(57)【要約】  少なくとも１種の天然の石油スルホン酸アルカリ金属塩と少なくとも１種の合成のスルホン酸アルカリ金属塩を含んでいる乳化剤組成物。該乳化剤組成物を潤滑油と組み合わせて、そこへ水性媒体を添加したときに安定な水性エマルションを形成するような水混和性潤滑油濃厚物を提供することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）少なくとも１種の天然の石油スルホン酸アルカリ金属塩と
ｂ）少なくとも１種の合成のスルホン酸アルカリ金属塩
のブレンドを含む乳化剤組成物。
【請求項２】
アルカリ金属がナトリウムである、請求項１の乳化剤組成物。
【請求項３】
合成のスルホン酸アルカリ金属塩が線状または枝分れアルキル化合物またはアルキル芳香族化合物のスルホン化によって製造される、請求項１の乳化剤組成物。
【請求項４】
合成のスルホン酸アルカリ金属塩を少なくとも３０重量％含む、請求項１の乳化剤組成物。
【請求項５】
合成のスルホン酸アルカリ金属塩が、約５００〜約５５０の重量当量を有する合成の枝分れドデシルキシレンスルホン酸ナトリウムを含む、請求項１の乳化剤組成物。
【請求項６】
約３５０〜約４００の重量当量を有する少なくとも１種の合成のアルキル芳香族スルホン酸ナトリウムを少なくとも約４０重量％含み、そして天然のスルホン酸アルカリ金属塩が少なくとも１種の天然の石油スルホン酸ナトリウムを含む、請求項１の乳化剤組成物。
【請求項７】
さらに、
ｃ）混成の天然と合成のスルホネートブレンドのアルカリ金属塩
を含む、請求項１の乳化剤組成物。
【請求項８】
天然のスルホン酸アルカリ金属塩が乳化剤組成物の少なくとも５０重量％を構成し、そして約４５０〜約４７０の重量当量を生じる鉱油からのスルホネートのナトリウム塩を含む、請求項７の乳化剤組成物。
【請求項９】
混成の天然と合成のスルホネートブレンドのアルカリ金属塩が、約５１０〜約５３０の重量当量をもった、鉱油からのスルホネートとＣ１２〜Ｃ１４ジアルキルベンセンスルホネートとＣ２０〜Ｃ２４モノアルキルベンセンスルホネートとのブレンドのナトリウム塩を含む、請求項８の組成物。
【請求項１０】
合成のスルホン酸アルカリ金属塩が約３３０〜約３５０の重量当量を有するトリデシルベンゼンスルホネートのナトリウム塩を含む、請求項９の組成物。
【請求項１１】
合成のトリデシルベンゼンスルホネートのナトリウム塩の量が、混成の天然と合成のスルホネートブレンドのナトリウム塩の量を超える、請求項１０の組成物。
【請求項１２】
ａ）潤滑性粘度の少なくとも１種の油、および
ｂ）油との混合状態にある、そこへ水性媒体を添加したときに安定な水性エマルションを提供するのに十分な量の乳化剤のブレンド
を含む水混和性潤滑油濃厚物であって、該乳化剤のブレンドが
（ｉ）少なくとも１種の天然の石油スルホン酸アルカリ金属塩と
（ｉｉ）少なくとも１種の合成のスルホン酸アルカリ金属塩
を含む、前記水混和性潤滑油濃厚物。
【請求項１３】
潤滑性粘度の油が、パラフィン系原油、中間原油、ナフテン系原油の蒸留によって得られた油、石油残渣、溶剤精製油、水素化精製油、脱蝋油、白土精製油、低分子量ポリブテン、低分子量ポリプロピレン、約８個〜約１４個の炭素原子を有するα−オレフィンのオリゴマー、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、およびそれらの組合せからなる群から選ばれた潤滑性の鉱油および／または合成油を含む、請求項１２の水混和性潤滑油濃厚物。
【請求項１４】
乳化剤のブレンドが濃厚物の約１重量％〜約５０重量％を構成する、請求項１３の水混和性潤滑油濃厚物。
【請求項１５】
さらに、脂肪酸石鹸、極圧添加剤、腐食防止剤、制生物剤および殺生物剤からなる群から選ばれた１種以上の添加剤を含む、請求項１３の水混和性潤滑油濃厚物。
【請求項１６】
合成のスルホン酸アルカリ金属塩が１種以上の枝分れドデシルキシレンスルホン酸ナトリウム、ジノニルナフタレンスルホン酸ナトリウム、トリデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、またはジアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムを含む、請求項１３の水混和性潤滑油濃厚物。
【請求項１７】
ａ）水；および
ｂ）（ｉ）潤滑性粘度の少なくとも１種の油、および
（ｉｉ）油との混合状態にある、そこへ水性媒体を添加したときに安定な水性エマルションを提供するのに十分な量の、少なくとも１種の天然石油スルホン酸アルカリ金属塩と少なくとも１種の合成スルホン酸アルカリ金属塩を含む乳化剤のブレンド
を含む水混和性潤滑油濃厚物；
を含有する水性の潤滑油含有エマルション。
【請求項１８】
乳化剤のブレンドがさらに、混成の天然と合成のスルホネートブレンドのアルカリ金属塩を含む、請求項１６の水性の潤滑油含有エマルション。
【請求項１９】
前記エマルションが金属加工用潤滑剤である、請求項１６の水性の潤滑油含有エマルション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願のクロスリファレンス）
本願は、本明細書の中に組み入れられる２００５年２月１５日に出願された優先権を主張する米国仮出願第６０／６５３，６８５号に対して優先権を主張する。
【０００２】
本発明は天然と合成のスルホン酸ナトリウムのブレンドを含む乳化剤組成物に関する。
【背景技術】
【０００３】
石油スルホン酸ナトリウムは、切削用流体、作動液、金属加工用潤滑剤、等々用に使用される乳化性の潤滑性組成物を配合する際の主要な乳化剤として広く使用されている。
【０００４】
石油スルホン酸ナトリウムは代表的には、ホワイト潤滑油、薬効オイル、および一定の等級の変圧器油のような一定の高度に精製された石油製品を製造する精製過程の副生物として生成される。高度に精製された石油製品は精製された石油蒸留物またはラフィネートを発煙硫酸で処理することによって製造されるのであるが、発煙硫酸は油の或る成分と反応してスルホン酸を生成し、そのスルホン酸のあるものは油溶性であり、そしてあるものは水溶性であるので、２相系を形成する。この２相は２つの層に分離し、その一方は油溶性の赤味がかった褐色の即ちマホガニー色のスルホン酸を含有する油層であり、もう一方は樹脂状物質と未反応硫酸と水溶性の即ち緑色のスルホン酸とを含有する一般に酸スラッジ層と称される水溶性の層である。次いで、それら層を分離し、そして油層から油溶性スルホン酸を通常、そのナトリウム塩の形態で回収する。
【０００５】
優先的には油溶性であるマホガニー色のスルホン酸は、可溶性切削油、作動液、金属を成形するための金属加工用流体、等々におけるような、乳化性石油製品の製造において広く用途を見出している。この酸の油層を中和してナトリウム塩を形成し、そして極性溶剤、代表的には、アルコール、で抽出して油層の殆どを分離しスルホン酸ナトリウムの活性を増大させる。このタイプの方法は概して米国特許第１，９３０，４８８号明細書の中で論じられている。上記方法によるホワイトオイルの製造はますます経済原理に合わなくなってきており、そして結果として、ホワイトオイル精製の副産物としてのスルホン酸塩の生産は実質的に減退している。これは石油スルホン酸ナトリウムの有意な不足に至らしめた。
【０００６】
天然の石油スルホン酸塩によるもう一つの主な不利な状況はそれらが品質において一致性のないこと、従って、それらの乳化特性におけるばらつき、である。乳化特性を改良するためには、しばしば、様々なタイプの第二の表面活性剤たとえば脂肪酸塩が添加される。使用される第二の表面活性剤の量は使用されるスルホン酸塩の量に依存して変動する。米国特許第４，１４０，６４２号明細書には、有機または無機塩基をもってアルキルアリールスルホン酸類の塩類を用いる改良された乳化剤組成物が記載されており、そこでは、酸の当量はＣ＝ｆ（Ｍ）の関数に従って分布され、Ｃは濃度を表わし、Ｍは個々の酸の当量を表わし、この関数は２つの明瞭な当量極大Ｍ１とＭ２を有し、Ｍ１＜Ｍ２である。驚くべきことには、本発明者らは、ばらつきのない乳化特性を有する乳化剤組成物を提供する上に経済原理にも合っているスルホン酸塩ブレンドを見出した。このブレンドは、製油過程の副産物として製造されたのではないそして抽出されなくてもよい少なくとも１種の天然の石油スルホン酸アルカリ金属塩と、６０％以上の活性含量を有する乳化システムを生成するように選ばれた及び油溶性と乳化性能をバランスさせる従って優れた界面活性剤システムを提供するように選ばれた他の高活性の合成のスルホン酸塩類またはスルホン酸類のブレンドとを含む。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（発明の概要）
ここでは、少なくとも１種の天然の石油スルホン酸アルカリ金属塩と少なくとも１種の合成のスルホン酸アルカリ金属塩とのブレンドを含む乳化剤組成物が提供される。好ましくは、該ブレンドは、約５００〜約５５０の重量当量（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  ｗｅｉｇｈｔ）を有する枝分れドデシルキシレンスルホン酸アルカリ金属塩少なくとも約３０重量％を含めて、少なくとも３０重量％の合成スルホン酸アルカリ金属塩を含む。
【０００８】
（好ましい態様の詳細）
本発明は天然と合成のスルホン酸アルカリ金属塩、好ましくはスルホン酸ナトリウム、のブレンドに関する。天然のスルホン酸ナトリウムは天然に産する原油に由来する石油留分のスルホン化によって生成される。合成のスルホン酸ナトリウムは線状または枝分れのアルキル化合物またはアルキル芳香族化合物のような選ばれた炭化水素化合物のスルホン化によって生成される。
【０００９】
第１表の中のスルホン酸塩の下記リストは、シェルレジ（Ｓｈｅｌｌ  Ｒｅｇ）（４６５）のそれに等しい又はそれより良好なエマルション性能を有する製品をつくるようにブレンドすることができる様々なスルホン酸塩の例示である。それらスルホン酸塩は商業的に入手可能であり、そしてここでの名称は後の実施例における試験結果に対応するスルホン酸塩を同定する目的で付してある。
【００１０】
【表１−１】
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【表１−２】
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【表１−３】
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【００１１】
かかるブレンドに使用するのに適する合成スルホン酸ナトリウムはスルホネートＡＡ、すなわち、約５２０の重量当量（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  ｗｅｉｇｈｔ）（「ＥＷ」）を有するアルキル芳香族スルホン酸塩のナトリウム塩、および／またはスルホネートＡＢ、すなわち、約３９０の重量当量を有する枝分れドデシルオルトキシレンスルホン酸塩のナトリウム塩、を包含する。好ましいブレンドはスルホネートＡＡのナトリウム塩を少なくとも約３０重量％、好ましくは約４０〜９０重量％、より好ましくは約５０〜８０重量％含む。
【００１２】
天然スルホン酸ナトリウムの適切な例は、たとえば、スルホネートＳ、すなわち、低分子量（４２０ＥＷ）の石油スルホン酸ナトリウム、およびスルホネートＲ、すなわち、中分子量（４６０ＥＷ）の石油スルホン酸ナトリウム、を包含する。また、スルホネートＴ、すなわち、６００ＳＵＳ石油（５６〜５９重量％）と直鎖Ｃ１２〜Ｃ１４ジアルキルベンゼンアルキレートとのブレンドのスルホン化の生成物、も天然のスルホン酸ナトリウムとして適する。
【００１３】
乳化剤ブレンド中に存在する天然と合成のスルホン酸塩の割合は広く変動可能である。一般に、本発明に従って製造される乳化剤ブレンドは天然の石油スルホン酸塩乳化剤（単数または複数）を約１０〜約７０重量％、好ましくは約２０〜約６０重量％、より好ましくは約３０〜約５０重量％、含有することができ、乳化剤ブレンドの残余が合成乳化剤（単数または複数）からなる。
【００１４】
水混和性の潤滑油濃厚物を製造するには、或る量の潤滑油（「基油」）と、そこに水性媒体を添加したときに安定な水中油型エマルションが生じるように十分な量の上記乳化剤ブレンドを実質的に均一に混合する。
【００１５】
好ましい潤滑油は４０℃において約１〜１，０００ｃＳｔの範囲の動粘度を有する。適する潤滑油は鉱油および合成油を包含する。鉱油の例は、パラフィン系原油、中間原油またはナフテン系原油を大気圧下で蒸留することによって又は減圧下で蒸留することによって得ることができる蒸留油、大気圧下での蒸留時の残油、およびこの蒸留油を精製することによって得られた精製油を包含できる。精製油の例は溶剤精製油、水素化精製油、脱蝋油および白土精製油を包含する。合成油の例は低分子量ポリブテン、低分子量ポリプロピレン、８〜１４個の炭素原子を有するα−オレフィンおよびその水素化物のオリゴマー、アルキルベンゼン、およびアルキルナフタレンを包含する。これら鉱油および合成油は単独で使用することもできるし又はそれらの２つ以上の組合せで使用することもできる。
【００１６】
潤滑油は４０℃において約３０〜約８００ｃＳｔの動粘度を有する高度に精製された基油、たとえば、水素化精製法によって処理された硫黄分約５００ｐｐｍ以下、好ましくは約１００ｐｐｍ以下の鉱油、および／またはオレフィンの（共）重合体、を約２０重量％〜約６０重量％含有することが好ましい、何故ならば、高度に精製された基油の使用は加工物品の上の汚染や腐食の発生を阻止する傾向があるからである。
【００１７】
与えられた重量の潤滑油に添加されるべき乳化剤ブレンドの量は勿論、乳化剤ブレンドの本性、潤滑油の本性、および当業者が容易に認識するであろうその他の要因に依存するであろう。具体的な乳化剤ブレンドと具体的な潤滑剤の最適量は常套的な試験方法を用いて決定することができる。一般に、本発明による潤滑油濃厚物はその中に乳化剤ブレンドを約１〜約５０重量％、好ましくは約２〜３０重量％、より好ましくは約５〜約２０重量％含有することができる。潤滑油は乳化剤ブレンドの他に、約１０重量％以下の脂肪酸石鹸（単数または複数）、約１０重量％以下の極圧潤滑剤（単数または複数）、約５重量％以下の腐食防止剤（単数または複数）、および約３重量％以下の１種以上の制生物剤および／または殺生物剤を含有することができる。かかる添加剤は当業者には周知であり、そして商業的に入手可能である。
【００１８】
水混和性の潤滑油濃厚物はここでは、水性媒体、通常、水、に添加されたときに、様々な応用、中でも、金属加工、のために適する安定な水性エマルションを形成する。水中油型および油中水型の水性エマルションは、ここでの潤滑油濃厚物を、水１００重量部当り、約１〜約５０重量部、好ましくは約２〜約３０重量部、より好ましくは約３〜約２０重量部を添加することで形成できる。
【００１９】
下記実験結果は、成功裡に遂行したブレンドおよび満足なエマルションを形成しなかったブレンドを含めて本発明の様々な局面を説明している。様々なブレンドのエマルション性能の評価は下記方法に従って行った。
【００２０】
サンプルをホワイト鉱油の中にスルホネート６％のレベルで希釈した。ホワイトオイルの中のスルホネートは単独（１００％）で、及び１０％から９０％まで１０重量％間隔でのスルホネートのブレンドで、エマルション性能について試験された。エマルション試験方法には、栓付きメスシリンダーを振盪することによって９０ｍＬの脱イオン水の中に乳化された１０ｍＬの試験ブレンドが使用された。エマルションは２４時間後に等級付けされた。用いた等級のシステムは０から５までであり、０はどのようなクリームおよびエマルション層の間にも明瞭な分離が存在しないエマルションを表わしている。等級５はほぼ完全な分離を示すか、又は油と水を示し水層に殆ど若しくは全く曇りがない。次のような数字の等級目盛りを使用した。
【００２１】
【表２】
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【００２２】
第２表には、未ブレンドの各種スルホネートについてのエマルション結果と重量当量が与えられている。試験された２２種類の未ブレンドのスルホネートの中で、スルホネートＡＡとスルホネートＵだけがエマルションを与えた。スルホネートＡＡはその高分子量（５２０）を考慮すると予想外に良好であったし、そしてスルホネートＳまたはスルホネートＱのような石油由来製品に似ていた。
【００２３】
【表３】
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【００２４】
様々な２元ブレンドをエマルション性能について試験した。第４表は試験した中の最も良好な性能のブレンドを示しており、そして第３表および第５〜１４表の編集である。
【００２５】
【表４】
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【００２６】
上に列挙したスルホネートのうち、スルホネートＩ、スルホネートＭ、スルホネートＮ、スルホネートＶ、スルホネートＷおよびスルホネートＹは天然の石油スルホン酸ナトリウムであった。
【００２７】
第５表はスルホネートＡＢと上に列挙した様々なスルホネートとの組合せのエマルション試験結果を示している。理解できる通り、スルホネートＡＢは或る割合でスルホネートＡＡ、スルホネートＩ、スルホネートＥ、スルホネートＵ、スルホネートＹ、スルホネートＸ、およびスルホネートＶとブレンドしたときに安定なエマルションを生成した。
【００２８】
第６表はスルホネートＡＡと上に列挙した様々なスルホネートとの組合せのエマルション試験結果を示している。スルホネートＡＡは或る割合でスルホネートＢ、スルホネートＩ、スルホネートＰ、スルホネートＥ、スルホネートＦ、スルホネートＹ、スルホネートＬ、スルホネートＸ、スルホネートＶ、スルホネートＷ、スルホネートＪ、スルホネートＫ、スルホネートＭ、およびスルホネートＮとブレンドしたときに安定なエマルションを生成した。
【００２９】
第７表〜第１５表は、それぞれに、スルホネートＦ、スルホネートＹ、スルホネートＡ、スルホネートＪ、スルホネートＸ、スルホネートＫ、スルホネートＭ、スルホネートＶ、およびスルホネートＧとの、スルホネート組合せについてのエマルション試験結果を示している。理解できる通り、これらのスルホネートブレンドのどれもが満足な乳化剤組成物を提供した。
【００３０】
次に、第１６表を参照すると、スルホネートＲとの２元ブレンドは、スルホネートＲをスルホネートＡＡと組み合わせたときに最も良好であったが、スルホネートＡＢも、スルホネートＦ、スルホネートＪ、スルホネートＭおよびスルホネートＮと同じように、満足なエマルション試験結果を与えた。
【００３１】
【表５】
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【００３２】
【表６】
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【００３３】
【表７】
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【００３４】
【表８】
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【００３５】
【表９】
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【００３６】
【表１０】
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【００３７】
【表１１】
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【００３８】
【表１２】
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【００３９】
【表１３】
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【００４０】
【表１４】
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【００４１】
【表１５】
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【００４２】
【表１６】
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【００４３】
天然の石油スルホン酸アルカリ金属塩はまた、１種より多くの合成スルホン酸アルカリ金属塩との三元混合物になるように組み合わせることができる。たとえば、下記の第１７表はスルホネートＲ（天然の石油スルホン酸ナトリウム）とスルホネートＸとスルホネートＯの様々な組合せについてのエマルション試験結果を掲載している。「Ｂ＆Ｃ」の表示はブレンディング（ｂｌｅｎｄｉｎｇ）かつ明澄性（ｃｌａｒｉｔｙ）という品質を表わしている。「Ｈａｚｙ／Ｓｅｐ」はエマルションの分離（ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）による曇った（ｈａｚｙ）状態を示している。エマルションの等級は先の表示通りである。
【００４４】
【表１７】
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【００４５】
理解できる通り、最も良好な三元混合物は、天然石油スルホネートＲが混合物の少なくとも約５０重量％を成しそしてスルホネートＯの量がスルホネートＸの量を超えるものである。
【００４６】
以上の記載は多数の仕様を含んでいるが、これら仕様は本発明の限定として解釈すべきでなく、単に、その好ましい態様の例示として解釈すべきである。
【国際調査報告】
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