JPH07166186A - ロータリーポンプ油 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 防錆性と離水度がいっそう改良されたロータ
リーポンプ油を提供する。 【構成】 鉱油及び／又は合成油に、特にアルキルジフ
ェニルエーテル、アルキルベンゼン、エチレンプロピレ
ン共重合体、ポリアルファオレフィン及びエステル油の
少なくとも１種を基油として、その基油に、カルシウム
スルホネート及びバリウムスルホネートの中性塩の少な
くとも一方からなる第１の添加剤と、アルケニルコハク
酸モノエステル又はアルキルフェノールポリアルキレン
オキシドエーテルの一方からなる第２の添加剤とを添加
してなるロータリーポンプ油。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロータリーポンプ油、
より詳しくは防錆性及び離水度が良好なロータリーポン
プ油に関する。

【０００２】

【従来の技術】真空ポンプには、メカニカルポンプ、蒸
気噴射型ポンプ等種々あるが、低真空状態を得るため
に、ロータリーポンプが使用されている。このポンプ
は、吸気口と排気口とを持つシリンダの内部に、偏心状
態でロータが設けられ、それが、回転または揺動し、例
えばロータに付設されたベローと共に、シリンダ内の空
間形態を時間と共に変えていく。その空間には油が充填
されており、その油は、空間形態の変化に伴なって、吸
気口から吸入された気体を溶存させたり、溶存気体を排
出し、排気口から気体を逃したりし、これを繰り返して
真空状態を作り出す。

【０００３】この油、つまりロータリーポンプ油は、上
記のように低い気体を溶存させたりする働きの他に、シ
リンダとロータとのシール作用、摺動部分の潤滑作用、
高速回転による発熱を抑える冷却作用等を発揮しなけれ
ばならない。

【０００４】かかるロータリーポンプ油は、通常の潤滑
油よりも、蒸気圧が低いことが要求され、代表的なもの
としては、鉱油に高塩基性スルホネートを添加したもの
や、合成油系のもの、つまり、アルキルジフェニルエー
テル（例えば特公昭第５１−４４２６３号、同第５２−
２４６２８号公報開示）；エチレンプロピレン共重合体
とアルケニルコハク酸イミドとが添加されたアルキルナ
フタレン（特開昭63-304097 号）があり、実用化されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ロータリーポンプを作
動する場合、その使用場所によりポンプが気体だけでな
く、水や溶剤を吸込み、ポンプ油に混入することが少く
ない。このようなことは、例えば、ガスクロ・質量分析
器や液クロ・質量分析器中に使用されているロータリー
ポンプでよく見られる現象である。

【０００６】このように水等が混入した場合、上に示し
た各種のポンプ油は、防錆性の向上を図ったものが実用
化されていないので、金属製のロータやその軸が錆び
る。その錆に、ロータや軸が、金属接触したまま可動す
ると、摩耗が起き、オイルシール用に軸に使用されてい
るＯリングが破れ、油漏れを起こし、ポンプの性能が落
ちたり、停止したりする危険性がある。

【０００７】本願出願人は、平成４年12月28日出願の特
願平４−361601号にて、アルキルジフェニルエーテル
に、カルシウムスルホネート及びバリウムスルホネート
の中性塩の少なくとも一方を、全量の４．０重量％以下
添加したロータリーポンプ油を提案した。これは、公知
技術に対してかなり優れるものであるが、なおいっその
防錆性及び離水度の向上が望まれている。

【０００８】本発明の目的は、かかる要請に答えるもの
であり、防錆性及び離水度がいっそう改善されたロータ
リーポンプ油を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段、及び作用】本発明は、鉱
油及び／又は合成油（特に基油としてアルキルジフェニ
ルエーテル、アルキルベンゼン、エチレンプロピレン共
重合体、ポリアルファオレフィン、エステル油）に、カ
ルシウムスルホネート及びバリウムスルホネートの中性
塩の少なくとも一方からなる第１の添加剤と、アルケニ
ルコハク酸モノエステル又はアルキルフェノールポリア
ルキレンオキシドエーテルの一方からなる第２の添加剤
とを添加してなる防錆性及び離水度に優れたロータリー
ポンプ油である。

【００１０】

【実施態様】まず、初めに本発明で使用し得る基油につ
いて説明する。基油は、鉱油及び／又は合成油であり、
鉱油としては、パラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油等が
挙げられ、合成油としては、アルキルジフェニルエーテ
ル、アルキルベンゼン、エチレンプロピレン共重合体、
ポリアルファオレフィン、アルキルジフェニル、アルキ
ルナフタレン、エステル油、ポリアルキレングリコール
等が挙げられる。

【００１１】特に、本発明で好ましく使用される基油、
アルキルジフェニルエーテル、アルキルベンゼン、エチ
レンプロピレン共重合体、ポリアルファオレフィン、エ
ステル油について説明する。

【００１２】本発明で基油として使用し得るアルキルジ
フェニルエーテルの代表例は、下記の式で表わされるも
のである。

【００１３】

【化１】

【００１４】［ｍは１〜３、ｎは０〜３、Ｒは炭素数１
０〜２０のアルキル基（Ｒが２以上のときそれらは同じ
でも異なってもよい）］ 具体的には、モノデシルジフェニルエーテル、モノドデ
シルジフェニルエーテル、モノテトラデシルジフェニル
エーテル、モノヘキサデシルジフェニルエーテル、モノ
オクタデシルジフェニルエーテル、モノエイコシルジフ
ェニルエーテル、ジテトラデシルジフェニルエーテル、
ジドデシルジフェニルエーテル、ジデシルジフェニルエ
ーテル、ジヘキサデシルジフェニルエーテル、ジオクタ
デシルジフェニルエーテル、ジエイコシルジフェニルエ
ーテル、テトラデシルドデシルジフェニルエーテル、テ
トラデシルヘキサデシルジフェニルエーテル、ジドデシ
ルテトラデシルジフェニルエーテル、ジテトラデシルド
デシルジフェニルエーテル、ジドデシルジテトラデシル
ジフェニルエーテル、トリデシルテトラデシルジフェニ
ルエーテル、トリデシルジフェニルエーテル、トリデシ
ルジフェニルエーテル、トリテトラデシルジフェニルエ
ーテル、テトラデシルジフェニルエーテル、テトラドデ
シルジフェニルエーテル、ペンタデシルジフェニルエー
テル、ペンタドデシルジフェニルエーテル、ペンタテト
ラデシルジフェニルエーテル、ヘキサドデシルジフェニ
ルエーテル、ヘキサテトラデシルジフェニルエーテル
（アルキル基が異なったジフェニルエーテルを含む）が
挙げられる。

【００１５】好ましくは、ｍ＝１、ｎ＝０で、Ｒは炭素
数１６〜２０のアルキル基のもの、また、ｍ＝１、２で
ｎ＝１〜３で、Ｒが炭素数１０〜１４のアルキル基のも
のが挙げられる。

【００１６】また、動粘度は、１００℃において２．０
〜３０．０ｍｍ² ／ｓのものが使用できる。

【００１７】なお、上記の化合物の範囲からはずれるも
のでも、平均分子量の面から混合により、上記の動粘度
の範囲に入るものであれば使用できる。

【００１８】本発明で基油として使用し得るアルキルベ
ンゼンは、直鎖型、分岐型、これらの中でモノ体、ジ体
を挙げることができる。直鎖型アルキルベンゼンとして
は、

【００１９】

【化２】

【００２０】［上式中、Ｒ：Ｃ₁₂〜Ｃ₂₅のアルキル基で
ある。複数あるときには同じでも、異なってもよい］、
また、分岐型アルキルベンゼンとしてはアルキル分岐型
で、例えば、プロピレンのペンタマー、ヘキサマー、ヘ
プタマーをベンゼンにアルキル化したもので、

【００２１】

【化３】

【００２２】［上式中、Ｒ´：Ｃ₁₂〜Ｃ₂₄の分岐アルキ
ル基である。複数あるときには同じでも、異なってもよ
い］である。

【００２３】動粘度は、１００℃において、２．０〜３
０．０ｍｍ² ／ｓのものが使用できる。

【００２４】本発明で基油として使用し得るエチレンプ
ロピレン共重合体は、

【００２５】

【化４】

【００２６】［上式中、ｎは１〜２０、ｍは１〜２０で
ある］であり、動粘度は、１００℃において、２．０〜
３０．０ｍｍ² ／ｓのものが使用できる。

【００２７】本発明で基油として使用し得るポリアルフ
ァオレフィンは、通常、炭素数２〜１４、好ましくは４
〜１２の範囲の、直鎖状あるいは分岐状のオレフィン系
炭化水素から選択された任意の１種の単独重合または２
種以上の共重合により得られるものである。

【００２８】ポリアルファオレフィンは、通常、１００
℃で、２〜３０ｍｍ² ／ｓ、好ましくは４〜２５ｍｍ²
／ｓの動粘度を有するものである。その平均分子量は、
通常、約１００〜２０００、好ましくは約２００〜１０
００の範囲である。本発明で使用するポリアルファオレ
フィンとしては、特に、水素添加により不飽和結合を飽
和させたものが好ましい。

【００２９】ポリアルファオレフィンとしては、炭化水
素または低級３〜６量体化により得られる炭素数６〜１
２のαーオレフィンの混合物、例えば、２５〜５０重量
％のヘキセン−１、３０〜４０重量％のオクテン１およ
び２５〜４０重量％のデセン−１からなる混合物を共重
合したものを挙げることができる。デセン−１のごとき
単独モノマーから得られるオリゴマーおよびその水素添
加物も好適である。

【００３０】これらのポリアルファオレフィンは、触媒
として、塩化アルミニウム、フッ化ホウ素等のフリーデ
ルクラフト型触媒、チーグラー触媒または酸化クロム等
の酸化物触媒等を使用して製造することができる。ポリ
アルファオレフィンの水素添加は、重合反応生成物から
触媒を除去した後、加温、加圧下において、例えば、ニ
ッケルーモリブデン／アルミナのような水素化触媒の存
在下に、水素と接触させることにより行なうことができ
る。

【００３１】本発明で基油として使用し得るエステル油
としては、脂肪族多価アルコールと直鎖状又は分岐状の
脂肪酸とのポリエステル類が挙げられる。

【００３２】このポリエステル類を形成する脂肪族多価
アルコールとしては、ネオペンチルグリコール、トリメ
チロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、トリメ
チロールエタン、ジトリメチロールエタン、ペンタエリ
スリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリ
スリトール等があり、また脂肪酸としては炭素数３〜２
４のものを使用することができ、好ましい脂肪酸は、プ
ロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、
カプリル酸、ペラルゴン酸、ヘプタデシル酸、ステアリ
ン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセ
リン酸等である。また、上記脂肪族多価アルコールと直
鎖状又は分岐状の脂肪酸との部分エステル類も使用でき
る。これらの部分エステルは、脂肪族多価アルコールと
脂肪酸の反応モル数を適宜調節して反応させることによ
り得られる。

【００３３】次に、ジエステルは、カルボン酸成分とし
ては炭素数４〜２０、好ましくは６〜１０の直鎖状又は
分岐状の脂肪族二塩基酸であり、具体的には、アジピン
酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン
酸等が挙げられ、またこれらと同等の性状を有するもの
でも良い。アルコール成分としては炭素数４〜２０、好
ましくは４〜１０の脂肪族アルコールであり、具体的に
はヘキシルアルコール、ヘプチルアルコール、オクチル
アルコール、ノニルアルコール、及びデシルアルコール
等、並びにこれらの異性体が挙げられる。

【００３４】本発明で第１の添加剤として使用し得るカ
ルシウムスルホネートの中性塩の代表例は、置換（特に
アルキル置換）または非置換の芳香族系スルホネートの
カルシウム中性塩であり、例えば下記の式で表わされる
ものである。

【００３５】

【化５】

【００３６】［上式中のＲは同じでも異なってもよい、
炭素数８〜２０のアルキル基である］

【００３７】

【化６】

【００３８】［上式中のＲは同じでも異なってもよい、
炭素数８〜２０のアルキル基である］ 好ましいものとしては、具体的にはＲが炭素数９〜１２
のアルキル基のものが挙げられる。

【００３９】本発明で第１の添加剤として使用し得るバ
リウムスルホネートの中性塩の代表例は、置換（アルキ
ル置換）または非置換の芳香族系スルホネートのバリウ
ム中性塩であり、例えば下記の式で表わされるものであ
る。

【００４０】

【化７】

【００４１】［上式中のＲは同じでも異なってもよい、
炭素数８〜２０のアルキル基である］

【００４２】

【化８】

【００４３】［上式中のＲは同じでも異なってもよい、
炭素数８〜２０のアルキル基である］ 好ましいものとしては、具体的にはＲが炭素数９〜１２
のアルキル基のものが挙げられる。

【００４４】上記第１の添加剤の添加（合計）量は、ロ
ータリーポンプ油全体の、通常、４．０重量％以下、好
ましくは０．１〜２．０重量％とする。４．０重量％越
えると離水度及び酸化安定性が悪くなる。

【００４５】本発明で第２の添加剤として使用し得るア
ルケニルコハク酸モノエステルとしては、下記の一般式
のものが挙げられる。

【００４６】

【化９】

【００４７】［Ｒ₁ はポリイソブチレン（平均分子量２
００〜２６００）、炭素数が１〜２０のアルキル基また
はアルケニル基、特に好ましくはポリイソブチレン（平
均分子量９００〜２０００）、炭素数８〜２０のアルキ
ル基又はアルケニル基、Ｒ₂はＣ₁ 〜Ｃ₃₀のアルキル基
で、飽和、不飽和のものが挙げられる。特に好ましくは
炭素数１２〜２０のアルキル基である］。

【００４８】本発明で第２の添加剤として使用し得るア
ルキルフェノールポリアルキレンオキシドエーテルとし
ては、下記の一般式のものが挙げられる。

【００４９】

【化１０】

【００５０】［上式中のＲ₃ は、炭素数が１〜２０のア
ルキル基、特に好ましくは炭素数が８〜２０のアルキル
基、Ｒ₄ は炭素数が２〜４のアルキレン基、好ましくは
炭素数が２〜３のアルキレン基、特に好ましくはエチレ
ン基、ｎは１〜３０の整数である。特に好ましくは１〜
１０の整数である］。

【００５１】上記第２の添加剤の添加（合計）量は、ロ
ータリーポンプ油全体の、通常、３重量％以下、好まし
くは０．１〜１．０重量％とする。３．０重量％を越え
ると添加剤の溶解性が悪くなる。

【００５２】なお、本発明のロータリーポンプ油には、
上記の添加剤の他にその性能を向上する任意の添加剤を
使用することができる。その例として、酸化防止剤、摩
耗防止剤、金属不活性化剤、防錆剤、消泡剤が挙げられ
る。

【００５３】

【発明の効果】本発明のロータリーポンプ油は、防錆性
及び離水度がいっそう改善され、ローターや軸に錆を発
生しにくい。そのため、錆に基づく摩耗、ひいては油漏
れが防止でき、ロータリーポンプの性能低下や、その寿
命短縮を引き起こしにくい。

【００５４】

【実施例】実施例１〜１０及び比較例１〜８ 下記の下表に示すように、本発明のロータリーポンプ油
及び比較例としてのロータリーポンプ油（試験油）を調
製した（表中の添加剤量は、全量に占める重量％）。そ
れらの密度（JIS K 2249）、引火点（同 2265 ）、流動
点（同 2269 ）、粘度（同 2283 ）、粘度指数、全酸価
（同 2501 ）、離水度（同 2520 、５４℃、油層(cc)−
水層(cc)−乳化層(cc)（左記になる時間（分））を測定
した。更に防錆試験Ｉ（同 2510 ）と、それより厳しい
防錆試験II（下記）とを実施した。それらの結果も下表
に示す。

【００５５】防錆試験II 試験片（JIS G 3141の鋼板）の表裏を、酸化物を除くた
め２回サンドペーパで研磨後、沸騰メタノールに浸漬し
た後、風乾した。内容積300ml のビーカーに試験油270g
を入れ、鋼板を全面浸漬した。実際のロータリーポンプ
油中に取り込まれた液体をモデルとした標準水（下記組
成）30g を入れ、50℃、スターラーで２時間撹拌した。
その後、50℃で22時間放置後、鋼板を観察し、錆の発生
をチェックした。チェック方法は、JIS K 2246によっ
た。要するに、鋼板にマス目のついたプレート板（透
明）をあて、錆の発生しているマス目を数えた。Ａから
Ｄに向かうにつれて錆の発生が多かったことを示す。

【００５６】標準水 ＣａＳＯ₄ 0.68ｇ ＮａＣｌ 0.1ｇ ＭｇＳＯ₄ 0.5 ｇ Ｈ₂ Ｏ 98.72ｇ

【００５７】

【表１】

【００５８】

【表２】

【００５９】

【表３】

【００６０】表中の記号または略称 Ｓ−ＡＢ：直鎖型アルキルベンゼン（日本石油洗剤
（株）製、アルケン２００Ｐ） Ｈ−ＡＢ：分岐型アルキルベンゼン（日本石油洗剤
（株）製、アルケン１００Ｐ） ＳＯＭ：アルキルジフェニルエーテル（（株）松村石油
研究所製、ネオバックＳＯＭ） ルーカンＨＣ−２０：エチレンプロピレン共重合体（三
井石油化学工業（株）製、ルーカントＨＣ−２０） ルーカンＨＣ−４０：エチレンプロピレン共重合体（三
井石油化学工業（株）製、ルーカントＨＣ−４０） ＰＡＯ（Ｉ）：ポリアルファオレフィン（ライオン製、
リポループ１００） ＰＡＯ（ＩＩ）：ポリアルファオレフィン（モービル石
油製、ＳＨＦ−４０１） ＤＩＤＡ：ジイソデシルアジペート（新日本理化製）

【００６１】

【化１１】

【００６２】添加剤１：ジノニルナフタレンスルホン酸
カルシウム塩（楠本化成製、ナッスル７２９）

【００６３】

【化１２】

【００６４】［上式中、ＲはＣ₉ Ｈ₁₉である］ 添加剤２：アルケニルコハク酸エステル（ルブリゾール
（株）製、ルブリゾール９４１） 添加剤３：アルキルフェノールポリエチレンオキシドエ
ーテル（エチル社製、ＨＩＴＥＣ−Ｅ５３６） 表１の結果から明らかなように、添加剤のないものや、
カルシウムスルホネートの中性塩だけ添加されているも
のよりも、その中性塩に、アルケニルコハク酸モノエス
テル又はアルキルフェノールポリエチレンオキシドエー
テルも添加されている試験油（実施例）はどれも、特
に、離水度に優れると共に、錆止め試験の結果も良好で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｍ 145:26） Ｃ１０Ｎ 10:04 30:00 Ｃ 30:12 40:30

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉱油及び／又は合成油に、カルシウムス
   ルホネート及びバリウムスルホネートの中性塩の少なく
   とも一方からなる第１の添加剤と、アルケニルコハク酸
   モノエステル又はアルキルフェノールポリアルキレンオ
   キシドエーテルの一方からなる第２の添加剤とを添加し
   てなるロータリーポンプ油。