JP5436022B2 - 潤滑油 - Google Patents
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Description
(1) 転がり接触または転がり滑り接触系に用いられる潤滑油であって、
ナフテン成分(%CN)が40〜54、芳香族成分(%CA)が0〜9、パラフィン成分(%CP)が37〜60である基油を含み、密度が0.80〜0.95g/cm 3 、動粘度(40℃)が22〜100mm 2 /s、動粘度(100℃)が4〜20mm 2 /s、及び光学式EHL油膜厚さ測定器により測定される80℃の中心油膜厚さが150nm以上であることを特徴とする潤滑油。
(2) 前記基油は、光学式EHL油膜厚さ測定器により測定される中心油膜厚さから算出される80℃の圧力粘性係数(平均)が9.0GPa−1以上である上記(1)に記載の潤滑油。
(3) 前記基油が、ナフテン成分(%CN)が40〜45、芳香族成分(%C A )が0、パラフィン成分(%CP)55〜60である上記(1)または(2)記載の潤滑油。
(4) トリアゾール誘導体、及び/又は、ポリシロキサンを含む上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の潤滑油。
鋼球と点接触のガラスディスク上部から接触する鋼球先端部(中心)に照射された、白色光の一部はディスクにコーティングしたクロム層に反射され、残りの光はシリカ層内、油膜内を通過し、鋼球に反射して戻る。こうして生じた干渉縞を、スペクトルメータ、高解像度CCDカメラを介してコンピュータに取り込み、油膜厚さを計測する。
この測定法で求められる膜厚は、接触部中心の厚さ(中心油膜厚さ)であり、従って、後述の式(IV)及び(V)から「圧力粘性係数」を算出する。
(a1) 炭素数1〜4のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート:
例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−またはiso−プロピル(メタ)アクリレート、n−,iso−またはsec−ブチル(メタ)アクリレート
(a2) 炭素数8〜20のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート:
例えば、n−オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−デシル(メタ)アクリレート、n−イソデシル(メタ)アクリレート、n−ウンデシル(メタ)アクリレート、n−ドデシル(メタ)アクリレート、2−メチルウンデシル(メタ)アクリレート、n−トリデシル(メタ)アクリレート、2−メチルドデシル(メタ)アクリレート、n−テトラデシル(メタ)アクリレート、2−メチルトリデシル(メタ)アクリレート、n−ペンタデシル(メタ)アクリレート、2−メチルテトラデシル(メタ)アクリレート、n−ヘキサデシル(メタ)アクリレート、およびn−オクタデシル(メタ)アクリレート、n−エイコシル(メタ)アクリレート、n−ドコシル(メタ)アクリレート、ドバノール23[三菱化学(株)製の炭素数12/炭素数13のオキソアルコール混合物]のメタクリレート、ドバノール45[三菱化学株式会社製の炭素数13/炭素数14のオキソアルコール混合物]のメタクリレートなど、
(a3) 炭素数5〜7のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート:
例えば、n−ペンチル(メタ)アクリレートおよびn−ヘキシル(メタ)アクリレートなど、が挙げられる。
(b1) ヒドロキシアルキル(炭素数2〜6)(メタ)アクリレート:
例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2または3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、1−メチル−2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなど、
(b2) モノ−またはジ−ヒドロキシアルキル(炭素数1〜4)置換(メタ)アクリルアミド:
例えば、N,N−ジヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ−2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリルアミドなど
(b3) ビニルアルコール(酢酸ビニル単位の加水分解により形成される)、
(b4) 炭素数3〜12のアルケノール:
例えば、(メタ)アリルアルコール、クロチルアルコール、イソクロチルアルコール、1−オクテノール、1−ウンデセノールなど、
(b5) 炭素数4〜12のアルケンジオール:
例えば、1−ブテン−3−オール、2−ブテン−1−オール、2−ブテン−1,4−ジオールなど、
(b6) ヒドロキシアルキル(炭素数1〜6)アルケニル(炭素数3〜10)エーテル: 例えば、2−ヒドロキシエチルプロペニルエーテルなど、
(b7) 水酸基含有芳香族単量体: 例えば、o−,m−またはp−ヒドロキシスチレンなど、
(b8) 多価(3〜8価)アルコール:
例えば、アルカンポリオール、その分子内もしくは分子間脱水物、糖類(例えば、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ソルビタン、ジグリセリン、蔗糖)のアルケニル(炭素数3〜10)エーテルもしくは(メタ)アクリレート(例えば、蔗糖(メタ)アリルエーテル)など、
(b9) ポリオキシアルキレン鎖と水酸基を含有するビニル単量体:
例えば、ポリオキシアルキレングリコール(アルキレン基の炭素数2〜4、重合度2〜50)もしくはポリオキシアルキレンポリオール{上記3〜8価のアルコールのポリオキシアルキレンエーテル(アルキル基の炭素数2〜4、重合度2〜100)}のモノ(メタ)アクリレートまたはモノ(メタ)アリルエーテル{例えば、ポリエチレングリコール(重合度2〜9)モノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(重合度2〜12)モノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(重合度2〜30)モノ(メタ)アリルエーテル}などが挙げられる。
上記(a)成分の下限は、好ましくは50質量%、さらに好ましくは75質量%であり、上限は好ましくは95質量%、さらに好ましくは85質量%である。
上記(a2)の下限は、好ましくは50質量%、さらに好ましくは70質量%であり、上限は95質量%、さらに好ましくは90質量%である。
X3は1〜30個の炭素原子からなるアルキル基、若しくはエーテル結合を有するアルキル基、若しくはヒドロキシアルキル基である。例えば、オクタデシル基、アルコキシプロピル基、ヒドロカーボンの炭素数が6〜18でありかつアルキル基が炭素数3〜6である3−ヒドロカーボンオキシアルキル基、更に好ましくは、シクロヘキシルオキシプロピル基、3−オクチルオキシプロピル基、3−イソオクチルオキシプロピル基、3−デシルオキシプロピル基、3−イソデシルオキシプロピル基、3−ドデシルオキシプロピル基、3−テトラデシルオキシプロピル基、3−ヘキサデシルオキシプロピル基がよい。
X4は1〜30個の炭素原子からなる飽和、若しくは不飽和カルボン酸基、若しくは1〜30個の炭素原子からなるアルキル基、若しくはアルケニル基、若しくはヒドロキシアルキル基である。例えばプロピオン酸基やプロピオニル酸基がよい。
基油A:水素化精製ナフテン系基油
基油B:高度精製ナフテン系基油
基油C:ナフテン系基油
基油D:グループI基油
基油E:グループII基油
基油F:グループII基油
基油G:アルキルナフタレン基油
基油H:グループIII基油
基油I:GTL(XHVI)基油
基油J:PAO−6基油
(1) %CN:ASTM−D−3238によるナフテン系構成炭素比率(%)
(2) %CA:ASTM−D−3238による芳香族系構成炭素比率(%)
(3) %CP:ASTM−D−3238によるパラフィン系構成炭素比率(%)
(4) 酸価:JIS−K−2501による酸価(mgKOH/g)
(1)密度:JIS−K−2249による15℃の密度(g/cm3)
(2)動粘度(Vk40):JIS−K−2283による40℃の動粘度(mm2/s)
(3)動粘度(Vk100):JIS−K−2283による100℃の動粘度(mm2/s)
(4)粘度指数:JIS−K−2283による粘度指数
(5)数平均分子量:ASTM−D−3238による数平均分子量
試験球: 回転球をセラミックス(Si3N4)とし、固定球を軸受鋼(SUJ−2)とした。
荷重(P):40kgf(=392N)
回転数(V):10,000min−1
試験時間: 30秒
温 度: 室温(試験開始時)
測 定: 試験開始から終了までの間、トルク最大値(kgf・cm)、トルク変動値(kgf・cm)、および試験終了後にSUJ−2球(固定球)の摩耗痕径(mm)を測定した。
試験球: 回転球をセラミックス(Si3N4)とし、固定球を軸受鋼(SUJ−2)とした。
荷重(P): 40〜60kgf(392〜588N)
回転数(V): 6,000〜12,000min−1
試験時間: 30秒
温度: 室温
測定:回転数及び試験荷重を変化させ30秒間焼き付きが発生しない最大荷重(P)と最大回転数(V)を求める。この値から下記の式(III)でPV値を算出する。PV値の高い油ほど耐極圧性に優れていると判断できる。
PCSインスツルメント社製の光学式EHL油膜厚さ測定装置を使用して、下記の条件で試料油の油膜厚さを測定した。
潤滑油の油膜厚さは、鋼球と回転するガラス板での接触挙動により計測する。回転するガラスディスク上部から鋼球との接触部に照射された光の一部はガラス面にコーティングされたクロム膜に反射され、残りの光はシリカ層内、油膜内を通過し、鋼球に反射して戻る。このとき生じる干渉縞をスペクトロメーターおよび高解像度CCDカメラを介してコンピュータへ取り込み、油膜厚さを計測した。
<測定条件>
速度:0〜4.4m/s
荷重:20N
油温:80℃
ISL:初期焼付き荷重(Initial Seizure Load)
WL:焼付き荷重(Welding Load)
LWI:荷重摩耗係数(Load Wear Index)
(これらの指標値は全て、高い方が、極圧性(EP)性に優れる。)
なお表1において、「荷重」は、荷重を段階的に上げてゆき、焼付き限界荷重を求める試験おいて、その焼付き荷重が潤滑油により大きく異なるため、「任意」と表示されている。
80℃の圧力粘性係数は、上記光学式EHL油膜厚さ測定器により測定される中心油膜厚さから次式により算出する。
式(IV)において、潤滑油の物性値に注目すると、速度パラメータ、U中の粘度η0と、材料パタメータG中の圧力粘性係数αが中心油膜厚さに影響する因子である事を示している。
粘度η0は速度パラメータに含まれることから粘度の0.67乗に比例して中心油膜厚さは変化するため、転がり接触部入口の潤滑油温度における大気圧粘度が大きいほど油膜厚さは大きくなり、軸受寿命は増大する。すなわち、温度に対する粘度変化の小さい(粘度指数が大きい)方が望ましい。
実施例1〜3、参考例1〜3、比較例1〜4として、前記基油A〜Jの組成、物性および潤滑油特性の測定値を表2および表3に示す。
実施例7として、前記実施例1で示した基油Aを用い、これに表3に示す添加剤を配合して、実施例7の潤滑油を得た。これらの潤滑油の組成、物性および潤滑油特性の測定値を表4に示す。比較例5として、市販の潤滑油につき、物性および潤滑油特性の測定値を表4に示す。
Claims (4)
- 転がり接触または転がり滑り接触系に用いられる潤滑油であって、
ナフテン成分(%CN)が40〜54、芳香族成分(%CA)が0〜9、パラフィン成分(%CP)が37〜60である基油を含み、密度が0.80〜0.95g/cm 3 、動粘度(40℃)が22〜100mm 2 /s、動粘度(100℃)が4〜20mm 2 /s、及び光学式EHL油膜厚さ測定器により測定される80℃の中心油膜厚さが150nm以上であることを特徴とする潤滑油。 - 前記基油は、光学式EHL油膜厚さ測定器により測定される中心油膜厚さから算出される80℃の圧力粘性係数(平均)が9.0GPa−1以上である請求項1に記載の潤滑油。
- 前記基油が、ナフテン成分(%CN)が40〜45、芳香族成分(%C A )が0、パラフィン成分(%CP)55〜60である請求項1または2記載の潤滑油。
- トリアゾール誘導体、及び/又は、ポリシロキサンを含む請求項1ないし3のいずれかに記載の潤滑油。
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