グリース基油
【課題】潤滑性を維持しつつ、高温特性に係る揮発量が少なく耐熱性が良好であり、かつ低温特性に係る流動性及び保管安定性を満足することができ、幅広い温度範囲で使用できる、グリース基油を提供すること。
【解決手段】ペンタエリスリトールとカルボン酸とを反応させて得られるエステルを含有してなるグリース基油であって、前記カルボン酸が、２‐エチルヘキサン酸、ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸を合計含有量で９５〜１００重量％含有してなり、かつ、カルボン酸中、２‐エチルヘキサン酸の含有量と、ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸の合計含有量との重量比（２‐エチルヘキサン酸の含有量）／（ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸の合計含有量）が３６／６４〜４４／５６である、グリース基油。
【解決手段】ペンタエリスリトールとカルボン酸とを反応させて得られるエステルを含有してなるグリース基油であって、前記カルボン酸が、２‐エチルヘキサン酸、ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸を合計含有量で９５〜１００重量％含有してなり、かつ、カルボン酸中、２‐エチルヘキサン酸の含有量と、ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸の合計含有量との重量比（２‐エチルヘキサン酸の含有量）／（ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸の合計含有量）が３６／６４〜４４／５６である、グリース基油。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グリース基油及びそれを含有する潤滑油に関する。
【背景技術】
【０００２】
低温から高温にわたる幅広い使用温度範囲で優れた潤滑性を長期間にわたって呈する合成エステルを含有してなるグリース基油が提案されている（特許文献１）。しかしながら、前記グリース基油を含有する潤滑油を、長期間使用すると潤滑性が不充分となる場合があった。
【０００３】
また、幅広い温度範囲で優れた性質を示し、長期間使用しても安定して充分な潤滑性を呈するものとして、ペンタエリスリトールとカルボン酸とのエステルであって、前記カルボン酸として、２‐エチルヘキサン酸、ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸を、ｎ‐ヘプタン酸とｎ‐オクタン酸との合計含有量に対する２‐エチルヘキサン酸の含有量の重量比〔２‐エチルヘキサン酸／（ｎ‐ヘプタン酸＋ｎ‐オクタン酸）〕で、６５／３５〜３５／６５の割合で用いた、グリース基油が提案されている（特許文献２）。
【０００４】
また、幅広い温度範囲で優れた性質を示し、高温負荷環境下において長期間使用しても粘度上昇を抑制でき、安定して充分な潤滑性を呈する耐熱性の良好な、グリース基油として、ペンタエリスリトールとカルボン酸とを反応させて得られるエステルであって、前記カルボン酸として、２‐エチルヘキサン酸の含有量が１５〜３５重量％であり、ｎ‐ヘプタン酸とｎ‐オクタン酸との合計含有量が６５〜８５重量％である、グリース基油が提案されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−８０７６６号公報
【特許文献２】特開２００６−１２４４２９号公報
【特許文献３】特開２００８−２１４３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献２に記載のグリース基油は、低温下（−４０℃）では粘度が安定しているものの、耐熱性が不十分であった。即ち、特許文献２では、高温特性に係る揮発量（１８０℃の恒温槽内で５００時間加熱した後に、当該加熱前後の重量から算出）は、３０重量％以下を合格基準（実施例では２４重量％、２１重量％が記載）としているが、耐熱性のさらなる要求により、揮発量を２０重量％以下にすることが望まれている。
【０００７】
一方、特許文献３では、耐熱性が良く、前記高温特性に係る揮発量が２０重量％以下を満足することができ、かつ低温（−５０℃）での流動性を満足することができるものの、低温（−４０℃）での保管安定性が十分ではなく、長時間に亘って低温（−４０℃）で保管すると結晶が析出してしまう。
【０００８】
本発明は、潤滑性を維持しつつ、高温で分解しにくいため高温特性に係る揮発量が小さく、即ち耐熱性が良好であり、かつ低温特性に係る流動性および保管安定性を満足することができ、幅広い温度範囲で使用可能な、グリース基油を提供することを目的とする。さらに本発明は、前記グリース基油を含有する場合も含む潤滑油を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
即ち、本発明は、ペンタエリスリトールとカルボン酸とを反応させて得られるエステルを含有してなるグリース基油であって、前記カルボン酸が、２‐エチルヘキサン酸、ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸を合計含有量で９５〜１００重量％含有してなり、かつ、カルボン酸中、２‐エチルヘキサン酸の含有量と、ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸の合計含有量との重量比（２‐エチルヘキサン酸の含有量）／（ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸の合計含有量）が３６／６４〜４４／５６である、グリース基油、に関する。さらに、本発明は、前記グリース基油を含有してなる潤滑油、に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、ペンタエリスリトールとカルボン酸とを反応させて得られるエステルを含有してなるグリース基油及びそれを含有する潤滑油であって、前記カルボン酸として、２‐エチルヘキサン酸、ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸を主成分とし、かつ、２‐エチルヘキサン酸の含有量と、ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸との合計含有量との重量比（２‐エチルヘキサン酸の含有量）／（ｎ‐ヘプタン酸の含有量及びｎ‐オクタン酸の合計含有量）が３６／６４〜４４／５６のものを用いることにより、高温でも分解が起こりにくく高温でも揮発量が少なく、即ち耐熱性が良好であり、かつ低温特性に係る流動性及び保管安定性を満足することができ、幅広い温度範囲で使用可能なグリース基油及び潤滑油を実現している。
【００１１】
本発明では、エステルのカルボン酸として前記３種の混合カルボン酸を用いることにより、得られるエステルの分子の対称性を小さくすることで、エステルに低温特性を付与している。また、前記３種の混合カルボン酸のなかで、２‐エチルヘキサン酸は、アルキル基が分岐鎖であることから、各カルボン酸の分子間引力を低下させるため、特に低温特性を向上させるものと考えられるが、２‐エチルヘキサン酸は分岐鎖（３級炭素）を有することから熱的に弱いため、３級炭素を起点にして分解が起こり易く、重合や粘度上昇の原因になる。一方、ｎ‐ヘプタン酸とｎ‐オクタン酸は、アルキル基が直鎖であることから、２‐エチルヘキサン酸に比べて熱に強いため耐熱性を向上させるものと考えられる。そこで、本発明では、エステルの原料カルボン酸として、２‐エチルヘキサン酸の含有量と、ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸の合計含有量との比を、極めて特定の範囲に制御することにより、流動性、保管安定性、耐熱性の両立を実現しているが、主に２‐エチルヘキサン酸によって低温特性に係る流動性及び保管安定性を満足させるとともに、主にｎ‐ヘプタン酸とｎ‐オクタン酸によって耐熱性を満足させていると考えられる。
【００１２】
このように本発明のグリース基油及び当該グリース基油を含有する潤滑油は、耐熱性が良好であり、低温から高温にわたる幅広い温度範囲で優れた潤滑性を示し、長期間安定して使用可能である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明のグリース基油は、ペンタエリスリトールとカルボン酸とを反応させて得られるエステルを含有してなるものであって、前記カルボン酸が、２‐エチルヘキサン酸、ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸を合計含有量で９５〜１００重量％含有してなるものである。２‐エチルヘキサン酸、ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸を合計含有量は９８〜１００重量％が好ましく、９９〜１００重量％がより好ましく、実質的に１００重量%であることがさらに好ましい。即ち、本発明のグリース基油は、ペンタエリスリトールと少なくとも前記３種類のカルボン酸の混合物を反応させて得られるものであり、ペンタエリスリトールと各カルボン酸とを反応させて得られる各エステルをそれぞれ配合したものではない。
【００１４】
また、グリース基油が、耐熱性が良好であり、かつ低温特性に係る流動性及び保管安定性を満足することができ、幅広い温度範囲で使用可能とする観点から、ｎ‐ヘプタン酸とｎ‐オクタン酸との合計含有量に対する２‐エチルヘキサン酸の含有量の重量比〔２‐エチルヘキサン酸／（ｎ‐ヘプタン酸＋ｎ‐オクタン酸）〕は３６／６４〜４４／５６であり、好ましくは３６／６４〜４３／５７である。
【００１５】
アルキル基の鎖長が長いと分子が動きにくくなると考えられるので、低温での保管安定性に関しては、ｎ−ヘプタン酸よりも、アルキル基の鎖長が長いｎ−オクタン酸の方が好ましくないが、耐熱性はｎ−オクタン酸が多いほど向上すると考えられる。そこで、本発明では、低温での保管安定性と耐熱性を両立するため、ｎ−ヘプタン酸とｎ−オクタン酸の重量比［ｎ−ヘプタン酸／ｎ-オクタン酸］は低温での保管安定性の観点から１．６〜５が好ましく、１．６〜４．１がより好ましく、１．６〜２．５がさらに好ましく、１．６〜２．２がよりさらに好ましい。
【００１６】
さらに、２‐エチルヘキサン酸、ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸の合計含有量のうち、２‐エチルヘキサン酸の含有量の割合は、低温での保管安定性の観点から、好ましくは３６〜４４重量％であり、より好ましくは３６〜４３重量％である。ｎ‐ヘプタン酸の含有量の割合は前記３種のカルボン酸の合計含有量中、低温での保管安定性の観点から好ましくは２０〜５０重量％であり、より好ましくは２０〜４８重量％であり、さらに好ましくは３６〜４８重量％である。ｎ‐オクタン酸の含有量の割合は、前記３種のカルボン酸の合計含有量中、低温での保管安定性の観点から、好ましくは１０〜４０重量％であり、より好ましくは１２〜３８重量％であり、さらに好ましくは１２〜２８重量％である。
【００１７】
前記カルボン酸には、本発明の所望の効果の発現を阻害しない範囲で、２‐エチルヘキサン酸、ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸以外のその他のカルボン酸が任意に含まれていてもよい。その他のカルボン酸としては、例えば、ｎ‐ペンタン酸、ｎ‐ヘキサン酸、ｎ‐ノナン酸、ｎ‐デカン酸、その他α位にアルキル基を有する炭素数６〜１０の分岐鎖脂肪酸等が挙げられる。
【００１８】
ペンタエリスリトールと、２‐エチルヘキサン酸、ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸を所定量含むカルボン酸とのエステルは、公知の方法（例えば、特開平１１−８０７６６号公報参照）に従って、両成分間でエステル化反応を行うことにより調製することができる。
【００１９】
ペンタエリスリトールとカルボン酸との反応に際して、両者の当量比は、通常、ペンタエリスリトールの水酸基１当量に対してカルボン酸のカルボキシル基が１〜１．３当量となるように調整することが好ましく、１．１〜１．２当量となるように調整することがより好ましい。なお、カルボン酸のカルボキシル基の比率を高くするとペンタエリスリトールとカルボン酸との反応性が良好となる反面、反応終了後、過剰のカルボン酸を除去する必要がある。多量のカルボン酸を用いた場合には、例えば、減圧留去、スチーミング、吸着剤を用いた吸着、除去などの方法により、過剰のカルボン酸を除去すればよい。
【００２０】
本発明のグリース基油は、前記エステルを好ましくは８０〜１００重量％、より好ましくは９０〜１００重量％含有してなる。１００重量％含有されている場合、グリース基油は本発明のエステルそのものからなる。本発明に用いられるエステル以外の他のエステルとして、例えば、ジ‐２‐エチルヘキシルセバケート等のジエステル油、トリメチロールプロパンやネオペンチルグリコール等とカルボン酸から製造されるポリオールエステル油、ピロメリット酸やトリメリット酸とアルコールから製造される芳香族エステル油等が挙げられる。グリース基油中のエステル以外の成分として、炭化水素油やエーテル等が挙げられる。
【００２１】
本発明のグリース基油の揮発量は、グリース基油を高温で長期間使用した場合であっても優れた潤滑性を維持し得る耐熱性を有する観点から、好ましくは２０重量％以下、より好ましくは１８．５重量％以下である。揮発量は、後述する方法により求めることができる。
【００２２】
また、本発明のグリース基油の流動点は、低温時における潤滑性を保つ観点から−４５℃以下であることが好ましく、−５０℃以下であることがより好ましく、−５２．５℃以下であることが更に好ましい。流動点は、ＪＩＳ Ｋ２２６９により測定する。そのような流動点を有するエステルを含むグリース基油は、例えば、エアコンファンモーター用軸受、自動車用軸受、音響機器用軸受、コンピューター用軸受、スピンドルモーター軸受等などに用いた場合、低温起動トルクを飛躍的に減少させることができる。
【００２３】
また、本発明のグリース基油は、低温時における保管安定性の観点から、−４０℃での保管時の結晶析出時間（透明性、流動性がなくなるまでの時間）が、１００時間以上であることが好ましく、１２０時間以上であることがより好ましく、１４０時間以上であることが更に好ましく、１８０時間以上であることがよりさらに好ましい。
【００２４】
従って、本発明のグリース基油としては、流動点が−５２．５℃以下であり、−４０℃での保管時の結晶析出時間が１８０時間以上であり、かつ揮発量（１８０℃で５００時間保管後）が１８．５重量％以下であるものが更に好ましい。
【００２５】
本発明のグリース基油の４０℃における動粘度としては、本発明のグリース基油を用いたモータの潤滑性を確保する観点から、好ましくは２２ｍｍ2／秒以上、より好ましくは２４ｍｍ2／秒以上、さらに好ましくは２５．５ｍｍ2／秒以上である。また始動性及び省エネの観点から好ましくは３０ｍｍ2／秒以下、より好ましくは２８．５ｍｍ2／秒以下、さらに好ましくは２７．５ｍｍ2／秒以下である。４０℃における動粘度は、ＪＩＳ Ｋ２２８３により測定される。
【００２６】
本発明のグリース基油の酸価は、耐熱性を良くし、潤滑対象のモータ軸受けなどの金属表面との反応を抑えて、金属腐食を防止する観点から、０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ以下が好ましく、０．０５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下がより好ましく、０．０３ｍｇＫＯＨ／ｇ以下がさらに好ましく、０．０２ｍｇＫＯＨ／ｇ以下がよりさらに好ましい。また、生産性の観点から０．００１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上が好ましい。すなわち、０．００１〜０．１ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましく、０．００１〜０．０５ｍｇＫＯＨ／ｇがより好ましく、０．００１〜０．０３ｍｇＫＯＨ／ｇがさらに好ましく、０．００１〜０．０２ｍｇＫＯＨ／ｇがよりさらに好ましい。
【００２７】
前記範囲に酸価を抑制するには、前記の過剰のカルボン酸を除去する方法の中で、減圧脱酸温度を高くし、減圧脱酸時間を長くする（例えば１７５℃〜１９５℃で1時間以上減圧脱酸する）ことで達成できるが、適宜サンプリングしつつ酸価が０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ以下となるまで減圧脱酸処理をすすめることが好ましい。また、スチーミングによる脱酸を行う、さらに以上の操作の後に酸吸着剤の量を増やして処理することでも達成できる。
【００２８】
また、本発明のグリース基油の水酸基価は、耐熱性を良くし、潤滑対象のモータ軸受けなどの金属表面との反応を抑えて、金属腐食を防止する観点から、５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下が好ましく、４ｍｇＫＯＨ／ｇ以下がより好ましく、３ｍｇＫＯＨ／ｇ以下がさらに好ましい。また、生産性の観点から０．０１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上が好ましい。すなわち、０．０１〜５ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましく、０．０１〜４ｍｇＫＯＨ／ｇがより好ましく、０．０１〜３ｍｇＫＯＨ／ｇがさらに好ましい。前記範囲に水酸基価を抑制するには、エステル反応時の温度を上げ、エステル反応時間を長くすることで達成できるが、エステル反応中に適宜サンプリングしつつ水酸基価が５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下になるまでエステル反応をすすめるのが好ましい。
【００２９】
本発明の潤滑油は、前記グリース基油を含有してなる。本発明のグリース基油はそのまま潤滑油として用いることができる。本発明のグリース基油及び、当該本発明のグリース基油を含有する潤滑油の物性は本発明に係るエステルの物性を反映したものであり、互いにそれらの物性は共通している。本発明の潤滑油において、本発明のグリース基油を用いる場合、その含有量としては、好ましくは８０〜１００重量％、より好ましくは９０〜１００重量％である。
【００３０】
前記のように、本発明の潤滑油は、本発明のグリース基油を含有することで本発明に係るエステルを含有する。本発明の潤滑油が本発明に係るエステル以外の成分を含有するものである場合には、予め当該エステルを含有する本発明のグリース基油を用いて本発明の潤滑油を調製してもよく、又は、当該エステルを本発明のグリース基油とは別に添加して本発明の潤滑油を調製してもよい。例えば、本発明の潤滑油は本発明にかかるエステル以外のグリース基油を含有する場合があるが、本発明にかかるエステル以外のグリース基油は、予め本発明のグリース基油に含有させておいてもよく、あるいは、本発明の潤滑油の調製の際に本発明にかかるエステルを含有しないグリース基油（以下、便宜的に「第２の基油」ともいう。）として別途添加してもよい。同様に、本発明の潤滑油は各種添加剤を含有することができるが、当該添加剤は、予め本発明のグリース基油又は第２の基油に含有させておいてもよく、又は、本発明の潤滑油の調製の際に本発明の潤滑油又は第２の基油とは別に添加してもよい。さらに、本発明のグリース基油及び本発明の潤滑油において、本発明にかかるエステル以外の成分が、本発明のグリース基油、第２の基油又は添加剤のいずれに由来するものであるかについては特に制限されない。
【００３１】
さらに本発明の潤滑油は、その性能をさらに高めるため、必要に応じて従来より公知の潤滑油添加剤を含有することができる。かかる添加剤としては、酸化防止剤、極圧剤、摩耗防止剤、防錆剤、消泡剤、抗乳化剤、ベンゾトリアゾール等の金属不活性化剤、脂肪酸等の油性剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、清浄分散剤等を、本発明の目的が阻害されない範囲内の量で、所望により前記エステルと適宜混合することにより調製してもよい。これらの添加剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの添加剤の含有量は、潤滑油全量基準で、好ましくは１０重量％以下、より好ましくは５重量％以下である。
【００３２】
酸化防止剤としては、例えば、２，６‐ジ‐ｔ‐ブチル‐４‐メチルフェノール、４，４´‐メチレンビス（２，６‐ジ‐ｔ‐ブチル‐４‐メチルフェノール）、ビスフェノールＡ等などのフェノール系酸化防止剤；ｐ，ｐ´‐ジオクチルフェニルアミン、モノオクチルジフェニルアミン、フェノチアジン、３，７‐ジオクチルフェノチアジン、フェニル‐１‐ナフチルアミン、フェニル‐２‐ナフチルアミン、アルキルフェニル‐１‐ナフチルアミン、アルキルフェニル‐２‐ナフチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジ（２−ナフチル）−ｐ−フェニレンジアミンなどのアミン系酸化防止剤；アルキルジサルファイド、チオジプロピオン酸エステル、ベンゾチアゾールなどの硫黄系酸化防止剤；ジアルキルジチオリン酸亜鉛、ジアリールジチオリン酸亜鉛などが挙げられる。これらの酸化防止剤は、それぞれ単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
【００３３】
極圧剤としては、例えば、ジアルキルジチオリン酸亜鉛、ジアリールジチオリン酸亜鉛、ジアルキルポリサルファイド、トリアリールフォスフェート、トリアルキルフォスフェート、塩素化パラフィン、硫黄化合物等が挙げられる。これらの極圧剤は、それぞれ単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
【００３４】
防錆剤としては、例えば、アルケニルコハク酸、アルケニルコハク酸誘導体、ソルビタンモノオレエート、ペンタエリスリトールモノオレエート、グリセリンモノオレエート、アミンフォスフェート等が挙げられる。これらの防錆剤は、それぞれ単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
【００３５】
消泡剤としては、例えば、ジメチルポリシロキサン等のシリコーン油やジエチルシリケート等のオルガノシリケート類等が挙げられる。これらシリコーン系等の消泡剤は、それぞれ単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
【００３６】
抗乳化剤としては、例えば、ポリオキシアルキレングリコール、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルアミド、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル等が挙げられるが、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの抗乳化剤は、それぞれ単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
【００３７】
なお、本発明のグリース基油を用いてグリースを調製する場合には、増ちょう剤、必要に応じて酸化防止剤、錆止め剤、極圧剤、油性剤、固体潤滑剤等の添加剤を混合すればよい。増ちょう剤としては、例えば、カルシウム石鹸、ナトリウム石鹸、リチウム石鹸等の石鹸；カルシウムコンプレックス石鹸、アルミニウムコンプレックス石鹸、リチウムコンプレックス石鹸等のコンプレックス石鹸；テレフタルアミド酸塩、ウレア、シリカエアロジェル等が挙げられる。
【００３８】
また、本発明の潤滑油の酸価は、潤滑油が適用される基材の腐食を防止するため、及び本発明の潤滑油に含有されるエステルの分解を防止するため、好ましくは０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、より好ましくは０．０５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である。なお、本発明において、酸価は後述の測定により得た。
【００３９】
また、本発明の潤滑油の灰分は、本発明の潤滑油の耐熱性と流動性及び保管安定性を高め、さらにスラッジの発生を抑制するため、好ましくは１００ｐｐｍ以下、より好ましくは５０ｐｐｍ以下とすることができる。なお、本発明において、灰分とは、ＪＩＳ Ｋ ２２７２「原油及び石油製品の灰分並びに硫酸灰分試験方法」に基づいて測定した灰分の値を意味する。また、潤滑油中の灰分の含有量を低減するには、原料のカルボン酸や脂肪酸に由来する無機物の含有量を低減すれば良い。エステル合成後に無機物を取り除く方法としては、活性炭、活性白土、活性アルミナ、合成ゼオライト、イオン交換樹脂等により吸着することで灰分量を抑えることができる。
【００４０】
本発明のグリース基油及びそれを含有する場合を含む潤滑油は、耐熱性、流動性及び保管安定性に優れるため、高温及び低温環境下においても好適に用いられ、エアコンファンモーター用軸受、自動車用軸受、音響機器用軸受、コンピューター用軸受、スピンドルモーター軸受等の、耐熱性及び低温特性が要求される部品に使用されるグリースに用いた場合に、より好適に長期間安定に使用可能である。また、水分と接触し得る開放系、例えば外部の水、又は、結露により生じた水が潤滑剤に混入し得る環境で用いられる部品に対して用いた場合でも、長期間安定に使用可能である。
【００４１】
例えば、自動車や鉄道の電装補機や家電室外機等は、冬季に０℃以下という環境にさらされる。また航空機に使用される電装の場合には、与圧・保温されていない部位は−４０℃を下回る極低温になる。これらの機械を起動する際に、グリース基油又は潤滑油の低温特性が不良であると所定操作が行なわれなくなる。一方、前記装置類の稼動時の部位は１２０℃を超える高温であり、グリース基油又は潤滑油の耐熱性が不十分では、漏出、分解、揮発により潤滑性の低下を招き、更には焼付け等による装置の破損を招く。本発明のグリース基油及び潤滑油は、耐熱性及び低温特性がよく、低温から高温に到る幅広い温度範囲で使用可能であり、各環境下において、各装置の所定操作を良好に行なうことができる。
【実施例】
【００４２】
実施例１
（エステルの原料仕込み）
２リットルの４つ口フラスコに、攪拌機、温度計、窒素ガス吹き込み管及び冷却管を取り付けた。このフラスコに、カルボン酸（脂肪酸）として、２‐エチルヘキサン酸（商品名：オクチル酸，協和発酵工業社製）４５８ｇ、ｎ‐ヘプタン酸（アトフィナ社製）５０８ｇ、ｎ‐オクタン酸（商品名：ルナック８−９８，花王社製）３０５ｇを入れ、これにペンタエリスリトール（商品名：ペンタリット，広栄パーストープ社製）２５０ｇを添加した。なお、２‐エチルヘキサン酸：ｎ‐ヘプタン酸：ｎ‐オクタン酸の割合（重量比）は、３６：４０：２４、であり、ペンタエリスリトールの水酸基１当量に対して前記カルボン酸のカルボキシル基は１．２５当量になるよう設定した。重量比［ｎ−ヘプタン酸／ｎ-オクタン酸］は、１．６７である。
【００４３】
（エステルの調製）
次に、フラスコ内に、窒素ガスを吹き込みながら２３０℃で１４時間エステル化反応をさせ、留出する水を除去した。反応終了後、０．１３ｋＰａの減圧下で過剰のカルボン酸を除去し、０．６７ｋＰａの減圧下で１時間スチーミングを行い、吸着剤（商品名：キョーワード５００ＳＨ，協和化学工業社製）で残存しているカルボン酸を吸着した後、ろ過を行い、エステルを得た。当該エステルの酸価は０．０２ｍｇＫＯＨ／ｇ、水酸基価は１．２ｍｇＫＯＨ／ｇであった。当該エステルをグリース基油として用いた。
【００４４】
（潤滑油の調製）
前記エステルをグリース基油として使用し、後述する処方、操作により潤滑油を調製した。
グリース基油：８７重量％
増ちょう剤（１２−ヒドロキシステアリン酸リチウム，商品名Ｓ−７０００Ｈ，堺化学工業社製）：１２重量％
酸化防止剤（アルキルジフェニルアミン，商品名スミライザー９Ａ，住友化学社製）：１重量％
増ちょう剤全量をグリース基油全量に加熱溶解し、２５℃まで冷却した後、酸化防止剤全量を加え、３段ロールミルでミリングを行い、脱泡処理して潤滑油を調製した。また、当該エステルは潤滑油としても使用でき、揮発量、流動点、保管安定性及び４０℃の動粘度は、潤滑油の指標ともなる。以下の実施例２〜７及び比較例１〜８も、同様に、グリース基油としての評価であると共に、潤滑油としての評価でもある。
【００４５】
実施例２〜７、比較例１〜８
実施例１において、用いたカルボン酸（脂肪酸）の種類及び割合を、表１に示すように変えたこと以外は実施例１と同様にして、エステルを調製した。また当該エステルをグリース基油として用いて、実施例１と同様にして潤滑油を調製した。
【００４６】
＜評価＞
前記実施例及び比較例で得られたグリース基油（潤滑油）について後述する評価を行った。結果を表１に示す。
【００４７】
（１）＜耐熱性＞：揮発量：得られたグリース基油を、直径約５５ｍｍの１００ｃｃガラス製ビーカーに試料油として２０ｇを秤量し１８０℃にセットした恒温槽内（ＳＴＡＣ−５２００，島津理化社製）で５００時間加熱した後、再び秤量し、後述する式より、揮発量を求めた。揮発量は少ないほど基油の分解が少なく、耐熱性に優れることを示す。
揮発量（重量％）＝｛（加熱前の試料油の重量）−（加熱後の試料油の重量）｝／（加熱前の試料油の重量）×１００
【００４８】
（２）流動点：ＪＩＳ Ｋ２２６９により流動点（℃）を求めた。流動点が低いほどより低温での流動性に優れることを示す。
【００４９】
（３）低温での保管安定性：調製した直後のグリース基油（新油）を２０ｇ秤量した後、３０ｃｍ３のガラス製スクリュー管に入れた後、キャップを装着した。当該スクリュー管を、−４０℃にセットした超低温恒温槽（ＲＬ６ＣＰ，ＬＡＵＤＡ社製）に保管して２０時間までは１時間ごと、２０時間以降は１０時間毎に外観及び流動性を、下記のように評価した。スクリュー管を1秒間に４５°傾けて、４５°傾けてから10秒以内に液面が動かない場合流動性なしと判断した。また、２７Wの蛍光管を装着した卓上電気スタンドと３０ｃｍ離れた位置にいる測定者の中間にスクリュー管を配し、スクリュー管内部に微小な綿状の物質の析出が認められた場合、析出物ありと判断した。流動性がなくなるか、または、析出物が観察されるまで試験を続けた。最長２００時間が経過するまで観察を行った。前記時間が長いほど保管安定性に優れることを示す。
【００５０】
（４）４０℃における動粘度：ＪＩＳ Ｋ２２８３により４０℃における動粘度（ｍｍ2／秒）を求めた。前記動粘度は、調製した直後のグリース基油について測定した。
【００５１】
（５）酸価及び水酸基価：酸価は、ＪＩＳ Ｋ００７０ ３．１により酸価を求めた。水酸基価は、ＪＩＳ Ｋ００７０ ７．２により水酸基価を求めた。
【００５２】
【表１】
【００５３】
表１中、２ＥＨは２‐エチルヘキサン酸、ｎＣ７はｎ‐ヘプタン酸、ｎＣ８はｎ‐オクタン酸、である。なお、表１の比較例１乃至４が、特開２００８−２１４３８０号公報（特許文献３）の実施例１乃至４に、比較例６乃至８が特開２００６‐１２４４２９号公報（特許文献２）の実施例１乃至３に相当する。
【００５４】
耐熱性は実施例１〜７と比較例１〜４がよいが、低温での保管安定性は実施例１〜７と比較例５〜８がよい。実施例１〜７のグリース基油及び潤滑油は、揮発量は２０重量％以下、流動点は−５０℃以下、低温（−４０℃）での保管安定性は１００時間以上を満足しており、耐熱性を有し高温潤滑性が良く、また低温での流動性、保管安定性を有する。特に、ｎ−ヘプタン酸とｎ−オクタン酸の重量比［ｎ−ヘプタン酸／ｎ-オクタン酸］が１．６〜５の範囲にある、実施例１、３、４、５、７は、長期の保管安定性を有する。
【００５５】
一方、比較例１乃至４は、実施例と同じ組成のカルボン酸（脂肪酸）を用いているが、２ＥＨの割合が少ないため（ｎ−ヘプタン酸とｎ−オクタン酸の合計量の割合が多いため）、低温での保管安定性を満足できていないことが分かる。比較例５乃至８は、２ＥＨの割合が多いため（ｎ−ヘプタン酸とｎ−オクタン酸の合計量の割合が少ないため）、が大きく、高温（１８０℃）での揮発量が多く、耐熱性が十分でないことが分かる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グリース基油及びそれを含有する潤滑油に関する。
【背景技術】
【０００２】
低温から高温にわたる幅広い使用温度範囲で優れた潤滑性を長期間にわたって呈する合成エステルを含有してなるグリース基油が提案されている（特許文献１）。しかしながら、前記グリース基油を含有する潤滑油を、長期間使用すると潤滑性が不充分となる場合があった。
【０００３】
また、幅広い温度範囲で優れた性質を示し、長期間使用しても安定して充分な潤滑性を呈するものとして、ペンタエリスリトールとカルボン酸とのエステルであって、前記カルボン酸として、２‐エチルヘキサン酸、ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸を、ｎ‐ヘプタン酸とｎ‐オクタン酸との合計含有量に対する２‐エチルヘキサン酸の含有量の重量比〔２‐エチルヘキサン酸／（ｎ‐ヘプタン酸＋ｎ‐オクタン酸）〕で、６５／３５〜３５／６５の割合で用いた、グリース基油が提案されている（特許文献２）。
【０００４】
また、幅広い温度範囲で優れた性質を示し、高温負荷環境下において長期間使用しても粘度上昇を抑制でき、安定して充分な潤滑性を呈する耐熱性の良好な、グリース基油として、ペンタエリスリトールとカルボン酸とを反応させて得られるエステルであって、前記カルボン酸として、２‐エチルヘキサン酸の含有量が１５〜３５重量％であり、ｎ‐ヘプタン酸とｎ‐オクタン酸との合計含有量が６５〜８５重量％である、グリース基油が提案されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−８０７６６号公報
【特許文献２】特開２００６−１２４４２９号公報
【特許文献３】特開２００８−２１４３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献２に記載のグリース基油は、低温下（−４０℃）では粘度が安定しているものの、耐熱性が不十分であった。即ち、特許文献２では、高温特性に係る揮発量（１８０℃の恒温槽内で５００時間加熱した後に、当該加熱前後の重量から算出）は、３０重量％以下を合格基準（実施例では２４重量％、２１重量％が記載）としているが、耐熱性のさらなる要求により、揮発量を２０重量％以下にすることが望まれている。
【０００７】
一方、特許文献３では、耐熱性が良く、前記高温特性に係る揮発量が２０重量％以下を満足することができ、かつ低温（−５０℃）での流動性を満足することができるものの、低温（−４０℃）での保管安定性が十分ではなく、長時間に亘って低温（−４０℃）で保管すると結晶が析出してしまう。
【０００８】
本発明は、潤滑性を維持しつつ、高温で分解しにくいため高温特性に係る揮発量が小さく、即ち耐熱性が良好であり、かつ低温特性に係る流動性および保管安定性を満足することができ、幅広い温度範囲で使用可能な、グリース基油を提供することを目的とする。さらに本発明は、前記グリース基油を含有する場合も含む潤滑油を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
即ち、本発明は、ペンタエリスリトールとカルボン酸とを反応させて得られるエステルを含有してなるグリース基油であって、前記カルボン酸が、２‐エチルヘキサン酸、ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸を合計含有量で９５〜１００重量％含有してなり、かつ、カルボン酸中、２‐エチルヘキサン酸の含有量と、ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸の合計含有量との重量比（２‐エチルヘキサン酸の含有量）／（ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸の合計含有量）が３６／６４〜４４／５６である、グリース基油、に関する。さらに、本発明は、前記グリース基油を含有してなる潤滑油、に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、ペンタエリスリトールとカルボン酸とを反応させて得られるエステルを含有してなるグリース基油及びそれを含有する潤滑油であって、前記カルボン酸として、２‐エチルヘキサン酸、ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸を主成分とし、かつ、２‐エチルヘキサン酸の含有量と、ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸との合計含有量との重量比（２‐エチルヘキサン酸の含有量）／（ｎ‐ヘプタン酸の含有量及びｎ‐オクタン酸の合計含有量）が３６／６４〜４４／５６のものを用いることにより、高温でも分解が起こりにくく高温でも揮発量が少なく、即ち耐熱性が良好であり、かつ低温特性に係る流動性及び保管安定性を満足することができ、幅広い温度範囲で使用可能なグリース基油及び潤滑油を実現している。
【００１１】
本発明では、エステルのカルボン酸として前記３種の混合カルボン酸を用いることにより、得られるエステルの分子の対称性を小さくすることで、エステルに低温特性を付与している。また、前記３種の混合カルボン酸のなかで、２‐エチルヘキサン酸は、アルキル基が分岐鎖であることから、各カルボン酸の分子間引力を低下させるため、特に低温特性を向上させるものと考えられるが、２‐エチルヘキサン酸は分岐鎖（３級炭素）を有することから熱的に弱いため、３級炭素を起点にして分解が起こり易く、重合や粘度上昇の原因になる。一方、ｎ‐ヘプタン酸とｎ‐オクタン酸は、アルキル基が直鎖であることから、２‐エチルヘキサン酸に比べて熱に強いため耐熱性を向上させるものと考えられる。そこで、本発明では、エステルの原料カルボン酸として、２‐エチルヘキサン酸の含有量と、ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸の合計含有量との比を、極めて特定の範囲に制御することにより、流動性、保管安定性、耐熱性の両立を実現しているが、主に２‐エチルヘキサン酸によって低温特性に係る流動性及び保管安定性を満足させるとともに、主にｎ‐ヘプタン酸とｎ‐オクタン酸によって耐熱性を満足させていると考えられる。
【００１２】
このように本発明のグリース基油及び当該グリース基油を含有する潤滑油は、耐熱性が良好であり、低温から高温にわたる幅広い温度範囲で優れた潤滑性を示し、長期間安定して使用可能である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明のグリース基油は、ペンタエリスリトールとカルボン酸とを反応させて得られるエステルを含有してなるものであって、前記カルボン酸が、２‐エチルヘキサン酸、ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸を合計含有量で９５〜１００重量％含有してなるものである。２‐エチルヘキサン酸、ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸を合計含有量は９８〜１００重量％が好ましく、９９〜１００重量％がより好ましく、実質的に１００重量%であることがさらに好ましい。即ち、本発明のグリース基油は、ペンタエリスリトールと少なくとも前記３種類のカルボン酸の混合物を反応させて得られるものであり、ペンタエリスリトールと各カルボン酸とを反応させて得られる各エステルをそれぞれ配合したものではない。
【００１４】
また、グリース基油が、耐熱性が良好であり、かつ低温特性に係る流動性及び保管安定性を満足することができ、幅広い温度範囲で使用可能とする観点から、ｎ‐ヘプタン酸とｎ‐オクタン酸との合計含有量に対する２‐エチルヘキサン酸の含有量の重量比〔２‐エチルヘキサン酸／（ｎ‐ヘプタン酸＋ｎ‐オクタン酸）〕は３６／６４〜４４／５６であり、好ましくは３６／６４〜４３／５７である。
【００１５】
アルキル基の鎖長が長いと分子が動きにくくなると考えられるので、低温での保管安定性に関しては、ｎ−ヘプタン酸よりも、アルキル基の鎖長が長いｎ−オクタン酸の方が好ましくないが、耐熱性はｎ−オクタン酸が多いほど向上すると考えられる。そこで、本発明では、低温での保管安定性と耐熱性を両立するため、ｎ−ヘプタン酸とｎ−オクタン酸の重量比［ｎ−ヘプタン酸／ｎ-オクタン酸］は低温での保管安定性の観点から１．６〜５が好ましく、１．６〜４．１がより好ましく、１．６〜２．５がさらに好ましく、１．６〜２．２がよりさらに好ましい。
【００１６】
さらに、２‐エチルヘキサン酸、ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸の合計含有量のうち、２‐エチルヘキサン酸の含有量の割合は、低温での保管安定性の観点から、好ましくは３６〜４４重量％であり、より好ましくは３６〜４３重量％である。ｎ‐ヘプタン酸の含有量の割合は前記３種のカルボン酸の合計含有量中、低温での保管安定性の観点から好ましくは２０〜５０重量％であり、より好ましくは２０〜４８重量％であり、さらに好ましくは３６〜４８重量％である。ｎ‐オクタン酸の含有量の割合は、前記３種のカルボン酸の合計含有量中、低温での保管安定性の観点から、好ましくは１０〜４０重量％であり、より好ましくは１２〜３８重量％であり、さらに好ましくは１２〜２８重量％である。
【００１７】
前記カルボン酸には、本発明の所望の効果の発現を阻害しない範囲で、２‐エチルヘキサン酸、ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸以外のその他のカルボン酸が任意に含まれていてもよい。その他のカルボン酸としては、例えば、ｎ‐ペンタン酸、ｎ‐ヘキサン酸、ｎ‐ノナン酸、ｎ‐デカン酸、その他α位にアルキル基を有する炭素数６〜１０の分岐鎖脂肪酸等が挙げられる。
【００１８】
ペンタエリスリトールと、２‐エチルヘキサン酸、ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸を所定量含むカルボン酸とのエステルは、公知の方法（例えば、特開平１１−８０７６６号公報参照）に従って、両成分間でエステル化反応を行うことにより調製することができる。
【００１９】
ペンタエリスリトールとカルボン酸との反応に際して、両者の当量比は、通常、ペンタエリスリトールの水酸基１当量に対してカルボン酸のカルボキシル基が１〜１．３当量となるように調整することが好ましく、１．１〜１．２当量となるように調整することがより好ましい。なお、カルボン酸のカルボキシル基の比率を高くするとペンタエリスリトールとカルボン酸との反応性が良好となる反面、反応終了後、過剰のカルボン酸を除去する必要がある。多量のカルボン酸を用いた場合には、例えば、減圧留去、スチーミング、吸着剤を用いた吸着、除去などの方法により、過剰のカルボン酸を除去すればよい。
【００２０】
本発明のグリース基油は、前記エステルを好ましくは８０〜１００重量％、より好ましくは９０〜１００重量％含有してなる。１００重量％含有されている場合、グリース基油は本発明のエステルそのものからなる。本発明に用いられるエステル以外の他のエステルとして、例えば、ジ‐２‐エチルヘキシルセバケート等のジエステル油、トリメチロールプロパンやネオペンチルグリコール等とカルボン酸から製造されるポリオールエステル油、ピロメリット酸やトリメリット酸とアルコールから製造される芳香族エステル油等が挙げられる。グリース基油中のエステル以外の成分として、炭化水素油やエーテル等が挙げられる。
【００２１】
本発明のグリース基油の揮発量は、グリース基油を高温で長期間使用した場合であっても優れた潤滑性を維持し得る耐熱性を有する観点から、好ましくは２０重量％以下、より好ましくは１８．５重量％以下である。揮発量は、後述する方法により求めることができる。
【００２２】
また、本発明のグリース基油の流動点は、低温時における潤滑性を保つ観点から−４５℃以下であることが好ましく、−５０℃以下であることがより好ましく、−５２．５℃以下であることが更に好ましい。流動点は、ＪＩＳ Ｋ２２６９により測定する。そのような流動点を有するエステルを含むグリース基油は、例えば、エアコンファンモーター用軸受、自動車用軸受、音響機器用軸受、コンピューター用軸受、スピンドルモーター軸受等などに用いた場合、低温起動トルクを飛躍的に減少させることができる。
【００２３】
また、本発明のグリース基油は、低温時における保管安定性の観点から、−４０℃での保管時の結晶析出時間（透明性、流動性がなくなるまでの時間）が、１００時間以上であることが好ましく、１２０時間以上であることがより好ましく、１４０時間以上であることが更に好ましく、１８０時間以上であることがよりさらに好ましい。
【００２４】
従って、本発明のグリース基油としては、流動点が−５２．５℃以下であり、−４０℃での保管時の結晶析出時間が１８０時間以上であり、かつ揮発量（１８０℃で５００時間保管後）が１８．５重量％以下であるものが更に好ましい。
【００２５】
本発明のグリース基油の４０℃における動粘度としては、本発明のグリース基油を用いたモータの潤滑性を確保する観点から、好ましくは２２ｍｍ2／秒以上、より好ましくは２４ｍｍ2／秒以上、さらに好ましくは２５．５ｍｍ2／秒以上である。また始動性及び省エネの観点から好ましくは３０ｍｍ2／秒以下、より好ましくは２８．５ｍｍ2／秒以下、さらに好ましくは２７．５ｍｍ2／秒以下である。４０℃における動粘度は、ＪＩＳ Ｋ２２８３により測定される。
【００２６】
本発明のグリース基油の酸価は、耐熱性を良くし、潤滑対象のモータ軸受けなどの金属表面との反応を抑えて、金属腐食を防止する観点から、０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ以下が好ましく、０．０５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下がより好ましく、０．０３ｍｇＫＯＨ／ｇ以下がさらに好ましく、０．０２ｍｇＫＯＨ／ｇ以下がよりさらに好ましい。また、生産性の観点から０．００１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上が好ましい。すなわち、０．００１〜０．１ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましく、０．００１〜０．０５ｍｇＫＯＨ／ｇがより好ましく、０．００１〜０．０３ｍｇＫＯＨ／ｇがさらに好ましく、０．００１〜０．０２ｍｇＫＯＨ／ｇがよりさらに好ましい。
【００２７】
前記範囲に酸価を抑制するには、前記の過剰のカルボン酸を除去する方法の中で、減圧脱酸温度を高くし、減圧脱酸時間を長くする（例えば１７５℃〜１９５℃で1時間以上減圧脱酸する）ことで達成できるが、適宜サンプリングしつつ酸価が０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ以下となるまで減圧脱酸処理をすすめることが好ましい。また、スチーミングによる脱酸を行う、さらに以上の操作の後に酸吸着剤の量を増やして処理することでも達成できる。
【００２８】
また、本発明のグリース基油の水酸基価は、耐熱性を良くし、潤滑対象のモータ軸受けなどの金属表面との反応を抑えて、金属腐食を防止する観点から、５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下が好ましく、４ｍｇＫＯＨ／ｇ以下がより好ましく、３ｍｇＫＯＨ／ｇ以下がさらに好ましい。また、生産性の観点から０．０１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上が好ましい。すなわち、０．０１〜５ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましく、０．０１〜４ｍｇＫＯＨ／ｇがより好ましく、０．０１〜３ｍｇＫＯＨ／ｇがさらに好ましい。前記範囲に水酸基価を抑制するには、エステル反応時の温度を上げ、エステル反応時間を長くすることで達成できるが、エステル反応中に適宜サンプリングしつつ水酸基価が５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下になるまでエステル反応をすすめるのが好ましい。
【００２９】
本発明の潤滑油は、前記グリース基油を含有してなる。本発明のグリース基油はそのまま潤滑油として用いることができる。本発明のグリース基油及び、当該本発明のグリース基油を含有する潤滑油の物性は本発明に係るエステルの物性を反映したものであり、互いにそれらの物性は共通している。本発明の潤滑油において、本発明のグリース基油を用いる場合、その含有量としては、好ましくは８０〜１００重量％、より好ましくは９０〜１００重量％である。
【００３０】
前記のように、本発明の潤滑油は、本発明のグリース基油を含有することで本発明に係るエステルを含有する。本発明の潤滑油が本発明に係るエステル以外の成分を含有するものである場合には、予め当該エステルを含有する本発明のグリース基油を用いて本発明の潤滑油を調製してもよく、又は、当該エステルを本発明のグリース基油とは別に添加して本発明の潤滑油を調製してもよい。例えば、本発明の潤滑油は本発明にかかるエステル以外のグリース基油を含有する場合があるが、本発明にかかるエステル以外のグリース基油は、予め本発明のグリース基油に含有させておいてもよく、あるいは、本発明の潤滑油の調製の際に本発明にかかるエステルを含有しないグリース基油（以下、便宜的に「第２の基油」ともいう。）として別途添加してもよい。同様に、本発明の潤滑油は各種添加剤を含有することができるが、当該添加剤は、予め本発明のグリース基油又は第２の基油に含有させておいてもよく、又は、本発明の潤滑油の調製の際に本発明の潤滑油又は第２の基油とは別に添加してもよい。さらに、本発明のグリース基油及び本発明の潤滑油において、本発明にかかるエステル以外の成分が、本発明のグリース基油、第２の基油又は添加剤のいずれに由来するものであるかについては特に制限されない。
【００３１】
さらに本発明の潤滑油は、その性能をさらに高めるため、必要に応じて従来より公知の潤滑油添加剤を含有することができる。かかる添加剤としては、酸化防止剤、極圧剤、摩耗防止剤、防錆剤、消泡剤、抗乳化剤、ベンゾトリアゾール等の金属不活性化剤、脂肪酸等の油性剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、清浄分散剤等を、本発明の目的が阻害されない範囲内の量で、所望により前記エステルと適宜混合することにより調製してもよい。これらの添加剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの添加剤の含有量は、潤滑油全量基準で、好ましくは１０重量％以下、より好ましくは５重量％以下である。
【００３２】
酸化防止剤としては、例えば、２，６‐ジ‐ｔ‐ブチル‐４‐メチルフェノール、４，４´‐メチレンビス（２，６‐ジ‐ｔ‐ブチル‐４‐メチルフェノール）、ビスフェノールＡ等などのフェノール系酸化防止剤；ｐ，ｐ´‐ジオクチルフェニルアミン、モノオクチルジフェニルアミン、フェノチアジン、３，７‐ジオクチルフェノチアジン、フェニル‐１‐ナフチルアミン、フェニル‐２‐ナフチルアミン、アルキルフェニル‐１‐ナフチルアミン、アルキルフェニル‐２‐ナフチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジ（２−ナフチル）−ｐ−フェニレンジアミンなどのアミン系酸化防止剤；アルキルジサルファイド、チオジプロピオン酸エステル、ベンゾチアゾールなどの硫黄系酸化防止剤；ジアルキルジチオリン酸亜鉛、ジアリールジチオリン酸亜鉛などが挙げられる。これらの酸化防止剤は、それぞれ単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
【００３３】
極圧剤としては、例えば、ジアルキルジチオリン酸亜鉛、ジアリールジチオリン酸亜鉛、ジアルキルポリサルファイド、トリアリールフォスフェート、トリアルキルフォスフェート、塩素化パラフィン、硫黄化合物等が挙げられる。これらの極圧剤は、それぞれ単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
【００３４】
防錆剤としては、例えば、アルケニルコハク酸、アルケニルコハク酸誘導体、ソルビタンモノオレエート、ペンタエリスリトールモノオレエート、グリセリンモノオレエート、アミンフォスフェート等が挙げられる。これらの防錆剤は、それぞれ単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
【００３５】
消泡剤としては、例えば、ジメチルポリシロキサン等のシリコーン油やジエチルシリケート等のオルガノシリケート類等が挙げられる。これらシリコーン系等の消泡剤は、それぞれ単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
【００３６】
抗乳化剤としては、例えば、ポリオキシアルキレングリコール、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルアミド、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル等が挙げられるが、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの抗乳化剤は、それぞれ単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
【００３７】
なお、本発明のグリース基油を用いてグリースを調製する場合には、増ちょう剤、必要に応じて酸化防止剤、錆止め剤、極圧剤、油性剤、固体潤滑剤等の添加剤を混合すればよい。増ちょう剤としては、例えば、カルシウム石鹸、ナトリウム石鹸、リチウム石鹸等の石鹸；カルシウムコンプレックス石鹸、アルミニウムコンプレックス石鹸、リチウムコンプレックス石鹸等のコンプレックス石鹸；テレフタルアミド酸塩、ウレア、シリカエアロジェル等が挙げられる。
【００３８】
また、本発明の潤滑油の酸価は、潤滑油が適用される基材の腐食を防止するため、及び本発明の潤滑油に含有されるエステルの分解を防止するため、好ましくは０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、より好ましくは０．０５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である。なお、本発明において、酸価は後述の測定により得た。
【００３９】
また、本発明の潤滑油の灰分は、本発明の潤滑油の耐熱性と流動性及び保管安定性を高め、さらにスラッジの発生を抑制するため、好ましくは１００ｐｐｍ以下、より好ましくは５０ｐｐｍ以下とすることができる。なお、本発明において、灰分とは、ＪＩＳ Ｋ ２２７２「原油及び石油製品の灰分並びに硫酸灰分試験方法」に基づいて測定した灰分の値を意味する。また、潤滑油中の灰分の含有量を低減するには、原料のカルボン酸や脂肪酸に由来する無機物の含有量を低減すれば良い。エステル合成後に無機物を取り除く方法としては、活性炭、活性白土、活性アルミナ、合成ゼオライト、イオン交換樹脂等により吸着することで灰分量を抑えることができる。
【００４０】
本発明のグリース基油及びそれを含有する場合を含む潤滑油は、耐熱性、流動性及び保管安定性に優れるため、高温及び低温環境下においても好適に用いられ、エアコンファンモーター用軸受、自動車用軸受、音響機器用軸受、コンピューター用軸受、スピンドルモーター軸受等の、耐熱性及び低温特性が要求される部品に使用されるグリースに用いた場合に、より好適に長期間安定に使用可能である。また、水分と接触し得る開放系、例えば外部の水、又は、結露により生じた水が潤滑剤に混入し得る環境で用いられる部品に対して用いた場合でも、長期間安定に使用可能である。
【００４１】
例えば、自動車や鉄道の電装補機や家電室外機等は、冬季に０℃以下という環境にさらされる。また航空機に使用される電装の場合には、与圧・保温されていない部位は−４０℃を下回る極低温になる。これらの機械を起動する際に、グリース基油又は潤滑油の低温特性が不良であると所定操作が行なわれなくなる。一方、前記装置類の稼動時の部位は１２０℃を超える高温であり、グリース基油又は潤滑油の耐熱性が不十分では、漏出、分解、揮発により潤滑性の低下を招き、更には焼付け等による装置の破損を招く。本発明のグリース基油及び潤滑油は、耐熱性及び低温特性がよく、低温から高温に到る幅広い温度範囲で使用可能であり、各環境下において、各装置の所定操作を良好に行なうことができる。
【実施例】
【００４２】
実施例１
（エステルの原料仕込み）
２リットルの４つ口フラスコに、攪拌機、温度計、窒素ガス吹き込み管及び冷却管を取り付けた。このフラスコに、カルボン酸（脂肪酸）として、２‐エチルヘキサン酸（商品名：オクチル酸，協和発酵工業社製）４５８ｇ、ｎ‐ヘプタン酸（アトフィナ社製）５０８ｇ、ｎ‐オクタン酸（商品名：ルナック８−９８，花王社製）３０５ｇを入れ、これにペンタエリスリトール（商品名：ペンタリット，広栄パーストープ社製）２５０ｇを添加した。なお、２‐エチルヘキサン酸：ｎ‐ヘプタン酸：ｎ‐オクタン酸の割合（重量比）は、３６：４０：２４、であり、ペンタエリスリトールの水酸基１当量に対して前記カルボン酸のカルボキシル基は１．２５当量になるよう設定した。重量比［ｎ−ヘプタン酸／ｎ-オクタン酸］は、１．６７である。
【００４３】
（エステルの調製）
次に、フラスコ内に、窒素ガスを吹き込みながら２３０℃で１４時間エステル化反応をさせ、留出する水を除去した。反応終了後、０．１３ｋＰａの減圧下で過剰のカルボン酸を除去し、０．６７ｋＰａの減圧下で１時間スチーミングを行い、吸着剤（商品名：キョーワード５００ＳＨ，協和化学工業社製）で残存しているカルボン酸を吸着した後、ろ過を行い、エステルを得た。当該エステルの酸価は０．０２ｍｇＫＯＨ／ｇ、水酸基価は１．２ｍｇＫＯＨ／ｇであった。当該エステルをグリース基油として用いた。
【００４４】
（潤滑油の調製）
前記エステルをグリース基油として使用し、後述する処方、操作により潤滑油を調製した。
グリース基油：８７重量％
増ちょう剤（１２−ヒドロキシステアリン酸リチウム，商品名Ｓ−７０００Ｈ，堺化学工業社製）：１２重量％
酸化防止剤（アルキルジフェニルアミン，商品名スミライザー９Ａ，住友化学社製）：１重量％
増ちょう剤全量をグリース基油全量に加熱溶解し、２５℃まで冷却した後、酸化防止剤全量を加え、３段ロールミルでミリングを行い、脱泡処理して潤滑油を調製した。また、当該エステルは潤滑油としても使用でき、揮発量、流動点、保管安定性及び４０℃の動粘度は、潤滑油の指標ともなる。以下の実施例２〜７及び比較例１〜８も、同様に、グリース基油としての評価であると共に、潤滑油としての評価でもある。
【００４５】
実施例２〜７、比較例１〜８
実施例１において、用いたカルボン酸（脂肪酸）の種類及び割合を、表１に示すように変えたこと以外は実施例１と同様にして、エステルを調製した。また当該エステルをグリース基油として用いて、実施例１と同様にして潤滑油を調製した。
【００４６】
＜評価＞
前記実施例及び比較例で得られたグリース基油（潤滑油）について後述する評価を行った。結果を表１に示す。
【００４７】
（１）＜耐熱性＞：揮発量：得られたグリース基油を、直径約５５ｍｍの１００ｃｃガラス製ビーカーに試料油として２０ｇを秤量し１８０℃にセットした恒温槽内（ＳＴＡＣ−５２００，島津理化社製）で５００時間加熱した後、再び秤量し、後述する式より、揮発量を求めた。揮発量は少ないほど基油の分解が少なく、耐熱性に優れることを示す。
揮発量（重量％）＝｛（加熱前の試料油の重量）−（加熱後の試料油の重量）｝／（加熱前の試料油の重量）×１００
【００４８】
（２）流動点：ＪＩＳ Ｋ２２６９により流動点（℃）を求めた。流動点が低いほどより低温での流動性に優れることを示す。
【００４９】
（３）低温での保管安定性：調製した直後のグリース基油（新油）を２０ｇ秤量した後、３０ｃｍ３のガラス製スクリュー管に入れた後、キャップを装着した。当該スクリュー管を、−４０℃にセットした超低温恒温槽（ＲＬ６ＣＰ，ＬＡＵＤＡ社製）に保管して２０時間までは１時間ごと、２０時間以降は１０時間毎に外観及び流動性を、下記のように評価した。スクリュー管を1秒間に４５°傾けて、４５°傾けてから10秒以内に液面が動かない場合流動性なしと判断した。また、２７Wの蛍光管を装着した卓上電気スタンドと３０ｃｍ離れた位置にいる測定者の中間にスクリュー管を配し、スクリュー管内部に微小な綿状の物質の析出が認められた場合、析出物ありと判断した。流動性がなくなるか、または、析出物が観察されるまで試験を続けた。最長２００時間が経過するまで観察を行った。前記時間が長いほど保管安定性に優れることを示す。
【００５０】
（４）４０℃における動粘度：ＪＩＳ Ｋ２２８３により４０℃における動粘度（ｍｍ2／秒）を求めた。前記動粘度は、調製した直後のグリース基油について測定した。
【００５１】
（５）酸価及び水酸基価：酸価は、ＪＩＳ Ｋ００７０ ３．１により酸価を求めた。水酸基価は、ＪＩＳ Ｋ００７０ ７．２により水酸基価を求めた。
【００５２】
【表１】
【００５３】
表１中、２ＥＨは２‐エチルヘキサン酸、ｎＣ７はｎ‐ヘプタン酸、ｎＣ８はｎ‐オクタン酸、である。なお、表１の比較例１乃至４が、特開２００８−２１４３８０号公報（特許文献３）の実施例１乃至４に、比較例６乃至８が特開２００６‐１２４４２９号公報（特許文献２）の実施例１乃至３に相当する。
【００５４】
耐熱性は実施例１〜７と比較例１〜４がよいが、低温での保管安定性は実施例１〜７と比較例５〜８がよい。実施例１〜７のグリース基油及び潤滑油は、揮発量は２０重量％以下、流動点は−５０℃以下、低温（−４０℃）での保管安定性は１００時間以上を満足しており、耐熱性を有し高温潤滑性が良く、また低温での流動性、保管安定性を有する。特に、ｎ−ヘプタン酸とｎ−オクタン酸の重量比［ｎ−ヘプタン酸／ｎ-オクタン酸］が１．６〜５の範囲にある、実施例１、３、４、５、７は、長期の保管安定性を有する。
【００５５】
一方、比較例１乃至４は、実施例と同じ組成のカルボン酸（脂肪酸）を用いているが、２ＥＨの割合が少ないため（ｎ−ヘプタン酸とｎ−オクタン酸の合計量の割合が多いため）、低温での保管安定性を満足できていないことが分かる。比較例５乃至８は、２ＥＨの割合が多いため（ｎ−ヘプタン酸とｎ−オクタン酸の合計量の割合が少ないため）、が大きく、高温（１８０℃）での揮発量が多く、耐熱性が十分でないことが分かる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペンタエリスリトールとカルボン酸とを反応させて得られるエステルを含有してなるグリース基油であって、前記カルボン酸が、２‐エチルヘキサン酸、ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸を合計含有量で９５〜１００重量％含有してなり、かつ、カルボン酸中、２‐エチルヘキサン酸の含有量と、ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸の合計含有量との重量比（２‐エチルヘキサン酸の含有量）／（ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸の合計含有量）が３６／６４〜４４／５６である、グリース基油。
【請求項２】
カルボン酸中、ｎ−ヘプタン酸とｎ−オクタン酸の重量比［ｎ−ヘプタン酸／ｎ-オクタン酸］が１．６〜５である、請求項１記載のグリース基油。
【請求項３】
カルボン酸中、２−エチルヘキサン酸の含有量が３６〜４４重量%である請求項１または２記載のグリース基油。
【請求項４】
酸価が０．００１〜０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ、水酸基価が０．０１〜５ｍｇＫＯＨ／ｇである、請求項１〜３いずれかに記載のグリース基油。
【請求項５】
請求項１〜４いずれかに記載のグリース基油を含有してなる潤滑油。
【請求項１】
ペンタエリスリトールとカルボン酸とを反応させて得られるエステルを含有してなるグリース基油であって、前記カルボン酸が、２‐エチルヘキサン酸、ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸を合計含有量で９５〜１００重量％含有してなり、かつ、カルボン酸中、２‐エチルヘキサン酸の含有量と、ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸の合計含有量との重量比（２‐エチルヘキサン酸の含有量）／（ｎ‐ヘプタン酸及びｎ‐オクタン酸の合計含有量）が３６／６４〜４４／５６である、グリース基油。
【請求項２】
カルボン酸中、ｎ−ヘプタン酸とｎ−オクタン酸の重量比［ｎ−ヘプタン酸／ｎ-オクタン酸］が１．６〜５である、請求項１記載のグリース基油。
【請求項３】
カルボン酸中、２−エチルヘキサン酸の含有量が３６〜４４重量%である請求項１または２記載のグリース基油。
【請求項４】
酸価が０．００１〜０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ、水酸基価が０．０１〜５ｍｇＫＯＨ／ｇである、請求項１〜３いずれかに記載のグリース基油。
【請求項５】
請求項１〜４いずれかに記載のグリース基油を含有してなる潤滑油。
【公開番号】特開２０１０−２１５７６７（Ｐ２０１０−２１５７６７Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６３１５０（Ｐ２００９−６３１５０）
【出願日】平成２１年３月１６日（２００９．３．１６）
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【出願人】（０００１６２４２３）協同油脂株式会社 (165)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１６日（２００９．３．１６）
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【出願人】（０００１６２４２３）協同油脂株式会社 (165)
【Ｆターム（参考）】
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