JP2009185191A - 潤滑油用エステル基油及び潤滑油 - Google Patents

Abstract

【課題】低粘度で、かつ高温下での低蒸発性に優れ、低温から高温までの広い温度範囲で長期間使用できる潤滑油用基油及び潤滑油を提供する。
【解決手段】下記一般式（１）で表されるアルコールと炭素数２〜２４のカルボン酸とから成るエステルであって、該エステルの総炭素数が２６〜４０である潤滑油用エステル基油及び該エステル基油を含む潤滑油。式（１）中、ｎとｍは同一でも異なってもよい２〜１２の整数であり、好ましくはｍとｎの差が２である。

【選択図】なし

Description

本発明は、潤滑油用エステル基油及び潤滑油に関し、特に各種産業用あるいは自動車用に好適に用いることのできる、低蒸発性で実用温度において低粘度である潤滑油に関する。

近年、環境問題の観点から、工場、輸送事業者等はこれまで以上に電力・燃料消費量の削減が求められており、各種産業機械・自動車等に用いられる潤滑油にも省電力・省燃費効果が求められている。省電力・省燃費効果を得るための手段の一つとして、摩擦調整剤を添加して摩擦を低減する方法があるが、低粘度の基油を用いることも有効な方法である。また、冬場の寒冷地等の低温下で使用される各種機械は、低温始動性が良好であることが望まれるが、この低温始動性向上の手段としても低粘度の基油を用いることは有効である。

一方で、各種機械の高性能化、小型軽量化に伴い、潤滑油は高温下で使用されるケースが多くなってきている。このような箇所に使用される潤滑油は基油が蒸発しやすい傾向にあるため、基油の蒸発特性（低蒸発性）のより一層の向上が望まれている。

ところで、一般に、基油の低蒸発性を改善しようとすると動粘度が高くなる傾向にある。一方、省電力・省燃費効果や低温始動性を基油で改善しようとすると基油の動粘度は低くなる傾向にある。すなわち、低蒸発性でありながら低粘度である、低温から高温までの広い温度範囲で長期間使用できる潤滑油に用いる基油が求められている。例えば、特許文献１には脂肪族モノカルボン酸エステル油が、特許文献２には二塩基酸ジエステル油が、特許文献３にはポリ−α−オレフィン（ＰＡＯ）油がそれぞれ開示されている。
特開２００２−１４６３７４号公報 特開２００３−３４７９５号公報 特開２００６−１７６７６０号公報

本発明は、低粘度で、かつ高温下での低蒸発性に優れ、低温から高温までの広い温度範囲で長期間使用できる潤滑油用基油及び潤滑油を提供することを目的とするものである。

本発明では、以下の潤滑油用基油及び潤滑油が提供される。
＜１＞ 下記一般式（１）で表されるアルコールと炭素数２〜２４のカルボン酸とから成るエステルであって、該エステルの総炭素数が２６〜４０である潤滑油用エステル基油。

式（１）中、ｎとｍは同一でも異なってもよい２〜１２の整数である。

＜２＞ 前記一般式（１）中のｍとｎの差が２であることを特徴とする＜１＞に記載の潤滑油用エステル基油。

＜３＞ ＜１＞又は＜２＞に記載のエステル基油を含有する潤滑油。

本発明によれば、低粘度で、かつ高温下での低蒸発性に優れ、低温から高温までの広い温度範囲で長期間使用できる潤滑油用基油及び潤滑油が提供される。

本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意検討を重ねた結果、下記一般式（１）で表されるアルコールと炭素数２〜２４のカルボン酸がエステル結合し、該エステルの総炭素数が２６〜４０である潤滑油用エステル基油が、低粘度で、かつ高温下での低蒸発性に優れること見出した。

一般式（１）中、ｎとｍは同一でも異なってもよい２〜１２の整数である。さらに、本発明者らは、一般式（１）中のｍとｎの差が２であるものが、より性能が優れることを見出し、本発明の完成に至った。
以下、本発明の潤滑油用エステル基油及びそれを含む潤滑油について具体的に説明する。

＜エステル基油＞
本発明の潤滑油用エステル基油は、下記一般式（１）のアルコールと炭素数２〜２４のカルボン酸とのエステル化により得られるエステル油である。

一般式（１）中のｎとｍは同一でも異なってもよい２〜１２の任意の整数であり、好ましくは３〜１０の整数であり、より好ましくは３〜８の整数である。ｎとｍが小さすぎると、得られるエステル油の蒸発性が悪くなり（すなわち、蒸発し易くなる）、逆にｎとｍが大きすぎるとエステル油の粘度が高くなるため、ｎとｍは２〜１２の整数となるアルコールを用いる必要がある。なお、一般式（１）中のｎとｍは同一でも異なってもよいが、一般式（１）で表されるアルコールのうち、ｎとｍの差が２であるものを用いれば、特に低蒸発性に優れるエステル油が得られ、最も好ましい。

本発明のエステル基油を構成する一般式（１）のアルコールの具体例としては、２−プロピルヘプタノール、２−ブチルオクタノール、２−ペンチルノナノール、２−ヘキシルデカノール、２−ヘプチルウンデカノール、２−オクチルドデカノール、２−ノニルトリデカノール、２−デシルテトラデカノール、２−ウンデシルペンタデカノールなどが挙げられる。

一方、本発明のエステル基油を構成するカルボン酸は、炭素数が２〜２４であり、好ましくは４〜２４、より好ましくは４〜２２である。炭素数が少なすぎると蒸発し易くなり、炭素数が多すぎると粘度が高くなる傾向があるため、炭素数が上記範囲内のカルボン酸を用いてエステル基油を構成する。このカルボン酸は、モノカルボン酸のほか、ジカルボン酸、トリカルボン酸など複数のカルボキシル基を持つカルボン酸のいずれであってもよい。また、本発明の基油を構成するカルボン酸は、直鎖又は分岐、飽和又は不飽和、脂肪族、脂環式、又は芳香族のうち、いずれであってもよい。

飽和脂肪族モノカルボン酸は直鎖状でも分岐鎖状でもよく、具体的には、エタン酸、プロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、トリデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸、オクタデカン酸、ノナデカン酸、イコサン酸、エイコサン酸、ヘンイコサン酸、ドコサン酸、トリコサン酸、テトラコサン酸などが挙げられる。これらのカルボン酸は全ての異性体を含んでいる。シクロヘキサンカルボン酸などの飽和脂環式カルボン酸なども挙げられる。

不飽和脂肪族モノカルボン酸は直鎖状でも分岐鎖状でもよく、具体的には、エテン酸、プロペン酸、ブテン酸、ペンテン酸、ヘキセン酸、ヘプテン酸、オクテン酸、ノネン酸、デセン酸、ウンデセン酸、ドデセン酸、トリデセン酸、テトラデセン酸、ペンタデセン酸、ヘキサデセン酸、ヘプタデセン酸、オクタデセン酸、ノナデセン酸、イコセン酸、エイコセン酸、ヘンイコセン酸、ドコセン酸、トリコセン酸、テトラコセン酸などが挙げられる。これらのカルボン酸は全ての異性体を含んでいる。また、３−シクロヘキセンカルボン酸などの不飽和脂環式モノカルボン酸及び安息香酸やナフタレンカルボン酸などの芳香族モノカルボン酸なども挙げられる。

飽和脂肪族ジカルボン酸としては、直鎖状でも分岐鎖状でもよく、エタン二酸、プロパン二酸、ブタン二酸、ペンタン二酸、ヘキサン二酸、ヘプタン二酸、オクタン二酸、ノナン二酸、デカン二酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカン二酸、ヘプタデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、イコサン二酸、エイコサン二酸、ヘンイコサン二酸、ドコサン二酸、トリコサン二酸、テトラコサン二酸などが挙げられる。これら飽和脂肪酸はすべての異性体を含んでいる。また、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、ダイマー酸などの飽和脂環式ジカルボン酸なども挙げられる。

不飽和脂肪族ジカルボン酸としては、直鎖状でも分岐鎖状でもよく、ブテン二酸、ペンテン二酸、ヘキセン二酸、ヘプテン二酸、オクテン二酸、ノネン二酸、デセン二酸、ウンデセン二酸、ドデセン二酸、トリデセン二酸、テトラデセン二酸、ペンタデセン二酸、ヘキサデセン二酸、ヘプタデセン二酸、オクタデセン二酸、ノナデセン二酸、イコセン二酸、エイコセン二酸、ヘンイコセン二酸、ドコセン二酸、トリコセン二酸、テトラコセン二酸などが挙げられる。これら不飽和脂肪酸はすべての異性体を含んでいる。また、シス−４−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸などの不飽和脂環式ジカルボン酸及びフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸などの芳香族ジカルボン酸なども挙げられる。

トリカルボン酸としては、アコニット酸、シクロヘキサントリカルボン酸、クエン酸、イソクエン酸などの脂肪族トリカルボン酸及びナフタレントリカルボン酸などの芳香族トリカルボン酸などが挙げられる。

これら以外の複数のカルボキシル基を含むカルボン酸では、例えばナフタレンテトラカルボン酸、ベンゼンペンタカルボン酸、メリト酸などを使用できる。
また、牛脂脂肪酸、やし油脂肪酸、魚油脂肪酸などの動植物脂肪酸を用いてもよい。

これらのカルボン酸の内、低温における始動性の観点から、モノカルボン酸が好ましく、脂肪族モノカルボン酸がより好ましく、不飽和脂肪族直鎖モノカルボン酸が最も好ましい。なお、炭素数が少なすぎると蒸発性が悪くなり、炭素数が多すぎると粘度が高くなる傾向があるため、いずれのモノカルボン酸でも、その炭素数が２〜２４のものを用いるが、炭素数が１２〜２４のものがさらに好ましく、１４〜２４のものが最も好ましい。

本発明の潤滑油用エステル基油は、上述のアルコールとカルボン酸とをエステル化することにより得られるエステル油であるが、炭素数が少なすぎると蒸発性が悪くなり、炭素数が多すぎると粘度が高くなる傾向があるため、その総炭素数としては２６〜４０とし、２７〜３６がさらに好ましく、２７〜３４が最も好ましい。

＜潤滑油組成物＞
本発明のエステル基油は、上記の構成を満たすことにより、低粘度で低蒸発性のものとなり、１種単独で潤滑油用基油として使用することも、複数種のエステル基油を混合して潤滑油用基油として使用することもできる。
また、本発明のエステル基油を用いて潤滑油組成物を製造する場合には、求める動粘度と低蒸発性を損ねない範囲であれば、他の基油成分を含んでいてもよい。鉱油系潤滑油基油としては、例えば原油の潤滑油留分を溶剤精製、水素化精製など適宜組み合わせて精製した基油が挙げられる。合成系潤滑油基油としては、例えば、ポリ−α−オレフィン、ポリオールエステル類、アルキルベンゼン類、ポリグリコール類、フェニルエーテル類等が挙げられる。
ただし、本発明のエステル基油の性能を十分に発揮させ、低粘度と低蒸発性に優れる潤滑油組成物を得るために、本発明のエステル基油を、基油全量に対して、３０〜１００質量％含有することが好ましく、より好ましくは５０〜１００質量％、さらに好ましくは７０〜１００質量％含有し、実質的に他の基油を含有しないことが特に好ましい。

本発明の潤滑油組成物は、必要に応じて、各種添加剤を適宜配合することができる。
添加剤としては、例えば、アルカリ土類金属スルホネート、アルカリ土類金属フェネート、アルカリ土類金属サリシレートなどの金属系清浄剤；アルケニルこはく酸イミド、アルケニルこはく酸イミド硼素化変性物、ベンジルアミン、アルキルポリアミンなどの分散剤；亜鉛系、硫黄系、リン系、アミン系、エステル系などの各種摩耗防止剤；ポリメタクリレート系、エチレンプロピレン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体の水素化物あるいはポリイソブチレン等の各種粘度指数向上剤；２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール等のアルキルフェノール類、４，４´−メチレンビス−（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）などのビスフェノール類、ｎ−オクタデシル−３−（４´−ヒドロキシ−３´，５´−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）プロピオネートなどのフェノール系化合物、ナフチルアミン類やジアルキルジフェニルアミン類等の芳香族アミン化合物等の各種酸化防止剤；硫化オレフィン、硫化油脂、メチルトリクロロステアレート、塩素化ナフタレン、ヨウ素化ベンジル、フルオロアルキルポリシロキサン、ナフテン酸鉛等の極圧剤；ステアリン酸等のカルボン酸、ジカルボン酸部分エステル等の各種錆止め剤；ベンゾトリアゾール、ベンゾイミダゾールなどの各種腐食防止剤などが挙げられる。
これらの添加剤は、１種単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。また、添加剤の添加量は、添加剤の効果を発揮させることができるとともに、本発明のエステル基油による低粘度と低蒸発性を損なわない程度の量で適宜添加すればよい。

次に、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例により何ら限定されるものではない。
実施例及び比較例では、以下に示す＊１〜＊１２の各基油成分を評価した。

＊１：モノエステル油Ａ
一般式（１）で表されるアルコールのうち、ｎが７でｍが５であるものと、ｎが８でｍが６であるものの混合物と、オレイン酸とリノール酸の混合物とをエステル化して得られるもの
＊２：モノエステル油Ｂ
一般式（１）で表されるアルコールのうち、ｎが７でｍが５であるものと、オレイン酸とリノール酸の混合物とをエステル化して得られるもの
＊３：ジエステル油Ｂ
ドデカン二酸ジ−２−エチルヘキシル
＊４：ＰＡＯ油
４０℃動粘度が１７．３２ｍｍ^２／ｓであるポリアルファオレフィン
＊５：モノエステル油Ｇ
オレイン酸オレイル

＊６：モノエステル油Ｄ
一般式（１）で表されるアルコールのうち、ｎが５でｍが３であるものと、リノール酸とをエステル化して得られるもの
＊７：モノエステル油Ｅ
一般式（１）で表されるアルコールのうち、ｎが７でｍが５であるものと、カプリン酸とをエステル化して得られるもの
＊８：モノエステル油Ｆ
一般式（１）で表されるアルコールのうち、ｎが７でｍが５であるものと、ミリスチン酸とをエステル化して得られるもの
＊９：ジエステル油Ａ
セバシン酸ジ−２−エチルヘキシル
＊１０：ジエステル油Ｃ
アジピン酸ジ−２−エチルヘキシル
＊１１：モノエステル油Ｈ
ｎ−ドデカン酸イソトリデシル
＊１２：モノエステル油Ｉ
一般式（１）で表されるアルコールのうち、ｎが６でｍが４であるものと、カプリン酸とをエステル化して得られるもの

＜評価方法＞
（１）動粘度
ＪＩＳ Ｋ ２２８３に制定されている動粘度試験方法により、４０℃動粘度（ｍｍ^２／ｓ）を評価した。
（２）蒸発性
潤滑油の熱安定性を評価する方法の一つで、ＪＩＳ Ｋ ２５４０に制定されている熱酸化安定度試験に準拠した試験により、蒸発減量（質量％）を評価した。
試験条件 温度：１２０℃
時間：１６８ｈｒｓ

下記表１にはＩＳＯ粘度グレードがＶＧ１５相当の潤滑油について、また、下記表２にはＩＳＯ粘度グレードがＶＧ１０相当の潤滑油について、それぞれ実施例及び比較例を示した。

表１及び表２から、実施例１〜５のエステル油は、動粘度が低く、同じＩＳＯ粘度グレードの比較例の基油に比べて蒸発量が少ないことが分かる。

Claims (3)

1. 下記一般式（１）で表されるアルコールと炭素数２〜２４のカルボン酸とから成るエステルであって、該エステルの総炭素数が２６〜４０である潤滑油用エステル基油。
   

   

   
   （式（１）中、ｎとｍは同一でも異なってもよい２〜１２の整数である。）
2. 前記一般式（１）中のｍとｎの差が２であることを特徴とする請求項１に記載の潤滑油用エステル基油。
3. 請求項１又は請求項２に記載のエステル基油を含有する潤滑油。