KR20090011014A

KR20090011014A - 수용성 로진산 에스테르

Info

Publication number: KR20090011014A
Application number: KR1020087029949A
Authority: KR
Inventors: 해리 제롤드 밀러; 로이드 에이. 넬슨
Original assignee: 아리조나 케미칼 캄파니
Priority date: 2006-05-09
Filing date: 2007-05-09
Publication date: 2009-01-30
Also published as: EP2016147A4; US7994106B2; EP2016147B1; US20080020957A1; EP2016147A1; WO2007134138A1; JP5455623B2; JP2009542824A

Abstract

본 발명은 로진산 에스테르, 이를 함유하는 조성물, 그의 제조 및 사용 방법에 관한 것이다.

로진산, 로진산 에스테르, 윤활제, 트랜스미션 오일, 변속기 오일, 금속 작동 유체

Description

수용성 로진산 에스테르{WATER-SOLUBLE ROSIN ACID ESTERS}

합성 오일, 반-합성 오일 및 가용성 오일을 함유하는 제제에서 유용한 종래의 윤활제, 예컨대, 금속 작동 분야에서 유용한 윤활제는 수중에서 매우 불용성이다. 예를 들어, 이러한 종래의 윤활제는 약 20 중량% 이하의 물을 함유하는 제제 중에서만 가용성이다. 제제 중의 물의 양이 이 지점을 넘어서 증가하면, 종래의 윤활제를 함유하는 제제의, 주어진 토크에서의 하중 특성이 매우 많이 손상된다. "하중 지지(load carrying)"는 관련 기술 분야에서 이용되는 특성이며, 예를 들어, ASTM 3233과 같은 산업적으로 허용되는 기준에 따라 측정될 수 있다. 제제의 "하중 지지" 특성은 종래의 윤활제가 가지는 수중에서 용해도 수준에 부분적으로 의존한다. 따라서, 종래의 윤활제는, 상기 언급한 임의의 오일-함유 제제 중에서 사용될 때 양호한 하중 지지 특성을 유지하기 위해서는 그들의 수용성을 손상시켜야 한다.

따라서, 오일-함유 제제에서 사용될 때 우수한 하중 지지 특성을 유지하면서 강화된 수용성을 가지는 윤활제를 함유하는 제제를 제공하는 것이 요망된다.

본원은 참조에 의해 그의 전문이 본 명세서에 포함되는 문헌[Kirk-Othmer "Encyclopedia of Chemical Technology", fourth edition (1996), John Wiley & Sons]에 기재된 화학 및 고분자 과학 분야에 관한 것이다.

본 발명자들은 놀랍게도, 비교적 비용이 적게 들고 오일-함유 제제 중의 윤활제로서 사용하기에 환경친화적인 조성물, 바람직하게는 금속-작동 제제 중에서 유용한 조성물을 발견하였다. 이 조성물은 수중에서 용해도가 비교적 높다. 또한, 오일-함유 제제 중의 윤활제로서 사용될 경우, 바람직하게는 금속-작동 제제 중에서 유용한 이 조성물은 넓은 범위의 토크 내에서 우수한 하중 지지 특성을 제공한다.

본 발명은 로진산 에스테르에 관한 것이다. 바람직하게는, 로진산 에스테르는 조성물의 총 중량을 기준으로 약 20 중량% 초과, 더욱 바람직하게는 약 30 중량% 초과, 가장 바람직하게는 약 40 중량% 초과의 물 중에서 가용성이다. 조성물 중 물의 양은, 조성물의 총 중량을 기준으로 약 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 및 99 중량%일 수 있고, 이 안의 임의의, 그리고 모든 범위 및 하위범위를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 로진산 에스테르는 물 및 에스테르가 약 1/4 초과, 바람직하게는 1/3 초과, 더욱 바람직하게는 약 1/2 초과, 가장 바람직하게는 약 1/1 초과의 중량비로 존재하는 조성물 중에서 가용성이다. 물 및 에스테르의 중량비는 약 1/4, 1/3, 1/2, 1/1, 2/1, 3/1, 4/1, 5/1, 6/1, 7/1, 8/1, 9/1 및 10/1일 수 있고, 이 안의 임의의, 그리고 모든 범위 및 하위범위를 포함한다.

또한, 본 발명은 에스테르-함유 조성물인 조성물, 바람직하게는 로진산 에스테르 및/또는 이를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 에스테르-함유 조성물은 2-반응 공정의 반응 생성물이지만, 두 반응은 한 단계에서 동시에 및/또는 복수의 단계에서 순차적으로 수행될 수 있다. 제1 반응에서, 1종 이상의 로진산-함유 조성물을 1종 이상의 α,β-불포화 카르복실산 또는 그의 에스테르와 반응시켜, 로진산과 α,β-불포화 카르복실산 또는 그의 에스테르 사이의 부가물을 함유하는 중간체 조성물을 형성시킨다. 후속적으로, 부가물을 함유하는 중간체 조성물을 알콜-함유 화합물과 반응시켜 본 발명의 조성물을 제조한다. 생성된 에스테르-함유 조성물은 본 발명의 1종 이상의 로진산 에스테르이거나 이를 함유한다.

로진산-함유 조성물은 임의의 로진산 함유 조성물일 수 있다. 바람직하게는, 로진산 함유 조성물은 바이오매스(biomass) 및/또는 그의 부산물을 포함한다. 따라서, 로진산-함유 조성물은 재생 가능 자원이다.

바이오매스 산물, 예컨대, 정련 및 천연 자원을 가공하는 공정의 부산물은 보통 가격이 낮다. 바이오매스 산물의 예는 나무에서부터의 제지 과정의 부산물일 수 있다. 따라서, 바이오매스 산물, 예컨대, 원유 고형분(black liquor solids), 비누, 찌꺼기(skimmings), 및 피치(pitch) 및/또는 그의 증류 산물과 같은 톨유 산물과 같은 것들이 이러한 바이오매스 산물의 예이다. 또한, 이러한 바이오매스 산물은 특히 상기 언급한 채광 및/또는 정련 공정에 이용되는 종래의 소포제와 비교하면 현저하게 환경친화적이다.

로진산-함유 조성물은 1종 이상의 로진산 화합물을 함유한다. 로진산 화합물은 천연 오일의 증류 잔류물로부터 얻은 것과 같은 천연 수지-기재 산들로부터 선택될 수 있다. 또한, 로진산 화합물은 유도될 수도 있다. 로진 화합물이 산이기 때문에, 유도체는 일반적인 유기 화학 교과서, 예컨대, 문헌["Organic Chemistry", 5th Edition, by Leroy G. Wade]에 공지된 카르보닐-함유 화합물의 임의의 흔히 알려진 유도체일 수 있다. 이러한 유도체의 예로는 로진산 화합물의 에스테르, 아민 카르복실레이트 및 니트릴 유도체가 포함되나, 이에 한정되지 않는다.

로진산은 원유 찌꺼기 (black liquor skimmings), 조질 톨유, 톨유 피치 및 증류된 톨유로부터 단리될 수 있는 것들을 포함할 수 있다. 또한, 로진산은 톨유 로진, 검 로진 및 나무 로진에서 발견되는 것들일 수 있다. 이러한 천연 발생 로진은 적합하게는, 보통 약 20개의 탄소원자를 함유하는 모노카르복실릭 삼환 로진산의 이성체 및/또는 혼합물일 수 있다. 삼환 로진산은 주로, 이중 결합의 위치가 상이하다. 로진산은 레보피마르산(levopimaric acid), 네오아비에트산(neoabietic acid), 팔루스트르산(palustric acid), 아비에트산(abietic acid), 데히드로아비에트산(dehydroabietic acid), 세코-데히드로아비에트산(seco-dehydroabietic acid), 테트라히드로아비에트산(tetrahydroabietic acid), 디히드로아비에트산(dihydroabietic acid), 피마르산(pimaric acid), 폴스트르산(paulstric acid) 및 이소피마르산(isopimaric acid), 또는 이들의 혼합물, 이성체 및/또는 유도체 중 1종 이상일 수 있다. 천연 공급원으로부터 유래된 로진 역시, 중합, 이성체화, 불균등화(disproportionation) 및 수소화에 의해 현저하게 변형된 로진들, 즉, 로진 혼합물을 포함할 수 있다. 로진산은 참조에 의해 이들의 전문이 본 명세서에 모두 포함되는 미국 특허 제6,900,274호; 제6,875,842호; 제6,846,941호; 제6,344,573호; 제6,414,111호; 제4,519,952호 및 제6,623,554호에 언급된 것들을 포함할 수 있다.

로진산-함유 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로, 천연 오일의 증류 잔류물로부터 얻은 천연 수지-기재 산, 이들 산의 아민 카르복실레이트, 에스테르 및 니트릴 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 로진산 화합물 0.1 내지 100 중량%을 함유한다. 바람직하게는, 로진산-함유 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로, 약 50 중량% 초과, 더욱 바람직하게는 60 중량% 초과, 가장 바람직하게는 70 중량% 초과의 1종 이상의 로진산 화합물을 함유한다. 1종 이상의 로진산 화합물의 양은 조성물의 총 중량을 기준으로, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 및 100 중량%일 수 있다.

조성물 중에 존재하는, 천연 오일의 증류 잔류물로부터 얻은 천연 수지-기재 산, 이들 산의 아민 카르복실레이트, 에스테르 및 니트릴 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 로진산 화합물의 양은 조성물의 총 중량을 기준으로, 0.1, 0.2, 0.3, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 96, 97, 98, 99, 99.1, 99.2, 99.3, 99.4, 99.5, 99.6, 99.7, 99.8 및 99.9 중량%일 수 있고, 이 안의 임의의, 그리고 모든 범위 및 하위범위를 포함할 수 있다.

로진산-함유 조성물은 1종 이상의 불검화물(unsaponifiable material)을 함유할 수 있다. 불검화물의 예는 참조에 의해 이들의 전문이 본 명세서에 포함되는 미국 특허 제6,465,665호, 제6,462,210호 및 제6,297,353호에 기재된 것들에서 발견할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 불검화물은 비누화될 수 없는 임의의 중성 물질 또는 그의 에스테르일 수 있다.

불검화 성분의 예로는 토코페롤, 토코트리에놀, 카로테노이드, 비타민 A, 비타민 K, 비타민 D, 지단백, 콜레스테롤, 프로비타민, 성장 인자, 플라보노이드, 스테롤, 스틸벤, 스쿠알란, 오리자놀(oryzanol) 및 라이코펜(lycopene)이 포함되지만, 이에 한정되지는 않는다. 불검화물은 참조에 의해 이들의 전문이 본 명세서에 포함되는 미국 특허 제6,875,842호; 제6,846,941호; 제6,344,573호; 제6,414,111호; 제4,519,952호 및 제6,623,554호에 언급된 것들을 포함할 수 있다.

이러한 불검화물의 추가적인 예들은 식물, 예컨대, 목본 식물, 바람직하게는 나무에서 발견되는 것들이다. 그러한 것들의 예는 스테롤, 스타놀, 폴리코사놀, 3,5-시토스타디엔-3-오나, 4-스티그마스텐-3-오나, α- 및/또는 β-시토스테롤, α- 및/또는 β-시토스타놀, 캄페스타놀(Campestanol), 캄페스테롤(Campesterol), 시클로아르테놀(Cycloartenol), 도코사놀(Docosanol), 에이코사놀(Eicosanol), 에르고스테롤(Ergosterol), 에스쿠알렌(Escualene), 지방 알콜 에스테르, 스테롤 에스테르, 헥사코사놀(Hexacosanol), 메틸렌시클로아르테놀(Methylencycloartenol), 피마랄(Pimaral), 피마롤(Pimarol), 스티그마스타-3-오나, 테트라코사놀(Tetracosanol) 등이 포함되지만, 이에 한정되지는 않는다.

로진산-함유 조성물은 조성물 총 중량을 기준으로, 75 중량% 이하의 불검화물을 함유할 수 있다. 바람직하게는, 로진산-함유 조성물은 조성물 총 중량을 기준으로, 약 50 중량% 미만, 더욱 바람직하게는 약 25 중량% 미만, 가장 바람직하게는 약 10 중량% 미만의 불검화물을 함유할 수 있다. 로진산-함유 조성물 중에 존재하는 불검화물의 양은 조성물 총 중량을 기준으로, 0.1, 0.2, 0.3, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5, 9.0, 9.5 및 10.0 중량%일 수 있고, 이 안의 임의의, 그리고 모든 범위 및 하위범위를 포함한다.

로진산-함유 조성물은 1종 이상의 포화 또는 불포화된 모노카르복실릭 지방족 탄화수소를 함유할 수 있다. 포화 또는 불포화된 모노카르복실릭 지방족 탄화수소는 탄소원자수 5 내지 30, 바람직하게는 탄소원자수 8 내지 24일 수 있다. 탄화수소는 탄소원자수 5, 6, 7, 8. 9. 10. 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20. 21 , 22, 23, 24. 25, 26, 27, 28. 29 및 30일 수 있고, 이 안의 임의의, 그리고 모든 범위 및 하위범위를 포함할 수 있다.

로진산-함유 조성물은 1종 이상의 포화 또는 불포화된 모노카르복실릭 지방족 탄화수소 또는 그의 유도체를 함유할 수 있다. 탄화수소는 모노카르복실릭이기 때문에, 유도체는 일반적인 유기 화학 교과서, 예컨대, 참조에 의해 그의 전문이 본 명세서에 포함되는 문헌["Organic Chemistry", 5th Edition, by Leroy G. Wade]에 공지된 카르보닐-함유 화합물의 임의의 흔히 알려진 유도체일 수 있다.

포화 또는 불포화된 모노카르복실릭 지방족 탄화수소의 유도체의 예로는 그의 에스테르, 니트릴 또는 아민 카르복실레이트, 및 원유 고형분, 비누, 찌꺼기, 및 피치 및/또는 그의 증류 산물과 같은 톨유 산물에서 통상적으로 발견되는 것들일 수 있다. 마찬가지로, 포화 또는 불포화된 모노카르복실릭 지방족 탄화수소는 탄소원자수 5 내지 30, 바람직하게는 탄소원자수 8 내지 24일 수 있다. 탄화수소는 탄소원자수 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 및 30일 수 있고, 이 안의 임의의, 그리고 모든 범위 및 하위범위를 포함할 수 있다.

로진산-함유 조성물은 직쇄, 분지쇄 및/또는 고리쇄를 가진 1종 이상의 포화 또는 불포화된 모노카르복실릭 지방족 탄화수소 또는 그의 유도체를 함유할 수 있다. 마찬가지로, 포화 또는 불포화된 모노카르복실릭 지방족 탄화수소는 탄소원자수 5 내지 30, 바람직하게는 탄소원자수 8 내지 24일 수 있다. 탄화수소는 탄소원자수 5, 6, 7, 8. 9. 10. 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 및 30일 수 있고, 이 안의 임의의, 그리고 모든 범위 및 하위범위를 포함할 수 있다.

로진산-함유 조성물은 직쇄, 분지쇄 및/또는 고리쇄를 가진 1종 이상의 포화 또는 불포화된 모노카르복실릭 지방족 탄화수소 또는 그의 유도체, 이들의 이량체, 이들의 삼량체 또는 이들의 혼합물을 함유할 수 있다. 로진-함유 조성물은 조성물 총 중량을 기준으로, 약 75 중량% 미만의 직쇄, 분지쇄 및/또는 고리쇄를 가진 포화 또는 불포화된 모노카르복실릭 지방족 탄화수소 또는 그의 유도체, 이들의 이량체, 이들의 삼량체 또는 이들의 혼합물을 함유할 수 있다. 바람직하게는, 로진산-함유 조성물은 조성물 총 중량을 기준으로, 약 50 중량% 미만, 더욱 바람직하게는 약 25 중량% 미만, 가장 바람직하게는 약 10 중량% 미만의 직쇄, 분지쇄 및/또는 고리쇄를 가진 포화 또는 불포화된 모노카르복실릭 지방족 탄화수소 또는 그의 유도체, 이들의 이량체, 이들의 삼량체 또는 이들의 혼합물을 함유할 수 있다. 매우 바람직한 한 실시태양에서, 로진-함유 조성물은 조성물 총 중량을 기준으로, 약 4 중량% 이하의 직쇄, 분지쇄 및/또는 고리쇄를 가진 포화 또는 불포화된 모노카르복실릭 지방족 탄화수소 또는 그의 유도체, 이들의 이량체, 이들의 삼량체 또는 이들의 혼합물을 함유할 수 있다.

로진-함유 조성물 중에 존재하는 직쇄, 분지쇄 및/또는 고리쇄를 가진 포화 또는 불포화된 모노카르복실릭 지방족 탄화수소 또는 그의 유도체, 이들의 이량체, 이들의 삼량체 또는 이들의 혼합물의 양은 조성물 총 중량을 기준으로, 0.1, 0.2, 0.3, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5, 9.0, 9.5 및 10.0 중량%일 수 있고, 이 안의 임의의, 그리고 모든 범위 및 하위범위를 포함할 수 있다.

직쇄, 분지쇄 및/또는 고리쇄를 가진 포화 또는 불포화된 모노카르복실릭 지방족 탄화수소 또는 그의 유도체, 이들의 이량체, 이들의 삼량체는 바이오매스 산물, 예컨대, 원유 고형분, 비누, 찌꺼기, 및 톨유 지방산, 증류된 톨유, 조질 톨유 및 단량체와 같은 증류 산물 및/또는 피치와 같은 톨유 산물과 같은 것들에서 발견될 수 있는 임의의 1종 이상일 수 있다.

포화 또는 불포화된 모노카르복실릭 지방족 탄화수소는 지방산이다. 그러한 것들의 예로는 올레산, 리놀레산 및/또는 스테아르산 및 이들의 유도체; 이들의 직쇄, 분지쇄 및/또는 고리쇄 이성체; 이들의 이량체; 및/또는 이들의 삼량체가 포함된다.

직쇄, 분지쇄 및/또는 고리쇄를 가진 포화 또는 불포화된 모노카르복실릭 지방족 탄화수소 또는 그의 유도체, 이들의 이량체, 이들의 삼량체는 C₁₈ 직쇄, 분지쇄 및/또는 고리쇄를 가진 산일 수 있다. 그의 예로는 리놀레산 및/또는 올레산 또는 이들의 유도체가 포함될 수 있다. 추가적인 예로는 리놀레산 및/또는 올레산의 직쇄, 분지쇄 및/또는 고리쇄 이성체일 수 있다.

직쇄, 분지쇄 및/또는 고리쇄를 가진 포화 또는 불포화된 모노카르복실릭 지방족 탄화수소 또는 그의 유도체, 이들의 이량체, 이들의 삼량체는 예를 들어, 참조에 의해 이들의 전문이 본 명세서에 포함되는 미국 특허 제6,875,842호; 제6,846,941호; 제6,344,573호; 제6,414,111호; 제4,519,952호 및 제6,623,554호에서 발견되고 설명된 것들을 포함할 수 있다.

마지막으로, 직쇄, 분지쇄 및/또는 고리쇄를 가진 포화 또는 불포화된 모노카르복실릭 지방족 탄화수소 또는 그의 유도체, 이들의 이량체, 이들의 삼량체의 예는 카프로산, 엔탄산(enthanic acid), 카프릴산, 카프르산, 이소데실, 펠라르곤산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 올레산, 리놀레산, 리놀렌산, 스테아르산, 이소스테아르산, 베헨산, 아라키드산, 아라키돈산, 에루크산, 아젤라산, 코코넛유, 대두유, 톨유, 우지, 라드, 우족유, 살구씨유, 맥아유, 옥수수유, 면목유, 리신산(ricinic acid), 포도씨유, 야자씨 지방산, 이량체 산, 삼량체 산, 오존 산, 이산(diacid), 삼산(triacid), 이들의 조합 및 혼합물일 수 있다.

로진산-함유 조성물은 임의의 산가(acid value)를 가진다. 바람직하게는, 조성물은 200 미만, 바람직하게는 190 미만, 더욱 바람직하게는 180 미만, 가장 바람직하게는 170 미만의 값을 포함하는 산가를 가진다. 로진산-함유 조성물의 산가는 10, 11, 12, 13, 14, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 120, 125, 130, 140, 150, 155, 160, 165, 170, 175, 180, 185, 190, 195 및 200일 수 있고, 이 사이의 임의의, 그리고 모든 범위 및 하위범위를 포함할 수 있다. 산가는 상기 언급한 임의의 산가일 수 있고, 그 사이의 임의의, 그리고 모든 범위 및 하위범위를 포함할 수 있지만, 바람직하게는 10 내지 165이다.

상기 언급한 바와 같이, 본 발명의 로진산 에스테르는 부분적으로, 1종 이상의 로진산-함유 조성물과 α,β-불포화 카르복실 화합물 또는 그의 에스테르의 반응 생성물이다. α,β-불포화 카르복실 화합물은 카르복실기의 탄소 원자에 인접한 올레핀 불포화를 가지며, 즉, -C=C-C(=O)-O-의 탄소 및 산소 원자 배열을 갖는다. α,β-불포화 카르복실 화합물은 로진산과 반응성이며, 이들 사이에 부가물이 형성된다. α,β-불포화 카르복실 화합물이 말레산 무수물인 경우, 로진산과 말레산 사이의 부가물은 말레산화 로진(maleated rosin)으로 알려져 있다. α,β-불포화 카르복실 화합물이 푸마르산 또는 푸마르산의 에스테르인 경우, 로진산과 푸마르산 또는 푸마레이트 사이에 형성되는 상응하는 부가물은 푸마르산화 로진(fumarated rosin)으로 알려져 있다.

적합한 α,β-불포화 카르복실 화합물은 말레산 무수물, 푸마르산, 푸마르산의 모노(C₁-C₁₂ 알킬) 에스테르, 푸마르산의 디(C₁-C₁₂ 알킬) 에스테르, 아크릴산, 아크릴산의 C₁-C₁₂ 알킬 에스테르, 메타크릴산, 메타크릴산의 C₁-C₁₂ 알킬 에스테르, 이타콘산 및 이타콘산의 C₁-C₁₂ 알킬 에스테르를 포함한다. 말레산 무수물, 푸마르산 및 푸마르산의 에스테르가 바람직한 α,β-불포화 카르복실 화합물이고, 푸마르산 및 푸마르산의 에스테르가 가장 바람직하다.

상기 언급한 바와 같이, 본 발명의 로진산 에스테르는 부분적으로, 1종 이상의 로진산-함유 조성물과 α,β-불포화 카르복실 화합물 또는 그의 에스테르가, 이들 사이의 부가물 및/또는 이를 함유하는 중간체 조성물을 형성하는 반응의 생성물이다. 그후 중간체 조성물 및/또는 부가물을 알콜-함유 조성물과 반응시켜, 본 발명의 로진산 에스테르 1종 이상 또는 본 발명의 로진산 에스테르 1종 이상을 함유하는 본 발명의 조성물을 형성한다.

알콜-함유 조성물은 임의의 알콜-함유 조성물일 수 있다. 바람직하게는, 알콜-함유 조성물은 임의의 1종 이상의 다가 알콜이고/이거나 이를 함유한다. 본 발명의 다가 알콜은 표준 에스테르화 반응을 통해 산성 잔기와 반응할 수 있고, 표준 에스테르 교환 반응을 통해 에스테르 잔기와 반응할 수 있어서, 가교결합된 수지성 부가물을 생성한다. 예시적인 다가 알콜은 비제한적으로, 알킬렌 글리콜 (예컨데, 에틸렌 글리콜 및 프로틸렌 글리콜), 폴리알킬렌 글리콜 (예컨대, 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜), 알킬렌 트리올 (예컨대, 글리세롤, 트리메틸롤에탄 및 트리메틸롤프로판), 펜타에리트리톨과 같은 사관능성 알콜, 이량체화된 트리메틸롤프로판과 같은 오관능성 알콜, 또는 이량체화된 펜타에리트리톨과 같은 육관능성 알콜을 포함하고, 본 발명의 바람직한 다가 알콜은 폴리에틸렌 글리콜이다.

알콜-함유 조성물이 1종 이상의 폴리에틸렌 글리콜 및/또는 폴리올이고/이거나 이를 함유할 경우, 바람직하게 1종 이상의 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) 및/또는 폴리올은 5000 미만, 더욱 바람직하게는 2000 미만, 가장 바람직하게는 1000 미만의 중량 평균 또는 수 평균 분자량을 갖는다. 폴리에틸렌 글리콜 및/또는 폴리올의 중량 평균 또는 수 평균 분자량은 5000 미만, 4000 미만, 3000 미만, 2000 미만, 1000 미만, 900 미만, 800 미만, 700 미만, 600 미만, 500 미만, 400 미만, 300 미만, 200 미만 및 100 미만이다. 가장 바람직한 폴리올은 수 또는 중량 평균 분자량이 약 400인 폴리에틸렌 글리콜 (예를 들어, PEG-400)이다.

본 발명의 로진산 에스테르는 임의의 산가를 가질 수 있다. 이러한 바람직한 산가는 10 초과 200 이하인 것을 포함한다. 바람직하게는, 본 발명의 로진산 에스테르의 산가는 150 이하, 더욱 바람직하게는 100 이하, 가장 바람직하게는 50 이하이다. 본 발명의 로진산 에스테르의 산가는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 120, 125, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190 및 200일 수 있고, 이 사이의 임의의, 그리고 모든 범위 및 하위범위를 포함할 수 있다. 산가는 상기 언급된 임의의 산가일 수 있고, 그 사이의 임의의, 그리고 모든 범위 및 하위범위를 포함할 수 있지만, 바람직하게는 1 내지 50이다.

또한, 본 발명의 로진산 에스테르는 수중에서 가용성이다. 바람직하게는, 로진산 에스테르는 수중에서 100% 가용성이다. 로진산 에스테르는 본 명세서에 설명한 바와 같은 모든 물리적 특성 및 성능 특성을 포함하는 한 (오일 함유 조성물, 바람직하게는 금속 작동 조성물에 사용되는 경우), 수중에서 50 내지 100 중량% 가용성일 수 있다.

또한, 본 발명의 로진산 에스테르는 임의의 비누화 수를 가진다. 바람직하게는, 비누화 수는 25 내지 200, 더욱 바람직하게는 50 내지 150, 가장 바람직하게는 75 내지 125이다.

또한, 본 발명의 로진산 에스테르는 임의의 히드록실가를 가진다. 바람직하게는, 히드록실가는 25 내지 150, 더욱 바람직하게는 40 내지 120, 가장 바람직하게는 50 내지 100이다.

또한, 본 발명의 로진산 에스테르는 임의의 유동점(pour point)를 가진다. 바람직하게는, 유동점은 25℃ 이하, 더욱 바람직하게는 10℃ 이하, 가장 바람직하게는 0℃ 이하이다. 물론, 유동점 및 다른 냉각 유동 개선 특성은, 당업계에 흔히 알려져 있고 상기에 언급된 유동점 저하제를 이용하여 저하시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 로진산 에스테르는 베크만 콜터(Beckman Coulter)로부터의 윈도우 기반 "LS" 소프트웨어 버젼 3.29로 작동시키는 베크만 콜터 LS230 입자크기 분석기에 의해 측정된 평균 입자 직경이 0.04 내지 0.2 ㎛, 바람직하게는 0.07 내지 0.17 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.08 내지 0.16 ㎛, 가장 바람직하게는 0.09 내지 0.15 ㎛이다. 평균 입자 직경은 0.04, 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 0.11, 0.12, 0.13, 0.14, 0.15, 0.16, 0.17, 0.18, 0.19 및 0.2 ㎛일 수 있으며, 이 안의 임의의, 그리고 모든 범위 및 하위범위를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 로진산 에스테르는 100℃, 4O℃ 및 25℃에서 항온조에 침지시킨 캐논 펜스케(Cannon Fenske) 점도관을 이용하여 (표준 ASTM D445에 따라) 측정한 동점도 (단위: 센티스트로크)가 각각 250 내지 650 센티스트로크, 4500 내지 6000 센티스트로크 및 10000 내지 15000 센티스트로크이고, 이 안의 임의의, 그리고 모든 범위 및 하위범위를 포함한다. 더욱 바람직하게는 100℃, 40℃ 및 25℃의 항온조에서, 본 발명의 로진산 에스테르의 점도는 각각 400 내지 500 센티스트로크, 5000 내지 5500 센티스트로크 및 12000 내지 13000 센티스트로크이고, 이 안의 임의의, 그리고 모든 범위 및 하위범위를 포함한다.

상기 언급한 바와 같이, 본 발명의 로진산 에스테르 및/또는 조성물은 2-반응 공정의 반응 생성물이지만, 두 반응은 한 단계에서 동시에 및/또는 복수의 단계에서 순차적으로 수행될 수 있다. 제1 반응에서, 1종 이상의 로진산-함유 조성물을 1종 이상의 α,β-불포화 카르복실산 또는 그의 에스테르와 반응시켜, 로진산과 α,β-불포화 카르복실산 또는 그의 에스테르 사이의 부가물을 함유하는 중간체 조성물을 형성시킨다. 후속적으로, 부가물을 함유하는 중간체 조성물을 알콜-함유 화합물과 반응시켜 본 발명의 조성물을 제조한다. 생성된 에스테르-함유 조성물은 본 발명의 1종 이상의 로진산 에스테르이거나 이를 함유한다.

제1 반응에서, 로진산-함유 화합물과 α,β-불포화 카르복실산 또는 그의 에스테르 사이에 부가물이 형성된다. 상기 언급한 중간체 조성물은 이 부가물을 함유한다. 로진산-함유 조성물과 α,β-불포화 카르복실산 또는 그의 에스테르 사이의 디엘스 알더(Diels Alder) 반응이 완료되도록 반응을 수행한다. 바람직하게는, 반응을 승온에서 수행한다. 더욱 바람직하게는, 반응 온도는 180℃ 내지 205℃ 중에서 약 200℃이다. 반응 시간은 임의적일 수 있다. 그러나, 바람직한 반응 시간은 30분 내지 90분, 더욱 바람직하게는 45분 내지 75분일 수 있고, 이 안의 임의의, 그리고 모든 범위 및 하위범위를 포함할 수 있다. 로진산-함유 조성물은 바람직하게는 α,β-불포화 카르복실산 또는 그의 에스테르 첨가 전에 용융시킬 수 있다. 생성된 로진산-함유 화합물과 α,β-불포화 카르복실산 또는 그의 에스테르 사이의 부가물을 함유하는 중간체 조성물을 그후 냉각한다.

본 발명의 다양한 측면에서, 중간체 조성물은 약 1 내지 25 중량%, 2 내지 25 중량%, 또는 3 내지 25 중량%; 또는 약 1 내지 20 중량%, 2 내지 20 중량%, 또는 3 내지 20 중량%; 또는 약 1 내지 15 중량%, 2 내지 15 중량%, 또는 3 내지 15 중량%의 α,β-불포화 카르복실산 또는 그의 에스테르의 반응 생성물을 포함한다. 가장 바람직한 실시태양에서, α,β-불포화 카르복실산 또는 그의 에스테르는 푸마르산 또는 그의 에스테르로서, 푸마르산화된 로진산을 형성한다. 상기 언급한 중간체 조성물은 1종 이상의 푸마르산화된 로진산을 함유한다.

제2 반응으로서, 부가물 또는 부가물을 함유하는 중간체 조성물을, 본 발명의 로진산 에스테르를 제조하기 위해 필요한 임의의 조건 하에서 임의의 양의 알콜-함유 조성물과 접촉시킬 수 있다. 부가물 또는 부가물을 함유하는 중간체 조성물을 알콜-함유 조성물과 접촉시켜, 에스테르화 및/또는 에스테르 교환 반응이 일어나도록 한다.

본 발명의 로진산 에스테르는 적어도 약 25 중량% 이상, 바람직하게는 약 40 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 약 50 중량% 이상, 가장 바람직하게는 약 52 중량% 이상의 알콜-함유 화합물을, 약 75 중량% 이하, 바람직하게는 약 60 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 약 50 중량% 이하, 가장 바람직하게는 약 48 중량% 이하의, 로진산 화합물과 α,β-불포화 카르복실산 또는 그의 에스테르 사이의 부가물과 접촉시켜 제조될 수 있다. 더욱 구체적으로, 반응에 첨가되는 알콜-함유 화합물의 양은 알콜-함유 화합물, 및 로진산 화합물과 α,β-불포화 카르복실산 또는 그의 에스테르 사이의 부가물의 총 중량을 기준으로, 약 25 중량% 이상, 30 중량% 이상, 35 중량% 이상, 40 중량% 이상, 45 중량% 이상, 46 중량% 이상, 47 중량% 이상, 48 중량% 이상, 49 중량% 이상, 50 중량% 이상, 51 중량% 이상, 52 중량% 이상, 53 중량% 이상, 54 중량% 이상, 55 중량% 이상, 60 중량% 이상, 65 중량% 이상, 70 중량% 이상, 75 중량% 이상, 80 중량% 이상, 85 중량% 이상, 90 중량% 이상 및 95 중량% 이상일 수 있고, 이 안의 임의의, 그리고 모든 범위 및 하위범위를 포함할 수 있다. 또한, 반응에 첨가되는 로진산 화합물과 α,β-불포화 카르복실산 또는 그의 에스테르 사이의 부가물의 양은, 알콜-함유 화합물, 및 로진산 화합물과 α,β-불포화 카르복실산 또는 그의 에스테르 사이의 부가물의 총 중량을 기준으로, 약 5 중량% 이하, 6 중량% 이하, 7 중량% 이하, 8 중량% 이하, 9 중량% 이하, 10 중량% 이하, 15 중량% 이하, 20 중량% 이하, 25 중량% 이하, 30 중량% 이하, 35 중량% 이하, 40 중량% 이하, 45 중량% 이하, 46 중량% 이하, 47 중량% 이하, 48 중량% 이하, 49 중량% 이하, 50 중량% 이하, 51 중량% 이하, 52 중량% 이하, 53 중량% 이하, 54 중량% 이하, 55 중량% 이하, 60 중량% 이하, 65 중량% 이하, 70 중량% 이하 및 75 중량% 이하일 수 있고, 이 안의 임의의, 그리고 모든 범위 및 하위범위를 포함할 수 있다.

에스테르화 및/또는 에스테르 교환 반응의 속도를 증가시키기 위해서는, 에스테르화 반응을 위한 촉매를 반응물 혼합물 중에 포함시킬 수 있다. 에스테르화/에스테르 교환 반응 촉매는 당업계에 잘 알려져 있고, 황산, 인산 및 다른 무기산, 금속 수산화물, 및 산화주석, 산화마그네슘(MgO) 및 티타늄 이소프로폭시드와 같은 알콕시드, 및 주석 또는 아연 염과 같은 이가 금속염을 포함한다. 바람직하게는, 촉매는 산화마그네슘(MgO)이다. 촉매가 존재할 경우, 이는 소량, 예를 들어, 반응 혼합물의 총 매스의 약 5 중량% 미만, 바람직하게는 반응 혼합물의 총 매스의 약 2% 미만, 더욱 바람직하게는 약 1% 미만으로 사용되어야 한다. 촉매는 반응 혼합물의 총 매스의 0.05 내지 0.8 중량%, 바람직하게는 0.07 내지 0.6 중량%, 가장 바람직하게는 0.09 내지 0.4 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 과량의 촉매는 로진산 에스테르의 제조 비용을 증가시킬 뿐만 아니라, 종종 에스테르가 위치되는 환경에 해로울 수 있는 잔류물을 남긴다.

로진산 화합물과 α,β-불포화 카르복실산 또는 그의 에스테르 사이의 부가물, 알콜-함유 화합물 및 촉매는 동시에 함께 또는 순차적으로 첨가될 수 있다. 바람직하게는, 반응을 승온에서 실시한다. 가장 바람직하게는, 반응 온도는 230 내지 290℃, 바람직하게는 240 내지 280℃, 더욱 바람직하게는 250 내지 270℃, 가장 바람직하게는 255 내지 265℃이고, 이 안의 임의의, 그리고 모든 범위 및 하위범위를 포함한다.

바람직하게는, 로진-함유 조성물은 아리조나 케미컬 캄파니(Arizona Chemical Company)로부터 상업적으로 입수가능한 임의의 로진-함유 조성물, 예컨대, 실바로스(Sylvaros) NCY이다. 바람직하게는, 로진산 화합물과 α,β-불포화 카르복실산 또는 그의 에스테르 사이의 부가물은, 바람직하게는 디엘스 알더 조건 하에서, 실바로스 NCY를 푸마르산과 접촉시켜, 본 명세서에서 푸마르산화된 로진산이라고 지칭되는 부가물을 함유하는 중간체 조성물을 생성시킴으로써 제조된다. 푸마르산화된 로진산의 예는 아리조나 케미컬 캄파니로부터 입수가능한 것들, 예컨대, 실바프린트(Sylvaprint) 8250이다. 다른 바람직한 실시태양에서, 푸마르산화된 로진 에스테르를 알콜-함유 화합물, 가장 바람직하게는 폴리에틸렌 글리콜 (예를 들어, PEG-400)과, 바람직하게는 에스테르화 및/또는 에스테르 교환 반응 조건 하에서 접촉시켜, 구체적으로 예시된 본 발명의 로진산 에스테르가 제조되도록 한다.

다른 실시태양에서, 로진산 에스테르는 추가로 완전 및/또는 부분적으로 수소화될 수 있다. 임의로 수소화된 로진산 에스테르를, 본 명세서에 설명한 로진산 에스테르로서, 바람직하게는 금속 작동 조성물과 같은 오일-함유 조성물 중의 윤활제로서 이용할 수 있다.

본 발명의 로진산 에스테르 및/또는 본 발명의 로진산 에스테르를 함유하는 조성물을 제조하면, 이는 많은 분야에서 매우 유용하다. 바람직하게는, 로진산 에스테르는 임의의 오일-함유 조성물 중에서 사용되는 윤활제로서 유용하다. 더욱 바람직하게는, 오일-함유 조성물은 금속 작동 조성물이다. 금속 작동 조성물은 합성, 반-합성 및/또는 가용성 오일일 수 있고, 금속의 절단, 연마 및 스탬핑(stamping)을 위해 사용되는 유체일 수 있다.

본 발명의 로진산 에스테르는 바람직하게는 금속 작동 유체 중에 사용되는 윤활용 유체의 하중 지지 특성을 개선하는데 사용될 수 있는데, 금속 작동 유체의 주된 기능은 작업 대상인 금속과 기계 도구 사이에 윤활성을 제공하는 것이다. 금속 작동 유체로 사용되는 윤활성 기재 유체는 미네랄 오일, 에스테르 및 폴리알킬렌 글리콜을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 전형적인 금속 작동 제제는 다음과 같을 수 있다: 미네랄 오일 68%, 술포네이트 14%, 증류된 톨유 4%, 트리에탄올아민 2.5%, 에톡실화 피마자유 6.5%, 유화제 2.5% 및 윤활제 3%.

합성, 반-합성 및/또는 가용성 금속 작동 오일 조성물은 1종 이상의 오일, 피마자유, 미네랄 오일, pH 완충제, 극압(extreme pressure) 윤활제, 극압 첨가제, 결합 윤활제, 계면 윤활제, 부식 억제제 (녹 억제제), 커플링제(coupler), 살진균제/살생물제, 유화제, 1차 유화제, 유화보조제 및 희석제를 함유할 수 있다. 이들은 황산화된 피마자유 (계면 윤활제), 엑트라코어(Actracor) 4000 (녹 억제제), 트리에탄올아민 (pH 완충제), 엑트라포스(Actrafos) 110A (극압 첨가제), 술포네이트 (녹 억제제 및 유화제), 증류된 톨유 (유화보조제) 에톡스(Ethox) TO-8 (유화제), 에톡스 GMO (유화보조제) 및 에톡스 CO-36 (계면 윤활제)를 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게, 희석제는 물이다.

윤활 유체는 본 발명의 로진산 에스테르 외에도, 1종 이상의 첨가제를 함유할 수 있다. 윤활 유체 중에는 종종 첨가제가 포함되고, 따라서, 당업자는 내마모제, 극압 활성제, 항산화제, 내부식제 및 소포제를 포함하나 이에 한정되지 않는 이러한 첨가제를 잘 알고 있다. 이러한 첨가제는 이들의 통상적인 양으로, 즉, 이들이 본 발명의 로진산 에스테르를 포함하지 않는 조성물 중에서 사용되는 양으로, 본 발명의 윤활 유체 제제에 포함될 수 있고, 여기서, 이들 첨가제는 그들의 통상적인 특성을 제공한다.

예시적인 첨가제는 하기의 것들을 포함한다:

- 이미다졸, 예컨대, 2-메틸이미다졸린, 및 폴리알킬 아민, 예컨대, 미국 특허 제4,713,188호에 개시된 것들;

- 수 평균 분자량이 400 내지 2500, 바람직하게는 약 950인 폴리이소부틸렌. 폴리이소부틸렌은 윤활제의 윤활성 및 내손상(anti-scuff) 활성을 개선하도록 작용한다;

- 수 평균 분자량이 400 내지 2500, 바람직하게는 약 1300인 관능화된 폴리이소부틸렌. 올레핀을 위한 관능기는 전형적으로 아민계이다. 이러한 관능화된 폴리이소부틸렌은 15 중량% 이하, 바람직하게는 10 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 약 5 중량%의 양으로 존재한다. 따라서, 관능화된 폴리이소부틸렌은 올레핀 및 올레핀 중합체와 아민 (모노 또는 폴리아민)의 반응 생성물이다. 관능화된 폴리이소부틸렌은 특히 투 스트로크 사이클 엔진(two-stroke cycle engine)에서 우수한 세정 성능을 제공한다.

- 극압 보조제 및 부식 및 산화 억제제, 예컨대, 염소화된 지방족 탄화수소, 예를 들어, 염소화된 왁스 및 염소화된 방향족 화합물; 유기 술파이드 및 폴리술파이드; 황화 알킬페놀; 인-황화(phosphosulfurized) 탄화수소; 주로 이-탄화수소 포스파이트 및 삼-탄화수소 포스파이트를 포함하는 인 에스테르; 및 금속 티오카르바메이트. 이들 극압 보조제 및 부식 및 산화 억제제 중 많은 것들이 내마모제로서도 작용한다. 아연 디알킬포스포로디티오에이트는 잘 알려진 예이다;

- 윤활 유체 기재 조성물의 저온 특성을 개선하도록 작용하는 유동점 저하제. 유용한 유동점 저하제의 예는 폴리아미드, 폴리메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴아미드, 할로파라핀 왁스 및 방향족 화합물의 축합 생성물, 비닐 카르복실레이트 중합체; 및 디알킬푸마레이트, 지방산의 비닐 에스테르 및 알킬 비닐 에스테르의 삼중합체이다. 본 발명의 목적에 유용한 유동점 저하제, 그의 제조를 위한 기술 및 이들의 용도는 미국 특허 제2,387,501호, 제2,015,748호, 제2,655,479호, 제1,815,022호, 제2,191,498호, 제2,666,746호, 제2,721,877호, 제2,721,878호 및 제3,250,715호에 기재되어 있다;

- 안정적인 거품의 형성을 감소시키거나 또는 억제하도록 작용하는 소포제. 전형적인 소포제는 실리콘 또는 유기 중합체를 포함한다.

로진산 에스테르는 바람직하게는 금속 작동 조성물 중의 윤활제이지만, 본 발명의 로진산 에스테르는 오일의 하중 지지 특성을 개선하는 것이 요망되는 임의의 다른 오일과 조합하여 사용될 수도 있다. 이러한 오일은 비제한적으로, 자동 변속기유 (automatic transmission fluid; ATF), 실린더 윤활제, 크랭크실(crankcase) 윤활유, 기능성 유체, 예컨대, 파워 트랜스미션 유체(power transmission fluid)를 포함하고, 여기서, 예시적인 파워 트랜스미션 유체는 유압유(hydraulic acid) 및 유압 오일, 트랙터 오일, 기어 오일 및 엔진 오일이다. 이러한 오일 중에서, 본 발명의 로진산 에스테르는 조성물의 하중 지지 특성을 개선하기에 효과적인 양으로 조성물 중에 존재할 수 있다.

가용성 오일 금속 작동 제제의 예는 다음과 같다:

가용성 오일

·미네랄 오일: 67%

·황산나트륨: 14%

·윤활제: 13%

·유화보조제(DTO): 4%

·유화보조제: 2%

합성 오일 금속 작동 제제의 예는 다음과 같다:

합성 유체

·물: 70%

·녹 억제제: 10%

·pH 완충제: 5%

·극압 윤활제: 4%

·계면 윤활제 1: 5%

·계면 윤활제 2: 4%

·살진균제: 2%

물론, 언급한 임의의 다른 추가적인 첨가제들을, 그들의 유효량으로, 상기 언급한 예시적인 제제의 어느 것에나 첨가할 수 있다. 상기 언급한 제제 양자 모두에서, 윤활제는 바람직하게는 본 발명의 로진산 에스테르 및/또는 본 발명의 로진산 에스테르를 함유하는 조성물이다.

본 발명의 로진산 에스테르는 오일 함유 조성물, 예컨대, 금속 작동 조성물/제제에, 임의의 중량%로 첨가될 수 있거나, 또는 오일-함유 조성물의 상기의 종래의 성분들, 특히, 금속 작동 유체의 성분들 중 임의의 것을 대체할 수 있다. 바람직하게는, 첨가되는 로진산 에스테르의 양은, 본 발명의 로진산 에스테르를 함유하지 않는 동일한 조성물과 비교하여, 최종 조성물의 하중 지지 특성을 향상시키도록 한다. 첨가되는 로진산 에스테르의 양은 임의의 양일 수 있다. 일반적으로, 이는 조성물의 총 중량을 기준으로 50 중량% 이하, 바람직하게는 30 중량% 이하의 양으로 존재하는 것이 바람직하다. 또한, 로진산 에스테르의 양은 조성물의 총 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%, 바람직하게는 3 내지 15 중량% 범위일 수 있다. 오일-함유 조성물, 바람직하게는 금속 작동 조성물 중 존재할 수 있는 본 발명의 로진산 에스테르의 양은 조성물의 총 중량을 기준으로 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 35, 40, 45 및 50 중량%일 수 있고, 이 안의 임의의, 그리고 모든 범위 및 하위범위를 포함할 수 있다.

하기 실시태양의 실시예를 이용하여 본 발명을 더욱 자세하게 설명한다.

실시예 1 - 본 발명의 로진산 에스테르 #1 ( U398 )의 제조

푸마르산화된 로진 에스테르, 즉, 실바프린트(Sylvaprint) 8250을 260℃에서, 반응 혼합물의 총 매스를 기준으로 0.1 내지 0.3 중량%의 범위의 양의 산화마그네슘 촉매의 존재하에서 PEG-400와 접촉시켰다. 반응으로부터 물을 수집하기 위해 트랩을 첨가하였다. 반응을 산가에 의해 모니터링하고, 원하는 산가 (즉, 약 10)에 도달했을 때 중단 (즉, 냉각)시켰다.

실시예 2 - 오일-함유 조성물의 제조

하기의 오일-함유 조성물을, 바람직하게는 금속 작동 조성물로서 제조하였다.

합성 금속 작동 오일 제제**

황산화 피마자유 4 중량% 계면 윤활제

엑트라포스(Actrafos) 4000 10 중량% 녹 억제제

트리에탄올아민 5 중량% pH 완충제 및 억제제

엑트라포스 110A 4 중량% 극압 첨가제

윤활제* 5 중량%

물 72 중량%

* 윤활제는 로진산 에스테르 #1 (즉, U398), 아리조나 케미컬 캄파니로부터 입수가능한, 상업적으로 입수가능한 유니플렉스(Uniflex) 397, 또는 종래의 윤활제 일 수 있음을 주의한다.

** "부분적으로 배합된 합성 금속 작동 유체"는 단순히, 물 중 윤활제* 10 중량%임을 주의한다.

반-합성 금속 작동 유체 제제

윤활제* 25 중량%

미네랄 오일 25 중량%

엑트라코어(Actracor) 4000 10 중량%

물 40 중량%

* 윤활제는 로진산 에스테르 #1 (즉, U398), 아리조나 케미컬 캄파니로부터 입수가능한, 상업적으로 입수가능한 유니플렉스 397, 또는 종래의 윤활제일 수 있음을 주의한다.

가용성 오일 금속 작동 농축 제제**, ***

미네랄 오일 71.5 중량%

술포네이트 7 중량% 녹 억제제 및 유화제

증류된 톨유 4 중량% 유화보조제

트리에탄올아민 2 중량%

에톡스(Ethox) TO-8 2.5 중량% 유화제

에톡스 GMO 3 중량% 유화보조제

에톡스 CO-36 4 중량% 계면 윤활제

윤활제* 6 중량%

** "부분적으로 배합된 가용성 오일 금속 작동 유체"는 단순히, 에톡스 TO-8 및 에톡스 GMO만 제거하고 이를 물로 대체하였다는 것을 제외하면, 상기 배합과 동일하다는 점을 주의한다.

*** 상기 제제 및 "부분적으로 배합된 가용성 오일 금속 작동 유체" 제제**는 농축물이고, 물에 첨가되어 7 중량%로 희석된다.

실시예 3 - 완전 배합 및/또는 부분적으로 배합된 오일-함유 조성물 중에 이용되는 경우의 로진산 에스테르의 하중 지지 특성의 시험

상기 언급한 윤활제, 특히, 본 발명의 실시예 1 (U398) 및 상업적으로 입수가능한 제품을 상기 언급한 오일-함유 조성물, 즉, 합성 금속 작동 오일 제제, 부분적으로 배합된 합성 금속 작동 오일 제제, 가용성 오일 금속 작동 제제, 부분적으로 배합된 가용성 오일 금속 작동 제제, 및 반-합성 금속 작동 유체 제제에 첨가하였을 때의 이들의 하중 지지 특성에 대하여 시험하였다.

ASTM D 3233-93 (2003년에 재승인) 기준 (첨부물 참조)을 이용하여 상이한 토크(torque)에서 하중 지지 특성을 측정하여, 각각의 토크에서 각 제제의 파단 하중(load at failure; lb/f)을 측정하였다. 결과를 도 1 내지 5에 요약하였다.

실시예 4 - 본 발명의 로진산 에스테르의 입자 크기의 측정

본 발명의 상기 실시예 1로부터의 로진산 에스테르 #1 (U398)의 입자 직경 을, 베크만 콜터(Beckman Coulter)로부터의 윈도우 기반 "LS" 소프트웨어 버젼 3.29로 작동시키는 베크만 콜터 LS230 입자크기 분석기에 의해 측정하였다. 결과는 도 6에서 확인할 수 있다.

본 명세서 전반에서 사용된 바와 같이, 범위는 그 안의 모든 하위범위를 포함하여, 그 범위 내인 각각의 모든 값을 기술하기 위한 약식 표기로서 사용하였다.

본 발명에 대한 수많은 변경 및 변형은 상기 교시에 비추어 가능하다. 따라서, 첨부된 특허청구범위의 범위 내에서, 본 발명은 본 명세서에 상세하게 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다.

본 명세서에서 인용된 모든 참고문헌 및 이들이 인용하는 문헌들은, 본 발명의 대상 및 그의 모든 실시태양과 관련된 관련 부분에 대하여, 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.

Claims

1종 이상의 로진-함유 조성물을 1종 이상의 α,β-불포화 카르복실산 또는 그의 에스테르와 접촉시켜 그의 부가물을 형성시키고, 이를 1종 이상의 알콜-함유 화합물과 접촉시켜 로진산 에스테르를 제조하는 반응의 생성물인 로진산 에스테르.

제1항에 있어서, 에스테르의 산가(acid value)가 50 이하인 로진산 에스테르.

제1항에 있어서, 부가물 및 알콜-함유 조성물의 총 중량을 기준으로 48 중량% 이하의 부가물이 제조되고, 이것이 부가물 및 알콜-함유 조성물의 총 중량을 기준으로 52 중량% 이상의 알콜-함유 조성물과 접촉하는, 로진산 에스테르.

제3항에 있어서, 알콜-함유 화합물이 다가 알콜인 로진산 에스테르.

제3항에 있어서, 알콜-함유 화합물이 폴리에틸렌 글리콜인 로진산 에스테르.

제3항에 있어서, 알콜-함유 화합물이 폴리에틸렌 글리콜이고, 중량 평균 분자량이 1000 이하인 것인 로진산 에스테르.

제3항에 있어서, 알콜-함유 화합물이 폴리에틸렌 글리콜이고, 수 평균 분자량이 1000 이하인 것인 로진산 에스테르.

제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 로진산 에스테르 및 오일을 포함하는 오일-함유 조성물.

제8항에 있어서, 금속 작동 유체인 조성물.

제9항에 있어서, 물을 더 포함하는 조성물.

적어도, 48 중량% 이하의 로진 화합물과 52 중량% 이상의 α,β-불포화 카르복실산의 부가물을 1종 이상의 알콜-함유 화합물과 접촉시켜, 산가가 50 이하인 로진산 에스테르를 제조하는 것을 포함하는 방법에 의해 제조된 로진산 에스테르.

제13항에 따른 로진산 에스테르 및 물을 포함하는 조성물.

제8항에 있어서, 금속 작동 유체인 조성물.

제9항에 있어서, 오일을 더 포함하는 조성물.