JPH08209180A - 冷凍機油組成物 - Google Patents

冷凍機油組成物

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JPH08209180A
JPH08209180A JP29506695A JP29506695A JPH08209180A JP H08209180 A JPH08209180 A JP H08209180A JP 29506695 A JP29506695 A JP 29506695A JP 29506695 A JP29506695 A JP 29506695A JP H08209180 A JPH08209180 A JP H08209180A
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oil composition
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groups
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JP29506695A
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Tadashi Katabuchi
正 片渕
Masato Kaneko
正人 金子
Takashi Aida
隆 合田
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Idemitsu Kosan Co Ltd
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Idemitsu Kosan Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スラッジや金属腐食の原因が主として特定の
添加剤に起因することに鑑み、かかる観点から各種添加
剤の効果を低下させることなく潤滑性を向上し、さらに
金属腐食やスラッジの生成を防止することのできる冷凍
機油組成物を開発すること。 【解決手段】 ポリビニルエーテルを含有する基油に、
分子内にエポキシ構造を有する化合物及びカルボジイミ
ド化合物から選ばれる少なくとも一種を配合してなる冷
凍機油組成物である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は冷凍機油組成物に関
し、詳しくは添加剤の劣化、変質により引き起こされる
スラッジや金属腐食の発生を防止し、優れた安定性と潤
滑性を示す冷凍機油組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、自動車用空調機(カーエアコ
ン),冷蔵庫,室内用空調機(ルームエアコン,パッケ
ージエアコン)等の各種の冷凍機には、潤滑油として種
々の冷凍機油が使用されている。このような冷凍機油
は、長期にわたって使用されるため、高度の信頼性が要
求され、通常各種の添加剤、例えば極圧剤、酸化防止
剤、銅不活性化剤、消泡剤等が添加されている。一方
で、圧縮機,凝縮器,膨張弁及び蒸発器からなる圧縮式
冷凍サイクルには、冷媒としてジクロロジフルオロメタ
ン(R−12)やクロロジフルオロメタン(R−22)
等の塩素を含む弗化炭化水素系のフロン化合物が用いら
れており、また、それと併用して問題のない各種油剤が
多種製造され、使用されてきた。しかるに、従来、冷媒
として使用されてきたこれらのフロン化合物は、大気中
に放出されたときに、オゾン層を破壊し、環境汚染問題
を惹起する恐れがあると懸念されている。近時、その環
境汚染対策の面から、その代替となりうる1,1,1,
2−テトラフルオロエタン(R−134a)等の水素含
有弗化炭化水素の開発が進められ、既に、R−134a
をはじめ、1,1,2,2−テトラフルオロエタン(R
−134)、1,1,1−トリフルオロエタン(R−1
43a)、ジフルオロメタン(R−32)、ペンタフル
オロエタン(R−125)等の水素含有フロン冷媒、さ
らにはR−407C(R−32/R−125/R−13
4a=23/25/52(重量比))、R−410A
(R−32/R−125=50/50)、R−410B
(R−32/R−125=45/55)、R−404A
(R−125/R−143a/R−134a=44/5
2/4)、R−507(R−125/R−143a=5
0/50)等の混合冷媒などの、環境汚染の恐れが少な
く、上記要求特性を満足しうる各種の所謂代替フロンが
市場で使用されるようになってきている。この新しい代
替フロン系の冷媒は、従来のフロン系冷媒とは性質を異
にし、それに適合した冷凍機油として、種々のもの、例
えばポリビニルエーテル等を基油とした冷凍機油が提案
されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
代替フロン系の冷媒と併用される冷凍機油の基油として
ポリビニルエーテルを用いた場合、これに上記の如く酸
化防止剤,極圧剤,銅不活性化剤,消泡剤等の各種添加
剤を配合すると、空気・水・洗浄油等の混入により加え
られた添加剤が変質し、スラッジ発生や金属腐食の原因
となるという問題が生じていた。本発明はかかる事情下
で、このようなスラッジや金属腐食の原因が主として上
記各添加剤に起因することに鑑み、かかる観点から各種
添加剤の効果を低下させることなく潤滑性を向上し、さ
らにスラッジの生成や金属腐食を防止することのできる
冷凍機油組成物を開発することを目的とするものであ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、ポリビニルエ
ーテルを含有する基油に、特定のエポキシ化合物及び/
又は特定のカルボジイミド化合物を配合することによ
り、各種添加剤の効果を低下させることなく金属腐食や
スラッジの生成を防止することができることを見出し
た。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものであ
る。すなわち、本発明は、(1)ポリビニルエーテルを
含有する基油と、分子内にエポキシ構造を有する化合物
及びカルボジイミド化合物から選ばれる少なくとも一種
とを含有することを特徴とする冷凍機油組成物、(2)
分子内にエポキシ構造を有する化合物が、下記一般式
(I)で表される化合物及び一般式(II)で表される化
合物から選ばれることを特徴とする上記(1)記載の冷
凍機油組成物、
【0005】
【化2】
【0006】(式中、R1 は水素原子または炭素原子数
1〜20のアルキル基を表し、R2 は炭素原子数1〜2
0のアルキル基を表す。)(3)カルボジイミド化合物
が、下記一般式(III)で表される化合物であることを特
徴とする上記(1)または(2)記載の冷凍機油組成
物、 R3 −N=C=N−R4 (III) (式中、R3 及びR4 はそれぞれ炭素原子数1〜20の
アルキル基,炭素原子数4〜22のシクロアルキル基,
フェニル基,炭素原子数7〜24のアルキルフェニル基
を表す。ここでR3 及びR4 は同一でも異なっていても
よい。)(4)分子内にエポキシ構造を有する化合物及
びカルボジイミド化合物から選ばれる少なくとも一種が
0.05〜10重量%配合されることを特徴とする上記
(1)〜(3)のいずれかに記載の冷凍機油組成物、
(5)ポリビニルエーテルを含有する基油と、分子内に
エポキシ構造を有する化合物及びカルボジイミド化合物
とを含有することを特徴とする冷凍機油組成物、及び
(6)ポリビニルエーテルを含有する基油が、基油全体
に対してポリビニルエーテルを50重量%以上含有する
ことを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれかに記載
の冷凍機油組成物、を提供するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】以下に、本発明を更に詳細に説明
する。本発明の冷凍機油組成物は、上記のようにポリビ
ニルエーテルを含有する基油と、分子内にエポキシ構造
を有する化合物及びカルボジイミド化合物から選ばれる
少なくとも一種とを含有することを特徴とする。上記分
子内にエポキシ構造を有する化合物としては上記一般式
(I)で表されるフェニルグリシジルエーテル又は一般
式(II)で表されるアルキルグリシジルエーテルが好ま
しく用いられる。一般式(I)において、R1 は水素原
子又は炭素原子数1〜20のアルキル基であるが、好ま
しくは炭素原子数1〜10の直鎖あるいは分岐のアルキ
ル基である。R1 で表されるアルキル基としては、具体
的には、メチル基,エチル基,n−プロピル基,イソプ
ロピル基,n−ブチル基,イソブチル基,sec−ブチ
ル基,tert−ブチル基,各種ペンチル基,各種ヘキ
シル基,各種オクチル基,各種ノニル基,各種デシル基
等が挙げられる。また、一般式(II)において、R2
炭素原子数1〜20のアルキル基であるが、好ましくは
炭素原子数5〜16の直鎖あるいは分岐のアルキル基で
ある。R2 で表されるアルキル基としては、具体的に
は、n−アミル基,イソアミル基,sec−アミル基,
tert−アミル基,各種ヘキシル基,各種ヘプチル
基,各種オクチル基(2−エチルヘキシル基を含む),
各種ノニル基,各種デシル基,各種ウンデシル基,各種
ドデシル基,各種トリデシル基,各種テトラデシル基,
各種ペンタデシル基,各種ヘキサデシル基が挙げられ
る。また、R1 及びR2 は各々不飽和結合を有すること
もできる。
【0008】また、カルボジイミド化合物としては前記
一般式(III)で表されるものが好ましく用いられる。一
般式(III)において、R3 及びR4 の各々で表されるア
ルキル基は炭素原子数1〜20のものであるが、炭素原
子数1〜10のものが好ましい。また、シクロアルキル
基としては炭素原子数4〜22のものであるが、炭素原
子数4〜12のものが好ましい。更に、アルキルフェニ
ル基としては炭素原子数7〜24のものであるが、炭素
原子数7〜12のものが好ましい。また、R3及びR4
は各々不飽和結合を有することもできる。R3 及びR4
の各々で表される基としては、具体的には、メチル基,
エチル基,n−プロピル基,イソプロピル基,n−ブチ
ル基,イソブチル基,sec−ブチル基,tert−ブ
チル基,各種ペンチル基,各種ヘキシル基,各種ヘプチ
ル基,各種オクチル基,各種ノニル基,各種デシル基等
のアルキル基、シクロペンチル基,シクロヘキシル基,
各種メチルシクロヘキシル基,各種エチルシクロヘキシ
ル基,各種プロピルシクロヘキシル基,各種ジメチルシ
クロヘキシル基などのシクロアルキル基、フェニル基,
各種メチルフェニル基,各種エチルフェニル基,各種ジ
メチルフェニル基,各種プロピルフェニル基,各種トリ
メチルフェニル基,各種ブチルフェニル基,各種ナフチ
ル基などのアリール基、ベンジル基,各種フェニルエチ
ル基,各種メチルベンジル基,各種フェニルプロピル
基,各種フェニルブチル基などのアリールアルキル基が
挙げられる。
【0009】これらの分子内にエポキシ構造を有する化
合物及び/又はカルボジイミド化合物は、冷凍機油組成
物全体に対して好ましくは0.05〜10重量%、更に好
ましくは0.1〜5.0重量%配合される。この配合量が1
0重量%を越える場合は冷凍機油の基本特性である粘度
の低下が生じ、また0.05重量%より少ない場合は潤滑
性またはスラッジ、金属腐食防止能力が不足することと
なり好ましくない。上記の分子内にエポキシ構造を有す
る化合物及びカルボジイミド化合物はそれぞれ単独で又
は混合して用いることができる。分子内にエポキシ構造
を有する化合物及びカルボジイミド化合物を併用する場
合には、特にアルミニウム−鋼間における潤滑性が良好
であり、望ましい。本発明の冷凍機油組成物は、ポリビ
ニルエーテルを含有する基油を用いるものである。使用
しうるポリビニルエーテルとしては、各種のものが挙げ
られるが、好ましくは下記一般式(IV)で表される構成
単位を有するビニルエーテル系ポリマーを挙げることが
できる。
【0010】
【化3】
【0011】(式中、R5 ,R6 及びR7 はそれぞれ水
素原子あるいは炭素原子数1〜10の炭化水素基(特に
アルキル基)を示し、R8 は炭素原子数1〜10の二価
の炭化水素基(特にアルキレン基)または炭素原子数2
〜20の二価のエーテル結合酸素含有炭化水素基(特に
アルコキシ基含有アルキレン基)を示し、R9 は炭素原
子数1〜10の炭化水素基(特にアルキル基)を示し、
kはその平均値が0〜10(好ましくは0〜5)の数を
示す。なお、R5 〜R9 は構成単位毎に同一であって
も、またそれぞれ異なっていてもよい。また、構成単位
中にR8 が複数ある場合には、複数のR8 は同一でも異
なっていてもよい。) 本発明においては、上記のビニルエーテル系ポリマーの
うち、下記一般式(V)で表されるビニルエーテル系ポ
リマーを好ましく使用することができる。
【0012】
【化4】
【0013】(式中、R10は炭素原子数1〜10のアル
キル基を示し、R11及びR12はそれぞれ水素原子あるい
は炭素原子数1〜10のアルキル基を示し、またnは1
〜30の数を表す。) 具体的には、例えば、CH3 CH2 〔CH2 CH(OC
2 CH3 )〕nHなどのポリビニルエチルエーテル、
ポリビニルオクチルエーテル、ポリビニルブトキシプロ
ピルエーテルなどが挙げられる。本発明において用いら
れるポリビニルエーテルは、40℃における粘度が5〜
500cSt、好ましくは5〜300cSt、さらに好
ましくは5〜100cStの範囲内のものである。上記
粘度が500cStを超える場合は機械効率が低下し、
5cStより低い場合は油膜が薄くなり潤滑不良を起こ
す場合がある。上記ポリビニルエーテルは、基油全体に
対して50重量%以上、更に70重量%以上含有される
ことが好ましい。
【0014】本発明の冷凍機油組成物に使用しうる基油
は上記ポリビニルエーテルを含有するが、更に基油全体
に対して50重量%以下の炭化水素化合物または含酸素
炭化水素化合物を含むことができる。上記炭化水素化合
物としては、鉱油やオレフィン重合物、アルキルベンゼ
ン、アルキルナフタレン等の合成油を挙げることがで
き、好ましくは40℃における動粘度が5〜500cS
t、更に5〜300cStのものが挙げられる。また含
酸素炭化水素化合物としては、エステル化合物、ポリア
ルキレングリコール等を挙げることができ、好ましくは
40℃における動粘度が5〜500cSt、更に5〜3
00cStのものが挙げられる。上記化合物の中で特に
好ましいものとしては、アルキルベンゼン、ポリアルキ
レングリコールを挙げることができる。
【0015】本発明の冷凍機油組成物は、上記基油にエ
ポキシ構造を有する化合物及び/又はカルボジイミド化
合物を配合してなるものであるが、更に必要に応じ、各
種添加剤を配合することができる。このような添加剤と
しては安定剤、極圧剤、銅不活性化剤、消泡剤、その他
耐摩耗添加剤、塩素捕捉剤、清浄分散剤、粘度指数向上
剤、防錆剤、腐食防止剤等冷凍機油に通常使用される添
加剤を適宜配合することができる。使用しうる極圧剤と
してはリン酸エステル、亜リン酸エステル等が挙げら
れ、安定剤としてはフェノール系酸化防止剤、アミノ系
酸化防止剤、エポキシ化合物(例えば、シクロヘキセン
オキサイド、エポキシ化大豆油)が挙げられ、銅不活性
化剤としてはペントリ、ペントリ誘導体等が挙げられ、
消泡剤としてはシリコーン、フッ化シリコーン等が挙げ
られる。本発明においては、このような添加剤は各々そ
の特有の効果の故に組成物中に、例えば0.05〜10重
量%配合することができる。
【0016】本発明の冷凍機油組成物を適用する冷凍機
に使用するフロン冷媒としては、例えば1,1,1,2
−テトラフルオロエタン(R−134a);1,1−ジ
フルオロエタン(R152a);1,1,1,2,2−
ペンタフルオロエタン(R125);1,1,1−トリ
フルオロエタン(R143a);ジフルオロメタン(R
32);トリフルオロメタン(R23);1,3−ジク
ロロ−1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパン
(R225cb);1,1−ジクロロ−2,2,3,
3,3−ペンタフルオロプロパン(R225ca);
1,1−ジクロロ−1−フルオロエタン(R141
b);1,1−ジクロロ−2,2,2−トリフルオロエ
タン(R123);1−クロロ−1,1−ジフルオロエ
タン(R142b);1−クロロ−1,2,2,2−テ
トラフルオロエタン(R124)またはこれらの混合溶
媒などを挙げることができ、そのうち環境破壊防止の観
点から、塩素を含有しないフロン冷媒としての水素含有
フロン冷媒を好ましく使用することができる。該水素含
有フロン冷媒としては種々のものが挙げられるが、例え
ば1,1,1,2−テトラフルオロエタン(R−134
a)及び1,1,2,2−テトラフルオロエタン(R−
134)を始め、1,1−ジフルオロエタン(R−15
2a)、ペンタフルオロエタン(R−125)、1,
1,1−トリフルオロエタン(R−143a)、トリフ
ルオロメタン(R−23)、ジフルオロメタン(R−3
2)またはこれらの混合溶媒(例えば、R−407C,
R−410A,R−410B,R−404A,R−50
7)等を好ましく挙げることができる。
【0017】
【実施例】以下に、実施例により本発明を更に具体的に
説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定さ
れるものではない。 実施例1〜5及び比較例1〜6 ポリビニルエーテル(PVE)として、ポリビニルエチ
ルエーテル(40℃の動粘度57cSt)(ただし、実施
例3のみは40℃の動粘度68cStのものを使用し
た)を用いて、第1表に示す如く冷凍機油組成物を調製
して下記の試験を行い、油の変色、触媒外観及びスラッ
ジの発生状況,耐摩耗性を評価した。結果を第2表に示
す。なお、実施例5で用いたアルキルベンゼンは、炭素
数12のアルキル基を有し、40℃の動粘度が38cS
tである。また、比較例5で用いたエステルは、ジペン
タエリスリトールヘキサヘキサノエートであって、40
℃の動粘度が72cStである。さらに、比較例6で用
いたPAGは、ポリプロピレングリコールジブチルエー
テルであって、40℃の動粘度が43cStである。耐摩耗試験 LFW−1試験機を用い、リング/ブロック材料をモニ
クロ鋳鉄/高速度鋼とした。リング/ブロック材料をセ
ットし、試験容器内に油量:200g/R134a:2
00gを充填したのち、すべり速度1.0m/秒、荷重4
0kgf、油温100℃、試験時間240分で摩耗試験
を行い、ブロック摩耗幅、油の全酸価を測定した。シールドチューブ試験 ガラス管に、触媒:Fe,Cu,Alをいれ、更にR1
34a/油/空気/水=1g/4ミリリットル/50t
orr/0.04ミリリットルの割合で充填し封管する。
175℃で14日間保持した後、油外観、触媒外観、全
酸価、スラッジ有無の評価を行った。スラッジ有無はシ
ールドチューブ試験後、−40℃で1時間保持後の油中
スラッジの有無をみた。Al−Fe摩耗試験 LFW−1試験機を用い、リング/ブロック材料をモニ
クロ鋳鉄/アルミニウム(A390)とした。リング/
ブロック材料をセットし、試験容器内に油量:200g
/R134a:200gを充填したのち、すべり速度1.
0m/秒、荷重20kgf、油温100℃、試験時間3
0分で摩耗試験を行い、ブロック摩耗幅、油の全酸価を
測定した。シールドチューブ試験(2) 上記シールドチューブ試験において、R134a/油/
空気/水=1g/4ミリリットル/50torr/0.0
4ミリリットルの代わりに、R134a/油/空気/水
/洗浄油=1g/4ミリリットル/50torr/0.0
4ミリリットル/0.04ミリリットルとした以外は、上
記シールドチューブ試験と同じ操作および評価を行っ
た。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】
【表3】
【0021】
【表4】
【0022】*1:極圧剤としてはトリクレジルホスフ
ェート(TCP)0.25重量%を用い、酸化防止剤とし
てはジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(DBP
C)0.25重量%を用いた *2:一般式(I)においてR1 が炭素数4(n−ブチ
ル基)の化合物 *3:一般式(II)においてR2 が炭素数8(2−エチ
ルヘキシル基)の化合物 *4:一般式(II)においてR2 が炭素数22(iso
−ドコシル基)の化合物 *5:一般式(III)においてR3 及びR4 がそれぞれシ
クロヘキシル基の化合物 *6:一般式(III)においてR3 及びR4 がそれぞれ炭
素数22(iso−ドコシル基)である化合物 *7:mgKOH/g
【0023】
【発明の効果】以上詳細に述べたように、本発明によれ
ば、特定の分子内にエポキシ構造を有する化合物及び/
又はカルボジイミド化合物を配合することにより、各種
添加剤の効果を低下させることなく潤滑性を向上し、さ
らに金属腐食やスラッジの生成を防止することのできる
優れた冷凍機油組成物を得ることができる。従って、本
発明の冷凍機油組成物は、カーエアコン、ルームエアコ
ン、パッケージエアコン、冷蔵庫等に使用する際に特に
効果的であり、その工業的な利用価値は極めて高いもの
である。
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 30:12 40:30

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリビニルエーテルを含有する基油と、
    分子内にエポキシ構造を有する化合物及びカルボジイミ
    ド化合物から選ばれる少なくとも一種とを含有すること
    を特徴とする冷凍機油組成物。
  2. 【請求項2】 分子内にエポキシ構造を有する化合物
    が、下記一般式(I)で表される化合物及び一般式(I
    I)で表される化合物から選ばれることを特徴とする請
    求項1記載の冷凍機油組成物。 【化1】 式中、R1 は水素原子または炭素原子数1〜20のアル
    キル基を表し、R2 は炭素原子数1〜20のアルキル基
    を表す。
  3. 【請求項3】 カルボジイミド化合物が、下記一般式
    (III)で表される化合物であることを特徴とする請求項
    1または請求項2記載の冷凍機油組成物。 R3 −N=C=N−R4 (III) 式中、R3 及びR4 はそれぞれ炭素原子数1〜20のア
    ルキル基,炭素原子数4〜22のシクロアルキル基,フ
    ェニル基,炭素原子数7〜24のアルキルフェニル基を
    表す。ここでR3 及びR4 は同一でも異なっていてもよ
    い。
  4. 【請求項4】 分子内にエポキシ構造を有する化合物及
    びカルボジイミド化合物から選ばれる少なくとも一種が
    0.05〜10重量%配合されることを特徴とする請求項
    1〜3のいずれかに記載の冷凍機油組成物。
  5. 【請求項5】 ポリビニルエーテルを含有する基油と、
    分子内にエポキシ構造を有する化合物及びカルボジイミ
    ド化合物とを含有することを特徴とする冷凍機油組成
    物。
  6. 【請求項6】 ポリビニルエーテルを含有する基油が、
    基油全体に対してポリビニルエーテルを50重量%以上
    含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記
    載の冷凍機油組成物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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