WO2017086422A1 - 冷凍機用潤滑油組成物、冷凍機用組成物、潤滑方法及び冷凍機 - Google Patents
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- C10N2040/30—Refrigerators lubricants or compressors lubricants
Definitions
- the present invention relates to a lubricating oil composition for a refrigerator used for a refrigerant containing carbon dioxide, a composition for a refrigerator containing a refrigerant containing carbon dioxide and a lubricating oil composition for a refrigerator, a lubrication method using these, and It relates to a refrigerator.
- a refrigerator is composed of a compressor, a condenser, an expansion mechanism (such as an expansion valve), an evaporator, or a dryer, and has a structure in which a mixture of refrigerant and refrigerator oil circulates in a sealed system.
- a mixed liquid of refrigerant and lubricating oil is used in a wide temperature range from a low temperature to a high temperature because it is high in the compressor and low in the evaporator.
- a refrigerant not containing chlorine is used as a refrigerant that does not destroy the ozone layer.
- 1,1,1,2-tetrafluoroethane (R134a) difluoromethane ( Fluorohydrocarbon refrigerants represented by R32), pentafluoroethane (R125), 1,1,1-trifluoroethane (R143a) and the like are used.
- HFO1234ze 1,3,3,3-tetrafluoropropene
- HFO1234yf 2,3,3,3-tetrafluoropropene
- unsaturated fluorinated hydrocarbon refrigerants are used in, for example, car air conditioners.
- carbon dioxide may be used as a refrigerant in some applications such as a water heater because it is harmless to the environment and the human body, is easily available, and does not require collection.
- refrigerating machine oils have different required characteristics depending on the refrigerant used, and development of base oils and additives to be added to the base oil is being developed according to each refrigerant.
- an unsaturated fluorinated hydrocarbon refrigerant has low heat and chemical stability, and therefore, under high-speed and high-load conditions, the refrigerant and the base oil may be polymerized to generate a wax component. Therefore, for example, in Patent Documents 1 to 4, a polymerized paraffin inhibitor such as ethylene glycol is used to prevent the formation of polymerized paraffin due to the decomposition of the unsaturated fluorinated hydrocarbon refrigerant and the polymerization of the polymerizable decomposition product. It is considered that is added.
- the present invention has been made in view of the above circumstances, and in the case where carbon dioxide is used as a refrigerant, it is an object of the present invention to ensure lubricity of a sliding portion during compressor operation of a refrigerator, and Another object of the present invention is to suppress the precipitation of the wear adjusting agent in a low temperature environment when a friction adjusting agent is added to the refrigerating machine oil in order to improve lubricity and the like.
- this invention provides the following lubricating oil compositions for refrigerators.
- a base oil (A) comprising polyoxyalkylene glycol as a main component, a total of 2 to 3 hydroxyl groups and ether bonds (provided that the ether bonds may be 0), and at least one hydroxyl group
- the lubricating oil composition for refrigerators containing alcohol (B) which has.
- the present invention provides the following composition for a refrigerator, refrigerator, lubrication method, and method for producing a lubricating oil composition for a refrigerator.
- a refrigerating machine composition comprising the refrigerating machine lubricating oil composition according to (1) above and a refrigerant containing carbon dioxide.
- the sliding portion of the refrigerator is moved by the lubricating oil composition for the refrigerator. Lubrication method to lubricate.
- a method for producing a lubricating oil composition for a refrigerator used together with a refrigerant containing carbon dioxide In the base oil (A) mainly composed of polyoxyalkylene glycol, the total of hydroxyl groups and ether bonds is 2 to 3 (however, the ether bond may be 0), and at least one hydroxyl group is added.
- the lubricity of the sliding part in the compressor or the like can be ensured by blending a predetermined alcohol with the polyoxyalkylene glycol base oil.
- a friction modifier such as an amidoamine compound
- the wear modifier improves the lubricity and the like, and suppresses the precipitation of the wear modifier in a low temperature environment.
- a lubricating oil composition for a refrigerating machine (refrigerating machine oil) according to an embodiment of the present invention is a lubricating oil composition for a refrigerating machine that is used together with a refrigerant containing carbon dioxide, and includes a base oil (A) and an alcohol. (B).
- the base oil (A) contains polyoxyalkylene glycol (hereinafter also referred to as “PAG”) as a main component.
- PAG polyoxyalkylene glycol
- the use of PAG as the base oil (A) is advantageous in terms of maintaining an oil film in a high temperature environment when carbon dioxide is used as a refrigerant.
- the PAG preferably has a kinematic viscosity at 100 ° C. of 1 to 50 mm 2 / s. When the PAG has a kinematic viscosity within the above range, it is easy to secure the lubricity of the lubricating oil composition for a refrigerator while ensuring fuel economy and fluidity at low temperatures.
- the kinematic viscosity at 100 ° C. of the PAG more preferably 3 ⁇ 30mm 2 / s, more preferably 5 ⁇ 25mm 2 / s.
- the number average molecular weight of the PAG is appropriately adjusted according to the kinematic viscosity, but is preferably 300 to 5000, more preferably 500 to 5000, and still more preferably 700 to 5000.
- the viscosity index of the PAG is preferably 100 or more. When the viscosity index is 100 or more, the lubricating oil composition for a refrigerator is easily maintained at an appropriate viscosity from a low temperature to a high temperature.
- the viscosity index of PAG is more preferably 120 or more, and further preferably 150 or more.
- the upper limit of the viscosity index of the PAG is not particularly limited, but is generally 400 or less.
- examples of the PAG include compounds represented by the following general formula (1).
- R 1 [— (OR 2 ) m —OR 3 ] n
- R 1 is a hydrogen atom, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, an acyl group having 2 to 10 carbon atoms, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms having 2 to 6 bonding sites, Or an oxygen-containing hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms
- R 2 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms
- R 3 is a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, an acyl group having 2 to 10 carbon atoms, Or an oxygen-containing hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms
- n is an integer of 1 to 6
- m is a number with an average value of m ⁇ n of 6 to 80.
- the monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in each of R 1 and R 3 may be linear, branched, or cyclic.
- the hydrocarbon group is preferably an alkyl group, and specific examples thereof include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, various butyl groups, various pentyl groups, various hexyl groups, various heptyl groups, various octyl groups, Various nonyl groups, various decyl groups, cyclopentyl groups, cyclohexyl groups and the like can be mentioned.
- the carbon number of the monovalent hydrocarbon group is more preferably 1 to 4.
- the hydrocarbon group part of the acyl group having 2 to 10 carbon atoms in each of R 1 and R 3 may be any of linear, branched or cyclic.
- the hydrocarbon group portion of the acyl group is preferably an alkyl group, and specific examples thereof include those having 1 to 9 carbon atoms among the alkyl groups that can be selected as the aforementioned R 1 and R 3 .
- a preferred acyl group has 2 to 4 carbon atoms.
- R 1 is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms having 2 to 6 bonding sites
- the hydrocarbon group may be a chain or a cyclic one.
- the hydrocarbon group having two bonding sites is preferably an aliphatic hydrocarbon group, for example, ethylene group, propylene group, butylene group, pentylene group, hexylene group, heptylene group, octylene group, nonylene group, decylene group, cyclopentylene group. Examples thereof include a len group and a cyclohexylene group.
- examples of other hydrocarbon groups include residues obtained by removing hydroxyl groups from bisphenols such as biphenol, bisphenol F, and bisphenol A.
- the hydrocarbon group having 3 to 6 binding sites is preferably an aliphatic hydrocarbon group, for example, trimethylolpropane, glycerin, pentaerythritol, sorbitol, 1,2,3-trihydroxycyclohexane, 1,3,3,
- aliphatic hydrocarbon group for example, trimethylolpropane, glycerin, pentaerythritol, sorbitol, 1,2,3-trihydroxycyclohexane, 1,3,3,
- Examples thereof include a residue obtained by removing a hydroxyl group from a polyhydric alcohol such as 5-trihydroxycyclohexane.
- the aliphatic hydrocarbon group preferably has 2 to 6 carbon atoms.
- the oxygen-containing hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in each of R 1 and R 3 includes a chain aliphatic group having an ether bond, a cyclic aliphatic group (for example, a tetrahydrofurfuryl group), and the like. Can be mentioned. At least one of R 1 and R 3 is preferably an alkyl group, particularly an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
- R 2 in the general formula (1) is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and examples of the oxyalkylene group of the repeating unit include an oxyethylene group, an oxypropylene group, and an oxybutylene group.
- the oxyalkylene groups in one molecule may be the same or two or more oxyalkylene groups may be contained, but those containing at least an oxypropylene group unit in one molecule are preferred, and the oxyalkylene unit Those containing 50 mol% or more of oxypropylene group units are more preferred, those containing 80 to 100 mol% of oxypropylene group units are more preferred, and those comprising only oxypropylene group units are particularly preferred.
- n is an integer of 1 to 6, and is determined according to the number of R 1 binding sites.
- R 1 is an alkyl group or an acyl group
- n is 1, and when R 1 is an aliphatic hydrocarbon group having 2, 3, 4, 5, and 6 binding sites, n is 2, 3 respectively. , 4, 5 and 6.
- m is a number with an average value of m ⁇ n of 6 to 80. When the average value is 80 or less, lubricating performance as a base oil can be exhibited, and compatibility with the refrigerant becomes good.
- the average value of m ⁇ n is appropriately set so that the viscosity of the base oil described above falls within a desired range.
- N is preferably an integer of 1 to 3, more preferably 1.
- R 1 and R 3 is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and both are alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms. More preferred. Further, when n is 2 or more even, it is preferred, all alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms at least one of a plurality of R 3 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms in the molecule It is more preferable.
- examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group, and a methyl group is most preferable.
- the propyl group and butyl group may be linear or branched.
- n 2 or more, a plurality of R 3 in one molecule may be the same or different.
- More preferred specific examples of PAG include those in which OR 2 is an oxypropylene group, n is 1, and R 1 and R 3 are both alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, and in particular, R 1 And most preferably polyoxypropylene glycol dimethyl ether in which R 3 is a methyl group.
- PAG demonstrated above may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
- PAG is the main component of the base oil (A) contained in the lubricating oil composition for refrigerators.
- the amount of PAG may be 50 to 100% by mass with respect to the total amount of the base oil (A), preferably 70 to 100% by mass, more preferably 90 to 100% by mass, and most preferably 100% by mass. %. That is, the base oil (A) is most preferably composed of a single PAG.
- the lubricating oil composition for a refrigerator may contain components other than PAG as the base oil (A).
- base oils include synthetic oils other than PAG, and mineral oil.
- Synthetic oils other than PAG include, for example, poly- ⁇ -olefin, ⁇ -olefin copolymer, polybutene, alkylbenzene, GTL by-product wax isomerized oil, ether compounds other than PAG and alcohol (B) described later, and polyester compounds.
- Examples of ether compounds other than PAG and the alcohol (B) described later include polyvinyl ether (PVE), polyoxyalkylene glycol or a copolymer having the structure of monoether and polyvinyl ether.
- ester compounds include aliphatic monoesters, aliphatic diesters, aliphatic triesters, and aliphatic polyol esters.
- mineral oil include paraffinic mineral oil, naphthenic mineral oil, and intermediate group mineral oil. These synthetic oils and mineral oils may be used alone or in combination of two or more. Also these groups other than PAG oil, similarly to the PAG, kinematic viscosity at 100 ° C. is 1 to is preferably 50mm 2 / s, 3 ⁇ 30mm 2 / s , more preferably, further is 5 ⁇ 25 mm 2 / s preferable.
- the content of the base oil (A) is preferably 70 to 99.7% by mass, more preferably 80 to 99.4% by mass, and still more preferably 90 to 90% by mass with respect to the total amount of the lubricating oil composition for a refrigerator. It is 99.0 mass%.
- the alcohol (B) is an alcohol compound having a total of 2 to 3 hydroxyl groups and ether bonds and having at least one hydroxyl group.
- the seizure resistance and the like are improved, and the lubricity is improved.
- the amidoamine compound (C) is prevented from precipitating under a low temperature environment.
- the total number of hydroxyl groups and ether bonds is less than 2, or 4 or more, or does not contain a hydroxyl group, the lubricity is not sufficiently improved. Furthermore, the amidoamine compound (C ) May not be prevented properly.
- the alcohol (B) may not have an ether bond (that is, 0 ether bonds), and the number of ether bonds is 0 to 2.
- the alcohol (B) preferably has 1 or 2 hydroxyl groups from the viewpoint of improving lubricity and more effectively preventing precipitation of the compound (C).
- the number of ether bonds is preferably 1 or 2.
- the alcohol (B) preferably has 2 to 12 carbon atoms.
- Alcohol (B) makes it easy to make lubricity favorable by making carbon number 2 or more. Moreover, it becomes easy to prevent precipitation of an amidoamine compound (C) by setting it as 12 or less.
- the carbon number of the alcohol (B) is more preferably 3 to 10, and further preferably 6 to 8.
- Examples of the alcohol (B) include alkanediol, a diol monoether compound having two hydroxyl groups and one ether bond, and a monool diether compound having one hydroxyl group and two ether bonds. Ether compounds and monool diether compounds are preferred.
- alkane diol examples include alkane diols having 2 to 12 carbon atoms. Specific examples include ethylene glycol, propylene glycol, neopentyl glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,2- Butanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 2-ethyl-2-methyl-1,3-propanediol, 2-methyl-2,4 -Pentanediol, 1,7-heptanediol, 2-methyl-2-propyl-1,3-propanediol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 1,8-octanediol, 1,9- Nonanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 1,10-decan
- diol monoether compound examples include compounds represented by the following formula (2). HO—R 4 —O—R 5 —OH (2)
- R 4 and R 5 are divalent saturated aliphatic hydrocarbon groups having 2 to 6 carbon atoms, and R 4 and R 5 may be the same or different from each other. Also good. R 4 and R 5 may be linear or branched.
- the number of carbon atoms of R 4 and R 5 is more preferably 2 to 4, further preferably 2 to 3, and most preferably 3.
- Specific examples of the diol monoether compound include dipropylene glycol, diethylene glycol, and dibutylene glycol.
- Examples of the monool diether compound include compounds represented by the following formula (3). HO-R 6 -O-R 7 -O-R 8 (3)
- R 6 and R 7 are divalent saturated aliphatic hydrocarbon groups having 2 to 4 carbon atoms, and R 6 and R 7 may be the same as or different from each other. Also good. R 6 and R 7 may be linear or branched.
- R 8 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. R 8 may be linear or branched, or may have a cyclic structure. However, the total number of carbon atoms of R 6 to R 8 is 12 or less.
- R 6 and R 7 preferably have 2 to 3 carbon atoms, and more preferably 2 carbon atoms.
- R 8 preferably has 2 to 8 carbon atoms, more preferably 3 to 6 carbon atoms.
- Specific examples of the monool diether compound include diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, and dipropylene glycol monoethyl ether.
- ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol Mono 2-ethylhexyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether are preferred.
- dipropylene glycol and diethylene glycol monobutyl ether are more preferred because they easily improve lubricity while preventing precipitation of the friction modifier.
- Alcohol (B) is preferably contained in an amount of 0.1 to 10% by mass based on the total amount of the lubricating oil composition for a refrigerator. By using the alcohol (B) in an amount within the above range, it becomes easy to exert an effect commensurate with the content.
- the content of the alcohol (B) is more preferably 0.5 to 5% by mass, and further preferably 1 to 3% by mass.
- the lubricating oil composition for a refrigerator further contains an amidoamine compound (C) as a friction modifier.
- an amidoamine compound (C) as a friction modifier.
- the discharge pressure is higher than when a fluorinated hydrocarbon refrigerant is used, and a high temperature and high speed environment is generated at the sliding part of the compressor.
- the composition contains the amidoamine compound (C), so that the lubricity is improved and the wear resistance is also improved.
- an amidoamine compound (C) becomes easy to precipitate in a low-temperature environment, such precipitation is suppressed by mix
- Specific examples of the amidoamine compound (C) include aliphatic amidoamine compounds each having one or more amide groups and amino groups.
- Examples of the aliphatic amidoamine compound include a compound represented by the following formula (4).
- R 9 represents an alkyl group having 6 to 30 carbon atoms or an alkenyl group having 6 to 30 carbon atoms
- R 10 and R 11 each represents a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, 10 amino group-containing hydrocarbon group, or an oxygen atom-containing hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms
- at least one of R 10 and R 11 is an amino group-containing hydrocarbon group.
- R 10 and R 11 may be the same as or different from each other.
- the alkyl group and alkenyl group for R 9 may be linear or branched, and may have a cyclic structure.
- the hydrocarbon group or hydrocarbon moiety in R 10 and R 11 may be linear or branched, may have a cyclic structure, and further contains an aromatic ring, an unsaturated bond, and the like. However, it is preferable not to contain an aromatic ring and an unsaturated bond.
- Examples of the compound represented by the formula (4) include an amidoamine compound that is a reaction product of a fatty acid and a polyamine.
- the fatty acid include stearic acid, isostearic acid, oleic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, coconut oil fatty acid and the like. Of these, stearic acid, oleic acid, and isostearic acid are particularly preferable.
- the polyamine means a compound having two or more amino groups, and the amino group may constitute any of primary amine, secondary amine, and tertiary amine, but at least one amino group. Constitutes a primary or secondary amine to react with fatty acids.
- the polyamine include those having three or more amino groups such as tetraethylenepentamine and triethylenetetramine, and those having two amino groups such as diethylaminoethylamine and trimethylethylenediamine.
- an amidoamine compound that is a reaction product of a fatty acid and a polyamine having two amino groups is preferable.
- equation (5) the compound shown by the following formula
- R 20 represents an alkyl group having 6 to 30 carbon atoms or an alkenyl group having 6 to 30 carbon atoms
- R 21 represents an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms
- R 22 and R 23 represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and these may be the same or different.
- R 24 is a hydrogen atom or a methyl group.
- R 20 preferably has 11 to 23 carbon atoms, more preferably 13 to 21 carbon atoms.
- the alkylene group of R 21 preferably has 1 to 3 carbon atoms, more preferably 2 or 3 carbon atoms, and particularly preferably 2 carbon atoms.
- the alkylene group for R 21 may be linear or branched.
- R 22 and R 23 are preferably both an alkyl group, either more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, both particularly preferably an alkyl group having 2 carbon atoms.
- the alkyl group of R 22 and R 23 may be linear or branched.
- R 24 is preferably a hydrogen atom.
- a reaction product of a fatty acid having 18 carbon atoms and diethylaminoethylamine is particularly preferable. That is, in the formula (5), a compound in which R 20 has 17 carbon atoms, R 21 is an alkylene group having 2 carbon atoms, R 22 and R 23 are alkyl groups having 2 carbon atoms, and R 24 is a hydrogen atom. preferable.
- the amidoamine compound (C) is preferably 0.03 to 5% by mass, more preferably 0.05 to 3% by mass, and still more preferably 0.1 to 1% by mass with respect to the total amount of the lubricating oil composition for a refrigerator. Contained.
- content of an amidoamine compound (C) more than the said lower limit, it is possible to improve the lubricity and abrasion resistance of the lubricating oil composition for refrigerators appropriately.
- the lubricating oil composition for a refrigerator includes an antioxidant, an oil improver, an extreme pressure agent, an acid scavenger, an oxygen scavenger, a copper deactivator, a rust inhibitor, an antifoaming agent, and the like. You may contain any 1 type (s) or 2 or more types of other additives other than (B) and (C) component. Therefore, the lubricating oil composition for a refrigerator may be composed of the base oil (A) and the alcohol (B), or the base oil (A), the alcohol (B), and the amidoamine compound (C).
- a base oil (A), an alcohol (B) and other additives, a base oil (A), an alcohol (B) and an amidoamine may consist of the compound (C) and other additives.
- the content of other additives is preferably 20% by mass or less, more preferably 0% by mass or more and 10% by mass or less, with respect to the lubricating oil composition for a refrigerator.
- 0 mass% means that other additives are not contained in the lubricating oil composition for a refrigerator.
- Antioxidants include 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol, 2,2′-methylenebis (4-methyl-6-tert -Butylphenol) and other amine-based antioxidants such as phenyl- ⁇ -naphthylamine and N, N′-diphenyl-p-phenylenediamine.
- the content of the antioxidant is usually from 0.01 to 5% by mass, preferably from 0.05 to 3% by mass, based on the total amount of the lubricating oil composition for a refrigerator, from the viewpoints of effects and economy.
- oil improvers include aliphatic saturated and unsaturated monocarboxylic acids such as stearic acid and oleic acid, polymerized fatty acids such as dimer acid and hydrogenated dimer acid, hydroxy fatty acids such as ricinoleic acid and 12-hydroxystearic acid, Aliphatic saturated and unsaturated monoalcohols such as lauryl alcohol, oleyl alcohol, aliphatic saturated and unsaturated monoamines such as stearylamine, oleylamine, aliphatic saturated and unsaturated monocarboxylic amides such as lauric acid amide, oleic acid amide, Examples thereof include partial esters of polyhydric alcohols such as glycerin and sorbitol and aliphatic saturated or unsaturated monocarboxylic acids.
- the content thereof is usually selected in the range of 0.01 to 10% by mass, preferably 0.1 to 5% by mass, based on the total amount of the lubricating oil composition for refrigerators.
- extreme pressure agents include phosphorous extreme pressure agents such as phosphate esters, acid phosphate esters, phosphite esters, acid phosphite esters, and amine salts thereof. These phosphorus extreme pressure agents include tricresyl phosphate, trithiophenyl phosphate, tri (nonylphenyl) phosphite, dioleyl hydrogen phosphite, 2-ethylhexyl diphenyl phosphite, etc. in terms of extreme pressure and friction characteristics. Can be mentioned. Examples of the extreme pressure agent include metal salts of carboxylic acids.
- the metal salt of the carboxylic acid here is preferably a carboxylic acid having 3 to 60 carbon atoms, more preferably a metal salt of a fatty acid having 3 to 30 carbon atoms, particularly 12 to 30 carbon atoms.
- the dimer acid and trimer acid of the said fatty acid, and the metal salt of C3-C30 dicarboxylic acid can be mentioned.
- metal salts of fatty acids having 12 to 30 carbon atoms and dicarboxylic acids having 3 to 30 carbon atoms are particularly preferred.
- an alkali metal or an alkaline earth metal is preferable, and an alkali metal is particularly optimal.
- extreme pressure agents other than the above include sulfur-based extreme pressure agents such as sulfurized fats and oils, sulfurized fatty acids, sulfurized esters, sulfurized olefins, dihydrocarbyl polysulfides, thiocarbamates, thioterpenes, and dialkylthiodipropionates. be able to.
- a phosphorus extreme pressure agent is preferable among the above.
- the content of the extreme pressure agent is usually 0.001 to 5% by mass, particularly preferably 0.005 to 3% by mass, based on the total amount of the lubricating oil composition for a refrigerator, from the viewpoint of lubricity and stability.
- One of these extreme pressure agents may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
- the acid scavenger examples include epoxy compounds such as phenyl glycidyl ether, alkyl glycidyl ether, alkylene glycol glycidyl ether, cyclohexene oxide, ⁇ -olefin oxide, and epoxidized soybean oil.
- epoxy compounds such as phenyl glycidyl ether, alkyl glycidyl ether, alkylene glycol glycidyl ether, cyclohexene oxide, ⁇ -olefin oxide, and epoxidized soybean oil.
- phenyl glycidyl ether, alkyl glycidyl ether, alkylene glycol glycidyl ether, cyclohexene oxide, and ⁇ -olefin oxide are preferable in terms of compatibility.
- the alkyl group of the alkyl glycidyl ether and the alkylene group of the alkylene glycol glycidyl ether may have a branch, and usually have 3 to 30, preferably 4 to 24, and particularly preferably 6 to 16 carbon atoms. is there.
- the ⁇ -olefin oxide generally has a total carbon number of 4 to 50, preferably 4 to 24, particularly 6 to 16.
- one type of acid scavenger may be used, or two or more types may be used in combination.
- the content thereof is usually 0.005 to 5% by mass, preferably 0.05 to 3% by mass, based on the total amount of the lubricating oil composition for a refrigerator, from the viewpoints of effects and suppression of sludge generation.
- the stability of the lubricating oil composition for a refrigerator can be improved by containing an acid scavenger.
- oxygen scavenger examples include 4,4′-thiobis (3-methyl-6-tert-butylphenol), diphenyl sulfide, dioctyl diphenyl sulfide, dialkyl diphenylene sulfide, benzothiophene, dibenzothiophene, phenothiazine, benzothiapyran, thiapyran, thianthrene, Examples thereof include sulfur-containing aromatic compounds such as dibenzothiapyran and diphenylene disulfide, aliphatic unsaturated compounds such as various olefins, dienes and trienes, and terpenes having a double bond.
- the content of the oxygen scavenger is usually 0.005 to 5% by mass, preferably 0.05 to 3% by mass, based on the total amount of the lubricating oil composition for a refrigerator.
- Examples of the copper deactivator include N- [N, N′-dialkyl (alkyl group having 3 to 12 carbon atoms) aminomethyl] triazole.
- Examples of the rust preventive include metal sulfonates, aliphatic amines, organic phosphites, organic phosphates, organic sulfonates, organic phosphates, alkenyl succinates, polyhydric alcohol esters, and the like. be able to.
- the content of the rust preventive is usually 0.005 to 2% by mass, preferably 0.01 to 1% by mass, based on the total amount of the lubricating oil composition for a refrigerator.
- Examples of the antifoaming agent include silicone oil and fluorinated silicone oil.
- the content of the antifoaming agent is usually 0.005 to 2% by mass, preferably 0.01 to 1% by mass, based on the total amount of the lubricating oil composition for a refrigerator.
- the lubricating oil composition for a refrigerator according to this embodiment can further contain other known various additives within a range that does not impair the object of the present invention.
- the lubricating oil composition for refrigerators preferably has an acid value of 0.2 mgKOH / g or less, a pour point of ⁇ 20 ° C. or less, and a nitrogen content of 300 ppm or less.
- the lubricating oil composition for refrigerating machines has an advantage that an acid value is 0.2 mgKOH / g or less, so that a phenomenon in which an acid becomes a catalyst and deteriorates at a high temperature can be suppressed.
- the pour point is ⁇ 20 ° C. or lower, as described above, precipitation of the amidoamine compound (C) in a low temperature environment is prevented, and the low temperature performance is excellent.
- the acid value of the lubricating oil composition for refrigerators is more preferably 0 to 0.15 mgKOH / g, and further preferably 0 to 0.10 mgKOH / g.
- the pour point is more preferably ⁇ 30 ° C. or lower, and further preferably ⁇ 40 ° C. or lower.
- the pour point should be low, and the lower limit is not particularly limited, but is usually -60 ° C or higher.
- the nitrogen content is more preferably 250 ppm or less, and even more preferably 200 ppm or less. Further, the nitrogen content is preferably 50 ppm or more, more preferably 100 ppm or more, and further preferably 120 ppm or more in order to mix an appropriate amount of the amidoamine compound (C).
- the lubricating oil composition for a refrigerator is manufactured by blending at least the alcohol (B) with the base oil (A). Moreover, it is preferable to mix
- the lubricating oil composition for refrigerators is used with a refrigerant. That is, in the refrigerator, a refrigerator composition including a refrigerator lubricating oil composition and a refrigerant is used.
- the amount of the refrigerant used in the refrigerator and the lubricating oil composition for the refrigerator is usually 99/1 to 10/90 in mass ratio of the refrigerant / the lubricating oil composition for the refrigerator, but 95/5 to 30 / It is preferable to be in the range of 70. When this mass ratio is within the above range, the refrigerating capacity and lubricity in the refrigerator can be made appropriate.
- the refrigerant a refrigerant containing carbon dioxide is used.
- the refrigerant is preferably a refrigerant made of carbon dioxide alone, but may be a mixed refrigerant made of carbon dioxide and a refrigerant other than carbon dioxide.
- the carbon dioxide content in the mixed refrigerant is preferably 20 to 99% by mass, more preferably 50 to 99% by mass, and still more preferably 80 to 99% by mass with respect to the total amount of the refrigerant.
- Examples of the refrigerant other than carbon dioxide used for the mixed refrigerant include one or more selected from the group consisting of a fluorinated hydrocarbon compound, a hydrocarbon compound, and ammonia.
- a fluorinated hydrocarbon compound examples include a saturated fluorinated hydrocarbon compound and an unsaturated fluorinated hydrocarbon compound.
- the saturated fluorinated hydrocarbon compound is usually an alkane fluoride having 1 to 4 carbon atoms, preferably an alkane fluoride having 1 to 3 carbon atoms, and an alkane having 1 to 2 carbon atoms (methane or ethane). Fluoride is more preferred.
- Specific methane or ethane fluorides include trifluoromethane (R23), difluoromethane (R32), 1,1-difluoroethane (R152a), 1,1,1-trifluoroethane (R143a), 1,1, 2-trifluoroethane (R143), 1,1,1,2-tetrafluoroethane (R134a), 1,1,2,2-tetrafluoroethane (R134), 1,1,1,2,2-penta And fluoroethane (R125).
- These saturated fluorinated hydrocarbon compounds may be used alone or in combination of two or more.
- Unsaturated fluorinated hydrocarbon compounds include those having a carbon-carbon double bond, such as linear or branched chain olefins having 2 to 6 carbon atoms and cyclic olefin fluorides having 4 to 6 carbon atoms. Can be mentioned.
- ethylene introduced with 1 to 3 fluorine atoms
- propene introduced with 1 to 5 fluorine atoms
- butene introduced with 1 to 7 fluorine atoms
- 1 to 9 Penten introduced with fluorine atoms
- hexene introduced with 1 to 11 fluorine atoms
- cyclobutene introduced with 1 to 5 fluorine atoms
- cyclopentene introduced with 1 to 7 fluorine atoms
- 1 to 9 cyclohexene introduced with one fluorine atom.
- propene fluoride is preferable, propene having 3 to 5 fluorine atoms introduced is more preferable, and propene having 4 fluorine atoms introduced is most preferable.
- 1,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO1234ze) and 2,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO1234yf) are preferable compounds.
- These unsaturated fluorinated hydrocarbon compounds may be used alone or in combination of two or more.
- hydrocarbon compounds examples include propane (R290), n-butane, isobutane (R600a), cyclobutane, n-pentane, 2-methylbutane, 2,2-dimethylpropane, cyclopentane, n-hexane, 2-methylpentane, 2 , 2-dimethylbutane, 2,3-dimethylbutane, 3-methylpentane, cyclohexane, n-heptane, cycloheptane, and other hydrocarbon compounds having 3 to 7 carbon atoms.
- These hydrocarbon compounds may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
- saturated fluorocarbon compounds, hydrocarbon compounds, and ammonia are preferable, and R134a, R32, R290, R600a, and ammonia are more preferable.
- the said lubricating oil composition for refrigerators is used for a refrigerator, and specifically, it is used for a compression-type refrigerator provided with a compressor.
- the refrigerator is filled with the lubricating oil composition for the refrigerator, and the sliding portion of the refrigerator, for example, the lubricating portion of the compressor, is lubricated with the lubricating oil composition for the refrigerator.
- the refrigerator is filled with a refrigerant (that is, the refrigerator composition) in addition to the refrigerator lubricating oil composition, and the refrigerator composition is circulated in the refrigerator system.
- the compression refrigerator includes at least a condenser, an expansion mechanism (such as an expansion valve), and an evaporator in addition to the compressor, and constitutes a refrigeration cycle.
- lubricating oil compositions for refrigerators include car air conditioners such as open-type car air conditioners and electric car air conditioners, gas heat pumps (GHP), air conditioners, refrigerators, vending machines, various refrigeration systems such as showcases, hot water supply systems, and Although it can be used with the refrigerator in a heating system, it is preferable to use it for a car air conditioner in these.
- car air conditioners such as open-type car air conditioners and electric car air conditioners, gas heat pumps (GHP), air conditioners, refrigerators, vending machines, various refrigeration systems such as showcases, hot water supply systems, and
- GTP gas heat pumps
- Acid value was measured by the indicator method in accordance with “Lubricating oil neutralization test method” defined in JIS K2501: 2003. (5) Pour point Measured according to JIS K2269: 1987. (6) Nitrogen content Measured according to JIS K 2609: 1998. (7) Sealed FALEX test block SUJ2 / pin SUJ2, load: 150 lbs (667 N), oil amount (application): 20 ul, rotation speed: 450 rpm, refrigerant: carbon dioxide 0.1 MPa, temperature: 23 ° C. Then, the application Falex seizure test was performed, and the time until seizure occurred was measured.
- Examples 1 to 9, Comparative Example 1 a lubricating oil composition for a refrigerator having the composition shown in Table 2 was prepared, and each lubricating oil composition for a refrigerator was evaluated.
- the evaluation results are shown in Table 2.
- the base oil (A) used in each example and comparative example was polyoxypropylene glycol dimethyl ether (in general formula (1), n is 1, m is a value corresponding to the number average molecular weight, R 1 , R 3 Is a methyl group and OR 2 is an oxypropylene group), and the kinematic viscosity at 100 ° C. was 9.7 mm 2 / s, the number average molecular weight was 1100, and the viscosity index was 207.
- the alcohol (B) and amide compound (C) used in each example and comparative example are as shown in Table 1 below.
- Examples 1 to 9 blending of alcohol (B) resulted in longer seizure time in the Falex test and better lubricity. Further, in Examples 1 to 9, the amidoamine compound (C) was blended, but the blending of the alcohol (B) also prevented precipitation of the amidoamine compound (C) in a low temperature environment. On the other hand, in Comparative Example 1, since the alcohol (B) was not blended, the seizing time in the Falex test was not sufficiently long, and the lubricity was not sufficiently improved. Moreover, the malfunction that many amidoamine compounds (C) precipitate in a low temperature environment also arose.
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Abstract
本発明の冷凍機用潤滑油組成物は、二酸化炭素を含有する冷媒とともに使用される冷凍機用潤滑油組成物であって、ポリオキシアルキレングリコールを主成分とする基油(A)と、水酸基とエーテル結合の合計が2~3個(ただし、エーテル結合は0個であってもよい)で、かつ少なくとも1個の水酸基を有するアルコール(B)とを含有する。
Description
本発明は、二酸化炭素を含む冷媒に使用される冷凍機用潤滑油組成物、二酸化炭素を含む冷媒と冷凍機用潤滑油組成物を含有する冷凍機用組成物、これらを使用した潤滑方法及び冷凍機に関する。
一般に冷凍機は、圧縮機、凝縮器、膨張機構(膨張弁など)、蒸発器、あるいは更に乾燥器から構成され、冷媒と冷凍機油の混合物が密閉された系内を循環する構造となっている。冷凍機において、冷媒と潤滑油の混合液体は、圧縮機内では高温、蒸発器等の内部では低温となるため、低温から高温まで幅広い温度領域で使用されている。
近年、冷凍機に使用される冷媒としては、オゾン層を破壊しない冷媒として塩素を含有しない冷媒が用いられており、例えば、1,1,1,2-テトラフルオロエタン(R134a)、ジフルオロメタン(R32)、ペンタフルオロエタン(R125)、1,1,1-トリフルオロエタン(R143a)などに代表されるフッ化炭化水素系冷媒が使用されている。
また、地球温暖化係数が低い冷媒として、フッ化炭化水素系冷媒の中でも、1,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFO1234ze)、2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFO1234yf)等の不飽和フッ化炭化水素系冷媒が、例えばカーエアコン等で使用されるようになっている。また、環境や人体に対して無害で、入手が容易で、さらには、回収が不要などの点から、給湯機などの一部の用途では二酸化炭素が冷媒として使用されることもある。
また、地球温暖化係数が低い冷媒として、フッ化炭化水素系冷媒の中でも、1,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFO1234ze)、2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFO1234yf)等の不飽和フッ化炭化水素系冷媒が、例えばカーエアコン等で使用されるようになっている。また、環境や人体に対して無害で、入手が容易で、さらには、回収が不要などの点から、給湯機などの一部の用途では二酸化炭素が冷媒として使用されることもある。
一方で、冷凍機油は、使用される冷媒によって求められる要求特性が異なり、各冷媒に応じて、基油、及び基油に添加される添加剤の開発が行われている。例えば、不飽和フッ化炭化水素系冷媒は、熱及び化学安定性が低いため、高速高負荷条件下では、冷媒と基油とが重合してワックス分を生成することがある。そのため、例えば、特許文献1~4では、不飽和フッ化炭化水素系冷媒の分解、及び重合性分解物の重合に起因する重合パラフィンの生成を防止するために、エチレングリコール等の重合パラフィン防止剤が添加されることが検討されている。
ところで、環境に無害である点等から、二酸化炭素冷媒の用途を広げることが検討されつつあり、例えばカーエアコンでの使用も検討されている。カーエアコン等の冷凍機において、二酸化炭素を冷媒とした場合、フッ化炭化水素系冷媒を用いた場合に比べて、吐出圧が高く、圧縮機の摺動部位において、高温、高速環境下での摩擦が想定される。そのため、二酸化炭素冷媒に使用される冷凍機油には、更なる潤滑性の向上が求められる。
また、二酸化炭素冷媒用の冷凍機油では、潤滑性等を向上させるために、例えば、基油としてポリオキシアルキレングリコール(PAG)を使用し、かつ添加剤として摩擦調整剤を添加することも検討されている。しかし、PAG系の基油に摩擦調整剤を加えた場合、低温環境下で摩擦調整剤が析出して、実用化することが難しいという問題がある。
本発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであり、二酸化炭素を冷媒に使用した場合において、冷凍機の圧縮機運転時における摺動部位の潤滑性を確保することを課題とし、さらには、潤滑性等を向上させるために冷凍機油に摩擦調整剤を添加した場合に、摩耗調整剤が低温環境下で析出することを抑制することも課題とする。
本発明者らは、鋭意検討の結果、ポリオキシアルキレングリコール系の基油に、所定のアルコールを配合することで上記課題を解決できることを見出し、以下の本発明を完成させた。すなわち、本発明は、以下の冷凍機用潤滑油組成物を提供する。
(1)二酸化炭素を含有する冷媒とともに使用される冷凍機用潤滑油組成物であって、
ポリオキシアルキレングリコールを主成分とする基油(A)と、水酸基とエーテル結合の合計が2~3個で(ただし、エーテル結合は0個であってもよい)、かつ少なくとも1個の水酸基を有するアルコール(B)とを含有する冷凍機用潤滑油組成物。
さらに、本発明は、以下の冷凍機用組成物、冷凍機、潤滑方法、及び冷凍機用潤滑油組成物の製造方法を提供する。
(2)上記(1)に記載の冷凍機用潤滑油組成物と、二酸化炭素を含有する冷媒とを含む冷凍機用組成物。
(3)上記(1)に記載の冷凍機用潤滑油組成物と、二酸化炭素を含有する冷媒とが充填された冷凍機。
(4)上記(1)に記載の冷凍機用潤滑油組成物と、二酸化炭素を含有する冷媒とが充填された冷凍機において、前記冷凍機用潤滑油組成物によって冷凍機の摺動部位を潤滑する潤滑方法。
(5)二酸化炭素を含有する冷媒とともに使用される冷凍機用潤滑油組成物の製造方法であって、
ポリオキシアルキレングリコールを主成分とする基油(A)に、水酸基とエーテル結合の合計が2~3個で(ただし、エーテル結合は0個であってもよい)、かつ少なくとも1個の水酸基を有するアルコール(B)を配合する冷凍機用潤滑油組成物の製造方法。
(1)二酸化炭素を含有する冷媒とともに使用される冷凍機用潤滑油組成物であって、
ポリオキシアルキレングリコールを主成分とする基油(A)と、水酸基とエーテル結合の合計が2~3個で(ただし、エーテル結合は0個であってもよい)、かつ少なくとも1個の水酸基を有するアルコール(B)とを含有する冷凍機用潤滑油組成物。
さらに、本発明は、以下の冷凍機用組成物、冷凍機、潤滑方法、及び冷凍機用潤滑油組成物の製造方法を提供する。
(2)上記(1)に記載の冷凍機用潤滑油組成物と、二酸化炭素を含有する冷媒とを含む冷凍機用組成物。
(3)上記(1)に記載の冷凍機用潤滑油組成物と、二酸化炭素を含有する冷媒とが充填された冷凍機。
(4)上記(1)に記載の冷凍機用潤滑油組成物と、二酸化炭素を含有する冷媒とが充填された冷凍機において、前記冷凍機用潤滑油組成物によって冷凍機の摺動部位を潤滑する潤滑方法。
(5)二酸化炭素を含有する冷媒とともに使用される冷凍機用潤滑油組成物の製造方法であって、
ポリオキシアルキレングリコールを主成分とする基油(A)に、水酸基とエーテル結合の合計が2~3個で(ただし、エーテル結合は0個であってもよい)、かつ少なくとも1個の水酸基を有するアルコール(B)を配合する冷凍機用潤滑油組成物の製造方法。
本発明によれば、ポリオキシアルキレングリコール系の基油に、所定のアルコールを配合することで、圧縮機等における摺動部位の潤滑性を確保することができる。また、アミドアミン化合物等の摩擦調整剤が添加されている場合には、摩耗調整剤により潤滑性等を向上させつつ、その摩耗調整剤が低温環境下で析出することも抑制する。
以下、本発明について、実施形態を用いて説明する。
<冷凍機用潤滑油組成物>
本発明の一実施形態に係る冷凍機用潤滑油組成物(冷凍機油)は、二酸化炭素を含有する冷媒とともに使用される冷凍機用潤滑油組成物であって、基油(A)と、アルコール(B)とを含有する。
<冷凍機用潤滑油組成物>
本発明の一実施形態に係る冷凍機用潤滑油組成物(冷凍機油)は、二酸化炭素を含有する冷媒とともに使用される冷凍機用潤滑油組成物であって、基油(A)と、アルコール(B)とを含有する。
[基油(A)]
基油(A)は、ポリオキシアルキレングリコール(以下、「PAG」ともいう)を主成分とするものである。本実施形態では、基油(A)としてPAGを使用することで、二酸化炭素を冷媒に使用した場合における高温環境下の油膜の保持という点で有利である。
PAGは、100℃における動粘度が、1~50mm2/sであることが好ましい。PAGは、動粘度が上記範囲内となることで、省燃費性や低温下での流動性を確保しつつ、冷凍機用潤滑油組成物の潤滑性を確保しやすくなる。
基油(A)は、ポリオキシアルキレングリコール(以下、「PAG」ともいう)を主成分とするものである。本実施形態では、基油(A)としてPAGを使用することで、二酸化炭素を冷媒に使用した場合における高温環境下の油膜の保持という点で有利である。
PAGは、100℃における動粘度が、1~50mm2/sであることが好ましい。PAGは、動粘度が上記範囲内となることで、省燃費性や低温下での流動性を確保しつつ、冷凍機用潤滑油組成物の潤滑性を確保しやすくなる。
上記観点から、PAGの100℃における動粘度は、3~30mm2/sがより好ましく、5~25mm2/sがさらに好ましい。
また、PAGの数平均分子量は、上記動粘度に応じて適宜調整されるが、300~5000であることが好ましく、500~5000がより好ましく、700~5000がさらに好ましい。
さらに、PAGの粘度指数は100以上であることが好ましい。粘度指数が100以上であることで、冷凍機用潤滑油組成物を低温から高温にわたって適切な粘度に維持しやすくなる。PAGの粘度指数は、120以上であることがより好ましく、150以上であることがさらに好ましい。また、PAGの粘度指数は、その上限が特に限定されないが、一般的には400以下となる。
また、PAGの数平均分子量は、上記動粘度に応じて適宜調整されるが、300~5000であることが好ましく、500~5000がより好ましく、700~5000がさらに好ましい。
さらに、PAGの粘度指数は100以上であることが好ましい。粘度指数が100以上であることで、冷凍機用潤滑油組成物を低温から高温にわたって適切な粘度に維持しやすくなる。PAGの粘度指数は、120以上であることがより好ましく、150以上であることがさらに好ましい。また、PAGの粘度指数は、その上限が特に限定されないが、一般的には400以下となる。
PAGとしては、より具体的には、下記一般式(1)で表される化合物が挙げられる。
R1[-(OR2)m-OR3]n (1)
(式中、R1は水素原子、炭素数1~10の1価の炭化水素基、炭素数2~10のアシル基、結合部位2~6個を有する炭素数1~10の炭化水素基、又は炭素数1~10の酸素含有炭化水素基、R2は炭素数2~4のアルキレン基、R3は水素原子、炭素数1~10の炭化水素基、炭素数2~10のアシル基、又は炭素数1~10の酸素含有炭化水素基、nは1~6の整数、mはm×nの平均値が6~80となる数を示す。)
R1[-(OR2)m-OR3]n (1)
(式中、R1は水素原子、炭素数1~10の1価の炭化水素基、炭素数2~10のアシル基、結合部位2~6個を有する炭素数1~10の炭化水素基、又は炭素数1~10の酸素含有炭化水素基、R2は炭素数2~4のアルキレン基、R3は水素原子、炭素数1~10の炭化水素基、炭素数2~10のアシル基、又は炭素数1~10の酸素含有炭化水素基、nは1~6の整数、mはm×nの平均値が6~80となる数を示す。)
上記一般式(1)において、R1及びR3の各々における炭素数1~10の1価の炭化水素基は直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。該炭化水素基はアルキル基が好ましく、その具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、各種ブチル基、各種ペンチル基、各種ヘキシル基、各種ヘプチル基、各種オクチル基、各種ノニル基、各種デシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。上記1価の炭化水素基は、炭素数を10以下とすることで、例えば冷媒との相溶性が良好になりやすい。1価の炭化水素基の炭素数は、より好ましくは1~4である。
また、R1及びR3の各々における炭素数2~10のアシル基が有する炭化水素基部分は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。該アシル基の炭化水素基部分は、アルキル基が好ましく、その具体例としては、上述のR1及びR3として選択し得るアルキル基のうち炭素数1~9のものが挙げられる。該アシル基の炭素数を10以下とすることで、冷媒との相溶性が良好となる。好ましいアシル基の炭素数は2~4である。
R1及びR3が、いずれも炭化水素基又はアシル基である場合には、R1とR3は同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。
また、R1及びR3の各々における炭素数2~10のアシル基が有する炭化水素基部分は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。該アシル基の炭化水素基部分は、アルキル基が好ましく、その具体例としては、上述のR1及びR3として選択し得るアルキル基のうち炭素数1~9のものが挙げられる。該アシル基の炭素数を10以下とすることで、冷媒との相溶性が良好となる。好ましいアシル基の炭素数は2~4である。
R1及びR3が、いずれも炭化水素基又はアシル基である場合には、R1とR3は同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。
R1が結合部位2~6個を有する炭素数1~10の炭化水素基である場合、この炭化水素基は鎖状のものであってもよいし、環状のものであってもよい。結合部位2個を有する炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基が好ましく、例えばエチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基などが挙げられる。その他の炭化水素基としては、ビフェノール、ビスフェノールF、ビスフェノールAなどのビスフェノール類から水酸基を除いた残基を挙げることができる。また、結合部位3~6個を有する炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基が好ましく、例えばトリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、1,2,3-トリヒドロキシシクロヘキサン、1,3,5-トリヒドロキシシクロヘキサンなどの多価アルコールから水酸基を除いた残基を挙げることができる。
この脂肪族炭化水素基の炭素数を10以下とすることで、冷媒との相溶性が良好となる。この脂肪族炭化水素基の好ましい炭素数は2~6である。
この脂肪族炭化水素基の炭素数を10以下とすることで、冷媒との相溶性が良好となる。この脂肪族炭化水素基の好ましい炭素数は2~6である。
さらに、R1及びR3の各々における炭素数1~10の酸素含有炭化水素基としては、エーテル結合を有する鎖状の脂肪族基や環状の脂肪族基(例えば、テトラヒドロフルフリル基)などを挙げることができる。
上記R1及びR3の少なくとも一つはアルキル基、特に炭素数1~4のアルキル基であることが好ましい。
上記R1及びR3の少なくとも一つはアルキル基、特に炭素数1~4のアルキル基であることが好ましい。
前記一般式(1)中のR2は炭素数2~4のアルキレン基であり、繰り返し単位のオキシアルキレン基としては、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基が挙げられる。1分子中のオキシアルキレン基は同一であってもよいし、2種以上のオキシアルキレン基が含まれていてもよいが、1分子中に少なくともオキシプロピレン基単位を含むものが好ましく、オキシアルキレン単位中に50モル%以上のオキシプロピレン基単位を含むものがより好ましく、80~100モル%のオキシプロピレン基単位を含むものがさらに好ましく、オキシプロピレン基単位のみからなるものが特に好ましい。
前記一般式(1)中のnは1~6の整数で、R1の結合部位の数に応じて定められる。例えばR1がアルキル基やアシル基の場合、nは1であり、R1が結合部位2,3,4,5及び6個を有する脂肪族炭化水素基である場合、nはそれぞれ2,3,4,5及び6となる。
また、mはm×nの平均値が6~80となる数である。該平均値は80以下となることで、基油として潤滑性能を発揮することができ、冷媒との相溶性が良好になる。ただし、m×nの平均値は、上記した基油の粘度が所望の範囲となるように適宜設定される。
前記一般式(1)中のnは1~6の整数で、R1の結合部位の数に応じて定められる。例えばR1がアルキル基やアシル基の場合、nは1であり、R1が結合部位2,3,4,5及び6個を有する脂肪族炭化水素基である場合、nはそれぞれ2,3,4,5及び6となる。
また、mはm×nの平均値が6~80となる数である。該平均値は80以下となることで、基油として潤滑性能を発揮することができ、冷媒との相溶性が良好になる。ただし、m×nの平均値は、上記した基油の粘度が所望の範囲となるように適宜設定される。
また、nは、好ましくは1~3の整数、より好ましくは1である。
nが1である場合には、R1及びR3のいずれか一方又は両方が、炭素数1~4のアルキル基であることが好ましく、両方が炭素数1~4のアルキル基であることがより好ましい。また、nが2以上である場合にも、1分子内に複数あるR3の少なくとも1つが炭素数1~4のアルキル基であることが好ましく、全てが炭素数1~4のアルキル基であることがより好ましい。この際のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が挙げられるが、最も好ましくはメチル基である。プロピル基及びブチル基は直鎖状でも分岐鎖状でもよい。
なお、nが2以上の場合には、1分子中の複数のR3は同一であってもよいし、異なっていてもよい。
PAGのより好適な具体例としては、OR2がオキシプロピレン基、nが1であるとともに、R1及びR3がいずれも炭素数1~4のアルキル基であるものが挙げられ、中でもR1及びR3がいずれもメチル基であるポリオキシプロピレングリコールジメチルエーテルが最も好ましい。
以上説明したPAGは、1種を単独で使用してもよいし又は2種以上を併用してもよい。
nが1である場合には、R1及びR3のいずれか一方又は両方が、炭素数1~4のアルキル基であることが好ましく、両方が炭素数1~4のアルキル基であることがより好ましい。また、nが2以上である場合にも、1分子内に複数あるR3の少なくとも1つが炭素数1~4のアルキル基であることが好ましく、全てが炭素数1~4のアルキル基であることがより好ましい。この際のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が挙げられるが、最も好ましくはメチル基である。プロピル基及びブチル基は直鎖状でも分岐鎖状でもよい。
なお、nが2以上の場合には、1分子中の複数のR3は同一であってもよいし、異なっていてもよい。
PAGのより好適な具体例としては、OR2がオキシプロピレン基、nが1であるとともに、R1及びR3がいずれも炭素数1~4のアルキル基であるものが挙げられ、中でもR1及びR3がいずれもメチル基であるポリオキシプロピレングリコールジメチルエーテルが最も好ましい。
以上説明したPAGは、1種を単独で使用してもよいし又は2種以上を併用してもよい。
PAGは、冷凍機用潤滑油組成物に含有される基油(A)の主成分となるものである。PAGの量は、基油(A)全量に対して、50~100質量%であればよいが、好ましくは70~100質量%、より好ましくは90~100質量%であり、最も好ましくは100質量%である。すなわち、基油(A)はPAG単体からなることが最も好ましい。
冷凍機用潤滑油組成物は、基油(A)として、PAG以外の成分を含有してもよい。そのような基油としては、PAG以外の合成油、及び鉱油が挙げられる。
PAG以外の合成油としては、例えば、ポリ-α-オレフィン、α-オレフィンコポリマー、ポリブテン、アルキルベンゼン、GTL副生ワックス異性化油、PAG及び後述するアルコール(B)以外のエーテル系化合物、ポリエステル系化合物などが挙げられる。PAG及び後述するアルコール(B)以外のエーテル系化合物としては、ポリビニルエーテル(PVE)、ポリオキシアルキレングリコール又はそのモノエーテルとポリビニルエーテルの構造を有する共重合体等が挙げられる。エステル系化合物としては、脂肪族モノエステル、脂肪族ジエステル、脂肪族トリエステル、及び脂肪族ポリオールエステル等が挙げられる。鉱油としては、例えばパラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油、中間基系鉱油などが挙げられる。これら合成油、及び鉱油は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらPAG以外の基油も、PAGと同様に、100℃における動粘度が、1~50mm2/sであることが好ましく、3~30mm2/sがより好ましく、5~25mm2/sがさらに好ましい。
なお、基油(A)の含有量は、冷凍機用潤滑油組成物全量に対して、好ましくは70~99.7質量%、より好ましくは80~99.4質量%、さらに好ましくは90~99.0質量%である。
PAG以外の合成油としては、例えば、ポリ-α-オレフィン、α-オレフィンコポリマー、ポリブテン、アルキルベンゼン、GTL副生ワックス異性化油、PAG及び後述するアルコール(B)以外のエーテル系化合物、ポリエステル系化合物などが挙げられる。PAG及び後述するアルコール(B)以外のエーテル系化合物としては、ポリビニルエーテル(PVE)、ポリオキシアルキレングリコール又はそのモノエーテルとポリビニルエーテルの構造を有する共重合体等が挙げられる。エステル系化合物としては、脂肪族モノエステル、脂肪族ジエステル、脂肪族トリエステル、及び脂肪族ポリオールエステル等が挙げられる。鉱油としては、例えばパラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油、中間基系鉱油などが挙げられる。これら合成油、及び鉱油は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらPAG以外の基油も、PAGと同様に、100℃における動粘度が、1~50mm2/sであることが好ましく、3~30mm2/sがより好ましく、5~25mm2/sがさらに好ましい。
なお、基油(A)の含有量は、冷凍機用潤滑油組成物全量に対して、好ましくは70~99.7質量%、より好ましくは80~99.4質量%、さらに好ましくは90~99.0質量%である。
[アルコール(B)]
アルコール(B)は、水酸基とエーテル結合の合計が2~3個で、かつ少なくとも1個の水酸基を有するアルコール化合物である。冷凍機用潤滑油組成物は、アルコール(B)を含有することで、耐焼き付き性等が向上し、潤滑性が良好になる。また、後述するアミドアミン化合物(C)が含有される場合には、低温環境下においてアミドアミン化合物(C)が析出することを防止する。
アルコール(B)は、水酸基とエーテル結合の合計が2個未満又は4個以上になったり、水酸基を含有しなかったりすると、潤滑性が十分に向上せず、さらには、後述するアミドアミン化合物(C)の析出を適切に防止できないこともある。
なお、アルコール(B)は、エーテル結合を有していなくてもよく(すなわち、エーテル結合が0個)、エーテル結合の数が0~2個となるものである。
アルコール(B)は、潤滑性を良好にし、かつ化合物(C)の析出をより有効に防止する観点から、水酸基の数は1又は2個であることが好ましい。また、エーテル結合の数も1又は2個であることが好ましい。
アルコール(B)は、水酸基とエーテル結合の合計が2~3個で、かつ少なくとも1個の水酸基を有するアルコール化合物である。冷凍機用潤滑油組成物は、アルコール(B)を含有することで、耐焼き付き性等が向上し、潤滑性が良好になる。また、後述するアミドアミン化合物(C)が含有される場合には、低温環境下においてアミドアミン化合物(C)が析出することを防止する。
アルコール(B)は、水酸基とエーテル結合の合計が2個未満又は4個以上になったり、水酸基を含有しなかったりすると、潤滑性が十分に向上せず、さらには、後述するアミドアミン化合物(C)の析出を適切に防止できないこともある。
なお、アルコール(B)は、エーテル結合を有していなくてもよく(すなわち、エーテル結合が0個)、エーテル結合の数が0~2個となるものである。
アルコール(B)は、潤滑性を良好にし、かつ化合物(C)の析出をより有効に防止する観点から、水酸基の数は1又は2個であることが好ましい。また、エーテル結合の数も1又は2個であることが好ましい。
また、アルコール(B)は、炭素数が2~12であることが好ましい。アルコール(B)は、炭素数を2以上とすることで、潤滑性を良好にしやすくなる。また、12以下とすることで、アミドアミン化合物(C)の析出を防止しやすくなる。潤滑性及び耐磨耗性を向上させ、アミドアミン化合物(C)の析出をより防止しやすくするために、アルコール(B)の炭素数は、3~10がより好ましく、6~8がさらに好ましい。
アルコール(B)としては、アルカンジオール、水酸基2個とエーテル結合を1個有するジオールモノエーテル化合物、水酸基1個とエーテル結合を2個有するモノオールジエーテル化合物が挙げられ、これらの中ではジオールモノエーテル化合物及びモノオールジエーテル化合物が好ましい。
アルカンジオールとしては、炭素数2~12のアルカンジオールが挙げられ、具体的には、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,2-ブタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、2-エチル-2-メチル-1,3-プロパンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、1,7-ヘプタンジオール、2-メチル-2-プロピル-1,3-プロパンジオール、2,2-ジエチル-1,3-プロパンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオールが挙げられる。
ジオールモノエーテル化合物としては、以下の式(2)で表される化合物が挙げられる。
HO-R4-O-R5-OH (2)
式(2)において、R4及びR5は、炭素数2~6の2価の飽和脂肪族炭化水素基であり、R4及びR5は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。R4及びR5は、直鎖状でもよいし分岐鎖状でもよい。式(2)において、R4及びR5の炭素数は、より好ましくは2~4、さらに好ましくは2~3、最も好ましく3である。
ジオールモノエーテル化合物の具体例としては、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジブチレングリコールが挙げられる。
HO-R4-O-R5-OH (2)
式(2)において、R4及びR5は、炭素数2~6の2価の飽和脂肪族炭化水素基であり、R4及びR5は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。R4及びR5は、直鎖状でもよいし分岐鎖状でもよい。式(2)において、R4及びR5の炭素数は、より好ましくは2~4、さらに好ましくは2~3、最も好ましく3である。
ジオールモノエーテル化合物の具体例としては、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジブチレングリコールが挙げられる。
モノオールジエーテル化合物としては、以下の式(3)で表される化合物が挙げられる。
HO-R6-O-R7-O-R8 (3)
式(3)において、R6及びR7は、炭素数2~4の2価の飽和脂肪族炭化水素基であり、R6及びR7は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。R6、R7は、直鎖状でもよいし分岐鎖状でもよい。R8は炭素数1~8のアルキル基である。R8は、直鎖状又は分岐鎖状でもよいし、環状構造を有してもよい。ただし、R6~R8の炭素数の合計は、12以下である。
式(3)において、R6及びR7の炭素数は2~3が好ましく、2がより好ましい。R8の炭素数は、2~8がより好ましく、3~6がさらに好ましい。
モノオールジエーテル化合物の具体例としては、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ2-エチルへキシルエーテル、ジプロプレングリコールモノメチルエーテル、ジプロプレングリコールモノエチルエーテルが挙げられる。
HO-R6-O-R7-O-R8 (3)
式(3)において、R6及びR7は、炭素数2~4の2価の飽和脂肪族炭化水素基であり、R6及びR7は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。R6、R7は、直鎖状でもよいし分岐鎖状でもよい。R8は炭素数1~8のアルキル基である。R8は、直鎖状又は分岐鎖状でもよいし、環状構造を有してもよい。ただし、R6~R8の炭素数の合計は、12以下である。
式(3)において、R6及びR7の炭素数は2~3が好ましく、2がより好ましい。R8の炭素数は、2~8がより好ましく、3~6がさらに好ましい。
モノオールジエーテル化合物の具体例としては、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ2-エチルへキシルエーテル、ジプロプレングリコールモノメチルエーテル、ジプロプレングリコールモノエチルエーテルが挙げられる。
アルコール(B)の具体例としては、入手容易性等も考慮すると、上記列挙した中では、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ2-エチルへキシルエーテル、ジプロプレングリコールモノメチルエーテル、ジプロプレングリコールモノエチルエーテルが好ましい。さらに、摩擦調整剤の析出を防止しつつ潤滑性を高めやすいため、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルがより好ましい。
アルコール(B)は、冷凍機用潤滑油組成物全量に対して、0.1~10質量%含有されることが好ましい。アルコール(B)を上記範囲内の量で使用することで、含有量に見合った効果を発揮しやすくなる。アルコール(B)の上記含有量は、0.5~5質量%がより好ましく、1~3質量%がさらに好ましい。
[アミドアミン化合物(C)]
冷凍機用潤滑油組成物は、さらに摩擦調整剤としてアミドアミン化合物(C)を含有することが好ましい。二酸化炭素を含有する冷媒とした場合、フッ化炭化水素系冷媒を用いた場合に比べて、吐出圧が高く、圧縮機の摺動部位において、高温、高速環境となるが、冷凍機用潤滑油組成物は、アミドアミン化合物(C)を含有することで、潤滑性が向上し、さらには、耐摩耗性も良好になる。また、アミドアミン化合物(C)は、低温環境下において析出しやすくなるが、冷凍機用潤滑油組成物に上記したアルコール(B)も配合することで、そのような析出は抑制される。
アミドアミン化合物(C)は、具体的には、アミド基、及びアミノ基をそれぞれ1個以上有する脂肪族アミドアミン化合物が挙げられる。
冷凍機用潤滑油組成物は、さらに摩擦調整剤としてアミドアミン化合物(C)を含有することが好ましい。二酸化炭素を含有する冷媒とした場合、フッ化炭化水素系冷媒を用いた場合に比べて、吐出圧が高く、圧縮機の摺動部位において、高温、高速環境となるが、冷凍機用潤滑油組成物は、アミドアミン化合物(C)を含有することで、潤滑性が向上し、さらには、耐摩耗性も良好になる。また、アミドアミン化合物(C)は、低温環境下において析出しやすくなるが、冷凍機用潤滑油組成物に上記したアルコール(B)も配合することで、そのような析出は抑制される。
アミドアミン化合物(C)は、具体的には、アミド基、及びアミノ基をそれぞれ1個以上有する脂肪族アミドアミン化合物が挙げられる。
脂肪族アミドアミン化合物としては、以下の式(4)で示される化合物が挙げられる。
R9-CO-NR10R11 (4)
式中、R9は炭素数6~30のアルキル基又は炭素数6~30のアルケニル基を示し、R10及びR11は、水素原子、炭素数1~10の炭化水素基、炭素数1~10のアミノ基含有炭化水素基、又は炭素数1~10の酸素原子含有炭化水素基を示すが、R10及びR11の少なくとも一方は、アミノ基含有炭化水素基である。R10及びR11は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。R9のアルキル基及びアルケニル基は、直鎖状又は分岐状でもよく、環状構造を有していてもよい。また、R10及びR11における炭化水素基又は炭化水素部分は、直鎖状又は分岐状でもよく、環状構造を有していてもよいし、さらには芳香族環、不飽和結合などを含んでいてもよいが、芳香族環及び不飽和結合を含有しないほうが好ましい。
R9-CO-NR10R11 (4)
式中、R9は炭素数6~30のアルキル基又は炭素数6~30のアルケニル基を示し、R10及びR11は、水素原子、炭素数1~10の炭化水素基、炭素数1~10のアミノ基含有炭化水素基、又は炭素数1~10の酸素原子含有炭化水素基を示すが、R10及びR11の少なくとも一方は、アミノ基含有炭化水素基である。R10及びR11は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。R9のアルキル基及びアルケニル基は、直鎖状又は分岐状でもよく、環状構造を有していてもよい。また、R10及びR11における炭化水素基又は炭化水素部分は、直鎖状又は分岐状でもよく、環状構造を有していてもよいし、さらには芳香族環、不飽和結合などを含んでいてもよいが、芳香族環及び不飽和結合を含有しないほうが好ましい。
式(4)で表される化合物としては、脂肪酸とポリアミンの反応物であるアミドアミン化合物が挙げられる。脂肪酸の具体例としては、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ヤシ油脂肪酸などが挙げられ、これらのうち特にステアリン酸、オレイン酸、イソステアリン酸が好ましい。
また、ポリアミンとは、アミノ基を2つ以上有する化合物をいい、そのアミノ基は第1級アミン、第2級アミン、第3級アミンのいずれを構成してもよいが、少なくとも1つのアミノ基は、脂肪酸と反応するために第1級アミン又は第2級アミンを構成する。ポリアミンとしては、テトラエチレンペンタミン、トリエチレンテトラミン等のアミノ基を3つ以上有するもの、ジエチルアミノエチルアミン、トリメチルエチレンジアミン等のアミノ基を2つ有するもの等が挙げられる。
また、ポリアミンとは、アミノ基を2つ以上有する化合物をいい、そのアミノ基は第1級アミン、第2級アミン、第3級アミンのいずれを構成してもよいが、少なくとも1つのアミノ基は、脂肪酸と反応するために第1級アミン又は第2級アミンを構成する。ポリアミンとしては、テトラエチレンペンタミン、トリエチレンテトラミン等のアミノ基を3つ以上有するもの、ジエチルアミノエチルアミン、トリメチルエチレンジアミン等のアミノ基を2つ有するもの等が挙げられる。
上記した中では、脂肪酸とアミノ基を2つ有するポリアミンの反応物であるアミドアミン化合物が好ましい。具体的には、以下の式(5)で示される化合物が挙げられる。
式(5)において、R20は炭素数6~30のアルキル基又は炭素数6~30のアルケニル基を示し、R21は炭素数1~4のアルキレン基を表す。R22及びR23は、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表し、これらは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。R24は、水素原子又はメチル基である。
式(5)において、R20は炭素数6~30のアルキル基又は炭素数6~30のアルケニル基を示し、R21は炭素数1~4のアルキレン基を表す。R22及びR23は、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表し、これらは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。R24は、水素原子又はメチル基である。
式(5)において、R20の炭素数は好ましくは11~23、より好ましくは13~21である。
R21のアルキレン基の炭素数は、好ましくは炭素数が1~3であり、より好ましくは炭素数が2又は3であり、特に好ましくは炭素数が2である。R21におけるアルキレン基は、直鎖状であってもよいし、分岐鎖状であってもよい。また、R22及びR23は好ましくはいずれもアルキル基であり、より好ましくはいずれもが炭素数1~3のアルキル基であり、特に好ましくはいずれもが炭素数2のアルキル基である。R22及びR23のアルキル基は、直鎖状であってもよいし、分岐鎖状であってもよい。R24は、好ましくは水素原子である。
上記したアミドアミン化合物の中では、炭素数18の脂肪酸と、ジエチルアミノエチルアミンの反応物が特に好ましい。すなわち、式(5)においては、R20の炭素数が17で、R21が炭素数2のアルキレン基、R22及びR23が炭素数2のアルキル基、R24が水素原子の化合物が特に好ましい。
R21のアルキレン基の炭素数は、好ましくは炭素数が1~3であり、より好ましくは炭素数が2又は3であり、特に好ましくは炭素数が2である。R21におけるアルキレン基は、直鎖状であってもよいし、分岐鎖状であってもよい。また、R22及びR23は好ましくはいずれもアルキル基であり、より好ましくはいずれもが炭素数1~3のアルキル基であり、特に好ましくはいずれもが炭素数2のアルキル基である。R22及びR23のアルキル基は、直鎖状であってもよいし、分岐鎖状であってもよい。R24は、好ましくは水素原子である。
上記したアミドアミン化合物の中では、炭素数18の脂肪酸と、ジエチルアミノエチルアミンの反応物が特に好ましい。すなわち、式(5)においては、R20の炭素数が17で、R21が炭素数2のアルキレン基、R22及びR23が炭素数2のアルキル基、R24が水素原子の化合物が特に好ましい。
アミドアミン化合物(C)は、冷凍機用潤滑油組成物全量に対して、好ましくは0.03~5質量%、より好ましくは0.05~3質量%、さらに好ましくは0.1~1質量%含有される。
アミドアミン化合物(C)の含有量を上記下限値以上とすることで、冷凍機用潤滑油組成物の潤滑性、耐摩耗性を適切に向上させることが可能である。また、上記上限値以下とすることで、上記(B)成分を配合したことも相俟って、アミドアミン化合物(C)の析出を抑制しやすくなる。
アミドアミン化合物(C)の含有量を上記下限値以上とすることで、冷凍機用潤滑油組成物の潤滑性、耐摩耗性を適切に向上させることが可能である。また、上記上限値以下とすることで、上記(B)成分を配合したことも相俟って、アミドアミン化合物(C)の析出を抑制しやすくなる。
[その他の添加剤]
本実施形態に係る冷凍機用潤滑油組成物は、酸化防止剤、油性向上剤、極圧剤、酸捕捉剤、酸素捕捉剤、銅不活性化剤、防錆剤、消泡剤等、上記(B)及び(C)成分以外のその他の添加剤のいずれか1種又は2種以上を含有してもよい。
したがって、冷凍機用潤滑油組成物は、基油(A)と、アルコール(B)とからなるものであってもよいし、基油(A)と、アルコール(B)とアミドアミン化合物(C)とからなるものであってもよいし、基油(A)と、アルコール(B)とその他の添加剤からなるものであってもよいし、基油(A)と、アルコール(B)とアミドアミン化合物(C)とその他の添加剤とからなるものであってもよい。
その他の添加剤の含有量は、冷凍機用潤滑油組成物に対して、好ましくは20質量%以下、より好ましくは0質量%以上10質量%以下である。なお、0質量%とは、冷凍機用潤滑油組成物に、その他の添加剤が含有されないことを意味する。
酸化防止剤としては、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール、2,6-ジ-tert-ブチル-4-エチルフェノール、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)等のフェノール系、フェニル-α-ナフチルアミン、N,N’-ジフェニル-p-フェニレンジアミン等のアミン系の酸化防止剤が挙げられる。酸化防止剤の含有量は、効果及び経済性などの点から、冷凍機用潤滑油組成物全量に対して、通常0.01~5質量%、好ましくは0.05~3質量%である。
本実施形態に係る冷凍機用潤滑油組成物は、酸化防止剤、油性向上剤、極圧剤、酸捕捉剤、酸素捕捉剤、銅不活性化剤、防錆剤、消泡剤等、上記(B)及び(C)成分以外のその他の添加剤のいずれか1種又は2種以上を含有してもよい。
したがって、冷凍機用潤滑油組成物は、基油(A)と、アルコール(B)とからなるものであってもよいし、基油(A)と、アルコール(B)とアミドアミン化合物(C)とからなるものであってもよいし、基油(A)と、アルコール(B)とその他の添加剤からなるものであってもよいし、基油(A)と、アルコール(B)とアミドアミン化合物(C)とその他の添加剤とからなるものであってもよい。
その他の添加剤の含有量は、冷凍機用潤滑油組成物に対して、好ましくは20質量%以下、より好ましくは0質量%以上10質量%以下である。なお、0質量%とは、冷凍機用潤滑油組成物に、その他の添加剤が含有されないことを意味する。
酸化防止剤としては、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール、2,6-ジ-tert-ブチル-4-エチルフェノール、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)等のフェノール系、フェニル-α-ナフチルアミン、N,N’-ジフェニル-p-フェニレンジアミン等のアミン系の酸化防止剤が挙げられる。酸化防止剤の含有量は、効果及び経済性などの点から、冷凍機用潤滑油組成物全量に対して、通常0.01~5質量%、好ましくは0.05~3質量%である。
油性向上剤の例としては、ステアリン酸、オレイン酸などの脂肪族飽和及び不飽和モノカルボン酸、ダイマー酸、水添ダイマー酸などの重合脂肪酸、リシノレイン酸、12-ヒドロキシステアリン酸などのヒドロキシ脂肪酸、ラウリルアルコール、オレイルアルコールなどの脂肪族飽和及び不飽和モノアルコール、ステアリルアミン、オレイルアミンなどの脂肪族飽和および不飽和モノアミン、ラウリン酸アミド、オレイン酸アミドなどの脂肪族飽和及び不飽和モノカルボン酸アミド、グリセリン、ソルビトールなどの多価アルコールと脂肪族飽和又は不飽和モノカルボン酸との部分エステル等が挙げられる。
これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その含有量は、冷凍機用潤滑油組成物全量に基づき、通常0.01~10質量%、好ましくは0.1~5質量%の範囲で選定される。
これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その含有量は、冷凍機用潤滑油組成物全量に基づき、通常0.01~10質量%、好ましくは0.1~5質量%の範囲で選定される。
極圧剤としては、リン酸エステル、酸性リン酸エステル、亜リン酸エステル、酸性亜リン酸エステル及びこれらのアミン塩などのリン系極圧剤を挙げることができる。
これらのリン系極圧剤は、極圧性、摩擦特性などの点からトリクレジルホスフェート、トリチオフェニルホスフェート、トリ(ノニルフェニル)ホスファイト、ジオレイルハイドロゲンホスファイト、2-エチルヘキシルジフェニルホスファイトなどが挙げられる。
また、極圧剤としては、カルボン酸の金属塩も挙げられる。ここでいうカルボン酸の金属塩は、好ましくは炭素数3~60のカルボン酸、さらには炭素数3~30、特に12~30の脂肪酸の金属塩である。また、前記脂肪酸のダイマー酸やトリマー酸並びに炭素数3~30のジカルボン酸の金属塩を挙げることができる。これらのうち炭素数12~30の脂肪酸及び炭素数3~30のジカルボン酸の金属塩が特に好ましい。
一方、金属塩を構成する金属としてはアルカリ金属又はアルカリ土類金属が好ましく、特に、アルカリ金属が最適である。
さらに、上記以外の極圧剤として、例えば、硫化油脂、硫化脂肪酸、硫化エステル、硫化オレフィン、ジヒドロカルビルポリサルファイド、チオカーバメート類、チオテルペン類、ジアルキルチオジプロピオネート類などの硫黄系極圧剤を挙げることができる。
極圧剤としては、上記した中では、リン系極圧剤が好ましい。
極圧剤の含有量は、潤滑性及び安定性の点から、冷凍機用潤滑油組成物全量に基づき、通常0.001~5質量%、特に0.005~3質量%が好ましい。
これら極圧剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらのリン系極圧剤は、極圧性、摩擦特性などの点からトリクレジルホスフェート、トリチオフェニルホスフェート、トリ(ノニルフェニル)ホスファイト、ジオレイルハイドロゲンホスファイト、2-エチルヘキシルジフェニルホスファイトなどが挙げられる。
また、極圧剤としては、カルボン酸の金属塩も挙げられる。ここでいうカルボン酸の金属塩は、好ましくは炭素数3~60のカルボン酸、さらには炭素数3~30、特に12~30の脂肪酸の金属塩である。また、前記脂肪酸のダイマー酸やトリマー酸並びに炭素数3~30のジカルボン酸の金属塩を挙げることができる。これらのうち炭素数12~30の脂肪酸及び炭素数3~30のジカルボン酸の金属塩が特に好ましい。
一方、金属塩を構成する金属としてはアルカリ金属又はアルカリ土類金属が好ましく、特に、アルカリ金属が最適である。
さらに、上記以外の極圧剤として、例えば、硫化油脂、硫化脂肪酸、硫化エステル、硫化オレフィン、ジヒドロカルビルポリサルファイド、チオカーバメート類、チオテルペン類、ジアルキルチオジプロピオネート類などの硫黄系極圧剤を挙げることができる。
極圧剤としては、上記した中では、リン系極圧剤が好ましい。
極圧剤の含有量は、潤滑性及び安定性の点から、冷凍機用潤滑油組成物全量に基づき、通常0.001~5質量%、特に0.005~3質量%が好ましい。
これら極圧剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
酸捕捉剤としては、例えばフェニルグリシジルエーテル、アルキルグリシジルエーテル、アルキレングリコールグリシジルエーテル、シクロヘキセンオキシド、α-オレフィンオキシド、エポキシ化大豆油などのエポキシ化合物を挙げることができる。中でも相溶性の点でフェニルグリシジルエーテル、アルキルグリシジルエーテル、アルキレングリコールグリシジルエーテル、シクロヘキセンオキシド、α-オレフィンオキシドが好ましい。
このアルキルグリシジルエーテルのアルキル基、及びアルキレングリコールグリシジルエーテルのアルキレン基は、分岐を有していてもよく、炭素数は通常3~30、好ましくは4~24、特に好ましくは6~16のものである。また、α-オレフィンオキシドは全炭素数が一般に4~50、好ましくは4~24、特に6~16のものを使用する。本実施形態においては、上記酸捕捉剤は1種を用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その含有量は、効果及びスラッジ発生の抑制の点から、冷凍機用潤滑油組成物全量に対して、通常0.005~5質量%、好ましくは0.05~3質量%である。
本実施形態においては、酸捕捉剤を含有させることにより、冷凍機用潤滑油組成物の安定性を向上させることができる。
このアルキルグリシジルエーテルのアルキル基、及びアルキレングリコールグリシジルエーテルのアルキレン基は、分岐を有していてもよく、炭素数は通常3~30、好ましくは4~24、特に好ましくは6~16のものである。また、α-オレフィンオキシドは全炭素数が一般に4~50、好ましくは4~24、特に6~16のものを使用する。本実施形態においては、上記酸捕捉剤は1種を用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その含有量は、効果及びスラッジ発生の抑制の点から、冷凍機用潤滑油組成物全量に対して、通常0.005~5質量%、好ましくは0.05~3質量%である。
本実施形態においては、酸捕捉剤を含有させることにより、冷凍機用潤滑油組成物の安定性を向上させることができる。
酸素捕捉剤としては、4,4’-チオビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、ジフェニルスルフィド、ジオクチルジフェニルスルフィド、ジアルキルジフェニレンスルフィド、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、フェノチアジン、ベンゾチアピラン、チアピラン、チアントレン、ジベンゾチアピラン、ジフェニレンジスルフィド等の含硫黄芳香族化合物、各種オレフィン、ジエン、トリエン等の脂肪族不飽和化合物、二重結合を持ったテルペン類等が挙げられる。酸素捕捉剤の含有量は、冷凍機用潤滑油組成物全量に対して、通常0.005~5質量%、好ましくは0.05~3質量%である。
銅不活性化剤としては、例えばN-[N,N’-ジアルキル(炭素数3~12のアルキル基)アミノメチル]トリアゾール等を挙げることができる。
防錆剤としては、例えば金属スルホネート、脂肪族アミン類、有機亜リン酸エステル、有機リン酸エステル、有機スルフォン酸金属塩、有機リン酸金属塩、アルケニルコハク酸エステル、多価アルコールエステル等を挙げることができる。防錆剤の含有量は、冷凍機用潤滑油組成物全量に対して、通常0.005~2質量%、好ましくは0.01~1質量%である。
また、消泡剤としては、例えば、シリコーン油やフッ素化シリコーン油などを挙げることができる。消泡剤の含有量は、冷凍機用潤滑油組成物全量に対して、通常0.005~2質量%、好ましくは0.01~1質量%である。
上記したその他の添加剤の中では、潤滑性、耐摩耗性等を向上させる観点から極圧剤を使用することが好ましい。
本実施形態に係る冷凍機用潤滑油組成物には、さらに本発明の目的を阻害しない範囲で、他の公知の各種添加剤を含有させることができる。
防錆剤としては、例えば金属スルホネート、脂肪族アミン類、有機亜リン酸エステル、有機リン酸エステル、有機スルフォン酸金属塩、有機リン酸金属塩、アルケニルコハク酸エステル、多価アルコールエステル等を挙げることができる。防錆剤の含有量は、冷凍機用潤滑油組成物全量に対して、通常0.005~2質量%、好ましくは0.01~1質量%である。
また、消泡剤としては、例えば、シリコーン油やフッ素化シリコーン油などを挙げることができる。消泡剤の含有量は、冷凍機用潤滑油組成物全量に対して、通常0.005~2質量%、好ましくは0.01~1質量%である。
上記したその他の添加剤の中では、潤滑性、耐摩耗性等を向上させる観点から極圧剤を使用することが好ましい。
本実施形態に係る冷凍機用潤滑油組成物には、さらに本発明の目的を阻害しない範囲で、他の公知の各種添加剤を含有させることができる。
冷凍機用潤滑油組成物は、酸価が0.2mgKOH/g以下、流動点が-20℃以下、窒素分が300ppm以下であることが好ましい。
冷凍機用潤滑油組成物は、酸価が0.2mgKOH/g以下であることで、酸が触媒となって高温で劣化する現象を抑制できるという利点がある。また、流動点が-20℃以下であることで、上記したように、アミドアミン化合物(C)の低温環境下における析出が防止されることと相俟って、低温性能が優れたものとなる。また、窒素分が300ppm以下であることで、窒素分に由来するスラッジ生成を抑制できるという利点がある。
なお、冷凍機用潤滑油組成物の酸価は、0~0.15mgKOH/gがより好ましく、0~0.10mgKOH/gがさらに好ましい。流動点は、-30℃以下がより好ましく、-40℃以下がさらに好ましい。なお、流動点は、低いほうがよく、下限値は特に限定されないが、通常、-60℃以上となるものである。
上記窒素分は、250ppm以下がより好ましく、200ppm以下がさらに好ましい。また、窒素分は、アミドアミン化合物(C)を適量配合するために、50ppm以上であることが好ましく、100ppm以上であることがより好ましく、120ppm以上であることがさらに好ましい。
冷凍機用潤滑油組成物は、酸価が0.2mgKOH/g以下であることで、酸が触媒となって高温で劣化する現象を抑制できるという利点がある。また、流動点が-20℃以下であることで、上記したように、アミドアミン化合物(C)の低温環境下における析出が防止されることと相俟って、低温性能が優れたものとなる。また、窒素分が300ppm以下であることで、窒素分に由来するスラッジ生成を抑制できるという利点がある。
なお、冷凍機用潤滑油組成物の酸価は、0~0.15mgKOH/gがより好ましく、0~0.10mgKOH/gがさらに好ましい。流動点は、-30℃以下がより好ましく、-40℃以下がさらに好ましい。なお、流動点は、低いほうがよく、下限値は特に限定されないが、通常、-60℃以上となるものである。
上記窒素分は、250ppm以下がより好ましく、200ppm以下がさらに好ましい。また、窒素分は、アミドアミン化合物(C)を適量配合するために、50ppm以上であることが好ましく、100ppm以上であることがより好ましく、120ppm以上であることがさらに好ましい。
<冷凍機用潤滑油組成物の製造方法>
冷凍機用潤滑油組成物は、上記基油(A)に、少なくともアルコール(B)を配合することで製造する。また、上記基油(A)には、さらにアミドアミン化合物(C)を配合することが好ましく、さらには、(B)及び(C)成分以外のその他の添加剤を配合してもよい。これら(A)~(C)成分、及びその他の添加剤の詳細は、上記したとおりである。また、これらの配合順は特に限定されない。
冷凍機用潤滑油組成物は、上記基油(A)に、少なくともアルコール(B)を配合することで製造する。また、上記基油(A)には、さらにアミドアミン化合物(C)を配合することが好ましく、さらには、(B)及び(C)成分以外のその他の添加剤を配合してもよい。これら(A)~(C)成分、及びその他の添加剤の詳細は、上記したとおりである。また、これらの配合順は特に限定されない。
<冷媒>
冷凍機用潤滑油組成物は、冷媒とともに使用されるものである。すなわち、冷凍機では、冷凍機用潤滑油組成物と冷媒とを含む冷凍機用組成物が使用される。冷凍機における冷媒と冷凍機用潤滑油組成物の使用量については、通常、冷媒/冷凍機用潤滑油組成物の質量比で99/1~10/90であるが、95/5~30/70の範囲にあることが好ましい。この質量比を上記範囲内とすると、冷凍機における冷凍能力、及び潤滑性を適切にできる。
冷媒は、二酸化炭素を含む冷媒が使用される。冷媒は、二酸化炭素単体からなる冷媒であることが好ましいが、二酸化炭素と、二酸化炭素以外の冷媒とからなる混合冷媒であってもよい。
なお、混合冷媒における二酸化炭素の含有量は、冷媒全量に対して、好ましくは20~99質量%、より好ましくは50~99質量%、さらに好ましくは80~99質量%である。
冷凍機用潤滑油組成物は、冷媒とともに使用されるものである。すなわち、冷凍機では、冷凍機用潤滑油組成物と冷媒とを含む冷凍機用組成物が使用される。冷凍機における冷媒と冷凍機用潤滑油組成物の使用量については、通常、冷媒/冷凍機用潤滑油組成物の質量比で99/1~10/90であるが、95/5~30/70の範囲にあることが好ましい。この質量比を上記範囲内とすると、冷凍機における冷凍能力、及び潤滑性を適切にできる。
冷媒は、二酸化炭素を含む冷媒が使用される。冷媒は、二酸化炭素単体からなる冷媒であることが好ましいが、二酸化炭素と、二酸化炭素以外の冷媒とからなる混合冷媒であってもよい。
なお、混合冷媒における二酸化炭素の含有量は、冷媒全量に対して、好ましくは20~99質量%、より好ましくは50~99質量%、さらに好ましくは80~99質量%である。
混合冷媒に使用される二酸化炭素以外の冷媒としては、例えば、フッ化炭化水素化合物、炭化水素化合物、及びアンモニアからなる群から選ばれる1種又は2種以上が挙げられる。
[フッ化炭化水素化合物]
フッ化炭化水素化合物としては、飽和フッ化炭化水素化合物、不飽和フッ化炭化水素化合物が挙げられる。
飽和フッ化炭化水素化合物としては、通常、炭素数1~4のアルカンのフッ化物であり、炭素数1~3のアルカンのフッ化物が好ましく、炭素数1~2のアルカン(メタン又はエタン)のフッ化物がより好ましい。具体的なメタン又はエタンのフッ化物としては、トリフルオロメタン(R23)、ジフルオロメタン(R32)、1,1-ジフルオロエタン(R152a)、1,1,1-トリフルオロエタン(R143a)、1,1,2-トリフルオロエタン(R143)、1,1,1,2-テトラフルオロエタン(R134a)、1,1,2,2-テトラフルオロエタン(R134)、1,1,1,2,2-ペンタフルオロエタン(R125)が挙げられる。
これらの飽和フッ化炭化水素化合物は、1種を単独で用いてよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
[フッ化炭化水素化合物]
フッ化炭化水素化合物としては、飽和フッ化炭化水素化合物、不飽和フッ化炭化水素化合物が挙げられる。
飽和フッ化炭化水素化合物としては、通常、炭素数1~4のアルカンのフッ化物であり、炭素数1~3のアルカンのフッ化物が好ましく、炭素数1~2のアルカン(メタン又はエタン)のフッ化物がより好ましい。具体的なメタン又はエタンのフッ化物としては、トリフルオロメタン(R23)、ジフルオロメタン(R32)、1,1-ジフルオロエタン(R152a)、1,1,1-トリフルオロエタン(R143a)、1,1,2-トリフルオロエタン(R143)、1,1,1,2-テトラフルオロエタン(R134a)、1,1,2,2-テトラフルオロエタン(R134)、1,1,1,2,2-ペンタフルオロエタン(R125)が挙げられる。
これらの飽和フッ化炭化水素化合物は、1種を単独で用いてよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
不飽和フッ化炭化水素化合物としては、直鎖状又は分岐状の炭素数2~6の鎖状オレフィンや炭素数4~6の環状オレフィンのフッ化物など、炭素-炭素二重結合を有するものが挙げられる。
より具体的には、1~3個のフッ素原子が導入されたエチレン、1~5個のフッ素原子が導入されたプロペン、1~7個のフッ素原子が導入されたブテン、1~9個のフッ素原子が導入されたペンテン、1~11個のフッ素原子が導入されたヘキセン、1~5個のフッ素原子が導入されたシクロブテン、1~7個のフッ素原子が導入されたシクロペンテン、1~9個のフッ素原子が導入されたシクロヘキセンなどが挙げられる。
これらの不飽和フッ化炭化水素化合物の中では、プロペンのフッ化物が好ましく、フッ素原子が3~5個導入されたプロペンがより好ましく、フッ素原子が4個導入されたプロペンが最も好ましい。具体的には、1,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFO1234ze)、2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFO1234yf)が好ましい化合物として挙げられる。
これらの不飽和フッ化炭化水素化合物は、1種を単独で用いてよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
より具体的には、1~3個のフッ素原子が導入されたエチレン、1~5個のフッ素原子が導入されたプロペン、1~7個のフッ素原子が導入されたブテン、1~9個のフッ素原子が導入されたペンテン、1~11個のフッ素原子が導入されたヘキセン、1~5個のフッ素原子が導入されたシクロブテン、1~7個のフッ素原子が導入されたシクロペンテン、1~9個のフッ素原子が導入されたシクロヘキセンなどが挙げられる。
これらの不飽和フッ化炭化水素化合物の中では、プロペンのフッ化物が好ましく、フッ素原子が3~5個導入されたプロペンがより好ましく、フッ素原子が4個導入されたプロペンが最も好ましい。具体的には、1,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFO1234ze)、2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFO1234yf)が好ましい化合物として挙げられる。
これらの不飽和フッ化炭化水素化合物は、1種を単独で用いてよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
[炭化水素化合物]
炭化水素化合物としては、プロパン(R290)、n-ブタン、イソブタン(R600a)、シクロブタン、n-ペンタン、2-メチルブタン、2,2-ジメチルプロパン、シクロペンタン、n-ヘキサン、2-メチルペンタン、2,2-ジメチルブタン、2,3-ジメチルブタン、3-メチルペンタン、シクロヘキサン、n-ヘプタン、シクロヘプタン等の炭素数3~7の炭化水素化合物が挙げられる。
これらの炭化水素化合物は、1種を単独で用いてよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
二酸化炭素以外の冷媒としては、上記した中では、飽和フッ化炭化水素化合物、炭化水素化合物、及びアンモニアが好ましく、さらに好ましくはR134a、R32、R290、R600a、アンモニアである。
炭化水素化合物としては、プロパン(R290)、n-ブタン、イソブタン(R600a)、シクロブタン、n-ペンタン、2-メチルブタン、2,2-ジメチルプロパン、シクロペンタン、n-ヘキサン、2-メチルペンタン、2,2-ジメチルブタン、2,3-ジメチルブタン、3-メチルペンタン、シクロヘキサン、n-ヘプタン、シクロヘプタン等の炭素数3~7の炭化水素化合物が挙げられる。
これらの炭化水素化合物は、1種を単独で用いてよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
二酸化炭素以外の冷媒としては、上記した中では、飽和フッ化炭化水素化合物、炭化水素化合物、及びアンモニアが好ましく、さらに好ましくはR134a、R32、R290、R600a、アンモニアである。
<冷凍機>
上記冷凍機用潤滑油組成物は、冷凍機に使用されるものであり、具体的には圧縮機を備える圧縮型冷凍機に使用される。
冷凍機は、その内部に冷凍機用潤滑油組成物を充填するものであり、冷凍機用潤滑油組成物により、冷凍機の摺動部位、例えば圧縮機の潤滑部位を潤滑する。また、冷凍機は、その内部に冷凍機用潤滑油組成物に加え冷媒(すなわち、冷凍機用組成物)を充填しており、冷凍機の系内に冷凍機用組成物が循環している。圧縮型冷凍機は、圧縮機に加え、凝縮器、膨張機構(膨張弁など)及び蒸発器を少なくとも有し、これらにより冷凍サイクルを構成する。
また、冷凍機用潤滑油組成物は、開放型カーエアコン、電動カーエアコン等のカーエアコン、ガスヒートポンプ(GHP)、空調、冷蔵庫、自動販売機、ショーケースなどの各種冷凍システム、給湯システム、及び暖房システムにおける冷凍機で用いることができるが、これらの中ではカーエアコンに使用することが好ましい。
上記冷凍機用潤滑油組成物は、冷凍機に使用されるものであり、具体的には圧縮機を備える圧縮型冷凍機に使用される。
冷凍機は、その内部に冷凍機用潤滑油組成物を充填するものであり、冷凍機用潤滑油組成物により、冷凍機の摺動部位、例えば圧縮機の潤滑部位を潤滑する。また、冷凍機は、その内部に冷凍機用潤滑油組成物に加え冷媒(すなわち、冷凍機用組成物)を充填しており、冷凍機の系内に冷凍機用組成物が循環している。圧縮型冷凍機は、圧縮機に加え、凝縮器、膨張機構(膨張弁など)及び蒸発器を少なくとも有し、これらにより冷凍サイクルを構成する。
また、冷凍機用潤滑油組成物は、開放型カーエアコン、電動カーエアコン等のカーエアコン、ガスヒートポンプ(GHP)、空調、冷蔵庫、自動販売機、ショーケースなどの各種冷凍システム、給湯システム、及び暖房システムにおける冷凍機で用いることができるが、これらの中ではカーエアコンに使用することが好ましい。
以下に本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
本明細書において、各種測定方法、及び評価方法は、以下に示すとおりである。
(1)動粘度(100℃)
JIS K2283:2000に準拠して、ガラス製毛管式粘度計を用いて測定した。
(2)粘度指数
JIS K2283:2000に準拠して測定した。
(3)数平均分子量(Mn)
数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)を用いて測定した。GPCは、カラムとして東ソー株式会社製TSKgel SuperMultiporeHZ-M2本を用い、テトラヒドロフランを溶離液として、検出器に屈折率検出器を用いて測定を行い、ポリスチレンを標準試料として数平均分子量(Mn)を求めた。
(4)酸価
酸価はJIS K2501:2003に規定される「潤滑油中和試験方法」に準拠し、指示薬法により測定した。
(5)流動点
JIS K2269:1987に準拠して測定した。
(6)窒素分
JIS K 2609:1998に準拠して測定した。
(7)密閉ファレックス(FALEX)試験
ブロックSUJ2/ピンSUJ2、荷重:150lbs(667N)、油量(塗布):20ul、回転数:450rpm、冷媒:二酸化炭素0.1MPa、温度:23℃の条件で、塗布ファレックス焼付試験を行い、焼付きが起こるまでの時間を測定した。
(8)低温加速貯蔵試験
冷凍機用潤滑油組成物を密閉容器の中に入れて-5℃、-40℃の環境下でそれぞれ30日間放置した際、添加剤(アミドアミン化合物)の析出の有無を目視により観察した。いずれの温度でも析出がなければ、析出抑制効果が十分であるとして“A”と評価した。いずれかの温度で析出があるが僅かである場合には“B”と評価した。さらに、いずれかの温度で比較的多く析出が見られた場合には、“C”と評価した。
(1)動粘度(100℃)
JIS K2283:2000に準拠して、ガラス製毛管式粘度計を用いて測定した。
(2)粘度指数
JIS K2283:2000に準拠して測定した。
(3)数平均分子量(Mn)
数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)を用いて測定した。GPCは、カラムとして東ソー株式会社製TSKgel SuperMultiporeHZ-M2本を用い、テトラヒドロフランを溶離液として、検出器に屈折率検出器を用いて測定を行い、ポリスチレンを標準試料として数平均分子量(Mn)を求めた。
(4)酸価
酸価はJIS K2501:2003に規定される「潤滑油中和試験方法」に準拠し、指示薬法により測定した。
(5)流動点
JIS K2269:1987に準拠して測定した。
(6)窒素分
JIS K 2609:1998に準拠して測定した。
(7)密閉ファレックス(FALEX)試験
ブロックSUJ2/ピンSUJ2、荷重:150lbs(667N)、油量(塗布):20ul、回転数:450rpm、冷媒:二酸化炭素0.1MPa、温度:23℃の条件で、塗布ファレックス焼付試験を行い、焼付きが起こるまでの時間を測定した。
(8)低温加速貯蔵試験
冷凍機用潤滑油組成物を密閉容器の中に入れて-5℃、-40℃の環境下でそれぞれ30日間放置した際、添加剤(アミドアミン化合物)の析出の有無を目視により観察した。いずれの温度でも析出がなければ、析出抑制効果が十分であるとして“A”と評価した。いずれかの温度で析出があるが僅かである場合には“B”と評価した。さらに、いずれかの温度で比較的多く析出が見られた場合には、“C”と評価した。
[実施例1~9、比較例1]
各実施例、比較例において、表2に示す組成の冷凍機用潤滑油組成物を調合して、各冷凍機用潤滑油組成物を評価した。評価結果を表2に示す。
なお、各実施例、比較例で使用した基油(A)は、ポリオキシプロピレングリコールジメチルエーテル(一般式(1)において、nが1、mが数平均分子量に応じた値、R1、R3がメチル基、OR2がオキシプロピレン基であるPAG)であり、100℃における動粘度9.7mm2/s、数平均分子量1100、粘度指数207であった。
また、各実施例、比較例で使用したアルコール(B)、及びアミド化合物(C)は以下の表1のとおりである。
各実施例、比較例において、表2に示す組成の冷凍機用潤滑油組成物を調合して、各冷凍機用潤滑油組成物を評価した。評価結果を表2に示す。
なお、各実施例、比較例で使用した基油(A)は、ポリオキシプロピレングリコールジメチルエーテル(一般式(1)において、nが1、mが数平均分子量に応じた値、R1、R3がメチル基、OR2がオキシプロピレン基であるPAG)であり、100℃における動粘度9.7mm2/s、数平均分子量1100、粘度指数207であった。
また、各実施例、比較例で使用したアルコール(B)、及びアミド化合物(C)は以下の表1のとおりである。
実施例1~9では、アルコール(B)を配合したことで、ファレックス試験における焼き付き時間が長くなり、潤滑性が良好となった。また、実施例1~9では、アミドアミン化合物(C)を配合したが、アルコール(B)も合わせて配合したことで、低温環境下でアミドアミン化合物(C)が析出することを抑制できた。
一方、比較例1では、アルコール(B)を配合しなかったため、ファレックス試験における焼き付き時間が十分に長くならず、潤滑性が十分に向上しなかった。また、低温環境下でアミドアミン化合物(C)が多く析出する不具合も生じた。
一方、比較例1では、アルコール(B)を配合しなかったため、ファレックス試験における焼き付き時間が十分に長くならず、潤滑性が十分に向上しなかった。また、低温環境下でアミドアミン化合物(C)が多く析出する不具合も生じた。
Claims (15)
- 二酸化炭素を含有する冷媒とともに使用される冷凍機用潤滑油組成物であって、
ポリオキシアルキレングリコールを主成分とする基油(A)と、水酸基とエーテル結合の合計が2~3個で(ただし、エーテル結合は0個であってもよい)、かつ少なくとも1個の水酸基を有するアルコール(B)とを含有する冷凍機用潤滑油組成物。 - アルコール(B)が、冷凍機用潤滑油組成物全量に対して、0.1~10質量%含有される請求項1に記載の冷凍機用潤滑油組成物。
- アルコール(B)は、炭素数が2~12である請求項1又は2に記載の冷凍機用潤滑油組成物。
- アルコール(B)は、1又は2個の水酸基を有する請求項1~3のいずれか1項に記載の冷凍機用潤滑油組成物。
- アルコール(B)は、1又は2個のエーテル結合を有する請求項1~4のいずれか1項に記載の冷凍機用潤滑油組成物。
- アミドアミン化合物(C)をさらに含む請求項1~5のいずれか1項に記載の冷凍機用潤滑油組成物。
- 前記冷媒が、二酸化炭素単体からなるか、又は二酸化炭素と、フッ化炭化水素化合物、炭化水素化合物、及びアンモニアからなる群から選ばれる少なくとも1つの化合物との混合冷媒である請求項1~6のいずれか1項に記載の冷凍機用潤滑油組成物。
- 前記ポリオキシアルキレングリコールは、100℃ における動粘度が1~50mm2/sである請求項1~7のいずれか1項に記載の冷凍機用潤滑油組成物。
- 酸化防止剤、油性向上剤、極圧剤、酸捕捉剤、酸素捕捉剤、銅不活性化剤、防錆剤、及び消泡剤からなる群から選ばれる少なくとも1つをさらに含む請求項1~8のいずれか1項に記載の冷凍機用潤滑油組成物。
- 酸価が0.2mgKOH/g以下、流動点が-20℃以下、窒素分が300ppm以下である請求項1~9のいずれか1項に記載の冷凍機用潤滑油組成物。
- カーエアコン、ガスヒートポンプ、空調、冷蔵庫、自働販売機、及びショーケースから選択される冷凍システム、給湯システム,又は暖房システムに使用される請求項1~10のいずれか1項に記載の冷凍機用潤滑油組成物。
- 請求項1~11のいずれか1項に記載の冷凍機用潤滑油組成物と、二酸化炭素を含有する冷媒とを含む冷凍機用組成物。
- 請求項1~11のいずれか1項に記載の冷凍機用潤滑油組成物と、二酸化炭素を含有する冷媒とが充填された冷凍機。
- 請求項1~11のいずれか1項に記載の冷凍機用潤滑油組成物と、二酸化炭素を含有する冷媒とが充填された冷凍機において、前記冷凍機用潤滑油組成物によって冷凍機の摺動部位を潤滑する潤滑方法。
- 二酸化炭素を含有する冷媒とともに使用される冷凍機用潤滑油組成物の製造方法であって、
ポリオキシアルキレングリコールを主成分とする基油(A)に、水酸基とエーテル結合の合計が2~3個で(ただし、エーテル結合は0個であってもよい)、かつ少なくとも1個の水酸基を有するアルコール(B)を配合する冷凍機用潤滑油組成物の製造方法。
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