(57)【要約】  ギアオイル組成物が提供される。この組成物は、ギアオイル組成物が、１５ｍｍ２／ｓにおける０．０３０未満のトラクション係数及び少なくとも１５．０の８０℃における圧力粘度係数を有するための相乗作用量の、連続した数の炭素原子及びｎ−ｄ−Ｍで１０重量％未満のナフテン系炭素を有する異性化された基油を含有する。一実施形態において、異性化された基油の十分な量はギアオイル組成物の全量に基づいて２０〜８０重量％の範囲である。
2011522929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギアオイル組成物であって、
ａ）少なくとも１種の異性化された基油と鉱油との混合物を含有する基油であって、
少なくとも１種の異性化された基油は連続した数の炭素原子及びｎ−ｄ−Ｍで１０重量％未満のナフテン系炭素を有し、
鉱油が、３〜１２０ｍｍ２／ｓの１００℃における動粘度、及び少なくとも６０、好ましくは２８×Ｌｎ（１００℃における動粘度、ｍｍ２／ｓ）＋３００を超える粘度指数を有し、
異性化された基油が、１０超のシクロパラフィン官能基を有する全分子重量パーセント、１５超の単環式パラフィン官能基を有する分子の重量パーセントの多環式パラフィン官能基を有する分子の重量パーセントに対する比、０〜１００重量％のＮｏａｃｋ揮発度、及び１．６×（４０℃における動粘度、ｍｍ２／ｓ）＋３００によって規定される量を超える自己着火温度（ＡＩＴ）を有する、
基油、
ｂ）０．００１〜３０重量％の、トラクション低減剤、分散剤、粘度調整剤、流動点降下剤、消泡剤、抗酸化剤、錆止め剤、金属不動態化剤、極圧添加剤、摩擦調整剤、及びこれらの混合物から選択された少なくとも１種の添加物、
を含有し、
異性化された基油が、ギアオイル組成物が４０パーセントの滑り対転がり比において０．０３０未満、好ましくは０．０２８未満の１５ｍｍ２／ｓにおけるトラクション係数、及び８０℃における少なくとも１５．０ＧＰａ−１の圧力粘度係数を有するための相乗作用量で存在する、
組成物。
【請求項２】
異性化された基油が、ギアオイル組成物の全量に基づいて２０〜７５重量％の範囲の量で、好ましくはギアオイル組成物の全量に基づいて２５〜７０重量％の範囲の量で、より好ましくはギアオイル組成物の全量に基づいて２５〜６０重量％の量で存在する、
請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
ギアオイル組成物が、８０℃において少なくとも１７５ｎｍ、好ましくは９０℃において少なくとも１６０ｎｍ又は１００℃において少なくとも１３０ｎｍの膜厚を有する、
請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
異性化された基油が、８０〜１１０ｍｍ２／ｓの範囲の４０℃における動粘度、１０〜１６ｍｍ２／ｓの１００℃における動粘度、１４０〜１６０の粘度指数、−０〜−４０℃の範囲の流動点、６５０〜７２５の平均分子量、及び１ｐｐｍ未満の硫黄含有量、及び２．３〜３．４ｍｍ２／ｓの１００℃における動粘度、及び７０以上のＡＳＴＭ  Ｄ  ３２３８（Ｒ２０００）によって規定されるＣｐ％を有する、
請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
鉱油が８０ｍｍ２／ｓ未満の４０℃における動粘度を有する、請求項１に記載の組成物であって、
３．５〜７ｍｍ２／ｓの１００℃における動粘度を有する少なくとも１種の鉱油及び合成油と；２０〜５２ｍｍ２／ｓの１００℃における動粘度を有する少なくとも１種の鉱油及び合成油との混合物を含有する、
組成物。
【請求項６】
鉱油が、８０〜１２０ｍｍ２／ｓの４０℃における動粘度、１０〜１４ｍｍ２／ｓの１００℃における動粘度、及び８０〜１２０の粘度指数を有するグループＩＩの中性基油である、
請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
異性化された基油が、６００〜１１００の平均分子量、及び炭素原子１００個当り６．５〜１０個のアルキル分岐である分子中平均分岐度を有する、ワックス状供給物から得られたフィッシャー−トロプシュ由来の基油である、
請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
異性化された基油が、３２９℃を超える自己着火温度（ＡＩＴ）及び１５ｍｍ２／ｓの動粘度において且つ４０％の滑り対転がり比において測定されたときに０．０２３未満のトラクション係数を有する、
請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
異性化された基油が、貴金属水素化成分を含む形状選択性の中間細孔径モレキュラーシーブを使用して約６００°Ｆ〜７５０°Ｆの条件下において、高パラフィン系ワックスを水素化異性化する方法から製造される、請求項１に記載の組成物であって、
異性化された基油が５０重量％未満のＮｏａｃｋ揮発度を有する、
組成物。
【請求項１０】
異性化された基油が、２８×Ｌｎ（１００℃における動粘度）＋９５によって規定される量を超える粘度指数を有する、
請求項１に記載の組成物。
【請求項１１】
異性化された基油が、＞１．８０８ｍｍ２／ｓの１００℃における動粘度及び１．２８６＋２０（ｋｖ１００）−１．５＋５５１．８ｅ−ｋｖ１００  （式中ｋｖ１００は、１００℃における動粘度である）  によって計算される量未満のＮｏａｃｋ揮発度を有する、
請求項１に記載の組成物。
【請求項１２】
異性化された基油が、３重量％超のシクロパラフィン官能基を有する分子、及び０．３０重量パーセント未満の芳香族を含有し、好ましくは１０重量％超え７０重量％未満のシクロパラフィン官能基を有する全分子を含有する、
請求項１に記載の組成物。
【請求項１３】
異性化された基油が、１６０−４０（１００℃における動粘度）によって規定される量未満のＮｏａｃｋ揮発度を有する、
請求項１に記載の組成物。
【請求項１４】
ギアオイル組成物のトラクション特性を向上させる方法であって、
ギアオイル組成物が、４０パーセントの滑り対転がり比において０．０３０未満の１５ｍｍ２／ｓにおけるトラクション係数、８０℃において１５．０を超える圧力粘度係数、２０ニュートンの荷重、及び１．１ｍ／ｓの転がり速度及び８０℃において１７５ｎｍを超える膜厚を有するための相乗作用量の少なくとも１種の異性化された基油を、３〜１２０ｍｍ２／ｓの１００℃における動粘度、及び少なくとも６０の粘度指数を有する少なくとも１種の鉱油を含有する基油マトリックスに、加える工程を含み、
異性化された基油が、連続した数の炭素原子、及びｎ−ｄ−Ｍで１０重量％未満のナフテン系炭素を有する、
方法。
【請求項１５】
ギアオイルのトラクション特性を向上させる方法であって、
ギアオイルが４０パーセントの滑り対転がり比において０．０３０未満の１５ｍｍ２／ｓにおけるトラクション係数、８０℃において１５．０超の圧力粘度係数、及び８０℃において１７５ｎｍ超の膜厚を有するための相乗作用量の異性化された基油を含有する基油を調製する工程を含み、
異性化された基油が、連続した数の炭素原子、及びｎ−ｄ−Ｍで１０重量％未満のナフテン系炭素を有する、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的に潤滑剤としての使用に、より詳細にはギアオイルとしての使用に適当な組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
ギアオイルは、産業用途においても自動車、トラクターなどの移動装置（まとめて「装置」と呼ぶ）においても使用される。一部の用途において使用される場合、ギアオイルは可動部、例えばトラクションドライブの間に油膜として存在する。トラクションドライブの用途において、動力はギアオイル膜を介して伝達される。一部の用途、例えば最終減速ギアのハイポイドギアにおいては、ギアの間に厚い油膜を形成する／保持することが大いに望ましい。十分なレベルまで増大された油膜の厚さは、摩擦表面を損傷から保護し、ギア及び／又はベアリングの疲労寿命を大きく向上させる。
【０００３】
トラクション係数は、荷重を動かすために要する力を荷重で割ったものである。係数の数は潤滑油膜の剪断されやすさを表す。トラクション係数が低いほど潤滑油の剪断に起因して消散されるエネルギーが少ないので、ギアオイルは低いトラクション係数を有することが望ましい。
【０００４】
ギアオイルにとっては、低いトラクション係数を有することに加えて、高い圧力粘度係数を有することが重要である。圧力粘度係数（「ＰＶＣ」）は、他のすべての因子（材料、温度、形状、速度、荷重）が一定である場合の、油膜上の動的荷重ゾーンにおいて加えられる荷重（圧力）とその荷重下にある油膜の厚さ（粘度）との間の関係に言及するものである。ギアオイルの圧力粘度係数は、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｇｅａｒ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ（ＡＧＭＡ）Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｓｈｅｅｔ  ＡＧＭＡ  ９２５−Ａ０３に記載されている数学的推定に基づく所与の一組の条件（ＥＨＬ又はＥＨＤ領域としても知られている、弾性流体力学領域）におけるある油膜の厚さについては固定値である。ギアオイルにとっては高いＰＶＣ値を有することが望ましい。
【０００５】
参照により本明細書に組み入れられるいくつかの特許刊行物及び特許出願、すなわち米国特許第２００６／０２８９３３７号、米国特許第２００６／０２０１８５１号、米国特許第２００６／００１６７２１号、米国特許第２００６／００１６７２４号、米国特許第２００６／００７６２６７号、米国特許第２００６／０２０１８５号、米国特許第２００６／０１３２１０号、米国特許第２００５／０２４１９９０号、米国特許第２００５／００７７２０８号、米国特許第２００５／０１３９５１３号、米国特許第２００５／０１３９５１４号、米国特許第２００５／０１３３４０９号、米国特許第２００５／０１３３４０７号、米国特許第２００５／０２６１１４７号、米国特許第２００５／０２６１１４６号、米国特許第２００５／０２６１１４５号、米国特許第２００４／０１５９５８２号、米国特許第７０１８５２５号、米国特許第７０８３７１３号、米国特許出願整理番号第１１／４００５７０号、米国特許第１１／５３５１６５号及び米国特許第１１／６１３９３６号においては、フィッシャー−トロプシュ合成から回収されたワックス状供給物が供給物である方法から代替炭化水素生成物、すなわちフィッシャー−トロプシュ基油が製造される。この方法は、二元機能触媒又はパラフィンを選択的に異性化させ得る触媒を使用する、完全又は部分的水素化異性化脱ワックスステップを含む。水素化異性化脱ワックスは、ワックス状供給物を水素化異性化触媒と、異性化ゾーンにおいて水素化異性化条件下で接触させることによって達成される。
【０００６】
フィッシャー−トロプシュ合成の生成物は、周知の方法、例えば市販のＳＡＳＯＬ（登録商標）Ｓｌｕｒｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｆｉｓｃｈｅｒ−Ｔｒｏｐｓｃｈ技術、市販のＳＨＥＬＬ（登録商標）Ｍｉｄｄｌｅ  Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｅ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ（ＳＭＤＳ）Ｐｒｏｃｅｓｓによって、又は市販されていないＥＸＸＯＮ（登録商標）Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｇａｓ  Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ（ＡＧＣ−２１）法によって得ることができる。これらの方法及び他の方法の詳細は、例えば欧州特許出願公開第７７６９５９号、欧州特許出願公開第６６８３４２号、米国特許第４９４３６７２号、米国特許第５０５９２９９号、米国特許第５７３３８３９号及びレユニオン特許３９０７３号、並びに米国特許出願公開第２００５／０２２７８６６号、国際公開第９９３４９１７号、国際公開第９９２０７２０号、国際公開第０５１０７９３５号に記載されている。フィッシャー−トロプシュ合成の生成物は、普通は１〜１００個、又は１００個超の炭素原子をも有する炭化水素を含み、通常はパラフィン、オレフィン及び含酸素生成物を含む。フィッシャー−トロプシュはクリーンな代替炭化水素生成物を生成させるために有用な方法である。
【０００７】
低いトラクション係数、高い圧力粘度係数、及び最適な膜の厚さの諸性質を有する代替炭化水素生成物を含有するギアオイル組成物に対する必要性がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
１つの態様において本発明は、ａ）連続した炭素原子数及びｎ−ｄ−Ｍ法で１０重量％未満のナフテン系炭素を有する少なくとも１種の異性化された基油、並びに３〜１２０ｍｍ２／ｓの１００℃における動粘度及び少なくとも６０の粘度指数を有する鉱油の相乗作用性混合物を含有している基油；ｂ）トラクション低減剤、分散剤、粘度調整剤、流動点低下剤、消泡剤、抗酸化剤、錆止め剤、金属不動態化剤、超高圧剤、摩擦調整剤、及びこれらの混合物から選択された少なくとも１種の添加物０．００１〜３０重量％を含む組成物であって、異性化された基油は、ギアオイル組成物が１５ｍｍ２／ｓで０．０３０未満のトラクション係数を有するための相乗作用量で存在する。
【０００９】
もう１つの態様において、本発明はギアオイルのトラクション係数特性を改善する方法に関し、この方法はギアオイルを調製するために、ギアオイルが少なくとも０．０３０未満の１５ｍｍ２／ｓにおけるトラクション係数を有するための相乗作用量の少なくとも１種の異性化された基油を、通常使用されるギアオイルに加える工程を含み、異性化された基油は連続した数の炭素原子及びｎ−ｄ−Ｍで１０重量％未満のナフテン系炭素を有する。一実施形態において、基油マトリックスに加えられる異性化された基油の十分な量は、ギアオイル組成物の全重量に基づいて２０〜８０重量％の範囲である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】例１〜５のギアオイル組成物の種々の温度における圧力粘度係数を比較しているグラフである。
【００１１】
【図２】例１〜５のギアオイル組成物の種々の温度における膜の厚さを比較しているグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下の用語が本明細書を通じて使用され、別途に表示のない限り、以下の意味を有する。
【００１３】
「フィッシャー−トロプシュ由来の」は、生成物、画分、又は供給物が、フィッシャー−トロプシュ法起源である、すなわちある段階においてフィッシャー−トロプシュ法によって生成されることを意味する。本明細書において使用する「フィッシャー−トロプシュ基油」は、「ＦＴ基油」、「ＦＴＢＯ」、「ＧＴＬ基油」（ＧＴＬ：ガスから液へ（ｇａｓ−ｔｏ−ｌｉｑｕｉｄ））、又は「フィッシャー−トロプシュ由来の基油」と相互交換可能に使用され得る。
【００１４】
本明細書において使用される「異性化された基油」は、ワックス状供給物の異性化によって製造された基油のことを言う。
【００１５】
本明細書において使用される「ワックス状供給物」は、少なくとも４０重量％のｎ−パラフィンを含む。一実施形態において、ワックス状供給物は５０重量％よりも多くのｎ−パラフィンを含む。もう１つの実施形態において、ワックス状供給物は７５重量％よりも多くのｎ−パラフィンを含む。一実施形態において、ワックス状供給物は、非常に低いレベルの窒素及び硫黄、例えば窒素及び硫黄を合わせて２５ｐｐｍ未満、又は他の実施形態においては２０ｐｐｍ未満を含む。ワックス状供給物の例は、スラックワックス、脱油されたスラックワックス、精製されたフーツオイル、ワックス状潤滑剤ラフィネート、ｎ−パラフィンワックス、ＮＡＯワックス、化学プラント工程において製造されたワックス、脱油された石油由来のワックス、微結晶ワックス、フィッシャー−トロプシュワックス、及びこれらの混合物を含む。一実施形態において、ワックス状供給物は、５０℃超の流動点を有する。もう１つの実施形態においては、６０℃超である。
【００１６】
「動粘度」は、ＡＳＴＭ  Ｄ４４５−０６によって決定される、重力下の流体の流動に対する抵抗のｍｍ２／ｓでの測定値である。
【００１７】
「粘度指数」（ＶＩ）は、油の動粘度に関する温度変化の効果を示す実験的な無単位数である。油のＶＩが高いほど温度によりその粘度が変化する傾向が小さい。粘度指数はＡＳＴＭ  Ｄ２２７０−０４によって測定される。
【００１８】
コールドクランキングシミュレーター見掛け粘度（ＣＣＳ  ＶＩＳ）は、低温及び低剪断下での潤滑基油の粘度特性を測定するミリパスカル秒（ｍＰａ．ｓ）での測定値である。ＣＣＳ  ＶＩＳはＡＳＴＭ  Ｄ５２９３  ０４で決定する。
【００１９】
重量％による基油の沸点範囲分布は、ＡＳＴＭ  Ｄ６３５２−０４、「ガスクロマトグラフィーによる１７４から７００℃までの沸点範囲における石油流出物の沸点範囲分布（Ｂｏｉｌｉｎｇ  Ｒａｎｇｅ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｅｓ  ｉｎ  Ｂｏｉｌｉｎｇ  Ｒａｎｇｅ  ｆｒｏｍ  １７４  ｔｏ  ７００℃  ｂｙ  Ｇａｓ  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）」によるシミュレートされた蒸留（ＳＩＭＤＩＳ）によって決定される。
【００２０】
「Ｎｏａｃｋ揮発度」は、ＡＳＴＭ  Ｄ５８００−０５、手順Ｂによって測定される、油が２５０℃に加熱されたときに６０分間油を通過して抜き出される一定流量の空気と共に失われる重量％で表現される油の質量と定義される。
【００２１】
ブルックフィールド粘度は、冷温操作の間の潤滑剤の内部流体摩擦を決定するために使用され、ＡＳＴＭ  Ｄ２９８３−０４によって測定され得る。
【００２２】
「流動点」は、特定の注意深く制御された条件下において基油のサンプルが流れ始める温度の測定値であり、ＡＳＴＭ  Ｄ５９５０−２に記載されている通りに決定され得る。
【００２３】
「自己着火温度」は、流体が空気と接触して自発的に着火する温度であり、ＡＳＴＭ  ６５９−７８によって決定され得る。
【００２４】
「Ｌｎ」は、「ｅ」を底とする自然対数のことである。
【００２５】
「トラクション係数」は、摩擦力Ｆと垂直抗力Ｎとの無次元の比として表される固有の潤滑性の指標であり、ここで摩擦は滑っている又は転っている表面間の動きに抵抗する若しくは動きを妨げる力学的な力である。トラクション係数は、直径４６ｍｍの研磨された平面円板（ＳＡＥ  ＡＩＳＩ  ５２１００鋼）に対して２２０の角度をなす直径１９ｍｍの研磨された球（ＳＡＥ  ＡＩＳＩ  ５２１００鋼）で構成されているＰＣＳ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ、Ｌｔｄ．のＭＴＭ  Ｔｒａｃｔｉｏｎ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍを用いて測定され得る。鋼球及び円板は独立に毎秒３メートルの平均転がり速度、４０パーセントの滑り対転がり比、及び２０ニュートンの荷重において測定される。転がり比は球と円板の間の滑り速度の差を球と円板の平均速度で割ったもの、すなわち転がり比＝（速度１−速度２）／（（速度１＋速度２）／２）として定義されている。
【００２６】
本明細書において使用されている「連続した炭素原子数」は、基油がある炭素数の範囲内の炭素数すべてにわたる炭化水素分子の分布を有する。例えば、基油は、Ｃ２２からＣ３６までの又はＣ３０からＣ６０までの範囲内の、すべての炭素数の炭化水素分子を有し得る。基油の炭化水素分子は、やはり連続した炭素原子数を有するワックス状供給物の結果としての連続した炭素原子数によって互いに異なる。例えば、フィッシャー−トロプシュ炭化水素合成反応において、炭素原子源はＣＯであり、炭化水素分子は一度に炭素原子１つずつ組み立てられる。石油由来のワックス状供給物は、連続した炭素原子数を有する。ポリ−アルファ−オレフィン（「ＰＡＯ」）に基づく油とは対照的に、異性化された基油の分子は短い分岐を有する比較的長い骨格を含むより直線的な構造を有する。古典的な教科書のＰＡＯの記載は星型分子、特にトリデカンであり、これは中心点で結合されている３つのデカン分子として例示されている。星型分子は理論上のものであるが、しかしＰＡＯ分子は、本明細書において開示されている異性化された基油を構成している炭化水素と比べて、より少なくより長い枝を有している。
【００２７】
「シクロパラフィン官能基を有する分子」は、単環式若しくは縮合多環式飽和炭化水素基である、又は１つ又は複数の置換基として単環式若しくは縮合多環式飽和炭化水素基を含有している任意の分子を意味する。
【００２８】
「単環式パラフィン官能基を有する分子」は、３〜７個の環炭素から成る単環式飽和炭化水素基である任意の分子又は３〜７個の環炭素から成る単一単環式飽和炭化水素基で置換された任意の分子を意味する。
【００２９】
「多環式パラフィン官能基を有する分子」は、２つ以上の縮合環から成る縮合多環式飽和炭化水素環基である任意の分子、２つ以上の縮合環から成る１つ又は複数の縮合多環式飽和炭化水素環基で置換された任意の分子、又は３〜７個の環炭素から成る複数の単環式飽和炭化水素基で置換された任意の分子を意味する。
【００３０】
シクロパラフィン官能基を有する分子、単環式パラフィン官能基を有する分子、及び多環式パラフィン官能基を有する分子は、重量パーセントとして記録され、且つ、フィールドイオン化質量分析（ＦＩＭＳ）、芳香族についてはＨＰＬＣ−ＵＶ、及びオレフィンについてはプロトンＮＭＲ、の組合せによって決定され、本明細書においてさらに十分に説明される。
【００３１】
オキシデーターＢＮは、シミュレートされた用途における潤滑油の応答を測定する。高い値、すなわち１リットルの酸素を吸収するための長時間は、良好な安定性を示す。オキシデーターＢＮは、Ｄｏｒｎｔｅ型酸素吸収装置（Ｒ．Ｗ．Ｄｏｒｎｔｅ「ホワイトオイルの酸化（Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｗｈｉｔｅ  Ｏｉｌｓ）」、Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、２８巻、２６頁、１９３６年）によって測定されることができ、１気圧の純粋な酸素下において３４０°Ｆで、１００ｇの油によって１０００ｍｌのＯ２を吸収する時間が記録される。オキシデーターＢＮ試験において、油１００グラム当りに０．８ｍｌの触媒が使用される。触媒は使用済みのクランクケース油の平均的な金属分析値をシミュレートする可溶性の金属ナフテン酸塩類の混合物である。添加物パッケージは、油１００グラム当りにビスポリプロピレンフェニルジチオリン酸亜鉛８０ミリモルである。
【００３２】
分子特性決定は、フィールドイオン化質量分析（ＦＩＭＳ）及びｎ−ｄ−Ｍ分析（ＡＳＴＭ  Ｄ３２３８−９５（２００５年再承認））を含む当技術分野において知られている方法によって行われ得る。ＦＩＭＳにおいて、基油はアルカン及び様々な数の不飽和を有する分子として特徴付けられる。様々な数の不飽和を有する分子はシクロパラフィン、オレフィン及び芳香族を含み得る。芳香族が顕著な量で存在する場合は、それらは４−不飽和として同定される。オレフィンが顕著な量で存在する場合は、それらは１−不飽和として同定される。ＦＩＭＳ分析からの１−不飽和、２−不飽和、３−不飽和、４−不飽和、５−不飽和、及び６−不飽和の合計からプロトンＮＭＲによるオレフィンの重量％及びＨＰＬＣ−ＵＶによる芳香族の重量％を引くとシクロパラフィン官能基を有する分子の合計重量％である。芳香族含有量が測定されなかった場合は、それは０．１重量％未満と見なされ、シクロパラフィン官能基を有する分子の合計重量パーセントの計算には含められなかった。シクロパラフィン官能基を有する分子の合計重量パーセントは、単環式パラフィン官能基を有する分子及び多環式パラフィン官能基を有する分子の重量パーセントの和である。
【００３３】
分子量は、ＡＳＴＭ  Ｄ２５０３−９２（２００２年再承認）によって決定される。この方法は蒸気圧（ＶＰＯ）の熱電測定を使用する。不十分なサンプル体積しかない状況においては、ＡＳＴＭ  Ｄ２５０２−０４の別法が使用され得る；これが使用された場合はそのことが表示される。
【００３４】
密度は、ＡＳＴＭ  Ｄ４０５２−９６（２００２年再承認）によって決定される。サンプルは振動しているサンプル管中に導入され、管の質量の変化によって起こされる振動周波数の変化が較正データと共にサンプルの密度を決定するために使用される。
【００３５】
オレフィンの重量％は、本明細書において指定される複数のステップによりプロトンＮＭＲによって決定され得る。大部分の試験において、オレフィンは通常のオレフィン、すなわち二重結合炭素に結合された水素を有するオレフィン型、例えばアルファ、ビニリデン、シス、トランス、及びトリ置換されたものなどの、検出可能なアリル系対全オレフィンの比１〜２．５を有する、分布された混合物である。この比が３を超える場合は、それはより高いパーセンテージのトリ又はテトラ置換されたオレフィンが存在することを示し、したがって分析技術分野において知られている他の仮定を立ててサンプル中の二重結合の数を計算することができる。そのステップは次の通りである：Ａ）試験炭化水素の５〜１０％重クロロホルム溶液を調製する。Ｂ）少なくとも１２ｐｐｍのスペクトル幅の普通のプロトンスペクトルを取得し、レシーバー／ＡＤＣを過負荷にすることなくシグナルを取得するのに十分なゲイン幅を有する計器、例えば３０度のパルスを加えたときにこの計器は最小で６５，０００のシグナルデジタル化のダイナミックレンジを有する、を用いて化学シフト（ｐｐｍ）軸を正確に参照する。一実施形態において、この計器は少なくとも２６０，０００のダイナミックレンジを有する。Ｃ）６．０〜４．５ｐｐｍ（オレフィン）；２．２〜１．９ｐｐｍ（アリル）；及び１．９〜０．５（飽和）の積分強度を測定する。Ｄ）ＡＳＴＭ  Ｄ２５０３−９２（２００２年再承認）によって決定される試験物質の分子量を使用して、以下のものを計算する：１．飽和炭化水素の平均的分子式；２．オレフィンの平均的分子式；３．全積分強度（＝すべての積分強度の和）；４．サンプル水素１個当りの積分強度（＝全積分／式中の水素の数）；５．オレフィン水素の数（＝オレフィンの積分／水素１個当りの積分）；６．二重結合の数（＝オレフィン水素×オレフィン式中の水素／２）；及び７．プロトンＮＭＲによるオレフィンの重量％＝１００×二重結合の数×通常のオレフィン分子中の水素の数を通常の試験物質分子中の水素の数で割ったもの。この試験において、プロトンＮＭＲ計算手順Ｄによるオレフィンの重量％は、オレフィンパーセントの結果が小さく１５重量％未満である場合に特に良好に役立つ。
【００３６】
芳香族の重量パーセントは、一実施形態において、ＨＰＬＣ−ＵＶによって測定され得る。一実施形態において、試験は、ＨＰ  Ｃｈｅｍ−ｓｔａｔｉｏｎと接続されているＨＰ  １０５０  Ｄｉｏｄｅ−Ａｒｒａｙ  ＵＶ−Ｖｉｓ検出器と連結されているＨｅｗｌｅｔｔ  Ｐａｃｋａｒｄ  １０５０  Ｓｅｒｉｅｓ  Ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ  Ｇｒａｄｉｅｎｔ  Ｈｉｇｈ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ（ＨＰＬＣ）を使用して行われる。高度に飽和されている基油中の個々の芳香族の種類の特定は、ＵＶスペクトルのパターン及び溶離時間に基づいて行うことができる。この分析のために使用されるアミノカラムは、芳香族分子を主にそれらの環数（又は二重結合数）に基づいて識別する。したがって、単環芳香族を含有している分子が最初に溶離し、多環式芳香族が１分子当りの二重結合数が増加していく順序で続く。類似の二重結合の性格を有する芳香族に関しては、環上にアルキル置換だけを有するものがナフテン系置換を有するものよりも早く溶離する。様々な基油の芳香族炭化水素の、それらのＵＶ吸収スペクトルからの明確な同定は、それらのピーク電子遷移がすべて純粋なモデル化合物類似物に対して環系上のアルキル及びナフテン系置換の量に依存するある程度だけ赤方偏移することを認識しつつ達成され得る。溶離してくる芳香族化合物の定量化は、それぞれの一般的種類の化合物について最適化された波長から作成されたクロマトグラムをその芳香族に関する適切な保持時間帯にわたって積分することによって行われ得る。それぞれの芳香族の種類に関する保持時間帯の限界は、種々の時間において溶離する化合物の個々の吸収スペクトルを手動で評価すること及びそれらスペクトルのモデル化合物の吸収スペクトルとの定性的類似性に基づいてそれらを適切な芳香族の種類に割り当てることによって決定され得る。
【００３７】
ＨＰＬＣ−ＵＶ較正。一実施形態において、ＨＰＬＣ−ＵＶは芳香族化合物を非常に低いレベル、例えば多環芳香族が通常単環芳香族よりも１０から２００倍強く吸収するレベルにあっても芳香族化合物の種類を特定するために使用され得る。アルキル置換は吸収に２０％の影響を及ぼす。共溶離する１環及び２環芳香族に対する２７２ｎｍにおける積分限界は、垂直滴下法によって作り出され得る。それぞれの一般的な芳香族の種類に関する波長依存性の応答因子が、Ｂｅｅｒ則プロットを純粋なモデル化合物の混合物から、置換された芳香族類似体に最も近いスペクトルピークの吸収に基づいて構成することによって、まず決定され得る。芳香族の重量パーセント濃度は、それぞれの芳香族の種類についての平均分子量が全基油サンプルについての平均分子量にほぼ等しかったと仮定することによって計算され得る。
【００３８】
ＮＭＲ分析。一実施形態において、精製されたモノ芳香族標準物質中の少なくとも１つの芳香族官能基を有するすべての分子の重量パーセントは、長時間継続炭素１３ＮＭＲ分析によって確認され得る。高度に飽和された基油中の芳香族の９５〜９９％は単環芳香族であることが分かっているので、ＮＭＲの結果は％芳香族炭素から％芳香族分子へ翻訳され得る（ＨＰＬＣ−ＵＶ及びＤ２００７と一貫するように）。ＮＭＲによって少なくとも１つの芳香族官能基を有する低レベルの全分子を正確に測定するためのもう１つの試験において、標準的なＤ５２９２−９９法（２００４年再承認）は、１０〜１２ｍｍのＮａｌｏｒａｃプローブを用いる４００〜５００ＭＨｚ  ＮＭＲ上で１５時間の継続試験で５００：１の最低炭素感度（ＡＳＴＭ標準慣行Ｅ３８６による）をもたらすように改良され得る。Ａｃｏｒｎ  ＰＣ積分ソフトウエアが、ベースラインの形状を画定し且つ一貫して積分するために使用され得る。
【００３９】
分岐の程度とは炭化水素中のアルキル分岐の数のことである。分岐及び分岐の位置は、１３炭素（１３Ｃ）ＮＭＲを使用して以下の９ステップの方法によって決定され得る：１）ＤＥＰＴ  Ｐｕｌｓｅシーケンス（Ｄｏｄｄｒｅｌｌ、Ｄ．Ｔ．；Ｄ．Ｔ．Ｐｅｇｇ；Ｍ．Ｒ．Ｂｅｎｄａｌｌ、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  １９８２年、４８巻、３２３頁）を使用してＣＨ分岐中心及びＣＨ３分岐末端を確認する。２）ＡＰＴパルスシーケンス（Ｐａｔｔ、Ｓ．Ｌ．；Ｊ．Ｎ．Ｓｈｏｏｌｅｒｙ、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  １９８２年、４６巻、５３５頁）を使用して多分岐の起点となる炭素（第四級炭素）の不在を検証する。３）様々な分岐炭素の共鳴を当技術分野において知られている一覧になっている値及び計算値（Ｌｉｎｄｅｍａｎ、Ｌ．Ｐ．、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅ  Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ４３巻、１９７１年、１２４５頁；Ｎｅｔｚｅｌ、Ｄ．Ａ．ら、Ｆｕｅｌ、６０巻、１９８１年、３０７頁）を使用して具体的な分岐の位置及び長さに割り付ける。４）種々の炭素の位置における相対的分岐密度を、メチル／アルキル基の特定の炭素の積分された強度を単一の炭素の強度（これは全積分／混合物中の１分子当りの炭素数に等しい）と比較することによって推定する。末端及び分岐メチルの両方が同じ共鳴位置で起こる２−メチル分岐に関しては、強度は分岐密度を推定する前に２で割られる。４−メチル分岐画分が計算され表にされる場合は、４＋メチルへの寄与は二重計数を避けるために差し引かれる。５）平均炭素数を計算する。平均炭素数はサンプルの分子量を１４（ＣＨ２の式量）で割ることによって決定される。６）１分子当りの分岐の数はステップ４において見出された分岐の合計である。７）炭素原子１００個当りのアルキル分岐の数が、１分子当りの分岐の数（ステップ６）掛ける１００／平均炭素数から計算される。８）液体炭化水素組成物中のＮＭＲによって推定された全水素の内のメチル水素（化学シフト範囲０．６〜１．０５ｐｐｍ）のパーセンテージとして提示される１ＨＮＭＲ分析による分岐指数（ＢＩ）を推定する。９）液体炭化水素組成物中のＮＭＲによって推定される全炭素の内の末端基又は分岐から炭素４個以上離れている繰返すメチレン炭素（２９．９ｐｐｍにおけるＮＭＲシグナルによって表される）のパーセンテージとして提示される１３ＣＮＭＲによって分岐の近接度（ＢＰ）を推定する。この測定は任意のフーリエ変換核磁気共鳴分光計、例えば７．０Ｔ以上のマグネットを有するものを使用して行われ得る。質量分析、ＵＶ又はＮＭＲ調査によって芳香族炭素が不在であることが検証された後は、１３Ｃ  ＮＭＲ研究のためのスペクトル幅は飽和炭素領域、ＴＭＳ（テトラメチルシラン）に対して０〜８０ｐｐｍに限定され得る。クロロホルム−ｄ１中の２５〜５０重量％溶液が３０度パルスによって励起され、１．３秒の収集時間が続く。一様でない強度データを最小限度にするために、励起パルスに先立つ６秒間の遅延の間及び収集の間にはブロードバンドのプロトン逆ゲーテッドデカップリング法が使用される。サンプルは、全強度が観測されることを確実にするための緩和剤としての０．０３〜０．０５モルのＣｒ（ａｃａｃ）３（トリス（アセチルアセトナト）クロム（ＩＩＩ）でドープされる。ＤＥＰＴ及びＡＰＴシーケンスは、Ｖａｒｉａｎ又はＢｒｕｋｅｒの操作マニュアルに記載されている文献の記載によりわずかな逸脱を伴って行われ得る。ＤＥＰＴは、偏極移行による歪のない増強である。ＤＥＰＴ  ４５シーケンスは、プロトンに結合されているすべての炭素シグナルを与える。ＤＥＰＴ  ９０はＣＨ炭素だけを示す。ＤＥＰＴ  １３５はＣＨ及びＣＨ３並びに位相から１８０度外れたＣＨ２（下）を示す。ＡＰＴは当技術分野において知られている付属されているプロトン試験である。これはすべての炭素が見られることを可能にするが、ＣＨ及びＣＨ３が上である場合は、第四級及びＣＨ２は下である。サンプルの分岐の性質は、計算においてサンプル全体がイソ−パラフィンであるという仮定を使用して１３Ｃ  ＮＭＲによって決定され得る。不飽和物含有量は、フィールドイオン化質量分析（ＦＩＭＳ）を使用して測定され得る。
【００４０】
ギアオイル組成物は、０．００１〜３０重量％の任意に選択し得る添加物を２つの成分、すなわち異性化された基油成分と鉱油成分の相乗作用性混合物を有する基油マトリックス中に含み、異性化された基油の量が、ギアオイル組成物が所望のトラクション係数、膜の厚さ、及び圧力粘度係数の諸特性を有するのに十分である。
【００４１】
成分Ａ−異性化された基油：一実施形態において、基油マトリックスの成分Ａは、少なくとも１種の異性化された基油（又は異性化された基油のブレンド）を含み、この生成物自体、その画分、又は供給物が、フィッシャー−トロプシュ法起源である、すなわちある段階においてフィッシャー−トロプシュ法からのワックス状供給物の異性化により生成される（「フィッシャー−トロプシュ法由来の基油」）。もう１つの実施形態において、基油は実質的にパラフィン系のワックス供給物（「ワックス状供給物」）から製造された少なくとも１種の異性化された基油を含む。さらにもう１つの実施形態において、異性化された基油は、実質的にパラフィン系のワックス供給物に加えてフィッシャー−トロプシュ法からのワックス状供給物から製造された生成物の混合物も含む。
【００４２】
フィッシャー−トロプシュ由来の基油は、例えば米国特許第６０８０３０１号、米国特許第６０９０９８９号、及び米国特許第６１６５９４９号、並びに米国特許公開第２００４／００７９６７８号、米国特許公開第２００５０１３３４０９号、米国特許公開第２００６０２８９３３７号を含むいくつかの特許刊行物に開示されている。フィッシャー−トロプシュ法は、一酸化炭素及び水素がどちらも実質的にパラフィンである軽質反応生成物及びワックス状反応生成物を含む様々な形態の液体炭化水素に転化される触媒による化学反応である。
【００４３】
一実施形態において、成分Ａは、連続している数の炭素原子を有する異性化された基油を含み、且つｎ−ｄ−Ｍ法で１０重量％未満のナフテン系炭素を有する。さらにもう１つの実施形態においては、ワックス状供給物から製造された異性化された基油は１．５〜３．５ｍｍ２／ｓの１００℃における動粘度を有する。
【００４４】
一実施形態において、異性化された基油は、基油が、ａ）少なくとも１つの芳香族官能基を有するすべての分子の重量パーセント０．３０未満；ｂ）少なくとも１つのシクロパラフィン官能基を有するすべての分子の重量パーセント１０超；ｃ）単環式パラフィン官能基を有する分子の重量パーセントと多環式パラフィン官能基を有する分子の重量パーセントとの比２０超及びｄ）粘度指数２８×Ｌｎ（１００℃における動粘度）＋８０超を有するのに十分な条件において水素化異性化脱ワックスが行われる方法によって製造される。
【００４５】
もう１つの実施形態において、異性化された基油は、高パラフィン系ワックスが、形状選択性の中間細孔サイズの貴金属水素化成分を含むモレキュラーシーブを使用して、６００〜７５０°Ｆ（３１５〜３９９℃）の条件下において水素化異性化される方法から製造される。この方法において、水素化異性化のための条件は、ワックス供給物中の沸点７００°Ｆ（３７１℃）超の化合物の沸点７００°Ｆ（３７１℃）未満の化合物への転化率が１０重量％〜５０重量％に維持されるように制御される。もたらされる異性化された基油は、１．０〜３．５ｍｍ２／ｓの１００℃における動粘度及び５０重量％未満のＮｏａｃｋ揮発度を有する。この基油は、シクロパラフィン官能基を有する分子３重量％超及び芳香族０．３０重量％未満を含む。
【００４６】
一実施形態において、成分Ａ中の異性化された基油は、次の式によって計算される量未満のＮｏａｃｋ揮発度を有する：１０００×（１００℃における動粘度）−２．７。もう１つの実施形態において、異性化された基油は、次の式によって計算される量未満のＮｏａｃｋ揮発度を有する：９００×（１００℃における動粘度）−２．８。第３の実施形態において、異性化された基油は、＞１．８０８ｍｍ２／ｓの１００℃における動粘度を有し且つ次の式によって計算される量未満のＮｏａｃｋ揮発度を有する：１．２８６＋２０（ｋｖ１００）−１．５＋５５１．８ｅ−ｋｖ１００、ここでｋｖ１００は１００℃における動粘度である。第４の実施形態において、異性化された基油は、４．０ｍｍ２／ｓ未満の１００℃における動粘度及び０〜１００の重量％のＮｏａｃｋ揮発度を有する。第５の実施形態において、異性化された基油は、１．５〜４．０ｍｍ２／ｓの動粘度及び次の式によって計算されるＮｏａｃｋ揮発度未満のＮｏａｃｋ揮発度を有する：１６０−４０（１００℃における動粘度）。
【００４７】
一実施形態において、異性化された基油は、２．４〜３．８ｍｍ２／ｓの範囲の１００℃における動粘度及び式：９００×（１００℃における動粘度）−２．８−１５）によって規定される量未満のＮｏａｃｋ揮発度を有する。２．４〜３．８ｍｍ２／ｓの範囲の動粘度に対して、式：９００×（１００℃における動粘度）−２．８−１５）は、式１６０−４０（１００℃における動粘度）よりも低いＮｏａｃｋ揮発度をもたらす。
【００４８】
一実施形態において、基油が、３．６〜４．２ｍｍ２／ｓの１００℃における動粘度、１３０超の粘度指数、１２未満のＮｏａｃｋ揮発度の重量％、−９℃未満の流動点を有することになるための条件下において、高パラフィン系ワックスが水素化異性化される方法から成分Ａ中の異性化された基油が製造される。
【００４９】
一実施形態において、異性化された基油は、２００（°Ｆ）超及び式：３６×Ｌｎ（１００℃における動粘度、ｍｍ２／ｓ）＋２００によって規定される量（°Ｆ）以下のアニリン点を有する。
【００５０】
一実施形態において、異性化された基油は、式：ＡＩＴ（℃）＝１．６×（４０℃における動粘度、ｍｍ２／ｓ）＋３００によって規定される自己着火温度（ＡＩＴ）を超えるＡＩＴを有する。第２の実施形態において、基油は３２９℃超のＡＩＴを有し且つ２８×Ｌｎ（１００℃における動粘度、ｍｍ２／ｓ）＋１００を超える粘度指数を有する。
【００５１】
一実施形態において、異性化された基油は、比較的低いトラクション係数を有し、具体的にはそのトラクション係数は式：トラクション係数＝０．００９×Ｌｎ（動粘度、ｍｍ２／ｓ）−０．００１によって計算される量未満であり、この中の式中の動粘度はトラクション係数の測定の間の動粘度であり、２〜５０ｍｍ２／ｓである。一実施形態において、異性化された基油は、１５ｍｍ２／ｓの動粘度において且つ４０％の滑り対回転比において測定される場合は０．０２３（又は０．０２１）未満のトラクション係数を有する。もう１つの実施形態において、異性化された基油は、１５ｍｍ２／ｓの動粘度において且つ４０％の滑り対回転比において測定される場合は０．０１７未満のトラクション係数を有する。もう１つの実施形態において、異性化された基油は、１５ｍｍ２／ｓの動粘度において且つ４０％の滑り対回転比において測定される場合は０．０１５未満のトラクション係数を有する。
【００５２】
一部の実施形態において、成分Ａは、低いトラクション係数並びにより高い動粘度及びより高い沸点を有する異性化された基油を含む。一実施形態において、基油は０．０１５未満のトラクション係数、及び５６５℃（１０５０°Ｆ）超の沸点５０重量％を有する。もう１つの実施形態において、基油は０．０１１未満のトラクション係数及びＡＳＴＭ  Ｄ６３５２−０４による５８２℃（１０８０°Ｆ）超の５０重量％沸点を有する。
【００５３】
一部の実施形態において、低いトラクション係数を有する異性化された基油は、ＮＭＲによって、２３．４以下の分岐指数、２２．０以上の分岐の近接性、及び９〜３０の自由炭素指数（Ｆｒｅｅ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｉｎｄｅｘ）を含む特異な分岐特性を示す。一実施形態において、基油は少なくとも４重量％のナフテン系炭素を有し、もう１つの実施形態において、ＡＳＴＭ  Ｄ３２３８−９５（２００５年再承認）によるｎ−ｄ−Ｍ分析によって少なくとも５重量％のナフテン系炭素を有する。
【００５４】
一実施形態において、中間油異性化物がパラフィン性炭化水素成分を含み、その中の分岐の程度は炭素１００個当りに７つ未満のアルキル分岐であり、且つその中の基油はその中の分岐の程度が炭素１００個当りに８つ未満のアルキル分岐であり、これらのアルキル分岐の２０重量％未満が２位にある方法において成分Ａ中の異性化された基油が製造される。一実施形態において、ＦＴ基油は、−８℃未満の流動点；少なくとも３．２ｍｍ２／ｓの１００℃における動粘度及び＝２２×Ｌｎ（１００℃における動粘度）＋１３２の式によって計算される粘度指数を超える粘度指数を有する。
【００５５】
一実施形態において、基油は１０重量％を超え７０重量％未満のシクロパラフィン官能基を有する全分子、及び、１５超の単環式パラフィン官能基を有する分子の重量パーセントの多環式パラフィン官能基を有する分子の重量パーセントに対する比を含む。
【００５６】
一実施形態において、成分Ａは、６００〜１１００の平均分子量、及び炭素１００個当りに６．５〜１０個のアルキル分岐の分子内の平均分岐度を有する。もう１つの実施形態において、異性化された基油は、約８〜約２５ｍｍ２／ｓの動粘度及び炭素原子１００個当りに６．５〜１０個のアルキル分岐である分子内の平均分岐度を有する。
【００５７】
一実施形態において、基油は、１０重量％超のシクロパラフィン官能基を有する分子の合計重量パーセント、及び１５超の単環式パラフィン官能基を有する分子の重量パーセントの多環式パラフィン官能基を有する分子の重量パーセントに対する比を有するために、高パラフィン系ワックスは７１２．４から３５６２リットルまでのＨ２／リットル油の水素対供給物比において水素化異性化される方法から異性化された基油が得られる。もう１つの実施形態において、基油は式：２８×Ｌｎ（１００℃における動粘度）＋９５によって規定される量を超える粘度指数を有する。第３の実施形態において、基油は、０．３０重量パーセント未満の芳香族；１０超のシクロパラフィン官能基を有する分子の重量パーセント、及び２０超の単環式パラフィン官能基を有する分子の重量パーセントの多環式パラフィン官能基を有する分子の重量パーセントに対する比；及び２８×Ｌｎ（１００℃における動粘度）＋１１０を超える粘度指数を含む。第４の実施形態において、基油は６ｍｍ２／ｓ超の１００℃における動粘度をさらに有する。第５の実施形態において、基油は、０．０５未満の芳香族の重量パーセント及び２８×Ｌｎ（１００℃における動粘度）＋９５を超える粘度指数を含む。第６の実施形態において、基油は、０．３０未満の芳香族の重量パーセント、１００℃における動粘度（ｍｍ２／ｓ）掛ける３を超えるシクロパラフィン官能基を有する分子の重量パーセント、及び１５超の単環パラフィン官能基を有する分子の多環式パラフィン官能基を有する分子に対する比、を有する。
【００５８】
一実施形態において、異性化された基油は、ｎ−ｄ−Ｍ法で測定される２〜１０％のナフテン系炭素を含有している。一実施形態において、基油は、１．５〜３．０ｍｍ２／ｓの１００℃における動粘度及び２〜３％のナフテン系炭素を有する。もう１つの実施形態において、１．８〜３．５ｍｍ２／ｓの１００℃における動粘度及び２．５〜４％のナフテン系炭素。第３の実施形態において、３〜６ｍｍ２／ｓの１００℃における動粘度及び２．７〜５％のナフテン系炭素。第４の実施形態において、１０〜３０ｍｍ２／ｓの１００℃における動粘度及び５．２％超のナフテン系炭素。
【００５９】
一実施形態において、成分Ａは、４７５超の平均分子量；１４０超の粘度指数、及び１０重量％未満のオレフィンを有する異性化された基油である。基油は、ギアオイル組成物中に組み入れられた場合に混合物の空気放出及び低起泡特性を向上させる。
【００６０】
一実施形態において、成分Ａは、米国特許第７２１４３０７号及び米国特許出願公開第２００６００１６７２４号に開示されている通りのホワイトオイルを含む。一実施形態において、異性化された基油は、１．５ｃＳｔ〜３６ｍｍ２／ｓの１００℃における動粘度、式：粘度指数＝２８×Ｌｎ（１００℃における動粘度）＋９５によって計算される量を超える粘度指数、５から１８重量％未満のシクロパラフィン官能基を有する分子、１．２重量パーセント未満の多環式パラフィン官能基を有する分子、０℃未満の流動点及び＋２０以上のセイボルトカラーを有するホワイトオイルである。
【００６１】
一実施形態において、成分Ａ中における使用のための異性化された基油は、８０〜１１０ｍｍ２／ｓの範囲の４０℃における動粘度、１０〜１６ｍｍ２／ｓの範囲の１００℃における動粘度、１４０〜１６０の粘度指数、−０℃〜−４０℃の範囲の流動点、６５０〜７２５の平均分子量、及び１ｐｐｍ未満の硫黄含有量を有する。
【００６２】
成分Ｂ−鉱油：成分Ｂは鉱油又は鉱油の混合物である。鉱油はパラフィン性及びナフテン性の油、又はこれらの混合物であればよい。鉱油は、原油を常圧蒸留又は減圧蒸留することによって製造された潤滑油画分に、溶媒脱れき、溶媒抽出、水素化分解、溶媒脱ワックス、接触脱ワックス、硫酸処理、及び粘土処理などの１つ又は複数の精製方法を施すことによって得られる。
【００６３】
一実施形態において、成分Ｂとして使用される鉱油は、ポリα−オレフィン、エチレン−α−オレフィンコポリマー、及びエステルに基づく合成油を、ギアオイル組成物の全重量の５０重量％以下の量で含有し得る。
【００６４】
一実施形態において、成分Ｂは、３〜１２０ｍｍ２／ｓの１００℃における動粘度及び少なくとも６０の粘度指数を有する鉱油（又は鉱油及び／又は炭化水素に基づく合成油のブレンド）である。もう１つの実施形態において、成分Ｂは、２．３〜３．４ｍｍ２／ｓの１００℃における動粘度を有し且つＡＳＴＭ  Ｄ３２３８（Ｒ２０００）によって規定されているＣｐ％は７０以上である鉱油であり、ＡＳＴＭ  ３２３８は炭素分布の計算及びｎｄＭ法による石油の構造基分析のための標準的試験法である。さらにもう１つの実施形態において、成分Ｂは、８０ｍｍ２／ｓの未満の４０℃における動粘度を有し、３．５〜７ｍｍ２／ｓの１００℃における動粘度を有する「低粘度」鉱油及び／又は合成油と；２０〜５２ｍｍ２／ｓの１００℃における動粘度を有する「高粘度」鉱油ベースの油及び／又は炭化水素ベースの合成油との混合物を含む基油マトリックスである。
【００６５】
一実施形態において、基油マトリックスは、基油マトリックスが１０ｍｍ２／ｓ〜１５ｍｍ２／ｓの１００℃における動粘度；９５ｍｍ２／ｓ〜１１０ｍｍ２／ｓの４０℃における動粘度；及び９５〜１７５の粘度指数を有するのに十分な量の鉱油及び異性化された基油を含有している。
【００６６】
追加の任意選択可能な成分：ギアオイル組成物中への異性化された基油の組込みは、組成物が先行技術におけるトラクション低減剤の必要なく、低いトラクション係数を有することを可能にする。しかし、一実施形態において、少量のトラクション低減剤、例えば０．５から１０重量％がギアオイル組成物中に組み込まれてもよい。トラクション低減剤の例は、ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌのＮｏｒｐａｒ（商標）流体（ノーマルパラフィンを含む）、Ｉｓｏｐａｒ（商標）流体（イソパラフィンを含む）、Ｅｘｘｓｏｌ（商標）流体（脱芳香族化された炭化水素流体を含む）、Ｖａｒｓｏｌ（商標）流体（脂肪族炭化水素流体を含む）、及びこれらの混合物を含む。
【００６７】
一実施形態において、ギアオイル組成物は、分散剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、消泡剤、抗酸化剤、錆止め剤、金属不導体化剤、極圧添加剤、摩擦調整剤などから選択される１つ又は複数の添加物０．０１〜３０重量％を、多様な特性、例えば摩擦、酸化安定性、清浄性、消泡などに関する特性を満たすために含む。
【００６８】
分散剤の例は、ポリブテニルコハク酸イミド、ポリブテニルコハク酸アミド、ベンジルアミン、コハク酸エステル、コハク酸エステルアミド及びそのホウ素誘導体を含む。使用される場合は、無灰の分散剤が通常０．０５〜７重量％の量で使用される。一実施形態において、分散剤はポリエチレンポリアミン、例えばトリエチレンテトラアミンペンタアミンの約７００〜１４００の分子量を有するポリオレフィンの不飽和ポリカルボン酸又は無水物、例えば無水マレイン酸との反応によって製造される炭化水素置換無水物との反応の生成物から選択される。
【００６９】
金属洗浄剤の例は、カルシウム、マグネシウム、バリウムなどのスルホン酸塩、石炭酸塩、サリチル酸塩を含有しているものを含む。金属洗浄剤は、使用される場合には、通常０．０５〜５重量％の量で組み込まれる。
【００７０】
抗酸化剤の例は、これらだけには限定されないが、アミンに基づくもの、例えばアルキル化ジフェニルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン及びアルキル化フェニル−ｘ−ナフチルアミン；フェノールに基づくもの、例えば２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール、４，４’−メチレンビス−（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）及びイソオクチル−３−（３，５−ジ−ｔ−ヒドロキシフェニル）プロピオネート；硫黄に基づくもの、例えばジラウリル−３，３’−チオジプロピオネート；及びジチオリン酸亜鉛を含む。使用される場合には、抗酸化剤は０．０５〜５重量％の量で組み込まれる。
【００７１】
消泡剤は、１０〜１００ｐｐｍの量で場合によって組み込まれ得る。消泡剤の例は、これらだけには限定されないが、ジメチルポリシロキサン、ポリアクリレート及びそのフッ素誘導体、及びパーフルオロポリエーテルを含む；錆止め剤は０〜３０重量％の量で使用され得る。例は、脂肪酸、アルケニルコハク酸半エステル、脂肪酸石鹸、アルキルスルホネート、多価アルコール／脂肪酸エステル、脂肪酸アミン、酸化パラフィン及びアルキルポリオキシエチレンエーテルを含む。
【００７２】
摩擦調整剤は、０．０５から５重量％までの量で組み込まれ得る。例は、これらだけには限定されないが、有機モリブデンに基づく化合物、脂肪酸、高級アルコール、脂肪酸エステル、硫化エステル、リン酸エステル、酸リン酸エステル、酸亜リン酸エステル及びリン酸エステルのアミン塩を含む。
【００７３】
磨耗防止剤及び／又は極圧添加剤は、０．１から１０重量％までの量で組み込まれ得る。磨耗防止剤及び／又は極圧添加剤の例は、硫化オレフィン、ジアルキルポリスルフィド、ジアルキルポリスルフィド、硫化脂肪及び硫化油、硫化脂肪酸エステル、トリチオン、Ｃ２〜Ｃ８モノオレフィンの硫化されたオリゴマー、チオリン酸化合物、硫化テルペン、チオカルバメート化合物、チオカーボネート化合物、スルホキシド、チオールスルホネートなどを含む金属を含まない硫黄含有種を含む。他の例は、亜リン酸のエステル、亜リン酸のアミン塩及び亜リン酸エステルなどの金属を含まないリン含有磨耗防止添加剤及び／又は極圧添加剤及び前述のものの部分的又は全体的チオ類似体を含む。一実施形態において、本組成物は酸ホスフェートを磨耗防止剤として含み、この剤は式Ｒ１Ｏ（Ｒ２Ｏ）Ｐ（Ｏ）ＯＨを有し、ここでＲ１は水素又はヒドロカルビルであり、Ｒ２はヒドロカルビルである。
【００７４】
流動点降下剤は、０．０５〜１０重量％の範囲の量で組み込まれ得る。例は、これらだけには限定されないが、エチレン／酢酸ビニルコポリマー、塩素化パラフィン及びナフタレンの縮合物、塩素化パラフィン及びフェノールの縮合物、ポリメタクリレート、ポリアルキルスチレン、塩素化ワックス−ナフタレン縮合物、酢酸ビニル−フマル酸エステルコポリマーなどを含む。
【００７５】
一実施形態において、本組成物は、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グリコールエーテルの少なくとも１つ、及び可溶化剤としてのエステルを１０から２５重量％の量でさらに含む。例は、二塩基酸（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、フマル酸又はアジピン酸、又はリノール酸二量体）及びアルコール（例えば、ブチルアルコール、ヘキシルアルコール、２−エチルヘキシルアルコール、ドデシルアルコール、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又はプロピレングリコール）のエステル；並びに炭素原子５〜１８個のモノカルボン酸及びポリオール（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、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール又はトリペンタエリスリトール）のエステル；ポリオキシアルキレングリコールエステル；及びリン酸エステルを含む。
【００７６】
一実施形態において、本組成物は、少なくとも１つの金属不動態化剤、時には具体的には銅不動態化剤をさらに含む。例は、チアゾール、トリアゾール、及びチアジゾールを含む。チアゾール及びチアジアゾールの具体的な例は、２−メルカプト−１，３，４−チアジアゾール、２−メルカプト−５−ヒドロカルビルチオ−１，３，４−チアジアゾール、２−メルカプト−５−ヒドロカルビルチオ−１，３，４−チアジアゾール、２，５−ビス−（ヒドロカルビルチオ）−１，３，４−チアジアゾール、及び２，５−ビス−（ヒドロカルビルジチオ）−１，３，４−チアジアゾールを含む。他の適当な銅腐食の防止剤は、上記のイミダゾリンなどを含む。
【００７７】
一実施形態において、本組成物は、少なくとも１つの粘度調整剤を０．５０〜１０重量％の量でさらに含む。粘度調整剤の例は、これらだけには限定されないが、ポリメタクリレート型ポリマー、エチレン−プロピレンコポリマー、スチレン−イソプレンコポリマー、水和されたスチレン−イソプレンコポリマー、ポリイソブチレン、及びこれらの混合物の群を含む。一実施形態において、粘度調整剤は、２５，０００〜１５０，０００の平均分子量及び５未満の剪断安定指数を有するポリメタクリレート並びに５００，０００〜１，０００，０００の平均分子量及び２５〜６０の剪断安定指数を有するポリメタクリレートのブレンドである。
【００７８】
本発明のギアオイル組成物は、組成物が低いトラクション係数、高い圧力粘度係数、及び最適な膜の厚さの特性を有するための相乗作用量の異性化された基油を有するとして特徴付けられる。一実施形態において、この異性化された基油の相乗作用量は、（ギアオイル組成物の全重量に基づいて）２０〜７５重量％の範囲である。第２の実施形態において、異性化された基油の相乗作用量は、２５〜６５重量％の範囲である。第３の実施形態において、異性化された基油の相乗作用量は、２５〜６０重量％の範囲である。第４の実施形態において、異性化された基油の相乗作用量は、少なくとも５０重量％である。第５の実施形態において、異性化された基油の相乗作用量は、５０〜６５重量％の範囲である。
【００７９】
一実施形態において、本ギアオイルは、（ギアオイル組成物の全重量に基づいて）２５〜７０重量％の、７０〜１２０ｍｍ２／ｓの４０℃における動粘度、１２〜１６ｍｍ２／ｓの１００℃における動粘度、及び１５０〜１６０の粘度指数を有する異性化された基油；並びに２５〜７５重量％の、４０〜１２０ｍｍ２／ｓの４０℃における動粘度、１０〜１４ｍｍ２／ｓの１００℃における動粘度、及び８０〜１２０の粘度指数を有するグループＩＩの天然基油のブレンドを含む。
【００８０】
性質：一実施形態において、鉱油及び異性化された基油の相乗的組合せを有するギアオイル組成物は、０．０３０未満の１５ｍｍ２／ｓにおけるトラクション係数、８０℃において１５．０ＧＰａ−１超の圧力粘度係数、及び８０℃において１７５ｎｍ超の膜厚を有する。もう１つの実施形態において、本ギアオイル組成物は、９０℃において少なくとも１６０ｎｍの又は１００℃において１３０ｎｍの膜厚を有する。第３の実施形態において、本ギアオイル組成物は、７０〜１００℃の範囲の温度において少なくとも１５．５ＧＰａ−１の圧力粘度係数を有する。第４の実施形態において、本ギアオイル組成物は、０．０３０未満の１５ｍｍ２／ｓにおけるトラクション係数を有する
【００８１】
自動車用ギアオイルとしての使用のための一実施形態において、本組成物は、指定された粘度等級のためのＳＡＥ  Ｊ３０６規格を満たす。例えば、ＳＡＥ  Ｊ−３０６の規格の下では、ＳＡＥ９０のギアオイルは１００℃（２１２°Ｆ）において測定された粘度が２０時間の試験後に１３．５ｃＳｔを超えなければならない。
【００８２】
さらにもう１つの実施形態において、本組成物は、工業規格ＳＡＥ  Ｊ２３６０、ＡＰＩ  ＧＬ−５及びＡＰＩ  ＭＴ−１、及び軍用規格ＭＩＬ−ＰＲＦ−２１０５Ｅ品質レベルの少なくとも１つを満たす。
【００８３】
製造の方法：ギアオイル組成物の製剤において使用される添加物は、個別に又は様々な部分的組合せで基油ブレンド中にブレンドされ得る。一実施形態において、すべての成分が同時に添加物濃縮物（すなわち、添加物プラス炭化水素溶媒などの希釈剤）を使用してブレンドされる。添加物濃縮物の使用は、添加物濃縮物の形態にあるときの成分の組合せによって提供される相溶性を利用する。
【００８４】
もう１つの実施形態において、本組成物は、基油及び添加物（単数又は複数）を適切な温度、例えば６０℃において均質になるまで混合することによって調製される。
【００８５】
用途：本組成物は、任意の種類のギア及び回転要素の軸受けを備えた要素又は部品を含む任意の装置において有用である。一実施形態において、本組成物は工業用ギア、例えばスプール及びベベル、ヘリカル及びスパイラルベベル、ハイポイド、ウォームなど用のギアオイルとして使用される。もう１つの実施形態において、本組成物は、自動車／移動式装置用途及び航空の機推進装置、航空機のトランスミッション、風力タービンのギア、自動車の動力伝達装置、トランスミッション、トランスファーケース、及び自動車、トラック、及び他の機械の差動装置において使用される。さらにもう１つの実施形態において、本組成物は風力タービン、プラスチック押出ギアボックス、及び発電装置、又は紙、鋼、油、織物、製材、セメント工業などにおいて使用される高度に荷重されるギアボックスにおいて使用される。
【実施例】
【００８６】
以下の実施例は、本発明の非限定的例示として提示されている。別途に指定のない限り、例中の成分は次の通りである（また表１には重量％で示されている）。
【００８７】
ＧＴＬは、Ｓａｎ  Ｒａｍｏｎ、ＣＡのＣｈｅｖｒｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のフィッシャー−トロプシュ由来の基油である。使用したＦＴＢＯ基油の性質は表２に示す。
【００８８】
ＲＬＯＰは、Ｃｈｅｖｒｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＣｈｅｖｒｏｎ（商標）６００ＲグループＩＩの重質中性油である。
【００８９】
添加物Ｘは、様々な供給源から入手可能な、硫黄リンを含有している極圧添加剤である。
【００９０】
動粘度、屈折率、及び密度は、当技術分野において知られている方法を使用して測定される基油マトリックスブレンドの性質である。実施例中のギアオイルのトラクション係数は、当技術分野において知られている方法及び装置、例えば米国特許第６６９１５５１号で開示されているトラクション係数測定装置、又は少なくとも３００，０００ｐｓｉの高圧下の弾性流体力学（ＥＨＤ）領域における測定のためのＳａｎｔｏｔｒａｃによって設計されたＴｗｉｎ−Ｄｉｓｃ機械を使用して測定される／計算される。
【００９１】
ＥＨＬ膜厚は当技術分野において知られている方法、例えばＡｍｅｒｉｃａｎ  Ｇｅａｒ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ（ＡＧＭＡ）Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｓｈｅｅｔ  ＡＧＭＡ  ９２５  式６５を使用して計算され、ここでＥＨＬ膜厚は成分の操作温度によって定められる。油膜の厚さは、形状に対する油の応答、温度及び接触入口における表面の速度によって決定される。この厚さは、同伴速度及び油の粘度に強く依存する。圧力粘度係数（「ＰＶＣ」）は、知られている方法によって測定され得るギアオイルのＥＨＬ膜生成能力を定量化する。ＰＶＣは、高圧装置を使用して粘度を圧力の関数として評価することによって直接に、又は光干渉計中において膜厚を測定することによって間接的に測定され得る。ＰＶＣは粘度の対数を圧力に対してプロットしているグラフの勾配である。
【００９２】
この実験の結果は、異性化された基油の添加が、ギアオイル組成物のトラクション係数を改良するのに役立つことを立証しており、少なくとも１０％のトラクション係数を、１５℃において０．０３０未満まで低下させ、異性化された基油を２５〜７５重量％含有している組成物については０．０２８以下の値を有する。これらのデータは、異性化された基油の十分な量の先行技術のギアオイル組成物の基油マトリックス、例えば鉱油を含有している基油マトリックスへの組込みが、低いトラクション係数（例えば０．０３０未満）及び高い圧力粘度係数すなわちＰＶＣ（例えば６５℃以上の温度−ギアオイル成分の通常の温度−において１５．０を超える）から成る所望の最適の性質を有するギアオイル組成物をもたらすことを立証している。
【００９３】
図１及び２は、ギアオイルの例の膜厚（屈折率で修正されている）及び圧力粘度係数を温度の関数として比較しているグラフである。図１は、基本的に先行技術におけるグループＩＩの中性油から成るギアオイル組成物が１００℃における１４．５ＧＰａ−１以下へ向かう下向きの傾向を示す比較的ゆるやかなＰＶＣプロファイルを示している。基本的に異性化された基油から成るギアオイル組成物は、６０〜１００℃の範囲でグループＩＩの基油よりも低いＰＶＣ値を示しており；そのＰＶＣ値は６０〜１００℃の範囲を通じて１４．５ＧＰａ−１よりも低く、８０℃においては１２．５ＧＰａ−１のＰＶＣ値を有する。異性化された基油及び先行技術の基油の少量を（例えば７５％ＧＴＬ及び２５％ＲＬＯＰ  ６００Ｒ）組み合わせることは、ＧＴＬに基づくギアオイルに対してほんのわずかなＰＶＣ値の増加しかもたらさない。しかし、先行技術の基油のより多い量を有する組成物は、６０〜１００℃の範囲における顕著に向上したＰＶＣ値を示し、約８０℃で最大値は１６．５ＧＰａ−１を超える。図に示されている通り、これらの組成物は８０℃及び１００℃において測定されたＰＶＣ値が異性化された基油だけ又はＲＬＯＰだけのどちらのギアオイルの対応する値よりも大きく、優れた相乗効果を示している。グループＩＩの中性油基油及び異性化された基油の少量を含有している組成物（すなわち、ＧＴＬ２５％及びＲＬＯＰ  ６００Ｒ７５％）についてはより大きい相乗効果さえも観察され、この組成物は、６０〜８０℃の範囲を通じて相乗的に高められたＰＶＣ値を示した。
【表１】
2011522929.tif 000003
【表２】
2011522929.tif 000004
【００９４】
本明細書及び付帯の特許請求の範囲の目的のためには、別途に表示のない限り、量、パーセンテージ又は比率を表すすべての数、及び本明細書及び特許請求の範囲において使用される他の数値は、あらゆる場合において「約」という用語によって修飾されているものと解釈されるものとする。したがって、逆の表示がない限り、以下の明細書及び付帯の特許請求の範囲において記載されている数値パラメーターは、得られることを目指されている所望の性質及び／又はその値を測定するための機器の精度に依存して変わり得る近似値であり、したがってその値を決定するために使用されている装置又は方法に関する誤差の標準偏差を含む。特許請求の範囲における「又は」という用語の使用は、明確に唯一つの選択肢だけを言うものであると又は選択肢は互いに排他的であると指示されていない限り「及び／又は」を意味するために使用されているが、開示は選択肢及び「及び／又は」のみ指示する定義を支持する。請求項及び／又は明細書中で用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」と共に使用した場合、単語「ａ」又は「ａｎ」の使用は、「１つ（種）」を意味することができるが、「１つ又は複数（ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ）」、「少なくとも１つ（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ）」及び「１つ又は１つを超える（ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ  ｔｈａｎ  ｏｎｅ）」の意味とも一致する。さらに、本明細書において開示されているすべての範囲は端点を含み且つ独立に組合せ可能である。一般に、別途に表示のない限り、単数の要素は複数であり得て逆もまた一般性を失うことなく同様である。本明細書において使用される「含む」及びその文法的変形は非限定的であるものとし、列挙における項目の記述は列挙されている項目に置換され得る又は追加され得る他の類似の項目の排除には当らない。
【００９５】
本発明の１つの実施形態の状況において論じられた本発明の任意の態様は、本発明の任意の他の実施形態についても実施又は適用され得るものと想定されている。同様に、本発明の任意の組成物は、本発明の任意の方法又はプロセスにおける結果であり得る又は本発明の任意の方法又はプロセスにおいて使用され得る。この文書は本発明を開示するために及び任意の当業者が本発明を、製造し使用することをも可能にするために、最良の態様を含めて例を使用している。特許可能な範囲は特許請求の範囲によって規定され、且つ当業者に思いつく他の例を含み得る。かかる他の例は、それらが特許請求の範囲の文字通りの言葉から逸脱することのない構造的要素を有する場合、又はそれらが特許請求の範囲の文字通りの言葉から実質的ではない相違しかない等価な構造的要素を含む場合には特許請求の範囲の範囲内であるものとする。本明細書において言及されたすべての引用は、明確に参照により本明細書に組み込まれる。
【図１】
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【図２】
2011522929.tif 000006
【国際調査報告】
2011522929.tif 000007
2011522929.tif 000008