(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主要量の潤滑粘度の油と、全潤滑油組成物に基づいて０．０５〜１０重量％の、式Ｉの１，３−ジオキソラン−４−メタノール化合物
【化１】
0005931900.tif 000010
（式中
Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に水素、アルキル又はアルケニルであり、Ｒ１及びＲ２の少なくとも１つがアルケニル基であり、Ｒ１及びＲ２についての炭素原子の総数が６個以下である。）とを含む潤滑油組成物。
【請求項２】
Ｒ１が水素であり、Ｒ２が炭素原子６個以下のアルケニルである、請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項３】
式Ｉの化合物が、（２−ビニル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（プロパ−１−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ブタ−１−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ペンタ−１−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（３−メチルブタ−１−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−アリル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ブタ−２−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ペンタ−２−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ヘキサ−２−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（４−メチルペンタ−２−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ブタ−３−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ペンタ−３−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ヘキサ−３−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（２−メチルペンタ−３−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ペンタ−４−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ヘキサ−４−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（３−メチルペンタ−４−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（２−メチルペンタ−４−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、及び（２−（ヘキサ−５−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノールからなる群から選択される、請求項１に記載の潤滑組成物。
【請求項４】
Ｒ１及びＲ２がそれぞれ、炭素原子を含有する、請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項５】
式Ｉの化合物が、（２−メチル−２−ビニル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−メチル−２−（プロパ−１−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ブタ−１−エン−１−イル）−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、２−メチル−２−（ペンタ−１−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、２−メチル−２−（３メチルブタ−１−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、２−（ブタ−１−エン−１−イル）−２−エチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、２−アリル−２メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ブタ−２−エン−１−イル）−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−メチル−２−（ペンタ−２−エン−１−イル）−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ブタ−１−エン−１−イル）−２−エチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ブタ−３−エン−１−イル）−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−メチル−２−（ペンタ−３−エン−１−イル）−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−メチル−２−（ペンタ−４−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノールからなる群から選択される（１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール含有化合物からなる群から選択される、請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項６】
式Ｉの化合物が、前記潤滑油組成物の全重量に対して０．１重量％〜１．５重量％である、請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項７】
分散剤、清浄剤、摩耗防止剤、極圧剤、酸化防止剤、防錆剤、腐食抑制剤、流動点降下剤、粘度指数向上剤及び摩擦緩和剤から選択される少なくとも１種の添加剤をさらに含む、請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項８】
前記少なくとも１種の添加剤が、前記潤滑油組成物の全量に対して０．２５〜３重量％の量の金属含有清浄剤である、請求項７に記載の潤滑油組成物。
【請求項９】
ギヤ表面上又は内燃機関内の摩耗を低減する方法であって、請求項１から８までのいずれか一項に記載の潤滑油組成物を用いて前記ギヤ又は機関を運転するステップを含む上記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
炭素原子総数が６個以下である低級アルキル若しくは低級アルケニル基で場合によって置換される１，３−ジオキソラン−４−メタノールを含有する潤滑組成物が開示される。これらの１，３−ジオキソラン−４−メタノール化合物を含有する潤滑油組成物は、エンジンオイル及びギヤセットの摩耗保護を実現する。
【背景技術】
【０００２】
ジチオリン酸亜鉛（ＺｎＤＴＰ）は、エンジンオイル、自動変速装置（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）流体、作動油（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ  ｆｌｕｉｄ）などにおいて摩耗防止添加剤及び酸化防止剤として長く使用されている。従来のエンジンオイル技術は、過酷な条件下で極めて低いカム及びリフター摩耗及び有利な酸化保護をもたらすＺｎＤＴＰに重く依存している。ＺｎＤＴＰは、混合膜潤滑条件下において、こすれる金属表面と反応して、保護潤滑膜を形成することによって作用している。混合膜潤滑方式は、潤滑膜が十分に厚く金属対金属の接触を防ぐ全膜（流体力学的）潤滑と、潤滑膜厚が著しく薄く、より直接的な金属対金属の接触が起こる境界潤滑との混合体である。
【０００３】
しかし、リン及び硫黄誘導体が、触媒コンバータの触媒成分を被毒させるので、ＺｎＤＴＰの使用に関して問題が生じている。このことは、重要な関心事であり、汚染を減らし、政府規制基準に合致させるために、例えば、内燃機関排気物質中の炭化水素、一酸化炭素及び窒素酸化物などの有毒ガスを減らすように設計された、効果的な触媒コンバータが必要とされるからである。したがって、触媒コンバータの活性を維持し、その寿命を延ばすように、エンジンオイル中のリン及び硫黄含量を減らすことが望ましいであろう。
【０００４】
リン及び硫黄含量を減らすことに向かって、政府及び自動車業界の圧力も存在する。排気管放出物を規制する環境規制基準が引締め強化されているので、エンジンオイル中の許容できるリン濃度が著しく低下してきており、エンジンオイルのリン含量をさらに低下させることは、可能性のあることである。
【０００５】
したがって現在、サルフェート灰、リン及び硫黄（ＳＡＰＳ）をほとんど若しくは全く含有しない新たな摩耗防止添加剤に、大きな関心が寄せられている。このような添加剤は、潤滑油におけるジアルキルジチオリン酸亜鉛（ＺｎＤＴＰ）の必要性を少なくし若しくは無くする可能性がある。この問題を解決する多くの取組みが存在しているが、硫黄、リン又は金属化学種を全く含有しない摩耗防止添加剤は極めて僅かである。本発明は、一部では、置換された１，３−ジオキソラン−４−メタノール化合物を使用することによって、潤滑油組成物に摩耗防止性を持たせることを対象とする。
【０００６】
１，３−ジオキソラン及び数多くの誘導体が知られている。それらは、化粧品、香料、ペイント、プラスチックなどの溶媒として使用される（米国特許第４，８６１，７６４号、第５，６８６，０９８号及びＵＳ２００８／０２８０９９７を参照されたい）；それらは、殺菌剤及びエアロゾルとしても使用され、いくつかは生理生態学的に（ｐｈｙｓｉｃｏｌｏｇｉｃａｌｌｙ）活性であるとされている（Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ，１９６７，６７（４）４２７〜４４０頁を参照されたい）。１，３−ジオキソランは、立体活性（ｓｔｅｒｅｏａｃｔｉｖｅ）とすることができ、多くのものが光学的活性のベータ作動薬又は拮抗薬を調製する中間体として調製される（米国特許第４，５７５，５５８号及び第５，１９０，８７６号を参照されたい）。米国特許第４，３７４，９９８号及び第４，４３５，３１５号は、芳香剤及び香料として使用する１，３−ジオキソランの分岐鎖オレフィン及びアルキル誘導体を開示している。米国特許第３，８８３，５５８号は、アロマ組成物中で芳香剤を使用するための１，３−ジオキソランのアルキルエステルを開示している。他の芳香剤及びアロマ増進剤については、米国特許第４，２６２，０３０号、第３，７４８，３３４号を参照されたい。グリセロール及びエトキシ化誘導体に由来するアセタールエステル及びケタールエステルは、燃料添加剤として知られ、潤滑油における使用のため（米国特許第５，２６８，００７号、第５，０９３，０１８号、第４，７９２，４１１号、ＷＯ２００８／０５９１５５及びＵＳ２００８／０２３４１５２）、またより最近ではバイオ燃料用として（ＷＯ２００６／０８４０４８、ＵＳ２００８／０２９３６０２、ＵＳ２００９／０１２６２６２、ＵＳ２０１０／００９４０２７）知られている。米国特許第７，７９０，９０９号は、２−アルキル−４，４−ジアルキル−１，３−ジオキソランを含有するメタル作動流体を対象としている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
主要量の潤滑粘度の油と、全潤滑油組成物に基づいて０．０５〜１０重量％の、式Ｉの１，３−ジオキソラン−４−メタノール化合物
【化１】
0005931900.tif 000002
（式中
Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に水素、アルキル若しくはアルケニル基であり、Ｒ１及びＲ２についての炭素原子の総数が６個以下である。）とを含む潤滑油組成物。一態様においてＲ１及びＲ２は、それぞれ水素であるとして選択され、例えばこの化合物は、（１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノールである。他の態様において、Ｒ１は水素であり、Ｒ２はＣ１〜Ｃ６アルキル又はアルケニル基である。この点に関して、Ｒ２がアルキルである場合、特に好ましい化合物は、（２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−エチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−プロピル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−ペンチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−ヘキシル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール（２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−ｓｅｃ−ブチル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−ペンタン−２−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−ヘキシル−２−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（３−メチルペンタン−２−イルペンタン−２イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（４−メチルペンタン−２−イルペンタン−２イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−イソペンチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（２，３−ジメチルブチル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（３，３−ジメチルブチル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、２−ネオペンチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノールからなる群から選択される。Ｒ２がアルケニルである場合、この好ましいビニル含有（１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール含有化合物は、（２ビニル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（プロパ−１−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ブタ−１−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ペンタ−１−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（３−メチルブタ−１−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−アリル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ブタ−２−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ペンタ−２−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ヘキサ−２−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（４−メチルペンタ−２−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ブタ−３−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ペンタ−３−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ヘキサ−３−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（２−メチルペンタ−３−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ペンタ−４−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ヘキサ−４−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（３−メチルペンタ−４−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（２−メチルペンタ−４−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、及び（２−（ヘキサ−５−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノールからなる群から選択されることが好ましい。
【０００８】
さらなる態様において、Ｒ１及びＲ２は共に、炭素原子を含有する。この点に関して、Ｒ１及びＲ２がアルキル基である場合、特に好ましい化合物は、（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−エチル−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−メチル−２−プロピル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−ブチル−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−メチル−２−ペンチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−イソペンチル−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−メチル−２−（２−メチルブチル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−イソブチル−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−メチル−２−ネオペンチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２，２−ジエチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−エチル−２−プロピル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−ブチル−２−エチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−エチル−２−イソブチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、及び（２−２−ジプロピル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノールからなる群から選択される。他の態様において、少なくとも１つのＲ１又はＲ２基はアルケニルである。特に好ましいビニル含有（１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール含有化合物は、（２−メチル−２−ビニル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−メチル−２−（プロパ−１−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ブタ−１−エン−１−イル）−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、２−メチル−２−（ペンタ−１−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、２−メチル−２−（３メチルブタ−１−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、２−（ブタ−１−エン−１−イル）−２−エチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、２−アリル−２メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ブタ−２−エン−１−イル）−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−メチル−２−（ペンタ−２−エン−１−イル）−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ブタ−１−エン−１−イル）−２−エチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ブタ−３−エン−１−イル）−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−メチル−２−（ペンタ−３−エン−１−イル）−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−メチル−２−（ペンタ−４−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノールからなる群から選択される。一態様において、Ｒ１及びＲ２は、合計５個以下の炭素原子を有するアルキル基であり、（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−エチル−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール及び２，２−ジエチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノールが、特に適合するものである。
【０００９】
上述した潤滑油組成物は、分散剤、清浄剤、摩耗防止剤、極圧剤、酸化防止剤、防錆剤、腐食抑制剤、流動点降下剤、粘度指数向上剤及び摩擦緩和剤（ｆｒｉｃｔｉｏｎ  ｍｏｄｉｆｉｅｒ）から選択される少なくとも１種の油溶性添加剤をさらに含むことができる。一実施形態において、この少なくとも１種の添加剤は、潤滑油組成物の全重量に対して０．２５〜３重量％の金属含有清浄剤であり、より好ましくは金属スルホン酸塩である。
【００１０】
他の態様において、本潤滑油組成物は、主要量の潤滑粘度の油と、全潤滑油組成物に基づいて０．１〜１．５重量％の、式Ｉの１，３−ジオキソラン−４−メタノール化合物とを含む。
【００１１】
さらなる実施形態は、ギヤ表面上又は内燃機関内の摩耗を低減する方法であって、前記化合物のいずれか１種による潤滑油組成物を用いて前記ギヤ又は機関を運転するステップを含む上記方法を対象とする。したがって、その実施形態は、潤滑油組成物中における式Ｉの置換された１，３−ジオキソラン−４−メタノール化合物の使用であって、機関及びギヤセットにおける摩耗防止保護を提供する上記使用を対象とする。摩耗保護をもたらすためのこれらの化合物の使用は、エンジンオイル、作動油、及びトラクター作動油などの機能性流体における使用に特に適合している。
【００１２】
本発明の特徴は、１，３−ジオキソラン部分の遊離ヒドロキシル基を対象とする。いかなる理論にも捉われるものではないが、式Ｉの３−ジオキソラン−４−メタノール化合物は、境界潤滑条件下で保護膜を形成することができると考えられる。遊離ヒドロキシル基は、金属表面に水素結合し、この保護膜を形成するのに必要であると考えられる。したがって、本発明の重要な態様は、この遊離ヒドロキシル基の存在である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
多くの式Ｉのケタール及びアセタール、並びに、グリセロールからそれらを調製する方法が、当技術分野で知られている。典型的には、式Ｉのジオキソランは、酸触媒の存在下で、反応中に生成した水の除去を可能とする条件下で、グリセロールを適切な直鎖、分岐若しくは環状ケトン又はアルデヒドと反応させるステップによって調製される。水の除去は、典型的には、ケトン若しくはアルデヒドの沸点が両方とも水の沸点を超える場合、蒸留によって、又は適切な共溶媒による共沸蒸留によって達成される。式Ｉのジオキソランは、グリセロールによる、式ＩＩのケタール又はアセタール
【化２】
0005931900.tif 000003
（式中、Ｒ３及びＲ４は、Ｃ１〜Ｃ６直鎖若しくは分岐アルキルから独立に選択される。）のトランスケタール化若しくはトランスアセタール化によっても、調製される。
【００１４】
適切なグリセリルケタール及びアセタールは、グリセロールと、工業的規模で入手し易い単純且つ安価なケトン及びアルデヒドとから典型的に生成される化合物である。このようなケトン及びアルデヒドの非限定的例には、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン、アルキルイソポロピルケトン、ペンタン−２−オン、ヘキサン−２−オン、ヘキサン−３−オンが含まれる。ブタ−３−エン−２−オン、ペンタ−３−エン−２−オン、ヘキサ−３−エン−２−オン、ヘキサ−４−エン−２−オンなどのビニルケトンも使用できる。やはり有用なものは、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、シクロヘプタノン、シクロヘキサ−２−エノン、シクロヘキサ−３−エンオン、シクロヘキサ−２，５−ジエンオンである。特に好ましいケトンは、プロパン−２−オン、ブタン−２−オン、ペンタン−２−オン、ヘキサン−２−オン、３−メチルブタン−２−オン、３−メチルペンタン−２−オン、ペンタン−３−オン、２−メチルペンタン−３−オンなどの、６個以下の炭素原子を有する直鎖若しくは分岐脂肪族ケトンから由来する。６個未満若しくはそれ未満の炭素原子を有する環状ケトン、例えば、シクロプロパノン、シクロブタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、２−メチルシクロペンタノン、３−メチルシクロペンタノンなどは、好ましく使用できる。特に好ましいアルデヒドには、ホルムアルデヒド及び直鎖若しくは分岐脂肪族アルデヒド、例えば好ましくは６個以下の炭素原子を有するもの、例えば、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、３−メチルブタナール、２，３−ジメチルブタナール、２−エチルブタナール、３−メチルペンタナールなどが含まれ、またシクロペンタンカルバルデヒドを含むことができる。
【００１５】
グリセロール及び直鎖若しくは分岐脂肪族アルデヒドのアセタールは、普通、１，２−アセタール（４−ヒドロキシメチル−１，３−ジオキソラン）と、１，３−アセタール（２−エチル−５−ヒドロキシ−１，３−ジオキソラン）との平衡混合物として存在する。このような混合物においてさえも、これらはさらに分離することなく、潤滑油組成物において使用するのに適している。好ましいものは１，２アセタールであり、それが大部分のもの、より詳細にはそれが８０重量％を超えるもの、より好ましくは９０重量％を超えるもの（１００重量％まで）が好ましい。
【００１６】
グリセロールと、適切なアルデヒド若しくはケトンとの間の反応は、当技術分野でよく知られ、例えば、米国特許第３，４７０，２０６号、第４，０７５，２２８号及び第５，２６８，００７号を参照されたい。典型的には、適切な触媒の存在下で反応が行われる。触媒は種々の酸、及び当技術分野で知られる他の触媒を含むことができる。このような触媒の非限定的例には、強鉱酸、例えば、硫酸、塩酸、ホウフッ化水素酸、臭化水素酸、ｐ−トルエンスルホン酸、カンホロスルホン酸、メタンスルホン酸などが含まれる。プロトン化スルホン酸基を含む種々の樹脂も、反応終了後回収し易いので有用である。適切な酸の例にはさらに、ルイス酸、例えば、三フッ化ホウ素及び、ＢＦ３ジエチルエーテレートで例示される、ＢＦ３の種々の錯体が含まれる。有用なルイス酸の他の非限定的例には、スズ、チタン、アルミニウム、鉄のハロゲン化物、シリカ、酸性アルミナ、チタニア、ジルコニア、種々の酸性粘土、並びに混合アルミニウム及びマグネシウム酸化物が含まれる。鉱酸、スルホン酸又はルイス酸誘導体を含む活性炭誘導体も使用することができる。
【００１７】
本開示は、特定の触媒又は触媒の量に限定されない。当業者は、触媒組成物及び使用される量の側で、多くの変形形態を実行することができる。反応性の低い触媒について高温度を使用して反応を促進できるが、ある量の生成物をうまく生成させるには、反応混合物の温度はあまり重要ではなく、活性のより低い触媒でも、やはり反応は進行して所望の化合物をもたらすからである。触媒の型及び量は、反応において使用されるグリセロール及びアルデヒド／ケトンの特定の化学組成に応じて決まり、当業者によって容易に確立することができる。
【００１８】
反応は、場合によって共溶媒の存在下で実行することができ、この共溶媒は、反応条件下で実質的に不活性であり、反応の終わりに蒸留によってしばしば取り出される。典型的には、エーテル結合形成による架橋を最小にするのに十分な量の共溶媒を使用することが所望される。適切な共溶媒の非限定的例には、飽和炭化水素、芳香族化合物、エーテル、及びポリエーテルが含まれる。反応終了後に残る任意の過剰な溶媒は、通常圧若しくは減圧における蒸留によって除去することができる。
【００１９】
他の適切な方法には、Ｄ−若しくはＬ−セリンを、ギ酸、酢酸又はプロパン酸の存在下の亜硝酸ナトリウム水溶液（セリン出発材料１モル当り約０．１〜０．５リットルの水と、セリン１モル当り約０．１〜０．７５リットルの酸とを含む）と反応させて、２，３−ジヒドロキシプロパン酸（Ｄ−若しくはＬ−グリセリン酸）を調製し；このように生成したグリセリン酸を、メタノールの存在下で２，２−ジメトキシプロパンと反応させて、Ｄ−若しくはＬ−グリセリン酸メチルエステル（メチルＤ−若しくはＬ−グリセレート）を調製し；グリセリン酸メチルエステルを、酸の存在下で２，２−ジメトキシプロパンと反応させて、メチル２，３−Ｏ−イソプロピリデン−Ｄ−若しくはＬ−グリセレートを生成させ；メチル２，３−Ｏ−イソプロピリデン−グリセレートの溶液を、水素化リチウムアルミニウムに添加して、Ｄ−若しくはＬ−ソルケタール、すなわち（Ｓ）−（＋）若しくは（Ｒ）−（−）−２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラン−４−メタノールを生成させることを含む、光学活性がより高いジオキソランを製造する手順が含まれる（例えば、米国特許第４，５７５，５５８号を参照されたい）。別法として、グリセリン酸を、メタノールなしで２，２−ジメトキシプロパンと反応させて、２，３−Ｏ−イソプロピリデン−Ｄ−若しくはＬ−グリセリン酸を調製し、これを次いで水素化リチウムアルミニウムと反応させて、ソルケタールを生成させる。多くの適切な方法を用いて、式Ｉの１，３−ジオキソラン−４−メタノール化合物を調製することができる。
【００２０】
式Ｉの１，３−ジオキソラン−４−メタノール化合物は、潤滑油組成物において有利に用いられる。潤滑油組成物中に用いられる場合、潤滑油組成物は、主要量の潤滑粘度の油と（主要量は、全組成物の５０重量％を超え、好ましくは６０重量％を超える）、少量の式Ｉの１，３−ジオキソラン−４−メタノール化合物とを含む。仕上がり潤滑油について、典型的に、式Ｉの１，３−ジオキソラン−４−メタノール化合物の量は全組成物に基づいて約０．０１重量％〜約１０重量％であろう。式Ｉの１，３−ジオキソラン−４−メタノール化合物は、潤滑油組成物の全重量に対して０．０５重量％〜約５重量％、より一層好ましくは約０．１重量％〜１．５重量％の量で用いられることが好ましい。
【００２１】
本発明の潤滑油組成物は、自動車及びトラックエンジン、二輪車エンジン、ディーゼルエンジン、航空機ピストンエンジン、船舶及び鉄道用エンジンなどを含む、本質的に任意の内燃機関の潤滑において使用することができる。ガス燃焼エンジン、アルコール（例えばメタノール）動力エンジン、定置動力エンジン、タービン用の潤滑油も企図される。
【００２２】
特に有用なものは、ヘビーデューティディーゼルエンジンであり、前記本発明の潤滑油組成物を用いて、摩耗を改善し、式Ｉの１，３−ジオキソラン−４−メタノール化合物が潤滑油組成物に摩擦上の利益をもたらす。この態様において、ディーゼル及びガソリンエンジン用のクランクケースエンジン潤滑油配合物は、開示されるように、少なくとも１種のさらなる添加剤を有する。より詳細には、この添加剤は、本明細書において記述される清浄剤、好ましくはスルホネート清浄剤である。
【００２３】
式Ｉの１，３−ジオキソラン−４−メタノール化合物は、機能性流体においても用いることができ、機能性流体とは、トラクター作動油、自動変速装置流体を含む変速装置流体、連続可変変速装置流体及び手動変速装置流体、作動油、ギヤオイル、パワーステアリング流体、並びにパワートレイン部品関連の流体を含むがこれらに限定されない、様々な流体を包含する用語である。例えば、自動変速装置流体などのこれらの流体のそれぞれの中に、異なった設計の種々の変速装置のために、様々な異なった型の流体が存在し、これが、著しく異なった機能特性の流体への必要性につながっている点に注目されたい。一態様において、この機能性流体は、トラクター作動油である。トラクター油は、エンジン潤滑用を除く、トラクターにおける全潤滑用途に使用される全目的製品である。これらの用途には、ギヤボックス、動力切断及びクラッチ、後車軸、減速ギヤ、ウエットブレーキ、並びに油圧付属装置の潤滑を含むことができる。トラクター油の中に含まれる成分は、最終的に得られる油組成物が、種々の用途に要求される全ての必要な特性を提供するように、注意深く選択しなければならない。このような特性には、油浸漬ブレーキのウエットブレーキチャタリングを防止する適切な摩擦特性をもたらす一方、同時に、ウエットブレーキを始動し、動力切断（ＰＴＯ）クラッチ性能をもたらす能力を提供する能力が含まれる。トラクター油は、十分な摩耗防止及び極圧特性、並びに、耐水性／濾過性能力を提供しなければならない。ギヤ作動用途において重要であるトラクター油の極圧（ＥＰ）特性は、この油が、曲り歯傘歯車（ｓｐｉｒａｌ  ｂｅｖｅｌ）テスト並びに直線平歯車（ｓｔｒａｉｇｈｔ  ｓｐｕｒ  ｇｅａｒ）テストに合格する能力によって実証される。トラクター油は、ウエットブレーキチャタリング試験に合格する一方で、青銅、黒鉛組成物及び石綿で構成される、油浸漬されたディスクブレーキに使用される場合、十分なウエットブレーキ能力を提供する必要があるであろう。トラクター油は、黒鉛及び青銅クラッチを含むクラッチなどの動力シフト変速装置クラッチについて摩擦保持性を提供する能力を示す必要があるであろう。
【００２４】
他の実施形態において、機能性流体は、自動変速装置流体である。自動変速装置流体は、動力を伝達するクラッチ板のために十分な摩擦を有しなければならない。しかし、流体の摩擦係数は、運転中に流体が熱くなると、温度の影響のため低下する傾向を有する。トラクター作動油又は自動変速装置流体が、高温でその高い摩擦係数を保持することが重要であり、さもないとブレーキ系又は自動変速装置が機能しなくなる恐れがある。
【００２５】
所望される場合、当技術分野で知られている他の添加剤を、潤滑油ベースストック（ｂａｓｅ  ｓｔｏｃｋ）に添加することができる。このような添加剤には、分散剤、清浄剤、摩耗防止剤、極圧剤、酸化防止剤、防錆剤、腐食抑制剤、流動点降下剤、粘度指数向上剤、他の摩擦緩和剤などが含まれる。このようなものの非限定的例は、本明細書において以下のようである。
【００２６】
本発明の潤滑油組成物中に使用するための潤滑粘度を有する油は、基油（ｂａｓｅ  ｏｉｌ）とも呼ばれ、典型的には、主要量で、例えば、本組成物の全重量に対して５０重量％を超える、好ましくは約７０重量％を超える、より好ましくは約８０〜約９９．５重量％、最も好ましくは約８５〜約９８重量％の量で存在する。本明細書において使用される表現「基油」は、同一の仕様に合わせて（供給源又は製造業者の立地に独立に）単一製造業者によって製造され；同一製造業者の仕様を満たし；独特の処方、製品特定番号又はこの両方によって特定される、潤滑油構成成分であるベースストック又はベースストックのブレンドを意味すると理解されるべきである。本明細書において使用する基油は、任意の及び全てのこのような用途、例えば、エンジンオイル、船舶用シリンダーオイル、作動油、ギヤオイル、変速装置流体用などの潤滑油組成物の処方において使用された、任意の現在知られている、若しくはその後発見された潤滑粘度の基油とすることができる。さらに、本明細書において使用する基油は、場合によって、粘度指数向上剤、例えば、ポリマー質アルキルメタクリレート、オレフィン質コポリマー、例えば、エチレン−プロピレンコポリマー又はスチレン−ブタジエンコポリマーなど、並びにこれらの混合物を含有することができる。
【００２７】
当業者には容易に理解されるであろうが、基油の粘度は、用途に応じて決まる。したがって、本明細書において使用する基油の粘度は、通常、摂氏１００°（Ｃ）において約２〜約２０００センチストークス（ｃＳｔ）である。一般に、個別には、エンジンオイルとして使用される基油は、１００℃における動粘度範囲約２ｃＳｔ〜約３０ｃＳｔ、好ましくは約３ｃＳｔ〜約１６ｃＳｔ、最も好ましくは約４ｃＳｔ〜約１２ｃＳｔを有し、所望の最終使用に応じて、所望の等級のエンジンオイル、例えば、０Ｗ、０Ｗ−２０、０Ｗ−３０、０Ｗ−４０、０Ｗ−５０、０Ｗ−６０、５Ｗ、５Ｗ−２０、５Ｗ−３０、５Ｗ−４０、５Ｗ−５０、５Ｗ−６０、１０Ｗ、１０Ｗ−２０、１０Ｗ−３０、１０Ｗ−４０、１０Ｗ−５０、１５Ｗ、１５Ｗ−２０、１５Ｗ−３０又は１５Ｗ−４０のＳＡＥ粘度等級を有する潤滑油組成物をもたらす仕上がり油中の添加剤に応じて、選択若しくはブレンドされる。ギヤオイルとして使用される油は、１００℃において約２ｃＳｔ〜約２０００ｃＳｔの範囲にある粘度を有する。
【００２８】
ベースストックは、蒸留、溶媒精製、水素処理、オリゴマー化、エステル化及び再精製を含む様々な異なる手順を使用して製造することができる。再精製ストックは、製造、汚染又は今までの使用により持ち込まれた材料を実質的に含まないものとする。本発明の潤滑油組成物の基油は、任意の天然若しくは合成の潤滑性基油とすることができる。適切な炭化水素合成油には、エチレンの重合から、又は、ポリアルファオレフィン（ｐｏｌｙａｌｐｈａｏｌｅｆｉｎ）若しくはＰＡＯ油などのポリマーをもたらす１−オレフィンの重合から、或いは、フィッシャー−トロプシュ法におけるなど、一酸化炭素及び水素ガスを使用した炭化水素合成手順から調製される油が含まれるが、それらに限定されない。例えば、適切な基油は、たとえあるとしても、重質留分をほとんど含まない、例えば、たとえあるとしても、１００℃において粘度２０ｃＳｔ以上の潤滑油留分を、ほとんど含まない基油である。
【００２９】
基油は、天然潤滑油、合成潤滑油又はこれらの混合物である。適切な基油には、合成ワックス及び粗ろう（ｓｌａｃｋ  ｗａｘ）の異性化によって得られるベースストック、並びに原油の芳香族及び極性成分の（溶媒抽出よりもむしろ）水素化分解によって製造される水素化分解ベースストックが含まれる。適切な基油には、ＡＰＩ  Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ  １５０９、第１４版、補遺Ｉ、１９９８年１２月において定義されたＡＰＩカテゴリーＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ及びＶの全てにおけるものが含まれる。グループＶＩ基油は、ポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）である。グループＶ基油には、グループＩ、ＩＩ、ＩＩＩ又はＩＶに含まれない全ての他の基油が含まれる。グループＩＩ、ＩＩＩ及びＩＶ基油は、本発明において使用するのに好ましいが、これらの基油は、１種若しくは複数のグループＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ及びＶベースストック若しくは基油を組み合わせることによって調製できる。
【００３０】
有用な天然油には、鉱物質潤滑油、例えば、パラフィン、ナフテン若しくは混合パラフィン−ナフテン型の液体石油、溶媒処理若しくは酸処理鉱物質潤滑油など；石炭又は頁岩由来の油、動物油、植物油（例えば、ナタネ油、ヒマシ油及びラード油）などが含まれる。
【００３１】
有用な合成潤滑油には、炭化水素油及びハロ置換炭化水素油例えば重合及びインター重合オレフィンなど、例えば、ポリブチレン、ポリプロピレン、プロピレン−イソブチレンコポリマー、塩素化ポリブチレン、ポリ（１−ヘキセン）、ポリ（１−オクテン）、ポリ（１−デセン）など及びこれらの混合物；アルキルベンンゼン例えばドデシルベンゼン、テトラデシルベンゼン、ジノニルベンゼン、ジ（２−エチルヘキシル）−ベンゼンなど；ポリフェニル例えばビフェニル、ターフェニル、アルキル化ポリフェニルなど；アルキル化ジフェニルエーテル及びアルキル化ジフェニルスルフィド並びにこれらの誘導体、類似体及び同族体などが含まれるが、これらに限定されない。
【００３２】
他の有用な合成潤滑油には、炭素原子５個未満のオレフィン、例えばエチレン、プロピレン、ブチレン、イソブテン、ペンテンなどの重合によって製造される油、及びこれらの混合物が含まれるが、それらに限定されない。このようなポリマー油の調製方法は、当業者によく知られている。
【００３３】
さらなる有用な合成炭化水素潤滑油には、適正な粘度を有するアルファオレフィンの液体ポリマーが含まれる。特に有用な合成炭化水素油は、Ｃ６〜Ｃ１２アルファオレフィンの水素化液体オリゴマー、例えば、１−デセン三量体などである。
【００３４】
他の種類の有用な合成潤滑油には、アルキレンオキシドポリマー、すなわち、これらのホモポリマー、インターポリマー及び誘導体であり、末端ヒドロキシル基が、例えばエステル化又はエーテル化によって改質されているものが含まれるが、これらに限定されない。これらの油は、エチレンオキシド又はプロピレンオキシドの重合により調製される油、これらのポリオキシアルキレンポリマーのアルキル及びフェニルエーテル（例えば、平均分子量１０００を有するメチルポリプロピレングリコールエーテル、分子量５００〜１０００を有するポリエチレングリコールのジフェニルエーテル、分子量１０００〜１５００を有するポリプロピレングリコールのジエチルエーテルなど）、又はこれらのモノ−及びポリカルボン酸エステル、例えば、テトラエチレングリコールの酢酸エステル、混合Ｃ３〜Ｃ８脂肪酸エステル若しくはＣ１３オキソ酸ジエステルによって例示される。
【００３５】
さらに他の種類の有用な合成潤滑油には、ジカルボン酸、例えばフタル酸、コハク酸、アルキルコハク酸、アルケニルコハク酸、マレイン酸、アゼライン酸、スベリン酸、セバシン酸、フマル酸、アジピン酸、リノール酸二量体、マロン酸、アルキルマロン酸、アルケニルマロン酸などの、様々なアルコール、例えば、ブチルアルコール、ヘキシルアルコール、ドデシルアルコール、２−エチルヘキシルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコールモノエーテル、プロピレングリコールなどとのエステルが含まれるが、これらに限定されない。これらのエステルの特定の例には、アジピン酸ジブチル、セバシン酸ジ（２−エチルヘキシル）、フマル酸ジ−ｎ−ヘキシル、セバシン酸ジオクチル、アゼライン酸ジイソオクチル、アゼライン酸ジイソデシル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジデシル、セバシン酸ジエイコシル；リノール酸二量体の２−エチルヘキシルジエステル；１モルのセバシン酸を２モルのテトラエチレングリコール及び２モルの２−エチルヘキサン酸と反応させることにより生成される錯体エステルなどが含まれる。
【００３６】
合成油として有用なエステルには、アルコール例えばメタノール、エタノールなど、並びにポリオール及びポリオールエステル例えばネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、トリペンタエリトリトールなどにより、炭素原子約５〜約１２個を有するカルボン酸から作られたものが含まれるが、これらに限定されない。
【００３７】
有用な他の種類の合成潤滑油は、シリコン系油、例えば、ポリアルキル−、ポリアリール−、ポリアルコキシ−若しくはポリアリールオキシ−シロキサン油及びシリケート油を含む。これらの特定の例には、テトラエチルシリケート、テトラ−イソプロピルシリケート、テトラ−（２−エチルヘキシル）シリケート、テトラ−（４−メチルヘキシル）シリケート、テトラ−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）シリケート、ヘキシル−（４−メチル−２−ペントキシ）ジシロキサン、ポリ（メチル）シロキサン、ポリ（メチルフェニル）シロキサンなどが含まれるが、これらに限定されない。
【００３８】
潤滑油は、天然、合成又は本明細書において上記に開示した任意のこれらの型の２種以上の混合物のいずれかの未精製、精製及び再精製油から由来することができる。未精製油は、さらに精製又は処理せずに、天然若しくは合成供給源（例えば、石炭、頁岩又はタールサンド瀝青）から直接得られるものである。未精製油の例には、レトルト乾留作業から直接得られる頁岩油、蒸留によって直接得られる石油、又はエステル化方法によって直接得られるエステル油が含まれ、これらに限定されないが、そのそれぞれが、次いで、さらに処理せずに使用される。精製油は、１つ若しくは複数の特性を改善するために１つ若しくは複数の精製ステップでさらに処理されている点を除いて、未精製油と同様である。これらの精製技術は、当業者に知られており、例えば、溶媒抽出、二次蒸留、酸若しくは塩基抽出、濾過、浸出、水素処理、脱ろうなどが含まれる。再精製油は、使用済み油を、精製油を得るのに使用されるのと同様の方法で処理することによって得られる。このような再精製油は、再生油又は再処理油としても知られ、しばしば使用済み添加剤及び油分解生成物の除去を対象とする技術によって、さらに処理される。
【００３９】
ワックスの水素異性化に由来する潤滑油ベースストックも、単独で、又は前述の天然及び／若しくは合成ベースストックと組み合わせるかいずれかで使用できる。このようなワックス異性化物の油は、天然若しくは合成ワックス又はこれらの混合物を、水素異性化触媒上で水素異性化することによって製造される。
【００４０】
天然ワックスは、通例、鉱油の溶媒脱ろうによって回収される粗ろうである。合成ワックスは、通常、フィッシャー−トロプシュ法によって生成されるワックスである。
【００４１】
本発明の潤滑油組成物中に使用される無灰分散剤は、一般に、使用中の酸化から得られる不溶性物質を懸濁状態に保持するために使用され、こうしてスラッジの凝集及び金属部分上の析出若しくは堆積を防止する。本発明の潤滑油組成物は、１種若しくは複数の無灰分散剤を含有できる。窒素含有の無灰（金属を含まない）分散剤は塩基性であり、さらなるサルフェートアッシュの持ち込みがなくて、それらが添加される潤滑油組成物の全塩基価又はＴＢＮ（ＡＳＴＭ  Ｄ２８９６により測定される）に寄与する。本明細書において使用される用語「全塩基価」又は「ＴＢＮ」は、試料１グラム中のＫＯＨミリグラムに等しい塩基の量を指す。したがって、より高いＴＢＮ価は、より多いアルカリ性生成物を反映し、したがってより大きいアルカリ度を反映する。ＴＢＮは、ＡＳＴＭ  Ｄ２８９６試験を使用して測定した。無灰分散剤は、一般に、分散される粒子と会合することが可能である官能基を有する油溶性ポリマー質炭化水素主鎖を含む。多くの型の無灰分散剤が、当技術分野において知られている。
【００４２】
無灰分散剤の代表例には、アミン、アルコール、アミド、又は架橋基によりポリマー主鎖に連結されるエステル極性部分が含まれるが、これに限定されない。本発明の無灰分散剤は、例えば、油溶性塩、エステル、アミノ−エステル、アミド、イミド、及び、長鎖炭化水素置換のモノ及びジカルボン酸又はそれらの無水物のオキサゾリン；長鎖炭化水素のチオカルボキシレート誘導体；直接結合したポリアミドを有する長鎖脂肪族炭化水素、並びに長鎖置換したフェノールをホルムアルデヒド及びポリアルキレンポリアミドと縮合させることにより生成したマンニッヒ縮合生成物から選択できる。
【００４３】
カルボン酸分散剤は、炭素原子少なくとも約３４個、好ましくは少なくとも約５４個を含む、カルボン酸アシル化剤（酸、無水物、エステルなど）の、窒素含有化合物（アミンなど）、有機ヒドロキシ化合物（一価及び多価アルコールを含む脂肪族化合物、又はフェノール及びナフトールを含む芳香族化合物など）、及び／又は塩基性無機材料との反応生成物である。これらの反応生成物は、イミド、アミド及びエステルを含む。
【００４４】
コハク酸イミド分散剤は、カルボン酸分散剤の１つのタイプである。コハク酸イミド分散剤は、ヒドロカルビル置換したコハク酸アシル化剤を、有機ヒドロキシ化合物と、又は窒素原子に結合した少なくとも１個の水素原子を含むアミンと、或いはヒドロキシ化合物とアミンとの混合物と反応させることによって製造される。用語「コハク酸アシル化剤」は、炭化水素置換コハク酸又はコハク酸を生成する化合物を指し、後者は、酸それ自体を包含する。このような材料には、典型的には、ヒドロカルビル置換したコハク酸、無水物、エステル（半エステルを含む）及びハロゲン化物が含まれる。
【００４５】
コハク酸系分散剤は、広く様々な化学構造を有する。コハク酸系分散剤の１つの部類は、マレイン酸部分に結合したヒドロカルビル基を有するビスコハク酸イミドであって、マレイン酸部分では、それぞれの基が、独立にヒドロカルビル基、例えば、ポリオレフィン由来基である。典型的には、ヒドロカルビル基は、アルキル基、例えばポリイソブチル基である。別に表現すると、ヒドロカルビル基は、炭素原子約４０〜約５００個を含有することができ、これらの原子は脂肪族の形態で存在できる。ポリアミンは、アルキレンポリアミンであり、この場合アルキレン基は普通、エチレン（Ｃ２Ｈ４）基である。
【００４６】
コハク酸イミド分散剤の例は、例えば、米国特許第３，１７２，８９２号、第４，２３４，４３５号及び第６，１６５，２３５号中に記載されるものを含む。
【００４７】
置換基が由来するポリアルケンは、典型的には、炭素原子２〜約１６個、通常２〜６個を有する重合可能なオレフィンモノマーのホモポリマー及びインターポリマーである。コハク酸アシル化剤と反応して、カルボン酸分散剤組成物を形成するアミンは、モノアミン又はポリアミンとすることができる。
【００４８】
ある種の基本的なタイプのコハク酸イミド並びに当技術分野の用語「コハク酸イミド」によって包含される関連材料は、その内容が、本明細書に参照により組み込まれている米国特許第３，１７２，８９２号、第３，２１９，６６６号及び第３，２７２，７４６号において教示される。用語「コハク酸イミド」は、当技術分野において、生成され得る、アミド、イミド、アミジン化学種の多くを含むと理解される。しかし、主な生成物はコハク酸イミドであり、この用語は、アルケニル置換コハク酸又は無水物の、窒素含有化合物との反応の生成物を意味するものとして受け入れられている。好ましいコハク酸イミドは、それらの市販性のため、ヒドロカルビル基が、炭素原子約２４〜約３５０個を含有する、ヒドロカルビル無水コハク酸と、エチレンアミンとから調製されるものである。エチレンアミンの例には、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミンなどが含まれる。特に好ましいものは、炭素原子約７０〜約１２８個のポリイソブテニル無水コハク酸と、テトラエチレンペンタミン若しくはトリエチレンテトラミン及びこれらの混合物とから調製されるコハク酸イミドである。
【００４９】
コハク酸イミド分散剤は、これらが通常、大部分イミド官能基の形態にある窒素を含有するため、このように呼ばれるが、アミド官能基はアミン塩、アミド、イミダゾリンの形態並びにこれらの混合物とすることができる。コハク酸イミド分散剤を調製するために、場合によって実質的に不活性な有機液体溶媒／希釈剤の存在下で、１種若しくは複数のコハク酸生成化合物と、１種若しくは複数のアミンとを加熱し、通例、水を除去する。反応温度は、約８０℃から混合物又は生成物の分解温度までの範囲とすることができ、これは典型的には約１００℃〜約３００℃の間に当る。本発明のコハク酸イミド分散剤の調製手順のさらなる詳細及び例は、例えば、米国特許第３，１７２，８９２号、第３，２１９，６６６号、第３，２７２，７４６号、第４，２３４，４３５号、第６，１６５，２３５号及び第６，４４０，９０５号において記述されるものを含む。
【００５０】
適切な無灰分散剤は、アミン分散剤も含むことができ、これらは、比較的高分子量の脂肪族ハロゲン化物と、アミン、好ましくはポリアルキレンポリアミンとの反応生成物である。このようなアミン分散剤の例には、例えば、米国特許第３，２７５，５５４号、第３，４３８，７５７号、第３，４５４，５５５号及び第３，５６５，８０４号において記述されるものが含まれる。
【００５１】
適切な無灰分散剤は、さらに「マンニッヒ分散剤」を含むことができ、それは、アルキル基が炭素原子少なくとも約３０個を含有するアルキルフェノールの、アルデヒド（特にホルムアルデヒド）及びアミン（特にポリアルキレンポリアミン）との反応生成物である。このような分散剤の例には、例えば、米国特許第３，０３６，００３号、第３，５８６，６２９号、第３，５９１，５９８号及び第３，９８０，５６９号において記述されるものが含まれる。
【００５２】
適切な無灰分散剤は、後処理コハク酸イミドなどの後処理した無灰分散剤とすることもでき、例えば、後処理方法は、米国特許第４，６１２，１３２号及び第４，７４６，４４６号において開示されるボレート又はエチレンカーボネート；並びに他の後処理方法と同種類のものを包含する。カーボネート処理アルケニルコハク酸イミドは、約４５０〜約３０００、好ましくは約９００〜約２５００、より好ましくは約１３００〜約２３００、最も好ましくは約２０００〜約２４００の分子量を有するポリブテン、並びにこれらの分子量の混合物を有するポリブテンから由来するポリブテンコハク酸イミドである。このコハク酸イミドは、反応性条件下で、ポリブテンコハク酸誘導体、不飽和酸性試薬とオレフィンとの不飽和酸性試薬コポリマー、並びに、その内容が参照により本明細書に組み込まれている米国特許第５，７１６，９１２号において開示されるものなどのポリアミンの混合物を反応させることによって調製されることが好ましい。
【００５３】
適切な無灰分散剤は、ポリマー質とすることもでき、これらは、メタクリル酸デシル、ビニルデシルエーテル及び高分子量オレフィンなどの油溶性モノマーの、極性置換基を含有するモノマーとのインターポリマーである。ポリマー質分散剤の例には、例えば、米国特許第３，３２９，６５８号、第３，４４９，２５０号及び第３，６６６，７３０号において記述されるものが含まれる。
【００５４】
本発明の好ましい一実施形態において、潤滑油組成物において使用する無灰分散剤は、数平均分子量約２３００を有するポリイソブテニル基から由来するエチレンカーボネート処理ビスコハク酸イミドである。本発明の潤滑油組成物において使用する無灰分散剤（単数又は複数）は、非ポリマー質である（例えば、モノ又はビスコハク酸イミドである）ことが好ましい。
【００５５】
一般に、無灰分散剤は、潤滑油組成物の全重量に対して約３〜約１０重量％、好ましくは約４〜約８重量％の範囲にある量で、本潤滑油組成物中に存在する。
【００５６】
本発明の潤滑油組成物において用いられる、少なくとも１種の金属含有清浄剤化合物は、堆積物を減少若しくは除去する清浄剤として、それにより摩耗及び腐食を減少させ、エンジン寿命を延ばす酸中和剤又は防錆剤として、その両方で機能する。清浄剤は、一般に、長い疎水性の尾を有する極性の頭を含み、極性の頭は、酸性有機化合物の金属塩を含む。
【００５７】
本発明の潤滑油組成物は、１種又は複数の清浄剤を含有でき、この清浄剤は通常、塩であり、特に過塩基性（ｏｖｅｒｂａｓｅｄ）塩である。過塩基性塩、又は過塩基性材料は、その金属の化学量論により存在するであろう含量よりも過剰の金属含量と、その金属と反応する特定の酸性有機化合物とを特徴とする単相の均一なニュートン系である。過塩基性材料は、酸性材料（典型的には無機酸又は低級カルボン酸例えば二酸化炭素など）を、化学量論的に過剰の金属塩基及び増進剤の存在下で、少なくとも１種の不活性な有機溶媒（鉱油、ナフサ、トルエン、キシレンなど）を含む反応媒質中で酸性有機化合物を含む混合物と反応させることによって調製される。
【００５８】
過塩基性組成物を作るのに有用な酸性有機化合物には、カルボン酸、スルホン酸、リン含有酸、フェノール及びこれらの混合物が含まれる。酸性有機化合物は、カルボン酸又はスルホン若しくはチオスルホン基を有するスルホン酸（ヒドロカルビル置換ベンゼンスルホン酸など）及びヒドロカルビル置換サリチル酸であることが好ましい。
【００５９】
カルボキシレート清浄剤、例えばサリチレートは、芳香族カルボン酸を、酸化物又は水酸化物などの適正な金属化合物と反応させることによって調製することができる。次いで、当技術分野でよく知られている方法によって、中性若しくは過塩基性生成物を得ることができる。芳香族カルボン酸の芳香族部分は、１個又は複数の、窒素及び酸素などのヘテロ原子を含有することができる。この部分は、炭素原子だけを含有することが好ましい。この部分は、ベンゼン部分など、６個以上の炭素原子を含有することがより好ましい。芳香族カルボン酸は、一緒に縮合した、さもなければアルキレン架橋を介して接続した１個又は複数のベンゼン環などの１個又は複数の芳香族部分を含有できる。芳香族カルボン酸の代表例には、サリチル酸及びその硫化誘導体例えば、ヒドロカルビル置換サリチル酸及びその誘導体などが含まれる。例えば、ヒドロカルビル置換サリチル酸を硫化する方法は、当業者によく知られている。サリチル酸は、典型的には、例えば、コルベ−シュミット方法によるフェノキシドのカルボキシル化によって調製される。その場合、サリチル酸は、一般に、カルボキシル化されないフェノールと混合した希釈剤中で得られる。
【００６０】
フェノール及び硫化フェノールの金属塩は、酸化物又は水酸化物などの適正な金属化合物との反応によって調製される。当技術分野でよく知られている方法で中性若しくは過塩基性生成物を得ることができる。例えば、硫化フェノールは、フェノールを、硫黄又は硫化水素、モノハロゲン化硫黄若しくはジハロゲン化硫黄などの硫黄含有化合物と反応させて生成物を得ることによって調製でき、その生成物は、２個以上のフェノールが硫黄含有架橋によって架橋されている化合物の混合物である。
【００６１】
過塩基性塩を作るのに有用な金属化合物は、一般に、元素の周期表における任意のＩ族又はＩＩ族金属の化合物である。金属塩基のＩ族金属は、Ｉａ族アルカリ金属（例えば、ナトリウム、カリウム、リチウム）並びに銅などのＩｂ族金属を含む。Ｉ族金属は、好ましくはナトリウム、カリウム、リチウム及び銅、より好ましくはナトリウム又はカリウム、特に好ましくはナトリウムである。金属塩基のＩＩ族金属は、ＩＩａ族アルカリ土類金属（例えば、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム）並びに亜鉛又はカドミウムなどのＩＩｂ族金属を含む。ＩＩ族金属は、マグネシウム、カルシウム、バリウム又は亜鉛、より好ましくはマグネシウム又はカルシウム、最も好ましくはカルシウムであることが好ましい。
【００６２】
過塩基性清浄剤の例には、スルホン酸カルシウム、カルシウムフェネート、サリチル酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム及びこれらの混合物が含まれるが、これらに限定されない。本発明の潤滑油組成物における使用に適した過塩基性清浄剤は、低過塩基性にすることができる（例えば、約１００未満のＴＢＮを有する過塩基性清浄剤）。このような低過塩基性清浄剤のＴＢＮは、約５〜約５０、若しくは約１０〜約３０、又は約１５〜約２０とすることができる。別法として、本発明の潤滑油組成物における使用に適した過塩基性清浄剤は、高過塩基性にすることができる（例えば、約１００を超えるＴＢＮを有する過塩基性清浄剤）。このような高過塩基性清浄剤のＴＢＮは、約１５０〜約４００、若しくは約２００〜約３５０、又は約２５０〜約２８０とすることができる。ＴＢＮ約１７を有する低過塩基性スルホン酸カルシウム清浄剤と、ＴＢＮ約４００を有する高過塩基性スルホン酸カルシウム清浄剤とは、本発明の潤滑油組成物における使用のための２種の例示的な過塩基性清浄剤である。本発明の潤滑油組成物は、２種以上の過塩基性清浄剤を含有でき、これらは全て低ＴＢＮ清浄剤、全て高ＴＢＮ清浄剤、又はこれらの混合物とすることができる。例えば、本発明の潤滑油組成物は、ＴＢＮ約１５０〜約４５０を有する過塩基性アルカリ土類金属スルホン酸塩清浄剤である第１の金属含有清浄剤と、ＴＢＮ約１０〜約５０を有する過塩基性アルカリ土類金属スルホン酸塩清浄剤である第２の金属含有清浄剤とを含有できる。
【００６３】
本発明の潤滑油組成物における使用に適した清浄剤には、「ハイブリッド」清浄剤、例えば、フェネート／サリチレート、スルホネート／フェネート、スルホネート／サリチレート、スルホネート／フェネート／サリチレートなども含まれる。ハイブリッド清浄剤の例には、例えば、米国特許第６，１５３，５６５号、第６，２８１，１７９号、第６，４２９，１７８号及び第６，４２９，１７９号において記述されるものが含まれる。
【００６４】
一般に、金属含有清浄剤は、潤滑油組成物の全重量に対して約０．２５〜約３重量％、好ましくは約０．５〜約２重量％の範囲にある量で、本潤滑油組成物中に存在する。
【００６５】
本発明の潤滑油組成物中に用いられる酸化防止剤化合物は、使用中にベースストックが劣化する傾向を低減し、この劣化は、金属表面上のスラッジ及びワニス様堆積物などの酸化生成物によって、粘性の増大によって立証され得る。このような酸化抑制剤には、ヒンダードフェノール、無灰油溶性フェネート及び硫化フェネート、アルキル置換ジフェニルアミン、アルキル置換フェニル及びナフチルアミンなど、並びにこれらの混合物が含まれる。適切なジフェニルアミン酸化防止剤には、モノアルキル化ジフェニルアミン、ジアルキル化ジフェニルアミン、トリアルキル化ジフェニルアミンなど及びこれらの混合物が含まれるが、それらに限定されない。ジフェニルアミン酸化防止剤の代表例には、ブチルジフェニルアミン、ジ−ブチルジフェニルアミン、オクチルジフェニルアミン、ジ−オクチルジフェニルアミン、ノニルジフェニルアミン、ジ−ノニルジフェニルアミン、ｔ−ブチル−ｔ−オクチルジフェニルアミンなど、及びこれらの混合物が含まれる。
【００６６】
一般に、酸化防止剤化合物は、潤滑油組成物の全重量に対して約０．２〜約４重量％、好ましくは約０．３〜約１重量％の範囲にある量で、潤滑油組成物中に存在する。
【００６７】
本発明の潤滑油組成物中に用いられる摩耗防止剤化合物は、例えば、モリブデン／窒素含有錯体などのモリブデン含有錯体を含む。このような錯体は、当技術分野において知られ、例えば、本明細書中にその内容が参照により組み込まれている、米国特許第４，２６３，１５２号において記述されている。
【００６８】
一般に、モリブデン／窒素含有錯体は、錯化ステップの間、極性増進剤を含む有機溶媒を有して、製造することができ、このような錯体を調製する手順は、例えば、例えば米国特許第４，２５９，１９４号、第４，２５９，１９５号，第４，２６１，８４３号、第４，２６３，１５２号、第４，２６５，７７３号、第４，２８３，２９５号、第４，２８５，８２２号、第４，３６９，１１９号，第４，３７０，２４６号、第４，３９４，２７９号、第４，４０２，８４０号及び第６，９６２，８９６号、並びに米国特許出願公開第２００５／０２０９１１１号において記述され、これらの内容は本明細書中に参照により組み込まれている。これらの参考資料中に示されるように、モリブデン／窒素含有錯体は、さらに硫化することができる。
【００６９】
一般に、摩耗防止剤化合物は、潤滑油組成物の全重量に対して約０．２５〜約５重量％、好ましくは約０．３〜約２重量％の範囲にある量で、潤滑油組成物中に存在する。
【００７０】
摩耗防止剤である、金属ジヒドロカルビルジチオリン酸塩の少量が、本潤滑油組成物に添加されることが好ましい。この金属は亜鉛であることが好ましい。このジヒドロカルビルジチオホスフェートは、０．１〜２．０質量％の量で存在できるが、典型的には低リン組成物が所望され、したがってこのジヒドロカルビルジチオホスフェートは、潤滑油組成物において０．２５〜１．２、好ましくは０．５〜０．７質量％で使用される。ジアルキルチオリン酸亜鉛（ＺｎＤＴＰ）が使用されることが好ましい。このものは、潤滑性組成物に酸化防止剤及び摩耗防止特性をもたらす。このような化合物は、知られている技術に従って、第１に、ジチオリン酸を生成させるステップによって、通常は、アルコール若しくはフェノールのＰ２Ｓ５との反応、次いでこのジチオリン酸を適切な亜鉛化合物で中和するステップによって調製できる。第一級及び第二級アルコールの混合物を含む、アルコールの混合物を使用してもよい。このようなアルコールの例には、次のものが含まれるが、次のリストには制約されない：イソプロパノール、イソオクタノール、２−ブタノール、メチルイソブチルカルビノール（４−メチル−１−ペンタン−２−オール）、１−ペンタノール、２−メチルブタノール及び２−メチル−１−プロパノール。ヒドロカルビル基は、第一級、第二級、若しくはこれらの混合物とすることができ、例えば、これらの化合物は、第一級若しくは第二級炭素原子に由来する第一級及び／若しくは第二級アルキル基を含有できる。さらに、使用される場合、少なくとも５０、より好ましくは７５以上、最も好ましくは８５〜１００質量％の第二級アルキル基が存在することが好ましい；一例は、ブタン−２−オール８５質量％とイソ−オクタノール１５質量％とで作られたＺｎＤＴＰなどの、第二級アルキル基８５質量％と第一級アルキル基１５質量％とを有するＺｎＤＴＰである。より一層好ましいものは、ｓｅｃ−ブタノールと、メチルイソブチルカルビノールとに由来するＺｎＤＴＰであり、最も好ましくは、その場合このｓｅｃ−ブタノールが７５モルパーセントである前記ＺｎＤＴＰである。
【００７１】
金属ジヒドロカルビルジチオリン酸塩は、本潤滑油組成物の、全部でないにしても大部分のリン含量を提供する。０．１０以下、好ましくは０．０８以下、より好ましくは０．０７５以下の、例えば０．０２５〜０．０７の範囲におけるなどの、元素硫黄の質量％として表したリン含量をもたらす量が、本潤滑油組成物中に存在する。
【００７２】
本発明の潤滑油組成物は、潤滑油と、式Ｉの１，３−ジオキソラン−４−メタノール化合物とを、単にブレンド若しくは混合することによって、便利に調製することができ、場合によって、無灰分散剤、少なくとも１種の金属含有清浄剤、酸化防止剤及び摩耗防止剤などの他の添加剤を、場合によって他の添加剤と、潤滑粘度の油と一緒にブレンドしてもよい。式Ｉの１，３−ジオキソラン−４−メタノール化合物、無灰分散剤、金属含有清浄剤、酸化防止剤及び摩耗防止剤は、所望される場合、適正な比率で、濃縮物として、或いは種々の他の添加剤と一緒のパッケージとして予備ブレンドして、所望の濃度の添加剤を含有する潤滑油組成物のブレンドを促進することもできる。式Ｉの１，３−ジオキソラン−４−メタノール化合物、無灰分散剤、少なくとも１種の金属含有清浄剤、酸化防止剤及び摩耗防止剤は、所望の仕上がり潤滑油において、改良された摩擦効果をもたらす濃度、油中に可溶であるだけでなく他の添加剤と相容できる濃度を用いて、基油とブレンドされる。この場合の相容性とは、一般に、考慮中の化合物が、正常な条件下で、適切な処理速度で油溶性であるのと同様に、他の添加剤の析出を生じることもないことを意味する。適切な油溶性／相容性は、潤滑油配合物の所与の化合物を、当業者が日常的な溶解度測定手順を用いて測定できる範囲にある。例えば、周囲温度（約２０℃〜２５℃）における配合された潤滑油組成物からの析出物は、油組成物からの実際の析出物、又は、不溶性ワックス粒子が生成した証拠である「濁った」溶液の生成のいずれかによって測定することができる。
【００７３】
本発明の潤滑油組成物は、補助的機能を賦与するため、他の従来の添加剤を含有して、これらの添加剤を分散又は溶解した仕上がり潤滑油組成物をもたらすこともできる。例えば、本潤滑油組成物は、摩擦緩和剤、防錆剤、曇り除去剤、解乳化剤、金属不活性化剤、流動点降下剤、消泡剤、共溶媒、パッケージ相容化剤、腐食抑制剤、染料、極圧剤など、及びそれらの混合物とブレンドすることができる。様々な添加剤が知られ、市販されている。本発明の潤滑油組成物を調製するのに、これらの添加剤又はそれらの類似体化合物を、通常のブレンド手順によって用いることができる。
【００７４】
補足的な摩擦緩和剤の例には、アルコキシ化脂肪族アミン；ホウ酸塩化した脂肪族エポキシド；脂肪族ホスファイト、脂肪族エポキシド、脂肪族アミン、ホウ酸塩化したアルコキシ化脂肪族アミン、脂肪酸の金属塩、脂肪酸アミド、グリセロールエステル、ホウ酸塩化したグリセロールエステル；及び脂肪族イミダゾール、米国特許第６，３７２，６９６号中に開示され、その内容が、本明細書に参照により組み込まれているもの；Ｃ４〜Ｃ７５、好ましくはＣ６〜Ｃ２４、最も好ましくはＣ６〜Ｃ２０脂肪酸エステルと、アンモニア及びアルカノールアミンからなる群から選択された窒素含有化合物との反応生成物から得られる摩擦緩和剤など、並びにこれらの混合物が含まれるが、これらに限定されない。
【００７５】
摩擦緩和剤は、潤滑油組成物の約０．０２〜約２．０重量％、好ましくは約０．０５〜約１．０重量％、より好ましくは約０．１〜約０．５重量％の範囲にある量で、潤滑油組成物中に組み込むことができる。
【００７６】
防錆剤の例には、非イオン性ポリオキシアルキレン剤、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレン高級アルコールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンソルビトールモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビトールモノオレエート及びポリエチレングリコールモノオレエート；ステアリン酸及び他の脂肪酸；ジカルボン酸；金属石鹸；脂肪酸アミン塩；重質スルホン酸の金属塩；多価アルコールの部分カルボン酸エステル；リン酸エステル；（短鎖）アルケニルコハク酸；その部分エステル及びその窒素含有誘導体；合成アルクアリールスルホネート、例えば金属ジノニルナフタレンスルホン酸塩など、並びにこれらの混合物が含まれるが、それらに限定されない。
【００７７】
消泡剤の例には、メタクリル酸アルキルのポリマー；ジメチルシリコーンのポリマーなど、及びこれらの混合物が含まれるが、それらに限定されない。
【００７８】
本発明の潤滑油組成物は、粘度指数向上剤も含有できる。粘度指数向上剤の例には、ポリ−（メタクリル酸アルキル）、エチレン−プロピレンコポリマー、スチレン−ブタジエンコポリマー及びポリイソプレンが含まれる。分散剤型の粘度指数向上剤（増大した分散性を有する）又は多機能型のものも使用される。これらの粘度指数向上剤は、単独で若しくは組み合わせて使用することができる。エンジンオイルに組み込まれる粘度指数向上剤の量は、配合したエンジンオイルの所望の粘度により変動し、一般に、エンジンオイルの全量当り約０．５〜約２０重量％の範囲にある。
【実施例】
【００７９】
本発明は、下記の実施例によってさらに例示され、これらの実施例は特に、有利な実施形態を示しており、本発明の範囲を制約するとは考えられない。
【００８０】
本出願は、添付される特許請求範囲の精神及び範囲から逸脱せずに、当業者によって行われ得る種々の変更及び置き換えに及ぶものであることを意図している。
【００８１】
合成実施例−下記の化合物を、下記の通り調製又は購入した。
合成例１  １，３−ジオキソラン−４−メタノールＣＡＳ番号９９５６９−１１−６（グリセロールホルマールとしても知られ、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ミズーリ州）から市販されている。）；
合成例２  ２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラン−４−メタノールＣＡＳ番号１００−７９−８（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ミズーリ州）から市販されている。）；
合成例３  ２−エチル−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−メタノール−これは、下記の通り調製した；
２５０ｍＬ丸底フラスコに、グリセロール（５グラム）、２−ブタノン（５０ｍＬ）及びｐ−トルエンスルホン酸（２１ｍｇ）を装入した。混合物を、還流温度まで３時間加熱した。この溶液を冷却し、真空中で過剰の２−ブタノンを除去した。粗材料を塩化メチレンで希釈し、次いで飽和ＮａＨＣＯ３及び食塩水で洗浄した。有機相を収集し、ＭｇＳＯ４上で乾燥し、真空中で濃縮した。さらに精製せずに、この材料を使用した；
合成例４  ２−プロピル−１，３−ジオキソラン−４−メタノール−−これは、ブチルアルデヒド２５ｍＬを使用して、上記の手順に従って調製した；
合成例Ａ  ２，２−ジペンチル−１，３−ジオキソラン−４−メタノール−−これは、６−ウンデカノン１１ｍＬを使用して、上記の手順に従って調製した；
合成例Ｂ  ２，２−ジフェニル−１，３−ジオキソラン−４−メタノール−これは、ベンゾフェノン（５ｇ）を使用して、上記の手順に従って調製した；
合成例Ｃ  ２−ウンデシル−１，３−ジオキソラン−４−メタノール−−これは、下記の通り調製した；
２５０ｍＬ丸底フラスコに、グリセロール（２．５グラム）、ドデカナール（５グラム）、ｐ−トルエンスルホン酸（１０３ミリグラム）及びトルエン（５０ミリリットル）を装入した。フラスコにディーンスターク（Ｄｅａｎ  Ｓｔａｒｋ）トラップを取り付け、溶液を、還流させ３時間加熱した。この溶液を冷却し、次いで飽和ＮａＨＣＯ３及び食塩水で洗浄した。有機相を収集し、ＭｇＳＯ４上で乾燥し、真空中で濃縮した。シリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィを使用して、生成物をさらに精製した；
合成例Ｄ
【化３】
0005931900.tif 000004
（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メチルドセカノエートは、下記の通り調製した；
０℃に保持した塩化メチレン５０ｍＬ中のラウリルクロリド（３ｍＬ、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ミズーリ州））及びトリエチルアミン（２．６ｍＬ）の溶液に、イソプロピリデングリセロール（１．５７ｍＬ）を添加した。反応液を室温まで加温し、１５時間撹拌した。混合物を飽和ＮａＨＣＯ３で洗浄した。有機層を、Ｎａ２ＳＯ４上で乾燥し、真空中で濃縮した。粗材料を、フラッシュクロマトグラフィを使用して、さらに精製した。
【００８２】
摩耗に対する保護性の評価
ＰＣＳ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ（ロンドン、英国）からのＭｉｎｉ−Ｔｒａｃｔｉｏｎ  Ｍａｃｈｉｎｅ（ミニ牽引装置）（ＭＴＭ）トライボメータを使用して、本発明において使用される化合物を含有する潤滑油組成物の摩耗性能を試験した。本発明において使用される化合物を含有する潤滑油組成物の摩耗性能を、より完全に評価するために、２種の異なるＭＴＭベンチ試験を行った。第１のＭＴＭ試験において、本発明において使用される化合物を、一定荷重において１００ＮグループＩＩ基油中において、摩耗性能についてスクリーニングした。第２のＭＴＭ試験において、より高い荷重を掛けて、いくつかの完全配合した潤滑油組成物のより高荷重への抵抗性を評価した。
【００８３】
ＭＴＭスクリーナー試験について、ＭＴＭトライボメータ（ＰＣＳ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ、ロンドン、英国）は、ピン−オン−ディスク方式で作動するように構成し、ＰＣＳ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔからの５２１００鋼製の研摩したディスクと、ピンの代わりにＦａｌｅｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからのやはり５２１００鋼製０．２５インチ定置ボールベアリングとを使用した［Ｙａｍａｇｕｃｈｉ，Ｅ．Ｓ．、「改良されたＭＴＭトライボメータを使用した摩擦及び摩耗測定」、ＩＰ．ｃｏｍ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ７、Ｖｏｌ．２，９、５７〜５８頁（２００２年８月）、Ｎｏ．ＩＰＣＯＭ０００００９１１７Ｄ］。試験は、１００℃において、荷重７ニュートン及び摺動速度２００ｍｍ／ｓで４０分間、続いて５分間の、ならし期間では荷重０．１ニュートン及び摺動速度２０００ｍｍ／ｓで行った。ボール上の摩耗瘢痕（ｗｅａｒ  ｓｃａｒ）を、光学顕微鏡で手動により測定し、記録した。
【００８４】
ＭＴＭスクリーナー試験結果は、表１に示している。試験結果には、比較の目的で、基油単独であるＣｈｅｖｒｏｎ  １００ＮグループＩＩ基油（ベースラインＡ、性能例Ａ）；市販ジアルキルジチオリン酸亜鉛である、１．０重量％（１２ｍＭ）のジアルキルジチオリン酸亜鉛でトップ処理した基油（性能例Ａ１）；グリセロールモノ−オレエート１．７９重量％（５０ｍＭ）でトップ処理した基油（性能例Ａ２）；２，２−ジペンチル−１，３−ジオキソラン−４−メタノール１．４重量％（５０ｍＭ）でトップ処理した基油（性能例Ａ３）；２，２−ジフェニル−１，３−ジオキソラン−４−メタノール１．５重量％（５０ｍＭ）でトップ処理した基油（性能例Ａ４）；及び（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メチルドセカノエート２．０重量％（５０ｍＭ）でトップ処理した基油（性能例Ａ５）が含まれる。グリセロールモノオレエートは、やはり摩耗防止利益をもたらす市販摩擦緩和剤である。より小さい摩耗瘢痕直径値は、改良された摩耗防止性能に対応する。性能例１は、２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラン−４−メタノール０．６６重量％（５０ｍＭ）（合成例２を参照されたい）でトップ処理した基油である。
【表１】
0005931900.tif 000005
【００８５】
これらの結果は、本発明の潤滑油組成物が、ジアルキルジチオリン酸亜鉛を含有する潤滑油組成物よりも優れた摩耗性能を、グリセロールモノ−オレエートを含有する潤滑油組成物と同等の摩耗性能を示すことを実証している。これらの結果により、１，３−ジオキソラン−４−メタノール部分上の、より嵩張るアルキル基及びフェニル基は，摩耗保護能力を損ない、基油に有害であり（摩耗が増加する）又はほとんど利益をもたらさないと要約される。例Ｅｘ．５Ａはさらに、１，３−ジオキソランエステルが比較的乏しい摩耗防止性能を有することを実証している。
【００８６】
第２の、より高荷重のＭＴＭ試験を、添加剤添加（ａｄｄｉｔｉｚｅｄ）潤滑油で行った。本発明において使用される化合物を含有する潤滑油組成物配合物を調製し、摩耗性能について評価した。ＭＴＭ装置を、直径１／４インチＦａｌｅｘ５２１００鋼製試験ボール（特殊ホルダー付き）で、装置付属のピンホルダーを置き換えるように修正した。装置は、ピン−オン−ディスク方式で使用し、摺動する条件下で運転した。ボールがディスク上を摺動する唯一の自由度しか有しないように、ボールを特殊ホルダー内に堅く固定することにより、これを達成している。これらの条件を、表２に示している。
【表２】
0005931900.tif 000006
【００８７】
エンジン試験施設の頭上回収系から得られたエンジン煤（ｓｏｏｔ）を、この試験に使用した。煤は、ペンタンでスラリーとし、焼結ガラス漏斗で濾過し、真空オーブン中において窒素雰囲気下で乾燥し、使用前に最大５０メッシュ（３００μｍ）まで粉砕した。この行動の目的は、現代のディーゼルエンジンにおいて見られるアブレーシブ摩耗を生じるであろう粒子を再現できるようにすることであった。試験用試験片を準備するため、ＰＣＳ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓの５２１００の平滑な（Ｒａ０．０２ミクロン）鋼製ディスクの腐食防止コーティングを、ヘプタン、ヘキサン及びイソオクタンを使用して除去した。次いで、ディスクを柔いティシューで清浄に拭い、ディスクトラック上の膜が除去されるまで洗浄溶媒のビーカー中に沈め、ディスクのトラックは光って見えるようになった。ディスク及び試験ボールを個々の容器に入れ、Ｃｈｅｖｒｏｎ４５０シンナー中に沈めた。最後に、試験用試験片を、超音波処理器に入れ２０分間超音波洗浄した。
【００８８】
ベンチテストからの磨耗結果を、以下に示している。より低い値は、より少ない摩耗を示す。配合潤滑油組成物は、下記のように調製した。
【００８９】
ベースラインＢ
５Ｗ−３０オイル（ＳＡＥ粘度等級）ベースライン潤滑油組成物は、下記の添加剤を使用して調製した：大部分のグループＩＩ基油に対して、約７．５重量％の、エチレンカーボネート後処理した２３００ＭＷポリアルキルコハク酸イミド、低過塩基性（１７ＴＢＮ）及び高過塩基性（２５０ＴＢＮ）スルホン酸カルシウムの混合物、４１０ＴＢＮアルキルトルエンスルホン酸カルシウム、０．３重量％のジフェニルアミン酸化防止剤、０．２重量％のモリブデン／窒素含有錯体、並びに粘度指数向上剤、流動点降下剤及び泡抑制剤。ベースラインＢを、ＭＴＭ試験において試験し、その結果を表２に掲げている（性能例Ｂ）。
【００９０】
性能例Ｂ１、すなわち市販ジアルキルジチオリン酸亜鉛である、１．０重量％（１５ｍＭ）のジアルキルジチオリン酸亜鉛でトップ処理した基油（性能例Ｂ１）；２，２−ジペンチル−１，３−ジオキソラン−４−メタノール１．０重量％でトップ処理した基油、調製については合成例Ａを参照されたい（性能例Ｂ２）；１，３−ジオキソラン−４−メタノール１．０重量％でトップ処理した基油、合成例１を参照されたい（性能例３）。性能例４〜６は、ベースラインＢを、潤滑油組成物の全重量に対して１．０重量％の合成例２〜４によってトップ処理することによって調製した。
【００９１】
ＭＴＭ試験結果を、表３に示している。摩耗防止剤を含まない潤滑油組成物（例Ｂ）と、ジアルキルジチオリン酸亜鉛を含有する潤滑油組成物（例Ｂ１）と、２，２−ジペンチル−１，３−ジオキソラン−４−メタノールを含有する潤滑油組成物（例Ｂ２）とからの結果は、比較の目的のため含まれている。
【表３】
0005931900.tif 000007
【００９２】
これらの結果は、本発明の潤滑油組成物が、第２のＭＴＭプロフィルにおいてジアルキルジチオリン酸亜鉛を含有する潤滑油組成物よりも優れた摩耗防止性能を示すことを実証している。実際に、いくつかの１，３−ジオキソラン−４−メタノール化合物は、驚くべきことにＺｎＤＴＰと同様、若しくはより良好な性能であった。例Ｅｘ．Ｂ２によって例示されるように、炭素の長さは、摩耗瘢痕に影響を及ぼしている。
【００９３】
潤滑油中の式Ｉの１，３−ジオキソラン−４−メタノール化合物の磨耗防止能力を、ＦＺＧギヤ試験でさらに実証している。Ｓ１９−５試験を使用して、低速ギヤ性能を評価している。この試験では、制御された速度条件（入力速度９ｒｐｍ、ピニオン速度１３ｒｐｍ）、荷重（１０段階）及び温度（９０℃で４０時間、１２０℃で４０時間及び９０℃で４０時間）で、ＦＺＧスタンドが１２０時間運転される。試験ギヤは、試験油で潤滑される。ギヤ及びピニオンは、試験前及び試験後に重量を計る。ギヤ重量減量及びピニオン重量減量を使用して、試験用流体により求められた摩耗を評価する。試験に合格するためには、合計重量減量（ギヤ重量減量＋ピニオン重量減量）が、３０ｍｇ未満でなければならない。
【００９４】
低速ギヤ性能結果を、表４に示している。種々の異なった摩擦緩和剤を含有する潤滑油組成物からの結果が、比較の目的で含まれる。試験が、８０時間で３０ｍｇを超える全重量減量を招いた場合、その時点で試験を打ち切った。ベースラインＣは、大部分のグループＩＩ基油中に、１８ｍＭの、第一級アルコール由来のジアルキルジチオリン酸亜鉛、高過塩基性及び低過塩基性スルホン酸カルシウム混合物を含んでいた。性能例Ｃは、ベースラインＣ単独であった。性能例Ｃ１は、ベースライン配合物（ベースラインＣ）を、０．５重量％のグリセリンオレイルエーテル（Ａｓａｈｉ  Ｄｅｎｋａ  Ｋｏｇｙｏ  Ｋ．Ｋ．からＡＤＥＫＡ  ＦＭ−６１８Ｃとして市販される）でトップ処理することにより調製した。性能例Ｃ２は、ベースライン配合物（ベースラインＣ）を、０．５重量％の１，３−ブタンジオール（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈから市販される）でトップ処理することにより調製した；性能例Ｃ３は、ベースライン配合物（ベースラインＣ）を、０．５重量％の市販グリセロールモノオレエート（上記）でトップ処理することにより調製した；２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラン−４−メタノール０．１５重量％でトップ処理した基油（性能例７）。これらの結果は、以下の表４において示される。
【表４】
0005931900.tif 000008
【００９５】
これらの結果は、少量の式Ｉの１，３−ジオキソラン−４−メタノール化合物を含む潤滑油組成物が、配合油に一層の摩耗防止特性をもたらし、こうして適切な低速ギヤ保護性を示すことを実証している。低い処理速度でグリセロールモノ−オレエートと同等レベルの保護が行われており、したがって、式Ｉの１，３−ジオキソラン−４−メタノール化合物は、潤滑油組成物中において、同様な用途で代替的な摩耗防止／摩擦緩和剤添加剤としての役割を果たすことができる。
なお、下記［１］から［１５］は、いずれも本発明の一形態又は一態様であり得る。
［１］
主要量の潤滑粘度の油と、全潤滑油組成物に基づいて０．０５〜１０重量％の、式Ｉの１，３−ジオキソラン−４−メタノール化合物
【化４】
0005931900.tif 000009
（式中
Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に水素、アルキル又はアルケニルであり、Ｒ１及びＲ２についての炭素原子の総数が６個以下である。）とを含む潤滑油組成物。
［２］
Ｒ１が水素であり、Ｒ２が炭素原子１〜６個のアルキルである、［１］に記載の潤滑油組成物。
［３］
式Ｉの化合物が、（２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−エチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−プロピル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−ペンチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−ヘキシル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−ｓｅｃ−ブチル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−ペンタン−２−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−ヘキシル−２−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（３−メチルペンタン−２−イルペンタン−２イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（４−メチルペンタン−２−イルペンタン−２イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−イソペンチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（２，３−ジメチルブチル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（３，３−ジメチルブチル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、及び（２−ネオペンチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノールからなる群から選択される、［１に記載の潤滑組成物。
［４］
Ｒ１が水素であり、Ｒ２が炭素原子１〜６個のアルケニルである、［１］に記載の潤滑油組成物。
［５］
式Ｉの化合物が、（２−ビニル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（プロパ−１−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ブタ−１−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ペンタ−１−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（３−メチルブタ−１−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−アリル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ブタ−２−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ペンタ−２−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ヘキサ−２−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（４−メチルペンタ−２−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ブタ−３−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ペンタ−３−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ヘキサ−３−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（２−メチルペンタ−３−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ペンタ−４−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ヘキサ−４−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（３−メチルペンタ−４−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（２−メチルペンタ−４−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、及び（２−（ヘキサ−５−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノールからなる群から選択される、［１］に記載の潤滑組成物。
［６］
Ｒ１及びＲ２がそれぞれ、炭素原子を含有する、［１］に記載の潤滑油組成物。
［７］
Ｒ１及びＲ２がアルキル基である、［６］に記載の潤滑油組成物。
［８］
式Ｉの化合物が、（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−エチル−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−メチル−２−プロピル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−ブチル−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−メチル−２−ペンチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−イソペンチル−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−メチル−２−（２−メチルブチル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−イソブチル−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−メチル−２−ネオペンチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２，２−ジエチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−エチル−２−プロピル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−ブチル−２−エチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−エチル−２−イソブチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、及び（２−２−ジプロピル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノールからなる群から選択される、［１］に記載の潤滑油組成物。
［９］
少なくとも１つのＲ１及びＲ２がアルケニル基である、［６］に記載の潤滑油組成物。
［１０］
式Ｉの化合物が、（２−メチル−２−ビニル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−メチル−２−（プロパ−１−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ブタ−１−エン−１−イル）−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、２−メチル−２−（ペンタ−１−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、２−メチル−２−（３メチルブタ−１−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、２−（ブタ−１−エン−１−イル）−２−エチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、２−アリル−２メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ブタ−２−エン−１−イル）−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−メチル−２−（ペンタ−２−エン−１−イル）−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ブタ−１−エン−１−イル）−２−エチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−（ブタ−３−エン−１−イル）−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−メチル−２−（ペンタ−３−エン−１−イル）−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール、（２−メチル−２−（ペンタ−４−エン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノールからなる群から選択される（１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノール含有化合物からなる群から選択される、［１］に記載の潤滑油組成物。
［１１］
式Ｉの化合物が、（１，３−ジオキソラン−４−イル）メタノールである、［１］に記載の潤滑油組成物。
［１２］
式Ｉの化合物が、前記潤滑油組成物の全重量に対して０．１重量％〜１．５重量％である、［１］に記載の潤滑油組成物。
［１３］
分散剤、清浄剤、摩耗防止剤、極圧剤、酸化防止剤、防錆剤、腐食抑制剤、流動点降下剤、粘度指数向上剤及び摩擦緩和剤から選択される少なくとも１種の添加剤をさらに含む、［１］に記載の潤滑油組成物。
［１４］
前記少なくとも１種の添加剤が、前記潤滑油組成物の全量に対して０．２５〜３重量％の量の金属含有清浄剤である、［１３］に記載の潤滑油組成物。
［１５］
ギヤ表面上又は内燃機関内の摩耗を低減する方法であって、［１］から［１４］までのいずれか一項に記載の潤滑油組成物を用いて前記ギヤ又は機関を運転するステップを含む上記方法。