JP2019163407A - 潤滑油用基油、及び潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
電動モーターの冷却方式としては、空冷方式、水冷方式、及び油冷方式が知られている。
これらの中でも、油冷方式は、油を用いているため絶縁性を付与すること可能であるという利点がある。油冷方式は、電動モーター内に油を流通させ、モーターコイルや磁石等の熱で劣化しやすい部材に油を直接接触させて熱交換を行うことが可能であり、高い冷却能力が期待できる。
特許文献1に記載の潤滑油組成物では、上記用途に適合すべく、所定の動粘度の潤滑油基油と、所定量のホウ素含有コハク酸イミド系無灰分散剤、及び、所定量のポリメタクリレート系粘度指数向上剤を含有し、40℃動粘度及び100℃動粘度を所定の範囲に調製したものとしている。
このような要望に対して、本発明者らは、変速機と電気モーターとの潤滑システムに用いられる潤滑油組成物の電気特性を利用することで、搭載する電子部品を省略することができないかを検討した。
そして、本発明者らは、潤滑油組成物の電気特性のうち比誘電率に着目し、潤滑油組成物が高比誘電率であれば、当該潤滑油組成物は、コンデンサーとしての機能を担い、電子回路設計において部品の削減を図ることができないかと考えた。
加えて、その検討の中で、高比誘電率の潤滑油組成物とした場合、ゴム材への膨潤性が低下し、油漏れが生じてしまうという弊害が生じ得ることも同時に判明した。
また、本発明者らの検討によれば、特許文献1の実施例に具体的に記載された潤滑油組成物は、比誘電率が低いことが分かった。そのため、当該潤滑油組成物は、低比誘電率であり、コンデンサーのような機能を担うことは難しいと推測される。
[1]1MHzにおける比誘電率εr(A1)が3.0未満である基油(A1)と、
1MHzにおける比誘電率εr(A2)が3.0以上である基油(A2)と、
を含む、潤滑油用基油。
[2]上記[1]に記載の潤滑油用基油を含有する、潤滑油組成物。
本発明の潤滑油用基油は、1MHzにおける比誘電率εr(A1)が3.0未満である基油(A1)と、1MHzにおける比誘電率εr(A2)が3.0以上である基油(A2)とを含む。
本明細書において、1MHzにおける比誘電率は、25℃において測定された値であって、具体的には、実施例に記載の方法に準拠して測定された値を意味する。
しかしながら、高比誘電率である基油(A2)は、アニリン点が低い傾向がある。そのため、基油(A2)のみを用いた潤滑油組成物とした場合、当該潤滑油組成物のアニリン点も低くなり、ゴム材への膨潤性が劣り、油漏れが生じてしまうという弊害が生じ得る。また、当該潤滑油組成物は、体積抵抗率が低くなり易く、絶縁性が低くなる場合がある。
一方で、低比誘電率である基油(A1)は、ゴム材への膨潤性に優れており、また、体積抵抗率が高く、絶縁性に優れている。
そこで、本発明の潤滑油用基油は、基油(A1)及び(A2)を併用することで、両者に利点を共に発揮し得るものとすることができる。
つまり、本発明の潤滑油用基油では、基油(A1)の存在による、絶縁性及びゴム材への膨潤性の向上効果と、基油(A2)の存在によるコンデンサーのような機能を担う性質の向上効果が、それぞれ独立して発現されるものと考えられる。
そのため、本発明の潤滑油用基油は、基油(A1)と基油(A2)とを併用することを要件としている。
また、絶縁性に優れ、ゴム材への膨潤性に優れた潤滑油組成物を容易に調製し得る潤滑油用基油とする観点から、基油(A1)100質量部に対する、基油(A2)の含有割合は、好ましくは20質量部以下、より好ましくは16質量部以下、更に好ましくは13質量部以下である。
本発明の潤滑油用基油は、1MHzにおける比誘電率εr(A1)が3.0未満である基油(A1)を含有する。
基油(A1)は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上述のとおり、基油(A1)は、潤滑油組成物のゴム材への膨潤性を良好に調整することに寄与する。また、潤滑油組成物の体積抵抗率を上昇させ、絶縁性の向上にも寄与する。
なお、本明細書において、アニリン点は、JIS K2256:2013に準拠して測定された値を意味する。
また、本発明の一態様で用いる基油(A1)の粘度指数としては、温度変化による粘度特性を良好とする潤滑油組成物を容易に調製し得る潤滑油用基油とする観点から、好ましくは70以上、より好ましくは80以上、更に好ましくは90以上である。
なお、本明細書において、動粘度及び粘度指数は、JIS K2283:2000に準拠して測定及び算出した値を意味する。
上記観点から、基油(A1)中の鉱油の含有割合としては、基油(A1)の全量(100質量%)に対して、好ましくは70〜100質量%、より好ましくは80〜100質量%、更に好ましくは90〜100質量%、より更に好ましくは95〜100質量%である。
これらの中でも、基油(A1)として用いる鉱油は、API(米国石油協会)の基油カテゴリーのグループ2又は3に分類される鉱油であることが好ましい。
本発明の潤滑油用基油は、1MHzにおける比誘電率εr(A2)が3.0以上である基油(A2)を含有する。
基油(A2)は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上述のとおり、基油(A2)は、潤滑油組成物の比誘電率を高め、コンデンサーのような機能を担う性質を付与することに寄与する。
そのため、本発明の潤滑油用基油では、基油(A2)によるゴム材への膨潤性の低下を抑制するために、基油(A1)を含有して、両者を併用している。
また、本発明の一態様で用いる基油(A2)の粘度指数としては、好ましくは70以上、より好ましくは75以上、更に好ましくは80以上である。
基油(A2)として用いるエステル系合成油としては、1MHzにおける比誘電率εr(A2)が3.0以上であり、少なくとも1以上のエステル結合を有する化合物から構成されているものであればよい。
基油(A2)として用いるエステル系合成油は、例えば、モノエステル、ジエステル、ポリオールエステル等が挙げられる。
これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
基油(A2)として用いるアミド系合成油としては、1MHzにおける比誘電率εr(A2)が3.0以上であり、少なくとも1以上のアミド結合を有する化合物から構成されているものであればよい。
基油(A2)として用いるアミド系合成油としては、例えば、カルボン酸類とアミン類とを反応させてなる酸アミドが挙げられる。
これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
飽和モノカルボン酸としては、例えば、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、ヘプタデカン酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸等の直鎖状飽和モノカルボン酸;イソミリスチン酸、イソパルミチン酸、イソステアリン酸、2,2−ジメチルプロパン酸、2,2−ジメチルブタン酸、2,2−ジメチルペンタン酸、2,2−ジメチルオクタン酸、2−エチル−2,3,3−トリメチルブタン酸、2,2,3,4−テトラメチルペンタン酸、2,5,5−トリメチル−2−t−ブチルヘキサン酸、2,3,3−トリメチル−2−エチルブタン酸、2,3−ジメチル−2−イソプロピルブタン酸、2−エチルヘキサン酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸等の分岐状飽和モノカルボン酸等が挙げられる。
アルキルアミンとしては、例えば、モノメチルアミン、モノエチルアミン、モノプロピルアミン、モノブチルアミン、モノペンチルアミン等の一級脂肪族アルキルアミン類;ジメチルアミン、メチルエチルアミン、ジエチルアミン、メチルプロピルアミン、エチルプロピルアミン等の二級脂肪族アルキルアミン類;等が挙げられる。
アルカノールアミンとしては、例えば、モノメタノールアミン、モノエタノールアミン、モノプロパノールアミン、モノブタノールアミン、ジメタノールアミン、メタノールエタノールアミン、ジエタノールアミン、メタノールプロパノールアミン、エタノールプロパノールアミン、ジプロパノールアミン等が挙げられる。
ポリアルキレンポリアミンとしては、例えば、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、ペンタエチレンヘキサミン、ヘキサエチレンヘプタミン、テトラプロピレンペンタミン、ヘキサブチレンヘプタミン等が挙げられる。
本発明の潤滑油組成物は、上述の本発明の潤滑油用基油を含有するものであるが、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、さらに一般的に用いられる潤滑油用添加剤を含有してもよい。
ただし、本発明の一態様の潤滑油組成物において、上述の本発明の潤滑油用基油の含有量としては、当該潤滑油組成物の全量(100質量%)基準で、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上、より更に好ましくは90質量%以上である。
なお、これらの潤滑油用添加剤は、それぞれ、単独で又は2種以上を併用してもよい。
酸化防止剤としては、例えば、アミン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、モリブデン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤等が挙げられる。
アミン系酸化防止剤としては、例えば、ジフェニルアミン、炭素数3〜20のアルキル基を有するアルキル化ジフェニルアミン等のジフェニルアミン系酸化防止剤;α−ナフチルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、炭素数3〜20のアルキル基を有する置換フェニル−α−ナフチルアミン等のナフチルアミン系酸化防止剤;等が挙げられる。
フェノール系酸化防止剤としては、例えば、2,6−ジ−t−ブチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、イソオクチル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート等のモノフェノール系酸化防止剤;4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)等の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;等を挙げられる。
モリブデン系酸化防止剤としては、例えば、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が挙げられる。
硫黄系酸化防止剤としては、例えば、ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネイト等が挙げられる。
リン系酸化防止剤としては、例えば、ホスファイト等が挙げられる。
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。
なお、粘度指数向上剤として用いる、非分散型及び分散型ポリメタクリレートでは、好ましくは5,000〜1,000,000、より好ましくは10,000〜800,000、更に好ましくは20,000〜500,000である。
また、粘度指数向上剤として用いる、オレフィン系共重合体では、好ましくは800〜1,000,000、より好ましくは1,000〜800,000、更に好ましくは10,000〜600,000である。
なお、粘度指数向上剤は希釈油に溶解した状態で流通されることが多いが、上記の粘度指数向上剤の含有量は、希釈油を除いた、樹脂分換算での含有量である。
分散剤としては、例えば、コハク酸イミド、ベンジルアミン、コハク酸エステル又はこれらのホウ素変性物等が挙げられる。
コハク酸イミドとしては、例えば、数平均分子量が300〜4,000のポリブテニル基等のポリアルケニル基を有するコハク酸と、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、ペンタエチレンヘキサミン等のポリエチレンポリアミンのモノイミド又はビスイミド、又はこれらのホウ素変性物;ポリアルケニル基を有するフェノールとホルムアルデヒドとポリエチレンポリアミンのマンニッヒ反応物等が挙げられる。
極圧剤としては、例えば、硫化油脂、硫化脂肪酸、硫化エステル、硫化オレフィン、ジヒドロカルビルポリサルファイド、チアジアゾール化合物、アルキルチオカルバモイル化合物、チオカーバメート化合物、チオテルペン化合物、ジアルキルチオジプロピオネート化合物等の硫黄系極圧剤;リン酸エステル、酸性リン酸エステル、亜リン酸エステル、酸性亜リン酸エステル、及びこれらのエステルのアミン塩等のリン系極圧剤;チオリン酸エステル等の硫黄−リン系極圧剤;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。
摩擦調整剤としては、例えば、ジチオカルバミン酸モリブデン(MoDTC)、ジチオリン酸モリブデン(MoDTP)、モリブテン酸のアミン塩等のモリブデン系摩擦調整剤;炭素数6〜30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、脂肪族アミン、脂肪酸、脂肪酸エステル、脂肪族アルコール、脂肪族エーテル等の無灰摩擦調整剤;油脂類、アミン、硫化エステル、リン酸エステル、亜リン酸エステル、リン酸エステルアミン塩等が挙げられる。
金属不活性化剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系化合物、トリルトリアゾール系化合物、チアジアゾール系化合物、イミダゾール系化合物、ピリミジン系化合物等が挙げられる。
本発明の一態様において、これらの金属不活性化剤は、単独で又は2種以上を併用してもよい。
本発明の一態様の潤滑油組成物が、金属不活性化剤を含有する場合、当該金属不活性化剤の含有量は、当該潤滑油組成物の全量(100質量%)基準で、好ましくは0.01〜10質量%、より好ましくは0.03〜5質量%、更に好ましくは0.05〜2質量%である。
消泡剤としては、例えば、シリコーン、フルオロシリコーン、及びフルオロアルキルエーテル等が挙げられる。
本発明の一態様の潤滑油組成物が、消泡剤を含有する場合、当該消泡剤の樹脂分換算での含有量は、当該潤滑油組成物の全量(100質量%)基準で、好ましくは0.0001〜0.1質量%、より好ましくは0.0003〜0.05質量%、更に好ましくは0.0005〜0.02質量%である。
なお、消泡剤は希釈油に溶解した状態で流通されることが多いが、上記の消泡剤の含有量は、希釈油を除いた、樹脂分換算での含有量である。
本発明の潤滑油組成物は、コンデンサーのような機能を担う性質を有するほどに高比誘電率であり、絶縁性に優れ、ゴム材への膨潤性が良好である。
本発明の一態様の潤滑油組成物の1MHzにおける比誘電率εrとしては、好ましくは2.30以上、より好ましくは2.33以上、更に好ましくは2.40以上である。
比誘電率εrが2.30以上の潤滑油組成物であれば、コンデンサーのような機能を担う性質を有するものとなり得るため、当該潤滑油組成物を用いることで、電子部品の削減を図ることができる。
体積抵抗率が15×107Ω・m以上である潤滑油組成物であれば、十分な絶縁性を有しているといえる。
本発明の潤滑油組成物は、上述の性質を有するため、車両を駆動する電動モーターの冷却及び潤滑と、変速機の潤滑との兼用油として用いられることが好ましい。
さらに、前記車両は、一つの潤滑システムで前記変速機及び前記電気モーターの両方を潤滑する統合型潤滑システムを有し、本発明の潤滑油組成物は、当該統合型潤滑システムの潤滑油として用いられることがより好ましい。
このような用途に用いられることで、潤滑油組成物がコンデンサーとしての役割を担い、電子部品の削減を図ることができる。
・工程(1):本発明の潤滑油組成物を、車両を駆動する電動モーターに供給する工程。
・工程(2):前記潤滑油組成物を、電動モーターのコイル及び/又は磁石に接触させる工程。・工程(3):前記潤滑油組成物を冷却する工程。
なお、本発明の一態様の潤滑方法において、さらに下記工程(4)を有することが好ましい。
・工程(4):前記潤滑油組成物を変速機に供給する工程。
上記工程においては、同じ潤滑油組成物を用いて、電動モーター駆動車両の電動モーターと変速機の冷却及び潤滑を行うことができる。
そして、これらの工程は、一つの潤滑システムで変速機及び電動モーターの両方を潤滑する統合型潤滑システムを用いて行うことができる。
JIS K2283:2000に準拠して測定及び算出した。
(2)1MHzにおける比誘電率εr
LCRメータ6440B(製品名、株式会社東陽テクニカ製)を用いて、測定温度25℃、周波数1MHzの条件下で、測定した。
(3)体積抵抗率
JIS C2101:1999に準拠し、測定温度80℃、印加電圧250Vの条件下で、測定した。
(4)アニリン点
JIS K2256:2013に準拠して測定した。
・「酸化防止剤」:2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノールと、ジフェニルアミン系酸化防止剤との混合物。
・「分散剤」:非ホウ素化ポリブテニルコハク酸イミド、塩基価(過塩基酸法)=40mgKOH/g。
・「極圧剤」:アシッドホスフェート系化合物と、ハイドロジェンホスフェート系化合物との混合物。
・「摩擦調整剤」:オレイン酸モノグリセリド。
・「金属不活性化剤」:アルキルチアジアゾール。
・「消泡剤」:ジメチルシリコーン(表2には樹脂分換算での配合量を示す)。
一方で、比較例1の潤滑油組成物は、実施例のものと比べて、比誘電率が低いため、コンデンサーのような機能を担う性質は有していないものと思われる。
また、比較例2の潤滑油組成物は、アニリン点が低いため、ゴム材への膨潤性が劣り、油漏れ等が生じ易いと考えられる。なお、比較例2においては、アニリン点が低すぎる結果となったため、体積抵抗率の測定はせずに終了した。
Claims (10)
- 1MHzにおける比誘電率εr(A1)が3.0未満である基油(A1)と、
1MHzにおける比誘電率εr(A2)が3.0以上である基油(A2)と、
を含む、潤滑油用基油。 - 基油(A1)が、鉱油を含む、請求項1に記載の潤滑油用基油。
- 基油(A2)が、エステル系合成油及びアミド系合成油から選ばれる1種以上を含む、請求項1又は2に記載の潤滑油用基油。
- 基油(A2)のアニリン点が、40℃以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の潤滑油用基油。
- 基油(A1)100質量部に対する、基油(A2)の含有割合が、1〜20質量部である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の潤滑油用基油。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の潤滑油用基油を含有する、潤滑油組成物。
- さらに、酸化防止剤、粘度指数向上剤、分散剤、極圧剤、摩擦調整剤、金属不活性化剤、及び消泡剤から選ばれる1種以上の潤滑油用添加剤を含有する、請求項6に記載の潤滑油組成物。
- 前記潤滑油組成物の1MHzにおける比誘電率εrが、2.30以上である、請求項6又は7に記載の潤滑油組成物。
- JIS C2101:1999に準拠し、測定温度80℃、印加電圧250Vの条件下で測定した、前記潤滑油組成物の体積抵抗率が、15×107Ω・m以上である、請求項6〜8のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 車両を駆動する電動モーターの冷却及び潤滑と、変速機の潤滑との兼用油として用いられる、請求項6〜9のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
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