(57)【要約】耐酸化性を犠牲にすることなく摩耗防止特性を有し、大部分を占める基油；有効量の硫黄・リン含有耐摩耗性添加剤；および有効量の酸化防止剤または酸化防止剤混合物を含むことを特徴とする潤滑剤組成物が開示される。工業用潤滑剤は、大部分を占める基油；有効量の硫黄およびリン耐摩耗性化合物；および有効量の酸化防止剤または酸化防止剤の混合物を含んでいる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
大部分を占める基油；
有効量の硫黄・リン含有耐摩耗性添加剤；および
有効量の酸化防止剤または酸化防止剤混合物
を含むことを特徴とする潤滑剤組成物。
【請求項２】
前記酸化防止剤は、有効量の芳香族アミン系酸化防止剤または芳香族アミン系酸化防止剤混合物であることを特徴とする請求項１に記載の潤滑剤組成物。
【請求項３】
前記耐摩耗性添加剤は、硫化亜リン酸エステルまたは硫化リン酸エステルのアルキル化エステル誘導体であることを特徴とする請求項１に記載の潤滑剤組成物。
【請求項４】
前記耐摩耗性添加剤は、下記式（Ｉ）：
【化１】
2004524413.tif 000008
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、炭素数１〜１８の同一または異なるヒドロカルビル基である。）
で表される構造を有することを特徴とする請求項１に記載の潤滑剤組成物。
【請求項５】
前記酸化防止剤またはその混合物は、下記式（ＩＩ）および（ＩＩＩ）：
【化２】
2004524413.tif 000009
（式中、Ｒ１およびＲ２は、各々独立に、水素原子または炭素数１〜１８のアルキル基である。）
で表される構造を有するアミンから選択されることを特徴とする請求項４に記載の潤滑剤組成物。
【請求項６】
前記式（Ｉ）の耐摩耗性添加剤において、Ｒ１およびＲ２は、炭素数６〜１０の同一の枝分かれアルキル基であり、Ｒ３は、炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｒ４は、炭素数６〜１０のアルキル基であることを特徴とする請求項５に記載の潤滑剤組成物。
【請求項７】
前記酸化防止剤は、前記式（ＩＩ）のアミンと前記式（ＩＩＩ）のアミンの混合物であり、
前記式（ＩＩ）において、Ｒ１およびＲ２は、水素原子であり、
前記式（ＩＩＩ）において、Ｒ１およびＲ２は、炭素数４〜８のアルキル基である
ことを特徴とする請求項６に記載の潤滑剤組成物。
【請求項８】
前記基油は、ＡＰＩ第ＩＩ族またはＩＩＩ族の鉱油、或いはＡＰＩ第Ｉ族および第ＩＩ族の油、または第ＩＩＩおよび／またはＩＶ族の油の混合物であることを特徴とする請求項６に記載の潤滑剤組成物。
【請求項９】
工業用潤滑剤の摩耗防止性能を、前記潤滑剤の酸化安定性を実質的に保持しつつ改良する方法であって、工業用潤滑剤を、有効量の硫黄・リン含有耐摩耗性添加剤および有効量の芳香族アミン系酸化防止剤または芳香族アミン系酸化防止剤混合物と組み合わせて供給することを特徴とする摩耗防止性能を改良する方法。
【請求項１０】
前記耐摩耗性添加剤は、下記式（Ｉ）：
【化３】
2004524413.tif 000010
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、炭素数１〜１８の同一または異なるヒドロカルビル基である。）
で表される構造を有することを特徴とする請求項９に記載の摩耗防止性能を改良する方法。
【請求項１１】
前記酸化防止剤またはその混合物は、下記式（ＩＩ）および（ＩＩＩ）：
【化４】
2004524413.tif 000011
（式中、Ｒ１およびＲ２は、各々独立に、水素原子または炭素数１〜１８のアルキル基である。）
で表される構造を有するアミンから選択されることを特徴とする請求項１０に記載の摩耗防止性能を改良する方法。
【請求項１２】
前記式（Ｉ）の耐摩耗性添加剤において、Ｒ１およびＲ２は、炭素数６〜１０の同一の枝分かれアルキル基であり、Ｒ３は、炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｒ４は、炭素数６〜１０のアルキル基であり；
前記酸化防止剤は、前記式（ＩＩ）の構造を有するアミンと前記式（ＩＩＩ）の構造を有するアミンの混合物であり、Ｒ１およびＲ２は、水素原子である
ことを特徴とする請求項１１に記載の摩耗防止性能を改良する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐摩耗制御を必要とする工業装置に用いるための潤滑剤組成物に関する。より詳しくは、本発明は、工業装置に対して、耐酸化性を犠牲にすることなく荷重負担（ｌｏａｄ−ｃａｒｒｙｉｎｇ）（耐摩耗）制御を与える潤滑剤組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
潤滑油配合技術は、工業装置技術の発展に影響されて工業標準が更に厳しくなるのに伴い、ますます複雑になってきている。工業用潤滑剤に対する１つの要件は、摩耗制御を与えることである。同時に、潤滑剤配合物は、動作寿命を適切な長さにするために、酸化およびスラッジ形成への抵抗性を与えるべきものである。経験の示すところでは、潤滑剤組成物にある種類の添加剤を組み込むと、その組成物中の別の種類の添加剤の機能に対し負の影響が出る場合がある。実際、潤滑剤中に耐摩耗性添加剤が存在すると、耐摩耗性添加剤が存在しない同様の油に比べ、酸化安定性が減少し、スラッジ形成が増す。従って、耐酸化性および沈積物制御を犠牲にすることなく、改良された耐摩耗性能を与える工業用潤滑剤に対する需要がある。
【０００３】
【特許文献１】
米国特許第５，０４９，２９９号明細書
【特許文献２】
米国特許第５，１５８，６７１号明細書
【非特許文献１】
「潤滑剤および関連製品」、ディーター・クラマン著、フェアラーグ・ヘミー社（フロリダ州ディアフィールド）発行、１９８４年（”Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ  ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ”  ｂｙ  Ｄｉｅｔｅｒ  Ｋｌａｍａｎｎ，  Ｖｅｒｌａｇ  Ｃｈｅｍｉｅ，  Ｄｅｅｒｆｉｅｌｄ，Ｆｌｏｒｉｄａ，１９８４）
【非特許文献２】
「潤滑添加剤」１〜１１ページ、Ｃ．Ｖ．スマルヘアおよびＲ．ケネディ・スミス共著、１９６７年（”Ｌｕｂｒｉｃａｎｔ  Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ”  ｂｙ  Ｃ．Ｖ．Ｓｍａｌｈｅｅｒ  ａｎｄ  Ｒ．Ｋｅｎｎｅｄｙ  Ｓｍｉｔｈ，１９６７）
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、大部分を占める基油、硫黄とリンの両方を含有する有効量の耐摩耗性添加剤および酸化防止剤または酸化防止剤混合物を含むことを特徴とする、耐摩耗性および耐酸化性を必要とする工業用装置における使用に特に適した潤滑剤組成物が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
本明細書に記載される潤滑剤組成物は、大部分を占める、潤滑粘度を有する基油；硫黄・リン含有耐摩耗性添加剤；および１種以上の酸化防止添加剤の混合物を含む。この成分の組み合わせを用いて、圧縮機、油圧、タービンその他工業用の潤滑剤組成物を配合することができる。
【０００６】
潤滑油用基油（ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ  ｏｉｌ  ｂａｓｅ  ｓｔｏｃｋ）は、４０℃において、一般的には約１４〜２２０ｃＳｔ、より好ましくは約２０〜１５０ｃＳｔ、最も好ましくは約３２〜６８ｃＳｔの動粘度を有する、あらゆる天然または合成潤滑基油留分である。
【０００７】
この潤滑油用基油は、天然潤滑油、合成潤滑油またはこれらの混合物に由来するものを用いることができる。適切な潤滑油基油は、合成ワックスおよびスラックワックスの異性化によって得られる基油、並びに原油の芳香族および極性成分を水素化分解（溶媒抽出でなく）することによって製造される水素化分解物基油を包含する。適切な基油は、ＡＰＩカテゴリー第Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩ族の基油を包含する。この場合、飽和物レベルおよび粘度指数は、次のとおりである：
第Ｉ族  −  それぞれ９０％未満および８０〜１２０；
第ＩＩ族  −  それぞれ９０％超および８０〜１２０；および
第ＩＩＩ族  −  それぞれ９０％超および１２０超。
【０００８】
天然潤滑油は、石油、鉱油、および石炭またはシェールに由来する油を包含する。
【０００９】
合成油には、炭化水素油およびハロゲン化炭化水素油、例えば、重合および共重合オレフィン、アルキルベンゼン、ポリフェニル、アルキル化ジフェニルエーテルおよびアルキル化ジフェニルスルフィド、並びにこれらの誘導体、類似体および同族体等が含まれる。また、酸化アルキレンポリマー、インターポリマーおよびコポリマー、並びにこれらの誘導体であって、末端水酸基がエステル化、エーテル化等によって変性されているものも合成潤滑油に含まれる。もう１つの適切な種類の合成潤滑油は、ジカルボン酸と種々のアルコールのエステルからなる。合成油として有用なエステルはまた、Ｃ５〜Ｃ１２モノカルボン酸、ポリオールおよびポリオールエーテルから製造されたものも包含する。
【００１０】
この潤滑油は、未精製油、精製油、再精製油またはこれらの混合物に由来するものを用いることができる。未精製油は天然源または合成源（例えば石炭、シェール、またはタールサンドビチューメン）から直接得られ、それ以上の精製も処理もされていない。未精製油の例には、レトルト操作で直接に得られるシェール油、蒸留で直接に得られる石油、またはエステル化プロセスで直接に得られるエステル油が含まれる。次いでこれらは各々、それ以上の処理を行なわずに用いられる。精製油は、１つ以上の特性を改良するために、１つ以上の精製工程において精製油が処理されていること以外は、未精製油と同様である。適切な精製技術には、蒸留、水素化処理、脱ロウ、溶媒抽出、酸／塩基抽出、濾過およびパーコレーションが含まれ、これらは全て当業者に知られている。再精製油は、精製油を得るために用いられるプロセスと同様なプロセスにおいて、精製油を処理することによって得られる。これらの再精製油は再生油または再処理油としても知られ、使用済み添加剤や油分解（ｂｒｅａｋｄｏｗｎ）生成物除去のための技術によって更に処理されることが多い。
【００１１】
ワックスの水素化異性化に由来する潤滑油基油もまた、単独で、または上記天然および／または合成基油と組み合わせて用いてもよい。このようなワックス異性化物油は、天然または合成ワックスまたはこれらの混合物を、水素化異性化触媒上で水素化異性化して製造される。
【００１２】
天然ワックスは一般に、鉱油の溶媒脱ロウによって回収されるスラックワックスであり、合成ワックスは一般に、フィッシャー・トロプシュ法によって製造されるワックスである。
【００１３】
その結果生じた異性化物生成物は一般に、溶媒脱ロウおよび分別に付され、特定の粘度範囲の様々な留分が回収される。ワックス異性化物はまた、非常に高い粘度指数を有することを特徴とし、一般に粘度指数（ＶＩ）は少なくとも１３０、好ましくは少なくとも１３５以上であり、脱ロウ後の流動点は約−２０℃である。
【００１４】
本発明の要件に合致するワックス異性化物の生成は特許文献１および特許文献２に開示され、特許請求されている。これらの文献は、引用により本明細書に組み入れられる。
【００１５】
本発明の組成物は、有効量の硫黄・リン含有耐摩耗性化合物または添加剤を含む。好ましい添加剤は、硫化亜リン酸エステルまたは硫化リン酸エステルのアルキル化エステル誘導体である。より好ましい添加剤化合物は、下記式（Ｉ）：
【化１】
2004524413.tif 000002
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、炭素数１〜１８の同一または異なるヒドロカルビル基である。）
で表される構造を有する。好ましくは、Ｒ１およびＲ２、炭素数約６〜約１０の同一の枝分かれアルキル基であり、Ｒ３は、炭素数約１〜約４のアルキル基であり、Ｒ４は、炭素数約６〜約１０のアルキル基である。一般に、この耐摩耗性添加剤は、この組成物の総重量を基準にして、約０．０５〜約２．５重量％を構成する。
【００１６】
本発明の潤滑剤組成物は、有効量の酸化防止剤または酸化防止剤混合物、例えばアリールアミン、フェニレンジアミン、ヒンダードフェノールおよびチオカルバメート、並びにこれらの誘導体（これらは硫化されていてもよく、硫化されていなくてもよい）もまた含んでいる。本発明の好ましい実施態様は、有効量の芳香族アミン系酸化防止剤または芳香族アミン系酸化防止剤の混合物を組み込んでいる。本発明において有用な芳香族アミン系酸化防止剤は、下記式（ＩＩ）および（ＩＩＩ）：
【化２】
2004524413.tif 000003
（式中、Ｒ１およびＲ２は、各々独立に、水素原子または炭素数１〜１８のアルキル基である。）
で表わされる芳香族アミンおよびこれらの混合物から選択される。一般に、このアミンまたはアミン混合物は、この組成物の重量を基準にして、約０．０５〜約２．５重量％を構成する。特に好ましい組成物は、上記式（ＩＩ）および（ＩＩＩ）のアミンを、約０．２〜約４．０の重量比で含んでいる。実際、最も好ましい組成物は、Ｒ１およびＲ２が水素原子である上記式（ＩＩ）のアミン、並びにＲ１およびＲ２が炭素数４〜８のアルキル基である上記式（ＩＩＩ）のアミンを含んでいる。
【００１７】
一般に、完全に配合された工業油にはまた、当業者に知られた、到着ベースで用いられる追加の添加剤が含まれていてもよい。本発明の潤滑油は、上記酸化防止剤および耐摩耗性添加剤に加えて、潤滑油において一般的に用いられているその他の添加剤、例えば流動点降下剤、防錆剤、増粘剤、金属不動態化剤、抗乳化剤および消泡剤を含んでいてもよい。
【００１８】
潤滑油用の流動点降下添加剤は、一般にポリマーまたはコポリマーであり、通常用いられているものの例は、ポリメタクリレートおよびポリビニルアセテートアルキルフマレートである。防錆添加剤は、種々の化学的形式のものであってよく、アルキル化コハク酸のエステルおよびアミド誘導体は、潤滑油において最も普通に用いられているものの１つである。増粘剤は、油の粘度を制御された方法で増加させるために用いることができる、あらゆるオリゴマー、ポリマーまたはコポリマーであってよい。このような物質には、炭化水素、例えばポリブテン、オレフィンコポリマーおよび高粘度ポリα−オレフィン、並びにポリアルキルアクリレート、例えばポリメタクリレートおよびオレフィン−アクリレートコポリマーが含まれる。
【００１９】
金属不動態化剤は種々の化学的形式のものであってよく、潤滑油系に一般的に存在する金属と相互作用し、そのような金属が、潤滑剤の機能に対して有害な作用を及ぼすのを防ぐ。通常用いられている金属不動態化剤には、チアジン、チアゾール、ベンゾトリアゾールおよびジメルカプトチアジアゾールが含まれ、これはアルキルおよびその他の誘導体、並びにこれらの混合物を包含する。抗乳化剤は、潤滑油系における油と水との急速分離を向上させるために用いられ、最も多くの場合、多価ヒドロキシル基質（例えば糖）のポリオキシアルキル化誘導体からなる。ポリアクリレートおよびポリアルキルシロキサン、並びにこれらの誘導体は、潤滑剤において消泡剤として広く用いられている。
【００２０】
これらのような物質は、当該技術においてよく知られている。潤滑油添加剤についての一般的な記載は非特許文献１および非特許文献２にもある。
【００２１】
次の実施例および比較例は、本発明を例証するものであり、本発明を限定するものではない。
【実施例】
【００２２】
下記表１に示されている成分に基づいて、潤滑剤組成物を調製した。
【００２３】
【表１】
2004524413.tif 000004
【００２４】
次いで、これらの組成物を空気圧縮機（ＤＩＮ５１５０６、ＤＩＮ５１５３２／２（ニューロップ（Ｐｎｅｕｒｏｐ）酸化）およびＤＩＮ５１３５６）についての工業標準試験に付し、またそのうちいくつかは、ＩＳＯ  Ｌ−ＤＡＪ（ＩＳＯ／ＤＩＳ６５２１）の、提案されているヘビーデューティ羽根およびスクリュー圧縮機テスト性能標準試験にも付した。他の実験室および性能試験も実施した。これらの試験およびその結果を表２に示す。工業規格も表２に含まれている。
【００２５】
【表２】
2004524413.tif 000005
【００２６】
表から分かるように、本発明の組成物は、工業規格に適合するか、有意にこれを超える。非工業用油の安定性試験（ＡＳＴＭＤ２２７２、ＡＳＴＭＤ９４３など）および金属腐蝕試験（ＡＳＴＭＤ６６５Ｂ、ＡＳＴＭＤ１３０など）において、結果は優れており、非耐摩耗油の比較例に匹敵しうるものであった。しかし、本発明の実施例は、ＡＳＴＭＤ２２６６の４球摩耗試験において比較例よりも優れた性能を示す。
【００２７】
【表３】
2004524413.tif 000006
【００２８】
本発明の好ましい実施態様に従って配合された工業油を圧縮機において試験し、使用中に採取した油の状態を、添付の表に示す。
【００２９】
１つの試験では、ＩＳＯ  ＶＧ４６グレード油を用い、５ヶ月間にわたる日常的な工業使用において、アトラス−コプコ（Ａｔｌａｓ−Ｃｏｐｃｏ）２００ＨＰ  ＧＡ回転スクリュー圧縮機を運転した。圧縮機用潤滑油系から規則的な間隔で採取した油の試験結果を表３に示す。ここでは、総酸価および動粘度が油分解の主要な指標である。この操作期間の間、これらの特性はどちらもほとんど変化しなかったことが分かる。このことは、この油が有意な酸化分解を受けなかったことを示している。この圧縮機において以前に用いられていた油は従来、その酸化分解レベルに伴い１５００時間の操作ごとに変化していた。同時に、これらの油サンプル中の鉄および銅のレベルは非常に低かった。このことは、本質的に金属部品の摩耗も腐蝕も全く発生しなかったことを実証している。
【００３０】
もう１つの試験では、ＩＳＯ  ＶＧ３２グレード油を用い、日常的な工業空気圧縮において、ガードナーデンバー（Ｇａｒｄｎｅｒ−Ｄｅｎｖｅｒ）５０ＨＰ回転スクリュー圧縮機を運転した。圧縮機用潤滑油系から規則的な間隔で採取した油の試験結果を表４に示す。ここでもまた、この油の動粘度および総酸価特性にはほとんど変化が見られず、このことは酸化分解が有意なものではなかったことを示している。また鉄も銅も検出されなかったが、このことは金属部品の摩耗も腐蝕もないことを示している。
【００３１】
【表４】
2004524413.tif 000007
【国際公開パンフレット】
2004524413.tif 000012
2004524413.tif 000013
2004524413.tif 000014
2004524413.tif 000015
2004524413.tif 000016
2004524413.tif 000017
2004524413.tif 000018
2004524413.tif 000019
2004524413.tif 000020
2004524413.tif 000021
2004524413.tif 000022
2004524413.tif 000023
2004524413.tif 000024
2004524413.tif 000025
2004524413.tif 000026
2004524413.tif 000027
2004524413.tif 000028
2004524413.tif 000029
2004524413.tif 000030
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004524413.tif 000031
【手続補正書】
【提出日】平成15年9月26日(2003.9.26)
【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】
大部分を占める基油；
有効量の下記式（Ｉ）：
【化１】
2004524413.tif 000032
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、炭素数１〜１８の同一または異なるヒドロカルビル基である。）
で表される硫黄・リン含有耐摩耗性添加剤；および
有効量の、下記式（ＩＩ）および（ＩＩＩ）：
【化２】
2004524413.tif 000033
（式中、Ｒ１およびＲ２は、各々独立に、水素原子または炭素数１〜１８のアルキル基である。）
で表される構造を有するアミンから選択される酸化防止剤または酸化防止剤混合物
を含むことを特徴とする潤滑剤組成物。
【請求項２】
前記式（Ｉ）の耐摩耗性添加剤において、Ｒ１およびＲ２は、炭素数６〜１０の同一の枝分かれアルキル基であり、Ｒ３は、炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｒ４は、炭素数６〜１０のアルキル基であることを特徴とする請求項１に記載の潤滑剤組成物。
【請求項３】
前記酸化防止剤は、前記式（ＩＩ）のアミンと前記式（ＩＩＩ）のアミンの混合物であり、
前記式（ＩＩ）において、Ｒ１およびＲ２は、水素原子であり、
前記式（ＩＩＩ）において、Ｒ１およびＲ２は、炭素数４〜８のアルキル基である
ことを特徴とする請求項２に記載の潤滑剤組成物。
【請求項４】
前記基油は、ＡＰＩ第ＩＩ族またはＩＩＩ族の鉱油、或いはＡＰＩ第Ｉ族および第ＩＩ族の油、または第ＩＩＩおよび／またはＩＶ族の油の混合物であることを特徴とする請求項２に記載の潤滑剤組成物。
【請求項５】
工業用潤滑剤の摩耗防止性能を、前記潤滑剤の酸化安定性を実質的に保持しつつ改良する方法であって、工業用潤滑剤を、
有効量の下記式（Ｉ）：
【化３】
2004524413.tif 000034
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、炭素数１〜１８の同一または異なるヒドロカルビル基である。）硫黄・リン含有耐摩耗性添加剤；および
有効量の下記式（ＩＩ）および（ＩＩＩ）：
【化４】
2004524413.tif 000035
（式中、Ｒ１およびＲ２は、各々独立に、水素原子または炭素数１〜１８のアルキル基である。）
で表される構造を有するアミンから選択される芳香族アミン系酸化防止剤または芳香族アミン系酸化防止剤混合物
と組み合わせて供給することを特徴とする摩耗防止性能を改良する方法。
【請求項６】
前記式（Ｉ）の耐摩耗性添加剤において、Ｒ１およびＲ２は、炭素数６〜１０の同一の枝分かれアルキル基であり、Ｒ３は、炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｒ４は、炭素数６〜１０のアルキル基であり；
前記酸化防止剤は、前記式（ＩＩ）の構造を有するアミンと前記式（ＩＩＩ）の構造を有するアミンの混合物であり、Ｒ１およびＲ２は、水素原子である
ことを特徴とする請求項５に記載の摩耗防止性能を改良する方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の組成物は、有効量の硫黄・リン含有耐摩耗性化合物または添加剤を含む。好ましい添加剤は、硫化亜リン酸エステルまたは硫化リン酸エステルのアルキル化エステル誘導体である。より好ましい添加剤化合物は、下記式（Ｉ）：
【化１】
2004524413.tif 000036
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、炭素数１〜１８の同一または異なるヒドロカルビル基である。）
で表される構造を有する。好ましくは、Ｒ１およびＲ２、炭素数約６〜約１０の同一の枝分かれアルキル基であり、Ｒ３は、炭素数約１〜約４のアルキル基であり、Ｒ４は、炭素数約６〜約１０のアルキル基である。一般に、この耐摩耗性添加剤は、この組成物の総重量を基準にして、約０．０５〜約２．５重量％を構成する。




【国際調査報告】
2004524413.tif 000037