JPS61296093A - 潤滑剤 - Google Patents

潤滑剤

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JPS61296093A
JPS61296093A JP61143120A JP14312086A JPS61296093A JP S61296093 A JPS61296093 A JP S61296093A JP 61143120 A JP61143120 A JP 61143120A JP 14312086 A JP14312086 A JP 14312086A JP S61296093 A JPS61296093 A JP S61296093A
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lubricant
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phosphate
phosphite
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ハンス・ジーター・グラスホッフ
フラディスラフ・シネク
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鉱油もしくは鉱油と合成11!+滑流体の混
合物をベースとするベースオイル、又は専ら合成潤滑流
体をベースとするベースオイルからなる潤滑剤であって
、前記合成潤滑流体が、(a)各々炭素原子数1〜20
の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基を有するジアルキル
ベンゼン。
又は千ノー及びジアルキルベンゼンの混合物;及び/又
は (b)ポリ−α−オレフィン; 並びに添加剤からなる潤滑剤に関する。
かかる潤滑剤は、冷凍機、と−トボンプ及び空調機など
の関連設備用として特に有用である。さらにその上、こ
の潤滑剤は、コンプレッサーや水圧応用機械用のオイル
としても使用される。
今日、冷凍機用オイルの潤滑剤としては、主として、低
温度における流れ性を改善する目的で、潤滑油用に通常
用いられるものよりは過度に脱ろうされた高精製の鉱油
からなるものが潤滑油として使用されている。
粘度にもよるが、冷凍機用潤滑剤の通常の流動点は、−
508C〜−25°Cの範囲内にあり、低温流動点はD
IN  51568によれば、−16℃〜−38°Cの
範囲内である。
パラフィン結晶の凝集が発生する温度(これは、潤滑剤
が正しく機能するために重要である)は、付加的な脱ろ
う操作によって同様に低下せしめられる。
冷凍機用オイルの製造に適した鉱油は、粗製物を蒸留し
、その後精製する公知の技術によって得られる(Ull
manns EncyklopMdie dertec
hnrschen chemie、 4th edit
ion、 Vol、 20゜pp、 484以下参照)
。原料石油の起源によって、いわゆるパラフィン系ベー
ス又はナフテン系ベースが得られる。
パラフィン系ベースの潤滑油は、主として、パラフィン
分子からなり、ナフテン系ベースの潤滑油は、主として
ナフテンもしくはシクロパラフィンの分子からなる。
ナフテン系ベースオイルは、低温度において優れた性質
を示すため、冷凍機用オイルの製造に好ましい。
鉱油ベースの冷凍機用オイルは、はとんどの場合、添加
剤を含んでいない。添加剤によって該オイルの性質を改
善しようとする試みはしばしば行われているが、かかる
試みは成功していない(ASHRAE Guide a
nd Data Book 18E19.5ectio
n23、 p、 281)。
最近、アルキルベンゼン及びポリ−α−tしフィンのよ
うな合成炭化水素が冷凍機用オイルとして多く使用され
ている。鉱油と比較して、それらの流れ特性について低
温特性が改善されるという利点があり、それらは、当然
のことながら、パラフィンをmlしないという利点もあ
る。はとんどの場合、これらのオイルも同様に添加物を
何ら含んでいない。冷凍機用オイルは、ASHRAEG
uide and Data book 1889.5
ection 25及び23の第281頁、並びにAS
HRAE 5yste11s Handbook+98
0.5ection 32の中で広範囲にわたって論じ
られている。さらなる論議は、Evaluation 
ofLubricants for Refriger
ation and Air Condi−tioni
ng Compressors、 ASHRAE、 K
ansas C1ty。
1984ノ中テHaus O,5pauschusによ
って行われている。
使用されるアルキルベンゼンは、アルキルクロリド又は
オレフィンとベンゼンのアルキル化による公知のフリー
デルクラフッ合成から得られる(Ullmann、 4
th edition、 Vol、 14. pp 8
72以下参照)。ポリマーオイルの製造原料は、種々の
技術によるエチレンのオリゴマー化又はパラフィンのク
ラッキング(Ullmann、 4th editio
n、 Vol。
+4. pP、 sea以下参照)を経る様々な方法に
よって得られるα−オレフィンである。次工程において
、これらのα−オレフィンは、重合せしめられ、水素化
される。(rsynthetic Po1y −a −
olefin Lubricants Today a
nd TomorrowJ +M、Campen、 D
、F、Kendrick、 A、D、Markin、 
andUllmann、 4th edition、 
vol、 20. pp、 505以下)。
近年、冷凍工学の分野における技術進歩のために、潤滑
剤によって満さるべき要求事項が絶え間なく多くなって
きており、低温特性と熱安定性の両者に関する要求も高
くなってきている。
特に、操作温度のlJfは、薬剤に対して付加的な保護
を行っていない、従来の冷凍機用オイルの早すぎる疲労
を引き起こし、その結果、かがるオイルを早めに交換し
なければならなかった。
近代的な冷凍装置の効率の向−J−もまた、摩擦が起る
ように係合された機械要素を保護するために、冷凍機用
オイルの潤滑特性についてより高い要求を引き起してい
る。
この場合、添加剤を加えることによって摩耗を減少させ
ようとする試みが、しばしば行われている。リン酸エス
テル類は添加剤として記載されている(米国特許第4,
199,461号明細書)。しかしながら、リン酸エス
テルの添加剤は、潤滑油の熱安定性の低下を招く。フレ
オン・プロダクト・インホメーション RT−56E(
FREON Product Information
 RT−5flE)のデュポンパンフレット(Dupo
nt pamphlet)によると、リン酸トリクレジ
ル(TCP)がアルキルベンゼンの潤滑性を向」ニさせ
るとして推奨している。しかし、前記パンフレットは、
この添加剤は系の安定性に好ましくない影響を与えると
指摘している。
潤滑剤の熱安定性の見地からの有機リン酸エステルの添
加によって生じる消極的な効果は、デュポンパンフレッ
トだけでなく、ハンス・オー・スパウシュス(Haus
 O,5pauschus)によるEvalu−ati
on of Lubricants for Refr
igeration andAir  Conditi
oning  Comprressors、ASHRA
E。
Kansas C1ty、 +984. p、 8にも
述べられている。
本発明は、潤滑性が改善されただけでなく、低温におけ
る性質や熱安定性が改善され、さらには発泡性も減少し
た潤滑油の提供を目的とする。
本発明によれば、上記の目的は、添加剤として、 (1)  一般式1、 R2−0−P=O1 (式中、R1、R2及びR3は同一であっても、又は異
なっていてもよく、各々炭素原子数1〜15のアルキル
基、アリール基もしくはアルキルアリール基を表す) で示される1以上の有機リン酸エステルを、潤滑剤の総
重量に対して0.0l−1o%量;(2)  一般式I
I。
R2−0−P              II署 ■ (式中、R1+ R2及びR3は、同一であっても、又
は異なっていてもよく、各々炭素原子数1−15のアル
キル基、アリール基及びアルキルアリール基を表す) で示される1以上の有機リン酸エステルを、潤滑剤の総
重量に対して0.01−1%量;並びに(3)1以」二
の有機シリコーンもしくは有機ハロゲンシリコーンを潤
滑剤の総重量1kgに対して0〜100mg; を含有せしめることによって達成せしめられる。
添加剤として、リン酸エステルに加えて、さらに有機面
リン酸エステルを加えることで、冷凍機用オイルの品質
をかなり改善せしめうろことを見い出した。
リン酸エステルとの組合せは、潤滑剤の酸化安定性や熱
安定性の改善、さらには耐摩耗性の改善をもたらす。
冷凍機のコンプレッサー用の潤滑剤の安定性を改善する
目的で有機面リン酸エステルを使用することはすでに米
国特許第3,458,443号及び第3,459,66
0号明細書に記載されている。
驚いたことに、有機面リン酸エステルとリン酸エステル
の組合せが、ベースオイルの熱及び酸化安定性以上に、
潤滑剤の熱及び酸化安定性を改善できるということを見
い出したのである。このことが、本発明の主題を構成す
る。
潤滑剤、好ましくは冷凍機のコンプレッサー、ヒートポ
ンプ及び関連した用途のための、次に示す1.1鉱油を
ベースとするベースオイル1.2アルキルアロマチック
化合物をベースとするベースオイル 1.3ホリーα−オレフィンをベースとするベースオイ
ル、並びに 1.4鉱油及びアルキルアロマチック化合物もしくはポ
リ−α−オレフィンの混合物のベースオイル、及び添加
剤の組合せからなる潤滑剤は、特に添加剤として、 2.1一般式Iで示される少なくとも1種の有機置換リ
ン酸エステルの、潤滑剤の総重量に対して0.5〜5%
、好ましくは1〜2%量;2.2一般式IIで示される
少なくとも1種の有機置換面リン酸エステルの潤滑剤総
重量に対して0.05〜0.5%、好ましくは0.1〜
0.2%量;並びに 2.3少なくとも1種の有機又は有機ハロゲンシリコー
ン及び特にフルオロ−有機シリコーンを潤滑剤全量に対
して1〜50mg/kg、特に3〜10mg/ kg 
; からなる。
本発明に係る添加剤の組合せにおいて、置換面リン酸エ
ステルとしては、例えば、亜リン酸トリノニルフェニル
、亜リン酸トリフェニル、亜リン酸ドデシルジフェニル
、亜リン酸ジオクチルフェニル、亜リン酸トリドデシル
、亜リン酸ジデシルフェニルが挙げられる。亜リン酸エ
ステルとしては、中分子量規模の、例えば亜リン酸ドデ
シルジフェニル又は亜リン酸トリフェニルを使用するこ
とが好ましい。
有機リン酸エステルは、例えば、リン酸ジフェニルクレ
ジル及びリン酸クレジルの他のアルキル、アリール又は
アルキルアリール誘導体である。例えば、リン酸トリイ
ソプロピルフェニル又はリン酸トリクレジルのごとき、
リン酸トリアルキルアリールを使用することが特に好ま
しい。
好ましいシリコーンとしてはメチルシリコーンである。
このシリコーンは、単に発泡性を減少させる作用を有す
る。
本発明に係る潤滑剤の性質が改善されたことを立証する
ために、混合物はエルセイ及びスパウシュスによって開
発され、次の出版物で説明されている経時試験に提供す
る。
H,M、Elsey、 L、C,Flowers、 J
、B、Kelley冷凍機用オイルの評価方法 (A Method of Evaluating R
efrigerator Oils)Refriger
ating Engineering、  July 
 1952.  pp。
737  to  743  and  7B2;H,
O,5pauschus、G、C,Doderer冷媒
12と石油類との反応 (Reaction of Refrigerant 
12 with PetroleumOils) ASHRAE Journal、 February 
1961. pp、 f(5to 89;ASHRAE
 5tandard 87 P」:j +I−ガラスチ
ューブを用いる材料の化学的安定性試験方法 (Method for Chemical 5tab
ility Testing ofMaterials
 Using 5ealed Glass Tubes
)draft of July 9.1982゜この試
験は次のとおりに行われた。
適宜調製され、清浄にされ、酸洗いされた長さが200
fflI11で、内径が5〜7mmのガラスチューブを
、一端で封1にし、他端で、約5cm〜1.5mmの長
さに亘ってテーパをつけた。
しかるべく調製されたガラスチューブに、螺旋状の0.
1mm銅線と長さ約15mmの鋼11(1,6DIN 
 177−D5−1)を導入し、籾重量0.3〜0.4
gの潤滑剤を導入し、さらにほぼ等量の冷却剤であるフ
レオンを特別な装置の中で真空及び強冷却下で加えた。
最後に述べた工程に先立って、全ての気体は、真空にす
ることによって、秤量したオイルから追出された。冷却
剤の添加に続いて、窒素を供給しながら、ガラスチュー
ブを封鎖した。次に、ガラスチューブを、乾燥炉中で試
験温度になるまで予め決められた時間加熱した。試験温
度は、各々175℃及び200°Cであり、試験時間は
、336〜1008時間(2〜6週間)であった。
試験中、試料の色が変化していくのを目視で観察した。
試験終了後、ガラスチューブを破壊し、ガス及びオイル
を試験の目的で集めた。
性質の改善の立証のために、4つのガラスチューブを、
各々同じ潤滑剤で満たした。3つのガラスチューブは、
経時試験に供した。4番目のガラスチューブは、色の変
化及び試験後の金属の状態についての対WA(レファレ
ンス)として保持した。
比較例及び実施例についてそれぞれ同じ番号で示した各
試験のガラスチューブを、同時に同じ期間に亘って経時
試験に供した。次に各試験の結果を各々表に示す。
表中の記号の意味は次のとおりである。
A 試験期間(時間) B 試験温度(0C) C40℃における潤滑剤の粘度(”O)D 潤滑剤の色
(原料) E 試験後の潤滑剤の色(視覚による評価)F 冷媒フ
リゲ7 (Frigen)  (R12)のフリゲン(
R22)への変換(%) G オイルの性状(IR・スペクトル試験)、金属(目
視による評価) 色(D及びEについて) 水の色(無色透明)  (Water−white) 
    0非常に淡い黄色             
l淡黄色                2黄色  
                3暗黄色     
           4黄褐色          
      5褐黄色               
 6非常に淡い褐色            7淡褐色
                8中間の褐色   
            9褐色ないしはそれより暗色
       101不土虚本(Gについて) わずかに経時変化(老化)した      X経時変化
(老化)した(わずかな酸の形成)Y強く経時変化(老
化)(多量の酸の形成) Z衾fi(Gについて) わずかに変化              ■フィルム
                U厚い皮膜又は部分
的な銅メッキ      Tル較負−」 使用したベースオイルは、粘性等級がl5O32の、ア
ルキルベンゼン/鉱油混合物(混合比率l:l)であっ
たが、このアルキルベンゼンは直鎖のCMl−C12の
アルキル基を含有しており、鉱油は、高度に精製された
ナフテン系ベースオイルからなっていた。リン酸トリフ
ェニル1モルに対して平均1.5モルのイソプロピル基
を含有する、1%量のリン酸イソプロピル化トリフェニ
ル及び0.005%量のメチルシリコーンを添加した。
比較例1のベースオイル     98.845リン酸
トリーイソプロピルフエニル 1.000亜リン酸ドデ
シルジフエニル    0.150メチルシリコーン 
        0.005100.000 紙上1 A   B   CDEF   G 比較例1 1008 175 88 3 10  )1
.0  X/T実施例1 1008 175 138 
3 5 0.05 2/V川奉」(−名 粘性等級がISO32の、分枝アルキル基を有するアル
キルベンゼン(テトラプロピレンとベンゼンとの反応に
よって製造される)のベースオイルに対して、1%情の
リンM l−リーインプロビルフェニル及び0.005
%酸のメチルシリコーンを添加した。
比較例2のベースオイル     98.845リン酸
トリーイソプロピルフエニル t 、 oo。
亜リン酸ドデシルジフェニル    0.150メチル
シリコーン         0.005100.00
0 策又j A   B   CDEF   G 比較例2 1008 175 47 1 10 2.8
5  X/II実施例2  +008 175 47 
1 7 0.05  Z/Vル事L[L! 粘性等級がISO68である、直鎖アルキル基を有する
アルキルベンゼンのベースオイルに対して、1%量のリ
ン酸トリーイソプロピルフェニル及び0.005%量の
メチルシリコーンを添加した。
比較例3のベースオイル     98.845リン酸
トリーイソプロピルフエニル 1 、000亜リン酸ド
デシルジフエニル    0.150メチルシリコーン
         0.005ioo、oo。
籠A廣 A   B   CDEF   G 比較例3 744 175 87 4 10 0.I 
 Z/T実施例3 1008 175 8?  4 8
  (0,052/V比事1 粘性等級がISO68である、ポリ−α−オレフィンの
混合物からなるベースオイルに対して、1%量のリン酸
トリーイソプロビリフェニルと0.005%量のメチル
シリコーンを添加した。
比較例4のベースオイル     98.845リン酸
トリーイソプロピルフエニル i、oo。
亜リン酸ドテシルジフェニル    0.150メチル
シリコーン         0.005100.00
0 隨↓清 A   B   CDEF   G 比較例4 1008 200 85 0 5 1.11
5 2/U実施例4 1008 200  B5 0 
3 0.3   Z/V比事」(−j 高精製のナフテン系ベースの鉱油からなり、粘性等級が
ISO46であるベースオイルに対して、1%量のリン
酸トリーイソプロピルフェニルと0.005%量のメチ
ルシリコーンを添加した。
丈夫H(−j 比較例50ベースオイル     98.845リン酸
トリーイソプロピルフエニル 1.000亜リン酸ドデ
シルジフエニル    0.150メチルシリコーン 
        0.005100.000 亀互丈 A   B   CDEF   G 比較例5 33B  175 32 2 9 0.8 
 Y/T実施例5 33B  +75 32 2 3 
 (0,052/V以上の実施例は、比較例に比べて、
本発明に係る潤滑剤が、酸化安定性や熱安定性に関して
、冷凍機用オイルとしての品質において、顕著な改善を
なしたことを示している。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、鉱油もしくは鉱油と合成潤滑流体の混合物をベース
    とするベースオイル、又は専ら合成潤滑流体をベースと
    するベースオイルからなる潤滑剤であって、前記合成潤
    滑流体が、 (a)各々の炭素原子数が1〜20の直鎖もしくは分枝
    鎖のアルキル基を有するジアルキルベンゼン又はモノ−
    及びジアルキルベンゼンの混合物;及び/又は (b)ポリ−α−オレフィン; 並びに添加剤からなる潤滑剤であって、添加剤として、 (1)一般式 I 、 ▲数式、化学式、表等があります▼ I (式中、R_1、R_2及びR_3は同一であっても、
    又は異なっていてもよく、各々の炭素原子数が1〜15
    のアルキル基、アリール基又はアルキルアリール基を表
    す) で示される1種以上の有機リン酸エステルを、潤滑剤の
    総重量に対して0.01〜10%量、(2)一般式II ▲数式、化学式、表等があります▼II (式中、R_1、R_2及びR_3は、同一であっても
    、又は異なっていてもよく、各々の炭素原子数が1〜1
    5のアルキル基、アリール基又はアルキルアリール基を
    表す) で示される1種以上の有機亜リン酸エステルを、潤滑剤
    の総重量に対して0.01〜1%量、並びに (3)1種以上の有機シリコーンもしくは有機ハロゲン
    化シリコーンを潤滑剤の総重量1kgに対して0〜10
    0mg、 を含有することを特徴とする潤滑剤。 2、リン酸エステルが潤滑剤の総重量に対して0.5〜
    5%量、好ましくは1〜2%量含有されている特許請求
    の範囲第1項記載の潤滑剤。 3、亜リン酸エステルが、潤滑剤の総重量に対して、0
    .05〜0.5%量、好ましくは0.1〜0.2%量含
    有されている特許請求の範囲第1項又は第2項記載の潤
    滑剤。 4、シリコーンが潤滑剤の重量1kgに対して1〜50
    mg、好ましくは3〜10mg含有されている特許請求
    の範囲第1〜第3項のいずれか1項に記載の潤滑剤。 5、潤滑剤にリン酸トリフェニル、リン酸ジフェニルク
    レジル及び/又はリン酸トリクレジルを含有する特許請
    求の範囲第1〜第4項のいずれか1項に記載の潤滑剤。 6、好ましくはリン酸トリフェニル1モルに対して平均
    1〜2モルのイソプロピルを有するリン酸イソプロピル
    化トリフェニルを含有する特許請求の範囲第1〜第5項
    のいずれか1項に記載の潤滑剤。 7、亜リン酸ジドデシルフェニル、亜リン酸トリフェニ
    ル及び特に亜リン酸ドデシルジフェニル並びにそれらの
    混合物を含有する特許請求の範囲第1項〜第5項のいず
    れか1項に記載の潤滑剤。 8、メチルシリコーンを含有する特許請求の範囲第1〜
    第7項のいずれか1項に記載の潤滑剤。 9、冷凍機用である特許請求の範囲第1〜第8項のいず
    れか1項に記載の潤滑剤。
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