JPH0243290A - カーエアコン用冷凍機油組成物 - Google Patents
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Landscapes
- Lubricants (AREA)
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
として使用するカーエアコン用の冷凍機油組成物に関す
る。
でも冷媒を用いる、いわゆる蒸気圧縮式冷凍機は、その
圧縮機の構造から往復動式、遠心式および回転式に分類
されている。このなかでも回転式(ロータリー式)の圧
縮機を有する冷凍機は小型でも大きな冷凍能力を有する
こと、高回転域でも優れた性能を発揮できること、なめ
らかで静粛な運転が可能であることなどの特徴を有する
ことから、家庭用の冷蔵庫、エアコンおよびカーエアコ
ン(自動車用エアコン)などに広く用いられている。
動粘度が5〜200cStのナフテン系鉱油、パラフィ
ン系鉱油、アルキルベンゼン、ポリグリコール系油およ
びこれらの混合物またはこれらの各種基油に添加剤を配
合したものが一般的に使用されている。
ルオロメタン(フロン11)、ジクロロジフルオロメタ
ン(フロン12)、モノクロロジフルオロメタン(フロ
ン22)あるいはトリクロロトリフルオロエタン(フロ
ン113)などに代表されるハロゲン系冷媒、プロパン
に代表される炭化水素系冷媒あるいはアンモニア、炭酸
ガスなどに代表される無機ガス系冷媒が広く使用されて
いる。
不燃性でしかも熱力学的にも理想的な特性を有すること
から家庭用の冷蔵庫、エアコンあるいはカーエアコンの
冷凍機に広く用いられてきた。
なわち炭化水素のすべての水素をハロゲンで置換した形
のクロロフルオロカーボンは難分解性であり安定性が高
い故、大気中に放出されると長期間にわたって分解せず
、地上25〜30kmのオゾン層に達し太陽からの強い
紫外線に出合って分解され塩素原子を放出してオゾンと
反応しオゾン層中のオゾン濃度を減少させる。このオゾ
ン層は、太陽からの有害な紫外線を吸収して地表の生物
を保護しているもので、フロンによるオゾン層の破壊を
防ごうと国際条約によるフロンガスの生産、消費規制が
なされようとしている。
EPA)は1.1−ジクロロ−2,2゜2−トリフルオ
ロエタン(CFC−123)、1−クロロ−1,2,2
,2−テトラフルオロエタン(CFC−124)、1.
2−ジクロロ−22−ジフルオロエタン(CFC−13
2b)、1−クロロ−22,2−トリフルオロエタン(
CFC−133a)、1,1,1.2−テトラフルオロ
エタン(FC〜134a)および1,1−ジクロロ−1
−フルオロエタン(CFC−141b)の6種を代替冷
媒として提案している。
ロエタンは、従来から家庭用冷蔵庫、エアコンおよびカ
ーエアコンなどの冷凍機に多く使用されているジクロロ
ジフルオロメタン(フロン12)と熱力学的物性が類似
していることから、冷媒として1,1,1.2−テトラ
フルオロエタン(FC−134a)を使用すればそれら
冷凍機システムの設計を大幅に変更することなく、しか
も従来と同様の性能を得ることかできるはずである。
吐出ガスに同伴されて凝縮器、蒸発器へと入るため、還
流冷媒に十分に溶解しサイクル内を循環して圧縮機に戻
る、いわゆる油戻り性がよいことが必要不可欠である。
膨張弁またはキャピラリーチューブから蒸発器に至るま
での間において温度は−20〜−30℃に達することも
珍しくないため冷凍機油はこのような低温において、冷
媒と二層分離を生じないものが好ましい。
に達することも珍しくないため、冷凍機油は、上記低温
領域に加えて高温領域においても冷媒と二層分離を生じ
ないものが好ましい。
系鉱油、アルキルベンゼン類およびこれらの混合物ある
いはこれら各種基油に添加剤を配合したものが一般に使
用されている。これら従来の冷凍機油については、例え
ば特公昭4〇−11940号、特公昭49−4107号
、特公昭49−13483号、特公昭49−13829
号、特公昭49−19084号、特公昭52−3950
9号、特公昭52−43722号、特公昭53−176
02号、特開昭46−4532号、特開昭48−606
号、特開昭49−47498号、特開昭51−2297
1号、特開昭52−28503号、特開昭52−547
07号、特開昭53−88007号などに記載されてい
る。しかしながら、これら従来の冷凍機油はジクロロジ
フルオロメタン(フロン12)の代替冷媒である1、1
,1.2−テトラフルオロエタン(FC−134a)と
の相溶性がほとんどないため、1,1,1.2−テトラ
フルオロエタンとの組合せで使用すると、常温において
二層分離を起こし、冷凍システム内で最も重要な油戻り
性が悪くなって冷凍効率の低下あるいは潤滑性が不良と
なって圧縮機の焼付き発生など実用上様々な不都合が発
生し使用に耐えない。またポリグリコール類も高粘度指
数を有する冷凍機油として知られており、例えば特公昭
57−42119号、特公昭61−52880号、特開
昭57−51795号などに記載されている。しかるに
これら先行技術に具体的に開示されているポリグリコー
ル油ではやはり1,1,1.2−テトラフルオロエタン
との相溶性が十分でないため上記と同じ問題が生じて実
用上使用できない。
冷媒とした圧縮式カーエアコン用の冷凍機油組成物を開
発すべく研究を重ねた結果、限定された構造および特性
を有するポリグリコール油を基油として用いた場合に、
他の基油では得ることのできない優れた性能を備えた冷
凍機油組成物か得られることを見い出し、本発明を完成
するに至った。
タンを使用する圧縮式カーエアコンに使用するのに適し
た、特に低温において冷媒と分離せずさらに潤滑性、密
封性および安定性のよいカーエアコン用冷凍機油組成物
を提供することを目的とする。
おける動粘度が5〜(30+100α)cStであるポ
リオキシアルキレングリコールモノエーテルを基油とす
ることを特徴とする、i、1,1.2−テトラフルオロ
エタンを冷媒として使用するカーエアコン用冷凍機油組
成物(以下「特定発明」という)を提供するものである
。
ールモノエーテルを基油とし、ざらに基油100重量部
に対して、 (A)−数式 で表わされるホスフェート0.1〜5.0重量部を必須
の成分として配合してなる、1,1,1゜2−テトラフ
ルオロエタンを冷媒として使用するカーエアコン用冷凍
機油組成物を提供するものである。
ールモノエーテルを基油とし、ざらに基油100重量部
に対して、 (A)−数式 で表わされるホスフェート0.1〜5.0重量部ならび
に (B)(i)フェニルグリシジルエーテル型エポキシ化
合物、 (ii)エポキシ化脂肪酸モノエステルおよび (iji)エポキシ化植物油 から成る群より選ばれる少なくとも1 fiのエポキシ
化合物0.1〜5.0重量部 を必須の成分として配合してなる、1,1,1゜2−テ
トラフルオロエタンを冷媒として使用するカーエアコン
用冷凍機油組成物を提供するものである。
れるポリオキシアルキレングリコールモノエーテルであ
る。式中、R3は炭素数1〜18の直鎖あるいは分枝状
のアルキル基を示し、aは5〜70となる整数をそれぞ
れ示している。またR2は炭素数2〜4のアルキレン基
を示している。R1としては具体的には例えば、メチル
基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘ
キシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル
基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラ
デシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデ
シル基、オクタデシル基などが挙げられ、その中でもメ
チル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基
、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、オクタデシル基
がより好ましい。
CH2CH2−)、 トリメチレン基(−CH2CH2CH2−)、テトラメ
チレン基(−CHz CH2CH2CH2)などが挙げ
られ、そ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。
モノエーテルにおいては一分子中に炭素数が異なるアル
キレン基が存在しても良く、すなわち炭素数が異なるオ
キシアルキレン基がランダム共重合またはブロック共重
合したものであってもよいが、−分子中の(R2がエチ
レン基である一〇R2−基の数)/aの比率(α)がO
〜0.8であることが必要である。αの値が0.8を超
える場合には、冷凍機油が常温で固体となってしまうか
、またはその流動点が高くなってしまうため好ましくな
い。
モノエーテルは流動点が一10℃以下、好ましくは−2
0〜−50℃であり、かつ100℃における動粘度が5
〜(30+100α)cSt、好ましくは8〜(30+
100α)cStの範囲であることが必要である。流動
点が一10℃を超える場合は低温時に冷凍システム内で
冷凍機油が固化する恐れがあるため好ましくない。また
100℃における動粘度が5cSt未溝の場合は圧縮機
の密封性を保つことができなくなり、一方勤粘度が(3
0+100α)CStを超える場合には冷媒である1、
1,1.2−テトラフルオロエタンとの溶解性が悪くな
り、低温下で二層分離するためそれぞれ好ましくない。
モノエーテルとしては、圧縮機の密封性をより向上させ
る点から、数平均分子量が300〜4000のものが好
ましく使用され、数平均分子量が500〜3500のも
のがより好ましく使用される。さらに、高温下における
冷媒との二層分離温度を上昇させる点から、数平均分子
量が500〜1500のものがさらに好ましく用いられ
る。
ルモノエーテルとしては、重量平均分子量(Mw )と
数平均分子量(Mn )との比(M冑/Mn)が1.0
0〜1.20であるものが、高温下における冷媒との二
層分離温度をより上昇させる点から好ましい。
である上記のポリオキシアルキレングリコールモノエー
テルを単独で使用しても、すなわち添加剤を何も配合し
なくてもそれだけで1゜1.1.2−テトラフルオロエ
タンを冷媒として使用するカーエアコン用の冷凍機油と
して優れた性能を示すが、その耐摩耗性および耐荷重性
(焼付防止性)をさらに高めるため、 (A)−数式 で表わされるホスフェートを配合するのが好ましい。式
中、R3は炭素数1〜3のアルキル基、好ましくはメチ
ル基を示し、またbはO〜2、好ましくは0〜1の整数
をそれぞれ示している。R3としては、具体的には例え
ば、メチル基、エチル基、プロピル基が挙げられる。
はトリフェニルホスフェート、トリトリルホスフェート
(トリクレジルホスフェート)およびこれらの混合物な
どが好ましく用いられる。
耐摩耗性および耐荷重性をさらに改良するために(A)
成分を用いる場合、その配合量は基油100重量部に対
して0.1〜5.0重量部、好ましくは0.2〜2.0
重量部である。
成分配合による耐摩耗性、耐荷重性の向上の効果が乏し
く、一方(A)成分の配合量がこの範囲を超える場合は
熱安定性が低下したり冷凍システム内の金属類の腐食が
発生する恐れがあるためそれぞれ好ましくない。
したとおり(A)成分を必須の成分として特定量配合す
ることにより、その耐摩耗性および耐荷重性が向上する
が、冷凍システムにおいて配管類などに銅や銅合金が使
用されている場合には、時として(A)成分の配合によ
ってそれら金属に腐食が生じる危険性がある。
コン用の冷凍機油としての総合性能を高める目的で、さ
らに (B)(i)フェニルグリシジルエーテル型エポキシ化
合物、 (i i)エポキシ化脂肪酸モノエステルおよび (fit)エポキシ化植物油 から成る群より選ばれる少なくとも1種のエポキシ化合
物を配合するのが好ましい。
シ化合物としては、フェニルグリシジルエ−チルまたは
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個有するものであり
、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
ルが好ましい。
、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
ールとのエステルが例示できる。
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。
マニ油、綿実油などの植物油のエポキシ化合物が例示で
きる。
B)成分として好ましいものは、フェニルグリシジルエ
ーテル型エポキシ化合物およびエポキシ化脂肪酸モノエ
ステルである。中でもフェニルグリシジルエーテル型エ
ポキシ化合物がより好ましく、フェニルグリシジルエー
テル、ブチルフェニルグリシジルエーテルおよびこれら
の混合物が特に好ましい。
)成分に加えてさらに(B)成分を必須の成分として併
用する場合の(B)成分の配合量は、基油100重量部
に対して0.1〜5.0重量部、好ましくは0.2〜2
.0重量部である。
成分配合による腐食防止性向上の効果が乏しく、一方(
B)成分の配合量がこの範囲を超える場合は耐摩耗性、
耐荷重性に悪影響を及ぼすためそれぞれ好ましくない。
性能をさらに高めるため、必要に応じて従来より公知の
冷凍機油添加剤、例えばジーtert−ブチルーP−ク
レゾールなどのフェノール系、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の酸化防止剤、ジチオリン酸亜
鉛、塩素化パラフィン、脂肪酸、硫黄系などの耐荷重添
加剤、シリコーン系の消泡剤、ベンゾトリアゾールなど
の金属不活性化剤、グリシジルメタクリレート、亜りん
酸エステル系などの塩化水素捕捉剤などを単独で、また
は数種組み合わせて配合することも可能である。
として使用するカーエアコン用の冷凍機油組成物は回転
式(ロータリー式)の圧縮機を有するカーエアコンに特
に好ましく用いられるものであるが、その他の往復動式
や遠心式の圧縮機を有するカーエアコンにも好ましく用
いることができる。
体的に説明する。
1表に示す。
低温分離性を測定するために、冷媒である1、1,1.
2−テトラフルオロエタンに実施例1〜17の基油を1
0.20,30,40゜50および70重量部配合した
混合液をつくり、この混合液を室温から徐々に冷却して
いき、混合液が白濁または二層に分離した時の温度、す
なわち低温側の二層分離温度を求めた。なお、室温です
でに白濁あるいは二層分離している場合には、徐々に加
熱して白濁あるいは二層分離がなくなった温度を求め、
これを低温側の二層分離温度とした。それらの結果を第
2表に示した。
との高温分離性を測定するために、上記と同様の冷媒に
実施例1〜17の基油を3゜10および30重量部配合
した混合液をつくり、得られた混合液を室温から徐々に
加熱していき、混合液が白濁または二層に分離した時の
温度、すなわち高温側の二層分離温度も求めた。なお、
室温ですでに白濁あるいは二層分離している場合には、
徐々に冷却して白濁あるいは二層分離がなくなった温度
を求め、これを高温側の二層分1!温度とした。それら
の結果を第2表に示した。
基油についても実施例1〜17と同様の方法で低温側の
二層分離温度を求めた。その結果も第2表に併記した。
冷凍機油組成物を得た。なお実施例18〜22は特定発
明(請求項1)、実施例23゜24は請求項2の発明、
実施例25〜27は請求項3の発明に係わるものである
。
能評価を行ない、その結果も第3表に併記した。
らし運転250ρb、5分の条件で焼付荷重を測定した
。
等容量混合物を銅と鉄の触媒と共にガラス管に密封し、
175℃で1000時間加熱した後の油および触媒の変
色を観察し測定した。
段階に変色度を分類した。また金属触媒の変色は光沢を
失う程度であれば問題はないが、鉄触媒が銅メツキされ
てしまうと不良である。
に係わる実施例1〜17の冷凍機油は、冷媒である1、
1,1.2−テトラフルオロエタンと−20〜−30℃
程度の低温においても非常に良好な相溶性を示している
。それに対して比較例1〜3の鉱油やアルキルベンゼン
、およびポリグリコール油であっても比較例4のような
ジエーテル、および比較例5のようにモノエーテルであ
っても本発明の粘度範囲以外のものの場合は、低温下で
、特に比較例1〜4においては常温ですら冷媒と二層分
離を起こしてしまい、実用に供することはできない。
nが1.00〜1.20であるポリオキシアルキレング
リコールモノエーテルを基油として使用した実施例1〜
9の冷凍機油は、低温のみならず60〜80℃程度の高
温においても上記冷媒と非常に良い相溶性を示している
。
本発明の特定発明に係わる実施例18〜22の冷凍機油
はファレックス試験とシールドチューブ試験で優れた性
能を示すものの、請求項2の発明に係わる実施例23お
よび24の組成物は(A)成分の配合によりファレック
ス試験での焼付荷重が著しく向上しており、より潤滑性
の優れた冷凍機油となっている。さらに本発明の請求項
3の発明に係わる実施例25〜27の組成物は優れた潤
滑性を維持しながら実施例23および24の組成物より
シールドチューブ試験の結果が改善されている。特に実
施例25〜27の組成物は基油のみからなる実施例18
〜22の冷凍機油よりもシールドチューブ試験の結果が
向上しており、冷凍機油の安定性に及ぼす(B)成分の
配合効果が明白に現われている。
1.2−テトラフルオロエタンを用いるカーエアコンに
使用するのに通した、低温において冷媒と分離せずさら
に潤滑性、密封性および安定性のよいカーエアコン用冷
凍機油組成物である。
分子量と数平均分子量との比も一定範囲内にあるポリア
ルキレングリコールモノエーテルを基油として使用する
と、低温のみならず高温においても冷媒と分離しないカ
ーエアコン用冷凍機油組成物が得られる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、R_1は炭素数1〜18のアルキル基を示し、
aは5〜70の整数を示し、またR_2は炭素数2〜4
のアルキレン基を示し、かつ一分子中の(R_2がエチ
レン基である−OR_2−基の数)/aの比率(以下α
とする)が0〜0.8である〕 で表わされ、かつ流動点が−10℃以下で、100℃に
おける動粘度が5〜(30+100α)cStであるポ
リオキシアルキレングリコールモノエーテルを基油とす
ることを特徴とする、1,1,1,2−テトラフルオロ
エタンを冷媒として使用するカーエアコン用冷凍機油組
成物。 2、基油100重量部に対して (A)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、R_3は炭素数1〜3のアルキル基を示し、b
は0〜2の整数を示す〕 で表わされるホスフェート0.1〜5.0重量部を必須
の成分として配合してなる請求項1記載のカーエアコン
用冷凍機油組成物。 3、基油100重量部に対して (A)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、R_3は炭素数1〜3のアルキル基を示し、b
は0〜2の整数を示す〕 で表わされるホスフェート0.1〜5.0重量部ならび
に (B)(i)フェニルグリシジルエーテル型エポキシ化
合物、 (ii)エポキシ化脂肪酸モノエステル、 および (iii)エポキシ化植物油 から成る群より選ばれる少なくとも1種のエポキシ化合
物0.1〜5.0重量部 を必須の成分として配合してなる請求項1記載のカーエ
アコン用冷凍機油組成物。 4、前記ポリオキシアルキレングリコールモノエーテル
が、数平均分子量が500〜1500で、かつ重量平均
分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/M
n)が1.00〜1.20のものである請求項1〜3の
うちのいずれかに記載のカーエアコン用冷凍機油組成物
。
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