KR101800168B1

KR101800168B1 - 냉동기유 및 냉동기용 작동 유체 조성물

Info

Publication number: KR101800168B1
Application number: KR1020137004641A
Authority: KR
Inventors: 가쓰야 다키가와; 마사노리 사이토; 다케시 오키도; 구니코 다카하시
Original assignee: 제이엑스티지 에네루기 가부시키가이샤
Priority date: 2010-08-24
Filing date: 2011-08-05
Publication date: 2017-11-22
Also published as: EP2610329A4; KR20130108538A; CN103865606B; JP5913691B2; JP5763648B2; CA2807945A1; RU2013112924A; US20130207024A1; CN103097501A; CA2807945C; EP2610329B1; CN104152213A; SG186883A1; BR112013003744A2; EP3553156B1; JPWO2012026303A1; WO2012026303A1; CN103865607A; MY161261A; CN103865608B

Abstract

본 발명의 냉동기유는 다가 알코올과 지방산과의 에스테르를 함유하는 냉동기유로서, 상기 지방산에 있어서 탄소수 4 내지 6의 지방산과 탄소수 7 내지 9의 분기 지방산의 몰 비가 15:85 내지 90:10이며, 탄소수 4 내지 6의 지방산은 2-메틸프로판산을 함유하고, 상기 에스테르를 구성하는 지방산의 전량에서 차지하는, 탄소수 4 내지 6의 지방산 및 탄소수 7 내지 9의 분기 지방산의 합계 비율이 20몰% 이상인 것이다. 또한, 본 발명의 냉동기용 작동 유체 조성물은, 상기의 냉동기유와, 디플루오로메탄 냉매 및/또는 불포화 불화탄화수소 냉매를 함유한다.

Description

냉동기유 및 냉동기용 작동 유체 조성물 {REFRIGERATING MACHINE OIL AND WORKING FLUID COMPOSITION FOR REFRIGERATING MACHINES}

본 발명은 냉동기유(冷凍機油) 및 냉동기용 작동 유체 조성물에 관한 것이며, 상세하게는, 디플루오로메탄 냉매(HFC-32), 불포화 불화탄화수소 등과 함께 사용한 경우에 유용한 냉동기유, 및 당해 냉동기유를 사용한 냉동기용 작동 유체 조성물에 관한 것이다.

최근 오존층 파괴의 문제에 의해, 종래 냉동 기기의 냉매로서 사용되어 온 CFC(클로로플루오로카본) 및 HCFC(하이드로클로로플루오로카본)가 규제의 대상이 되어, 이들 대신 HFC(하이드로플루오로카본)가 냉매로서 사용되고 있다.

CFC나 HCFC를 냉매로서 사용하는 경우에는, 냉동기유로서 광유나 알킬벤젠 등의 탄화수소유가 적합하게 사용되어 왔지만, 냉매가 바뀌면 공존하에서 사용되는 냉동기유는, 냉매와의 상용성, 윤활성, 냉매와의 용해 점도, 열·화학적 안정성 등 예상할 수 없는 거동을 나타내기 때문에, 냉매별로 냉동기유의 개발이 필요해진다. 따라서, HFC 냉매용 냉동기유로서, 예를 들면, 폴리알킬렌글리콜(특허문헌 1을 참조), 에스테르(특허문헌 2를 참조), 탄산에스테르(특허문헌 3을 참조), 폴리비닐에테르(특허문헌 4를 참조) 등이 개발되어 있다. 이들 냉동기유 중에서도, 에스테르는 냉장고나 에어컨용 등으로서 널리 사용되고 있다.

HFC 냉매 중, HFC-134a, R407C, R410A는, 카 에어컨용, 냉장고용 또는 룸 에어컨용의 냉매로서 표준적으로 사용되고 있다. 그러나, 이들 HFC 냉매는 오존 파괴 계수(ODP)가 제로이지만 지구 온난화 계수(GWP)가 높기 때문에, 규제의 대상이 되고 있다. 따라서, 이들 HFC를 대신할 냉매의 개발이 시급하다.

이러한 배경하에, 상기 HFC를 대신할 냉매로서, ODP 및 GWP 둘 다가 매우 작고, 불연성이며, 또한, 냉매 성능의 척도인 열역학적 특성이 상기 HFC와 거의 동등한 플루오로프로펜류의 냉매의 사용이 제안되어 있다. 또한, 플루오로프로펜과 포화하이드로플루오로카본, 탄소수 3 내지 5의 포화탄화수소, 디메틸에테르, 이산화탄소, 비스(트리플루오로메틸)설파이드 또는 3불화요오드화메탄과의 혼합 냉매의 사용도 제안되어 있다(특허문헌 5를 참조). 또한, 디플루오로메탄 냉매(HFC-32)는 HFC 냉매 중에서도 지구 온난화 계수가 비교적 낮고 냉동 효율이 높아, 주목받고 있다.

그러나, 냉동기유의 성능의 하나로서, 병용되는 냉매와의 적합성이 있다. 이로 인해, 디플루오로메탄 냉매 또는 불포화 불화탄화수소 냉매를 사용할 때에, 이들 냉매에 적합한 냉동기유의 개발이 진행되고 있다.

예를 들면, 통상, 냉매 압축기를 윤활하는 냉동기유가 냉매와 함께 사이클내를 순환하기 때문에, 냉동기유에는 냉매와의 상용성이 요구된다. 그러나, HFC 냉매용으로서 종래 사용되고 있는 냉동기유를 디플루오로메탄 냉매와 함께 사용하면, 냉매와 냉동기유의 충분한 상용성이 수득되지 않아, 냉매 압축기로부터 토출된 냉동기유가 사이클 내에 체류하기 쉬워지고, 그 결과, 냉매 압축기 내의 냉동기유량이 저하되어 윤활 불량을 일으키거나, 캐필러리 등의 팽창 기구를 폐색하거나 하는 문제를 일으킨다. 따라서, 이러한 현상을 회피하기 위해, 디플루오로메탄 냉매용 냉동기유의 개발이 진행되고 있으며, 예를 들면, 디플루오로메탄 냉매용 냉동기유로서, 특허문헌 6 내지 12에 개시되어 있는 바와 같은 에스테르계 냉동기유가 제안되어 있다.

일본 공개특허공보 제(평)02-242888호 일본 공개특허공보 제(평)03-200895호 일본 공개특허공보 제(평)03-217495호 일본 공개특허공보 제(평)06-128578호 국제공개 WO2006/094303호 팜플렛 일본 공개특허공보 제(평)6-17073호 일본 공개특허공보 제(평)10-298572호 일본 공개특허공보 제2002-060771호 일본 공개특허공보 제2002-105471호 일본 공개특허공보 제2002-129177호 일본 공개특허공보 제2002-129178호 일본 공개특허공보 제2002-129179호

그러나, 상기 종래의 에스테르계 냉동기유라도, 디플루오로메탄 냉매, 불포화 불화탄화수소 등과 함께 사용한 경우에 반드시 충분한 성능을 발휘할 수는 없다. 특히, 종래의 에스테르계 냉동기유를 디플루오로메탄 냉매와 함께 사용하는 경우에는, 디플루오로메탄 냉매와의 상용성과, 냉동기유로서 필요한 점도의 확보를 양립하는 것은 매우 곤란하다. 예를 들면, 종래의 에스테르계 냉동기유 중 디플루오로메탄 냉매에 대해 양호한 상용성을 나타내는 것은, 디플루오로메탄 냉매 존재하에서의 윤활성이 불충분해지는 경향이 있다.

본 발명은 상기 종래 기술이 갖는 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 디플루오로메탄 냉매, 불포화 불화탄화수소 등과 함께 사용한 경우에, 냉매 상용성, 윤활성 및 저온 유동성 모두를 높은 수준으로 달성하는 것이 가능한 냉동기유, 및 이를 사용한 냉동기용 작동 유체 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 다가 알코올과 지방산과의 에스테르를 함유하는 냉동기유로서, 상기 지방산에 있어서 탄소수 4 내지 6의 지방산과 탄소수 7 내지 9의 분기(分岐) 지방산의 몰 비가 15:85 내지 90:10이며, 상기 탄소수 4 내지 6의 지방산은 2-메틸프로판산을 함유하고, 상기 에스테르를 구성하는 지방산의 전량에서 차지하는, 상기 탄소수 4 내지 6의 지방산 및 탄소수 7 내지 9의 분기 지방산의 합계 비율이 20몰% 이상인 냉동기유를 제공한다.

본 발명의 냉동기유에서, 상기 탄소수 4 내지 6의 지방산에서 차지하는 2-메틸프로판산의 비율이 20몰% 이상인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 냉동기유에서, 상기 탄소수 4 내지 6의 지방산은 2-메틸프로판산인 것이 바람직하다.

본 발명의 냉동기유에서, 상기 다가 알코올이 펜타에리트리톨이며, 냉동기유의 40℃에서의 동점도가 20 내지 80㎟/s인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 냉동기유에서, 상기 탄소수 7 내지 9의 분기 지방산은 3,5,5-트리메틸헥산산인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 본 발명의 냉동기유와 디플루오로메탄 냉매를 함유하는, 냉동기용 작동 유체 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 본 발명의 냉동기유와 불포화 불화탄화수소 냉매를 함유하는, 냉동기용 작동 유체 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 본 발명의 냉동기유와, 디플루오로메탄 냉매와, 불포화 불화탄화수소 냉매를 함유하는, 냉동기용 작동 유체 조성물을 제공한다. 여기서, 디플루오로메탄 냉매와 불포화 불화탄화수소 냉매의 질량 비가 95:5 내지 50:50인 것이 바람직하다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 디플루오로메탄 냉매, 불포화 불화탄화수소 등과 함께 사용한 경우에, 냉매 상용성, 윤활성 및 저온 유동성 모두를 높은 수준으로 달성하는 것이 가능한 냉동기유, 및 이를 사용한 냉동기용 작동 유체 조성물이 제공된다.

이하, 본 발명의 적합한 실시형태에 대해 상세하게 설명한다.

본 실시형태에 따르는 냉동기유는, 다가 알코올과 지방산과의 에스테르를 함유하는 냉동기유로서, 상기 지방산에 있어서 탄소수 4 내지 6의 지방산과 탄소수 7 내지 9의 분기 지방산의 몰 비가 15:85 내지 90:10이며, 상기 탄소수 4 내지 6의 지방산은 2-메틸프로판산을 함유하고, 상기 에스테르를 구성하는 지방산의 전량에서 차지하는, 탄소수 4 내지 6의 지방산 및 탄소수 7 내지 9의 분기 지방산의 합계 비율이 20몰% 이상인 에스테르(이하, 「다가 알코올 지방산 에스테르(A)」라고 한다)를 함유한다.

또한, 다가 알코올 지방산 에스테르(A)에는, 다가 알코올의 모든 수산기가 에스테르화된 완전 에스테르, 다가 알코올의 수산기의 일부가 에스테르화되지 않고 남아 있는 부분 에스테르, 및 완전 에스테르와 부분 에스테르의 혼합물이 포함되지만, 다가 알코올 지방산 에스테르(A)의 수산기 값은, 바람직하게는 10mgKOH/g 이하, 더욱 바람직하게는 5mgKOH/g 이하, 가장 바람직하게는 3mgKOH/g 이하이다.

다가 알코올 지방산 에스테르(A)를 구성하는 지방산에 있어서, 탄소수 4 내지 6의 지방산과 분기를 갖는 탄소수 7 내지 9의 지방산의 몰 비는, 15:85 내지 90:10이며, 바람직하게는 15:85 내지 85:15이며, 보다 바람직하게는 20:80 내지 80:20이며, 더욱 바람직하게는 25:75 내지 75:25이며, 가장 바람직하게는 30:70 내지 70:30이다. 또한, 다가 알코올 지방산 에스테르(A)를 구성하는 지방산의 전량에서 차지하는, 탄소수 4 내지 6의 지방산 및 분기를 갖는 탄소수 7 내지 9의 지방산의 합계 비율은 20몰% 이상이다. 지방산 조성에 관한 상기의 조건을 충족시키지 않는 경우에는, 디플루오로메탄 냉매와의 충분한 상용성, 및 냉동기유로서 필요한 점도가 높은 수준으로 양립되기 어려워진다. 또한, 본 발명에서 말하는 지방산의 비율이란, 냉동기유에 함유되는 다가 알코올 지방산 에스테르를 구성하는 지방산 전량을 기준으로 한 값이다.

탄소수 4 내지 6의 지방산으로서는, 구체적으로는 예를 들면, 부탄산, 2-메틸프로판산, 펜탄산, 2-메틸부탄산, 3-메틸부탄산, 2,2-디메틸프로판산, 2-메틸펜탄산, 3-메틸펜탄산, 4-메틸펜탄산, 2,2-디메틸부탄산, 2,3-디메틸부탄산, 3,3-디메틸부탄산, 헥산산 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 2-메틸프로판산과 같이, 알킬 골격에 분기를 갖는 것이 바람직하다.

분기를 갖는 탄소수 7 내지 9의 지방산으로서는, 구체적으로는 예를 들면, 2-메틸헥산산, 3-메틸헥산산, 4-메틸헥산산, 5-메틸헥산산, 2,2-디메틸펜탄산, 2,3-디메틸펜탄산, 2,4-디메틸펜탄산, 3,3-디메틸펜탄산, 3,4-디메틸펜탄산, 4,4-디메틸펜탄산, 2-에틸펜탄산, 3-에틸펜탄산, 1,1,2-트리메틸부탄산, 1,2,2-트리메틸부탄산, 1-에틸-1-메틸부탄산, 1-에틸-2-메틸부탄산, 옥탄산, 2-에틸헥산산, 3-에틸헥산산, 3,5-디메틸헥산산, 2,4-디메틸헥산산, 3,4-디메틸헥산산, 4,5-디메틸헥산산, 2,2-디메틸헥산산, 2-메틸헵탄산, 3-메틸헵탄산, 4-메틸헵탄산, 5-메틸헵탄산, 6-메틸헵탄산, 2-프로필펜탄산, 노난산, 2,2-디메틸헵탄산, 2-메틸옥탄산, 2-에틸헵탄산, 3-메틸옥탄산, 3,5,5-트리메틸헥산산, 2-에틸-2,3,3-트리메틸부티르산, 2,2,4,4-테트라메틸펜탄산, 2,2,3,3-테트라메틸펜탄산, 2,2,3,4-테트라메틸펜탄산, 2,2-디이소프로필프로판산 등을 들 수 있다.

다가 알코올 지방산 에스테르(A)는, 탄소수 4 내지 6의 지방산과 분기를 갖는 탄소수 7 내지 9의 지방산의 몰 비가 15:85 내지 90:10이며, 또한, 탄소수 4 내지 6의 지방산이 2-메틸프로판산을 함유하는 한에 있어서, 탄소수 4 내지 6의 지방산 및 분기를 갖는 탄소수 7 내지 9의 지방산 이외의 지방산을 구성 산 성분으로서 함유해도 좋다.

탄소수 4 내지 6의 지방산 및 분기를 갖는 탄소수 7 내지 9의 지방산 이외의 지방산으로서는, 구체적으로는, 아세트산, 프로피온산 등의 탄소수 2 내지 3의 지방산; 헵탄산, 옥탄산, 노난산 등의 탄소수 7 내지 9의 직쇄 지방산; 데칸산, 운데칸산, 도데칸산, 트리데칸산, 테트라데칸산, 펜타데칸산, 헥사데칸산, 헵타데칸산, 옥타데칸산, 노나데칸산, 에이코산산, 올레산 등의 탄소수 10 내지 20의 지방산 등을 들 수 있다.

탄소수 4 내지 6의 지방산 및 분기를 갖는 탄소수 7 내지 9의 지방산과, 이들 지방산 이외의 지방산을 조합하여 사용하는 경우, 다가 알코올 지방산 에스테르(A)를 구성하는 지방산의 전량에서 차지하는, 탄소수 4 내지 6의 지방산 및 탄소수 7 내지 9의 분기 지방산의 합계 비율이 20몰% 이상인 것이 필요하고, 25몰% 이상인 것이 바람직하며, 30몰% 이상인 것이 보다 바람직하다. 이 비율이 20몰% 이상인 것에 의해, 디플루오로메탄 냉매와의 상용성이 충분해진다.

다가 알코올 지방산 에스테르(A) 중에서도, 산 구성 성분이 2-메틸프로판산과 3,5,5-트리메틸헥산산만으로 이루어지는 것이, 필요 점도의 확보와 디플루오로메탄 냉매와의 상용성의 양립의 면에서 특히 바람직하다.

본 실시형태에 따르는 다가 알코올 지방산 에스테르는, 분자 구조가 상이한 에스테르의 2종 이상의 혼합물이라도 좋고, 이러한 경우에는 개개의 분자가 반드시 상기의 조건을 충족시키고 있을 필요는 없으며, 냉동기유 중에 포함되는 펜타에리트리톨 지방산 에스테르를 구성하는 지방산 전체로서 상기 조건을 충족시키고 있으면 좋다.

상기한 바와 같이, 다가 알코올 지방산 에스테르(A)는 에스테르를 구성하는 산 성분으로서 탄소수 4 내지 6의 지방산 및 분기를 갖는 탄소수 7 내지 9의 지방산을 필수로 하고, 필요에 따라 기타 지방산을 구성 성분으로서 포함하는 것이다. 즉, 다가 알코올 지방산 에스테르(A)는 2종의 지방산만을 산 구성 성분으로 하고 있는 것이라도, 3종 이상의 구조가 상이한 지방산을 산 구성 성분으로 하고 있는 것이라도 좋지만, 당해 다가 알코올 지방산 에스테르는, 산 구성 성분으로서, 카보닐 탄소와 인접하는 탄소 원자(α위치 탄소 원자)가 4급 탄소가 아닌 지방산만을 함유하는 것이 바람직하다. 다가 알코올 지방산 에스테르를 구성하는 지방산 중에, α위치 탄소 원자가 4급 탄소인 지방산이 포함되는 경우에는, 디플루오로메탄 냉매 존재하에서의 윤활성이 불충분해지는 경향이 있다.

또한, 본 실시형태에 따르는 폴리올에스테르를 구성하는 다가 알코올로서는, 수산기를 2 내지 6개 갖는 다가 알코올이 바람직하게 사용된다.

2가 알코올(디올)로서는, 구체적으로는 예를 들면, 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,2-부탄디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 1,5-펜탄디올, 네오펜틸글리콜, 1,6-헥산디올, 2-에틸-2-메틸-1,3-프로판디올, 1,7-헵탄디올, 2-메틸-2-프로필-1,3-프로판디올, 2,2-디에틸-1,3-프로판디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올, 1,11-운데칸디올, 1,12-도데칸디올 등을 들 수 있다. 또한, 3가 이상의 알코올로서는, 구체적으로는 예를 들면, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 트리메틸올부탄, 디-(트리메틸올프로판), 트리-(트리메틸올프로판), 펜타에리트리톨, 디-(펜타에리트리톨), 트리-(펜타에리트리톨), 글리세린, 폴리글리세린(글리세린의 2 내지 3량체), 1,3,5-펜탄트리올, 소르비톨, 소르비탄, 소르비톨글리세린 축합물, 아도니톨, 아라비톨, 크실리톨, 만니톨 등의 다가 알코올, 크실로스, 아라비노스, 리보스, 람노스, 글루코스, 프룩토스, 갈락토스, 만노스, 소르보스, 셀로비오스 등의 당류, 및 이들의 부분 에테르화물 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 보다 가수분해 안정성이 우수한 점에서, 네오펜틸글리콜, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 트리메틸올부탄, 디-(트리메틸올프로판), 트리-(트리메틸올프로판), 펜타에리트리톨, 디-(펜타에리트리톨), 트리-(펜타에리트리톨) 등의 힌다드알코올의 에스테르가 보다 바람직하며, 네오펜틸글리콜, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 트리메틸올부탄 및 펜타에리트리톨, 디-(펜타에리트리톨)의 에스테르가 더욱 보다 바람직하며, 네오펜틸글리콜, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 디-(펜타에리트리톨)이 더욱 바람직하며, 냉매와의 상용성 및 가수분해 안정성이 특히 우수한 점에서, 펜타에리트리톨, 디-(펜타에리트리톨) 또는 펜타에리트리톨과 디-(펜타에리트리톨)과의 혼합 에스테르가 가장 바람직하다.

본 발명에 따르는 다가 알코올 지방산 에스테르(A)를 구성하는 산 구성 성분의 바람직한 예로서는, 이하의 것을 들 수 있다.

(i) 부탄산, 2-메틸프로판산, 펜탄산, 2-메틸부탄산, 3-메틸부탄산, 2,2-디메틸프로판산, 2-메틸펜탄산, 3-메틸펜탄산, 4-메틸펜탄산, 2,2-디메틸부탄산, 2,3-디메틸부탄산, 3,3-디메틸부탄산 및 헥산산으로부터 선택되는 1 내지 13종과, 2-메틸헥산산, 3-메틸헥산산, 4-메틸헥산산, 5-메틸헥산산, 2,2-디메틸펜탄산, 2,3-디메틸펜탄산, 2,4-디메틸펜탄산, 3,3-디메틸펜탄산, 3,4-디메틸펜탄산, 4,4-디메틸펜탄산, 2-에틸펜탄산, 3-에틸펜탄산 및 2-에틸-3-메틸부탄산으로부터 선택되는 1 내지 13종의 조합;

(ii) 부탄산, 2-메틸프로판산, 펜탄산, 2-메틸부탄산, 3-메틸부탄산, 2,2-디메틸프로판산, 2-메틸펜탄산, 3-메틸펜탄산, 4-메틸펜탄산, 2,2-디메틸부탄산, 2,3-디메틸부탄산, 3,3-디메틸부탄산 및 헥산산으로부터 선택되는 1 내지 13종과, 2-메틸헵탄산, 3-메틸헵탄산, 4-메틸헵탄산, 5-메틸헵탄산, 6-메틸헵탄산, 2,2-디메틸헥산산, 3,3-디메틸헥산산, 4,4-디메틸헥산산, 5,5-디메틸헥산산, 2,3-디메틸헥산산, 2,4-디메틸헥산산, 2,5-디메틸헥산산, 3,4-디메틸헥산산, 3,5-디메틸헥산산, 4,5-디메틸헥산산, 2,2,3-트리메틸펜탄산, 2,3,3-트리메틸펜탄산, 2,4,4-트리메틸펜탄산, 3,4,4-트리메틸펜탄산, 2-에틸헥산산, 3-에틸헥산산, 2-프로필펜탄산, 2-메틸-2-에틸펜탄산, 2-메틸-3-에틸펜탄산 및 3-메틸-3-에틸펜탄산으로부터 선택되는 1 내지 25종의 조합;

(iii) 부탄산, 2-메틸프로판산, 펜탄산, 2-메틸부탄산, 3-메틸부탄산, 2,2-디메틸프로판산, 2-메틸펜탄산, 3-메틸펜탄산, 4-메틸펜탄산, 2,2-디메틸부탄산, 2,3-디메틸부탄산, 3,3-디메틸부탄산 및 헥산산으로부터 선택되는 1 내지 13종과, 2-메틸옥탄산, 3-메틸옥탄산, 4-메틸옥탄산, 5-메틸옥탄산, 6-메틸옥탄산, 7-메틸옥탄산, 8-메틸옥탄산, 2,2-디메틸헵탄산, 3,3-디메틸헵탄산, 4,4-디메틸헵탄산, 5,5-디메틸헵탄산, 6,6-디메틸헵탄산, 2,3-디메틸헵탄산, 2,4-디메틸헵탄산, 2,5-디메틸헵탄산, 2,6-디메틸헵탄산, 3,4-디메틸헵탄산, 3,5-디메틸헵탄산, 3,6-디메틸헵탄산, 4,5-디메틸헵탄산, 4,6-디메틸헵탄산, 2-에틸헵탄산, 3-에틸헵탄산, 4-에틸헵탄산, 5-에틸헵탄산, 2-프로필헥산산, 3-프로필헥산산, 2-부틸펜탄산, 2,2,3-트리메틸헥산산, 2,2,3-트리메틸헥산산, 2,2,4-트리메틸헥산산, 2,2,5-트리메틸헥산산, 2,3,4-트리메틸헥산산, 2,3,5-트리메틸헥산산, 3,3,4-트리메틸헥산산, 3,3,5-트리메틸헥산산, 3,5,5-트리메틸헥산산, 4,4,5-트리메틸헥산산, 4,5,5-트리메틸헥산산, 2,2,3,3-테트라메틸펜탄산, 2,2,3,4-테트라메틸펜탄산, 2,2,4,4-테트라메틸펜탄산, 2,3,4,4-테트라메틸펜탄산, 3,3,4,4-테트라메틸펜탄산, 2,2-디에틸펜탄산, 2,3-디에틸펜탄산, 3,3-디에틸펜탄산, 2-에틸-2,3,3-트리메틸부티르산, 3-에틸-2,2,3-트리메틸부티르산 및 2,2-디이소프로필프로피온산으로부터 선택되는 1 내지 50종의 조합.

본 발명에 따르는 다가 알코올 지방산 에스테르를 구성하는 산 구성 성분의 더욱 바람직한 예로서는, 이하의 것을 들 수 있다.

(i) 2-메틸프로판산과, 2-메틸헥산산, 3-메틸헥산산, 4-메틸헥산산, 5-메틸헥산산, 2,2-디메틸펜탄산, 2,3-디메틸펜탄산, 2,4-디메틸펜탄산, 3,3-디메틸펜탄산, 3,4-디메틸펜탄산, 4,4-디메틸펜탄산, 2-에틸펜탄산, 3-에틸펜탄산 및 2-에틸-3-메틸부탄산으로부터 선택되는 1 내지 13종의 조합;

(ii) 2-메틸프로판산과, 2-메틸헵탄산, 3-메틸헵탄산, 4-메틸헵탄산, 5-메틸헵탄산, 6-메틸헵탄산, 2,2-디메틸헥산산, 3,3-디메틸헥산산, 4,4-디메틸헥산산, 5,5-디메틸헥산산, 2,3-디메틸헥산산, 2,4-디메틸헥산산, 2,5-디메틸헥산산, 3,4-디메틸헥산산, 3,5-디메틸헥산산, 4,5-디메틸헥산산, 2,2,3-트리메틸펜탄산, 2,3,3-트리메틸펜탄산, 2,4,4-트리메틸펜탄산, 3,4,4-트리메틸펜탄산, 2-에틸헥산산, 3-에틸헥산산, 2-프로필펜탄산, 2-메틸-2-에틸펜탄산, 2-메틸-3-에틸펜탄산 및 3-메틸-3-에틸펜탄산으로부터 선택되는 1 내지 25종의 조합;

(iii) 2-메틸프로판산과, 2-메틸옥탄산, 3-메틸옥탄산, 4-메틸옥탄산, 5-메틸옥탄산, 6-메틸옥탄산, 7-메틸옥탄산, 8-메틸옥탄산, 2,2-디메틸헵탄산, 3,3-디메틸헵탄산, 4,4-디메틸헵탄산, 5,5-디메틸헵탄산, 6,6-디메틸헵탄산, 2,3-디메틸헵탄산, 2,4-디메틸헵탄산, 2,5-디메틸헵탄산, 2,6-디메틸헵탄산, 3,4-디메틸헵탄산, 3,5-디메틸헵탄산, 3,6-디메틸헵탄산, 4,5-디메틸헵탄산, 4,6-디메틸헵탄산, 2-에틸헵탄산, 3-에틸헵탄산, 4-에틸헵탄산, 5-에틸헵탄산, 2-프로필헥산산, 3-프로필헥산산, 2-부틸펜탄산, 2,2,3-트리메틸헥산산, 2,2,3-트리메틸헥산산, 2,2,4-트리메틸헥산산, 2,2,5-트리메틸헥산산, 2,3,4-트리메틸헥산산, 2,3,5-트리메틸헥산산, 3,3,4-트리메틸헥산산, 3,3,5-트리메틸헥산산, 3,5,5-트리메틸헥산산, 4,4,5-트리메틸헥산산, 4,5,5-트리메틸헥산산, 2,2,3,3-테트라메틸펜탄산, 2,2,3,4-테트라메틸펜탄산, 2,2,4,4-테트라메틸펜탄산, 2,3,4,4-테트라메틸펜탄산, 3,3,4,4-테트라메틸펜탄산, 2,2-디에틸펜탄산, 2,3-디에틸펜탄산, 3,3-디에틸펜탄산, 2-에틸-2,3,3-트리메틸부티르산, 3-에틸-2,2,3-트리메틸부티르산 및 2,2-디이소프로필프로피온산으로부터 선택되는 1 내지 50종의 조합.

다가 알코올 지방산 에스테르(A)의 함유량은, 냉동기유 전량 기준으로 50질량% 이상이며, 바람직하게는 60질량% 이상, 보다 바람직하게는 70질량% 이상, 더욱 바람직하게는 75질량% 이상이다. 본 실시형태에 따르는 냉동기유는, 후술하는 바와 같이 다가 알코올 지방산 에스테르(A) 이외의 윤활유 기유(基油)나 첨가제를 함유해도 좋지만, 다가 알코올 지방산 에스테르(A)가 50질량% 미만이면, 필요 점도와 상용성을 높은 수준으로 양립할 수 없게 된다.

본 실시형태에 따르는 냉동기유에 있어서, 다가 알코올 지방산 에스테르(A)는 주로 기유(基油)로서 사용된다. 본 실시형태에 따르는 냉동기유의 기유로서는, 다가 알코올 지방산 에스테르(A)만을 단독으로(즉 다가 알코올 지방산 에스테르(A)의 함유량이 100질량%) 사용해도 좋지만, 이에 추가하여, 이의 우수한 성능을 손상시키지 않을 정도로, 다가 알코올 지방산 에스테르(A) 이외의 기유를 추가로 함유해도 좋다. 다가 알코올 지방산 에스테르(A) 이외의 기유로서는, 광유, 올레핀 중합체, 알킬디페닐알칸, 알킬나프탈렌, 알킬벤젠 등의 탄화수소계유; 다가 알코올 지방산 에스테르(A) 이외의 폴리올에스테르, 콤플렉스 에스테르, 지환식 디카복실산에스테르 등의 에스테르, 폴리글리콜, 폴리비닐에테르, 케톤, 폴리페닐에테르, 실리콘, 폴리실록산, 퍼플루오로에테르 등의 산소를 함유하는 합성유(이하, 경우에 따라 「기타 함산소 합성유」라고 한다) 등을 들 수 있다.

산소를 함유하는 합성유로서는, 상기 중에서도, 다가 알코올 지방산 에스테르(A) 이외의 에스테르, 폴리글리콜, 폴리비닐에테르가 바람직하며, 특히 바람직한 것은, 다가 알코올 지방산 에스테르(A) 이외의 폴리올에스테르이다. 다가 알코올 지방산 에스테르(A) 이외의 폴리올에스테르로서는, 네오펜틸글리콜, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 트리메틸올부탄, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨 등의 다가 알코올과 지방산과의 에스테르를 들 수 있고, 특히 바람직한 것은, 네오펜틸글리콜과 지방산과의 에스테르, 펜타에리트리톨과 지방산과의 에스테르 및 디펜타에리트리톨과 지방산과의 에스테르이다.

네오펜틸글리콜에스테르로서는, 네오펜틸글리콜과 탄소수 5 내지 9의 지방산과의 에스테르인 것이 바람직하다. 이러한 네오펜틸글리콜에스테르로서는, 구체적으로는 예를 들면, 네오펜틸글리콜 디3,5,5-트리메틸헥사노에이트, 네오펜틸글리콜 디2-에틸헥사노에이트, 네오펜틸글리콜 디2-메틸헥사노에이트, 네오펜틸글리콜 디2-에틸펜타노에이트, 네오펜틸글리콜과 2-메틸헥산산·2-에틸펜탄산과의 에스테르, 네오펜틸글리콜과 3-메틸헥산산·5-메틸헥산산과의 에스테르, 네오펜틸글리콜과 2-메틸헥산산·2-에틸헥산산과의 에스테르, 네오펜틸글리콜과 3,5-디메틸헥산산·4,5-디메틸헥산산·3,4-디메틸헥산산과의 에스테르, 네오펜틸글리콜 디펜타노에이트, 네오펜틸글리콜 디2-에틸부타노에이트, 네오펜틸글리콜 디2-메틸펜타노에이트, 네오펜틸글리콜 디2-메틸부타노에이트, 네오펜틸글리콜 디3-메틸부타노에이트 등을 들 수 있다.

펜타에리트리톨에스테르로서는, 펜타에리트리톨과 탄소수 5 내지 9의 지방산과의 에스테르가 바람직하다. 이러한 펜타에리트리톨에스테르로서는, 구체적으로는, 펜타에리트리톨과, 펜탄산, 2-메틸부탄산, 3-메틸부탄산, 헥산산, 2-메틸펜탄산, 2-에틸부탄산, 2-에틸펜탄산, 2-메틸헥산산, 3,5,5-트리메틸헥산산 및 2-에틸헥산산으로부터 선택되는 1종 이상의 지방산과의 에스테르를 들 수 있다.

디펜타에리트리톨에스테르로서는, 디펜타에리트리톨과 탄소수 5 내지 9의 지방산과의 에스테르가 바람직하다. 이러한 디펜타에리트리톨에스테르로서는, 구체적으로는, 디펜타에리트리톨과, 펜탄산, 2-메틸부탄산, 3-메틸부탄산, 헥산산, 2-메틸펜탄산, 2-에틸부탄산, 2-에틸펜탄산, 2-메틸헥산산, 3,5,5-트리메틸헥산산 및 2-에틸헥산산으로부터 선택되는 1종 이상의 지방산과의 에스테르를 들 수 있다.

본 실시형태에 따르는 냉동기유가 다가 알코올 지방산 에스테르(A) 이외의 함산소 합성유를 함유하는 경우, 다가 알코올 지방산 에스테르(A) 이외의 함산소 합성유의 함유량은, 본 실시형태에 따르는 냉동기유의 우수한 윤활성과 상용성을 손상시키지 않는 한에 있어서 특별히 제한은 없지만, 다가 알코올 지방산 에스테르(A) 이외의 폴리올에스테르를 배합하는 경우, 냉동기유 전량 기준으로, 50질량% 미만인 것이 바람직하며, 45질량% 이하인 것이 보다 바람직하며, 40질량% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 35질량% 이하인 것이 더욱 보다 바람직하며, 30질량% 이하인 것이 한층 바람직하며, 25질량% 이하인 것이 가장 바람직하며; 폴리올에스테르 이외의 함산소 합성유를 배합하는 경우, 냉동기유 전량 기준으로 50질량% 미만인 것이 바람직하며, 40질량% 이하인 것이 보다 바람직하며, 30질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 펜타에리트리톨 지방산 에스테르 이외의 폴리올에스테르나 기타 함산소 합성유의 배합량이 지나치게 많으면, 본 발명의 특징이 수득되지 않는다.

또한, 다가 알코올 지방산 에스테르(A) 이외의 폴리올에스테르는, 다가 알코올의 수산기의 일부가 에스테르화되지 않고 수산기인 상태로 남아 있는 부분 에스테르라도 좋고, 모든 수산기가 에스테르화된 완전 에스테르라도 좋고, 또한 부분 에스테르와 완전 에스테르의 혼합물이라도 좋지만, 수산기 값이 바람직하게는 10mgKOH/g 이하, 더욱 바람직하게는 5mgKOH/g 이하, 가장 바람직하게는 3mgKOH/g 이하인 것이 바람직하다.

본 실시형태에 따르는 냉동기유 및 냉동기용 작동 유체 조성물이 다가 알코올 지방산 에스테르(A) 이외의 폴리올에스테르를 함유하는 경우, 당해 폴리올에스테르로서, 단일 구조의 폴리올에스테르의 1종으로 이루어지는 것을 함유해도 좋고, 또한, 구조가 상이한 2종 이상의 폴리올에스테르의 혼합물을 함유해도 좋다.

또한, 다가 알코올 지방산 에스테르(A) 이외의 폴리올에스테르는, 1종의 지방산과 1종의 다가 알코올과의 에스테르, 2종 이상의 지방산과 1종의 다가 알코올과의 에스테르, 1종의 지방산과 2종 이상의 다가 알코올과의 에스테르, 2종 이상의 지방산과 2종 이상의 다가 알코올과의 에스테르 중 어느 것이라도 좋다.

본 실시형태에 따르는 냉동기유는, 다가 알코올 지방산 에스테르(A)만으로 이루어지는 것이라도 좋고, 또한, 다가 알코올 지방산 에스테르(A)와 그 밖의 기유로 이루어지는 것이라도 좋지만, 후술하는 각종 첨가제를 추가로 함유해도 좋다. 또한, 본 실시형태에 따르는 냉동기용 작동 유체 조성물에 있어서도, 각종 첨가제를 추가로 함유해도 좋다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 첨가제의 함유량에 대해서는, 냉동기유 전량을 기준으로서 나타내지만, 냉동기용 작동 유체 조성물에 있어서의 이들 성분의 함유량은, 냉동기유 전량을 기준으로 한 경우에 후술하는 바람직한 범위내가 되도록 선정하는 것이 바람직하다.

본 실시형태에 따르는 냉동기유 및 냉동기용 작동 유체 조성물의 내마모성, 내하중성을 더욱 개량하기 위해, 인산에스테르, 산성 인산에스테르, 티오인산에스테르, 산성 인산에스테르의 아민염, 염소화인산에스테르 및 아인산에스테르로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종의 인 화합물을 배합할 수 있다. 이들 인 화합물은 인산 또는 아인산과 알칸올, 폴리에테르형 알코올과의 에스테르 또는 이의 유도체이다.

구체적으로는 예를 들면, 인산에스테르로서는, 트리부틸포스페이트, 트리펜틸포스페이트, 트리헥실포스페이트, 트리헵틸포스페이트, 트리옥틸포스페이트, 트리노닐포스페이트, 트리데실포스페이트, 트리운데실포스페이트, 트리도데실포스페이트, 트리트리데실포스페이트, 트리테트라데실포스페이트, 트리펜타데실포스페이트, 트리헥사데실포스페이트, 트리헵타데실포스페이트, 트리옥타데실포스페이트, 트리올레일포스페이트, 트리페닐포스페이트, 트리크레딜포스페이트, 트리크실레닐포스페이트, 크레딜디페닐포스페이트, 크실레닐디페닐포스페이트 등을 들 수 있다.

산성 인산에스테르로서는, 모노부틸애시드포스페이트, 모노펜틸애시드포스페이트, 모노헥실애시드포스페이트, 모노헵틸애시드포스페이트, 모노옥틸애시드포스페이트, 모노노닐애시드포스페이트, 모노데실애시드포스페이트, 모노운데실애시드포스페이트, 모노도데실애시드포스페이트, 모노트리데실애시드포스페이트, 모노테트라데실애시드포스페이트, 모노펜타데실애시드포스페이트, 모노헥사데실애시드포스페이트, 모노헵타데실애시드포스페이트, 모노옥타데실애시드포스페이트, 모노올레일애시드포스페이트, 디부틸애시드포스페이트, 디펜틸애시드포스페이트, 디헥실애시드포스페이트, 디헵틸애시드포스페이트, 디옥틸애시드포스페이트, 디노닐애시드포스페이트, 디데실애시드포스페이트, 디운데실애시드포스페이트, 디도데실애시드포스페이트, 디트리데실애시드포스페이트, 디테트라데실애시드포스페이트, 디펜타데실애시드포스페이트, 디헥사데실애시드포스페이트, 디헵타데실애시드포스페이트, 디옥타데실애시드포스페이트, 디올레일애시드포스페이트 등을 들 수 있다.

티오인산에스테르로서는, 트리부틸포스포로티오네이트, 트리펜틸포스포로티오네이트, 트리헥실포스포로티오네이트, 트리헵틸포스포로티오네이트, 트리옥틸포스포로티오네이트, 트리노닐포스포로티오네이트, 트리데실포스포로티오네이트, 트리운데실포스포로티오네이트, 트리도데실포스포로티오네이트, 트리트리데실포스포로티오네이트, 트리테트라데실포스포로티오네이트, 트리펜타데실포스포로티오네이트, 트리헥사데실포스포로티오네이트, 트리헵타데실포스포로티오네이트, 트리옥타데실포스포로티오네이트, 트리올레일포스포로티오네이트, 트리페닐포스포로티오네이트, 트리크레딜포스포로티오네이트, 트리크실레닐포스포로티오네이트, 크레딜디페닐포스포로티오네이트, 크실레닐디페닐포스포로티오네이트 등을 들 수 있다.

산성 인산에스테르의 아민염으로서는, 산성 인산에스테르와, 탄소수 1 내지 24, 바람직하게는 5 내지 18의 1 내지 3급의 직쇄 또는 분기 알킬기의 아민과의 아민염을 들 수 있다.

산성 인산에스테르의 아민염을 구성하는 아민으로서는, 직쇄 또는 분기의 메틸아민, 에틸아민, 프로필아민, 부틸아민, 펜틸아민, 헥실아민, 헵틸아민, 옥틸아민, 노닐아민, 데실아민, 운데실아민, 도데실아민, 트리데실아민, 테트라데실아민, 펜타데실아민, 헥사데실아민, 헵타데실아민, 옥타데실아민, 올레일아민, 테트라코실아민, 디메틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 디부틸아민, 디펜틸아민, 디헥실아민, 디헵틸아민, 디옥틸아민, 디노닐아민, 디데실아민, 디운데실아민, 디도데실아민, 디트리데실아민, 디테트라데실아민, 디펜타데실아민, 디헥사데실아민, 디헵타데실아민, 디옥타데실아민, 디올레일아민, 디테트라코실아민, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 트리부틸아민, 트리펜틸아민, 트리헥실아민, 트리헵틸아민, 트리옥틸아민, 트리노닐아민, 트리데실아민, 트리운데실아민, 트리도데실아민, 트리트리데실아민, 트리테트라데실아민, 트리펜타데실아민, 트리헥사데실아민, 트리헵타데실아민, 트리옥타데실아민, 트리올레일아민, 트리테트라코실아민 등의 아민과의 염을 들 수 있다. 아민은 단독 화합물이라도, 2종 이상의 화합물의 혼합물이라도 좋다.

염소화 인산에스테르로서는, 트리스·디클로로프로필포스페이트, 트리스·클로로에틸포스페이트, 트리스·클로로페닐포스페이트, 폴리옥시알킬렌·비스[디-(클로로알킬)]포스페이트 등을 들 수 있다. 아인산에스테르로서는, 디부틸포스파이트, 디펜틸포스파이트, 디헥실포스파이트, 디헵틸포스파이트, 디옥틸포스파이트, 디노닐포스파이트, 디데실포스파이트, 디운데실포스파이트, 디도데실포스파이트, 디올레일포스파이트, 디페닐포스파이트, 디크레딜포스파이트, 트리부틸포스파이트, 트리펜틸포스파이트, 트리헥실포스파이트, 트리헵틸포스파이트, 트리옥틸포스파이트, 트리노닐포스파이트, 트리데실포스파이트, 트리운데실포스파이트, 트리도데실포스파이트, 트리올레일포스파이트, 트리페닐포스파이트, 트리크레딜포스파이트 등을 들 수 있다. 또한, 이러한 혼합물도 사용할 수 있다.

본 실시형태에 따르는 냉동기유 및 냉동기용 작동 유체 조성물이 상기 인 화합물을 함유하는 경우, 인 화합물의 함유량은 특별히 제한되지 않지만, 냉동기유 전량 기준(기유와 전배합 첨가제의 합계량 기준)으로, 0.01 내지 5.0질량%인 것이 바람직하며, 0.02 내지 3.0질량%인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 인 화합물은 1종을 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.

또한, 본 실시형태에 따르는 냉동기유 및 냉동기용 작동 유체 조성물은, 이의 열·화학적 안정성을 더욱 개량하기 위해, 테르펜 화합물을 첨가할 수 있다. 본 발명에서 말하는 「테르펜 화합물」은 이소프렌이 중합된 화합물 및 이들의 유도체를 의미하고, 이소프렌의 2 내지 8량체가 바람직하게 사용된다. 테르펜 화합물로서는, 구체적으로는, 게라니올, 네롤, 리날롤, 시트랄(게라니알을 포함), 시트로네롤, 멘솔, 리모넨, 테르피네롤, 카르본, 요논, 투우존, 장뇌(캄파), 보르네올 등의 모노테르펜, 파르네센, 파르네솔, 네롤리돌, 유약 호르몬, 후물렌, 캐리오필렌, 엘레멘, 카지놀, 카디넨, 튜틴 등의 세스키테르펜, 게라닐게라니올, 피톨, 아비에틴산, 피마라디엔, 다프네톡신, 택솔, 피말산 등의 디테르펜, 게라닐파르네센 등의 세스타테르펜, 스쿠알렌, 리모닌, 카멜리아게닌, 호페인, 라노스테롤 등의 트리테르펜, 카로테노이드 등의 테트라테르펜 등을 들 수 있다.

이러한 테르펜 화합물 중에서도, 모노테르펜, 세스키테르펜, 디테르펜이 바람직하며, 세스키테르펜이 보다 바람직하며, α파르네센(3,7,11-트리메틸도데카-1,3,6,10-테트라엔) 및/또는 β파르네센(7,11-디메틸-3-메틸리덴도데카-1,6,10-트리엔)이 특히 바람직하다. 본 발명에 있어서, 테르펜 화합물은 1종을 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 좋다.

본 실시형태에 따르는 냉동기유에 있어서의 테르펜 화합물의 함유량은 특별히 제한되지 않지만, 냉동기유 전량 기준으로, 바람직하게는 0.001 내지 10질량%, 보다 바람직하게는 0.01 내지 5질량%, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 3질량%이다. 테르펜 화합물의 함유량이 0.001질량% 미만이면 열·화학적 안정성의 향상 효과가 불충분해지는 경향이 있고, 또한, 10질량%를 초월하면 윤활성이 불충분해지는 경향이 있다. 또한, 본 실시형태에 따르는 냉동기용 작동 유체 조성물에 있어서의 테르펜 화합물의 함유량에 대해서는, 냉동기유 전량을 기준으로 한 경우에 상기의 바람직한 범위내가 되도록 선정하는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시형태에 따르는 냉동기유 및 냉동기용 작동 유체 조성물은, 이의 열·화학적 안정성을 더욱 개량하기 위해, 페닐글리시딜에테르형 에폭시 화합물, 알킬글리시딜에테르형 에폭시 화합물, 글리시딜에스테르형 에폭시 화합물, 알릴옥실란 화합물, 알킬옥실란 화합물, 지환식 에폭시 화합물, 에폭시화 지방산 모노에스테르 및 에폭시화 식물유로부터 선택되는 적어도 1종의 에폭시 화합물을 함유할 수 있다.

페닐글리시딜에테르형 에폭시 화합물로서는, 구체적으로는, 페닐글리시딜에테르 또는 알킬페닐글리시딜에테르를 예시할 수 있다. 여기서 말하는 알킬페닐글리시딜에테르는, 탄소수 1 내지 13의 알킬기를 1 내지 3개 갖는 것을 들 수 있고, 이 중에서도 탄소수 4 내지 10의 알킬기를 1개 갖는 것, 예를 들면 n-부틸페닐글리시딜에테르, i-부틸페닐글리시딜에테르, sec-부틸페닐글리시딜에테르, tert-부틸페닐글리시딜에테르, 펜틸페닐글리시딜에테르, 헥실페닐글리시딜에테르, 헵틸페닐글리시딜에테르, 옥틸페닐글리시딜에테르, 노닐페닐글리시딜에테르, 데실페닐글리시딜에테르 등을 바람직한 것으로서 예시할 수 있다.

알킬글리시딜에테르형 에폭시 화합물로서는, 구체적으로는, 데실글리시딜에테르, 운데실글리시딜에테르, 도데실글리시딜에테르, 트리데실글리시딜에테르, 테트라데실글리시딜에테르, 2-에틸헥실글리시딜에테르, 네오펜틸글리콜 디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, 펜타에리트리톨테트라글리시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 소르비톨폴리글리시딜에테르, 폴리알킬렌글리콜모노글리시딜에테르, 폴리알킬렌글리콜디글리시딜에테르 등을 예시할 수 있다.

글리시딜에스테르형 에폭시 화합물로서는, 구체적으로는, 페닐글리시딜에스테르, 알킬글리시딜에스테르, 알케닐글리시딜에스테르 등을 들 수 있고, 바람직한 것으로서는, 글리시딜-2,2-디메틸옥타노에이트, 글리시딜벤조에이트, 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 등을 예시할 수 있다.

알릴옥실란 화합물로서는, 구체적으로는, 1,2-에폭시스티렌, 알킬-1,2-에폭시스티렌 등을 예시할 수 있다.

알킬옥실란 화합물로서는, 구체적으로는, 1,2-에폭시부탄, 1,2-에폭시펜탄, 1,2-에폭시헥산, 1,2-에폭시헵탄, 1,2-에폭시옥탄, 1,2-에폭시노난, 1,2-에폭시도데칸, 1,2-에폭시운데칸, 1,2-에폭시도데칸, 1,2-에폭시트리데칸, 1,2-에폭시테트라데칸, 1,2-에폭시펜타데칸, 1,2-에폭시헥사데칸, 1,2-에폭시헵타데칸, 1,1,2-에폭시옥타데칸, 2-에폭시노나데칸, 1,2-에폭시이코산 등을 예시할 수 있다.

지환식 에폭시 화합물로서는, 구체적으로는, 1,2-에폭시사이클로헥산, 1,2-에폭시사이클로펜탄, 3,4-에폭시사이클로헥실메틸-3,4-에폭시사이클로헥산카복실레이트, 비스(3,4-에폭시사이클로헥실메틸)아디페이트, 엑소-2,3-에폭시노르보르난, 비스(3,4-에폭시-6-메틸사이클로헥실메틸)아디페이트, 2-(7-옥사비사이클로[4.1.0]헵토-3-일)-스피로(1,3-디옥산-5,3'-[7]옥사비사이클로[4.1.0]헵탄, 4-(1'-메틸에폭시에틸)-1,2-에폭시-2-메틸사이클로헥산, 4-에폭시에틸-1,2-에폭시사이클로헥산 등을 예시할 수 있다.

에폭시화 지방산 모노에스테르로서는, 구체적으로는, 에폭시화된 탄소수 12 내지 20의 지방산과 탄소수 1 내지 8의 알코올 또는 페놀, 알킬페놀과의 에스테르 등을 예시할 수 있다. 특히 에폭시스테아르산의 부틸, 헥실, 벤질, 사이클로헥실, 메톡시에틸, 옥틸, 페닐 및 부틸페닐에스테르가 바람직하게 사용된다.

에폭시화 식물유로서는, 구체적으로는, 대두유, 아마인유, 면실유 등의 식물유의 에폭시 화합물 등을 예시할 수 있다.

이러한 에폭시 화합물 중에서도 바람직한 것은, 페닐글리시딜에테르형 에폭시 화합물, 알킬글리시딜에테르형 에폭시 화합물, 글리시딜에스테르형 에폭시 화합물, 및 지환식 에폭시 화합물이다.

본 실시형태에 따르는 냉동기유 및 냉동기용 작동 유체 조성물이 상기 에폭시 화합물을 함유하는 경우, 에폭시 화합물의 함유량은 특별히 제한되지 않지만, 냉동기유 전량 기준으로, 0.01 내지 5.0질량%인 것이 바람직하며, 0.1 내지 3.0질량%인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 에폭시 화합물은 1종을 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.

또한, 본 실시형태에 따르는 냉동기유 및 냉동기용 작동 유체 조성물은, 이의 성능을 더욱 높이기 위해, 필요에 따라 종래 공지의 냉동기유용 첨가제를 함유할 수 있다. 이러한 첨가제로서는, 예를 들면 디-tert-부틸-p-크레졸, 비스페놀 A 등의 페놀계의 산화 방지제, 페닐-α-나프틸아민, N,N-디-(2-나프틸)-p-페닐렌디아민 등의 아민계의 산화 방지제, 디티오인산아연 등의 마모 방지제, 염소화 파라핀, 유황 화합물 등의 극압제, 지방산 등의 유성제, 실리콘계 등의 소포제, 벤조트리아졸 등의 금속 불활성화제, 카보디이미드 등의 산포착제, 점도 지수 향상제, 유동점 강하제, 청정 분산제 등을 들 수 있다. 이들 첨가제는 1종을 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 좋다. 이들 첨가제의 함유량은 특별히 제한되지 않지만, 냉동기유 전량 기준으로, 바람직하게는 10질량% 이하, 보다 바람직하게는 5질량% 이하이다.

본 실시형태에 따르는 냉동기유의 동점도는 특별히 한정되지 않지만, 40℃에서의 동점도는, 바람직하게는 20 내지 80㎟/s, 보다 바람직하게는 25 내지 75㎟/s, 가장 바람직하게는 30 내지 70㎟/s로 할 수 있다. 또한, 100℃에서의 동점도는 바람직하게는 2 내지 20㎟/s, 보다 바람직하게는 3 내지 10㎟/s로 할 수 있다. 동점도가 상기 하한값 미만인 경우에는 냉동기유로서 필요한 점도가 수득되지 않고, 한편, 상기 상한값을 초과하면 디플루오로메탄 냉매와의 상용성이 불충분해지는 경향이 있다.

또한, 본 실시형태에 따르는 냉동기유의 체적 저항율은 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 1.0×10¹²Ω·cm 이상, 보다 바람직하게는 1.0×10¹³Ω·cm 이상, 가장 바람직하게는 1.0×10¹⁴Ω·cm 이상으로 할 수 있다. 특히, 밀폐형의 냉동기용에 사용하는 경우에는 높은 전기 절연성이 필요해지는 경향이 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 체적 저항율이란, JIS C 2101「전기 절연유 시험 방법」에 준거하여 측정한 25℃에서의 값을 의미한다.

또한, 본 실시형태에 따르는 냉동기유의 수분 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 냉동기유 전량 기준으로 바람직하게는 200ppm 이하, 보다 바람직하게는 100ppm 이하, 가장 바람직하게는 50ppm 이하로 할 수 있다. 특히 밀폐형의 냉동기용에 사용하는 경우에는, 냉동기유의 열·화학적 안정성이나 전기 절연성에 대한 영향의 관점에서, 수분 함유량이 적은 것이 요구된다.

또한, 본 실시형태에 따르는 냉동기유의 산가는 특별히 한정되지 않지만, 냉동기 또는 배관에 사용되고 있는 금속에 대한 부식을 방지하기 위해, 바람직하게는 0.1mgKOH/g 이하, 보다 바람직하게는 0.05mgKOH/g 이하로 할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 산가란, JIS K 2501 「석유 제품 및 윤활유-중화값 시험 방법」에 준거하여 측정한 산가를 의미한다.

또한, 본 실시형태에 따르는 냉동기유의 회분은 특별히 한정되지 않지만, 냉동기유의 열·화학적 안정성을 높여 슬러지 등의 발생을 억제하기 위해, 바람직하게는 100ppm 이하, 보다 바람직하게는 50ppm 이하로 할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 회분이란, JIS K 2272 「원유 및 석유 제품의 회분 및 황산 회분 시험 방법」에 준거하여 측정한 회분의 값을 의미한다.

본 실시형태에 따르는 냉동기유는, 디플루오로메탄 냉매와 함께 사용한 경우에 충분히 높은 윤활성과 충분히 높은 상용성을 나타내는 것이며, 디플루오로메탄 냉매용 냉동기용의 냉동기유로서 폭넓게 사용할 수 있다. 본 실시형태에 따르는 냉동기유가 사용되는 냉동기로서는, 구체적으로는, 룸 에어컨, 패키지 에어컨, 냉장고, 자동차용 에어컨, 제습기, 냉동고, 냉동 냉장 창고, 자동 판매기, 쇼케이스, 화학 플랜트 등의 냉각 장치 등을 들 수 있지만, 이 중에서도, 밀폐형 압축기를 갖는 냉동기에서 특히 바람직하게 사용된다. 또한, 본 발명의 디플루오로메탄 냉매용 냉동기유는, 왕복동식, 회전식, 원심식 등의 어느 형식의 압축기에도 사용 가능하다. 또한, 이들 냉동기에 있어서, 본 발명의 냉동기유는, 후술하는 바와 같이, 냉매와 혼합된 냉동기용 작동 유체 조성물로서 사용된다.

즉, 본 실시형태에 따르는 냉동기용 작동 유체 조성물은, 상기 본 실시형태에 따르는 냉동기유와 냉매를 함유하는 것을 특징으로 하는 것이다. 여기서, 본 실시형태에 따르는 냉동기용 작동 유체 조성물 중의 냉동기유와 냉매의 배합 비는 특별히 제한되지 않지만, 냉동기유의 배합량은, 통상, 냉매 100질량부에 대해 1 내지 1000질량부이며, 바람직하게는 2 내지 800질량부이다.

또한, 본 실시형태에 따르는 냉동기용 작동 유체 조성물에 있어서는, 종래의 냉동기유를 사용한 경우에는 수득되지 않은 충분히 높은 윤활성과 충분히 높은 상용성을 양립할 수 있다는 점에서, 냉매 성분으로서 디플루오로메탄 냉매만을 함유하는 경우에 이의 유용성이 가장 발휘되지만, 디플루오로메탄 냉매 이외의 HFC 냉매, 불포화 불화탄화수소(HFO) 냉매, 3불화요오드화메탄 냉매, 퍼플루오로에테르류 등의 함불소 에테르계 냉매, 디메틸에테르 등의 비불소 함유 에테르계 냉매, 암모니아, 이산화탄소(CO₂)나 탄화수소 등의 자연계 냉매를 함유해도 좋다.

디플루오로메탄 이외의 HFC 냉매로서는, 탄소수 1 내지 3, 바람직하게는 1 내지 2의 하이드로플루오로카본을 들 수 있다. 구체적으로는 예를 들면, 트리플루오로메탄(HFC-23), 펜타플루오로에탄(HFC-125), 1,1,2,2-테트라플루오로에탄(HFC-134), 1,1,1,2-테트라플루오로에탄(HFC-134a), 1,1,1-트리플루오로에탄(HFC-143a), 1,1-디플루오로에탄(HFC-152a), 플루오로에탄(HFC-161), 1,1,1,2,3,3,3-헵타플루오로프로판(HFC-227ea), 1,1,1,2,3,3-헥사플루오로프로판(HFC-236ea), 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로판(HFC-236fa), 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판(HFC-245fa), 및 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄(HFC-365mfc), 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다. 이들의 냉매는 용도나 요구 성능에 따라 적절히 선택되지만, 예를 들면 HFC-32 단독; HFC-23 단독; HFC-134a 단독; HFC-125 단독; HFC-134a/HFC-32 = 60 내지 80질량%/40 내지 20질량%의 혼합물; HFC-32/HFC-125 = 40 내지 70질량%/60 내지 30질량%의 혼합물; HFC-125/HFC-143a = 40 내지 60질량%/60 내지 40질량%의 혼합물; HFC-134a/HFC-32/HFC-125 = 60질량%/30질량%/10질량%의 혼합물; HFC-134a/HFC-32/HFC-125 = 40 내지 70질량%/15 내지 35질량%/5 내지 40질량%의 혼합물; HFC-125/HFC-134a/HFC-143a = 35 내지 55질량%/1 내지 15질량%/40 내지 60질량%의 혼합물 등을 바람직한 예로서 들 수 있다. 더욱 구체적으로는, HFC-134a/HFC-32 = 70/30질량%의 혼합물; HFC-32/HFC-125 = 60/40질량%의 혼합물; HFC-32/HFC-125 = 50/50질량%의 혼합물(R410A); HFC-32/HFC-125 = 45/55질량%의 혼합물(R410B); HFC-125/HFC-143a = 50/50질량%의 혼합물(R507C); HFC-32/HFC-125/HFC-134a = 30/10/60질량%의 혼합물; HFC-32/HFC-125/HFC-134a = 23/25/52질량%의 혼합물(R407C); HFC-32/HFC-125/HFC-134a = 25/15/60질량%의 혼합물(R407E); HFC-125/HFC-134a/HFC-143a = 44/4/52질량%의 혼합물(R404A) 등을 들 수 있다.

불포화 불화탄화수소(HFO) 냉매로서는, 불소수가 3 내지 5인 플루오로프로펜이 바람직하며, 1,2,3,3,3-펜타플루오로프로펜(HFO-1225ye), 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze), 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234yf), 1,2,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ye), 및 3,3,3-트리플루오로프로펜(HFO-1243zf) 중 어느 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것이 바람직하다. 또한 상기 중에서도, 냉매로서 HFC-32 및 HFO-1234yf를 함유하고, HFC-32; HFO-1234yf의 질량 비가 95:5 내지 50:50인 것이 바람직하다. 냉매 물성의 관점에서는, HFO-1225ye, HFO-1234ze 및 HFO-1234yf로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다.

탄화수소 냉매로서는, 탄소수 1 내지 5의 탄화수소가 바람직하며, 구체적으로는 예를 들면, 메탄, 에틸렌, 에탄, 프로필렌, 프로판(R290), 사이클로프로판, 노르말부탄, 이소부탄, 사이클로부탄, 메틸사이클로프로판, 2-메틸부탄, 노르말펜탄 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다. 이들 중에서도, 25℃, 1기압에서 기체인 것이 바람직하게 사용되고, 프로판, 노르말부탄, 이소부탄, 2-메틸부탄 또는 이들의 혼합물이 바람직하다.

함불소 에테르계 냉매로서는, 구체적으로는 예를 들면, HFE-134p, HFE-245mc, HFE-236mf, HFE-236me, HFE-338mcf, HFE-365mcf, HFE-245mf, HFE-347mmy, HFE-347mcc, HFE-125, HFE-143m, HFE-134m, HFE-227me 등을 들 수 있고, 이들 냉매는 용도나 요구 성능에 따라 적절히 선택된다.

본 실시형태에 따르는 냉동기유는, 통상, 냉동 공조 기기에 있어서, 냉매와 혼합된 냉동기용 작동 유체 조성물의 형태로 존재하고 있다. 이 조성물에 있어서의 냉동기유와 냉매의 배합 비율, 및 본 발명의 냉동기용 작동 유체 조성물에 있어서의 냉동기유와 냉매의 배합 비율은 특별히 제한되지 않지만, 냉매 100질량부에 대해 냉동기유가 바람직하게는 1 내지 500질량부, 보다 바람직하게는 2 내지 400질량부이다.

본 실시형태에 따르는 냉동기유 및 냉동기용 작동 유체 조성물은, 왕복동식이나 회전식의 밀폐형 압축기를 갖는 에어컨, 냉장고, 또는 개방형 또는 밀폐형의 카 에어컨에 바람직하게 사용된다. 또한, 본 실시형태에 따르는 냉동기유 및 냉동기용 작동 유체 조성물은, 제습기, 급탕기, 냉동고, 냉동 냉장 창고, 자동 판매기, 쇼케이스, 화학 플랜트 등의 냉각 장치 등에 바람직하게 사용된다. 또한, 본 실시형태에 따르는 냉동기유 및 냉동기용 작동 유체 조성물은, 원심식의 압축기를 갖는 것에도 바람직하게 사용된다.

본 실시형태에 따르는 냉동기용 작동 유체 조성물은, 상기한 바와 같이 다양한 디플루오로메탄 냉매용 냉동기에 적합하게 사용하는 것이 가능하지만, 상기 냉동기가 구비하는 냉매 순환 사이클의 대표적인 구성으로서는, 압축기, 응축기, 팽창 기구 및 증발기, 및 필요에 따라 건조기를 구비하는 것이 예시된다.

압축기로서는, 냉동기유를 저류(貯留)하는 밀폐 용기 내에 회전자와 고정자로 이루어지는 모터와, 상기 회전자에 끼워 붙여진 회전축과, 이 회전축을 개재하여, 상기 모터에 연결된 압축기부를 수납하고, 상기 압축기부에서 토출된 고압 냉매 가스가 밀폐 용기 내에 체류하는 고압 용기 방식의 압축기, 냉동기유를 저류하는 밀폐 용기 내에 회전자와 고정자로 이루어지는 모터와, 상기 회전자에 끼워 붙여진 회전축과, 이 회전축을 개재하여, 상기 모터에 연결된 압축기부를 수납하고, 상기 압축기부에서 토출된 고압 냉매 가스가 밀폐 용기 외로 직접 배출되는 저압 용기 방식의 압축기 등이 예시된다.

모터부의 전기 절연 시스템 재료인 절연 필름으로서는, 유리 전이점 50℃ 이상의 결정성 플라스틱 필름, 구체적으로는 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리아미드이미드, 폴리이미드 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종의 절연 필름, 또는 유리 전이 온도가 낮은 필름 위에 유리 전이 온도가 높은 수지층을 피복한 복합 필름이, 인장 강도 특성, 전기 절연 특성의 열화 현상이 생기기 어려워 바람직하게 사용된다. 또한, 모터부에 사용되는 마그넷 와이어로서는, 유리 전이 온도 120℃ 이상의 에나멜 피복, 예를 들면, 폴리에스테르, 폴리에스테르이미드, 폴리아미드 및 폴리아미드이미드 등의 단일층, 또는 유리 전이 온도가 낮은 층을 하층에, 높은 층을 상층에 복합 피복한 에나멜 피복을 갖는 것이 바람직하게 사용된다. 복합 피복한 에나멜선으로서는, 폴리에스테르이미드를 하층에, 폴리아미드이미드를 상층에 피복한 것(AI/EI), 폴리에스테르를 하층에, 폴리아미드이미드를 상층에 피복한 것(AI/PE) 등을 들 수 있다.

건조기에 충전하는 건조제로서는, 세공 직경 3.3Å 이하, 25℃의 탄산 가스 분압 250mmHg에서의 탄산 가스 흡수 용량이 1.0% 이하인, 규산, 알루민산알칼리 금속 복합염으로 이루어지는 합성 제올라이트가 바람직하게 사용된다. 구체적으로는 예를 들면, 유니온쇼와(주) 제조의 상품명 XH-9, XH-10, XH-11, XH-600 등을 들 수 있다.

실시예

이하, 실시예 및 비교예에 기초하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 조금도 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1 내지 36 및 비교예 1 내지 15]

실시예 1 내지 36 및 비교예 1 내지 15에서, 각각 이하에 나타낸 기유 1 내지 36 및 첨가제 1 내지 5를 표 1 내지 10에 기재한 조성비가 되도록 배합하여 시료유를 조제하였다. 수득된 각 시료유의 성상을 표 1 내지 10에 기재한다.

(기유)

기유 1: 펜타에리트리톨과 지방산 혼합물(2-메틸프로판산 30몰%, 3,5,5-트리메틸헥산산 70몰%의 혼합물)과의 테트라에스테르

기유 2: 펜타에리트리톨과 지방산 혼합물(2-메틸프로판산 35몰%, 3,5,5-트리메틸헥산산 65몰%의 혼합물)과의 테트라에스테르

기유 3: 펜타에리트리톨과 지방산 혼합물(2-메틸프로판산 50몰%, 3,5,5-트리메틸헥산산 50몰%의 혼합물)과의 테트라에스테르

기유 4: 펜타에리트리톨과 지방산 혼합물(2-메틸프로판산 60몰%, 3,5,5-트리메틸헥산산 40몰%의 혼합물)과의 테트라에스테르

기유 5: 펜타에리트리톨과 지방산 혼합물(2-메틸프로판산 70몰%, 3,5,5-트리메틸헥산산 30몰%의 혼합물)과의 테트라에스테르

기유 6: 펜타에리트리톨과 지방산 혼합물(2-메틸프로판산 30몰%, 2-에틸헥산산 70몰%의 혼합물)과의 테트라에스테르

기유 7: 펜타에리트리톨과 지방산 혼합물(2-메틸프로판산 35몰%, 2-에틸헥산산 65몰%의 혼합물)과의 테트라에스테르

기유 8: 펜타에리트리톨과 지방산 혼합물(2-메틸프로판산 70몰%, 2-에틸헥산산 30몰%의 혼합물)과의 테트라에스테르

기유 9: 펜타에리트리톨과 지방산 혼합물(2-메틸프로판산 30몰%, 2-메틸헥산산 35몰%, 2-에틸펜탄산 35몰%의 혼합물)과의 테트라에스테르

기유 10: 펜타에리트리톨과 지방산 혼합물(2-메틸프로판산 70몰%, 2-메틸헥산산 15몰%, 2-에틸펜탄산 15몰%의 혼합물)과의 테트라에스테르

기유 11: 펜타에리트리톨과 지방산 혼합물(2-메틸프로판산 30몰%, 3,5,5-트리메틸헥산산 60몰%, 2-메틸부탄산 10몰%의 혼합물)과의 테트라에스테르

기유 12: 펜타에리트리톨과 지방산 혼합물(2-메틸프로판산 60몰%, 3,5,5-트리메틸헥산산 30몰%, 2-메틸부탄산 10몰%의 혼합물)과의 테트라에스테르

기유 13: 펜타에리트리톨과 지방산 혼합물(2-메틸프로판산 15몰%, 3,5,5-트리메틸헥산산 35몰%, 2-메틸부탄산 50몰%의 혼합물)과의 테트라에스테르

기유 14: 펜타에리트리톨과 지방산 혼합물(2-메틸프로판산 35몰%, 3,5,5-트리메틸헥산산 15몰%, 2-메틸부탄산 50몰%의 혼합물)과의 테트라에스테르

기유 15: 펜타에리트리톨과 지방산 혼합물(2-메틸프로판산 20몰%, 3,5,5-트리메틸헥산산 30몰%, 2-메틸펜탄산 50몰%의 혼합물)과의 테트라에스테르

기유 16: 펜타에리트리톨과 지방산 혼합물(2-메틸프로판산 20몰%, 3,5,5-트리메틸헥산산 30몰%, 2-에틸펜탄산 25몰%, 2-메틸헥산산 25몰%의 혼합물)과의 테트라에스테르

기유 17: 펜타에리트리톨과 지방산 혼합물(2-메틸프로판산 30몰%, 2-에틸헥산산 50몰%, 2-메틸펜탄산 20몰%의 혼합물)과의 테트라에스테르

기유 18: 펜타에리트리톨과 지방산 혼합물(2-메틸프로판산 25몰%, 2-에틸헥산산 45몰%, 2-에틸펜탄산 15몰%, 2-메틸헥산산 15몰%의 혼합물)과의 테트라에스테르

기유 19: 트리메틸올프로판과 지방산 혼합물(2-메틸프로판산 30몰%, 3,5,5-트리메틸헥산산 70몰%의 혼합물)과의 트리에스테르

기유 20: 디펜타에리트리톨과 지방산 혼합물(2-메틸프로판산 70몰%, 3,5,5-트리메틸헥산산 30몰%의 혼합물)과의 헥사에스테르

기유 21: 펜타에리트리톨과 2-메틸프로판산과의 테트라에스테르

기유 22: 펜타에리트리톨과 프로피온산과의 테트라에스테르

기유 23: 펜타에리트리톨과 n-부탄산과의 테트라에스테르

기유 24: 펜타에리트리톨과 2-에틸헥산산과의 테트라에스테르

기유 25: 펜타에리트리톨과 지방산 혼합물(2-에틸헥산산 50몰%, 3,5,5-트리메틸헥산산 50몰%)과의 테트라에스테르

기유 26: 펜타에리트리톨과 3,5,5-트리메틸헥산산과의 테트라에스테르

기유 27: 펜타에리트리톨과 지방산 혼합물(프로피온산 30몰%, 3,5,5-트리메틸헥산산 70몰%)과의 테트라에스테르

기유 28: 펜타에리트리톨과 지방산 혼합물(n-부탄산 25몰%, 3,5,5-트리메틸헥산산 75몰%)과의 테트라에스테르

기유 29: 펜타에리트리톨과 지방산 혼합물(n-부탄산 65몰%, 3,5,5-트리메틸헥산산 35몰%)과의 테트라에스테르

기유 30: 펜타에리트리톨과 지방산 혼합물(2-메틸프로판산 10몰%, 3,5,5-트리메틸헥산산 90몰%)과의 테트라에스테르

기유 31: 펜타에리트리톨과 지방산 혼합물(2-메틸부탄산 90몰%, 3,5,5-트리메틸헥산산 10몰%의 혼합물)과의 테트라에스테르

기유 32: 펜타에리트리톨과 지방산 혼합물(2-메틸부탄산 30몰%, 3,5,5-트리메틸헥산산 70몰%의 혼합물)과의 테트라에스테르

기유 33: 펜타에리트리톨과 지방산 혼합물(2-메틸부탄산 60몰%, 3,5,5-트리메틸헥산산 40몰%의 혼합물)과의 테트라에스테르

기유 34: 펜타에리트리톨과 지방산 혼합물(2-메틸펜탄산 30몰%, 3,5,5-트리메틸헥산산 70몰%의 혼합물)과의 테트라에스테르

기유 35: 네오펜틸글리콜과 2-에틸헥산산과의 디에스테르

기유 36: 디펜타에리트리톨과 지방산 혼합물(2-에틸헥산산 50몰%, 3,5,5-트리메틸헥산산 50몰%의 혼합물)과의 헥사에스테르; 40℃에서의 동점도: 249.9㎟/s, 100℃에서의 동점도: 19.58㎟/s

(첨가제)

첨가제 1: 트리크레딜포스페이트

첨가제 2: 트리페닐포스포로티오네이트

첨가제 3: 글리시딜-2,2-디메틸옥타노에이트

첨가제 4: p-t-부틸페닐글리시딜에테르

첨가제 5: 디-t-부틸-p-크레졸

다음에, 실시예 1 내지 36 및 비교예 1 내지 15의 냉동기유에 대해, 이하에 나타내는 시험을 실시하였다.

(냉매와의 상용성 시험)

JIS K 2211 「냉동기유」의 「냉매와의 상용성 시험 방법」에 준거하여, 표 1 내지 표 8에 기재하는 각종 냉매 18g과 시료유 2g의 혼합물을 20℃에서 -40℃까지 서서히 냉각시키고, 혼합물이 상 분리 또는 백탁된 온도를 2층 분리 온도로서 평가하였다. 또한, 「< -40」은, 본 시험의 측정 온도역에서 상 분리 및 백탁이 확인되지 않는 것을 나타낸다. 또한, 표에서, 「분리」란, 20℃에서 이미 상 분리 또는 백탁되고 있었던 것을 나타낸다.

(안정성 시험)

200ml의 오토클레이브에 수분 1000ppm으로 조정한 시료유 90g, 디플루오로메탄 냉매 10g 및 Al, Cu, Fe 촉매를 넣고, 175℃에서 168시간 가열하고, 시험 종료후의 산가를 측정하였다.

본 발명에 의하면, 디플루오로메탄 냉매, 불포화 불화탄화수소 등과 함께 사용한 경우에, 냉매 상용성, 윤활성 및 저온 유동성 모두를 높은 수준으로 달성하는 것이 가능한 냉동기유, 및 이를 사용한 냉동기용 작동 유체 조성물을 제공할 수 있다.

Claims

다가 알코올과 지방산만으로부터 수득된 에스테르를 함유하는 냉동기유로서,
상기 지방산에 있어서 탄소수 4 내지 6의 지방산과 탄소수 7 내지 9의 분기(分岐) 지방산의 몰 비가 15:85 내지 90:10이며,
상기 탄소수 4 내지 6의 지방산은 2-메틸프로판산을 함유하고,
상기 에스테르를 구성하는 지방산의 전량에서 차지하는, 상기 탄소수 4 내지 6의 지방산 및 상기 탄소수 7 내지 9의 분기 지방산의 합계 비율이 20몰% 이상인, 냉동기유.
제1항에 있어서, 상기 탄소수 4 내지 6의 지방산에서 차지하는 2-메틸프로판산의 비율이 20몰% 이상인, 냉동기유.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 탄소수 4 내지 6의 지방산이 2-메틸프로판산인, 냉동기유.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 다가 알코올이 펜타에리트리톨이며, 상기 냉동기유의 40℃에서의 동점도가 20 내지 80㎟/s인, 냉동기유.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 탄소수 7 내지 9의 분기 지방산이 3,5,5-트리메틸헥산산인, 냉동기유.
제1항 또는 제2항에 기재된 냉동기유와 디플루오로메탄 냉매를 함유하는, 냉동기용 작동 유체 조성물.
제1항 또는 제2항에 기재된 냉동기유와 불포화 불화탄화수소 냉매를 함유하는, 냉동기용 작동 유체 조성물.
제1항 또는 제2항에 기재된 냉동기유와 디플루오로메탄 냉매와 불포화 불화탄화수소 냉매를 함유하는, 냉동기용 작동 유체 조성물.
제1항 또는 제2항에 기재된 냉동기유와 디플루오로메탄 냉매와 불포화 불화탄화수소 냉매를 함유하고, 상기 디플루오로메탄 냉매와 상기 불포화 불화탄화수소 냉매의 질량 비가 95:5 내지 50:50인, 냉동기용 작동 유체 조성물.