(57)【要約】  【解決課題】  高温安定性ポリオールエステル潤滑剤組成物及びその製造方法を提供する。  【解決手段】  本発明のポリオールエステル潤滑剤組成物は、ペンタエリスリトール及びＣ2〜Ｃ10カルボン酸の混合物から形成されることが好ましい。ここで、総酸重量を基準として、９５〜８０モル％のＣ5〜Ｃ10カルボン酸と、５〜２０モル％の少なくとも１種のＣ2〜Ｃ4カルボン酸とを含む。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合されたポリオールエステルを含む潤滑剤組成物であって、
該エステルのカルボン酸部分は、
（ａ）５〜２０モル％の短鎖酸と、
（ｂ）８０〜９５モル％のＣ5-10脂肪族カルボン酸と、
を含み、
該エステルのアルコール部分は脂肪族ポリオールを含む、
潤滑剤組成物。
【請求項２】
前記エステルのカルボン酸部分は、
（ａ）５〜２０モル％のＣ2-4カルボン酸と、
（ｂ１）３０〜７０モル％のＣ5カルボン酸と、
（ｂ２）０〜１５モル％のｉ−Ｃ9カルボン酸と、
（ｂ３）１０〜６０モル％のＣ7-10カルボン酸と、
を含む、請求項１に記載の潤滑剤組成物。
【請求項３】
前記エステルのカルボン酸部分は、
（ａ）１０〜２０モル％のＣ2-4カルボン酸と、
（ｂ１）３０〜６０モル％のＣ5カルボン酸と、
（ｂ２）０〜１０モル％のｉ−Ｃ9カルボン酸と、
（ｂ３）１０〜５５モル％のＣ7-10カルボン酸と、
を含む、請求項２に記載の潤滑剤組成物。
【請求項４】
前記エステルのカルボン酸部分は、
（ａ）１０〜１５モル％のＣ2-4カルボン酸と、
（ｂ１）３０〜６０モル％の吉草酸と、
（ｂ２）０〜１０モル％の３，３，５−トリメチルヘキサノン酸と、
（ｂ３）１０〜５５モル％のｎ−ヘプタン酸、ｎ−オクタン酸及びｎ−デカン酸の混合物と、
を含む、請求項３に記載の潤滑剤組成物。
【請求項５】
前記脂肪族ポリオールは、４〜７個の炭素原子及び２〜４個のエステル化可能なヒドロキシ基を含む、請求項１に記載の潤滑剤組成物。
【請求項６】
前記脂肪族ポリオールは、ネオペンチルグリコール、２，２−ジメチロールブタン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン、モノ−ペンタエリスリトール、工業用ペンタエリスリトール、ジ−ペンタエリスリトール、トリ−ペンタエリスリトール、エチレングリコール、プロピレングリコール及びポリアルキレングリコールからなる群より選択される、請求項５に記載の潤滑剤組成物。
【請求項７】
前記脂肪族ポリオールは、トリメチロールプロパン、工業用ペンタエリスリトール、モノペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ネオペンチルグリコール及びトリペンタエリスリトールから群より選択される、請求項６に記載の潤滑剤組成物。
【請求項８】
前記脂肪族ポリオールは、工業用ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、及びネオペンチルグリコールからなる群より選択される、請求項７に記載の潤滑剤組成物。
【請求項９】
前記脂肪族ポリオールは、工業用ペンタエリスリトールである、請求項８に記載の潤滑剤組成物。
【請求項１０】
前記混合されたポリオールエステルは、短鎖Ｃ2-4カルボン酸及びＣ7-10カルボン酸の混合物をエステル化することにより形成される、請求項１に記載の潤滑剤組成物。
【請求項１１】
５８０゜Fにおける４．００未満の傾斜面評価を有する、請求項１に記載の潤滑剤組成物。
【請求項１２】
５９０゜Fにおける５．００未満の傾斜面評価を有する、請求項１に記載の潤滑剤組成物。
【請求項１３】
さらに、０．５〜１５wt%の潤滑剤添加剤パッケージを含む、請求項１に記載の潤滑剤組成物。
【請求項１４】
混合されたポリオールエステルを調製する方法であって、
（ｉ）５〜２０モル％の短鎖Ｃ2-4カルボン酸を８０〜９５モル％のＣ5-10脂肪族カルボン酸と接触させる工程と、
（ｉｉ）得られる混合物を脂肪族ポリオールでエステル化する工程と、
を含む方法。
【請求項１５】
混合されたポリオールエステルを調製する方法であって、
（ｉ）短鎖Ｃ2-4カルボン酸を脂肪族ポリポールでエステル化する工程と、
（ｉｉ）エステル化した混合物をＣ5-10脂肪族カルボン酸と接触させる工程と、を含み、
得られるエステルは、混合されたエステルであり、該エステルのカルボン酸部分は（ａ）５〜２０モル％の短鎖Ｃ2-4カルボン酸と（ｂ）８０〜９５モル％のＣ5-10脂肪族カルボン酸とを含む、方法。
【請求項１６】
混合されたポリオールエステルを調製する方法であって、
（ｉ）Ｃ5-10脂肪族カルボン酸を脂肪族ポリオールでエステル化する工程と、
（ｉｉ）エステル化した混合物を短鎖Ｃ2-4カルボン酸と接触させる工程と、
を含み、得られるエステルは、混合されたエステルであり、該エステルのカルボン酸部分は（ａ）５〜２０モル％の短鎖Ｃ2-4カルボン酸と（ｂ）８０〜９５モル％のＣ5-10脂肪族カルボン酸と、を含む、方法。
【請求項１７】
タービンエンジンを運転し、請求項１に記載の潤滑剤組成物で該エンジンを潤滑することを含むタービンエンジンの潤滑方法。
【請求項１８】
潤滑油の熱安定性及び酸化安定性を強化するための請求項１に記載の潤滑剤組成物の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、短鎖酸を含む高温安定性潤滑剤ポリオールエステル組成物及びその製造方法に関する。特に、本発明は、ペンタエリスリトールの誘導体及び少なくとも１種のＣ2〜Ｃ4鎖酸を含む脂肪族カルボン酸の混合物をエステル化することに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉱物油及び潤滑組成物などの有機組成物は、酸化による劣化、特に空気の存在下、高温での酸化による劣化を受ける。この劣化は、エンジン部品を汚し、性能を低下させ、及び維持費を増加させる不溶性の堆積物の蓄積をしばしば引き起こす。これは、広範な温度範囲及び極端な運転条件に遭遇しやすいジェット航空機に用いられる潤滑油の場合に特に当てはまる。航空機ガスタービンを正確に潤滑することは、例えば、−６０℃程度の低温から２３０〜２８０℃程度の高温に至る温度の多量の油で機能する能力を必要とする。このような極端な温度範囲は、特異な潤滑剤の特性を必要とする。航空ジェットタービン潤滑剤は、優れた熱的安定性及び酸化安定性、良好な粘度−温度特性（高ＶＩ）、低い揮発性及び低い流動性を必要とする。有機炭化水素系油は、典型的には、これらの要求を満たすほど十分には頑強ではない。よって、航空用途は、合成エステル潤滑剤の優れた性能に依存している。
【０００３】
ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン又はペンタエリスリトール等のポリオールと、脂肪酸及び選択された添加剤の組合せを含有する混合物と、から調製されたエステル系潤滑油組成物は、周知である。これらの潤滑剤は、広範な温度範囲にわたり機能的であり、良好な熱的安定性及び酸化安定性を示す。しかし、より厳しい条件下で運転するであろうエステル系潤滑剤組成物が、潤滑剤製造者の主たる目標である。本発明は、短鎖酸を含有し、且つより高い温度での安定性を有するポリオールエステル系組成物を提供することにより、この必要性を解決するものである。これらのポリオールエステルは、短鎖酸が添加されていなかったものよりも強化された抗蓄積性及び酸化安定性を示す。
【０００４】
多くの先行技術文献は、一般に、合成エステル系潤滑剤を形成する為の短鎖酸の使用を論じる。しかし、航空ターボ油（ＡＴＯ）に用いるある種のエステルのより高い熱的安定性及び酸化安定性に対する必要性、並びに少なくとも１種のＣ2〜Ｃ4鎖酸の使用により提供される利点に関する文献はない。
【０００５】
Monsanto Companyの米国特許U.S. Patent No. 3,681,440は、新規なテトラヒドロキシジネオアルキルエーテルのエステルを提供するためにＣ1〜Ｃ12芳香族又は脂肪族カルボン酸を用いること、及びこれらの潤滑剤原料としての使用を開示する。
【０００６】
Texaco Inc. の米国特許U.S. Patent No. 3,756,952は、数wt%のアンモニウムチオシアネートを含み、ペンタエリスリトール又はトリメチロールプロパンと、１分子あたり２〜１８個の炭素原子を有する有機モノカルボン酸と、の反応により形成される脂肪族エステル系油を主要部として含む合成潤滑油組成物を開示する。
【０００７】
The British Petroleum Companyの英国特許U.K. Patent No. 1,180,388は、エステル化条件下で、１分子当たり５〜１５個の炭素原子を有する脂肪族一価及び／又は多価アルコールと、１分子当たり２〜１４個の炭素原子を有する脂肪族モノ及び／又はポリカルボン酸と、を一緒に反応させることにより調製された航空機用ガスタービンのための合成潤滑剤からなるエステル原料を開示する。
【０００８】
Texaco Development Corporationの英国特許U.K. Patent No. 1,402,697は、ペンタエリスリトール、ポリペンタエリスリトール又はトリメチロールプロパン、及び２〜１８個の炭素原子を有する有機モノカルボン酸から形成された脂肪族エステル系油を主要部として、及び残余分の添加剤のブレンドを含む合成潤滑油組成物を開示する。
【０００９】
米国特許U.S. Patent No. 5,503,761は、堆積物形成が減少した合成エステル系原料に関する。この原料は、工業用ペンタエリスリトール及びＣ5〜Ｃ10カルボン酸の混合物のエステル化生成物である。このような原料の利点にもかかわらず、使用条件下で、堆積物を形成する傾向が更に減少した合成エステル系原料に対する必要性がまだ残っている。
【特許文献１】U.S. Patent No. 3,756,952明細書
【特許文献２】U.S. Patent No. 3,756,952明細書
【特許文献３】U.K. Patent No. 1,402,697明細書
【特許文献４】U.S. Patent No. 5,503,761明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明により、ポリオールと、（１）総酸を基準として９５〜８０モル％のＣ5〜Ｃ10カルボン酸及び（２）総酸を基準として５〜２０モル％の少なくとも１種のＣ2〜Ｃ4カルボン酸を含むＣ2〜Ｃ10脂肪族カルボン酸を含む混合物と、から形成されたポリオールエステル潤滑剤組成物は、少なくとも１種のＣ2〜Ｃ4カルボン酸を含まないポリオールエステル潤滑剤組成物と比較して強化された熱的安定性及び酸化安定性を示すことを開示する。
【００１１】
本発明のポリオールエステル潤滑剤組成物は、特に少なくとも１種のＣ2〜Ｃ4カルボン酸を用いる場合には、ＡＴＯＳなどの高温用途に対する原料として有用であり、ポリオールエステル系組成物と比較すると、良好な粘性率を維持しながら、強化された抗蓄積性及び酸化安定性を示す。
【００１２】
本発明のポリオールエステル原料は、添加剤パッケージとブレンドされて、改良された清浄度を有するターボオイル組成物を提供する。
【好ましい実施形態】
【００１３】
本発明を完全に理解するために、以下の記述においては、特定の酸、エステル化プロセス、試験手順、等を記載するが、これらは説明のためであって、本発明を限定するものではない。当業者であれば、これらの特別の詳細から外れた他の形態においても本発明を実施することができることは理解されるであろう。周知のプロセス、酸及び酸製造方法の詳細な説明は、本発明の説明を不明瞭にすることを避けるために省略する。
【００１４】
本発明のポリオールエステル潤滑剤組成物は、ポリオールエステルを含み、該エステルのカルボン酸部分は、（ａ）短鎖カルボン酸及び（ｂ）慣用の酸を含み、該エステルのアルコール部分は脂肪族ポリオールを含む。本発明において用いられる酸エステルの混合物からのポリオールエステルは、同一のポリオール分子に付いている少なくとも２種の異なるカルボン酸（例えば、Ｃ2〜Ｃ4短鎖カルボン酸及びＣ5〜Ｃ10慣用のカルボン酸）を有するポリオールエステルを意味することを意図する。エステル化中に存在する各個別のカルボン酸の量は、エステル化プロセス中に存在するポリオール分子のいくつが短鎖酸を有するエステルを形成するかを決定するであろう。当業者であれば、短鎖酸を有するポリオールエステルを形成するエステル化プロセス中に、短鎖酸を有していないポリオールエステルの一部が形成されやすいであろうことを認識するであろう。よって、本ポリオールエステル組成物は、短鎖カルボン酸の規定されたモルパーセンテージを有する混合された短鎖酸及び慣用のＣ5〜Ｃ10酸の混合物のポリオールエステルを含む組成物を含むことを意図する。
【００１５】
好ましくは、エステルのカルボン酸部分は、短鎖カルボン酸５、１０、１５〜２０モル％と、残りの慣用の酸と、を含む。好ましくは、エステルは、１０〜１５モル％の短鎖酸を含む。当業者であれば、用いられる短鎖酸の量は、所望の用途に求められる粘性規格に依存することを認識するであろう。
【００１６】
本発明において用いられる慣用の酸は、潤滑剤組成物に典型的に用いられるカルボン酸である。好ましくは、Ｃ5〜Ｃ10脂肪族酸がある。合成エステル潤滑剤原料を調製するために用いられるＣ5〜Ｃ10カルボン酸は、低温フロー及びエラストマー混和性におけるＭＩＬ−Ｌ−２３６９９規格に合致しながら、反応活性な水素を最小数で有する脂肪族カルボン酸である。脂肪酸は、モノカルボン酸、又はモノカルボン酸とジカルボン酸の混合物であり、直鎖又は分枝である。好ましくは、脂肪酸は、モノカルボン酸である。より好ましくは、脂肪酸は、Ｃ5、ｉ−Ｃ9及び直鎖Ｃ7-10酸の混合物である。Ｃ7-10は、Ｃ7酸、Ｃ8酸、Ｃ9酸及びＣ10酸の混合物を表すことを意図する点に留意されたい。好ましくは、この混合物は直鎖酸だけを含む。より好ましくは、この混合物は、直鎖Ｃ7、直鎖Ｃ8及び直鎖Ｃ10を含む。さらに好ましくは、酸は、Ｃ5酸、ｉ−Ｃ9酸及び直鎖Ｃ7酸（例えば、ｎ−ヘプタン酸）、Ｃ8酸（例えば、ｎ−オクタン酸）及びＣ10酸（例えば、ｎ−デカン酸）である。好ましいＣ5酸は、吉草酸である。好ましいｉ−Ｃ9酸は、３，５，５−トリメチルヘキサン酸である。
【００１７】
ポリオールエステルのカルボン酸部分は、好ましくは、短鎖酸５〜２０モル％と、Ｃ5酸３０〜７０モル％と、ｉ−Ｃ9酸０〜１５モル％と、Ｃ7-10酸１０〜６０モル％と、を含む。より好ましくは、ポリオールエステルのカルボン酸部分は、短鎖酸１０〜２０モル％と、Ｃ5酸３０〜６０モル％と、ｉ−Ｃ9酸０〜１０モル％と、直鎖Ｃ7-10酸１０〜５５モル％と、を含む。さらにより好ましくは、混合されたポリオールエステルのカルボン酸部分は、短鎖酸１０〜１５モル％と、Ｃ5酸３０〜６０モル％と、ｉ−Ｃ9酸０〜１０モル％と、ｎ−ヘプタン酸、ｎ−オクタン酸及びｎ−デカン酸の混合物１０〜５５モル％と、を含む。またさらにより好ましくは、ポリオールエステルのカルボン酸部分は、短鎖酸１０〜１５モル％と、吉草酸３０〜６０モル％と、３，５，５−トリメチルヘキサン酸０〜１０モル％と、ｎ−ヘプタン酸、ｎ−オクタン酸及びｎ−デカン酸の混合物１０〜５５モル％と、を含む。Ｃ5〜Ｃ10カルボン酸の好ましい分布は、米国特許U.S. Patent No. 5,503,761に記載されている。
【００１８】
本発明のポリオールエステル潤滑剤組成物のエステル部分を形成するために用いられるアルコールは、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、トリペンタエリスリトール又はテトラペンタエリスリトールの任意の１種以上であってよい。好ましいポリオールは、ペンタエリスリトール又は工業用ペンタエリスリトール（Tech PE）である。工業用ペンタエリスリトールは、モノペンタエリスリトール約８５〜９２wt％と、ジペンタエリスリトール約８〜１５wt%との混合物である。典型的な市販の工業用ペンタエリスリトールは、モノペンタエリスリトール約８８wt%と、ジペンタエリスリトール約１２wt%とを含む。工業用ペンタエリスリトールは、さらに、工業用ペンタエリスリトールの製造中に副産物として典型的に形成されるいくらかのトリペンタエリスリトール及びテトラペンタエリスリトールを含むものでもよい。
【００１９】
本発明のポリオールエステルは、短鎖酸及び慣用の酸を脂肪族ポリオールでエステル化することにより調製することができる。よって、本組成物を製造するプロセスは、（ａ）短鎖酸５〜２０モル％をＣ5-20脂肪族カルボン酸９５〜８０モル％と接触させ、（ｂ）得られる混合物を脂肪族ポリオールでエステル化することを含む。あるいは、本組成物を製造するプロセスは、（ａ）短鎖カルボン酸を脂肪族ポリオールでエステル化し、（ｂ）エステル化混合物をＣ5-20脂肪族カルボン酸と接触させることを含む。あるいは、本組成物の製造プロセスは、（ａ）Ｃ5-20脂肪族カルボン酸を脂肪族ポリオールでエステル化し、（ｂ）エステル化混合物を短鎖カルボン酸と接触させることを含む。代替プロセスの両者において、第２の成分は、第１の成分のエステル化の間に添加されても、あるいは第１の成分のエステル化の後に添加されてもよい。当業者には、異なる酸は異なる比率でエステル化することが認められる。よって、エステル化方法の選択は、選択された短鎖カルボン酸、慣用の酸及び脂肪族ポリオールの活性に依存するであろう。加えて、第２の成分を何時添加するかの選択もまた、第１の成分の反応性に基づくであろう。よって、短鎖酸又は慣用の酸のいずれかとポリオールとからエステルを完全に形成するかを選択することができ、次いで混合したポリオールエステルを形成することができる。あるいは、第２の成分を導入する際に、短鎖酸のエステルを部分的に形成することもできる。好ましくは、ポリオールへの酸の添加は、最初に添加されている低沸点の酸で段階的に行われる。選択された経路にかかわらず、所望の製品はポリオールエステルであり、該エステルのカルボン酸部分は（ａ）短鎖酸５〜２０モル％と、（ｂ）慣用の酸９５〜８０モル％と、を含み、該エステルのアルコール部分は脂肪族ポリオールを含む。
【００２０】
エステル化反応は、慣用の方法及び当業者に公知の技術を用いて行うことができる。例えば、場合によっては触媒の存在下で、工業用ペンタエリスリトールを所望の短鎖酸及び慣用の酸の混合物と一緒に加熱する。一般に、反応を完全に行わせるために、幾らか過剰の酸が用いられる。反応中に水は除去され、次いで過剰の酸は反応混合物から取り出される。工業用ペンタエリスリトールのエステルは、さらなる精製なしに用いることもできるし、あるいは蒸留などの慣用の技術を用いて更に精製されてもよい。プロセスは、連続的に又は断続的に行うことができる。
【００２１】
本発明の潤滑剤組成物は、好ましくは少なくとも１種の以下の用途；クランクケースエンジンオイル、ツーサイクルエンジンオイル、カタパルトオイル、油圧流体、穿孔流体、タービンオイル（例えば、航空機タービンオイル）、グレース、コンプレッサオイル、ギアオイル及び機能性流体、を有する。好ましくは、本発明の潤滑剤組成物は、航空機由来のガスタービンエンジン（例えば、ジェットタービンエンジン、船用機関、及び発電用途）に用いられる。
【００２２】
本発明の潤滑剤組成物は、更に、他の慣用の潤滑剤添加剤を含むものでもよい。潤滑油添加剤は、一般に、Dieter Klamannによる"Lubricants and Related Products" Verlag Chemie、Deerfield、Fla. 1984及びC. V. Smalheer及びR. Kennedy Smithによる"Lubricant Additives" 1967, pp. 1-11（これらの内容は参照として本願明細書に組み込まれる）に記載されている。潤滑油添加剤は、米国特許U.S. Patent No. 6,043,199，5,856,280及び5,698,502（これらの内容は参照として本願明細書に組み込まれる）にも記載されている。
【００２３】
本発明による潤滑剤組成物は、約０〜１５wt%、好ましくは２〜１０wt%、最も好ましくは３〜８wt%の潤滑剤添加剤パッケージを含むことが好ましい。よって、本発明による潤滑剤組成物は、約８５〜９９．５wt%のポリオールエステル原料と、約０．５〜１５wt％の慣用の添加剤パッケージと、を含む。
【００２４】
ゆえに、完全に配合されたタービンオイルは、本発明の分散剤に加えて、以下の分類の添加剤；抗酸化剤、抗摩耗剤、極圧添加剤、消泡剤、洗浄剤、加水分解安定化剤、金属不活剤、他の錆止め剤などの１種以上を含むものでもよい。このような他の添加剤の総量は、完全に配合された潤滑剤の０．５〜１５wt％、好ましくは２〜１０wt％、最も好ましくは３〜８wt％の範囲でよい。
【００２５】
用いることができる抗酸化剤は、アリールアミン類、例えば、フェニルナフチルアミン、ジアルキルアミン類及びこれらの混合物、ヒンダードフェノール類、フェノチアジン類及びこれらの誘導体を含む。抗酸化剤は、典型的には完全に配合された潤滑剤の１〜５wt％の量で用いられる。
【００２６】
抗摩耗剤／極圧添加剤は、ヒドロカルビルラジカルがアリール又はアルカリルラジカル又はこれらの混合物であるヒドロカルビルホスフェートエステル類、特にトリヒドロカルビルホスフェートエステル類を含む。特定の抗摩耗剤／極圧添加剤は、トリクレシルホスフェート、トリアリールホスフェート及びこれらの混合物を含む。他の又は追加の抗摩耗剤／極圧添加剤もまた用いることができる。抗摩耗剤／極圧添加剤は、典型的には、完全に配合された潤滑剤の０〜４wt％、好ましくは１〜３wt％の量で用いられる。
【００２７】
さらに、工業標準防錆剤もターボオイルに含まれていてもよい。このような公知の防錆剤は、種々のトリアゾール類、例えば、トリルトリアゾール、１，２，４ベンゾトリアゾール、１，２，３ベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、アリル化ベンゾトリアゾールを含む。工業標準防錆剤添加剤は、完全に配合された潤滑剤の０．０２〜０．５wt％、好ましくは０．０５〜０．２５wt%の範囲の量で用いられ得る。産業界で知られている他の錆止め剤は、種々のヒドロカルビルアミンホスフェート類及び／又はアミンホスフェート類を含む。
【００２８】
泡制御は、ポリシロキサンタイプ、例えばシリコンオイル又はポリジメチルシロキサンの消泡剤を含む多くの化合物により与えられ得る。
用いることができる他の添加剤は、抗堆積・酸化添加剤である。典型的な抗堆積・酸化添加剤は、米国特許U. S. Patent No. 5,856,280に記載されているような硫黄含有カルボン酸（ＳＣＣＡ）である。ＳＣＣＡ誘導体は、１００〜２０００ｐｐｍ、好ましくは２００〜１０００ｐｐｍ、最も好ましくは３００〜６００ｐｐｍの範囲の量で用いられる。
【００２９】
前述したように、加水分解安定化剤、流動点降下剤、消泡剤、粘度及び粘性率改良剤を含む他の添加剤、並びに潤滑油組成物に有用な他の添加剤も用いることができる。
個々の添加剤は、任意の慣用の態様で、本潤滑剤組成物に組み込まれてもよい。よって、各成分は、所望レベルの濃度で、原料中に分散又は溶解させることにより、原料に直接添加することができる。このようなブレンドは、周囲温度又は昇温された温度にて生じてもよい。好ましくは、粘性調節剤及び流動点降下剤を除く総ての添加剤は、最終潤滑剤を作るために原料に連続的にブレンドされる濃縮物又は添加剤パッケージ中にブレンドされる。この態様におけるこのような濃縮物の使用は慣用的なものである。濃縮物が所定量のベース潤滑剤と組み合わせられる場合には、濃縮物は、典型的には、最終配合物中での所望の濃度を提供するために正確な量で添加剤を含有するように配合される。濃縮物は、米国特許U. S. Patent No. 4,938,880（この内容は、参照として本願明細書に組み込まれる）に記載されている方法に従って調製されることが好ましい。この特許には、少なくとも約１００℃の温度にて予めブレンドされた灰分散剤及び金属洗浄剤の予備混合物を作ることが記載されている。その後、予備混合物を少なくとも８５℃まで冷却して、追加の成分を添加する。
【００３０】
以下の非制限的な実施例を参照することにより、本発明を更に説明する。これらの実施例は、説明目的によるものであって、本発明を何ら限定するものではない。本発明を完全に理解するために、特定のポリオール、カルボン酸及びエステル化プロセスが用いられる。しかし、当業者には、これらの特定の実施例から外れた他の態様においても本発明を実施できることが理解されるであろう。
【実施例１】
【００３１】
Ｃ2〜Ｃ4カルボン酸を含む新規なエステルの合成
本発明のポリオールエステルを調製する手順は、概して以下の通りであった。
反応容器として、多重首丸底フラスコを用いた。この反応器には、撹拌手段、窒素入口（反応器を実験前にＮ2でパージし、実験中Ｎ2フローを維持する）、Dean-Stark装置への接続部及びコンデンサを設けた。ポリオール（工業用ペンタエリスリトール）とＣ5〜Ｃ10酸を加えたものを反応器に充填した。少なくとも２回の実験において、少量の添加溶剤（キシレン）も添加した。反応混合物を２２０℃まで加熱して、混合物を還流させて反応水を除去した（油／水はDean-Stark装置内で分離させて、油を反応器に戻した）。還流を維持するために必要に応じて、真空引きした。ほぼ化学量論的量の水が反応器から除去されるまで、これらの条件下で反応を行った。
【００３２】
このステージにて、添加されるべき酸無水物（無水酢酸、無水プロピオン酸又は無水ブチル酸）の沸点よりも低温まで反応混合物を冷却した。無水物は、追加の漏斗を用いて、ゆっくりと滴下させた。添加が完了したら、還流を開始するまで反応混合物を加熱し、次いで約３時間、還流させた。
【００３３】
反応時間の最後に、未反応の酸を２２０℃真空下にて除去した。次いで、反応混合物をＮａ2ＣＯ3溶液で中和し（酸価が０．０５ｍｇ ＫＯＨ／ｇの目標を越える場合だけ）、活性炭と濾過助剤のブレンドである「混和物」を用いて脱色した。中和／脱色工程は、９０℃にて２〜３時間行った。この時間の最後に、反応器を真空に引いて、温度を１００℃に上昇させて水を除去した。次いで、混合物を濾過して、所望の生成物を得た。
【００３４】
実験の詳細並びに行った分析試験の結果は、Table I-IVに示す。
反応器に充填した酸の重量を基準として、各実験での酸の分布は以下のようである。酸が異なる反応性を有するので、各エステルの実際の酸含有量は、反応器への供給物に基づく酸含有量とは若干異なるようである。
【００３５】
【表１】
2004162067.tif 000002
【００３６】
【表２】
2004162067.tif 000003
【００３７】
【表３】
2004162067.tif 000004
【００３８】
Table IIIは、約５センチストークスのポリオールエステル系油が工業標準に従って製造されたことを示す。
【実施例２】
【００３９】
性能試験
傾斜板堆積試験（ＩＰＤＴ）
ＩＰＤＴは、一般に、エンジンの油洗浄領域における場性能を予測するために用いられ、より費用のかかるベアリングリング試験とうまく相関する。ＩＰＤＴは、典型的には、原料及び完全に配合された潤滑剤における添加剤に対するスクリーン試験として用いられる。
【００４０】
試験手順
ＩＰＤＴの間、被験油は、水平に対して４度の角度で傾斜している加熱されたパネル（ステンレススチール３０４）上を６０ｍＬ／ｈの速度で流れる。試験中、１２Ｌ／ｈの速度で湿潤空気をシステム中に連続的に流す。パネルを特定の温度（６００℃以下）まで加熱して、２４時間の試験期間中、一定に保持する。パネルを流れる油は、油だめに集められ、容積移送式ポンプにより連続的に再循環される。
【００４１】
試験完了時に、試験中にパネル上に形成された堆積物を減点評価スケール（demerit rating scale）を用いて評価する。ＩＰＤＴは、高温ベアリング試験と同じ堆積減点制度を用いる。（FDE.  試験方法標準No. 791C 方法3410.1）評価プロセス中、総堆積物は、堆積の度合いに応じて、異なる堆積タイプに分けられる。堆積の各タイプには、堆積の度合いに関連する減点因子が割り当てられる。減点因子は、堆積タイプの面積を掛けて、特定の堆積タイプに対する減点とする。次いで、各堆積タイプの減点を一緒に加えて、減点の総数を得る。堆積の総面積により減点の総数を割ると、最終的な堆積減点パネル評価が得られる。パネルの油で湿潤した面積だけが評価される。ワニス堆積は、０（清浄金属）〜５（重度ワニス）までで評価される。スラッジ堆積は、６（軽度）〜８（重度）で評価する。カーボン堆積は、９（軽度カーボン）〜１１（重度／厚いカーボン）で評価する。より高い評価（１２〜２０）は、試験中に皺となるか又は金属表面から薄片として剥がれるカーボン堆積物を与える。２４時間内に形成された堆積物の総重量を秤量した。
【００４２】
Table 1は、ＩＰＤＴ評価及び実施例２で作った短鎖酸エステルの堆積物重量を示し、これらの性能を短鎖酸なしのベースエステルと比較する。添加剤系は、これらの組成物の総てにおいて一定に保持した。各実験配合物の堆積制御能力は、２種の別個の温度５８０゜F及び５９０゜FにおけるＩＰＤＴにより試験した。
【００４３】
５８０゜F及び５９０゜FでのＩＰＤＴ実験において、１０％又は２０％のＣ2酸、Ｃ3酸又はＣ4酸の組み込みは、パネル評価における有意な改善を与えた。加えて、短鎖酸濃度を２０％に増加させることで、Ｃ4酸に対して５８０゜F及び５９０゜Fの両方で、Ｃ2酸に対して５９０゜Fで、良好な抗堆積性能を得た。
【００４４】
【表４】
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