KR20140133829A - 냉동기용 작동 유체 조성물, 냉동기유 및 이의 제조 방법 - Google Patents

냉동기용 작동 유체 조성물, 냉동기유 및 이의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20140133829A
KR20140133829A KR1020147023577A KR20147023577A KR20140133829A KR 20140133829 A KR20140133829 A KR 20140133829A KR 1020147023577 A KR1020147023577 A KR 1020147023577A KR 20147023577 A KR20147023577 A KR 20147023577A KR 20140133829 A KR20140133829 A KR 20140133829A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
oil
refrigerator
alkylbenzene
mineral oil
kinematic viscosity
Prior art date
Application number
KR1020147023577A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101900255B1 (ko
Inventor
마사노리 사이토
후미유키 나라
도모나리 마쓰모토
구니코 아데가와
Original Assignee
제이엑스 닛코닛세키에너지주식회사
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
Application filed by 제이엑스 닛코닛세키에너지주식회사 filed Critical 제이엑스 닛코닛세키에너지주식회사
Publication of KR20140133829A publication Critical patent/KR20140133829A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101900255B1 publication Critical patent/KR101900255B1/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
    • 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
    • C09K5/042—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 comprising compounds containing carbon and hydrogen only
    • 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
    • C09K2205/00—Aspects relating to compounds used in compression type refrigeration systems
    • C09K2205/10—Components
    • C09K2205/12—Hydrocarbons
    • 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
    • C10M2203/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds and hydrocarbon fractions as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2203/10—Petroleum or coal fractions, e.g. tars, solvents, bitumen
    • C10M2203/1006—Petroleum or coal fractions, e.g. tars, solvents, bitumen used as base material
    • 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
    • C10M2203/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds and hydrocarbon fractions as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2203/10—Petroleum or coal fractions, e.g. tars, solvents, bitumen
    • C10M2203/104—Aromatic fractions
    • C10M2203/1045—Aromatic fractions used as base material
    • 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
    • C10M2203/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds and hydrocarbon fractions as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2203/10—Petroleum or coal fractions, e.g. tars, solvents, bitumen
    • C10M2203/106—Naphthenic fractions
    • C10M2203/1065—Naphthenic fractions used as base material
    • 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
    • C10M2205/00—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2205/02—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing acyclic monomers
    • C10M2205/028—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing acyclic monomers containing aliphatic monomers having more than four carbon atoms
    • C10M2205/0285—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing acyclic monomers containing aliphatic monomers having more than four carbon atoms used as base material
    • 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
    • C10M2205/00—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2205/22—Alkylation reaction products with aromatic type compounds, e.g. Friedel-crafts
    • C10M2205/223—Alkylation reaction products with aromatic type compounds, e.g. Friedel-crafts used as base material
    • 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
    • C10M2207/04—Ethers; Acetals; Ortho-esters; Ortho-carbonates
    • 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
    • C10M2207/04—Ethers; Acetals; Ortho-esters; Ortho-carbonates
    • C10M2207/046—Hydroxy ethers
    • 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
    • C10M2207/287—Partial esters
    • C10M2207/289—Partial esters containing free hydroxy groups
    • 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
    • C10M2223/00—Organic non-macromolecular compounds containing phosphorus as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2223/02—Organic non-macromolecular compounds containing phosphorus as ingredients in lubricant compositions having no phosphorus-to-carbon bonds
    • C10M2223/04—Phosphate esters
    • 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
    • C10M2223/00—Organic non-macromolecular compounds containing phosphorus as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2223/02—Organic non-macromolecular compounds containing phosphorus as ingredients in lubricant compositions having no phosphorus-to-carbon bonds
    • C10M2223/04—Phosphate esters
    • C10M2223/041—Triaryl phosphates
    • 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
    • C10N2020/00—Specified physical or chemical properties or characteristics, i.e. function, of component of lubricating compositions
    • C10N2020/01—Physico-chemical properties
    • C10N2020/02—Viscosity; Viscosity index
    • 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
    • C10N2020/00—Specified physical or chemical properties or characteristics, i.e. function, of component of lubricating compositions
    • C10N2020/09—Characteristics associated with water
    • C10N2020/097—Refrigerants
    • C10N2020/103—Containing Hydrocarbons
    • 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
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/02—Pour-point; Viscosity index
    • 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
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/06—Oiliness; Film-strength; Anti-wear; Resistance to extreme pressure
    • 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
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/08—Resistance to extreme temperature
    • 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
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/10—Inhibition of oxidation, e.g. anti-oxidants
    • 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
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/60—Electro rheological properties
    • 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

Landscapes

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

Abstract

본 발명의 냉동기용 작동 유체 조성물은, n-d-M환 분석에서의 %CN이 20 내지 60, 유동점이 -15℃ 이하, 40℃에서의 동점도가 1.5 내지 15㎟/s인 광유와, 알킬벤젠을, 상기 광유/상기 알킬벤젠 = 85/15 내지 15/85의 질량비로 함유하고, 40℃에서의 동점도가 2 내지 12㎟/s, 인화점이 120℃ 이상인 냉동기유와, 탄소수 2 내지 4의 탄화수소 냉매를 함유한다.

Description

냉동기용 작동 유체 조성물, 냉동기유 및 이의 제조 방법{WORKING FLUID COMPOSITION FOR REFRIGERATOR, REFRIGERATION OIL, AND METHOD FOR PRODUCING SAME}
본 발명은, 지구 온난화 계수가 매우 낮고, 친환경적인 탄화수소, 예를 들면, 에탄, 프로판, 부탄, 이소부탄 등을 냉매로서 사용하는 냉동기용 작동 유체 및 냉동기유(冷凍機油)(냉동기용 윤활유) 및 이의 제조 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 냉동 시스템의 전력 절약화를 위해 저점도화하여도 마모를 일으키지 않는, 신뢰성이 높아 시스템에 적합한 냉동기유에 관한 것이다.
종래, 냉동기, 공조기, 냉장고 등에는, 냉매로서 불소와 염소를 구성 원소로 하는 프레온 가스가 사용되어 왔다. 이러한 프레온 가스로서는, 예를 들면, R-11(트리클로로모노플루오로메탄), R-12(디클로로디플루오로메탄) 등의 클로로플루오로카본(CFC), R-22(모노클로로디플루오로메탄) 등의 하이드로클로로플루오로카본(HCFC) 등이 있다.
그러나, 최근 오존층 파괴 문제에 관련하여, 국제적으로 그 생산 및 사용이 규제되어, 현재는 염소를 함유하지 않는, 새로운 수소 함유 프레온 가스 냉매로 전환되어 오고 있다. 이러한 수소 함유 프레온 가스 냉매로서는, 예를 들면, 테트라플루오로에탄(R-134 또는 R-134a)이나 혼합 냉매인 R410A, R407C 등의 하이드로플루오로카본(HFC)이 있다.
그러나, HFC는 오존층을 파괴하지 않지만 온실 효과가 커서, 최근 문제가 되고 있는 지구 온난화의 관점에서는 반드시 우수한 냉매는 아니다.
그래서, 탄소수 2 내지 4 정도의 저급 탄화수소가, 오존층을 파괴하지 않고, 지구 온난화에 대한 영향도 상기의 염소계 또는 비염소계 불화 탄화수소 냉매에 비해 매우 낮기 때문에, 최근 주목받고 있다. 예를 들면, 이소부탄(R600a)은 냉장고용 냉매로서 이미 사용되고 있으며, 이소부탄 냉매의 냉장고는 세계적으로 확산되고 있다. 또한, 저급 탄화수소 화합물은 냉매로서, 상기 프레온 가스계 냉매로 배양된 압축기, 응축기, 스로틀 장치, 증발기 등으로 이루어진 룸 에어컨디셔너, 산업용 냉동기 등의 냉각 효율이 높은 냉동 시스템에도 채용하는 것이 검토되고 있다. 이들 탄화수소 냉매는, 현재 룸 에어컨디셔너용 냉매로서 폭넓게 사용되고 있는 하이드로플루오로카본(HFC)의 혼합 냉매인 R410A와 비교하면, 지구 온난화 계수(GWP)는 1/100 이하이며, 효율도 좋다. 특히 탄소수 3의 프로판(R290)은, 룸 에어컨디셔너의 대규모의 설계 변경을 하지 않고 경제적으로 온난화에 대한 영향을 대폭 삭감할 수 있을 가능성이 있다.
저급 탄화수소 냉매용의 냉동기유로서, 냉매와 상용성이 있는, 예를 들면, 나프텐계 또는 파라핀계의 광유, 알킬벤젠유, 에스테르유, 에테르유, 불소화유가 제안되어 있다(특허문헌 1을 참조). 이들 냉동기유 중에서도, 합성 탄화수소인 알킬벤젠유는, 레시프로 콤프레서에 사용하면 전력 절약이 도모되는 냉동기유로서 기대되고 있다(특허문헌 2를 참조). 또한, 에스테르유로서는 폴리올에스테르(POE) 등이 제안되어 있다(특허문헌 3을 참조).
: 일본 공개특허공보 특개평10-130685호 : 국제공개공보 WO2007/003024 A1호 : 일본 공개특허공보 특개2003-41278호
그러나, 상기의 탄화수소 냉매는 연소성을 갖기 때문에, 안전하게 사용하기 위한 기술 개발과, 윤활제로서 이 냉매와 적합한 냉동기유의 선정이 과제가 되고 있다.
한편, 냉동기의 전력 절약화는, 지구 환경 보호의 관점에서도 중요하다. 그 방책의 하나로서 냉동기의 섭동부의 마찰력 저감이 있다. 이를 위해서는 냉동기유의 점도를 낮추는 것, 즉 저점도화가 유효하다. 그러나, 냉동기유를 저점도화하면 섭동부에서의 유막(油膜)이 얇아지기 때문에, 마모가 발생하기 쉬워져 신뢰성이 저하된다. 또한 냉동기유를 저점도화하면 냉동기유의 인화점이 낮아지기 때문에, 안전면에서의 문제도 발생한다.
이러한 기술적 과제를 감안하여 상기 종래의 냉동기유의 탄화수소 냉매와의 적합성을 검토하면, 어느 것이나 아직 개선의 여지가 있다. 예를 들면, 광유계 저점도유(低粘度油)는 인화점이 낮아 콤프레서 제조시에 오일을 봉입한 후에 고온, 즉 약 120℃에서의 건조 공정을 거치기 때문에 안전면에서의 우려가 있다. 또한, 알킬벤젠은 고압 점도가 작기 때문에, 탄성 유체 윤활 영역에서의 유막이 얇아져 윤활성에 어려움이 있다. 또한, 에스테르는 저점도화하면 탄소쇄가 짧은 지방산을 사용하지 않을 수 없어 가수분해하기 쉬워져 안정성이 떨어지게 된다.
본 발명은, 상기 종래 기술의 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 저점도화하여도 안전성을 확보할 수 있는 충분히 높은 인화점을 가지며, 탄화수소 냉매에 대해 적당한 상용성이 있으며, 윤활성을 손상시키지 않는 유막 두께를 유지할 수 있어 우수한 안정성, 전기 절연성을 갖는 냉동기유 및 이의 제조 방법, 및 당해 냉동기유를 사용한 냉동기용 작동 유체 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는, 상기 목적을 달성하기 위해 예의 연구를 진행한 결과, 비교적 나프텐환을 많이 함유하는 특정한 광유와 합성 탄화수소인 알킬벤젠을 일정 범위의 비율로 배합한 저점도유가, 각각의 약점을 보완하여 안전면에서의 문제가 없으며, 탄화수소 냉매에 대해 적당한 상용성을 갖는 동시에, 양호한 윤활성, 높은 안정성, 낮은 흡습성을 가지고 있으며, 프로판, 이소부탄 등의 탄화수소 냉매용의 냉동기유로서 우수한 것을 밝혀내고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은, 하기 [1] 내지 [6]에 기재된 냉동기용 작동 유체 조성물, 하기 [7]에 기재된 냉동기유, 및 하기 [8]에 기재된 냉동기유의 제조 방법을 제공한다.
[1] n-d-M환(環) 분석에서의 %CN이 20 내지 60, 유동점이 -15℃ 이하, 40℃에서의 동점도(動粘度)가 1.5 내지 15㎟/s인 광유와, 알킬벤젠을, 상기 광유/상기 알킬벤젠 = 85/15 내지 15/85의 질량비로 함유하고, 40℃에서의 동점도가 2 내지 12㎟/s, 인화점이 120℃ 이상인 냉동기유와,
탄소수 2 내지 4의 탄화수소 냉매
를 함유하는 냉동기용 작동 유체 조성물.
[2] [1]에 있어서, 상기 알킬벤젠이, 벤젠 환에 직쇄 알킬기가 결합한 직쇄형 알킬벤젠이며, 당해 알킬벤젠의 40℃에서의 동점도가 2 내지 10㎟/s인, 냉동기용 작동 유체 조성물.
[3] [1] 또는 [2]에 있어서, 상기 광유의 n-d-M환 분석에서의 %CN이 40 내지 60인, 냉동기용 작동 유체 조성물.
[4] [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 있어서, 글리세린의 에스테르 화합물 및 글리세린의 에테르 화합물로부터 선택되는 적어도 1종의 글리세린 유도체를 추가로 함유하고, 당해 글리세린 유도체의 함유량이, 상기 냉동기유 전량을 기준으로 하여, 0.005 내지 1.0질량%인, 냉동기용 작동 유체 조성물.
[5] [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 있어서, 탄소수 3 내지 5의 알킬기를 1개 갖는 모노(알킬페닐)디페닐포스페이트, 탄소수 3 내지 5의 알킬기를 2개 갖는 디(알킬페닐)페닐포스페이트 및 탄소수 3 내지 5의 알킬기를 3개 갖는 트리(알킬페닐)포스페이트로부터 선택되는 적어도 1종의 인 화합물을 추가로 함유하고, 당해 인 화합물의 함유량이, 상기 냉동기유 전량을 기준으로 하여, 0.05 내지 3.0질량%인, 냉동기용 작동 유체 조성물.
[6] [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 있어서, 상기 탄화수소 냉매가 이소부탄인, 냉동기용 작동 유체 조성물.
[7] n-d-M환 분석에서의 %CN이 20 내지 60, 유동점이 -15℃ 이하, 40℃에서의 동점도가 1.5 내지 15㎟/s인 광유와, 알킬벤젠을, 상기 광유/상기 알킬벤젠 = 85/15 내지 15/85의 질량비로 함유하고, 40℃에서의 동점도가 2 내지 12㎟/s, 인화점이 120℃ 이상인 냉동기유를 함유하고,
탄소수 2 내지 4의 탄화수소 냉매와 함께 사용되는, 냉동기유.
[8] n-d-M환 분석에서의 %CN이 20 내지 60, 유동점이 -15℃ 이하, 40℃에서의 동점도가 1.5 내지 15㎟/s인 광유와, 알킬벤젠을, 상기 광유/상기 알킬벤젠 = 85/15 내지 15/85의 질량비로 혼합하고, 상기 광유와 상기 알킬벤젠의 혼합유를 기유로 하면서 40℃에서의 동점도가 2 내지 12㎟/s, 인화점이 120℃ 이상인 냉동기유를 수득하는 공정을 구비하는, 탄소수 2 내지 4의 탄화수소 냉매용 냉동기유의 제조 방법.
본 발명에 의하면, 저점도화하여도 안전성을 확보할 수 있는 충분히 높은 인화점을 가지며, 탄화수소 냉매에 대해 적당한 상용성이 있으며, 윤활성을 손상시키지 않는 유막 두께를 유지할 수 있어 우수한 안정성, 전기 절연성을 갖는 냉동기유 및 이의 제조 방법, 및 당해 냉동기유를 사용한 냉동기용 작동 유체 조성물을 제공하는 것을 가능하게 한다.
보다 구체적으로는, 본 발명에 의하면, 냉동 기기의 전력 절약화를 도모하기 위해, 냉동기유의 40℃에서의 동점도를 2 내지 12㎟/s로 저점도화한 경우라도, 인화점이 120℃ 이상이고 안전면의 문제가 없으며, 탄화수소 냉매에 대해 적당한 상용성을 갖는 동시에, 중요한 특성인 양호한 윤활성을 비롯하여, 높은 전기 절연성, 낮은 흡습성, 높은 안정성을 가지고 있기 때문에, 냉동기유로서 종합 성능이 우수하다는 각별한 효과가 나타난다.
이하, 본 발명의 적합한 실시형태에 관해서 상세하게 설명한다.
[제1 실시형태: 냉동기유 및 이의 제조 방법]
본 발명의 제1 실시형태에 따르는 냉동기유는, n-d-M환 분석에서의 %CN이 20 내지 60, 유동점이 -15℃ 이하, 40℃에서의 동점도가 1.5 내지 15㎟/s인 광유와, 알킬벤젠을, 상기 광유/상기 알킬벤젠 = 85/15 내지 15/85의 질량비로 함유하고, 40℃에서의 동점도가 2 내지 12㎟/s, 인화점이 120℃ 이상인 냉동기유를 함유하고, 탄소수 2 내지 4의 탄화수소 냉매와 함께 사용되는 것이다.
또한, 본 발명의 제1 실시형태에 따르는 탄소수 2 내지 4의 탄화수소 냉매용 냉동기유의 제조 방법은, n-d-M환 분석에서의 %CN이 20 내지 60, 유동점이 -15℃ 이하, 40℃에서의 동점도가 1.5 내지 15㎟/s인 광유와, 알킬벤젠을, 상기 광유/상기 알킬벤젠 = 85/15 내지 15/85의 질량비로 혼합하고, 상기 광유와 상기 알킬벤젠의 혼합유를 기유(基油)로 하면서 40℃에서의 동점도가 2 내지 12㎟/s, 인화점이 120℃ 이상인 냉동기유를 수득하는 공정을 구비한다.
냉동 콤프레서의 경우, 섭동부는 탄성 유체 윤활 영역인 경우가 많으며, 이 영역에서 유막을 두껍게 유지하기 위해서는 점도 압력 계수가 높은 기재(基材)를 선정할 필요가 있다. 그래서 본 실시형태에 있어서는, 광유의 n-d-M환 분석에서의 %CN을, 20 내지 60, 바람직하게는 35 내지 50, 더욱 바람직하게는 40 내지 50의 범위 내로 하고 있다. 또한, 이 %CN을, 바람직하게는 35 내지 60, 더욱 바람직하게는 40 내지 60의 범위 내로 하고 있다. 광유의 %CN이 상기 범위 내이면, 섭동부에서의 부하에 의해 냉동기유에 압력이 가해진 경우에, 점도가 증가하여 유막을 두껍게 할 수 있다. 한편, 본 발명에서 말하는 n-d-M환 분석에서의 %CN이란, ASTM D3238에 준거하여 측정한 값을 말한다.
또한, 광유의 유동점은, 냉동기유로서 필요한 저온 특성의 점에서, -15℃ 이하이고, 바람직하게는 -25℃ 이하, 더욱 바람직하게는 -40℃ 이하이다. 한편, 본 발명에서 말하는 유동점이란, JIS K2269에 준거하여 측정한 값을 말한다.
또한, 광유의 40℃에서의 동점도는, 전력 절약화의 점에서, 1.5 내지 15㎟/s이며, 바람직하게는 3 내지 10㎟/s, 더욱 바람직하게는 3 내지 7㎟/s이다. 한편, 본 발명에서 말하는 40℃에서의 동점도란, JIS K2283에 준거하여 측정한 값을 말한다.
본 실시형태에서 사용되는 광유로서는, 예를 들면, 원유를 상압 증류 및/또는 감압 증류하여 수득된 윤활유 유분을, 용제 탈아스팔트화, 용제 추출, 수소화 정제, 수소화 분해, 수소화 이성화, 용제 탈랍, 접촉 탈랍, 황산 세정, 백토 처리 등의 정제 처리 중 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 정제한 광유 중, n-d-M환 분석에서의 %CN, 유동점 및 40℃에서의 동점도가 각각 상기의 범위 내인 것을 들 수 있다.
광유 기유의 성상 중, 동점도에 관해서는 감압 증류의 처리 조건에 의해, n-d-M환 분석에서의 %CN에 관해서는 용제 추출, 수소화 정제, 수소화 분해의 처리 조건에 의해, 유동점에 관해서는 수소화 이성화, 용제 탈랍, 접촉 탈랍의 처리 조건에 의해 설정 범위로 할 수 있다.
본 실시형태에 따르는 냉동기유는, 상기의 광유에 더하여, 알킬벤젠을 추가로 함유한다. 본 실시형태에서는, 벤젠 환에 결합한 알킬기가 분기 알킬기인 분기형 알킬벤젠, 및 벤젠 환에 결합한 알킬기가 직쇄 알킬기인 직쇄형 알킬벤젠의 어느 것을 사용해도 좋지만, 온도에 의한 점도 변화가 작기 때문에, 바람직하게는 직쇄형 알킬벤젠이 바람직하다. 알킬기의 탄소수는, 윤활유 기유로서 적합한 점도로 하는 관점에서, 바람직하게는 1 내지 30, 보다 바람직하게는 4 내지 20이다. 또한, 알킬벤젠 1분자가 갖는 알킬기의 수는, 알킬기의 탄소수에 의한 점도를 설정 범위 내로 하기 위해, 바람직하게는 1 내지 4, 보다 바람직하게는 1 내지 3이다.
알킬벤젠의 40℃에서의 동점도는, 첨가제 배합 후의 냉동기유를 저점도화하여 전력 절약 타입으로 하는 점에서, 3 내지 10㎟/s가 바람직하며, 4 내지 9㎟/s가 보다 바람직하며, 4 내지 6㎟/s가 더욱 바람직하다.
또한, 상기 특정한 광유와 알킬벤젠의 질량비(광유/알킬벤젠)는, 85/15 내지 15/85, 바람직하게는 70/30 내지 30/70, 더욱 바람직하게는 60/40 내지 40/60이다. 양자의 질량비를 상기 범위 내로 함으로써, 저점도화하여도 안전성을 확보할 수 있는 충분히 높은 인화점을 가지며, 탄화수소 냉매에 대해 적당한 상용성이 있으며, 윤활성을 손상시키지 않는 유막 두께를 유지할 수 있어 우수한 안정성, 전기 절연성을 갖는 냉동기유를 실현할 수 있다. 또한, 상기 범위보다도 알킬벤젠이 적어지면, 분자량 분포를 갖는 광유의 특성에 기인하여, 냉동기유의 저점도화에 따라 인화점이 낮아져 냉동 콤프레서의 실생산에는 사용할 수 없을 우려가 있다. 한편, 상기 범위보다도 알킬벤젠이 많아지면, 알킬벤젠의 특성에 기인하여, 콤프레서 내의 유기 재료에 대한 적합성이 저하될 우려가 있다.
광유와 알킬벤젠의 혼합 방법에 관해서는, 양자 모두 탄화수소인 점에서, 통상의 윤활유 조합(調合) 방법으로 할 수 있고, 조합조(調合槽)에 의한 뱃치 방식이라도 코넬 머신 등을 사용한 양자를 각각 배관으로 흘려보내고 방해판에 의해 교반, 혼합시키는 대량 처리의 유통 방식이라도 좋다.
본 실시형태에 따르는 냉동기유의 40℃에서의 동점도는, 전력 절약화의 점에서, 2 내지 12㎟/s이고, 보다 바람직하게는 2 내지 8㎟/s, 더욱 바람직하게는 4 내지 6㎟/s이다.
또한, 본 실시형태에 따르는 냉동기유의 인화점은, 안전성의 점에서, 120℃ 이상이며, 바람직하게는 125℃ 이상, 더욱 바람직하게는 130℃ 이상이다.
본 실시형태에 따르는 냉동기유는, 상기 특정한 광유와 알킬벤젠의 혼합 기유로 이루어지는 것이라도 좋지만, 필요에 따라 이하의 기유 및 첨가제를 추가로 함유할 수 있다. 또한, 냉동기유가 이하의 기유 및 첨가제를 추가로 함유하는 경우, 상기 혼합 기유의 함유량은, 냉동기유 전량을 기준으로 하여, 바람직하게는 90질량% 이상, 더욱 바람직하게는 95질량% 이상이다.
본 실시형태에 따르는 냉동기유는, 냉동기유로서의 기능을 만족시키는 범위에 있어서, 폴리올에스테르(POE)나 디에스테르 등 에스테르, 폴리알킬렌글리콜(PAG)이나 폴리비닐에테르(PVE) 등의 에테르, 또는 상기 특정한 광유 이외의 광유, 폴리α올레핀(PAO) 등의 알킬벤젠 이외의 탄화수소계 합성유를 적절히 혼합할 수 있다.
본 실시형태에 따르는 냉동기유는, 유성(油性) 효과가 있는 화합물을 추가로 함유할 수 있다. 이것에 의해, 섭동부의 윤활 상태가, 부분적인 금속/금속 접촉이 일어나는 혼합 윤활 영역이 되어도, 양호한 윤활성을 달성할 수 있다. 유성 효과가 있는 화합물로서는, 글리세린의 에스테르 화합물 및 글리세린의 에테르 화합물로부터 선택되는 적어도 1종의 글리세린 유도체가, 섭동 재료의 표면에 흡착되기 쉽고, 안정성에 대한 영향이 없으며, 내마모의 효과가 크기 때문에 바람직하다.
글리세린의 에스테르 화합물로서는, 수산기 전체가 에스테르 결합을 형성하고 있지 않은 에스테르 화합물(부분 에스테르)이 바람직하며, 에스테르를 구성하는 카복실산이 지방산, 특히 탄소수 12 내지 20의 지방산이 바람직하며, 구체적으로는 글리세롤모노올레에이트, 글리세롤모노라우레이트 등을 들 수 있다.
글리세린의 에테르 화합물로서는, 수산기 전체가 에테르 결합을 형성하고 있지 않은 에테르 화합물이 바람직하며, 글리세롤알킬에테르, 글리세롤알케닐에테르가 바람직하며, 이 알킬기, 알케닐기의 탄소수 12 내지 20이 바람직하며, 구체적으로는 글리세롤모노올레일에테르, 글리세롤모노라우릴에테르 등을 들 수 있다.
상기의 글리세린 유도체의 함유량은, 냉동기유 전량을 기준으로 하여, 바람직하게는 0.005 내지 1.0질량%이며, 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.5질량%, 더욱 바람직하게는 0.02 내지 0.2질량%이다. 함유량이 상기 하한값 미만이면 내마모 효과가 작아지는 경향이 있으며, 또한, 상기 상한값을 초과하면 저온에서의 첨가제의 석출이 일어나기 쉬워지는 경향이 있다.
또한, 본 실시형태에 따르는 냉동기유는, 내마모성 향상의 점에서, 인 화합물을 추가로 함유하는 것이 바람직하다. 인 화합물로서는, 탄소수 3 내지 5의 알킬기를 1개 갖는 모노(알킬페닐)디페닐포스페이트, 탄소수 3 내지 5의 알킬기를 2개 갖는 디(알킬페닐)페닐포스페이트 및 탄소수 3 내지 5의 알킬기를 3개 갖는 트리(알킬페닐)포스페이트로부터 선택되는 적어도 1종의 인 화합물이 특히 바람직하다.
탄소수 3 내지 5의 알킬기를 1개 갖는 모노(알킬페닐)디페닐포스페이트로서는, 이소프로필페닐디페닐포스페이트, tert-부틸페닐디페닐포스페이트, n-부틸페닐디페닐포스페이트 등을 들 수 있다.
탄소수 3 내지 5의 알킬기를 2개 갖는 디(알킬페닐)디페닐포스페이트로서는, 디(이소프로필페닐)페닐포스페이트, 디(tert-부틸페닐)페닐포스페이트, 디(n-부틸페닐)페닐포스페이트 등을 들 수 있다.
탄소수 3 내지 5의 알킬기를 3개 갖는 트리(알킬페닐)디페닐포스페이트로서는, 트리(이소프로필페닐)포스페이트, 트리(tert-부틸페닐)포스페이트, 트리(n-부틸페닐)포스페이트 등을 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 상기의 모노(알킬페닐)디페닐포스페이트, 디(알킬페닐)페닐포스페이트 및 트리(알킬페닐)포스페이트 중 어느 1종을 사용해도 좋고, 또는 2종 이상의 혼합물을 사용해도 좋다.
상기 인 화합물의 함유량은, 냉동기유 전량을 기준으로 하여, 바람직하게는 0.05 내지 3.0질량%이며, 보다 바람직하게는 0.1 내지 2.0질량%, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 1.0질량%이다. 함유량이 상기 하한값 미만이면 내마모 효과가 작아지는 경향이 있고, 또한, 상기 상한값을 초과하면 냉동기유의 안정성이 저하되는 경향이 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 인 화합물로서 트리페닐포스페이트(TPP)나 트리크레딜포스페이트(TCP)를 사용해도 좋지만, TPP 및 TCP는 내마모의 효과는 있지만, 마찰 계수를 높이는 경향이 있다. 한편, 상기의 모노(알킬페닐)디페닐포스페이트, 디(알킬페닐)페닐포스페이트 및 트리(알킬페닐)포스페이트로부터 선택되는 적어도 1종을 사용하면, 내마모의 효과에 더하여, 마찰 계수를 낮게 유지할 수 있어 전력 절약의 점에서 바람직하다.
또한, 본 실시형태에 따르는 냉동기유는, 실사용에 있어서 추가로 냉매와 냉동기유의 혼합물의 안정성을 높이기 위해, 안정성 향상 첨가제를 첨가하는 것이 바람직하다. 안정성 향상 첨가제로서는, 힌더드 페놀 화합물, 방향족 아민 화합물, 에폭시 화합물, 또는 카보디이미드로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하며, 또한 에폭시 화합물과 카보디이미드를 합하여 첨가하는 것이 보다 바람직하다. 이들 첨가제는, 냉동기유 전량을 기준으로 하여, 합계 0.05 내지 5.0중량% 첨가하면 충분하다.
힌더드 페놀 화합물로서는, 2,6-디-tert-부틸페놀, 2,6-디-tert-부틸-p-크레졸, 4,4-메틸렌-비스-(2,6-디-tert-부틸-p-크레졸) 등이, 방향족 아민 화합물로서는 α-나프틸아민, p,p'-디-옥틸-디페닐아민 등이, 에폭시 화합물로서는, 글리시딜에테르기 함유 화합물, 에폭시화 지방산 모노에스테르류, 에폭시화 유지, 에폭시사이클로알킬기 함유 화합물 등이 적합하다.
또한, 유기 유황 화합물 등의 마모 방지제, 알코올, 고급 지방산류 등의 유성제(油性劑), 벤조트리아졸 유도체 등의 금속 불활성화제, 실리콘 오일 등의 소포제 등의 첨가제를 적절히 첨가할 수 있다.
본 실시형태에 따르는 냉동기유는, 탄소수 2 내지 4의 탄화수소 냉매가 사용되는 냉동기용의 윤활유로서 바람직하게 사용할 수 있다. 여기서, 본 실시형태에 따르는 냉동기유를, 냉매로서 이소부탄이 사용되는 냉장고에 적용하는 경우에는, 모터 내장형(밀폐 타입)의 콤프레서에 적합한 냉동기유의 특성, 즉 높은 전기 절연성을 갖는 것도 필요하다. 그래서, 본 발명의 냉동기유는 첨가제 배합 후에, 체적 저항율이 109Ω·m 이상인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에서의 체적 저항율이란, JIS C2101에 준거하여 측정한 값을 의미한다. 또한, 당해 체적 저항율은, 첨가제를 사용하는 경우에는 첨가제를 배합한 후의 냉동기유의 체적 저항율을 의미한다.
[제2 실시형태: 냉동기용 작동 유체 조성물]
본 발명의 제2 실시형태에 따르는 냉동기용 작동 유체 조성물은, n-d-M환 분석에서의 %CN이 20 내지 60, 유동점이 -15℃ 이하, 40℃에서의 동점도가 1.5 내지 15㎟/s인 광유와, 알킬벤젠을, 상기 광유/상기 알킬벤젠 = 85/15 내지 15/85의 질량비로 함유하고, 40℃에서의 동점도가 2 내지 12㎟/s, 인화점이 120℃ 이상인 냉동기유와, 탄소수 2 내지 4의 탄화수소 냉매를 함유한다. 또한, 본 실시형태에 따르는 냉동기용 작동 유체 조성물에 함유되는 냉동기유는 상기의 제1 실시형태에 따르는 냉동기유와 같기 때문에, 여기서는 중복되는 설명을 생략한다.
본 실시형태에서의 탄소수 2 내지 4의 탄화수소 냉매로서는, 구체적으로는, 에탄, 프로판, n-부탄, 이소부탄 등을 들 수 있다. 이 중에서도 이소부탄(R600a)은 냉장고용으로서 사용되고 있으며, 프로판(R290)은 룸 에어컨디셔너용으로서 실용화 검토가 이루어지고 있지만, 본 실시형태에 있어서는 이들 탄화수소 냉매를 적합하게 사용할 수 있다. 특히, 본 실시형태에 따르는 냉동기용 작동 유체 조성물은, 냉동기유의 저점도화에 의해 전력 절약을 달성할 수 있기 때문에, 그 효과가 큰 레시프로 타입 콤프레서가 주로 사용되고 있는 냉장고용으로서 적합하며, 특히 이소부탄 냉매용으로서 적합하다고 할 수 있다.
본 실시형태에 따르는 냉동기용 작동 유체 조성물에 있어서, 냉매와 냉동기유의 함유 비율은 특별히 제한되지 않지만, 냉매/냉동기유가 10/90 내지 90/10이면 바람직하며, 30/70 내지 70/30이면 보다 바람직하다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예에 기초하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 의해 조금도 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
40℃에서의 동점도가 3.4㎟/s, 인화점이 108℃, n-d-M환 분석에서의 %CN이 40, 유동점이 -50℃ 이하인 광유(JX닛코닛세키에네르기(주) 제조의 VG3 기유). 이하,「광유 A」라고 한다.)와, 40℃에서의 동점도가 4.5㎟/s, 인화점이 158℃인 알킬벤젠(JX닛코닛세키에네르기(주) 제조, 직쇄 알킬벤젠,「LAB」라고 한다)을, 광유 A/LAB=30/70의 질량비로 혼합하고, 40℃에서의 동점도가 4.1㎟/s, 인화점이 136℃, 유동점이 -50℃인 냉동기유를 수득하였다.
[실시예 2 내지 10, 비교예 1 내지 6]
실시예 2 내지 10 및 비교예 1 내지 6에 있어서는, 각각 상기의 광유 A 및 LAB, 및 이하에 나타내는 광유 및 첨가제를 사용하여, 표 1 내지 4에 기재하는 조성을 갖는 냉동기유를 수득하였다. 수득된 냉동기유의 40℃에서의 동점도, 인화점 및 유동점을 표 1 내지 4에 함께 기재한다.
(기유)
광유 B: 40℃에서의 동점도가 6.5㎟/s, 인화점이 116℃, n-d-M환 분석에서의 %CN이 47, 유동점이 -50℃ 이하인 광유(JX닛코닛세키에네르기(주) 제조의 VG7 기유)
광유 C: 40℃에서의 동점도가 8.7㎟/s, 인화점이 130℃, n-d-M환 분석에서의 %CN이 57, 유동점이 -50℃ 이하인 광유(JX닛코닛세키에네르기(주) 제조의 VG8 기유)
PAO: 40℃에서의 동점도가 5.2㎟/s, 인화점이 194℃, n-d-M환 분석의 %CN이 11, 유동점이 -50℃ 이하인 폴리-α-올레핀(첨가제)
GMO: 글리세롤모노올레에이트
GMOE: 글리세롤모노올레일에테르
TBPP: tert-부틸페닐포스페이트(tert-부틸페닐디페닐포스페이트와 디(tert-부틸페닐)페닐포스페이트의 질량비 2/1의 혼합물
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
다음으로, 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 6의 냉동기유에 관해서, 이하의 평가 시험을 실시하였다.
(윤활성)
ASTM D-3233-73에 준거하여, 팔렉스(Falex) 소부(燒付) 하중을 냉매 R600a의 취입 제어 분위기하(70ml/min), 초기 50℃, 290rpm으로 측정하였다.
또한, 팔렉스 마모 시험을 50℃, 290rpm으로, 시운전을 하중 50Lbf로 5분 후, 본 시험을 하중 100Lbf, 1시간 실시하여, 시험 후의 베인과 블록의 마모량의 합계값(mg)으로 나타내었다.
시험 하중에 관해서는, 혼합 윤활 영역에서부터 마일드한 경계 윤활 영역의 조건이 되도록 낮게 설정하였다.
수득된 결과를 표 5, 6에 기재한다.
(열안정성)
ANSI/ASHRAE 97-1983에 준거하여, 공시유(供試油)(20g)와 냉매 R600a(20g)와 촉매(철, 구리, 알루미늄의 각 선)를 스테인레스제 봄베(100ml)에 봉입하고, 175℃로 가열하여 14일간 유지한 후, 공시유의 색상(ASTM 표시) 및 산가를 측정하였다. 수득된 결과를 표 5, 6에 기재한다.
(전기 절연성)
JIS C2101에 준거하여, 80℃에서의 체적 저항율을 구하였다. 수득된 결과를 표 5, 6에 기재한다.
Figure pct00005
Figure pct00006
표 1 내지 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 6의 냉동기유는 어느 것이나, 유동점으로 나타내는 저온 특성, 열안정성, 전기 절연성은 냉동기유로서 충분한 레벨에 도달하고 있다.
그러나, 비교예 1 내지 3의 냉동기유는 안전성의 기준인 인화점이 120℃에 도달하지 않고, 콤프레서 제조시에 냉동기유 주입 후에 약 120℃의 건조 공정을 거치기 때문에, 위험하여 사용할 수 없다. 한편, 합성유계인 비교예 4 내지 6의 냉동기유는 인화점이 충분히 높지만, 비교적 저하중의 마찰 시험에서 소부될 정도로 윤활성이 떨어진다. 즉, 냉동 콤프레서의 섭동부에서 마모나 소부가 발생하면 냉동 사이클은 기능하지 않게 된다.
이것에 대해, 실시예 1 내지 10의 냉동기유는, 어느 것이나 인화점이 120℃ 이상이며, 윤활성에 관해서도, 저점도임에도 불구하고 일정한 소부 하중 레벨이며, 마모량도 10mg 이하로 적어 양호하다. 특히, 내마모 첨가제를 배합한 실시예 5, 6, 10의 윤활성은 양호하지만, 본 발명의 저점도 냉동기유를 사용하는 경우도 섭동부가 탄성 유체 윤활 영역에서 머물도록 냉동기를 설계하고, 유막 두께로 마모를 방지하는 편이 장기 신뢰성의 면에서 바람직하다.
본 발명의 냉동기유는, 이소부탄 등의 탄소수 2 내지 4의 탄화수소 냉매를 사용하는 냉동기의 윤활유로서 사용되고, 특히, 압축기, 응축기, 스로틀 장치(팽창 밸브 또는 캐피러리 튜브 등의 냉매 유량 제어부), 증발기 등을 가지며, 이들 사이에서 냉매를 순환시키는 냉각 효율이 높으며, 전력 절약화된 냉동 시스템에서, 특히, 레시프로 타입, 로터리 타입, 스크롤 타입, 스크류 타입 등의 콤프레서를 갖는 냉동기에서의 윤활유로서 사용할 수 있고, 냉장고, 룸 에어컨디셔너, 산업용 냉동기 등에 적합하게 사용할 수 있다.

Claims (8)

  1. n-d-M 환(環) 분석에서의 %CN이 20 내지 60, 유동점이 -15℃ 이하, 40℃에서의 동점도(動粘度)가 1.5 내지 15㎟/s인 광유와, 알킬벤젠을, 상기 광유/상기 알킬벤젠 = 85/15 내지 15/85의 질량비로 함유하고, 40℃에서의 동점도가 2 내지 12㎟/s, 인화점이 120℃ 이상인 냉동기유(冷凍機油)와, 탄소수 2 내지 4의 탄화수소 냉매를 함유하는, 냉동기용 작동 유체 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 알킬벤젠이, 벤젠 환에 직쇄 알킬기가 결합한 직쇄형 알킬벤젠이며, 당해 알킬벤젠의 40℃에서의 동점도가 2 내지 10㎟/s인, 냉동기용 작동 유체 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광유의 n-d-M환 분석에서의 %CN이 40 내지 60인, 냉동기용 작동 유체 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 글리세린의 에스테르 화합물 및 글리세린의 에테르 화합물로부터 선택되는 적어도 1종의 글리세린 유도체를 추가로 함유하고, 당해 글리세린 유도체의 함유량이, 상기 냉동기유 전량을 기준으로 하여, 0.005 내지 1.0질량%인, 냉동기용 작동 유체 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 탄소수 3 내지 5의 알킬기를 1개 갖는 모노(알킬페닐)디페닐포스페이트, 탄소수 3 내지 5의 알킬기를 2개 갖는 디(알킬페닐)페닐포스페이트 및 탄소수 3 내지 5의 알킬기를 3개 갖는 트리(알킬페닐)포스페이트로부터 선택되는 적어도 1종의 인 화합물을 추가로 함유하고, 당해 인 화합물의 함유량이, 상기 냉동기유 전량을 기준으로 하여, 0.05 내지 3.0질량%인, 냉동기용 작동 유체 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄화수소 냉매가 이소부탄인, 냉동기용 작동 유체 조성물.
  7. n-d-M환 분석에서의 %CN이 20 내지 60, 유동점이 -15℃ 이하, 40℃에서의 동점도가 1.5 내지 15㎟/s인 광유와, 알킬벤젠을, 상기 광유/상기 알킬벤젠 = 85/15 내지 15/85의 질량비로 함유하고, 40℃에서의 동점도가 2 내지 12㎟/s, 인화점이 120℃ 이상인 냉동기유를 함유하고, 탄소수 2 내지 4의 탄화수소 냉매와 함께 사용되는, 냉동기유.
  8. n-d-M환 분석에서의 %CN이 20 내지 60, 유동점이 -15℃ 이하, 40℃에서의 동점도가 1.5 내지 15㎟/s인 광유와, 알킬벤젠을, 상기 광유/상기 알킬벤젠 = 85/15 내지 15/85의 질량비로 혼합하고, 상기 광유와 알킬벤젠의 혼합유를 기유(基油)로 하면서 40℃에서의 동점도가 2 내지 12㎟/s, 인화점이 120℃ 이상인 냉동기유를 수득하는 공정을 구비하는, 탄소수 2 내지 4의 탄화수소 냉매용 냉동기유의 제조 방법.
KR1020147023577A 2012-03-02 2013-02-28 냉동기용 작동 유체 조성물, 냉동기유 및 이의 제조 방법 KR101900255B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012046997 2012-03-02
JPJP-P-2012-046997 2012-03-02
PCT/JP2013/055437 WO2013129579A1 (ja) 2012-03-02 2013-02-28 冷凍機用作動流体組成物、冷凍機油及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140133829A true KR20140133829A (ko) 2014-11-20
KR101900255B1 KR101900255B1 (ko) 2018-09-20

Family

ID=49082770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147023577A KR101900255B1 (ko) 2012-03-02 2013-02-28 냉동기용 작동 유체 조성물, 냉동기유 및 이의 제조 방법

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9243177B2 (ko)
EP (1) EP2821466B1 (ko)
JP (1) JP6232371B2 (ko)
KR (1) KR101900255B1 (ko)
CN (1) CN104145008B (ko)
IN (1) IN2014DN06761A (ko)
TW (1) TWI599650B (ko)
WO (1) WO2013129579A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190109397A (ko) * 2017-02-03 2019-09-25 제이엑스티지 에네루기 가부시키가이샤 냉동기유

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6195429B2 (ja) * 2012-03-29 2017-09-13 Ｊｘｔｇエネルギー株式会社 冷凍機用作動流体組成物及び冷凍機油
CN104087388A (zh) * 2014-07-22 2014-10-08 瑞孚化工（上海）有限公司 一种冷冻机油组合物及其应用
JP6522345B2 (ja) * 2015-01-13 2019-05-29 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 冷凍装置及び密閉型電動圧縮機
CN106318516B (zh) * 2015-06-25 2019-02-01 北京福润联石化科技开发有限公司 冷冻机油组合物用基础油和冷冻机油组合物及用于制冷的组合物
JP6737450B2 (ja) * 2015-11-13 2020-08-12 出光興産株式会社 潤滑油組成物、及び潤滑方法
JP6924743B2 (ja) * 2016-02-24 2021-08-25 Ｅｎｅｏｓ株式会社 冷凍機油
JP2018053199A (ja) * 2016-09-30 2018-04-05 出光興産株式会社 冷凍機油、及び冷凍機用組成物
EP3342845B1 (en) * 2016-12-28 2020-02-05 JXTG Nippon Oil & Energy Corporation Lubricating oil composition for refrigerating machines
WO2018143212A1 (ja) * 2017-02-03 2018-08-09 Ｊｘｔｇエネルギー株式会社 冷凍機油
JPWO2018199206A1 (ja) * 2017-04-28 2020-03-19 パナソニック アプライアンシズ リフリジレーション デヴァイシズ シンガポール 密閉型冷媒圧縮機およびこれを用いた冷凍装置
JPWO2018199204A1 (ja) * 2017-04-28 2020-03-19 パナソニック アプライアンシズ リフリジレーション デヴァイシズ シンガポール 密閉型冷媒圧縮機およびこれを用いた冷凍装置
CN108865341B (zh) 2017-05-09 2021-12-24 日本太阳石油株式会社 冷冻机油组合物以及制冷机用工作流体
JP7421287B2 (ja) * 2019-08-23 2024-01-24 Ｅｎｅｏｓ株式会社 冷凍機油、冷凍機用作動流体組成物及び冷凍機
JPWO2021221060A1 (ko) * 2020-04-30 2021-11-04
JP2022057190A (ja) * 2020-09-30 2022-04-11 出光興産株式会社 冷凍機油組成物、冷媒潤滑油混合組成物及び冷蔵庫
CN114381325B (zh) * 2020-10-21 2023-06-30 中国石油天然气股份有限公司 冷冻机油组合物及其应用
CN115109631B (zh) * 2021-11-30 2023-03-24 北京福润联石化科技开发有限公司 配合异丁烷制冷剂使用的冷冻机油及其应用

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62158795A (ja) * 1986-01-08 1987-07-14 Nippon Mining Co Ltd アルキルベンゼンを用いたフロン圧縮機用潤滑油
JPH0229495A (ja) * 1988-07-18 1990-01-31 Hitachi Ltd 冷凍機油組成物とそれを内蔵した圧縮機及び冷凍機
JPH10130685A (ja) 1996-10-30 1998-05-19 Daikin Ind Ltd 冷凍装置
EP1018538B1 (en) * 1997-06-17 2017-03-22 Nippon Mitsubishi Oil Corporation Refrigerator fluid composition
JP3860942B2 (ja) * 1999-11-18 2006-12-20 株式会社ジャパンエナジー 冷凍装置用潤滑油組成物、作動流体及び冷凍装置
JP2001200285A (ja) * 2000-01-21 2001-07-24 Japan Energy Corp アンモニア冷媒を使用する冷凍機用潤滑剤
JP3909744B2 (ja) 2001-07-31 2007-04-25 株式会社ジャパンエナジー 炭化水素冷媒用冷凍機油
KR101187593B1 (ko) * 2004-03-04 2012-10-11 제이엑스 닛코닛세키에너지주식회사 냉동기유
JP4659500B2 (ja) * 2005-03-30 2011-03-30 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 冷媒圧縮機用試運転油、及び冷媒圧縮機の試運転方法
BRPI0502759B1 (pt) 2005-06-30 2014-02-25 óleo lubrificante e composição lubrificante para uma máquina de refrigeração
JP5330824B2 (ja) 2006-03-10 2013-10-30 出光興産株式会社 冷凍機油組成物
JP2008056800A (ja) * 2006-08-31 2008-03-13 Idemitsu Kosan Co Ltd トラクション機構を有する圧縮型冷凍機用潤滑油組成物
JP5800448B2 (ja) * 2008-03-25 2015-10-28 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 潤滑油基油及びその製造方法並びに潤滑油組成物
JP5800449B2 (ja) * 2008-03-25 2015-10-28 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 潤滑油基油及びその製造方法並びに潤滑油組成物
JP5248960B2 (ja) * 2008-09-12 2013-07-31 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ならびに冷蔵庫
EP2343357B1 (en) * 2008-10-07 2019-12-04 JX Nippon Oil & Energy Corporation Method for producing a lubricant composition

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190109397A (ko) * 2017-02-03 2019-09-25 제이엑스티지 에네루기 가부시키가이샤 냉동기유

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2013129579A1 (ja) 2015-07-30
EP2821466A4 (en) 2015-05-20
WO2013129579A1 (ja) 2013-09-06
EP2821466A1 (en) 2015-01-07
EP2821466B1 (en) 2021-07-28
TW201343897A (zh) 2013-11-01
KR101900255B1 (ko) 2018-09-20
CN104145008A (zh) 2014-11-12
IN2014DN06761A (ko) 2015-05-22
US9243177B2 (en) 2016-01-26
CN104145008B (zh) 2016-05-04
TWI599650B (zh) 2017-09-21
US20150014574A1 (en) 2015-01-15
JP6232371B2 (ja) 2017-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101900255B1 (ko) 냉동기용 작동 유체 조성물, 냉동기유 및 이의 제조 방법
JP7062027B2 (ja) 冷凍機油及び冷凍機用作動流体組成物
KR101899310B1 (ko) 냉동기용 작동 유체 조성물, 냉동기유 및 이의 제조 방법
KR101987631B1 (ko) 냉동기유 및 냉동기용 작동 유체 조성물
CN105238360B (zh) 冷冻机用工作流体组合物以及冷冻机油
US20120024007A1 (en) Compressor for refrigeration and air-conditioning and refrigerating and air-conditioning apparatus
JP5937446B2 (ja) 冷凍機用作動流体組成物
KR20150116824A (ko) 냉동기유 및 냉동기용 작동 유체 조성물
US11377619B2 (en) Refrigerating machine oil
WO2010029704A1 (ja) 冷媒２,３,３,３‐テトラフルオロ‐１‐プロペン用冷凍機油
MX2014009698A (es) Composiciones y metodos de transferencia de calor.
KR101530380B1 (ko) 탄화수소 냉매용 냉동기유 및 그것을 사용한 냉동기 시스템
TWI746786B (zh) 冷凍機油
JP6059320B2 (ja) 冷凍機用作動流体組成物及び冷凍機油
JP6161766B2 (ja) 冷凍機用作動流体組成物

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right