JP2010516839A - 潤滑剤組成物およびその作製方法 - Google Patents

Abstract

ａ）１５重量パーセントから６０重量パーセントの１種または複数のランダムアルキレンオキシドインターポリマーであって、それぞれが２５０ｇ／モルから２０００ｇ／モルに及ぶ重量平均分子量を有し、かつエチレンオキシド由来のポリマー単位を３０重量パーセントから６０重量パーセント含むポリマーと、ｂ）４０重量パーセントから８５重量パーセントの１種または複数のアルキレンオキシドブロックインターポリマーであって、それぞれが１５００ｇ／モルから４０００ｇ／モルに及ぶ重量平均分子量を有し、かつプロピレンオキシドブロックを４０重量％パーセントら９０重量パーセント含むポリマーとを含む、組成物について記述される。組成物は、水が存在しない状態での第１の粘度と、少なくとも１０重量パーセントの水が存在する場合に第１の粘度の少なくとも６０パーセントである第２の粘度とを有する。表面、特に船舶用ベアリングの表面を、そのような組成物で潤滑化する方法も、記述されている。

Description

本発明の実施形態は、一般に、潤滑剤組成物に関する。詳細には、本発明の実施形態は、外航船およびその他の船舶で船尾管潤滑剤として使用するのに適切な、潤滑剤組成物に関する。

従来の関連出願
本出願は、２００７年１月１７日出願の、米国仮出願第６０／８８０７４３号の利益を主張するものである。

連邦政府による資金提供を受けた研究の記載
該当なし。

マイクロフィッシュ付録への言及
該当なし。

潤滑剤は、様々な船用アセンブリのベアリング、特にスターンドライブのベアリングを潤滑化するために、海洋産業で広く使用されている。そのような使用に適した組成物は、役に立つある最低限の性質を有するべきである。まず、組成物は、広い温度範囲にわたって許容可能な潤滑をもたらす粘度を有するべきである。そのような潤滑剤の、別の重要な性質は、約５０重量パーセントまでの水、特に海水の存在下で、潤滑性を維持できることである。ますます多くの船が大洋およびその他の水路を進むにつれて、潤滑剤は、生分解可能でもあるべきである。いくつかの配合された従来の潤滑剤組成物は、これらの基準の１つまたは複数を満たしている。しかし、そのような従来の潤滑剤組成物が船のスターンドライブアセンブリから漏れる場合、組成物は、水の表面に光沢を引き起こし、それによって、潤滑剤組成物が生分解性である場合であっても、汚染災害であることが示唆される。このように、適切な潤滑剤の性質のバランスをとり、水の存在下でそれらの性質を維持し、水面の光沢を少なくする組成物が、有用と考えられる。

本発明の実施形態は、ａ）組成物の重量に対して１５重量パーセント（重量％またはｗｔ．％）から６０重量％の１種または複数のランダムアルキレンオキシドインターポリマーであって、それぞれが１モル当たり２５０グラム（ｇ／モル）から２０００ｇ／モルに及ぶ重量平均分子量（Ｍ_ｗ）を有し、かつエチレンオキシド由来のポリマー単位をランダムインターポリマーの重量に対して３０重量％から６０重量％含むポリマーと、ｂ）組成物の重量に対して４０重量％から８５重量％の１種または複数のアルキレンオキシドブロックインターポリマーであって、それぞれが１５００ｇ／モルから４０００ｇ／モルに及ぶＭ_ｗを有し、かつプロピレンオキシド由来のブロックをブロックコポリマーの重量に対して４０重量％から９０重量％含むポリマーとを含む、ポリマー組成物を提供する。成分の量は、全組成物重量を基にし、合計すると１００重量％になる。組成物は、水が存在しない状態での第１の粘度と、組成物および水の合計重量に対して少なくとも１０重量％の水の存在下での第２の粘度とを有する。第２の粘度は、第１の粘度の値の少なくとも６０％である値を有し、第１および第２の粘度は、摂氏４０度（℃）で、米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）Ｄ−４４５により決定される。そのような組成物は、表面を潤滑化する方法、および船舶からの潤滑剤の漏れに起因する水の表面の光沢を低減させる方法で、使用してよい。このように、本明細書に記述される方法は、ａ）適切な量の、１種または複数のランダムアルキレンオキシドインターポリマーおよび１種または複数のアルキレンオキシドブロックインターポリマーを含む組成物を選択するステップと、ｂ）この組成物を表面に提供するステップとを含む。いくつかの方法は、船舶の船尾管ベアリングまたは船舶のフィンスタビライザベアリングを潤滑化するのに、特に適している。

特定の実施形態では、所望の粘度特性を有する組成物は、ａ）エチレンオキシド由来のポリマー単位を５０重量％から５５重量％含む１種または複数のランダムアルキレンオキシドインターポリマーを、４０重量％から６０重量％と、ｂ）プロピレンオキシド由来のポリマー単位を４０重量％から９０重量％有する１種または複数のアルキレンオキシドブロックインターポリマーを、４０重量％から６０重量含み、この組成物は、水が存在しない状態での第１の粘度と、組成物および水の合計重量に対して少なくとも１０重量％の水の存在下での第２の粘度とを有する。ａ）およびｂ）の量は、一緒に合計すると１００重量％である。第２の粘度は、第１の粘度の値の少なくとも６０％である値を有し、第１および第２の粘度は、４０℃で、ＡＳＴＭ Ｄ４４５により決定される。好ましくは、いくつかの組成物は、２種のランダムアルキレンオキシドインターポリマーを含む。

以下の記述では、本明細書に開示される全ての数は、「約」または「およそ」という単語を接続して使用するか否かに関わりなく、およその値である。これらの数は、１％、２％、５％、および時には１０から２０％変動してよい。下限Ｒ^Ｌおよび上限Ｒ^Ｕに関する数値範囲が開示されている場合はいつでも、この範囲に特に包含される任意の数が開示される。特に、その範囲内の下記の数が、特に開示される：Ｒ＝Ｒ^Ｌ＋ｋ×（Ｒ^Ｕ−Ｒ^Ｌ）、但しｋは、１％から１％ずつ増えて１００％に至る範囲の変数であり、即ちｋは、１％、２％、３％、４％、５％、．．．、５０％、５１％、５２％、．．．、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、または１００％である。さらに、上記にて定義された２個のＲ数によって定義された任意の数値範囲も、特に開示される。本明細書に開示される全ての範囲は、下限Ｒ^Ｌおよび上限Ｒ^Ｕを含むものと解釈すべきである。

本明細書に記述されるポリマーは、時には、その重量平均分子量またはＭ_Ｗで呼ばれる。Ｍ_Ｗは、下式によるゲル透過クロマトグラフィー（ＧＰＣ）データから決定してよい：

（式中、ｗ_ｉは、画分ｉでＧＰＣカラムから溶離された分子量Ｍ_ｉを有する分子の重量分率であり、ｊ＝１である）。ポリマー分子量の決定に関する詳細は、ＷｉｌｌｉａｍおよびＷａｒｄのＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ、Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｌｅｔｔｅｒｓ、第６巻、（６２１）１９６８年で論じられている。

本発明の実施形態は、１５重量％から６０重量％のランダムアルキレンオキシドインターポリマーと４０重量％から８５重量％のブロックアルキレンオキシドインターポリマーとを含む組成物が提供されるように、１種または複数のランダムアルキレンオキシドインターポリマーが１種または複数のアルキレンオキシドブロックインターポリマーと組み合わされているポリマー組成物を提供する。他に特に指示しない限り、本明細書中の全ての量は、以下に記述されるような引用される成分の重量に対する。その結果、引用されていない成分がいくつかの実施形態で存在する可能性があるが、それらの成分は、引用される成分の相対量を決定する際に考慮されない。

本発明の実施形態で有用なアルキレンオキシドブロックインターポリマーは、式Ｉの少なくとも２個のモノマーから得られたブロックまたはセグメントを含む。

（式中、各Ｒは独立に、水素、Ｃ_１〜Ｃ_６（１から６個の炭素原子）アルキル、もしくはハロアルキル基であり、または２個のＲ置換基は、両方のビシナルエポキシ炭素と一緒になって、好ましくは５または６個の炭素原子の飽和もしくはモノエチレン系不飽和脂環式炭化水素環を形成する。）いくつかのアルキレンオキシドモノマーは、２から１２個の炭素原子（Ｃ_２〜Ｃ_１２）を含有し、代表的なアルキレンオキシドモノマーは、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、１，２−エポキシドエカン、シクロペンテンオキシド、シクロヘキセンオキシド、およびスチレンオキシドを含む。エチレンオキシドモノマー由来のブロックおよびプロピレンオキシドモノマー由来のブロックを有するポリマーは、本明細書で好ましいアルキレンオキシドブロックインターポリマーである。そのようなブロックインターポリマーは、一般に、当技術分野で知られているモノマータイプの逐次重合によって調製される。いくつかの実施形態では、アルキレンオキシドブロックインターポリマーは、モノプロピレングリコールとも呼ばれるプロピレングリコール（１，２−プロパンジオール）、即ち開始剤を使用して形成され、プロピレンｍｉｄ−オキシドブロック（propylene mid-oxide block）が最初に形成され、次いで末端エチレンオキシドブロックが形成される。あるいは、ジプロピレングリコールを開始剤として使用してよい。

あるいは、ブロックインターポリマーは、第１のアルキレンオキシドの少なくとも１個のブロックと、第２のアルキレンオキシドの少なくとも１個のブロックとを含むと言うことができる。このポリマーは、例えば、単一のエチレンオキシドブロックと単一のプロピレンオキシドブロックを含む。ブロックコポリマーは、（ＥＯ）_ａ（ＰＯ）_ｂ（ＥＯ）_ｃまたは（ＰＯ）_ｄ（ＥＯ）_ｅ（ＰＯ）_ｆのように（但し、ａからｆまでの変数は、インターポリマー中の個々のアルキレンオキシドブロックの反復単位の数を示す）、第２のアルキレンオキシドの単一ブロックを挟む第１のアルキレンオキシドの２個のブロックを有するものを含んでもよい。当然ながら、少なくとも１個の追加のアルキレンオキシドから形成されたブロックを有するブロックインターポリマー、ならびに４個以上のアルキレンオキシド単位を有する交互ブロックコポリマーが、考えられる。このように、本明細書で有用なアルキレンオキシドブロックインターポリマーは、任意の所望の構成で任意の数のブロックを有するブロックポリマーを含む。好ましいブロックインターポリマーは、３個のブロックを有し（トリブロックポリマーとしても知られる）、中央ブロックが１つのアルキレンオキシドであり、末端ブロックが別のアルキレンオキシドである。

従来のブロックインターポリマーおよびいわゆる「リバースブロック」ポリマーの両方を、役立てることができる。典型的には、「ブロック」および「リバースブロック」という用語は、ポリマー分子剤のポリマーブロックの配置構成を指す。単なる例示的な目的で、エチレンオキシド−プロピレンオキシド系は、これら２種類のポリマーを示している。３個以上のブロックを有するブロックインターポリマーを考慮する場合、従来のブロックエチレンオキシド／プロピレンオキシドポリマーは、末端エチレンオキシドブロックと、プロピレンオキシド由来の中間ブロックとを含む。そのようなポリマーは、時には、ＥＯ／ＰＯ／ＥＯブロックポリマーと呼ばれる。リバースブロックエチレンオキシド／プロピレンオキシドコポリマーは、プロピレンオキシド由来の末端ブロックと、エチレンオキシド由来の中間ブロックとを含み、時にはＰＯ／ＥＯ／ＰＯブロックポリマーと呼ばれる。それにもかかわらず、ブロックおよびリバースブロックという用語は、エチレンオキシド／プロピレンオキシド系に限定され、またはエチレンオキシドおよびプロピレンオキシドブロックのみを有するポリマーに限定されると解釈すべきではない。例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、およびブチレンオキシド由来の単位を有するブロックインターポリマーは、ＥＯ／ＰＯ／ＢＯ／ＥＯで表されるように末端ブロックがエチレンオキシドを含む場合、従来のブロックインターポリマーとみなすことができる。逆に、そのような系内のブロックポリマーは、エチレンオキシド由来の単位が末端ブロックではない場合、「リバースブロック」インターポリマーである可能性がある。そのようなリバースブロックインターポリマーは、ＰＯ／ＥＯ／ＢＯ／ＰＯまたはＢＯ／ＥＯ／ＰＯ／ＢＯまたはＢＯ／ＥＯ／ＢＯ／ＰＯなどのブロック構造を有してよい。典型的には、従来のトリブロックエチレンオキシド／プロピレンオキシドブロックインターポリマーが好ましい。ブロックコポリマーは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＮｏｎ−Ｉｏｎｉｃ Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ ＆ Ｐｏｌｙｏｘｙａｌｋｙｌｅｎｅ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ、Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｓｅｒｉｅｓ、Ｖｏｌ．６０（Ｖａｕｇｈ Ｍ．Ｎａｃｅ編、Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ Ｉｎｃ．）に記載されている。

ブロック構造に関し、従来のブロックコポリマーまたはリバースブロックコポリマーというブロックポリマーの名称は、１個または複数のコモノマー含量値と組み合わされ、全分子量は、存在し得るブロックのサイズおよびタイプを定義する。特定のモノマー由来の単位のブロックは、一般に、実質的に同じサイズのものであるが、これは、必ずしもそのようである必要はない。例えば、従来のブロックまたは「リバースブロック」インターポリマーは、典型的には実質的に同じ数のポリマー単位の末端ブロックを有するが、非対称ブロックポリマーまたは互いに対して実質的に異なる数のポリマー単位を有する末端ブロックを有するものも有用であり得る。

本発明の組成物中に存在するアルキレンオキシドブロックインターポリマーは、全組成物重量に対して、そのような組成物を４０重量％から８５重量％含むことができる。特定の組成物では、組成物中のアルキレンオキシドブロックインターポリマーに関する下限は、４５重量％、５０重量％、５５重量％、６０重量％、６５重量％、７０重量％、または７５重量％である。いくつかの実施形態におけるアルキレンオキシドブロックインターポリマーの範囲の上限は、５０重量％、５５重量％、６０重量％、６５重量％、７０重量％、７５重量％、または８０重量％である。いくつかの有用な組成物は、５０重量％から７５重量％含む。その他の有用な組成物は、全組成物重量に対して４０重量％から６０重量％含む。さらにその他の組成物では、アルキレンオキシドブロックインターポリマーは、組成物の５０重量％から５５重量％を構成する。組成物におけるブロックアルキレンオキシドインターポリマーの相対量は、下記の方程式に従って、組成物中に存在するランダムアルキレンオキシドインターポリマーのそれぞれおよびブロックアルキレンオキシドインターポリマーのそれぞれの量に関して決定される：

（式中、Ｗ_{ブロック，ｉ}は、組成物中に存在する各ブロックアルキレンオキシドインターポリマーの重量を表し、Ｗ_{ランダム，ｉ}は、組成物中に存在する各ランダムアルキレンオキシドインターポリマーの重量を表す）。

本発明の実施形態で使用されるアルキレンオキシドインターポリマーは、好ましくは、１５００ｇ／モルから４０００ｇ／モルに及ぶＭ_ｗを有する。いくつかの実施形態では、アルキレンオキシドブロックインターポリマーは、１５００ｇ／モルから３０００ｇ／モル、好ましくは１７５０ｇ／モルから２２５０ｇ／モル、より好ましくは１８５０ｇ／モルから２１５０ｇ／モル、さらにより好ましくは１９００ｇ／モルから２１００ｇ／モルのＭ_ｗを有する。

適切なアルキレンオキシドブロックインターポリマーは、プロピレンオキシド由来のポリマー単位を典型的には４０重量％から９０重量％有する。いくつかの好ましいアルキレンオキシドブロックインターポリマーは、プロピレンオキシド由来のポリマー単位を８５重量％から９０重量％有する。特定の組成物では、アルキレンオキシドブロックインタポリマーが、プロピレンオキシド由来のポリマー単位を６５重量％から８５重量％未満含む。いくつかの組成物では、ブロックアルキレンオキシドインターポリマーは、エチレンオキシド／プロピレンオキシドポリマーであり、特に、エチレンオキシド由来のポリマー単位が５０重量％未満のもの、より特別には、エチレンオキシド由来のポリマー単位が１０重量％から５０重量％未満のもの、さらにより特別には、エチレンオキシド由来のポリマー単位が１０重量％から３５重量％未満のものである。このように、いくつかの実施形態では、アルキレンオキシドブロックインターポリマーは、エチレンオキシドおよびプロピレンオキシド由来のポリマー単位を含み、ポリマー単位の７０重量％超から９０重量％、好ましくは８０重量％超または８５重量％から９０重量％が、プロピレンオキシドから得られる。いくつかのそのようなポリマーは、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社からＤｏｗｆａｘ（商標）およびＴｅｒｇｉｔｏｌ（商標）というブランドで市販されている。

ランダムアルキレンオキシドインターポリマーは、好ましくは、少なくともブロックコポリマー内に存在するものと同じアルキレンオキシドモノマーが内部で重合されている。ブロックインターポリマーとは対照的に、ランダムポリマーは、一般に、重合中にその所望量で構成モノマーのそれぞれが内部に存在する反応混合物から調製される。その結果、個々のポリマー分子の構造は、プロセス中に存在するモノマーのそれぞれから得られた単位の、ランダムな分布を有する。式Ｉの任意の数の種々のモノマーから得られた単位を有するランダムアルキレンオキシドインターポリマーを、使用してよい。典型的には、ランダムアルキレンオキシドインターポリマーは、２個または３個のそのようなモノマーから得られた単位を有し、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、およびブチレンオキシドモノマーが好ましい。いくつかの実施形態では、ランダムエチレンオキシド／プロピレンオキシドポリマーが使用される。ランダムコポリマーは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれているＳｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ ＆ Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｆｌｕｉｄｓ、Ｌｅｓｌｉｅ Ｒｕｄｎｉｃｋ ａｎｄ Ｒｏｎａｌｄ Ｓｈｕｂｋｉｎ編、第２版に、詳細に記述されている。

ランダムアルキレンオキシドインターポリマーは、組成物の１５重量％から６０重量％を構成することができるが、好ましくは組成物の４０重量％から６０重量％、より好ましくは５０重量％から５５重量％を構成する。組成物中に存在するランダムアルキレンオキシドインターポリマーおよびアルキレンオキシドブロックインターポリマーの量のみに対して、インターポリマー成分の相対量を決定する。言い換えれば、ランダムアルキレンオキシドインターポリマー成分の重量パーセントは、下記の方程式によって決定することができる：

（式中、Ｗ_{ランダム，ｉ}およびＷ_{ブロック，ｉ}は、上記にて定義された通りである。）特定の実施形態は、Ｍ_Ｗが２５０ｇ／モルから２０００ｇ／モルに及び、特に２５０ｇ／モルから１２００ｇ／モル、好ましくは２５０ｇ／モルから１０００ｇ／モルに及ぶ、１種または複数のランダムアルキレンオキシドインターポリマーを含む。典型的には、ランダムアルキレンオキシドインターポリマーは、エチレンオキシド由来のポリマー単位を３０重量％から６０重量％有する。特定の実施形態では、ランダムアルキレンオキシドインターポリマーは、４０重量％から６０重量％、好ましくは５０重量％から５５重量％の、エチレンオキシド由来のポリマー単位を有する。いくつかの組成物では、そのようなランダムアルキレンオキシドインターポリマーの２種以上、好ましくは２種のみが使用される。

特定の実施形態では、組成物は、２５０ｇ／モルから１２００ｇ／モルに及ぶＭ_Ｗを有し、かつエチレンオキシド由来のポリマー単位を４０重量％から６０重量％有する、１種または複数のランダムエチレンオキシド／プロピレンオキシドインターポリマーと、１７５０ｇ／モルから２５００ｇ／モルに及ぶＭ_Ｗを有し、かつプロピレンオキシド由来のポリマー単位を４０重量％から９０重量％有する、１種または複数のブロックエチレンオキシド／プロピレンオキシドインターポリマーとを、４０重量％から６０重量％含む。いくつかのそのようなポリマーは、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社からＵＣＯＮ（登録商標）およびＳｙｎａｌｏｘ（商標）のブランドで市販されている。

本明細書に記述されるランダムおよびブロックインターポリマーは、任意の従来の方法によって結合することができる。一般に、成分のＭ_Ｗは、液体を混合するための任意の適切な方法によって調製することができるほど、十分に低い。工業的規模の調製では、所望のランダムおよびブロックインターポリマー成分の総量を、ステンレス鋼の混合容器に供給することができ、典型的には周囲温度（通常は２５℃）から６０℃の間の温度で撹拌することができる。ブレンドは、１つまたは複数のステップで実現することができる。さらに添加剤を、任意の望ましい手法で、例えば１種または複数のインターポリマー成分と同時に添加するなどの手法で組成物とブレンドしてもよく、または添加剤を、ブレンドプロセスの中間段階で少量ずつもしくは一定分量ずつ供給してもよい。

いくつかの組成物は、比較的大量の水の存在下での、望ましい粘度挙動によって特徴付けられる。このように、いくつかの成分は、水が実質的に存在しない状態での第１の粘度と、水と合わせたときに許容可能な第２の粘度とを有する。典型的には、第１の粘度は、５０センチストーク（ｃＳｔ）（１秒当たり５×１０^−５平方メートル（ｍ^２／秒））から１５０ｃＳｔ（１５×１０^−５ｍ^２／秒）、好ましくは５０ｃＳｔ（５×１０^−５ｍ^２／秒）から１２０ｃＳｔ（１２×１０^−５ｍ^２／秒）、より好ましくは７０ｃＳｔ（７×１０^−５ｍ^２／秒）から１１０ｃＳｔ（１１×１０^−５ｍ^２／秒）に及ぶ。いくつかの実施形態では、第２の粘度は、存在する水の量が組成物の重量に対して１０重量％から５０重量％に及ぶときに決定された場合、第１の粘度の値の少なくとも６０％である値を有する。例えば、いくつかの組成物は、水が存在しない状態の第１の粘度を有し、次いで２０重量％の水の存在下では、ポリマー組成物と水との混合物は、水が存在しないときの粘度値の少なくとも６０％である第２の粘度を有する。その他の組成物では、第２の粘度は、この組成物が３０重量％の水、４０重量％の水、またはさらに５０重量％の水を含むときの第１の粘度の値の、少なくとも６０％である。いくつかの組成物は、この組成物が４０重量％の水を含むときの第１の粘度の値の、少なくとも８０％である第２の粘度の値によって、特徴付けられる。その他の組成物では、第２の粘度は、組成物が４０重量％の水を含むときの第１の粘度の、少なくとも９０％である値を有する。

ブロックおよびランダムアルキレンオキシドインターポリマー成分の混合物の粘度は、水が存在する場合は一般に低下するが、いくつかの組成物は、比較的少量の水の存在下で粘度の増大を示す。このように、いくつかの好ましい組成物は、存在する水の量が５重量％のときの第１の粘度よりも最大１１％高い、第２の粘度を有する。

上述の改善された粘度特性の１種または複数を有する特定のポリマー成分は、少なくとも１種のランダムアルキレンオキシドインターポリマーであって、そのそれぞれがエチレンオキシド由来のポリマー単位を５０重量％から５５重量％含んでいるランダムインターポリマーを、組成物重量に対して４０重量％から６０重量％含み、かつ少なくとも１種のアルキレンオキシドブロックインターポリマーを、組成物重量に対して４０重量％から６０重量％含む。特に有用な組成物は、合計で４０重量％から６０重量％の量で存在する２種のランダムエチレンオキシド／プロピレンオキシドインターポリマーを提供することによって、調製される。

本明細書に記述されるいくつかのポリマー組成物は、表面を潤滑化するために使用することができる。このように、いくつかの実施形態では、本発明は、本明細書に記述される組成物を選択するステップと、この組成物を表面に提供するステップとを含む、表面を潤滑化する方法に関する。潤滑剤は、船舶のベアリング、特に船尾管ベアリングおよびフィンスタビライザベアリングでの使用に特に適している。組成物は、船舶の任意のベアリングを潤滑化するのに使用することができるが、リグナムバイタベアリング、金属ベアリング、およびＣｅｄｅｒｖａｌｌ型ベアリングが最も一般的である。

本明細書に記述されるいくつかのポリマー組成物は、配合された従来の潤滑剤組成物よりもかなり少ない光沢を、水の表面に形成する。このように、いくつかの実施形態では、本明細書に記述される組成物は、船舶からの潤滑剤の漏れに起因する水の表面の光沢を、低減させるのに使用することができる。典型的には、低減した光沢は、水の表面に形成された光沢の外観を目視比較することによって、検出することができる。

実施例
表１から１３に記録された下記の実施例は、下記の成分の１種または複数を組み合わせることによって調製される。ポリマーＡ、Ｃ、Ｆ、Ｇ、Ｋ、Ｌ、およびＴは、粘度プロファイルデータを含まない。

ポリマーＡは、３９１０ｇ／モルのＭ_Ｗを有し、かつプロピレンオキシド含量がコポリマー重量に対して８５重量％である、トリブロックエチレンオキシド／プロピレンオキシド（ＥＯ／ＰＯ）インターポリマーである。

ポリマーＢは、２８００ｇ／モルのＭ_Ｗを有し、かつプロピレンオキシド含量がコポリマー重量に対して８５重量％である、トリブロックＥＯ／ＰＯインターポリマーである。ポリマーＢは、下記の粘度プロファイルを有する。

ポリマーＣは、コポリマー重量に対してエチレンオキシド含量が５０重量％であり、Ｍ_Ｗが２７０ｇ／モルの、ブタノール開始ランダムＥＯ／ＰＯインターポリマーである。

ブタノール開始ランダムＥＯ／ＰＯインターポリマー（ポリマーＣおよびＤ）、ジオール開始ランダムＥＯ／ＰＯインターポリマー（ポリマーＥおよびＩ）、モノプロピレングリコール開始ＥＯ／ＰＯトリブロックインターポリマー（ポリマーＭ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、およびＱ）、トリメチロールプロパン開始ＥＯ／ＰＯジブロックコポリマー（ポリマーＲ）、およびグリセロール開始ＥＯ／ＰＯリバースジブロックコポリマー（ポリマーＳおよびＴ）の合成では、ＥＯおよびＰＯと、反応性水素原子を含有する開始剤、例えばポリマーＣおよびＤの場合のブタノールとの化学反応が行われる。

ポリマーＤは、エチレンオキシド含量がコポリマー重量に対して５０重量％でありかつＭ_Ｗが９７０ｇ／モルの、ブタノール開始ランダムＥＯ／ＰＯインターポリマーである。ポリマーＤは、下記の粘度プロファイルを有する。

ポリマーＥは、Ｍ_Ｗが約１６００ｇ／モルでありかつエチレンオキシド含量がコポリマー重量に対して４５重量％の、ジオール開始ランダムＥＯ／ＰＯインターポリマーである。ポリマーＥは、下記の粘度プロファイルを有する。

ポリマーＦは、Ｍ_Ｗが２５００ｇ／モルでありかつプロピレンオキシド含量がコポリマー重量に対して７０重量％の、トリブロックＥＯ／ＰＯインターポリマーである。

ポリマーＧは、Ｍ_Ｗが２７５０ｇ／モルでありかつプロピレンオキシド含量がコポリマー重量に対して８５重量％の、トリブロックＥＯ／ＰＯインターポリマーである。

ポリマーＨは、Ｍ_Ｗが２６００ｇ／モルでありかつプロピレンオキシド含量がコポリマー重量に対して８７重量％の、トリブロックＥＯ／ＰＯインターポリマーである。ポリマーＨは、下記の粘度プロファイルを有する。

ポリマーＩは、エチレンオキシド含量がコポリマー重量に対して６０重量％でありかつＭ_Ｗが１０００ｇ／モルの、ジオール開始ランダムＥＯ／ＰＯコポリマーである。ポリマーＩは、下記の粘度プロファイルを有する。

ポリマーＪは、Ｍ_Ｗが２３００ｇ／モルでありかつプロピレンオキシド含量がコポリマー重量に対して７０重量％の、トリブロックＥＯ／ＰＯインターポリマーである。ポリマーＪは、下記の粘度プロファイルを有する。

ポリマーＫは、ＨＡＴＣＯＬ ５０６８としてＨａｔｃｏから入手可能な、ポリオールエステル潤滑剤である。４０℃で６８ｃＳｔ（６．８×１０^−５ｍ^２／秒）の粘度、１００℃で９ｃＳｔ（０．９×１０^−５ｍ^２／秒）の粘度と、−３７℃の流動点および２３７℃の開放式引火点を有する。ポリマーＫは、水が１重量％から５０重量％の間で存在するときに非混和性混合物を形成するので、水の存在下での粘度は、測定されない。

ポリマーＬは、４０℃で３１ｃＳｔ（３．１×１０^−５ｍ^２／秒）の粘度、１００℃で９ｃＳｔ（０．９×１０^−５ｍ^２／秒）の粘度と、１５℃で９３０Ｋｇ／ｍ^３の密度および（＞）２２０℃を上回る引火点を有する、菜種油ベースの潤滑剤である。この流体は、４０℃で２８ｃＳｔ（２．８×１０^−５ｍ^２／秒）の初期粘度を有する。ポリマーＬは、水が１０重量％から５０重量％の間で存在するときに非混和性混合物を形成するので、水の存在下での粘度は測定されない。

ポリマーＭは、Ｍ_Ｗが２４００ｇ／モルでありかつプロピレンオキシド含量がコポリマー重量に対して６０重量％の、モノプロピレングリコール開始ＥＯ／ＰＯトリブロックインターポリマー（時には、ＥＯ／ＰＯトリブロックコポリマーと呼ばれる）である。ポリマーＭは、下記の粘度プロファイルを有する。

ポリマーＮは、Ｍ_Ｗが１９００ｇ／モルでありかつエチレンオキシド含量がコポリマー重量に対して９０重量％の、モノプロピレングリコール開始ＥＯ／ＰＯトリブロックコポリマーである。ポリマーＮは、下記の粘度プロファイルを有する。

ポリマーＯは、Ｍ_Ｗが２０００ｇ／モルでありかつプロピレンオキシド含量がコポリマー重量に対して８５重量％の、モノプロピレングリコール開始ＥＯ／ＰＯトリブロックコポリマーである。ポリマーＯは、下記の粘度プロファイルを有する。

ポリマーＰは、Ｍ_Ｗが２７００ｇ／モルでありかつプロピレンオキシド含量がコポリマー重量に対して９０重量％の、モノプロピレングリコール開始ＥＯ／ＰＯトリブロックコポリマーである。ポリマーＰは、下記の粘度プロファイルを有する。

ポリマーＱは、Ｍ_Ｗが３８００ｇ／モルでありかつプロピレンオキシド含量がコポリマー重量に対して８４重量％の、モノプロピレングリコール開始ＥＯ／ＰＯトリブロックコポリマーである。ポリマーＱは、下記の粘度プロファイルを有する。

ポリマーＲは、Ｍ_Ｗが４５００ｇ／モルでありかつプロピレンオキシド含量がコポリマー重量に対して１０重量％の、トリメチロールプロパン開始ＥＯ／ＰＯジブロックコポリマーである。ポリマーＲは、下記の粘度プロファイルを有する。

ポリマーＳは、Ｍ_Ｗが４５００ｇ／モルでありかつプロピレンオキシド含量がコポリマー重量に対して８７重量％の、グリセロール開始ＥＯ／ＰＯジブロックコポリマーである。ポリマーＳは、下記の粘度プロファイルを有する。

ポリマーＴは、Ｍ_Ｗが３５００ｇ／モルでありかつプロピレンオキシド含量がコポリマー重量に対して６５重量％の、グリセロール開始ＥＯ／ＰＯリバースジブロックコポリマーである。

組成物の初期粘度は、４０℃でＡＳＴＭ Ｄ−４４５に従い決定される。粘度に対する水の影響を決定するには、各組成物のサンプルと、含水率が希釈組成物重量に対して１０重量％から５０重量％に及ぶ希釈組成物を得るのに十分な量の水とを合わせる。混和性混合物を形成するそれらのサンプルの場合、混合物の粘度は、同じ方法に従って測定される。一般に、混和性混合物は、透明な外観を有する。非混和性混合物は、一般に、曇りのある混合物として示され、または極端な場合には、相分離の状態で示される。非混和性混合物の粘度は、決定されない。

以下のデータは、上述のポリマーから作製された様々なブレンドの、粘度特性および物理的性質を実証することが報告されている。下記の実施例のいくつかは、本発明の組成範囲に包含されるが、それらは望ましくない粘度プロファイルを有する可能性がある。それにもかかわらず、そのような実施例は、通常なら特許請求の範囲に包含されるが本明細書に報告されていない可能性のある組成物に与えられる、保護の範囲を限定するものとみなすべきではない。

表２の実施例は、ブロックポリマーおよびランダムポリマー成分と一緒に従来の添加剤パッケージを含む、配合組成物である。典型的な添加剤パッケージは、酸化防止剤および腐食防止剤、例えば、（４−ノニルフェノール）酢酸、専売アシルサルコシネート、およびノニルフェノールの組合せ（Ｉｒｇａｃｏｒ（登録商標）Ｌ１７）、Ｎ−フェニル−ａｒ−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）−１−ナフタレンアミン Ｉｒｇａｎｏｘ（登録商標）Ｌ０６、Ｎ−フェニルベンゼンアミンと２，４，４−トリメチルペンテントジフェニルアミンの反応生成物（Ｉｒｇａｎｏｘ（登録商標）Ｌ５７）、トリルトリアゾール、ならびにモノメチルヒドロキノンを含む。Ｉｒｇａｎｏｘ（登録商標）は、Ｃｉｂａ Ｇｅｉｇｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの商標である。添加剤は、任意の従来の組合せまたは量で使用することができるが、全組成物の、０．５重量％から５重量％、好ましくは１重量％から３重量％を典型的には構成する。１つの好ましい添加剤パッケージは、０．９重量％のＩｒｇａｃｏｒ（登録商標）Ｌ１７、０．２５重量％のＩｒｇａｎｏｘ（登録商標）Ｌ０６、０．２５重量％のＩｒｇａｎｏｘ（登録商標）Ｌ５７、０．１重量％のトリルトリアゾール、および０．５重量％のモノメチルヒドロキノンを含み、各重量％は全組成物重量に対するものである。

ポリマーＪおよびポリマーＤの代表的なブレンドを調製する。組成物は、ポリマーＤ １８．６重量％と、ポリマーＪ ８０重量％と、０．９重量％のＩｒｇａｃｏｒ（登録商標）Ｌ１７、０．２５重量％のＩｒｇａｃｏｒ（登録商標）Ｌ０６、０．２５重量％のＮ−フェニルベンゼンアミンと２，４，４−トリメチルペンテンおよび２−メチルプロペンとの反応生成物（Ｖａｎｌｕｂｅ（商標）９６１）を含む添加剤パッケージ１．４重量％とを含み、各重量％は全組成物重量に対するものである。Ｉｒｇａｃｏｒは、Ｃｉｂａ Ｇｅｉｇｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの商標である。Ｖａｎｌｕｂｅは、Ｒ．Ｔ．Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．の商標である。この配合ブレンドの粘度は、脱イオン水中および人工海水（ＡＳＴＭ Ｄ６６５により調製された）中で決定される。組成物は、脱イオン水中で、組成物および脱イオン水の合計重量に対して４０重量％の含水率まで、うまく機能する。人工海水中での粘度は、海水が存在する場合に増大し、組成物および人工海水の合計重量に対して５０重量％の水濃度では許容されるままである。これらの結果を、表１３にまとめる。

これらの実施例は、ランダムおよびブロックコポリマーの組成物を利用することにより、この組成物の水性希釈を行うときに良好なレオロジー制御を行うことができることを示す。レオロジー制御は、ランダムコポリマーの分子量（Ｍ_ｗ）およびエチレンオキシド含量や、ブロックコポリマーの分子量（Ｍ_ｗ）およびプロピレンオキシド含量など、いくつかの因子に依存する。さらに、ランダムおよびブロックコポリマーの重量比を使用して、水溶液中でのレオロジー性能を最適化しかつ制御することができる。少なくとも７０重量％のプロピレンオキシド含量および１５００から４０００ｇ／モルのＭ_ｗを含有するブロックコポリマーが好ましい。５０重量％のエチレンオキシド単位を含有し、かつ２０００ｇ／モル未満、特に５００から１２００ｇ／モルのＭ_ｗを有するランダムコポリマーも好ましい。

エチレンオキシドおよびプロピレンオキシドのランダムコポリマーのみ含有する組成物、例えばポリマーＥ（比較例４）またはＩ（比較例３および１３）は、５０重量％の水が組成物中に存在する場合、不十分なレオロジー制御および著しい粘度低下を示す。さらに、ブロックコポリマーのみ含有する組成物も、ゲル形成が生じるように水を添加すると、不十分なレオロジー制御および著しい粘度低下を示す。これは、５０重量％の水性希釈でゲルを形成する表４のポリマーＱで、例証されている。

ランダムコポリマーおよびブロックコポリマーの組成物は、所望のレオロジー制御をもたらすことができる。５０重量％のランダムコポリマーおよび５０重量％のブロックコポリマーを含有するいくつかの組成物は、優れたレオロジー制御を示す。例えば、表４の５０重量％のポリマーＱおよび５０重量％のポリマーＤを含有する組成物は、５０重量％の水添加で６％未満の粘度変化を示す。同様に、５０重量％のブロックコポリマーＢを、それぞれ１０重量％および４０重量％のランダムコポリマーＣおよびＤと共に含有する組成物について述べている表１の実施例２は、５０重量％の水と合わせたときに１３％未満の粘度変化を示す。

ランダムコポリマーのエチレンオキシド含量は、水の存在下でブロックコポリマーを含有する組成物の安定性を考慮する場合、重要である。ランダム成分中のエチレンオキシドのレベルが非常に高い場合、水性組成物は、その外観がしばしば濁り、曇り、または乳状になる。ランダムコポリマーのエチレンオキシド含量が５０重量％から５５重量％の場合、ブロックコポリマーを含有する組成物は、表４のポリマーＱおよびＤ（実施例１５）により例示されるように、透明で安定な水溶液をもたらすことができる。

本発明を、限られた数の実施形態について記述してきたが、これらの特定の実施形態は、他に記述されかつ本明細書で請求されている、本発明の範囲を限定するものではない。記述される実施形態の修正例および変形例が存在する。例えば、本明細書に記述される組成物の実施形態は、列挙された成分を含むというよりは、列挙された成分からなりまたは本質的になるものでよい。その他の実施形態は、明確に引用されていない任意の成分を、実質的に含まずまたは本質的に含まない。いくつかの組成物は、水を実質的に含まないが、いくつかの組成物は、アルコールアルコキシレートを実質的に含まない。いくつかの組成物は、１種または複数のアルコールアルコキシレートを０．５重量％未満含む。いくつかの実施形態では、組成物は、水およびアルコールアルコキシレートの両方を実質的に含まなくてよい。方法は、１つまたは複数のステップを含むとして記述されるが、これらのステップは、他に指示しない限り任意の順序または順番で実施してよいことを、理解すべきである。これらのステップは、組み合わせても切り離してもよい。

最後に、本明細書に開示された任意の数値は、「約」または「およそ」という単語がその数値を記述するのに使用されるか否かにかかわらず、およそを意味すると解釈すべきである。最後に忘れてはならないが、特許請求の範囲に記述された組成物は、本明細書に記述された方法による調製に限定するものではない。それらは、任意の適切な方法で調製されてもよい。添付された特許請求の範囲は、本発明の範囲に包含されるそのような変形例および修正例の全てを包むものとする。

Claims (14)

1. ａ）組成物の重量に対して１５重量パーセントから６０重量パーセントの１種または複数のランダムアルキレンオキシドインターポリマーであって、それぞれが２５０ｇ／モルから２０００ｇ／モルに及ぶ重量平均分子量を有し、かつエチレンオキシド由来のポリマー単位をランダムインターポリマーの重量に対して３０重量パーセントから６０重量パーセント含むポリマーと、
   ｂ）組成物の重量に対して４０重量パーセントから８５重量パーセントの１種または複数のアルキレンオキシドブロックインターポリマーであって、それぞれが１５００ｇ／モルから４０００ｇ／モルに及ぶ重量平均分子量を有し、かつプロピレンオキシド由来のブロックをブロックコポリマーの重量に対して４０重量パーセントから９０重量パーセント含むポリマーと
   を含む、ポリマー組成物であって、
   前記組成物が、水が実質的に存在しない状態での第１の粘度と、ある量の水の存在下での第２の粘度とを有し、
   前記第２の粘度が、存在する水の量が前記組成物および水の合成重量に対して少なくとも１０重量パーセントであるときに、第１の粘度の値の少なくとも６０パーセントである値を有し、前記第１および第２の粘度が、４０℃でＡＳＴＭ Ｄ−４４５に従い決定される、ポリマー組成物。
2. 各ランダムアルキレンオキシドインターポリマーが、２５０ｇ／モルから１２００ｇ／モルに及ぶ重量平均分子量を有する、請求項１に記載のポリマー組成物。
3. １種または複数のランダムアルキレンオキシドインターポリマーが、前記組成物の４０重量パーセントから６０重量パーセントを構成する、請求項１に記載のポリマー組成物。
4. １種または複数のランダムアルキレンオキシドインターポリマーが、前記組成物の５０重量パーセントから５５重量パーセントを構成する、請求項３に記載のポリマー組成物。
5. １種または複数のアルキレンオキシドブロックインターポリマーが、前記組成物の５０重量パーセントから７５重量パーセントを構成する、請求項１に記載のポリマー組成物。
6. １種または複数のアルキレンオキシドブロックインターポリマーが、前記組成物の４０重量パーセントから６０重量パーセントを構成する、請求項１に記載のポリマー組成物。
7. １種または複数のアルキレンオキシドブロックインターポリマーのそれぞれが、エチレンオキシド由来のポリマー単位を、ブロックコポリマーの重量に対して１０重量パーセントから５０重量パーセント未満含む、請求項１に記載のポリマー組成物。
8. １種または複数のアルキレンオキシドブロックインターポリマーのそれぞれが、１７５０ｇ／モルから２５００ｇ／モルに及ぶ重量平均分子量を有する、請求項１に記載のポリマー組成物。
9. 各ランダムアルキレンオキシドインターポリマーが、２５０ｇ／モルから１２００ｇ／モルに及ぶ重量平均分子量を有し、エチレンオキシドおよびプロピレンオキシド由来のポリマー単位を含み、ポリマー単位の全重量に対して３０重量パーセントから６０重量パーセントのポリマー単位がエチレンオキシド由来であり、
   各アルキレンオキシドブロックインターポリマーが、１７５０ｇ／モルから２５００ｇ／モルに及ぶ重量平均分子量を有し、エチレンオキシドおよびプロピレンオキシド由来のポリマー単位を含み、ポリマー単位の全重量に対して６０重量パーセントから９０重量パーセントのポリマー単位がプロピレンオキシド由来である、請求項１に記載のポリマー組成物。
10. 第１の粘度が、５０センチストーク（５×１０^−５ｍ^２／秒）から１２０センチストーク（１２×１０^−５ｍ^２／秒）に及ぶ、請求項１に記載の組成物。
11. 第２の粘度が、存在する水の量が５重量パーセントであるときに、第１の粘度より０パーセントから１１パーセント未満高い、請求項１に記載の組成物。
12. １種または複数のアルコールアルコキシレートを０．５重量パーセント未満含む、請求項１に記載の組成物。
13. 請求項１から１２までのいずれかに記載のポリマー組成物を、表面に提供するステップを含む、表面を潤滑化する方法。
14. 表面が、船舶の船尾管ベアリングまたは船舶のフィンスタビライザベアリングから選択される、請求項１３に記載の方法。