JP5902074B2 - 潤滑油組成物 - Google Patents

Description

本発明は、イオン液体を基油とする潤滑油組成物に関する。

近年、真空技術の飛躍的な発展に伴い、半導体製造用の蒸着装置や微細加工装置、表面分析機器において、超高真空対応の潤滑剤が必要とされている。従来、真空環境に用いられる潤滑剤として固体潤滑剤が用いられている。固体潤滑剤は、蒸発の心配がないため、宇宙機器の潤滑にも使われているが、一度潤滑膜が破断すると再生不可能であり、潤滑性能には限界がある。一方、液体潤滑剤は、流体潤滑作用や添加剤のトライボ化学反応により潤滑膜を再生させることが可能であるため、長寿命化や優れた潤滑性能を示すことが期待できる。例えば、パーフルオロアルキルポリエーテル（ＰＦＡＥ）や炭化水素系合成油（ＭＡＣ：Multiply-Alkylated Cyclopentane）は、蒸気圧が極めて低い液体潤滑剤であるため、真空中での特性が数多く検討されている。しかしながら、これらの潤滑剤は超高真空中においては摩擦・摩耗が大きく、また潤滑性能を向上させるために添加剤を配合しても溶解しなかったり、揮発してしまうなど多くの課題を抱えている。

一方、カチオンとアニオンで構成された常温溶融塩であるイオン液体が優れた熱安定性、低蒸発性、および耐薬品性を有することから、最近、潤滑剤としての適用が盛んに検討されている（特許文献１〜３参照）。イオン液体は、分子間が分子性液体のように分子間引力で結びついているのではなく、強力なイオン結合で結びついているため、揮発し難く、難燃性であり、熱や酸化に対して安定な液体である。また、イオン液体を基油とした潤滑剤は、良好な潤滑性を示すことも知られており（非特許文献１参照）、超高真空環境下における使用においても長寿命であり、優れた低蒸発性を有するので、メンテナンスフリーの要求にも応え得るものである。

ＷＯ２００５／０３５７０２号公報 特開２００７−４６０３０号公報 特開２０１２−３６２９４号公報

トライボロジスト，５０（３），ｐｐ２０８〜２１３（２００５）

しかしながら、イオン液体は常温、常圧の環境において空気中の水分や酸素を取り込みやすく、材質によっては金属を腐食させるため、用途、材料が限定されるなど汎用性に乏しいといった問題がある。
この金属腐食を抑制するため、添加剤配合による改善が検討されているが、従来鉱油などに用いられてきた腐食抑制剤ではイオン液体への溶解性が低く、適用することができない。また、イオン液体に溶解し、かつ腐食抑制効果のある含窒素化合物を用いる検討も行われているが、分子性化合物であり揮発しやすいため、真空装置へ適用することができず、イオン液体の特性を活かすことができない。特許文献３では、イオン液体にアミン塩を配合して防錆性を向上させているが、必ずしも十分ではない。

本発明は、イオン液体を基油として、十分な腐食抑制効果を発揮する潤滑油組成物を提供することを目的とする。

前記課題を解決すべく、本発明は、以下のような潤滑油組成物を提供するものである。〔１〕下記一般式（１）で表される化合物からなるイオン液体を基油として、多価カルボン酸非金属塩を配合してなり、前記多価カルボン酸非金属塩が下記一般式（２）で表される構造を有し、前記一般式（２）で表される多価カルボン酸非金属塩におけるＺ _１ ^＋ 、Ｚ _２ ^＋ が下記一般式で表されるカチオンの中から選ばれるものであることを特徴とする潤滑油組成物。
Ｚ^＋Ａ⁻ （１）
（Ｚ^＋はカチオンを意味し、Ａ⁻はアニオンを意味する。）
（Ｚ _１ ^＋− ＯＯＣ） _ｎ −Ｘ−（ＣＯＯ ⁻ Ｚ _２ ^＋ ） _ｍ （２）
（式中、Ｚ _１ ^＋ ，Ｚ _２ ^＋ はカチオンであり、同一でも異なっていてもよく、ｎ、ｍは１または２であり、Ｘは水素原子、窒素原子、酸素原子、フッ素原子、および硫黄原子を有してもよい炭素数１から２０までのアルキレン基、アリール基、およびヘテロアリール基のいずれかである。）

（式中、Ｒ ^１ からＲ ^１２ までは、水素原子、エーテル結合を有してもよい炭素数１から８までのアルキル基および炭素数１から８までのアルコキシル基から選ばれる官能基であり、Ｒ ^１ からＲ ^１２ までは同一でも異なっていてもよい。）
〔２〕上述の〔１〕に記載の潤滑油組成物において、前記一般式（１）におけるＺ^＋が下記一般式で表される構造を有するカチオンの中から選ばれるものであることを特徴とする潤滑油組成物。

（式中、Ｒ^１からＲ^１２までは、水素原子、エーテル結合を有してもよい炭素数１から８までのアルキル基および炭素数１から８までのアルコキシル基から選ばれる官能基であり、Ｒ^１からＲ^１２までは同一でも異なっていてもよい。）
〔３〕上述の〔１〕または〔２〕に記載の潤滑油組成物において前記一般式（１）で表されるイオン液体におけるＡ⁻が（Ｒ^ｆ）_ｎＦ_４−ｎＢ⁻，（Ｒ^ｆ）_ｍＦ_６−ｍＰ⁻，（Ｒ^ｆ）_２Ｎ⁻，Ｙ_２Ｎ⁻，Ｙ_３Ｃ⁻，Ｙ_４Ｂ⁻，ＳＹ⁻，Ｒ^ｆＳＯ_３ ⁻，（Ｒ^ｆＳＯ_２）_２Ｎ⁻，（Ｒ^ｆＰＯ）_２Ｎ⁻で表される構造を有するアニオンの中から選ばれるものであることを特徴とする潤滑油組成物。
（式中、Ｒ^ｆは、炭素数１から４までのパーフルオロアルキル基、ｎは１から４までの整数、ｍは１から６までの整数であり、Ｙはヘテロ原子を有する炭素数１から６までの電子吸引性基であり、同じ原子に複数結合する場合は同じでも異なっていてもよい。）
〔４〕上述の〔１〕から〔３〕までのいずれか１つに記載の潤滑油組成物において、４０℃動粘度が１ｍｍ^２／ｓ以上１５０ｍｍ^２／ｓ以下であることを特徴とする潤滑油組成物。
〔５〕上述の〔１〕から〔４〕までのいずれか１つに記載の潤滑油組成物において、流動点が０℃以下であることを特徴とする潤滑油組成物。
〔６〕上述の〔１〕から〔５〕までのいずれか１つに記載の潤滑油組成物において、前記イオン液体が疎水性であることを特徴とする潤滑油組成物。
〔７〕上述の〔１〕から〔６〕までのいずれか１つに記載の潤滑油組成物において、酸化防止剤、油性剤、極圧剤、清浄分散剤、粘度指数向上剤、金属不活性化剤および消泡剤の少なくともいずれかを配合したことを特徴とする潤滑油組成物。
〔８〕上述の〔１〕から〔７〕までのいずれか１つに記載の潤滑油組成物において、含油軸受、流体軸受、真空機器および半導体製造装置の潤滑に用いられることを特徴とする潤滑油組成物。

本発明によれば、イオン液体を基油として、十分な腐食抑制効果を発揮する潤滑油組成物を提供することができる。

本発明の潤滑油組成物（以下、単に「本組成物」ともいう。）は、下記一般式（１）で表される化合物からなるイオン液体を基油として、多価カルボン酸非金属塩を配合してなることを特徴とする。
Ｚ^＋Ａ⁻ （１）
ここで、Ｚ^＋はカチオンを意味し、Ａ⁻はアニオンを意味する。

一般式（１）におけるＺ^＋としては、下記一般式で表される化合物が好適である。

上記式中、Ｒ^１からＲ^１２までは、水素原子、エーテル結合を有してもよい炭素数１から８までのアルキル基、および炭素数１から８までのアルコキシル基から選ばれる官能基であり、Ｒ^１からＲ^１２までは同一でも異なっていてもよい。
このような構造を有するカチオンとしては、例えば、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウム、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム、１−（２−メトキシエチル）−３−メチルイミダゾリウム、１−（２−メトキシエチル）−２，３−ジメチルイミダゾリウム、１−エチルピリジニウム、１−ブチルピリジニウム、１−ヘキシルピリジニウム、１−ブチル−３−メチルピリジニウム、１−ブチル−４−メチルピリジニウム、１−（２−メトキシエチル）ピリジニウム、１−（２−メトキシエチル）−３−メチルピリジニウム、１−（２−メトキシエチル）−４−メチルピリジニウム、１−メチル−１−プロピルピロリジニウム、１−メチル−１−ブチルピロリジニウム、１−メチル−１−ヘキシルピロリジニウム、１−メチル−１−オクチルピロリジニウム、１−（２−メトキシエチル）−１−メチルピロリジニウム、１−プロピル−１−メチルピペリジニウム、１−ブチル−１−メチルピペリジニウム、１−ヘキシル−１−メチルピペリジニウム、１−（２−メトキシエチル）−１−メチルピペリジニウム、１−ブチル−１−メチルモルホリニウム、１−（２−メトキシエチル）−１−メチルモルホリニウム、Ｎ−プロピル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウム、Ｎ−ブチル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウム、Ｎ−ペンチル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウム、Ｎ−ブチル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリオクチルアンモニウム、Ｎ，Ｎ−ジエチル−Ｎ−メチル−Ｎ−（２−メトキシエチル）アンモニウム、トリエチルペンチルホスホニウム、トリエチルオクチルホスホニウム、トリエチル（２−メトキシエチル）ホスホニウム、メチルトリブチルホスホニウム、トリブチルオクチルホスホニウム、およびトリエチルスルホニウム等が挙げられる。

これらの中でも耐熱性と低温流動性の観点から、Ｚ^＋としては、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１−（２−メトキシエチル）−３−メチルイミダゾリウム、１−メチル−１−ブチルピロリジニウム、１−メチル−１−ヘキシルピロリジニウム、１−メチル−１−オクチルピロリジニウム、１−（２−メトキシエチル）−１−メチルピロリジニウム、１−（２−メトキシエチル）−１−メチルピペリジニウム、１−ブチル−１−メチルピペリジニウム、１−（２−メトキシエチル）−１−メチルモルホリニウム、Ｎ−ブチル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウム、Ｎ，Ｎ−ジエチル−Ｎ−メチル−Ｎ−（２−メトキシエチル）アンモニウムが好ましい。

また、上記一般式（１）の化合物におけるＡ⁻は、（Ｒ^ｆ）_ｎＦ_４−ｎＢ⁻，（Ｒ^ｆ）_ｍＦ_６−ｍＰ⁻，（Ｒ^ｆ）_２Ｎ⁻，Ｙ_２Ｎ⁻，Ｙ_３Ｃ⁻，Ｙ_４Ｂ⁻，ＳＹ⁻，Ｒ^ｆＳＯ_３ ⁻，（Ｒ^ｆＳＯ_２）_２Ｎ⁻，（Ｒ^ｆＰＯ）_２Ｎ⁻で表される構造を有するアニオンの中から選ばれるものであることが好ましい。
ここで、低温流動性の観点から、Ｒ^ｆは、炭素数１から４までのパーフルオロアルキル基、ｎは１から４までの整数、ｍは１から６までの整数であり、Ｙはヘテロ原子を有する炭素数１から６までの電子吸引基であることが好ましい。
上記以外のアニオンとして、Ｃｌ⁻，Ｂｒ⁻，Ｉ⁻，ＲＳＯ_３ ⁻，ＲＯＳＯ_３ ⁻，ＲＣＯ_２ ⁻（Ｒは水素、炭素からなるアルキル基）等が知られているが、上記アニオンに比べ、熱安定性にやや劣る。

上述のＡ⁻としては、例えば、テトラフルオロボレート、ヘキサフルオロホスフェート、トリス（ペンタフルオロエチル）トリフルオロホスフェート、ビストリフルオロメチルアミド、ジシアノアミド、トリシアノメタン、テトラシアノボレート、チオシアネート、トリフルオロメタンスルホネート、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド、ビス（ペンタフルオロエタンスルホニル）アミド、ビス（ヘプタフルオロプロパンスルホニル）アミド、ビス（ノナフルオロブタンスルホニル）アミド、およびビス（ビス（ペンタフルオロエチル）ホスフィニル）アミドが挙げられる。
これらの中でも、特に耐熱性に優れる点よりビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド、ビス（ペンタフルオロエタンスルホニル）アミド、ビス（ヘプタフルオロプロパンスルホニル）アミド、ビス（ノナフルオロブタンスルホニル）アミドが好ましい。

本組成物では、基油であるイオン液体に対し、腐食抑制剤として多価カルボン酸非金属塩を配合する。多価カルボン酸非金属塩は、低蒸発性、溶解性、および腐食抑制効果の観点より極めて有効である。
なお、多価カルボン酸塩以外の塩として、モノカルボン酸塩、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、およびリン酸エステル塩などがあるが、いずれもイオン液体を含む系において、金属表面への吸着力が多価カルボン酸塩より弱く、十分な腐食抑制効果を発揮できない。また、金属塩はイオン液体への溶解性が低いため、イオン液体用の腐食抑制剤として好ましくない。

このような多価カルボン酸非金属塩としては、下記一般式（２）で表される構造を有することが好ましい。
（Ｚ_１ ^＋−ＯＯＣ)_n−Ｘ−(ＣＯＯ⁻Ｚ_２ ^＋)_ｍ （２）
ここで、Ｚ_１ ^＋，Ｚ_２ ^＋はカチオンであり、同一でも異なっていてもよく、ｎ、ｍは１または２であり、Ｘは水素原子、窒素原子、酸素原子、フッ素原子、および硫黄原子を有してもよい炭素数１から２０までのアルキレン基、アリール基、およびヘテロアリール基のいずれかである。

上記一般式（２）の多価カルボン酸非金属塩を構成し得る多価カルボン酸としては、例えば、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、ヘキサン−１，１，６，６−テトラカルボン酸、へプタン−１，１，７，７−テトラカルボン酸、オクタン−１，１，８，８−テトラカルボン酸、ノナン−１，１，９，９−テトラカルボン酸、デカン−１，１，１０，１０−テトラカルボン酸、ヘプタン−１，２，６，７−テトラカルボン酸、オクタン−１，２，７，８−テトラカルボン酸、ノナン−１，２，８，９−テトラカルボン酸、デカン−１，２，９，１０−テトラカルボン酸、４−（カルボキシメトキシ）−安息香酸、４−（２−カルボキシエトキシ）−安息香酸、４−（３−カルボキシプロポキシ）−安息香酸、４−（４−カルボキシブトキシ）−安息香酸、２，２’−(１，４−フェニレンビス（オキシ）)二酢酸、２，２’−(１，４−フェニレンビス（オキシ）)ジマロン酸、２，２'−(１，３，４−チアジアゾール−２，５−ジイル)ビス（サルファンジイル）二酢酸が挙げられる。

また、上述の多価カルボン酸非金属塩におけるＺ_１ ^＋，Ｚ_２ ^＋は、下記一般式で表されるカチオンの中から選ばれるものであることが好ましい。

上記一般式で表される構造を有するカチオンとしては、例えば、１，３−ジメチルイミダゾリウム、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウム、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム、１，２，３−トリメチルイミダゾリウム、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム、１−（２−メトキシエチル）−３−メチルイミダゾリウム、１−（２−メトキシエチル）−２，３−ジメチルイミダゾリウム、１−メチルピリジニウム、１−エチルピリジニウム、１−ブチルピリジニウム、１−ヘキシルピリジニウム、１−ブチル−３−メチルピリジニウム、１−ブチル−４−メチルピリジニウム、１−（２−メトキシエチル）ピリジニウム、１−（２−メトキシエチル）−３−メチルピリジニウム、１−（２−メトキシエチル）−４−メチルピリジニウム、１，１−ジメチルピロリジニウム、１−メチル−１−エチルピロリジニウム、１−メチル−１−プロピルピロリジニウム、１−メチル−１−ブチルピロリジニウム、１−メチル−１−ヘキシルピロリジニウム、１−（２−メトキシエチル）−１−メチルピロリジニウム、１，１−ジメチルピペリジニウム、１−エチル−１−メチルピペリジニウム、１−プロピル−１−メチルピペリジニウム、１−ブチル−１−メチルピペリジニウム、１−ヘキシル−１−メチルピペリジニウム、１−（２−メトキシエチル）−１−メチルピペリジニウム、１，１−ジメチルモルホリニウム、１−エチル−１−メチルモルホリニウム、１−プロピル−１−メチルモルホリニウム、１−ブチル−１−メチルモルホリニウム、１−（２−メトキシエチル）−１−メチルモルホリニウム、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラメチルアンモニウム、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラエチルアンモニウム、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラプロピルアンモニウム、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラブチルアンモニウム、Ｎ−プロピル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウム、Ｎ−ブチル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウム、Ｎ−ペンチル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウム、Ｎ−ブチル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリオクチルアンモニウム、Ｎ，Ｎ−ジエチル−Ｎ−メチル−Ｎ−（２−メトキシエチル）アンモニウム、トリエチルペンチルホスホニウム、トリエチルオクチルホスホニウム、トリエチル（２−メトキシエチル）ホスホニウム、メチルトリブチルホスホニウム、およびトリブチルオクチルホスホニウム、トリエチルスルホニウムが挙げられる。
これらの中でも熱安定性や腐食抑制効果の観点から、１，３−ジメチルイミダゾリウム、１，２，３−トリメチルイミダゾリウム、１−メチルピリジニウム、１，１−ジメチルピロリジニウム、１，１−ジメチルピペリジニウム、１，１−ジメチルモルホリニウム、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラメチルアンモニウム、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラエチルアンモニウムが好ましい。

本組成物においては、多価カルボン酸非金属塩の配合量は、組成物全量基準で０．１質量％以上２０質量％以下が好ましく、０．５質量％以上１５質量％以下がより好ましく、１質量％以上１０質量％以下がさらに好ましい。この配合量が０．１質量％未満であると腐食防止効果を十分に発揮できないおそれがある。ただし、配合量が２０質量％を超えても配合量に見合った効果は得られにくくなる。

本組成物の４０℃における動粘度は、金属面での摩耗や焼き付き、および粘性抵抗による動力損失を抑えるという観点から、１ｍｍ^２／ｓ以上１５０ｍｍ^２／ｓ以下であることが好ましく、１０ｍｍ^２／ｓ以上７０ｍｍ^２／ｓ以下であることがより好ましく、２０ｍｍ^２／ｓ以上６０ｍｍ^２／ｓ以下であることが特に好ましい。

本組成物の流動点は、低温時に粘性抵抗が増大することを抑える点から０℃以下であることが好ましく、−１０℃以下であることがより好ましく、−２０℃以下であることが特に好ましい。

本組成物では、熱安定性や金属に対する腐食性の観点から、基油として用いるイオン液体が疎水性であることが好ましい。親水性のイオン液体は、高温で水分と反応し分解するなど熱安定性が低く、また水分が混入しやすいと金属を腐食させるなど、基油として好ましくない。ここで、疎水性であるとは、２５℃で溶解し得る水の量がイオン液体と水との合計量基準で４質量％以下であることを意味する。溶解する水の量は、２質量％以下であることが好ましく、１質量％以下であることがより好ましく、０．５質量％以下であることがさらに好ましい。

本組成物において、基油として用いるイオン液体は、上述の多価カルボン酸非金属塩以外にも所定の添加剤を配合することにより潤滑油組成物として種々の用途に使用することができる。このような添加剤としては、酸化防止剤、油性剤、極圧剤、清浄分散剤、粘度指数向上剤、防錆剤、金属不活性化剤および消泡剤などを挙げることができる。これらは一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて用いることができる。

本組成物は、高温環境下における使用においても長寿命であり、低蒸発性を示し、かつ不燃性であるので、種々の分野に適用できる。例えば、含油軸受、流体軸受、真空機器または半導体製造装置等の潤滑用として好適である。

本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、潤滑油基油、添加剤および潤滑油組成物の各特性は、下記の方法に従って測定した。
（１）動粘度：
ＪＩＳ Ｋ２２８３に規定される「石油製品動粘度試験方法」に準拠して測定した。
（２）粘度指数：
ＪＩＳ Ｋ２２８３に規定される「石油製品動粘度試験方法」に準拠して測定した。
（３）流動点：
ＪＩＳ Ｋ２２６９に準拠して測定した。
（４）５％質量減温度：
示差熱分析装置を用い、温度を１０℃／ｍｉｎの割合で昇温し、初期質量から５質量％減少した温度を測定した。
（５）蒸発量：
フラスコに試料１００ｇと攪拌子を入れ、真空ポンプで１ｍｍＨｇ以下に減圧して、８０℃のオイルバス中で２４時間攪拌した。室温に冷却後、残存試料の質量を測定し、減少した質量の割合（質量％）を蒸発量とした。
（６）腐食性：
蒸留水５ｇと、試料５ｇとを混合した溶液に、短冊状にカットしたＳＰＣＣ板（ＪＩＳ G ３１４１ 冷間圧延鋼板）を浸漬した。溶液の温度を６０℃に設定し，ＳＰＣＣ板を２４時間浸漬した後，ＳＰＣＣ板の外観を観察した。茶褐色または黒色状の変色が認められた場合を錆あり（腐食あり）と判断した。
○：腐食なし
×：表面に腐食あり

〔イオン液体および添加剤の調製〕
（１）イオン液体１ａ：１−ブチル−１−メチルピロリジニウム ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド
１Ｌフラスコに窒素雰囲気下で１−メチルピロリジン（５０ｇ、０．５８７ｍｏｌ）、２−プロパノール７０ｍＬを加えた。この中へ１−ブロモブタン（９６ｇ、０．７０４ｍｏｌ）を滴下した後、４０℃に昇温して６時間反応させた。反応終了後、酢酸エチルで再結晶化を行い、ろ過により得られた結晶を酢酸エチルで数回洗浄した。その後、真空ポンプで減圧しながら４０℃で数時間乾燥することで、１−ブチル−１−メチルピロリジニウムブロミド（ハロゲン体）を得た（１１３ｇ、０．５０９ｍｏｌ）。
次に、１Ｌフラスコへ上記ハロゲン体（１１３ｇ、０．５０９ｍｏｌ）と純水１１０ｍＬを準備し、これにリチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（１５１ｇ、０．５２６ｍｏｌ）を純水１５０ｍＬに溶解させた水溶液を滴下した。この反応混合物を室温下約１時間攪拌した後、１Ｌ分液ロートに移し塩化メチレン２３０ｍＬを加えて抽出し、集めた塩化メチレン溶液は純水で数回洗浄した。洗浄後、水層を１〜２ｍＬ程度採取して、０．５Ｍ硝酸銀水溶液約１ｍＬと反応させ沈殿の有無を確認した（もし、白色沈殿が見られれば臭化物イオンが完全に除去できていないので、これが見えなくなるまで洗浄を繰り返す。）。水洗浄の完了後、ロータリーエバポレータで濃縮し、活性炭を少量加えて、室温下１日間攪拌した。この混合物を中性アルミナのカラムに通し、真空ポンプで加熱攪拌（６０℃、４時間）することでイオン液体１ａ（２１２ｇ、０．５０２ｍｏｌ）を得た。このイオン液体１ａの構造および各特性を表１に示す。

（２）イオン液体１ｂ：１−へキシル−１−メチルピロリジニウム ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド
イオン液体１ａの合成において、１−ブロモブタンを用いる代わりに、１−ブロモヘキサン（１１６ｇ、０．７０５ｍｏｌ）を用いたこと以外は同様に操作して１−ヘキシル−１−メチルピロリジニウムブロミド（１１７ｇ、０．４６８ｍｏｌ）を得た。この４級塩をイオン液体１の合成において、１−ブチル−１−メチルピロリジニウムブロミドの代わりに用いたこと以外は同様に操作して目的化合物（２０２ｇ、０．４４９ｍｏｌ）を得た。このイオン液体１ｂの構造および各特性を表１に示す。

（３）イオン液体１ｃ：１−オクチル−１−メチルピロリジニウム ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド
イオン液体１ａの合成において、１−ブロモブタンを用いる代わりに、１−ブロモオクタン（１３６ｇ、０．７０５ｍｏｌ）を用いたこと以外は同様に操作して１−オクチル−１−メチルピロリジニウムブロミド（１４８ｇ、０．５３１ｍｏｌ）を得た。この４級塩をイオン液体１の合成において、１−ブチル−１−メチルピロリジニウムブロミドの代わりに用いたこと以外は同様に操作して目的化合物（２４５ｇ、０．５１２ｍｏｌ）を得た。このイオン液体１ｃの構造および各特性を表１に示す。

（４）イオン液体１ｄ：１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド
１Ｌフラスコに窒素雰囲気下で１−メチルイミダゾール（１７３ｇ、２．１００ｍｏｌ）、１−クロロブタン（２３４ｇ、２．５２８ｍｏｌ）を加え、９０℃で数時間反応させた。反応終了後、酢酸エチルとアセトニトリルで再結晶化を行い、ろ過により得られた結晶を真空ポンプで減圧しながら４０℃で数時間乾燥することで、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムクロリド（３５２ｇ、２．０１６ｍｏｌ）を得た。この４級塩をイオン液体１ａの合成において、１−ブチル−１−メチルピロリジニウムブロミドの代わりに用いたこと以外は同様に操作して目的化合物（８３７ｇ、１．９９６ｍｏｌ）を得た。このイオン液体１ｄの構造および各特性を表１に示す。

（５）イオン液体１ｅ：１−エチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド
イオン液体１ｄの合成において、１−クロロブタンを用いる代わりに、ブロモエタン（２７５ｇ、２．５２８ｍｏｌ）を用いたこと以外は同様に操作して１−エチル−３−メチルイミダゾリウムブロミド（３９３ｇ、２．０５８ｍｏｌ）を得た。この４級塩をイオン液体１ａの合成において、１−ブチル−１−メチルピロリジニウムブロミドの代わりに用いたこと以外は同様に操作して目的化合物（７６５ｇ、１．９５５ｍｏｌ）を得た。このイオン液体１ｅの構造および各特性を表１に示す。

（６）イオン液体１ｆ：１−ブチル−１−メチルピペリジニウム ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド
イオン液体１ａの合成において、１−メチルピロリジンを用いる代わりに、１−メチルピペリジン（５８ｇ、０．５８５ｍｏｌ）を用いて、８０℃で反応させたこと以外は同様に操作して１−ブチル−１−メチルピペリジニウムブロミド（１３７ｇ、０．５７９ｍｏｌ）を得た。この４級塩をイオン液体１の合成において、１−ブチル−１−メチルピロリジニウムブロミドの代わりに用いたこと以外は同様に操作して目的化合物（２５０ｇ、０．５７３ｍｏｌ）を得た。このイオン液体１ｆの構造および各特性を表１に示す。

（７）イオン液体１ｇ：Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−ブチルアンモニウム ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド
１Ｌフラスコに窒素雰囲気下でトリメチルアミン３．２Ｍメタノール溶液（１８３ｍＬ、０．５８５ｍｏｌ）、１−ヨードブタン（８３ｇ、０．４４９ｍｏｌ）を加え、室温で数時間反応させた。反応終了後、溶媒を減圧除去し、残渣を酢酸エチルとアセトニトリルで数回洗浄した。その後、真空ポンプで減圧しながら数時間乾燥することで、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−ブチルアンモニウムヨージドを得た（８４ｇ、０．３４６ｍｏｌ）。この４級塩を、イオン液体１ａの合成において、１−ブチル−１−メチルピロリジニウムブロミドの代わりに用いたこと以外は同様に操作して目的化合物（１３３ｇ、０．３３６ｍｏｌ）を得た。このイオン液体１ｇの構造および各特性を表１に示す。

（８）ジカルボン酸塩２ａ：ブタン二酸ビス（テトラメチルアンモニウム）
５００ｍＬフラスコにブタン二酸（１６．２g、０．１３７ｍｏｌ）、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（約２５％水溶液、１００ｇ、０．２７４ｍｏｌ）を加え、室温で１時間反応させた。この反応混合物をロータリーエバポレータで濃縮し、得られた固体を真空ポンプで数時間乾燥することで、ブタン二酸ビス（テトラメチルアンモニウム）（３５．９ｇ、０．１３６ｍｏｌ）を得た。このジカルボン酸塩の構造および５％質量減温度を表２に示す。

（９）ジカルボン酸塩２ｂ： デカン二酸ビス（テトラメチルアンモニウム）
ジカルボン酸塩２ａの合成において、ブタン二酸を用いる代わりに、デカン二酸（２７．７ｇ、０．１３７ｍｏｌ）を用いたこと以外は同様に操作してデカン二酸ビス（テトラメチルアンモニウム）（４７．４ｇ、０．１３６ｍｏｌ）を得た。このジカルボン酸塩の構造および５％質量減温度を表２に示す。

（１０）ジカルボン酸塩２ｃ： ドデカン二酸ビス（テトラメチルアンモニウム）
ジカルボン酸塩２ａの合成において、ブタン二酸を用いる代わりに、ドデカン二酸（３１．６ｇ、０．１３７ｍｏｌ）を用いたこと以外は同様に操作してドデカン二酸ビス（テトラメチルアンモニウム）（５１．２ｇ、０．１３６ｍｏｌ）を得た。このジカルボン酸塩の構造および５％質量減温度を表２に示す。

（１１）スルホン酸塩３ａ：３−（ドデシルジメチルアンモニオ）プロパンスルホン酸
東京化成工業（株）より購入した。このスルホン酸塩の構造および５％質量減温度を表３に示す。

（１２）モノカルボン酸塩３ｂ：ドデカン酸テトラメチルアンモニウム
ジカルボン酸塩２ａの合成において、ブタン二酸を用いる代わりに、ドデカン酸（５４．９ｇ、０．２７４ｍｏｌ）を用いたこと以外は同様に操作してドデカン酸テトラメチルアンモニウム（７４．４ｇ、０．２７２ｍｏｌ）を得た。このモノカルボン酸塩の構造および５％質量減温度を表３に示す。

（１３）キレスライトＴ
キレスト（株）より入手した。このモノカルボン酸塩の５％質量減温度を表３に示す。

〔実施例１〜９、比較例１〜５〕
上述のイオン液体と添加剤を配合して供試油（潤滑油組成物）を調製し、各特性を評価した。結果を表４、表５に示す。

〔評価結果〕
表４の実施例１〜９に示すように、イオン液体と多価カルボン酸非金属塩からなる供試油は、曇りがなく、不揮発性で、かつ、耐腐食性に優れている。一方、表５の比較例１〜３に示すように、スルホン酸塩やモノカルボン酸塩を含むイオン液体は、鋼の腐食が進行するため、湿潤環境において使用困難であることがわかる。比較例４〜５では、モノカルボン酸塩が溶解しないため使用困難である。

Claims (8)

1. 下記一般式（１）で表される化合物からなるイオン液体を基油として、
   Ｚ^＋Ａ⁻ （１）
   （Ｚ^＋はカチオンを意味し、Ａ⁻はアニオンを意味する。）
   多価カルボン酸非金属塩を配合してなり、
   前記多価カルボン酸非金属塩が下記一般式（２）で表される構造を有し、
   （Ｚ _１ ^＋− ＯＯＣ） _ｎ −Ｘ−（ＣＯＯ ⁻ Ｚ _２ ^＋ ） _ｍ （２）
   （式中、Ｚ _１ ^＋ ，Ｚ _２ ^＋ はカチオンであり、同一でも異なっていてもよく、ｎ、ｍは１または２であり、Ｘは水素原子、窒素原子、酸素原子、フッ素原子、および硫黄原子を有してもよい炭素数１から２０までのアルキレン基、アリール基、およびヘテロアリール基のいずれかである。）
   前記一般式（２）で表される多価カルボン酸非金属塩におけるＺ _１ ^＋ 、Ｚ _２ ^＋ が下記一般式で表されるカチオンの中から選ばれるものである
   ことを特徴とする潤滑油組成物。
   

   

   （式中、Ｒ ^１ からＲ ^１２ までは、水素原子、エーテル結合を有してもよい炭素数１から８までのアルキル基および炭素数１から８までのアルコキシル基から選ばれる官能基であり、Ｒ ^１ からＲ ^１２ までは同一でも異なっていてもよい。）
2. 請求項１に記載の潤滑油組成物において、
   前記一般式（１）におけるＺ^＋が下記一般式で表される構造を有するカチオンの中から選ばれるものである
   ことを特徴とする潤滑油組成物。
   

   

   （式中、Ｒ^１からＲ^１２までは、水素原子、エーテル結合を有してもよい炭素数１から８までのアルキル基および炭素数１から８までのアルコキシル基から選ばれる官能基であり、Ｒ^１からＲ^１２までは同一でも異なっていてもよい。）
3. 請求項１または請求項２に記載の潤滑油組成物において前記一般式（１）で表されるイ
   オン液体におけるＡ⁻が
   （Ｒ^ｆ）_ｎＦ_４−ｎＢ⁻，（Ｒ^ｆ）_ｍＦ_６−ｍＰ⁻，（Ｒ^ｆ）_２Ｎ⁻，Ｙ_２Ｎ⁻，Ｙ_３Ｃ⁻，Ｙ_４Ｂ⁻，ＳＹ⁻，Ｒ^ｆＳＯ_３ ⁻，（Ｒ^ｆＳＯ_２）_２Ｎ⁻，（Ｒ^ｆＰＯ）_２Ｎ⁻で表される構造を有するアニオンの中から選ばれるものである
   ことを特徴とする潤滑油組成物。
   （式中、Ｒ^ｆは、炭素数１から４までのパーフルオロアルキル基、ｎは１から４までの整数、ｍは１から６までの整数であり、Ｙはヘテロ原子を有する炭素数１から６までの電子吸引性基であり、同じ原子に複数結合する場合は同じでも異なっていてもよい。）
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の潤滑油組成物において、
   ４０℃動粘度が１ｍｍ^２／ｓ以上１５０ｍｍ^２／ｓ以下である
   ことを特徴とする潤滑油組成物。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の潤滑油組成物において、
   流動点が０℃以下である
   ことを特徴とする潤滑油組成物。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の潤滑油組成物において、
   前記イオン液体が疎水性であることを特徴とする潤滑油組成物。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の潤滑油組成物において、
   酸化防止剤、油性剤、極圧剤、清浄分散剤、粘度指数向上剤、金属不活性化剤および消泡剤の少なくともいずれかを配合したことを特徴とする潤滑油組成物。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の潤滑油組成物において、
   含油軸受、流体軸受、真空機器および半導体製造装置の潤滑に用いられることを特徴とする潤滑油組成物。