℃、1気圧で気体のものが好ましく用いられる。具体的には、炭素数1〜5、好ましくは炭素数1〜4、のアルカン、シクロアルカン、アルケンまたはこれらの混合物である。具体的には例えば、メタン、エチレン、エタン、プロピレン、プロパン、シクロプロパン、ブタン、イソブタン、シクロブタン、メチルシクロプロパンまたはこれらの2種以上の混合物などが挙げられる。これらの中でも、プロパン、ブタン、イソブタンまたはこれらのうちの2種以上の混合物が好ましい。  Moreover, as a hydrocarbon refrigerant | coolant concerning this invention, a gaseous thing is preferably used at 25 degreeC and 1 atmosphere. Specifically, it is an alkane, cycloalkane, alkene or a mixture thereof having 1 to 5 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms. Specific examples include methane, ethylene, ethane, propylene, propane, cyclopropane, butane, isobutane, cyclobutane, methylcyclopropane, or a mixture of two or more thereof. Among these, propane, butane, isobutane, or a mixture of two or more thereof is preferable.

なお、二酸化炭素とハイドロフルオロカーボンおよび/または炭化水素との混合比については特に制限はないが、二酸化炭素100重量部に対してハイドロフルオロカーボンと炭化水素の合計量として好ましくは1〜200重量部、より好ましくは10〜100重量部である。  The mixing ratio of carbon dioxide and hydrofluorocarbon and / or hydrocarbon is not particularly limited, but is preferably 1 to 200 parts by weight as the total amount of hydrofluorocarbon and hydrocarbon with respect to 100 parts by weight of carbon dioxide. Preferably it is 10-100 weight part.

本発明の二酸化炭素冷媒用冷凍機油および冷凍機用流体組成物は、潤滑性、冷媒相溶性、低温流動性、安定性などの要求性能全てをバランスよく十分に満足させるものであり、往復動式あるいは回転式の開放型または密閉型圧縮機を有する冷凍機器あるいはヒートポンプなどに好適に使用することができる。前記冷凍機器として、より具体的には、自動車用エアコン、除湿器、冷蔵庫、冷凍冷蔵倉庫、自動販売機、ショーケース、化学プラントなどの冷却装置、住宅用エアコン、給湯用ヒートポンプなどが挙げられる。  The refrigerating machine oil for carbon dioxide refrigerant and the fluid composition for refrigerating machine of the present invention sufficiently satisfy all required performances such as lubricity, refrigerant compatibility, low-temperature fluidity, stability, etc. in a well-balanced manner, and is reciprocating. Alternatively, it can be suitably used for refrigeration equipment or heat pumps having a rotary open type or hermetic compressor. More specifically, examples of the refrigeration equipment include automobile air conditioners, dehumidifiers, refrigerators, refrigerator / freezer warehouses, vending machines, showcases, cooling devices for chemical plants, residential air conditioners, hot water supply heat pumps, and the like.

以下、実施例および比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。  EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example at all.

実施例1〜7、比較例1〜3
実施例1〜7および比較例1〜3においては、以下に示す基油1〜10を用いて試料油を調製した。得られた試料油の動粘度、流動点および全酸価を表1に示す。なお、下記式(4)〜(13)中、EOはオキシエチレン基を表し、POはオキシプロピレン基を表し、Meはメチル基を表し、Acはアセチル基を表す。また、−(EO,PO)n−はエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとのランダム共重合によって形成されるポリオキシアルキレン基を表す。
Examples 1-7, Comparative Examples 1-3
In Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3, sample oils were prepared using base oils 1 to 10 shown below. Table 1 shows the kinematic viscosity, pour point, and total acid value of the obtained sample oil. In the following formulas (4) to (13), EO represents an oxyethylene group, PO represents an oxypropylene group, Me represents a methyl group, and Ac represents an acetyl group. -(EO, PO) n- represents a polyoxyalkylene group formed by random copolymerization of ethylene oxide and propylene oxide.

基油1
Me−O−(PO)n−Me (4)
[数平均分子量:1200、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn):1.1、全てのオキシアルキレン基に占めるオキシエチレン基の割合:0モル%]
基油2
Me−O−(EO,PO)n−Me (5)
[数平均分子量:1200、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn):1.1、全てのオキシアルキレン基に占めるオキシエチレン基の割合:10モル%]
基油3
Me−O−(PO)n−Me (6)
[数平均分子量:1500、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn):1.1、全てのオキシアルキレン基に占めるオキシエチレン基の割合:0モル%]
基油4
Me−O−(EO,PO)n−Me (7)
[数平均分子量:1500、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn):1.1、全てのオキシアルキレン基に占めるオキシエチレン基の割合:30モル%]
基油5
Me−O−(PO)n−Me (8)
[数平均分子量:1800、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn):1.1、全てのオキシアルキレン基に占めるオキシエチレン基の割合:0モル%]
基油6
Me−O−(EO,PO)n−Me (9)
[数平均分子量:1800、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn):1.1、全てのオキシアルキレン基に占めるオキシエチレン基の割合:40モル%]
基油7
Ac−O−(PO)n−Ac (10)
[数平均分子量:1000、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn):1.1、全てのオキシアルキレン基に占めるオキシエチレン基の割合:0モル%]
基油8
Me−O−(PO)n−Me (11)
[数平均分子量:400、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn):1.1、全てのオキシアルキレン基に占めるオキシエチレン基の割合:0モル%]
基油9
Me−O−(PO)n−Me (12)
[数平均分子量:2300、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn):1.1、全てのオキシアルキレン基に占めるオキシエチレン基の割合:0モル%]
基油10
Me−O−(EO,PO)n−Me (13)
[数平均分子量:2700、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn):1.1、全てのオキシアルキレン基に占めるオキシエチレン基の割合:30モル%]。
Base oil 1
Me-O- (PO) n -Me (4)
[Number average molecular weight: 1200, ratio of weight average molecular weight (M w ) to number average molecular weight (M n ) (M w / M n ): 1.1, ratio of oxyethylene groups in all oxyalkylene groups: 0 mol%]
Base oil 2 :
Me-O- (EO, PO) n -Me (5)
[Number average molecular weight: 1200, ratio of weight average molecular weight (M w ) to number average molecular weight (M n ) (M w / M n ): 1.1, ratio of oxyethylene groups in all oxyalkylene groups: 10 mol%]
Base oil 3 :
Me-O- (PO) n -Me (6)
[Number average molecular weight: 1500, ratio of weight average molecular weight (M w ) to number average molecular weight (M n ) (M w / M n ): 1.1, ratio of oxyethylene groups in all oxyalkylene groups: 0 mol%]
Base oil 4 :
Me-O- (EO, PO) n -Me (7)
[Number average molecular weight: 1500, ratio of weight average molecular weight (M w ) to number average molecular weight (M n ) (M w / M n ): 1.1, ratio of oxyethylene groups in all oxyalkylene groups: 30 mol%]
Base oil 5 :
Me-O- (PO) n -Me (8)
[Number average molecular weight: 1800, ratio of weight average molecular weight (M w ) to number average molecular weight (M n ) (M w / M n ): 1.1, ratio of oxyethylene groups in all oxyalkylene groups: 0 mol%]
Base oil 6 :
Me-O- (EO, PO) n -Me (9)
[Number average molecular weight: 1800, ratio of weight average molecular weight (M w ) to number average molecular weight (M n ) (M w / M n ): 1.1, ratio of oxyethylene groups in all oxyalkylene groups: 40 mol%]
Base oil 7 :
Ac-O- (PO) n -Ac (10)
[Number average molecular weight: 1000, ratio of weight average molecular weight (M w ) to number average molecular weight (M n ) (M w / M n ): 1.1, ratio of oxyethylene groups in all oxyalkylene groups: 0 mol%]
Base oil 8 :
Me-O- (PO) n -Me (11)
[Number average molecular weight: 400, ratio of weight average molecular weight (M w ) to number average molecular weight (M n ) (M w / M n ): 1.1, ratio of oxyethylene groups in all oxyalkylene groups: 0 mol%]
Base oil 9 :
Me-O- (PO) n -Me (12)
[Number average molecular weight: 2300, ratio of weight average molecular weight (M w ) to number average molecular weight (M n ) (M w / M n ): 1.1, ratio of oxyethylene groups in all oxyalkylene groups: 0 mol%]
Base oil 10 :
Me-O- (EO, PO) n -Me (13)
[Number average molecular weight: 2700, ratio of weight average molecular weight (M w ) to number average molecular weight (M n ) (M w / M n ): 1.1, ratio of oxyethylene groups in all oxyalkylene groups: 30 mol%].

次に、実施例1〜7及び比較例1〜3の試料油を用いて以下に示す試験を行った。  Next, the test shown below was done using the sample oils of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3.

(冷媒との相溶性試験1)
内容積10mlの耐圧ガラス製容器に二酸化炭素冷媒と試料油とを合計量が5gとなるように封入し、−30℃に冷却したときの混合物の状態(相溶又は分離)を目視により観察した。この試験を冷凍機油濃度1重量%(二酸化炭素冷媒:4.95g、試料油0.05g)から開始し、二酸化炭素冷媒と試料油との合計量は一定(5.00g)のまま試料油の割合を徐々に増加させて、または冷凍機油濃度90質量%(二酸化炭素冷媒:0.50g、試料油4.50g)から開始し、二酸化炭素冷媒と試料油との合計量は一定(5.00g)のまま二酸化炭素冷媒の割合を徐々に増加させて行い、二酸化炭素冷媒と試料油との混合物が分離状態となる組成範囲を求めた。得られた結果を表1に示す。なお、表1中、「相溶」とは、二酸化炭素冷媒と試料油との混合割合を変えても混合物が分離しなかったことを表し、組成範囲の下限値のうち「<1」とは試料油濃度1重量%で既に分離していたことを表す。
(Compatibility test with refrigerant 1)
A carbon dioxide refrigerant and sample oil were sealed in a pressure-resistant glass container having an internal volume of 10 ml so that the total amount became 5 g, and the state of the mixture (compatible or separated) when cooled to −30 ° C. was visually observed. . This test was started with a refrigerator oil concentration of 1% by weight (carbon dioxide refrigerant: 4.95 g, sample oil 0.05 g), and the total amount of carbon dioxide refrigerant and sample oil remained constant (5.00 g). The ratio is gradually increased, or starting from a refrigerator oil concentration of 90% by mass (carbon dioxide refrigerant: 0.50 g, sample oil 4.50 g), the total amount of carbon dioxide refrigerant and sample oil is constant (5.00 g The composition range in which the mixture of carbon dioxide refrigerant and sample oil is in a separated state was determined by gradually increasing the ratio of carbon dioxide refrigerant. The obtained results are shown in Table 1. In Table 1, “compatible” means that the mixture did not separate even when the mixing ratio of the carbon dioxide refrigerant and the sample oil was changed, and “<1” in the lower limit of the composition range is This means that the sample oil was already separated at a concentration of 1% by weight.

(冷媒との相溶性試験2)
図3に示す冷媒溶解度測定装置を用いて、二酸化炭素冷媒と試料油との混合物が分離する条件下での試料油中への二酸化炭素冷媒の溶解度を測定した。
(Compatibility test with refrigerant 2)
Using the refrigerant solubility measuring apparatus shown in FIG. 3, the solubility of the carbon dioxide refrigerant in the sample oil was measured under the condition that the mixture of the carbon dioxide refrigerant and the sample oil was separated.

図3に示す装置は、粘度計301、圧力計302、熱電対303及び攪拌子304を備える圧力容器305(ステンレス製、内容積:200ml)と、圧力容器305内の温度を制御するための恒温槽306と、バルブを備えており流路307を介して圧力容器305と接続されたサンプリングボンベ308とを備えている。なお、サンプリングボンベ308と流路307とは脱着可能であり、サンプリングボンベ308は、測定に際し、真空脱気した後、あるいは二酸化炭素冷媒と試料油との混合物を秤取した後でその重量を測定することが可能となっている。また、熱電対303及び恒温槽306はそれぞれ温度制御手段(図示せず)と電気的に接続されており、熱電対303から温度制御手段に試料油(又は二酸化炭素冷媒と試料油との混合物)の温度に関するデータ信号が送られるとともに、温度制御手段から恒温槽306に制御信号が送られて、試料油又は混合物の温度を制御することが可能となっている。さらに、粘度計301は情報処理装置(図示せず)と電気的に接続されており、圧力容器305内の液体の粘度に関する測定データが粘度計301から情報処理装置に送られて、所定の条件下での粘度を測定することが可能となっている。  The apparatus shown in FIG. 3 includes a pressure vessel 305 (made of stainless steel, internal volume: 200 ml) including a viscometer 301, a pressure gauge 302, a thermocouple 303, and a stirrer 304, and a constant temperature for controlling the temperature in the pressure vessel 305. A tank 306 and a sampling cylinder 308 provided with a valve and connected to the pressure vessel 305 via a flow path 307 are provided. The sampling cylinder 308 and the flow path 307 are detachable, and the sampling cylinder 308 measures its weight after vacuum degassing or after weighing a mixture of carbon dioxide refrigerant and sample oil. It is possible to do. The thermocouple 303 and the thermostat 306 are electrically connected to temperature control means (not shown), respectively, and sample oil (or a mixture of carbon dioxide refrigerant and sample oil) is transferred from the thermocouple 303 to the temperature control means. A data signal relating to the temperature of the sample oil is sent, and a control signal is sent from the temperature control means to the thermostatic chamber 306 to control the temperature of the sample oil or the mixture. Furthermore, the viscometer 301 is electrically connected to an information processing device (not shown), and measurement data relating to the viscosity of the liquid in the pressure vessel 305 is sent from the viscometer 301 to the information processing device, and a predetermined condition is obtained. It is possible to measure the viscosity below.

本試験においては、先ず、圧力容器305内に試料油30gを入れて容器内を真空脱気した後、二酸化炭素冷媒70gを導入し、二酸化炭素冷媒と試料油との混合物を攪拌子304で攪拌しながら−30℃で2時間保持した。その後、攪拌を止めて二酸化炭素冷媒と試料油とが2層に分離するまで静置した。次に、サンプリングボンベ308内を真空脱気してその質量W1を測定した後、流路307に接続し、圧力容器305とサンプリングボンベ308との内部の圧力差を利用して試料油層をサンプリングボンベ308に採取した。In this test, first, 30 g of sample oil was put in the pressure vessel 305 and the inside of the vessel was vacuum degassed, then 70 g of carbon dioxide refrigerant was introduced, and the mixture of the carbon dioxide refrigerant and sample oil was stirred with the stirrer 304. However, it was kept at −30 ° C. for 2 hours. Thereafter, stirring was stopped and the mixture was allowed to stand until the carbon dioxide refrigerant and the sample oil separated into two layers. Next, after the inside of the sampling cylinder 308 is vacuum degassed and its mass W 1 is measured, it is connected to the flow path 307 and the sample oil layer is sampled using the pressure difference between the pressure vessel 305 and the sampling cylinder 308. Collected in a cylinder 308.

上記のサンプリングを行った後のサンプリングボンベ308について、その質量W2(冷媒が溶解した試料油とサンプリングボンベ308との質量の和)を測定し、さらに、バルブを開けて真空脱気しながら加熱することによって試料油中に溶解した二酸化炭素冷媒を除去した後でその重量W3(試料油とサンプリングボンベ308との質量の和)を測定した。About the sampling cylinder 308 after performing the above sampling, its mass W 2 (the sum of the masses of the sample oil in which the refrigerant is dissolved and the sampling cylinder 308) is measured, and further, the valve is opened and heated while vacuum degassing. After removing the carbon dioxide refrigerant dissolved in the sample oil, the weight W 3 (the sum of the masses of the sample oil and the sampling cylinder 308) was measured.

このようにして得られた測定値を用い、下記式:
(二酸化炭素冷媒の溶解度[質量%])=[(W2−W3)/(W3−W1)]×100
に基づいて各試料油に対する二酸化炭素冷媒の溶解度を求めた。得られた結果を表1に示す。
Using the measured values thus obtained, the following formula:
(Solubility of carbon dioxide refrigerant [% by mass]) = [(W 2 −W 3 ) / (W 3 −W 1 )] × 100
Based on the above, the solubility of the carbon dioxide refrigerant in each sample oil was determined. The obtained results are shown in Table 1.

(冷媒との相溶性試験3)
JIS K 2211「冷凍機油」の「冷媒との相溶性試験方法」に準拠して、所定の組成で二酸化炭素冷媒と試料油とを混合したときに相溶性を示す温度範囲を測定した。得られた結果を表1に示す。なお、この試験における組成は、試料油濃度50重量%(二酸化炭素冷媒:1.5g、試料油:1.5g)及び60重量%(二酸化炭素冷媒:1.2g、試料油1.8g)の2条件、測定温度は−55〜30℃で行った。また、表1中、相溶性を示す温度範囲の下限値のうち「<−55」は−55℃まで冷却しても相分離が認められなかったことを表し、相溶性を示す温度範囲の上限値のうち「>30」は30℃まで加熱しても相分離が認められなかったことを表し、「<−55〜>30」は測定温度範囲内のいずれの温度においても相分離が認められなかったことを表す。
(Compatibility test with refrigerant 3)
In accordance with JIS K 2211 “Refrigerating machine oil” “Compatibility test method with refrigerant”, a temperature range showing compatibility when carbon dioxide refrigerant and sample oil were mixed with a predetermined composition was measured. The obtained results are shown in Table 1. The composition in this test was 50% by weight (carbon dioxide refrigerant: 1.5 g, sample oil: 1.5 g) and 60% by weight (carbon dioxide refrigerant: 1.2 g, sample oil 1.8 g). Two conditions and measurement temperature were performed at -55-30 degreeC. In Table 1, "<-55" among the lower limit values of the temperature range showing compatibility indicates that no phase separation was observed even when cooled to -55 ° C, and the upper limit of the temperature range showing compatibility. Among the values, “> 30” indicates that phase separation was not observed even when heated to 30 ° C., and “<−55 to> 30” indicates that phase separation was observed at any temperature within the measurement temperature range. It means that there was no.

(冷媒雰囲気下での安定性試験)
オートクレーブ中に、各試料油50g、二酸化炭素冷媒10gおよび触媒(1.6mmφ×50mmの鉄線、アルミニウム線、銅線各3本)を封入した後、175℃に加熱して2週間保持した。その後、試料油から二酸化炭素を除去し、試料油の外観および触媒の外観を観察すると共に、試料油の全酸価を測定した。得られた結果を表1に示す。
(Stability test under refrigerant atmosphere)
Each sample oil 50 g, carbon dioxide refrigerant 10 g, and catalyst (1.6 mmφ × 50 mm iron wire, aluminum wire, and copper wire 3 each) were sealed in an autoclave, and then heated to 175 ° C. and held for 2 weeks. Thereafter, carbon dioxide was removed from the sample oil, the appearance of the sample oil and the appearance of the catalyst were observed, and the total acid value of the sample oil was measured. The obtained results are shown in Table 1.

(潤滑性試験)
ASTM D 3233に準拠して、試料油60gに二酸化炭素冷媒を10L/hの流量で吹き込みながら、試料油の温度50℃の条件下で慣らし運転を250lb荷重の下に5分行った後、焼き付き荷重を測定した。得られた結果を表1に示す。
(Lubricity test)
In accordance with ASTM D 3233, a carbon dioxide refrigerant was blown into 60 g of sample oil at a flow rate of 10 L / h, and a break-in operation was performed for 5 minutes under a 250 lb load under the condition of a sample oil temperature of 50 ° C. The load was measured. The obtained results are shown in Table 1.

Figure 0005265069
Figure 0005265069

表1に示した結果から明らかなように、本発明の二酸化炭素冷媒用冷凍機油である実施例1〜7の試料油は、二酸化炭素冷媒に対する比率が高い場合又は低い場合のいずれであっても十分に高い相溶性を示し、また、二酸化炭素冷媒と試料油とが2層に分離した場合であっても、試料油中に十分な量の二酸化炭素冷媒が溶解していることが確認された。さらに、実施例1〜7の試料油は、潤滑性、低温流動性、安定性の全ての性能が十分にバランスよく優れていた。  As is clear from the results shown in Table 1, the sample oils of Examples 1 to 7, which are the refrigerating machine oil for carbon dioxide refrigerant of the present invention, can be used either when the ratio to the carbon dioxide refrigerant is high or low. It was confirmed that a sufficient amount of carbon dioxide refrigerant was dissolved in the sample oil even when the carbon dioxide refrigerant and the sample oil were separated into two layers. . Further, the sample oils of Examples 1 to 7 were excellent in a well-balanced manner with respect to all the performances of lubricity, low-temperature fluidity, and stability.

それに対して、本発明にかかるポリアルキレングリコール以外のポリアルキレングリコール化合物を使用した比較例1〜3の試料油の場合は、二酸化炭素冷媒と共に用いた場合に、冷媒相溶性、潤滑性のうちのいずれかが不十分であった。  On the other hand, in the case of the sample oils of Comparative Examples 1 to 3 using a polyalkylene glycol compound other than the polyalkylene glycol according to the present invention, when used together with a carbon dioxide refrigerant, Either was insufficient.

発明の効果Effect of the invention

以上説明したとおり、本発明の二酸化炭素冷媒用冷凍機油は、低温条件下で二酸化炭素冷媒と混合したときに相溶性を示す組成範囲が十分に広く、且つ潤滑性及び安定性に優れるので、当該冷凍機油、並びにそれを用いた冷凍機用流体組成物を二酸化炭素冷媒用冷凍機に用いた場合に、冷媒圧縮機の潤滑不良を十分に防止するとともに十分に高い熱交換率を得ることが可能となる。  As described above, the refrigerating machine oil for carbon dioxide refrigerant of the present invention has a sufficiently wide composition range showing compatibility when mixed with carbon dioxide refrigerant under low temperature conditions, and is excellent in lubricity and stability. When the refrigeration oil and the refrigeration fluid composition using the refrigeration oil are used in a refrigeration machine for carbon dioxide refrigerant, it is possible to sufficiently prevent poor lubrication of the refrigerant compressor and obtain a sufficiently high heat exchange rate. It becomes.

冷媒循環システムの一例を示す概略構成図である。  It is a schematic structure figure showing an example of a refrigerant circulation system. 冷媒/冷凍機油混合物中における冷凍機油濃度と混合物の相分離温度との相関を示すグラフである。  It is a graph which shows the correlation with the refrigerant | coolant oil density | concentration in a refrigerant | coolant / refrigerator oil mixture, and the phase-separation temperature of a mixture. 実施例において使用した冷媒溶解度測定装置を示す概略構成図である。  It is a schematic block diagram which shows the refrigerant | coolant solubility measuring apparatus used in the Example.

1…冷媒圧縮機、2…ガスクーラー、3…膨張機構、4…蒸発器、5…流路、301…粘度計、302…圧力計、303…熱電対、304…攪拌子、305…圧力容器、306…恒温槽、307…流路、308…サンプリングボンベ。  DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Refrigerant compressor, 2 ... Gas cooler, 3 ... Expansion mechanism, 4 ... Evaporator, 5 ... Flow path, 301 ... Viscometer, 302 ... Pressure gauge, 303 ... Thermocouple, 304 ... Stirrer, 305 ... Pressure vessel , 306 ... constant temperature bath, 307 ... flow path, 308 ... sampling cylinder.

Claims (3)

下記一般式(1):
−(OR)n−OR (1)
[式中、RおよびRは同一でも異なっていてもよく、それぞれ炭素数1〜5のアルキル基または炭素数2〜5のアシル基を表し、Rは炭素数2〜4のアルキレン基を表し、nは上記一般式(1)で表されるポリアルキレングリコールの数平均分子量が600〜2000となるような整数を表す]
で表され、且つ100℃における動粘度が5〜20mm/sであり、重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnの比Mw/Mnが1.00〜1.20であるポリアルキレングリコールを含有することを特徴とする二酸化炭素冷媒用冷凍機油。
The following general formula (1):
R 1- (OR 3 ) n-OR 2 (1)
[Wherein R 1 and R 2 may be the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an acyl group having 2 to 5 carbon atoms, and R 3 represents an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms. N represents an integer such that the number average molecular weight of the polyalkylene glycol represented by the general formula (1) is 600 to 2000 ]
And a polyalkylene glycol having a kinematic viscosity at 100 ° C. of 5 to 20 mm 2 / s and a ratio Mw / Mn of the weight average molecular weight Mw to the number average molecular weight Mn of 1.00 to 1.20. Refrigerating machine oil for carbon dioxide refrigerant characterized by the above.
前記一般式(1)で表されるポリアルキレングリコーにおいて、Rで表されるアルキレン基のうちエチレン基の占める割合が40モル%以下であることを特徴とする、請求項1に記載の二酸化炭素冷媒用冷凍機油。
In the polyalkylene glycol represented by the general formula (1), the proportion of ethylene groups in the alkylene groups represented by R 3 is 40 mol% or less. Refrigerating machine oil for carbon refrigerant.
請求項1または2に記載の二酸化炭素冷媒用冷凍機油と二酸化炭素冷媒とを含有することを特徴とする冷凍機用流体組成物。   A fluid composition for a refrigerating machine, comprising the refrigerating machine oil for carbon dioxide refrigerant according to claim 1 or 2 and a carbon dioxide refrigerant.
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