JP2011506676A - 完成潤滑剤の形成方法 - Google Patents

Abstract

完成潤滑剤の形成方法は、完成潤滑剤のための目標高温粘度を選択することを含む。基油ブレンドのための目標高温粘度を選択する。基油ブレンドのための目標高温粘度は、完成潤滑剤のための目標高温粘度を下回る。少なくとも３種の粘度等級の基油から少なくとも２種の基油を選択及び混合して、基油ブレンドのための目標高温粘度を満たす基油ブレンドを形成する。基油ブレンドを、高性能添加剤パッケージ及び粘度調整剤と混合して、完成潤滑剤のための目標高温粘度を満たす完成潤滑剤を提供する。目標高温粘度を有する基油ブレンドのためのこの少なくとも２種の基油は、完成潤滑剤の目標高温粘度を満たすために必要とされる粘度調整剤がより少なくなるように選択される。

Description

本開示は、完成潤滑剤、特に自動変速機油の形成方法に関する。より詳細には、本開示は、完成潤滑剤の目標高温粘度を満たすための粘度調整剤をより必要としない完成潤滑剤の形成方法に関する。

例えば自動変速機油（ＡＴＦ）等の完成潤滑剤は、低粘度の基油を、非常に高分子量のポリマーとブレンドすることにより製造され得る。このポリマーは、基油及び添加剤のみの粘度に比べてより高い粘度を、高い運転温度で提供するために用いられる。高温粘度のこの増大を、より低い温度において粘性を有することなく得なければならない。つまり、完成潤滑剤は、優れた低温ポンパビリティを有していなくてはならない。ポンパビリティの要求により、ポリマーの選択は、幅広い温度範囲にわたって所望の溶解度特性を有するものに限定される。ＡＴＦの用途において、ポリメタクリレートポリマーが特に好ましい。

実施形態において、完成潤滑剤の形成方法は、完成潤滑剤のための目標高温粘度を選択することを含む。基油ブレンドのための目標高温粘度を選択する。基油ブレンドのための目標高温粘度は、完成潤滑剤のための目標高温粘度を下回る。少なくとも３種の粘度等級の基油から、少なくとも２種の基油を選択及び混合して、基油ブレンドのための目標高温粘度を満たす基油ブレンドを形成する。基油ブレンドを、高性能添加剤パッケージ及び粘度調整剤と混合して、完成潤滑剤のための目標高温粘度を満たす完成潤滑剤を提供する。目標高温粘度を有する基油ブレンドのための少なくとも２種の基油は、完成潤滑剤の目標高温粘度を満たすために必要とされる粘度調整剤がより少なくなるように選択される。

実施形態において、改善されたポリマー増粘効率をもつ基油ブレンドの作製方法は、（ａ）ワックス質原料から作製された２種以上の粘度等級の基油を選択することと、（ｂ）この２種以上の粘度等級の基油をブレンドして目標の粘度にすることと、（ｃ）この２種以上の粘度等級の基油を、固定量の高性能添加剤パッケージとブレンドして、基油ブレンドを形成することと、（ｄ）この基油ブレンドを、固定量の粘度調整剤とブレンドして、完成潤滑剤を形成することと、（ｅ）この完成潤滑剤の粘度を測定することと、（ｆ）完成潤滑剤の粘度と基油ブレンドの粘度との間の差を算出することと、（ｇ）ワックス質原料から作製された２種以上の粘度等級の基油の選択を変更し、ステップ（ａ）から（ｆ）を少なくとも１度繰り返すことと、（ｈ）完成潤滑剤の粘度と基油ブレンドの粘度との間の差を比較して、２種以上の粘度等級のどの基油を選択すると最も大きい差が生じるかを決定することとを含む。

実施形態において、自動変速機油の形成方法は、自動変速機油のための目標高温粘度を選択することを含む。基油ブレンドのための目標高温粘度を選択する。超軽質基油分画、軽質基油分画、中軽質基油分画及び中質基油分画が与えられる。中質基油分画及び軽質基油分画を混合して、基油ブレンドの目標高温粘度を満たす基油ブレンドを形成する。基油ブレンドを、高性能添加剤パッケージ及び粘度調整剤と混合して、自動変速機油の目標高温粘度を満たす自動変速機油を形成する。目標高温粘度を有する基油ブレンドのための中質基油分画及び軽質基油分画は、自動変速機油の目標高温粘度を満たすために必要とされる粘度調整剤の量を最少化するように選択される。

ポリマーと、ガストゥリキッド（ＧＴＬ）法により作製される基油とのブレンド中に、いくつかの予想外の相互作用が存在することを発見したことは驚きに値する。ＡＴＦのための基油を、特定の基油粘度を得るために、２種の異なるＧＴＬ基油をブレンドすることにより作製した。ポリメタクリレートポリマー（ＰＭＡ）の増粘効率（基油の粘度を上回り、ＰＭＡによりもたらされる粘度の増加である）が、基油液ミックス中におけるＧＴＬ基油の選択に応じて異なることを見出したことは驚きに値する。通常、特定の粘度の基油に添加されたＰＭＡは、基油をどのように調製したかにかかわりなく、同じ粘度増加をもたらすことが予想される。増粘効率は、溶媒（すなわち基油液）中へのＰＭＡの溶解特性に依存している。すべてのＧＴＬ基油は、高い程度のパラフィン性、及び非常に少量の芳香族化合物等の、非常に類似した化学的特性を有する。このように、一緒にブレンドされているＧＴＬ基油の種類にかかわらず、溶媒特性は非常に類似しているはずである。したがって、ＡＴＦ等の潤滑剤を作製するために必要とされるＰＭＡの量を最適化できることを発見したことは驚きに値する。基油を賢明に選択することにより、最大量の粘度増加を得ながらもなお、使用するＰＭＡをより少なくすることができる。

したがって、慎重に選択された基油を含むＡＴＦ基油液を用いて、目標高温粘度を満たすＡＴＦを形成することができる。慎重に選択された基油を含むＡＴＦ基油液は、選択された異なる基油を含むＡＴＦ基油液に比べて、目標高温粘度を満たすために必要とされる粘度調整剤がより少ない。粘度調整剤がより少ないとは、ほぼ同じ動粘度の比較可能な基油又は基油ブレンドにおける目標高温粘度を満たすために必要とされる粘度調整剤の量に比べて、高温粘度目標を満たすために必要とされる粘度調整剤で、少なくとも０．０２重量％減である。ほぼ同じ動粘度とは、１００℃で０．２０ｍｍ^２／ｓ以内の動粘度である。特に、いかなる理論によっても限定されることを望まないが、基油の混合物中で、最も大きなＰＭＡの増粘効率をもたらす基油は、組成及び沸点の範囲において最も類似しているものであると思われる。相互作用して増粘効率を改善する組成の特性は、炭素１００個当たりのアルキル分岐の量、及び異なる種類の炭素の重量％である。ポリマーの粘度調整剤は、通例、ＡＴＦ配合物中に用いられて、高温（例えば１００℃）での粘度を増加させる一方で、低温（例えば−４０℃）で妥当な流動性を維持する。

定義及び用語
以下の用語は、本明細書中にわたって用いられ、別に示されなければ以下の意味を有する。

本開示の文脈中において、「超軽質基油」又は「ＸＬＢＯ」という語句は、１００℃において約２．０から約３．８ｍｍ^２／ｓの間の動粘度を有する基油を指し、「軽質基油」又は「ＬＢＯ」という語句は、１００℃において約３．８から約５．０ｍｍ^２／ｓの間の動粘度を有する基油を指し、「中軽質基油」又は「ＭＬＢＯ」という語句は、１００℃において約５．０から約６．８ｍｍ^２／ｓの間の動粘度を有する基油を指し、「中質基油」又は「ＭＢＯ」という語句は、１００℃において約６．８から約１０．０の間の動粘度を有する基油を指す。動粘度を、ＡＳＴＭ Ｄ４４５−０６に従って測定し、ｍｍ^２／ｓで報告する。

「高温」という語句は、ＡＴＦについての高い運転温度の範囲、例えば、約７０から約１７０℃の間、特に約１００℃を指す。「低温」という語句は、ＡＴＦについての低い運転温度の範囲、例えば、約０から約−５５℃の間、特に約−４０℃を指す。

「高温粘度」という語句は、ＡＴＦについての高温のより高い運転温度の範囲内におけるＡＴＦの動粘度を指すが、「低温粘度」という語句は、ＡＴＦについての低温のより低い運転温度の範囲内におけるＡＴＦのブルックフィールド粘度を指す。関連として、「目標高温粘度」という語句は、ＡＴＦを配合する際における、ＡＴＦのための所望の高温粘度を指すが、「目標低温粘度」という語句は、ＡＴＦを配合する際における、ＡＴＦのための所望の低温粘度を指す。ブルックフィールド粘度を、ＡＳＴＭ Ｄ ２９８３−０４ａにより測定し、結果を、試験温度におけるｍＰａ・ｓで報告する。

「目標引火点」という語句は、ＡＴＦを配合する際に用いられるべきＡＴＦ基油液についての所望の引火点を指す。以下に記載のように、ＡＴＦ基油液の引火点は、ＡＴＦ基油液、最終的にはＡＴＦを形成するために基油を混合する際のいくつかの目標に含まれる。

「目標酸化安定性」という語句は、ＡＴＦを配合する際に用いられるべきＡＴＦ基油液についての所望の酸化安定性を指す。以下に記載のように、ＡＴＦ基油液の酸化安定性は、ＡＴＦ基油液、最終的にはＡＴＦを形成するために基油を混合する際のいくつかの目標に含まれる。特に、酸化安定性を、オキシデータＢＮ値に従って測定することができる。ある実施形態において、オキシデータＢＮは、２５から７０時間の間である。

「目標ノアック揮発性」という語句は、基油の所望の低い揮発性を指す。「ノアック揮発性」は、ＡＳＴＭ Ｄ５８００−０５、手順Ｂに従って測定され、油を２５０℃で加熱し、そこを通して一定の空気流を６０分間引き込んだ際に失われた、重量％で表わされる油の質量として定義される。ノアック揮発性は、酸化安定性と関連していない。ノアック揮発性は、より低い引火性をもたらし、揮発分の放出をより少なくする、追加的な所望の特性である。

オキシデータＢＮは、基油の酸化安定性を測定するための便利な方法である。オキシデータＢＮ試験は、米国特許第３，８５２，２０７号に、Ｓｔａｎｇｅｌａｎｄ等により記載されている。オキシデータＢＮ試験では、ドルンテ型酸素吸収器により、酸化に対する耐性を測定する。Ｒ．Ｗ．Ｄｏｒｎｔｅ「ホワイト油の酸化（Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗｈｉｔｅ Ｏｉｌｓ）」Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、２８巻、２６頁、１９３６年を参照されたい。通常、条件は、３４０°Ｆで純酸素１気圧である。結果を、油１００ｇによりＯ_２１０００ｍｌを吸収するための時間で報告する。オキシデータＢＮ試験においては、油１００グラム当たり触媒０．８ｍｌを用い、添加剤パッケージはこの油の中に含まれている。触媒は、灯油中における可溶性金属ナフテネートの混合物である。可溶性金属ナフテネートの混合物により、使用されるクランクケース油の普通の金属分析を想定する。触媒中の金属量は以下の通りである。すなわち、銅＝６９２７ｐｐｍ、鉄＝４０８３ｐｐｍ、鉛＝８０２０８ｐｐｍ、マンガン＝３５０ｐｐｍ、錫＝３５６５ｐｐｍである。添加剤パッケージは、油１００グラム当たり亜鉛ビスポリプロピレンフェニルジチオ−ホスフェート８０ミリモル、又はＯＬＯＡ２６０約１．１グラムである。オキシデータＢＮ試験により、シミュレーションされた用途における潤滑基油の反応が測定される。高い値、すなわち酸素１リットルを吸収するための時間が長いことは、良好な酸化安定性を示す。ＯＬＯＡは、Ｃｈｅｖｒｏｎ Ｏｒｏｎｉｔｅの登録商標であるＯｒｏｎｉｔｅ Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ Ｏｉｌ Ａｄｄｉｔｉｖｅ（登録商標）の頭字語である。

実施形態において、完成潤滑剤の形成方法が提供される。この方法は、完成潤滑剤のための目標高温粘度を選択することを含む。基油ブレンドのための目標高温粘度を選択する。基油ブレンドのための目標高温粘度は、完成潤滑剤のための目標高温粘度を下回る。少なくとも３種の粘度等級の基油から少なくとも２種の基油を選択及び混合して、基油ブレンドのための目標高温粘度を満たす基油ブレンドを形成する。基油の等級は、１００℃において０．５ｍｍ^２／ｓ超ずつ、又は１．０ｍｍ^２／ｓ超ずつ等の、それぞれと異なる動粘度をもつ基油である。基油ブレンドを、高性能添加剤パッケージ及び粘度調整剤と混合して、完成潤滑剤のための目標高温粘度を満たす完成潤滑剤を提供する。目標高温粘度を有する基油ブレンドのためのこの少なくとも２種の基油は、完成潤滑剤の目標高温粘度を満たすために必要とされる粘度調整剤がより少なくなるように選択される。

この少なくとも２種の基油は、ワックス質原料から作製され、異なる粘度等級であることができる。具体的には、２種の基油をブレンドして基油ブレンドを形成することができる。基油は、フィッシャー−トロプシュ由来であることができる。粘度調整剤は、高分子量ポリマー、例えばポリメタクリレートであることができる。

ある実施形態において、この少なくとも２種の基油は、低温下における優れた粘度特性と、基油を変速機油中で非常に有用なものにする高せん断とを有する。低温クランキングシミュレータ見かけ粘度（ＣＣＳ ＶＩＳ）は、低温及び高せん断の下で潤滑基油の粘度特性を測定するために用いられる試験である。ＣＣＳ ＶＩＳを測定するための試験方法はＡＳＴＭ Ｄ ５２９３−０４である。結果をｍＰａ・ｓで報告する。この少なくとも２種の基油の−３５℃において測定されたＣＣＳ ＶＩＳは低く、例えば、式
ＣＣＳ ＶＩＳ（−３５℃）、ｍＰａ・ｓ＝３８×（１００℃における動粘度）^３
により算出される量を下回る、又は式
ＣＣＳ ＶＩＳ（−３５℃）、ｍＰａ・ｓ＝３８×（１００℃における動粘度）^２．８
により算出される量を下回る。

ある実施形態において、この少なくとも２種の基油は、低いノアック揮発性、例えば以下の式
１０００×（１００℃における動粘度）^−２．７
により算出される量を下回るノアック揮発性を有する。別の実施形態において、この少なくとも２種以上の基油は、以下の式
９００×（１００℃における動粘度）^−２．８
により算出される量を下回るノアック揮発性を有する。ある実施形態において、この少なくとも２種以上の基油の少なくとも１種は、１００℃において１．５から４．０ｍｍ^２／ｓの間の動粘度、０から１００の間の重量％ノアック揮発性を有し、ここで、ノアック揮発性は、以下の式
１６０−４０（１００℃における動粘度）
により算出される量を下回る。

ある実施形態において、この少なくとも２種以上の基油の少なくとも１種は、１００℃において２．４から３．８ｍｍ^２／ｓの範囲内の動粘度と、式
９００×（１００℃における動粘度）^−２．８−１５
により定義される量を下回るノアック揮発性とを有する。２．４から３．８ｍｍ^２／ｓの範囲内の動粘度について、式
９００×（１００℃における動粘度）^−２．８−１５
により、式
１６０−４０（１００℃における動粘度）
より低いノアック揮発性がもたらされる。

ある実施形態において、この少なくとも２種以上の基油の少なくとも１種は、基油が、１００℃において３．６から４．２ｍｍ^２／ｓの動粘度、１３０超の粘度指数、１２未満の重量％ノアック揮発性、及び−９℃未満の流動点を有する条件下で、高パラフィン性ワックスが水素異性化される方法で作製される。粘度指数は、ＡＳＴＭ Ｄ２２７０−０４により測定される。

ある実施形態において、この少なくとも２種以上の基油の少なくとも１種は、式
ＶＩ＝２８×Ｌｎ（１００℃における動粘度）＋ｙ
の中におけるｙ値が９５を上回るような高い粘度指数を有する。他のｙ値は、１００又は１０５を上回ることができる。別の実施形態において、この少なくとも２種以上の基油すべては、上記の式中におけるｙ値が、この少なくとも２種又は基油のすべてについて９５を上回るような高い粘度指数を有する。

商業的に実現可能なＡＴＦを作製するために、低温粘度の仕様（例えば、温度−４０℃におけるブルックフィールド粘度の仕様）をも満たさなければならない。例えば、ＤＥＸＲＯＮ（登録商標）−ＶＩ ＡＴＦについて、最大許容ブルックフィールド粘度は、−４０℃において１５０００ｍＰａ・ｓである。基油の選択は、ブルックフィールド挙動に著しい影響を及ぼすことがある。

このように、この方法は、完成潤滑剤のための目標低温粘度を選択することをさらに含むことができ、この少なくとも２種の基油を選択及び混合して、目標高温粘度及び目標低温粘度を満たすことができる。目標低温粘度は、−４０℃におけるブルックフィールド粘度であることができ、目標高温粘度は、１００℃における動粘度であることができる。特に、完成潤滑剤の目標低温粘度は、約２０００から約２００００ｍＰａ・ｓの間であることができる、完成潤滑剤の目標高温粘度は、約４から約１０ｍｍ^２／ｓの間の１００℃における粘度であることができる、及び／又は基油ブレンドの目標高温粘度は、約３から約７．５ｍｍ^２／ｓの間であることができる。

基油ブレンドは、１７０℃以上の目標引火点を有することができる。基油ブレンドは、約２５超、約７０未満のオキシデータＢＮ値により定義される目標酸化安定性を有することができる。基油ブレンドは、約１３０から約１７０の間の粘度指数を有することができる。完成潤滑剤は、自動変速機油であることができる。この自動変速機油は、ＤＥＸＲＯＮ−ＶＩについての仕様を満たすことができる。

実施形態において、改善されたポリマー増粘効率をもつ基油ブレンドの作製方法が提供される。この方法は、（ａ）ワックス質原料から作製された２種以上の粘度等級の基油を選択することと、（ｂ）基油ブレンドのための目標高温粘度を満たすために、この２種以上の粘度等級の基油をブレンドすることと、（ｃ）この２種以上の粘度等級の基油を、高性能添加剤パッケージとブレンドして、基油ブレンドを形成することと、（ｄ）この基油ブレンドを、粘度調整剤とブレンドして、完成潤滑剤を形成することと、（ｅ）この完成潤滑剤の粘度を測定することと、（ｆ）完成潤滑剤の粘度と基油ブレンドの粘度との間の差を算出することと、（ｇ）ワックス質原料から作製されたこの２種以上の粘度等級の基油の選択を変更し、ステップ（ａ）から（ｆ）を少なくとも１度繰り返すことと、（ｈ）完成潤滑剤の粘度と基油ブレンドの粘度との間の差を比較して、２種以上の粘度等級のどの基油を選択すると最も大きい差が生じるかを決定することとを含む。

以下の例示的な実施例は、非限定的であることを意図したものである。

表１に示す、４種の異なるＧＴＬ基油を用いた。

密度を、ＡＳＴＭ Ｄ１４８０−０２又はＡＳＴＭ Ｄ１４８１−０２のいずれかにより測定する。流動点を、ＡＳＴＭ Ｄ５９５０−０２により測定する。曇り点を、ＡＳＴＭ Ｄ５７７１−０５により測定する。

Ｎ−ｄ−Ｍを、ＡＳＴＭ Ｄ３２３８−９５（２００５年再承認）に従って行い、任意の種類の炭素が負であると算出された場合には、結果を正規化する。この方法は、そのオレフィン含有率が２重量％未満であることを意味すると、本願において仮定される、「オレフィン不含」の供給原料についてである。正規化の方法は以下からなる。すなわち、
・Ｃａ値がゼロ未満である場合は、Ｃａをゼロに設定し、合計が１００％になるように、Ｃｎ及びＣｐを比例して増加させる。
・Ｃｎ値がゼロ未満である場合は、Ｃｎをゼロに設定し、合計が１００％になるように、Ｃａ及びＣｐを比例して増加させる。
・Ｃｎ及びＣａの両方がゼロ未満である場合は、Ｃｐを１００％に設定する。

分岐の特性は、以下の７ステップの方法に従って、炭素−１３ＮＭＲを用い、油の試料を分析することにより測定された。この方法の説明において引用した参照により、この方法のステップの詳細が提供される。ステップ１及び２は、新規の方法からの初期的な材料に対してのみ行われる。
１）ＤＥＰＴパルスシーケンスを用い、ＣＨ分岐の中心、及びＣＨ_３分岐の末端の点を識別されたい（Ｄｏｄｄｒｅｌｌ，Ｄ．Ｔ．、Ｄ．Ｔ．Ｐｅｇｇ、Ｍ．Ｒ．Ｂｅｎｄａｌｌ、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ １９８２、４８、３２３ｆｆ）。
２）ＡＰＴパルスシーケンスを用い、多数の分岐を起こす炭素（第四級炭素）が存在しないことを確認されたい（Ｐａｔｔ，Ｓ．Ｌ．、Ｊ．Ｎ．Ｓｈｏｏｌｅｒｙ、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ １９８２、４６、５３５ｆｆ）。
３）作表及び算出された値を用い、特定の分岐の位置及び長さに対する、様々な分岐の炭素の共鳴を帰属されたい（Ｌｉｎｄｅｍａｎ，Ｌ．Ｐ．、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ４３、１９７１ １２４５ｆｆ、Ｎｅｔｚｅｌ，Ｄ．Ａ．他、Ｆｕｅｌ、６０、１９８１、３０７ｆｆ）。
例：
分岐 ＮＭＲ化学シフト（ｐｐｍ）
２−メチル ２２．５
３−メチル １９．１又は１１．４
４−メチル １４．０
４＋メチル １９．６
内部のエチル １０．８
プロピル １４．４
隣接したメチル １６．７
４）その末端メチルの炭素の積分強度を、単一の炭素の強度（＝全積分／混合物中１分子当たりの炭素数）と比較することにより、様々な炭素位置における分岐の存在の相対的な周波数を定量されたい。末端及び分岐のメチルの両方が同じ共鳴の位置に現れる独特な場合である２−メチルの分岐について、分岐の存在の周波数を計算する前に、この強度を２で割った。４−メチルの分岐の分を算出及び作表したら、４＋メチルに対するその寄与を差し引いて、二重に数えることを避けなくてはならない。
５）平均炭素数を計算されたい。平均炭素数を、試料の分子量（ＡＳＴＭ Ｄ２５０３−９２［２００２年再承認］により測定されたＭＷ）を１４（ＣＨ_２の式量）で割ることにより、潤滑剤材料について十分な確度で測定することができる。
６）１分子当たりの分岐数は、ステップ４において見出された分岐の合計である。
７）炭素原子１００個当たりのアルキル分岐数は、１分子当たりの分岐数（ステップ６）×１００／平均炭素数から算出される。

測定を、任意のフーリエ変換ＮＭＲ分析器を用い行うことができる。好ましくは、この測定は、７．０Ｔ以上の磁石を有する分析器を用い行われる。すべての場合において、芳香族炭素が含まれていないことを、質量分析器、ＵＶ又はＮＭＲの調査による確認後に、スペクトル幅を、飽和炭素領域、ＴＭＳ（テトラメチルシラン）に対して約０〜８０ｐｐｍに限定した。クロロホルム−ｄ１中、１５から２５重量パーセントの溶液を、４５度のパルス、次いで０．８秒のデータ採取時間により励起させた。不均一な強度データを最小限にするために、励起パルスの前、及びデータ採取の間における１０秒の遅延の間にプロトンデカプラーをゲートオフした。全実験時間は１１〜８０分の範囲であった。ＤＥＰＴ及びＡＰＴのシーケンスは、文献の説明に従って行われたが、Ｖａｒｉａｎ又はＢｒｕｋｅｒの運転マニュアルの中の記載にはわずかな差異がある。

ＤＥＰＴは、分極移動による無歪増大である。ＤＥＰＴにより、第四級のものは示されない。ＤＥＰＴ４５のシーケンスにより、プロトンに結合しているすべての炭素の信号が得られる。ＤＥＰＴ９０は、ＣＨの炭素のみを示す。ＤＥＰＴ１３５は、ＣＨ及びＣＨ_３のアップを示し、ＣＨ_２１８０度は位相不一致である（ダウン）。ＡＰＴは、結合プロトン試験である。これにより、すべての炭素を観測することが可能になるが、ＣＨ及びＣＨ_３がアップである場合に、第四級のもの及びＣＨ_２はダウンである。このシーケンスは、すべての分岐のメチルが、対応するＣＨを有するはずであるという点で有用である。また、メチルは、化学シフト及び位相により明瞭に識別される。両方とも、引用した参考文献に記載されている。それぞれの試料の分岐の特性を、全試料のパラフィン性が同じであるという計算上の仮定を用い、Ｃ−１３ＮＭＲにより測定した。様々な量で油試料中に存在し得たｎ−パラフィン又はナフテンのための補正は行わなかった。

４種の異なるＧＴＬ基油を、表２に示す比率で混合して、１００℃で約４．８ｍｍ^２／ｓの粘度をもつＡＴＦ基油を形成した。このように、目標高温（すなわち１００℃）粘度４．８ｍｍ^２／ｓは、軽質基油のための高温粘度、３．７７６ｍｍ^２／ｓを上回ったが、中軽質基油のための高温粘度、６．２４４ｍｍ^２／ｓを下回った。ブレンドした基油の１００℃における目標粘度４．８ｍｍ^２／ｓを選択して、許容可能な低温特性（例えば、粘度又はポンパビリティ）が得られた。この組合せが、目標基油粘度を超えるので、中質基油を中軽質基油と混合しなかった。この組合せが、許容可能な高温特性（例えば粘度）が得られず、許容可能な高温特性を得るために許容できない大量のポリマーの粘度調整剤を必要とするので、超軽質基油を軽質基油と混合しなかった。

異なるＧＴＬ基油を混合してＡＴＦ基油を形成する際の主な目標は、ＡＴＦ基油の高温粘度である。異なるＧＴＬ基油を混合してＡＴＦ基油を形成する際の別の重要な目標は、ＡＴＦ基油の低温粘度である。異なるＧＴＬ基油を混合してＡＴＦ基油を形成する際の副次的な目標は、ＡＴＦ基油の引火点、ノアック揮発性、酸化安定性及び摩擦特性である。

ＡＴＦを配合する者の観点からすれば、表２の４種のＡＴＦ基油は本質的に同一である。表２の４種のＡＴＦ基油は、１００℃におけるほぼ同じ粘度、粘度指数及び密度を有する。さらに、ＡＴＦ基油はすべて、芳香族化合物をほとんど含んでおらず、添加剤パッケージ、及びポリマーの粘度指数向上剤に対して、類似した溶媒特性を示すはずである。

同じＡＴＦ添加剤パッケージ（ＤＩ）、Ｈｉｔｅｃ ３４９１を、表２の４種のＡＴＦ基油のそれぞれに添加し、生じた１００℃における動粘度を測定した。添加剤パッケージを、完全に配合済みのＡＴＦに基づいて、７．１８重量％の取扱比率で用いた。この添加剤パッケージは、工場及びサービスの充填のためにＧｅｎｅｒａｌ Ｍｏｔｏｒｓにより用いられている新世代ＡＴＦであるＤＥＸＲＯＮ−ＶＩ ＡＴＦをブレンドするための、現在における唯一の公認パッケージである。固定量のポリメタクリレート粘度調整剤、Ｈｉｔｅｃ ５７３８を、ＡＴＦ基油及びＡＴＦ添加剤パッケージの混合物それぞれに添加して、完成ＡＴＦを作製した。粘度調整剤の３つの異なる取扱比率（すなわち、０．５、１．５及び３．０重量％）を用いた。

表３に、ＤＩ７．１８重量％、次いで粘度調整剤（ＶＭ）０．５重量％を添加した後における粘度の増加を示す。

このように、ブレンド済みＡＴＦ中の最終的なＶＭ濃度０．５重量％をもつＸＬ＋ＭＬのＡＴＦ基油について、ＡＴＦ基油の粘度は４．６９６ｍｍ^２／ｓであった（表２を参照されたい）。ＤＩを添加後、粘度は、５．１７０ｍｍ^２／ｓに０．４７４ｍｍ^２／ｓ増加した。ＡＴＦ基油及びＤＩにＶＭを添加後、粘度は、５．３１３ｍｍ^２／ｓに、０．１４３ｍｍ^２／ｓさらに増加した。

表４に、ＤＩ７．１８重量％、次いでＶＭ１．５重量％を添加した後における粘度の増加を示す。

表５に、ＤＩ７．１８重量％、次いでＶＭ３．０重量％を添加した後における粘度の増加を示す。

表３から５に、いくつかの驚くべき挙動が示されている。一般に、４種のＡＴＦ基油のいずれかに、固定量のＤＩ又はＶＭのいずれかを添加することにより、同じ粘度増加が生じることが予想される。しかし、結果は、ＡＴＦ基油に応じて粘度増加が異なることを明瞭に示し、これは、異なるＡＴＦ基油中に、異なる溶媒−溶質相互作用が生じることを示している。さらに、ＡＴＦ基油は、粘度、密度及び化学組成の点で非常に類似しているので、溶解度に違いは見られないと予想される。表３〜５のそれぞれにおいて、Ｌ＋Ｍの基油により生じる粘度増加が最も大きく、ＸＬ＋ＭＬの基油により生じる粘度増加が最も小さい。したがって、完成ＡＴＦを配合する際に必要とされる高価なＶＭの量を、基油の最適なブレンドを選択することにより最少化できるので、全体的な製品コストが低減される。

最も有効なポリマー増粘性をもつブレンド例（Ｌ＋ＭＬ及びＬ＋Ｍ）は、より高粘度の油の重量％ナフテン性炭素と、より低粘度の油の重量％ナフテン性炭素との間の差が、０．１０から１．５重量％の間である２種のブレンドであった。最も有効なポリマー増粘性をもつこれらの同じブレンド例は、より高粘度の油、及びより低粘度の油の炭素１００個当たりのアルキル分岐の間の差が１．１０未満である２種のブレンドでもあった。最も有効なポリマーの増粘性をもつこれらの同じ２種のブレンド例は、ＡＳＴＭ Ｄ６３５２−０４によるＴ５０の沸点の間の差がより小さかった。１５０又は１２０未満の、より高粘度及びより低粘度の基油のＴ_５０の沸点の間の華氏度での差を有する２つの例は、改善されたポリマー増粘性を有していた。

この例に基づき、実施形態において、自動変速機油の形成方法が提供される。この方法は、自動変速機油のための目標高温粘度を選択することを含む。基油ブレンドのための目標高温粘度を選択する。超軽質基油分画、軽質基油分画、中軽質基油分画及び中質基油分画が与えられる。高粘度基油分画及び低粘度基油分画を混合して、基油ブレンドの目標高温粘度を満たす基油ブレンドを形成する。基油ブレンドを、高性能添加剤パッケージ及び粘度調整剤と混合して、自動変速機油の目標高温粘度を満たす自動変速機油を形成する。目標高温粘度を有する基油ブレンドのための高粘度基油分画及び低粘度基油分画は、自動変速機油の目標高温粘度を満たすために必要とされる粘度調整剤の量を最少化するように選択される。高粘度基油分画は、約５ｍｍ^２／ｓ超の１００℃における動粘度を有する。低粘度基油分画は、約５ｍｍ^２／ｓ未満の１００℃における動粘度を有する。高粘度基油分画は、中軽質基油分画、中質基油分画、又はそれらの混合物から選択され得る。低粘度基油分画は、超軽質基油分画、軽質基油分画、又はそれらの混合物から選択され得る。

本明細書において開示される代表的な実施形態の多くの変更を、当業者は容易に着想するであろう。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれるすべての構造及び方法を含むものとして解釈されるべきである。

Claims (23)

1. 完成潤滑剤のための目標高温粘度を選択することと、
   完成潤滑剤のための目標高温粘度を下回る基油ブレンドのための目標高温粘度を選択することと、
   少なくとも３種の粘度等級の基油から少なくとも２種の基油を選択及び混合して、基油ブレンドのための目標高温粘度を満たす基油ブレンドを形成することと、
   基油ブレンドを、高性能添加剤パッケージ及び粘度調整剤と混合して、完成潤滑剤のための目標高温粘度を満たす完成潤滑剤を提供することと
   を含み、目標高温粘度を有する基油ブレンドのための前記少なくとも２種の基油が、完成潤滑剤の目標高温粘度を満たすために必要とされる粘度調整剤がより少なくなるように選択される、完成潤滑剤の形成方法。
2. 前記少なくとも２種の基油が、ワックス質原料から作製され、異なる粘度等級である、請求項１に記載の方法。
3. 基油が、フィッシャー−トロプシュ由来である、請求項１に記載の方法。
4. 完成潤滑剤のための目標低温粘度を選択すること
   をさらに含み、
   前記少なくとも２種の基油を選択及び混合して、目標高温粘度及び目標低温粘度を満たす、
   請求項１に記載の方法。
5. 目標低温粘度が、−４０℃における粘度であり、目標高温粘度が、１００℃における粘度である、請求項４に記載の方法。
6. 完成潤滑剤の目標低温粘度が、約２０００から約２００００ｍＰａ・ｓの間である、請求項５に記載の方法。
7. 基油ブレンドの目標高温粘度が、約３から約７．５ｍｍ^２／ｓの間である、請求項５に記載の方法。
8. 完成潤滑剤が自動変速機油である、請求項１に記載の方法。
9. 自動変速機油が、ＤＥＸＲＯＮ−ＶＩについての仕様を満たす、請求項８に記載の方法。
10. 完成潤滑剤の目標高温粘度が、約４から約１０ｍｍ^２／ｓの間の１００℃における粘度である、請求項１に記載の方法。
11. ２種の基油をブレンドして、基油ブレンドを形成する、請求項１に記載の方法。
12. 基油ブレンドが、１７０℃以上の目標引火点を有する、請求項１に記載の方法。
13. 基油ブレンドが、約２５を上回るオキシデータＢＮ値の目標酸化安定性を有する、請求項１に記載の方法。
14. 粘度調整剤が高分子量ポリマーである、請求項１に記載の方法。
15. 高分子量ポリマーがポリメタクリレートである、請求項１４に記載の方法。
16. 基油ブレンドが、約１３０から約１７０の間の粘度指数を有する、請求項１に記載の方法。
17. （ａ）ワックス質原料から作製された２種以上の粘度等級の基油を選択することと、
    （ｂ）前記２種以上の等級の基油をブレンドして目標の粘度にすることと、
    （ｃ）前記２種以上の粘度等級の基油を、固定量の高性能添加剤パッケージとブレンドして、基油ブレンドを形成することと、
    （ｄ）基油ブレンドを、固定量の粘度調整剤とブレンドして、完成潤滑剤を形成することと、
    （ｅ）完成潤滑剤の粘度を測定することと、
    （ｆ）完成潤滑剤の粘度と基油ブレンドの粘度との間の差を算出することと、
    （ｇ）ワックス質原料から作製された前記２種以上の粘度等級の基油の選択を変更し、ステップ（ａ）から（ｆ）を少なくとも１度繰り返すことと、
    （ｈ）完成潤滑剤の粘度と基油ブレンドの粘度との間の差を比較して、前記２種以上の粘度等級のどの基油を選択すると最も大きい差が生じるかを決定することと
    を含む、改善されたポリマー増粘効率をもつ基油ブレンドの作製方法。
18. 完成潤滑剤の粘度と基油ブレンドの粘度との間の最も大きい差により、完成潤滑剤の目標高温粘度を満たすために必要とされる粘度調整剤の量が最少化される、請求項１７に記載の方法。
19. 自動変速機油のための目標高温粘度を選択することと、
    基油ブレンドのための目標高温粘度を選択することと、
    高粘度基油分画及び低粘度基油分画を混合して、基油ブレンドの目標高温粘度を満たす基油ブレンドを形成することと、
    基油ブレンドを、高性能添加剤パッケージ及び粘度調整剤と混合して、自動変速機油の目標高温粘度を満たす自動変速機油を形成することと
    を含み、自動変速機油の目標高温粘度を満たすために必要とされる粘度調整剤の量が最少化される、自動変速機油の形成方法。
20. 高粘度基油分画が、中軽質基油分画、中質基油分画、又はそれらの混合物から選択され、低粘度基油分画が、超軽質基油分画、軽質基油分画、又はそれらの混合物から選択される、請求項１８に記載の方法。
21. 高粘度基油分画及び低粘度基油分画の間の、ナフテン性炭素の重量％での差が、０．１０から１．５の間である、請求項１８に記載の方法。
22. 高粘度基油分画の炭素１００個当たりのアルキル分岐数と、低粘度基油分画の炭素１００個当たりのアルキル分岐数との間の差が、１．１０未満である、請求項１８に記載の方法。
23. 高粘度基油分画のＴ_５０の沸点と、低粘度基油分画のＴ_５０の沸点との間の差が、１５０°Ｆ未満である、請求項１８に記載の方法。