JP2012518054A - 脂肪酸ソルビタンエステルをベースにした摩擦調整剤 - Google Patents

Abstract

固体又は半固体である脂肪酸ソルビタンエステルを含む、潤滑剤中での摩擦を低下させるための摩擦調整剤組成物。該脂肪酸ソルビタンエステルは、潤滑剤中に０．１５グラム／分以下の速度で放出される能力を有する。

Description

本出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２００９年２月１６日に出願の米国特許出願第１２／３７１８７２号に基づく優先権を主張する。

本発明は、潤滑剤中で使用するための摩擦調整剤に関する。より具体的には、本発明は、脂肪酸ソルビタンエステルをベースにした固体又は半固体である摩擦調整剤の使用に関する。

エンジン及びそれらの関連部分は、内部の構成要素の運動を容易にするために、並びにそれらのそれぞれの稼動寿命を向上及び／又は延長するために、油などの潤滑剤を使用する。これらの潤滑剤は、種々の添加剤と一緒になって、煤／スラッジ形成、腐食又は酸化を低減するための特性、摩擦、熱分解、極圧及び磨耗などを低減するための特性などのいくつかの異なる潤滑特性を所持する。概して、潤滑剤の寿命にわたり、潤滑剤中の添加剤は枯渇し、及び／又は形を変えて、その有効性が減少する。結果として、潤滑剤は、時間とともに劣化し、最終的には交換しなければならない。

潤滑剤のための時間放出性添加剤は、潤滑剤組成物にさらなる潤滑特性を補足及び／又は提供し、それによってそれらの有用寿命を延長するのに役立つ可能性がある。いくつかの徐放性潤滑剤添加剤が知られており、例えば、オイルフィルター中で利用することができる。これらの添加剤は、例えば、フィルターで処理される油中に徐々に溶解される熱可塑性ポリマー内に組み込むことができる。このような添加剤の例は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第４０７５０９８号中に開示されている。他の添加剤は、高められたエンジン温度で油が浸透できるポリマー中に組み込むことができる。このような添加剤の例は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第４０６６５５９号中に開示されている。さらに他の添加剤は、油に不溶であるが油で湿潤化できる粒子中に組み込まれる。このような添加剤の例は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５４７８４６３号中に開示されている。

別の取組みにおいて、粘度向上剤として機能する能力を有する油可溶性固体ポリマーが、該ポリマー中にさらなる添加剤を組み込んで又は組み込まないで、オイルフィルターの内部に提供される。このような添加剤の例は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第４０１４７９４号中に開示されている。これらの系は、濾過される油中に潤滑剤添加剤を導入する能力を有するが、それらの系は、典型的には、添加剤を油中に徐放出するための不活性担体を必要とする。

さらに、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７３８４８９６号には、機能性流体に添加剤を長期にわたって供給することのできる添加剤ゲルが開示されている。該添加剤ゲルは、ｉ）洗浄剤、分散剤、酸、塩基、塩基過剰型洗浄剤、スクシネート化ポリオレフィン、又はこれらの混合物から選択される少なくとも２種の添加剤（ここで、選択される添加物は、混合するとゲルを形成する）；ｉｉ）任意選択で、粘度調整剤（単数又は複数）、摩擦調整剤（単数又は複数）、洗浄剤（単数又は複数）、曇点降下剤（単数又は複数）、流動点降下剤（単数又は複数）、解乳化剤（単数又は複数）、流動性向上剤（単数又は複数）、帯電防止剤（単数又は複数）、分散剤（単数又は複数）、酸化防止剤（単数又は複数）、消泡剤（単数又は複数）腐食／錆抑制剤（単数又は複数）、極圧／抗磨耗剤（単数又は複数）、シール膨潤剤（単数又は複数）、潤滑助剤（単数又は複数）、ミスト化防止剤（単数又は複数）、及びこれらの混合物を含む少なくとも１種の添加剤；を含み、該ゲルを機能性流体と接触させた場合に、少なくとも１種の所望される添加剤を該機能性流体中に長期にわたって放出する制御放出性ゲルをもたらす。

また、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７４１７０１２号には、添加剤成分を流体中へ徐放出するための、２種以上の潤滑剤添加剤のゲル化によって形成される潤滑剤添加剤ゲルが開示されている。該潤滑剤添加剤ゲルは、油などの流体と接触すると、その構成要素中に潤滑剤添加剤を徐々に放出し、それによって油のような潤滑流体として役立つ。

その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００６／００７９４１３号には、磨耗及び摩擦を低下させ、燃料経済性を向上させるために、低硫黄、低灰分、及び低リン性の潤滑剤中でタータレート化合物を使用する製剤が開示されている。

その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００７／０００４６０１号には、少なくとも１種の塩基過剰型洗浄剤を含み、固体及び半固体から選択される形態で存在する放出性添加剤組成物が開示されている。また、潤滑システム及び油排出間隔の改善方法が開示されている。

その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００７／０００４６０４号には、少なくとも１種の分散剤、粘度指数向上剤を含み、半固体及び固体から選択される形態で存在する放出性添加剤組成物が開示されている。

さらに、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００７／００４９５０５号には、（ａ）第１機能性流体を採用すること、（ｂ）該第１機能性流体を制御放出性ゲルに添加すること又は該ゲルと接触させること（ここで、該制御放出性ゲルは、放出されて機械的デバイスを潤滑するために存在する第１機能性流体中に所望の特性を付与して放出される予定の所望の添加剤を有する）、及び／又は送達システムに第２機能性流体のための所望の添加剤を添加すること、（ｃ）送達システムから所望の添加剤を第１機能性流体中に放出して、第２機能性流体が第１機能性流体と異なるとの前提で、第２機能性流体に変化する第１機能性流体をもたらすこと、を含む潤滑方法が開示されている。

その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００８／００１５１２６号には、潤滑剤中で灰分を生成しない、実質的に灰分を生成しない、添加剤の送達のための制御放出性ゲルが開示されている。

最後に、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００８／０１０８５３１号には、潤滑剤中への添加剤の放出を制御する粘度調整剤を含む制御放出性添加剤中での粘度調整剤の使用を開示している。

上記潤滑剤添加剤を考慮しても、そうでなければ長い間に低下する可能性のある潤滑剤の潤滑特性を補給及び／又は向上させるために、潤滑剤中に放出できる、任意選択で制御して放出できる有効な添加剤、例えば、有効な摩擦調整剤添加剤に対する必要性が相変わらず存在する。

一態様において、本発明は、潤滑剤中での摩擦を低下させるための摩擦調整剤組成物に関する。該摩擦調整剤組成物は、固体又は半固体であるＣ_８以上の脂肪酸ソルビタンエステル、例えば、獣脂脂肪酸ソルビタンエステルなどの脂肪酸ソルビタンエステル、を含む。使用に際し、固体又は半固体の脂肪酸ソルビタンエステルが潤滑剤と接触するにつれて、脂肪酸ソルビタンエステルが潤滑剤中に、好ましくは長期にわたって放出される。かくして、本発明の組成物は、潤滑剤に脂肪酸ソルビタンエステル添加剤を制御された速度で添加及び／又は補給する。別の態様において、本発明は、上で論じた本発明の脂肪酸ソルビタンエステル及び少なくとも１種のさらなる添加剤を含む摩擦調整剤組成物に関する。

別の態様において、本発明は、潤滑剤組成物に関する。該潤滑剤組成物は、ベース潤滑剤、例えば、ベースストック、及び本発明の脂肪酸ソルビタンエステル組成物を含むことができる。脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、ベースストックと徐々にブレンドされるので、典型的には時間とともに低下するベースストックの潤滑特性は、脂肪酸ソルビタンエステルで補給される。したがって、新たに導入される脂肪酸ソルビタンエステルは、時間とともに潤滑剤によって失われる特性を好ましくは均衡させる補足的な潤滑特性を提供する。

別の実施形態において、本発明は、潤滑剤の摩擦低減能力を向上させるための方法のためにある。本発明方法は、固体又は半固体の脂肪酸ソルビタンエステル組成物から潤滑剤中にＣ_８以上の脂肪酸ソルビタンエステルを放出するステップ、例えば徐々に放出するステップ、を含む。上述したように、潤滑剤中への脂肪酸ソルビタンエステル組成物の段階的放出速度は、時間とともに失われる潤滑剤の潤滑特性を補給する。好ましい実施形態において、ベースストック中への脂肪酸ソルビタンエステルの放出速度は、０．５グラム／分を、例えば０．１５グラム／分を超えない。

別の実施形態において、本発明は、潤滑剤に脂肪酸ソルビタンエステル添加剤を供給するためのデバイスのために存在する。該デバイスは、固体又は半固体であるＣ_８以上の脂肪酸ソルビタンエステル、及び該脂肪酸ソルビタンエステルを保持するために容器を含み、該容器は、潤滑剤がそれを通って流れることを可能にするように構成される。該デバイスは、好ましくは、潤滑剤が脂肪酸ソルビタンエステルのまわりを及び／又は中を通過することを可能にし、潤滑剤中への脂肪酸ソルビタンエステルの放出をもたらすように好ましくは構成される。

本発明は、添付の非限定的な図面を参照することにより、より効果的に理解されるであろう。

長時間にわたって観察した獣脂脂肪酸ソルビタンエステルのＦＴ−ＩＲスペクトルを示すグラフである。 ベースストック中への摩擦調整剤組成物の放出速度を評価するために利用した例示的なシステムの前面断面図を示す図である。

本発明は、潤滑剤の摩擦低減能力を向上させることに関する。詳細には、本発明は、脂肪酸ソルビタンエステル、例えば、獣脂脂肪酸ソルビタンエステル（ＴＳＥ）の使用に関するものであり、該エステルは、潤滑剤の１種又は複数の特性、例えば、潤滑特性又は摩擦低減特性が、脂肪酸ソルビタンエステルが不在の場合に比べて長期にわたって（ｉ）改善される、（ｉｉ）実質的に維持される、又は（ｉｉｉ）より徐々に低下するように、潤滑剤中に長期にわたって、放出され−任意選択で制御され放出され、或いは徐々に放出され得る。

典型的には、潤滑剤ベースストック、及び該潤滑剤ベースストックに初めに添加される添加剤は、潤滑剤の寿命の間に劣化する。したがって、潤滑剤の潤滑特性は、時間とともに低下する傾向がある。いくつかの時間放出性添加剤が、潤滑剤に添加剤を徐々に提供するために使用されてきた。しかし、これらのいくつかの時間放出性添加剤の有効性は、改善の余地を残している。加えて、適切な摩擦調整剤である可能性のある多くの添加剤は、十分にはゲル化せず、及び／又はそれらの添加剤の制御可能な放出に役立たない。本発明の組成物、方法及びデバイスは、潤滑剤に有効な添加剤−例えば、有効な摩擦低減用添加剤−を長期にわたって補足し、そのため、潤滑剤ベースストック及び／又はそれらの添加剤の通常の劣化によって引き起こされる潤滑特性の枯渇を阻止する。結果として、潤滑剤の潤滑特性を、有益に改善、維持、及び／又はより徐々に低下させ、それによってこのような潤滑剤及びそれらを利用する装置の総合的な有効寿命を向上することができる。

＜脂肪酸ソルビタンエステル＞
本発明の１つの好ましい実施形態は、潤滑剤中での摩擦を低下させるための摩擦調整剤用添加剤組成物に関する。摩擦調整剤用添加剤（本明細書中では「脂肪酸ソルビタンエステル」又は「脂肪酸ソルビタンエステル組成物」とも呼ばれる）は、固体、実質的に固体、又は半固体である脂肪酸ソルビタンエステル、任意選択で獣脂脂肪酸ソルビタンエステルを含む。

本明細書の目的に関し、用語「固体」は、（１）１００℃で５，０００ｃＰを超える−例えば、１００℃で１０，０００ｃＰを超える、１００℃で３０，０００ｃＰを超える、１００℃で４０，０００ｃＰを超える、又は１００℃で５０，０００ｃＰを超える−ブルックフィールド粘度；及び／又は（２）２０を超える−例えば、２５を超える、３０を超える、３５を超える、４５を超える、５０を超える、又は５５を超える−ＡＳＴＭ Ｄ２２４０−４５Ｄ型デュロメーターの読み；を有する組成物を指す。本発明の目的に関し、用語「半固体」は、（１）２５℃で５，０００ｃＰを超える−例えば、２５℃で１０，０００ｃＰを超える、２５℃で１５，０００ｃＰを超える、又は２５℃で２０，０００ｃＰを超える−ブルックフィールド粘度；及び／又は（２）４５未満−例えば、４０未満、３５未満、３０未満、２５未満、又は２０未満−のＡＳＴＭ Ｄ２２４０−４５Ｄ型デュロメーターの読み；及び／又は（３）０を超える−例えば、０．１を超える、０．５を超える、１．０を超える、又は５を超える−ＡＳＴＭ Ｄ２２４０−４５Ｄ型デュロメーターの読み；を有する組成物を指す。好ましい実施形態において、半固体の脂肪酸ソルビタンエステルは、２５℃で１ｃＰ〜５０，０００ｃＰ−例えば、１００ｃＰ〜４０，０００ｃＰ、１００ｃＰ〜２０，０００ｃＰ、１００ｃＰ〜８，０００ｃＰ、１，０００〜７，０００ｃＰ、又は１，０００ｃＰ〜５，０００ｃＰ−のブルックフィールド粘度を有する。そうでないことを指摘しない限り、本明細書中で言及される粘度はブルックフィールド粘度計で測定され、例えば、粘度は、ブルックフィールド粘度であり、異なる温度を指定しない限り外界温度で測定される。

使用に際し、固体の脂肪酸ソルビタンエステル又は半固体の脂肪酸ソルビタンエステルが潤滑剤と接触するにつれて、脂肪酸ソルビタンエステルが、潤滑剤中に放出され、好ましくは溶出され、それによって、潤滑剤に脂肪酸ソルビタンエステルを添加及び／又は補足する。一実施形態において、固体又は半固体（ゲル）状態の脂肪酸ソルビタンエステルは、該脂肪酸ソルビタンエステルを放出−例えば特定の放出速度で長期間にわたって−例えば、１日を超えて、１週間を超えて、１ヶ月を超えて、又は１年を超えて−潤滑剤中に−制御して放出−することを可能にする。一実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステル組成物の粘度は、潤滑剤中への放出速度に反比例する。すなわち、脂肪酸ソルビタンエステルの粘度が増大するにつれて、付随する放出速度は低下する。

本発明の脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、分子の脂肪酸部分によって提供される親水性鎖のため、ゲル化及び／又は凝固、並びに／或いは潤滑剤中への制御された放出にそれ自体でとりわけ十分に役立つ。本発明の脂肪酸ソルビタンエステル組成物の粘度は、特定の応用に適合するように処方することができる。好ましい実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、２５℃で少なくとも約１００ｃＰ−例えば、少なくとも約１，０００ｃＰ、少なくとも約５，０００ｃＰ、少なくとも約１０，０００ｃＰ、少なくとも約１５，０００ｃＰ、少なくとも約２０，０００ｃＰ、少なくとも約２５，０００ｃＰ、又は少なくとも約３０，０００ｃＰ−のブルックフィールド粘度を有する。範囲に関して、脂肪酸ソルビタンエステルは、任意選択で、２５℃で約１ｃＰ〜約１００，０００ｃＰ−例えば、約１，０００ｃＰ〜約７５，０００ｃＰ、約５，０００ｃＰ〜約６０，０００ｃＰ、約１０，０００ｃＰ〜約５０，０００ｃＰ、又は約１０，０００ｃＰ〜約４０，０００ｃＰ−の範囲のブルックフィールド粘度を有する。他の好ましい実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステル組成物のブルックフィールド粘度は、１００℃で少なくとも約５ｃＰ、少なくとも約１０ｃＰ、少なくとも約２０ｃＰ、少なくとも約１００ｃＰ、少なくとも約５００ｃＰ、少なくとも約１，０００ｃＰ、少なくとも約５，０００ｃＰ、又は少なくとも約１０，０００ｃＰである。範囲に関して、脂肪酸ソルビタンエステルは、任意選択で、１００℃で約１ｃＰ〜約５０，０００ｃＰ−例えば、約５ｃＰ〜約４０，０００ｃＰ、約１０ｃＰ〜約３５，０００ｃＰ、又は約２０ｃＰ〜約３０，０００ｃＰ−の範囲のブルックフィールド粘度を有する。

親水性脂肪酸鎖の利点を利用して、このような粘性のある脂肪酸ソルビタンエステル組成物を、それぞれの潤滑剤中に緩慢な及び／又は制御された速度で放出することが可能である。種々の好ましい実施形態において、潤滑剤中への放出速度は、約０．５グラム／分を超えず、例えば、０．１５グラム／分を超えず、約０．１０グラム／分を超えず、約０．０７５グラム／分を超えず、約０．０５グラム／分を超えず、約０．０３グラム／分を超えず、約０．０２５グラム／分を超えず、約０．０１グラム／分を超えず、又は０．００２５グラム／分を超えない。範囲に関して、放出速度は、任意選択で、約０．０００１〜約０．５グラム／分−例えば、約０．００２５〜約０．１５グラム／分、約０．０１〜約０．１５グラム／分、約０．０１〜約０．１グラム／分、約０．０１〜約０．０５グラム／分、又は約０．０１〜約０．０２５グラム／分−の範囲にある。一実施形態において、このような放出速度は、約２５℃〜約１８０℃−例えば、約５０℃〜約１７０℃、約７０℃〜約１５０℃、又は約９０℃〜約１３０℃−の範囲の温度で達成される。一実施形態において、このような放出速度は、約９５℃で達成される。このような脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、驚くべきことに且つ予想外に、潤滑剤中に制御された速度−例えば緩慢な速度−で効果的に放出される摩擦調整剤として十分に機能することが見出された。

本発明中では、種々の脂肪酸ソルビタンエステル及び／又は脂肪酸ソルビタンエステルの混合物を利用することができる。好ましい実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステル（又は、脂肪酸ソルビタンエステル群）は、Ｃ_４以上の脂肪酸ソルビタンエステル−例えば、Ｃ_６以上の脂肪酸ソルビタンエステル、Ｃ_８以上の脂肪酸ソルビタンエステル、Ｃ_１０以上の脂肪酸ソルビタンエステル、Ｃ_１２以上の脂肪酸ソルビタンエステル、或いはＣ_１４以上の脂肪酸ソルビタンエステル−を含む。脂肪酸ソルビタンエステルは、脂肪酸部分を含む。「Ｃ_ｎ以上の脂肪酸エステル」とは、脂肪酸部分が、エステル炭素原子を含め少なくともｎ個の炭素原子を含むことを意味する。したがって、「Ｃ_８以上の脂肪酸ソルビタンエステル」とは、脂肪酸部分が、少なくとも８個の炭素原子を含むことを意味する。一般的に言って、範囲に関して、脂肪酸部分の炭素原子数は、４〜２８個の炭素原子−例えば、６〜２８個の炭素原子、８〜２２個の炭素原子、１０〜２０個の炭素原子、又は１２〜１８個の炭素原子−の範囲にある。一部の好ましい実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステルは、獣脂脂肪酸ソルビタンエステル及び／又はココナツ脂肪酸ソルビタンエステルを含むことができる。

本発明の脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、それらの硬度によって特徴付けることができる。硬度は、上で論じたように、例えば、Ａ型又はＤ型ショアデュロメーターを利用できる、ＡＳＴＭ Ｄ−２２４０−４５に従って、測定することができる。好ましい実施形態において、本発明の脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、少なくとも約０．０５−例えば、少なくとも約０．１、少なくとも約０．２５、少なくとも約０．５、少なくとも約１、少なくとも約５、少なくとも約１０、少なくとも約５０、少なくとも約９４、又は少なくとも約１００−のＡ型硬度を有する。範囲に関して、脂肪酸ソルビタンエステル組成物の硬度は、ＡＳＴＭ Ｄ−２２４０−４５に従って測定した場合に、Ａ型での０．０５〜Ｄ型での１００−例えば、Ａ型での０．２５〜Ｄ型での５０、Ａ型での０．５〜Ｄ型での４０、又はＡ型での５〜Ｄ型での５ ３０−の範囲にあればよい。用語「Ａ型」及び「Ｄ型」は、それぞれＡ型又はＤ型のデュロメーターで測定された硬度を指す。

上述のように、本発明の脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、とりわけ有効な摩擦調整剤である。すなわち、該脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、脂肪酸ソルビタンエステル組成物が添加される潤滑剤中での摩擦を低下させる能力を所持する。一実施形態において、摩擦調整の有効性は、Ｃａｍｅｒｏｎ Ｐｌｉｎｔ ＴＥ７７高周波摩擦試験の試験法によって測定される。Ｃａｍｅｒｏｎ Ｐｌｉｎｔ試験法は、添加剤が放出される潤滑剤の摩擦係数を量で表す。好ましい実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、それぞれの潤滑剤の摩擦係数を、２５℃より高い−例えば、４０℃より高い、又は６０℃よりも高い−温度で測定した場合に、少なくとも１０％−例えば、少なくとも２０％、少なくとも３０％、又は少なくとも４０％−だけ低下させる。他の実施形態において、低下した摩擦能は、Ｃａｍｅｒｏｎ Ｐｌｉｎｔ磨耗、Ｆａｌｅｘ四球式磨耗及び／又は高周波往復動磨耗（ＨＦＲＲ）試験で測定した場合に、２５％を超える−例えば、３５％を超える、５０％を超える、又は６０％を超える−平均磨耗痕の低減によって示される。

別の実施形態において、本発明の脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、優れた酸化及び／又は熱安定性を提示する。一実施形態において、該脂肪酸ソルビタンエステル組成物の熱安定性は、該組成物の分解開始温度によって評価される。好ましい実施形態において、分解開始温度は、ＴＧＡで測定した場合に、約１５０℃を超え、例えば、１８０℃を超え、約２００℃を超え、約２３０℃を超え、又は約２５０℃を超える。範囲に関して、分解開始温度は、任意選択で、約１５０℃〜約５００℃−例えば、約２３５℃〜約３００℃、又は約２５０℃〜約２７５℃−の範囲にある。また、好ましくは、脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、Ｏ_２を用いて１３０℃で操作される（通常の酸化時間を、例えば数時間から数分間に加速する）加圧示差走査熱量法（ＰＤＳＣ）酸化誘導時間（ＯＩＴ）試験で測定した場合に、１０分を超える−例えば、１２分を超える、１５分を超える、１８分を超える、又は２５分を超える−熱酸化安定性を有する。

一実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、いくつかの脂肪酸ソルビタンエステルの混合物を含む。別の実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、上で論じた脂肪酸ソルビタンエステルの混合物を含む。好ましくは、該脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、ＴＳＥ（獣脂脂肪酸ソルビタンエステル）とＣＳＥ（ココナツ脂肪酸ソルビタンエステル）との混合物でよい。

本発明の脂肪酸ソルビタンエステルは、一般式：

で表すことができ、式中、ｎは、６〜２８−例えば、８〜２２、１０〜２０、１２〜１６、又は１４〜１８−の整数であり、好ましくは，ｎは１６であり、獣脂脂肪酸から誘導される。別の実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステルは、４個を超える炭素原子−例えば６個を超える炭素原子、８個を超える炭素原子、又は１０個を超える炭素原子−からなる脂肪酸部分の鎖長を有する。例えば、獣脂脂肪酸エステルは、脂肪酸部分が約１２個の炭素原子を含むラウリルソルビタンエステルを含むことができる。典型的には、本発明の脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、種々の脂肪酸ソルビタンエステル化合物の混合物を含み、上記一般式は、該組成物中に含まれる獣脂脂肪酸エステルの一部の単なる例示である。脂肪酸の炭素鎖は、直鎖又は分枝、飽和又は部分不飽和、又はこれらの混合物でよい。

さらに又は代わりに、本発明の脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、置換されている−例えば、アルキル、アリール、アシルアルコキシ及び／又はフェニル基の１つ又は複数で置換されている−脂肪酸ソルビタンエステルを含むことができる。一実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステルは、アルキル基で置換されている。

一部の実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステルは、完全に飽和されている。例えば、好ましい実施形態において、脂肪酸部分は、Ｃ_１２ラウレートである。他の実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステルは部分的に飽和されている。例えば、脂肪酸部分は、Ｃ_１８オレエートを含むことができる。さらに他の実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステルは、不飽和であるか、或いは完全不飽和である。好ましくは、飽和化は、水素化によって達成することができる。結果として、脂肪酸ソルビタンエステルは、飽和された、例えば、完全に飽和された、水素化脂肪酸ソルビタンエステルでよい。

適切な脂肪酸ソルビタンエステルは、Ｋｅｍｅｓｔｅｒ（商標）５６３２として市販されている。

＜調製＞
本発明の脂肪酸ソルビタンエステルは、一実施形態において、脂肪酸、例えば、獣脂脂肪酸（ＴＦＡ）を１種又は複数のソルビトール及び／又はソルビタンと反応させることによって調製される。一部の実施形態では、脂肪酸をソルビトールと反応させて脂肪酸ソルビトールを形成する。一実施形態では、このような脂肪酸ソルビトールのソルビトール部分を環化して脂肪酸ソルビタンを形成する。他の実施形態では、ソルビトールを環化してソルビタンを形成し、次いで、該ソルビタンを脂肪酸と反応させて脂肪酸ソルビタンを形成することができる。さらに他の実施形態では、ソルビトールとソルビタンとの混合物を脂肪酸と反応させる。この反応から生じる脂肪酸ソルビトールを、次いで、環化して脂肪酸ソルビタンを形成することができる。

本発明の脂肪酸ソルビタンエステルを形成するのに使用される脂肪酸は、好ましくは、構造：

を有し、ここで、
ｎは、６〜２８−例えば、８〜２２、１０〜２０、１２〜１６、又は１４〜１８の整数−であり、好ましくは，ｎは１６である。脂肪酸中の炭素鎖（生じる本発明の脂肪酸ソルビタンエステル組成物も同様）は、完全飽和、部分不飽和、又はその組合せでよい。脂肪酸中の不飽和は、通常、ヨウ素価によって判定され、該ヨウ素価は、好ましい実施形態において、不飽和脂肪酸の量、及び該脂肪酸がさらに水素化によって飽和されるかどうかに応じて１００〜１未満−例えば、９０〜１未満、又は６５〜１未満−で変化することができる。一実施形態において、脂肪酸（生じる本発明の脂肪酸ソルビタンエステル組成物も同様）は、一般式：

を有する部分不飽和の獣脂脂肪酸を含み、
式中、ｘ及びｙは、整数であり、（ｘ＋ｙ）は、合計して４〜２６−例えば、６〜２０、８〜１８、又は１２〜１６−に等しく、好ましくは（ｘ＋ｙ）は１４である。一実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステルは、多重不飽和である。さらなる他の実施形態において、多重不飽和のレベルは、１０％未満−例えば７％未満、５％未満、又は３％未満−である。例えば、ｘ＝７、且つｙ＝７である場合、生じる部分不飽和脂肪酸は、構造

を有する。

この式は、シス形の脂肪酸を示していることに注意されたい。他の実施形態において、脂肪酸はトランス形で存在する。したがって、脂肪酸は、シス形、トランス形、又はそれらの混合物でよい。いくつかの実施形態において、シス形は、「よじれ」、且つトランス形に比べてより柔軟になることができる。この現象は、特定の応用で有用であり得る。好ましい実施形態において、脂肪酸（及び、生じる本発明の脂肪酸ソルビタンエステル組成物）は、完全飽和脂肪酸と部分不飽和脂肪酸との混合物を含む。他の実施形態において、このような脂肪酸は、任意の１つ又は複数の炭素の位置で置換されていてもよい。置換基としては、例えば、１つ又は複数のアルキル、アリール、アシル、アルコキシ、及び／又は分枝アルキル（イソ−ステアリル）基を挙げることができる。

種々の任意選択の実施形態において、脂肪酸は、ステアリン酸、オレイン酸、ミリスチン酸、及び／又はパルミチン酸の中の１種又は複数から選択される。もちろん、これらの脂肪酸は、単なる例示であり、その他の脂肪酸を採用して本発明の脂肪酸ソルビタンエステル組成物を形成することができる。

好ましい実施形態において、ソルビタンは、ソルビトールの環化によって調製される。ソルビトールは、次の一般式：

で表され、その立体異性体の混合物を含むことができる。本発明の脂肪酸ソルビタンエステル組成物を形成するのに好ましくは採用される主なソルビトール立体異性体は、次式：

で表され、好ましくは、反応物であるソルビトール中に、採用されるソルビトール反応物の総重量に基づいて、６０重量％を超える、８０重量％を超える、又は９０重量％を超える量で存在する。

好ましい実施形態において、ソルビトール、例えば、Ｄ−ソルビトール又はＤ−グルシトールは、環化されて−例えば脱水されて−本発明の脂肪酸ソルビタンエステルを形成するための脂肪酸（前記参照）との反応において利用できるＤ−ソルビタンを形成することができる。好ましくは、環化反応は、高められた温度−例えば、１５０℃を超える、２００℃を超える、又は２５０℃を超える温度−でリン酸触媒の存在下で達成され、環化された下記のＤ−ソルビタン異性体：

を形成することができる。

３，６−結合及び／又は１，４−結合を有するＤ−ソルビタンは、さらに脱水されて対応する二環式イソソルビド：

を形成することができる。

好ましい実施形態において、脂肪酸は、ソルビタン、例えば１，４−ソルビタンと反応して、次のモノ−、ジ−、及びトリ−エステル：

の混合物を形成する。当業者が認識するように、モノ−、ジ−及びトリ−エステルの種々の多くの異性体を形成することができ、これらの化学式は、形成できるモノ−、ジ−及びトリ−エステルの一部の単なる例示である。

好ましい実施形態では、獣脂脂肪酸を、ソルビタン、例えば１，４−ソルビタンと反応させて、モノ−、ジ−及びトリ−エステル−例えば、獣脂脂肪酸ソルビタンモノエステル、獣脂脂肪酸ソルビタンジエステル、獣脂脂肪酸ソルビタントリエステル−の混合物を提供する。さらに、イソソルビドを反応に添加して（すなわち、別個の反応で生じさせて）、又はソルビタンから系中で生じさせて、下記に示すような１種又は複数のイソソルビドエステル：

を形成することができる。

したがって、別の実施形態では、獣脂脂肪酸を１種又は複数のイソソルビドでエステル化して、１種又は複数の獣脂脂肪酸イソソルビドエステルを得る。好ましい実施形態では、飽和及び不飽和の獣脂脂肪酸と飽和及び不飽和のココナツ脂肪酸の混合物を１種又は複数のイソソルビドでエステル化して、獣脂脂肪酸イソソルビドエステルとココナツ脂肪酸イソソルビドエステルとの混合物を形成する。

脂肪酸ソルビタンエステル中での種々のモノ−エステル、ジ−エステル、トリ−エステル及び／又はイソソルビドエステルの互いのモル比を操作して、脂肪酸ソルビタンエステル組成物の粘度を制御することができる。任意選択で、本発明の脂肪酸ソルビタンエステル組成物における、モノ−エステル対ジ−エステルの、モノ−エステル対トリ−エステルの、モノ−エステル対ジ−エステルとトリ−エステルの双方の組合せの、又はモノ−エステル対イソソルビドエステルの、モル比は、１：１０〜１０：１−例えば１：５〜５：１、又は約１：１−の範囲にあってよい。最も好ましくは、モノ−エステル対ジ−エステルの、モノ−エステル対トリ−エステルの、又はモノ−エステル対ジ−エステルとトリ−エステルとの双方の組合せの、モル比は、少なくとも１：１０、例えば、少なくとも１：５、少なくとも１：２、又は少なくとも１：１である。形成されるモノ−、ジ−、トリ−及びイソソルビドエステルの比率の分布を利用して、最終製品の化学的及び物理的性質を、したがって最終製品の性能を、操作することができる。例えば、分布は、反応物の化学量論、採用する触媒の種類、例えば、酸及び／又は塩基、並びにその他の反応条件によって制御することができる。上で論じた反応について言及すれば、好ましい実施形態において、例えば、Ｃ_１４〜Ｃ_１８の獣脂脂肪酸で、ｍは０であり、（ｌ＋ｎ）は１３である。別の好ましい実施形態において、ｌは６であり、ｍは１であり、ｎは５である。別の実施形態では、ジ−及びトリ−エステルの形成を有利にするため過剰な脂肪酸を利用する。反応パラメーターの操作を利用して、物理的／摩擦学的性質、ソルビトールの脱水、エステル化度、及び不飽和度に影響を及ぼすことができる。

好ましい実施形態において、本発明の脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、固体又は半固体−例えば、それぞれの潤滑剤中で時間とともに放出される好ましくは溶解される固体又は半固体の錠剤−であるように製剤化される。したがって、本発明の別の実施形態は、潤滑剤ベースストック及び本発明の脂肪酸ソルビタンエステル組成物を含む潤滑剤組成物を対象とする。さらなる別の実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステルは、流動を遅延させる強固なセルロース障壁（糖官能基−セルロース糖分子引力を利用する）によって管理される。脂肪酸ソルビタンエステルは、（ｉ）固体又は半固体の形態で、及び／又は（ｉ）ベースストック中に分散又は溶解されて（しかし、固体又は半固体の形態の脂肪酸ソルビタンエステル組成物から由来する）のいずれか又は双方で存在できる。

好ましくは、脂肪酸は、１種又は複数のソルビタンで直接的にエステル化される。好ましい実施形態において、脂肪酸ハライドは、１種又は複数のソルビタンでエステル化されて、本発明の脂肪酸ソルビタンエステルを産生する。例えば、獣脂脂肪酸ハライドを１種又は複数のソルビタンと反応させて、１種又は複数のＴＳＥを形成することができる。

別法として、獣脂脂肪酸メチルを、ソルビトールで間接的にエステル交換することができる。好ましい実施形態では、ソルビトールを脱水して環状糖を形成することができる。次いで、脱水されたソルビトールを脂肪酸と反応させて、脂肪酸ソルビタンエステルを形成することができる。１つの好ましい実施形態では、３％のミリスチン酸（テトラデカン酸：Ｃ_１４）、０．４％のｃｉｓ−９−テトラデセン酸（Ｃ_１４：１）、２６．３％のパルミチン酸（ヘキサデカン酸：Ｃ_１６）、２．６％のｃｉｓ−９−ヘキサデセン酸、０．４％のヘプタセカン酸（Ｃ_１７）、０．４％のヘプタデセン酸（Ｃ_１７：１）、２２．４％のステアリン酸（オクタデカン酸：Ｃ_１８）、４３．１％のオレイン酸（ｃｉｓ−９−オクタデセン酸）、及び１．４％のリノール酸（ｃｉｓ−９，ｃｉｓ−１２−オクタデカジエン酸：Ｃ_１８：２）を含む獣脂脂肪酸が利用される。

他の実施形態では、脂肪酸ソルビタンエステル組成物に加えて、本発明は、１種又は複数の脂肪酸、例えば獣脂脂肪酸を１種又は複数のソルビトール又はソルビタンでエステル化して１種又は複数の脂肪酸ソルビタンエステルを形成する工程を含む脂肪酸ソルビタンエステルの製造方法、並びに１種又は複数の脂肪酸、例えば獣脂脂肪酸を１種又は複数のソルビトール又はソルビタンでエステル交換して１種又は複数の脂肪酸ソルビタンエステルを形成する工程を含む、脂肪酸ソルビタンエステルを製造する方法、を対象とする。上で論じた反応パラメーターを、脂肪酸ソルビタンエステルを製造するための本発明の方法に同様に適用できる。

本発明の脂肪酸ソルビタンエステル組成物を形成するのに採用される反応条件は、広範に変更できる。好ましくは、脂肪酸をソルビタンと約２５℃〜約３００℃−例えば、約５０℃〜約３００℃、約１００℃〜約２８０℃、約１５０℃〜約２８０℃、約１８０℃〜約２５０℃、又は約２００℃〜約２５０℃−の範囲の温度で反応させる。一部の実施形態において、反応は、約１トール〜約４００トール−例えば、約２トール〜約３５０トール、約１０トール〜ー約３００トール、又は約１０トール〜約２００トール−の範囲の圧力で行われる。一実施形態において、反応を実施する圧力は、窒素Ｎ_２吹込みを利用することによって高められる。他の実施形態において、ソルビトール対脂肪酸のモル比は、約１０：１〜約１：１０−例えば、約６：１〜約１：６、約３：１〜約１：３、又は約１：１〜約１：２−の範囲にある。好ましくは、モル比は約１：１である。他の実施形態において、ソルビトール対脂肪酸のモル比は、所望されるジ−エステル及び／又はトリ−エステルの濃度に応じて選択することができる。

反応は、当技術分野で周知の任意の適切は反応器中で行うことができる。好ましくは、反応器は、ステンレススチール反応器又はガラスライニング反応器である。一実施形態において、反応は、バッチ法として実施することができる。別の実施形態において、反応は、連続方式で実施することができる。さらに他の実施形態では、適切な触媒を利用して反応を促進することができる。一実施形態において、残留触媒は、最終製品を得る前に中和される。他の実施形態では、最終製品を洗浄して、例えば水で洗浄して、反応混合物から触媒の塩を除去する。他の実施形態において、水洗浄は、任意の未反応ソルビトールを分離するのに、及び任意選択で除去するのに役立つ。このような方法には、残留水を除去するための大気圧及び／又は真空でのストリッピングが後に続く。もちろん、このリストは限定するものではなく、他の分離法を採用することができる。

＜添加剤＞
有効な摩擦調整剤であることに加えて、本発明の脂肪酸ソルビタンエステルは、他のさらなる添加剤との組合せに十分に適合し、該添加剤は、潤滑剤に別々に添加してもよいし、本発明の固体又は半固体の脂肪酸ソルビタンエステル組成物中に、すなわち固溶体又は混合物として含めてもよい。後者の実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、有益なことに、脂肪酸ソルビタンエステル化合物が潤滑剤中に放出されるにつれて、添加剤を徐々に放出するように機能することができる。添加剤の混合は、当技術分野で周知の任意の適切な方式で達成することができる。好ましい実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステル及びさらなる添加剤は、機械的に一緒に混合され、単一の固体塊に圧縮される。別の好ましい実施形態において、個々の脂肪酸ソルビタンエステル及びさらなる添加剤は、溶融され、例えばそれぞれの融点を超えて加熱され、溶融状態でブレンドされる。次いで、溶融された材料を冷却して固体の脂肪酸ソルビタンエステル組成物を形成する。

したがって、一部の実施形態において、本発明は、１種又は複数の脂肪酸ソルビタンエステル及び１種又は複数の添加剤を含む摩擦調整剤組成物（脂肪酸ソルビタンエステル組成物）のためにある。本発明の一部の実施形態において、摩擦調整剤組成物、すなわち、脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、さらに、次のもの；粘度調整剤、さらなる摩擦調整剤、洗浄剤、曇点降下剤、流動点降下剤、解乳化剤、流動性向上剤、帯電防止剤、分散剤、酸化防止剤、消泡剤、腐食抑制剤、錆抑制剤、極圧／抗磨耗剤、シール膨潤剤、潤滑助剤、ミスト化防止剤、及びこれらの混合物の中の１種又は複数を含む。

本発明の一実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステル及び（少なくとも１種の）さらなる添加剤は、任意の量又は任意の比率で組み合わせることができる。一実施形態において、組成物は、脂肪酸ソルビタンエステルを過半量で、他の添加剤（単数及び複数）を少量で含む。他の実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステルは、脂肪酸ソルビタンエステル組成物の総重量を基準にして、５重量％〜９５重量％−例えば、１０重量％〜９０重量％、２０重量％〜８０重量％、２５重量％〜７５重量％、又は２５重量％〜６０重量％−の範囲の量で存在する。他の実施形態において、さらなる添加剤は、脂肪酸ソルビタンエステル組成物の総重量を基準にして、５重量％〜９５重量％−例えば、１０重量％〜９０重量％、２０重量％〜８０重量％、２５重量％〜７５重量％、又は２５重量％〜６０重量％−の範囲の量で存在する。比率に関して、さらなる添加剤（単数又は複数）に対する脂肪酸ソルビタンエステルの比は、１０：１〜１：１０−例えば、２：８〜８：２、３：６〜６：３、又は１：２〜２：１−の範囲にあってよい。

本発明の脂肪酸ソルビタンエステルは、酸化防止剤と一緒にとりわけ良好に機能する。したがって、好ましい実施形態は、脂肪酸ソルビタンエステルと酸化防止剤、例えば、アミン系酸化防止剤及びフェノール系酸化防止剤との組合せを含む。好ましいアミン系酸化防止剤は、オクチル化ジフェニルアミン及び液状アミン類：フェニル−α−ナフチルアミン；ノニル化ジフェニルアミン；スチレン化ジフェニルアミン；オクチル化ブチル化ジフェニルアミン；その他のアルキル化ジフェニルアミン；Ｎ，Ｎ’−ジ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン；Ｎ−フェニル−Ｎ’−アルキル−ｐ−フェニレンジアミン；Ｎ，Ｎ’−ジ−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン；及びこれらの混合物である。好ましくは、これらのアミン系酸化防止剤は、固体である。好ましいフェノール系酸化防止剤は、固体のフェノール類、ＢＨＴ、ピロガロール、ｔｅｒｔ−ブチル−ヒドロキノン；並びに液状のフェノール類：２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、２，４−ジ−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、２−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、２−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール、２，６−ジメチル−４−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、２，６−ビス（α−メチルベンジル）−４−メチルフェノール、及びこれらの混合物である。さらに、好ましい実施形態は、アミン系酸化防止剤として、Ｎａｕｇａｌｕｂｅ４３８Ｌ、Ｎａｕｇａｌｕｂｅ（商標）４０３、Ｎａｕｇａｌｕｂｅ（商標）４２０、Ｎａｕｇａｌｕｂｅ（商標）４１０、及びこれらの混合物を利用できる。これらのものは、Ｃｈｅｍｔｕｒａ社によって製造される市販製品である。さらに又は代わりに、好ましい実施形態は、フェノール系酸化防止剤として、Ｎａｕｇａｌｕｂｅ ＦＡＯ（商標）３０、Ｎａｕｇａｌｕｂｅ ＦＡＯ（商標）３１、Ｎａｕｇａｌｕｂｅ ＦＡＯ（商標）３２を利用できる。さらなる好ましい実施形態は、限定はされないが、Ｎａｕｇａｌｕｂｅ（商標）４０３、Ｎａｕｇａｌｕｂｅ（商標）４２０、Ｎａｕｇａｌｕｂｅ（商標）４３１、Ｎａｕｇａｌｕｂｅ（商標）４３８、Ｎａｕｇａｌｕｂｅ（商標）４３８Ｌ、Ｎａｕｇａｌｕｂｅ（商標）５３１、Ｎａｕｇａｌｕｂｅ（商標）６３５、Ｎａｕｇａｌｕｂｅ（商標）６４０、Ｎａｕｇａｌｕｂｅ（商標）６８０、Ｎａｕｇａｌｕｂｅ（商標）ＡＮＳ、Ｎａｕｇａｌｕｂｅ（商標）ＡＰＡＮ、Ｎａｕｇａｌｕｂｅ（商標）ＰＡＮＡ、Ｎａｕｇａｌｕｂｅ ＦＡＯ（商標）８０、Ｎａｕｇａｌｕｂｅ ＦＡＯ（商標）１００、及びこれらの混合物を含む酸化防止剤のブレンドを利用する。さらに、好ましい実施形態は、以前にはＣｈｅｍｔｕｒａ社によって製造されていた、また、その他の製造業者、例えば、Ｓｔｅｐａｎ社によって製造されている市販製品である、ジエタノールアミンのラウリルアミドＭｏｌｄｐｒｏ８７３を利用する。

一部の実施形態において、本発明の脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、タータレート及び／又はシトレートを含む。これらのタータレート及び／又はシトレートは、アルキル、アリール、アシルアルコキシ、及び／又はアルコキシル基で置換されていてもよい。とりわけ好ましい実施形態は、アルキルタータレートを脂肪酸ソルビタンエステルと組み合わせて利用する。好ましくは、さらなる添加剤としては、タータレートのＣ_１２〜Ｃ_１４アセタール、ジエチルタータレート、ジイソプロピルタータレート、及びこれらの混合物が挙げられる。好ましい実施形態において、アルキルタータレートは、Ｃｈｅｍｔｕｒａ社によって製造された実験室的実験品であるＨＸＬ７１２１又はＨＸＬ７３５３である。別の好ましい実施形態において、ＨＸＬ７１２１又はＨＸＬ７３５３は、脂肪酸ソルビタンエステルと約１：１０〜約１０：１−例えば、約２：８〜約８：２、約０．２５：１〜約２：１、又は約０．５：１〜約０．７５：１−の比率で組み合わされる。

好ましい実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、粘度を調整するために粘度調整剤とブレンドされる。他の実施形態において、アルカノールアミド、ポリ−α−オレフィン、ポリイソブチレン、及びポリエーテルなどの、粘度調整剤が脂肪酸ソルビタンエステルと組み合わされる。他の好ましい実施形態では、例えば５，０００を超える、１０，０００を超える、又は２０，０００を超えるＭ_Ｗを有する高分子量粘度調整剤を利用して、脂肪酸ソルビタンエステル組成物の粘度を調整する。好ましい実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステルは、ラウリルジエタノールアミドと、１：１０〜１０：１、例えば、２：８〜８：２、又は約１：１の比率で組み合わされる。

もちろん、上で挙げたもの以外の添加剤も、脂肪酸ソルビタンエステル及び前述の添加剤と組み合わせて利用することができる。その他の添加剤の例について、以下に述べる。

マンニッヒ系分散剤、ポリマー系分散剤、カルボン酸系分散剤、アミン系分散剤、並びにこれらの組合せ及び混合物などの、無灰分散剤を利用することができ、これらのすべては、灰分を実質上形成しないか、完全に形成しない。一実施形態において、好ましい分散剤は、ポリイソブテニルコハク酸イミド分散剤である。

適切な無灰分散剤としては、限定はされないが、ポリイソブテニルコハク酸イミドなどの無灰分散剤が挙げられる。ポリイソブテニルコハク酸イミド無灰分散剤は、典型的には、約３００〜１０，０００の数平均分子量（Ｍ_ｎ）を有するポリイソブチレンを無水マレイン酸と一緒に反応させてポリイソブテニルコハク酸無水物（ＰＩＢＳＡ）を形成すること、次いで、そうして得られた生成物を典型的には１分子につき１〜１０個のエチレンアミノ基を含むポリアミンと反応させることによって作られる市販製品である。そうして得られる分散剤は、典型的には、種々の化合物の混合物から形成され、アミン置換度（すなわち、カルボン酸基に対するアミノ基の当量比率、又はＮ：ＣＯ比）、無水マレイン酸の転換レベル（すなわち、参照によりその全体で本明細書に組み込まれる米国特許第４２３４４３５号中で定義されているようなＰＩＢに対する無水マレイン酸のモル比）、ＰＩＢ基のＭ_ｎ、及び調製方式（熱支援コハク酸化対Ｃｌ_２支援コハク酸化）を含む多様な種々の変数によって特徴付けることができる。他のポリアミン（例えば、ポリプロペニル）を用いて作られた類似の化合物も使用できる。この部類の無灰分散剤は、例えば、参照によりその全体で本明細書に組み込まれる米国特許第４２３４４３５号中に記載されている。

マンニッヒ系分散剤は、そのアルキル基が少なくとも約３０個の炭素原子を含むアルキルフェノールと、アルデヒド（特にホルムアルデヒド）及びアミン（特に、ポリアルキレンポリアミン）との反応生成物でよい。

別の部類の適切な無灰分散剤は、窒素を含有するカルボン酸系分散剤である。これらの「カルボン酸系分散剤」の例は、参照によりその全体で本明細書に組み込まれる米国特許第３２１９６６６号中に記載されている。

適切なアミン系分散剤としては、限定はされないが、比較的高分子量の脂肪族ハライドと、アミン好ましくはポリアルキレンポリアミンとの、反応生成物が挙げられる。その例は、参照によりその全体で本明細書に組み込まれる米国特許第３５６５８０４号中に記載されている。

適切なポリマー系分散剤としては、限定はされないが、メタクリル酸デシル、ビニルデシルエーテル、及び高分子量オレフィンなどの、油を溶解するモノマーと、アクリル酸アミノアルキル又はアクリルアミド、及びポリ−（オキシエチレン）−置換アクリレートなどの極性置換基を含むモノマーとの、インターポリマーが挙げられる。そのポリマー系分散剤の例は、そのそれぞれが参照によりその全体で本明細書に組み込まれる米国特許第３３２９６５８号及び同３７０２３００号中に開示されている。

また、分散剤を、多様な薬剤のいずれかとの反応によって後処理することができる。これらの薬剤の中には、尿素、チオ尿素、ジメルカプトチアゾール、二硫化炭素、アルデヒド、ケトン、カルボン酸、炭化水素で置換された無水コハク酸、ニトリル、エポキシド、ホウ素化合物、及びリン化合物がある。

上で論じたもの以外の具体的な酸化防止剤としては、限定はされないが、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノールなどのアルキル置換フェノール、硫化フェネート、リン硫化テルペン、硫化エステル、芳香族アミン、ジフェニルアミン、アルキル化ジフェニルアミン及びヒンダードフェノール、ビス−ノニル化ジフェニルアミン、ノニルジフェニルアミン、オクチルジフェニルアミン、ビス−オクチル化ジフェニルアミン、ビス−デシル化ジフェニルアミン、デシルジフェニルアミン、及びこれらの混合物が挙げられる。

立体的に障害された（ヒンダード）フェノールの適切なものとしては、限定はされないが、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、４−メチル−２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、４−エチル−２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、４−プロピル−２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、４−ブチル−２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、４−ペンチル−２−６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、４−ヘキシル−２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、４−ヘプチル−２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、４−（２−エチルヘキシル）−２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、４−オクチル−２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、４−ノニル−２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、４−デシル−２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、４−ウンデシル−２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、４−ドデシル−２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、４−トリデシル−２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、４−テトラデシル−２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノールが挙げられ、メチレン架橋された、立体的に障害された（ヒンダード）フェノールとしては、限定はされないが、４，４−メチレンビス（６−ｔｅｒｔ−ブチル−ｏ−クレゾール）、４，４−メチレンビス（２−ｔｅｒｔ−アミル−ｏ−クレゾール）、２，２−メチレンビス（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４−メチレン−ビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔブチルフェノール）及びこれらの混合物が挙げられる。

適切な極圧（ＥＰ）／抗摩耗剤としては、限定はされないが、硫黄又は塩素硫黄系ＥＰ剤、塩素化炭化水素系ＥＰ剤、又はリン系ＥＰ剤、或いはこれらの混合物が挙げられる。このようなＥＰ剤の例は、リン酸のアミン塩；塩素化ワックス；有機スルフィド、並びにベンジルジスルフィド、ビス−（クロロベンジル）ジスルフィド、ジブチルテトラスルフィド、硫化鯨油、オレイン酸の硫化メチルエステル、硫化アルキルフェノール、硫化ジペンテン、硫化テルペン、及び硫化ディールズ−アルダー付加物などのポリスルフィド；硫化リンとテレビン又はオレイン酸メチルとの反応生成物などのリン硫化炭化水素；リン酸ジ炭化水素及びトリ炭化水素、すなわちリン酸ジブチル、リン酸ジヘプチル、リン酸ジシクロヘキシル、リン酸ペンチルフェニル、リン酸ジペンチルフェニル、リン酸トリデシル、リン酸ジステアリル、及びリン酸ポリプロピレン置換フェノールなどのリンエステル；ジオクチルジチオカルバミン酸亜鉛などのチオカルバミン酸金属；ジシクロヘキシルジチオリン酸亜鉛などのヘプチルフェノール二酸バリウム、ジチオリン酸の亜鉛塩、並びにこれらの組合せ及び混合物である。

一実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、リンエステル酸のアミン塩を含む抗磨耗剤／ＥＰ剤を含む。リンエステル酸のアミン塩としては、リン酸エステル及びその塩、ジアルキルジチオリン酸エステル及びその塩、ホスファイト；及びリン含有カルボン酸のエステル、エーテル及びアミド、並びにこれらの混合物が挙げられる。

前述のもの以外の適切なアミンとしては、限定はされないが、１級アミン、２級アミン、３級アミン、及びそれらの混合物が挙げられる。これらのアミンとしては、少なくとも１つのヒドロカルビル基を、或いはいくつかの実施形態で、２つ又は３つのヒドロカルビル基を有するものが挙げられる。ヒドロカルビル基は、約２〜約３０個の炭素原子を、或いは他の実施形態で、約８〜約２６個、約１０〜約２０個、又は約１３〜約１９個の炭素原子を含むことができる。

適切な１級アミンとしては、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、２−エチルヘキシルアミン、オクチルアミン、及びドデシルアミン、並びにｎ−オクチルアミン、ｎ−デシルアミン、ｎ−ドデシルアミン、ｎ−テトラデシルアミン、ｎ−ヘキサデシルアミン、ｎ−オクタデシルアミン、及びオレイルアミンのような脂肪アミンを挙げることができる。その他の有用な脂肪アミンとしては、「ＡｒｍｅｅｎＯＲ」アミン（Ａｋｚｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社、シカゴ、イリノイ州から入手可能な製品）などの市販の脂肪アミン、例えば、Ａｒｍｅｅｎ Ｃ、Ａｒｍｅｅｎ Ｏ、Ａｒｍｅｅｎ ＯＬ、Ａｒｍｅｅｎ Ｔ、Ａｒｍｅｅｎ ＨＴ、Ａｒｍｅｅｎ Ｓ及びＡｒｍｅｅｎ ＳＤが挙げられ、ここで、アルファベットの意味は、ココ（ｃｏｃｏ）、オレイル（ｏｌｅｙｌ）、タロー（ｔａｌｌｏｗ）、ステアリル基（ｓｔｅａｒｙｌ）などの脂肪基に関連する。

適切な第２級アミンの例には、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ジアミルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、メチルエチルアミン、エチルブチルアミン、及びエチルアミルアミンが含まれる。第２級アミンは、ピペリジン、ピペラジン及びモルホリンなどの環状アミンでもよい。

一部の実施形態において、アミンは、ｔｅｒｔ−脂肪族第１級アミンであってもよい。この場合の脂肪族基は、約２〜約３０、約６〜約２６、又は約８〜約２４個の炭素原子を含むアルキル基でよい。第３級アルキルアミンとしては、ｔｅｒｔ−ブチルアミン、ｔｅｒｔ−ヘキシルアミン、１−メチル−１−アミノ−シクロヘキサン、ｔｅｒｔ−オクチルアミン、ｔｅｒｔ−デシルアミン、ｔｅｒｔ−ドデシルアミン、ｔｅｒｔ−テトラデシルアミン，ｔｅｒｔ−ヘキサデシルアミン、ｔｅｒｔ−オクタデシルアミン、ｔｅｒｔ−テトラコサニルアミン、及びｔｅｒｔ−オクタコサニルアミンなどのモノアミンが挙げられる。

アミンの混合物も、本発明で使用できる。一実施形態において、有用なアミン混合物が、「Ｐｒｉｍｅｎｅ（商標）８１Ｒ」及び「Ｐｒｉｍｅｎｅ（商標）ＪＭＴ」である。Ｐｒｉｍｅｎｅ（商標）８１Ｒ及びＰｒｉｍｅｎｅ（商標）ＪＭＴ（Ｒｏｈｍ ＆ Ｈａａｓ社が製造販売）は、それぞれ、ｔｅｒｔ−Ｃ_１１〜Ｃ_１４−アルキル第１級アミンの混合物、及びｔｅｒｔ−Ｃ_１８〜Ｃ_２２−アルキル第１級アミンの混合物である。

一実施形態において、アルキルリン酸エステルのヒドロカルビルアミン塩は、Ｃ_１４〜Ｃ_１８−アルキルでアルキル化されたリン酸と、ｔｅｒｔ−Ｃ_１１〜Ｃ_１４−アルキル第１級アミンの混合物であるＰｒｉｍｅｎｅ８１（商標）（Ｒｏｈｍ ＆ Ｈａａｓ社が製造、販売）との反応生成物である。

ジアルキルジチオリン酸エステルの適切なヒドロカルビルアミン塩の例には、ジチオリン酸ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、４−メチル−２−ペンチル、２−エチルヘキシル、又はイソプロピルと、エチレンジアミン、モルホリン、又はＰｒｉｍｅｎｅ８１Ｒ（商標）との反応生成物（単数及び複数）、及びそれらの混合物が含まれる。

一実施形態では、ジチオリン酸を、エポキシド又はグリコールと反応させる。この反応生成物を、さらに、リン酸、無水物、又は低級エステルと反応させる。エポキシドとしては、脂肪族エポキシド又はスチレンオキシドを挙げることができる。適切なエポキシドの例には、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブテンオキシド、オクテンオキシド、ドデセンオキシド、スチレンオキシドなどが含まれる。一実施形態において、エポキシドは、プロピレンオキシドである。適切なグリコールは、１〜約１２個、約２〜約６個、又は約２〜約３個の炭素原子を有する脂肪族グリコールでよい。ジチオリン酸、グリコール、エポキシド、無機リン試薬、及びこれらを反応させる方法は、そのそれぞれが参照によりその全体で本明細書に組み込まれる米国特許第３１９７４０５号及び第３５４４４６５号中に記載されている。生じる酸を、次いで、アミンを用いて塩にする。適切なジチオリン酸の例は、五酸化リン（約６４グラム）を約５１４グラムのヒドロキシプロピルＯ，Ｏ−ジ（４−メチル−２−ペンチル）ホスホロジチオエート（ジ（４−メチル−２−ペンチル）−ホスホロジチオン酸を約１．３モルのプロピレンオキシドと約２５℃で反応させて調製される）に約５８℃で約４５分間にわたって添加することによって調製される。混合物を、約７５℃で約２．５時間加熱し、約７０℃で珪藻土と混合し、濾過する。濾液は、約１１．８重量％のリン、約１５．２重量％の硫黄を含み、８７の酸価（ブロモフェノールブルー）を示す。

適切な消泡剤としては、限定はされないが、ポリジメチルシロキサン、ポリエチルシロキサン、ポリジエチルシロキサン、ポリアクリレート及びポリメタクリレート、トリメチル−トリフルオロ−プロピルメチルシロキサンなどの有機シリコーンが挙げられる。

上で論じたもの以外の適切な粘度調整剤は、粘度改善特性及び分散剤の特性の双方を提供することができる。分散剤−粘度調整剤の例には、限定はされないが、ビニルピリジン、Ｎ−ビニルピロリドン、及びメタクリル酸Ｎ，Ｎ’−ジメチルアミノエチルが含まれ、それらは、窒素含有モノマーの例である。１種又は複数のアクリル酸アルキルの重合又は共重合から得られるポリアクリレートも、粘度調整剤として有用である。

一部の実施形態では、機能性ポリマーが、粘度調整剤として使用される。通常的な部類のこのようなポリマーの中には、オレフィン共重合体、及びアクリレート又はメタクリレートの共重合体がある。機能性オレフィン共重合体は、例えば、無水マレイン酸などの活性モノマーでグラフトされ、次いでアルコール又はアミンを用いて誘導体化されているエチレンとプロピレンとのインターポリマーでよい。その他のこのような共重合体が、窒素化合物と反応させた又は窒素化合物でグラフトされている、エチレンとプロピレンとの共重合体である。ポリアクリレートエステルの誘導体は、分散剤−粘度指数調整剤用添加剤として周知である。分散剤用アクリレート、又はＲｏｈＭａｘ社からのＡｃｒｙｌｏｉｄ（商標）９８５又はＶｉｓｃｏｐｌｅｘ（商標）６−０５４などのポリメタクリレート系粘度調整剤は、とりわけ適している。ＰＩＢ、メタクリレート、ポリアルキルスチレン、エチレン／プロピレンや、エチレン／プロピレン／１，４−ヘキサジエンの、ポリマー、及び、無水マレイン酸−スチレンインターポリマー、及びこれらの誘導などの固体で油に可溶性のポリマーも、粘度指数向上剤として使用できる。

一実施形態において、上述のもの以外の摩擦調整剤としては、有機モリブデン化合物、例えばジチオカルバミン酸モリブデン、及び脂肪酸をベースにした材料、例えば、オレイン酸をベースにしたもの、例えば、モノオレイン酸グリセロール、ステアリン酸をベースにしたものなどを挙げることができる。

一実施形態において、摩擦調整剤は、リン酸エステル又はその塩、例えば、モノヒドロカルビル、ジヒドロカルビル又はトリヒドロカルビルホスフェートであり、ここで、各ヒドロカルビル基は、飽和されている。いくつかの実施形態において、各ヒドロカルビル基は、約８〜約３０個まで、約１２〜約２８個まで、約１４〜約２４個まで、又は約１４〜約１８までの炭素原子を含む。別の実施形態において、ヒドロカルビル基は、アルキル基である。ヒドロカルビル基の例には、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、及びこれらの混合物が含まれる。

一実施形態において、リン酸塩は、酸性リン酸エステルをアミン化合物又は金属系塩基と反応させてアミン塩又は金属塩を形成することによって調製することができる。アミンは、モノアミン又はポリアミンでよい。有用なアミンとしては、参照によりその全体で本明細書に組み込まれる米国特許第４２３４４３５号中に開示されているアミンが挙げられる。

金属系塩基と酸性リンエステルを反応させることによって調製されるリン酸エステルの金属塩は、脂肪酸ソルビタンエステルと組み合わせて利用することができる。金属系塩基は、金属塩を形成する能力のある任意の金属化合物でよい。金属系塩基の例には、金属の酸化物、水酸化物、炭酸塩、ホウ酸塩などが含まれる。適切な金属としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及び遷移金属が挙げられる。一実施形態において、金属は、カルシウム又はマグネシウムなどのＩＩＡ族金属；亜鉛などのＩＩＢ族金属；又はマンガンなどのＶＩＩＢ族金属である。リン酸と反応させることのできる金属化合物の例には、水酸化亜鉛、酸化亜鉛、水酸化銅、又は酸化銅が含まれる。

一実施形態では、ホスファイトなどの摩擦調整剤を利用することができ、このようなホスファイトとしては、限定はされないが、モノヒドロカルビル、ジヒドロカルビル又はトリヒドロカルビルホスファイトが挙げられ、ここで、各ヒドロカルビル基は、飽和されていてもよい。他の実施形態において、各ヒドロカルビル基は、独立に、約８〜約３０個までの、約１２〜約２８個までの、約１４〜約２４個までの、又は約１４〜約１８個までの炭素原子を含む。一実施形態において、ヒドロカルビル基は、アルキル基である。ヒドロカルビル基の例には、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、及びこれらの混合物が含まれる。

一実施形態において、さらなる摩擦調整剤は、８〜約３０個、又は約１２〜約２４個の炭素原子を含む脂肪性置換基を含む脂肪性イミダゾリンでよい。置換基は、飽和又は不飽和でよく、好ましくは飽和されている。一態様において、脂肪性イミダゾリンは、脂肪性カルボン酸を、上で論じたようなポリアルキレンポリアミンと反応させることによって調製できる。適切な脂肪性イミダゾリンとしては、参照によりその全体で本明細書に組み込まれる米国特許第６４８２７７７号に記載されているものが挙げられる。

適切なミスト化防止剤としては、限定はされないが、１．５Ｍ_ｎポリイソブチレンなどの極めて高分子量（Ｍ_ｎ≧１００，０００）のポリオレフィン（例えば、商品名がＶｉｓｔａｎｅｘ（商標）である材料）、或いは２（Ｎ−アクリルアミド）、２−メチルプロパンスルホン酸を含むポリマー（ＡＭＰＳ（商標）としても知られる）又はその誘導体が挙げられる。

適切な腐食抑制剤としては、限定はされないが、アルキル化コハク酸、その無水物誘導体、有機ホスホネートなどが挙げられる。錆抑制剤を、単独又は組み合わせて使用できる。

適切な無灰性金属不活化剤としては、限定はされないが、トリルトリアゾール、Ｎ，Ｎ−ビス（ヘプチル）−ａｒ−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メタンアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（ノニル）−ａｒ−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メタンアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（デシル）ａｒ−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メタンアミン、Ｎ，Ｎ−（ウンデシル）ａｒ−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メタンアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（ドデシル）ａｒ−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メタンアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）−ａｒ−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メタンアミンなどのベンゾトリアゾール誘導体及びそれらの混合物が挙げられる。一実施形態において、金属不活化剤は、Ｎ，Ｎ−ビス（１−エチルヘキシル）ａｒ−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メタンアミン；１，２，４−トリアゾ−ル、ベンゾイミダゾール、２−アルキルジチオベンズイミダゾール；２−アルキルジチオベンゾチアゾール；２−Ｎ，Ｎ−ジアルキルジチオカルバモイル）ベンゾチアゾール；２，５−ビス（ｔｅｒｔ−オクチルジチオ）−１，３，４−チアジアゾール、２，５−ビス（ｔｅｒｔ−ノニルジチオ）−１，３，４−チアジアゾール、２，５−ビス（ｔｅｒｔ−デシルジチオ）−１，３，４−チアジアゾール、２，５−ビス（ｔｅｒｔ−ウンデシルジチオ）−１，３，４−チアジアゾール、２，５−ビス（ｔｅｒｔ−ドデシルジチオ）−１，３，４−チアジアゾール、２，５−ビス（ｔｅｒｔ−トリデシルジチオ）−１，３，４−チアジアゾール、２，５−ビス（ｔｅｒｔ−テトラデシルジチオ）−１，３，４−チアジアゾール、２，５−ビス（ｔｅｒｔ−オクタデシルジチオ）−１，３，４−チアジアゾール、２，５−ビス（ｔｅｒｔ−ノナデシルジチオ）−１，３，４−チアジアゾール、２，５−ビス（ｔｅｒｔ−エイコシルジチオ）−１，３，４−チアジアゾールなどの２，５−ビス（アルキル−ジチオ）−１，３，４−チアジアゾール及びそれらの混合物；２，５−ビス（Ｎ，Ｎ−ジアルキルジチオカルバモイル）−１，３，４−チアジアゾール；並びに２−アルキジチオ−５−メルカプトチアジアゾールである。

適切な解乳化剤としては、限定はされないが、ポリエチレンとポリプロピレンオキシドとの共重合体などが挙げられる。適切な潤滑助剤としては、限定はされないが、モノオレイン酸グリセロール、モノオレイン酸ソルビタンなどが挙げられる。適切な流動性向上剤としては、限定はされないが、エチレン／酢酸ビニル共重合体などが挙げられる。適切は曇点降下剤としては、限定はされないが、アルキルフェノール及びその誘導体、エチレン／酢酸ビニル共重合体が挙げられる。適切な流動点降下剤としては、限定はされないが、アルキルフェノール及びその誘導体、エチレン／酢酸ビニル共重合体が挙げられる。適切なシール膨潤剤としては、限定はされないが、チオフェン、３−（デシルオキシ）テトラヒドロ−１，１−ジオキシドなどの有機硫黄化合物、フタレートなどが挙げられる。これらのさらなる添加剤は、単独又は組合せて使用できる。

本発明の好ましい実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、灰分を含まず、例えば、脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、灰分不含であるか、或いは微量の灰分を含む。他の好ましい実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、微量の重金属を含むか、或いは重金属を含まない。さらに、他の実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、ジアルキルジチオリン酸亜鉛（ＺＤＤＰ）を含まないか、或いは極微量を、例えば脂肪酸ソルビタンエステル組成物の総重量を基準にして１０重量％未満、５重量％未満、３重量％未満、又は１重量％未満を含む。

＜潤滑剤組成物＞
脂肪酸ソルビタンエステル組成物に加えて、本発明は、また、上で論じた脂肪酸ソルビタンエステル組成物及びベース潤滑剤−例えばベースストック−を含む潤滑剤組成物に関する。典型的には、ベースストックがそれぞれの系及び又はデバイスを潤滑するのに利用されるにつれて、ベースストックの潤滑特性は、時間とともに劣化する。本発明の脂肪酸ソルビタンエステル組成物がベースストックと徐々にブレンドされると、時間とともに失われる潤滑特性は、脂肪酸ソルビタンエステルによって補給される。したがって、新たに導入された脂肪酸ソルビタンエステルは、時間とともに潤滑剤で失われた特性を均衡させる補足的潤滑特性を提供する。換言すれば、制御して放出できる本発明の脂肪酸ソルビタンエステルは、好ましくは、潤滑剤の寿命の間、ベースストックにおける潤滑特性を増大、維持するか、或いは潤滑特性の低下を減速するように作用する。一実施形態では、脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、ベースストック中に、放出−例えば制御可能に放出−される。好ましい実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステルは、ベースストック中に、上で論じた速度で制御可能に放出される。

好ましい実施形態において、遊離の脂肪酸ソルビタンエステルは、潤滑剤組成物中に、該潤滑剤組成物の全重量を基準にして約１ｐｐｍ〜約５０，０００ｐｐｍ−例えば、約１ｐｐｍ〜約５，０００ｐｐｍ、約１ｐｐｍ〜約１，０００ｐｐｍ、又は約５０ｐｐｍ〜約７５０ｐｐｍ−の範囲の量で存在する。この文脈で、「遊離」脂肪酸ソルビタンエステルは、該遊離脂肪酸ソルビタンエステルを引き出すことのできる固体又は半固体の脂肪酸ソルビタンエステル組成物ではなく、ベースストック中に可溶化又は分散されている脂肪酸ソルビタンエステルを指す。

他の好ましい実施形態において、本発明の潤滑剤組成物は、遊離脂肪酸ソルビタンエステルに加えて、さらに、上で論じたようなさらなる添加剤を含むことができる。好ましい実施形態において、適切なさらなる添加剤は、潤滑剤中に、潤滑剤組成物の全部を基準にして約１ｐｐｍ〜約５０，０００ｐｐｍ−例えば、約１ｐｐｍ〜約５，０００ｐｐｍ、約１ｐｐｍ〜約１，０００ｐｐｍ、又は約５０ｐｐｍ〜約７５０ｐｐｍ−の範囲の量で存在する。もちろん、１種又は複数の添加剤の所望される濃度は、当該添加剤及びその目的に応じて広範に変化する。好ましい実施形態において、潤滑剤組成物のさらなる添加剤は、１種又は複数のアルキルタータレート、例えば、ＨＸＬ７１２１及び／又はＨＸＬ７３５３の中の１種又は複数を含む。ＨＸＬ７１２１及び／又はＨＸＬ７３５３は、脂肪酸ソルビタンエステルと約１０：１〜１：１０−例えば、２：８〜８：２、３：６〜６：３、又は１：２〜２：１−の範囲の比率で組み合わせることができる。好ましくは、ＨＸＬ７１２１及び／又はＨＸＬ７３５３対脂肪酸ソルビタンエステルの比は、約１：１である。１種又は複数のアルキルタータレートは、ベースストックに別々に添加することができ、或いは固体又は半固体の脂肪酸ソルビタンエステル組成物中に、１種又は複数のアルキルタータレートがベースストック中に徐々に放出されるように組み込むことができる。

他の実施形態では、本発明の脂肪酸ソルビタンエステル組成物を燃料組成物中で利用することができる。このような実施形態において、潤滑剤組成物／潤滑剤組合せに適用されるすべてのパラメーターは、燃料組成物における、及び燃料又は燃料組成物の摩擦低減能力を向上するための方法及びデバイスにおける脂肪酸ソルビタンエステルの使用に等しく適用される。好ましい実施形態では、本発明の脂肪酸ソルビタンエステル組成物を、燃料フィルター中で潤滑剤に関連して説明したのと多くは同様の方式、例えばオイルフィルター中で利用することができる。好ましい実施形態では、本発明の脂肪酸ソルビタンエステルを、炭化水素燃料、ガソリン、ディーゼル燃料、及びバイオディーゼルなどの燃料とともに利用することができる。

好ましくは、脂肪酸ソルビタンエステル及び／又は添加剤は、ベースストック中に約０．５グラム／分を超えない−例えば、約０．１５グラム／分を超えない、約０．１０グラム／分を超えない、約０．０７５グラム／分を超えない、約０．０５グラム／分を超えない、０．０３グラム／分を超えない、約０．０２５グラム／分を超えない、約０．０１グラム／分を超えない、又は約０．００２５グラム／分を超えない−放出速度で放出される。範囲に関して、放出速度は、任意選択で、約０．０００１〜約０．５グラム／分−例えば、約０．００２５〜約０．１５グラム／分、約０．０１〜約０．１５グラム／分、約０．０１〜約０．１グラム／分、約０．０１〜約０．０５グラム／分、又は約０．０１〜約０．０２５グラム／分−の範囲にある。放出速度は、低くても２５℃−例えば、低くても５０℃、低くても６０℃、低くても７０℃、低くても８０℃、低くても９０℃、低くても９５℃、低くても１０５℃、低くても１２０℃、又は低くても１５０℃−の温度で測定することができる。

好ましい実施形態において、ベースストック中に放出される脂肪酸ソルビタンエステル及び／又はさらなる添加剤は、全潤滑剤組成物の摩擦係数を低下させる。好ましい実施形態において、それぞれのベースストック中に放出された脂肪酸ソルビタンエステル及び／又はさらなる添加剤は、上で論じたＣａｍｅｒｏｎ Ｐｌｉｎｔ試験法により測定した場合、それぞれの潤滑剤の摩擦係数を、５０℃以上−例えば、７０℃以上、９０℃以上、又は１１０℃以上−の温度で測定した場合に、少なくとも５０％−例えば、少なくとも４０％、少なくとも３０％、少なくとも２０％、又は少なくとも１０％−だけ低下させる。他の実施形態において、低下した摩擦性能は、Ｃａｍｅｒｏｎ Ｐｌｉｎｔ磨耗、Ｆａｌｅｘ四球式磨耗及び／又は高周波往復動磨耗（ＨＦＲＲ）試験で測定した場合に、２５％を超える−例えば、３５％を超える、５０％を超える、又は６０％を超える−平均磨耗痕の低下によって示される。

他の好ましい実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、生じる潤滑組成物中での摩擦係数を、脂肪酸ソルビタンエステル組成物を含まない潤滑組成物と比較した場合に１．０以下−例えば、０．８以下、０．７５以下、０．７以下、０．６以下、０．４以下、又は０．１以下−に低下させる。これらの摩擦係数は、１００℃を超える−例えば、１２０℃を超える、１３０℃を超える、１５０℃を超える、１７５℃を超える、又は２００℃を超える−温度で測定することができる。

＜ベースストック＞
好ましい実施形態において、ベースストックは、天然の油−例えば、鉱油、石油、植物油、パラフィン系油、ナフテン系油、芳香族系油、合成油、並びにこれらの誘導体及び混合物−から選択される。合成油は、α−オレフィンのオリゴマー、エステル、フィッシャー−トロプシュ法に由来する油、及びガス液化油（ｇａｓ−ｔｏ−ｌｉｑｕｉｄ）ストックの中の少なくとも１種を含むことができる。好ましい一実施形態において、ベースストックは、Ｐｅｎｚｏｉｌ社によって製造されるＥｘｅｌｌ １００ＨＣ（商標）である。他の好ましい実施形態において、ベースストックは、Ｃｏｎｏｃｏ Ｐｈｉｌｉｐｓ、Ｃｈｅｖｒｏｎ、Ｅｘｏｎ、Ｓｈｅｌｌ、Ｃｏｎｏｃｏ−Ｐｈｉｌｉｐｓ、Ｐｅｔｒｏ−Ｃａｎａｄａ社などの製造業者によって製造される群Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩのベースストックの中のいずれか１つ又は複数、例えば、ＶＨＶＩ−４及びＰｕｒｉｔｙ１００３でよい。

他の実施形態において、ベース潤滑剤としては、限定はされないが、その他の天然油、例えば動物油及び植物油、例えばラード油、ヒマシ油；及び混合パラフィン系−ナフテン系型の水素化精製、溶媒処理又は酸処理された鉱油などを挙げることができる。石炭又は頁岩由来の潤滑粘度の油も、有用な基油として役立つ。動物又は植物性材料に由来する油又は脂肪のその他の例が、ナタネ油、コリアンダー油、ダイズ油、綿実油、ヒマワリ油、ヒマシ油、オリーブ油、ピーナツ油、トウモロコシ油、アーモンド油、キャノーラ油、ホホバ油、パーム核油、ココナツ油、カラシナ種子油、ジャトロファ（ｊａｔｒｏｐｈａ）油、牛脂、及び魚油である。さらなる例には、コーン、ジュート、ゴマ、シアナッツ、ラッカセイ、及びアマニ油から得られる油が含まれ、それらから当技術分野で周知の方法によって得ることができる。グリセロールで部分的にエステル化された脂肪酸の混合物であるナタネ油は、大量に入手可能であり、ナタネを圧搾することによって簡単な方法で得ることができる。使用済み調理油などのリサイクル油も、適している。

有用なベースストックは、例えば、１２〜２２個の炭素原子を有する脂肪酸のエチル、プロピル、ブチル、特にメチルエステルの市販混合物を含む、脂肪酸のアルキルエステルである。例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、パルミトオレイン酸、ステアリン酸、オレイン酸、エライジン酸、ペトロセリン酸、リシノール酸、エレオステアリン酸、リノール酸、リノレン酸、エイコサン酸、ガドレイン酸、ドコサン酸、又はエルカ酸は、有用であり、５０〜１５０、特に９０〜１２５のヨウ素価を有する。とりわけ有利な特性を有する混合物は、１６〜２２個の炭素原子及び１、２又は３個の二重結合を有する脂肪酸のメチルエステルを主に−すなわち少なくとも５０重量％−含むものである。好ましい脂肪酸低級アルキルエステルは、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、及びエルカ酸のメチルエステルである。

述べた部類の市販混合物は、例えば、動物及び植物性の脂肪及び油の、それらの低級脂肪族アルコールとのエステル交換による開裂及びエステル化によって得られる。脂肪酸アルキルエステルを製造するためには、１３０未満のヨウ素価を有する２０％未満の低レベルの飽和酸を含む脂肪又は油から出発するのが有利である。次のエステル又は油、例えば、ナタネ油、ヒマワリ油、コリアンダー油、ヒマシ油、ダイズ油、ピーナツ油、綿実油、牛脂などのブレンド物が適している。その脂肪酸成分が１８個の炭素原子を有する不飽和脂肪酸を、８０重量％を超えて含む新たな種々のナタネ油をベースにした脂肪酸のアルキルエステルが好ましい。

とりわけ好ましいベースストックは、バイオ燃料として利用される能力のある油である。バイオ燃料、すなわち、動物性又は植物性材料から得られる燃料は、燃焼の際の環境に対する有害性がより少ないと考えられ、再生可能な供給源である。燃焼の際に、等価量の石油留出物燃料、例えばディーゼル燃料を規準にして、形成される二酸化炭素がより少なく、形成される二酸化硫黄は極めて少ないことが報告されている。植物油の特定の誘導体、例えば、鹸化及び一価アルキルアルコールでの再エステル化によって得られるものは、ディーゼル燃料に対する代替物として使用できる。

好ましいバイオ燃料は、植物油の誘導体であり、その中でとりわけ好ましいバイオ燃料は、ナタネ油、綿実油、ダイズ油、ヒマワリ油、オリーブ油、又はパーム油のアルキルエステル誘導体であり、ナタネ油のメチルエステルが、単独で、又はその他の植物油誘導体との混合物、例えば、ナタネ油メチルエステルとパーム油メチルエステルとの任意比率の混合物の状態で、特に好ましい。

現在、バイオ燃料は、最も一般的には、石油由来の油と組み合わせて使用される。本発明は、バイオ燃料と石油由来の燃料との任意比率の混合物に適用可能である。例えば、油の少なくとも５重量％、好ましくは少なくとも２５重量％、より好ましくは少なくとも５０重量％、最も好ましくは少なくとも９５重量％が、植物又は動物性供給源に由来することができる。

合成のベースストック潤滑剤としては、ポリマー化及びインターポリマー化オレフィン（例えば、ポリブチレン、ポリプロピレン、プロピレン−イソブチレン共重合体、塩素化ポリブチレン、ポリ（１−ヘキセン）、ポリ（１−オクテン）、ポリ（１−デセン））；アルキルベンゼン（例えば、ドデシルベンゼン、テトラデシルベンゼン、ジノニルベンゼン、ジ（２−エチルヘキシル）ベンゼン）；ポリフェニル（例えば、ビフェニル、ターフェニル、アルキル化ポリフェノール）；アルキル化ジフェニルエーテル及びアルキル化ジフェニルスルフィド、並びにその誘導体、類似体及び同族体などの炭化水素油及びハロ置換炭化水素油が挙げられる。一般にはガス液化油又は「ＧＴＬ」基油と呼ばれる、フィッシャー−トロプシュで合成された炭化水素からのガス液化法に由来する合成油も有用である。

アルキレンオキシドポリマー及びインターポリマー、並びにその末端ヒドロキシル基がエステル化、エーテル化などによって修飾されている誘導体は、別の部類の既知合成潤滑剤を構成する。これらは、エチレンオキシド又はプロピレンオキシドの重合によって調製されるポリオキシアルキレンポリマー、並びにポリオキシアルキレンポリマーのアルキル及びアリールエーテル（例えば、１０００の分子量を有するメチル−ポリイソプロピレングリコールエーテル又は１０００〜１５００の分子量を有するポリエチレングリコールのジフェニルエーテル）、及びそのモノ−及びポリカルボン酸エステル、例えば、酢酸エステル、Ｃ_３〜Ｃ_８混合脂肪酸エステル、及びテトラエチレングリコールのＣ_１３オキソ酸ジエステルによって例示される。

別の適切な部類の合成ベースストック潤滑剤は、ジカルボン酸（例えば、フタル酸、コハク酸、アルキルコハク酸及びアルケニルコハク酸、マレイン酸、アゼライン酸、スベリン酸、セバシン酸、フマル酸、アジピン酸、リノール酸ダイマー、マロン酸、アルキルマロン酸、アルケニルマロン酸）と各種アルコール（例えば、ブチルアルコール、ヘキシルアルコール、ドデシルアルコール、２−エチルヘキシルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコールモノエーテル、プロピレングリコール）とのエステルを含む。このようなエステルの具体例には、アジピン酸ジブチル、セバシン酸ジ（２−エチルヘキシル）、フマル酸ジ−ｎ−ヘキシル、セバシン酸ジオクチル、アゼライン酸ジイソオクチル、アゼライン酸ジイソデシル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジデシル、セバシン酸ジエイコシル、リノール酸ダイマーの２−エチルヘキシルジエステル、及び１モルのセバシン酸を２モルのテトラエチレングリコール及び２モルの２−エチルヘキサン酸と反応させることによって形成される複合エステルが含まれる。

合成油として有用なエステルとしては、Ｃ_５〜Ｃ_１２−モノカルボン酸と、ネオペンチルグリコール、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、及びトリペンタエリスリトールなどのポリオール及びポリオールエステルから作られるものが挙げられる。ケイ素系油（ポリアルキル−、ポリアリール−、ポリアルコキシ−、又はポリアリールオキシ−シロキサン油及びシリケート油など）は、別の有用な部類の合成潤滑剤を構成する。その他の合成潤滑剤としては、リン含有酸の液状エステル、ポリマー性テトラヒドロフラン、ポリ−α−オレフィンなどが挙げられる。

ポリアルキル−、ポリアリール−、ポリアルコキシ−、又はポリアリールオキシシリコーン油及びシリケート油などのケイ素系油は、別の有用な部類の合成ベースストック潤滑剤を構成し；このような油としては、ケイ酸テトラエチル、ケイ酸テトライソプロピル、ケイ酸テトラ−（２−エチルヘキシル）、ケイ酸テトラ−（４−メチル−２−エチルヘキシル）、ケイ酸テトラ−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチル−フェニル）、ヘキサ−（４−メチル−２−エチルヘキシル）ジシロキサン、ポリ（メチル）シロキサン、及びポリ（メチルフェニル）シロキサンが挙げられる。その他の合成潤滑剤としては、リン含有酸の液状エステル（例えば、リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル、デシルホスホン酸のジエチルエステル）、及びポリマー性テトラヒドロフランが挙げられる。

潤滑剤は、未精製、精製、再精製油、又はこれらの混合物から得ることができる。未精製油は天然供給源又は合成供給源（例えば、石炭、頁岩、又はタール及びビチューメン）から、さらなる精製又は処理なしに直接的に得られる。未精製油の例には、レトルト乾留操作から直接的に得られる頁岩油、蒸留から直接的に得られる石油、エステル化工程から直接的に得られるエステル油が含まれ、そのそれぞれは、次いで、さらなる処理なしに使用される。精製油は、該精製油が、１つ又は複数の特性を改善するために１つ又は複数の精製ステップ中で処理されることを除いて、未精製油と同様である。適切な精製技術としては、蒸留、水素化処理、脱蝋、溶媒抽出、酸又は塩基抽出、濾過、浸透などが挙げられ、そのすべては当業者に周知である。再精製油は、精製油を、精製油を得るのに使用されるのと同様の方法で処理することによって得られる。これらの再精製油は、また、再生油又は再処理油として知られ、効力を失った添加剤及び油の分解産物を除去するための技術によってさらに処理されることが多い。

ワックスの水素化異性化に由来する潤滑剤ベースストックも、単独で、或いは前述の天然及び／又は合成ベースストックと組み合わせて使用できる。このようなワックス異性化産物油は、天然又は合成ワックス、或いはこれらの混合物を水素化異性化触媒上で水素化異性化することによって製造される。天然ワックスは、典型的には、鉱油の溶媒脱蝋によって回収されるスラックワックスであり；合成ワックスは、典型的には、フィッシャー−トロプシュ法によって製造されるワックスである。生じる異性化産物製品は、典型的には、特定の粘度指数を有する各種画分を回収するための溶媒脱蝋及び分別に供される。ワックス異性化産物は、また、極めて高い粘度指数を所持することによって特徴付けられ、一般には、脱蝋の後に少なくとも１３０、好ましくは少なくとも１３５以上の粘度指数、約２０℃以下の流動点を有する。

潤滑粘度のベースストックは、群Ｉ、群ＩＩ若しくは群ＩＩＩのベースストック又は前述のベースストックの基油ブレンドを含むことができる。好ましくは、潤滑粘度の油は、群ＩＩ若しくは群ＩＩＩのベースストック、又はこれらの混合物、或いは群Ｉのベースストックと群ＩＩ及び群ＩＩＩの中の１つ又は複数との混合物である。好ましくは、潤滑粘度の油の主たる量は、群ＩＩ、群ＩＩＩ、群ＩＶ若しくは群Ｖのベースストック、又はこれらの混合物が占める。ベースストック又はベースストックブレンドは、好ましくは、少なくとも６５％、例えば、少なくとも７５％又は少なくとも８５％の飽和物含有量（ｓａｔｕｒａｔｅ ｃｏｎｔｅｎｔ）を有する。最も好ましくは、ベースストック又はベースストックブレンドは、９０％を超える飽和物含有量を有する。

さらに、適切な燃料としては、フィッシャー−トロプシュ燃料を挙げることができる。ＦＴ燃料としても知られるフィッシャー−トロプシュ燃料としては、ガス液化（ＧＴＬ）燃料、バイオマス液化（ＢＴＬ）燃料、及び石炭転換燃料と記述されるものが挙げられる。このような燃料を製造するためには、まず、合成ガス（ＣＯ＋Ｈ_２）を生成させ、次いで、フィッシャー−トロプシュ法によって直鎖パラフィンに転換する。次いで、直鎖パラフィンを、接触分解／改質又は異性化、水素化分解、及び水素化異性化などの方法によって改質して、イソ−パラフィン、シクロ−パラフィン及び芳香族化合物などの各種炭化水素を得ることができる。生じるＦＴ燃料は、それ自体で、又は他の燃料成分及び燃料型と組み合わせて使用することができる。植物又は動物性供給源に由来するディーゼル燃料も適している。これらは、単独で、又は他の部類の燃料と組み合わせて使用することができる。

好ましくは、油又は油ブレンドの揮発度は、Ｎｏａｃｋ揮発度試験（ＡＳＴＭ Ｄ５８８０）で測定した場合、３０％以下、好ましくは２５％以下、より好ましくは２０％以下、最も好ましくは１６％以下である。好ましくは、油又は油ブレンドの粘度指数（ＶＩ）は、少なくとも８５、好ましくは少なくとも１００、最も好ましくは約１０５〜１４０である。

本発明におけるベースストック及び基油の定義は、米国石油協会（ＡＰＩ）の刊行物「エンジン油登録認証システム（「Ｅｎｇｉｎｅ Ｏｉｌ Ｌｉｃｅｎｓｉｎｇ ａｎｄ Ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ」，Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ）、（第１４版、１９９６年１２月）補遺１（１９９８年１２月）中に見出されるものと同様である。その刊行では、ベースストックを次のように分類している。
（ａ）群Ｉのベースストックは、９０％未満の飽和物（ＡＳＴＭ Ｄ２００７で測定した場合）及び／又は０．０３％を超える硫黄（ＡＳＴＭ Ｄ２６２２、ＡＳＴＭ Ｄ４２９４、ＡＳＴＭ Ｄ４９２７及びＡＳＴＭ Ｄ３１２０で測定した場合）を含み、並びに８０以上で１２０未満の粘度指数（ＡＳＴＭ Ｄ２２７０で測定した場合）を有する。
（ｂ）群ＩＩのベースストックは、９０％以上の飽和物（ＡＳＴＭ Ｄ２００７で測定した場合）及び０．０３％以下の硫黄（ＡＳＴＭ Ｄ２６２２、ＡＳＴＭ Ｄ４２９４、ＡＳＴＭ Ｄ４９２７及びＡＳＴＭ Ｄ３１２０で測定した場合）、及び８０以上で１２０未満の粘度指数（ＡＳＴＭ Ｄ２２７０で測定した場合）を有する。
（ｃ）群ＩＩＩのベースストックは、９０％以上の飽和物（ＡＳＴＭ Ｄ２００７で測定した場合）及び０．０３％以下の硫黄（ＡＳＴＭ Ｄ２６２２、ＡＳＴＭ Ｄ４２９４、ＡＳＴＭ Ｄ４９２７及びＡＳＴＭ Ｄ３１２０で測定した場合）、及び１２０以上の粘度指数（ＡＳＴＭ Ｄ２２７０で測定した場合）を有する。
（ｄ）群ＩＶのベースストックは、ポリ−α−オレフィン（ＰＡＯ）である。
（ｅ）群Ｖのベースストックとしては、群Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ又はＩＶに含まれないすべての他のベースストックが挙げられる。

＜摩擦低減能力を向上させる方法＞
本発明は、また、潤滑剤の摩擦低減能力を向上させるための方法に関する。該方法は、潤滑剤、例えばベースストック中に、固体又は半固体である脂肪酸ソルビタンエステルを放出することを含む。好ましい実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステルは、脂肪酸ソルビタンエステル組成物及び潤滑剤組成物に関して前記した通りである。脂肪酸ソルビタンエステルに加え、さらなる添加剤を潤滑剤中に放出できることが好ましい。これらのさらなる潤滑剤は、前記のものでよい。好ましい実施形態では、脂肪酸ソルビタンエステル及び／又はさらなる添加剤の特徴及び特性、例えば、粘度及び／又は固体若しくは半固体状態の結果として、潤滑剤中への脂肪酸ソルビタンエステル及び／又はさらなる添加剤の放出は、制御された速度−例えば段階的速度−でなされる。好ましい実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、潤滑剤中に、約０．５グラム／分を超えない−例えば、約０．１５グラム／分を超えない、約０．１０グラム／分を超えない、約０．０７５グラム／分を超えない、約０．０５グラム／分を超えない、約０．０３グラム／分を超えない、約０．０２５グラム／分を超えない、約０．０１グラム／分を超えない、又は約０．００２５グラム／分を超えない−放出速度で放出される。範囲に関して、放出速度は、任意選択で、約０．０００１〜約０．５グラム／分−例えば、約０．００２５〜約０．１５グラム／分、約０．０１〜約０．１５グラム／分、約０．０１〜約０．１グラム／分、約０．０１〜約０．０５グラム／分、又は約０．０１〜約０．０２５グラム／分−の範囲にある。放出速度は、低くとも２５℃−例えば、低くとも５０℃、低くとも６０℃、低くとも７０℃、低くとも８０℃、低くとも９０℃、低くとも９５℃、低くとも１０５℃、又は低くとも１２０℃−の温度で測定することができる。一部の実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、潤滑組成物中へ、潤滑組成物の寿命−例えば、少なくとも１日、少なくとも１週間、少なくとも１ヶ月、又は少なくとも１年−などの長期にわたって徐々に放出される。他の実施形態では、脂肪酸ソルビタンエステルを、基油中へ、油交換の間の期間にわたって送達することができる。例えば、脂肪酸ソルビタンエステルを、基油中へ、２０，０００マイル未満−例えば、１５，０００マイル未満、１０，０００マイル未満、８，０００マイル未満、５，０００マイル未満、３，０００マイル未満、又は１，０００マイル未満−の走行マイル数にわたって送達することができる。

上述のように、脂肪酸ソルビタンエステル組成物の潤滑剤中への段階的放出速度は、時間とともに失われる潤滑剤の潤滑特性を補給する。好ましい実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステル組成物の放出は、脂肪酸ソルビタンエステル組成物を潤滑剤と接触させることによって達成される。典型的には、脂肪酸ソルビタンエステル組成物を、脂肪酸ソルビタンエステル組成物を潤滑剤と接触させることのできる任意の手段によって送達することができる。脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、限定はされないが、内燃機関、天然ガス機関、定置機関、海洋ディーゼル機関、電力装置、液圧システム、潤滑型機械システム、伝動システム、歯車装置、差動装置、金属加工用冷却剤システム、潤滑型工業システム、圧縮機などの任意の潤滑調節デバイス中で使用することができる。例えば、エンジンに関連した応用で、脂肪酸ソルビタンエステル組成物の潤滑剤との接触は、脂肪酸ソルビタンエステル組成物を潤滑剤と接触させるために、オイルフィルター中に、オイルパン内に、又は流体迂回ループ内に配置することのできる容器／送達デバイスによって達成することができる。他の実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、ドレインパン、オイル迂回ループ、キャニスター、ハウジング、リザバー、フィルターのポケット、フィルター中のキャニスター、フィルター中の網、迂回システム中のキャニスター、又は迂回システム中の網中に配置することができる。もちろん、これらの例は、その他の潜在的応用を排除するものではない。一実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、潤滑システム中の１つ又は複数の場所に配置される。別の実施形態において、１種を超える脂肪酸ソルビタンエステル組成物、たとえば、種々の脂肪酸ソルビタンエステル／添加剤の組合せを単一システム中で利用することができる。

好ましい実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステル組成物の添加は、所望される添加剤組成物の形態、所望される添加速度、所望される放出速度、所望される操作方式及び／又は上記の任意の組合せによって決まる。一実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、半固体であり、潤滑系に噴射ポンプ、又はオイルフィルター中の容器を使用して添加される。別の実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、固体であり、潤滑剤系中にオーガーを使用して導入される。

＜潤滑デバイス（フィルター）＞
上記に照らして、本発明は、また、１種又は複数の脂肪酸ソルビタンエステル及び任意選択で１種又は複数の添加剤を、潤滑剤−例えば、ベースストック−に供給するためのデバイスに関する。該デバイスは、上で論じたような脂肪酸ソルビタンエステル組成物、及び該脂肪酸ソルビタンエステル組成物を入れるための容器を含む。好ましい実施形態において、容器は、潤滑剤がそれを通って流れるように構成される。潤滑剤が容器を通って流れることによって、潤滑剤は脂肪酸ソルビタンエステル組成物に接触すること−例えば、脂肪酸ソルビタンエステル組成物のまわり／中を通過し、それによって脂肪酸ソルビタンエステル組成物を潤滑剤中に放出すること−ができる。

好ましい実施形態において、容器はオイルフィルターである。一実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステル中の糖をベースにしたソルビトール部分は、フィルター媒体として使用できるセルロース系材料に対して親和性を提供する。一部の実施形態において、オイルフィルターは、例えば、非拡散性障壁で仕切られ、それによって少なくとも１つのポケットを作り出すことのできるスリーブ又はカップなどのハウジングを含む。各ポケットは、同一、類似及び／又は異なる放出性添加剤組成物を含むことができ、ここで、該組成物は、半固体又は固体形態などの同一、類似及び／又は異なる形態で存在できる。この考えの非限定的な例は、固体形態の脂肪酸ソルビタンエステル組成物を含む１つのポケット、及び半固体形態の脂肪酸ソルビタンエステル組成物を含む第２のポケットを含む。他の実施形態において、複数のポケットが、すべて固体の又はすべて半固体の脂肪酸ソルビタンエステル組成物及び／又は添加剤を含むことができる。好ましい実施形態において、フィルターは脂肪酸ソルビタンエステル組成物を配置するのに望ましい場所である。なぜなら、脂肪酸ソルビタンエステル及び／又は無効になった添加剤を、容易に除去し、次いで新規及び／又は再生脂肪酸ソルビタンエステル組成物と入れ替えることができるからである。さらに別の実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステル組成物は、潤滑系内の任意の場所に配置される。例えば、放出性添加剤は、オイルフィルター外の「汚れ」側に配置するか、或いはオイルフィルター内の「清浄」側に配置することができる。当業者は、潤滑系中での放出性添加剤の位置は、放出性添加剤組成物が潤滑組成物と接触して存在する限り、重大ではないことを理解するだろう。

本発明の実施形態は、以下の非限定的実施例を参照することによってより明白となろう。

（例１）脂肪酸ソルビタンエステルの調製
脂肪酸ソルビタンエステルを、次のパラメーターの下で調製した。

＜ケース１＞
過剰な１，４−ソルビトールを獣脂脂肪酸（ＴＦＡ）と、単一ステップ法を利用し、触媒なしの温和な条件下で１２時間反応させた。１，４−ソルビトールであるＳｏｒｂｉｔｏｌ ９０３３中にＴＦＡであるＩｎｄｕｓｔｒｅｎｅ１４３を、６：１のソルビトール：ＴＦＡのモル比で仕込む。反応物を１８０℃で１２時間保持する。生成物は、１７３９．６ｃｍ^−１（獣脂脂肪酸ソルビタンエステル）及び１７０４ｃｍ^−１（獣脂脂肪酸）でのＦＴ−ＩＲ吸光度をモニタリングすることによって特定される。典型的な商業的方法ではないが、主として、モノエステルが形成される。

＜ケース２＞
ケース１の反応を、より高いＴＦＡ濃度で、すなわち、１：１のソルビトール：ＴＦＡのモル比で繰り返す。生じる生成物は、より高い濃度−少なくとも２５％より大きい濃度−でジエステルを含んでいた。

＜ケース３＞
６：１のソルビトール：ＴＦＡのモル比、及び１８０℃の温度で６時間、酸触媒を使用する。例として、硫酸、リン酸、（ＮａＨ_２ＰＯ_３）、ｐ−トルエンスルホン酸、及びベンゼンスルホン酸を典型的には使用することができるが、メタンスルホン酸を、０．１重量％の小さな比率で使用し、６時間反応させることもできる。生じる生成物は、無触媒反応の生成物と比較して、より高い濃度でモノエステルを含んでいた。

＜ケース４＞
塩基触媒法をカリウムｔｅｒｔ−ブトキシドを０．５重量％の条件で使用し、６：１のソルビトール：ＴＦＡのモル比で、１８０℃で６時間反応させる。このケースは、より多くのモノエステルを生成し、そのため、１：１のソルビトール：ＴＦＡにより近い仕込みを採用することができる。生じる生成物は、より高い濃度でモノエステルを含んでいた。

＜ケース５及び６＞
それぞれ、メタンスルホン酸及びＫ−ｔｅｒｔ−ブトキシド触媒を用い、１：１のソルビトール：ＴＦＡのモル比で６時間実施する。これらの方法に続いて、獣脂脂肪酸メチルとソルビタンとのエステル交換を利用することを、より低い温度で、２ステップ法で実施することができる（下記のケース７及び８を参照されたい）。

＜ケース７＞
獣脂脂肪酸トリグリセリドを、メタノール還流下でＫＯＨ／ＭｅＯＨと反応させて、獣脂脂肪酸メチル及びグリセリンを生成させ、グリセリンを除去すると純粋な獣脂脂肪酸メチルが残る。獣脂脂肪酸メチルの生成に続いて、１：１（ソルビトール：獣脂脂肪酸メチル）のモル比でのエステル交換を、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド触媒を０．２重量％で使用し、８０℃で実施することができる。この方法は、より高温での直接的な脂肪酸エステル化に比べて過酷さがより少なく、良好な淡色の獣脂脂肪酸ソルビタンを生成する。

＜ケース８＞
より多くのモノエステルを形成するために、６：１のソルビトール：獣脂脂肪酸メチルの比率で、やはりカリウムｔｅｒｔ−ブトキシド（０．２重量％）を用いて反応を繰り返す。すべての触媒反応生成物を、存在している触媒を中和するように処理し、次いで、触媒を、濾過により除去し、水洗を利用して触媒の塩及び未反応ソルビトール／ソルビタン又はイソソルビドを除去し、続いて真空下で残留物をストリッピングする。

＜ケース９＞
ケース９では、ジメチルホルムアミド溶媒の補助作用について検討する。獣脂肪酸ソルビタンを、最初に獣脂脂肪酸メチルエステルを生成させること、続いて、モル比が１：１のソルビトール：獣脂脂肪酸メチルを、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド触媒を０．２％で使用する反応において補助するためのジメチルホルムアミドに溶解し、メタノールを除去するための適度なＮ_２吹込み及び軽度真空の下に７８℃〜８２℃で反応させることによって合成した。この方法は、主として獣脂脂肪酸ソルビタンのモノエステルを生成する。獣脂脂肪酸を１，４−ソルビタンと反応させることに加えて、いくつかの反応を、真空下にカリウムｔｅｒｔ−ブトキシドを使用して獣脂脂肪酸メチルをイソソルビドと反応させるように企てることができる。獣脂脂肪酸メチル及びイソソルビドの役割は、固体又は半固体の獣脂脂肪酸ソルビタン／イソソルビドの摩擦調整剤にある範囲の硬度を発現させるためのブレンド用ストックを生成させることである。

（例２）本発明のＴＳＥ組成物の摩擦低減能力
ベースストックであるＥｘｃｅｌｌ １００ＨＣを、５００ｐｐｍのＴＳＥ組成物Ａ、Ｂ及びＣとブレンドした（ｐｐｍは、ベースストックの全部に基づく）。組成物Ａは、ＴＳＥを含む。組成物Ｂは、等部のＴＳＥ及びＨＸＬ７１２１を含む。組成物Ｃは、等部のＴＳＥ及びＨＸＬ７３５３を含む。Ｃａｍｅｒｏｎ Ｐｌｉｎｔ摩擦試験の結果（摩擦係数、（「ＣｏＦ」）データ）を、個々のＥｘｃｅｌｌ １００ＨＣ、ＴＳＥ、ＨＸＬ７１２１、及びＨＸＬ７３５３について、及び本発明の組合せＡ、Ｂ及びＣについて表１に示す。

ＴＳＥ及びその他のいくつかの添加剤の種々の温度での摩擦低減能力を表１に示す。好ましい実施形態において、脂肪酸ソルビタンエステル（さらなる添加剤を含まない）は、それぞれの潤滑剤組成物中での摩擦係数を、８０℃以下の温度で測定した場合には少なくとも３０％まで、１４０℃以下の温度で測定した場合には少なくとも１５％だけ低下させる。これらの結果は、本発明の脂肪酸ソルビタンエステルは摩擦低減への応用分野でこれまで利用されていなかったので、驚きであり、予想外である。したがって、本発明の脂肪酸ソルビタンエステル組成物がこのような優れた結果を提供するという予想は存在しなかったであろう。

また、表１に示したように、タータレート（単独）の摩擦低減能力及びその能力の一貫性は、本発明のＴＳＥの添加で有意に向上する。タータレートの摩擦低減能力は、６０℃より低い温度で良好であるが、６０℃〜１１０℃の範囲の温度で低下し、例えば、潤滑剤組成物のＣｏＦは、この温度範囲にわたって増加する。その摩擦低減能力は、次いで、温度が１１０℃を超えるにつれて再び増加する。驚くべきことに及び予想外に、ＴＳＥとこれらのタータレートとの組合せは、６０℃〜１６０℃の温度範囲の全域にわたって一貫している摩擦低減を提供する。本発明の組成物を利用すると、ＣｏＦの増加は、その温度間で観察されない。この結果は、タータレート及び／又はＴＳＥの摩擦低減能力に基づいて予想できるものではなかった。

さらに、ＴＳＥ及びタータレートは、互いに組み合わせて利用すると相剰効果を示す、すなわち、ＴＳＥ／タータレートの組合せの実際の効果は、６０℃を超える−例えば、８０℃を超える、９０℃を超える、１２０℃を超える、又は１４０℃を超える−温度でＴＳＥ及びタータレートについて予想される効果よりも大きい。ＴＳＥとタータレートの組合せは、潤滑剤組成物の摩擦係数を、６０℃を超える−例えば、８０℃を超える、９０℃を超える、１２０℃を超える、又は１４０℃を超える−温度で、０．１未満−例えば、０．８未満、０．７５未満、０．７未満、又は０．６未満−に低下させる。パーセンテージに関して、ＴＳＥとタータレートの組合せは、潤滑剤組成物の摩擦係数を、６０℃を超える−例えば、８０℃を超える、９０℃を超える、１２０℃を超える、又は１４０℃を超える−温度で、添加剤を含まない潤滑剤組成物に比べて、少なくとも５０％−例えば、少なくとも４０％、少なくとも３０％、又は少なくとも２５％−だけ低下させる。これらの低下は、ＴＳＥ及びタータレート単独の個々のＣｏＦに基づいて予想されるよりも有意に低い。したがって、本発明の組合せの摩擦低減能力は、驚きであり、予想外である。

（例３）本発明のＴＳＥ組成物の制御放出
摩擦調整剤組成物のベースストック中への放出速度を評価するための例示的な装置（１００）を図２に示す。本発明により調製されたＴＳＥ組成（１０２）を、ワットマン−４２濾紙を折り畳んだ封筒（１０４）中に入れた。封筒（１０４）を、ベースストック（１０６）−例えば、群ＩＩＩの基油−中に配置し、フィルターの袋を通過する潤滑剤の流れを模擬するために撹拌子（１１０）で撹拌しながら、加熱素子（１０８）を使用して９５℃に加熱した。ベースストック（１０６）を９５℃に維持し、連続して５時間撹拌した。潤滑剤組成物を、フーリエ変換赤外分光法（ＦＴ−ＩＲ）によって分析した。下記の間隔で封筒を取り出し、封筒をＫｉｍ−ｗｉｐｅタオルで軽く叩いて乾かし、次いで封筒を秤量することによって、摩擦調整剤の重量を測定した。試験結果を表２に示す。

表２に示したように、潤滑剤組成物中のＴＳＥ量を示すＦＴ−ＩＲのピーク高さは、時間と共に徐々に増加し、例えば、ＴＳＥを、潤滑剤組成物中に制御して放出することができる。この結論は、ＴＳＥを含む封筒の重量測定値によっても支持される。２９５分の間に、８．２グラムのＴＳＥが、封筒から潤滑剤中に放出された。重量測定値には、およそ０．２グラムの誤差幅が存在することに留意されたい。このことは、１４５及び１７５分の時点での重量測定値の真偽の疑わしい増加を説明する。

ＴＳＥの潤滑剤中への制御された放出、例えば徐放出は、１７４２ｃｍ^−１の波長の増大を示す図１で実証される。このピークが時間とともに増大することは、潤滑剤中のＴＳＥが時間とともに増加していることを示す。ピークのサイズが増大するにつれて、潤滑剤中のＴＳＥの量は増大する。

任意の開示された手段に関して説明された又は特許を請求された任意の特徴を、任意のその他の開示された手段又は手段群に関して説明された又は特許を請求された任意の１つ又は複数の特徴（単数又は複数）との任意の組合せにおいて、該特徴が必ずしも技術的に矛盾せず、このような組合せのすべてが本発明の範囲に包含される程度まで組み合わせることができる。その上さらに、本発明の範囲に包含される特徴の非限定的組合せを示すが、やはり本発明の範囲内にあると考慮される、別紙の特許請求の範囲は、該組合せが必ずしも技術的に矛盾しないとの条件で、任意の可能な組合せにおいて、任意の２つ以上のクレームの主題の可能なすべての組合せである。

Claims (15)

1. 固体又は半固体であるＣ_８以上の脂肪酸ソルビタンエステルを含む、潤滑剤中での摩擦を低下させるための摩擦調整剤組成物。
2. Ｃ_８以上の脂肪酸ソルビタンエステルが、Ｃ_８〜Ｃ_２２の脂肪酸ソルビタンエステルである、請求項１に記載の組成物。
3. Ｃ_８以上の脂肪酸ソルビタンエステルが、飽和又は不飽和の獣脂脂肪酸ソルビタンエステル、飽和又は不飽和のココナツ脂肪酸ソルビタンエステル、又はこれらの混合物である、請求項１に記載の組成物。
4. Ｃ_８以上の脂肪酸ソルビタンエステルが、２５℃で少なくとも約１５，０００ｃＰ、好ましくは２５℃で１５，０００ｃＰ〜５０，０００ｃＰの範囲の粘度を有する、請求項１に記載の組成物。
5. Ｃ_８以上の脂肪酸ソルビタンエステルが、少なくとも約０．５、好ましくは０．５〜９４の範囲のＡ型ショアデュロメーター硬度を有し、摩擦調整剤組成物が、０．５〜９４の範囲のＡ型ショアデュロメーター硬度、好ましくは少なくとも１０のＡ型ショアデュロメーター硬度を有する、請求項１に記載の組成物。
6. Ｃ_８以上の脂肪酸ソルビタンエステルが、一般式：
   

   

   
   （式中、ｎは、６〜２８の範囲にあり、好ましくは１４である）で表される、請求項１に記載の組成物。
7. 摩擦調整剤組成物の総重量に基づいた重量率で、少なくとも１種のさらなる添加剤を約５重量％〜約９５重量％の範囲の量でさらに含み、脂肪酸ソルビタンエステルが１ｐｐｍ〜５０，０００ｐｐｍの範囲の量で存在する、請求項１に記載の組成物。
8. 少なくとも１種のさらなる添加剤が、タータレート、シトレート、アルカノールアミド、アルカノール、アミン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項７に記載の組成物。
9. 少なくも１種のさらなる添加剤が、タータレートのＣ_１２〜Ｃ_１４アセタール、ジエチルタータレート、ジイソプロピルタータレート、Ｃ_８〜Ｃ_２２のアルカノールアミド、ラウリルジエタノールアミド、ラウリルジエタノールアミドアルカノール、アルキル化ジフェニルアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ−アルキル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、２，４−ジ−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、２−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、２−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール、２，６−ジメチル−４−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項７に記載の組成物。
10. （ａ）ベース潤滑剤；及び
    （ｂ）固体又は半固体であるＣ_８以上の脂肪酸ソルビタンエステルを含む摩擦調整剤組成物、
    を含む潤滑組成物。
11. Ｃａｍｅｒｏｎ Ｐｌｉｎｔ ＴＥ７７高周波摩擦試験によって測定した場合に、約１３０℃で約０．０９未満の摩擦係数を有する、請求項１０に記載の組成物。
12. 潤滑剤の摩擦低減能力を向上させる方法であって、固体又は半固体の脂肪酸ソルビタンエステル組成物からＣ_８以上の脂肪酸ソルビタンエステルを潤滑剤中に放出することを含む、方法。
13. 脂肪酸ソルビタンエステルが、潤滑剤中に０．００２５グラム／分〜０．１５グラム／分の範囲の速度で、好ましくは０．５グラム／分を超えない速度で放出される、請求項１２に記載の方法。
14. 潤滑剤中に、タータレート、シトレート、アルカノールアミド、アルカノール、アミン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、及びこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１種のさらなる添加剤を放出することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
15. 潤滑剤に添加剤を供給するためのデバイスであって、
    固体又は半固体であるＣ_８以上の脂肪酸ソルビタンエステル；及び
    前記脂肪酸ソルビタンエステルを保持するための容器
    を含み、前記容器が、潤滑剤が前記容器を通って流れることを可能にするように構成されており、
    前記デバイスが、潤滑剤が脂肪酸ソルビタンエステルのまわりを及び／又は中を通過することを可能にして、脂肪酸ソルビタンエステルの潤滑剤中への放出を引き起こすように構成されている、
    デバイス。

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