(57)【要約】  フルオロアルケン冷媒と共に使用するＰＡＧ潤滑剤のベース流体であって、ベース流体は式ＲＸ（ＲａＯ）ｘ（ＲｂＯ）ｙＲｃを有するＰＡＧを含み、Ｒは１から１０個の炭素原子を有するアルキル基、１から１０個の炭素原子を有するアシル基、２から６の原子価を有する脂肪族炭化水素基、及びヘテロ原子が酸素である複素環を有する置換基からなる群から選択され、ＸはＯ又はＳであり、ＲａはＣ２のアルキレン基であり、ＲｂはＣ３のアルキレン基であり、ＲｃはＲと同一又はＨであり、ｘ及びｙはそれぞれ独立して０又は１００以下の整数であり、ｘ＋ｙの合計は約５〜１００の範囲の整数である。ＰＡＧ潤滑剤のベース流体を含む冷媒及び潤滑剤組成物と、ほとんど漏電することなく冷房又は空調システムのモータ内蔵コンプレッサを稼動する方法も同様に提供されている。
2012513527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フルオロアルケン冷媒と共に使用されるポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体であって、
ポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体は式ＲＸ（ＲａＯ）ｘ（ＲｂＯ）ｙＲｃを有するＰＡＧを含み、Ｒは１から１０個の炭素原子を有するアルキル基、１から１０個の炭素原子を有するアシル基、２から６の原子価を有する脂肪族炭化水素基、及び一つ以上のヘテロ原子が酸素である複素環を有する置換基からなる群から選択され、ＸはＯ及びＳからなる群から選択され、ＲａはＣ２のアルキレン基であり、ＲｂはＣ３のアルキレン基であり、ＲｃはＲと同一又はＨであり、ｘ及びｙはそれぞれ独立して０から１００の整数であり、ｘ＋ｙの合計は約５から約１００の範囲の整数であることを特徴とするベース流体。
【請求項２】
ｘが０である請求項１に記載のポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体であって、
ポリアルキレングリコール潤滑剤は、冷房／空調システムにおいてフルオロアルケン冷媒と組み合わせて使用するのに適しており、且つ式ＲＸ（ＲｂＯ）ｙＲｃを有するＰＡＧを含み、
Ｒは１から１０個の炭素原子を有するアルキル基及び脂肪族炭化水素からなる群から選択され、Ｘは酸素原子であり、Ｒｂは３個の炭素原子を有するアルキレン基からなる群から選択され、Ｒｃは１から１０個の炭素原子を有するアルキル基及び脂肪族炭化水素からなる群から選択され、ｙは約５から約１００の範囲の整数であることを特徴とするベース流体。
【請求項３】
Ｒ、Ｒｃ、又はその両方が１から３個の炭素原子を有するアルキル基から選択される請求項２に記載のポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体。
【請求項４】
少なくとも３０ｃＳｔ（ｍｍ２／ｓ）の動粘度を有する請求項２に記載のポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体。
【請求項５】
少なくとも１５０の粘度指数を有する請求項２に記載のポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体。
【請求項６】
モータ内蔵圧縮式冷房及び空調システムにおいてフルオロアルケン冷媒と組み合わせて使用するための請求項２に記載のポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体であって、
ポリアルキレングリコールに使用される精製技術により、ポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体が、０．０３ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の合計酸価、３０ｐｐｍ未満のカチオン含有率、及び３００ｐｐｍ未満の含水率を示すことを特徴とするベース流体。
【請求項７】
モータ内蔵型コンプレッサにおいてほとんど漏電が起こらず、ポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体が２０℃において１×１０１２Ωｃｍの最小体積抵抗率を示すことを保証するために望まれる電気的性質を有する請求項６に記載のポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体。
【請求項８】
冷房／空調システムにおいてフルオロアルケン冷媒と組み合わせて使用される潤滑剤組成物であって、請求項２に記載のポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体と少なくとも一つの添加剤とを含むことを特徴とする潤滑剤組成物。
【請求項９】
少なくとも一つの添加剤は、耐磨耗又は極圧添加剤、抗酸化剤、腐食防止剤、及び酸捕捉剤から選択されることを特徴とする請求項８に記載の潤滑剤組成物。
【請求項１０】
３，５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシベンゼンプロパン酸Ｃ７−Ｃ９分岐アルキルエステル、及びＮ−フェニルベンゼンジアミンと２，４，４−トリメチルペンテンの反応物からなる群から選択される少なくとも一つの抗酸化剤を含む請求項９に記載の潤滑剤組成物。
【請求項１１】
Ｎ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）−４−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メチルアミン及びＮ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）−５−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メチルアミンの異性体混合物からなる群から選択される少なくとも一つの腐食防止剤を含む請求項９に記載の潤滑剤組成物。
【請求項１２】
Ｃ１１からＣ１４の分岐したアルキルアミン、リン酸モノヘキシル及びリン酸ジヘキシルからなる群から選択される極圧又は耐磨耗添加剤を含む請求項９に記載の潤滑剤組成物。
【請求項１３】
エポキシ基を有する酸捕捉剤を含む請求項９に記載の潤滑剤組成物。
【請求項１４】
圧縮式冷房、空調、又はヒートポンプシステムに使用される作動流体組成物であって、
３又は４個の炭素原子及び１又は２個の二重結合を有するフルオロアルケンと、潤滑性を付与するのに有効な量の潤滑剤とを含み、
フルオロアルケン及び最大で１０重量％の潤滑剤を含む混合物は、−６０℃から＋２９．５℃の範囲の全ての温度において単一の液相を維持し、
潤滑剤は請求項２に記載のポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体を全体的又は部分的に含むことを特徴とする作動流体組成物。
【請求項１５】
フルオロアルケン及び最大で５０重量％の潤滑剤を含む混合物が−６０℃から＋２９．５℃の範囲の全ての温度で単一の液相を維持するように潤滑性を付与するのに十分な量の潤滑剤を含む請求項１４に記載の作動流体組成物。
【請求項１６】
モータ内蔵圧縮式冷房／空調システムにおいて使用されるポリアルキレングリコールベースの潤滑剤組成物であって、
ポリアルキレンベースの潤滑剤組成物は請求項１のポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体を含み、
ポリアルキレングリコールは精製されており、
精製されたポリアルキレングリコールは、０．０３ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の合計酸価、３０ｐｐｍ未満のカチオン含有率、及び３００ｐｐｍ未満の含水率を有し、２０℃において１×１０１２Ωｃｍの最小体積抵抗率を示すため潤滑剤がモータ内蔵コンプレッサにおいてほとんど漏電しないことを特徴とするポリアルキレングリコールベースの潤滑剤組成物。
【請求項１７】
二酸化炭素（Ｒ７４４）及びフルオロカーボンである１，１，１，２−テトラフルオロエタン（Ｒ１３４ａ）からなる群から選択される冷媒と、
請求項１６に記載のポリアルキレングリコールベースの潤滑剤組成物と
を含む作動組成物。
【請求項１８】
冷房又は空調システムにおいてフルオロアルケン冷媒と共に使用されるのに適したポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体であって、
ポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体は１から１０個の炭素原子を有する単純なアルコキシ基によって終端しているオキシプロピレンのホモポリマーを含むことを特徴とするポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体。
【請求項１９】
オキシプロピレンのホモポリマーは少なくとも一つのメトキシ基で終端されていることを特徴とする請求項１８に記載のポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体。
【請求項２０】
オキシプロピレンのホモポリマーの各端がメトキシ基で終端されていることを特徴とする請求項１９に記載のポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体。
【請求項２１】
約５から約１００のオキシプロピレン単位を有し、少なくとも３０ｃＳｔ（ｍｍ２／ｓ）の動粘度と少なくとも１５０の粘度指数とを有する請求項１８に記載のポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体。
【請求項２２】
モータ内蔵圧縮式冷房又は空調システムにおいてフルオロアルケン冷媒と共に使用されるのに適した潤滑剤組成物であって、
請求項１８に記載のポリアルキレングリコール潤滑剤ベース流体を含み、約０．０３ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の合計酸価、約３０ｐｐｍ未満のカチオン含有率、及び約３００ｐｐｍ未満の含水率を示す潤滑剤組成物。
【請求項２３】
２０℃において少なくとも１×１０１２Ωｃｍの最小体積抵抗率を示す請求項２２に記載の潤滑剤組成物。
【請求項２４】
冷房／空調システムにおいてフルオロアルケン冷媒と共に使用される潤滑剤組成物であって、
請求項１８に記載のポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体と、
３，５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシベンゼンプロパン酸Ｃ７−Ｃ９分岐アルキルエステル、Ｎ−フェニルベンゼンジアミン及び２，４，４−トリメチルペンテンの反応物、Ｎ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）−４−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メチルアミン及びＮ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）−５−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メチルアミンの異性体混合物、Ｃ１１からＣ１４の分岐したアルキルアミン、リン酸モノヘキシル、リン酸ジヘキシル、並びにエポキシ基を有する酸捕捉剤からなる群から選択される少なくとも一つの添加剤と
を含むことを特徴とする潤滑剤組成物。
【請求項２５】
圧縮式冷房、空調及びヒートポンプシステムで使用される作動流体組成物であって、
３又は４個の炭素原子及び１又は２個の二重結合を含むフルオロアルケンと、
フルオロアルケン及び最大で５０重量％の潤滑剤組成物を含む混合物が−６０℃から＋２９．５℃の全ての温度において単一の液相を維持するように潤滑性を付与するのに十分な量の潤滑剤組成物と、
を含み、潤滑剤組成物は請求項１８に記載のポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体を全体的又は部分的に含むことを特徴とする作動流体組成物。
【請求項２６】
モータ内蔵圧縮式冷房及び空調システムにおいて、二酸化炭素（Ｒ７４４）とフルオロカーボンである１，１，１，２−テトラフルオロエタン（Ｒ１３４ａ）とからなる群から選択される冷媒と共に使用されるポリアルキレングリコールベースの潤滑剤組成物であって、
ポリアルキレングリコールベースの潤滑剤は精製されたポリアルキレングリコールを含み、
ポリアルキレングリコールベースの潤滑剤組成物は、約０．０３ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の合計酸価、約３０ｐｐｍ未満のカチオン含有率、及び約３００ｐｐｍ未満の含水率を示し、２０℃において少なくとも１×１０１２Ωｃｍの最小体積抵抗率を示すことを特徴とする潤滑剤組成物。
【請求項２７】
ほとんど漏電することなく冷房又は空調システムのモータ内蔵コンプレッサを稼動する方法であって、
冷媒と請求項２６に記載のポリアルキレングリコールベースの潤滑剤組成物とを含む作動流体組成物を用いてコンプレッサを稼動すること
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
連邦政府に援助された研究又は開発に関する陳述
適用無し
【０００２】
本発明は合成冷媒用の潤滑剤に関連している。より具体的には、本発明は、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ冷媒などのフルオロアルケン冷媒と共に使用するのに適した潤滑剤に関連している。さらにより具体的には、本発明は、冷房／空調システムのモータ内蔵型コンプレッサにおける使用に適した潤滑剤に関連している。
【背景技術】
【０００３】
自動車の空調システムに利用されている主要な冷媒は、ＨＦＣｒ１３４ａ（１，１，１，２−テトラフルオロエタン）として知られるハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）を含んでいる。ヨーロッパの法律は、年式２０１１に有効である新たな車両（自動車）の空調システムにおけるＨＦＣｒ１３４ａ冷媒の使用の廃止を義務付けている。この命令により、化学組成物２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペンを含む、ＨＦＯ−１２３４ｙｆなどのハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）冷媒を含む他の様々な冷媒が、自動車の空調システムに使用されるより環境に優しい冷媒として活発に開発されている。しかし、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの化学型の冷媒は従来の自動車の空調システムにより使用可能な潤滑剤を必要とする。この種類の冷媒に特異的な性質を有する冷却潤滑剤は、それらが混合される際に、適切な混和性、化学反応、熱及び加水分解に対する安定性、及び適切な圧力、粘度及び動的温度を示さなければならない。
【０００４】
車両の燃料の節約を実現するためにハイブリッド及び電動の空調コンプレッサの利用に対する産業界の注目が増加するにつれて、ベルト駆動のコンプレッサ（例えば、ベルト駆動式ＨＦＯ−１２３４ｙｆコンプレッサ）用に開発された潤滑剤の技術が、潤滑剤の電気的な性質を熟慮する必要がある電気駆動式のコンプレッサにおける使用に応用されることが更に望まれている。
【０００５】
有機ポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）の潤滑剤は、例えばハニーウェル（Honeywell）の米国特許出願第２００７／００６９１７５号に教示されるように周知である。米国特許出願第２００７／００６９１７５号は、ポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）タイプの有機潤滑剤を含む様々な潤滑剤との様々なフルオロアルケンの混合物を教示している。米国特許出願第２００７／００６９１７５号は、潤滑剤の一つの構造型の別のものに対する適合性は教示していない。また、当該開示は、冷房及び空調システムにおける腐食防止、熱安定性、及び向上した潤滑性をもたらすために一般に利用されている添加剤の技術に関して、フルオロアルケンタイプの冷媒のシステム安定性に対する重大な影響、並びに潤滑剤の観点から必要とされる改良に言及していない。
【０００６】
冷房／空調システムのモータ内蔵型コンプレッサにおけるＰＡＧタイプの潤滑剤の使用は、出光の特開平０４−０１５２９５号において言及されている。特開平０４−０１５２９５号は特定の種類のＰＡＧの精製にアニオン及び／又はカチオン交換樹脂を用いることを開示している。
【０００７】
したがって、産業界には、ＨＦＯ冷媒との使用、特にＨＦＯ−１２３４ｙｆとの使用に適した潤滑剤、並びにモータ内蔵圧縮式冷房／空調システムにおける使用に適した潤滑剤に対する需要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願第２００７／００６９１７５号明細書
【特許文献２】特開平０４−０１５２９５号公報
【発明の概要】
【０００９】
フルオロアルケン冷媒と使用するポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体であって、ポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体は、式ＲＸ（ＲａＯ）ｘ（ＲｂＯ）ｙＲｃを有するＰＡＧを含み、Ｒは、１から１０個の炭素原子を有するアルキル基、１から１０個の炭素原子を有するアシル基、２から６の原子価を有する脂肪族炭化水素基、及び一つ以上のヘテロ原子が酸素である複素環を含む置換基からなる群から選択され、ＸはＯ及びＳからなる群から選択され、ＲａはＣ２のアルキレン基であり、ＲｂはＣ３のアルキレン基であり、ＲｃはＲと同じ又はＨであり、ｘ及びｙはそれぞれ独立して０から１００の整数であり、ｘ＋ｙの合計は約５から約１００の範囲の整数である。ある実施形態においては、ｘは０であり、ポリアルキレングリコール潤滑剤は、冷房／空調システムにおいてフルオロアルケン冷媒と組み合わせての使用に適していると共に、式ＲＸ（ＲｂＯ）ｙＲｃを有するＰＡＧを含み、Ｒは、１から１０個の炭素原子を有するアルキル基及び脂肪族炭化水素からなる群から選択され、Ｘは酸素原子であり、Ｒｂは３個の炭素原子を有するアルキレン基からなる群から選択され、Ｒｃは１から１０個の炭素原子を有するアルキル基及び脂肪族炭化水素からなる群から選択され、ｙは約５から約１００の範囲の整数である。ある実施形態においては、Ｒ、Ｒｃ、又はその両方が１から３個の炭素原子を含むアルキル基から選択される。ポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体は少なくとも３０ｃＳｔ（ｍｍ２／ｓ）の動粘度を有しても良い。ポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体は少なくとも１５０の粘度指数を有しても良い。ある実施形態におけるポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体は、モータ内蔵圧縮式の冷房及び空調システムにおいてフルオロアルケン冷媒と組み合わせた使用に適しており、ポリアルキレングリコールに用いられる精製技術により、ポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体は０．０３ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の合計酸価、３０ｐｐｍ未満のカチオン含有率、及び３００ｐｐｍ未満の含水率を示す。そのようなポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体は、モータ内蔵型コンプレッサにおいて漏電がほとんど観察されない、つまり２０℃において１×１０１２Ωｃｍの最小体積抵抗率を示すために望ましい電気的性質を有しても良い。
【００１０】
本明細書において同様に開示されているものは、冷房／空調システムにおいてフルオロアルケン冷媒と共に使用される潤滑剤組成物であり、潤滑剤組成物は少なくとも一つの添加剤及び式ＲＸ（ＲｂＯ）ｙＲｃを有するＰＡＧを含んでおり、Ｒは１から１０個の炭素原子を含むアルキル基及び脂肪族炭素水素からなる群から選択され、Ｘは酸素原子であり、Ｒｂは３個の炭素原子を含むアルキレン基からなる群から選択され、Ｒｃは１から１０個の炭素原子を含むアルキル基及び脂肪族炭化水素からなる群から選択され、ｙは約５から約１００の範囲の整数である。ある実施形態において、少なくとも一つの添加剤は、耐磨耗又は極圧添加剤、抗酸化剤、腐食防止剤、及び酸捕捉剤から選択される。ある実施形態における潤滑剤組成物は、３，５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシベンゼンプロパン酸Ｃ７−Ｃ９分岐アルキルエステル（benzenpropanoic acid, 3,5-bis(1,1-dimethyl-100%ethyl)-4-hydroxy,C7-C9 branched alkyl esters）、及びＮ−フェニルベンゼンジアミンと２，４，４−トリメチルペンテンの反応物（benzenamine, N-phecyl, reaction products with 2,4,4-trimethylpentene）からなる群から選択される少なくとも一つの抗酸化剤を含む。ある実施形態における潤滑剤組成物は、Ｎ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）−４−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メチルアミン（N,N-bis(2-ethylhexyl)-4-methyl-1H-benzotriazole-1-methylamine）及びＮ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）−５−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メチルアミン（N,N-bis(2-ethylhexyl)-5-methyl-1H-benzotriazole-1-methylamine）の異性体混合物からなる群から選択される少なくとも一つの腐食防止剤を含む。ある実施形態における潤滑剤組成物は、Ｃ１１〜１４の分岐したアルキルアミン、リン酸モノヘキシル及びリン酸ジヘキシルからなる群から選択される極圧又は耐磨耗添加剤を含む。ある実施形態における潤滑剤組成物は、エポキシ基を有する酸捕捉剤を含む。
【００１１】
本明細書において同様に開示されているものは、圧縮式冷房、空調又はヒートポンプシステムに使用される作動流体組成物であり、作動流体組成物は、３又は４個の炭素原子及び少なくとも一つであり２個以下の二重結合を有するフルオロアルケンと、潤滑性を付与するのに有効な量の潤滑剤とを含み、フルオロアルケン及び最大で１０重量％の潤滑剤を含む混合物は−６０℃から＋２９．５℃の範囲の全ての温度において一つの液相を維持し、潤滑剤は式ＲＸ（ＲｂＯ）ｙＲｃを有するＰＡＧを含むポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体を全体的又は部分的に含み、Ｒは１から１０個の炭素原子を含むアルキル基及び脂肪族炭化水素からなる群から選択され、Ｘは酸素原子であり、Ｒｂは３個の炭素原子を含むアルキレン基からなる群から選択され、Ｒｃは１から１０個の炭素原子を含むアルキル基及び脂肪族炭化水素からなる群から選択され、ｙは約５から約１００の範囲の整数である。ある実施形態における作動流体組成物は、潤滑性を付与するために有効な量の潤滑剤を含み、フルオロアルケンと最大で５０重量％の潤滑剤とを含む混合物は−６０℃から＋２９．５℃の範囲における全ての温度において一つの液相を維持する。
【００１２】
本明細書において同様に開示されるものは、モータ内蔵圧縮式冷房／空調システムにおいて使用されるポリアルキレングリコールベースの潤滑剤組成物であり、ポリアルキレンベースの潤滑剤組成物は、式ＲＸ（ＲａＯ）ｘ（ＲｂＯ）ｙＲｃを有するＰＡＧを含むポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体を含み、Ｒは、１から１０個の炭素原子を有するアルキル基、１から１０個の炭素原子を有するアシル基、２から６の原子価を有する脂肪族炭化水素基、及び一つ以上のヘテロ原子が酸素である複素環を有する置換基からなる群から選択され、ＸはＯ及びＳからなる群から選択され、ＲａはＣ２のアルキレン基であり、ＲｂはＣ３のアルキレン基であり、ＲｃはＲと同じ又はＨであり、ｘ及びｙはそれぞれ独立して０から１００までの整数であり、ｘ＋ｙの合計は約５から約１００の範囲の整数であり、ポリアルキレングリコールが精製されることによって、精製されたポリアルキレングリコールが０．０３ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の合計酸価、３０ｐｐｍ未満のカチオン含有率、及び３００ｐｐｍ未満の含水率を有すると共に、２０℃において１×１０１２Ωｃｍの最小体積抵抗率を示す、すなわち、潤滑剤がモータ内蔵コンプレッサにおいてほとんど漏電しない。同様に開示されているものは、二酸化炭素（Ｒ７４４）及びフルオロカーボン１，１，１，２−テトラフルオロエタン（Ｒ１３４ａ）からなる群から選択される冷媒と、ポリアルキレングリコールベースの潤滑剤組成物とを含む作動組成物である。
【００１３】
本明細書において同様に開示されるものは、冷房又は空調システムにおいてフルオロアルケン冷媒との使用に適したポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体であり、ポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体は、１から１０個の炭素原子を含む単純なアルコキシ基で終端しているオキシプロピレンのホモポリマーを含む。ある実施形態において、オキシプロピレンのホモポリマーは少なくとも一つのメトキシ基で終端している。ある実施形態においては、オキシプロピレンのホモポリマーの各端がメトキシ基で終端している。ある実施形態においては、１から１０個の炭素原子を含む単純なアルコキシ基によって終端しているオキシプロピレンのホモポリマーを含むポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体は、約５から約１００のオキシプロピレン単位を含み、少なくとも３０ｃＳｔ（ｍｍ２／ｓ）の動粘度と少なくとも１５０の粘度指数とを有する。同様に開示されるものは、モータ内蔵圧縮式冷房又は空調システムにおいてフルオロアルケン冷媒との使用に適した潤滑剤組成物であり、潤滑剤組成物は、１から１０個の炭化水素を含む単純なアルコキシ基によって終端しているオキシプロピレンのホモポリマーを含み、約０．０３ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の合計酸価、約３０ｐｐｍ未満のカチオン含有率、及び約３００ｐｐｍ未満の含水率を示す。そのような潤滑剤組成物は、２０℃において少なくとも１×１０１２Ωｃｍの最小体積抵抗率を示しても良い。
【００１４】
本明細書において同様に開示されるものは、冷房／空調システムにおいてフルオロアルケン冷媒と共に使用される潤滑剤組成物であり、潤滑剤組成物は、１から１０個の炭素原子を含む単純なアルコキシ基によって終端されているオキシプロピレンのホモポリマーと少なくとも一つの添加剤とを含み、少なくとも一つの添加剤は、３，５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシベンゼンプロパン酸Ｃ７−Ｃ９分岐アルキルエステル、Ｎ−フェニルベンゼンジアミンと２，４，４−トリメチルペンテンの反応物、Ｎ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）−４−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メチルアミンとＮ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）−５−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メチルアミンとの異性体混合物、Ｃ１１−１４の分岐したアルキルアミン、リン酸モノヘキシル、リン酸ジヘキシル、及びエポキシ基を有する酸捕捉剤からなる群から選択される。
【００１５】
本明細書において同様に開示されるものは、圧縮式冷房、空調及びヒートポンプシステムにおいて使用される作動流体組成物であり、３又は４個の炭素原子と少なくとも一つであり２個以下の二重結合を有するフルオロアルケンと、潤滑性を付与するのに有効な量の潤滑剤組成物とを含み、フルオロアルケンと最大で５０重量％の潤滑剤組成物とを含む混合物は−６０℃から＋２９．５℃の全ての温度において単一の液相を示し、潤滑剤組成物は、１から１０個の炭素原子を有する単純なアルコキシ基によって終端しているオキシプロピレンのホモポリマーを含むポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体を全体的又は部分的に含む。
【００１６】
同様に開示されるものは、モータ内蔵圧縮式冷房及び空調システムにおいて二酸化炭素（Ｒ７４４）及びフルオロカーボン１，１，１，２−テトラフルオロエタン（Ｒ１３４ａ）からなる群から選択される冷媒と共に使用されるポリアルキレングリコールベースの潤滑剤組成物であり、ポリアルキレングリコールベースの潤滑剤組成物は精製されたポリアルキレングリコールを含み、ポリアルキレングリコールベースの潤滑剤組成物は０．０３ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の合計酸価、約３０ｐｐｍ未満のカチオン含有率、及び約３００ｐｐｍ未満の含水率を示すと共に、２０℃において少なくとも１×１０１２Ωｃｍの最小体積抵抗率を示す。同様に開示されるものは、ほとんど漏電しない冷房又は空調システムのモータ内蔵コンプレッサを稼動する方法であり、当該方法は、冷媒とポリアルキレングリコールベースの潤滑剤組成物とを含む作動流体組成物を用いてコンプレッサを稼動することを含む。
【００１７】
したがって、本明細書に記載されている実施形態は、ある種の従来の潤滑剤に関する様々な短所を解決することを意図する特徴及び利点の組み合わせを有する。上述の様々な特徴は他の特徴と同様に、以下の様々な実施形態の詳細な説明を読み、図を参照し、請求項を検討することにより、当業者に容易に明確になるであろう。
【００１８】
本発明の様々な実施形態のより詳細な説明のために、添付図面が参照される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は本開示の一実施形態におけるＰＡＧベースの潤滑剤の含水率に応じた体積抵抗率（Ωｃｍ）のプロットである。
【図２】図２は本開示の一実施形態におけるＰＡＧベースの潤滑剤の合計酸価に応じた体積抵抗率（Ωｃｍ）のプロットである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
表記及び命名
異なる記載が無ければ、“ベース流体”、“潤滑剤”、及び“潤滑油”は本明細書中において相互に交換可能に使用される。
【００２１】
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３などの語句の使用は、示される数の炭素原子を有する官能基を表すことを意図している。すなわち、Ｃ１の官能基は１個の炭素原子を有し、Ｃ２の官能基は２個の炭素原子を有し、Ｃ３の官能基は３個の炭素原子を有し、他も同様である。
【００２２】
表現“冷房／空調”の使用は、“冷房、空調、又はその両方”を意味することを意図している。
【００２３】
表現“極圧／耐磨耗添加剤”の使用は、“極圧添加剤、耐磨耗添加剤、極圧及び耐磨耗添加剤として機能する添加剤、又は極圧添加剤及び耐磨耗添加剤の組み合わせ”を意味することを意図している。
【００２４】
“作動流体組成物”は、本明細書において“作動流体組成物”と呼ばれることがあっても良い。
【００２５】
本明細書において開示されるものは、フルオロアルケン（例えばＨＦＯ−１２３４ｙｆ）の冷房及び空調システムでの使用及び／又はモータ内蔵コンプレッサを用いた使用に適した種類のベース流体、ベース流体を含む冷却及び潤滑剤組成物、並びにベース流体を含む潤滑剤及び冷却組成物を調製する方法である。ある実施形態において、ベース流体は、ＨＦＯ（例えばＨＦＯ−１２３４ｙｆ）の冷房及び空調システムにおける使用に所望される性質の最適なバランスを提供するよう設定された添加剤成分と組み合わされる。ある実施形態では、ベース流体は、モータ内蔵型コンプレッサ（例えば自動車の電動コンプレッサ）における潤滑剤の利用に所望される電気的な性質を提供するのに十分な純度を有している。高純度のベース流体はＨＦＯ又は別の冷媒と共に使用可能であっても良い。そのような用途の場合、潤滑剤組成物は、潤滑剤がモータ巻線に直接接触する利用態様に必要とされる電気的性質を保持する。
【００２６】
ベース流体
本開示のベース流体は、ポリアルキレングリコールを含む。ある実施形態においては、ＰＡＧベース流体はモータ内蔵型コンプレッサを用いた使用に適している、又はモータ内蔵型コンプレッサにおける使用に適するように精製されている。ある実施形態では、ＰＡＧベース流体は、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ冷媒などのフルオロアルケン冷媒との使用に適している。
【００２７】
ある実施形態において、ＰＡＧベース流体は式（１）で表される化学式を有するポリアルキレングリコールを含む。
ＲＸ（ＲａＯ）ｘ（ＲｂＯ）ｙＲｃ    （１）
ここで、Ｒは、１から１０個の炭素原子を有するアルキル基、１から１０個の炭素原子を有するアシル基、２から６の原子価を有する脂肪族炭化水素、及びヘテロ原子が酸素である複素環を有する置換基から選択され、ＸはＯ及びＳから選択され、ＲａはＣ２のアルキレン基であり、ＲｂはＣ３のアルキレン基であり、ＲｃはＲと同じ又はＨであり、ｘ及びｙはそれぞれ独立して０から１００以下の整数であり、ｘ＋ｙの合計は５から１００の範囲の整数である。ある実施形態では、ＸがＯである。ある実施形態では、Ｒの官能基は水素原子、Ｈ又はヘテロ原子を含まない。脂肪族炭化水素の官能基は、限定するのではないが、アルカン、アルケン、又はアルキンを含む。好適な脂肪族炭化水素の例には、メチル、ブチル、及びプロピルが含まれる。ある実施形態では、ベース流体はオキシプロピレンのホモポリマーである。
【００２８】
ある実施形態においては、ベース流体は、以下において更に説明されるように、ＨＦＯ冷媒ＨＦＯ−１２３４ｙｆと混和性である。そのような実施形態では、ベース流体はジアルコキシで終端したポリアルキレングリコールを含む。ある実施形態においては、一つ以上のアルコキシ終端はメトキシ官能基である。ある実施形態では、両方のアルコキシ終端はメトキシ官能基である。ある実施形態では、ポリアルキレングリコールは直鎖のポリアルキレングリコールである。ある実施形態では、ポリアルキレングリコールはオキシプロピレンのホモポリマーである。オキシプロピレンに加えてオキシエチレンを含むヘテロポリマーは、これらのＰＡＧが他のフルオロアルケンに対して適していたとしても、末端に水酸基を有するポリアルキレン基であるため、ＨＦＯ−１２３４ｙｆとの使用にはあまり望ましくない。したがって、ある実施形態においては、いずれのアルコキシ末端基も水酸基ではなく、ポリアルキレングリコールはオキシエチレンを含まない（すなわち、オキシプロピレンを含むヘテロポリマーを含まない）。
【００２９】
ＨＦＯ−１２３４ｙｆを含むフルオロアルケンとの使用に適したＰＡＧ潤滑剤のベース流体は、ｘが０である式（１）の化学式を有する。そのような実施形態では、ベース流体は式（２）の化学式で表される構造型を有している。
ＲＸ（ＲｂＯ）ｙＲｃ    （２）
ある実施形態においては、ベース流体は式（２）で表される化学式を有しており、ＲはＣ１からＣ１０のアルキル基及び脂肪族炭化水素基から選択され、ＸはＯであり、ＲｂはＣ３のアルキレン基であり、ＲｃはＲと同一又は別のＣ１からＣ１０のアルキル基若しくは脂肪族炭化水素であり、ｙは５から１００の範囲の整数である。ある実施形態においては、ＲはＣ１のアルキル基である。ある実施形態では、ＲはＣ１のアルキル基であり、ＲｃはＣ１のアルキル基または別のＣ２からＣ１０のアルキル基もしくは脂肪族炭化水素である。これらの実施形態では、Ｒの官能基は水素原子、Ｈ、又はヘテロ原子を含まない。
【００３０】
ある実施形態では、潤滑油のベース流体は、更なる精製工程を経ることによって、潤滑剤が２０℃で少なくとも１×１０１２Ωｃｍの体積抵抗率を示す。ある実施形態におけるポリアルキレングリコールは、最小レベルの酸又はアルカリ金属触媒のいずれか又は両方を要するように、カチオン及び／又はアニオン交換技術により精製される。ある実施形態のベース流体は、ベース流体の合計酸価が約０．０３ｍｇＫＯＨ／ｇ未満、約０．０２ｍｇＫＯＨ／ｇ未満、又は約０．０１ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であるように、提供又は精製される。ある実施形態では、ベース流体は、精製されたベース流体のカチオン含有率が約３０ｐｐｍ未満、約２０ｐｐｍ未満、又は約１０ｐｐｍ未満であるように、提供又は精製される。
【００３１】
ポリアルキレングリコールは、従来冷房／空調システムのＰＡＧ潤滑剤に利用されていたよりも全体的に低い値まで含水率を低減するために、高度な乾燥技術によって乾燥されても良い。ある実施形態におけるベース流体は、約３００ｐｐｍ未満、約２００ｐｐｍ未満、又は約１００ｐｐｍ未満の含水率で提供される又は当該含水率まで乾燥されているポリアルキレングリコールである。
【００３２】
ある実施形態では、潤滑剤ベース流体又は潤滑剤組成物は、４０℃で少なくとも３０ｃＳｔ（ｍｍ２／ｓ）、４０℃で少なくとも２０ｃＳｔ（ｍｍ２／ｓ）、又は４０℃で少なくとも１０ｃＳｔ（ｍｍ２／ｓ）の動粘度、及び又は少なくとも１５０、少なくとも１２０、又は少なくとも１００の粘度指数を有する。ある実施形態においては、最大で５０重量％の濃度で冷媒に添加されると、潤滑剤ベース流体又は潤滑剤組成物は、約−６０℃から約３０℃の間、約−７５℃から約７５℃の間、及び／又は約−１００℃から約１００℃の間で単一の液相を維持する。ある実施形態では、最大で５０重量％の濃度でフルオロアルケン冷媒（例えば、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ冷媒）に添加されると、潤滑剤ベース流体又は潤滑剤組成物は、約−４０℃及び約１０℃の間、約−５０℃から約２０℃の間、及び／又は−６０℃から約３０℃の間の温度で単一の液相を維持する。
【００３３】
潤滑剤組成物
潤滑油又はベース流体は、極圧添加剤、耐磨耗添加剤、抗酸化剤、及び抗腐食剤、消泡剤、ｐＨ調整剤、及び除水剤などの添加剤と組み合わせて使用されても良い。
【００３４】
本明細書で開示されるものは、上述のベース流体と一つ以上の添加剤とを含む組成物である。開示されるポリアルキレングリコールのベース流体への特定の添加剤の導入は、冷却、空調及び冷房システムへの追加に一般に関係する冷房及び空調システムにおける潤滑剤の性能の一部も損なうことなく、添加剤の機能に関して性能面の利点を提供することを決定している。ある実施例において、潤滑剤組成物は、一つ以上の添加剤と組み合わされた式（１）又は（２）に記載される潤滑剤のベース流体を含む。ある実施形態では、一つ以上の添加剤はこれ以降において挙げられる官能基から選択される。本明細書において開示される添加剤が開示されるベース流体と共に使用するのに特に望まれるとしても、リストは排他的ではなく、当業者に周知の他の添加剤が代替的に又は追加的に好適なものであっても良い。ベース流体に対する一つ以上の添加剤の適切な選択、組み合わせ、及び／又は濃度は、冷媒の化学的及び／又は熱安定性を損なうことなく、システム内における腐食及び圧力による磨耗に関して、最適なレベルの潤滑剤及び冷却性能を提供する。
【００３５】
ある実施形態においては、潤滑剤組成物は、約１．０％から約１０．０重量％の添加剤、約２．０重量％から約６．０重量％の添加剤、又は約３．０重量％から約５．０重量％の添加剤を含む。ある実施形態では、冷媒組成物は、約２．５重量％、２．０重量％、１．５重量％、１．０重量％、０．５重量％、又は０．２５重量％未満の添加剤を含む。
【００３６】
ある実施形態では、潤滑剤組成物は一つ以上の抗酸化剤を含んでいる。ある実施形態では、一つ以上の抗酸化剤は、限定するのではないが、３，５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシベンゼンプロパン酸分岐アルキルエステル、及びＮ−フェニルベンゼンジアミンと２，４，４−トリメチルペンテンの反応物を含む、潤滑油組成物に関連する一般的なフェノールタイプ又はアミンタイプの抗酸化剤から選択される。ある実施形態の分岐アルキルエステルは、６個の炭素（Ｃ６）から１２個の炭素（Ｃ１２）のエステル、７個の炭素（Ｃ７）から１２個の炭素（Ｃ１２）のエステル、又は７個の炭素（Ｃ７）から１２個の炭素（Ｃ１２）のエステルを含む。ある実施例においては、当業者に周知なこの種のベース流体における酸化傾向を阻害する相乗的な抗酸化効果を得るために、二つ以上の抗酸化剤がベース流体に用いられても良い。本開示に係る潤滑剤組成物又は冷媒組成物は、約０重量％から約４．０重量％の抗酸化剤、約０．１から約２．０重量％の抗酸化剤、又は約０．２から約０．８重量％の抗酸化剤を含んでも良い。
【００３７】
ある実施形態においては、潤滑剤組成物は一つ以上の腐食防止剤を更に含む。ある実施形態においては、一つ以上の腐食防止剤は、Ｎ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）−４−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メチルアミン及びＮ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）−５−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メチルアミンの異性体混合物から選択される。本開示に係る潤滑剤組成物又は冷媒組成物は、約０．０１から約１．０重量％の腐食防止剤、約０．０１から約０．５重量％の腐食防止剤、又は約０．０５から約０．１５重量％の腐食防止剤を含んでも良い。
【００３８】
ある実施形態においては、潤滑剤組成物は一つ以上の極圧／耐磨耗添加剤を含む。ある実施形態においては、一つ以上の極圧／耐磨耗添加剤は、限定するのではないが、分岐アルキルアミン、リン酸モノヘキシル及びリン酸ジヘキシルからなる群を含む、潤滑油組成物に一般に関連する硫黄及び／又はリン含有タイプから選択される。ある実施形態においては、極圧／耐磨耗添加剤は、５個の炭素（５Ｃ）から２０個の炭素（２０Ｃ）の構造（すなわち、５から２０個の炭素原子を有する）、１０個の炭素（１０Ｃ）から１５個の炭素（１５Ｃ）の構造、又は１１個の炭素（１１Ｃ）から１４個の炭素（１４Ｃ）の構造を備える分岐アルキルアミンリン酸塩を含む。本開示に係る潤滑剤組成物又は冷媒組成物は、約０．０１重量％から約１．０重量％の極圧／耐磨耗添加物、約０．０１重量％から約０．５重量％の極圧／耐磨耗添加剤、又は約０．０５重量％から約０．１５重量％の極圧／耐磨耗添加剤を含んでも良い。
【００３９】
上述したように、ある実施形態における潤滑剤組成物は、一つ以上のｐＨ調整剤を更に含む。好適なｐＨ調整剤は、限定するのではないが、エポキシ基を有する調整剤を含む。
【００４０】
ポリアルキレングリコール潤滑剤のベース流体に対する添加剤の好適な組み合わせ及び添加量は、添加剤の別の選択において見られるかもしれないシステムの化学的又は熱安定性の悪化を伴うことなく、腐食防止及び潤滑性の向上に関する最適なレベルの添加剤の性能を提供する。
【００４１】
冷媒組成物
本明細書において開示されるものは、上述したＰＡＧベースの潤滑剤ベース流体及び冷媒を含む冷媒組成物である。冷媒組成物は、上述の添加剤を一つ以上含むことが好ましい。ある実施形態においては、冷媒組成物はフルオロアルケン冷媒を含む。ある実施形態では、フルオロアルケンは３又は４個の炭素原子と、少なくとも一つであり２個以下の二重結合とを有する。ある実施形態における冷媒組成物は、１，２，３，３−テトラフルオロプロペン、２，３，３，３−テトラフルオロプロペン、１，３，３，３−テトラフルオロプロペン、３，３，３−トリフルオロプロペン、及び１，２，３，３，３−ペンタフルオロプロペンから選択される冷媒を含む。ある実施形態では、冷媒組成物はＨＦＯ冷媒であるＨＦＯ−１２３４ｙｆを含む。ある実施形態では、本開示の冷媒組成物はＨＦＯ−１２３４ｙｆを含む。ある実施形態では、本開示の冷媒組成物はＲ７４４を含む。ある実施形態では、本開示の冷媒組成物はＲ１３４ａを含む。
【００４２】
ある実施形態では、潤滑剤は式（１）で表されるＰＡＧを含み、潤滑剤はモータ内蔵型コンプレッサでほとんど漏電を起こさない。ある実施形態では、潤滑剤は式（２）で表されるＰＡＧを含み、潤滑剤は冷房／空調システムにおいてフルオロアルケン冷媒との使用に適している。ある実施形態では、潤滑剤は式（２）で表されるＰＡＧを含み、潤滑剤は圧縮式冷房、空調及びヒートポンプシステムにおける使用に適している。
【００４３】
ある実施形態では、冷媒組成物は約０重量％から約１００重量％の潤滑剤ベース流体、約０重量％から約８０重量％の潤滑剤ベース流体、又は約０重量％から約５０重量％の潤滑剤ベース流体を含む。ある実施形態においては、冷媒組成物は約５０重量％、４０重量％、３０重量％、２０重量％、１０重量％、又は５重量％未満の潤滑剤ベース流体を含む。ある実施形態においては、冷媒組成物は約０重量％から約１０重量％の添加剤、約０重量％から約５重量％の添加剤、又は約０重量％から約２．５重量％の添加剤を含む。ある実施形態においては、冷媒組成物は約２．５重量％、２．０重量％、１．５重量％、１．０重量％、０．５重量％、又は０．２５重量％未満の添加剤を含む。
【００４４】
潤滑剤を供給する方法
上述したように、本明細書において開示されるものは、ポリアルキレングリコールベースの潤滑剤を調製する方法である。当該方法は、アニオン／カチオン交換処理及び除湿技術によって潤滑剤を精製し、所望の潤滑剤特性を得ることを含む。所望される潤滑剤特性は、合計酸価、含水率、電気抵抗性、及びそれらの組み合わせから選択される一つ以上の性質の所望される値を含む。
【００４５】
ある実施形態においては、潤滑油の精製は、２０℃において少なくとも１×１０１２Ωｍの体積抵抗率を有する精製潤滑剤を生じる。１×１０１２Ωｃｍを超える体積抵抗率も、触媒及び除湿技術の組み合わせによっては実現可能である。具体的には、そのような精製は、イオン交換技術、及び／又は制御された加熱及び減圧法の組み合わせを用いた制御された除湿を含んでも良い。ＨＦＯ−１２３４ｙｆとの利用のためにＰＡＧ潤滑剤にそのような精製法を適用することは、超純質（すなわち、３０ｐｐｍ未満のカチオン含有率、３００ｐｐｍ未満の含水率、及び／又は０．０３ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の合計酸価）の単一生成物がモータ内蔵及びモータ非内蔵ＨＦＯ−１２３４ｙｆの冷房及び空調システムの両方に使用可能に適合できるようにする。さらに、自動車の空調システムに使用するための環境に優しい冷媒として提案されているＲ１３４ａなどのＨＦＣタイプを含む別の冷媒やＲ７４４などの別の冷媒と組み合わせて使用される類似のポリアルキレングリコールにそのような精製法を適用することは、これらの冷房／空調システムのモータ内蔵型コンプレッサでのＰＡＧ潤滑剤の利用を可能にするであろう。
【００４６】
ある実施形態においては、カチオン及び／又はアニオン交換法によってポリアルキレングリコールのベース流体を精製することは、最小レベルの酸又はアルカリ金属触媒の一方又は両方を提供する。ある実施形態においては、ベース流体の精製は、約０．０３ｍｇＫＯＨ／ｇ未満、約０．０２ｍｇＫＯＨ／ｇ未満、又は約０．０１ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の合計酸価を有するベース流体を提供する。ある実施形態においては、方法は、精製されたベース流体のカチオン含有率が約３０ｐｐｍ未満、約２０ｐｐｍ未満、又は約１０ｐｐｍ未満であるようにベース流体を精製することを含む。
【００４７】
ＰＡＧベースの潤滑剤を精製することは、高度の乾燥法によりベース流体を含むポリアルキレングリコールを乾燥することによって、ベース流体の含水率を冷房／空調システムにおいてＰＡＧ潤滑剤に以前利用されていたよりも一般に低い値まで低減することを含む。ある実施形態においては、乾燥することは、乾燥したベース流体の含水率が約３００ｐｐｍ、２００ｐｐｍ、又は１００ｐｐｍ未満であるように潤滑剤から水分を除去することを含む。
【００４８】
ある実施形態において、ＰＡＧベースの潤滑剤を調製することは、少なくとも３０ｃＳｔ（ｍｍ２／ｓ）、少なくとも２０ｃＳｔ（ｍｍ２／ｓ）、又は少なくとも１０ｃＳｔ（ｍｍ２／ｓ）の動粘度、及び／又は少なくとも１５０、少なくとも１２０、又は少なくとも１００の粘度指数を有する潤滑剤組成物又は潤滑剤ベース流体を生成することを含む。ある実施形態においては、潤滑剤組成物を調製することは、５０、４０、３０、２０、１０、又は５重量％未満の濃度で冷媒に添加されると、約−４０℃から約１０℃、−５０℃から約２０℃、及び／又は−６０℃から３０℃の温度で単一の液相を示す潤滑剤を提供することを含む。
【実施例】
【００４９】
実施例１．様々な構造のＰＡＧベース流体と比較した１２３４ｙｆ冷媒中における本発明のベース流体の混和性
０から５０重量％の潤滑剤の重量％濃度における冷媒ＨＦＯ−１２３４ｆｙに対するＰＡＧ潤滑剤ベース流体の混和性は、ＡＮＳＩ／ＳＨＲＡＥ８６−１９９４標準の“冷却グレードオイルのフロック点の試験方法（Methods of Testing the Floc. Point of Refrigeration Grade Oils）”に基づき決定された。潤滑剤及び冷媒は厚肉のガラス試験管に重力測定法により添加された。そして、試験管は密閉された。溶液温度が室温（２０℃）から６０℃（冷却サイクル）及び室温から＋９５℃（加熱サイクル）に徐々に変化されるにつれて、相分離が目視で観察された。相分離が起こる（すなわち、一つの相が二つに分かれる）温度は、冷却サイクル及び加熱サイクルの両方で見られ、与えられた重量％の潤滑剤濃度において最も低い値が分離温度（臨界共溶温度、ＣＳＴ）として記録された。
【００５０】
結果は表１に示されている。この結果において、サンプル１は式ＲＸ（ＲｂＯ）ｙＲｃを有するＰＡＧベース流体であり、ＲはＣ３のアルキル基であり、ＸはＯであり、ＲｂはＣ３のアルキレン基であり、ＲｃはＲと同一であり、ｙは４０℃で４６ｃＳｔ（ｍｍ２／ｓ）のベース流体の粘度をもたらす整数であった。サンプル２は、式ＲＸ（ＲｂＯ）ｙＲｃを有するＰＡＧのベース流体であり、ＲはＣ４のアルキル基であり、ＸはＯであり、ＲｂはＣ３のアルキレン基であり、ＲｃはＨであり、ｙは４０℃で４６ｃＳｔ（ｍｍ２／ｓ）のベース流体の粘度をもたらす整数であった。サンプル３は式ＲＸ（ＲｂＯ）ｙＲｃを有するＰＡＧのベース流体であり、Ｒはヘテロ原子が酸素である複素環を有するＣ１４の置換基であり、ＸはＯであり、ＲｂはＣ３のアルキレン基であり、ＲｃはＣ３のアルキル基であり、ｙは４０℃で４６ｃＳｔ（ｍｍ２／ｓ）のベース流体の粘度をもたらす整数であった。サンプル４は、式ＲＸ（ＲａＯ）ｘ（ＲｂＯ）ｙＲｃを有するＰＡＧベース流体であって、Ｒはヘテロ原子が酸素である複素環を有するＣ１４の置換基であり、ＸはＯであり、ＲａはＣ２のアルキレン基であり、ＲｂはＣ３のアルキレン基であり、ＲｃはＣ３のアルキル基であり、ｘ及びｙは（ＲａＯ）と（ＲｂＯ）の重量％の比率が等しく且つ４０℃における４６ｃＳｔ（ｍｍ２／ｓ）のベース流体の粘度をもたらす整数であった。サンプル５は式ＲＸ（ＲａＯ）ｘ（ＲｂＯ）ｙＲｃを有するＰＡＧベース流体であり、ＲはＣ３のアルキル基であり、ＸはＯであり、ＲａはＣ２のアルキレン基であり、ＲｂはＣ３のアルキレン基であり、ｘ及びｙは（ＲａＯ）と（ＲｂＯ）との重量％の比率が等しく且つ４０℃において４６ｃＳｔ（ｍｍ２／ｓ）のベース流体粘度をもたらす整数であった。
【００５１】
【表１】
2012513527.tif 000003
【００５２】
事前のスクリーニングは、およそ１０〜２０重量％の潤滑剤でＰＡＧベース流体の一般に最も低い分離温度を示したため、いくつかの（より好適ではない）サンプルに対しては、２０．０重量％の潤滑剤における名目の値が比較のために報告される。
【００５３】
表１における比較データは、サンプル１の種類の発明に係るＰＡＧベース流体は３０．０℃の最小のＣＳＴが０から５０．０重量％の潤滑剤濃度の範囲にわたって実現可能であり、この最小値は１０．０から２０．０重量％の潤滑剤濃度の範囲において一般に観察されることを示す。
【００５４】
実施例２．１２３４ｙｆ冷媒中における発明に係るベース流体と添加剤組成物との化学安定性
ＨＦＯ−１２３４ｙｆの存在下における潤滑剤サンプルの化学安定性は、ＡＮＳＩ／ＡＳＨＲＡＥ９７−１９９９標準（冷媒システム内において使用される物質の化学安定性を試験するための密閉ガラス管法）に基づいて試験された。試験条件は、１７５℃の温度、１４日間の試験期間、及び記載された含水率を含んだ。銅、アルミ、及び鋼鉄の金属片が標準法に基づいて試験サンプルに沈められた。
【００５５】
実施例２において、サンプル１ｂは式ＲＸ（ＲｂＯ）ｙＲｃを有しており、ＲはＣ３のアルキル基であり、ＸはＯであり、ＲｂはＣ３のアルキレン基であり、ＲｃはＲと同一であり、ｙは４０℃で４６ｃＳｔ（ｍｍ２／ｓ）のベース流体の粘度をもたらす整数であった。サンプル１ｂは、抗酸化剤である３，５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシベンゼンプロパン酸分岐アルキルエステル、及びＮ−フェニルベンゼンジアミンと２，４，４−トリメチルペンテンの反応物と、腐食防止剤であるＮ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）−４−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メチルアミン及びＮ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）−５−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メチルアミンの異性体混合物と、極圧（ＥＰ）／耐磨耗添加剤であるＣ１１〜Ｃ１４の分岐したアルキルアミン、リン酸モノヘキシル及びリン酸ジヘキシルとを含む。サンプル２ｂは、式ＲＸ（ＲｂＯ）ｙＲｃを有し、ＲはＣ３のアルキル基であり、ＸはＯであり、ＲｂはＣ３のアルキレン基であり、ＲｃはＨであり、ｙは４０℃において４６ｃＳｔ（ｍｍ２／ｓ）のベース流体の粘度をもたらす整数であった。サンプル２ｂは、抗酸化剤である３，５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシベンゼンプロパン酸分岐アルキルエステル、及びＮ−フェニルベンゼンジアミンと２，４，４−トリメチルペンテンの反応物と、腐食防止剤であるＮ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）−４−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メチルアミン及びＮ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）−５−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メチルアミンの異性体混合物と、ＥＰ／耐磨耗添加剤であるＣ１１〜Ｃ１４の分岐したアルキルアミン、リン酸モノヘキシル及びリン酸ジヘキシルとを含む。サンプル３ｂは式ＲＸ（ＲｂＯ）ｙＲｃを有し、Ｒはヘテロ原子が酸素である複素環を有するＣ１４の置換基であり、ＸはＯであり、ＲｂはＣ３のアルキレン基であり、ＲｃはＣ３のアルキル基であり、ｙは４０℃で４６ｃＳｔ（ｍｍ２／ｓ）のベース流体の粘度をもたらす整数であった。サンプル３ｂは、抗酸化剤である３，５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシベンゼンプロパン酸分岐アルキルエステル、及びＮ−フェニルベンゼンジアミンと２，４，４−トリメチルペンテンの反応物と、腐食防止剤であるＮ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）−４−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メチルアミン及びＮ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）−５−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メチルアミンの異性体混合物と、ＥＰ／耐磨耗添加剤であるＣ１１〜Ｃ１４の分岐したアルキルアミン、リン酸モノヘキシル及びリン酸ジヘキシルとを含む。サンプル６は、式ＲＸ（ＲｂＯ）ｙＲｃを有する比較サンプルであり、ＲはＣ３のアルキル基であり、ＸはＯであり、ＲｂはＣ３のアルキレン基であり、ＲｃはＲと同一であり、ｙは４０℃で４６ｃＳｔ（ｍｍ２／ｓ）のベース流体の粘度をもたらす整数であった。比較サンプル６は、腐食防止剤又はＥＰ／耐磨耗添加剤に関して阻害しないリン酸トリクレジル抗酸化剤（冷却油用途に用いられる名目上の種類）を含む。サンプル７は式ＲＸ（ＲｂＯ）ｙＲｃを有し、ＲはＣ３のアルキル基であり、ＸはＯであり、ＲｂはＣ３のアルキレン基であり、ＲｃはＲと同一であり、ｙは４０℃で４６ｃＳｔ（ｍｍ２／ｓ）のベース流体の粘度をもたらす整数であった。サンプル７は、抗酸化剤である３，５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシベンゼンプロパン酸分岐アルキルエステル、及びＮ−フェニルベンゼンジアミンと２，４，４−トリメチルペンテンの反応物と、腐食防止剤であるＮ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）−４−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メチルアミン及びＮ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）−５−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メチルアミンの異性体混合物と、ＥＰ／耐磨耗添加剤であるＣ１１−Ｃ１４の分岐したアルキルアミン、リン酸モノヘキシル及びリン酸ジヘキシルと、エポキシ型の酸捕捉剤である１−メチル−４−（２−メチルオキシラニル）−７−オキサビシクロ［４．１．０］ヘプタン（1-methyl-4-(2-methyloxiranyl)-7-oxabixyclo[4.1.0] heptane）及びｐ−tert−ブチルフェニル−１−（２，３−エポキシ）プロピルエーテルを含む。
【００５６】
結果は表２に示されている。表２の比較データは、標準状態（１７５℃、１４日、１０００ｐｐｍ含水率）の試験において、（混和性に基づき選択された）発明に係るベース流体との使用が提案された添加剤は、試験片の腐食及び顕著な油の分解が無いことによって証明されるように許容可能なレベルの化学安定性と、許容可能なレベルの試験後の合計酸価及びフッ化物イオンとをもたらすことを示している。
【００５７】
サンプル１及び７（発明に係るベース流体の種類と添加物の組み合わせ）の比較は、サンプル７は化学的な不安定性を向上する密閉ガラス管中での部分的な空気の含有を許容するより厳しい試験条件に晒されており、更なる添加剤の最適化によって化学安定性の向上が実現可能であることを示している。
【００５８】
【表２】
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【００５９】
実施例３．ＰＡＧベース流体の精製に応じた電気抵抗率
ＰＡＧの電気的な性質に影響を与えると考えられる印紙に関連する様々な生成物の性質に対して考察がなされている。ポリオールエステルの一般的な構造（潤滑剤への漏電を考慮する必要がある冷却回路において一般に用いられる種類のＭＰＥ、ＤＰＥ、ＴＭＰ、ＰＥポリオールタイプ）に関連するＰＡＧの化学構造に適用される理論上の化学原理は、これらの二つの合成潤滑剤の種類の電気抵抗率における違いの固有の原因を特定していない。
【００６０】
ＰＯＥ潤滑剤は、残留酸のレベルを（反応終了に必要な場合、）通常は０．０１ｍｇＫＯＨ／ｇに下げる、及び含水率のレベルを（冷却回路における化学安定性に必要な場合はＡＳＨＲＡＥ９７試験により規定されるように）一般に５０ｐｐｍに下げるために歴史的に製造されてきた。
【００６１】
ＰＡＧの化学構造はそれ自体では実現可能な電気的性質を限定しておらず、ＰＡＧ生成における最近の進歩及び処理後の技術はハイブリッド／電動コンプレッサに対する需要に応じて電気抵抗性を備えて製造可能になっていることが提唱されている。この低効率の標準は、自動車の空調産業において現在は明確に特定されていないが、１×１０１２Ωｃｍ程度であると考えられている。
【００６２】
電気的性質に潜在的に影響を与えると考えられる主要な質の要素は、含水率、合計酸価、及び残留イオン種（主にＫ＋／Ｎａ＋）である。
【００６３】
実施例３では、乾燥した中性サンプルを生成するために、サンプルは、窒素のパージ／減圧の適用により３０ｐｐｍ未満に乾燥され、弱い有機酸／アルカリを用いることによって中性化された。残留したＮａ＋及びＫ＋のレベルを決定するために、ＩＣＰ解析が用いられた。含水率に応じた電気抵抗率を評価するためのサンプルは、商業スケールで採用される最小のＴＡＮの仕様に基づき、０．０３ｍｇＫＯＨ／ｇの合計酸価で更に標準化された。ＴＡＮに応じた電気抵抗率を評価するためのサンプルは、ＰＡＧタイプの潤滑剤に対して現実的に再現可能な最も乾燥した状態である５０ｐｐｍの含水率で更に標準化された。
【００６４】
比較サンプルの電気抵抗率はＩＥＣ２４７（絶縁液体の関連する誘電率、誘電正接、及び直流抵抗率の測定法）に基づき決定された。行われた全ての作業は、サンプル１のような潤滑剤、すなわち、式ＲＸ（ＲｂＯ）ｙＲｃを有するＰＡＧ潤滑剤であって、ＲはＣ３のアルキル基であり、ＸはＯであり、ＲｂはＣ３のアルキレン基であり、ＲｃはＲと同一であり、ｙは４０℃において４６ｃＳｔ（ｍｍ２／ｓ）のベース流体粘度をもたらす整数である潤滑剤を用いた。
【００６５】
図１は含水率に応じた体積抵抗率（Ωｃｍ）のプロットである。図１において、全てのサンプルの合計酸価は０．０３ｍｇＫＯＨ／ｇであり、アルカリ金属イオンの含有率は全てのサンプルにおいて３０ｐｐｍであった。図２は合計酸価に応じた体積抵抗率（Ωｃｍ）のプロットである。図２において、含水率は全てのサンプルにおいて５０ｐｐｍであり、アルカリ金属イオンの含有率は全てのサンプルにおいて３０ｐｐｍであった。
【００６６】
２０℃における少なくとも１×１０１２Ωｃｍの最小体積抵抗率を実現するために、ポリアルキレングリコールベースの潤滑剤組成物が約０．０３ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の合計酸価、約３０ｐｐｍ未満のカチオン含有率、及び約３００ｐｐｍ未満の含水率を示すように、精製処理が採用されることが決定された。
【００６７】
本発明の好適な実施形態が示されて説明されたが、本発明の精神及び教示から逸脱することなくそれらの改良が当業者によって行われるであろう。本明細書において説明された実施形態及び提供された実施例は単なる例示であり、限定することを意図していない。本明細書において開示された発明の多くの変更及び改良は可能であると共に本発明の範囲に属する。したがって、保護の範囲は上述の説明によっては限定されず、以下の請求項によってのみ限定されており、その範囲は請求項の対象物の全ての均等物を含む。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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