JP5498239B2 - Method for forming lubricating film and method for reducing power consumption of pump - Google Patents
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Description
本発明は、潤滑膜の形成方法及びポンプの電力消費低減方法に関する。 The present invention relates to a method for forming a lubricating film and a method for reducing power consumption of a pump.
電気或いはエンジンのエネルギーを油の圧力として伝達する油圧機器は、製鉄機械、建設機械、射出成型機など、多くの産業分野で使用されている。油圧機器の油圧回路を構成するポンプ、制御弁、油圧シリンダーなどには、金属−金属接触又は金属−ゴム(樹脂)接触を伴う摺動部が存在する。そのため、油圧機器に用いられる油圧作動油は、摺動部の潤滑剤としての役割も担っている。 Hydraulic equipment that transmits electric or engine energy as oil pressure is used in many industrial fields such as iron making machines, construction machines, and injection molding machines. In a pump, a control valve, a hydraulic cylinder, or the like constituting a hydraulic circuit of a hydraulic device, there is a sliding portion with metal-metal contact or metal-rubber (resin) contact. Therefore, the hydraulic fluid used for the hydraulic equipment also plays a role as a lubricant for the sliding portion.
通常、油圧作動油には、熱・酸化安定性を確保するために、潤滑油基油として水素化精製鉱油や水素化分解鉱油等の高度精製鉱油、ポリα−オレフィンなどの合成系炭化水素油などが用いられている。これらの基油に添加剤として摩擦低減剤を配合することで、摺動面の摩擦係数の低減が図られている(例えば、特許文献1〜4を参照)。
In general, hydraulic fluids include highly refined mineral oils such as hydrorefined mineral oils and hydrocracked mineral oils as synthetic lubricant base oils and synthetic hydrocarbon oils such as poly α-olefins to ensure thermal and oxidation stability. Etc. are used. The friction coefficient of a sliding surface is reduced by blending a friction reducing agent as an additive with these base oils (see, for example,
近年、環境問題への取り組みとして、省エネルギー化が極めて重要な課題となっている。油圧機器の省エネルギー化を図るには油圧作動油の低摩擦化が有効であるが、摩擦低減剤を配合した作動油は一方で摩耗が発生しやすいものになる傾向がある。 In recent years, energy conservation has become an extremely important issue as an approach to environmental problems. In order to save energy in the hydraulic equipment, it is effective to reduce the friction of the hydraulic fluid, but the hydraulic fluid containing the friction reducing agent tends to be easily worn.
摩耗防止を目的として、油圧作動油にジチオリン酸亜鉛(ZnDTP)等の亜鉛系摩耗防止剤や、リン酸エステル及びそのアミン塩、チオホスフェート、β−ジチオホスフォリル化プロピオン酸化合物などの非亜鉛系摩耗防止剤を配合する方法は知られている。しかし、摩擦低減剤及び摩耗防止剤の配合による摩擦低減及び摩耗防止の効果は、一方の効果が他方の効果を損なう場合があり、必ずしも種々のシステムで普遍的に双方の効果が得られるものであるとはいえなかった。 Non-zinc such as zinc antiwear agents such as zinc dithiophosphate (ZnDTP), phosphate esters and their amine salts, thiophosphates, β-dithiophosphorylated propionic acid compounds in hydraulic fluids for the purpose of preventing wear Methods for blending system antiwear agents are known. However, the effect of friction reduction and wear prevention due to the combination of the friction reducing agent and the anti-wear agent is that one effect may impair the other effect, and it is not always possible to obtain both effects universally in various systems. I couldn't say.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、摺動部の摩耗を十分抑制しつつポンプの電力消費を低減することができ、油圧機器などの省エネルギー化を可能とする潤滑膜の形成方法、及びポンプの電力消費低減方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to reduce the power consumption of the pump while sufficiently suppressing the wear of the sliding portion, and to form a lubricating film that enables energy saving in hydraulic equipment and the like. It is an object to provide a method and a method for reducing power consumption of a pump.
上記課題を解決するために本発明者らは鋭意検討した結果、特定の元素について特定の濃度範囲となるように特定の化合物を含有させた潤滑油を用い、油圧回路を構成するポンプの摺動部の表面に特定の膜厚の潤滑膜を形成することにより、中高圧までの吐出圧力で運転されるポンプへの入力エネルギーとしての電力消費を低減することができ、なおかつ摩耗も十分抑制できることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies by the present inventors to solve the above problems, sliding of a pump constituting a hydraulic circuit using a lubricating oil containing a specific compound so as to be in a specific concentration range with respect to a specific element. By forming a lubricating film with a specific film thickness on the surface of the part, it is possible to reduce power consumption as input energy to a pump operated at a discharge pressure up to medium to high pressure, and also to suppress wear sufficiently Based on this finding, the present invention has been completed.
本発明は、鋼材からなる摺動部を有し、吐出圧力20MPa以下で運転されるポンプに、鉱油、油脂及び合成油から選ばれる少なくとも1種の基油(A)と、ホスフォリル化カルボン酸からなるリン及び硫黄を含有するリン硫黄含有化合物(B)と、炭素数3〜20の炭化水素基を含有するリン酸エステル類若しくは亜リン酸エステル類である硫黄を含まないリン含有化合物(C)と、を含有し、リン分を潤滑油全量基準で0.01〜0.05質量%含み、(B)成分に由来の硫黄分を潤滑油全量基準で0.001〜0.005質量%含み、リン分に対する上記(B)成分に由来する硫黄分の質量比が0.5以下であり、摩擦調整剤を0.005〜0.1質量%含有する潤滑油を供給することにより、上記摺動部の表面に、ヘキサンで洗浄し、風燥したときの厚さが5〜35nmの潤滑膜を形成することを特徴とする潤滑膜の形成方法を提供する。 The present invention has a sliding part made of steel material, and a pump that is operated at a discharge pressure of 20 MPa or less, from at least one base oil (A) selected from mineral oil, fats and oils, and phosphorylated carboxylic acid. consisting of phosphorus and phosphorus sulfur-containing compounds containing sulfur (B), and phosphorus-containing compounds containing no sulfur phosphate esters or phosphite esters containing hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms (C) And containing 0.01 to 0.05% by mass of phosphorus based on the total amount of lubricating oil, and containing 0.001 to 0.005 % by mass of sulfur derived from component (B) based on the total amount of lubricating oil The mass ratio of the sulfur content derived from the component (B) relative to the phosphorus content is 0.5 or less, and by supplying a lubricating oil containing 0.005 to 0.1 mass% of a friction modifier , on the surface of the sliding portion, washed with hexane Provides a method of forming a lubricating film, characterized in that the thickness of when Kaze燥 to form a lubricating film of 5 to 35 n m.
本発明の潤滑膜の形成方法によれば、摺動部の摩耗を十分抑制しつつポンプの電力消費を低減することが可能な潤滑膜を形成することができる。これにより、吐出圧力20MPa以下で運転されるポンプを備える油圧機器などにおいて、省エネルギー化を有効に実現することができる。 According to the method for forming a lubricating film of the present invention, it is possible to form a lubricating film capable of reducing the power consumption of the pump while sufficiently suppressing the wear of the sliding portion. Thereby, energy saving can be effectively realized in a hydraulic device including a pump operated at a discharge pressure of 20 MPa or less.
本発明の潤滑膜の形成方法において、耐摩耗性の維持という観点から、上記潤滑油に含まれるリン分に対する上記(B)成分に由来する硫黄分の質量比が0.5以下であることが好ましい。 In the lubricating film forming method of the present invention, from the viewpoint of maintaining wear resistance, the mass ratio of the sulfur content derived from the component (B) to the phosphorus content contained in the lubricating oil is 0.5 or less. preferable.
また、低摩擦及び耐摩耗性の双方を高水準で満足させる観点から、上記潤滑油が、分子内に少なくとも一つのカルボキシル基を有する摩擦調整剤を含有することが好ましい。 Further, from the viewpoint of satisfying both low friction and wear resistance at a high level, the lubricating oil preferably contains a friction modifier having at least one carboxyl group in the molecule.
本発明の潤滑膜の形成方法において、上記ポンプがベーンポンプである場合、低摩擦かつ優れた耐摩耗性の効果をより有効に得ることができる。 In the method for forming a lubricating film of the present invention, when the pump is a vane pump, the effect of low friction and excellent wear resistance can be obtained more effectively.
本発明はまた、鋼材からなる摺動部を有し、吐出圧力20MPa以下で運転されるポンプの電力消費を低減する方法であって、摺動部の表面に、上記本発明の潤滑膜の形成方法により潤滑膜を形成することを特徴とするポンプの電力消費低減方法を提供する。 The present invention is also a method for reducing the power consumption of a pump having a sliding portion made of steel and operated at a discharge pressure of 20 MPa or less, wherein the lubricating film of the present invention is formed on the surface of the sliding portion. Provided is a method for reducing power consumption of a pump, wherein a lubricating film is formed by the method.
本発明のポンプの電力消費低減方法は、潤滑油によるその効果を最大限に得るという点から、上記ポンプがベーンポンプであることが好ましい。 In the method for reducing power consumption of the pump of the present invention, the pump is preferably a vane pump from the viewpoint that the effect of the lubricating oil can be maximized.
本発明によれば、摺動部の摩耗を十分抑制しつつポンプの電力消費を低減することができ、油圧機器などの省エネルギー化を可能とする潤滑膜の形成方法、及びポンプの電力消費低減方法を提供することを提供することができる。 According to the present invention, a method of forming a lubricating film that can reduce power consumption of a pump while sufficiently suppressing wear of a sliding portion, and that can save energy in a hydraulic device, and a method of reducing power consumption of a pump Can be provided.
本発明の潤滑膜の形成方法は、鋼材からなる摺動部を有し、吐出圧力20MPa以下で運転されるポンプに、鉱油、油脂及び合成油から選ばれる少なくとも1種の基油(A)と、リン及び硫黄を含有するリン硫黄含有化合物(B)と、硫黄を含まないリン含有化合物(C)と、を含有し、リン分を潤滑油全量基準で0.0001〜0.05質量%含み、(B)成分に由来の硫黄分を潤滑油全量基準で0.0001〜0.01質量%含む潤滑油を供給することにより、上記摺動部の表面に厚さが50nm以下の潤滑膜を形成することを特徴とする。 The method for forming a lubricating film of the present invention includes a sliding part made of steel, and a pump operated at a discharge pressure of 20 MPa or less, and at least one base oil (A) selected from mineral oil, fats and oils, and synthetic oil. A phosphorus-containing compound (B) containing phosphorus and sulfur and a phosphorus-containing compound (C) containing no sulfur, and containing 0.0001 to 0.05% by mass of the phosphorus content based on the total amount of the lubricating oil By supplying a lubricating oil containing 0.0001 to 0.01% by mass of the sulfur content derived from the component (B) based on the total amount of the lubricating oil, a lubricating film having a thickness of 50 nm or less is formed on the surface of the sliding portion. It is characterized by forming.
上記ポンプとしては、例えば、ベーンポンプ、ギヤポンプなどが挙げられる。 Examples of the pump include a vane pump and a gear pump.
ポンプの吐出圧力とは、ポンプの吐出側にかかる圧力を意味する。 The discharge pressure of the pump means the pressure applied to the discharge side of the pump.
鋼材からなる摺動部としては、例えば、カムリング、ローター、ベーン、シャフト、軸受、圧力バネなどが挙げられる。 Examples of the sliding portion made of steel include a cam ring, a rotor, a vane, a shaft, a bearing, and a pressure spring.
次に、本発明で用いられる潤滑油について説明する。 Next, the lubricating oil used in the present invention will be described.
上記鉱油としては、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、白土処理などの1種もしくは2種以上の精製手段を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などの鉱油を挙げることができる。また、油脂としては、例えば、牛脂、豚脂、ひまわり油、大豆油、菜種油、米ぬか油、ヤシ油、パーム油、パーム核油、あるいはこれらの水素添加物等が挙げられる。 As the mineral oil, solvent degreasing, solvent extraction, hydrocracking, solvent dewaxing, catalytic dewaxing, hydrorefining, sulfuric acid and sulfuric acid fractions obtained by atmospheric and vacuum distillation of crude oil Mention may be made of mineral oils such as paraffinic or naphthenic oils obtained by applying a suitable combination of one or more purification means such as washing and clay treatment. Examples of the fats and oils include beef tallow, lard, sunflower oil, soybean oil, rapeseed oil, rice bran oil, coconut oil, palm oil, palm kernel oil, and hydrogenated products thereof.
また、上記合成油としては、例えば、ポリα−オレフィン(エチレン−プロピレン共重合体、ポリブテン、1−オクテンオリゴマー、1−デセンオリゴマー、およびこれらの水素化物等)、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、モノエステル(ブチルステアレート、オクチルラウレート)、ジエステル(ジトリデシルグルタレート、ジ−2−エチルヘキシルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジ−2−エチルヘキシルセパケート等)、ポリエステル(トリメリット酸エステル等)、ポリオールエステル(トリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンペラルゴネート、ペンタエリスリトール−2−エチルヘキサノエート、ペンタエリスリトールペラルゴネート等)、ポリオキシアルキレングリコール、ポリフェニルエーテル、ジアルキルジフェニルエーテル、リン酸エステル(トリクレジルホスフェート等)、含フッ素化合物(パーフルオロポリエーテル、フッ素化ポリオレフィン等)、シリコーン油等が例示できる。 Examples of the synthetic oil include poly α-olefins (ethylene-propylene copolymers, polybutenes, 1-octene oligomers, 1-decene oligomers, and hydrides thereof), alkylbenzenes, alkylnaphthalenes, monoesters ( Butyl stearate, octyl laurate), diester (ditridecyl glutarate, di-2-ethylhexyl adipate, diisodecyl adipate, ditridecyl adipate, di-2-ethylhexyl sepacate, etc.), polyester (trimellitic acid ester, etc.), polyol Esters (trimethylolpropane caprylate, trimethylolpropane pelargonate, pentaerythritol-2-ethylhexanoate, pentaerythritol pelargonate, etc.), polyoxyalkylene Recall, polyphenyl ether, dialkyl diphenyl ether, phosphate ester (tricresyl phosphate, etc.), fluorine-containing compound (perfluoropolyether, fluorinated polyolefin and the like), silicone oils and the like.
本発明で用いられる潤滑油には、基油として、上記した基油を単独で配合してもよいし、2種以上組み合わせて配合してもよい。 In the lubricating oil used in the present invention, the above-mentioned base oils may be blended alone or in combination of two or more as the base oil.
基油に含まれる硫黄分は、0.5質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以下であることがより好ましい。 The sulfur content contained in the base oil is preferably 0.5% by mass or less, and more preferably 0.1% by mass or less.
潤滑油の基油の動粘度は、特に限定されないが、摩擦特性、冷却性(熱除去性)に優れ、かつ攪拌抵抗による摩擦ロスが少ない等の点から、通常、40℃における動粘度は、好ましくは5〜1,000mm2/s、より好ましくは7〜500mm2/s、更に好ましくは10〜200mm2/sである。また、基油の粘度指数は、特に制限されないが、高温における油膜低下の抑制等の点から、好ましくは80〜500、より好ましくは100〜300である。さらにその流動点も任意であるが、冬期におけるポンプ始動性等の点から、通常、その流動点は、好ましくは−5℃以下、より好ましくは−15℃以下である。 Although the kinematic viscosity of the base oil of the lubricating oil is not particularly limited, the kinematic viscosity at 40 ° C. is usually from the viewpoint of excellent friction characteristics, cooling properties (heat removal properties), and low friction loss due to stirring resistance. Preferably it is 5-1,000 mm < 2 > / s, More preferably, it is 7-500 mm < 2 > / s, More preferably, it is 10-200 mm < 2 > / s. The viscosity index of the base oil is not particularly limited, but is preferably 80 to 500, and more preferably 100 to 300, from the viewpoint of suppressing oil film deterioration at high temperatures. Furthermore, although the pour point is also arbitrary, from the viewpoint of pump startability in winter, the pour point is usually preferably −5 ° C. or lower, more preferably −15 ° C. or lower.
リン及び硫黄を含有するリン硫黄含有化合物(B)としては、例えば、硫黄及びリンを含有するカルボン酸化合物が挙げられる。このような化合物としては、同一分子中にカルボキシル基とリン原子と硫黄原子を含んでいればよく、その構造は特に制限されない。しかしながら、耐摩耗性及びスラッジ抑制性、あるいは更に摩擦特性の点から、硫黄含有ホスフォリル化カルボン酸が好ましい。 As phosphorus sulfur containing compound (B) containing phosphorus and sulfur, the carboxylic acid compound containing sulfur and phosphorus is mentioned, for example. Such a compound is not particularly limited as long as it contains a carboxyl group, a phosphorus atom and a sulfur atom in the same molecule. However, sulfur-containing phosphorylated carboxylic acids are preferred from the standpoints of wear resistance and sludge suppression, or even frictional properties.
ホスフォリル化カルボン酸としては、例えば下記一般式(1)で表される化合物が挙げられる。
[式(1)中、R1及びR2は同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子又は炭素数1〜30の炭化水素基を示し、R3は炭素数1〜20のアルキレン基を示し、R4は水素原子又は炭素数1〜30の炭化水素基を示し、X1、X2、X3及びX4は同一でも異なっていてもよく、それぞれ酸素原子又は硫黄原子を示し、少なくとも一つは硫黄原子である。]
Examples of the phosphorylated carboxylic acid include compounds represented by the following general formula (1).
[In Formula (1), R 1 and R 2 may be the same or different, and each represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and R 3 represents an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms. , R 4 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and X 1 , X 2 , X 3 and X 4 may be the same or different and each represents an oxygen atom or a sulfur atom, and at least one One is a sulfur atom. ]
一般式(1)中、R1及びR2はそれぞれ水素原子又は炭素数1〜30の炭化水素基を表す。炭素数1〜30の炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、トリシクロアルキル基、アルキルシクロアルキル基、アルキルビシクロアルキル基、アルキルトリシクロアルキル基、シクロアルキルアルキル基、ビシクロアルキルアルキル基、トリシクロアルキルアルキル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基等が挙げられる。また、R1とR2が結合して下記一般式(2)で表される2価の基を形成してもよい。なお、当該2価の基の2個の結合手はそれぞれX1、X2と結合するものである。 In General Formula (1), R 1 and R 2 each represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. Examples of the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms include an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, a bicycloalkyl group, a tricycloalkyl group, an alkylcycloalkyl group, an alkylbicycloalkyl group, an alkyltricycloalkyl group, and a cycloalkylalkyl. Group, bicycloalkylalkyl group, tricycloalkylalkyl group, aryl group, alkylaryl group, arylalkyl group and the like. R 1 and R 2 may be bonded to form a divalent group represented by the following general formula (2). The two bonds of the divalent group are bonded to X 1 and X 2 , respectively.
[式(2)中、R5及びR6は同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示し、R5及びR6の双方がメチル基であることが好ましい。]
[In the formula (2), R 5 and R 6 may be the same or different, each represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and both R 5 and R 6 are methyl groups. preferable. ]
R1及びR2としては、アルキル基、シクロアルキル基、シクロアルキルアルキル基、トリシクロアルキルアルキル基、アリール基、アルキルアリール基、R1とR2とが結合した上記一般式(2)で表されるような2価の基であることが好ましく、アルキル基であることがより好ましい。 R 1 and R 2 are each represented by the above general formula (2) in which an alkyl group, a cycloalkyl group, a cycloalkylalkyl group, a tricycloalkylalkyl group, an aryl group, an alkylaryl group, and R 1 and R 2 are bonded to each other. Such a divalent group is preferable, and an alkyl group is more preferable.
R1、R2としてのアルキル基は直鎖状又は分枝状のいずれであってもよい。また、当該アルキル基の炭素数は1〜18であることが好ましい。このようなアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、第三ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、3−ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、2−エチルブチル基、1−メチルフェニル基、1,3−ジメチルブチル基、1,1,3,3−テトラメチルブチル基、1−メチルヘキシル基、イソヘプチル基、1−メチルヘプチル基、1,1,3−トリメチルヘキシル基及び1−メチルウンデシル基などが挙げられる。これらの中でも炭素数3〜18のアルキル基が好ましく、炭素数3〜8のアルキル基がより好ましい。 The alkyl group as R 1 and R 2 may be linear or branched. The alkyl group preferably has 1 to 18 carbon atoms. Specific examples of such alkyl groups include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, isopentyl, hexyl, heptyl, 3-heptyl group, octyl group, 2-ethylhexyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, 2-ethylbutyl group, 1- Methylphenyl group, 1,3-dimethylbutyl group, 1,1,3,3-tetramethylbutyl group, 1-methylhexyl group, isoheptyl group, 1-methylheptyl group, 1,1,3-trimethylhexyl group and Examples include 1-methylundecyl group. Among these, a C3-C18 alkyl group is preferable and a C3-C8 alkyl group is more preferable.
R1、R2としてのシクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基又はシクロドデシル基などが挙げられる。これらの中でも、炭素数5又は6のシクロアルキル基(シクロペンチル基及びシクロヘキシル基)が好ましく、とりわけシクロヘキシル基が好ましい。 Examples of the cycloalkyl group as R 1 and R 2 include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, and a cyclododecyl group. Among these, a cycloalkyl group having 5 or 6 carbon atoms (cyclopentyl group and cyclohexyl group) is preferable, and a cyclohexyl group is particularly preferable.
R1、R2としてのシクロアルキルアルキル基としては、シクロアルキルメチル基が好ましく、炭素数6又は7のシクロアルキルメチル基がより好ましく、シクロペンチルメチル基及びシクロヘキシルメチル基が特に好ましい。 The cycloalkylalkyl group as R 1 and R 2 is preferably a cycloalkylmethyl group, more preferably a cycloalkylmethyl group having 6 or 7 carbon atoms, and particularly preferably a cyclopentylmethyl group and a cyclohexylmethyl group.
R1、R2としてのビシクロアルキルアルキル基としては、ビシクロアルキルメチル基が好ましく、炭素原子数9〜11のビシクロアルキルメチル基がより好ましく、デカリニルメチル基が特に好ましい。 As the bicycloalkylalkyl group as R 1 and R 2 , a bicycloalkylmethyl group is preferable, a bicycloalkylmethyl group having 9 to 11 carbon atoms is more preferable, and a decalinylmethyl group is particularly preferable.
R1、R2としてのトリシクロアルキルアルキル基としては、トリシクロアルキルメチル基が好ましく、炭素原子数9〜15のトリシクロアルキルメチル基がより好ましく、下記式(3)又は(4)で表される基が特に好ましい。 The tricycloalkylalkyl group as R 1 and R 2 is preferably a tricycloalkylmethyl group, more preferably a tricycloalkylmethyl group having 9 to 15 carbon atoms, represented by the following formula (3) or (4). Particularly preferred are the groups
R1、R2としてのアリール基及びアルキルアリール基としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、エチルフェニル基、ビニルフェニル基、メチルフェニル基、ジメチルフェニル基、トリメチルフェニル基、エチルフェニル基、イソプロピルフェニル基、第三ブチルフェニル基、ジ−第三ブチルフェニル基、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル基等が挙げられる。これらの中でも、炭素数6〜15のアリール基及びアルキルアリール基が好ましい。 As the aryl group and alkylaryl group as R 1 and R 2 , phenyl group, tolyl group, xylyl group, ethylphenyl group, vinylphenyl group, methylphenyl group, dimethylphenyl group, trimethylphenyl group, ethylphenyl group, isopropyl Examples thereof include a phenyl group, a tert-butylphenyl group, a di-tert-butylphenyl group, and a 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl group. Among these, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms and an alkylaryl group are preferable.
R3は炭素数1〜20のアルキレン基を示す。かかるアルキレン基の炭素数は、好ましくは1〜10、より好ましくは2〜6、さらに好ましくは3〜4である。また、このようなアルキレン基としては、下記一般式(5)で表されるものが好ましい。
R 3 represents an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms. The number of carbon atoms of the alkylene group is preferably 1 to 10, more preferably 2 to 6, and further preferably 3 to 4. Moreover, as such an alkylene group, what is represented by following General formula (5) is preferable.
一般式(5)中、R7、R8、R9及びR10は同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子又は炭素数1〜4の炭化水素基を示し、R7、R8、R9及びR10の炭素数の合計は6以下である。また、好ましくは、R7、R8、R9及びR10は同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子又は炭素数1〜3の炭化水素基を示し、R7、R8、R9及びR10の炭素数の合計は5以下である。さらに好ましくは、R7、R8、R9及びR10は同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子又は炭素数1又は2の炭化水素基を示し、R7、R8、R9及びR10の炭素数の合計は4以下である。特に好ましくは、R7、R8、R9及びR10は同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子又は炭素数1〜2の炭化水素基を示し、R7、R8、R9及びR10の炭素数の合計は3以下である。最も好ましくは、R9又はR10のいずれかがメチル基であり残りの3基が水素原子である。 In the general formula (5), R 7 , R 8 , R 9 and R 10 may be the same or different and each represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and R 7 , R 8 , R The total number of carbon atoms of 9 and R 10 is 6 or less. Preferably, R 7 , R 8 , R 9 and R 10 may be the same or different and each represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, and R 7 , R 8 , R 9 and The total number of carbon atoms of R 10 is 5 or less. More preferably, R 7 , R 8 , R 9 and R 10 may be the same or different and each represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 or 2 carbon atoms, and R 7 , R 8 , R 9 and R 10 The total of 10 carbon atoms is 4 or less. Particularly preferably, R 7 , R 8 , R 9 and R 10 may be the same or different and each represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 2 carbon atoms, and R 7 , R 8 , R 9 and R 10 The total of 10 carbon atoms is 3 or less. Most preferably, either R 9 or R 10 is a methyl group and the remaining three groups are hydrogen atoms.
また、一般式(1)中のR4は、水素原子又は炭素数1〜30の炭化水素基を示す。かかる炭化水素基としては、R1及びR2の説明において例示された炭化水素基が挙げられる。耐摩耗性の点からは、R4が水素原子であることが好ましい。 In general formula (1) R 4 in the show a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. Examples of the hydrocarbon group include the hydrocarbon groups exemplified in the description of R 1 and R 2 . From the viewpoint of wear resistance, R 4 is preferably a hydrogen atom.
また、一般式(1)中のX1、X2、X3及びX4は同一でも異なっていてもよく、それぞれ酸素原子又は硫黄原子を示し、少なくとも1つが硫黄原子である。耐摩耗性の点からは、X1、X2、X3又はX4のうち2つ以上が硫黄原子であることがより好ましく、2つが硫黄原子であり且つ残りの2つが酸素原子であることがさらに好ましい。この場合、X1、X2、X3又はX4のうちいずれが硫黄原子であるかは任意であるが、X1及びX2が酸素原子であり且つX3及びX4が硫黄原子であることが好ましい。 X 1 , X 2 , X 3 and X 4 in the general formula (1) may be the same or different and each represents an oxygen atom or a sulfur atom, and at least one is a sulfur atom. From the viewpoint of wear resistance, it is more preferable that two or more of X 1 , X 2 , X 3 or X 4 are sulfur atoms, two are sulfur atoms and the remaining two are oxygen atoms. Is more preferable. In this case, it is arbitrary which of X 1 , X 2 , X 3 or X 4 is a sulfur atom, but X 1 and X 2 are oxygen atoms, and X 3 and X 4 are sulfur atoms. It is preferable.
以上、一般式(1)中の各基について説明したが、より耐摩耗性及び摩擦特性に優れることから、下記一般式(6)で表されるβ−ジチオホスフォリル化プロピオン酸が好ましく使用される。さらに、本発明に係る潤滑油が摩擦調整剤(特に、脂肪族カルボン酸)を含有する場合は、β−ジチオホスフォリル化プロピオン酸と吸着効果を有する摩擦調整剤による競争吸着効果により、耐摩耗性により優れた潤滑膜を形成することができる。 As mentioned above, although each group in General formula (1) was demonstrated, since it is more excellent in abrasion resistance and a friction characteristic, (beta) -dithio phosphorylated propionic acid represented by following General formula (6) is used preferably. Is done. Furthermore, when the lubricating oil according to the present invention contains a friction modifier (especially an aliphatic carboxylic acid), the competitive adsorption effect by the friction modifier having β-dithiophosphorylated propionic acid and the adsorption effect, An excellent lubricating film can be formed due to wear.
[式(6)中、R1、R2はそれぞれ式(1)中のR1、R2と同一の定義内容を示し、R7、R8、R9、R10はそれぞれ(5)中のR7、R8、R9、R10と同一の定義内容を示す。]
Wherein (6),
また、上記の硫黄及びリンを含有するカルボン酸化合物以外の(B)成分としては、ジチオリン酸亜鉛化合物、ホスフォロチオネートなどのリン原子と硫黄原子とを含有する摩耗防止剤(以下、「含硫黄リン系摩耗防止剤」という)が挙げられる。 Further, as the component (B) other than the above-mentioned carboxylic acid compound containing sulfur and phosphorus, an antiwear agent containing a phosphorus atom and a sulfur atom such as zinc dithiophosphate compound and phosphorothionate (hereinafter referred to as “containing”). Sulfur phosphorus-based antiwear agent ”).
ジチオリン酸亜鉛化合物としては下記一般式(7)で表す化合物が挙げられる。
[式中、R11、R12、R13及びR14は同一でも異なっていてもよく、それぞれ炭素数1以上の炭化水素基を表し、X1及びX2は、それぞれ酸素原子又は硫黄原子を表す。]
Examples of the zinc dithiophosphate compound include compounds represented by the following general formula (7).
[Wherein R 11 , R 12 , R 13 and R 14 may be the same or different and each represents a hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms, and X 1 and X 2 each represents an oxygen atom or a sulfur atom. Represent. ]
R16〜R31で表される炭化水素基としては、例えば、炭素数1〜24のアルキル基、炭素数5〜7のシクロアルキル基、炭素数6〜11のアルキルシクロアルキル基、炭素数2〜24のアルケニル基、炭素数6〜18のアリール基、炭素数7〜24のアルキルアリール基及び炭素数7〜12のアリールアルキル基を挙げることができる。 Examples of the hydrocarbon group represented by R 16 to R 31 include an alkyl group having 1 to 24 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 7 carbon atoms, an alkylcycloalkyl group having 6 to 11 carbon atoms, and 2 carbon atoms. -24 alkenyl group, C6-C18 aryl group, C7-C24 alkylaryl group, and C7-C12 arylalkyl group can be mentioned.
ホスフォロチオネートとしては、具体的には、トリブチルホスフォロチオネート、トリペンチルホスフォロチオネート、トリヘキシルホスフォロチオネート、トリヘプチルホスフォロチオネート、トリオクチルホスフォロチオネート、トリノニルホスフォロチオネート、トリデシルホスフォロチオネート、トリウンデシルホスフォロチオネート、トリドデシルホスフォロチオネート、トリトリデシルホスフォロチオネート、トリテトラデシルホスフォロチオネート、トリペンタデシルホスフォロチオネート、トリヘキサデシルホスフォロチオネート、トリヘプタデシルホスフォロチオネート、トリオクタデシルホスフォロチオネート、トリオレイルホスフォロチオネート、トリフェニルホスフォロチオネート、トリクレジルホスフォロチオネート、トリキシレニルホスフォロチオネート、クレジルジフェニルホスフォロチオネート、キシレニルジフェニルホスフォロチオネート、トリス(n−プロピルフェニル)ホスフォロチオネート、トリス(イソプロピルフェニル)ホスフォロチオネート、トリス(n−ブチルフェニル)ホスフォロチオネート、トリス(イソブチルフェニル)ホスフォロチオネート、トリス(s−ブチルフェニル)ホスフォロチオネート、トリス(t−ブチルフェニル)ホスフォロチオネート等、が挙げられる。また、これらの混合物も使用できる。 Specific examples of the phosphorothioate include tributyl phosphorothioate, tripentyl phosphorothioate, trihexyl phosphorothionate, triheptyl phosphorothionate, trioctyl phosphorothionate, trinonyl phosphorothioate. Thionate, tridecyl phosphorothioate, triundecyl phosphorothionate, tridodecyl phosphorothionate, tritridecyl phosphorothionate, tritetradecyl phosphorothionate, tripentadecyl phosphorothionate, trihexa Decyl phosphorothioate, triheptadecyl phosphorothionate, trioctadecyl phosphorothioate, trioleyl phosphorothionate, triphenyl phosphorothionate, tricresyl phosphorothione , Trixylenyl phosphorothioate, cresyl diphenyl phosphorothioate, xylenyl diphenyl phosphorothioate, tris (n-propylphenyl) phosphorothioate, tris (isopropylphenyl) phosphorothionate, tris (N-butylphenyl) phosphorothionate, tris (isobutylphenyl) phosphorothionate, tris (s-butylphenyl) phosphorothionate, tris (t-butylphenyl) phosphorothionate, and the like. Mixtures of these can also be used.
なお、上記した含硫黄リン系摩耗防止剤を後述するリン系摩耗防止剤の代わりに用いた場合には、スラッジ抑制性の低下、摩擦係数の上昇及び鋼材以外の材料との適合性不良による潤滑不良が起こりやすくなる。 When the above sulfur-containing phosphorus antiwear agent is used in place of the phosphorus antiwear agent described later, lubrication is caused by a decrease in sludge suppression, an increase in friction coefficient, and a poor compatibility with materials other than steel. Defects are likely to occur.
また、硫黄及びリンを含有するカルボン酸化合物と後述するリン系摩耗防止剤の共存下で含硫黄リン系摩耗防止剤を使用する場合も、スラッジ抑制性が悪化するおそれがあるため、含硫黄リン系摩耗防止剤の含有量は、潤滑油全量基準で、5質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることがより好ましく、0.1質量%以下であることがさらにより好ましく、含硫黄リン系摩耗防止剤を含有しないことが最も好ましい。 In addition, when a sulfur-containing phosphorus-based antiwear agent is used in the presence of a carboxylic acid compound containing sulfur and phosphorus and a phosphorus-based antiwear agent described later, the sludge suppression may be deteriorated. The content of the system wear inhibitor is preferably 5% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, even more preferably 0.1% by mass or less, based on the total amount of the lubricating oil. Most preferably, no sulfur-containing phosphorus-based antiwear agent is contained.
本発明に係る潤滑油における(B)成分の配合量は、(B)成分に由来の硫黄分が潤滑油全量基準で0.0001〜0.01質量%となるように設定され、好ましくは0.0005〜0.01質量%となるように、より好ましくは0.001〜0.005質量%となるように設定される。これらの濃度は、潤滑油における(B)成分が有する硫黄の元素濃度を意味し、(B)成分である化合物が有する硫黄原子の数、係る化合物の分子量、係る化合物の潤滑油における濃度から算出することができる。(B)成分の配合量が上記下限値未満では耐摩耗性が不十分となる傾向にある。一方、前記上限値を超えると、ポンプの電力消費低減効果が十分に得られず、省エネルギー化が困難となる傾向にある。これは、(B)成分に由来の硫黄分が多いと形成される潤滑膜においてFeSなどの金属硫化物が形成されやすくなり、低摩擦化が不十分となるためと考えられる。 The blending amount of the component (B) in the lubricating oil according to the present invention is set so that the sulfur content derived from the component (B) is 0.0001 to 0.01% by mass based on the total amount of the lubricating oil, preferably 0. .0005 to 0.01% by mass, more preferably 0.001 to 0.005% by mass. These concentrations mean the elemental concentration of sulfur in the component (B) in the lubricating oil, and are calculated from the number of sulfur atoms in the compound that is the component (B), the molecular weight of the compound, and the concentration of the compound in the lubricating oil. can do. When the blending amount of the component (B) is less than the above lower limit value, the wear resistance tends to be insufficient. On the other hand, if it exceeds the upper limit value, the effect of reducing the power consumption of the pump cannot be obtained sufficiently, and energy saving tends to be difficult. This is presumably because when the sulfur content derived from the component (B) is large, a metal sulfide such as FeS is likely to be formed in the formed lubricating film, and the friction reduction is insufficient.
一般式(1)で表されるホスフォリル化カルボン酸のうち、R4が水素原子である化合物(一般式(6)で表されるβ−ジチオホスフォリル化プロピオン酸を含む)を配合する場合、その含有量については、好ましくは潤滑油全量基準で0.0005〜0.05質量%、より好ましくは0.0025〜0.05質量%、更に好ましくは0.0025〜0.025質量%である。当該含有量が0.0005質量%未満の場合は耐摩耗性が不十分となる傾向にあり、一方、0.05質量%を超えるとポンプの電力消費低減効果が十分に得られず、省エネルギー化が困難となる傾向にある。 Of the phosphorylated carboxylic acid represented by the general formula (1), a compound in which R 4 is a hydrogen atom (including β-dithiophosphorylated propionic acid represented by the general formula (6)) is blended The content thereof is preferably 0.0005 to 0.05 mass%, more preferably 0.0025 to 0.05 mass%, still more preferably 0.0025 to 0.025 mass%, based on the total amount of the lubricating oil. is there. When the content is less than 0.0005% by mass, the wear resistance tends to be insufficient. On the other hand, when the content exceeds 0.05% by mass, the effect of reducing the power consumption of the pump cannot be sufficiently obtained, thereby saving energy. Tend to be difficult.
硫黄を含まないリン含有化合物(C)としては、リン系摩耗防止剤が挙げられ、具体的には、リン酸モノエステル、リン酸ジエステル、リン酸トリエステル等のリン酸エステル類;亜リン酸モノエステル、亜リン酸ジエステル、亜リン酸トリエステル等の亜リン酸エステル類;これらリン酸エステル類や亜リン酸エステル類の塩;及びこれらの混合物等が挙げられる。上述したリン酸エステル類や亜リン酸エステル類は、通常、炭素数2〜30、好ましくは3〜20の炭化水素基を含有する化合物である。 Examples of the phosphorus-containing compound (C) that does not contain sulfur include phosphorus-based antiwear agents. Specifically, phosphoric acid esters such as phosphoric acid monoesters, phosphoric acid diesters, and phosphoric acid triesters; phosphorous acid Examples thereof include phosphites such as monoesters, phosphite diesters and phosphite triesters; salts of these phosphate esters and phosphites; and mixtures thereof. The above-described phosphate esters and phosphites are compounds containing a hydrocarbon group usually having 2 to 30 carbon atoms, preferably 3 to 20 carbon atoms.
この炭素数2〜30の炭化水素基としては、具体的には例えば、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基等のアルキル基(これらアルキル基は直鎖状でも分枝状でも良い);ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基等のアルケニル基(これらアルケニル基は直鎖状でも分枝状でも良く、また二重結合の位置も任意である);シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等の炭素数5〜7のシクロアルキル基;メチルシクロペンチル基、ジメチルシクロペンチル基、メチルエチルシクロペンチル基、ジエチルシクロペンチル基、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基、メチルエチルシクロヘキシル基、ジエチルシクロヘキシル基、メチルシクロヘプチル基、ジメチルシクロヘプチル基、メチルエチルシクロヘプチル基、ジエチルシクロヘプチル基等の炭素数6〜11のアルキルシクロアルキル基(アルキル基のシクロアルキル基への置換位置も任意である);フェニル基、ナフチル基等のアリール基:トリル基、キシリル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基、ペンチルフェニル基、ヘキシルフェニル基、ヘプチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、デシルフェニル基、ウンデシルフェニル基、ドデシルフェニル基等の炭素数7〜18の各アルキルアリール基(アルキル基は直鎖状でも分枝状でも良く、またアリール基への置換位置も任意である);ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基、フェニルペンチル基、フェニルヘキシル基等の炭素数7〜12の各アリールアルキル基(これらアルキル基は直鎖状でも分枝状でも良い);等が挙げられる。 Specific examples of the hydrocarbon group having 2 to 30 carbon atoms include ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, and dodecyl. Group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, etc. (these alkyl groups may be linear or branched); butenyl group, pentenyl group, hexenyl group, heptenyl group Alkenyl groups such as octenyl group, nonenyl group, decenyl group, undecenyl group, dodecenyl group, tridecenyl group, tetradecenyl group, pentadecenyl group, hexadecenyl group, heptadecenyl group, octadecenyl group (these alkenyl groups may be linear or branched) Good, and the position of the double bond is arbitrary); C5-C7 cycloalkyl group such as pentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group; methylcyclopentyl group, dimethylcyclopentyl group, methylethylcyclopentyl group, diethylcyclopentyl group, methylcyclohexyl group, dimethylcyclohexyl group, methylethylcyclohexyl group Alkylcycloalkyl groups having 6 to 11 carbon atoms such as diethylcyclohexyl group, methylcycloheptyl group, dimethylcycloheptyl group, methylethylcycloheptyl group, and diethylcycloheptyl group (the substitution position of the alkyl group to the cycloalkyl group is also arbitrary) Aryl groups such as phenyl group and naphthyl group: tolyl group, xylyl group, ethylphenyl group, propylphenyl group, butylphenyl group, pentylphenyl group, hexylphenyl group, heptyl Each alkylaryl group having 7 to 18 carbon atoms such as an phenyl group, an octylphenyl group, a nonylphenyl group, a decylphenyl group, an undecylphenyl group, a dodecylphenyl group (the alkyl group may be linear or branched, The substitution position on the aryl group is also arbitrary); each arylalkyl group having 7 to 12 carbon atoms such as benzyl group, phenylethyl group, phenylpropyl group, phenylbutyl group, phenylpentyl group, phenylhexyl group (these alkyl groups) May be linear or branched).
リン系摩耗防止剤として好ましい化合物としては、具体的には例えば、モノプロピルホスフェート、モノブチルホスフェート、モノペンチルホスフェート、モノヘキシルホスフェート、モノペプチルホスフェート、モノオクチルホスフェート等のリン酸モノアルキルエステル(アルキル基は直鎖状でも分枝状でも良い);モノフェニルホスフェート、モノクレジルホスフェート等のリン酸モノ(アルキル)アリールエステル;ジプロピルホスフェート、ジブチルホスフェート、ジペンチルホスフェート、ジヘキシルホスフェート、ジペプチルホスフェート、ジオクチルホスフェート等のリン酸ジアルキルエステル(アルキル基は直鎖状でも分枝状でも良い);ジフェニルホスフェート、ジクレジルホスフェート等のリン酸ジ(アルキル)アリールエステル;トリプロピルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリペンチルホスフェート、トリヘキシルホスフェート、トリペプチルホスフェート、トリオクチルホスフェート等のリン酸トリアルキルエステル(アルキル基は直鎖状でも分枝状でも良い);トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート等のリン酸トリ(アルキル)アリールエステル;モノプロピルホスファイト、モノブチルホスファイト、モノペンチルホスファイト、モノヘキシルホスファイト、モノペプチルホスファイト、モノオクチルホスファイト等の亜リン酸モノアルキルエステル(アルキル基は直鎖状でも分枝状でも良い);モノフェニルホスファイト、モノクレジルホスファイト等の亜リン酸モノ(アルキル)アリールエステル;ジプロピルホスファイト、ジブチルホスファイト、ジペンチルホスファイト、ジヘキシルホスファイト、ジペプチルホスファイト、ジオクチルホスファイト等の亜リン酸ジアルキルエステル(アルキル基は直鎖状でも分枝状でも良い);ジフェニルホスファイト、ジクレジルホスファイト等の亜リン酸ジ(アルキル)アリールエステル;トリプロピルホスファイト、トリブチルホスファイト、トリペンチルホスファイト、トリヘキシルホスファイト、トリペプチルホスファイト、トリオクチルホスファイト等の亜リン酸トリアルキルエステル(アルキル基は直鎖状でも分枝状でも良い);トリフェニルホスファイト、トリクレジルホスファイト等の亜リン酸トリ(アルキル)アリールエステル;及びこれらの混合物等が挙げられる。 Specific examples of preferable compounds as phosphorus-based antiwear agents include monoalkyl phosphates (alkyl) such as monopropyl phosphate, monobutyl phosphate, monopentyl phosphate, monohexyl phosphate, monopeptyl phosphate, monooctyl phosphate, and the like. The group may be linear or branched); mono (alkyl) aryl phosphates such as monophenyl phosphate, monocresyl phosphate; dipropyl phosphate, dibutyl phosphate, dipentyl phosphate, dihexyl phosphate, dipeptyl phosphate, Dialkyl phosphates such as dioctyl phosphate (the alkyl group may be linear or branched); di (alkyl) phosphates such as diphenyl phosphate and dicresyl phosphate Phosphoric acid trialkyl esters such as tripropyl phosphate, tributyl phosphate, tripentyl phosphate, trihexyl phosphate, tripeptyl phosphate, trioctyl phosphate (the alkyl group may be linear or branched); triphenyl phosphate Tri (alkyl) aryl esters of phosphate such as tricresyl phosphate; phosphorous such as monopropyl phosphite, monobutyl phosphite, monopentyl phosphite, monohexyl phosphite, monopeptyl phosphite, monooctyl phosphite Acid monoalkyl ester (the alkyl group may be linear or branched); mono (alkyl) aryl phosphite such as monophenyl phosphite, monocresyl phosphite; Dialkyl phosphites such as phyto, dibutyl phosphite, dipentyl phosphite, dihexyl phosphite, dipeptyl phosphite, dioctyl phosphite (the alkyl group may be linear or branched); diphenyl phosphite, dicrete Phosphorous acid di (alkyl) aryl esters such as phosphite; tripropyl phosphite, tributyl phosphite, tripentyl phosphite, trihexyl phosphite, tripeptyl phosphite, trioctyl phosphite Alkyl esters (the alkyl group may be linear or branched); tri (alkyl) aryl phosphites such as triphenyl phosphite and tricresyl phosphite; and mixtures thereof.
また、上述したリン酸エステル類や亜リン酸エステル類の塩としては、具体的には、リン酸モノエステル、リン酸ジエステル、亜リン酸モノエステル、亜リン酸ジエステルエステル等に、アンモニアや炭素数1〜8の炭化水素基または水酸基含有炭化水素基のみを分子中に含有するアミン化合物等の含窒素化合物を作用させて、残存する酸性水素の一部または全部を中和した塩等が挙げられる。 Specific examples of the salts of the phosphoric acid esters and phosphite esters described above include phosphoric acid monoesters, phosphoric acid diesters, phosphorous acid monoesters, phosphorous acid diester esters, ammonia, carbon Examples include salts obtained by allowing a nitrogen-containing compound such as an amine compound containing only a hydrocarbon group of 1 to 8 or a hydroxyl group-containing hydrocarbon group in the molecule to act to neutralize part or all of the remaining acidic hydrogen. It is done.
この含窒素化合物としては、具体的には例えば、アンモニア;モノメチルアミン、モノエチルアミン、モノプロピルアミン、モノブチルアミン、モノペンチルアミン、モノヘキシルアミン、モノヘプチルアミン、モノオクチルアミン、ジメチルアミン、メチルエチルアミン、ジエチルアミン、メチルプロピルアミン、エチルプロピルアミン、ジプロピルアミン、メチルブチルアミン、エチルブチルアミン、プロピルブチルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン等のアルキルアミン(アルキル基は直鎖状でも分枝状でも良い);モノメタノールアミン、モノエタノールアミン、モノプロパノールアミン、モノブタノールアミン、モノペンタノールアミン、モノヘキサノールアミン、モノヘプタノールアミン、モノオクタノールアミン、モノノナノールアミン、ジメタノールアミン、メタノールエタノールアミン、ジエタノールアミン、メタノールプロパノールアミン、エタノールプロパノールアミン、ジプロパノールアミン、メタノールブタノールアミン、エタノールブタノールアミン、プロパノールブタノールアミン、ジブタノールアミン、ジペンタノールアミン、ジヘキサノールアミン、ジヘプタノールアミン、ジオクタノールアミン等のアルカノールアミン(アルカノール基は直鎖状でも分枝状でも良い);及びこれらの混合物等が挙げられる。 Specific examples of the nitrogen-containing compound include ammonia; monomethylamine, monoethylamine, monopropylamine, monobutylamine, monopentylamine, monohexylamine, monoheptylamine, monooctylamine, dimethylamine, methylethylamine, Alkylamines such as diethylamine, methylpropylamine, ethylpropylamine, dipropylamine, methylbutylamine, ethylbutylamine, propylbutylamine, dibutylamine, dipentylamine, dihexylamine, diheptylamine, dioctylamine, etc. May be branched); monomethanolamine, monoethanolamine, monopropanolamine, monobutanolamine, monopentanolamine, monohexanolamine , Monoheptanolamine, monooctanolamine, monononanolamine, dimethanolamine, methanolethanolamine, diethanolamine, methanolpropanolamine, ethanolpropanolamine, dipropanolamine, methanolbutanolamine, ethanolbutanolamine, propanolbutanolamine, dibutanol And alkanolamines such as amines, dipentanolamines, dihexanolamines, diheptanolamines, dioctanolamines (the alkanol groups may be linear or branched); and mixtures thereof.
また、リン系摩耗防止剤としては、上述した化合物のうちの1種を単独で用いても良く、さらには、上記の中から選ばれる2種以上の化合物の任意混合割合での混合物等を用いても良い。 In addition, as the phosphorus-based antiwear agent, one of the above-described compounds may be used alone, and furthermore, a mixture of two or more compounds selected from the above in an arbitrary mixing ratio is used. May be.
リン系摩耗防止剤のうち、リン酸エステル及び亜リン酸エステルの中では、熱安定に優れることから、リン酸エステルが好ましく、リン酸トリエステルがより好ましい。また、リン酸エステルの炭化水素基としては、フェニル基又はアルキルフェニル基が好ましく、フェニル基又は炭素数1〜10のアルキル基を有するアルキルフェニル基がより好ましく、フェニル基又は炭素数1〜5のアルキル基を有するアルキルフェニル基が更に好ましく、フェニル基又は炭素数1〜3のアルキル基を有するアルキルフェニル基が特に好ましい。 Among phosphorous antiwear agents, among phosphoric acid esters and phosphorous acid esters, phosphoric acid esters are preferable and phosphoric acid triesters are more preferable because of excellent thermal stability. The hydrocarbon group of the phosphate ester is preferably a phenyl group or an alkylphenyl group, more preferably a phenyl group or an alkylphenyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a phenyl group or 1 to 5 carbon atoms. An alkylphenyl group having an alkyl group is more preferable, and a phenyl group or an alkylphenyl group having an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is particularly preferable.
本発明に係る潤滑油は、リン分を潤滑油全量基準で0.0001〜0.05質量%含有するものであり、耐摩耗を阻害することなく、低摩擦特性を得るという点から、0.001〜0.05質量%含有するものであることが好ましく、0.01〜0.05質量%含有するものであることが更により好ましい。したがって、上述したリン系摩耗防止剤の含有量は、上記(B)成分や必要に応じて配合される他の含リン化合物の配合量に応じて、適宜設定される。リン系摩耗防止剤の含有量は、潤滑油全量基準で、好ましくは0.02〜1.0質量%、より好ましくは0.05〜0.5質量%である。当該含有量が1.0質量%を超えても、含有量に見合うだけの耐摩耗性の更なる向上効果は得られず、また酸化安定性が低下する傾向にある。一方、当該含有量が0.02質量%に満たない場合は、その添加による耐摩耗性が不十分となる傾向にある。なお、上記のリン分濃度は、潤滑油におけるリンの元素濃度を意味し、リンを含有する各化合物が有するリン原子の数、係る化合物の分子量、係る化合物の潤滑油における濃度から算出することができる。 The lubricating oil according to the present invention contains 0.0001 to 0.05% by mass of the phosphorus content based on the total amount of the lubricating oil. It is preferable to contain 001-0.05 mass%, and it is still more preferable to contain 0.01-0.05 mass%. Accordingly, the content of the phosphorus-based antiwear agent described above is appropriately set according to the amount of the component (B) and the amount of other phosphorus-containing compound added as necessary. The content of the phosphorus-based antiwear agent is preferably 0.02 to 1.0 mass%, more preferably 0.05 to 0.5 mass%, based on the total amount of the lubricating oil. Even if the content exceeds 1.0% by mass, the effect of further improving the wear resistance just commensurate with the content cannot be obtained, and the oxidation stability tends to decrease. On the other hand, when the content is less than 0.02% by mass, the wear resistance due to the addition tends to be insufficient. The phosphorus content concentration means the elemental concentration of phosphorus in the lubricating oil, and can be calculated from the number of phosphorus atoms that each compound containing phosphorus has, the molecular weight of the compound, and the concentration of the compound in the lubricating oil. it can.
本発明に係る潤滑油においては、優れた省エネルギー特性と耐摩耗性を両立する点から、上記潤滑油に含まれる全リン分に対する上記(B)成分に由来する硫黄分の質量比が0.5以下となるように各添加剤を配合することが好ましく、0.2以下となるように配合することがより好ましく、0.1以下となるように配合することが更により好ましい。 In the lubricating oil according to the present invention, the mass ratio of the sulfur content derived from the component (B) to the total phosphorus content contained in the lubricating oil is 0.5 in terms of achieving both excellent energy saving characteristics and wear resistance. It is preferable to mix each additive so that it may become below, It is more preferable to mix | blend so that it may be 0.2 or less, It is still more preferable to mix | blend so that it may be 0.1 or less.
本発明に係る潤滑油は、摩擦調整剤を含有することが好ましく、分子内に少なくとも一つのカルボキシル基を有する脂肪族カルボン酸を摩擦調整剤として含有することがより好ましい。このような摩擦調整剤としては、炭素数1〜40のエステル類、アミン類、アミド類、アルコール類、エーテル類、カルボン酸類、ケトン類、アルデヒド類及びカーボネート類からなる群より選択される1種又は2種以上の摩擦調整剤が好ましい。中でも、炭素数3〜30、より好ましくは炭素数3〜20の脂肪酸エステル類、脂肪族アミン類、脂肪酸アミド類、脂肪族アルコール類及び脂肪族カルボン酸類からなる群より選択される1種又は2種以上の摩擦調整剤であり、炭素数3〜20の脂肪族カルボン酸類であることがさらに好ましい。 The lubricating oil according to the present invention preferably contains a friction modifier, and more preferably contains an aliphatic carboxylic acid having at least one carboxyl group in the molecule as a friction modifier. As such a friction modifier, one kind selected from the group consisting of esters having 1 to 40 carbon atoms, amines, amides, alcohols, ethers, carboxylic acids, ketones, aldehydes and carbonates. Or 2 or more types of friction modifiers are preferable. Among them, one or two selected from the group consisting of fatty acid esters having 3 to 30 carbon atoms, more preferably 3 to 20 carbon atoms, aliphatic amines, fatty acid amides, aliphatic alcohols and aliphatic carboxylic acids. More preferably, it is a friction modifier of at least one species, and is an aliphatic carboxylic acid having 3 to 20 carbon atoms.
上記脂肪酸エステル類としては、例えば、炭素数6〜30の脂肪酸と脂肪族1価アルコール又は脂肪族多価アルコールとからなるエステル等が例示できる。具体的な好適例としては、グリセリンモノオレート、グリセリンジオレート、グリセリントリオレート、ソルビタンモノオレート又はソルビタンジオレート等が挙げられる。 Examples of the fatty acid esters include esters composed of fatty acids having 6 to 30 carbon atoms and aliphatic monohydric alcohols or aliphatic polyhydric alcohols. Specific preferred examples include glycerol monooleate, glycerol diolate, glycerol trioleate, sorbitan monooleate or sorbitan diolate.
上記脂肪族アミン類としては、例えば、脂肪族モノアミン又はそのアルキレンオキシド付加物、脂肪族ポリアミン、イミダゾリン化合物等、又はこれらの誘導体等が例示できる。具体的には、ラウリルアミン、ラウリルジエチルアミン、ラウリルジエタノールアミン、ドデシルジプロパノールアミン、パルミチルアミン、ステアリルアミン、ステアリルテトラエチレンペンタミン、オレイルアミン、オレイルプロピレンジアミン、オレイルジエタノールアミン、又はN−ヒドロキシエチルオレイルイミダゾリン等の脂肪族アミン化合物や、これら脂肪族アミン化合物のN,N−ジポリオキシアルキレン−N−アルキル又はアルケニル(炭素数6〜28)等のアミンアルキレンオキシド付加物、これら脂肪族アミン化合物に炭素数2〜30のモノカルボン酸(脂肪酸等)や、シュウ酸、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の炭素数2〜30のポリカルボン酸を作用させて、残存するアミノ基及び/又はイミノ基の一部又は全部を中和したりアミド化した、いわゆる酸変性化合物等が挙げられる。好適例としては、N,N−ジポリオキシエチレン−N−オレイルアミン等が挙げられる。 Examples of the aliphatic amines include aliphatic monoamines or alkylene oxide adducts thereof, aliphatic polyamines, imidazoline compounds, and derivatives thereof. Specifically, laurylamine, lauryldiethylamine, lauryldiethanolamine, dodecyldipropanolamine, palmitylamine, stearylamine, stearyltetraethylenepentamine, oleylamine, oleylpropylenediamine, oleyldiethanolamine, or N-hydroxyethyloleylimidazoline, etc. Aliphatic amine compounds, amine alkylene oxide adducts of these aliphatic amine compounds such as N, N-dipolyoxyalkylene-N-alkyl or alkenyl (6 to 28 carbon atoms), these aliphatic amine compounds having 2 carbon atoms -30 monocarboxylic acid (fatty acid, etc.), C2-C30 polycarboxylic acid such as oxalic acid, phthalic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid and the like, and the remaining amino group and / or imino group Part of Or the so-called acid-modified compound etc. which neutralized all or amidated are mentioned. Preferable examples include N, N-dipolyoxyethylene-N-oleylamine.
上記脂肪酸アミド類としては、例えば、炭素数6〜30の脂肪酸とアンモニア又は脂肪族アミンとのアミド化合物が挙げられる。具体的には、オレイン酸アミド、ステアリン酸アミド等が挙げられる。 Examples of the fatty acid amides include amide compounds of fatty acids having 6 to 30 carbon atoms and ammonia or aliphatic amines. Specific examples include oleic acid amide and stearic acid amide.
上記脂肪族アルコール類としては、例えば、炭素数3〜30の1価又は多価脂肪族アルコール類が挙げられる。具体的には、オレイルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコールや、1,3−プロパンジオール、1,10−デカンジオール等のアルカンジオール、グリセリン、ソルビタンや、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン等のトリメチロールアルカン、エリスリトール、ペンタエリスリトール等が挙げられる。 Examples of the aliphatic alcohols include monovalent or polyvalent aliphatic alcohols having 3 to 30 carbon atoms. Specifically, oleyl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, alkanediols such as 1,3-propanediol and 1,10-decanediol, glycerin, sorbitan, trimethylolalkanes such as trimethylolethane and trimethylolpropane. Erythritol, pentaerythritol and the like.
上記脂肪族エーテル類としては、例えば、ジエチルエーテル、ジドデシルエーテルや、グリセリンモノステアリルエーテル等のグリセリンモノアルキルエーテル等が挙げられる。 Examples of the aliphatic ethers include glycerol monoalkyl ethers such as diethyl ether, didodecyl ether and glycerol monostearyl ether.
上記脂肪族カルボン酸としては、例えば、オレイン酸、ステアリン酸等が挙げられ、潤滑膜の厚化を抑制することができ、潤滑膜の厚みを50nm以下にすることが容易となる点で、オレイン酸をより好ましく例示できる。なお、この理由を本発明者らは、オレイン酸によって、リン及び硫黄を含有するリン硫黄含有化合物と鋼材表面との反応で硫化物(例えば、FeS)が過剰に生成してしまうことが抑制されるためと考えている。 Examples of the aliphatic carboxylic acid include oleic acid, stearic acid, and the like, which can suppress the thickening of the lubricating film and facilitate the reduction of the lubricating film thickness to 50 nm or less. An acid can be illustrated more preferably. For this reason, the present inventors have suppressed the excessive generation of sulfide (for example, FeS) due to the reaction between the phosphorus-sulfur-containing compound containing phosphorus and sulfur and the steel surface by oleic acid. I believe that.
上記で具体的に列挙した各摩擦調整剤は、使用に際して単独若しくは2種以上の混合物として用いることができる。 Each friction modifier specifically listed above can be used alone or as a mixture of two or more in use.
本発明に係る潤滑油における上記摩擦調整剤の含有量は、潤滑油全量基準で、0.001〜0.5質量%が好ましく、0.005〜0.1質量%がより好ましい。 The content of the friction modifier in the lubricating oil according to the present invention is preferably 0.001 to 0.5 mass%, more preferably 0.005 to 0.1 mass%, based on the total amount of the lubricating oil.
また、本発明に係る潤滑油は、硫黄系摩耗防止剤などを更に含有してもよい。硫黄系摩耗防止剤としては、ジハイドロカルビルポリサルファイド、硫化エステル、硫化鉱油、ジチオカルバミン酸亜鉛化合物、ジチオリン酸モリブデン化合物、ジチオカルバミン酸モリブデン化合物などが挙げられる。 The lubricating oil according to the present invention may further contain a sulfur-based antiwear agent. Examples of the sulfur-based antiwear agent include dihydrocarbyl polysulfide, sulfide ester, sulfide mineral oil, zinc dithiocarbamate compound, molybdenum dithiophosphate, and molybdenum dithiocarbamate.
しかしながら、硫黄系摩耗防止剤の使用は、スラッジ抑制性の低下、摩擦係数の上昇及び鋼材以外の材料との適合性不良による潤滑不良の原因となることから、硫黄系摩耗防止剤の含有量は、潤滑油における全硫黄分が0.1質量%以下となる範囲で設定されることが好ましい。硫黄系摩耗防止剤の添加量は、潤滑油全量基準で、0.5質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以下であることがより好ましく、0.05質量%以下であることがさらにより好ましく、添加しないことが最も好ましい。 However, the use of sulfur-based antiwear agents causes poor lubrication due to reduced sludge suppression, increased friction coefficient, and poor compatibility with materials other than steel. The total sulfur content in the lubricating oil is preferably set within a range of 0.1% by mass or less. The addition amount of the sulfur-based antiwear agent is preferably 0.5% by mass or less, more preferably 0.1% by mass or less, and 0.05% by mass or less, based on the total amount of the lubricating oil. Is even more preferred and most preferably not added.
また、本発明に係る潤滑油においては、その性能を更に向上させる目的で、必要に応じて、酸化防止剤、粘度指数向上剤、清浄分散剤、さび止め剤、金属不活性化剤、流動点降下剤、消泡剤等に代表される各種添加剤を単独で、または数種類組み合わせて更に含有させても良い。 Further, in the lubricating oil according to the present invention, for the purpose of further improving its performance, an antioxidant, a viscosity index improver, a cleaning dispersant, a rust inhibitor, a metal deactivator, a pour point, if necessary. Various additives typified by a depressant and an antifoaming agent may be further contained alone or in combination of several kinds.
本発明に係る潤滑油は、アミン系酸化防止剤である一般式(8)で示されるビス(4−ジアルキルアミノフェニル)メタンを含有してもよい。 The lubricating oil according to the present invention may contain bis (4-dialkylaminophenyl) methane represented by the general formula (8) which is an amine-based antioxidant.
一般式(8)において、R1、R2、R3及びR4は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、炭素数1〜6の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基を示す。R1、R2、R3及びR4のいずれか一つのアルキル基の炭素数が6を超える場合には分子中に占める官能基の割合が小さくなり、酸化防止効果に悪影響を与える恐れがある。R1、R2、R3及びR4で表されるアルキル基としては、具体的には例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等(これらのアルキル基は直鎖状でも分枝状でも良い)が挙げられる。 In the general formula (8), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 may be the same or different and each represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. When the number of carbon atoms in any one of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 exceeds 6, the proportion of the functional group in the molecule is reduced, which may adversely affect the antioxidant effect. . Specific examples of the alkyl group represented by R 1 , R 2 , R 3 and R 4 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group and the like (these alkyl groups are Linear or branched).
一般式(8)で表されるアミン系酸化防止剤の中でも、より優れた酸化防止効果が得られることから、R1、R2、R3及びR4は、メチル基、エチル基又は炭素数3〜4の分枝アルキル基が好ましく、さらにメチル基又はエチル基が最も好ましい。 Among the amine-based antioxidants represented by the general formula (8), R 1 , R 2 , R 3, and R 4 are each a methyl group, an ethyl group, or a carbon number because an excellent antioxidant effect can be obtained. 3-4 branched alkyl groups are preferred, with methyl or ethyl groups being most preferred.
本発明に係る潤滑油は、さらにフェノール系酸化防止剤を併用することでより高い酸化防止性とスラッジ抑制性を付加することができる。フェノール系酸化防止剤としては、潤滑油の酸化防止剤として用いられる任意のアルキルフェノール系化合物が使用可能であり、特に限定されるのもではないが、例えば、アルキルフェノール類及びビスフェノール類などのヒンダードフェノール型が好ましく、分子中にサルファイド基、エステル結合を含むものも好ましく使用される。 The lubricating oil according to the present invention can add higher antioxidant properties and sludge suppressive properties by using a phenolic antioxidant together. As the phenolic antioxidant, any alkylphenolic compound used as an antioxidant for lubricating oil can be used, and is not particularly limited. For example, hindered phenols such as alkylphenols and bisphenols The type is preferred, and those containing a sulfide group and an ester bond in the molecule are also preferably used.
本発明に係る潤滑油におけるフェノール系酸化防止剤の含有量は、潤滑油全量基準で、5質量%以下であることが好ましく、より好ましくは2質量%、さらに好ましくは1.5質量%である。含有量が5質量%を超える場合、スラッジ発生の原因となるので好ましくない。一方、フェノール系酸化防止剤の含有量は、組成物全量基準で、0.01質量%以上であることが好ましく、より好ましくは0.05質量%以上、さらに好ましくは0.1質量%以上である。フェノール系酸化防止剤の含有量が0.01質量%に満たない場合は、十分な酸化防止効果の向上が望めない。 The content of the phenolic antioxidant in the lubricating oil according to the present invention is preferably 5% by mass or less, more preferably 2% by mass, and even more preferably 1.5% by mass based on the total amount of the lubricating oil. . When the content exceeds 5% by mass, sludge is generated, which is not preferable. On the other hand, the content of the phenolic antioxidant is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, and further preferably 0.1% by mass or more, based on the total amount of the composition. is there. When the content of the phenolic antioxidant is less than 0.01% by mass, a sufficient improvement in the antioxidant effect cannot be expected.
本発明に係る潤滑油には、その性能をさらに向上させる目的で、必要に応じて、さらに前記以外の酸化防止剤、さび止め剤、前記以外の金属不活性化剤、前記以外の摩耗防止剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、消泡剤、抗乳化剤、スティックスリップ防止剤、油性剤等に代表される各種添加剤を単独で、又は数種類組み合わせて含有させても良い。 For the purpose of further improving the performance of the lubricating oil according to the present invention, if necessary, an antioxidant other than those described above, a rust inhibitor, a metal deactivator other than those described above, and an antiwear agent other than those described above. In addition, various additives represented by viscosity index improvers, pour point depressants, antifoaming agents, demulsifiers, stick-slip inhibitors, oiliness agents and the like may be contained alone or in combination.
上記アミン系酸化防止剤に加えて、他のアミン系酸化防止剤を併用してもよい。他の代表的なアミン系酸化防止剤としては、以下の式(9)で示すフェニル−α−ナフチルアミン類、あるいは式(10)で示すp,p’−ジアルキル化ジフェニルアミンが挙げられる。 In addition to the amine-based antioxidant, other amine-based antioxidants may be used in combination. Other representative amine antioxidants include phenyl-α-naphthylamines represented by the following formula (9) or p, p′-dialkylated diphenylamine represented by the formula (10).
[一般式(9)において、R11は水素原子又は炭素数1〜16のアルキル基を示す。]
[In General formula (9), R < 11 > shows a hydrogen atom or a C1-C16 alkyl group. ]
[一般式(10)において、R12及びR13は、それぞれ個別に、炭素数1〜16の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基を示す。]
[In General Formula (10), R 12 and R 13 each independently represent a linear or branched alkyl group having 1 to 16 carbon atoms. ]
上記のアミン系酸化防止剤の配合量は、組成物全量基準で0.001〜2.0質量%が望ましい。 As for the compounding quantity of said amine antioxidant, 0.001-2.0 mass% is desirable on the basis of the composition whole quantity.
さび止め剤としては、具体的には、アミノ酸誘導体、多価アルコールの部分エステル;ラノリン脂肪酸エステル、アルキルコハク酸エステル、アルケニルコハク酸エステル等のエステル類;ザルコシン;ソルビタン脂肪酸エステル等の多価アルコール部分エステル類;脂肪酸金属塩、ラノリン脂肪酸金属塩、酸化ワックス金属塩等の金属石けん類;カルシウムスルフォネート、バリウムスルフォネート等のスルフォネート類;酸化ワックス;アミン類;リン酸;リン酸塩等が例示できる。中でもアミノ酸誘導体は防錆効果が高いので好ましい。 Specific examples of rust inhibitors include amino acid derivatives, partial esters of polyhydric alcohols; esters such as lanolin fatty acid esters, alkyl succinic acid esters, and alkenyl succinic acid esters; sarcosine; polyhydric alcohol moieties such as sorbitan fatty acid esters. Esters; metal soaps such as fatty acid metal salts, lanolin fatty acid metal salts, and oxidized wax metal salts; sulfonates such as calcium sulfonate and barium sulfonate; oxidized wax; amines; phosphoric acid; It can be illustrated. Of these, amino acid derivatives are preferred because of their high rust prevention effect.
上記のアミノ酸誘導体としては、下記一般式(11)で示される化合物が挙げられる。 As said amino acid derivative, the compound shown by following General formula (11) is mentioned.
上記式(11)中、Aは、下記式(12)又は式(13)で示される基であり、Bは、炭素数1〜12のアルキル基または下記式(14)で示される1価カルボン酸エステルの残基であり、R14は炭素数4〜12のアルキル基であり、R15は炭素数1〜10のアルキル基である。
R17O−CO−R16− (12)
R19O−CO−R18−CO− (13)
−C−CO−O−R20 (14)
(式(12)及び(13)中、R16は炭素数1〜12のアルキレン基、R18は炭素数1〜10のアルキレン基であり、R17及びR19は、それぞれ水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基ある。式(14)中、R20は炭素数1〜10のアルキル基である。)
In the above formula (11), A is a group represented by the following formula (12) or formula (13), and B is a C 1-12 alkyl group or a monovalent carboxylic acid represented by the following formula (14). It is a residue of an acid ester, R 14 is an alkyl group having 4 to 12 carbon atoms, and R 15 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
R 17 O-CO-R 16 - (12)
R 19 O—CO—R 18 —CO— (13)
—C—CO—O—R 20 (14)
(In the formulas (12) and (13), R 16 is an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, R 18 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and R 17 and R 19 are each a hydrogen atom or a carbon number. (There is an alkyl group having 1 to 10. In formula (14), R 20 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.)
本発明に係る潤滑油には、これらのさび止め剤の中から任意に選ばれる1種類あるいは2種類以上の化合物を任意の量で含有させることができるが、通常、その含有量は、潤滑油全量基準で0.001〜2.0質量%であるのが望ましい。 The lubricating oil according to the present invention can contain one or two or more compounds arbitrarily selected from these rust inhibitors, and the content thereof is usually lubricating oil. It is desirable that it is 0.001-2.0 mass% on the basis of the total amount.
金属不活性化剤としては、具体的には、イミダゾール系化合物等が例示できる。本発明においては、これらの金属不活性化剤の中から任意に選ばれる1種類あるいは2種類以上の化合物を、任意の量で含有させることができるが、通常、その含有量は、潤滑油全量基準で0.0001〜1質量%であるのが望ましい。 Specific examples of the metal deactivator include imidazole compounds. In the present invention, one or two or more compounds arbitrarily selected from these metal deactivators can be contained in any amount, but usually the content is the total amount of the lubricating oil. It is desirable that it is 0.0001-1 mass% on the basis.
清浄分散剤としては、アルケニルコハク酸イミド、スルホネート、サリシレート、フェネート等が例示できる。本発明においては、これらの粘度指数向上剤の中から任意に選ばれた1種類あるいは2種類以上の化合物を、任意の量で含有させることができるが、通常、その含有量は、潤滑油全量基準で0.01〜10質量%であるのが望ましい。 Examples of the cleaning dispersant include alkenyl succinimide, sulfonate, salicylate, phenate and the like. In the present invention, one or two or more compounds arbitrarily selected from these viscosity index improvers can be contained in any amount, but the content is usually the total amount of the lubricating oil. It is desirable that the content is 0.01 to 10% by mass.
粘度指数向上剤としては、具体的には、各種メタクリル酸エステルから選ばれる1種又は2種以上のモノマーの共重合体若しくはその水添物、エチレン−α−オレフィン共重合体(α−オレフィンとしてはプロピレン、1−ブテン、1−ペンテン等が例示できる。)若しくはその水素化物、ポリイソブチレン若しくはその水添物、スチレン−ジエン共重合体の水素化物及びポリアルキルスチレン等の、いわゆる非分散型粘度指数向上剤等が例示できる。本発明に係る潤滑油には、これらの粘度指数向上剤の中から任意に選ばれる1種類あるいは2種類以上の化合物を、任意の量で含有させることができるが、通常、その含有量は、潤滑油全量基準で0.01〜10質量%であるのが望ましい。 Specific examples of the viscosity index improver include a copolymer of one or more monomers selected from various methacrylates or a hydrogenated product thereof, an ethylene-α-olefin copolymer (as α-olefin). Can be exemplified by propylene, 1-butene, 1-pentene, etc.) or a hydride thereof, polyisobutylene or a hydrogenated product thereof, a hydride of a styrene-diene copolymer, and a so-called non-dispersed viscosity. An index improver etc. can be illustrated. In the lubricating oil according to the present invention, one or two or more compounds arbitrarily selected from these viscosity index improvers can be contained in any amount, but usually the content is It is desirable that it is 0.01-10 mass% on the basis of the total amount of lubricating oil.
流動点降下剤としては、具体的には、各種アクリル酸エステルやメタクリル酸エステルから選ばれる1種又は2種以上のモノマーの共重合体若しくはその水添物等が例示できる。本発明に係る潤滑油には、これらの流動点降下剤の中から任意に選ばれる1種類あるいは2種類以上の化合物を、任意の量で含有させることができるが、通常、その含有量は、潤滑油全量基準で0.01〜5質量%であるのが望ましい。 Specific examples of the pour point depressant include copolymers of one or more monomers selected from various acrylic esters and methacrylic esters or hydrogenated products thereof. In the lubricating oil according to the present invention, one or two or more compounds arbitrarily selected from these pour point depressants can be contained in an arbitrary amount. It is desirable that it is 0.01-5 mass% on the basis of the total amount of lubricating oil.
その他、消泡剤としては、具体的には、ジメチルシリコーン、フルオロシリコーン等のシリコーン類が例示できる。本発明に係る潤滑油には、これらの消泡剤の中から任意に選ばれる1種類あるいは2種類以上の化合物を、任意の量で含有させることができるが、通常、その含有量は、潤滑油全量基準で0.001〜0.05質量%であるのが望ましい。 In addition, specific examples of antifoaming agents include silicones such as dimethyl silicone and fluorosilicone. The lubricating oil according to the present invention may contain one or two or more compounds arbitrarily selected from these antifoaming agents in any amount, but usually the content is lubricating. It is desirable that it is 0.001-0.05 mass% on the basis of the total amount of oil.
抗乳化剤としては、例えば、ポリオキシアルキレングリコール,ポリオキシアルキレンアルキルエーテル,ポリオキシアルキレンアルキルアミド,ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル等が挙げられる。 Examples of the demulsifier include polyoxyalkylene glycol, polyoxyalkylene alkyl ether, polyoxyalkylene alkylamide, polyoxyalkylene fatty acid ester and the like.
スティックスリップ防止剤としては、具体的には、多価アルコールエステル(完全エステル、部分エステル)などが挙げられる。 Specific examples of the stick-slip preventing agent include polyhydric alcohol esters (complete esters and partial esters).
油性剤としては、具体的には脂肪酸、エステル、アルコール等が挙げられる。通常、その含有量は、潤滑油全量基準で0.01〜0.5質量%であるのが望ましい。 Specific examples of the oily agent include fatty acids, esters, alcohols and the like. Usually, the content is desirably 0.01 to 0.5% by mass based on the total amount of the lubricating oil.
本発明に係る潤滑油の動粘度は特に制限されないが、摩擦特性、冷却性(熱除去性)に優れ、かつ攪拌抵抗による摩擦ロスが少ない等の点から、40℃における動粘度は、好ましくは5〜1,000mm2/s、より好ましくは7〜500mm2/s、更に好ましくは10〜200mm2/sである。また、本発明に係る潤滑油の粘度指数は特に制限されないが、高温における油膜低下の抑制等の点から、好ましくは80〜500、より好ましくは100〜300である。さらにその流動点も任意であるが、冬期におけるポンプ始動性等の点から、通常、その流動点は、好ましくは−5℃以下、より好ましくは−15℃以下である。 The kinematic viscosity of the lubricating oil according to the present invention is not particularly limited, but the kinematic viscosity at 40 ° C. is preferably from the viewpoint of excellent friction characteristics, cooling properties (heat removal properties), and low friction loss due to stirring resistance. It is 5-1,000 mm < 2 > / s, More preferably, it is 7-500 mm < 2 > / s, More preferably, it is 10-200 mm < 2 > / s. Moreover, the viscosity index of the lubricating oil according to the present invention is not particularly limited, but is preferably 80 to 500, more preferably 100 to 300, from the viewpoint of suppressing oil film decrease at high temperature. Furthermore, although the pour point is also arbitrary, from the viewpoint of pump startability in winter, the pour point is usually preferably −5 ° C. or lower, more preferably −15 ° C. or lower.
本発明においては、上述した潤滑油を用いることで、ポンプの摺動部の表面に厚さが50nm以下の潤滑膜が形成される。この潤滑膜の厚さは、省エネルギー性能に密接に関係しており、1〜50nmが好ましく、3〜50nmがより好ましく、5〜30nmが更により好ましい。従来、摺動部における潤滑の目的からは、油膜の厚さは厚い方がよいと考えられていた。そのため、吐出圧力が20MPa以下で運転されるポンプにおいて、上述した潤滑油から50nm以下の薄い潤滑膜を形成することによりポンプの電力消費が低減されることは、当業者にとって予想外の効果であるといえる。 In the present invention, by using the above-described lubricating oil, a lubricating film having a thickness of 50 nm or less is formed on the surface of the sliding portion of the pump. The thickness of the lubricating film is closely related to energy saving performance, preferably 1 to 50 nm, more preferably 3 to 50 nm, and even more preferably 5 to 30 nm. Conventionally, for the purpose of lubrication in the sliding portion, it has been considered that a thicker oil film is better. Therefore, in a pump operated at a discharge pressure of 20 MPa or less, it is an unexpected effect for those skilled in the art that the power consumption of the pump is reduced by forming a thin lubricating film of 50 nm or less from the above-described lubricating oil. It can be said.
形成された潤滑膜の確認及びその膜厚の測定は、例えば、ポンプの摺動部から試料を切り出すことにより行われる。そして、切り出した試料を透過型電子顕微鏡(TEM)によって観察することにより潤滑膜の厚みを測定することができる。なお、試料については、ヘプタンあるいはヘキサン等の無極性溶剤で洗浄し、風乾(乾燥)させることにより、余分な油を除去して、潤滑膜を評価することができる。 Confirmation of the formed lubricating film and measurement of the film thickness are performed, for example, by cutting a sample from the sliding portion of the pump. And the thickness of a lubricating film can be measured by observing the cut-out sample with a transmission electron microscope (TEM). In addition, about a sample, it can wash | clean with nonpolar solvents, such as a heptane or hexane, and can dry an excess oil by air-drying (drying), and can evaluate a lubricating film.
TEM観察に供する試料は、その厚みが重要であり、厚みが厚すぎると電子線が透過せず、潤滑膜が観察できない。このため、TEM観察用試料の厚みは、200nm以下であることが好ましく、より好ましくは150nm以下であり、更に好ましくは120nm以下であり、特に好ましくは80nm以下である。また、TEM観察用試料の厚みは30nm以上であることが好ましい。厚みが30nm未満である場合には、試料が破壊しやすく取り扱いが困難になる、あるいは後述するイオンの衝突によるダメージ層が残存しやすくなる傾向にある。試料の厚みが上記条件を満たすことで、観察視野における潤滑膜の観察を容易に且つ確実に行うことができる。 The thickness of the sample used for TEM observation is important. If the thickness is too thick, the electron beam cannot be transmitted and the lubricating film cannot be observed. For this reason, the thickness of the TEM observation sample is preferably 200 nm or less, more preferably 150 nm or less, still more preferably 120 nm or less, and particularly preferably 80 nm or less. The thickness of the TEM observation sample is preferably 30 nm or more. When the thickness is less than 30 nm, the sample tends to be easily broken and difficult to handle, or a damage layer due to ion collision described later tends to remain. When the thickness of the sample satisfies the above conditions, the lubricating film can be easily and reliably observed in the observation field.
上記厚みを有する試料の作製は、潤滑膜が形成されている鋼材を物理的又は機械的に切削・研磨する方法により好ましく行われる。この方法の例としては、超薄切片法、スパッタ・シンニング法、集束イオンビーム法などが挙げられる。本発明に係る潤滑膜は非常に薄く、壊れやすいものであるため、より確実に構造を保持した状態で上記厚さを有するTEM観察用試料を作製できるとの観点から、集束イオンビーム法(FIB)が特に好ましい。集束イオンビーム(FIB)/透過型電子顕微鏡(TEM)を適用することにより、潤滑膜に関する情報として潤滑膜の厚さについての情報が得られる。 The sample having the thickness is preferably manufactured by a method of physically or mechanically cutting and polishing a steel material on which a lubricating film is formed. Examples of this method include an ultrathin section method, a sputtering / thinning method, and a focused ion beam method. Since the lubricating film according to the present invention is very thin and fragile, the focused ion beam method (FIB) (FIB) is used from the viewpoint that a sample for TEM observation having the above thickness can be produced in a state in which the structure is more reliably maintained. Is particularly preferred. By applying a focused ion beam (FIB) / transmission electron microscope (TEM), information on the thickness of the lubricating film can be obtained as information on the lubricating film.
FIBによるTEM観察用試料の作製方法の一例を以下に述べる。FIB照射の典型的な条件は以下の通りである。
イオン源:Ga
加速電圧:粗加工40kV、仕上げ加工10kV
デポジット:カーボン、タングステン
An example of a method for preparing a sample for TEM observation by FIB will be described below. Typical conditions for FIB irradiation are as follows.
Ion source: Ga
Acceleration voltage: rough machining 40kV, finishing machining 10kV
Deposit: Carbon, tungsten
潤滑膜が形成された検体からFIBによりTEM観察用試料を採取する場合、FIBを潤滑膜表面に照射するに際し、予め保護膜としてのデポジット(タングステン)を潤滑膜表面上に蒸着により形成する。デポジットは、まずカーボンを潤滑膜表面上に蒸着し、次にタングステンをカーボン表面上に蒸着することにより形成される。 When a sample for TEM observation is collected from the specimen on which the lubricating film is formed by FIB, deposit (tungsten) as a protective film is previously formed on the lubricating film surface by vapor deposition when irradiating the surface of the lubricating film with FIB. The deposit is formed by first depositing carbon on the lubricating film surface and then depositing tungsten on the carbon surface.
次いで、走査イオン顕微鏡で観察しながら、潤滑膜表面のデポジットが形成された領域の周辺部(潤滑膜表面が露出している部分)に集束Gaイオンを照射してスパッタリングを行う。かかるスパッタリングでは、まず潤滑膜表面に隆起部が形成され、次に隆起部の底部にGaイオンを照射することにより隆起部を潤滑膜より切り離して試料として採取する。これらの一連の操作を「粗加工」という。粗加工の場合、Gaイオンは高エネルギーであるため、ビームに照射された部分にGaイオンの衝突によるダメージ層が形成される。ダメージ層は、採取された隆起部の側面の表層部に厚さ約20nmで形成されるが、後述する仕上げ加工において除去することができる。TEM観察用試料の寸法(特には厚さ)を選定する際にはこのダメージ層の厚さも考慮することが望ましい。採取した試料はそのまま後述する仕上げ加工に供してもよいが、採取した試料について更に粗加工を施してもよい。 Next, while observing with a scanning ion microscope, sputtering is performed by irradiating focused Ga ions to the peripheral portion (the portion where the lubricating film surface is exposed) of the region where the lubricating film surface deposit is formed. In such sputtering, first, a raised portion is formed on the surface of the lubricating film, and then the raised portion is separated from the lubricating film by irradiating the bottom of the raised portion with Ga ions and collected as a sample. A series of these operations is called “rough machining”. In the case of rough machining, Ga ions are high energy, so that a damage layer is formed by collision of Ga ions in the portion irradiated with the beam. The damaged layer is formed with a thickness of about 20 nm on the surface layer portion of the side surface of the collected raised portion, and can be removed by finishing processing described later. It is desirable to consider the thickness of the damaged layer when selecting the dimensions (particularly the thickness) of the TEM observation sample. The collected sample may be subjected to a finishing process described later as it is, but the collected sample may be further subjected to roughing.
次に、粗加工後の試料に対し、加速電圧をなるべく小さい電圧(望ましくは最低電圧)とし、時間をかけてGaイオン照射によるスパッタリングを行う(仕上げ加工)。これにより、更なるダメージ層の形成を抑制しつつ、試料を一層薄膜化することができ、TEM観察に好適な試料を得ることができる。なお、粗加工の際に形成されたダメージ層は、仕上げ加工の際に除去される。 Next, with respect to the sample after rough processing, the acceleration voltage is made as low as possible (preferably the lowest voltage), and sputtering by Ga ion irradiation is performed over time (finishing processing). Thereby, it is possible to further reduce the thickness of the sample while suppressing the formation of a further damaged layer, and it is possible to obtain a sample suitable for TEM observation. Note that the damaged layer formed during the roughing process is removed during the finishing process.
このようにして得られた試料についてTEM観察を行い、潤滑膜の厚みを測定する。なお、TEM観察の典型的な測定条件は下記の通りである。
電子銃:LaB6
加速電圧:200kV
撮影倍率:1万〜50万倍
The sample thus obtained is subjected to TEM observation and the thickness of the lubricating film is measured. Typical measurement conditions for TEM observation are as follows.
Electron gun: LaB6
Accelerating voltage: 200kV
Magnification ratio: 10,000 to 500,000 times
潤滑膜の特定については、TEM観察像のコントラストの違いから判断することができる。TEM観察像において、重い元素ほど暗く(黒く)なり、軽い元素ほど明るく(白く)なる。よって、重い元素(鉄など)で構成される鋼材は暗く(黒く)なり、軽い元素(炭素)である蒸着カーボンは明るく(白く)なるため、その中間の重さの元素(酸素、リン、硫黄など)で構成される潤滑膜は中間の明るさ(灰色)となる。本実施形態においては、例えば、潤滑膜の厚さを、鋼材と蒸着カーボンとの距離から求めることもできる。また、例えば、透過型電子顕微鏡(TEM)に装備されているエネルギー分散型X線分光器(EDS又はEDX)を用いて潤滑膜を構成する元素の種類とその組成を測定することにより、潤滑膜を特定することもできる。 The identification of the lubricating film can be determined from the difference in the contrast of the TEM observation image. In a TEM observation image, a heavier element becomes darker (black), and a lighter element becomes brighter (white). Therefore, steel materials composed of heavy elements (such as iron) become darker (black), and vapor deposition carbon, which is a lighter element (carbon), becomes brighter (whiter), so elements with intermediate weights (oxygen, phosphorus, sulfur) Etc.) has an intermediate brightness (gray). In the present embodiment, for example, the thickness of the lubricating film can be obtained from the distance between the steel material and the deposited carbon. Further, for example, by measuring the type and composition of elements constituting the lubricating film using an energy dispersive X-ray spectrometer (EDS or EDX) equipped in a transmission electron microscope (TEM), the lubricating film Can also be specified.
具体的には、TEM観察により潤滑膜の厚みを測定した領域において、続けてEDS分析を行う。潤滑膜の特定については、TEM観察により判断が可能ではあるが、EDS分析により断定することができる。すなわち、潤滑膜とそうでない部分とを比較すると、潤滑膜には構成元素としてリンと硫黄が多く含まれており、この2つの元素濃度を測定することで、潤滑膜であるのかどうかを判断することができる。EDS分析の結果、リンと硫黄がそれぞれ0.1mol%以上含まれていれば潤滑膜と判断することができる。 Specifically, EDS analysis is continuously performed in a region where the thickness of the lubricating film is measured by TEM observation. The lubricant film can be identified by TEM observation, but can be determined by EDS analysis. That is, comparing the lubricating film with the other parts, the lubricating film contains a large amount of phosphorus and sulfur as constituent elements, and the concentration of these two elements is measured to determine whether the lubricating film is a lubricating film. be able to. As a result of the EDS analysis, it can be determined as a lubricating film if phosphorus and sulfur are contained in an amount of 0.1 mol% or more.
本発明では、鋼材からなる摺動部を有し、吐出圧力20MPa以下で運転されるポンプに、上述した本発明に係る潤滑油を供給することにより、摺動部の表面に厚さが50nm以下の潤滑膜を形成することができ、これにより、摺動部の摩耗を十分抑制しつつポンプの電力消費を低減することが可能となる。したがって、本発明によれば、吐出圧力20MPa以下(好ましくは1〜20MPaの範囲)で運転されるポンプを備える油圧機器において、本発明に係る潤滑油を、油圧作動油、タービン油、圧縮機油、ギヤ油、すべり案内面油、軸受油等として供給することで、油圧機器の省エネルギー化を有効に実現することができる。 In the present invention, by supplying the lubricating oil according to the present invention described above to a pump having a sliding portion made of steel and operated at a discharge pressure of 20 MPa or less, the thickness of the surface of the sliding portion is 50 nm or less. Thus, it becomes possible to reduce the power consumption of the pump while sufficiently suppressing the wear of the sliding portion. Therefore, according to the present invention, in a hydraulic device including a pump that is operated at a discharge pressure of 20 MPa or less (preferably in a range of 1 to 20 MPa), the lubricating oil according to the present invention is converted into hydraulic oil, turbine oil, compressor oil, By supplying as gear oil, sliding guide surface oil, bearing oil, etc., energy saving of hydraulic equipment can be effectively realized.
油圧機器としては、例えば、射出成形機、工作機械、建設機械、製鉄設備、産業用ロボット、油圧エレベータ等が挙げられる。 Examples of the hydraulic equipment include an injection molding machine, a machine tool, a construction machine, an iron making facility, an industrial robot, and a hydraulic elevator.
(参考例1)
[配合油(潤滑油)の調製]
VG32相当のポリα−オレフィン100質量%からなる基油に、トリクレジルフォスフェート、及びジチオフォスホリル化プロピオン酸をそれぞれ配合油全量基準で0.500質量%、及び0.010質量%の割合で配合し、配合油(潤滑油)を得た。なお、配合油における硫黄(リン硫黄含有化合物由来分)、リン、カルシウム及び亜鉛の含有量(質量%)、並びに、リン含有量に対する硫黄含有量(リン硫黄含有化合物由来分)の質量比をそれぞれ表1に示す。
( Reference Example 1)
[Preparation of blended oil (lubricant)]
A base oil consisting of 100% by mass of a poly α-olefin corresponding to VG32, tricresyl phosphate and dithiophosphorylated propionic acid are each 0.500% by mass and 0.010% by mass based on the total amount of the blended oil. Blended at a ratio to obtain a blended oil (lubricating oil). In addition, the sulfur (content derived from phosphorus sulfur-containing compound), phosphorus, calcium and zinc content (mass%) in the blended oil, and the mass ratio of the sulfur content (phosphorus sulfur-containing compound derived content) to the phosphorus content, respectively. Table 1 shows.
[省エネルギー性能の評価]
潤滑膜による省エネルギー性能の評価は、図1に示される油圧回路構成を有する電力消費試験機を用いて行った。図1の油圧回路は、ASTM D−2882−00で用いられるビッカース104C型ポンプを備えており、回路に50mのステンレス配管が増設されている。また、電力消費試験機は、ビッカース104C型ポンプの入り口流量と入り口の温度を一定に保つよう制御する制御盤を備えている。
[Evaluation of energy-saving performance]
Evaluation of the energy saving performance by the lubricating film was performed using a power consumption tester having a hydraulic circuit configuration shown in FIG. The hydraulic circuit in FIG. 1 includes a Vickers 104C type pump used in ASTM D-2882-00, and a 50 m stainless steel pipe is added to the circuit. Further, the power consumption tester is provided with a control panel for controlling the inlet flow rate and inlet temperature of the Vickers 104C type pump to be kept constant.
上記で調製した配合油を所定のオイルタンクに充填した後、流量20L/min、温度40℃の条件にて1時間の運転を1サイクルとしたフラッシング運転を2回行い、その後ビッカース104C型ポンプのベーン及びカムリングを新品に交換し、再び配合油を充填し、「流量20L/min、温度50℃、ポンプ圧5.5MPa」及び「流量25L/min、温度50℃、ポンプ圧7.2MPa」の条件で試験機を運転させ、このときの電力消費をそれぞれ測定した。なお、電力消費とは、積算電力計にて温度50℃における1時間あたりの電力の積算値である。結果は、参考例1での電力消費を基準とし、その値からの差分で示す。この差分が正の値である場合、電力消費が参考例1よりも小さく、省エネルギー性能が高いことを意味し、負の値である場合、電力消費が参考例1よりも大きく、省エネルギー性能が低いことを意味する。 After filling the blended oil prepared above into a predetermined oil tank, flushing operation was performed twice with one cycle of operation for 1 hour under the conditions of a flow rate of 20 L / min and a temperature of 40 ° C. Then, the Vickers 104C type pump Replace the vane and cam ring with new ones, and refill with the blended oil. “Flow rate 20 L / min, temperature 50 ° C., pump pressure 5.5 MPa” and “flow rate 25 L / min, temperature 50 ° C., pump pressure 7.2 MPa” The test machine was operated under the conditions, and the power consumption at this time was measured. The power consumption is an integrated value of power per hour at a temperature of 50 ° C. with an integrating wattmeter. The result is shown by the difference from the value based on the power consumption in Reference Example 1. When this difference is a positive value, it means that the power consumption is smaller than that of Reference Example 1 and the energy saving performance is high. When the difference is a negative value, the power consumption is larger than that of Reference Example 1 and the energy saving performance is low. Means that.
[耐摩耗性の評価]
図2に示す運転条件で、上記の電力消費試験機を運転させた。運転前後のベーン及びカムリングの概観観察を行って摩耗の有無を調べ、以下の判定基準に基づいて評価した。なお、図3の(a)にビッカース104C型ポンプの内部構造を示す。図3(a)中の符号20は駆動軸を、22はブッシングを、24はローターを、26はベーンを、28はカムリングをそれぞれ示す。
良好:基準(参考例1)よりも摩耗状態が良い。
損傷有り:基準(参考例1)に比べ摩耗による傷がある。
[Evaluation of wear resistance]
The above power consumption tester was operated under the operating conditions shown in FIG. The appearance of the vanes and cam rings before and after the operation was observed to check for wear and evaluated based on the following criteria. FIG. 3A shows the internal structure of the Vickers 104C type pump. In FIG. 3A,
Good: Wear state is better than the standard ( Reference Example 1).
Damaged: There are scratches due to wear compared to the standard ( Reference Example 1).
[潤滑膜の膜厚測定]
図3の(b)に示されるように、カムリング(JIS−SUJ−2相当)から試料Sを切りだし、カムリングの内周面S1上に形成された潤滑膜が含まれる試料を作製した。なお、カムリングは、ヘキサンで洗浄し、風乾した。この試料から、上述したFIBによりTEM観察用試料を採取する手順に従って、厚みが100nmである検体を切り出した。なお、FIBの照射条件は以下のとおりである。
イオン源:Ga
加速電圧:粗加工時40kV、仕上げ加工時10kV
デポジット:カーボン及びタングステン
[Lubrication film thickness measurement]
As shown in FIG. 3B, the sample S was cut out from the cam ring (equivalent to JIS-SUJ-2), and a sample including a lubricating film formed on the inner peripheral surface S1 of the cam ring was produced. The cam ring was washed with hexane and air-dried. From this sample, a specimen having a thickness of 100 nm was cut out according to the procedure for collecting a sample for TEM observation by the FIB described above. The FIB irradiation conditions are as follows.
Ion source: Ga
Acceleration voltage: 40 kV during rough machining, 10 kV during finishing
Deposit: Carbon and tungsten
上記で得られた検体について、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて下記の条件で潤滑膜の厚みを測定した。潤滑膜の厚みは20nmであった。
電子銃:LaB6
加速電圧:200kV
撮影倍率:20万倍
About the specimen obtained above, the thickness of the lubricating film was measured under the following conditions using a transmission electron microscope (TEM). The thickness of the lubricating film was 20 nm.
Electron gun: LaB6
Accelerating voltage: 200kV
Shooting magnification: 200,000 times
(実施例2〜9)
表1及び2に示される基油に、各添加剤を表1及び2に示される割合(質量%)で配合し、配合油をそれぞれ得た。
(Examples 2-9)
Each additive was blended with the base oils shown in Tables 1 and 2 in proportions (mass%) shown in Tables 1 and 2 to obtain blended oils, respectively.
上記の配合油を用いた以外は参考例1と同様にして、省エネルギー性能の評価、耐摩耗性の評価、及び潤滑膜の膜厚測定をそれぞれ行った。結果を表1及び2に示す。 Except for using the above-mentioned blended oil, in the same manner as in Reference Example 1, energy-saving performance evaluation, wear resistance evaluation, and lubricating film thickness measurement were performed. The results are shown in Tables 1 and 2.
(比較例1〜6)
表3に示される基油に、各添加剤を表3に示される割合(質量%)で配合し、配合油をそれぞれ得た。
(Comparative Examples 1-6)
Each additive was blended with the base oil shown in Table 3 in the proportion (mass%) shown in Table 3 to obtain blended oils.
上記の配合油を用いた以外は参考例1と同様にして、省エネルギー性能の評価、耐摩耗性の評価、及び潤滑膜の膜厚測定をそれぞれ行った。結果を表3に示す。なお、比較例1及び2は、カムリングの表面の損傷に起因すると推測される、電力消費特性の変動が大きいため、省エネルギー性能の評価及び潤滑膜の膜厚測定はできなかった。 Except for using the above-mentioned blended oil, in the same manner as in Reference Example 1, energy-saving performance evaluation, wear resistance evaluation, and lubricating film thickness measurement were performed. The results are shown in Table 3. In Comparative Examples 1 and 2, it was impossible to evaluate the energy saving performance and to measure the film thickness of the lubricating film because the power consumption characteristics fluctuated greatly, which was presumed to be caused by damage on the surface of the cam ring.
表1及び2中に示される基油及び添加剤の詳細は以下のとおりである。
PAO:ポリα−オレフィン(40℃動粘度:30.6mm2/s、粘度指数:124、芳香族分:0.0質量%)。
高度精製基油: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を水素化精製して得られる水素化精製基油(40℃動粘度:31.6mm2/s、粘度指数:127、芳香族分:0.0質量%、硫黄分:0.03質量%)。
溶剤精製基油: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を溶剤脱れきして得られる溶剤精製基油(40℃動粘度:30.8mm2/s、粘度指数:103、硫黄分:0.28質量%)。
TCP:トリクレジルフォスフェート(リン含有量:8.4質量%)。
AP:n−C8酸性リン酸エステル(リン含有量:11.6質量%)。
Irgalube349:チバ・スペシャリティ・ケミカル社製、アミンC11−14側鎖アルキル、モノヘキシル及びジヘキシルフォスフェート混合物(リン含有量4.9質量%、窒素含有量2.7質量%)。
ADTP:ジチオフォスホリル化プロピオン酸(硫黄含有量19.8質量%、リン含有量9.3質量%)。
ADTP−2:ジチオフォスフェート(硫黄含有量20.7質量%、リン含有量9.7質量%)。
ZnDTP:ジアルキルジチオリン酸亜鉛(亜鉛含有量3.0質量%、硫黄含有量5.75質量%、リン含有量2.85質量%)。
オレイン酸:オレイン酸。
Details of the base oils and additives shown in Tables 1 and 2 are as follows.
PAO: poly-α-olefin (40 ° C. kinematic viscosity: 30.6 mm 2 / s, viscosity index: 124, aromatic content: 0.0 mass%).
Highly refined base oil: hydrorefined base oil obtained by hydrorefining a lubricating oil fraction obtained by subjecting crude oil to atmospheric distillation and vacuum distillation (40 ° C. kinematic viscosity: 31.6 mm 2 / s, viscosity index 127, aromatic content: 0.0% by mass, sulfur content: 0.03% by mass).
Solvent refined base oil: Solvent refined base oil (40 ° C. kinematic viscosity: 30.8 mm 2 / s, viscosity index: 103) obtained by solvent removal of a lubricating oil fraction obtained by atmospheric distillation and vacuum distillation of crude oil , Sulfur content: 0.28% by mass).
TCP: tricresyl phosphate (phosphorus content: 8.4% by mass).
AP: n-C8 acidic phosphate ester (phosphorus content: 11.6% by mass).
Irgalube 349: manufactured by Ciba Specialty Chemicals, amine C11-14 side chain alkyl, monohexyl and dihexyl phosphate mixture (phosphorus content 4.9% by mass, nitrogen content 2.7% by mass).
ADTP: dithiophosphorylated propionic acid (sulfur content 19.8 mass%, phosphorus content 9.3 mass%).
ADTP-2: Dithiophosphate (sulfur content 20.7 mass%, phosphorus content 9.7 mass%).
ZnDTP: zinc dialkyldithiophosphate (zinc content 3.0% by mass, sulfur content 5.75% by mass, phosphorus content 2.85% by mass).
Oleic acid: oleic acid.
20…駆動軸、22…ブッシング、24…ローター、26…ベーン、28…カムリング。
20 ... Drive shaft, 22 ... Bushing, 24 ... Rotor, 26 ... Vane, 28 ... Cam ring.
Claims (6)
鉱油、油脂及び合成油から選ばれる少なくとも1種の基油(A)と、ホスフォリル化カルボン酸からなるリン及び硫黄を含有するリン硫黄含有化合物(B)と、炭素数3〜20の炭化水素基を含有するリン酸エステル類若しくは亜リン酸エステル類である硫黄を含まないリン含有化合物(C)と、を含有し、リン分を潤滑油全量基準で0.01〜0.05質量%含み、前記(B)成分に由来の硫黄分を潤滑油全量基準で0.001〜0.005質量%含み、リン分に対する前記(B)成分に由来する硫黄分の質量比が0.5以下であり、摩擦調整剤を0.005〜0.1質量%含有する潤滑油を供給することにより、
前記摺動部の表面に、ヘキサンで洗浄し、風燥したときの厚さが5〜35nmの潤滑膜を形成することを特徴とする潤滑膜の形成方法。 For a pump having a sliding part made of steel and operated at a discharge pressure of 20 MPa or less,
At least one base oil (A) selected from mineral oils, fats and oils, phosphorus- containing compounds (B) containing phosphorus and sulfur consisting of phosphorylated carboxylic acids, and hydrocarbon groups having 3 to 20 carbon atoms A phosphorous ester or phosphorous ester containing phosphorous-containing compound (C) containing no sulfur and containing 0.01 to 0.05% by mass of a phosphorus content based on the total amount of lubricating oil, the component (B) sulfur 0.001 seen 0.005 wt% including in the lubricating oil total amount of from, the mass ratio of sulfur derived from the relative phosphorus content (B) component at 0.5 or less Yes, by supplying a lubricating oil containing 0.005 to 0.1 mass% friction modifier ,
Wherein the surface of the sliding portion, and washed with hexane, the method of forming the lubricating film, wherein a thickness of when Kaze燥 to form a lubricating film of 5 to 35 n m.
前記摺動部の表面に、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法により潤滑膜を形成することを特徴とするポンプの電力消費低減方法。 A method for reducing power consumption of a pump having a sliding portion made of steel and operated at a discharge pressure of 20 MPa or less,
A method for reducing power consumption of a pump, comprising forming a lubricating film on a surface of the sliding portion by the method according to claim 1.
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