(57)【要約】【課題】カルボン酸亜鉛塩を溶剤に溶解させて用いる用途において、カルボン酸亜鉛塩の耐熱性、溶解安定性を向上させる。【解決手段】カルボン酸亜鉛塩を構成するカルボン酸が、成分（Ａ）を０．５〜６．０質量％、成分（Ｂ）を０．０５〜１．２質量％および成分（Ｃ）を８８．０〜９８．０質量％含有し、成分（Ａ）の成分（Ｂ）に対する質量比［（Ａ）／（Ｂ）］が９９／１〜７５／２５である。（Ａ）炭素数１２〜２２の直鎖飽和カルボン酸（Ｂ）不飽和結合を１個有しており、不飽和結合がトランス型二重結合である炭素数１８の直鎖不飽和カルボン酸（Ｃ）不飽和結合を１個有しており、不飽和結合がシス型二重結合である炭素数１８の直鎖不飽和カルボン酸【選択図】                  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
カルボン酸亜鉛塩を構成するカルボン酸が、以下の成分（Ａ）を０．５〜６．０質量％、成分（Ｂ）を０．０５〜１．２質量％および成分（Ｃ）を８８．０〜９８．０質量％含有しており、かつ前記成分（Ａ）の前記成分（Ｂ）に対する質量比［（Ａ）／（Ｂ）］が９９／１〜７５／２５であることを特徴とする、カルボン酸亜鉛塩。
（Ａ）  炭素数１２〜２２の直鎖飽和カルボン酸
（Ｂ）  不飽和結合を１個有しており、前記不飽和結合がトランス型二重結合である炭素数１８の直鎖不飽和カルボン酸
（Ｃ）  不飽和結合を１個有しており、前記不飽和結合がシス型二重結合である炭素数１８の直鎖不飽和カルボン酸
【請求項２】
請求項１記載のカルボン酸亜鉛塩と溶剤とを含有しており、前記カルボン酸亜鉛塩の含有量が０．０１〜３０質量％であることを特徴とする、カルボン酸亜鉛塩溶液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カルボン酸亜鉛塩の耐熱性（低色調）、溶解安定性を向上できるカルボン酸金属塩に関する。カルボン酸亜鉛塩は、金属同士の磨耗防止として用いるグリースの増ちょう剤、潤滑油用添加剤、半導体の量子ドットの前駆体原料など、カルボン酸亜鉛塩を製造工程中で溶剤や油に溶解させて用いる用途で用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
従来、カルボン酸金属塩は、金属同士の磨耗防止として用いるグリースの増ちょう剤、潤滑油用添加剤、半導体の量子ドットの前駆体原料など、カルボン酸亜鉛塩を製造工程中で溶剤や油に溶解させて用いる用途に利用されていることはよく知られている。
【０００３】
例えば、グリース用増ちょう剤であれば、機械装置が作動する際には、部品同士が摺動接触もしくは回転接触して金属表面が磨耗する。こうした金属表面の磨耗を防止する目的や磨耗を制御する目的で、カルボン酸亜鉛塩が用いられている。
【０００４】
特許文献１には、粘度指数が１９０以下であり、４０℃における動粘度が２００ｍｍ２／s以上である基油とステアリン酸亜鉛からなるグリース組成物の記載がある。
【０００５】
また、引用文献２には、量子ドットを得るための亜鉛前駆体溶液の製造に関し、亜鉛アセテートとオレイン酸を１−オクタデセン中において１２０℃で１時間反応させてオレイン酸亜鉛溶液を得る記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−１２１２９６号公報
【特許文献２】特開２０１１−１９４５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１記載のグリース組成物では、摺動荷重を低減でき、高い潤滑性を付与できるものの、更に高い高粘度状態の環境領域での基油へのカルボン酸金属塩の溶解安定性に課題があった。また、特許文献２記載のオレイン酸亜鉛溶液は、粘度変化が大きくなり、分離を起こしやすい問題があった。
【０００８】
本発明の課題は、カルボン酸亜鉛塩を溶剤に溶解させて用いる用途において、カルボン酸亜鉛塩の耐熱性および溶解安定性を向上させることである。
【０００９】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、カルボン酸亜鉛塩を構成するカルボン酸が特定組成を有する場合に、溶剤に溶解させて用いる用途においてカルボン酸金属塩の耐熱性、溶解安定性を向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、（１）および（２）に係るものである。
（１）  カルボン酸亜鉛塩を構成するカルボン酸が、以下の成分（Ａ）を０．５〜６．０質量％、成分（Ｂ）を０．０５〜１．２質量％および成分（Ｃ）を８８．０〜９８．０質量％含有しており、かつ成分（Ａ）の成分（Ｂ）に対する質量比［（Ａ）／（Ｂ）］が９９／１〜７５／２５であることを特徴とする、カルボン酸亜鉛塩。
（Ａ）  炭素数１２〜２２の直鎖飽和カルボン酸
（Ｂ）  不飽和結合を１個有しており、前記不飽和結合がトランス型二重結合である炭素数１８の直鎖不飽和カルボン酸
（Ｃ）  不飽和結合を１個有しており、前記不飽和結合がシス型二重結合である炭素数１８の直鎖不飽和カルボン酸
【００１１】
（２）  （１）のカルボン酸亜鉛塩と溶剤とを含有しており、前記カルボン酸亜鉛塩の含有量が０．０１〜３０質量％であることを特徴とする、カルボン酸亜鉛塩溶液。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、塗料の乾燥剤、潤滑油用添加剤、量子ドットの前駆体原料などのカルボン酸亜鉛塩を溶剤に溶解させて用いる用途において、本発明のカルボン酸亜鉛塩の耐熱性、溶解安定性を向上できる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（カルボン酸亜鉛塩）
カルボン酸アルカリ金属塩の原料となるカルボン酸の組成については、前述の成分（Ａ）、成分（Ｂ）および成分（Ｃ）を含む。
【００１４】
ここで、成分（Ａ）は、炭素数１２〜２２の直鎖飽和カルボン酸である。この直鎖飽和カルボン酸の炭素数は１４以上が更に好ましく、２０以下が更に好ましい。また、成分（Ａ）は、一種でよく、二種以上であってもよい。
【００１５】
成分（Ｂ）は、不飽和結合を１個有しており、前記不飽和結合がトランス型二重結合である炭素数１８の直鎖不飽和カルボン酸である。このカルボン酸は、三重結合やシス型二重結合を有していない。また、成分（Ｂ）は、一種でよく、二種以上であってもよい。
【００１６】
成分（Ｃ）は、不飽和結合を１個有しており、不飽和結合がシス型二重結合である炭素数１８の直鎖不飽和カルボン酸である。このカルボン酸は、三重結合やトランス型二重結合を有していない。また、成分（Ｃ）は、一種でよく、二種以上であってもよい。
【００１７】
カルボン酸亜鉛塩を構成するカルボン酸の合計量を１００質量％としたとき、成分（Ａ）の量を０．５〜６．０質量％とする。成分（Ａ）の量が０．５質量％未満の場合は、得られるカルボン酸亜鉛塩のチクソ指数が大きくなり溶解安定性が低くなるので、０．５質量％以上とするが、１．５質量％以上が更に好ましい。一方、成分（Ａ）の量が６．０質量％を超える場合は、溶解時に析出し、安定性が悪くなるので、６．０質量％以下とするが、５．５質量％以下とすることが更に好ましい。
【００１８】
カルボン酸亜鉛塩を構成するカルボン酸の合計量を１００質量％としたとき、成分（Ｂ）の量を０．０５〜１．２質量％とする。これによって溶解安定性が向上する。こうした観点からは、成分（Ｂ）の量は、０．１０質量％以上が更に好ましく、また、１．０質量％以下が更に好ましい。
【００１９】
カルボン酸亜鉛塩を構成するカルボン酸の合計量を１００質量％としたとき、成分（Ｃ）の量を８８．０〜９８．０質量％とする。これによって色相が良くなり、溶解安定性が向上する。こうした観点からは、成分（Ｃ）の量は、（Ｃ）については、好ましくは８９．０質量％以上が更に好ましく、また、９５．０質量％以下が更に好ましい。
【００２０】
本発明においては、成分（Ａ）の成分（Ｂ）に対する質量比［（Ａ）／（Ｂ）］を９９／１〜７５／２５とする。これによって溶解安定性が向上する。こうした観点からは、質量比［（Ａ）／（Ｂ）］は、９８／２〜８０／２０が更に好ましい。
【００２１】
本発明のカルボン酸亜鉛塩組成物を構成するカルボン酸は、成分（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）からなっていてよく、あるいは、成分（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）に加えてその他成分（Ｄ）を更に残部として含有していてもよい。すなわち、その他成分（Ｄ）の含有量は、１００質量％から成分（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の合計量を控除した残部であり、１０質量％以下が好ましく、５質量％以下がさらに好ましく、０．０質量％であってもよい。
【００２２】
その他成分（Ｄ）を構成するカルボン酸は、二重結合を２つ以上有することが好ましく、二重結合を２または３個有することが更に好ましい。また、その他成分（Ｄ）を構成するカルボン酸の炭素数は、１６〜２２であることが好ましく、１６〜１８であることが更に好ましく、１８であることが特に好ましい。
【００２３】
（カルボン酸亜鉛塩の製法）
カルボン酸金属塩の主な製造方法として、直接法と複分解法がある。直接法は、溶融カルボン酸と金属酸化物または金属水酸化物との直接の反応によりカルボン酸金属塩を得る方法である。一方、複分解法は、カルボン酸アルカリ金属塩の水溶液と無機金属塩との反応によりカルボン酸金属塩を得る方法である。
【００２４】
直接法は、工程が簡略、設備規模が小さいなどの設備上のメリツトを有しているが、その反面、以下の問題がある。
（ａ）反応の完結性に乏しく、カルボン酸金属塩中に未反応のカルボン酸や原料の金属酸化物または金属水酸化物が多量に残存する。（ｂ）高温で反応するため、カルボン酸金属塩の色相が悪い。
（ｃ）反応性が乏しいことから従来カルボン酸に対して金属酸化物あるいは金属水酸化物を等モル以上で反応させるため、得られるカルボン酸金属塩中に塩基性カルボン酸金属塩（モノ塩）が残存し、融点が高くなったり、溶解性が低下する。
【００２５】
一方、複分解法は、上記の直接法とは全く逆に、未反応のカルボン酸、原料の金属化合物、異種金属などの含量が少ない、色相が良い、微粉末であるなどの品質上のメリットを有しているが、その反面、以下の問題もある。
（ａ）巨大な製造設備が必要である。
（ｂ）反応スラリーの水への分散性が不安定であり作業性が悪い。（ｃ）製品の水分を低減しにくい。
【００２６】
本発明のカルボン酸亜鉛塩は、直接法あるいは複分解法のいずれの製法を採用してもよいが、耐着色性、溶媒への溶解安定性の観点から、複分解法によるカルボン酸亜鉛塩が更に好ましい。
【００２７】
カルボン酸アルカリ金属塩の原料となる一価のアルカリ化合物としては、アルカリ金属（ナトリウム、カリウムなど）の水酸化物、およびアンモニア、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアミン類などが挙げられる。カルボン酸アルカリ金属塩としたときに水に対する溶解度が高い点、耐着色性の観点から、好ましくはナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物である。一価のアルカリ化合物とカルボン酸とを、一般に、カルボン酸の融点以上であり、かつ該カルボン酸が分解しない程度の温度、好ましくは４０〜８５℃、より好ましくは５０〜８０℃、さらに好ましくは６０〜７５℃で反応させることによって、カルボン酸アルカリ金属塩が得られる。
【００２８】
本発明の二価のカルボン酸亜鉛塩は、上記で得られたカルボン酸アルカリ金属塩と、二価の亜鉛塩とを水溶液中で反応させて得られるカルボン酸金属塩粒子である。上記二価の亜鉛塩は、具体的には二価の亜鉛金属と無機酸または有機酸との塩である。二価の無機亜鉛塩としては、硫酸亜鉛、塩化亜鉛、硝酸亜鉛が好ましい。その中でも硫酸亜鉛、塩化亜鉛が工業的に容易に入手できる点から特に好ましい。
【００２９】
上記反応は、具体的には、二価の亜鉛塩含有水溶液およびカルボン酸アルカリ金属塩含有水溶液を別々に調製した後、これらを混合することにより行われる。例えば、カルボン酸アルカリ金属塩含有水溶液中に二価の亜鉛塩含有水溶液を添加する、あるいは別の反応槽に両者を添加することによって行われる。
【００３０】
カルボン酸アルカリ金属塩含有水溶液と二価の亜鉛塩含有水溶液との混合に際しては、例えばカルボン酸アルカリ金属塩含有水溶液中に対して二価の亜鉛塩含有水溶液を一度に投入すると、得られるカルボン酸金属塩粒子の形状が不均一になり、粒度分布が広くなるおそれがある。また、析出したカルボン酸亜鉛塩が凝集してしますおそれもある。したがって、カルボン酸アルカリ金属物塩含有水溶液中に対して二価の亜鉛塩含有水溶液を適度な速度で徐々に滴下することが好ましい。
【００３１】
カルボン酸金属塩製造時のカルボン酸アルカリ金属塩の濃度は、カルボン酸金属塩の生産性の点、およびカルボン酸アルカリ金属塩含有水溶液または得られるカルボン酸金属塩スラリーのハンドリング性の点から、通常、１質量％〜２０質量％、好ましくは５質量％〜１５質量％である。カルボン酸アルカリ金属塩の濃度が１質量％未満の場合は、カルボン酸金属塩の生産性が低下するおそれがあり、実用上好ましくない。これが２０質量％を超える場合は、カルボン酸アルカリ金属塩含有水溶液または得られるカルボン酸金属塩スラリーの粘度が上昇するので、均一な反応を行うことが困難となることがある。
【００３２】
なお、２価の亜鉛塩含有液中の２価の亜鉛塩の濃度は、カルボン酸金属塩の生産性の点、およびカルボン酸アルカリ金属塩含有水溶液または得られるカルボン酸金属塩スラリーのハンドリング性の点から、通常、１０質量％〜５０質量％、好ましくは１０質量％〜４０質量％である。
【００３３】
カルボン酸アルカリ金属塩と二価の亜鉛塩との反応は、カルボン酸アルカリ金属塩の溶解度を考慮して、得られるカルボン酸金属塩の軟化点以下の温度で行われ、この温度は、好ましくは４０〜８５℃、より好ましくは５０〜８０℃である。この反応温度が４０℃未満である場合、カルボン酸アルカリ金属塩と二価の亜鉛塩との反応率が低下するおそれがある。
【００３４】
カルボン酸アルカリ金属塩と二価の亜鉛塩との反応時にカルボン酸金属塩スラリーを安定化させて、カルボン酸金属塩の生産性を向上させる目的で、ポリアルキレングリコール系エーテル、特にオキシプロピレンブロックがオキシエチレンブロックで挟まれた構造（ＥＯ−ＰＯ−ＥＯ）を有するトリブロックエーテルをカルボン酸金属塩スラリー中に存在させることが好ましい。カルボン酸金属塩スラリー中におけるポリアルキレングリコール系エーテルの含有量は、通常、カルボン酸アルカリ金属塩１００質量部に対して０．０１質量部〜５質量部、好ましくは０．０５質量部〜２質量部である。なお、ポリアルキレングリコール系エーテルは、１価のアルカリ化合物とカルボン酸とを反応させる前に反応系に存在させても良く、またカルボン酸アルカリ金属塩と２価の亜鉛塩との反応の前に反応系に存在させても良い。
【００３５】
上記方法によって、カルボン酸金属塩スラリーが得られる。このカルボン酸金属塩スラリーはそのまま、あるいは遠心脱水機、フィルタープレス、真空回転濾過機などにより溶媒を分離し、必要に応じて、洗浄を行い、副生する無機塩を除去した後に、棚段乾燥機、回転乾燥機、気流乾燥装置、通気式乾燥機、噴霧式乾燥機、流動層型乾燥装置などにより乾燥させる。乾燥方法は、連続式または回分式、あるいは常圧または真空下のいずれでもよい。さらに、乾燥させたカルボン酸亜鉛塩を必要に応じて粉砕する。粉砕方法は、特に限定されず、例えばピンミル、ジェットミル、アトマイザー等によることができる。粉砕されたカルボン酸亜鉛塩粒子は分級される。すなわち、振動を与えて篩い分けを行う多段篩装置等を用いて分級を行い、粒度分布を調整する。このようにして、本発明のカルボン酸亜鉛塩の粒子を得ることができる。
【００３６】
（カルボン酸亜鉛塩の物性）
本発明のカルボン酸亜鉛塩は、溶媒への分散性、溶解安定性の観点からチクソ指数（１００℃で融解した試料をＢ型粘度計により測定される１ｒｐｍ時の粘度を２．５ｒｐｍ時の粘度で除した値）が１．０４〜１．１０であり、好ましくは１．０４〜１．０９である。
【００３７】
（カルボン酸亜鉛塩溶液）
本発明のカルボン酸亜鉛塩を溶解させるための溶剤は、特に制限はないがカルボン酸亜鉛塩の溶解性の観点から１７０℃以上の沸点を有する非極性溶媒が好適に挙げられる。非極性溶媒としては、具体的には、例えば、ｎ−デカン、ｎ−ドデカン、ｎ−ヘキサデカン、ｎ−オクタデカンなどの脂肪族飽和炭化水素；１−ウンデセン、１−ドデセン、１−ヘキサデセン、１−オクタデセンなどの脂肪族不飽和炭化水素；トリオクチルホスフィン等が挙げられる。
【００３８】
本発明のカルボン酸亜鉛塩溶液においては、溶媒とカルボン酸亜鉛塩との合計量を１００質量％としたとき、カルボン酸亜鉛塩を０．０１〜３０質量％含有することが好ましい。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
（実施例１：カルボン酸亜鉛塩の調製）
３Ｌセパラブルフラスコに、表１の「Ｎｏ．１」の組成比を有するカルボン酸組成物２５０ｇおよび水２５００ｇを仕込み、７０℃まで昇温した。次いで、４８質量％水酸化ナトリウム水溶液７７．２ｇを加え、同温度（７０℃）にて１時間攪拌し、カルボン酸アルカリ金属塩水溶液を得た。その後、７０℃に保持したまま、２５質量％塩化亜鉛水溶液１５１．２ｇを１時間かけてカルボン酸アルカリ金属塩水溶液に滴下した。滴下終了後、さらに、７０℃にて１時間攪拌した。得られたカルボン酸亜鉛塩水溶液スラリーに水１５００ｇを加え、６０℃以下まで冷却した。その後、吸引濾過機でろ過し、１０００ｇの水で２回水洗し、得られたケーキについて棚段乾燥機を用いて７５℃で７２時間乾燥し、粉砕及び分級してカルボン酸亜鉛塩粒子を得た。
【００４０】
（実施例２）
用いたカルボン酸組成物を、表１に示すＮｏ．２に変更した。その他は実施例１と同条件で行った。
【００４１】
（比較例１）
用いたカルボン酸の組成比を、表１に示すＮｏ．３に変更した。その他は実施例１と同条件で行った。
【００４２】
（比較例２）
用いたカルボン酸の組成比を、表１に示すＮｏ．４に変更した。その他は実施例１と同条件で行った。
【００４３】
そして、実施例１、２および比較例１、２、３のカルボン酸亜鉛塩粒子について、１００℃での粘度（１ｒｐｍおよび２．５ｒｐｍ）、チクソ指数を、それぞれ以下のようにして測定し、測定結果を表２に示す。
【００４４】
（１００℃での粘度）
１００℃で融解した試料の粘度（１ｒｐｍおよび２．５ｒｐｍ）をＢ型粘度計により測定した。
【００４５】
（チクソ指数）
１ｒｐｍ時の粘度を２．５ｒｐｍ時の粘度で除した値
【００４６】
〔カルボン酸亜鉛塩溶液の製造と評価〕
２リットルＳＵＳ製丸底フラスコに、１−オクタデセンを８００．０ｇと表２の各例のカルボン酸亜鉛塩を２００．０ｇ投入し、窒素バブリング下、３００℃で５時間混合し、溶液を得た。混合後、溶液の温度室温まで冷却してサンプルを得た。
【００４７】
得られたサンプルについて、目視による溶解安定性を確認した。これらの結果を表３に示す。
【００４８】
【表１】
2020070274.tif 000002
【００４９】
【表２】
2020070274.tif 000003
【００５０】
【表３】
2020070274.tif 000004
【００５１】
表１〜３に示すように、カルボン酸亜鉛塩を構成するカルボン酸が、本発明の組成比を満足する場合には、カルボン酸亜鉛塩溶液のチクソ性が良好であり、かつ溶解安定性が高い。
【００５２】
比較例１では、成分（Ａ）、（Ｂ）の比率および（Ａ）／（Ｂ）が本発明の範囲外であるが、カルボン酸亜鉛塩の分離がみられた。
比較例２では、成分（Ｂ）の比率および（Ａ）／（Ｂ）が本発明の範囲外であるが、溶液に濁りがみられた。