(57)【要約】【課題】  永久せん断安定性を向上させ、省電力効果を向上させる回転式コンプレッサー油組成物を提供する。【解決手段】  （Ａ）４０℃動粘度が４〜３０ｍｍ２／ｓである炭化水素系潤滑油基油、及び（Ｂ）重量平均分子量が２０，０００〜６０，０００であるエチレン／プロピレン共重合体を含有する組成物であって、該組成物の４０℃における動粘度が１３〜３０ｍｍ２／ｓであることを特徴とする回転式コンプレッサー油組成物。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）４０℃動粘度が４〜３０ｍｍ２／ｓである炭化水素系潤滑油基油、及び（Ｂ）重量平均分子量が２０，０００〜６０，０００であるエチレン／プロピレン共重合体を含有する組成物であって、該組成物の４０℃における動粘度が１３〜３０ｍｍ２／ｓであることを特徴とする回転式コンプレッサー油組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転式コンプレッサー油組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球規模での温暖化が進行し、温室効果ガスの一つである二酸化炭素排出量削減が急務となっている。わが国でも、２００６年にエネルギーの使用の合理化に関する法律、地球温暖化対策の推進に関する法律がそれぞれ改正施行され、工場、輸送事業者等はこれまで以上に電力消費量の削減が求められるようになってきた。電力消費量削減の一つの方法として、産業機械や輸送機械で使用される潤滑油側からの省電力化が図られている。
【０００３】
各種産業分野で用いられるコンプレッサーについても同様に省電力化が求められており、機械自体やそこで用いられる潤滑油について、種々の検討がなされている。例えば、機械面からは圧力損失を低減するよう適切な配管や空気槽を設置することや、エア漏れ無くすこと、圧縮機の容量性制御方式を負荷の少ないものにすることなどによる省電力化が図られている（例えば、非特許文献１、２参照）。また、潤滑油面からは、回転式コンプレッサーに用いられる潤滑油についての検討がなされており、特定の基油や摩擦調整剤等の添加剤を配合する検討がなされている（特許文献１、非特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７９６７９号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】油空圧技術、４５巻、２号、３２−３７頁（２００６年）
【非特許文献２】潤滑経済、７月号、３４−３７頁（２００８年）
【非特許文献３】潤滑経済、７月号、３８−４２頁（２００８年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、コンプレッサーの中でも特に回転式コンプレッサーに用いられる潤滑油について、永久せん断安定性を向上させ、省電力効果を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、特定範囲の４０℃動粘度を有する炭化水素系潤滑油基油、特定の重量平均分子量を有するエチレン／プロピレン共重合体を配合し、得られる組成物の４０℃における動粘度を特定の範囲にすることで、永久せん断安定性に優れた回転式コンプレッサー油組成物が得られることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成させるに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、（Ａ）４０℃動粘度が４〜３０ｍｍ２／ｓである炭化水素系潤滑油基油、及び（Ｂ）重量平均分子量が２０，０００〜６０，０００であるエチレン／プロピレン共重合体を含有する組成物であって、該組成物の４０℃における動粘度が１３〜３０ｍｍ２／ｓであることを特徴とする回転式コンプレッサー油組成物を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の回転式コンプレッサー油組成物は、永久せん断安定性に優れている。また、本発明の回転式コンプレッサー油組成物を用いた回転式コンプレッサーの省電力化を図ることができる。なお、回転式コンプレッサー油は、せん断力がかかることで化学構造の不可逆的な変化が生じ、せん断力を解除した条件に戻しても粘度が元に戻らない、すなわち永久的な粘度低下を起こすことがある。このせん断力による永久的な粘度低下に対する耐性を「永久せん断安定性」という。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（１）基油
本発明の回転式コンプレッサー油組成物に用いられる基油としては、特に制限はなく、鉱油系潤滑油基油や合成系潤滑油基油やその混合物を使用することができる。鉱油系潤滑油基油としては、例えば、原油の潤滑油留分を溶剤精製、水素化精製、水素化分解精製、水素化脱蝋などの精製法を適宜組合せて精製したものが挙げられる。合成系潤滑油基油としては、例えば、α−オレフィンオリゴマーや、メタン等の天然ガス等を原料としてフィッシャー−トロプシュ合成によって得られたワックスを原料として製造される基油等が挙げられる。
【００１１】
本発明の回転式コンプレッサー油組成物に用いる炭化水素系潤滑油基油の４０℃動粘度は、ＪＩＳ  Ｋ２２８３動粘度試験方法において、４〜３０ｍｍ２／ｓである。４０℃動粘度が４ｍｍ２／ｓ未満であると、適当な油膜厚さが保たれなくなり、十分な摩耗防止性を得づらくなる。４０℃動粘度が３０ｍｍ２／ｓを超えると、省電力効果が得づらくなる。炭化水素系潤滑油基油の４０℃動粘度は、好ましくは４〜２５ｍｍ２／ｓであり、より好ましくは８〜２０ｍｍ２／ｓである。なお、複数の基油成分を混合した基油を用いる場合には、混合後の基油の４０℃動粘度が上記の範囲内であればよく、各基油成分の４０℃動粘度が上記範囲内であることがより好ましい。
【００１２】
本発明の回転式コンプレッサー油組成物で用いる炭化水素系潤滑油基油は、４０℃動粘度が上記範囲を満たすものであれば、どのような性状のものでもよく、特に制限はないが、より良好な性能を確保するという観点からは以下の性状を有することが好ましい。
本発明の回転式コンプレッサー油組成物で用いる炭化水素系潤滑油基油の粘度指数は、ＪＩＳ  Ｋ２２８３動粘度試験方法において、８０以上であることがより好ましい。粘度指数を８０以上とすることで、低温粘度を低く抑えやすく、低温始動時の電力消費量を抑制し、より高い省電力効果を得やすい傾向にあるため好ましい。炭化水素系潤滑油基油の粘度指数は、好ましくは８５〜１４０であり、より好ましくは９０〜１３０である。
【００１３】
本発明の回転式コンプレッサー油組成物で用いる炭化水素系潤滑油基油の密度は、ＪＩＳ  Ｋ２２４９密度試験方法（１５℃）において、０．８０〜０．８５ｇ／ｃｍ３であることがより好ましい。１５℃密度を０．８０ｇ／ｃｍ３以上とすることで、添加剤の適度な溶解性を確保しやすい傾向にあるため好ましい。１５℃密度を０．８５ｇ／ｃｍ３以下とすることで、配管等の圧力損失を抑制しやすく、より高い省電力効果を得やすい傾向にあるため好ましい。炭化水素系潤滑油基油の１５℃密度は、好ましくは０．８１〜０．８４ｇ/ｃｍ３であり、より好ましくは０．８２〜０．８４ｇ/ｃｍ３である。
【００１４】
本発明の回転式コンプレッサー油組成物で用いる炭化水素系潤滑油基油の芳香族分は、ＡＳＴＭ  Ｄ３２３８環分析方法による％ＣＡで１．５以下であることがより好ましい。％ＣＡを１．５％以下とすることでより熱酸化安定性の高い組成物を得ることができる。
本発明の回転式コンプレッサー油組成物には、本発明の目的を害さない範囲内で、前記基油以外の他の基油を含んでもよいが、前記基油の含有割合は、基油全量に対して７０％質量以上であることが好ましく、８０質量％以上であることがより好ましく、８５質量％以上であることがさらに好ましく、９０質量％以上であることが特に好ましい。
【００１５】
（２）エチレン／プロピレン共重合体（粘度指数向上剤）
本発明に用いる（Ｂ）成分は粘度指数向上剤として用いられるエチレン／プロピレン共重合体であり、その重量平均分子量は２０，０００〜６０，０００であり、好ましくは２５，０００〜５５，０００であり、より好ましくは２８，０００〜５０，０００であり、特に好ましくは３０，０００〜４５，０００である。重量平均分子量を２０，０００以上とすることで、高せん断条件下での一時せん断粘度の低下が大きくなり、省電力効果をより得やすくできる傾向にある。重量平均分子量を６０，０００以下とすることで、より良好な永久せん断安定性を得やすい傾向にある。
【００１６】
また、本発明で用いるエチレン／プロピレン共重合体の数平均分子量は特に制限はないが、好ましくは１０，０００〜３５，０００であり、より好ましくは１４，０００〜３１，０００であり、さらに好ましくは１６，０００〜２８，０００であり、特に好ましくは１７，０００〜２６，０００である。数平均分子量を１０，０００以上とすることで、高せん断条件下での一時せん断粘度の低下が大きくなり、省電力効果をより得やすくできる傾向にある。数平均分子量を３５，０００以下とすることで、より良好な永久せん断安定性を得やすい傾向にある。
【００１７】
なお、重量平均分子量及び数平均分子量はゲル浸透クロマトグラフィーで測定され、ポリスチレン換算による値である。
なお、複数のエチレン／プロピレン共重合体を用いる場合には、混合後のエチレン／プロピレン共重合体の重量平均分子量が上記の範囲であればよいが、ただし永久せん断安定性をより良好なものとするためには、各エチレン／プロピレン共重合体の重量平均分子量が上記範囲内であることがより好ましい。
【００１８】
また、複数のエチレン／プロピレン共重合体を用いる場合、混合後のエチレン／プロピレン共重合体の数平均分子量は特に制限はないが、好ましくは上記の範囲内であり、永久せん断安定性をより良好なものとするためには、各エチレン／プロピレン共重合体の数平均分子量が上記範囲内であることがより好ましい。
【００１９】
エチレン／プロピレン共重合体のエチレンとエチレン以外のモノマーのモル比は特に制限されないが、好ましくは８０：２０〜２０：８０であり、より好ましくは７０：３０〜３０：７０であり、さらに好ましくは６５：３５〜３５：６５である。エチレンの割合が８０を超えると、基油へ溶解しにくくなる傾向にある。
【００２０】
エチレン／プロピレン共重合体は、規則的交互重合体、ランダム重合体、ブロック重合体またはグラフト重合体のいずれであっても良い。
エチレン／プロピレン共重合体は、分散型、非分散型のいずれであってもよいが、熱酸化安定性の観点から、非分散型エチレン／プロピレン共重合体であることが好ましい。
エチレン／プロピレン共重合体の回転式コンプレッサー油組成物全量に対する配合量は、好ましくは０．５〜１０質量％であり、より好ましくは１〜８質量％であり、特に好ましくは１．５〜６質量％である。配合量を０．５質量％以上とすることで、高せん断条件下での一時せん断粘度の低下が大きくなり、省電力効果をより得やすくできる傾向にある。配合量を１０質量％以下とすることで、より良好な永久せん断安定性を得やすい傾向にある。
【００２１】
上記のエチレン／プロピレン共重合体は、１種を単独使用しても良いし、２種以上を併用しても良い。ただし２種以上を併用する場合は、合計量が上記配合量である必要がある。
また、本発明の回転式コンプレッサー油組成物には、本発明の効果を損ねない範囲内であれば、前記エチレン／プロピレン共重合体以外の他の粘度指数向上剤を含んでもよい。前記エチレン／プロピレン共重合体以外の他の粘度指数向上剤としては、たとえば、スチレン系粘度指数向上剤、ポリメタクリレート、ポリイソブチレン、などが挙げられる。
【００２２】
（３）その他の添加剤
本発明の回転式コンプレッサー油組成物には、本発明の目的が損なわれない範囲で、必要に応じて各種の公知の添加剤を配合することができる。例えば、酸化防止剤、極圧剤、油性剤、清浄分散剤、さび止め剤、金属不活性化剤、流動点降下剤、泡消剤、抗乳化剤等が挙げられる。
酸化防止剤としては、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール等のフェノール系酸化防止剤、アルキル化ジフェニルアミン、アルキル化フェニル−α−ナフチルアミン等のアミン系酸化防止剤、ホスホン酸エステル等のリン系酸化防止剤等が挙げられる。
【００２３】
極圧剤としては、リン酸エステル、酸性リン酸エステル等のリン系極圧剤、硫化オレフィン、ポリサルファイド、硫化油脂等の硫黄系極圧剤、ジチオリン酸誘導体や前記硫黄系極圧剤とリン系極圧剤の混合物等のリン−硫黄系極圧剤、ＺｎＤＴＰ、ＺｎＤＴＣ等の有機金属系極圧剤が挙げられる。
油性剤としては、オレイン酸、ステアリン酸等の高級脂肪酸、オレイルアルコール等の高級アルコール、オレイルアミン等のアミン、ブチルステアレート等のエステルが挙げられる。
清浄分散剤としては、アルケニルコハク酸イミド、アルケニルコハク酸エステル等の無灰系清浄分散剤、アルカリ土類金属系清浄分散剤が挙げられる。
【００２４】
さび止め剤としては、カルボン酸、金属セッケン、カルボン酸アミン塩、スルホン酸の金属塩、多価アルコールの部分エステル等が挙げられる。
金属不活性化剤としては、ベンゾトリアゾ−ルおよびその誘導体、アルキルコハク酸誘導体が挙げられる。
流動点降下剤としては、ポリアルキルメタクリレート、ポリブテン、ポリアルキルスチレン、ポリビニルアセテート、ポリアルキルアクリレート等が挙げられる。
消泡剤としては、シリコーン油やエステル系消泡剤等が挙げられる。
抗乳化剤としては、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤等の抗乳化剤が挙げられる。
【００２５】
（４）組成物の性状
本発明の回転式コンプレッサー油組成物の４０℃動粘度は、ＪＩＳ  Ｋ２２８３動粘度試験方法において、１８〜３０ｍｍ２／ｓである。４０℃動粘度が１８ｍｍ２／ｓ未満であると、適当な油膜厚さが保たれなくなり、十分な摩耗防止性が得にくくなる傾向にある。４０℃動粘度が３０ｍｍ２／ｓを超えると、省電力効果を十分に得づらくなる。本発明の回転式コンプレッサー油組成物の４０℃動粘度は、好ましくは１９〜２８ｍｍ２／ｓであり、より好ましくは２０〜２６ｍｍ２／ｓである。
【００２６】
本発明の回転式コンプレッサー油組成物の粘度指数は、特に制限はないが、ＪＩＳ  Ｋ２２８３動粘度試験方法において、好ましくは１５０以上である。粘度指数が１５０以上とすることで、低温粘度を抑制しやすいため、低温始動時の電力消費量を抑制しやすく、より高い省電力効果を得やすい傾向にある。本発明の回転式コンプレッサー油組成物の粘度指数は、好ましくは１５５〜２００であり、より好ましくは１６０〜１８０である。
【００２７】
本発明の回転式コンプレッサー油組成物の密度は、特に制限はないが、ＪＩＳ  Ｋ２２４９密度試験方法（１５℃）において、０．８０〜０．８５ｇ/ｃｍ３である。１５℃密度を０．８０以上とすることで、添加剤の適度な溶解性を確保しやすい傾向にあり、１５℃密度を０．８５以下とすることで、配管等の圧力損失を抑制しやすく、より高い省電力効果を得やすい傾向にあるため好ましい。本発明の回転式コンプレッサー油組成物の１５℃密度は、好ましくは０．８１〜０．８５ｇ/ｃｍ３であり、より好ましくは０．８２〜０．８５ｇ/ｃｍ３である。
【実施例】
【００２８】
次に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。なお、本発明は、これらの例によって何ら制限されるものではない。各実施例、比較例においてスクリューコンプレッサー油の調製に用いた基油、添加剤成分は次のとおりである。
【００２９】
（Ａ）基油
（Ａ−１）水素化精製鉱油
４０℃動粘度：１２．２ｍｍ２／ｓ、１００℃動粘度：２．９ｍｍ２／ｓ、粘度指数：９４、１５℃における密度：０．８３４ｇ／ｃｍ３、％ＣＡ：０．３
（Ａ−２）水素化分解鉱油
４０℃動粘度：３１．６ｍｍ２／ｓ、１００℃動粘度：５．５２ｍｍ２／ｓ、粘度指数：１１２、１５℃における密度：０．８６０ｇ／ｃｍ３、％ＣＡ：０．０
【００３０】
４０℃動粘度、１００℃動粘度、粘度指数はＪＩＳ Ｋ２２８３動粘度試験方法、密度はＪＩＳ Ｋ２２４９密度試験方法により測定した。％ＣＡはＡＳＴＭ
Ｄ３２３８環分析により測定した。分子量は、ＡＳＴＭ  Ｄ２５０２分子量試験方法にて測定した。
【００３１】
（Ｂ）粘度指数向上剤
（Ｂ−１）エチレン／プロピレン共重合体
重量平均分子量が３３，０００、Ｍｗ／Ｍｎが１．９である、非分散型エチレン／プロピレン共重合体  （希釈油含有量  ４０質量％）
（Ｂ−２）エチレン／プロピレン共重合体
重量平均分子量が１６，０００、Ｍｗ／Ｍｎが２．２である、非分散型エチレン／プロピレン共重合体  （希釈油なし）
【００３２】
（Ｂ−３）エチレン／プロピレン共重合体
重量平均分子量が１２５，０００、Ｍｗ／Ｍｎが２．０である、非分散型エチレン／プロピレン共重合体  （希釈油含有量  ８０質量％）
（Ｂ−４）エチレン／プロピレン共重合体
重量平均分子量が１８０，０００、Ｍｗ／Ｍｎが２．３である、非分散型エチレン／プロピレン共重合体  （希釈油含有量  ８６質量％）
（Ｂ−５）ポリメタクリレート
重量平均分子量が２６，０００、Ｍｗ／Ｍｎが１．８である、ポリメタクリレート系粘度指数向上剤  （希釈油含有量  ３０質量％）
【００３３】
※（Ｂ−１）〜（Ｂ−５）の重量平均分子量はゲル浸透クロマトグラフィーにて測定し、ポリスチレン換算にて算出した。ゲル浸透クロマトグラフィーはカラムにＳｈｏｄｅｘ
ＧＰＣ ＬＦ−８０４を３本、移動層にＴＨＦ、検出器に示差屈折検出器を用いた。
（Ｃ）摩擦調整剤
オレイン酸
（Ｄ）その他添加剤
酸化防止剤、腐食防止剤、消泡剤等
【００３４】
（評価方法）
スクリューコンプレッサー油の永久せん断安定性、および省電力効果について、下記の評価方法により評価した。
＜永久せん断安定性試験＞
超音波法（ＪＰＩ−５Ｓ−２９準拠、高出力法）にて行い、６０分超音波照射後の４０℃動粘度を測定した。超音波照射前の４０℃動粘度を基準として、４０℃動粘度低下率（％）を評価した。
【００３５】
＜省電力効果＞
スクリューコンプレッサー運転時の消費電力を測定、省電力効果を評価した。
北越工業株式会社製スクリューコンプレッサーＳＡＳＧ４Ｐ−５０/６０を用い、２４時間、吐出圧力０．５ＭＰaでの消費電力を測定した。なお、電力計は日置電機株式会社製  ３１６８クランプオンパワーハイテスタを用いた。
比較例５の消費電力を基準とした場合の、各実施例と比較例の消費電力の変化率を省電力効果（％）として評価した。
【００３６】
（実施例１、比較例１〜７）
表１に記載されている成分を、表１に記載されている配合量で、混合して、回転式コンプレッサー油組成物を製造した。
【００３７】
【表１】
2011046901.tif 000002
【００３８】
表中、エチレン／プロピレン共重合体の配合量を示す数値の下段に記載されている(  )内の数値は、希釈油を除いた有効成分量である。
【００３９】
以上の結果から、本発明のスクリューコンプレッサー油である実施例１は高い省電力効果を有しており、永久せん断安定性も良好であることがわかる。
一方、本発明で規定する分子量よりも低い分子量を有するエチレン／プロピレン共重合体を配合した比較例１では、せん断安定性は良好であっても、十分な省電力効果が得られない。また、本発明で規定する分子量よりも高い分子量を有するエチレン／プロピレン共重合体を配合した比較例２、３では、せん断安定性が極めて悪く実用的ではない。また、粘度指数向上剤の分子量が本発明と同程度であってもポリメタクリレート系粘度指数向上剤を配合した比較例４では、ある程度の省電力効果が得られるものの、本発明よりは効果が劣り、永久せん断安定性も劣る。さらに、粘度指数向上剤に変えて摩擦調整剤を配合した比較例５でも省電力効果は得られなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の回転式コンプレッサー油組成物は、スクリュー式コンプレッサー、スクロール式コンプレッサー、ベーン式コンプレッサー、ターボ式コンプレッサーなどの回転式コンプレッサーに用いることができるが、その中でも特にスクリュー式コンプレッサーに最適に用いることができる。