(57)【要約】本発明は、高粘度指数（１３０以上）と、−３０℃以下における高剪断／低温粘度の測定値対理論値の比という予想外の組み合わせを示す基油およびベースオイルを含んでなる機能性流体、並びにそれらを製造する方法に関する。具体的には、本発明は、新規な基油を含んでなり、高い熱応力下で潤滑材料において特有の性能優位性を有する低揮発性／低粘度機能性流体、およびその製造方法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
高い熱応力条件下における粘度および揮発性制御が改善された機能性流体であって、
ａ）下記特性（ａ）〜（ｃ）：
（ａ）粘度指数（ＶＩ）１３０以上；
（ｂ）流動点−１０℃以下；および
（ｃ）−３０℃以下における低温粘度の測定値対理論値の比であって、測定粘度は、コールド−クランク・シミュレータ粘度であり、理論粘度は、ウォルサー−マッコール式を使用して同じ温度で算出される粘度である比１．２以下
を有し、
グループＩＶ基油またはベースオイルではない基油またはベースオイル；および
ｂ）少なくとも１種の添加剤
を含んでなることを特徴とする機能性流体。
【請求項２】
高い熱応力条件下における粘度および揮発性制御が改善された機能性流体であって、
ａ）下記特性（ｉ）〜（ｉｖ）：
（ｉ）粘度指数（ＶＩ）１３０以上；
（ｉｉ）流動点−１０℃以下；
（ｉｉｉ）−３０℃以下における低温粘度の測定値対理論値の比であって、測定粘度は、コールド−クランク・シミュレータ粘度であり、理論粘度は、ウォルサー−マッコール式を使用して同じ温度で算出される粘度である比１．２以下；および
（ｉｖ）下記式：
−６．８８２Ｌｎ（−３５℃でのＣＣＳ）＋６７．６４７
（式中、−３５℃でのＣＣＳは、−３５℃で試験された、センチポイズ単位のベースオイルＣＣＳ粘度であり、式中で用いられる当該値は５５００ｃＰ未満である）
によって計算される値以下であるパーセント・ノアク揮発性
を有し、
グループＩＶ基油またはベースオイルではない基油またはベースオイル；および
ｂ）少なくとも１種の添加剤
を含んでなることを特徴とする機能性流体。
【請求項３】
高い熱応力条件下における粘度および揮発性制御が改善された機能性流体であって、
ａ）少なくとも１３０のＶＩを有し、
（ｉ）原料油であって、前記原料油を基準として少なくとも６０重量％のワックス含量を有する原料油を、６５０°Ｆ（３４３℃）マイナス生成物に転化される前記原料油が５重量％未満である有効な水素化処理条件下で、水素化処理触媒を用いて水素化処理して、前記原料油のＶＩに対するそのＶＩ増加が４未満である水素化処理原料油を製造する工程；
（ｉｉ）水素化処理原料油をストリッピングして、液体生成物からガス生成物を分離する工程；および
（ｉｉｉ）ＺＳＭ−４８、ＺＳＭ−５７、ＺＳＭ−２３、ＺＳＭ−２２、ＺＳＭ−３５、フェリエライト、ＥＣＲ−４２、ＩＴＱ−１３、ＭＣＭ−７１、ＭＣＭ−６８、ゼオライトベータ、フッ化アルミナ、シリカ−アルミナおよびフッ化シリカ−アルミナのうちの少なくとも１種である脱ロウ触媒を用いて、有効な接触水素化脱ロウ条件下で、液体生成物を水素化脱ロウする工程であって、前記脱ロウ触媒は、少なくとも１種の第９族または第１０族貴金属を含む工程
を含んでなる方法によって製造される少なくとも１種の基油またはベースオイル；および
ｂ）少なくとも１種の添加剤
を含んでなることを特徴とする機能性流体。
【請求項４】
高い熱応力条件下における粘度および揮発性制御が改善された機能性流体であって、
ａ）少なくとも１３０のＶＩを有し、
（ｉ）潤滑油原料油であって、前記原料油を基準として少なくとも５０重量％のワックス含量を有する原料油を、６５０°Ｆ（３４３℃）マイナス生成物に転化される前記原料油が５重量％未満である有効な水素化処理条件下で、水素化処理触媒を用いて水素化処理して、前記原料油のＶＩに対するそのＶＩ増加が４未満である水素化処理原料油を製造する工程；
（ｉｉ）水素化処理原料油をストリッピングして、液体生成物からガス生成物を分離する工程；
（ｉｉｉ）ＺＳＭ−２２、ＺＳＭ−２３、ＺＳＭ−３５、フェリエライト、ＺＳＭ−４８、ＺＳＭ−５７、ＥＣＲ−４２、ＩＴＱ−１３、ＭＣＭ−６８、ＭＣＭ−７１、ゼオライトベータ、フッ化アルミナ、シリカ−アルミナおよびフッ化シリカ−アルミナのうちの少なくとも１種である脱ロウ触媒を用いて、有効な接触水素化脱ロウ条件下で、液体生成物を水素化脱ロウする工程であって、前記脱ロウ触媒は、少なくとも１種の第９族または第１０族貴金属を含む工程；および
（ｉｖ）Ｍ４１Ｓ族からのメソ細孔性水素化精製触媒を用いて、工程（ｉｉｉ）からの生成物を水素化精製条件下で水素化精製する工程
を含んでなる方法によって製造される少なくとも１種の基油またはベースオイル；および
ｂ）少なくとも１種の添加剤
を含んでなることを特徴とする機能性流体。
【請求項５】
高い熱応力条件下における粘度および揮発性制御が改善された機能性流体であって、
ａ）少なくとも１種の基油であって、
少なくとも１３０のＶＩを有し、
（ｉ）潤滑油原料油であって、前記原料油を基準として少なくとも６０重量％のワックス含量を有する原料油を、６５０°Ｆ（３４３℃）マイナス生成物に転化される前記原料油が５重量％未満である有効な水素化処理条件下で、水素化処理触媒を用いて水素化処理して、前記原料油のＶＩに対するそのＶＩ増加が４未満である水素化処理原料油を製造する工程；
（ｉｉ）水素化処理原料油をストリッピングして、液体生成物からガス生成物を分離する工程；
（ｉｉｉ）ＺＳＭ−４８である脱ロウ触媒を用いて、有効な接触水素化脱ロウ条件下で、液体生成物を水素化脱ロウする工程であって、前記脱ロウ触媒は、少なくとも１種の第９族または第１０族貴金属を含む工程；および
（ｉｖ）場合により、ＭＣＭ−４１を用いて、工程（ｉｉｉ）からの生成物を水素化精製条件下で水素化精製する工程
を含んでなる方法によって製造される基油；および
ｂ）少なくとも１種の添加剤
含んでなることを特徴とする機能性流体。
【請求項６】
前記原料油は、合成ガスツーリキッド原料油であることを特徴とする請求項３、４または５に記載の機能性流体。
【請求項７】
前記原料油は、フィッシャー−トロプシュ法によって製造されることを特徴とする請求項３、４または５に記載の機能性流体。
【請求項８】
少なくとも１種の性能強化添加剤を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の機能性流体。
【請求項９】
少なくとも１種の性能強化添加剤を含み、前記性能強化添加剤は粘度指数向上剤ではないことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の機能性流体。
【請求項１０】
循環油であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の機能性流体。
【請求項１１】
コンプレッサーオイルであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の機能性流体。
【請求項１２】
焼結金属材料用の内部潤滑剤であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の機能性流体。
【請求項１３】
高い熱応力条件下における粘度および揮発性制御が改善された機能性流体の製造方法であって、
基油またはベースオイルを組み込む工程を含んでなり、
前記基油またはベースオイルは、下記特性（ａ）〜（ｃ）：
（ａ）粘度指数（ＶＩ）１３０以上；
（ｂ）流動点−１０℃以下；および
（ｃ）−３０℃以下における低温粘度の測定値対理論値の比であって、測定粘度は、コールド−クランク・シミュレータ粘度であり、理論粘度は、ウォルサー−マッコール式を使用して同じ温度で算出される粘度である比１．２以下
を有し、
前記基油またはベースオイルは、グループＩＶ基油またはベースオイルではない
ことを特徴とする機能性流体の製造方法。
【請求項１４】
高い熱応力条件下における粘度および揮発性制御が改善された機能性流体の製造方法であって、
基油またはベースオイルを組み込む工程を含んでなり、
前記基油またはベースオイルは、下記特性（ａ）〜（ｄ）：
（ａ）粘度指数（ＶＩ）１３０以上；
（ｂ）流動点−１０℃以下；
（ｃ）−３０℃以下における低温粘度の測定値対理論値の比であって、測定粘度は、コールド−クランク・シミュレータ粘度であり、理論粘度は、ウォルサー−マッコール式を使用して同じ温度で算出される粘度である比１．２以下；および
（ｄ）下記式：
−６．８８２Ｌｎ（−３５℃でのＣＣＳ）＋６７．６４７
（式中、−３５℃でのＣＣＳは、−３５℃で試験された、センチポイズ単位のベースオイルＣＣＳ粘度であり、式中で用いられる当該値は５５００ｃＰ未満である）
によって計算される値以下であるパーセント・ノアク揮発性
を有し、
前記基油またはベースオイルは、グループＩＶ基油またはベースオイルではない
ことを特徴とする機能性流体の製造方法。
【請求項１５】
請求項１〜５のいずれかに記載の前記基油またはベースオイルを組み入れる工程を含むことを特徴とする機能性流体のノアク揮発性の低減方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な基油を含んでなり、高い熱応力下で潤滑材料において特有の性能優位性を有する低揮発性／低粘度機能性流体組成物、およびその製造方法に関する。前記基油およびベースオイルは、高粘度指数（１３０以上）と、−３０℃以下における高剪断／低温粘度の測定値対理論値の比という予想外の組み合わせを示す。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、新規な機能性流体組成物、および高い熱応力条件下での潤滑性能の最適化方法に関する。本発明の機能性流体組成物は、低揮発性（ノアク（Ｎｏａｃｋ）揮発性によって測定）と良好な流動性（−３０℃または−３５℃以下での測定対理論高剪断／低温粘度の比によって説明されるような）の予想外に有利な組み合わせを有する基油およびベースオイルを含む。これらの機能性流体組成物の低揮発性は、高い熱応力下で驚くほど有利な性能を有することが見出されており、そのことにより同組成物は、高い熱応力下で機械部品、例えば焼結金属材料、特に焼結金属ベアリングを潤滑するに際して特に有用なものとなる。
【０００３】
大きな固定および移動装置の所有者および運転者は、様々な運転条件下で彼らの機械に効果的に動作するよう要求する。通常、可変比ギアボックス、ほとんどの油圧装置、電気モーター・アクチュエーターおよび類似の装置は、機械アクチュエーター、例えば制御棒または切替シャフトを用いて操作される。そのような用途の一般例は、ほとんどの自動車のギアセレクターである。リモート機械アクチュエーターは、様々なジョイント、ピボットおよび回転子（各々１つ以上の焼結金属ベアリングを含有しうる）で使用中の機械に連結される。焼結金属ベアリングは製造時に注油され、その時、機能性流体に沈めたルーズな焼結金属スポンジを圧縮して、ある割合の液体潤滑油を完成金属マトリックス中へ組み入れる。次にベアリングを開口させ（ｂｒｏａｃｈｅｄ）、曲げ、波形にして様々な機械での使用に好適な最終的な形状にする。これらのベアリングは製造中に使用された潤滑油によって内部潤滑され、定期的な外部注油が困難または不可能である、隔離された複雑な機械でしばしば用いられる。これらのタイプのベアリングは「寿命の間は潤滑されている」と考えられ、耐用年数はしばしば１０〜３０年と予期される。外部注油なしの、そのような延びた耐用年数は、製造時に組み入れられる強い内部潤滑油の使用を必要とする。これらの強い内部潤滑油は、長期安定性、清浄度および特に高い熱応力下での低揮発性のような、優れた性能値を実証しなければならない。焼結ベアリング製造業者は、このタイプの延びた潤滑油耐用年数を期待し、従って有用な潤滑油組成物が高温で低い揮発性損失を実証することを期待している。
【０００４】
焼結金蔵材料の内部潤滑の問題に対する一般的な解決策は、合成潤滑油組成物、具体的には合成ポリα−オレフィン（ＰＡＯ）潤滑油ベースオイルをベースにするものの使用によってである。例えば、多くの合成ＰＡＯベースの循環油がこの用途に使用されてきた。ＰＡＯベースの潤滑油組成物は、鉱物タイプ油のそれに比べて厳しい運転条件下での運転のための優れた低揮発性を有し、それによって長い耐用年数を達成し、更に、高温の運転条件に対して優れた高温性能を提供する。ＰＡＯは確かな性能優位性を有しうるが、それらはまた高コストという重大な不都合をも有する。
【０００５】
伝統的なグループＩ鉱物油は、焼結金属材料の内部潤滑の性能要件を満たすのに適していないが、高い飽和物含有率、高粘度指数および低い硫黄含有率を有する、より新しいグループＩＩおよびグループＩＩＩタイプベースオイルは、本出願の性能要件を満たすために使用することができると期待されうる。グループＩＩおよびグループＩＩＩベースオイルは、ＰＡＯベースオイルと比べても著しく高いベースオイル揮発性を有する。しかしながら、十分に低いベースオイル揮発性の選択されたタイプのグループＩＩおよびグループＩＩＩベースオイルは、焼結金属材料およびベアリング用の内部潤滑油として有用であることが期待されうる。
【０００６】
本発明の機能性流体組成物を説明するのに用いられる試験は以下のものである。
（ａ）コールド−クランキング・シミュレーター試験（米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）Ｄ５２９３）により測定されるＣＣＳ粘度
（ｂ）ＣＥＣ−Ｌ−４０−Ａ−９３により測定されるノアク揮発性（または蒸発損失）
（ｃ）ＡＳＴＭ  Ｄ２２７０により測定される粘度指数（ＶＩ）
（ｄ）ウォルサー−マッコール（Ｗａｌｔｈｅｒ−ＭａｃＣｏｕｌｌ）式（ＡＳＴＭ  Ｄ３４１付録１）により計算される理論粘度
（ｅ）ＡＳＴＭ  Ｄ４４５により測定される動粘度
（ｆ）ＡＳＴＭ  Ｄ５９５０により測定される流動点
（ｇ）ＡＳＴＭ  Ｄ５１３３により測定される走査ブルックフィールド粘度（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ  Ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ）
（ｈ）ＡＳＴＭ  Ｄ２９８３により測定されるブルックフィールド粘度
（ｉ）ＩＳＯ（国際標準化機構）３４４８で粘度グレード分類により定義されるＩＳＯ粘度
【０００７】
ＡＳＴＭ  Ｄ３４１のウォルサー−マッコール式は理論動粘度をコンピューター計算するが、ＣＣＳは絶対粘度を報告することを本発明者らは指摘する。本明細書で用いられるような比をコンピューター計算するために、本発明者らは、ウォルサー−マッコール粘度を方程式（Ｉ）のように変換した。
（Ｉ）  Ｔ１（℃）での理論粘度＝Ｔ１（℃）でのウォルサー−マッコール計算動粘度
×Ｔ１（℃）での密度
（式中、Ｔ１は所望の温度である）
−３５℃での密度は、周知の式を用いて２０℃での密度から推定される。例えば、非特許文献１を参照されたい。
【０００８】
基油（ベースオイルおよび機能性流体組成物とは対照的に）は、単一製造業者によって同じ規格（原料素材源または製造業者所在地とは無関係に）へ生産された、ユニークな化学式、製品識別番号または両方によって特定される炭化水素ストリームと定義される。基油は、蒸留、溶剤精製、水素処理、オリゴメリゼーション、エステル化および再精製を含む（それらに限定されないが）様々な異なる方法を用いて製造されてもよい。再精製基材油は、製造、汚染または以前の使用によって導入された物質が実質的にないものとする。基油スレートは、異なる粘度を有するが同じ基油分類にあり、同じ製造業者製である基油の製品ラインである。ベースオイルは、配合された潤滑油または機能性流体組成物に使用される基油または基油のブレンドである。潤滑油組成物は、単独でか他の基材油、オイルまたは機能添加剤と混合してかのどちらかでの、基油、ベースオイルであってもよい。
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５，２４６，５６６号明細書
【特許文献２】米国特許第５，２８２，９５８号明細書
【特許文献３】米国特許第４，９７５，１７７号明細書
【特許文献４】米国特許第４，３９７，８２７号明細書
【特許文献５】米国特許第４，５８５，７４７号明細書
【特許文献６】米国特許第５，０７５，２６９号明細書
【特許文献７】米国特許第４，４４０，８７１号明細書
【特許文献８】米国特許第６，３１０，２６５号明細書
【特許文献９】国際公開第０２４２２０７号パンフレット
【特許文献１０】国際公開第００７８６７７号パンフレット
【特許文献１１】米国特許第６，３０３，５３４号明細書
【特許文献１２】米国特許第４，９００，７０７号明細書
【特許文献１３】米国特許第６，３８３，３６６号明細書
【特許文献１４】米国特許第６，２９４，０７７号明細書
【特許文献１５】米国特許第５，０９８，６８４号明細書
【特許文献１６】米国特許第５，１９８，２０３号明細書
【特許文献１７】米国特許出願第６０／４１６，８６５号明細書
【特許文献１８】米国特許第４，９５６，１２２号明細書
【特許文献１９】米国特許第４，８２７，０６４号明細書
【特許文献２０】米国特許第４，８２７，０７３号明細書
【特許文献２１】米国特許第４，１４９，１７８号明細書
【特許文献２２】米国特許第３，３８２，２９１号明細書
【特許文献２３】米国特許第３，７４２，０８２号明細書
【特許文献２４】米国特許第３，７６９，３６３号明細書
【特許文献２５】米国特許第３，８７６，７２０号明細書
【特許文献２６】米国特許第４，２３９，９３０号明細書
【特許文献２７】米国特許第４，３６７，３５２号明細書
【特許文献２８】米国特許第４，４１３，１５６号明細書
【特許文献２９】米国特許第４，４３４，４０８号明細書
【特許文献３０】米国特許第４，９１０，３５５号明細書
【特許文献３１】米国特許第５，０６８，４８７号明細書
【特許文献３２】米国特許第４，２１８，３３０号明細書
【特許文献３３】米国特許第５，０５５，６２６号明細書
【特許文献３４】欧州特許出願第１６８５３４号明細書
【特許文献３５】米国特許第４，６５８，０７２号明細書
【特許文献３６】米国特許第２，８１７，６９３号明細書
【特許文献３７】米国特許第４，９２１，５９４号明細書
【特許文献３８】米国特許第４，８９７，１７８号明細書
【特許文献３９】英国特許第１，４２９，４９４号明細書
【特許文献４０】英国特許第１，３５０，２５７号明細書
【特許文献４１】英国特許第１，４４０，２３０号明細書
【特許文献４２】英国特許第１，３９０，３５９号明細書
【特許文献４３】欧州特許出願第４６４５４６号明細書
【特許文献４４】欧州特許出願第４６４５４７号明細書
【特許文献４５】米国特許第４，５９４，１７２号明細書
【特許文献４６】米国特許第４，９４３，６７２号明細書
【特許文献４７】米国特許第６，０８０，３０１号明細書
【特許文献４８】米国特許第６，０９０，９８９号明細書
【特許文献４９】米国特許第６，１６５，９４９号明細書
【特許文献５０】米国特許第４，９４１，９８４号明細書
【特許文献５１】米国特許第２，４４３，２６４号明細書
【特許文献５２】米国特許第２，４７１，１１５号明細書
【特許文献５３】米国特許第２，５２６，４９７号明細書
【特許文献５４】米国特許第２，５９１，５７７号明細書
【特許文献５５】米国特許第３，７７０，８５４号明細書
【特許文献５６】米国特許第４，５０１，６７８号明細書
【特許文献５７】米国特許第４，７５８，３６２号明細書
【特許文献５８】米国特許第５，６９３，５９８号明細書
【特許文献５９】米国特許第５，０３４，１４１号明細書
【特許文献６０】米国特許第５，０３４，１４２号明細書
【特許文献６１】米国特許第４，７９８，６８４号明細書
【特許文献６２】米国特許第５，０８４，１９７号明細書
【特許文献６３】米国特許第３，５９５，７９１号明細書
【特許文献６４】米国特許第６，０３４，０３９号明細書
【特許文献６５】米国特許第３，１７２，８９２号明細書
【特許文献６６】米国特許第３，２１４５，７０７号明細書
【特許文献６７】米国特許第３，２１９，６６６号明細書
【特許文献６８】米国特許第３，３１６，１７７号明細書
【特許文献６９】米国特許第３，３４１，５４２号明細書
【特許文献７０】米国特許第３，４４４，１７０号明細書
【特許文献７１】米国特許第３，４５４，６０７号明細書
【特許文献７２】米国特許第３，５４１，０１２号明細書
【特許文献７３】米国特許第３，６３０，９０４号明細書
【特許文献７４】米国特許第３，６３２，５１１号明細書
【特許文献７５】米国特許第３，７８７，３７４号明細書
【特許文献７６】米国特許第４，２３４，４３５号明細書
【特許文献７７】米国特許第３，０３６，００３号明細書
【特許文献７８】米国特許第３，２００，１０７号明細書
【特許文献７９】米国特許第３，２５４，０２５号明細書
【特許文献８０】米国特許第３，２７５，５５４号明細書
【特許文献８１】米国特許第３，４３８，７５７号明細書
【特許文献８２】米国特許第３，４５４，５５５号明細書
【特許文献８３】米国特許第３，５６５，８０４号明細書
【特許文献８４】米国特許第３，４１３，３４７号明細書
【特許文献８５】米国特許第３，６９７，５７４号明細書
【特許文献８６】米国特許第３，７２５，２７７号明細書
【特許文献８７】米国特許第３，７２５，４８０号明細書
【特許文献８８】米国特許第３，７２６，８８２号明細書
【特許文献８９】米国特許第４，４５４，０５９号明細書
【特許文献９０】米国特許第３，３２９，６５８号明細書
【特許文献９１】米国特許第３，４４９，２５０号明細書
【特許文献９２】米国特許第３，５１９，５６５号明細書
【特許文献９３】米国特許第３，６６６，７３０号明細書
【特許文献９４】米国特許第３，６８７，８４９号明細書
【特許文献９５】米国特許第３，７０２，３００号明細書
【特許文献９６】米国特許第４，１００，０８２号明細書
【特許文献９７】米国特許第５，７０５，４５８号明細書
【特許文献９８】欧州特許出願第４７１  ０７１号明細書
【特許文献９９】米国特許第３，０８７，９３６号明細書
【特許文献１００】米国特許第３，２１９，６６６号明細書
【特許文献１０１】米国特許第３，２７２，７４６号明細書
【特許文献１０２】米国特許第３，３２２，６７０号明細書
【特許文献１０３】米国特許第３，６５２，６１６号明細書
【特許文献１０４】米国特許第３，９４８，８００号明細書
【特許文献１０５】カナダ国特許第１，０９４，０４４号明細書
【特許文献１０６】米国特許第４，４２６，３０５号明細書
【特許文献１０７】米国特許第４，７６７，５５１号明細書
【特許文献１０８】米国特許第３，７０３，５３６号明細書
【特許文献１０９】米国特許第３，７０４，３０８号明細書
【特許文献１１０】米国特許第３，７５１，３６５号明細書
【特許文献１１１】米国特許第３，７５６，９５３号明細書
【特許文献１１２】米国特許第３，７９８，１６５号明細書
【特許文献１１３】米国特許第３，８０３，０３９号明細書
【特許文献１１４】米国特許第３，７５５，４３３号明細書
【特許文献１１５】米国特許第３，８２２，２０９号明細書
【特許文献１１６】米国特許第１，８１５，０２２号明細書
【特許文献１１７】米国特許第２，０１５，７４８号明細書
【特許文献１１８】米国特許第２，１９１，４９８号明細書
【特許文献１１９】米国特許第２，３８７，５０１号明細書
【特許文献１２０】米国特許第２，６５５，４７９号明細書
【特許文献１２１】米国特許第２，６６６，７４６号明細書
【特許文献１２２】米国特許第２，７２１，８７７号明細書
【特許文献１２３】米国特許第２，７２１，８７８号明細書
【特許文献１２４】米国特許第３，２５０，７１５号明細書
【特許文献１２５】米国特許第２，７１９，１２５号明細書
【特許文献１２６】米国特許第２，７１９，１２６号明細書
【特許文献１２７】米国特許第３，０８７，９３２号明細書
【非特許文献１】エイ．ボンジ（Ａ．Ｂｏｎｄｉ）著、「潤滑油の物理化学（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ  Ｏｉｌｓ）」、１９５１年、５ページ
【非特許文献２】Ｊ．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１１４（１９９２）、１０８３４ページ
【非特許文献３】ＡＰＩ出版物１５０９、ｗｗｗ．ＡＰＩ．ｏｒｇ
【非特許文献４】グンダーソンおよびハート（Ｇｕｎｄｅｒｓｏｎ  ａｎｄ  Ｈａｒｔ）著、「合成潤滑油（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ）」、ラインホールド出版社（Ｒｅｉｎｈｏｌｄ  Ｐｕｂｌ．Ｃｏｒｐ．）、ニューヨーク、１９６２年
【非特許文献５】イーペン（Ｅａｐｅｎ）ら著、「ポリｎ−アルキルベンゼン化合物：あるクラスの耐熱性および広い液体範囲流体（Ｐｏｌｙ  ｎ−Ａｌｋｙｌｂｅｎｚｅｎｅ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ：Ａ  Ｃｌａｓｓ  ｏｆ  Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ  Ｓｔａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｗｉｄｅ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｒａｎｇｅ  Ｆｌｕｉｄｓ）」、ＡＣＳ石油化学プレプリント、フィラデルフィア、１９８４年、１０５３−１０５８ページ
【非特許文献６】ドレスラー、エッチ．（Ｄｒｅｓｓｌｅｒ，Ｈ．）著、「合成潤滑油および高性能機能性流体（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ  ａｎｄ  Ｈｉｇｈ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  Ｆｌｕｉｄｓ）」、第５章、（アール．エル．シュブキン（Ｒ．Ｌ．Ｓｈｕｂｋｉｎ）（編））、マーセル・デッカー（Ｍａｒｃｅｌ  Ｄｅｋｋｅｒ）、ニューヨーク、１９９３年
【非特許文献７】クラマン（Ｋｌａｍａｎｎ）著、「潤滑油および関連製品（Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ  ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）」、フロリダ州ディアフィールド・ビーチ（Ｄｅｅｒｆｉｅｌｄ  Ｂｅａｃｈ，ＦＬ）、フェルラーグ・ケミー（Ｖｅｒｌａｇ  Ｃｈｅｍｉｅ）；ＩＳＢＮ  ０−８９５７３−１７７−０
【非特許文献８】エム．ダブリュ．ランネイ（Ｍ．Ｗ．Ｒａｎｎｅｙ）著、「潤滑油添加剤（Ｌｕｂｒｉｃａｎｔ  Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ）」、ニュージャージー州パークリッジ（Ｐａｒｋｒｉｄｇｅ，ＮＪ）、ノイズ・データ・コーポレーション（Ｎｏｙｅｓ  Ｄａｔａ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、１９７３年
【非特許文献９】シー．ヴィ．スモールヘーア（Ｃ．Ｖ．Ｓｍａｌｌｈｅｅｒ）およびアール．ケイ．スミス（Ｒ．Ｋ．Ｓｍｉｔｈ）著、「潤滑油添加剤（Ｌｕｂｒｉｃａｎｔ  Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ）」、オハイオ州クリーブランド（Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，Ｏｈｉｏ）、レジウス−ハイルス社（Ｌｅｚｉｕｓ−Ｈｉｌｅｓ  Ｃｏ．）、１９６７年
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、低揮発性（ノアク揮発性によって測定）と良好な流動性（−３０℃以下における高剪断／低温粘度の測定値対理論値の比によって説明される）の予想外に有利な組み合わせを有する新規な基油およびベースオイルを含む機能性流体組成物に関する。これらの機能性流体組成物の低揮発性は、高い熱応力の条件下で驚くほど有利な性能を有することが見出され、このことが、内部潤滑される焼結金属材料で同組成物を特に有用なものにする。更に、低揮発性および良好な流動性というこれらの有益な特性は、本発明のベースオイル組成物を他の類似のグループＩＩＩベースオイルからユニークに区別し、更に本発明の機能性流体組成物を他のグループＩＩＩベースの組成物から区別する。
【００１１】
本発明は、低温（約−２５℃以下）で改善された粘度性能を達成する基油およびベースオイルを含む機能性流体に関する。本発明はまた、天然素材源、鉱物素材源、合成素材源（例えば、フィッシャー−トロプシュ型方法）のいずれかからのワックス質炭化水素原料油から誘導された基油またはベースオイルを含み、内部焼結金属潤滑油の低温粘度と良好な揮発性制御という連立要件を満たすために使用しうる機能性流体組成物にも関する。本発明はまた、そのような機能性流体組成物の製造プロセスまたは方法にも関する。
【００１２】
より具体的には、本発明は、驚異的かつ予想外の、以下の特性（ａ）〜（ｃ）：
（ａ）粘度指数（ＶＩ）１３０以上
（ｂ）流動点−１０℃以下
（ｃ）−３０℃以下における低温粘度の測定値対理論値の比１．２以下（測定粘度は、コールド・クランク・シミュレータ粘度であり、理論粘度は、ウォルサー−マッコール式を使用して同じ温度で算出される）
の同時の組み合わせを有する基油に関する。
【００１３】
本明細書で列挙されるベースオイル組成物は、製造されたままの個々の基油だけでなく、生じた混合物またはブレンドが本発明の基油要件を満足するような２つ以上の基油および／またはベースオイルの混合物またはブレンドをも包含する。本発明のベースオイル組成物は、１００℃で約１．５〜８．５ｃＳｔ、好ましくは約２〜８ｃＳｔ、より好ましくは約３〜７．５ｃＳｔのベースオイル動粘度の、有用な粘度の範囲を包含する。本明細書で列挙されるベースオイルは、約−１０〜−３０℃より上、好ましくは約−１２〜−３０℃より上、より好ましくは約−１４〜−３０℃より上の流動点の、有用な流動点の範囲を包含する。幾つかの場合には、流動点は−１８〜−３０℃の範囲であってもよく、更に−２０〜−３０℃の範囲であってもよい。
【００１４】
本発明は更に、驚異的かつ予想外の、以下の特性（ａ）〜（ｄ）：
（ａ）粘度指数（ＶＩ）１３０以上
（ｂ）流動点−１０℃以下
（ｃ）−３０℃以下における低温粘度の測定値対理論値の比１．２以下（測定粘度は、コールド−クランク・シミュレータ粘度であり、理論粘度は、ウォルサー−マッコール式を使用して同じ温度で算出される）
（ｄ）下記式：
−６．８８２Ｌｎ（−３５℃でのＣＣＳ）＋６７．６４７
（式中、−３５℃でのＣＣＳは、−３５℃で試験された、センチポイズ単位のベースオイルＣＣＳ粘度であり、−３５℃でのＣＣＳは５５００ｃＰ未満であり、Ｌｎ（ｘ）はｘの自然対数である）
によって計算される値以下であるパーセント・ノアク揮発性
の同時の組み合わせを有するベースオイルに関する。
【００１５】
好ましくは、本明細書で使用される新規な基油およびベースオイルは、−３０℃以下における低温粘度の測定値対理論値の比約０．８〜約１．２（測定粘度はコールド−クランク・シミュレーター粘度であり、理論粘度はウォルサー−マッコール式を用いて同じ温度で計算される）を有する。
【００１６】
本発明の一実施形態は、低揮発性特性を有するベースオイルを含む新規な機能性流体組成物であって、そのような流体が焼結金属材料およびベアリングの内部潤滑に適した性能要件を満たすことができる組成物を包含する。別の実施形態は、この基油またはベースオイルと少なくとも１つの性能添加剤とを含む機能性流体である。本発明の更なる実施形態は循環油および／またはコンプレッサーオイルのような機能性流体を包含する。
【００１７】
本発明で使用される性能添加剤は、例えば、成分としての個々の添加剤、添加剤システムとしての１つ以上の個々の添加剤または成分の組み合わせ、添加剤濃縮物またはパッケージとしての１つ以上の添加剤と１つ以上の好適な希釈オイルとの組み合わせを包含してもよい。添加剤濃縮物は添加剤パッケージだけでなく成分濃縮物をも包含する。多くの場合、機能性流体を製造または配合する際に、成分、濃縮物またはパッケージの形での他の性能添加剤の使用とは無関係に、粘度調整剤または粘度指数向上剤が成分または濃縮物として個々に使用されてもよい。
【００１８】
驚くべきことに、本明細書で列挙される基油およびベースオイルの１つの予期せぬ性能優位性を特徴づける、粘度の測定値対理論値の低い比はまた、−３５℃より下、例えば−４０℃もしくは更にそれ以下まで下がった温度でも観察されると予期することができる。こうしてこれらの低温で、本明細書で列挙される基油およびベースオイルの実際の粘度は所望の、理想的な理論粘度に近づくと予期されるが、比較の基油およびベースオイルは理論粘度から更により大きく外れる（即ち、より高い測定対理論粘度比へ）と予期される。
【００１９】
更に、本明細書で列挙される基油およびベースオイルは次の特性：
（ａ）飽和物含有率少なくとも９０重量％、および
（ｂ）硫黄含有率０．０３重量％以下
を有しうる。
【００２０】
本明細書で列挙される基油およびベースオイルの粘度指数は１３０以上、好ましくは１３５以上、そしてある場合には、１４０以上であってもよい。基油およびベースオイルの所望の流動点は、約−１０℃以下、好ましくは−１２℃以下、ある場合にはより好ましくは−１４℃以下である。ある場合には、流動点は−１８℃以下、より好ましくは−２０℃およびそれ以下であってもよい。これらの基油およびベースオイルについて、低温コールド−クランキング・シミュレーター（ＣＣＳ）粘度の測定値対理論値の所望の比は約１．２以下、好ましくは約１．１６以下、より好ましくは約１．１２以下である。これらの基油およびベースオイルの低温粘度プロフィールについては、所望の基油およびベースオイルは、５５００ｃＰ未満、好ましくは５２００ｃＰ未満、ある場合にはより好ましくは５０００ｃＰ未満の−３５℃でのＣＣＳ粘度を有する。
【００２１】
本明細書で列挙される基油およびベースオイルは、配合機能性流体で他の基油およびベースオイルまたは共基油および共ベースオイルと共に使用されてもよい。ある場合には、これらの基油およびベースオイルの非常に有利な低温（−３０℃以下）および低揮発性特性は、そのような組成物に含有される総基油およびベースオイルの２０重量％以上の濃度で機能性流体の性能を有益に改善することができる。好ましくは、基油およびベースオイルは、完成された潤滑油または機能性流体で顕著な低温性能便益を得るために、他の個々の基油およびベースオイルと組み合わせて使用されてもよい。より好ましくは、基油およびベースオイルは、本発明の要素を損なうことなく、配合機能性流体に含有される総基油およびベースオイルの４０重量％以上で使用されてもよい。そしてある場合には、ベースオイルは、完成機能性流体中の総基油およびベースオイルの５０重量％以上、また更に、最も好ましくは、総基油およびベースオイルの７０重量％以上で使用されてもよい。
【００２２】
本発明に組み入れられる基油およびベースオイルは、
（ａ）原料油であって、前記原料油を基準として少なくとも約５０重量％のワックス含量を有する原料油を、６５０°Ｆ（３４３℃）マイナス生成物に転化される前記原料油が５重量％未満である有効な水素化処理条件下で、水素化処理触媒を用いて水素化処理して、前記原料油のＶＩに対するそのＶＩ増加が４未満である水素化処理原料油を製造する工程；
（ｂ）水素化処理原料油をストリッピングまたは蒸留して、液体生成物からガス生成物を分離する工程；
（ｃ）ＺＳＭ−２２、ＺＳＭ−２３、ＺＳＭ−３５、ＺＳＭ−４８、ＺＳＭ−５７、フェリエライト、ＥＣＲ−４２、ＩＴＱ−１３、ＭＣＭ−６８、ＭＣＭ−７１、ゼオライトベータ、フッ化アルミナ、シリカ−アルミナおよびフッ化シリカ−アルミナのうちの少なくとも１種である脱ロウ触媒を用いて、有効な接触水素化脱ロウ条件下で、液体生成物を水素化脱ロウする工程であって、前記脱ロウ触媒は、少なくとも１種の第９族または第１０族貴金属を含む工程；および
（ｄ）場合により、Ｍ４１Ｓ族からのメソ細孔性水素化精製触媒を用いて、工程（ｃ）からの生成物を水素化精製条件下で水素化精製する工程
によって製造されてもよい。
【００２３】
本発明の他の実施形態は、（ａ）低下した揮発性および低下した低温粘度の両方で顕著な性能便益を有するベースオイルを含む配合機能性流体の製造方法、（ｂ）そのような組成物または流体が高い熱応力条件下で改善された粘度および揮発性制御を有し、特定の用途で、焼結金属材料およびベアリングに好適な内部潤滑油の予期される揮発性標準を満たす、本明細書で列挙されるベースオイルを含む配合機能性流体の製造方法に関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
焼結金属材料およびベアリングでの改善された内部潤滑油性能寿命は、有利な低揮発性を有するベースオイルおよび潤滑油組成物で達成される。低揮発性と低温での良好な流動性という予期せぬ組み合わせをベースにする新規な機能性流体組成物が記載され、前記組成物は、そのような特徴的な特性に基づき他の入手可能な市販のグループＩＩＩ基油から差別化することができる。
【００２５】
本明細書で列挙される高粘度指数基油は、他の高粘度指数基油と比較して優れた低温性能を有する。性能の差は、通常の高粘度指数グループＩＩＩ基油が理論粘度から著しく外れる−３０℃より下の温度範囲で最も決定的に重要である。例えば、通常の比較高粘度指数グループＩＩＩ基油の測定低温ＣＣＳ粘度は、低温での同じ基油の予期される理論粘度について予測される（ウォルサー−マッコール式）ものより高い粘度値へ外れる傾向がある（図１）。
【００２６】
本明細書で列挙される基油およびベースオイルは、驚くべきことに、ウォルサー−マッコール式（ＡＳＴＭ  Ｄ３４１付録）によって説明される、基油およびベースオイルの理論粘度挙動によって予測される、より理想的な非常に望ましい性能を実証する。更に、本明細書で列挙される基油およびベースオイルは、低温粘度の測定値対理論値の比（実際の粘度は−３０℃以下の温度でコールド・クランキング・シミュレーター（ＣＣＳ）粘度として測定され、理論粘度は測定ＣＣＳ粘度と同じ温度でのウォルサー−マッコール式（ＡＳＴＭ  Ｄ３４１、付録）から誘導される）に関して、入手可能な市販のグループＩＩＩベースオイルとは驚くほど異なることが分かる。同様に、これらの基油は低温（−２０℃より下）ではるかに低い走査ブルックフィールド粘度（ＡＳＴＭ  Ｄ５１３３）値を有することが観察された。ＣＣＳ粘度は高剪断条件下で測定されるが、走査ブルックフィールド粘度は低剪断条件下で測定される。
【００２７】
本明細書で列挙される基油およびベースオイルはまた、これらの比較グループＩＩＩ基油およびベースオイルのそれより低い揮発性および低い粘度を同時に有する点で新規な予期せぬ性能優位性をも実証する（図２）。本明細書で列挙される低揮発性／低粘度基油およびベースオイルは、約５５００ｃＰ未満、好ましくは約５２００ｃＰ未満、そしてある場合にはより好ましくは約５０００ｃＰ未満の−３５℃で測定された低温ＣＣＳ（コールド−クランク・シミュレーター）粘度と共に、約２０重量％未満、好ましくは１６重量％未満、より好ましくは１５重量％未満の有利なノアク揮発性を実証する。図２で、網掛け部分は下記方程式：
重量％ノアク揮発性≦−６．８８２Ｌｎ（−３５℃でのＣＣＳ）＋６７．６４７
（式中、−３５℃でのＣＣＳは、−３５℃で試験された、センチポイズ単位のベースオイルＣＣＳ粘度であり、−３５℃でのＣＣＳは５５００ｃＰ未満である）
によって定義される。
【００２８】
本明細書で列挙される基油およびベースオイルは、粘度の測定値対理論値の比１．２以下、好ましくは１．１６以下、そして多くの場合にはより好ましくは１．１２以下というユニークな、非常に望ましい特性を有する。粘度の測定値対理論値の比がより低いことは、低温性能および操作性において顕著な利点を示唆するので、１．０に近い同比約１．２未満を有する基油およびベースオイルが非常に望ましい。しかしながら、現在入手可能なグループＩＩＩ基油およびベースオイルは、１．２およびそれ以上の特有の測定対理論粘度比を有し、より不満足なベースオイル低温粘度および操作性を示唆する。ある場合には、約０．８〜約１．２である測定対理論粘度比を有することが好ましい。
【００２９】
その上、本発明に組み入れられる基油およびベースオイルは、驚異的かつ予想外の、以下の特性（ａ）〜（ｃ）：
（ａ）粘度指数（ＶＩ）１３０以上
（ｂ）流動点−１０℃以下
（ｃ）−３０℃以下における低温粘度の測定値対理論値の比１．２以下（測定粘度は、コールド−クランク・シミュレータ粘度であり、理論粘度は、ウォルサー−マッコール式を使用して同じ温度で算出される）
の同時の組み合わせを有する。
【００３０】
更に、本発明に組み入れられる基油およびベースオイルは、驚異的かつ予想外の、以下の特性（ａ）〜（ｄ）：
（ａ）粘度指数（ＶＩ）１３０以上
（ｂ）流動点−１０℃以下
（ｃ）−３０℃以下における低温粘度の測定値対理論値の比１．２以下（測定粘度は、コールド−クランク・シミュレータ粘度であり、理論粘度は、ウォルサー−マッコール式を使用して同じ温度で算出される）
（ｄ）下記式：
−６．８８２Ｌｎ（−３５℃でのＣＣＳ）＋６７．６４７
（式中、−３５℃でのＣＣＳは、−３５℃で試験された、センチポイズ単位のベースオイルＣＣＳ粘度であり、−３５℃でのＣＣＳは５５００ｃＰ未満である）
によって計算される値以下であるパーセント・ノアク揮発性
の同時の組み合わせを有する。
【００３１】
本明細書で用いる用語「機能性流体」は、潤滑油組成物、配合潤滑油組成物、潤滑油、滑剤、潤滑油製品、潤滑オイル、完成潤滑油、完成滑剤、潤滑オイル、グリースなどを含むが、それらに限定されない。
【００３２】
本発明はまた、以下の特性（ａ）〜（ｃ）：
（ａ）粘度指数（ＶＩ）１３０以上
（ｂ）流動点−１０℃以下
（ｃ）−３０℃以下における低温粘度の測定値対理論値の比１．２以下（測定粘度は、コールド−クランク・シミュレータ粘度であり、理論粘度は、ウォルサー−マッコール式を使用して同じ温度で算出される）
を有するベースオイル組成物を含む潤滑油および配合機能性流体をも包含する。
【００３３】
本発明はまた、
更に、本発明に組み入れられる基油およびベースオイルは、驚異的かつ予想外の、以下の特性（ａ）〜（ｄ）：
（ａ）粘度指数（ＶＩ）１３０以上
（ｂ）流動点−１０℃以下
（ｃ）−３０℃以下における低温粘度の測定値対理論値の比１．２以下（測定粘度は、コールド−クランク・シミュレータ粘度であり、理論粘度は、ウォルサー−マッコール式を使用して同じ温度で算出される）
（ｄ）下記式：
−６．８８２Ｌｎ（−３５℃でのＣＣＳ）＋６７．６４７
（式中、−３５℃でのＣＣＳは、−３５℃で試験された、センチポイズ単位のベースオイルＣＣＳ粘度であり、−３５℃でのＣＣＳは５５００ｃＰ未満である）
によって計算される値以下であるパーセント・ノアク揮発性
を有するベースオイル組成物を含む潤滑油および配合機能性流体をも包含する。
【００３４】
本発明の別の態様は、これらの基油を含む機能性流体組成物の驚くほど良好な揮発性制御に関する。驚くほど良好な粘度制御は本発明の追加の態様である。そのような基油を含む本発明の機能性流体組成物は、厳しい性能条件で、特に高い熱応力条件下で揮発性制御および粘度制御の両方の有利な組み合わせを実証しうる。特に、そのような基油を含む本発明の機能性流体組成物は、内部焼結金属潤滑油が経験するような高い熱応力条件下で有利な揮発性制御および粘度制御を有しうる。
【００３５】
焼結金属材料およびベアリングの製造業者によって期待される内部焼結金属潤滑油の製品性能特性は、運転中に経験されるものに近い温度で非常に低い潤滑油揮発性である。例えば、高温および延びた試験時間で、製造業者は１重量％未満の潤滑油減量を期待する。
【００３６】
入手可能なグループＩＩＩ基油は、焼結金属内部潤滑油の期待される揮発性性能を満たしうるが、一般に、より高いベースオイル粘度においてである。幾つかの入手可能な市販のグループＩＩＩ基油の揮発性／粘度プロフィールは図２に示される。これらのグループＩＩＩ基油は、低揮発性および低粘度の両方を同時に達成する点で制限される。
【００３７】
より低いベースオイル粘度は、製造および使用中に所与の温度で粉末／焼結金属マトリックスの隙間空間のより効果的な浸透を可能にすることができるから、より低いベースオイル粘度は、焼結金属材料の内部潤滑において利点を提供することが期待されてもよい。
【００３８】
本発明の基油およびベースオイルのノアク揮発性（蒸発損失）は、特定の基油またはベースオイルの粘度に依存して、約１重量％未満〜約２０重量％の範囲であってもよい。一般に、基油は、多くの潤滑油用途にとって好ましい有利なより低い揮発性特性を有する。本明細書で列挙される基油は、２０重量％以下、好ましくは１８重量％以下、より好ましくは１６重量％以下のノアク揮発性を有してもよい。ある用途では、基油およびベースオイルは、１５重量％未満、特に更に１３重量％より低いノアク揮発性を有してもよい。更に、本明細書で列挙される基油およびベースオイルはまた、次の特性：
（ａ）飽和物含有率少なくとも９０重量％、および
（ｂ）硫黄含有率０．０３重量％以下
を有しうる。
【００３９】
本明細書で列挙される基油またはベースオイルを組み入れた製品は、通常のグループＩＩおよびグループＩＩＩ基油から製造された他の類似の製品よりも利点を明らかに有する。本発明の一実施形態は、１つ以上の追加の共基油および共ベースオイルと組み合わせて本明細書で列挙される基油およびベースオイルを含む配合機能性流体である。本発明の別の実施形態は、１つ以上の性能添加剤と組み合わせて本明細書で列挙される基油およびベースオイルを含む配合機能性流体である。本発明の基油と共に使用されてもよい追加の基油または添加剤の量およびタイプは、この全ベースオイル混合物および場合により１つ以上の性能添加剤を含む機能性流体が焼結金属材料およびベアリング用の内部潤滑油に好適な低揮発性性能を満たすように制限される。
【００４０】
本発明で用いる性能添加剤は、例えば、成分としての個々の添加剤、添加剤システムとしての１つ以上の個々の添加剤または成分の組み合わせ、添加剤濃縮物またはパッケージとしての１つ以上の添加剤と１つ以上の好適な希釈オイルとの組み合わせを包含してもよい。添加剤濃縮物は添加剤パッケージだけでなく成分濃縮物をも包含する。多くの場合、機能性流体を製造または配合する際に、成分、濃縮物またはパッケージの形での他の性能添加剤の使用とは無関係に、粘度調整剤または粘度指数向上剤が成分または濃縮物として個々に使用されてもよい。本明細書で列挙されるベースオイルと組み合わされてもよい性能添加剤の量およびタイプは、このベースオイル混合物および１つ以上の性能添加剤を含む機能性流体組成物が焼結金属材料およびベアリング用の内部潤滑油に好適な低揮発性性能を満たすように制限される。
【００４１】
本発明は、低温特性が完成潤滑油または機能性流体の性能に重要である用途で驚くほど有利である。本明細書で列挙される基油およびベースオイルは、次の用途、例えば、油圧流体、コンプレッサーオイル、タービン油、循環油、ギアオイル、抄紙機オイル、工業油、自動車オイル、マニュアル変速機流体、オートマチック変速機流体、駆動流体、エンジンオイル、ガスエンジンオイル、航空機ピストンオイル、ディーゼルオイル、マリンオイル、グリースなどの多くで有利に使用しうる。
【００４２】
本発明の一実施形態は、本明細書で記載された特性を持ったベースオイルおよび１つ以上の性能添加剤を含む添加剤濃縮物を包含する。ベースオイルを含む添加剤濃縮物は、ベースオイルが約１〜９９重量％、好ましくは約５〜９５重量％、より好ましくは約１０〜９０重量％の濃度で使用されている組成物を包含してもよい。ある特定の場合には、ベースオイルを含む添加剤濃縮物は、ベースオイルが約２０〜８０重量％、およびある時は約３０〜７０重量％の濃度で使用されている組成物を包含してもよい。ベースオイルおよび共ベースオイルの混合物もまた好適な添加剤濃縮物の態様である。
【００４３】
方法
本発明の方法から誘導される製品は、物理的性質のユニークな組み合わせを実証するだけでなく、入手可能な市販製品からそれらを区別し差別化するユニークな組成特性をも実証する。従って、本明細書で列挙される方法から誘導された本明細書で列挙される基油およびベースオイルは、本明細書で列挙される基油およびベースオイルをユニークに特徴づけるユニークな化学的、組成的、分子的および構造的特徴を有すると予期される。
【００４４】
本明細書で列挙される基油およびベースオイルは、高粘度指数を有する潤滑粘度のオイルを製造するためのワックス質原料油の転化を含む方法に従って製造され、高収率で製造される。こうして、少なくとも１３０、好ましくは少なくとも１３５、より好ましくは少なくとも１４０のＶＩを有し、かつ、優れた低温特性を有する基油およびベースオイルまたは基油が得られる。これらの方法に従って製造される基油は、グループＩＩＩ基油の要件を満たし、高ＶＩおよび低流動点のような優れた特性を同時に有したまま高収率で製造することができる。
【００４５】
これらの方法で使用されるワックス質原料油は、天然、鉱物または合成素材源に由来してもよい。本方法への原料は、少なくとも５０重量％、好ましくは少なくとも７０重量％、より好ましくは少なくとも８０重量％のワックス質パラフィン含有率を有してもよい。好ましい合成ワックス質原料油は、一般に、少なくとも９０重量％、多くの場合少なくとも９５重量％、そしてある場合には少なくとも９７重量％のワックス質パラフィン重量含有率を有する。更に、本明細書で列挙される基油およびベースオイルを製造するためにこれらの方法で使用されるワックス質原料油は、１つ以上の個々の天然、鉱物もしくは合成ワックス質原料油、またはそれらの任意の混合物を含んでもよい。
【００４６】
更に、これらの方法への原料油は、通常の鉱物油と合成プロセスのどちらから取られてもよい。例えば、合成プロセスは、フィッシャー−トロプシュ法またはケルベル−エングルハート（Ｋｏｌｂｅｌ−Ｅｎｇｌｅｈａｒｄｔ）法のような方法によって製造されたＧＴＬ（ガス液化（ｇａｓ−ｔｏ−ｌｉｑｕｉｄｓ））またはＦＴ（フィッシャー−トロプシュ）炭化水素を含んでもよい。好ましい原料油の多くは、主に飽和の（パラフィン性）組成物を有するとして特徴づけられる。
【００４７】
より詳細には、本発明の方法で使用される原料油は、ＡＳＴＭ  Ｄ８６またはＡＳＴＭ  ２８８７で測定されて、６５０°Ｆ（３４３℃）より高い１０％蒸留点を典型的に有する、潤滑油範囲で沸騰するワックス含有原料であり、鉱物または合成素材源に由来する。原料油のワックス含有率は、原料油を基準にして少なくとも約５０重量％であり、１００重量％ワックス以下の範囲であり得る。原料のワックス含有率は、核磁気共鳴分光法（ＡＳＴＭ  Ｄ５２９２）によって、相関環分析（ｎｄＭ）法（ＡＳＴＭ  Ｄ３２３８）によって、または溶剤法（ＡＳＴＭ  Ｄ３２３５）によって測定されてもよい。ワックス質原料は、天然、鉱物または合成のような多数の素材源に由来してもよい。特に、ワックス質原料には、例えば、ラフィネートのような溶剤精製法に由来するオイル、部分溶剤脱ロウ油、脱瀝油、留出物、減圧軽油、コーカーガスオイル、スラックワックス、フーツ油など、およびフィッシャー−トロプシュ・ワックスが含まれてもよい。好ましい原料はスラックワックスおよびフィッシャー−トロプシュ・ワックスである。スラックワックスは、典型的には溶剤またはプロパン脱ロウによる炭化水素原料に由来する。スラックワックスは幾らかの残留油を含有し、典型的には脱油される。フーツ油は脱油されたスラックワックスに由来する。フィッシャー−トロプシュ合成法はフィッシャー−トロプシュ・ワックスを製造する。好適なワックス質原料油の限定されない例には、パラフリント（Ｐａｒａｆｌｉｎｔ）８０（水素化フィッシャー−トロプシュ・ワックス）およびシェルＭＤＳワックス質ラフィネート（Ｓｈｅｌｌ  ＭＤＳ  Ｗａｘｙ  Ｒａｆｆｉｎａｔｅ）（水素化および部分異性化中間留出物合成ワックス質ラフィネート）が挙げられる。
【００４８】
原料油は高含有率の窒素−および硫黄−異物を有してもよい。原料を基準にして、０．２重量％以下の窒素、および３．０重量％以下の硫黄を含有する原料を本方法で処理することができる。高いワックス含有率を有する原料は典型的には２００より大きい以下の高い粘度指数を有する。硫黄および窒素含有率は、それぞれ、標準ＡＳＴＭ方法Ｄ５４５３およびＤ４６２９によって測定されてもよい。
【００４９】
溶剤抽出に由来する原料については、常圧蒸留からの高沸点石油留分が減圧蒸留装置に送られ、この装置からの蒸留留分が溶剤抽出される。減圧蒸留からの残渣は脱瀝されてもよい。溶剤抽出法は、よりパラフィン性の成分をラフィネート相に残したまま、抽出相に芳香族成分を選択的に溶解する。ナフテンは抽出相とラフィネート相に分配される。溶剤抽出用の典型的な溶剤には、フェノール、フルフラールおよびＮ−メチルピロリドンが含まれる。溶剤対オイル比、抽出温度および抽出されるべき留出物の溶剤との接触方法を制御することによって、抽出相とラフィネート相の分離の程度を制御することができる。
【００５０】
水素化処理
水素化処理のために、触媒は、６族金属（１族から１８族を有する国際純正応用化学連合（ＩＵＰＡＣ）周期表（Ｐｅｒｉｏｄｉｃ  Ｔａｂｌｅ）フォーマットに基づいて）、８〜１０族金属、およびそれらの混合物を含有する触媒のような水素化処理に有効なものである。好ましい金属には、ニッケル、タングステン、モリブデン、コバルトおよびそれらの混合物が含まれる。これらの金属または金属の混合物は、典型的には耐熱性金属酸化物担体上の酸化物または硫化物として存在する。金属の混合物はまた、金属の量が触媒を基準にして３０重量％以上であるバルク金属触媒として存在してもよい。好適な金属酸化物担体には、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、チタニアのような酸化物、好ましくはアルミナが含まれる。好ましいアルミナは、ガンマまたはベータのような多孔質アルミナである。金属の量は、個々に、または混合物として、触媒を基準にして約０．５〜３５重量％の範囲である。９〜１０族金属と６族金属との好ましい混合物の場合には、９族〜１０族金属は触媒を基準にして０．５〜５重量％の量で存在し、６族金属は５〜３０重量％の量で存在する。金属の量は、原子吸収分光法、誘導結合プラズマ発光分光分析法または個々の金属についてＡＳＴＭで指定された他の方法によって測定されてもよい。
【００５１】
金属酸化物担体の酸性は、助触媒および／またはドーパントを添加することによって、または金属酸化物担体の性質を制御することによって、例えば、シリカ−アルミナ担体に組み入れられるシリカの量を制御することによって制御することができる。助触媒および／またはドーパントの例には、ハロゲン（特にフッ素）、リン、ホウ素、イットリア、希土類酸化物およびマグネシアが挙げられる。ハロゲンのような助触媒は一般に金属酸化物担体の酸性を強くするが、イットリアまたはマグネシアのような弱塩基性ドーパントはそのような担体の酸性を弱くする傾向がある。
【００５２】
水素化処理条件には、１５０〜４００℃、好ましくは２００〜３５０℃の温度、１４８０〜２０７８６ｋＰａ（２００〜３０００ｐｓｉｇ）、好ましくは２８５９〜１３８９１ｋＰａ（４００〜２０００ｐｓｉｇ）の水素分圧、０．１〜１０液空間速度（ＬＨＳＶ）、好ましくは０．１〜５ＬＨＳＶの空間速度、および８９〜１７８０ｍ３／ｍ３（５００〜１００００ｓｃｆ／Ｂ）、好ましくは１７８〜８９０ｍ３／ｍ３の水素対原料比が含まれる。
【００５３】
水素化処理は、窒素および硫黄含有異物の量を、その後の脱ロウ工程で脱ロウ触媒に許容されないほどの影響を及ぼさないレベルにまで減らす。また、現在のマイルド水素化処理工程を通過する、ある種の多核芳香族化学種が存在しうる。これらの異物は、たとえ存在しても、その後の水素化精製工程で除去される。
【００５４】
水素化処理の間に、そのＶＩ増加が原料油のＶＩより４未満、好ましくは３未満、より好ましくは２未満大きい水素化処理原料油を製造するために原料油の５重量％未満、好ましくは３重量％未満、より好ましくは２重量％未満が６５０°Ｆ（３４３℃）マイナスの生成物へ転化される。目下の原料の高ワックス含有率は、水素化処理工程の間に最小のＶＩ増加をもたらす。
【００５５】
水素化処理された原料油は、脱ロウ工程に直接通されてもよいし、または好ましくは、脱ロウ前に硫化水素およびアンモニアのようなガス異物を除去するためにストリッピングされてもよい。ストリッピングは、フラッシュドラムまたは分留器のような通常の手段によって行うことができる。
【００５６】
脱ロウ触媒
脱ロウ触媒は、結晶質か非晶質かのどちらかであってもよい。結晶質材料は、少なくとも１つの１０または１２員環チャネルを含有し、アルミノシリケート（ゼオライト）をまたはシリコアルミノホスフェート（ＳＡＰＯ）をベースにしてもよいモレキュラーシーブである。酸化処理のために使用されるゼオライトは、少なくとも１つの１０または１２員環チャネルを含有してもよい。そのようなゼオライトの例には、ＺＳＭ−２２、ＺＳＭ−２３、ＺＳＭ−３５、ＺＳＭ−４８、ＺＳＭ−５７、フェリエライト、ＩＴＱ−１３、ＭＣＭ−６８およびＭＣＭ−７１が挙げられる。少なくとも１つの１０員環チャネルを含有するアルミノホスフェートの例には、ＥＣＲ−４２が挙げられる。１２員環チャネルを含有するモレキュラーシーブの例には、ゼオライトベータおよびＭＣＭ−６８が挙げられる。モレキュラーシーブは特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６および特許文献７に記載されている。ＭＣＭ−６８は特許文献８に記載されている。ＭＣＭ−７１およびＩＴＯ−１３は特許文献９および特許文献１０に記載されている。ＥＣＲ−４２は特許文献１１に開示されている。好ましい触媒には、ＺＳＭ−４８、ＺＳＭ−２２およびＺＳＭ−２３が含まれる。ＺＳＭ−４８が特に好ましい。モレキュラーシーブは好ましくは水素型にある。還元は、脱ロウ工程そのものの間にその場で起こり得るし、または別の槽中その場以外で起こり得る。
【００５７】
非晶質脱ロウ触媒には、アルミナ、フッ化アルミナ、シリカ−アルミナ、フッ化シリカ−アルミナおよび３族金属でドープされたシリカ−アルミナが含まれる。そのような触媒は例えば特許文献１２および特許文献１３に記載されている。
【００５８】
脱ロウ触媒は二官能性である、即ち、それらは、少なくとも１つの６族金属、少なくとも１つの８〜１０族金属、またはそれらの混合物である、金属水素添加成分を装着されている。好ましい金属は９〜１０族金属である。Ｐｔ、Ｐｄまたはそれらの混合物のような９〜１０族貴金属（１〜１８族を有するＩＵＰＡＣ周期表フォーマットに基づいて）が特に好ましい。これらの金属は、触媒を基準にして０．１〜３０重量％の比率で装着される。触媒調製および金属装着方法は、例えば特許文献１４に記載されており、例えば分解性金属塩を用いるイオン交換および含浸を含む。金属分散技術および触媒粒度制御は特許文献２に記載されている。小さな粒度および十分に分散された金属の触媒が好ましい。
【００５９】
モレキュラーシーブは、完成脱ロウ触媒を形成するために脱ロウ条件下で用いうる耐高温性であるバインダー材料と典型的に複合化されるか、またはバインダーなし（自己結合）であってもよい。バインダー材料は、通常、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナや、シリカと、チタニア、マグネシア、トリア、ジルコニアなどのような他の金属酸化物との二成分組み合わせ、シリカ−アルミナ−トリアおよびシリカ−アルミナ−マグネシアのようなこれら酸化物の三成分組み合わせのような無機酸化物である。完成脱ロウ触媒中のモレキュラーシーブの量は、触媒を基準にして、１０〜１００重量％、好ましくは３５〜１００重量％である。そのような触媒は、噴霧乾燥、押出などのような方法によって形成される。脱ロウ触媒は、硫化型または非硫化型で使用されてもよく、好ましくは硫化型にある。
【００６０】
脱ロウ条件には、２５０〜４００℃、好ましくは２７５〜３５０℃の温度、７９１〜２０７８６ｋＰａ（１００〜３０００ｐｓｉｇ）、好ましくは１４８０〜１７３３９ｋＰａ（２００〜２５００ｐｓｉｇ）の圧力、０．１〜１０ｈｒ−１、好ましくは０．１〜５ｈｒ−１の液空間速度、および４５〜１７８０ｍ３／ｍ３（２５０〜１００００ｓｃｆ／Ｂ）、好ましくは８９〜８９０ｍ３／ｍ３（５００〜５０００ｓｃｆ／Ｂ）の水素処理ガス比が含まれる。
【００６１】
水素化精製
脱ロウからの生成物の少なくとも一部は離脱なしに水素化精製工程に直接通される。製品品質を所望の規格に調節するために、脱ロウから生じた生成物を水素化精製することが好ましい。水素化精製は、いかなる残留ヘテロ原子および色相体をも除去することをだけでなく、いかなる潤滑油範囲オレフィンおよび残留芳香族化合物をも飽和することを指向するマイルド水素化処理の形態である。脱ロウ後の水素化精製は通常脱ロウ工程とカスケード式で実施される。一般に水素化精製は約１５０℃〜３５０℃、好ましくは約１８０℃〜２５０℃の温度で実施される。全圧は典型的には２８５９〜２０７８６ｋＰａ（約４００〜３０００ｐｓｉｇ）である。液空間速度は典型的には０．１〜５ＬＨＳＶ（ｈｒ−１）、好ましくは０．５〜３ｈｒ−１であり、水素処理ガス比は４４．５〜１７８０ｍ３／ｍ３（２５０〜１０，０００ｓｃｆ／Ｂ）である。
【００６２】
水素化精製触媒は、６族金属（１〜１８族を有するＩＵＰＡＣ周期表フォーマットに基づいて）、８〜１０族金属、およびそれらの混合物を含有するものである。好ましい金属には、強い水素添加機能を有する少なくとも１つの貴金属、特に白金、パラジウムおよびそれらの混合物が含まれる。金属の混合物はまた、金属の量が触媒を基準にして３０重量％以上であるバルク金属触媒として存在してもよい。好適な金属酸化物担体には、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナまたはチタニアのような弱酸性酸化物、好ましくはアルミナが含まれる。芳香族化合物飽和のために好ましい水素化精製触媒は、多孔質担体上に比較的強い水素添加機能を有する少なくとも１つの金属を含む。典型的な担体材料には、アルミナ、シリカ、およびシリカ−アルミナのような非晶質または結晶質酸化物が含まれる。触媒の金属含有率は非貴金属については多くの場合約２０重量パーセントと高い。貴金属は通常約１重量％以下の量で存在する。
【００６３】
水素化精製触媒は好ましくはＭ４１Ｓクラスまたは系統の触媒に属するメソ細孔性材料である。Ｍ４１Ｓ族の触媒は高いシリカ含有率を有するメソ細孔性材料であり、その調製は非特許文献２に更に記載されている。例には、ＭＣＭ−４１、ＭＣＭ−４８およびＭＣＭ−５０が挙げられた。メソ細孔性は１５〜１００Åの細孔径を有する触媒に関する。このクラスの好ましいメンバーはＭＣＭ−４１であり、その調製は特許文献１５に記載されている。ＭＣＭ−４１は、一様なサイズの細孔の六方晶系配列を有する無機の多孔質非層化相である。ＭＣＭ−４１の物理構造は、ストローの開口部（細孔のセル径）が１５〜１００オングストロームの範囲であるストローの束のようなものである。ＭＣＭ−４８は立方対称を有し、例えば特許文献１６に記載されているが、ＭＣＭ−５０は層状構造を有する。ＭＣＭ−４１はメソ細孔性範囲で異なるサイズ細孔開口部で製造することができる。メソ細孔性材料は、８族、９族または１０族金属の少なくとも１つである金属水素添加成分を担持してもよい。貴金属、特に１０族貴金属が好ましく、Ｐｔ、Ｐｄまたはそれらの混合物が最も好ましい。
【００６４】
一般に水素化精製は約１５０〜３５０℃、好ましくは約１８０〜２５０℃の温度で実施される。全圧は典型的には２８５９〜２０７８６ｋＰａ（約４００〜３０００ｐｓｉｇ）である。液空間速度は典型的には０．１〜５ＬＨＳＶ（ｈｒ−１）、好ましくは０．５〜３ｈｒ−１であり、水素処理ガス比は４４．５〜１７８０ｍ３／ｍ３（２５０〜１０，０００ｓｃｆ／Ｂ）である。
【００６５】
一実施形態では、本発明は、少なくとも１３０のＶＩを有し、
（１）原料油であって、前記原料油を基準として少なくとも約６０重量％のワックス含量を有する原料油を、６５０°Ｆ（３４３℃）マイナス生成物に転化される前記原料油が５重量％未満である有効な水素化処理条件下で、水素化処理触媒を用いて水素化処理して、前記原料油のＶＩに対するそのＶＩ増加が４未満である水素化処理原料油を製造する工程；
（２）水素化処理原料油をストリッピングして、液体生成物からガス生成物を分離する工程；および
（３）ＺＳＭ−４８、ＺＳＭ−５７、ＺＳＭ−２３、ＺＳＭ−２２、ＺＳＭ−３５、フェリエライト、ＥＣＲ−４２、ＩＴＱ−１３、ＭＣＭ−７１、ＭＣＭ−６８、ゼオライトベータ、フッ化アルミナ、シリカ−アルミナおよびフッ化シリカ−アルミナのうちの少なくとも１種である脱ロウ触媒を用いて、有効な接触水素化脱ロウ条件下で、液体生成物を水素化脱ロウする工程であって、前記脱ロウ触媒は、少なくとも１種の第９族または第１０族貴金属を含む工程
を含んでなる方法によって製造される少なくとも１種の基油を含んでなる機能性流体に関する。
【００６６】
本発明の別の実施形態は、少なくとも１３０のＶＩを有し、
（１）潤滑油原料油であって、前記原料油を基準として少なくとも約５０重量％のワックス含量を有する原料油を、６５０°Ｆ（３４３℃）マイナス生成物に転化される前記原料油が５重量％未満である有効な水素化処理条件下で、水素化処理触媒を用いて水素化処理して、前記原料油のＶＩに対するそのＶＩ増加が４未満である水素化処理原料油を製造する工程；
（２）水素化処理原料油をストリッピングして、液体生成物からガス生成物を分離する工程；
（３）ＺＳＭ−２２、ＺＳＭ−２３、ＺＳＭ−３５、フェリエライト、ＺＳＭ−４８、ＺＳＭ−５７、ＥＣＲ−４２、ＩＴＱ−１３、ＭＣＭ−６８、ＭＣＭ−７１、ゼオライトベータ、フッ化アルミナ、シリカ−アルミナおよびフッ化シリカ−アルミナのうちの少なくとも１種である脱ロウ触媒を用いて、有効な接触水素化脱ロウ条件下で、液体生成物を水素化脱ロウする工程であって、前記脱ロウ触媒は、少なくとも１種の第９族または第１０族貴金属を含む工程；および
（４）Ｍ４１Ｓ族からのメソ細孔性水素化精製触媒を用いて、工程（３）からの生成物を水素化精製条件下で水素化精製する工程
を含んでなる方法によって製造される少なくとも１種の基油を含んでなる機能性流体に関する。
【００６７】
本発明の別の実施形態は、少なくとも１３０のＶＩを有し、
（１）潤滑油原料油であって、前記原料油を基準として少なくとも約６０重量％のワックス含量を有する原料油を、６５０°Ｆ（３４３℃）マイナス生成物に転化される前記原料油が５重量％未満である有効な水素化処理条件下で、水素化処理触媒を用いて水素化処理して、前記原料油のＶＩに対するそのＶＩ増加が４未満である水素化処理原料油を製造する工程；
（２）水素化処理原料油をストリッピングして、液体生成物からガス生成物を分離する工程；
（３）ＺＳＭ−４８である脱ロウ触媒を用いて、有効な接触水素化脱ロウ条件下で、液体生成物を水素化脱ロウする工程であって、前記脱ロウ触媒は、少なくとも１種の第９族または第１０族貴金属を含む工程；および
（４）場合により、ＭＣＭ−４１を用いて、工程（３）からの生成物を水素化精製条件下で水素化精製する工程
を含んでなる方法によって製造される少なくとも１種の基油を含んでなる機能性流体に関する。
本発明を構成する方法に関する追加詳細は、全体が参照により本明細書によって援用される同時係属出願（特許文献１７）に見いだしうる。
【００６８】
基油およびベースオイル
広範囲の基油およびベースオイルが当該技術では公知である。本発明の基油およびベースオイルと組み合わせて共基油または共ベースオイルとして使用されてもよい基油およびベースオイルは、天然油、鉱物油および合成油である。これらの基油およびベースオイルは、個々にまたは本発明との混合物の任意の組み合わせで使用されてもよい。天然、鉱物および合成油（またはそれらの混合物）は、精製されずに、精製されて、または再精製されて使用されてもよい（後者はまた再生油または再処理油としても知られる）。未精製油は、天然、鉱物または合成素材源から直接得られ、加えられた精製なしに使用されるものである。これらには、乾留操作から直接得られるシェール油、一次蒸留から直接得られる石油オイル、およびエステル化工程から直接得られるエステル油が含まれる。精製油は、精製油が少なくとも１つの潤滑油特性を改善するために１つ以上の精製工程にかけられることを除いては未精製油について議論されたオイルと類似である。当業者は多くの精製方法に精通している。これらの方法には、例えば、溶剤抽出、蒸留、二次蒸留、酸抽出、塩基抽出、濾過、パーコレーション、脱ロウ、水素異性化、水素化分解、水素化精製などが含まれる。再精製油は、精製油に類似の方法によって得られるが、以前に使用されたオイルを使用して得られる。
【００６９】
グループＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶおよびＶは、基油およびベースオイルのための指針を作成するために米国石油協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）（非特許文献３）によって開発され、定義されたベースオイル基材油の広範なカテゴリーである。グループＩ基油は、一般に約８０〜１２０の粘度指数を有し、約０．０３重量％より大きい硫黄および／または約９０％未満の飽和物を含有する。グループＩＩ基油は、一般に約８０〜１２０の粘度指数を有し、約０．０３重量％未満に等しい硫黄および約９０％より大きいに等しい飽和物を含有する。グループＩＩＩ基材油は、一般に約１２０より大きい粘度指数を有し、約０．０３重量％未満に等しい硫黄および約９０％より大きい飽和物を含有する。グループＩＶには、ポリα−オレフィン（ＰＡＯ）が含まれる。グループＶ基油には、第Ｉ〜ＩＶ族に含まれない基油が含まれる。下の表は、これら５つの族のそれぞれの特性をまとめている。
【００７０】
【表１】
2006518395.tif 000002
【００７１】
基油およびベースオイルは多くの素材源に由来してもよい。天然油には、動物油、植物油（例えば、ヒマシ油およびラード油）および鉱物油が含まれる。動物および植物油については、有利な熱酸化安定性を有するものを使用することができる。天然油のうちでは、鉱物油が好ましい。鉱物油は、それらの原油素材源に関して、例えば、それらがパラフィン性か、ナフテン性か、または混合パラフィン−ナフテン性かに関して、広く異なる。石炭またはシェールに由来するオイルもまた本発明において有用である。天然油はまた、それらの生産および精製に用いられる方法、例えば、それらの蒸留範囲およびそれらが直留されているか、クラッキングされているか、水素化精製されているか、または溶剤抽出されているかどうかに関しても異なる。
【００７２】
合成油には炭化水素油が含まれる。炭化水素油には、重合されたおよび相互重合されたオレフィン（例えば、ポリブチレン、ポリプロピレン、プロピレン−イソブチレン共重合体、エチレン−オレフィン共重合体、およびエチレン−α−オレフィン共重合体、ヒドロカルビル置換オレフィン（ヒドロカルビルは、場合によりＯ、ＮまたはＳを含有する）のポリマーまたは共重合体）のようなオイルが含まれる。ポリα−オレフィン（ＰＡＯ）油基油は、一般に使用される合成炭化水素油である。一例として、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１４オレフィンまたはそれらの混合物から誘導されたＰＡＯが利用されてもよい。全体が参照により本明細書に援用される特許文献１８、特許文献１９および特許文献２０を参照されたい。
【００７３】
グループＩＩＩおよびＰＡＯ基油およびベースオイルは、典型的には、多数の粘度グレードで、例えば、１００℃で４ｃＳｔ、５ｃＳｔ、６ｃＳｔ、８ｃＳｔ、１０ｃＳｔ、１２ｃＳｔ、４０ｃＳｔ、１００ｃＳｔ、およびそれ以上の動粘度で、並びに任意の数の中間粘度グレードで入手可能である。更に、高粘度指数特性のＰＡＯ基油およびベースオイルが、典型的にはより高い粘度グレードで、例えば、１００℃で１００ｃＳｔ〜３０００ｃＳｔ以上の動粘度で入手可能である。公知の材料であり、エクソンモービル・ケミカル・カンパニー（ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）、シェブロン−フィリップス（Ｃｈｅｖｒｏｎ−Ｐｈｉｌｌｉｐｓ）、ビーピー−アモコ（ＢＰ−Ａｍｏｃｏ）などのような供給業者から大商業規模で一般に入手可能であるＰＡＯの数平均分子量は、典型的には約２５０から約３０００まで変わる。ＰＡＯは、典型的には、比較的低分子量のα−オレフィン（Ｃ２〜約Ｃ３２α−オレフィンを含むが、それらに限定されない。１−オクテン、１−デセン、１−ドデセンなどのようなＣ８〜約Ｃ１６α−オレフィンが好ましい。）の、水素添加されたポリマーまたはオリゴマーよりなる。好ましいポリα−オレフィンは、ポリ−１−オクテン、ポリ−１−デセンおよびポリ−１−ドデセン並びにそれらの混合物、並びに混合オレフィン誘導ポリオレフィンである。しかしながら、Ｃ１４〜Ｃ１８の範囲の高級オレフィンの二量体が許容される低揮発性の低粘度基油を提供するために使用されてもよい。粘度グレードおよび出発オリゴマーに依存して、ＰＡＯは主として、少量のより高級オリゴマー入りの、約１．５〜１２ｃＳｔの粘度範囲を有する、出発オレフィンの三量体および四量体であってもよい。ＰＡＯ基油およびベースオイルは、個々にまたは２つ以上の任意の組み合わせのどちらかで配合機能性流体に使用されてもよい。
【００７４】
ＰＡＯ流体は、例えば、三塩化アルミニウム、三フッ化ホウ素または三フッ化ホウ素と水、エタノール、プロパノールもしくはブタノールのようなアルコール、カルボン酸または酢酸エチルもしくはプロピオン酸エチルのようなエステルとの錯体をはじめとするフリーデル−クラフツ（Ｆｒｉｅｄｅｌ−Ｃｒａｆｔｓ）触媒のような、重合触媒の存在下でのα−オレフィンの重合によって都合よく製造されてもよい。例えば、特許文献２１または特許文献２２によって開示された方法が本明細書で都合よく用いられてもよい。ＰＡＯ合成についての他の記載は次の特許文献２３、特許文献２４、特許文献２５、特許文献２６、特許文献２７、特許文献２８、特許文献２９、特許文献３０、特許文献１８、および特許文献３１に見いだされる。Ｃ１４〜Ｃ１８オレフィンの二量体は特許文献３２に記載されている。上述のすべての特許は、全体が本明細書に参照により援用される。
【００７５】
他のタイプの合成ＰＡＯ基油およびベースオイルには、特許文献１９および特許文献２０に記載されているような高粘度指数潤滑流体が含まれ、それらは、この同じ特許の配合機能性流体中で一緒にだけでなく、本明細書で列挙される基油およびベースオイルと組み合わせても非常に有利に使用することができる。他の有用な合成潤滑油、例えば、全体が援用される業績（非特許文献４）に記載されているものもまた利用されてもよい。
【００７６】
他の合成基油およびベースオイルには、その反応基がオレフィン性ではない低分子量化合物のより高分子量化合物へのオリゴマー化または重合から誘導される炭化水素油が含まれ、それらは、場合により追加の工程（例えばイソ脱ロウ、アルキル化、エステル化、水素異性化、脱ロウなど）で更に反応させられてもまたは化学的に変性されてもよい。
【００７７】
ヒドロカルビル芳香族基油およびベースオイルもまた潤滑油および機能性流体で広く使用される。アルキル化芳香族基材油（例えば、ヒドロカルビル芳香族化合物）では、非特許文献５にアルキルベンゼンについて記載されているように、アルキル置換基は典型的には約８〜２５個の炭素原子、通常約１０〜１８個の炭素原子のアルキル基であり、３つ以下のそのような置換基が存在してもよい。トリアルキルベンゼンは、特許文献３３に記載されているように８〜１２個の炭素原子の１−アルキンの環化二量化によって製造されてもよい。他のアルキルベンゼンは特許文献３４および特許文献３５に記載されている。アルキルベンゼンは、潤滑油基油として、特に低温用途（極寒車両運転および冷凍油）向けにおよび製紙オイルで使用される。それらはビスタ・ケミ．社（Ｖｉｓｔａ  Ｃｈｅｍ．Ｃｏ．）、ハンツマン・ケミカル社（Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．）、シェブロン・ケミカル社（Ｃｈｅｖｒｏｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．）およびニッポン・オイル社（Ｎｉｐｐｏｎ  Ｏｉｌ  Ｃｏ．）のような直鎖アルキルベンゼン（ＬＡＢ）の製造業者から商業的に入手可能である。直鎖アルキルベンゼンは、典型的には添加剤に対する良好な溶解力と共に、良好な低い流動点および低温粘度並びに１００より大きなＶＩ値を有する。望ましい時に使用されてもよい他のアルキル化芳香族化合物は、例えば、非特許文献６に記載されている。芳香族基油およびベースオイルには、例えば、ベンゼン、ナフタレン、ビフェニル、ジ−アリールエーテル、ジ−アリールスルフィド、ジ−アリールスルホン、ジ−アリールスルホキシド、ジ−アリールメタン、エタン、プロパンもしくは高級同族体、１つ以上のＯ、Ｎ、ＳもしくはＰを含有するモノ−、ジ−もしくはトリ−アリール複素環化合物のヒドロカルビルアルキル化誘導体が含まれる。
【００７８】
使用することができるヒドロカルビル芳香族化合物は、ベンゼノイド部分もしくはナフテノイド部分のような芳香族部分に由来するその重量の少なくとも約５％を含有する任意のヒドロカルビル分子、またはそれらの誘導体であり得る。これらのヒドロカルビル芳香族化合物には、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、アルキルジフェニルオキシド、アルキルナフトール、アルキルジフェニルスルフィド、アルキル化ビス−フェノールＡ、アルキル化チオジフェノールなどが含まれる。芳香族化合物はモノアルキル化、ジアルキル化、ポリアルキル化などされ得る。芳香族化合物はモノまたは多官能化され得る。ヒドロカルビル基はまた、アルキル基、アルケニル基、アルキニル、シクロアルキル基、シクロアルケニル基および他の関連ヒドロカルビル基の混合物よりなることもできる。ヒドロカルビル基は、約Ｃ６〜約Ｃ６０以下の範囲であり得るが、約Ｃ８〜約Ｃ４０の範囲が多くの場合好ましい。ヒドロカルビル基の混合物が多くの場合好ましい。ヒドロカルビル基は場合により硫黄、酸素および／または窒素含有置換基を含有することができる。芳香族基はまた、分子の少なくとも約５％が上記タイプの芳香族部分よりなるという条件で、天然（石油）素材源に由来することもできる。ヒドロカルビル芳香族成分にとって１００℃でおおよそ３ｃＳｔ〜約５０ｃＳｔの粘度が好ましく、おおよそ３．４ｃＳｔ〜約２０ｃＳｔの粘度が多くの場合より好ましい。一実施形態では、アルキル基が主として１−ヘキサデセンよりなるアルキルナフタレンが使用される。芳香族化合物の他のアルキレートを有利に使用することができる。例えば、ナフタレンは、オクテン、デセン、ドデセン、テトラデセン、またはより高級物、類似オレフィンの混合物などのようなオレフィンでアルキル化することができる。潤滑油組成物中のヒドロカルビル芳香族化合物の有用な濃度は、用途に依存して、約２％〜約２５％、好ましくは約４％〜約２０％、より好ましくは約４％〜約１５％であり得る。
【００７９】
他の有用な潤滑油基油には、水素異性化ワックス質基材油（例えば、軽油、スラックワックス、燃料ハイドロクラッカー塔底油などのようなワックス質基材油）、水素異性化フィッシャー−トロプシュ・ワックス、ガス液化（ＧＴＬ）基油およびベースオイル、並びに他のワックス異性化体水素異性化基油およびベースオイル、またはそれらの混合物を含む、ワックス異性化体基油およびベースオイルが含まれる。フィッシャー−トロプシュ・ワックス、フィッシャー−トロプシュ合成の高沸点残留物は、硫黄含有率の非常に低い、高度にパラフィン性の炭化水素である。そのような基油の生産に用いられる水素処理は、特殊な潤滑油水素化分解（ＬＨＤＣ）触媒の１つのような非晶質の水素化分解／水素異性化触媒、または結晶質の水素化分解／水素異性化触媒、好ましくはゼオライト触媒を使用してもよい。例えば、有用な一触媒は特許文献６に記載されているようなＺＭＳ−４８である。水素化分解／水素異性化留出物および水素化分解／水素異性化ワックスの製造方法は、例えば、特許文献３６、特許文献３、特許文献３７および特許文献３８並びに特許文献３９、特許文献４０、特許文献４１および特許文献４２に記載されている。特に有利な方法は特許文献４３および特許文献４４に記載されている。フィッシャー−トロプシュ・ワックス原料を用いる方法は特許文献４５および特許文献４６に記載されている。ガス液化（ＧＴＬ）基油およびベースオイル、フィッシャー−トロプシュ・ワックス由来基油およびベースオイル、並びに他のワックス異性化体水素異性化（ワックス異性化体）基油およびベースオイルは本発明で有利に使用され、１００℃で約３．８ｃＳｔの動粘度および約１３８の粘度指数のＧＴＬ４によって例証されるように、１００℃で約３ｃＳｔ〜約５０ｃＳｔ、好ましくは約３ｃＳｔ〜約３０ｃＳｔ、より好ましくは約３．５ｃＳｔ〜約２５ｃＳｔの有用な動粘度を有しうる。これらのガス液化（ＧＴＬ）基油およびベースオイル、フィッシャー−トロプシュ・ワックス由来基油およびベースオイル、並びに他のワックス異性化体水素異性化基油およびベースオイルは、約−２０℃以下の有用な流動点を有しうるもので、そしてある条件下では、約−３０℃〜約−４０℃以下の有用な流動点と共に、約−２５℃以下の有利な流動点を有しうる。ガス液化（ＧＴＬ）基油およびベースオイル、フィッシャー−トロプシュ・ワックス由来基油およびベースオイル、並びにワックス異性化体水素異性化基油およびベースオイルの有用な組成物は、例えば特許文献４７、特許文献４８および特許文献４９に列挙されており、それらは参照により全体が本明細書に援用される。
【００８０】
ガス液化（ＧＴＬ）基油およびベースオイル、フィッシャー−トロプシュ・ワックス由来基油およびベースオイルは、本発明で共基油または共ベースオイルとして使用されてもよい従来のグループＩＩおよびグループＩＩＩ基油およびベースオイルよりも有益な動粘度利点を有する。ガス液化（ＧＴＬ）基油およびベースオイルは１００℃で約２０〜５０ｃＳｔ以下の著しくより高い動粘度を有することができるが、それに比べて市販のグループＩＩ基油およびベースオイルは１００℃で約１５ｃＳｔ以下の動粘度を有することができ、市販のグループＩＩＩ基油およびベースオイルは１００℃で約１０ｃＳｔ以下の動粘度を有することができる。グループＩＩおよびグループＩＩＩ基油およびベースオイルのより限定された動粘度範囲に比べて、ガス液化（ＧＴＬ）基油およびベースオイルのより高い動粘度範囲は、本発明と組み合わせて潤滑油組成物を配合する際に追加の有益な利点を提供することができる。また、ガス液化（ＧＴＬ）基油およびベースオイル、並びに他のワックス異性化体水素異性化基油およびベースオイルの例外的に低い硫黄含有率は、好適なオレフィンオリゴマーおよび／またはアルキル芳香族化合物基油およびベースオイルの低い硫黄含有率と組み合わせて、および本発明と組み合わせて、非常に低い全硫黄含有率が潤滑油性能に有益な影響を及ぼすことができる潤滑油組成物において追加の利点を提供することができる。
【００８１】
アルキレンオキシドポリマーおよび相互ポリマー、並びに例えば、エステル化またはエーテル化によって得られる変性末端ヒドロキシル基を含有するそれらの誘導体は有用な合成潤滑油である。一例として、これらのオイルは、エチレンオキシドもしくはプロピレンオキシドの重合によって得られてもよく、これらのポリオキシアルキレンポリマーのアルキルもしくはアリールエーテル（例えば、約１０００の平均分子量を有するメチル−ポリイソプロピレングリコールエーテル、約５００〜１０００の分子量を有するポリエチレングリコールのジフェニルエーテル、および約１０００〜１５００の分子量を有するポリプロピレングリコールのジエチルエーテル）またはそれらのモノ−およびポリカルボン酸エステル（例えば、酸性酸エステル、混合Ｃ３〜８脂肪酸エステル、またはテトラエチレングリコールのＣ１３オキソ酸ジエステル）であってもよい。
【００８２】
エステルは有用な基油を構成する。添加剤溶解力およびシール適合性特性は、二塩基酸のモノアルカノールとのエステルおよびモノカルボン酸のポリオールエステルのようなエステルの使用によって確保されてもよい。前者タイプのエステルには、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、アジピン酸、リノール酸二量体、マロン酸、アルキルマロン酸、アルケニルマロン酸などのようなジカルボン酸の、ブチルアルコール、ヘキシルアルコール、ドデシルアルコール、２−エチルヘキシルアルコールなどのような様々なアルコールとのエステルが含まれる。これらのタイプのエステルの具体例には、アジピン酸ジブチル、セバシン酸ジ（２−エチルヘキシル）、フマル酸ジ−ｎ−ヘキシル、セバシン酸ジオクチル、アゼライン酸ジイソオクチル、アゼライン酸ジイソデシル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジデシル、セバシン酸ジアイコシルなどが挙げられる。
【００８３】
特に有用な合成エステルは、１つ以上の多価アルコール、好ましくはヒンダードポリオール（ネオペンチルポリオール、例えばネオペンチルグリコール、トリメチロールエタン、２−メチル−２−プロピル−１，３−プロパンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールおよびジペンタエリスリトールのような）を、Ｃ５〜Ｃ３０酸（カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸およびベヘン酸をはじめとする飽和直鎖脂肪酸、または相当する分岐鎖脂肪酸もしくはオレイン酸のような不飽和脂肪酸、またはそれらの混合物）のような少なくとも約４個の炭素原子を含有するアルカン酸と反応させることによって得られるものである。
【００８４】
好適な合成エステル成分には、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトールおよび／またはジペンタエリスリトールと１つ以上の約５〜約１０個の炭素原子を含有するモノカルボン酸とのエステルが含まれる。そのようなエステル、例えば、モービル（Ｍｏｂｉｌ）Ｐ−４１およびＰ−５１エステル（エクソンモービル・ケミカル・カンパニー）は広く商業的に入手可能である。
【００８５】
他のエステルには、完全エステル化または部分エステル化された（場合により遊離水酸基またはカルボキシル基があってもよい）、天然エステルおよびそれらの誘導体が含まれてもよい。そのようなエステルには、グリセリド、天然および／または変性植物油、脂肪酸または脂肪アルコールの誘導体が含まれてもよい。
【００８６】
シリコン系オイルは、別のクラスの有用な合成潤滑油である。これらのオイルには、ポリアルキル−、ポリアリール−、ポリアルコキシ−およびポリアリールオキシシロキサン・オイルおよびシリケート・オイルが含まれる。好適なシリコン系オイルの例には、テトラエチルシリケート、テトライソプロピルシリケート、テトラ−（２−エチルヘキシル）シリケート、テトラ−（４−メチルヘキシル）シリケート、テトラ−（ｐ−第三−ブチルフェニル）シリケート、ヘキシル−（４−メチル−２−ペントキシ）ジシロキサン、ポリ（メチル）シロキサン、およびポリ−（メチル−２−メチルフェニル）シロキサンが挙げられる。
【００８７】
別のクラスの合成潤滑油は、リン含有酸のエステルである。これらには、例えば、トリクレジルホスフェート、トリオクチルホスフェート、デカンホスホン酸のジエチルエステルが含まれる。
【００８８】
別のタイプの基油およびベースオイルには、高分子テトラヒドロフランなど、および反応性ペンダントまたは末端基が、場合によりＯＮ、またはＳを含有してもよい好適なヒドロカルビル基で部分的にまたは完全に誘導体化またはキャップされているそれらの誘導体が含まれる。
【００８９】
本明細書で列挙される基油およびベースオイルの非常に有益な粘度利点は、１つ以上の性能添加剤と組み合わせて実現することができ、−２５℃未満、好ましくは−３０℃以下における粘度の測定値対理論値の望ましい比が、得られる配合された潤滑油組成物または機能性流体で実現される。これらの機能性流体はまた、粘度の測定値対理論値の比１．２以下、好ましくは１．１６以下、そして多くの場合により好ましくは１．１２以下というユニークな非常に望ましい特性を有する。こうして本明細書で列挙される基油およびベースオイルの測定対理論粘度特性の効果は、性能添加剤の存在下でも保持され、本明細書で列挙される基油およびベースオイルと１つ以上の性能添加剤とを含む改善された配合機能性流体をもたらす。
【００９０】
性能添加剤
本発明は、潤滑油組成物、例えば、極性および／または非極性潤滑油基油と、例えば金属および無灰酸化防止剤、金属および無灰分散剤、金属および無灰清浄剤、腐食防止剤および錆止め剤、金属不活性化剤、耐摩耗剤（金属および非金属の、低灰、リン含有および非リン、硫黄含有および非硫黄タイプ）、極圧添加剤（金属および非金属の、リン含有および非リン、硫黄含有および非硫黄タイプ）、焼付け防止剤、流動点降下剤、ワックス改良剤、粘度指数向上剤、粘度調整剤、シール適合性剤、摩擦改良剤、潤滑化剤、汚染防止剤、発色剤、消泡剤、抗乳化剤など（ただしそれらに限定されない）のような性能添加剤との組成物において、有効量の追加の潤滑油成分と共に用いることができる。多くの一般に使用される添加剤の概説については、下に議論され述べられる多数の潤滑油添加剤についてもまた見事に議論している非特許文献７を参照されたい。非特許文献８についてもまた言及される。特に、本明細書で列挙されるベースオイルは、配合機能性流体に低硫黄、低リン、および／または低灰の特性を与える最新の添加剤および／または添加剤システム、並びに添加剤パッケージで著しい性能優位性を示すことができる。
【００９１】
耐摩耗および極圧添加剤
追加の耐摩耗添加剤が本発明で使用されてもよい。多くの異なるタイプの耐摩耗添加剤があるが、数十年間、内燃機関エンジン・クランクケース・オイル用の主要な耐摩耗添加剤は金属アルキルチオホスフェート、より特に金属ジアルキルジチオホスフェートであり、その中で主な金属成分は亜鉛、またはジアルキルジチオリン酸亜鉛（ＺＤＤＰ）である。ＺＤＤＰ化合物は一般に式Ｚｎ［ＳＰ（Ｓ）（ＯＲ１）（ＯＲ２）］２（式中、Ｒ１およびＲ２はＣ１〜Ｃ１８アルキル基、好ましくはＣ２〜Ｃ１２アルキル基である）のものである。これらのアルキル基は直鎖であっても分岐であってもよい。例えば、好適なアルキル基には、イソプロピル、４−メチル−２−ペンチル、およびイソオクチルが含まれる。ＺＤＤＰは典型的には全潤滑油組成物の約０．４重量％〜約１．４重量％の量で使用されるが、それより多いまたは少ない量をしばしば有利に使用することができる。
【００９２】
しかしながら、これらの添加剤からのリンが、触媒コンバーター中の触媒、また自動車の酸素センサーにも有害な影響を及ぼすことが分かる。この影響を最小限にする一方法は、ＺＤＤＰの幾らかまたはすべてをリンなしの耐摩耗添加剤で置き換えることである。
【００９３】
様々な非リン添加剤もまた耐摩耗添加剤として使用される。硫化オレフィンは耐摩耗および極圧（ＥＰ）添加剤として有用である。硫黄含有オレフィンは、約３〜３０個の炭素原子、好ましくは３〜２０個の炭素原子を含有する脂肪族、アリール脂肪族または脂環式オレフィン性炭化水素をはじめとする様々な有機物質の硫化によって製造することができる。オレフィン性化合物は少なくとも１つの非芳香族二重結合を含有する。そのような化合物は式Ｒ３Ｒ４Ｃ＝ＣＲ５Ｒ６（式中、Ｒ３〜Ｒ６はそれぞれ独立して水素または炭化水素基である）で定義される。好ましい炭化水素基はアルキルまたはアルケニル基である。Ｒ３〜Ｒ６の任意の２つが環を形成するように連結されてもよい。硫化オレフィンおよびそれらの製造に関する追加情報は、全体が本明細書に参照により援用される特許文献５０に見いだすことができる。
【００９４】
チオ亜リン酸およびチオ亜リン酸エステルの多硫化物の潤滑油添加剤としての使用は、特許文献５１、特許文献５２、特許文献５３および特許文献５４に開示されている。ホスホロチオニルジスルフィドの耐摩耗、酸化防止およびＥＰ添加剤としての添加は特許文献５５に開示されている。潤滑油中の耐摩耗添加剤としてモリブデン化合物（例えば、オキシモリブデンジイソプロピルホスホロジチオエート・スルフィド）および亜リン酸エステル（例えば、ジブチル水素ホスファイト）と組み合わせたアルキルチオカルバモイル化合物（例えば、ビス（ジブチル）チオカルバモイル）の使用は特許文献５６に開示されている。特許文献５７は、改善された耐摩耗および極圧性を提供するためのカルバメート添加剤の使用を開示している。チオカルバメートの耐摩耗添加剤としての使用は特許文献５８に開示されている。モリ（ｍｏｌｙ）−硫黄アルキルジチオカルバメート三量体錯体（Ｒ＝Ｃ８〜Ｃ１８アルキル）のようなチオカルバメート／モリブデン錯体もまた有用な耐摩耗剤である。上述の特許はそれぞれ全体が本明細書に参照により援用される。
【００９５】
グリセリンのエステルが耐摩耗剤として使用されてもよい。例えば、モノ−、ジ−およびトリ−オレエート、モノ−パルミテート並びにモノミリステートが使用されてもよい。
【００９６】
ＺＤＤＰは、耐摩耗性を提供する他の組成物と組み合わされる。特許文献５９は、チオジキサントゲン（ｔｈｉｏｄｉｘａｎｔｈｏｇｅｎ）化合物（例えば、オクチルチオジキサントゲン）と金属チオホスフェート（例えば、ＺＤＤＰ）との組み合わせが耐摩耗性を改善できることを開示している。特許文献６０は、ＺＤＤＰと組み合わせた金属アルコキシアルキルキサンテート（例えば、ニッケル・エトキシエチルキサンテート）およびジキサントゲン（例えば、ジエトキシエチルジキサントゲン）の使用が耐摩耗性を改善することを開示している。
【００９７】
耐摩耗添加剤は約０．０１〜６重量パーセント、好ましくは約０．０１〜４重量パーセントの量で使用されてもよい。
【００９８】
粘度指数向上剤
粘度指数向上剤（ＶＩ向上剤、粘度調整剤、または粘度向上剤としても知られる）は、高温および低温作動性の潤滑油を提供する。これらの添加剤は、高温で剪断安定性を、低温で許容される粘度を与える。
【００９９】
好適な粘度指数向上剤には、粘度指数向上剤および分散剤の両方として機能する低分子量および高分子量の両方の炭化水素、ポリエステルおよび粘度指数向上分散剤が含まれる。これらのポリマーの典型的な分子量は約１０，０００〜１，０００，０００、より典型的には約２０，０００〜５００，０００、更により典型的には約５０，０００〜２００，０００である。
【０１００】
好適な粘度指数向上剤の例は、メタクリレート、ブタジエン、オレフィンまたはアルキル化スチレンのポリマーおよび共重合体である。ポリイソブチレンが通常使用される粘度指数向上剤である。別の好適な粘度指数向上剤はポリメタクリレート（例えば、様々な鎖長のアルキルメタクリレートの共重合体）であり、その幾つかの配合物はまた流動点降下剤としても役立つ。他の好適な粘度指数向上剤には、エチレンとプロピレンとの共重合体、スチレンとイソプレンとの水素添加されたブロック共重合体、およびポリアクリレート（例えば、様々な鎖長の共重合体）が含まれる。具体例には、約５０，０００〜２００，０００分子量のスチレン−イソプレンまたはスチレン−ブタジエンベースのポリマーが挙げられる。
【０１０１】
粘度指数向上剤は約０．０１〜１５重量パーセント、好ましくは約０．０１〜１０重量パーセント、そしてある場合には、より好ましくは約０．０１〜５重量パーセントの量で使用されてもよい。
【０１０２】
酸化防止剤
酸化防止剤は、運転中にベースオイルの酸化分解を阻害する。そのような分解は金属表面上への沈積、スラッジの存在、または潤滑油の粘度増加をもたらしうる。当業者は、潤滑油組成物中で有用である多種多様な酸化防止剤を知っている。非特許文献７、並びに、例えば、その開示全体が本明細書に参照により援用される特許文献６１および特許文献６２を参照されたい。有用な酸化防止剤にはヒンダードフェノールが含まれる。これらのフェノール系酸化防止剤は無灰の（金属なしの）フェノール系化合物であっても、ある種のフェノール系化合物の中性もしくは塩基性金属塩であってもよい。典型的なフェノール系酸化防止化合物は、立体的に込み合ったヒドロキシル基を含有するものであるヒンダードフェノール化合物であり、これらには、ヒドロキシル基が互いにｏ−またはｐ−位にあるジヒドロキシアリール化合物のそれら誘導体が含まれる。典型的なフェノール系酸化防止剤には、Ｃ６＋アルキル基で置換されたヒンダードフェノールおよびこれらのヒンダードフェノールのアルキレン連結誘導体が含まれる。このタイプのフェノール系物質の例には、２−ｔ−ブチル−４−ヘプチルフェノール、２−ｔ−ブチル−４−オクチルフェノール、２−ｔ−ブチル−４−ドデシルフェノール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−ヘプチルフェノール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−ドデシルフェノール、２−メチル−６−ｔ−ブチル−４−ヘプチルフェノール、および２−メチル−６−ｔ−ブチル−４−ドデシルフェノールが挙げられる。他の有用なヒンダードモノ−フェノール系酸化防止剤には、例えば２，６−ジ−アルキルヒンダードフェノール系プロピオン酸エステル誘導体が含まれる。ビス−フェノール系酸化防止剤がまた本発明と組み合わせて有利に使用されてもよい。オルト連結フェノールの例には、２，２’−ビス（６−ｔ−ブチル−４−ヘプチルフェノール）、２，２’−ビス（６−ｔ−ブチル−４−オクチルフェノール）、２，２’−ビス（６−ｔ−ブチル−４−ドデシルフェノール）が挙げられる。パラ連結ビスフェノールには、例えば４，４’−ビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）および４，４’−メチレン−ビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）が含まれる。
【０１０３】
使用されてもよい非フェノール系酸化防止剤には芳香族アミン酸化防止剤が含まれ、これらはそれだけでかフェノール化合物と組み合わせてかのどちらかで使用されてもよい。非フェノール系酸化防止剤の典型的な例には、式Ｒ８Ｒ９Ｒ１０Ｎ（式中、Ｒ８は脂肪族、芳香族または置換芳香族基であり、Ｒ９は芳香族または置換芳香族基であり、Ｒ１０はＨ、アルキル、アリールまたはＲ１１Ｓ（Ｏ）ｘＲ１２（式中、Ｒ１１はアルキレン、アルケニレン、またはアラルキレン基であり、Ｒ１２は高級アルキル基、またはアルケニル、アリール、もしくはアルカリール基であり、ｘは０、１または２である）である）の芳香族モノアミンのようなアルキル化および非アルキル化芳香族アミンが挙げられる。脂肪族基Ｒ８は１〜約２０個の炭素原子を含有してもよいし、好ましくは６〜１２個の炭素原子を含有する。脂肪族基は飽和脂肪族基である。好ましくは、Ｒ８およびＲ９の両方が芳香族または置換芳香族基であり、芳香族基はナフチルのような縮合環芳香族基であってもよい。芳香族基Ｒ８およびＲ９はＳのような他の基で連結されてもよい。
【０１０４】
典型的な芳香族アミン酸化防止剤は、少なくとも約６個の炭素原子のアルキル置換基を有する。脂肪族基の例には、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニルおよびデシルが挙げられる。一般に、脂肪族基は約１４個より多い炭素原子を含有しない。本発明組成物で有用な一般タイプのアミン酸化防止剤には、ジフェニルアミン、フェニルナフチルアミン、フェノチアジン、イミドジベンジルおよびジフェニルフェニレンジアミンが含まれる。２つ以上の芳香族アミンの混合物もまた有用である。高分子アミン酸化防止剤もまた使用することができる。本発明で有用な芳香族アミン酸化防止剤の特定例には、ｐ，ｐ’−ジオクチルジフェニルアミン、ｔ−オクチルフェニル−α−ナフチルアミン、フェニル−α−ナフチルアミンおよびｐ−オクチルフェニル−α−ナフチルアミンが挙げられる。
【０１０５】
硫化アルキルフェノールおよびそれらのアルカリまたはアルカリ土類金属塩もまた有用な酸化防止剤である。低硫黄ペルオキシド分解剤は酸化防止剤として有用である。
【０１０６】
潤滑油組成物に使用される別のクラスの酸化防止剤は油溶性の銅化合物である。任意の油溶性の好適な銅化合物が潤滑油中へブレンドされてもよい。好適な銅酸化防止剤の例には、銅ジヒドロカルビルチオまたはジチオ−ホスフェートおよびカルボン酸（天然素材のまたは合成の）の銅塩が挙げられる。他の好適な銅塩には、銅ジチオカルバメート、スルホネート、フェナートおよびアセチルアセトナートが含まれる。アルケニルコハク酸または無水物から誘導された塩基性、中性または酸性銅Ｃｕ（Ｉ）およびまたはＣｕ（ＩＩ）塩は特に有用であることが知られている。
【０１０７】
好ましい酸化防止剤には、ヒンダードフェノール、アリールアミン、低硫黄ペルオキシド分解剤および他の関連成分が含まれる。これらの酸化防止剤はタイプにより個々にまたは互いに組み合わせて使用されてもよい。そのような添加剤は、約０．０１〜５重量パーセント、好ましく約０．０１〜２重量パーセントの量で使用されてもよい。
【０１０８】
清浄剤
清浄剤は一般に潤滑組成物に使用される。典型的な清浄剤は、分子の長鎖親油性部分と分子のより小さな陰イオンまたは疎油性部分とを含有する陰イオン物質である。清浄剤の陰イオン部分は典型的には硫黄酸、カルボン酸、リン酸、フェノール、またはそれらの混合物のような有機酸から誘導される。対イオンは典型的にはアルカリ土類またはアルカリ金属である。
【０１０９】
実質的に化学量論量の金属を含有する塩は中性塩として記載され、０〜８０の総塩基数（ＴＢＮ、ＡＳＴＭ  Ｄ２８９６で測定されるような）を有する。多くの組成物は、過剰の金属化合物（例えば、金属水酸化物または酸化物）を酸性ガス（二酸化炭素のような）と反応させることによって達成される大量の金属塩基を含有するので、過剰塩基である。有用な清浄剤は中性、マイルドに過剰塩基、または高度に過剰塩基であり得る。
【０１１０】
少なくとも幾つかの清浄剤は過剰塩基であることが望ましい。過剰塩基清浄剤は、燃焼工程によって生み出される酸性不純物を中和し、オイル中に取り込まれるようになるのを助ける。典型的には、過剰塩基物質は、当量基準で約１．０５：１〜５０：１の清浄剤の金属イオン対陰イオン部分の比を有する。より好ましくは、前記比は、約４：１〜約２５：１である。生じた清浄剤は、約１５０以上、多くの場合約２５０〜４５０以上のＴＢＮを典型的に有する過剰塩基清浄剤である。好ましくは、過剰塩基陽イオンはナトリウム、カルシウム、またはマグネシウムである。異なるＴＢＮの清浄剤の混合物を本発明で使用することができる。好ましい清浄剤には、スルフェート、フェナート、カルボキシレート、ホスフェートおよびサリチレートのアルカリまたはアルカリ土類金属塩が含まれる。
【０１１１】
スルホネートは、典型的にはアルキル置換芳香族炭化水素のスルホン化によって得られるスルホン酸から製造されてもよい。炭化水素の例には、ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレン、ビフェニルおよびそれらのハロゲン化誘導体（例えば、クロロベンゼン、クロロトルエン、およびクロロナフタレン）をアルキル化することによって得られるものが挙げられる。アルキル化剤は典型的には約３〜７０個の炭素原子を有する。アルカリールスルホネートは典型的には約９〜約８０個の炭素以上の炭素原子、より典型的には約１６〜６０個の炭素原子を含有する。
【０１１２】
非特許文献７は、潤滑油で清浄剤および分散剤として有用である様々なスルホン酸の多数の過剰塩基金属塩を開示している。非特許文献９は同様に、分散剤／清浄剤として有用である多数の過剰塩基スルホネートを開示している。
【０１１３】
アルカリ土類金属フェネートは別の有用なクラスの清浄剤である。これらの清浄剤は、アルカリ土類金属水酸化物または酸化物（例えば、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）２、ＢａＯ、Ｂａ（ＯＨ）２、ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）２）をアルキルフェノールまたは硫化アルキルフェノールと反応させることによって製造することができる。有用なアルキル基には、直鎖または分岐Ｃ１〜Ｃ３０アルキル基、好ましくはＣ４〜Ｃ２０が含まれる。好適なフェノール類の例には、イソブチルフェノール、２−エチルヘキシルフェノール、ノニルフェノール、１−エチルデシルフェノールなどが挙げられる。出発アルキルフェノールがそれぞれ独立して直鎖または分岐している２個以上のアルキル置換基を含有してもよいことは注目されるべきである。非硫化アルキルフェノールが使用される場合、硫化生成物は当該技術で周知の方法によって得られてもよい。これらの方法は、アルキルフェノールと硫化剤（元素状硫黄、二塩化硫黄のようなハロゲン化硫黄などをはじめとする）との混合物を加熱する工程、次いで硫化フェノールをアルカリ土類金属塩基と反応させる工程を含む。
【０１１４】
カルボン酸の金属塩もまた清浄剤として有用である。これらのカルボン酸清浄剤は、塩基性金属化合物を少なくとも１つのカルボン酸と反応させ、遊離の水を反応生成物から除去することによって製造されてもよい。これらの化合物は過剰塩基化されて所望のＴＢＮレベルを生み出してもよい。サリチル酸から製造される清浄剤は、カルボン酸から誘導される好ましい一クラスの清浄剤である。有用なサリチル酸塩には長鎖アルキルサリチル酸塩が含まれ、ここで、アルキル基は１〜約３０個の炭素原子を有し、ベンゼノイド核当たり１〜４個のアルキル基付きで、かつ、アルカリ土類金属をはじめとする化合物の金属付きである。好ましいＲ基は、少なくとも約Ｃ１１、好ましくはＣ１３以上のアルキル鎖である。Ｒは、場合により、清浄剤の機能を妨害しない置換基で置換されていてもよい。Ｍは好ましくはカルシウム、マグネシウムまたはバリウムである。より好ましくは、Ｍはカルシウムである。
【０１１５】
ヒドロカルビル置換サリチル酸は、コルベ（Ｋｏｌｂｅ）反応によってフェノール類から製造されてもよい。これらの化合物の合成に関する追加情報については特許文献６３を参照されたい。ヒドロカルビル置換サリチル酸の金属塩は、水またはアルコールのような極性溶媒中で金属塩の複分解によって製造されてもよい。アルカリ土類金属ホスフェートもまた清浄剤として使用される。
【０１１６】
清浄剤は、単純清浄剤またはハイブリッドもしくは複合清浄剤として知られるものであってもよい。後者の清浄剤は、別個の物質をブレンドする必要なしに２つの清浄剤の特性を提供することができる。例えば特許文献６４を参照されたい。
【０１１７】
好ましい清浄剤には、カルシウムフェネート、カルシウムスルホネート、カルシウムサリチレート、マグネシウムフェネート、マグネシウムスルホネート、マグネシウムサリチレートおよび他の関連成分（ボレート化（ｂｏｒａｔｅｄ）清浄剤をはじめとする）が含まれる。典型的には、総清浄剤濃度は約０．０１〜約６重量パーセント、好ましくは、約０．１〜４重量パーセントである。
【０１１８】
更に、非イオン清浄剤が好ましくは潤滑組成物に使用されてもよい。そのような非イオン清浄剤は無灰化合物であっても、低灰化合物であってもよく、オリゴマーおよび／またはポリマー化合物だけでなく、別個の分子化合物を含んでもよい。
【０１１９】
分散剤
エンジン運転中に、油不溶性の酸化副生物が生み出される。分散剤はこれらの副生物を溶液中に保持するのを助けて、金属表面上へのそれらの沈積を減少させる。分散剤は、事実上無灰であっても、灰形成性であってもよい。好ましくは、分散剤は無灰である。いわゆる無灰分散剤は、燃焼時に実質的に何の灰も形成しない有機物質である。例えば、非金属含有かまたはボレート化金属なし分散剤は無灰とみなされる。対照的に、上に議論された金属含有清浄剤は燃焼時に灰を形成する。
【０１２０】
好適な分散剤は、典型的には、比較的高分子量の炭化水素鎖に結合した極性基を含有する。極性基は典型的には窒素、酸素、またはリンの少なくとも１つの元素を含有する。典型的な炭化水素鎖は約５０〜４００個の炭素原子を含有する。
【０１２１】
分散剤には、フェネート、スルホネート、硫化フェネート、サリチレート、ナフテナート、ステアレート、カルバメート、チオカルバメートおよびリン誘導体が含まれる。特に有用なクラスの分散剤は、長鎖置換アルケニルコハク酸化合物、通常は置換コハク酸無水物とポリヒドロキシまたはポリアミノ化合物との反応によって典型的に製造されるアルケニルコハク酸誘導体である。オイルへの溶解性を与える分子の親油性部分を構成する長鎖基は、通常ポリイソブチレン基である。このタイプの分散剤の多数の例が周知である。そのような分散剤を記載する代表的な米国特許には、特許文献６５、特許文献６６、特許文献６７、特許文献６８、特許文献６９、特許文献７０、特許文献７１、特許文献７２、特許文献７３、特許文献７４、特許文献７５および特許文献７６が含まれる。他のタイプの分散剤は特許文献７７、特許文献７８、特許文献７９、特許文献８０、特許文献８１、特許文献８２、特許文献８３、特許文献８４、特許文献８５、特許文献８６、特許文献８７、特許文献８８、特許文献８９、特許文献９０、特許文献９１、特許文献９２、特許文献９３、特許文献９４、特許文献９５、特許文献９６および特許文献９７に記載されている。分散剤の更なる記載はまた特許文献９８にも見いだされる。上述の特許および特許出願のそれぞれは全体が参照により本明細書に援用される。
【０１２２】
ヒドロカルビル置換コハク酸化合物は周知の分散剤である。特に、炭化水素置換基中に少なくとも５０個の炭素原子を好ましくは有する炭化水素置換コハク酸と少なくとも１当量のアルキレンアミンとの反応によって製造されるスクシンイミド、コハク酸エステル、またはコハク酸エステルアミドは特に有用である。
【０１２３】
スクシンイミドは、アルケニルコハク酸無水物とアミンとの縮合反応によって形成される。モル比はポリアミンに依存して変わり得る。例えば、アルケニルコハク酸無水物対ＴＥＰＡのモル比は、約１：１〜約５：１で変わり得る。代表的な例は、それぞれ全体が本明細書に参照により援用される、特許文献９９、特許文献６５、特許文献６７、特許文献１００、特許文献１０１、特許文献１０２、特許文献１０３、特許文献１０４および特許文献１０５に示されている。
【０１２４】
コハク酸エステルは、アルケニルコハク酸無水物とアルコールまたはポリオールとの縮合反応によって形成される。モル比は、使用されるアルコールまたはポリオールに依存して変わり得る。例えば、アルケニルコハク酸無水物とペンタエリスリトールとの縮合生成物は有用な分散剤である。
【０１２５】
コハク酸エステルアミドは、アルケニルコハク酸無水物とアルカノールアミンとの縮合反応によって形成される。例えば、好適なアルカノールアミンには、エトキシル化ポリアルキルポリアミン、プロポキシル化ポリアルキルポリアミンおよびポリエチレンポリアミンのようなポリアルケニルポリアミンが含まれる。一例は、ポロプキシル化ヘキサメチレンメチレンジアミンである。代表的な例は、全体が本明細書に参照により援用される特許文献１０６に示されている。
【０１２６】
前段落で使用されるアルケニルコハク酸無水物の分子量は約８００〜２，５００の範囲である。上記生成物は、硫黄、酸素、ホルムアルデヒド、オレイン酸のようなカルボン酸、および例えばホウ酸エステルまたは高度にボレート化された分散剤などのホウ素化合物のような様々な試薬と後反応させることができる。分散剤は、モノ−スクシンイミド、ビス−スクシンイミド（またジスクシンイミドとしても知られる）、およびそれらの混合物から誘導されたものをはじめとする分散剤反応生成物のモル当たり約０．１〜約５モルのホウ素でボレート化することができる。
【０１２７】
マンニッヒ（Ｍａｎｎｉｃｈ）塩基分散剤は、アルキルフェノール、ホルムアルデヒドおよびアミンの反応から製造される。全体が本明細書に参照により援用される特許文献１０７を参照されたい。オレイン酸およびスルホン酸のような工程助剤および触媒もまた反応混合物の部分であり得る。アルキルフェノールの分子量は８００〜２，５００の範囲である。代表的な例は、全体が参照により本明細書に援用される、特許文献８５、特許文献１０８、特許文献１０９、特許文献１１０、特許文献１１１、特許文献１１２および特許文献１１３に示されている。
【０１２８】
本発明で有用な、典型的な高分子量脂肪族酸変性マンニッヒ縮合生成物は、高分子量アルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物またはＨＮ（Ｒ）２基含有反応体から製造することができる。
【０１２９】
高分子量アルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物の例は、ポリプロピルフェノール、ポリブチルフェノールその他のポリアルキルフェノールである。これらのポリアルキルフェノールは、ＢＦ３のようなアルキル化触媒の存在下、平均分子量６００〜１００，０００を有するアルキル置換基をフェノールのベンゼン環上に与えるための高分子量ポリプロピレン、ポリブチレンその他のポリアルキレン化合物でのフェノールのアルキル化によって得ることができる。
【０１３０】
ＨＮ（Ｒ）２基含有反応体の例は、アルキレンポリアミン、主にポリエチレンポリアミンである。マンニッヒ縮合生成物の製造での使用に好適な少なくとも１つのＨＮ（Ｒ）２基を含有する他の代表的な有機化合物は周知であり、モノーおよびジ−アミノアルカンおよびそれらの置換類似体、例えば、エチルアミンおよびジエタノールアミン；芳香族ジアミン、例えば、フェニレンジアミン、ジアミノナフタレン；複素環アミン、例えば、モルホリン、ピロール、ピロリジン、イミダゾール、イミダゾリジン、およびピペリジン；メラミンおよびそれらの置換類似体を含む。
【０１３１】
アルキレンポリアミン反応体の例には、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、テトラエチレンペンタアミン、ペンタエチレンヘキサミン、ヘキサエチレンヘプタアミン、ヘプタエチレンオクタアミン、オクタエチレンノナアミン、ノナエチレンデカミン、デカエチレンウンデカミン、およびそのようなアミンの混合物が挙げられる。幾つかの好ましい組成物は、式Ｈ２Ｎ−（Ｚ−ＮＨ−）ｎＨ（式中、Ｚは二価エチレンであり、ｎは前述の式の１〜１０である）に相当する。プロピレンジアミン、およびジ−、トリ−、テトラ−、ペンタプロピレントリ−、テトラ−、ペンタ−およびヘキサアミンのような相当するプロピレンポリアミンもまた好適な反応体である。アルキレンポリアミンは通常アンモニアとジクロロアルカンのようなジハロアルカンとの反応によって得られる。このように、２〜１１モルのアンモニアと２〜６個の炭素原子および異なる炭素上に塩素を有する１〜１０モルのジクロロアルカンとの反応から得られるアルキレンポリアミンは好適なアルキレンポリアミン反応体である。
【０１３２】
本発明で有用な高分子生成物の製造に有用なアルデヒド反応体には、ホルムアルデヒド（パラホルムアルデヒドおよびホルマリンのような）、アセトアルデヒドおよびアルドール（例えば、β−ヒドロキシブチルアルデヒド）のような脂肪族アルデヒドが含まれる。ホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒドを生じる反応体が好ましい。
【０１３３】
ヒドロカルビル置換アミン無灰分散添加剤は当業者には周知である。例えば、それぞれ全体が参照により援用される、特許文献８０、特許文献８１、特許文献８３、特許文献１１４、特許文献１１５および特許文献６２を参照されたい。
【０１３４】
好ましい分散剤には、モノ−スクシンイミド、ビス−スクシンイミド、および／またはモノ−およびビス−スクシンイミドの混合物からのそれらの誘導体をはじめとするボレート化および非ボレート化スクシンイミドであって、ヒドロカルビルスクシンイミドが約５００〜約５０００のＭｎを有するポリイソブチレンのようなヒドロカルビレン基またはそのようなヒドロカルビレン基の混合物から誘導されるスクシンイミドが含まれる。他の好ましい分散剤には、コハク酸−エステルおよびアミド、アルキルフェノール−ポリアミン結合マンニッヒ付加体、それらのキャップされた誘導体、並びに他の関連成分が含まれる。そのような添加剤は約０．１〜２０重量パーセント、好ましくは約０．１〜８重量パーセントの量で使用されてもよい。
【０１３５】
他の分散剤には、低分子量〜高分子量の範囲である、オリゴマーまたはポリマーとして、ポリエーテル化合物、ポリカーボネート化合物、および／またはポリカルボニル化合物のような酸素含有化合物が含まれてもよい。
【０１３６】
摩擦改良剤
摩擦改良剤は、そのような物質を含有する任意の潤滑油または流体の摩擦係数を変えることができる任意の物質である。また摩擦低減剤、または潤滑剤もしくは油性向上剤としても知られる摩擦改良剤、および潤滑油ベースオイル、配合された潤滑油組成物または機能性流体の摩擦係数を変える他のそのような試剤は、必要ならば、本発明のベースオイルまたは潤滑油組成物と組み合わせて効果的に使用されてもよい。摩擦係数を下げる摩擦改良剤は、本発明のベースオイルおよび潤滑油組成物と組み合わせて特に有利である。摩擦改良剤には、無灰化合物もしくは物質だけでなく、金属含有化合物もしくは物質、またはそれらの混合物が含まれてもよい。金属含有摩擦改良剤には、金属がアルカリ、アルカリ土類、または遷移グループ金属を含んでもよい金属塩または金属配位子錯体が含まれてもよい。そのような金属含有摩擦改良剤はまた低灰特性を有しうる。遷移金属には、Ｍｏ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎなどが含まれてもよい。配位子には、アルコール、ポリオール、グリセリン、部分エステルグリセリン、チオール、カルボキシレート、カルバメート、チオカルバメート、ジチオカルバメート、ホスフェート、チオホスフェート、ジチオホスフェート、アミド、イミド、アミン、チアゾール、チアジアゾール、ジチアゾール、ジアゾール、トリアゾール、および有効量のＯ、Ｎ、ＳまたはＰを個々にまたは組み合わせて含有する他の極性分子官能基のヒドロカルビル誘導体が含まれてもよい。特に、例えばＭｏ−ジチオカルバメート、Ｍｏ（ＤＴＣ）、Ｍｏ−ジチオホスフェート、Ｍｏ（ＤＴＰ）、Ｍｏ−アミン、Ｍｏ（Ａｍ）、Ｍｏ−アルコレート、Ｍｏ−アルコール−アミドなどのようなＭｏ含有化合物が特に有効であり得る。
【０１３７】
無灰摩擦改良剤には、また、有効量の極性基、例えばヒドロキシル含有ヒドロカルビルベースオイル、グリセリド、部分グリセリド、グリセリド誘導体などを含有する潤滑油材料が含まれてもよい。摩擦改良剤中の極性基には、有効量のＯ、Ｎ、ＳまたはＰを個々にまたは組み合わせて含有するヒドロカルビル基が含まれてもよい。特に有効でありうる他の摩擦改良剤には、例えば、脂肪酸の塩（灰含有および無灰誘導体の両方）、脂肪アルコール、脂肪アミド、脂肪エステル、ヒドロキシル含有カルボキシレート、および匹敵する合成長鎖ヒドロカルビル酸、アルコール、アミド、エステル、ヒドロキシカルボキシレートなどが含まれる。ある場合には、有機脂肪酸、脂肪アミンおよび硫化脂肪酸が好適な摩擦改良剤として使用されてもよい。
【０１３８】
摩擦改良剤の有用な濃度は、多くの場合約０．１重量％〜５重量％の好ましい範囲で、約０．０１重量％から１０〜１５重量％以上の範囲であってもよい。モリブデン含有物質の濃度は多くの場合Ｍｏ金属濃度の観点から記載される。Ｍｏの好都合な濃度は、多くの場合約２０〜２０００ｐｐｍの好ましい範囲で、ある場合には約３０〜１０００ｐｐｍのより好ましい範囲で、約１０ｐｐｍから３０００ｐｐｍ以上の範囲であってもよい。すべてのタイプの摩擦改良剤は、単独でまたは本発明の材料と組み合わせて使用されてもよい。多くの場合２つ以上の摩擦改良剤の混合物、または摩擦改良剤と代わりの界面活性物質との混合物もまた望ましい。
【０１３９】
流動点降下剤
通常の流動点降下剤（潤滑油流動改善剤としても知られる）が必要ならば本発明の組成物に添加されてもよい。これらの流動点降下剤は、流体が流れるまたは注がれ得る最低温度を下げるために本発明の潤滑組成物に添加されてもよい。好適な流動点降下剤の例には、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、ポリアクリルアミド、ハロパラフィンワックスと芳香族化合物との縮合生成物、ビニルカルボキシレートポリマー、およびフマル酸ジアルキルのターポリマー、脂肪酸のビニルエステル並びにアリルビニルエーテルが挙げられる。特許文献１１６、特許文献１１７、特許文献１１８、特許文献１１９、特許文献１２０、特許文献１２１、特許文献１２２、特許文献１２３および特許文献１２４は、有用な流動点降下剤および／またはそれらの製造を記載している。これらの参考文献はそれぞれ、全体が本明細書に援用される。そのような添加剤は約０．０１〜５重量パーセント、好ましくは約０．０１〜１．５重量パーセントの量で使用されてもよい。
【０１４０】
腐食防止剤
腐食防止剤は、潤滑油組成物と接触している金属部品の分解を減らすために使用される。好適な腐食防止剤にはチアジアゾール類が含まれる。例えば、全体が参照により本明細書に援用される、特許文献１２５、特許文献１２６および特許文献１２７を参照されたい。そのような添加剤は約０．０１〜５重量パーセント、好ましくは約０．０１〜１．５重量パーセントの量で使用されてもよい。
【０１４１】
シール適合性添加剤
シール適合性剤は、流体中で化学反応またはエラストマー中で物理変化を引き起こすことによってエラストマーシールを膨潤させるのを助ける。潤滑油に好適なシール適合性剤には、有機ホスフェート、芳香族エステル、芳香族炭化水素、エステル（例えば、フタル酸ブチルベンジル）、およびポリブテニルコハク酸無水物が含まれる。このタイプの添加剤は商業的に入手可能である。そのような添加剤は、約０．０１〜３重量パーセント、好ましくは約０．０１〜２重量パーセントの量で使用されてもよい。
【０１４２】
消泡剤
消泡剤が好都合に潤滑油組成物に添加されてもよい。これらの試剤は安定な泡の形成を妨害する。シリコーンおよび有機ポリマーが典型的な消泡剤である。例えば、シリコンオイルまたはポリジメチルシロキサンのようなポリシロキサンは消泡性を提供する。消泡剤は商業的に入手可能であり、抗乳化剤のような他の添加剤と一緒に通常少量で使用されてもよく、組み合わせたこれらの添加剤の量は通常１パーセント未満であり、多くの場合０．１パーセント未満である。
【０１４３】
防止剤および錆止め剤
錆止め剤（または腐食防止剤）は、潤滑される金属表面を水または他の異物による化学攻撃から保護する添加剤である。多種多様なこれらは商業的に入手可能であり、それらは非特許文献７にまた言及されている。
【０１４４】
一タイプの錆止め剤は、金属表面を優先的に濡らし、それを油膜で保護する極性化合物である。別のタイプの錆止め剤は、オイルだけが金属表面に触れるようにそれを油中水乳剤に組み入れることによって水を吸収する。更に別のタイプの錆止め剤は、金属に化学的に付着して非反応性表面を生み出す。好適な添加剤の例には、亜鉛ジチオホスフェート、金属フェノレート、塩基性金属スルホネート、脂肪酸およびアミンが挙げられる。そのような添加剤は約０．０１〜５重量パーセント、好ましくは約０．０１〜１．５重量パーセントの量で使用されてもよい。追加タイプの添加剤が本発明の機能性流体中へ更に組み入れられてもよく、それには、必要に応じて、例えば、乳化破壊剤、可溶化剤、流動化剤、着色剤、発色剤などのような１つ以上の添加剤が含まれてもよい。更に、各添加剤タイプには、個々の添加剤または添加剤の混合物が含まれてもよい。
【０１４５】
典型的な添加剤量
潤滑油組成物が上に議論された添加剤の１つ以上を含有する場合、添加剤は、それがその意図された機能を果たすのに十分な量で組成物中へブレンドされる。本発明で有用なそのような添加剤の典型的な量は下記表２に示される。
【０１４６】
製造業者から購入される多くの添加剤、添加剤濃縮物および添加剤パッケージは、配合物中に、ある量のベースオイル溶剤、または希釈剤を組み入れうることに留意されたい。従って、下記表２の重量は、活性成分（即ち、成分の非溶剤部分）の量に関する。下に示された重量パーセントは、潤滑油組成物の総量を基準とする。しかしながら、実際の用途では、添加剤成分、添加剤濃縮物および添加剤パッケージは、製造業者から購入したまま使用され、ある量のベースオイル溶剤または希釈剤を含んでいることがある。下の実施例および比較例で列挙されるような添加剤および配合成分は、特に記載のない限り、それらの製造業者または供給業者からのものを「そのまま」使用される。
【０１４７】
【表２】
2006518395.tif 000003
【実施例】
【０１４８】
実施例１
当業者に周知の他の非発明プロセスパラメーターを制御することによって、本明細書の本発明方法によって記載される本基油およびベースオイルを、当業界で典型的であるような低〜高粘度オイルの範囲にわたって製造することができ、こうしてそれら２終点間の最終粘度の基油のブレンドを可能にする。本実施例では、基油を、本発明方法を用いて６．６ｃＳｔのより高い粘度レベルおよび４．０ｃＳｔのより低い粘度レベルに製造した。本実施例のために、表３で分かるように、鉱物油ワックスから誘導した本発明オイルＡを次に２つの粘性目標（４．０ｃＳｔおよび５．７ｃＳｔ）にブレンドした。同様に、本実施例のための本発明オイルＢをフィッシャー−トロプシュ・ワックスから製造し、４．０ｃＳｔおよび６．３ｃＳｔの最終粘性目標にブレンドした。本実施例のための比較オイルは、４ｃＳｔ、５ｃＳｔおよび８ｃＳｔの粘性目標にブレンドされた商業的に入手可能な基油である。
【０１４９】
匹敵する粘度指数の、発明ベースオイルＡおよびＢ並びに比較ベースオイルＩの粘性特性を下に示す（表３）。動粘度は、ＡＳＴＭ方法Ｄ４４５によって測定した。測定ＣＣＳ粘度は、ＡＳＴＭ方法Ｄ５２９３を用いることによって求めた。理論粘度は、ＡＳＴＭ  Ｄ３４１（付録１）に見いだされるようなウォルサー／マッコール式によって計算した。本実施例のために、および図２に示すように、当該各オイルについて一次理論粘度ラインを４０℃および１００℃で取った動粘度から求めた。ノアク揮発性の計算は方程式：ノアク（計算）＝−６．８８２Ｌｎ（−３５℃でのＣＣＳ）＋６７．６４７によって行った。表３のベースオイルおよび比較ベースオイルの流動点（ＡＳＴＭ  Ｄ９７）は約−１５℃〜−２４℃の範囲にあり、典型的には少なくとも−１８℃である。
【０１５０】
−３０℃以下での測定粘度と理論粘度の比（即ち、比＝測定／理論）は、本ベースオイルについては１．２未満であるが、同じ温度で比較ベースオイルについては１．２より高い。これらの基油およびベースオイルについての測定ノアク揮発性もまた示し、本明細書で（上に）列挙した本発明の計算ノアク揮発性限界と比較する。ベースオイルＡおよびＢは、計算限界より下の測定ノアク揮発性を明らかに示すが、比較ベースオイル１および比較ベースオイル３は計算ノアク揮発性限界を超える。
【０１５１】
【表３】
2006518395.tif 000004
【０１５２】
本明細書で列挙される基油は、低温（−２０℃より下）ではるかにより低い走査ブルックフィールド粘度（ＡＳＴＭ  Ｄ５１３３）値を有することが同様に観察された。走査ブルックフィールド粘度測定は、Ｄ５２９３ＣＣＳ技術よりはるかに低い剪断速度、および低い冷却速度で行う。表４に例示する特定の実施例では、本基油（測定／理論的に予測される）粘度の比は２．５（−２０℃で）〜７（−３５℃で）の範囲であるが、類似の粘度およびＶＩの、商業的に入手可能な比較基油は、１１（−２０℃で）〜６３（−２５℃で）の範囲の比を有し、その粘度は−２５℃より下では高すぎて測定できない。
【０１５３】
比較ベースオイルおよび本ベースオイルについての粘度−温度性能はまた、１００℃での動粘度によって測定されるベースオイル粘度の範囲にわたって例証的に異なる。匹敵する１００℃での動粘度およびノアク揮発性で、本ベースオイルが、例えば、−３０℃および−３５℃のような温度で、比較ベースオイル１のそれより優れた（即ち低い）低温粘度を有することは明らかである（表４および図３）。
【０１５４】
【表４】
2006518395.tif 000005
【０１５５】
実施例２
本発明の配合機能性流体組成物の実施例で使用するワックス由来基油は、１００℃で３ｃＳｔを超え、７ｃＳｔ未満の動粘度範囲に及ぶ。これらの基油およびベースオイルの好適な組み合わせは、本明細書で列挙されるベースオイル組成物についてのベースオイル説明を満たす。
【０１５６】
例えば内部焼結金属潤滑油の、期待される所望の高温動作性能の達成を評価するために、機能性流体を簡単な高温実験室ベンチ試験で評価した。１００℃での潤滑油動粘度の増加を測定することによって、潤滑油蒸発損失の変化を好都合に測定する。動粘度の増加は低レベルの蒸発損失に敏感である。試験手順は、窒素の安定した流れ（流量＝１０Ｌ／時）を狭い直径のガス注入口管（ガラス、４ｍｍ内径、４５度角度で末端カットした；末端を試験管の底部に置いた）を通して潤滑油中へ導入し、試験の全継続期間の間、加熱した潤滑油を通してバブルさせて、候補潤滑油（最初の試験容量＝２５ｍｌ）をガラス試験管（２３ｍｍ内径）中で規定の時間および温度に加熱することを含む。候補潤滑油の１００℃での動粘度を試験の前後に測定し、パーセント増加を計算する。候補潤滑油の相対的な揮発性は動粘度のパーセント増加と正相関する。次に、それらのそれぞれの動粘度のパーセント増加を格付けすることによって、一連の候補潤滑油の相対的な揮発性を格付けすることができる。
【０１５７】
本実施例では、本発明の機能性流体組成物は循環油またはコンプレッサーオイルのそれである。性能添加剤パッケージ１が循環油またはコンプレッサーオイル組成物での使用に好適である。しかしながら、本実施例は、本発明で好適に使用しうる可能な代替機能性流体組成物を制限しない。
【０１５８】
本発明の機能性流体組成物発明試料１、および比較例ＣＥ．１、ＣＥ．２およびＣＥ．３については、すべての配合物を循環油かコンプレッサーオイルかのどちらかで典型的に使用される、同じ添加剤パッケージを使って製造する。本発明試料は、上の実施例１で用いた新規なベースオイルＢを使用して製造した。本実施例で試験される試料は、多くの循環油およびコンプレッサーオイル製品に特有である、ＩＳＯ  ３２の同じ粘度目標を満たすべく配合する。結果を表５に示す。
【０１５９】
【表５】
2006518395.tif 000006
【０１６０】
高温およびガスパージ条件下で、ベースオイルＢを含有する機能性流体組成物発明試料１は、粘度の最低のパーセント増加およびその結果として比較例ＣＥ．１〜ＣＥ．３のいずれと比べても最低の潤滑油蒸発損失（即ち、揮発性損失）を実証する。より具体的には、発明試料１（ベースオイルＢを使って配合した）は、粘度のより低いパーセント増加およびそれ故より低い揮発性損失を実証することによって、比較例ＣＥ．３（グループＩＩＩベースオイル、比較ベースオイル３を使って配合した）より性能が優れている。実施例１はＣＥ．３に比べて驚くべき、有利な３０％性能改善を実証し、それはそれ故高い熱応力下で比較例ＣＥ．３よりかなり長い耐用年数を有する実施例１になる。
【図面の簡単な説明】
【０１６１】
【図１】様々な温度で、測定ＣＣＳ粘度を予測ウォルサー−マッコール粘度と比較するグラフである。
【図２】様々なオイルについて、粘度対ノアク揮発性プロフィールを示すグラフである。
【図３】様々な本発明のオイルおよび比較例について、動粘度対ＣＣＳ粘度を比較するグラフである。
【図１】
2006518395.tif 000007
【図２】
2006518395.tif 000008
【図３】
2006518395.tif 000009
【国際調査報告】
2006518395.tif 000010
2006518395.tif 000011
2006518395.tif 000012
2006518395.tif 000013
2006518395.tif 000014
2006518395.tif 000015
2006518395.tif 000016