JP2000256689A - 改良された解乳化特性を示す潤滑組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 改良された解乳化特性を示す潤滑剤組成物の
提供。 【解決手段】 油圧用及び工業用機能性流体の解乳化性
能を改善するための油溶性のポリオキシプロピレングリ
コールモノアルキルエーテルを含んでなる添加剤の使用
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は油圧装置等で都合よ
く使用される潤滑組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧用及び工業用機能性流体は、多様な
挙動特性を示すことが要求され、これは、通常、基油
（ストック）を多機能性の添加剤パッケージとブレンド
することにより達成される。常用のパッケージは、グル
ープＩのベースストックで使用するように設計されてい
る。しかしながら、最近は、グループII及びグループII
Iのベースストックを生産する精製メーカーの数が増加
し、これらのベースストックの使用は、グループＩのベ
ースストックで遭遇しなかった多くの挑戦を調合メーカ
ーに課した。

【０００３】グループII及びIIIのベースストックは水
素処理により製造され、このことがベースストックの芳
香族含量を低減し、ベースストックの溶解力の差異をも
たらす結果になっている。差異は、異なるグループのベ
ースストックの間及び同一グループ内のベースストック
の間に存在する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ベースストックの芳香
族含量の低減は、グループＩのベースストックに使用さ
れる場合に、よく機能する常用の油圧用及び工業用添加
剤パッケージに使用される解乳化剤等のある種の界面活
性成分が、グループIIのすべてのベースストック及びグ
ループIIIのすべてのベースストックに必ずしも充分な
溶解性を持たないことを意味する。例えば、エチレンオ
キサイド及びプロピレンオキサイドのコポリマー等の常
用の解乳化剤は、グループＩの基油中で充分な解乳化剤
性能を有し、充分に溶解するが、有用な濃度においてグ
ループII及びグループIIIの基油には充分に溶解しない
傾向がある。解乳化剤の溶解性が劣ると、その結果、曇
った調合ブレンドが生じる。また、これらは、商品とし
て売れるが、沈殿が存在することにより低減した性能を
示す。沈殿は、例えば、油圧装置で通常使用され、流体
の清浄さを維持する極細フィルターの目詰りまたはブロ
ッキング（ｃｌｏｇｇｉｎｇ ｏｒ ｂｌｏｃｋｉｎ
ｇ）をもたらせることがあるので、特に面倒である。更
に、油圧流体がこのような沈殿によって汚染されると、
パワートランスミッション能の損失が起こることがあ
り、装置の損傷の可能性が生じる。

【０００５】本発明によれば、良好な解乳化剤性能を有
し、グループII及びグループIIIの基油を含めて、基油
の調合者が使用したいと考える範囲で優れた溶解性を示
す特定のタイプの化合物が明確に示された。

【０００６】

【課題を解決するための手段】従って、本発明は、油圧
用及び工業用機能性流体の解乳化性能を改善するための
油溶性のポリオキシプロピレングリコールモノアルキル
エーテルを含んでなる添加剤の使用を提供する。

【０００７】改良された解乳化性能とは、水から油が分
離しうる能力を意味する。油圧用及び工業用油が水から
分離しうる能力を評価する確立された試験は、ＡＳＴＭ
Ｄ１４０１である。この試験においては、４０ｍｌの
油を４０ｍｌの水と５４℃で混合し、生成したエマルジ
ョンが３ｍｌまたはそれ以下に減少するのに要する時間
が記録される。完全な分離が起こらない場合には、存在
する油、水及びエマルジョンの容積を記録する。大多数
の油圧用及び工業用規格では、３０分間以内に３７ｍｌ
の水と３ｍｌのエマルジョンへの分離が要求されてい
る。

【０００８】通常、ポリオキシプロピレングリコールモ
ノアルキルエーテルは、３０００から６０００、好まし
くは３５００から４５００、更に好ましくは約４１００
の数平均分子量を有する。本発明の好ましい実施の形態
として、この成分のアルキル部分はｎ−ブチルである。

【０００９】物理的性質の点では、このエーテル成分は
通常、４０℃で、約３６０から４１０ｃＳｔの粘度を有
する。好ましい実施の形態として、この成分の粘度は、
４０℃で約４００ｃＳｔ、１００℃で約５０ｃＳｔであ
る。この成分は通常、−１５から−３５℃、好ましくは
−２２℃の流動点を有する。有用なポリオキシプロピレ
ングリコールモノアルキルエーテルは市販されており、
あるいは公知の手法の応用または適用により製造され
る。

【００１０】このエーテル成分は完全に調合された流体
の重量を基準にして、通常０．５から４．０重量％、好
ましくは１から３重量％、更に好ましくは２．０重量％
の量で使用される。

【００１１】本発明の好ましい実施の形態では、上述の
ポリオキシプロピレンエーテルは、エチレンオキサイド
及びプロピレンオキサイドのコポリマーと組み合わせて
使用される。このような組み合わせ物は、組成物の清浄
さ（流体仕上品の清澄度及び鮮やかさにより、及び０．
８ミクロンフィルターを用いるアフノー（Ａｆｎｏｒ）
湿潤時の濾過性により評価される）にマイナスをもたら
さずに更に良好な解乳化性能を提供することが可能であ
る。この組み合わせ物を使用する場合、有効な解乳化性
能を得るのに必要とされるエチレンオキサイド及びプロ
ピレンオキサイドのコポリマーの量は顕著に低減され、
これによって、グループＩ、IIまたはIIIのベーススト
ックのいずれかを使用する場合、清澄で、鮮やかな潤滑
剤仕上品の調合が可能になる。通常、このコポリマー
は、２．０：１から０．３：１、好ましくは０．６５：
１のプロピレンオキサイドから誘導される単位に対する
エチレンオキサイドから誘導される単位のモル比を有す
る。好ましい実施の形態として、このコポリマーは、２
０００から４５００、好ましくは３８００の数平均分子
量を有する。この組み合わせ物を使用する場合、コポリ
マーに対するポリオキシプロピレングリコールモノアル
キルエーテルの重量比は、６０：１から１０：１、好ま
しくは約２０：１である。

【００１２】本発明における使用が考慮される基油に
は、天然油、合成油及びこれらの混合物が含まれる。ま
た、好適な油には、合成ワックス及びスラックワックス
の異性化により得られるベースストック、並びに粗油の
芳香族及び極性成分の水素化分解（溶媒抽出でなく）に
より製造されるベースストックが含まれる。

【００１３】通常の用途では、各油は、１００℃で約２
×１０^-6ｍ²／秒から約８×１０^-6ｍ²／秒（約２から８
ｃＳｔ）の範囲の動粘度を有する必要があるが、一般
に、天然油及び合成油のいずれも、各々１００℃で約１
×１０^-6ｍ²／秒から約４０×１０^-6ｍ²／秒（約１から
４０ｃＳｔ）の範囲の動粘度を有する。

【００１４】天然の基油には、動物油、植物油（例え
ば、ヒマシ油及びラード油）、石油、鉱油、及び石炭ま
たは頁岩から誘導される油が含まれる。好ましい天然の
基油は鉱油である。

【００１５】本発明に有用な鉱油には、すべての普通の
鉱油のベースストックが含まれる。これには、化学構造
がナフテンあるいはパラフィンである油が含まれる。
酸、アルカリ、及び粘土または塩化アルミニウム等の他
の試剤を用いる常用の方法により精製される油、あるい
は、例えば、フェノール、二酸化硫黄、フルフラール、
ジクロロジエチルエーテル等の溶媒による溶媒抽出によ
って製造される抽出油である。これらは、水素処理、水
素精製、冷却または触媒的脱ワックス工程による脱ワッ
クス、または水素クラッキングされる。鉱油は、天然の
粗原料から製造されたり、異性化ワックス材料または他
の精製工程の残渣からできていることもある。

【００１６】通常、鉱油は、１００℃で２×１０^-6ｍ²
／秒から１２×１０^-6ｍ²／秒（２ｃＳｔから１２ｃＳ
ｔ）の動粘度を有する。好ましい鉱油は、１００℃で３
×１０ ^-6ｍ²／秒から１０×１０^-6ｍ²／秒（３から１０
ｃＳｔ）の動粘度を有し、最も好ましいのは、５×１０
^-6ｍ²／秒から９×１０^-6ｍ²／秒（５から９ｃＳｔ）の
動粘度の鉱油である。

【００１７】本発明で有用な合成油には、オリゴマー化
オレフィン、重合オレフィン、及び相互重合オレフィン
［例えば、ポリブチレン、ポリプロピレン、プロピレ
ン、イソブチレンコポリマー、塩素化ポリアクテン、ポ
リ（１−ヘキセン）、ポリ（１−オクテン）、及びこれ
らの混合物］等の炭化水素油及びハロゲン置換炭化水素
油、アルキルベンゼン［例えば、ポリブチレン、ポリプ
ロピレン、プロピレン、イソブチレンコポリマー、塩素
化ポリアクテン、ポリ（１−ヘキセン）、ポリ（１−オ
クテン）、及びこれらの混合物］、アルキルベンゼン
［例えば、ドデシルベンゼン、テトラデシルベンゼン、
ジノニルベンゼン及びジ（２−エチルヘキシル）ベンゼ
ン］、ポリフェニル［例えば、ビフェニル、ターフェニ
ル、アルキル化ポリフェニル］、及びアルキル化ジフェ
ニルエーテル、アルキル化ジフェニルサルファイド、並
びにこれらの誘導体、類似体、及び同族体などが含まれ
る。好ましい合成油は、オレフィンのオリゴマー、特に
ポリアルファオレフィンまたはＰＡＯとして知られてい
る１−デセンのオリゴマーである。

【００１８】合成油には、また、末端のヒドロキシル基
がエステル化またはエーテル化により変成されているア
ルキレンオキサイドのポリマー、インターポリマー、コ
ポリマー、及びこれらの誘導体が含まれる。このクラス
の合成油は例をあげると、エチレンオキサイドまたはプ
ロピレンオキサイドの重合により製造されるポリオキシ
アルキレンポリマー、これらのポリオキシアルキレンポ
リマーのアルキル及びアリールエーテル（例えば、１０
００の平均分子量を有するメチル−ポリイソプロピレン
グリコールエーテル、１００−１５００の平均分子量を
有するポリプロピレングリコールのジフェニルエーテ
ル）、及びこれらのモノ−及びポリカルボン酸エステル
（例えば、酢酸エステル、混合Ｃ₃−Ｃ₈の脂肪酸エステ
ル、及びテトラエチレングリコールのＣ₁₂オキソ酸ジエ
ステル）である。

【００１９】別な好適なクラスの合成油は、ジカルボン
酸（例えば、フタル酸、コハク酸、アルキルコハク酸及
びアルケニルコハク酸、マレイン酸、アゼライン酸、ス
ベリン酸、セバシン酸、フマル酸、アジピン酸、リノレ
ン酸、マロン酸、アルキルマロン酸及びアルケニルマロ
ン酸）と多様なアルコール（例えば、ブチルアルコー
ル、ヘキシルアルコール、ドデシルアルコール、２−エ
チルヘキシルアルコール、エチレングリコール、ジエチ
レングリコールモノエーテル及びプロピレングリコー
ル）とのエステルを含んでなる。これらのエステルの特
定な例には、ジブチルアジペート、ジ（２−エチルヘキ
シル）セバケート、ジ−ｎ−ヘキシルフマレート、ジオ
クチルセバケート、ジイソオクチルアゼラエート、ジイ
ソデシルアゼラエート、ジオクチルイソフタレート、ジ
デシルフタレート、ジアイコシルセバケート、リノレン
酸二量体の２−エチルヘキシルジエステル、及び１モル
のセバシン酸と２モルのテトラエチレングリコールと２
−エチル−ヘキサノン酸を反応させることにより生成す
る複雑なエステルが含まれる。このクラスの合成油の好
ましいタイプの油は、Ｃ₄からＣ₁₂アルコールのアジペ
ートである。

【００２０】合成油として有用なエステルには、また、
Ｃ₅からＣ₁₂のモノカルボン酸とネオペンチルグリコー
ル、トリメチロールプロパンペンタエリスリトール、ジ
ペンタエリスリトール及びトリペンタエリスリトール等
のポリオール及びポリオールエーテルから作られるもの
も含まれる。

【００２１】シリコーンベースの油（ポリアルキル−、
ポリアリール−、ポリアルコキシ−、またはポリアリー
ルオキシ−シロキサン油及びシリケート油等）は、別な
有用なクラスの合成潤滑油を含んでなる。これらの油に
は、テトラエチルシリケート、テトライソプロピルシリ
ケート、テトラ−（２−エチルヘキシル）シリケート、
テトラ−（４−メチル−２−エチルヘキシル）シリケー
ト、テトラ−（ｐ−ｔ−ブチルフェニル）シリケート、
ヘキサ−（４−メチル−２−ペントキシ）−ジシロキサ
ン、ポリ（ジメチル）−シロキサン及びポリ（メチルフ
ェニル）シロキサンが含まれる。他の合成潤滑油には、
リンを含有する酸の液状エステル（例えば、トリクレジ
ルホスフェート、トリオクチルホスフェート、及びデシ
ルホスホン酸のジエチルエステル）、重合体のテトラヒ
ドロフラン及びポリオレフィンが含まれる。

【００２２】基油は精製油、再精製油、またはこれらの
混合物から誘導される。非精製油は、天然の源または合
成の源（例えば、石炭、頁岩、またはタールサンドビチ
ューメン）から更なる精製または処理なしに直接に得ら
れる。非精製油の例には、乾留操作から直接に得られる
頁岩油、蒸留から直接に得られる石油、エステル化工程
から直接に得られるエステル油が含まれ、これらは各々
更なる処理なしに使用される。精製油は、一つまたはそ
れ以上の性質を改善するために、一つまたはそれ以上の
精製ステップで処理されたものである点を除いて、非精
製油に類似している。好適な精製方法には、当業者に
は、すべて公知の蒸留、水素処理、脱ワックス、溶媒抽
出、酸または塩基抽出、濾過、及びパーコレーションが
含まれる。再精製油は、精製油を得るのに使用されたも
のと類似の方法で使用済みの油を処理することにより得
られる。これらの再精製油は、また、再生油または再加
工油としても知られており、しばしば、使用済みの添加
剤及び油分解生成物を除去する方法により追加的に加工
される。ホワイト油は、また、米国特許第５，７３６，
４９０号で教示されるように、特にタービン用の基油と
して使用される。

【００２３】本発明の実施の形態として、基油は、グル
ープＩ、グループII、グループIIIまたはグループＩＶ
の基油である。グループIIまたはグループIIIの基油の
使用が好ましい。

【００２４】米国石油協会は、これらの異なるベースス
トックのタイプを次のように類別した。グループＩ、＞
０．０３重量％イオウ、及び／または＜９０容量％飽和
物、８０と１２０の間の粘度インデックス、グループI
I、０．０３重量％イオウ、及び９０容量％飽和物、８
０と１２０の間の粘度インデックス、グループIII、
０．０３重量％イオウ、及び９０容量％飽和物、＞１２
０の粘度インデックス、グループIV、すべてのポリアル
ファオレフィンである。水素処理されたベースストック
及び触媒的に脱ワックスされたベースストックは、低イ
オウ及び芳香族含量のために、一般にグループII及びグ
ループIIIのカテゴリーに入る。ポリアルファオレフィ
ン（グループIVのベースストック）は、種々のアルファ
オレフィンから合成される合成基油であり、実質的にイ
オウ及び芳香族を含まない。

【００２５】種々の成分を好適な基油と簡単にブレンド
することによって、機能性流体が製造される。

【００２６】簡便のため、また本発明の別な実施の形態
においては、本発明の実施に使用される添加剤成分は、
機能性流体に即使用できるように調合するための濃縮物
として提供される。濃縮物は、流体成分に加えて、流体
成分のための溶媒または希釈剤を含んでなる。溶媒また
は希釈剤は、濃縮物を添加する基油と混合性で、及び／
または基油に溶解が可能でなければならない。溶媒また
は希釈剤は公知である。溶媒または希釈剤は、機能性流
体それ自体の基油であってもよい。濃縮物が油圧用及び
工業用の用途に使用される常用の添加剤のいずれでも含
むのは好適である。調合された流体のトップ処理（ｔｏ
ｐ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）は可能であるが、濃縮物中の
各成分の比率は、企図された希釈度により制御される。

【００２７】油圧用及び工業用の流体に普通に使用され
る他の添加剤が本発明の組成物または濃縮物中に含まれ
ることもある。これらには、酸化防止剤、分散剤、摩擦
改変剤、洗剤、耐摩耗及び／または極圧剤、防錆剤及び
腐食防止剤が含まれる。これらの添加剤は、存在する場
合には、このような用途に常用される量で使用される。
ある添加剤は濃縮物中に含まれ、またあるものはトップ
処理物として充分に調合された流体に添加される。

【００２８】本発明を使用する油圧用及び工業用の用途
には、油圧油、タービン（Ｒ＆Ｏ）油、コンプレッサー
油、滑台用油、紙機械用油が含まれる。

【００２９】次の例は本発明を例示する。

【００３０】

【実施例】実施例１ 下記に掲げられた成分を含んでなる添加剤パッケージを
ベースストックとブレンドすることにより機能性流体を
製造した。添加剤パッケージの処理割合（ｔｒｅａｔ
ｒａｔｅ）は０．８５％である。

【００３１】

【表１】

【００３２】解乳化剤は約４１００の重量平均分子量を
持つポリオキシプロピレングリコールモノアルキルエー
テルであった。

【００３３】次に、調合された流体をＡＳＴＭ Ｄ１４
０１解乳化試験にかけた。

【００３４】アフノーＥ４８−６９１（湿潤時）試験を
用いて各流体の湿潤時の濾過性を評価した。後者におい
ては、一定圧力及び温度の条件の下、測定された絶対阻
止能を持つ膜により水で処理された流体を濾過する。

【００３５】流体の濾過性インデックスＩＦは、定めら
れた流体について、比 ＩＦ＝（Ｔ₃₀₀−Ｔ₂₀₀)／２（Ｔ₁₀₀−Ｔ₅₀） により定義される。式中、Ｔ₃₀₀は、３００ｃｍ³の流体
の膜の通過時間であり、Ｔ₂₀₀は、２００ｃｍ³の流体の
膜の通過時間であり、Ｔ₁₀₀は、１００ｃｍ³の流体の膜
の通過時間であり、Ｔ₅₀は、５０ｃｍ³の流体の膜の通
過時間である。

【００３６】ＩＦ比は、それゆえ試験の途中での流体の
濾過速度を比較することからなる。各試料についての種
々の区分の比並びに濾過速度は、流体の濾過の容易さを
示すものである。１以下のＩＦ値は、試験方法中の欠陥
を示す。ＩＦ値が１に近い程、流体の濾過性は良好であ
る。試験の間に膜が詰まると、失敗した結果が記録され
る。結果は次の表に示される。また、表中、流体を調合
するのに使用された基油の種類も明記されている。

【００３７】

【表２】

【００３８】これらの結果は、種々のベースストックで
使用される場合、本発明により使用されるポリオキシプ
ロピレングリコールモノアルキルエーテルにより満足な
解乳化及び濾過性を得ることができることを示す。グル
ープII及びグループIIIのベースストックを使用した場
合にも、受け入れ得る結果が得られることは注目され
る。実施例２ 次の成分を含有する添加剤パッケージＡ及びＢを製造し
た。

【００３９】

【表３】

【００４０】次に、０．８５％の処理割合で各添加剤パ
ッケージを種々のベースストックとブレンドすることに
より機能性流体を調合した。

【００４１】次に、各流体をＡＳＴＭ Ｄ１４０１解乳
化試験及びアフノー濾過性試験にかけた。各流体の外観
も肉眼的に評価した。結果は次の表に示されている。ま
た、表中、流体を調合するのに使用された基油の種類も
明記されている。

【００４２】

【表４】

【００４３】これらの結果は、比較的低濃度のエチレン
オキサイド／プロピレンオキサイドのコポリマーと組み
合わせてポリオキシプロピレングリコールモノアルキル
エーテルを使用すると、すべてのベースストックのタイ
プで満足な解乳化及び濾過性が得られることを示す。特
に、エーテル化合物を添加すると、この組み合わせ物を
グループII及びグループIIIのベースストックで使用す
る場合、外観が改善される結果になることは注目すべき
である。添加剤パッケージＡをこれらのベースストック
で使用する場合、曇った外観が観察され、エージング後
沈殿物が生成する。それとは対照的に、添加剤パッケー
ジＢを同じベースストックで使用する場合、調合物の外
観は、エージング後の沈殿物の生成なしで、清澄で、鮮
やかであった。エーテルの添加は、また、解乳化性能及
び、一つの例外はあるものの、アフノー濾過性における
顕著な改善ももたらす。実施例３ 下記に掲げられた成分を含んでなる添加剤パッケージＣ
及びＤをベースストックとブレンドすることにより錆び
及び酸化タービンを防止した油を製造した。処理割合は
０．８重量％であった。次の成分を含有する添加剤パッ
ケージＡ及びＢを製造した。

【００４４】

【表５】

【００４５】次に、各調合された油をＡＳＴＭ Ｄ１４
０１解乳化試験にかけた。結果は次の表に示されてい
る。また、表中、流体を調合するのに使用された基油の
種類も明記されている。

【００４６】

【表６】

【００４７】これらの結果は、ポリオキシプロピレング
リコールモノアルキルエーテルの添加は、グループII及
びグループIIIのベースストックで曇ったブレンドに至
らせることもなく、試験されたすべてのベースストック
において改善された解乳化性能を提供することを示す。
更に高レベルのエチレンオキサイド／プロピレンオキサ
イドのコポリマーを使用すると、Ｄ１４０１試験での解
乳化性能が改善されることが判明したが、グループII及
びグループIIIのベースストックと調合する場合、曇っ
たブレンドが得られた。

【００４８】本発明の特徴及び実施の態様は、次の通り
である。

【００４９】１．油圧用及び工業用機能性流体の解乳化
性能を改善するための油溶性のポリオキシプロピレング
リコールモノアルキルエーテルを含んでなる添加剤の使
用。

【００５０】２．基油がグループＩ、グループII、グル
ープIIIまたはグループＩＶの基油である上記１に記載
の使用。

【００５１】３．基油がグループIIまたはグループIII
の基油である上記２に記載の使用。

【００５２】４．ポリオキシプロピレングリコールモノ
アルキルエーテルが２０００から５０００の数平均分子
量を有する上記１から３のいずれか一つに記載の使用。

【００５３】５．ポリオキシプロピレングリコールモノ
アルキルエーテルが約４１００の数平均分子量を有する
上記４に記載の使用。

【００５４】６．モノエーテルのアルキル部分がｎ−ブ
チルである上記１から５のいずれか一つに記載の使用。

【００５５】７．ポリオキシプロピレングリコールモノ
アルキルエーテルが流体の全重量を基準にして０．５か
ら４．０重量％の量で存在する上記１から６のいずれか
一つに記載の使用。

【００５６】８．添加剤が、更にエチレンオキサイド及
びプロピレンオキサイドのコポリマーを含んでなる上記
１から７のいずれか一つに記載の使用。

【００５７】９．コポリマー中でプロピレンオキサイド
から誘導される単位に対するエチレンオキサイドから誘
導される単位のモル比が０．６５：１である上記８に記
載の使用。

【００５８】１０．コポリマーが２０００から４５００
の数平均分子量を有する上記８または９に記載の使用。

【００５９】１１．コポリマーに対するポリオキシプロ
ピレングリコールモノアルキルエーテルの重量比が６
０：１から１０：１である上記８から１０のいずれか一
つに記載の使用。

【００６０】１２．コポリマーに対するポリオキシプロ
ピレングリコールモノアルキルエーテルの重量比が約２
０：１である上記１１に記載の使用。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧及び工業用機能性流体の解乳化性能
   を改善するための油溶性のポリオキシプロピレングリコ
   ールモノアルキルエーテルを含んでなる添加剤の使用方
   法。
2. 【請求項２】 基油がグループＩ、グループII、グルー
   プIIIまたはグループＩＶの基油である請求項１に記載
   の使用方法。
3. 【請求項３】 基油がグループIIまたはグループIIIの
   基油である請求項２に記載の使用方法。
4. 【請求項４】 ポリオキシプロピレングリコールモノア
   ルキルエーテルが２０００から５０００の数平均分子量
   を有する請求項１から３のいずれか一つに記載の使用方
   法。