JP5094360B2 - 農業機械用潤滑油組成物 - Google Patents
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このように、焼結金属製の摩擦材において、初期の動摩擦係数と静摩擦係数の長期にわたる維持、摩耗防止性・極圧性の向上、冬季の始動性向上の各性能は、同時に向上させづらい面があった。
また、これらの性能に加え、農業機械は水田での使用や機械の洗浄等によりオイルタンクに水が混入し易く、その際エマルジョンを生成すると、フィルター目詰まりを生じる場合があるため、さらに抗乳化性に優れていることも望まれる。
潤滑油基油と、
下記式(1)で表される炭素数8以上の第1級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛であって、該ジアルキルジチオリン酸亜鉛のうち、R 1 、R 2 、R 3 及びR 4 が全て炭素数8の第1級アルキル基であるジアルキルジチオリン酸亜鉛を60〜80質量%含むジアルキルジチオリン酸亜鉛を、該潤滑油組成物の全量に対する亜鉛量換算で0.08〜0.13質量%と、
塩基性カルシウムスルホネート及び塩基性カルシウムフェネートから選ばれる1種類以上の金属型清浄剤を、該潤滑油組成物の全量に対するカルシウム量換算で0.1〜0.7質量%と、
平均分子量800〜2600のポリアルケニル基を有するコハク酸イミド及びそのホウ素誘導体から選ばれる1種類以上を、該潤滑油組成物の全量に対する窒素濃度換算で0.01〜0.04質量%と、を含有し、
かつ、該潤滑油組成物の0℃における動粘度が250mm2/s以下であることを特徴とする農業機械用潤滑油組成物。
(式(1)中、R1、R2、R3及びR4はそれぞれ炭素数が8以上の第1級アルキル基を示し、全て同じ構造であっても互いに異なる構造であってもよい。)
本発明の農業機械用潤滑油組成物(以下、潤滑油組成物、あるいは単に組成物という場合がある。)における潤滑油基油に特に制限はなく、農業機械用潤滑油として使用しうるものであれば鉱油、合成油を問わず使用することができる。
鉱油系潤滑油基油としては、様々な製造法により得られたものが使用できるが、例えば、水素化精製油、触媒異性化油などに溶剤脱蝋または水素化脱蝋などの処理を施した、高度に精製されたパラフィン系鉱油等が好ましく使用される。また、上記以外にも様々な製造法により得られた鉱物系基油が使用でき、例えば、潤滑油原料をフェノール、フルフラールなどの芳香族抽出溶剤を用いた溶剤精製により得られるラフィネート、シリカ−アルミナを担体とするコバルト、モリブデンなどの水素化処理触媒を用いた水素化処理により得られる水素化処理油などが挙げられる。特に、水素化分解工程や異性化工程によって得られる高粘度指数鉱油が好適なものとして挙げることができる。
(A)下記一般式(1)で表される炭素数8以上の第1級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛を、該潤滑油組成物の全量に対する亜鉛量換算で0.07〜0.15質量%と、
(B)塩基性カルシウムスルホネート及び塩基性カルシウムフェネートから選ばれる1種類以上の金属型清浄剤を、該潤滑油組成物の全量に対するカルシウム量換算で0.1〜0.7質量%と、
(C)平均分子量800〜2600のポリアルケニル基を有するコハク酸イミド及びそのホウ素誘導体から選ばれる1種類以上を、該潤滑油組成物の全量に対する窒素濃度換算で0.005〜0.06質量%と、を含有し、
かつ、該潤滑油組成物の0℃における動粘度が250mm2/s以下であることを特徴とする。
本発明の潤滑油組成物に含まれる上記(A)成分としては、下記一般式(1)で表され、炭素数8以上の第1級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛(以下、ZnDTPと略す場合がある。)が挙げられる。
本発明の潤滑油組成物に含まれる上記(B)成分は、塩基性カルシウムスルホネート及び塩基性フェネートから選ばれる1種以上の金属型清浄剤である。このような塩基性カルシウムスルホネート及び塩基性カルシウムフェネートとしては、好ましくは、下記一般式(2)、(3)及び(4)で表されるものを、カルシウムの炭酸塩又はホウ酸塩を炭酸ガス存在下で反応させる事により過塩基化したものが挙げられる。
なお、本発明の効果を損ねない範囲であれば、カルシウム以外のアルカリ金属やアルカリ土類金属、例えばマグネシウム、バリウム、ナトリウムなどのスルホネートやフェネートも少量であれば混合使用しても差し支えない。アルカリ金属やアルカリ土類金属のサリシレートも同様である。
本発明の潤滑油組成物に含まれる上記(C)成分として、平均分子量800〜2600のポリアルケニル基を有するコハク酸イミドとしては、好ましくは下記一般式(5)で表されるもの、また、そのホウ素誘導体としては、これをホウ酸又はホウ酸誘導体で酸処理したものがそれぞれ挙げられる。ポリアルケニル基の分子量は800〜2600であるが、好ましくは平均分子量1200〜2600、より好ましくは1250〜2600 、さらに好ましくは1300〜2600である。
本発明の潤滑油組成物は、(C)成分として、平均分子量800〜2600のポリアルケニル基を有するコハク酸イミド及びそのホウ素誘導体から選ばれる少なくとも1種類以上を、潤滑油組成物の全量に対し、窒素濃度換算で0.005〜0.06質量%含有し、特に好ましくは0.01〜0.04質量%の割合で含有する。(C)成分の配合量を上記範囲とすることによって、焼結製摩擦材の動摩擦係数及び静摩擦係数の変化を共に長期に亘って抑制することができる。(C)成分の配合量が、窒素濃度換算で0.005質量%未満ではその効果が得られず、0.06質量%を超えると、雨季などにおける農作業で油圧タンクに水が混入したときにエマルジョンを生成し易くなり、その結果、フィルター目詰まりを生じる場合がある。また、過剰に添加すると摩耗防止性能・極圧性能が悪化する。
本発明の潤滑油組成物は、上記(A)、(B)、及び(C)成分を所定量含有し、さらに、0℃における動粘度が250mm2/s以下、好ましくは230mm2/s、より好ましくは210mm2/s以下となるようにする。0℃における動粘度を250mm2/s以下とすることで、油圧不良を抑制することができる。0℃における動粘度の下限は特にないが、高温下での適度な粘度を確保し、負荷の大きいギヤ部の損傷やリークの増加を防止するという観点から、0℃における動粘度を80mm2/s以上とすることが好ましい。また、低高温時の安定性や始動性を考慮すると100℃における動粘度が5〜15mm2/sであり、流動点が−20℃以下であることが好ましい。
更に本発明の潤滑油組成物は、上記(A)、(B)、及び(C)成分の他に、必要に応じて、公知の添加剤、例えば、油性剤、ZnDTP以外の摩耗防止剤、極圧剤、さび止め剤、摩擦調整剤、酸化防止剤、金属不活性化剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、消泡剤、着色剤、トラクター作動油用パッケージ添加剤、あるいはこれらのうち少なくとも1種を含有する各種潤滑油用パッケージ添加剤などを添加することができる。
油性剤としては、オレイン酸、ステアリン酸、高級アルコール、アミン、エステル、硫化油脂、酸性リン酸エステル、酸性亜リン酸エステルなどが挙げられる。摩耗防止剤としては、硫黄化合物、リン酸エステル、亜リン酸エステル、酸性リン酸エステルやそのアミン塩などが挙げられる。極圧剤としては、炭化水素硫化物、硫化油脂、リン酸エステル、亜リン酸エステル、塩素化パラフィン、塩素化ジフェニルなどが挙げられる。さび止め剤としては、カルボン酸やそのアミン塩、エステル、スルホン酸塩、ホウ素化合物などが挙げられる。摩擦調整剤としては、有機モリブテン化合物、多価アルコール部分エステル系、アミン系、アミド系、エーテル系、硫化エステル、リン酸エステル、酸性リン酸エステルやそのアミン塩、ジオール類などが挙げられる。
実施例および比較例では、基油と各成分を配合して潤滑油組成物を調整し、それぞれの性能を評価した。各実施例及び各比較例において組成物の調製に用いた基油、添加剤成分は次の通りである。
・基油A:100℃の動粘度が5.7mm2/sで、粘度指数が108の高度精製鉱油系潤滑油基油
・基油B:100℃の動粘度が3.03mm2/secで粘度指数108の高度精製鉱油系潤滑油基油
〔2〕ジアルキルジチオリン酸亜鉛(ZnDTP):式(1)の構造のもの
・ZnDTP(a):アルキル基(R1、R2、R3、R4)が第1級かつ炭素数8で、Zn濃度が8.9質量%であるジアルキルジチオリン酸亜鉛
・ZnDTP(b):アルキル基(R1、R2、R3、R4)が第1級かつ炭素数10で、Zn濃度が7.5質量%であるジアルキルジチオリン酸亜鉛
・ZnDTP(c):アルキル基(R1、R2、R3、R4)が第1級かつ炭素数12で、Zn濃度が6.5質量%であるジアルキルジチオリン酸亜鉛
・ZnDTP(d):アルキル基が第1級かつ炭素数が4と5で、Zn濃度が9.2質量%であるジアルキルジチオリン酸亜鉛
・ZnDTP(e):アルキル基が第2級かつ炭素数が3と6で、Zn濃度が8.7質量%であるジアルキルジチオリン酸亜鉛
・塩基性Caスルホネート:式(3)の構造のもの
過塩素酸法塩基価が330mgKOH/gで、Ca濃度が12.4質量%のアルキルスルホン酸カルシウム塩
・塩基性Caフェネート:式(4)の構造のもの
過塩素酸法塩基価が255mgKOH/gで、Ca濃度が8.7質量%のカルシウムフェネート
・コハク酸イミド(a):平均分子量1300のポリブテニル基を有しN濃度が1.75質量%であるビスタイプのコハク酸イミド
・コハク酸イミド(b):平均分子量1300のポリブテニル基を有しN濃度が1.43質量%であるビスタイプのホウ素含有コハク酸イミド
・コハク酸イミド(c):平均分子量2100のポリブテニル基を有しN濃度が0.94質量%であるビスタイプのコハク酸イミド
〔5〕粘度指数向上剤
・重量平均分子量が14万のポリアルキルメタクリレート系
〔6〕摩擦調整剤
・アミド系摩擦調整剤
〔7〕その他
・酸化防止剤、消泡剤、着色剤等
(1)摩擦係数及び摩擦係数の耐久試験
社団法人 自動車技術会の自動車規格JASO M348「自動変速機油摩擦特性試験方法」で定めたSAE No.2試験装置を用いて、表1に示す条件で試験を行い、焼結摩擦材の摩擦係数とその耐久性を調べた。
ここで動摩擦係数とは、フリクションディスクを3200rpmで一定回転させたのち、動摩擦試験用電動機の駆動電源を切り、同時に押し荷重を加えて、慣性円盤をフリクションディスクとスチールプレートで発生する摩擦トルクで制動させるとき、制動開始後、回転数が1200rpmに達したときの摩擦トルクTdから式(6)で算出される動摩擦係数値(μd)である。
また、静摩擦係数とは、フリクションディスクをスチールプレートに押付け、0.7rpmで引きずり開始後のピークトルクTsから式(6)で算出される静摩擦係数値(μs)である。
T :摩擦トルク(Nm)
n :フリクションディスク枚数(=3)
re:平均摩擦有効半径(=58.6mm)
P :押し付け荷重(=0.817MPa)
A :摩擦面積(=6297mm2)
ASTM D2783−03「Standard test method for measurement of extreme-pressure properties of lubricating fluids(Four-ball method)」に定める最大非焼き付き荷重(LNL;Last Nonseizure Load)を求めた。最大非焼き付き荷重(LNL)が大きいほど摩耗防止性・極圧性に優れている。
SAE Paper972788記載のフィルタビリティー評価で示される水混合法を実施し、168時間後の乳化層の量を評価した。乳化層が少ないほどフィルタビリティーに優れている。
上記(1)〜(3)の各試験における合格判定基準は、以下の通りである。
μd値 :0.08以上
μs、μd変化率:20%以内
乳化層 :2ml以下
LNL :100以上
前記の各成分を表2及び表3に示す割合(質量%)で配合し、農業機械用潤滑油組成物を調製した。表中、バランスとは、基油量は各添加剤の配合量を除いた量、という意味であり、2種類の基油A、Bを配合して全体量を100%にし、100℃動粘度が8.0〜8.8mm2/s、−40℃の低温粘度(石油学会試験法JPI 5S−26−99)が10000〜20000mPa・s内となるように製造した。
このように製造した組成物について各種性能を評価し、その結果を表2及び表3に示す。
一方、(C)成分のコハク酸イミドを含有しない比較例1の潤滑油は静摩擦係数の耐久性が劣り、(C)成分の配合量が多すぎる比較例2の潤滑油は抗乳化性が劣り、耐摩耗性も劣る。(B)成分の金属型清浄剤を含有しない比較例3の潤滑油は、初期の動摩擦係数が低すぎ、摩耗防止性・極圧性も劣る。(A)成分のZnDTPの配合量が多すぎる比較例4や炭素数8未満のアルキル基を有するZnDTPしか配合しない比較例5や比較例6の潤滑油は、動摩擦係数の耐久性に劣り、静摩擦係数の耐久性もやや劣る傾向にある。
Claims (1)
- 農業機械用潤滑油組成物であって、
潤滑油基油と、
下記式(1)で表される炭素数8以上の第1級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛であって、該ジアルキルジチオリン酸亜鉛のうち、R 1 、R 2 、R 3 及びR 4 が全て炭素数8の第1級アルキル基であるジアルキルジチオリン酸亜鉛を60〜80質量%含むジアルキルジチオリン酸亜鉛を、該潤滑油組成物の全量に対する亜鉛量換算で0.08〜0.13質量%と、
塩基性カルシウムスルホネート及び塩基性カルシウムフェネートから選ばれる1種類以上の金属型清浄剤を、該潤滑油組成物の全量に対するカルシウム量換算で0.1〜0.7質量%と、
平均分子量800〜2600のポリアルケニル基を有するコハク酸イミド及びそのホウ素誘導体から選ばれる1種類以上を、該潤滑油組成物の全量に対する窒素濃度換算で0.01〜0.04質量%と、を含有し、
かつ、該潤滑油組成物の0℃における動粘度が250mm2/s以下であることを特徴とする農業機械用潤滑油組成物。
(式(1)中、R1、R2、R3及びR4はそれぞれ炭素数が8以上の第1級アルキル基を示し、全て同じ構造であっても互いに異なる構造であってもよい。)
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