KR102433585B1

KR102433585B1 - 냉동기유

Info

Publication number: KR102433585B1
Application number: KR1020197018447A
Authority: KR
Inventors: 후미유키 나라; 요헤이 쇼노; 다케시 오키도; 히데토시 오가타
Original assignee: 에네오스 가부시키가이샤
Priority date: 2017-02-03
Filing date: 2018-01-30
Publication date: 2022-08-18
Also published as: KR20190109397A; CN110249037A; EP3578626B1; US20210230501A1; EP3578626A4; US11377619B2; JP2018123300A; SG11201906135XA; JP7054330B2; EP3578626A1

Abstract

본 발명의 일 형태는, 100℃에서의 동점도가 0.5㎟/s 이상 1.5㎟/s 이하이고, 가스 크로마토그래피 증류에 의한 90％ 유출 온도가 280℃ 이상 360℃ 미만이고, 아닐린점이 70℃ 이상인, 냉동기유이다.

Description

냉동기유

본 발명은 냉동기유에 관한 것이다.

냉장고, 공조 등의 냉동기는, 냉매를 냉매 순환 시스템 내에 순환시키기 위한 압축기를 구비하고 있다. 압축기에는, 접동 부재를 윤활하기 위한 냉동기유가 충전된다. 일반적으로, 냉동기유의 점도가 낮을수록 교반 저항 및 접동부의 마찰을 저감할 수 있기 때문에, 냉동기유의 저점도화는, 냉동기의 에너지 절약화로 이어진다. 특허문헌 1에는, 예를 들어, VG3 이상이며 VG8 이하인 소정의 냉동기유가 개시되어 있다.

국제 공개 제2006/062245호

그러나, 냉동기유의 점도가 등유·경유 상당 레벨까지 낮아지면, 접동부에 있어서의 유막의 보유가 어려워지기 때문에, 내마모성을 유지하지 못하게 될 우려가 있다. 게다가, 냉동기유는 냉동기 내에서 냉매와 상용하기 때문에, 사용 시의 점도는 냉동기유 자체의 점도에 비하여 크게 저하된다. 따라서, 지금까지 이상으로 대폭으로 저점도화된(예를 들어 100℃에서의 동점도가 1.5㎟/s 이하인) 냉동기유를 개발하는 것은 극히 곤란하다.

본 발명은 이러한 실정을 감안하여 이루어진 것이며, 대폭으로 저점도화되더라도 내마모성이 우수한 냉동기유를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 일 형태는, 100℃에서의 동점도가 0.5㎟/s 이상 1.5㎟/s 이하이고, 가스 크로마토그래피 증류에 의한 70％ 유출 온도가 270℃ 이상 300℃ 미만이고, 아닐린점이 70℃ 이상인, 냉동기유이다.

상기 각 양태에 있어서, 가스 크로마토그래피 증류에 의한 초류점과 95％ 유출 온도의 차는, 바람직하게는 60℃ 이상 160℃ 이하이다. 가스 크로마토그래피 증류에 의한 증류 종점과 90％ 유출 온도의 차는, 바람직하게는 40℃ 이상 140℃ 이하이다. 가스 크로마토그래피 증류에 의한 증류 종점은, 바람직하게는 390℃ 이상 425℃ 이하이다.

상기 각 양태에 있어서, 냉동기유의 인화점은, 바람직하게는 110℃ 이상이다. 냉동기유의 n-d-M환 분석에 의한 ％C_P는, 바람직하게는 40 이상 60 이하이다. 냉동기유의 n-d-M환 분석에 의한 ％C_N은, 바람직하게는 40 이상 65 이하이다. 냉동기유의 n-d-M환 분석에 의한 ％C_N에 대한 ％C_P의 비는, 바람직하게는 0.6 이상 1.4 이하이다.

본 발명에 따르면, 대폭으로 저점도화되더라도 내마모성이 우수한 냉동기유를 제공하는 것이 가능하게 된다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다.

냉동기유의 100℃에서의 동점도는, 0.5㎟/s 이상 1.5㎟/s 이하이다. 냉동기유의 100℃에서의 동점도는, 내마모성과 냉동기의 에너지 절약화의 밸런스가 더욱 우수한 관점에서, 바람직하게는 0.6㎟/s 이상 1.4㎟/s 이하, 보다 바람직하게는 0.8㎟/s 이상 1.3㎟/s 이하, 더욱 바람직하게는 1.0㎟/s 이상 1.3㎟/s 이하이다. 본 발명에 있어서의 동점도는, JIS K2283:2000에 준거하여 측정된 동점도를 의미한다.

냉동기유의 40℃에서의 동점도는, 예를 들어, 2.0㎟/s 이상, 2.5㎟/s 이상, 또는 2.8㎟/s 이상이어도 되고, 예를 들어, 4.5㎟/s 이하, 4.0㎟/s 이하, 또는 3.5㎟/s 이하여도 된다.

냉동기유의 아닐린점은, 70℃ 이상이며, 내마모성이 더욱 우수한 관점에서, 바람직하게는 73℃ 이상, 보다 바람직하게는 76℃ 이상, 더욱 바람직하게는 80℃ 이상이다. 또한, 아닐린점이 70℃ 이상이면 극압제의 효능이 좋아지는 경향이 있다. 냉동기유의 아닐린점은, 냉동 장치(냉동기) 내에 사용되는 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트)재, 시일재 등의 유기 재료와의 적합성의 관점에서, 바람직하게는 100℃ 이하, 보다 바람직하게는 95℃ 이하, 더욱 바람직하게는 90℃ 이하이다. 본 발명에 있어서의 아닐린점은, JIS K2256:2013에 준거하여 측정된 값을 의미한다.

냉동기유의 가스 크로마토그래피 증류에 의한 증류 성상은, 냉동기유의 저점도화와 윤활성의 밸런스가 더욱 우수하고, 나아가 인화점을 높게 유지하는 관점에서, 바람직하게는, 저비점측의 유출 온도를 높게 하면서, 고비점측의 유출 온도가 적정한 범위로 유지된다. 이러한 냉동기유는, 이하에서 설명하는 증류 성상을 갖는 것이 바람직하다.

냉동기유의 초류점(IBP)은 예를 들어, 200℃ 이상, 220℃ 이상, 또는 230℃ 이상이어도 되고, 예를 들어, 260℃ 이하, 250℃ 이하, 또는 240℃ 이하여도 된다.

냉동기유의 5％ 유출 온도 T₅는, 예를 들어, 205℃ 이상, 225℃ 이상, 또는 235℃ 이상이어도 되고, 예를 들어, 265℃ 이하, 255℃ 이하, 또는 245℃ 이하여도 된다.

냉동기유의 10％ 유출 온도 T₁₀은, 예를 들어, 210℃ 이상, 230℃ 이상, 또는 235℃ 이상이어도 되고, 예를 들어, 270℃ 이하, 260℃ 이하, 또는 250℃ 이하여도 된다.

냉동기유의 50％ 유출 온도 T₅₀은, 예를 들어, 230℃ 이상, 250℃ 이상, 또는 260℃ 이상이어도 되고, 예를 들어, 300℃ 이하, 280℃ 이하, 또는 270℃ 이하여도 된다.

냉동기유의 70％ 유출 온도 T₇₀은, 윤활성과 고인화점의 관점에서, 바람직하게는 250℃ 이상, 보다 바람직하게는 260℃ 이상, 더욱 바람직하게는 270℃ 이상이다. 냉동기유의 70％ 유출 온도 T₇₀은, 저점도화의 관점에서, 바람직하게는 330℃ 미만, 보다 바람직하게는 300℃ 미만, 더욱 바람직하게는 295℃ 이하, 특히 바람직하게는 290℃ 이하이다.

냉동기유의 90％ 유출 온도 T₉₀은, 내마모성이 더욱 우수한 관점에서, 바람직하게는 280℃ 이상 360℃ 미만, 보다 바람직하게는 290℃ 이상 355℃ 이하이고, 280℃ 이상 350℃ 미만, 290℃ 이상 345℃ 이하, 300℃ 이상 340℃ 이하, 또는 300℃ 이상 330℃ 이하여도 된다.

냉동기유의 95％ 유출 온도 T₉₅는, 예를 들어, 290℃ 이상, 310℃ 이상, 또는 330℃ 이상이며, 예를 들어, 390℃ 이하, 385℃ 이하, 370℃ 이하, 360℃ 이하, 또는 350℃ 이하여도 된다.

냉동기유의 증류 종점 EP는, 윤활성의 관점에서, 바람직하게는 390℃ 이상, 보다 바람직하게는 395℃ 이상, 더욱 바람직하게는 400℃ 이상이다. 냉동기유의 증류 종점 EP는, 저점도화의 관점에서, 바람직하게는 440℃ 이하, 보다 바람직하게는 430℃ 이하, 더욱 바람직하게는 425℃ 이하이고, 420℃ 이하, 415℃ 이하, 또는 410℃ 이하여도 된다. 증류 종점 EP는, 바람직하게는 390℃ 이상 440℃ 이하, 보다 바람직하게는 390℃ 이상 430℃ 이하, 더욱 바람직하게는 390℃ 이상 425℃ 이하, 특히 바람직하게는 395℃ 이상 425℃ 이하이고, 390℃ 이상 420℃ 이하, 395℃ 이상 410℃ 이하, 또는 400℃ 이상 415℃ 이하여도 된다.

냉동기유의 저점도화와 윤활성의 밸런스가 더욱 우수하고, 나아가 인화점을 높게 유지하는 관점에서, 상기한 바와 같이, 저비점측의 유출 온도를 높게 하면서, 고비점측의 유출 온도를 적정한 범위로 유지하는 것이 바람직하다. 상기에 추가로, 증류 범위를 넓게 하기보다도 이하와 같이 적절하게 좁은 범위에서, 또한 너무 좁지 않는 범위로 유지하는 것이 바람직하다.

냉동기유의 초류점 IBP와 95％ 유출 온도 T₉₅의 차(T₉₅-IBP)는 바람직하게는 60℃ 이상, 보다 바람직하게는 70℃ 이상, 더욱 바람직하게는 80℃ 이상이다. 냉동기유의 초류점 IBP와 95％ 유출 온도 T₉₅의 차(T₉₅-IBP)는 바람직하게는 160℃ 이하, 보다 바람직하게는 150℃ 이하, 더욱 바람직하게는 140℃ 이하, 특히 바람직하게는 130℃ 이하이다. 초류점 IBP와 95％ 유출 온도 T₉₅의 차(T₉₅-IBP)는 바람직하게는 60℃ 이상 160℃ 이하, 보다 바람직하게는 60℃ 이상 150℃ 이하, 바람직하게는 70℃ 이상 150℃ 이하이고, 70℃ 이상 140℃ 이하, 또는 80℃ 이상 130℃ 이하여도 된다.

냉동기유의 증류 종점 EP와 90％ 유출 온도 T₉₀의 차(EP-T₉₀)는 윤활성의 관점에서, 바람직하게는 40℃ 이상, 보다 바람직하게는 50℃ 이상, 더욱 바람직하게는 55℃ 이상이며, 60℃ 이상이어도 되고, 바람직하게는 140℃ 이하, 보다 바람직하게는 130℃ 이하, 더욱 바람직하게는 120℃ 이하이다. 냉동기유의 증류 종점 EP와 90％ 유출 온도 T₉₀의 차(EP-T₉₀)는 바람직하게는 40℃ 이상 140℃ 이하, 보다 바람직하게는 50℃ 이상 130℃ 이하, 더욱 바람직하게는 55℃ 이상 120℃ 이하이고, 60℃ 이상 120℃ 이하여도 된다.

냉동기유의 95％ 유출 온도 T₉₅와 90％ 유출 온도 T₉₀의 차(T₉₅-T₉₀)는 윤활성의 관점에서, 바람직하게는 3℃ 이상, 보다 바람직하게는 10℃ 이상, 더욱 바람직하게는 20℃ 이상, 특히 바람직하게는 25℃ 이상이며, 30℃ 이상이어도 되고, 바람직하게는 80℃ 이하, 보다 바람직하게는 70℃ 이하, 더욱 바람직하게는 60℃ 이하이다. 95％ 유출 온도 T₉₅와 90％ 유출 온도 T₉₀의 차(T₉₅-T₉₀)는 바람직하게는 3℃ 이상 80℃ 이하, 보다 바람직하게는 10℃ 이상 80℃ 이하, 더욱 바람직하게는 20℃ 이상 70℃ 이하, 특히 바람직하게는 25℃ 이상 60℃ 이하이고, 30℃ 이상 60℃ 이하여도 된다.

본 발명에 있어서의 초류점, 5％ 유출 온도, 10％ 유출 온도, 50％ 유출 온도, 70％ 유출 온도, 90％ 유출 온도, 95％ 유출 온도 및 증류 종점은, 각각 ASTM D7213-05에 규정되는 가스 크로마토그래피에 의한 증류 시험 방법에 준거하여 측정된 초류점, 5(용량)％ 유출 온도, 10(용량)％ 유출 온도, 50(용량)％ 유출 온도, 70(용량)％ 유출 온도, 90(용량)％ 유출 온도, 95(용량)％ 유출 온도 및 증류 종점을 의미한다.

냉동기유의 20℃에서의 굴절률은, 냉동기유의 저점도화와 윤활성의 밸런스가 더욱 우수하고, 나아가 인화점을 높게 유지하는 관점에서, 예를 들어, 1.440 이상, 1.445 이상, 또는 1.450 이상이어도 되고, 예를 들어, 1.470 이하, 1.465 이하, 또는 1.460 이하여도 된다. 본 발명에 있어서의 굴절률은, JIS K0062:1992에 준거하여 20℃에서 측정된 굴절률을 의미한다.

냉동기유의 15℃에서의 밀도는, 냉동기유의 저점도화와 윤활성의 밸런스가 더욱 우수하고, 나아가 인화점을 높게 유지하는 관점에서, 바람직하게는 0.86g/㎤ 이하, 보다 바람직하게는 0.85g/㎤ 이하, 더욱 바람직하게는 0.84g/㎤ 이하여도 되고, 예를 들어, 0.81g/㎤ 이상, 0.815g/㎤ 이상이어도 된다. 본 발명에 있어서의 밀도는, JIS K2249:2011에 준거하여 15℃에서 측정된 밀도를 의미한다.

냉동기유의 황분은, 특별히 제한되지 않지만, 안정성 및 금속 재료와의 적합성이 우수한 관점에서, 바람직하게는, 0.001질량％ 이상, 0.02질량％ 이상, 또는 0.3질량％ 이하이고, 0.1질량％ 이하 또는 0.05질량％ 이하여도 된다. 본 실시 형태에 있어서는, 냉동기유가, 후기하는 극압제를 예를 들어 0.2질량％ 이상 첨가하는 경우에는, 냉동기유의 황분은, 0.05질량％ 미만, 0.02질량％ 미만, 0.01질량％ 미만 또는 0.005질량％ 미만이어도 된다. 본 발명에 있어서의 황분은, JIS K2541-6:2013으로 규정되는 자외 형광법에 의해 측정된 황분을 의미한다.

냉동기유 또는 이것에 포함되는 윤활유 기유의 환 분석에 의한 조성 비율은, 냉동기유의 저점도화와 윤활성의 밸런스가 더욱 우수하고, 나아가 인화점을 높게 유지하는 관점에서, 바람직하게는, 이하에 나타내는 범위이다.

냉동기유 또는 이것에 포함되는 윤활유 기유의 ％C_P는, 바람직하게는 40 이상, 보다 바람직하게는 42 이상, 보다 바람직하게는 44 이상이며, 바람직하게는 60 이하, 보다 바람직하게는 57 이하, 더욱 바람직하게는 54 이하이다. 냉동기유 또는 이것에 포함되는 윤활유 기유의 ％C_P는, 바람직하게는 40 이상 60 이하, 보다 바람직하게는 42 이상 57 이하, 더욱 바람직하게는 44 이상 54 이하이다.

냉동기유 또는 이것에 포함되는 윤활유 기유의 ％C_N은, 바람직하게는 40 이상, 보다 바람직하게는 42 이상, 더욱 바람직하게는 44 이상이며, 바람직하게는 65 이하, 보다 바람직하게는 60 이하, 더욱 바람직하게는 57 이하, 특히 바람직하게는 54 이하이다. 냉동기유 또는 이것에 포함되는 윤활유 기유의 ％C_N은, 바람직하게는 40 이상 65 이하, 보다 바람직하게는 42 이상 60 이하, 더욱 바람직하게는 44 이상 57 이하, 특히 바람직하게는 44 이상 54 이하이다.

냉동기유 또는 이것에 포함되는 윤활유 기유의 ％C_N에 대한 ％C_P의 비(％C_P/％C_N)는 바람직하게는 0.6 이상, 보다 바람직하게는 0.7 이상, 더욱 바람직하게는 0.8 이상이며, 바람직하게는 1.4 이하, 보다 바람직하게는 1.3 이하, 더욱 바람직하게는 1.2 이하이다. 냉동기유 또는 이것에 포함되는 윤활유 기유의 ％C_N에 대한 ％C_P의 비(％C_P/％C_N)는 바람직하게는 0.6 이상 1.4 이하, 보다 바람직하게는 0.7 이상 1.3 이하, 더욱 바람직하게는 0.8 이상 1.2 이하이다.

냉동기유 또는 이것에 포함되는 윤활유 기유의 ％C_A는, 윤활성이나 안정성의 관점에서, 바람직하게는 5 이하, 보다 바람직하게는 3 이하, 더욱 바람직하게는 2 이하여도 되고, 0이어도 되지만, 바람직하게는 0.5 이상, 1 이상이어도 된다.

본 발명에 있어서의 ％C_P, ％C_N 및 ％C_A는, 각각 ASTM D3238-95(2010)에 준거한 방법(n-d-M환 분석)에 의해 측정된 값을 의미한다.

냉동기유의 인화점은, 안전성의 관점에서, 바람직하게는 110℃ 이상, 보다 바람직하게는 120℃ 이상, 특히 바람직하게는 130℃ 이상이며, 40℃에서의 동점도가 2 내지 4㎟/s 정도인 저점도유로 하기 위해서는, 바람직하게는 155℃ 이하, 보다 바람직하게는 145℃ 이하이다. 본 발명에 있어서의 인화점은, JIS K2265-4:2007(클리브랜드 개방(COC)법)에 준거하여 측정된 인화점을 의미한다.

냉동기유의 유동점은, 예를 들어, -10℃ 이하, 또는 -20℃ 이하여도 되고, -50℃ 이하여도 되지만, 정제 비용의 관점에서 -40℃ 이상이어도 된다. 본 발명에 있어서의 유동점은, JIS K2269:1987에 준거하여 측정된 유동점을 의미한다.

냉동기유의 산가는, 예를 들어, 1.0mgKOH/g 이하, 또는 0.1mgKOH/g 이하여도 된다. 본 발명에 있어서의 산가는, JIS K2501:2003에 준거하여 측정된 산가를 의미한다.

냉동기유의 체적 저항률은, 예를 들어, 1.0×10⁹Ω·ｍ 이상, 1.0×10¹⁰Ω·ｍ 이상, 또는 1.0×10¹¹Ω·ｍ 이상이면 된다. 본 발명에 있어서의 체적 저항률은, JIS C2101:1999에 준거하여 측정한 25℃에서의 체적 저항률을 의미한다.

냉동기유의 수분 함유량은, 냉동기유 전량 기준으로, 예를 들어, 200ppm 이하, 100ppm 이하, 또는 50ppm 이하여도 된다.

냉동기유의 회분은, 예를 들어, 100ppm 이하, 또는 50ppm 이하여도 된다. 본 발명에 있어서의 회분은, JIS K2272:1998에 준거하여 측정된 회분을 의미한다.

냉동기유는, 일 실시 형태에 있어서, 상술한 성상 중, 적어도, 100℃에서의 동점도가 0.5㎟/s 이상 1.5㎟/s 이하이고, 가스 크로마토그래피 증류에 의한 90％ 유출 온도가 280℃ 이상 360℃ 미만이고, 아닐린점이 70℃ 이상임이라고 하는 성상을 갖는 냉동기유이다. 냉동기유는, 다른 일 실시 형태에 있어서, 상술한 성상 중, 적어도, 100℃에서의 동점도가 0.5㎟/s 이상 1.5㎟/s 이하이고, 가스 크로마토그래피 증류에 의한 70％ 유출 온도가 270℃ 이상 300℃ 미만이고, 아닐린점이 70℃ 이상임이라고 하는 성상을 갖는 냉동기유이다.

상기와 같은 성상을 갖는 냉동기유는, 예를 들어, 윤활유 기유와 윤활유 첨가제를 함유한다. 윤활유 기유는, 예를 들어 광유를 들 수 있다. 광유는, 파라핀계, 나프텐계 등의 원유를 상압 증류 및 감압 증류하여 얻어진 윤활유 유분을, 용제 탈력, 용제 정제, 수소화 정제, 수소화 분해, 용제 탈왁스, 수소화 탈왁스, 백토 처리, 황산 세정 등의 방법으로 정제함으로써 얻을 수 있다. 이들 정제 방법은, 1종 단독으로 사용되어도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용되어도 된다. 윤활유 기유로서는, 입수성의 관점에서, 바람직하게는, 일반적으로 용제, 희석제, 금속 가공유 등의 용도로 사용되는 저점도의 윤활유 기유를 적절히 선택한 것이 사용된다.

상기와 같은 성상을 갖는 냉동기유를 제조하기 위해서는, 주성분(예를 들어 90질량％ 이상)이 되는 윤활유 기유의 성상에 대해서도, 본 명세서 중에서 특별히 규정하지 않는 한, 상기와 동등한 것이 바람직하다. 그 때문에, 상기에서는 냉동기유의 각 항목 성상에 대하여 바람직한 범위를 나타냈지만, 본 명세서 중에서 특별히 규정하지 않는 한, 냉동기유에 포함되는 윤활유 기유의 각 항목에 관한 바람직한 범위라고 바꿔 읽어도 된다.

윤활유 기유의 황분은, 특별히 제한되지 않지만, 안정성 및 금속 재료와의 적합성이 우수한 관점에서, 바람직하게는, 0.001질량％ 이상, 0.02질량％ 이상, 또는 0.3질량％ 이하이고, 0.1질량％ 이하 또는 0.05질량％ 이하여도 된다. 본 실시 형태에 있어서는, 냉동기유가, 후기하는 극압제를 예를 들어 0.2질량％ 이상 첨가하는 경우에는, 윤활유 기유의 황분은, 0.05질량％ 미만, 0.02질량％ 미만, 0.01질량％ 미만 또는 0.005질량％ 미만이어도 된다.

윤활유 기유는, 상기 광유를 포함해도 되고, 통상, 윤활유 기유 전량 기준으로 광유의 비율은 50질량％ 이상이어도 되고, 바람직하게는 70질량％ 이상, 특히 바람직하게는 90질량％ 이상이며, 본 발명의 효과를 현저하게 저해하지 않는 한에 있어서, 상기 광유에 추가로, 알킬벤젠 등의 탄화수소유, 또는, 에스테르 등의 산소 함유 기름을 더 함유하고 있어도 된다.

알킬벤젠은, 하기 알킬벤젠(a1) 및 알킬벤젠(a2)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이어도 된다.

알킬벤젠(a1): 탄소수 1 내지 19의 알킬기를 1 내지 4개 갖고, 또한 그 알킬기의 합계 탄소수가 9 내지 19인 알킬벤젠(바람직하게는, 탄소수 1 내지 15의 알킬기를 1 내지 4개 갖고, 또한 알킬기의 합계 탄소수가 9 내지 15인 알킬벤젠)

알킬벤젠(a2): 탄소수 1 내지 40의 알킬기를 1 내지 4개 갖고, 또한 그 알킬기의 합계 탄소수가 20 내지 40인 알킬벤젠(바람직하게는, 탄소수 1 내지 30의 알킬기를 1 내지 4개 갖고, 또한 알킬기의 합계 탄소수가 20 내지 30인 알킬벤젠)

에스테르는, 예를 들어, 1가 알코올 또는 2가 알코올과 지방산의 에스테르이면 된다. 1가 알코올 또는 2가 알코올은, 예를 들어, 탄소수 4 내지 12의 지방족 알코올이면 된다. 지방산은, 예를 들어, 탄소수 4 내지 18의 지방산이면 된다.

윤활유 기유의 40℃에서의 동점도는, 예를 들어, 2.0㎟/s 이상, 2.5㎟/s 이상, 또는 2.8㎟/s 이상이어도 되고, 예를 들어, 4.5㎟/s 이하, 4.0㎟/s 이하, 또는 3.5㎟/s 이하여도 된다. 윤활유 기유의 100℃에서의 동점도는, 예를 들어, 0.5㎟/s 이상, 0.6㎟/s 이상, 0.8㎟/s 이상, 또는 1.0㎟/s 이상이어도 되고, 예를 들어, 1.5㎟/s 이하, 1.4㎟/s 이하, 또는 1.3㎟/s 이하여도 된다.

윤활유 기유의 함유량은, 냉동기유 전량 기준으로, 50질량％ 이상, 60질량％ 이상, 70질량％ 이상, 80질량％ 이상, 90질량％ 이상, 또는 95질량％ 이상이어도 된다.

윤활유 첨가제로서는, 예를 들어, 산 포착제, 산화 방지제, 극압제, 유성제, 소포제, 금속 불활성화제, 내마모제, 점도 지수 향상제, 유동점 강하제, 청정 분산제 등을 들 수 있다. 이들 첨가제의 함유량은, 냉동기유 전량 기준으로, 10질량％ 이하 또는 5질량％ 이하여도 된다.

냉동기유는, 상기 첨가제 중에서도, 내마모성이 더욱 우수한 관점에서, 바람직하게는 극압제를 함유한다. 바람직한 극압제로서는, 인계 극압제를 들 수 있다. 인계 극압제는, 예를 들어 인산에스테르, 산성 인산에스테르, 산성 인산에스테르의 아민염, 염소화인산에스테르, 아인산에스테르, 포스포로티오네이트 등을 들 수 있다. 인산에스테르는, 바람직하게는 트리페닐포스페이트(TPP) 또는 트리크레실포스페이트(TCP)이다. 인계 극압제의 함유량은, 냉동기유 전량 기준으로, 예를 들어 0.2질량％ 이상이어도 되고, 바람직하게는 0.5 내지 5질량％, 보다 바람직하게는 1 내지 4질량％, 특히 바람직하게는 1.5 내지 3질량％이다. 아닐린점이 70℃ 이상의 윤활유 기유를 사용하면, 보다 극압제의 효능이 좋아지는 경향이 있다.

본 실시 형태에 따른 냉동기유는, 통상, 냉동기에 있어서, 냉매와 혼합된 냉동기용 작동 유체 조성물의 상태로 존재하고 있다. 즉, 본 실시 형태에 따른 냉동기용 작동 유체 조성물은, 상기 냉동기유와 냉매를 함유한다. 냉동기용 작동 유체 조성물에 있어서의 냉동기유의 함유량은, 냉매 100질량부에 대하여 1 내지 500질량부, 또는 2 내지 400질량부이면 된다.

냉매로서는, 탄화수소 냉매, 포화 불화탄화수소 냉매, 불포화 불화탄화수소 냉매, 퍼플루오로에테르류 등의 불소 함유 에테르계 냉매, 비스(트리플루오로메틸)술파이드 냉매, 3불화요오드화메탄 냉매, 및 암모니아, 이산화탄소 등의 자연계 냉매가 예시된다.

탄화수소 냉매는, 바람직하게는 탄소수 1 내지 5의 탄화수소, 보다 바람직하게는 탄소수 2 내지 4의 탄화수소이다. 탄화수소로서는, 구체적으로는 예를 들어, 메탄, 에틸렌, 에탄, 프로필렌, 프로판(R290), 시클로프로판, 노르말부탄, 이소부탄(R600a), 시클로부탄, 메틸시클로프로판, 2-메틸부탄, 노르말펜탄 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다. 탄화수소 냉매는, 이들 중에서도 바람직하게는, 25℃, 1기압에서 기체의 탄화수소 냉매이며, 보다 바람직하게는, 프로판, 노르말 부탄, 이소부탄, 2-메틸부탄 또는 이들의 혼합물이다.

포화 불화탄화수소 냉매는, 바람직하게는 탄소수 1 내지 3, 보다 바람직하게는 1 내지 2의 포화 불화탄화수소이다. 포화 불화탄화수소 냉매로서는, 구체적으로는, 디플루오로메탄(R32), 트리플루오로메탄(R23), 펜타플루오로에탄(R125), 1,1,2,2-테트라플루오로에탄(R134), 1,1,1,2-테트라플루오로에탄(R134a), 1,1,1-트리플루오로에탄(R143a), 1,1-디플루오로에탄(R152a), 플루오로에탄(R161), 1,1,1,2,3,3,3-헵타플루오로프로판(R227ea), 1,1,1,2,3,3-헥사플루오로프로판(R236ea), 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로판(R236fa), 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판(R245fa), 및 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄(R365mfc), 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다.

포화 불화탄화수소 냉매는, 상기 중에서 용도나 요구 성능에 따라서 적절히 선택된다. 포화 불화탄화수소 냉매는, 예를 들어 R32 단독; R23 단독; R134a 단독; R125 단독; R134a/R32=60 내지 80질량％/40 내지 20질량％의 혼합물; R32/R125=40 내지 70질량％/60 내지 30질량％의 혼합물; R125/R143a=40 내지 60질량％/60 내지 40질량％의 혼합물; R134a/R32/R125=60질량％/30질량％/10질량％의 혼합물; R134a/R32/R125=40 내지 70질량％/15 내지 35질량％/5 내지 40질량％의 혼합물; R125/R134a/R143a=35 내지 55질량％/1 내지 15질량％/40 내지 60질량％의 혼합물 등이다. 포화 불화탄화수소 냉매는, 더욱 구체적으로는, R134a/R32=70/30질량％의 혼합물; R32/R125=60/40질량％의 혼합물; R32/R125=50/50질량％의 혼합물(R410A); R32/R125=45/55질량％의 혼합물(R410B); R125/R143a=50/50질량％의 혼합물(R507C); R32/R125/R134a=30/10/60질량％의 혼합물; R32/R125/R134a=23/25/52질량％의 혼합물(R407C); R32/R125/R134a=25/15/60질량％의 혼합물(R407E); R125/R134a/R143a=44/4/52질량％의 혼합물(R404A) 등이어도 된다.

불포화 불화탄화수소(HFO) 냉매는, 바람직하게는 탄소수 2 내지 3의 불포화 불화탄화수소, 보다 바람직하게는 플루오로프로펜, 더욱 바람직하게는 불소수가 3 내지 5의 플루오로프로펜이다. 불포화 불화탄화수소 냉매는, 바람직하게는, 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 혼합물이다. 불포화 불화탄화수소 냉매는, 냉매 물성의 관점에서는, 바람직하게는, HFO-1225ye, HFO-1234ze 및 HFO-1234yf로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상이다. 불포화 불화탄화수소 냉매는, 플루오로에틸렌이어도 되고, 바람직하게는 1,1,2,3-트리플루오로에틸렌이다.

본 실시 형태에 따른 냉동기유 및 냉동기용 작동 유체 조성물은, 왕복동식이나 회전식의 밀폐형 압축기를 갖는 에어컨, 냉장고, 개방형 또는 밀폐형의 카 에어컨, 제습기, 급탕기, 냉동고, 냉동냉장 창고, 자동 판매기, 쇼케이스, 화학 플랜트 등의 냉동기, 원심식의 압축기를 갖는 냉동기 등에 적합하게 사용된다.

본 실시 형태에 따른 냉동기유는, 상술한 냉매와 함께 사용할 수 있는데, 냉매 혼합 시의 저온 특성 및 상용성 면에서, 특히 탄화수소 냉매와 함께 적합하게 사용된다. 마찬가지로, 본 실시 형태에 따른 냉동기용 작동 유체 조성물은, 특히 바람직하게는 탄화수소 냉매를 함유한다.

실시예

이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 실시예에 한정되는 것은 아니다.

이하에 나타내는 냉동기유(시험유 1 내지 4)를 조제하였다. 시판 저점도 냉동기유(시험유 5)와 함께 각 냉동기유의 성상을 표 2에 나타내었다.

(시험유)

시험유 1: 표 1에 나타내는 시판하고 있는 기유 1, 2 및 3을 혼합한 기유(황분: 0.005질량％ 미만)에, 냉동기유 전량 기준으로, 트리크레실포스페이트를 1.7질량％ 및 소포제 5 질량ppm을 첨가한 냉동기유.

시험유 2: 표 1에 나타내는 시판하고 있는 기유 1, 2 및 3을 혼합한 기유(황분: 0.005질량％ 미만)에, 냉동기유 전량 기준으로, 트리크레실포스페이트를 1.7질량％ 및 소포제 5 질량ppm을 첨가한 냉동기유.

시험유 3: 표 1에 나타내는 시판하고 있는 기유 1, 4 및 5를 혼합한 기유(황분: 0.005질량％)에, 냉동기유 전량 기준으로, 트리크레실포스페이트를 1.7질량％ 및 소포제 5 질량ppm을 첨가한 냉동기유.

시험유 4: 표 1에 나타내는 시판하고 있는 기유 1(황분: 0.005질량％ 미만)에, 냉동기유 전량 기준으로, 트리크레실포스페이트를 1.7질량％ 및 소포제 5 질량ppm을 첨가한 냉동기유.

시험유 5: 시판 저점도 냉동기유

(내마모성)

각 냉동기유의 대해서, 이하에 나타내는 수순으로 내마모성을 평가하였다. 결과를 표 2에 나타내었다.

ASTM D2670 "FALEX WEAR TEST(FALEX 마모 시험)"에 준거하여, 냉동기유의 온도 60℃, 450N 하중 하에 5분 간의 시험 운전을 행하고, 890N 하중 하에 30분간 시험기를 운전하고, 시험 후의 테스트 저널(핀)의 마모량(mg)을 측정하였다.

(빈윤활 토크 시험)

각 냉동기유의 대해서, 이하에 나타내는 수순으로 빈윤활 토크 시험을 행하였다. 결과를 표 2에 나타내었다.

상기 FALEX 시험기를 사용하고, 윤활 부위를 표 2에 나타내는 각 시험 유욕에 한번 침지한 후에, 유욕을 벗어난 상태에서 100rpm, 하중 890N으로 30초 회전, 1분간 정지하는 조작을 10회 반복했을 때의 평균 토크(N-m)를 측정하였다.

(탄화수소 냉매 혼합 시의 저온 석출성)

시험유 1 및 2에 대해서, JIS K2211:2009 부속서 A 「저온 석출성 시험 방법」에 준거하여, 냉매로서 이소부탄(R600a)을 사용하고, 시험유 농도를 10질량％로 했을 때의 저온 석출 온도를 측정하였다. 이때의 저온 석출 온도는 -50℃ 이하이고, 시험유 1 및 2가 탄화수소 냉매용 냉동기유로서 사용 가능한 것을 확인하였다.

(탄화수소 냉매 혼합 시의 2층 분리 온도)

또한, 시험유 1 및 2에 대해서, JIS K2211:2009 부속서 D 「냉매와의 상용성 시험 방법」에 준거하여, 냉매로서 이소부탄(R600a)을 사용하고, 시험유 농도를 10질량％로 했을 때에 2층 분리 온도를 측정하였다. 이때에 2층 분리 온도는 -50℃ 이하이고, 시험유 1 및 2가 탄화수소 냉매용 냉동기유로서 사용 가능한 것을 확인하였다.

Claims

100℃에서의 동점도가 0.5㎟/s 이상 1.5㎟/s 이하이고, 가스 크로마토그래피 증류에 의한 90％ 유출 온도가 280℃ 이상 360℃ 미만이고, 아닐린점이 70℃ 이상인, 냉동기유.

100℃에서의 동점도가 0.5㎟/s 이상 1.5㎟/s 이하이고, 가스 크로마토그래피 증류에 의한 70％ 유출 온도가 270℃ 이상 300℃ 미만이고, 아닐린점이 70℃ 이상인, 냉동기유.

제1항 또는 제2항에 있어서, 가스 크로마토그래피 증류에 의한 초류점과 95％ 유출 온도의 차가 60℃ 이상 160℃ 이하인, 냉동기유.

제1항 또는 제2항에 있어서, 가스 크로마토그래피 증류에 의한 증류 종점과 90％ 유출 온도의 차가 40℃ 이상 140℃ 이하인, 냉동기유.

제1항 또는 제2항에 있어서, 가스 크로마토그래피 증류에 의한 증류 종점이 390℃ 이상 425℃ 이하인, 냉동기유.

제1항 또는 제2항에 있어서, 인화점이 110℃ 이상인, 냉동기유.

제1항 또는 제2항에 있어서, n-d-M환 분석에 의한 ％C_P가 40 이상 60 이하인, 냉동기유.

제1항 또는 제2항에 있어서, n-d-M환 분석에 의한 ％C_N이 40 이상 65 이하인, 냉동기유.

제1항 또는 제2항에 있어서, n-d-M환 분석에 의한 ％C_N에 대한 ％C_P의 비가 0.6 이상 1.4 이하인, 냉동기유.

제1항 또는 제2항에 있어서, 20℃에서의 굴절률이 1.465 이하인, 냉동기유.

제10항에 있어서, 20℃에서의 굴절률이 1.445 이상인, 냉동기유.