JPH03275799A - 冷凍機油組成物 - Google Patents

冷凍機油組成物

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JPH03275799A
JPH03275799A JP2073649A JP7364990A JPH03275799A JP H03275799 A JPH03275799 A JP H03275799A JP 2073649 A JP2073649 A JP 2073649A JP 7364990 A JP7364990 A JP 7364990A JP H03275799 A JPH03275799 A JP H03275799A
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JP
Japan
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acid
freon
refrigerating machine
neopentyl
machine oil
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JP2073649A
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English (en)
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Tamiji Kamakura
民次 鎌倉
Kimiyoshi Naniwa
公義 浪波
Yukio Tatsumi
幸男 巽
Noriyoshi Tanaka
典義 田中
Naoto Namiki
直人 並木
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Adeka Corp
Original Assignee
Asahi Denka Kogyo KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は冷凍機油組成物に関し、詳しくは、フロン１３
４ａ　（１，１，１，２−テトラフルオロエタン）等の
ような塩素を含まないフロン系冷媒を使用した冷凍機用
の冷凍機油組成物に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕フロン
化合物は、化学的安定性、低毒性、不燃性などの面で優
れた物質であり、冷媒、エアゾール、発泡、洗浄などの
分野で広く用いられてきた。しかし、最近では、大気中
に放出されたフロンが成層圏においてオゾン層を破壊す
るとともに、地球の温暖化、いわゆる「温室効果」の原
因となっているとして、特定種類のフロンの生産量およ
び消費量の削減の動きが強まっている。
このため、オゾン層破壊、温室効果の恐れのないフロン
、すなわち分子内に塩素を含まず、比較的分解されやす
いフロンの開発が進んでいる。
こうした中で、家庭用冷蔵庫、空調機、業務用小型冷蔵
庫、カーエアコンなどの冷媒として広く用いられてきた
フロン１２（ジクロロジフルオロメタン）の代替品とし
て、フロン１２と物性が類似したフロン１３４ａが開発
された。
しかしながら、フロン１３４ａは分子中に塩素を含まな
いため、分子中に塩素を含むフロン、例えばフロン１２
やフロン２２（モノクロロジフルオロメタン）とは著し
く溶解性が異なる。従ってフロン１３４ａは、従来冷凍
機油として用いられてきたナフテン系鉱油やアルキルベ
ンゼンとの相溶性が悪く、蒸発器中での油戻り性の悪化
やコンプレッサーの焼付け、異常振動などのトラブルを
起こすため、これと相溶性の良い冷凍機油の開発が求め
られている。
又、フロン１２を冷媒とした冷凍機用の冷凍機油組成物
ではフロン１２の分子中に含まれる塩素が極圧剤的な効
果を果たし潤滑効果を向上させるのに対し、フロン１３
４ａは塩素を含有しないため潤滑条件が過酷になり冷凍
機油の分解を促す。
このため分解安定性の高い冷凍機油の開発が望まれてい
る。
かかるフロン１３４ａを冷媒とした冷凍機用の冷凍機油
組成物に関しては、分子量２０００以下の２官能以上の
ポリアルキレングリコールを用いたものがＵＳＰ　４７
５５３１６号に提案されているが、このものは吸湿しや
すく、水分により冷凍機の膨張弁の作動不良や閉塞（水
分チョーク）を起こしたり、フロンの分解を促し、生成
したフッ化水素酸により金属部を腐食させたりする恐れ
があった。
そこで、本発明者らは先にフロン１３４ａ等の塩素を含
まないフロン系冷媒と相溶性の良いネオペンチル型ポリ
オールエステルからなる冷凍機用潤滑剤を発明（特願平
１−３０９８６７号）した。
このものはポリアルキレングリコールに比べ電気絶縁性
、非吸湿性を大幅に改良したが、冷凍機油組成物中に水
分が混入した場合、エステルが連鎖的に加水分解してフ
ロン溶解性を低下させる場合があり、腐食性の点で問題
があった。
従って本発明の目的は、分子中に塩素を含有しないフロ
ン系冷媒との相溶性に優れ、且つ加水分解安定性の良好
な冷凍機油組成物を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは上記課題を解決すべく、種々の合成潤滑油
について鋭意検討を行った結果、本発明に到達した。
即ち、本発明の冷凍機油組成物は、炭素数２〜６の脂肪
酸とネオペンチル型ポリオールとのエステル及びエポキ
シ化合物を含有し、エポキシ化合物の含有量が炭素数２
〜６の脂肪酸とネオペンチル型ポリオールとのエステル
に対し０．０１〜２５重景％であることを特徴とするも
のである。
本発明に係わる塩素を含まないフロン系冷媒としては、
フロン１３４（１，１，２，２−テトラフルオロエタン
）、フロン１３４ａ、フロン１４３（ＬＬ２トリフルオ
ロエタン）、フロン１４３ａ（１，１，１−トリフルオ
ロエタン）、フロン１．５２（１，２−ジフルオロエタ
ン）、フロン１５２ａ（１，１−ジフルオロエタン）及
びこれらの１種以上の混合物などが挙げられるが、これ
らの中でもフロン１３４ａは、現在一般に使用されてい
るフロン１２と物性が類似しているので好ましい。
本発明に用いるネオペンチル型ポリオールエステルの原
料の脂肪酸としては、炭素原子数２〜６の直鎖飽和脂肪
酸、分校飽和脂肪酸及び直鎖又は分岐の二塩基酸などの
一種又は二種以上が使用できる。そのような直鎖飽和脂
肪酸としては、酢酸、プロパン酸、ブタン酸、ペンタン
酸、ヘキサン酸などがあり、分校飽和脂肪酸としては、
２−メチルプロパン酸、２−メチルブタン酸、３−メチ
ルブタン酸、トリメチル酢酸、２−メチルペンタン酸、
３−メチルペンタン酸、４−メチルペンタン酸、２−エ
チルブタン酸、２．２−ジメチルブタン酸、３．３−ジ
メチルブタン酸などがあり、二塩基酸としてはＬ４−ブ
タンジカルボン酸などがある。
このうち、特に好ましいのは、ブタン酸、ペンタン酸、
２−メチルプロパン酸、２−メチルブタン酸などの脂肪
酸である。
また本発明に用いるネオペンチル型ポリオールエステル
のもう一方の原料であるネオペンチル型ポリオールとは
、ネオペンチル構造、即ち■ Ｃ−Ｃ−Ｃを有するポリオールであり、分子中の水酸基
数が３以上のものが好ましく、更に好ましくは、３個以
上の水酸基がネオペンチル構造の中心炭素原子（水素と
結合していない炭素原子）からβ位の炭素原子に結合し
ているものが良く、例えば、トリメチロールプロパン、
ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ジト
リメチロールプロパン、ジトリメチロールエタンなどが
使用できるが、この中でもペンタエリスリトール、ジペ
ンタエリスリトールが好ましい、なお、ネオペンチル構
造は、１分子中に複数台まれていて良いが、１分子の炭
素数は好ましくは５０以下、更に好ましくは２０以下が
良い。
上記炭素原子数２〜６の直鎖飽和脂肪酸或いは分校飽和
脂肪酸或いは二塩基酸と、ネオペンチル型ポリオールと
は、それぞれ一種又は二種以上の混合物として用いるこ
とができ、通常のエステル化反応、エステル交換反応に
よって、本発明に用いるネオペンチル型ポリオールエス
テルを得ることができる。
本発明に用いるネオペンチル型ポリオールエステルは、
上記炭素原子数２〜６の脂肪酸のネオペンチル型ポリオ
ールエステルからのみなるのが好ましいが、潤滑特性や
体積抵抗率を重視して、やむを得ず炭素原子数７以上の
脂肪酸を使用する場合は、炭素原子数２〜６の脂肪酸を
全脂肪酸中央なくとも２０モル％以上は含有するものと
し、かつまたネオペンチル型ポリオールの水酸基１個に
対する脂肪酸の炭素原子数の平均が６以下となるように
、原料脂肪酸の組成を調整することが好ましい。
本発明に用いるエポキシ化合物は分子中に１個若しくは
それ以上のエポキシ基を有するものであれば良いが、好
ましくは分子中に１個若しくはそれ以上のグリシジルエ
ーテル基を有するものが良く、例えばプロピレングリコ
ールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジ
グリシジルエーテル、１．４−ブタンジオールジグリシ
ジルエーテル、１−プロパツールグリシジルエーテル等
の脂肪族炭化水素系グリシジルエーテル類、フェニルグ
リシジルエーテル、タレジルグリシジルエーテル、ビス
フェノールＡアルキレンオキサイド付加物のジグリシジ
ルエーテル等の芳香族系グリシジルエーテル類、及びポ
リアルキレングリコールジグリシジルエーテル等がフロ
ン１３４ａ等の冷媒との相溶性の点で好ましく、これら
は１種以上使用することができる。
尚、ポリアルキレングリコール及びその他のアルキレン
オキサイド付加物のジグリシジルエーテルにおいて、こ
れを構成するアルキレン基としては、エチレン基、プロ
ピレン基、ブチレン基等が好ましく、また、分子量は加
水分解安定性の点から１０００以下が好ましい。
本発明の組成物中のネオペンチル型ポリオールエステル
とエポキシ化合物との配合割合は、ネオペンチル型ポリ
オールエステルに対しエポキシ化合物が０．０１〜２５
重量％、好ましくは０．５〜５重量％である。エポキシ
化合物の割合が０．０１重量％未満であると冷凍機油の
加水分解安定性を充分得ることができず、逆に２５重量
％を越えると電気絶縁性及び潤滑性が悪くなる。
本発明の冷凍機油組成物は、上記量のエポキシ化合物を
含有するネオペンチル型ポリオールエステルからのみで
構成されていてもよいが、公知の冷凍機用潤滑剤、例え
ば鉱油、アルキルベンゼン、ポリアルキレングリコール
などとの混合使用を妨げない。またフロンを冷媒とした
冷凍機用潤滑剤の添加剤として公知のもの、例えば、ト
リクレジルホスフェートなどの燐酸エステル、トリエチ
ルホスファイトなどの亜燐酸エステル、ジブチル錫ラウ
レートなどの有機錫化合物、α−ナフチルベンジルアミ
ン、フェノチアジン、ＢＨＴなどの酸化防止剤を通常の
添加量の範囲内で添加してもよい。
〔発明の効果〕
かかる本発明の冷凍機油組成物は、冷凍機用潤滑剤の実
際の使用温度範囲である一５０〜６０°Ｃの間で、塩素
を含有しないフロン系冷媒、例えばフロン１３４ａと、
事実上あらゆる範囲（１：９９〜９９：１）で完全に溶
解しあう。
また、本発明の冷凍機油組成物は、ポリアルキレングリ
コール系の冷凍機用潤滑剤と異なり、吸湿性が低く、か
つ体積抵抗率が高い、そのため本発明の冷凍機油組成物
を使用することで、冷凍機のトラブルの原因となると考
えられてきた吸湿性の問題を解決できる上、加水分解安
定性が良く、電気絶縁性も向上させうる。
〔実施例］ 以下、実施例により１本発明を更に詳細に説明するが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例１〜１５及び比較例１〜６ 次に示す試料１〜１４を用い、表１に示す配合割合で配
合して各種冷凍機油組成物を製造した。
試料ｌ ネオペンチル型ポリオールとしてＤＰＥＴ（ジペンタエ
リスリトール）、脂肪酸としてペンタン酸及び２−メチ
ルブタン酸の混合物（脂肪酸の配合モル比は５０　：　
５０）を用いて得られたネオペンチル型ポリオールエス
テル。
４０°Ｃの動粘度６８ｃｓｔ　、流動点−４５℃、ネオ
ペンチル型ポリオールの水酸基１個当たりに対する脂肪
酸の平均炭素原子数は５゜ 試料２ ネオペンチル型ポリオールとしてＤＰＥＴ（ジペンタエ
リスリトール）、脂肪酸としてヘキサン酸及び２−メチ
ルブタン酸の混合物（脂肪酸の配合モル比は５０：５０
）を用いて得られたネオペンチル型ポリオールエステル
。
４０℃の動粘度７１ｃｓｔ　、流動点−４５°Ｃ、ネオ
ペンチル型ポリオールの水酸基１個当たりに対する脂肪
酸の平均炭素原子数は５．５゜試料３ ネオペンチル型ポリオールとしてＰＥＴ（ペンタエリス
リトール）、脂肪酸としてヘキサン酸及び２−メチルブ
タン酸の混合物（脂肪酸の配合モル比は５０　：　５０
）を用いて得られたネオペンチル型ポリオールエステル
。
４０℃の動粘度２０ｃｓｔ　、流動点−４５°Ｃ、ネオ
ペンチル型ポリオールの水酸基１個当たりに対する脂肪
酸の平均炭素原子数は５．５゜試料４ ネオペンチル型ポリオールとしてＴＭＰ（トリメチロー
ルプロパン）、脂肪酸として１．４−ブタンジカルボン
酸、２−メチルブタン酸及びペンタン酸の混合物（脂肪
酸の配合モル比は１　：　１　：　１）を用いて得られ
たネオペンチル型ポリオールエステル。
４０°Ｃの動粘度８５ｃｓｔ　、流動点−４５”Ｃ，ネ
オペンチル型ポリオールの水酸基１個当たりに対する脂
肪酸の平均炭素原子数は５．３゜試料５ 次の式で表されるポリアルキレングリコール系化合物 ＣＨ。
ＨＯ（ＣＨｚＣＨＯ）Ｊ ４０℃の動粘度３４ｃｓｔ　、流動点−４２，５℃。
試料６ 次の式で表されるポリアルキレングリコール系化合物 Ｃ１（３ ＨＯ（ＣＨｚＣＨＯ）　＋　？Ｈ ４０°Ｃの動粘度７３ｃｓｔ　、流動点−４５℃。
試料７ 鉱油（１５０ニユートラル油） ４０°Ｃの動粘度３１ｃｓｔ　、流動点−１５°Ｃ０試
料８ プロピレングリコールジグリシジルエーテル 試料９ ネオプロピレングリコールジグリシジルエーテル 試料１０ ポリプロピレングリコール（分子量的４００）ジグリシ
ジルエーテル 試料１１ ポリプロピレングリコール（分子量的８００）ジグリシ
ジルエーテル 試料１２ ポリエチレングリコール（分子量的４００）ジグリシジ
ルエーテル 試料１３ フェニルグリシジルエーテル 試料１４ クレゾールグリシジルエーテル 表 上記で得られた各種冷凍機油組成物について下記方法に
より、フロン溶解性、加水分解安定性及び電気絶縁性の
試験を行った。
結果を表２に示す。
くフロン溶解性試験〉 Ｉｆガラス製オートクレーブに、０表１に示す各種冷凍
機油組成物１５重量部、フロン１３４８８５重量部、或
いは０表１に示す各種冷凍機油組成物６０重量部、フロ
ン１３４ａ　４０重量部を仕込み、−６０°Ｃ〜１００
℃における相溶性を調べた。
〈加水分解安定性試験〉 １００　ｍステンレス（ＳＵＳ−３１６）製オートクレ
ーブに表１に示す各種冷凍機油組成物１８重量部、フロ
ン１３４ａ　８０重量部及び水２重量部を加え、さらに
鋼、銅、アルミニウムの金属片（５０ｘ　２５　ｘ　１
．５腫）各１枚を入れ、密封した後、１５０°Ｃで１４
日間（３３６時間）加熱した。
加熱試験終了後、真空脱気してフロン１３４ａ及び水分
を除去し、試験後の冷凍機油組成物の粘度、外観、酸価
を評価した。また、金属片はトルエン及びエタノールで
洗浄し、重量の増減を測定した。
〈電気絶縁性試験〉 電気絶縁性の１つの尺度として体積抵抗率がある。表１
に示す各種冷凍機油組成物の体積抵抗率を、湿度７０％
、測定温度３０°Ｃにて、ＪＩＳ　Ｃ−２１０１の直流
増幅器を用いる方法で測定した。微小電流計としてアト
ハンチストＴＲ−８６０１（アトハンチスト社製）を用
い、液体抵抗測定用セルにはアトパンテストＴＲ−４４
（アトパンテスト社製）を用いた。印加電圧は１００■
であった。
手続補正書 （自発） 平成２年４月２７日

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １、炭素数２〜６の脂肪酸とネオペンチル型ポリオール
    とのエステル及びエポキシ化合物を含有し、エポキシ化
    合物の含有量が炭素数２〜６の脂肪酸とネオペンチル型
    ポリオールとのエステルに対し０．０１〜２５重量％で
    あることを特徴とする冷凍機油組成物。
JP2073649A 1990-03-23 1990-03-23 冷凍機油組成物 Pending JPH03275799A (ja)

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