JP6965880B2

JP6965880B2 - 潤滑油組成物

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Publication number: JP6965880B2
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Authority: JP
Inventors: 英貴川本; 峻輔文字山
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Description

本発明は、低温流動性、生分解性、潤滑性に優れる潤滑油基油に関する。本発明における潤滑油基油は、ギヤ油、チェーン油等の工業用潤滑油としての使用に適し、特に風力発電設備のギヤ用潤滑油としての使用に最も適する。

近年、地球環境問題がクローズアップされ、地球温暖化防止を背景に石油・石炭などの化石燃料の消費抑制が求められ、ＣＯ_２を排出しないクリーンエネルギーの利用が各国で求められている。クリーンエネルギーの一つとして風力発電がある。風力発電は、ブレードと呼ばれる羽の部分に風が当たり、このブレードが回転し、回転が動力伝達軸を通じて増速機（ギヤボックス）に伝わる。増速機にて回転速度を速め、その回転を発電機にて電気へ変換する。

増速機には、ギヤの潤滑を行い、摩耗等を防ぐ目的でギヤ油が使用されている。一般的に上記風力発電のギヤ油には鉱物油やポリαオレフィン系の炭化水素系高粘度基油が使用されている。

一方、最近では、風力発電設備は洋上に設置するタイプのものが登場している。洋上の風力発電設備は陸上に比べ、強く安定した風が吹く海洋上で発電できるメリットがある上、陸上の同規模の設備よりも大きな電力が得られるというメリットもある。しかし、洋上の風力発電設備は、ギヤ油が漏洩した際、海洋にすぐ流れ出てしまうため、環境負荷の少ないものが望まれている。しかし、従来使用されている、炭化水素系高粘度ギヤ油は生分解性が低く、高い生分解性を有するギヤ油が検討されてきた。

例えば、特許文献１には、多価アルコールと飽和ジカルボン酸、飽和モノカルボン酸から合成されるエステル基油と、酸性リン酸エステルアミン塩とからなる、生分解性に優れるギヤ油組成物が開示されている。

一方、風力発電設備は風を受け易い場所に設置されているため、油温が低下した際も稼動できるように優れた低温流動性も要求されるが、特許文献１のギヤ油組成物には優れた低温安定性が付与されていない。

上述の低温流動性に関する課題を解決する技術として、特許文献２には、多価アルコールと飽和ジカルボン酸、飽和モノカルボン酸から合成されるエステル基油と、酸性リン酸エステルアミン塩およびヒンダードポリオールエステルからなる、低温流動性に優れる生分解性ギヤ油組成物が開示されている。

特開２０１０−２６０９７２号公報特開２０１３−０５３２２７号公報

しかし、一般的に、ギヤ油組成物においては、硫黄系などの極圧添加剤を配合することにより優れた極圧性能を付与できるが、これら極圧添加剤は、炭化水素系基油に対しては優れた極圧性能を付与できるものの、エステル化合物においては、配合しても十分な極圧性能が付与できないことが知られている。このため、上述の特許文献２においても、高い極圧性能は付与できていない。

このように、風力発電用ギヤ油において、高い生分解性と、優れた低温流動性を有し、極圧添加剤を配合した際に優れた極圧性能を付与できる潤滑油基油は、未だ提案されていなかった。

本発明の課題は、生分解性に優れると共に、優れた低温流動性に加え、極圧添加剤を配合した際に優れた極圧性能を付与できる潤滑油基油を提供することである。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、トリメチロールプロパンおよび炭素数８〜１２の１価の直鎖飽和脂肪酸、アジピン酸からなるエステルにおいて、特定のラウリン酸含量を有し、カルボキシル基当量とヒドロキシル基当量が特定の割合を有する潤滑油基油が、良好な生分解性に加え、優れた低温流動性、ならびに極圧添加剤を配合した際に優れた極圧性能が付与できることを見出した。

すなわち、本発明は、以下の（１）である。
（１）潤滑油基油を１００質量部、およびキノリン誘導体（Ｄ）を０．１〜３．０質量部含有する潤滑油組成物であって、
前記潤滑油基油が、（Ａ）トリメチロールプロパン由来の構成成分のモル百分率Ａ_ｍｏｌ％が２５〜４２モル％であり、（Ｂ）炭素数８〜１２の１価の直鎖飽和脂肪酸由来の構成成分のモル百分率Ｂ_ｍｏｌ％が３３〜５５モル％であり、（Ｃ）アジピン酸由来の構成成分のモル百分率Ｃ_ｍｏｌ％が１２〜３４モル％であり、（Ｂ）炭素数８〜１２の１価の直鎖飽和脂肪酸由来の構成成分に占めるラウリン酸由来の構成成分のモル百分率が５〜５０モル％であり、かつ、（Ｂ_ＣＯＯＨ+Ｃ_ＣＯＯＨ）／Ａ_ＯＨ＝０．９０〜１．０２であるエステルからなることを特徴とする、潤滑油組成物。

（Ａ_ＯＨは、（Ａ）トリメチロールプロパン由来の構成成分のヒドロキシル基当量を表し、
Ｂ_ＣＯＯＨは、（Ｂ）炭素数８〜１２の１価の直鎖飽和脂肪酸由来の構成成分のカルボキシル基当量を表し、
Ｃ_ＣＯＯＨは、（Ｃ）アジピン酸由来の構成成分のカルボキシル基当量を表す。）

本発明の潤滑油基油は、生分解性に優れると共に、優れた低温流動性に加え、極圧添加剤を配合した際に優れた極圧性能を付与できる。

以下、本発明の潤滑油基油および潤滑油組成物について説明する。なお、本明細書において記号「〜」を用いて規定された数値範囲は「〜」の両端（上限および下限）の数値を含むものとする。例えば「２〜５」は２以上、５以下を表す。

本発明の潤滑油基油は、（Ａ）トリメチロールプロパン、（Ｂ）炭素数８〜１２の１価の直鎖飽和脂肪酸、および（Ｃ）アジピン酸から合成される複合エステルである。

本発明における上記エステルの原料アルコールにはトリメチロールプロパンを用いる。トリメチロールプロパンは、ネオペンチル骨格を有するため、酸化安定性や耐熱性に優れる上、合成した複合エスエルの低温流動性が優れる。トリメチロールプロパン以外のネオペンチル骨格を有する多価アルコールとしては、ネオペンチルグリコールやペンタエリスリトール等もある。しかし、ネオペンチルグリコールを原料として用いた複合エステルは、極性が高くなり、添加剤の添加効果が悪化する恐れがある。また、ペンタエリスリトールを原料として用いた複合エステルは、流動点が高くなる傾向があり、寒冷地での使用が想定される本用途には適さない。このため、本発明ではトリメチロールプロパンが好ましい。

本発明における（Ｂ）炭素数８〜１２の１価の直鎖飽和脂肪酸とは、直鎖状の炭化水素鎖を有し、かつ分子内に不飽和結合を有さない炭素数が８〜１２のモノカルボン酸である。炭素数８未満の１価の直鎖飽和脂肪酸を使用した場合、得られたエステルが極圧添加剤を配合した際に十分な極圧性能を有しない。炭素数１２を超える１価の直鎖飽和脂肪酸を使用した場合、得られたエステルの低温流動性が悪化する。本発明において使用できる炭素数８〜１２の１価の直鎖飽和脂肪酸は、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸である。

本発明においては、上記炭素数８〜１２の１価の直鎖飽和脂肪酸全量を１００モル％としたとき、炭素数１２の一価の直鎖脂肪酸であるラウリン酸を５〜５０モル％含有する。ラウリン酸を５〜５０モル％含有することで、極圧添加剤を配合した際に、優れた極圧性能、耐摩耗性が得られる。ラウリン酸の比率を本発明の範囲内に調整することで、ギヤ油を調製した際、優れた低温流動性と極圧性能、耐摩耗性をバランス良く付与することができる。ラウリン酸の比率が５モル％未満の場合は十分な極圧性能や耐摩耗性が得られない。ラウリン酸の比率が５０モル％を超える場合は良好な低温流動性が得られない。こうした観点からは、ラウリン酸の比率は、好ましくは１０〜４５モル％、さらに好ましくは１５〜４０モル％である。

（Ｂ）炭素数８〜１２の１価の直鎖飽和脂肪酸において、ラウリン酸以外の１価直鎖飽和脂肪酸は、一種単独で使用しても良いし、２種以上を組み合わせても良い。好ましくは、ラウリン酸以外として、カプリル酸とペラルゴン酸、カプリル酸とカプリン酸、カプリル酸とウンデシル酸等の２種の組み合わせであり、より好ましくは、カプリル酸とカプリン酸との組合せである。上述のように本発明のエステルは、所定量のラウリン酸を含有することで、生分解性に優れる上、良好な低温安定性を有し、極圧添加剤を配合した際に、優れた極圧性能、耐摩耗性が得られる。

上記した炭素数８〜１２の１価の直鎖飽和脂肪酸全量に対するラウリン酸のモル百分率は、ガスクロマトグラフィーを用いて分析することができる。例えば、エステル（０．１ｇ）を、質量比が８０／２０であるトルエン／メタノールの混合溶媒（５ｇ）で希釈し、次いで２８質量％ナトリウムメトキシドメタノール溶液（和光純薬工業（株）製）（０．３ｇ）を加え、常温にて３０分静置することにより、エステルを加メタノール分解する。得られたエステル分解溶液をガスクロマトグラフィーで分析し、得られた炭素数８〜１２の１価の直鎖飽和脂肪酸およびラウリン酸のピーク面積比から、炭素数８〜１２の１価の直鎖飽和脂肪酸全量に対するラウリン酸のモル百分率を算出することができる。

本発明において使用するエステルの原料として用いる二塩基酸は、（Ｃ）アジピン酸である。アジピン酸より炭素数の少ないコハク酸等を使用すると、得られたエステルの極性が高くなり、極圧添加剤を配合した際の極圧性能、耐摩耗性が得られ難い場合がある。一方、アジピン酸より炭素数の多いダイマー酸や二重結合を含むマレイン酸等を使用すると、酸化安定性や耐熱性が悪化する恐れがある。上記理由により、本発明において使用する二塩基酸はアジピン酸とする。

また、本発明の潤滑油基油を構成するエステルは、（Ａ）トリメチロールプロパン由来の構成成分のモル百分率Ａ_ｍｏｌ％が２５〜４２モル％であり、（Ｂ）炭素数８〜１２の１価の直鎖飽和脂肪酸由来の構成成分のモル百分率Ｂ_ｍｏｌ％が３３〜５５モル％であり、（Ｃ）アジピン酸由来の構成成分のモル百分率Ｃ_ｍｏｌ％が１２〜３４モル％であり、（Ｂ_ＣＯＯＨ+Ｃ_ＣＯＯＨ）／Ａ_ＯＨ＝０．９０〜１．０２である。
（Ａ_ＯＨは、（Ａ）トリメチロールプロパン由来の構成成分のヒドロキシル基当量を表し、
Ｂ_ＣＯＯＨは、（Ｂ）炭素数８〜１２の１価の直鎖飽和脂肪酸由来の構成成分のカルボキシル基当量を表し、
Ｃ_ＣＯＯＨは、（Ｃ）アジピン酸由来の構成成分のカルボキシル基当量を表す。）

上記Ａ_ｍｏｌ％、Ｂ_ｍｏｌ％、Ｃ_ｍｏｌ％、Ａ_ＯＨ、Ｂ_ＣＯＯＨ、Ｃ_ＣＯＯＨは、エステル化合物を^１ＨＮＭＲで各原料のモル比を求めた後に、算出した値である。

以下に^１ＨＮＭＲの測定条件を示す。
＜測定条件＞
・分析機器：^１ＨＮＭＲ
・溶媒：重クロロホルム

上記測定条件にて得られたエステルの^１ＨＮＭＲチャートを解析することで、モル比を求めることができる。
具体的には、以下の４個のピークを用いる。
・ピーク（Ｉ）：３．４０〜３．６０ｐｐｍ＝（Ａ）トリメチロールプロパンの未反応のヒドロキシル基のα位の水素
・ピーク（ＩＩ）：４．００〜４．２０ｐｐｍ＝（Ａ）トリメチロールプロパンの反応済みのヒドロキシル基のα位の水素｛ピーク（Ｉ）とピーク（ＩＩ）とを合わせて６個｝
・ピーク（ＩＩＩ）：０．８５〜０．９０ｐｐｍ＝（Ｂ）炭素数８〜１２の１価の直鎖飽和脂肪酸の末端の炭素に結合した水素（３個）および（Ａ）トリメチロールプロパンの炭素に結合した水素（３個）
・ピーク（ＩＶ）：２．２５〜２．３５ｐｐｍ＝（Ｃ）アジピン酸のカルボニル基のα位の水素（４個）および（Ｂ）炭素数８〜１２の１価の直鎖飽和脂肪酸のカルボニル基のα位の水素（２個）

上記４個のピークの積分値を以下のように計算し、モル百分率とする。

Ａ_ｍｏｌ＝｛ピーク（Ｉ）の積分値＋ピーク（ＩＩ）の積分値｝／６
Ｂ_ｍｏｌ＝{ピーク（ＩＩＩ）の積分値−（Ａ_ｍｏｌ×３）}／３
Ｃ_ｍｏｌ＝｛ピーク（ＩＶ）の積分値−（Ｂｍｏｌ×２）｝／４

上記で得られた、Ａ_ｍｏｌからＡ_ｍｏｌ％を、Ｂ_ｍｏｌからＢ_ｍｏｌ％を、Ｃ_ｍｏｌからＣ_ｍｏｌ％を以下のように算出する。

Ａ_ｍｏｌ％＝１００×Ａ_ｍｏｌ／（Ａ_ｍｏｌ+Ｂ_ｍｏｌ+Ｃ_ｍｏｌ）
Ｂ_ｍｏｌ％＝１００×Ｂ_ｍｏｌ／（Ａ_ｍｏｌ+Ｂ_ｍｏｌ+Ｃ_ｍｏｌ）
Ｃ_ｍｏｌ％＝１００×Ｃ_ｍｏｌ／（Ａ_ｍｏｌ+Ｂ_ｍｏｌ+Ｃ_ｍｏｌ）

本発明におけるエステル化合物は、前述のＡ_ｍｏｌ％：Ｂ_ｍｏｌ％：Ｃ_ｍｏｌ％＝２５〜４２モル％：３３〜５５モル％：１２〜３４モル％である。上記範囲から外れる場合、極圧性能・耐磨耗性の低下、高粘度に伴う潤滑油自体の内部抵抗によるエネルギー損失が発生による発電量の低下、生分解性の悪化、低温流動性が悪化する恐れがある。
本発明の観点からは、Ａ_ｍｏｌ％は２７〜４０モル％であることがより好ましく、Ｂ_ｍｏｌ％は４０〜５３モル％であることがより好ましく、Ｃ_ｍｏｌ％は１５〜３０モル％であることがより好ましい。

本発明においては、（Ｂ_ＣＯＯＨ+Ｃ_ＣＯＯＨ）／Ａ_ＯＨは、上述のＡ_ｍｏｌ、Ｂ_ｍｏｌ、Ｃ_ｍｏｌを用いて以下のように算出する。
（Ｂ_ＣＯＯＨ+Ｃ_ＣＯＯＨ）／Ａ_ＯＨ＝{Ｂ_ｍｏｌ＋（Ｃ_ｍｏｌ×２）}／（Ａ_ｍｏｌ×３）

本発明においては、前述のようにして算出した（Ｂ_ＣＯＯＨ+Ｃ_ＣＯＯＨ）／Ａ_ＯＨの値を０．９０〜１．０２とする。（Ｂ_ＣＯＯＨ+Ｃ_ＣＯＯＨ）／Ａ_ＯＨが０．９０未満である場合は、極圧添加剤を配合した際の耐摩耗性や酸化安定性が劣る場合がある。また、（Ｂ_ＣＯＯＨ+Ｃ_ＣＯＯＨ）／Ａ_ＯＨが１．０２を超える場合は、耐摩耗性が劣る場合がある。（Ｂ_ＣＯＯＨ+Ｃ_ＣＯＯＨ）／Ａ_ＯＨは、好ましくは０．９２〜１．０１、さらに好ましくは０．９４〜１．００である。

好適な実施形態においては、Ｂ_ｍｏｌ／Ａ_ｍｏｌは、１．０〜２．０である。Ｂ_ｍｏｌ／Ａ_ｍｏｌを１．０以上とすることによって、高粘度に伴う潤滑油自体の内部抵抗によるエネルギー損失を抑制し、発電量の低下を抑制できる。また、Ｂ_ｍｏｌ／Ａ_ｍｏｌを２．０以下とすることによって、潤滑油組成物の極圧性能を更に向上させることができる。好ましいＢ_ｍｏｌ／Ａ_ｍｏｌは、１．１〜１．９であり、より好ましくは１．２〜１．８である。

本発明のエステルは、４０℃における動粘度の好ましい値は、３００〜４００ｍｍ^２／ｓである。４０℃における動粘度を３００ｍｍ^２／ｓ以上とすることによって、潤滑油組成物において極圧性能を一層改善できる。また、４０℃における動粘度を４００ｍｍ^２／ｓ以下とすることで、高粘度に伴う潤滑油自体の内部抵抗によるエネルギー損失を抑制でき、発電量の低下を抑制できる。このため、本発明のエステルにおける好ましい４０℃動粘度は、３００〜４００ｍｍ^２／ｓであり、より好ましくは３２０〜３７０ｍｍ^２／ｓである。

本発明における潤滑油基油であるエステルは、（Ａ）トリメチロールプロパン、（Ｂ）一価の直鎖飽和脂肪酸および（Ｃ）アジピン酸を直接反応させる方法、エステル交換により合成する方法等の既知の方法で製造することができる。また、エステル化後、必要に応じ、未反応の直鎖飽和脂肪酸等の除去を目的として、減圧留去、アルカリ中和後の水洗処理等の除去方法を使用してもよい。

上述の（Ａ）トリメチロールプロパン、（Ｂ）一価の直鎖飽和脂肪酸および（Ｃ）アジピン酸をエステル化することにより得られた潤滑油基油は、酸価が５．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが望ましい。エステルの酸価を５．０ＫＯＨ／ｇ以下とすることによって、耐摩耗性や酸化安定性がより改善する。この観点からは、エステルの酸価を３．０ＫＯＨ／ｇ以下とすることが更に好ましい。

本発明における潤滑油基油は、キノリン誘導体（Ｄ）と組み合わせて使用した際に優れた酸化安定性を発揮することができる。キノリン誘導体（Ｄ）は、その重合物であってもよい。例えば、２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン又はその重合物、６−メトキシ−２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン又はその重合物、及び６−エトキシ−２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン又はその重合物などが挙げられ、これらの群から選ばれる１又は２以上を組み合わせて使用することができる。

キノリン誘導体（Ｄ）は、キノリン系酸化防止剤として一般に使用されており、例えば、潤滑油用酸化防止剤やゴム用老化防止剤として市販されているものを使用することができる。例えば、２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン又はその重合物（ＴＭＤＱ）としては、Ｒ．Ｔ．Ｖａｎｄｅｒｖｉｌｔ社製ＶａｎｌｕｂｅＲＤ、大内新興化学社製ノクラック２２４、川口化学工業社製アンテージＲＤ、精工化学社製ノンフレックスＲＤ、ノンフレックスＱＳなどが挙げられる。

また、６−メトキシ−２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン又はその重合物としては、大内新興化学社製ノクラックＡＷ、ノクラックＡＷ−Ｎ、川口化学工業社製アンテージＡＷ、アンテージＡＷ、精工化学社製ノンフレックスＡＷ、ノンフレックスＡＷ−Ｓなどが挙げられる。

本発明においては、潤滑油基油に優れた酸化安定性を付与できるという点から、２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン又はその重合物（ＴＭＤＱ）を使用することが好ましい。

キノリン誘導体（Ｄ）の潤滑油基油に対する配合量は、潤滑油基油１００質量部に対し、キノリン誘導体（Ｄ）を０．１〜５.０質量部である。（Ｄ）の配合量が０．１質量部未満であると、十分な酸化安定性を得ることができない場合がある。また、（Ｄ）の配合量が５.０質量部を超えると、生分解性が悪化する恐れがある上、長時間の加熱により析出物が発生し易くなる恐れがある。好ましい配合量は、０．５〜４.０質量部であり、さらに好ましくは０．７〜３.０質量部である。

本発明における潤滑油基油は、極圧添加剤と組み合わせて使用することで、優れた極圧性能、耐摩耗性を付与することができる。極圧添加剤については、硫黄系、リン系、モリブデン系など、潤滑油用として使用される既知のものを使用することができ、特に制限は無いが、硫黄系極圧添加剤と組み合わせて使用することで、優れた極圧性能、耐摩耗性を付与することができる。

本発明の潤滑油基油と組み合わせて使用できる硫黄系極圧剤としては公知のものを使用できる。例えば、硫化油脂、硫化脂肪酸、硫化エスエル、モノ又はジスルフィド類、スルホキシド化合物、硫化オレフィン、ジヒドロカルビルポリサルファイド、チオカルバメイト、ジアルキルチオジプロピオネート類、チオテルペン類等が挙げられる。また、極圧剤として、分子内に硫黄以外の元素としてリン、亜鉛、モリブデン等を含む化合物も使用することができる。ジアルキルジチオリン酸亜鉛等は上記に含まれる。これらの化合物は１種又は２種以上を併用して使用してもよい。

また、上記極圧剤は、リン系添加剤と併用したＳＰ系添加剤や、さらにモリブデン系添加剤等と併用したＳＰ-Ｍｏ系添加剤、ＳＰ系添加剤の耐熱性を上げた耐熱ＳＰ系添加剤などが市販されており、これらはさらに高い極圧性能を付与できるため、これらの添加剤を使用してもよい。

上述の極圧剤は、市販されているものを使用することができる。また、これらの市販品は、硫黄系極圧剤を含有する添加剤パッケージとして市販されているものを使用してもよい。特に限定されるわけではないが、市販されている硫黄系極圧剤を含有する添加剤パッケージとしては、Ｌｕｂｒｉｚｏｌ社ＩＧ９３ＭＡ、５０６０、５０６４、５８００、５０９１、ＡＦＴＯＮ社製ＨｉＴＥＣ３０７、ＨｉＴＥＣ３１５、ＨｉＴＥＣ３１７、ＨｉＴＥＣ３５０、ＨｉＴＥＣ３４３、ＨｉＴＥＣ３４９、ＨｉＴＥＣ３８５、ＡｘｃｅｌＳなどがある。本発明においては、上述の添加剤パッケージとして、Ｌｕｂｒｉｚｏｌ社ＩＧ９３ＭＡ、５０６０、５０６４、ＨｉＴＥＣ３４３が好ましく使用できる。

本発明における極圧添加剤の潤滑油基油に対する好ましい配合量は、潤滑油基油１００質量部に対し、極圧添加剤を０．１〜５．０質量部である。極圧添加剤の配合量を０．１質量部以上とすることによって、極圧性能、耐荷重能が一層向上する。また、極圧添加剤の配合量を５．０質量％以下とすることによって、耐熱性が向上し、生分解性の低下も抑制できる。より好ましい配合量は、０．２〜４．５質量部であり、さらに好ましくは０．５〜４．０質量部である。

なお、本発明の潤滑油基油には、キノリン誘導体（Ｄ）、極圧剤の他に、目的に応じて、通常使用される種々の添加剤を配合することができる。配合できる添加剤としては、酸化防止剤、金属不活性化剤、さび止め剤、消泡剤、摩耗防止剤、流動点降下剤、粘度指数向上剤、増粘剤、清浄剤、無灰分散剤などが挙げられる。

本発明の潤滑油組成物は、潤滑油基油に対して、キノリン誘導体（Ｄ）及び極圧添加剤をそれぞれ所定量配合し、必要に応じて、上記各種添加剤を配合することにより製造することができる。各添加剤の配合、混合、添加方法としては、特に制限されることが無く、種々の方法を採用することができる。配合、混合、添加の順序についても特にされることが無く、種々の方法を採用することができる。例えば、潤滑油基油に直接各種添加剤を添加し、加熱して混合する方法や、予め添加剤の高濃度溶液を調製し、これらと基油とを混合する方法などを用いても良い。

以下、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
（実施例１〜４、比較例１〜６）
〔潤滑油基油Ｉ〜Ｘの合成〕
温度計、窒素導入管、攪拌機及び空冷管を取り付けた５Ｌの４つ口フラスコに、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）、日油製、ＮＡＡ-８２（工業用カプリル酸：カプリル酸含量９９％）、ＮＡＡ-１０２（工業用カプリン酸：カプリン酸含量９９％）、ＮＡＡ−１２２（工業用ラウリン酸：ラウリン酸含量９９％）を所定量仕込み、窒素気流下、２４０℃で反応水を留去しつつ常圧で反応させた。

上記で得られた潤滑油基油Ｉ〜Ｘについて、¹ＨＮＭＲを用いて構成成分のモル百分率を分析した。また、（Ｂ）１価の直鎖飽和脂肪酸の組成については、ガスクロマトグラフィーによって各構成成分のモル百分率を測定した。測定結果を表１、２に示す。

（酸価）
日本工業規格ＪＩＳＫ００７０に従い、測定した。
（４０℃における動粘度）
日本工業規格ＪＩＳＫ２２８３に従い、測定した。
（流動点）
日本工業規格ＪＩＳＫ２２６９に従い、１℃刻みにて測定した。

〔耐摩耗・耐荷重能試験〕
潤滑油基油Ｉ〜Ｘについて、極圧剤を添加した際の極圧性能を評価する目的として、ＨｉＴＥＣ３４３（アフトン社製：硫化オレフィン含有ギヤ油パッケージ添加剤）（極圧剤E-1）を潤滑油基油１００質量部に対し、１．２質量部添加し、以下の試験を実施した。測定結果を表１、２に示す。

（シェル４球摩耗試験）
高速シェル４球試験機において、ＡＳＴＭＤ４１７２に準じ、磨耗痕径（μｍ）を測定した。磨耗痕径（μｍ）が小さいほど、耐摩耗性が優れていることを示す。

（シェル４球耐荷重能試験）
高速シェル４球試験機において、ＡＳＴＭＤ１７８３に準じ、最大非焼付荷重を測定した。最大非焼付荷重が大きいほど、極圧性能が優れていることを示す。

（生分解性試験）
ＯＥＣＤ３０１Ｆに従い、生分解性試験を実施した。なお、公益財団法人日本環境協会エコマーク事務局では、本試験での生分解性が６０％以上で生分解性潤滑油としての基準を満たしている。本試験では生分解性が６０％以上のものを合格とし、６０％未満のものを不合格とした。

表１に示すように、本発明例の潤滑油基油Ｉ〜ＩＶは、優れた生分解性と、良好な低温流動性、並びに極圧添加剤を添加した際に優れた極圧性能を有する基油であることが分かる。

一方、表２に示すように、比較例１では、（Ｂ）におけるラウリン酸由来の構成成分のモル百分率が低いため、極圧性能が低くなった。
比較例２では、（Ｂ）におけるラウリン酸由来の構成成分のモル百分率が高いため、流動点が高くなり、低温流動性が低い。
比較例３では、（Ｂ_ＣＯＯＨ+Ｃ_ＣＯＯＨ）／Ａ_ＯＨが低いため、極圧性能が低くなった。
比較例４では、（Ｂ_ＣＯＯＨ+Ｃ_ＣＯＯＨ）／Ａ_ＯＨが高いため、極圧性能が低くなった。
比較例５では，（Ｂ）炭素数８〜１２の１価の直鎖飽和脂肪酸由来の構成成分のモル百分率Ｂ_ｍｏｌ％が高く、（Ｃ）アジピン酸由来の構成成分のモル百分率Ｃ_ｍｏｌ％が低いため、低温流動性が低く、極圧性能も低くなった。
比較例６では，（Ｂ）炭素数８〜１２の１価の直鎖飽和脂肪酸由来の構成成分のモル百分率Ｂ_ｍｏｌ％が低く、（Ｃ）アジピン酸由来の構成成分のモル百分率Ｃ_ｍｏｌ％が高いため、生分解性が不合格であった。

（実施例５〜１１）
次いで、上記で調整した潤滑油基油Ｉ〜ＩＶについて、下記に示す添加剤を配合し、潤滑油組成物を調整した。

〔潤滑油組成物の調製〕
温度計、窒素導入管、攪拌機及びジムロート冷却器を取り付けた５Ｌの４つ口フラスコに、上記で合成したエステル基油Ｉ〜ＩＶに、下記の添加剤を表３記載の配合量で加え、８０℃で１時間、攪拌混合を実施した。混合後、１５０℃、５０ｍｍHgにて減圧を２時間実施し、表３記載の実施例５〜１１の各潤滑油組成物を調製した。

（酸化防止剤Ｄ−１）ＶａｎｌｕｂｅＲＤ（Ｒ．Ｔ．Ｖａｎｄｅｒｖｉｌｔ社製：２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合物）
（酸化防止剤Ｄ−２）ノンフレックスＡＷ（精工化学社製：６−エトキシ−２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン）
（極圧剤Ｅ−１）ＨｉＴＥＣ３４３（アフトン社製：硫化オレフィン含有ギヤ油パッケージ添加剤）
（極圧剤Ｅ−２）Ｌｕｂｒｉｚｏｌ５０６０（Ｌｕｂｒｉｚｏｌ社製：ＳＰ系ギヤ油パッケージ添加剤）
（極圧剤Ｅ−３）Ｌｕｂｒｉｚｏｌ５０６４（Ｌｕｂｒｉｚｏｌ社製：ＳＰ系ギヤ油パッケージ添加剤）
（極圧剤Ｅ−４）ＬｕｂｒｉｚｏｌＩＧ９３ＭＡ（Ｌｕｂｒｉｚｏｌ社製：ＳＰ系ギヤ油パッケージ添加剤）

（共通添加剤）
上記添加剤（Ｄ−１）、（Ｄ−２）、（Ｅ−１）、（Ｅ−２）、（Ｅ−３）、（Ｅ−４）以外の共通添加剤成分として、以下の化合物を合計１．０２質量％配合した。
・ジブチルヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）：０. ３質量％
・Ｎ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）−（４又は５）−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メチルアミン（金属不活性化剤：ＢＡＳＦ社イルガメット３９）：０. ０５質量％

〔潤滑油組成物の評価〕
調製した潤滑油組成物について以下の評価を行い、その結果を表３に記載した。
（ＲＰＶＯＴ試験）
日本工業規格ＪＩＳＫ２５１４−３（２０１３）に従い、潤滑油酸化安定度試験（ＲＰＶＯＴ）を実施した。表３に記載した数字は最大圧力から１７５ｋＰａ降下するのに要した時間（分）を表し、数値が大きいほど、酸化安定性が高いことを示す。
（シェル４球摩耗試験）
高速シェル４球試験機において、ＡＳＴＭＤ４１７２に準じ、磨耗痕径（μｍ）を測定した。磨耗痕径（μｍ）が小さいほど、耐摩耗性が優れていることを示す。
（シェル４球耐荷重能試験）
高速シェル４球試験機において、ＡＳＴＭＤ１７８３に準じ、最大非焼付荷重を測定した。最大非焼付荷重が大きいほど、極圧性能が優れていることを示す。
（さび止め性能試験）
日本工業規格ＪＩＳＫ２５１０に従い潤滑油さび止め性能試験（人工海水）を実施した。なお、上記試験は通常２４時間で終了するが、本試験では２週間継続して試験を実施し、２週間後のさび止め結果を評価した。
（熱安定度試験）
日本工業規格ＪＩＳＫ２５４０に記載のターンテーブル試験機にて、１７０℃、２４時間にて潤滑油熱安定度試験を実施した。本試験において、析出物やスラッジが発生しなかった場合は、「スラッジ無し」として表に記載しており、熱安定度が高いことを表す。一方、析出物やスラッジが発生した場合は、「スラッジ有り」として表３に記載しており、熱安定度が低いことを表す。
（引火点）
日本工業規格ＪＩＳＫ２５６５に従い、クリーブランド開放式にて引火点を測定した。本試験での引火点が高いほど、難燃性に優れている。
（泡立ち度/泡安定度試験）
日本工業規格ＪＩＳＫ２５１８に従い、シーケンスＩ（２４℃）にて測定した。数値が小さいほど、泡立ちが低く、消泡性が高いことを示す。
（生分解性試験）
ＯＥＣＤ３０１Ｆに従い、生分解性試験を実施した。なお、公益財団法人日本環境協会エコマーク事務局では、本試験での生分解性が６０％以上で生分解性潤滑油としての基準を満たしている。本試験では生分解性が６０％以上のものを合格とし、６０％未満のものを不合格とした。

表３の実施例５〜１１に記載するように、本願請求範囲である潤滑油組成物Ｉ〜ＩＶは、各種添加剤を配合することで、生分解性に優れるともに、優れた低温流動性、優れた極圧極圧性能、高い酸化安定性、高い熱酸化安定性の潤滑油組成物が得られることが分かる。

本発明の潤滑油基油は、生分解性に優れると共に、優れた低温流動性に加え、極圧添加剤を配合した際に優れた極圧性能を付与できる。このため、ギヤ油等の基油として適しており、特に風力発電設備の増速機に好適に使用でき、万一漏洩した場合においても生分解性に優れるため、環境への負荷が小さい。

Claims

潤滑油基油を１００質量部、およびキノリン誘導体（Ｄ）を０．１〜３．０質量部含有する潤滑油組成物であって、
前記潤滑油基油が、（Ａ）トリメチロールプロパン由来の構成成分のモル百分率Ａ_ｍｏｌ％が２５〜４２モル％であり、（Ｂ）炭素数８〜１２の１価の直鎖飽和脂肪酸由来の構成成分のモル百分率Ｂ_ｍｏｌ％が３３〜５５モル％であり、（Ｃ）アジピン酸由来の構成成分のモル百分率Ｃ_ｍｏｌ％が１２〜３４モル％であり、（Ｂ）炭素数８〜１２の１価の直鎖飽和脂肪酸由来の構成成分に占めるラウリン酸由来の構成成分のモル百分率が５〜５０モル％であり、かつ、（Ｂ_ＣＯＯＨ+Ｃ_ＣＯＯＨ）／Ａ_ＯＨ＝０．９０〜１．０２であるエステルからなることを特徴とする、潤滑油組成物。

（Ａ_ＯＨは、（Ａ）トリメチロールプロパン由来の構成成分のヒドロキシル基当量を表し、
Ｂ_ＣＯＯＨは、（Ｂ）炭素数８〜１２の１価の直鎖飽和脂肪酸由来の構成成分のカルボキシル基当量を表し、
Ｃ_ＣＯＯＨは、（Ｃ）アジピン酸由来の構成成分のカルボキシル基当量を表す。）