JP5288861B2 - 潤滑油組成物 - Google Patents
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Description
しかしながら、上記手法だけでは粘度温度特性および低温性能と疲労防止性、耐荷重性の両立が十分に図れておらず、これらの性能を両立させつつその他の諸性能についても問題ない性能を有する潤滑油組成物の開発が求められている。
本発明の潤滑油組成物における(A)成分は、1種または2種以上の混合物からなる、40℃における動粘度が5〜15mm2/sの鉱油系基油である。
(A)成分の40℃における動粘度は5〜15mm2/sであることが必要であり、好ましく6mm2/s以上であり、より好ましくは7mm2/s以上であり、さらに好ましくは8mm2/s以上であり、特に好ましくは9mm2/s以上である。また、好ましくは13mm2/s以下であり、より好ましくは12mm2/s以下であり、さらに好ましくは11mm2/s以下であり、特に好ましくは10mm2/s以下である。(A)成分の40℃における動粘度が15mm2/sを越える場合は、粘度温度特性及び低温粘度特性が悪化し、一方、5mm2/s未満の場合は、潤滑箇所での油膜形成が不十分であるため金属疲労防止性、耐荷重性に劣り、また潤滑油基油の蒸発損失が大きくなるため、それぞれ好ましくない。
また、(A)成分の%CAについては特に制限はないが、5以下であることが好ましく、熱・酸化安定性と粘度温度特性を高めることができる点で、より好ましくは3以下であり、さらに好ましくは2以下、特に好ましくは1以下である。
また、(A)成分の%CNについては特に制限はないが、熱・酸化安定性と粘度温度特性をより高めることができる点で、好ましくは30以下、より好ましくは25以下であり、その下限については特に制限はなく、本発明の1つの態様として10未満でもよいが、添加剤やスラッジの溶解性に優れる点で好ましくは10以上であり、より好ましくは15以上である。
なお、ここでいう%CA、%CP及び%CNとは、それぞれASTM D 3238−85に準拠した方法(n−d−M環分析)により求められる、芳香族炭素数の全炭素数に対する百分率、パラフィン炭素数の全炭素数に対する百分率及びナフテン炭素数の全炭素数に対する百分率をそれぞれ意味する。
また、(A)成分の芳香族分の含有量については特に制限はないが、熱・酸化安定性と粘度温度特性をより高めることができる点で、好ましくは10質量%以下、より好ましくは6質量%以下、さらに好ましくは2質量%以下、特に好ましくは1質量%以下である。
なお、本発明でいう飽和分及び芳香族分の含有量とは、ASTM D 2007−93に準拠して測定される値(単位:質量%)を意味する。
(A)成分の窒素分については特に制限はないが、より熱・酸化安定性に優れる組成物を得ることができる点で、好ましくは5質量ppm以下であり、より好ましくは3質量ppm以下である。
(1)パラフィン基系原油及び/又は混合基系原油の常圧蒸留による留出油
(2)パラフィン基系原油及び/又は混合基系原油の常圧蒸留残渣油の減圧蒸留による留出油(WVGO)
(3)潤滑油脱ろう工程により得られるワックス(スラックワックス等)及び/又はガストゥリキッド(GTL)プロセス等により得られる合成ワックス(フィッシャートロプシュワックス、GTLワックス等)
(4)基油(1)〜(3)から選ばれる1種又は2種以上の混合油及び/又は当該混合油のマイルドハイドロクラッキング処理油
(5)基油(1)〜(4)から選ばれる2種以上の混合油
(6)基油(1)、(2)、(3)、(4)又は(5)の脱れき油(DAO)
(7)基油(6)のマイルドハイドロクラッキング処理油(MHC)
(8)基油(1)〜(7)から選ばれる2種以上の混合油
(9)上記基油(1)〜(8)から選ばれる基油又は当該基油から回収された潤滑油留分を水素化分解し、その生成物又はその生成物から蒸留等により回収される潤滑油留分について溶剤脱ろうや接触脱ろうなどの脱ろう処理を行い、または当該脱ろう処理をした後に蒸留することによって得られる水素化分解鉱油
(10)上記基油(1)〜(8)から選ばれる基油又は当該基油から回収された潤滑油留分を水素化異性化し、その生成物又はその生成物から蒸留等により回収される潤滑油留分について溶剤脱ろうや接触脱ろうなどの脱ろう処理を行い、または、当該脱ろう処理をしたあとに蒸留することによって得られる水素化異性化鉱油
また、上記(9)又は(10)の潤滑油基油を得るに際して、必要に応じて溶剤精製処理及び/又は水素化仕上げ処理工程を更に設けてもよい。
(a)一価アルコールと一塩基酸とのエステル
(b)多価アルコールと一塩基酸とのエステル
(c)一価アルコールと多塩基酸とのエステル
(d)多価アルコールと多塩基酸とのエステル
(e)一価アルコール、多価アルコールとの混合物と多塩基酸との混合エステル
(f)多価アルコールと一塩基酸、多塩基酸との混合物との混合エステル
(g)一価アルコール、多価アルコールとの混合物と一塩基酸、多塩基酸との混合エステル
合成系基油としては、具体的には、ポリブテン又はその水素化物;1−オクテンオリゴマー、1−デセンオリゴマー等のポリ−α−オレフィン又はその水素化物;アルキルナフタレン、アルキルベンゼン等の芳香族系合成油又はこれらの混合物等が例示できる。
なお、これらの鉱油系基油および/または合成系基油としては、これらの中から選ばれる1種または2種以上の任意の混合物等が使用できる。例えば、1種以上の鉱油系基油、1種以上の合成系基油、1種以上の鉱油系基油と1種以上の合成系基油との混合油等を挙げることができる。
なお、本発明の潤滑油基油が、前記(A)成分および(B)成分の混合基油に、さらに前記鉱油系基油および/または合成系基油を含有する基油である場合においても、その潤滑油基油の40℃における動粘度が18mm2/s以下であることが必要である。
本発明の潤滑油組成物における(C)成分の含有量は、潤滑油組成物全量基準で、0.01〜20質量%であることが好ましく、より好ましくは5〜15質量%であり、組成物の粘度指数を高めるとともに、低温粘度特性と疲労防止性能を十分高めることができる。
無灰分散剤としては、潤滑油に用いられる任意の無灰分散剤が使用でき、例えば、炭素数40〜400の直鎖若しくは分枝状のアルキル基又はアルケニル基を分子中に少なくとも1個有するモノまたはビスコハク酸イミド、炭素数40〜400のアルキル基又はアルケニル基を分子中に少なくとも1個有するベンジルアミン、あるいは炭素数40〜400のアルキル基又はアルケニル基を分子中に少なくとも1個有するポリアミン、あるいはこれらのホウ素化合物、カルボン酸、リン酸等による変成品等が挙げられる。使用に際してはこれらの中から任意に選ばれる1種類あるいは2種類以上を配合することができる。
酸化防止剤としては、フェノール系、アミン系等の無灰酸化防止剤、銅系、モリブデン系等の金属系酸化防止剤が挙げられる。
摩擦調整剤としては、脂肪酸エステル系、脂肪族アミン系、脂肪酸アミド系等の無灰摩擦調整剤、モリブデンジチオカーバメート、モリブデンジチオホスフェート等の金属系摩擦調整剤等が挙げられる。
極圧剤、摩耗防止剤としては、潤滑油に用いられる任意の極圧剤・摩耗防止剤が使用できる。例えば、硫黄系、リン系、硫黄−リン系の極圧剤等が使用でき、具体的には、亜リン酸エステル類、チオ亜リン酸エステル類、ジチオ亜リン酸エステル類、トリチオ亜リン酸エステル類、リン酸エステル類、チオリン酸エステル類、ジチオリン酸エステル類、トリチオリン酸エステル類、これらのアミン塩、これらの金属塩、これらの誘導体、ジチオカーバメート、亜鉛ジチオカーバメート、モリブデンジチオカーバメート、ジサルファイド類、ポリサルファイド類、硫化オレフィン類、硫化油脂類等が挙げられる。
流動点降下剤としては、例えば、使用する潤滑油基油に適合するポリメタクリレート系のポリマー等が使用できる。
腐食防止剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系、トリルトリアゾール系、チアジアゾール系、又はイミダゾール系化合物等が挙げられる。
防錆剤としては、例えば、石油スルホネート、アルキルベンゼンスルホネート、ジノニルナフタレンスルホネート、アルケニルコハク酸エステル、又は多価アルコールエステル等が挙げられる。
抗乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、又はポリオキシエチレンアルキルナフチルエーテル等のポリアルキレングリコール系非イオン系界面活性剤等が挙げられる。
金属不活性化剤としては、例えば、イミダゾリン、ピリミジン誘導体、アルキルチアジアゾール、メルカプトベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール又はその誘導体、1,3,4−チアジアゾールポリスルフィド、1,3,4−チアジアゾリル−2,5−ビスジアルキルジチオカーバメート、2−(アルキルジチオ)ベンゾイミダゾール、又はβ−(o−カルボキシベンジルチオ)プロピオンニトリル等が挙げられる。
消泡剤としては、例えば、25℃における動粘度が0.1〜100mm2/s未満のシリコーンオイル、アルケニルコハク酸誘導体、ポリヒドロキシ脂肪族アルコールと長鎖脂肪酸のエステル、メチルサリチレートとo−ヒドロキシベンジルアルコール等が挙げられる。
本発明の潤滑油組成物の−40℃におけるブルックフィールド(BF)粘度は、好ましくは15000mPa・s以下であり、より好ましくは10000mPa・s以下、さらに好ましくは8000mPa・s以下、特に好ましくは6000mPa・s以下、最も好ましくは5500mPa・s以下である。
ここで言うブルックフィールド粘度とは、ASTM D 2983により測定される値である。
また、本発明の潤滑油組成物は、上記以外の変速機油としての性能にも優れており、自動車、建設機械、農業機械等の自動変速機用あるいは手動変速機用、ディファレンシャルギヤ用の潤滑油としても好適に用いられる。その他、摩耗防止性、疲労防止性及び低温粘度特性が要求される潤滑油、例えば、工業用ギヤ油、二輪車、四輪車等の自動車用、発電用、舶用等のガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ガスエンジン用の潤滑油、タービン油、圧縮機油等にも好適に使用することができる。
表1に示すように、本発明の潤滑油組成物(実施例1〜4)、比較用の潤滑油組成物(比較例1〜3)をそれぞれ調製した。得られた組成物について、動粘度、低温粘度特性、疲労防止性、四球耐荷重性を測定し、その結果を同じく表1に併記した。
基油A−1:鉱油[100℃動粘度:2.6mm2/s、40℃動粘度:9.5mm2/s、粘度指数:111、アニリン点:104℃、%CP:75、%CA:1、流動点:−27.5℃、S量:1質量ppm以下、N量:3質量ppm以下]
基油A−2:鉱油[100℃動粘度:4.1mm2/s、40℃動粘度:18.7mm2/s、粘度指数:120、アニリン点:112℃、%CP:78、%CA:1、流動点:−22.5℃、S量:2質量ppm、N量:3質量ppm以下]
基油A−3:鉱油[100℃動粘度:4.4mm2/s、40℃動粘度:22.8mm2/s、粘度指数:102、アニリン点:99℃、%CP:66、%CA:6、流動点:−15.0℃、S量:1300質量ppm、N量:6質量ppm]
基油A−4:鉱油[100℃動粘度:2.0mm2/s、40℃動粘度:6.6mm2/s、粘度指数:93、アニリン点:87℃、%CP:61、%CA:5.3、流動点:−25.0℃、S量:1000質量ppm、N量:3質量ppm以下]
エステル系基油B−1:モノエステル(C8アルコールと脂肪酸のモノエステル)[密度:0.87g/cm3、100℃動粘度:2.68mm2/s、40℃動粘度:8.2mm2/s、0℃動粘度:30.8mm2/s、粘度指数:182、流動点:−40℃、酸価:1.0mgKOH]
エステル系基油B−2:ポリオールエステル(ネオペンチルグリコールジエステル)[密度:0.90g/cm3、100℃動粘度:5.9mm2/s、40℃動粘度:24.0mm2/s、0℃動粘度:127mm2/s、粘度指数:206、流動点:−30℃、酸価:1.0mgKOH]
粘度指数向上剤C−1:重量平均分子量2万5千、非分散型ポリメタクリレート
粘度指数向上剤C−2:重量平均分子量2万、非分散型ポリメタクリレート
性能添加剤D−1:摩耗防止剤、摩擦調整剤、酸化防止剤等を含有する変速機油用添加剤パッケージ
ASTM D 2983に準拠し、各潤滑油組成物の−40℃におけるBF粘度を測定した。本試験においては、BF粘度の値が小さいものほど低温流動性に優れていることを意味する。
(2)疲労防止性
高温転がり疲労試験機を用いて、以下の試験条件でピッチング発生寿命を評価した。また、比較例1の試験結果を基準として、ピッチング発生寿命の比を算出した。本試験においては、疲労寿命比(L50比およびL10比)が大きいほど疲労防止性能に優れていることを意味する。
スラストニードルベアリング(面圧:1.9GPa、回転数:1410rpm、油温:120℃)
(3)高速四球耐荷重性
ASTM D 2596に準拠し、高速四球試験機を用い、各潤滑油組成物の1800回転における最大非焼付き荷重(LNSL)を測定した。本試験においては、最大非焼付き荷重が大きいほど耐荷重性に優れていることを意味する。
(4)酸化安定性
JIS K 2514 4.(内燃機関用潤滑油酸化安定度試験方法)に準拠して実施し、酸価増加およびペンタン不溶分を測定した。
一方、潤滑油基油として(B)成分を使用せず、組成物の40℃動粘度が規定値を外れる比較例1は、粘度温度特性、低温粘度特性及び疲労防止性に劣る。同様に(B)成分を使用しない比較例2も、疲労防止性や耐荷重性に劣り、低温粘度特性も不十分である。また、(A)成分を使用しない比較例3は、疲労防止性、耐荷重性及び低温粘度特性に劣る。
Claims (3)
- (A)1種または2種以上の混合物からなる、40℃における動粘度が5〜15mm2/sの鉱油系基油、および(B)1種または2種以上の混合物からなる、40℃における動粘度が3〜25mm2/s、0℃における動粘度が10〜130mm2/sのエステル系基油を含有し、(A)成分と(B)成分の混合基油の40℃における動粘度が18mm2/s以下で、かつエステル系基油配合率が0.5〜80質量%であり、(C)重量平均分子量7万以下のポリメタクリレート系粘度指数向上剤を含有し、潤滑油組成物の40℃における動粘度が4〜23mm2/sであることを特徴とする自動変速機及び/又は無段変速機用潤滑油組成物。
- 前記(B)エステル系基油がモノエステルであることを特徴とする請求項1に記載の潤滑油組成物。
- 前記(B)エステル系基油の粘度指数が170以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の潤滑油組成物。
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