JPH06271880A - 金属用油剤組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 潤滑性とバランスのよい化学的性状と物理的
性状とを具備した新規有用な金属用油剤組成物を提供す
る。 【構成】 １，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸の
脂肪族、脂環族又は芳香族のエステルを必須成分として
含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、新規な金属用油剤組成
物に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、エステル系の合成潤滑油は、鉱
油系の潤滑油に比べて熱安定性、酸化安定性、低温流動
性に優れ、温度による粘度変化が小さく、又、他の合成
潤滑油（ポリオレフィン、ポリエーテル等）と比べても
バランスのよい性状を有することにより、近年、エンジ
ン油、計器油、ポンプ油等の各種分野において広く利用
されている。

【０００３】しかし、最近、潤滑油を使用する機器の発
達が著しく、潤滑油にもこれまで以上に特殊な条件下或
いは過酷な条件下でも使用し得るような性能が要求され
ている。従って、これらの潤滑油や金属油剤を調製する
ために、夫々の用途に応じた新しい性質を有するエステ
ル系基油が求められているのが現状である。

【０００４】例えば、冷凍機械分野では、最近のオゾン
層破壊問題への対応として、塩素を含有しないフロンを
冷媒として使用する動きが盛んである。この冷媒は従来
のフロンに比べて著しく極性が高く、既存の油剤（例え
ば、ナフテン系鉱油）では溶解しないため、潤滑性能を
損なわずに溶解するエステル油が求められている。

【０００５】又、水系潤滑油は、その不燃性や環境意識
の高まりから金属油剤に占める割合は年々高まり、それ
に伴う種々の要求に対応し得る新しい基油となるエステ
ル油が求められている。

【０００６】例えば、ある種の水系潤滑油で含有されて
いるステアリン酸ブチルは、水中で酸敗して酸価の上昇
が見られるため、耐生分解性のエステルが求められてい
るし、逆に、潤滑油としての使用後には、生分解して消
滅してしまう基油成分が求められている場合もある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、新規有用な
金属油剤組成物を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問
題点を解決するため鋭意検討を重ねた結果、特定の構造
を有するエステルが、潤滑性とバランス良い化学的性状
と物理的性状を具備し、所望の性能を有する金属油剤組
成物を構成し得るエステル基油であることを見いだし、
かかる知見に基づいて本発明を完成するに至った。

【０００９】即ち、本発明に係る金属用油剤組成物は、
一般式（１）又は一般式（２）で表される１種又は２種
以上のエステル（以下「本エステル」という。）を基油
として含有することを特徴とする。

【００１０】

【化４】 ［式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³及びＲ⁴は同一又は異なって、水
素原子、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基若しくは
アルケニル基又は飽和若しくは不飽和の脂環式炭化水素
基を表す。但し、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³及びＲ⁴が同時に水素原
子であることはない。］

【００１１】

【化５】 ［式中、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷及びＲ⁸は同一又は異なって、水
素原子、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又はアル
ケニル基、飽和若しくは不飽和の脂環式炭化水素基又は

【化６】 で表される基を表す。Ｒ⁹は水素原子、直鎖状若しくは
分岐鎖状のアルキル基若しくはアルケニル基、飽和若し
くは不飽和の脂環式炭化水素基又は芳香族炭化水素基を
表す。ＡＯは炭素数２〜４のオキシアルキレン基を表
す。ｍは０〜１００の整数を表す。但し、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ
⁷、Ｒ⁸のうち少なくとも１種はオキシアルキレン基を有
する。］

【００１２】本エステルは、１，２，３，４−ブタンテ
トラカルボン酸（以下「ＢＴＣ」と略記する。）若しく
はその酸無水物（以下「ＢＴＣ類」と総称する。）と、
一般式（３）で表される脂肪族アルコール類若しくは脂
環族アルコール類及び一般式（４）で表されるフェノー
ル類からなる群より選ばれた１種又は２種以上のアルコ
ールとを常法に従ってエステル化することにより調製さ
れる。

【００１３】

【化７】 ［式中、Ｒ¹⁰は水素原子、直鎖状若しくは分岐鎖状のア
ルキル基若しくはアルケニル基又は飽和若しくは不飽和
の脂環式炭化水素基を表す。ＡＯは炭素数２〜３のアル
キレンを表す。ｍは０〜１００の整数を表す。］

【００１４】

【化８】 ［式中、Ｒ¹¹は水素原子又は芳香族炭化水素基を表す。
ＡＯは炭素数２〜３のアルキレンを表す。ｎは０〜１０
０の整数を表す。］

【００１５】ＢＴＣ類としては、ＢＴＣ単独で用いても
よいし、ＢＴＣの一無水物や二無水物を使用することも
可能である。

【００１６】一般式（３）で表される脂肪族アルコール
としては、炭素数１〜３６の直鎖状若しくは分岐鎖状の
飽和又は不飽和の脂肪族アルコールが推奨され、具体的
には、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピル
アルコール、ブチルアルコール、ペンチルアルコール、
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、デシルアルコール、ウン
デシルアルコール、ドデシルアルコール、トリデシルア
ルコール、テトラデシルアルコール、ペンタデシルアル
コール、ヘキサデシルアルコール、ヘプタデシルアルコ
ール、オクタデシルアルコール、ノナデシルアルコー
ル、エイコシルアルコール、ヘネイコシルアルコール、
ドコシルアルコール、炭素数８〜１８の脂肪族アルコー
ルの二量化アルコール等の飽和アルコール、アリルアル
コール、オレイルアルコールや魚油アルコール等の不飽
和アルコール及びそれらのアルキレンオキシド付加物が
例示される。

【００１７】アルコールの炭素数は、これ以上であって
も性能上、特に問題ではないが、入手が困難となるた
め、工業的には好ましくない。

【００１８】一般式（３）で表される脂環式アルコール
としては、シクロヘキシルアルコール、シクロヘキセニ
ルアルコール、シデカノール、水添シデカノール及びそ
れらのアルキレンオキシド付加物等が例示される。

【００１９】一般式（４）で表されるフェノール類とし
ては、フェノール、ベンジルアルコール、メチルベンジ
ルアルコールの他、クレゾール、キシレノール、ノニル
フェノール等の炭素数１〜１８のアルキル基を有するフ
ェノール化合物のアルキレンオキシド付加物が例示され
る。

【００２０】アルキレンオキシドとしては、エチレンオ
キシド（ＥＯ）、プロピレンオキシド（ＰＯ）、ブチレ
ンオキシド等が挙げられ、当該付加物としては、夫々単
独の付加物及びそれらの共付加物が挙げられる。

【００２１】混基エステルを所望する場合は、仕込み時
に所定の２種以上の原料アルコール類を併用してもよい
し、必要ならば、部分エステル化を行った後に、別の原
料アルコール類を加えてエステル化させてもよい。部分
エステル化反応にＢＴＣの一無水物、二無水物を選択す
ると製造時の操作面と性能面で有効な場合が多い。

【００２２】少なくとも１つの末端が炭化水素基でない
本エステルは、アルコール成分としてエチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、
テトラエチレングリコール等のポリ又はオリゴアルキレ
ンオキシドを使用してエステル化するか、カルボキシル
基に直接アルキレンオキシドを付加反応させることによ
り調製される。当該エステルは、自己乳化性を呈する。

【００２３】本エステルを調製するに当たって選択され
るアルコールの種類は、所望する性状によって決定され
る。

【００２４】例えば、粘度指数を重視するならば長鎖の
アルコールを選択するのが好ましい。粘度指数は、エス
テル分子の最長距離に依存する傾向があるためである。
但し、直鎖型の高級アルコールから調製されるエステル
を固体にすることがあるため、室温液状の潤滑油を必要
とする場合には分岐アルコールが好ましい。

【００２５】又、耐スラッジ性を重視するならば、アル
キレンオキシドの付加モル数の大きなアルコール（例え
ば、５〜１００モル程度の付加物）を使用することが好
ましい。

【００２６】生分解性の良好な基油を必要とするなら
ば、アルキレンオキシドが１〜２０モル程度付加した脂
肪族アルコールの選択が好ましい。反面、酸敗しない基
油が必要であるならば、アルキレンオキシドの付加しな
いアルコールを選択するのが好ましい。

【００２７】塩素を含有しないフロンを冷媒として使用
する冷凍機械に用いる潤滑油には、分岐度の高いアルコ
ール又はアルキレンオキシドの付加モル数の小さなアル
コール（例えば、１〜５モル程度の付加物）を選択する
のが好ましい。

【００２８】本エステルは、単独で潤滑油の基油として
用いられ、更に重視する性能によって適宜汎用の鉱油や
他の合成油、各種添加剤を併用することができる。

【００２９】ここで、鉱油としては、例えばナフテン
系、パラフィン系等の一般に潤滑油基油として公知のも
のが挙げられる。

【００３０】合成油としては、ポリオレフン、各種ジエ
ステル、ヒンダードエステル、ポリフェニルエーテル、
ポリアルキレングリコール、リン酸エステル、ケイ酸エ
ステル、シリコーン油、フロロエステル等が例示され
る。

【００３１】各種添加剤としては、酸化防止剤、清浄
剤、極圧剤、油性剤、防錆剤、粘度指数向上剤、流動点
降下剤、耐摩耗剤、腐食防止剤、金属不活性化剤、消泡
剤、乳化剤等の各種添加剤を適宜配合することができ
る。

【００３２】極圧剤としては、塩素化パラフィン、塩素
化脂肪酸メチルエステル、塩素化脂肪酸等の塩素系、硫
化鉱油、硫化油脂、硫酸化油脂、各種ジスルフィド等の
硫黄系、ホスフェート類、ホスファイト類等のリン系、
チオリン酸亜鉛やチオリン酸モリブデンやカルバミン酸
モリブデン等の有機金属化合物、グラファイト、硫化モ
リブデン等の固体潤滑剤等を掲げることができる。

【００３３】防錆剤としては、オレイン酸塩、安息香酸
塩等のカルボン酸塩、スルホン酸塩、トリエタノールア
ミン等のアミン類、オレイン酸ジエタノールアミド、ア
ルケニールコハク酸アミド、アジピン酸シクロヘキシル
アミド等のアミド類、ソルビタンモノオレート等のエス
テル類等の有機系防錆剤や亜硝酸塩、リン酸塩、ホウ酸
塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、炭酸塩等の無
機系防錆剤を掲げることができる。

【００３４】非鉄金属防食剤としては、ベンゾトリアゾ
ール、イミダゾリン等の窒素化合物、チオジアゾールポ
リスルフィド、アルキルチオイミダゾール等の硫黄窒素
化合物、ジアルキルジチオリン酸亜鉛等を掲げることが
できる。

【００３５】流動点降下剤として、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール等のグリコール類を掲げるこ
とができる。

【００３６】増粘剤としては、ポリアルキレングリコー
ル類、ポリエチレンイミン類、ＨＥＣ、ＨＰＣ、ＣＭＣ
等のセルロース誘導体、ポリカルボン酸ソーダ、ポリビ
ニルピロリドン、アルギン酸等を掲げることができる。

【００３７】防腐剤としては、ｏ−フェニルフェノー
ル、テトラクロロフェノール、ｐ−クロロ−ｍ−キシレ
ノール等のフェノール系、ヘキサヒドロトリアジン等の
ホルムアルデヒド供与体やトリブロムサリチルアニリド
とジブロムサリチルアニリドの混合物等を掲げることが
できる。

【００３８】消泡剤としては、ポリアルキレングリコー
ル、シリコンエマルジョン、高級アルコール、フッ素化
合物等を掲げることができる。

【００３９】乳化剤としては、ノニルフェノールや高級
アルコールや硬化ヒマシ油のエチレンオキシド付加物、
プロピレンオキシド付加物、ソルビタンモノ脂肪酸エス
テル等の多価アルコール系、脂肪酸ジエタノールアミド
等のアルキロルアミド系等の非イオン界面活性剤、脂肪
酸や脂肪酸石鹸、ナフテン酸石鹸等の脂肪酸誘導体、動
植物油、長鎖アルコール硫酸エステル等の硫酸エステル
型、長鎖アルコールリン酸エステル等のリン酸エステル
型、石油スルホン酸塩等のスルホン酸型等のアニオン界
面活性剤を掲げることができる。

【００４０】又、アニオン界面活性剤の一種として、本
エステルの無機塩又はアミン塩を使用することは有効で
ある。特に、本エステルに係るモノエステル、ジエステ
ル、トリエステル及びそれらの塩類は金属の補足剤とし
ても有効であるため、意識的に反応時に未反応混合物と
して残存させても差し支えない。

【００４１】これらの添加剤の含有量は、本発明の目的
を阻害しない範囲で、しかも、その用途に応じて選択さ
れる。

【００４２】本エステルは、一般的な作動油として、
又、圧延油、研削切削油、プレス油、引き抜き油、焼き
入れ油等の金属加工油等の成分として幅広く使用するこ
とができる。

【００４３】

【実施例】以下に実施例を掲げて、本発明を詳しく説明
する。尚、本エステルの特性は、以下の方法によって測
定し、評価した。

【００４４】潤滑性能：動粘度、粘度指数、流動点を総
合的に判断して、優れている順に◎、○、△、×の４段
階に評価した。

【００４５】動粘度：ウベローデ粘度計を用いてＪＩＳ
Ｋ ２２８３に準拠して測定した。

【００４６】粘度指数：４０℃及び１００℃における動
粘度よりＪＩＳ Ｋ ２２８４に準拠して算出した。

【００４７】流動点：ＪＩＳ Ｋ ２２６９に準拠して測
定した。

【００４８】冷媒との相溶性：ガラス管に所定のエステ
ル０．２ｇと水素含有フロン冷媒（ＨＦＣ−１３４ａ）
２．０ｇとを採取し封入した。このガラス管を所定の温
度の低温槽又は高温槽に入れ、冷媒と所定のエステルと
の相溶性を観察した。

【００４９】耐スラッジ性：シリンダ型の送液ポンプの
駆動部に所定のエステルを潤滑油として使用し、１００
０時間運転した後、当該潤滑油を取り出して、その中の
スラッジの生成を目視にて確認した。

【００５０】耐酸敗性：活性汚泥０．１mlと所定のエス
テル０．２mlと２％ポリペプトン水溶液を試験管中にい
れ、３０℃にて１４日間、富栄養で好気的条件下で培養
し、その後、試験管内の溶液をヘキサンで抽出して、所
定のエステルの量を分析する。

【００５１】易生分解性：活性汚泥濃度３０ppm、所定
のエステル１００ppmとして、生分解性を観察した。有
機物は上記２種以外は加えず、リン酸カリウム、リン酸
ナトリウム、塩化アンモニウム、硫酸マグネシウム、塩
化カルシウム、塩化鉄の水溶液を基礎培養液として、２
５℃、２８日間培養した。培養液の酸素吸収量から、所
定のエステルの生分解率（１）を算定する。又、培養液
の濾過液を燃焼させて、その全酸素必要量を測定し、所
定のエステルの生分解率（２）を算定する。

【００５２】実施例１ ＢＴＣとｎ−オクタノールとのテトラエステル（本エス
テルＡ）の潤滑性能を評価した。得られた結果を第１表
に示す。又、このものの耐酸敗性を評価したところ、そ
の量に変化は認められなかった。更に、このものの生分
解率は１％以下であった。

【００５３】実施例２ ＢＴＣとイソステアリルアルコールとのテトラエステル
（本エステルＢ）の潤滑性能を総合的に評価した。得ら
れた結果を第１表に示す。

【００５４】実施例３ ＢＴＣと２−エチルヘキサノールのＥＯ２モル付加物と
のテトラエステル（本エステルＣ）の潤滑性能を評価し
た。得られた結果を第１表に示す。又、このものが冷媒
と相溶する温度範囲は−３０〜６０℃であった。

【００５５】実施例４ ＢＴＣと２−エチルヘキサノールのＰＯ４モル付加物と
のテトラエステル（本エステルＤ）の潤滑性能を評価し
た。得られた結果を第１表に示す。又、このものが冷媒
と相溶する温度範囲は−３５〜７０℃であった。

【００５６】実施例５ ＢＴＣとラウリルアルコールのＥＯ６モル付加物とのテ
トラエステル（本エステルＥ）の潤滑性能を評価したと
ころ、本エステルＣと同程度の性能が得られた。又、こ
のものの耐スラッジ性を評価したところ、スラッジの生
成は認められなかった。更に、このものの生分解率
（１）は９５％、生分解率（２）は９０％であった。

【００５７】実施例６ ＢＴＣとブチルアルコールのＥＯ５０モル付加物とのテ
トラエステル（本エステルＦ）の潤滑性能を評価したと
ころ、本エステルＣと同程度の性能が得られた。又、こ
のものの耐スラッジ性を評価したところ、スラッジの生
成は認められなかった。

【００５８】比較例１ パラフィン系鉱油の潤滑性能を評価した。得られた結果
を第１表に示す。このものの耐スラッジ性を評価したと
ころ、スラッジの生成が認められた。

【００５９】比較例２ ナフテン系鉱油は、冷媒と相溶しなかった。

【００６０】比較例３ ステアリン酸ブチルの耐酸敗性を評価した。その結果、
このものは残存していなかった。

【００６１】

【発明の効果】本発明に係るエステル油を使用すること
で、潤滑性とバランス良い化学的性状と物理的性状を具
備した所望の性能を有する新規な金属用油剤のための基
油を得ることができる。 特許出願人 新日本理化株式会社

【表１】

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年３月７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６０】 比較例３ ステアリン酸ブチルの耐酸敗性を評価した。その結果、
このものは残存していなかった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤谷 嘉文 京都府京都市伏見区葭島矢倉町13番地 新 日本理化株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式（１）又は一般式（２）で表され
   る１種又は２種以上のエステルを基油として含有するこ
   とを特徴とする金属用油剤組成物。 【化１】 ［式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³及びＲ⁴は同一又は異なって、水
   素原子、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基若しくは
   アルケニル基又は飽和若しくは不飽和の脂環式炭化水素
   基を表す。但し、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³及びＲ⁴が同時に水素原
   子であることはない。］ 【化２】 ［式中、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷及びＲ⁸は同一又は異なって、水
   素原子、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又はアル
   ケニル基、飽和若しくは不飽和の脂環式炭化水素基又は 【化３】 で表される基を表す。Ｒ⁹は水素原子、直鎖状若しくは
   分岐鎖状のアルキル基若しくはアルケニル基、飽和若し
   くは不飽和の脂環式炭化水素基又は芳香族炭化水素基を
   表す。ＡＯは炭素数２〜４のオキシアルキレン基を表
   す。ｍは０〜１００の整数を表す。但し、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ
   ⁷、Ｒ⁸のうち少なくとも１種はオキシアルキレン基を有
   する。］