JPH03200895A - 非塩素系フロン冷媒用冷凍機油 - Google Patents
非塩素系フロン冷媒用冷凍機油Info
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- JPH03200895A JPH03200895A JP34124489A JP34124489A JPH03200895A JP H03200895 A JPH03200895 A JP H03200895A JP 34124489 A JP34124489 A JP 34124489A JP 34124489 A JP34124489 A JP 34124489A JP H03200895 A JPH03200895 A JP H03200895A
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Abstract
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Description
くは、特定の構造を有するペンタエリスリトールエステ
ルを主成分とする、各種性能に優れた非塩素系フロン冷
媒用冷凍機油に関するものである。
から、冷凍機油としては、40”Cにおける動粘度が1
0〜200cStのナフテン系鉱油、パラフィン系鉱油
、アルキルベンゼン、ポリグリコール系油、エステル油
およびこれらの混合物またはこれらの各種基油に添加剤
を配合したものが一般的に使用されている。
C−11SCFC−12、CFC−113、HCFC−
22等が使用されている。
C−12、CF、C−113等の炭化水素の全ての水素
を塩素を含むハロゲンで置換した形のフロンは、オゾン
層破壊につながるとして規制の対象となっている。従っ
て、RF C−134aやRF C−152a等の非塩
素系フロンがCFCの代替として使用されつつあるが、
特に、RFC−184aは、従来から家庭用冷蔵庫、エ
アコン等の多くの冷凍機に使用されているCFC−12
と熱力学的物性が類似しており、代替冷媒として有力で
ある。
は、冷凍機の潤滑性およびシステム効率の面から極めて
重要である。しかしながら、ナフテン系鉱油、パラフィ
ン系鉱油、アルキルベンゼンおよび従来から知られてい
るエステル油等を基油とした冷凍機油はRF C−13
4a等の非塩素系フロンとの相溶性がほとんどないため
、RFC−134aとの組み合せで使用すると、常温に
おいて二層分離を起こし、冷凍システム内で最も重要な
油戻り性が悪くなって冷凍効率の低下あるいは潤滑性が
不良となって圧縮機の焼付き発生等の実−用上様々な不
都合が発生し使用に耐えない。またポリグリコール類も
高粘度指数を有する冷凍機油として知られており、例え
ば特公昭57−42119号公報、特公昭81−528
80号公報、特開昭57−51795号公報等に記載さ
れている。しかるにこれら先行技術に具体的に開示され
ているポリグリコール油ではやはりHF C−134a
との相溶性が十分でないため上記と同じ問題が生じて実
用上使用できない。
34aと相溶性のあるポリグリコール系冷凍機油が開示
されている。また、本発明者等は、RFC−134aと
の相溶性が従来公知の冷凍機油と比較して大幅に優れて
いるポリグリコール系冷凍機油を先に開発し、既に出願
している(特開平1−256594号公報、同1−27
1491号公報等)。しかしながら、ポリグリコール系
油は、水の溶解性が高く、また電気絶縁性が劣るという
問題を有することが判明した。
、高い電気絶縁性が要求される−0−公知の冷凍機油の
うち、最も高い絶縁性を有するものはアルキルベンゼン
や鉱油であるが、前述のようにアルキルベンゼンや鉱油
はRF C−134a等の非塩素系フロンとの相溶性が
ほとんどない。従って、RF C−134a等の非塩素
系フロンとの高い相溶性と、高い絶縁性とを兼ね備えた
冷凍機油は未だ出現していない。
く研究を重ねた結果、特定構造を有するエステルがRF
C−134a等の非塩素系フロンとの相溶性に優れ、
かつ高い電気絶縁性を有するものであり、さらに優れた
潤滑特性を有することを見出し、本発明を完成するに至
った。
F C−134a等の非塩素系フロンとの相溶性に優
れ、かつ高い電気絶縁性を有する非塩素系フロン冷媒用
潤滑油を提供することを目的とする。
れぞれ炭素数3〜11の直鎖アルキル基、炭素数3〜1
5の分枝アルキル基および炭素数8〜12のシクロアル
キル基よりなる群から選ばれる基を示し、直鎖アルキル
基の割合は全アルキル基に対し60%以下、またnは1
〜3の整数を示す] で表されるペンタエリスリトールエステルを主成分とす
ることを特徴とする非塩素系フロン冷媒用冷凍機油を提
供するものである。
るものである。上記式中、R1−R4は同一でも異なっ
ていてもよく、それぞれ炭素数3〜11、好ましくは3
〜7の直鎖アルキル基、炭素数3〜15、好ましくは4
〜11の分枝アルキル基、および炭素数6−12、好ま
しくはB〜8のシクロアルキル基よりなる群から選ばれ
る基を示している。
クロアルキル基も包含される。また、直鎖アルキル基の
割合は全アルキル基に対し60%以下、好ましくは50
%以下である。さらに、nは1〜3の整数を示している
。すなわち、上記式は、モノペンタエリスリトールエス
テル、ジペンタエリスリトールエステルおよびトリペン
タエリスリトールエステルを示している。上記条件を満
たしていないペンタエリスリトールエステルを主成分と
して使用すると、非塩素系フロンとの相溶性が劣るため
好ましくない。
基、n−ブチル基、n−ペンチル・基、n−ヘキシル基
、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n
−デシル基、n−ウンデシル基、1so〜プロピル基、
1so−ブチル基、l5o−ペンチル基、1so−ヘキ
シル基、1so−ヘプチル基、1so−オクチル基、1
so−ノニル基、1so−デシル基、1so−ウンデシ
ル基、1so−ドデシル基、1so−トリデシル基、1
so−テトラデシル基、1so−ペンタデシル基、シク
ロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、
シクロノニル基、シクロデシル基、シクロウンデシル基
、シクロドデシル基、メチルシクロヘキシル基、エチル
シクロヘキシル基、プロピルシクロヘキシル基、ブチル
シクロヘキシル基、ペンチルシクロヘキシル基、ヘキシ
ルシクロヘキシル基等が挙げられる。
ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールまたは
トリペンタエリスリトールとモノカルボン酸とのエステ
ルであって、通常、ペンタエリスリトール、ジペンタエ
リスリトールまたはトリペンタエリスリトール、あるい
はこ°れ−らの混合物と、上記したアルキル基を有する
カルボン酸の1、種または2種以上の混合物とを反応さ
せることにより得られる。得られた生成物を精製して副
生成物や未反応物を除去してもよいが、少量の副生成物
や未反応物は、本発明の冷凍機油の優れた性能に悪影響
を及ぼさない限り、存在していても支障はない。
ては、上記式に示した構造を有する化合物であればどの
ようなものでも使用可能であるが、動粘度は100℃に
おいて2〜150cst、好ましくは5〜 lowes
tであるのが望ましい。
ルを単独で用いてもよいが、必要に応じて他の冷凍機油
基油を混合して使用することもできる。この基油として
好ましいものとしては、以下のものが例示できる。
アルキル基を示し、R7は炭素数2〜4のアルキレン基
を示し、aは5〜70の整数を示す] で表されるポリオキシアルキレングリコールまたはその
エーテル。
ルキル基を示し、R0〜R13は炭素数2〜4のアルキ
レン基を示し、b−dは5〜7の整数を示す] で表されるポリオキシアルキレングリコールグリセロー
ルエーテル。
レン基、RIgおよびR17は炭素数2〜lBのアルキ
レン基、R16およびR21は炭素数1〜15のアルキ
ル基、RIsおよびR19は炭素数1−14のアルキル
基をそれぞれ示し、さらにeおよびfは0またはlの数
を、nは0〜30の整数をそれぞれ示す] で表されるエステル。
を、R28は炭素数1〜8の2価の炭化水素基を示し、
またhは1〜5の整数を示す]で表されるペンタエリス
リトールジカルボン酸エステル。
い。なお、パラフィン系およびナフテン系の鉱油、ポリ
α−オレフィン、アルキルベンゼン等の油も混合してよ
いが、この場合は非塩素系フロン溶媒との相溶性が落ち
る。
能を損なわない範囲であれば特に限定されるものではな
いが、ペンタエリスリトールエステルの割合が、冷凍機
油全量に対し、通常50重量%超、好ましくは70重量
%以上になるように配合される。
重性をさらに改良するために、リン酸エステル、酸性リ
ン酸エステル、酸性リン酸エステルのアミン塩、塩素化
リン酸エステルおよび亜リン酸エステルからなる群より
選ばれる少なくとも1種のリン化合物を配合することが
できる。これらのリン化合物は、リン酸または亜すンー
詮とアルカノール、ポリエーテル型アルコールとのエス
テルあるいはこの誘導体である。具体的には、リン酸エ
ステルとしては、トリブチルホスフェート、トリフェニ
ルホスフェート、トリクレジルホスフェート等が挙げら
れる。酸性リン酸エステルとしては、ジテトラデシルア
ンッドホスフェート、ジペンタデシルアシッドホスフェ
ート、ジヘキサデシルアシッドホスフエート、ジペンタ
デシルアシッドホスフェート、ジオクタデシルアシッド
ホスフェート等が挙げられる。酸性リン酸エステルのア
ミン塩としては、前記酸性リン酸エステルのメチルアミ
ン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペ
ンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オク
チルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロ
ピルアミン、ジブチルアミン、ジベンチルアミン、ジエ
チルアミン、ジエチルアミン、ジオクチルアミン、トリ
メチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン
、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシ
ルアミン、トリへブチルアミンζ°トリオクチルアミン
等のアミンとの塩が挙げられる。塩素化リン酸エステル
としては、トリス・ジクロロプロピルホスフェート、ト
リス・クロロエチルホスフェート、ポリオキシアルキレ
ン・ビス[ジ(クロロアルキル)]ホスフェート、トリ
ス・クロロフェニルホスフェート等が挙げられる。亜リ
ン酸エステルとしては、ジブチルホスファイト、トリブ
チルホスファイト、ジオクチルホスファイト、トリペン
チルホスファイト、ジデシルホスファイト、トリへキシ
ルホスファイト、ジオクチルホスファイト、トリへブチ
ルホスファイト、ジオクチルホスファイト、トリオクチ
ルホスファイト、ジノニルホスファイト、ジデシルホス
ファイト、ジオクチルホスファイト、トリウンデシルホ
スファイト、ジドデシルホスファイト、トリドデシルホ
スファイト、ジフェニルホスファイト、トリフェニルホ
スファイト、ジデシルホスファイト、トリクレジルホス
ファイト等が挙げられる。
物を配合する場合、冷凍機油全量・に対し0、1〜5.
0重量%、好ましくは0.2〜2.0重量%の割合で含
有せしめることが望ましい。
改良するために、フェニルグリシジルエーテル型エポキ
シ化合物、グリシジルエステル型エポキシ化合物、エポ
キシ化脂肪酸モノエステルおよびエポキシ化植物油から
なる群より選ばれる少なくとも IFJのエポキシ化合
物を配合することができる。ここでいうフェニルグリシ
ジルエーテル型エポキシ化合物としては、フェニルグリ
シジルエーテルまたはアルキルフェニルグリシジルエー
テルが例示できる。ここでいうアルキルフエニルグリシ
ジルエーテルとは、炭素数1〜13のアルキル基をl〜
3個有するものであり、中でも炭素数4〜lOのアルキ
ル基を1個有するもの、例えばブチルフェニルグリシジ
ルエーテル、ペンチルフェニルグリシジルエーテル、ヘ
キシルフェニルグリシジルエーテル、ヘプチルフェニル
グリシジルエーテル、オクチルフェニルグリシジルエー
テル、ノニルフェニルグリシジルエーテル、デージ・ル
フェニルグリシジルエーテルが好ましい。グリシジルエ
ステル型エポキシ化合物としては、フェニルグリシジル
エステル、アルキルグリシジルエステル、アルケニルグ
リシジルエステル等が挙げられ、好ましいものとしては
、グリシジルベンゾエート、グリシジルアクリレート、
グリシジルメタクリレート等が例示できる。
化された炭素数12〜20の脂肪酸と炭素数l〜Bのア
ルコールまたはフェノール、アルキルフェノールとのエ
ステルが例示できる。特にエポキシステアリン酸のブチ
ル、ヘキシル、ベンジル、シクロヘキシル、メトキシエ
チル、オクチル、フェニルおよびブチルフェニルエステ
ルが好ましく用いられる。
実油等の植物油のエポキシ化合物が例示できる。
ニルグリシジルエーテル型エポーキ・シ化合物およびエ
ポキシ化脂肪酸モノエステルである。
より好ましく、フェニルグリシジルエーテル、ブチルフ
ェニルグリシジルエーテルおよびこれらの混合物が特に
好ましい。
に対し0.1〜5.0重量%、好ましくは0.2〜26
0重量%の割合で含有せしめることが望ましい。
いことは勿論である。
らに向上させるため、必要に応じて従来より公知の冷凍
機油添加剤、例えば、ジーtert −ブチル−p−ク
レゾール、ビスフェノールA等のフェノール系、フェニ
ル−α−ナフチルアミン、N、N−ジ(2−ナフチル)
−p−フェニレンジアミン等のアミン系の酸化防止剤、
ジチオリン酸亜鉛等の摩耗防止剤、塩素化パラフィン、
硫黄化合物等の極圧剤、脂肪酸等の油性剤、シーソ・コ
ーン系等の消泡剤、ベンゾトリアゾール等の金属不活性
化剤等の添加剤を単独で、または数種組み合わせて配合
することも可能である。これらの添加剤の合計配合量は
、通常、冷凍機油全量に対し、10重量%以下、好まし
くは5重量%以下である。
冷凍機油は、通常、冷凍機油として使用されている程度
の動粘度および流動点を有していればよいが、低温時の
冷凍機油の固化を防ぐためには流動点が一1O℃以下、
好ましくは一20℃〜−80℃であることが望ましい。
る動粘度が2CSt以上、好ましくは3cSt以上が望
ましく、低温における流動性および気化器における熱交
換の効率を考慮すると、100℃における動粘度が15
0cst以下、好ましくは100cSt以下であるのが
望ましい。
素系フロンとの相溶性が大幅に優れている。非塩素系フ
ロンとしては、具体的に−ば1.1.2゜2−テトラフ
ルオロエタン(RFC−134) 、l。
a)、1.1−ジフルオロエタン(RFC−152g)
、トリフルオロメタン(RFC−23)等が例示され
るが、好ましいものはRF C−134aである。
溶性、高い電気絶縁性を有するだけでなく、潤滑性が高
く、吸湿性が低い優れた冷凍機油である。
るエアコン、除湿機、冷蔵庫、冷凍庫、冷凍冷蔵倉庫、
自動販売機、ショーケース、化学プラント等の冷却装置
等に特に好ましく使用できるが、遠心式の圧縮機を有す
るものにも好ましく使用できる。
に具体的に説明する。
す。
チルへキサン酸(4soJ)のテトラエステル。
チルへキサン酸(2soj)および3.5.5−トリメ
チルヘキサン酸(2麿oJ)のテトラエステル。
ヘキサン酸(8soJ)および2.4−ジメチルベンク
ン酸(3■oj)のへキサエステル。
5.5−)リメチルヘキサン酸(B■oJ)のヘキサエ
ステル。
.5−トリメチルヘキサン酸(4soJ)のテトラエス
テル。
のエステルを50重量部混合したもの。
のエステルを40重量部および下記のトリペンタエリス
リトール(1a+oj ) 、3−メチルブタン酸(4
a+oj)および3−メチルペンタン酸(4−oJ )
のオクタエステルを30重量部混合したもの。
cst )。
度; 5.Ocst )。
エーテル(100℃の動粘度;5.4CSt)。
ーテル(100℃の動粘度; 9.5 cst )。
ナン酸(4soj)のテトラエステル。
のテトラエステル。
価のためにRF C−184aとの溶解性、絶縁特性お
よびファレックス摩耗試験を評価した。
る鉱油、アルキルベンゼン、ポリプロピレングリコール
モノアルキルエーテルおよびポリプロピレングリコール
ジアルキルエーテルの試験結果を第1表に併記する。
よび比較例の試料油を0.2g採取し、さらに冷媒(R
F C−134a) 1.8gを採取してガラス管を
封入する。このガラス管を所定の温度の低温槽または高
温槽に入れ、冷媒と試料油が相互に溶解しあっているか
、分離または白濁しているかを観察する。
率を測定した。
0℃、1507 b荷重で、慣らし運転を1分行なった
後に、2501bの荷重の下に2時間運転し、テストジ
ャーナルの摩耗量を測定した。
%湿度に保たれた恒温恒湿槽に7日間静置した後、カー
ルフィッシャー法により水分を測定−し゛た。
機油は、比較例1〜2および5〜6に比べRF C−1
34aに対する冷媒溶解性が非常に優れている。
と溶解性は悪い。また、比較例6のような従来から潤滑
油、冷凍機油等に使用されているペンタエリスリトール
と天然油脂とのテ十−ラエステルも冷媒の溶解性が悪い
。
冷媒溶解性は優れているものの絶縁特性が悪く密閉型の
コンプレッサーには使用できない。
実施例1〜7の5〜IO倍の水分吸湿量があり、電気絶
縁性、アイスチョーク、耐摩耗性、安定性等の点で各実
施例よりも劣る。
〜7は、比較例3〜4に比べて同等ないしはそれ以上で
あることがわかる。
の冷凍機油は、水素含有フロン用冷凍機における使用に
適当するものであり、密着型コンプレッサーに不可欠な
電気絶縁性に優れていると共に耐摩耗性、非吸湿性も優
れた冷凍機油である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、R_1〜R_4は同一でも異なっていてもよく
、それぞれ炭素数3〜11の直鎖アルキル基、炭素数3
〜15の分枝アルキル基および炭素数6〜12のシクロ
アルキル基よりなる群から選ばれる基を示し、直鎖アル
キル基の割合は全アルキル基に対し60%以下であり、
またnは1〜3の整数を示す] で表されるペンタエリスリトールエステルを主成分とす
ることを特徴とする非塩素系フロン冷媒用冷凍機油。 2、前記ペンタエリスリトールエステルを基油とする請
求項1に記載の非塩素系フロン冷媒用冷凍機油。 3、( I )前記ペンタエリスリトールエステル、並び
に (II)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、R_5およびR_6は水素または炭素数1〜1
8のアルキル基を示し、R_7は炭素数2〜4のアルキ
レン基を示し、aは5〜70の整数を示す] で表されるポリオキシアルキレングリコールまたはその
エーテル、 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、R_8〜R_1_0は水素または炭素数1〜1
8のアルキル基を示し、R_1_1〜R_1_3は炭素
数2〜4のアルキレン基を示し、b〜dは5〜7の整数
を示す] で表されるポリオキシアルキレングリコールグリセロー
ルエーテル、 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、Xは−OR_1_6または▲数式、化学式、表
等があります▼で表される基、Yは▲数式、化学式、表
等があります▼または ▲数式、化学式、表等があります▼で表される基をそれ
ぞれ 示し、またR_1_4およびR_2_0は炭素数1〜8
のアルキレン基、R_1_5およびR_1_7は炭素数
2〜16のアルキレン基、R_1_6およびR_2_1
は炭素数1〜15のアルキル基、R_1_8およびR_
1_9は炭素数1〜14のアルキル基をそれぞれ示し、
さらにeおよびfは0または1の数を、nは0〜30の
整数をそれぞれ示す]で表されるエステル、 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、R_2_2〜R_2_8は炭素数3〜15のア
ルキル基、R_2_9は炭素数1〜8の2価の炭化水素
基を示し、またhは1〜5の整数を示す] で表されるペンタエリスリトールジカルボン酸エステル
、 からなる群より選ばれる少なくとも1種の油の混合油を
基油とする請求項1に記載の非塩素系フロン冷媒用冷凍
機油。 4、( I )前記ペンタエリスリトールエステルが、冷
凍機油に対し、50重量%を超える量配合されている請
求項3に記載の非塩素系フロン冷媒用冷凍機油。 5、冷凍機油全量に対し、リン酸エステル、酸性リン酸
エステル、酸性リン酸エステルのアミン塩、塩素化リン
酸エステルおよび亜リン酸エステルからなる群より選ば
れる少なくとも1種のリン化合物0.1〜5.0重量%
を必須成分として含有する請求項1〜4のいずれかに記
載の非塩素系フロン冷媒用冷凍機油。 6、冷凍機油全量に対し、フェニルグリシジルエーテル
型エポキシ化合物、グリシジルエステル型エポキシ化合
物、エポキシ化脂肪酸モノエステルおよびエポキシ化植
物油からなる群より選ばれる少なくとも1種のエポキシ
化合物0.1〜5.0重量%を必須成分として含有する
請求項1〜5のいずれかに記載の非塩素系フロン冷媒用
冷凍機油。
Priority Applications (8)
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|---|---|---|---|
| JP34124489A JP3012907B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 非塩素系フロン冷媒用冷凍機油 |
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| EP90125500A EP0435253B1 (en) | 1989-12-28 | 1990-12-27 | Refrigerator oils for use with hydrogen-containing halogenocarbon refrigerants |
| DE69007264T DE69007264T2 (de) | 1989-12-28 | 1990-12-27 | Kühlschranköle zum Gebrauch mit Hydrogen enthaltenden Halogenocarbonkühlmitteln. |
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| US09/057,684 US7052626B1 (en) | 1989-12-28 | 1998-04-09 | Fluid compositions containing refrigeration oils and chlorine-free fluorocarbon refrigerants |
| US09/152,593 US6998065B1 (en) | 1989-12-28 | 1998-09-14 | Fluid compositions containing refrigerator oils and chlorine-free fluorocarbon refrigerants |
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| JP6519499A Division JPH11315293A (ja) | 1999-03-11 | 1999-03-11 | 非塩素系フロン冷媒用冷凍機油 |
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