JPH09227887A - 潤滑油組成物 - Google Patents

潤滑油組成物

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JPH09227887A
JPH09227887A JP8058570A JP5857096A JPH09227887A JP H09227887 A JPH09227887 A JP H09227887A JP 8058570 A JP8058570 A JP 8058570A JP 5857096 A JP5857096 A JP 5857096A JP H09227887 A JPH09227887 A JP H09227887A
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carbon atoms
lubricating oil
oil composition
general formula
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JP8058570A
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English (en)
Inventor
Yuichiro Kobayashi
勇一郎 小林
Koji Taira
幸治 平
Masahiro Fukuda
昌弘 福田
Toshiya Hagiwara
敏也 萩原
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Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】(イ)リン化合物、(ロ)ベンゾトリアゾ
ール誘導体、及び(ハ)環状ケタール又は環状アセター
ル系化合物、ポリエーテル系化合物、ポリアルキレング
リコール系化合物、及びカーボネート系化合物からなる
群より選ばれる1種以上の化合物、を含有することを特
徴とする潤滑油組成物、並びに上記潤滑油組成物とハイ
ドロフルオロカーボンを含有する冷凍機作動流体用組成
物、及び上記リン化合物及び上記ベンゾトリアゾール誘
導体を有効成分として含有する極性油用潤滑油組成物。 【効果】本発明により、特に極性が高い基油を用いた場
合にも潤滑性、耐摩耗性、熱安定性に優れ、金属に対す
る腐食の無い潤滑油組成物、及び冷凍機作動流体用組成
物を提供することが可能となった。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特定の構造を有す
るリン化合物及びベンゾトリアゾール誘導体を含有し特
定の化合物を基油とする、潤滑性及び耐摩耗性に優れた
潤滑油組成物に関する。さらに、この潤滑油組成物を用
いた冷凍機作動流体用組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、更油期間の延長並びに省エネルギ
ー化に対する要望や機械装置の高性能化、小型化等に伴
い、潤滑油に要求される性能もより過酷なものとなって
きており、特に熱安定性並びに酸化安定性に優れた潤滑
油が強く要望されている。また、フロンによるオゾン層
の破壊や二酸化炭素、メタンガスによる地球の温暖化、
排ガス中の亜硫酸ガスやNOX による森林破壊、化学物
質の漏洩による土壌・湖沼の汚染等、地球環境汚染の問
題がクローズアップされており、潤滑油においてもその
対応が求められている。そして、熱安定性、酸化安定性
向上の要望に応えるために、ポリアルキレングリコール
等のエーテルや脂肪族ジエステルやヒンダードエステル
等のエステルが開発され、エンジン油、作動油、グリー
ス基油、ギヤ油、圧延油、精密機械油等に利用されてい
る。
【0003】また、フロンによるオゾン層の破壊の観点
から、冷媒がクロロフルオロカーボン(CFC)やハイ
ドロクロロフルオロカーボン(HCFC)からハイドロ
フルオロカーボン(HFC)に替わり、冷凍機油にはこ
のハイドロフルオロカーボンと相溶するポリアルキレン
グリコールやヒンダードエステル、炭酸エステルが使用
されている。また、化学物質の漏洩による土壌・湖沼の
汚染の問題から、作動油、グリース、チェーンソー油、
2サイクルエンジン油等に生分解性の良いエステルが使
用されてきている。
【0004】しかしながら、上記のようなエステル、ポ
リアルキレングリコール、炭酸エステル等の含酸素化合
物は、鉱物油等の炭化水素化合物に比べ極性が高いため
に金属表面への吸着性に優れる。そのために、油性向上
剤や摩耗防止剤、極圧剤等の金属表面への吸着を阻害
し、これらの添加剤の効果を低減させてしまうという問
題が発生している。特に、塩素原子を含まないHFCと
エステル等の含酸素化合物からなる冷凍機作動流体用組
成物においては、塩素原子を含むCFCやHCFCの分
解によって発生する塩化水素による潤滑性向上効果が期
待できないため、冷凍機油に一層優れた潤滑性が求めら
れるが、従来より冷凍機油に一般的に用いられてきたト
リクレジルフォスフェート、トリオクチルフォスファイ
ト等のトリフォスフェートやトリフォスファイトは含酸
素化合物中では効果を示さないという問題が発生してい
る。
【0005】これらの問題を解決するために、特開平4
−28792号公報や特開平4−100894号公報に
酸性リン酸エステルや酸性亜リン酸エステルが開示され
ている。しかしながら、これらのリン化合物は酸性であ
るために、逆に金属を腐食したり、基油であるエステル
や炭酸エステルの加水分解を促進するという問題があ
る。特開平5−17794号公報には、エステル系化合
物を主成分とする基油に特定のリン系化合物及びアミン
化合物を配合する方法が開示されているが、その摩耗防
止効果は期待される程のものはない。また、特開平6−
100881号公報には、リン化合物を使用することな
くベンゾトリアゾール誘導体を使用した方法が開示され
ているが、まだ潤滑性向上効果が充分とはいえない。
【0006】一方、潤滑分野における添加剤として、特
開平7−126680号公報には、トリアリールホスフ
ェート並びにベンゾトリアゾール及び/又はその誘導体
を配合した耐摩耗性潤滑油組成物が開示されている。こ
の潤滑油組成物は、潤滑油の基油として鉱油系、合成系
を問わず使用できるとされているが、鉱油系潤滑油基油
が主であり、合成系潤滑油基油は実施例の中でも触れら
れていない。鉱油系潤滑油基油は極性が低く、リン化合
物やベンゾトリアゾール及び/又はその誘導体との親和
性が低いことによりそれらが金属表面に吸着しやすいの
で、リン化合物とベンゾトリアゾール及び/又はその誘
導体の耐摩耗性が発現されやすい。一方極性の高い潤滑
油基油の場合は、鉱油系潤滑油の上述の理由とは逆の理
由によりそれらの添加物が金属表面に吸着しにくく本来
的に耐摩耗性が発現されにくい。つまり、本願の目的で
ある極性が高い基油に対する効果は、述べられていな
い。また、日本トライボロジー学会トライボロジー会議
予稿集(東京1995−5)2A2・2には、エステル
油に添加した場合のトリクレジルフォスフェートとベン
ゾトリアゾールとの相乗効果が開示されている。しかし
ながら、十分な潤滑性を与えるためには、多量の添加剤
を加えねばならず、特に極性の高い潤滑油基油中では、
さらに多量の添加剤を加えねばならず、必ずしも満足の
ゆく潤滑油組成物を提供するには至っていない。
【0007】また、特開平5−78689号公報、特開
平6−293893号公報には、エステルにトリアリー
ルフォスフェート及び/又はトリアリールフォスファイ
トとベンゾトリアゾール誘導体を添加した潤滑油組成物
と、ハイドロフルオロカーボンからなる冷凍機作動流体
用組成物が開示されている。しかしながら、トリアリー
ルフォスフェート及び/又はトリアリールフォスファイ
トは潤滑性を向上させるために、ベンゾトリアゾール誘
導体は金属腐食を防止するために添加することを目的と
しており、両者を用いることによって潤滑性向上効果が
増大することについては述べられていない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、特に極性が高い基油を用いた場合にも潤滑性及
び耐摩耗性に優れ、添加剤による金属の腐食のない潤滑
油組成物、及び冷凍機作動流体用組成物を提供すること
にある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、特定の構造を
有する基油、特定の構造を有するリン化合物、及び特定
の構造を有するベンゾトリアゾール誘導体を添加すると
いう特定の組み合わせによって、意外にも潤滑性及び耐
摩耗性が飛躍的に向上した潤滑油組成物が得られること
を見出し、本発明を完成するに到った。
【0010】即ち、本発明の要旨は、 (1) (イ)一般式(1)、(2)又は(3)
【0011】
【化4】
【0012】(式中、R1 〜R5 及びR7 〜R9 は同一
であっても又は異なっていても良く、炭素数6〜18の
アリール基、炭素数1〜18の直鎖アルキル基、炭素数
3〜18の分岐鎖アルキル基、炭素数2〜18の直鎖ア
ルケニル基、又は炭素数3〜18の分岐鎖アルケニル基
を表す。ただし、R1 〜R3 のうち少なくとも1つは炭
素数6〜18のアリール基であり、R4 、R5 のうち少
なくとも1つは炭素数6〜18のアリール基であり、そ
してR7 〜R9 のうち少なくとも1つは炭素数6〜18
のアリール基である。R6 は水素原子、炭素数1〜18
の直鎖アルキル基、炭素数3〜18の分岐鎖アルキル
基、炭素数2〜18の直鎖アルケニル基、又は炭素数3
〜18の分岐鎖アルケニル基を表す。)で表される化合
物からなる群より選ばれる1種以上のリン化合物、
(ロ)一般式(4)
【0013】
【化5】
【0014】(式中、R10は窒素原子及び/又は酸素原
子を含有する炭素数0〜20の基を表し、Xは水素原子
又はメチル基を表す。)で表されるベンゾトリアゾール
誘導体、並びに(ハ)基油として用いられる、環状ケタ
ール又は環状アセタール系化合物、ポリエーテル系化合
物、ポリアルキレングリコール系化合物、及びカーボネ
ート系化合物からなる群より選ばれる1種以上の化合
物、を含有することを特徴とする潤滑油組成物、 (2) 一般式(4)で表されるベンゾトリアゾール
誘導体において、R10がヒドロキシル基又はアミノ基を
表すか、あるいはヒドロキシル基及び/又はアミノ基を
含有する基である前記(1)記載の潤滑油組成物、 (3) 一般式(4)で表されるベンゾトリアゾール
誘導体において、R10
【0015】
【化6】
【0016】である前記(1)又は(2)記載の潤滑油
組成物、 (4) 一般式(1)〜(3)で表されるリン化合物
において、R1 〜R3 のうち少なくとも1つ、R4 、R
5 のうち少なくとも1つ、及びR7 〜R9 のうち少なく
とも1つがフェニル基、クレジル基、キシレニル基のい
ずれかである前記(1)〜(3)いずれか記載の潤滑油
組成物、 (5) リン化合物が、トリクレジルフォスフェー
ト、トリフェニルフォスフェート、トリクレジルフォス
ファイト、及びトリフェニルフォスファイトからなる群
より選ばれる1種以上の化合物である前記(1)〜
(4)いずれか記載の潤滑油組成物、 (6) 基油100重量部に対し、リン化合物を0.
03〜5.0重量部、及びベンゾトリアゾール誘導体を
0.001〜5.0重量部配合させてなる前記(1)〜
(5)いずれか記載の潤滑油組成物、 (7) リン化合物とベンゾトリアゾール誘導体との
比率が、リン化合物1モルに対してベンゾトリアゾール
誘導体が0.001〜2.0モルである前記(1)〜
(6)いずれか記載の潤滑油組成物、 (8) 前記(1)〜(7)いずれか記載の潤滑油組
成物とハイドロフルオロカーボンを含有することを特徴
とする冷凍機作動流体用組成物、 (9) ハイドロフルオロカーボンと潤滑油組成物の
混合比が、ハイドロフルオロカーボン/潤滑油組成物=
50/1〜1/20(重量比)である前記(8)記載の
冷凍機作動流体用組成物、 (10) 前記(1)〜(5)いずれか記載の、リン
化合物及びベンゾトリアゾール誘導体を有効成分として
含有する極性油用潤滑油組成物、に関するものである。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。 1.リン化合物について 本発明に用いられるリン化合物としては、一般式(1)
〜(3)のいずれかで表される化合物である。
【0018】
【化7】
【0019】(式中、R1 〜R5 及びR7 〜R9 は同一
であっても又は異なっていても良く、炭素数6〜18の
アリール基、炭素数1〜18の直鎖アルキル基、炭素数
3〜18の分岐鎖アルキル基、炭素数2〜18の直鎖ア
ルケニル基、又は炭素数3〜18の分岐鎖アルケニル基
を表す。ただし、R1 〜R3 のうち少なくとも1つは炭
素数6〜18のアリール基であり、R4 、R5 のうち少
なくとも1つは炭素数6〜18のアリール基であり、そ
してR7 〜R9 のうち少なくとも1つは炭素数6〜18
のアリール基である。R6 は水素原子、炭素数1〜18
の直鎖アルキル基、炭素数3〜18の分岐鎖アルキル
基、炭素数2〜18の直鎖アルケニル基、又は炭素数3
〜18の分岐鎖アルケニル基を表す。)
【0020】(i) R1 〜R5 及びR7 〜R9 について R1 〜R5 及びR7 〜R9 の炭素数は、大きくなると極
性が小さくなり、摩耗防止効果が劣る観点から18以下
である。好ましくは12以下である。また、このリン化
合物を冷凍機作動流体用組成物に用いる場合、ハイドロ
フルオロカーボンとの相溶性の観点から炭素数は18以
下が好ましく、さらに好ましくは12以下、特に好まし
くは8以下である。
【0021】炭素数6〜18のアリール基としては、フ
ェニル基、クレジル基、キシレニル基、4−エチルフェ
ニル基、4−t−ブチルフェニル基、ナフチル基、2−
メチルナフチル基、4−t−オクチルフェニル基、2,
4−ジ−t−ブチルフェニル基、2,6−ジ−t−ブチ
ル−4−メチルフェニル基、2,4,6−トリ−t−ブ
チルフェニル基、4−ノニルフェニル基等が挙げられ
る。炭素数1〜18の直鎖アルキル基としては、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、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ヘキ
サデシル基、オクタデシル基等が挙げられる。
【0022】炭素数3〜18の分岐鎖アルキル基として
は、イソプロピル基、1−メチルプロピル基、2−メチ
ルプロピル基、t−ブチル基、2−メチルブチル基、3
−メチルブチル基、2,2−ジメチルプロピル基、シク
ロペンチル基、2−メチルペンチル基、2−エチルブチ
ル基、2,3−ジメチルブチル基、シクロヘキシル基、
2−メチルヘキシル基、3−メチルヘキシル基、2−エ
チルペンチル基、2−メチルヘプチル基、2−エチルヘ
キシル基、3,5ージメチルヘキシル基、3,5,5−
トリメチルヘキシル基、2,4,6−トリメチルヘプチ
ル基、2,4,6,8−テトラメチルノニル基、2−
(3’−メチルブチル)−7−メチルオクチル基、2−
ペンチルノニル基、2−ヘキシルデシル基、2−ヘプチ
ルウンデシル基等が挙げられる。
【0023】炭素数2〜18の直鎖アルケニル基として
は、プロペニル基、2−デセニル基、9−デセニル基、
9−ウンデセニル基、10−ウンデセニル基、2−ドデ
セニル基、3−ドデセニル基、2−トリデセニル基、4
−テトラデセニル基、9−テトラデセニル基、9−ペン
タデセニル基、9−ヘキサデセニル基、9−ヘプタデセ
ニル基、9−オクタデセニル基等が挙げられる。炭素数
3〜18の分岐鎖アルケニル基としては、イソプロペニ
ル基、3−メチル−2−ノネニル基、2,4−ジメチル
−2−デセニル基、2−メチル−9−ヘプタデセニル基
等が挙げられる。
【0024】R1 〜R5 及びR7 〜R9 で示される基
は、ベンゾトリアゾール誘導体との相互作用の観点か
ら、芳香環を含むものが良く、アリール基が好ましい。
従って、一般式(1)におけるR1 〜R3 のうち少なく
とも1つ、一般式(2)におけるR4 、R5 のうち少な
くとも1つ、そして一般式(3)におけるR7 〜R9
うち少なくとも1つはアリール基であることが好まし
い。R1 〜R5 及びR7 〜R9 がすべてアリール基であ
ることがより好ましい。アリール基の中でも、フェニル
基、クレジル基、キシレニル基がより好ましく、フェニ
ル基、クレジル基が特に好ましい。
【0025】(ii)R6 について R6 で示される基のうち、直鎖又は分岐鎖アルキル基、
直鎖又は分岐鎖アルケニル基の炭素数は、大きくなると
極性が小さくなり、摩耗防止効果が劣る観点から18以
下である。好ましくは12以下である。また、このリン
化合物を冷凍機作動流体用組成物に用いる場合、ハイド
ロフルオロカーボンとの相溶性の観点から炭素数は18
以下が好ましく、さらに好ましくは12以下である。か
かるアルキル基、アルケニル基としては、具体的にはR
1 〜R5 及びR7 〜R9 に示したものが挙げられる。本
発明に用いられるリン化合物の製造方法は周知であり、
また、多くのリン化合物が市販されており、本発明では
これらを使用することができる。
【0026】従って、本発明において好適に用いられる
リン化合物の具体例としては、トリフェニルフォスファ
イト、トリクレジルフォスファイト、トリス(ノニルフ
ェニル)フォスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブ
チルフェニル)フォスファイト、トリフェニルフォスフ
ェート、トリクレジルフォスフェート、クレジルジフェ
ニルフォスフェート、ジフェニルハイドロジェンフォス
ファイト、2−エチルヘキシルジフェニルフォスフェー
ト、2−エチルヘキシルフォスフォン酸ジフェニル等が
挙げられる。これらのうち、トリクレジルフォスファイ
ト、トリフェニルフォスファイト、トリクレジルフォス
フェート、トリフェニルフォスフェートが特に好まし
い。なお、本発明においては、上記リン化合物は単独で
用いてもよく、2種以上のリン化合物を用いてもよい。
【0027】2.ベンゾトリアゾール誘導体について 本発明に用いられるベンゾトリアゾール誘導体として
は、一般式(4)で表されるものである。
【0028】
【化8】
【0029】(式中、R10は窒素原子及び/又は酸素原
子を含有する炭素数0〜20の基を表し、Xは水素原子
又はメチル基を表す。) R10で示される基は、金属表面に対する吸着力を良くす
る観点から、窒素原子及び/又は酸素原子を含有する基
であり、炭素数は、大きくなると極性が小さくなり、吸
着力が弱くなるため20以下である。好ましくは18以
下である。また、このベンゾトリアゾール誘導体を冷凍
機作動流体用組成物に用いる場合、ハイドロフルオロカ
ーボンとの相溶性の観点から炭素数は20以下が好まし
く、さらに好ましくは18以下である。炭素数が0であ
る場合、R10はヒドロキシル基又はアミノ基を表す。ま
た、R10はヒドロキシル基及び/又はアミノ基を含有す
る基であっても良い。かかるR10の具体例としては、例
えば以下の化学式
【0030】
【化9】
【0031】で表される基が挙げられる。本発明に用い
られるベンゾトリアゾール誘導体は、ベンゾトリアゾー
ルに比べて窒素原子及び/又は酸素原子をより多く有す
るために、金属表面に対する吸着性に優れており、リン
化合物を金属表面に吸着させることに優れている。ま
た、ベンゾトリアゾールに比べて融点が低いため、基油
への溶解性に優れている。
【0032】従って、本発明において好適に用いられる
ベンゾトリアゾール誘導体の具体例としては、一般式
(4)を満たすものであれば特に限定されるものではな
いが、1−〔N,N−ビス(2−エチルヘキシル)アミ
ノメチル〕ベンゾトリアゾール、1−〔N,N−ビス
(2−ヒドロキシエチル)アミノメチル〕ベンゾトリア
ゾール、1−(2’,3’−ジヒドロキシプロピル)ベ
ンゾトリアゾール、1−ヒドロキシベンゾトリアゾー
ル、1−ヒドロキシメチルベンゾトリアゾール、1−
(1’,2’−ジカルボキシエチル)ベンゾトリアゾー
ル、1−ジオクチルアミノメチル−4−メチルベンゾト
リアゾール、1−ジオクチルアミノメチル−5−メチル
ベンゾトリアゾール等が好適なものとして挙げられ、特
に好ましくは、1−〔N,N−ビス(2−エチルヘキシ
ル)アミノメチル〕ベンゾトリアゾール、1−ヒドロキ
シベンゾトリアゾール、1−ジオクチルアミノメチル−
4−メチルベンゾトリアゾール、及び1−ジオクチルア
ミノメチル−5−メチルベンゾトリアゾールである。な
お、本発明においては、上記ベンゾトリアゾール誘導体
は単独で用いてもよく、2種以上のベンゾトリアゾール
誘導体を用いてもよい。本発明に用いられるベンゾトリ
アゾール誘導体の製造方法は周知であり、また、多くの
ベンゾトリアゾール誘導体が市販されており、本発明で
はこれらを使用することができる。
【0033】本発明の極性油用潤滑油組成物は、上記の
ようなリン化合物及びベンゾトリアゾール誘導体を有効
成分として含有するものである。ここでリン化合物及び
ベンゾトリアゾール誘導体は、それぞれ1種又は2種以
上混合して用いることができる。さらに、酸化防止剤、
清浄分散剤、油性向上剤、極圧剤、粘度指数向上剤、腐
食防止剤、防錆剤、金属不活性化剤等の潤滑油添加剤等
と併用することも可能である。本発明の極性油用潤滑油
添加剤は、以下で述べるような極性油用に使用する場合
に、基油に比べ金属表面への吸着性が優れるため特に潤
滑性に優れる。
【0034】3.基油について 本発明において基油として用いられる化合物である合成
油は、環状ケタール又は環状アセタール系化合物、ポリ
エーテル系化合物、ポリアルキレングリコール系化合
物、及びカーボネート系化合物からなる群より選ばれる
1種以上の化合物である。 (i) 環状ケタール又は環状アセタール系合成油 本発明に用いられる環状ケタール/環状アセタール系合
成油としては、ハイドロフルオロカーボンとの相溶性が
あり、流動点が0℃以下であり、一般式(1)〜(3)
で表されるリン化合物及び一般式(4)で表されるベン
ゾトリアゾール誘導体を溶解する環状ケタール/環状ア
セタール系化合物であれば特に限定されるものではない
が、好ましい環状ケタール/環状アセタール系化合物と
しては、4価以上、8価以下の価数が偶数の多価アルコ
ールの1種以上と、一般式(5)
【0035】
【化10】
【0036】(式中、R11は水素原子、炭素数1〜12
の直鎖アルキル基、炭素数3〜12の分岐鎖アルキル
基、又は炭素数3〜12の環状のアルキル基を示す。R
12は炭素数1〜12の直鎖アルキル基、炭素数3〜12
の分岐鎖アルキル基、又は炭素数3〜12の環状のアル
キル基を示す。あるいは、R11とR12は一緒になって炭
素数2〜13のアルキレン基を示す。なお、R11とR12
の炭素数の合計は1〜13である。)で表されるカルボ
ニル化合物又はその反応性誘導体であるケタール若しく
はアセタールの1種以上とから得られる環状ケタール又
は環状アセタールである。
【0037】本発明に用いられる環状ケタール又は環状
アセタールの原料となる多価アルコールの価数は、4
価、6価又は8価が好ましく、さらに好ましくは4価又
は6価である。多価アルコールの価数が8価より大きい
と、得られる環状ケタールあるいは環状アセタールの粘
度が高くなりすぎ、又、ハイドロフルオロカーボンとの
相溶性が悪くなる場合がある。又、多価アルコールの価
数が4価より小さいと分子量が低くなりすぎ、沸点、引
火点が低くなるので好ましくない。多価アルコールの価
数が奇数の場合、必ず未反応の水酸基が残り、粘度が高
くなるため好ましくない。又、水酸基が残ると、ハイド
ロフルオロカーボンとの相溶性が悪くなるため好ましく
ない。未反応の水酸基をアルキル化反応によってエーテ
ル構造にすることにより粘度やハイドロフルオロカーボ
ンとの相溶性を改善できるが、製造における反応工程が
増えるため好ましくない。又、そのために高純度のもの
が得にくくなる。
【0038】又、環状ケタール又は環状アセタールの原
料となる多価アルコールの炭素数は4〜25が好まし
く、さらに好ましくは4〜15、特に好ましくは4〜1
0である。多価アルコールの炭素数が25より大きい
と、得られる環状ケタール又は環状アセタールのハイド
ロフルオロカーボンとの相溶性が悪くなり好ましくな
い。又、多価アルコールの炭素数が4より小さいと分子
量が低くなりすぎ、沸点、引火点が低くなり好ましくな
い。
【0039】具体的には、エリスリトール、ジグリセリ
ン、アラビノース、リボース、ソルビトール、マンニト
ール、ガラクチトール、イディトール、タリトール、ア
リトール、4,7-ジオキサデカン-1,2,9,10-テトラオー
ル、5-メチル-4,7- ジオキサデカン-1,2,9,10-テトラオ
ール、4,7,10- トリオキサトリデカン-1,2,12,13- テト
ラオール、1,6-ジメトキシヘキサン-2,3,4,5- テトラオ
ール、3,4-ジエトキシヘキサン-1,2,5,6- テトラオール
等の多価アルコールや、ペンタエリスリトール、ジトリ
メチロールエタン、ジトリメチロールプロパン、ジペン
タエリスリトール、トリペンタエリスリトール、2,9-ジ
エチル-2,9- ジヒドロキシメチル-4,7- ジオキサデカン
-1,10-ジオール、2,12- ジエチル-2,12-ジヒドロキシメ
チル-5,8-ジメチル-4,7,10-トリオキサトリデカン-1,13
-ジオール等のヒンダードアルコールである。
【0040】本発明に用いられる環状ケタール又は環状
アセタールの原料となる多価アルコールは飽和脂肪族ア
ルコールが好ましい。不飽和結合を持つと得られる潤滑
油組成物の熱安定性が悪くなるので好ましくない。ま
た、本発明に用いられる環状ケタール又は環状アセター
ルの原料となる多価アルコールは、良好な電気絶縁性を
持つという観点からすれば分子内にエーテル結合を持た
ないものが最も好ましい。又、エーテル結合を持つ場合
でも1つだけのものが好ましい。2つ以上持つと、電気
絶縁性が悪くなるため、好ましくない。
【0041】また、ペンタエリスリトールのような対称
性の高いアルコールを用いた場合は、得られる環状ケタ
ールあるいは環状アセタールの融点が高くなり、得られ
る潤滑油組成物の融点が高くなる為、冷凍機作動流体用
としては好ましくない。
【0042】本発明で用いられる環状ケタール又は環状
アセタールの原料となるカルボニル化合物は、一般式
(5)で示されるケトンやアルデヒドである。
【0043】
【化11】
【0044】一般式(5)で示されるケトンやアルデヒ
ドの炭素数は2〜14、好ましくは炭素数2〜11、さ
らに好ましくは炭素数2〜6である。炭素数が14を超
えると得られる環状ケタールあるいは環状アセタールの
ハイドロフルオロカーボンとの相溶性が悪くなるため、
好ましくない。
【0045】R11は水素原子、炭素数1〜12の直鎖ア
ルキル基、炭素数3〜12の分岐鎖アルキル基、又は炭
素数3〜12の環状のアルキル基を示す。好ましくは水
素原子、炭素数1〜8の直鎖アルキル基、炭素数3〜8
の分岐鎖アルキル基、又は炭素数3〜8の環状のアルキ
ル基であり、さらに好ましくは水素原子、炭素数1〜5
の直鎖アルキル基、炭素数3〜5の分岐鎖アルキル基、
又は炭素数3〜5の環状のアルキル基である。R12は炭
素数1〜12の直鎖アルキル基、炭素数3〜12の分岐
鎖アルキル基、又は炭素数3〜12の環状のアルキル基
を示す。好ましくは炭素数1〜8の直鎖アルキル基、炭
素数3〜8の分岐鎖アルキル基、又は炭素数3〜8の環
状のアルキル基であり、さらに好ましくは炭素数1〜5
の直鎖アルキル基、炭素数3〜5の分岐鎖アルキル基、
又は炭素数3〜5のアルキル基である。あるいはR11
12は一緒になって炭素数2〜13、好ましくは炭素数
4〜10、さらに好ましくは炭素数4〜5のアルキレン
基を形成してもよい。
【0046】ただし、上記のいずれの場合もR11とR12
の合計炭素数は1〜13であり、好ましくは1〜10で
あり、さらに好ましくは1〜5である。又、R11とR12
は同一でも異なっていても良い。R11あるいはR12の炭
素数が13を超えると、得られる環状ケタール又は環状
アセタールのハイドロフルオロカーボンとの相溶性が悪
くなるため好ましくない。又、R11とR12が一緒になっ
て形成するアルキレン基の炭素数が13を超えると、得
られる環状ケタール又は環状アセタールのハイドロフル
オロカーボンとの相溶性が悪くなるため好ましくない。
又、得られる環状ケタール又は環状アセタールのハイド
ロフルオロカーボンとの相溶性から、R11、R12のアル
キル基は直鎖構造より分岐鎖構造や環状構造が好まし
く、又、R11とR12は一諸になってアルキレン基を形成
するよりは形成しない方が好ましい。
【0047】具体的には、R11とR12がアルキル基であ
るケトンとしてはアセトン、メチルエチルケトン、メチ
ルプロピルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチル
ブチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル-tert-
ブチルケトン、メチルアミルケトン、エチルブチルケト
ン、ジプロピルケトン、メチルヘキシルケトン、エチル
ペンチルケトン、4-メチル-3- ヘプタノン、2-メチル-3
- ヘプタノン、メチルシクロヘキシルケトン、エチルヘ
キシルケトン、ジブチルケトン、メチルオクチルケト
ン、メチルノニルケトン、ジペンチルケトン、ジヘキシ
ルケトン、6,10-ジメチル-2- ウンデカノン等があげら
れる。又、R11とR12が一緒になってアルキレン基を形
成するケトンとしては、シクロペンタノン、シクロヘキ
サノン、3-メチルシクロペンタノン、3-メチルシクロヘ
キサノン、シクロヘプタノン、2,4-ジメチルシクロヘキ
サノン、4-エチルシクロヘキサノン、3,5,5-トリメチル
シクロヘキサノン、4-tert- ブチルシクロヘキサノン等
があげられる。
【0048】又、R11が水素原子であるアルデヒドとし
ては、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチ
ルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、2-メチルブチル
アルデヒド、カプロアルデヒド、2-メチルペンタナー
ル、2-エチルブタナール、シクロペンチルアセトアルデ
ヒド、ヘプタナール、2-メチルヘキサナール、3-メチル
ヘキサナール、2-エチルペンタナール、シクロヘキシル
アルデヒド、オクタナール、2-エチルヘキサナール、ノ
ニルアルデヒド、3,5,5-トリメチルヘキサナール、デシ
ルアルデヒド、3,7-ジメチルオクタナール、ドデカナー
ル等があげられる。
【0049】本発明で用いられる一般式(5)で示され
るケトンは脂肪酸の高温脱炭酸二量化反応や、オレフィ
ンの触媒酸化反応(ワッカー法)や第2級アルコールの
酸化、脱水素やシクロアルカンの酸化等によって容易に
得られる。又、本発明で用いられる一般式(5)で示さ
れるアルデヒドは、例えば脂肪アルコールの脱水素反
応、オレフィンのヒドロホルミル化反応(オキソ法)、
脂肪酸クロライドのローゼムント還元や脂肪酸より直接
水添等によって容易に得られる。
【0050】又、本発明で用いられるカルボニル化合物
の反応性誘導体としては、上記に述べたケトン、アルデ
ヒドと炭素数1〜6の低級アルコールから酸触媒によっ
て容易に合成されるケタール、アセタールがある。炭素
数1〜6の低級アルコールの具体例として、メタノー
ル、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブ
タノール、イソブタノール、sec-ブタノール、tert- ブ
タノール、アミルアルコール、イソアミルアルコール、
ネオペンチルアルコール、1-メチルブタノール、1,1-ジ
メチルプロパノール、1-エチルプロパノール、ヘキサノ
ール、イソヘキサノール、2-エチルブタノール、1-メチ
ルアミルアルコール、1,3-ジメチルブタノール、1-エチ
ルブタノール等があげられる。
【0051】本発明における潤滑油組成物に用いられる
環状ケタール、環状アセタールは以下のようにして得る
ことができる。多価アルコールと上記ケトン、アルデヒ
ド、及びこれらの反応性誘導体であるケタール、アセタ
ールを触媒としてパラトルエンスルホン酸、メタンスル
ホン酸、硫酸等の酸触媒を多価アルコールに対して0.
05〜10モル%、好ましくは0.1〜7.0モル%、
更に好ましくは0.5〜5.0モル%用いて反応させ
る。この反応は無溶媒、あるいはキシレン、トルエン、
ベンゼン、オクタン、イソオクタン、ヘプタン、ヘキサ
ン、シクロヘキサン、ペンタン、リグロイン、石油エー
テルなどの不活性溶媒中、あるいはこれらの混合溶液中
で、使用するケトン、アルデヒド及びこれらの反応性誘
導体であるケタール、アセタール及び生成する低級アル
コールの沸点にもよるが20〜160℃、好ましくは4
0〜130℃の温度にて、生成する水、低級アルコール
を除去しながら行うのが好ましい。場合により、減圧下
で反応を行うことも有効である。温度がこれより低いと
反応が進行せず、高いと着色が激しく副反応が生じ好ま
しくない。又、窒素流通条件下、窒素雰囲気下及び乾燥
空気雰囲気下の何れでも良い。反応時間は種々の条件に
よって変わりうるが、通常、ケトン及びケタールを用い
た場合は5〜200時間、アルデヒド及びアセタールを
用いた場合は1〜30時間が好ましい。得られた環状ケ
タール及び環状アセタールは、中和した後、濾過、洗浄
等の前処理を行い、その後、白土処理、晶析、蒸留など
の操作によって精製することができる。
【0052】多価アルコールと反応させるケトン又はケ
トンの反応性誘導体であるケタール、あるいはアルデヒ
ド又はアルデヒドの反応性誘導体であるアセタール(以
下カルボニル化合物と略す)の比率は、多価アルコール
1モルに対して、カルボニル化合物A/2モル(Aは多
価アルコールの価数)とすれば好適である。反応速度を
早めるために、A/2モルより過剰のカルボニル化合物
を用いて反応を行い、反応終了後過剰のカルボニル化合
物を除去する方法も有効である。
【0053】本発明に用いられる環状ケタールあるいは
環状アセタールは、1種以上の多価アルコールと、1種
以上のケトンもしくはケトンの反応性誘導体であるケタ
ール又はアルデヒドもしくはアルデヒドの反応性誘導体
であるアセタールとを反応させて得ることができる。
又、ここに得られた環状ケタールあるいは環状アセター
ルを混合して使用することもできる。例えば、ソルビト
ール1モルとメチルエチルケトン3モルから得られる環
状ケタール(40℃粘度63.1mm2/s )とジグリセリ
ン1モルとメチルエチルケトン2モルから得られる環状
ケタール(40℃粘度7.69mm2/s )を個々に合成
し、両者を混合して望ましい粘度に調整することができ
る。具体的な例としては、ソルビトール1モルとメチル
エチルケトン3モルから得られる環状ケタール1モル
と、ジグリセリン1モルとメチルエチルケトン2モルか
ら得られる環状ケタール1モルを混合してVG22の潤
滑油を得ることができる。あるいはソルビトール1モル
とジグリセリン1モルとメチルエチルケトン5モルを反
応させて上記の混合体を得ることもできる。又、ソルビ
トール1モルと2種類のケトンやアルデヒド、例えば、
3,5,5-トリメチルヘキサナール2モル、メチルエチルケ
トン1モルを反応させて、本発明に用いる環状ケタール
や環状アセタールを得ることもできる。
【0054】環状ケタールや環状アセタールの未反応水
酸基は少ないほど好ましく、10%以下、好ましくは5
%以下、さらに好ましくは3%以下、特に好ましくは2
%以下、最も好ましくは1%以下である。10%を超え
る未反応の水酸基が残るとハイドロフルオロカーボンと
の相溶性や電気絶縁性が劣り好ましくない。又、本発明
に用いる環状ケタールあるいは環状アセタールは、原料
となる多価アルコールがエーテル結合を持たない構造の
ものが、電気絶縁性が高くなり好ましい。従って、前記
のようにソルビトール、マンニトール、ガラクチトー
ル、イディトール、タリトール、アリトール等の6価ア
ルコールやエリスリトールのような多価アルコールから
得られる環状ケタールや環状アセタールを用いる方が、
ジグリセリンやジトリメチロールプロパンのようなエー
テル結合を1個持つアルコールから得られる環状ケター
ルや環状アセタールを用いるより好ましい。
【0055】又、用いる環状ケタールや環状アセタール
は1,3-ジオキソラン構造及び/又は1,3-ジオキサン構造
を含むものが、電気絶縁性を高くするため好ましい。
又、この中でも特に1,3-ジオキソラン構造を含むものが
特に好ましい。従って、エリスリトール、ジグリセリ
ン、ソルビトール、マンニトール、ガラクチトール、イ
ディトール、タリトール、アリトール等の隣接位に水酸
基を持つアルコールを用いることが好ましい。又、ソル
ビトール、マンニトール、ガラクチトール、イディトー
ル、タリトール、アリトール等の6価アルコールを用い
た場合、一般式(11a)と一般式(11b)に示す環
状ケタールや環状アセタールが得られるが、3つの1,3-
ジオキソラン構造を持つ一般式(11a)の方が、電気
絶縁性が高くなるため好ましい。又、エリスリトールを
用いた場合、一般式(12a)と一般式(12b)に示
す環状ケタールや環状アセタールが得られるが、2つの
1,3-ジオキソラン構造を持つ一般式(12a)の方が、
電気絶縁性が高くなるため好ましい。ソルビトール、マ
ンニトール、ガラクチトール、イディトール、タリトー
ル、アリトール等の6価アルコールやエリスリトール
は、ケトンもしくはケタールと反応させると一般式(1
1a)、一般式(12a) の環状ケタールが生成しやす
く、アルデヒドもしくはアセタールと反応させると一般
式(11b)、一般式(12b)の環状アセタールが生
成しやすい。従って、これらのアルコールに対しては、
ケトンもしくはケタールを用いて反応させるのが好まし
い。
【0056】
【化12】
【0057】(ただし、一般式(11)〜(14)にお
いて、R11及びR12はそれぞれ一般式(5)におけるR
11及びR12と同様の基を表す。) 又、本発明に用いる環状ケタールや環状アセタールは、
多価アルコールの価数が偶数のものの中でも一般式(1
1)に示す6価アルコールの環状ケタールあるいは環状
アセタールや、一般式(12)〜(14)に示すエリス
リトール、ジグリセリン、ジトリメチロールプロパン等
の4価アルコールから得られる環状ケタールや環状アセ
タールが、ハイドロフルオロカーボンとの相溶性や電気
絶縁性、融点、粘度等の種々の物性のバランスが取れて
いる点から特に好ましい。同じ4価アルコールでも、式
(15a)又は式(15b)で示される対称性の良いペ
ンタエリスリトールから得られる環状ケタールは共に室
温で固体となるため好ましくない。一般式(11)〜
(14)に示す化合物の中でも1,3-ジオキソラン構造を
有する一般式(11a)、一般式(11b)、一般式
(12a)、一般式(13)に示す化合物が好ましく、
この中でも特に1,3-ジオキソラン構造のみを持つ一般式
(11a)、一般式(12a)、一般式(13)に示す
化合物、更にこの中でも多価アルコール部分がエーテル
結合を持たない一般式(11a)、一般式(12a)に
示す化合物が好ましい。
【0058】
【化13】
【0059】本発明に用いられる環状ケタールや環状ア
セタールの融点は10℃以下が好ましく、さらに好まし
くは−10℃以下、特に好ましくは−30℃以下であ
る。式(15a)、式(15b)のように融点が10℃
を超える環状ケタールや環状アセタールは、融点の低い
本発明に用いる他の環状ケタールや環状アセタール、あ
るいはそれ以外の潤滑油と混合し、添加量を制限するこ
とにより使用できる。
【0060】本発明に用いられる環状ケタールや環状ア
セタールは、100℃の粘度が1mm2/s 以上100mm2/
s 以下が好ましく、さらに好ましくは1mm2/s 以上50
mm2/s 以下、特に好ましくは1mm2/s 以上30mm2/s 以
下である。本発明に用いられる環状ケタールや環状アセ
タールは、ハイドロフルオロカーボンとの二層分離温度
が低いことが望ましく、10℃以下、好ましくは0℃以
下、さらに好ましくは−10℃以下、特に好ましくは−
30℃以下であることが望ましい。しかし、ハイドロフ
ルオロカーボンとの二層分離温度が10℃を超える環状
ケタールや環状アセタールであっても、混合する他の環
状ケタールや環状アセタールあるいは他の潤滑油のハイ
ドロフルオロカーボンとの二層分離温度が低く、混合物
として10℃以下となる場合には、ハイドロフルオロカ
ーボンとの二層分離温度が10℃を超える環状ケタール
や環状アセタールを冷凍機作動流体用組成物に用いるこ
とができる。
【0061】(ii)ポリエーテル系合成油 本発明に用いられるポリエーテル系合成油としては、ハ
イドロフルオロカーボンとの相溶性があり、流動点が0
℃以下であり、一般式(1)〜(3)で表されるリン化
合物及び一般式(4)で表されるベンゾトリアゾール誘
導体を溶解するポリエーテル系化合物であれば特に限定
されるものではないが、好ましいポリエーテル系化合物
としては、特開平6−128578号公報に開示されて
いるポリビニルエーテル化合物や、一般式(6)で示さ
れるポリエーテル系化合物である。
【0062】
【化14】
【0063】(式中、R13〜R18は同一であっても異な
っていても良く、それぞれ炭素数1〜14の直鎖アルキ
ル基、炭素数3〜14の分岐鎖アルキル基、又は炭素数
3〜14の環状のアルキル基を示す。ただし、R13〜R
18の炭素数の合計は8〜40である。) 一般式(6)に示される化合物において、R13O〜R18
Oを除いた6価アルコール残基を与える6価アルコール
としては、具体的には、ヘキソースの還元で得られるヘ
キシトールであるソルビトール、マンニトール、ガラク
チトール、イディトール、タリトール、アリトール等で
ある。これらのうち、入手性や価格の点からソルビトー
ルが最も好ましい。
【0064】一般式(6)において、R13〜R18で示さ
れる炭素数1〜14の直鎖アルキル基、炭素数3〜14
の分岐鎖アルキル基、及び炭素数3〜14の環状アルキ
ル基としては、具体的にはR1 〜R5 及びR7 〜R9
挙げたアルキル基のうち炭素数14までのものが挙げら
れる。上記のR13〜R18は、同一のアルキル基であって
も良く異なったアルキル基でも良い。ハイドロフルオロ
カーボンとの相溶性と電気絶縁性を満足させるためには
一分子中の全炭素原子数と全酸素原子数の比(C/O)
が2.5〜7.5の範囲であることが好ましく、さらに
好ましくは3.0〜7.0の範囲、特に好ましくは4.
0〜6.0の範囲である。
【0065】したがってアルキル基の合計炭素数は通常
8〜40であり、なかでも9〜39が好ましく、さらに
好ましくは12〜36、特に好ましくは18〜30であ
る。合計炭素数が8より小さいと電気絶縁性が劣り、合
計炭素数が40を超えるとハイドロフルオロカーボンと
の相溶性が劣る。またハイドロフルオロカーボンとの相
溶性の点から、アルキル基の構造については直鎖構造よ
りも分岐鎖構造や環状構造が好ましく、環状構造よりも
分岐鎖構造がさらに好ましい。また不飽和結合を持つア
ルケニル基やアルキニル基は熱安定性が悪くなるので好
ましくない。
【0066】このような一般式(6)で示されるポリエ
ーテル化合物としては、具体的に、2,3,4,5 −テトラ−
O−メチル−1,6 −ジ−O−(3,5,5 −トリメチルヘキ
シル)ソルビトール、2,4,5 −トリ−O−メチル−1,3,
6 −トリ−O−(3,5,5−トリメチルヘキシル)ソルビト
ール、2,4,5 −トリ−O−メチル−1,3,6 −トリ−O−
(1,3−ジメチルブチル)ソルビトール、2,4,5 −トリ−
O−メチル−1,3,6 −トリ−O−(1−メチルプロピ
ル)ソルビトール、1,6 −ジ−O−(1−メチルプロピ
ル)−ジ−O−エチル−ジ−O−(1−メチルプロピ
ル)ソルビトール、2,4,5 −トリ−O−メチル−1,3,6
−トリ−O−(シクロヘキシル)ソルビトール、ジ−O
−(2−エチルヘキシル)−O−(1−メチルプロピ
ル)−トリ−O−(メチル)ソルビトール等が挙げられ
る。
【0067】以上のような一般式(6)で示されるポリ
エーテル系化合物の製造は、種々の方法で行うことが可
能である。例えばヘキシトールの反応性誘導体であるヘ
キシトールのアルコラートとアルキルハライドとの反応
で製造できる。また、一般式(11)で示される環状ケ
タール/環状アセタールを水素添加して多価エーテルア
ルコールを得、更にこれにアルキルキャップして合成さ
れる。
【0068】一般式(11)で示される環状ケタールあ
るいは環状アセタールの水素添加反応は、パラジウム、
ロジウム、ルテニウム、プラチナ等、通常の水素化分解
触媒を環状アセタールあるいは環状ケタールに対し、5
〜5000ppm添加し、水素圧を常圧〜250kg/
cm2 、温度を50〜250℃とし、1〜30時間反応
させればよい。上記水素化分解触媒は、これらをカーボ
ン、アルミナ、シリカ、ケイソウ土、酸化チタン等に
0.1〜20%担持させたものを使用してもよい。な
お、水素化分解触媒としては、パラジウムが特に好まし
く、そのpHは5〜8のものが特に好ましい。又、水分
はあらかじめ除去されていることが好ましい。この反応
は無溶媒でも、デカン、オクタン、イソオクタン、ヘプ
タン、ヘキサン、シクロヘキサン等の不活性溶媒を用い
てもよい。また、環状アセタール、環状ケタールの原料
である式(17)で示される6価アルコールやアルデヒ
ド、ケトンを添加してもよい。さらに、リン酸などの酸
性物質を微量添加してもよい。反応は密閉方式でも、水
素流通方式でもよい。
【0069】
【化15】
【0070】このようにして得られた多価エーテルアル
コールのヒドロキシル基部分に、ナトリウム、NaH、
NaOCH3 、NaOH、KOH等の塩基を作用させて
当該アルコラートを作り、続いてハロゲン化アルキルや
硫酸ジアルキル、アルキルトシレート等のアルキル化剤
によってエーテルキャップ化(アルキルキャップ化)を
行い、一般式(6)で示されるポリエーテル化合物を得
る。
【0071】本発明に用いられるポリエーテル化合物
は、100℃での粘度が0.5〜30mm2 /sが好ま
しく、さらに好ましくは1〜15mm2 /sである。1
00℃での粘度が30mm2 /sを越えると、この化合
物とハイドロフルオロカーボンとの相溶性が悪くなる。
また、40℃での粘度は1〜300mm2 /sが好まし
く、さらに好ましくは5〜100mm2 /sである。ま
た、本発明に用いられるポリエーテル化合物の、ハイド
ロフルオロカーボンとの低温での二相分離温度は特に限
定されないが、10℃以下、好ましくは0℃以下、さら
に好ましくは−10℃以下のものである。
【0072】(iii) ポリアルキレングリコール系合成油 本発明に用いられるポリアルキレングリコール系合成油
としては、ハイドロフルオロカーボンとの相溶性があ
り、流動点が0℃以下であり、一般式(1)〜(3)で
表されるリン化合物及び一般式(4)で表されるベンゾ
トリアゾール誘導体を溶解するポリアルキレングリコー
ル系化合物であれば特に限定されるものではない。例え
ば、下記の一般式(7)で表されるもの等が挙げられ
る。
【0073】 A−(O−(R19O)v−R20)w (7) (式中、R19は炭素数2〜4の直鎖アルキレン基、又は
炭素数3若しくは4の分岐鎖アルキレン基を示す。R20
は水素原子、炭素数1〜15の炭化水素基、又は炭素数
2〜15のアシル基を示す。Aは水素原子、炭素数1〜
15のw価のアルコール残基、又は炭素数6〜15のw
価のフェノール残基を示す。vは1〜50の数、wは1
〜6の数を示す。ただし、v個のR19O、w個のO−
(R19O)v−R20はそれぞれ同一であっても異なって
いても良い。)
【0074】ここで、R19は具体的には、エチレン基、
プロピレン基、トリメチレン基、ブチレン基、イソブチ
レン基、テトラメチレン基等が挙げられる。R20はハイ
ドロフルオロカーボンとの相溶性の観点から炭素数は1
5以下が好ましく、なかでも炭素数1〜10の炭化水素
基又は炭素数2〜9のアシル基であることがより好まし
い。R20の炭化水素基は、アルキル基及びアリール基と
してはR1 〜R5 及びR7〜R9 に挙げたもののうち炭
素数15までのもの、アラルキル基としてはベンジル
基、4−メチルベンジル基、フェネチル基、4−ブチル
ベンジル基、ナフチルメチル基等が挙げられる。また、
20のアシル基としては、例えば次のようなものが挙げ
られる。酢酸、プロピオン酸、バレリン酸、イソバレリ
ン酸、2−メチル酪酸、カプロン酸、エナント酸、2−
エチルペンタン酸、2−メチルヘキサン酸、3−メチル
ヘキサン酸、カプリル酸、2−エチルヘキサン酸、3,
5−ジメチルヘキサン酸、ペラルゴン酸、3,5,5−
トリメチルヘキサン酸、デカン酸、ウンデカン酸、イソ
トリデカン酸、ミリスチン酸、イソミリスチン酸等のカ
ルボン酸のアシル基。
【0075】Aの炭素数は、ハイドロフルオロカーボン
との相溶性の観点から15以下が好ましい。Aのアルコ
ール残基又はフェノール残基としては、例えば次のよう
なものが挙げられる。アルコール残基:ネオペンチルグ
リコール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロ
パン、ペンタエリスリトール、ジトリメチロールプロパ
ン、及びジペンタエリスリトール等のヒンダードアルコ
ール、並びに、エチレングリコール、ジエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコー
ル、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオー
ル、1,6−ヘキサンジオール、グリセリン、ジグリセ
リン、トリグリセリン、ソルビトール、及びマンニトー
ル等の多価アルコールや、メタノール、エタノール、プ
ロパノール、イソプロパノール、ブタノール、t−ブタ
ノール、ペンタノール、2−メチルブタノール、3−メ
チルブタノール、2,2−ジメチルプロパノール、ヘキ
サノール、2−メチルペンタノール、2−エチルブタノ
ール、2,3−ジメチルブタノール、ヘプタノール、2
−メチルヘキサノール、3−メチルヘキサノール、5−
メチルヘキサノール、オクタノール、2−エチルヘキサ
ノール、ノナノール、3,5,5−トリメチルヘキサノ
ール、デシルアルコール、2,4,6−トリメチルヘプ
タノール、ドデシルアルコール、トリデシルアルコー
ル、2,4,6,8−テトラメチルノナノール等のアル
コール残基。フェノール残基:4−メチルフェノール、
4−エチルフェノール、4−t−ブチルフェノール、
2,4−ジ−t−ブチルフェノール、2,6−ジ−t−
ブチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチ
ルフェノール、4−ノニルフェノール、ビスフェノール
A等のフェノールのフェノール残基。また、vは粘度及
び吸湿性の観点から50以下の数が好ましく、なかでも
1〜30の数であることがより好ましい。wは粘度の観
点から6以下の数が好ましく、なかでも1〜3の数であ
ることがより好ましい。
【0076】これらのポリアルキレングリコールは、例
えば以下のようにして製造することができる。水あるい
はアルコールと、アルキレンオキサイドをNaOHやKOH の
アルカリ触媒下で反応させて、モノアルキルエーテル型
ポリアルキレングリコールやグリコール型ポリアルキレ
ングリコールを得ることができる。さらに末端の水酸基
をアルカリ金属を触媒にしてハロゲン化アルキルにより
アルキル化して、またカルボン酸やあるいはそのメチル
エステル、エチルエステル、酸無水物と反応させること
によりアシル化して、ジアルキルエーテル型ポリアルキ
レングリコールやエステルエーテル型ポリアルキレング
リコールを得ることができる。
【0077】本発明に用いられる上記のようにして得ら
れるポリアルキレングリコールの酸価は金属材料の腐
食、耐摩耗性の低下、熱安定性の低下、及び電気絶縁性
の低下を抑制する観点から1mgKOH/g以下が好ま
しく、0.2mgKOH/g以下がより好ましく、0.
1mgKOH/g以下がさらに好ましく、0.05mg
KOH/g以下が特に好ましい。
【0078】本発明に用いられるポリアルキレングリコ
ールのハイドロフルオロカーボンとの低温での二相分離
温度は、−10℃以下が好ましく、−30℃以下がより
好ましく、−50℃以下が特に好ましい。また、高温で
の二相分離温度は60℃以上が好ましく、80℃以上が
より好ましく、100℃以上がさらに好ましい。本発明
に用いられるポリアルキレングリコールの100℃にお
ける動粘度は、ハイドロフルオロカーボンとの相溶性の
観点から100mm2 /s以下が好ましく、通常1〜1
00mm2 /sが好ましく、1〜30mm2 /sがより
好ましい。
【0079】(iv)カーボネート系合成油 本発明に用いられるカーボネート系合成油としては、ハ
イドロフルオロカーボンとの相溶性があり、流動点が0
℃以下であり、一般式(1)〜(3)で表されるリン化
合物及び一般式(4)で表されるベンゾトリアゾール誘
導体を溶解するカーボネート系化合物であれば特に限定
されるものではない。例えば、下記の一般式(8)で表
されるもの等が挙げられる。
【0080】
【化16】
【0081】(式中、R21及びR23は同一であっても異
なっていても良く、炭素数1〜18のアルキル基、炭素
数6〜18のアリール基、炭素数7〜18のアラルキル
基、又は−(R25O)z−R24で示される基を示す。こ
こで、R24は炭素数1〜18のアルキル基、炭素数6〜
18のアリール基、又は炭素数7〜18のアラルキル基
を示し、R25は炭素数2〜18のアルキレン基、炭素数
6〜18のアリーレン基、又は炭素数7〜18のアラル
キレン基を示し、zは1〜100の整数を示す。z個の
25Oは同じであっても異なっていても良い。R22は炭
素数2〜18のアルキレン基、炭素数6〜18のアリー
レン基、又は炭素数7〜18のアラルキレン基を示し、
xは1〜100の整数、yは0〜100の整数を示す。
x個のR22Oは同じであっても異なっていても良く、ま
たy個の
【0082】
【化17】
【0083】は同じであっても異なっていても良い。) ここで、ハイドロフルオロカーボンとの相溶性の観点か
らR21、R23、R24の炭素数は18以下が好ましく、よ
り好ましくは1〜10である。具体的には、アルキル
基、アリール基としてはR1 〜R5 及びR7 〜R9 に挙
げたものの、アラルキル基としては、ベンジル基、4−
メチルベンジル基、フェネチル基、4−ブチルベンジル
基、ナフチルメチル基等が挙げられる。また、R22及び
25の炭素数はハイドロフルオロカーボンとの相溶性の
観点から、18以下が好ましく、より好ましくは2〜1
0である。具体的には、例えば次のようなものが挙げら
れる。
【0084】アルキレン基としては、R19に挙げたもの
の他に、以下に示す2価アルコールのアルコール残基等
が挙げられる。2−メチル−1,3−プロパンジオー
ル、1,5−ペンタンジオール、2,2−ジメチル−
1,3−プロパンジオール、1,6−ヘキサンジオー
ル、2−エチル−2−メチル−1,3−プロパンジオー
ル、1,4−シクロヘキサンジオール、2−エチル−
1,3−ヘキサンジオール、2,5−ジメチル−2,5
−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、2,
2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、1,
2−デカンジオール、1,10−デカンジオール、1,
2−ドデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、
1,16−ヘキサデカンジオール、1,2−オクタデカ
ンジオール等。アリーレン基及びアラルキレン基として
は、以下に示す2価のフェノール又はアルコールの残基
等が挙げられる。カテコール、レゾルシン、2−ヒドロ
キシベンジルアルコール、4−メチルカテコール、2−
メチルレゾルシノール、1,4−ベンゼンジメタノー
ル、4−エチルレゾルシノール、1−フェニル−1,2
−エタンジオール、2−フェニル−1,2−プロパンジ
オール、4−tーブチルカテコール、4−ヘキシルレゾ
ルシノール、3,5−ジ−t−ブチルカテコール、4−
ドデシルレゾルシノール等。
【0085】zは1〜100の整数を示し、好ましくは
1〜50の整数であり、さらに好ましくは1〜30の整
数である。粘度及び吸湿性の観点から、zは100以下
が好ましい。xは1〜100の整数を示し、好ましくは
1〜50の整数であり、さらに好ましくは1〜30の整
数である。粘度及び吸湿性の観点から、xは100以下
が好ましい。yは0〜100の整数を表し、好ましくは
1〜50の整数であり、さらに好ましくは1〜30の整
数である。粘度及び吸湿性の観点から、yは100以下
が好ましい。これらのカーボネートは一般に1価及び/
又は2価のアルコールやフェノールの1種以上とジメチ
ルカーボネートやジエチルカーボネートのような炭酸エ
ステルとのエステル交換反応によって得られる。
【0086】本発明において用いられる、上記のように
して得られるカーボネートの酸価は金属材料の腐食、耐
摩耗性の低下、熱安定性の低下、及び電気絶縁性の低下
を抑制する観点から1mgKOH/g以下が好ましく、
0.2mgKOH/g以下がより好ましく、0.1mg
KOH/g以下がさらに好ましく、0.05mgKOH
/g以下が特に好ましい。本発明に用いられるカーボネ
ートのハイドロフルオロカーボンとの低温での二相分離
温度は、0℃以下が好ましく、−10℃以下がより好ま
しく、−30℃以下が特に好ましい。本発明に用いられ
るカーボネートの100℃における動粘度は特に限定さ
れないが、ハイドロフルオロカーボンとの相溶性の観点
から100mm2 /s以下が好ましく、通常1〜100
mm2 /sが好ましく、1〜30mm2 /sがより好ま
しい。
【0087】(v) 混合油 本発明に用いられる環状ケタール/環状アセタール系、
ポリエーテル系、ポリアルキレングリコール系及びカー
ボネート系合成油の混合油においても、ハイドロフルオ
ロカーボンとの低温での二相分離温度が低いことが望ま
しく、−10℃以下が好ましく、より好ましくは−30
℃以下、特に好ましくは−50℃以下である。また、高
温での二相分離温度が高いことが望ましく、60℃以上
が好ましく、より好ましくは80℃以上、特に好ましく
は100℃以上である。また、環状ケタール/環状アセ
タール系、ポリエーテル系、ポリアルキレングリコール
系及びカーボネート系合成油の混合比率は、ハイドロフ
ルオロカーボンとの相溶性を損なわない範囲であれば特
に限定されるものではない。また、混合油においても、
100℃における動粘度はハイドロフルオロカーボンと
の相溶性の観点から100mm2 /s以下が好ましく、
通常1〜100mm2 /sが好ましく、1〜30mm2
/sがより好ましい。
【0088】なお、本発明に用いられる環状ケタール/
環状アセタール系、ポリエーテル系、ポリアルキレング
リコール系若しくはカーボネート系合成油又はこれらの
混合油に、ハイドロフルオロカーボンとの相溶性を損な
わない範囲で、鉱物油やポリα−オレフィン、アルキル
ベンゼン、前記以外のポリアルキレングリコール、カー
ボネート、パーフルオロポリエーテル、リン酸エステル
等の合成油をさらに混合しても良い。具体的な例は「新
版 潤滑の物理化学」(幸書房) や「潤滑油の基礎と応
用」(コロナ社) 等に述べられている。
【0089】4.潤滑油組成物および冷凍機作動流体用
組成物 (1)本発明における潤滑油組成物 本発明における潤滑油組成物は、前記のようなリン化合
物及びベンゾトリアゾール誘導体を潤滑油基油、特に環
状ケタール/環状アセタール系、ポリエーテル系、ポリ
アルキレングリコール系若しくはカーボネート系合成油
又はこれらの混合油を主成分とする基油に配合して得ら
れるものである。
【0090】リン化合物及びベンゾトリアゾール誘導体
の潤滑油基油への配合量は、少なくとも本発明の潤滑油
組成物が金属表面に接触している間に摩耗を抑制するの
に十分な量であれば特に限定されるものではないが、好
ましくは潤滑油基油100重量部に対し、リン化合物が
0.03〜5.0重量部、及びベンゾトリアゾール誘導
体が0.001〜5.0重量部である。リン化合物の配
合量は、より好ましくは0.05〜3.0重量部であ
り、特に好ましくは0.1〜2.0重量部、さらに好ま
しくは0.3〜1.0重量部である。所望の摩耗抑制効
果を得る観点から、当該配合量は0.03重量部以上が
好ましく、基油の熱安定性の観点から5.0重量部以下
が好ましい。また、5.0重量部を超える量を配合して
も摩耗抑制効果は頭打ちとなり経済的に不利となる。
【0091】ベンゾトリアゾール誘導体の配合量は、よ
り好ましくは0.003〜1.5重量部であり、特に好
ましくは0.005〜0.5重量部である。冷凍機作動
流体用組成物に用いる時は、さらに好ましくは0.00
5〜0.05重量部である。所望の摩耗抑制効果を得る
観点から、当該配合量は0.001重量部以上が好まし
く、基油の熱安定性の観点から5.0重量部以下が好ま
しい。また、リン化合物とベンゾトリアゾール誘導体の
配合比率は特に限定されないが、リン化合物1モルに対
しベンゾトリアゾール誘導体が0.001〜2.0モル
である。リン化合物とベンゾトリアゾール誘導体の配合
比率は、より好ましくはリン化合物1モルに対しベンゾ
トリアゾール誘導体が0.005〜1.0モルであり、
特に好ましくは0.01〜0.5モルである。冷凍機作
動流体用組成物に用いる時は、さらに好ましくは0.0
1〜0.2モルである。相乗効果による潤滑性向上効果
を発揮させる観点から、リン化合物とベンゾトリアゾー
ル誘導体の比率は0.001以上が好ましく、ベンゾト
リアゾール誘導体の比率が高くなることによる潤滑性の
悪化を抑える観点から、2.0以下が好ましい。
【0092】本発明における潤滑油組成物を冷凍機作動
流体用組成物に用いる場合、次のような添加剤を適宜添
加してもよい。 (i) 本発明の潤滑油組成物には水を除去する添加剤を加
えてもよい。水が共存すると基油の中のエステル結合を
加水分解させ、カルボン酸が生じてキャピラリーチュー
ブ等を詰まらせる可能性があり、又、カーボネート系合
成油を加水分解させ、非凝縮性のCO2 が生じて冷凍能
力を低下させる可能性がある。又、絶縁材であるPET
フィルム等は加水分解し、PETオリゴマーを生じ、キ
ャピラリーチューブ等を詰まらせる可能性があるからで
ある。水を除去する添加剤としてはエポキシ基を有する
化合物や、オルトエステル、アセタール(ケタール)、
カルボジイミド等の添加剤が挙げられる。
【0093】 エポキシ基を有する化合物としては、
炭素数4〜60、好ましくは炭素数5〜25のものであ
る。具体的にはブチルグリシジルエーテル、2ーエチル
ヘキシルグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコール
ジグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル類や、ア
ジピン酸グリシジルエステル、2−エチルヘキサン酸グ
リシジルエステル等のグリシジルエステル類や、エポキ
シ化ステアリン酸メチル等のエポキシ化脂肪酸モノエス
テル類や、エポキシ化大豆油等のエポキシ化植物油や、
1,2−エポキシシクロヘキサン、1,2−エポキシシ
クロペンタン、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシル
メチル)アジペート、3,4−エポキシシクロヘキシル
メチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレ
ート等の脂環式エポキシ化合物が挙げられる。本発明に
おいては、これらのエポキシ基を有する化合物の単独又
は2種以上を併用してもよい。その添加量は基油100
重量部に対して、通常0. 05〜2.0重量部、好まし
くは0. 1〜1.5重量部、さらに好ましくは0. 1〜
1.0重量部である。
【0094】 本発明に用いられるオルトエステルと
しては、特開平6−17073、カラム10、27行か
ら41行に記載されているような化合物が挙げられる。
オルトエステルの添加量は、基油100重量部に対し
て、通常0.01〜100重量部、好ましくは0. 05
〜30重量部である。 本発明に用いられるアセタール又はケタールとして
は、特開平6−17073、カラム11、21行目に記
載されているような化合物が挙げられる。アセタール又
はケタールの添加量は、基油100重量部に対して、通
常0. 01〜100重量部、好ましくは0. 05〜30
重量部である。
【0095】 本発明に用いられるカルボジイミド
は、下記の一般式(20)で表されるものが挙げられ
る。 R26−N=C=N−R27 (20) (式中、R26及びR27は炭素数1〜18の炭化水素基を
表す。R26及びR27は同一でも異なっていても良い。) R26及びR27の炭素数は1〜12がより好ましい。ま
た、R26及びR27の具体例としては、アルキル基及びア
リール基としては、R1 〜R5 及びR7 〜R9 で挙げた
もののうち炭素数15までのもの、アラルキル基として
は、ベンジル基、4−メチルベンジル基、フェネチル
基、4−ブチルベンジル基、ナフチルメチル基等が挙げ
られる。
【0096】当該カルボジイミドの具体的な例として
は、1,3−ジイソプロピルカルボジイミド、1,3−
ジ−t−ブチル−カルボジイミド、1,3−ジシクロヘ
キシルカルボジイミド、1,3−ジ−p−トリルカルボ
ジイミド、1,3−ビス−(2,6−ジイソプロピルフ
ェニル)カルボジイミド等である。カルボジイミド添加
量は、基油100重量部に対して、通常0. 01〜10
重量部、好ましくは0. 05〜5重量部である。
【0097】(ii)また、本発明における潤滑油組成物に
は熱安定性を向上させるためのラジカルトラップ能を有
するフェノール系化合物やキレート能を有する金属不活
性化剤を添加してもよい。
【0098】本発明に用いられるラジカルトラップ能を
有するフェノール系化合物としては、特開平6−170
73、カラム12、32行目からカラム13、18行目
に記載されているような化合物が挙げられる。特に限定
されるものではないが、好ましくは、2,6 −ジ−t−ブ
チルフェノール、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)、4,4'−イソプロピリデンビスフェノー
ル、2,6 −ジ−t−ブチル−4 −エチルフェノール等が
挙げられる。当該フェノール系化合物の添加量は、環状
ケタール/環状アセタール系、ポリエーテル系、ポリア
ルキレングリコール系又はカーボネート系合成油あるい
はその混合油などの潤滑油基油100重量部に対して、
通常0. 05〜2. 0重量部であり、好ましくは0. 0
5〜0. 5重量部である。
【0099】本発明に用いられる金属不活性化剤はキレ
ート能を持つものが好ましく、特開平5−20917
1、カラム13、38行目からカラム14、8行目に記
載されているような化合物が挙げられる。特に限定され
るものではないが、好ましくはN,N'−ジサリチリデン−
1,2 −ジアミノエタン、N,N'−ジサリチリデン−1,2 −
ジアミノプロパン、アセチルアセトン、アセト酢酸エス
テル、アリザリン、キニザリン等が挙げられる。本発明
に用いられる金属不活性化剤の添加量は、環状ケタール
/環状アセタール系、ポリエーテル系、ポリアルキレン
グリコール系若しくはカーボネート系合成油又はこれら
の混合油等の潤滑油基油100重量部に対して、通常
0. 001〜2.0重量部、好ましくは0. 003〜
0.5重量部である。
【0100】また、本発明の潤滑油組成物を冷凍機作動
流体用組成物以外の分野に用いる場合、その性能を向上
させる目的で、公知の各種添加剤を使用できる。これら
の添加剤としては塩基性カルシウムスルフォネート、塩
基性カルシウムフェネート、塩基性カルシウムサリシレ
ート等の金属系清浄剤、アルケニルコハク酸イミド、ベ
ンジルアミン、ポリアルケニルアミン等の清浄分散剤、
ポリメタクリレート、オレフィン共重合物等の粘度指数
向上剤、流動点降下剤、酸化防止剤、錆止め剤、消泡剤
等が挙げられる。具体例は桜井俊夫著「石油製品添加剤
(幸書房)」に例示されている。これらの各種添加剤は
単独で添加しても、数種類併用添加してもかまわない。
これらの添加量は任意であるが、通常、潤滑油組成物1
00重量部に対して30重量部以下、好ましくは15重
量部以下である。
【0101】本発明の潤滑油組成物は、潤滑性及び耐摩
耗性に優れていることから、特に、油圧作動油、グリー
ス油、チェーンソー油、2−サイクルエンジン油用途に
適しているが、その他に4−サイクルエンジン油、ギヤ
油等にも使用可能である。
【0102】極性の高い基油を用いて、リン化合物及び
ベンゾトリアゾール誘導体を組み合わせた本発明の潤滑
油組成物は、高い潤滑性及び耐摩耗性を有する。この理
由は以下のように推定される。リン化合物は潤滑性及び
耐摩耗性を付与するために基油に添加される。基油が鉱
物油の場合、添加による効果を充分に示すが、基油の極
性が高い場合、金属表面に吸着し難くなるため、その効
果が充分発揮されない。金属表面に対する吸着に関与す
る因子として、吸着する分子の極性と基油に対する溶解
性とが考えられる。即ち、吸着する分子の極性が高いほ
ど吸着しやすく、基油に対する溶解性が高いほど基油の
中で安定に存在し、金属表面に吸着し難くなると考えら
れる。本発明に使用されるベンゾトリアゾール誘導体
は、ベンゾトリアゾール骨格に窒素原子や酸素原子を含
有する基を導入することでベンゾトリアゾールよりも金
属表面に対する吸着力が強い。また本発明に使用され
る、極性の高い基油は、リン化合物やベンゾトリアゾー
ル誘導体に対して良好な溶解力を有する。
【0103】一方、リン化合物とベンゾトリアゾール誘
導体との相互作用は、リン化合物のアリール基とベンゾ
トリアゾール誘導体の芳香環を介し、互いの分子が近づ
くものと考えられる。本発明の潤滑油組成物は、ベンゾ
トリアゾール誘導体の窒素原子や酸素原子を含有する基
が極性が高く、金属表面に吸着する。リン化合物は、ベ
ンゾトリアゾール誘導体との相互作用により、金属表面
に近づくことが可能となり、このように高い潤滑性及び
耐摩耗性を有するものと考えられる。
【0104】(2)本発明の冷凍機作動流体用組成物 本発明の冷凍機作動流体用組成物は、本発明の潤滑油組
成物とハイドロフルオロカーボンを含有してなるもので
ある。本発明の冷凍機作動流体用組成物中の、ハイドロ
フルオロカーボンと潤滑油組成物との混合比は特に限定
されるものではないが、ハイドロフルオロカーボン/潤
滑油組成物=50/1〜1/20(重量比)が好まし
く、より好ましくは10/1〜1/5(重量比)であ
る。充分な冷凍能力を得る観点から、ハイドロフルオロ
カーボン/潤滑油組成物の比が1/20よりハイドロフ
ルカーボンの比率が高いのが好ましく、冷凍機作動流体
用組成物の粘度を好適にする観点から50/1より潤滑
油組成物の比率が高いのが好ましい。
【0105】ここで用いられるハイドロフルオロカーボ
ンは、通常冷凍機油に用いられるものであれば特に限定
されないが、好ましくは、ジフルオロメタン(HFC3
2)、1, 1- ジフルオロエタン(HFC152a)、
1, 1, 1- トリフルオロエタン(HFC143a)、
1, 1, 1, 2- テトラフルオロエタン(HFC134
a)、1, 1, 2, 2- テトラフルオロエタン(HFC
134)、ペンタフルオロエタン(HFC125)等で
あり、1, 1, 1, 2- テトラフルオロエタン、ジフル
オロメタン、ペンタフルオロエタン、1, 1, 1- トリ
フルオロエタンが特に好ましい。これらのハイドロフル
オロカーボンは単独で用いても良く、2種類以上のハイ
ドロフルオロカーボンを混合して用いても良い。本発明
の冷凍機作動流体用組成物は、潤滑性及び耐摩耗性に優
れ、ロータリー型コンプレッサーやスクロール型コンプ
レッサーの潤滑に適している。用途的にはルームエアコ
ンディショナーやパッケージエアコンディショナーのコ
ンプレッサーに用いるのに適している。
【0106】
【実施例】以下、 実施例により本発明をより詳細に説明
するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるもので
はない。実施例に用いるリン化合物、ベンゾトリアゾー
ル誘導体、及び基油を下記に示す。 リン化合物 i :トリクレジルフォスフェート リン化合物 ii :トリフェニルフォスフェート リン化合物 iii :トリクレジルフォスファイト リン化合物 iv :トリフェニルフォスファイト リン化合物 v :クレジルジフェニルフォスフェート リン化合物 vi :ジフェニルハイドロジェンフォスフ
ァイト リン化合物 vii :2−エチルヘキシルジフェニルフォ
スフェート リン化合物 viii:2−エチルヘキシルフォスフォン酸
ジフェニル
【0107】ベンゾトリアゾール誘導体a:1−〔N,
N−ビス(2−エチルヘキシル)アミノメチル〕ベンゾ
トリアゾール ベンゾトリアゾール誘導体b:1−〔N,N−ビス(2
−ヒドロキシエチル)アミノメチル〕ベンゾトリアゾー
ル ベンゾトリアゾール誘導体c:1−(2’,3’−ジヒ
ドロキシプロピル)ベンゾトリアゾール ベンゾトリアゾール誘導体d:1−ヒドロキシベンゾト
リアゾール ベンゾトリアゾール誘導体e:1−ジオクチルアミノメ
チル−4−メチルベンゾトリアゾール及び1−ジオクチ
ルアミノメチル−5−メチルベンゾトリアゾールとの等
量(v/v)混合物
【0108】基油A:1,2:3,4:5,6−トリ−O−(1−
メチルプロピリデン)ソルビトール(一般式(11a)
(R11=メチル基、R12=エチル基)) 40℃における粘度(以下Vis 40と略記する):63.
1mm2/s 100℃における粘度(以下Vis 100 と略記する):
4.54mm2/s 酸価:0.01mgKOH/g 水酸基価:0.0mgKOH/g
【0109】基油B:4,4'−〔オキシビス(メチレ
ン)〕ビス(2−メチル−2−エチル)−1,3−ジオキ
ソラン(一般式(13)(R11=メチル基、R12=エチ
ル基)) Vis 40:7.69mm2/s Vis 100:1.97mm2/s 酸価:0.01mgKOH/g 水酸基価:15.7mgKOH/g
【0110】基油C:1,2:3,4:5,6−トリ−O−(2−
メチルプロピリデン)ソルビトール(一般式(11a)
(R11=水素原子、R12=2−メチルプロピル基)) Vis 40:167.8mm2/s Vis 100:5.81mm2/s 酸価:0.01mgKOH/g 水酸基価:6.0mgKOH/g
【0111】基油D:2,3,4,5−テトラ−O−メチル−
1,6−ジ−O−(3,5,5−トリメチルヘキシル)ソルビト
ール(一般式(6)(R13,R18=3,5,5−トリメチル
ヘキシル基、R14,R15,R16,R17=メチル基)) Vis 40:27.0mm2/s Vis 100:4.62mm2/s 酸価:0.01mgKOH/g 水酸基価:0.1mgKOH/g
【0112】基油E:ポリ(オキシエチレンプロピレ
ン)グリコールモノブチルエーテル(三洋化成工業
(株)製、ニューポール50HB−100) Vis 40:20.3mm2/s Vis 100:4.83mm2/s 酸価:0.03mgKOH/g 水酸基価:104mgKOH/g
【0113】基油F:炭酸ジメチル(1.0モル)と3
−メチル−1,5−ペンタンジオール(0.6モル)及び
3−メチルヘキサノール(0.8モル)のカーボネート Vis 40:31.6mm2/s Vis 100:5.93mm2/s 酸価:0.02mgKOH/g 水酸基価:0.54mgKOH/g
【0114】基油G:パラフィン系鉱物油(日本石油
(株)製、スーパーオイルA) Vis 40:30.5mm2 /s Vis 100:5.32mm2 /s
【0115】基油H:ナフテン系鉱物油(日本サン石油
(株)製、SUNISO4GS) Vis 40:54.1mm2 /s Vis 100:6.05mm2 /s
【0116】実施例1、比較例1 本発明品の耐摩耗性を評価するために、ASTM D 4172 に
準じたシェル式四球試験を行った。ここで、鋼球の摩耗
痕径は、30kgの荷重をかけ、1200rpmで30
分間試験を行った後に測定した。結果は試験用鋼球の摩
耗痕の直径を計測し、平均摩耗痕径として求めた。結果
を表1に示す。
【0117】
【表1】
【0118】本発明の潤滑油組成物は、比較品に比べて
摩耗痕径が小さく、耐摩耗性に優れていた。実施例1の
番号1及び4と比較例1の番号4、6、10及び11を
比較して分かるように、極性の低い鉱物油中ではリン化
合物とベンゾトリアゾールの組み合わせもリン化合物と
ベンゾトリアゾール誘導体の組み合わせも同程度の効果
を示したが、極性の高い基油中ではリン化合物とベンゾ
トリアゾールの組み合わせよりもリン化合物とベンゾト
リアゾール誘導体の組み合わせの方が、はるかに効果が
あることが分かる。以上のことから、リン化合物とベン
ゾトリアゾール誘導体とを併用した本発明の潤滑油組成
物は、極性の高い基油で使用した時、耐摩耗性に驚くほ
どの効果を示すことが分かる。
【0119】実施例2、比較例2 本発明品の潤滑性及び耐摩耗性を評価するために、高圧
摩耗試験機(神鋼造機(株)製)を用いて潤滑性の指標
である摩擦係数及び耐摩耗性の指標である摩耗量を測定
した。潤滑油組成物480g、1,1,1,2−テトラフルオ
ロエタン240gを試験容器に入れ、100℃に保温し
た。試験片はベーンとディスクを用い、200kgの荷
重をかけ500rpmで6時間試験した。摩擦係数は試
験中の摩擦トルクから算出した。また、摩耗量はベーン
とディスクの試験前重量と試験後重量から算出した。結
果を表2、3に示す。
【0120】
【表2】
【0121】
【表3】
【0122】実施例2と比較例2の結果から次のような
ことが分かる。比較例2の番号1、5、7及び12〜1
5の結果から、本発明品におけるリン化合物及びベンゾ
トリアゾール誘導体を添加することは潤滑性及び耐摩耗
性の向上に大変効果がある。また、耐摩耗剤であるリン
化合物だけを添加しても比較例2の番号13及び14か
ら分かるように効果が不充分である。一方、ベンゾトリ
アゾール誘導体だけを添加しても比較例2の番号15か
ら分かるように効果がない。さらに、ベンゾトリアゾー
ル誘導体に代わりベンゾトリアゾールを使い、リン化合
物と併用した場合は比較例2の番号16、17の結果か
ら分かるように実施例2に示すような潤滑性や耐摩耗性
に対する効果は得られない。また、比較例2の番号13
と番号16、17を比較して分かるようにリン化合物単
独とリン化合物とベンゾトリアゾールとの併用では差が
なく、リン化合物とベンゾトリアゾールとの併用効果が
認められない。これに対し本発明におけるリン化合物と
ベンゾトリアゾール誘導体との組み合わせは、驚くほど
の相乗効果を示すことが分かる。以上のことから、リン
化合物とベンゾトリアゾール誘導体とを併用した本発明
の冷凍機作動流体用組成物は、潤滑性及び耐摩耗性に驚
くほどの効果を示すことが分かる。
【0123】実施例3、比較例3 本発明品のハイドロフルオロカーボンとの相溶性を調べ
るため、表4に示す潤滑油組成物とR−407C(HF
C32/HFC125/HFC134a=23/25/
52(重量%))を10/90〜50/50の重量比
(潤滑油組成物/R−407C)で混合し、低温での二
相分離温度を測定した。結果を表4に示す。
【0124】
【表4】
【0125】表4の実施例3及び比較例3から分かるよ
うに本発明の冷凍機作動流体用組成物を構成する潤滑油
組成物とハイドロフルオロカーボンとの相溶性は優れた
ものであった。また、リン化合物やベンゾトリアゾール
誘導体の添加による影響は殆ど見られなかった。
【0126】実施例4、比較例4 本発明品の熱安定性を調べるため、以下に示す条件でシ
ールドチューブ試験を行った。即ち、予め水分濃度を1
0ppm以下に調製した表5、6に示す潤滑油組成物1
0g、及びHFC134a5gをガラス管に取り、触媒
として鉄、銅、アルミニウムを加えて封管した。175
℃で14日間維持した後、HFC134aと潤滑油組成
物との混合物の外観と析出物の有無を調べた。外観は試
験前の色相と試験後の色相を比較し着色度合いの少ない
ものから“なし、少し、あり、濃い”の4ランクに分け
て評価した。結果を表5、6に示す。
【0127】
【表5】
【0128】
【表6】
【0129】実施例4の番号4及び17でベンゾトリア
ゾール誘導体の添加量を多くしたものは少し着色してい
るが析出物はなく問題がないレベルであった。その他の
実施例4のものは、いずれも外観が良好であり、析出物
もなく熱安定性は良好であった。それに対し、比較例4
の番号16、17に示すようにリン化合物とベンゾトリ
アゾールの組成物は着色も激しく析出物も確認された。
これはベンゾトリアゾールが分子内に酸性を示す水素を
持っているために金属との相互作用が強すぎ、析出物の
発生及び着色の原因になったと考えられる。以上のこと
から、リン化合物とベンゾトリアゾール誘導体とを併用
した本発明の冷凍機作動流体用組成物は、熱安定性試験
においても優れていることが分かる。
【0130】
【発明の効果】本発明により、特に極性が高い基油を用
いた場合にも潤滑性、耐摩耗性、熱安定性に優れ、金属
に対する腐食の無い潤滑油組成物、及び冷凍機作動流体
用組成物を提供することが可能となった。
───────────────────────────────────────────────────── 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 C10M 137:04 137:12 133:44) C10N 30:06 30:08 30:12 40:30 (72)発明者 萩原 敏也 和歌山市湊1334番地 花王株式会社研究所 内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (イ)一般式(1)、(2)又は(3) 【化1】 (式中、R1 〜R5 及びR7 〜R9 は同一であっても又
    は異なっていても良く、炭素数6〜18のアリール基、
    炭素数1〜18の直鎖アルキル基、炭素数3〜18の分
    岐鎖アルキル基、炭素数2〜18の直鎖アルケニル基、
    又は炭素数3〜18の分岐鎖アルケニル基を表す。ただ
    し、R1 〜R3 のうち少なくとも1つは炭素数6〜18
    のアリール基であり、R4 、R5 のうち少なくとも1つ
    は炭素数6〜18のアリール基であり、そしてR7 〜R
    9 のうち少なくとも1つは炭素数6〜18のアリール基
    である。R6 は水素原子、炭素数1〜18の直鎖アルキ
    ル基、炭素数3〜18の分岐鎖アルキル基、炭素数2〜
    18の直鎖アルケニル基、又は炭素数3〜18の分岐鎖
    アルケニル基を表す。)で表される化合物からなる群よ
    り選ばれる1種以上のリン化合物、(ロ)一般式(4) 【化2】 (式中、R10は窒素原子及び/又は酸素原子を含有する
    炭素数0〜20の基を表し、Xは水素原子又はメチル基
    を表す。)で表されるベンゾトリアゾール誘導体、並び
    に(ハ)基油として用いられる、環状ケタール又は環状
    アセタール系化合物、ポリエーテル系化合物、ポリアル
    キレングリコール系化合物、及びカーボネート系化合物
    からなる群より選ばれる1種以上の化合物、を含有する
    ことを特徴とする潤滑油組成物。
  2. 【請求項2】 一般式(4)で表されるベンゾトリアゾ
    ール誘導体において、R10がヒドロキシル基又はアミノ
    基を表すか、あるいはヒドロキシル基及び/又はアミノ
    基を含有する基である請求項1記載の潤滑油組成物。
  3. 【請求項3】 一般式(4)で表されるベンゾトリアゾ
    ール誘導体において、R10が 【化3】 である請求項1又は2記載の潤滑油組成物。
  4. 【請求項4】 一般式(1)〜(3)で表されるリン化
    合物において、R1〜R3 のうち少なくとも1つ、
    4 、R5 のうち少なくとも1つ、及びR7 〜R9 のう
    ち少なくとも1つがフェニル基、クレジル基、キシレニ
    ル基のいずれかである請求項1〜3いずれか記載の潤滑
    油組成物。
  5. 【請求項5】 リン化合物が、トリクレジルフォスフェ
    ート、トリフェニルフォスフェート、トリクレジルフォ
    スファイト、及びトリフェニルフォスファイトからなる
    群より選ばれる1種以上の化合物である請求項1〜4い
    ずれか記載の潤滑油組成物。
  6. 【請求項6】 基油100重量部に対し、リン化合物を
    0.03〜5.0重量部、及びベンゾトリアゾール誘導
    体を0.001〜5.0重量部配合させてなる請求項1
    〜5いずれか記載の潤滑油組成物。
  7. 【請求項7】 リン化合物とベンゾトリアゾール誘導体
    との比率が、リン化合物1モルに対してベンゾトリアゾ
    ール誘導体が0.001〜2.0モルである請求項1〜
    6いずれか記載の潤滑油組成物。
  8. 【請求項8】 請求項1〜7いずれか記載の潤滑油組成
    物とハイドロフルオロカーボンを含有することを特徴と
    する冷凍機作動流体用組成物。
  9. 【請求項9】 ハイドロフルオロカーボンと潤滑油組成
    物の混合比が、ハイドロフルオロカーボン/潤滑油組成
    物=50/1〜1/20(重量比)である請求項8記載
    の冷凍機作動流体用組成物。
  10. 【請求項10】 請求項1〜5いずれか記載の、リン化
    合物及びベンゾトリアゾール誘導体を有効成分として含
    有する極性油用潤滑油組成物。
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JP2021161330A (ja) * 2020-04-02 2021-10-11 松村石油株式会社 冷媒用組成物

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