JPH03109492A - フロン圧縮機用潤滑油 - Google Patents

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、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
まないフロンＲ−１３４ａ（Ｉ，１，１，２−テトラフ
ルオロエタン）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Ｒ−１１（）ジ
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）、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Ｒ−１３４８のフロンが出現し始めている。

一方、冷凍機油に関しては、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フロン
Ｒ１３４ａに対しては、低温での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、
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２
９巻、第９号、第３３６〜３４３頁（Ｉ９８０）および
ベトロチツク誌、第８巻、第６号、第５６２〜５６６　
ｇ（Ｉ９８５）に紹介がある。また、特開昭６１−２８
１１９９号公報には次式、 １？１　＋Ｏ（ＲＺＯ）−１ｈ）　− 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号公報にはポリエーテル
、例えば付加モル数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５９−１１７５９
０号公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
も相溶性等の問題がらＲ−１３４ａフロン圧縮機用の潤
滑油にはなり得ながった。

一方、米国特許第４，７５５．３１６号明細書には、フ
ロンＲ１３４ａ用冷凍機油として両末端が水酸基（−Ｏ
Ｈ）であるポリオキシアルキレングリコール（以下ＰＡ
Ｇ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
フロンＲ−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。そのフロンＲ−１３４ａと
の相溶温度範ｅバー４０°Ｃ〜＋５０°Ｃと紹介されて
いる。

しかし、フロンＲ１３４ａはフロンＲ−１２の代替冷媒
候補であり、主にカーエアコン、冷蔵庫に使用される。

特に、カーエアコンの場合、夏場にコンプレッサが起動
するためにその温度は＋５０°Ｃを遥かに超えることが
ある。この場合、上記米国特許第４．７５５，３１６号
明細書記載の冷凍機油では起動時コンプレッサ内で油と
冷媒が二相分離をおこし、比重の大きな冷媒が下層とな
り、潤滑油がない状態での起動となりコンプレッサが焼
付く可能性がある。つまり、高温での二層分離温度が＋
５０℃では夏場等の高温時には不充分であるといえる。

また、吸湿性が高いという問題がある。

従って本発明の目的は、冷媒、特に新しい冷媒であるフ
ロンＲ１３４ａに対して、従来技術に比し極めて広い温
度範囲に亘り極めて相溶性が良く、かつ吸湿性が低く安
定性の良好なフロン圧縮機用潤滑油、特にカーエアコン
用として好適なフロン圧縮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） 本発明者らは各種の合成油を対象に上記課題解決のため
に鋭意研究を進めたところ、特定のポリオキシアルキレ
ングリコールが本発明の目的達成に有効であることを見
い出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、下記の一般式（Ｉ）で表わされる構
造を有する特定のポリオキシプロピレングリコールジア
ルキルエーテルまたはポリオキシエチレンポリオキシプ
ロピレン共重合体のジアルキルエーテルを基油としたフ
ロン圧縮機用潤滑油である。

つまり本発明は Ｒ８−ト＋ＣＨ！−Ｃ）ｌ−０＋−ｅ−ＣＨｚ−ＣＨ２
−０″ｒ：Ｒｚ（Ｉ）ＯＨ３ （式中のＲ，およびＲ２は同一かまたは異なる炭素数１
〜４個のアルキル基を示し、Ｒ，＋Ｒ２の炭素数は６個
以下であり、ｍ＋ｎは平均分子量が７００を超え３００
０以下である整数、ｎは０またはｍ〉ｎの整数を示す）
で表わされる化合物を基油としたことを特徴とする。

かかる化合物は市場で入手するのは難しい。それはユニ
オン・カーバイドコーポレーション、旭電化工業（株）
などのＰＡＧメーカーの一般商品はアルキル基の炭素数
が４個以上であり、それらはＲ−１３４ａとは相溶しに
くい。そこで本発明者らは、一般式（Ｉ）の化合物を試
製し検討した。

本発明において、前記一般式（Ｉ）で表わされる化合物
の平均分子量を前記範囲内のものに限定する理由は次の
通りである。

すなわち、かかる平均分子量が７００以下のものでは１
００°Ｃにおける粘度が８ｃＳｔ以下となり、カーエア
コン用潤滑油として粘度が不充分である。

又カーエアコンに使用する場合には、ゴムホースの膨潤
をひきおこすことは大きなトラブルとなるため、ゴム膨
潤の点からも分子量が７００を超えるものを選定するこ
とは不可欠である。一方、分子量が３０００を超えると
フロンＲ−１３４ａとの相溶性が低下し、本発明の目的
を達成し得なくなる。一般に、冷凍機油と冷媒との相溶
性、つまり二相分離温度に至るまでの特性は低温特性と
してみるが、冷媒がフロンＲ１３４ａの場合にはかかる
従来の挙動とは異なり、低温分離と共に高温での二相分
離温度も存在する。このために、本発明では特に分子量
を３０００以下に設定し、広い温度範囲に亘り相溶性を
満足するようにしようとするものである。

因みに、相溶性の悪い油はコンプレッサーへの油戻りが
悪く、コンプレッサーの焼き付きの原因となる。

また、分子量が本発明における７００を超え３０００以
下の範囲内であっても、前記（Ｉ）式中のアルキル基の
炭素数の合計が７以上のものではフロンＲ−１３４ａと
の相溶性が悪くなり、冷凍機油として使用することが困
難となる。つまりポリオキシプロピレングリコールジア
ルキルエーテルまたはポリオキシエチレンポリオキシプ
ロピレン共重合体のジアルキルエーテルの場合には分子
量が３０００以下で、かつ両末端のアルキル基の炭素数
が１〜４個のときにフロンＲ１３４ａと相溶性があり、
冷凍機油としての使用に好ましいものとなる。また前記
（Ｉ）式のＲ，、Ｒ２の炭素数が３個又は４個の場合は
分枝のアルキル基を存するものが特に好ましい。フロン
Ｒ１３４ａとの相溶性を一層好ましいものにするために
は、前記（Ｉ）式の化合物のＲ１およびＲ２が炭素数１
〜３個で平均分子量が７００を超え２０００以下のもの
を選択するのが好ましい。更にポリプロピレンオキサイ
ドとポリエチレンオキサイドの割合については１：１よ
りもポリエチレンオキサイドの方が多くなると、流動点
等の低温特性が悪化するとともに、吸湿性が増大する。

ポリエチレンオキサイドの全くないポリオキシプロピレ
ングリコールアルキルエーテルが最も吸湿性が低く好ま
しい。

上述の如く、本発明で使用する上記ポリオキシプロピレ
ングリコールジアルキルエーテルおよびポリオキシエチ
レンポリオキシプロピレン共重合体のジアルキルエーテ
ルはフロンＲ−１３４８との低温相溶性に優れ、また該
フロン雰囲気下での潤滑性能、熱安定性能も良好である
。

以上一般式（Ｉ）のポリオキシプロピレングリコールジ
アルキルエーテルまたはその類縁体は潤滑剤としての機
能を発揮しなければならず、粘度選択は重要であり、使
用条件にもよるが１００°Ｃにおいて８〜４０ｃＳｔ程
度のもの、とくに省エネルギーのためには８〜２０ｃＳ
　を程度のものが好ましい。

尚、本発明のフロン圧縮機用潤滑油には、従来冷凍機油
用に使用されている酸化防止剤や塩酸捕捉剤、摩耗防止
剤を適宜添加することができるのは勿論のことである。

また、粘度調整等のため、船釣なＰＡＧを混合して使用
することもできる。

（実施例） 以下に本発明を実施例および比較例により詳しく説明す
る。

１〜７　　六１１〜５ 本発明のポリオキシプロピレングリコールジアルキルエ
ーテルならびにポリオキシエチレンポリオキシプロピレ
ン共重合体のジアルキルエーテルとして以下の第１表に
示す実施例としてＡｌ−Ａｌおよび比較例として一般的
なＰＡＧであるＡＩＯ〜Ａ１４の供試油を使用してフロ
ンＲ−１３４ａの圧縮機用潤滑油としての性能を評価し
た。

第１表に示す供試油の圧縮機用潤滑油としての性能とし
て潤滑性、相溶性および熱安定性を下記に示す条件の下
で評価した。

」尋立 ＡＳＴＭ　Ｄ−３２３３−７３に準拠し、ファレックス
（Ｐａｌｅｘ）焼付荷重を、フロンＲ−１３４ａを吹き
込み（７０Ｉｄ／ｍ１ｎ）、雰囲気を制御して測定した
。

■産性 供試油０．６ｇと冷媒（フロンＲ−１３４ａ）２．４　
ｇとをガラスチューブに封入した後、毎分ｌ″Ｃでの冷
却と昇温とを行い、二相分離を起こす温度、すなわち二
相分離温度を測定した。

贅皮定立 供試油１ｇと冷媒（フロンＲ−１３４ａおよびＲ−１２
）Ｉｇ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°Ｃに加熱し、１０日後
に供試油の色相をＡＳＴＭ表示にて判定した。

Ｊｋ１皿性 供試油に対するアクリロニトリル−ブタジェンゴムの膨
潤度（％）を１２０°Ｃ，１２０時間の条件下で評価し
た。

吸湿性 温度２５°Ｃ１湿度７０％の雰囲気にて１００ｄビーカ
ーにサンプル油６０ｇを入れ、開放３時間後の水分によ
り比較、評価した。

上記評価結果を以下の第２表に示す。

第２表に示す評価結果より次のことが確認された。

実施例１〜７の供試油はいずれも二相分離温度は低温側
で十分低く、また高温側で十分高く、相溶性に優れてい
る。また潤滑性および熱安定性に良好で、しかもゴム膨
潤も低くゴム膨潤性にも優れている。特に、冷媒がＲ−
１２よりＲ−１３４ａに移行する過程では特にカーエア
コンでＲ−１２がコンタミするケースが考えられるが、
実施例１〜７の両末端にアルキル基を導入した本発明の
化合物はＲ−１２との共存下での熱安定性も比較例２．
３の一般的なＰＡＧより極めて良好である。その中でも
、実施例１．２，６．７は高温二層分離温度が高く、ま
た平均分子量が１０００　（実施例４，６．７）で比較
すると、分枝アルキル基を有するものがより好ましいこ
とがわかる。このように、本発明はＲ１３４ａ用潤滑油
として極めて良好である。又、吸湿性も一般的なＰＡＧ
　（比較例２．３）よりかなり低いといえる。これらの
点で、本発明品は一般に冷凍機油として用いられている
ＰＡＧより特性的にはるかに優れているといえる。

これに対し先ず比較例１の供試油は、相溶性等は良好で
あるが粘度が低く潤滑性およびゴム膨潤性の面で劣り、
好ましくない。また、比較例２゜４．５の供試油はＲ−
１３４ａと相溶せずＲ−１３４ａ用冷凍機油として使用
することはできない。このことから、Ｒ−１３４ａとの
相溶性には分子量と末端のアルキル基の炭素数およびそ
の構造が重要であることがわかる。比較例３の供試油は
米国特許第４、７５５．３１６号明細書記載の化合物で
あり、Ｒ−１３４ａとの相溶性は良好であるが、両末端
に水酸基があるため、Ｒ−１２コンタミ時の安定性が悪
く、又吸湿性が極めて高く、良好な冷凍機油とはいえな
い。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明のフロン圧縮機用冷凍
機油は、冷媒としてのフロンＲ１３４ａに対し十分な相
溶性を維持しかつ総合性能にも優れていることから、フ
ロン規制の社会的動向の中、フロンＲ−１２の代替とし
て注目されているフロンＲ−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、規制対象フロン
の使用量削減を進める上で十分に寄与することができる
という効果が得られる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、次の一般式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （式中のＲ＿１およびＲ＿２は同一かまたは異なる炭素
   数１〜４個のアルキル基を示し、Ｒ＿１＋Ｒ＿２の炭素
   数は６個以下であり、ｍ＋ｎは平均分子量が７００を超
   え３０００以下である整数、ｎは０またはｍ≧ｎの整数
   を示す）で表わされる化合物を基油としたことを特徴と
   するフロン圧縮機用潤滑油。 ２、上記式（ I ）においてＲ＿１およびＲ＿２が同一
   かまたは異なる炭素数１〜３個のアルキル基を示し、平
   均分子量が７００を超え２０００以下であることを特徴
   とする請求項１記載のフロン圧縮機用潤滑剤。 ３、フロンＲ−１３４ａの圧縮に使用することを特徴と
   する請求項１記載のフロン圧縮機用潤滑剤。