JP2020066657A - 潤滑油組成物、潤滑油組成物の製造方法、潤滑方法及び産業機械 - Google Patents
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Abstract
Description
に関する。
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を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は炭素数12〜30の脂肪族炭化水素基であり、R12及びR13はそれぞれ独立に炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基である。)
(一般式(2)中、R21は炭素数12〜30の脂肪族炭化水素基であり、R22及びR23はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基であり、R22及びR23の少なくとも一方は水素原子である。)
(一般式(3)中、R31は炭素数1〜30の有機基であり、R32及びR33はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜30の有機基である。)
4.前記工程において、更に下記一般式(3)で表されるアミド化合物(D)を配合する上記3に記載の潤滑油組成物の製造方法。
5.上記1又は2に記載の潤滑油組成物を用いた潤滑方法。
6.上記1又は2に記載の潤滑油組成物を用い、かつ変速機、油圧作動部及び湿式ブレーキを備える産業機械。
本実施形態の潤滑油組成物は、基油(A)と、下記一般式(1)で表される水酸基含有アミン化合物(B)と、下記一般式(2)で表されるアミン化合物(C)と、を含有するものである。以下、各成分について説明する。
(一般式(1)中、R11は炭素数12〜30の脂肪族炭化水素基であり、R12及びR13はそれぞれ独立に炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基である。)
(一般式(2)中、R21は炭素数12〜30の脂肪族炭化水素基であり、R22及びR23はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基であり、R22及びR23の少なくとも一方は水素原子である。)
本実施形態の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;該常圧残油を減圧蒸留して得られた留出油;該留出油を、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、またフィッシャー・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、ブレーキ鳴き防止性能に加えて、変速機の焼付き及び摩耗の防止性能、粘度特性、酸化劣化等に対する安定性を向上させる観点から、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、通常50質量%以上であり、好ましくは60〜97質量%、より好ましくは70〜95質量%であり、更に好ましくは80〜95質量%である。
本実施形態の潤滑油組成物は、下記一般式(1)で表される水酸基含有アミン化合物(B)を含有する。水酸基含有アミン化合物(B)は、基油に対する溶解性に優れており、後述するアミン化合物(C)、更に好ましくはアミド化合物(D)との相互作用により、本実施形態の潤滑油組成物に、産業機械に求められる一般的な性能、すなわち変速機の焼付き及び摩耗の防止性能、粘度特性、酸化劣化等に対する安定性等の性能を付与し、かつ優れたブレーキ鳴き防止性能を付与するものである。よって、本実施形態の潤滑油組成物において、水酸基含有アミン化合物(B)を含有しないと、アミン化合物(C)との相互作用が得られず、産業機械に求められる一般的な性能とともに、優れたブレーキ鳴き防止性能が得られない。
なかでも、ブレーキの鳴き防止性能の向上を考慮すると、アルキレン基が好ましく、特に炭素数2のアルキレン基、すなわちエチレン基が好ましい。
R12及びR13は同じでも異なっていてもよく、ブレーキの鳴き防止性能の向上の観点から、同じであることが好ましい。
本実施形態の潤滑油組成物は、下記一般式(2)で表されるアミン化合物(C)を含有する。アミン化合物(C)は、基油に対する溶解性に優れており、上記の水酸基含有アミン化合物(B)との相互作用により、本実施形態の潤滑油組成物に、産業機械に求められる一般的な性能、すなわち変速機の焼付き及び摩耗の防止性能、粘度特性、酸化劣化等に対する安定性等の性能を付与し、かつ優れたブレーキ鳴き防止性能を付与するものである。よって、本実施形態の潤滑油組成物において、アミン化合物(C)を含有しないと、水酸基含有アミン化合物(B)との相互作用が得られず、産業機械に求められる一般的な性能とともに、優れたブレーキ鳴き防止性能が得られない。
本実施形態の潤滑油組成物は、上記相互作用による効果を向上させる観点から、アミン化合物(C)とともに、更にアミド化合物(D)を含むことが好ましい、すなわちアミン化合物(C)とアミド化合物(D)とを併用することが好ましい。ここで、アミン化合物(C)は一種単独で、又は複数種を組み合わせて用いてもよく、またアミド化合物(D)についても同様である。
まず、アミン化合物(C)から説明する。
特にブレーキの鳴き防止性能の向上を考慮すると、R21としては、各種ヘキサデシル基、各種ヘプタデシル基、各種オクタデシル基の炭素数16〜18のアルキル基、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の炭素数16〜18のアルケニル基が好ましく、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の炭素数16〜18のアルケニル基がより好ましく、各種オクタデセニル基が更に好ましく、特にn−オクタデセニル基、なかでもオレイル基が好ましい。
本実施形態の潤滑油組成物は、更に、下記一般式(3)で表されるアミド化合物(D)を好ましく含有する。アミド化合物(D)を含むことにより、ブレーキ鳴き防止性能とともに、基油に対する優れた溶解性、変速機の焼付き及び摩耗の防止性能、粘度特性、酸化劣化等に対する安定性が向上する。
R31が脂肪族炭化水素基の場合、特に、ブレーキの鳴き防止性能を考慮すると、炭素数は12〜30が好ましく、12〜24がより好ましく、16〜20が更に好ましい。
R31が脂環式炭化水素基の場合、特に、ブレーキの鳴き防止性能を考慮すると、炭素数は3〜30が好ましく、4〜24がより好ましく、6〜16が更に好ましい。
R31が芳香族炭化水素基の場合、特に、ブレーキの鳴き防止性能を考慮すると、炭素数は6〜30が好ましく、6〜24がより好ましく、6〜12が更に好ましい。
水酸基含有アミン化合物(B)の組成物全量基準の含有量は、好ましくは0.05質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、更に好ましくは0.15質量%以上であり、上限として好ましくは1.0質量%以下、より好ましくは0.8質量%以下、更に好ましくは0.4質量%以下である。また、水酸基含有アミン化合物(B)中の窒素原子の組成物全量基準の含有量は、10〜300質量ppmが好ましく、20〜250質量ppmがより好ましく、20〜200質量ppmが更に好ましい。水酸基含有アミン化合物(B)の組成物全量基準の含有量及び水酸基含有アミン化合物(B)中の窒素原子の組成物全量基準の含有量が上記範囲内であると、ブレーキ鳴き防止性能とともに、変速機の焼付き及び摩耗の防止性能、粘度特性、酸化劣化等に対する安定性を効率的に向上させることができる。
本実施形態の潤滑油組成物には、本発明の目的に反しない範囲で、例えば、粘度指数向上剤、摩擦調整剤、流動点降下剤、消泡剤、耐摩耗剤、極圧剤、油性剤、酸化防止剤、分散剤、金属系清浄剤、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、0.1〜20質量%が好ましく、1〜15質量%がより好ましく、3〜10質量%が更に好ましい。
本実施形態の潤滑油組成物の40℃における動粘度は、好ましくは20mm2/s以上、より好ましくは30mm2/s以上、更に好ましくは40mm2/s以上であり、上限として好ましくは80mm2/s以下、より好ましくは70mm2/s以下、更に好ましくは60mm2/s以下である。本実施形態の潤滑油組成物の100℃における動粘度は、好ましくは7mm2/s以上、より好ましくは8mm2/s以上、更に好ましくは8.5mm2/s以上であり、上限として好ましくは12mm2/s以下、より好ましくは11mm2/s以下、更に好ましくは10mm2/s以下である。また、本実施形態の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。本実施形態の潤滑油組成物の動粘度及び粘度指数が上記範囲であると、ブレーキ鳴き防止性能とともに、変速機の焼付き及び摩耗の防止性能、粘度特性、酸化劣化等に対する安定性を向上させやすくなる。
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、産業機械に用いられる潤滑油組成物に一般的に求められる性能、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も有している。よって、本実施形態の潤滑油組成物は、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ため、これらの産業機械に好適に用いられる。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、トラクター、田植え機、バインダー、コンバイン等の農業機械、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ため、これらの用途に好適に用いられる。
本実施形態の潤滑油組成物の製造方法は、上記の基油(A)と、上記水酸基含有アミン化合物(B)と、上記アミン化合物(C)と、を配合する工程を有するものである。また、本実施形態の潤滑油組成物の製造方法において、上記工程においては、好ましくは更に上記アミド化合物(D)を配合する。
上記の各成分を配合する順序としては、特に制限なく、例えば、基油(A)に、水酸基含有アミン化合物(B)、アミン化合物(C)、更に好ましく用いられるアミド化合物(D)を順に配合してもよいし、水酸基含有アミン化合物(B)、アミン化合物(C)及びアミド化合物(D)を予め混合した後、配合してもよく、またアミン化合物(C)とアミド化合物(D)とを予め混合して用いてもよい。
本実施形態の潤滑方法は、上記の本実施形態の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、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等の産業機械に用いられる潤滑油組成物に一般的に求められる性能も有している。
よって、本実施形態の潤滑方法は、本実施形態の潤滑油組成物の上記性能を有効利用することができることから、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、好適に用いられる。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、トラクター、田植え機、バインダー、コンバイン等の農業機械、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、特にブレーキ鳴き防止性能が有効利用できるため、好適に用いられる。
本実施形態の産業機械は、上記の本実施形態の潤滑油組成物を用い、かつ変速機、油圧作動部及び湿式ブレーキを備えるものである。本実施形態の産業機械としては、例えば、トラクター、田植え機、バインダー、コンバイン等の農業機械、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等が挙げられる。また、これらの産業機械においては、本実施形態の潤滑油組成物の優れた性能を有効利用できる観点から、共通潤滑するものであることが好ましい。
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(A):150N(ニュートラル)水素化精製鉱油、100℃動粘度:5.3mm2/s、粘度指数:116、APIグループ2
・基油2(A):500N(ニュートラル)水素化精製鉱油、100℃動粘度:10.5mm2/s、粘度指数:96、APIグループ2
・水酸基含有アミン化合物(B):オレイルジエタノールアミン(一般式(1)中、R11がn−オクタデセニル基(オレイル基)であり、R12及びR13がエチレン基である。)、窒素原子含有量:4.0質量%
・アミン化合物1(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(オレイル基)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%
・アミド化合物(D):オレイン酸アミド
・アミン化合物2:3級アミン(ジメチルステアリルアミン)
・その他添加剤:粘度指数向上剤、流動点降下剤、消泡剤、極圧剤、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(1200rpm)、及び動摩擦係数(μ0)算出用の回転数(80rpm)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(20mm)
P:押し付け荷重(1962kPa)
A:摩擦面積(3142mm2)
・摩擦材の組み付け方:スチールプレート/焼結材/スチールプレート
・慣性円板の慣性モーメント:0.207kg・m2
・試験回転数:3000±50rpm
・回転立ち上がり時間:8±2秒
・油温:95±5℃
・油量:700ml
・フリクションプレート面圧:1962kPa
・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:5秒
・試験回数:1サイクル、又は5000サイクル
・ラッピング温度:60℃
・ラッピング回数:100サイクル
・動摩擦係数(μd)算出用の回転数:1200rpm
・動摩擦係数(μ0)算出用の回転数:80rpm
*1,水酸基含有アミン化合物(B)とアミン化合物1(C)との質量比である。
*2,水酸基含有アミン化合物(B)とアミド化合物(D)との質量比である。
*3,アミン化合物1(C)とアミド化合物(D)との質量比である。
Claims (17)
- 基油(A)と、下記一般式(1)で表される水酸基含有アミン化合物(B)と、下記一般式(2)で表されるアミン化合物(C)と、を含有する潤滑油組成物。
(一般式(1)中、R11は炭素数12〜30の脂肪族炭化水素基であり、R12及びR13はそれぞれ独立に炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基である。)
(一般式(2)中、R21は炭素数12〜30の脂肪族炭化水素基であり、R22及びR23はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基であり、R22及びR23の少なくとも一方は水素原子である。) - 更に下記一般式(3)で表されるアミド化合物(D)を含有する請求項1に記載の潤滑油組成物。
(一般式(3)中、R31は炭素数1〜30の有機基であり、R32及びR33はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜30の有機基である。) - 全窒素原子の組成物全量基準の含有量が、300質量ppm以上である請求項1又は2に記載の潤滑油組成物。
- 前記水酸基含有アミン化合物(B)の組成物全量基準の含有量が、0.05質量%以上1.0質量%以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 前記水酸基含有アミン化合物(B)と前記アミン化合物(C)との質量比(水酸基含有アミン化合物(B)/アミン化合物(C))が、0.10以上10.00以下である請求項1〜4のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 前記水酸基含有アミン化合物(B)と前記アミド化合物(D)との質量比(水酸基含有アミン化合物(B)/アミド化合物(D))が、0.10以上5.00以下である請求項2〜5のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 前記アミン化合物(C)と前記アミド化合物(D)との質量比(アミン化合物(C)/アミド化合物(D))が、0.01以上3.00以下である請求項2〜6のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 一般式(1)において、R11が炭素数12〜30のアルキル基又はアルケニル基であり、R12及びR13がそれぞれ独立に炭素数1〜5のアルキレン基又は炭素数2〜5のアルケニレン基である請求項1〜7のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 一般式(2)において、R21が炭素数12〜30のアルキル基又はアルケニル基であり、R22及びR23が水素原子である請求項1〜8のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 一般式(3)において、R31が炭素数12〜30のアルキル基又はアルケニル基であり、R32及びR33が水素原子である請求項2〜9のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 100℃動粘度が7〜12mm2/sであり、粘度指数が130以上である請求項1〜10のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 変速機、油圧作動部及び湿式ブレーキを備える産業機械用である請求項1〜11のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 基油(A)と、下記一般式(1)で表される水酸基含有アミン化合物(B)と、下記一般式(2)で表されるアミン化合物(C)と、を配合する工程を有する潤滑油組成物の製造方法。
(一般式(1)中、R11は炭素数12〜30の脂肪族炭化水素基であり、R12及びR13はそれぞれ独立に炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基である。)
(一般式(2)中、R21は炭素数12〜30の脂肪族炭化水素基であり、R22及びR23はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基であり、R22及びR23の少なくとも一方は水素原子である。) - 前記工程において、更に下記一般式(3)で表されるアミド化合物(D)を配合する請求項13に記載の潤滑油組成物の製造方法。
(一般式(3)中、R31は炭素数1〜30の有機基であり、R32及びR33はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜30の有機基である。) - 請求項1〜12のいずれか1項に記載の潤滑油組成物を用いた潤滑方法。
- 変速機、油圧作動部及び湿式ブレーキを備える産業機械を潤滑する請求項15に記載の潤滑方法。
- 請求項1〜12のいずれか1項に記載の潤滑油組成物を用い、かつ変速機、油圧作動部及び湿式ブレーキを備える産業機械。
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