JP2001525011A - 過塩基化洗浄剤の粘度変化制御 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 経時にわたって特に上昇させた温度において過塩基化洗浄剤に粘度変化すなわち増加が起こる。粘度変化は今や親油性基およびさらに第二ヒドロキシル官能性を有する化合物の添加量の添加により制御される。０．１〜５．０重量％、好ましくは０．２５〜１．０重量％の量のこの制御添加剤の添加は、約３７℃〜８２℃の上昇させた温度で約４週間貯蔵した洗浄剤において約１０％以下の最小粘度変化を実現した。粘度変化制御の程度は過塩基化洗浄剤に添加した制御添加剤の量に比例する。好適な粘度変化制御添加剤はジノニルフェノールのようなアルキル化フェノール類、カノーラ油やホホバ油のような植物油、および12-ヒドロキシステアリン酸のようなカルボン酸である。粘度変化制御剤は、特に高度に過塩基化されたスルホン酸カルシウムに有効である。

Description

【発明の詳細な説明】 過塩基化洗浄剤の粘度変化制御 発明の背景発明の分野 本発明は、過塩基化洗浄剤(overbased detergent)の粘度変化(viscosity drif t)制御に関する。従来技術の背景および検討 潤滑油に過塩基化洗浄剤が広く使用されている。一般に、過塩基化洗浄剤は潤 滑油に配合される前に輸送されたり貯蔵されたりする。この貯蔵条件や輸送条件 はしばしばこの洗浄剤を長時間周囲よりも実質的に高い温度にさらす。いくらか の過塩基化洗浄剤は、経時にわたって、且つ上昇させた温度下で粘度が増加し得 ることが見出された。この粘度増加すなわち変化は過塩基化洗浄剤が最初の所定 粘度に対して仕様書外となり、一定の場合には、貯蔵した過塩基化洗浄剤の粘度 が増加して潤滑油にブレンドして使用するのに適さないようにさせてしまう。潤 滑油業界では、米国特許第5,011,618号(Papke等)および米国特許第4,387,033号( Lenack等)各明細書中で検討されているように取り扱いや濾過性の問題のために 、高粘度の過塩基化洗浄剤を避けるように管理されていた。 過塩基化スルホン酸カルシウム洗浄剤は、通常、１００℃で約200〜250cSt以 下の粘度を要求されたが、上昇させた温度下で数週間貯蔵後に１００℃で400cSt もしくはそれ以上に変化し得た。そのため、増加したすなわち高粘度の過塩基化 スルホン酸カルシウムは潤滑油にブレンドして使用するのに適さなくなった。過 塩基化洗浄剤業界は粘度変化制御添加剤またはシステムを望んでいた。 潤滑油業界では、一定のアルキルフェノールや植物油を最終ブレンド潤滑油に 添加して一定の性能特性を向上させることが知られているが、限られた量のこの ような添加剤を、過塩基化洗浄剤自体に添加すると、最終潤滑油中に当該洗浄剤 をブレンドする前の長期間の貯蔵中に有効に粘度変化を制御することは知られて いなかった。 本明細書中で使用する「粘度変化(viscosity drift)」という用語は、経時に わたる粘度の変化（増加）を意味する。本明細書中で使用する「粘度変化制御(v iscositydrift control)」という用語は経時にわたる粘度変化（増加）の減少を 意味する。 発明の概要 過塩基化洗浄剤に対する粘度変化制御システムは、親油性基を有し且つ第二ヒ ドロキシル官能性(secondaryhy droxyl functionality)を有する化合物の添加量 を添加することにより達成される。この粘度変化制御添加剤は、過塩基化洗浄剤 に添加量添加すると、上昇させた温度で数週間にわたって相対的に変化しないま まもしくは僅かにしか変化しない粘度をもたらす。一方、この粘度変化制御添加 剤を添加しない場合時間が経過すると商業的に許容されない程度まで粘度が増加 する。本発明の粘度変化制御添加剤は過塩基化製品を仕様書内に維持させる。 本発明の粘度変化制御添加剤の有効量は、過塩基化洗浄剤中に０．１〜５重量 ％、好ましくは０．２５〜１．０重量％で存在することである。これらの粘度変 化制御添加剤の添加量は、約３５℃を超える上昇させた温度で４週間にわたって 最初の粘度と比較して１０％未満に粘度変化を減少させる。 粘度変化制御添加剤には、概して、（１）植物油類、（２）カルボン酸類およ び（３）アルキルフェノール類がある。 好適な実施態様の記述 広い局面では、本発明の粘度変化制御添加剤は親油性基と第二ヒドロキシル官 能性との両方を有する。本発明にしたがって、このような第二ヒドロキシル官能 性は、OH，脂肪酸トリグリセリド間水素結合（例えば、植物油）のようなOH-OH 水素結合、およびＯＨ官能基のエステル形態のOHを意図していることを理解すべ きである。本制御添加剤または化合物は、好ましくは、適度に高分子量（ＭＷ） を有するものである。本粘度変化制御添加剤の分予量は、約150〜1,000またはそ れ以上であり、実際には、好ましくは、280〜1,000である。 概して、三種類の化合物が本発明の粘度変化制御添加剤の前述の定義に入るこ とが見出された。これらの種類の粘度変化制御添加剤には、親油性基およびさら に第二ヒドロキシル官能性を有する、（１）植物油類、（２）カルボン酸類およ び（３）アルキルフェノール類がある。適当な植物油には、カノーラ油、ホホバ 油、ヒマワリ油、菜種油、アマニ油、パーム核油等がある。カノーラ油やホホバ 油のような植物油が好適である。アルキルフェノールには、モノ、ジ、線状およ び枝分かれしたアルキルフェノール類等がある。アルキルフェノールのアルキル 基は、最高４０個の炭素原子、好ましくは、６〜２０個の炭素原子を有すること ができる。有用なアルキルフェノール類は、ヘプチルフェノール類、オクチルフ ェノール類、ドデシルフェノール類、ノニルフェノール類およびシクロヘキシル フェノール類である。「アルキルフェノール」または「アルキルフェノール類」 という用語は本明細書中では前述のようなアルキルフェノール一種以上であるこ とを示すことが了解される。ジノニルフェノールは好適なアルキルフエノールで ある。本発明の適当なカルボン酸には、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸 、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、 リグノセリン酸、ラウロレイン酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、オレ イン酸、ガドレイン酸、エルカ酸、リシノール酸、リノール酸等がある。12-ヒ ドロキシステアリン酸が好適なカルボン酸である。前記の有用な化合物は親油性 基とさらに第二ヒドロキシル官能性を含有することに注意すべきである。 本粘度変化制御添加剤は０．１〜５重量％、好ましくは０．２５〜１．０％の 量で有効である。粘度変化制御効果は洗浄剤に添加する添加剤の量に比例する。 本発明の粘度変化制御添加剤の添加量により影響される粘度変化は４週経過で約 １０％未満である。すなわち、過塩基化洗浄剤と粘度変化制御添加剤とを一緒に 組合せた最初の粘度が４週経過で約１０％未満で増加すなわち変化する。制御さ れる粘度変化は、１００℃で約５〜２５cStであり、ここで、０．１〜５重量％ の粘度変化制御添加剤が過塩基化洗浄剤に添加され、約４６℃〜４９℃で４週間 この洗浄剤を貯蔵した。 特に約３５℃を超える上昇させた温度で約４週間貯蔵した洗浄剤の粘度変化が 、一般に、少なくとも約３０％またはそれ以上であることが見出されている。本 発明の粘度変化制御添加剤を０．１〜５重量％の添加量でこの洗浄剤に添加した 場合、粘度変化は、同様の上昇させた温度で４週経過して、通常、約１０％〜１ ５％ に減少する。一定の場合、本発明の粘度変化制御剤は約３５℃を超える上昇され た温度で４週に経過して約１０％未満に粘度変化を減少させる。 最も好適で最も有効な粘度変化制御添加剤の一つはアルキルフェノールであり 、特にジノニルフェノール(DNP)であることが見出された。約０．５重量％のDNP を添加した洗浄剤を約３７℃〜８２℃の上昇させた温度で約４週間貯蔵した場合 、約１０％未満に粘度変化を減少させることが見出され本明細書中で立証されて いる。潤滑油業界は商業用潤滑油に新しい化合物を導入することを嫌う点で特に 保守的である。アルキルフェノール類は、商業的に有用な過塩基化洗浄剤の一形 態である石炭酸塩類に類似した構造を有するので特に好適である。したがって、 性能特性に悪影響をもたらす可能性のある構造的に疑わしい化合物を潤滑油ブレ ンド中に導入しないことにより、ジノニルフェノールのようなアルキルフェノー ルの使用は潤滑油業界により了解される。さらに、わずか０．５重量％のDNPが 極度に有効である限りでは、その最小使用要求および付随した低価格、ならびに その構造的許容性のためにDNPは最も好適である。 前述の粘度変化制御添加剤は当業界で周知の方法により製造され、商業的に入 手できる。カノーラ油は特に有効な添加剤であり、商業的に容易に且つ廉価で入 手でき、そのため、もう一つの好適な粘度変化制御添加剤である。 過塩基化洗浄剤製品は当業界で周知の方法により製造され、商業的に入手でき る。本発明に有用な適当な洗浄剤には、第Ｉ族および第II族金属スルホン酸塩類 、石炭酸塩類ならびにカルボン酸塩類等がある。粘度変化制御のために特に有用 なのは過塩基化スルホン酸カルシウムおよび石炭酸塩類である。高度に過塩基化 されたスルホン酸塩類および石炭酸塩類は特に粘度増加を受けやすく、本発明の 粘度変化制御添加剤はこれらの高過塩基化製品に特に有効である。高度に過塩基 化されたスルホン酸塩類および石炭酸塩類は約200、好ましくは400を超えるTBN 有するものである。実施例１〜３ 過塩基化スルホン酸カルシウム(TBN400)の試料を、100°Fで310〜700SUSの石 油をスルホン化し、これを主に430〜560の分子量を有するジアルキルベンゼ ンアルキレートをスルホン化することにより製造した0〜30％スルホン酸とブレ ンドすることにより製造した。このスルホン酸組成物を、当業界で周知の方法に したがって水酸化カルシウム、溶媒、アルコールおよび油の存在下で炭酸処理す ることにより過塩基化させる。生成スルホン酸カルシウムは100℃で最初３３１c Stの粘度であった。これをジノニルフェノール(実施例１)、カノーラ油（実施例 ２）およびホホバ油（実施例３）で処理をし、約４６℃〜約４９℃に数週間保持 し、その間粘度を測定した。実施例１ ジノニルフェノール 100 ℃における粘度（cSt） 実施例２ カノーラ油 100 ℃における粘度（cSt） 実施例３ ホホバ油 100 ℃における粘度（cSt） 実施例１〜３の結果は、ジノニルフェノールならびに植物油（カノーラ油およ びホホバ油）が４６℃〜４９℃の上昇させた温度条件下で４週間にわたって顕著 な粘度変化制御を与えることを示す。約４６℃〜約４９℃の上昇させた温度条件 下で４週間後、０．２〜５％の制御添加剤（すなわち、ジノニルフェノール、カ ノーラ油およびホホバ油）を使用する粘度変化は１００℃で約５〜２５cSt以下 である。実施例１および２は、さらに粘度変化制御が添加した添加剤の量に比例 することを示す。実施例４ 405TBNの過塩基化スルホン酸カルシウムを７１℃〜８２℃で添加した種々の制 御添加剤を用いて貯蔵し、数週間にわたって粘度を測定した。 添加剤 100 ℃における粘度（cSt） 実施例４の結果は、本発明の範囲内の種々の粘度制御添加剤が７１℃〜８２℃ の上昇させた温度で４週間貯蔵した洗浄剤について約１０％以下に粘度変化を有 効に減少させることを示す。実施例５ 対照 405TBNの過塩基化スルホン酸カルシウムを本発明の範囲または定義に入らない 種々の化合物の添加量を用いてブレンドして７１℃〜８２℃で貯蔵し、数週間に わたって粘度を測定した。添加剤 100 ℃における粘度（cSt） 実施例５は、本発明の定義の範囲に入らない種々の化合物が粘度変化制御添加 剤として有用でないことを示す。実施例６ ジノニルフェノール(DNP) 下記の表６Ａおよび６Ｂ（粘度対温度）は、400TBNの過塩基化スルホン酸カル シウムにそれぞれジノニルフェノール(DNP)を添加したものおよび添加しないも のの粘度を報告する。双方の場合の洗浄剤は同じ特定の温度で４週間貯蔵した。 表６Ａ：DNPを添加しない400TBN過塩基化スルホン酸カルシウム 100 ℃における粘度（cSt） 表６Ｂ：０．５％DNPを添加した400TBN過塩基化スルホン酸カルシウム 100 ℃における粘度（cSt） 表６Ａおよび６Ｂの結果は、０．５％DNP変化制御添加剤の使用の場合、400TB N過塩基化スルホン酸カルシウム洗浄剤の粘度読み値が試験した上昇させた温度 でさえ、４週間にわたって相対的に安定であったことを明らかに示す。さらに詳 細には、過塩基化スルホン酸カルシウム洗浄剤（０．５％DNPを添加したものお よび添加しないもの）を４週間約３７℃〜８２℃の温度で貯蔵した場合、DNPが 約１０％未満に粘度変化を制御したことをさらに示す。 一定のアルキルフェノール類、植物油類およびカルボン酸類について本発明を例 証したが、親油性基およびさらに第二ヒドロキシル官能性を有するこのような化 合物のすべてが本発明の企図の範囲内であることを了解すべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エリアデス，テオ・アイ カナダ国オンタリオ エム１シー・１エイ ９，スカーバロー，ミリタリー・トレイル 1452

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．過塩基化洗浄剤および当該洗浄剤のための粘度変化制御添加剤の組合 せにおいて、当該粘度変化制御添加剤が親油性基とさらに第二ヒドロキシル官能 性を有し、それにより、添加剤量で存在する当該添加剤を用いて、経時にわたっ て当該洗浄剤の粘度変化が減少される、前記組合せ。 ２．前記洗浄剤がスルホン酸塩、石炭酸塩およびカルボン酸塩から選択さ れる少なくとも一種を含む請求の範囲第１項に記載の組合せ。 ３．前記洗浄剤が過塩基化スルホン酸カルシウムを含む請求の範囲第１項 に記載の組合せ。 ４．前記洗浄剤が過塩基化石炭酸カルシウムを含む請求の範囲第１項に記 載の組合せ。 ５．前記添加剤がアルキルフェノールを含む請求の範囲第１項に記載の組 合せ。 ６．前記アルキルフェノールがジノニルフェノールを含む請求の範囲第５ 項に記載の組合せ。 ７．前記添加剤が植物油を含む請求の範囲第１項に記載の組合せ。 ８．前記植物油がカノーラ油を含む請求の範囲第７項に記載の組合せ。 ９．前記植物油がホホバ油を含む請求の範囲第７項に記載の組合せ。 １０．前記添加剤がカルボン酸を含む請求の範囲第１項に記載の組合せ。 １１．前記カルボン酸がヒドロキシステアリン酸を含む請求の範囲第１０ 項に記載の組合せ。 １２．粘度変化が、約４６℃〜約４９℃で約４週間貯蔵した組合せの場合 １００℃において約５〜２５cSt以下である請求の範囲第１項に記載の組合せ。 １３．前記添加剤が約０．１重量％〜５．０重量％の量で存在する請求の 範囲第１項に記載の組合せ。 １４．前記添加剤が０．２５重量％〜１．０重量％の量で存在する請求の 範囲第１項に記載の組合せ。 １５．前記粘度変化が４週間にわたって約１０％未満である請求の範囲第 １項に記載の組合せ。 １６．過塩基化洗浄剤および当該洗浄剤のための粘度変化制御添加剤の組 合せにおいて、当該粘度変化制御添加剤が親油性基と第二ヒドロキシル官能性と を有するアルキル化フェノールであり、それにより、添加剤量で存在する当該添 加剤を用いて、経時にわたって当該洗浄剤の粘度変化が減少される、前記組合せ 。 １７．前記アルキルフェノールがジノニルフェノールを含む請求の範囲第 １６項に記載の組合せ。 １８．前記添加剤が０．１〜５重量％の量で存在する請求の範囲第１６項 に記載の組合せ。 １９．４週間にわたって貯蔵した前記洗浄剤の場合、粘度変化が約１０％ 未満である請求の範囲第１８項に記載の組合せ。 ２０．前記洗浄剤が約３７℃〜８２℃の温度で貯蔵される請求の範囲第１ ９項に記載の組合せ。 ２１．前記洗浄剤がジノニルフェノールを含む請求の範囲第２０項に記載 の組合せ。 ２２．前記ジフェニルフェノールが約０．５重量％以下で存在する請求の 範囲第２１項に記載の組合せ。