JP3288534B2 - 潤滑油組成物 - Google Patents

潤滑油組成物

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、潤滑油組成物に関し、
特に油圧システムや動力伝達装置の潤滑に有利に利用で
きる潤滑油組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】潤滑油は一般に、鉱物油、合成油、植物
油などの天然油あるいはその変性物などを基油とし、こ
れにその潤滑油の使用目的に添った各種の添加剤を添加
した組成物として調製されている。添加剤としては、潤
滑油の酸化劣化を防ぐための酸化防止剤の添加が最も一
般的であり、その酸化防止剤としては、フェノール誘導
体やジチオ燐酸亜鉛などが一般的に用いられている。な
かでも、ジアルキルジチオ燐酸亜鉛あるいはジアルキル
アリールジチオ燐酸亜鉛などによって代表されるジチオ
燐酸亜鉛は、潤滑油に酸化安定性の付与とともに耐摩耗
性をも付与することができるため、特に自動車の動力伝
達装置や油圧システムなどの油圧作動油にはほぼ必須の
添加剤として用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年、油圧作動油など
の各種の潤滑油では、その使用条件が過酷になる傾向が
あり、そのため潤滑油は高温で長期間使用されることが
多くなっている。ジチオ燐酸亜鉛は、通常の条件下での
使用においては特に大きな問題はないが、高温での使
用、長期間の使用、そして特に高温での長期間の使用に
よって分解し、油不溶分を生成させるとの問題がある。
潤滑油中に生成した油不溶分はスラッジとなり、特に油
圧作動油の場合には、油圧システムのフィルタの閉塞を
引き起こし、油圧システムの正常な運転の障害となる。
また、潤滑油中のジチオ燐酸亜鉛の分解は、その潤滑油
の酸化安定性や耐摩耗性の低下につながるため、潤滑油
の耐久性を低下させることになる。
【0004】上記の理由から、高温安定性や酸化安定性
が高く、高温での使用、長期間の使用、特に高温で長期
間の使用などの過酷な条件での使用によってもスラッジ
の生成が少なく、耐久性の優れた潤滑油組成物に対する
要求が高まっている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、基油に、ジチ
オ燐酸亜鉛と飽和脂肪族モノカルボン酸亜鉛とが、前
者:後者の重量比で1:0.001〜1:0.08の範
囲内、そして両者の合計量が亜鉛量換算で50〜100
00ppmの範囲内にあるように溶解されてなる潤滑油
組成物を提供する。
【0006】本発明の潤滑油組成物は、通常の潤滑油と
同様に基油に添加剤が添加されたものであって、用いら
れる基油は、公知の潤滑油用の基油から、使用目的、要
求される性能等を考慮して選ばれる。従って、基油とし
ては通常、鉱油が用いられるが、所望により、合成炭化
水素、脂肪酸エステル、燐酸エステルなどの合成油、グ
リセリン脂肪酸エステル等の植物油などを用いてもよ
い。なお、本発明の潤滑油組成物を油圧作動油として用
いる場合には、基油として、40℃で2〜500cst
の粘度を有するものを用いるのが好ましい。
【0007】本発明の潤滑油組成物の調製のために基油
に添加されるジチオ燐酸亜鉛の例としては、公知のジア
ルキルジチオ燐酸亜鉛あるいはジアルキルアリールジチ
オ燐酸亜鉛、もしくはそれらの誘導体を挙げることがで
きる。ジアルキルジチオ燐酸亜鉛としては、それぞれの
アルキル基が炭素数3〜18のものが一般的に用いられ
るが、好ましいのはそれぞれのアルキル基が炭素数4〜
12(更に好ましくは6〜10)のアルキル基であるジ
アルキルジチオ燐酸亜鉛である。また、ジアルキルアリ
ールジチオ燐酸亜鉛としては、それぞれのアルキルアリ
ール基が炭素数6〜15のアルキル基を有するフェニル
基であるものが一般的に用いられる。これらのジチオ燐
酸亜鉛は、単独でも、あるいは混合物としても用いるこ
とができる。特に好ましいのは、ジ−2−エチルヘキシ
ルジチオ燐酸亜鉛などの、分岐したアルキル基を用いた
ジチオ燐酸亜鉛の単独使用、あるいはそれを50重量%
以上、特に70重量%以上含むジチオ燐酸亜鉛混合物で
ある。なお、ジチオ燐酸亜鉛は通常、それが鉱油に溶解
された濃厚溶液として製造、供給されている。従って、
本発明の潤滑油組成物の製造に際しては、そのようなジ
チオ燐酸亜鉛の濃厚溶液が一般的に用いられる。ただ
し、本明細書で記載したジチオ燐酸亜鉛の量は全て固形
物(すなわち、ジチオ燐酸亜鉛)に換算した値である。
【0008】本発明の潤滑油組成物の調製のために基油
に添加される飽和脂肪族モノカルボン酸亜鉛の例として
は、炭素数4〜18の飽和脂肪族モノカルボン酸と亜鉛
との塩(正塩)を挙げることができる。好ましいのは、
炭素数4〜12(特に、6〜10)の飽和脂肪族モノカ
ルボン酸と亜鉛とのジカルボン酸亜鉛である。これらの
カルボン酸亜鉛は単独でも、あるいは混合物としても用
いることができる。特に好ましいのは、2−エチルヘキ
サン酸亜鉛(ジ−2−エチルヘキサン酸亜鉛)のよう
な、アルキル基として分岐したアルキル基を用いた飽和
脂肪族モノカルボン酸亜鉛のの単独使用、あるいはこれ
を50重量%以上(特に70重量%以上)含む飽和脂肪
族モノカルボン酸亜鉛混合物である。なお、飽和脂肪族
モノカルボン酸亜鉛は、それが鉱油に溶解された濃厚溶
液として製造、供給される場合もある。従って、本発明
の潤滑油組成物の製造に際しては、そのような飽和脂肪
族モノカルボン酸亜鉛の濃厚溶液を用いてもよい。ただ
し、本明細書で記載した飽和脂肪族モノカルボン酸亜鉛
の量は全て固形物(すなわち、飽和脂肪族モノカルボン
酸亜鉛)に換算した値である。
【0009】本発明の潤滑油組成物において、ジチオ燐
酸亜鉛と飽和脂肪族モノカルボン酸亜鉛とは、前者:後
者(ジチオ燐酸亜鉛:飽和脂肪族モノカルボン酸亜鉛)
の重量比で1:0.001〜1:0.08の範囲内、そ
して両者の合計量が亜鉛量換算で50〜10000pp
mの範囲内にあるように添加される。ジチオ燐酸亜鉛:
飽和脂肪族モノカルボン酸亜鉛の重量比が上記の範囲外
であると、あるいは両者の合計添加量が亜鉛量換算で5
0〜10000ppmの範囲外となると、本発明におけ
る高温および/または長期間の使用における潤滑油の劣
化防止との目的が充分に達成できない。ジチオ燐酸亜鉛
と飽和脂肪族モノカルボン酸亜鉛との特に好ましい重量
比は、1:0.008〜1:0.07(ジチオ燐酸亜
鉛:飽和脂肪族モノカルボン酸亜鉛)の範囲内であり、
また両者の合計添加量の好ましい範囲は同様に亜鉛量換
算で100〜1000ppmの範囲内である。
【0010】本発明の潤滑油組成物には、従来の潤滑油
組成物と同様に、目的によって、潤滑油基油に、スルホ
ネート金属塩などの清浄分散剤、ジアルキルジチオ燐酸
亜鉛(ジチオ燐酸亜鉛)以外の酸化防止剤、防錆剤、抗
乳化剤などの添加剤、そして必要に応じてポリメチルメ
タクリレートなどの流動点降下剤などを添加することが
できる。
【0011】潤滑油用の清浄分散剤、酸化防止剤、防錆
剤、抗乳化剤、流動点降下剤などの添加剤としては各種
のものが知られており、本発明の潤滑油組成物の調製に
おいても、それらの公知の添加剤あるいはその類似化合
物が必要に応じて用いることができる。次にそれらの各
種添加剤の代表的な例を説明する。
【0012】清浄分散剤としては、一般には金属のフェ
ネートあるいはスルホネートが用いられる。金属フェネ
ートは炭素数約8〜30のアルキル基が付加されたアル
キルフェノールの硫化物のアルカリ土類金属塩である。
この場合において一般的に用いられるアルカリ土類金属
としてはカルシウム、マグネシウムあるいはバリウムが
挙げられる。スルホネートは分子量約400〜600の
鉱物油あるいはアルキル置換された芳香族化合物のスル
ホン化物のアルカリ土類金属塩である。この場合に一般
的に用いられるアルカリ土類金属としても、カルシウ
ム、マグネシウムあるいはバリウムが挙げられる。これ
らフェネートあるいはスルホネートはそれぞれ単独で
も、あるい各種組合せても使用することができる。ま
た、アルカリ土類金属のサリシレート、ホスホネート、
ナフテネートなどの金属系清浄剤を単独に、あるいは上
記のフェネートあるいスルホネートと組み合わせて用い
ることもできる。なお、これらの金属系清浄剤は中性型
でも、あるいは塩基価が150〜300、もしくはそれ
以上の過塩基性型でもよい。また必要により、無灰性
(ホウ素を含む場合もある)の清浄分散剤も単独あるい
は併用して用いることができる。清浄分散剤は通常、潤
滑油組成物中において、その濃度が0.01〜10重量
%となるように配合される。
【0013】ジチオリン酸亜鉛以外の酸化防止剤として
は、例えば、公知のフェノール系、アミン系、燐系、あ
るいは硫黄系などの各種の酸化防止剤を挙げることがで
き、これらを任意に選択して配合することができる。
【0014】流動点降下剤としては、一般にポリアルキ
ルメタクリレートが用いられる。防錆剤としては、一般
にアルケニルコハク酸、あるいはその塩、エステル、ア
ミン誘導体などが使用される。抗乳化剤としては、ポリ
アルキレングリコールが一般的に用いられる。
【0015】本発明の潤滑油組成物には、上記の各成分
以外に必要により各種の補助機能添加剤を配合すること
ができる。補助機能添加剤の例としては、公知の、極圧
添加剤、腐食防止剤、摩擦調整剤、消泡剤などを挙げる
ことができる。また、耐摩耗性向上剤、多機能型添加剤
(モリブデンジチオフォスフェートなどの有機モリブデ
ン化合物)などを組合せてもよい。
【0016】本発明の潤滑油組成物の調製に際しては、
基油に各添加剤成分をそれぞれ別々に、あるいは一緒に
添加することができる。また、予めジチオ燐酸亜鉛と飽
和脂肪族モノカルボン酸亜鉛とが基油に濃厚状態で溶解
された濃縮物を調製し、この濃縮物を適宜基油で希釈し
て潤滑油組成物とすることもできる。
【0017】
【実施例】
[実施例1]基油として、40℃で32cstの粘度を
示す粘度指数98の鉱油を選び、この基油99.596
gに、ジ−2−エチルヘキシルジチオ燐酸亜鉛0.40
gと2−エチルヘキサン酸亜鉛0.004gを添加し、
ジ−2−エチルヘキシルジチオ燐酸亜鉛と2−エチルヘ
キサン酸亜鉛との重量比が1:0.01で、亜鉛含有量
が365ppmの潤滑油組成物を調製した。
【0018】[実施例2]基油の使用量を99.585
gに変え、2−エチルヘキサン酸亜鉛の添加量を0.0
15gとした以外は、実施例1と同様にして、ジ−2−
エチルヘキシルジチオ燐酸亜鉛と2−エチルヘキサン酸
亜鉛との重量比が1:0.038で、亜鉛含有量が38
9ppmの潤滑油組成物を調製した。
【0019】[実施例3]基油の使用量を99.574
gに変え、2−エチルヘキサン酸亜鉛の添加量を0.0
26gとした以外は、実施例1と同様にして、ジ−2−
エチルヘキシルジチオ燐酸亜鉛と2−エチルヘキサン酸
亜鉛との重量比が1:0.065で、亜鉛含有量が41
3ppmの潤滑油組成物を調製した。
【0020】[比較例1]基油の使用量を99.60g
とし、2−エチルヘキサン酸亜鉛を添加しなかった以外
は、実施例1と同様にして、亜鉛含有量が356ppm
の潤滑油組成物を調製した。
【0021】[比較例2]基油の使用量を99.555
gに変え、2−エチルヘキサン酸亜鉛の添加量を0.0
45gとした以外は、実施例1と同様にして、ジ−2−
エチルヘキシルジチオ燐酸亜鉛と2−エチルヘキサン酸
亜鉛との重量比が1:0.113で、亜鉛含有量が45
5ppmの潤滑油組成物を調製した。
【0022】[比較例3]基油の使用量を99.435
gに変え、2−エチルヘキサン酸亜鉛の添加量を0.1
65gとした以外は、実施例1と同様にして、ジ−2−
エチルヘキシルジチオ燐酸亜鉛と2−エチルヘキサン酸
亜鉛との重量比が1:0.41で、亜鉛含有量が719
ppmの潤滑油組成物を調製した。
【0023】[熱安定性試験] (1)試験法 50mLのビーカーに潤滑油組成物試料40mLを入
れ、これを160℃±1℃に温度制御する強制対流式の
空気乾燥器内に置き、1時間毎に潤滑油組成物試料中の
スラッジの生成を調べ、スラッジが発生した時点までの
経過時間を記録した。この試験では、スラッジ発生時間
が長い程、潤滑油組成物の熱安定性が高いことを意味す
る。 (2)試験結果 実施例1 実施例2 実施例3 比較例1 比較例2 比較例3 スラッジ発生 時間(時間) 88 96 90 46 55 48 以上の結果から、本発明のジチオ燐酸亜鉛とカルボン酸
亜鉛とを一定の比率で含有する潤滑油組成物が、ジチオ
燐酸亜鉛のみを含むもの、あるいはカルボン酸亜鉛が、
ジチオ燐酸亜鉛に対して高い比率で含まれるものと比べ
ると、熱安定性に優れていることが分る。
【0024】[実施例4]基油として、100℃で32
cstの粘度を示す粘度指数98の鉱油を選び、この基
油99.216gに、ジ−2−エチルヘキシルジチオ燐
酸亜鉛0.40gと2−エチルヘキサン酸亜鉛0.00
4gを添加し、更に、2,6−ジ−tert−p−クレゾー
ル0.10g、塩基性カルシウム石油スルホネート0.
20g、テトラプロペニルこはく酸0.07g、そして
ポリオキシアルキレン解乳化剤0.01gを添加して、
ジ−2−エチルヘキシルジチオ燐酸亜鉛と2−エチルヘ
キサン酸亜鉛との重量比が1:0.01で、亜鉛含有量
が365ppmの油圧作動油を調製した。
【0025】[実施例5]基油の使用量を99.205
gに変え、2−エチルヘキサン酸亜鉛の添加量を0.0
15gとした以外は、実施例4と同様にして、ジ−2−
エチルヘキシルジチオ燐酸亜鉛と2−エチルヘキサン酸
亜鉛との重量比が1:0.0375で、亜鉛含有量が3
89ppmの潤滑油組成物を調製した。
【0026】[実施例6]基油の使用量を99.194
gに変え、2−エチルヘキサン酸亜鉛の添加量を0.0
26gとした以外は、実施例4と同様にして、ジ−2−
エチルヘキシルジチオ燐酸亜鉛と2−エチルヘキサン酸
亜鉛との重量比が1:0.065で、亜鉛含有量が41
3ppmの潤滑油組成物を調製した。
【0027】[比較例4]基油の使用量を99.22g
とし、2−エチルヘキサン酸亜鉛を添加しなかった以外
は、実施例1と同様にして、亜鉛含有量が356ppm
の潤滑油組成物を調製した。
【0028】[比較例5]基油の使用量を99.055
gに変え、2−エチルヘキサン酸亜鉛の添加量を0.1
65gとした以外は、実施例4と同様にして、ジ−2−
エチルヘキシルジチオ燐酸亜鉛と2−エチルヘキサン酸
亜鉛との重量比が1:0.41で、亜鉛含有量が719
ppmの潤滑油組成物を調製した。
【0029】[油圧作動油としての評価試験] (1)熱安定性試験 ASTM−D−2070(シンシナティミラクロン熱安
定性A法) (試験油200mL:135℃:168時間: 銅/鉄
触媒使用) この試験では、スラッジ生成量(試験油100mL当り
のスラッジ生成量をmgで表示)が少ない程、熱安定性
の高い潤滑油であると判断される。 (2)酸化安定度試験 JIS−K−2514(回転ボンベ式酸化安定度試験方
法に準拠:150℃) この試験では、酸化寿命が長い程、酸化安定性の高い油
圧作動油であると判断される。 (3)耐摩耗性試験 JIS−K−2514(内燃機関用潤滑油酸化安定度試
験に準拠:150℃で24時間放置して試験油を劣化さ
せ、この劣化油をシェル四球摩擦摩耗試験機に入れ、回
転数1800rpm、圧力30kgfで30分間、摩擦
摩耗させた) この試験では、摩耗痕径が小さい程、耐摩耗耐久性が高
い潤滑油であると判断される。
【0030】 (4)試験結果 実施例4 実施例5 実施例6 比較例4 比較例5 熱安定性試験 スラッジ生成量(mg) 3 1 2 153 95 酸化安定度試験 酸化寿命(分) 355 341 343 352 265 耐摩耗性試験 摩耗痕径(mm) 0.52 0.56 0.60 1.20 0.66 以上の結果から、本発明のジチオ燐酸亜鉛とカルボン酸
亜鉛とを一定の比率で含有する潤滑油組成物が、ジチオ
燐酸亜鉛のみを含むもの、あるいはカルボン酸亜鉛が、
ジチオ燐酸亜鉛に対して高い比率で含まれるものと比べ
ると、熱安定性と酸化安定性、そして耐摩耗性能の全体
のバランスにおいて顕著に優れていることがわかる。
【0031】
【発明の効果】本発明の潤滑油組成物は、高温安定性や
酸化安定性が高く、高温での使用、長期間の使用、特に
高温で長期間の使用などの過酷な条件での使用によって
もスラッジの生成が少なく、耐久性の優れた潤滑油組成
物である。従って、本発明の潤滑油組成物は、特に油圧
システムや動力伝達装置の潤滑に有利に利用することが
できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C10N 10:04 C10N 10:04 20:02 20:02 30:08 30:08 30:10 30:10 40:08 40:08 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C10M 141/10 C10M 129/32 C10M 129/40 C10M 137/10 C10N 10:04 C10N 20:02 C10N 30:08 C10N 30:10 C10N 40:08

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基油に、ジチオ燐酸亜鉛と飽和脂肪族モ
    ノカルボン酸亜鉛とが、前者:後者の重量比で1:0.
    001〜1:0.08の範囲内、そして両者の合計量が
    亜鉛量換算で50〜10000ppmの範囲内にあるよ
    うに溶解されてなる潤滑油組成物。
  2. 【請求項2】 基油が、40℃で2〜500cstの粘
    度を有する鉱油である請求項1に記載の潤滑油組成物。
  3. 【請求項3】 ジチオ燐酸亜鉛がジ−2−エチルヘキシ
    ルジチオ燐酸亜鉛である請求項1に記載の潤滑油組成
    物。
  4. 【請求項4】 飽和脂肪族モノカルボン酸亜鉛が2−エ
    チルヘキサン酸亜鉛である請求項1に記載の潤滑油組成
    物。
  5. 【請求項5】 ジチオ燐酸亜鉛と飽和脂肪族モノカルボ
    ン酸亜鉛との前者:後者の重量比が1:0.008〜
    1:0.07の範囲内にあり、かつ両者の合計量が亜鉛
    量換算で100〜1000ppmの範囲内にある請求項
    1に記載の潤滑油組成物。
  6. 【請求項6】 油圧作動油である請求項1に記載の潤滑
    油組成物。
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