JP5317764B2 - 潤滑油組成物 - Google Patents
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摩擦低減剤として、これまでさまざまな極圧剤や油性剤が用いられてきた。昨今の工作機械においては特に精度に対する要求が高まっており、工作精度に重要な影響を与える低速領域における摩擦低減を実現するために、リン酸エステル、酸性リン酸エステル、カルボン酸、イオウ化合物、アミン類等が用いられている(例えば、特許文献1〜5を参照。)。また、酸性リン酸エステルをアルキルアミンで中和することにより安定性を向上させることが試みられていた(例えば、特許文献6を参照。)。しかし、すべり案内面用潤滑油として、近年の高度な要求性能を総合的に満足するためには、長期に亘っての摩擦性能の維持や耐ステイン性などの性能がより一層求められている。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
(A)下記一般式(1)で表される酸性リン酸エステルおよび下記一般式(2)で表される亜リン酸エステルの中から選ばれる1種以上のリン化合物を組成物全量基準で0.03〜1質量%、
(R1O)aP(=O)(OH)3−a ・・・・・・(1)
(式(1)中、R1は炭素数2〜24のアルキル基若しくはアルケニル基又は炭素数6〜24のアリール基を示し、aは1又は2である。aが2の場合、R1は同一であっても異なってもよい。)
(R2O)bP(OH)3−b ・・・・・・(2)
(式(2)中、R2は炭素数2〜24のアルキル基若しくはアルケニル基又は炭素数6〜24のアリール基を示し、bは1〜3の整数を示す。bが2又は3の場合、R2は同一であっても異なってもよい。)
(B)炭素数4以上20以下である分岐鎖型のアルキル基又は/及び分岐鎖型のアルケニル基を1〜3個有する脂肪族モノアミン化合物を組成物全量基準で0.05〜2質量%、および
(C)下記一般式(3)で表されるポリアミン化合物を組成物全量基準で0.01〜0.05質量%
R3−(NH−R4)c−NH2 ・・・・・・(3)
(式(3)中、R3は炭素数8〜24のアルキル基又はアルケニル基を表し、R4は炭素数2〜4の2価の飽和炭化水素基を表し、cは1〜8の整数を表す。)
を含有し、(B)成分と(C)成分の配合量の比率が50:1〜5:1であることを特徴とし、工作機械のすべり案内面に用いられる潤滑油組成物。
鉱油系基油としては、その製法に特に制限はなく、例えば、原油を常圧蒸留および減圧蒸留して得られた潤滑油留分に対して、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化精製、硫酸洗浄、白土処理等の精製手段を1種もしくは2種以上適宜組み合わせて適用して得られるパラフィン系またはナフテン系の鉱油を挙げることができる。
(R1O)aP(=O)(OH)3−a ・・・・・・(1)
(式(1)中、R1は炭素数2〜24の炭化水素基を示し、aは1又は2である。aが2の場合、R1は同一であっても異なってもよい。)
(R2O)bP(OH)3−b ・・・・・・(2)
(式(2)中、R2は炭素数2〜24の炭化水素基を示し、bは1〜3の整数を示す。bが2又は3の場合、R2は同一であっても異なってもよい。)
炭素数6〜24のアリール基としては、例えばフェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基などが挙げられ、炭素数7〜24のアラルキル基としては、例えばベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、メチルベンジル基、メチルフェネチル基、メチルナフチルメチル基などが挙げられる。
これらのアルキル基及びアルケニル基の中でも、(A)成分および(C)成分と混合した場合の低温貯蔵安定性、切削油が混入した場合の低摩擦性能に優れる点から、これらアルキル基及びアルケニル基の炭素数は4以上であることが好ましく、6以上であることがより好ましい。また、潤滑油基油に対する溶解性の点からは、これらアルキル基及びアルケニル基の炭素数は、20以下であることが好ましく、16以下であることがより好ましく、14以下であることがさらに好ましい。
R3−(NH−R4)c−NH2 ・・・・・・(3)
(式(3)中、R3は炭素数8〜24のアルキル基又はアルケニル基を表し、R4は炭素数2〜4の2価の飽和炭化水素基を表し、cは1〜8の整数を表す。)
表1、表2の各例に示すような組成を有する各種の本発明に係る潤滑油組成物及び比較のための潤滑油組成物をそれぞれ調製した。
各組成物の調製に用いた成分は、以下のとおりである。なお、本発明でいう粘度指数とは、JIS K 2283−1993に準拠して測定された粘度指数を意味する。また、飽和炭化水素成分含有量とは、Analytical Chemistry第44巻第6号(1972)第915〜919頁“Separation of High-Boiling Petroleum Distillates Using Gradient Elution Through Dual-Packed(Silica Gel-Alumina Gel) Adsorption Columns”に記載されたシリカ−アルミナゲルクロマト分析法に準拠し、但し、この方法において飽和炭化水素成分の溶出に使用されるn−ペンタンの代わりにn−へキサンを使用する方法により分取される飽和炭化水素成分の試料全量に対する質量百分率を意味する。
溶剤脱ろう、水素化精製したパラフィン系鉱油(粘度指数101、硫黄分0.51質量%、飽和炭化水素分65.6容量%、40℃における動粘度68.7mm2/s、引火点248℃、15℃における密度0.882g/cm3)
A1:モノn-オクチルアシッドホスフェートとジn−オクチルアシッドホスフェートの混合物(リン含有量:11.6質量%)
A2:オレイルハイドロジェンホスファイト
A3:トリフェニルホスファイト
A4:トリクレジルホスフェート(TCP)
B1:2−エチルヘキシルアミン
B2:ジ−2−エチルヘキシルアミン
B3:ラウリルアミン
C1:N−オレイルプロピレンジアミン
C2:N−ラウリルペンタエチレンヘキサミン
図1は摩擦特性評価試験に用いた摩擦係数測定システムを示す概略構成図である。図1中、ベッド6上にはロードセル5を介して連結されたテーブル1及び可動治具4が配置されており、さらにテーブル1上には、加工工具の代用物としてのおもり9が配置されている。テーブル1及びベッド6はいずれも鋳鉄からなるものである。また、可動治具4は軸受部を有するもので、当該軸受部は送りネジ3を介してA/Cサーボモータ2に連結されている。A/Cサーボメータ2により送りネジ3を動作させることで、可動治具4を送りネジ3の軸方向(図中の矢印方向)に往復運動させることができる。さらに、ロードセル5はコンピュータ7と、コンピュータ7及びA/Cサーボメータ2はそれぞれ制御板8と電気的に接続されており、これにより可動治具4の往復運動の制御及びテーブル1と可動治具4との間の荷重の測定を行うことができる。
このような摩擦係数測定システムにおいて、ベッド6の上面に潤滑油組成物を滴下し、おもり9の選定によりテーブル1とベッド6との間を面圧200kPaに調整した後、送り速度0.1mm/min、送り長さ15mmで可動治具4を往復運動させた。このときのテーブル1と可動治具4との間の荷重をロードセル5(荷重計)により測定し、得られた測定値に基づいて案内面(テーブル1/ベッド6=鋳鉄/鋳鉄)の摩擦係数を求めた。なお、上記試験は慣らし運転を3回行った後に行った。各潤滑油組成物の摩擦係数を表1、表2に示す。
上記の摩擦試験を終了させた後、送り速度500mm/minにてベッドの稼動範囲上を144時間往復運動させた後、再度同様の条件にて摩擦特性を評価した。摩擦係数が0.1以下を合格とした。
上端部に孔を開けたJIS G5501に規定する鋳鉄の試験片(FC300、4cm×2cm、厚さ3.0mm、十点平均粗さRz約3.5μm)をメタノールで脱脂したのち重量(W0)を測定しておき、その試験片を試料油に浸漬して引き上げ、上端部の孔に針金を通し空中に吊り下げて1時間後の重量(W1)と24時間後の重量(W24)を測定した。
鋳鉄貼り付き性能は下式に示すように、1時間経過後の試料油の重量に対する24時間経過後の試料油の重量の百分率(重量%)で評価した。65重量%以上を合格とした。
鋳鉄貼り付き性能(重量%)=(W24−W0)/(W1−W0)×100
JIS G3141に規定する冷間圧延鋼板の試験片(SPC材、7cm×7cm、厚さ0.2mm、80番ダル仕上げ)をメタノールで脱脂したのち、試験片の表面に試料油を0.2cc滴下し、その上に同じ材質・形状の試験片を載せて試料油を挟み、100gのおもりを載せて82℃で静置した。24時間経過後の試験片を溶剤で洗浄した後、外観を目視により観察して耐ステイン性能を評価した。表面状態により次のように評価した。
○:変色なし
△:やや変色する傾向あり
×:明らかに変色あり
Claims (2)
- 潤滑油基油に、
(A)下記一般式(1)で表される酸性リン酸エステルおよび下記一般式(2)で表される亜リン酸エステルの中から選ばれる1種以上のリン化合物を組成物全量基準で0.03〜1質量%、
(R1O)aP(=O)(OH)3−a ・・・・・・(1)
(式(1)中、R1は炭素数2〜24のアルキル基若しくはアルケニル基又は炭素数6〜24のアリール基を示し、aは1又は2である。aが2の場合、R1は同一であっても異なってもよい。)
(R2O)bP(OH)3−b ・・・・・・(2)
(式(2)中、R2は炭素数2〜24のアルキル基若しくはアルケニル基又は炭素数6〜24のアリール基を示し、bは1〜3の整数を示す。bが2又は3の場合、R2は同一であっても異なってもよい。)
(B)炭素数4以上20以下である分岐鎖型のアルキル基又は/及び分岐鎖型のアルケニル基を1〜3個有する脂肪族モノアミン化合物を組成物全量基準で0.05〜2質量%、および
(C)下記一般式(3)で表されるポリアミン化合物を組成物全量基準で0.01〜0.05質量%
R3−(NH−R4)c−NH2 ・・・・・・(3)
(式(3)中、R3は炭素数8〜24のアルキル基又はアルケニル基を表し、R4は炭素数2〜4の2価の飽和炭化水素基を表し、cは1〜8の整数を表す。)
を含有し、(B)成分と(C)成分の配合量の比率が50:1〜5:1であることを特徴とし、工作機械のすべり案内面に用いられる潤滑油組成物。 - 前記脂肪族モノアミン化合物(B)が炭素数6以上16以下である分岐鎖型のアルキル基又は/及び分岐鎖型のアルケニル基を1〜3個有し、組成物全量基準で0.1〜1質量%含有し、(B)成分と(C)成分の配合量の比率が20:1〜10:1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。
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