JP2018053027A - 産業機械用潤滑油組成物、及び潤滑方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基油(A)、及び特定のアシルグリセロール(B)を含有する産業機械用潤滑油組成物、及びこれを用いた潤滑方法である。
【選択図】なし
Description
しかしながら、特許文献1で開示される潤滑油組成物では、ブレーキ鳴き防止性能を満足させることはできておらず、ブレーキ鳴き防止性能も満足させる潤滑油組成物の技術開発が求められている。
(一般式(1)中、R11、R12、及びR13は、各々独立に−C(=O)R14で示されるアシル基、又は水素原子であり、R11、R12、及びR13の少なくともいずれかが前記アシル基である。また、R14は、炭素数12以上30以下の一価の炭化水素基であり、前記アシル基が複数存在する場合、前記アシル基中のR14は同じでも異なっていてもよい。)
本実施形態の産業機械用潤滑油組成物は、基油(A)、及び下記一般式(1)で表されるアシルグリセロール(B)を含有する潤滑油組成物である。以下、各成分について説明する。
(一般式(1)中、R11、R12、及びR13は、各々独立に−C(=O)R14で示されるアシル基、又は水素原子であり、R11、R12、及びR13の少なくともいずれかが前記アシル基である。また、R14は、炭素数12以上30以下の一価の炭化水素基であり、前記アシル基が複数存在する場合、前記アシル基中のR14は同じでも異なっていてもよい。)
本実施形態の産業機械用潤滑油組成物に用いられる基油(A)としては、鉱油であってもよく、合成油であってもよい。
鉱油としては、パラフィン基系、ナフテン基系、中間基系の原油を常圧蒸留して得られる常圧残油;常圧残油を減圧蒸留して得られた留出油;留出油を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化精製等のうちの1つ以上の処理を行って精製した鉱油、例えば、軽質ニュートラル油、中質ニュートラル油、重質ニュートラル油、ブライトストック;フィッシャー・トロプシュ法等により製造されるワックス(GTLワックス)を異性化することで得られる鉱油等が挙げられる。
また、基油(A)の粘度指数は、産業機械用潤滑油組成物として適正な粘度とする観点から、80以上が好ましく、90以上がより好ましく、95以上が更に好ましい。ここで、動粘度、及び粘度指数は、JIS K 2283:2000に準拠し、ガラス製毛管式粘度計を用いて測定した値である。
また、基油(A)の潤滑油組成物全量基準の含有量は、産業機械用潤滑油組成物として適正な粘度とする観点から、通常50質量%以上であり、好ましくは60質量%以上97質量%以下、より好ましくは70質量%以上95質量%以下であり、更に好ましくは75質量%以上93質量%以下である。
本実施形態の産業機械用潤滑油組成物は、下記一般式(1)で表されるアシルグリセロール(B)を含有する。
R14の炭素数12以上30以下の一価の炭化水素基としては、例えば、炭素数12以上30以下の直鎖状、又は分岐状のアルキル基、アルケニル基等の脂肪族炭化水素基が好ましく挙げられ、炭素数12以上24以下の直鎖状、又は分岐状のアルキル基、アルケニル基がより好ましく、炭素数16以上20以下の直鎖状、又は分岐状のアルキル基、アルケニル基が更に好ましい。R14が上記炭素数の脂肪族炭化水素基であると、ブレーキ鳴き防止性能とともに、基油に対する溶解性、また摩擦係数が向上する。
また、炭素数12以上30以下の直鎖状、又は分岐状のアルケニル基としては、各種ドデセニル基、各種トリデセニル基、各種テトラデセニル基、各種ペンタデセニル基、各種ヘキサデセニル基、各種ヘプタデセニル基、各種オクタデセニル基、各種ノナデセニル基、各種イコセニル基、各種ヘンイコセニル基、各種ドコセニル基、各種トリコセニル基、各種テトラコセニル基、各種ペンタコセニル基、各種ヘキサコセニル基、各種ヘプタコセニル基、各種オクタコセニル基、各種ノナコセニル基、及び各種トリアコンチニル基が挙げられる。
本実施形態の潤滑油組成物は、更に下記一般式(2)で表されるアミン化合物(C)を含有することが好ましい。ブレーキ鳴き防止性能が更に向上する。
本発明の潤滑油組成物においては、本発明の目的に反しない範囲で、例えば、粘度指数向上剤、流動点降下剤、消泡剤、耐摩耗剤、極圧剤、金属系清浄剤、分散剤、酸化防止剤、油性剤、摩擦調整剤、金属不活性化剤、防錆剤等のその他添加剤を、適宜選択して配合することができる。これらの添加剤は、単独で、又は複数種を組み合わせて用いることができる。
これらのその他添加剤の合計含有量は、本発明の目的に反しない範囲であれば特に制限はないが、その他添加剤を添加する効果を考慮すると、組成物全量基準で、0.1質量%以上25質量%以下が好ましく、1質量%以上20質量%がより好ましく、5質量%以上18質量%以下が更に好ましい。
本発明の潤滑油組成物は、上記の基油(A)の粘度指数を向上させるため、粘度指数向上剤を含有してもよい。粘度指数向上剤としては、例えば、非分散型ポリメタクリレート、分散型ポリメタクリレート、オレフィン系共重合体(例えば、エチレン−プロピレン共重合体等)、分散型オレフィン系共重合体、スチレン系共重合体(例えば、スチレン−ジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体等)等の重合体が挙げられる。
非分散型及び分散型ポリメタクリレートの場合は、5,000以上1,000,000以下が好ましく、10,000以上800,000以下がより好ましく、20,000以上600,000以下が更に好ましい。また、オレフィン系共重合体の場合は、800以上300,000以下が好ましく、1,000以上250,000以下がより好ましく、10,000以上200,000以下が更に好ましい。
<GPC測定装置>
・カラム:TOSO GMHHR−H(S)HT
・検出器:液体クロマトグラム用RI検出器 WATERS 150C
<測定条件等>
・溶媒:1,2,4−トリクロロベンゼン
・測定温度:145℃
・流速:1.0ミリリットル/分
・試料濃度:2.2mg/ミリリットル
・注入量:160マイクロリットル
・検量線:Universal Calibration
・解析プログラム:HT−GPC(Ver,1.0)
流動点降下剤としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化パラフィンとナフタレンとの縮合物、塩素化パラフィンとフェノールとの縮合物、ポリメタクリレート、ポリアルキルスチレン等が挙げられる。
消泡剤としては、例えば、シリコーン油、フルオロシリコーン油、及びフルオロアルキルエーテル等が挙げられる。
耐摩耗剤としては、例えば、ジアルキルジチオリン酸亜鉛(ZnDTP)、リン酸亜鉛、ジチオカルバミン酸亜鉛、ジチオカルバミン酸モリブデン、ジチオリン酸モリブデン、ジスルフィド類、硫化オレフィン類、硫化油脂類、硫化エステル類、チオカーボネート類、チオカーバメート類、ポリサルファイド類等の硫黄含有化合物;亜リン酸エステル類、リン酸エステル類、ホスホン酸エステル類、及びこれらのアミン塩又は金属塩等のリン含有化合物;チオ亜リン酸エステル類、チオリン酸エステル類、チオホスホン酸エステル類、及びこれらのアミン塩又は金属塩等の硫黄及びリン含有耐摩耗剤が挙げられる。
極圧剤としては、例えば、スルフィド類、スルフォキシド類、スルフォン類、チオホスフィネート類等の硫黄系極圧剤、塩素化炭化水素等のハロゲン系極圧剤、有機金属系極圧剤等が挙げられる。
金属系清浄剤としては、例えば、カルシウムなどのアルカリ土類金属の中性金属スルホネート、中性金属フェネート、中性金属サリチレート、中性金属ホスホネート、塩基性金属スルホネート、塩基性金属フェネート、塩基性金属サリチレート、塩基性ホスホネート、過塩基性金属スルホネート、過塩基性金属フェネート、過塩基性金属サリチレート、過塩基性ホスホネートなどが挙げられる。
分散剤としては、例えば、ホウ素非含有コハク酸イミド類、ホウ素含有コハク酸イミド類、ベンジルアミン類、ホウ素含有ベンジルアミン類、コハク酸エステル類、脂肪酸あるいはコハク酸で代表される一価又は二価カルボン酸アミド類等の無灰系分散剤が挙げられる。
酸化防止剤としては、例えば、ジフェニルアミン系酸化防止剤、ナフチルアミン系酸化防止剤等のアミン系酸化防止剤;モノフェノール系酸化防止剤、ジフェノール系酸化防止剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤等のフェノール系酸化防止剤;三酸化モリブデン及び/又はモリブデン酸とアミン化合物とを反応させてなるモリブデンアミン錯体等モリブデン系酸化防止剤;フェノチアジン、ジオクタデシルサルファイド、ジラウリル−3,3'−チオジプロピオネート、2−メルカプトベンゾイミダゾール等の硫黄系酸化防止剤;トリフェニルホスファイト、ジイソプロピルモノフェニルホスファイト、モノブチルジフェニルホスファイト等のリン系酸化防止剤等が挙げられる。
油性剤としては、例えば、ステアリン酸、オレイン酸等の脂肪族モノカルボン酸;ダイマー酸、水添ダイマー等の重合脂肪酸;リシノレイン酸、ヒドロキシステアリン酸等のヒドロキシ脂肪酸;ラウリルアルコール、オレイルアルコール等の脂肪族モノアルコール;ラウリン酸アミド、オレイン酸アミド等の脂肪酸アミドなどが挙げられる。
摩擦調整剤としては、例えば、炭素数6以上30以下のアルキル基又はアルケニル基、特に炭素数6以上30以下の直鎖アルキル基又は直鎖アルケニル基を分子中に少なくとも1個有する、脂肪酸アミン、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、脂肪酸、脂肪族アルコール、及び脂肪酸エーテル等の無灰摩擦調整剤;モリブデンジチオカーバメート(MoDTC)、モリブデンジチオホスフェート(MoDTP)、及びモリブデン酸のアミン塩等のモリブデン系摩擦調整剤等が挙げられる。
金属不活性化剤としては、ベンゾトリアゾール系、トリルトリアゾール系、チアジアゾール系、及びイミダゾール系化合物等が挙げられる。
防錆剤としては、例えば、石油スルホネート、アルキルベンゼンスルホネート、ジノニルナフタレンスルホネート、アルケニルコハク酸エステル、多価アルコールエステル等が挙げられる。
本実施形態の産業機械用潤滑油組成物において、全窒素原子の組成物全量基準の含有量は、500質量ppm以上2,000質量ppm以下が好ましく、550質量ppm以上1,750質量ppm以下がより好ましく、600質量ppm以上1,500質量ppm以下が更に好ましい。全窒素原子の含有量が上記範囲内であると、ブレーキ鳴き防止性能が向上する。
また、本実施形態の産業機械用潤滑油組成物の粘度指数は、130以上が好ましく、135以上がより好ましく、140以上が更に好ましい。
ここで、動粘度、及び粘度指数の測定方法は、上記の基油と同じである。
本実施形態の潤滑方法は、上記の本実施形態の産業機械用潤滑油組成物を用いた潤滑方法である。本実施形態の潤滑方法で用いられる産業機械用潤滑油組成物は、特に、優れたブレーキ鳴き防止性能を有しており、また、一般の産業機械に用いられる潤滑油組成物に求められる性能、例えば、変速機の焼付き及び摩耗の防止性能、粘度特性、及び酸化劣化等に対する安定性にも優れている。
よって、本実施形態の潤滑方法は、変速機(ギヤ)、油圧作動部等を備える、農業機械、建設機械、運搬機械等の一般的な産業機械において、優れた効果を発揮する。とりわけ、変速機(ギヤ)、油圧作動部、及び湿式ブレーキを備える産業機械、例えば、油圧ショベルカー、クレーン車、ブルドーザ等の建設機械、ダンプ、フォークリフト、ショベルローダー、不整地運搬車等の運搬機械を共通潤滑する場合、ブレーキ鳴き防止性能が有効に機能し得る。
第1表に示す配合量(質量%)で潤滑油組成物を調製した。得られた潤滑油組成物について、以下の方法により各種試験を行い、その物性を評価した。評価結果を表1に示す。なお本実施例で用いた第1表に示される各成分の詳細は以下のとおりである。
・基油1:150N(ニュートラル)水素化精製鉱油、40℃動粘度:29.6mm2/s、100℃動粘度:5.37mm2/s、粘度指数:116、APIグループ2
・基油2:500N(ニュートラル)水素化精製鉱油、40℃動粘度:91.5mm2/s、100℃動粘度:10.5mm2/s、粘度指数:96、APIグループ2
・アシルグリセロール(B):グリセリンモノオレート(一般式(1)中、R11が−C(=O)R14(R14がn−ヘプタデセニル基)であり、R12及びR13が水素原子のモノアシルグリセロールである。)
・アミン化合物(C):モノオレイルアミン(一般式(2)中、R21がn−オクタデセニル基であり、R22及びR23が水素原子である。)、窒素原子含有量:5.2質量%
・粘度指数向上剤:ポリメタクリレート、質量平均分子量:35,000
・その他添加剤:流動点降下剤、消泡剤、耐摩耗剤(ジアルキルジチオリン酸亜鉛(ZnDTP))、金属系清浄剤、油性剤(オレイン酸アミド)、アミン系酸化防止剤等
(1)動粘度
JIS K 2283:2000に準拠し、40℃、100℃における動粘度を測定した。
(2)粘度指数(VI)
JIS K 2283:2000に準拠して測定した。
(3)窒素原子の含有量
JIS K2609:1998に準拠して測定した。
(4)動摩擦試験による動摩擦係数(μ0)、動摩擦係数(μd)、及び摩擦係数比(μ0/μd)の算出
各実施例及び比較例の潤滑油組成物について、下記の動摩擦試験を行い、動摩擦係数(μ0)、動摩擦係数(μd)、及び摩擦係数比(μ0/μd)を算出した。
(動摩擦試験;JASO M348:2002(自動変速機摩擦特性試験方法)により、SAE No.2試験装置を用いた摩擦試験)
SAE No.2試験装置を用いて、以下の条件で動摩擦試験を行い、動摩擦係数(μd)算出用の回転数(500rpm)、及び動摩擦係数(μ0)算出用の回転数(200rpm)における各々摩擦トルク(Td、T0)を測定し、下記の数式(1)により、これらの摩擦トルクにおける動摩擦係数(μd、μ0)を算出し、摩擦係数比(μ0/μd)を算出した。
T:摩擦トルク(Nm)
n:フリクションディスク枚数(3枚)
re:平均摩擦有効半径(66.4mm)
P:押し付け荷重(298kPa)
A:摩擦面積(57.40mm2)
・摩擦材の組み付け方:スチールプレート(4枚)/ペーパーディスク(3枚)
・慣性円板の慣性モーメント:0.725kg・m2
・試験回転数:800rpm
・回転立ち上がり時間:8±2秒
・油温:90℃
・油量:700ml
・フリクションプレート面圧:785kPa
・試験サイクル:30秒/サイクル
・押し付け荷重の立ち上がり時間:0.1〜0.15秒
・押し付け荷重の保持時間:2秒
・試験回数:1サイクル、100サイクル、500サイクル、1000サイクル、3000サイクル又は5000サイクル
・動摩擦係数(μd)算出用の回転数:500rpm
・動摩擦係数(μ0)算出用の回転数:200rpm
一方、アシルグリセロール(B)を含まない比較例1の潤滑油組成物は、摩擦試験(1000サイクル以上)では摩擦係数比が1以下となっており、長期的にはブレーキ鳴き防止性能を発現するものの、摩擦試験(1サイクル後、100サイクル後、及び500サイクル後)で、摩擦係数比が1を超えており、比較的初期において十分なブレーキ鳴き防止性能が発現しないことが確認された。
Claims (12)
- 基油(A)、及び下記一般式(1)で表されるアシルグリセロール(B)を含有する産業機械用潤滑油組成物。
(一般式(1)中、R11、R12、及びR13は、各々独立に−C(=O)R14で示されるアシル基、又は水素原子であり、R11、R12、及びR13の少なくともいずれかが前記アシル基である。また、R14は、炭素数12以上30以下の一価の炭化水素基であり、前記アシル基が複数存在する場合、前記アシル基中のR14は同じでも異なっていてもよい。) - 前記アシルグリセロール(B)の組成物全量基準の含有量が、0.01質量%以上2.5質量%以下である請求項1に記載の産業機械用潤滑油組成物。
- 更に、下記一般式(2)で表されるアミン化合物(C)を含む請求項1又は2に記載の産業機械用潤滑油組成物。
(一般式(2)中、R21は水素原子、又は炭素数12以上30以下の一価の炭化水素基であり、R22及びR23は、各々独立に水素原子、又は炭素数1以上5以下の一価の炭化水素基であり、R21、R22、及びR23の少なくともいずれかは炭化水素基である。) - 前記アミン化合物(C)の組成物全量基準の含有量が、0.01質量%以上2.5質量%以下である請求項3に記載の産業機械用潤滑油組成物。
- 全窒素原子の組成物全量基準の含有量が、500質量ppm以上2,000質量ppm以下である請求項1〜4のいずれか1項に記載の産業機械用潤滑油組成物。
- 前記アシルグリセロール(B)が、一般式(1)において、R11、R12、及びR13のいずれか一つが−C(=O)R14で示されるアシル基であり、R14が炭素数12以上30以下のアルキル基、又はアルケニル基であり、他のR11、R12、及びR13のいずれか二つが水素原子である、モノアシルグリセロールである請求項1〜5のいずれか1項に記載の産業機械用潤滑油組成物。
- 前記アミン化合物(C)が、一般式(2)において、R21が炭素数12以上30以下のアルキル基、又はアルケニル基であり、R22及びR23が水素原子であるアミンである請求項3〜6のいずれか1項に記載の産業機械用潤滑油組成物。
- 40℃動粘度が30mm2/s以上70mm2/s以下である請求項1〜7のいずれか1項に記載の産業機械用潤滑油組成物。
- 前記産業機械が、変速機、油圧作動部、及び湿式ブレーキを備えるものである請求項1〜8のいずれか1項に記載の産業機械用潤滑油組成物。
- 前記産業機械が、運搬機械である請求項1〜9のいずれか1項に記載の産業機械用潤滑油組成物。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の産業機械用潤滑油組成物を用いた潤滑方法。
- 前記産業機械が、変速機、油圧作動部、及び湿式ブレーキを備えるものである請求項11に記載の潤滑方法。
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