JPH11181466A - 冷凍機油組成物 - Google Patents
冷凍機油組成物Info
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- JPH11181466A JPH11181466A JP35736397A JP35736397A JPH11181466A JP H11181466 A JPH11181466 A JP H11181466A JP 35736397 A JP35736397 A JP 35736397A JP 35736397 A JP35736397 A JP 35736397A JP H11181466 A JPH11181466 A JP H11181466A
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Abstract
ものを用いた場合、優れた潤滑性能を有し、特にアルミ
ニウム材を用いる潤滑部分の摩耗を低減できる冷凍機油
組成物を提供する。 【解決手段】 下記一般式(I) (式中、R1 は炭素数1〜3の炭化水素基を示す。)で
表される構成単位(a)と下記一般式(II) (式中、R2 は炭素数3〜20の炭化水素基を示す。)
で表される構成単位(b)とを有するポリビニルエーテ
ル系化合物を含む基油に、下記一般式(III) R3 −OCH2 CH(OH)CH2 OH・・・(III) (式中、R3 は炭素数12〜24のアルケニル基を示
す。)で表されるグリセリルエーテル化合物を、組成物
全量基準で0.1〜10重量%配合することを特徴とす
る冷凍機油組成物である。
Description
し、さらに詳しくは、冷媒として、ハイドロフルオロカ
ーボン系,フルオロカーボン系,ハイドロカーボン系,
エーテル系,二酸化炭素系又はアンモニア系のもの、好
ましくは環境汚染で問題となっている冷媒のクロロフル
オロカーボンの代替となりうるハイドロフルオロカーボ
ン系のものを用いた場合、優れた潤滑性能を有し、特に
アルミニウム材を用いる潤滑部分の摩耗を低減できる冷
凍機油組成物に関する。
機,凝縮器,膨張機構(膨張弁など),蒸発器、あるい
は更に乾燥器から構成され、冷媒と潤滑油の混合液体が
この密閉された系内を循環する構造となっている。従
来、圧縮型冷凍機、特に空調器の冷媒としては、クロロ
ジフルオロメタン(以下、R22と称する。)やクロロ
ジフルオロメタンとクロロペンタフルオロエタンの重量
比48.8:51.2の混合物(以下、R502と称す
る。)が多く用いられ、また潤滑油としては、前記の要
求特性を満たす種々の鉱油や合成油が用いられてきた。
しかしながら、R22やR502は、成層圏に存在する
オゾン層を破壊するなど環境汚染をもたらすおそれがあ
ることから、最近、世界的にその規制が厳しくなりつつ
ある。そのため、新しい冷媒として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(以下、そ
れぞれR134a,R32,R125,R143aと称
する。)に代表されるハイドロフルオロカーボンが注目
されるようになってきた。このハイドロフルオロカーボ
ン、特にR134a,R32,R125,R143aは
オゾン層を破壊するおそれがなく、圧縮型冷凍機用冷媒
として好ましいものである。しかしながら、前記ハイド
ロフルオロカーボンを単独で使用する場合には問題があ
り、例えば「エネルギー・資源」第16巻,第5号,第
474ページには、(1)R22の代替としてR134
aを空調機器に適応する場合、運転圧力が低く、R22
に比べて能力が約40%、効率は約5%低下する、
(2)R32はR22に比べて効率は良いが、運転圧力
が高く、微燃性である、(3)R125は不燃性である
が、臨界圧力が低く効率が低くなるなどが報告されてい
る。また、R143aはR32と同様に可燃性の問題が
ある。
装置の変更なしに使用できることが望ましいが、上記問
題により、実際は前記のハイドロフルオロカーボンを混
合した冷媒を使用すべきである。すなわち、現行のR2
2,R502冷媒を代替するためには、効率の面から、
可燃性であるR32,R143aを使用し、冷媒全体と
して不燃性をもたせるため、R125,R134aを前
者に混合することが望ましい。The International Symp
osium on R22 & R502 Alternative Refrigerants, 199
4, 166 頁) には、R32/R134a混合物の場合、
R32の含有量が56重量%以上では可燃性であること
が示されている。冷媒組成により一概に規定はできない
が、不燃性の面から、R125やR134aなどの不燃
性ハイドロフルオロカーボンを45重量%以上含む冷媒
が好ましいといえる。
々な条件下で使用されるため、混合するハイドロフルオ
ロカーボンの組成が、冷凍システム内各所において大き
く異なることは好ましくない。冷凍システム内では、冷
媒は気体,液体の両方の状態をとるため、混合するハイ
ドロフルオロカーボン同士の沸点が大きく異なる場合に
は、混合冷媒の組成は、上記理由により冷凍システム内
各所において、大きく異なる可能性がある。
4aの沸点は、それぞれ−51.7℃,−47.4℃,−
48.5℃及び−26.3℃であり、ハイドロフルオロ
カーボン混合冷媒系にR134aを使用する場合には、
この点で注意が必要である。したがって、R125使用
混合冷媒においては、その含有量は20〜80重量%、
特に40〜70重量%であることが好ましい。含有量が
20重量%未満では不燃性をもたせるために、さらにR
134aなどの沸点の大きく異なる冷媒を多量に必要と
し、上記理由から好ましくない。また、R125の含有
量が80重量%を超えると効率が低下するため好ましく
ない。
対する代替としては、R32とR125とR134aと
の重量比23:25:52の混合物(以下、R407C
と称する。),重量比25:15:60の混合物,R3
2とR125との重量比50:50の混合物(以下,R
410Aと称する。),R32とR125との重量比4
5:55の混合物(以下、R410Bと称する。)が好
ましく、一方、R502冷媒に対する代替としては、R
125とR143aとR134aとの重量比44:5
2:4の混合物(以下、R404Aと称する。)やR1
25とR143aとの重量比50:50の混合物(以
下、R507と称する。)が好ましい。
従来の冷媒とは性質を異にし、それと併用される冷凍機
油としては、例えば特定の構造を有するポリアルキレン
グリコール,ポリエステル,ポリオールエステル,ポリ
カーボネート,ポリビニルエーテルなどの基油が検討さ
れ使用されている。しかしながら、ハイドロフルオロカ
ーボン系冷媒は、従来の冷媒に比べ潤滑性能に劣るた
め、上記の基油に添加して潤滑性を向上させる添加剤の
開発が望まれている。従来から冷凍機油に用いられる潤
滑性向上剤としては、トリクレジルホスフェート(以
下、TCPという),トリフェニルホスフェート(以
下、TPPという)などの中性リン酸エステルが一般的
であった。しかし、これらの添加剤は摩擦部分の材料が
鉄と鉄の組合せに対しては効果があるが、アルミ材の場
合には摩擦を低減させる効果はなかった。したがって、
冷媒のクロロフルオロカーボンの代替となりうるハイド
ロフルオロカーボン系のものを用いた場合、優れた潤滑
性能を有し、特にアルミニウム材を用いる潤滑部分の摩
耗を低減できる冷凍機油組成物が望まれていた。
らなされたもので、冷媒として、ハイドロフルオロカー
ボン系,ハイドロカーボン系,エーテル系,二酸化炭素
系又はアンモニア系のもの、好ましくは環境汚染で問題
となっている冷媒のクロロフルオロカーボンの代替とな
りうるハイドロフルオロカーボン系のものを用いた場
合、優れた潤滑性能を有し、特にアルミニウム材を用い
る潤滑部分の摩耗を低減できる冷凍機油組成物を提供す
ることを目的とするものである。
重ねた結果、特定のポリビニルエーテル化合物を含む基
油に特定のグリセリルエーテル化合物を配合することに
より、上記本発明の目的を効果的に達成しうることを見
出し本発明を完成したものである。すなわち、本発明
は、下記一般式(I)
ーテル結合有するもしくは有しない炭化水素基を示
す。)で表される構成単位(a)と下記一般式(II)
エーテル結合を有するもしくは有しない炭化水素基を示
す。)で表される構成単位(b)とを有するポリビニル
エーテル系化合物〔ただし、構成単位(a)のR1 と構
成単位(b)のR2 は同一ではない〕を含む基油に、下
記一般式(III) R3 −OCH2 CH(OH)CH2 OH ・・・(III) (式中、R3 は炭素数12〜24のアルケニル基を示
す。)で表されるグリセリルエーテル化合物を、組成物
全量基準で0.1〜10重量%配合することを特徴とす
る冷凍機油組成物である。
いて説明する。先ず、本発明の冷凍機油組成物において
は、基油として上記一般式(I)で表される構成単位
(a)と上記一般式(II)で表される構成単位(b)と
を有するポリビニルエーテル系化合物が使用される。上
記一般式(I)におけるR1 は、炭素数1〜3の分子内
にエーテル結合を有するもしくは有しない炭化水素基を
示すが、この炭化水素とは、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,2−メトキシ
エチル基などを挙げることができる。一方、一般式(I
I)におけるR2 は、炭素数3〜20の分子内にエーテ
ル結合を有するもしくは有しない炭化水素基を示すが、
具体的にはn−プロピル基,イソプロピル基,sec−
ブチル基,tert−ブチル基,イソブチル基,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
チル基などのアルキル基、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などのアリールアルキル基、さら
には2−メトキシエチル基;2−エトキシエチル基;2
−メトキシ−1−メチルエチル基;2−メトキシ−2−
メチルエチル基;3,6−ジオキサヘプチル基;3,
6,9−トリオキサデシル基;1,4−ジメチル−3,
6−ジオキサヘプチル基;1,4,7−トリメチル−
3,6,9−トリオキサデシル基;2,6−ジオキサ−
4−ヘプチル基,2,6,9−トリオキサ−4−デシル
基などの分子内にエーテル結合を有するアルキル基など
を示す。なお、構成単位(a),(b)は、それぞれ一
種含まれていてもよく、二種以上含まれていてもよい
が、構成単位(a)のR1 と(b)のR2 は同一ではな
い。構成単位(a)においては、R1 はメチル基又はエ
チル基が好ましく、特にエチル基が好適である。また、
構成単位(b)においては、R2 は炭素数3〜6のアル
キル基が好ましく、特にイソブチル基が好適である。
(b)との割合は、モル比で95:5ないし50:50
の範囲が好ましく、さらに好ましくは95:5ないし7
0:30の範囲であり、特に95:5ないし80:20
の範囲が好適である。本発明においては、このポリビニ
ルエーテル系化合物の動粘度は、40℃において5〜2
00mm2 /sの範囲が好ましく、特に5〜100mm
2 /sの範囲が好適である。したがって、平均分子量
は、動粘度が上記範囲になるように適宜選択すればよい
が、数平均分子量は通常150〜2000である。
テル化合物は、対応するビニルエーテル系モノマーを重
合させることにより製造することができる。すなわち、
構成単位(a)と(b)を有するポリビニルエーテル系
化合物は、一般式(IV)
されるビニルエーテル系モノマーの一種又は二種以上と
一般式(V)
されるビニルエーテル系モノマーの一種又は二種以上と
を共重合させることにより製造することができる。上記
一般式(IV)で表されるビニルエーテルとしては、例え
ばビニルメチルエーテル;ビニルエチルエーテル;ビニ
ル−n−プロピルエーテル;ビニル−イソプロピルエー
テル;ビニル−2−メトキシエチルエーテルなどを挙げ
ることができる。また、一般式(V)で表されるビニル
エーテル系モノマーとしては、例えばビニル−n−プロ
ピルエーテル;ビニル−イソプロピルエーテル;ビニル
−n−ブチルエーテル;ビニル−イソブチルエーテル;
ビニル−sec−ブチルエーテル;ビニル−tert−
ブチルエーテル;ビニル−n−ペンチルエーテル;ビニ
ル−n−ヘキシルエーテル;ビニル−2−メトキシエチ
ルエーテル;ビニル−2−エトキシエチルエーテル;ビ
ニル−2−メトキシ−1−メチルエチルエーテル;ビニ
ル−2−メトキシ−2−メチルエチルエーテル;ビニル
−3,6−ジオキサヘプチルエーテル;ビニル−3,
6,9−トリオキサデシルエーテル;ビニル−1,4−
ジメチル−3,6−ジオキサヘプチルエーテル;ビニル
−1,4,7−トリメチル−3,6,9−トリオキサデ
シルエーテル;ビニル−2,6−ジオキサ−4−ヘプチ
ルエーテル;ビニル−2,6,9−トリオキサ−4−デ
シルエーテルなどを挙げることができる。これらのビニ
ルモノマーは公知の方法により製造することができる。
ル化合物について説明する。グリセリルエーテル化合物
は、下記一般式(III) R3 −OCH2 CH(OH)CH2 OH ・・・(III) で表され、R3 は炭素数12〜24のアルケニル基であ
り、具体的には、各種ドデセニル基,各種トリデセニル
基,各種テトラデセニル基,各種ペンタデセル基,各種
ヘキサデセニル基,各種ヘプタデセニル基,各種オクタ
デセニル,各種ノナデセニル基,各種エイコセニル基,
各種ヘンエイコセニル基,各種ドコセニル基,各種トリ
コセニル基,各種テトラコセニル基を挙げることができ
る。中でも9−オクタデセニル基の場合のセラキルアル
コールなどが好ましい。上記のグリセリルエーテル化合
物は、一種又は二種以上を使用してもよい。
成物全量基準で0.1〜10重量%である。この配合量
が0.1重量%未満では本発明の目的が充分に発揮され
ず、10重量%を超えるとその量の割には効果の向上が
みられず、また基油に対する溶解性が低下し、好ましく
ない。好ましい配合量は0.1〜5.0重量%の範囲で
あり、更に好ましい配合量は0.1〜3.0重量%であ
る。
公知の各種添加剤、例えばリン酸エステル,亜リン酸エ
ステルなどの極圧剤;フェノール系,アミン系の酸化防
止剤;さらにはフェニルグリシジルエーテル,シクロヘ
キセンオキシド,エポキシ化大豆油などのエポキシ化合
物などの安定剤;ベンゾトリアゾール,ベンゾトリアゾ
ール誘導体などの銅不活性化剤;シリコーン油,フッ化
シリコーン油などの消泡剤などを適宜配合することがで
きる。
機に用いられる冷媒としては、ハイドロフルオロカーボ
ン系,フルオロカーボン系,ハイドロカーボン系,エー
テル系,二酸化炭素系又はアンモニア系冷媒が用いられ
るが、これらの中でハイドロフルオロカーボン系冷媒が
好ましい。このハイドロフルオロカーボン系冷媒として
は、例えば1,1,1,2−テトラフルオロエタン(R
134a),ジフルオロメタン(R32),ペンタフル
オロエタン(R125)及び1,1,1−トリフルオロ
エタン(R143a)が好ましく、これらは単独で用い
てもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。これ
らのハイドロフルオロカーボンは、オゾン層を破壊する
おそれがなく、圧縮冷凍機用冷媒として好ましいもので
ある。また、混合冷媒の例としては、R32とR125
とR134aとの重量比23:25:52の混合物(以
下、R407Cと称する。),重量比25:15:60
の混合物,R32とR125との重量比50:50の混
合物(以下、R410Aと称する。),R32とR12
5との重量比45:55の混合物(以下、R410Bと
称する。),R125とR143aとR134aとの重
量比44:52:4の混合物(以下、R404Aと称す
る。),R125とR143aとの重量比50:50の
混合物(以下、R507と称する。)などが挙げられ
る。
4032)の組合せ 油 温 :50℃ 荷 重 :50N 滑り速度:0.6m/sec 実験時間:20min 雰囲気 :R134a封入 0.5MPa
して、ポリビニルエチルエーテル(a)・ポリイソブチ
ルエーテル(b)ランダム共重合体〔a単位/b単位=
9/1,動粘度68mm2 /s(40℃),数平均分子
量720〕を使用し、添加剤として、組成物全量基準で
1重量%のセラキルアルコール又はTCPを使用して冷
凍機油組成物を調製した。その組成物について、冷媒密
封式ブロックオンリング試験機を用いて、下記の要領で
耐摩耗性能を評価した。結果を第2表に示す。 〔評価条件〕 材 料 :アルミニウム(A-4032)/鋳鉄の組合せ(ブ
ロック;アルミニウム リング;鋳鉄) 油 温 :50℃ 荷 重 :100N 滑り速度:0.6m/sec 実験時間:20min 雰囲気 :R134a封入 0.5MPa
油として、ポリビニルエチルエーテル(a)・ポリイソ
ブチルエーテル(b)ランダム共重合体〔a単位/b単
位=9/1,動粘度68mm2 /s(40℃),数平均
分子量720〕を使用し、添加剤として、組成物全量基
準で第3表に記載の量のセラキルアルコール又はTCP
を使用して冷凍機油組成物を調製した。その組成物につ
いて、冷媒密封式ブロックオンリング試験機を用いて、
下記の要領で耐摩耗性能を評価した。結果を第3表に示
す。 〔評価条件〕 材 料 :鋳鉄/高速度鋼の組合せ(ブロック;高速度
鋼 リング;鋳鉄) 油 温 :100℃ 荷 重 :1200N 滑り速度:0.4m/sec 実験時間:120min 雰囲気 :R134a封入 0.5MPa
フルオロカーボン系,ハイドロカーボン系,エーテル
系,二酸化炭素系又はアンモニア系のもの、好ましくは
環境汚染で問題となっている冷媒のクロロフルオロカー
ボンの代替となりうるハイドロフルオロカーボン系のも
のを用いた場合、優れた潤滑性能を有し、特にアルミニ
ウム材を用いる潤滑部分の摩耗を低減できる冷凍機油組
成物を提供することができる。
Claims (6)
- 【請求項1】 下記一般式(I) 【化1】 (式中、R1 は炭素数1〜3の分子内にエーテル結合有
するもしくは有しない炭化水素基を示す。)で表される
構成単位(a)と下記一般式(II) 【化2】 (式中、R2 は炭素数3〜20の分子内にエーテル結合
を有するもしくは有しない炭化水素基を示す。)で表さ
れる構成単位(b)とを有するポリビニルエーテル系化
合物〔ただし、構成単位(a)のR1 と構成単位(b)
のR2 は同一ではない〕を含む基油に、下記一般式(II
I) R3 −OCH2 CH(OH)CH2 OH ・・・(III) (式中、R3 は炭素数12〜24のアルケニル基を示
す。)で表されるグリセリルエーテル化合物を、組成物
全量基準で0.1〜10重量%配合することを特徴とす
る冷凍機油組成物。 - 【請求項2】 構成単位(a)において、R1 がメチル
基又はエチル基であり、構成単位(b)において、R2
が炭素数3〜6のアルキル基である請求項1記載の冷凍
機油組成物。 - 【請求項3】 構成単位(a)において、R1 がエチル
基であり、構成単位(b)において、R2 がイソブチル
基である請求項1又は2に記載の冷凍機油組成物。 - 【請求項4】 構成単位(a)と構成単位(b)との割
合が、モル比で95:5ないし70:30の範囲である
請求項1〜3のいずれかに記載の冷凍機油組成物。 - 【請求項5】 ポリビニルエーテル系化合物の数平均分
子量が、150〜2000である請求項1〜4のいずれ
かに記載の冷凍機油組成物。 - 【請求項6】 グリセリルエーテル化合物がセラキルア
ルコールである請求項1〜5のいずれかに記載の冷凍機
油組成物。
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JP35736397A JP4010621B2 (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 冷凍機油組成物 |
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JPH11181466A true JPH11181466A (ja) | 1999-07-06 |
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- 1997-12-25 JP JP35736397A patent/JP4010621B2/ja not_active Expired - Fee Related
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