説明

潤滑油

【目的】 本発明は、潤滑性、低温流動性、金属適合性、耐熱性などの基本要求特性のバランスに優れた有機酸エステルを含有する潤滑油を提供する。
【構成】
一般式(1)


[式中、R及びRの一方が、炭素数9〜18の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸からカルボキシル基を除いて得られる残基を表し、他方が、炭素数6〜18の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸、炭素数4〜10の脂肪族飽和直鎖状モノカルボン酸及び炭素数4〜9の脂環族飽和モノカルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種のモノカルボン酸からカルボキシル基を除いて得られる残基を表す。Zは、炭素数3〜12のシクロアルキレン基を表す。Xは、炭素数1〜5の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基を表す。]
で表される脂環式アルコールエステルの少なくとも1種を含有する潤滑油。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、潤滑油に関し、より詳しくは、潤滑油用途に適した脂環式アルコールエステルを含有してなる、潤滑性、低温流動性、金属適合性及び耐熱性のバランスに優れた潤滑油に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、自動車、家電、電子情報機器、工業用機械等の様々な産業分野で使用されている装置や機械では、潤滑油の性能向上が強く求められている。即ち、高速化、高効率化、及び装置の小型化に伴い潤滑油の使用条件は益々過酷になっており、従来の潤滑油に比べてより高い性能を有する潤滑油が必要とされている。
【0003】
従来、潤滑油としては安価で入手容易な鉱物油が主に使用されてきた。鉱物油は種々の化学構造を有する炭化水素油の混合物であり、主成分の炭化水素によりパラフィン系とナフテン系(シクロパラフィン系)に大別される(「トライボロジーハンドブック(養賢堂)」など)。パラフィン系鉱物油とナフテン系鉱物油は、粘度特性(例えば、粘度指数)、潤滑特性、低温流動性、更には精製度により耐熱性、添加剤との適合性にも違いがみられ、潤滑油の基材に使用する際には、各々の特性を生かした使い分けがなされている。
【0004】
しかしながら、最近の高負荷条件での使用、メンテナンスフリーなど要求特性が厳しくなるに従い、鉱物油では要求性能を満足することが困難となり、耐熱性に優れる合成炭化水素油や有機酸エステル等の合成潤滑油が用いられるようになっている。特に有機酸エステルは、耐熱性が良好であると共に、潤滑油の熱・酸化劣化により生成するスラッジやタールの溶解性に優れる。そのため、有機酸エステルを単独で、若しくは鉱物油、合成炭化水素油との混合で用いることにより潤滑油の性能を向上させることが可能である。
【0005】
上記有機酸エステルはその化学構造により、脂肪族エステル、脂環族エステル、及び芳香族エステルに大別され、各々の特性を生かした用途に用いられている。
【0006】
脂環族エステルは、シクロアルキル骨格を有するエステルであり、脂環族多価カルボン酸と一価アルコールの反応から得られるエステル(以下、「脂環族カルボン酸エステル」という。)、脂環式多価アルコールと一価カルボン酸との反応から得られるエステル(以下、「脂環式アルコールエステル」という。)等に分類されている。
【0007】
なかでも、脂環式アルコールエステルは、超高圧下で使用される金属加工油に適しており、特にシクロヘキサンジメタノールと脂肪族モノカルボン酸とのエステルが、好適であることが開示されている。(特許文献1、特許文献2)。例えば、特許文献1の製造例6には、1,4−シクロヘキサンジメタノール ジオレートが開示されているが、該エステルは、耐熱性(酸化安定性)、加水分解安定性に劣る傾向が見られた。
【0008】
また、特許文献2では、シクロヘキサンジメタノールと、炭素数3〜7の脂肪族モノカルボン酸とのエステルが超高圧流体添加物として開示されているが、耐熱性(耐揮発性)に劣り、加水分解安定性が不十分である傾向が見られた。
【0009】
【特許文献1】米国特許第5318711号明細書
【特許文献2】特開2001−510495号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明は、各種潤滑油用途に適した潤滑性、低温流動性、粘度特性、金属適合性、加水分解安定性及び耐熱性のバランスに優れた脂環式アルコールエステルを含有してなる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】
【0011】
本発明者らは、上記課題を達成すべく鋭意検討の結果、下記の知見を得た。
(1)脂環式アルコールエステルなかでも、酸成分として特定の鎖長を有する分岐鎖状モノカルボン酸用いて得られるエステルが、滓分解安定性、潤滑性、粘度特性、金属適合性のバランスに優れ、且つ、低温流動性、耐熱性が向上すること。
(2)分岐鎖状モノカルボン酸として、3,5,5−トリメチルヘキサン酸を用いて得られるエステルが特に、耐熱性(酸化安定性)に優れること。
(3)特定範囲の立体異性体比率を有する脂環式アルコールエステルは、潤滑性、加水分解安定性、耐熱性が特に優れること。
かかる知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【0012】
即ち、本発明は、以下の潤滑油を提供するものである。
【0013】
項1 一般式(1)

[式中、R及びRの一方が、炭素数9〜18の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸からカルボキシル基を除いて得られる残基を表し、他方が、炭素数6〜18の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸、炭素数4〜10の脂肪族飽和直鎖状モノカルボン酸及び炭素数4〜9の脂環族飽和モノカルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種のモノカルボン酸からカルボキシル基を除いて得られる残基を表す。Zは、炭素数3〜12のシクロアルキレン基を表す。Xは、炭素数1〜5の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基を表す。]
で表される脂環式アルコールエステルの少なくとも1種を含有する潤滑油。
【0014】
項2 R及びRの一方が、炭素数9〜11の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸からカルボキシル基を除いて得られる残基を表し、他方が、炭素数8〜9の脂肪族飽和直鎖状モノカルボン酸、及び、炭素数6〜9の脂環族飽和モノカルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種のモノカルボン酸からカルボキシル基を除いて得られる残基である上記項1に記載の潤滑油。
【0015】
項3 R及びRが、同一又は相異なって、炭素数9〜11の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸からカルボキシル基を除いて得られる残基である上記項1に記載の潤滑油。
【0016】
項4 R及びRが、3,5,5−トリメチルヘキサン酸からカルボキシル基を除いて得られる残基である上記項1に記載の潤滑油。
【0017】
項5 Zが、1,2−シクロヘキシレン基、1,3−シクロヘキシレン基又は1,4−シクロヘキシレン基であり、且つXが、メチレン基である上記項1〜4のいずれかに記載の潤滑油。
【0018】
項6 Zが、1,4−シクロヘキシレン基であり、Xがメチレン基である上記項5に記載の潤滑油。
【0019】
項7 脂環式アルコールエステルが、全酸価0.1mgKOH/g以下、及びヨウ素価2Ig/100g以下である上記項1〜6のいずれかに記載の潤滑油。
【0020】
項8 Zに結合する2つのXの立体配置の比が、シス体/トランス体=85/15〜5/95(モル比)である上記項1〜7のいずれかに記載の潤滑油。
【0021】
項9 一般式(1)

[式中、R及びRの一方が、炭素数9〜18の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸からカルボキシル基を除いて得られる残基を表し、他方が、炭素数6〜18の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸、炭素数4〜10の脂肪族飽和直鎖状モノカルボン酸及び炭素数4〜9の脂環族飽和モノカルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種のモノカルボン酸からカルボキシル基を除いて得られる残基を表す。Zは、炭素数3〜12のシクロアルキレン基を表す。Xは、炭素数1〜5の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基を表す。]
で表される潤滑油用脂環式アルコールエステルの製造方法であって、
(i)(A)成分:
(A1)炭素数9〜18の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸、及び、必要に応じて、(A2)炭素数6〜8の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸、炭素数4〜10の脂肪族飽和直鎖状モノカルボン酸及び炭素数4〜9の脂環族飽和モノカルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種の飽和モノカルボン酸と、
並びに
(B)成分:
一般式(2)

[式中、Zは、炭素数3〜12のシクロアルキレン基を表す。Xは、炭素数1〜5の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基を表す。]
で表される脂環式アルコールを、
(A)成分を(B)成分1モルに対して、2.01〜2.10モル用いて、触媒の存在下エステル化し、
(ii)得られたエステル化反応粗物をアルカリ洗浄すること、
を含む製造方法。
【0022】
項10 (A)成分が、(i)炭素数9〜11の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸であるか、又は、(ii)炭素数9〜11の脂肪酸飽和分岐鎖状モノカルボン酸と、炭素数8〜9の脂肪族飽和直鎖状モノカルボン酸及び炭素数6〜9の脂環族飽和モノカルボン酸から選ばれる少なくとも1種のモノカルボン酸との混合酸である上記項9に記載の脂環式アルコールエステルの製造方法。
【0023】
項11 (B)成分が、シクロヘキサンジメタノールである上記項9又は10に記載の脂環式アルコールエステルの製造方法。
【0024】
項12 シクロヘキサンジメタノールが、シクロヘキサンジカルボン酸ジアルキルエステルを水素化還元して得られるものである上記項11に記載の脂環式アルコールエステルの製造方法。
【0025】
本明細書及び特許請求の範囲において、(A)成分のモル数は、(A1)成分を単独で用いた場合には、「(A1)成分のモル数」を指し、(A1)成分と(A2)成分とを併用した場合には、「(A1)成分のモル数と(A2)成分のモル数の合計」を指す。
【発明の効果】
【0026】
本発明によれば、潤滑性、低温流動性、金属適合性、粘度特性、耐熱性等の基本要求特性のバランスに優れた潤滑油を得ることができる。そのためエンジン油、ギヤ油、自動変速機油、無段変速機油、ガスタービン油、コンプレッサー油、チェーン油、油圧作動油、軸受用潤滑油、金属加工油、グリース等に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0027】
[脂環式アルコールエステル]
本発明の潤滑油に係る脂環式アルコールエステル(以下、「本エステル」という。)は、一般式(1)

[式中、R及びRの一方が、炭素数9〜18の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸からカルボキシル基を除いて得られる残基を表し、他方が、炭素数9〜18の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸、炭素数4〜10の脂肪族飽和直鎖状モノカルボン酸及び炭素数4〜9の脂環族飽和モノカルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種のモノカルボン酸からカルボキシル基を除いて得られる残基を表す。Zは、炭素数3〜12のシクロアルキレン基を表す。Xは、炭素数1〜5の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基を表す。]
で表される。
【0028】
本エステルは、(A)所定の酸成分、即ち(A1)脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸、及び、必要に応じて(A2)特定の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸、脂肪族飽和直鎖状モノカルボン酸、及び、脂環族飽和モノカルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも一種の飽和モノカルボン酸、並びに、
(B)所定のアルコール成分、即ち一般式(2)

[式中、Zは、一般式(1)におけると同義である。Xは一般式(1)におけると同義である。]
で表される脂環式アルコールを、好ましくは、窒素等の不活性ガス雰囲気下、エステル化触媒の存在下又は無触媒下で、加熱撹拌しながらエステル化することによって調製されるエステル化物である。
【0029】
(A)酸成分
本エステルに係る酸成分としては、(A1)炭素数9〜18の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸、(A2)炭素数6〜8の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸、炭素数4〜10の脂肪族飽和直鎖状モノカルボン酸、炭素数4〜9の脂環族飽和モノカルボン酸が挙げられる。
【0030】
上記(A1)成分の炭素数9〜18の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸の具体例としては、イソノナン酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸、イソデカン酸、イソウンデカン酸、イソドデカン酸、イソトリデカン酸、イソテトラデカン酸、イソペンタデカン酸、イソヘキサデカン酸、イソヘプタデカン酸、イソオクタデカン酸等が挙げられる。これらは、単独で、又は2種以上を組みあわせてエステル化に供することができる。
【0031】
(A2)成分のうち、炭素数6〜8の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸の具体例としては、イソヘキサン酸、イソヘプタン酸、イソオクタン酸、2−エチルヘキサン酸等が挙げられる。
【0032】
炭素数4〜10の脂肪族飽和直鎖状モノカルボン酸の具体例としては、n−ブタン酸、n−ペンタン酸、n−ヘキサン酸、n−ヘプタン酸、n−オクタン酸、n−ノナン酸、n−デカン酸が挙げられる。これらは、単独で又は2種以上を組み合わせてエステル化に供することができる。
【0033】
炭素数4〜9の脂環族飽和モノカルボン酸としては、炭素数1〜2のアルキル分枝を1個又は2個有していてもよく、該アルキル分枝とシクロアルカンカルボン酸との炭素数の総和が4〜9である脂環族飽和カルボン酸が例示される。具体的には、シクロプロパンカルボン酸、シクロブタンカルボン酸、シクロペンタンカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロヘプタンカルボン酸、シクロオクタンカルボン酸、メチルシクロヘキサンカルボン酸、ジメチルシクロヘキサンカルボン酸等が例示される。これらは、単独で又は2種以上を組み合わせてエステル化に供することができる。
【0034】
上記、酸成分をエステル化反応に供する際には、(A1)成分を必須成分として、さらに必要に応じて、(A2)成分を併用してエステル化に供することができる。換言すると、(i)(A1)成分を単独で、又は、(ii)(A1)成分と(A2)成分と併用してエステル化に供することができる。(A1)成分と(A2)成分とを併用してエステル化に供する場合、エステル化反応開始時の(A1)成分と(A2)成分とのモル比は、特に限定されないが、(A1):(A2)=25:75〜99:1の範囲が例示される。
【0035】
(B)アルコール成分
本エステルに係るアルコール成分は、一般式(2)において、Zで表される炭素数3〜12、好ましくは炭素数4〜8、特に炭素数6のシクロアルキレン基に、「HO−X−」で表される炭素数1〜5、特に炭素数1(即ち、メチロール基)のアルカノール基が2個結合した脂環式アルコールである。
【0036】
これら脂環式アルコールの具体例としては、シクロプロパンジメタノール、シクロプロパンジエタノール、シクロプロパンジプロパノール、シクロプロパンジブタノール、シクロプロパンジペンタノール、シクロブタンジメタノール、シクロブタンジエタノール、シクロブタンジプロパノール、シクロブタンジブタノール、シクロブタンジペンタノール、シクロペンタンジメタノール、シクロペンタンジエタノール、シクロペンタンジプロパノール、シクロペンタンジブタノール、シクロペンタンジペンタノール、シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジエタノール、シクロヘキサンジプロパノール、シクロヘキサンジブタノール、シクロヘキサンジペンタノール、シクロヘプタンジメタノール、シクロヘプタンジエタノール、シクロヘプタンジプロパノール、シクロヘプタンジブタノール、シクロヘプタンジペンタノール、シクロオクタンジメタノール、シクロオクタンジエタノール、シクロオクタンジプロパノール、シクロオクタンジブタノール、シクロオクタンジペンタノール等が挙げられる。これらは、単独で或いは2種以上を組み合わせてエステル化に供することができる。
【0037】
これら脂環式アルコールの2個のアルカノール基の置換位置は特に限定されるものではなく、いずれの位置異性体もエステル化に供することができる。例えば、シクロヘキサンジメタノールの場合、1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール及び1,4−シクロヘキサンジメタノールをそれぞれ単独であるいは2種以上を組み合わせてエステル化に供することができる。
【0038】
また、これら脂環式アルコールは、2つのアルカノール基の立体配置によって、シス体、トランス体が存在するが、シス体単独、トランス体単独、或いは、シス体とトランス体の混合物のいずれもエステル化に供することできる。
【0039】
これら、脂環式アルコールは、従来公知或いは市販されているものが広く使用できる。例えば、シクロヘキサンジメタノールは、特開平6−192146号、特開平10−045646号、米国特許第5030771号等に記載の方法で得ることができる。係る方法により得られるシクロヘキサンジメタノールは、水素化条件を選択することにより、シス体/トランス体の比率を適宜変更することができる。また、このように水素化還元を経て得られる脂環式アルコールを原料としたエステルは、ヨウ素価が低く、耐熱性に優れる傾向があり好ましい。
【0040】
[本エステルの製造方法]
本エステルの製造方法は、特に制限はなく、従来公知の方法で製造することができる。本エステルの好ましい製造方法としては、下記の製造方法が例示される。
【0041】
エステル化の際、酸成分は、例えば、化学当量として、アルコール成分1モルに対し2.01〜2.10モル、好ましくはアルコール成分1モルに対し2.01〜2.05モル用いられる。
【0042】
エステル化触媒としては、ルイス酸類、アルカリ金属類、スルホン酸類等が例示され、具体的にルイス酸類としては、アルミニウム誘導体、錫誘導体、チタン誘導体が例示され、アルカリ金属類としては、ナトリウムアルコキシド、カリウムアルコキシド等が例示され、更にスルホン酸類としてはパラトルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、硫酸等が例示される。その使用量は、例えば原料である酸成分及びアルコール成分の総重量に対して0.1〜1.0重量%程度用いられる。
【0043】
エステル化反応は、通常120〜250℃、好ましくは140〜230℃の反応温度で、不活性ガスの存在下で行うことが好ましい。反応時間としては、通常3〜30時間である。必要に応じて、生成してくる水をベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン等の水同伴剤を用いて系外に共沸留去させてもよい。
【0044】
エステル化反応終了後、過剰の原料を減圧下又は常圧下にて留去する。引き続き慣用の精製方法、例えば、中和、水洗、液液抽出、減圧蒸留、活性炭等の吸着剤精製により本エステルを精製することができる。
【0045】
本エステルは、これらの脂肪族飽和直鎖状及び/又は分岐鎖状モノカルボン酸若しくは脂環族飽和モノカルボン酸の代わりにこれらのメチルエステル、エチルエステル等の炭素数1〜4の低級アルキルエステルを用いることも可能である。
【0046】
[好ましい本エステル]
かくして得られる本エステルのなかでも、(A1)成分として、炭素数9〜11の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸(特に、3,5,5−トリメチルヘキサン酸)を用いてエステル化することにより得られる本エステルは、低温流動性、加水分解安定性、耐熱性のバランスに優れる点で好ましい。
【0047】
(A1)成分とともに(A2)成分を併用し、該(A2)成分として、炭素数8〜9の脂肪族直鎖状モノカルボン酸を用いると、得られる本エステルの、低粘度特性、潤滑性、及び加水分解安定性のバランスが向上する傾向があり好ましい。
【0048】
また、(A1)と併用する(A2)成分として、シクロヘキサンカルボン酸を用いると、本エステルの潤滑性が向上する傾向があり好ましい。
【0049】
また、本エステルのなかでも、アルコール成分として、工業的に入手が容易なシクロヘキサンジメタノールを用いてエステル化することにより得られる本エステルは、価格競争力、加水分解安定性に優れる点で好ましく、特に粘度特性に優れる点で、1,4−シクロヘキサンジメタノールが好ましい。
【0050】
上記シクロヘキサンジメタノールをアルコール成分とする本エステルの中でも、酸成分として、炭素数9〜11の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸(特に、3,5,5−トリメチルヘキサン酸)、及び、炭素数8〜9の脂肪族飽和直鎖状モノカルボン酸を用いてエステル化することにより得られる本エステルは、低粘度特性、潤滑性及び加水分解安定性のバランスに優れる点で好ましい。
【0051】
係る好ましい本エステルの具体例としては、1,2−シクロヘキサンジメタノールと、n−オクタン酸及びイソノナン酸とをエステル化して得られる混基エステル、1,2−シクロヘキサンジメタノールと、n−オクタン酸及び3,5,5−トリメチルヘキサン酸とをエステル化して得られる混基エステル、1,2−シクロヘキサンジメタノールと、n−オクタン酸及びイソデカン酸エステル化して得られる混基エステル、
1,2−シクロヘキサンジメタノールと、n−オクタン酸及びイソウンデカン酸エステル化して得られる混基エステル、1,2−シクロヘキサンジメタノールと、n−ノナン酸及びイソノナン酸とをエステル化して得られる混基エステル、1,2−シクロヘキサンジメタノールと、n−ノナン酸及び3,5,5−トリメチルヘキサン酸とをエステル化して得られる混基エステル、1,2−シクロヘキサンジメタノールと、n−ノナン酸及びイソデカン酸エステル化して得られる混基エステル、1,2−シクロヘキサンジメタノールと、n−ノナン酸及びイソウンデカン酸エステル化して得られる混基エステル、1,3−シクロヘキサンジメタノールと、n−オクタン酸及びイソノナン酸とをエステル化して得られる混基エステル、1,3−シクロヘキサンジメタノールと、n−オクタン酸及び3,5,5−トリメチルヘキサン酸とをエステル化して得られる混基エステル、1,3−シクロヘキサンジメタノールと、n−オクタン酸及びイソデカン酸エステル化して得られる混基エステル、1,3−シクロヘキサンジメタノールと、n−オクタン酸及びイソウンデカン酸エステル化して得られる混基エステル、1,3−シクロヘキサンジメタノールと、n−ノナン酸及びイソノナン酸とをエステル化して得られる混基エステル、1,3−シクロヘキサンジメタノールと、n−ノナン酸及び3,5,5−トリメチルヘキサン酸とをエステル化して得られる混基エステル、1,3−シクロヘキサンジメタノールと、n−ノナン酸及びイソデカン酸エステル化して得られる混基エステル、1,3−シクロヘキサンジメタノールと、n−ノナン酸及びイソウンデカン酸エステル化して得られる混基エステル、1,4−シクロヘキサンジメタノールと、n−オクタン酸及びイソノナン酸とをエステル化して得られる混基エステル、1,4−シクロヘキサンジメタノールと、n−オクタン酸及び3,5,5−トリメチルヘキサン酸とをエステル化して得られる混基エステル、1,4−シクロヘキサンジメタノールと、n−オクタン酸及びイソデカン酸エステル化して得られる混基エステル、1,4−シクロヘキサンジメタノールと、n−オクタン酸及びイソウンデカン酸エステル化して得られる混基エステル、1,4−シクロヘキサンジメタノールと、n−ノナン酸及びイソノナン酸とをエステル化して得られる混基エステル、1,4−シクロヘキサンジメタノールと、n−ノナン酸及び3,5,5−トリメチルヘキサン酸とをエステル化して得られる混基エステル、1,4−シクロヘキサンジメタノールと、n−ノナン酸及びイソデカン酸エステル化して得られる混基エステル、1,4−シクロヘキサンジメタノールと、n−ノナン酸及びイソウンデカン酸エステル化して得られる混基エステルが挙げられる。
【0052】
又、酸成分として、炭素数9〜11の脂肪族分岐鎖状飽和モノカルボン酸(特に、3,5,5−トリメチルヘキサン酸)、及び、炭素数6〜9の脂環族飽和モノカルボン酸(特に、シクロヘキサンカルボン酸)を用い、アルコール成分としてシクロヘキサンジメタノールを用いてエステル化することにより得られる本エステルは、潤滑性に極めて優れる点で好ましい。
【0053】
係る好ましい本エステルの具体例としては、1,2−シクロヘキサンジメタノールと、シクロヘキサンカルボン酸及びイソノナン酸とをエステル化して得られる混基エステル、1,2−シクロヘキサンジメタノールと、シクロヘキサンカルボン酸及び3,5,5−トリメチルヘキサン酸とをエステル化して得られる混基エステル、1,2−シクロヘキサンジメタノールと、シクロヘキサンカルボン酸及びイソデカン酸エステル化して得られる混基エステル、1,2−シクロヘキサンジメタノールと、シクロヘキサンカルボン酸及びイソウンデカン酸エステル化して得られる混基エステル、1,3−シクロヘキサンジメタノールと、シクロヘキサンカルボン酸及びイソノナン酸とをエステル化して得られる混基エステル、1,3−シクロヘキサンジメタノールと、シクロヘキサンカルボン酸及び3,5,5−トリメチルヘキサン酸とをエステル化して得られる混基エステル、1,3−シクロヘキサンジメタノールと、シクロヘキサンカルボン酸及びイソデカン酸エステル化して得られる混基エステル、1,3−シクロヘキサンジメタノールと、シクロヘキサンカルボン酸及びイソウンデカン酸エステル化して得られる混基エステル、1,4−シクロヘキサンジメタノールと、シクロヘキサンカルボン酸及びイソノナン酸とをエステル化して得られる混基エステル、1,4−シクロヘキサンジメタノールと、シクロヘキサンカルボン酸及び3,5,5−トリメチルヘキサン酸とをエステル化して得られる混基エステル、1,4−シクロヘキサンジメタノールと、シクロヘキサンカルボン酸及びイソデカン酸エステル化して得られる混基エステル、1,4−シクロヘキサンジメタノールと、シクロヘキサンカルボン酸及びイソウンデカン酸エステル化して得られる混基エステルが挙げられる。
【0054】
また、酸成分として、炭素数9〜11の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸から選ばれる少なくとも1種を用い、アルコール成分としてシクロヘキサンジメタノールを用いてエステル化することにより得られる本エステルは、耐熱性及び低温流動性のバランスに優れる点で好ましく、特に酸成分として、3,5,5,−トリメチルヘキサン酸)を単独で用いて、シクロヘキサンジメタノールとエステル化することにより得られる本エステルは、耐熱性(酸化安定性)に特に優れる点で好ましい。
【0055】
係る好ましいエステルの具体例として、1,2−シクロヘキサンジメタノール ジイソノナノエート、1,2−シクロヘキサンメタノール ジ(3,5,5−トリメチルヘキサノエート)、1,2−シクロヘキサンジメタノール ジイソデカノエート、1,2−シクロヘキサンジメタノール ジイソウンデカノエート、1,3−シクロヘキサンジメタノール ジイソノナノエート、1,3−シクロヘキサンジメタノール ジ(3,5,5−トリメチルヘキサノエート)、1,3−シクロヘキサンジメタノール ジイソデカノエート、1,3−シクロヘキサンジメタノール ジイソウンデカノエート、1,4−シクロヘキサンジメタノール ジイソノナノエート、1,4−シクロヘキサンメタノール ジ(3,5,5−トリメチルヘキサノエート)、1,4−シクロヘキサンジメタノール ジイソデカノエート、1,4−シクロヘキサンジメタノール ジイソウンデカノエート等が挙げられ、特に、1,2−シクロヘキサンメタノール ジ(3,5,5−トリメチルヘキサノエート)、1,3−シクロヘキサンジメタノール ジ(3,5,5−トリメチルヘキサノエート)、1,4−シクロヘキサンメタノール ジ(3,5,5−トリメチルヘキサノエート)が好ましい。
【0056】
また、本エステルには、一般式(1)のZで表されるシクロアキレン基に結合する2つのXの立体配置によって、シス体、トランス体が存在するが、シス体単独、トランス体単独、又はシス体とトランス体の混合物のいずれでもよい。本エステルの低温流動性と加水分解安定性のバランスに優れる点で、シス体とトランス体の混合物が好ましく、その比率としてはシス体/トランス体=85/15〜5/95(モル比)が例示される。また、潤滑性に特に優れる点で、シス体/トランス体=40/60〜5/95(モル比)が好ましい。
【0057】
本エステルの全酸価としては、0.1mgKOH/g以下、好ましくは0.05mgKOH/g以下であることが推奨される。全酸価が0.1mgKOH/g以下のときには耐熱性が向上する傾向にある。全酸価は中和により調整可能である。
【0058】
本エステルの水酸基価としては、2mgKOH/g以下、更には1mgKOH/g以下であることが好ましい。水酸基価が2mgKOH/g以下のときには吸湿性が低くなり、耐熱性が向上する傾向にある。水酸基価は、残存する水酸基をエステル化反応で十分に低減することにより調整可能である。
【0059】
本エステルの硫酸灰分としては、30ppm以下、好ましくは10ppm以下であることが推奨される。硫酸灰分が30ppm以下のときには耐熱性が向上する傾向にある。硫酸灰分は、本エステルの原料となる酸及び/又はアルコールとして硫酸灰分が低いもの(例えば、30ppm以下のもの)を用い、又、触媒として金属触媒を使用した場合、触媒自身及び触媒由来の有機金属化合物を中和、水洗、吸着精製により十分に除去することで調整可能である。
【0060】
本エステルのヨウ素価としては、2Ig/100g以下、好ましくは1Ig/100g以下、更に好ましくは0.5Ig/100g以下が推奨される。ヨウ素価が2Ig/100g以下のときは耐熱性が向上する傾向にある。ヨウ素価は、本エステルの原料となる酸及び/又はアルコールとしてヨウ素価が低いもの(例えば、1Ig/100g以下、好ましくは0.5Ig/100g以下のもの)を用いる、(ii)本発明の製造方法に従って、モノエステルを蒸留留去する、(iii)ヨウ素価が1Ig/100g以上の脂環式アルコールエステルを還元(水素添加)すること等により得ることができる。
【0061】
本エステルの中でも、流動点(JIS K2269)が−20℃以下であるものが好ましく、より低温での使用に適する点で−30℃以下、更には−40℃以下であるものが好ましい。
【0062】
本エステルは、純度が100%のものであってもよいが、若干の不純物を含んでいてもよい。本エステルの純度は、通常90重量%以上、好ましくは95重量%以上、特に好ましくは97重量%以上である。本エステルに含まれる、不純物の例としては、未反応の酸成分、アルコール成分、モノエステル等のエステル化副生物が挙げられる。係るモノエステルとしては、一般式(3)

[式中、Rは、炭素数6〜18の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸、炭素数4〜10の脂肪族飽和直鎖状モノカルボン酸及び炭素数4〜9の脂環族飽和モノカルボン酸からなる群から選ばれる少なくと一種のモノカルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも一種のモノカルボン酸からカルボキシル基を除いて得られる残基を表す。Zは、一般式(1)におけると同義である。X及びZは、それぞれ一般式(1)におけると同義である。]
が例示される。
【0063】
[潤滑油]
本発明の潤滑油は、本エステルを潤滑油基油として含む潤滑油であるか、又は、本エステルと他の基油(以下「併用基油」という)との混合物を潤滑油基油として含む潤滑油であり、該潤滑油基油に対して、本エステルの少なくとも1種を、10〜100重量%、好ましくは20〜100重量%、より好ましくは80〜100重量%含有する。換言すると、併用基油は、該潤滑油基油に対して、90重量%以下、好ましくは80重量%以下、更に好ましくは20重量%以下の量で含まれている。
【0064】
本発明に係わる潤滑油は、本エステルを単独でまたは本エステル以外に他の潤滑油基油(以下、「併用基油」という。)、即ち、鉱物油(石油の精製によって得られる炭化水素油)、ポリ−α−オレフィン、ポリブテン、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、シクロアルカン誘導体、フィッシャートロプシュ法(Fischer-Tropsch process)によって得られる合成炭化水素の異性化油などの合成炭化水素油、動植物油、本エステル以外の有機酸エステル、ポリアルキレングリコール、ポリビニルエーテル、ポリフェニルエーテル、アルキルフェニルエーテル、シリコーン油よりなる群から選ばれる1種若しくは2種以上の化合物を適宜併用することができる。
【0065】
鉱物油としては、溶剤精製鉱油、水素化精製鉱油、ワックス異性化油が挙げられるが、通常、100℃における動粘度が1.0〜25mm/s、好ましくは2.0〜20.0mm/sの範囲にあるものが用いられる。
【0066】
ポリ−α−オレフィンとしては、炭素数2〜16のα−オレフィン(例えばエチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1ーヘキサデセン等)の重合体又は共重合体であって、100℃における動粘度が1.0〜25mm/s、粘度指数が100以上のものが例示され、特に100℃における動粘度が1.5〜20.0mm/sで、粘度指数が120以上のものが好ましい。
【0067】
ポリブテンとしては、イソブチレンを重合したもの、イソブチレンをノルマルブチレンと共重合したものがあり、一般に100℃の動粘度が2.0〜40mm/sの広範囲のものが挙げられる。
【0068】
アルキルベンゼンとしては、炭素数1〜40の直鎖又は分岐のアルキル基で置換された分子量が200〜450であるモノアルキルベンゼン、ジアルキルベンゼン、トリアルキルベンゼン、テトラアルキルベンゼン等が例示される。
【0069】
アルキルナフタレンとしては、炭素数1〜30の直鎖又は分岐のアルキル基で置換されたモノアルキルナフタレン、ジアルキルナフタレン等が例示される。
【0070】
シクロアルカン誘導体としては、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、ビシクロヘプタン環、ビシクロオクタン環を含有する合成系ナフテン基油が例示される。
【0071】
動植物油としては、牛脂、豚脂、パーム油、ヤシ油、ナタネ油、ヒマシ油、ヒマワリ油等が例示される。
【0072】
本エステル以外の有機酸エステルとしては、脂肪酸モノエステル、脂肪族二塩基酸ジエステル、ポリオールエステル及びその他のエステルが例示される。
【0073】
脂肪酸モノエステルとしては、炭素数5〜22の脂肪族直鎖状又は分岐鎖状モノカルボン酸と炭素数3〜22の直鎖状又は分岐鎖状の飽和若しくは不飽和の脂肪族アルコールとのエステルが挙げられる。
【0074】
脂肪族二塩基酸ジエステルとしては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸,ノナン二酸、デカン二酸等脂肪族二塩基酸と若しくはその無水物と炭素数3〜22の直鎖状又は分岐鎖状の飽和若しくは不飽和の脂肪族アルコールとのフルエステルが挙げられる。
【0075】
ポリオールエステルとしては、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール等のネオペンチルポリオールと炭素数3〜22の直鎖状及び/又は分岐鎖状の飽和又は不飽和の脂肪酸とのフルエステルが挙げられる。
【0076】
その他のエステルとしては、ダイマー酸、水添ダイマー酸などの重合脂肪酸、或いは、縮合ヒマシ油脂肪酸、水添縮合ヒマシ油脂肪酸などのヒドロキシ脂肪酸と炭素数3〜22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とのエステルが挙げられる。
【0077】
ポリアルキレングリコールとしては、アルコールと炭素数2〜4の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレンオキサイドの開環重合体が例示される。アルキレンオキサイドとしてはエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドが挙げられ、これらの1種を用いた重合体、若しくは2種以上の混合物を用いた共重合体が使用可能である。又、片端又は両端の水酸基部分がエーテル化若しくはエステル化した化合物も使用可能である。重合体の動粘度としては、通常5.0〜1000mm/s(40℃)、好ましくは5.0〜500mm/s(40℃)である。
【0078】
ポリビニルエーテルとしては、ビニルエーテルモノマーの重合によって得られる化合物であり、モノマーとしてはメチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、sec−ブチルビニルエーテル、tert−ブチルビニルエーテル、n−ペンチルビニルエーテル、n−ヘキシルビニルエーテル、2−メトキシエチルビニルエーテル、2−エトキシエチルビニルエーテル等が挙げられる。重合体の動粘度としては、通常5.0〜1000mm/s(40℃)、好ましくは5.0〜500mm/s(40℃)である。
【0079】
ポリフェニルエーテルとしては、2個以上の芳香環のメタ位をエーテル結合又はチオエーテル結合でつないだ構造を有する化合物が挙げられ、具体的には、ビス(m−フェノキシフェニル)エーテル、m−ビス(m−フェノキシフェノキシ)ベンゼン、及びそれらの酸素の1個若しくは2個以上を硫黄に置換したチオエーテル類(通称C−エーテル)等が例示される。
【0080】
アルキルフェニルエーテルとしては、ポリフェニルエーテルを炭素数6〜18の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基で置換した化合物が挙げられ、特に1個以上のアルキル基で置換したアルキルジフェニルエーテルが好ましい。
【0081】
シリコーン油としては、ジメチルシリコーン、メチルフェニルシリコーンのほか、長鎖アルキルシリコーン、フルオロシリコーン等の変性シリコーンが挙げられる。
【0082】
本発明の潤滑油にこれらの併用基油を用いる場合、その含有量としては、潤滑油に対して10〜90重量%、好ましくは20〜80重量%が例示される。
【0083】
これらの併用基油の中でも、耐熱性及び潤滑性に優れる点で合成炭化水素油及び有機酸エステルが好ましく、特に、ポリ−α−オレフィン、シクロアルカン誘導体、脂肪族二塩基酸ジエステル及びポリオールエステルが好ましい。
【0084】
本発明の潤滑油には、その性能を向上させるために、公知の酸化防止剤、金属清浄剤、無灰分散剤、油性剤、摩耗防止剤、極圧剤、金属不活性剤、防錆剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、消泡剤等の添加剤の1種又は2種以上を適宜配合することも可能である。これらの配合量は、所定の効果を奏する限り特に限定されるものではないが、その具体的な例を以下に示す。
【0085】
酸化防止剤としては、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、2−tert−ブチル−4−ヒドロキシアニソール、2,5−ジ−tert−ブチルハイドロキノン、4−ヒドロキシメチル−2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、4,4’−メチレンビス−2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、2,2’−メチレンビス−4−メチル−6−tert−ブチルフェノール等のフェノール系、N−フェニル−α−ナフチルアミン、p,p’−ジオクチルジフェニルアミン等のアミン系、p,p’−ジノニルジフェニルアミン、混合ジアルキルジフェニルアミン、フェノチアジン等の硫黄系化合物等が例示される。これらの酸化防止剤は、単独で又は組合わせて用いることができる。これらの酸化防止剤は、使用する場合、通常、潤滑油基油100重量部に対して0.01〜5重量部、好ましくは0.05〜3重量部添加することが望ましい。
【0086】
金属清浄剤としては、Ca−石油スルフォネート、過塩基性Ca−石油スルフォネート、Ca−アルキルベンゼンスルフォネート、過塩基性Ca−アルキルベンゼンスルフォネート、Ba−アルキルベンゼンスルフォネート、過塩基性Ba−アルキルベンゼンスルフォネート、Mg−アルキルベンゼンスルフォネート、過塩基性Mg−アルキルベンゼンスルフォネート、Na−アルキルベンゼンスルフォネート、過塩基性Na−アルキルベンゼンスルフォネート、Ca−アルキルナフタレンスルフォネート、過塩基性Ca−アルキルナフタレンスルフォネートなどの金属スルフォネート、Ca−フェネート、過塩基性Ca−フェネート、Ba−フェネート、過塩基性Ba−フェネートなどの金属フェネート、Ca−サリシレート、過塩基性Ca−サリシレートなどの金属サリシレート、Ca−フォスフォネート、過塩基性Ca−フォスフォネート、Ba−フォスフォネート、過塩基性Ba−フォスフォネートなどの金属フォスフォネート、過塩基性Ca−カルボキシレート等が例示される。これらの金属清浄剤は、単独で又は組合わせて用いることができる。これらの金属清浄剤は、使用する場合、通常、潤滑油基油100重量部に対して1〜10重量部、好ましくは2〜7重量部添加することが望ましい。
【0087】
無灰分散剤としては、ポリアルケニルコハク酸イミド、ポリアルケニルコハク酸アミド、ポリアルケニルベンジルアミン、ポリアルケニルコハク酸エステル等が例示される。これらの無灰分散剤は、単独で又は組合わせて用いることができる。これらの無灰分散剤は、使用する場合、通常、潤滑油基油100重量部に対して1〜10重量部、好ましくは2〜7重量部添加することが望ましい。
【0088】
油性剤としては、ステアリン酸、オレイン酸などの脂肪族飽和及び不飽和モノカルボン酸、ダイマー酸、水添ダイマー酸などの重合脂肪酸、リシノレイン酸、12−ヒドロキシステアリン酸などのヒドロキシ脂肪酸、ラウリルアルコール、オレイルアルコールなどの脂肪族飽和及び不飽和モノアルコール、ステアリルアミン、オレイルアミンなどの脂肪族飽和及び不飽和モノアミン、ラウリン酸アミド、オレイン酸アミドなどの脂肪族飽和及び不飽和モノカルボン酸アミド、バチルアルコール、キミルアルコール、セラキルアルコールなどのグリセリンエーテル、ラウリルポリグリセリンエーテル、オレイルポリグリセリルエーテルなどのアルキル若しくはアルケニルポリグリセリルエーテル、ジ(2−エチルヘキシル)モノエタノールアミン、ジイソトリデシルモノエタノールアミンなどのアルキル若しくはアルケニルアミンのポリ(アルキレンオキサイド)付加物等が例示される。これらの油性剤は、単独で又は組合わせて用いることができる。これらの油性剤は、使用する場合、通常、潤滑油基油100重量部に対して、0.01〜5重量部、好ましくは0.1〜3重量部添加することが望ましい。
【0089】
摩耗防止剤・極圧剤としては、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、アルキルフェニルホスフェート類、トリブチルホスフェート、ジブチルホスフェート等のリン酸エステル類、トリブチルホスファイト、ジブチルホスファイト、トリイソプロピルホスファイト等の亜りん酸エステル類及びこれらのアミン塩等のリン系、硫化油脂、硫化オレイン酸などの硫化脂肪酸、ジベンジルジスルフィド、硫化オレフィン、ジアルキルジスルフィドなどの硫黄系、Zn−ジアルキルジチオフォスフェート、Zn−ジアルキルジチオフォスフェート、Mo−ジアルキルジチオフォスフェート、Mo−ジアルキルジチオカルバメートなどの有機金属系化合物等が例示される。これらの摩耗防止剤は、単独で又は組合わせて用いることができる。これらの摩耗防止剤・極圧剤は、使用する場合、通常、潤滑油基油100重量部に対して0.01〜10重量部、好ましくは0.1〜5重量部添加することが望ましい。
【0090】
金属不活性剤としては、ベンゾトリアゾール系、チアジアゾール系の化合物等が例示される。これらの金属不活性剤は、単独で又は組合わせて用いることができる。これらの金属不活性剤は、使用する場合、通常、潤滑油基油100重量部に対して0.01〜0.4重量部、好ましくは0.01〜0.2重量部添加することが望ましい。
【0091】
防錆剤としては、ドデセニルコハク酸ハーフエステル、オクタデセニルコハク酸無水物、ドデセニルコハク酸アミドなどのアルキル又はアルケニルコハク酸誘導体、ソルビタンモノオレエート、グリセリンモノオレエート、ペンタエリスリトールモノオレエートなどの多価アルコール部分エステル、Ca−石油スルフォネート、Ca−アルキルベンゼンスルフォネート、Ba−アルキルベンゼンスルフォネート、Mg−アルキルベンゼンスルフォネート、Na−アルキルベンゼンスルフォネート、Zn−アルキルベンゼンスルフォネート、Ca−アルキルナフタレンスルフォネートなどの金属スルフォネート、ロジンアミン、N−オレイルザルコシンなどのアミン類、ジアルキルホスファイトアミン塩等が例示される。これらの防錆剤は、単独で又は組合わせて用いることができる。これらの防錆剤は、使用する場合、通常、潤滑油基油100重量部に対して0.01〜5重量部、好ましくは0.05〜2重量部添加することが望ましい。
【0092】
粘度指数向上剤としては、ポリアルキルメタクリレート、ポリアルキルスチレン、ポリブテン、エチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸エステル共重合体などのオレフィン共重合体が例示される。これらの粘度指数向上剤は、単独で又は組合わせて用いることができる。これらの粘度指数向上剤は、使用する場合、通常、潤滑油基油100重量部に対して0.1〜15重量部、好ましくは0.5〜7重量部添加することが望ましい。
【0093】
流動点降下剤としては、塩素化パラフィンとアルキルナフタレンの縮合物、塩素化パラフィンとフェノールの縮合物、既述の粘度指数向上剤であるポリアルキルメタクリレート、ポリアルキルスチレン、ポリブテン等が例示される。これらの流動点降下剤は、単独で又は組合わせて用いることができる。これらの流動点硬化剤は、使用する場合、通常、潤滑油基油100重量部に対してに対して0.01〜5重量部、好ましくは0.1〜3重量部添加することが望ましい。
【0094】
消泡剤としては、液状シリコーンが適しており、消泡剤を使用する場合、その添加量は、通常、潤滑油基油100重量部に対して0.0005〜0.01重量部である。
【0095】
本発明に係る潤滑油は、従来公知の潤滑油と比べて潤滑性に優れ、更には、低温流動性、金属適合性、耐熱性のバランスに優れる。
【実施例】
【0096】
以下に実施例を掲げて本発明を詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。尚、本実施例において潤滑油の物理特性及び化学特性は以下の方法により測定した。
【0097】
組成分析
各製造例のエステルのシス体/トランス体比率は、ガスクロマトグラフィーで測定した。
【0098】
全酸価
JIS K2501に準拠して測定した。
【0099】
ヨウ素価
基準油脂分析法2.3.4.1−1996に準拠して測定した。
【0100】
動粘度
JIS K2283に準拠して、40℃、100℃における動粘度を測定した。
【0101】
粘度指数
JIS K2283に準拠して算出した。
【0102】
低温流動性試験
JIS K2269に準拠して流動点を測定した。
【0103】
潤滑性試験
JPI−5S−32−90に準拠して、高速四球型摩耗試験機(神鋼造機製)を用いて、回転数700rpm、荷重5kg、時間60分の条件で試験し、摩耗痕径を測定した。形成された摩耗痕径が小さいものほど潤滑性が良好である。
【0104】
加水分解安定性試験
内径6.6mm、高さ30cmのガラス試験管に、水分を約1000ppmに調整した各製造例のエステル2.0gを秤りとる。アスピレーターで脱気しながらその試験管を封じ、オーブンに入れて175℃で20時間加熱する。その後各製造例のエステルを取り出し、全酸価を測定し、全酸価の上昇の少ないものほど加水分解安定性が良好である。
【0105】
耐熱性試験
(a)揮発量
各製造例のエステルに対し、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール0.5重量%を溶解させて潤滑油を調整した。次いで、内径53mm、高さ56mmの50mLビーカーに該潤滑油2gを入れ、200mLビーカーで蓋をした後、オーブン中150℃で24時間加熱した。加熱試験後、下式より揮発量を算出した。
揮発量(重量%)=(W−W)/W x 100
:加熱試験前の潤滑油重量(g)
:加熱試験後の潤滑油重量(g)
揮発量が少ない程、耐熱性に優れている。
(b)ΔTAN
各製造例のエステル2gを内径53mm、高さ56mmの50mLビーカーに入れ、200mLビーカーで蓋をした後、オーブン中150℃で24時間加熱した。その後、各エステルの酸価を測定し、試験前の各エステルの酸価との差をΔTANとした。
ΔTANが小さいほど耐熱性に優れていることを表す。
【0106】
金属適合性試験
各製造例のエステルを50mL共栓付試験管に約50mLを入れ、金属片(鉄、銅、鉛)を入れ、オーブン中90℃で14日間加熱した。試験後、濾過処理したエステルの全酸価を測定する。全酸価の上昇が少ないものほど金属との適合性が良好である。また、試験片は下記のものを使用した。
鉄: 針金(長さ40mm、径1.6mm)、表面を研磨紙(600番)で磨いた後に使用した。
銅: 針金(長さ40mm、径1.6mm)、表面を研磨紙(600番)で磨いた後に使用した。
鉛: 塊状鉛(約1g、ナカライテスク製品)
【0107】
製造例1
撹拌器、温度計及び冷却管付き水分分留受器を備えた1リットルの四ツ口フラスコに3,5,5−トリメチルヘキサン酸483.5g(3.06モル)、1,4−シクロヘキサンジメタノール216g(1.5モル)(テレフタル酸ジメチルをルテニウム担持成型触媒の存在下に核水素化して1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジメチルを得、次いで、得られた1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジメチルを銅−クロム成型触媒の存在下に水素化して調製したもの)、キシレン(酸及びアルコールの総量に対し5重量%)及び触媒として酸化スズ(酸及びアルコールの総量に対し0.2重量%)を仕込み、窒素雰囲気下、徐々に220℃まで昇温した。理論生成水量(72g)を目安にして留出してくる生成水を水分分留受器で除去しながら減圧下でエステル化反応を約8時間行った。反応終了後、過剰の酸を蒸留で除去した。次いで、反応終了後の全酸価に対して過剰の苛性ソーダ水溶液で中和後、中性になるまで水洗してエステル化反応粗物を得た。さらに得られたエステル化反応粗物は活性炭で処理後、濾過をして1,4−シクロヘキサンジメタノール ジ(3,5,5−トリメチルヘキサノエート) 568gを得た。得られたエステルの全酸価は、0.01mgKOH/g、ヨウ素価は、0.1Ig/100g未満であった。また、得られたエステルのシス体/トランス体のモル比は29/71であった。
【0108】
製造例2
1,4−シクロヘキサンジメタノールに代えて1,3−シクロヘキサンジメタノールを用いた以外は、製造例1と同様の方法により、1,3−シクロヘキサンジメタノール ジ(3,5,5−トリメチルヘキサノエート)559gを得た。得られたエステルの全酸価は0.01mgKOH/g、ヨウ素価は、0.1Ig/100g未満であった。また、得られたエステルのシス体/トランス体の比率は25/75であった。
【0109】
製造例3
3,5,5−トリメチルヘキサン酸に代えて、3,5,5−トリメチルヘキサン酸241.7g(1.53モル)及びシクロヘキサンカルボン酸195.8g(1.53モル)[3,5,5−トリメチルヘキサン酸:シクロヘキサンカルボン酸=50:50(モル比)]とし、反応時間を約11時間とした以外は、製造例1と同様の方法により、1,4−シクロヘキサンジメタノールと、3,5,5−トリメチルヘキサン酸及びシクロヘキサンカルボン酸との混基エステル540gを得た。得られたエステルの全酸価は0.01mgKOH/g、ヨウ素価は、0.1Ig/100g未満であった。また、得られたエステルのシス体/トランス体のモル比は28/72であった。
【0110】
製造例4
3,5,5−トリメチルヘキサン酸に代えて、3,5,5−トリメチルヘキサン酸145g(0.92モル)及びn−オクタン酸308.4g(2.14モル)[3,5,5−トリメチルヘキサン酸:n−オクタン酸=30:70(モル比)]とし、反応時間を約6時間とした以外は、製造例1と同様の方法により、1,4−シクロヘキサンジメタノールと、3,5,5−トリメチルヘキサン酸及びn−オクタン酸との混基エステル556gを得た。得られたエステルの全酸価は0.01mgKOH/g、ヨウ素価は、0.1Ig/100g未満であった。また、得られたエステルのシス体/トランス体のモル比は29/71であった。
【0111】
製造例5
3,5,5−トリメチルヘキサン酸に代えてn−ヘプタン酸530.4g(4.08モル)とし、反応時間を約5時間とした以外は、製造例1と同様の方法により、1,4−シクロヘキサンジメタノール ジ(n−ヘプタノエート)662gを得た。得られたエステルの全酸価は0.01mgKOH/g、ヨウ素価は、0.1Ig/100g未満であった。また、得られたエステルのシス体/トランス体のモル比は30/70であった。
【0112】
製造例
3,5,5−トリメチルヘキサン酸に代えて2−エチルヘキサン酸587.5g(4.08モル)とし、反応時間を約14時間とした以外は、製造例1と同様の方法により、1,4−シクロヘキサンジメタノール ジ(2−エチルヘキサノエート)705gを得た。得られたエステルの全酸価は0.01mgKOH/、ヨウ素価は、0.1Ig/100g未満であった。また、得られたエステルのシス体/トランス体の比率は27/73であった。
【0113】
実施例1〜4及び比較例1〜2
製造例1〜6で得られた各製造例のエステルの動粘度、粘度指数、低温流動性試験、潤滑性試験、加水分解安定性試験、金属適合性試験、及び耐熱性試験の結果を表1に示した。
【0114】
【表1】

【0115】
表1から明らかなように、本発明の3,5,5−トリメチルヘキサン酸を酸成分として含有する、脂環族アルコールとのジエステルを用いた潤滑油は、低温流動性、潤滑性、加水分解安定性、金属適合性、耐熱性などのバランスに優れている。特に1,4−シクロヘキサンジメタノールを用いたジエステルは潤滑性において更に優れた性能を示す。
【産業上の利用可能性】
【0116】
本発明の潤滑油は、潤滑油の基本要求特性のバランスに優れていることから、ガソリンエンジン油、ディーゼルエンジン油、ガスエンジン油などのエンジン油、ギア油、自動変速機油、無段変速機油などの駆動系潤滑油、軸受用潤滑油の他、ジェットエンジン油、油圧作動油、コンプレッサー油、チェーン油、ガスタービン油、グリース基油などに好適に使用することができる。


特許出願人 新日本理化株式会社





【特許請求の範囲】
【請求項1】
一般式(1)

[式中、R及びRの一方が、炭素数9〜18の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸からカルボキシル基を除いて得られる残基を表し、他方が、炭素数6〜18の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸、炭素数4〜10の脂肪族飽和直鎖状モノカルボン酸及び炭素数4〜9の脂環族飽和モノカルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種のモノカルボン酸からカルボキシル基を除いて得られる残基を表す。Zは、炭素数3〜12のシクロアルキレン基を表す。Xは、炭素数1〜5の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基を表す。]
で表される脂環式アルコールエステルの少なくとも1種を含有する潤滑油。
【請求項2】
及びRの一方が、炭素数9〜11の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸からカルボキシル基を除いて得られる残基を表し、他方が、炭素数8〜9の脂肪族飽和直鎖状モノカルボン酸、及び、炭素数6〜9の脂環族飽和モノカルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種のモノカルボン酸からカルボキシル基を除いて得られる残基である請求項1に記載の潤滑油。
【請求項3】
及びRが、同一又は相異なって、炭素数9〜11の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸からカルボキシル基を除いて得られる残基である請求項1に記載の潤滑油。
【請求項4】
及びRが、3,5,5−トリメチルヘキサン酸からカルボキシル基を除いて得られる残基である請求項1に記載の潤滑油。
【請求項5】
が、1,2−シクロヘキシレン基、1,3−シクロヘキシレン基又は1,4−シクロヘキシレン基であり、且つXが、メチレン基である請求項1〜4のいずれかに記載の潤滑油。
【請求項6】
が、1,4−シクロヘキシレン基であり、Xがメチレン基である請求項5に記載の潤滑油。
【請求項7】
脂環式アルコールエステルが、全酸価0.1mgKOH/g以下、及びヨウ素価2Ig/100g以下である請求項1〜6のいずれかに記載の潤滑油。
【請求項8】
に結合する2つのXの立体配置の比が、シス体/トランス体=85/15〜5/95(モル比)である請求項1〜7のいずれかに記載の潤滑油。
【請求項9】
一般式(1)

[式中、R及びRの一方が、炭素数9〜18の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸からカルボキシル基を除いて得られる残基を表し、他方が、炭素数6〜18の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸、炭素数4〜10の脂肪族飽和直鎖状モノカルボン酸及び炭素数4〜9の脂環族飽和モノカルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種のモノカルボン酸からカルボキシル基を除いて得られる残基を表す。Zは、炭素数3〜12のシクロアルキレン基を表す。Xは、炭素数1〜5の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基を表す。]
で表される潤滑油用脂環式アルコールエステルの製造方法であって、
(i)(A)成分:
(A1)炭素数9〜18の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸、及び、必要に応じて、(A2)炭素数6〜8の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸、炭素数4〜10の脂肪族飽和直鎖状モノカルボン酸及び炭素数4〜9の脂環族飽和モノカルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種の飽和モノカルボン酸と、
並びに
(B)成分:
一般式(2)

[式中、Zは、炭素数3〜12のシクロアルキレン基を表す。Xは、炭素数1〜5の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基を表す。]
で表される脂環式アルコールを、
(A)成分を(B)成分1モルに対して、2.01〜2.10モル用いて、触媒の存在下エステル化し、
(ii)得られたエステル化反応粗物をアルカリ洗浄すること、
を含む製造方法。
【請求項10】
★請求項10〜12を追加★ ← 消して下さいね
(A)成分が、(i)炭素数9〜11の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸であるか、又は、(ii)炭素数9〜11の脂肪酸飽和分岐鎖状モノカルボン酸と、炭素数8〜9の脂肪族飽和直鎖状モノカルボン酸及び炭素数6〜9の脂環族飽和モノカルボン酸から選ばれる少なくとも1種のモノカルボン酸との混合酸である請求項9に記載の脂環式アルコールエステルの製造方法。
【請求項11】
(B)成分が、シクロヘキサンジメタノールである請求項9又は10に記載の脂環式アルコールエステルの製造方法。
【請求項12】
シクロヘキサンジメタノールが、シクロヘキサンジカルボン酸ジアルキルエステルを水素化還元して得られるものである請求項11に記載の脂環式アルコールエステルの製造方法。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
一般式(1)

[式中、R及びRの一方が、炭素数9〜18の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸からカルボキシル基を除いて得られる残基を表し、他方が、炭素数6〜18の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸、炭素数4〜10の脂肪族飽和直鎖状モノカルボン酸及び炭素数4〜9の脂環族飽和モノカルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種のモノカルボン酸からカルボキシル基を除いて得られる残基を表す。Zは、炭素数3〜12のシクロアルキレン基を表す。Xは、炭素数1〜5の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基を表す。]
で表される脂環式アルコールエステルの少なくとも1種を含有する潤滑油。
【請求項2】
及びRの一方が、炭素数9〜11の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸からカルボキシル基を除いて得られる残基を表し、他方が、炭素数8〜9の脂肪族飽和直鎖状モノカルボン酸、及び、炭素数6〜9の脂環族飽和モノカルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種のモノカルボン酸からカルボキシル基を除いて得られる残基である請求項1に記載の潤滑油。
【請求項3】
及びRが、同一又は相異なって、炭素数9〜11の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸からカルボキシル基を除いて得られる残基である請求項1に記載の潤滑油。
【請求項4】
及びRが、3,5,5−トリメチルヘキサン酸からカルボキシル基を除いて得られる残基である請求項1に記載の潤滑油。
【請求項5】
が、1,2−シクロヘキシレン基、1,3−シクロヘキシレン基又は1,4−シクロヘキシレン基であり、且つXが、メチレン基である請求項1〜4のいずれかに記載の潤滑油。
【請求項6】
が、1,4−シクロヘキシレン基であり、Xがメチレン基である請求項5に記載の潤滑油。
【請求項7】
脂環式アルコールエステルが、全酸価0.1mgKOH/g以下、及びヨウ素価2Ig/100g以下である請求項1〜6のいずれかに記載の潤滑油。
【請求項8】
に結合する2つのXの立体配置の比が、シス体/トランス体=85/15〜5/95(モル比)である請求項1〜7のいずれかに記載の潤滑油。
【請求項9】
一般式(1)

[式中、R及びRの一方が、炭素数9〜18の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸からカルボキシル基を除いて得られる残基を表し、他方が、炭素数6〜18の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸、炭素数4〜10の脂肪族飽和直鎖状モノカルボン酸及び炭素数4〜9の脂環族飽和モノカルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種のモノカルボン酸からカルボキシル基を除いて得られる残基を表す。Zは、炭素数3〜12のシクロアルキレン基を表す。Xは、炭素数1〜5の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基を表す。]
で表される潤滑油用脂環式アルコールエステルの製造方法であって、
(i)(A)成分:
(A1)炭素数9〜18の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸、及び、必要に応じて、(A2)炭素数6〜8の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸、炭素数4〜10の脂肪族飽和直鎖状モノカルボン酸及び炭素数4〜9の脂環族飽和モノカルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種の飽和モノカルボン酸と、
並びに
(B)成分:
一般式(2)

[式中、Zは、炭素数3〜12のシクロアルキレン基を表す。Xは、炭素数1〜5の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基を表す。]
で表される脂環式アルコールを、
(A)成分を(B)成分1モルに対して、2.01〜2.10モル用いて、触媒の存在下エステル化し、
(ii)得られたエステル化反応粗物をアルカリ洗浄すること、
を含む製造方法。
【請求項10】
(A)成分が、(i)炭素数9〜11の脂肪族飽和分岐鎖状モノカルボン酸であるか、又は、(ii)炭素数9〜11の脂肪酸飽和分岐鎖状モノカルボン酸と、炭素数8〜9の脂肪族飽和直鎖状モノカルボン酸及び炭素数6〜9の脂環族飽和モノカルボン酸から選ばれる少なくとも1種のモノカルボン酸との混合酸である請求項9に記載の脂環式アルコールエステルの製造方法。
【請求項11】
(B)成分が、シクロヘキサンジメタノールである請求項9又は10に記載の脂環式アルコールエステルの製造方法。
【請求項12】
シクロヘキサンジメタノールが、シクロヘキサンジカルボン酸ジアルキルエステルを水素化還元して得られるものである請求項11に記載の脂環式アルコールエステルの製造方法。

【公開番号】特開2006−306987(P2006−306987A)
【公開日】平成18年11月9日(2006.11.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−130801(P2005−130801)
【出願日】平成17年4月28日(2005.4.28)
【出願人】(000191250)新日本理化株式会社 (90)
【Fターム(参考)】