JPH01259095A - フロン圧縮機用冷凍機油 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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冷凍機
油に関するものであり、特に、フロンのうちでも塩素を
含まないフロンＲ１３４ａ（Ｉ，１゜１．２−テトラフ
ルオロエタン）を圧縮する際に用いるのに好適な冷凍機
油に関するものである。

（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Ｒ１１（トリク
ロロモノフルオロメタン）、Ｒ１２（ジクロロジフルオ
ロメタン）、Ｒ２２（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
てフロンＲ１３４ａが出現し始めている。

一方フロン圧縮機用冷凍機油に関しては、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
新しいフロンＲ１３４ａに対しては、低温での相溶性が
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、省エネルギー性、耐
摩耗性、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。

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２
９巻、第９号、第３３６〜３４３頁（Ｉ９８０）および
ベトロチツク誌、第８巻、第６号、第５６２〜５６６頁
（Ｉ９８５）に紹介がある。また、特開昭６１−２８１
１９９号公報には次式、 Ｒ，［０−（Ｒ２０）−Ｒｆｆ　）。

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５９−１１７５９
０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。

（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冷凍機油はいず
れも相溶性等の問題からＲ１３４ａフロン圧縮機用の冷
凍機油にはなり得なかった。

一方、鉱油系についても検討を行ったが、現在までのと
ころ好ましい結果が得られていないのが実情である。

そこで本発明の目的は、特に新しい冷媒であるＲ　１３
４ａフロンに対して、極めて低温和冷性の良いフロン圧
縮機用冷凍機油を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者は各種の鉱油並びに合成油を対象に上記課題解
決のために鋭意研究を進めたところ、特定のポリオキシ
エチレンポリオキシプロピレン共重合体モノアルキルエ
ーテルが本発明の目的達成に有効であることを見い出し
、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、平均分子量３００〜３０００を有す
る次の一般式（Ｉ） （Ｉ） （式中のＲは炭素数１〜１４個のアルキル基、ｍ１ｎは
整数、ｍａｎの比は６：４〜１：９を示す）で表される
化合物を基油とすることを特徴とするフロン圧縮機用冷
凍機油に関するものである。

本発明で基油として使用するポリオキシエチレンポリオ
キシプロピレン共重合体モノアルキルエーテルは、前記
−液式（Ｉ）で表わされる構造を有し、その平均分子量
が３００〜３０００の範囲内のもので、ポリオキシエチ
レン末端の置換アルキル基が炭素数１〜８個を有するこ
とを要するものである。かかるポリオキシエチレンポリ
オキシプロピレン共重合体モノアルキルエーテルは、例
えばユニオン　カーバイド　コーポレーション、日本油
脂（株）、工注化成■製等のものとして市場において入
手することができる。

本発明において、前記−液式（Ｉ）で表わされる化合物
の平均分子量を前記範囲内のものに限定する理由は次の
通りである。

すなわち、かかる平均分子量が３００よりも小さいもの
では膨潤性が低下すると共に、シール材、ゴム等に対し
悪影響を及ぼすことになる。特に、カーエアコンに使用
する場合には、ゴムホースに対する潤滑性が大きな要因
となるため、ゴムへの浸透性の小さくなる分子量３００
以上のものを選定することは不可欠である。一方、分子
量が３０００を超えるとフロンＲ１３４ａとの相溶性が
低下し、本発明の目的を達成し得なくなる。因みに、相
溶性の悪い油はコンプレッサー起動時、冷媒潤滑になっ
たり、コンプレッサーへの油戻りが悪く、コンプレッサ
ーの焼き付き原因となる。

また、分子量が本発明の３００〜３０００の範囲内であ
っても、前記（Ｉ）式中のアルキル基の炭素数が１５個
以上のものではフロンＲ１３４ａとの相溶性が悪く、二
相分離温度が高くなり、冷凍機油として使用することが
できない。

更に、ポリエチレンオキサイドとポリプロピレンオキサ
イドとの割合が６：４よりもポリエチレンオキサイドの
方が多くなる方向に変化すると、流動点等の低温特性が
悪化し、ついには室温で固化するようになる。又、ポリ
エチレンオキサイドとポリプロピレンオキサイドの割合
１：９よりポリエチレンオキサイドの方が少くなるとフ
ロンＲ１３４ａとの相溶性が低下する。

本発明のフロン圧縮機用冷凍機油において、フロンＲ１
３４ａとの低温相溶性を一層好ましいものにするために
は、前記（Ｉ）式の化合物のＲが炭素数２〜４個で平均
分子量が５００〜３０００、あるいはＲが炭素数５〜１
４で平均分子量が３００〜２０００のものを選択するの
が好ましい。また、潤滑性の面から、１００°Ｃの粘度
が４〜４０ｃＳ　ｔのものを選択する。

のが好ましい。

上述の如く、本発明で使用するポリオキシエチレンポリ
オキシプロピレン共重合体モノアルキルエーテルはフロ
ンＲ１３４ａとの低温相溶性に優れ、また該フロン雰囲
気下での潤滑性能、熱安定性能も良好である。

尚、本発明のフロン圧縮機用冷凍機油には、従来冷凍機
油相に使用されている一般的潤滑油添加剤、例えば酸化
防止剤や塩酸捕捉剤を適宜添加することができるのは勿
論のことである。

（実施例） 以下に実施例および比較例により本発明をより詳しく説
明する。

１１〜６　７１１〜５ ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン共重合体モノ
アルキルエーテルとして以下の第１表に示すＡ１〜６お
よびＡＩＯ〜１４の供試油を使用して、フロンＲ１３４
ａの圧縮機用冷凍機油としての性能を評価した。

尚、本実施例で使用した供試油は、いずれも日本油脂■
製のユニループシリーズのうちのポリオキシエチレンポ
リオキシプロピレン共重合体モノアルキルエーテルタイ
プのものである。

第１表に示す供試油の圧縮機用冷凍機油としての性能と
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。

皿危ユ 八ＳＴＭ　Ｄ−３２３３−７３に準拠し、ファレックス
（Ｆａｌｅｘ）焼付荷重を、フロンＲ１３４ａを吹き込
み（７０ｍｌ／ｍ１ｎ）、雰囲気を制御して測定した。

■傳牲 供試油０．６ｇと冷媒（フロンＲ１３４ａ）２．４　ｇ
とをガラスチューブに封入した後、毎分１°Ｃで冷却し
て行き、二相分離を起こす温度、すなわち二相分離温度
を測定した。

然玄定住 供試油１ｇと冷媒（フロンＲ１３４ａ）　１　ｇと触媒
（鉄、銅、アルミニウムの各線）をガラスチューブに封
入した後、１７５°Ｃに加熱し、１０日後に供試油の色
相をＡＳＴＭ表示にて判定した。

ユ人ｌ血箪 供試油に対するアクリロニトリル−ブタジェンゴムの膨
潤率（％）を１２０°Ｃ，１２０時間の条件下で評価し
た。

上記評価結果を以下の第２表に示す。

第２表に示す評価結果より次のことが確認された。

従来の冷媒（フロンＲ１２）と相溶性のある冷凍機油で
も、フロンＲ１３４ａとは溶は合わないことが分かり、
フロンＲ１３４ａに対しては専用の冷凍機油とする必要
があることが分かる。

かかる専用冷凍機油としての適合性という見地より、先
ず実施例１〜６の評価結果を見ると、実施例１〜Ｇはい
ずれもフロンＲ１３４ａとの二相分離温度が一５０°Ｃ
以下と低く、潤滑性も鉱油レベルである２２７ｋｇ　（
５００ボンド）よりも相当高く、また熱安定性も色相Ａ
ＳＴＭにおいてＬ５．Ｏ以下で問題はなく、更にゴム膨
潤率も低いレベルにある。従って、実施例１〜６の供試
油はいずれもフロンＲ１３４ａ用冷凍機油として好適な
油であるといえる。これら実施例のうち、特に供試油化
合物の平均分子量、アルキル基の炭素数、ｍとｎの比を
本発明の好適範囲に設定した実施例２〜４では、より良
好な冷凍機油としての性能を示している。

これに対し、比較例１はフロンＲ１３４ａとの相溶性は
問題ないが、焼付荷重が他の例に比べると若干劣り、ま
たゴム膨張率も高い。また、比較例２〜５は常用の温度
範囲（−４０〜＋６０°Ｃ）においてフロンＲ１３４ａ
との相溶性が全くないことから、冷媒と油の二層分離に
よるコンプレッサーの焼付きの可能性が高い。従って、
比較例１〜６の供試油はいずれもフロンＲ１３４ａ用冷
凍機油としては使用することができない。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明のフロン圧縮機用冷凍
機油は、冷媒としてのフロンＲ１３４ａに対し十分な相
溶性を維持しかつ総合性能にも優れていることから、フ
ロン規制の社会的動向の中、フロンＲ１２やＲ２２の代
替として注目されているフロンＲ１３４ａ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、規制対象フ
ロンの使用量削減を進める上で十分に寄与することがで
きるという効果が得られる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、平均分子量３００〜３０００を有する次の一般式（
   I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （式中のＲは炭素数１〜１４個のアルキル基、ｍ、ｎは
   整数、ｍ：ｎの比は６：４〜１：９を示す）で表される
   化合物を基油とすることを特徴とするフロン圧縮機用冷
   凍機油。 ２、上記（ I ）式において、Ｒが炭素数２〜４個のア
   ルキル基で、平均分子量が５００〜３０００である請求
   項１記載のフロン圧縮機用冷凍機油。 ３、上記（ I ）式において、Ｒが炭素数５〜１４個の
   アルキル基で、平均分子量が３００〜２０００である請
   求項１記載のフロン圧縮機用冷凍機油。 ４、フロンＲ１３４ａの圧縮に使用するための請求項１
   〜３のうちいずれか一項記載のフロン圧縮機用冷凍機油
   。