JP5395472B2 - 工業用作動油組成物 - Google Patents
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Description
省電力化の有効な手段として、動粘度を低くすることが広く知られているが、一方で、特定の添加剤を配合することによる摩擦・摩耗の低減による向上が図られている。例えば、リン酸エステル、リン酸エステルのアミン塩、脂肪酸エステル、カルボン酸アミド、硫化オキシモリブデンジチオホスフェート、硫化オキシモリブデンジチオカーバメートなどの配合技術による対応が試みられている(例えば、特許文献1、2参照)。また、特定の基油を使用することにより、配管等の圧力損失の低減を図った例も挙げられる(特許文献3参照)。
例えば、射出成形機のように通常タンク油温40℃前後にて運転される油圧装置では、40℃における高せん断粘度を低くすることで、省電力化に寄与できることが期待できる。
高せん断粘度を低くするためには、基油に適切なポリマーを配合することが考えられる。しかしながら、高せん断粘度を低くするために配合されるポリマーは、高せん断下において分子の切断を生じやすいものが多いため、そのようなポリマーが配合された作動油は永久せん断安定性が低下し、せん断力による永久的な粘度低下が起こりやすい傾向にある。その結果、例えば、油圧ポンプやアクチュエーターにおいて、適切な油膜を保持しにくくなることが考えられる。
よって、本発明の工業用作動油組成物は、省電力型工業用作動油として産業機械等に好適に用いることができる。
本発明の工業用作動油組成物に用いる炭化水素系基油としては、ポリαオレフィンやポリαオレフィン以外の炭化水素系基油等が挙げられ、1種類の基油成分を単独使用してもよいし、2種類以上の基油成分を混合してもよい。また、ポリαオレフィンとポリαオレフィン以外の炭化水素系潤滑油基油を混合して用いてもよい。
ポリαオレフィン以外の炭化水素系潤滑油基油としては、原油の潤滑油留分を溶剤精製、水素化精製、水素化分解精製など適宜組合せた製造された鉱油系炭化水素基油や、溶剤脱ロウによるスラックワックスやフィッシャー・トロプシュ合成で得られたワックス等の原料を水素化処理、水素化分解処理して得た基油などが挙げられる。
また、本発明においてVG32の作動油を調製する場合、本発明で使用する基油の動粘度は好ましくは4〜30mm2/sであり、さらに好ましくは9〜28mm2/sであり、特に好ましくは11〜25mm2/sである。
また、本発明においてVG22の作動油を調製する場合、本発明で使用する基油の動粘度は好ましくは4〜20mm2/sであり、さらに好ましくは8〜18mm2/sであり、特に好ましくは10〜15mm2/sである。
本発明の工業用作動油組成物において、基油の含有量は、作動油組成物全量に対して、好ましくは85〜99.5質量%であり、より好ましくは87〜99.8質量%であり、さらに好ましくは90〜99.75質量%である。
本発明の工業用作動油組成物に用いるスチレン系星型粘度指数向上剤としては、ビニル芳香族化合物またはそのアルキル化誘導体から選ばれる1種以上のモノマーと、共役ジエンから選ばれる1種以上のモノマーを共重合させたのち、水素化処理して得られるものが挙げられる。
共役ジエンとしては、ブタジエン、イソプレン、2−メチル−ブタジエン、2,3−ジメチル−ブタジエン、2−エチル−ブタジエン、2,3−ジエチル−ブタジエン、ペンタジエン、2−メチル−ペンタジエン、3−メチル−ペンタジエン等が挙げられる。
上記のスチレン系星型粘度指数向上剤は、1種を単独使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明の工業用作動油組成物には、本発明の目的が損なわれない範囲で、必要に応じて各種の公知の添加剤を配合することができる。たとえば、酸化防止剤、極圧剤、油性剤、清浄分散剤、さび止め剤、金属不活性化剤、流動点降下剤、泡消剤、抗乳化剤等が挙げられる。
酸化防止剤としては、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール等のフェノール系酸化防止剤、アルキル化ジフェニルアミン、アルキル化フェニル−α−ナフチルアミン等のアミン系酸化防止剤、ホスホン酸エステル等のリン系酸化防止剤等が挙げられる。
油性剤としては、オレイン酸、ステアリン酸等の高級脂肪酸、オレイルアルコール等の高級アルコール、オレイルアミン等のアミン、ブチルステアレート等のエステルが挙げられる。
清浄分散剤としては、アルケニルコハク酸イミド、アルケニルコハク酸エステル等の無灰系清浄分散剤、アルカリ土類金属系清浄分散剤が挙げられる。
さび止め剤としては、カルボン酸、金属セッケン、カルボン酸アミン塩、スルホン酸の金属塩、多価アルコールの部分エステル等が挙げられる。
流動点降下剤としては、ポリアルキルメタクリレート、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、ポリアルキルアクリレート等が挙げられる。
消泡剤としては、シリコーン油やエステル系消泡剤等が挙げられる。
抗乳化剤としては、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤等の抗乳化剤が挙げられる。
本発明の工業用作動油組成物の40℃動粘度は、JIS K2283動粘度試験方法において、19〜51mm2/sであり、より好ましくは24〜48mm2/sであり、さらに好ましくは28〜46mm2/sである。40℃動粘度が19mm2/s未満であると、適当な油膜厚さが保たれなくなり、十分な摩耗防止性が得にくくなる傾向にある。40℃動粘度が51mm2/sを超えると、高せん断粘度が大きくなり、省電力効果を十分に得られなくなる傾向にある。
本発明の工業用作動油組成物は、種々の工業用作動油に適用できるが、特に油圧システムに用いる油圧作動油として好ましく用いることができる。さらには、油圧システムのうち、油圧ポンプ、油圧モーター、制御弁等、作動油がせん断状態にさらされる箇所での省電力化を図る際に特に有効である。
なお、40℃動粘度、100℃動粘度、粘度指数はJIS K2283動粘度試験方法、密度はJIS K2249密度試験方法により測定した。%CNはASTM
D3238環分析により測定した。%CN算出に必要な屈折率、密度、分子量および硫黄分は、JIS K0062屈折率測定方法、JIS K2249密度試験方法、ASTM D2502分子量試験方法、JIS K2541硫黄分試験方法にて測定した。
また、重量平均分子量はゲル浸透クロマトグラフィーにて測定し、ポリスチレン換算にて算出した。ゲル浸透クロマトグラフィーはカラムにShodex GPC
LF−804を3本、移動層にTHF、検出器に示差屈折検出器を用いた。
(A−1)水素化分解鉱油
40℃動粘度:13.2mm2/s、100℃動粘度:3.2mm2/s、粘度指数:106、15℃における密度:0.837g/cm3、%CN:26、アニリン点:106℃
(A−2)水素化分解鉱油
40℃動粘度:17.8mm2/s、100℃動粘度:4.1mm2/s、粘度指数:135、15℃における密度:0.825g/cm3、%CN:13、アニリン点:120℃
40℃動粘度:20.1mm2/s、100℃動粘度:4.3mm2/s、粘度指数:122、15℃における密度:0.834g/cm3、%CN:20、アニリン点:115℃
(A−4)水素化分解鉱油
40℃動粘度:35.1mm2/s、100℃動粘度:6.3mm2/s、粘度指数:130、15℃における密度:0.842g/cm3、%CN:19、アニリン点:123℃
40℃動粘度:46.9mm2/s、100℃動粘度:7.7mm2/s、粘度指数:130、15℃における密度:0.842g/cm3、%CN:21、アニリン点:127℃
(A−6)ポリαオレフィン基油(1−デセンモノマーの2〜5量体)
40℃動粘度:17.3mm2/s、100℃動粘度:3.9mm2/s、粘度指数:123、15℃における密度:0.820g/cm3、%CN:8、アニリン点:120 ℃
(A−7)ポリαオレフィン基油(1−デセンモノマーの2〜5量体)
40℃動粘度:30.5mm2/s、100℃動粘度:5.8mm2/s、粘度指数:135、15℃における密度:0.827g/cm3、%CN:9、アニリン点:127 ℃
(B−1)スチレン系星型粘度指数向上剤:ジビニルベンゼン−水素添加イソプレン星形ポリマー(アームポリマーの数:5本以上、重量平均分子量:500,000、希釈油含有量:88質量%)
(B−2)スチレン系星型粘度指数向上剤:スチレン−水素添加ブタジエン星型ポリマー(アームポリマーの数:5本以上、重量平均分子量:440,000、 希釈油なし)
(重量平均分子量:250,000、 希釈油含有量:35質量%)
(B−4)PMA系粘度指数向上剤:非分散型ポリメタクリレート粘度指数向上剤
(重量平均分子量:334,000、 希釈油含有量:60質量%)
(B−5)PMA系粘度指数向上剤:非分散型ポリメタクリレート粘度指数向上剤
(重量平均分子量:35,000、 希釈油含有量:40質量%)
(B−6)OCP系粘度指数向上剤:エチレンプロピレンランダム共重合体
(重量平均分子量:16,000、希釈油なし)
(C−1) 極圧剤1:β−ジチオホスホリル化プロピオン酸
(C−2) 極圧剤2:硫化オレフィン
(C−3) 酸化防止剤:2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、及びアルキル化ジフェニルアミン
工業用作動油組成物の高せん断条件下における一時せん断粘度(高せん断粘度)、永久せん断安定性、および省電力効果について、下記の評価方法により評価した。
TBS粘度計を用い、温度100℃・せん断速度106s−1における高せん断粘度(100℃)、及び温度150℃・せん断速度106s−1における高せん断粘度(150℃)を測定した(ASTM D4683準拠)。
また、USV(Ultra Shear Viscometer、PCS Instruments製)を用い、温度40℃・せん断速度106s−1における高せん断粘度(40℃)を測定した。
<永久せん断安定性試験>
超音波法(JPI−5S−29準拠、低出力法)にて行い、30分超音波照射後の40℃動粘度を測定した。超音波照射前の40℃動粘度を基準として、40℃動粘度低下率(%)を評価した。
射出成形機運転時の消費電力を測定、省電力効果を評価した。
日精樹脂工業株式会社製射出成形機FN−1000を用い、原料ポリプロピレンから成形品カラーチップを作成、タンク油温40℃での消費電力を測定した。なお、電力計は日置電機株式会社製 3168クランプオンパワーハイテスタを用いた。
また、試験前の40℃動粘度を基準とし、50時間試験終了後の40℃動粘度低下率(%)を評価した。
基油に粘度指数向上剤及びその他の添加剤を表1〜3の上段に示す割合(質量%)で配合し、工業用作動油組成物を調製した。それらの作動油組成物の粘度指数、高せん断粘度および永久せん断安定性を評価し、その結果を表1〜3の下段に示す。
(比較例1〜5)
基油に粘度指数向上剤及びその他の添加剤を表4の上段に示す割合(質量%)で配合し、工業用作動油組成物を調製した。それらの作動油組成物の粘度指数、高せん断粘度および永久せん断安定性を評価し、その結果を表4の下段に示す。
実施例3、比較例4の省電力効果を測定した結果を表5に示す。
実施例3と比較例4の省電力効果を比べると、実施例3は射出成形機運転時の消費電力が低く、省電力効果がみられる。
よって、これら実施例は、いずれも高せん断粘度低下による省電力効果が期待できると同時に、優れた永久せん断安定性、低温始動性も得られることが期待できる。
Claims (1)
- (A)40℃動粘度が4〜40mm2/sである炭化水素系潤滑油基油、及び(B)重量平均分子量が、250,000〜600,000であるスチレン系星型粘度指数向上剤を含有する組成物であって、該組成物の40℃における動粘度が19〜51mm2/sであることを特徴とする工業用作動油組成物。
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