(57)【要約】  本発明の目的は、オイル・リザーバに低トラクション係数を有する異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分を含有するウオームギア用潤滑剤を充たし、ウオームギアを同リザーバ内温度が２０〜２２５°Ｃの範囲内の平衡オイル温度下で運転することによる高エネルギー効率のウオームギア・ドライブ運転方法を提供することである。本発明の他の目的は、より高いトラクション係数を有する潤滑剤ベースオイルのトラクション係数を、より低いトラクション係数を有する異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分とブレンドすることにより低下するプロセスを提供することである。本発明の更に他の目的は、異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分と２〜５０重量％の増粘剤を含有するウオームギア用潤滑剤を提供することである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下のステップを包含する高エネルギー効率でウオームギア・ドライブを運転する方法：
ａ．オイル・リザーバに低トラクション係数を有する異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分を含有するウオームギア用潤滑剤を充たす、そして
ｂ．潤滑剤で充たされた同オイル・リザーバを有するウオームギアを同オイル・リザーバ内温度が２０〜２２５°Ｃの範囲内の平衡オイル温度下で運転する。
【請求項２】
該平衡オイル温度が２０〜１５０°Ｃの範囲内にあることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
使用済みの潤滑剤を該オイル・リザーバから抜き出した後に新たな潤滑剤を充たすことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
該トラクション係数が０．０２３未満（動粘度１５ｃＳｔおよび滑り率４０％の条件下で測定）であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
該トラクション係数はトラクション係数＝０．００９×Ｌｎ（動粘度、ｃＳｔ）−０．００１の式で求まるトラクション係数よりも低いことを特徴とする請求項４記載の方法（ここで動粘度は２〜５０ｃＳｔの範囲内にあり、またトラクション係数は平均回転速度３メートル／秒、滑り率４０％および負荷２０ニュートンの条件下で測定される）。
【請求項６】
該異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の芳香族濃度が０．３０重量％未満であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
該異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の芳香族濃度が０．１０重量％未満であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
該異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分のシクロパラフィン官能基含有分子の濃度が３重量％超であり、モノシクロパラフィン官能基含有分子の重量％／マルチシクロパラフィンの官能基含有分子の重量％の比率が１５超であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
該異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分のシクロパラフィン官能基含有分子の濃度が５重量％超であることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
該異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分のシクロパラフィン官能基含有分子の濃度が１０重量％超であることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
該比率が５０超であることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１２】
該異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の１００°Ｃでの動粘度が２ｃＳｔを超え３０ｃＳｔ未満であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１３】
該異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の１００°Ｃでの動粘度が３ｃＳｔを超え１０ｃＳｔ未満であることを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
該異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の流動点（°Ｃ）／１００°Ｃでの動粘度（ｃＳｔ）の比率が下式で求まるベースオイル流動点因子よりも高いことを特徴とする請求項１記載の方法：
ベースオイル流動点因子＝７．３５×Ｌｎ（１００°Ｃでの動粘度）−１８。
【請求項１５】
該異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の遊離炭素指数が２〜１２であり、また追加的に１００炭素原子当りのアルキル基分岐数が１２個未満であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１６】
該異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の遊離炭素指数が３〜１０であり、また追加的に１００炭素原子当りのアルキル基分岐数が１０個未満であることを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
該異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の弾性流体（ＥＨＤ）膜厚が動粘度１５ｃＳｔで測定した場合１７５ナノメートルよりは厚いことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１８】
該異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の弾性流体（ＥＨＤ）膜厚がＥＨＤ膜厚（ナノメートル）＝１０．５×動粘度（ｃＳｔ）＋２０の式で求まる値よりは厚いことを特徴とする請求項１７記載の方法（ここで、ＥＨＤ膜厚測定中の動粘度は２〜５０ｃＳｔであり、これはエントレイン速度３メートル／秒、滑り率４０％および負荷２０ニュートンの条件下で測定する）。
【請求項１９】
該異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分のノアック揮発度はノアック揮発度＝１０００×（１００°Ｃでの動粘度）−２．７の式で求まる値よりも低いことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項２０】
該異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の粘度指数は粘度指数＝２８×Ｌｎ（１００°Ｃでの動粘度）＋９５の式で求まる値よりも高いことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項２１】
以下のステップを包含するより高いトラクション係数を有する潤滑剤ベースオイルのトラクション係数を低下するプロセス：
ａ．より低いトラクション係数を有する異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分を回収する、そして
ｂ．同より低いトラクション係数を有する異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分を同より高いトラクション係数を有する潤滑剤ベースオイルと適切な割合でブレンドして、同より高いトラクション係数を有する潤滑剤ベースオイルのトラクション係数よりも低いトラクション係数を有するブレンドを生成する。
【請求項２２】
該より低いトラクション係数を有する異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分のトラクション係数が０．０２３未満（動粘度１５ｃＳｔおよび滑り率４０％の条件下で測定）であることを特徴とする請求項２１記載のプロセス。
【請求項２３】
該より低いトラクション係数を有する異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分のトラクション係数はトラクション係数＝０．００９×Ｌｎ（該より低いトラクション係数を有する潤滑剤ベースオイルの動粘度、ｃＳｔ）−０．００１の式で求まるトラクション係数よりも低いことを特徴とする請求項２２記載のプロセス（ここでトラクション係数は平均回転速度３メートル／秒、滑り率４０％および負荷２０ニュートンの条件下で測定される）。
【請求項２４】
該潤滑剤ベースオイルのブレンドのトラクション係数はトラクション係数＝０．０１３×Ｌｎ（該潤滑剤ベースオイルのブレンドの動粘度、ｃＳｔ）＋０．００１の式で求まるトラクション係数よりも低いことを特徴とする請求項２１記載のプロセス（ここで該潤滑剤ベースオイルのブレンドの動粘度は２〜５０ｃＳｔの範囲内にあり、また同トラクション係数は平均回転速度３メートル／秒、滑り率４０％および負荷２０ニュートンの条件下で測定される）。
【請求項２５】
該より高いトラクション係数を有する潤滑剤ベースオイルはポリアルファオレフィン、ポリ内部オレフィン、石油系グループＩ、ＩＩおよびＩＩＩのベースオイル、ならびにこれらの混合物のからなる群から選ばれることを特徴とする請求項２１記載のプロセス。
【請求項２６】
該より高いトラクション係数を有する潤滑剤ベースオイルは石油系グループＩＩのベースオイルであることを特徴とする請求項２５記載のプロセス。
【請求項２７】
該より高いトラクション係数を有する潤滑剤ベースオイルの動粘度１５ｃＳｔで測定されたトラクション係数は０．０２４を超えることを特徴とする請求項２１記載のプロセス。
【請求項２８】
該より高いトラクション係数を有する潤滑剤ベースオイルのトラクション係数はトラクション係数＝０．００９×Ｌｎ（該より高いトラクション係数を有する潤滑剤ベースオイルの動粘度、ｃＳｔ）の式で求まるトラクション係数よりも高いことを特徴とする請求項２７記載のプロセス（ここで該より高いトラクション係数を有する潤滑剤ベースオイルのトラクション係数測定中の動粘度は２〜５０ｃＳｔの範囲内にあり、またトラクション係数は平均回転速度３メートル／秒、滑り率４０％および負荷２０ニュートンの条件下で測定される）。
【請求項２９】
該より低いトラクション係数を有する異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の芳香族濃度が０．３０重量％未満であることを特徴とする請求項２１記載のプロセス。
【請求項３０】
該より低いトラクション係数を有する異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分のシクロパラフィン官能基含有分子の濃度が３重量％超であり、モノシクロパラフィン官能基含有分子の重量％／マルチシクロパラフィンの官能基含有分子の重量％の比率が１５超であることを特徴とする請求項２９記載のプロセス。
【請求項３１】
該より低いトラクション係数を有する異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の遊離炭素指数が３〜１０であり、また追加的に１００炭素原子当りのアルキル基分岐数が１０個未満であることを特徴とする請求項２１記載のプロセス。
【請求項３２】
該より低いトラクション係数を有する異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の１００°Ｃでの動粘度が２ｃＳｔを超え３０ｃＳｔ未満であることを特徴とする請求項２１記載のプロセス。
【請求項３３】
該より低いトラクション係数を有する異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の粘度指数は粘度指数＝２８×Ｌｎ（１００°Ｃでの動粘度）＋９５の式で求まる値よりも高いことを特徴とする請求項２１記載のプロセス。
【請求項３４】
以下の成分からなるウオームギア用潤滑剤：
ａ）低トラクション係数の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分、および
ｂ）２〜５０重量％の増粘剤。
【請求項３５】
該異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分のトラクション係数が０．０２３未満（動粘度１５ｃＳｔおよび滑り率４０％の条件下で測定）であることを特徴とする請求項３４記載のウオームギア用潤滑剤。
【請求項３６】
該異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分のトラクション係数がトラクション係数＝０．００９×Ｌｎ（動粘度、ｃＳｔ）−０．００１の式で求まる値よりも低いことを特徴とする請求項３５記載のウオームギア用潤滑剤（ここでトラクション係数測定中の動粘度は２〜５０ｃＳｔの範囲内にあり、またトラクション係数は平均回転速度３メートル／秒、滑り率４０％および負荷２０ニュートンの条件下で測定される）。
【請求項３７】
該異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分は全組成物当り１０〜９３重量％を占めることを特徴とする請求項３４記載のウオームギア用潤滑剤。
【請求項３８】
該異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の芳香族濃度が０．３０重量％未満であることを特徴とする請求項３４記載のウオームギア用潤滑剤。
【請求項３９】
該異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の
ａ）シクロパラフィン官能基含有分子の濃度が３重量％超であり、および
ｂ）モノシクロパラフィン官能基含有分子の重量％／マルチシクロパラフィンの官能基含有分子の重量％の比率が１５超であることを特徴とする請求項３４記載のウオームギア用潤滑剤。
【請求項４０】
該異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の粘度指数は粘度指数＝２８×Ｌｎ（１００°Ｃでの動粘度）＋９５の式で求まる値よりも高いことを特徴とする請求項３４記載のウオームギア用潤滑剤。
【請求項４１】
通常型のＰＡＯ、アルキル化ナフタレン、ポリ内部オレフィン、石油系グループＩ、ＩＩおよびＩＩＩのベースオイル、ならびにこれらの混合物の群から選ばれるベースオイルを更に添加していることを特徴とする請求項３４記載のウオームギア用潤滑剤。
【請求項４２】
該増粘剤がポリイソブチレン、高分子量の複合エステル、超高粘度のＰＡＯおよびこれらの混合物の群から選ばれることを特徴とする請求項３４記載のウオームギア用潤滑剤。
【請求項４３】
通常型のＰＡＯ、アルキル化ナフタレン、ポリ内部オレフィン、石油系グループＩ、ＩＩおよびＩＩＩのベースオイル、ならびにこれらの混合物の群から選ばれるベースオイルを更に添加していることを特徴とする請求項４２記載のウオームギア用潤滑剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低トラクション係数の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油を使用して高エネルギー効率でウオームギア・ドライブを運転する方法、より高いトラクション係数を有する潤滑油ベースオイルのトラクション係数を低下するプロセス、およびウオームギア用潤滑剤組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウオームギアは高いギア減速比が要求される場合に使用される。ウオームギアは２０：１のギア減速比で運転されることは普通であり、また３００：１までですら、あるいはそれ以上の減速比で運転されることもある。ウオームは速度を低下してトルクを増加するために使用される。ウオームのシャフトが１回転するたびにギアのシャフトはギア歯をひとつだけ前進させる。通常のギアとは異なり、ウオームギアの動きは不可逆であり、ウオームは速度を低下するためにギアを駆動することができるが、一般的にはギアは速度を増加するためにウオームを駆動することはできない。速度が低下すれば、それに応じてドライブへのトルクは増加する。ウオームギアは、実質的に速度を低下しトルクを増加するための小型で効果的な手段である。ウオームギアは高滑り速度、中程度の負荷の下で働く。滑り運動により摩擦が発生し、その部分は他のギア・ドライブに比べて高運転温度に達する。ウオームギア用の潤滑剤は、温度上昇の結果としての潤滑膜の薄層化への抵抗性を高め、同時に摩擦エネルギー損失を減少させるために、しばしば高粘度指数で低トラクション係数のベースオイルを用いて処方される。
【０００３】
Ｌ．Ａ．ＢｒｏｎｓｈｔｅｙｎおよびＪ．Ｈ．Ｋｒｅｉｎｅｒは、ウオームギアのエネルギー効率に最も深く関連する物性は同ウオームギアに使用される最終潤滑剤製品のトラクション係数であると述べている（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｏｆ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｏｉｌｓ、ＳＴＬＥ論文集９９−ＡＭ−２、１９９９）。どのようなウオームギア・ドライブ（すなわち、そこでウオームは車輪を駆動する）でのエネルギー効率（％表示）は、下式で規定されるように、同システムでの摩擦係数とウオームの形状の関数であることが示されている（Ｄｕｄｌｅｙ‘ｓＧｅａｒ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ、Ｄ．Ｐ．Ｔｏｗｎｓｅｎｄ、第二版、ｅｄ．、ＭｃＧｒａｗ  Ｈｉｌｌ，  Ｉｎｃ．、１９９２、ｐ．１２．１１）：
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【０００４】
Ｗ．Ｒ．Ｍｕｒｐｈｙ他による以前の研究によれば、多くの商業規模のウオームギアのシステムでの全体的な摩擦関連特性は、これらのシステムで使用されるトラクション係数と実質的に同等である（Ｔｈｅ  Ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  Ｌｕｂｒｉｃａｎｔ  Ｔｒａｃｔｉｏｎ  ｏｎ  Ｗｏｒｍｇｅａｒ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ、ＡＧＭＡ、Ｐ２５４．３３、１９８１）。従って、異なったフォームレーションの潤滑剤の潜在的なエネルギー効率は上式での摩擦係数にトラクション係数を代入することによって推定可能である。これにより、エネルギー効率に関する良好な目安が得られる。なぜならば、粘度、粘度指数、粘度調整剤の種類と濃度、摩擦調整剤の濃度といった潤滑剤の物性は、商業規模のウオームギア・ドライブのエネルギー効率に対して比較的小さな影響しか持っていないことが認められているからである。
【０００５】
ウオームギアはその本来的な性質により本質的には純粋な滑り条件下で対応するウオームホイールに動力を伝達する。この動きによって発生する摩擦熱はそれ自身が動力伝達効率の損失（馬力損失）であり、リザーバー（油溜め）内の潤滑剤あるいは潤滑剤全体の温度を上昇させる。温度が自動的に制御されていない装置では、潤滑剤の効率伝達特性が高くなれば平衡温度が低下することが観察されている。その結果、ウオームギア・ドライブに使用されるどのような潤滑剤であっても、それの潜在的なエネルギー節減はリザーバ内の平衡温度での動力効率に直接的に関連すると考えられる。
【０００６】
これまで、最終潤滑剤製品の組成を決定する場合には、ベースオイルと複数の添加剤を選んでそれらからなる最終潤滑剤製品のトラクション係数を改善してきた。最終留分のトラクション係数を改善するための摩擦調整剤と呼ばれる添加剤の例としてＥＰ０９７３８５４，米国特許４，６３４，５４３およびＷＯ９５２４４５８に開示されているものが挙げられる。ポリアルファオレフィン類（ＰＡＯｓ）は摩擦が低く、従ってウオームギアからトラクション・ドライブまでの機械的負荷の全範囲にわたって機械的効率の改善と摩擦熱による損失の低下を示し、鉱物油潤滑剤に比べてより広い運転条件範囲にわたって同様な効果をもたらす。低摩擦係数を有する好ましいある種のポリアルファオレフィン類は米国特許４，８２７，０６４に開示されている。摩擦の低減のために、しばしば３〜１０％の脂肪油あるいは合成脂肪油がウオームギア・オイルに添加される。
【０００７】
Ｃ．Ｌ．Ｂｕｌｌｏｃｋによれば（Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ  ｉｎ  Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ｂａｓｅｓｔｏｃｋｓ、ＩＣＩＳ−ＬＯＲ  Ｗｏｒｌｄ  Ｂａｓｅ  Ｏｉｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、２００４）、グループＩおよびＩＩのフォミュレーションを含有する低トラクション係数のＰＡＯｓ（ＳｐｅｃｔｒａＳｙｎ  ＵｌｔｒａＴＭ）は、高馬力エンジンでの磨耗を２０〜３０％低減する。しかし、同様な利点が、ＰＡＯｓの代わりに低トラクション係数のフィッシャー・トロプッシュ留出油留分の使用により得られる可能性があることは同論文には言及されておらず、また予測もされていない。ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌが提出したＳｐｅｃｔｒａＳｙｎ  ＵｌｔｒａＴＭ−Ｔｈｅ  Ｕｌｔｒａ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ＰＡＯと題する論文（著作権２００３）によれば、１００°Ｃでの動粘度が約１５０〜１，０００ｃＳｔの低トラクション係数のＰＡＯｓの使用によりウオームギア効率は向上する。更に、同ＳｐｅｃｔｒａＳｙｎ  ＵｌｔｒａＴＭベースオイルは厚い潤滑剤膜を形成する。
【０００８】
米国特許出願番号１０／３０１３９１は、１００°Ｃでの動粘度が約２ｃＳｔでありまた３ｃＳｔ未満の低トラクション係数のフィッシャー・トロプッシュ留出油留分と石油系潤滑油のブレンドによる望ましい低揮発性で粘度が約３以上のベースオイルの製造を開示している。しかし、そこにはトラクション係数の低下に関連する利点の言及はない。また、ＩＳＯ６８〜６８０の動粘度を有するウオームギア用潤滑剤が同発明のブレンドされたベースオイルにブレンド可能であることの言及もない。
【０００９】
米国特許出願番号１０／３０１３９１は、異性化フィッシャー・トロプッシュ残渣留分と通常の石油系ベースオイルあるいはフィッシャー・トロプッシュ・ベースオイルのいずれかとブレンドして同ブレンドの流動点を低下させるブレンディングを開示している。しかし、同出願は摩擦の低下に関する利点に何等言及していない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らが見出したのは、これまで石油系潤滑油ベースオイルおよび／あるいはポリアルファオレフィン類により製造される最終潤滑剤製品を使用した場合に比べてより高いエネルギー効率でウオームギア・ドライブを運転する方法である。更に本発明者らが見出したのは、非常な低トラクション係数を有する異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分をより高いトラクション係数を有する潤滑剤ベースオイルにブレンドしてウオームギア・ドライブへの使用により適するように同ベースオイルのトラクション係数を低下させるプロセスである。更に、本発明者らが見出したのは、優れたエネルギー効率を実現する新規のウオームギア用潤滑剤組成物である。
【００１１】
（発明の要約）
本発明の目的は、オイル・リザーバに低トラクション係数を有する異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分を含有するウオームギア用潤滑剤を充たし、同リザーバ装備のウオームギアを同リザーバ内温度が２０〜２２５°Ｃの範囲内の平衡オイル温度下で運転することによる高エネルギー効率のウオームギア・ドライブ運転方法を提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的は、より高いトラクション係数を有する潤滑剤ベースオイルのトラクション係数を低下するプロセスを提供することであり、同プロセスでは０．０２３未満というより低いトラクション係数（動粘度１５ｃＳｔおよび滑り率４０％の条件下で測定）を有する異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分を回収し、それをより高いトラクション係数を有する上記潤滑剤ベースオイルと適切な割合でブレンドして同ベースオイルよりも低いトラクション係数（動粘度１５ｃＳｔの条件下で測定）を有するベースオイル・ブレンドを製造する。
【００１３】
本発明の更に他の目的は、ａ）０．０２３未満のトラクション係数（動粘度１５ｃＳｔおよび滑り率４０％の条件下で測定）を有する異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分と
ｂ）２〜５０重量％の増粘剤を含有するウオームギア用潤滑剤を提供することである。
【００１４】
（図面の簡単な説明）
図１は４種類の比較用ベースオイルに関して動粘度（ｃＳｔ）に対してトラクション係数をプロットした図である。これらのベースオイルは、グループＩＩの石油系ベースオイル、グループＩの石油系ベースオイル、グループＩＩＩの石油系ベースオイルおよびポリアルファオレフィン系ベースオイルである。各々のベースオイルの４０、７０、１００および１２０°Ｃの試験温度でのトラクション係数データを動粘度に対してプロットした。同図に示される線はデータをフィティングした結果である。
【００１５】
図２は、本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分でのトラクション係数の関連線分であり、同係数はこの下側にある。同線分は、トラクション係数＝０．００９×Ｌｎ（動粘度、ｃＳｔ）−０．００１の関連式で規定される。ここで、トラクション係数測定中の動粘度は２〜５０ｃＳｔであり、Ｌｎは“ｅ”を底とする自然対数である。
【００１６】
図３は３種類の比較用ベースオイルに関して動粘度（ｃＳｔ）に対して弾性流体（Ｅｌａｓｔｏｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ、ＥＨＤ）膜厚（ナノメートル）をプロットした図である。これらのベースオイルは、グループＩＩの石油系ベースオイル、グループＩの石油系ベースオイル、およびポリアルファオレフィン系ベースオイルである。各々のベースオイルの４０、７０、１００および１２０°Ｃの試験温度でのＥＨＤ膜厚を動粘度に対してプロットした。同図に示される線はデータをフィティングした結果である。
【００１７】
図４は、本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分でのＥＨＤ膜厚の関連線分であり、同膜厚はこの上側にあることが好ましい。同線分は、ＥＨＤ膜厚（ナノメートル）＝１０．５×動粘度（ｃＳｔ）＋２０の関連式で規定される。ここで、ＥＨＤ膜厚測定中の動粘度は２〜５０ｃＳｔであった。
【００１８】
図５は、好ましい実施態様での、本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の流動点（°Ｃ）と１００°Ｃでの動粘度（ｃＳｔ）との関係を示しており、流動点はこの線分の上側にある。同線分は、ベースオイルの流動点因子と呼ばれており、ベースオイル流動点因子＝７．３５×Ｌｎ（１００°Ｃでの動粘度）−１８の関連式で計算される。ここで、Ｌｎは“ｅ”を底とする自然対数である。
【００１９】
（発明の詳細な説明）
トラクション係数は基準力Ｎに対する摩擦力Ｆの比で与えられる無次元数である。ここで、摩擦は滑り面あるいは回転面の間の運動に抵抗するあるいは妨害する機械的な力である。トラクション係数は潤滑剤の本来的な性状を表す。潤滑剤ベースオイルおよび最終製品留分のトラクション係数は低いことが望ましい。なぜならば、低トラクション係数はエネルギー節減、装置の磨耗の減少、潤滑剤の長寿命（特にウオームギアにおいて）をもたらすからである。
【００２０】
トラクション係数
オイルは、弾性流体（ＥＨＤ）潤滑領域において固化したりあるいは粘度が上昇する。
ＥＨＤ領域での接触による摩擦に起因するエネルギー損失は、粘度が上昇したオイルのせん断力によって決まる。固化圧力およびせん断力は潤滑剤ベースオイルの種類によって大きく異なり、従ってそれらのトラクション性状も異なる。
【００２１】
パラフィン濃度が比較的低い通常型のグループＩのベースオイルは、高いトラクション力を発生する比較的堅固かつコンパクトな分子を含有し、それに対して、パラフィン濃度がより高いベースオイルおよびポリアルファオレフィン系ベースオイルは開放的、弾性的な分子を含有し、トラクション係数が低い。トラクションは、潤滑された接触面での界面条件の敏感な目安である。トラクション係数は接触面での潤滑剤ベースオイルのせん断応力および表面膜のせん断応力の関数である（ただし、表面での凹凸同士の相互作用が殆どあるいは全くないとの前提下で）。潤滑膜が全面的にＥＨＤ条件下での低トラクション係数は、ギア歯のミクロピッティングの防止、熱蓄積の最少化、酸化による損傷に対する抵抗性の提供、そして燃費の向上をもたらすので望ましい。
【００２２】
トラクション係数の試験方法
トラクション関連のデータはＭＴＭ  Ｔｒａｃｔｉｏｎ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ（ＰＣＳ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｌｔｄ．）により測定された。
同装置は、４６ｍｍ直径の研磨された平坦なディスク（ＳＡＥ  ＡＩＳＩ  ５２１００鋼）に対して２２°の角度をなす１９ｍｍ直径の研磨されたボール（ＳＡＥ  ＡＩＳＩ  ５２１００鋼）を装備している。測定は、４０、７０、１００および１２０°Ｃの温度下で実施した。同鋼製のボールおよびディスクは、平均回転速度３Ｍ／秒、滑り率４０％（ボールとディスクの速度差のこれらの平均速度に対する比で定義される）条件下で２基のモータにより独立して駆動された。すなわち、滑り率ＳＲＲは（速度１−速度２）／［（速度１＋速度２）／２］で定義される。ボール／ディスクに対する負荷は２０ニュートンであり、これにより平均的な接触応力０．５４６ＧＰａ、最大接触応力０．８１９ＧＰａが発生したと推定される。
【００２３】
各オイルのトラクション係数データを各温度（４０、７０、１００および１２０°Ｃ）での動粘度に対してプロットした。すなわち、例えば４０°Ｃでのオイルの動粘度（ｘ座標）に対して４０°Ｃでのトラクション・データ（ｙ座標）をプロットした、等々。動粘度情報は一般的には４０および１００°Ｃでの値しか得られないので、これらの温度でのデータを用いてよく知られたＷａｌｔｈｅｒ式［Ｌｏｇ１０（Ｌｏｇ１０（ｖｉｓ＋０．６））＝ａ−ｃ＊Ｌｏｇ１０（温度、Ｋ）］により７０および１２０°Ｃでの値を推定した。Ｗａｌｔｈｅｒ式は４０および１００°Ｃ以外の温度での粘度を推定するために最も広く使用されている式であり、ＡＳＴＭ  Ｄ３４１の粘度−温度チャートはこれに基づいている。各オイルでの結果を、動粘度（ｃＳｔ）に対するトラクション係数の対数のプロットで線形フィッティングした線図で示している。１５ｃＳｔの動粘度、および他の動粘度での各オイルのトラクション係数を線図から読み、表に示した。
【００２４】
４ｃＳｔの動粘度での異なった種類のベースオイルのトラクション関連特性に関してはＱｅｅｒｅｓｈｉ他が議論している（Ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ  Ｎｅｘｔ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ａｘｌｅ  Ｆｌｕｉｄｓ：Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓ、Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｔｒｉｂｏｌｏｇｉｓｔｓ  ａｎｄ  Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ、２００３年５月）。上述の方法で測定した場合、石油系のグループＩＩのベースオイルは石油系のグループＩのベースオイルよりはトラクション係数が高く、石油系のグループＩのベースオイルは石油系のグループＩＩＩのベースオイルよりはトラクション係数が高く、また石油系のグループＩＩＩのベースオイルはポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）系のベースオイルよりはトラクション係数が高い。本発明以前では、最も低いトラクション係数を有する公知のベースオイルはＰＡＯ系のものであった。
【００２５】
本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分は通常型のＰＡＯ類よりは低いトラクション係数を有する。本明細書内で使用される「通常型のＰＡＯ類」とは１００°Ｃでの動粘度が約１５０ｃＳｔ未満のものを指す。本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分のトラクション係数は１５ｃＳｔの動粘度で測定した場合０．０２３未満である。同留分のトラクション係数は通常型ＰＡＯ類のトラクション係数に関する式トラクション係数＝０．００９×Ｌｎ（動粘度、ｃＳｔ）−０．００１で求まる値よりも低いことが好ましい。ここで、動粘度（ｃＳｔ）はトラクション係数測定中の動粘度であり、Ｌｎは“ｅ”を底とする自然対数である。動粘度（ｃＳｔ）は試験温度および測定されているオイルの粘度指数によって変化する。上式に用いられるベースオイルの動粘度は２〜５０ｃＳｔの範囲内にある。同式のプロット図を図２に示している。
【００２６】
平衡オイル温度
運転中のギアボックス内のオイル・リザーバ内のオイル温度は、内部に発生する熱プラス外部から供給された熱と放散された熱の間の熱バランスが平衡に達するまで上昇し続ける。内部で発生する熱の熱源は、各部品間の相対運動によるギアボックス内での動力損失である。ギアメッシュでの滑り摩擦は高いので、ウオームギアボックス内でのギアの摩擦は熱発生の主要な熱源となる。ウオームギアボックスは他の種類のギアに比べて効率が低いので、しばしば「熱的に限定される動力定格」が与えられる。
【００２７】
外部からの熱としては、例えば直接的に日光にさらされた結果としての輻射熱、高温の周囲熱あるいは他の手段からの熱の吸収が考えられる。熱は通常はギアボックスのハウジング表面からの輻射、あるいは周囲の大気、周囲の構造物および部品への対流により逸散する。周囲の状態が適切な冷却（熱放散による）を与えない場合、ファン、特別なオイル冷却器といった追加的な外部手段を必要とする。ウオームギア・ボックスのオイル・リザーバ内での平衡オイル温度は一般的には２０〜２２５°Ｃの範囲内にあり、好ましくは２０〜１５０°Ｃの範囲内にある。フィッシャー・トロプッシュ油からなる潤滑剤ベースオイルは高い酸化抵抗性を有しているので、高い平衡オイル温度下でも長期間にわたってウオームギア内で作動できる。
【００２８】
異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分
低トラクション係数を有する異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分は、フィッシャー・トロプッシュ合成生成物の水素化異性化および任意に採用されるハイドロフィニッシングの過程で生成する炭化水素から分離される。
【００２９】
フィッシャー・トロプッシュ合成
フィッシャー・トロプッシュ合成では、シンガスは反応条件下でフィッシャー・トロプッシュ触媒と接触して液体炭化水素に転化される。典型的には、合成ガス（シンガス）を生成するために、メタンおよび任意に選択される炭化水素（エタンおよびそれよりも重い化合物）を通常型のシンガス生成装置に送ることができる。一般的には、合成ガスは水素および一酸化炭素を含有し、更に少量の二酸化炭素および／あるいは水を含有する可能性がある。シンガス中の硫黄、窒素、ハロゲン、セレニウムおよび砒素といった汚染物の存在は望ましくない。この理由により、またシンガス品質によっては、フィッシャー・トロプッシュ合成を実施する前の段階で原料から硫黄その他の汚染物を除去することが好ましい。これらの汚染物除去の手段は当業界の熟練者にはよく知られている。例えば、ＺｎＯを充填したガード層の使用は硫黄系不純物除去のために好ましい。その他の汚染物除去の手段は当業界の熟練者にはよく知られている。更に、フィッシャー・トロプッシュ反応器に導入する前の段階で、シンガス反応中に生成した二酸化炭素および既に除去されてはいない追加的な量の硫黄化合物を除去するためにシンガスを精製することも好ましいかもしれない。このことは、例えば、シンガスを充填層内で中程度にアルカリ性の溶液（例えば炭酸カリ水溶液）に接触させることにより達成できる。
【００３０】
フィッシャー・トロプッシュ・プロセスでは、Ｈ２とＣＯを含有する混合物を適切な温度および圧力反応条件下でフィッシャー・トロプッシュ触媒に接触させて液体および気体の炭化水素を生成する。フィッシャー・トロプッシュ反応は、典型的には約３００〜７００°Ｆ（１４９〜３７１°Ｃ）、好ましくは約４００〜５５０°Ｆ（２０４〜２２８°Ｃ）の温度；約１０〜６００ｐｓｉａ（０．７〜４１バール）、好ましくは約３０〜３００ｐｓｉａ（２〜２１バール）の圧力；および約１００〜１０，０００ｃｃ／ｇ／ｈｒ、好ましくは約３００〜３，０００ｃｃ／ｇ／ｈｒの触媒空間速度の条件下で実施される。フィッシャー・トロプッシュ型反応を実施するための条件例は当業界の熟練者にはよく知られている。
【００３１】
フィッシャー・トロプッシュ合成プロセスから生成する留分は、Ｃ１〜Ｃ２００＋の範囲、大半がＣ５〜Ｃ１００＋の範囲にわたる可能性がある。同反応は様々な形式の反応器によって実施できる。このような反応器の例として、１基あるいは複数基の触媒が充填された固定層型反応器、スラリー反応器、流動層反応器あるいは異なった形式の反応器の組み合わせが挙げられる。このような反応のプロセスおよび反応器はよく知られており、また文献に記載されている。
【００３２】
スラリー型フィッシャー・トロプッシュ・プロセスは本発明の実施のために好ましいプロセスであり、非常な発熱型合成反応によってもたらされる優れた熱（および物質）移動特性を利用し、またコバルト系触媒を使用するならば比較的高分子量のパラフィン系炭化水素を生成できる。同スラリー・プロセスでは、水素と一酸化炭素を含有する混合物からなるシンガスは、粒状のフィッシャー・トロプッシュ型炭化水素合成触媒を含むスラリー中に第三相として泡立つように上方に移動する。同触媒は、反応条件下では液状である合成反応用の炭化水素留分を含有するスラリー液内に分散され懸濁されている。水素／一酸化炭素モル比は約０．５〜４といった広い範囲にわたる可能性があるが、より典型的には約０．７〜２．７５、好ましくは約０．７〜２．５の範囲内にある。特に好ましいフィッシャー・トロプッシュ・プロセスはＥＰ０６０９０７９に開示されており、その内容は全ての目的のために本明細書内に全面的に引用されている。
【００３３】
一般的には、フィッシャー・トロプッシュ合成触媒は金属酸化物に担持された周期律表８族の遷移金属を含有している。更に、同触媒は貴金属系の助触媒および／あるいは結晶質モレキュラーシーブを含有してもよい。適切なフィッシャー・トロプッシュ触媒は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＲｕおよびＲｅの１種あるいは複数種を含有し、この内コバルトが好ましい。好ましいフィッシャー・トロプッシュ触媒は、適切な無機物質（好ましくは１種あるいは複数種の耐熱性金属酸化物）に担持された有効量のコバルトおよびＲｅ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｔｈ，Ｚｒ、Ｈｆ、Ｕ、ＭｇおよびＬａの１種あるいは複数種を含有する。一般的に、触媒中のコバルト量は全触媒組成物に対して約１〜５０重量％である。更に、同触媒はＴｈＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＭｇＯおよびＴｉＯ２のような塩基性酸化物系助触媒；ＺｒＯ２のような助触媒；貴金属（Ｐｔ、Ｐｄ，Ｒｕ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｉｒ）；貨幣鋳造用金属（Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ）；ならびにＦｅ、Ｍｎ、Ｎｉ、およびＲｅのような他の遷移金属をも含有し得る。適切な担体物質の例として、アルミナ、シリカ、マグネシアおよびチタニア、あるいはこれらの混合物が挙げられる。コバルト含有触媒のための好ましい担体はチタニアを含有する。有用な触媒およびそれらの製法は公知であり、また米国特許４，５６８，６６３に開示されている（同特許文献は触媒の説明を意図しており、触媒選択に関して制限を設けようとしているのではない）。
【００３４】
ある種の触媒は比較的低度から中程度の連鎖成長可能性を与えることが知られており、同反応留分は比較的高割合の低分子量（Ｃ２〜Ｃ８）のオレフィン類と比較的低割合の高分子量（Ｃ３０＋）のワックスを含有する。ある種の他の触媒は比較的高い連鎖成長可能性を与えることが知られており、同反応留分は比較的低割合の低分子量（Ｃ２〜Ｃ８）のオレフィン類と比較的高割合の高分子量（Ｃ３０＋）のワックスを含有する。このような触媒は当業界の熟練者にはよく知られており、容易に入手あるいは製造できる。ＥＰ０６０９０７９は特に好ましいフィッシャー・トロプッシュ・プロセスを開示しており、またＷＯ１９９９３４９１７Ａ１はより高い炭素数分布を有するワックスの製造プロセス例を開示している。
【００３５】
フィッシャー・トロプッシュ・プロセスからの生成物留分は主としてパラフィン類からなる。一般的には、フィッシャー・トロプッシュ反応からの生成物留分は軽質反応留分とワックス状の反応留分を含有する。同軽質反応留分（すなわちコンデンセート留分）は約７００°Ｆ未満の温度で沸騰する炭化水素（例えばテールガス〜中間留分燃料）を含有し、これらは主としてＣ５〜Ｃ２０の範囲内にあり、また分子量が高くなるに従い割合的には少なくなるが約Ｃ３０までの留分を含有する。ワックス状の反応留分（すなわちワックス留分）は約６００°Ｆ超の温度で沸騰する炭化水素（例えば、減圧ガスオイル〜重質パラフィン）を含有し、これらは主としてＣ２０＋の範囲内にあり、また分子量が低くなるに従い割合的には少なくなるが約Ｃ１０までの留分を含有する。
【００３６】
同軽質反応留分およびワックス状留分は、両方とも実質的にパラフィン類からなる。同ワックス状留分は一般的には７０重量％超の、しばしば８０重量％超のノルマル・パラフィン類を含有する。同軽質反応留分はパラフィン留分を含有し、また相当な割合のアルコール類およびオレフィン類も含有する。いくつかの場合では、同軽質反応留分は５０重量％もの（あるいはそれよりも高割合の）アルコール類およびオレフィン類を含有する。本発明のブレンドされた潤滑剤およびブレンドされた潤滑剤最終製品に使用されるフィッシャー・トロプッシュ反応からの潤滑剤ベースオイルを生成するプロセスのための原料として使用されるのはこのワックス状反応留分（すなわちワックス留分）である。
【００３７】
低トラクション係数の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分は、フィッシャー・トロプッシュ合成原油（シンクルード）のワックス状留分から水素化異性化を包含するプロセスによって生成する。好ましくは、同フィッシャー・トロプッシュ潤滑剤ベースオイルはＵ．Ｓ．Ｓ．Ｎ．１０／７４４３８９（２００３年１２月２３日出願）およびＵ．Ｓ．Ｓ．Ｎ．１０／７４４８７０（２００３年１２月２３日出願）に開示されるプロセスによって生成する。同プロセスは全面的に本明細書内に引用されている。本発明のブレンドされた潤滑剤およびブレンドされた潤滑剤最終製品に使用される同異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分は、同ブレンドされた潤滑剤の構成成分が受け入れられブレンドされる場所とは異なる場所で製造してよい。
【００３８】
水素化異性化
水素化異性化は潤滑剤ベースオイルの分子構造に選択的に分岐を導入することによりそれの低温流動性の向上を意図している。水素化異性化は、理想的には分解による転化を最小限に抑制しつつフィッシャー・トロプッシュ・ワックスをワックス状ではないイソパラフィン類に高率で転化する。好ましくは、本発明での水素化異性化条件は、ワックス原料中の約７００°Ｆ超の温度で沸騰する化合物を約７００°Ｆ未満の温度で沸騰する化合物に転化して同留分を約１０〜５０重量％、好ましくは約１５〜４５重量％維持するように制御する。
【００３９】
本発明によれば、水素化異性化は形状選択的で中程度の細孔径を有するモレキュラーシーブの存在下で実施される。本発明に有用な水素化異性化触媒は、耐熱性の酸化物担体に担持された形状選択的で中程度の細孔径を有するモレキュラーシーブと任意に選択される触媒活性を有する水素化成分を含有する。ここで使用される「中程度の細孔径」という用語は、多孔質無機酸化物が焼成された状態である場合には約３．９〜７．１Åの範囲内の有効細孔径という意味である。本発明の実施に使用される形状選択的で中程度の細孔径を有するモレキュラーシーブは、一般的には１−Ｄ、１０−、１１−あるいは１２−環のモレキュラーシーブである。本発明のための好ましいモレキュラーシーブは１−Ｄ、１０−環の種であり、１０−（あるいは１１−あるいは１２−）環のモレキュラーシーブは１０（あるいは１１あるいは１２）個の四面体配位の原子（Ｔ−原子）構造を有し、その中に酸素を含んでいる。１−Ｄのモレキュラーシーブでは、１０−環（あるいはそれを超える）細孔は互いに平行しており連結されていない。ただし、中程度の細孔径を有するモレキュラーシーブに関するより広義の定義を満たすモレキュラーシーブであるが互いに連結された８員環を有するものも本発明のモレキュラーシーブの定義に包含され得ることに注意されたい。１−、２−および３−Ｄとしてのゼオライト内チャンネルの分類は、Ｒ．Ｂ．Ｂａｒｒｅｒ（Ｚｅｏｌｉｔｅｓ，Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｆ．Ｒ．Ｒｏｄｒｉｇｕｅｓ、  Ｌ．Ｄ．ＲｏｌｌｍａｎおよびＣ．Ｎａｃｃａｃｈｅ編集、ＮＡＴＯ  ＡＳＩ  Ｓｅｒｉｅｓ、１９８４年）により提案されており、同分類は全面的に本明細書に引用されている（特に、同文献の７５ページを参照されたい）。
【００４０】
水素化異性化に使用される好ましい形状選択的、中程度の細孔径のモレキュラーシーブはＳＡＰＯ−１１、ＳＡＰＯ−３１およびＳＡＰＯ−４１といったリン酸アルミニウム系のものであり、より好ましくはＳＡＰＯ−１１およびＳＡＰＯ−３１であり、最も好ましくはＳＡＰＯ−１１である。ＳＭ−３１は特に好ましい形状選択的、中程度の細孔径のＳＡＰＯであり、これはＳＡＰＯ−１１モレキュラーシーブ構造に分類される結晶構造を有している。ＳＭ−３の製造法およびそれの特徴的な特性は米国特許４，９４３、４２４および５，１５８，６６５に開示されている。水素化異性化に使用される他の好ましい形状選択的、中程度の細孔径のモレキュラーシーブはゼオライト（例えば、ＺＳＭ−２２、ＺＳＭ−２３、ＺＳＭ−３５、ＺＳＭ−４８、ＺＳＭ−５７、ＳＳＺ−３２、オフレタイトおよびフェッリエライト）であり、これらの中でＳＳＺ−３２およびＺＳＭ−２３がより好ましい。
【００４１】
好ましい中程度の細孔径のモレキュラーシーブは、チャンネルの選択された結晶学的自由径、選択された結晶子サイス（選択されたチャンネル長に対応する）および選択された酸性度によって特徴付けられる。モレキュラーシーブのチャンネルの望ましい結晶学的自由径は約３．９〜７．１オングストロームであり、最大径は７．１オングストローム以下、最小径は３．９オングストローム以上であり、最大径は７．１オングストローム以下、最小径は４．０オングストローム以上である。好ましくは、最大径は７．１オングストローム以下、最小径は４．０オングストローム以上である。最も好ましくは、最大径は６．５オングストローム以下、最小径は４．０オングストローム以上である。モレキュラーシーブのチャンネルの結晶学的自由径は、Ｃｈ．Ｂａｅｒｌｏｃｈｅｒ、Ｗ．Ｍ．ＭｅｉｅｒおよびＤ．Ｈ．Ｏｌｓｏｎ，Ｅｌｓｅｖｉｅｒが論じており、（Ａｔｌａｓ  ｏｆ  Ｚｅｏｌｉｔｅ  Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ  Ｔｙｐｅｓ、第５版改訂版、１０〜１５ページ、２００１年）、これらは本明細書内に引用されている。
【００４２】
本発明のプロセスに有用な特に好ましい中程度の細孔径のモレキュラーシーブは米国特許５，１３５，６３８および５，２８２，９５８に開示されており、その内容は全面的に本明細書内に引用されている。米国特許５，２８２，９５８によれば、このような中程度の細孔径のモレキュラーシーブは約０．５ミクロン以下の結晶子径を有しており、同細孔の最小径は少なくとも約４．８Å、最大径は約７．１Åである。同触媒は、それの０．５ｇが管型反応器内に充填された場合、温度３７０°Ｃ、圧力１２００ｐｓｉｇ、水素流量１６０ｍＬ／分および原料流量１ｍＬ／時間の条件下で少なくとも５０％のヘキサデカンを転化するに十分な酸性度を有している。更に、同触媒は、ノルマルヘキサデカン（ｎ−Ｃ１６）を他の種に９６％転化する条件下で４０％以上の異性化選択性も示す（異性化選択性は、１００×（留分中の分岐Ｃ１６の重量％）／（留分中の分岐Ｃ１６およびＣ１３の重量％）で定義される）。
【００４３】
モレキュラーシーブのチャンネルの結晶学的自由径が未知の場合、同モレキュラーシーブの有効細孔径は標準的な吸着技術および既知の最小動径を有する炭化水素化合物を用いて測定できる。Ｂｒｅｃｋ、Ｚｅｏｌｉｔｅ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｓｉｅｖｅｓ、１９７４年（特に第８章）；Ａｎｄｅｒｓｏｎ他、Ｊ．Ｃａｔａｌｙｓｉｓ、５８、１１４、１９７９年；および米国特許４，４４０，８７１を参照されたい。これら文献の関連箇所は本明細書内に引用されている。細孔径決定のための吸着測定を実施する場合には、標準的な技術が採用される。この場合、１０分未満の時間内に以内に少なくとも９５％がモレキュラーシーブへの平衡吸着（２５°Ｃでのｐ／ｐｏ＝０．５）に達しない特定のモレキュラーシーブを除外することが便利である。中程度の細孔径のモレキュラーシーブは、典型的には、５．３〜６．５オングストロームの動径を有する分子を殆んど支障なく収容する。
【００４４】
本発明に有用な水素化異性化触媒は、水素化触媒活性を有する金属を含有する。水素化触媒活性を有する金属の含有はわずかばかりの改善（特に粘度指数および安定性）につながる。典型的な水素化触媒活性を有する金属の例としてクロム、モリブデン、ニッケル、バナジウム、コバルト、タングステン、亜鉛、白金およびパラジウムが挙げられる。金属状の白金およびパラジウムが特に好ましく、白金が最も好ましい。白金および／あるいはパラジウムが使用される場合、水素化触媒活性を有する金属の全濃度は典型的には全触媒基準で０．１〜５重量％の範囲内にあり、通常は０．１〜２重量％であり１０重量％を超えない。
【００４５】
耐熱性の酸化物担体は触媒担体として通常用いられているものから選ばれる。これらの例として、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、マグネシア、チタニアおよびこれらの混合物が挙げられる。
【００４６】
水素化異性化条件は、シクロパラフィン官能基含有分子の濃度が３重量％超、モノシクロパラフィン官能基含有分子の重量％／マルチシクロパラフィンの官能基含有分子の重量％の比率が１５超を有する異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油を生成するために調整される。水素化異性化条件は、使用原料の性状、使用触媒、同触媒が硫化処理されているか否か、望ましい収率および潤滑剤ベースオイルの望ましい性状によって変化する。本発明の水素化異性化プロセスが実施できる条件は、温度が約５５０〜７５０°Ｆ（２８７〜約３９９°Ｃ）、好ましくは約６００〜７００°Ｆ（３１５〜約３７１°Ｃ）；圧力が約１５〜３０００ｐｓｉｇ、好ましくは１００〜２５００ｐｓｉｇである。この点からは、水素化異性化脱ロウ圧力は水素化異性化反応器内の水素分圧である（ただし、水素分圧は実質的には全圧と同一、あるいはほぼ同一である）。接触過程での時間当たりの液空間速度は一般的には約０．１〜２０ｈｒ−１、好ましくは約０．１〜５ｈｒ−１である。水素／炭化水素モル比率は約１．０〜５０、より好ましくは約１０〜２０の範囲内にある。水素化異性化の実施に適切な条件は米国特許５，２８２，９５８および５，１３５，６３８に開示されており、その内容は全面的に本明細書内に引用されている。
【００４７】
水素化異性化プロセスでは水素が反応領域内に存在する。水素／原料比率は典型的には約０．５〜３０ＭＳＣＦ／ｂｂｌ（バレル当り標準状態で１０００立方フィート）、好ましくは約１〜１０ＭＳＣＦ／ｂｂｌである。水素は同留分から分離されて反応領域に再循環されてよい。
【００４８】
水素化処理
水素化異性化プロセスへのワックス状原料は、水素化異性化による脱ロウ処理の前に水素化処理されてよい。水素化は触媒プロセスであり、通常は遊離水素の存在下で実施される。同プロセスは、原料中に存在する各種の金属汚染物（例えばヒ素、アルミニウムおよびコバルト；ヘテロ原子、例えば硫黄および窒素；含酸素化合物；および原料からの芳香族類）の除去を主目的としている。一般的には、水素化運転中には炭化水素分子の分解（すなわちより高分子量の分子のより低分子量の分子への分解）は最小限に抑えられ、また不飽和炭化水素は全面的あるいは部分的に水素化される。
【００４９】
水素化処理運転に使用される触媒は当業界ではよく知られている。例えば、米国特許４，３４７，１２１および４，８１０，３５７は水素化、水素化分解およびこれら各プロセスに使用される典型的な触媒を概略しており、その内容は全面的に本明細書内に引用されている。適切な触媒の例として、ＶＩＩＩＡ族（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｕｎｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｕｒｅ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙの１９７５年ルールによる分類）の貴金属（例えば、アルミナあるいはケイ素系の担体に担持された白金あるいはパラジウム）；およびＶＩＩＩ族およびＶＩＢ族元素（例えばアルミナあるいはケイ素系の担体に担持されたニッケル−モリブデンあるいはニッケル−錫）が挙げられる。米国特許３，８５２，２０７は、適切な貴金属系触媒と温和な条件を開示している。他の適切な触媒は、例えば米国特許４，１５７，２９４および３，９０４，５１３が開示している。非貴金属系の水素化触媒金属（例えばニッケル−モリブデン）は通常は酸化物の形で最終触媒組成中に存在するが、特定の関連金属から硫化物が容易に生成する場合には通常は還元状態あるいは硫化物の形で存在する。
【００５０】
好ましい非貴金属系触媒組成物は約５重量％を超える、好ましくは約５〜４０重量％のモリブデンおよび／あるいはタングステンを含有し、また少なくとも約０．５重量％、一般的には約１〜１５重量％のニッケルおよび／あるいはコバルトを含有する（濃度は対応する酸化物として決められる）。貴金属（例えば白金）を含有する触媒は、０．０１重量％を超える、好ましくは０．１〜１．０重量％の金属を含有する。２種類以上の貴金属（例えば白金とパラジウムの混合物）も使用できる。
【００５１】
典型的な水素化条件は広い範囲内に変化する。一般的には、全体としてのＬＨＳＶは約０．２５〜２．０ｈｒ−１、好ましくは約０．５〜１．５ｈｒ−１の範囲内にある。水素分圧は約２００ｐｓｉａを超え、好ましくは約５００〜２０００ｐｓｉａの範囲内にある。水素再循環流量は典型的には５０ＳＣＦ／Ｂｂｌを超え、好ましくは１０００〜５０００ＳＣＦ／Ｂｂｌの範囲内にある。反応器内の温度は約３００〜７５０°Ｆ（約１４９〜３９９°Ｃ）の範囲内にあり、好ましくは４５０〜７２５°Ｆ（２３０〜３８５°Ｃ）の範囲内にある。
【００５２】
ハイドロフィニッシング処理
ハイドロフィニッシングは、フィッシャー・トロプッシュ潤滑剤ベースオイル生成のために水素化異性化処理に続いて採用してもよい水素化プロセスである。ハイドロフィニッシングは、フィッシャー・トロプッシュ潤滑剤ベースオイル留分から微量の芳香族、オレフィン、発色体および溶媒を除去することにより、同留分の酸化安定性、紫外線安定性および外観の向上を意図している。本明細書においては、紫外線安定性との用語は紫外線および酸素に暴露された場合の同潤滑剤ベースオイルあるいは最終潤滑剤製品の安定性を意味する。紫外線安定性は、紫外線および空気に暴露された場合の通常は綿状沈殿物あるいは曇りとして現れる目視可能な沈殿物の形、あるいはより暗い色の発現により示唆される。米国特許３，８５２，２０７および４，６７３，４８７ハイドロフィニッシングを概略している。
【００５３】
ハイドロフィニッシング条件は、芳香族濃度が０．３０重量％未満（好ましくは０．１０重量％未満、より好ましくは０．０５重量％未満）、シクロパラフィン官能基含有分子の濃度が３重量％超、モノシクロパラフィン官能基含有分子の重量％／マルチシクロパラフィンの官能基含有分子の重量％の比率が１５超のフィッシャー・トロプッシュ留出油留分を生成するために調整される。このような結果を得るためには複数のハイドロフィニッシング工程が必要とされる可能性がある。
【００５４】
ハイドロフィニッシング工程では、全体としての時間当たりの液空間速度（ＬＨＳＶ）は約０．２５〜２．０ｈｒ−１、好ましくは約０．５〜１．０ｈｒ−１の範囲内にある。水素分圧は約２００ｐｓｉａを超え、好ましくは約５００〜２０００ｐｓｉａの範囲内にある。水素再循環流量は典型的には５０ＳＣＦ／Ｂｂｌを超え、好ましくは１０００〜５０００ＳＣＦ／Ｂｂｌの範囲内にある。温度は約３００〜７５０°Ｆ（約１４９〜３９９°Ｃ）の範囲内にあり、好ましくは４５０〜６００°Ｆ（２３２〜３１６°Ｃ）の範囲内にある。
【００５５】
適切なハイドロフィニッシング触媒の例として、ＶＩＩＩＡ族（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｕｎｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｕｒｅ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙの１９７５年ルールによる分類）の貴金属（例えば、アルミナあるいはケイ素系の担体に担持された白金あるいはパラジウム）；硫化処理されていないＶＩＩＩＡ族およびＶＩＢ族元素（例えばアルミナあるいはケイ素系の担体に担持されたニッケル−モリブデンあるいはニッケル−錫）が挙げられる。米国特許３，８５２，２０７は、適切な貴金属系触媒と温和な条件を開示している。他の適切な触媒は、例えば米国特許４，１５７，２９４および３，９０４，５１３が開示している。非貴金属系触媒は約５重量％を超える、好ましくは約５〜４０重量％のモリブデンおよび／あるいはタングステンを含有し、また少なくとも約０．５重量％、一般的には約１〜１５重量％のニッケルおよび／あるいはコバルトを含有する（濃度は対応する酸化物として決められる）。貴金属（例えば白金）系触媒は０．０１重量％を超える、好ましくは０．１〜１．０重量％の金属を含有する。２種類以上の貴金属（例えば白金とパラジウムの混合物）も使用できる。
【００５６】
不純物除去のためのクレイ処理は、低トラクション係数のフィッシャー・トロプッシュ留出油留分を生成するための最終プロセスの代案である。
【００５７】
分別蒸留
フィッシャー・トロプッシュ留分および石油留分の特徴的な沸点範囲を有する各留分への分離は通常は常圧あるいは減圧での蒸留、あるいはこれらの組み合わせによってなされる。本明細書で使用される「留出油留分」あるいは「留出油」という用語は常圧蒸留塔あるいは減圧蒸留塔から回収されるサイドストリーム留分を意味し、これは常圧蒸留塔あるいは減圧蒸留塔底部から回収されるより高沸点の留分である「残渣」に対する用語である。常圧蒸留は典型的には約６００〜７５０°Ｆ（約３１５〜３９９°Ｃ）の初留点を有する残渣からより軽質の留出油（例えばナフサおよび中間留出油）を分離するために用いられる。より高温下では炭化水素の熱分解が起こり、装置の汚染や重質留分の収率の低下を招く可能性がある。減圧蒸留は典型的にはより重質の留分（例えば潤滑剤ベースオイル留分）を異なった沸点範囲を有する留分に分離するために用いられる。潤滑剤ベースオイル留分を異なった沸点範囲を有する留分に分別蒸留することにより複数種のグレード（あるいは粘度）の潤滑剤ベースオイル留分の製造が可能になる。
【００５８】
本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分は優れた潤滑剤ベースオイルとなる。本発明を実施する際に用いられる同異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分は低トラクション係数、芳香族濃度が０．３０重量％未満、シクロパラフィン官能基含有分子の濃度が３重量％超、モノシクロパラフィン官能基含有分子の重量％／マルチシクロパラフィンの官能基含有分子の重量％の比率が１５超、１００°Ｃでの動粘度が２ｃＳｔを超え３０ｃＳｔ未満であることを特徴とする。
【００５９】
溶剤脱ロウ
低トラクション係数の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分を製造するプロセスは、水素化異性化プロセスの下流に溶剤脱ロウ工程も包含し得る。水素化異性化による脱ロウにより生成した潤滑剤ベースオイルに残留する少量のワックス分子を除去するために溶剤脱ロウを採用してよい。溶剤脱ロウは、潤滑剤ベースオイルを溶剤中（例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンあるいはトルエン）に溶解し、次いでワックス分子を沈殿することにより実施される。このプロセスは、Ｗｉｌｌｉａｍ  ＧｒｕｓｅおよびＤｏｎａｌｄ  Ｓｔｅｖｅｎｓ、Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｏｆ  Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ、第三版、ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ、ニューヨーク、１９６０年、５６６〜５７０ページに記載されている。更に、溶剤脱ロウは米国特許４，４７７，３３３および３，７７５，２８８に開示されている。非常な高粘度指数および低流動点の潤滑剤ベースオイルを製造する溶剤脱ロウはＵ．Ｓ．Ｓ．Ｎ．１０／６８４５５４（２００３年１０月１４日出願）に開示されている。
【００６０】
異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油の炭化水素組成
本発明に有用な異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の望ましい留分は、望ましい性状の組み合わせを得るために選択される。このような性状の例として、シクロパラフィン官能基含有分子の濃度が３重量％超、モノシクロパラフィン官能基含有分子の重量％／マルチシクロパラフィンの官能基含有分子の重量％の比率が１５超、およびトラクション係数が以下の式で求まる値未満：トラクション係数＝０．００９×Ｌｎ（動粘度、ｃＳｔ）−０．００１が挙げられる。ここで、トラクション係数測定中の動粘度は２〜５０ｃＳｔであり、Ｌｎは“ｅ”を底とする自然対数である。
【００６１】
本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の不飽和化合物の濃度は極めて低い。オレフィン濃度はＣ１３核磁気共鳴分光分析（ＮＭＲ）による長時間測定でも検出可能レベルよりは低い。芳香族濃度は０．３０重量％未満である（ＨＰＬＣ−ＵＶ）による分析）。好ましい実施態様では、芳香族濃度は０．１０重量％未満、より好ましくは０．０５重量％未満である。
【００６２】
本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の飽和化合物濃度は９９重量％を超える。伝統的には、鉱油に存在する異なった飽和炭化水素の中でパラフィン類はシクロパラフィン類よりも酸化に対して安定していると考えられており、それ故より望ましい。ベースオイル中の芳香族濃度が１％未満の場合、酸化安定性を更に高める最も効果的な方法は粘度指数を高めることである。実質的にパラフィンワックス原料から生成する本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の芳香族濃度は極めて低いので（典型的には０．３０重量％未満）、オイル中のマルチシクロパラフィン類濃度が低下するに従いそれの粘度指数および酸化安定性も高くなることが観察されている。
【００６３】
しかしながら、潤滑剤ベースオイル中の全シクロパラフィン濃度が非常に低い場合には、添加剤の溶解度は低く、また弾性体に対する親和性も低くなる。このような性状を有するベースオイルの例として、ポリアルファオレフィン類およびシクロパラフィン濃度が５％未満のフィッシャー・トロプッシュ留出油のベースオイルが挙げられる。最終潤滑剤製品でのこれらの性状を改善するために、しばしば例えばエステルのような高価な共溶媒を添加しなければならない。高濃度のモノシクロパラフィン類と低濃度のマルチシクロパラフィン類のバランスを有する本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分は良好な添加剤溶解度と弾性体に対する親和性を示すと共に高い酸化安定性も示す。
【００６４】
本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分での飽和化合物の組成（ｎ−パラッフィン、イソパラフィンおよびシクロパラフィン）はフィールドイオン化質量分光分析（ＦＩＭＳ）によって決定する。ＦＩＭＳスペクトラはＶＧ７０ＶＳＥ質量分光分析器により得た。試料は固体プローブによって導入した。同プローブを５０°Ｃ／分の昇温速度で約４０°Ｃから５００°Ｃまで加熱した。同質量分光分析器をｍ／ｚ４０からｍ／ｚ１０００まで５秒／ディケードの割合で走査した。得られた質量スペクトルを合計して一個の「平均的な」スペクトルを作成した。各スペクトルをＰＣ−ＭａｓｓＳｐｅｃのソフトウエアを使用してＣ１３で補正した。ほぼ純粋な分岐状パラフィンと高度にナフテン系で芳香族を含有していない原料のブレンドを用いてＦＩＭＳイオン化効率を求めた。これらベースオイル中の各種飽和化合物のイオン化効率は大きくは異なっていないことを確認した。それに対して、Ｎ−パラフィンは分岐状パラフィンやシクロパラフィンに比べて相当低い（５０％程度低い）イオン化効率を示した。幸いなことに、分岐状パラフィンやシクロパラフィンは、本発明のフィッシャー・トロプッシュ留出油留分中の飽和化合物の９９．９％超の割合を占めている。本発明のプロセスを使用しないで製造されたオイルはＮ−パラフィンを上よりは相当高い割合で含有する可能性があり、それ故ＦＩＭＳ分析結果を解釈する場合にはＮ−パラフィンのより低いイオン化効率を考慮に入れなければならないかもしれない。
【００６５】
低濃度の芳香族化合物の測定のために用いられるＨＰＬＣ−ＵＶ法および飽和化合物の特徴付けのために用いられるＦＩＭＳ法はＤ．Ｃ．Ｋｒａｍｅｒ他が述べており（Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ  Ｇｒｏｕｐ  ＩＩ＆ＩＩＩ  Ｂａｓｅ  Ｏｉｌ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｏｎ  ＶＩ  ａｎｄ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ、ＡＩＣｈＥ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｍｅｅｔｉｎｇ、ヒューストン、３月１６日、１９９９年）、その内容は全面的に本明細書に引用されている。
【００６６】
本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分は、個々のパラフィン類および異なった数の環を有するシクロパラフィン類を分析するＦＩＭＳによって特徴付けられる。モノシクロパラフィンは１個の環を有し、ジシクロパラフィンは２個の環を有し、トリシクロパラフィンは３個の環を有し、テトラシクロパラフィンは４個の環を有し、ペンタシクロパラフィンは５個の環を有し、ヘキサシクロパラフィンは６個の環を有している。本明細書では、２個以上のシクロパラフィン環を有する分子をマルチシクロパラフィンと称する。本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分は、シクロパラフィン官能基含有分子の濃度が３重量％超、好ましくは５重量％超、より好ましくは１０重量％超である。これらは、モノシクロパラフィン官能基含有分子の重量％／マルチシクロパラフィンの官能基含有分子の重量％の比率が１５超、好ましくは５０超である。最も好ましい本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分はマルチシクロパラフィンを含有しない。
【００６７】
本明細書で使用される「シクロパラフィン官能基、モノシクロパラフィン官能基あるいはマルチシクロパラフィン官能基含有分子の濃度」とは、少なくとも１個のシクロパラフィン官能基、少なくとも１個のモノシクロパラフィン官能基あるいは少なくとも１個のマルチシクロパラフィン官能基を含有する分子の濃度のことであり、これらは本明細書に開示されるＦＩＭＳによって測定される。
【００６８】
本発明に使用されるワックス原料は実質的にオレフィン類を含有していないが、ベースオイル処理のプロセス技術を実施する過程でオレフィン類が「分解」反応により生成する可能性がある（特に高温度下で）。熱あるいは紫外線の存在下でオレフィン類はベースオイルの着色あるいは沈殿物の生成を起因するより高分子量留分に重合する可能性がある。一般的には、オレフィン類は本発明においてハイドロフィニッシングあるいはクレイ処理によって除去できる。オレフィン類はモノシクロパラフィンに関するＦＩＭＳ分析結果に入り込む可能性があるので、これらを分析した。その結果、これらは本発明のオイル中に３重量％未満の濃度で存在し、これらを差し引いてもシクロパラフィン類は依然として望ましい範囲内の濃度で存在することを確認した。オレフィン濃度はＡＳＴＭ  Ｄ２７１０に基づいてブロミン数を測定し、同ブロミン数からオレフィン濃度を計算することにより推定した。ブロミン数は実質的には１０００で割ったブロミン指数である。ブロミン数は１００ｇの試料オイルと反応するブロミンのグラム数であり、オイル中のオレフィン類およびジオレフィン類の相対量を示す。本発明者らが使用した重量％で表されるオレフィン濃度の計算は、オレフィンは分子当り１個の二重結合を有しており、Ｂｒ２１分子がオレフィン含有の１分子と反応するとの推定に基づいている。本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分のブロミン数は低く、一般的には０．５０未満、好ましくは０．３０未満である。更に、本発明者らはいくつかの本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分についてプロトン核磁気共鳴（１Ｈ−ＮＭＲ）分光分析を実施してオレフィン濃度を測定した。沸点範囲が１０００°Ｆを超える試料については、本明細書ではＤ６３５２−０３に基づく標準的な分析法あるいは同等の分析法により沸点範囲分布を測定した（本明細書に記載される実施例では、同方法をＳＩＭＤＩＳと称している）。沸点範囲が１０００°Ｆ未満の試料については、本明細書ではＤ２８８７−０３に基づく標準的な分析法あるいは同等の分析法により沸点範囲分布を測定した。
【００６９】
分岐性状
好ましくは、本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分は低トラクション係数と潤滑膜厚に貢献する分岐性状を有する。すなわち、これら同留分は好ましくは２〜１２、より好ましくは３〜１０の遊離炭素指数（ＦＣＩ）を有し、また追加的に１００炭素原子当り１２個未満、好ましくは１０個未満のアルキル基分岐を有する。
【００７０】
本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の分岐性状は、以下の８ステップのプロセスからなるＣ１３−ＮＭＲ法により試料を分析することにより決定した。同プロセスの説明に引用された参照文献は同プロセス工程を詳述している。ステップ１および２は新規プロセスからの初期物質のみに関して実施される。
【００７１】
１）ＤＥＰＴ  パルス・シーケンス（Ｄｏｄｄｒｅｌｌ  Ｄ．Ｔ．；Ｄ．Ｔ．  Ｐｅｇｇ；およびＭ．Ｒ．Ｂｅｎｄａｌｌ、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ、１９８２年、４８、３２３ｆｆ）を用いてＣＨ分岐中心とＣＨ３分岐末端点を同定する。
２）ＡＰＴパルス・シーケンス（Ｐａｔｔ、Ｓ．Ｌ．およびＪ．Ｎ．Ｓｈｏｏｌｅｙ、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ、１９８２年、４６、５３５ｆｆ）を用いてそこから複数の分岐（第四炭素）が開始する炭素の不存在を検証する。
３）異なった分岐の炭素の共鳴を、表示されまた計算された値を用いて特定の分岐位置および長さに割り当てる（Ｌｉｎｄｅｍａｎ、Ｌ．Ｐ．、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅ  Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，４３、１９７１年、１２４５ｆｆ；およびＮｅｔｚｅｌ，Ｄ．Ａ．他、
Ｆｕｅｌ，６０、１９８１年、３０７ｆｆ）。
例              ＮＭＲ化学シフト（ｐｐｍ）
分岐
２−メチル基    ２２．５
３−メチル基    １９．１あるいは１１．４
４−メチル基    １４．０
４＋−メチル基  １９．６
内部エチル基    １０．８
プロピル基      １４．４
隣接メチル基    １６．７
４）末端メチル基の炭素の積算強度を単独の炭素のそれと比較する（混合物中の分子当りの全積算値／炭素数）ことにより異なった炭素位置での分岐発生の相対的な頻度を定量する。ただし、末端メチル基と分岐メチル基が同一の共鳴位置に現れる２−メチル基は例外で、この場合は強度を半分にしてから分岐発生頻度計算を実施した。もし４−メチル基分岐部分を計算し表示するのであれば、重複計数を避けるためにそれの４＋−メチル基への寄与を差し引かなければならない。
５）平均炭素数を計算する。試料の分子量を１４（ＣＨ２の分子量）で割ることにより潤滑剤物質での平均炭素数を十分な精度で決定できよう。
６）分子当りの分岐数はステップ４で求めた分岐数の合計値である。
７）１００炭素原子当りのアルキル分岐数を、分子当りの分岐数（ステップ６で求めた）に１００を掛けて平均炭素数で割ることにより計算する。
８）遊離炭素指数（ＦＣＩ）を計算する。ＦＣＩは炭素単位で表される。末端メチル基あるいは分岐中の炭素を「１個」の炭素として計数するならば、ＦＣＩ中の炭素種は直鎖末端メチル基あるいは分岐メチン炭素からの五級以上の炭素である。これらの炭素種は炭素−１３スペクトルでの２９．９〜２９．６ｐｐｍの間に現れる。これらの炭素種は以下の手順で測定される：
ａ．ステップ５で求めたように、試料中の分子の平均炭素数を計算する。
ｂ．全炭素１３の積分面積（チャートの分割あるいは面積の計数により求める）をステップａ．求めた平均炭素数で割ることにより試料中の積分面積を求める。
ｃ．試料中の２９．９〜２９．６ｐｐｍの間の炭素の面積を測定する。
ｄ．上記の面積をステップｂ．で求めた炭素当りの積分面積で割ることによりＦＣＩを求める（ＥＰ１０６２３０６Ａ１）。
【００７２】
分岐測定はどのようなフーリエ変換ＮＭＲ分光分析器によってでも実施できる。好ましくは、同測定は７．０１テスラ以上の磁石を装備した分光分析器によって実施される。全ての場合において、芳香族炭素の不存在を質量分光分析、紫外線あるいはＮＭＲ分析によって検証した後、スペクトル幅を飽和炭素領域に限定した（約０〜８００ｐｐｍ（テトラメチルシラン、ＴＭＳの化学シフト基準）。クロロフォルム−ｄ１中の１５〜２５重量％の溶液を４５°のパルスで励起し、次いで０．８秒間の間データを収集した。不均一な強度データを最少化するために、パルス励起前の１０秒間の遅延期間中およびデータ収集中にプロトン・デカップリング装置を停止した。全試験時間は１１〜８０分間であった。ＶａｒｉａｎあるいはＢｒｕｋｅｒの運転手順に記載される文献に基づいて（多少変更したが）ＤＥＰＴおよびＡＰＴシーケンスを実施した。
【００７３】
ＤＥＰＴはＤｉｓｔｏｒｔｉｏｎｌｅｓｓ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  ｂｙ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ（ゆがみがない分極化による強化移動）の略である。ＤＥＰＴは四級炭素を測定できない。ＤＥＰＴ４５のシーケンスはプロトンに結合している全ての炭素種のシグナルを与える。ＤＥＰＴ９０のシーケンスはＣＨ炭素種のみのシグナルを与える。ＤＥＰＴ１３５のシーケンスはＣＨおよびＣＨ３シグナルを上側に与え、ＣＨ２シグナルは１８０°は位相がずれる（下側に現れる）。ＡＰＴはＡｔｔａｃｈｅｄ  Ｐｒｏｔｏｎ  Ｔｅｓｔ（結合プロトン試験）の略である。これは全ての炭素種を測定できる（ただＣＨおよびＣＨ３シグナルは上側、次いで四級炭素種およびＣＨ２シグナルが下側に現れるのであれば）。これらのシーケンスは、全ての分岐メチル基は対応するＣＨを有しているという点で有用である。そして、メチル基は化学シフトと位相により明確に同定できる。これら両分析法は引用文献に記載されている。各試料の分岐性状は、同試料はイソパラフィンのみによって構成されていたとの前提下でＣ−１３ＮＭＲにより測定された。Ｎ−パラフィンおよびシクロパラフィン（各々はオイル試料中に異なった濃度で存在していた可能性がある）に対する補正はなされなかった。シクロパラフィン濃度はフィールドイオン化質量分光分析（ＦＩＭＳ）により測定した。
【００７４】
弾性流体（ＥＨＤ）膜厚
ウオームギアは弾性流体潤滑領域で運転される。弾性流体潤滑は最も過酷な形式の潤滑であり、潤滑油は非常な高圧、極めて高いせん断歪速度あるいは非常に薄い潤滑膜で運転される機械装置内で２表面に分離すると予測される。このような特徴的な条件下では、これら両表面自身および潤滑剤に対して高度な特性が要求される。弾性流体潤滑をシミュレートするために、ボールとディスクからなる装置が使用できる。ウオームギアおよびその他の機械的装置では、金属−金属間の表面の接触を避けるために弾性流体（ＥＨＤ）膜の厚は十分な最小厚を有することが望ましい。
【００７５】
弾性流体（ＥＨＤ）膜厚試験法
膜厚データはＥＨＬ  Ｕｌｔｒａ  Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ（ＰＣＳ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，ＬＴＤ）を使用して収集した。測定は４０、７０、１００および１２０°Ｃの温度下で実施した。同測定装置は、磨かれた１９ｍｍ直径のボール（ＳＡＥ  ＡＩＳＩ５２１００鋼）と平坦なガラス製ディスクを装備しており、同ボールは同ディスク上を自由に回転でき、また同ディスクは透明なシリカ製のスペーサー層（約５００ｎｍ厚）と半反射性のクロム層によりコーティングされている。ボール／ディスクにかかる負荷は２０Ｎであり、これにより平均接触応力０．３３３ＧＰａと最大接触応力０．５００ＧＰａが発生すると推定される。同ガラス製ディスクは０．１〜３ｍ／秒の速度、同鋼ボールに対する滑り率０％で回転させた。膜厚測定は超薄膜干渉計を用いて白色下で実施した。同光学的膜厚値は、通常型のアッベ屈折計を用いて各温度で測定した屈折率を用いて実際の膜厚に換算した。その結果は、膜厚の対数値と動粘度（ｃＳｔ）の関係の線形フィッティングによりエントレインメント速度３ｍ／秒での値で報告した。
【００７６】
各オイル試料のＥＨＤ膜厚データを各温度（４０、７０、１００および１２０°Ｃ）での対応する動粘度に対してプロットした。例えば、４０°Ｃでのオイルの動粘度（ｘ軸）を同一温度でのＥＨＤ膜厚（ナノメートル、ｙ軸）に対してプロットした、等々。動粘度情報は一般的には４０および１００°Ｃでの値しか得られないので、これらの温度でのデータを用いてよく知られたＷａｌｔｈｅｒ式［Ｌｏｇ１０（Ｌｏｇ１０（ｖｉｓ＋０．６））＝ａ−ｃ＊Ｌｏｇ１０（温度、Ｋ）］によりその他の温度での値を推定した。Ｗａｌｔｈｅｒ式は４０および１００°Ｃ以外の温度での粘度を推定するために最も広く使用されている式であり、ＡＳＴＭ  Ｄ３４１の粘度−温度チャートはこれに基づいている。
【００７７】
ＥＨＤ膜厚は潤滑剤ベースオイルの化学性状によって変化する。石油系グループＩＩのベースオイルは一般的には石油系グループＩのベースオイルに比べて厚いＥＨＤ膜を示す。また、石油系グループＩのベースオイルはＰＡＯ系ベースオイルに比べて厚いＥＨＤ膜を示す。本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分はＰＡＯとほぼ同じ膜厚を示す。このことは、それの低いトラクション係数から見て驚くべきことである。
【００７８】
本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分のＥＨＤ膜厚は動粘度１５ｃＳｔで測定した場合１７５ナノメートルよりは厚い。同ＥＨＤ膜厚は以下の式：ＥＨＤ膜厚（ナノメートル）＝１０．５×動粘度（ｃＳｔ）＋２０で求まる値よりは厚い。ここで、本明細書内に記載される測定システムにより測定したＥＨＤ膜厚測定中の動粘度は２〜５０ｃＳｔである。本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の最小ＥＨＤ膜厚を与える同式のチャートを図４に示している。
【００７９】
異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油の他の性状
動粘度
本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の動粘度は広範囲に変化する。すなわち、１００°Ｃでのそれは２ｃＳｔを超え３０ｃＳｔ未満である。好ましくは、１００°Ｃでの動粘度は３ｃＳｔを超え１０ｃＳｔ未満である。動粘度はＡＳＴＭ  Ｄ４４５−０３により測定され、センチストークス（ｃＳｔ）の単位で報告される。同留分の１００°Ｃでの動粘度はトラクション係数が低いＰＡＯの動粘度（約１５０〜１，０００ｃＳｔ）に比べて遥かに低いことは注目される。同留分の望ましい粘度範囲から見て、広範囲にわたる適用分野においてそれらはそのままあるいは他のベースオイルとブレンドされて使用される。
【００８０】
粘度指数
本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の粘度指数は非常に高く１３０を超える。同留分の粘度指数は以下の式：粘度指数＝２８×Ｌｎ（１００°Ｃでの動粘度）＋９５で求まる値よりも高いことが好ましい。粘度指数はＡＳＴＭ  Ｄ２２７０−９３（１９９８年）により測定される。
【００８１】
ノアック揮発度
本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分のノアック揮発度は低い。同留分のノアック揮発度は以下の式：ノアック揮発度＝１０００×（１００°Ｃでの動粘度）−２．７で求まる値よりも低いことが好ましい。ここで、同式は指数関数である。ノアック揮発度はＴＧＡ  Ｎｏａｃｋ、ＡＳＴＭ  Ｄ６３７５−９９ａにより測定される。
【００８２】
ベースオイル流動因子
本発明の好ましい実施態様の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分は、流動点（°Ｃ）の１００°Ｃでの動粘度（ｃＳｔ）に対する比が同オイルのベースオイル流動因子（Ｂａｓｅ  Ｏｉｌ  Ｐｏｕｒ  Ｆａｃｔｏｒ，ＢＯＰＦ）よりも高い。ベースオイル流動因子（ＢＯＰＦ）はオイルの動粘度の関数であり、下式で計算される：ＢＯＰＦ＝７．３５×Ｌｎ（１００°Ｃでの動粘度）−１８。ここで、Ｌｎ（動粘度）は“ｅ”を底とする１００°Ｃでの動粘度（ｃＳｔ）の自然対数である。流動点の測定法はＡＳＴＭ  Ｄ５９５０−０２に規定されている。流動点は１°刻みで測定される。上式を図５にプロットしている。
【００８３】
ウオームギア・ドライブを高エネルギー効率で運転する方法
ウオームギアは、ギア潤滑剤を保持するように設計されたリザーバに適切にフォーミュレートされたウオームギア用潤滑剤を満たすことによって運転される。ウオームギアは一般的にギア・ハウジング内に密封されている。ウオームギアの潤滑のためにオイル飛沫の注油が最も普通の方法であるが、ポンプによりあるいは加圧下での注油システムを採用してよい。オイル・リザーバに潤滑剤を適切なレベルにまで満たし、この状態を維持しておくことが肝要である。ウオームギアが新品の場合には、長期運転に入る前に典型的な負荷の半分の負荷で運転を開始すべきである。使用済み潤滑剤を交換する場合には、それを抜き出してから新たな潤滑剤を入れる。好ましくは、ウオームギアをフラッシング処理し同流体を排液して磨耗性の汚染物を除去し、また新品のオイル・フィルタを設置すべきである。本発明による低トラクション係数の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分を含有するウオームギア潤滑剤をオイル・リザーバに満たすことによりエネルギー節減効果は向上しよう（交換される使用済み潤滑剤が通常型のＰＡＯ系のものであった場合でも）。交換される使用済み潤滑剤が通常型の石油系ベースオイルで構成される場合には更に大きなエネルギー節減効果が得られよう。
【００８４】
オイル・リザーバがウオームギア潤滑剤で満たされた後、オイル・リザーバ内の潤滑剤が２０〜２２５°Ｃの範囲内の平衡温度に達するまでウオームギア・ドライブを運転する。リザーバ内の平衡温度は定期的にモニターされ、安全運転範囲内に維持されていなければならない。必要であれば、潤滑剤リザーバを冷却するために熱交換器を設置してよい。好ましくは、同平衡温度は２０〜１５０°Ｃの範囲内に維持される。
【００８５】
より高いトラクション係数を有する潤滑剤ベースオイルのトラクション係数を低下するプロセス
本発明者らは、より高いトラクション係数を有する潤滑剤ベースオイルをより低いトラクション係数を有する異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分とブレンドすることにより前者のトラクション係数を低下するプロセスを見出した。より低いトラクション係数を有する同異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分は０．０２３未満のトラクション係数を有する（動粘度１５ｃＳｔおよび滑り率４０％の条件下で測定）。同ブレンド製品はより高いトラクション係数を有する潤滑剤ベースオイルよりも低いトラクション係数を有する。同プロセスにより、石油系グループＩのベースオイルよりも低いトラクション係数を有する潤滑剤ベースオイルのブレンドが生成しよう（石油系グループＩＩのベースオイルとブレンドされた場合ですら）。低トラクション係数の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分のより高いトラクション係数を有する潤滑剤ベースオイルに対する適切な比率は９５／５〜５／９５の範囲内にあり、好ましくは１／９〜９／１の範囲内にある。
【００８６】
本明細書では、「より高いトラクション係数を有する潤滑剤ベースオイル」とは０・０２４を超えるトラクション係数（動粘度１５ｃＳｔおよび滑り率４０％の条件下で測定）を有するベースオイルのことである。より具体的には、同トラクション係数はトラクション係数＝０．００９×Ｌｎ（動粘度、ｃＳｔ）の式で求まるトラクション係数よりも高いトラクション係数を有する。ここで動粘度は２〜５０ｃＳｔの範囲内にあり、またトラクション係数は平均回転速度３メートル／秒、滑り率４０％および負荷２０ニュートンの条件下で測定される。
【００８７】
本明細書では、「より低いトラクション係数を有する異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分」とは０・０２３未満のトラクション係数（動粘度１５ｃＳｔおよび滑り率４０％の条件下で測定）を有するベースオイルのことである。より具体的には、同トラクション係数はトラクション係数＝０．００９×Ｌｎ（動粘度、ｃＳｔ）−０．００１の式で求まるトラクション係数よりも低いトラクション係数を有する。ここで動粘度は２〜５０ｃＳｔの範囲内にあり、またトラクション係数は平均回転速度３メートル／秒、滑り率４０％および負荷２０ニュートンの条件下で測定される。
【００８８】
同ベースオイル・ブレンドは、トラクション係数＝０．０１３×Ｌｎ（潤滑剤ベースオイル・ブレンドの動粘度、ｃＳｔ）＋０．００１の式で求まる値よりは低いトラクション係数を有することになろう。ここで動粘度は２〜５０ｃＳｔの範囲内にあり、またトラクション係数は平均回転速度３メートル／秒、滑り率４０％および負荷２０ニュートンの条件下で測定される。
【００８９】
同より高いトラクション係数を有する潤滑剤ベースオイルは石油系ベースオイルかもしれないし合成ベースオイルかもしれない。これらの例として、石油系グループＩ、ＩＩおよびＩＩＩのベースオイル、ポリオレフィン、ポリ内部オレフィンおよびこれらの混合物が挙げられる。本発明が開発される以前では、既知のベースオイルで最も低いトラクション係数を有するオイルは超高粘度のポリオレフィン系のものであった。トラクション係数の改善のために、通常型あるいは超高粘度のポリオレフィン系のベースオイルの代わりに異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分をブレンドすることにより潤滑剤ベースオイル・ブレンドは将来相当低下したコストで製造可能となろう。異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分を石油系グループＩＩのベースオイル（最も高いトラクション係数を有する）とブレンドすることにより、最も高い経済効果が達成される。
【００９０】
ブレンドに用いられる好ましい低トラクション係数の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分は、芳香族濃度が０．３０重量％未満、シクロパラフィン官能基含有分子の濃度が３重量％超、そしてモノシクロパラフィン官能基含有分子の重量％／マルチシクロパラフィンの官能基含有分子の重量％の比率が１５超を有する。低トラクション係数の同異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分は好ましくは２〜１２、より好ましくは３〜１０の遊離炭素指数（ＦＣＩ）を有し、また追加的に１００炭素原子当り１２個未満、好ましくは１０個未満のアルキル基分岐を有する。好ましい実施態様での低トラクション係数の同異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分は、２ｃＳｔを超え３０ｃＳｔ未満、好ましくは３ｃＳｔを超え１０ｃＳｔ未満の動粘度を有し、また１３０を超える粘度指数、好ましくは粘度指数＝２８×Ｌｎ（１００°Ｃでの動粘度）＋９５の式で求まる値よりも高い粘度指数を有する。
【００９１】
ウオームギア潤滑剤組成物
本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分は多くの種類の装置用の最終潤滑剤製品の製造のために有用である。これらの装置の例としてエンジン、工業用ギアボックス、車両用ギア、水力装置、圧縮機、ポンプ、タービンおよびショック・アブゾーバーが挙げられるが、これらに限定されない。このような潤滑剤の使用により、トラクションに起因するエネルギー損失を大幅に低減でき、これが装置の改善された運転、高エネルギー効率、部品の磨耗の低下、潤滑剤の寿命の延長につながる。更に、本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分は平衡温度を低下し鋼製ギアのマイクロピッティングを減少する。低トラクション係数で望ましいＥＨＤ膜厚を与える本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分はウオームギア潤滑剤にブレンドする場合に特に有用である。ウオームギアは低〜中程度の負荷で運転され、そこには境界潤滑が全くあるいはほとんど存在しない。
【００９２】
本発明のウオームギア潤滑剤は一般的にはａ）低トラクション係数の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分とｂ）２〜５０重量％の増粘剤を含有する。好ましくは、同異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分のトラクション係数は０．０２３未満である（動粘度１５ｃＳｔおよび滑り率４０％の条件下で測定）。また、同ウオームギア潤滑剤の粘度はＩＳＯ６８〜６８０の範囲内であろう。このような比較的高ＩＳＯ粘度範囲を達成するために、増粘剤を全留分当り２〜５０重量％、好ましくは５〜３０重量％添加する。増粘剤の例として、ポリイソブチレン、高分子量の複合エステル、ブチルゴム、オレフィン共重合体、スチレン／ジエン重合体、ポリメタクリレート、スチレンエステルおよび超高粘度のＰＡＯが挙げられる。好ましくは、同増粘剤は１００°Ｃでの動粘度が１，０００〜１０，０００ｃＳｔ、より好ましくは２，０００〜８，０００ｃＳｔを有するポリイソブチレンあるいは高分子量の複合エステルである。本発明の組成物に有用な高分子量の複合エステルの例としてＰｒｉｏｌｕｂｅ（Ｒ）３９８６が挙げられる。増粘と同時にトラクション係数の低下を達成するために超高粘度のＰＡＯもフォーミュレーションに使用可能である。本明細書では、「超高粘度のＰＡＯ」は１００°Ｃで約１５０〜１，０００ｃＳｔあるいはそれを超える動粘度を有する。
【００９３】
同ウオームギア潤滑剤は異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分以外のベースオイルを含有してもよい。この結果のウオームギア潤滑剤は依然として優れたトラクション係数を有することになろう。このような追加的なベースオイルは以下に示すものの一つであってよい：通常型のＰＡＯ、アルキル化ナフタレン、ポリ内部オレフィン（ＰＩＯ）、石油系グループＩ、ＩＩおよびＩＩＩのベースオイル、ならびにこれらの混合物。好ましいアルキル化ナフタレンの例としてＳｙｎｅｓｓｔｉｃＴＭ  ＡＮのブレンドストックが挙げられる。ポリ内部オレフィン系ベースオイルは内部オレフィンから製造される合成潤滑剤ベースオイルである。ＡＴＩＥＬ  Ｃｏｄｅ  ｏｆ  Ｐｒａｃｔｉｃｅ、発行番号９（２００３年６月）はポリ内部オレフィン系ベースオイルをグループＶＩのベースオイルに分類している。好ましい実施態様のウオームギア潤滑剤は、ポリイソブチレン、高分子量の複合エステル、超高粘度のＰＡＯおよびこれらの混合物からなる群から選ばれる増粘剤と前述した追加的なベースオイルを含有する。
【００９４】
ＳｙｎｅｓｓｔｉｃＴＭはＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌの商標であり、Ｐｒｉｏｌｕｂｅ（Ｒ）はＵｎｉｑｅｍａＴＭの登録商標であり、ＵｎｉｑｅｍａＴＭはＩＣＩグループの商標である。
【００９５】
同ウオームギア潤滑剤製造のために異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分にブレンド可能な他の添加剤として同組成物のある種の性状の向上を意図したものが挙げられる。典型的な添加剤の例として、磨耗防止剤、ＥＰ（極圧）剤、酸化防止剤、流動点降下剤、粘度指数向上剤、粘度調整剤、摩擦調整剤、乳化破壊剤、消泡剤、腐食防止剤、防錆剤、シール膨潤剤、乳化剤、湿潤剤、潤滑向上剤、金属不活性化剤、ゲル化剤、粘着剤、殺菌剤、流体損失軽減剤、着色剤などが挙げられる。ＥＰ剤が使用される場合には、これらがウオームギア内の青銅金属に悪影響を及ぼさないように注意深く選択されなければならない。典型的には、これらはベースオイルおよび増粘剤を除くウオームギア潤滑剤に対して合計で１０重量％未満、好ましくは５重量％未満の濃度で添加される。好ましくは、同異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分は全組成物当り１０〜９３重量％を占める。
【００９６】
好ましい実施態様では、同異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の芳香族濃度は０．３０重量％未満、より好ましくは０．１０重量％未満、最も好ましくは０．０５重量％未満である。また、同留分は、シクロパラフィン官能基含有分子の濃度が３重量％超、より好ましくは１０重量％超；モノシクロパラフィン官能基含有分子の重量％／マルチシクロパラフィンの官能基含有分子の重量％の比率が１５超、より好ましくは５０超である。更に、同留分は、高い粘度指数、一般的には１３０を超え、好ましくは以下の式：粘度指数＝２８×Ｌｎ（１００°Ｃでの動粘度）＋９５で求まる値よりも高い粘度指数を有する。
【００９７】
好ましい実施態様では、本発明のウオームギア潤滑剤のＡＳＴＭ  Ｄ１５００により測定される色度が２．０未満、好ましくは１．０未満である。更に、同潤滑剤は蒸留水を使用するＡＳＴＭ  Ｄ６６５の錆試験を合格し；ＡＳＴＭ  Ｄ８９２のシーケンスＩ発泡試験により測定される低発泡傾向と安定性を有し；ＡＳＴＭ  Ｄ１４０１により測定される８２°Ｃでの３０分後のエマルジョンが５ｍＬ未満である。
【００９８】
潤滑剤添加剤の供給者は、ウオームギア潤滑剤製造のための潤滑剤ベースオイルにブレンドされる個々の添加剤あるいは添加剤パッケージの有効濃度に関する情報を提供しよう。しかしながら、本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分は優れた性状を有しているので、最終製品に要求される仕様値を満足させるための添加剤量は他のプロセスにより与えられるベースオイルに比べて低減できよう。本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の酸化安定性は高いので、最終潤滑剤製品はこれを含有することにより酸化防止剤の濃度を低下できよう。最終潤滑剤製品のフォーミュレーションにおける添加剤の使用は文献に詳しく説明されており、当業界の熟練者の能力範囲内にある。それ故、本明細書で上記以上の説明は必要ではないであろう。
【００９９】
本発明のブレンドされた潤滑剤およびブレンドされた潤滑剤最終製品に使用される異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分は、同ブレンドされた潤滑剤の構成成分が受け入れられブレンドされる場所とは異なる場所で製造してよい。更に、本発明のブレンドされた潤滑剤最終製品は、同ブレンドされた潤滑剤の構成成分が受け入れられブレンドされる場所とは異なる場所で製造してよい。好ましくは、同ブレンドされた潤滑剤およびブレンドされた潤滑剤最終製品は同一場所で製造する。同場所は同異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分が元々製造された場所とは異なる。従って、同異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分は第一の場所で製造され、次いで離れた第二の場所まで輸送される。同第二の場所は、同異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分、その他の全ての潤滑剤ベースオイルおよび添加剤を受け取り、そこでブレンドされた潤滑剤最終製品が製造される。
【実施例】
【０１００】
以下の実施例により本発明を更に明確に説明するが、これらは本発明の範囲を制限すると考えるべきではない。
【０１０１】
フィッシャー・トロプッシュ・ワックス
Ｆｅ系のフィッシャー・トロプッシュ合成触媒（ＷＡＸＡ）の存在下で合成した１種類の水素化フィッシャー・トロプッシュ・ワックス試料とＣｏ系のフィッシャー・トロプッシュ・ワックス合成触媒（ＷＡＸＢおよびＷＡＸＣ）の存在下で合成した２種類の水素化フィッシャー・トロプッシュ・ワックス試料を分析した。これらの性状を表Ｉに示している。
【０１０２】
【表１】
2007534826.tif 000004
【０１０３】
上記フィッシャー・トロプッシュ・ワックス原料は、アルミナ担体に保持されたＰｔ／ＳＡＰＯ−１１触媒の存在下で水素化異性化処理された。同処理条件は温度：６５２〜６９５°Ｆ（３４４〜３６８°Ｃ）、ＬＨＳＶ：０．６〜１．０、反応器内圧力：１０００ｐｓｉｇ、および一回通過水素流量：６〜７ＭＳＣＦ／ｂｂｌであった。反応器流出物は第二反応器に直接的に送られた。同反応器も１０００ｐｓｉｇの圧力下で運転され、ハイドロフィニッシング用のシリカ−アルミナ担体に保持されたＰｔ／Ｐｄ触媒が充填されていた。同処理条件は温度：４５０°ＦおよびＬＨＳＶ：０．５〜２．０であった。
【０１０４】
６００°Ｆを超える温度で沸騰する留分は常圧あるいは減圧蒸留により分別して、異なった粘度グレードの留出油留分を製造した。本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分に有用な特定の留出油留分のデータを以下の実施例で記載する。
【０１０５】
異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分
５種類の異なった異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分を表ＩＩに示す動粘度範囲にわたって生成した。
【０１０６】
【表２−１】
2007534826.tif 000005
【表２−２】
2007534826.tif 000006
【０１０７】
ＦＴ−２．６、ＦＴ−４．１、ＦＴ−４．５、ＦＴ−６．３およびＦＴ−８は非常に低いトラクション係数、低芳香族濃度および望ましいシクロパラフィン組成を有する本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の例である。更に、これらの留分例は良好なＥＨＤ膜厚と望ましい分岐性状も有する。これら留分例のＥＨＤ膜厚は、ＥＨＤ膜厚（ナノメートル）＝１０．５×動粘度（ｃＳｔ）＋２０の式で求まる値よりも大きい。ここで、ＥＨＤ膜厚測定中の動粘度は２〜５０ｃＳｔであった。
【０１０８】
１００°Ｃで測定された動粘度が約４．３ｃＳｔの異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分を４種類調製した。Ｃｏ系触媒の存在下で水素化されたフィッシャー・トロプッシュ・ワックスを異性化脱ロウ処理により調製した。同異性化脱ロウ処理はＰｔ／ＳＡＰＯ−１１触媒の存在下で以下の条件下で実施された；全圧：２９０ｐｓｉｇ、ＬＨＳＶ：０．５〜２．０、温度：６６０〜７００°Ｆ、および再循環Ｈ２流量：５．３ＭＳＣＦ／ｂｂｌ。その後、同ワックスはＰｔ−Ｐｄ／ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３触媒の存在下で４５０°Ｆ、ＬＨＳＶ０．５〜２．０、および上記と同じ圧力およびＨ２流量の条件下でハイドロフィニッシング処理を受けた。ＦＴ−４．３Ｄは同一の触媒の存在下、以下の条件下でもう一度ハイドロフィニッシング処理を受けた；ＬＨＳＶ：０．５〜２．０、温度：４５０°Ｆ、圧力：１０００ｐｓｉｇ、および一回通過Ｈ２流量：５ＭＳＣＦ／ｂｂｌ。ＦＴ−４．３Ｃは、圧力が５００ｐｓｉｇであったことを除いて上記と同じ条件下で２度目の処理を受けた。これら４種類の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の性状を表ＩＩＩに示している。
【０１０９】
【表３】
2007534826.tif 000007
【０１１０】
ＦＴ−４．３ＣおよびＦＴ−４．３Ｄは両方とも例外的に低いトラクション係数を有し、また高い粘度指数を有していたと観察された。これらの粘度指数は、粘度指数＝２８×Ｌｎ（１００°Ｃでの動粘度）＋９５の式で求まる値よりも２０ポイント以上高かった。更に、これらの分岐性状は遊離炭素指数３〜１０と好ましい範囲内にあり、また１００炭素数当りのアルキル分岐数は１０未満である。
【０１１１】
比較用ベースオイルのトラクション係数
４種類の異なった比較用ベースオイルのトラクション係数を異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分と同じ方法により試験した。これらの４種類の異なった比較用ベースオイルは、石油系グループＩのベースオイル、石油系グループＩＩのベースオイル、石油系グループＩＩＩのベースオイルおよび通常型のポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）系ベースオイルであった。石油系グループＩのベースオイルとして、ＥＸＸＯＮ  １００ＳＮ、ＥＸＸＯＮ  ３３０ＳＮおよびＥＸＸＯＮ  ５００ＳＮが使用された。石油系グループＩＩのベースオイルとしてＣｈｅｖｒｏｎＴｅｘａｃｏ  １００Ｒ、ＣｈｅｖｒｏｎＴｅｘａｃｏ  ２２０Ｒ、ＣｈｅｖｒｏｎＴｅｘａｃｏ  ２４０Ｒ、ＣｈｅｖｒｏｎＴｅｘａｃｏ  ５００ＲおよびＣｈｅｖｒｏｎＴｅｘａｃｏ  ６００Ｒが使用された。石油系グループＩＩＩのベースオイルとしてＰｅｔｒｏＣａｎａｄａ  ＶＨＶ１４、ＰｅｔｒｏＣａｎａｄａ  ＶＨＶ１６、ＮＥＸＢＡＳＥＴＭ３０３４、ＮＥＸＢＡＳＥＴＭ３０６０、ＣｈｅｖｒｏｎＴｅｘａｃｏ  ４Ｒ、ＣｈｅｖｒｏｎＴｅｘａｃｏ  ６Ｒ、ＢＰ  ＨＣ−４、ＢＰ  ＨＣ−６、ＹＵＢＡＳＥＴＭ−４およびＹＵＢＡＳＥＴＭ−６が使用された。通常型のＰＡＯ系ベースオイルの１００°Ｃでの動粘度は１５０ｃＳｔ未満であった。試験された通常型のＰＡＯ系ベースオイルはＣＰ  Ｃｈｅｍ  Ｓｙｎｆｌｕｉｄ（Ｒ）ＰＡＯ  ２ＣＳＴ、ＣＰ  Ｃｈｅｍ  Ｓｙｎｆｌｕｉｄ（Ｒ）４ＣＳＴ、ＣＰ  Ｃｈｅｍ  Ｓｙｎｆｌｕｉｄ（Ｒ）６ＣＳＴ、ＣＰ  Ｃｈｅｍ  Ｓｙｎｆｌｕｉｄ（Ｒ）７ＣＳＴ、およびＣＰ  Ｃｈｅｍ  Ｓｙｎｆｌｕｉｄ（Ｒ）８ＣＳＴであった。
【０１１２】
ＮＥＸＢＡＳＥＴＭはＦｏｒｔｕｍ  Ｂａｓｅ  Ｏｉｌｓの登録商標、ＹＡＢＡＳＥＴＭはＳＫ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの登録商標、そしてＳｙｎｆｌｕｉｄ（Ｒ）はＣｈｅｖｒｏｎＰｈｉｌｌｉｐｓ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙの登録商標である。
【０１１３】
石油系グループＩＩのベースオイルのトラクション係数を近似する式はトラクション係数＝０．０１２×Ｌｎ（ＶＩＳ）＋０．００８４であり、ここでＶＩＳは測定中の動粘度（ｃＳｔ）である。  石油系グループＩのベースオイルのトラクション係数を近似する式はトラクション係数＝０．０１３×Ｌｎ（ＶＩＳ）＋０．００１であり、ここでＶＩＳは動粘度（ｃＳｔ）である。  石油系グループＩＩＩのベースオイルのトラクション係数を近似する式はトラクション係数＝０．０１０７×Ｌｎ（ＶＩＳ）−０．００２７である。１００°Ｃでの動粘度が約１５０ｃＳｔ未満の通常型ＰＡＯ系ベースオイルのトラクション係数を近似する式はトラクション係数＝０．００９×Ｌｎ（ＶＩＳ）−０．００１である。各式でのＶＩＳ値は試験温度および試験オイルの粘度指数によって変化する。これらトラクション係数式でのＶＩＳ範囲は２〜５０ｃＳｔである。試験された比較用ベースオイルに関するこれらの異なった式のプロット図を図１に示している。
【０１１４】
比較用ベースオイルのＥＨＤ膜厚
異なった３種類の比較用ベースオイルのＥＨＤ膜厚を求めるための試験を実施した。試験された比較用ベースオイルは、石油系グループＩＩのベースオイル、石油系グループＩのベースオイルおよびＰＡＯ系ベースオイルの３種類であった。石油系グループＩＩＩのベースオイルが使用されなかった点を除いて、トラクション係数を求めるための試験と同じ比較用ベースオイルを使用した。これら３種類の異なった比較用ベースオイルのＥＨＤ膜厚に関するチャートを図３に示している。
【０１１５】
フィッシャー・トロプッシュ留出油留分と石油系ベースオイルのブレンド
表ＩＩに示すより低いトラクション係数を有するフィッシャー・トロプッシュ留出油留分例ＦＴ−２をより高いトラクション係数を有する石油系潤滑剤ベースオイルとブレンドして４種類のブレンドを調製した。２種類のブレンドにはＥＸＸＯＮ  Ｅｕｒｏｐｅ  Ｈｅａｖｙ  Ｎｅｕｔｒａｌ  Ｇｒｏｕｐ  ＩのベースオイルであるＥＸＸＯＮ  ５００ＳＮを用いた。１種類のブレンドにはＣｈｅｖｒｏｎＴｅｘａｃｏ  ２２０Ｒ  Ｍｅｄｉｕｍ  Ｎｅｕｔｒａｌ  Ｇｒｏｕｐ  ＩＩのベースオイルを用い、残りの１種類のブレンドにはＣｈｅｖｒｏｎＴｅｘａｃｏ  ６００Ｒ  Ｈｅａｖｙ  Ｎｅｕｔｒａｌ  Ｇｒｏｕｐ  ＩＩのベースオイルを用いた。これらブレンドでのより低いトラクション係数を有するフィッシャー・トロプッシュ留出油留分ＦＴ−２．６の濃度は全ブレンド当り４５〜７０重量％の範囲内に変化させた。これらブレンドのトラクション係数は元のより高いトラクション係数を有する石油系潤滑剤ベースオイルに比べて低く、ブレンドによりトラクション係数を低下させる経済的効果をもたらした。大半のケースでは、ブレンドのトラクション係数はグループＩのベースオイルの典型的な値よりも低かった。このことは、石油系グループＩＩのベースオイルが特に高いトラクション係数を有する点から見て驚くべき結果である。グループＩのベースオイルのトラクション係数を表す式はトラクション係数＝０．０１３×Ｌｎ（ＶＩＳ）＋０．０００６であり、ここでＶＩＳは２〜５０ｃＳｔの動粘度である。ＦＴ−２．６のベースオイルを石油系潤滑剤ベースオイルに添加することによりトラクション係数を低下する経済的効果が達成された。２ｃＳｔを超え３０ｃＳｔ未満の動粘度を有する本発明のより低いトラクション係数のフィッシャー・トロプッシュ留出油留分を含有するブレンドおよび最終潤滑剤製品の燃費、摩擦起因の熱損失およびエネルギー効率は、石油系ベースオイルのみからなるブレンドおよび最終潤滑剤製品に比べて遥かに改善することが期待される。
【０１１６】
本明細書内に引用されている、出版物、特許文献および特許出願文献は、これらの個々の出版物、特許文献および特許出願文献の各々での開示が全面的に参照されたのと同程度に全面的に本明細書内に示されている。
【０１１７】
当業界の熟練者は本明細書内に開示される説明のための実施例を容易に変更することができよう。従って、本発明はここに記載される特許請求の範囲の範囲内に入る全ての構造および方法を包含すると理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】４種類の比較用ベースオイルに関して動粘度（ｃＳｔ）に対してトラクション係数をプロットした図である。
【図２】本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分でのトラクション係数の関連線分である。
【図３】３種類の比較用ベースオイルに関して動粘度（ｃＳｔ）に対して弾性流体（Ｅｌａｓｔｏｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ、ＥＨＤ）膜厚（ナノメートル）をプロットした図である。
【図４】本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分でのＥＨＤ膜厚の関連線分である。
【図５】好ましい実施態様での、本発明の異性化フィッシャー・トロプッシュ留出油留分の流動点（°Ｃ）と１００°Ｃでの動粘度（ｃＳｔ）との関係を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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