(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水和ホウ酸カリウム、分散剤、及び潤滑粘度の油からなる分散状の水和ホウ酸カリウムを含む組成物であって、該水和ホウ酸カリウムのヒドロキシル基：ホウ素（ＯＨ：Ｂ）の比が、少なくとも１．２：１乃至１．５：１であって、カリウムとホウ素との比が１：２．７５乃至１：３．２５であり、そして濁り度が７５ｎｔｕ以下であることを特徴とする水和ホウ酸カリウム分散組成物。
【請求項２】
分散状の水和ホウ酸カリウムにおけるカリウムとホウ素との比が１：２．９乃至１：３．１である請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
分散状の水和ホウ酸カリウムにおけるカリウムとホウ素との比が１：３である請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
該組成物が更に、ホウ素原子１モル当り０．００１モル乃至０．１１モルの水溶性オキソアニオンを含有する請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
該水溶性オキソアニオンが、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、リン酸塩、ピロリン酸塩、ケイ酸塩、アルミン酸塩、ゲルマン酸塩、スズ酸塩、亜鉛酸塩、鉛酸塩、チタン酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、バナジウム酸塩、ニオブ酸塩、タンタル酸塩、ウラン酸塩、イソポリモリブデン酸塩、イソポリタングステン酸塩、ヘテロポリモリブデン酸塩、ヘテロポリタングステン酸塩、およびそれらの混合物からなる群より選ばれる請求項４に記載の組成物。
【請求項６】
該分散剤が、ポリアルキレンコハク酸イミド、ポリアルキレンコハク酸無水物、ポリアルキレンコハク酸、ポリアルキレンコハク酸のモノまたはジ塩、およびそれらの混合物からなる群より選ばれる請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
該組成物が該分散剤を、組成物の全重量に基づいて２乃至４０重量％含有する請求項６に記載の組成物。
【請求項８】
該組成物が更に、組成物の全重量に基づいて０．２乃至１０重量％の清浄剤を含有する請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
下記成分からなる添加剤パッケージ：
（ａ）請求項１に記載の分散状の水和ホウ酸カリウム組成物を、１０乃至８０重量％、および
（ｂ）無灰分散剤、清浄剤、硫化炭化水素、リン酸水素ジアルキル、ジチオリン酸亜鉛、リン酸アルキルアンモニウム、チオリン酸アルキルアンモニウム、ジチオリン酸アルキルアンモニウム、亜リン酸塩、多価アルコールの脂肪酸エステル、２，５−ジメルカプトチアジアゾール、ベンゾトリアゾール、分散性モリブデン二硫化物、抑泡剤、およびイミダゾリンからなる群より選ばれる一以上の添加剤を、２０乃至９０重量％、
［ただし、各成分の重量％は組成物の全重量に基づく］。
【請求項１０】
下記成分からなる配合油組成物：
（ａ）２乃至１５重量％の請求項９に記載の添加剤パッケージ、および
（ｂ）８５乃至９８重量％の潤滑粘度の油、
［ただし、各成分の重量％は組成物の全重量に基づく］。
【請求項１１】
更に、粘度指数向上剤および／または流動点降下剤を含有する請求項１０に記載の配合油組成物。
【請求項１２】
カリウム金属ホウ酸塩及び分散剤を含む油組成物の濁り度を低減する方法であって、潤滑粘度の油、分散剤および耐摩耗有効量の水和ホウ酸カリウムを用いて、水和ホウ酸カリウム分散組成物を形成することからなり、そして該分散状の水和ホウ酸カリウム組成物が、ヒドロキシル基：ホウ素（ＯＨ：Ｂ）の比が少なくとも１．２：１乃至１．５：１で、かつカリウムとホウ素の比が１：２．７５乃至１：３．２５であるように選択されている方法。
【請求項１３】
ギヤセットを少なくとも１６３℃の温度で作動させる間、リッジングおよびピッチングにつながる摩耗および金属疲労の低減から判断されるギヤ損傷を防止する方法であって、該ギヤセットを、下記成分からなる水和ホウ酸カリウム分散組成物であって：
（ａ）水和ホウ酸カリウム、
（ｂ）分散剤、および
（ｃ）潤滑粘度の油、
ヒドロキシル基：ホウ素（ＯＨ：Ｂ）の比が少なくとも１．２：１乃至１．５：１であり、カリウムとホウ素との比が１：２．７５乃至１：３．２５であり、そして濁り度が７５ｎｔｕ以下である分散状の水和ホウ酸カリウム組成物を用いて作動させることからなる方法。
【請求項１４】
水和ホウ酸カリウム分散組成物を製造する方法であって、下記工程からなる製造方法：
（１）下記成分からなる混合物を撹拌しながら混合する工程：
（ａ）ホウ酸と水酸化カリウムの水溶液であって、生成物中のカリウムとホウ素との比が１：２．７５乃至１：３．２５となるように、試薬の化学量論比を選択した水溶液、
（ｂ）潤滑粘度の油、および
（ｃ）分散剤、
次いで、
（２）ヒドロキシル基：ホウ素（ＯＨ：Ｂ）の比が少なくとも１．２：１乃至１．５：１である分散状の水和ホウ酸カリウムを生成させるために、混合物を加熱して水分を充分に除去する工程。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、その一部として、新規な分散状の水和ホウ酸カリウム組成物、並びにそれを含有する添加剤パッケージおよび配合油組成物に関するものである。本発明の水和ホウ酸カリウム分散組成物は低い濁り度を示し、そしてこのようなの水和ホウ酸カリウム分散組成物を含む配合油組成物は、高温条件下での耐摩耗性が向上する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のトランスミッションおよび差動装置、空気動力工具、ガス圧縮機、遠心機、高圧油圧装置、金属作動機、および同様の装置に使用されるようなギヤセット、並びに多種類のベアリングにおいては、往々にして高負荷状態が生じている。そのような環境で使用するときには、従来より潤滑剤組成物に極圧（ＥＰ）剤が添加される。そして、アルカリ金属ホウ酸塩がそのような組成物用の極圧剤としてよく知られている（特許文献１〜１１、１３）。ＥＰ剤は、可動表面の潤滑において破壊的な金属−金属接触を避けるために、潤滑剤に添加される。「流体力学的」と言われる正常状態下にある限りは、潤滑剤の膜は、相対的に動く表面の間に保持されて、潤滑剤パラメータ、主に粘度に支配される。しかし、負荷が増加して表面間の隙間が減少すると、あるいは可動表面の速度が油膜が保持できないような速度になって「境界潤滑」の状態に達すると、接触表面のパラメータに大いに支配されることになる。更にもっと苛酷な状態では、重大な破壊的接触が、リッジング（うねり）やピッチング（孔食）として測定されるような摩耗および金属疲労など様々な形で現れる。これが発生するのを防ぐことがＥＰ剤の役割である。ＥＰ剤は大体は、油溶性であるか、あるいは油中に容易に分散して安定した分散液となり、そして大部分は化学反応した有機化合物であって、境界潤滑状態で金属表面と反応する硫黄、ハロゲン（主に塩素）、リン、カルボキシル基、またはカルボキシレート塩基を含んでいる。水和金属ホウ酸塩の安定な分散液も、ＥＰ剤として有効であることが分かっている。
【０００３】
ギヤセットについては、高温、例えば１３５℃以上、特に少なくとも１６３℃で満足した性能が要求され、それを含めて更に要望が増している。さらに、このことは、そのようなギヤセットに使用されるＥＰ潤滑剤組成物は、そのような高温で評価したときに、ギヤセットのリッジングやピッチングに対する要求から判断される摩耗や金属疲労の程度を満足させるという必要性も増えている。
【０００４】
また、水和アルカリ金属ホウ酸塩は潤滑油媒体に不溶性であるので、ホウ酸塩を分散液として油に導入する必要があり、また均質な分散液が特に望ましい。均質な分散液の形成の程度は、水和アルカリ金属ホウ酸塩添加後の油の濁り度と相互に関連していて、分散液の均質性が低いほど、それに相関して濁り度が高くなる。そのような均質な分散液の形成を促進するために、従来よりそのような組成物には分散剤を含有させている。分散剤の例としては、アルケニルコハク酸イミドなどの親油性界面活性剤、または他の窒素含有分散剤、並びにアルケニルスクシネートを挙げることができる（特許文献１〜４、１２）。均質な分散液の形成を促進するために、粒径が１ミクロン以下のアルカリ金属ホウ酸塩を用いることも従来より行われている（特許文献１１）。このような添加剤の使用にもかかわらず、このようなホウ酸カリウムを含む潤滑剤組成物は許容できない濁り度を示すことがある。
【０００５】
【特許文献１】
ピーラー、米国特許第３３１３７２７号明細書、「アルカリ金属ホウ酸塩ＥＰ潤滑剤」、１９６７年４月１１日発行
【特許文献２】
アダムス、米国特許第３９１２６４３号明細書、「中和アルカリ金属ホウ酸塩を含む潤滑剤」、１９７５年１０月１４日発行
【特許文献３】
シムズ、米国特許第３８１９５２１号明細書、「分散状のホウ酸塩とポリオールを含む潤滑剤」、１９７４年６月２５日発行
【特許文献４】
アダムス、米国特許第３８５３７７２号明細書、「分散剤の混合物で分散させたアルカリ金属ホウ酸塩を含む潤滑剤」、１９７４年１２月１０日発行
【特許文献５】
アダムス、米国特許第３９９７４５４号明細書、「ホウ酸カリウムを含む潤滑剤」、１９７６年１２月１４日発行
【特許文献６】
アダムス、米国特許第４０８９７９０号明細書、「水和ホウ酸カリウム、耐摩耗剤及び有機スルフィド酸化防止剤の共同作用的組合せ」、１９７８年５月１６日発行
【特許文献７】
アダムス、米国特許第４１６３７２９号明細書、「水和ホウ酸カリウム、耐摩耗剤及び有機スルフィド酸化防止剤の共同作用的組合せ」、１９７９年８月７日発行
【特許文献８】
フロスト、米国特許第４２６３１５５号明細書、「アルカリ金属ホウ酸塩と油溶性の安定化酸を含む潤滑剤組成物」、１９８１年４月２１日発行
【特許文献９】
フロスト、米国特許第４４０１５８０号明細書、「アルカリ金属ホウ酸塩とエステル−ポリオール化合物を含む潤滑剤組成物」、１９８３年８月３０日発行
【特許文献１０】
フロスト、米国特許第４４７２２８８号明細書、「アルカリ金属ホウ酸塩とリン化合物の油溶性アミン塩を含む潤滑剤組成物」、１９８４年９月１８日発行
【特許文献１１】
クラーク、米国特許第４５８４８７３号明細書、「自動車用摩擦低減組成物」、１９８５年８月１３日発行
【特許文献１２】
ブリュスター、米国特許第３４８９６１９号明細書、「熱媒急冷油」、１９７０年１月１３日発行
【特許文献１３】
サレンタイン、米国特許第４７１７４９０号明細書、「アルカリ金属ホウ酸塩、硫黄化合物、亜リン酸塩及び中和リン酸塩の共同作用的組合せ」、１９８８年１月５日発行
【０００６】
上記の各々の特許の記載は、それぞれの具体的な記載を含めて、本願明細書の記載の一部とする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した観点から、水和ホウ酸カリウムを含み、低い濁り度を有し、そしてピッチングやリッジングから判断されるような摩耗および疲労特性が許容範囲にある潤滑剤組成物は、特にギヤセットを高温で作動させたときに、とりわけ有益なものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ギヤセットのリッジングやピッチングから判断されるような摩耗および疲労の低減が、特定の脱水率を持つ水和ホウ酸カリウム分散物を含む潤滑剤組成物の使用によって達成できるという、新規な予期し得ない発見を示すものである。
【０００９】
さらに、本発明は、これら組成物が７５ｎｔｕ以下の濁り度によって証明されるように、許容範囲内の濁り度を示すという、新規な予期し得ない発見を示している。
【００１０】
従って、本発明の組成物は、そのひとつの態様として、水和ホウ酸カリウム、分散剤、任意の清浄剤、および潤滑粘度の油からなる水和ホウ酸カリウム分散組成物であって、ヒドロキシル基：ホウ素（ＯＨ：Ｂ）の比が少なくとも１．２：１乃至１．５：１であり、カリウムとホウ素との比が約１：２．７５乃至１：３．２５であり、そして濁り度が７５ｎｔｕ以下であることを特徴とする分散状の水和ホウ酸カリウム組成物にある。
【００１１】
好ましい態様としては、ヒドロキシル基：ホウ素との比は、約１．３：１以上である。
【００１２】
別の好ましい態様では、上記分散状のホウ酸カリウム組成物の濁り度は約６０ｎｔｕ以下であり、そして更に好ましくは約４０ｎｔｕ以下である。
【００１３】
更に別の好ましい態様では、分散状の水和ホウ酸カリウム組成物のカリウムとホウ素との比は、約１：２．９乃至約１：３．１であり、より好ましくは約１：３である。
【００１４】
更に別の好ましい態様では、分散状の水和ホウ酸カリウム組成物の平均粒径は、約０．６ミクロン以下であり、より好ましくは約０．１０乃至約０．３０ミクロンである。
【００１５】
分散状のホウ酸カリウム組成物は任意に、少量の水溶性オキソアニオンを含有する。水溶性オキソアニオンは、ホウ素原子のモル当り０．００１モル乃至０．１１モルだけ存在すべきである。この水溶性オキソアニオンとしては、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、リン酸塩、ピロリン酸塩、ケイ酸塩、アルミン酸塩、ゲルマン酸塩、スズ酸塩、亜鉛酸塩、鉛酸塩、チタン酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、バナジウム酸塩、ニオブ酸塩、タンタル酸塩、ウラン酸塩を挙げることができ、あるいはイソポリモリブデン酸塩およびイソポリタングステン酸塩、またはヘテロポリモリブデン酸塩およびヘテロポリタングステン酸塩、またはそれらの混合物を挙げることができる。
【００１６】
該ホウ酸カリウム組成物中の分散剤は、ポリアルキレンコハク酸イミド、ポリアルキレンコハク酸無水物、ポリアルキレンコハク酸、ポリアルキレンコハク酸のモノ又はジ塩、及びそれらの混合物からなる群より選ばれることが好ましい。分散状のホウ酸カリウム組成物は任意に、金属スルホネートなどの清浄剤を含有し、好ましくはこれら組成物中で均質な分散液にするのを助けるように作用するアルキル芳香族又はポリイソブテニルカルシウムスルホネート、または他のII族金属スルホネートを含有する。
【００１７】
本発明の別の観点は、下記成分からなる添加剤パッケージを示す：
上記分散状の水和ホウ酸カリウム組成物を約１０乃至８０重量％、および無灰分散剤（０〜１０％）、清浄剤（０〜５％）、硫化炭化水素（０〜４０％）、リン酸水素ジアルキル（０〜１５％）、ジチオリン酸亜鉛（０〜２０％）、リン酸及び／又はチオ−ジチオリン酸アルキルアンモニウム（０〜２０％）、亜リン酸塩（０〜１０％）、多価アルコールの脂肪酸エステル（０〜１０％）、２，５−ジメルカプトチアジアゾール（０〜５％）、ベンゾトリアゾール（０〜５％）、分散性モリブデン二硫化物（０〜５％）、抑泡剤（０〜２％）、およびイミダゾリン（０〜１０％）等からなる群より選ばれる一以上の従来の添加剤を、約９０乃至２０重量％、ただし、各重量％は組成物の全重量に基づく。勿論、このような従来の添加剤の添加が、分散状の水和ホウ酸カリウム組成物中の水和ホウ酸カリウム、分散剤および潤滑粘度の油の濃度を薄めることは理解されよう。
【００１８】
このような添加剤パッケージを潤滑粘度の油に有効量で添加して、配合油組成物を形成することができる。従って、本発明の配合油組成物は、潤滑粘度の油と更にブレンドした上記のような添加剤パッケージを含む。好ましくは、上記の添加剤パッケージを約２乃至１５重量％の量で、約８５乃至９８重量％の量の潤滑粘度の油に添加して、配合ギヤ油組成物とする、ただし、各成分の重量％は組成物の全重量に基づく。より好ましくは、潤滑粘度の油と一緒に、粘度指数向上剤を０−１２％のレベルで、および／または流動点降下剤を０〜１％のレベルで加えて、配合油を形成する、ただし、粘度指数向上剤および流動点降下剤の各重量％は組成物の全重量に基づく。
【００１９】
本発明はまた、ギヤセットを少なくとも１６３℃の温度で作動させる間、リッジングおよびピッチングにつながる摩耗および金属疲労の低減から判断されるギヤ損傷を防止する方法であって、該ギヤセットを、下記成分からなる分散状の水和ホウ酸カリウム組成物であって：
水和ホウ酸カリウム、
分散剤、
任意の清浄剤、および
潤滑粘度の油、
ヒドロキシル基：ホウ素（ＯＨ：Ｂ）の比が少なくとも１．２：１乃至１．５：１であり、カリウムとホウ素との比が約１：２．７５乃至１：３．２５であり、そして濁り度が７５ｎｔｕ以下であることを特徴とする分散状の水和ホウ酸カリウム組成物を用いて、作動させることからなる方法にある。
【００２０】
ギヤセットを１６３℃の温度で少なくとも８時間にわたって作動させた際に、ギヤ摩耗およびピッチングから判断されるようなギヤ損傷が低減していることが観察される。
【００２１】
本発明はまた、水和ホウ酸カリウム分散組成物の濁り度を低減する方法であって、分散状の水和ホウ酸カリウム組成物のヒドロキシル基：ホウ素（ＯＨ：Ｂ）の比を少なくとも１．２：１乃至１．５：１の範囲に、かつカリウムとホウ素との比を約１：２．７５乃至１：３．２５の範囲に注意深く制御することからなる方法にもある。
【００２２】
さらに、本発明は、このような分散状のホウ酸カリウム組成物を製造する方法であって、下記工程からなる製造方法にもある：
ホウ酸と水酸化カリウムの水溶液であって、生成物中のカリウムとホウ素との比が約１：２．７５乃至１：３．２５となるように、ホウ酸と水酸化カリウムとの化学量論比を選択した水溶液と、潤滑粘度の油および分散剤との混合物を、撹拌しながら混合し、次いでＯＨ：Ｂ比が少なくとも１．２：１乃至１．５：１の分散状の水和ホウ酸カリウムを生成させるために、混合物を加熱して水分を充分に除去する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明は、その一態様として、水和ホウ酸カリウム、分散剤、任意の清浄剤、および潤滑粘度の油からなる新規な水和ホウ酸カリウム分散組成物であって、ヒドロキシル基：ホウ素（ＯＨ：Ｂ）の比が少なくとも１．２：１乃至１．５：１であり、カリウムとホウ素との比が約１：２．７５乃至１：３．２５であり、そして濁り度が７５ｎｔｕ以下であることを特徴とする分散状の水和ホウ酸カリウム組成物にある。
【００２４】
以下に、本発明の組成物におけるこれらの成分それぞれについて詳細に説明する。しかしながら、そのような説明に先立って、まず下記の用語について定義する。
【００２５】
「ヒドロキシル基：ホウ素の比」、または「ＯＨ：Ｂ」は、例えば、後述する構造式Ｉによって例示するように、水和ホウ酸カリウム分散組成物中でホウ素に結合したヒドロキシル基の数の比（ホウ素モル当りのヒドロキシル基のモル数）を意味する。「ヒドロキシル基：ホウ素の比」の別の定義の仕方は、下記式を考慮することにある。
【００２６】
【化１】
Ｋ2Ｏ・ｘＢ2Ｏ3・ｙＨ2Ｏ
【００２７】
ただし、ｘは２．７５と３．２５の間にあり、そしてｙは３．３と７．１５の間にある。また、ｙとｘの比は少なくとも１．２：１乃至１．５：１であり、このｙとｘの比が「ヒドロキシル基：ホウ素の比」である。
【００２８】
本出願の目的では、水和ホウ酸カリウム分散組成物のＯＨ：Ｂ比は、水和ホウ酸カリウム分散組成物の５．０００％潤滑粘度の油溶液の、０．２１５ｍｍ透過度セル中での、３８００と３２５０ｃｍ-1間の最大赤外（ＩＲ）吸光度（基線を３９００ｃｍ-1の吸光度であるとして差し引くことによって補正したもの）から、算出される。なお、その他の化合物または不純物による妨害吸光度は全て差し引かれる。この範囲の残りの吸光度が分散状の水和ホウ酸カリウム組成物のヒドロキシル基に相当し、次いで以下のようにしてＯＨ：Ｂ比に変換される。
【００２９】
ＯＨ：Ｂ  ＝  ２３．０Ａmax／％Ｂ
【００３０】
ただし、Ａmaxは、３８００−３２５０ｃｍ-1領域における基線補正した最大ＩＲ吸光度（ピーク高さ）であり、そして％Ｂは、最初の（希釈していない）分散状の水和ホウ酸カリウム組成物試料のパーセントホウ素である。
【００３１】
この３８００〜３２５０ｃｍ-1範囲の吸光度は、ホウ酸カリウムオリゴマー複合体のヒドロキシル基に相当する。その他の添加剤を添加してこの好ましい範囲内の吸光度が隠されるかあるいは妨害されるならば、そのような基はＯＨ：Ｂ比算出の初期算出においてＩＲスペクトルから差し引かれることになる。
【００３２】
後述の実施例において、この吸光度は、ＤＴＧＳ検出器およびＣｓＩビームスプリッタを備えたニコレット５ＤＸＢ ＦＴＩＲ分光器を用いて測定した。分光器は、０．２１５ｍｍテフロン（商品名）スペーサと切り出された小部分があるＣａＦ2窓、および適当なセルホルダを有する。試料のスペクトルは４ｃｍ-1の分解能を用いて得た。
【００３３】
水和ホウ酸カリウム分散組成物としては好ましくは、約１０乃至７５重量％の水和ホウ酸カリウム、約２乃至４０重量％の分散剤、および約３０乃至７０重量％の潤滑粘度の油から構成される組成物を挙げることができ、いずれも組成物の全重量に基づく量である。これらの組成物は、希釈により、前述した「添加剤パッケージ」とすることができ、次いで更に希釈して前述した最終的に配合した配合油とすることができる。
【００３４】
［水和ホウ酸カリウム］
水和ホウ酸カリウムは当該分野ではよく知られている。好適なホウ酸塩及び製造方法を開示している代表的な特許としては、下記のものが挙げられる：米国特許第３３１３７２７号、第３８１９５２１号、第３８５３７７２号、第３９１２６４３号、第３９９７４５４号及び第４０８９７９０号（特許文献１〜６）。
【００３５】
これらのカリウム金属ホウ酸塩は一般に、下記理論構造式Ｉで表すことができる。ただし、ｎは、好ましくは１．０〜約１０の数である。
【００３６】
【化２】
0004974443.tif 000002
【００３７】
本発明の組成物において、カリウムとホウ素との特定の比は約１：２．７５乃至１：３．２５の範囲に限定され、そしてヒドロキシル基とホウ素の特定の比は少なくとも１．２：１乃至１．５：１である。
【００３８】
水和カリウム金属ホウ酸塩を含む分散状のアルカリ金属ホウ酸塩組成物は一般に、脱イオン水中で、任意に少量の炭酸カリウムを存在させて、水酸化カリウムとホウ酸の溶液を形成することにより製造する。次に、溶液を、潤滑粘度の油、分散剤、および含有すべき任意の添加剤（例えば、清浄剤、２，２’−チオジエタノール等の硫黄含有化合物、およびその他任意の添加剤）からなる潤滑剤組成物に加えて、乳化液を形成し、次いで脱水する。脱水は、１００℃を僅かに越える温度で開始する水分除去の第一段階を含む三段階で進行する。この第一段階に続いて温度をゆっくり上げると、乳化液は濁った状態から透明に変化する。最終段階で温度を急激に上げると、液体はもう一度濁った状態になる。
【００３９】
上記の水和ホウ酸カリウムの生成は、得られる生成物のカリウムとホウ素との比が約１：２．７５乃至１：３．２５の範囲で、ヒドロキシル基とホウ素との比が少なくとも１．２：１乃至１．５：１で、そして濁り度が７５ｎｔｕ以下となるように、適量の水酸化カリウムとホウ酸を化学量論的に選択すること、および脱水の程度を制御することによって達成される。
【００４０】
本発明では、脱水率を注意深く制御して、ヒドロキシル基とホウ素との比が少なくとも１．２：１乃至１．５：１となるようにしたときに、結果として予期しない特性が得られるという発見に基づく。また、カリウムとホウ素との比を注意深く制御して、カリウムとホウ素の比が約１：２．７５乃至１：３．２５となるようにしたときに、予期しない特性が結果として得られるという発見にも基づく。ホウ酸塩複合体がヒドロキシル基を保持しているため、これら複合体は「水和ホウ酸カリウム」と呼ばれ、そしてこれら水和ホウ酸カリウムの油／水乳化液を含む組成物は、「分散状の水和ホウ酸カリウム組成物」と呼ばれる。
【００４１】
上述したように、反応混合物の脱水を厳密に監視して、反応混合物を最終的に約０℃乃至約５０℃、より好ましくは約２０℃乃至４５℃の温度に戻すと、得られる分散状の水和ホウ酸カリウム濃縮物におけるヒドロキシル基とホウ素との比が、少なくとも１．２：１乃至１．５：１であることが確実になる。さらに、本発明の方法の関連しては、反応室の壁での水分の濃縮を避けるために、脱水操作を注意深く制御する（すなわち、緩やかな脱水速度を用いる、洗い流し用ガスを使用するなど）ことが重要である。濃縮は、結果として潤滑剤組成物中に水滴をもたらすことになり、次いで、望まない沈殿物の生成を招くことになる。そのような沈殿物の生成は一般に、組成物から濾過しなければならない大粒子をもたらす。従って、本発明の好ましい態様では、脱水は約１乃至１０時間、より好ましくは３乃至８時間かけて行う。時間、温度および大気流の速度の最適化によって好ましい反応設計が得られる。
【００４２】
分散状のホウ酸カリウム組成物のカリウムとホウ素との比は、約１：２．７５乃至１：３．２５であることが好ましく、より好ましくは１：２．９乃至約１：３．１であり、そして更に好ましくは約１：３である。別の好ましい態様では、水和ホウ酸カリウム粒子の平均粒径は一般に１ミクロン以下である。これに関しては、本発明の分散状ホウ酸カリウム組成物は、粒子の９０％かそれ以上が０．６ミクロン以下であるような粒径を有するのが好ましいことが分かっている。
【００４３】
分散状の水和ホウ酸カリウム組成物において、水和ホウ酸カリウムは一般に、組成物の約１０乃至７５重量％、好ましくは２５乃至５０重量％、より好ましくは約３５乃至４０重量％を占める。（特に断らない限りは、百分率は全て重量％である。）
【００４４】
分散状のホウ酸カリウム組成物は任意に、少量の水溶性オキソアニオンを含有することが好ましい。水溶性オキソアニオンは、ホウ素原子のモル当り０．００１モル乃至０．１１モルだけ存在すべきである。この水溶性オキソアニオンとしては、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、リン酸塩、ピロリン酸塩、ケイ酸塩、アルミン酸塩、ゲルマン酸塩、スズ酸塩、亜鉛酸塩、鉛酸塩、チタン酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、バナジウム酸塩、ニオブ酸塩、タンタル酸塩、ウラン酸塩を挙げることができ、あるいはイソポリモリブデン酸塩およびイソポリタングステン酸塩、またはヘテロポリモリブデン酸塩およびヘテロポリタングステン酸塩、またはそれらの混合物を挙げることができる。
【００４５】
ホウ酸カリウム潤滑剤における少量の水溶性オキソアニオンの存在が、加水分解物の結晶構造を破壊することによって、ホウ酸カリウムの水分許容度を向上させると考えられる。このことは結果として、結晶を形成する傾向を低減したり、あるいは結晶化速度を遅くする。
【００４６】
本発明の添加剤パッケージおよび潤滑剤組成物には更に、後述するように、そして当該分野の熟練者には公知である界面活性剤、清浄剤、その他の分散剤、およびその他の条件を用いることができる。添加剤パッケージは任意に、アルキル芳香族又はポリイソブテニルスルホネートを含有していてもよい。
【００４７】
本発明の分散状の水和ホウ酸カリウム組成物は一般に、以下に詳しく記載する分散剤、清浄剤、および潤滑粘度の油を含有する。
【００４８】
［分散剤］
本発明の組成物に用いられる分散剤は、アルケニルコハク酸イミド、アルケニルコハク酸無水物、アルケニルコハク酸エステル等の無灰分散剤、またはこのような分散剤の混合物であってもよい。
【００４９】
無灰分散剤は、大まかには数グループに分類される。そのようなグループの一つは、アミン、アミド、イミン、イミド、ヒドロキシルカルボキシル等を含む一以上の余分な極性機能を持つカルボキシレートエステルを含む共重合体を示す。これらの生成物は、長鎖のアルキルアクリレート又はメタクリレートと上記機能の単量体とを共重合させることにより合成することができる。このようなグループとしては、アルキルメタクリレート−ビニルピロリジノン共重合体、アルキルメタクリレート−ジアルキルアミノエチルメタクリレート共重合体等を挙げることができる。さらに、高分子量アミドおよびポリアミド、またはエステルおよびポリエステル、例えばテトラエチレンペンタアミン、ポリビニルポリステアレート、および他のポリステアラミドも用いることができる。好ましい分散剤は、Ｎ−置換長鎖アルケニルコハク酸イミドである。
【００５０】
アルケニルコハク酸イミドは通常、アルケニルコハク酸又は無水物とアルキレンポリアミンの反応から誘導される。これらの化合物は一般に、下記式を有すると考えられる。
【００５１】
【化３】
0004974443.tif 000003
【００５２】
［ただし、Ｒ1は、実質的に分子量が約４００乃至３０００の炭化水素基、すなわちＲ1は、炭化水素基、好ましくは約３０〜約２００個の炭素原子を含むアルケニル基であり；Ａlkは、炭素原子数２〜１０、好ましくは２〜６のアルキレン基であり；Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は、Ｃ1−Ｃ4のアルキル又はアルコキシまたは水素、好ましくは水素であり；そしてｘは、０〜１０、好ましくは０〜３の整数である。］
アルキレンコハク酸もしくはその無水物とアルキレンポリアミンとの実際の反応生成物は、コハク酸およびコハク酸イミドを含む化合物の混合物からなる。しかしながら、この反応生成物を上記式のコハク酸イミドとして表すことは慣例である。なぜならば、これが混合物の主成分だからである。この点については、例えば、米国特許第３２０２６７８号、第３０２４２３７号及び第３１７２８９２号を参照されたい。
【００５３】
これらのＮ−置換アルケニルコハク酸イミドは、無水マレイン酸とオレフィン炭化水素を反応させた後、得られたアルケニルコハク酸無水物とアルキレンポリアミンを反応させることにより合成することができる。上記式のＲ1基、すなわちアルケニル基は、２〜５個の炭素原子を含むオレフィン単量体から合成した重合体から誘導することが好ましい。よって、アルケニル基は、２〜５個の炭素原子を含むオレフィンを重合して、分子量が約４００乃至３０００の範囲の炭化水素を生成させることにより得られる。そのようなオレフィン単量体としては、エチレン、プロピレン、１−ブテン、２−ブテン、イソブテン、およびそれらの混合物が例示される。
【００５４】
コハク酸イミドを合成するのに使用される好ましいポリアルキレンアミンは、下記式を有するものである。
【００５５】
【化４】
0004974443.tif 000004
【００５６】
［ただし、ｚは、０〜１０の整数であり、Ａlk、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は、前に定義した通りである。］
【００５７】
アルキレンアミンとしては主に、メチレンアミン、エチレンアミン、ブチレンアミン、プロピレンアミン、ペンチレンアミン、ヘキシレンアミン、ヘプチレンアミン、オクチレンアミン、その他のポリメチレンアミン、およびそのようなアミンの環状物及び高次類似物、例えばピペラジン、およびアミノアルキル置換ピペラジンを挙げることができる。それらの例示としては特に、エチレンジアミン、トリエチレンテトラアミン、プロピレンジアミン、デカメチルジアミン、オクタメチレンジアミン、ジヘプタメチレントリアミン、トリプロピレンテトラアミン、テトラエチレンペンタアミン、トリメチレンジアミン、ペンタエチレンヘキサアミン、ジトリメチレントリアミン、２−ヘプチル−３−（２−アミノプロピル）−イミダゾリン、４−メチルイミダゾリン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−１，３−プロパンジアミン、１，３−ビス（２−アミノエチル）イミダゾリン、１−（２−アミノプロピル）−ピペラジン、１，４−ビス（２−アミノエチル）ピペラジン、および２−メチル−１−（２−アミノブチル）ピペラジンがある。このような高次類似物は、二以上の上記アルキレンアミンを縮合することにより得られ、同様に有用である。
【００５８】
エチレンアミンは特に有用である。それらの化合物は、化学技術大辞典（Encyclopedia of Chemical Technology）、カーク・オスマー（Kirk-Othmer）著、第５巻、ｐ．８９８〜９０５の「エチレンアミン」の項目（インターサイエンス出版、ニューヨーク、１９５０年）に詳細に記載されている。
【００５９】
「エチレンアミン」は、包括的な観念で使用され、その大部分が下記構造に当てはまるポリアミンのグループを示すものである。ただし、ａは１〜１０の整数である。
【００６０】
【化５】
Ｈ2Ｎ（ＣＨ2ＣＨ2ＮＨ）aＨ
【００６１】
従って、その例としては、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アミン等を挙げることができる。
【００６２】
「アルケニルコハク酸イミド」としては、後処理したコハク酸イミド、たとえば、米国特許第４６１２１３２号明細書（ウォレンベルグ外）、第４７４６４４６号明細書（ウォレンベルグ外）等に開示のエチレンカーボネートを含む後処理物など、並びにその他の後処理物が挙げられ、そしてその各開示内容は全て本明細書の記載として扱う。
【００６３】
ポリアルキレンコハク酸イミド成分は、水和ホウ酸カリウム分散組成物の重量の２乃至４０重量％を占めることが好ましく、より好ましくは、５乃至２０重量％、そして更に好ましくは１０乃至１５重量％を占める。
【００６４】
ポリアルキレンコハク酸無水物、またはポリアルキレンコハク酸無水物の窒素非含有誘導体（例えば、コハク酸、コハク酸のＩ族及び／又はII族一又は二金属塩、ポリアルキレンコハク酸無水物、酸塩化物又は他の誘導体とアルコールとの反応により生成したコハク酸エステル等）も、本発明の組成物での使用に適した分散剤である。
【００６５】
ポリアルキレンコハク酸無水物としては、ポリイソブテニルコハク酸無水物が好ましい。好ましい態様では、ポリアルキレンコハク酸無水物は、数平均分子量が少なくとも５００、より好ましくは少なくとも９００乃至約３０００、そして更に好ましくは少なくとも約９００乃至約２３００のポリイソブテニルコハク酸無水物である。
【００６６】
別の好ましい態様においては、ポリアルキレンコハク酸無水物の混合物が用いられる。この態様では、混合物は低分子量のポリアルキレンコハク酸無水物成分と、高分子量のポリアルキレンコハク酸無水物成分とからなる。より好ましいのは、低分子量成分の数平均分子量は約５００乃至１０００未満であり、高分子量成分の数平均分子量は１０００乃至約３０００である。更に好ましくは、低分子量成分と高分子量成分の両方がポリイソブテニルコハク酸無水物である。あるいは、様々な分子量のポリアルキレンコハク酸無水物成分を、上記に明らかにしたように、他の上記分散剤の混合物と同様に、分散剤として組み合わせることができる。
【００６７】
上述したように、ポリアルキレンコハク酸無水物は、ポリアルキレン（好ましくはポリイソブテン）と無水マレイン酸との反応生成物である。このようなポリアルキレンコハク酸無水物の合成には、従来のポリイソブテン、または高メチルビニリデンポリイソブテンを用いることができる。この合成では、熱的方法、塩素化法、遊離基法、酸触媒法、あるいはその他の任意の方法を用いることができる。好適なポリアルキレンコハク酸無水物の例としては、米国特許第３３６１６７３号に記載の熱的ＰＩＢＳＡ（ポリイソブテニルコハク酸無水物）、米国特許第３１７２８９２号に記載の塩素化ＰＩＢＳＡ、米国特許第３９１２７６４号に記載の熱的及び塩素化ＰＩＢＳＡの混合物、米国特許第４２３４４３５号に記載の高コハク酸比ＰＩＢＳＡ、米国特許第５１１２５０７号及び第５１７５２２５号に記載のポリＰＩＢＳＡ、米国特許第５５６５５２８号及び第５６１６６６８号に記載の高コハク酸比ポリＰＩＢＳＡ、米国特許第５２８６７９９号、第５３１９０３０号及び第５６２５００４号に記載の遊離基ＰＩＢＳＡ、米国特許第４１５２４９９号、第５１３７９７８号及び第５１３７９８０号に記載の高メチルビニリデンポリブテンから合成したＰＩＢＳＡ、欧州特許出願公開第ＥＰ３５５８９５号に記載の高メチルビニリデンポリブテンから合成した高コハク酸比ＰＩＢＳＡ、米国特許第５７９２７２９号に記載の三元共重合体ＰＩＢＳＡ、米国特許第５７７７０２５号及び欧州特許出願公開第ＥＰ５４２３８０号に記載のスルホン酸ＰＩＢＳＡ、および米国特許第５５２３４１７号及び欧州特許出願公開第ＥＰ６０２８６３号に記載の精製ＰＩＢＳＡがある。これらの各文書の開示内容は全て本明細書の記載として扱う。
【００６８】
ポリアルキレンコハク酸無水物成分は、分散状の水和ホウ酸カリウム組成物の重量の２乃至４０重量％を占めることが好ましく、より好ましくは５乃至２０重量％、そして更に好ましくは１０乃至１５重量％を占める。
【００６９】
一般に、水和ホウ酸カリウム分散組成物において、水和ホウ酸カリウムは、ポリアルキレンコハク酸無水物分散剤に対して、少なくとも２：１の比であり、好ましくは２：１乃至１０：１の範囲にある。より好ましい態様では、その比は少なくとも５：２である。別の好ましい態様では、ポリアルキレンコハク酸無水物の上記混合物が用いられる。
【００７０】
分散剤の特に好ましい組合せとしては、ポリアルキレンコハク酸無水物と、カルシウムポリイソブテニルスルホネート、特に高反応性ポリイソブテンから合成したものとの混合物が挙げられる。そのような混合物は、たとえば、米国特許出願第０９／９６７０４９号、２００１年９月２８日出願、代理人番号００５９５０−６９７（Ｔ−５９２６）、題名「ポリアルキレンコハク酸無水物とポリイソブテニルスルホネート金属塩に分散したアルカリ金属ホウ酸塩を含む潤滑剤組成物」に開示されていて、その出願内容も全て本明細書の記載として扱う。
【００７１】
［清浄剤］
本発明の組成物は任意に、清浄剤を含有していてもよい。本発明の目的に適した清浄剤としては多数の物質が挙げられる。これらの物質としては、フェネート（高過塩基性または低過塩基性）、高過塩基性フェネートステアレート、フェノラート、サリチレート、ホスホネート、チオホスホネート、スルホネート、及びそれらの混合物を挙げることができる。好ましくは、高過塩基性スルホネート、低過塩基性スルホネート、またはフェノキシスルホネートなどのスルホネートが使用される。さらに、スルホン酸自体も用いることができる。
【００７２】
スルホネート清浄剤は、炭素数１５〜２００の炭化水素スルホン酸のアルカリ又はアルカリ土類金属塩であることが好ましい。「スルホネート」は、石油製品から誘導されたスルホン酸の塩を包含することが好ましい。そのような酸は当該分野ではよく知られている。石油製品を硫酸または三酸化硫黄で処理することにより得ることができる。こうして得られた酸は石油スルホン酸として、またその塩は石油スルホネートとして知られる。スルホネート化される石油製品の大部分は、油溶化炭化水素基を含んでいる。「スルホネート」の意味にはまた、合成アルキルアリール化合物のスルホン酸の塩も包含される。これらの酸もまた、アルキルアリール化合物を硫酸または三酸化硫黄で処理することにより合成される。アリール環の少なくとも１個のアルキル置換基は、上記したように油溶化基である。こうして得られた酸はアルキルアリールスルホン酸として、またその塩はアルキルアリールスルホネートとして知られる。アルキルが直鎖であるスルホネートは、公知の線状アルキルアリールスルホネートである。
【００７３】
スルホン化により得られた酸を、塩基性で反応性のアルカリ又はアルカリ土類金属化合物で中和することにより金属塩に変えて、Ｉ族又はII族金属スルホネートを生成させる。一般に、酸はアルカリ金属塩基で中和する。アルカリ土類金属塩はアルカリ金属塩から複分解により得られる。あるいは、スルホン酸をアルカリ土類金属塩基で直接に中和することもできる。本発明の目的では、スルホネートは過塩基性であってもよいが、過塩基性は必然ではない。過塩基性物質およびそのような物質の合成方法は、当該分野の熟練者にはよく知られている。たとえば、１９７０年２月１７日発行の米国特許第３４９６１０５号（ルスール）、特に第３、４欄を参照されたい。
【００７４】
スルホネートは、潤滑油組成物中にアルカリ及び／又はアルカリ土類金属塩またはそれらの混合物の形で存在する。アルカリ金属としては、リチウム、ナトリウムおよびカリウムが挙げられる。アルカリ土類金属としては、マグネシウム、カルシウムおよびバリウムが挙げられ、そのうちでも後者の二つが好ましい。
【００７５】
しかしながら、特に好ましいのは、その広い入手可能性ゆえに、石油スルホン酸の塩、特には、潤滑油留分などの各種の炭化水素留分、および炭化水素油を選択した溶媒で抽出して得られた芳香族に富んだ抽出物をスルホン化して得られた石油スルホン酸の塩であり、その抽出物は所望により、スルホン化前にアルキル化触媒を用いてオレフィンまたは塩化アルキルと反応させてアルキル化してもよい。また、ベンゼンジスルホン酸などの有機ポリスルホン酸の塩等であり、これはアルキル化しても、しなくてもよい。
【００７６】
本発明で使用するのに好ましい塩は、アルキル基（類）が炭素原子を少なくとも約８個、例えば炭素原子約８〜２２個を含むアルキル化芳香族スルホン酸の塩である。スルホネートの出発物質として別の好ましいグループは、脂肪族置換基（類）が全部で炭素原子を少なくとも１２個含む脂肪族置換環状スルホン酸であり、例えば、脂肪族基（類）が全部で炭素原子を少なくとも１２個含むアルキルアリールスルホン酸、アルキル脂環式スルホン酸、アルキル複素環式スルホン酸および脂肪族スルホン酸である。これら油溶性スルホン酸の特定の例としては、石油スルホン酸、ペトロラタムスルホン酸、モノ及びポリワックス置換ナフタレンスルホン酸、置換スルホン酸、例えばセチルベンゼンスルホン酸、セチルフェニルスルホン酸等、脂肪族スルホン酸、例えばパラフィンワックススルホン酸、ヒドロキシ置換パラフィンワックススルホン酸等、脂環式スルホン酸、石油ナフタレンスルホン酸、セチルシクロペンチルスルホン酸、モノ及びポリワックス置換シクロヘキシルスルホン酸等を挙げることができる。「石油スルホン酸」は、石油製品から直接誘導されるスルホン酸全てを包含することを意味する。
【００７７】
この組成物に使用するのに適した一般的なII族金属スルホネートとしては、以下に例示する金属スルホネートを挙げることができる：カルシウムホワイトオイルベンゼンスルホネート、バリウムホワイトオイルベンゼンスルホネート、マグネシウムホワイトオイルベンゼンスルホネート、カルシウムジポリプロペンベンゼンスルホネート、バリウムジポリプロペンベンゼンスルホネート、マグネシウムジポリプロペンベンゼンスルホネート、カルシウムマホガニー石油スルホネート、バリウムマホガニー石油スルホネート、マグネシウムマホガニー石油スルホネート、カルシウムトリアコンチルスルホネート、マグネシウムトリアコンチルスルホネート、カルシウムラウリルスルホネート、バリウムラウリルスルホネート、マグネシウムラウリルスルホネート等。使用できる金属スルホネートの濃度は、ホウ酸カリウム粒子の濃度に依存して広範囲に渡って変えることができる。しかしながら、清浄剤は存在するとすればその濃度は、一般には０．２乃至約１０重量％の範囲にあり、好ましくは３乃至７重量％の範囲にある。さらに、本発明の組成物は、前述したように金属スルホネートと無灰分散剤両方の混合物を含有していてもよく、その比が、水和分散状ホウ酸塩組成物の適正な安定性を達成する因子となる。
【００７８】
［潤滑粘度の油］
水和ホウ酸カリウムおよび分散剤が添加される潤滑油は、如何なる炭化水素ベースの潤滑油であってもよいし、あるいは合成の基油原料油であってもよい。また、これらの潤滑油は前述したように、分散状のホウ酸カリウム組成物およびそれを含む添加剤パッケージに添加して、配合油組成物を形成することができる。炭化水素ベースの潤滑油は、合成もしくは天然の原料から誘導してもよく、またパラフィン系、ナフテン系またはアスファルテン系の基油、あるいはそれらの混合物であってもよい。希釈油は天然でもあるいは合成でもよく、また種々の粘度グレードであってもよい。
【００７９】
潤滑油は、分散状の水和ホウ酸カリウム組成物の３０乃至７０重量％、より好ましくは４５乃至５５重量％を占める。
【００８０】
［配合物］
本発明の（上述した）分散状の水和ホウ酸カリウム組成物は、一般的にはブレンドして、そのような分散状の水和ホウ酸カリウム組成物を含む添加剤パッケージを形成する。これらの添加剤パッケージは通常、約１０乃至８０重量％の上記分散状の水和ホウ酸カリウム組成物と、約９０乃至２０重量％の一以上の従来の添加剤とからなり、そして添加剤は、無灰分散剤（０〜１０％）、清浄剤（０〜５％）、硫化炭化水素（０〜４０％）、リン酸水素ジアルキル（０〜１５％）、ジチオリン酸亜鉛（０〜２０％）、リン酸及び／又はチオ−ジチオリン酸アルキルアンモニウム（０〜２０％）、亜リン酸塩（０〜１０％）、ペンタエリトリトールモノオレート（０〜１０％）、２，５−ジメルカプトチアジアゾール（０〜５％）、ベンゾトリアゾール（０〜５％）、分散性モリブデン二硫化物（０〜５％）、消泡剤（０〜２％）、およイミダゾリン（０〜１０％）等からなる群より選ばれる。ここで、各重量％は組成物の全重量に基づく。勿論、このような従来の添加剤の添加が、分散状の水和ホウ酸カリウム組成物中の水和ホウ酸カリウム、分散剤および潤滑粘度の油の濃度を薄めることは理解されよう。
【００８１】
本発明の完全に配合された配合油組成物は、これらの添加剤パッケージから、更に潤滑粘度の油とブレンドすることによって得ることができる。好ましくは、上記添加剤パッケージを潤滑粘度の油に、約２乃至１５重量％の量で添加して配合油組成物とする。ここで、添加剤パッケージの重量％は組成物の全重量に基づく。より好ましくは、潤滑粘度の油と一緒に、粘度指数向上剤を０〜１２％のレベルで、および／または流動点降下剤を０〜１％のレベルで加えて、配合油を形成する。ここで、粘度指数向上剤と流動点降下剤の重量％は組成物の全重量に基づく。
【００８２】
本発明の潤滑油には、その他各種の添加剤が存在していてもよい。それらの添加剤としては、酸化防止剤、錆止め剤、腐食防止剤、極圧剤、消泡剤、他の粘度指数向上剤、他の耐摩耗剤、およびその他当該分野で公知の各種の添加剤を挙げることができる。
【００８３】
【実施例】
本発明について、以下の実施例により更に説明するが、これらの実施例は特に有利な方法の態様を示すものである。なお、実施例は本発明を説明するためのものであって、それによって本発明が限定されるものではない。
【００８４】
下記の略語は、本明細書で使用するとき以下の意味である。定義されていない場合には、略語は当該分野で認知されていることを意味する。
ｇ                ＝  グラム
ＩＲ              ＝  赤外
Ｍｇ              ＝  ミリグラム
ｍｍ              ＝  ミリメータ
ＮＴＵ又はｎｔｕ  ＝  比濁濁り度単位
ＴＢＮ            ＝  全塩基価
さらに、特に断わらない限りは、以下に列挙する百分率は全て記載した組成物の全重量に基づく重量％である。
【００８５】
［実施例１］
本発明の水和ホウ酸カリウム組成物は一般に、水酸化カリウムとホウ酸の水溶液の油中水型乳化液を脱水することにより製造することができる。カリウムとホウ素の比が１：３の溶液を調製することが好ましい。この溶液を次に、ニュートラル油、分散剤、および／または清浄剤の組合せに添加し、混合して乳化液を生成させる。得られた乳化液を加熱して水分を除去し、そしてホウ酸カリウムを部分的に脱水する。減圧を用いてもよいし、また温度を適宜設定してもよい。乳化液の脱水の間に、乳化液から水分が一定温度、例えば約１０２℃で、急速に除去される第一の期間がある。この期間後には殆ど全てのプロセス水が除去されていて、この段階の後に除去される水分は水和ホウ酸塩オリゴマーの脱水によるものである。次いで、温度を緩やかに上げて乳化液を濁った状態から透明に変化させる。脱水率および温度が増加し続けるにつれて、得られた液体は再び濁ってくる。下記の装置を、これらの実施例で使用するとき実験データを測定するために用いた。
【００８６】
濁り度：ハック比濁り度計モデル：１８９００を用いて、配合油の濁り度をそのままで２０℃で測定した。濁り度計は、１８および１８０ｎｔｕのホルマジン第一標準を用いて調整した。
全塩基価（ＴＢＮ）：ＡＳＴＭ法Ｄ２８９６により、ブリンクマン６８２滴定処理機を用いてＴＢＮを測定した。
粒径分布（ＰＳＤ）：ホリバＬＡ−９２０粒径分析器でホリバＬＡ−９２０ソフトウェアを稼動させ、相対屈折率を「１２６Ａ０００Ｉ」に設定して、粒径分布を測定した。希釈剤として、濾過した（０．４５ミクロンフィルタ）ケロセンを用いた。
【００８７】
（分散状の水和ホウ酸カリウム組成物）
ホウ酸カリウム水溶液と清浄分散剤の油溶液の水中油型乳化液を、１３２℃で約３時間加熱することにより脱水して、水和ホウ酸カリウム分散組成物を製造した。水溶液は、２リットルのガラスビーカー中で、脱イオン水２７２．８ｇ、９９．５％のホウ酸（ＥＭサイエンス）２１９．６ｇ、及び４５％の水酸化カリウム水（ＶＷＲ）１４８．３ｇを、ホウ酸が完全に溶解するまで撹拌しながら加熱することにより調製した。水中油型乳化液は、グループＩ基油であるエクソン１５０ニュートラル油２７２．３ｇ、分子量約１１００ａｍｕのアルケニルコハク酸イミド６０．５ｇ、およびＴＢＮが約５ｍｇＫＯＨ／ｇの中性カルシウムスルホネート２６．５ｇを含有する油相に、この水性相を激しく混合しながら徐々に添加して作った。乳化液またはミクロ乳化液を形成するには、高剪断混合機が好ましい。次に、機械的撹拌器、加熱マントル、温度制御器、および窒素流ラインを備えた１．５リットルのステンレス鋼反応がま中で、乳化液を脱水した。
【００８８】
（現場赤外（ＩＲ）測定でモニタした脱水）
乳化液の脱水の間、現場測定型プローブを用いてＩＲデータを収集した。反応がまには、アプライド・システムズ(株)により製作された現場測定型リアクトＩＲ ＭＰモバイルＩＲプローブが備えられていて、プローブは六方反射ダイヤモンド被覆ＺｎＳｅ・ＡＴＲ素子であった。同じくアプライド・システムズ(株)により製作された反応ＩＲソフトウェアを用いて、ＩＲスペクトルを５分毎に集めたので、反応過程中ピーク高さ／面積を探知することができた。次いで、これらのピーク高さ／面積を時間でプロットした。脱水の間、様々な時間に試料を採取した。前述したようにして濁り度を測定し、またＯＨ：Ｂ比を算出した。分散状の水和ホウ酸カリウム組成物の濁り度およびＯＨ：Ｂの比を分析した。その結果を以下に表示する。
【００８９】
【表１】
0004974443.tif 000005
【００９０】
実施例１の操作に従って、実施例１Ａとして同定する第二の分散状の水和ホウ酸カリウム組成物を製造し、濁り度およびＯＨ：Ｂ比を分析し、そしてその結果を以下に表示する。
【００９１】
【表２】
0004974443.tif 000006
【００９２】
上記のデータは、ヒドロキシル基：ホウ素（ＯＨ：Ｂ）比が少なくとも１．２：１乃至１．５：１で、カリウム：ホウ素比が約１：２．７５乃至１：３．２５である分散状の水和ホウ酸カリウム組成物を、７５ｎｔｕ以下の濁り度を示すように製造できることを実証している。
【００９３】
［実施例２］
実施例１の分散状の水和ホウ酸カリウム組成物を配合して、下記成分からなる潤滑剤組成物を得た。
（ａ）従来の添加剤を更に含有する６００Ｎ／透明な原料油の約８７：１３混合物９７ｇ。例えば、米国特許第４７１７４９０号（サレンタイン、特許文献１３）を参照されたい。
（ｂ）実施例１の組成物３ｇ。
上記の潤滑剤組成物を、「実施例１の組成物」と呼ぶことにする。
【００９４】
実施例１Ａの分散状の水和ホウ酸カリウムを実施例１と同様にして配合して、潤滑剤組成物を得た。この潤滑剤組成物を、「実施例１Ａの組成物」と呼ぶことにする。
【００９５】
ＯＨ：Ｂ比が約０．８：１の市販の分散状の水和ホウ酸カリウムを、上記と同じ添加剤および基油原料油を用いて配合して、比較のための潤滑剤組成物を与えた。この組成物を、「比較組成物」と呼ぶことにする。
【００９６】
上記の組成物を同様のギヤセットに使用し、次いでこれらギヤセットについて、高温Ｌ−３７試験（シェルマン外、ＳＡＥ テクニカル・ペーパ・シリーズ８３１７３２に記載されている）にて、同一の条件下で評価した。この試験の低速、高トルク運転を１６３℃で約１６時間行った。この試験は、運転後のギヤセットの摩耗、並びにギヤセットのリッジングおよびピッチングで例示される表面疲労の程度を測定するものであり、ギヤセットの摩耗および疲労防止における潤滑剤組成物の性能を評価する厳密な試験であると解されている。この試験の結果を０から１０の尺度で評価する。ここで、数字が低いほどギヤセットの摩耗と疲労が大きい、または重大であることを表し、そして数字が高いほど摩耗または疲労が僅かである、または全く無いことを表す。
この評価の結果を下記に示す。
【００９７】
【表３】
0004974443.tif 000007
【００９８】
上記のデータは、本発明の組成物が、高温で作動させたギヤセットの摩耗および疲労を顕著に防止して、比較組成物を越える著しい改善を示すことを実証している。
【００９９】
以上の記述から、上述した本発明における様々な修正や変更は当該分野の熟練者にとって起こりうることである。添付した特許請求の範囲内となるそのような変更は全て、請求の範囲に包含されるものである。
【０１００】
【発明の効果】
本発明の新規な分散状の水和ホウ酸カリウム組成物は、低い濁り度を示し、そしてギヤセットのリッジングやピッチングから判断されるような摩耗および疲労を低減する。このような分散状の水和ホウ酸カリウム組成物を含む配合油組成物は、高温条件下での耐摩耗性が向上する。