JPH07118675A - エ−テル系潤滑油組成物 - Google Patents

エ−テル系潤滑油組成物

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JPH07118675A
JPH07118675A JP28885993A JP28885993A JPH07118675A JP H07118675 A JPH07118675 A JP H07118675A JP 28885993 A JP28885993 A JP 28885993A JP 28885993 A JP28885993 A JP 28885993A JP H07118675 A JPH07118675 A JP H07118675A
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lubricating oil
refrigerant
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residue
ether
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JP28885993A
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Noriko Inoue
憲子 井上
Yoshikazu Ota
美和 太田
Norio Fujioka
則夫 藤岡
Yoshio Tanaka
祥雄 田中
Toshimichi Shimizu
敏通 清水
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Toho Chemical Industry Co Ltd
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Toho Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】オゾン層破壊の恐れの低い水素含有フロン系冷
媒を使用する冷凍起用の潤滑油組成物を提供することに
ある。 【構成】下記の構造式で示される、平均分子量が350
〜5,000、動粘度が5〜500cStである化合物
を基油とする冷凍機用の潤滑油である。 R1〔(O−R)mOR3〕n ・・・・ (1) (但し、R1は炭素数7〜100の多価アルコ−ル残
基、R2は炭素数2〜8のアルキレン基、R3は炭素数1
〜30のアルキル基を、mは0又は1〜100の整数、
nは7〜30の整数、をそれぞれ示す。) 【効果】本発明の冷凍機油は十分な粘度、体積抵抗率、
高温安定性を備え、塩素を含まないフロン系冷媒との相
溶性も優れており、冷凍機用潤滑油として優れた潤滑
性、耐久性を示すものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フロン系冷媒雰囲気下
で用いる潤滑油に関するもので、特に塩素を含まない冷
媒雰囲気下で用いる冷凍機油に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】最近オ
ゾン層保護のため、カ−エアコン、冷蔵庫或いはル−ム
エアコンに使用されているジクロロフルオロメタン(C
FC−12)或いはモノクロロジフルオロメタン(HCF
C−22)の使用が国際的に禁止される事が決定されて
いる。そのため、このCFC−12或いはHCFC−2
2の代替品として、オゾン層破壊がより少ない各種のフ
ロン系冷媒を主成分とする冷媒が開発されている。
【0003】現在開発されている代替フロン冷媒はCF
C−12或いはHCFC−22に比べて極性が高く、従
来より冷凍機油として使用されているナフテン系鉱油、
ポリα−オレフィン、或いはアルキルベンゼン等の潤滑
油とは相溶性が悪く、低温において二層分離を起す。二
層分離を起すとオイル戻りが悪くなり、熱交換器として
の凝縮器や蒸発機の付近に厚い油膜を付着して伝熱を妨
げたり、潤滑不良や起動時の発泡の発生等の重要な欠陥
の原因となる。その為、従来の冷凍機油は現在開発され
ている新しい冷媒雰囲気下での冷凍機油として使用する
ことができない。
【0004】また、CFC−12或いはHCFC−22
においてはそれが一部分解して塩化水素を発生させ、こ
の塩化水素が摩擦面と反応して塩化物皮膜を形成し、潤
滑性を良好にするという効果があった。しかしながら、
塩素原子を含んでいない為オゾン層を破壊することのな
いフロン系冷媒として現在開発されているペンタフルオ
ロエタン(HFC−125)、1,1,1,2−テトラフ
ルオロエタン(HFC−134a)、1,1−ジフルオロ
エタン(HFC−152a)、ジフルオロメタン(HFC
−32)或いはハイドロフルオロエーテル(HFE−12
5及びHFE−143a)等のような化合物を主成分と
する冷媒には、この様な効果が期待できないため、これ
らと冷媒共に使用する冷凍機油には従来のものより一層
優れた潤滑性が求められる。
【0005】更に冷凍機油としては、冷媒雰囲気下での
熱安定性の良いことや冷蔵庫やル−ムエアコンに用いら
れる絶縁材、カ−エアコンに用いられるホ−ス等の有機
材料に悪影響を及ぼさないことが求められる。この様な
CFC−12或いはHCFC−22の代替冷媒との相溶
性の問題に対しては、ポリエ−テル系或いはエステル系
潤滑油が提案されている。従来のポリエ−テル系潤滑油
は、ナフテン系鉱油に比べ極性が高いので現在開発され
ている冷媒との低温での相溶性は確かに良好である。
【0006】しかしながら、米国特許第4755316
号明細書に述べられているように従来のポリエ−テル系
潤滑油は、逆に温度が上昇すると二層分離を起こすとい
う問題があり、更には電気の体積抵抗率が低く、装置の
絶縁性が保たれないため特に冷蔵庫やル−ムエアコン用
の冷凍機油として安心して使用することができないのが
現状である。
【0007】一方エステル系潤滑油についても提案され
ており、例えば特開昭56−133241号、特開昭5
6−131548号、特開昭61−181895号、特
開昭62−592号各公報等に開示されている。また、
特開昭56−125495号、特開昭56−12549
4号各公報にはエステルを他の潤滑油と混ぜて使用する
例が述べられている。
【0008】更に、特開昭55−155093号、特開
昭56−3657号、特開昭58−15592号、特開
昭61−171799号、特開昭62−292895号
各公報には、エステルに添加剤を加えた使用例が述べら
れている。しかしながら、エステル系潤滑油は加水分解
による劣化が避けられず、特にル−ムエアコン用の冷凍
機油は長期に亘る安定性が要求される。その為にエステ
ル系潤滑油は安心して使用することができないのが現状
である。
【0009】以上述べた様に、従来の技術においては上
記フロン系冷媒を主成分とする冷媒雰囲気下において相
溶性、熱安定性、体積抵抗率、潤滑性等、冷凍機油とし
て必要な性能を全て備えた優れた冷凍機用潤滑油の開発
が望まれているにもかかわらず、具体的提案がなされて
いないのが現状である。
【0010】従って、本発明の目的は低温及び高温にお
いて現在開発されている上記代替系冷媒を主成分とする
冷媒との相溶性に優れ、体積抵抗率が高く、かつ上記冷
媒雰囲気下での熱安定性、潤滑性に優れた冷凍機油を提
供することにある。
【0011】
【課題を解決する為の手段】本発明者は上記目的を達成
するために鋭意研究を重ねた結果、ある種のエ−テル系
化合物が上記目的を達成し得ることを見い出し、本発明
を完成するに至ったものである。
【0012】即ち本発明は次の一般式(1)で示されるエ
−テル系化合物で、平均分子量が350〜5,000、
40℃における動粘度が5〜500cStである化合物
を基油とすることを特徴とするフルオロエタン及び/又
はフルオロメタンを主成分とする冷媒雰囲気下で用いる
潤滑油組成物を提供するものである。 R1〔(O−R2)mOR3〕n ・・・ (1) (但し、R1は炭素数7〜100の多価アルコ−ル残基
を、R2は炭素数2〜8のアルキレン基を、R3は炭素数
1〜30のアルキル基を、mは0又は1〜100の整数
を、nは7〜30の整数をそれぞれ示す。)
【0013】本発明の一般式(1)で示されるR1は、ヒ
ドロキシ基を7〜30個持つ多価アルコ−ルの残基を意
味する。R1は、例えばトリメチロ−ルプロパン、トリ
メチロ−ルエタン、トリメリロ−ルノナン、ペンタエリ
スリト−ル、グリセリン、1,2、4−ブタントリオ−
ル、1,2,6−ヘキサントリオ−ル、ソルビト−ル、
及びマンニト−ル等のようにヒドロキシル基を3個以上
持つ多価アルコ−ルの脱水縮合物の残基或いは次の式
又は式で示される塩素化合物とヒドロキシ基を3個以
上持つ多価アルコ−ルとのエ−テル化反応により得られ
る多価アルコ−ル付加重合物の残基を意味する。
【0014】 式:R4(Cl)n1 但し、R4は炭素数2〜20の炭化水素基、n1は2又は
3 式:R5(OCl)n2 但し、R5は炭素数2〜20の多価アルコ−ル残基、n2
は2又は3
【0015】本発明に係る潤滑油を製造するに用いられ
る多価アルコ−ル1モル中のヒドロキシ基の数は7〜3
0個で、7以下又は30以上になると本願目的の潤滑油
に必要な粘度、潤滑性、相溶性及び電気の体積抵抗率等
の各特性値のバランスが、目標とする最適域からはず
れ、極端な場合は全く冷凍機用潤滑油として使用出来な
いものとなってしまう。
【0016】多価アルコ−ル残基のヒドロキシ基が、7
以下の場合は電気の体積抵抗率は高くなるが、相溶性と
粘度が低く、潤滑性も悪い。又ヒドロキシ基が30以上
になると冷媒との相溶性は良くなるが、体積抵抗率は低
下する。従って、本発明に係る潤滑油に用いられる多価
アルコ−ルとしては具体的には、例えば、グリセリン脱
水縮合物、トリメチロ−ルプロパン脱水縮合物、トリメ
チロ−ルエタン脱水縮合物、トリメチロ−ルノナン脱水
縮合物、ペンタエリスリト−ル脱水縮合物、1,2,3
−ブタントリオ−ル脱水縮合物、1,2,6−ヘキサン
トリオ−ル脱水縮合物、ソルビト−ル脱水縮合物、マン
ニト−ル脱水縮合物等の脱水縮合物類とその誘導体。更
には、ジ(又はトリ)有機塩化物とグリセリン、トリメチ
ロ−ルプロパン、トリメチロ−ルエタン、トリメチロ−
ルノナン、ペンタエリスリト−ル、1,2,3−ブタン
トリオ−ル、1,2,6−ヘキサントリオ−ル、ソルビ
ト−ル、マンニト−ル等及びその誘導体との付加縮合に
より得られる付加縮合物類を挙げることができる。
【0017】又、本発明に用いられるアルキレンオキサ
イドは、例えばエチレンオキサイド、プロピレンオキサ
イド、ブチレンオキサイド或いはスチレンオキサイドの
単独又は混合物を用いることが出来る。アルキレンオキ
サイドの付加モル数は多価アルコ−ル縮合体又は付加誘
導体1モルに対し、3〜100モルで3以下になると安
定性、電気の体積抵抗率は改善するが、冷媒との相溶
性、潤滑性及び低温流動性が低下する。又、付加モル数
が100モル以上になると冷媒との相溶性、潤滑性及び
低温流動性は改善するが、電気の体積抵抗率は低下す
る。
【0018】又、一般式(1)のR3のヒドロキシ基をエ
−テル化するときの炭化水素基は、炭素数1〜30個の
炭化水素基が好ましく、例えばアルキル基、芳香族炭化
水素基等を挙げることが出来る。又、最も好ましいもの
は炭素数1〜20のアルキル基で、単独又は混合物を用
いることが出来る。炭化水素基の炭素数が30以上にな
ると電気の体積抵抗率は高くなるが、低温流動性と冷媒
との相溶性が低下する。
【0019】尚、トリメチロ−ルプロパン、トリメチロ
−ルエタン、トリメチロ−ルノナン、ペンタエリスリト
−ル、グリセリン、1,2,4−ブタントリオ−ル、
1,2,6−ヘキサントリオ−ル、ソルビト−ル及びマ
ンニト−ル等のようなヒドロキシ基を3個以上持つ多価
アルコ−ルから多価アルコ−ル縮合物を製造する方法は
特に限定されないが、例えば炭素数2〜20の炭化水素
のジ又は/及びトリハライド化合物(例えばジクロルメタ
ン、ジクロルエタン)とヒドロキシ基を3個以上持つ多
価アルコ−ルとをアルカリ(例えば、NaOH、KOH
等)存在下にエ−テル結合させて製造することが出来る
(以下付加縮合物と言う)。
【0020】或いはヒドロキシ基を3個以上持つ多価ア
ルコ−ルを酸性触媒(例えばH2SO4、ヘテロポリ酸等)
存在下に脱水エ−テル化させることにより製造すること
が出来る(以下脱水縮合物と言う)。勿論、本発明におい
てはこれら付加縮合物と脱水縮合物を混合して使うこと
もできる。
【0021】本発明のエ−テル化合物を基油とする冷凍
基油は、鉱物油やポリα−オレフィン、アルキルベンゼ
ン、上記以外のポリエ−テル、エステル、パ−フルオロ
ポリエ−テル、及びリン酸エステル等の合成油又はこれ
らの混合物等を配合しても良い。尚、本発明のエ−テル
系化合物と他の潤滑油の混合重量比は、冷媒との相溶性
や電気の体積抵抗、安定性、潤滑性等の性能が損なわれ
ない範囲なら特に限定されるものではないが、一般的に
は100/0〜5/95、好ましくは100/0〜30
/70である。
【0022】本発明のエ−テル化合物は、塩素を含まな
いフロン系冷媒に対して優れた性能を有するものであっ
て、特に冷媒との相溶性、熱安定性、電気の体積抵抗、
潤滑性に優れた冷凍機油とすることができる。ここで塩
素を含まないフロン系冷媒としては例えば、1,1,
1,2−テトラフルオロエタン(HFC−134a)、
1,1−ジフルオロエタン(HFC−152a)、ペンタ
フルオロエタン(HFC−125)、ジフルオロメタン
(HFC−32)、或いはハイドロフルオロエーテル(H
FE−125及びHFE−143a)等を挙げることが
出来る。
【0023】本発明の冷凍機油には、必要により通常使
用されている酸化防止剤、極圧剤、油性向上剤、消泡
剤、金属活性剤等の潤滑油添加剤を添加することもでき
る。酸化防止剤として使用可能なものは例えば、2,6
−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノ−ル、4,4’−
チオビス(6−t−ブチル−m−クレゾ−ル)、4,4’
−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノ
−ル)、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−t−ブチ
ルフェノ−ル)等のフェノ−ル系酸化防止剤やN,N’
−ジフェニル−P−フェニレンジアミン、N−iso−
プロピル−N’−フェニル−P−フェニレンジアミン、
P,P−ジオクチルフェニルアミン、モノオクチルジフ
ェニルアミン、フェニレンジアミン、モノオクチル、ジ
フェニルアミン、フェノチアジン、3,7−ジオクチル
フェノチアジン、フェニル−1−ナフチルアミン、フェ
ニル−2−ナフチルアミン等のアミン系酸化防止剤やア
ルキルジサルファイド、チオジプロピオン酸エステル、
ベンゾチアゾ−ル等の硫黄系酸化防止剤やジアルキルジ
チオリン酸亜鉛、ジアリ−ルジチオリン酸亜鉛などを挙
げることが出来る。
【0024】極圧剤、油性向上剤として使用可能なのは
例えば、ジアルキルジチオリン酸亜鉛、ジアリ−ルジチ
オリン酸亜鉛、ジアルキルポリサルファイド、トリアリ
−ルフォスフェ−ト、トリアルキルフォスフェ−ト、二
硫化モリブデン、グラファイト等を挙げることが出来
る。消泡剤として使用されるものは、例えばジメチルポ
リシロキサン等のシリコ−ン油やジエチルシリケ−ト等
のオルガノシリケ−ト類を挙げることが出来る。
【0025】金属不活性剤として使用されるものは、例
えばアリザリン、キニザリン、メルカプトベンゾチアゾ
−ル等を挙げることが出来る。
【0026】
【発明の効果】本発明の冷凍機油は十分な粘度と体積抵
抗率及び高温安定性を備え、しかも塩素を含まないフロ
ン系冷媒を主成分とする冷媒との相溶性に優れており、
冷凍機用潤滑油として優れている。
【0027】
【実施例】以下本発明を合成例及び実施例により具体的
に説明するが、本発明はこれらの合成例及び実施例に限
定されるものではない。 合成例1 ポリグリセリン(グリセリンの脱水縮合物で平均分子量
700)1400gと苛性ソ−ダ30gとを5リットル
のオ−トクレ−ブに仕込み、容器内の空気を充分窒素で
置換した後加熱した。容器内が100℃に達してからプ
ロピレンオキサイド2000gを6時間を要して滴下
し、その後100〜105℃で3時間熟成した。ここに
得られたポリグリセリンのプロピレンオキサイド付加物
1500gを5リットルの四ッ口フラスコ(ガラス製)に
仕込み、更に苛性ソ−ダ480gとオクチルクロライド
1720gとを添加し、105℃で10時間反応し、エ
−テル化した。得られたエ−テル化合物は粘度48cS
t/40℃であった。
【0028】合成例2 ポリペンタエリスリト−ル(脱水縮合物で平均分子量、
1100)1100gと苛性ソ−ダ25gとを合成例1
と同じオ−トクレ−ブに仕込み、容器内を充分窒素で置
換した後100℃に保ち、これにプロピレンオキサイド
1500gを7時間を要して滴下し、その後100〜1
05℃で3時間熟成した。ここに得られたポリペンタエ
リスリト−ルのプロピレンオキサイド付加物2000g
を5リットルの四ッ口フラスコに仕込み、更に苛性ソ−
ダ695gとブチルクロライド1600gとを添加し、
105℃で10時間反応し、エ−テル化した。得られた
エ−テル化合物は粘度56cSt/40℃であった。
【0029】合成例3 トリメチロ−ルプロパンとジクロロエチレンとを苛性ソ
−ダを使ってエ−テル化反応させて得られたトリメチロ
−ルプロパン付加縮合物(平均分子量1300)、130
0gを合成例1と同じオ−トクレ−ブに仕込み、苛性ソ
−ダ20gとプロピレンオキサイド1200gとを合成
例1と同様の反応を行い、トリメチロ−ルプロパン付加
縮合物のプロピレンオキサイド付加物を得た。次にこの
2000gを5リットルの四ッ口フラスコに苛性ソ−ダ
500g、ヘキシルクロライド1490gを仕込み、1
50℃で10時間のエ−テル化反応を行った。得られた
エ−テル化物は粘度74cSt/40℃であった。
【0030】以上の合成例に準じて、本発明に関わるエ
−テル化合物を合成した。第1表に本発明に係る化合物
及び比較品の物性をまとめた。
【0031】
【表1】
【0032】
【実施例1】第1表に記載の本発明のエ−テル化合物及
び比較品につき、冷媒例として1,1,1,2−テトラ
フルオロエタン(HFC−134a)とジフルオロメタン
(HFC−32)との混合冷媒との相溶性を調べるため、
上記混合冷媒に対する低温及び高温での二層分離温度を
測定した。結果を第2表に示した。
【0033】
【実施例2】第1表に記載の本発明に係るエ−テル化合
物及び比較品につき、Falex試験を行い、耐荷重性
を調べた。即ち、実施例1と同じ混合冷媒を毎分150
ccづつ吹き込み、無負荷で10分間回転し、続いて2
00lb荷重で5分間予備回転した後、2分毎に50l
b荷重を増加させたときの焼き付き荷重を調べた。結果
を第2表に示した。
【0034】
【実施例3】第1表に記載の本発明に係るエ−テル化合
物及び比較品につき、Falex試験を行い、耐摩耗性
を調べた。即ち、実施例1と同じ混合冷媒を毎分150
ccづつ吹き込み、無負荷で10分間回転し、続いて2
00lb荷重で5分間予備回転した後、350lb荷重
で60分運転し、運転後のVブロックとピンの摩耗量を
調べた。結果を第2表に示した。
【0035】
【表2】
【0036】
【実施例4】第1表に記載の本発明に係るエ−テル化合
物及び比較品につき、熱安定性を調べた。即ち、鉄、
銅、アルミニウムを触媒としたシ−ルドチュ−ブ試験
(175℃×14日)を行った。結果を第2表に示した。
【0037】
【実施例5】第1表に記載の本発明に係るエ−テル化合
物及び比較品につき、体積抵抗率を測定した。結果を第
2表に示した。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10N 40:30 (72)発明者 清水 敏通 神奈川県横浜市神奈川区七島町 106

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記の一般式(1)で示されるエ−テル系化
    合物で、平均分子量が350〜5,000、40℃にお
    ける動粘度が5〜500cStである化合物を基油とす
    ることを特徴とする塩素を含まない冷媒を主成分とする
    冷媒雰囲気下で用いる潤滑油組成物。 R1〔(O−R2)mOR3〕n ・・・ (1) (但し、R1は炭素数7〜100の多価アルコ−ル残基
    を、R2は炭素数2〜8のアルキレン基を、R3は炭素数
    1〜30のアルキル基を、mは0又は1〜100の整数
    を、nは7〜30の整数をそれぞれ示す。)
  2. 【請求項2】一般式(1)におけるR1が、グリセリン、
    トリメチロ−ルプロパン、ペンタエリスリト−ル、ソル
    ビト−ルおよびそれらの各誘導体の単独又は混合物の脱
    水縮合物の残基又はジ(又はトリ)の有機塩化物との付加
    縮合物の残基であることを特徴とする請求項1記載の潤
    滑油組成物。
JP28885993A 1993-10-26 1993-10-26 エ−テル系潤滑油組成物 Pending JPH07118675A (ja)

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