JP2005536594A

JP2005536594A - 潤滑剤組成物に高耐荷重容量を与える添加剤と腐食防止剤との相乗的な組み合わせ

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Publication number: JP2005536594A
Application number: JP2004529829A
Authority: JP
Inventors: ゴディシ，パトリック・イー; ジョーンズ，デービッド・ジー・ブイ; ファイフェ，キム・イー
Original assignee: ビーピー・コーポレーション・ノース・アメリカ・インコーポレーテッド
Priority date: 2002-08-21
Filing date: 2003-08-21
Publication date: 2005-12-02
Also published as: EP1530622B1; DE60310412T8; EP1530622A1; DE60310412T2; DE60310412D1; AU2003259990A1; CA2491916A1; US7294607B2; ATE348139T1; US20040072701A1; WO2004018596A1

Abstract

本発明は、増強された耐荷重容量及び酸化／腐食安定性を示す潤滑剤組成物に関する。本発明の潤滑剤組成物は、ペンタエリスリトールと有機カルボン酸との反応により形成された潤滑特性を有する脂肪族エステルベースオイルを主成分として含む。潤滑剤組成物は、さらに、完全に配合された潤滑油組成物の約０．０１wt%〜約０．４０wt%を構成する添加剤としての３−（ジ−イソブトキシ−チオホスホニルスルファニル）−２−メチル−プロピオン酸（DITMPA）と、完全に配合された潤滑油組成物の約０．０１wt%〜約０．４wt%を構成する四六黄銅不動態化剤とを含む。DITMPA及び四六黄銅不動態化剤を含有する潤滑剤組成物の耐荷重容量及び酸化／腐食安定性の向上は、潤滑剤の他の優れた特性を低下させる影響を与えることなく達成される。

Description

本発明は、概して、優れた耐荷重容量及び酸化安定性を示すエステルベース潤滑剤組成物、特にジエステルとポリオールのエステルをベースとする潤滑剤組成物に関する。特に本発明は、タービンオイルの他の特徴的特性に負の影響を与えずに、タービンオイルの耐荷重容量、酸化容量及び腐食／酸化安定性を向上させるために、トルトリアゾール又はベンゾトリアゾールなどの四六黄銅不動態化剤及び３−（ジ−イソブトキシ−チオホスホニルスルファニル）−２−メチル−プロピオン酸（以後、DITMPAという）の使用をさらに含む、ベースオイルストックとしてペンタエリスリトールの脂肪酸エステルを含むタービンオイルに関する。

政府規格及び軍用規格に適合させるために、タービンオイル組成物は、タービンオイルの耐荷重性の容量を測定することを含む多数の試験基準で十分な得点を挙げなければならない。エステルベースタービンオイルの耐荷重容量を改良するために、アミンホスフェート、アルキルチオコハク酸、チオフェンカルボン酸誘導体及び他の硫黄含有化合物などの添加剤が用いられている。

ペンタエリスリトール及び脂肪酸混合物から調製され、耐荷重容量を改良するために上述した添加剤から選択された添加剤を含むエステルベース潤滑油組成物は、周知であり、タービンオイルの耐荷重容量を向上させるためにいくらか成功している。しかし、これらの変性タービンオイルの耐荷重容量の改良には、しばしば、他の望ましい特性に対する有害な影響が付随する。特に、模擬摩耗下での堆積物形成を測定する工業基準試験におけるこれらのオイルの得点が低下する傾向にある。酸化安定性、粘度及びTAN増分などのタービンオイルの他の特徴的特性に有害な影響を与えずに、タービンオイルの耐荷重容量を改良する添加剤に対する継続的なニーズがある。本発明は、この継続的ニーズを解決する。

本発明は、耐荷重容量（load-carrying capacity）及び酸化／腐食安定性が向上した潤滑剤組成物及びタービンオイルの他の特徴的特性に有害な影響を与えずにこれらの利点を達成する方法に関する。

種々の化学物質の耐荷重添加剤（load additive）、特に硫黄及び／又はリンからなる添加剤は、向上した耐荷重特性を有するタービンオイルを配合する際に典型的に用いられる。配合物中に耐荷重添加剤を含めることは、典型的には酸化雰囲気中での銅損失を増加させる。よって、典型的には、耐荷重容量の向上と銅腐食との間に得失がある。しかし、本発明は、耐荷重容量の向上と、銅及び酸化安定性の向上と、を有するタービンオイル組成物を結果的に得る添加剤の特異な配合に関する。

本発明の潤滑剤組成物は、ジエステル及びポリオールのエステルを含む合成ポリオールエステルをベースとするベースストック、好ましくはポリオールエステルをベースとするベースストックを主たる比率で含み、DITMPA高耐荷重添加剤及び四六黄銅不動態化剤を少ない比率で含む。他の耐荷重容量添加剤を含む以外に、極圧添加剤、流動点降下剤、酸化安定剤、消泡剤、加水分解安定性添加剤、粘度指数向上剤、耐摩耗添加剤及び防食剤その他などの慣用の添加剤を同時に用いることができる。

合成ポリオールエステルをベースとするベースストックは、完全に配合された合成エステルをベースとする潤滑油組成物の主成分である。一般に、エステルベース流体は、組成物の９０wt%を超える濃度で存在し、典型的には９５wt%の濃度で存在する。

用語「含む」は、本明細書全体を通して、及び特許請求の範囲においても頻繁に用いられることに留意されたい。本願において用いられる用語「含む」とは、「規定された特徴、整数、工程又は成分の存在を特定するが、１以上の他の工程、成分又はこれらの集合の存在又は追加を排除するものではない」という意味である。用語「含む」は、１以上の他の工程、成分又はこれらの集合の存在又は追加を含まない用語「からなる」とは異なるものである。

［発明の詳細な説明］
予測できないほど優れた高耐荷重容量及び優れた銅不動態化の両者を示す潤滑剤組成物は、主成分として合成エステルベースオイルを含み、少量成分としてDITMPA及びベンゾトリアゾールやトルトリアゾール（メチルベンゾトリアゾールとしても知られている）などの四六黄銅不動態化剤を含む。驚くべきことに、トリクレシルホスフェート（TCP）耐荷重／耐摩耗添加剤の量を減少させ、トルトリアゾール又はベンゾトリアゾールなどの四六黄銅不動態化剤の量を減少させ、少量のDITMPAを含む潤滑剤組成物が耐荷重容量の向上、銅不動態化の向上及び酸化／腐食安定性の向上を呈することを知見した。

合成ポリオールエステルベースオイルは、脂肪族ポリオールのカルボン酸とのエステル化によって形成される。脂肪族ポリオールは、４〜１５個の炭素原子及び２〜８個のエステル化可能な水酸基を含有する。ポリオールの例としては、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、ネオペンチルグリコール、トリペンタエリスリトール及びこれらの混合物を挙げることができる。

合成ポリオールエステルベースオイルを製造するために用いられるカルボン酸反応物質は、脂肪族モノカルボン酸又は脂肪族モノカルボン酸と脂肪族ジカルボン酸との混合物から選択される。カルボン酸は、４〜１２個の炭素原子を包含し、直鎖及び分枝脂肪族酸を含有する。カルボン酸の混合物を用いることもできる。

好ましいポリオールベースオイルは、工業用ペンタエリスリトールとC₄〜C₁₂カルボン酸の混合物とから調製されたものである。工業用ペンタエリスリトールは、約８５〜９２wt%のモノペンタエリスリトールと８〜１５wt%のジペンタエリスリトールとを含む混合物である。典型的な市販の工業用ペンタエリスリトールは、式１を有するモノペンタエリスリトールを約８８wt%と、式２を有するジペンタエリスリトールを約１２wt%と、を含む。

工業用ペンタエリスリトールは、典型的には工業用ペンタエリスリトールの製造中に副産物として形成されるトリペンタエリスリトール及びテトラペンタエリスリトールをも含み得る。

アルコールとカルボン酸からのエステルの調製は、当業者には公知でなじみのある慣用の方法及び技術を用いて行うことができ、それ自体は本発明の部分を形成しない。一般に、工業用ペンタエリスリトールは、所望のカルボン酸混合物と一緒に、場合によっては触媒の存在下で、加熱される。一般に、わずかに過剰の酸を用いて、反応を完了させる。反応中に水を除去し、次いで、反応混合物から過剰の酸を取り除く。工業用ペンタエリスリトールのエステルは、さらなる精製なしに用いることもできるし、蒸留などの慣用の技術を用いてさらに精製することもできる。

本明細書及び特許請求の範囲のために、用語「工業用ペンタエリスリトールエステル」とは、工業用ペンタエリスリトールとC₄〜C₁₂カルボン酸混合物とから調製されたポリオールエステルベースオイルを意味するものであると理解されたい。

本発明の潤滑剤組成物は、好ましくは、以下の用途、クランクケースエンジンオイル、ツーサイクルエンジンオイル、カタパルトオイル、油圧油、掘削油、タービンオイル（例えば、航空機タービンオイル）、グリース、コンプレッサーオイル、ギアオイル及び機能流体の少なくとも１種に用いることができる。好ましくは、本発明の潤滑剤組成物は、航空転用ガスタービンエンジン（例えば、ジェットタービンエンジン、船舶用エンジン及び発電用途）に用いられる。

本発明の潤滑剤組成物は、さらに、他の慣用の潤滑剤添加剤も含み得る。潤滑油添加剤は、概して、その内容が本明細書に参照として組み込まれる"Lubricants and Related Products", Dieter Klamann, Verlag Chemie, Deerfield, Fla., 1984及び"Lubricant Additives", C. V. Smalheer and R. Kennedy Smith, 1967, pp. 1-11に記載されている。潤滑油添加剤は、米国特許U. S. Patent 第6,043,199号明細書、第5,856,280号明細書及び第5,698,502号明細書（これらの内容は参照として本明細書に組み込まれる）にも記載されている。

本発明の潤滑剤組成物は、好ましくは、本発明の混合ポリオールエステル組成物を約８５wt%、約８６wt%、約８７wt%、約８８wt%、約８９wt%、約９０wt%、約９１wt%、約９２wt%、約９３wt%、約９４wt%、約９５wt%、約９６wt%、約９７wt%、約９８wt%、約９９．９wt%と、潤滑剤添加剤パッケージを約０．１wt%、約０．５wt%、約１．０wt%、約１．５wt%、約２．０wt%、約２．５wt%、約３．０wt%、約３．５wt%、約４．０wt%、約４．５wt%、約５．０wt%、約５．５wt%、約６．０wt%、約６．５wt%、約７．０wt%、約７．５wt%、約８．０wt%、約８．５wt%、約９．０wt%、約９．５wt%、約１０．０wt%、約１０．５wt%、約１１．０wt%、約１１．５wt%、約１２．０wt%、約１２．５wt%、約１３．０wt%、約１３．５wt%、約１４．０wt%、約１４．５wt%〜１５wt%、好ましくは２〜１０wt%、最も好ましくは３〜８wt%含む。

本発明の潤滑剤組成物は、後記に別のものとして示されている場合を除いて、通常もしくは好ましく完全に配合された製品中に存在する典型的な他の任意の添加剤をも含有し得る。よって、完全に配合されたタービンオイルは、以下の分類、抗酸化剤、抗摩耗剤、極圧添加剤、消泡剤、洗浄剤、加水分解安定剤、金属活性低下剤、他の防錆剤などの添加剤の１種以上を含有し得る。このような他の添加剤の総量は、０．５wt%〜１５wt%の範囲、好ましくは２wt%〜１０wt%の範囲、最も好ましくは３wt%〜８wt%の範囲でよい。

用いることができる抗酸化剤としては、アリールアミン類、例えばフェニルナフチルアミン類及びジアルキルジフェニルアミン類、これらの混合物及び米国特許U. S. Patent 第 6,426,324号明細書（その内容は参照として本明細書に組み込まれる）に記載されているような反応生成物；ヒンダードフェノール類、フェノンチアジン類及びこれらの誘導体を挙げることができる。抗酸化剤は、典型的には、１wt%〜５wt%の範囲の量で用いられる。

抗摩耗添加剤／極圧添加剤は、ヒドロカルビルラジカルがアリールラジカル、アルカリールラジカル又はこれらの混合物であるヒドロカルビルホスフェートエステル類、特に、トリヒドロカルビルホスフェートエステル類を包含する。特定の抗摩耗添加剤／極圧添加剤は、トリクレシルホスフェート、トリアリールホスフェート及びこれらの混合物を包含する。さらに、他の又は追加の抗摩耗添加剤／極圧添加剤も用いることができる。抗摩耗添加剤／極圧添加剤は、典型的には、０〜４wt%の範囲、好ましくは１wt%〜３wt%の範囲の量で用いられる。

工業用標準防食剤もまたターボオイルに含まれていてもよい。このような公知の防食剤としては、種々のトリアゾール類、例えば、トリルトリアゾール、１，２，４ベンゾトリアゾール、１，２，３ベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、アリル化ベンゾトリアゾールを挙げることができる。標準的な防食剤添加剤は、０．０２wt%〜０．５wt%の範囲、好ましくは０．０５wt%〜０．２５wt%の範囲の量で用いることができる。工業的に一般的な他の防錆剤としては、種々のヒドロカルビルアミンホスフェート類及び／又はアミンホスフェート類を挙げることができる。

ポリシロキサンタイプの消泡剤、例えばシリコーンオイル又はポリジメチルシロキサンを含む多くの化合物によって、泡を制御することができる。

用いることができる別の添加剤は、抗堆積・抗酸化剤である。典型的な抗堆積・抗酸化剤は、米国特許U. S. Patent 第5,856,280号明細書に記載されているような硫黄含有カルボン酸（SCCA）である。SCCA誘導体は、１００ppm〜２，０００ppmの範囲、好ましくは２００ppm〜１，０００ppmの範囲、最も好ましくは３００ppm〜６００ppmの範囲の量で用いられる。

前述したように、加水分解安定剤、流動点降下剤、消泡剤、粘度向上剤及び粘度係数向上剤等を含む他の添加剤も用いることができる。

個々の添加剤は、任意の簡便な態様で、本発明の潤滑剤組成物に組み込むことができる。よって、所望レベルの濃度にて、各成分をベースストックに分散又は溶解させることによって、各成分を直接ベースストックに添加することができる。このようなブレンドは、雰囲気温度もしくは高められた温度にて生じ得る。好ましくは、粘度調節剤及び流動点降下剤を除くすべての添加剤は、濃縮物又は添加剤パッケージにブレンドされ、続いてベースストックにブレンドされて最終的な潤滑剤を作る。この態様にてこのような濃縮物を用いることは慣用的である。濃縮物は、典型的には、正確な量で添加剤を含有するように配合されて、濃縮物を所定量のベース潤滑剤と組み合わせると最終的な配合物中の所望の濃度を提供する。濃縮物は、好ましくは米国特許U. S. Patent 第4,938,880号明細書（その内容は参照として本明細書に組み込まれる）に記載されている方法に従って作られる。この特許には、少なくとも約１００℃の温度にてあらかじめブレンドされている無灰分散剤及び金属洗浄剤の予混合物を作ることが記載されている。その後、予混合物を少なくとも８５℃まで冷却して、追加の成分を添加する。

前述したように、抗酸化剤、防食剤及び加水分解安定剤を含む添加剤と一緒に部分的に配合されたポリオールエステルベースストックに、DITMPAは一般に完全に配合された潤滑油組成物の約０．０１wt%〜約０．４０wt%となり、四六黄銅不動態化剤は完全に配合された潤滑油組成物の約０．０１wt%〜約０．４０wt%となるように、少量のDITMPA、TCP及び四六黄銅不動態化剤が添加される。

DITMPA添加剤の構造は、下記に示すとおりである。
式３：３−（ジ−イソブトキシ−チオホスホニルスルファニル）―２−メチル−プロピオン酸（DITMPA）

特に、DITMPAは、完全に配合された潤滑油組成物の約０．０２wt%〜約０．２０wt%、例えば約０．０３wt%〜約０．１０wt%となる。DITMPAは、任意の簡便な手段及び任意の公知の手段によって、ポリオールエステルベースストックと混合又はブレンドすることができる。所望であれば、展開の前に追加のポリオールエステルベースで希釈するように、濃縮物を予め調製しておいてもよい。

四六黄銅不動態化剤は、限定されるものではないが、ベンゾトリアゾール、キニザリン（quinizarin）及びトルトリアゾール（メチルベンゾトリアゾールとしても知られている）を含むこのような添加剤の一般的な分類から選択することができる。例えば、四六黄銅不動態化剤は、トルトリアゾールであってもよく、完全に配合された潤滑油組成物の約０．０５wt%〜約０．１wt%を構成する。DITMPAの添加により、耐荷重容量の向上及び銅不動態化の向上を保持しながら、TCPなどの他の耐荷重添加剤の質量パーセントを減少できる。

過酷なFZG FLS試験
下記実施例１〜７により、配合済みのタービンオイル潤滑剤組成物へのDITMPAの添加は、耐荷重容量基準試験における性能を増強し、この試験における添加剤含有タービンオイルの得点を高める作用をすることが示されるであろう。実施例１〜７の特徴は以下のとおりである。

競合社の完全に配合されたタービンオイルである実施例７を除くすべての実施例は、抗酸化剤、防食剤及び加水分解安定剤を含む添加剤と一緒に部分的に配合された同一の工業用ペンタエリスリトールベースストック（ベースタービンオイル）で開始した。

実施例１は、他の添加剤の中でもトルトリアゾール（TT）０．０９４wt%とトリクレシルホスフェート（TCP）１．８７７wt%を含有するベースタービンオイルである。TCPは、航空機タービンオイル用の公知の耐荷重／耐摩耗補助添加剤であり、TTは、航空機タービンオイル用の防食剤／銅不動態化剤である。

実施例２は、TCP添加剤及びTT添加剤の量を減らした（ＴＴ０．０６６wt%及びTCP１．０６４wt%）実施例１のベースタービンオイルであり、DITMPAが実施例２の完全に配合された組成物の０．０５２wt%となるようにDITMPAを添加したベースタービンオイルである。

実施例３は、DITMPAが実施例３の完全に配合された組成物の０．１０４wt%となる点を除いて、実施例２のベースタービンオイルである。

実施例４は、DITMPAを硫黄含有ジメルカプトチオジアゾール（DMTD）誘導体で置換し、DMTDが実施例４の完全に配合された組成物の０．０９５wt%となる点を除いて実施例２と同じである。

実施例５は、DITMPAを硫化脂肪酸エステル（SFAE）で置換し、SFAEが実施例５の完全に配合された組成物の０．００４７wt%となる点を除いて実施例２と同じである。SFAEは、航空機タービンオイル用の公知の硫黄含有耐荷重容量添加剤である。

実施例６は、SAFEが実施例6の完全に配合された組成物の０．０９５wt％となる点を除いて実施例５と同じである。

実施例７は、実施例１と同じ米国軍用規格（U. S. Military specification）を受けた競合社の高耐荷重容量HTSタービンオイルである。

実施例２及び３に用いたDITMPAは、Ciba Specialty Chemicalsから入手し、供給元から配給されたまま用いた。DMTDは、R. T. Vanderbit CompanyからCUVAN 826として入手し、供給元から配給されたまま用いた。SFAEは、King IndustriesからNA-Lube EP 5210として入手し、供給元から配給されたまま用いた。次に、実施例１〜７を一連の基準試験に供した。目的は、DITMPAを含む実施例２及び３が、実施例１のTCP増強ベースタービンオイルの耐荷重容量を凌ぐ性能であることを示すことである。

実施例１〜７のタービンオイル組成物の耐荷重容量は、過酷なFZGギア試験によって評価した。FZGギア試験は、ギアにかけられている負荷を増加させた際に、１セットの可動ギアのすり減りを防止するオイルの性能を測定する工業基準試験である。本明細書に記載されている「過酷な」FZG試験は、より高温まで（９０℃に対して１４０℃）試験オイルを加熱し、１，５００rpmに対して３，０００rpmで運転させ、ギアの最大ピッチ線速度もまた高い（８．３m/sに対して１６．６m/s）点で、ギアオイル用のDIN 51 354に基準化されているFZG試験とは異なる。FZG性能は、損傷を受けた全ての領域の幅の合計がギアの１個の歯の幅を超える最低負荷状態により規定される不足荷重ステージ（FLS）について報告されたものである。実施例１〜３に対する過酷なFZG試験の結果をTable 1に示す。

Table 1に示した結果から、TCP及びTTを減量しDITMPAを低レベルにしたベースタービンオイルの耐荷重容量は、耐荷重添加剤としてTCP１．８７７wt%で増強されたベースタービンオイル（実施例１）の耐荷重容量を超えていることがわかる。実施例４及び６から、任意の硫黄含有耐荷重添加剤ではこの効果が達成されず、DITMPAの添加に特異的であることもわかる。これらの結果は、TCP単独で達成され得るよりも高い耐荷重値を示す。

酸化腐食安定性試験
実施例１〜７をさらに、Table 3に示したデータに基づく内部酸化腐食安定性（OCS）良／不良（credit/debit）評価に供した。結果は以下のとおりであった。

本試験は、実施例２及び３の２つだけが過酷なFZG荷重試験及び酸化腐食安定性試験の両方で良好な性能であったことを示す。

DITMPAとTTとの腐食安定性に関する相乗効果をさらに示すために、３種の重要な添加剤成分、TCP、TT及びDITMPAを変えて、追加の試験（実施例８〜１５）を行い、これらのOCS試験での性能に対する効果を評価した。OCS試験は、航空機タービンオイルについて、４００゜F（204℃）及び４２５゜F（218℃）におけるASTM D4636-99に準拠して行い、オイルの耐酸化性及び耐腐食性の低下及び銅などの種々の金属を浸食する傾向を測定した。ASTM試験方法に従って、銅、スチール、アルミニウム、マグネシウム及び銀の四角形金属標本を特定の形状に一緒に縛って、次いで大きなガラス試験管内で被験潤滑剤１００ml中に浸漬させた。試験管を被験温度、すなわち４００゜F（204℃）及び４２５゜F（218℃）に７２時間維持した。試験の間中、５l/hrの空気を被験油に吹き込んだ。試験の最後に、金属標本を質量変化について評価して、油を粘度及び酸価増分について評価した。実施例８〜１５の被験潤滑剤の組成は以下のとおりであった。

実施例８は、TTを実施例８の完全に配合された組成物の０．０３８wt%となるようにした点を除いて実施例２のタービンオイルである。

実施例９は、TTを実施例９の完全に配合された組成物の０．０９５wt%となるようにした点を除いて実施例２のタービンオイルである。

実施例１０は、DITMPAを実施例１０の完全に配合された組成物の０．０２８wt%となるようにした点を除いて実施例２のタービンオイルである。

実施例１１は、DITMPAが存在しない点を除いて実施例２のタービンオイルである。

実施例１２は、DITMPAが存在せず、防食剤／銅不動態化剤TTを実施例１２の完全に配合された組成物の０．０９５wt%となるようにした点を除いて実施例２のタービンオイルである。

実施例１３は、DITMPAが存在せず、防食剤／銅不動態化剤TTを実施例１３の完全に配合された組成物の０．０３８wt%となるようにした点を除いて実施例２のタービンオイルである。

実施例１４は、防食剤／銅不動態化剤TTが存在しない点を除いて実施例２のタービンオイルである。

実施例１５は、DITMPA及びTTが存在しない点を除いて実施例２のタービンオイルである。

試験結果をTable 3に示す。

結果は、同じ配合中にDITMPAとTTとの両者を有することの利点をこの組み合わせが耐荷重性能の増加並びに銅質量損失の減少の両者を呈するものとして示す。TTが銅不動態化剤であることから、この結果は予測できないものであり、当業者はTTの質量パーセントが減少するにつれて銅質量損失が増加すると予測するであろう。しかし、DITMPAとTTとの添加は、より良好な耐荷重値並びに銅腐食の減少を呈する。DITMPAとTTの両者を含有する実施例、実施例２、３、８、９及び１０だけが銅腐食安定性及び酸化安定性の相乗的な結果を呈する。いずれか一方の添加剤が欠けている実施例１１〜１５は、４２５゜F（218℃）における銅質量損失が３倍であり、４２５゜F（218℃）における粘度変化が２倍である。

熱液体プロセスシミュレータ（HLPS）試験方法：SAE ARP5996
HLPS試験方法は、ガスタービンエンジンのある部品、例えばベアリング送油管内にみられる単相流状態下で、合成エステルベース航空機用潤滑剤のコーキング傾向を評価するために設計されたものである。

実施例１、２、３及び７を下記のように行われたHLPS試験に供した。計量したサンプル１００mlをHLPS装置内に置いた。装置を空気で２００psiまで加圧して、次いで、サンプルを３００〜３５０℃の範囲を超えて、２０時間及び４０時間にわたり、耐熱シェル内管熱交換機全体を通してシステム内にポンプで吸引した。次に、各試験後に管に形成された堆積物の質量をmg単位で記録し、数回の試験中に得られた結果の平均値を記録した（Table 4）。

米国陸軍（US Navy）気相コーキング試験
実施例１、２、３及び７を米国陸軍気相コーキング試験（USNVPC）に供した。この試験の目的は、加熱されたコークス器管内を通過する際に、熱いターボオイル蒸気（空気−油ミスト）の堆積物形成傾向を決定することにある。堆積物の質量は、mg単位で測定した。

USNVPC試験は、電気加熱マントルで囲まれた三首フラスコ（油リザーバ）と、真鍮製熱だめ及び２個の半円筒状加熱ユニットで囲まれた中間のヒーター管と、ステンレススチールコーキング管（この上に堆積物が形成される）と、からなる。

フラスコの１つの首に入る管を通して空気を供給し、熱油を貫通する気泡を発生させて、空気−油ミストを作った。油ミストはフラスコの中央の首を通して逃げ、ヒーター管内に通過する。ヒーター管から蒸気がコーキング管内に通過して、コーキング管内に堆積物が形成される。

油温度を４００゜F（２０４℃）に、ヒーター管を６５０゜F（343℃）〜７５０゜F（399℃）に１８時間にわたり維持した。このうち１時間は試験温度に達するまでに要した時間であり、実際の実験時間は１７時間であった。油温度は、フラスコの第３の首を通して油に浸漬させた熱電対により監視した。第２の熱電対をヒーター区域に位置づけて、ヒーター管温度の制御を行う。６個の熱電対からなる熱電対列をコークス器管に取り付け、管の温度を監視した。これらの実施例のために、試験は６５０゜F（343℃）及び７００゜F（371℃）で行った。堆積物の結果はTable 5に示す。

この試験の結果は、本発明の潤滑剤組成物が、耐荷重性及び酸化安定性の向上を呈しながら、市販されている航空機用タービンオイルと気相コーキング試験においては同等もしくは優れていることを示す。

循環コークス器噴霧器試験
コーキング器噴霧器試験は、ジェットエンジンベアリング室の熱区域をシミュレートしようとするものである。この試験は、合成航空機用潤滑剤の長時間にわたる試験温度、圧力及び油流条件内で蒸気ミスト及び液体膜堆積物を形成する傾向を評価する。

コークス器噴霧器管は、シリンダの端部に端部板を有する頂部半体と底部半体とに長手方向に切断したステンレススチール管である。頂部半体は気相コーキング雰囲気を模し、底部半体は液相コーキング雰囲気を模し、端部板は混合雰囲気である。コークス器噴霧器管を特定の角度に傾斜させて、５２０゜F（271℃）まで加熱して、油サンプルを管の開放端部にスプレイした。

循環試験は、９５分と４５分のサイクルで７２時間にわたり行った。各サイクルは、３０分間の規制された５２０゜F（271℃）での油と空気流とのスプレイ、空気及び油流の停止、及び７５秒間で５６０゜F（293℃）に至るシリンダの速やかな加熱、からなる。次いで、サイクルの残りの時間でシリンダを５２０゜F（271℃）まで冷却する。試験後の分析は、シリンダの頂部半体、底部半体及び端部板上の堆積物の計量、並びに粘度及び酸価の変化及び堆積物形成による油の酸化状況について行った。堆積物形成は、試験後に１．２ミクロンフィルタを通して油を濾過して計測し、試験後の使用済み油の１リットル当たりの堆積物のグラム数として記録した。コークス器噴霧器試験の結果は、Table 6に示した試験回数の平均値である。

全３種の試験について、実施例２及び３、すなわちTT及びDITMPAを含む組成物では、堆積物試験は実施例１と同範囲もしくは良好であった。これらの結果は、堆積物試験における性能を低下させる影響を与えずに、実施例２及び３の耐荷重容量の向上が達成されたことを示す。

本発明の上記開示内容及び特許請求の範囲内において、合理的な変形例及び変更例が可能である。本発明の本質は、約０．０１wt%〜約０．４０wt%の３−（ジ−イソブトキシ−チオホスホニルスルファニル）−２−メチル−プロピオン酸と、約０．０１wt%から約０．４０wt%のトルトリアゾール又はベンゾトリアゾールなどの防食剤とを含むタービンオイル組成物が、堆積物試験性能を低下させることなく、耐荷重容量及び酸化安定性において、従来のタービンオイルなどの潤滑剤組成物よりも優れた性能を呈する、ということにある。

Claims

主要部分としての合成エステルをベースとするベースストックと、少量部分としての（ａ）３−（ジ−イソブトキシ−チオホスホニルスルファニル）−２−メチル−プロピオン酸（DITMPA）及び（ｂ）四六黄銅不動態化剤と、を含む耐荷重容量及び酸化／腐食安定性が向上した潤滑剤組成物。
前記合成エステルをベースとするベースストックは、４〜１２個の炭素原子を含むカルボン酸と、４〜１５個の炭素原子及び２〜８個のエステル化可能な水酸基を含む脂肪族ポリオールとのエステル化反応生成物である、請求項1に記載の潤滑剤組成物。
前記合成エステルストックは、工業用ペンタエリスリトールとC₄〜C₁₂カルボン酸混合物とのエステル化反応生成物である、請求項１に記載の潤滑剤組成物。
前記DITMPA添加剤の総量は、完全に配合された潤滑油組成物の約０．０１〜約０．４０wt％であり、前記四六黄銅不動態化剤の総量は、完全に配合された潤滑油組成物の約０．０１〜約０．４０wt％である、請求項１に記載の潤滑剤組成物。
前記DITMPA添加剤の総量は、完全に配合された潤滑油組成物の約０．０２〜約０．２０wt％であり、前記四六黄銅不動態化剤の総量は、完全に配合された潤滑油組成物の約０．０５〜約０．１０wt％である、請求項１に記載の潤滑剤組成物。
前記DITMPA添加剤の総量は、完全に配合された潤滑油組成物の約０．０３〜約０．１０wt％である、請求項１に記載の潤滑剤組成物。
前記四六黄銅不動態化剤は、トルトリアゾール、ベンゾトリアゾール又はこれらの組み合わせである、請求項１に記載の潤滑剤組成物。
合成エステルベースストック潤滑剤組成物油に、DITMPA及び四六黄銅不動態化剤を添加することにより、該潤滑剤組成物油の耐荷重容量及び酸化／腐食安定性を向上させる方法。
前記DITMPA添加剤の総量は、完全に配合された潤滑油組成物の約０．０１〜約０．４０wt%であり、前記四六黄銅不動態化剤の総量は、完全に配合された潤滑油組成物の約０．０１〜約０．４０wt%である、請求項８に記載の方法。
前記DITMPA添加剤の総量は、完全に配合された潤滑油組成物の約０．０２〜約０．２０wt%であり、前記四六黄銅不動態化剤の総量は、完全に配合された潤滑油の約０．０５〜約０．１０wt%である、請求項８に記載の方法。
前記DITMPA添加剤の総量は、完全に配合された潤滑油組成物の約０．０３〜約０．１０wt%である、請求項１０に記載の方法。
前記四六黄銅不動態化剤は、トルトリアゾール、ベンゾトリアゾール又はこれらの組み合わせである、請求項８に記載の方法。
前記合成エステルをベースとするタービンオイルストックは、４〜１２個の炭素原子を有するカルボン酸と、４〜１５個の炭素原子及び２〜８個のエステル化可能な水酸基を有する脂肪族ポリオールと、のエステル化反応生成物である、請求項８に記載の方法。
前記合成エステルをベースとするタービンオイルストックは、工業用ペンタエリスリトールとC₄〜C₁₂カルボン酸の混合物とのエステル化反応生成物である、請求項８に記載の方法。