JPH08209182A - Ｈｃｆｃ冷媒及びｈｆｃ冷媒に共用可能な冷凍機油組成物 - Google Patents

Ｈｃｆｃ冷媒及びｈｆｃ冷媒に共用可能な冷凍機油組成物

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JPH08209182A
JPH08209182A JP7031663A JP3166395A JPH08209182A JP H08209182 A JPH08209182 A JP H08209182A JP 7031663 A JP7031663 A JP 7031663A JP 3166395 A JP3166395 A JP 3166395A JP H08209182 A JPH08209182 A JP H08209182A
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正芳 村木
Koji Beppu
幸治 別府
Shozaburo Konishi
正三郎 小西
Takayoshi Hamada
高義 濱田
Nobuo Murata
伸夫 村田
Norimasa Nishiura
典正 西浦
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ＨＣＦＣ系冷媒及びＨＦＣ系冷媒のいずれにも
使用できる、蒸気圧縮式冷凍機用の冷凍機油組成物を提
供する。 【構成】ポリオールエステル（エステル系化合物）を基
油として、これにリン酸エステルを１．０質量％以上
５．０質量％未満、アルキルホスフォロチオネート及び
／又はアリールホスフォロチオネートを０．１〜２．０
質量％、エポキシ化合物を０．０５〜２．０質量％配合
とする。 【効果】 本発明は、冷媒との相溶性、電気絶縁性、耐
吸湿性に優れたポリオールエステルの特長を生かしつ
つ、しかも添加剤の相乗効果により、ポリオールエステ
ルの欠点であるスラッジ生成と潤滑性不良を解決した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ハイドロクロロフルオ
ロカーボン（ＨＣＦＣ）冷媒とハイドロフルオロカーボ
ン（ＨＦＣ）冷媒のいずれにも使用できる冷凍機油組成
物に関するものである。
【０００２】更に詳しくは、耐摩耗性、耐荷重能、熱及
び化学的安定性、低温流動性、冷媒との相溶性に優れて
おり、ハイドロクロロフルオロカーボン又はハイドロフ
ルオロカーボンを冷媒とする蒸気圧縮式冷凍機用として
使用される冷凍機油組成物に関する。
【０００３】
【従来の技術】
１．冷凍機油の一般要求性能 冷凍機油に要求される一般性能として重要なものは、耐
摩耗性、耐荷重能、熱及び化学的安定性、低温流動性、
使用冷媒との相溶性である。
【０００４】冷凍機油は、圧縮機摺動部の摩耗防止や冷
却、ガス圧縮熱の放熱、ガス圧縮工程におけるシール、
摩耗粉や異物の除去などのために用いられる。
【０００５】このため、冷凍機油の性能としては、優れ
た耐摩耗性、耐荷重能等の潤滑性が要求されるばかりで
はなく、使用冷媒ならびに電気絶縁材や金属などの機材
との共存下において、熱的・化学的安定性が高く、機材
への影響がないものが求められる。
【０００６】また、冷凍機油は、その一部が圧縮された
冷媒ガスに混入し、冷凍機の系内を循環して、蒸発器、
毛管・膨張弁などの低温部に流入する。
【０００７】蒸発器の冷却性能を高め、低温部から圧縮
機への油戻りをよくするために、更に低温再起動時の圧
縮機摺動部への給油などのために、冷凍機油には、上記
の性能に加えて、低温流動性、使用冷媒との相溶性が要
求される。
【０００８】２．使用冷媒と冷凍機油の関係 蒸気圧縮式冷凍機に使用される冷媒としては、従来クロ
ロフルオロカーボン（ＣＦＣ）系とハイドロクロロフル
オロカーボン（ＨＣＦＣ）系のフロン系冷媒が、単独又
は混合して用いられる。
【０００９】フロン系冷媒は、いずれも極性が低いた
め、無極性である炭化水素系油との相溶性が良好であ
る。また、フロン系冷媒は、分子中に塩素原子をもつ。
このため、塩素基が圧縮機の摺動面上で反応して、潤滑
剤となる塩化物が生成する。これに加えて、炭化水素系
油は潤滑性が良好である。
【００１０】このため、フロン系冷媒を使用する冷凍機
には、適度に精製したナフテン系鉱油、パラフィン系鉱
油、アルキルベンゼン、ポリ−α−オレフィン等の単独
又は混合した基油（炭化水素系油）に、酸化防止剤、摩
耗防止剤、腐食防止剤などを添加した冷凍機油が使用さ
れている。
【００１１】因みに、リン酸エステルは、炭化水素系油
では溶解度が低く、低濃度で摩耗防止効果を示す。この
ため、リン酸エステルは、通常、炭化水素系油の基油に
対して１質量％以下の添加量で使用されている。
【００１２】ところで、塩素原子を含むフロンによって
成層圏のオゾン層が破壊されるとの学説が発表されて以
来、地球環境保全のため、フロン系冷媒の規制が国際的
に計画され、代替冷媒（新冷媒）の検討が進められてい
る。ＣＦＣ系冷媒は１９９６年迄に生産を全廃、ＨＣＦ
Ｃ系冷媒は、現在のところ、２０２０年迄に生産を全廃
する旨の国際的合意が成立している。
【００１３】ＨＣＦＣ系冷媒の主要なものは、ＨＣＦＣ
−２２（Ｒ−２２）である。ＨＣＦＣ−２２の代替冷媒
としては、ＨＦＣ−１３４ａ、ＨＦＣ−１４３ａ、ＨＦ
Ｃ−１２５、ＨＦＣ−３２その他のハイドロフルオロカ
ーボン（ＨＦＣ）系混合冷媒の採用が見込まれている。
これらのＨＦＣ系冷媒は、いずれも極性が高いため、炭
化水素系油との相溶性が悪い。このため、ＨＦＣ系冷媒
に適した冷凍機油の研究、開発が進められている。
【００１４】３．ＨＦＣ系冷媒対応冷凍機油の従来技術 ＨＦＣ系冷媒を使用する冷凍機の冷凍機油としては、エ
ステル系合成油、ポリエーテル系合成油等の、ＨＦＣ系
冷媒と相溶性のある含酸素炭化水素系合成油が検討され
ている。中でも、エステル系合成油は、ポリエーテル系
合成油に比べて、電気絶縁性、高温域での相溶性が優
れ、吸湿性が低いなどの特長がある。
【００１５】エステル系合成油を用いた冷凍機油として
は、例えば、特開昭５６−１３３２４１号、特開昭５９
−１６４３９３号、冷媒を塩素化フッ素化炭化水素及び
フッ素化炭化水素と規定した冷凍機油としては特開平２
−２７６８９４号、冷媒を水素含有フロンと規定した冷
凍機油としては特開平３−８８８９２号、特開平３−１
２８９９１号、特開平３−１２８９９２号などが開示さ
れている。
【００１６】また、エステル系合成油にリン酸エステル
又は亜リン酸エステルを加えた冷凍機油としては、特開
昭５５−９２７９９号、特開昭５６−３６５７０号、特
開昭５６−１２５４９４号、特開昭６２−１５６１９８
号、特開平３−２４１９７号、特開平５−５９３８８
号、ヒートポンプ油用として特公昭５７−４３５９３号
などが開示されている。
【００１７】特に、上記の特開平５−５９３８８号の冷
凍機油組成物は、ＨＦＣ冷媒を使用する冷凍機用であ
り、二塩基酸ジエステル又は多価アルコールのカルボン
酸エステルを基油として、これにリン酸エステル又は亜
リン酸エステルを５．０〜９０．０質量％配合するとこ
ろに特徴がある。そして、配合割合が５．０質量％未満
では、スラッジ生成の抑制効果や耐摩耗性の向上効果が
十分でないとしている。
【００１８】更に、特開昭５６−３６５６９号、特開昭
５８−１５５９２号、特開昭６２−２９２８９５号に
は、チオホスファイト、エポキシ化合物、メタンスルホ
ン酸エステルを加えた冷凍機油が開示されている。
【００１９】また、特開平５−１７７９２号には、エス
テル油、アルキルベンゼン又は鉱油を基油とし、これに
アルキレングリコールジグリシジルエーテル又は特定構
造の脂肪族環状エポキシ化合物を含有させた冷凍機油組
成物が開示されている。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】冷凍機油は、使用され
る冷媒の種類に応じて、特有の組成が決定されている。
フロン系冷媒に対応する冷凍機油は、新冷媒であるＨＦ
Ｃ系冷媒を使用する冷凍機には使用することが困難であ
る。例えば、エステル系合成油は、ＨＦＣ系冷媒との相
溶性に優れているが、ＨＣＦＣ系冷媒に使用するとスラ
ッジ生成の原因となる。
【００２１】このため、エステル系合成油を用いる従来
技術は、いずれもＨＦＣ系冷媒を使用する冷凍機を対象
とした冷凍機油であり、ＨＣＦＣ系冷媒を使用する冷凍
機に対応するものではない。
【００２２】ところで、ＨＣＦＣ系冷媒の製造は段階的
に規制され、２０２０年迄に全廃が予定されている。こ
のため、ＨＣＦＣ系冷媒を用いる冷凍機は、封入冷媒を
ＨＣＦＣ系冷媒からＨＦＣ系冷媒に切替えると共に、冷
凍機油をＨＦＣ系冷媒に適したものに変更しなければな
らない。既に実用に供している冷凍機については、冷媒
切替えの際に冷凍機油を変更する必要がなければ、冷凍
機のメンテナンスが容易となる。
【００２３】本発明は、ポリオールエステル（エステル
系合成油）を基油とし、ＨＣＦＣ系冷媒及びＨＦＣ系冷
媒のいずれにも対応可能な冷凍機油組成物を提供するこ
とを目的とする。
【００２４】本発明の目的は、従来の固定観念を破るも
のであり、この目的を達成するためには、次の課題を解
決する必要がある。 ＨＣＦＣ系冷媒への対応：ＨＣＦＣ系冷媒は、分子中
に塩素原子をもつ。このため、ポリオールエステルは塩
素基によって熱分解されやすく、これが引き金となって
極圧添加剤の分解、更にスラッジの生成原因となる。Ｈ
ＣＦＣ系冷媒に対応するためには、適切な添加剤を選択
し、スラッジの生成を抑制する必要がある。
【００２５】ＨＦＣ系冷媒への対応：ＨＦＣ系冷媒で
は、分子中に塩素原子をもたないため、ＨＣＦＣ系冷媒
のように潤滑剤となる塩化物が生成しない。また、ポリ
オールエステルは、炭化水素系油に比べて、潤滑性が良
好ではない。
【００２６】更に、ポリオールエステルは、炭化水素系
油と比較して、化学的に活性なため、高温となる圧縮機
内でスラッジが生成しやすい。
【００２７】ＨＦＣ系冷媒に対応するためには、適切な
添加剤を選択して、潤滑性不足を補い、高温域でのスラ
ッジ生成を抑制する必要がある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決し、目的を達成するために、ポリオールエステ
ルに適合する添加剤を多種類の添加剤の中から探索し
た。その結果、リン酸エステルの配合割合が５．０質量
％未満であっても、この他に特定の添加剤を最適割合で
配合すれば潤滑性を向上させ、スラッジの生成を抑制で
きることを見出して本発明を完成した。
【００２９】本発明は、ハイドロクロロフルオロカーボ
ン又はハイドロフルオロカーボンを冷媒とする蒸気圧縮
機用の冷凍機油組成物である。
【００３０】本発明の構成は、ポリオールエステルを基
油とし、基油に対して、 ａ．リン酸エステルを１．０質量％以上〜５．０質量％
未満、 ｂ．アルキルホスフォロチオネート及び／又はアリール
ホスフォロチオネートを０．１〜２．０質量％、及び ｃ．エポキシ化合物を０．０５〜２．０質量％配合して
なる。
【００３１】以下、説明する。 １．基油 本発明は、基油として、ポリオールエステルを使用す
る。ポリオールエステルとしては、多価アルコールの１
種以上とカルボン酸（直鎖飽和脂肪酸、モノアルキル分
岐脂肪酸、ポリアルキル分岐脂肪酸）との反応により得
られたエステル、また、これらエステルの混合物、ある
いは多価アルコールとカルボン酸の１種以上とを混合し
て反応させたものが挙げられる。
【００３２】多価アルコールとしては、例えば、ネオペ
ンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエ
リスリトール、ジペンタエリスリトール等が挙げられ
る。
【００３３】直鎖飽和脂肪酸としては、例えば、酢酸、
プロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプ
タン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン
酸、ドデカン酸などが挙げられる。
【００３４】モノアルキル分岐脂肪酸としては、例え
ば、イソブタン酸、２−メチルブタン酸、イソペンタン
酸、トリメチルプロパン酸、２−メチルペンタン酸、３
−メチルペンタン酸、４−イソカプロン酸、８−エチル
ヘキサン酸、４−プロピルペンタン酸、４−エチルペン
タン酸、２−メチルデカン酸、３−メチルデカン酸、４
−メチルデカン酸、５−メチルデカン酸、６−メチルデ
カン酸、６−エチルノナン酸、５−プロピルオクタン
酸、３−メチルウンデカン酸、６−プロピルノナン酸な
どが挙げられる。
【００３５】ポリアルキル分岐脂肪酸としては、例え
ば、２，２−ジメチルブタン酸、２，２−ジメチルペン
タン酸、２，２，３−トリメチルブタン酸、２，２−ジ
メチルヘキサン酸、２−メチル−３−エチルペンタン
酸、２，２，３−トリメチルペンタン酸、２，２−ジメ
チルヘプタン酸、２−メチル−３−エチルヘキサン酸、
２，２，４−トリメチルヘキサン酸、２，２−ジメチル
−３−エチルペンタン酸、２，２，３−トリメチルペン
タン酸、２，２−ジメチルオクタン酸、２−ブチル−５
−メチルペンタン酸、２−イソブチル−５−メチルペン
タン酸、２，３−ジメチルノナン酸、４，８−ジメチル
ノナン酸、２−ブチル−５−メチルヘキサン酸などが挙
げられる。
【００３６】ポリオールエステルは、通常、粘度５〜１
５０ｍｍ２／ｓ（４０℃）の範囲で、酸価１ｍｇＫＯＨ
／ｇ、水分５００ｐｐｍまでのものが使用できる。熱安
定性に影響する不純物、混入物、水分を除くため、蒸
留、濾過及び吸着剤、脱水剤で処理した酸価０．０１ｍ
ｇＫＯＨ／ｇ以下、水分１００ｐｐｍ以下のものが好ま
しい。
【００３７】２．添加剤 （１）リン酸エステル リン酸エステルとしては、例えば、トリメチルホスフェ
ート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェー
ト、トリオクチルホスフェート、トリブトキシエチルホ
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、ジフェニルオルソキセニルホ
スフェート、オクチルジフェニルホスフェート、フェニ
ルイソプロピルフェニルホスフェート、ジフェニルイソ
プロピルフェニルホスフェート、トリス（イソプロピル
フェニル）ホスフェート、トリス（クロロエチル）ホス
フェート、トリスジクロロプロピルホスフェートなどが
使用できる。
【００３８】中でも、トリクレジルホスフェート、フェ
ニルイソプロピルフェニルホスフェート、ジフェニルイ
ソプロピルフェニルホスフェート、トリス（イソプロピ
ルフェニル）ホスフェートが特に好ましい。
【００３９】リン酸エステルの配合割合は、ポリオール
エステル基油に対して、１．０質量％以上５．０質量％
未満である。
【００４０】前記特開平５−５９３８８号によれば、リ
ン酸エステルの配合割合が５．０質量％未満の場合には
耐摩耗性の向上効果やスラッジの生成抑制効果が十分で
ないとされている。しかし、後記のとおり、アルキルホ
スフォロチオネート又はアリールホスフォロチオネート
とエポキシ化合物を最適割合で配合すれば、リン酸エス
テルの配合割合が５．０質量％未満でもリン酸エステル
の特長を十分発揮させることができる。なお、リン酸エ
ステルの配合割合が１．０質量％未満ではアルキルホス
フォロチオネート又はアリールホスフォロチオネート及
びエポキシ化合物との併用効果がなく、耐摩耗性が十分
でない。
【００４１】（２）アルキルホスフォロチオネート、ア
リールホスフォロチオネート アルキルホスフォロチオネートとしては、例えば、トリ
メチルホスフォロチオネート、トリエチルホスフォロチ
オネート、トリブチルホスフォロチオネート、トリオク
チルホスフォロチオネート、トリデシルホスフォロチオ
ネート、トリラウリルホスフォロチオネートその他が挙
げられる。
【００４２】アリールホスフォロチオネートとしては、
例えば、トリフェニルホスフォロチオネートが挙げられ
る。
【００４３】アルキルホスフォロチオネート、アリール
ホスフォロチオネートは、単独でも、混合使用しても差
支えない。
【００４４】アルキルホスフォロチオネート及び／又は
アリールホスフォロチオネートの配合割合は、ポリオー
ルエステル基油に対して、０．１〜２．０質量％であ
る。配合割合が０．１質量％未満では耐摩耗性が向上せ
ず、２．０質量％を超えると冷媒やポリオールエステル
への溶解性が悪くなる他、添加量増大に見合う効果が得
られない。
【００４５】（３）エポキシ化合物 エポキシ化合物としては、例えば、フェニルグリシジル
エーテル、アルキルフェニルグリシジルエーテル、１，
２−エポキシアルカン、ビニールシクロヘキセンジオキ
シドなどが使用できる。これらは、単独でも、混合使用
しても差支えない。中でも、１，２−エポキシアルカ
ン、ビニールシクロヘキセンジオキシドが好ましい。
【００４６】アルキルフェニルグリシジルエーテルとし
ては、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
エーテルその他が挙げられる。
【００４７】１，２−エポキシアルカンとしては、例え
ば、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−エポキシデ
カン、１，２−エポキシヘンデカン、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−エポキシヘキサデカン、
１，２−エポキシヘプタデカン、１，２−エポキシオク
タデカンその他が挙げられる。
【００４８】エポキシ化合物の配合割合は、ポリオール
エステル基油に対して、０．０５〜２．０質量％であ
る。
【００４９】配合割合が０．０５質量％未満では潤滑性
が向上せず、また、ポリオールエステルの劣化抑制効果
が不足する。２．０質量％を超えると冷媒やポリオール
エステルへの溶解性が悪くなる。
【００５０】（４）その他の添加剤 本発明の冷凍機油組成物には、本発明の目的とする冷凍
機油の性能を満たす範囲内において、冷凍機油の添加剤
として通常用いられる酸化防止剤、金属不活性剤、消泡
剤その他を併用できる。
【００５１】酸化防止剤としては、ヒンダードフェノー
ル系、アミン系、硫黄系などのもので、例えば、２，６
−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、４，４´−
メチレンビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）、
２，２´−チオビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェ
ノール）、トリメチルジハイドロキノン、ｐ，ｐ´−ジ
オクチルジフェニルアミン、３，７−ジオクチルフェノ
チアジン、アルキルフェノチアジン−１−カルボキシレ
ート、フェニル−２−ナフチルアミン、２，６−ジ−ｔ
−ブチル−２−ジメチル−ｐ−クレゾール、５−エチル
−１０，１０´−ジフェニルフェナザリン、アルキルジ
サルファイドなどを使用できる。
【００５２】金属不活性剤としては、例えば、アリザニ
ン、キリザニン、ベンゾトリアゾール、メルカプトベン
ゾトリアゾールなどを使用できる。
【００５３】消泡剤としては、例えば、ジメチルポリシ
ロキサン、カルボン酸金属塩などを使用できる。
【００５４】
【作用】本発明は、ポリオールエステルを基油とする。
ポリオールエステルは、ＨＣＦＣ系冷媒及びＨＦＣ系冷
媒のいずれとも相溶性及び低温流動性が良く、吸湿性が
低い。
【００５５】ＨＣＦＣ系冷媒に使用されているナフテン
系鉱油、パラフィン系鉱油、アルキルベンゼン、ポリ−
α−オレフィンは、ＨＦＣ系冷媒と相溶性が悪いため、
本発明の冷凍機油組成物の基油としては使用できない。
【００５６】ところで、ポリオールエステルの欠点は、
ＨＣＦＣ系冷媒の場合にはスラッジの生成原因となるこ
と、また、ＨＦＣ系冷媒の場合には潤滑性不足となるこ
と、及び高温域ではスラッジを生成しやすいことであ
る。
【００５７】このため、本発明は、ポリオールエステル
基油に対して、リン酸エステルを１．０質量％以上５．
０質量％未満と、アルキルホスフォロチオネート及び／
又はアリールホスフォロチオネートとエポキシ化合物を
最適割合で配合し、その相乗効果によって、ポリオール
エステルの欠点を解決した。
【００５８】リン酸エステル、アルキルホスフォロチオ
ネート及び／又はアリールホスフォロチオネートは、極
圧添加剤であり、これらを併用すると、ＨＣＦＣ系冷媒
及びＨＦＣ系冷媒のいずれに対しても潤滑性を向上させ
る作用がある。
【００５９】即ち、ＨＣＦＣ系冷媒の場合、リン酸エス
テルとアルキルホスフォロチオネート、アリールホスフ
ォロチオネートは、摺動面と吸着・反応してリン酸鉄、
硫化鉄を生成する。一方、ＨＣＦＣ系冷媒に含まれる塩
素基は、摺動面で反応して塩化物を生成する。この両者
による相乗効果で、耐摩耗性が良好になる。しかも、エ
ポキシ化合物を添加すると、耐摩耗性が更に向上する。
【００６０】また、ＨＦＣ系冷媒の場合は、塩素基がな
いため、少量のリン酸エステルでは極圧効果が極めて低
い。しかし、リン酸エステルにアルキルホスフォロチオ
ネート及び／又はアリールホスフォロチオネートを併用
すると、相乗作用により、摺動面上でリン酸鉄と硫化鉄
が生成するため、高潤滑性で高耐久性の被膜が得られ、
耐摩耗性及び耐荷重能が長時間持続することが判明し
た。
【００６１】エポキシ化合物は、塩素捕集剤及び熱・化
学的安定性向上剤として作用し、ＨＣＦＣ系冷媒及びＨ
ＦＣ系冷媒のいずれの場合でも、ポリオールエステルの
劣化によるスラッジ生成防止効果がある。
【００６２】即ち、ＨＣＦＣ系冷媒の場合、ポリオール
エステルは、ＨＣＦＣ系冷媒に含まれる塩素基によっ
て、熱分解し、劣化が促進される。エポキシ化合物は、
発生した塩素と即座に反応するため、ポリオールエステ
ルの劣化を抑制する作用がある。しかも、リン酸エステ
ル、アルキルホスフォロチオネート及び／又はアリール
ホスフォロチオネートは、ＨＣＦＣ系冷媒に対して熱及
び化学的に安定であり、悪影響を及ぼさない。
【００６３】また、ＨＦＣ系冷媒の場合、エポキシ化合
物は熱・化学的安定性向上剤として作用するため、高温
域でのスラッジ生成を抑制する作用がある。
【００６４】
【実施例】以下、本発明の実施例及び比較例について説
明する。実施例及び比較例に使用した基油、添加剤、試
験法、試験結果は次のとおりである。 １．基油 （１）実施例及び比較例１〜１２ ペンタエリスリトールと炭素数７、８及び９の分岐脂肪
酸混合物から合成した、酸価０．０１ｍｇＫＯＨ／ｇ以
下、水分１００ｐｐｍ以下のポリオールエステルを使用
した。 （２）比較例１３ アルキルベンゼンは、ＡＢＡ−Ｈ（三菱化学社製ハード
型アルキルベンゼン）を使用した。
【００６５】なお、アルキルベンゼンは、ＨＣＦＣ−２
２冷媒を使用する冷凍機の冷凍機油の基油として通常使
用されている。
【００６６】２．添加剤 リン酸エステルはトリクレジルホスフェートを使用し
た。
【００６７】アリールホスフォロチオネートはトリフェ
ニルホスフォロチオネートを、アルキルホスフォロチオ
ネートはトリオクチルホスフォロチオネートを使用し
た。
【００６８】エポキシ化合物はビニールシクロヘキセン
ジオキシドを使用した。
【００６９】基油に占める添加剤の配合割合は、表１〜
表４に示すとおりである。
【００７０】なお、アルキルベンゼンを基油とする比較
例１３には、添加剤は添加されていない。
【００７１】３．試験法 （１）摩耗性試験 ＨＦＣ−１３４ａ冷媒及びＨＣＦＣ−２２冷媒雰囲気下
で、ファレックス試験（ＡＳＴＭ Ｄ２７１４）によ
り、鋼リングと鋼ブロック材を試験材とし、試験後の鋼
ブロック表面の摩耗量を測定した。試験条件は、試験温
度１００℃、試験時間１時間、雰囲気ガス圧力６００ｋ
Ｐａである。
【００７２】なお、試験結果は、比較例１３（冷媒はＨ
ＣＦＣ−２２。基油はアルキルベンゼン）の摩耗量を基
準とし、これを１．０とした場合の相対値で示した。 （２）熱及び化学的安定性試験 ＨＦＣ−１３４ａ冷媒及びＨＣＦＣ−２２冷媒雰囲気下
で、シールドチューブ試験を行った。
【００７３】シールドチューブ試験は、冷凍機油の熱及
び化学的安定性試験として通常行われている試験法であ
り、ガラス管に、冷媒、試験油各１ｍｌ、直径１．６ｍ
ｍ，長さ３０ｍｍのＦｅ、Ｃｕ、Ａｌ線を封入し、加熱
して試験油の変色、即ちスラッジ生成の有無を調べるも
のである。試験条件は、試験温度１７５℃×試験日数１
４日である。
【００７４】評価方法は、試験終了後の試験油の変色度
合いを観察して、全く変色しない場合を○、かなり変色
した場合を×、少し変色した場合を△とした。
【００７５】４．試験結果 ＨＦＣ−１３４ａ冷媒雰囲気下における摩耗性試験及び
熱・化学的安定性試験の試験結果を表１、表２に示す。
【００７６】
【表１】
【００７７】
【表２】
【００７８】ＨＣＦＣ−２２冷媒雰囲気下における摩耗
性試験及び熱・化学的安定性試験の試験結果を表３、表
４に示す。
【００７９】
【表３】
【００８０】
【表４】
【００８１】（１）実施例１〜８、比較例１３ 実施例は、いずれもＨＣＦＣ−２２冷媒を使用した比較
例１３（従来技術の組成）よりも摩耗防止性が良好であ
る。また、熱・化学的安定性も良好であり、スラッジが
生成しない。
【００８２】これによって、実施例は、ＨＦＣ−１３４
ａ冷媒及びＨＣＦＣ−２２冷媒のいずれにも対応できる
ことが分かる。また、リン酸エステルの配合割合が５．
０質量％未満であっても、アルキルホスフォロチオネー
ト又はアリールホスフォロチオネート及びエポキシ化合
物を適量配合すれば、摩耗防止性及び熱・化学的安定性
が良好となることが分かる。
【００８３】（２）比較例２〜９ 比較例２〜４は、ポリオールエステルに添加剤を１種類
だけ添加したものであるが、いずれも実施例１〜８及び
比較例１３より摩耗防止性が劣る。
【００８４】比較例５（アリールホスフォロチオネート
とエポキシ化合物の組合わせ）、比較例６（リン酸エス
テルとエポキシ化合物の組合わせ）は、いずれも実施例
１〜８及び比較例１３より摩耗防止性が劣る。
【００８５】比較例７〜９（リン酸エステルとアリール
ホスフォロチオネートの組合わせ）は、いずれも熱・化
学的安定性が悪く、スラッジが生成する。
【００８６】以上から、本発明の目的を達成し、課題を
解決するためには、リン酸エステル、アリールホスフォ
ロチオネート又はアルキルホスフォロチオネート、及び
エポキシ化合物がいずれも必須の構成要件であることが
分かる。
【００８７】なお、表１の実施例３と実施例８との比
較、表３の実施例１、２、５と実施例４との比較、表３
の実施例３と実施例８との比較、表１〜４の比較例２と
比較例７、８との比較から、アリールホスフォロチオネ
ート及びアルキルホスフォロチオネートは、リン酸エス
テルと併用すると摩耗防止性を向上させることが分か
る。
【００８８】また、表３〜４の実施例１、２と比較例７
の比較、表３〜４の実施例５と比較例８との比較から、
エポキシ化合物を配合すると摩耗防止性が更に向上する
ことが分かる。
【００８９】（３）比較例１０ 比較例１０（リン酸エステルの配合割合は０．５質量
％）は、実施例１〜３及び比較例１３より摩耗防止性が
劣る。
【００９０】このことから、リン酸エステルの配合割合
の下限値は、ポリオールエステル基油に対して１．０質
量％以上であることが分かる。
【００９１】（４）比較例１１、１２ 比較例１１（アリールホスフォロチオネートの配合割合
は０．０５質量％）は、実施例４、５及び比較例１３よ
り摩耗防止性が劣る。比較例１２（アリールホスフォロ
チオネートの配合割合は３．０質量％）は、実施例４、
５及び比較例１３より熱・化学的安定性が悪い。
【００９２】以上から、アリールホスフォロチオネート
の配合割合は、ポリオールエステル基油に対して、０．
１〜２．０質量％の範囲内であることが分かる。
【００９３】（５）比較例７〜９ エポキシ化合物を添加しない比較例７〜９は、いずれも
実施例６、７及び比較例１３より熱・化学的安定性が悪
い。
【００９４】なお、エポキシ化合物の配合割合が２．０
質量％を超えると、冷媒やポリオールエステルへの溶解
性が悪くなる結果を得ている。
【００９５】以上から、エポキシ化合物の配合割合は、
ポリオールエステル基油に対して、０．０５〜２．０質
量％の範囲内であることが確認された。
【００９６】なお、実施例１、３〜８のトリフェニルホ
スフォロチオネートに代え、トリフェニルホスフォロチ
オネート及びトリオクチルホスフォロチオネートを混合
したものを使用した他は実施例１、３〜８と同一の組成
で、上記と同じ摩耗性試験及び熱・化学的安定性試験を
したところ、実施例１、３〜８と同様の効果が得られ
た。
【００９７】因みに、ジベンジルジサルファイドや硫化
油脂は、アルキルホスフォロチオネート、アリールホス
フォロチオネートと同様に、硫黄系添加剤として使用さ
れることがある。しかし、ジベンジルジサルファイドを
使用すると、摩耗防止効果が向上せず、スラッジが多く
生成する。また、硫化油脂の場合には、スラッジが多く
生成する。ジベンジルジサルファイドや硫化油脂は、ア
ルキルホスフォロチオネート及びアリールホスフォロチ
オネートより活性が高いため、これらの代わりとして使
用できない。
【００９８】５．その他の試験法及び試験結果 （１）摩擦トルク試験 図１に示す試験装置を用いて、試験油（実施例１、比較
例１及び２）を循環させ、ＨＦＣ−１３４ａ冷媒雰囲気
下で、４球試験機で、一定時間毎に摩擦トルクを計測し
た。
【００９９】試験結果を図２に示す。
【０１００】実施例１は、比較例１（基油はポリオール
エステル、添加剤は無添加）及び比較例２（基油はポリ
オールエステル、添加剤はリン酸エステルのみ）に比較
して、長時間運転しても摩擦トルクが殆ど変化せず、長
寿命であることが確認された。
【０１０１】なお、実施例１については、ＨＣＦＣ−２
２冷媒雰囲気下でも摩擦トルクを計測した。
【０１０２】試験結果を図３に示す。
【０１０３】実施例１は、ＨＣＦＣ−２２冷媒雰囲気下
でも、ＨＦＣ−１３４ａ冷媒雰囲気下と同様に、長時間
運転しても長寿命であることが確認された。
【０１０４】（２）圧縮機の加速耐久試験 実施例１及び比較例１３（基油はアルキルベンゼン、添
加剤は無添加）について、実機による圧縮機の加速耐久
試験を行った。
【０１０５】試験結果を図４に示す。
【０１０６】実施例１は、ＨＣＦＣ−２２冷媒、ＨＦＣ
−１３４ａ冷媒いずれの場合でも、性能評価基準となる
比較例１３よりも耐久性、耐劣化性が優れていることが
確認された。
【０１０７】因みに、比較例１３の加速耐久時間は、圧
縮機の通常使用可能期間の指標として、性能評価をする
場合の比較基準となるものである。
【０１０８】
【発明の効果】本発明は、現在使用されているＨＣＦＣ
系冷媒及び新冷媒として検討されているＨＦＣ系冷媒の
いずれにも対応できる、蒸気圧縮機用の冷凍機油組成物
である。
【０１０９】本発明の特徴は、ポリオールエステル基油
に対してリン酸エステルの配合割合が５．０質量％未満
であっても、これにアルキルホスフォロチオネート及び
／又はアリールホスフォロチオネートとエポキシ化合物
を最適割合で配合することによって、添加剤の相乗効果
によりスラッジの生成を抑制し、潤滑性を向上させる点
にある。
【０１１０】本発明は、ポリオールエステル（エステル
系合成油）を基油としているため、冷媒との相溶性、電
気絶縁性、耐吸湿性に優れている。
【０１１１】また、本発明は、極圧添加剤としてリン酸
エステルと、アルキルホスフォロチオネート及び／又は
アリールホスフォロチオネートを、塩素捕集剤・熱・化
学的安定性向上剤としてエポキシ化合物を最適割合で配
合する組成としている。
【０１１２】このため、本発明の冷凍機油組成物を用い
ると、ポリオールエステルの特長を生かしつつ、しか
も、添加剤（３種類）の相乗効果により、ポリオールエ
ステルの欠点であるスラッジ生成と潤滑性不良を解決す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】４球試験機による摩擦トルク測定装置の概略図
である。
【図２】ＨＦＣ−１３４ａ冷媒雰囲気下における、図１
の測定装置を使用した摩擦トルク試験結果を示す図であ
る。
【図３】ＨＣＦＣ−２２冷媒雰囲気下における、図１の
測定装置を使用した摩擦トルク試験結果を示す図であ
る。
【図４】圧縮機の加速耐久試験結果を示す図である。
【符号の説明】
１ ４球試験機 ２ 冷媒ボンベ ３ 試験油タンク ４ 試験油循環ポンプ ５ 流量計
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ１０Ｍ 137:10 Ｚ 137:04 129:16） Ｃ１０Ｎ 30:00 Ｚ Ｃ 30:02 30:06 30:08 40:30 (72)発明者 小西 正三郎 神奈川県横浜市保土ケ谷区仏向町1716番地 １横浜星の丘ビューシティーＡ−219号 (72)発明者 濱田 高義 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱重工業株式会社名古屋研究所内 (72)発明者 村田 伸夫 愛知県西春日井郡西枇杷島町字旭町三丁目 １番地 三菱重工業株式会社エアコン製作 所内 (72)発明者 西浦 典正 愛知県西春日井郡西枇杷島町字旭町三丁目 １番地 三菱重工業株式会社エアコン製作 所所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ポリオールエステルを基油とし、基油に対
    して、 ａ．リン酸エステルを１．０質量％以上５．０質量％未
    満、 ｂ．アルキルホスフォロチオネート及び／又はアリール
    ホスフォロチオネートを０．１〜２．０質量％、及び ｃ．エポキシ化合物を０．０５〜２．０質量％配合して
    なる、ハイドロクロロフルオロカーボン又はハイドロフ
    ルオロカーボンを冷媒とする蒸気圧縮機用の冷凍機油組
    成物。
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