(57)【要約】  本発明に係る流体組成物は、流体組成物の全質量に対して85質量部より多い割合で存在するポリ（アルキレングリコール）と、流体組成物の全質量に対して0.5〜15質量部の割合で存在する立体的に込み合ったエステルとを含む。流体組成物の全質量に対して0.5〜15質量部の割合で存在する立体的に込み合ったエステルは、流体組成物に対して、粘性及び加水分解安定性など、流体組成物のその他の物理的性質に実質的に影響を及ぼすことなく、優れた難燃性をもたらす。さらに具体的には、流体組成物に優れた難燃性を与えるために、立体的に込み合ったエステルはポリ（アルキレングリコール）より高い燃焼点（Fp）を有しており、このことにより、前記流体組成物を、FM認可規格流体として等級付けることを可能にする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体組成物の全質量に対して85質量部より多い量で存在するポリ（アルキレングリコール）と、
下記式
【化１】
2010511774.tif 000016
［式中、
各R1〜R4は、
炭素数1〜18の基、式
【化２】
2010511774.tif 000017
を有するエステル基〔式中、R5は炭素数1〜5の基であり、R6は炭素数4〜18の炭素鎖であり、任意にエチレン性不飽和を含んでいてもよく（但し、R1〜R4の少なくとも2つは前記エステル基を含む）〕、及びこれらの組み合わせから成る群から選択される。］
の立体的に込み合ったエステルと、
を含み、前記立体的に込み合ったエステルが、流体組成物の全質量に対して0.5〜5質量部の量で存在する、流体組成物。
【請求項２】
実質的に水分を含まない、請求項１に記載の流体組成物。
【請求項３】
前記ポリ（アルキレングリコール）が約1500g/mol以下の数平均分子量を有する、請求項１または２に記載の流体組成物。
【請求項４】
前記立体的に込み合ったエステルが、立体的に込み合ったポリオールと脂肪酸との反応生成物を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の流体組成物。
【請求項５】
前記立体的に込み合ったポリオールが、第三級炭素原子及び第四級炭素原子から成る群から選択される少なくとも1つの炭素原子を有する、請求項４に記載の流体組成物。
【請求項６】
前記立体的に込み合ったポリオールが少なくとも3つのヒドロキシ官能基を有する、請求項４または５に記載の流体組成物。
【請求項７】
前記脂肪酸が少なくとも4つの炭素原子を有する、請求項４〜６のいずれか一項に記載の流体組成物。
【請求項８】
前記エステルが、トリメチロールプロパントリオレエート、ペンタエリトリトールテトラオレエート、及びこれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項４〜７のいずれか一項に記載の流体組成物。
【請求項９】
前記エステルが立体的に込み合ったポリカルボン酸とアルコールとの反応生成物を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の流体組成物。
【請求項１０】
前記ポリ（アルキレングリコール）が下記式
【化３】
2010511774.tif 000018
［式中、R7は炭素数1〜8の基であり、R8は炭素数2〜4の炭素鎖であり、かつnは少なくとも1である］
である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の流体組成物。
【請求項１１】
前記ポリ（アルキレングリコール）がアルコールとアルキレンオキシドとの反応生成物を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の流体組成物。
【請求項１２】
前記アルコールが、単官能性アルコール、二官能性アルコール、多官能性アルコール、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の流体組成物。
【請求項１３】
前記アルコールが単官能性アルコールを含む、請求項１１または１２に記載の流体組成物。
【請求項１４】
前記単官能性アルコールがブタノールを含む、請求項１３に記載の流体組成物。
【請求項１５】
前記アルキレンオキシドが、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の流体組成物。
【請求項１６】
前記アルキレンオキシドが約100%プロピレンオキシドを含む、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の流体組成物。
【請求項１７】
前記ポリ（アルキレングリコール）がブタノールのプロピレンオキシド付加体を含む、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の流体組成物。
【請求項１８】
酸化防止剤をさらに含む、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の流体組成物。
【請求項１９】
前記酸化防止剤がアミン系酸化防止剤として定義される、請求項１８に記載の流体組成物。
【請求項２０】
前記酸化防止剤が、前記流体組成物の全質量に対して、少なくとも0.1質量部の量で存在する、請求項１８または１９に記載の流体組成物。
【請求項２１】
潤滑添加剤、腐食防止剤、金属不動態化剤、消泡添加剤、染料、香料、洗浄剤、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される添加剤をさらに含む、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の流体組成物。
【請求項２２】
550°F（288℃）以上の燃焼点を有する、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の流体組成物。
【請求項２３】
600°F（316℃）以上の燃焼点を有する、請求項２２に記載の流体組成物。
【請求項２４】
CN6930に従って測定したスプレー燃焼パラメータが5.5以下である、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の流体組成物。
【請求項２５】
潤滑組成物としてさらに定義される、請求項１〜２４のいずれか一項に記載の流体組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、産業において流体用途に用いられる流体組成物に関する。さらに具体的には、本発明は、優れた難燃性を必要する、油圧、コンプレッサ、ギア、ベアリング、またはタービン用流体組成物として使用される流体組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業で使用される流体組成物の引火、及びその後の燃焼により生じる火災は、多くの産業分野において極めて多大な被害を及ぼす。これは、一般的には、流体組成物が極めて高い温度にさらされて、流体組成物が引火することにより生じる。
【０００３】
難燃性流体組成物は、流体組成物が高温な表面領域或いはその他の発火源に極めて接近することにより人命に危害を及ぼす産業分野において使用される。それら特殊な流体は、機械的消火手段が実用的でない箇所において使用されるか、或いはより総合的な防災対策のために、機械的消火システムと併用して使用される。火災の原因が存在する産業における一般的な適用において、ある程度難燃性を有する流体組成物の使用は、産業施設を保護するための必須要件である。
【０００４】
優れた難燃性を必要とする流体組成物の主な部類は、油圧用流体組成物であり、これは、これらの流体が油圧系において加圧条件下で存在し、燃焼性の高い液状形態である霧化粒子の形状で引火源と接触し得るという事実に基づいている。難燃性流体組成物は、ギア、コンプレッサ、及びタービン用流体組成物を含む、その他の部類の流体組成物においても必要とされる。
【０００５】
難燃性流体組成物として使用される一般的な基剤（basestock）は、エステル類、ポリ（アルキレングリコール）類、植物油類、リン酸エステル類を含む。ポリ（アルキレングリコール）類を含む流体組成物は、コンプレッサ、ギア、ベアリング、油圧及びタービン系への潤滑適用における特定の用途が見出されている。流体組成物は、一般的には、前記流体組成物の全質量に対して、流体組成物の85質量部より多い量のポリ（アルキレングリコール）類を含んでいる。エステル類は、コンプレッサ、ポンプ、及び油圧機械のための潤滑用途に使用されることが知られている他の分類の構成要素でもある。そのエステル類は、ポリ（アルキレングリコール）類を含む流体組成物の代替として用いられてきた。
【０００６】
幾つかの産業では、油圧用流体組成物の難燃性についてそれら独自の規格を設定しており、現在FMグローバル社（FM Global）として知られている、ファクトリー・ミューチアル・リサーチ・コーポレーション（Factory Mutual Research Corporation）（FMRC）が含まれる。FMグローバル社は、認可規格CN 6930に基づいて、流体が難燃性を有していると認可をし、FMグローバル社の認可は産業内において広く受け入れられている。例えば、FMグローバル社の難燃性油圧式流体組成物の認可は、一般的には、火災を潜在的に引き起こす危険性を有する米国の多くの産業施設への販売において必須要件である。適用可能である場合、FMグローバル社認可の難燃性油圧流体組成物の使用は、施設の保険を取得するためには一般的に必要不可欠である。
【０００７】
FMグローバル社の認可する難燃性油圧用流体組成物の標準規格が近年変更された。従来のFMRCでは、CN6930-1975規格において、スプレー燃焼性試験及びホットチャネルイグニッション（hot channel ignition）試験に合格する油圧用流体組成物が必要とされた。改善されたFMグローバル社認可規格CN6930-1975に対応して、エステルを含む組成物の配合業者らは、粘度調整剤を含まないエステル系組成物が認可されない一方で、同様の組成物への粘度調整添加剤の添加は、流体組成物をCN6930基準に従って認可されることを見出した。しかしながら、粘度調整添加剤による難燃性の改良は、粘度調整添加剤が比較的高分子量である状態を保持することを条件としているが、それは通常用法において粘性調製剤が機械的剪断に対して極めて感受性を有している流体組成物によって、短期間以上の工業的利用は極めて難しい。ポリ（アルキレングリコール）に基づく組成物と共に、CN69230に基づくFMグローバル社の認可を得るためのアンチミスト添加剤の使用は、Millerの米国特許第5,141,663号明細書（特許文献１）に記載されている。粘度指数調整剤などのアンチミスト添加剤は、CN6930-1975規格条件下、流体組成物の液滴直径を増大させる高分子量化合物であり、これによって、流体の試験に合格し、かつ認可を取得可能とする。
【０００８】
2002年には、FMグローバル社は、以前の規格に置き換えて、潤滑剤、油圧式動力伝達、タービン調速機制御、変圧器絶縁、冷却として使用されるがそれらに限定されない産業用流体の燃焼性等級評価の条件を再規定した、CN6930規格の改訂版を採用した。改訂された規格では、流体の難燃性をスプレー燃焼性パラメータ（Spray Flammability Parameter）（S.F.P.）値により等級付けた。S.F.P.は、流体の燃焼特性評価より求められる計算値である。S.F.P.は、以下の式（1）により算出される。
【数１】
2010511774.tif 000002
［式中、
Qchは、化学的熱放出速度であり、
pfは流体組成物の密度であり、
qcrは、発火のための臨界熱流束であり、
mfは、化学的熱放出速度の間の流体質量流量である。］
【０００９】
S.F.P.は、FMグローバル社にあるFactory Mutual 10,00OkW-Scale Fire Products Collectorを使用して流体組成物の霧状微粒子の化学的熱放出速度（Qch）を測定することで得られる。流体組成物の発火のための臨界熱流束（qcr）は、以下の式（2）より求められる燃焼点の値を用いた流体組成物の燃焼点の測定により得られる。
【数２】
2010511774.tif 000003
［式中、
qcrは、上記記載のとおりであり、
aは、流体組成物の吸光係数（1であると仮定）であり、
σは、Stefan-Boltzmann定数（5.67 x 10-11 kW/m2K4）であり、かつ
Tfは、流体組成物の燃焼点（°K）である。］
【００１０】
FMグローバル社の認可規格CN6930（2002年１月に改訂）に規定されるように、スプレー燃焼性パラメータ（S.F.P.）は、以下の式（3）を用いて推定可能である。
【数３】
2010511774.tif 000004
［式中、
S.F.P.、pf、及びTfは、上記記載のとおりであり、かつ
△HTは、燃焼の総発熱量である。］
【００１１】
流体組成物のS.F.P.値を用いて、FMグローバル社は流体をグループ0、1、及び2に分類し、グループ0を最も難燃性を有するグループとして、グループ2を最も難燃性を有しないグループとして分類した。2002年1月の時点における一定の標準規格は、以下の表1に詳細に記載する。
【００１２】
【表１】
2010511774.tif 000005
【００１３】
S.F.P.を求めるための計算は、最も近似の整数になるようにした。例えば、5.8×104のS.F.P.は切り上げられ、6×104と記載する。5.5×104のS.F.P.は切り捨てられ、5×104と記載する。
【００１４】
2002年の新規CN6930規格は、アンチミストかつ粘度調整添加剤が以前のCN6930-1975規格下での認可を得るために用いられた手段が除外されている。それらの高い炭素含有率及び低燃焼点により、以前のCN6930-1975規格下で認可されていた多くのポリ（アルキレングリコール）及びエステル系組成物は、2000年の新規CN6930規格下ではグループ2を取得するにとどまった。流体組成物の密度が未だ課題ではあるが、S.F.P.が主として起因する2つの重要な特性は、上記のとおり化学的熱放出速度（Qch）及び臨界熱流束（qcr）である。化学的熱放出速度（Qch）は、流体の炭素含有量に基づくものであり含有量を変更するのは困難であるが、臨界熱流束（qcr）は流体組成物の燃焼点（Tf）に直接関連しており、変更することができる。
【００１５】
このようにして、燃焼点（Tf）を上昇させるために他の成分を流体組成物に添加することでポリ（アルキレングリコール）類を含む流体組成物のS.F.P.を低下することは有利であり、結果として、臨界熱流束（qcr）の増加、及びS.F.P.の低下をもたらす。例えば、Tottenらによる国際公開第01/90232号（特許文献２）では、S.F.P.を低下させるのにポリ（アルキレングリコール）を含む流体組成物に酸化防止剤を添加することが開示されている。ポリ（アルキレングリコール）類は極めて限られた熱酸化安定性を有しており、かつすべてのポリ（アルキレングリコール）類に基づく高性能な流体組成物によって酸化防止剤が必要とされ、それは流体組成物が難燃性を重要とする適用において使用されるか否かには関係しないことが当分野では周知である。酸化防止剤はポリ（アルキレングリコール）のS.F.P.をある程度にまで低下させることは可能であるが、報告されたS.F.P.値を得るのに特許文献２で用いられた化学式、及びグループを分類するのに使用されたS.F.P.値の範囲は、FMグローバル社によって改訂され、その結果、特許文献２に開示された1つを除く全ての実施例の燃焼点は、特許文献２において報告されているよりも低い難燃性等級となった。
【００１６】
2004年5月には、FMグローバル社はS.F.P.等級のCN6930規格を、より難燃性の高い「FM認可（FM Approved）」と、より難燃性の低い「規格試験済（specification tested）」との2つのカテゴリーに変更した。新たな等級は、表2に詳細に記載する。
【００１７】
【表２】
2010511774.tif 000006
【００１８】
限定された用途において、ポリ（アルキレングリコール）類と立体的に込み合ったエステル類とが同じ流体組成物で一緒に混合されてきた。より具体的には、立体的に込み合ったエステル類はスラッジ防止剤としてポリ（アルキレングリコール）系コンプレッサ潤滑剤に使用されてきた。例えば、Carswellらによる米国特許第4,302,343号明細書（特許文献３）では、15〜45質量部の立体的に込み合ったエステル、及び55〜85質量部のポリ（アルキレングリコール）を含むコンプレッサ潤滑剤について開示している。エステルは、スラッジの形成を阻止する十分な高温安定性を有しており、それによってコンプレッサ潤滑剤の耐用年数が増大する。しかしながら、エステル類は加水分解に不安定であり、特許文献３に記載される量のエステル類がコンプレッサ流体中に存在することにより混合物粘度が増大し、その結果、流体組成物の同じ粘度等級を維持するためにより低い粘性を有するポリ（アルキレングリコール）を使用する必要性が生じてくる。より低い粘性及びそれ故により低分子量であるポリ（アルキレングリコール）はより低い燃焼点を有することになり、それによって、エステルを含有することによる燃焼点のあらゆる改善点を妨げることになる。従って、流体組成物中にエステルが大量に存在することは多くの用途において不適当であり、加水分解安定性及び流体粘性が重要である用途においてはとりわけ適当ではない。
【００１９】
従来技術の欠点を解決すべく、酸化防止剤を添加してさえ、大量のポリ（アルキレングリコール）を用いては達成されていないレベルへの流体組成物のS.F.P.を引き下げるように配合された、85質量部より多いポリ（アルキレングリコール）を含む流体組成物を提供することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】米国特許第5,141,663号明細書
【特許文献２】国際公開第01/90232号
【特許文献３】米国特許第4,302,343号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は、流体組成物の全質量に対して85質量部より多い量で存在するポリ（アルキレングリコール）と、流体組成物の全質量に対して0.5〜15質量部の割合で存在する立体的に込み合ったエステルとを含有する流体組成物を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
流体組成物の全質量に対して0.5〜15質量部の割合で存在する立体的に込み合ったエステルは、流体組成物に対して、粘性及び加水分解安定性などの流体組成物のその他の物理的性質に実質的に影響を及ぼすことなく、優れた難燃性をもたらす。さらに具体的には、流体組成物について優れた難燃性を与えるために、立体的に込み合ったエステルはポリ（アルキレングリコール）より高い燃焼点（Fp）を有しており、このことにより、前記流体組成物を、現行の標準条件におけるFM規格認可流体（Factory Mutual Approved Fluid）として等級付けることを可能にする。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
コンプレッサ、ポンプ、及び油圧機械への潤滑用途にとりわけ有用である流体組成物が提供される。流体組成物について優れた難燃性を与えるために、流体組成物は特定量のポリ（アルキレングリコール）と立体的に込み合ったエステルとの新たな組み合わせを含み、これによって、以下にさらなる詳細を示すように、流体組成物をFM規格認可流体として等級付けることが可能である。流体組成物のS.F.P.が極めて低いという事実に基づいて、流体組成物は火災のリスクが存在する潤滑用途に最適である。結果的には、流体組成物の低いS.F.P.は、より低い保険の掛金、それ故により低い運用コストへとつながり得る。
【００２４】
上述のとおり、流体組成物はポリ（アルキレングリコール）を含む。さらに具体的には、流体組成物は、従来から知られている多くの有益な潤滑特性をもたらすポリ（アルキレングリコール）に基づく。ポリ（アルキレングリコール）は、一般式：
【化１】
2010511774.tif 000007
で表され、式中、R7は炭素数1〜8の基を含み、R8は炭素数2〜4の炭素鎖であり、nは少なくとも1であり、より具体的には4〜24である。R7及びR8は、直鎖または分岐した分子であってよく、nが1より大きいとき、R8はポリ（アルキレングリコール）中で同一または異なり得ることと理解される。例えば、ポリアルキレングリコールは、R8がそれぞれの単位において同一であるホモポリマーであってよく、或いはR8がポリ（アルキレングリコール）を通じて炭素数2、3、または4の炭素鎖である、異なるR8の組み合わせを有するランダムポリマーであってもよい。
【００２５】
本発明に係る流体組成物は、目的とする適用分野及び粘度等級に基づいて、様々な数平均分子量（MW）のポリ（アルキレングリコール）を含んでよい。さらに具体的には、異なるMWを有するポリ（アルキレングリコール）は、異なる潤滑の適用のために好適であり得る。例えば、ある用途は特定の粘性を有するポリ（アルキレングリコール）を必要とする。粘性はMWに正比例し、低いMWは低粘性と相関する。技術的に知られているように、ポリ（アルキレングリコール）類の場合、MWが減少するとS.F.P.は増大する。流体組成物中に含まれるポリ（アルキレングリコール）は上記の式を満たす任意のポリ（アルキレングリコール）であってもよく、かつ上記の式においてnが1より大きい任意の値を有する如何なるポリ（アルキレングリコール）であってもよいが、本発明は、1500g/mol以下、より具体的には1000〜1500g/molの低いMWを有するポリ（アルキレングリコール）を含む流体組成物にとりわけ適している。流体組成物における立体的に込み合ったエステルの存在は、低MWのポリ（アルキレングリコール）を含む流体組成物のS.F.P.の調節という意味においてはより重要となり得る。しかしながら、本発明が任意の分子量のポリ（アルキレングリコール）を含む、あらゆる流体組成物に適していることが理解される。
【００２６】
本発明に適当なポリ（アルキレングリコール）は、一般的にはアルコールとアルキレンオキシドとの反応生成物を含んでいるが、本発明はポリ（アルキレングリコール）の如何なる特定の生成方法も限定されないことが理解される。
【００２７】
本発明に好適なポリ（アルキレングリコール）を示す上記式より明らかであるように、アルコールは、それに対してアルキレンオキシドが付加する開始化合物として作用する。このアルコール類は、一般的には単官能性アルコールであり、直鎖もしくは分岐した分子であってよい。しかしながら、特定の実施形態において、二官能性もしくは多官能性アルコールをまた使用することも好ましい。そのアルコールは、1〜8個の炭素原子を含む。適当な単官能性アルコールは、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、及びそれらの組み合わせから成る群から選択されるが、これらに限定するものではない。ブタノールは、本発明の用途にとりわけ適している。本発明の用途に適している二官能性アルコールには、サリゲニン、カテコール、レゾルシノール、ヒドロキノン、及びそれらの組み合わせなどの二価フェノールが含まれる。
【００２８】
本発明の用途に適しているアルキレンオキシドは、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、及びそれらの組み合わせから成る群から選択されてよい。さらに具体的には、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、及び／またはブチレンオキシドの混合物を用いてもよい。最も好ましくは、アルキレンオキシドは、約100%プロピレンオキシドである。
【００２９】
アルコールとアルキレンオキシドとの反応生成物を含むポリ（アルキレングリコール）の一例には、ブタノールのプロピレンオキシド付加体が含まれ、具体的な例として、Plurasafe（登録商標）WI-165及びPlurasafe（登録商標）WI-285プロポキシレートポリマーが挙げられ、これらは両方ともBASF Corporation（ニュージャージー州フローラムパーク）より販売されている。最も好ましくは、ポリ（アルキレングリコール）は、ブタノールのプロピレンオキシド付加体である。
【００３０】
上述のとおり、流体組成物はポリ（アルキレングリコール）に基づいている。より具体的には、ポリ（アルキレングリコール）は、流体組成物の全質量に対して、85質量部より多く、より具体的には少なくとも90質量部、最も典型的には約91〜約96質量部で流体組成物中に存在する。
【００３１】
立体的に込み合ったエステルは、燃焼点を上昇させ、ひいては、流体組成物のS.F.P.を低下させるために流体組成物中に存在する。ここで、「立体的に込み合った」とは、エステルが第三級炭素原子及び第四級炭素原子から成る群から選択される炭素原子を少なくとも1つ有することを意味する。さらに具体的には、立体的に込み合ったエステルは、3つまたは4つの他の炭素原子に結合された少なくとも1つの炭素原子を含み、かつ第三級炭素原子及び第四級炭素原子の両方、複数の第四級炭素原子、または複数の第三級炭素原子を含んでもよい。また、立体的に込み合ったエステルは、1つの第三級もしくは第四級炭素原子を含んでもよい。第三級及び／または第四級炭素原子を含まない立体的に込み合っていないエステルとは対照的に、エステルの立体障害は、エステルをより安定化させかつ分解しにくくさせる。立体的に込み合ったエステルは、立体障害によって、下記に特定される量で存在する場合に、ポリ（アルキレングリコール）を含む流体組成物の燃焼点を上昇させ、それ故に流体組成物のS.F.P.を低下させる。
【００３２】
一実施形態において、立体的に込み合ったエステルは、下記式：
【化２】
2010511774.tif 000008
で表され、式中、R1〜R4は、
炭素数1〜18の基、下記式：
【化３】
2010511774.tif 000009
で表されるエステル基（式中、R5は、炭素数1〜5の基であり、かつR6は炭素数4〜18の炭素鎖であり、任意にエチレン性不飽和を含んでもよい）から成る群からそれぞれ選択され、但し、R1〜R4の少なくとも2つは、エステル基及びそれらの組み合わせを含んでいる。さらに具体的には、上記式の立体的に込み合ったエステルは、第四級炭素原子から分岐した4つの基のうち少なくとも3つにエステル基が存在する第四級炭素原子を典型的に有している。第三級炭素原子が存在するとき、第三級炭素原子から分岐した3つの枝にもエステル基が存在する。
【００３３】
本発明の目的に適した立体的に込み合ったエステル類の具体例は、トリメチロールプロパントリオレエート、ペンタエリトリトールテトラオレエート、ネオペンチルグリコールオクタノエート、及びそれらの組み合わせから成る群から選択されるが、これらに限定されない。
【００３４】
上記式で表される立体的に込み合ったエステルは、立体的に込み合ったポリオール及び脂肪酸の反応生成物を一般的に含むが、本発明は立体的に込み合ったエステルの製造方法が何らかの特定の方法に限定されないことが理解されよう。立体的に込み合ったポリオールは、少なくとも2つのヒドロキシ官能基を有しており、4つ以上のヒドロキシ官能基を有していてもよく、そのそれぞれのヒドロキシ官能基は、脂肪酸と反応した場合にエステル結合を形成するために部位を提供する。さらに具体的には、第四級炭素原子は、第四級炭素原子から分岐した4つの基のうち少なくとも2つに結合した少なくとも１つのヒドロキシ基を有しており、4つの基のそれぞれに結合したヒドロキシ基を有してもよい。第三級炭素原子が存在する場合、ヒドロキシ基は分岐した基の少なくとも2つに結合されてよく、かつ分岐した基のそれぞれに結合してもよい。一般的には、ヒドロキシ基は、第一級ヒドロキシ基であるが、第二級ヒドロキシ基であっても本発明の目的に適当である。
【００３５】
本発明の目的に適した立体的に込み合ったポリオール類の具体例は、ネオペンチルグリコール、トリメチルオールプロパン、トリメチロールブタン、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、及びそれらの組み合わせから成る群から選択してもよい。最も好適な立体的に込み合ったポリオール類は、トリメチルオールプロパン、ペンタエリトリトール、及びこれらの組み合わせを含む。
【００３６】
脂肪酸は、典型的には少なくとも4個の炭素原子、より典型的には4〜18個の炭素原子を有しており、かつエチレン性不飽和を含んでもよい。本発明の目的に適した脂肪酸の具体例は、酪酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ヘキサデカン酸、オクタデカン酸及びエイコサン酸などの飽和脂肪酸；α-リノレン酸、ドコサヘキサエン酸、エイコサペンタエン酸、リノール酸、アラキドン酸、オレイン酸、及びエルカ酸などのエチレン性不飽和脂肪酸；及びこれらの組み合わせを含むが、それらに限定されない。
【００３７】
また、立体的に込み合ったエステルは、立体的に込み合ったポリカルボン酸とアルコールとの反応生成物を含んでよい。適したポリカルボン酸の具体例は、フタル酸及びトリメリット酸を含む。得られる立体的に込み合ったエステルは、トリメリテート、ダイマー酸エステル、及びこれらの組み合わせから成る群から選択されてもよいが、それらに限定されない。適当なトリメリテート類の例は、下記式：
【化４】
2010511774.tif 000010
［式中、R10、R11、及びR12は、それぞれ独立して、分岐した炭素数7〜10の炭素鎖、直鎖の炭素数7〜10の炭素鎖、及びこれらの組み合わせから成る群から選択される］
を含むトリメリテートである。ベンゼン環に結合する基は、図示された位置とは異なるように配置されてもよく、本発明に係る用途に適当なトリメリテートの一例を単に示した上記式を有し、如何なるトリメリテートでも本発明に係る用途に適していることが理解されるべきである。適当であるダイマー酸エステルの一例は、ジ-2-エチルヘキシルダイマー酸エステルである。しかしながら、如何なるダイマー酸エステルでも本発明に係る用途に適していることもまた好ましい。
【００３８】
立体的に込み合ったエステルは、流体組成物の全質量に対して、0.5〜15質量部（partsby weight；質量割合）、さらに好ましくは0.5〜10質量部、もっとも好ましくは1〜5質量部の量で、流体組成物中に存在する。
【００３９】
立体的に込み合ったエステルは、流体組成物のS.F.P.値を低下するために上記記載の量で流体組成物中に存在し、具体的には、流体組成物がFM規格認可流体と等級付けられる一方で、流体組成物が許容される加水分解安定性を維持する量で存在する。しかしながら、本発明がある特定のS.F.P.に限定されず、かつ流体組成物のS.F.P.に関わらず、規定された量で存在するポリ（アルキレングリコール）及びエステルを含む流体組成物を含むことが理解される。
【００４０】
FM規格認可流体として等級付けられるには、流体組成物はS.F.P. 5.5以下（CN6930に基づいて測定）を現在では有する必要性がある。S.F.P.は、上記の従来技術の章に記載のとおり計算される。
【００４１】
流体組成物の化学熱放出速度（chemical heat release rate）（Qch）は、ポリ（アルキレングリコール）及びエステル中の炭素の量に基づいている。そのため、85質量部より多くの相対的に多い量のポリ（アルキレングリコール）を含有する本発明の流体組成物の場合、流体組成物の化学熱放出速度（Qch）は、一般的には、全体の流体組成物の構成要素を変更することなく有意に調整することはできない。しかしながら、流体組成物の燃焼点（Tf）は、一般的には、上述した量で流体組成物中に立体的に込み合ったエステルを含有させることで有意に調整される。
【００４２】
上記に記載した量でポリ（アルキレングリコール）及びエステルを含む本発明に係る流体組成物は、550°F（288℃）以上、より具体的には600°F（316℃）以上の燃焼点（Tf）を有している。技術的に知られているように、燃焼点（Tf）は、点火後に少なくとも5秒間、流体組成物が持続的に燃焼する温度である。規定した燃焼点（Tf）、特に600°F（316℃）以上の燃焼点（Tf）を有する流体組成物は、一般的には、5.5以下のS.F.P.を有している。より具体的には、S.F.P.は、流体組成物の燃焼点（Tf）の測定及び流体組成物の完全燃焼の全熱量を通じて概算することができる。
【００４３】
本発明に係る流体組成物は、一般的には、実質的に水分を含んでおらず、技術的には無水の流体組成物として参照される。より具体的には、本発明に係る流体組成物は、一般的には、流体組成物の全質量に対して、0.1質量%未満の水分しか含んでいない。実質的に水分を含まないことによって、流体組成物は、高い水分含有量を有する流体組成物では得られない酸化及び熱による劣化に対する安定性がもたらされる。さらには、加水分解される傾向のあるエステルが流体組成物中に存在するので、流体組成物中に水分が実質的に存在しないことは、エステルが加水分解されることを実質的に防ぎ、それによって本発明に係る流体組成物の耐用年数を大幅に向上させることが可能となる。
【００４４】
ポリ（アルキレングリコール）及びエステルに加えて、流体組成物は、組成物に対して熱酸化安定性をもたらし、かつ流体組成物のS.F.P.の低下を助けるために、酸化防止剤をさらに含んでもよい。酸化防止剤の具体的な例として、没食子酸プロピル、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール〔もしくはブチル化ヒドロキシトルエン（BHT）〕、ビタミンE、立体的に込み合ったフェノール系酸化防止剤（例えば、フェノチアジン）、アミン系酸化防止剤（例えば、チバスペシャリティケミカルズ社製のIrganox L06及びIrganox L57）、リン酸塩類、及びこれらの組み合わせを含むが、それらに限定されない。好ましくは、酸化防止剤はアミン系酸化防止剤を含む。使用する場合には、酸化防止剤は、流体組成物の全質量に対して、典型的には少なくとも0.1質量部、より典型的には0.1〜10質量部、最も典型的には0.3〜2質量部の量で存在する。
【００４５】
本発明の流体組成物は、その流体組成物中に様々な効用をもたらす添加剤を含んでもよい。添加剤は、境界剤（boundary agent）、摩擦防止剤及び極圧添加剤などの潤滑添加剤；腐食防止剤；金属不動態化剤（metal passivator）；消泡添加剤；染料；香料；洗浄剤；及びこれらの組み合わせを含むが、それらに限定されない。
【００４６】
潤滑添加剤の例として、炭素数4〜18、より典型的には炭素数7〜12の有機酸；ジチオリン酸エステル；Irgalube 349（チバスペシャリティケミカルズ社製）などの有機アミン／フォスフェイト混合物；有機モリブデン化合物；フォスフォロチオネート；アルキル化リン酸エステル；トリフェニルフォスフェイト；アルキル化トリフェニルフォスフェイト；Amine-O及びSarkosyl-O（チバスペシャリティケミカルズ社製）などの脂肪族アミン；及びこれらの組み合わせを含むが、それらに限定されない。使用する場合には、潤滑添加剤は、流体組成物の全質量に対して、典型的には0.1〜10質量部、より典型的には0.1〜5質量部の量で流体組成物中に存在する。
【００４７】
腐食防止剤の例として、有機アミン、アミン-有機酸錯体、有機二酸、サルコシン及びコハク酸誘導体、アルキル及びアリールフォスファイトを含むが、それらに限定されない。使用するとき、腐食防止剤は、流体組成物の全質量に対して、典型的には0.1〜約10質量部、より典型的には0.1〜5質量部の量で流体組成物中に存在する。
【００４８】
金属不動態化剤の例として、トリルトリアゾール及びその誘導体、ならびにベンゾトリアゾール及びその誘導体を含むが、それらに限定されない。使用する場合には、金属不動態化剤は、流体組成物の全質量に対して、典型的には0.05〜5質量部、より典型的には0.05〜2質量部の量で流体組成物中に存在する。
【００４９】
流体組成物に適した消泡添加剤、染料、香料、及び洗浄剤は、技術的に知られており、使用するとき、一般的には、流体組成物の全質量に対して、すべてを含めた量が0.1〜2質量部で存在する。
【００５０】
以下の実施例は本発明の例示を目的としたものであり、本発明の権利範囲を何ら制限するものではない。
【００５１】
［実施例］
本発明に係る流体組成物を提供し、それら流体組成物の関連する物理的特性を以下の表1に示す。流体組成物の比較例も同様に示しており、比較の流体組成物の関連する物理的特性もまた表1に含まれている。
【００５２】
【表３Ａ】
2010511774.tif 000011
【表３Ｂ】
2010511774.tif 000012
【表３Ｃ】
2010511774.tif 000013
【表３Ｄ】
2010511774.tif 000014
【表３Ｅ】
2010511774.tif 000015
【００５３】
エステルAは、トリメチルオールプロパントリオレエートである。
【００５４】
エステルBは、ペンタエリトリトールテトラオレエートである。
【００５５】
エステルCは、直鎖及び分岐した脂肪酸のペンタエリトリトールエステル（CAS No. 118685-24-8）である。
【００５６】
エステルDは、バレリアン酸、カプリル酸、及びカプリン酸のジペンタエリトリトールエステル（CAS No. 68441-66-7）である。
【００５７】
エステルEは、トリメチロールプロパンエステル類の混合物（CAS No. 11138-60-6）である。
【００５８】
エステルFは、カプリル酸及びカプリン酸のペンタエリトリトールエステル（CAS No. 68441-68-9）である。
【００５９】
エステルGは、トリオクチルトリメリト酸エステル（CAS No. 3319-31-1）である。
【００６０】
エステルHは、トリイソデシルトリデシルトリメリト酸エステル（CAS No. 70225-05-7）である。
【００６１】
エステルJは、ジ-2-エチルヘキシルダイマー酸エステルである。
【００６２】
エステルKは、ジトリデシルアジペート（CAS No. 16958-92-2）である。
【００６３】
エステルLは、セバシン酸ビス（2-エチルヘキシル）（CAS No. 122-62-3）である。
【００６４】
酸化防止剤は、フェノチアジンである。
【００６５】
添加剤Aは、チバスペシャリティケミカルズ社（Tarrytown，NY）から入手可能なリン系耐摩耗添加剤である。
【００６６】
添加剤Bは、チバスペシャリティケミカルズ社から入手可能な別のリン系耐摩耗添加剤である。
【００６７】
添加剤Cは、チバスペシャリティケミカルズ社から入手可能な黄色金属不動態化剤である。
【００６８】
PAGは、ブタノール開始プロピレンオキシドポリマー類の67/33ブレンドであり、数平均分子量がそれぞれ1200及び700である。
【００６９】
［結果］
上記の実施例及び比較例を参照すると、本発明に基づいた量のエステルを含む実施例の燃焼点のほとんどが600°F（316℃）より高温であることが明白である。燃焼点が600°F（316℃）を下回っている実施例については、燃焼点が実験誤差範囲内で600°F（316℃）に十分に近似しており、本発明の用途になおも好適である。燃焼点が600°F（316℃）より高温であり、かつS.F.P.が5.5未満である比較例については、ASSTM D 943-99「抑制剤添加鉱油の酸化特性の標準的な試験方法」を使用して試験したときに、加水分解安定性は容認し難いほど低いものであった。さらには、残りの比較例は600°F（316℃）を著しく下回る燃焼点を有しており、それぞれの比較例は許容し難い5.5を超えるS.F.P.を有している。
【００７０】
本発明は、例示的に示されており、用いられた用語は本質的に限定のためでなく説明のためのものであると解釈される。本発明の多くの変更及び修正が上記の教示に鑑みて可能であり、本発明が詳細に記載したものと異なるように実施されてもよい。
【手続補正書】
【提出日】平成21年8月5日(2009.8.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体組成物の全質量に対して85質量部より多い量で存在するポリ（アルキレングリコール）と、
下記式
【化１】
2010511774.tif 000019
［式中、
各R1〜R4は、
炭素数1〜18の基、式
【化２】
2010511774.tif 000020
を有するエステル基〔式中、R5は炭素数1〜5の基であり、R6は炭素数4〜18の炭素鎖であり、任意にエチレン性不飽和を含んでいてもよく（但し、R1〜R4の少なくとも2つは前記エステル基を含む）〕、及びこれらの組み合わせから成る群から選択される。］
の立体的に込み合ったエステルと、
を含み、前記立体的に込み合ったエステルが、流体組成物の全質量に対して0.5〜5質量部の量で存在する、流体組成物。
【請求項２】
実質的に水分を含まない、請求項１に記載の流体組成物。
【請求項３】
前記ポリ（アルキレングリコール）が約1500g/mol以下の数平均分子量を有する、請求項１または２に記載の流体組成物。
【請求項４】
前記立体的に込み合ったエステルが、立体的に込み合ったポリオールと脂肪酸との反応生成物を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の流体組成物。
【請求項５】
前記エステルが、トリメチロールプロパントリオレエート、ペンタエリトリトールテトラオレエート、及びこれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項４に記載の流体組成物。
【請求項６】
前記エステルが立体的に込み合ったポリカルボン酸とアルコールとの反応生成物を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の流体組成物。
【請求項７】
前記ポリ（アルキレングリコール）が下記式
【化３】
2010511774.tif 000021
［式中、R7は炭素数1〜8の基であり、R8は炭素数2〜4の炭素鎖であり、かつnは少なくとも1である］
である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の流体組成物。
【請求項８】
前記ポリ（アルキレングリコール）がブタノールのプロピレンオキシド付加体を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の流体組成物。
【国際調査報告】
2010511774.tif 000022
2010511774.tif 000023
2010511774.tif 000024