JP2013529697A - 使用および組成物 - Google Patents
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Abstract
【選択図】なし
Description
・ クエン酸(3‐カルボキシ‐3‐ヒドロキシペンタン二酸:2‐ヒドロキシプロパン‐1,2,3‐トリカルボン酸;または3‐ヒドロキシペンタン二酸‐3‐カルボン酸と称される場合もある);
・ 酒石酸(2,3‐ジヒドロキシブタン二酸;または2,3‐ジヒドロキシコハク酸と称される場合もある);
・ リンゴ酸(ヒドロキシブタン二酸と称される場合もある);
・ モノヒドロキシトリメシン酸;および、
・ 水素化モノヒドロキシトリメシン酸(1,3,5トリカルボキシ,2‐ヒドロキシシクロヘキサンと称される場合もある)
が挙げられる。
−OH;
4から22個の炭素原子を有する飽和、モノ不飽和、もしくはポリ不飽和、分岐鎖状もしくは直鎖状の、モノカルボン酸またはポリカルボン酸基、または、そのエーテルもしくはエステル;
ヒドロキシポリカルボン酸部分、またはそのエーテルおよび/もしくはエステル、
を表すが、但し、RO、OR’、およびOR”の少なくとも1つは、ヒドロキシポリカルボン酸部分、またはそのエーテルおよび/もしくはエステルである。
少なくとも1つのヒドロキシポリカルボン酸の油溶性モノ‐、ジ‐、もしくはトリ‐グリセリド、またはその誘導体の、潤滑剤組成物中の量は、0.02重量%から5重量%の範囲内であってよく、好ましくは、0.1から2.5重量%の範囲内である。
潤滑剤組成物、および潤滑剤組成物のための添加剤濃縮物は、さらに、少なくとも1つのヒドロキシポリカルボン酸の油溶性モノ‐、ジ‐、もしくはトリ‐グリセリド、またはその誘導体である添加剤以外の少なくとも1つの耐摩耗性添加剤を含んでよい。そのようなその他の耐摩耗性添加剤は、灰生成添加剤(ash‐producing additives)または無灰添加剤であってよい。そのようなその他の耐摩耗性添加剤の例としては、リン非含有添加剤が挙げられ、例えば硫化オレフィンである。そのようなその他の耐摩耗性添加剤の例としてはまた、リン含有耐摩耗性添加剤も挙げられる。適切な無灰リン含有耐摩耗性添加剤の例としては、トリラウリルホスファイトおよびトリフェニルホスホロチオネート、ならびに米国特許出願公開第2005/0198894号明細書の段落[0036]に開示されるものが挙げられる。適切な灰生成リン含有耐摩耗性添加剤の例としては、ジヒドロカルビルジチオホスフェート金属塩が挙げられる。ジヒドロカルビルジチオホスフェート金属塩の適切な金属の例としては、アルカリおよびアルカリ土類金属、アルミニウム、鉛、スズ、モリブデン、マンガン、ニッケル、銅、および亜鉛が挙げられる。特に適切なジヒドロカルビルジチオホスフェート金属塩は、亜鉛ジヒドロカルビルジチオホスフェート(ZDDP)である。ZDDPは、1から18個の炭素原子、適切には2から13個の炭素原子または3から18個の炭素原子、より適切には2から12個の炭素原子または3から13個の炭素原子、例えば3から8個の炭素原子を独立して有するヒドロカルビル基を有していてよい。適切なヒドロカルビル基の例としては、アルキル、シクロアルキル、およびアルカリール基が挙げられ、これらは、エーテルまたはエステル結合のいずれかを含有していてよく、また、ハロゲンまたはニトロ基を例とする置換基を含有していてもよい。ヒドロカルビル基は、直鎖状および/または分岐鎖状であり、適切には3から8個の炭素原子を有していてよいアルキル基であってよい。特に適切なZDDPは、二級アルキル基および一級アルキル基の混合であるヒドロカルビル基を有し、例えば、90モル%の二級アルキル基および10モル%の一級アルキル基である。
潤滑剤組成物、および潤滑剤組成物のための添加剤濃縮物は、さらに、少なくとも1つのヒドロキシポリカルボン酸の油溶性モノ‐、ジ‐、もしくはトリ‐グリセリド、またはその誘導体である添加剤以外の少なくとも1つの摩擦調整剤を含んでよい。そのようなその他の摩擦調整剤は、灰生成添加剤または無灰添加剤であってよい。そのようなその他の摩擦調整剤の例としては、例えば、脂肪酸エステル、アミド、アミン、およびエトキシル化アミンを含む脂肪酸誘導体が挙げられる。適切なエステル摩擦調整剤の例としては、グリセロールのエステルが挙げられ、例えば、モノ‐、ジ‐、およびトリ‐オレイン酸エステル、モノ‐パルミチン酸エステル、ならびにモノ‐ミリスチン酸エステルである。特に適切な脂肪酸エステル摩擦調整剤は、モノオレイン酸グリセロールである。そのようなその他の摩擦調整剤の例としてはまた、モリブデン化合物も挙げることができ、例えば、有機モリブデン化合物、モリブデンジアルキルジチオカルバメート、モリブデンジアルキルチオホスフェート、モリブデンジスルフィド、トリ‐モリブデンクラスタージアルキルジチオカルバメート、無硫黄モリブデン化合物などである。適切なモリブデン含有化合物は、例えば、欧州特許出願公開第1533362号明細書の例えば段落[0101]から[0117]に記載されている。
潤滑剤組成物、および潤滑剤組成物のための添加剤濃縮物はまた、その他の添加剤を含んでいてもよい。そのようなその他の添加剤の例としては、分散剤(金属および非金属)、分散粘度調整剤(dispersant viscosity modifiers)、洗浄剤(金属および非金属)、粘度指数改良剤、粘度調整剤、流動点降下剤、さび防止剤、腐食防止剤、抗酸化剤(酸化防止剤と称される場合もある)、消泡剤(anti‐foams)(発泡防止剤(anti‐foaming agents)と称される場合もある)、シール膨張剤(シール適合剤(seal compatibility agents)と称される場合もある)、極圧添加剤(金属、非金属、リン含有、リン非含有、硫黄含有、および硫黄非含有)、界面活性剤、解乳化剤、焼き付き防止剤(anti‐seizure agents)、ワックス調整剤(wax modifiers)、減摩剤(lubricity agents)、汚染防止剤(anti‐staining agents)、発色剤(chromophoric agents)、および金属不活性化剤が挙げられる。
分散剤(分散剤添加剤とも称される)は、例えば使用中の潤滑剤組成物の酸化に起因する固体および液体汚染物を懸濁状態に保持し、それによってスラッジの凝集、沈殿、および/または例えば潤滑表面上への堆積を低減する手助けとなる。これらは、一般的に、油溶性を高めるための長鎖炭化水素、および分散されるべき物質と会合することができる極性ヘッドを含む。適切な分散剤の例は、分散されるべき粒子と会合することができる1つ以上の官能基を各々が有する油溶性ポリマーハイドロカルビルバックボーンを含む。官能基は、アミン、アルコール、アミン‐アルコール、アミド、またはエステル基であってよい。官能基は、架橋基を介してハイドロカルビルバックボーンと結合していてよい。2つ以上の分散剤が、添加剤濃縮物および/または潤滑剤組成物中に存在していてよい。
加えて、または別の選択肢として、分散性(dispersancy)は、粘度指数改良特性および分散性を与えることができるポリマー化合物によって提供してもよい。そのような化合物は、一般的に、分散粘度改良剤添加剤または多機能性粘度改良剤として知られる。適切な分散粘度調整剤の例は、少なくとも15000、例えば20000から600000の範囲の数平均分子量(例えば、ゲル浸透クロマトグラフィまたは光散乱法によって測定された場合)を有する傾向にあるポリマーに、官能性部分(例えばアミン、アルコール、およびアミド)を化学的に結合させることによって作製することができる。適切な分散粘度調整剤の例、およびそれらを作製する方法は、国際公開第99/21902号パンフレット、国際公開第2003/099890号パンフレット、および国際公開第2006/099250号パンフレットに記載されている。2つ以上の分散粘度調整剤が、添加剤濃縮物および/または潤滑剤組成物中に存在していてもよい。
洗浄剤(洗浄剤添加剤とも称される)は、潤滑剤組成物中の微細に分裂された固体を懸濁状態に維持することを補助することにより、例えば高温ワニスおよびラッカー堆積物を含む、例えば内燃機関エンジンのピストン上における高温堆積物形成を低減する手助けとなり得る。洗浄剤はまた、酸の中和特性も有し得る。無灰物(すなわち、金属非含有洗浄剤)が存在していてよい。金属含有洗浄剤は、少なくとも1つの有機酸の少なくとも1つの金属塩を含み、これは、セッケンまたは界面活性剤と称される。洗浄剤は、過塩基性化されていてよく、この場合、洗浄剤は、有機酸の中和に要する化学量論量に対して過剰の金属を含んでいる。過剰の金属は、通常、金属炭酸塩および/または水酸化物のコロイド状分散物の形態である。適切な金属の例としては、1族および2族金属が挙げられ、より適切には、カルシウム、マグネシウム、およびこれらの組み合わせであり、特にカルシウムである。2つ以上の金属が存在してもよい。
粘度指数改良剤(粘度調整剤、粘度改良剤、またはVI改良剤とも称される)は、潤滑剤組成物に高温および低温での操作性を付与し、低温においても許容される粘度および流動性を示すと同時に、高温でのせん断安定性の維持を促進するものである。
流動点降下剤(潤滑油改良剤または潤滑油流動改良剤とも称される)は、潤滑剤が流動し、注ぎ入れることが可能となる最低温度を低下させるものである。適切な流動点降下剤の例としては、C8からC18ジアルキルフマレート/ビニルアセテートコポリマー、メタクリレート、ポリアクリレート、ポリアリールアミド、ポリメタクリレート、ポリアルキルメタクリレート、ビニルフマレート、スチレンエステル、ハロパラフィンワックスおよび芳香族化合物の縮合生成物、ビニルカルボキシレートポリマー、ジアルキルフマレート、脂肪酸のビニルエステル、およびアリルビニルエーテルのターポリマー、ワックスナフタレンなどが挙げられる。
さび防止剤は、一般的に、潤滑された金属表面を、水またはその他の汚染物による化学的攻撃から保護するものである。適切なさび防止剤の例としては、非イオン性ポリオキシアルキレンポリオールおよびそのエステル、ポリオキシアルキレンフェノール、ポリオキシアルキレンポリオール、アニオン性アルキルスルホン酸、亜鉛ジチオホスフェート、金属フェノレート、塩基性金属スルホネート、脂肪酸、およびアミンが挙げられる。
腐食防止剤(耐腐食剤とも称される)は、潤滑剤組成物と接触した金属部分の劣化を低減するものである。腐食防止剤の例としては、リン硫化(phosphosulphurised)炭化水素およびリン硫化炭化水素のアルカリ土類金属オキシドまたはヒドロキシドとの反応によって得られる生成物、非イオン性ポリオキシアルキレンポリオールおよびそのエステル、ポリオキシアルキレンフェノール、チアジアゾール、トリアゾール、ならびにアニオン性アルキルスルホン酸が挙げられる。適切なエポキシ化エステル腐食防止剤の例は、米国特許出願公開第2006/0090393号明細書に記載されている。
抗酸化剤(酸化防止剤と称される場合もある)は、使用中に油が劣化する傾向を低減するものである。そのような劣化の証拠としては、例えば、金属表面上のワニス様堆積物の生成、スラッジの形成、および粘度の上昇が挙げられ得る。ZDDPは、ある程度の抗酸化特性を示す。
消泡剤(発泡防止剤と称される場合もある)は、安定的な泡の形勢を抑制するものである。適切な消泡剤の例としては、シリコーン、有機ポリマー、シロキサン(ポリシロキサン、(ポリ)ジメチルシロキサン、フェニルメチルシロキサンを含む)、アクリレートなどが挙げられる。
シール膨張剤(シール適合剤またはエラストマー適合補助剤(elastomer compatibility aids)と称される場合もある)は、例えば、流体中での反応、またはエラストマー中の物理的変化を引き起こすことにより、エラストマーシールの膨張を手助けするものである。適切なシール膨張剤の例としては、長鎖有機酸、有機ホスフェート、芳香族エステル、芳香族炭化水素、エステル(例えば、ブチルベンジルフタレート)、およびポリブテニル無水コハク酸が挙げられる。
潤滑剤組成物および/または添加剤濃縮物中に存在してよいその他の添加剤の例としては、極圧添加剤(金属、非金属、リン含有、リン非含有、硫黄含有、および硫黄非含有極圧添加剤を含む)、界面活性剤、解乳化剤、焼き付き防止剤、ワックス調整剤(wax modifiers)、減摩剤、汚染防止剤、発色剤、および金属不活性化剤が挙げられる。
潤滑剤組成物のための添加剤濃縮物は、溶媒を含んでいてよい。適切な溶媒の例としては、高芳香族性低粘度ベースストックが挙げられ、例えば、100N、60N、および100SPベースストックである。
少なくとも1つのヒドロキシポリカルボン酸のモノ‐、ジ‐、もしくはトリ‐グリセリド、または誘導体は、非水性潤滑剤組成物および/または燃料組成物における耐摩耗性添加剤および/または摩擦調整剤として用いることができる。
特に内燃機関エンジンのための、適切な液体燃料としては、炭化水素燃料、酸素化物燃料(oxygenate fuels)、およびこれらの組み合わせが挙げられる。炭化水素燃料は、鉱物源から、および/またはバイオマスなどの再生可能源から(例:バイオマス液体化源)、および/またはガス液体化源から、および/または石炭液体化源から得ることができる。適切なバイオマス源としては、糖(例:糖からのディーゼル燃料)および藻類が挙げられる。適切な酸素化物燃料としては、1から6個の炭素原子を有する直鎖状および/または分岐鎖状アルキルアルコールを例とするアルコール、脂肪酸アルキルエステルを例とするエステル、ならびにメチルtert‐ブチルエーテルを例とするエーテルが挙げられる。適切な燃料としてはまた、LPG‐ディーゼル燃料(LPGは液化石油ガス)も挙げることができる。燃料組成物は、エマルジョンであってよい。しかし、適切には、燃料組成物は、エマルジョンではない。
本発明の燃料組成物は、圧縮点火式内燃機関エンジンである内燃機関エンジンでの使用に適し得るものであり、適切には、例えば、ロータリーポンプ、インラインポンプ、ユニットポンプ、電気ユニットインジェクター、もしくは共同噴射タイプの直接噴射式ディーゼルエンジン、または間接噴射式ディーゼルエンジンである。燃料組成物は、ヘビーおよび/またはライトデューティーディーゼルエンジンでの使用に適し得る。
本発明の燃料組成物は、火花点火式内燃機関エンジンである内燃機関エンジンでの使用に適し得るものである。
5W‐30潤滑剤組成物(潤滑剤A)を、圧縮点火式または火花点火式内燃機関エンジンの乗用車に適する典型的な潤滑剤組成物であるが、典型的な潤滑剤よりも低いZDDP含有量を有するモデルとして作製した。潤滑剤組成物は、分散剤、洗浄剤、抗酸化剤、消泡剤、およびZDDP(しかし低減されたZDDP量で)を含有する市販の添加剤パッケージとしての添加剤を、グループIIIベース油、流動点降下剤、粘度調整剤、および分散粘度調整剤と混合することによって作製した。
薄層放射化(TLA)摩耗試験を、潤滑剤AからDおよび潤滑剤1に対して行った。
Cameron Plint摩耗試験を、既述の試験に用いたものと同じ組成を有する潤滑剤に対して行った。
ASTM D4172に従うが、30kgおよび60分という温和な、従って分析的な条件を試験するように改変した四球摩耗試験を、既述の試験に用いたものと同じ組成を有する潤滑剤に対して行った。四球摩耗試験では、1つのボールベアリングを、他の3つの受け台上にて、潤滑剤の存在下で回転させた。結果を表7に示す。実験IからLは、潤滑剤組成物が少なくとも1つのヒドロキシポリカルボン酸のモノ‐、ジ‐、もしくはトリ‐グリセリド、またはその誘導体のいずれも含有しないことから、本発明に従わないものである。実施例3は、本発明に従うものである。
高周波数反復装置摩擦試験(High Frequency Reciprocating Rig friction test)を、既述の試験に用いたものと同じ組成を有する潤滑剤に対して行った。
ASTM試験法ASTM D6891に従うシークエンスIVAエンジン試験を、0W‐20潤滑剤組成物に対して行った。シークエンスIVA試験は、内燃機関エンジン潤滑剤組成物のカムシャフト摩耗保護を評価するために用いられる工業規格試験である。
潤滑剤Gおよび潤滑剤2を、CEC‐L‐54‐T‐96に従うM111‐FEエンジン試験により、メルセデスベンツエンジンを用いて試験し、参照15W‐40潤滑剤と比較して、それぞれ、3.32%の燃料節減率および3.17%燃料節減率を有することが分かった。
Claims (18)
- 少なくとも1つのヒドロキシポリカルボン酸の油溶性モノ‐、ジ‐、もしくはトリ‐グリセリド、またはその誘導体の、非水性潤滑剤組成物および/または燃料組成物における耐摩耗性添加剤および/または摩擦調整剤としての使用。
- 前記潤滑剤組成物が、内燃機関エンジンの潤滑に用いられる、請求項1に記載の使用。
- 前記少なくとも1つのヒドロキシポリカルボン酸の油溶性モノ‐、ジ‐、もしくはトリ‐グリセリド、またはその誘導体が、前記内燃機関エンジンの運転に用いられる液体燃料組成物中に提供され、ならびに、前記グリセリドの少なくとも一部が、前記エンジンの運転中に前記潤滑油組成物中へ進入する、請求項2に記載の使用。
- 主たる量の潤滑粘度油、および少量の少なくとも1つのヒドロキシポリカルボン酸の油溶性モノ‐、ジ‐、もしくはトリ‐グリセリド、またはその誘導体である少なくとも1つの添加剤を、2つ以上のその他の潤滑剤添加剤と一緒に含む、非水性潤滑剤組成物。
- 内燃機関エンジンのための燃料組成物であって、その組成物は、主たる量の液体燃料、および少量の500重量ppm以下の濃度の少なくとも1つのヒドロキシポリカルボン酸の油溶性モノ‐、ジ‐、もしくはトリ‐グリセリド、またはその誘導体である少なくとも1つの添加剤を含む、燃料組成物。
- 前記ヒドロキシポリカルボン酸が、カルボン酸部分に対してアルファ位にある少なくとも1つのヒドロキシ基を有する、請求項1から5のいずれか一項に記載の使用または組成物。
- 前記ヒドロキシポリカルボン酸が、クエン酸である、請求項6に記載の使用または組成物。
- 前記グリセリドが、少なくとも1つのヒドロキシポリカルボン酸、および、4から22個の炭素原子を有する飽和、モノ不飽和、もしくはポリ不飽和、分岐鎖状もしくは直鎖状の、モノカルボン酸またはポリカルボン酸である少なくとも1つの第二のカルボン酸、のグリセリド、またはその誘導体である、請求項1から7のいずれか一項に記載の使用または組成物。
- 前記グリセリドが、少なくとも1つのヒドロキシポリカルボン酸、および、モノ不飽和C4からC22モノカルボン酸のグリセリド、またはその誘導体である、請求項1から7のいずれか一項に記載の使用または組成物。
- 前記グリセリドが、少なくとも1つのヒドロキシポリカルボン酸、およびポリ不飽和C4からC22モノカルボン酸のグリセリド、またはその誘導体である、請求項1から7のいずれか一項に記載の使用または組成物。
- 前記グリセリドが、少なくとも1つのヒドロキシポリカルボン酸、およびモノ不飽和もしくはポリ不飽和C18モノカルボン酸のグリセリド、またはその誘導体である、請求項9または請求項10に記載の使用または組成物。
- 前記グリセリドが、クエン酸、およびモノ不飽和もしくはポリ不飽和C18モノカルボン酸のグリセリド、またはその誘導体である、請求項11に記載の使用または組成物。
- 前記モノ不飽和またはポリ不飽和C4からC22カルボン酸が、直鎖状である、請求項9から12のいずれか一項に記載の使用または組成物。
- 前記グリセリドが、クエン酸およびオレイン酸のグリセリド、クエン酸およびリノール酸のグリセリド、またはこれらの混合物である請求項1から7のいずれか一項に記載の使用または組成物。
- 4から22個の炭素原子を有する前記カルボン酸が、ポリカルボン酸であり、前記誘導体が、前記ポリカルボン酸のカルボン酸部分のエステルである、請求項8に記載の使用または組成物。
- 前記グリセリドの前記誘導体が、前記ヒドロキシポリカルボン酸のヒドロキシル部分のエーテルである、請求項1から15のいずれか一項に記載の使用または組成物。
- 前記グリセリドの前記誘導体が、前記ヒドロキシポリカルボン酸のヒドロキシル部分のエステルである、請求項1から15のいずれか一項に記載の使用または組成物。
- 前記グリセリドの前記誘導体が、前記ヒドロキシポリカルボン酸のカルボン酸部分のエステルである、請求項1から17のいずれか一項に記載の使用または組成物。
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