JP2014129483A - 潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】潤滑油基油が(A)40℃における動粘度が10mm2/s以上100mm2/s以下の鉱油系基油及び/又は合成系基油と、(B)40℃における動粘度が200mm2/s以上600mm2/s以下で、かつ硫黄含有量が0.3〜0.9質量%である鉱油系基油との混合基油からなり、(B)成分に属する基油の配合割合が15質量%以上である潤滑油基油、および(C)有機モリブデン化合物をモリブデン原子換算で100〜1000質量ppm含有し、潤滑油組成物の40℃における動粘度が90mm2/s以下であることを特徴とする潤滑油組成物。
【選択図】なし
Description
従来の自動車用変速機油としては、変速特性等の各種性能を長期間維持できるものとして、合成油及び/又は鉱油系の潤滑油基油、摩耗防止剤、極圧剤、金属系清浄剤、無灰分散剤、摩擦調整剤、粘度指数向上剤等を最適化して配合したものが開示されている(例えば特許文献1〜3を参照。)。
また本発明は、(D)ホウ素含有化合物が、ホウ酸塩で過塩基化された金属系清浄剤またはホウ素化無灰分散剤であることを特徴とする前記記載の潤滑油組成物に関する。
本発明における(A)成分の基油は、40℃における動粘度が10mm2/s以上100mm2/s以下の鉱油系潤滑油基油から選ばれる1種または2種以上の基油である。
なお、これらの基油は単独でも、2種以上任意の割合で組み合わせて使用してもよい。
(1)パラフィン基系原油および/または混合基系原油の常圧蒸留による留出油;
(2)パラフィン基系原油および/または混合基系原油の常圧蒸留残渣油の減圧蒸留留出油(WVGO);
(3)潤滑油脱ろう工程により得られるワックスおよび/またはGTLプロセス等により製造されるフィッシャートロプシュワックス;
(4)(1)〜(3)の中から選ばれる1種または2種以上の混合油のマイルドハイドロクラッキング処理油(MHC);
(5)(1)〜(4)の中から選ばれる2種以上の油の混合油;
(6)(1)、(2)、(3)、(4)または(5)の脱れき油(DAO);
(7)(6)のマイルドハイドロクラッキング処理油(MHC);
(8)(1)〜(7)の中から選ばれる2種以上の油の混合油などを原料油とし、この原料油および/またはこの原料油から回収された潤滑油留分を、通常の精製方法によって精製し、潤滑油留分を回収することによって得られる潤滑油
40℃における動粘度を100mm2/s以下とすることによって、流体抵抗が小さくなるため潤滑個所での摩擦抵抗がより小さい潤滑油組成物を得ることが可能となる。また、40℃動粘度を10mm2/s以上とすることによって、油膜形成が十分となり、潤滑性により優れ、また、高温条件下での基油の蒸発損失がより小さい潤滑油組成物を得ることが可能となる。
すなわち、上記(1)〜(8)から選ばれる基油をそのまま、またはこの基油から回収された潤滑油留分を、水素化分解あるいはワックス異性化し、当該生成物をそのまま、もしくはこれから潤滑油留分を回収し、次に溶剤脱ろうや接触脱ろうなどの脱ろう処理を行い、その後、溶剤精製処理するか、または、溶剤精製処理した後、溶剤脱ろうや接触脱ろうなどの脱ろう処理を行って製造される水素化分解鉱油系基油及び/又はワックス異性化イソパラフィン系基油が好ましく用いられる。
前記基油(A2)としては、40℃における動粘度が70mm2/s以上の基油が好ましく、80mm2/s以上の基油がより好ましく、90mm2/s以上の基油がさらに好ましい。(A1)の基油と(A2)の基油の差を大きくするほど、(A)成分の基油の粘度指数が向上するため好ましい。ただし、混合基油の40℃における動粘度が10mm2/s以上100mm2/s以下を満たすことが必要である。
基油(B)の40℃動粘度を上記範囲とすることにより、優れた疲労寿命、初期及び長期間使用後の極圧性を付与することができる。40℃動粘度が200mm2/s未満の場合は、疲労寿命および初期の極圧性向上効果が小さく、600mm2/sを超える場合は、低温時の組成物の粘度が高すぎるため、それぞれ好ましくない。
また、基油(B)の%CNについては特に制限はないが、疲労寿命に優れる点で、好ましくは15〜40、より好ましくは20〜30である。
また、基油(B)の%CPについては特に制限はないが、疲労寿命に優れる点で、好ましくは55〜100、より好ましくは60〜80、さらに好ましくは65〜75である。
また、(B)成分は、上記鉱油系潤滑油基油から選ばれる1種からなる基油であっても良く、また2種以上の混合基油であっても良い。
特に自動車用ギヤ用として使用した場合においては、基油(A)及び基油(B)からなる潤滑油基油の40℃における動粘度は、好ましくは45mm2/s以上、より好ましくは55mm2/s以上、特に好ましくは65mm2/sである。一方、上限は好ましくは90mm2/s以下、より好ましくは80mm2/s、さらに好ましくは75mm2/s、特に好ましくは70mm2/s以下である。
本発明で用いる有機モリブデン化合物としては、(C1)硫黄を含有する有機モリブデン化合物、または(C2)構成元素として硫黄を含まない有機モリブデン化合物等の各種有機モリブデン化合物が挙げられる。
(D)成分はホウ素を含む化合物で、油溶性であればよい。
ホウ酸塩で過塩基化された金属系清浄剤の具体例としては、例えばメタホウ酸リチウム、四ホウ酸リチウム、五ホウ酸リチウム、過ホウ酸リチウム等のホウ酸リチウム;メタホウ酸ナトリウム、二ホウ酸ナトリウム、四ホウ酸ナトリウム、五ホウ酸ナトリウム、六ホウ酸ナトリウム、八ホウ酸ナトリウム等のホウ酸ナトリウム;メタホウ酸カリウム、四ホウ酸カリウム、五ホウ酸カリウム、六ホウ酸カリウム、八ホウ酸カリウム等のホウ酸カリウム;メタホウ酸カルシウム、二ホウ酸カルシウム、四ホウ酸三カルシウム、四ホウ酸五カルシウム、六ホウ酸カルシウム等のホウ酸カルシウム;メタホウ酸マグネシウム、二ホウ酸マグネシウム、四ホウ酸三マグネシウム、四ホウ酸五マグネシウム、六ホウ酸マグネシウム等のホウ酸マグネシウム;及びメタホウ酸アンモニウム、四ホウ酸アンモニウム、五ホウ酸アンモニウム、八ホウ酸アンモニウム等のホウ酸アンモニウム等が挙げられる。
(D1)炭素数40〜400の直鎖若しくは分枝状のアルキル基又はアルケニル基を分子中に少なくとも1個有するコハク酸イミド、あるいはその誘導体
(D2)炭素数40〜400の直鎖若しくは分枝状のアルキル基又はアルケニル基を分子中に少なくとも1個有するベンジルアミン、あるいはその誘導体
(D3)炭素数40〜400の直鎖若しくは分枝状のアルキル基又はアルケニル基を分子中に少なくとも1個有するポリアミン、あるいはその誘導体
一般式(4)において、R10及びR11は、それぞれ個別に、炭素数40〜400、好ましくは60〜350のアルキル基又はアルケニル基を示し、qは0〜4、好ましくは1〜3の整数を示す。
上記コハク酸イミドには、イミド化により、ポリアミンの一端に無水コハク酸が付加した形態の一般式(3)で示されるいわゆるモノタイプのコハク酸イミドと、ポリアミンの両端に無水コハク酸が付加した形態の一般式(4)で示されるいわゆるビスタイプのコハク酸イミドが含まれるが、本発明の組成物においては、そのいずれでも、またこれらの混合物でも使用可能である。
このベンジルアミンの製造方法は何ら限定されるものではないが、例えば、プロピレンオリゴマー、ポリブテン、及びエチレン−α−オレフィン共重合体等のポリオレフィンをフェノールと反応させてアルキルフェノールとした後、これにホルムアルデヒドとジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、及びペンタエチレンヘキサミン等のポリアミンをマンニッヒ反応により反応させることにより得ることができる。
R13‐NH−(CH2CH2NH)k‐H (6)
このポリアミンの製造法は何ら限定されるものではないが、例えば、プロピレンオリゴマー、ポリブテン、及びエチレン−α−オレフィン共重合体等のポリオレフィンを塩素化した後、これにアンモニアやエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、及びペンタエチレンヘキサミン等のポリアミンを反応させることにより得ることができる。
例えば、ホウ酸変性コハク酸イミドの製造方法としては、特公昭42-8013号公報及び同42-8014号公報、特開昭51-52381号公報、及び特開昭51-130408号公報等に開示されている方法等が挙げられる。具体的には例えば、アルコール類やヘキサン、キシレン等の有機溶媒、軽質潤滑油基油等にポリアミンとポリアルケニルコハク酸(無水物)にホウ酸、ホウ酸エステル、又はホウ酸塩等のホウ素化合物を混合し、適当な条件で加熱処理することにより得ることができる。なお、この様にして得られるホウ酸性コハク酸イミドのホウ酸含有量は通常0.1〜4.0質量%とすることができる。
また(E)成分以外の極圧添加剤及び耐摩耗剤としては、例えば、一部(E)成分としても使用されるが、ジスルフィド類、硫化オレフィン類、硫化油脂類、亜リン酸エステル、酸性リン酸エステル、さらには酸性ン酸エステルリン化合物のアミン塩や、各種リン化合物の誘導体が挙げられる。
さび止め剤としては、例えば、アルケニルコハク酸、アルケニルコハク酸エステル、多価アルコールエステル、石油スルホネート、ジノニルナフタレンスルホネート等が挙げられる。
腐食防止剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系、チアジアゾール系、イミダゾール系の化合物等が挙げられる。
粘度指数向上剤としては、具体的には、エチレン−プロピレン共重合体等のオレフィンコポリマー又はその水素化物、スチレン−ジエンコポリマー、ポリメタクリレート及びオレフィンコポリマーのグラフトコポリマー又はその水素化物等が挙げられる。
消泡剤としては、例えば、ジメチルシリコーンやフルオロシリコーンなどのシリコーン類等が挙げられる。
本発明の潤滑油組成物において、40℃動粘度を20mm2/s以上とすることによって、油膜形成能力により優れ、極圧性により優れる。一方、40℃動粘度を90mm2/s以下とすることによって、流体抵抗が小さくなるため潤滑箇所での摩擦抵抗(摩擦損失)がより小さく、また攪拌抵抗がより小さい省燃費性に優れた潤滑油組成物を得ることができる。
表1に示す各種の潤滑油基油及び添加剤を配合して、本発明に係る潤滑油組成物(表1の実施例1〜6)及び比較用の潤滑油組成物(比較例1〜8)を調製した。なお、各添加剤の添加量は組成物全量基準である。
(1)高速四球試験
極圧性試験は、ASTM D 2783「潤滑油の耐荷重能試験方法」に準拠してシェル四球式試験機で実施した。本試験は、全部で四個の試験鋼球を試料容器及び回転軸に固定し、試料を試料容器に満たす。回転軸を静止させた状態で荷重を加え、毎分1760±40回転の速度で10秒間回転させる。荷重を増して最大非焼付き荷重を求めた。最大非焼付き荷重は、測定した摩耗痕径が、その時の試験荷重における補償摩耗痕径の105%値を超えない最大試験荷重にて求められる。最大非焼付き荷重が大きければ大きいほど、極圧性が良好とした。
摩耗痕径試験は、ASTM D 4172「潤滑油の耐摩耗試験方法」に準拠してシェル四球式試験機で実施した。本試験は、全部で四個の試験鋼球を試料容器及び回転軸に固定し、試料を試料容器に満たす。回転軸を静止させた状態で荷重(392N)を加え、潤滑油の温度80℃において、毎分1200回転の速度で30分間回転させる。試験後、接触点に生じた摩耗痕径を測定し摩耗防止性を求めた。摩耗痕径が小さければ小さいほど、摩耗防止性が良好とした。
焼付き試験は、ASTM D 3233「潤滑油の耐荷重試験方法」に準拠してファレックス型摩擦試験機で実施した。本試験は、鋼製のピンを鋼製のVブロック2個で挟み、試料を試料容器に満たす。回転軸を静止させた状態で荷重を加え、潤滑油の温度110℃において、毎分290回転の速度で荷重を増して焼付き荷重を求めた。焼付き荷重が大きければ大きいほど、極圧性が良好とした。
摩擦係数試験は、DIN 51834−2「潤滑油の潤滑特性評価方法」に準拠してSRV試験機で実施した。本試験は、鋼製のボールを鋼製のプレートに垂直に固定し、試料をプレートに数滴たらす。振動軸を静止させた状態で荷重(30N)を加え、潤滑油の温度60℃において、振幅1000μm、周波数50Hzにて10分間往復運動(振動)させる。油温を10分毎に10℃上昇させ、100℃の平均摩擦係数値を求めた。摩擦係数が小さければ小さいほど、良好とした。
基油A−1:溶剤精製鉱油(GpI),Mz 20H(40℃:49.06mm2/s,100℃:6.923mm2/s,VI:96,硫黄含有量:0.14質量%,%CA:7.75,%CN:27.5,%CP:64.7)
基油A−2:溶剤精製鉱油(GpI),TK3095(40℃:95.1mm2/s,100℃:10.9mm2/s,VI:98,硫黄含有量:0.58質量%,%CA0.6:,%CN:36.1,%CP:63.3)
基油A−3:水素化精製鉱油(GpIII),YUBASE4(40℃:19.57mm2/s、100℃:4.23mm2/s、VI:122、硫黄分:<10質量ppm、%CP:80.7、%CN:19.3、%CA:0)
基油B−1:溶剤精製基油(GpI),Mz 150BS(40℃:506.8mm2/s,100℃:32.30mm2/s,VI:95,硫黄含有量:0.42質量%,%CA:8.23,%CN:24.6,%CP:67.2)
基油B−2:溶剤精製基油(GpI),TK5095(40℃:242.7mm2/s,100℃:20.5mm2/s,VI:99,硫黄含有量:0.57質量%,%CA:5.9、%CN:23.9、%CP:70.2)
有機モリブデン化合物F−1:MoDTC(Mo:10.0質量%)
ホウ素含有分散剤G−1:ホウ素化コハク酸イミド(B:2.0質量%,N:2.3質量%,Mw:1000)
非ホウ素分散剤H−1:非ホウ素化コハク酸イミド(B:0.0質量%,N:2.1質量%,Mw:1000)
性能添加剤C−1:GL−5PKG,(P:1.40質量%、S:22.9質量%)
流動点降下剤D−1:アルキルメタクリレートコポリマー
摩耗痕径:392N,1200rpm,80℃,30min
ファレックス焼付き試験:290rpm,110℃
SRV試験:Ball−Disk、荷重(30N)、試験距離(1000μm)、振幅数(50Hz)、油温(100℃)
Claims (4)
- 潤滑油基油が(A)40℃における動粘度が10mm2/s以上100mm2/s以下の鉱油系基油と、(B)40℃における動粘度が200mm2/s以上600mm2/s以下で、かつ硫黄含有量が0.3〜0.9質量%である鉱油系基油との混合基油からなり、(B)成分に属する基油の配合割合が15質量%以上である潤滑油基油、および(C)有機モリブデン化合物をモリブデン原子換算で100〜1000質量ppm含有し、潤滑油組成物の40℃における動粘度が90mm2/s以下であることを特徴とする潤滑油組成物。
- さらに(D)ホウ素含有化合物をホウ素原子量換算で100〜300質量ppm含有することを特徴とする請求項1に記載の潤滑油組成物。
- (D)ホウ素含有化合物が、ホウ酸塩で過塩基化された金属系清浄剤またはホウ素化無灰分散剤であることを特徴とする請求項2に記載の潤滑油組成物。
- 潤滑油基油が(A)40℃における動粘度が10mm2/s以上100mm2/s以下の鉱油系基油と、(B)40℃における動粘度が200mm2/s以上600mm2/s以下で、かつ硫黄含有量が0.3〜0.9質量%である鉱油系基油との混合基油からなり、(B)成分に属する基油の配合割合が15質量%以上である潤滑油基油、および(C)有機モリブデン化合物をモリブデン原子換算で100〜1000質量ppm含有し、潤滑油組成物の40℃における動粘度が90mm2/s以下である潤滑油組成物を用いることを特徴とする自動車用ギヤ装置の潤滑方法。
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