冷凍回路用樹脂材料
【課題】冷媒としてＲ１２３４ｙｆが用いられている冷凍回路において、少なくとも冷媒自体もしくは冷媒の分解成分に対する化学的耐性を有する冷凍回路用樹脂材料を提供する。
【解決手段】冷媒を圧縮する圧縮機２と、圧縮した冷媒を凝縮する凝縮器３と、凝縮した冷媒を減圧・膨張する減圧・膨張手段４と、減圧・膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器５とを備えた冷凍回路内の、冷媒と直接接触する部位に設けられる樹脂材料であって、前述の冷凍回路に、冷媒としてＲ１２３４ｙｆが用いられる際に、少なくとも冷媒自体もしくは冷媒の分解成分に対し化学的耐性を有する。
【解決手段】冷媒を圧縮する圧縮機２と、圧縮した冷媒を凝縮する凝縮器３と、凝縮した冷媒を減圧・膨張する減圧・膨張手段４と、減圧・膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器５とを備えた冷凍回路内の、冷媒と直接接触する部位に設けられる樹脂材料であって、前述の冷凍回路に、冷媒としてＲ１２３４ｙｆが用いられる際に、少なくとも冷媒自体もしくは冷媒の分解成分に対し化学的耐性を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷凍回路用樹脂材料に関し、とくに、冷媒としてＲ１２３４ｙｆが使用されている冷凍回路に用いて好適な樹脂材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両用空調装置等に用いられる冷凍回路は、図１に示すような基本構成を有している。図１において、冷凍回路１は、冷媒を圧縮する圧縮機２と、圧縮した冷媒を凝縮する凝縮器３と、凝縮した冷媒を減圧・膨張させる減圧・膨張手段としての膨張弁４と、減圧・膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器５とを備えており、この冷凍回路１中を冷媒がその状態を変化させながら循環される。このような冷凍回路１においては、現状、代表的な冷媒としてＲ１３４ａが使用されており、冷凍回路内において冷媒と直接接触する部位の表面形成材として、ナイロンが一般的に使用されている（例えば、特許文献１および特許文献２）。
【０００３】
この現状の代表的な冷媒Ｒ１３４ａに対し、地球温暖化係数（ＧＷＰ）等のさらなる改善を目指して、新冷媒の研究、開発が行われている（例えば、非特許文献１）。このような改善を目指した新冷媒として、最近、Ｒ１２３４ｙｆが公表され、例えば、車両用空調装置等に用いられる冷凍回路への適用についても、試験、研究を行うことが可能な状況となってきた。
【特許文献１】特開平６−２９４４８５号公報
【特許文献２】特開平６−２１１９８５号公報
【非特許文献１】「冷凍 ２００８年３月号」、第８３巻第９６５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、Ｒ１２３４ｙｆはＲ１３４ａと比較して化学的安定性が低く、冷媒の劣化または変性により強酸であるフッ化水素が発生する場合がある。フッ化水素は一般に樹脂材料の加水分解を引き起こすが、とくに、高温条件下での接触頻度の高いホースの内面形成材として従来使用されているナイロンは、分子内のアミド結合が酸と直接反応し得るため、酸に対して化学反応を起こし易い傾向がある。したがって、冷媒としてＲ１２３４ｙｆが使用されている冷凍回路内において、冷媒と直接接触する部位の表面形成材としてナイロンを使用した場合、ナイロンが加水分解により劣化し、冷媒漏れや冷凍回路の性能低下などの不具合を招くおそれがある。
【０００５】
また、フッ化水素は冷凍回路の冷凍機油等とも化学反応する可能性がある。例えば、開放型圧縮機を使用した冷凍回路で冷凍機油として一般的に使用されているポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）は、フッ化水素と反応して有機酸を生成する。このような酸は上述のフッ化水素と同様にナイロンの加水分解を引き起こす。そのため、冷媒としてＲ１２３４ｙｆが用いられている冷凍回路において、冷媒や冷凍機油と直接接触する部材の表面形成材には、冷媒及び冷媒の分解成分に対する化学的耐性だけでなく、冷凍機油などの分解成分および変性成分に対しても耐性を有することが要求される。
【０００６】
そこで本発明の課題は、上記のような新冷媒Ｒ１２３４ｙｆが用いられる場合の耐性とともに、冷凍機油に対する耐性も発揮可能な冷凍回路用樹脂材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る冷凍回路用樹脂材料は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮した冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮した冷媒を減圧・膨張する減圧・膨張手段と、減圧・膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器とを備えた冷凍回路内の、冷媒と直接接触する部位に設けられる樹脂材料であって、前記冷凍回路に、冷媒としてＲ１２３４ｙｆが用いられる際に、少なくとも該冷媒（該冷媒自体）もしくは該冷媒の分解成分に対し化学的耐性を有することを特徴とするものからなる。
【０００８】
このような冷凍回路用樹脂材料においては、少なくとも冷媒自体、もしくは冷媒の劣化や変性により発生する分解成分（例えば、フッ化水素など）に対する化学的耐性を有しているので、その冷凍回路用樹脂材料は冷媒自体もしくは冷媒の分解成分と化学反応を起こすことがなく、冷凍回路用樹脂材料の分解や、望ましくない化合物の生成が防止される。したがって、冷凍回路用樹脂材料の分解による冷媒漏れや、望ましくない化合物の回路内循環に起因する詰まり、冷凍性能の低下等を防ぐことができ、新冷媒を用いた冷凍回路においても従来の冷凍回路と同程度の冷凍性能や動作安定性を実現することが可能となる。なお、本発明に係る冷凍回路用樹脂材料は冷媒自体および冷媒の分解成分の両方に対し化学的耐性を有していることが好ましいが、とくに限定されるものではなく、冷媒自体もしくは冷媒の分解成分の少なくとも一方に対し化学的耐性を有していればよい。
【０００９】
このような冷凍回路用樹脂材料は、冷凍回路内において冷媒とともに冷凍機油が循環されている場合、冷媒と冷凍機油との混合物からなる高温流体の温度に対し耐熱性を有していることが好ましい。冷媒としてＲ１２３４ｙｆを使用する冷凍回路においては、冷媒と冷凍機油との混合物からなる高温流体の温度が、とくに冷凍回路内摩擦摺動部近傍において瞬間的に２００℃程度まで上昇する場合があるため、このような高温に耐え得る耐熱性を有していることが、長時間稼動時における冷凍回路の冷凍性能や動作安定性を維持するための重要な要素となる。
【００１０】
また、本発明における冷凍回路用樹脂材料は、冷凍回路内において冷媒とともに冷凍機油が循環されている場合、冷凍機油の分解成分または変性成分に対して化学的耐性を有していることが好ましい。例えば、冷凍機油としてポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）が使用されている場合、前述の通り、ＰＡＧが冷媒Ｒ１２３４ｙｆの劣化または変性により発生したフッ化水素によって分解され、有機酸やオレフィン等の望ましくない化合物が冷凍回路内にもたらされるおそれがある。このような冷凍機油の分解成分および変性成分に対して化学的耐性を有することにより、冷凍機油に由来する望ましくない化合物が冷凍回路内に生成した場合においても、従来の冷凍回路と同程度の冷凍性能や動作安定性を確保することが可能となる。
【００１１】
本発明の冷凍回路内において使用される冷凍機油は、とくに限定されるものではないが、ＰＡＧであることが好ましい。ＰＡＧは耐加水分解性が高く水分による変性が起こりにくいため、外気に含まれる水分が混入する可能性の払拭が難しい開放型圧縮機（軸部シール部材に透過可能性のあるゴム材料等を用いた圧縮機）を使用した冷凍回路においても、安定した冷凍性能を維持することが可能となる。
【００１２】
本発明における冷凍回路用樹脂材料の構成成分は、とくに限定されるものではないが、フッ素系樹脂、塩化ビニル系樹脂、脂肪族炭化水素系樹脂、芳香族炭化水素系樹脂、スルフィド樹脂、イミド系樹脂、芳香族ポリエーテル、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、芳香族ポリアミド（例えば、全芳香族系ポリアミド樹脂や半芳香族系ポリアミド樹脂など）、ポリエステル、ポリケトン、ポリフェニルサルフォンからなる群から選ばれた少なくとも１種の化合物からなることが好ましい。
【００１３】
前述のフッ素系樹脂としては、とくに限定されるものではないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＴＥ）、クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）が挙げられる。このようなフッ素系樹脂を用いることにより、耐熱性、耐薬品性に優れ、摩擦係数の小さい冷凍回路用樹脂材料を得ることができる。
【００１４】
前述の塩化ビニル系樹脂としては、とくに限定されるものではないが、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）が挙げられる。このような塩化ビニル系樹脂を用いることにより、耐水性、耐薬品性、難燃性に優れた冷凍回路用樹脂材料を得ることができる。
【００１５】
前述の脂肪族炭化水素系樹脂としては、とくに限定されるものではないが、例えば、ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、アイソタクチックポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン、ポリ−４−メチルペンテン−１が挙げられる。このような脂肪族炭化水素系樹脂を用いることにより、強度が高く、耐薬品性に優れた冷凍回路用樹脂材料を得ることができる。
【００１６】
前述の芳香族炭化水素系樹脂としては、とくに限定されるものではないが、例えば、シンジオタクチックポリスチレン、アイソタクチックポリスチレンが挙げられる。このような芳香族炭化水素系樹脂を用いることにより、耐水性に優れ、加工が容易な冷凍回路用樹脂材料を得ることができる。
【００１７】
前述のスルフィド樹脂としては、とくに限定されるものではないが、例えば、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）が挙げられる。このようなスルフィド樹脂を用いることにより、強度が高く、耐熱性に優れた冷凍回路用樹脂材料を得ることができる。
【００１８】
前述のイミド系樹脂としては、とくに限定されるものではないが、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）が挙げられる。このようなイミド系樹脂を用いることにより、強度が高く、耐熱性、絶縁性に優れた冷凍回路用樹脂材料を得ることができる。
【００１９】
前述の芳香族ポリエーテルとしては、とくに限定されるものではないが、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアリルエーテルニトリル、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、変成ポリフェニレンエーテル（ＭＰＰＥ）を挙げることができる。このような芳香族ポリエーテルを用いることにより、耐熱性、耐薬品性に優れた冷凍回路用樹脂材料を得ることができる。
【００２０】
前述の芳香族ポリアミドとしては、とくに限定されるものではないが、例えば、全芳香族系ポリアミド樹脂、半芳香族系ポリアミド樹脂（例えば、ポリメタキシリレンスベラミド、ポリパラキシリレンスベラミドなど）を挙げることができる。これらの芳香族ポリアミドは、とくに限定されるものではないが、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）であることが好ましい。このような芳香族ポリアミドを用いることにより、強度が高く、耐熱性、耐薬品性に優れた冷凍回路用樹脂材料を得ることができる。
【００２１】
上述の如く、冷凍回路用樹脂材料として芳香族ポリアミドを用いる場合、とくに限定されるものではないが、芳香族ポリアミドのアミド結合比率は０．２未満であることが好ましい。ここで、アミド結合比率とは、ポリアミドの化学式を―（ＣＯ―ＮＨ）ｎ―（ＣＨｘ）ｍ―と表記した場合に、ｎ／ｍで表される値のことを意味する。アミド結合比率を０．２未満に抑えることにより、アミド結合に対する炭素の比率が増加し、より強度の高い冷凍回路用樹脂材料を得ることができる。
【００２２】
また、樹脂材料の構成成分として前述のポリエステルを用いることにより、強度が高く、耐熱性、耐磨耗性に優れた冷凍回路用樹脂材料を得ることができる。
【００２３】
本発明における冷凍回路用樹脂材料は、とくに限定されるものではないが、炭素繊維、ガラス繊維、タルク、炭酸カルシウム、カーボンブラック、またはグラファイトの少なくとも１つを複合することも可能である。冷凍回路用樹脂材料に樹脂強化用繊維材（例えば、炭素繊維、ガラス繊維など）または剛性強化用充填材（例えば、タルク、炭酸カルシウム、カーボンブラックなど）を複合することにより、強度において優れた冷凍回路用樹脂材料を得ることが可能である。また、冷凍回路用樹脂材料に潤滑向上材（例えば、グラファイトなど）を複合した場合、摩擦力が低下し滑性が向上するため、とくに軸受部や摺動部の形成材として有用である。
【００２４】
本発明における冷凍回路用樹脂材料は、冷凍回路内において冷媒との接触面を有する部材の形成材として用いて好適なものである。このような冷凍回路用樹脂材料の用途としては、例えば、ホースの内面形成材、圧縮機の内面形成材、圧縮機に設けられた摺動面を有する部材の表面形成材、圧縮機に設けられたフィルタ部材などを挙げることができる。しかしながら、本発明における冷凍回路用樹脂材料の用途は上記のみに限定されるものではなく、冷媒との接触面を有するあらゆる部品において、そのような接触面の表面形成材として用いて好適なものである。
【００２５】
本発明における冷凍回路用樹脂材料は、少なくとも冷媒Ｒ１２３４ｙｆ自体、もしくはその分解成分に対し化学的耐性を有するものであれば、構成についてはとくに限定されるものではない。すなわち、本発明における冷凍回路用樹脂材料は、単一の材質からなっていてもよいし、２種類以上の材質をブレンドしたものやアロイ材であってもよい。また、耐熱性や加工性を改善するために、２種以上を積層したものであってもよい。さらに、本発明における冷凍回路用樹脂材料を用いてなる製品は、樹脂単独の成形品として形成されていてもよいし、金属との一体品として形成されていてもよい。
【００２６】
本発明における冷凍回路用樹脂材料は、車両用空調装置に用いて好適なものである。冷媒Ｒ１２３４ｙｆが使用されている車両用空調装置内の冷凍回路に本発明を適用することにより、従来とほぼ同様の冷凍性能を維持しつつ、環境負荷の低減を達成した車両用空調装置を実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
このように、本発明に係る冷凍回路用樹脂材料によれば、少なくとも冷媒Ｒ１２３４ｙｆ自体、もしくはその分解成分による化学反応が防止されるため、冷凍回路用樹脂材料の分解による冷媒漏れや、望ましくない化合物の回路内循環に起因する詰まり、冷凍性能の低下等を防ぐことができ、冷媒Ｒ１２３４ｙｆを用いた冷凍回路においても従来の冷凍回路と同程度の冷凍性能や動作安定性を実現することが可能となる。
【実施例】
【００２８】
以下、実施例および比較例としての試験例を示し、本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【００２９】
以下の試験例では、新冷媒Ｒ１２３４ｙｆを用いた冷凍回路内において樹脂材料を使用した場合の化学的耐性について、本発明における冷凍回路用樹脂材料の一例としてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）およびポリイミドを使用した場合と、比較のため従来の冷凍回路用樹脂材料の一例としてナイロン６を使用した場合とを、試験結果を参照しつつ説明する。なお、本試験例の試験条件、分析条件、および分析項目については、それぞれ以下のように条件を設定した。
【００３０】
［試験条件］
試験１：樹脂材料、冷凍機油としてのポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）、冷媒Ｒ１２３４ｙｆを真空状態にして耐熱ガラス管内に封入し、その耐熱ガラス管を１２０℃の恒温槽に入れて１４日間（３３６ｈ）その状態に放置した後、室温まで冷却し、試料の分析を行った。封入の具体的な手順としては、約４ｍｍ×２５ｍｍに切断した短冊状の樹脂材料と冷凍機油２ｍｌを耐熱ガラス管に入れ、内部を真空ポンプで脱気した後、冷媒Ｒ１２３４ｙｆを２ｍｌ添加し、ガスバーナーで封管することとした。
試験２：恒温槽の温度を１５０℃に設定したほかは試験１と同様の条件で試験を行った。
【００３１】
［分析条件］
（Ａ）：ナイロンＩ（未加工品のナイロン６）を採取し、分析を実施
（Ｂ）：樹脂材料としてナイロンＩを用いて試験１を実施した後、ガラス管に封入されていたナイロンＩを採取し、分析を実施
（Ｃ）：樹脂材料としてナイロンＩを用いて試験２を実施した後、耐熱ガラス管に封入されていたナイロンＩを採取し、分析を実施
（Ｄ）：ナイロンＩＩ（延伸された加工済み品のナイロン６）を採取し、分析を実施
（Ｅ）：樹脂材料としてナイロンＩＩを用いて試験１を実施した後、耐熱ガラス管に封入されていたナイロンＩＩを採取し、分析を実施
（Ｆ）：樹脂材料としてナイロンＩＩを用いて試験２を実施した後、耐熱ガラス管に封入されていたナイロンＩＩを採取し、分析を実施
（Ｇ）：ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を採取し、分析を実施
（Ｈ）：樹脂材料としてＰＴＦＥを用いて試験２を実施した後、耐熱ガラス管に封入されていたＰＴＦＥを採取し、分析を実施
（Ｉ）：ポリイミドを採取し、分析を実施
（Ｊ）：樹脂材料としてポリイミドを用いて試験２を実施した後、耐熱ガラス管に封入されていたポリイミドを採取し、分析を実施
【００３２】
［分析項目］
ＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換型赤外分光）分析：試料に含まれている化合物の分子構造分析
ＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線）分析：試料に含まれている元素の定性分析
ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）観察：樹脂材料の表面状態の定性評価
【００３３】
［比較例１］
従来技術の樹脂材料であるナイロン６を新冷媒Ｒ１２３４ｙｆとともに使用した場合について調査するため、樹脂材料としてナイロンＩ（未加工品のナイロン６）を使用した分析条件（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に対して、ＦＴ−ＩＲ分析、ＥＤＸ分析、およびＳＥＭ観察を実施した。なお、分析条件（Ａ）は試験実施前を、（Ｂ）は試験１（温度１２０℃）の実施後を、（Ｃ）は試験２（温度１５０℃）の実施後を、それぞれ表している。これらの分析結果を図２、図３、および表１に示す。図２は分析条件（Ａ）〜（Ｃ）のＦＴ−ＩＲ分析結果を示している。図２のＩＲ吸収スペクトルを比較すると、分析条件（Ａ）、および分析条件（Ｂ）ではほぼ同様のスペクトルを示しているが、分析条件（Ｃ）では、ナイロンの加水分解を示す１７３０ｃｍ−１のカルボニル由来の吸収、ナイロンの変質を示す１１００ｃｍ−１のアミド由来の吸収、フッ素化合物による化学反応を示す７３０ｃｍ−１のＣ−Ｆ結合由来の吸収が観察され、冷媒Ｒ１２３４ｙｆの分解生成物によりナイロンが変質していることが示されている。また、図５は分析条件（Ａ）〜（Ｃ）におけるＥＤＸ分析結果を示しているが、こちらの分析結果においても、分析条件（Ａ）、（Ｂ）では観察されなかったフッ素Ｆ、ケイ素Ｓｉ、リンＰなどの元素が分析条件（Ｃ）において確認されており、分析条件（Ｃ）の下でナイロン６の分解や変性が生じていることが読み取れる。さらに、ＳＥＭ観察結果においても、分析条件（Ｃ）における樹脂材料表面の荒れが観察されている。これらの結果の要約を表１の（Ａ）〜（Ｃ）に示す。新冷媒Ｒ１２３４ｙｆを用いる冷凍回路においては、従来形成材として一般的であったナイロンは化学的に不安定であり、冷凍回路用樹脂材料として必ずしも適切ではないことが、この実験結果により示されている。具体的には、本条件下においては、冷媒Ｒ１２３４ｙｆの分解等によりフッ化水素等の活性の高い酸が発生し、それらの分解生成物によってナイロンの変質または分解が起こっていると考えられる。
【００３４】
［比較例２］
比較例１の結果が樹脂材料の加工状態の違いによって影響を受けるものであるかどうかを確認するため、樹脂材料としてナイロンＩＩ（延伸された加工済み品のナイロン６）を使用した分析条件（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）において、比較例１と同様にＦＴ−ＩＲ分析、ＥＤＸ分析、およびＳＥＭ観察を実施した。なお、分析条件（Ｄ）は試験実施前を、（Ｅ）は試験１（温度１２０℃）の実施後を、（Ｆ）は試験２（温度１５０℃）の実施後を、それぞれ表している。これらの分析結果を図４、図５、および表１に示す。図４は分析条件（Ｄ）〜（Ｆ）におけるＦＴ−ＩＲ分析結果を示している。図４のＩＲ吸収スペクトルを比較すると、比較例１の分析条件（Ｃ）と同様、温度１５０℃の場合の分析条件（Ｆ）において、ナイロンの加水分解を示す１７３０ｃｍ−１のカルボニル由来の吸収、ナイロンの変質を示す１１００ｃｍ−１のアミド由来の吸収、フッ素化合物による化学反応を示す７３０ｃｍ−１のＣ−Ｆ結合由来の吸収が観察され、冷媒Ｒ１２３４ｙｆの分解生成物によりナイロンが変質していることが示されている。また、図５は分析条件（Ｄ）〜（Ｆ）のＥＤＸ分析結果を表しているが、比較例１の分析条件（Ｃ）と同様に、温度１５０℃の場合の分析条件（Ｆ）においてフッ素Ｆ、ケイ素Ｓｉ、リンＰなどの元素が確認されており、分析条件（Ｆ）の下でナイロン６の分解や変性が生じていることが読み取れる。さらに、ＳＥＭ観察結果においても、分析条件（Ｆ）の樹脂材料表面の荒れが観察されている。これらの分析結果の要約を表１の（Ｄ）〜（Ｆ）に示す。本実施例から、新冷媒Ｒ１２３４ｙｆを用いる冷凍回路においては、従来形成材として一般的であったナイロンは加工状態によらず化学的に不安定であり、冷凍回路用樹脂材料として必ずしも適切ではないことが分かる。
【００３５】
［実施例１］
本発明における樹脂材料の一例としてＰＴＦＥを新冷媒Ｒ１２３４ｙｆとともに使用した場合について調査するため、分析条件（Ｇ）および（Ｈ）において、ＦＴ−ＩＲ分析、ＥＤＸ分析、およびＳＥＭ観察を実施した。なお、分析条件（Ｇ）は試験実施前を、（Ｈ）は試験２（温度１５０℃）の実施後を、それぞれ表している。これらの分析結果を図６、図７、および表１に示す。図６は分析条件（Ｇ）、（Ｈ）におけるＦＴ−ＩＲ分析結果を表している。図６から分かる通り、分析条件（Ｇ）と（Ｈ）では同様のＩＲ吸収スペクトルを示しており、比較例１の分析条件（Ｃ）、および比較例２の分析条件（Ｆ）で見られたような、分解生成物の存在を示すＩＲ吸収は表れていない。図７は分析条件（Ｇ）、（Ｈ）のＥＤＸ分析結果である。比較例１の分析条件（Ｃ）および比較例２の分析条件（Ｆ）では試験２実施後の樹脂材料から他の元素が検出されたが、本実施例では分析条件（Ｇ）および（Ｈ）における元素検出結果は一致しており、試験２実施後においても樹脂材料の分解や変性が起こっていないことが示されている。また、ＳＥＭ観察においても、分析条件（Ｇ）、（Ｈ）における樹脂材料表面の荒れは観察されていない。これらの分析結果の要約を表１の（Ｇ）、（Ｈ）に示す。以上の結果から、本発明における樹脂材料の一例であるＰＴＦＥは、新冷媒Ｒ１２３４ｙｆを用いる冷凍回路において化学的に安定であり、比較的高温である温度１５０℃の条件下でも樹脂材料の分解や変性を起こさないことが分かる。
【００３６】
［実施例２］
本発明における樹脂材料の一例としてポリイミドを新冷媒Ｒ１２３４ｙｆとともに使用した場合について調査するため、分析条件（Ｉ）および（Ｊ）において、ＦＴ−ＩＲ分析、ＥＤＸ分析、およびＳＥＭ観察を実施した。なお、分析条件（Ｉ）は試験実施前を、（Ｊ）は試験２（温度１５０℃）の実施後を、それぞれ表している。これらの分析結果を図８、図９、および表１に示す。図８は分析条件（Ｉ）、（Ｊ）のＦＴ−ＩＲ分析結果を表している。図８から分かる通り、分析条件（Ｉ）と（Ｊ）では同様のＩＲ吸収スペクトルを示しており、分解生成物の存在を示すＩＲ吸収は表れていない。図９は分析条件（Ｉ）、（Ｊ）のＥＤＸ分析結果であるが、分析条件（Ｉ）および（Ｊ）の元素検出結果は一致しており、実施例１と同様、試験２実施後においても樹脂材料の分解や変性が起こっていないことが示されている。また、ＳＥＭ観察においても、分析条件（Ｉ）、（Ｊ）における樹脂材料表面の荒れは観察されていない。これらの分析結果の要約を表１の（Ｉ）、（Ｊ）に示す。以上の結果から、本発明における樹脂材料の一例であるポリイミドは、新冷媒Ｒ１２３４ｙｆを用いる冷凍回路において化学的に安定であり、比較的高温である温度１５０℃の条件下でも樹脂材料の分解や変性を起こさないことが分かる。
【００３７】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明はあらゆる種類の冷凍回路に適用可能であり、とくに、冷媒としてＲ１２３４ｙｆが用いられている冷凍回路における樹脂材料として好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の適用対象である冷凍回路の基本機器配置の一例を示す概略構成図である。
【図２】比較例１のＦＴ−ＩＲ吸収スペクトル図である。
【図３】比較例１のＥＤＸ分析結果である。
【図４】比較例２のＦＴ−ＩＲ吸収スペクトル図である。
【図５】比較例２のＥＤＸ分析結果である。
【図６】実施例１のＦＴ−ＩＲ吸収スペクトル図である。
【図７】実施例１のＥＤＸ分析結果である。
【図８】実施例２のＦＴ−ＩＲ吸収スペクトル図である。
【図９】実施例２のＥＤＸ分析結果である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 冷凍回路
２ 圧縮機
３ 凝縮器
４ 減圧・膨張手段としての膨張弁
５ 蒸発器
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷凍回路用樹脂材料に関し、とくに、冷媒としてＲ１２３４ｙｆが使用されている冷凍回路に用いて好適な樹脂材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両用空調装置等に用いられる冷凍回路は、図１に示すような基本構成を有している。図１において、冷凍回路１は、冷媒を圧縮する圧縮機２と、圧縮した冷媒を凝縮する凝縮器３と、凝縮した冷媒を減圧・膨張させる減圧・膨張手段としての膨張弁４と、減圧・膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器５とを備えており、この冷凍回路１中を冷媒がその状態を変化させながら循環される。このような冷凍回路１においては、現状、代表的な冷媒としてＲ１３４ａが使用されており、冷凍回路内において冷媒と直接接触する部位の表面形成材として、ナイロンが一般的に使用されている（例えば、特許文献１および特許文献２）。
【０００３】
この現状の代表的な冷媒Ｒ１３４ａに対し、地球温暖化係数（ＧＷＰ）等のさらなる改善を目指して、新冷媒の研究、開発が行われている（例えば、非特許文献１）。このような改善を目指した新冷媒として、最近、Ｒ１２３４ｙｆが公表され、例えば、車両用空調装置等に用いられる冷凍回路への適用についても、試験、研究を行うことが可能な状況となってきた。
【特許文献１】特開平６−２９４４８５号公報
【特許文献２】特開平６−２１１９８５号公報
【非特許文献１】「冷凍 ２００８年３月号」、第８３巻第９６５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、Ｒ１２３４ｙｆはＲ１３４ａと比較して化学的安定性が低く、冷媒の劣化または変性により強酸であるフッ化水素が発生する場合がある。フッ化水素は一般に樹脂材料の加水分解を引き起こすが、とくに、高温条件下での接触頻度の高いホースの内面形成材として従来使用されているナイロンは、分子内のアミド結合が酸と直接反応し得るため、酸に対して化学反応を起こし易い傾向がある。したがって、冷媒としてＲ１２３４ｙｆが使用されている冷凍回路内において、冷媒と直接接触する部位の表面形成材としてナイロンを使用した場合、ナイロンが加水分解により劣化し、冷媒漏れや冷凍回路の性能低下などの不具合を招くおそれがある。
【０００５】
また、フッ化水素は冷凍回路の冷凍機油等とも化学反応する可能性がある。例えば、開放型圧縮機を使用した冷凍回路で冷凍機油として一般的に使用されているポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）は、フッ化水素と反応して有機酸を生成する。このような酸は上述のフッ化水素と同様にナイロンの加水分解を引き起こす。そのため、冷媒としてＲ１２３４ｙｆが用いられている冷凍回路において、冷媒や冷凍機油と直接接触する部材の表面形成材には、冷媒及び冷媒の分解成分に対する化学的耐性だけでなく、冷凍機油などの分解成分および変性成分に対しても耐性を有することが要求される。
【０００６】
そこで本発明の課題は、上記のような新冷媒Ｒ１２３４ｙｆが用いられる場合の耐性とともに、冷凍機油に対する耐性も発揮可能な冷凍回路用樹脂材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る冷凍回路用樹脂材料は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮した冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮した冷媒を減圧・膨張する減圧・膨張手段と、減圧・膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器とを備えた冷凍回路内の、冷媒と直接接触する部位に設けられる樹脂材料であって、前記冷凍回路に、冷媒としてＲ１２３４ｙｆが用いられる際に、少なくとも該冷媒（該冷媒自体）もしくは該冷媒の分解成分に対し化学的耐性を有することを特徴とするものからなる。
【０００８】
このような冷凍回路用樹脂材料においては、少なくとも冷媒自体、もしくは冷媒の劣化や変性により発生する分解成分（例えば、フッ化水素など）に対する化学的耐性を有しているので、その冷凍回路用樹脂材料は冷媒自体もしくは冷媒の分解成分と化学反応を起こすことがなく、冷凍回路用樹脂材料の分解や、望ましくない化合物の生成が防止される。したがって、冷凍回路用樹脂材料の分解による冷媒漏れや、望ましくない化合物の回路内循環に起因する詰まり、冷凍性能の低下等を防ぐことができ、新冷媒を用いた冷凍回路においても従来の冷凍回路と同程度の冷凍性能や動作安定性を実現することが可能となる。なお、本発明に係る冷凍回路用樹脂材料は冷媒自体および冷媒の分解成分の両方に対し化学的耐性を有していることが好ましいが、とくに限定されるものではなく、冷媒自体もしくは冷媒の分解成分の少なくとも一方に対し化学的耐性を有していればよい。
【０００９】
このような冷凍回路用樹脂材料は、冷凍回路内において冷媒とともに冷凍機油が循環されている場合、冷媒と冷凍機油との混合物からなる高温流体の温度に対し耐熱性を有していることが好ましい。冷媒としてＲ１２３４ｙｆを使用する冷凍回路においては、冷媒と冷凍機油との混合物からなる高温流体の温度が、とくに冷凍回路内摩擦摺動部近傍において瞬間的に２００℃程度まで上昇する場合があるため、このような高温に耐え得る耐熱性を有していることが、長時間稼動時における冷凍回路の冷凍性能や動作安定性を維持するための重要な要素となる。
【００１０】
また、本発明における冷凍回路用樹脂材料は、冷凍回路内において冷媒とともに冷凍機油が循環されている場合、冷凍機油の分解成分または変性成分に対して化学的耐性を有していることが好ましい。例えば、冷凍機油としてポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）が使用されている場合、前述の通り、ＰＡＧが冷媒Ｒ１２３４ｙｆの劣化または変性により発生したフッ化水素によって分解され、有機酸やオレフィン等の望ましくない化合物が冷凍回路内にもたらされるおそれがある。このような冷凍機油の分解成分および変性成分に対して化学的耐性を有することにより、冷凍機油に由来する望ましくない化合物が冷凍回路内に生成した場合においても、従来の冷凍回路と同程度の冷凍性能や動作安定性を確保することが可能となる。
【００１１】
本発明の冷凍回路内において使用される冷凍機油は、とくに限定されるものではないが、ＰＡＧであることが好ましい。ＰＡＧは耐加水分解性が高く水分による変性が起こりにくいため、外気に含まれる水分が混入する可能性の払拭が難しい開放型圧縮機（軸部シール部材に透過可能性のあるゴム材料等を用いた圧縮機）を使用した冷凍回路においても、安定した冷凍性能を維持することが可能となる。
【００１２】
本発明における冷凍回路用樹脂材料の構成成分は、とくに限定されるものではないが、フッ素系樹脂、塩化ビニル系樹脂、脂肪族炭化水素系樹脂、芳香族炭化水素系樹脂、スルフィド樹脂、イミド系樹脂、芳香族ポリエーテル、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、芳香族ポリアミド（例えば、全芳香族系ポリアミド樹脂や半芳香族系ポリアミド樹脂など）、ポリエステル、ポリケトン、ポリフェニルサルフォンからなる群から選ばれた少なくとも１種の化合物からなることが好ましい。
【００１３】
前述のフッ素系樹脂としては、とくに限定されるものではないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＴＥ）、クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）が挙げられる。このようなフッ素系樹脂を用いることにより、耐熱性、耐薬品性に優れ、摩擦係数の小さい冷凍回路用樹脂材料を得ることができる。
【００１４】
前述の塩化ビニル系樹脂としては、とくに限定されるものではないが、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）が挙げられる。このような塩化ビニル系樹脂を用いることにより、耐水性、耐薬品性、難燃性に優れた冷凍回路用樹脂材料を得ることができる。
【００１５】
前述の脂肪族炭化水素系樹脂としては、とくに限定されるものではないが、例えば、ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、アイソタクチックポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン、ポリ−４−メチルペンテン−１が挙げられる。このような脂肪族炭化水素系樹脂を用いることにより、強度が高く、耐薬品性に優れた冷凍回路用樹脂材料を得ることができる。
【００１６】
前述の芳香族炭化水素系樹脂としては、とくに限定されるものではないが、例えば、シンジオタクチックポリスチレン、アイソタクチックポリスチレンが挙げられる。このような芳香族炭化水素系樹脂を用いることにより、耐水性に優れ、加工が容易な冷凍回路用樹脂材料を得ることができる。
【００１７】
前述のスルフィド樹脂としては、とくに限定されるものではないが、例えば、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）が挙げられる。このようなスルフィド樹脂を用いることにより、強度が高く、耐熱性に優れた冷凍回路用樹脂材料を得ることができる。
【００１８】
前述のイミド系樹脂としては、とくに限定されるものではないが、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）が挙げられる。このようなイミド系樹脂を用いることにより、強度が高く、耐熱性、絶縁性に優れた冷凍回路用樹脂材料を得ることができる。
【００１９】
前述の芳香族ポリエーテルとしては、とくに限定されるものではないが、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアリルエーテルニトリル、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、変成ポリフェニレンエーテル（ＭＰＰＥ）を挙げることができる。このような芳香族ポリエーテルを用いることにより、耐熱性、耐薬品性に優れた冷凍回路用樹脂材料を得ることができる。
【００２０】
前述の芳香族ポリアミドとしては、とくに限定されるものではないが、例えば、全芳香族系ポリアミド樹脂、半芳香族系ポリアミド樹脂（例えば、ポリメタキシリレンスベラミド、ポリパラキシリレンスベラミドなど）を挙げることができる。これらの芳香族ポリアミドは、とくに限定されるものではないが、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）であることが好ましい。このような芳香族ポリアミドを用いることにより、強度が高く、耐熱性、耐薬品性に優れた冷凍回路用樹脂材料を得ることができる。
【００２１】
上述の如く、冷凍回路用樹脂材料として芳香族ポリアミドを用いる場合、とくに限定されるものではないが、芳香族ポリアミドのアミド結合比率は０．２未満であることが好ましい。ここで、アミド結合比率とは、ポリアミドの化学式を―（ＣＯ―ＮＨ）ｎ―（ＣＨｘ）ｍ―と表記した場合に、ｎ／ｍで表される値のことを意味する。アミド結合比率を０．２未満に抑えることにより、アミド結合に対する炭素の比率が増加し、より強度の高い冷凍回路用樹脂材料を得ることができる。
【００２２】
また、樹脂材料の構成成分として前述のポリエステルを用いることにより、強度が高く、耐熱性、耐磨耗性に優れた冷凍回路用樹脂材料を得ることができる。
【００２３】
本発明における冷凍回路用樹脂材料は、とくに限定されるものではないが、炭素繊維、ガラス繊維、タルク、炭酸カルシウム、カーボンブラック、またはグラファイトの少なくとも１つを複合することも可能である。冷凍回路用樹脂材料に樹脂強化用繊維材（例えば、炭素繊維、ガラス繊維など）または剛性強化用充填材（例えば、タルク、炭酸カルシウム、カーボンブラックなど）を複合することにより、強度において優れた冷凍回路用樹脂材料を得ることが可能である。また、冷凍回路用樹脂材料に潤滑向上材（例えば、グラファイトなど）を複合した場合、摩擦力が低下し滑性が向上するため、とくに軸受部や摺動部の形成材として有用である。
【００２４】
本発明における冷凍回路用樹脂材料は、冷凍回路内において冷媒との接触面を有する部材の形成材として用いて好適なものである。このような冷凍回路用樹脂材料の用途としては、例えば、ホースの内面形成材、圧縮機の内面形成材、圧縮機に設けられた摺動面を有する部材の表面形成材、圧縮機に設けられたフィルタ部材などを挙げることができる。しかしながら、本発明における冷凍回路用樹脂材料の用途は上記のみに限定されるものではなく、冷媒との接触面を有するあらゆる部品において、そのような接触面の表面形成材として用いて好適なものである。
【００２５】
本発明における冷凍回路用樹脂材料は、少なくとも冷媒Ｒ１２３４ｙｆ自体、もしくはその分解成分に対し化学的耐性を有するものであれば、構成についてはとくに限定されるものではない。すなわち、本発明における冷凍回路用樹脂材料は、単一の材質からなっていてもよいし、２種類以上の材質をブレンドしたものやアロイ材であってもよい。また、耐熱性や加工性を改善するために、２種以上を積層したものであってもよい。さらに、本発明における冷凍回路用樹脂材料を用いてなる製品は、樹脂単独の成形品として形成されていてもよいし、金属との一体品として形成されていてもよい。
【００２６】
本発明における冷凍回路用樹脂材料は、車両用空調装置に用いて好適なものである。冷媒Ｒ１２３４ｙｆが使用されている車両用空調装置内の冷凍回路に本発明を適用することにより、従来とほぼ同様の冷凍性能を維持しつつ、環境負荷の低減を達成した車両用空調装置を実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
このように、本発明に係る冷凍回路用樹脂材料によれば、少なくとも冷媒Ｒ１２３４ｙｆ自体、もしくはその分解成分による化学反応が防止されるため、冷凍回路用樹脂材料の分解による冷媒漏れや、望ましくない化合物の回路内循環に起因する詰まり、冷凍性能の低下等を防ぐことができ、冷媒Ｒ１２３４ｙｆを用いた冷凍回路においても従来の冷凍回路と同程度の冷凍性能や動作安定性を実現することが可能となる。
【実施例】
【００２８】
以下、実施例および比較例としての試験例を示し、本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【００２９】
以下の試験例では、新冷媒Ｒ１２３４ｙｆを用いた冷凍回路内において樹脂材料を使用した場合の化学的耐性について、本発明における冷凍回路用樹脂材料の一例としてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）およびポリイミドを使用した場合と、比較のため従来の冷凍回路用樹脂材料の一例としてナイロン６を使用した場合とを、試験結果を参照しつつ説明する。なお、本試験例の試験条件、分析条件、および分析項目については、それぞれ以下のように条件を設定した。
【００３０】
［試験条件］
試験１：樹脂材料、冷凍機油としてのポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）、冷媒Ｒ１２３４ｙｆを真空状態にして耐熱ガラス管内に封入し、その耐熱ガラス管を１２０℃の恒温槽に入れて１４日間（３３６ｈ）その状態に放置した後、室温まで冷却し、試料の分析を行った。封入の具体的な手順としては、約４ｍｍ×２５ｍｍに切断した短冊状の樹脂材料と冷凍機油２ｍｌを耐熱ガラス管に入れ、内部を真空ポンプで脱気した後、冷媒Ｒ１２３４ｙｆを２ｍｌ添加し、ガスバーナーで封管することとした。
試験２：恒温槽の温度を１５０℃に設定したほかは試験１と同様の条件で試験を行った。
【００３１】
［分析条件］
（Ａ）：ナイロンＩ（未加工品のナイロン６）を採取し、分析を実施
（Ｂ）：樹脂材料としてナイロンＩを用いて試験１を実施した後、ガラス管に封入されていたナイロンＩを採取し、分析を実施
（Ｃ）：樹脂材料としてナイロンＩを用いて試験２を実施した後、耐熱ガラス管に封入されていたナイロンＩを採取し、分析を実施
（Ｄ）：ナイロンＩＩ（延伸された加工済み品のナイロン６）を採取し、分析を実施
（Ｅ）：樹脂材料としてナイロンＩＩを用いて試験１を実施した後、耐熱ガラス管に封入されていたナイロンＩＩを採取し、分析を実施
（Ｆ）：樹脂材料としてナイロンＩＩを用いて試験２を実施した後、耐熱ガラス管に封入されていたナイロンＩＩを採取し、分析を実施
（Ｇ）：ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を採取し、分析を実施
（Ｈ）：樹脂材料としてＰＴＦＥを用いて試験２を実施した後、耐熱ガラス管に封入されていたＰＴＦＥを採取し、分析を実施
（Ｉ）：ポリイミドを採取し、分析を実施
（Ｊ）：樹脂材料としてポリイミドを用いて試験２を実施した後、耐熱ガラス管に封入されていたポリイミドを採取し、分析を実施
【００３２】
［分析項目］
ＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換型赤外分光）分析：試料に含まれている化合物の分子構造分析
ＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線）分析：試料に含まれている元素の定性分析
ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）観察：樹脂材料の表面状態の定性評価
【００３３】
［比較例１］
従来技術の樹脂材料であるナイロン６を新冷媒Ｒ１２３４ｙｆとともに使用した場合について調査するため、樹脂材料としてナイロンＩ（未加工品のナイロン６）を使用した分析条件（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に対して、ＦＴ−ＩＲ分析、ＥＤＸ分析、およびＳＥＭ観察を実施した。なお、分析条件（Ａ）は試験実施前を、（Ｂ）は試験１（温度１２０℃）の実施後を、（Ｃ）は試験２（温度１５０℃）の実施後を、それぞれ表している。これらの分析結果を図２、図３、および表１に示す。図２は分析条件（Ａ）〜（Ｃ）のＦＴ−ＩＲ分析結果を示している。図２のＩＲ吸収スペクトルを比較すると、分析条件（Ａ）、および分析条件（Ｂ）ではほぼ同様のスペクトルを示しているが、分析条件（Ｃ）では、ナイロンの加水分解を示す１７３０ｃｍ−１のカルボニル由来の吸収、ナイロンの変質を示す１１００ｃｍ−１のアミド由来の吸収、フッ素化合物による化学反応を示す７３０ｃｍ−１のＣ−Ｆ結合由来の吸収が観察され、冷媒Ｒ１２３４ｙｆの分解生成物によりナイロンが変質していることが示されている。また、図５は分析条件（Ａ）〜（Ｃ）におけるＥＤＸ分析結果を示しているが、こちらの分析結果においても、分析条件（Ａ）、（Ｂ）では観察されなかったフッ素Ｆ、ケイ素Ｓｉ、リンＰなどの元素が分析条件（Ｃ）において確認されており、分析条件（Ｃ）の下でナイロン６の分解や変性が生じていることが読み取れる。さらに、ＳＥＭ観察結果においても、分析条件（Ｃ）における樹脂材料表面の荒れが観察されている。これらの結果の要約を表１の（Ａ）〜（Ｃ）に示す。新冷媒Ｒ１２３４ｙｆを用いる冷凍回路においては、従来形成材として一般的であったナイロンは化学的に不安定であり、冷凍回路用樹脂材料として必ずしも適切ではないことが、この実験結果により示されている。具体的には、本条件下においては、冷媒Ｒ１２３４ｙｆの分解等によりフッ化水素等の活性の高い酸が発生し、それらの分解生成物によってナイロンの変質または分解が起こっていると考えられる。
【００３４】
［比較例２］
比較例１の結果が樹脂材料の加工状態の違いによって影響を受けるものであるかどうかを確認するため、樹脂材料としてナイロンＩＩ（延伸された加工済み品のナイロン６）を使用した分析条件（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）において、比較例１と同様にＦＴ−ＩＲ分析、ＥＤＸ分析、およびＳＥＭ観察を実施した。なお、分析条件（Ｄ）は試験実施前を、（Ｅ）は試験１（温度１２０℃）の実施後を、（Ｆ）は試験２（温度１５０℃）の実施後を、それぞれ表している。これらの分析結果を図４、図５、および表１に示す。図４は分析条件（Ｄ）〜（Ｆ）におけるＦＴ−ＩＲ分析結果を示している。図４のＩＲ吸収スペクトルを比較すると、比較例１の分析条件（Ｃ）と同様、温度１５０℃の場合の分析条件（Ｆ）において、ナイロンの加水分解を示す１７３０ｃｍ−１のカルボニル由来の吸収、ナイロンの変質を示す１１００ｃｍ−１のアミド由来の吸収、フッ素化合物による化学反応を示す７３０ｃｍ−１のＣ−Ｆ結合由来の吸収が観察され、冷媒Ｒ１２３４ｙｆの分解生成物によりナイロンが変質していることが示されている。また、図５は分析条件（Ｄ）〜（Ｆ）のＥＤＸ分析結果を表しているが、比較例１の分析条件（Ｃ）と同様に、温度１５０℃の場合の分析条件（Ｆ）においてフッ素Ｆ、ケイ素Ｓｉ、リンＰなどの元素が確認されており、分析条件（Ｆ）の下でナイロン６の分解や変性が生じていることが読み取れる。さらに、ＳＥＭ観察結果においても、分析条件（Ｆ）の樹脂材料表面の荒れが観察されている。これらの分析結果の要約を表１の（Ｄ）〜（Ｆ）に示す。本実施例から、新冷媒Ｒ１２３４ｙｆを用いる冷凍回路においては、従来形成材として一般的であったナイロンは加工状態によらず化学的に不安定であり、冷凍回路用樹脂材料として必ずしも適切ではないことが分かる。
【００３５】
［実施例１］
本発明における樹脂材料の一例としてＰＴＦＥを新冷媒Ｒ１２３４ｙｆとともに使用した場合について調査するため、分析条件（Ｇ）および（Ｈ）において、ＦＴ−ＩＲ分析、ＥＤＸ分析、およびＳＥＭ観察を実施した。なお、分析条件（Ｇ）は試験実施前を、（Ｈ）は試験２（温度１５０℃）の実施後を、それぞれ表している。これらの分析結果を図６、図７、および表１に示す。図６は分析条件（Ｇ）、（Ｈ）におけるＦＴ−ＩＲ分析結果を表している。図６から分かる通り、分析条件（Ｇ）と（Ｈ）では同様のＩＲ吸収スペクトルを示しており、比較例１の分析条件（Ｃ）、および比較例２の分析条件（Ｆ）で見られたような、分解生成物の存在を示すＩＲ吸収は表れていない。図７は分析条件（Ｇ）、（Ｈ）のＥＤＸ分析結果である。比較例１の分析条件（Ｃ）および比較例２の分析条件（Ｆ）では試験２実施後の樹脂材料から他の元素が検出されたが、本実施例では分析条件（Ｇ）および（Ｈ）における元素検出結果は一致しており、試験２実施後においても樹脂材料の分解や変性が起こっていないことが示されている。また、ＳＥＭ観察においても、分析条件（Ｇ）、（Ｈ）における樹脂材料表面の荒れは観察されていない。これらの分析結果の要約を表１の（Ｇ）、（Ｈ）に示す。以上の結果から、本発明における樹脂材料の一例であるＰＴＦＥは、新冷媒Ｒ１２３４ｙｆを用いる冷凍回路において化学的に安定であり、比較的高温である温度１５０℃の条件下でも樹脂材料の分解や変性を起こさないことが分かる。
【００３６】
［実施例２］
本発明における樹脂材料の一例としてポリイミドを新冷媒Ｒ１２３４ｙｆとともに使用した場合について調査するため、分析条件（Ｉ）および（Ｊ）において、ＦＴ−ＩＲ分析、ＥＤＸ分析、およびＳＥＭ観察を実施した。なお、分析条件（Ｉ）は試験実施前を、（Ｊ）は試験２（温度１５０℃）の実施後を、それぞれ表している。これらの分析結果を図８、図９、および表１に示す。図８は分析条件（Ｉ）、（Ｊ）のＦＴ−ＩＲ分析結果を表している。図８から分かる通り、分析条件（Ｉ）と（Ｊ）では同様のＩＲ吸収スペクトルを示しており、分解生成物の存在を示すＩＲ吸収は表れていない。図９は分析条件（Ｉ）、（Ｊ）のＥＤＸ分析結果であるが、分析条件（Ｉ）および（Ｊ）の元素検出結果は一致しており、実施例１と同様、試験２実施後においても樹脂材料の分解や変性が起こっていないことが示されている。また、ＳＥＭ観察においても、分析条件（Ｉ）、（Ｊ）における樹脂材料表面の荒れは観察されていない。これらの分析結果の要約を表１の（Ｉ）、（Ｊ）に示す。以上の結果から、本発明における樹脂材料の一例であるポリイミドは、新冷媒Ｒ１２３４ｙｆを用いる冷凍回路において化学的に安定であり、比較的高温である温度１５０℃の条件下でも樹脂材料の分解や変性を起こさないことが分かる。
【００３７】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明はあらゆる種類の冷凍回路に適用可能であり、とくに、冷媒としてＲ１２３４ｙｆが用いられている冷凍回路における樹脂材料として好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の適用対象である冷凍回路の基本機器配置の一例を示す概略構成図である。
【図２】比較例１のＦＴ−ＩＲ吸収スペクトル図である。
【図３】比較例１のＥＤＸ分析結果である。
【図４】比較例２のＦＴ−ＩＲ吸収スペクトル図である。
【図５】比較例２のＥＤＸ分析結果である。
【図６】実施例１のＦＴ−ＩＲ吸収スペクトル図である。
【図７】実施例１のＥＤＸ分析結果である。
【図８】実施例２のＦＴ−ＩＲ吸収スペクトル図である。
【図９】実施例２のＥＤＸ分析結果である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 冷凍回路
２ 圧縮機
３ 凝縮器
４ 減圧・膨張手段としての膨張弁
５ 蒸発器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮した冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮した冷媒を減圧・膨張する減圧・膨張手段と、減圧・膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器とを備えた冷凍回路内の、冷媒と直接接触する部位に設けられる樹脂材料であって、前記冷凍回路に、冷媒としてＲ１２３４ｙｆが用いられる際に、少なくとも該冷媒もしくは該冷媒の分解成分に対し化学的耐性を有することを特徴とする冷凍回路用樹脂材料。
【請求項２】
前記冷凍回路には前記冷媒とともに冷凍機油が循環され、冷凍回路内における冷媒と該冷凍機油との混合物からなる高温流体の温度に対し耐熱性を有する、請求項１に記載の冷凍回路用樹脂材料。
【請求項３】
前記冷凍回路には前記冷媒とともに冷凍機油が循環され、該冷凍機油の分解成分または変性成分に対し化学的耐性を有する、請求項１または２に記載の冷凍回路用樹脂材料。
【請求項４】
ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライド、ポリビニルフルオライド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、アイソタクチックポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン、ポリ−４−メチルペンテン−１、シンジオタクチックポリスチレン、アイソタクチックポリスチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリベンズイミダゾール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリルエーテルニトリル、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンエーテル、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、全芳香族系ポリアミド樹脂、半芳香族系ポリアミド樹脂、ポリエステル、ポリケトン、ポリフェニルサルフォンからなる群から選ばれた少なくとも１種の化合物から成る、請求項１〜３のいずれかに記載の冷凍回路用樹脂材料。
【請求項５】
樹脂材料として全芳香族系ポリアミド樹脂または半芳香族系ポリアミド樹脂のいずれかの芳香族ポリアミドが含まれており、該芳香族ポリアミドのアミド結合比率が０．２未満である、請求項４に記載の冷凍回路用樹脂材料。
【請求項６】
炭素繊維、ガラス繊維、タルク、炭酸カルシウム、カーボンブラック、またはグラファイトの少なくとも１つが複合されている、請求項１〜５のいずれかに記載の冷凍回路用樹脂材料。
【請求項７】
前記冷凍機油としてポリアルキレングリコールが使用されている、請求項２〜６のいずれかに記載の冷凍回路用樹脂材料。
【請求項８】
ホースの内面形成材からなる、請求項１〜７のいずれかに記載の冷凍回路用樹脂材料。
【請求項９】
圧縮機の内面形成材からなる、請求項１〜７のいずれかに記載の冷凍回路用樹脂材料。
【請求項１０】
圧縮機に設けられた摺動面を有する部材の表面形成材からなる、請求項１〜７のいずれかに記載の冷凍回路用樹脂材料。
【請求項１１】
圧縮機に設けられたフィルタ形成材からなる、請求項１〜７のいずれかに記載の冷凍回路用樹脂材料。
【請求項１２】
前記冷凍回路が車両空調装置用冷凍回路である、請求項１〜１１のいずれかに記載の冷凍回路用樹脂材料。
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮した冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮した冷媒を減圧・膨張する減圧・膨張手段と、減圧・膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器とを備えた冷凍回路内の、冷媒と直接接触する部位に設けられる樹脂材料であって、前記冷凍回路に、冷媒としてＲ１２３４ｙｆが用いられる際に、少なくとも該冷媒もしくは該冷媒の分解成分に対し化学的耐性を有することを特徴とする冷凍回路用樹脂材料。
【請求項２】
前記冷凍回路には前記冷媒とともに冷凍機油が循環され、冷凍回路内における冷媒と該冷凍機油との混合物からなる高温流体の温度に対し耐熱性を有する、請求項１に記載の冷凍回路用樹脂材料。
【請求項３】
前記冷凍回路には前記冷媒とともに冷凍機油が循環され、該冷凍機油の分解成分または変性成分に対し化学的耐性を有する、請求項１または２に記載の冷凍回路用樹脂材料。
【請求項４】
ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライド、ポリビニルフルオライド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、アイソタクチックポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン、ポリ−４−メチルペンテン−１、シンジオタクチックポリスチレン、アイソタクチックポリスチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリベンズイミダゾール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリルエーテルニトリル、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンエーテル、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、全芳香族系ポリアミド樹脂、半芳香族系ポリアミド樹脂、ポリエステル、ポリケトン、ポリフェニルサルフォンからなる群から選ばれた少なくとも１種の化合物から成る、請求項１〜３のいずれかに記載の冷凍回路用樹脂材料。
【請求項５】
樹脂材料として全芳香族系ポリアミド樹脂または半芳香族系ポリアミド樹脂のいずれかの芳香族ポリアミドが含まれており、該芳香族ポリアミドのアミド結合比率が０．２未満である、請求項４に記載の冷凍回路用樹脂材料。
【請求項６】
炭素繊維、ガラス繊維、タルク、炭酸カルシウム、カーボンブラック、またはグラファイトの少なくとも１つが複合されている、請求項１〜５のいずれかに記載の冷凍回路用樹脂材料。
【請求項７】
前記冷凍機油としてポリアルキレングリコールが使用されている、請求項２〜６のいずれかに記載の冷凍回路用樹脂材料。
【請求項８】
ホースの内面形成材からなる、請求項１〜７のいずれかに記載の冷凍回路用樹脂材料。
【請求項９】
圧縮機の内面形成材からなる、請求項１〜７のいずれかに記載の冷凍回路用樹脂材料。
【請求項１０】
圧縮機に設けられた摺動面を有する部材の表面形成材からなる、請求項１〜７のいずれかに記載の冷凍回路用樹脂材料。
【請求項１１】
圧縮機に設けられたフィルタ形成材からなる、請求項１〜７のいずれかに記載の冷凍回路用樹脂材料。
【請求項１２】
前記冷凍回路が車両空調装置用冷凍回路である、請求項１〜１１のいずれかに記載の冷凍回路用樹脂材料。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−６０２６２（Ｐ２０１０−６０２６２Ａ）
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６３１８１（Ｐ２００８−２６３１８１）
【出願日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【出願人】（０００００１８４５）サンデン株式会社 (1,791)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【出願人】（０００００１８４５）サンデン株式会社 (1,791)
【Ｆターム（参考）】
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