JP2005314650A - 潤滑油組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】 テンタ等の高温開放系の実機環境下でも固化及びスラッジ化し難く、かつ蒸発損失が低く熱安定性の高い高温用潤滑油組成物を提供する。さらに、高潤滑性を有し、実機に用いられる部材に不具合を生じない潤滑油組成物を提供する。
【解決手段】 ポリオールエステル系合成油と、Ｃ_１２からＣ_７２の脂肪酸および／または数平均分子量４００以上８００以下のアリールアルキル基を有するジフェニルアミン誘導体とを含有する潤滑油組成物。
【選択図】 なし

Description

本発明は、熱安定性及び潤滑性に優れ、実機に用いられる部材を損傷しない、高温環境下で用いられて好適な潤滑油組成物に関する。
特に本発明は、テンタ油等のチェーン用潤滑油として好適に用いられる潤滑油組成物に関する。

ポリオールエステル系油を基油とした潤滑油は、固化時間（流動性を失うまでの時間）が比較的長く、蒸発損失も低いので、熱安定性に優れている。このため、この種の潤滑油は、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）等の樹脂フィルム、織布、不織布又は建材等を開放系で２００℃前後の高温で横延伸するテンタ用の潤滑油といった、高温用潤滑油として各種商品化されている。

しかし、これら潤滑油の中には酸化重合物やスラッジが多量に生成するものがあり、実用性が十分でないものがあった。一方、スラッジ生成が少ないとされている潤滑油は、固化時間が短く蒸発損失が大きくなり、本来の潤滑性が損なわれているという問題があった。

また、上記と同様の基油構成の高温用潤滑油に、高潤滑特性を付与させるため、潤滑剤のリン系、硫黄系等の化合物を極圧剤又は摩耗防止剤として添加することが一般的に行われている（特許文献１、特許文献２参照）。しかしながら、これら従来の添加物を用いた潤滑油には、実用に適さないものがあった。例えば、実機環境下にて、それら添加剤が二次生成物となり給油配管を閉塞させる不具合や、それら添加剤の分解物によって実機に用いられているシリコーンゴムなどの部材を溶出するという不具合を生じることがあった。（なお、本明細書では、ビニルメチルシリコーン（ＶＭＱ）等のシリコーン系ゴムの主鎖が開裂し、低分子量化することによって軟化劣化することを「溶出」という。）

このため、テンタ等の高温の開放系で用いても高温安定性および潤滑性を損なわず、また実機に用いられる部材に不具合を生じさせない潤滑油が求められていた。

特開２０００−１２９２７９号公報

特開２００１−３０３０８６号公報

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、例えばテンタ等の高温開放系の実機環境下でも固化（酸化重合）及びスラッジ化し難く、かつ蒸発損失が低く熱安定性の高い潤滑油組成物を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記熱安定性に加え、高潤滑性を有し、実機に用いられる部材に不具合を生じさせない潤滑油組成物を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の高温用潤滑油組成物は、以下の手段を採用する。

請求項１に記載の潤滑油組成物は、
ポリオールエステル系合成油を含む基油成分と、
数平均分子量４００以上８００以下のアリールアルキル基を有するジフェニルアミン誘導体とを含有する。

この潤滑油組成物は、数平均分子量４００以上８００以下のアリールアルキル基を有するジフェニルアミン誘導体を添加することにより、潤滑油組成物の蒸発損失が抑えられている。

請求項２に記載の潤滑油組成物は、請求項１において前記ジフェニルアミン誘導体の含有量が２質量％以上８質量％以下である潤滑油組成物である。

請求項３に記載の潤滑油組成物は、請求項１において前記ジフェニルアミン誘導体の含有量が３質量％以上７質量％以下である潤滑油組成物である。

請求項４に記載の潤滑油組成物は、請求項１において前記ジフェニルアミン誘導体の含有量が約６質量％である潤滑油組成物である。

ジフェニルアミン誘導体の量は、８質量％を超えると蒸発損失は一定となり、それ以上の効果は得られない。また、ジフェニルアミン誘導体の量が多すぎると、それ自体の過飽和により固化してしまうことがあり、好ましくない。このため、ジフェニルアミン誘導体の量は８質量％以下が好ましく、７質量％以下が特に好ましい。また、ジフェニルアミン誘導体の含有量が潤滑油組成物全量に対して２質量％未満であると、蒸発損失を抑える効果が十分得られないので好ましくない。従って、ジフェニルアミン誘導体の量は２質量％以上が好ましく、３質量％以上がより好ましい。

ジフェニルアミン誘導体の量は、潤滑油組成物の蒸発損失と固化の観点から、約６質量％が最も好ましい。

請求項５に記載の潤滑油組成物は、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の潤滑油組成物において、前記ポリオールエステル系合成油が、ジペンタエリスリトール、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパンまたはネオペンチルグリコールをアルコール成分とするエステルを含んでなる。

請求項６に記載の潤滑油組成物は、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の潤滑油組成物において、前記ジフェニルアミン誘導体が４，４-ビス（ジメチルベンジル）ジフェニルアミンである。

請求項７に記載の潤滑油組成物は、
ポリオールエステル系合成油と、
Ｃ_１２からＣ_７２の脂肪酸とを含む基油成分を含有する。
この脂肪酸は、直鎖状脂肪酸でも、分岐状脂肪酸でも、あるいはこれらの混合物でもよい。

この潤滑油組成物は、Ｃ_１２からＣ_７２の脂肪酸を基油成分の一つとして用いることにより、シリコーンゴムなどの実機に用いられる部材を溶出する添加剤を用いることなく、優れた潤滑性（耐荷重性）が付与されている。

請求項８に記載の潤滑油組成物は、請求項７において前記脂肪酸の含有量が１０質量％以下である潤滑油組成物である。

請求項９に記載の潤滑油組成物は、請求項７において前記脂肪酸の含有量が１質量％以上である潤滑油組成物である。

請求項１０に記載の潤滑油組成物は、請求項７において前記脂肪酸の含有量が約２質量％である潤滑油組成物である。

潤滑油組成物中の脂肪酸の含有量が１０質量％を超えると、潤滑油組成物の耐熱性が損なわれるため好ましくない。また、十分な耐荷重値を得るためには、潤滑油組成物中の脂肪酸の含有量は１質量％以上が好ましい。潤滑油組成物の耐熱性と耐荷重性を考慮した場合、潤滑油組成物中の脂肪酸の含有量は約２質量％が最も好ましい。

請求項１１に記載の潤滑油組成物は、請求項７ないし１０のいずれか一項に記載の潤滑油組成物において、前記ポリオールエステル系合成油が、ジペンタエリスリトール、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパンまたはネオペンチルグリコールをアルコール成分とするエステルを含んでなる。

請求項１２に記載の潤滑油組成物は、請求項７ないし１１のいずれか一項に記載の潤滑油組成物において、前記脂肪酸が不飽和脂肪酸を含んでなる。

請求項１３に記載の潤滑油組成物は、請求項７ないし１１のいずれか一項に記載の潤滑油組成物において、前記脂肪酸が飽和脂肪酸を含んでなる。

請求項１４に記載の潤滑油組成物は、
ポリオールエステル系合成油と、
Ｃ_１２からＣ_７２の脂肪酸とを含む基油成分と
数平均分子量４００以上８００以下のアリールアルキル基を有するジフェニルアミン誘導体とを含有する。

この潤滑油組成物は、Ｃ_１２からＣ_７２の脂肪酸と数平均分子量４００以上８００以下のアリールアルキル基を有するジフェニルアミン誘導体とを共に含むので、蒸発損失が抑えられると共に、シリコーンゴムなどの実機に用いられる部材を溶出する添加剤を用いることなく、優れた潤滑性（耐荷重性）が付与されている。

本発明によれば、実機環境下で固化及びスラッジ化し難く、かつ蒸発損失が低く熱安定性の高い潤滑油組成物が得られる。
また、本発明によれば、高潤滑性を有し、実機に用いられる部材に不具合を生じない潤滑油組成物が得られる。

本発明の潤滑油組成物は、特に開放系で２００℃前後の高温で樹脂フィルム、織布、不織布又は建材等を横延伸するテンタ用の潤滑油等、高温開放系で用いられる潤滑油として好適である。また、テンタ用潤滑油のほか、チェーン油、ジェットエンジン油、ガスタービン油、コンプレッサー油、油圧作動油、ギヤ油、軸受油グリース基油等の潤滑油としても好適に用いることができる。

以下に、本発明の高温用潤滑油組成物にかかる実施形態について説明する。

本発明の潤滑油組成物で用いられる基油としては、固化し難く、蒸発損失が低く、高熱安定性に優れていることから、ポリオールエステル系油が用いられる。潤滑油組成物中のポリオールエステル系油の含有量は、潤滑油組成物の全量に対して８５質量％以上９５質量％以下が好ましい。ポリオールエステル系油の量が９５質量％を超えると酸化防止剤、潤滑性添加剤の処方量が少なくなるため、蒸発損失量が多くなり耐荷重値が低下する。また、ポリオールエステル系油の含有量が潤滑油組成物全量に対して８５質量％未満であると、酸化防止剤が過飽和となり、固化してしまう事がある。ポリオールエステル系油の含有量は、８５質量％以上９５質量％以下がより好ましい。

ポリオールエステル系油としては、従来から高温用潤滑油の基油として用いられてきたものを用いることができ、特にアルコール成分がジペンタエリスリトール、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパンまたはネオペンチルグリコールであるものが好適に用いられる。ポリオールエステル系油の酸成分としては、特に限定されないが、潤滑油の粘度が所望の範囲になるように適宜選択できる。例えば炭素数６〜１０の直鎖状もしくは分岐鎖状の飽和または不飽和の脂肪酸などが用いられる。分岐鎖状の脂肪酸がより好適に用いられる。具体的にはオクタン酸、デカン酸、トリメリット酸およびイソノナン酸等を用いることができ、これらの中でも粘度の観点からイソノナン酸が好適に用いられる。

本発明の潤滑油組成物中のジフェニルアミン誘導体は、酸化防止剤として用いられ、潤滑油組成物の蒸発損失を抑える作用を有する。潤滑油組成物中のジフェニルアミン誘導体の含有量は、潤滑油組成物の全量に対して２質量％以上８質量％以下が好ましい。ジフェニルアミン誘導体の量が８質量％を超えると蒸発損失は一定となり、それ以上の効果は得られない。また、ジフェニルアミン誘導体の量が多すぎると、それ自体の過飽和により固化してしまうことがあり、好ましくない。また、ジフェニルアミン誘導体の含有量が潤滑油組成物全量に対して２質量％未満であると、蒸発損失を抑える効果が十分得られないので好ましくない。ジフェニルアミン誘導体の含有量は３質量％以上７質量％以下がより好ましく、約６質量％が最も好ましい。

ジフェニルアミン誘導体は、以下の構造式を有するものである。

上記構造式において、Ｒ_１およびＲ_２はそれぞれ数平均分子量（Ｍｎ）が４００以上８００以下のアリールアルキルを表している。Ｒ_１およびＲ_２の具体的な例としては、ジメチルベンジル基等が挙げられる。Ｒ_１およびＲ_２は、それぞれ同一の基であっても、異なる基であってもよい。

本発明で用いられるジフェニルアミン誘導体は、上記構造式で表されるものであればいずれのものを用いてもよいが、以下の構造式で表される４，４-ビス（ジメチルベンジル）ジフェニルアミンが特に好ましい。

脂肪酸は、潤滑油組成物の潤滑性（耐荷重性）を向上するために、基油成分としてポリオールエステル系合成油とともに用いられる。

潤滑油組成物中の脂肪酸の含有量は、１０質量％以下が好ましい。脂肪酸の含有量が１０質量％を超えると、潤滑油組成物の耐熱性が損なわれるため好ましくない。

また、潤滑油組成物中の脂肪酸の含有量の下限値は特に限定されないが、十分な耐荷重値を得るためには１質量％以上用いるのが好ましい。

脂肪酸としては、以下の構造式で表されるＣ_１２〜Ｃ_７２の脂肪酸が用いられる。

上記構造式中、Ｒ_１はＣ_１１〜Ｃ_７１の直鎖または分岐状の炭化水素基を表す。この炭化水素基は、飽和でも不飽和でもよい。飽和脂肪酸の代表例としてはラウリン酸（Ｃ_１２）、ミリスチン酸（Ｃ_１４）、パルミチン酸（Ｃ_１６）およびステアリン酸（Ｃ_１８）等が挙げられ、不飽和脂肪酸の代表例としてはオレイン酸およびリノール酸（いずれもＣ_１８）が挙げられるが、本発明で用いられる脂肪酸はこれらに限定されない。また、脂肪酸は、置換基を有していても、あるいは無置換でもよい。また、脂肪酸は上記説明した各種脂肪酸の混合物であってもよい。

上記成分に加え、本発明の潤滑油組成物には、その性能を向上させるために、通常の潤滑油組成物において用いられている酸化防止剤、油性剤・摩擦調整剤、摩耗防止剤・極圧剤、金属系清浄剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、金属不活性剤、金属腐食防止剤、防錆剤、消泡剤などの公知の添加剤の１種又は２種以上を適宜配合することも可能である。

本発明の潤滑油組成物の調製方法は特に限定されないが、上記説明した各成分を通常の加熱撹拌機を用いて混合すればよい。

以下、本発明の実施例および比較例によって本発明をさらに詳述するが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本願の各請求項の範囲において任意に変更可能である。

（実施例１、２および比較例１、２）
表１に示す組成の潤滑油組成物試料油を用意した。表中、各成分の量は質量％で表す。
なお、比較例１および比較例２の試料油は、市販品を用いた。

（実施例３、４）
上記実施例１の４，４−ビス（ジメチルベンジル）ジフェニルアミンの含有量を３質量％、１質量％に変え、他の成分は実施例１と同じとしたものをそれぞれ実施例３、実施例４の潤滑油組成物試料油とした。

（実施例５）
上記実施例１の脂肪酸を０質量％（含有しない）に変え、他の成分は実施例１と同じとしたものを実施例５の潤滑油組成物試料油とした。

（実施例６〜１１）
表２に示す組成の潤滑油組成物試料油を用意した。表中、各成分の量は質量％で表す

（実施例１１〜１４）
表３に示す組成の潤滑油組成物試料油を用意した。表中、各成分の量は質量％で表す。

（蒸発損失率試験、２次性能試験）
容量１０ｃｃの耐熱ガラス製ビーカーに、実施例１、実施例２、実施例９、実施例１０および比較例１、２のそれぞれの試料油約５ｇと、鉄粉（ＪＩＳ ＳＣＭ４４０）２．５ｇを入れ、２００℃のオーブン内で７２０時間加熱した。蒸発損失率の経時変化を図１に示す。
また、７００時間における各試料油の状態を図２に示す。
図１および図２より、実施例１および実施例２の試料油は７００時間を経過後も固化せず流動性を有しており、比較例１および比較例２の試料油と比べて耐熱性に優れていることがわかる。
また、潤滑添加剤を除いた実施例９、潤滑添加剤及び脂肪酸を除いた実施例１０についても同様の結果が得られた（６００時間）。

（蒸発損失率試験、１次性能試験）
容量１０ｃｃの耐熱ガラス製ビーカーに、実施例１、実施例３、実施例４、実施例６、実施例７および実施例８のそれぞれの試料油約５ｇを入れ、２００℃のオーブン内で静置し４００時間加熱した。蒸発損失率の経時変化を図３に示す。
図３に示した結果から、実施例１、実施例３、実施例４および実施例６のいずれも耐熱性に優れるが、４，４−ビス（ジメチルベンジル）ジフェニルアミンを６質量％含む実施例１の試料油が最も耐熱性に優れ、これに僅差で続いて４，４−ビス（ジメチルベンジル）ジフェニルアミンを３質量％含む実施例３の試料油が耐熱性に優れていることがわかった。また、実施例７、８についても、実施例１と同様の結果が得られた。

（曾田式四球試験）
実施例１、実施例５、実施例１１、実施例１２、実施例１３および実施例１４の試料油について、曾田式四球試験機を用いて、回転数２００ｒｐｍ、荷重０．５ｋｇ／ｍｉｎステップアップで試験を行い、摩擦係数が変異する点（油膜が極めて薄くなり金属接触挙動を起こす点）を測定して耐荷重値とした。結果を図４に示す。
図４の結果から、脂肪酸を含有する実施例１１および実施例１２の試料油は、脂肪酸を含有しない実施例５の試料油と比べ耐荷重量が大きく、潤滑性に優れることがわかる。脂肪酸を２質量％含有する実施例１の試料油は、脂肪酸を含有しない実施例５の試料油と比べ耐荷重量が約３倍向上した。また、潤滑添加剤リン系Ａを除いた実施例１３、１４についても実施例１の潤滑特性に変化は認められなかった。

（浸漬試験）
ビニルメチルシリコーン（ＶＭＱ）ゴムからなる試験片を、実施例１、比較例１および比較例２のそれぞれの試料油に浸漬し、１８５℃で静置した。１６８時間後に試験片を取り出し、試験片の溶出の有無を観察した。浸漬試験後の試験片の状態を図５に示す。
図５が示すとおり、実施例１の試験片に溶出は見られなかったが、比較例１および比較例２の試験片は溶出が観察された。

実施例１、２、９、１０および比較例１、２の試料油の蒸発損失試験（２次性能試験）の結果を示すグラフである。 実施例１、２および比較例１、２の試料油の蒸発損失試験（２次性能試験）における各試料油の状態を示す図である。 実施例１、３、４および６〜８の蒸発損失試験（１次性能試験）の結果を示すグラフである。 実施例１、５および１１〜１４の試料油の曾田式四球試験の結果を示すグラフである。 実施例１、比較例１および比較例２の試料油に浸漬した試験片の状態を示す図である。

Claims (14)

1. ポリオールエステル系合成油を含む基油成分と、
   数平均分子量４００以上８００以下のアリールアルキル基を有するジフェニルアミン誘導体とを含有する潤滑油組成物。
2. 前記ジフェニルアミン誘導体の含有量が２質量％以上８質量％以下である請求項１に記載の潤滑油組成物。
3. 前記ジフェニルアミン誘導体の含有量が３質量％以上７質量％以下である請求項１に記載の潤滑油組成物。
4. 前記ジフェニルアミン誘導体の含有量が約６質量％である請求項１に記載の潤滑油組成物。
5. 前記ポリオールエステル系合成油が、ジペンタエリスリトール、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパンまたはネオペンチルグリコールをアルコール成分とするエステルを含む請求項１ないし４のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
6. 前記ジフェニルアミン誘導体が４，４-ビス（ジメチルベンジル）ジフェニルアミンである請求項１ないし５のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
7. ポリオールエステル系合成油と、
   Ｃ_１２からＣ_７２の脂肪酸とを含む基油成分を含有する潤滑油組成物。
8. 前記脂肪酸の含有量が１０質量％以下である請求項７に記載の潤滑油組成物。
9. 前記脂肪酸の含有量が１質量％以上である請求項７に記載の潤滑油組成物。
10. 前記脂肪酸の含有量が約２質量％である請求項７に記載の潤滑油組成物。
11. 前記ポリオールエステル系合成油が、ジペンタエリスリトール、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパンまたはネオペンチルグリコールをアルコール成分とするエステルを含む請求項７ないし１０のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
12. 前記脂肪酸が不飽和脂肪酸を含む請求項７ないし１１のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
13. 前記脂肪酸が飽和脂肪酸を含む請求項７ないし１１のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
14. ポリオールエステル系合成油と、
    Ｃ_１２からＣ_７２の脂肪酸とを含む基油成分と
    数平均分子量４００以上８００以下のアリールアルキル基を有するジフェニルアミン誘導体とを含有する潤滑油組成物。
    

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