JP4363701B2 - ギヤ潤滑油組成物 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に自動車のような高速で運転される車両に備えられるギヤ部分の潤滑に適したギヤ潤滑油組成物、およびそのようなギヤ潤滑油の製造に好適なギヤ潤滑油用添加剤組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関や工作機械などの摩擦が発生する部位に潤滑作用を付与するために様々な潤滑油が利用されている。初期の潤滑油は、鉱油や植物油などの基油成分のみで使用されていたが、潤滑油に対する様々な機能の要求の高まりに応じて、種々の添加成分、すなわち潤滑油添加剤が添加されるようになった。従って、現在使用されている潤滑油の殆どは、基油に一種以上の添加剤が分散もしくは溶解された状態にある潤滑油組成物である。
【０００３】
工作機械や自動車などの車両に備えられている歯車装置（ギヤ）の潤滑に用いられるギヤ潤滑油（ギヤ油ともいう）についても同様であって、その潤滑性や耐熱性を高めるために、各種の添加剤が加えられている。なかでも、近年において使用が増大した自動車のような高速で運転される車両のギヤは、設置スペースの関係で、伝達トルクに対して小型に設計する必要があるため、歯車の接触圧力が高くなる傾向があり、この結果、特に高い潤滑性能や耐熱性が要求される。このため、最近では、たとえば、硫黄含有極圧剤やリン含有極圧剤（これらを一緒にしてＳＰ極圧剤ともいう）を配合したギヤ油の使用が一般的となっている。しかしながら、これらのＳＰ極圧剤を配合したギヤ油であっても、苛酷な条件で使用される最近の自動車のギヤ部位のギヤ油としては充分な潤滑性能を示すとは言い難い。たとえば、最近の自動車のギヤ部位の多くは密閉系に置かれているが、その場合には特にギヤ部位の潤滑油（ギヤ潤滑油）が高温になりやすく、潤滑油がそのような高温である場合には、ギヤの作動が不安定になりやすい。また、ギヤ潤滑油が高温で長時間使用されるとギヤ潤滑油が劣化しやすくなるという問題がある。
【０００４】
これまでにも、数多くの耐熱性の向上を意図して改良したギヤ油組成物が提案されている。
【０００５】
たとえば、米国特許第４７１７４９０号明細書には、硫黄・リン系極圧剤にアルカリ金属ホウ酸塩水和物を組合わせた極圧性に優れた潤滑油組成物が記載されている。
【０００６】
特開平５−２０９１８４号公報には、硫黄またはリン系極圧剤にアルカリ金属ホウ酸塩水和物とポリオールエステルあるいはポリオキシエチレンアルキルエーテルなどのようなポリエステルやエーテルとを配合することにより耐焼き付き性や熱安定性そして高温酸化安定性を向上させた自動車用ギヤ油組成物が記載されている。
【０００７】
特開平６−１９２６７４号公報には、硫黄またはリン系極圧剤にアルカリ金属ホウ酸塩水和物と脂肪族もしくは芳香族のカルボン酸あるいはそれらのエステルを配合することにより耐焼き付き性、酸化安定性そして摩擦特性を向上させた自動車用ギヤ油組成物が記載されている。
【０００８】
特開平６−２００２６９号公報には、硫黄またはリン系極圧剤の代りに、アルカリ金属ホウ酸塩水和物とジアルキルジチオリン酸亜鉛と摩擦調整剤とを配合した湿式ブレーキ兼用ギヤ油組成物が記載されている。
【０００９】
特開平６−２２０４７５号公報には、アルカリ金属ホウ酸塩水和物、有機モリブデン化合物、そしてリン酸エステルもしくは炭化水素硫化物などを配合したギヤ油組成物が記載されている。
【００１０】
特開平６−２５６７８３号公報には、アルカリ金属ホウ酸塩水和物、ジアルキルジチオリン酸亜鉛、そしてポリオールエステルあるいはポリオキシエチレンアルキルエーテルなどのようなポリエステルやエーテルを配合することにより熱安定性と酸化安定性を向上させた自動車用ギヤ油組成物が記載されている。
【００１１】
特開平７−２５８６７４号公報には、硫黄またはリン系極圧剤にアルカリ金属ホウ酸塩水和物とアルカリ土類金属型清浄分散剤を配合して極圧性、耐摩耗性、シンクロ特性、酸化安定性およびＬＳＤ性能を向上させた手動変速機とＬＳＤ装着終減速機とを共通に潤滑できる自動車用ギヤ油組成物が記載されている。
【００１２】
特開平９−１３２７９０号公報には、特定の動粘度の基油に、硫黄−リン系極圧剤、その極圧剤よりも少量のアルカリ金属ホウ酸塩水和物とアルキルジチオリン酸亜鉛を配合して、極圧性、耐ピッチング性、シンクロ特性、酸化安定性、耐スラッジ性、および貯蔵安定性を向上させた手動変速機と終減速機とを共通に潤滑できる自動車用ギヤ油組成物が記載されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ギヤ油、特に自動車の歯車装置の潤滑油として優れた特性を備え、なかでも特に密閉状態のような苛酷な作動条件においても潤滑油温度の上昇が少なく、従ってギヤの安定な作動に寄与し、かつ潤滑油自体の劣化も少ないギヤ油潤滑油を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ホウ素量換算で０．０４〜１．０重量％（好ましくは、０．０５〜０．６重量％、特に好ましくは０．０８〜０．５重量％）の範囲の量に相当する量のアルカリ金属ホウ酸塩もしくはその水和物、硫黄量換算で０．０１〜５．０重量％の範囲の量に相当する油溶性硫黄含有極圧剤、リン量換算で０．００１〜１．０重量％の範囲の量に相当する油溶性リン含有極圧剤、そしてリン量換算で０．０１〜１．０重量％の範囲の量に相当するジアルキルジチオリン酸亜鉛が、上記アルカリ金属ホウ酸塩もしくはその水和物のホウ素量が、上記油溶性硫黄含有極圧剤の硫黄量に対して、重量比で０．２１７〜０．７２３の範囲にある条件にて、基油に溶解もしくは分散されてなるギヤ潤滑油組成物にある。
【００１５】
本発明はまた、ホウ素量換算で０．２〜５．０重量％（好ましくは、０．５〜３．０重量％）の範囲の量に相当する量のアルカリ金属ホウ酸塩もしくはその水和物、硫黄量換算で０．１〜２５重量％の範囲の量に相当する油溶性硫黄含有極圧剤、リン量換算で０．０１〜５．０重量％の範囲の量に相当する油溶性リン含有極圧剤、そしてリン量換算で０．１〜５．０重量％の範囲の量に相当するジアルキルジチオリン酸亜鉛が、上記アルカリ金属ホウ酸塩もしくはその水和物のホウ素量が、上記油溶性硫黄含有極圧剤の硫黄量に対して、重量比で０．２１７〜０．７２３の範囲にある条件にて、基油に溶解もしくは分散されてなるギヤ潤滑油用添加剤組成物にもある。
【００１６】
本発明のギヤ潤滑油組成物やギヤ潤滑油用添加剤組成物は、アルカリ金属ホウ酸塩もしくはその水和物のホウ素量が、油溶性硫黄含有極圧剤の硫黄量に対して、重量比で０．２１７〜０．７２３の範囲にあることが必要である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明のギヤ潤滑油組成物は、下記の添加剤成分を主要成分として含有し、かつそれらが基油中に溶解状態もしくは分散状態にて存在する。
（１）ホウ素量換算で０．０４〜１．０重量％の範囲の量に相当する量のアルカリ金属ホウ酸塩もしくはその水和物、
（２）硫黄量換算で０．０１〜５．０重量％の範囲の量に相当する油溶性硫黄含有極圧剤、
（３）リン量換算で０．００１〜１．０重量％の範囲の量に相当する油溶性リン含有極圧剤、そして
（４）リン量換算で０．０１〜１．０重量％の範囲の量に相当するジアルキルジチオリン酸亜鉛。
【００１８】
本発明のギヤ潤滑油組成物において使用する添加剤成分は、有機溶剤（潤滑油基油と同等な石油成分あるいは合成油成分もしくはその類似物など）中で所定の原料の反応により製造され、必要に応じてその溶剤の一部が蒸発除去された後、高濃度の添加剤成分が溶解もしくは分散された添加剤溶液（濃厚溶液）として供給される。そして、それらの添加剤溶液の濃度（添加剤濃度）は製品によって若干変動する。このため、本発明では、潤滑油組成物における各添加剤の実際の濃度の指標として、ホウ素重量％、硫黄重量％、そしてリン重量％を用いた。
【００１９】
本発明のギヤ潤滑油組成物において用いる基油としては、通常のギヤ油において用いられているか、あるいは使用が想定されている各種の基油を用いることができる。その代表例としては、石油系潤滑油基油と合成油系潤滑油基油を挙げることができる。基油の粘度は通常、１００℃の測定値で約１〜５０ｃＳｔの範囲にある。
【００２０】
アルカリ金属ホウ酸塩もしくはその水和物の例としては、ＫＢ3Ｏ5・Ｈ2ＯやＮａＢ3Ｏ5・Ｈ2Ｏなどの組成式で表されるホウ酸カリウム水和物やホウ酸ナトリウム水和物を挙げることができる。これらのアルカリ金属ホウ酸塩水和物は、たとえば、ホウ素とアルカリ金属（カリウム、ナトリウム）との原子比が２．０〜４．５（ホウ素／アルカリ金属）の範囲となるように水酸化カリウム（もしくは水酸化ナトリウム）とホウ酸とを水に溶解させ、この溶液を、中性のアルカリ土類金属スルホネートあるいはコハク酸イミド系無灰分散剤を含む油性溶液に分散させ、反応させることより微粒子状の分散液として得ることができる。
【００２１】
本発明のギヤ潤滑油組成物において、アルカリ金属ホウ酸塩もしくはその水和物は、ホウ素量換算で０．０４〜１．０重量％の範囲の量に相当する量で配合する。このアルカリ金属ホウ酸塩もしくはその水和物の量は、たとえば、ＯＬＯＡ９７５０（オロナイト・ジャパン株式会社から販売されているホウ酸カリウム水和物分散液：ホウ素濃度６．８重量％）、あるいはＯＬＯＡ３１２（オロナイト・ジャパン株式会社から販売されているホウ酸カリウム水和物分散液：ホウ素濃度６．９重量％）をを例にとると、およそ０．６〜１５重量％の範囲の量に相当する。
【００２２】
油溶性硫黄含有極圧剤の例としては、硫化ポリイソブチレンなどの硫化ポリオレフィン、硫化油脂、ポリサルファイドなどをあげることができる。また、前記の特許公開公報に記載されている各種の油溶性硫黄含有極圧剤を用いることもできる。油溶性硫黄含有極圧剤は単独でも、あるいは二種以上のものを併用してもよい。
【００２３】
本発明のギヤ潤滑油組成物において、油溶性硫黄含有極圧剤は、硫黄量換算で０．０１〜５．０重量％の範囲の量に相当する量で配合する。この油溶性硫黄含有極圧剤の量は、たとえば、Ｍｏｂｉｌａｄ Ｃ１００（モービル・ケミカル・カンパニーから販売されている硫化ポリイソブチレン溶液：硫黄濃度４７重量％）を例にとると、およそ０．０２〜１１重量％の量に相当する。
【００２４】
油溶性リン含有極圧剤の例としては、亜リン酸ジラウリル、亜リン酸ジフェニル、亜リン酸ジオレイル、亜リン酸モノブチル、亜リン酸ジブチルなどの亜リン酸と脂肪族あるいは芳香族アルコールとのエステル、リン酸モノオクチル、リン酸ジオクチル、リン酸トリオクチルなどのリン酸と脂肪族あるいは芳香族アルコールとのエステルを挙げることができる。また、前記の特許公開公報に記載されている各種の油溶性リン含有極圧剤を用いることもできる。油溶性リン含有極圧剤は単独でも、あるいは二種以上のものを併用してもよい。油溶性リン含有極圧剤には、中和用のオレイルアミンやラウリルアミンなどのアルキルアミンが含まれていてもよい。
【００２５】
本発明のギヤ潤滑油組成物において、油溶性リン含有極圧剤は、リン量換算で０．００１〜１．０重量％の範囲の量に相当する量で配合する。この油溶性リン含有極圧剤の量は、たとえば、ＪＰ２１２（城北化学株式会社から販売されている亜リン酸ジラウリル溶液：リン濃度６．５重量％）を例にとると、およそ０．０１〜１６重量％の量に相当する。
【００２６】
なお、油溶性硫黄含有極圧剤と油溶性リン含有極圧剤とを併用する代りに、硫黄とリンとを同時に含有する油溶性リン・硫黄含有極圧剤（例、ジ−ｎ−ヘキシルジチオホスフェート）を用いることもできる。この場合、油溶性リン・硫黄含有極圧剤の使用量は、油溶性硫黄含有極圧剤の使用指定量と油溶性リン含有極圧剤の使用指定量との合計となる。
【００２７】
ジアルキルジチオリン酸亜鉛としては、アルキル基として、直鎖あるいは分岐のブチル、ヘキシル、オクチル、デシル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシルのようなアルキル基を用いたものが好ましい。このジアルキルジチオリン酸亜鉛は、リン量換算で０．０１〜１．０重量％の範囲の量に相当する量で配合することが好ましい。このジアルキルジチオリン酸亜鉛の量は、たとえば、ＯＬＯＡ２６９Ｒ（オロナイト・ジャパン株式会社から販売されている、ジプライマリーアルキルジチオリン酸亜鉛分散液：リン濃度７．４重量％）を例にとると、およそ０．１〜１４重量％の量に相当する。
【００２８】
本発明のギヤ潤滑油組成物は、上記の添加剤成分以外にも各種の補助添加剤成分を含有していてもよい。そのような補助添加剤成分の例としては、アルカリ土類金属のスルホネート、フェネート、サリシレートなどの金属含有清浄剤（塩基性あるいは中性）、アルケニルコハク酸イミドなどの無灰清浄剤、フェノール系化合物あるいはアミン化合物のような酸化防止剤、ジメチルポリシロキサン、ポリアクリレートのような消泡剤、高級脂肪酸、高級アルコール、脂肪族アミン、脂肪酸アミド、脂肪酸エスエル、硫化油脂、酸性リン酸エステル、酸性亜リン酸エステル、有機モリブデン化合物、固体潤滑剤のような摩擦調整剤、ベンゾトリアゾール、チアジアゾールのような腐食防止剤、アクリレート系ポリマー、メタクリレート系ポリマー、オレフィンコポリマーなどの粘度指数向上剤（分散性が付与された活性タイプでもよい）、アクリレート系ポリマー、メタクリレート系ポリマー、ポリブテン、ポリアルキルスチレン、ポリビニルアセテートのような流動点降下剤などを挙げることができる。
【００２９】
本発明のギヤ潤滑油組成物は、基油に所定の添加剤成分を独立に添加して調製することができるが、予め所定の添加剤成分を高濃度にて含有するギヤ潤滑油添加剤組成物を調製しておいて、この添加剤組成物を基油を用いてたとえば、３〜２０倍程度に希釈してギヤ潤滑油組成物とすることが有利である。
【００３０】
上記の目的で用いるギヤ潤滑油添加剤組成物の好ましい例としては、ホウ素量換算で０．２〜５．０重量％の範囲の量に相当する量のアルカリ金属ホウ酸塩もしくはその水和物、硫黄量換算で０．１〜２５重量％の範囲の量に相当する油溶性硫黄含有極圧剤、リン量換算で０．０１〜５．０重量％の範囲の量に相当する油溶性リン含有極圧剤、そしてリン量換算で０．１〜５．０重量％の範囲の量に相当するジアルキルジチオリン酸亜鉛のそれぞれを基油に溶解もしくは分散して調製した添加剤組成物を挙げることができる。
【００３１】
【実施例】
［実施例１〜２、比較例１〜２］
下記の基油そして添加剤成分を第１表に記載の量［単位：重量％、（）の内の数値は、それぞれの添加剤成分の配合により潤滑油組成物全量中に含まれるようになった各元素（ホウ素：Ｂ、硫黄：Ｓ、そしてリン：Ｐ）の重量％を表す］にて配合して、ギヤ潤滑油組成物を調製した。
【００３２】
（１）基油（石油系基油１００ＮＬ、８０Ｗ９０、粘度（１００℃）約１７ｃＳｔ）
（２）ホウ酸カリウム水和物分散物（ＯＬＯＡ９７５０：オロナイト・ジャパン株式会社製品：ホウ素含有量６．８重量％）
（３）硫化イソブチレン溶液（Ｍｏｂｉｌａｄ Ｃ１００：モービル・ケミカル・カンパニー製品：硫黄含有量４７重量％）
【００３３】
（４）亜リン酸ジラウリル溶液（ＪＰ２１２：城北化学株式会社製品：リン含有量６．５重量％）
（５）ジプライマリーアルキルジチオリン酸亜鉛分散液（ＯＬＯＡ２６９Ｒ：オロナイト・ジャパン株式会社製品：リン濃度７．４重量％）
（６）補助的添加剤（無灰系分散剤、消泡剤等を含有）
【００３４】
上記で調製したギヤ潤滑油組成物について、ギヤ油としての性能を評価するために、ファレックス（Ｆａｌｅｘ）試験機（ＡＳＴＭ３２３３Ａ）およびシェル（Ｓｈｅｌｌ）四球試験機による摩耗試験を下記の条件で実施し、その試験時間の進行に際して発生する油温の上昇を測定した。また、苛酷な熱的試験条件下でのＩＳＯＴ試験（酸化安定性評価試験）も実施して、ギヤ油の粘度上昇の傾向を調査した。
【００３５】
各試験の結果を第２表に示す。なお、ファレックス試験機による試験、およびＩＳＯＴ試験（酸化安定性試験）は、実施例１、２、そして比較例１、２の全てのギヤ潤滑油組成物について実施したが、シェル四球試験機による試験については、実施例１と比較例１のギヤ潤滑油組成物についてのみ実施した。
【００３６】
【００３７】
【００３８】
３）ＩＳＯＴ試験（酸化安定性試験−粘度上昇を測定）
試験温度：１８０℃
試験時間：９６時間
測定項目：開始時の粘度（ｃＳｔ、１００℃での測定値）と９６時間加熱後の粘度（ｃＳｔ、１００℃での測定値）とを測定し、粘度上昇率を算出した。
【００３９】
【表１】
【００４０】
【表２】
【００４１】
第２表の結果から、本発明の添加剤組成を有するギヤ潤滑油組成物が苛酷な条件でのギヤ操作に於けるギヤ油（潤滑油）の温度上昇を引き起こしにくく、また高温下に長時間使用されても、粘度上昇が少なく、従って本発明のギヤ潤滑油組成物は、ギヤ部材の長期間の安定な運転に寄与することがわかる。
【００４２】
［実施例３］
実施例１のギヤ潤滑油用添加剤成分を利用して、下記の組成からなるギヤ潤滑油添加剤組成物を得た。
（１）基油
（２）ホウ酸カリウム水和物分散物：３９．４７重量％（添加剤組成物中でのホウ素（Ｂ）量：２．６８重量％）
（３）硫化イソブチレン溶液：２６．３２重量％（添加剤組成物中での硫黄（Ｓ）量：１２．３７重量％）
（４）亜リン酸ジラウリル 溶液：８．１６重量％（添加剤成物中でのリン（Ｐ）量：０．５３重量％）
（５）ジプライマリーアルキルジチオリン酸亜鉛分散液：１３．１６重量％（添加剤中でのリン（Ｐ）量：１．００重量％）
（６）補助的添加剤：１２．８９重量％
【００４３】
【発明の効果】
本発明のギヤ潤滑油組成物は、ギヤ油、特に自動車の歯車装置の潤滑油組成物として優れた特性を備え、なかでも長期間の連続使用によっても、油温の上昇が少なく、従って長期間の安定なギヤ機能の作動を可能にするギヤ潤滑油として有効である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に自動車のような高速で運転される車両に備えられるギヤ部分の潤滑に適したギヤ潤滑油組成物、およびそのようなギヤ潤滑油の製造に好適なギヤ潤滑油用添加剤組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関や工作機械などの摩擦が発生する部位に潤滑作用を付与するために様々な潤滑油が利用されている。初期の潤滑油は、鉱油や植物油などの基油成分のみで使用されていたが、潤滑油に対する様々な機能の要求の高まりに応じて、種々の添加成分、すなわち潤滑油添加剤が添加されるようになった。従って、現在使用されている潤滑油の殆どは、基油に一種以上の添加剤が分散もしくは溶解された状態にある潤滑油組成物である。
【０００３】
工作機械や自動車などの車両に備えられている歯車装置（ギヤ）の潤滑に用いられるギヤ潤滑油（ギヤ油ともいう）についても同様であって、その潤滑性や耐熱性を高めるために、各種の添加剤が加えられている。なかでも、近年において使用が増大した自動車のような高速で運転される車両のギヤは、設置スペースの関係で、伝達トルクに対して小型に設計する必要があるため、歯車の接触圧力が高くなる傾向があり、この結果、特に高い潤滑性能や耐熱性が要求される。このため、最近では、たとえば、硫黄含有極圧剤やリン含有極圧剤（これらを一緒にしてＳＰ極圧剤ともいう）を配合したギヤ油の使用が一般的となっている。しかしながら、これらのＳＰ極圧剤を配合したギヤ油であっても、苛酷な条件で使用される最近の自動車のギヤ部位のギヤ油としては充分な潤滑性能を示すとは言い難い。たとえば、最近の自動車のギヤ部位の多くは密閉系に置かれているが、その場合には特にギヤ部位の潤滑油（ギヤ潤滑油）が高温になりやすく、潤滑油がそのような高温である場合には、ギヤの作動が不安定になりやすい。また、ギヤ潤滑油が高温で長時間使用されるとギヤ潤滑油が劣化しやすくなるという問題がある。
【０００４】
これまでにも、数多くの耐熱性の向上を意図して改良したギヤ油組成物が提案されている。
【０００５】
たとえば、米国特許第４７１７４９０号明細書には、硫黄・リン系極圧剤にアルカリ金属ホウ酸塩水和物を組合わせた極圧性に優れた潤滑油組成物が記載されている。
【０００６】
特開平５−２０９１８４号公報には、硫黄またはリン系極圧剤にアルカリ金属ホウ酸塩水和物とポリオールエステルあるいはポリオキシエチレンアルキルエーテルなどのようなポリエステルやエーテルとを配合することにより耐焼き付き性や熱安定性そして高温酸化安定性を向上させた自動車用ギヤ油組成物が記載されている。
【０００７】
特開平６−１９２６７４号公報には、硫黄またはリン系極圧剤にアルカリ金属ホウ酸塩水和物と脂肪族もしくは芳香族のカルボン酸あるいはそれらのエステルを配合することにより耐焼き付き性、酸化安定性そして摩擦特性を向上させた自動車用ギヤ油組成物が記載されている。
【０００８】
特開平６−２００２６９号公報には、硫黄またはリン系極圧剤の代りに、アルカリ金属ホウ酸塩水和物とジアルキルジチオリン酸亜鉛と摩擦調整剤とを配合した湿式ブレーキ兼用ギヤ油組成物が記載されている。
【０００９】
特開平６−２２０４７５号公報には、アルカリ金属ホウ酸塩水和物、有機モリブデン化合物、そしてリン酸エステルもしくは炭化水素硫化物などを配合したギヤ油組成物が記載されている。
【００１０】
特開平６−２５６７８３号公報には、アルカリ金属ホウ酸塩水和物、ジアルキルジチオリン酸亜鉛、そしてポリオールエステルあるいはポリオキシエチレンアルキルエーテルなどのようなポリエステルやエーテルを配合することにより熱安定性と酸化安定性を向上させた自動車用ギヤ油組成物が記載されている。
【００１１】
特開平７−２５８６７４号公報には、硫黄またはリン系極圧剤にアルカリ金属ホウ酸塩水和物とアルカリ土類金属型清浄分散剤を配合して極圧性、耐摩耗性、シンクロ特性、酸化安定性およびＬＳＤ性能を向上させた手動変速機とＬＳＤ装着終減速機とを共通に潤滑できる自動車用ギヤ油組成物が記載されている。
【００１２】
特開平９−１３２７９０号公報には、特定の動粘度の基油に、硫黄−リン系極圧剤、その極圧剤よりも少量のアルカリ金属ホウ酸塩水和物とアルキルジチオリン酸亜鉛を配合して、極圧性、耐ピッチング性、シンクロ特性、酸化安定性、耐スラッジ性、および貯蔵安定性を向上させた手動変速機と終減速機とを共通に潤滑できる自動車用ギヤ油組成物が記載されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ギヤ油、特に自動車の歯車装置の潤滑油として優れた特性を備え、なかでも特に密閉状態のような苛酷な作動条件においても潤滑油温度の上昇が少なく、従ってギヤの安定な作動に寄与し、かつ潤滑油自体の劣化も少ないギヤ油潤滑油を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ホウ素量換算で０．０４〜１．０重量％（好ましくは、０．０５〜０．６重量％、特に好ましくは０．０８〜０．５重量％）の範囲の量に相当する量のアルカリ金属ホウ酸塩もしくはその水和物、硫黄量換算で０．０１〜５．０重量％の範囲の量に相当する油溶性硫黄含有極圧剤、リン量換算で０．００１〜１．０重量％の範囲の量に相当する油溶性リン含有極圧剤、そしてリン量換算で０．０１〜１．０重量％の範囲の量に相当するジアルキルジチオリン酸亜鉛が、上記アルカリ金属ホウ酸塩もしくはその水和物のホウ素量が、上記油溶性硫黄含有極圧剤の硫黄量に対して、重量比で０．２１７〜０．７２３の範囲にある条件にて、基油に溶解もしくは分散されてなるギヤ潤滑油組成物にある。
【００１５】
本発明はまた、ホウ素量換算で０．２〜５．０重量％（好ましくは、０．５〜３．０重量％）の範囲の量に相当する量のアルカリ金属ホウ酸塩もしくはその水和物、硫黄量換算で０．１〜２５重量％の範囲の量に相当する油溶性硫黄含有極圧剤、リン量換算で０．０１〜５．０重量％の範囲の量に相当する油溶性リン含有極圧剤、そしてリン量換算で０．１〜５．０重量％の範囲の量に相当するジアルキルジチオリン酸亜鉛が、上記アルカリ金属ホウ酸塩もしくはその水和物のホウ素量が、上記油溶性硫黄含有極圧剤の硫黄量に対して、重量比で０．２１７〜０．７２３の範囲にある条件にて、基油に溶解もしくは分散されてなるギヤ潤滑油用添加剤組成物にもある。
【００１６】
本発明のギヤ潤滑油組成物やギヤ潤滑油用添加剤組成物は、アルカリ金属ホウ酸塩もしくはその水和物のホウ素量が、油溶性硫黄含有極圧剤の硫黄量に対して、重量比で０．２１７〜０．７２３の範囲にあることが必要である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明のギヤ潤滑油組成物は、下記の添加剤成分を主要成分として含有し、かつそれらが基油中に溶解状態もしくは分散状態にて存在する。
（１）ホウ素量換算で０．０４〜１．０重量％の範囲の量に相当する量のアルカリ金属ホウ酸塩もしくはその水和物、
（２）硫黄量換算で０．０１〜５．０重量％の範囲の量に相当する油溶性硫黄含有極圧剤、
（３）リン量換算で０．００１〜１．０重量％の範囲の量に相当する油溶性リン含有極圧剤、そして
（４）リン量換算で０．０１〜１．０重量％の範囲の量に相当するジアルキルジチオリン酸亜鉛。
【００１８】
本発明のギヤ潤滑油組成物において使用する添加剤成分は、有機溶剤（潤滑油基油と同等な石油成分あるいは合成油成分もしくはその類似物など）中で所定の原料の反応により製造され、必要に応じてその溶剤の一部が蒸発除去された後、高濃度の添加剤成分が溶解もしくは分散された添加剤溶液（濃厚溶液）として供給される。そして、それらの添加剤溶液の濃度（添加剤濃度）は製品によって若干変動する。このため、本発明では、潤滑油組成物における各添加剤の実際の濃度の指標として、ホウ素重量％、硫黄重量％、そしてリン重量％を用いた。
【００１９】
本発明のギヤ潤滑油組成物において用いる基油としては、通常のギヤ油において用いられているか、あるいは使用が想定されている各種の基油を用いることができる。その代表例としては、石油系潤滑油基油と合成油系潤滑油基油を挙げることができる。基油の粘度は通常、１００℃の測定値で約１〜５０ｃＳｔの範囲にある。
【００２０】
アルカリ金属ホウ酸塩もしくはその水和物の例としては、ＫＢ3Ｏ5・Ｈ2ＯやＮａＢ3Ｏ5・Ｈ2Ｏなどの組成式で表されるホウ酸カリウム水和物やホウ酸ナトリウム水和物を挙げることができる。これらのアルカリ金属ホウ酸塩水和物は、たとえば、ホウ素とアルカリ金属（カリウム、ナトリウム）との原子比が２．０〜４．５（ホウ素／アルカリ金属）の範囲となるように水酸化カリウム（もしくは水酸化ナトリウム）とホウ酸とを水に溶解させ、この溶液を、中性のアルカリ土類金属スルホネートあるいはコハク酸イミド系無灰分散剤を含む油性溶液に分散させ、反応させることより微粒子状の分散液として得ることができる。
【００２１】
本発明のギヤ潤滑油組成物において、アルカリ金属ホウ酸塩もしくはその水和物は、ホウ素量換算で０．０４〜１．０重量％の範囲の量に相当する量で配合する。このアルカリ金属ホウ酸塩もしくはその水和物の量は、たとえば、ＯＬＯＡ９７５０（オロナイト・ジャパン株式会社から販売されているホウ酸カリウム水和物分散液：ホウ素濃度６．８重量％）、あるいはＯＬＯＡ３１２（オロナイト・ジャパン株式会社から販売されているホウ酸カリウム水和物分散液：ホウ素濃度６．９重量％）をを例にとると、およそ０．６〜１５重量％の範囲の量に相当する。
【００２２】
油溶性硫黄含有極圧剤の例としては、硫化ポリイソブチレンなどの硫化ポリオレフィン、硫化油脂、ポリサルファイドなどをあげることができる。また、前記の特許公開公報に記載されている各種の油溶性硫黄含有極圧剤を用いることもできる。油溶性硫黄含有極圧剤は単独でも、あるいは二種以上のものを併用してもよい。
【００２３】
本発明のギヤ潤滑油組成物において、油溶性硫黄含有極圧剤は、硫黄量換算で０．０１〜５．０重量％の範囲の量に相当する量で配合する。この油溶性硫黄含有極圧剤の量は、たとえば、Ｍｏｂｉｌａｄ Ｃ１００（モービル・ケミカル・カンパニーから販売されている硫化ポリイソブチレン溶液：硫黄濃度４７重量％）を例にとると、およそ０．０２〜１１重量％の量に相当する。
【００２４】
油溶性リン含有極圧剤の例としては、亜リン酸ジラウリル、亜リン酸ジフェニル、亜リン酸ジオレイル、亜リン酸モノブチル、亜リン酸ジブチルなどの亜リン酸と脂肪族あるいは芳香族アルコールとのエステル、リン酸モノオクチル、リン酸ジオクチル、リン酸トリオクチルなどのリン酸と脂肪族あるいは芳香族アルコールとのエステルを挙げることができる。また、前記の特許公開公報に記載されている各種の油溶性リン含有極圧剤を用いることもできる。油溶性リン含有極圧剤は単独でも、あるいは二種以上のものを併用してもよい。油溶性リン含有極圧剤には、中和用のオレイルアミンやラウリルアミンなどのアルキルアミンが含まれていてもよい。
【００２５】
本発明のギヤ潤滑油組成物において、油溶性リン含有極圧剤は、リン量換算で０．００１〜１．０重量％の範囲の量に相当する量で配合する。この油溶性リン含有極圧剤の量は、たとえば、ＪＰ２１２（城北化学株式会社から販売されている亜リン酸ジラウリル溶液：リン濃度６．５重量％）を例にとると、およそ０．０１〜１６重量％の量に相当する。
【００２６】
なお、油溶性硫黄含有極圧剤と油溶性リン含有極圧剤とを併用する代りに、硫黄とリンとを同時に含有する油溶性リン・硫黄含有極圧剤（例、ジ−ｎ−ヘキシルジチオホスフェート）を用いることもできる。この場合、油溶性リン・硫黄含有極圧剤の使用量は、油溶性硫黄含有極圧剤の使用指定量と油溶性リン含有極圧剤の使用指定量との合計となる。
【００２７】
ジアルキルジチオリン酸亜鉛としては、アルキル基として、直鎖あるいは分岐のブチル、ヘキシル、オクチル、デシル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシルのようなアルキル基を用いたものが好ましい。このジアルキルジチオリン酸亜鉛は、リン量換算で０．０１〜１．０重量％の範囲の量に相当する量で配合することが好ましい。このジアルキルジチオリン酸亜鉛の量は、たとえば、ＯＬＯＡ２６９Ｒ（オロナイト・ジャパン株式会社から販売されている、ジプライマリーアルキルジチオリン酸亜鉛分散液：リン濃度７．４重量％）を例にとると、およそ０．１〜１４重量％の量に相当する。
【００２８】
本発明のギヤ潤滑油組成物は、上記の添加剤成分以外にも各種の補助添加剤成分を含有していてもよい。そのような補助添加剤成分の例としては、アルカリ土類金属のスルホネート、フェネート、サリシレートなどの金属含有清浄剤（塩基性あるいは中性）、アルケニルコハク酸イミドなどの無灰清浄剤、フェノール系化合物あるいはアミン化合物のような酸化防止剤、ジメチルポリシロキサン、ポリアクリレートのような消泡剤、高級脂肪酸、高級アルコール、脂肪族アミン、脂肪酸アミド、脂肪酸エスエル、硫化油脂、酸性リン酸エステル、酸性亜リン酸エステル、有機モリブデン化合物、固体潤滑剤のような摩擦調整剤、ベンゾトリアゾール、チアジアゾールのような腐食防止剤、アクリレート系ポリマー、メタクリレート系ポリマー、オレフィンコポリマーなどの粘度指数向上剤（分散性が付与された活性タイプでもよい）、アクリレート系ポリマー、メタクリレート系ポリマー、ポリブテン、ポリアルキルスチレン、ポリビニルアセテートのような流動点降下剤などを挙げることができる。
【００２９】
本発明のギヤ潤滑油組成物は、基油に所定の添加剤成分を独立に添加して調製することができるが、予め所定の添加剤成分を高濃度にて含有するギヤ潤滑油添加剤組成物を調製しておいて、この添加剤組成物を基油を用いてたとえば、３〜２０倍程度に希釈してギヤ潤滑油組成物とすることが有利である。
【００３０】
上記の目的で用いるギヤ潤滑油添加剤組成物の好ましい例としては、ホウ素量換算で０．２〜５．０重量％の範囲の量に相当する量のアルカリ金属ホウ酸塩もしくはその水和物、硫黄量換算で０．１〜２５重量％の範囲の量に相当する油溶性硫黄含有極圧剤、リン量換算で０．０１〜５．０重量％の範囲の量に相当する油溶性リン含有極圧剤、そしてリン量換算で０．１〜５．０重量％の範囲の量に相当するジアルキルジチオリン酸亜鉛のそれぞれを基油に溶解もしくは分散して調製した添加剤組成物を挙げることができる。
【００３１】
【実施例】
［実施例１〜２、比較例１〜２］
下記の基油そして添加剤成分を第１表に記載の量［単位：重量％、（）の内の数値は、それぞれの添加剤成分の配合により潤滑油組成物全量中に含まれるようになった各元素（ホウ素：Ｂ、硫黄：Ｓ、そしてリン：Ｐ）の重量％を表す］にて配合して、ギヤ潤滑油組成物を調製した。
【００３２】
（１）基油（石油系基油１００ＮＬ、８０Ｗ９０、粘度（１００℃）約１７ｃＳｔ）
（２）ホウ酸カリウム水和物分散物（ＯＬＯＡ９７５０：オロナイト・ジャパン株式会社製品：ホウ素含有量６．８重量％）
（３）硫化イソブチレン溶液（Ｍｏｂｉｌａｄ Ｃ１００：モービル・ケミカル・カンパニー製品：硫黄含有量４７重量％）
【００３３】
（４）亜リン酸ジラウリル溶液（ＪＰ２１２：城北化学株式会社製品：リン含有量６．５重量％）
（５）ジプライマリーアルキルジチオリン酸亜鉛分散液（ＯＬＯＡ２６９Ｒ：オロナイト・ジャパン株式会社製品：リン濃度７．４重量％）
（６）補助的添加剤（無灰系分散剤、消泡剤等を含有）
【００３４】
上記で調製したギヤ潤滑油組成物について、ギヤ油としての性能を評価するために、ファレックス（Ｆａｌｅｘ）試験機（ＡＳＴＭ３２３３Ａ）およびシェル（Ｓｈｅｌｌ）四球試験機による摩耗試験を下記の条件で実施し、その試験時間の進行に際して発生する油温の上昇を測定した。また、苛酷な熱的試験条件下でのＩＳＯＴ試験（酸化安定性評価試験）も実施して、ギヤ油の粘度上昇の傾向を調査した。
【００３５】
各試験の結果を第２表に示す。なお、ファレックス試験機による試験、およびＩＳＯＴ試験（酸化安定性試験）は、実施例１、２、そして比較例１、２の全てのギヤ潤滑油組成物について実施したが、シェル四球試験機による試験については、実施例１と比較例１のギヤ潤滑油組成物についてのみ実施した。
【００３６】
３）ＩＳＯＴ試験（酸化安定性試験−粘度上昇を測定）
試験温度：１８０℃
試験時間：９６時間
測定項目：開始時の粘度（ｃＳｔ、１００℃での測定値）と９６時間加熱後の粘度（ｃＳｔ、１００℃での測定値）とを測定し、粘度上昇率を算出した。
【００３９】
【表１】
【表２】
第２表の結果から、本発明の添加剤組成を有するギヤ潤滑油組成物が苛酷な条件でのギヤ操作に於けるギヤ油（潤滑油）の温度上昇を引き起こしにくく、また高温下に長時間使用されても、粘度上昇が少なく、従って本発明のギヤ潤滑油組成物は、ギヤ部材の長期間の安定な運転に寄与することがわかる。
【００４２】
［実施例３］
実施例１のギヤ潤滑油用添加剤成分を利用して、下記の組成からなるギヤ潤滑油添加剤組成物を得た。
（１）基油
（２）ホウ酸カリウム水和物分散物：３９．４７重量％（添加剤組成物中でのホウ素（Ｂ）量：２．６８重量％）
（３）硫化イソブチレン溶液：２６．３２重量％（添加剤組成物中での硫黄（Ｓ）量：１２．３７重量％）
（４）亜リン酸ジラウリル 溶液：８．１６重量％（添加剤成物中でのリン（Ｐ）量：０．５３重量％）
（５）ジプライマリーアルキルジチオリン酸亜鉛分散液：１３．１６重量％（添加剤中でのリン（Ｐ）量：１．００重量％）
（６）補助的添加剤：１２．８９重量％
【００４３】
【発明の効果】
本発明のギヤ潤滑油組成物は、ギヤ油、特に自動車の歯車装置の潤滑油組成物として優れた特性を備え、なかでも長期間の連続使用によっても、油温の上昇が少なく、従って長期間の安定なギヤ機能の作動を可能にするギヤ潤滑油として有効である。
Claims (7)
- ホウ素量換算で０．０４〜１．０重量％の範囲の量に相当する量のアルカリ金属ホウ酸塩もしくはその水和物、硫黄量換算で０．０１〜５．０重量％の範囲の量に相当する油溶性硫黄含有極圧剤、リン量換算で０．００１〜１．０重量％の範囲の量に相当する油溶性リン含有極圧剤、そしてリン量換算で０．０１〜１．０重量％の範囲の量に相当するジアルキルジチオリン酸亜鉛が、上記アルカリ金属ホウ酸塩もしくはその水和物のホウ素量が、上記油溶性硫黄含有極圧剤の硫黄量に対して、重量比で０．２１７〜０．７２３の範囲にある条件にて、基油に溶解もしくは分散されてなるギヤ潤滑油組成物。
- アルカリ金属ホウ酸塩もしくはその水和物の量が、ホウ素量換算で０．０５〜０．６重量％の範囲の量である請求項１に記載のギヤ潤滑油組成物。
- アルカリ金属ホウ酸塩もしくはその水和物の量が、ホウ素量換算で０．０８〜０．５重量％の範囲の量である請求項１に記載のギヤ潤滑油組成物。
- 油溶性硫黄含有極圧剤が、硫化ポリオレフィンである請求項１に記載のギヤ潤滑油組成物。
- ホウ素量換算で０．２〜５．０重量％の範囲の量に相当する量のアルカリ金属ホウ酸塩もしくはその水和物、硫黄量換算で０．１〜２５重量％の範囲の量に相当する油溶性硫黄含有極圧剤、リン量換算で０．０１〜５．０重量％の範囲の量に相当する油溶性リン含有極圧剤、そしてリン量換算で０．１〜５．０重量％の範囲の量に相当するジアルキルジチオリン酸亜鉛が、上記アルカリ金属ホウ酸塩もしくはその水和物のホウ素量が、上記油溶性硫黄含有極圧剤の硫黄量に対して、重量比で０．２１７〜０．７２３の範囲にある条件にて、基油に溶解もしくは分散されてなるギヤ潤滑油用添加剤組成物。
- アルカリ金属ホウ酸塩もしくはその水和物の量が、ホウ素量換算で０．５〜３．０重量％の範囲の量である請求項５に記載のギヤ潤滑油用添加剤組成物。
- 油溶性硫黄含有極圧剤が、硫化ポリオレフィンである請求項５に記載のギヤ潤滑油用添加剤組成物。
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