JP2849155B2 - 潤滑油 - Google Patents
潤滑油Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、フロンを冷媒として使用する圧縮機用潤滑
油に関するものであり、特に、フロンのうちでも塩素を
含まないハイドロフルオロカーボン、HFC−134a（1,1,
1,2−テトラフルオロエタン）、HFC−134（1,1,2,2−テ
トラフルオロエタン）、HFC−152a（1,1−ジフルオロエ
タン）などの水素含有フロン冷媒を圧縮する際に用いる
のに好適な潤滑油に関するものである。
油に関するものであり、特に、フロンのうちでも塩素を
含まないハイドロフルオロカーボン、HFC−134a（1,1,
1,2−テトラフルオロエタン）、HFC−134（1,1,2,2−テ
トラフルオロエタン）、HFC−152a（1,1−ジフルオロエ
タン）などの水素含有フロン冷媒を圧縮する際に用いる
のに好適な潤滑油に関するものである。
（従来の技術） 従来、冷凍機、空調機、冷蔵庫等には冷媒としてフッ
素と塩素を構成元素とするフロン、例えばクロロフルオ
ロカーボン（CFC）であるＲ−11（トリクロロモノフル
オロメタン）、Ｒ−12（ジクロロジフルオロメタン）、
ハイドロクロロフルオロカーボン（HCFC）であるＲ−22
（モノクロロジフルオロメタン）等のフロンが使用され
ているが、最近のオゾン層破壊問題に関連し、これへの
影響が無い新しいタイプの冷媒としてHFC−134aなどの
新しい水素含有フロン冷媒が出現し始めている。
素と塩素を構成元素とするフロン、例えばクロロフルオ
ロカーボン（CFC）であるＲ−11（トリクロロモノフル
オロメタン）、Ｒ−12（ジクロロジフルオロメタン）、
ハイドロクロロフルオロカーボン（HCFC）であるＲ−22
（モノクロロジフルオロメタン）等のフロンが使用され
ているが、最近のオゾン層破壊問題に関連し、これへの
影響が無い新しいタイプの冷媒としてHFC−134aなどの
新しい水素含有フロン冷媒が出現し始めている。
一方冷凍機用潤滑油に関しては、従来、鉱油系や合成
油系のものが多数知られているが、これらは前記新しい
HFC−134aに対しては、相溶性が全く悪く使用できない
ことが分かった。従って、今日この対策が重要な課題と
なってきた。また、この他にも冷凍機油に必要な性能に
は、潤滑性、電気絶縁性、省エネルギー性、耐摩耗性、
密封性、耐熱性、スラッジ析出防止性が挙げられ、これ
らの点についても考慮が必要である。
油系のものが多数知られているが、これらは前記新しい
HFC−134aに対しては、相溶性が全く悪く使用できない
ことが分かった。従って、今日この対策が重要な課題と
なってきた。また、この他にも冷凍機油に必要な性能に
は、潤滑性、電気絶縁性、省エネルギー性、耐摩耗性、
密封性、耐熱性、スラッジ析出防止性が挙げられ、これ
らの点についても考慮が必要である。
因みに、従来知られている合成油の例としてポリエー
テル系合成潤滑油があり、これについては油化学誌，第
29巻，第９号，第336〜343頁（1980）およびペトロテッ
ク誌，第８巻，第６号，第562〜566頁（1985）に紹介が
ある。また、特開昭61−281199号広報には次式、 R1〔Ｏ−（R2O）ｍ−R3〕ｎ で表わされるポリグリコールとアルキルベンゼン等の混
合物、特開昭57−63395号広報にはポリエーテル、例え
ば付加モル数が１官能あたり53のように高分子量のポリ
オキシプロピレンモノブチルエーテルにエポキシシクロ
アルキル系化合物を混合した油、また特開昭59−117590
号広報にはポリエーテル系化合物とパラフィン系又はナ
フテン系鉱油の高粘度混合油が夫々紹介されている。
テル系合成潤滑油があり、これについては油化学誌，第
29巻，第９号，第336〜343頁（1980）およびペトロテッ
ク誌，第８巻，第６号，第562〜566頁（1985）に紹介が
ある。また、特開昭61−281199号広報には次式、 R1〔Ｏ−（R2O）ｍ−R3〕ｎ で表わされるポリグリコールとアルキルベンゼン等の混
合物、特開昭57−63395号広報にはポリエーテル、例え
ば付加モル数が１官能あたり53のように高分子量のポリ
オキシプロピレンモノブチルエーテルにエポキシシクロ
アルキル系化合物を混合した油、また特開昭59−117590
号広報にはポリエーテル系化合物とパラフィン系又はナ
フテン系鉱油の高粘度混合油が夫々紹介されている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述の既知の合成油系の潤滑油はいず
れも相溶性等の問題からHFC−134aを冷媒とする冷凍機
用の潤滑油にはなり得なかった。
れも相溶性等の問題からHFC−134aを冷媒とする冷凍機
用の潤滑油にはなり得なかった。
そのような中で、米国特許第4,755,316号には、HFC−
134a用冷凍機油として両末端が水酸基（−OH）であるポ
リオキシアルキレングリコール（以下PAGと略す）が紹
介されており、このPAGは末端が水酸基とアルキル基と
より成る一般的なPAGと比較するとHFC−134aとの相溶性
においてより広い温度範囲で溶けあい、冷凍システムで
のコンプレッサへの油戻りが改善され、また高温時コン
プレッサが起動した時の焼付きが防止されるとある。そ
のHFC−134aとの相溶温度範囲は−40℃〜＋50℃と紹介
されている。
134a用冷凍機油として両末端が水酸基（−OH）であるポ
リオキシアルキレングリコール（以下PAGと略す）が紹
介されており、このPAGは末端が水酸基とアルキル基と
より成る一般的なPAGと比較するとHFC−134aとの相溶性
においてより広い温度範囲で溶けあい、冷凍システムで
のコンプレッサへの油戻りが改善され、また高温時コン
プレッサが起動した時の焼付きが防止されるとある。そ
のHFC−134aとの相溶温度範囲は−40℃〜＋50℃と紹介
されている。
一方、HFC−134a等の水素含有フロン冷媒はＲ−12等C
FCの代替冷媒候補であり、主にカーエアコン、冷蔵庫を
対象とした新規冷媒として期待されている。冷蔵庫の場
合、油と冷媒との相溶性が必要であるが、モータが冷媒
システム内にあるタイプがほとんどであり、油自体に高
い電気絶縁性が要求される。しかし、従来、HFC−134a
用冷凍機油として検討されているPAGは米国特許第4,75
5,316号広報に開示された化合物を含め電気絶縁性は従
来の鉱油系冷凍油と較べると著るしく劣り、さらに吸湿
性が高い。
FCの代替冷媒候補であり、主にカーエアコン、冷蔵庫を
対象とした新規冷媒として期待されている。冷蔵庫の場
合、油と冷媒との相溶性が必要であるが、モータが冷媒
システム内にあるタイプがほとんどであり、油自体に高
い電気絶縁性が要求される。しかし、従来、HFC−134a
用冷凍機油として検討されているPAGは米国特許第4,75
5,316号広報に開示された化合物を含め電気絶縁性は従
来の鉱油系冷凍油と較べると著るしく劣り、さらに吸湿
性が高い。
そこで本発明の目的は、特に新しい冷媒であるHFC−1
34a、HFC−134、HFC−152aなどの塩素を含まない水素含
有フロン冷媒に対して広い温度範囲で相溶性に優れ、か
つ電気絶縁性が高く、さらに吸湿性の低い冷凍機用潤滑
油を提供することにある。
34a、HFC−134、HFC−152aなどの塩素を含まない水素含
有フロン冷媒に対して広い温度範囲で相溶性に優れ、か
つ電気絶縁性が高く、さらに吸湿性の低い冷凍機用潤滑
油を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 市販エステルは極一部であるが、冷媒Ｒ−12,R−22な
どのシステムに現在使用されているものの、これらエス
テルは新しい冷媒であるHFC−134aとは全く相溶しない
か、あるいはその相溶範囲は極めて狭い。本発明者ら
は、PAGと比較してのエステルの高い電気絶縁性、低い
吸湿性、良好な潤滑性、高い熱酸価安定性に着目し、い
かに分子設計をするとHFC−134a等の水素含有フロン冷
媒と広い範囲で相溶するか鋭意検討したところ、極限ら
れた構造のエステルのみがHFC−134a等の冷媒システム
に使用できることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
どのシステムに現在使用されているものの、これらエス
テルは新しい冷媒であるHFC−134aとは全く相溶しない
か、あるいはその相溶範囲は極めて狭い。本発明者ら
は、PAGと比較してのエステルの高い電気絶縁性、低い
吸湿性、良好な潤滑性、高い熱酸価安定性に着目し、い
かに分子設計をするとHFC−134a等の水素含有フロン冷
媒と広い範囲で相溶するか鋭意検討したところ、極限ら
れた構造のエステルのみがHFC−134a等の冷媒システム
に使用できることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
本発明は、少なくともエーテル結合を持たない炭素数
２〜12の２価アルコール１種類以上と、炭素数３〜18の
直鎖の１価脂肪酸および炭素数４〜18の分枝の１価脂肪
酸からなる群より選ばれた１種以上の１価脂肪酸とを原
料として得られたエステルを主成分とし、エステルの酸
価が3mgKOH/g以下であり、水酸基価が50mgKOH/g以下で
あることを特徴とする、塩素を含有しないハイドロフル
オロカーボン冷媒用の潤滑油に係るものである。
２〜12の２価アルコール１種類以上と、炭素数３〜18の
直鎖の１価脂肪酸および炭素数４〜18の分枝の１価脂肪
酸からなる群より選ばれた１種以上の１価脂肪酸とを原
料として得られたエステルを主成分とし、エステルの酸
価が3mgKOH/g以下であり、水酸基価が50mgKOH/g以下で
あることを特徴とする、塩素を含有しないハイドロフル
オロカーボン冷媒用の潤滑油に係るものである。
本発明における２価アルコールは、冷凍機油に好まし
い物理特性と諸性能を与えるために、炭素数12以下のも
のを原料として用いる。
い物理特性と諸性能を与えるために、炭素数12以下のも
のを原料として用いる。
炭素数が13以上の２価アルコールの場合は、アルコー
ル自体の炭化水素部分が大きくなりすぎて、合成された
エステルはHFCP134a等との相溶性が悪くなり、冷凍機用
潤滑油として好ましくない。
ル自体の炭化水素部分が大きくなりすぎて、合成された
エステルはHFCP134a等との相溶性が悪くなり、冷凍機用
潤滑油として好ましくない。
また、原料となる２価アルコールの分子構造中にエー
テル結合が存在すると、合成されたエステルには吸湿性
の増大、電気抵抗率の減少及びゴムの膨潤性の増大など
冷凍機用潤滑油として好ましくない現象が発生する。よ
って本発明においては、原料として用いられる２価アル
コールとして、特にエーテル結合を持たないことを規定
するものである。
テル結合が存在すると、合成されたエステルには吸湿性
の増大、電気抵抗率の減少及びゴムの膨潤性の増大など
冷凍機用潤滑油として好ましくない現象が発生する。よ
って本発明においては、原料として用いられる２価アル
コールとして、特にエーテル結合を持たないことを規定
するものである。
なお、C2〜C4程度の炭素数の小さい２価アルコールに
ついては、１価脂肪酸と共に特に多塩基酸を用いてエス
テル化することによって、潤滑油として望ましい粘度な
どの物性を確保することができる。
ついては、１価脂肪酸と共に特に多塩基酸を用いてエス
テル化することによって、潤滑油として望ましい粘度な
どの物性を確保することができる。
このような２価アルコールの例としては、ネオペンチ
ルグリコール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオー
ル、２−ブチル−２−エチル−1,3−プロパンジオー
ル、３−メチル−1,5−ペンタンジオール、2,2,4−トリ
メチル−1,3−メンタンジオール、２−エチル−1,3−ヘ
キサンジオール、２−メチル−1,3−プロパンジオー
ル、２−メチル−1,8−オクタンジオール、２−メチ
ル、1,2−プロパンジオール、３−メチル−1,2−ブタン
ジオール、２−メチル−1,2−ブタンジオール、２−メ
チル−2,3−ブタンジオール、２−メチル−2,4−ブタン
ジオール、2,4−ジメチル−2,4−ペンタンジオール、2,
2−ジメチル−1,3−ブタンジオール、2,2−ジメチル−
1,3−ペンタンジオール、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサ
ンジオール、2,3−ジメチル−2,3−ブタンジオール、エ
チレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロ
パンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオ
ール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、
2,3−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、2,3−
ペンタンジオールなどが挙げられる。
ルグリコール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオー
ル、２−ブチル−２−エチル−1,3−プロパンジオー
ル、３−メチル−1,5−ペンタンジオール、2,2,4−トリ
メチル−1,3−メンタンジオール、２−エチル−1,3−ヘ
キサンジオール、２−メチル−1,3−プロパンジオー
ル、２−メチル−1,8−オクタンジオール、２−メチ
ル、1,2−プロパンジオール、３−メチル−1,2−ブタン
ジオール、２−メチル−1,2−ブタンジオール、２−メ
チル−2,3−ブタンジオール、２−メチル−2,4−ブタン
ジオール、2,4−ジメチル−2,4−ペンタンジオール、2,
2−ジメチル−1,3−ブタンジオール、2,2−ジメチル−
1,3−ペンタンジオール、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサ
ンジオール、2,3−ジメチル−2,3−ブタンジオール、エ
チレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロ
パンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオ
ール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、
2,3−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、2,3−
ペンタンジオールなどが挙げられる。
また、原料として用いる１価脂肪酸として炭素数が２
以下である場合は、粘度が低すぎるとともに冷凍機を構
成する金属と反応し、腐食の原因となるため使用するこ
とができない。また、１価脂肪酸の炭素数が19以上の場
合は、生成したエステルが低温で白濁したり、水素含有
フロン冷媒との相溶性が極端に悪くなるため、やはり使
用することができない。よって本発明においては、使用
することができる１価脂肪酸として炭素数３〜18の脂肪
酸を特に規定するものである。
以下である場合は、粘度が低すぎるとともに冷凍機を構
成する金属と反応し、腐食の原因となるため使用するこ
とができない。また、１価脂肪酸の炭素数が19以上の場
合は、生成したエステルが低温で白濁したり、水素含有
フロン冷媒との相溶性が極端に悪くなるため、やはり使
用することができない。よって本発明においては、使用
することができる１価脂肪酸として炭素数３〜18の脂肪
酸を特に規定するものである。
１価脂肪酸の例として、プロピオン酸、イソプロピオ
ン酸、ブタン酸、イソブタン酸、ペンタン酸、イソペン
タン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、イソヘプタン酸、オ
クタン酸、２−エチルヘキサン酸、ノナン酸、3,5,5−
トリメチルヘキサン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ラウ
リン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、パルミトオレイ
酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、リ
ノール酸およびリノレン酸などがある。
ン酸、ブタン酸、イソブタン酸、ペンタン酸、イソペン
タン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、イソヘプタン酸、オ
クタン酸、２−エチルヘキサン酸、ノナン酸、3,5,5−
トリメチルヘキサン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ラウ
リン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、パルミトオレイ
酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、リ
ノール酸およびリノレン酸などがある。
本発明においては、これら１価脂肪酸の１種類以上を
適宜混合して、前記２価アルコールとの間でエステル反
応を生ぜしめ、各種冷凍機の要求する望ましい物理特性
を満足するエステルを得るものである。
適宜混合して、前記２価アルコールとの間でエステル反
応を生ぜしめ、各種冷凍機の要求する望ましい物理特性
を満足するエステルを得るものである。
水素含有フロン冷媒との相溶性を、より一層向上させ
るためには、１価脂肪酸として炭素数３〜11の直鎖のも
のと炭素数３〜14の分岐のものの混合系が好ましく、更
に好ましくは炭素数５〜10の直鎖のもと炭素数７〜９の
分枝のものの混合系を使用する。原料として使用する１
価脂肪酸全体に対して分枝の１価脂肪酸の配合割合を50
モル％以上とする。
るためには、１価脂肪酸として炭素数３〜11の直鎖のも
のと炭素数３〜14の分岐のものの混合系が好ましく、更
に好ましくは炭素数５〜10の直鎖のもと炭素数７〜９の
分枝のものの混合系を使用する。原料として使用する１
価脂肪酸全体に対して分枝の１価脂肪酸の配合割合を50
モル％以上とする。
一方、本発明においては、かかるエステルに好適粘度
を付与するために、原料として用いた酸全体に対し炭素
数４〜14の多塩基酸１種以上を80モル％以下の割合で前
記２価アルコールとエステル化反応させることが好まし
い。多塩基酸が80モル％を越えると、粘度が高くなり過
ぎたり、場合によりゲル化を起こし、望ましい物理特性
を得ることが困難となる。
を付与するために、原料として用いた酸全体に対し炭素
数４〜14の多塩基酸１種以上を80モル％以下の割合で前
記２価アルコールとエステル化反応させることが好まし
い。多塩基酸が80モル％を越えると、粘度が高くなり過
ぎたり、場合によりゲル化を起こし、望ましい物理特性
を得ることが困難となる。
また、前記多塩基酸のなかでも、水素含有フロン冷媒
との一層の相溶性および生成したエステルの物理特性を
考慮すると、炭素数４〜10の多塩基酸が好ましい。具体
的には、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン
酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル
酸、マレイン酸、トリメリト酸等が挙げられる。ここ
で、炭素数３以下の多塩基酸は特殊品であり、安価に入
手するのが困難であり、かつ合成後エステルの安全性に
劣る。また、炭素数15以上の多塩基酸はHFC−134a等と
の相溶性が大幅に低下する。
との一層の相溶性および生成したエステルの物理特性を
考慮すると、炭素数４〜10の多塩基酸が好ましい。具体
的には、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン
酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル
酸、マレイン酸、トリメリト酸等が挙げられる。ここ
で、炭素数３以下の多塩基酸は特殊品であり、安価に入
手するのが困難であり、かつ合成後エステルの安全性に
劣る。また、炭素数15以上の多塩基酸はHFC−134a等と
の相溶性が大幅に低下する。
本発明に係る化合物は前述の特定の２価アルコールと
特定の脂肪酸との脱水反応によるエステル化反応、ある
いは脂肪酸の誘導体である酸無水物、酸クロライド等を
経由しての一般的なエステル化反応や各々の誘導体のエ
ステル交換反応によって得ることができる。
特定の脂肪酸との脱水反応によるエステル化反応、ある
いは脂肪酸の誘導体である酸無水物、酸クロライド等を
経由しての一般的なエステル化反応や各々の誘導体のエ
ステル交換反応によって得ることができる。
本発明に係るエステルは上述の方法で得ることができ
る。しかしながら、酸価が3mgKOH/g以上存在する場合に
は、冷凍機内部に使用されている金属との反応により金
属石けんなどを生成し、沈殿し得る。よって、酸価は3m
gKOH/g以下とする。また、水酸基価が50mg/KOH/gを越え
る場合には、エステルが低温において白濁するなどの好
ましくない現象が起こりうる。よって、水酸基価は50mg
KOH/g以下とする。
る。しかしながら、酸価が3mgKOH/g以上存在する場合に
は、冷凍機内部に使用されている金属との反応により金
属石けんなどを生成し、沈殿し得る。よって、酸価は3m
gKOH/g以下とする。また、水酸基価が50mg/KOH/gを越え
る場合には、エステルが低温において白濁するなどの好
ましくない現象が起こりうる。よって、水酸基価は50mg
KOH/g以下とする。
（作 用） 上述してきたエステルを主成分とする本発明の冷凍機
用潤滑油は、例えばHFC−134aを冷媒とした冷凍機に用
いる潤滑油として、冷媒HFC−134aと低温から高温まで
の広い領域で相互に良好な溶解性を示しその潤滑性及び
熱安定性を大幅に向上させることができる。さらに、一
般にHFC−134a用冷凍機油として検討されているPAGに較
べるとはるかに電気絶縁性は高くかつ吸湿性も小さい。
したがって、上記エステルを主成分とする本発明の冷凍
機用潤滑油は、従来技術の問題であるHFC−134a等の水
素含有フロン冷媒に対する相溶性の問題及び吸湿性の問
題を解決でき、さらには該冷媒を冷蔵庫用冷凍コンプレ
ッサに使用する場合の大きな問題である電気絶縁性を高
め、この問題をも解決することが可能となった。
用潤滑油は、例えばHFC−134aを冷媒とした冷凍機に用
いる潤滑油として、冷媒HFC−134aと低温から高温まで
の広い領域で相互に良好な溶解性を示しその潤滑性及び
熱安定性を大幅に向上させることができる。さらに、一
般にHFC−134a用冷凍機油として検討されているPAGに較
べるとはるかに電気絶縁性は高くかつ吸湿性も小さい。
したがって、上記エステルを主成分とする本発明の冷凍
機用潤滑油は、従来技術の問題であるHFC−134a等の水
素含有フロン冷媒に対する相溶性の問題及び吸湿性の問
題を解決でき、さらには該冷媒を冷蔵庫用冷凍コンプレ
ッサに使用する場合の大きな問題である電気絶縁性を高
め、この問題をも解決することが可能となった。
なお、本発明に係る冷凍機油には、冷凍機油としての
機能を満足する範囲においてPAGや鉱油等の潤滑油を適
宜混合できることはいうまでもなく、また従来、冷凍機
油に使用されている酸化防止剤、摩耗防止剤、エポキシ
化合物等の添加剤を適宜添加し得ることも勿論のことで
ある。
機能を満足する範囲においてPAGや鉱油等の潤滑油を適
宜混合できることはいうまでもなく、また従来、冷凍機
油に使用されている酸化防止剤、摩耗防止剤、エポキシ
化合物等の添加剤を適宜添加し得ることも勿論のことで
ある。
（実施例） 以下に実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例１〜8,比較例１〜５ 本発明に係るエステルとして、２価アルコールとして
ネオペンチルグリコールを用いた第１表に示すＡ−１〜
８の供試油（いずれも市販品はなく試製油）を使用して
冷媒HFC−134a冷凍機用潤滑油としての性能を評価し
た。なお、比較例として第２表に示す潤滑油として一般
的な市販のPAG（Ｂ−１〜３、旭電化（株）製品）なら
びにエステル（Ｃ−１〜２、日本油脂（株）製品）の評
価も行なった。
ネオペンチルグリコールを用いた第１表に示すＡ−１〜
８の供試油（いずれも市販品はなく試製油）を使用して
冷媒HFC−134a冷凍機用潤滑油としての性能を評価し
た。なお、比較例として第２表に示す潤滑油として一般
的な市販のPAG（Ｂ−１〜３、旭電化（株）製品）なら
びにエステル（Ｃ−１〜２、日本油脂（株）製品）の評
価も行なった。
なお、エステルは、次のように合成して得た。実施例
１の試製油の場合、第１表に示すモル％の割合で混合し
た１価脂肪酸（ペンタン酸、オクタン酸及び２−エチル
ヘキサン酸）と多塩基酸（実施例１の場合、多塩基酸を
含んでいないが）の混合物とネオペンチルグリコール
を、前記混合物中のカルボキシル基と、アルコール中の
水酸基の量が等量となる割合で、撹拌棒、窒素ガス吹き
込み管、温度計及び冷却器付き水分分離器を備えた四つ
口フラスコに仕込み、窒素気流下230度で８時間、留出
する水を系外に除きながらエステル化反応を行い、さら
にその後、減圧（２〜3mmHg）にして同じ温度で２時間
反応を行って実施例１の試製油Ａ−１を得た。その他の
実施例２〜８についても同様にエステル化反応を行い試
製油Ａ−２〜Ａ−８を得た。
１の試製油の場合、第１表に示すモル％の割合で混合し
た１価脂肪酸（ペンタン酸、オクタン酸及び２−エチル
ヘキサン酸）と多塩基酸（実施例１の場合、多塩基酸を
含んでいないが）の混合物とネオペンチルグリコール
を、前記混合物中のカルボキシル基と、アルコール中の
水酸基の量が等量となる割合で、撹拌棒、窒素ガス吹き
込み管、温度計及び冷却器付き水分分離器を備えた四つ
口フラスコに仕込み、窒素気流下230度で８時間、留出
する水を系外に除きながらエステル化反応を行い、さら
にその後、減圧（２〜3mmHg）にして同じ温度で２時間
反応を行って実施例１の試製油Ａ−１を得た。その他の
実施例２〜８についても同様にエステル化反応を行い試
製油Ａ−２〜Ａ−８を得た。
第１表および第２表に示す供試油の冷凍機用潤滑油と
しての性能として潤滑性、相溶性、熱安定性、電気絶縁
性および吸湿性を下記に示す条件の下で評価した。
しての性能として潤滑性、相溶性、熱安定性、電気絶縁
性および吸湿性を下記に示す条件の下で評価した。
潤滑性 ASTM D−3233−73に準拠し、ファレックス（Falex）
焼付荷重をHFC−134aの吹き込み制御雰囲気下（70ml/mi
n）で測定した。
焼付荷重をHFC−134aの吹き込み制御雰囲気下（70ml/mi
n）で測定した。
相溶性 供試油0.6gと冷媒（HFC−134a）2.4gとをガラスチュ
ーブに封入した後、毎分１℃での冷却及び昇温を行い、
低温並びに高温において二層分離を起こす温度、すなわ
ち二層分離温度を測定した。
ーブに封入した後、毎分１℃での冷却及び昇温を行い、
低温並びに高温において二層分離を起こす温度、すなわ
ち二層分離温度を測定した。
熱安定性 ANSI/ASHRAE 97−1983に準じ、供試油1gと冷媒（HFC
−134a及びＲ−12）1gと触媒（鉄、銅、アルミニウムの
各線）をガラスチューブに封入した後、175℃に加熱
し、10日後に供試油の色相をASTM表示にて判定した。
−134a及びＲ−12）1gと触媒（鉄、銅、アルミニウムの
各線）をガラスチューブに封入した後、175℃に加熱
し、10日後に供試油の色相をASTM表示にて判定した。
電気絶縁性 JIS C2101の80℃での体積抵抗率試験によった。
吸湿性 温度25℃、温度70％の雰囲気にて100mlビーカーにサ
ンプル油60gを入れ、開放３時間後の水分濃度により比
較、評価した。
ンプル油60gを入れ、開放３時間後の水分濃度により比
較、評価した。
上記評価結果は第３表に示すとおりである。
第３表に見られるとおり、本発明に係るエステルはPA
G（Ｂ−１〜３）と比較すると、体積抵抗で示される電
気絶縁性が10万倍以上も良く、高温における二層分離も
見られない。また、焼付荷重も優れており、吸湿性も低
い。熱安定性については、HFC−134aの系では同等であ
るが、Ｒ−12の系では圧倒的に優れている。このこと
は、冷媒がＲ−12からHFC−134aへ移行する段階でのHFC
−134aへのＲ−12の混合は避けられないことから、実用
上極めて有利である。
G（Ｂ−１〜３）と比較すると、体積抵抗で示される電
気絶縁性が10万倍以上も良く、高温における二層分離も
見られない。また、焼付荷重も優れており、吸湿性も低
い。熱安定性については、HFC−134aの系では同等であ
るが、Ｒ−12の系では圧倒的に優れている。このこと
は、冷媒がＲ−12からHFC−134aへ移行する段階でのHFC
−134aへのＲ−12の混合は避けられないことから、実用
上極めて有利である。
また、本発明に係るエステルを市販エステル（Ｃ−１
〜２）と比較すると、二層分離温度できわだった差があ
り、市販油はＲ−134aとほとんど溶けあわない。この点
が分子設計された本発明に係るエステルの大きな特長で
ある。
〜２）と比較すると、二層分離温度できわだった差があ
り、市販油はＲ−134aとほとんど溶けあわない。この点
が分子設計された本発明に係るエステルの大きな特長で
ある。
これらのことから本発明は、比較例のものよりもはる
かに優れているといえる。
かに優れているといえる。
HFC−134aはＲ−12フロンに代る冷媒として期待さ
れ、カーエアコン、冷蔵庫に用いられる。特にカーエア
コンは主に夏場に使用し、高温でコンプレッサが起動す
るため高温での油と冷媒との相溶性が重要となる。上記
起動時にコンプレッサ内で油と冷媒が二層分離を起こし
ていると、比重の大きな冷媒が下層に留まり、冷媒のみ
がコンプッサに供給されるため、潤滑不足からコンプレ
ッサ焼付きの原因となる。
れ、カーエアコン、冷蔵庫に用いられる。特にカーエア
コンは主に夏場に使用し、高温でコンプレッサが起動す
るため高温での油と冷媒との相溶性が重要となる。上記
起動時にコンプレッサ内で油と冷媒が二層分離を起こし
ていると、比重の大きな冷媒が下層に留まり、冷媒のみ
がコンプッサに供給されるため、潤滑不足からコンプレ
ッサ焼付きの原因となる。
また冷蔵庫の場合は、モータとコンプレッサが一体化
された内蔵タイプのものが多く、電源が問題となるが、
本発明に係るエステルはPAGより10万倍以上高い体積抵
抗率を有することから、電気絶縁性に選れた冷凍機用潤
滑油であるといえる。
された内蔵タイプのものが多く、電源が問題となるが、
本発明に係るエステルはPAGより10万倍以上高い体積抵
抗率を有することから、電気絶縁性に選れた冷凍機用潤
滑油であるといえる。
実施例９〜18 本発明に係るエステルとして種々の２価アルコールを
用いた第４表に示すＡ−９〜18の供試油（いずれも市販
品はなく試製油、エステル合成は既述の実施例１の方法
と同様）を使用して冷媒HFC−134a冷凍機用潤滑油とし
ての性能を評価した。なお、評価方法は前述の方法によ
った。
用いた第４表に示すＡ−９〜18の供試油（いずれも市販
品はなく試製油、エステル合成は既述の実施例１の方法
と同様）を使用して冷媒HFC−134a冷凍機用潤滑油とし
ての性能を評価した。なお、評価方法は前述の方法によ
った。
評価結果は第５表に示すとおりである。種々の特定２価
アルコールを用いた本発明に係るエステルも、ネオペン
チルグリコールを用いた場合と同様にHFC−134aとの相
溶性、電気絶縁性、潤滑性、熱安定性に優れ、吸湿性も
PAGよりはるかに低く、冷媒HFC−134aに適した冷凍機用
潤滑油であるといえる。
アルコールを用いた本発明に係るエステルも、ネオペン
チルグリコールを用いた場合と同様にHFC−134aとの相
溶性、電気絶縁性、潤滑性、熱安定性に優れ、吸湿性も
PAGよりはるかに低く、冷媒HFC−134aに適した冷凍機用
潤滑油であるといえる。
（発明の効果） 昨今、全地球的規模で大きな問題となっているフロン
によるオゾン層破壊に対応すべく、冷媒として広く使用
されているＲ−12の代替として、オゾン層破壊のほとん
どないHFC−134aがクローズアップされているが、冷凍
機油との相溶性が悪いという欠点があり、代替システム
開発の壁となっていた。しかし、本発明の冷凍機用潤滑
油は冷媒としてのフロンHFC−134a、HFC−134、HFC−15
2a等の水素含有フロン冷媒に対し充分な相溶性を維持し
かつ高い電気絶縁性を有し、総合性能にも優れているこ
とから、特に従来のＲ−12やＲ−22のフロンに代わりHF
C−134aを用いても従来システムをそのまま使用するこ
とができるという効果が得られる。
によるオゾン層破壊に対応すべく、冷媒として広く使用
されているＲ−12の代替として、オゾン層破壊のほとん
どないHFC−134aがクローズアップされているが、冷凍
機油との相溶性が悪いという欠点があり、代替システム
開発の壁となっていた。しかし、本発明の冷凍機用潤滑
油は冷媒としてのフロンHFC−134a、HFC−134、HFC−15
2a等の水素含有フロン冷媒に対し充分な相溶性を維持し
かつ高い電気絶縁性を有し、総合性能にも優れているこ
とから、特に従来のＲ−12やＲ−22のフロンに代わりHF
C−134aを用いても従来システムをそのまま使用するこ
とができるという効果が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−158693（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−131548（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−171799（ＪＰ，Ａ) 特表 平３−505602（ＪＰ，Ａ) 山手，色部編著、「脂肪酸化学」昭和 42年、幸書店、第364〜374頁 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C10M 105/38,109/02 C10N 40:30
Claims (12)
- 【請求項１】少なくともエーテル結合を持たない炭素数
２〜12の２価アルコール１種類以上と、炭素数３〜18の
直鎖の１価脂肪酸および炭素数４〜18の分枝の１価脂肪
酸からなる群より選ばれた１種以上の１価脂肪酸とを原
料として得られたエステルを主成分とし、前記エステル
の酸価が3mgKOH/g以下であり、水酸基価が50mgKOH/g以
下であることを特徴とする、塩素を含有しないハイドロ
フルオロカーボン冷媒用の潤滑油。 - 【請求項２】１価脂肪酸全体に対して分枝の１価脂肪酸
の配合割合を50モル％以上として得られたエステルを主
成分とすることを特徴とする、請求項１記載の潤滑油。 - 【請求項３】炭素数４〜36の多塩基酸１種類以上をも前
記エステルの原料とすることを特徴とする、請求項１記
載の潤滑油。 - 【請求項４】原料として用いた酸全体に対し、前記多塩
基酸１種類以上が80モル％以下であることを特徴とす
る、請求項３記載の潤滑油。 - 【請求項５】前記１価脂肪酸の全体が分枝の１価脂肪酸
のみからなることを特徴とする、請求項２〜４のいずれ
か一つの請求項に記載の潤滑油。 - 【請求項６】前記１価脂肪酸が、50モル％以上の分枝の
１価脂肪酸と、50モル％以下の直鎖の１価脂肪酸とから
なることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一つの
請求項に記載の潤滑油。 - 【請求項７】前記直鎖の１価脂肪酸の炭素数が５〜10で
あることを特徴とする、請求項６記載の潤滑油。 - 【請求項８】前記分枝の１価脂肪酸の炭素数が４〜14で
あることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一つの
請求項に記載の潤滑油。 - 【請求項９】前記分枝の１価脂肪酸の炭素数が７〜９で
あることを特徴とする、請求項８記載の潤滑油。 - 【請求項１０】前記多塩基酸の炭素数が４〜10であるこ
とを特徴とする、請求項３または４記載の潤滑油。 - 【請求項１１】前記エステルの80℃での体積抵抗率が１
×1012Ω・cm以上であることを特徴とする、請求項１記
載の潤滑油。 - 【請求項１２】前記エステルの前記ハイドロフルオロカ
ーボン冷媒との二層分離温度が−35℃以下である、請求
項１−11のいずれか一つの請求項に記載の潤滑油。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17200089 | 1989-07-05 | ||
| JP1-172000 | 1989-07-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03128991A JPH03128991A (ja) | 1991-05-31 |
| JP2849155B2 true JP2849155B2 (ja) | 1999-01-20 |
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ID=15933666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7189290A Expired - Lifetime JP2849155B2 (ja) | 1989-07-05 | 1990-03-23 | 潤滑油 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2849155B2 (ja) |
| KR (1) | KR100318295B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016002523A1 (ja) * | 2014-07-04 | 2016-01-07 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | 耐摩耗添加剤、冷凍機油及び冷凍機用作動流体組成物 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4006827A1 (de) * | 1990-03-05 | 1991-09-12 | Hoechst Ag | Verwendung von esteroelen als schmiermittel fuer kaeltemittelverdichter |
| DE4006828A1 (de) * | 1990-03-05 | 1991-09-12 | Hoechst Ag | Verwendung von komplexen esteroelen als schmiermittel fuer kaeltemittelverdichter |
| AU640019B2 (en) * | 1990-05-22 | 1993-08-12 | Unichema Chemie Bv | Lubricants |
| GB2247466B (en) * | 1990-07-23 | 1994-11-16 | Castrol Ltd | Retrofilling mechanical vapour recompression heat transfer devices |
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| JP2529656B2 (ja) * | 1991-11-08 | 1996-08-28 | 三建化工株式会社 | 合成潤滑油 |
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| JPH06100881A (ja) * | 1992-09-18 | 1994-04-12 | Kyoseki Seihin Gijutsu Kenkyusho:Kk | 冷凍機油組成物 |
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| JP2000273479A (ja) | 1999-03-26 | 2000-10-03 | Nippon Mitsubishi Oil Corp | 冷凍機油組成物 |
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| CN104508094B (zh) | 2012-07-26 | 2017-12-19 | 吉坤日矿日石能源株式会社 | 润滑油基础油、冷冻机油和冷冻机用工作流体组合物 |
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-
1989
- 1989-10-04 KR KR1019890014232K patent/KR100318295B1/ko active
-
1990
- 1990-03-23 JP JP7189290A patent/JP2849155B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|
| 山手，色部編著、「脂肪酸化学」昭和４２年、幸書店、第３６４〜３７４頁 |
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|---|---|
| JPH03128991A (ja) | 1991-05-31 |
| KR100318295B1 (ko) | 2002-11-16 |
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