JP7032043B2 - 冷凍機油、及び冷凍機用組成物 - Google Patents
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Description
圧縮型冷凍機に用いられる冷媒としては、従来多く使用されていたハイドロクロロフルオロカーボン(HCFC)に代わり、環境負荷が低いフッ化炭化水素化合物が使用されるようになってきている。フッ化炭化水素化合物としては、1,1,1,2-テトラフルオロエタン(R134a)、ジフルオロメタン(R32)、ジフルオロメタンとペンタフルオロエタンの混合物(R410A)等の飽和フッ化炭化水素化合物(HFC:Hydro-Fluoro-Carbon)が多く使用されている。近年、より地球温暖化係数が低いR32を含む冷媒の検討が進められている。
また、地球温暖化係数が低い1,3,3,3-テトラフルオロプロペン(R1234ze)、2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(R1234yf)等の不飽和フッ化炭化水素化合物(HFO:Hydro-Fluoro-Olefin)の使用も検討されている。
例えば、飽和フッ化炭化水素を含む冷媒に使用される冷凍機油としては、ポリエチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル/イソブチルビニルエーテル共重合体等のポリビニルエーテル化合物に、酸化防止剤、酸捕捉剤、極圧剤等の添加剤を配合したものが知られている(例えば、特許文献1、2参照)。
また、例えば、不飽和フッ化炭化水素を含む冷媒に使用される冷凍機油としては、基油としてポリオールエステル類とポリオキシアルキレングリコール類とを質量比10/90~98/2で含有するものが知られている(例えば、特許文献3参照)。
そのため、圧縮型冷凍機では、低温から高温までより幅広い温度範囲にわたって冷媒との相溶性に優れる冷凍機油の開発が望まれている。
更に、冷凍機油として用いるためには、低温条件下の貯蔵安定性が良好であることも要求される。
[1]側鎖にメトキシ基を有する構成単位(a1)を分子構造中の末端構成単位を除く構成単位の全量100モル%基準で50モル%以上含むポリビニルエーテル系化合物(A)、及び
下記一般式(2)で表される構成単位(b2)を分子構造中の末端構成単位を除く構成単位の全量100モル%基準で50モル%超含むポリビニルエーテル系化合物(B)
を含有する、冷凍機油。
[2]上記[1]に記載の冷凍機油と、冷媒とを含む、冷凍機用組成物。
[3]側鎖にメトキシ基を有する構成単位(a1)を分子構造中の末端構成単位を除く構成単位の全量100モル%基準で、50モル%以上含むポリビニルエーテル系化合物(A)、及び
下記一般式(2)で表される構成単位(b2)を分子構造中の末端構成単位を除く構成単位の全量100モル%基準で、50モル%超含むポリビニルエーテル系化合物(B)
を少なくとも配合して冷凍機油を得る、冷凍機油の製造方法。
本発明の一実施形態に係る冷凍機油(以下、単に「冷凍機油」とも称する。)は、成分(A)として、側鎖にメトキシ基を有する構成単位(a1)を分子構造中の末端構成単位を除く構成単位の全量100モル%基準で50モル%以上含むポリビニルエーテル系化合物(A)、及び成分(B)として、下記一般式(2)で表される構成単位(b2)を分子構造中の末端構成単位を除く構成単位の全量100モル%基準で50モル%超含むポリビニルエーテル系化合物(B)を含有する。
以下、当該冷凍機油に含有される各成分について説明する。
前記冷凍機油に用いるポリビニルエーテル系化合物(A)は、ポリビニルエーテル構造を有する化合物であって、側鎖にメトキシ基を有する構成単位(a1)を含む(以下、単に「成分(A)」とも称する。)。なお、成分(A)は、構成単位(a1)を、成分(A)の分子構造中、後述する成分(A)の末端構成単位を除く構成単位の全量100モル%基準で、50モル%以上含む。
冷凍機油は、成分(A)を含有することで、低温環境下及び高温環境下のいずれにおいても、冷媒との相溶性に優れ、冷凍機油と冷媒とが分離しにくくなる。
なお、前記冷凍機油は、成分(A)を1種単独で含有していてもよく、2種以上を組み合わせて含有していてもよい。
ポリビニルエーテル系化合物(A)が、その分子構造中に含む構成単位(a1)は、側鎖にメトキシ基を有するものであって、好ましくは下記一般式(1)で表されるものである。
当該炭素数1以上8以下の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-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、各種オクチル基等のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、各種メチルシクロヘキシル基、各種エチルシクロヘキシル基、各種ジメチルシクロヘキシル基等のシクロアルキル基;フェニル基、各種メチルフェニル基、各種エチルフェニル基、各種ジメチルフェニル基等のアリール基;ベンジル基、各種フェニルエチル基、各種メチルベンジル基等のアリールアルキル基;等が挙げられる。
なお、一般式(1)中のR1~R3は、構成単位毎に同一であってもよく、異なっていてもよい。すなわち、ポリビニルエーテル系化合物(A)は、R1~R3のいずれか又は全部が構成単位毎に異なる共重合体を含むことができる。
R4として選択し得る2価の炭化水素基としては、例えば、エチレン基、フェニルエチレン基、1,2-プロピレン基、2-フェニル-1,2-プロピレン基、1,3-プロピレン基、各種ブチレン基、各種ペンチレン基、各種ヘキシレン基、各種ヘプチレン基、各種オクチレン基、各種ノニレン基、各種デシレン基等のアルキレン基;シクロヘキシレン基、メチルシクロヘキシレン基、エチルシクロヘキシレン基、ジメチルシクロヘキシレン基、プロピルシクロヘキシレン基等の2価の脂環式炭化水素基;各種フェニレン基、各種メチルフェニレン基、各種エチルフェニレン基、各種ジメチルフェニレン基、各種ナフチレン基等の2価の芳香族炭化水素基;トルエン、エチルベンゼン等のアルキル芳香族炭化水素のアルキル基部分と芳香族部分にそれぞれ1価の結合部位を有する2価のアルキル芳香族炭化水素基;キシレン、ジエチルベンゼン等のポリアルキル芳香族炭化水素のアルキル基部分に結合部位を有する2価のアルキル芳香族炭化水素基;等が挙げられる。
これらの中でも、R4としては、アルキレン基が好ましく、炭素数2以上4以下のアルキレン基がより好ましい。
ただし、構成単位(a1)の含有量は、成分(A)の分子構造中、後述する成分(A)の分子構造末端の末端構成単位を除く構成単位の全量(100モル%)基準で、50モル%以上100モル%以下であり、好ましくは60モル%以上100モル%以下、より好ましくは70モル%以上100モル%以下、更に好ましくは80モル%以上100モル%以下、より更に好ましくは100モル%である。
また、構成単位(a1)は、下記一般式(1-1)で表される構成単位(a1-1)であることが好ましい。
成分(A)が、構成単位(a1-1)を含むことで、得られる冷凍機油の冷媒との相溶性がより向上する。また、成分(A)の製造も容易になる。
一般式(1-1)中、R1、R2及びR3は、一般式(1)中のR1、R2及びR3について前述したものと同様であるため、その説明は省略する。
また、構成単位(a1)は、下記一般式(1-2)で表される構成単位(a1-2)であることがより好ましい。
成分(A)が、一般式(1-2)で表される構成単位(a1-2)を含むことで、得られる冷凍機油の冷媒との相溶性が更に向上する。また、成分(A)の製造もより容易になる。
ポリビニルエーテル系化合物(A)の分子構造の末端部分は、例えば、飽和の炭化水素、エーテル、アルコール、ケトン、アミド、ニトリル等に由来の1価の基(以下、「末端構成単位」とも称する。)で表されてもよい。
なお、本発明の一実施形態において、成分(A)の末端構成単位の少なくとも一方が、下記一般式(11-1)で表される末端構成単位(a11-1)であることが好ましい。
R14は、炭素数2以上10以下の2価の炭化水素基を示す。R14として選択し得る炭素数2以上10以下の2価の炭化水素基の炭素数としては、好ましくは2以上6以下、より好ましくは2以上4以下である。
p1は、0以上10以下の数を示し、好ましくは0以上3以下、より好ましくは0以上2以下、更に好ましくは0又は1、より更に好ましくは0である。なお、p1が0の場合、OR15の酸素原子と、R13が結合する炭素原子とが互いに結合する。また、p1が2以上である場合、複数のR14は同一であってもよく、互いに異なるものであってもよい。
R15は、炭素数1以上10以下の炭化水素基を示す。該炭素数1以上10以下の炭化水素基が有する炭素数は、好ましくは1以上8以下、より好ましくは1以上6以下、更に好ましくは1以上4以下、より更に好ましくは1又は2、より更に好ましくは1である。
*は構成単位(a1)等の末端構成単位以外の構成単位との結合部分を示す。
R14aは、炭素数2以上10以下の2価の炭化水素基を示す。R14として選択し得る炭素数2以上10以下の2価の炭化水素基の炭素数としては、好ましくは2以上6以下、より好ましくは2以上4以下である。
p2は、0以上10以下の数を示し、好ましくは0以上3以下、より好ましくは0以上2以下、更に好ましくは0又は1、より更に好ましくは0である。なお、p2が0の場合、(R14aO)0は単結合を表す。また、p2が2以上である場合、複数のR14aは同一であってもよく、互いに異なるものであってもよい。
R15aは、炭素数1以上10以下の炭化水素基を示す。R15aとして選択し得る炭素数1以上10以下の炭化水素基が有する炭素数は、好ましくは1以上8以下、より好ましくは1以上6以下、更に好ましくは1以上4以下、より更に好ましくは1又は2、より更に好ましくは1である。
*は構成単位(a1)等の末端構成単位以外の構成単位との結合部分を示す。
R14b及びR16bは、それぞれ独立に、炭素数2以上10以下の2価の炭化水素基を示す。R14b及びR16bとして選択し得る炭素数2以上10以下の2価の炭化水素基の炭素数としては、好ましくは2以上6以下、より好ましくは2以上4以下である。
p3及びp4は、それぞれ独立に、0以上10以下の数を示し、好ましくは0以上3以下、より好ましくは0以上2以下、更に好ましくは0又は1、より更に好ましくは0である。なお、p3が0の場合、(R14bO)0は単結合を表す。また、p4が0の場合、(R16bO)0は単結合を表す。また、p3が2以上である場合、複数のR14bは同一であってもよく、互いに異なるものであってもよい。また、p4が2以上である場合、複数のR16bは同一であってもよく、互いに異なるものであってもよい。
R15b及びR17bは、それぞれ独立に、炭素数1以上10以下の炭化水素基を示す。R15b及びR17bとして選択し得る炭素数1以上10以下の炭化水素基が有する炭素数は、好ましくは1以上8以下、より好ましくは1以上6以下、更に好ましくは1以上4以下、より更に好ましくは1又は2、より更に好ましくは1である。
*は構成単位(a1)等の末端構成単位以外の構成単位との結合部分を示す。
*は構成単位(a1)等の末端構成単位以外の構成単位との結合部分を示す。
また、R14、R14a、R14b及びR16bとして選択し得る炭素数2以上10以下の2価の炭化水素基としては、前記一般式(1)中のR4として選択し得る炭素数2以上10以下の2価の炭化水素基と同じものが挙げられる。また、R14、R14a、R14b及びR16bとして選択し得る好適な態様も、一般式(1)中のR4として選択し得る好適な態様と同じである。
また、R15、R15a、R15b及びR17bとして選択し得る炭化水素基としては、前述の一般式(1)中のR1~R3として選択し得る炭素数1以上8以下の炭化水素基として例示された基に加えて、例えば、各種ノニル基、各種デシル基等のアルキル基;各種プロピルシクロヘキシル基、各種トリメチルシクロヘキシル基等のシクロアルキル基;各種プロピルフェニル基、各種トリメチルフェニル基、各種ブチルフェニル基、各種ナフチル基等のアリール基;各種フェニルプロピル基,各種フェニルブチル基等のアリールアルキル基;等が挙げられる。
これらの中でも、R15、R15a、R15b及びR17bとしては、アルキル基が好ましく、炭素数1以上4以下のアルキル基がより好ましく、炭素数1又は2のアルキル基が更に好ましく、メチル基がより更に好ましい。
ポリビニルエーテル系化合物(A)の合成方法としては、特に制限は無く、構成単位(a1)を形成し得る原料モノマー、及び必要に応じて、その他の原料モノマー(例えば、後述する構成単位(b2)を形成し得る原料モノマー等)を用いて、各種重合(ラジカル重合、カチオン重合、放射線重合等)によって合成する方法が挙げられる。
構成単位(a1)を形成し得る原料モノマーとしては、例えば、下記一般式(I)で表されるビニルエーテル系モノマーが挙げられる。
ルイス酸類としては、例えば、三フッ化ホウ素、三塩化アルミニウム、三臭化アルミニウム、四塩化スズ、二塩化亜鉛、塩化第二鉄等が挙げられ、三フッ化ホウ素が好ましい。
ブレンステッド酸類としては、例えば、フッ化水素酸、塩化水素酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硝酸、硫酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸等が挙げられる。
有機金属化合物としては、例えば、ジエチル塩化アルミニウム、エチル塩化アルミニウム、ジエチル亜鉛等が挙げられる。
フェノール類としては、例えば、フェノール、各種クレゾール等が挙げられる。
アセタール類としては、例えば、アセトアルデヒドジメチルアセタール、アセトアルデヒドジエチルアセタール、アセトアルデヒドメチルエチルアセタール、アセトアルデヒドビス(メトキシエチル)アセタール等が挙げられる。
ビニルエーテル類とカルボン酸との付加物としては、例えば、ビニルエーテル類と、酢酸、プロピオン酸、n-酪酸、イソ酪酸、3,5,5-トリメチルカプロン酸等との付加物が挙げられる。
一方、成分(A)の停止末端は、水、アルコール類、フェノール類、アセタール類を使用した場合には、アセタール、オレフィン又はアルデヒドとなる。また、ビニルエーテル類とカルボン酸との付加物の場合は、ヘミアセタールのカルボン酸エステルとなり、酸の存在下で加水分解するとアルデヒドになる。
また、当該重合反応は、通常、溶媒の存在下で行われる。使用する溶媒としては、反応原料を必要量溶解することができ、かつ、重合反応に不活性なものであれば特に制限はないが、例えば、ヘキサン、ベンゼン、トルエン等の炭化水素系溶媒;エチルエーテル、1,2-ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒;等が挙げられる。
水素化触媒としては、例えば、ニッケル系触媒、白金系触媒、パラジウム系触媒、ルテニウム系触媒等の金属触媒が挙げられ、これらの金属触媒をアルミナや珪藻土等に担持した触媒;ラネー型触媒等が使用できる。
前記冷凍機油に用いるポリビニルエーテル系化合物(B)は、ポリビニルエーテル構造を有する化合物であって、下記一般式(2)で表される構成単位(b2)を含む(以下、単に「成分(B)」とも称する。)。なお、成分(B)は、構成単位(b2)を、成分(B)の分子構造中、後述する成分(B)の末端構成単位を除く構成単位の全量100モル%基準で、50モル%超含む。
冷凍機油は、成分(B)を含有することで、貯蔵安定性、特に低温環境下での貯蔵安定性が向上し、貯蔵時に冷凍機油の曇り発生が抑制される。
なお、前記冷凍機油は、成分(B)を1種単独で含有していてもよく、2種以上を組み合わせて含有していてもよい。
ポリビニルエーテル系化合物(B)が、その分子構造中に含む構成単位(b2)は、側鎖にメトキシ基以外の炭化水素基を有するものであって、下記一般式(2)で表されるものである。
また、R8として選択し得る炭素数2以上10以下の2価の炭化水素基としては、前記一般式(1)中のR4として選択し得る炭素数2以上10以下の2価の炭化水素基と同じものが挙げられる。また、R8として選択し得る好適な態様も、一般式(1)中のR4として選択し得る好適な態様と同じである。
nは、0以上10以下の数を示し、好ましくは0以上3以下、より好ましくは0以上2以下、更に好ましくは0又は1、より更に好ましくは0である。なお、nが0の場合、R7が結合する炭素原子と、OR9の酸素原子とが互いに結合する。また、nが2以上である場合、複数のR8は同一であってもよく、互いに異なるものであってもよい。
R9は、炭素数2以上10以下の炭化水素基を示す。R9として選択し得る炭素数2以上10以下の炭化水素基が有する炭素数は、好ましくは2以上8以下、より好ましくは2以上6以下、更に好ましくは2以上4以下、より更に好ましくは2又は3、より更に好ましくは2である。
R9として選択し得る炭化水素基としては、前述の一般式(11-1)中のR15として選択し得る炭素数1以上10以下の炭化水素基として例示された炭化水素基のうち、炭素数2以上の炭化水素基が挙げられる。それらの中でも、R9としては、アルキル基が好ましく、炭素数2以上4以下のアルキル基がより好ましく、エチル基が更に好ましい。
ただし、構成単位(b2)の含有量は、成分(B)の分子構造中、後述する成分(B)の分子構造末端の末端構成単位を除く構成単位の全量100モル%基準で、50モル%超100モル%以下、好ましくは60モル%以上100モル%以下、より好ましくは70モル%以上100モル%以下、更に好ましくは80モル%以上100モル%以下、より更に好ましくは100モル%である。
また、構成単位(b2)は、下記一般式(2-1)で表される構成単位(b2-1)であることが好ましい。
成分(B)が、構成単位(b2-1)を含むことで、得られる冷凍機油の貯蔵安定性、特に低温環境下での貯蔵安定性がより向上する。また、成分(B)の製造も容易になる。
一般式(2-1)中、R5、R6、R7及びR8、並びにnは、一般式(2)中のR5、R6、R7及びR8、並びにnについて前述したものと同様であるため、その説明は省略する。
また、構成単位(b2)は、下記一般式(2-2)で表される構成単位(b2-2)であることがより好ましい。
成分(B)が、構成単位(b2-2)を含むことで、得られる冷凍機油の貯蔵安定性、特に低温環境下での貯蔵安定性が更に向上する。また、成分(B)の製造もより容易になる。
一般式(2-2)中、R5、R6、R7及びR8は、一般式(2)中のR5、R6、R7及びR8について前述したものと同様であるため、その説明は省略する。
また、構成単位(b2)は、下記一般式(2-3)で表される構成単位(b2-3)であることが更に好ましい。
成分(B)が、構成単位(b2-3)を含むことで、得られる冷凍機油の貯蔵安定性、特に低温環境下での貯蔵安定性がより更に向上する。また、成分(B)の製造もより更に容易になる。
ポリビニルエーテル系化合物(B)の分子構造の末端部分は、前述した成分(A)の分子構造の末端部分と同様の構成単位が挙げられ、その好適な態様も次の点を除き同様であるため、説明は省略する。
ポリビニルエーテル系化合物(B)の分子構造の末端部分については、前述の一般式(11-1)、(11-2)、(11-3)及び(11-4)中、R15、R15a、R15b及びR17bとして選択し得る好適な態様としては、前述した中でも、アルキル基が好ましく、炭素数1以上4以下のアルキル基がより好ましく、エチル基が更に好ましい。
ポリビニルエーテル系化合物(B)の合成方法としては、特に制限は無く、構成単位(b2)を形成し得る原料モノマー、及び必要に応じて、その他の原料モノマー(例えば、構成単位(a1)を形成し得る原料モノマー等)を用いて、各種重合(ラジカル重合、カチオン重合、放射線重合等)によって合成する方法が挙げられる。
構成単位(b2)を形成し得る原料モノマーとしては、例えば、下記一般式(II)で表されるビニルエーテル系モノマーが挙げられる。
前記冷凍機油は、成分(A)及び(B)以外にも、後述するとおり、各種添加剤、鉱油、ポリビニルエーテル系化合物(A)及び(B)以外の合成油(以下、「その他の合成油」とも称する。)を含有していてもよい。
前記冷凍機油は、成分(A)及び(B)以外にも、更に、酸化防止剤(C)(以下、単に「成分(C)」とも称する。)、酸捕捉剤(D)(以下、単に「成分(D)」とも称する。)、極圧剤(E)(以下、単に「成分(E)」とも称する。)、消泡剤、油性剤、酸素捕捉剤、金属不活性化剤、及び防錆剤等の各種の添加剤のいずれか1種又は2種以上を含有してもよく、これらの中では、酸化防止剤(C)、酸捕捉剤(D)及び極圧剤(E)からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有することが好ましい。
前記冷凍機油が、成分(C)又は成分(D)を含有する場合、高温環境下で冷凍機油の酸価が上昇することを防止でき、冷凍機油の熱安定性を向上できるため好ましい。また、前記冷凍機油が、成分(C)及び成分(D)の両方を含有する場合、酸価の上昇を更に抑制でき、冷凍機油の熱安定性をより向上できるため、より好ましい。
また、前記冷凍機油が、成分(E)を含有する場合、高温環境下の耐摩耗性が良好になり、潤滑性をより向上できるため好ましい。
以下、酸化防止剤(C)、酸捕捉剤(D)及び極圧剤(E)、並びにその他の添加剤について順次説明する。
酸化防止剤(C)としては、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤が挙げられる。
フェノール系酸化防止剤としては、例えば、モノフェノール系酸化防止剤、ポリフェノール系酸化防止剤が挙げられる。
モノフェノール系酸化防止剤としては、n-オクチル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、6-メチルヘプチル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオナート、n-オクタデシル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート等のアルキル-3-(3,5-ジ-tert―ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート(アルキル基としては、炭素数4~20のものが挙げられ、好ましくは、炭素数8~18である);2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール、2,6-ジ-tert-ブチル-4-エチルフェノール等の2,6-ジ-tert-ブチル-4-アルキルフェノール(アルキル基の炭素数1以上4以下);2,4-ジメチル-6-tert-ブチルフェノール、2,6-ジ-tert-アミル-p-クレゾール等が挙げられる。
なお、成分(C)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。
酸捕捉剤(D)としては、例えば、エポキシ化合物が挙げられる。エポキシ化合物としては、グリシジルエーテル化合物、シクロヘキセンオキシド、α-オレフィンオキシド、エポキシ化大豆油等が挙げられるが、これらの中では、グリシジルエーテル化合物が好ましい。
グリシジルエーテル化合物としては、好ましくは炭素数3以上30以下、より好ましくは炭素数4以上24以下、更に好ましくは炭素数6以上16以下である脂肪族モノアルコール;炭素数3以上30以下、より好ましくは4以上24以下、更に好ましくは炭素数6以上16以下である脂肪族多価アルコール;又は水酸基を1個以上含有する芳香族化合物由来のグリシジルエーテルが挙げられる。脂肪族モノアルコール又は脂肪族多価アルコールは、直鎖状、分岐状若しくは環状のいずれでのものでもよく、また、飽和若しくは不飽和のいずれのものでもよいが、飽和脂肪族モノアルコールであることが好ましい。
なお、脂肪族多価アルコールの場合又は水酸基を2個以上含有する芳香族化合物の場合、冷凍機油の安定性及び水酸基価の上昇を抑える観点から、水酸基の全てがグリシジルエーテル化されていることが好ましい。
なお、成分(D)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。
また、前述のとおり、成分(D)は、成分(C)と併用することで、得られる冷凍機油の酸価の上昇を更に抑制することができる。
極圧剤(E)としては、例えば、リン系極圧剤が挙げられる。リン系極圧剤としては、リン酸エステル、亜リン酸エステル、酸性リン酸エステル、酸性亜リン酸エステル又はこれらのアミン塩等が挙げられる。
リン酸エステルとしては、トリアリールホスフェート、トリアルキルホスフェート、モノアルキルジアリールホスフェート、ジアルキルモノアリールホスフェート、トリアルケニルホスフェート等が挙げられる。なお、成分(E)について述べる「アリール」は、芳香族環のみからなる官能基に限らず、アルキルアリール、及びアリールアルキルを含む概念である。
亜リン酸エステルとしては、各種のトリアルキルホスファイト、トリアリールホスファイト、モノアルキルジアリールホスファイト、ジアルキルモノアリールホスファイト、トリアルケニルホスファイト等が挙げられる。
酸性亜リン酸エステルとしては、各種のジアルキルハイドロゲンホスファイト、ジアルケニルハイドロゲンホスファイト、ジアリールハイドロゲンホスファイト等が挙げられる。
また、リン系極圧剤としては、トリチオフェニルホスフェート等の硫黄原子を含有するリン酸エステル等であってもよい。なお、アミン塩としては、酸性リン酸エステル又は酸性亜リン酸エステルのアミン塩が挙げられる。アミン塩を形成するアミンは、1級、2級、又は3級アミンのいずれでもよい。
また、冷凍機油は、極圧剤(E)を含有すると、酸価が上昇する傾向にあるが、酸化防止剤(C)及び酸捕捉剤(D)を併用することで、極圧剤(E)に起因する酸価の上昇を抑制しつつ、耐摩耗性を向上させることが可能である。
したがって、優れた熱安定性と、耐摩耗性とのバランスに優れる冷凍機油を得る観点からは、成分(C)、成分(D)及び成分(E)の全てを含有する冷凍機油であることが好ましい。
成分(A)及び(B)の総含有量:70質量%以上99.7質量%以下、
成分(C):0.1質量%以上5.0質量%以下、
成分(D):0.1質量%以上10.0質量%以下、
成分(E):0.1質量%以上5.0質量%以下であり、
より好ましくは、
成分(A)及び(B)の総含有量:75質量%以上99.0質量%以下、
成分(C):0.1質量%以上3.0質量%以下、
成分(D):0.4質量%以上5.0質量%以下、
成分(E):0.3質量%以上3.0質量%以下であり、
更に好ましくは、
成分(A)及び(B)の総含有量:80質量%以上98.0質量%以下、
成分(C):0.2質量%以上1.0質量%以下、
成分(D):0.8質量%以上3.0質量%以下、
成分(E):0.5質量%以上2.5質量%以下であり
より更に好ましくは、
成分(A)及び(B)の総含有量:85質量%以上97.5質量%以下、
成分(C):0.3質量%以上1.0質量%以下、
成分(D):1.5質量%以上2.5質量%以下、
成分(E):0.7質量%以上2.0質量%以下である。
すなわち、酸化防止剤(C)がフェノール系酸化防止剤、酸捕捉剤(D)がグリシジルエーテル化合物、極圧剤(E)がリン酸エステルであることが好ましく、酸化防止剤(C)が2,6-ジ-tert-ブチル-4-アルキルフェノール、酸捕捉剤(D)がアルキルグリシジルエーテル、極圧剤(E)がトリアリールホスフェートであることがより好ましく、酸化防止剤(C)が2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール、酸捕捉剤(D)が2-エチルヘキシルグリシジルエーテル、極圧剤(E)がトリクレジルホスフェートであることが更に好ましい。
前記冷凍機油は、添加剤として、前記成分(C)~(E)成分以外のその他の添加剤を更に含有してもよい。
その他の添加剤としては、例えば、酸素捕捉剤、油性向上剤、銅不活性化剤、防錆剤、消泡剤が挙げられる。これらの添加剤は、単独で用いてもよく、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
油性向上剤としては、例えば、ステアリン酸、オレイン酸等の脂肪族飽和若しくは不飽和モノカルボン酸;ダイマー酸、水添ダイマー酸等の重合脂肪酸;リシノレイン酸、12-ヒドロキシステアリン酸等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等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、オレイルアミン等の脂肪族飽和若しくは不飽和モノアミン;ラウリン酸アミド、オレイン酸アミド等の脂肪族飽和若しくは不飽和モノカルボン酸アミド;グリセリン、ソルビトール等の多価アルコールと脂肪族飽和若しく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。
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が挙げられる。
消泡剤としては、例えば、ジメチルポリシロキサン等のシリコーンオイル、ポリメタクリレート類等が挙げられる。
前記冷凍機油が、その他の添加剤を含有する場合、その他の添加剤各々の含有量は、冷凍機油全量(100質量%)基準で、好ましくは0.01質量%以上10質量%以下、より好ましくは0.05質量%以上5質量%以下である。
前記冷凍機油は、本発明の効果を損なわない範囲において、各種鉱油;ポリビニルエーテル系化合物(A)及び(B)以外の合成油(以下、「その他の合成油」とも称する。);等を含有してもよい。
鉱油としては、例えば、パラフィン系、中間基系、若しくはナフテン系原油を常圧蒸留するか、又は原油を常圧蒸留して得られる常圧残油を減圧蒸留して得られた潤滑油留分に対して、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化精製等のうちの1つ以上の処理を行って精製した油、鉱油系ワックスを異性化することによって製造される油、又はフィシャートロプシュプロセス等により製造されるGTL WAX(ガストゥリキッド ワックス)を異性化することによって製造される油等が挙げられる。
その他の合成油としては、例えば、構成単位(a1)及び(b2)を含まないポリビニルエーテル系化合物、ポリアルキレングリコール系化合物、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構成単位(a1)及び(b2)を含まないポリビニルエーテルとの共重合体、及びポリオールエステル系化合物等の合成油;等が挙げられる。
鉱油及びその他の合成油は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記冷凍機油は、高温環境下及び低温環境下のいずれにおいても、冷媒との相溶性に優れる。
冷凍機油の冷媒との高温側での二層分離温度は、好ましくは45℃以上、より好ましくは50℃以上、更に好ましくは55℃以上、より更に好ましくは60℃以上である。
冷凍機油の冷媒との低温側での二層分離温度は、好ましくは-5℃以下、より好ましくは-10℃以下、更に好ましくは-20℃以下、より更に好ましくは-40℃以下、より更に好ましくは-45℃以下である。
なお、本明細書中、当該「冷凍機油の冷媒との高温側での二層分離温度」及び「冷凍機油の冷媒との低温側での二層分離温度」は、後述する実施例に記載の方法により測定される値を意味する。
本発明の一実施形態に係る前記冷凍機油の製造方法は、成分(A)として、側鎖にメトキシ基を有する構成単位(a1)を含むポリビニルエーテル系化合物(A)、及び成分(B)として、下記一般式(2)で表される構成単位(b1)を含むポリビニルエーテル系化合物(B)を少なくとも配合して冷凍機油を製造する方法である。
成分(A)及び成分(B)、並びに成分(C)~(E)、並びにその他の添加剤、並びに成分(A)及び成分(B)以外の油の詳細な説明は、前述したものと同様であるため、その説明は省略する。
前記冷凍機油は、冷媒と混合して使用されるものである。本明細書中、冷凍機油と冷媒とを混合したものを「冷凍機用組成物」と称する。
本発明の一実施形態に係る冷凍機用組成物は、冷媒と、前記冷凍機油とを含有する。
前記冷媒としては、フッ化炭化水素、自然系冷媒であるハイドロカーボン系冷媒、二酸化炭素、及びアンモニアからなる群より選ばれる1種以上が挙げられる。
冷凍機用組成物中、前記冷凍機油と前記冷媒との含有量比(冷凍機油/冷媒)は、質量比で、好ましくは1/99以上99/1以下、より好ましくは1/99以上90/10以下、更に好ましくは5/95以上70/30以下、より更に好ましくは5/95以上60/40以下である。冷凍機油と冷媒との当該質量比を該範囲内とすると、潤滑性及び冷凍機における好適な冷凍能力を得ることができる。
前記フッ化炭化水素冷媒としては、飽和フッ化炭化水素化合物(HFC)及び不飽和フッ化炭化水素化合物(HFO)からなる群より選ばれる1種以上が挙げられる。
該混合冷媒としては、例えば、R32とR125の混合物(R410A)、R125とR143aとR134aの混合物(R404A)、R32とR125とR134aの混合物(R407A、R407C、R407E等)、R125とR143aの混合物(R507A)が挙げられる。これら2種以上混合した混合冷媒としては、例えば、R407A、R407C、R407E等のR32とR125とR134aとの混合物、並びにR410A等のR32とR125との混合物からなる群より選ばれる1種以上が好ましい。
より具体的には、1個以上3個以下のフッ素原子が導入されたエチレン、1個以上5個以下のフッ素原子が導入されたプロペン、1個以上7個以下のフッ素原子が導入されたブテン、1個以上9個以下のフッ素原子が導入されたペンテン、1個以上11個以下のフッ素原子が導入されたヘキセン、1個以上5個以下のフッ素原子が導入されたシクロブテン、1個以上7個以下のフッ素原子が導入されたシクロペンテン、1個以上9個以下のフッ素原子が導入されたシクロヘキセン等が挙げられる。
これらの不飽和フッ化炭化水素化合物の中では、好ましくはプロペンのフッ化物、より好ましくは3個以上5個以下のフッ素原子が導入されたプロペン、更に好ましくは4個のフッ素原子が導入されたプロペンである。プロペンのフッ化物以外のものとしては、エチレンのフッ化物が好ましく、フッ素原子が1個以上3個以下導入されたエチレンがより好ましく、フッ素原子が3個導入されたエチレンが更に好ましい。
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し、不飽和フッ化炭化水素化合物以外の冷媒と組み合わせて使用してもよい。ここで、不飽和フッ化炭化水素化合物以外の冷媒と組み合わせて用いる場合の例として、飽和フッ化炭化水素化合物と不飽和フッ化炭化水素化合物の混合冷媒が挙げられ、好ましくはR32との混合冷媒が挙げられる。該混合冷媒としては、例えば、R32とR1234yfとの混合冷媒;R32とR1123との混合冷媒;R32とR1234zeとR152aとの混合冷媒;R32とR125とR1234yfとの混合冷媒;R32とR125とR1234yfとR134aとの混合冷媒;R32とR125とR1234yfとR1234zeとR134aとの混合冷媒;R32とR125とR1234yfとR1234zeとの混合冷媒;等が挙げられる。
前記自然系冷媒としては、ハイドロカーボン系冷媒、二酸化炭素(炭酸ガス)、及びアンモニアからなる群より選ばれる1種以上が挙げられ、好ましくはハイドロカーボン系冷媒である。これらの1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよいし、自然系冷媒以外の冷媒と組み合わせてもよい。ここで、自然系冷媒以外の冷媒と組み合わせて用いる場合の例としては、飽和フッ化炭化水素化合物及び/又は不飽和フッ化炭化水素化合物との混合冷媒が挙げられる。具体的な混合冷媒としては、二酸化炭素とHFO1234zeとR134aの混合冷媒(AC6、配合比は5.15:79.02:15.41)等が挙げられる。
なお、これらの自然系冷媒は、前述のフッ化炭化水素冷媒と組み合わせて用いてもよい。
該ジフルオロメタン(R32)を含む冷媒としては、R32単独、又はR32と、R32以外のフッ化炭化水素冷媒、炭化水素冷媒、二酸化炭素及びアンモニアからなる群より選ばれる少なくとも1種の冷媒との混合物であることがより好ましく、R32単独であることが更に好ましい。R32と組み合わせて用いることができるR32以外の冷媒は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記冷凍機油又は冷凍機用組成物は、冷凍機内部に充填して使用されるものである。
冷凍機としては、圧縮型冷凍機が好ましく、圧縮機、凝縮器、膨張機構(膨張弁等)及び蒸発器を備える冷凍サイクル、又は、圧縮機、凝縮器、膨張機構、乾燥器及び蒸発器を備える冷凍サイクルを有するものであることがより好ましい。
冷凍機油は、例えば、圧縮機等に設けられる摺動部分を潤滑するために使用される。
なお、摺動部分は、特に限定されないが、摺動部分のいずれかが鉄等の金属を含むことが好ましく、金属-金属間で摺動するものであることが好ましい。
冷凍機としては、例えば、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、空調、ガスヒートポンプ(GHP)、冷凍庫、冷蔵庫、自動販売機、ショーケース等の冷凍システム、給湯機、床暖房等の給湯システム、暖房システム等に適用されるものであるが、空調用途に適用されることが好ましい。
なお、各成分、各冷凍機油及び各冷凍機用組成物の各物性は、以下に示す要領に従って求めた。
JIS K2283:2000に準拠して測定した。
[粘度指数(VI)]
JIS K2283:2000に準拠して40℃及び100℃での動粘度を測定し、粘度指数(VI)を算出した。
冷凍機油組成物全量基準で、冷凍機油を15質量%及び冷媒を85質量%含有する冷凍機用組成物〔冷凍機油/冷媒=15/85(質量比)の冷凍機用組成物〕を調製した。前記冷媒としては、ジフルオロメタン(R32)を用いた。
得られた冷凍機用組成物を用い、下記に示す方法で、低温側及び高温側での二層分離温度を測定した。
<高温側の二層分離温度>
得られた冷凍機用組成物を耐圧ガラスアンプルに入れ、当該アンプルを真空配管及び冷媒配管に接続し、室温(25℃)で真空脱気した。その後、当該アンプルを液体窒素で冷却して、所定量の冷媒を冷媒配管を介して、当該アンプル内に採取した後、アンプルを封止して測定試料を封入したアンプルを準備した。
その後、当該アンプルを恒温槽内に保持し、当該アンプルにレーザーを照射して当該アンプルの光線透過率を測定しながら、恒温槽の温度を、室温(25℃)から70℃まで1℃/分の速度で昇温し、当該アンプルの光線透過率が、室温での当該アンプルの光線透過率の50%となった時の恒温槽の温度を、測定対象である冷凍機油の冷媒との高温側での二層分離温度とした。冷凍機油の当該高温側での二層分離温度が高いほど、高温での冷媒との相溶性に優れる。
なお、70℃まで二層分離しなかったものは下記表1中、“70<”と示す。
<低温側の二層分離温度>
測定時に、室温から-1℃/分の速度で冷却して測定を行うこと以外は、高温側の二層分離温度の測定方法と同様の方法を用いて高温側の二層分離層温度を測定した。冷凍機油の当該低温側での二層分離温度が低いほど、低温での冷媒との相溶性に優れる。
なお、-50℃まで二層分離しなかったものは下記表1中、“-50>”と示す。
各実施例及び各比較例で得られた冷凍機油を、0.1Lの大きさのガラス製容器に保管して、-5℃で30日間静置した後、その外観を観察した。
得られた結果を表1に示す。
なお、表中の各種記載は次のとおりであり、A:「透明」である方が貯蔵安定性に優れ、D:「分離」した場合は貯蔵安定性に劣る。
・A:「透明」の状態。(B)成分が(A)成分中に均一に溶解し、油が「透明」である状態を表す。
・B:「微曇り」の状態。「曇り」よりは(B)成分の溶解が進んでいるものの、油がごく僅かに白濁している状態を表す。
・C:「曇り」の状態。(B)成分が(A)成分に溶解しているものの、一部の(B)成分が(A)成分中に分散して油が僅かに白濁している状態を表す。
・D:「分離」の状態。(B)成分が(A)成分中に溶解せずに、液-液分離している状態を表す。
JIS K2211:2009 付属書Cに記載の方法に準じて、冷凍機油と冷媒との化学的安定性を評価した。
ステンレス製耐圧容器に触媒として、鉄(Fe)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)〔いずれも、直径1.6mm、長さ300mmのもの〕を入れ、冷凍機油を30g及び冷媒としてジフルオロメタン(R32)を30g(冷凍機油/冷媒=30/30(質量比)、油中の水分含有量500質量ppm)とともに密閉した。次に、密閉した耐圧容器を175℃で336時間加熱後、該冷凍機油の酸価をJIS K2501:2003に規定される指示薬滴定法に準じて測定した。
得られた結果を表2に示す。
密閉式にしたブロックオンリング摩擦試験機(LFW-1)を用いて、ジフルオロメタン(R32)冷媒環境下で、各冷凍機油を用いたときのリング摩耗量を以下の条件で測定した。
得られた結果を表3に示す。
リング:FC250、ブロック:SKH51
回転数:1,000r/min、油温:80℃、冷媒圧力:0.4MPa
馴らし運転時;荷重:300N、運転時間:1分間
試験時;荷重:500N、運転時間:60分
SUS316L製の2L容積オートクレーブに、ニッケル珪藻土触媒(商品名「N113」、日揮触媒化成株式会社製)6g及びイソオクタン300gを仕込んだ。オートクレーブ内を窒素置換し、次いで水素置換した後、水素圧を3.0MPaGとして昇温し、140℃で30分間保持後、室温まで冷却した。
オートクレーブ内を窒素置換したのち、オートクレーブにアセトアルデヒドジエチルアセタール10gを加え、再び窒素置換し、次いで水素置換後、水素圧を3.0MPaGとして130℃まで昇温し、130℃で30分間保持した。この作業を行う際、昇温によりオートクレーブ内の圧力が上昇する一方、アセトアルデヒドジエチルアセタールが反応することにより、水素圧の減少が認められた。水素圧が減少し、3.0MPaG以下となった場合はオートクレーブ内に水素を注入し、水素圧が3.0MPaGを維持するように調整した。その後、室温まで冷却後、脱圧し、次いで、オートクレーブ内を常圧の窒素で置換した後、脱気した。
攪拌機を取付けたガラス製1Lフラスコに、トルエン133gと、開始剤としてのメタノール33.6gと、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体0.2gとを入れた。また、前記ガラス製1Lフラスコとは別に用意した三角フラスコに、原料モノマーとしてメチルビニルエーテル500gを入れた。前記ガラス製1Lフラスコ内を撹拌しながら、前記メチルビニルエーテルをポンプで5mL/minで供給し、54g供給したところで一旦ポンプを停止した。反応により前記ガラス製1Lフラスコ内の温度が上昇したことを確認した後、ポンプを再起動し、4時間かけて残りのメチルビニルエーテルを供給した。前記メチルビニルエーテルを供給している間、前記ガラス製1Lフラスコ内の温度が25℃になるようにウォーターバスで温度を制御した。全てのメチルビニルエーテルの供給終了後、更に5分間撹拌した。
次いで、前記ガラス製1Lフラスコに吸着剤としてのハイドロタルサイト(協和化学工業株式会社製、商品名「キョーワード(登録商標)500SH」、粒径500μm以下の割合100%、粒径106μm以下の割合94%、粒径45~106μmの割合56%)を10g(開始剤と原料モノマーの合計に対する質量比:0.019)添加して、25℃で1時間撹拌し、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体を吸着させた。次いで、当該ガラス製1Lフラスコ内の溶液を濾過することで吸着剤を取り除いた後、ロータリーエバポレーターで溶媒と軽質分を除去して粗製品Aaを得た。
調製例で調製した水素添加触媒入りのSUS316L製の2L容積オートクレーブに前記粗製品Aa120gとイソオクタン300gとを入れた。当該オートクレーブ内を水素で置換した後、水素圧を3.5MPaGに保ち撹拌しながら30分かけて140℃まで昇温し、更に140℃で保持して3時間反応した。反応終了後、室温まで冷却し常圧まで減圧した。ろ紙を用いてろ過を行い、水素添加触媒を除去した。ロータリーエバポレーターを用い減圧下、溶媒、水分などを除去し、ポリビニルエーテル系化合物(A)を得た。
得られたポリビニルエーテル系化合物(A)は、前記一般式(1-2)で表されるメトキシ基を有する構成単位(a1-2)を、末端構成単位を除く構成単位の全量100モル%基準で、100モル%含むものであった。
そして、該末端構成単位の一方が、前記一般式(11-1)で表される構成単位(a11-1)であり、前記一般式(11-1)中、R11、R12及びR13は、水素原子であり、R15が、メチル基であり、p1は、0である。
更に、もう一方の末端構成単位が、前記一般式(11-2)で表される構成単位(a11-2)であり、前記一般式(11-2)中、R11a、R12a及びR13aは、水素原子であり、R15aが、メチル基であり、p2は0である。
攪拌機を取付けたガラス製1Lフラスコに、トルエン106gと、開始剤としてのエタノール24.3gと、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体0.2gとを入れた。また、前記ガラス製1Lフラスコとは別に用意した三角フラスコに、原料モノマーとしてエチルビニルエーテル400gを入れた。前記ガラス製1Lフラスコ内を撹拌しながら、前記エチルビニルエーテルをポンプで5mL/minで供給し、45.7g供給したところで一旦ポンプを停止した。反応により前記ガラス製1Lフラスコ内の温度が上昇したことを確認した後、ポンプを再起動し、4時間かけて残りのエチルビニルエーテルを供給した。前記エチルビニルエーテルを供給している間、前記ガラス製1Lフラスコ内の温度が25℃になるようにウォーターバスで温度を制御した。全てのエチルビニルエーテルの供給終了後、更に5分間撹拌した。
次いで、前記ガラス製1Lフラスコに吸着剤としてのハイドロタルサイト(協和化学工業株式会社製、商品名「キョーワード(登録商標)500SH」、粒径500μm以下の割合100%、粒径106μm以下の割合94%、粒径45~106μmの割合56%)を10g(開始剤と原料モノマーの合計に対する質量比:0.019)添加して、25℃で1時間撹拌し、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体を吸着させた。次いで濾過することで吸着剤を取り除いた後、ロータリーエバポレーターで溶媒と軽質分を除去して粗製品Bbを得た。
調製例で調製した水素添加触媒入りのSUS316L製の2L容積オートクレーブに粗製品Bb120gとイソオクタン300gとを入れた。オートクレーブ内を水素で置換した後、水素圧を3.5MPaGに保ち撹拌しながら30分かけて140℃まで昇温し、更に140℃で保持して3時間反応した。反応終了後、室温まで冷却し常圧まで減圧した。ろ紙を用いてろ過を行い、水素添加触媒を除去した。ロータリーエバポレーターを用い減圧下、溶媒、水分などを除去し、ポリビニルエーテル系化合物(B)を得た。
得られたポリビニルエーテル系化合物(B)は、前記一般式(2-3)で表されるエトキシ基を有する構成単位(b2-3)を、末端構成単位を除く構成単位の全量100モル%基準で、100モル%含むものであった。
そして、該末端構成単位の一方が、前記一般式(11-1)で表される構成単位(a11-1)であり、前記一般式(11-1)中、R11、R12及びR13は、水素原子であり、R15が、エチル基であり、p1は、0である。
更に、もう一方の末端構成単位が、前記一般式(11-2)で表される構成単位(a11-2)であり、前記一般式(11-2)中、R11a、R12a及びR13aは、水素原子であり、R15aが、エチル基であり、p2は0である。
下記表1~3に示す各成分を配合して、各実施例及び各比較例の冷凍機油を調製し、前記評価方法に従って評価した。得られた結果を下記表1~3に示す。
成分(A):PVE(A)〔合成例1で合成したポリビニルエーテル系化合物(A)〕
成分(B):PVE(B)〔合成例2で合成したポリビニルエーテル系化合物(B)〕
成分(C):酸化防止剤〔2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール〕
成分(D):酸捕捉剤〔2-エチルヘキシルグリシジルエーテル〕
成分(E):極圧剤〔トリクレジルホスフェート〕
一方で、比較例1の冷凍機油は、成分(B)を含有しないため、貯蔵安定性が劣ることが確認された。また、比較例2の冷凍機油は、成分(A)を含有しないため、低温側でジフルオロメタン(R32)との相溶性に劣ることが確認された。
また、表2及び表3に示すとおり、成分(A)及び成分(B)の混合比が60/40(質量比)の冷凍機油に対して、成分(C)~成分(E)を配合し、その配合比を変更した各実施例の評価結果から、次のことが確認された。
すなわち、表2の実施例8及び14との対比から、極圧剤(E)を含有すると、酸価が上昇する傾向にある。しかしながら、表2及び表3に示すように、酸化防止剤(C)及び酸捕捉剤(D)を併用することで、極圧剤(E)に起因する酸価の上昇を抑制しつつ、耐摩耗性を向上させることが可能である。
また、表3の実施例14と比較例3との対比から、成分(A)と成分(B)とを共に含有することで、耐摩耗性がより向上していることが確認された。
したがって、熱安定性に特に優れた冷凍機油を得る観点からは、成分(A)及び成分(B)に加えて、成分(C)及び成分(D)を含有し、かつ成分(E)の含有量が極力少ない冷凍機油であることが好ましく、また、優れた熱安定性と、耐摩耗性とのバランスに優れる冷凍機油を得る観点からは、成分(A)及び成分(B)に加えて、成分(C)及び成分(D)を併用しつつ、更に成分(E)を特定量以上含有する冷凍機油であることが好ましいことが確認された。
Claims (10)
- 成分(A)及び成分(B)の総含有量が、冷凍機油の全量100質量%基準で、70.0質量%以上100質量%以下である、請求項1に記載の冷凍機油。
- 更に酸化防止剤(C)を冷凍機油の全量100質量%基準で0.1質量%以上5.0質量%以下含有する、請求項1又は2に記載の冷凍機油。
- 更に酸捕捉剤(D)を冷凍機油の全量100質量%基準で0.1質量%以上10.0質量%以下含有する、請求項1~3のいずれか1項に記載の冷凍機油。
- 更に極圧剤(E)を冷凍機油の全量100質量%基準で0.1質量%以上5.0質量%以下含有する、請求項1~4のいずれか1項に記載の冷凍機油。
- 下記潤滑性試験により測定されるリング摩耗量の値が、2.0mg以下である、請求項1~5のいずれか1項に記載の冷凍機油。
[潤滑性試験]
密閉式にしたブロックオンリング摩擦試験機(LFW-1)を用いて、ジフルオロメタン(R32)冷媒環境下で、試験を行い、リング摩耗量の値を測定する。
リング:FC250、ブロック:SKH51
回転数:1,000r/min、油温:80℃、冷媒圧力:0.4MPa
馴らし運転時;荷重:300N、運転時間:1分間
試験時;荷重:500N、運転時間:60分 - 請求項1~6のいずれか1項に記載の冷凍機油と、冷媒とを含む、冷凍機用組成物。
- 前記冷媒が、フッ化炭化水素、ハイドロカーボン系冷媒、二酸化炭素、及びアンモニアからなる群より選ばれる1種以上を含む冷媒である、請求項7に記載の冷凍機用組成物。
- 前記冷媒が、ジフルオロメタン(R32)を含む冷媒である、請求項7又は8に記載の冷凍機用組成物。
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