JP5606011B2

JP5606011B2 - 潤滑油

Info

Publication number: JP5606011B2
Application number: JP2009138099A
Authority: JP
Inventors: 悦史長富; 哲郎脇園; 博之田崎; 恵一森木
Original assignee: Showa Shell Sekiyu KK
Current assignee: Showa Shell Sekiyu KK
Priority date: 2009-06-09
Filing date: 2009-06-09
Publication date: 2014-10-15
Anticipated expiration: 2029-06-09
Also published as: WO2010142668A1; BRPI1010888A2; JP2010285471A; US20120108481A1; RU2011153273A; CN102459538A; EP2440638A1

Description

本発明は、水分の親和性に優れた潤滑油、特に、農業用車両、建設機械の車両の駆動系用潤滑油として好適に用いられる潤滑油に関するものである。

自動車等の車両用や工業用に用いられる潤滑油としては、出来るだけ広い温度領域で粘度が変化しない高粘度指数の潤滑油が求められる。このような潤滑油としては、鉱油、合成油等の基油に、ポリ（メタ）アクリレート等の粘度指数向上剤を配合したものが用いられるが、高粘度指数の潤滑油を得るために、種々の官能基を有するポリ（メタ）アクリレートが用いられており、水酸基を有するポリ（メタ）アクリレートも用いられている。

ところで潤滑油は、転がり接触系、滑り接触系等において、接触系を構成する要素間に油膜を形成して、しゅう動する要素間の干渉を防ぐように用いられる。このような潤滑系では、使用の際に装置内に水分が混入する可能性があるが、水分の混入により油膜が切れると、潤滑性能が低下する。このような潤滑性能の低下が生じないようにするために、装置にドレンコック等の分離水を除去する手段を設け、潤滑油として抗乳化性のものを用い、分離水を除去するのが一般的である。

特許文献１（特開２００５−２９０１８２）には、抗乳化性のポリ（メタ）アクリレートを含む粘度指数向上剤を用いて、水分離性を高くしたギヤ用潤滑油が提案されている。しかしここでは抗乳化性とするために、水酸基を有しないポリ（メタ）アクリレートが示されているだけであり、水酸基を有するポリ（メタ）アクリレートにより水分の親和性を付与した潤滑油を得ることは示されていない。

また特許文献２（特開２００７−１９７５０９）には、抗乳化性が高い潤滑油用スラッジ分散剤として、極性基を有するポリ（メタ）アクリレートを用いるものが提案され、極性基として水酸基も例示されている。しかしここで用いられる重合体は異なる単量体から構成される１種類の重合体であり、また極性基として水酸基を有するものの実施例は示されていない。この重合体はスラッジ分散性に優れる一方、水分離性が高いものが示されているだけであり、水酸基を有するポリ（メタ）アクリレートにより水分の親和性を付与した乳化性の潤滑油を得ることは示されていない。

前述のように多くの潤滑系では、分離水を排出できる構造となっているため、ここで用いられる潤滑油は水分離性が高いものが要求される。これに対し自動車の駆動系は外部から水分が浸入しにくい構造になっているため、ドレンコック等の分離水を除去する手段は設けられていない。このような潤滑系でも浸水等の事故により外部から水分が浸入する場合があるが、少量の場合には使用を継続することにより、混入した水分は自然蒸発して除去されるように配慮されている。しかし潤滑油中に混入した水が大量の場合は、水は乳化せず相分離するが、この状態では油膜が切断されて潤滑性能が低下し、摺動部が水に漬かり簡単に焼付が生じるという問題点がある。

またマルチグレードの潤滑油には、基油に粘度指数向上剤としてポリマーが添加されるが、このポリマーに要求される特性としては、１）高い増粘効果（粘度指数向上効果）、２）優れた低温粘度特性、３）優れたせん断安定性、などが上げられる。この他に、流動点降下機能も要求されるときもある。上記の１）から３）の項目は互いに深い繋がりを持った関係で、１）の増粘性を上げれば、３）のせん断安定性が一般に悪くなるが、これはポリマーの分子量が大きくなるためである。また２）はポリマーの種類、構造や分子量も関係する。

近年、潤滑油には１）から３）までの機能が同時に要求されるが、１つのポリマーだけでこれらの機能を満たすことが難しくなって来た。例えば、せん断安定性を改善するために、低分子量のポリマーが使用されるが、その結果として、１）の増粘効果が悪くなり、多量にポリマーを使用しなければならない。その影響として製品のコストアップが起きるばかりでなく、粘度指数向上効果が満足できないことも発生する。すなわち、ポリマーを添加して増粘させるが、高温側（１００℃）の増粘分αと低温側（４０℃）の増粘分βの関係は、αがβに比べて大きければ、粘度指数向上効果が大きく、少ないポリマーの添加で所望の粘度グレードを実現できる。しかしαがβに比べて小さいと、低温側の増粘が高くなり過ぎても、高温側の増粘が目標に達せず、粘度指数向上効果が小さい結果、大量の添加が必要になったり、あるいは所望の粘度グレードが実現できなくなる問題点があった。

特開２００５−２９０１８２特開２００７−１９７５０９

本発明の目的は、上記従来の問題点を解決するため、水分の親和性に優れ、水分が混入した場合でも乳化して、相分離による油膜の切断を防止し、これにより摺動部の焼付を防止でき、しかもマルチグレードの潤滑油として優れた粘度特性を有し、農業用車両、建設機械の車両などの駆動系用潤滑油として好適に使用可能な潤滑油を提供することである。

本発明は次の潤滑油である。
（１）基油と、
構造中に水酸基を有し、かつヒドロキシル価が２２〜３７のポリ（メタ）アクリレートを含む粘度指数向上剤とを含み、
４０℃における動粘度が３８〜４８ｍｍ ^２／ｓ、および１００℃における動粘度が４〜１３ｍｍ ^２／ｓであり、乳化性を有することを特徴とする農業車両または建設機械車両の駆動系用潤滑油。
（２）粘度指数向上剤が、構造中に水酸基を有するポリ（メタ）アクリレート５０〜１００質量部、および構造中に水酸基を有しないポリ（メタ）アクリレート５０〜０質量部を含むものである上記（１）記載の潤滑油。
（３）粘度指数向上剤のポリ（メタ）アクリレートが質量平均分子量５，０００から５０，０００のものである上記（１）または（２）記載の潤滑油。
（４）粘度指数向上剤の添加量は、希釈油を除いたネットポリマーとして潤滑油組成物の全重量を基準として１〜８質量％である上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の潤滑油。
（５）潤滑油が、極圧剤、摩耗防止剤、流動点降下剤、酸化防止剤、金属不活性剤、油性向上剤、消泡剤および防錆剤から選ばれる他の添加剤を含む上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の潤滑油。
（６）（１）乃至（５）いずれかに記載の潤滑油と水分とが乳化することにより、農業車両または建設機械車両の摺動部の焼付きを防止する方法。

本発明の潤滑油は水分の親和性に優れた潤滑油であり、特に自動車駆動系など、分離水を除去する手段は設けられていない潤滑系において、混入した水分を乳化して、相分離による油膜の切断を防止するような潤滑油として好適に用いられるものである。

本発明で用いる基油は、潤滑油の基油として一般に用いられている基油が使用でき、その起源、精製方法等は制限されない。使用可能な基油としては、高度精製基油と呼ばれる鉱油、合成油などを使用することができる。ＡＰＩ（ＡｍｅｒｉｃａｎＰｅｔｒｏｌｅｕｍＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，米国石油協会）基油カテゴリーでグループ１、グループ２、グループ３、グループ４、グループ５などに属する基油が１種単独で、または複数種の混合物として、使用することができる。

本発明で用いられる鉱油系基油としては、具体的には、原油を常圧蒸留して得られる常圧残油を減圧蒸留して得られた潤滑油留分を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、水素化精製等の処理を１つ以上行って精製したもの、あるいはワックス異性化鉱油などが潤滑油基油として例示できる。本発明で用いられる好ましい基油としては、高度水素化精製基油があげられる。

上記の鉱油基油以外の潤滑油基油としては、特に限定されず、従来から使用されている合成油が使用でき、用途などに応じて適宜選択、選定し、鉱油と任意の比率で使用することができる。例えば、ポリ−α−オレフィン、α−オレフィンコポリマー、ポリブテン、ポリオールエステル、二塩基酸エステル、多価アルコールエステル、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グリコールエステル、ポリオキシアルキレングリコールエーテル、シクロアルカン系化合物などを挙げることができる。また、天然ガスからフィッシャートロプシュプロセス等により製造されるＦＴワックスを異性化する手法で製造される潤滑油基油等が例示できる。

基油の粘度指数は特に制限されないが、低温から高温まで優れた粘度特性が得られるように、その値は９０以上であることが好ましく、さらに好ましくは１００以上であり、最も好ましくは１１０以上である。潤滑油基油の粘度指数が９０未満の場合は、添加する粘度指数向上剤であるポリ（メタ）アクリレートの添加量が増加したり、分子量の大きなポリ（メタ）アクリレートを使用するためせん断安定性が悪化することがある。粘度指数の上限については特に制限はなく、ノルマルパラフィン、スラックワックス、ＧＴＬ（ガストゥリキッド）ワックス等、あるいはこれらを異性化したイソパラフィン系鉱油のような１２０〜１８０程度のものや、コンプレックスエステル系基油やＰＡＯ（ポリα−オレフィン）系基油のような１５０〜２５０程度のものも使用することができる。

基油の１００℃における動粘度は２〜６ｍｍ²／ｓが好ましく、さらに好ましくは２〜５ｍｍ²／ｓである。１００℃における動粘度が２ｍｍ²／ｓ未満の場合には、潤滑箇所で油膜形成が不十分であるため潤滑性が劣り歯面の焼き付きや摩耗が心配され、また、基油の蒸発損失が大きくなることがある。

基油の４０℃における動粘度は５〜３５ｍｍ²／ｓが好ましく、さらに好ましくは６〜２７ｍｍ²／ｓである。４０℃における動粘度が５ｍｍ²／ｓ未満の場合には、潤滑箇所で油膜形成が不十分であるため潤滑性が劣り歯面の焼き付きや摩耗が心配され、また、基油の蒸発損失が大きくなる。

上記の基油に配合する粘度指数向上剤は、構造中に水酸基を有し、かつヒドロキシル価が２２〜３７のポリ（メタ）アクリレートを含むものである。上記水酸基を含有するポリ（メタ）アクリレートとしては、水酸基を有する構造単位から構成される共重合体であって、炭素数１〜２０のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートと、水酸基含有ビニル単量体を必須の構成単量体とする共重合体があげられる。本発明において、「（メタ）アクリ」は、「アクリ」または「メタクリ」を意味する。

上記炭素数１〜２０のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレート（ａ）として、具体的には、
（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）アクレレート、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。

上記単量体（ａ１）〜（ａ３）のうち好ましいのは、（ａ１）および（ａ２）に属する単量体であり、さらに好ましくは（ａ２）の単量体である。上記（ａ１）のうち好ましいのは、粘度指数の観点から、アルキル基の炭素数１〜２の単量体である。また上記（ａ２）のうち好ましいのは、基油への溶解性と低温特性の観点から、アルキル基の炭素数１０〜２０、さらに好ましくは炭素数１２〜１４の単量体である。

上記した炭素数１〜２０のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートと、共重合体を構成する水酸基含有ビニル単量体（ｂ）は、分子中に１個またはそれ以上（好ましくは１または２個）の水酸基を含有するビニル単量体である。具体例としては、
（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。

上記単量体（ｂ１）〜（ｂ９）のうち、粘度指数向上効果の観点から、好ましいのは単量体（ｂ１）、特に２−ヒドロキシエチルメタクリレートである。

上記水酸基を含有するポリ（メタ）アクリレートの共重合体を構成する単量体（ａ）および単量体（ｂ）の割合は、粘度指数の観点から以下のようになることが好ましい。
上記単量体（ａ）は、好ましくは５０〜９５質量％、さらに好ましくは７５〜８５質量％である。上記単量体（ａ）として単量体（ａ１）を用いる場合、単量体（ａ１）は、好ましくは０〜２０質量％、さらに好ましくは１〜１０質量％である。上記単量体（ａ）として単量体（ａ２）を用いる場合、単量体（ａ２）は、好ましくは５０〜９５質量％、さらに好ましくは７０〜９０質量％である。

上記単量体（ｂ）は、好ましくは５〜５０質量％、さらに好ましくは７〜３０質量％、特に好ましくは１１〜１５質量％である。
上記単量体（ａ）と単量体（ｂ）の合計の割合は、好ましくは５５〜１００質量％、さらに好ましくは８２〜１００質量％であり、残部は以下の他の単量体とすることができる。

上記水酸基を含有するポリ（メタ）アクリレートの共重合体に上記単量体（ａ）、単量体（ｂ）と共に他の単量体を共重合させることができ、こうした他の単量体として、窒素原子含有単量体（ｃ）がある。具体的には、
（ｃ１）ニトロ基含有単量体：例えば、４−ニトロスチレンなど、

（ｃ２）１〜３級アミノ基含有ビニル単量体：例えば、
（ｃ２−１）１級アミノ基含有ビニル単量体；例えば、炭素数３〜６のアルケニルアミン［（メタ）アリルアミン、クロチルアミンなど］、アミノアルキル（炭素数２〜６）（メタ）アクリレート［アミノエチル（メタ）アクリレートなど］、
（ｃ２−２）２級アミノ基含有ビニル単量体；例えば、アルキル（炭素数１〜６）アミノアルキル（炭素数２〜６）（メタ）アクリレート［ｔ−ブチルアミノエチルメタクリレート、メチルアミノエチル（メタ）アクリレートなど］、ジフェニルアミン（メタ）アクリルアミド［４−ジフェニルアミン（メタ）アクリルアミド、２−ジフェニルアミン（メタ）アクリルアミドなど］、炭素数６〜１２のジアルケニルアミン［ジ（メタ）アリルアミンなど］、

（ｃ２−３）３級アミノ基含有ビニル単量体、例えば、ジアルキル（炭素数１〜４）アミノアルキル（炭素数２〜６）（メタ）アクリレート［ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレートなど］、ジアルキル（炭素数１〜４）アミノアルキル（炭素数２〜６）（メタ）アクリルアミド［ジメチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミドなど］、３級アミノ基含有芳香族ビニル系単量体［Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノスチレン、など］、
（ｃ２−４）含窒素複素環含有ビニル系単量体［モルホリノエチル（メタ）アクリレート、４−ビニルピリジン、２−ビニルピリジン、Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルチオピロリドンなど］がある。

（ｃ３）両性ビニル単量体：
例えば、Ｎ−（メタ）アクリロイルオキシ（もしくはアミノ）アルキル（炭素数１〜１０）Ｎ，Ｎ−ジアルキル（炭素数１〜５）アンモニウム−Ｎ−アルキル（炭素数１〜５）カルボキシレート（もしくはサルフェート）、例えば、Ｎ−（メタ）アクリロイルオキシエチルＮ，Ｎ−ジメチルアンモニウムＮ−メチルカルボキシレート、Ｎ−（メタ）アクリロイルアミノプロピルＮ，Ｎ−ジメチルアンモニウムＮ−メチルカルボキシレート、およびＮ−（メタ）アクリロイルオキシエチルＮ，Ｎ−ジメチルアンモニウムプロピルサルフェートなど、
（ｃ４）ニトリル基含有単量体：例えば、（メタ）アクリロニトリルなど、がある。

また、こうした他の単量体として、脂肪族炭化水素系ビニル単量体（ｄ）がある。例えば、炭素数２〜２０のアルケン［エチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン、ペンテン、ヘプテン、ジイソブチレン、オクテン、ドデセン、オクタデセンなど］、および炭素数４〜１２のアルカジエン［ブタジエン、イソプレン、１，４−ペンタジエン、１，６ヘプタジエン、１，７−オクタジエンなど］がある。

さらに、脂環式炭化水素系ビニル単量体（ｅ）：例えば、シクロヘキセン、（ジ）シクロペンタジエン、ピネン、リモネン、インデン、ビニルシクロヘキセン、およびエチリデンビシクロヘプテンなどがある。

また、芳香族炭化水素系ビニル単量体（ｆ）：例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、２，４−ジメチルスチレン、４−エチルスチレン、４−イソプロピルスチレン、４−ブチルスチレン、４−フェニルスチレン、４−シクロヘキシルスチレン、４−ベンジルスチレン、４−クロチルベンゼン、および２−ビニルナフタレンなどがある。

そして、ビニルエステル、ビニルエーテル、ビニルケトン類（ｇ）：例えば、炭素数２〜１２の飽和脂肪酸のビニルエステル［酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、オクタン酸ビニルなど］、炭素数１〜１２のアルキル，アリールもしくはアルコキシアルキルのビニルエーテル［メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、２−エチルヘキシルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル、ビニル２−メトキシエチルエーテル、ビニル２−ブトキシエチルエーテルなど］、および炭素数１〜８のアルキルもしくはアリールのビニルケトン［メチルビニルケトン、エチルビニルケトン、フェニルビニルケトンなど］がある。

さらに、不飽和ポリカルボン酸のエステル（ｈ）：例えば、不飽和ポリカルボン酸のアルキル，シクロアルキルもしくはアラルキルエステルが挙げられ、このうち不飽和ジカルボン酸［マレイン酸、フマール酸、イタコン酸など］の炭素数１〜８のアルキルジエステル［ジメチルマレエート、ジメチルフマレート、ジエチルマレエート、ジオクチルマレエート］などがある。

また、ポリオキシアルキレン鎖含有ビニル単量体（水酸基を含まないもの）（ｉ）：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）］のモノアルキル（炭素数１〜１８）エーテルのモノ（メタ）アクリレート［例えば、メトキシポリエチレングリコール（分子量１１０〜３１０）（メタ）アクリレート、ラウリルアルコールエチレンオキシド付加物（２〜３０モル）（メタ）アクリレートなど］を用いることもできる。

そして、カルボキシル基含有ビニル単量体（ｊ）：例えば、モノカルボキシル基含有ビニル単量体、例えば、不飽和モノカルボン酸［（メタ）アクリル酸、α−メチル（メタ）アクリル酸、クロトン酸、桂皮酸など］、不飽和ジカルボン酸のモノアルキル（炭素数１〜８）エステル［マレイン酸モノアルキルエステル、フマール酸モノアルキルエステル、イタコン酸モノアルキルエステルなど］；２個以上のカルボキシル基を含有するビニル単量体、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸などを共重合用の単量体として用いることができる。

上記した追加的な単量体（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）、（ｊ）のうち、好ましいのは単量体（ｃ）であり、単量体（ｃ）のうちの２種以上を併用することもできる。上記単量体（ｃ）のうち、好ましいものは単量体（ｃ２）、さらに好ましいものはジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、およびジエチルアミノエチル（メタ）アクリレートである。

上記の水酸基を含有するポリ（メタ）アクリレートの質量平均分子量は、好ましくは１０，０００〜５０，０００、さらに好ましくは７，５００〜３５，０００、特に好ましくは５，０００〜３０，０００である。質量平均分子量が上記範囲であると良好なせん断安定性を与えることができる。なお、この質量平均分子量（Ｍｗ）は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィーによるものであり、ポリスチレンに換算して求めたものである。また、上記質量平均分子量は、重合時の温度、単量体濃度（溶媒濃度）、触媒量または連鎖移動剤量などにより調整することができる。

この水酸基を含有するポリ（メタ）アクリレートの分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）は、好ましくは１〜２．５、さらに好ましくは１．２〜２、特に好ましくは１．５〜１．７である。分散度が小さい方が、せん断安定性が良好である。なお、数平均分子量（Ｍｎ）は、質量平均分子量（Ｍｗ）と同様にして求めたものである。

この水酸基を含有するポリ（メタ）アクリレートの溶解性パラメーターは、好ましくは８．６〜１１、さらに好ましくは９．２〜１０．５、特に好ましくは９．３〜９．７である。溶解性パラメーター値が上記範囲内では、基油への溶解性がさらに良好になる。なお、この溶解性パラメーター値は、Ｆｅｄｏｒｓ法（Ｐｏｌｙｍ．Ｅｎｇ．Ｓｃｉ．１４（２）、１５２，（１９７４）によって算出したものである。

さらに、水酸基を含有するポリ（メタ）アクリレートのＨＬＢは、好ましくは０．５〜７、さらに好ましくは１〜６．５、特に好ましくは１．５〜６である。ＨＬＢがこの範囲内にあると乳化性が特に良好である。このＨＬＢ値は、有機性無機性の概念に基づく小田法のＨＬＢ（「新・界面活性剤入門」三洋化成工業株式会社発行、Ｐ１２８）によって算出される値である。

粘度指数向上剤として使用する、水酸基を含有するポリ（メタ）アクリレートのヒドロキシル価は２２〜３７、好ましくは２５〜３５、より好ましくは２８〜３３である。ヒドロキシル価の測定はＪＩＳＫ３３４２（１９６１）に準拠して測定をして得られる数値で、添加剤中の水酸基の量を示す値である。

本発明の粘度指数向上剤は、上記の構造中に水酸基を含有するポリ（メタ）アクリレートを含むものであり、構造中に水酸基を含有するポリ（メタ）アクリレートのみを含むものでもよいが、構造中に水酸基を有するポリ（メタ）アクリレートと、構造中に水酸基を有しないポリ（メタ）アクリレートとを含むものが好ましい。構造中に水酸基を有しないポリ（メタ）アクリレートとしては、潤滑油の粘度指数向上剤として一般に用いられているものが用いられ、例えば前記単量体（ａ）の１種または２種以上の重合体があげられる。

構造中に水酸基を有するポリ（メタ）アクリレートと、構造中に水酸基を有しないポリ（メタ）アクリレートとを含む場合、構造中に水酸基を有するポリ（メタ）アクリレート５０〜１００質量部、好ましくは６０〜１００質量部、さらに好ましくは７０〜１００質量部、および構造中に水酸基を有しないポリ（メタ）アクリレート５０〜０質量部、好ましくは４０〜０質量部、さらに好ましくは３０〜０質量部である。

上記の粘度指数向上剤を基油に配合して潤滑油が形成されるが、粘度指数向上剤の添加量は、希釈油を除いたネットポリマーとして、潤滑油組成物の全重量を基準として１〜８質量％、好ましくは１〜６質量％である。

粘度指数向上剤を基油に配合した潤滑油は、粘度指数が９０〜２２０、好ましくは１００〜２００、１００℃における動粘度は４〜１３ｍｍ^２／ｓであり、さらに好ましくは６〜１０ｍｍ^２／ｓ、４０℃における動粘度は３８〜４８ｍｍ^２／ｓであり、特にＳＡＥの粘度グレードが７５Ｗ／８０から７５Ｗ／８５が好ましく、このような粘度特性を有する潤滑油が得られるように、粘度指数向上剤を配合する。

本発明の潤滑油組成物には、潤滑油用の添加剤として一般的に用いられている他の添加剤を配合することができ、例えば一般的な極圧剤、摩耗防止剤、流動点降下剤、酸化防止剤、金属不活性剤、油性向上剤、消泡剤、防錆剤ならびにその他の公知の潤滑油用添加剤を挙げることができる。

本発明の潤滑油に添加する極圧剤としては、硫黄系極圧剤、リン系極圧剤、硫黄−リン系極圧剤あるいはこれらの混合物を含有することができる。
硫黄系添加剤としては、硫化オレフィンで代表される炭化水素サルファイド化合物および硫化油脂からなる群より選択される少なくとも一種の硫黄化合物を含有する添加剤を挙げることができる。

炭化水素サルファイド化合物としては、モノサルファイド化合物、ジサルファイド化合物、トリサルファイド化合物、ポリサルファイド化合物を包含する。特に好適なポリサルファイド化合物は、硫化オレフィン（ジイソブチレンポリサルファイド）である。硫化オレフィンとしては、ポリイソブチレン等のオレフィン類を硫化剤により硫化して得られるものを用いることができ、本発明に係る潤滑油組成物には硫黄元素として１〜５重量％、特に１５〜３重量％のポリサルファイドが好適である。
また、硫化油脂としては、油脂類と硫黄との反応生成物を挙げることができ、硫黄元素含有量が５〜２０重量％のものが用いられる。
このような硫黄系添加剤は、潤滑油組成物の全重量を基準で、硫黄元素量として、１〜５質量％の範囲で配合され、特に好ましい配合量は、１．５〜３質量％である。

リン系極圧剤としては、リン酸エステル、亜リン酸エステル、及びこれらのアミン塩等が挙げられる。リン酸エステル、亜リン酸エステルは、モノ、ジ、トリエステルのいずれでもよく、そのアルコール残基としては、炭素数４〜３０のアルキル基、例えば、ブチル、オクチル、ラウリル、ステアリル、オレイル基など、炭素数６〜３０のアリール基、例えば、フェニル基など、炭素数７〜３０のアルキル置換アリール基、例えば、メチルフェニル、オクチルフェニル基などが挙げられる。

硫黄‐リン系極圧剤としては、上記の硫黄系極圧剤とリン系極圧剤とを組みあわせて配合したものや、硫黄‐リン系化合物が挙げられる。
硫黄‐リン系化合物としては、チオリン酸エステル系化合物が挙げられる。チオリン酸エステル類は、モノ、ジ、トリエステルのいずれでもよく、そのアルコール残基としては炭素数４〜３０のアルキル基、例えば、ブチル、オクチル、ラウリル、ステアリル、オレイル基など、炭素数６〜３０のアリール基、例えば、フェニル基など、炭素数７〜３０のアルキル置換アリール基、例えば、メチルフェニル、オクチルフェニル基などが挙げられる。

これらのリン系添加剤は、１種または２種以上を用いることができ、その配合量は、潤滑油組成物全重量基準で、リン量として０．０５〜０．３質量％、好ましくは０．１〜０．２５質量％の範囲で用いられる。リン系添加剤は、摩耗防止効果が大きく、硫黄系添加剤の極圧剤としての効果を増進する助剤としての作用も有しており、酸性リン酸エステル、酸性亜リン酸エステルのアミン塩は、特にギヤの摩耗防止性に優れたものである。

本発明において使用できる摩耗防止剤としては、Ｚｎ−ジアルキルジチオリン酸、Ｚｎ−ジアルキルジチオカルバメート、Ｍｏ−ジアルキルジチオフォスフェート、Ｍｏ−ジアルキルジチオカルバメート等の有機金属系化合物等が挙げられる。これらは、単独または複数組み合わせて用いてもよく、潤滑油組成物の全重量を基準で、０．０１〜５質量％配合することができる。

本発明において使用できる流動点降下剤としては、例えばポリメタクリレート系のポリマーが挙げられる。その添加量は、潤滑油の全量基準で、０．０１〜５質量％の範囲で単独で、または複数組合わせて使用できる。流動点降下剤として用いられるポリメタクリレートは、通常平均分子量、が１００，０００程度で分子量分布が小さいものであり、側鎖のアルキル基の長さにより、流動点の向上効果が異なるので、流動点が高い基油には、側鎖の長いものが、低流動点基油には側鎖の短いものが効果的である。

本発明において使用できる酸化防止剤としては、例えばアミン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤を挙げることができる。これらの酸化防止剤は、通常潤滑油に実用的に使用されるものがそのまま使用できる。これらの酸化防止剤は、潤滑油の全量基準で、０．０１〜５質量％の範囲で単独で、または複数組合わせて使用できる。

本発明において使用できる金属不活性剤としては、例えばベンゾトリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体などが挙げられる。これらの金属不活性剤は、潤滑油の全量基準で、０．０１〜０．５質量％の範囲で単独で、または複数組合わせて使用できる。

本発明において使用できる油性向上剤としては、例えば多価アルコールの脂肪酸エステルを配合することができる。例えば、グリセロール、ソルビトール、アルキレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、キシリトール等の多価アルコールの炭素数１〜２４の飽和または不飽和脂肪酸の部分または完全エステルを用いることができる。これらの油性向上剤は、潤滑油の全量基準で、０．０１〜５質量％の範囲で単独で、または複数組合わせて使用できる。

本発明において消泡性を付与するために、使用できる消泡剤としては、例えばジメチルポリシロキサン、ジエチルシリケート、フルオロシリコーン等のオルガノシリケート類、ポリアルキルアクリレート等の非シリコーン系消泡剤が挙げられる。これらの消泡剤は、潤滑油の全量基準で、０．０００１〜０．１質量％の範囲で単独で、または複数組合わせて使用できる。

本発明において使用できる防錆剤としては、例えば、主として防錆効果を有する酸アミド、ザルコシン酸、アスパラギン酸誘導体、コハク酸エステル、あるいはスルホネート系から選ばれる少なくとも１種の添加剤が使用できる。これらの防錆剤は、潤滑油の全量基準で０．０１〜０．１質量％の範囲で単独でまたは複数組合わせて使用できる。

本発明の潤滑油は、前記基油に前記粘度指数向上剤を配合し、さらに必要に応じて添加する他の添加剤を配合し、前記粘度指数および動粘度となるように添加剤の量、組合せ等を選択して製造される。また本発明の潤滑油は、ＪＩＳＫ２５２０に基づく、乳化度が、３０分後でも乳化層が６０以上であることが好ましい。

こうして製造される本発明の潤滑油は、一般の潤滑系において、一般の潤滑油と同様に使用することができるが、特に、農業用車両、建設機械の車両の駆動系のように、分離水を除去する手段は設けられていない潤滑系における潤滑油として用いるのに適している。このような分離水を除去する手段は設けられていない潤滑系において本発明の潤滑油を使用すると、水分が浸入した場合でも、乳化により相分離することがなく、これにより摺動部の焼付を防止することができる。農業用車両、建設機械の車両の駆動系は、エンジンから車輪や無限軌道に至る動力伝達系であり、手動変速機やデファレンシャル装置あるいは自動変速機のようなしゅう動部を含む系である。

潤滑油に水分が浸入て乳化すると、若干潤滑油の粘度特性が低下するが、本発明の潤滑油は前記粘度指数向上剤を配合することにより、マルチグレードの潤滑油として優れた粘度特性を有しているので、若干粘度特性が低下しても、自動車等の車両の駆動系用潤滑油として使用可能な粘度特性を維持することができる。潤滑油に混入した水分は使用中に蒸発して除去され、潤滑油の粘度特性は回復し、長期にわたって使用可能である。

本発明の潤滑油は、基油に、構造中に水酸基を有し、かつヒドロキシル価が２２〜３７のポリ（メタ）アクリレートを含む粘度指数向上剤を配合することにより、水分の親和性に優れ、水分が混入した場合でも乳化して、相分離による油膜の切断を防止し、これにより摺動部の焼付を防止でき、しかもマルチグレードの潤滑油として優れた粘度特性を有し、農業用車両、建設機械の車両などの駆動系用潤滑油として好適に使用可能な潤滑油を得ることができる。

以下本発明について、参考例、実施例および比較例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。各例における％は重量％であり、試験方法は次の通りである。

（１）動粘度（Ｖｋ４０）：ＪＩＳ−Ｋ−２２８３による４０℃の動粘度（ｍｍ^２／ｓ）
（２）動粘度（Ｖｋ１００）：ＪＩＳ−Ｋ−２２８３による１００℃の動粘度（ｍｍ^２／ｓ）
（３）粘度指数：ＪＩＳ−Ｋ−２２８３による粘度指数

〔乳化性試験方法〕：
潤滑油の水との乳化性を評価するもので、ＪＩＳＫ２５２０の水分離性試験方法に準拠している。
試験条件１：水（６０ｍｌ）＋試験油（２０ｍｌ）を試験用容器に移し、５４℃±１℃に温度調節を行っている恒温水槽に、少なくとも３０分間は静置して安定させる。温度が安定したら、攪拌板をサンプルの入った容器に挿して、１５００ｒｐｍで５分間攪拌させ、攪拌が終了してからどのくらいの時間、乳化状態を維持できるか乳化層の定量評価をする。
試験条件２：試験条件１のサンプルを水（４０ｍｌ）＋試験油（４０ｍｌ）とし、静置時間を２０または３０分間にする他は、試験条件１と同様の試験手順、評価基準による。

〔４球摩耗試験〕：
シェル式四球試験機により、玉軸受用鋼球を用い、回転数１２００ｒｐｍおよび１５００ｒｐｍ、荷重４００Ｎ、温度７５℃（１２００ｒｐｍ）、温度８０℃（１５００ｒｐｍ）で時間３０分の条件で実施し、固定球の摩耗痕径を求めた。なお実施例と比較例の新油および乳化性試験を行った乳化油についても摩耗試験に供した。

また各例において用いた基油および添加剤は次の通りである。
基油Ａ：高度水素化精製基油、１００℃における動粘度；約４ｍｍ^２／ｓ、４０℃における動粘度；１９．５ｍｍ^２／ｓ、粘度指数；１２３。
水酸基含有ポリメタクリレート（ＰＡ）：ヒドロキシル価；２８、数平均分子量；１０,０００、質量平均分子量；１５,０００、ポリマー純分（ネットポリマー）；５４質量％。
水酸基非含有ポリメタクリレート（ＰＢ）：アクルーブ７２８（三洋化成工業株式会社製、商標）、数平均分子量；２２,０００、質量平均分子量；４０,０００、ポリマー純分；３０質量％。
水酸基非含有ポリメタクリレート（ＰＣ）：アクルーブ５０４（三洋化成工業株式会社製、商標）、数平均分子量；７０，０００、質量平均分子量；１８０，０００、ポリマー純分；２０質量％。
硫黄−リン系極圧剤：アングラモール９９（ルーブリゾール社製、商標）。
流動点降下剤：ルブランＶＩ-７２１（東邦化学（株）製、商標）。

〔参考例１〕：
上記の基油Ａに、水酸基含有ポリメタクリレート（ＰＡ）を２０重量％を混合した試料を、上記の試験条件１に従って乳化性試験を行い、乳化状態を評価した。攪拌乳化後、３０分後の乳化層は７０ｍｌであった。

〔参考例２〕：
上記の基油Ａに、水酸基含有ポリメタクリレート（ＰＡ）を１５重量％と、水酸基を含有しない通常のポリメタクリレート（ＰＢ）を２．５重量％を混合した試料を、上記の試験条件１に従って評価を行った。攪拌乳化後、３０分後の乳化層は６７ｍｌであった。

〔比較参考例１〕：
上記の基油Ａに、水酸基を含有しない通常のポリメタクリレート（ＰＢ）を１０重量％を混合した試料を、上記の試験条件１に従って評価を行った。攪拌乳化後、３０分後の乳化層は０ｍｌであった。

上記参考例および比較参考例の結果を表１に示すが、参考例１および参考例２は、乳化層が６０ｍＬ以上を示すのに対して、水酸基含有ポリメタクリレート（ＰＡ）を含まない比較参考例１は全く乳化層が生成しなかった。

〔実施例１〜３〕：
実施例１〜３の潤滑油として、粘度グレードが７５Ｗ／８０となるように、水酸基含有ポリメタクリレート（ＰＡ）を１０％、水酸基を含有しない通常のポリメタクリレート（ＰＣ）を７．５重量％、流動点降下剤を１％、さらに硫黄−リン系極圧剤を、ＡＰＩのサービス分類に基づくギヤ油の性能分類で、ＧＬ−３（実施例１）、ＧＬ−４（実施例２）およびＧＬ−５（実施例３）の添加量で混合して潤滑油を製造した。これらの潤滑油について、１００℃における動粘度（Ｖｋ１００）、４０℃における動粘度（Ｖｋ４０）、および粘度指数（ＶＩ）を測定するとともに、前記４球摩耗試験により、温度７５℃（１２００ｒｐｍ）、温度８０℃（１５００ｒｐｍ）の摩耗痕径（ｍｍ）を求めた。上記の結果を表２に示す。

〔比較例１〜３〕：
実施例１〜３において、水酸基含有ポリメタクリレート（ＰＡ）を配合せず、通常のポリメタクリレート（ＰＣ）だけを配合して比較例１〜３の潤滑油を製造した。これらの潤滑油について、同様に１００℃における動粘度（Ｖｋ１００）、４０℃における動粘度（Ｖｋ４０）、および粘度指数（ＶＩ）を測定するとともに、前記４球摩耗試験により、温度７５℃（１２００ｒｐｍ）、温度８０℃（１５００ｒｐｍ）の摩耗痕径（ｍｍ）を求めた。上記の結果を表３に示す。

上記表１および表２の結果より、実施例１と比較例１、実施例２と比較例２、および実施例３と比較例３は極圧剤添加量が同じであるが、磨耗条件が同じこれらの例を比較すると、４球摩耗試験の２つの試験条件ともに、水酸基含有ポリメタクリレート（ＰＡ）を添加した実施例１〜３の方が、比較例１〜３よりも耐摩耗性に優れる結果が得られた。

上記実施例１と比較例１の潤滑油について、前記乳化性試験の試験条件２に従って乳化させた後に４球摩耗試験（温度７５℃（１２００ｒｐｍ））を行った結果、ならびに乳化２０または３０分後の乳化（分離）状態を表４に示す。

表４に示すように、実施例１では、水を入れない場合（表２）より摩耗痕径は大きくなったが、比較例１では回転直後に焼付いてしまった。これは実施例１では、水が完全に乳化しているため、油膜が形成されたのに対して、比較例１では、油水が分離して、摺動部分に油膜が形成されなかったためであると推測される。この結果、本発明の潤滑油は、水を取り込んで乳化した結果、焼付きを防げたと考えられる。

本発明は、一般の潤滑系における潤滑油として使用でき、特に農業用車両、建設機械の車両の駆動系用潤滑油などのように、分離水を除去する手段は設けられていない潤滑系における潤滑油として利用できる。

Claims

基油と、
構造中に水酸基を有し、かつヒドロキシル価が２２〜３７のポリ（メタ）アクリレートを含む粘度指数向上剤とを含み、
４０℃における動粘度が３８〜４８ｍｍ ^２／ｓ、および１００℃における動粘度が４〜１３ｍｍ ^２／ｓであり、乳化性を有することを特徴とする農業車両または建設機械車両の駆動系用潤滑油。
粘度指数向上剤が、構造中に水酸基を有するポリ（メタ）アクリレート５０〜１００質量部、および構造中に水酸基を有しないポリ（メタ）アクリレート５０〜０質量部を含むものである請求項１記載の潤滑油。
粘度指数向上剤のポリ（メタ）アクリレートが質量平均分子量５，０００から５０，０００のものである請求項１または２記載の潤滑油。
粘度指数向上剤の添加量は、希釈油を除いたネットポリマーとして潤滑油組成物の全重量を基準として１〜８質量％である請求項１ないし３のいずれかに記載の潤滑油。
潤滑油が、極圧剤、摩耗防止剤、流動点降下剤、酸化防止剤、金属不活性剤、油性向上剤、消泡剤および防錆剤から選ばれる他の添加剤を含む請求項１ないし４のいずれかに記載の潤滑油。
請求項１乃至５いずれかに記載の潤滑油と水分とが乳化することにより、農業車両または建設機械車両の摺動部の焼付きを防止する方法。