JP3558185B2 - 油圧作動油 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高い潤滑特性を有し、熱・酸化安定性にすぐれた潤滑油に関し、特に油圧機器用の作動油として有用な潤滑油に関する。
【０００２】
【従来の技術】
潤滑油には、耐摩耗性向上のため、有機金属系添加剤、りん系化合物などを添加することが知られている。有機金属系添加剤として、摩耗防止と酸化防止に有効なＺｎＤＴＰ（亜鉛−ジチオホスフェート）が多用されている。代表的なりん系化合物として、ＴＣＰ（トリクレジルホスフェート）などが知られている。
【０００３】
作動油は、油圧機器などの動力伝達流体として用いられる潤滑油の一種類であり、油圧ポンプなどの摺動部分の潤滑が求められる。近年、油圧機器などの高性能化・コンパクト化に伴い、作動油は、高圧高温下、高い熱負荷の過酷な条件で使用されるようになってきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、Ｚｎ−ＤＴＰなどの有機金属系添加剤を含む潤滑油は、過酷な条件での使用において熱・酸化劣化によりスラッジを生じやすく、長期間の使用が困難であった。スラッジ化の防止のため、分散剤の使用も考えられるが、抗乳化性の点からは採用されにくい。また、環境上の観点から、亜鉛などの有機金属化合物の使用は、できるだけ制限することが望まれている。
【０００５】
スラッジを発生しにくい摩耗防止添加剤として、ＴＣＰなどのりん系化合物が知られているが、これらの添加のみでは、充分な潤滑性を得ることができなかった。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するもので、本発明の目的は、熱・酸化劣化によるスラッジを生じにくく、長寿命であり、かつ、充分な潤滑性が得られる潤滑油を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意、研究を進めた結果、特定のりん酸エステルを組み合わせて潤滑油に添加することにより、スラッジが生じにくく、かつ、一種類のりん酸エステルを用いた場合よりも潤滑性が著しく向上することを見出し、本発明に想到した。
【０００８】
すなわち、本発明の第１の態様による油圧作動油は、（ａ）鉱油からなる潤滑油基油に、（ｂ）下記一般式化１〜化３で示されるフェニルホスフェートと、（ｃ）該フェニルホスフェートの油圧作動油全重量に対する添加割合の１倍〜３倍の下記一般式化４で示されるアリールホスフェートとを含有するものである。
【化１】

【化２】

【化３】

【化４】

（上記式中、 R ₁ 及び R ₂ は炭素数３〜１８のアルキル基又はアルケニル基を表し、また R ₃ 〜 R ₈ はそれぞれが水素、炭素数１〜６のアルキル基又は炭素数２〜６のアルケニル基を表し、 R ₃ 〜 R ₈ はすべてが同時に水素ではなく、また、同一でも異なっていてもよい。）
【０００９】
本発明の第２の態様による油圧作動油は、さらに、（ｄ）酸化防止剤となるフェノール化合物と、（ｅ）該フェノール化合物の油圧作動油全重量に対する添加割合の０．２倍〜１倍の亜りん酸エステルとを含むものである。これにより耐熱酸化特性が向上するため、スラッジの発生をより充分に防ぐことができる。
【００１０】
【発明の好ましい態様】
［（ａ）潤滑油基油］ 公知の鉱油を用いることができる。例えば、公知の方法により原油を原料として製造されたニュートラル油やブライトストックなどを用いることができる。油圧作動油としては、粘度が１５〜１５０mm²/S（４０℃）のものが通常用いられる。
【００１１】
［（ｂ）フェニルホスフェート］ フェニルホスフェートとしては、化１で示すトリフェニルホスフェートであることがもっとも好ましいが、化２で示すように３つのフェニル基のうち１つをアルキル基またはアルケニル基であるＲ_１で置換してもほぼ同等であり、化３で示すように３つのフェニル基のうち２つをＲ_１、Ｒ_２で置換することもできる。
【化１】

【化２】

【化３】

置換するアルキル基およびアルケニル基であるＲ_１、Ｒ_２の炭素数は、通常３〜１８である。置換されたフェニルホスフェートとしては、ジフェニルブチルホスフェート、ジフェニルイソプロピルホスフェート、ジフェニル−２−エチルヘキシルホスフェート、ジフェニルラウリルホスフェート、ジフェニルセチルホスフェート、ジフェニルステアリルホスフェート、ジフェニルオレイルホスフェートなどが例示できる。フェニルホスフェートの添加量は、潤滑油基油に溶解する範囲であって、潤滑油全重量に対して０．１〜１．０重量％、特には０．２〜０．５重量％が好ましい。
【００１２】
［（ｃ）アリールホスフェート］ アリールホスフェートとしては、化４で示すトリアリールホスフェート、特に化５で示すトリクレジルホスフェート、化６で示すトリキシレニルホスフェートであることがもっとも好ましい。
【化４】

【化５】

【化６】

フェニルジクレジルホスフェート、フェニルジキシレニルホスフェートなどの３つのアリール基のうち１つをフェニル基で置換してもほぼ同等であり、クレジルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェートなどの３つのアリール基のうち２つを置換してももちいることができる。ここでの３つのアリール基は、すべてが同時にフェニル基とはならない。Ｒ_３〜Ｒ_８は、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数２〜６のアルケニル基であること、特に、炭素数１〜３のアルキル基であることが好ましい。なお、アリールホスフェートに含まれるアリール基は、全てが同一でも、異なっていてもよい。アリールホスフェートの添加量は、潤滑油基油に溶解する範囲であって、フェニルホスフェートの添加量と同等以上であることが必要であり、フェニルホスフェートの添加量の１〜３倍であり、特には、１．２〜２．０倍であることが好ましい。
【００１３】
なお、（ｂ）フェニルホスフェートおよび（ｃ）アリールホスフェートの添加量が上述の範囲にない場合は充分な耐摩耗性が得られない。また、その範囲を超えて添加しても耐摩耗性は向上せず、添加剤の析出などの問題を生じる。
【００１４】
［（ｄ）フェノール化合物］ 酸化防止剤となるフェノール化合物としては、２，６−ジ−ターシャルブチルパラクレゾール、ステアリル−β−（３，５−ジ−ターシャルブチル−４−ヒドロキシフェニル）−プロピオネートなどの化７で示す構造の化合物であることがもっとも好ましいが、２，２’−メチレンビス（６−ターシャルブチル−４−メチルフェノール）、２，２’−メチレンビス（６−ターシャルブチル−４−エチルフェノール）などの化８で示す構造や、４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−ターシャルブチルフェノール）、４，４’−チオビス（６−ターシャルブチル−３−メチルフェノール）、４，４’−チオビス（２−メチル−６−ターシャルブチルフェノール）などの化９で示す構造を用いることもできる。
【化７】

【化８】

【化９】

フェノール化合物の添加量は、潤滑油基油に溶解する範囲であって、潤滑油全重量に対して０．１〜２．０重量％、特には０．２〜１．０重量％が好ましい。
【００１５】
［（ｅ）亜りん酸エステル］ 亜りん酸エステルとしては、アリールホスファイト、特には、化１０で示すトリアリールホスファイトが好ましい。さらに好ましくは、トリス−ジ−ターシャルブチルフェニルホスファイトが用いられる。
【化１０】

ここでのアリールホスファイトのアリール基は、フェニル基を含むものであり、炭素数６〜１８であることが好ましい。その置換基Ｒ_３１，Ｒ_３２，Ｒ_３３，Ｒ_３４，Ｒ_３５，Ｒ_３６は、炭素数１〜１２のアルキル基または炭素数２〜１２のアルケニル基であること、特に、炭素数３〜８の分岐アルキル基であることが好ましい。亜りん酸エステルの添加量は、潤滑油基油に溶解する範囲であって、フェノール化合物の添加量よりも少ないことが必要であり、フェニルホスフェートの添加量の０．１〜１倍であり、特には、０．２〜０．８倍であることが好ましい。
【００１６】
さらに、酸化安定性を向上させるためには、オクチルジフェニルアミンなどの化１１で示すアルキル化ジフェニルアミンを添加することが好ましい。
【化１１】

アルキル基Ｒ_４１，Ｒ_４２は炭素数４〜１２であることが好ましい。アルキル化ジフェニルアミンの添加量は、潤滑油基油に溶解する範囲であって、潤滑油全重量に対して０．０５〜２．０重量％、特には０．１〜０．５重量％が好ましい。
【００１７】
さらに、酸化防止剤、防錆剤、消泡剤、金属不活性化剤、流動点降下剤などを適宜添加することもできる。ただし、スラッジの発生を低減するためには、有機金属化合物添加剤の添加は少ない方が好ましい。本発明による潤滑油は、油圧作動油、冷凍機油として好ましく用いられるが、その他ギア油などの工業用潤滑油、内燃機関用潤滑油などとしても用いられる。
【００１８】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。まず、本発明の第１の態様による実施例および比較例である試験油１〜５の添加成分およびその評価結果を表１に示す。
【００１９】
【表１】

【００２０】
酸化安定性は、ＪＩＳ Ｋ２５１４に規定されるＲＢＯＴ法により評価した。熱酸化安定性は、ＪＩＳ Ｋ２５１４に規定されるＩＳＯＴ（１６５℃、４８時間の条件）で発生したスラッジ量により評価した。潤滑性は、シェル４球式摩耗試験機の摩擦痕により評価した。評価の条件は、回転数１８００ｒｐｍ、荷重４０ｋｇｆ、時間３０分である。
【００２１】
なお、試験油１〜５の基油としては、パラフィン系原油からの留出油（１５０ニュートラル相当）を溶剤精製した後に水素化精製し、さらに水素化脱ろうしたものを用いた。トリクレジルホスフェート（ＴＣＰともいう）とトリフェニルホスフェート（ＴＰＰともいう）を表１の所定量添加した。共通する添加剤として、酸化防止剤である２，６−ジ−ターシャルブチルパラクレゾールを０．５重量％、酸化防止剤であるｐ−ｐ’−ジオクチルジフェニルアミンを０．１重量％、防錆剤を０．２重量％、消泡剤を５重量ｐｐｍ、金属不活性化剤を１００重量ｐｐｍ、流動点降下剤を０．４重量％をそれぞれに添加している。
【００２２】
以上の実施例から明らかなように、トリクレジルホスフェートとトリフェニルホスフェートをともに含んだ作動油は、熱酸化安定性に優れ、スラッジの発生が少なく、かつ、潤滑性にも優れていることがわかる。さらに、台上ビッカースポンプ試験により耐摩耗性にも優れていることを確認した。この耐摩耗性の評価は、ＡＳＴＭ Ｄ−２８８２に準拠し、圧力１３．７ＭＰａ、回転数１２００ｒｐｍ、油温６５℃、試験時間１００時間の条件で行なった。その結果、試験油１では、ベーン、カムリングの摩耗はなく、また、試験油２もほとんど摩耗を生じておらず、優れた耐摩耗性を有していることがわかった。
【００２３】
次に、本発明の第１および第２の態様による実施例である試験油６〜９の添加成分およびその評価結果を表２に示す。
【００２４】
【表２】

【００２５】
酸化防止剤となるフェノ−ル化合物として、添加剤Ｄ、添加剤Ｍ、また、添加剤Ｃを用いた。添加剤Ｄは、試験油１〜５で用いた２，６−ジ−ターシャルブチルパラクレゾールである。
【００２６】
添加剤Ｍは、化９の一般式で表される化合物であり、次の化１２の化学構造を有する化合物、４，４’−メチレン−ビス−（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）である。
【化１２】

【００２７】
添加剤Ｃは、化７の一般式で表される化合物であり、次の化１３の化学構造を有する化合物、カプリル−β−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネートである。
【化１３】

【００２８】
また、亜りん酸エステルとして添加剤Ｔを用いた。添加剤Ｔは、化１０の一般式で表される化合物であり、次の化１４の化学構造を有する化合物、トリス−ジ−ターシャルブチルフェニルホスファイトである。
【化１４】

【００２９】
ＲＢＯＴ値、汚染度は、表１と同様に評価した。試験油６〜９の基油は、試験油１〜５と同様のものを用いた。ＴＣＰ、ＴＰＰ、並びに、上述の添加剤Ｄ、添加剤Ｍ、添加剤Ｃおよび添加剤Ｔを所定量添加する。そして、共通する添加剤として、酸化防止剤であるｐ−ｐ’−ジオクチルジフェニルアミンを０．１５重量％、防錆剤を０．２重量％、金属不活性化剤を０．０１重量％、消泡剤を０．０２重量％、流動点降下剤０．４重量％をそれぞれに添加している。
【００３０】
以上の実施例から明らかなように、トリクレジルホスフェートとトリフェニルホスフェートをともに含んだ作動油に、さらに、酸化防止剤であるフェノール化合物および亜りん酸エステルを加えることにより、熱酸化安定性に優れ、スラッジの発生が少なくなることがわかる。亜りん酸エステルは、酸化反応で生じる過酸化物を非ラジカル的に分解することが知られており、これらの作用により熱酸化安定性が向上したと推察される。
【００３１】
【発明の効果】
本発明よる油圧作動油は、フェニルホスフェートと所定量のアルキルフェニルホスフェートを含むものであり、熱・酸化劣化によりスラッジを生じにくく、長寿命であり、充分な潤滑性がえられることがわかる。

Claims (2)

1. 鉱油からなる潤滑油基油に、下記一般式化１〜化３で示されるフェニルホスフェートと、該フェニルホスフェートの油圧作動油全重量に対する添加割合の１倍〜３倍の下記一般式化４で示されるアリールホスフェートとを含有する油圧作動油。
   

   

   

   

   

   （上記式中、 R ₁ 及び R ₂ は炭素数３〜１８のアルキル基又はアルケニル基を表し、また R ₃ 〜 R ₈ はそれぞれが水素、炭素数１〜６のアルキル基又は炭素数２〜６のアルケニル基を表し、 R ₃ 〜 R ₈ はすべてが同時に水素ではなく、また、同一でも異なっていてもよい。）
2. 上記油圧作動油に、さらに酸化防止剤となるフェノール化合物と、該フェノール化合物の油圧作動油全重量に対する添加割合の０．２倍〜１倍の亜りん酸エステルとを含有する請求項１に記載の油圧作動油。