JPS6152880B2 - - Google Patents
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Description
本発明はベーン回転式または回転ピストン式冷
媒圧縮機用潤滑油に関する。詳しくは、適正な粘
度範囲および優れた粘度特性を有し、かつハロゲ
ン系冷媒存在下の高温においてもこの粘度範囲お
よび粘度特性が保持されるという特徴を有する、
密封性の優れたベーン回転式または回転ピストン
式冷媒圧縮機用潤滑油に関する。 冷媒圧縮機用潤滑油は、冷凍機の冷媒圧縮機に
使用されている潤滑油であり、高度の潤滑性が要
求されているのはもちろんであるが、ハロゲン化
合物という特殊な冷媒の存在下で使用されるた
め、ハロゲン系冷媒の存在下で、熱的および化学
的に安定であることも要求されている。 通常の冷凍機油に対する要求性状およびその試
験法などについては、例えば渡辺(日石レビユ
ー、9(4)、146〜160)あるいは平沢(日石レビユ
ー、17(3)、153〜163)の総説があり、一般には以
下の通りである。 (1) 潤滑油として適正な粘度を有すること。 (2) 低温性能において優れていること;流動点お
よびフロツク点(ワツクス析出温度)が低いこ
と。 (3) 冷媒との臨界溶解温度が低いこと。 (4) シールドチユーブ試験において優れているこ
と;ハロゲン系冷媒および金属の共存下で、高
温にさらしても、変色せず、析出物が生成した
り、銅メツキ現象(Cuプレーテイング)がな
いこと。 (5) 熱安定性、例えばパネルコーキング試験にお
いて優れていること。 一方、冷凍機としては各種のものが使用されて
いるが、中でも冷媒圧縮機を用いる、いわゆる圧
縮式冷凍機においては、低圧の吸入ガスと高圧の
吐出ガスとの間の密封性の良否により、冷凍性能
が影響されるので、使用される冷媒機油には密封
性が必要とされる。近年、冷媒圧縮機の性能向上
に伴い、吐出ガスの温度が上昇する傾向にあり、
これは冷凍機油の温度上昇による粘度低下、ひい
ては密封性の低下をもたらす因子となつている。 この圧縮式冷凍機はその冷媒圧縮機の構造から
往復型、遠心型および回転型に分類されている。
この中でも回転型(ロータリー型)の冷媒圧縮機
を有する冷凍機は小型でも大きな冷凍能力を有す
ること、高回転域でも優れた性能を発揮できるこ
と、なめらかで静粛な運転が可能であることなど
の特徴を有することから、家庭用の冷蔵庫、クー
ラーおよび自動車用エアコンデイシヨナーなどに
広く用いられている。 回転型冷媒圧縮機には、可動する複数枚の翼ま
たは羽根(ベーン)を有する回転子(ローター)
が円筒(シリンダー)内を回り、ベーンで仕切ら
れた空間の拡大縮少により冷媒を吸入圧縮するベ
ーン回転式(スライデングベーン式)のもの、可
動するベーンが設置されたシリンダー内を、回転
軸に対して偏心したローター(ピストン)が、前
記回転軸と共に回る回転ピストン式(ローリング
ピストン式)のもの、およびスクリユー式のもの
があるが、本発明はこれらの中のベーン回転式ま
たは回転ピストン式冷媒圧縮機用の潤滑油に関す
るものである。 これら回転型冷媒圧縮機を運転する場合、機械
的な発熱および冷媒圧縮による発熱のため、冷媒
圧縮機の部材が膨張する。したがつて、ベーン回
転式あるいは回転ピストン式の冷媒圧縮機の場合
には高温時に円滑な運転をするためには、あらか
じめローターとシリンダー間、ローターと前後壁
面間、ローターとベーンの間などに大きなギヤツ
プをもうけておかなければならないが、かかる場
合低速運転(低発熱、少熱膨張)時、ベーン回転
式ではローターおよびベーンの前後サイドクリア
ランスによるガスリークが、また回転ピストン式
ではピストンサイドの他ピストン先端部のガスリ
ークが問題となる。回転型冷媒圧縮機はピストン
リングを有していないため、このようなガスリー
クは冷凍機油の皮膜が各部のクリアランスを満た
すことによつて解決される。 このように密封性という見地から、ベーン回転
式または回転ピストン式冷媒圧縮機に用いられる
冷凍機油の精度は特に重要であるが、さらに、高
圧側吐出ガスに同伴された油のミストが冷媒と容
易に分離する性質、高圧ガスに同伴されて凝縮
器、蒸発器に入つた油が、還流冷媒と共に冷媒圧
縮機に戻る、いわゆる油戻り性の良いことも、使
用した冷凍機油の粘度に大きく左右され、これら
の現象を良好に保つためにも適正な粘度を持つ油
の選択はきわめて重要である。 また回転型冷媒圧縮機は、往復型冷媒圧縮機に
比べ高回転域での運転に適しているため、使用条
件が厳しく、回転型冷媒圧縮機に使用される冷凍
機油には、他の冷媒圧縮機に使用される冷凍機油
に比べて、より優れた潤滑その他の性能が要求さ
れる。 従来、冷凍機油としては、37.8℃における動粘
度が20〜150cStであるような、ナフテン系鉱油、
低流動点パラフイン系鉱油、重質アルキルベンゼ
ンおよびこれらの混合物、あるいはこれらの各種
基油に添加剤を配合したものが一般に使用されて
いる。これら従来の冷凍機油については、例えば
特公昭40−11940、特公昭49−4107、特公昭49−
13483、特公昭49−13829、特公昭49−19084、特
公昭51−37647、特公昭51−45013、特公昭52−
43722、特公昭53−17602、特公昭52−39509、特
開昭48−606、特開昭46−4532、特開昭49−
47498、特開昭51−22971、特開昭52−28503、特
開昭52−54707および特開昭53−88007などに記載
されている。しかしながらこれら従来の冷凍機油
は、前記要求性状のいずれかを満足しないかある
いは十分な密封性を有せず、ベーン回転式または
回転ピストン式冷媒圧縮機に使用しても優れた性
能を発揮することができない。 本発明の目的は、冷凍機油に対する前記要求性
状を満足し、かつ優れた密封性を有し、前記ベー
ン回転式あるいは回転ピストン式の回転型冷媒圧
縮機に適した冷凍機油を提供することにある。 本願発明者らは、先に、前記一般の冷凍機油に
対する要求性状を満足する冷凍機油として、 (A) 37.8℃において20〜150cStの粘度を有する鉱
油系あるいは合成油系潤滑油、および (B) (1)グリシジルエーテル型エポキシ化合物およ
び(2)エポキシ化脂肪酸モノエステルから成る群
より選ばれる少なくとも1種の添加剤より成る
冷凍機油組成物、 あるいはこれにベンゾトリアゾール型金属不活
性化剤を更に添加した冷凍機油組成物(特願昭52
−46808号)を出願した。 また、特に高温における密封性が優れた冷凍機
油として、(A)98.9℃における動粘度50〜200cSt、
粘度指数150以上のポリグリコール油、ならびに
(B)(1)グリシジルエーテル型エポキシ化合物、(2)エ
ポキシ化脂肪酸モノエステルおよび(3)エポキシ化
植物油から成る群より選ばれる少なくとも1種の
添加剤を含むことを特徴とする高粘度冷凍機油組
成物(特願昭52−55166号)を出願した。 本願発明者らは、前記目的を達成する冷凍機油
に関し鋭意研究を行つた結果、 (A) 次式 R1−O−(R2O)n−R3 (上式中、R1、R3は水素または炭素数1〜20の
鎖状炭化水素基またはアシル基であり、R1と
R3は同一でも異なつていてもよく、R2は炭素
数2〜8のアルキレン基であり、mは2以上で
ある)で示される化合物あるいはその混合物
で、98.9℃における動粘度25cSt以上50cSt未
満、粘度指数150以上を有するポリグリコール
油、ならびに (B) (1)フエニルグリシジルエーテル型エポキシ化
合物、(2)エポキシ化脂肪酸モノエステルおよび
(3)エポキシ化植物油から成る群より選ばれる少
なくとも1種の添加剤を含み、かつ(B)成分が(A)
および(B)合計量の0.1〜10重量%であることを
特徴とする回転型冷媒圧縮機用潤滑油が、先に
出願した前記特許と同様に優れた性能を示し、
特にベーン回転式または回転ピストン式という
限定された構造を有する冷凍機においては、前
記出願特許よりも更に優れた性能を示すことを
見出し、本発明の完成に至つた。 ポリグリコール油を冷凍機油として使用するこ
とは、すでに公知であり、例えばケイ.エス.サ
ンボアデンカー(K.S.Sanvordenker)ら
(ASHRAEシンポジウム、ナツソー、1972年6月
29日)は、粘度102SUS(21.0cSt)@37.8℃、
44SUS(5.3cSt)@98.9℃を有する100SUSグレ
ードのポリグリコールジエーテル、あるいは
165SUSグレードのポリグリコールモノエーテル
を冷凍機油として使用する例を示している。また
ジエイ.エム.ラス(J.M.Russ)ら(ルブリケ
ーシヨン・エンジニアリングVoL2151は、98.9℃
における粘度が5.9〜22.0cSt、粘度指数140〜147
を有するポリグリコール油“UCON”が冷凍機油
として使用できることを示している。しかしなが
ら、これらポリグリコール油を用いた公知の冷凍
機油は、使用中の粘度低下のため初期の密封性を
保持することができない。 また、高温で十分な粘度を有する潤滑油として
は、例えばポリブテン油、ポリ−α−オレフイン
油などの合成油が知られているが、これらは低温
において粘度が高すぎるため使用できず、この欠
点を改めるために、これら合成油にポリメタクリ
レート、ポリイソブチレンあるいはエチレン−プ
ロピレン共重合体などの粘度指数向上剤を配合し
たものは、冷凍機の配管系統に粘度指数向上剤が
析出したり、粘度指数向上剤の機械的せん断によ
る粘度低下が起こるため使用できない。 一方、特公昭52−39509は、冷凍機油に対して
エポキサイドに代表される脱塩化水素剤を添加す
ることを開示している。また、特公昭36−8926
は、置換基に最高4個まで、あるいは12個以上の
炭素を含むアルキル基を有するアリールグリシド
エーテルを2重量部添加した潤滑油を、ジーゼル
エンジン油として使用した例を示している。しか
しながら、これらは、本発明でいうポリグリコー
ルに対してエポキシサイドを添加し、回転型冷媒
圧縮機用潤滑油として使用すること、およびその
添加効果については何ら言及していない。 以下に、本発明のベーン回転式または回転ピス
トン式冷媒圧縮機用潤滑油につき、更に具体的に
説明する。 本発明でいうポリグリコール油(A)とは、次式(1)
で示される化合物あるいはその混合物で、98.9℃
における動粘度25cSt以上50cSt未満、粘度指数
150以上のものである。 R1−O−(R2O)n−R3 (1) 式(1)において、R2はアルキレン基であり、該
アルキレン基の炭素数は2〜8であり、一分子中
に炭素数の異なるアルキレン基が存在しても良
い。特に好ましいアルキレン基はエチレン基およ
びプロピレン基であり、好ましいポリオキシアル
キレン基はポリオキシプロピレン基およびポリオ
キシエチレン−ポリオキシプロピレン基である。 式(1)において、R1、R3は水素または炭素数1
〜20の鎖式炭化水素基であり、R1とR3は同一で
も、異なつていてもよい。 ここでいう鎖状炭化水素基とは、飽和あるいは
不飽和の、直鎖あるいは分枝のC1〜C20鎖状炭化
水素基、好ましくはC1〜C10脂肪族1価アルコー
から誘導されるC1〜C10のアルキル基、特に好ま
しくはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル
基、ペンチル基、オクチル基である。 また式(1)において、mは、式(1)により示される
化合物あるいはその混合物の98.9℃における動粘
度を25cSt以上60cSt未満とし、かつ粘度指数を
150以上とする範囲において、適宜選択される
が、2以上、好ましくは5以上、より好ましくは
10以上である。 前記式(1)で示される化合物のうち特に好ましい
ものは、ポリオキシプロピレングリコールあるい
はポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレング
リコール、これらのグリコールのモノメチルエー
テル、モノブチルエーテルである。これらのポリ
グリコールは、吸湿性が小さく、ハロゲン系冷媒
である後記フロンとの反応性が小さいことを特徴
とする。 本発明でいうポリグリコール油とは、98.9℃
(210〓)における動粘度が25cSt以上50cSt未満、
好ましくは30cSt以上45cSt以下のものである。粘
度がこの範囲より小さい場合には、強固な油膜が
生成しないため高温における密封性が不十分とな
り好ましくない。一方、粘度がこの範囲より大き
い場合には、常温あるいは低温における動粘度も
高くなり、広がり性が悪くなつて油膜生成が不十
分となるか、あるいは油膜強度が大きくなり過ぎ
て消費動力が過大になる。さらに、冷媒圧縮機へ
の張込みが行いにくくなり、また冷媒圧縮機の始
動性が悪くなるほど、作業性にも問題が生じるた
め好ましくない。本発明でいうポリグリコール油
とは、粘度指数150以上、好ましくは200以上のも
のである。粘度指数がこの範囲に満たえない場合
には、常温および低温における動粘度が高くな
り、前述と同様の難点を生じる。 前記式(1)を満足するポリグリコールとしては平
均分子量250以上、特に300〜5000のものが好まし
く使用される。これらは、例えば三洋化成膜ニユ
ーポールLBシリーズ、ニユーポールHBシリー
ズ、あるいはサンニツクスシリーズの商品名で市
販されている。 また基油の98.9℃における動粘度が25cSt以上
50cSt未満、粘度指数が150以上となるような範囲
で、前記式(1)で示される化合物を混合することも
可能である。 本発明のベーン回転式または回転ピストン式冷
媒圧縮機用潤滑油において、添加剤(B)として使用
されるものは、(1)フエニルグリシジルエーテル型
エポキシ化合物および(2)エポキシ化脂肪酸モノエ
ステルおよび(3)エポキシ化植物油から成る群より
選ばれる少なくとも一種の化合物である。 フエニルグリシジルエーテル型エポキシ化合物
としては、フエニルもしくはアルキルフエニルグ
リシジルエーテルが例示できる。ここでいうアル
キルフエニルグリシジルエーテルとは、C4〜C13
のアルキル基を1〜3個有するものであり、中で
もC5〜C10のアルキル基を1個有するものが好ま
しい。 エポキシ化脂肪酸モノエステルとしては、エポ
キシ化されたC12〜C20脂肪酸とC1〜C8アルコー
ルあるいはフエノール、アルキルフエノールとの
エステルが例示でき、特にエポキシステアリン酸
のブチル、ヘキシル、ベンジル、シクロヘキシ
ル、メトキシエチル、オクチル、フエニルおよび
ターシヤリーブチルフエニルエステルである。こ
れらは例えばアデカアーガス社製アデカサイザ
ー、アデカ・アーガス社製ドラペツクス、大日本
インキ化学社製エポサイザーおよび花王石鹸社製
カポツクスなどの商品名で市販されている。 エポキシ化植物油としては、大豆油、アマニ油
および綿実油などの植物油のエポキシ化合物が例
示でき、これらは例えばアデカ・アーガス社製ア
デカサイザー、大日本インキ化学社製エポサイザ
ー、日本油脂社製ニユーサイザーおよび新日本理
化社製サンソサイザーなどの商品名で市販されて
いる。 本発明において特に好ましい添加剤(B)は、フエ
ニルグリシジルエーテル型エポキシ化合物および
エポキシ化脂肪酸モノエステルである。中でもフ
エニルグリシジルエーテル型エポキシ化合物が好
ましく、フエニルグリシジルエーテルが最も好ま
しい。 これらの添加剤(B)の配合量は、前記ポリグリコ
ール油(A)とこれら添加剤(B)の少なくとも1種との
合計量に対し、0.1〜10重量%、特に1〜5重量
%であることが好ましい。配合量がこの範囲より
少ない場合には、添加効果が十分でなく、またこ
の範囲を越えても添加量に見合つた効果はなく、
経済的見地からはかえつて好ましくない。 本発明のベーン回転式または回転ピストン式冷
媒圧縮機用潤滑油において、従来より公知の前記
特許あるいは文献に開示されている冷凍機油用各
種添加剤、例えばフエノール系、アミン系の酸化
防止剤、いおう系、りん系の油性向上剤、シリコ
ーン系の消泡剤、ベンゾトリアゾールなどの金属
不活性剤を配合することも可能である。 本発明による潤滑油組成物は回転型冷媒圧縮機
に有効である。ここでいう回転型冷媒圧縮機と
は、前記ベーン回転式、または回転ピストン式の
ものを示し、本発明による回転型冷媒圧縮機用潤
滑油は、ベーン回転式の冷媒圧縮機に特に有効で
ある。 また、本発明によるベーン回転式または回転ピ
ストン式冷媒圧縮機用潤滑油は、ハロゲン系冷媒
を使用する冷媒圧縮機に有効である。ここでいう
ハロゲン系冷媒とは、炭化水素を塩素、フツ素で
置換した不燃性の冷媒であり、代表的には米国デ
ユポン社よりフレオンの商品名で市販されている
フロンがある。このフロンとしてはフロン11、
12、13、22、113、114、500および502などが例示
でき、これらの中ででもフロン12あるいは22を用
いる冷媒圧縮機に対して、本発明の組成物は特に
有効である。 以下、実施例および比較例により、本発明をよ
り具体的に説明する。使用した基油および添加剤
は、以下のとおりである。 基 油 ポリオキシプロピレングリコールモノエーテル
A ポリオキシプロピリングリコールモノブチルエ
ーテル(プロピレンオキシドの平均重合度約30) 動粘度 19.2cSt@98.9℃、粘度指数 204 ポリオキシプロピレングリコールモノエーテル
B ポリオキシプロピレングリコールモノブチルエ
ーテル(プロピレンオキシドの平均重合度約40) 動粘度 52.5cSt@98.9℃、粘度指数 236 ポリオキシエチレンオキシプロピレングリコー
ルモノエーテル ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリ
コールモノブチルエーテル(エチレンオキシドと
プロピレンオキシドの等重量混合物のランダム共
重合体のモノブチルエーテル:アルキレンオキシ
ドの平均重合度約44) 動粘度 71.0cSt@98.9℃、粘度指数 262 ポリ−α−オレフイン ライオン油脂製 リポルーブ200 動粘度 20.6cSt@98.9℃、粘度指数 127 ポリブテン 日石樹脂化学製 HV−300 動粘度 240cSt@98.9℃、 添加剤 エポキシ化脂肪酸モノエステル アデカアーガス製ドラペツクス3.2(オクチル
エポキシシステアレート) グリシジルエーテル フエニルグリシジルエーテル エポキシ化植物油 大日本インキ製 エポサイザー W−100EL 実施例1〜5および比較例1〜7 第1表に示した実施例1〜5の組成物は、本発
明による組成物であり、第2表に示した比較例1
〜7の組成物と共に、下記の試験法によりその性
能評価を行つた。その結果をそれぞれ第1表およ
び第2表に示す。 試験法 動粘度:JIS K2283 粘度指数:JIS K2284B法 シールドチユーブ試験:油と冷媒(R−12)の
等容量混合物を銅−鉄触媒と共にガラス管に封管
し、150℃で240時間加熱後の油の変色度を測定す
る。 こげ茶色を8、無色を0とした場合の変色度が
4以下であることが好ましい。 また試験後の油の動粘度も測定する。
媒圧縮機用潤滑油に関する。詳しくは、適正な粘
度範囲および優れた粘度特性を有し、かつハロゲ
ン系冷媒存在下の高温においてもこの粘度範囲お
よび粘度特性が保持されるという特徴を有する、
密封性の優れたベーン回転式または回転ピストン
式冷媒圧縮機用潤滑油に関する。 冷媒圧縮機用潤滑油は、冷凍機の冷媒圧縮機に
使用されている潤滑油であり、高度の潤滑性が要
求されているのはもちろんであるが、ハロゲン化
合物という特殊な冷媒の存在下で使用されるた
め、ハロゲン系冷媒の存在下で、熱的および化学
的に安定であることも要求されている。 通常の冷凍機油に対する要求性状およびその試
験法などについては、例えば渡辺(日石レビユ
ー、9(4)、146〜160)あるいは平沢(日石レビユ
ー、17(3)、153〜163)の総説があり、一般には以
下の通りである。 (1) 潤滑油として適正な粘度を有すること。 (2) 低温性能において優れていること;流動点お
よびフロツク点(ワツクス析出温度)が低いこ
と。 (3) 冷媒との臨界溶解温度が低いこと。 (4) シールドチユーブ試験において優れているこ
と;ハロゲン系冷媒および金属の共存下で、高
温にさらしても、変色せず、析出物が生成した
り、銅メツキ現象(Cuプレーテイング)がな
いこと。 (5) 熱安定性、例えばパネルコーキング試験にお
いて優れていること。 一方、冷凍機としては各種のものが使用されて
いるが、中でも冷媒圧縮機を用いる、いわゆる圧
縮式冷凍機においては、低圧の吸入ガスと高圧の
吐出ガスとの間の密封性の良否により、冷凍性能
が影響されるので、使用される冷媒機油には密封
性が必要とされる。近年、冷媒圧縮機の性能向上
に伴い、吐出ガスの温度が上昇する傾向にあり、
これは冷凍機油の温度上昇による粘度低下、ひい
ては密封性の低下をもたらす因子となつている。 この圧縮式冷凍機はその冷媒圧縮機の構造から
往復型、遠心型および回転型に分類されている。
この中でも回転型(ロータリー型)の冷媒圧縮機
を有する冷凍機は小型でも大きな冷凍能力を有す
ること、高回転域でも優れた性能を発揮できるこ
と、なめらかで静粛な運転が可能であることなど
の特徴を有することから、家庭用の冷蔵庫、クー
ラーおよび自動車用エアコンデイシヨナーなどに
広く用いられている。 回転型冷媒圧縮機には、可動する複数枚の翼ま
たは羽根(ベーン)を有する回転子(ローター)
が円筒(シリンダー)内を回り、ベーンで仕切ら
れた空間の拡大縮少により冷媒を吸入圧縮するベ
ーン回転式(スライデングベーン式)のもの、可
動するベーンが設置されたシリンダー内を、回転
軸に対して偏心したローター(ピストン)が、前
記回転軸と共に回る回転ピストン式(ローリング
ピストン式)のもの、およびスクリユー式のもの
があるが、本発明はこれらの中のベーン回転式ま
たは回転ピストン式冷媒圧縮機用の潤滑油に関す
るものである。 これら回転型冷媒圧縮機を運転する場合、機械
的な発熱および冷媒圧縮による発熱のため、冷媒
圧縮機の部材が膨張する。したがつて、ベーン回
転式あるいは回転ピストン式の冷媒圧縮機の場合
には高温時に円滑な運転をするためには、あらか
じめローターとシリンダー間、ローターと前後壁
面間、ローターとベーンの間などに大きなギヤツ
プをもうけておかなければならないが、かかる場
合低速運転(低発熱、少熱膨張)時、ベーン回転
式ではローターおよびベーンの前後サイドクリア
ランスによるガスリークが、また回転ピストン式
ではピストンサイドの他ピストン先端部のガスリ
ークが問題となる。回転型冷媒圧縮機はピストン
リングを有していないため、このようなガスリー
クは冷凍機油の皮膜が各部のクリアランスを満た
すことによつて解決される。 このように密封性という見地から、ベーン回転
式または回転ピストン式冷媒圧縮機に用いられる
冷凍機油の精度は特に重要であるが、さらに、高
圧側吐出ガスに同伴された油のミストが冷媒と容
易に分離する性質、高圧ガスに同伴されて凝縮
器、蒸発器に入つた油が、還流冷媒と共に冷媒圧
縮機に戻る、いわゆる油戻り性の良いことも、使
用した冷凍機油の粘度に大きく左右され、これら
の現象を良好に保つためにも適正な粘度を持つ油
の選択はきわめて重要である。 また回転型冷媒圧縮機は、往復型冷媒圧縮機に
比べ高回転域での運転に適しているため、使用条
件が厳しく、回転型冷媒圧縮機に使用される冷凍
機油には、他の冷媒圧縮機に使用される冷凍機油
に比べて、より優れた潤滑その他の性能が要求さ
れる。 従来、冷凍機油としては、37.8℃における動粘
度が20〜150cStであるような、ナフテン系鉱油、
低流動点パラフイン系鉱油、重質アルキルベンゼ
ンおよびこれらの混合物、あるいはこれらの各種
基油に添加剤を配合したものが一般に使用されて
いる。これら従来の冷凍機油については、例えば
特公昭40−11940、特公昭49−4107、特公昭49−
13483、特公昭49−13829、特公昭49−19084、特
公昭51−37647、特公昭51−45013、特公昭52−
43722、特公昭53−17602、特公昭52−39509、特
開昭48−606、特開昭46−4532、特開昭49−
47498、特開昭51−22971、特開昭52−28503、特
開昭52−54707および特開昭53−88007などに記載
されている。しかしながらこれら従来の冷凍機油
は、前記要求性状のいずれかを満足しないかある
いは十分な密封性を有せず、ベーン回転式または
回転ピストン式冷媒圧縮機に使用しても優れた性
能を発揮することができない。 本発明の目的は、冷凍機油に対する前記要求性
状を満足し、かつ優れた密封性を有し、前記ベー
ン回転式あるいは回転ピストン式の回転型冷媒圧
縮機に適した冷凍機油を提供することにある。 本願発明者らは、先に、前記一般の冷凍機油に
対する要求性状を満足する冷凍機油として、 (A) 37.8℃において20〜150cStの粘度を有する鉱
油系あるいは合成油系潤滑油、および (B) (1)グリシジルエーテル型エポキシ化合物およ
び(2)エポキシ化脂肪酸モノエステルから成る群
より選ばれる少なくとも1種の添加剤より成る
冷凍機油組成物、 あるいはこれにベンゾトリアゾール型金属不活
性化剤を更に添加した冷凍機油組成物(特願昭52
−46808号)を出願した。 また、特に高温における密封性が優れた冷凍機
油として、(A)98.9℃における動粘度50〜200cSt、
粘度指数150以上のポリグリコール油、ならびに
(B)(1)グリシジルエーテル型エポキシ化合物、(2)エ
ポキシ化脂肪酸モノエステルおよび(3)エポキシ化
植物油から成る群より選ばれる少なくとも1種の
添加剤を含むことを特徴とする高粘度冷凍機油組
成物(特願昭52−55166号)を出願した。 本願発明者らは、前記目的を達成する冷凍機油
に関し鋭意研究を行つた結果、 (A) 次式 R1−O−(R2O)n−R3 (上式中、R1、R3は水素または炭素数1〜20の
鎖状炭化水素基またはアシル基であり、R1と
R3は同一でも異なつていてもよく、R2は炭素
数2〜8のアルキレン基であり、mは2以上で
ある)で示される化合物あるいはその混合物
で、98.9℃における動粘度25cSt以上50cSt未
満、粘度指数150以上を有するポリグリコール
油、ならびに (B) (1)フエニルグリシジルエーテル型エポキシ化
合物、(2)エポキシ化脂肪酸モノエステルおよび
(3)エポキシ化植物油から成る群より選ばれる少
なくとも1種の添加剤を含み、かつ(B)成分が(A)
および(B)合計量の0.1〜10重量%であることを
特徴とする回転型冷媒圧縮機用潤滑油が、先に
出願した前記特許と同様に優れた性能を示し、
特にベーン回転式または回転ピストン式という
限定された構造を有する冷凍機においては、前
記出願特許よりも更に優れた性能を示すことを
見出し、本発明の完成に至つた。 ポリグリコール油を冷凍機油として使用するこ
とは、すでに公知であり、例えばケイ.エス.サ
ンボアデンカー(K.S.Sanvordenker)ら
(ASHRAEシンポジウム、ナツソー、1972年6月
29日)は、粘度102SUS(21.0cSt)@37.8℃、
44SUS(5.3cSt)@98.9℃を有する100SUSグレ
ードのポリグリコールジエーテル、あるいは
165SUSグレードのポリグリコールモノエーテル
を冷凍機油として使用する例を示している。また
ジエイ.エム.ラス(J.M.Russ)ら(ルブリケ
ーシヨン・エンジニアリングVoL2151は、98.9℃
における粘度が5.9〜22.0cSt、粘度指数140〜147
を有するポリグリコール油“UCON”が冷凍機油
として使用できることを示している。しかしなが
ら、これらポリグリコール油を用いた公知の冷凍
機油は、使用中の粘度低下のため初期の密封性を
保持することができない。 また、高温で十分な粘度を有する潤滑油として
は、例えばポリブテン油、ポリ−α−オレフイン
油などの合成油が知られているが、これらは低温
において粘度が高すぎるため使用できず、この欠
点を改めるために、これら合成油にポリメタクリ
レート、ポリイソブチレンあるいはエチレン−プ
ロピレン共重合体などの粘度指数向上剤を配合し
たものは、冷凍機の配管系統に粘度指数向上剤が
析出したり、粘度指数向上剤の機械的せん断によ
る粘度低下が起こるため使用できない。 一方、特公昭52−39509は、冷凍機油に対して
エポキサイドに代表される脱塩化水素剤を添加す
ることを開示している。また、特公昭36−8926
は、置換基に最高4個まで、あるいは12個以上の
炭素を含むアルキル基を有するアリールグリシド
エーテルを2重量部添加した潤滑油を、ジーゼル
エンジン油として使用した例を示している。しか
しながら、これらは、本発明でいうポリグリコー
ルに対してエポキシサイドを添加し、回転型冷媒
圧縮機用潤滑油として使用すること、およびその
添加効果については何ら言及していない。 以下に、本発明のベーン回転式または回転ピス
トン式冷媒圧縮機用潤滑油につき、更に具体的に
説明する。 本発明でいうポリグリコール油(A)とは、次式(1)
で示される化合物あるいはその混合物で、98.9℃
における動粘度25cSt以上50cSt未満、粘度指数
150以上のものである。 R1−O−(R2O)n−R3 (1) 式(1)において、R2はアルキレン基であり、該
アルキレン基の炭素数は2〜8であり、一分子中
に炭素数の異なるアルキレン基が存在しても良
い。特に好ましいアルキレン基はエチレン基およ
びプロピレン基であり、好ましいポリオキシアル
キレン基はポリオキシプロピレン基およびポリオ
キシエチレン−ポリオキシプロピレン基である。 式(1)において、R1、R3は水素または炭素数1
〜20の鎖式炭化水素基であり、R1とR3は同一で
も、異なつていてもよい。 ここでいう鎖状炭化水素基とは、飽和あるいは
不飽和の、直鎖あるいは分枝のC1〜C20鎖状炭化
水素基、好ましくはC1〜C10脂肪族1価アルコー
から誘導されるC1〜C10のアルキル基、特に好ま
しくはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル
基、ペンチル基、オクチル基である。 また式(1)において、mは、式(1)により示される
化合物あるいはその混合物の98.9℃における動粘
度を25cSt以上60cSt未満とし、かつ粘度指数を
150以上とする範囲において、適宜選択される
が、2以上、好ましくは5以上、より好ましくは
10以上である。 前記式(1)で示される化合物のうち特に好ましい
ものは、ポリオキシプロピレングリコールあるい
はポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレング
リコール、これらのグリコールのモノメチルエー
テル、モノブチルエーテルである。これらのポリ
グリコールは、吸湿性が小さく、ハロゲン系冷媒
である後記フロンとの反応性が小さいことを特徴
とする。 本発明でいうポリグリコール油とは、98.9℃
(210〓)における動粘度が25cSt以上50cSt未満、
好ましくは30cSt以上45cSt以下のものである。粘
度がこの範囲より小さい場合には、強固な油膜が
生成しないため高温における密封性が不十分とな
り好ましくない。一方、粘度がこの範囲より大き
い場合には、常温あるいは低温における動粘度も
高くなり、広がり性が悪くなつて油膜生成が不十
分となるか、あるいは油膜強度が大きくなり過ぎ
て消費動力が過大になる。さらに、冷媒圧縮機へ
の張込みが行いにくくなり、また冷媒圧縮機の始
動性が悪くなるほど、作業性にも問題が生じるた
め好ましくない。本発明でいうポリグリコール油
とは、粘度指数150以上、好ましくは200以上のも
のである。粘度指数がこの範囲に満たえない場合
には、常温および低温における動粘度が高くな
り、前述と同様の難点を生じる。 前記式(1)を満足するポリグリコールとしては平
均分子量250以上、特に300〜5000のものが好まし
く使用される。これらは、例えば三洋化成膜ニユ
ーポールLBシリーズ、ニユーポールHBシリー
ズ、あるいはサンニツクスシリーズの商品名で市
販されている。 また基油の98.9℃における動粘度が25cSt以上
50cSt未満、粘度指数が150以上となるような範囲
で、前記式(1)で示される化合物を混合することも
可能である。 本発明のベーン回転式または回転ピストン式冷
媒圧縮機用潤滑油において、添加剤(B)として使用
されるものは、(1)フエニルグリシジルエーテル型
エポキシ化合物および(2)エポキシ化脂肪酸モノエ
ステルおよび(3)エポキシ化植物油から成る群より
選ばれる少なくとも一種の化合物である。 フエニルグリシジルエーテル型エポキシ化合物
としては、フエニルもしくはアルキルフエニルグ
リシジルエーテルが例示できる。ここでいうアル
キルフエニルグリシジルエーテルとは、C4〜C13
のアルキル基を1〜3個有するものであり、中で
もC5〜C10のアルキル基を1個有するものが好ま
しい。 エポキシ化脂肪酸モノエステルとしては、エポ
キシ化されたC12〜C20脂肪酸とC1〜C8アルコー
ルあるいはフエノール、アルキルフエノールとの
エステルが例示でき、特にエポキシステアリン酸
のブチル、ヘキシル、ベンジル、シクロヘキシ
ル、メトキシエチル、オクチル、フエニルおよび
ターシヤリーブチルフエニルエステルである。こ
れらは例えばアデカアーガス社製アデカサイザ
ー、アデカ・アーガス社製ドラペツクス、大日本
インキ化学社製エポサイザーおよび花王石鹸社製
カポツクスなどの商品名で市販されている。 エポキシ化植物油としては、大豆油、アマニ油
および綿実油などの植物油のエポキシ化合物が例
示でき、これらは例えばアデカ・アーガス社製ア
デカサイザー、大日本インキ化学社製エポサイザ
ー、日本油脂社製ニユーサイザーおよび新日本理
化社製サンソサイザーなどの商品名で市販されて
いる。 本発明において特に好ましい添加剤(B)は、フエ
ニルグリシジルエーテル型エポキシ化合物および
エポキシ化脂肪酸モノエステルである。中でもフ
エニルグリシジルエーテル型エポキシ化合物が好
ましく、フエニルグリシジルエーテルが最も好ま
しい。 これらの添加剤(B)の配合量は、前記ポリグリコ
ール油(A)とこれら添加剤(B)の少なくとも1種との
合計量に対し、0.1〜10重量%、特に1〜5重量
%であることが好ましい。配合量がこの範囲より
少ない場合には、添加効果が十分でなく、またこ
の範囲を越えても添加量に見合つた効果はなく、
経済的見地からはかえつて好ましくない。 本発明のベーン回転式または回転ピストン式冷
媒圧縮機用潤滑油において、従来より公知の前記
特許あるいは文献に開示されている冷凍機油用各
種添加剤、例えばフエノール系、アミン系の酸化
防止剤、いおう系、りん系の油性向上剤、シリコ
ーン系の消泡剤、ベンゾトリアゾールなどの金属
不活性剤を配合することも可能である。 本発明による潤滑油組成物は回転型冷媒圧縮機
に有効である。ここでいう回転型冷媒圧縮機と
は、前記ベーン回転式、または回転ピストン式の
ものを示し、本発明による回転型冷媒圧縮機用潤
滑油は、ベーン回転式の冷媒圧縮機に特に有効で
ある。 また、本発明によるベーン回転式または回転ピ
ストン式冷媒圧縮機用潤滑油は、ハロゲン系冷媒
を使用する冷媒圧縮機に有効である。ここでいう
ハロゲン系冷媒とは、炭化水素を塩素、フツ素で
置換した不燃性の冷媒であり、代表的には米国デ
ユポン社よりフレオンの商品名で市販されている
フロンがある。このフロンとしてはフロン11、
12、13、22、113、114、500および502などが例示
でき、これらの中ででもフロン12あるいは22を用
いる冷媒圧縮機に対して、本発明の組成物は特に
有効である。 以下、実施例および比較例により、本発明をよ
り具体的に説明する。使用した基油および添加剤
は、以下のとおりである。 基 油 ポリオキシプロピレングリコールモノエーテル
A ポリオキシプロピリングリコールモノブチルエ
ーテル(プロピレンオキシドの平均重合度約30) 動粘度 19.2cSt@98.9℃、粘度指数 204 ポリオキシプロピレングリコールモノエーテル
B ポリオキシプロピレングリコールモノブチルエ
ーテル(プロピレンオキシドの平均重合度約40) 動粘度 52.5cSt@98.9℃、粘度指数 236 ポリオキシエチレンオキシプロピレングリコー
ルモノエーテル ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリ
コールモノブチルエーテル(エチレンオキシドと
プロピレンオキシドの等重量混合物のランダム共
重合体のモノブチルエーテル:アルキレンオキシ
ドの平均重合度約44) 動粘度 71.0cSt@98.9℃、粘度指数 262 ポリ−α−オレフイン ライオン油脂製 リポルーブ200 動粘度 20.6cSt@98.9℃、粘度指数 127 ポリブテン 日石樹脂化学製 HV−300 動粘度 240cSt@98.9℃、 添加剤 エポキシ化脂肪酸モノエステル アデカアーガス製ドラペツクス3.2(オクチル
エポキシシステアレート) グリシジルエーテル フエニルグリシジルエーテル エポキシ化植物油 大日本インキ製 エポサイザー W−100EL 実施例1〜5および比較例1〜7 第1表に示した実施例1〜5の組成物は、本発
明による組成物であり、第2表に示した比較例1
〜7の組成物と共に、下記の試験法によりその性
能評価を行つた。その結果をそれぞれ第1表およ
び第2表に示す。 試験法 動粘度:JIS K2283 粘度指数:JIS K2284B法 シールドチユーブ試験:油と冷媒(R−12)の
等容量混合物を銅−鉄触媒と共にガラス管に封管
し、150℃で240時間加熱後の油の変色度を測定す
る。 こげ茶色を8、無色を0とした場合の変色度が
4以下であることが好ましい。 また試験後の油の動粘度も測定する。
【表】
【表】
実施例1〜5は、本発明による組成物である。
いずれもシールドチユーブ試験において変色度が
小さく、析出物も生成しなかつた。さらに、シー
ルドチユーブ試験の後も98.9℃における動粘度の
変化が少なく、優れた密封性を示すものと思われ
た。 比較例1〜2は、本発明による添加剤(B)を加え
ていないポリグリコール油であり、また比較例4
は、添加剤(B)の代りに酸化防止剤(D.B.P.C)を
添加したポリグリコール油である。いずれもシー
ルドチユーブ試験において変色が大きく、かつ析
出物の生成があつた。さらにシールドチユーブ試
験により98.9℃の動粘度が著しく低下した。 比較例3は、添加剤(B)の代りに脱塩化水素剤と
して従来より公知であるジブチルすずステアレー
トをポリグリコール油に添加した組成物である。
シールドチユーブ試験において油の変色および動
粘度の低下はみられなかつたが、析出物の生成が
みられた。 比較例5はポリ−α−オレフインとポリブテン
の混合物を使用した組成物であり、シールドチユ
ーブ試験においては各実施例に次ぐ性能を示した
が、後述する如く実機試験においては性能がきわ
めて不十分であつた。 比較例6〜7は、ポリグリコール油にグリシジ
ルエーテルを添加した組成物であるが、98.9℃の
動粘度が本発明の範囲を外れるものであり、シー
ルドチユーブ試験の結果は良好であつたが、後述
する如く実機試験の性能が劣るものである。 実施例3および5、比較例6および7の組成物
を用いて、ベーン回転式冷媒圧縮機を用いた冷凍
機を運転し、油の粘度と冷凍機の性能との関係を
検討した。その結果を第3表に示す。使用冷媒圧
縮機は4ベーンタイプのものであり、冷媒にはフ
ロン12を用いた。冷媒圧縮機運転条件は、高圧圧
力14.5Kg/cm2G、低圧圧力2.15Kg/cm2G、回転運転
1800R.P.Mである。 実施例3および5の組成物の場合には、冷凍能
力および成績係数は高く、高圧部での油と冷媒の
分離性は良好であり、さらに蒸発器からの油戻り
性も良好であつた。 比較例6の組成物は、所要動力は少ないが、冷
凍能力、成績係数は低く、また98.9℃における動
粘度が低すぎるため油と冷媒の分離性が不良であ
つた。比較例7の組成物は98.9℃における動粘度
が高すぎるために蒸発器からの油戻り性に難点が
あり、所要動力が著しく大きく、成績係数は低か
つた。 さらに実施例3、比較例4および比較例5の組
成物について上記と同じベーン回転式冷媒圧縮機
を用いた冷凍機により1000時間の連続運転試験を
行つた。その結果を第4表に示す。 実施例3の組成物は、試験前後で冷媒圧縮機の
性能低下はみられず、使用油の粘度低下は少な
く、高い密封性を保持したまま運転することがで
きた。また試験後、冷媒圧縮機を分解したとこ
ろ、ベーン、シリンダ、ロータ、前後側壁に異常
なきず、摩耗、銅メツキ現象はみられなかつた。 比較例1の組成物は、初期には密封性良好であ
つたが、時間の経過と共に密封性が低下し、使用
後の油の動粘度も低下していた。さらに試験後の
冷媒圧縮機の分解検査の結果、シリンダしゆう動
面に銅メツキ現象が発生していた。比較例5の組
成物は初期より安定した状態で運転することは不
可能であつた。
いずれもシールドチユーブ試験において変色度が
小さく、析出物も生成しなかつた。さらに、シー
ルドチユーブ試験の後も98.9℃における動粘度の
変化が少なく、優れた密封性を示すものと思われ
た。 比較例1〜2は、本発明による添加剤(B)を加え
ていないポリグリコール油であり、また比較例4
は、添加剤(B)の代りに酸化防止剤(D.B.P.C)を
添加したポリグリコール油である。いずれもシー
ルドチユーブ試験において変色が大きく、かつ析
出物の生成があつた。さらにシールドチユーブ試
験により98.9℃の動粘度が著しく低下した。 比較例3は、添加剤(B)の代りに脱塩化水素剤と
して従来より公知であるジブチルすずステアレー
トをポリグリコール油に添加した組成物である。
シールドチユーブ試験において油の変色および動
粘度の低下はみられなかつたが、析出物の生成が
みられた。 比較例5はポリ−α−オレフインとポリブテン
の混合物を使用した組成物であり、シールドチユ
ーブ試験においては各実施例に次ぐ性能を示した
が、後述する如く実機試験においては性能がきわ
めて不十分であつた。 比較例6〜7は、ポリグリコール油にグリシジ
ルエーテルを添加した組成物であるが、98.9℃の
動粘度が本発明の範囲を外れるものであり、シー
ルドチユーブ試験の結果は良好であつたが、後述
する如く実機試験の性能が劣るものである。 実施例3および5、比較例6および7の組成物
を用いて、ベーン回転式冷媒圧縮機を用いた冷凍
機を運転し、油の粘度と冷凍機の性能との関係を
検討した。その結果を第3表に示す。使用冷媒圧
縮機は4ベーンタイプのものであり、冷媒にはフ
ロン12を用いた。冷媒圧縮機運転条件は、高圧圧
力14.5Kg/cm2G、低圧圧力2.15Kg/cm2G、回転運転
1800R.P.Mである。 実施例3および5の組成物の場合には、冷凍能
力および成績係数は高く、高圧部での油と冷媒の
分離性は良好であり、さらに蒸発器からの油戻り
性も良好であつた。 比較例6の組成物は、所要動力は少ないが、冷
凍能力、成績係数は低く、また98.9℃における動
粘度が低すぎるため油と冷媒の分離性が不良であ
つた。比較例7の組成物は98.9℃における動粘度
が高すぎるために蒸発器からの油戻り性に難点が
あり、所要動力が著しく大きく、成績係数は低か
つた。 さらに実施例3、比較例4および比較例5の組
成物について上記と同じベーン回転式冷媒圧縮機
を用いた冷凍機により1000時間の連続運転試験を
行つた。その結果を第4表に示す。 実施例3の組成物は、試験前後で冷媒圧縮機の
性能低下はみられず、使用油の粘度低下は少な
く、高い密封性を保持したまま運転することがで
きた。また試験後、冷媒圧縮機を分解したとこ
ろ、ベーン、シリンダ、ロータ、前後側壁に異常
なきず、摩耗、銅メツキ現象はみられなかつた。 比較例1の組成物は、初期には密封性良好であ
つたが、時間の経過と共に密封性が低下し、使用
後の油の動粘度も低下していた。さらに試験後の
冷媒圧縮機の分解検査の結果、シリンダしゆう動
面に銅メツキ現象が発生していた。比較例5の組
成物は初期より安定した状態で運転することは不
可能であつた。
【表】
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 (A) 次式 R1−O−(R2O)n−R3 (上式中、R1、R3は水素または炭素数1〜20の
鎖状炭化水素基であり、R1とR3は同一でも異
なつていてもよく、R2は炭素数2〜8のアル
キレン基であり、mは2以上である)で示され
る化合物あるいはその混合物で、98.9℃におけ
る動粘度25cSt以上50cSt未満、粘度指数150以
上を有するポリグリコール油、ならびに (B) フエニルグリシジルエーテル型エポキシ化
合物、エポキシ化脂肪酸モノエステルおよび
エポキシ化植物油から成る群より選ばれる少
なくとも1種の添加剤を含み、かつ(B)成分が(A)
および(B)合計量の0.1〜10重量%であることを
特徴とするベーン回転式または回転ピストン式
冷媒圧縮機用潤滑油。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13120078A JPS5558298A (en) | 1978-10-25 | 1978-10-25 | Lubricating oil for rotary refrigerant compressor |
DE19792943446 DE2943446A1 (de) | 1978-10-25 | 1979-10-24 | Schmieroel fuer kaeltemaschinen |
US06/087,675 US4267064A (en) | 1978-10-25 | 1979-10-24 | Refrigeration lubricating oil compositions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13120078A JPS5558298A (en) | 1978-10-25 | 1978-10-25 | Lubricating oil for rotary refrigerant compressor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5558298A JPS5558298A (en) | 1980-04-30 |
JPS6152880B2 true JPS6152880B2 (ja) | 1986-11-14 |
Family
ID=15052368
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13120078A Granted JPS5558298A (en) | 1978-10-25 | 1978-10-25 | Lubricating oil for rotary refrigerant compressor |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4267064A (ja) |
JP (1) | JPS5558298A (ja) |
DE (1) | DE2943446A1 (ja) |
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