(57)【要約】  摩擦低減の効果を損なうことなく、所要の冷却性能を維持することができ、損失の少ない効率的な潤滑オイル及びその製造方法を提供する。  ベースオイルに鉱物質の粉末を添加することで、主として潤滑オイルによる圧縮効果が維持ないし高められる。一方、金属質の粉末やセラミックスの粉末を添加することで、摩擦が低減される。そして、これらの作用により、全体としてエネルギー損失が低減され、内燃機関やコンプレッサの運転効率が向上する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースオイルに、少なくとも一種類の鉱物質の粉末を添加して分散させたことを特徴とする潤滑オイル。
【請求項２】
前記鉱物質の粉末が粘土質の粉末を含むことを特徴とする請求項１記載の潤滑オイル。
【請求項３】
前記鉱物質の粉末の他に、少なくとも一種類の金属質の粉末を添加して分散させたことを特徴とする請求項１又は２記載の潤滑オイル。
【請求項４】
前記金属質の粉末が銅もしくはニッケルの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項３記載の潤滑オイル。
【請求項５】
前記鉱物質の粉末及び前記金属質の粉末の他に、セラミックスの粉末を添加して分散させたことを特徴とする請求項３又は４記載の潤滑オイル。
【請求項６】
前記ベースオイルとして、ポリオールエステル系のオイルを使用したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の潤滑オイル。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の潤滑オイルの製造方法であって、前記ベースオイルに前記粉末を添加して攪拌する際に、超音波を印加することを特徴とする潤滑オイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑オイル及びその製造方法に関し、特にコンプレッサや内燃機関に好適な潤滑オイルの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エアコンのコンプレッサや自動車のエンジンのような内燃機関などで使用される潤滑オイルとしては、例えば下記特許文献１記載のものがある。この従来技術は、市販オイルに、市販潤滑剤・添加剤，超微粒子セラミックスを所定の比率で配合したことを特徴とするもので、これにより、超高性能潤滑性及び機能再生力は元より、優れた水分分離性も兼ね合わせた優れた性能を発揮し、各種自動車等々の内燃機関、各種ギヤ、コンプレッサ等に使用して好適な潤滑オイルを提供することができるとしている。
【特許文献１】特開平１０−１９５４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
以上のような背景技術の潤滑オイルでは、摩擦を低減する点では相当の効果が認められる。しかし、内燃機関等では、摩擦が低下すると、冷媒に対する圧縮効率も低下し、エネルギーないしパワーの損失となってしまう。【０００４】
本発明は、以上の点に着目したもので、摩擦低減の効果を損なうことなく、所要の冷却性能を維持することができ、損失の少ない効率的な潤滑オイル及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するため、本発明の潤滑オイルは、ベースオイルに、少なくとも一種類の鉱物質の粉末，例えば粘土質の粉末を添加して分散させたことを特徴とする。主要な形態の一つは、前記鉱物質の粉末の他に、少なくとも一種類の金属質の粉末，例えば銅もしくはニッケルの少なくとも一方を添加して分散させたことを特徴とする。他の形態は、前記鉱物質の粉末及び前記金属質の粉末の他に、セラミックスの粉末を添加して分散させたことを特徴とする。更に他の形態は、前記ベースオイルとして、ポリオールエステル系のオイルを使用したことを特徴とする。【０００６】
他の発明は、前記いずれかの潤滑オイルの製造方法であって、前記ベースオイルに前記粉末を添加して攪拌する際に、超音波を印加することを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、ベースオイルに鉱物質の粉末を添加することで、主として潤滑オイルによる圧縮効果が維持ないし高められる。次に、金属質の粉末を添加することで、摩擦が低減される。セラミックスの粉末を加えた場合も摩擦が低減される。そして、これらの作用により、全体としてエネルギー損失が低減され、効率が向上するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】室内用のエアコン（空調装置）による冷暖房能力を、本発明の潤滑オイルと従来オイルについて比較して示すグラフである。
【図２】カーエアコンにおける冷房能力を、本発明の潤滑オイルと従来オイルについて比較して示すグラフである。
【図３】乗用車のエアコンに本発明の潤滑オイルを適用した場合の熱交換器の冷気吹き出し温度の一例を示すグラフである。
【図４】大型観光バスのエアコンに本発明の潤滑オイルを適用した場合の熱交換器付近の温度の一例を示すグラフである。
【図５】冷凍倉庫における主要部の温度変動を、本発明の潤滑オイルと従来オイルについて比較して示すグラフである。
【図６】冷凍倉庫に本発明の潤滑オイルを適用した場合の主要部の温度変動の一例を示すグラフである。
【図７】冷凍倉庫における消費電力変化を、本発明の潤滑オイルと従来オイルについて比較して示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
この発明には数多くの実施形態が有り得るが、ここでは適切な数の実施例を示し、詳細に説明する。
【実施例１】
【００１０】
本実施例の潤滑オイルは、ベースオイルに鉱物質，あるいはそれに加えて金属質，更にはセラミックスの粉末ないし微粒子を添加したことを特徴とする。これらのうち、まず、ベースオイルとしては、市販の各種の潤滑オイルを用いてよく、天然に産するものでもよいし、人工的に合成されたものでもよい。しかし、添加する鉱物質，金属質，セラミックスの各粉末を良好に分散させることが望ましく、他の種類のオイルを混合する場合はそのオイルとの相溶性も要求されることから、例えばポリオールエステル系のオイルが好適である。具体的には、カストロール社製の冷凍機油「アイスマティック」がある。【００１１】
鉱物質の粉末としては、各種の粘土類や石英（水晶を含む）などの鉱石類がある。粘土類としては、各種のものが知られており、例えば、カオリナイト，ハロイサイト，モンモリロナイト，イライト（細粒の白雲母），バーミキュライトなどがある。これらのうち、特に、カオリナイトを用いたときに良好な結果が得られている。なお、鉱物質の粉末は、天然に産するものでもよいし、人工的に合成したものでもよい。粘土類は、いずれか一種類のみをベースオイルに添加してもよいし、複数の種類を添加してもよい。鉱石類も同様である。また、粘土類と鉱石類の両方を添加するようにしてもよい。より好ましくは、少なくとも一種類の粘土類を添加する。これらの鉱物質粉末は、コンプレッサなどの機械内面との機密性ないし密着性に優れ、潤滑オイルによる圧縮効果を維持ないし高める作用を奏する。また、粘土類は、摩擦を低減する効果もある。【００１２】
金属質の粉末としては、各種の金属材料や合金材料がある。金属材料としては、例えば、アルミニウム，チタン，バナジウム，クロム，マンガン，コバルト，ニッケル，銅，亜鉛，ガリウム，ゲルマニウム，砒素，セレン，金，白金，銀，ビスマス，アンチモン等がある。合金材料としては、例えば、銅−ニッケル合金，ニッケル−亜鉛合金，ニッケル−チタン合金，銅−亜鉛―アルミニウム系合金などがある。これらのうち、特に、ニッケルや銅，あるいは、それらの合金を用いるようにすると、柔軟性の点から好都合である。金属質粉末も、いずれか一種類のみをベースオイルに添加してもよいし、２種類以上の金属質粉末をベースオイルに添加してもよい。コンプレッサなどの機械は金属材料を使用する場合が多いが、金属質粉末は、それらの機械内面と馴染みやすく、磨耗を低減する効果を奏する。【００１３】
セラミックスの粉末も、同様に各種のものを使用してよい。例えば、アルミナ，ジルコニア，炭化珪素，窒化珪素などがある。もちろん、２種類以上のセラミックス粉末をベースオイルに添加してもよい。セラミックス粉末も、金属質粉末と同様に、主として摩擦を低減する効果を奏する。【００１４】
次に、以上の各添加粉末の粒径としては、０．１〜３０μｍ程度，更には０．５〜１０μｍの範囲が好ましい。粒径があまり大きいと摩擦が増大したり、機械内部で目詰まりして潤滑性能に支障をきたす恐れがある。逆に、粒径が必要以上に小さいと、所望の摩擦低減や冷却効果を得ることができなくなってしまう。なお、鉱物質粉末，金属質粉末，セラミックス粉末は、必ずしも同一粒径である必要はなく、粒径が異なっていてもよい。添加粉末の硬度としては、モース硬度で２〜７が好ましい。モース硬度２未満では粉末として作用せず、モース硬度７より大きいと機械内面にキズを付けてしまう。【００１５】
次に、ベースオイルに対する鉱物質，金属質，セラミックスの各粉末の添加割合としては、ベースオイル１００重量部に対して添加粉末が０．０８〜２．５重量部が好ましい。ベースオイルに対する添加粉末の割合があまり少ないと、添加粉末として機能せず、逆にあまり多いと潤滑油としての機能が損なわれる。また、金属質及び鉱物質の両粉末を添加する場合の割合としては、金属質１００重量部に対して２００〜１５００重量部，好ましくは５００〜８００重量部の鉱物質の粉末を添加するようにする。このような配合とすることで、摩擦の低減と冷却効果の向上の両性能を効率よく引き出すことができる。セラミックス粉末は、金属質粉末の一部に換えて添加する。【００１６】
次に、以上のような鉱物質等の粉末をベースオイルに添加して分散させる方法について説明する。オイルに対して粉末を添加分散させる方法としては、ミキサやスターラなどがあるが、本実施例では、それらの攪拌方法と超音波を組み合わせている。すなわち、ベースオイルに前記粉末を投入したものを、ミキサやスターラによってゆっくり攪拌するとともに、超音波を加えることで、粉末粒子が良好にベースオイル中に分散するようになる。あるいは、上述したミキサやスターラによって対流を生じさせたベースオイルの中に、徐々に粉末を投入しながら攪拌し、超音波を加えるようにしても同様の分散効果が得られる。【００１７】
なお、ベースオイルとしてポリオールエステルを使用する場合、空気中の水分を吸収する性質があるので、ベースオイルを入れた容器を密閉したり、作業を行う部屋の中を乾燥させたりすると、より好都合である。【００１８】
本発明に関して行った実験では、ミキサのみ，超音波のみでは、いずれも十分な結果は得られなかったが、両者を組み合わせることで良好な結果が得られている。なお、添加粉末の製造方法としては、各種のミルなど公知のものを適用してよい。もちろん、市販の粉末を利用してもよい。【００１９】
以上のように、本実施例によれば、ベースオイルに、鉱物質，金属質，更にはセラミックスの粉末を添加することで、摩擦の低減，圧縮・冷却効果の向上を図ることができ、エネルギー損失も低減されて内燃機関やコンプレッサの運転を効率的に行うことができる。加えて、本発明の潤滑オイルを特にコンプレッサに適用する場合は、粉末が全体として冷媒の補助的作用を奏する可能性もある。【００２０】
次に、本実施例の実験例を説明する。図１は、室内用のエアコン（空調装置）による冷暖房能力の実験例である。図中、折れ線グラフは外気温，棒グラフはエアコンを最大運転した場合の従来例と本実施例の室温をそれぞれ示す。実験に使用した従来オイルはスニソオイルである。また、本実施例に使用した潤滑オイルは、ベースオイルとしてカストロール社の「アイスマティック」を使用するとともに、このベースオイル２０ｇに対して、カオリン１．２ｇ，水晶１．０ｇ，チタン０．０１ｇ，銅０．００５ｇの各粉末を添加したものである。機種Ａ〜Ｄ及び機種Ｇ〜Ｉは、比較的小容量のエアコンであり、機種Ｅ，Ｆ，Ｊ，Ｋは比較的大容量のエアコンである。機種Ｌは業務用のエアコンである。【００２１】
これらから明らかなように、冷房運転の場合、本実施例の潤滑オイルを使用した場合のほうが、従来オイルを使用した場合と比較して、約３℃前後低い冷房能力が得られている。一方、暖房運転の場合は、部屋の広さにもよるが、３℃〜８℃の温度差が得られており、冷暖房いずれにおいても、本実施例は優れた効果が得られている。【００２２】
図２〜図４は、カーエアコンにおける冷房能力の実験例である。実験に使用した従来オイルは、前記実施例と同様に、スニソオイルである。また、本実施例に使用した潤滑オイルは、ベースオイルとしてカストロール社の「アイスマティック」を使用するとともに、このベースオイル２０ｇに対して、カオリン０．６ｇ，水晶０．５ｇ，チタン０．０１ｇ，銅０．００５ｇの各粉末を添加したものである。図２は、代表的な車種のアイドリング時においてカーエアコンを最大運転し、冷気吹き出し口の温度を比較したものである。同図に示すように、乗用車Ａ〜Ｌ及び観光バスのいずれの車種においても、本実施例の潤滑オイルのほうが優れた結果となっている。【００２３】
図３は、乗用車における車内冷気吹き出し口温度の変化の一例を示すグラフである。従来オイルで運転中の乗用車のエアコンに、矢印Ｆ３の時点で、本実施例の潤滑オイルを投入している。この図に示すように、矢印Ｆ３の後に外気温が上昇しているが、冷気吹き出し口温度は、良好に低く保たれている。図４は、大型観光バスにおける車内冷気吹き出し口温度の変化の一例を示すグラフである。大型観光バスの場合、車内が広いので、座席の前の冷気吹き出し口温度と、後ろの冷気吹き出し口温度とは多少の開きがある。本例においても、従来オイルで運転中の大型観光バスのエアコンに、矢印Ｆ４の時点で、本実施例の潤滑オイルを投入している。この図に示すように、車内の前方及び後方のいずれにおいても、良好に温度が低下している。【００２４】
図５は、冷凍倉庫における冷凍能力の実験例である。実験に使用した従来オイルは、前記実施例と同様に、スニソオイルである。また、本実施例に使用した潤滑オイルは、ベースオイルとしてカストロール社の「アイスマティック」を使用するとともに、このベースオイル２０ｇに対して、１馬力当たり、カオリン０．６ｇ，水晶０．５ｇ，チタン０．０１ｇ，銅０．００５ｇの各粉末を添加したものである。例えば、２馬力の場合は、カオリン０．６×２（馬力）＝１．２ｇ，水晶０．５×２＝１．０ｇ，チタン０．０１×２＝０．０２ｇ，銅０．００５×２＝０．０１ｇの各粉末を、ベースオイル２０ｇに添加するという具合である。【００２５】
同図に示すように、コンプレッサ（室外機）温度及び冷気吹き出し口温度のいずれについても、本実施例のほうが従来オイルよりも低くなっている。なお、冷気の吹き出し温度のグラフ中、本実施例の潤滑オイルのほうが従来オイルよりも一時的に高くなって部分があるが、これはデフロストの状態（運転休止状態）である。【００２６】
図６には、本実施例の潤滑オイル投入前後における冷凍倉庫における室外機のシリンダーヘッド温度，外気温度，低圧戻り温度，倉庫内温度の変化が示されている。同図に示す矢印Ｆ６の時点で本実施例の潤滑オイルを投入している。同図に示すように、本実施例によれば、倉庫内温度は、外気温度に対して低く抑えられるのみならず、温度変動も抑制されており、本実施例の潤滑オイルが極めて効果的であることが分かる。【００２７】
図７は、前記冷凍倉庫の消費電力変化を比較したもので、点線で示す従来オイルを使用した場合の消費電力に対し、実線で示す本実施例の潤滑オイルを使用した場合のほうが低い消費電力となっている。なお、想定に使用した冷凍機は、３相２００Ｖで１５kwの容量のものである。平均の消費電力量は、従来オイルの場合が１４．１kwhであるのに対し、本実施例の潤滑オイルの場合は１２．８kwhとなり、１．３kwhの電力量消費が低減された。【００２８】
本発明には数多くの実施形態があり、以上の開示に基づいて多様に改変することが可能である。例えば、次のようなものも含まれる。
(1)上述した鉱物質粉末，金属質粉末，セラミックス粉末，ベースオイルは一例であり、同様の効果を奏するものであれば、公知の各種のものを使用してよく、その組み合わせも適宜変更してよい。
(2)攪拌方法も一例であり、公知の各種の攪拌手法を利用してよい。
(3)更に、上述した粉末のほかに、防腐剤などの各種の添加剤を含んでいてもよい。
(4)ベースオイルに、少なくとも一種類の鉱物質の粉末を添加して分散させることで、本発明の潤滑オイルを得ることができるが、鉱物質の粉末を予めベースオイルに添加・分散させておいてもよいし、既に使用しているベースオイルに、鉱物質の粉末を添加・分散することで、結果的に本発明の潤滑オイルを得るようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明によれば、摩擦を低減しつつ良好な圧縮・冷却効果が得られるので、エアコンのコンプレッサや内燃機関の潤滑オイルの他、各種の機械・機構の用途に適用できる。
【図１】
2006001427.tif 000002
【図２】
2006001427.tif 000003
【図３】
2006001427.tif 000004
【図４】
2006001427.tif 000005
【図５】
2006001427.tif 000006
【図６】
2006001427.tif 000007
【図７】
2006001427.tif 000008
【国際調査報告】
2006001427.tif 000009
2006001427.tif 000010
2006001427.tif 000011
2006001427.tif 000012
2006001427.tif 000013
2006001427.tif 000014