(57)【要約】新規な油中油エマルジョン、およびそれを用いる潤滑方法が提供される。潤滑油は、キャリア流体および高粘度流体の安定なエマルジョンである。これは、潤滑膜厚に関する優れた特性、および低減されたせん断強度を示す。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）キャリア流体；および
（ｂ）高粘度流体
を含む潤滑油組成物であって、
前記キャリア流体および前記高粘度流体は、実質的に非混和性であり、全体として、粘度およびせん断強度を有する安定なエマルジョンを形成し、前記安定なエマルジョンは、予想される膜厚より大きな潤滑膜厚を生成可能である
ことを特徴とする潤滑油組成物。
【請求項２】
前記潤滑膜厚は、前記予想される膜厚より、少なくとも５％大きいことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項３】
前記潤滑膜厚は、前記予想される膜厚より、少なくとも２５％大きいことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項４】
前記潤滑膜厚は、前記予想される膜厚より、少なくとも５０％大きいことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項５】
前記エマルジョンの前記粘度は、前記キャリア流体の粘度より大きく、その差は１０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項６】
前記エマルジョンの前記粘度は、前記キャリア流体の粘度より大きく、その差は５％以下であることを特徴とする請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項７】
前記エマルジョンの前記粘度は、前記キャリア流体の粘度より大きく、その差は１％以下であることを特徴とする請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項８】
前記潤滑油組成物の成分の重量平均に基づいて計算されたせん断強度より、低いせん断強度を有することを特徴とする請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項９】
前記エマルジョンの前記せん断強度は、少なくとも前記計算されたせん断強度の５％低いことを特徴とする請求項８に記載の潤滑油組成物。
【請求項１０】
前記エマルジョンの前記せん断強度は、少なくとも前記計算されたせん断強度の１５％低いことを特徴とする請求項８に記載の潤滑油組成物。
【請求項１１】
前記エマルジョンの前記せん断強度は、少なくとも前記計算されたせん断強度の３０％低いことを特徴とする請求項８に記載の潤滑油組成物。
【請求項１２】
０．０１〜１０重量％の高粘度流体を含むことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項１３】
０．０１〜１０重量％の高粘度流体を含むことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項１４】
０．０１〜３重量％の高粘度流体を含むことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項１５】
前記キャリア流体は、原油製品、合成流体または潤滑油基油を含むことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項１６】
前記原油製品は、鉱油、潤滑油留出物、溶剤精製油、水素処理油、脱アスファルト油、脱ロウ油、水素化分解油および異性化ロウ（またはロウ製品油）よりなる群から選択される少なくとも１種の成分を含むことを特徴とする請求項１５に記載の潤滑油組成物。
【請求項１７】
前記合成流体は、ポリα−オレフィン、アルキル化芳香族化合物およびフィッシャー・トロプシュ合成由来の生成物よりなる群から選択される少なくとも１種の成分を含むことを特徴とする請求項１５に記載の潤滑油組成物。
【請求項１８】
前記キャリア流体は、１０〜９０重量％のポリα−オレフィンおよび９０〜１０重量％のアルキル化芳香族化合物を含むことを特徴とする請求項１７に記載の潤滑油組成物。
【請求項１９】
前記キャリア流体は、５０〜９０重量％のポリα−オレフィンおよび１０〜５０重量％のアルキル化芳香族化合物を含むことを特徴とする請求項１７に記載の潤滑油組成物。
【請求項２０】
前記キャリア流体は、７５〜８５重量％のポリα−オレフィンおよび１５〜２５重量％のアルキル化芳香族化合物を含むことを特徴とする請求項１７に記載の潤滑油組成物。
【請求項２１】
前記高粘度流体は、ポリエーテル、ポリアルキレングリコール、その誘導体または極性基を有する関連流体を含むことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項２２】
前記高粘度流体は、ポリ−テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）エステル流体を含むことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項２３】
０．０１〜１０重量％の前記ポリ−ＴＨＦエステル流体を含むことを特徴とする請求項２２に記載の潤滑油組成物。
【請求項２４】
０．０１〜３重量％の前記ポリ−ＴＨＦエステル流体を含むことを特徴とする請求項２２に記載の潤滑油組成物。
【請求項２５】
０．０１〜１．６重量％の前記ポリ−ＴＨＦエステル流体を含むことを特徴とする請求項２２に記載の潤滑油組成物。
【請求項２６】
乳化剤、錆防止剤、腐食防止剤、摩擦調整剤、金属不活性化剤、分散剤、清浄剤、酸化防止剤、消泡剤、熱安定剤、極圧剤および耐摩耗剤よりなる群から選択される少なくとも１種の成分を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項２７】
（ａ）キャリア流体；および
（ｂ）高粘度流体
の乳濁液を含む潤滑油組成物であって、
前記キャリア流体（ａ）は、ＰＡＯ６とアルキル化ナフタレンのブレンド物を含み、
前記高粘度流体（ｂ）は、ポリ−ＴＨＦエステル流体であって、前記潤滑油組成物中に０．０１〜１０重量％存在する
ことを特徴とする潤滑油組成物。
【請求項２８】
前記キャリア流体は、７５〜８５重量％のＰＡＯ６および１５〜２５重量％のアルキル化ナフタレンを含むことを特徴とする請求項２７に記載の潤滑油組成物。
【請求項２９】
前記キャリア流体は、８０重量％のＰＡＯ６および２０重量％のアルキル化ナフタレンを含むことを特徴とする請求項２７に記載の潤滑油組成物。
【請求項３０】
可動接触表面を有する機械組み立て物に、潤滑油組成物を適用することによる潤滑方法における改良であって、
（ａ）キャリア流体および（ｂ）少量の高粘度流体のエマルジョンを含む潤滑油組成物を適用する工程を含み、
前記組成物は、予想される膜厚より大きな潤滑流体膜厚を形成する
ことを特徴とする改良。
【請求項３１】
前記潤滑膜厚は、前記予想される膜厚より、少なくとも５％大きいことを特徴とする請求項３０に記載の改良。
【請求項３２】
前記潤滑膜厚は、前記予想される膜厚より、少なくとも２５％大きいことを特徴とする請求項３０に記載の改良。
【請求項３３】
前記潤滑膜厚は、前記予想される膜厚より、少なくとも５０％大きいことを特徴とする請求項３０に記載の改良。
【請求項３４】
前記エマルジョンは、前記キャリア流体の粘度より大きい粘度を有し、その差は１０％以下であることを特徴とする請求項３０に記載の改良。
【請求項３５】
前記エマルジョンは、前記キャリア流体の粘度より大きい粘度を有し、その差は５％以下であることを特徴とする請求項３０に記載の改良。
【請求項３６】
前記エマルジョンは、前記キャリア流体の粘度より大きい粘度を有し、その差は１％以下であることを特徴とする請求項３０に記載の改良。
【請求項３７】
前記潤滑油組成物は、その成分の重量平均に基づいて計算されたせん断強度より低いせん断強度を有することを特徴とする請求項３０に記載の改良。
【請求項３８】
前記エマルジョンの前記せん断強度は、少なくとも前記計算されたせん断強度の５％低いことを特徴とする請求項３７に記載の改良。
【請求項３９】
前記エマルジョンの前記せん断強度は、少なくとも前記計算されたせん断強度の１５％低いことを特徴とする請求項３７に記載の改良。
【請求項４０】
前記エマルジョンの前記せん断強度は、少なくとも前記計算されたせん断強度の３０％低いことを特徴とする請求項３９に記載の改良。
【請求項４１】
前記潤滑油組成物は、０．０１〜１０重量％の高粘度流体を含むことを特徴とすることを特徴とする請求項３０に記載の改良。
【請求項４２】
前記潤滑油組成物は、０．０１〜１０重量％の高粘度流体を含むことを特徴とすることを特徴とする請求項３０に記載の改良。
【請求項４３】
前記潤滑油組成物は、０．０１〜３重量％の高粘度流体を含むことを特徴とすることを特徴とする請求項３０に記載の改良。
【請求項４４】
前記キャリア流体は、原油製品、合成流体または潤滑油基油を含むことを特徴とする請求項３０に記載の改良。
【請求項４５】
前記原油製品は、鉱油、潤滑油留出物、溶剤精製油、水素処理油、脱アスファルト油、脱ロウ油、水素化分解油および異性化ロウ（またはロウ製品油）よりなる群から選択される少なくとも１種の成分を含むことを特徴とする請求項１５に記載の潤滑油組成物。
【請求項４６】
前記合成流体は、ポリα−オレフィン、アルキル化芳香族化合物およびフィッシャー・トロプシュ合成由来の生成物よりなる群から選択される少なくとも１種の成分を含むことを特徴とする請求項１５に記載の潤滑油組成物。
【請求項４７】
前記キャリア流体は、１０〜９０重量％のポリα−オレフィンおよび９０〜１０重量％のアルキル化芳香族化合物を含むことを特徴とする請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記キャリア流体は、５０〜９０重量％のポリα−オレフィンおよび１０〜５０重量％のアルキル化芳香族化合物を含むことを特徴とする請求項４６に記載の方法。
【請求項４９】
前記キャリア流体は、７５〜８５重量％のポリα−オレフィンおよび１５〜２５重量％のアルキル化芳香族化合物を含むことを特徴とする請求項４６に記載の方法。
【請求項５０】
前記高粘度流体は、ポリエーテル、ポリアルキレングリコール、その誘導体または極性基を有する関連流体を含むことを特徴とする請求項３０に記載の改良。
【請求項５１】
前記高粘度流体は、ポリ−ＴＨＦエステル流体を含むことを特徴とする請求項３０に記載の改良。
【請求項５２】
前記ポリ−ＴＨＦエステル流体は、０．０１〜１０重量％存在することを特徴とする請求項５１に記載の改良。
【請求項５３】
前記ポリ−ＴＨＦエステル流体は、０．０１〜３重量％存在することを特徴とする請求項５１に記載の改良。
【請求項５４】
前記ポリ−ＴＨＦエステル流体は、０．０１〜１．６重量％存在することを特徴とする請求項５１に記載の改良。
【請求項５５】
乳化剤、錆防止剤、腐食防止剤、摩擦調整剤、金属不活性化剤、分散剤、清浄剤、酸化防止剤、消泡剤、熱安定剤、極圧剤および耐摩耗剤よりなる群から選択される少なくとも１種の成分を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項５６】
（ａ）（ｉ）ＰＡＯ６とアルキル化ナフタレンのブレンド物を含むキャリア流体；並びに
（ｉｉ）ポリ−ＴＨＦエステル流体
を含む潤滑油組成物を提供する工程であって、
前記ポリ−ＴＨＦエステル流体は、前記潤滑油組成物中に０．０１〜１０重量％存在することを特徴とする工程；および
（ｂ）弾性流体潤滑条件で機能する可動接触表面を有する機械組み立て品に、前記潤滑油組成物を適用する工程
を含む潤滑方法。
【請求項５７】
（ａ）キャリア流体と高粘度流体を組み合わせて混合物を調製する工程であって、前記両流体は、実質的に非混和性であることを特徴とする工程；
（ｂ）前記両流体が溶解して溶液を形成する温度まで、前記混合物を攪拌下に加熱する工程；および
（ｃ）前記両流体が連続相および不連続相に分離してエマルジョンを与える温度まで、前記溶液を冷却する工程
を含む方法により調製される潤滑油組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安定な液体エマルジョンまたは液中液分散として特徴付けられる新規な潤滑油、およびそれを用いる潤滑方法に関する。より詳しくは、本発明は、低粘度キャリア流体および比較的少量のより高粘度の流体からなる潤滑油エマルジョンに関し、組み合わせることにより、低い粘度および厚い潤滑膜などの優れた潤滑特性が組成物に付与される。
【背景技術】
【０００２】
潤滑は、機械組み立て品の可動接触表面中に混入される潤滑油の膜形成に起因する。膜は、表面を分離し、それにより摩擦および機械摩耗が低減される。より厚い膜は、一般に、より大きな表面保護を付与する。潤滑油のある種の特性は、潤滑性能および膜厚と関連する。液体潤滑油の場合には、流体の粘度は、接触下に形成し、かつ移動する表面を分離する膜の大きさ（または膜厚）と、直接相関がある。より大きな粘度は、より大きな膜厚の一因である。
【０００３】
普通の潤滑条件は、弾性流体潤滑（ＥＨＬ）と呼ばれる集中接触における弾性変形された表面を含む。ＥＨＬに従って、圧力による粘度の変動（圧力−粘度係数として表される）は、潤滑油膜厚に寄与する。例えば、任意の運転温度において同一の粘度の液体潤滑油は、膜厚が異なるであろう。より高い圧力−粘度係数を有する潤滑油は、より大きな膜厚を提供する。しかし、高い圧力−粘度係数を有する潤滑油は、典型的には、温度によるより大きな粘度変動を示す。温度による粘度変動は、一般に、粘度指数（ＶＩ）として表され、より大きな変動を示す潤滑油（膜厚はより高い温度で減少される）は、より低いＶＩを有するものとして特徴付けられる。従って、より低いＶＩは、より高温における高い圧力−粘度係数から導かれるいかなる利点をも相殺する。ほんの少数の液体（特許文献１に記載されるものなど）は、典型的な運転温度で、より低いＶＩを補償することが可能な圧力−粘度係数を有する。
【０００４】
残念ながら、望ましく厚い膜を生成する多くの潤滑油はまた、比較的高い粘度を有する。高粘度の潤滑油は、しばしば、潤滑される装置について、不十分な流動特性、高い運転温度、および低い運転効率などの問題の一因となる。従って、より低い粘度およびより厚い膜を有する潤滑油は、現在、その望ましい特性の故に開発され続けている。例えば、特許文献２には、リチウム塩含有ポリエーテルおよびポリグリコール流体が記載される。これは、高められたＥＨＬ膜厚（温度および圧力の両者に関して）を示し、流体の動粘度の増大には全く関係しない。
【０００５】
他の潤滑問題は、一つの潤滑される装置に対して、多数の潤滑特性の必要性を含む。例えば、異なる潤滑条件を必要とする温度範囲で作動するか、またはそれを必要とする構成部分を有する機械組み立て品は、広い条件の範囲下で表面を保護する融通性のある潤滑油の必要性を有する。独得の相変化を用いて、種々の潤滑要件を満足する多相潤滑油が、開発された。例えば、特許文献３、特許文献４、特許文献５および特許文献６は、一つの潤滑油を必要とする複雑なシステムにおいて用いるのに適切な、部分的ないし実質的に混和性のある成分を有する多相潤滑油を示す。そこに記載された潤滑油は、高い温度または圧力で、成分の単一相混合物を形成することによる。そのために、個々の成分のそれとは異なる独得の潤滑特性が、達成されるであろう。
【０００６】
明らかなように、接触表面の最大保護、および最大運転効率の両者を可能にする融通性のある潤滑油は、広い範囲の潤滑適用に対して望ましい。特に、膜厚が増大され、依然として低粘度が望ましく保持される液体潤滑油は、弾性流体潤滑条件下で機能する潤滑される機械装置について、より大きな運転効率および費用効率を促進であろう。本明細書に記載された本発明は、低い粘度および厚い潤滑膜などの望ましい特性を示す向上された潤滑油に関する。
【０００７】
【特許文献１】米国特許第４，７６２，６３５号明細書
【特許文献２】米国特許第４，５４９，７７４号明細書
【特許文献３】米国特許第５，６０２，０８５号明細書
【特許文献４】米国特許第５，５９９，１００号明細書
【特許文献５】米国特許第５，４８５，８９５号明細書
【特許文献６】米国特許第５，４６５，８１０号明細書
【特許文献７】米国特許第４，０４１，０９８号明細書
【特許文献８】米国特許第５，６０２，０８６号明細書
【特許文献９】米国特許第４，４８１，１２３号明細書
【特許文献１０】米国特許第４，５６８，７７５号明細書
【特許文献１１】米国特許第４，９８８，７９７号明細書
【特許文献１２】米国特許第５，１８０，８５６号明細書
【特許文献１３】米国特許出願第０９／１９２，９６６号明細書
【特許文献１４】米国特許第５，３７２，０３３号明細書
【非特許文献１】モービルＥＨＬガイドブック（Ｍｏｂｉｌ  ＥＨＬ  Ｇｕｉｄｅｂｏｏｋ）（第４版、モービルオイルコーポレーション、技術出版（Ｍｏｂｉｌ  Ｏｉｌ  Ｃｏｒｐ．，Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ）、フェアファクス、ヴァージニア州（Ｆａｉｒｆａｘ，ＶＡ）、１９９２年）
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、少なくとも二つの成分（キャリア流体および小量のより高粘度の流体、これは実質的に非混和性である）を含む新規な潤滑油組成物を包含する。全体として、二つの流体は、予想される膜厚より大きな潤滑膜厚を生成可能な安定なエマルジョンを形成する。
【０００９】
特に、本発明の好ましい潤滑油組成物は、低粘度のキャリア流体、および少量の非混和性または半混和性のより高粘度の流体を含む。より詳細には、本発明の好ましい潤滑油組成物は、比較的非極性の炭化水素キャリア流体、および少量の非混和性または半混和性の極性炭化水素流体を含む。更に詳細には、本発明の好ましい潤滑油組成物は、炭化水素キャリア流体、および約０．０１重量％〜約１０重量％の高粘度ポリ−ＴＨＦエステル流体を含む。
【００１０】
キャリア流体は、好ましくは、低粘度ＰＡＯの混合物、または低粘度ＰＡＯとアルキル化芳香族流体（アルキル化ナフタレン流体など）との混合物を含む。
【００１１】
本発明の更に他の態様においては、潤滑方法が企図される。これは、潤滑油を可動接触表面を有する機械組み立て品に適用し、その際潤滑油は、（１）キャリア流体、および（２）より高粘度の流体の安定なエマルジョンを含み、全体として、予想される膜厚より大きな膜厚を生成する工程を含む。
【００１２】
本発明の更に他の態様においては、潤滑方法が包含される。これは、ａ）炭化水素キャリア流体、およびｂ）ポリ−ＴＨＦエステルを含む潤滑油を提供する工程、および潤滑油を、弾性流体潤滑条件下で機能する可動接触表面を有する機械組み立て品に適用する工程を含む。キャリア流体は、好ましくは、低粘度ＰＡＯおよびアルキル化ナフタレンの混合物を含む。ポリ−ＴＨＦエステル流体は、約０．０１重量％〜約１０重量％の量で潤滑油中に存在するであろう。
【００１３】
本発明の更に他の態様においては、潤滑油組成物が包含される。これは、
（ａ）キャリア流体およびより高粘度の流体を組み合わせて、混合物が形成され、その際流体は実質的に非混和性である工程、
（ｂ）混合物を、撹拌しながら、流体が溶解して溶液を形成する温度に加熱する工程、および
（ｃ）溶液を、流体が連続相および非連続相に分離して、エマルジョンが得られる温度に冷却する工程
を含む方法によって調製される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本明細書で用いられるように、用語「約」の後にくる数値範囲は、列挙された範囲に限定されないと考えられるであろう。むしろ、用語「約」のあとにくる数値範囲は、本発明の組成物におけるいかなる所定の成分に対しても、当業者によって認められた範囲を含むと理解されるであろう。
【００１５】
用語「より高粘度の流体」および「高粘度流体」は、本明細書では互換的に用いられ、キャリア流体の粘度より高い粘度を有する流体を言う。
【００１６】
用語「潤滑膜厚」、「ＥＨＬ膜厚」、および「膜厚」は、本明細書では互換的に用いられ、潤滑条件下で機能する機械組み立て品において、潤滑される表面上に存在する潤滑油層の実際の大きさを言う。
【００１７】
用語「予想される膜厚」は、本明細書で用いられるように、二つの流体成分の予想される寄与に基づいて、理論的または計算された膜厚を言う。例えば、予想される膜厚は、混合物の粘度（ｄｙｎａｍｉｃ  ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ）から計算されるであろう。混合物中の少量のより高粘度の流体を考慮すると、予想される膜厚はまた、キャリア流体単身の粘度、または粘度および圧力−粘度係数から計算されるであろう。従って、予想される膜厚は、少なくともキャリア流体の粘度に基づいた膜厚を表す。
【００１８】
更に、用語「実質的に非混和性」とは、相互に接触した際に、分離した相として留まる傾向があり、また高い温度および撹拌などの混合条件下でさえ、単一相溶液を容易に形成しない流体を言う。
【００１９】
本明細書で用いられるように、用語「安定なエマルジョン」とは、連続する炭化水素液相、および不連続の炭化水素液相を有する液体組成物を示し、不連続相は、実質的に、延長された時間（妥当な貯蔵および使用時間を含む）の間、連続相全体に均一に分散されたままである。
【００２０】
本発明の好ましい実施形態は、一緒に結合された少なくとも二つの別個の液相を、安定なエマルジョンとして有する新規な液体潤滑油として特徴付けられるであろう。潤滑油エマルジョンの成分には、キャリア流体の連続相、およびキャリア流体より高い粘度を有する流体の不連続相が含まれる。これらの新規な潤滑油は、多くの用途に有用であろうし、またこれは、低粘度の向上された膜厚に関する優れた特性、およびより良好な潤滑性能に望ましい。
【００２１】
本発明の潤滑油はキャリア流体を含む。この流体は、炭化水素のいかなる混合物でもあろう。しかし、これは、より適切には、潤滑用途に有用な炭化水素組成物である。例えば、鉱油、潤滑油、潤滑油留出油、溶剤精製油、水素化油、脱歴油、脱ロウ油、水素化分解油、フィッシャー−トロプシュ生成物から誘導された油などを含む原油生成物は、キャリア流体として用いられるであろう。加えて、潤滑油基油、合成油、およびこれらの混合物もまた、用いられるであろう。これには、例えば、ポリα−オレフィン（ＰＡＯ）、アルキル化芳香族流体、およびこれらの混合物が含まれる。
【００２２】
ポリα−オレフィンおよびアルキル化芳香族の混合物を含むキャリア流体は、特に、本発明に適切である。ポリα−オレフィンは、限定されることなく、Ｃ２〜約Ｃ３２α−オレフィンを含むα−オレフィンから誘導されるであろう。好ましいＰＡＯは、ＰＡＯ６であり、これは、約６ｃＳｔの動粘度（１００℃）を有するポリα−オレフィン流体として特徴付けられる。ポリα−オレフィンは、当業者に周知であり、特許文献７（本明細書に引用して含まれる）などの文献に詳しく記載される。好ましいアルキル化芳香族は、アルキル化ナフタレン（ＡＮ）であろう。特に、ＰＡＯ約５重量％〜約９５重量％およびアルキル化芳香族約５重量％〜約９５重量％、より好ましくはＰＡＯ約５０重量％〜約９０重量％およびアルキル化芳香族約１０重量％〜約５０重量％、更により好ましくはＰＡＯ約７５重量％〜約８５重量％およびアルキル化芳香族約１５重量％〜約２５重量％を含むＰＡＯベースのキャリア流体が、本発明に包含される。他の適切なＰＡＯ／アルキル化芳香族混合物には、特許文献８（本明細書にその全体を引用して含まれる）に記載されるものが含まれる。
【００２３】
本発明の潤滑油はまた、潤滑性能に寄与する比較的より少量の高粘度流体を含む。高粘度流体は、キャリア流体より高い粘度を有するものとして特徴付けられるであろう。好ましい粘度は、約１０〜約１０，０００ｃＳｔ（１００℃）の範囲である。高粘度流体はまた、好ましくは、貯蔵中および潤滑条件下で遭遇されるであろう温度範囲に亘って、実質的に、キャリア流体と非混和性であり、そのために二相系が、その使用を通して保持される。
【００２４】
適切な高粘度流体には、いかなるタイプの粘性液体も含まれるであろう。好ましい高粘度流体には、限定されることなく、ポリエーテル、およびこれらの誘導体が含まれる。ポリエーテルには、複数のエーテル部分を含むいかなるポリマーまたはオリゴマーも含まれるであろう。これには、例えば、ポリプロピレングリコールおよびポリエチレングリコールなどのポリアルキレングリコール、並びにそれらに対応するモノエーテル、ジエーテル、モノエステル、およびジエステルが含まれる。また、本発明によって、エポキシドおよびオキシランなどの環状エーテル（テトラヒドロフランを含む）の重合から誘導されるポリエーテルが企図される。高粘度流体として適切な重合された環状エーテルの例は、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２および特許文献１３（これらは、本明細書にその全体を引用して含まれる）に記載される。
【００２５】
特に適切な高粘度流体は、ポリ−テトラヒドロフラン（ｐ−ＴＨＦ）エステル流体であろう。これらの流体は、ｐ−ＴＨＦおよび二塩基カルボン酸の間の縮合反応によって製造されて、架橋されたｐ−ＴＨＦ生成物が得られるであろう。これは、更に、一塩基カルボン酸と反応されて、第二の縮合反応で末端ヒドロキシル基が末端に取付けられる。得られたｐ−ＴＨＦエステル流体は、次の式Ｉａ、Ｉｂ、およびＩｃに示される化学構造の重合成分の一種以上を含むポリマー混合物として記載されるであろう。式Ｉａは、繰返しＴＨＦ単位を表し、式Ｉｂは、エステル流体の末端に取付けられたｐ−ＴＨＦ単位を表す。式中、Ｒ１は水素、もしくはいかなる置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０アルキル、アリール、またはアラルキル基でもある。これには、限定されることなく、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｔ−ブチル、フェニル、およびベンジルが含まれる。加えて、式Ｉｃは、エステル流体のｐ−ＴＨＦ連鎖のジカルボン酸繰返し単位を表す。式中、Ｒ２およびＲ３は、独立に、水素、もしくはいかなる置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０アルキル、アリール、アルコキシ、アリールオキシ、またはアラルキル基でもある。変数ｍおよびｐは、独立に、１以上のいかなる整数でもあろう。例えば置換または非置換のエチレングリコール、プロピレングリコール、および環状エーテルなどから誘導された他の繰返し単位はまた、ｐ−ＴＨＦエステル流体中に組み込まれるであろう。更に、ｐ−ＴＨＦエステル流体は、約１５０〜約１０，０００ｃＳｔの範囲の粘度（１００℃）を有するものとして特徴付けられるであろう。
【化１】
2005531671.tif 000002
【００２６】
本発明の好ましい実施形態においては、より高粘度の流体は、安定なエマルジョンまたは液中液分散が形成されるように、キャリア流体中に分散される。キャリア流体は、連続相を構成し、一方より高粘度の流体は、安定なエマルジョンの不連続相を構成する。より高粘度の流体は、好ましくは、エマルジョンが、使用期間および適切な貯蔵時間の間安定であるように、比較的長い時間の間担体全体に均一に分散されたままである。本発明の好ましい潤滑油は、キャリア流体中に分散された小滴の高粘度流体によって特徴付けられる。理想的には、液滴は、急速な合体を防止するのに十分なサイズのものであり、従って、エマルジョンの安定性に寄与する。平均数平均液滴サイズ（例えばレーザー光散乱実験によって測定される）は、約０．０１μｍ〜約１０μｍ、より好ましくは約０．１μｍ〜約５μｍの範囲であろう。更により好ましくは、約１μｍであろう。
【００２７】
より高粘度の流体は、好ましくは、キャリア流体に比べて向上された潤滑性能を促進するのに十分な量で潤滑油中に存在する。加えて、十分な量のより高粘度の流体は、二相潤滑油の形成を促進するのに望ましい。このように、流体の量は、臨界混和性濃度を超えるように必要とされるであろう。一般に、より高粘度の流体は、比較的少量でキャリア流体中に存在するであろう。典型的には、潤滑油中のより高粘度の流体の量は、約０．１重量％〜約１０重量％、より好ましくは約０．１重量％〜約１０重量％、更により好ましくは約０．１重量％〜約３重量％の範囲である。更に、本発明のより高粘度の流体は、いかなる量でもｐ−ＴＨＦエステル流体を含むであろう。好ましくは、ここに記載された潤滑油エマルジョンは、約０．０１重量％〜約１０重量％、より好ましくは約０．０１重量％〜約３重量％、更により好ましくは約０．０１重量％〜約１．６重量％の範囲の量でエステル流体を含む。
【００２８】
いくつかの実施形態においては、潤滑油は、ＰＡＯ６／ＡＮ混合物（４：１）約９８．４重量％、およびｐ−ＴＨＦエステル流体約１．６重量％を含む。
【００２９】
本発明の潤滑油はまた、ある種の望ましい特性を、組成物に付与する添加剤を含むであろう。本明細書で用いるのに企図される添加剤は、例えば、乳化剤、錆および腐食防止剤、金属不活性化剤、分散剤、酸化防止剤、熱安定剤、ＥＰ／耐摩耗剤などであろう。これらの添加剤物質は、この発明の組成物の価値を損なうことなく、むしろそれらは、それらの通例の特性を、それらが組み込まれる特定の組成物に付与するのに有用である。
【００３０】
一般に、本発明の潤滑油エマルジョンは、安定なエマルジョンを製造する技術的に知られたいかなる方法にもよって調製されるであろう。より詳細には、本明細書に記載された潤滑油は、担体および高粘度流体を一緒にして、それらが撹拌により溶解する温度に加熱し、続いて混合物を冷却することによって調製されるであろう。本発明の潤滑油を製造するプロトコルには、キャリア流体およびより高粘度の流体を組み合わせる工程、得られた混合物を同時に撹拌しながら、流体が実質的に溶解する温度に加熱する工程、および溶解された流体を、流体が連続相および不連続相に分離して、エマルジョンが形成される温度に冷却する工程が含まれるであろう。
【００３１】
ここに記載された潤滑油の最も重要かつ興味をそそる態様のいくつかには、予想外に優れた潤滑性能が含まれる。一般に、より良好な潤滑油は、より厚い膜を、それが被覆する表面上に形成する。しかし、より大きな膜厚は、高粘度を有する流体の特徴であり、それ自体、より低い運転効率に寄与する望ましくない特性である。本明細書に記載された潤滑油は、それらの測定された粘度に対して著しくより大きな膜厚を示すことによって、この膜厚／粘度の傾向とは逆である。この通常でない特性は、点接触光学的ＥＨＬ膜厚測定装置で観察された。その際、ＥＨＬ膜厚は、温度、および粘度（動粘度および密度の積）の関数として測定される。ＥＨＬ膜厚は、ＬＰ（潤滑油パラメーター）として表されるであろう。これは、等式１に従って、粘度η０（ｃＰ）および圧力−粘度係数α（ｐｓｉ−１）の積である。
ＬＰ＝１０１１η０α      （等式１）
等式１から明らかなように、膜厚は、粘度または圧力−粘度係数の値が増大した際に、増大することが予想される。両値は、容易に、当業者によって測定される。ＬＰは、ＥＨＬ接触における膜厚に対する潤滑油の寄与分である。潤滑油パラメーター（ＬＰ）の概念は、十分に、工業出版物である非特許文献１（本明細書に引用して含まれる）に記載される。
【００３２】
本発明の潤滑油は、キャリア流体単身に比べてほんの少し増大された粘度を示すことから、ＥＨＬ膜厚（またはＬＰ）の実質的に全く検知できない差が、二つの間に予想されるであろう。例えば、本発明の潤滑油に対する粘度および圧力−粘度係数は、高粘度流体が潤滑油のこれらの小成分を構成することから、キャリア流体単身に対するものとほぼ同じである。従って、膜厚（ＬＰ）は、キャリア流体および本潤滑油の両者と類似すると予測される。しかし、図１および２は、ここに示された潤滑油の優れた膜厚（ＬＰとして表される）を、キャリア流体単身と比較して、温度および粘度の関数として示す。膜厚は、典型的には、約０．７乗の関数としてＬＰにしたがうことから、比較的少量の添加された高粘度流体による膜厚の増大は、いかなる所定の粘度においても、キャリア流体単身に比べて５０％超に至るであろう。技術的に知られた標準的な液体潤滑油について、この結果を得るためには、運転温度において約７５％のより高粘度の流体が必要とされるであろう。
【００３３】
加えて、本発明の潤滑油は、キャリア流体単身に比べて低減されたＥＨＬせん断強度（トラクション係数として測定される）を示す。これは、特許文献１４（本明細書に引用して含まれる）に記載された線接触トラクションリグ（Ｌｉｎｅ  Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｔｒａｃｔｉｏｎ  Ｒｉｇ）で測定される。典型的には、本発明に適切な高粘度流体は、キャリア流体単身と比較して、より低いＥＨＬせん断強度を有するであろう。また、せん断強度の傾向は、第一近似として、成分のせん断強度特性の線形加法関数とみなされるであろう。例えば、成分Ａ（５０重量％）、成分Ｂ（３０重量％）、および成分Ｃ（２０重量％）を有する組成物のせん断強度（ＳＳ）は、個々のせん断強度ａ、ｂ、およびｃに関して、成分のせん断強度の重量平均であろう。これは、この特定の例に対して、等式２で表される。
ＳＳ＝（０．５）ａ＋（０．３）ｂ＋（０．２）ｃ      （等式２）
である。
従って、本発明の潤滑油における比較的少量の高粘度流体は、せん断強度特性に対して、無視可能に寄与すると予想される。しかし、図３に示されるように、最大トラクション係数（せん断強度）の約３０％の減少が、予期せずして観察される。従って、本発明の潤滑油組成物は、好ましくは、潤滑油組成物の成分の重量平均に基づいて、計算されたせん断強度と比較して、より低い（または低減された）せん断強度を有する。好ましい実施形態においては、本明細書に記載された潤滑油は、個々の成分に対する計算されたせん断強度と比較して、少なくとも約５％低減されたせん断強度を有する。より好ましくは少なくとも約１５％、更により好ましくは少なくとも約３０％である。
【００３４】
また、本発明によって、潤滑方法が企図される。特に、本明細書に記載された潤滑油を提供し、潤滑油を可動接触表面を有する機械組み立て品に適用する工程を含む本潤滑方法が、包含される。機械組み立て品は、繰返し、相互に対向して移動する表面を含むいかなる機械でもあろう。機械組み立て品は、流体力学的、弾性流体力学的、混合境界および／または境界の条件、もしくはこれらのいかなるものまたは全ての組み合わせの下で、正常に機能する構成要素を有するであろう。好ましくは、機械組み立て品は、弾性流体潤滑条件下で機能する。これは、非変形の接触表面を弾性変形することによって、潤滑膜を生成し、それを保持することを含む。弾性流体潤滑条件下で機能する機械組み立て品の例には、限定されることなく、ギヤ、回転ベアリング、カム、およびトラクション装置が含まれる。
【００３５】
本発明の潤滑油の特異な特性には、より大きな膜厚、並びに比較的低い粘度およびせん断強度が含まれるが、これは、観察された優れた潤滑性能に寄与する。例えば、低減されたせん断強度、および比較的低い粘度は、低減された油膜破壊、より長い油および機械構成要素の寿命、および向上されたエネルギー効率のために、より低い運転温度を維持するのに役立つ。更に、せん断強度の低減は、より長い機械構成要素の寿命（低減された金属疲労、およびより高いスカッフィング負荷を含む）のための低減された表面せん断応力に寄与する。より大きな膜厚は、潤滑の全ての点で利点をもたらし、表面は、低減された摩擦および運転中の摩耗から良好に保護され、不十分な表面保護を補償するための他の潤滑油添加剤の必要性が低減される。
【００３６】
当業者は、多数の変更並びに修正は、本発明の好ましい実施形態に対して為されるであろうし、またこれらの変更並びに修正は、本発明の精神から逸脱することなく為されるであろうことを、認識するであろう。従って、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の精神および範囲の範囲内に入る全てのこれらの等価の変形を包含するものである。
【実施例】
【００３７】
実施例１：本発明の潤滑油
表１に、４種の潤滑油組成物（重量％で示される）、およびそれに対応する担体組成物を示す。選択された特性は、表の下部に含まれる。ＰＴＥ流体はいずれも、ｐ−ＴＨＦ、並びにｉ−Ｃ９モノ酸および／またはオレインダイマー二塩基酸から誘導され、動粘度が異なる（下記に特定される）。この表１に明示されるように、キャリア流体、および本発明の潤滑油の粘度は同等である。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
実施例２：ポリ−ＴＨＦ複合エステル流体を調製するための手順の説明
【００４０】
【表２】
2005531671.tif 000004
【００４１】
１．清浄な乾燥した１００ガロン反応器に、ポリＴＨＦ２５０を装入する。
２．撹拌装置を作動し、アジピン酸およびジブチル錫オキシドを装入する。
３．５０ｍｍＨｇに減圧し、窒素で大気圧に戻す。
４．キシレン２５ポンドを還流溶媒として装入する。
５．２４０℃に加熱し、還流により水約５２ポンドを除去する。ＴＡＮ＜０．５になるまで続ける。
６．ＴＡＮ＜０．５になった際に、１５０℃に冷却する。
７．イソ−ペンタン酸を装入し、２４０℃に加熱する。ヒドロキシル価＜１になるまで、２４０℃で還流を続ける。
８．ヒドロキシル価＜１になった際に、１５〜２０ｍｍＨｇに減圧し、過剰のイソ−ペンタン酸をストリッピングして除く。ＴＡＮ＜０．８になるまでストリッピングを続ける。イソペンタン酸約８〜１０ポンドおよびキシレン２５ポンドが、ストリッピングされるであろう。
９．約７０℃に冷却し、２５％水素酸化ナトリウム水溶液５ポンド、活性炭１．６ポンド、および水２．５ポンドを加える。１時間混合する。
１０．２０ｍｍＨｇに減圧し、９０℃に加熱して水を除去する。１時間保持する。
１１．減圧を窒素で戻し、ろ過のために９０〜９５℃で保持する。
１２．生成物を、約２μｍのろ過助剤を被覆したスパークラー（Ｓｐａｒｋｌｅｒ）ろ紙を通してドラム中にろ過する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の組成物に対する比較データを示す。これは、高められた膜厚（ＬＰとして表される）を温度の関数として示す
【図２】本発明の組成物に対する比較データを示す。これは、高められた膜厚（ＬＰとして表される）を粘度の関数として示す
【図３】本発明の組成物の低減されたせん断強度を、担体単身のせん断強度に関して示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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