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公開番号2024092513
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-08
出願番号2022208501
出願日2022-12-26
発明の名称粘度指数向上剤、冷凍機油及び冷凍機用作動流体組成物
出願人ENEOS株式会社,三洋化成工業株式会社
代理人弁理士法人WisePlus
主分類C10M 147/04 20060101AFI20240701BHJP(石油,ガスまたはコークス工業;一酸化炭素を含有する工業ガス;燃料;潤滑剤;でい炭)
要約【課題】冷媒及び含酸素原子基油に対する溶解性に優れ、冷凍機油に用いた場合に粘度指数向上効果が高く、冷凍機油用に好適な粘度指数向上剤を提供すること。
【解決手段】一般式(1)で表されるフッ素原子を有する単量体(a)及び一般式(2)で表される単量体(b)を必須構成単量体とする共重合体を含有する粘度指数向上剤。
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【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
下記一般式（１）で表されるフッ素原子を有する単量体（ａ）及び下記一般式（２）で表される単量体（ｂ）を必須構成単量体とする共重合体（Ａ）を含有する粘度指数向上剤。
TIFF
2024092513000011.tif
35
156
［一般式（１）において、Ｒ
１
は水素原子又はメチル基；Ｒ
２
は炭素数２～４のアルキレン基；ｐは０又は１の整数；ｑは０～２０の整数であり、ｑが２以上の場合、Ｒ
２
は同一でも異なっていても良い。；Ｙは炭素数１～４０の炭化水素基中の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されている一価の基である。］
TIFF
2024092513000012.tif
35
156
［一般式（２）においてＲ
３
は水素原子又はメチル基；－Ｘ
１
－は－Ｏ－又は－ＮＨ－で表される基；Ｒ
４
は炭素数２～４のアルキレン基；ｒは０又は１の整数；ｓは０～２０の整数であり、ｓが２以上の場合、Ｒ
４
は同一でも異なっていても良い。；Ｒ
５
は炭素数３～７の分岐アルキル基である。］
続きを表示（約 690 文字）【請求項２】
前記単量体（ｂ）が、炭素数３～７の分岐アルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルである請求項１に記載の粘度指数向上剤。
【請求項３】
前記単量体（ａ）が、一般式（１）におけるＹが、炭素数６～２０の直鎖又は分岐鎖の鎖状脂肪族炭化水素基中の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されている一価の基である単量体である請求項２に記載の粘度指数向上剤。
【請求項４】
前記共重合体（Ａ）の重量平均分子量が１，０００～２，０００，０００である請求項１～３のいずれかに記載の粘度指数向上剤。
【請求項５】
さらに含酸素原子基油を含有する請求項１～３のいずれかに記載の粘度指数向上剤。
【請求項６】
潤滑油基油と、請求項１～３のいずれかに記載の粘度指数向上剤とを含有する冷凍機油。
【請求項７】
前記潤滑油基油が、含酸素原子基油を含有する請求項６に記載の冷凍機油。
【請求項８】
前記含酸素原子基油が、エステル油（Ｂ１）、ポリビニルエーテル（Ｂ２）及びポリアルキレングリコール（Ｂ３）からなる群より選ばれる少なくとも１種である請求項７に記載の冷凍機油。
【請求項９】
請求項６に記載の冷凍機油と、冷媒とを含有する冷凍機用作動流体組成物。
【請求項１０】
前記冷媒が飽和フッ化炭化水素冷媒、不飽和フッ化炭化水素冷媒及び自然冷媒からなる群より選ばれる少なくとも１種の冷媒又は２種以上の混合冷媒である請求項９に記載の冷凍機用作動流体組成物。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、粘度指数向上剤、冷凍機油及び冷凍機用作動流体組成物に関する。
続きを表示（約 3,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年のオゾン層破壊の問題から、クロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）やハイドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ）に代えて、冷凍機油用の冷媒としてハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）が冷媒として使用されつつある。さらにＨＦＣ冷媒よりも地球温暖化係数（ＧＷＰ）が低い冷媒の開発がなされている。このような冷媒に対する相溶性が良いため、近年は冷凍機油用の潤滑油（含酸素原子基油）としてＰＯＥ（ポリオールエステル）などが使用されている（例えば、特許文献１、２）。
また、近年、省エネルギー化の観点から、冷凍機油には、粘度指数をさらに高くすることが求められているが、ＰＯＥの組成を変更して粘度指数を高くすることには限界がある。一方、粘度指数を向上させるためにポリアルキレングリコールやアルキルメタクリレート共重合体等の粘度指数向上剤を用いる冷凍機油が知られている（例えば、特許文献３～７）。しかしながら、上記の粘度指数向上剤は冷媒に対する相溶性が不十分であり、特に低温での相溶性が不十分である。
一方、フッ素原子を有する単量体を構成単量体として含む共重合体を粘度指数向上剤として用いることが知られている（例えば特許文献８、９）。しかしながら、これらの粘度指数向上剤は冷媒及び潤滑油を含む冷凍機油に溶解せず、冷凍機油用の粘度指数向上剤として用いることができない問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平９－３０２３７０号公報
特開２０１９－１５８２３３号公報
特開２０１７－０５７２７８号公報
特許第６９２５３２３号公報
特許第６８２６９８７号公報
特許第６７９３１２７号公報
特開２０１７－１９７６６２号公報
特開平１－２４５００５号公報
特許第５７５５４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、冷媒及び含酸素原子基油に対する溶解性に優れ、冷凍機油に用いた場合に粘度指数向上効果が高く、冷凍機油用に好適な粘度指数向上剤を提供することである。また、本発明の別の目的は、高粘度指数であり、低温での動粘度が低いとともに、低温での冷媒相溶性にも優れる冷凍機油を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者等は、鋭意検討した結果、本発明に至った。
すなわち本発明は、下記一般式（１）で表されるフッ素原子を有する単量体（ａ）及び、下記一般式（２）で表される単量体（ｂ）を必須構成単量体とする共重合体（Ａ）を含有する粘度指数向上剤を提供する。
TIFF
2024092513000001.tif
35
156
［一般式（１）において、Ｒ
１
は水素原子又はメチル基；Ｒ
２
は炭素数２～４のアルキレン基；ｐは０又は１の整数；ｑは０～２０の整数であり、ｑが２以上の場合、Ｒ
２
は同一でも異なっていても良い。；Ｙは炭素数１～４０の炭化水素基中の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されている一価の基である。］
TIFF
2024092513000002.tif
35
156
［一般式（２）においてＲ
３
は水素原子又はメチル基；－Ｘ
１
－は－Ｏ－又は－ＮＨ－で表される基；Ｒ
４
は炭素数２～４のアルキレン基；ｒは０又は１の整数；ｓは０～２０の整数であり、ｓが２以上の場合、Ｒ
４
は同一でも異なっていても良い。；Ｒ
５
は炭素数３～７の分岐アルキル基である。］
また、本発明の一側面は、潤滑油基油と、前記粘度指数向上剤とを含有する冷凍機油である。
本発明の他の一側面は、前記冷凍機油と、冷媒とを含有する冷凍機用作動流体組成物である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によると、冷媒及び含酸素原子基油に対する溶解性に優れ、冷凍機油に用いた場合に粘度指数向上効果が高く、冷凍機油用に好適な粘度指数向上剤を提供することができる。また、本発明によると、高粘度指数であり、低温での動粘度が低いとともに、低温での冷媒相溶性にも優れる冷凍機油を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明の粘度指数向上剤は、下記一般式（１）で表されるフッ素原子を有する単量体（ａ）及び下記一般式（２）で表される単量体（ｂ）を必須構成単量体とする共重合体（Ａ）を含有する粘度指数向上剤である。
TIFF
2024092513000003.tif
35
156
［一般式（１）において、Ｒ
１
は水素原子又はメチル基；Ｒ
２
は炭素数２～４のアルキレン基；ｐは０又は１の整数；ｑは０～２０の整数であり、ｑが２以上の場合、Ｒ
２
は同一でも異なっていても良い。；Ｙは炭素数１～４０の炭化水素基中の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されている一価の基である。］
TIFF
2024092513000004.tif
35
156
［一般式（２）においてＲ
３
は水素原子又はメチル基；－Ｘ
１
－は－Ｏ－又は－ＮＨ－で表される基；Ｒ
４
は炭素数２～４のアルキレン基；ｒは０又は１の整数；ｓは０～２０の整数であり、ｓが２以上の場合、Ｒ
４
は同一でも異なっていても良い。；Ｒ
５
は炭素数３～７の分岐アルキル基である。］
前記単量体（ａ）が、一般式（１）におけるＹが炭素数６～２０の直鎖又は分岐鎖の鎖状脂肪族炭化水素基中の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されている一価の基であることが好ましい。また、前記単量体（ｂ）が、炭素数３～７の分岐アルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルであることが好ましい。
また、前記共重合体（Ａ）の重量平均分子量は、１，０００～２，０００，０００であることが好ましい。
また、本発明の粘度指数向上剤は、前記共重合体（Ａ）に加え、さらに含酸素原子基油を含有することが好ましい。なお、本発明の粘度指数向上剤に含有されうる含酸素原子基油（含酸素原子基油（Ｂ）ともいう。）は、共重合体合成時の重合溶剤若しくは共重合体の希釈溶剤として好ましく用いられるが、後述する冷凍機油における潤滑油基油として用いられる含酸素原子基油と同一であっても異なっていてもよい。
【０００８】
＜共重合体（Ａ）＞
本発明において、共重合体（Ａ）は、前記一般式（１）で表されるフッ素原子を有する単量体（ａ）及び前記一般式（２）で表される単量体（ｂ）を必須構成単量体とする共重合体である。
本発明において、前記共重合体（Ａ）を使用することにより、冷凍機用作動流体組成物に用いた場合に、冷媒（Ｃ）に対する潤滑油基油の量が少ない場合でも、共重合体（Ａ）が冷凍機用作動流体組成物中で析出することなく粘度指数向上効果を発揮することができる。
【０００９】
単量体（ａ）について説明する。
一般式（１）において、Ｒ
１
は水素原子又はメチル基を表し、粘度指数向上効果の観点から、メチル基が好ましい。
【００１０】
一般式（１）において、Ｒ
２
は炭素数２～４のアルキレン基を表し、エチレン基、イソプロピレン基、１，２－又は１，３－プロピレン基、イソブチレン基及び１，２－、１，３－又は１，４－ブチレン基等が挙げられ、粘度指数向上効果の観点から、エチレン基が好ましい。
Ｒ
２
Ｏは炭素数２～４のアルキレンオキシ基を表し、エチレンオキシ基、１，２－又は１，３－プロピレンオキシ基、及び１，２－、１，３－又は１，４－ブチレンオキシ基等が挙げられる。
ｐは０又は１の整数である。
ｑは０～２０の整数であり、含酸素原子基油（Ｂ）への溶解性の観点から、好ましくは０～４の整数、更に好ましくは０～２の整数である。
ｑが２以上の場合のＲ
２
は同一でも異なっていても良く、（Ｒ
２
Ｏ）
ｑ
部分はブロック状でもランダム状でもよい。なお、ブロック状とはＲ
２
が同じであるものが２個以上連続して結合していることを意味する。
（【００１１】以降は省略されています）

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