JP7059248B2 - 潤滑油基油、および該潤滑油基油を含有する潤滑油組成物 - Google Patents
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Description
本発明は、潤滑油基油、および該潤滑油基油を含有する潤滑油組成物に関する。また、本発明は、潤滑油組成物の使用、および潤滑油組成物を用いた潤滑方法に関する。
潤滑油は摩擦低減を求める様々な分野に用いられている。古くは天然油脂や石油精製物などが利用されてきたが、近年、合成潤滑油が用途に合わせて合成され、利用されるようになった。特に、合成エステルは熱安定性に優れ、具体的には、有機酸エステル、リン酸エステル、珪酸エステルなどが例示される。
前記有機酸エステルの中でも、１）低流動点、高粘度指数で使用温度範囲が広い、２）引火点が高く、蒸発量が少ない、３）熱・酸化安定性が優れている、４）潤滑性が良い、５）清浄分散作用がある、６）生分解性があるといった観点から、ポリオールエステル（多価アルコールとカルボン酸の縮合エステル）が利用され、特に、熱・酸化安定性に優れることからヒンダードエステルが多くの分野で利用されている。
しかしながら、近年、産業技術の発展に伴い、高い生産性や操業安定性が常に求められ、より耐久性が高く、高耐熱性の潤滑油が求められるようになってきた。
また、合成エステルは、潤滑油としての性能は優れるものの、水分の存在下でエステル結合が切断される、いわゆる加水分解が起こる点が欠点とされ、水分に曝される環境下での使用に耐えうる、耐加水分解性の高い合成エステルが求められている。
例えば、特許文献１には、－４０℃での粘度が９０００ｍＰａ・ｓ以下であり、流動点が－４０℃以下であり、１８０℃で５００時間加熱したときの揮発量が３５重量％以下であり、かつ粘度指数が１３０以上であるグリース基油として、３価のアルコールと、直鎖脂肪酸及び分岐脂肪酸とから得られるエステルが開示されている。
特許文献２には、合成油が、エステルまたはポリオキシアルキレングリコールであることを特徴とするＡＳＴＭ Ｄ２５９６の高速四球試験の最大非焼付き荷重が３１４Ｎ以下で、かつ流動点が－３５℃以下である合成油と増ちょう剤を含有することを特徴とする一方向クラッチ用グリース組成物が開示されている。
特許文献３には、一般式、Ｒ（ＯＨ）n（式中、Ｒは、約２乃至２０の炭素原子を有する脂肪族基又は脂環式基であり、ｎは少なくとも２である）を有する分枝鎖又は線状アルコールと、約３０乃至８０モル％の、約Ｃ５乃至Ｃ１２の範囲の炭素数を有する線状酸及び、２０乃至７０モル％の、約Ｃ５乃至Ｃ１３の範囲の炭素数を有する少なくとも１つの分枝鎖酸の混合酸との反応生成物を含む生物分解性合成エステルベースストックであり、修正スターム試験により測定された、２８日で少なくとも６０％の生物分解、－２５℃より低い流動点、－２５℃において７５００ｃｐｓより低い粘度を示す生物分解性合成エステルベースストックが開示されている。
特許文献４には、（ａ）ネオペンチル型分枝脂肪酸残基５～９０％と（ｂ）炭素数が４～２０の直鎖脂肪酸残基及び／又は（ｃ）分枝脂肪酸残基９５～１０％からなるネオペンチルポリオールエステルを基油とする潤滑油が開示されている。
特許文献５には、トリメチロールプロパン及び／又はペンタエリスリトールと、炭素数７～１８の直鎖脂肪酸及び３，５，５－トリメチルヘキサン酸がモル比で７６：２４～９０：１０、又は炭素数７～１８の直鎖脂肪酸、３，５，５－トリメチルヘキサン酸及び２－エチルヘキサン酸がモル比で６０：２３：１７～８５：１０：５からなるエステルを主成分とし、４０℃における動粘度が１０～８０ｍｍ２／ｓ、生分解性が６０％以上、引火点が２５０℃以上、流動点が－１５℃以下である生分解性潤滑剤が開示されている。
上述のように、従来技術において、潤滑油として各種縮合エステルが用いられてきたが、生産性や操業安定性を向上させるために、さらに、高い耐熱性、潤滑性、および耐加水分解性を有する潤滑油基油が求められている。
そこで、本発明は、耐熱性、潤滑性、および耐加水分解性に優れる縮合エステルを含有する潤滑油基油と、該潤滑油基油を含有する潤滑油組成物を提供することを目的とする。
すなわち、本発明は、アルコール（Ａ）とカルボン酸（Ｂ）の縮合エステルを含有する潤滑油基油であって、前記アルコール（Ａ）が、トリメチロールプロパンを含有し、前記カルボン酸（Ｂ）が、炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）、炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）、および炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）を含有することを特徴とする潤滑油基油、に関する。
また、本発明は、前記潤滑油基油を含有することを特徴とする潤滑油組成物、に関する。
本発明に係る潤滑油基油における効果の作用メカニズムの詳細は不明な部分があるが、以下のように推測される。但し、本発明は、この作用メカニズムに限定して解釈されなくてもよい。
本発明は、トリメチロールプロパンを含有するアルコール（Ａ）と、炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）、炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）、および炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）を含有するカルボン酸（Ｂ）の縮合エステルを含有する潤滑油基油である。一般に、潤滑性のよい潤滑油基油は、極性基と疎水基を有する化合物を含むことから、極性基が潤滑性を付与すべき金属等の表面に吸着（結合）し、疎水基が潤滑性を発現させると考えられる。よって、潤滑油基油に優れた潤滑性を付与するためには、縮合エステルの分子中の極性基と疎水基のバランスを良好なものに設計することが好ましい。本発明の縮合エステルは、３つのエステル結合にかかる極性基を有し、かつ異なった長さの炭素鎖にかかる疎水基を有するので、潤滑性に優れるものと推測される。
一方、縮合エステルは、炭素鎖が長いほど、熱分解温度が高くなるため、耐熱性が向上し、また、疎水性が高くなるため、耐加水分解性が向上する。しかし、縮合エステルは、炭素鎖が長いほど、融点が上昇するため、流動点が上昇してしまう。とくに、縮合エステルのすべての炭素鎖が単一であると、当該炭素鎖にかかるエステル基の構造に方向性が生じるため、分子間のパッキング性が高くなることにより、流動性が低下するとともに潤滑性も低下する。本発明の縮合エステルは、原料として、異なった長さの炭素鎖を有するカルボン酸を用いるため、パッキング性が低いことから、流動点を低くでき、かつ潤滑性および加水分解性を向上できると推測される。
以上より、本発明の縮合エステルを含有する潤滑油基油は、上記メカニズムが十分に作用し、耐熱性、潤滑性、耐加水分解性に優れるものと推測される。
本発明の潤滑油基油は、アルコール（Ａ）とカルボン酸（Ｂ）の縮合エステルを含有する潤滑油基油であって、前記アルコール（Ａ）が、トリメチロールプロパンを含有し、前記カルボン酸（Ｂ）が、炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）、炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）、および炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）を含有する。なお、本発明の潤滑油基油は、潤滑油組成物の主成分であって、潤滑油組成物に様々な機能を付与する各種潤滑油添加剤と共に配合することによって、潤滑油組成物の粘度などの物性を制御する化合物のことをいう。
＜アルコール（Ａ）＞
前記アルコール（Ａ）は、トリメチロールプロパンを含有する。
前記アルコール（Ａ）は、トリメチロールプロパンを含有する。
前記アルコール（Ａ）では、トリメチロールプロパン以外のアルコール成分として、各種の１価アルコールまたは多価アルコールを適宜用いることができる。前記１価アルコールの炭素数は、通常、１～２４であり、炭素鎖は直鎖または分岐のいずれでもよい。前記多価アルコールとしては、通常、２～１０価のものが用いられる。前記１価アルコールおよび前記多価アルコールは、単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。
前記多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、１，３－プロパンジオール、１，２－プロパンジオール、１，３－ブタンジオール、１，４－ブタンジオール、２－メチル－１，２－プロパンジオール、２－メチル－１，３－プロパンジオール、２，２－ジメチル－１，３－プロパンジオール（ネオペンチルグリコール）、１，２－ペンタンジオール、１，３－ペンタンジオール、１，４－ペンタンジオール、１，５－ペンタンジオールなどのジオール化合物；トリメチロールエタン、１，２，４－ブタントリオール、１，３，５－ペンタントリオール、１，２，６－ヘキサントリオールなどのトリオール化合物；ペンタエリスリトールなどのテトラオール化合物；ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトールなどのトリメチロールアルカンの多量体；グリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン、テトラグリセリンなどのポリグリセリン；ソルビトール、ソルビタン、ソルビトールグリセリン縮合物、アドニトール、アラビトール、キシリトール、マンニトール、キシロース、アラビノース、リボース、ラムノース、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース、ソルボース、セロビオース、マルトース、イソマルトース、トレハロース、スクロースなどの糖類などが挙げられる。
＜カルボン酸（Ｂ）＞
前記カルボン酸（Ｂ）は、炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）、炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）、および炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）を含有する。
前記カルボン酸（Ｂ）は、炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）、炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）、および炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）を含有する。
前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）としては、例えば、ｎ－ヘプタン酸（エナント酸）、４，４－ジメチルペンタン酸、２－メチルヘキサン酸、５－メチルヘキサン酸などが挙げられる。前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）は、縮合エステルの耐熱性の向上の観点から、ｎ－ヘプタン酸（エナント酸）が好ましい。前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）は、単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。
前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）としては、例えば、ｎ－オクタン酸、２，２－ジメチルヘキサン酸、２－メチルヘプタン酸、２－エチルヘキサン酸などが挙げられる。前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）は、縮合エステルの耐熱性の向上の観点から、２－エチルヘキサン酸が好ましい。前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）は、単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。
前記炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）としては、例えば、ｎ－ドデカン酸（ラウリン酸）、２－エチルデカン酸、２－ブチルオクタン酸などが挙げられる。前記炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）は、縮合エステルの耐熱性の向上の観点から、ｎ－ドデカン酸（ラウリン酸）が好ましい。前記炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）は、単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。
前記カルボン酸（Ｂ）では、前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）、前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）、および前記炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）以外のカルボン酸成分として、各種のカルボン酸（以下、その他のカルボン酸化合物とも称す）を適宜用いることができる。その他のカルボン酸化合物としては、例えば、シクロヘキサンカルボン酸、シクロヘプタンカルボン酸、メチルシクロヘキサンカルボン酸などのシクロアルカンカルボン酸；安息香酸、ナフトエ酸などの芳香族カルボン酸；カプリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸などが挙げられる。
以下、本発明の各成分の配合量について説明する。
前記アルコール（Ａ）中、トリメチロールプロパンの割合は、縮合エステルの耐熱性および潤滑性向上の観点から、８０モル％以上が好ましく、９０モル％以上がより好ましく、９５モル％以上がさらに好ましく、９８モル％以上がよりさらに好ましく、１００モル％がよりさらに好ましい。
前記カルボン酸（Ｂ）中、前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）、前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）、および前記炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）の合計の割合は、縮合エステルの耐熱性および潤滑性向上の観点から、８０モル％以上が好ましく、９０モル％以上がより好ましく、９５モル％以上がさらに好ましく、９８モル％以上がよりさらに好ましく、１００モル％がよりさらに好ましい。
前記カルボン酸（Ｂ）中、前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）の割合は、縮合エステルの高い潤滑性を保持し、流動点を下げ、耐加水分解性を向上させる観点から、１モル％以上５０モル％以下であることが好ましい。カルボン酸（Ｂ）中、前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）の割合は、縮合エステルの流動点を下げる観点から、５モル％以上がより好ましく、１０モル％以上がさらに好ましく、そして、縮合エステルの耐加水分解性向上の観点から、４５モル％以下がより好ましく、４０モル％以下がさらに好ましい。
前記カルボン酸（Ｂ）中、前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）の割合は、縮合エステルの高い潤滑性を保持し、流動点を下げ、耐加水分解性を向上させる観点から、３０モル％以上９０モル％以下であることが好ましい。カルボン酸（Ｂ）中、前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）の割合は、縮合エステルの流動点を下げる観点から、３５モル％以上がより好ましく、４０モル％以上がさらに好ましく、そして、縮合エステルの耐加水分解性向上の観点から、８５モル％以下がより好ましく、８０モル％以下がさらに好ましい。
前記カルボン酸（Ｂ）中、前記炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）の割合は、縮合エステルの潤滑性、耐加水分解性及び耐熱性向上の観点から、１モル％以上３０モル％以下であることが好ましい。カルボン酸（Ｂ）中、前記炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）の割合は、縮合エステルの潤滑性、耐加水分解性及び耐熱性向上の観点から、５モル％以上がより好ましく、８モル％以上がさらに好ましく、そして、縮合エステルの流動点を低下させる観点から、２８モル％以下がより好ましく、２５モル％以下がさらに好ましい。
前記カルボン酸（Ｂ）中、前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）および前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）の合計の割合は、縮合エステルの高い潤滑性を保持し、流動点を下げ、耐熱性を向上させる観点から、６０モル％以上９５モル％以下であることが好ましい。カルボン酸（Ｂ）中、前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）および前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）の合計の割合は、縮合エステルの流動点を下げる観点から、６５モル％以上がより好ましく、７０モル％以上がさらに好ましく、そして、縮合エステルの耐熱性向上の観点から、９３モル％以下がより好ましく、９１モル％以下がさらに好ましい。
前記潤滑油基油中、前記縮合エステルの割合は、縮合エステルの耐熱性および潤滑性向上の観点から、５０質量％以上１００質量％以下であることが好ましく、そして、６０質量％以上がより好ましく、７０質量％以上がさらに好ましく、８０質量％以上がよりさらに好ましく、９０質量％以上がよりさらに好ましく、１００質量％がよりさらに好ましい。
＜縮合エステルの調製方法＞
前記縮合エステルは、トリメチロールプロパンを含有するアルコール（Ａ）と、前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）、前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）、および前記炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）を含有するカルボン酸（Ｂ）を、公知の方法に従って、エステル化反応を行うことにより調製することができる。また、本発明の前記縮合エステルは、トリメチロールプロパンの分子中の３つの水酸基に、前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）、前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）、および前記炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）の各カルボキシ基がエステル結合した化合物を、少なくとも、含む。さらに、前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）がエナント酸であり、前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）が２－エチルヘキサン酸であり、前記炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）がラウリン酸であることが好ましい。
前記縮合エステルは、トリメチロールプロパンを含有するアルコール（Ａ）と、前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）、前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）、および前記炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）を含有するカルボン酸（Ｂ）を、公知の方法に従って、エステル化反応を行うことにより調製することができる。また、本発明の前記縮合エステルは、トリメチロールプロパンの分子中の３つの水酸基に、前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）、前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）、および前記炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）の各カルボキシ基がエステル結合した化合物を、少なくとも、含む。さらに、前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）がエナント酸であり、前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）が２－エチルヘキサン酸であり、前記炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）がラウリン酸であることが好ましい。
前記アルコール（Ａ）と前記カルボン酸（Ｂ）との反応に際して、両者の当量比は、エステル化反応促進の観点から、通常、アルコール（Ａ）のアルコール成分の水酸基１当量に対して、カルボン酸（Ｂ）のカルボン酸成分のカルボキシ基が、好ましくは１．０５～１．５当量、より好ましくは１．１～１．３当量となるように調整する。なお、カルボン酸（Ｂ）のカルボン酸成分のカルボキシ基の比率を高くすると、前記アルコール成分と前記カルボン酸成分との反応性が良好となる反面、反応終了後、過剰のカルボン酸（Ｂ）を除去する必要がある。この除去方法としては、例えば、減圧留去、スチーミング、吸着剤を用いた吸着、除去などが挙げられる。
なお、本発明の縮合エステルは、低温時の潤滑性確保の観点から、後述する４０℃動粘度が、５ｍｍ２／ｓ以上であることが好ましく、１０ｍｍ２／ｓ以上であることがより好ましく、そして、５０ｍｍ２／ｓ以下であることが好ましく、４０ｍｍ２／ｓ以下であることがより好ましい。また、本発明の縮合エステルは、高温時の潤滑性確保の観点から、後述する１００℃動粘度が、１ｍｍ２／ｓ以上であることが好ましく、３ｍｍ２／ｓ以上であることがより好ましく、そして、２０ｍｍ２／ｓ以下であることが好ましく、１０ｍｍ２／ｓ以下であることがより好ましい。
また、本発明の縮合エステルは、後述する流動点が、低温時の潤滑性確保の観点から、－５０℃以下であることが好ましい。
＜潤滑油組成物＞
本発明の潤滑油組成物は、前記潤滑油基油を含有する。
本発明の潤滑油組成物は、前記潤滑油基油を含有する。
前記潤滑油組成物には、必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、その他の添加剤を配合することができる。その他の添加剤としては、例えば、清浄剤、分散剤、酸化防止剤、油性向上剤、摩耗防止剤、極圧剤、防錆剤、腐食防止剤、金属不活性化剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、消泡剤、乳化剤、抗乳化剤、カビ防止剤、固体潤滑剤などが挙げられる。
前記その他の添加剤の合計の配合量は、潤滑油組成物１００質量部に対して、通常、１０質量部以下、好ましくは５質量部以下である。
本発明の潤滑油組成物は、ガソリンエンジン油、ディーゼルエンジン油、船舶エンジン油などの燃焼系潤滑油；ギヤー油、自動変速機油、作動油、難燃性作動液、冷凍機油、コンプレッサー油、真空ポンプ油、軸受油、絶縁油、タービン油、摺動面油、ロックドリル油、金属加工油、塑性加工油、熱処理油、グリースなどの非燃焼系潤滑油に用いることができる。また、本発明の潤滑油組成物は、滑り軸受けのような回転摺動、スラスト軸受けのような面摺動、スプラインのようなスライド摺動などの摺動部へ使用することができ、クラッチディスクのスプライン部、トランスミッションの軸とギヤ内径軸受け部、ハブスリーブのスプライン部、各部のメタルで支持する部分、チェンジ操作系のスプライン部などの潤滑方法に用いることができる。
上述した実施形態に関し、本明細書は更に以下の潤滑油基油、および該潤滑油基油を含有する潤滑油組成物を開示する。
＜１＞アルコール（Ａ）とカルボン酸（Ｂ）の縮合エステルを含有する潤滑油基油であって、前記アルコール（Ａ）が、トリメチロールプロパンを含有し、前記カルボン酸（Ｂ）が、炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）、炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）、および炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）を含有する潤滑油基油。
＜１＞アルコール（Ａ）とカルボン酸（Ｂ）の縮合エステルを含有する潤滑油基油であって、前記アルコール（Ａ）が、トリメチロールプロパンを含有し、前記カルボン酸（Ｂ）が、炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）、炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）、および炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）を含有する潤滑油基油。
＜２＞前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）は、ｎ－ヘプタン酸（エナント酸）、４，４－ジメチルペンタン酸、２－メチルヘキサン酸、５－メチルヘキサン酸が好ましく、ｎ－ヘプタン酸（エナント酸）がより好ましい前記＜１＞記載の潤滑油基油。
＜３＞前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）は、ｎ－オクタン酸、２，２－ジメチルヘキサン酸、２－メチルヘプタン酸、２－エチルヘキサン酸が好ましく、２－エチルヘキサン酸がより好ましい前記＜１＞または＜２＞記載の潤滑油基油。
＜４＞前記炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）は、ｎ－ドデカン酸（ラウリン酸）、２－エチルデカン酸、２－ブチルオクタン酸が好ましく、ｎ－ドデカン酸（ラウリン酸）がより好ましい前記＜１＞～＜３＞のいずれかに記載の潤滑油基油。
＜５＞前記アルコール（Ａ）中、トリメチロールプロパンの割合は、８０モル％以上が好ましく、９０モル％以上がより好ましく、９５モル％以上がさらに好ましく、９８モル％以上がよりさらに好ましく、１００モル％がよりさらに好ましい前記＜１＞～＜４＞のいずれかに記載の潤滑油基油。
＜６＞前記カルボン酸（Ｂ）中、前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）、前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）、および前記炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）の合計の割合は、８０モル％以上が好ましく、９０モル％以上がより好ましく、９５モル％以上がさらに好ましく、９８モル％以上がよりさらに好ましく、１００モル％がよりさらに好ましい前記＜１＞～＜５＞のいずれかに記載の潤滑油基油。
＜７＞前記カルボン酸（Ｂ）中、前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）の割合は、１モル％以上５０モル％以下であることが好ましく、そして、５モル％以上がより好ましく、１０モル％以上がさらに好ましく、そして、４５モル％以下がより好ましく、４０モル％以下がさらに好ましい前記＜１＞～＜６＞のいずれかに記載の潤滑油基油。
＜８＞前記カルボン酸（Ｂ）中、前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）の割合は、３０モル％以上９０モル％以下であることが好ましく、そして、３５モル％以上がより好ましく、４０モル％以上がさらに好ましく、そして、８５モル％以下がより好ましく、８０モル％以下がさらに好ましい前記＜１＞～＜７＞のいずれかに記載の潤滑油基油。
＜９＞前記カルボン酸（Ｂ）中、前記炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）の割合は、１モル％以上３０モル％以下であることが好ましく、そして、５モル％以上がより好ましく、８モル％以上がさらに好ましく、そして、２８モル％以下がより好ましく、２５モル％以下がさらに好ましい前記＜１＞～＜８＞のいずれかに記載の潤滑油基油。
＜１０＞前記カルボン酸（Ｂ）中、前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）および前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）の合計の割合は、６０モル％以上９５モル％以下であることが好ましく、６５モル％以上がより好ましく、７０モル％以上がさらに好ましく、そして、９３モル％以下がより好ましく、９１モル％以下がさらに好ましい前記＜１＞～＜９＞のいずれかに記載の潤滑油基油。
＜１１＞前記縮合エステルが、トリメチロールプロパンの分子中の３つの水酸基に、前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）、前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）、および前記炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）の各カルボキシ基がエステル結合した化合物である前記＜１＞記載の潤滑油基油。
＜１２＞前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）がエナント酸であり、前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）が２－エチルヘキサン酸であり、前記炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）がラウリン酸である前記＜１１＞記載の潤滑油基油。
＜１３＞前記潤滑油基油中、前記縮合エステルの割合は、５０質量％以上１００質量％以下であることが好ましく、そして、６０質量％以上がより好ましく、７０質量％以上がさらに好ましく、８０質量％以上がよりさらに好ましく、９０質量％以上がよりさらに好ましく、１００質量％がよりさらに好ましい前記＜１＞～＜１２＞のいずれかに記載の潤滑油基油。
＜１４＞前記＜１＞～＜１３＞のいずれかに記載の潤滑油基油を含有する潤滑油組成物。
＜１５＞前記＜１４＞記載の潤滑油組成物の摺動部への使用。
＜１６＞前記＜１４＞記載の潤滑油組成物を用いた潤滑方法。
＜３＞前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）は、ｎ－オクタン酸、２，２－ジメチルヘキサン酸、２－メチルヘプタン酸、２－エチルヘキサン酸が好ましく、２－エチルヘキサン酸がより好ましい前記＜１＞または＜２＞記載の潤滑油基油。
＜４＞前記炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）は、ｎ－ドデカン酸（ラウリン酸）、２－エチルデカン酸、２－ブチルオクタン酸が好ましく、ｎ－ドデカン酸（ラウリン酸）がより好ましい前記＜１＞～＜３＞のいずれかに記載の潤滑油基油。
＜５＞前記アルコール（Ａ）中、トリメチロールプロパンの割合は、８０モル％以上が好ましく、９０モル％以上がより好ましく、９５モル％以上がさらに好ましく、９８モル％以上がよりさらに好ましく、１００モル％がよりさらに好ましい前記＜１＞～＜４＞のいずれかに記載の潤滑油基油。
＜６＞前記カルボン酸（Ｂ）中、前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）、前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）、および前記炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）の合計の割合は、８０モル％以上が好ましく、９０モル％以上がより好ましく、９５モル％以上がさらに好ましく、９８モル％以上がよりさらに好ましく、１００モル％がよりさらに好ましい前記＜１＞～＜５＞のいずれかに記載の潤滑油基油。
＜７＞前記カルボン酸（Ｂ）中、前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）の割合は、１モル％以上５０モル％以下であることが好ましく、そして、５モル％以上がより好ましく、１０モル％以上がさらに好ましく、そして、４５モル％以下がより好ましく、４０モル％以下がさらに好ましい前記＜１＞～＜６＞のいずれかに記載の潤滑油基油。
＜８＞前記カルボン酸（Ｂ）中、前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）の割合は、３０モル％以上９０モル％以下であることが好ましく、そして、３５モル％以上がより好ましく、４０モル％以上がさらに好ましく、そして、８５モル％以下がより好ましく、８０モル％以下がさらに好ましい前記＜１＞～＜７＞のいずれかに記載の潤滑油基油。
＜９＞前記カルボン酸（Ｂ）中、前記炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）の割合は、１モル％以上３０モル％以下であることが好ましく、そして、５モル％以上がより好ましく、８モル％以上がさらに好ましく、そして、２８モル％以下がより好ましく、２５モル％以下がさらに好ましい前記＜１＞～＜８＞のいずれかに記載の潤滑油基油。
＜１０＞前記カルボン酸（Ｂ）中、前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）および前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）の合計の割合は、６０モル％以上９５モル％以下であることが好ましく、６５モル％以上がより好ましく、７０モル％以上がさらに好ましく、そして、９３モル％以下がより好ましく、９１モル％以下がさらに好ましい前記＜１＞～＜９＞のいずれかに記載の潤滑油基油。
＜１１＞前記縮合エステルが、トリメチロールプロパンの分子中の３つの水酸基に、前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）、前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）、および前記炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）の各カルボキシ基がエステル結合した化合物である前記＜１＞記載の潤滑油基油。
＜１２＞前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）がエナント酸であり、前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）が２－エチルヘキサン酸であり、前記炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）がラウリン酸である前記＜１１＞記載の潤滑油基油。
＜１３＞前記潤滑油基油中、前記縮合エステルの割合は、５０質量％以上１００質量％以下であることが好ましく、そして、６０質量％以上がより好ましく、７０質量％以上がさらに好ましく、８０質量％以上がよりさらに好ましく、９０質量％以上がよりさらに好ましく、１００質量％がよりさらに好ましい前記＜１＞～＜１２＞のいずれかに記載の潤滑油基油。
＜１４＞前記＜１＞～＜１３＞のいずれかに記載の潤滑油基油を含有する潤滑油組成物。
＜１５＞前記＜１４＞記載の潤滑油組成物の摺動部への使用。
＜１６＞前記＜１４＞記載の潤滑油組成物を用いた潤滑方法。
以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
＜合成例１＞
＜縮合エステルの調製＞
攪拌機、温度計、窒素吹き込み管および冷却管を備えた１リットルの４つ口フラスコに、カルボン酸（Ｂ）として、エナント酸（ｎ－ヘプタン酸）８１．３ｇ、２－エチルヘキサン酸３７２．０ｇ、ラウリン酸（ｎ－ドデカン酸）１９１．７ｇを加え、アルコール（Ａ）として、トリメチロールプロパン１５５．１ｇを添加した。なお、カルボン酸（Ｂ）の添加量は、アルコール（Ａ）の水酸基１当量に対してカルボン酸（Ｂ）の総カルボキシ基が１．２当量になるようにした。
＜縮合エステルの調製＞
攪拌機、温度計、窒素吹き込み管および冷却管を備えた１リットルの４つ口フラスコに、カルボン酸（Ｂ）として、エナント酸（ｎ－ヘプタン酸）８１．３ｇ、２－エチルヘキサン酸３７２．０ｇ、ラウリン酸（ｎ－ドデカン酸）１９１．７ｇを加え、アルコール（Ａ）として、トリメチロールプロパン１５５．１ｇを添加した。なお、カルボン酸（Ｂ）の添加量は、アルコール（Ａ）の水酸基１当量に対してカルボン酸（Ｂ）の総カルボキシ基が１．２当量になるようにした。
次に、フラスコ内に、窒素ガスを吹き込み、攪拌しながら２５０℃まで昇温し、１８時間２５０℃を維持し、留出する水分を冷却管を用いてフラスコ外へ除去した。反応終了後、０．１３ｋＰａの減圧下で過剰のカルボン酸成分を留去し、０．１３ｋＰａの減圧下で１時間スチーミングを行い、吸着剤（商品名：キョーワード５００ＳＨ、協和化学工業株式会社製）に残存しているカルボン酸成分を吸着させた後、濾過を行い、縮合エステル１を得た。
＜合成例２～１４＞
各原料の種類とその配合量を表１に示すように変えたこと以外は、合成例１と同様の方法で、縮合エステル２～１４を調製した。
各原料の種類とその配合量を表１に示すように変えたこと以外は、合成例１と同様の方法で、縮合エステル２～１４を調製した。
＜実施例１～７、比較例１～１１＞
上記で得られた縮合エステル１～１４を用い、また、必要に応じて、表２に示す配合量にて縮合エステルの２種以上を混合し、表２に示すように実施例１～７および比較例１～１１の潤滑油基油を調製した。得られた潤滑油基油について、以下の評価を行った。評価結果を表２に示す。
上記で得られた縮合エステル１～１４を用い、また、必要に応じて、表２に示す配合量にて縮合エステルの２種以上を混合し、表２に示すように実施例１～７および比較例１～１１の潤滑油基油を調製した。得られた潤滑油基油について、以下の評価を行った。評価結果を表２に示す。
＜潤滑性の評価＞
潤滑性の評価は、ＡＳＴＭ Ｄ６４２５に準拠した摩擦摩耗試験を行い、１５００Ｎまで荷重し、焼き付きを確認した。表２中、荷重１５００Ｎで焼き付かない場合をＡ、荷重１５００Ｎまでに焼き付く場合をＢと表示した。
潤滑性の評価は、ＡＳＴＭ Ｄ６４２５に準拠した摩擦摩耗試験を行い、１５００Ｎまで荷重し、焼き付きを確認した。表２中、荷重１５００Ｎで焼き付かない場合をＡ、荷重１５００Ｎまでに焼き付く場合をＢと表示した。
＜動粘度の評価＞
動粘度の評価は、ＡＳＴＭ Ｄ７０４２で要求される精度を満たしたスタビンガー動粘度計（商品名：ＳＶＭ３０００、Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ社製）により、４０℃動粘度および１００℃動粘度（ｍｍ２／ｓ）を測定した。
動粘度の評価は、ＡＳＴＭ Ｄ７０４２で要求される精度を満たしたスタビンガー動粘度計（商品名：ＳＶＭ３０００、Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ社製）により、４０℃動粘度および１００℃動粘度（ｍｍ２／ｓ）を測定した。
＜流動点の評価＞
流動点の評価は、ＪＩＳ Ｋ２２６９に準拠した測定方法により流動点（℃）を測定した。なお、表２中、流動点が－５０℃以下の場合はＡ、２５℃で固体の場合はＢと表示した。
流動点の評価は、ＪＩＳ Ｋ２２６９に準拠した測定方法により流動点（℃）を測定した。なお、表２中、流動点が－５０℃以下の場合はＡ、２５℃で固体の場合はＢと表示した。
＜耐加水分解性の評価＞
耐加水分解性の評価は、２５ｍＬねじ口試験管に２質量％水酸化ナトリウム水溶液１０ｍＬと上記で得られた潤滑油基油１０ｍＬを加える。ねじ口を締め、天地を３回逆転させることで水相と油相を予備混合した後、上下に約３０ｃｍの振り幅で１分以内に３０回、振とうした。振とう後、試験管を静置し、５分後及び１０分後の試験管内を観察し、以下の基準で評価した。この試験により次のメカニズムで耐加水分解性の優劣がわかる。水相と油相の界面が乳化されて境界が不明確になるということは短時間で加水分解して石鹸が生成しているか、水と容易に混合してしまうことで加水分解を受けやすくなる。従って、振とう後すぐに分離する評価Ａが、耐加水分解性に優れている。
Ａ：５分以内に水相と油相の境界が明確であり、各相が１０ｍＬずつに分離する
Ｂ：５～１０分で水相と油相の境界が明確になり、各相が１０ｍＬずつに分離する
Ｃ：１０分以上経過しても水相と油相の境界が明確にならない
耐加水分解性の評価は、２５ｍＬねじ口試験管に２質量％水酸化ナトリウム水溶液１０ｍＬと上記で得られた潤滑油基油１０ｍＬを加える。ねじ口を締め、天地を３回逆転させることで水相と油相を予備混合した後、上下に約３０ｃｍの振り幅で１分以内に３０回、振とうした。振とう後、試験管を静置し、５分後及び１０分後の試験管内を観察し、以下の基準で評価した。この試験により次のメカニズムで耐加水分解性の優劣がわかる。水相と油相の界面が乳化されて境界が不明確になるということは短時間で加水分解して石鹸が生成しているか、水と容易に混合してしまうことで加水分解を受けやすくなる。従って、振とう後すぐに分離する評価Ａが、耐加水分解性に優れている。
Ａ：５分以内に水相と油相の境界が明確であり、各相が１０ｍＬずつに分離する
Ｂ：５～１０分で水相と油相の境界が明確になり、各相が１０ｍＬずつに分離する
Ｃ：１０分以上経過しても水相と油相の境界が明確にならない
＜耐熱性の評価＞
耐熱性の評価は、示差熱熱重量同時測定装置（商品名：ＴＧ／ＤＴＡ６２００、セイコーインスツル株式会社製）を用い、窒素および空気２５０ｍＬ／分雰囲気下、３５℃から１０℃／分で５５０℃まで昇温し、５５０℃で１０分間温度を保持する条件での潤滑油基油の熱応答を測定し、残留率（質量％）を下式により算出した。残留率の値が大きいほど、耐熱性に優れることを示す。
式：残留率（質量％）＝３５０℃時点での質量÷３５℃時点での質量×１００
耐熱性の評価は、示差熱熱重量同時測定装置（商品名：ＴＧ／ＤＴＡ６２００、セイコーインスツル株式会社製）を用い、窒素および空気２５０ｍＬ／分雰囲気下、３５℃から１０℃／分で５５０℃まで昇温し、５５０℃で１０分間温度を保持する条件での潤滑油基油の熱応答を測定し、残留率（質量％）を下式により算出した。残留率の値が大きいほど、耐熱性に優れることを示す。
式：残留率（質量％）＝３５０℃時点での質量÷３５℃時点での質量×１００
表１中、各原料は、トリメチロールプロパン（東京化成工業株式会社製）；
ペンタエリスリトール（東京化成工業株式会社製）；
エナント酸（ｎ－ヘプタン酸、東京化成工業株式会社製）；
カプリル酸（ｎ－オクタン酸、東京化成工業株式会社製）；
２－エチルヘキサン酸（東京化成工業株式会社製）；
３，５，５－トリメチルヘキサン酸（東京化成工業株式会社製）；
ラウリン酸（ナカライテスク株式会社製）；
ステアリン酸（ナカライテスク株式会社製）；を示す。
ペンタエリスリトール（東京化成工業株式会社製）；
エナント酸（ｎ－ヘプタン酸、東京化成工業株式会社製）；
カプリル酸（ｎ－オクタン酸、東京化成工業株式会社製）；
２－エチルヘキサン酸（東京化成工業株式会社製）；
３，５，５－トリメチルヘキサン酸（東京化成工業株式会社製）；
ラウリン酸（ナカライテスク株式会社製）；
ステアリン酸（ナカライテスク株式会社製）；を示す。
Claims (9)
- アルコール（Ａ）とカルボン酸（Ｂ）の縮合エステルを含有する潤滑油基油であって、
前記アルコール（Ａ）が、トリメチロールプロパンを含有し、
前記カルボン酸（Ｂ）が、炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）、炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）、および炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）を含有し、
前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）が、２－エチルヘキサン酸であり、
前記カルボン酸（Ｂ）中、前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）の割合が、１０モル％以上４０モル％以下であり、前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）の割合が、３０モル％以上８０モル％以下であり、前記炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）の割合が、５モル％以上３０モル％以下であり、かつ前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）、前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）、及び前記炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）の合計の割合が、９０モル％以上であることを特徴とする潤滑油基油。 - 前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）が、エナント酸であることを特徴とする請求項１記載の潤滑油基油。
- 前記炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）が、ラウリン酸であることを特徴とする請求項１または２に記載の潤滑油基油。
- 前記潤滑油基油中、前記縮合エステルの割合が、５０質量％以上１００質量％以下であることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の潤滑油基油。
- 前記縮合エステルが、トリメチロールプロパンの分子中の３つの水酸基に、前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）、前記炭素数８の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ２）、および前記炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）の各カルボキシ基がエステル結合した化合物を含むことを特徴とする請求項１記載の潤滑油基油。
- 前記炭素数７の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ１）がエナント酸であり、前記炭素数１２の直鎖または分岐飽和脂肪酸（ｂ３）がラウリン酸であることを特徴とする請求項５記載の潤滑油基油。
- 請求項１～６のいずれかに記載の潤滑油基油を含有することを特徴とする潤滑油組成物。
- 請求項７記載の潤滑油組成物の摺動部への使用。
- 請求項７記載の潤滑油組成物を用いた潤滑方法。
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