JP2623112B2 - 熱媒体油 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は新規な熱媒体油に関し、さらに詳しくは特定
の構造を有するナフトエ酸エステルから成るか、または
該ナフトエ酸エステルを主成分とする、酸化安定性に特
に優れた新規な熱媒体油に関する。

［従来技術および発明が解決しようとする課題］ 最近の化学工業における技術の進歩は著しいものがあ
り、加熱方式においても直接加熱方式にかわり、熱媒体
として油などを用いる間接加熱方式が繊維、製紙、食
品、建築、化学などのあらゆる産業分野で広範囲に用い
られている。

この間接加熱方式の熱媒体としては熱媒体油が最も一
般的に使用されており、この熱媒体油は通常、 （１） 熱安定性に優れている、 （２） 蒸気圧が低く、引火点が高い、 （３） 低温流動性がよい、 （４） 毒性、臭気がない、 （５） 加熱効率がよい、 といった性状を持つことが要求され、現在では酸化防止
剤を添加した高度精製鉱油をはじめ、フェニルエーテ
ル、アルキルナフタレンなどが熱媒体油として広く用い
られている。

しかし、これら従来公知の熱媒体油の酸化安定性は満
足できるものではなかった。

本発明は、かかる問題点を解決すべく、特に酸化安定
性に優れ、長期に亘って安定に使用できる新規な熱媒体
油を提供することを目的とする。

本発明者は、上記目的を達成できる熱媒体油を開発す
べく研究を重ねた結果、特定の構造を有するナフトエ酸
エステルから成るか、または該ナフトエ酸エステルを主
成分とする熱媒体油が、公知の熱媒体油と比較して、酸
化安定性が格段に高いことを見出し、本発明を完成する
に至った。

［課題を解決するための手段］ すなわち本発明は、一般式 ［式中、Ｘは炭素数１〜20のアルキル基または一般式 で表される基（Ｒは炭素数２〜20のアルキレン基を示
す）を示す］ で表わされるナフトエ酸エステルから成るか、該ナフト
エ酸エステルを主成分とすることを特徴とする熱媒体油
を提供するものである。

以下、本発明の内容をより詳細に説明する。

本発明の熱媒体油は、一般式 ［式中、R₁は炭素数１〜20、好ましくは４〜18のアルキ
ル基であり、R₂は炭素数２〜20、好ましくは２〜12のア
ルキレン基である］ で表されるナフトエ酸エステルからなるか、または該ナ
フトエ酸エステルを主成分とすることを特徴とする。

本発明でいうアルキルナフトエートとしては、一般式 で表されるα−体でも、一般式 で表されるβ−体でも使用できるが、酸化安定性や原料
の入手のしやすさ等の面からα−体を用いるのが好まし
い。

また、本発明でいうアルキレンジナフトエートとして
は、一般式 で表されるα，α−体でも、 で表されるα，β−体でも、一般式 で表されるβ，β−体でも使用できるが、酸化安定性や
原料の入手のしやすさ等の面からα，α−体を用いるの
が好ましい。

また本発明によるナフトエ酸エステルにおいて、R₁で
表されるアルキル基の炭素数は１〜20、好ましくは４〜
18であることが必要であり、R₂で表されるアルキレン基
の炭素数は２〜20、好ましくは２〜12であることが必要
である。上記の数値を満たしていないナフトエ酸エステ
ルを使用すると、本発明で使用するナフトエ酸エステル
と比べて酸化安定性や熱媒体油としての物理的特性が劣
るため好ましくない。

また、R₁で表されるアルキル基およびR₂で表されるア
ルキレン基は直鎖状のものでも分枝状のものでも使用で
きる。

本発明におけるナフトエ酸エステルのR₁で表されるア
ルキル基の好ましいものとしては、具体的には例えば、
ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オク
チル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル
基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、
ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、１
−メチルプロピル基、１−メチルブチル基、１−エチル
プロピル基、１−メチルペンチル基、１−エチルブチル
基、１−メチルヘキシル基、１−エチルペンチル基、１
−プロピルブチル基、１−メチルヘプチル基、１−エチ
ルヘキシル基、１−プロピルペンチル基、１−メチルオ
クチル基、１−エチルヘプチル基、１−プロピルヘキシ
ル基、１−ブチルペンチル基、１−メチルノニル基、１
−エチルオクチル基、１−プロピルヘプチル基、１−ブ
チルヘキシル基、１−メチルデシル基、１−エチルノニ
ル基、１−プロピルオクチル基、１−ブチルヘプチル
基、１−ペンチルヘキシル基、１−メチルウンデシル
基、１−エチルデシル基、１−プロピルノニル基、１−
ブチルオクチル基、１−ペンチルヘプチル基、１−メチ
ルドデシル基、１−エチルウンデシル基、１−プロピル
デシル基、１−ブチルノニル基、１−ペンチルオクチル
基、１−ヘキシルヘプチル基、１−メチルトリデシル
基、１−エチルドデシル基、１−プロピルウンデシル
基、１−ブチルデシル基、１−ペンチルノニル基、１−
ヘキシルオクチル基、１−メチルテトラデシル基、１−
エチルトリデシル基、１−プロピルドデシル基、１−ブ
チルウンデシル基、１−ペンチルデシル基、１−ヘキシ
ルノニル基、１−ヘプチルオクチル基、１−メチルペン
タデシル基、１−エチルテトラデシル基、１−プロピル
トリデシル基、１−ブチルドデシル基、１−ペンチルウ
ンデシル基、１−ヘキシルデシル基、１−ヘプチルノニ
ル基、１−メチルヘキサデシル基、１−エチルペンタデ
シル基、１−プロピルテトラデシル基、１−ブチルトリ
デシル基、１−ペンチルドデシル基、１−ヘキシルウン
デシル基、１−ヘプチルデシル基、１−オクチルノニル
基、１−メチルヘプタデシル基、１−エチルヘキサデシ
ル基、１−プロピルペンタデシル基、１−ブチルテトラ
デシル基、１−ペンチルトリデシル基、１−ヘキシルド
デシル基、１−ヘプチルウンデシル基、１−オクチルデ
シル基、tert−ブチル基、tert−アミル基、1,1−ジメ
チルブチル基、１−エチル−１−メチルプロピル基、1,
1−ジメチルペンチル基、１−エチル−１−メチルブチ
ル基、1,1−ジエチルプロピル基、1,1−ジメチルヘキシ
ル基、１−エチル−１−メチルペンチル基、1,1−ジエ
チルブチル基、1,1−ジメチルヘプチル基、１−エチル
−１−メチルヘキシル基、1,1−ジエチルペンチル基、
1,1−ジメチルオクチル基、１−エチル−１−メチルヘ
プチル基、1,1−ジエチルヘキシル基、1,1−ジメチルノ
ニル基、１−エチル−１−メチルオクチル基、1,1−ジ
エチルヘプチル基、1,1−ジメチルデシル基、１−エチ
ル−１−メチルノニル基、1,1−ジエチルオクチル基、
1,1−ジメチルウンデシル基、１−エチル−１−メチル
デシル基、1,1−ジエチルノニル基、1,1−ジメチルドデ
シル基、１−エチル−１−メチルウンデシル基、1,1−
ジエチルデシル基、1,1−ジメチルトリデシル基、１−
エチル−１−メチルドデシル基、1,1−ジエチルウンデ
シル基、1,1−ジメチルテトラデシル基、１−エチル−
１−メチルトリデシル基、1,1−ジエチルドデシル基、
1,1−ジメチルペンタデシル基、１−エチル−１−メチ
ルテトラデシル基、1,1−ジエチルトリデシル基、1,1−
ジメチルヘキサデシル基、１−エチル−１−メチルペン
タデシル基、1,1−ジエチルテトラデシル基、２−エチ
ルヘキシル基、２−ヘキシルデシル基、２−（1,3,3−
トリメチルブチル）−5,7,7−トリメチルオクチル基等
が挙げられる。

また、本発明におけるナフトエ酸エステルのR₂で表さ
れるアルキレン基の好ましいものとしては、具体的には
例えば、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン
基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチ
レン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチ
レン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、メチ
ルエチレン基、１−メチルトリメチレン基、エチルエチ
レン基、１−メチルテトラメチレン基、１−エチルトリ
メチレン基、１−メチルペンタメチレン基、１−エチル
テトラメチレン基、１−メチルヘキサメチレン基、１−
エチルペンタメチレン基、１−メチルヘプタメチレン
基、１−エチルヘキサメチレン基、１−メチルオクタメ
チレン基、１−エチルヘプタメチレン基、１−メチルノ
ナメチレン基、１−エチルオクタメチレン基、１−メチ
ルデカメチレン基、１−エチルノナメチレン基、１−メ
チルウンデカメチレン基、１−エチルデカメチレン基、
1,1−ジメチルエチレン基、1,1−ジメチルトリメチレン
基、1,1−ジメチルテトラメチレン基、1,1−ジメチルペ
ンタメチレン基、1,1−ジメチルヘキサメチレン基、1,1
−ジメチルヘプタメチレン基、1,1−ジメチルオクタメ
チレン基、1,1−ジメチルノナメチレン基等が挙げられ
る。

本発明によるナフトエ酸エステルの構造が前記の範囲
内にあれば、本発明の熱媒体油は特定の１種の化合物で
あっても、２種以上の混合物であってもさしつかえな
い。

本発明におけるナフトエ酸エステルは、通常、ナフト
エ酸とアルコールとのエステル化反応によって得ること
ができる。すなわち、炭素数１〜20の１価アルコール、
炭素数２〜20の２価アルコールを使用し、硫酸等の酸触
媒の存在下でナフトエ酸と反応温度100〜180℃で反応す
ることにより得ることができる。

本発明によるナフトエ酸エステル混合物からなるか、
またはこれを主成分とする熱媒体油は単独でも通常の熱
媒体油に要求される各種性状とともに酸化安定性が特に
良いという優れた性状を兼ね備えているが本発明の熱媒
体油に必要に応じて通常使用されている公知の添加剤、
例えば酸化防止剤、清浄分散剤、粘度指数向上剤、流動
点降下剤、腐食防止剤、金属不活性化剤、さび止め剤、
消泡剤、着色剤等を添加してもよい。これら各種添加剤
の詳細は、例えば“潤滑油学会誌、第15巻、第６号”ま
たは“桜井俊男編著、「石油製品添加剤」（幸書房）”
等に記載されている。これら各種添加剤の合計添加量
は、熱媒体油全量を基準として10wt％以下、好ましくは
5wt％以下、特に好ましくは3wt％以下である。

また本発明の熱媒体油は、その高い酸化安定性を損ね
ない範囲において、必要に応じて鉱油や公知の合成油、
例えばポリブテン、α−オレフィンオリゴマー、アルキ
ルベンゼン、アルキルナフタレン、ジエステル、ポリオ
ールエステル、ポリグリコール、ポリフェニルエーテ
ル、トリクレジルホスフェート、シリコーン油、パーフ
ルオロアルキルエーテル等の合成油を熱媒体油全量を基
準として50wt％未満、好ましくは30wt％以下、特に好ま
しくは20wt％以下混合することも可能である。

［実施例］ 以下、本発明の内容を実施例および比較例によりさら
に具体的に説明する。

実施例１ ４つ口フラスコにα−ナフトエ酸１モル（172g）、オ
クチルアルコール1.5モル（195g）および3mlの濃硫酸を
入れ、窒素雰囲気下で120℃に加熱し５時間攪拌した。
反応終了後、冷却し、分液ロートで水、硫酸、未反応の
ナフトエ酸およびアルコールを除去し、減圧蒸留して目
的とするオクチル−α−ナフトエート230gを得た。沸点
は200〜202℃/4mmHgであった。

このオクチル−α−ナフトエートの性能を評価するた
め、以下に示す評価試験を行い、その結果を第１表に示
した。

［粘度］ JIS Ｋ 2283に規定される原油および石油製品の動
粘度試験方法に従い、40℃と100℃での動粘度を測定し
た。

［酸化試験寿命］ JIS Ｋ 2514−3.3に規定される回転ボンベ式酸化試
験を行った。酸化性能は酸素圧が1.8kg/cm²低下するま
での時間で評価した。

試験温度:150℃ 酸素圧:13kg/cm² 触媒：銅線1.60mmφ 実施例２ オクチルアルコールの代わりにドデシルアルコールを
用い、他は実施例１と同様にしてドデシル−α−ナフト
エート241gを得た。沸点は240〜244℃/5mmHgであった。

このドデシル−α−ナフトエートの性能評価を、実施
例１と同様の方法により行ない、その結果を第１表に示
した。

実施例３ オクチルアルコールの代わりに２−（1,3,3−トリメ
チルブチル）−5,7,7−トリメチルオクチルアルコール
を用い、他は実施例１と同様にして２−（1,3,3−トリ
メチルブチル）−5,7,7−トリメチルオクチル−α−ナ
フトエート192gを得た。沸点は246〜248℃/4mmHgであっ
た。

この２−（1,3,3−トリメチルブチル）−5,7,7−トリ
メチルオクチル−α−ナフトエートの性能評価を、実施
例１と同様の方法により行い、その結果を第１表に示し
た。

実施例４ オクチルアルコールの代わりに２−エチルヘキシルア
ルコールを用い、他は実施例１と同様にして２−エチル
ヘキシル−α−ナフトエート240gを得た。沸点は198〜2
00℃/3mmHgであった。

この２−エチルヘキシル−α−ナフトエートの性能評
価を実施例と同様の方法により行い、その結果を第１表
に示した。

比較例１〜３ 従来より熱媒体油として用いられているナフテン系精
製鉱油（比較例１）、ジイソプロピルナフタレン（比較
例２）、式 および式 で表されるフェニルエーテルの混合物（比較例３）の性
能評価を実施例１と同様の方法により行い、その結果を
第１表に示した。

第１表の酸化試験寿命の結果から明らかなように、本
発明にかかるナフトエ酸エステルよりなる熱媒体油は、
非常に高い高温酸化安定性を示している。それに対し
て、精製鉱油、アルキルナフタレン、フェニルエーテル
など従来の熱媒体油は、酸化試験寿命が本発明の熱媒体
油より大きく劣っていることがわかる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のナフトエ酸エステルよ
りなる熱媒体油は、従来公知の熱媒体油では到達し得な
い高い酸化安定性を有するものである。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一般式 ［式中、Ｘは炭素数１〜20のアルキル基または一般式 で表される基（Ｒは炭素数２〜20のアルキレン基を示
   す）を示す］ で表わされるナフトエ酸エステルから成るか、該ナフト
   エ酸エステルを主成分とすることを特徴とする熱媒体
   油。