(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＳＨＡ基準及びＰＣＡ３質量％未満の基準の双方を満足するナフテン系ベースオイルと、２５℃における針入度が３００を超えるナフテン系減圧蒸留残さと、を構成成分として含有する
ことを特徴とする可塑剤。
【請求項２】
前記ナフテン系減圧蒸留残さの混合比率が、全体が１００質量％であるのに対し１０〜９０質量％である
ことを特徴とする請求項１記載の可塑剤。
【請求項３】
前記ナフテン系減圧蒸留残さが、常圧換算温度４００〜５００℃の範囲で蒸留した残さである
ことを特徴とする請求項１又は２記載の可塑剤。
【請求項４】
前記ナフテン系減圧蒸留残さが、ＡＰＩ度１０〜２５の範囲のナフテン系原油から製造したものである
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか記載の可塑剤。
【請求項５】
前記ベースオイルの４０℃における動粘度が、４０〜６００ｍｍ２／ｓの範囲である
ことを特徴とする請求項１乃至４何れか記載の可塑剤。
【請求項６】
ナフテン系常圧蒸留残さを、常圧換算温度４００〜５００℃の範囲で減圧蒸留して減圧蒸留残さを取り出す減圧蒸留工程と、
当該減圧蒸留工程により得た減圧蒸留残さを、全体が１００質量％であるのに対し１０〜９０質量％の範囲の混合比率で、ＯＳＨＡ基準及びＰＣＡ３質量％未満の基準の双方を満足するナフテン系ベースオイルに混合する混合工程と、を有する
ことを特徴とする可塑剤の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴム用可塑剤に代表される可塑剤に関するものである。より具体的には、ナフテン系ベースオイルとナフテン系減圧蒸留残さとを混合してなる可塑剤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人の出願に係るナフテン系ベースオイルとナフテン系アスファルトとを混合してなるゴム用可塑剤が知られている（特許文献１参照）。ここで、「アスファルト」とは、一般に石油アスファルトのことをいい、この石油アスファルトは、日本工業規格（ＪＩＳ  Ｋ  ２２０７―１９６６）によって明確に定義されている。すなわち、石油アスファルトとは、ストレートアスファルト、ブローンアスファルトのほかに、防水工事用アスファルトがある。さらに、ストレートアスファルトもブローンアスファルトも、２５℃における針入度により分類され、防水工事用アスファルトはその用途により分類されている。具体的には、ストレートアスファルトの針入度は段階的に０を超え３００以下と規定され、ブローンアスファルトの針入度は段階的に０を超え４０以下と規定されている。また、防水工事用アスファルトは、第１種から第４種まであり、そのうち最も大きな針入度（２５℃）は、第４種の５０以下と規定されている。要するに、針入度に着目したときのアスファルトとは、その名称や分類を問わず、針入度３００以下のものを指すのである。本出願における可塑剤構成成分のナフテン系減圧蒸留残さは、アスファルトとは異なるものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−９７３６９
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
アスファルトは、その針入度が３００以下であり、常温では流動性がなく、可塑剤の製造に当たってベースオイルと混合しづらいという問題があった。本発明が解決しようとする課題は、上記事情を改善した可塑剤を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために発明者は、それまではその大半が燃料用基材として消費されていた減圧蒸留残さに着目し、研究を重ねた結果、特にナフテン系減圧蒸留残さの針入度は、アスファルトのそれより高い場合があることを発見した。そして、このような針入度の高いナフテン系減圧蒸留残さを、ナフテン系ベースオイルとともに可塑剤の構成成分として用いることにより、課題解決が可能であることを見出した。本発明は、そのような知見に基づいてなされたものである。
【０００６】
すなわち、本発明に係る可塑剤は、ＯＳＨＡ基準及びＰＣＡ３質量％未満の基準の双方を満足するナフテン系ベースオイルと、ナフテン系減圧蒸留残さと、を構成成分として含有する。ナフテン系減圧蒸留残さの２５℃における針入度は、３００を超えていること、特に８００を超えていることが好ましい。ナフテン系減圧蒸留残さの混合比率は、可塑剤全体が１００質量％であるのに対し１０〜９０質量％の範囲であることが好ましい。また、前記ナフテン系減圧蒸留残さが、常圧換算温度４００〜５００℃の範囲で蒸留した残さであること、また、前記ナフテン系減圧蒸留残さが、ＡＰＩ度１０〜２５の範囲のナフテン系原油から製造したものであること、が好ましい。他方、ベースオイルについては、４０℃における動粘度が、４０〜６００ｍｍ２／ｓの範囲であること、が好ましい。また、ＯＳＨＡ基準及びＰＣＡ３質量％未満の基準の双方を満足していること、が必要である。
【０００７】
さらに、本発明に係る可塑剤の製造方法は、ナフテン系常圧蒸留残さを、常圧換算温度４００〜５００℃の範囲で減圧蒸留して減圧蒸留残さを取り出す減圧蒸留工程と、当該減圧蒸留工程により得た減圧蒸留残さを、全体が１００質量％であるのに対し１０〜９０質量％の範囲の混合比率で、ＯＳＨＡ基準及びＰＣＡ３質量％未満の基準の双方を満足するナフテン系ベースオイルに混合する混合工程と、を有するものである。ナフテン系減圧蒸留残さの２５℃における針入度は、３００を超えていること、特に８００を超えていることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（可塑剤の構成成分）
本発明に係る可塑剤は、（以下、適宜「可塑剤」という）は、ＯＳＨＡ基準及びＰＣＡ３質量％未満の基準の双方を満足するナフテン系ベースオイルと、ナフテン系減圧蒸留残さと、を構成成分として含有する。ここで、ナフテン系ベースオイル及びナフテン系減圧蒸留残さは、何れもナフテン系原油を出発原料として得ることのできるものである。ナフテン系減圧蒸留残さの針入度が３００以下のものは、ナフテン系アスファルトと呼ばれ、他方、針入度３００を超えるものは、ナフテン系減圧蒸留残さ、と区別して呼ばれる。ナフテン系アスファルトは、その針入度が低いため常温における流動性が不足して混合作業に不都合が生じやすいが、より針入度が高いナフテン系減圧蒸留残さであれば、その点を大幅に改善することができる。
【０００９】
（混合比率）
ナフテン系減圧蒸留残さの混合比率は、可塑剤全体が１００質量％であるのに対し１０〜９０質量％であることが好ましい。この混合比率は、可塑剤の使用用途に応じて加減するとよい。また、ナフテン系減圧蒸留残さが、常圧換算温度４００〜５００℃の範囲で蒸留した残さであること、また、前記ナフテン系減圧蒸留残さが、ＡＰＩ度１０〜２５の範囲のナフテン系原油から製造したものであること、が好ましい。本発明においては、ナフテン系常圧蒸留残さを、常圧換算温度４００〜５００℃の範囲という温度で減圧蒸留することにより針入度（２５℃）３００超という極めて高い針入度の減圧蒸留残さを製造して本出願に係る可塑剤の構成成分とすることに特徴がある。
【００１０】
他方、ベースオイルについては、４０℃における動粘度が、４０〜６００ｍｍ２／ｓの範囲であることが好ましい。さらに、ＯＳＨＡ基準及びＰＣＡ３質量％未満の基準の双方を満足していること、が必要である。
【００１１】
（針入度）
針入度（２５℃）の試験方法には、ＪＩＳ  Ｋ  ２２０７に規定する針入度試験方法（以下、「ＪＩＳ方法」という）がある。しかし、このＪＩＳ方法は、そもそもアスファルトの針入度を測定するためのものであるから、３００を超える針入度について使用することができない。そこで、本発明に係るナフテン系減圧蒸留残さの針入度の試験は、既知の針入度を持つストレートアスファルトとナフテン系減圧蒸留残さとの混合比率を変化させ、変化させたときの混合試料の針入度からナフテン系減圧蒸留残さ単独の針入度を推測する方法で行った。
【００１２】
（ＡＰＩ度）
ナフテン系原油のＡＰＩ度は、ＪＩＳ  Ｋ  ２２４９「原油及び石油製品―密度試験方法及び密度・質量・容積換算表」に規定する振動式密度試験方法で密度（１５℃）を測定し、これをＪＩＳ  Ｋ  ２２４９の附属書２「原油及び石油製品の密度（１５℃）、ＡＰＩ度及び比重６０／６０°Ｆの相互換算方法」により換算することにより求めることができる。ナフテン系残さを製造するためのナフテン系原油のＡＰＩ度は、１０〜２５の範囲であることが好ましい。
【００１３】
（動粘度）
動粘度（４０℃）の測定は、ＪＩＳ  Ｋ  ２２０７に規定する毛管法、すなわち、試験温度（４０℃）にした一定容量の試料が毛管内を流れる時間に動粘度定数を乗じて求める方法を採用することができる。ベースオイルの好ましい動粘度（４０℃）は、４０〜６００ｍｍ２／ｓの範囲である。
【００１４】
（安全基準）
ここで、ＯＳＨＡ基準とは、米国労働安全衛生局（ＯＳＨＡ）が、ＩＡＲＣ（国際がん研究機関）の実験に基づいて、１９８５年１１月に発表した安全基準のことをいう。ＯＳＨＡ基準は、発ガンの危険性があるベースオイル精製法をブラックリスト形式で列記した基準であって、そのようにして列記された精製法によるベースオイルには発ガン危険がある旨の警告ラベルの表示が必要であるとしている。ブラックリストに列挙された精製法によるベースオイルとして、たとえば、硫酸白土精製油、軽度溶剤精製油及び軽度水素化精製油があり、したがって、列挙されていない高度水素化精製法や高度溶剤精製法によるベースオイルには警告ラベルの表示が不要とされている。
【００１５】
さらに、ＰＣＡ３質量％未満の基準とは、ベースオイルについて、ＤＭＳＯ（ジメチルスルホキシド）により抽出される多環芳香族の量が３質量％未満とすることを内容とするＥＵの統一安全基準のことをいう。ＰＣＡ３質量％未満の基準の測定法は、ＩＰ３４６に定められている。上記のＯＳＨＡ基準とＰＣＡ３質量％未満の基準は、何れもベースオイルについての安全基準であって、ナフテン系であるとパラフィン系であるとを問わずアスファルト及び減圧蒸留残さについて適用されるものではない。アスファルトも減圧蒸留残さも、その沸点との関係から発ガン性のある有害物質をほとんど含まないはずであり、したがって、論理的に危険性が極めて低いと一般にいわれている。このため、アスファルト及び減圧蒸留残さの安全度を測るための具体的基準は、現時点において制定されていない。したがって、ＯＳＨＡ基準とＰＣＡ３質量％未満の基準の双方を満たすベースオイルとナフテン系減圧蒸留残さとを混合して可塑剤を製造したときに、当該可塑剤は、結果としてＯＳＨＡ基準とＰＣＡ３質量％未満の基準の双方を満たすことになる。
【００１６】
（可塑剤の製造方法）
本発明に係る可塑剤の製造方法において、ナフテン系原油を常圧蒸留してナフテン系常圧蒸留残さを得る。このとき、ＬＰＧ、ナフサ、ガソリン、灯油、軽油等も留出し、それらを別々に回収することができる。このようにして得た常圧蒸留残さを、常圧換算温度４００〜５００℃の範囲で減圧蒸留してA重油留分、ナフテン系ベースオイル及び減圧蒸留残さを取り出す。このようにして得た減圧蒸留残さを、全体が１００質量％であるのに対し１０〜９０質量％の範囲の混合比率で、ナフテン系ベースオイルに混合して可塑剤を製造する。ナフテン系減圧蒸留残さの２５℃における針入度は、３００を超えていること、特に８００を超えていることが好ましい。出発原料であるナフテン系原油のＡＰＩ度は、１０〜２５の範囲であること、かつ、ナフテン系ベースオイルは、ＯＳＨＡ基準及びＰＣＡ３質量％未満の基準の双方を満足していることが必要である。なお、ナフテン系減圧蒸留残さを得るためのプロセスは、利便性向上とコスト抑制等を図るために常圧蒸留と減圧蒸留とを一連に行うようになっているが、他のプロセスを採用することを妨げない。たとえば、時間的・場所的に異なる方法によりナフテン系常圧蒸留残さを製造し、又は供給を受け、そのようにして得たナフテン系常圧蒸留残さを減圧蒸留するようにしてもよい。
【００１７】
（可塑剤の製造装置）
図１に基づいて説明する。可塑剤製造装置１は、常圧蒸留装置５、加熱炉９、減圧蒸留装置１５及び混合装置２１を備えている。常圧蒸留装置５は、常圧蒸留留分とナフテン系常圧蒸留残さとを分離するための装置である。また、加熱炉９は、常圧蒸留装置５から取り出したナフテン系常圧蒸留残さを所定温度まで加熱して減圧蒸留装置１５に供給するための装置である。さらに、減圧蒸留装置１５は、供給されたナフテン系常圧蒸留残さを減圧蒸留し、重油及び潤滑油等の留分とナフテン系減圧蒸留残さとを分離し、分離したナフテン系減圧蒸留残さを混合装置２１へ供給するための装置である。最後に、混合装置２１は、ナフテン系減圧蒸留残さとナフテン系ベースオイルとを所定比率で混合して製品である可塑剤を得るための装置である。混合装置２１は、混合室２２内にナフテン系減圧蒸留残さとナフテン系ベースオイルとを注入し、内部に設置してある攪拌羽根２３の回転により攪拌して両者を混合するように構成してある。両者を混合しながら循環させることによる攪拌方法や空気等のガスを噴出させる方法による攪拌方法等を適宜採用することもできる。後述するように、ナフテン系減圧蒸留残さの針入度がアスファルトのそれに比べて極めて高いことに基づく流動性の高さにより、加熱せずに上記の混合方法を採用することができるのである。
【００１８】
【実施例】
本発明に係る可塑剤と可塑剤の製造方法について、より具体的に説明する。本実施例により、本発明が限定されるものでないことは言うまでもなく、種々の変形が可能である。本発明に係る可塑剤は、図１に示す可塑剤製造装置１によりオーストラリア産ナフテン系原油を用いて可塑剤を製造する場合について説明する。まず、ＡＰＩ度１０〜２５であるオーストラリア産ナフテン系原油Ｇを、常圧蒸留装置５に導入し、そこでナフテン系原油を常圧蒸留して、ＬＰＧ、ナフサ、ガソリン、灯油、軽油等の留分とナフテン系常圧蒸留残さＢｊとを分離する。分離したナフテン系常圧蒸留残さＢｊは、ライン７を介して加熱炉９へ送り、そこで３５０〜３８０℃前後まで加熱する。加熱したナフテン系常圧蒸留残さは、これをライン１０を介して減圧蒸留装置１５に供給する。減圧蒸留装置１５内では、常圧換算温度が４００〜５００℃前後となるように温度、減圧度等の設定値を調整しておき、この減圧蒸留により重油及び潤滑油等の留分とナフテン系減圧蒸留残さＢｇとを分離する。このようにして得た減圧蒸留残さＢｇ（Ｂｇ１，Ｂｇ２）の性状は、表１に示す通りである。分離したナフテン系減圧蒸留残さＢｇは、ライン１７を介して混合装置２１に送り、そこでナフテン系ベースオイルＢｎと混合した。
【００１９】
【表１】
0003703468.tif 000002
【００２０】
表１に示すように、ナフテン系減圧蒸留残さＢｇ１の針入度は、推定値１０００となった。この針入度の推定は、次の方法により行った。すなわち、まず、所定量のストレートアスファルトの針入度を、前記したＪＩＳ方法により測定する。そして、測定して得た針入度（以下「既知の針入度」という）のストレートアスファルトと、ナフテン系減圧蒸留残さとを混合し混合試料を得る。このとき、この混合比率を少しずつ変化させ、所定の混合比率で混合したときの針入度をＪＩＳ方法で測定する。測定した針入度と混合比率との関係をプロットすると、表２に示すようになる。この表２は、対数グラフであり、縦軸は針入度を表し横軸は混合比率を表している。横軸におけるゼロ質量％はナフテン系減圧蒸留残さを混合せずストレートアスファルトだけの場合を、同じく１００質量％はストレートアスファルトを混合せずナフテン系減圧蒸留残さだけの場合を、それぞれ示している。前述したように、ＪＩＳ方法で測定できるのは針入度３００までであるから、３００を超える針入度は、３００以下である実測値範囲のグラフを延長して推測針入度を得る方法をとる。表２に示すように、ナフテン系減圧蒸留残さの混合率がゼロ質量％、すなわち、ストレートアスファルト単独の針入度は、８であった。この針入度８が、当該ストレートアスファルトの既知の針入度ということになる。次に、全体が１００質量％であるのに対しナフテン系減圧蒸留残さを３０質量％としたときの混合試料の針入度が３４、同じく５０質量％としたときの針入度が９０であった。さらに、同じく７５質量％としたときの針入度が、ほぼ３００となった。これが、ＪＩＳ方法による測定の限界である。実際には、上記した混合比率の変化よりも細かく変化させて測定する。上記測定結果をふまえてナフテン系減圧蒸留残さＢｇ１の混合比率１００質量％のとき、すなわち、ストレートアスファルトを混合しないときの針入度を推測すると、表２から理解されるように、ほぼ１０００に達することになる。これと同じ方法で推定したナフテン系減圧蒸留残さＢｇ２の針入度は、ほぼ３０００であった。
【００２１】
【表２】
0003703468.tif 000003
【００２２】
ナフテン系ベースオイルＢｎには、本出願人の製造販売に係るナフテン系ベースオイル「ＳＮＨシリーズ（商標）」のうち、「ＳＮＨ４６（商標）」及び「ＳＮＨ４４０（商標）」を用いた。便宜のために、前者をナフテン系ベースオイルＢｎ１と呼び、後者をナフテン系ベースオイルＢｎ２と呼ぶことにする。表３に示すように、ナフテン系ベースオイルＢｎ１の動粘度（４０℃）は４５．９３ｍｍ２／ｓであり、ナフテン系ベースオイルＢｎ２の動粘度（４０℃）は４３７．５ｍｍ２／ｓである。両ナフテン系ベースオイルＢｎ１，Ｂｎ２は、何れも高圧・高温水素化精製法により精製してあるため、両者ともＯＳＨＡ基準を満たしている。さらに、表３に示す通り、何れのナフテン系ベースオイルもＤＭＳＯ抽出物量（ＩＰ３４６）が３質量％未満であるため、両者ともＰＣＡ３質量％未満の基準をも満たしている。
【００２３】
【表３】
0003703468.tif 000004
【００２４】
〔実施例（１）〕
実施例（１）に係る可塑剤Ｋ１は、ナフテン系減圧蒸留残さＢｇ１とナフテン系ベースオイルＢｎ１を混合して製造した。このときナフテン系減圧蒸留残さＢｇ１の混合比率は、表４に示すように、全体が１００質量％であるのに対し４４質量％に設定した。したがって、ナフテン系ベースオイルＢｎ１の混合比率は、全体に対して５６質量％となった。ナフテン系ベースオイルＢｎ１の動粘度（４０℃）が４５．９３ｍｍ２／ｓであることと相俟って、ナフテン系減圧蒸留残さＢｇ１の針入度が推定値１０００であることから、その混合は常温で行うことができアスファルトのように混合する際の加熱を要しなかった。
【００２５】
〔実施例（２）〕
実施例（２）に係る可塑剤Ｋ２は、上記した実施例（１）のナフテン系ベースオイルＢｎ１の代わりにナフテン系ベースオイルＢｎ２を混合して製造した。表４に示すように、その混合比率は、全体が１００質量％であるのに対し、ナフテン系減圧蒸留残さＢｇ１を６５質量％、ナフテン系ベースオイルＢｎ２を３５質量％とした。この場合は、ナフテン系ベースオイルＢｎ２の動粘度（４０℃）が４３７．５ｍｍ２／ｓであり、ナフテン系減圧蒸留残さＢｇ１の針入度が推定値１０００であることから、その混合は常温で行うことができアスファルトのように混合する際の加熱を要しなかった。
【００２６】
【表４】
0003703468.tif 000005
【００２７】
【発明の効果】
本発明に係る可塑剤及びその製造方法によれば、ナフテン系減圧蒸留残さの針入度がアスファルトのそれに比べて極めて高いことに基づく流動性の高さにより、両者の混合を極めて簡単に行うことができる。換言すると、このナフテン系減圧蒸留残さをナフテン系ベースオイルと混合するに当って加熱の必要がないため、加熱を不要とする分、設備費用及び熱等のユーティリティコストを抑えることができ、これらの費用抑制と上記の混合容易性とが、可塑剤のコスト抑制に貢献する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  可塑剤の製造装置を示す概略図である。
【符号の説明】
１          可塑剤製造装置
５          常圧蒸留装置
９          加熱炉
１５          減圧蒸留装置
２１          混合装置
２２          混合室
２３          攪拌羽根
【図１】
0003703468.tif 000006