JP2019206728A - 機械の組付け用潤滑油組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】機械の組付け用潤滑油の分野において、機械を空転始動する際に損傷が生じず、摩擦係数が低く、防錆性能を有し、かつ使用した潤滑油と混合した時にスラッジを起こしにくい機械の組付け用潤滑油組成物を提供すること。【解決手段】（Ａ）粘度指数向上剤、及び（Ｂ）防錆剤を配合してなり、かつ、４０℃における動粘度が１５００〜７０００ｍｍ２／ｓである機械の組付け用潤滑油組成物。【選択図】なし

Description

本発明は機械の組付け用潤滑油組成物に関する発明である。

従来、回転軸−軸受構造を有する機械の組付けを行う際には、回転軸と軸受との接触部位を潤滑するために、事前に回転体や軸受に歯車の潤滑油を塗布することが一般に行われている。
しかしながら、火力発電に用いられる蒸気タービン、ガスタービン、風力発電に代表される極めて大型な機械においては、回転体や歯車を軸受に組付ける際に、タービン油やギヤ油、圧縮機油をそのまま使用すると、回転体や軸受の大きさに比して潤滑油の粘度が低いため、組付けが完了した後、機械を空転始動する際に回転体や軸受の損傷が生じることがあった。

上記損傷を抑止するために、組付けの際に回転体や軸受に塗布するために、極めて粘度の高い機械の組付け用潤滑油を別途用意する方法が考えられる。しかしながらこの場合、当該機械の組付け用潤滑油は、摩擦係数が高くなり、防錆性能が得られないという問題が生じることがあった。
また、機械を空転始動した後にはタービン油、ギヤ油、圧縮機油等の使用した潤滑油と分離しないことが必要である。分離すると装置の循環系を構成するオイルタンク内や、配管の潤滑油滞留部分に沈降して堆積する問題があった。さらに、滞留物がデポジット化しスラッジの原因となり、使用した潤滑油の性能を著しく低下させたり、循環系路のつまりの問題となる。
従って本発明は、回転体を軸受に組付ける際に塗布する機械の組付け用潤滑油の分野において、機械を空転始動する際に損傷が生じず、摩擦係数が低く、防錆性能を有し、かつ使用した潤滑油と混合した時にスラッジを生じにくい機械の組付け用潤滑油組成物を提供することを目的とする。

本発明者は鋭意研究を重ねた結果、粘度指数向上剤と防錆剤を含有し、かつ、特定の動粘度を有する潤滑油組成物を用いることで、上記課題を解決し得ることを見出した。
すなわち本発明は、以下を提供するものである。
１．（Ａ）粘度指数向上剤、及び（Ｂ）防錆剤を配合してなり、かつ、４０℃における動粘度が１５００〜７０００ｍｍ^２／ｓである機械の組付け用潤滑油組成物。
２．前記（Ａ）粘度指数向上剤を３０質量％以上配合してなる上記１に記載の機械の組付け用潤滑油組成物。
３．前記（Ａ）粘度指数向上剤が、ポリ（メタ）アクリレートポリマー、エチレン−α−オレフィン共重合体及びポリα−オレフィン重合体から選択される１種以上を含む上記１又は２に記載の機械の組付け用潤滑油組成物。
４．前記（Ｂ）防錆剤が、ポリオキシアルキレンが結合した防錆剤、アルケニル基を有する防錆剤、及びアルキル基を有する防錆剤から選択される１種以上である上記１〜３のいずれかに記載の機械の組付け用潤滑油組成物。
５．組成物全量基準における金属含有量が０．０１質量％以下である上記１〜４のいずれかに記載の機械の組付け用潤滑油組成物。
６．さらに摩擦緩和剤を配合してなる上記１〜５のいずれかに記載の機械の組付け用潤滑油組成物。
７．さらに酸化防止剤を配合してなる上記１〜６のいずれかに記載の機械の組付け用潤滑油組成物。

本発明によれば、機械の組付け用潤滑油の分野において、空転始動する際に損傷が生じず、摩擦係数が低く、防錆性能を有し、かつ使用した潤滑油と混合した時にスラッジを生じにくい機械の組付け用潤滑油組成物を提供することができる。

［機械の組付け用潤滑油組成物］
本発明の機械の組付け用潤滑油組成物（以下、「本発明の潤滑油組成物」と略記することがある。）は、（Ａ）粘度指数向上剤、及び（Ｂ）防錆剤を配合してなり、かつ、４０℃における動粘度が１５００〜７０００ｍｍ^２／ｓであることを特徴とする。
本発明において、例えば、「（Ａ）成分及び（Ｂ）成分を配合してなる組成物」と規定された組成物は、「（Ａ）成分及び（Ｂ）成分を含有する組成物」だけでなく、「（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の少なくとも一方の成分の代わりに、当該成分が変性した変性物を含む組成物」や、「（Ａ）成分と（Ｂ）成分とが反応して得られた反応生成物を含む組成物」も含まれる。

本発明の潤滑油組成物は、４０℃における動粘度が１５００〜７０００ｍｍ^２／ｓであり、３０００〜６０００ｍｍ^２／ｓであることが好ましく、３０００〜５０００ｍｍ^２／ｓであることがより好ましい。潤滑油組成物の４０℃における動粘度が１５００ｍｍ^２／ｓ未満であると、機械を始動する際に焼き付きが発生することがあり、７０００ｍｍ^２／ｓ超であると、摩擦係数が高くなる虞がある。
さらに、本発明の機械の組付け用潤滑油組成物は、流動点が−３５℃以下であることが好ましく、−４０℃以下であることがより好ましく、−４５℃以下であることがさらに好ましい。潤滑油組成物の流動点が−３５℃を超えると、屋外使用時に粘度高くなり取扱が困難となることや、摩擦係数が高くなる虞がある。

〔（Ａ）粘度指数向上剤〕
上述のように、本発明の潤滑油組成物は、極めて高い動粘度を有するものでありながら、同時に摩擦係数が低いという特徴を有する。このような特性を実現する観点から、本発明の潤滑油組成物は、（Ａ）粘度指数向上剤を有するものであり、また、（Ａ）粘度指数向上剤を３０質量％以上含有することが好ましく、５０質量％以上含有することがより好ましく、また、９０質量％以下含有することが好ましい。
上記（Ａ）粘度指数向上剤としては、重合体を鉱油等で希釈しているものも含まれる。
上記（Ａ）粘度指数向上剤としては、ポリ（メタ）アクリレートポリマー、エチレン−α−オレフィン共重合体及びポリα−オレフィン重合体から選択される１種以上を含むことが好ましい。
上記ポリ（メタ）アクリレートポリマーとしては、ポリアルキルメタクリレートが好ましい。
さらに、上記（Ａ）粘度指数向上剤としては、４０℃動粘度が３０００ｍｍ^２／ｓ〜１０００００ｍｍ^２／ｓであることが好ましく、４０００ｍｍ^２／ｓ〜９００００ｍｍ^２／ｓであることがより好ましく、４０００ｍｍ^２／ｓ〜５００００ｍｍ^２／ｓであることがさらに好ましい。
また、上記（Ａ）粘度指数向上剤としては、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定した場合のポリスチレン換算の重量平均分子量（Ｍｗ）が１００００〜５０００００であることが好ましく、２００００〜２５００００であることがより好ましく、５００００〜１５００００であることがさらに好ましい。

また、本発明の潤滑油組成物は、粘度調整等の観点から、鉱油を３〜５０質量％含有することが好ましく、５〜３０質量％含有することがより好ましく、７〜２０質量％含有することがさらに好ましい。
上記鉱油としては、例えばパラフィン系、中間基系、又はナフテン系原油を常圧蒸留するか、あるいは常圧蒸留の残渣油を減圧蒸留して得られた潤滑油留分を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、水素化精製等の処理を１つ以上行って精製したもの、あるいは鉱油系ワックスやフィッシャ−トロプシュプロセス等により製造されるワックス（ガストゥリキッドワックス）を異性化することによって製造される基油等が挙げられる。
このような鉱油の中では、４０℃における動粘度が１０〜２００ｍｍ^２／ｓのものが好ましく用いられ、４０℃における動粘度が２０〜１００ｍｍ^２／ｓのものがより好ましい。

〔（Ｂ）防錆剤〕
本発明の潤滑油組成物に配合される（Ｂ）防錆剤としては、種々の防錆剤を使用し得る。洗浄分散能の観点から、ポリオキシアルキレンが結合したもの、アルケニル基を有するもの、及びアルキル基を有するものから選択される１種以上が好ましく、さらに、スラッジを抑制するという観点で、金属分を含まない防錆剤がより好ましい。
具体的には、例えば、コハク酸イミド等を例示することができ、また、アルケニルコハク酸イミド、アルケニルコハク酸エステル等の無灰系防錆剤、ステアリン酸等の脂肪酸類、ジカルボン酸類、（短鎖）アルケニルコハク酸類、それらの部分エステル及びそれらの含窒素誘導体、各種アミン化合物、アルキルスルホン酸塩、多価アルコールエステル（例えば、ソルビタンモノオレート等の部分カルボン酸エステル等）、脂肪酸アミン、酸化パラフィン、ノニオン性ポリオキシアルキレン剤（例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレン高級アルコールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビトール、モノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビトール、及びモノオレイン酸ポリエチレングリコール）、リン酸エステル等のリン化合物、及びスルホン酸化合物等が挙げられ、アルケニルコハク酸エステルが好ましく、アルケニルコハク酸多価アルコールエステルが特に好ましい。
上記（Ｂ）防錆剤としては、希釈用の鉱油等を含有しているものも含まれる。
本発明の潤滑油組成物は、（Ｂ）防錆剤を０．０１〜３．０質量％含有することが好ましく、０．０５〜２．０質量％含有することがより好ましく、０．１０〜１．０質量％含有することがさらに好ましい。

さらに本発明の潤滑油組成物は、実質的に金属原子を含む添加剤を含有しないものが好ましく、例えば、組成物全量基準における金属含有量が０．０１質量％以下であることが好ましい。

本発明の潤滑油組成物は、さらに他の添加剤を配合してなるものであってもよく、添加剤の具体例としては、酸化防止剤、耐摩耗剤、摩擦調整剤、摩擦緩和剤、流動点降下剤、消泡剤、極圧剤、増粘剤、金属不活性化剤等が挙げられる。

（酸化防止剤）
本発明の潤滑油組成物に配合される酸化防止剤としては、種々公知の酸化防止剤を使用し得る。
具体的には、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−エチルフェノール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−｛４，６−ビス（オクチルチオ）−１，３，５−トリアジン−２−イルアミノ｝フェノール等のモノフェノール系、４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）等のジフェノール系酸化防止剤、アルキル化ジフェニルアミン、アルキル化フェニル−α−ナフチルアミン等のアミン系酸化防止剤、ホスホン酸エステル等のリン系酸化防止剤等が挙げられる

（耐摩耗剤）
本発明の潤滑油組成物に配合される耐摩耗剤としては、種々公知の耐摩耗剤を使用し得る。具体的には、例えば、二硫化モリブデン等の無機又は有機モリブデン化合物、アルキルメルカプチルボレート等の有機ホウ素化合物；グラファイト、硫化アンチモン、ホウ素化合物、ポリテトラフルオロエチレン等を例示することができる。

（摩擦調整剤）
本発明の潤滑油組成物に配合される摩擦調整剤としては、種々公知の摩擦調整剤を使用し得る。具体的には、例えば、炭素数６〜３０のアルキル基又はアルケニル基、特に炭素数８〜２４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、アミン化合物、脂肪酸アミド、脂肪酸金属塩等が例示できる。アミン化合物としては、直鎖状若しくは分枝状のアルキル基若しくはアルケニル基を有する脂肪族（ポリ）アミン、又はこれらのアルキレンオキシド付加物等が例示できる。

（摩擦緩和剤）
本発明の潤滑油組成物に配合される摩擦緩和剤としては、アルコキシ化脂肪族アミン；ホウ素化脂肪族エポキシド；脂肪族亜リン酸、脂肪族エポシキド、脂肪族アミン、ホウ素化アルコキシ化脂肪族アミン、脂肪酸金属塩、脂肪酸アミド、グリセロールエステル、ホウ素化グリセロールエステル；及び米国特許第６３７２６９６号明細書に開示されているような脂肪族イミダゾリン；炭素数４〜７５、好ましくは炭素数６〜２４、より好ましくは炭素数６〜２０の脂肪酸エステル及びリン酸エステルからなる群より選ばれるものと、アンモニア及びアルカノールアミンからなる群より選ばれる含窒素化合物との反応生成物等が挙げられ、リン酸エステルアミン塩が最も好ましい。
本発明の潤滑油組成物が摩擦緩和剤を含有する場合、その含有量は０．０１〜１．０質量％であることが好ましく、０．０２〜０．５０質量％であることがより好ましく、０．０３〜０．１０質量％含有することがさらに好ましい。

（流動点降下剤）
本発明の潤滑油組成物に配合される流動点降下剤としては、種々公知の流動点降下剤を使用し得る。具体的には、例えば、ポリメタクリレート、ポリアルキルスチレン、アルキルナフタレン等を例示することができる。

（消泡剤）
本発明の潤滑油組成物に配合される消泡剤としては、種々公知の消泡剤を使用し得る。具体的には、例えば、メタクリル酸アルキルの重合体、ジメチルシロキサン、シリカゲル分散体、ジメチルシリコーンの重合体等のシリコーン油化合物、アルコール系又はエステル系の化合物等を例示することができる。

（極圧剤）
本発明の潤滑油組成物に配合される極圧剤としては種々公知の極圧剤を使用し得る。
具体的には、例えば、スルフィド類、スルホキシド類、スルホン類、チオホスフィネート類、チオカーボネート類、硫化油脂、硫化オレフィン等のイオウ系極圧剤；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、亜リン酸エステルアミン類等のリン酸類；塩素化炭化水素等のハロゲン系化合物等を例示することができる。

（増粘剤）
本発明の潤滑油組成物に配合される増粘剤としては、酢酸ポリウレア、ステアリン酸リチウム等が挙げられる。

［回転軸の組付け方法］
本発明に係る回転軸の組付け方法は、前記機械の組付け用潤滑油組成物を回転体や軸受に塗布する工程と、回転体を軸受に組付ける工程と、回転軸−軸受間に実際に使用する潤滑油組成物を供給しつつ、回転軸を回転させる工程を経る。

本発明の組付け方法は、大型の回転軸を組付ける際に特に有用であり、このような回転軸の具体例としては、ガスタービン、蒸気タービン、風力発電、大型ギア、圧縮機等に用いられるものが挙げられる。

次に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。

＜性状の測定方法＞
以下の実施例、比較例における潤滑油組成物の性状の測定は、下記方法によって行った。
（１）動粘度
ＪＩＳ Ｋ２２８３に記載の方法に準拠して測定した。
（２）粘度指数
ＪＩＳ Ｋ２２８３に記載の方法に準拠して測定した。
（３）酸価
ＪＩＳ Ｋ２５０１に記載の方法に準拠して測定した。
（４）密度
ＪＩＳ Ｋ２２４９に記載の方法に準拠して測定した。
（５）引火点
ＪＩＳ Ｋ２２６５に記載の方法に準拠して測定した。
（６）流動点
ＪＩＳ Ｋ２２６９に記載の方法に準拠して測定した。

＜評価方法＞
以下の実施例、比較例における潤滑油組成物の性能の評価は、下記方法によって行った。
（１）防錆性能
ＪＩＳ Ｋ２５１０記載の方法に準拠して測定した。
（２）摩擦係数
バウデンレーベンの往復駆動試験にて評価した。
評価は、室温で行い押付球にＳＵＪ２を用い、相手材としてＷＪ２のホワイトメタル合金（面粗さＲａ１．０以下）を用い試料を塗布し、荷重１．０ｋｇ、摺動速度１、２、４ｍｍ／ｓにて行った。
（３）付着質量
事前に質量を測定したＳＰＣＣ鋼板（６０×８０×０．８ｍｍ）をｎ−ヘキサンで洗浄し、乾燥後に試料中に３０分間浸漬した後、試料から取り出し、２５℃にて１週間吊るした状態で静置し、その後、試料が付着したＳＰＣＣ鋼板の質量を測定し、前記事前に測定した質量との差を付着質量とした。
（４）酸化安定性
ＪＩＳ Ｋ２５１４記載の方法で、水を入れずに１２０℃で評価した。
試料は、出光興産（株）製のダフニースーパータービンＭＧ３２に本機械の組付け用潤滑油を１．０質量パーセント添加したものを用いた。評価は１０００時間後のＲＰＶＯＴ維持率（評価後のＲＰＶＯＴ／評価前のＲＰＶＯＴ×１００にて求めた値）、及びスラッジ量にて評価した。
ＲＰＶＯＴは、ＪＩＳ Ｋ２５１４に記載の方法に準拠して測定した。
スラッジ量は、口径０．８ミクロンのメンブランフィルターを用い、試料１００ｇを濾過し、ｎ−ヘプタン２５０ｍｌにて洗浄し、メンブランフィルターを７５℃、６０分かけて乾燥、冷却後、質量測定にて求めた。

実施例１〜６及び比較例１〜５
第１−１表及び第１−２表に示した基油及び添加剤を第１−１表及び第１−２表に示す割合で配合して、潤滑油組成物を調製した。その組成物の組成、性状及び性能を第１−１表及び第１−２表に示す。

（Ａ）粘度指数向上剤１：ポリ（メタ）アクリレート系重合体（固形分：７０質量％、鉱油分：３０質量％、重量平均分子量（Ｍｗ）：６９，０００）
（Ａ）粘度指数向上剤２：エチレン−プロピレンコポリマー（固形分：１５質量％、鉱油分：８５質量％、重量平均分子量（Ｍｗ）：９８，０００）
（Ａ）粘度指数向上剤３：ポリ（メタ）アクリレート系共重合体（固形分：６５質量％、鉱油分：３５質量％）
（Ａ）粘度指数向上剤４：スチレン系オレフィンコポリマー（固形分：１５質量％、鉱油分：８５質量％、重量平均分子量（Ｍｗ）：７００，０００）
（Ａ）粘度指数向上剤５：エチレン−プロピレンコポリマー
（Ａ）粘度指数向上剤６：エチレン−プロピレンコポリマー
（Ｂ）防錆剤：アルケニルコハク酸多価アルコールエステル（ドデセニルコハク酸のポリオレフィン付加物；固形分：６５質量％、鉱油分：３５質量％）
摩擦緩和剤：長鎖リン酸エステルアミン塩
酸化防止剤１：Ｃ７−９アルキル 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
酸化防止剤２：モノブチルフェニルモノオクチルフェニルアミン
酸化防止剤３：２，６−ジターシャリーブチルフェノール
銅不活性化剤：Ｎ−ジアルキルアミノメチルベンゾトリアゾール

上記実施例１〜６及び比較例１〜５で使用したパラフィン系鉱油１〜３、ナフテン系鉱油１〜２及び（Ａ）粘度指数向上剤１〜６の性状を下記第２表に示す。

本発明の潤滑油組成物は、火力発電に用いられる蒸気タービンやガスタービン等の大径回転軸を有する機械の組付けを行う際に有用である。

Claims (7)

1. （Ａ）粘度指数向上剤、及び（Ｂ）防錆剤を配合してなり、かつ、４０℃における動粘度が１５００〜７０００ｍｍ^２／ｓである機械の組付け用潤滑油組成物。
2. 前記（Ａ）粘度指数向上剤を３０質量％以上配合してなる請求項１に記載の機械の組付け用潤滑油組成物。
3. 前記（Ａ）粘度指数向上剤が、ポリ（メタ）アクリレートポリマー、エチレン−α−オレフィン共重合体及びポリα−オレフィン重合体から選択される１種以上を含む請求項１又は２に記載の機械の組付け用潤滑油組成物。
4. 前記（Ｂ）防錆剤が、ポリオキシアルキレンが結合した防錆剤、アルケニル基を有する防錆剤、及びアルキル基を有する防錆剤から選択される１種以上である請求項１〜３のいずれかに記載の機械の組付け用潤滑油組成物。
5. 組成物全量基準における金属含有量が０．０１質量％以下である請求項１〜４のいずれかに記載の機械の組付け用潤滑油組成物。
6. さらに摩擦緩和剤を配合してなる請求項１〜５のいずれかに記載の機械の組付け用潤滑油組成物。
7. さらに酸化防止剤を配合してなる請求項１〜６のいずれかに記載の機械の組付け用潤滑油組成物。