JPS62295995A - 冷凍機油組成物 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は冷凍機油組成物に関する。詳しくはバルブスラ
ッジの発生を防止することができるとともに耐摩耗性に
優れ、しかも冷媒（フロン）下での安定性、耐焼付性、
低温溶解性に優れた冷凍機油組成物に関するものであっ
て、空調、冷房、冷凍、暖房設備等の冷凍機の」滑に有
効に用いることができる。

［従来の技術及び発明が解決しようとする問題点］ ルームエアコン、カーエアコン、カークーラー、冷蔵庫
をはじめとする冷凍機の摺動部分の潤滑に用いられる冷
凍機油には、冷媒下での安定性、耐焼付性、低温溶解性
に優れるとともに、バルブスラッジの発生がなく、しか
も１ｒＪＩ耗性に優れていることが要求されている。

このような冷凍機油として、ナフテン基油とパラフィン
基油とを混合した組成物が提案されている（特公昭５５
−４４１１９号）。しかしながら、この組成物はナフテ
ン基油を主成分とするものであり、ナフテン基原油個渇
の点から入手が困難であるため好ましくない。

一方、パラフィン基油は安定的に入手しうるものの冷媒
下での安定性や低温溶解性に劣っている。

そこで冷凍機油の総硫黄量を調整して、冷媒下での耐摩
耗性を改良することが提案されている。

例えば特開昭５７−８２９４号公報には、組成物中、）
総硫黄分を０．１４重量％以上とすることにより耐摩）
を性等に優れた冷凍機油組成物を提供することが開示さ
れている。また、特公昭８０−１３５７号公報にはアル
キルベンゼンを主成分とする基油を用い、総硫黄分を粘
度との関連において一定範囲に設定することにより総合
性俺に優れた冷凍機油組成物を提供することが開示され
ている。

しかしながら、このような条件を満たす冷凍機油であっ
ても、実際の使用に供すると、バルブスラッジが発生し
たり、耐摩耗性が不十分であったりするなどの問題があ
った。

本発明者らは上記従来の問題点を解消するため鋭７ａ検
討を重ねた。その結果、特定性状のパラフィン基油を主
成分とし、これに特定性状のナフテン基油を配合した組
成物であって、該組成物中の硫黄分が特定範囲のものが
上記従来の問題点を解消しうろことを見出し、この知見
に基いて本発明を完成した。

［問題点を解決するための手段〕 すなわち本発明は、流動点−３５℃以下、硫黄分５０ｐ
ｐｍ以下であり、かつ動粘度５〜５００センチストーク
ス（ｃＳｔ）　（４０’０　）であるパラフィン基油７
０〜９８重量％および硫黄分０．０５〜１重量％、流動
点−３５℃以下であり、がっ動粘度５〜５００ｃＳｔ（
４０℃）であるナフテン基油３ｏ〜２重量％からなる組
成物であって、該組成物中の硫黄分が０．０１〜０．１
０重量％であることを特徴とする冷凍機油組成物を提供
するものである。

本発明の冷凍機油組成物は下記の如き性状を有するパラ
フィン基油を主成分とするものである。

すなわち、本発明においてはパラフィン基油として、流
動点（ＪＩＳ　Ｋ−２２Ｅ１９ニよル）　−３５℃以下
、好ましくは一４０℃以下、硫黄分５０ｐｐｍ以下、好
ましくは３０ｐｐ■以下であり、かっ４０’Ｏにおける
動粘度が５〜５００ｃＳｔのものが用いられ、特に４０
℃における動粘度が６〜３０ｃＳｔのものが冷凍機運転
時の省エネルギーという点より好ましい。ここで流動点
が一３５℃より高いものであると、極めて低温下に曝さ
れる冷凍機油が円滑に作動しにくくなり、また、硫黄分
が５０ｐｐｍを超えるものであると、フロン雰囲気下で
の安定性が悪化するので好ましくない。

さらに、４０℃における動粘度が５　ｃｓｔ未満である
と、耐焼付性が極度に低下し、冷凍機の運転が不可能に
なる。一方、５００ｃＳｔを超えると、粘性抵抗による
エネルギー損失が大きくなるので好ましくない。

このようなパラフィン基油は、パラフィン系原油を蒸留
して得られた留出油（常圧換算で（点２５０〜４５０’
０）を常法に従って精製した後、深脱ろう処理を行なう
ことによって得ることができる。

なお、留出油とは原油を常圧蒸留するがあるいは常圧涛
留の残渣油を減圧扉留して得られるものを意味する。精
製法は特に制限はないが、次の■〜■のいずれかの処理
をすることによって得ることかでさる。

■留出油を水素化処理するか、または水素化処理したの
ち、アルカリプに留もしくは硫酸洗浄を行なう、■留出
油を溶剤精製処理するが、または゛溶剤精製処理した後
、アルカリ蒸留もしくは硫酸洗浄を行なう、■留出油を
水素化処理したのち、続いて第２段目の水素化処理を行
なう、■留出油を水素化処理したのち、第２段目の水素
化処理、さらにｉ３段目の水素化処理を行なう、■留出
油を水素化処理したのち、第２段目の水素化処理を行な
い、さらにアルカリ蒸留もしくは硫酸洗浄を行なう、以
下に処理法の１例を示す。

パラフィン系原油または中間基原油から常法により、ｆ
関う電油粗原料を調製し、苛酷な水素化処理を行なう、
この処理によって芳香族分などの潤滑油留分に好ましく
ない成分を除去したり、有効な次いで、減圧蒸留により
必要な粘度を得るような分留を行なう、しかる後に、既
知の溶剤脱ろうを行ない、通常のパラフィンベースオイ
、＋１／　カ有する流動点、すなわち−１５〜−＋　ｏ
　’ｃ程度に脱ろうする。

この脱ろう処理後、必要に応じてさらに水素イし処理を
行ない、芳香族分の大部分を水素化させて飽和分とし、
ベースオイルの熱的、化学的な安定性を向上させる。し
かし、流動点が未だ高いため、冷凍機油としては適当で
ない、そのために引続き深脱ろう処理が行なわれる。こ
の処理は苛酷な条件での溶剤脱ろう法やゼオライト触媒
を用い、該触媒の細孔に吸着されるパラフィン（主とし
てノルマルパラフィン）を選択的に水素雰囲気下で分解
してろう分となるものを除去する接触水添脱ろう法が適
用される。

水素化処理は原料油の性状等により異なるが、通常は反
応温度２００〜４８０℃１好ましくは２５０〜４５０℃
、水素圧力５〜３００ｋｇ／ｃｍ２．好ましくは３０〜
２５０ｋｇ／ｃｍ２　　、水素導入量（対供給留出油１
ｋｊ！当り）３０〜３００ＯＮｍ３、好ましくは１００
〜２００ＯＮｍ’の条件で行なわれる。また、この際に
用いられる触媒は担体としてアルミナ、シリカ、シリカ
・アしくはコバルト、ニッケル、モリブデン、タングス
テンなどの触媒成分を既知の方法で担持させたものが使
用される。なお、触媒は予め予備硫化したものが好まし
い。

上記した如く、留出油は水素化処理した後、種々の処理
が行なわれるが、第２段目あるいは第３段目の水素化処
理を行なう場合、水素化処理条件は上記範囲内で設定す
ればよく、第１〜３段目の各条件は同一であってもよく
異なってもよい。

しかし、通常は第１段目よりは第２段目、第２段目より
は第３段目の条件を厳しくして行なわれる。

次に、アルカリ蒸留は微量の酸性物質を除去して留出分
の安定性を改良する工程として行なわれ、Ｎａ０）１　
、　ＫＯ）１等のアルカリを加えて減圧蒸留することに
より行なう。

また、硫酸洗浄は、一般に石油製品の仕上げ工程として
行なわれているものであり、芳香成度化水素、特に多環
芳香族炭化水素やオレフィン類。

硫黄化合物などを除去して留出油の性状を改善するだめ
に適用される。本発明では処理油に０．５〜５重量％の
濃硫酸を加えて室温〜６０℃の温度で処理することによ
り行ない、しかる後ＮａＯＨなどで中和する。

なお、留出油の処理は上記操作の組合せにより前記した
如く■〜■の具体的方法があるが、これら方法の中では
特に■、■、■の方法が好適である。

上記の如き処理により、前記した性状を有するパラフィ
ン基油を得ることができるがさらに、このものを白土処
理したものが好ましい。

次に本発明においては、他方の成分としてナフテン基油
を用いる。ここでナフテン基油としては硫黄分０．０５
〜１重量％、好ましくは０．２〜０．６重量％、流動点
（ＪＩＳ　Ｋ−２２１３９による）−３５℃以下、好ま
しくは一４０℃以下であり、かつ４０℃における動粘度
が５〜５００ｃＳｔのものが用いられ、特に６〜３０ｃ
Ｓｔのものが冷凍機運転面の省エネルギーという点より
好ましい。ここで硫黄分が０．０５重量％未満のもので
あると、目的とする性状を有する冷凍機油組成物を得る
ことができない。また、硫黄分が１重量％を超えるもの
であると、冷媒（フロン）下における安定性が悪化する
ため好ましくない。

このようなナフテン基油の製造法は特に制限はないが、
通常の方法で溶剤抽出した後、水添処理、白土処理等を
行なったものが好ましい。

本発明の冷凍機油組成物は上記特定性状を有するパラフ
ィン基油とナフテン基油とからなるものである。両者の
配合割合は前者７０〜９８重量％。

好ましくは８０〜９５重是％に対し、後者３０〜２重量
％、好ましくは２０〜５重量％である。ここで前者の配
合割合が９８重量％を超えると、バルブスラッジの発生
を防止できず、１耐摩耗性も低下するので好ましくない
。

また、本発明においては組成物中の硫黄分が０．０１〜
０．１０重量％の範囲であることが必要であり、特に０
．０２〜０．０６重量％の範囲であることが好ましい１
通常の潤滑油においては潤滑部分が空気にさらされるた
め、できるだけ硫黄分の少ないものが好ましいが、本発
明の如き冷凍機の摺動部分の潤・滑に用いる冷凍機油組
成物にあっては、このような考え方は妥当ではない、す
なわち、ここで組成物中の硫黄分が０．０１重量％未満
であると、バルブスラッジが発生しやすくなり、耐摩耗
性も低下するため好ましくない、一方、組成物中の硫黄
分が０．１０１ｆＸ量％を超えると、特にバルブスラッ
ジが発生しやすくなるため好ましくない、したがって、
組成物中の硫黄分が０．０１〜０．１０重量％の範囲内
であることが不可欠である。

また、組成物中の硫黄分がこの範囲内であったとしても
、前記パラフィン基油とナフテン基油との配合割合が前
記範囲外のものであると、バルブスラッジの発生を抑制
できず、本発明の目的を達成することはできない。

なお、前記した如く、パラフィン基油とナフテン基油は
それぞれ白土処理したものが好ましいが、両者を混合し
た後に白土処理を行なってもよい。

本発明においては組成物中の硫黄分が上記範囲内のもの
であればよく、組成物として他の性状は特に必須ではな
いが、通常流動点−３５℃以下、好ましくは−４０”Ｃ
以下であり、４０℃における動粘度が５〜５００ｃＳｔ
、好ましくは６〜３０ｃＳｔのものが好ましい。

［発明の効果］ 本発明の冷凍機油組成物によればバルブスラッジを効果
的に防止することができる。

また、本発明の冷凍機油Ｍｉ成酸物＃彦耗性にも優れた
ものである。

さらに、本発明の冷凍機油組成物は冷媒（フロン）下で
の安定性、１酎焼付性に優れ、低温溶解性にも優れたも
のである・ しかも、本発明の冷凍機油は供給安定なパラフィン基油
を主成分とするものである。

したがって、本発明はルームエアコン、カーエアコン、
カークーラー、冷蔵１をはじめとする冷凍機の摺動部分
の潤滑に有効に用いることができる。

［実施例］ 次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明する。

製造例（パラフィン基油の製造） クラエート原油を常圧蒸留後、減圧蒸留して得た留出分
および残渣油を脱れきした留分を供給原Ｖ（としてプロ
ダクトの脱ろう油（最初の脱ろう処理したもの）の粘度
指数が１００となるような苛酷な条件で水素化処理した
。

上記の方法で得られたプロダクトを分留し、１００℃の
粘度がほぼ２．３ｃＳｔとなるような含ろう油を得た。

この含ろう油をさらに溶剤脱ろう処理した。

この段階での処理条件は、脱ろう油の流動点が＝１５℃
となるようにした。

次いで、上記脱ろう油で芳香族分（ｎ−ｄ−Ｍ法）が１
．５玉量％以下になるようにさらに水素化処理を行なっ
た。

さらに、上記の二次水素化処理油を脱ろう油の流動点が
一４０℃となるように溶剤脱ろう処理した後、白土処理
してパラフィン基油Ｉｔ−得た。

また、パラフィン基油工の製造において、二次水素化処
理工程を行なわなかったこと以外は同様にしてパラフィ
ン基油ＩＩを得た。これらパラフィン基油１．■および
比較のために用いたパラフィン基油ｍの性状を第１表に
示す。

第　　　１　　　表 川流動点 ｊＩＳ　Ｋ−２２６９による。

ｔ２硫、、、？、分 電量滴定法（ＡＳＴＭ　Ｄ　３１２０に準拠）実施例１
〜７ 製造例で得られたパラフィン基油工に、水添処理後白土
処理したナフテン基油工（硫黄分０．４０重量％、流動
点−５０℃、動粘度４０℃：　９．５ｃＳｔ　。

１００　’Ｏ：　２．３ｃＳｔ）　ヲ第２表に示す割合
で配合し、第２表に示す硫黄分の組成物を得た。

得られた組成物について下記に示す方法により、各種性
能を評価した。結果を第２表に示す。

バルブスラッジおよび耐摩耗性の評価 法の条件で冷凍機を運転し評価した。

（１）条件 冷　　媒：フロン（Ｒ−１２） 圧’ｉＱ　ｌｊ！１：　１５０　Ｗ、レシプロコンプレ
ッサ吐出温度＝１３５〜１４０℃ 試験時間＝５００時間 （２）評価法 前記試験終了後の吐出弁のバルブスラッジ付着量および
摺動部の摩耗状況を観察し、下記基準により評価した。

評価基準 焼付荷重 ＡＳＴＭ　０３２３３に準拠して行なった。但し、条件
は次の通りとした。すなわち、油温３ｏ″Ｃにおいて、
＋５０　ＬＢＳの荷重で５分間馴らし運転後の焼付荷重
（ＬＢＳ）をＪｌｌ定し評価した。

シールドチューブ試験 鋼、銅およびアルミニウム線を入れた内容量１０Ｉ！ｐ
のガラス製耐圧アンプルに試料油４ｍｐを注射器で入れ
、試料油中の溶存空気を脱気する。液体窒素で冷却しな
がら冷奴ジクロロジフルオロメタン（Ｒ−１２）を２ｇ
入れた後、バーナーでシールする。シールしたアンプル
を１７５℃の油浴に３０日間放置し、その後液体窒素で
冷却し、アンプルの一部を割り、Ｒ−２２生成量（容量
％）を求めて評価した。

シールドフロック試験 内容ｉ１０ｍｐのガラス製耐圧アンプルに油を０．４ｇ
秤りとり、アンプル内を減圧にして液体窒素で冷却しな
がら冷媒ジクロロジフロロメタンを３．６ｇ入れたのち
バーナーでシールする。シールしたアンプルを常温から
低温浴槽に移し、段階的な温度で冷却し、各温度毎のア
ンプル内の観察を行なう。

この観察でフロックが現れる温度をフロック点とする。

比較例１ 実施例１〜７において、ナフテンノ、（油を用いなかっ
たこと以外は同様にして行なった。結果を第２表に示す
。

比較例２ 実施例１〜７において、パラフィン基油工とナフテン基
油工との配合組成を第２表に示す如くしたこと以外は同
様にして行なった。結果を第２表に示す。

比較例３ 市１［品（硫黄分０．２重量％）を用いたこと以外は実
施例１〜７と同様にして性能を評価した。結果を第２表
に示す。

比較例４ 製造例で得られたパラフィン基油工とパラフィン基油■
を第２表に示す割合で配合し、以下実施例１〜７と同様
にして性能を評価した。結果を第２表に示す。

比較例５ 製造例く得られたパラフィン基油Ｉ　　５０ｉ量％とナ
フテン基油■（動粘度８．７ｃＳｔ　（４０°０）、　
　２．２ｃｓｔ　　（１００″Ｃ）；流動点−５０℃以
下：硫、Ｈ１′を分０．０８重量％）５０重量％を配合
し、得られた組成物について実施例１〜７と同様にして
性能を評価した。

結果を第２表に示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）流動点−３５℃以下、硫黄分５０ｐｐｍ以下であ
   り、かつ動粘度５〜５００ｃＳｔ（４０℃）であるパラ
   フィン基油７０〜９８重量％および硫黄分０．０５〜１
   重量％、流動点−３５℃以下であり、かつ動粘度５〜５
   ００ｃＳｔ（４０℃）であるナフテン基油３０〜２重量
   ％からなる組成物であって、該組成物中の硫黄分が０．
   ０１〜０．１０重量％であることを特徴とする冷凍機油
   組成物。