(57)【要約】【課題】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に充分な潤滑性を呈する、グリース基油、及び前記グリース基油を含有してなる潤滑油を提供すること。【解決手段】ペンタエリスリトールとカルボン酸との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９０質量％以上含有してなるものである、グリース基油、並びに前記グリース基油を含有してなる潤滑油。【選択図】なし【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の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９０質量％以上含有してなるものである、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質量比〔2-エチルヘキサン酸／（ｎ-ヘプタン酸＋ｎ-オクタン酸）〕が６５／３５〜３５／６５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３５〜６５質量％であり、ｎ-ヘプタン酸の含有量が１５〜４０質量％であり、及びｎ-オクタン酸の含有量が１５〜４０質量％である、請求項１又は２記載のグリース基油。
【請求項４】
流動点が−４５℃以下であり、揮発量が３０質量％以下であり、及び粘度指数が１１０以上である、請求項１〜３いずれか記載のグリース基油。
【請求項５】
加水分解標準試験後の酸価及び水酸基価が１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である、請求項１〜４いずれか記載のグリース基油。
【請求項６】
請求項１〜５いずれかに記載のグリース基油を含有してなる潤滑油。
【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】
特許文献１には、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グリース基油が開示されている。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。
【特許文献１】特開平１１−８０７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、幅広い温度範囲でさらに優れた性質を示し、長期間使用しても安定に充分な潤滑性を呈する、グリース基油、及びそれを含有する潤滑油を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者等は、長期間使用すると潤滑性が低下する場合を検討した結果、水分と接触し得る開放系、例えば外部の水、または、結露により生じた水が潤滑剤に混入し得る環境において、このような課題が顕著であることを見出し、本発明を完成させた。即ち、本発明は、ペンタエリスリトールとカルボン酸との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９０質量％以上含有してなるものである、グリース基油、並びに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】
【０００５】
本発明のグリース基油を含有する潤滑油は、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すと共に、水分と接触し得る開放系、例えば外部の水、または、結露により生じた水が潤滑剤に混入し得る環境で長期間安定して使用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
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の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９０質量％以上含有してなるものであることを１つの大きな特徴とする。
【０００７】
本発明のグリース基油は、かかる構成を有することから、幅広い温度範囲で優れた潤滑性を有し、水分と接触し得る開放系、例えば外部の水、または、結露により生じた水が潤滑剤に混入し得る環境で長期間安定して使用可能である。
【０００８】
前記エステルの原料である、カルボン酸中の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は、グリース基油が優れた潤滑性を呈すると共に、水分の多い条件下においてさえ長期間安定して使用し得るようにする観点から、９０質量％以上であり、好ましくは９５質量％以上、より好ましくは９９質量％以上である。
【０００９】
また、前記と同様、グリース基油が幅広い温度範囲で優れた潤滑性を有し、水分と接触し得る開放系、例えば外部の水、または、結露により生じた水が潤滑剤に混入し得る環境で長期間安定して使用し得るようにする観点から、カルボン酸中、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質量比〔2-エチルヘキサン酸／（ｎ-ヘプタン酸＋ｎ-オクタン酸）〕としては、好ましくは６５／３５〜３５／６５であり、より好ましくは６０／４０〜４０／６０であり、さらに好ましくは５８／４２〜４５／５５である。さらに、カルボン酸中、2-エチルヘキサン酸の含有量としては好ましくは３５〜６５質量％であり、より好ましくは４０〜６０質量％であり、さらに好ましくは４５〜５８質量％であり、ｎ-ヘプタン酸の含有量としては好ましくは１５〜４０質量％であり、より好ましくは１５〜３５質量％であり、さらに好ましくは１５〜３０質量％であり、及びｎ-オクタン酸の含有量としては好ましくは１５〜４０質量％であり、より好ましくは１５〜３５質量％であり、さらに好ましくは１５〜３０質量％である。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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、特に限定がないが、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。
【００１３】
本発明のグリース基油は、特に限定はないが、前記エステルを好ましくは８０〜１００質量％、より好ましくは９０〜１００質量％含有してなる。１００質量％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。
【００１４】
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３０質量％以下、より好ましくは２５質量％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。
【００１５】
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がより一層優れた低温流動性を有する観点から、−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℃以下であることが特に好ましい。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。
【００１６】
さらに、本発明のグリース基油の粘度指数は、高温時の粘度低下が小さいという高温潤滑性を有する観点から、好ましくは１１０以上、より好ましくは１１２以上である。粘度指数は、ＪＩＳＫ２２８３により求める。
【００１７】
従って、本発明のグリース基油としては、流動点が−４５℃以下であり、揮発量が３０質量％以下であり、及び粘度指数が１１０以上であるものが特に好ましい。
【００１８】
また、本発明のグリース基油の４０℃における動粘度としては、モーターの始動性等の潤滑性を確保する観点から、好ましくは２０〜４０ｍｍ2／秒、より好ましくは２４〜３６ｍｍ2／秒である。４０℃における動粘度は、ＪＩＳ Ｋ２２８３により測定する。
【００１９】
本発明のグリース基油の酸価は、引火点、酸化安定性、熱安定性、耐加水分解性、金属腐食性等が良好であることから、好ましくは０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、より好ましくは０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である。また、本発明のグリース基油の水酸基価は、引火点、低温流動性、熱安定性、耐加水分解性等が良好であることから、好ましくは４ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、より好ましくは３ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である。
【００２０】
さらに、後述の加水分解標準試験後の本発明のグリース基油の酸価は、金属部材への腐食を防止する観点から、好ましくは１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、より好ましくは５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であり、該試験後の水酸基価は、水酸基価が大きくなると、水分を含有しやすくなり金属の腐食の恐れがあるため、好ましくは１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、より好ましくは６ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である。
【００２１】
加水分解標準試験は、水分と接触し得る開放系、例えば外部の水、または、結露により生じた水が潤滑剤に混入し得る環境で本発明のグリース基油を使用する場合の耐加水分解性を評価するものであるが、該試験に供する前のグリース基油と比較して、グリース基油の酸価及び水酸基価の上昇度が、各々好ましくは５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、更に好ましくは３ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であると、優れた耐加水分解性を有すると言える。
【００２２】
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潤滑油の物性は本発明の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する。また、本発明の潤滑油は、潤滑油添加剤として通常用いられている酸化防止剤、極圧剤、防錆剤、消泡剤、抗乳化剤等を、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。本発明の潤滑油中の本発明のグリース基油の含有量としては、好ましくは８０〜１００質量％、より好ましくは９０〜１００質量％である。
【００２３】
前記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）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、それぞれ単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。
【００２４】
前記極圧剤としては、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等が挙げられる。これらの極圧剤は、それぞれ単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。
【００２５】
前記防錆剤としては、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、それぞれ単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。
【００２６】
前記消泡剤としては、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。これらの消泡剤は、それぞれ単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。
【００２７】
前記抗乳化剤としては、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、それぞれ単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。
【００２８】
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。前記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。
【００２９】
本発明のグリース基油及びそれを含有する潤滑油は、耐加水分解性に優れるため、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、水分と接触し得る開放系、例えば外部の水、または、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。
【実施例】
【００３０】
実施例１〜３、比較例１〜４
以下のようにしてエステルを合成し、当該エステルからなるグリース基油を得た。
【００３１】
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および冷却管を取り付けた。このフラスコに、ｎ−ヘプタン酸２９０ｇ、ｎ−オクタン酸３６０ｇ、２−エチルヘキサン酸８００ｇを入れ、これにペンタエリスリトール２８０ｇを添加した（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が１．２５当量になるよう設定）。
【００３２】
次に、フラスコ内に、窒素ガスを吹き込みながら２３０℃で１４時間反応させ、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（協和化学工業（株）製、商品名：キョーワード５００ＳＨ）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（実施例１）。
【００３３】
表１に実施例１におけるカルボン酸組成を示す。なお、実施例２と３、及び比較例１〜４のエステルは表１に示す組成のカルボン酸を使用して実施例１のエステルと同様の方法で調製した。表１中、ｉＣ９酸は３，５，５−トリメチルヘキサン酸を示す。なお、表１の比較例１、２が、特開平１１−８０７６６号公報の製造例２、３相当品である。
【００３４】
【表１】
2006124429.tif 000002
【００３５】
次に、得られたグリース基油の揮発量、流動点、４０℃における動粘度、粘度指数、酸価、及び水酸基価を以下の方法に従って測定した。その結果を表２に示す。
（１）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約２０ｇを秤量し、雰囲気温度が１８０℃の恒温槽内で５００時間加熱した後、再び秤量し、下記式より、揮発量を求める。
【００３６】
【数１】
2006124429.tif 000003
【００３７】
（２）流動点：ＪＩＳ Ｋ２２６９により流動点を求める。
（３）４０℃における動粘度：ＪＩＳ Ｋ２２８３により４０℃における動粘度を求める。
なお、併せて１００℃における動粘度も測定する。
（４）粘度指数：ＪＩＳ Ｋ２２８３により１００℃における粘度を求めた後、ＪＩＳ  
Ｋ２２８３により粘度指数を求める。
（５）酸価：ＪＩＳ Ｋ００７０  ３．１により酸価を求める。
（６）水酸基価：ＪＩＳ Ｋ００７０  ７．２により水酸基価を求める。
【００３８】
【表２】
2006124429.tif 000004
【００３９】
実施例１〜３のグリース基油は、特に揮発量３０質量％以下、流動点−４５℃以下、粘度指数１１０以上であることから、優れた、耐熱性、低温流動性、及び高温潤滑性を有すると言え、従って、低温から高温にわたる幅広い温度範囲での使用に対し、比較例１〜４のグリース基油よりも適したものであると言える。
【００４０】
試験例（加水分解標準試験）
実施例１〜３及び比較例１〜４のグリース基油に対し、以下のようにして加水分解標準試験を実施した。すなわち、グリース基油２３ｇとイオン交換水７ｇとを、内径３０ｍｍ、長さ１５０ｍｍのガラス管に封入し、ＡＳＴＭ  Ｄ２６１９により、９３℃にした恒温槽内で先のガラス管を回転（５ｒｐｍ）させ攪拌しながら、７２０時間放置した。
【００４１】
加水分解標準試験後、ガラス管内のグリース基油の酸価と水酸基価を測定し、その変化を調べた。試験結果を表３に示す。なお、酸価と水酸基価は前記方法に従って測定した。
【００４２】
【表３】
2006124429.tif 000005
【００４３】
加水分解標準試験はグリース基油を水と接触させて９３℃で７２０時間放置する過酷な条件で行ったが、実施例１〜３のグリース基油はほとんど加水分解が進行していなかった。
【００４４】
実施例１〜３のグリース基油は、このまま潤滑油として、低温及び／又は高温の開放系で長期間使用しても安定な潤滑性を示し得る。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、低温から高温にわたる幅広い温度範囲で使用可能であり、しかも、水分と接触し得る開放系、例えば外部の水、または、結露により生じた水が潤滑剤に混入し得る環境で長期間使用しても安定に充分な潤滑性を呈する、グリース基油、及びそれを含有する潤滑油を提供する。