KR102373210B1

KR102373210B1 - 윤활유 기유

Info

Publication number: KR102373210B1
Application number: KR1020187038140A
Authority: KR
Inventors: 슌스케 몬지야마; 스케 몬지야마; 히데키 가와모토
Original assignee: 니치유 가부시키가이샤
Priority date: 2016-06-14
Filing date: 2017-06-07
Publication date: 2022-03-10
Also published as: EP3470498A4; SG11201810717XA; WO2017217297A1; KR20190018449A; EP3470498A1; CN109312245B; US20190241823A1; PH12018502616A1; PH12018502616B1; US10711217B2; CN109312245A; JPWO2017217297A1; EP3470498B1; JP6970387B2

Abstract

(과제) 생분해성이 우수함과 함께, 우수한 윤활성 (내마모성) 을 갖고, 나아가 해수에 대한 우수한 녹 방지성을 갖는 윤활유 기유를 제공한다.
(해결 수단) 윤활유 기유를 구성하는 에스테르는, (A) 펜타에리트리톨 유래의 구성 성분의 몰 백분율 A_mol％ 가 20 ∼ 30 몰％ 이고, (B) 탄소수 14 ∼ 22 의 직사슬 지방산 유래의 구성 성분의 몰 백분율 B_mol％ 가 55 ∼ 79 몰％ 이고, (C) 아디프산 유래의 구성 성분의 몰 백분율 C_mol％ 가 1 ∼ 15 몰％ 이고, (B) 탄소수 14 ∼ 22 의 직사슬 지방산 유래의 구성 성분과 (C) 아디프산 유래의 구성 성분의 몰비 (C_mol/B_mol) 가 0.02 ∼ 0.25 이며, 또한 수산기가가 10 ∼ 100 mgKOH/g 이다.

Description

윤활유 기유

본 발명은 윤활유 기유에 관한 것으로, 상세하게는, 생분해성이 우수함과 함께, 우수한 윤활성 (내마모성) 을 갖고, 나아가 해수에 대한 매우 우수한 녹 방지성을 갖는 윤활유 기유에 관한 것으로, 베어링유, 작동유, 기어유 등에 바람직하게 사용할 수 있고, 특히 해양역에 있어서 사용하는 선미관 베어링유 등에 바람직하게 사용할 수 있다.

최근, 환경 보호에 대한 새로운 대처가 세계적으로 중요한 사명으로 되어 있다. 윤활유에 있어서도 예외는 아니고, 환경 부하를 저감시킬 수 있는 윤활유가 이전보다 더 요구되고 있다. 환경 부하를 저감시킬 수 있는 윤활유로서, 만일 누설된 경우라도 자연계에서 분해되기 쉬워 생태계에 대한 영향이 적은 생분해성 윤활유가 주목받고 있다.

생분해성 윤활유 중 대부분은 하천·해양에 대한 누설시의 대책으로서 사용되고 있고, 일부 지역에 있어서는 사용이 의무화되어 있는 지역이나 용도도 있다. 예를 들어, 유럽 각국 등에서는, 호소 (湖沼) 지역에서 사용하는 선외기용 2 사이클 엔진 오일, 음료수 채취 하천 부근에서 사용하는 건설 기계용 유압 작동유 등에 있어서 생분해성 윤활유의 사용이 의무화되어 있다. 미국에서는 접수부 (接水部) 에 사용하는 선박용 윤활유 등에 있어서 생분해성 윤활유의 사용이 의무화되어 있다.

상기 생분해성 윤활유에 대해서는, 지금까지 다양하게 검토되어 왔다. 예를 들어 특허문헌 1 에는, 폴리부텐, 폴리올에스테르, 파라핀계 탄화수소 용제, 무회 (無灰) 청정제로 이루어지는 생분해성이 우수한 2 사이클 엔진유가 개시되어 있다. 특허문헌 2 에는, 다가 알코올과 직사슬 포화 지방산과 직사슬 포화 폴리카르복실산의 컴플렉스 에스테르, 산화 방지제, 내하중 첨가제로 이루어지는 생분해성, 산화 안정성, 내마모성, 저온 유동성이 우수한 유압 작동유가 개시되어 있다. 특허문헌 3 에는, 수용성 (폴리)알킬렌글리콜, 수용성 증점제, 수용성 방청제로 이루어지는, 해수와의 상용성, 윤활성, 생분해성이 우수한 선미관 베어링유가 개시되어 있다.

한편, 생분해성 윤활유는, 상기 서술한 바와 같이, 하천·해양 등 수변 부근에서 사용하는 경우가 매우 많은 윤활유이다. 이 때문에, 윤활유 중에 물이 혼입될 기회도 많아, 금속 부식에 관해서는 충분히 배려할 필요가 있다. 특히 해수에 있어서는 금속 부식이 일어나기 쉬워, 선박이나 해상 풍차, 해류 발전기 등에 사용되는, 해수가 혼입될 가능성이 있는 윤활유에는 보다 더 배려가 필요하다. 이들 용도 중에서도, 선박용 윤활유에 있어서의 선미관 베어링유 등에 있어서는, 해수에 대한 매우 높은 녹 방지 성능이 특히 요구되고 있었다.

일본 공개특허공보 2000-063875 일본 공개특허공보 2015-147859 일본 공개특허공보 2006-265345

본 발명의 과제는, 생분해성이 우수함과 함께, 우수한 윤활성 (내마모성) 을 갖고, 나아가 해수에 대한 우수한 녹 방지성을 갖는 윤활유 기유를 제공하는 것이다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 실시한 결과, 펜타에리트리톨과 특정 직사슬 지방산 및 아디프산의 특정 에스테르 화합물이, 양호한 생분해성에 추가로, 우수한 윤활성 (내마모성) 및 우수한 녹 방지성을 갖는 것을 알아냈다.

즉, 본 발명은 이하의 것이다.

(A) 펜타에리트리톨 유래의 구성 성분의 몰 백분율 A_mol％ 가 20 ∼ 30 몰％ 이고, (B) 탄소수 14 ∼ 22 의 직사슬 지방산 유래의 구성 성분의 몰 백분율 B_mol％ 가 55 ∼ 79 몰％ 이고, (C) 아디프산 유래의 구성 성분의 몰 백분율 C_mol％ 가 1 ∼ 15 몰％ 인 에스테르로서, (B) 탄소수 14 ∼ 22 의 직사슬 지방산 유래의 구성 성분과 (C) 아디프산 유래의 구성 성분의 몰비 (C_mol/B_mol) 가 0.02 ∼ 0.25 이며, 또한 수산기가가 10 ∼ 100 mgKOH/g 인 에스테르로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 윤활유 기유.

본 발명의 윤활유 기유는, 생분해성이 우수함과 함께, 우수한 윤활성 (내마모성) 을 갖고, 나아가 해수에 대한 우수한 녹 방지성을 갖기 때문에, 베어링유, 작동유, 기어유 등에 바람직하게 사용할 수 있고, 특히 해양역에 있어서 사용하는 선미관 베어링유 등에 바람직하게 사용할 수 있다.

이하, 본 발명의 윤활유 기유에 대해 설명한다. 또한, 본 명세서에 있어서 기호 「∼」를 사용하여 규정된 수치 범위는 「∼」의 양단 (상한 및 하한) 의 수치를 포함하는 것으로 한다. 예를 들어 「2 ∼ 5」는 2 이상, 5 이하를 나타낸다.

본 발명의 윤활유 기유는, (A) 펜타에리트리톨, (B) 탄소수 14 ∼ 22 의 직사슬 지방산 및 (C) 아디프산의 에스테르이다.

본 발명의 에스테르의 원료로는, 펜타에리트리톨을 사용한다. 펜타에리트리톨은, 네오펜틸 골격을 갖는 네오펜틸폴리올이기 때문에, 산화 안정성이나 내열성이 우수하다. 그 밖의 네오펜틸폴리올로서, 네오펜틸글리콜, 트리메틸올프로판, 디펜타에리트리톨을 들 수 있다. 그러나, 네오펜틸글리콜, 트리메틸올프로판을 원료로 한 경우, 얻어지는 에스테르의 녹 방지성이 불충분해질 우려가 있고, 디펜타에리트리톨을 원료로 한 경우, 내열성이 불충분해질 우려가 있다. 이 때문에, 본 발명에서 사용하는 네오펜틸폴리올은 펜타에리트리톨이 바람직하다.

본 발명에 있어서 사용하는 탄소수 14 ∼ 22 의 직사슬 지방산이란, 탄소수 14 ∼ 22 의 직사슬 포화 지방산, 탄소수 14 ∼ 22 의 직사슬 불포화 지방산 혹은 그것들의 혼합 지방산이다. 탄소수 14 ∼ 22 의 직사슬 포화 지방산이란, 예를 들어, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 아라키드산, 베헨산이다. 탄소수 14 ∼ 22 의 직사슬 불포화 지방산이란, 예를 들어, 미리스트올레산, 팔미톨레산, 올레산, 리놀레산, 리놀렌산, 에루크산이다. 상기 직사슬 포화 지방산 및 직사슬 불포화 지방산에 있어서는, 바람직하게는 팔미톨레산, 올레산, 리놀레산, 리놀렌산, 에루크산이고, 특히 바람직하게는 올레산, 리놀레산, 리놀렌산이며, 더욱 바람직하게는 올레산이다. 탄소수가 14 보다 적은 경우, 윤활성 (내마모성) 이 저하될 우려가 있다. 한편, 탄소수가 22 보다 많은 경우, 고점도에 수반되는 윤활유 자체의 내부 저항으로 인한 에너지 손실이 초래할 연비 악화의 우려나, 생성되는 에스테르가 고체가 되어, 윤활유로서 사용할 수 없을 우려가 있다.

탄소수 14 ∼ 22 의 직사슬 포화 지방산과 직사슬 불포화 지방산의 혼합 지방산에 있어서는, 직사슬 불포화 지방산 함유량이 60 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 65 질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하며, 70 질량％ 이상인 것이 특히 바람직하다.

본 발명에 있어서의 에스테르의 원료에는, 이염기산으로서 아디프산을 사용한다. 아디프산보다 탄소수가 적은 숙신산 등을 사용하면, 각종 첨가제를 첨가하였을 때에 효과가 잘 나타나지 않기 때문에, 윤활유 기유로는 적합하지 않은 경우가 있다. 한편, 아디프산보다 탄소수가 많은 세바크산이나 불포화 결합을 포함하는 말레산 등을 사용하면, 산화 안정성이나 내열성이 악화될 우려가 있다. 이 때문에, 본 발명에 사용하는 이염기산은 아디프산이 바람직하다.

본 발명의 윤활유 기유를 구성하는 에스테르는, (A) 펜타에리트리톨 유래의 구성 성분의 몰 백분율 A_mol％ 가 20 ∼ 30 몰％ 이고, (B) 탄소수 14 ∼ 22 의 직사슬 지방산 유래의 구성 성분의 몰 백분율 B_mol％ 가 55 ∼ 79 몰％ 이고, (C) 아디프산 유래의 구성 성분의 몰 백분율 C_mol％ 가 1 ∼ 15 몰％ 인 에스테르로서, (B) 탄소수 14 ∼ 22 의 직사슬 지방산 유래의 구성 성분에 대한 (C) 아디프산 유래의 구성 성분의 몰비 (C_mol/B_mol) 가 0.02 ∼ 0.25 이다.

A_mol％, B_mol％, C_mol％, (C_mol/B_mol) 은, 에스테르 화합물을 ¹HNMR 에 의해 분석하여, 각 원료 유래의 구성 성분의 몰량을 구한 후에, 산출한 값이다.

이하에 ¹HNMR 의 측정 조건을 나타낸다.

＜측정 조건＞

·분석 기기：¹HNMR

·용매：중클로로포름

상기 측정 조건에서 얻어진 에스테르의 ¹HNMR 차트를 해석함으로써, 몰량을 구할 수 있다.

구체적으로는, 이하의 4 개의 피크를 사용한다.

·피크 (I)：3.40 ∼ 3.70 ppm ＝ (A) 펜타에리트리톨의 미반응 하이드록실기의 α 위치의 수소

·피크 (II)：4.00 ∼ 4.20 ppm ＝ (A) 펜타에리트리톨의 반응이 완료된 하이드록실기의 α 위치의 수소 {피크 (I) 과 피크 (II) 를 합하여 8 개}

·피크 (III)：0.85 ∼ 0.90 ppm ＝ (B) 탄소수 14 ∼ 22 의 직사슬 지방산의 말단의 탄소에 결합한 수소 (3 개)

·피크 (IV)：2.25 ∼ 2.35 ppm ＝ (C) 아디프산의 카르보닐기의 α 위치의 수소 (4 개) 및 (B) 탄소수 14 ∼ 22 의 직사슬 지방산의 카르보닐기의 α 위치의 수소 (2 개)

상기 4 개의 피크의 적분치를 이하와 같이 계산하고, 각 원료 유래의 각 구성 성분의 몰량 A_mol, B_mol, C_mol 로 한다.

A_mol ＝ {피크 (I) 의 적분치 ＋ 피크 (II) 의 적분치}/8

B_mol ＝ 피크 (III) 의 적분치/3

C_mol ＝ {피크 (IV) 의 적분치 － (B_mol × 2)}/4

상기에서 얻어진, A_mol, B_mol, C_mol 로부터 A_mol％, B_mol％, C_mol％ 를 이하와 같이 산출한다.

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)

또, 상기의 B_mol, C_mol 로부터, 각 구성 성분의 몰비를 이하와 같이 하여 산출할 수 있다.

(B) 탄소수 14 ∼ 22 의 직사슬 지방산 유래의 구성 성분과 (C) 아디프산 유래의 구성 성분의 몰비 ＝ C_mol/B_mol

(A) 펜타에리트리톨 유래의 구성 성분과 (C) 아디프산 유래의 구성 성분의 몰비 ＝ C_mol/A_mol

(A) 펜타에리트리톨 유래의 구성 성분과 (B) 탄소수 14 ∼ 22 의 직사슬 지방산 유래의 구성 성분의 몰비 ＝ B_mol/A_mol

본 발명에 있어서의 에스테르는, A_mol％ : B_mol％ : C_mol％＝ 20 ∼ 30 몰％ : 55 ∼ 79 몰％ : 1 ∼ 15 몰％ 이다. 상기 범위로부터 벗어나는 경우, 녹 방지성의 저하, 고점도에 수반되는 윤활유 자체의 내부 저항으로 인한 에너지 손실이 초래하는 연비 악화, 생분해성의 악화, 윤활성 (내마모성) 의 악화 등의 우려가 있다. 이러한 관점에서는, A_mol％ 는 21 ∼ 27 몰％ 가 바람직하고, 22 ∼ 25 몰％ 가 더욱 바람직하다. 또, B_mol％ 는 60 ∼ 79 몰％ 가 바람직하고, 70 ∼ 75 몰％ 가 더욱 바람직하다. 또, C_mol％ 는 2 ∼ 10 몰％ 가 바람직하고, 3 ∼ 6 몰％ 가 더욱 바람직하다.

또, 본 발명에 있어서의 에스테르는, C_mol/B_mol 이 0.02 ∼ 0.25 이다. C_mol/B_mol 이 0.02 미만인 경우, 녹 방지성이 나빠지는 경우가 있다. 한편, C_mol/B_mol 이 0.25 를 초과하는 경우, 고점도에 수반되는 윤활유 자체의 내부 저항으로 인한 에너지 손실이 커져, 연비의 악화로 이어질 우려나, 생분해성이 악화될 우려가 있다. C_mol/B_mol 은, 보다 바람직하게는 0.03 ∼ 0.20 이고, 더욱 바람직하게는 0.05 ∼ 0.10 이다.

본 발명에 있어서의 C_mol/A_mol 은 0.05 ∼ 0.55 가 바람직하다. C_mol/A_mol 을 0.05 이상으로 함으로써, 녹 방지성을 더욱 개선할 수 있다. 또 C_mol/A_mol 을 0.55 이하로 함으로써, 고점도에 수반되는 윤활유 자체의 내부 저항으로 인한 에너지 손실을 방지할 수 있어, 연비의 악화나 생분해성의 악화를 억제할 수 있다. 이 관점에서는, C_mol/A_mol 을 0.10 ∼ 0.40 으로 하는 것이 바람직하고, 0.15 ∼ 0.30 으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 있어서의 B_mol/A_mol 은 2.0 ∼ 4.0 이 바람직하다. B_mol/A_mol 을 2.0 이상으로 함으로써, 고점도에 수반되는 윤활유 자체의 내부 저항으로 인한 에너지 손실을 억제할 수 있고, 또 내부 저항으로 인한 연비의 저하나 생분해성의 저하를 억제할 수 있다. B_mol/A_mol 을 4.0 이하로 함으로써, 녹 방지성을 더욱 개선할 수 있다. 이러한 관점에서는, B_mol/A_mol 을 2.3 ∼ 3.8 로 하는 것이 바람직하고, 2.5 ∼ 3.5 로 하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 있어서의 에스테르는, 수산기가가 10 ∼ 100 mgKOH/g 이다. 이 에스테르의 수산기가가 10 mgKOH/g 미만인 경우, 녹 방지성이 나빠지는 경우가 있다. 한편, 에스테르의 수산기가가 100 mgKOH/g 을 초과하는 경우, 윤활성 (내마모성) 이나 산화 안정성이 악화될 우려가 있다. 이러한 관점에서는, 본 발명의 에스테르의 수산기가는, 보다 바람직하게는 15 ∼ 75 mgKOH/g 이하이고, 더욱 바람직하게는 20 ∼ 60 mgKOH/g 이하이다.

본 발명의 에스테르는, 40 ℃ 에 있어서의 동점도가 60 ∼ 300 인 것이 바람직하다. 에스테르의 40 ℃ 에 있어서의 동점도를 60 이상으로 함으로써, 윤활성 (내마모성) 이 더욱 개선된다. 또, 에스테르의 40 ℃ 에 있어서의 동점도를 300 이하로 함으로써, 고점도에 수반되는 윤활유 자체의 내부 저항으로 인한 에너지 손실을 저감시킬 수 있어, 연비의 저하를 억제할 수 있다. 이러한 관점에서는, 에스테르의 40 ℃ 에 있어서의 동점도는, 보다 바람직하게는 70 ∼ 200 이고, 더욱 바람직하게는 75 ∼ 150 이다.

본 발명의 에스테르는, 산가가 10.0 mgKOH/g 이하인 것이 바람직하다. 에스테르의 산가를 10.0 mgKOH/g 이하로 함으로써, 윤활성 (내마모성) 이나 산화 안정성의 저하를 억제할 수 있다. 이 관점에서는, 에스테르의 산가는, 보다 바람직하게는 5.0 mgKOH/g 이하이고, 더욱 바람직하게는 3.0 mgKOH/g 이하이다.

본 발명에 관련되는 윤활유 기유는, 생분해성이 우수한 것으로, OECD301A, B, C, D, E, F 의 어느 것에 따라 생분해성 시험을 실시하였을 때, 생분해성이 60 ％ 이상인 것이 바람직하다.

본 발명의 윤활유에는, 상기 에스테르에 관련되는 윤활유 기유 외에, 그 성능을 더욱 높이기 위해, 필요에 따라 종래부터 공지된 윤활유 첨가제를 함유할 수 있다. 첨가제로는, 산화 방지제, 마모 방지제, 금속 불활성화제, 소포제 등을, 본 발명의 목적이 저해되지 않는 범위 내의 양으로, 원하는 바에 따라 상기 에스테르와 적절히 혼합함으로써 조정해도 된다. 이들 첨가제는, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.

상기 산화 방지제로는, 페놀계 산화 방지제, 아민계 산화 방지제, 황계 산화 방지제 등을 들 수 있다.

페놀계 산화 방지제로는, 예를 들어, 2,6-디-t-부틸파라크레졸, 4,4'-메틸렌비스(2,6-디-t-부틸페놀), 4,4'-티오비스(2-메틸-6-t-부틸페놀), 4,4'-비스(2,6-디-t-부틸페놀) 등을 들 수 있다.

아민계 산화 방지제로는, 예를 들어, 페닐-α-나프틸아민, 페닐-β-나프틸아민, 알킬페닐-α-나프틸아민, 알킬페닐-β-나프틸아민, 비스(알킬페닐)아민, 페노티아진, 모노옥틸디페닐아민 등을 들 수 있다. 또한 아민계 산화 방지제에 포함되는 것 중, 일부는 퀴놀린계 산화 방지제로 분류를 할 수 있다. 퀴놀린계 산화 방지제로는, 예를 들어, 2,2,4-트리메틸-1,2-디히드로퀴놀린 또는 그 중합물, 6-메톡시-2,2,4-트리메틸-1,2-디히드로퀴놀린 또는 그 중합물, 및 6-에톡시-2,2,4-트리메틸-1,2-디히드로퀴놀린 또는 그 중합물을 들 수 있다.

황계 산화 방지제로는, 예를 들어, 알킬디술파이드, 벤조티아졸 등을 들 수 있다.

상기 산화 방지제 중에서도 특히 아민계의 산화 방지제가 바람직하고, 보다 바람직하게는 비스(알킬페닐)아민 및 퀴놀린계 산화 방지제, 더욱 바람직하게는 4,4'-비스(α,α-디메틸벤질)디페닐아민 및 2,2,4-트리메틸-1,2-디히드로퀴놀린 또는 그 중합물이다.

이들 산화 방지제는, 각각 단독으로 또는 2 종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 2 종류 이상의 산화 방지제를 혼합하여 사용하는 경우, 아민계 산화 방지제와 페놀계 산화 방지제의 병용이 바람직하다.

상기 마모 방지제로는, 예를 들어, 황화올레핀, 황화 유지, 술파이드, 인산에스테르, 아인산에스테르, 티오인산에스테르, 인산에스테르아민염, 디알킬디티오인산아연, 디알킬폴리술파이드 등을 들 수 있다. 이들 마모 방지제는, 각각 단독으로 또는 2 종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 금속 불활성제로는, 예를 들어, 벤조트리아졸 또는 그 유도체, 알케닐숙신산에스테르 등을 들 수 있다. 이들 금속 불활성제는, 각각 단독으로 또는 2 종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 소포제로는, 실리콘계 화합물 등을 들 수 있다.

각 첨가제의 배합, 혼합, 첨가 방법으로는, 특별히 제한되지 않고, 다양한 방법을 채용할 수 있다. 배합, 혼합, 첨가의 순서에 대해서도 특별히 제한되지 않고, 다양한 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 기유인 에스테르에 직접 각종 첨가제를 첨가하고, 가열하여 혼합하는 방법이나, 미리 첨가제의 고농도 용액을 조제하고, 이것들과 기유를 혼합하는 방법 등을 이용해도 된다.

실시예

(실시예 1)

〔펜타에리트리톨/아디프산/탄소수 14 ∼ 22 의 직사슬 지방산 ＝ 1/0.21/3.12 (몰비) 의 에스테르 합성〕

온도계, 질소 도입관, 교반기 및 냉각관을 장착한 3 ℓ 의 4 구 플라스크에, 펜타에리트리톨을 400 g (2.94 mol), 아디프산을 93 g (0.63 mol), 직사슬 지방산 (미리스트산：2.0 질량％, 미리스트올레산：1.4 질량％, 펜타데센산：0.2 질량％, 팔미트산：4.2 질량％, 팔미톨레산：7.0 질량％, 헵타데센산：1.6 질량％, 스테아르산：1.2 질량％, 올레산：73.8 질량％, 리놀레산：6.7 질량％, 리놀렌산：1.8 질량％, 아라키드산：0.1 질량％) 을 2519 g (9.05 mol) 주입하고, 질소 기류하, 240 ℃ 에서 반응수를 증류 제거하면서 상압에서 반응시켰다. 반응물을 냉각 후, 반응물에 대해 0.5 질량％ 의 활성 백토를 첨가하여 흡착을 실시하고, 여과하여 흡착제를 제거함으로써 원하는 에스테르를 얻었다.

(실시예 2 ∼ 7)

실시예 1 과 동일하게 하여, 표 1 에 나타내는 실시예 2 ∼ 7 의 각종 에스테르를 얻었다.

(비교예 1 ∼ 4)

실시예 1 과 동일하게 하여, 표 2 에 나타내는 비교예 1 ∼ 4 의 각종 에스테르를 얻었다.

(비교예 5)

펜타에리트리톨 대신에 트리메틸올프로판을 원료로 하고, 실험 순서에 있어서는 실시예 1 과 동일하게 하여, 표 2 에 나타내는 비교예 5 의 에스테르를 얻었다.

(비교예 6)

실시예 1 에서 사용한 직사슬 지방산 대신에, 카프릴산 (탄소수 8 의 직사슬 포화 지방산)：55 질량％ 와 카프로산 (탄소수 10 의 직사슬 포화 지방산)：45 질량％ 의 혼합물을 사용하고, 실험 순서에 있어서는 실시예 1 과 동일하게 하여, 표 2 에 나타내는 비교예 6 의 에스테르를 얻었다.

상기에서 합성한 각 에스테르에 대해, 이하의 시험을 실시하였다. 각 에스테르의 측정 결과를 표 1, 표 2 에 나타낸다.

(에스테르의 조성)

얻어진 에스테르에 대해, 전술한 바와 같이 ¹HNMR 측정을 실시하고, A_mol％, B_mol％, C_mol％, (C_mol/B_mol), (C_mol _/A_mol), (B_mol/A_mol) 을 산출하였다.

(점도 및 점도 지수)

일본 공업 규격 JIS K 2283 에 따라, 측정하였다.

(인화점)

일본 공업 규격 JIS K2565 에 따라, 클리블랜드 개방식으로 인화점을 측정하였다. 본 시험에서의 인화점이 높을수록, 난연성이 우수하다.

(산가 및 수산기가)

일본 공업 규격 JIS K0070 에 따라, 측정하였다.

(생분해성 시험)

OECD301C 에 따라, 생분해성 시험을 실시하였다. 또한, 공익재단법인 일본환경협회 에코 마크 사무국에서는, 본 시험에서의 생분해성이 60 ％ 이상에서 생분해성 윤활유로서의 기준을 만족시키고 있다. 본 시험에서는 생분해성이 70 ％ 이상인 것을 ◎ 로 하고, 60 ％ 이상 70 ％ 미만인 것을 ○ 로 하며, 60 ％ 미만인 것을 × 로 하였다.

(쉘 4 구 마모 시험)

고속 쉘 4 구 시험기에 있어서, ASTM D4172 에 준하여, 마모흔 직경 (㎛) 을 측정하였다. 마모흔 직경 (㎛) 이 작을수록, 내마모성이 우수한 것을 나타낸다.

(녹 방지성 시험)

본 시험에서는, 일본 공업 규격 JIS K2510 의 윤활유 녹 방지 성능 시험 (인공 해수 24 시간) 보다 엄격한 조건에서 시험을 실시하였다. 본 시험에서는, 10 중량％ 의 해수를 첨가한 혼합액 (60 ℃) 에, 연마 세정한 봉강 (S20C) 을 침지하고, 1 주일, 2 주일, 1 개월 후의 녹의 발생 상태를 관찰하였다. 또한, 침지 중에는 혼합액을 계속 교반하였다. 본 시험에서는 녹이 발생하지 않았던 것을○, 녹이 발생한 것을 × 로 하였다.

표 1 의 결과로부터, 본 발명의 요건을 만족하는 실시예 1 ∼ 7 의 에스테르로 이루어지는 윤활유 기유는, 녹 방지성, 윤활성 (내마모성), 생분해성 모두 우수한 것을 알 수 있다.

표 2 의 결과로부터, 비교예 1 의 에스테르는, C_mol％ 가 낮아, (C_mol/B_mol) 이 낮기 때문에, 녹 방지성이 열등하였다.

비교예 2 의 에스테르는, C_mol％ 가 높아, (C_mol/B_mol) 이 높기 때문에, 생분해성이 열등하였다.

비교예 3 의 에스테르는, A_mol％ 가 높고, 또 수산기가가 높기 때문에, 윤활성 (내마모성) 이 낮았다.

비교예 4 의 에스테르는, A_mol％ 가 낮고, B_mol％ 가 높고, 또 수산기가가 낮기 때문에, 녹 방지성이 열등하였다.

비교예 5 의 에스테르는, 펜타에리트리톨을 사용하지 않고, 그 대신에 트리메틸올프로판을 원료로서 사용하고 있기 때문에, 녹 방지성이 열등하였다.

비교예 6 의 에스테르는, 직사슬 지방산에 탄소수가 14 보다 적은 직사슬 지방산을 원료로서 사용하고 있기 때문에, 윤활성 (내마모성) 이 열등하였다. 또, 녹 방지성도 열등하였다.

산업상 이용가능성

본 발명의 윤활유 기유는, 생분해성이 우수함과 함께, 우수한 녹 방지성 및 우수한 윤활성을 갖는다. 이 때문에, 작동유, 기어유, 베어링유 등에 바람직하게 사용할 수 있고, 특히 해양역에 있어서 사용하는 선미관 베어링유 등에 바람직하게 사용할 수 있다.

Claims

(A) 펜타에리트리톨 유래의 구성 성분의 몰 백분율 A_mol％ 가 20 ∼ 30 몰％ 이고, (B) 탄소수 14 ∼ 22 의 직사슬 지방산 유래의 구성 성분의 몰 백분율 B_mol％ 가 55 ∼ 79 몰％ 이고, (C) 아디프산 유래의 구성 성분의 몰 백분율 C_mol％ 가 1 ∼ 15 몰％ 인 에스테르로서,
(B) 탄소수 14 ∼ 22 의 직사슬 지방산 유래의 구성 성분과 (C) 아디프산 유래의 구성 성분의 몰비 (C_mol/B_mol) 가 0.02 ∼ 0.25 이며, (A) 펜타에리트리톨 유래의 구성 성분과 (C) 아디프산 유래의 구성 성분의 몰비 (C_mol/A_mol) 가 0.05 ∼ 0.55 이고, 수산기가가 10 ∼ 100 mgKOH/g 이고, 또한 산가가 5.0 mgKOH/g 이하인 에스테르로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 윤활유 기유.