JPH10511709A

JPH10511709A - 生物分解性分枝鎖合成エステルベースストック及びそれらから生成された潤滑剤

Info

Publication number: JPH10511709A
Application number: JP8517820A
Authority: JP
Inventors: ダンカン、キャロリン・ビー; ミード、リーア・ケイ
Original assignee: エクソン・ケミカル・パテンツ・インク
Priority date: 1994-12-08
Filing date: 1995-12-08
Publication date: 1998-11-10
Also published as: NO972589L; NO317945B1; CN1173196A; WO1996017907A1; FI972419A0; JPH10511710A; US5681800A; FI972419L; FI972418A7; BR9509879A; PL181821B1; DE69523067T2; EP0796308B1; CA2208217A1; EP0796309B1; CN1277249A; BR9509883A; WO1996017910A1; FI972418A0; DK0802962T3

Abstract

(57)【要約】 60乃至99重量％の、一般式、Ｒ（ＯＨ）_n（式中、Ｒは、約２乃至20の炭素原子を有する脂肪族基又は脂環式基であり、ｎは少なくとも２である）を有する分枝鎖又は線状アルコールと、約30乃至80モル％の、約Ｃ₅乃至Ｃ₁₂の範囲の炭素数を有する線状酸及び、20乃至70モル％の、約Ｃ₅乃至Ｃ₁₀の範囲の炭素数を有する少なくとも１つの分枝鎖酸を含む混合酸との反応生成物を含む、少なくとも１つの生物分解性合成エステルベースストックであり、生物分解性合成エステルベースストックを生成するために用いられる前記分枝鎖酸の10％以下しか、第四級炭素を含まなく、約0.15：１乃至0.3 ：１の炭素対酸素の比を有し、修正スターム試験により測定された、28日で少なくとも60％の生物分解、−25℃より低い流動点、−25℃において7500cps より低い粘度及びＨＰＤＳＣにより測定された45分以下の酸化安定性を示す、少なくとも１つの生物分解性合成エステルベースストックから生成される生物分解性潤滑剤。

Description

【発明の詳細な説明】生物分解性分枝鎖合成エステルベースストック及びそれらから生成された潤滑剤本発明は、一般的には、生物分解又は潤滑の損失なく、生物分解性の潤滑剤ベースストックの低温流動性及び分散剤溶解性を改良するための分枝鎖合成エステルの使用に関する。エステルのアシル及び／又はアルコール部分の鎖に沿って分枝を有することによって少なくとも60％の生物分解［修正スターム（Modified S turm）試験により測定された］が達成され得る。それらの分枝鎖の合成エステルは、２サイクルエンジン油における生物分解性潤滑剤の生成において特に有用である。このエステルの、炭素対酸素の割合のために、エステルは、従来の２サイクル空冷式エンジン潤滑剤ベースストックよりも少ない煙りを生じ、よりきれいに燃焼する。発明の背景川、海及び湖のような水路への潤滑剤の分散をもたらす用途に用いるための生物分解性潤滑剤を開発することにおける関心は、周囲地域社会及び潤滑剤製造業者の両方によりもたれる重要な関心である。生物分解又は潤滑の損失なく低温流動性及び添加剤溶解性を維持する潤滑剤の合成が非常に望ましい。生物分解性潤滑剤用（２サイクルエンジン油、カタパルト油、油圧作動油、ドリリング流体、水車用油、グリース及び圧縮機油）のベースストックは典型的に、(1)分散剤及びポリリアミドのような他の添加剤との溶解性、(2)良好な低温流動特性（−40℃より低い流動点及び−25℃において7500ｃｐｓ未満）、(3)どの分散剤及び／又は配合された潤滑剤への他の添加剤の低生物分解性を補うのに十分な生物分解性、(4)耐摩耗添加剤の補助なしで良好な潤滑性及び(5)高い引火点［ＡＳＴＭ試験番号Ｄ-92 により測定されたＣＯＣ（Cleveland Open Cup）による引火点及び燃焼点が260 ℃より高い］であることの５つの基準を満たさなくてはならない。経済協力開発機構（ＯＥＣＤ）は、1979年12月に分解及び蓄積試験に対する試験ガイドライン草案を出した。その専門家グループは、有機化学物質の「迅速な生物分解性」を決定するために、修正ＯＥＣＤスクリーニング試験、修正ＭＩＴＩ試験（Ｉ）、密閉瓶試験、修正スターム試験（Modified Sturm Test）及び修正ＡＦＮＯＲ試験の試験を用いるべきであるということを推奨している。そのグループは又、上記の試験でそれぞれ、溶解された有機炭素（ＤＯＣ）が70％、生物学的酸素要求量（ＢＯＤ）が60％、総有機炭素（ＴＯＤ）が60％、二酸化炭素が60％及びＤＯＣが70％である、28日以内に得られる生物分解の「合格レベル」が良好な証明として見なされることを推奨している。従って、修正スターム試験を用いて28日以内に得られる生物分解の「合格レベル」は、少なくとも二酸化炭素が60％である。 28日という試験期間を設定することにおける主な目的は、微生物が化学物質に適応するのに十分な時間（遅延相）を与えることであるので、比較的短い適応時間の後にゆっくりと分解する化合物を試験に合格させてはならない。従って、生物分解の速度におけるチェックをしなければならない。生物分解の合格レベル（ 60％）は、生物分解開始時から10日以内に到達しなくてはならない。理論的二酸化炭素量の10％が発生したときに生物分解が始まったと考えられる。すなわち、容易に生物分解され得る流体は、28日以内に二酸化炭素の少なくとも60％の産生を有しなくてはならず、そしてこのレベルは、生物分解から10日以内に10％を超えなくてはならない。このことは、「10日ウインドー」として知られている。修正スターム試験での化学物質の「迅速な生物分解性」を試験するためのＯＥＣＤのガイドライン（1981年５月12日に採択されたＯＥＣＤ301 Ｂであり、参考として本明細書にそれを組み込む）は、生成されたはずであり、試験化合物の炭素含量から計算される理論的二酸化炭素（ＴＣＯ₂）の％として測定され表わされる、試験化合物により生成される二酸化炭素の量の測定に関する。従って、生物分解性は、ＴＣＯ₂の割合として表わされる。修正スターム試験は、他の有機炭素源が本質的にない化学的に限定された液体媒体に試験物質を加えてそして下水微生物を接種することにより行う。放出された二酸化炭素を炭酸バリウムとして取り出す。適するブランク対照試験と比べた後に、試験化合物により生成された二酸化炭素の総量を試験期間決定し、試験物質が炭素組成に基づいて理論的に生成させ得た総二酸化炭素の割合として計算される。G.van der Waals 及び D.Kenbeek による“Testing，Application，and Future Development of Enviro nmetally Friendly Ester Based Fluids”、Journal of Synthetic Lubrication 、10巻、１号（1993年４月）、67-83 頁を参照。その文献を参考として本明細書に組み込む。最近の使用における１つのベースストックは、菜種油（すなわち、40℃において47.8cSt の粘度、０℃の流動点、162 ℃の発火点及び修正スターム試験による 85％の生物分解性を有する、脂肪酸、例えば７％の飽和Ｃ₁₂乃至Ｃ₁₈酸、50％のオレイン酸、36％のリノール酸及び７％のリノレン酸、のトリグリセリド）である。菜種油は、良好な生物分解性を有するが、生物分解性潤滑剤用途へのその使用は、乏しい低温特性及び乏しい安定性ゆえに限られている。分子量が十分に低くなければ、線状酸及び線状アルコールの両者から合成されるエステルは、乏しい低温特性を有する傾向がある。線状酸のポリオールエステルのような、線状酸及び高度に分岐したアルコールから合成された場合でさえ、良好な低温特性を有する高粘度エステルを得るのは困難である。その他に、線状酸のペンタエリトリトールエステルは、ポリアミドのような分散剤と乏しい溶解性を示し、低分子量（すなわち、14未満の炭素数を有する）の線状酸のトリメチロールプロパンエステルは十分な潤滑性を与えない。この低潤滑性は又、分枝鎖アルコールのアジペートエステルで見られる。低分子量の線状エステルは又、低粘度を有するので、良好な低温流動特性を維持しながら、粘度を高めるためには、ある程度の分岐が必要である。しかし、高度に分岐したオキソ酸のポリオールエステルの場合のような、エステルのアルコールと酸部分の両方が高度に分岐している場合、得られた分子は、修正スターム試験（ＯＥＣＤ試験番号301 Ｂ）により測定される生物分解性が乏しい。 Randles 及びWrightによる論文、“Environmentally Considerate Ester Lubr icants for the Automotive and Engineering Industries”、Journal of Synth etic Lubrication 、9-2 巻、145-161 頁において、微生物分解を遅延させるか又は低減させる主な特徴は、β- 酸化を低減させ、エステル加水分解が阻止される程度の分岐の程度である。炭素鎖に沿った分枝による生物分解性の不利益が、R. D．Swisherによる著書、“Surfactant Biodegradation”、Marcel Dekker，Inc．、２版（19887 年）、415-417 頁にさらに論じられている。その著書では、Swisher は、「その結果は、増大した分枝での生物分解性に対する増大した抵抗を明らかに示している。他の線状分子における単一のメチル分枝の効果は、わずかに注目されるが、増大した分枝での（生物分解性への）増大した抵抗が一般的に観察され、そして分子におけるすべての鎖末端において第四級分枝がある場合に、その抵抗は例外的に大きくなる。」と記載している。生物分解性におけるアルキル分枝の不利益が、又、N.S．Battersby、S.E.Pack及びR.J.Watk inson による論文、“A Correlation Between the Biodegradability of Oil Pr oducts in the CEC-L-33-T-82 and Modifiied Sturm Tests ”、Chemoshere、24 (12)、1989-2000 頁（1992年）においても論じられている。初期には、分枝鎖ポリオールエステルの乏しい生物分解性は、分枝鎖及び、より少ない程度では水における分子の不溶性による結果であると考えられていた。しかし、本願の発明者による最近の研究により、それらの分枝鎖エステルの非生物分解性は、第三級及び第四級の炭素を分解する微生物の非能力のためよりも立体障害の機能であることが示された。従って、エステル結合の周囲の立体障害を軽減させることにより、生物分解性は分枝鎖エステルで容易に生じることができる。分枝鎖合成ポリオールエステルは、冷却潤滑剤用途のような、非生物分解性用途に広範に用いられており、3,5,5-トリメチルヘキサン酸を分子に25モル％以上組み込む場合に、非常に有効であることが証明された。しかし、トリメチルヘキサン酸は、修正スターム試験（ＯＥＣＤ301 Ｂ）により測定されたように生物分解性ではなく、3,5,5-トリメチルヘキサン酸の25モル％の組込みでさえ、含まれた第四級炭素によりポリオールエステルの生物分解を非常に低くする。同様に、トリアルキル酢酸（すなわち、ネオ酸）のポリオールエステルへの組込みは、非常に有用な冷凍機潤滑剤を生成する。しかし、それらの酸は、修正スターム試験（ＯＥＣＤ301 Ｂ）により決定されるような生物分解をせず、生物分解性用途のためにポリオールエステルを生成するのに用いられ得ない。すべての分枝鎖酸のポリオールエステルが同様に冷凍機用油として用いられることができる。しかし、それらは、修正スターム試験（ＯＥＣＤ301 Ｂ）により決定される生物分解を迅速にせず、生物分解性用途における使用に望ましくない。冷凍機用途のために、純粋に線状のＣ₅及びＣ₁₀酸から生成されるポリオールエステルは修正スターム試験では生物分解性であるが、粘度があまりに低くそして抗摩耗添加剤を必要とするので、油圧作動又は２サイクルエンジン用途における潤滑剤として働かない。生物分解性潤滑剤用途に必要な種々の特性のすべて、すなわち、高粘度、低流動点、酸化安定性及び修正スターム試験により測定された生物分解性を示すことができる潤滑剤ベースストックを開発することは非常に困難である。 1989年５月２日に発行された米国特許第4,826,633 号（Carrら）には、トリメチロールプロパン及びモノペンタエリトリトールの少なくとも１つを脂肪族モノカルボン酸の混合物と反応させることにより生成される合成エステル潤滑剤ベースストックが開示されている。酸の混合物には、５乃至10の炭素原子を有する直鎖酸及び６乃至10の炭素原子を有するイソ酸、好ましくはイソノナン酸（すなわち、3,5,5-トリメチルヘキサン酸）が含まれる。このベースストックを従来のエステル潤滑剤添加剤パッケージと混合して、99℃（210°Ｆ）において少なくとも5.0cSt及び少なくとも−54℃（−65°Ｆ）もの低さの流動点を有する潤滑剤を生成する。この潤滑剤は、ガスタービンエンジンにおいて特に有用である。Carr らによる特許は本願発明と、２つの理由で異なっている。まず、その特許は、好ましくは、すべての酸分子に第四級炭素を含有する3,5,5-トリメチルヘキサン酸を分枝鎖酸として用いる。3,5,5-トリメチルヘキサン酸内での第四級炭素の組込みは、ポリオールエステル生成物の生物分解を阻害する。又、Carrらによる潤滑剤は、高圧示差走査熱量計（ＨＰＤＳＣ）により測定された高安定性、すなわち、約35乃至65分間を示すので、微生物が分解し得ない。逆に、本発明による潤滑剤は、安定性が低い、すなわち、約12乃至17分間のＨＰＤＳＣ示度を有する。低安定性は、微生物がポリオール構造のまわりの炭素炭素結合を攻撃することを可能にし、エステルを有効に生物分解する。本発明の潤滑剤が安定性がより低い１つの理由は、潤滑剤ベースストックを生成するのに用いられる分枝鎖酸の10％以下しか第四級炭素を含有しないという事実である。従って、本願発明者らは、エステル分子に分枝鎖酸を組込むことにより、良好な低温流動性、分散剤と良好な溶解性及び良好な潤滑性を有する生物分解性ベースストックを用いて高度に生物分解性潤滑剤が得られることを見出だした。本発明により用いられる分枝鎖酸は、粘度を増大するために必要であり、それらの酸における複数の異性体は、低温特性を得るのに有用である。すなわち、分枝鎖酸は、分子量を増大せずに化学者に粘度を増大させることができる。さらに分枝鎖生物分解性潤滑剤は、すべての線状の生物分解性潤滑剤よりも(1)低下された流動点、(2)他の添加剤との増大された溶解性、(3)潤滑油の増大された清浄性／分散性及び(4)増大された酸化安定性についての累積利点を与える。さらに、本発明による生物分解性合成エステルベースストックは、そのエステルをよりきれいに燃焼させ、２サイクルの空冷式エンジン潤滑剤配合物において煙りを少なくする、炭素対酸素の比を有する。すなわち、本発明ののエステルベースストックにおける酸素対炭素の比は、約0.1 ：１の酸素対炭素の割合を有する従来のエステル、すなわち、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）と反応されたイソステアレート又は菜種油のエステルよりも実質的に高い。 1994年５月３日に発行された米国特許第5,308,524号（Miyajiら）は、２サイクル又はロータリーエンジン用の生物分解性潤滑油組成物に向けられている。Mi iyaji らの例の１つは、40℃において、39.9cSt の動粘度及びＣＥＣ試験で98％の生物分解性を示した、ペンタエリトリトールのイソＣ₈一塩基脂肪酸及びｎ- Ｃ₁₀一塩基脂肪酸とのエステルベースストックである。ＣＥＣ試験は、生物分解性を検知することにおいて修正スターム試験ほど信頼性がないことを注目しなくてはならない。ペンタエリトリトールとイソＣ₈酸のエステルの粘度は40℃において約50cSt であり、そしてペンタエリトリトールとｎ- Ｃ₁₀酸の粘度は、40℃ において約38.6cSt であるので、Miyajiらの特許より開示された、ペンタエリトリトールと、イソＣ₈一酸及びｎ- Ｃ₁₀一酸の混合物とのエステルは、40℃において39.9cSt の粘度を得るためにイソＣ₈酸を約10％以下しか含有しない。低量、すなわち、Miiyaji らの特許に開示されたエステルのような、10％以下の分枝鎖酸しか有しないエステルは生物分解性であり得ることは当業者に知られている。しかし、本発明は、約30乃至80モル％の、およそＣ₅乃至Ｃ₁₂の範囲の炭素数を有する線状酸及び、20乃至70モル％の、およそＣ₅乃至Ｃ₁₀の範囲の炭素数を有する少なくとも１つのの分枝鎖酸から成る混合酸を有する生物分解性エステルベースストックに関する。そのような多割合の分枝鎖酸を使用し、なお、修正スターム試験により測定される、28日で少なくとも60％の生物分解を示す生成物を生成することは、当業者に知られていない。実際、従来の知識は、生物分解性エステルベースストックの合成において20乃至70モル％の分枝鎖酸を用いることは、教示していない。さらに、10％のイソＣ₈酸を有するMiyajiらのエステルベースストックは本発明の低温特性要件、すなわち、−25℃より低い、好ましくは−40℃より低い流動点及び−25℃において7500cps 未満の粘度を満たさない。すなわち、Miyajiらの特許に開示されたエステルベースストックは、−25℃以下の温度で固体である。本願発明者らにより集められそして実施例において記載された後のデーターは、上記の特性のすべてが、高度に分岐した酸及び線状酸の両方を組込む生物分解性合成エステルベースストックと配合された生物分解性潤滑剤で最も良好に満たされることを示す。発明の概要一般式、Ｒ（ＯＨ）_n［式中、Ｒは、約２乃至20の炭素原子を有する脂肪族基又は脂環式基（好ましくはアルキル）であり、ｎは少なくとも２であり、約10以下である］を有する分枝鎖又は線状アルコールと、約30乃至80モル％の、より好ましくは約35乃至55モル％の、約Ｃ₅乃至Ｃ₁₂、より好ましくは約Ｃ₇乃至Ｃ₁₀の範囲の炭素数（すなわち、炭素数は、場合により酸又はアルコールのいずかにおける炭素原子の総数を意味する）を有する線状酸及び、約20乃至70モル％の、より好ましくは約35乃至55モル％の、約Ｃ₅乃至Ｃ₁₃、より好ましくはＣ₇乃至Ｃ₁₀ の範囲の炭素数を有する少なくとも１つの分枝鎖酸を含む混合酸との反応生成物を好ましくは含む生物分解性合成ベースストックであり、そのエステルは、約0. 15：１乃至0.3 ：１の炭素対酸素の比を有し、修正スターム試験により測定された28日での少なくとも60％の生物分解、−25℃より低い流動点、−25℃において 7500cps より低い粘度及びＨＰＤＳＣにより測定された45分以下の酸化安定性を示す。最も好ましい態様では、複数の異性体、好ましくは３より多い異性体、最も好ましくは５つより多い異性体を含む分枝鎖酸を有するのが望ましい。線状酸は、好ましくは、一般式、ＲＣＯＯＨ（式中、Ｒは、約４乃至11の炭素原子、より好ましくは約７乃至10の炭素原子を有するｎ- アルキルである）を有するアルキルモノ- 又はジ- カルボン酸である。生物分解性合成エステルベースストックを生成するのに用いられる分枝鎖酸の10％以下しか第四級炭素を含まないことが好ましい。それらの生物分解性合成ベースストックは、よりきれいに燃焼し、それによって生じる煙りが少ない、約0.2 ：１、好ましくは約0.15：１乃至0.3 ：１の酸素対炭素比を有するので、生物分解性２サイクル、空冷式エンジン潤滑剤配合物の配合において特に有用である。本発明による配合された生物分解性潤滑剤は、好ましくは、約60乃至99.5重量％の、少なくとも１つの上記の生物分解性潤滑剤合成ベースストック、約１乃至 20重量％の潤滑剤添加剤パッケージ及び約0.5 乃至20％の溶媒を含む。本発明の生物分解性潤滑剤は又、(1)非常に低い毒性、(2)増大した酸化安定性及び(3)シール膨潤に対して中間という性質を示す。好ましい態様の記載本発明による種々の生物分解性潤滑剤及び生物分解性潤滑油の配合において用いられる分枝鎖の合成エステルベースストックは好ましくは、約86乃至92％のモノペンタエリトリトール、６乃至12％のジペンタエリトリトール及び１乃至３％のトリペンタエリトリトールを含む工業銘柄のペンタエリトリトールと、約45乃至70モルのＣ₈及びＣ₁₀線状酸（「Ｃ810」線状酸）及び約30乃至55モル％のイソＣ₈［例えば、セカノン（Cekanoic）8］分枝鎖酸との反応生成物から生成される。ネオペンチルグリコール（ＮＰＧ）は、2-エチルヘキサン酸又はイソＣ₈酸で完全にエステル化され得てそしてなお、修正スターム試験により測定された約90 ％の生物分解を維持する。分枝鎖ポリオールに２つの分枝鎖酸を添加した後に、エステル結合は、分枝鎖アルコールの第四級炭素のまわりに群がり始める。分枝鎖アルコールに付加された付加的な分枝鎖酸は、分枝鎖アルコールへの分枝鎖酸の４番目の付加により、得られた分子の生物分解が、修正スターム試験により測定された約80％から15％未満の生物分解に低減するように、分子の生物分解を低下させ始める。分子への線状酸の導入は、分枝鎖アルコールの第四級炭素のまわりの立体的込み合いを緩和させる。従って、ペンタエリトリトールにおいて２つの分枝鎖酸及び２つの分枝鎖アルコールを有することにより、例えば、酵素は、エステル結合に接近し、生物分解の第一段階、すなわち、エステルの加水分解が起こり得る。各々のペンタエリトリトールエステルにおいて、ヒドロキシル基は、種々の分枝鎖酸及び線状酸でエステル化される。アルコール本発明の分枝鎖酸及び線状酸と反応し得るアルコールのうち、例として、一般式、Ｒ（ＯＨ）_n ［式中、Ｒはいずれかの脂肪族又は脂環式ヒドロカルビル基（好ましくはアルキル基）であり、ｎは、少なくとも２である］で表わされたポリオール（すなわち、ポリヒドロキシル化合物）である。ヒドロカルビル基は、約２乃至約20又はそれより多い炭素原子を含み得て、そしてヒドロカルビル基は又、塩素、窒素及び／又は酸素原子のような置換基も含み得る。一般的に、ポリヒドロキシル化合物は、約２乃至約10のヒドロキシル基、好ましくは約２乃至約６ヒドロキシ基を含む。ポリヒドロキシル化合物は、１つ以上のオキシアルキレン基を含み、従って、ポリヒドロキシ化合物は、ポリエーテルポリオールのような化合物を含む。カルボン酸エステルを生成するために用いられるポリヒドロキシ化合物に含まれる炭素原子数（すなわち、炭素数）及びヒドロキシ基数（すなわち、ヒドロキシル価）は、広範な範囲にわたり変わり得る。ネオペンチルグリコール、2,2-ジメチロールブタン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリロチロールブタン、モノペンタエリトリトール、工業銘柄ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、エチレングリコール、プロピレングリコール及びポリアルキレングリコール（例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール等及び、エチレングリコール及びプロピレングリコールの重合された混合物のようなそれらのブレンド）は、ポリオールとして特に有用である。好ましい分枝鎖アルコール及び線状アルコールは、工業銘柄ペンタエリトリトール、モノペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン及びプロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、ソルビトール等及び2-メチルプロパンジオールから成る群から選ばれる。最も好ましいアルコールは、工業銘柄（すなわち、88％のモノ-、10％のジ- 及び１乃至２％のトリ-）ペンタエリトリトールである。分枝鎖酸分枝鎖酸は、好ましくは、約Ｃ₅乃至Ｃ₁₃、より好ましくはＣ₇乃至Ｃ₁₀の範囲の炭素数を有するモノカルボン酸であり、メチル分枝が好ましい。好ましい分枝鎖酸は、10％以下の分枝鎖酸しか、第四級炭素を含まない分枝鎖酸である。モノカルボン酸は、2-エチルヘキサン酸、イソヘプタン酸、イソオクタン酸、イソノナン酸、イソデカン酸及びα- 分枝鎖酸から成る群から選ばれる少なくとも１つの酸である。最も好ましい分枝鎖酸はイソオクタン酸、例えば、セカノン８酸（ Cekanoic 8 acid）である。分枝鎖酸は、主に、分子当り、約0.3 乃至1.9 の範囲の平均分枝を有する二分枝鎖酸又はα- 分枝鎖酸である。複数の異性体、好ましくは３より多い異性体、最も好ましくは５より多い異性体を含む分枝鎖酸を有することが好ましい。線状酸好ましい線状モノ- 及び／又はジ- カルボン酸は、約５乃至12、好ましくは７乃至10の範囲の炭素数を有する、いずれかの線状飽和アルキルカルボン酸である。最も好ましい線状酸は、モノカルボン酸である。線状酸のいくつかの例には、n-ヘプタン酸、n-オクタン酸、n-デカン酸及び- ノナン酸が含まれる。選ばれた二酸には、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸及びドデカンジオン酸（dodecanedioic acid）が含まれる。得られるエステル生成物の粘度を改変する目的のためには、20重量％以下の総酸混合物は線状二酸から成り得る。生物分解性潤滑剤分枝鎖合成エステルベースストックは、選択された潤滑剤添加剤とともに生物分解性潤滑剤の配合物において用いられ得る。下記の添加剤は、通常の付随する機能を与えるような量で典型的に用いられる。個々の成分の典型的な量も下に記載している。好ましい生物分解性潤滑剤は、約80重量％以上のベースストック及び20重量％の下記の添加剤の組み合わせを含む。他の添加剤が用いられる場合に、必須ではないが、１つ以上の他の添加剤（本明細書において添加剤パッケージと記載されている添加剤混合物を構成する場合に濃縮物）とともに分散剤の濃縮溶液又は分散液を含む添加剤濃縮物を調製し、それによりいくつかの添加剤がベースストックに同時に添加され得て、潤滑油組成物を生成することが望ましい。添加剤濃縮物の潤滑油への溶解は、溶媒によりそして緩和な加熱を伴う混合により容易に行うことができるが、このことは必須ではない。濃縮物又は添加剤パッケージは、添加剤パッケージを所定量の基本潤滑剤又はベースストックと組み合わせたときに、最終配合物において、所望の濃度を与えるのに適する量で分散剤添加剤及び任意の他の添加剤を含有するように典型的には配合される。従って、本発明の生物分解性潤滑剤は、典型的には、 20重量％以下の添加剤パッケージを用い得て、残量は、生物分解性エステルベースストック及び／又は溶媒である。本明細書で表わされているすべての重量％（他に示されていなければ）は、添加剤の活性成分（Ａ．Ｉ．）含量であり、及び／又は添加剤パッケージの総重量に基づいているか又は、各添加剤の活性成分プラス総油又は希釈剤の重量の合計に基づいている。生物分解性潤滑剤に用いられる上記の添加剤の例は、1994年４月26日に発行された米国特許第5,306,313 号（Emert ら）、1994年５月17日に発行された米国特許第5,312,554 号（Waddoupsら）、1994年７月12日に発行された米国特許第5,32 8,624 号（Chung）、Bendfaremo及びLiu による論文、“Crankcase Engine Oil Additives”、Lubrication 、Texaco Inc．、１乃至７頁及びListonによる論文、“Engine Lubricant Additives What Theyareand How They Function”、Lubr ication Engineering 、1992年５月、389-397 頁に記載されており、それらを参考として本明細書に組み込む。粘度調整剤は、潤滑油に高温及び低温操作性を付与し、高温において剪断安定のままにし、低温において容認できる粘度又は流動性も示す。それらの粘度調整剤は、一般的に、ポリエステルを含む高分子量炭化水素ポリマーである。粘度調整剤は又、分散特性の付加のような他の特性又は機能を含むように誘導化され得る。適する粘度調整剤の代表例は、ポリイソブチレン、エチレン及びプロピレンのコポリマー、ポリメタクリレート、メタクリレートコポリマー、不飽和ジカルボン酸とビニル化合物のコポリマー、スチレン及びアクリル酸エステルのインターポリマー並びに、スチレン／イソプレン、スチレン／ブタジエン及びイソプレン／ブタジエンの部分的に水素添加されたコポリマー並びにブタジエン及びイソプレンの部分的に水素添加されたホモポリマーを含む、本技術分野で公知のいずれかのタイプである。防食剤としても知られている腐食防止剤は、潤滑油組成物により接触される金属部分の劣化を低減させる。腐食防止剤の例は、硫化燐化炭化水素（phosphosul furized hydrocarbon）並びに、好ましくはアルキル化フェノール又はアルキルフェノールチオエステルの存在下で、そして又、好ましくは二酸化炭素の存在下での硫化燐化炭化水素とアルカリ土類金属酸化物又はアルカリ土類金属水酸化物との反応により得られる生成物である。硫化燐化炭化水素は、テルペンのような適する炭化水素、ポリイソブテンのようなＣ₂乃至Ｃ₆オレフィンポリマーの重質石油留分を５乃至30重量％の燐の硫化物を約66乃至約316 ℃の温度で30分間乃至15時間反応させることにより製造される。硫化燐化炭化水素の中和は、米国特許第1,969,324 号に教示された方法において達成され得る。酸化防止剤又は抗酸化剤は、金属表面におけるスラッジ及びワニス様の沈積物のような酸化の生成物によりそして粘度の増大により証明され得る、鉱油の、使用されて劣化する傾向を低減させる。そのような酸化防止剤には、好ましくはＣ₅ 乃至Ｃ₁₂アルキル側鎖を有するアルキルフェノールチオエステルのアルカリ土類金属塩、例えば、硫化ノニルフェノールカルシウム、硫化オクチルフェニルバリウム、ジオクチルアミン、フェニル- α- ナフチルアミン、硫化燐化又は硫化炭化水素等が含まれる。摩擦調整剤は、自動変速装置用流体のような潤滑油組成物に適する摩擦特性を付与するのに役立つ。適する摩擦調整剤の代表例は、脂肪酸エステル及び脂肪酸アミド、ポリイソブテニルコハク酸無水物−アミノアルカノールのモリブデン錯体、二量体化脂肪酸のグリセロールエステル、アルカンホスホン酸塩、オレアミドとのホスホネート、Ｓ- カルボキシアルキレンヒドロカルビルスクハンイミド、N-(ヒドロキシアルキル)アルケニルスクシンアミド酸又はスクシンイミド、ジ（低級アルキル）ホスフィット及びエポキシド並びに、硫化燐化N-（ヒドロキシアルキル）アルケニルスクシンイミドのアルキレン酸化物付加物である。最も好ましい摩擦調整剤は、ヒドロカルビル置換コハク酸又は無水物とチオビスアルカノールのコハク酸エステル又はそれらの金属塩である。分散剤は、使用中の酸化から生じる油不溶物を流体中の懸濁液に維持し、従って金属部分におけるスラッジ凝集及び沈殿又は沈積を防ぐ。適する分散剤には、高分子量のアルキルスクシンイミド、油溶性ポリイソブチレンコハク酸無水物と、テトラエチレンペンタアミンのようなエチレンアミン及びそれらのホウ酸化塩 (borated salts)との反応生成物が含まれる。無灰タイプの他の分散剤も、潤滑剤及び燃料組成物中に用いられ得る。そのような、無灰分散剤の１つは、少なくとも１つのアミン、ポリオール、アミノアルコーネ等を含むアルコールと混合された誘導化炭化水素組成物である。好ましい誘導化炭化水素分散剤は、(1)官能化が、式、−ＣＯ−ＹＲ³（式中、ＹはＯ又はＳであり、Ｒ³はＨ、ヒドロカルビル、アリール、置換されたアリール又は置換されたヒドロカルビルである）の少なくとも１つの基を含み、官能基の少なくとも50モル％が第三級炭素に結合している、500 未満の数平均分子量の官能化炭化水素を(2)求核性反応体と反応させた、官能化炭化水素に初めから存在している少なくとも約80％の官能基が誘導化されている生成物である。官能化炭化水素又はポリマーは、式、ポリ−（ＣＲ¹Ｒ²−ＣＯ-Ｙ-Ｒ³）_n （式中、ポリは、500 未満の数平均分子量を有するオリゴマー又はポリマー主鎖を含む炭化水素であり、ｎは、０より大きい数であり、Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³は、同じか又は異なり、各々、Ｈ、ヒドロカルビルであり、Ｒ¹及びＲ²の両方がＨでない- ＣＲ¹Ｒ²基の少なくとも50モル％又はＲ³がアリール置換ヒドロカルビルであるようにＲ¹及びＲ²の両方が選ばれる）により示され得る。上記の官能化分散剤は、1994年６月１７日に出願の係属中の米国特許出願番号第08／261,558 号において、より完全に記載されており、その記載を参考として本明細書に組み込む。潤滑油流動改良剤としても知られている流動点低下剤は、その流体が流動する温度又は注ぎられ得る温度を低下させる。そのような添加剤は公知である。通常、流体の低温流動度を最適にする典型的なそれらの添加剤は、Ｃ₈乃至Ｃ₁₈ジアルキルフマレートビニルアセテートコポリマー、ポリメタクリレート及びワックスナフタレンである。気泡制御は、ポリシロキサンタイプ例えば、シリコーン油及びポリジメチルシロキサンの消泡剤によりなされる。その名前が意味しているように抗摩耗剤は、金属部分の摩耗を低減させる。従来の抗摩耗剤の代表例は、ジアルキルジチオリン酸亜鉛及びジアリールジチオリン酸亜鉛である。消泡剤は、潤滑剤における気泡を制御するために用いられる。気泡制御は、高分子量のジメチルシロキサン及びポリエーテルの消泡剤により行われる。ポリシロキサンタイプの消泡剤のいくつかの例は、シリコーン油及びポリジメチルシロキサンである。洗浄剤及び金属錆防止剤には、スルホン酸の金属塩、アルキルフェノール、硫化アルキルフェノール、アルキルサリチレート、ナフテネート及びその他の油溶性のモノ- 及びジ- カルボン酸が含まれる。高度に塩基性のアルカリ土類金属スルホネート（特に、カルシウム及びマグネシウム塩）のような高度に塩基性（すなわち、過塩基性）の金属塩がしばしば洗浄剤として用いられる。シール膨潤剤には、参考として組み込まれる米国特許第3,974,081 号に記載されているように、トリデシルアルコールのような８乃至13の炭素原子の脂肪族アルコールを含む、エンジンシールの膨潤を誘発するタイプの鉱油が含まれ、好ましいシール膨潤剤は、油溶性の飽和された、10乃至60の炭素原子及び２乃至４の結合の脂肪族又は芳香族の炭化水素エステル、例えばジヘキシルフタレートとして特徴付けられる。生物分解性２サイクルエンジン油分枝鎖合成エステルベースストックは、生物分解性２サイクルエンジン油の配合において、選ばれた潤滑剤添加剤とともに用いられ得る。好ましい生物分解性２サイクルエンジン油は典型的には、従来の２サイクルエンジン油添加剤パッケージとともに、本発明により生成される生物分解性合成エステルベースストックを用いて配合される。その添加剤は、それらの通常の付随する機能を与えるような量で典型的に用いられる。その添加剤パッケージは、粘度指数改良剤、腐食防止剤、酸化防止剤、カップリング剤、分散剤、極圧剤、色彩安定剤、表面活性剤、希釈剤、洗浄剤及び錆防止剤、流動点低下剤、消泡剤及び抗摩耗剤を含むが、それらに限定されない。本発明による生物分解性２サイクルエンジン油は、典型的には、約75乃至85％のベースストック、約１乃至５％の溶媒を用いることができ、残量が添加剤パッケージを含む。生物分解性２サイクル空冷式エンジン潤滑剤配合物において用いられる場合、生物分解性合成エステルベースストックは、きれいに燃焼し、それにより煙りを少ししか生じない、好ましくは、約0.2 ：１、好ましくは約0.15：１乃至0.3 ：１の酸素対炭素比を有する。生物分解性潤滑剤における使用のための上記の添加剤の例は、1987年５月５日に発行された米国特許第5,663,063 号（Davis）、1994年７月19日に発行された米国特許第5,330,667 号（Tiffany,IIIら）、1988年４月26日に発行された米国特許第4,740,321 号（Davis ら）、1994年６月14日に発行された米国特許第5,32 1,172 号（Alexander ら）及び1991年９月17日に発行された米国特許第5,049,29 1 号に記載されており、それらを参考として本明細書に組み込む。１つのそのような生物分解性２サイクルエンジン油は、 (a) 主割合の、一般式、Ｒ（ＯＨ）_n（式中、Ｒは、約２乃至20の炭素原子を有する脂肪族基又は脂環式基であり、ｎは少なくとも２である）を有する分枝鎖又は線状アルコールと、約30乃至80モル％の、約Ｃ₅乃至Ｃ₁₂の範囲の炭素数を有する線状酸及び、20乃至70モル％の、約Ｃ₅乃至₁₃の範囲の炭素数を有する少なくとも１つの分枝鎖酸を含む混合酸との反応生成物を含み、修正スターム試験により測定された28日で少なくとも60％の生物分解、−25℃より低い流動点、−25 ℃において7500cps より低い粘度を示す、少なくとも１つの生物分解性合成エステルベースストック、 (b) 潤滑剤組成物に基づいて約３乃至約15重量％の、100℃において約20乃至約4 0cSt の動粘度を有するブライトストック、 (c) 潤滑剤組成物に基づいて３乃至15重量％の、約400 乃至約1050の数平均分子量を有するポリイソブチレン及び (d) 約３乃至約15重量％の、約1150乃至約1650の数平均分子量を有するポリイソブチレンを含む。他のそのような生物分解性２サイクルエンジン油は、 (a) 主割合の、一般式、Ｒ（ＯＨ）_n（式中、Ｒは、約２乃至20の炭素原子を有する脂肪族基又は脂環式基であり、ｎは少なくとも２である）を有する分枝鎖又は線状アルコールと、約30乃至80モル％の、約Ｃ₅乃至Ｃ₁₂の範囲の炭素数を有する線状酸及び、20乃至70モル％の、約Ｃ₅乃至₁₃の範囲の炭素数を有する少なくとも１つの分枝鎖酸を含む混合酸との反応生成物を含み、修正スターム試験により測定された28日で少なくとも60％の生物分解、−25℃より低い流動点、−25℃において7500cps より低い粘度を示す、少なくとも１つの生物分解性合成エステルベースストック及び (b) (1)約４乃至40容量％のアミド／イミダゾリン又はアミド／イミド／イミダゾリン分散剤；(2)約５乃至50容量％のスクシンイミド分散剤［分散剤(1)又は(2 )の少なくとも１つはホウ酸化されて（borated）いる］；(3)約１乃至60容量％のポリオレフィン増粘剤及び任意に(4)約0.1 乃至５容量％のアルキルフェノールスルフィド及び(5)約0.1 乃至５容量％の燐含有抗摩耗剤を含む添加剤濃縮物を含む。最終油における添加剤パッケージに対する処理割合は、約５乃至約60容量％そして好ましくは約35乃至約50容量％の濃縮物の範囲であることができる［米国特許第5,330,667 号（Tiffany，IIIら）を参照。前記米国特許を参考として本明細書に組み込む。］さらに他の生物分解性２サイクルエンジン油は、 (a) 主割合の、一般式、Ｒ（ＯＨ）_n（式中、Ｒは、約２乃至20の炭素原子を有する脂肪族基又は脂環式基であり、ｎは少なくとも２である）を有する分枝鎖又は線状アルコールと、約30乃至80モル％の、約Ｃ₅乃至Ｃ₁₂の範囲の炭素数を有する線状酸及び、20乃至70モル％の、約Ｃ₅乃至₁₃の範囲の炭素数を有する少なくとも１つの分枝鎖酸を含む混合酸との反応生成物を含み、修正スターム試験により測定された28日で少なくとも60％の生物分解、−25℃より低い流動点、−25 ℃において7500cps より低い粘度を示す、少なくとも１つの生物分解性合成エステルベースストック及び (b) モノカルボン酸アシル化剤をポリアミンとそして任意に高分子量のアシル化剤と反応させることにより製造される、少なくとも１つのアミド／イミダゾリン含有分散剤を含む。そのような分散剤は、高分子量のアシル化剤が適する二酸又はそれらの無水物である場合に生成されるイミド部分も含む。２サイクルエンジン油を生成するために、本発明の生物分解性ベースストックと混合される他の添加剤は、 (a) 式、（Ｒ）_a−Ａｒ−（ＯＨ）_b （式中、各Ｒは個々に、平均で少なくとも約10の脂肪族炭素原子の実質的に飽和された炭化水素系基であり、ａ及びｂは個々に、Ａｒに存在する芳香核の数の１倍乃至３倍の整数であり、ａ及びｂの合計は、Ａｒの満たされていない原子価を超えない数であり、Ａｒは、低級アルキル、低級アルコキシル、カルボアルコキシメチロール又は低級炭化水素系置換メチロール、ニトロ、ニトロソ、ハロ及びそれら任意の置換基の組み合わせから本質的に成る群から選ばれた０乃至３の任意の置換基を有する、単環、縮合環又は結合された多核環である芳香部分である）の、少なくとも１つのアルキルフェノール及び (b) アミノフェノールではない少なくとも１つのアミノ化合物［米国特許第4,66 3,063 号（Davis）を参照。前記特許の記載を参考として本明細書に組み込む。］の組み合わせを含む。２サイクル油配合物用の好ましい分散剤は、主要量の、潤滑粘度を有する少なくとも１つの油及び少量の官能化及び誘導化炭化水素を含み、官能化は、式、− ＣＯ−Ｙ−Ｒ³（式中、ＹはＯ又はＳであり、Ｒ³はアリール。置換アリール又は置換ヒトロカルビルであり、−Ｙ−Ｒ³は12以下のｐＫａを有する）の基を少なくとも１つ含み、少なくとも50モル％の官能基が第三級炭素原子に結合し、官能化炭化水素は、求核性反応体により誘導化されている。求核性反応体は、アルコール及びアミンから成る群から選ばれる。最後に、（Ａ）少なくとも１つの高分子量の置換カルボン酸アシル化剤を、モノカルボン酸対高分子量の置換されたアシル化剤のモル比が少なくとも３：１である（Ｂ）少なくとも１つのポリアルキレンポリアミン及び（Ｃ）少なくとも１つのモノカルボン酸と反応させることにより製造される窒素含有化合物を含む、低温において、ゲル化した凝集体の形成を実質的に回避するが、相応して有効なエンジン清潔さ、清浄性、潤滑性及び摩耗防止を与える他の２サイクル油分散剤添加剤が見出だされた。この分散剤は、好ましくは、第三級アミン、好ましくはイミダゾリン複素環、から実質的に成る極性部分に結合した油溶性炭化水素部分を含み、第三級アミン対総アミンの比は少なくとも約0.7 ：１である。その添加剤は、特に、低温（０℃以下）での長期貯蔵中にゲル化凝集体の形成には安定なままである。実施例１下記のものは、生物分解性潤滑剤として用いられるために十分な性質を示さない従来のエステルベースストックである。表１及び２に記載した性質は、下記のように決定される。流動点は、ＡＳＴＭ♯Ｄ-97 を用いて決定される。−25℃におけるブルックフィールド粘度は、ＡＳＴＭ♯Ｄ-2983 を用いて決定される。動粘度（40及び100 ℃においての）は、ＡＳＴＭ♯Ｄ-445を用いて決定される。粘度指数（ＶＩ）は、ＡＳＴＭ♯Ｄ-2270 を用いて決定される。生物分解性は、修正スターム試験（ＯＥＣＤ試験番号301 Ｂ）を用いて決定される。分散剤との溶解性は、所望の割合をブレンドし、霞み、曇り及び２相等を観察する。エンジン摩耗は、ＮＭＭＡ Yamaha ＣＥ50Ｓ潤滑性試験を用いて決定される。酸化誘導時間は、それぞれ、220 ℃及び500 ｐｓｉ（3,445 ＭＰａ）空気の恒温／恒圧条件を有する高圧示差走査熱量計（ＨＰＤＳＣ）を用いて決定される。水の毒性は、分散水生毒性試験（Dispersion Aquatic Toxicity test）を用いて決定される。酸価は、ＡＳＴＭ♯Ｄ-664を用いて測定される。それぞれの試料のヒドロキシル価は、赤外吸収スペクトル分析法により決定される。本発明の分枝鎖エステルベースストックの特性を種々の従来の生物分解性潤滑剤ベースストックと比較し、その結果を表２に記載する。上記の表２に記載されたデーターは、本発明のＴＰＥ／Ｃ810 ／Ｃk8生物分解性エステルベースストックが低温流動性及び安定性に優れていることを示す。このデーターは又、ＴＰＥ／Ｃ810 ／Ｃk8生物分解性エステルベースストックが、安定性、生物分解性及び水生毒性において、トリデシルアジペートより優れていることを示している。本発明のエステルベースストックは又、低温流動性、安定性及び生物分解性においてＴＭＰ／イソＣ18より優れている。菜種油、天然生成物、は、非常に生物分解性であるが、非常に乏しい低温特性を有しており、その不安定さによりあまり潤滑性がない。菜種油は非常に不安定であり、エンジン中で分解し、沈積形成、スラッジ及び腐食問題を生じる。ジウンデシルアジペートは、恐らく生物分解性であるが、非常に乏しい低温特性を有する。低分子量の線状酸のポリオールエステルは、潤滑性を与えなく、一方、高分子量の線状酸及び半線状酸のポリーオールエステルは乏しい低温特性を有する。その他に、線状酸のペンタエリトリトールは、ポリアミド分散剤と可溶性ではない。ジトリデシルアジペートは、わずかにしか生物分解性でなく、低生物分解性を有する分散剤とブレンドされた場合、配合された油は、約45％の生物分解性でしかでない。その他に、ジトリデシルアジペートは、潤滑性を与えない。低分子量の、ジイソデシルアジペートのような分枝鎖アジペートは、より生物分解性であるが、潤滑性を与えず、シール膨潤問題を生じ得る。トリメチロールプロパン又はペンタエリトリトールと分枝鎖オキソ酸とのポリオールエステルは、先に記載した立体障害により容易に生物分解をしない。実施例２本発明者らは、良好な低温流動性、分散剤との良好な溶解性及び良好な潤滑性を有する高度に生物分解性のベースストックはエステル分子に分枝鎖酸を組み込むことにより得られることを見出だした。表３に記載されたデーターは、すべての所望のベースストック特性が、20乃至70％の高度に分岐したオキソ酸と30乃至 80％の線状酸を組み込むポリオールエステルで最も良く満たされることを示している。表３におけるデーターは、工業銘柄のペンタエリトリトール、イソＣ₈と線状Ｃ810 酸のポリオールエステルが、単独で又は他の低分子量エステルと組み合わせて、生物分解性潤滑剤として用いられることができることを示している。それらのエステルは、種々の生物分解性潤滑剤用途で低粘度が必要な場合に特に有用である。ＴＰＥ／Ｃ810 ／Ｃk8エステルは、他の物質で希釈される場合においてさえ抗摩耗添加剤の添加をせずとも潤滑要件を満たすことができるような十分な潤滑性を与える。ポリイソブチレン、ＥＰ（極圧）抗摩耗添加剤、腐食防止剤又は抗酸化剤のような添加剤が必要な場合に、最終生成物の生物分解性は低減され、毒性は増大する。添加剤がなく、ベースストックが必要な特性を与える場合に、又は、必要な添加剤が最小限にされる場合に、最終生成物は、ベースストックの生物分解性及び毒性を反映し、この場合には、それぞれ生物分解性が高く、毒性が低い。実施例３ 220 ポンド（99.8kg）のＣ810 酸及び205 ポンド（93kg）のセカノン-8酸（50 ：50モル比で）を反応容器中に入れ、大気圧で430°Ｆ（221 ℃）に加熱する本発明により、エステルベースストックの試料を製造した。その後、75ポンド（34 kg）の工業銘柄のペンタエリトリトールを酸混合物に添加し、圧力を水が発生し始めるまで低減させた。水を頂部で取り出し、反応を進めた。約６時間の反応時間後、反応生成物が0.26mgＫＯＨ／ｇの総酸価に達するまで過剰の酸を頂部から除去した。次に、その生成物を計算量の２倍の炭酸ナトリウム（酸価に基づいて）及び0.15重量％の添加剤（反応器の量に基づいて）を用いて、90℃で２時間中和し、脱色した。その添加剤は、80重量％のカーボンブラックと20重量％のディカライト（dicalite）のブレンドである。90℃において２時間後、生成物を減圧濾過し、固体を除去した。生成物について表４に記載した特性を測定した。分子における各酸の量を実際に確かめるために、生成物において酸検定（鹸化）を行った。表５は生成物エステルにおける各酸のモル量を記載している。次に、この得られたエステル生成物を油圧作動油市場への用途のために、添加剤を用いて又は用いずに生物分解のための試験に出した。その添加剤を２乃至５重量％の処理割合で用いた。その結果を表６に記載する。実施例３で生成された得られたエステルベースストックをエステルＴＭＰ／78 10と50：50重量％でブレンドした。このブレンドを２サイクルエンジン油市場への用途のために、添加剤を用いて又は用いずに、生物分解試験のために出した。その添加剤を14乃至16重量％の処理割合で用いた。その結果を表７に記載する。実施例４表８は、全線状エステル及び半線状エステル対本発明により製造された生物分解性合成エステルベースストックについての比較データーを含んでいる。本発明のエステルベースストックは、セカノン-8酸対Ｃ810 酸の２つの異なるモル比を有するので、それらのベースストックの２つの実施例が提供されている。その結果は、特定の分枝鎖の量が、修正スターム試験により測定された生物分解性に大きくは影響を与えず、実際は生物分解性を改良し得ることを示しており、このことは、従来の知識に反する。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９６年１１月２１日【補正内容】従って、本願発明者らは、エステル分子に分枝鎖酸を組込むことにより、良好な低温流動性、分散剤と良好な溶解性及び良好な潤滑性を有する生物分解性ベースストックを用いて高度に生物分解性潤滑剤が得られることを見出だした。本発明により用いられる分枝鎖酸は、粘度を増大するために必要であり、それらの酸における複数の異性体は、低温特性を得るのに有用である。すなわち、分枝鎖酸は、分子量を増大せずに化学者に粘度を増大させることができる。さらに分枝鎖生物分解性潤滑剤は、すべての線状の生物分解性潤滑剤よりも(1)低下された流動点、(2)他の添加剤との増大された溶解性、(3)潤滑油の増大された清浄性／分散性及び(4)増大された酸化安定性についての累積利点を与える。さらに、本発明による生物分解性合成エステルベースストックは、そのエステルをよりきれいに燃焼させ、２サイクルの空冷式エンジン潤滑剤配合物において煙りを少なくする、酸素対炭素の比を有する。すなわち、本発明ののエステルベースストックにおける酸素対炭素の比は、約0.1 ：１の酸素対炭素の割合を有する従来のエステル、すなわち、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）と反応されたイソステアレート又は菜種油のエステルよりも実質的に高い。 1994年５月３日に発行された米国特許第5,308,524 号（Miyajiら）は、２サイクル又はロータリーエンジン用の生物分解性潤滑油組成物に向けられている。Mi iyaji らの例の１つは、40℃において、39.9cSt の動粘度及びＣＥＣ試験で98％の生物分解性を示した、ペンタエリトリトールのイソＣ₈一塩基脂肪酸及びｎ- Ｃ₁₀一塩基脂肪酸とのエステルベースストックである。ＣＥＣ試験は、生物分解性を検知することにおいて修正スターム試験ほど信頼性がないことを注目しなくてはならない。ペンタエリトリトールとイソＣ₈酸のエステルの粘度は40℃において約50cSt であり、そしてペンタエリトリトールとｎ- Ｃ₁₀酸の粘度は、40℃ において約38.6cSt であるので、Miyajiらの特許より開示された、ペンタエリトリトールと、イソＣ₈一酸及びｎ- Ｃ₁₀一酸の混合物とのエステルは、40℃において39.9cSt の粘度を得るためにイソＣ₈酸を約10％以下しか含有しない。低量、すなわち、Miiyaji らの特許に開示されたエステルのような、10％以下の分枝鎖酸しか有しないエステルは生物分解性であり得ることは当業者に知られている。しかし、本発明は、約30乃至80モル％の、およそＣ₅乃至Ｃ₁₂の範囲の炭素数を有する線状酸及び、20乃至70モル％の、およそＣ₅乃至Ｃ₁₀の範囲の炭素数を有する少なくとも１つのの分枝鎖酸から成る混合酸を有する生物分解性エステルベースストックに関する。そのような多割合の分枝鎖酸を使用し、なお、修正スターム試験により測定される、28日で少なくとも60％の生物分解を示す生成物を生成することは、当業者に知られていない。実際、従来の知識は、生物分解性エステルベースストックの合成において20乃至70モル％の分枝鎖酸を用いることは、教示していない。さらに、10％のイソＣ₈酸を有するMiyajiらのエステルベースストックは本発明の低温特性要件、すなわち、−25℃より低い、好ましくは−40℃より低い流動点及び−25℃において7500cps 未満の粘度を満たさない。すなわち、Miyajiらの特許に開示されたエステルベースストックは、−25℃以下の温度で固体である。本願発明者らにより集められそして実施例において記載された後のデーターは、上記の特性のすべてが、高度に分岐した酸及び線状酸の両方を組込む生物分解性合成エステルベースストックと配合された生物分解性潤滑剤で最も良好に満たされることを示す。発明の概要一般式、Ｒ（ＯＨ）_n［式中、Ｒは、約２乃至20の炭素原子を有する脂肪族基又は脂環式基（好ましくはアルキル）であり、ｎは少なくとも２であり、約10以下である］を有する分枝鎖又は線状アルコールと、約30乃至80モル％の、より好ましくは約35乃至55モル％の、約Ｃ₅乃至Ｃ₁₂、より好ましくは約Ｃ₇乃至Ｃ₁₀の範囲の炭素数（すなわち、炭素数は、場合により酸又はアルコールのいずかにおける炭素原子の総数を意味する）を有する線状酸及び、約20乃至70モル％の、より好ましくは約35乃至55モル％の、約Ｃ₅乃至Ｃ₁₃、より好ましくはＣ₇乃至Ｃ₁₀ の範囲の炭素数を有する少なくとも１つの分枝鎖酸を含む混合酸との反応生成物を好ましくは含む生物分解性合成ベースストックであり、そのエステルは、約0. 15：１乃至0.3 ：１の酸素対炭素の比を有し、修正スターム試験により測定された28日での少なくとも60％の生物分解、−25℃より低い流動点、−25℃において7500cps より低い粘度及びＨＰＤＳＣにより測定された45分以下の酸化安定性を示す。１．一般式、Ｒ（ＯＨ）_n（式中、Ｒは、約２乃至20の炭素原子を有する脂肪族基又は脂環式基であり、ｎは少なくとも２である）を有する分枝鎖又は線状アルコールと、約30乃至80モル％の、約Ｃ₅乃至Ｃ₁₂の範囲の炭素数を有する線状酸及び、2 0乃至70モル％の、約Ｃ₅乃至Ｃ₁₀の範囲の炭素数を有する少なくとも１つの分枝鎖酸の混合酸との反応生成物を含む生物分解性合成エステルベースストックであり、生物分解性合成エステルベースストックを生成するために用いられる前記分枝鎖酸の10％以下しか、第四級炭素を含まなく、約0.15：１乃至0.3 ：１の酸素対炭素の比を有し、修正スターム試験により測定された、28日で少なくとも60％の生物分解、−25℃より低い流動点、−25℃において7500cps より低い粘度及びＨＰＤＳＣにより測定された45分以下の酸化安定性を示す生物分解性合成エステルベースストック。２．前記エステルベースストックが、40℃において少なくとも34.87ｃＳｔの粘度を示す、請求項１に記載の生物分解性合成エステルベースストック。３．混合酸が、線状酸を約35乃至55モル％の量で含有する、請求項１に記載の生物分解性合成エステルベースストック。４．混合酸が、分枝鎖酸を約35乃至55モル％の量で含有する、請求項３に記載の生物分解性合成エステルベースストック。５．分枝鎖アルコール又は線状アルコールは、工業銘柄ペンタエリトリトール、モノペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、エチレン又はプロピレングリコール、ブタンジオール、ソルビトール及び2-メチルプロパンジオールから成る群から選ばれる、請求項１に記載の生物分解性合成エステルベースストック。６．分枝鎖酸は、主に、分子当り、約0.3 乃至1.9 の範囲の平均分枝を有する二分枝鎖酸又はα- 分枝酸である、請求項１に記載の生物分解性合成エステルベースストック。７．分枝鎖酸は、2-エチルヘキサン酸、イソヘプタン酸、イソオクタン酸、イソノナン酸及びイソデカン酸から成る群から選ばれる少なくとも１つの酸である、請求項１に記載の生物分解性合成エステルベースストック。８．一般式、Ｒ（ＯＨ）_n（式中、Ｒは、約２乃至20の炭素原子を有する脂肪族基又は脂環式基であり、ｎは少なくとも２である）を有する分枝鎖又は線状アルコールと、約30乃至80モル％の、約Ｃ₅乃至Ｃ₁₂の範囲の炭素数を有する線状酸及び、2 0乃至70モル％の、約Ｃ₅乃至₁₀の範囲の炭素数を有する少なくとも１つの分枝鎖酸の混合酸との反応生成物を含む、少なくとも１つの生物分解性合成ベースストックであり、生物分解性合成エステルベースストックを生成するために用いられる前記分枝鎖酸の10％以下しか、第四級炭素を含まなく、約0.15：１乃至0.3 ：１の酸素対炭素の比を有し、修正スターム試験により測定された、28日で少なくとも60％の生物分解、−25℃より低い流動点、−25℃において7500cps より低い粘度及びＨＰＤＳＣにより測定された45分以下の酸化安定性を示す生物分解性合成エステルベースストック及び潤滑剤添加剤パッケージから生成される生物分解性潤滑剤。９．生物分解性合成エステルベースストックが、40℃において少なくとも34.87 ｃｓｔの粘度を示す、請求項８に記載の生物分解性潤滑剤。 10．混合酸が、線状酸を約35乃至55モル％の量で含有する、請求項８に記載の生物分解性潤滑剤。 11．混合酸が、分枝鎖酸を約35乃至55モル％の量で含有する、請求項８に記載の生物分解性潤滑剤。 19．分散剤が、官能化及び誘導化炭化水素であり、官能化は、式、−ＣＯ−Ｙ− Ｒ³（式中、ＹはＯ又はＳであり、Ｒ³はアリール、置換アリール又は置換ヒドロカルビルであり、−Ｙ−Ｒ³は12以下のｐＫａを有する）の基を少なくとも１つ含み、少なくとも50モル％の官能基が第三級炭素原子に結合し、官能化炭化水素は、求核性反応体により誘導化される、請求項17に記載の生物分解性潤滑剤。

Claims

【特許請求の範囲】１．一般式、Ｒ（ＯＨ）_n（式中、Ｒは、約２乃至20の炭素原子を有する脂肪族基又は脂環式基であり、ｎは少なくとも２である）を有する分枝鎖又は線状アルコールと、約30乃至80モル％の、約Ｃ₅乃至Ｃ₁₂の範囲の炭素数を有する線状酸及び、2 0乃至70モル％の、約Ｃ₅乃至Ｃ₁₀の範囲の炭素数を有する少なくとも１つの分枝鎖酸の混合酸との反応生成物を含む生物分解性合成エステルベースストックであり、生物分解性合成エステルベースストックを生成するために用いられる前記分枝鎖酸の10％以下しか、第四級炭素を含まなく、約0.15：１乃至0.3 ：１の炭素対酸素の比を有し、修正スターム試験により測定された、28日で少なくとも60％の生物分解、−25℃より低い流動点、−25℃において7500cps より低い粘度及びＨＰＤＳＣにより測定された45分以下の酸化安定性を示す生物分解性合成エステルベースストック。２．エステルベースストックが、0.2 ：１の炭素対酸素比を有する、請求項１に記載の生物分解性合成エステルベースストック。３．混合酸が、線状酸を約35乃至55モル％の量で含有する、請求項１に記載の生物分解性合成エステルベースストック。４．混合酸が、分枝鎖酸を約35乃至55モル％の量で含有する、請求項３に記載の生物分解性合成エステルベースストック。５．分枝鎖アルコール又は線状アルコールは、工業銘柄ペンタエリトリトール、モノペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、エチレン又はプロピレングリコール、ブタンジオール、ソルビトール及び2-メチルプロパンジオールから成る群から選ばれる、請求項１に記載の生物分解性合成エステルベースストック。６．分枝鎖酸は、主に、分子当り、約0.3 乃至1.9 の範囲の平均分枝を有する二分枝鎖酸又はα- 分枝酸である、請求項１に記載の生物分解性合成エステルベースストック。７．分枝鎖酸は、2-エチルヘキサン酸、イソヘプタン酸、イソオクタン酸、イソノナン酸及びイソデカン酸から成る群から選ばれる少なくとも１つの酸である、請求項１に記載の生物分解性合成エステルベースストック。８．一般式、Ｒ（ＯＨ）_n（式中、Ｒは、約２乃至20の炭素原子を有する脂肪族基又は脂環式基であり、ｎは少なくとも２である）を有する分枝鎖又は線状アルコールと、約30乃至80モル％の、約Ｃ₅乃至Ｃ₁₂の範囲の炭素数を有する線状酸及び、2 0乃至70モル％の、約Ｃ₅乃至₁₀の範囲の炭素数を有する少なくとも１つの分枝鎖酸の混合酸との反応生成物を含む、少なくとも１つの生物分解性合成ベースストックであり、生物分解性合成エステルベースストックを生成するために用いられる前記分枝鎖酸の10％以下しか、第四級炭素を含まなく、約0.15：１乃至0.3 ：１の炭素対酸素の比を有し、修正スターム試験により測定された、28日で少なくとも60％の生物分解、−25℃より低い流動点、−25℃において7500cps より低い粘度及びＨＰＤＳＣにより測定された45分以下の酸化安定性を示す生物分解性合成エステルベースストック及び潤滑剤添加剤パッケージから生成される生物分解性潤滑剤。９．生物分解性合成エステルベースストックが、0.2 ：１の炭素対酸素比を有する、請求項８に記載の生物分解性潤滑剤。 10．混合酸が、線状酸を約35乃至55モル％の量で含有する、請求項８に記載の生物分解性潤滑剤。 11．混合酸が、分枝鎖酸を約35乃至55モル％の量で含有する、請求項８に記載の生物分解性潤滑剤。 12．分枝鎖アルコール又は線状アルコールは、工業銘柄ペンタエリトリトール、モノペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、エチレン又はプロピレングリコール、ブタンジオール、ソルビトール及び2-メチルプロパンジオールから成る群から選ばれる、請求項８に記載の生物分解性潤滑剤。 13．分枝鎖酸は、主に、分子当り、約0.3 乃至1.9 の範囲の平均分枝を有する二分枝鎖酸又はα- 分枝酸である、請求項８に記載の生物分解性潤滑剤。 14．分枝鎖酸は、2-エチルヘキサン酸、イソヘプタン酸、イソオクタン酸、イソノナン酸及びイソデカン酸から成る群から選ばれる少なくとも１つの酸である、請求項８に記載の生物分解性潤滑剤。 15．生物分解性潤滑剤は、前記生物分解性合成エステルベースストックのブレンドである、請求項８に記載の生物分解性潤滑剤。 16．添加剤パッケージが、粘度指数改良剤、腐食防止剤、酸化防止剤、分散剤、潤滑油流動改良剤、洗浄剤及び錆防止剤、流動点低下剤、消泡剤、抗摩耗剤、シール膨潤剤並びに摩擦調整剤から成る群から選ばれる添加剤を含む、請求項８に記載の生物分解性潤滑剤。 17．生物分解性潤滑剤が２サイクルエンジン油である、請求項８に記載の生物分解性潤滑剤。 18．添加剤パッケージが、粘度指数改良剤、腐食防止剤、酸化防止剤、カップリング剤、分散剤、極圧剤、色彩安定剤、表面活性剤、希釈剤、洗浄剤及び錆防止剤、流動点低下剤、消泡剤並びに抗摩耗剤から成る群から選ばれる少なくとも１つの添加剤を含む、請求項８に記載の生物分解性潤滑剤、 19．分散剤が、官能化及び誘導化炭化水素であり、官能化は、式、−ＣＯ−Ｙ− Ｒ³（式中、ＹはＯ又はＳであり、Ｒ³はアリール、置換アリール又は置換ヒドロカルビルであり、−Ｙ−Ｒ³は12以下のｐＫａを有する）の基を少なくとも１つ含み、少なくとも50モル％の官能基が第三級炭素原子に結合し、官能化炭化水素は、求核性反応体により誘導化される、請求項17に記載の生物分解性潤滑剤。