KR102604851B1 - 글리세라이드를 함유하는 윤활 혼합물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 천연 기원의 글리세라이드와 지방산 알킬 에스테르를 함유하는 윤활 혼합물에 관한 것이다. 글리세라이드는 혼합물에서 ≥ 10%의 질량 분율을 형성하는 적어도 부분적으로 모노 및/또는 디글리세라이드이다. > 10℃ 내지 적어도 15℃의 온도 범위에서, 혼합물은 일정한 분율의 글리세라이드 및/또는 지방산 알킬 에스테르로부터 형성되는 1 부피%의 고체 분율을 갖는 액체 상을 갖는다. 혼합물은 전체적으로 재생 가능한 원료로부터 형성되고, 높은 점도 지수를 지니며, 기어장치, 전기 모터 또는 내연기관에서 사용하기 위한 윤활제로서 특히 적합하다.

Description

글리세라이드를 함유하는 윤활 혼합물
본 발명은 적어도 ≥ 50%의 질량 분율의 천연 기원의 글리세라이드와 일정한 분율의 지방산 알킬 에스테르를 함유하며 기어장치(gearing), 전기 모터 또는 내연기관에 사용하기에 특히 적합한 윤활 혼합물에 관한 것이다.
미네랄 오일(mineral oil), 합성 오일, 식물성 오일 또는 물을 포함하며 윤활 성질을 개선시키기 위해서 일반적으로 첨가제가 첨가되는 윤활 액체가 산업 분야에서 공지되어 있다. 그러한 액체의 기능은 부품의 표면 상에 액체 필름을 생성시켜서 서로에 대해서 이동하는 부품들 사이의 마찰 손실을 감소시키고 마모를 최소화하는 것으로 이루어진다. 예를 들어, 오일과 같은 확립된 원료에 추가로, 천연 원료가 점증적으로 사용되고 있으며, 이는 많은 경우에 개질되고/거나(예, DE202009018507U1에서의 셀룰로오스), 윤활제로서 사용되기 전에 활성화된다. 윤활 분야에서의 기어 또는 엔진 오일에 대해서는 매우 높은 요건이 특별히 부과되는데, 그 이유는 이들이 장기간에 걸쳐서 화학적으로 안정해야 하고, 많은 경우에, 윤활 성질에 영향을 줄 수 있는 높은 온도 변동에 노출되기 때문이다. 많은 경우에, 이들 높은 요건은 합성 또는 천연 그리스(grease) 및 오일 어느 것에 의해서도 충족될 수 없다.
윤활 오일의 동적 점도(kinematic viscosity)의 온도 의존성을 설명하는 소위 점도 지수는 윤활제의 온도 의존성을 분석하기 위해서 규정되었다. 낮은 점도 지수를 갖는 오일은 높은 점도 지수를 지니는 것보다 더 강한 온도-의존성 점도 변화를 나타낸다. 높은 점도 지수를 갖는 오일이 윤활제 적용에 특히 바람직하다.
낮은 온도에서의 증가된 점도의 단점은 DE 102010009030A1에서 예를 들어 상세히 논의되어 있다. 이에 따르면, 많은 경우에, 작동 온도에 비해서 낮은 주위 온도에서의 기어 오일은 상당히 증가된 점도를 가지며, 이러한 증가된 점도는 자동차를 시동시킨 후에 기어장치에서 생성되는 마찰열에 기인하여 단지 서서히 저하되고, 이는 동력 손실을 초래한다. 이러한 단점을 회피하기 위해서, DE 102010009030A1는 윤활제의 점도를 적용 동안 대체로 일정하게 유지시키기 위해서 자동차의 기어장치가 예열되는 방법을 기재하고 있다. 그러나 이러한 해결 방법은 높은 비용과 연관된다.
기어장치 또는 모터에서의 기술적 적용에서, 오일-기반 탄화수소가 베이스 매질(base medium)로서 일반적으로 사용되고, 그러한 베이스 매질은 환경을 손상시키고, 이의 사용은 건강 위험과 연관되어 있다. 식물성 오일은 오일-기반 제품의 환경 친화적인 대안이고, 재생 가능한 천연 공급원을 기반으로 한다. 그러나 윤활제로서의 식물성 오일의 사용은 저온에서 고형화되는 일부 오일의 성질로 인해서, 저점도 지수의 결과로서, 및 빈번하게 부족한 산화 안정성 때문에 제한된다.
점도 성질을 개선시키기 위해서, EP2350240A1는 기어 오일 또는 유압 액체로서의 높은 분율의 불포화 지방산을 함유한 식물성 오일의 사용을 기재하고 있으며, 여기에서, 오일은 200 또는 그 초과의 천연 점도 지수(VI), 80% 초과의 모노-불포화 지방산의 분율, 최대 1-10%의 이중 불포화 지방산 분율 및 1% 미만의 삼중 불포화 지방산의 분율을 지닌다. 이러한 경우에, 식물성 오일의 일부가 식물성 오일의 불포화 에스테르의 형태로 사용될 수 있다. 설명에서, 기어 오일 또는 유압 오일은 더 우수하게 펌핑 가능하게 하기 위해서 저온(<40℃)에서 얇은 액체이어야 하고, 이는 높은 분율의 불포화 지방산을 함유하는 평지씨 또는 해바라기 오일과 같은 식물성 오일을 사용함으로써 달성된다. 윤활 매질 중의 고체 상의 출현은 설명에 따라서 절대적으로 회피되어야 한다.
산업용 오일은 또한 식물성 지방산 알킬 사슬에 존재하는 불포화 지방산과 일반적으로 관련되는 높은 산화 안정성을 지닌다. 식물성 오일의 산소와의 반응은 지방산 알킬 사슬의 중합 및 가교, 및 감소된 산화 안정성을 초래할 수 있다. 포화 탄화수소를 기반으로 하는 오일은 불포화 지방산을 함유하지 않거나 단지 작은 분율의 불포화 지방산을 함유하고, 그에 따라서, 높은 산화 안정성을 지닌다. DE60031505T2는 산화 안정성을 증가시키고, 식물성 오일의 윤활 특성을 개선시키기 위한 방법을 기재하고 있다. 이러한 경우에, 식물성 오일은 단쇄 지방산 에스테르와 에스테르 교환반응을 하고, 휘발성 성분이 에스테르 교환반응 후에 분리된다. 식물성 오일은 적어도 50%의 모노불포화 지방산의 함량을 가질 수 있고, 예를 들어, 옥수수 오일, 평지씨 오일, 소야 오일(soya oil), 및 해바라기 오일로 이루어진 군으로부터 선택된다. 단쇄 지방산 에스테르는 포화될 수 있으며 4 내지 10개의 탄소 원자 길이이다. 상이한 합성 성분과의 이러한 유형의 에스테르 교환반응은 고가의 과정이고, 그에 따라서, 경제적인 단점과 연관되어 있다.
미네랄-오일 기반 유압 오일이 공지되어 있다. 이들은 일반적으로는 약 100의 점도 지수를 갖는다. 첨가제가 미네랄 오일에 첨가되어 부식 보호를 확보하고 이의 노화 내성을 증가시킨다. 또한, 점도 지수 개선제가 첨가된다. 이들은 장쇄 합성 탄화수소 화합물로서 이해되어야 하고, 이러한 화합물은 차가운 오일에 균일하게 분배되어 존재하고, 단지 약간의 점도-증가 효과를 가지지만, 더 높은 작동 온도에서는 전개되며 오일 중에 용해된 이들의 용적을 증가시킨다. 오일이 그 결과 걸쭉해지고 점도 지수가 증가한다. 그러나 이들 점도 지수 개선제는 장쇄 탄화수소 화합물이 하중하에 더 작은 단편으로 분해되고, 그 결과, 이들의 본래의 증점 효과가 부분적으로 유의하게 변화되는 단점을 지닌다. 이러한 효과는 또한 영구적인 전단 손실로서 공지되어 있다.
US4783274A는 지방산의 트리글리세라이드를 기반으로 하는 유압 매질을 기재하고 있다. 이러한 윤활 매질에 사용되는 트리글리세라이드는 50 내지 100의 요오드가를 지녀야 한다. 이는 땅콩, 올리브, 해바라기, 옥수수 및 평지씨 오일과 같은 비-건조 및 반-건조 트리글리세라이드를 포함한다. 이들 오일은, 올리브 오일의 경우에는 -5℃이기는 하지만, 약 5℃의 클라우드 포인트(cloud point)를 갖는다. 따라서, US4783274A에 기재된 식물성-오일-기반 윤활 매질은 10℃ 초과의 온도에서 고체 분율을 가지지 않는다.
DE20305164U1는 지방산 에스테르를 기반으로 하는 윤활제를 기재하고 있다. 이러한 목적을 위해서, 식물성 또는 동물성 지방이 3 내지 6개의 C 원자의 사슬 길이를 갖는 일가 알코올과 에스테르 교환반응된다. 이러한 에스테르 교환반응 과정 동안에, 글리세린이 부산물로서 생산되고 분리되는데, 그 이유는 그것이 지방산 알킬 에스테르에 불용성이기 때문이다. 따라서, DE20305164U1에 기재된 윤활제는 글리세라이드를 함유하지 않는다.
US2003040444A1는 항부식성을 갖는 생분해성 침투 오일을 기재하고 있다. 윤활제는 천연 및 합성 트리글리세라이드, 유기 용매 및 항산화제로 이루어져 있다. 락트산 알킬 에스테르(에틸 락테이트), 미네랄 오일뿐만 아니라, 이들 둘의 혼합물이 용매로서 제안된다. 윤활제의 침투 성질을 개선시키기 위해서, 소야 오일의 지방산 메틸 에스테르가 임의로 첨가될 수 있다. 부분 글리세라이드의 사용은 기재되어 있지 않다. 이러한 윤활제는 분명하게 침투 오일, 즉, 저점도 및 우수한 침투 작용을 지니는 매질이기 때문에, 고체 분율은 바람직하지 않다.
US2005112267A1은 팜 오일 및 팜 오일 부산물로 이루어진 윤활제를 기재하고 있다. 이러한 윤활 매질을 위한 베이스 유체는 팜 오일의 액체 부분 분율인 팔몰레인(palmolein)이다. 이러한 문헌에 따르면, 사용된 팔몰레인의 요오드가는 지방 결정의 형성을 회피하기 위해서 적어도 56이어야 한다. 다른 윤활제 성분은 팜 오일의 토코페롤과 지방산 알킬 에스테르이다. 지방산 알킬 에스테르는 유리 지방산과 힌더드 다가 알코올(hindered polyvalent alcohol)로부터 합성된다. 네오펜틸 글리콜, 트리메틸올 프로판, 펜타에리트리톨 및 디펜틸에리트리톨이 힌더드 알코올로서 사용된다. 따라서, 생성된 에스테르는 모노- 및 디글리세라이드이다. 팔몰레인의 사용의 결과로, 윤활제는 고체 분율을 지니지 않는다.
US2011039742A1은 식물성 오일로부터 얻은 윤활제 첨가제를 기재하고 있다. 불포화 식물성 오일은 열의 작용에 의해서 가교되어 이를 생성시킨다. 비-중합된 오일의 후속 에스테르화 교환반응은 이들을 분리되게 한다. 따라서, 기재된 첨가제는 공유 결합을 통해서 연결된 폴리트리글리세라이드로 이루어진다.
WO 2010/118891 A1은 윤활 액체 및 이를 생성시키기 위한 방법을 기재하고 있다. 이것은 모노-, 디- 및 트리아실 글리세라이드, 유리 지방산 및 지방산 알킬 에스테르의 혼합물이다. 이러한 윤활제는 명확하게 액체이다. 고체 분율은 기재되어 있지 않다.
본 발명의 목적은 윤활되는 기어장치, 모터 또는 다른 장치에 유리하게 사용될 수 있는 높은 점도 지수를 갖는 윤활 매질로서, 비용 효과적으로 생성될 수 있으며, 또한, 전체적으로 재생 가능한 원료로 이루어질 수 있고, 그에 따라서, 그것이 환경으로 유입되는 때에 높은 잠재적 위험을 나타내지 않는 윤활 매질을 제공하는 것으로 이루어진다.
그러한 목적은 특허 청구항 1에 따른 윤활 혼합물에 의해서 달성된다. 혼합물의 유리한 구성은 종속 특허 청구항의 주제이거나 하기 상세한 설명 및 예시적인 실시형태로부터 추론될 수 있다.
제안된 혼합물은 적어도 ≥ 50%의 질량 분율의 천연 기원의 글리세라이드 및 알킬기에 1 내지 4개의 C 원자를 갖는 일정한 분율의 지방산 알킬 에스테르를 함유한다. 혼합물은, 글리세라이드가 혼합물 내에서 ≥ 10%의 질량 분율을 형성하는 적어도 부분적으로 모노- 및/또는 디글리세라이드이고, > 10℃ 내지 적어도 15℃, 바람직하게는 적어도 20℃의 온도 범위에서, 혼합물이 일정한 분율의 글리세라이드 및/또는 지방산 알킬 에스테르로부터 형성되는 ≥ 1 부피%의 고체 분율을 갖는 액체 상을 갖는 것을 특징으로 한다.
고체 상(고체 분율)의 발생은 혼합물의 광 투과율이 상응하는 더 높은 온도에서 동일한 조성의 완전한 액체 기준의 광 투과율에 비해서 10% 내지 90% 더 낮은 것을 특징으로 한다. 고체 분율은, 이러한 경우에, 바람직하게는 광 투과율이 기준의 광 투과율에 비해서 10% 내지 50%, 이상적으로는 10% 내지 20% 더 낮도록 선택된다. 광 투과율을 측정하는 방법은, 예를 들어, 광도계 또는 TURBISCAN® 원리에 따라서 작동하는 측정 장치이다.
따라서, 이하 윤활제로 지칭되기도 하는 본 발명의 윤활 혼합물은, 윤활 오일(액체 상) 및 윤활 그리스(고체 상)의 성질이 조합되는, 동시에 두 시스템의 윤활 효과를 충족시킨다. 기능을 개발하기 위해서, 혼합물이 우세하게 액체 컨시스턴시(liquid consistency)를 갖는 경우에, 즉, 혼합물 중의 액체의 부피 분율이 >40%, 유리하게는 >80%, 특히 유리하게는 >90%인 경우에 유리하다. 혼합물은 또한 재생 가능한 원료, 특히, 식물성 오일 및 지방으로부터 전체적으로 형성되거나 생성될 수 있다.
놀랍게도, 고체의 분율은 윤활제의 성질에 부작용이 없거나 단지 유의하지 않은 부작용을 나타내지만, 순수한 식물성 오일의 사용에 비해서 윤활제의 개선된 화학적 내성을 유도한다. 따라서, 윤활제는 산업적 윤활 적용에 용이하게 사용될 수 있다.
제안된 혼합물의 고체 분율을 형성하는 고체 입자의 크기는 본 발명에 따라서 매우 다양할 수 있으며, 몇 센티미터의 모서리 길이를 갖는 고체의 무더기(clump)로부터 1mm 미만, 바람직하게는 100㎛ 미만, 일부의 경우에, 1㎛ 미만의 모서리 길이를 지니는 작은 입자까지의 범위일 수 있다. 특히, 4㎛ 내지 5mm 범위의 입자가 우수한 윤활 효과를 나타내는데, 그 이유는 이들이, 예를 들어, 기어장치에서 기어 휠들 사이의 공간으로 침투하고 거기서 유리하게 윤활 효과를 발생시킬 수 있기 때문이다. 이것은 윤활제 중의 다른 비-윤활 고체 입자에 비해서 금속 표면들 사이의 마모를 꽤 상당하게 감소시키고, 마멸성 부품들을 기어 휠들 사이로 또는 갭들 내로 침투하고 거기서 이들의 마멸 효과를 발생시키는 것으로부터 보호한다.
본 발명에 따른 윤활제는 우세한 분율의 천연 오일 및 지방의 트리- 및 부분적 글리세라이드뿐만 아니라 알킬기에 1 내지 4개의 C 원자를 갖는 지방산 알킬 에스테르로 이루어진다. 특히 유리한 성질은 윤활제 내에 트리글리세라이드의 질량 분율이 >30%, 바람직하게는 >40%, 이상적으로는 >50%인 경우에 얻어진다. 본 발명의 특히 유리한 실시형태에서, 지방산 알킬 에스테르의 질량 분율은 >10%, 이상적으로는 >15%이다. 특히 유리한 성질은 디글리세라이드의 분율이 >10%, 이상적으로는 >15%이고, 모노글리세라이드의 분율이 >5%인 경우에 얻어진다.
본 발명의 일 실시형태에서, 윤활제는 일정한 분율의 미결합된 일가 또는 다가 알코올을 함유한다. 바람직하게는 이러한 분율은 0.1 내지 4%, 이상적으로는, 0.1 내지 2%에 있다.
고체 분율은 유리하게는 혼합물을 위한 글리세라이드가 얻어지는 천연 원료(지방, 오일)에 함유되거나 그러한 원료로부터 얻어지는 성분들로 이루어질 것이다. 본 발명의 특히 유리한 실시형태에서, 지방 및/오일 또는 지방산 에스테르를 기반으로 한 상기 언급된 고형물에 추가로, 윤활제는 또한 천연 원료로부터 유래하지 않고 적어도 90℃의 고온에서도 여전히 고체인 다른 유기 또는 무기 성분들을 함유한다. 이들 입자는 바람직하게는 0.1 내지 1.5㎛, 이상적으로는 0.2 내지 1㎛의 직경을 지니며, 놀랍게도 기어장치의 런-인 성질(run-in property)를 개선시킨다. 윤활제 내의 이러한 고체 분획의 분율은 바람직하게는 0.1 내지 3%, 이상적으로는 0.15 내지 2%이다. 그러한 외래 입자의 예는 철 또는 산화알루미늄과 같은 비-산화 작용을 갖는 금속 및 금속 화합물, 산화규소와 같은 규소를 기반으로 하는 불활성 화합물뿐만 아니라 합성 및 천연 폴리머, 예컨대, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리카르보네이트, 폴리하이드록시 알카노에이트, 폴리유산(polylactic acid), 단백질, 전분, 셀룰로오스뿐만 아니라 그 밖의 유도체이다.
본 발명의 유리한 실시형태에서, 글리세라이드로부터의 고체 입자의 조성은 액체 상의 조성과 다르다. 따라서, 고체 상 내의 모노글리세라이드 분율은 액체 상내의 분율보다 >1.5 배, 유리하게는 >2 배, 특히 유리하게는 >5 배 더 높다.
다양한 방법이 제안된 혼합물을 생성시키기 위해서 사용될 수 있으며, 여기에서, 높은 분율의 포화된 지방산을 함유하는 지방이 유리하게는 적어도 부분적으로 원료로서 사용된다. 이들은 식물성 지방, 예컨대, 팜 오일, 팜 커넬 오일 또는 코코넛 오일, 또는 >30 질량%, 특히 유리하게는 >80 질량%의 높은 분율의 포화 지방산을 함유하고 20℃의 온도에서 여전히 고체인 다른 지방일 수 있다. 이들 지방의 트리글리세라이트의 일부를 모노- 및/또는 디글리세라이드로 전환시킴으로써, 매우 산화-안정한 윤활제가 얻어져서, 20℃의 온도에서, 펌핑이 가능하고 놀라울 정도로 높은 윤활 효과가 달성되도록 큰 비율이 액체이게 한다. 이는 미처리된 식물성 지방에 의해서는 달성되지 않는다.
원료로서 미정제 또는 단지 부분 정제 식물성 오일 및 지방의 사용이 특히 유리하다. 그로부터 얻은 윤활제는 특히 우수한 산화 안정성을 갖는다.
더욱이, 윤활제는, 단지 수화 가능한 인지질이 정제 공정에서 제거되는 때에, 또는 식물성 오일 정제에서 일반적으로 분리되는 지방 성분이 제거되지 않고 다시 첨가되는 때에, 특히 유리한 성질을 지닌다. 그러한 화합물의 예는 카로티노이드, 비-수화 가능한 레시틴, 페놀 및 페놀산, 토코페롤, 포르볼 에스테르(phorbol ester) 등이다.
놀랍게도, 본 발명에 따른 트리글리세라이드 및 부분 글리세라이드 및 지방산 에스테르의 혼합물은 미처리된 오일 및 지방에 비해서 >200의 더 높은 점도 지수를 갖는다.
글리세라이드의 일부가 적어도 20℃의 온도에서 고체 상으로 존재하는 혼합물이 특히 유리하다.
혼합물의 점도 지수의 추가의 개선을 위해서, 20℃의 온도에서 여전히 고체인 지방 성분에 추가로, 이러한 온도에서 액체이며 장쇄 불포화 지방산을 함유하는 식물성 오일의 성분들을 사용하는 것이 유리하다. 이는 높은 불포화 지방산 함량을 갖는 오일, 예컨대, 평지씨 오일 또는 해바라기 오일을 첨가함으로써 달성될 수 있고, 여기에서, 이들 오일의 분율은 산화 안정성을 얻기 위해서 50 질량% 미만, 유리하게는 10 질량% 미만인 것으로 선택되어야 한다. 이러한 경우에, 트리글리세라이드의 전환 전에 또는 전환 후에 저-점도 오일을 첨가하는 것이 둘 모두 가능하다.
본 발명의 특히 간단한 실시형태에서, 유리한 성질을 얻기 위해서, 실온에서 펌핑 가능한 지방 및 오일의 혼합물을 생성시키는 것이 충분할 수 있다. 기어장치 또는 모터에서의 놀라울 정도로 우수한 윤활 효과가 또한 그러한 혼합물에 의해서 얻어진다.
그러한 혼합물은 또한 오일의 동결방치처리(winterization) 동안에 미량 성분으로서 분리되는 펌핑 가능한 잔류물의 형태의 식물성 오일의 분획일 수 있다. 20℃의 온도에서, 이들은 놀라울 정도로 우수한 윤활 효과를 나타내는 액체 및 또한 고체 성분 둘 모두를 함유한다. 추가의 실시형태는 부분적 에스테르화에 또한 임의로 주어지는 지방 또는 오일과의 이들 동결방지처리 잔류물의 혼합물일 수 있다.
본 발명에 따르는 혼합물이 추가의 성분 또는 첨가제 없이 포화된 지방산의 바람직하게 높은 분율의 결과로서 우수한 내성 및 안정성을 지니는 경우에도, 항산화 물질을 첨가하여 산화 안정성을 추가로 증가시키는 것이 그럼에도 불구하고 유리하다. 천연 지방에 또한 함유되고 그에 또한 가용성인 식물성 성분들이 이러한 목적을 위해서 유리하게 사용된다. 이들은 카로텐, 토코페롤, 토코트리에놀 및 항산화 효과를 갖는 다른 오일-가용성 물질일 수 있다. 0.1 내지 10 질량%의 함량의 항산화 식물성 물질이 불포화 지방산의 분율에 좌우되어 기술적 적용을 위해서 사용되어야 한다.
놀랍게도 윤활제가 작은 분율의 무기 입자(<1.5㎛)를 갖는 때에 그것이 특히 유리한 성질을 가짐을 나타냈다. 이들은 지방 결정화에서 핵으로서 사용되며 고체 상의 형성을 촉진한다.
예시적인 실시형태
제안된 윤활제의 조성 및 적용이 두 가지의 실시예를 참조로 하여 이하 나타내어 진다.
실시예 1
57 질량%의 미-정제 팜 오일, 22 질량%의 팜 오일의 지방산 에틸 에스테르, 16 질량%의 팜 디글리세라이드 및 5 질량%의 팜 모노글리세라이드가 50℃의 온도에서 혼합된다. 생성되는 혼합물은, 20℃의 온도로 냉각된 후에, >40 부피%의 고체 분율을 지닌다.
DIN ISO 14635-1에 따른 짧은 기어 테스트(gear short test)에서, 7의 스커핑 하중 단계(scuffing load stage)가 비-첨가된 윤활제(non-additivated lubricant)에 의해서 달성된다. 따라서, 팜-오일 기반 매질의 윤활 성질은 미네랄 오일을 기반으로 하는 약하게 첨가된 윤활제와 비견된다.
실시예 2
24 질량%의 미-정제 평지씨 오일, 42 질량%의 평지씨 오일의 지방산 에틸 에스테르, 22 질량%의 평지씨 디글리세라이드 및 12 질량%의 평지씨 모노글리세라이드가 혼합물에 존재한다. 브루거(Brugger) 시험 장치((DIN 51347))에서, 20.7 N/mm2의 혼합 마찰 범위 내의 하중-지지 능력(load-bearing capacity)이 비-첨가된 윤활제에 의해서 달성된다.

Claims (22)

  1. 윤활 혼합로서, 적어도,
    - ≥ 50%의 질량 분율의 천연 기원의 글리세라이드 및
    - 알킬기에 1 내지 4개의 C 원자를 갖는 일정한 분율의 지방산 알킬 에스테르를 함유하며,
    여기에서,
    - 글리세라이드가 혼합물 중의 ≥ 10%의 질량 분율을 형성하는 적어도 부분적으로 모노 및/또는 디글리세라이드이고,
    - > 10℃ 내지 적어도 15℃의 온도 범위에서, 혼합물이 ≥ 1 부피%의 고체 분율을 갖는 액체 상을 가지며,
    - 일정한 분율의 글리세라이드 및/또는 지방산 알킬 에스테르로부터 형성되는 윤활 혼합물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    혼합물이 > 10℃ 내지 적어도 20℃의 온도 범위에서 ≥ 1 부피%의 고체 분율을 갖는 액체 상을 갖는 것을 특징으로 하는 윤활 혼합물.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    > 10℃ 내지 적어도 15℃ 또는 적어도 20℃의 온도 범위에서, 혼합물이 ≥ 50 부피%의 고체 분율을 갖는 액체 상을 갖는 것을 특징으로 하는 윤활 혼합물.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    > 10℃ 내지 적어도 15℃ 또는 적어도 20℃의 온도 범위에서, 액체 상이 혼합물의 ≥ 40 부피%의 분율인 것을 특징으로 하는 윤활 혼합물.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    > 10℃ 내지 적어도 15℃ 또는 적어도 20℃의 온도 범위에서, 액체 상이 혼합물의 ≥ 80 부피%의 분율인 것을 특징으로 하는 윤활 혼합물.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    고체 분율이 4 ㎛ 내지 5 mm의 범위의 길이를 갖는 고체 입자에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는 윤활 혼합물.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    혼합물이 30%의 질량 분율의 트리글리세라이드를 함유하는 것을 특징으로 하는 윤활 혼합물.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    혼합물이 > 10%의 질량 분율의 디글리세라이드 및 > 5%의 질량 분율의 모노글리세라이드를 함유하는 것을 특징으로 하는 윤활 혼합물.
  9. 청구항 7에 있어서,
    트리글리세라이드의 질량 분율이 > 40%인 것을 특징으로 하는 윤활 혼합물.
  10. 청구항 8에 있어서,
    디글리세라이드의 질량 분율이 > 15%인 것을 특징으로 하는 윤활 혼합물.
  11. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    혼합물이 > 10%의 질량 분율의 지방산 알킬 에스테르를 함유하는 것을 특징으로 하는 윤활 혼합물.
  12. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    혼합물이 0.1% 내지 4%의 질량 분율의 미결합 일가 또는 다가 알코올을 함유하는 것을 특징으로 하는 윤활 혼합물.
  13. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    글리세라이드 및/또는 지방산 알킬 에스테르의 고체 분율에 추가로, 혼합물이 적어도 90℃의 온도에서 여전히 고체인 다른 유기 및/또는 무기 물질의 고체 입자를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 윤활 혼합물.
  14. 청구항 13에 있어서,
    다른 유기 및/또는 무기 물질의 고체 입자가 0.1% 내지 3%의 질량 분율로 혼합물에 함유되는 것을 특징으로 하는 윤활 혼합물.
  15. 청구항 13에 있어서,
    다른 유기 및/또는 무기 물질의 고체 입자가 0.1㎛ 내지 1.5㎛의 범위의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 윤활 혼합물.
  16. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    고체 분율 중의 글리세라이드가 액체 상 중의 글리세라이드보다 적어도 1.5배 더 높은 분율의 모노글리세라이드를 갖는 것을 특징으로 하는 윤활 혼합물.
  17. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    글리세라이드의 적어도 일부가 적어도 30%의 질량 분율의 포화 지방산을 함유하며 20℃의 온도에서 고체인 식물성 지방으로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 윤활 혼합물.
  18. 청구항 17에 있어서,
    적어도 일부의 글리세라이드가 팜 오일 및/또는 코코넛 오일로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 윤활 혼합물.
  19. 청구항 17에 있어서,
    일부의 글리세라이드가 20℃의 온도에서 액체인 식물성 오일로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 윤활 혼합물.
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 청구항 4에 있어서, 글리세라이드의 적어도 일부가 적어도 30%의 질량 분율의 포화 지방산을 함유하며 20℃의 온도에서 고체인 식물성 지방으로부터 얻어지고, 고체 분율이 4 ㎛ 내지 5 mm의 범위의 길이를 갖는 고체 입자에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는 윤활 혼합물.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108130157A (zh) * 2017-11-15 2018-06-08 泰州市艾瑞斯克模具有限公司 一种基于天然脂肪的可降解生物基质润滑剂的制备方法
DE102019210061A1 (de) * 2019-07-09 2021-01-14 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Auf Gleitreibung beanspruchtes System

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI66899C (fi) 1983-02-11 1984-12-10 Kasvisoeljy Vaextolje Ab Oy Smoerjmedel med triglycerider som huvudkomponent
US6278006B1 (en) 1999-01-19 2001-08-21 Cargill, Incorporated Transesterified oils
US6624124B2 (en) * 2001-07-13 2003-09-23 Renewable Lubricants, Inc. Biodegradable penetrating lubricant
JP2003055299A (ja) 2001-08-17 2003-02-26 Sumitomo Chem Co Ltd 脂肪酸エステルの製造方法および脂肪酸エステルを含む燃料
DE20305164U1 (de) 2003-03-28 2003-09-04 Falk, Oliver, 85356 Freising Biologisch schnell abbaubares Schmierstoffgrundöl
MY141241A (en) 2003-11-20 2010-03-31 Malaysia Palm Oil Board Lubricant base from palm oil and its by-products
DE102005002700A1 (de) * 2005-01-19 2006-07-27 Cognis Deutschland Gmbh & Co. Kg Zusammensetzungen verwendbar als Biotreibstoff
AT502218B1 (de) * 2005-07-25 2010-09-15 Bdi Biodiesel Internat Ag Verfahren zur herstellung von carbonsäurealkylestern
US20070082299A1 (en) * 2005-10-11 2007-04-12 Lam Research Corp. Methods and apparatus for fabricating conductive features on glass substrates used in liquid crystal displays
WO2007082299A2 (en) 2006-01-12 2007-07-19 The Board Of Trustees Of The University Of Arkansas Nanoparticle compositions and methods for making and using the same
JP2010535908A (ja) * 2007-08-13 2010-11-25 フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー.ファオ エステルおよび結合グリセリドからつくられる液体バイオ燃料およびその製造方法
FI20075619L (fi) * 2007-09-07 2009-03-08 Teknillinen Korkeakoulu Rasvahapon ja rasvahappoesterin tuottaminen
DE102008011781A1 (de) 2008-02-28 2009-09-03 Carl Bechem Gmbh Niedrigviskos bis hochviskos eingestellte wasserbasierte Schmierstoffzusammensetzung
BRPI0908289A2 (pt) 2008-05-06 2015-07-21 Archer Daniels Midland Co "processo para a produção de um aditivo lubrificante com base biológica e composição de lubrificante"
DE102009022593A1 (de) * 2008-06-13 2009-12-17 KLüBER LUBRICATION MüNCHEN KG Schmierstoffzusammensetzung auf der Basis natürlicher und nachwachsender Rohstoffe
FR2936812B1 (fr) * 2008-10-03 2010-10-15 Total France Compositions lubrifiantes pour transmissions.
CH699659B1 (de) 2008-10-14 2012-10-15 Natoil Ag Hydraulikflüssigkeit und Getriebeöl auf Pflanzenölbasis.
WO2010118891A1 (de) 2009-04-17 2010-10-21 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Schmierflüssigkeit sowie verfahren zur herstellung derselben
DE102010009030A1 (de) 2010-02-24 2011-08-25 Audi Ag, 85057 Kraftfahrzeug mit Einrichtungen zur Erwärmung von Getriebeöl durch Abwärme einer Brennkraftmaschine
US8535398B1 (en) * 2012-05-09 2013-09-17 Perlman Consulting, Llc Chemical complexes comprising glycerine and monoglycerides for thickening purposes
FR3000497B1 (fr) * 2012-12-28 2015-04-03 Total Raffinage Marketing Concentre d'additifs biodegradable ameliorant la lubrifiance des boues a l'eau, son utilisation et boue a l'eau pour le forage
CA2899369A1 (en) * 2013-03-08 2014-09-12 Elevance Renewable Sciences, Inc. Natural oil based grease compositions and processes for making such compositions
EP3094712B1 (en) * 2014-01-15 2019-06-12 Elevance Renewable Sciences, Inc. Natural oil derivative based thickener components used in grease compositions

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