JP3956399B2 - High performance lubricant - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、高性能潤滑油に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ギヤ油は一般機械の高荷重条件或いは高速高荷重条件等の苛酷な条件下において使用されており、油圧作動油は主に工作機械、車輌、船舶、航空機等の油圧装置において使用されているが、ギヤ油と油圧作動油の何れもパラフィン系鉱油をベースに各種添加剤を配合して製造されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のギヤ油では、歯車の小型化及びコスト削減の為の給油量低減に対応できるだけの十分な耐焼き付き性を有しておらず、また、従来の油圧作動油では、高面圧条件で使用される際の耐摩耗性が不十分であるという不具合があり、近年における各種装置の小型化、高性能化にともない、耐焼き付き性及び耐摩耗性に優れた潤滑油の開発が望まれている。
【0004】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、既存のギヤ油や油圧作動油よりも耐焼き付き性や耐摩耗性に優れた新規な高性能潤滑油を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ベースオイルとしてパラフィン系鉱油を60〜70重量%と、
リン系極圧剤としてパラフィン系鉱油と際立って良好な溶解性を持たない長鎖のアルキル基を有するホスフェート塩系化合物群を20〜24重量%と、
分散性及び浸透性を向上する為の界面活性剤として、炭素数8〜18の脂肪酸アマイド系の非イオン性界面活性剤の単体或いは混合物を5〜8重量%と
を配合したことを特徴とする高性能潤滑油、に係るものである。
【0006】
更に、金属不活性化剤としてカルシウムスルフォネートを5〜10重量%配合しても良い。
【0007】
【作用】
パラフィン系鉱油をベースオイルとして、パラフィン系鉱油と際立って良好な溶解性を持たない長鎖のアルキル基を有するホスフェート塩系化合物群をリン系極圧剤として良好に分散混合すると、一般的な既存ギヤ油と比較して耐焼き付き性が格段に向上される。
【0008】
ただし、ホスフェート塩系化合物群のパラフィン系鉱油に対する分散性は悪く、実用可能な貯蔵安定性が得られない為、非イオン性界面活性剤を配合して分散性を大幅に向上し、その貯蔵安定性を向上すると共に、耐焼き付き性を一層向上するようにしてある。
【0009】
また、特に界面活性剤として非イオン性界面活性剤を選定している理由は、金属に対する腐食性が生じないよう考慮した為であり、更に非イオン性界面活性剤の中でも炭素数8〜18の脂肪酸アマイド系の非イオン性界面活性剤の単体或いは混合物を選定すれば、他の配合物とのマッチングが極めて良好となる。
【0010】
更に、非イオン性界面活性剤を配合すると、表面張力が著しく低減されて浸透性が大幅に向上されるので、形状的な問題や面圧が高い等の理由で潤滑油が浸透し難いと考えられていた摺動部に対しても潤滑性の高い油を良好に浸透させることが可能となり、油圧作動油として使用した場合における耐摩耗性も向上される。
【0011】
また、金属不活性化剤としてカルシウムスルフォネートを配合した場合には、特に亜鉛に対する耐腐食性が向上される。
【0012】
即ち、パラフィン系鉱油及びリン酸エステルの配合物は、良好に分散混合した状態において優れた潤滑性を発揮するが、アルミニウム、銅、鋼に対して良好な耐腐食性を示す一方、亜鉛に対しては腐食性を示す為、潤滑対象物の材質が亜鉛であるような場合に必要に応じてカルシウムスルフォネートを配合すれば良い。
【0013】
【実施例】
以下、本発明について実施例をあげて詳細に説明する。
【0014】
ベースオイルであるパラフィン系鉱油(64重量%)に、リン系極圧剤としてパラフィン系鉱油と際立って良好な溶解性を持たない長鎖のアルキル基を有するホスフェート塩系化合物群に含まれるリン酸エステル(22重量%)、分散性及び浸透性を向上する為の界面活性剤として非イオン性界面活性剤であるポリオキシエチレンアルキルアマイド(8重量%)、金属不活性化剤としてカルシウムスルフォネート(6重量%)を夫々良好に分散配合して高性能潤滑油を得る。
【0015】
このようにして得られた高性能潤滑油の耐焼き付き性について、一般的な既存ギヤ油を用いた場合と、パラフィン系鉱油(75重量%)及びリン酸エステル(25重量%)の配合物を用いた場合とを比較対象としてファレックス試験により評価したところ、一般的な既存ギヤ油を用いてファレックス試験を行った場合の焼き付き発生荷重が4000Nであったのに対し、パラフィン系鉱油(75重量%)及びリン酸エステル(25重量%)の配合物を用いてファレックス試験を行った場合の焼き付き発生荷重は9000Nとなり、更に本実施例における高性能潤滑油を用いてファレックス試験を行った場合の焼き付き発生荷重は11000Nとなるという良好な結果が得られた。
【0016】
つまり、単にパラフィン系鉱油にリン酸エステルを配合しただけでも優れた潤滑性が発揮され、一般的な既存ギヤ油と比較して耐焼き付き性が格段に向上されるのであるが、非イオン性界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルアマイドを配合すれば、リン酸エステルのパラフィン系鉱油に対する分散性(溶解性)が向上されることにより耐焼き付き性(潤滑性)が一層向上されるのである。
【0017】
尚、本実施例においては、リン系極圧剤としてリン酸エステルを22重量%の配合割合で配合した例で説明しているが、前述したファレックス試験において、焼き付き発生荷重が11000Nとなるような優れた耐焼き付き性が効果的に発揮された配合割合は20〜24重量%であった。
【0018】
また、本実施例の高性能潤滑油において非イオン性界面活性剤であるポリオキシエチレンアルキルアマイドを配合しているのは、前述した如く耐焼き付き性を向上する目的だけではなく、貯蔵安定性を向上する目的も含まれている。
【0019】
即ち、パラフィン系鉱油(75重量%)及びリン酸エステル(25重量%)の配合物は、良好に分散混合した状態において優れた潤滑性を発揮するが、その貯蔵安定性を評価する目的で、−5℃の恒温槽内で静置して分離するまでの時間を計測すると、パラフィン系鉱油(75重量%)及びリン酸エステル(25重量%)の配合物は約70時間で分離してしまうことが確認された。
【0020】
従って、単にパラフィン系鉱油とリン酸エステルとを配合しただけでは、短期間のうちに分離が生じてしまい、実機使用時にリン酸エステルの配合効果が期待できなくなってトラブルを発生する虞れがある。
【0021】
これに対し、本実施例の高性能潤滑油では、非イオン性界面活性剤であるポリオキシエチレンアルキルアマイドを配合したことにより分散性が著しく向上できるのであり、事実、前記と同様にして−5℃の恒温槽内で静置して分離するまでの時間を計測した場合には、2000時間以上分離しないという良好な結果が確認された。
【0022】
尚、本実施例においては、非イオン性界面活性剤であるポリオキシエチレンアルキルアマイドが8重量%の配合割合で配合されているが、ポリオキシエチレンアルキルアマイドを5重量%より少ない配合割合とした場合には、良好な分離性の向上が確認されなかった為、少くとも5重量%以上の配合割合とすることが望ましいと考えられ、逆に10重量%を越える配合割合となると、リン系極圧剤として配合されるリン酸エステルが油中で安定に分散してしまってリン系極圧剤の配合効果が阻害される為、非イオン性界面活性剤であるポリオキシエチレンアルキルアマイドの最も効果的な配合割合は5〜8重量%と考えられる。
【0023】
また、特に界面活性剤として非イオン性界面活性剤を選定している理由は、金属に対する腐食性が生じないよう考慮した為であり、更に非イオン性界面活性剤の中でも炭素数8〜18の脂肪酸アマイド系の非イオン性界面活性剤の単体或いは混合物を選定すれば、他の配合物とのマッチングが極めて良好となる為、本実施例では一例としてポリオキシエチレンアルキルアマイドを選定しているのである。
【0024】
更に、非イオン性界面活性剤であるポリオキシエチレンアルキルアマイドを配合すると、表面張力が著しく低減されて浸透性が大幅に向上されるので、本実施例の高性能潤滑油では、形状的な問題や面圧が高い等の理由で潤滑油が浸透し難いと考えられていた摺動部に対しても潤滑性の高い油を良好に浸透させることが可能となり、油圧作動油として使用した場合における耐摩耗性も向上されるのである。
【0025】
事実、本実施例における高性能潤滑油を用いた往復動試験であるSRV試験では、一般的な既存の油圧作動油より優れた耐摩耗性を有するという結果が確認された。
【0026】
また、本実施例の高性能潤滑油において金属不活性化剤としてカルシウムスルフォネートを配合しているのは、特に亜鉛に対する耐腐食性を向上することを目的としている。
【0027】
即ち、パラフィン系鉱油(75重量%)及びリン酸エステル(25重量%)の配合物は、良好に分散混合した状態において優れた潤滑性を発揮するが、金属に対する腐食性を評価する目的で、評価対象金属(アルミニウム、銅、亜鉛、鋼)の浸漬試験を油温約100℃で600時間かけて実施し、試験後に評価対象金属の重量変化を測定したところ、パラフィン系鉱油(75重量%)及びリン酸エステル(25重量%)の配合物は、アルミニウム、銅、鋼に対して良好な耐腐食性を示す一方、亜鉛に対しては腐食性を示すことが確認された。
【0028】
このことは、リン酸エステルが亜鉛に対する腐食性を有することに起因しているのであるが、本実施例の高性能潤滑油では、金属不活性化剤としてカルシウムスルフォネートを配合したことにより、アルミニウム、銅、鋼に対する良好な耐腐食性を低減することなく亜鉛に対する耐腐食性を大幅に向上できるのであり、事実、前記と同様にして浸漬試験した場合、試験後の亜鉛の腐食量が約半分以下に低減することが確認された。
【0029】
尚、本実施例においては、金属不活性化剤としてカルシウムスルフォネートを6重量%の配合割合で配合した例で説明しているが、前述した浸漬試験において、試験後の亜鉛の腐食量が約半分以下に低減するような優れた耐腐食性が効果的に発揮された配合割合は5〜10重量%であった。
【0030】
また、前述した浸漬試験を実施した際に、本実施例の高性能潤滑油の性状変化(全酸価)を測定して熱安定性の評価を行ったところ、試験後の全酸価の変化量は極僅か(略変化なし)であり、長時間の使用においても良好な熱安定性を有することが確認された。
【0031】
尚、本発明の高性能潤滑油は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、高性能潤滑油を組成する各配合物の配合割合は、ベースオイルとなるパラフィン系鉱油の粘度グレード等により各配合物の溶解性等を考慮して所定範囲内で多少の変更があり得ること、潤滑対象物の材質が亜鉛以外のアルミニウム、銅、鋼等であれば、必ずしも金属不活性化剤としてカルシウムスルフォネートを配合する必要がないこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0032】
【発明の効果】
本発明の高性能潤滑油は、一般的な既存のギヤ油や油圧作動油と比較して優れた耐焼き付き性や耐摩耗性を示し、ギヤ油として用いた場合に、従来潤滑が困難であることを理由に実現不可能であったような歯車の小型化やコスト削減の為の給油量低減等を図ることが可能となり、また、油圧作動油として用いた場合には、従来より厳しい高面圧条件での使用が可能となるので、近年における各種装置の小型化、高性能化に対応することができる。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a high performance lubricating oil.
[0002]
[Prior art]
Gear oil is used under severe conditions such as high load conditions or high speed and high load conditions of general machinery, while hydraulic fluid is mainly used in hydraulic devices such as machine tools, vehicles, ships and aircraft. Both gear oil and hydraulic fluid are produced by blending various additives based on paraffinic mineral oil.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional gear oil does not have sufficient seizure resistance to cope with the reduction in the amount of oil supply for reducing the size of the gear and reducing the cost, and the conventional hydraulic fluid has a high surface pressure condition. As a result, the development of lubricants with excellent seizure resistance and wear resistance is desired as various devices have become smaller and higher performance in recent years. ing.
[0004]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a novel high-performance lubricating oil that has better seizure resistance and wear resistance than existing gear oils and hydraulic fluids.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides 60 to 70% by weight of paraffinic mineral oil as the base oil,
20-24 wt% of a phosphate salt compound group having a long-chain alkyl group that does not have remarkably good solubility with paraffinic mineral oil as a phosphorus extreme pressure agent;
As a surfactant for improving dispersibility and penetrability, 5 to 8% by weight of a single or mixture of a fatty acid amide-based nonionic surfactant having 8 to 18 carbon atoms is blended. This relates to high-performance lubricating oil.
[0006]
Furthermore, you may mix | blend 5 to 10weight% of calcium sulfonate as a metal deactivator.
[0007]
[Action]
When a paraffinic mineral oil is used as a base oil and a phosphate salt compound group having a long-chain alkyl group that does not have a particularly good solubility with a paraffinic mineral oil is well dispersed and mixed as a phosphorus extreme pressure agent, a general existing gear can be obtained. The seizure resistance is significantly improved compared to oil.
[0008]
However, the dispersibility of the phosphate salt compounds in the paraffinic mineral oil is poor and a practical storage stability cannot be obtained. Therefore, a nonionic surfactant is added to greatly improve the dispersibility, and the storage stability In addition to improving the seizure resistance, the seizure resistance is further improved.
[0009]
In addition, the reason for selecting a nonionic surfactant as the surfactant in particular is that the corrosiveness to the metal is not considered, and among the nonionic surfactants, those having 8 to 18 carbon atoms. If a simple substance or a mixture of fatty acid amide-based nonionic surfactants is selected, matching with other blends becomes extremely good.
[0010]
Furthermore, when a nonionic surfactant is blended, the surface tension is remarkably reduced and the permeability is greatly improved. Therefore, it is considered that the lubricating oil is difficult to penetrate due to a shape problem or a high surface pressure. It is possible to satisfactorily permeate oil having high lubricity into the sliding portion, and the wear resistance when used as a hydraulic fluid is improved.
[0011]
In addition, when calcium sulfonate is blended as a metal deactivator, corrosion resistance to zinc is particularly improved.
[0012]
That is, the blend of paraffinic mineral oil and phosphate ester exhibits excellent lubricity in a well-mixed state, but exhibits good corrosion resistance against aluminum, copper, and steel, while against zinc. Therefore, when the material of the object to be lubricated is zinc, calcium sulfonate may be blended as necessary.
[0013]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.
[0014]
Phosphoric acid esters contained in the group of phosphate salt compounds having long-chain alkyl groups that do not have outstanding solubility as paraffinic mineral oil as a phosphorus extreme pressure agent in paraffinic mineral oil (64% by weight) as a base oil (22 wt%), polyoxyethylene alkylamide (8 wt%) which is a nonionic surfactant as a surfactant for improving dispersibility and permeability, and calcium sulfonate (8 wt%) as a metal deactivator ( 6% by weight) is dispersed and blended well to obtain a high-performance lubricating oil.
[0015]
Regarding the seizure resistance of the high-performance lubricating oil thus obtained, a combination of a general existing gear oil and a paraffinic mineral oil (75% by weight) and a phosphate ester (25% by weight) When compared with the case where it was used, the Falex test was evaluated as a comparison object. When the Falex test was performed using a general existing gear oil, the seizure generation load was 4000 N, whereas paraffinic mineral oil (75 Weight%) and phosphate ester (25% by weight) using a blending test, the seizure generation load was 9000 N, and further, the high performance lubricating oil in this example was used to perform the fax test. A good result was obtained that the seizure generation load in this case was 11000 N.
[0016]
In other words, simply blending a phosphate ester with a paraffinic mineral oil provides excellent lubricity, and the seizure resistance is significantly improved compared to general existing gear oils. When polyoxyethylene alkyl amide is blended as an activator, the dispersibility (solubility) of the phosphate ester in the paraffinic mineral oil is improved, whereby the seizure resistance (lubricity) is further improved.
[0017]
In this example, the phosphoric ester is mixed as a phosphorus extreme pressure agent at a blending ratio of 22% by weight. However, in the Falex test described above, the seizure generation load is 11000 N. The blending ratio at which such excellent seizure resistance was effectively exhibited was 20 to 24% by weight.
[0018]
Also, the polyoxyethylene alkylamide, which is a nonionic surfactant, is blended in the high-performance lubricating oil of this example not only for the purpose of improving seizure resistance, but also for storage stability. The purpose of improvement is also included.
[0019]
That is, the blend of paraffinic mineral oil (75% by weight) and phosphate ester (25% by weight) exhibits excellent lubricity in a well dispersed and mixed state, but for the purpose of evaluating its storage stability, When the time until it is allowed to stand and separate in a -5 ° C constant temperature bath is measured, the blend of paraffinic mineral oil (75% by weight) and phosphate ester (25% by weight) is separated in about 70 hours. It was confirmed.
[0020]
Therefore, if the paraffinic mineral oil and the phosphate ester are simply blended, separation occurs in a short period of time, and there is a possibility that the blending effect of the phosphate ester cannot be expected when the actual machine is used, resulting in trouble. .
[0021]
On the other hand, in the high performance lubricating oil of this example, the dispersibility can be remarkably improved by blending polyoxyethylene alkylamide, which is a nonionic surfactant, and in fact, in the same manner as described above, −5 When the time until it was allowed to stand and separated in a constant temperature bath at 0 ° C. was measured, a good result that it was not separated for 2000 hours or more was confirmed.
[0022]
In this example, polyoxyethylene alkylamide, which is a nonionic surfactant, is blended at a blending ratio of 8% by weight, but the polyoxyethylene alkylamide is blended at a blending ratio of less than 5% by weight. In this case, since improvement in good separability was not confirmed, it is desirable that the blending ratio is at least 5% by weight. Conversely, when the blending ratio exceeds 10% by weight, The most effective of polyoxyethylene alkylamide, a nonionic surfactant, because the phosphate ester compounded as a pressure agent is stably dispersed in the oil and inhibits the compounding effect of the phosphorus-based extreme pressure agent A typical blending ratio is considered to be 5 to 8% by weight.
[0023]
In addition, the reason for selecting a nonionic surfactant as the surfactant in particular is that the corrosiveness to the metal is not considered, and among the nonionic surfactants, those having 8 to 18 carbon atoms. If a single unit or a mixture of fatty acid amide-based nonionic surfactants is selected, matching with other compounds will be extremely good, so in this example, polyoxyethylene alkylamide is selected as an example. is there.
[0024]
Furthermore, when polyoxyethylene alkylamide, which is a nonionic surfactant, is blended, the surface tension is significantly reduced and the permeability is greatly improved. It is possible to allow oil with high lubricity to penetrate well even for sliding parts that were thought to be difficult for oil to penetrate due to high surface pressure, etc. Wear resistance is also improved.
[0025]
In fact, in the SRV test, which is a reciprocating test using the high-performance lubricating oil in this example, it was confirmed that the wear resistance was superior to that of a general existing hydraulic fluid.
[0026]
The addition of calcium sulfonate as a metal deactivator in the high-performance lubricating oil of the present example is aimed at improving the corrosion resistance particularly against zinc.
[0027]
That is, the blend of paraffinic mineral oil (75% by weight) and phosphate ester (25% by weight) exhibits excellent lubricity in a well dispersed state, but for the purpose of evaluating the corrosiveness to metals, When the immersion test of the metal to be evaluated (aluminum, copper, zinc, steel) was carried out at an oil temperature of about 100 ° C. for 600 hours and the change in the weight of the metal to be evaluated was measured after the test, paraffinic mineral oil (75% by weight) And a phosphate ester (25% by weight) formulation was found to exhibit good corrosion resistance to aluminum, copper, and steel while exhibiting corrosivity to zinc.
[0028]
This is due to the fact that the phosphate ester is corrosive to zinc, but in the high-performance lubricating oil of this example, by blending calcium sulfonate as a metal deactivator, The corrosion resistance against zinc can be greatly improved without reducing the good corrosion resistance against aluminum, copper and steel. In fact, when the immersion test is performed in the same manner as described above, the corrosion amount of zinc after the test is about It was confirmed that it was reduced to less than half.
[0029]
In addition, in this Example, although the example which mix | blended calcium sulfonate with the compounding ratio of 6 weight% as a metal deactivator is demonstrated, in the immersion test mentioned above, the corrosion amount of the zinc after a test is shown. The blending ratio at which excellent corrosion resistance, which is reduced to about half or less, was effectively exhibited was 5 to 10% by weight.
[0030]
In addition, when the above-described immersion test was performed, the property change (total acid value) of the high-performance lubricating oil of this example was measured to evaluate the thermal stability. The amount was very small (substantially no change), and it was confirmed that it has good thermal stability even after long-term use.
[0031]
The high-performance lubricating oil of the present invention is not limited to the above-described examples, and the blending ratio of each composition constituting the high-performance lubricating oil depends on the viscosity grade of the paraffinic mineral oil used as the base oil. Considering the solubility of each compound, etc., there may be some changes within a predetermined range, and if the material to be lubricated is aluminum other than zinc, copper, steel, etc., calcium is necessarily used as a metal deactivator. Of course, it is not necessary to add a sulfonate, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[0032]
【The invention's effect】
The high-performance lubricating oil of the present invention exhibits superior seizure resistance and wear resistance compared to general existing gear oils and hydraulic fluids, and when used as gear oil, conventional lubrication is difficult. This makes it possible to reduce the size of gears and reduce the amount of oil supplied to reduce costs, which could not be realized because of this. Since it can be used under pressure conditions, it is possible to cope with recent downsizing and higher performance of various devices.
Claims (2)
リン系極圧剤としてパラフィン系鉱油と際立って良好な溶解性を持たない長鎖のアルキル基を有するホスフェート塩系化合物群を20〜24重量%と、
分散性及び浸透性を向上する為の界面活性剤として、炭素数8〜18の脂肪酸アマイド系の非イオン性界面活性剤の単体或いは混合物を5〜8重量%と
を配合したことを特徴とする高性能潤滑油。60-70% by weight of paraffinic mineral oil as the base oil,
20-24 wt% of a phosphate salt compound group having a long-chain alkyl group that does not have remarkably good solubility as paraffinic mineral oil as a phosphorus extreme pressure agent;
As a surfactant for improving dispersibility and penetrability, 5 to 8% by weight of a simple substance or a mixture of a fatty acid amide type nonionic surfactant having 8 to 18 carbon atoms is blended. High performance lubricant.
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