JP2002528559A - 潤滑組成物 - Google Patents

潤滑組成物

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JP2002528559A JP2000533511A JP2000533511A JP2002528559A JP 2002528559 A JP2002528559 A JP 2002528559A JP 2000533511 A JP2000533511 A JP 2000533511A JP 2000533511 A JP2000533511 A JP 2000533511A JP 2002528559 A JP2002528559 A JP 2002528559A
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ヘルムート・レオンハルト
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、炭化水素潤滑ベース油を（ａ）フェニル−ナフチルアミン、（ｂ）チオホスフェート及び（ｃ）ジフェニルアミンと組み合わせて含み、好ましくは（ｄ）アスパラギン酸エステルと組み合わせて含む潤滑組成物に関する。また、本発明は、ガスタービンと蒸気タービンの組合せを潤滑するための潤滑組成物の使用に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、潤滑組成物に関し、特に蒸気タービンとガスタービンとの組合せを
潤滑するための潤滑組成物に関する。 パワーを発生させるのにガスタービンと蒸気タービンとの組合せを使用すると
、他の種類のタービンでパワーを発生させるよりも効率的であるという利点を有
する。以下、この組合せを「組合せサイクル」とも称する。組合せサイクルを潤
滑する上での難しさは、潤滑しなければならない多くの種類の異なる構成要素、
すなわちベアリング（ジャーナルとスラストの両方）、歯車、油圧制御システム
、たわみ継手及び油シャフトシールが存在することにある。各々の構成要素はそ
れ自体で潤滑することもできるが、全ての構成要素に対し共通の１つの潤滑剤を
含んだ単一の共通潤滑システムを備えるのが有利である。
【０００２】 この共通システムで使用する潤滑組成物は、各々の構成要素を十分に潤滑する
ための条件のかなりやっかいな組合せを満たさなければならない。これらの条件
は、ガスタービン部分に対してはかなり厳しい熱安定性及び酸化安定性の要求や
厳しい発泡レベルを含むが、蒸気タービン部分に対しては、油が良好な分水特性
と優れた耐蝕性を有することを要求する。高温酸化安定性とは、潤滑組成物が、
高温においてスラッジを形成する傾向が小さく、粘性の増加が小さく、そして全
酸価の増加が小さいことをいう。望ましい特性は、一般電気規格ＧＥＫ ３２５
６８ Ｃ及びＧＥＫ １０１９４１に定められた高温変化に従って行われた酸化
安定性試験ＤＩＮ ５１３９４の実施後に、多くて２０％の粘性の増加、多くて
３．０ｍｇ ＫＯＨ／ｇの全酸価の増加、及び３００ｍｇ／１００ｍｌより少な
いスラッジ含有量、好ましくは２５０ｍｌ／ｇより少なく、さらに好ましくは２
００ｍｌ／ｇより少なく、最も好ましくは１５０ｍｌ／ｇより少ないスラッジ含
有量である。生成したスラッジの量を求める際には、試験で使用された装置の全
てから注意深くスラッジを除かなければならない。スラッジは濾過により油から
分離する。
【０００３】 特に、潤滑組成物が組合せサイクルの装置を潤滑するのに適しているか否かに
関しては、潤滑組成物のスラッジを形成する傾向が重要であることが分かった。 さらに、組合せサイクルで使用する潤滑組成物は、特定の粘度指数、流動点、
濾過性及び耐摩耗性能を有しなければならない一方、この組成物は、永年に亘っ
て適切な潤滑を与えなければならない。 この複合的な潤滑特性の組合せを達成すれば、組合せサイクルでの使用に適す
る潤滑油を得ることができる。
【０００４】 ＥＰ−Ａ−６９６ ６３６には、（Ａ）潤滑ベース油、（Ｂ）アルキルジフェ
ニルアミン及び／又はフェニル−α−ナフチルアミン並びに（Ｃ）硫化オキシモ
リブデンジチオカルバメート及び／又は硫化オキシモリブデン有機ホスフォロジ
チオエートの組合せを使用することが開示されている。１種類のアルキルジフェ
ニルアミンを単独で使用することもできるし、２又はそれより多い種類のアルキ
ルジフェニルアミンを共に使用することもできる。１種類のフェニル−α−ナフ
チルアミンを単独で使用することもできるし、２又はそれより多い種類のフェニ
ル−α−ナフチルアミンを共に使用することもできる。また、１又はそれより多
い種類のアルキルジフェニルアミンと１又はそれより多い種類のフェニル−α−
ナフチルアミンを共に使用することもできる。実施例では、単一のアルキルジフ
ェニルアミン又は単一のフェニル−α−ナフチルアミンのどちらかが使用されて
いる。この発明による実施例のうちの一つにおいてのみ、硫化オキシモリブデン
有機ホスフォロジチオエートが存在する。ＥＰ−Ａ−６９６ ６３６は、アルキ
ルジフェニルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン及びチオホスフェートの特
定の組合せを使用することを開示及び教示しない。
【０００５】 また、飛行目的のガスタービンエンジンで使用するエステルベース油において
、アミン酸化防止剤を組み合わせ、場合によってはチオホスフェートを組み合わ
せて使用することも知られている。これらの配合は、ＧＢ−Ｂ−９９０，０９７
、ＧＢ−Ａ−２２７２０００及びＧＢ−Ｂ−１，２９３，２４５に記載されてい
る。これらの刊行物は、炭化水素潤滑ベース油においてジフェニルアミン、チオ
ホスフェート及びフェニル−α−ナフチルアミンの組合せを使用することを開示
及び教示しない。 現在、組合せサイクルでの使用条件を満たす潤滑組成物が見つかった。さらに
、この潤滑組成物は、高温でスラッジを形成する傾向が特に小さい。
【０００６】 本発明による潤滑組成物は、炭化水素潤滑ベース油を（ａ）フェニル−ナフチ
ルアミン、（ｂ）チオホスフェート及び（ｃ）ジフェニルアミンと組み合わせて
含む。 本発明による潤滑組成物は、各々の成分（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）と
して、１つの化合物又は複数の化合物の混合物を含むことができる。上記成分（
ｄ）は、後に述べる化学式Ｉによる化合物である。 本発明で使用されるフェニル−ナフチルアミンは、置換若しくは非置換され得
るか、又は両方の混合物とし得る。フェニル−ナフチルアミンは、そのようなも
のとして又は塩の形態にて使用できる。好ましい置換フェニル−ナフチルアミン
は、モノアルキル化されたフェニル−ナフチルアミンである。別の好ましいフェ
ニル−アルファ−ナフチルアミンは、モノオクチル化フェニル−アルファ−ナフ
チルアミンである。 好ましくは、フェニル−ナフチルアミンは、フェニル−アルファ−ナフチルア
ミンである。 好ましくは、フェニル−ナフチルアミンは、非置換フェニル−アルファ−ナフ
チルアミンである。市販のフェニル−ナフチルアミンが本発明に使用できる。
【０００７】 また、本発明による潤滑組成物はジフェニルアミンを含む。ジフェニルアミン
は、置換又は非置換できる。好ましくは、ハイドロカルビル置換ジフェニルアミ
ンを使用し、さらに好ましくは、アルキル置換ジフェニルアミンを使用する。好
ましいジフェニルアミンは、４，４’−ジアルキルジフェニルアミンである。好
ましくは、アルキル基は２〜１５個の炭素原子を含み、さらに好ましくは５〜１
２個である。好ましいジフェニルアミンは、ジオクチルジフェニルアミンである
。
【０００８】 チオホスフェート化合物は、チオリン酸、置換チオリン酸、チオリン酸の塩及
び／又は置換チオリン酸の塩とし得る。好ましくは、チオホスフェートは、酸、
ヒドロキシ及び／又はエステル基を適宜含み得る１又はそれより多いハイドロカ
ルビル基により置換される。好ましくは、ハイドロカルビル成分は、１２個まで
の炭素原子を含んだアルキルである。好ましくは、ハイドロカルビル置換チオホ
スフェートは、２若しくは３個のハイドロカルビル基を含み、又は２及び３個の
ハイドロカルビル基を含んだチオホスフェートの混合物である。 チオホスフェートは、蛍りん光体原子に直接結合した任意個数の硫黄原子を含
むことができる。好ましくは、チオホスフェートはモノチオホスフェート及び／
又はジチオホスフェートである。 チオホスフェート酸又はその塩を本発明で使用できる。好ましくは、チオホス
フェートの塩が使用される。さらに好ましくは、チオホスフェートのアミン塩が
使用される。また、好ましいチオホスフェート及びそれらを製造する方法がＥＰ
−Ａ−３７５３２４に記載されている。市販の適切なチオホスフェートは、ラブ
リゾル社(Lubrizol Corporation)のＬＺ ５１２５である。
【０００９】 本発明の潤滑組成物に存在する炭化水素潤滑ベース油は、潤滑剤中での使用に
適したどんな炭化水素油でもよい。適切ではあるが異なるベース流体は、異なる
潤滑粘性を有し得る。本質的に、炭化水素ベース油は、水素と炭素のみを含む化
合物から成る。硫黄含有化合物のような限定された量の汚染物が存在し得る。好
ましくは８０重量％より多いベース油、さらに好ましくは９０重量％より多いベ
ース油が、水素と炭素のみから成る化合物から成る。ベース油は、天然の若しく
は合成の潤滑油、又はそれらの混合物とし得る。天然油は、液体石油のような鉱
油及びパラフィン、ナフテン又は混合パラフィン／ナフテン型の溶剤処理又は酸
処理された鉱物潤滑油とでき、これはさらに水素化分解及び水素化仕上プロセス
並びに／又は脱蝋により精製され得る。合成潤滑油は、重合及び共重合したオレ
フィンのような炭化水素を含む。好ましくは、ベース油は、ＤＩＮ ５１３７８
により測定して１０重量％より少ない芳香族化合物を含んだ鉱油であり、この芳
香族化合物は、さらに好ましくは５重量％より少なく、最も好ましくは３．０重
量％より少ない。また、好ましくは、ベース油は、ＡＳＴＭＤ ４０４５により
測定して１．０重量％より少ない硫黄（元素硫黄として計算）を含み、より好ま
しくは、０．１重量％より少なく、さらに好ましくは、０．０５重量％より少な
い硫黄を含む。このような鉱油は、厳しい水素化処理により得ることができる。
好ましくは、潤滑ベース油は、４０℃にて５〜２２０ｃＳｔの範囲の動粘度を有
し、さらに好ましくは、１０〜２００ｃＳｔであり、最も好ましくは、２０〜１
００ｃＳｔである。 好ましくは、本発明による組成物は、硫化脂肪酸を含まない。好ましくは、硫
化脂肪酸の量は、潤滑組成物の総量に対して０．５重量％より少なく、より好ま
しくは、０．１重量％より少なく、さらに好ましくは、組成物の総量に対して０
．０２重量％より少ない。
【００１０】 本発明による潤滑組成物は、次の化学式Ｉによる化合物である別の成分（ｄ）
を適宜含む。
【化２】 ここで、Ｒ1 とＲ2 は各々水素又は１〜３０個の炭素原子から成るアルキル若し
くはヒドロキシアルキルであり；Ｒ3 、Ｒ4 及びＲ5 は、各々水素又は１〜４個
の炭素原子から成るアルキルであり、ＸはＣＨ又はＮであり、Ｒ6 とＲ7 は各々
水素、炭素原子１〜３０個から成るアルキル若しくはアルケニル、又は炭素原子
３０個までから成る飽和若しくは不飽和カルボン酸から誘導されたアシル基であ
る。好ましくは、Ｒ1 とＲ2 は各々３〜６個の炭素原子から成るアルキルであり
、Ｒ3 、Ｒ4 及びＲ5 は各々水素であり、ＸはＮであり、Ｒ6 とＲ7 は各々１５
〜２０個の炭素原子から成るアルキル、又は４〜１０個の炭素原子を含み飽和若
しくは不飽和ジカルボン酸から誘導されたアシル基であり、Ｒ6 とＲ7 の少なく
とも１つは、アシル基である。特に好ましくは、アスパラギン酸，Ｎ−（３−カ
ルボキシ−１−オキソ−２−プロペニル）−オクタデシル−ビス（２−メチルプ
ロピル）エステルである。これらのアスパラギン酸エステルは市販されている。
【００１１】 好ましくは、本発明による潤滑組成物は、実質的な量のフェノール樹脂酸化防
止剤を含まない。フェノール樹脂酸化防止剤、特に２，６−ジ−tert. ブチル−
フェノールや４，４’（メチレンビス（２，６−ジ−tert. ブチル−フェノール
））のようなアルキル化フェノールを使用すると、高温にてスラッジの形成が増
大する。また、低分子量のフェノール樹脂酸化防止剤は気化する傾向がある。こ
のことは、残りの潤滑組成物の性能低下を生じさせる。好ましくは存在するフェ
ノール樹脂酸化防止剤の量は、組成物の全量に対して１重量％より少なく、より
好ましくは０．５重量％より少なく、最も好ましくは０．１重量％より少ない。 また、潤滑組成物は従来の添加剤を含むことができる。好ましくは、組成物は
金属不動態剤、錆防止剤、発泡防止剤及び／又は解乳化剤をさらに含む。成分（
ｄ）は好適には錆防止剤である。 潤滑組成物中に存在すべき添加剤の量は、使用される特定の化合物に依存する
。
【００１２】 一般に、潤滑組成物は、組成物の総量に対し、好ましくは０．１〜５．０重量
％、好ましくは０．２重量％より多く好ましくは２．０重量％より少ないフェニ
ル−ナフチルアミンを含み、０．０１〜１．０重量％、好ましくは０．０２重量
％より多く好ましくは０．５重量％より少ないチオホスフェートを含み、０．１
〜５．０重量％、好ましくは０．２重量％より多く好ましくは２．０重量％より
少ないジフェニルアミンを含み、０〜１．５重量％、好ましくは０〜１．０重量
％の化学式Ｉによる化合物を含み、少なくとも９５重量％のベース油、好ましく
は鉱油を含む。
【００１３】 また、本発明は、ガスタービンと蒸気タービンの組合せ、好ましくは加圧蒸気
発生器を利用したこのような組合せを潤滑するための本発明による潤滑組成物の
使用に関する。さらに、本発明は、ガスタービンと加圧蒸気発生器を利用した蒸
気タービンの組合せに対する潤滑に関する。 本発明による潤滑組成物は、フェニル−ナフチルアミン、チオホスフェート、
ジフェニルアミン、炭化水素ベース油及び場合によっては化学式Ｉによる化合物
を共に加えることにより製造できる。
【００１４】実験 高温酸化安定性の試験を組成物に対して行った。この試験は、一般電気規格Ｇ
ＥＫ ３２５６８ Ｃ及びＧＥＫ １０１９４１において設定されている高温変
化に従って行われる酸化試験ＤＩＮ ５１３９４として知られている。この試験
では、５つの金属触媒（銅、スチール、アルミニウム、マグネシウム、銀）の存
在下において、油を１７５℃で７２時間維持する一方、油を通して空気を３ｌ／
時間のレートでバブル化する。試験の終了時に、油を分析してその粘性の増加、
全酸価の増加及び作られたスラッジの総量を得る。スラッジは、装置から、特に
シリンダーの側面全体から注意深く除去しなければならない。ミリポア(Millipo
re) 社から入手できる５ミクロン濾過紙を用いてスラッジを濾過して分離し、除
去したスラッジをｎ−ヘプタンで洗浄し、実質的に乾燥させて計量する。
【００１５】 組成物は以下の添加剤を含んでいた。アミン(aminic)酸化防止剤 Ｉ ：フェニル−アルファ−ナフチルアミン（非置換
）アミン酸化防止剤 ＩＩ ：ジオクチルジフェニルアミン錆防止剤 ：アスパラギン酸，Ｎ−（３−カルボキシ−１−オキソ−２−プロペニ
ル）−Ｎ−オクタデシル，ビス（２−メチルプロピル）エステル耐摩耗剤 ：ジアルキルチオホスフェートのアミン塩、ラブリゾル社から市販され
ているＬＺ ５１２５ ３重量％より少ない芳香族化合物（ＤＩＮ ５１３７８により測定）と、０．
０５重量％より少ない硫黄化合物（ＡＳＴＭ Ｄ ４０４５により測定）（元素
硫黄として計算）を含んだ溶液抽出及び水素化仕上された鉱油を含み、さらに従
来の金属不動態剤、発泡防止剤及び解乳化剤を含んだベース油に対し、添加剤を
加えた。組成物１及び２に対して、ベース流体Ａを使用した。組成物３〜５に対
して、ベース流体Ｂを使用した。これらの流体は、存在する従来の金属不動態剤
に関して異なる。 それぞれの量は、鉱油を含んだ組成物の総量に対する重量％で示す。
【００１６】
【表１】 組成物 １ ２（比較） ３ ４（比較） ５（比較） ベース流体 Ａ Ａ Ｂ Ｂ Ｂ アミン酸化 防止剤Ｉ ０．５ ０．５ ０．５ １．０ − アミン酸化 防止剤ＩＩ ０．５ ０．５ ０．５ − １．０ 耐摩耗剤 ０．１ − ０．１ ０．１ ０．１ 錆防止剤 ０．１ ０．１ ０．１ ０．１ ０．１
スラッジ生成 １９０ ３６０ １４４ ２３４ ３５２ （mg／100ml)
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１１年１２月２１日（１９９９．１２．２１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】 本発明による潤滑組成物は、次の化学式Ｉによる化合物である別の成分（ｄ）
を適宜含む。
【化２】 ここで、Ｒ1 とＲ2 は各々水素又は１〜３０個の炭素原子から成るアルキル若し
くはヒドロキシアルキルであり；Ｒ3 、Ｒ4 及びＲ5 は、各々水素又は１〜４個
の炭素原子から成るアルキル若しくはヒドロキシアルキルであり、ＸはＣＨ又は
Ｎであり、Ｒ6 とＲ7 は各々水素、炭素原子１〜３０個から成るアルキル若しく
はアルケニル、又は炭素原子３０個までから成る飽和若しくは不飽和カルボン酸
から誘導されたアシル基である。好ましくは、Ｒ1 とＲ2 は各々３〜６個の炭素
原子から成るアルキルであり、Ｒ3 、Ｒ4 及びＲ5 は各々水素であり、ＸはＮで
あり、Ｒ6 とＲ7 は各々１５〜２０個の炭素原子から成るアルキル、又は４〜１
０個の炭素原子を含み飽和若しくは不飽和ジカルボン酸から誘導されたアシル基
であり、Ｒ6 とＲ7 の少なくとも１つは、アシル基である。特に好ましくは、ア
スパラギン酸，Ｎ−（３−カルボキシ−１−オキソ−２−プロペニル）−オクタ
デシル−ビス（２−メチルプロピル）エステルである。これらのアスパラギン酸
エステルは市販されている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１０Ｍ 133:16 Ｃ１０Ｍ 133:16 133:12 Ｃ１０Ｍ 133:12 137:10） Ｃ１０Ｍ 137:10） Ｃ１０Ｎ 30:06 Ｃ１０Ｎ 30:06 30:10 30:10 30:12 30:12 40:12 40:12 Ｆターム(参考） 4H104 BB33C BE01C BE07C BG14C BH06C BH08C EB10 EB11 EB13 EB15 LA03 LA05 LA06 LA09 LA12 PA07 PA09

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 炭化水素潤滑ベース油を （ａ）フェニル−ナフチルアミン、 （ｂ）チオホスフェート及び （ｃ）ジフェニルアミン と組み合わせて含む潤滑組成物。
  2. 【請求項２】 さらに、（ｄ）次の化学式Ｉによる化合物を含む請求項１記
    載の潤滑組成物。 【化１】 ［ただし、Ｒ1 及びＲ2 は各々水素又は１〜３０個の炭素原子から成るアルキル
    若しくはヒドロキシアルキル；Ｒ3 、Ｒ4 及びＲ5 は各々水素又は１〜４個の炭
    素原子から成るアルキル若しくはヒドロキシアルキル；ＸはＣＨ又はＮ；Ｒ6 及
    びＲ7 は各々水素、１〜３０個の炭素元素から成るアルキル若しくはアルケニル
    又は炭素原子３０個までから成る飽和若しくは不飽和カルボン酸から誘導された
    アシル基である。］
  3. 【請求項３】 ０．０２重量％より少ない硫化脂肪酸を含む請求項１又は２
    に記載の潤滑組成物。
  4. 【請求項４】 １０重量％より少ない芳香族化合物と、元素硫黄として計算
    して１．０重量％より少ない硫黄とを含んだ鉱油をベース油として含む請求項１
    〜３のいずれか一項に記載の潤滑組成物。
  5. 【請求項５】 金属不動態剤、錆防止剤、発泡防止剤及び／又は解乳化剤を
    さらに含む請求項１〜４のいずれか一項に記載の潤滑組成物。
  6. 【請求項６】 組成物の総量に対して、０．１〜５．０重量％のフェニル−
    ナフチルアミン、０．０１〜１．０重量％のチオホスフェート、０．１〜５．０
    重量％のジフェニルアミン、０〜１．５重量％の化学式Ｉによる化合物、及び少
    なくとも９５重量％の鉱油を含む請求項１〜５のいすれか一項に記載の潤滑組成
    物。
  7. 【請求項７】 ガスタービンと蒸気タービンの組合せを潤滑するための、請
    求項１〜６のいずれか一項に記載の潤滑組成物の使用。
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