KR20000048086A - 냉동기 오일 조성물 및 이 조성물을 이용한 윤활 방법 - Google Patents

냉동기 오일 조성물 및 이 조성물을 이용한 윤활 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20000048086A
KR20000048086A KR1019990056660A KR19990056660A KR20000048086A KR 20000048086 A KR20000048086 A KR 20000048086A KR 1019990056660 A KR1019990056660 A KR 1019990056660A KR 19990056660 A KR19990056660 A KR 19990056660A KR 20000048086 A KR20000048086 A KR 20000048086A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
acid
ester
oil
oil composition
composition
Prior art date
Application number
KR1019990056660A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100636941B1 (ko
Inventor
다자키도시노리
Original Assignee
도미나가 가즈토
이데미쓰 고산 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=26579788&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR20000048086(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Priority claimed from JP35319298A external-priority patent/JP4263287B2/ja
Priority claimed from JP35319398A external-priority patent/JP4278749B2/ja
Application filed by 도미나가 가즈토, 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 filed Critical 도미나가 가즈토
Publication of KR20000048086A publication Critical patent/KR20000048086A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100636941B1 publication Critical patent/KR100636941B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/04—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M171/00—Lubricating compositions characterised by purely physical criteria, e.g. containing as base-material, thickener or additive, ingredients which are characterised exclusively by their numerically specified physical properties, i.e. containing ingredients which are physically well-defined but for which the chemical nature is either unspecified or only very vaguely indicated
    • C10M171/008—Lubricant compositions compatible with refrigerants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/04—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa
    • C09K5/041—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M105/00—Lubricating compositions characterised by the base-material being a non-macromolecular organic compound
    • C10M105/08—Lubricating compositions characterised by the base-material being a non-macromolecular organic compound containing oxygen
    • C10M105/32—Esters
    • C10M105/38—Esters of polyhydroxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M105/00—Lubricating compositions characterised by the base-material being a non-macromolecular organic compound
    • C10M105/08—Lubricating compositions characterised by the base-material being a non-macromolecular organic compound containing oxygen
    • C10M105/32—Esters
    • C10M105/48—Esters of carbonic acid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/28—Esters
    • C10M2207/281—Esters of (cyclo)aliphatic monocarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/28—Esters
    • C10M2207/282—Esters of (cyclo)aliphatic oolycarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/28—Esters
    • C10M2207/283—Esters of polyhydroxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/28—Esters
    • C10M2207/284—Esters of aromatic monocarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/28—Esters
    • C10M2207/285—Esters of aromatic polycarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/28—Esters
    • C10M2207/286—Esters of polymerised unsaturated acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/28—Esters
    • C10M2207/32—Esters of carbonic acid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/28—Esters
    • C10M2207/34—Esters having a hydrocarbon substituent of thirty or more carbon atoms, e.g. substituted succinic acid derivatives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2209/00—Organic macromolecular compounds containing oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2209/00—Organic macromolecular compounds containing oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2209/02—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2209/00—Organic macromolecular compounds containing oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2209/02—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C10M2209/08—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing monomers having an unsaturated radical bound to a carboxyl radical, e.g. acrylate type
    • C10M2209/086—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing monomers having an unsaturated radical bound to a carboxyl radical, e.g. acrylate type polycarboxylic, e.g. maleic acid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2209/00—Organic macromolecular compounds containing oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2209/10—Macromolecular compoundss obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/30—Refrigerators lubricants or compressors lubricants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/32—Wires, ropes or cables lubricants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/34—Lubricating-sealants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/36—Release agents or mold release agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/38—Conveyors or chain belts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/40—Generators or electric motors in oil or gas winning field
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/42—Flashing oils or marking oils
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/44—Super vacuum or supercritical use
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/50—Medical uses

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

본 발명은 이산화탄소(CO2)를 주성분으로 하는 냉매와 에스테르계 윤활유 조성물로 이루어지고, 냉매/윤활유 조성물의 사용 비율이 중량비로 99/1 내지 10/90의 범위인 냉동기 오일 조성물에 관한 것이다. CO2를 주성분으로 하는 냉매를 이용한 압축식 냉동 사이클에 있어서, 윤활 성능 및 밀봉성이 양호하고, 장기적으로 안정하게 사용할 수 있는 냉동기 오일 조성물 및 이러한 조성물을 이용한 윤활 방법을 제공한다.
오일 분리기 및/또는 고온 기체 라인을 갖는 압축식 냉동 사이클에 있어서, 상기 냉동기 오일 조성물을 이용한 윤활 방법을 제공하는 것이다.

Description

냉동기 오일 조성물 및 이 조성물을 이용한 윤활 방법{REFRIGERATOR OIL COMPOSITION, AND METHOD OF USING THE COMPOSITION FOR LUBRICATION}
본 발명은 냉동기 오일 조성물에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 이산화탄소(CO2)를 주성분으로 하는 냉매를 이용한 냉동기 오일 조성물 및 이러한 조성물을 이용한 윤활 방법, 특히 오일 분리기 및/또는 고온 기체 라인을 갖는 압축식 냉동 사이클에 있어서의 윤활 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 냉동기, 예를 들면 압축기, 응축기, 팽창 밸브, 증발기로 이루어진 압축형 냉동기의 압축식 냉동 사이클은 냉매와 윤활유와의 혼합 액체가 밀폐된 계 내를 순환하는 구조로 되어 있다. 이러한 압축형 냉동기에는 냉매로서, 종래에는 디클로로디플루오로메탄(R-12)이나 클로로디플루오로메탄(R-22) 등의 클로로플루오로 카본이 사용되었고, 또한 이와 병용하는 다수의 윤활유가 제조되어 사용되어 왔다. 그런데, 종래 냉매로 사용되어 온 이들 플론(flon) 화합물은 대기 중에 방출되었을 때 성층권에 존재하는 오존층을 파괴하는 등의 환경오염을 초래할 우려가 있다는 점에서, 최근에는 전세계적으로 그의 사용에 대한 규제가 강화되고 있다. 그 때문에, 새로운 냉매로서 하이드로플루오로카본이나 하이드로클로로플루오로카본등의 수소함유 플론 화합물이 주목되어 왔다. 이 수소 함유 플론 화합물, 특히 1,1,1,2-테트라플루오로에탄(R-134a)으로 대표되는 하이드로플루오로카본은 오존층을 파괴할 우려는 없지만, 대기 중에서의 수명이 길기 때문에 지구 온난화에 대한 영향이 염려되어 최근 이와 같은 문제가 없는 자연계 냉매의 사용이 고려되어 왔다.
그 중에서도, 이산화탄소(CO2)는 환경에 대해 무해하고, 사람에 대한 안전성이란 관점에서 우수하고, 또한 ① 경제적으로 최적 수준에 가까운 압력, ② 종래의 냉매에 비해 매우 작은 압력비, ③ 통상의 오일과 기계의 구조 재료에 대해 우수한 적합성, ④ 도처에서 간단히 입수 가능, ⑤ 회수 불필요하고 매우 저렴함 등의 이점을 갖고 있다. 그러나, 이와 같은 CO2를 냉매로서 사용했을 경우, 냉동기의 윤활유로서, 종래 일반적으로 사용되고 있는 윤활유로 윤활시키면 윤활성이 떨어지고, 내마모성이 불충분해지며, 그 결과 안정성이 나빠져 장기적으로 안정하게 사용할 수 없게 된다. 또한, CO2를 이용한 계에서는, R-134a 등을 이용한 계에 비해 배출압력(discharge pressure)이 높고, 그 결과 윤활유의 점도가 저하되어 계의 밀봉성이 악화된다는 문제가 발생한다.
본 발명은 상기 관점에서 이루어진 것으로, CO2를 주성분으로 하는 냉매를 이용한 압축식 냉동 사이클에 있어서, 윤활 성능 및 밀봉성이 양호하고, 장기적으로 안정하게 사용할 수 있는 냉동기 오일 조성물 및 이러한 조성물을 이용한 윤활 방법을 제공함을 목적으로 하는 것이다.
도 1은 오일 분리기 및 고온 기체 라인을 갖는 「압축기-응축기-팽창 밸브-증발기」의 압축식 냉동 사이클의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 2는 오일 분리기를 갖는 「압축기-응축기-팽창 밸브-증발기」의 압축식 냉동 사이클의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 3은 고온 기체 라인을 갖는 「압축기-응축기-팽창 밸브-증발기」의 압축식 냉동 사이클의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 「압축기-응축기-팽창 밸브-증발기」의 압축식 냉동 사이클의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도면에 대한 부호의 설명
1 : 압축기 2 : 응축기 3 : 팽창 밸브 4 : 증발기 5 : 오일 분리기
6 : 고온 기체 라인 7 : 고온 기체 라인용 밸브
본 발명자는 열심히 연구를 거듭한 결과, 특정한 윤활유 기재 오일과 첨가제로 이루어진 윤활유 조성물을 사용함으로써, 상기 본 발명의 목적을 효과적으로 달성할 수 있다는 것을 발견하여 본 발명을 완성한 것이다. 즉, 본 발명은,
1. 이산화탄소(CO2)를 주성분으로 하는 냉매와 에스테르계 윤활유 조성물로 이루어지고, 냉매/윤활유 조성물의 사용 비율이 중량비로 99/1 내지 10/90의 범위인 냉동기 오일 조성물,
2. 에스테르계 윤활유 조성물이 에스테르 오일을 주성분으로 하고, 100℃에서의 동점도가 5.5 내지 30mm2/sec인 기재 오일과, 상기 기재 오일에 대하여 0.005 내지 5중량%의 극압제(極壓劑) 및 산 포착제중에서 선택된 것을 1종 이상 함유하는 상기 1에 기재된 냉동기 오일 조성물,
3. 상기 2의 냉동기 오일 조성물을 오일 분리기 및 고온 기체 라인중에서 선택된 것을 1개 이상 갖는 압축식 냉동 사이클에 사용하는 방법,
4. 상기 2의 냉동기 오일 조성물을 사용하여, 오일 분리기 및 고온 기체 라인중에서 선택된 것을 1개 이상 갖는 압축식 냉동 사이클을 윤활시키는 방법,
5. 에스테르계 윤활유 조성물이 에스테르 오일을 주성분으로 하고, 40℃에서의 동점도가 56 내지 130mm2/sec인 기재 오일을 함유하며, 상기 에스테르 오일이 펜타에리트리톨과 탄소수 8 및 탄소수 9의 지방산중에서 선택된 것 1종 이상과의 에스테르 화합물인 상기 1에 기재된 냉동기 오일 조성물,
6. 에스테르 화합물이 탄산 에스테르 화합물인 상기 5에 기재된 냉동기 오일 조성물,
7. 상기 5의 냉동기 오일 조성물을, 오일 분리기 및 고온 기체 라인중에서 선택된 것을 1개 이상 갖는 압축식 냉동 사이클에 사용하는 방법,
8. 상기 5의 냉동기 오일 조성물을 사용하여, 오일 분리기 및 고온 기체 라인중에서 선택된 것을 1개 이상 갖는 압축식 냉동 사이클을 윤활시키는 방법,
9. 지방산이 탄소수 8의 분지쇄상 지방산과 탄소수 9의 분지쇄상 지방산의 혼합산인 상기 5에 기재된 냉동기 오일 조성물,
10. 상기 9의 냉동기 오일 조성물을 오일 분리기 및 고온 기체 라인중에서 선택된 것을 1개 이상 갖는 압축식 냉동 사이클에 사용하는 방법,
11. 상기 9의 냉동기 오일 조성물을 사용하여, 오일 분리기 및 고온 기체 라인중에서 선택된 것을 1개 이상 갖는 압축식 냉동 사이클을 윤활시키는 방법에 관한 것이다.
이하에서, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 냉동기 오일 조성물은 이산화탄소(CO2)를 주성분으로 하는 냉매와 에스테르계 윤활유 조성물로 이루어지고, 냉매/윤활유 조성물의 사용 비율이 중량비로 99/1 내지 10/90의 범위인 냉동기 오일 조성물이다. 본 발명에 사용되는 CO2를 주성분으로 하는 냉매로서는, CO2를 그대로 사용하는 경우 외에, 이를 탄화수소, R-134a 등의 불화 탄화수소(혹은 염화불화 탄화수소), 에테르 등의 냉매 등과 혼합한 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 제 1 실시 형태를 구성하는 윤활유 조성물의 기재 오일의 점도는 100℃에 있어서의 동점도가 5.5 내지 30mm2/sec인 것이 사용된다. 100℃에 있어서의 동점도가 5.5 내지 30mm2/sec, 특히 7.5 내지 20.5mm2/sec인 것이 압축기의 효율, 윤활성 면에서 바람직하다.
이 기재 오일의 주성분인 에스테르 오일로서는, ① 다가알콜 에스테르, ② 지방족 또는 방향족 다가카복실산 에스테르, ③ 지환족 다가카복실산 에스테르, ④ 그 밖의 유기 카복실산 에스테르, ⑤ 탄산 에스테르, ⑥ 푸말산 에스테르 올리고머, ⑦ 하이드록시피발산 에스테르 및 이들 조합의 에스테르 오일을 들 수 있다. 순서대로 설명한다.
① 다가알콜 에스테르
다가알콜 에스테르로서, 지방족 다가알콜과 직쇄상 또는 분지쇄상 지방산과의 에스테르를 들 수 있다.
그 에스테르를 형성하는 지방족 다가알콜로서는, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 트리메틸올에탄, 디트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 디트리메틸올프로판, 글리세린, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨, 트리펜타에리트리톨, 소르비톨 등을 들 수 있다.
지방산으로서는, 탄소수 3 내지 12인 것을 사용할 수 있고, 바람직한 지방산으로서 프로피온산, 부티르산, 피발산, 발레르산, 카프로산, 헵타노산, 옥타노산, 논나노산, 데카노산, 도데카노산, 이소발레르산, 네오펜타노산, 2-메틸부티르산, 2-에틸부티르산, 2-메틸헥사노산, 2-에틸헥사노산, 이소옥타노산, 이소논나노산, 이소데카노산, 2, 2-디메틸옥타노산, 2-부틸옥타노산, 3, 5, 5-트리메틸헥사노산을 들 수 있다. 또한, 지방족 다가알콜과 직쇄상 또는 분지쇄상 지방산의 부분 에스테르도 사용할 수 있다.
이들 지방족 다가알콜과 직쇄상 또는 분지쇄상 지방산의 에스테르로서, 특히 바람직하게는 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨, 트리펜타에리트리톨과 탄소수 5 내지 12, 더욱 바람직하게는 탄소수 5 내지 9의 지방산, 예를 들면 발레르산, 헥사노산, 헵타노산, 2-메틸헥사노산, 2-에틸헥사노산, 이소옥타노산, 이소논나노산, 이소데카노산, 2, 2-디메틸옥타노산, 2-부틸옥타노산, 3, 5, 5-트리메틸헥사노산 등과의 에스테르를 들 수 있다.
또한, 지방족 다가알콜과 탄소수 3 내지 9의 직쇄상 또는 분지쇄상의 지방산의 부분 에스테르와, 지방족 이염기산 또는 방향족 이염기산과의 복합 에스테르도 사용할 수 있다. 이 컴플렉스 에스테르에 있어서는, 바람직하게는 탄소수 5 내지 7의 것, 더욱 바람직하게는 탄소수 5와 6의 지방산을 사용하면 좋다. 이러한 지방산으로서는, 발레르산, 헥사노산, 이소발레르산, 2-메틸부티르산, 2-에틸부티르산 또는 그 혼합물이 사용되며, 탄소수 5인 것과 탄소수 6인 것을 중량비로 10 : 90 내지 90 : 10의 비율로 혼합한 지방산을 알맞게 사용할 수 있다. 이 지방산과 함께 다가알콜과의 에스테르화에 사용되는 지방족 이염기산으로서는, 숙신산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세박산, 운데칸이산, 도데칸이산, 트리데칸이산, 도코산이산을 들 수 있고, 방향족 이염기산으로서 푸탈산, 이소푸탈산을 들 수 있다. 복합 에스테르를 제조하기 위한 에스테르화 반응은 우선 다가알콜과 이염기산을 소정의 비율로 반응시켜 부분 에스테르화하고, 이어서 그 부분 에스테르와 지방산을 반응시켜도 좋고, 또한 이염기산과 지방산의 반응 순서를 반대로 하여도 좋고, 또한 이염기산과 지방산을 혼합하여 에스테르화에 제공하여도 좋다.
또한, 하기 화학식 1로 표시되는 산 플루올라이드와 다가 알콜을 반응시켜 수득되는 다가알콜 에스테르도 포화 흡습량이 낮아 바람직하게 사용할 수 있다(일본국 특허공개 공보 제 97-157219 호):
상기 식에서,
R1내지 R3은 탄소수 1 내지 13의 알킬기이고, 탄소수 4 이상의 것은 모두 1개 이상의 분기를 가지며, R1및 R3의 탄소수의 합은 3 내지 23이다.
② 지방족 또는 방향족 다가카복실산 에스테르
디카복실산의 에스테르로서, 지방족 또는 방향족 디카복실산의 디알킬에스테르(탄소수 16 내지 22)를 들 수 있다.
지방족 디카복실산으로서, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세박산, 운데칸이산, 도데칸이산, 트리데칸이산, 도코산이산을 들 수 있고, 방향족 디카복실산으로서, 푸탈산, 이소푸탈산을 들 수 있다. 한편, 알콜 성분으로서는 탄소수 5 내지 8의 알콜이고, 예를 들면 아밀 알콜, 헥실 알콜, 헵틸 알콜, 옥틸 알콜을 들 수 있다. 바람직한 에스테르로서는, 디옥틸 아디페이트, 디이소헵틸 아디페이트, 디헥실 세바케이트, 디헵틸 숙시네이트, 디옥틸 푸탈레이트, 디이소헵틸 푸탈레이트, 디이소아밀 푸탈레이트를 들 수 있다.
3가 이상의 다가카복실산 에스테르를 구성하는 다가카복실산으로서, 1, 2, 3, 4-부탄테트라카복실산 등의 지방족 다가카복실산, 트리멜리트산, 피로멜리트산 등의 방향족 다가카복실산을 들 수 있다. 알콜로서 탄소수 3 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기를 갖는 1가 알콜, 또는 H-(AO)n-R(상기 식에서, A는 탄소수 2 내지 8의 알킬렌기, R은 탄소수 1 내지 10의 알킬기, n은 l 내지 10의 정수)로 표시되는 폴리알킬렌 글리콜의 모노알콜체를 들 수 있다. 상기 다가카복실산과 알콜을 에스테르 반응시켜 수득되는 다가 카복실산 에스테르, 또는 상기 다가카복실산 및 알콜에 추가로 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 등의 다가알콜을 가하여 에스테르반응시켜 수득되는 복합 에스테르를 사용할 수 있다.
③ 지환족 다가카복실산 에스테르
지환족 다가카복실산 에스테르로서 하기 화학식 2로 표시되는 다가카복실산 에스테르를 들 수 있다:
상기 식에서,
A는 시클로헥산 고리 또는 시클로헥센 고리를 나타내고,
R4는 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고,
X는 수소 원자 또는 COOR7을 나타내고,
Y는 수소 원자 또는 COOR8을 나타내고,
R5내지 R8은 각각 탄소수 3 내지 18의 알킬기 또는 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기를 나타내며, 그들은 서로 동일하거나 상이하다.
이 에스테르는 소정의 산 성분과 알콜 성분을 통상적인 방법에 따라서, 바람직하게는 질소 등의 불활성 기체 분위기하에, 에스테르화 촉매의 존재하에 또는 무촉매하에서 가열교반하면서 에스테르화함으로써 제조된다.
상기 산 성분으로서는, 시클로알칸폴리카복실산 또는 시클로알켄폴리카복실산 및 그들의 산 무수물을 들 수 있고, 1종 또는 2종 이상의 화합물을 혼합하여 사용할 수 있다. 구체적으로는, 1, 2-시클로헥산디카복실산, 4-시클로헥센-1, 2-디카복실산, 1-시클로헥센-1, 2-디카복실산, 1, 3-시클로헥산디카복실산, 1, 4-시클로헥산디카복실산, 3-메틸-1, 2-시클로헥산디카복실산, 4-메틸-1, 2-시클로헥산디카복실산, 3-메틸-4-시클로헥센-1, 2-디카복실산, 4-메틸-4-시클로헥센-1, 2-디카복실산, 1, 2, 4-시클로헥산트리카복실산, 1, 3, 5-시클로헥산트리카복실산, 1, 2, 4, 5-시클로헥산테트라카복실산 및 그들의 산 무수물을 예시할 수 있으며, 그 중에서도 1, 2-시클로헥산디카복실산, 3-메틸-1, 2-시클로헥산디카복실산, 4-메틸-1, 2-시클로헥산디카복실산, 4-시클로헥센-1, 2-디카복실산, 3-메틸-4-시클로헥센-1, 2-디카복실산, 4-메틸-4-시클로헥센-1, 2-디카복실산 및 그들의 산 무수물이 바람직하다.
상기 알콜 성분으로서는, 탄소수 3 내지 18의 직쇄상 또는 분지쇄상 지방족 알콜 또는 탄소수 3 내지 10의 지환족 알콜을 들 수 있다. 구체적인 직쇄상 지방족 알콜로서는, n-프로필알콜, n-부탄올, n-펜탄올, n-헥산올, n-헵탄올, n-옥탄올, n-노난올, n-데칸올, n-운데칸올, n-도데칸올, n-테트라데칸올, n-헥사데칸올, n-옥타데칸올 등을 예시할 수 있다.
또한, 구체적인 분지쇄상 지방족 알콜로서는, 이소프로판올, 이소부탄올, 2급-부탄올, 이소펜탄올, 이소헥산올, 2-메틸헥산올, 2-메틸헵탄올, 이소헵탄올, 2-에틸 헥산올, 2-옥탄올, 이소옥탄올, 3, 5, 5-트리메틸헥산올, 이소데칸올, 이소운덱산올, 이소트리데칸올, 이소테트라데칸올, 이소헥사데칸올, 이소옥타데칸올, 2, 6-디메틸-4-헵탄올 등을 예시할 수 있다.
또한, 지환족 알콜로서는 시클로헥산올, 메틸시클로헥산올, 디메틸시클로헥산올 등을 예시할 수 있다.
상기 다가카복실산과 알콜로부터 수득되는 지환족 다가카복실산 에스테르 중에서도 특히, 1, 2-시클로헥산디카복실산디이소부틸, 1, 2-시클로헥산디카복실산디시클로헥실, 1, 2-시클로헥산디카복실산디이소헵틸, 1, 2-시클로헥산디카복실산(2-에틸헥실), 1, 2-시클로헥산디카복실산디(3, 5, 5-트리메틸헥실), 1,2-시클로헥산디카복실산디(2, 6-디메틸-4-헵틸), 1, 2-시클로헥산디카복실산디이소데실, 1, 2-시클로헥산디카복실산디이소운데실, 4-시클로헥센-1, 2-디카복실산디시클로헥실, 4-시클로헥센-1, 2-디카복실산디이소헵틸, 4-시클로헥센-1, 2-디카복실산디(2-에틸헥실), 4-시클로헥센-1, 2-디카복실산디(3, 5, 5-트리메틸헥실), 3-메틸-1, 2-시클로헥산디카복실산디(3, 5, 5-트리메틸헥실), 4-메틸-1, 2-시클로헥산디카복실산디 (3, 5, 5-트리메틸헥실), 3-메틸-4-시클로헥센-1, 2-디카복실산디(3, 5, 5-트리메틸헥실), 4-메틸-4-시클로헥센-1, 2-디카복실산디(3, 5, 5-트리메틸헥실), 1, 2, 4, 5-시클로헥산테트라카복실산테트라(3, 5, 5-트리메틸헥실)을 바람직하게 들 수 있다.
상기 지환족 다가카복실산 에스테르에는, 체적 고유 저항, 점도 등의 물성 밸런스를 개량하기 위해서, 그 이외의 에스테르(이하, 병용 에스테르라 함)를 혼합할 수 있다. 병용 에스테르로서는, 아디프산 에스테르, 아젤라산 에스테르, 세박산 에스테르, 푸탈산 에스테르, 트리멜리트산 에스테르, 다가알콜 에스테르를 들 수 있다. 이러한 다가알콜 에스테르의 다가알콜 성분으로서, 네오펜틸 글리콜, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨 등을 들 수 있으며, 산 성분으로서, 이소부티르산, 2-에틸부티르산, 이소발레르산, 피발산, 시클로헥산카복실산, 2-메틸펜타노산, 2-에틸펜타노산, 2-메틸헥사노산, 2-에틸헥사노산, 3, 5, 5-트리메틸헥사노산 등을 들 수 있다. 윤활유 중에서의 병용 에스테르의 함유량은 10 내지 90 중량%이다.
④ 기타 유기 카복실산 에스테르
또한 상기 ① 내지 ③ 이외의 기타 유기 카복실산 에스테르서는, 1가 알콜의 알킬렌 옥사이드 부가물을 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세박산, 운데칸이산, 도데칸이산, 도코산이산 등의 지방족 디카복실산, 또는 푸탈산 등의 방향족 디카복실산에 의해 에스테르화하여 수득되는 디에스테르를 들 수 있다. 또한, 글리세린, 트리메틸올프로판 등의 다가알콜의 알킬렌 옥사이드의 1 내지 10몰 부가물을 탄소수 3 내지 12의 지방산, 예를 들면 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 헥사노산, 헵타노산, 옥타노산, 논나노산, 데카노산, 도데카노산, 2-메틸헥사노산, 2-에틸헥사노산, 이소옥타노산, 이소논나노산, 이소데카노산, 2, 2-디메틸옥타노산, 2-부틸옥타노산 등에 의해 에스테르화하여 수득되는 에스테르를 들 수 있다.
⑤ 탄산 에스테르
탄산 에스테르로서는, 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물 또는 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 들 수 있다:
상기 식에서,
R9는 탄소수 2 내지 10의 알킬기를 나타내고,
R10은 탄소수 2 내지 10의 알킬렌기 또는 시클로알킬렌기를 나타내고,
R11은 탄소수 2 내지 6의 수산기를 갖는 다가 알콜 잔기를 나타내고,
R12는 탄소수 2 내지 10의 알킬기를 나타내고,
a는 1 내지 4의 정수를 나타내고
b는 2 내지 6의 정수를 나타낸다.
상기 탄산 에스테르는 디메틸 카보네이트와 알콜류를 염기성 촉매의 존재 하에서의 에스테르 교환반응에 의해 제조된다.
또한, 하기 화학식 5로 나타내는 화합물도 사용할 수 있다:
상기 식에서,
R13은 탄소수 1 내지 10의 알킬기를 나타내고,
R14는 탄소수 2 내지 10의 알킬기를 나타내며,
c는 2 내지 10의 정수를 나타내고,
d는 2 내지 100의 정수를 나타내며,
-BO-는-CH2-CH(CH3)-O- 또는 -CH2-CH2-O-를 나타낸다.
이러한 탄산 에스테르는, 예를 들면 탄산과 알킬렌 옥사이드를 반응시켜서 수득되는 것이지만, 그 알킬렌 옥사이드의 부가 형태는 에틸렌 옥사이드 단독 또는 프로필렌 옥사이드 단독이어도 좋고, 혼합체이어도 좋다.
⑥ 푸말산 에스테르 올리고머
푸말산 에스테르 올리고머는 푸말산 에스테르의 단독 중합체 또는 푸말산 에스테르와 불포화 지방족 탄화수소와의 공중합체이고, 하기 화학식 6으로 표시된다:
상기 식에서,
R15는 알킬렌기, 치환 알킬렌기 또는 알킬렌 옥사이드기이며, 총량의 50몰% 이하이고,
R16및 R17각각 탄소수 1 내지 9의 알킬기, 알릴기 또는 말단 치환되거나 또는 치환되지 않은 폴리알킬렌 옥사이드기를 나타내며, 그들은 서로 동일하거나 상이하고,
e는 0이상의 정수를 나타내고
f는 1이상의 정수를 나타낸다.
구체적으로는, 디에틸푸말레이트의 에스테르 올리고머, 디부틸푸말레이트의 에스테르 올리고머 등을 들 수 있다.
또한, 상기 화학식 6에 있어서의 양 말단은 중합반응에서 사용되는 중합 개시 잔기로 기재를 생략하였다.
또한, 하기 화학식 7로 표시되는 구조 단위를 1 내지 50몰% 및 하기 화학식 8로 표시되는 구조 단위를 50 내지 99몰% 함유하는 푸말산 알킬 에스테르 공중합체를 들 수 있다:
상기 식에서, R18및 R19는 각각 탄소수 3 내지 8의 알킬기를 나타내며, 그들은 서로 동일하거나 상이하다.
⑦ 하이드록시피발산 에스테르
하이드록시 피발산 에스테르로서는, 화학식 9로 나타내는 것을 들 수 있다:
상기 식에서,
R20및 R21은 탄소수 2 내지 10의 알킬기를 나타내고,
g는 1 내지 5의 정수를 나타낸다.
① 내지 ⑦에 기재한 에스테르 오일은 동종의 에스테르유를 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용하여도 좋고, 이종의 에스테르 오일을 혼합하여 사용하여도 좋다. 또한, 기재 오일의 점도에 대하여 100℃에 있어서의 동점도를 상기와 같이 5.5 내지 30mm2/sec로 조절할 필요가 있다. 상기의 에스테르 오일을 기재 오일로서 사용할 때, 그 점도 범위를 벗어났을 경우에는, 다른 성분으로 첨가하여 조절하면 된다. 점도가 높은 경우에는, 예를 들면, 100℃에 있어서의 동점도가 6mm2/sec 이하인 지방족 다가알콜과 탄소수 3 내지 9의 지방산의 에스테르 오일을 적절히 첨가하여 적정 범위로 조정할 수 있다. 또한, 점도가 낮은 경우에는, 폴리머류를 첨가하여 점도를 조절하면 된다. 이 폴리머는 100℃에 있어서의 동점도가 10mm2/sec 이상인 것이 바람직하다.
이와 같은 폴리머로서는, 폴리알킬 메타크릴레이트(예를 들면, 알킬기가 1 내지 8인 것), 폴리알킬렌 글리콜(예를 들면, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜 성분과 폴리에틸렌 글리콜 성분으로 이루어진 공중합체, 폴리프로필렌 글리콜 성분과 폴리부틸렌 글리콜 성분으로 이루어진 공중합체 등), 네오펜틸 글리콜과 지방족 디카복실산과의 폴리에스테르로, 하기 화학식 10으로 표시되는 것 등을 들 수 있다:
상기 식에서,
h는 1 내지 20의 정수를 나타내며,
i는 1 내지 10의 정수를 나타낸다.
본 발명의 제 2 실시 형태를 구성하는 윤활유 조성물의 기재 오일의 점도는 40℃에 있어서의 동점도가 56 내지 130mm2/sec인 것이 사용된다. 40℃에서의 동점도가 56 내지 130mm2/sec, 특히 70 내지 120mm2/sec인 것이 압축기의 효율, 윤활성 면에서 바람직하다.
이 기재 오일의 주성분인 에스테르 오일로서는, ① 펜타에리트리톨과 탄소수8 및/또는 탄소수 9의 지방산과의 에스테르 화합물, ② 탄산 에스테르, 및 그들의 혼합물을 들 수 있다. 순서대로 설명한다.
① 펜타에리트리톨의 에스테르 화합물
탄소수 8 및 9의 지방산은 직쇄상이어도 좋고, 분지쇄상이어도 좋다. 또한, 포화 지방산이어도 좋고, 불포화 지방산이어도 좋지만 포화 지방산 쪽이 바람직하다. 탄소수 8의 지방산은 1종이어도 좋고 2종 이상이어도 좋다. 탄소수 9의 지방산도 1종이어도 좋고 2종 이상이어도 좋다. 또한, 탄소수 8의 지방산과 9의 지방산의 혼합산이 좋고, 그 중에서도 분지쇄상의 혼합산이 바람직하다. 그 경우, 탄소수 8의 지방산과 탄소수 9의 지방산의 비율은 몰 분율로 90 : 10 내지 10 : 90의 범위에서 선택할 수 있다. 탄소수 8의 바람직한 지방산으로서, 옥타노산, 이소옥타노산, 2-에틸헥사노산 등을 들 수 있다. 탄소수 9의 바람직한 지방산으로서, 논나노산, 이소논나노산, 2-에틸헵타노산, 3, 3, 5-트리메틸헥사노산 등을 들 수 있다.
또한, 펜타에리트리톨과 상기 지방산과의 부분 에스테르도 사용할 수 있다.
또한, 펜타에리트리톨과 탄소수 8 및/또는 탄소수 9의 지방산과의 부분 에스테르와, 지방족 이염기산 또는 방향족 이염기산과의 복합 에스테르도 사용할 수 있다. 그 경우의 지방족 이염기산으로서는, 숙신산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세박산, 운데칸이산, 도데칸이산, 트리데칸이산, 도코산이산을 들 수 있으며, 방향족 이염기산으로서 푸탈산, 이소푸탈산을 들 수 있다. 복합 에스테르를 제조하기 위한 에스테르화 반응은, 우선 다가알콜과 이염기산을 소정의 비율로 반응시켜 부분에스테르화하고, 이어서 그 부분에스테르와 지방산을 반응시켜도 좋고, 또한 이염기산과 지방산의 반응 순서를 반대로 하여도 좋으며, 또한 이염기산과 지방산을 혼합하여 에스테르화에 제공하여도 좋다.
② 탄산 에스테르
탄산 에스테르로서는, 하기 화학식 11로 표시되는 화합물 또는 하기 화학식 12로 표시되는 화합물을 들 수 있다:
상기 식에서,
R1은 탄소수 2 내지 10의 알킬기를 나타내고,
R2는 탄소수 2 내지 10의 알킬렌기 또는 시클로알킬렌기를 나타내고,
R3은 탄소수 2 내지 6의 수산기를 가지는 다가 알콜 잔기를 나타내며,
R4는 탄소수 2 내지 10의 알킬기를 나타내고,
a는 1 내지 4의 정수를 나타내고
b는 2 내지 6의 정수를 나타낸다.
상기 탄산 에스테르는 디메틸 카보네이트와 알콜류를 염기성 촉매의 존재하에서의 에스테르 교환반응에 의해 제조된다.
또한, 하기 화학식 13으로 표시되는 화합물도 사용할 수 있다:
상기 식에서,
R5는 탄소수 1 내지 10의 알킬기를 나타내고,
R6은 탄소수 2 내지 10의 알킬기를 나타내며,
c는 2 내지 10의 정수를 나타내고,
d는 2 내지 100의 정수를 나타내며,
-AO-는-CH2-CH(CH3)-O- 또는 -CH2-CH2-O-를 나타낸다.
이러한 탄산 에스테르는, 예를 들면 탄산과 알킬렌 옥사이드를 반응시켜서 수득되는 것이지만, 그 알킬렌 옥사이드의 부가 형태는 에틸렌 옥사이드 단독 또는 프로필렌 옥사이드 단독이어도 좋고, 혼합체이어도 좋다.
상기 ①, ②의 에스테르 오일은 동종의 에스테르 오일을 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용하여도 좋고, ①과 ②의 에스테르 오일을 혼합하여 사용하여도 좋다. 또한, 기재 오일의 점도에 대하여 40℃에서의 동점도를 상술한 바와 같이 56 내지 130mm2/sec으로 조절할 필요가 있다. 이 에스테르 오일을 기재 오일에 사용할 때, 그 점도 범위를 벗어났을 경우에는 다른 성분으로 첨가하여 조절하면 좋다. 점도가 높은 경우에는, 예를 들면 100℃에서의 동점도가 6mm2/sec 이하인 지방족 다가알콜과 탄소수 3 내지 9의 지방산의 에스테르 오일을 적절히 첨가하여 적정 범위로 조정할 수 있다. 또한, 점도가 낮은 경우에는, 폴리머류를 첨가하여 점도를 조절하면 좋다. 이 폴리머는 100℃에서의 동점도가 10mm2/sec 이상인 것이 바람직하다.
이러한 폴리머로서는, 폴리알킬 메타크릴레이트(예를 들면, 알킬기가 1 내지 8인 것), 폴리알킬렌 글리콜(예를 들면, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜 성분과 폴리에틸렌 글리콜 성분으로 이루어진 공중합체, 폴리프로필렌 글리콜 성분과 폴리부틸렌 글리콜 성분으로 이루어진 공중합체 등), 네오펜틸 글리콜과 지방족디카복실산과의 폴리에스테르로, 하기 화학식 14로 표시되는 것 등을 들 수 있다:
상기 식에서,
e는 1 내지 20의 정수를 나타내며,
f는 1 내지 10의 정수를 나타낸다.
또한, 상기 에스테르 오일을 주성분으로 포함하는 기재 오일은 유분 10 중량%(냉매 90중량%)의 2층 분리 온도(고온 측)를 통상 5℃ 이상인 것을 사용하면 좋다. 바람직하게는 l0℃ 이상, 더욱 바람직하게는 15℃ 이상인 것을 사용하면 좋다. 이 온도는 실제 기계 내의 기름과 냉매와의 상용성을 나타내는 것으로, 윤활성에도 크게 관계된다.
본 발명을 구성하는 윤활유 조성물은 상기 기재 오일에, 이 기재 오일에 대하여 0.005 내지 5중량%의 극압제 및/또는 산 포착제가 배합되어 제조된다.
이 극압제로서, 예를 들면, 황화 유지, 황화 지방산, 황화 에스테르, 황화 올레핀, 디하이드로카빌 폴리설파이드, 티오카바메이트류, 티오테르펜류, 디알킬티오 디프로피오네이트류 등의 유황계 극압제를 들 수 있다. 여기에서, 황화 유지는 황이나 황 함유 화합물과 유지(라드유, 경유, 식물유, 어유 등)를 반응시켜 수득되는 것이며, 그 황 함유량은 특별히 제한은 없지만, 일반적으로 5 내지 30중량%의 것이 바람직하다. 그 구체 예로서는, 황화 라드, 황화 평지씨유, 황화 피마자유, 황화 대두유, 황화 쌀겨유 등을 들 수 있다. 황화 지방산의 예로서는 황화 올레산 등을, 황화 에스테르의 예로서는 황화 올레산 메틸이나 황화 쌀겨유 지방산 옥틸 등을 들 수 있다.
황화 올레핀으로서는, 예를 들면, 하기의 화학식 15로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다:
R22-Sj-R23
상기 식에서,
R22는 각각 탄소수 2 내지 15의 알케닐기를 나타내고,
R23은 탄소수 2 내지 15의 알킬기 또는 알케닐기를 나타내며,
j는 1 내지 8의 정수를 나타낸다.
이 화합물은 탄소수 2 내지 15의 올레핀 또는 그 이량체 내지 사량체를 황, 염화 황 등의 황화제와 반응시킴으로써 수득되며, 이러한 올레핀으로서는 프로필렌, 이소부텐, 디이소부텐 등이 바람직하다.
또한, 디하이드로카빌 폴리설파이드는 하기의 화학식 16으로 표시되는 화합물이다:
R24-Sk-R25
상기 식에서,
R24및 R25는 각각 탄소수 1 내지 20의 알킬기 또는 환상 알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 7 내지 20의 알킬아릴기 또는 탄소수 7 내지 20의 아릴알킬기를 나타내며, 그들은 서로 동일하거나 상이해도 좋고,
k는 2 내지 8의 정수를 나타낸다.
여기에서, R24및 R25가 알킬기인 경우, 황화 알킬이라 불린다.
상기 화학식 16에서의 R24및 R25의 구체예로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, 2급-부틸기, 3급-부틸기, 각종 펜틸기, 각종 헥실기, 각종 헵틸기, 각종 옥틸기, 각종 논닐기, 각종 데실기, 각종 도데실기, 시클로헥실기, 시클로옥틸기, 페닐기, 나프틸기, 톨릴기, 크실릴기, 벤질기, 페네틸기 등을 들 수 있다.
이러한 디하이드로카빌 폴리설파이드로서는, 예를 들면, 디벤질 폴리설파이드, 디-3급-노닐 폴리설파이드, 디도데실 폴리설파이드, 디-3급-부틸 폴리설파이드, 디옥틸 폴리설파이드, 디페닐 폴리설파이드, 디시클로헥실 폴리설파이드 등을 바람직하게 들 수 있다.
또한, 티오카바메이트류로서는, 예를 들면 아연 디티오카바메이트 등을, 티오테르펜류로서는, 예를 들면 5황화인과 피넨의 반응물을, 디알킬티오디프로피오네이트류로서는, 예를 들면, 디라우릴티오디프로피오네이트, 디스테아릴티오디프로피오네이트 등을 들 수 있다.
또한, 상기 극압제로서, 예를 들면, 인산 에스테르, 산성 인산 에스테르, 아인산 에스테르, 산성 아인산 에스테르, 티오인산 에스테르, 티오 산성 인산 에스테르 및 이들의 아민염, 추가로 상기 오황화인과 피넨의 반응물 등의 인황화 테르펜류 등의 인계 극압제를 들 수 있다. 여기에서, 인산 에스테르, 산성 인산 에스테르, 아인산 에스테르, 및 산성 아인산 에스테르는 하기 화학식 17 내지 21로 나타내는 것을 포함한다:
상기 식에서,
R26내지 R28은 탄소수 4 내지 30의 알킬기, 알케닐기, 알킬아릴기 및 아릴알킬기를 나타내고,
R26내지 R28은 동일하거나 상이해도 좋다.
인산 에스테르로서는, 트리아릴 포스페이트, 트리알킬 포스페이트, 트리알킬아릴 포스페이트, 트리아릴알킬 포스페이트, 트리알케닐 포스페이트 등이 있고, 구체적으로는, 예를 들면 트리페닐 포스페이트, 트리크레질 포스페이트, 벤질디페닐 포스페이트, 에틸디페닐 포스페이트, 트리부틸 포스페이트, 에틸디부틸 포스페이트, 크레질디페닐 포스페이트, 디크레질페닐 포스페이트, 에틸페닐디페닐 포스페이트, 디에틸페닐페닐 포스페이트, 프로필페닐디페닐 포스페이트, 디프로필페닐페닐 포스페이트, 트리에틸페닐 포스페이트, 트리프로필페닐 포스페이트, 부틸페닐디페닐 포스페이트, 디부틸페닐페닐 포스페이트, 트리부틸페닐 포스페이트, 트리헥실 포스페이트, 트리(2-에틸헥실)포스페이트, 트리데실 포스페이트, 트리라우릴 포스페이트, 트리미리스틸 포스페이트, 트리팔미틸 포스페이트, 트리스테아릴 포스페이트, 트리올레일 포스페이트 등을 들 수 있다.
산성 인산 에스테르로서는, 구체적으로는, 예를 들면 2-에틸헥실산 포스페이트, 에틸산 포스페이트, 부틸산 포스페이트, 올레일산 포스페이트, 테트라코실산 포스페이트, 이소데실산 포스페이트, 라우릴산 포스페이트, 트리데실산 포스페이트, 스테아릴산 포스페이트, 이소스테아릴산 포스페이트 등을 들 수 있다.
아인산 에스테르로서는, 구체적으로는, 예를 들면 트리에틸 포스파이트, 트리부틸 포스파이트, 트리페닐 포스파이트, 트리크레질 포스파이트, 트리(논닐페닐)포스파이트, 트리(2-에틸헥실)포스파이트, 트리데실 포스파이트, 트리라우릴 포스파이트, 트리이소옥틸 포스파이트, 디페닐이소데실 포스파이트, 트리스테아릴 포스파이트, 트리올레일 포스파이트, 2-에틸헥실디페닐 포스파이트 등을 들 수 있다.
산성 아인산 에스테르로서는, 구체적으로는, 예를 들면 디부틸하이드로겐 포스파이트, 디라우릴하이드로겐 포스파이트, 디올레일하이드로겐 포스파이트, 디스테아릴하이드로겐 포스파이트, 디페닐하이드로겐 포스파이트 등을 들 수 있다.
또한, 티오인산 에스테르 및 티오산성인산 에스테르로서는, 각각 상기에 예시한 인산 에스테르 및 산성 인산 에스테르에 대응하는 것을 들 수 있다.
또한, 이들과 아민염을 형성하는 아민류로서는, 예를 들면 화학식 22로 표시되는 일치환아민, 이치환아민 또는 삼치환아민을 들 수 있다:
RmNH3-m
상기 식에서,
R은 탄소수 3 내지 30의 알킬기 또는 알케닐기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기 또는 아르알킬기 또는 탄소수 2 내지 30의 하이드록시알킬기를 나타내고,
m은 1, 2 또는 3을 나타내고,
R이 복수개인 경우, 복수의 R은 동일하거나 상이해도 좋다.
상기 화학식 22에서의 R 중의 탄소수 3 내지 30의 알킬기 또는 알케닐기는 직쇄상, 분기상, 고리상 중 어느 것이어도 좋다.
여기에서, 일치환 아민의 예로서는, 부틸아민, 펜틸아민, 헥실아민, 시클로헥실아민, 옥틸아민, 라우릴아민, 스테아릴아민, 올레일아민, 벤질아민 등을 들 수 있고, 이치환 아민의 예로서는, 디부틸아민, 디펜틸아민, 디헥실아민, 디시클로헥실아민, 디옥틸아민, 디라우릴아민, 디스테아릴아민, 디올레일아민, 디벤질아민, 스테아릴·모노에탄올아민, 데실모노에탄올아민, 헥실모노프로판올아민, 벤질모노에탄올아민, 페닐모노에탄올아민, 톨릴모노프로판올 등을 들 수 있다. 또한, 삼치환아민의 예로서는, 트리부틸아민, 트리펜틸아민, 트리헥실아민, 트리시클로헥실아민, 트리옥틸아민, 트리라우릴아민, 트리스테아릴아민, 트리올레일아민, 트리벤질아민, 디올레일모노에탄올아민, 디라우릴모노프로판올아민, 디옥틸모노에탄올아민, 디헥실모노프로판올아민, 디부틸모노프로판올아민, 올레일디에탄올아민, 스테아릴디프로판올아민, 라우릴디에탄올아민, 옥틸디프로판올아민, 부틸디에탄올아민, 벤질디에탄올아민, 페닐디에탄올아민, 톨릴디프로판올아민, 크실릴디에탄올아민, 트리에탄올아민, 트리프로판올아민 등을 들 수 있다.
이들 인계 극압제 중에서, 극압성, 마찰 특성 등의 점에서 트리크레질포스페이트, 트리(노닐페닐)포스파이트, 디올레일하이드로겐 포스파이트, 2-에틸헥실디페닐 포스파이트 등이 바람직하다.
본 발명에서는, 상기 극압제는 1종 사용하여도 좋고, 2종 이상을 조합하여 사용하여도 좋다. 또한, 그 배합량은 기재 오일에 대하여, 0.005 내지 5중량%의 범위가 바람직하다. 이 양이 0.005중량% 미만에서는 극압성이나 마찰 특성이 부족할 우려가 있고, 또한 5중량%를 넘으면 슬러지(sludge) 발생을 촉진할 우려가 있다.
다음에, 상기 산 포착제는 냉동기 오일 조성물에서 가수분해 안정성을 목적으로 하여 배합되는 것으로서, 예를 들면, 페닐 글리시딜 에테르, 알킬 글리시딜 에테르, 알킬렌 글리콜 글리시딜 에테르, 시클로헥센 옥사이드, α-올레핀 옥사이드, 에폭시화 대두유 등의 에폭시 화합물을 들 수 있다. 그 중에서도 상용성 면에서 페닐 글리시딜 에테르, 알킬 글리시딜 에테르, 알킬렌 글리콜 글리시딜 에테르, 시클로헥센 옥사이드, α-올레핀 옥사이드가 바람직하다.
본 발명에서는, 상기 산 포착제는 1종 사용하여도 좋고, 2종 이상을 조합하여 사용하여도 좋다. 또한, 그 배합량은 기재 오일에 대하여, 0.005 내지 5중량%의 범위가 바람직하다. 이 양이 0.005중량% 미만에서는 산 포착 능력을 발휘하지 못할 우려가 있고, 또한 5중량%를 넘으면 슬러지 발생 요인이 될 우려가 있다. 또한, 상기 극압제와 산 포착제를 모두 사용할 경우에는 그 합계량은 기재 오일에 대해 0.005 내지 5중량% 범위이다.
본 발명의 냉동기 오일 조성물을 구성하는 윤활유 조성물에는 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위에서, 추가로 필요에 따라 공지된 각종 첨가제, 예를 들면, 페놀계, 아민계의 산화 방지제, 벤조트리아졸이나 그 유도체등의 동 불활성화제, 실리콘 오일이나 불화 실리콘 오일 등의 소포제 등을 적절히 배합할 수 있다. 이들 첨가제는 윤활 조성물 중에 0.5 내지 10중량%의 양으로 함유된다.
본 발명에서는, 상기 CO2냉매와 윤활유 조성물의 사용량에 대해서는 냉매/윤활유 조성물의 중량비로 99/1 내지 10/90의 범위인 것이 바람직하다. 냉매의 양이 상기 범위보다 적은 경우는 냉동능력의 저하가 보이며, 또한 상기 범위보다도 많은 경우는 윤활 성능이 저하되어 바람직하지 못하다. 이러한 관점에서, 냉매/윤활유 조성물의 중량비는 95/5 내지 30/70의 범위인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 냉동기 오일 조성물은 다양한 냉동기에 사용 가능하지만, 특히, 압축형 냉동기의 압축식 냉동 사이클에 바람직하게 적용할 수 있다. 특히, 본 발명의 냉동기 오일 조성물은 예를 들면 첨부된 도 1 내지 3의 각각으로 표시되는 바와 같은 오일 분리기 및/또는 고온 기체 라인을 갖는 압축식 냉동 사이클에 적용하는 경우에도 그 효과를 유효하게 발휘한다. 통상적으로, 압축식 냉동 사이클은 압축기-응축기-팽창 밸브-증발기로 이루어진다. 또한, 냉동기용 윤활유는 일반적으로 냉동기에 사용되는 냉매와 상용성이 양호한 것이 사용된다. 그러나, 상기 냉동 사이클에서 탄산 기체를 주성분으로 하는 냉매를 사용했을 때에, 냉동기를 일반적으로 사용되고 있는 냉동기 오일로 윤활하면, 내마모성이 불충분하거나, 안정성이 부족하여 장기적으로 안정하게 사용할 수 없었다. 특히, 전기 냉장고나 소형 에어컨디셔너 등의 냉동 사이클과 같이, 팽창 밸브로서 모세관을 사용하는 경우에 이 경향이 현저하다. 이에 본 발명의 윤활 방법은 오일 분리기 및/또는 고온 기체 라인을 갖는 압축식 냉동 사이클을 탄산 기체를 주성분으로 하는 냉매를 사용하여 운전하는 경우에 윤활유 조성물로서 이산화탄소(CO2)를 주성분으로 하는 냉매와 에스테르계 윤활 조성물로 이루어지며, 냉매/윤활유 조성물의 사용 비율이 중량비로 99/1 내지 10/90의 범위인 냉동기 오일 조성물을 사용하는 것을 특징으로 하는 것이다.
실시예
다음에, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 임의로 한정되지 않는다.
또한, 윤활유 조성물의 성상 및 성능은 다음 방법에 따라 구하였다.
(1) 용해성
기름 100g에 50kg/cm2의 가압조건으로 탄산 기체를 불어 넣고, 기름중에서의 탄산 기체의 용해량(중량%)을 측정하였다.
(2) 밀봉 튜브 시험 ,
유리관에 촉매 Fe/Cu/Al을 넣고, 탄산 기체/기름/물 = 0.5g/4g/0.02g의 비율로 시료를 충전하여 튜브를 봉하였다. 175℃에서 10일간 유지시킨 뒤, 기름 외관, 촉매 외관, 전체 산가 및 슬러지의 유무를 평가하였다.
(3) 흡습성 시험
기름 10g을 습도 85% R.H.(30℃)에서 120시간 방치한 후의 흡습량(중량%)을 구하였다.
(4) 파렉스 소성 시험
파렉스 시험기를 이용하여, 핀/블럭 재료를 AISIC1137/secAE3135로 하였다. 핀/블럭을 세트하여, 시험 용기 내에 시료인 기름 200g을 넣어 탄산 기체를 5리터/h로 불어 넣은 후, 회전수 290rpm, 유온 50℃에서 소성 하중을 측정하였다.
실시예 1 내지 4 및 비교예 1, 2
표 1에 나타내는 성상의 기재 오일에, 기재 오일에 대하여 1중량%의 트리크레질 포스페이트(TCP) 및 1.5 중량%의 α-올레핀 옥사이드(실시예 1, 2), 1.5중량%의 페닐글리시딜 에테르(실시예 3, 4 및 비교예 1, 2)를 첨가한 윤활유 조성물에 대하여 상기의 방법으로 각 시험을 수행하여 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
실시예 5 내지 13 및 비교예 3 내지 5
표 3에 나타내는 성상의 기재 오일을 이용하여 각 시험을 수행하여 평가하였다. 결과를 표 4에 나타낸다.
실시예 14 내지 17 및 비교예 6 내지 8
표 5에 나타낸 기재 오일에, 기재 오일에 대하여 1중량%의 트리크레질 포스페이트(TCP) 및 1.5중량%의 α-올레핀 옥사이드(실시예 14, 15), 1.5중량%의 페닐글리시딜 에테르(실시예 16, 17 및 비교예 9, 10)를 첨가한 윤활유 조성물에 대하여 실재 기계 테스트를 하여 평가를 하였다. 결과를 표 5에 나타낸다.
실시예 18 내지 22 및 비교예 9 내지 11
표 6에 나타낸 기재 오일에, 기재 오일에 대하여 1중량%의 트리크레질 포스페이트(TCP) 및 1.5중량%의 α-올레핀 옥사이드(실시예 18, 19), 1.5중량%의 페닐글리시딜 에테르(실시예 20 내지 22 및 비교예 9 내지 11)를 첨가한 윤활유 조성물에 대하여 하기의 방법으로 실제 기계 테스트를 하여 평가를 하였다. 결과를 표 6에 나타낸다.
또한, 윤활유 조성물에 대한 실기 테스트는 하기에 나타내는 압축식 냉동 사이클을 이용하여 행하였다.
압축식 냉동 사이클의 방식
A : 오일 분리기를 갖는 「압축기-응축기-팽창 밸브-증발기」의 압축식 냉동 사이클(도 2 참조).
또한, 팽창 밸브는 모세관식의 것을 사용하였다.
실제 기계 테스트는 출력 100W의 A의 냉동기에 대하여, 냉매로서 탄산 기체를 이용하여, 탄산 기체 70중량%, 윤활유 조성물 30중량%의 비율로 하기 조건에서 1년간에 걸쳐 냉동시험을 실시하였다.
운전 상황
흡입 온도 : 0℃
배출 온도 : 100℃
응축기 출구 온도 : 10℃
평가법
운전 상태에 이상이 발생한 시점에서 정지시켜 그 원인을 찾기 위해 각부를 관찰하였다.
기재
오일		 CO2
용해량
(%)		 밀봉 튜브 시험 결과 흡습성
(%)		 소성
하중
Lbs
오일 외관 촉매 외관 전체 산가 슬러지
실시예 1 POE1 32 양호 양호 0.08 무 0.30 900
실시예 2 POE2 34 양호 양호 0.06 무 0.27 950
실시예 3 POE3 28 양호 양호 0.03 무 0.41 870
실시예 4 POE4 29 담황색 일부변색 0.25 무 0.44 790
비교예 1 MO 8 양호 양호 0.01> 무 0.1> 500
비교예 2 AB 9 양호 양호 0.01> 무 0.1> 350
기재
오일		 CO2
용해량
(%)		 이층 분리 온도
(℃)		 밀봉 튜브 시험 결과 흡습성
(%)		 소성하중
Lbs
오일
외관		 촉매
외관		 전체 산가 슬러지
실시예 5 POE 5 27 18 양호 양호 0.08 무 0.18 750
실시예 6 POE 6 23 17 양호 양호 0.06 무 0.16 800
실시예 7 POE 7 26 18 양호 양호 0.07 무 0.12 770
실시예 8 POE 8 25 19 양호 양호 0.07 무 0.13 780
실시예 9 POE 9 24 17 양호 양호 0.05 무 0.12 810
실시예 10 POE 10 25 21 양호 양호 0.08 무 0.14 790
실시예 11 POE 11 27 20 양호 양호 0.06 무 0.15 800
실시예 12 POE 12 28 18 양호 양호 0.06 무 0.12 790
실시예 13 POE 13 22 16 양호 양호 0.07 무 0.13 840
비교예 3 POE 14 30 용해 담갈색 일부
변색		 0.87 미량 0.25 610
비교예 4 POE 15 32 용해 갈색 변색 1.24 미량 0.22 570
비교예 5 POE 16 15 -1 담황색 양호 0.21 무 0.11 -
냉동 사이클 기재 오일 상태
실시예 14 A POE1 이상 없음
실시예 15 A POE2 이상 없음
실시예 16 A POE3 이상 없음
실시예 17 A POE4 슬러지 소량 발생
비교예 6 A MO 모세관 폐쇄, 2개월로 정지
비교예 7 A AB 소성 발생
비교예 8 A POE1* 슬러지 다량 발생
*첨가제 없음
냉동 사이클 기재 오일 상태
실시예 18 A POE5 이상 없음
실시예 19 A POE6 이상 없음
실시예 20 A POE7 이상 없음
실시예 21 A POE8 이상 없음
실시예 22 A POE9 이상 없음
비교예 9 A POE10 소성 발생
비교예 10 A POE11 소성 발생
비교예 11 A POE12 모세관 폐쇄, 4개월로 정지
본 발명에 따르면, CO2을 주성분으로 하는 냉매를 이용한 압축식 냉동 사이클에 있어서, 윤활 성능 및 밀봉성이 양호하고, 장기적으로 안정하게 사용 가능한 냉동기 오일 조성물 및 이 조성물을 이용한 윤활 방법을 제공할 수 있다.

Claims (11)

  1. 이산화탄소(CO2)를 주성분으로 하는 냉매와 에스테르계 윤활유 조성물로 이루어지고, 냉매/윤활유 조성물의 사용 비율이 중량비로 99/1 내지 10/90의 범위인 냉동기 오일 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    에스테르계 윤활유 조성물이, 에스테르 오일을 주성분으로 하고 100℃에서의 동점도가 5.5 내지 30mm2/sec인 기재 오일과, 상기 기재 오일에 대하여 0.005 내지 5중량%의 극압제 및 산 포착제중에서 선택된 것을 1종 이상 함유하는 냉동기 오일 조성물.
  3. 제 2 항의 냉동기 오일 조성물을 오일 분리기 및 고온 기체 라인중에서 선택된 것을 1개 이상 갖는 압축식 냉동 사이클에 사용하는 방법.
  4. 제 2 항의 냉동기 오일 조성물을 사용하여, 오일 분리기 및 고온 기체 라인중에서 선택된 것을 1개 이상 갖는 압축식 냉동 사이클을 윤활시키는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    에스테르계 윤활유 조성물이 에스테르 오일을 주성분으로 하고 40℃에서의 동점도가 56 내지 130mm2/sec인 기재 오일을 함유하며, 상기 에스테르 오일이 펜타에리트리톨과 탄소수 8 및 탄소수 9의 지방산중에서 선택된 것 1종 이상과의 에스테르 화합물인 냉동기 오일 조성물.
  6. 제 5 항에 있어서,
    에스테르 화합물이 탄산 에스테르 화합물인 냉동기 오일 조성물.
  7. 제 5 항의 냉동기 오일 조성물을 오일 분리기 및 고온 기체 라인중에서 선택된 것을 1개 이상 갖는 압축식 냉동 사이클에 사용하는 방법.
  8. 제 5 항의 냉동기 오일 조성물을 사용하여, 오일 분리기 및 고온 기체 라인중에서 선택된 것을 1개 이상 갖는 압축식 냉동 사이클을 윤활시키는 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    지방산이 탄소수 8의 분지쇄상 지방산과 탄소수 9의 분지쇄상 지방산의 혼합산인 냉동기 오일 조성물.
  10. 제 9 항의 냉동기 오일 조성물을 오일 분리기 및 고온 기체 라인중에서 선택된 것을 1개 이상 갖는 압축식 냉동 사이클에 사용하는 방법.
  11. 제 9 항의 냉동기 오일 조성물을 사용하여, 오일 분리기 및 고온 기체 라인중에서 선택된 것을 1개 이상 갖는 압축식 냉동 사이클을 윤활시키는 방법.
KR1019990056660A 1998-12-11 1999-12-10 냉동기 오일 조성물 및 이 조성물을 이용한 윤활 방법 KR100636941B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP98-353193 1998-12-11
JP35319298A JP4263287B2 (ja) 1998-12-11 1998-12-11 冷凍機油組成物及び該組成物を用いた潤滑方法
JP98-353192 1998-12-11
JP35319398A JP4278749B2 (ja) 1998-12-11 1998-12-11 冷凍機油組成物及び該組成物を用いた潤滑方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000048086A true KR20000048086A (ko) 2000-07-25
KR100636941B1 KR100636941B1 (ko) 2006-10-19

Family

ID=26579788

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990056660A KR100636941B1 (ko) 1998-12-11 1999-12-10 냉동기 오일 조성물 및 이 조성물을 이용한 윤활 방법

Country Status (4)

Country Link
US (2) US6263683B1 (ko)
EP (2) EP1008643B1 (ko)
KR (1) KR100636941B1 (ko)
TW (2) TW546371B (ko)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7052626B1 (en) * 1989-12-28 2006-05-30 Nippon Mitsubishi Oil Corporation Fluid compositions containing refrigeration oils and chlorine-free fluorocarbon refrigerants
JP4005711B2 (ja) 1998-09-29 2007-11-14 新日本石油株式会社 冷凍機油
TW552302B (en) 1999-06-21 2003-09-11 Idemitsu Kosan Co Refrigerator oil for carbon dioxide refrigerant
JP4460085B2 (ja) * 1999-07-06 2010-05-12 出光興産株式会社 二酸化炭素冷媒用冷凍機油組成物
US6759373B2 (en) 1999-12-28 2004-07-06 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Refrigerating machine oil composition for carbon dioxide refrigerant
JP4603117B2 (ja) * 1999-12-28 2010-12-22 出光興産株式会社 自然系冷媒用冷凍機油組成物
MY125381A (en) * 2000-03-10 2006-07-31 Sanyo Electric Co Refrigerating device utilizing carbon dioxide as a refrigerant.
JP2001304701A (ja) * 2000-04-19 2001-10-31 Denso Corp ヒートポンプ式温水器
JPWO2001096505A1 (ja) * 2000-06-15 2004-06-10 出光興産株式会社 冷凍機用潤滑油及びそれを用いた冷凍機用作動流体組成物
KR100733182B1 (ko) * 2000-07-26 2007-06-27 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 냉동기용 윤활유 및 이를 포함하는 냉동기용 작동유체조성물
DE10164056B4 (de) 2001-12-29 2006-02-23 Fuchs Petrolub Ag Betriebsmittel für Kohlendioxid-Kälte- und Klimaanlagen
EP1335015A1 (en) * 2002-01-23 2003-08-13 Oleon Lubricating esters with reduced elastomer swelling
JP2005257240A (ja) * 2004-03-15 2005-09-22 Sanyo Electric Co Ltd 遷臨界冷凍装置
CN101018844A (zh) 2004-09-14 2007-08-15 出光兴产株式会社 冷冻机油组合物
JP4000337B1 (ja) 2006-03-23 2007-10-31 新日本石油株式会社 二酸化炭素冷媒用冷凍機油用基油、二酸化炭素冷媒用冷凍機油
JP5572284B2 (ja) 2007-02-27 2014-08-13 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 冷凍機油および冷凍機用作動流体組成物
JP2009074018A (ja) * 2007-02-27 2009-04-09 Nippon Oil Corp 冷凍機油および冷凍機用作動流体組成物
JP5318358B2 (ja) * 2007-03-27 2013-10-16 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 炭化水素冷媒用冷凍機油及びそれを用いた冷凍機システム
JP5193485B2 (ja) * 2007-03-27 2013-05-08 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 冷凍機油及び冷凍機用作動流体組成物
CN201972923U (zh) 2007-10-24 2011-09-14 艾默生环境优化技术有限公司 涡旋机
CN101827921A (zh) * 2007-10-29 2010-09-08 新日本石油株式会社 冷冻机油和冷冻机用工作流体组合物
JP5380987B2 (ja) * 2008-02-06 2014-01-08 ダイキン工業株式会社 冷凍装置
US20120270693A1 (en) * 2009-11-19 2012-10-25 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Lubricant oil, friction member, and gear-type differential with differential limiting function
JP5462977B2 (ja) 2010-04-06 2014-04-02 ケムチュア コーポレイション 冷凍油及び二酸化炭素冷媒組成物
JP5689428B2 (ja) * 2012-02-22 2015-03-25 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 冷凍機油組成物及びその製造方法、冷凍機用作動流体組成物
JP6493829B2 (ja) 2014-05-30 2019-04-03 Ｋｈネオケム株式会社 ペンタエリスリトールのエステル及びそれに用いるイソトリデカン酸
JP6495318B2 (ja) * 2014-11-04 2019-04-03 Ｊｘｔｇエネルギー株式会社 冷凍機油及び冷凍機用作動流体組成物

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09157219A (ja) 1995-12-08 1997-06-17 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 低吸湿量ポリオールエステル
US6013609A (en) * 1995-07-10 2000-01-11 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Refrigerator oil and process for lubrication using the refrigerator oil
GB9615086D0 (en) * 1996-07-18 1996-09-04 Exxon Chemical Patents Inc Carboxylic acid esters,and compositions comprising them
JP3271905B2 (ja) 1996-08-06 2002-04-08 出光興産株式会社 冷凍機用潤滑油組成物
DE19719132A1 (de) 1997-05-07 1998-11-12 Rwe Dea Ag Polyol-Ester als Schmiermittel für CO¶2¶-Kältemaschinen
DE19880588D2 (de) 1997-05-07 2000-04-13 Rwe Dea Ag Polyalkylenglykole als Schmiermittel für CO¶2¶-Kältemaschinen
JP3365273B2 (ja) * 1997-09-25 2003-01-08 株式会社デンソー 冷凍サイクル
JP4005711B2 (ja) 1998-09-29 2007-11-14 新日本石油株式会社 冷凍機油
US8079413B2 (en) * 2008-12-23 2011-12-20 W. Lynn Frazier Bottom set downhole plug

Also Published As

Publication number Publication date
EP1008643A2 (en) 2000-06-14
TW546372B (en) 2003-08-11
EP1008643B1 (en) 2014-12-03
US6354094B2 (en) 2002-03-12
US20010027655A1 (en) 2001-10-11
US6263683B1 (en) 2001-07-24
TW546371B (en) 2003-08-11
KR100636941B1 (ko) 2006-10-19
EP2325290A1 (en) 2011-05-25
EP1008643A3 (en) 2000-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100636941B1 (ko) 냉동기 오일 조성물 및 이 조성물을 이용한 윤활 방법
KR100622196B1 (ko) 이산화탄소 냉매용 냉동기 오일 및 이를 사용한 윤활방법
KR100714520B1 (ko) 이산화탄소 냉매용 냉동기유 조성물
KR100714514B1 (ko) 이산화탄소 냉매용 냉동기유 조성물
KR100751170B1 (ko) 이산화탄소 냉매용 냉동기유 조성물
JP5097402B2 (ja) 熱交換器の熱交換効率を高くする方法
JP4184544B2 (ja) 二酸化炭素冷媒用冷凍機油組成物
JP4278749B2 (ja) 冷凍機油組成物及び該組成物を用いた潤滑方法
JP4263287B2 (ja) 冷凍機油組成物及び該組成物を用いた潤滑方法
JP4105826B2 (ja) 二酸化炭素冷媒用冷凍機油組成物
JP5020198B2 (ja) 冷凍機油組成物及び該組成物を用いた潤滑方法
JP5020211B2 (ja) 冷凍機油組成物及び該組成物を用いた潤滑方法
JP5149714B2 (ja) 冷凍機油組成物
JPH03285992A (ja) 水素含有フロン冷媒用冷凍機油組成物
KR20070045284A (ko) 이산화탄소 냉매용 냉동기유 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120924

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130924

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141001

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150918

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160921

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170920

Year of fee payment: 12

LAPS Lapse due to unpaid annual fee