JP6207432B2

JP6207432B2 - 潤滑油組成物

Info

Publication number: JP6207432B2
Application number: JP2014047642A
Authority: JP
Inventors: 祐也水谷; 泉清澤; 常年菅原
Original assignee: JXTG Nippon Oil and Energy Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 2014-03-11
Filing date: 2014-03-11
Publication date: 2017-10-04
Anticipated expiration: 2034-03-11
Also published as: JP2015172115A; WO2015137252A1

Description

本発明は、潤滑油組成物に関する。

潤滑油組成物は、要求される特性に応じて組み合わされた潤滑油基油及び添加剤を含有している（例えば特許文献１〜５参照）。

特開昭５９−１２２５９７号公報特開平９−３２８６９６号公報特開平１１−３３５６８４号公報特開２００７−２８４５６４号公報特開２０１２−１９３２５５号公報

ところで、従来の潤滑油組成物には、環境負荷の低減という観点で改善の余地がある。この点について、従来の潤滑油組成物は、潤滑油組成物の漏洩を防止するための対策が十分になされた工場等の設備内で用いられてきたが、近時、居住地域においても潤滑油組成物が使用されつつある（例えばサービスステーションでの潤滑油組成物の使用）。居住地域においては、潤滑油組成物の漏洩を防止するための対策が必ずしも十分になされておらず、また、その対策を十分に講ずることは現実的に困難である。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、環境負荷が低減された潤滑油組成物を提供することを目的とする。

本発明は、炭化水素系基油を含有し、下記（ａ）及び（ｂ）に示す条件を満たす潤滑油組成物を提供する。
（ａ）潤滑油組成物と蒸留水との体積比９：１の混合物を振とうし、次いで混合物を静置すると、混合物が油層と水層とに分離する。
（ｂ）水層のＣＯＤが５０ｍｇ／Ｌ以下である。

ここで、本発明における「ＣＯＤ」とは、ＪＩＳＫ０１０２１７に準拠して測定される化学的酸素要求量（ＣｈｅｍｉｃａｌＯｘｙｇｅｎＤｅｍａｎｄ）を意味する。具体的には、試料を硫酸酸性とし、過マンガン酸カリウムで３０分間反応させた際に消費した過マンガン酸カリウム量を求め、当該過マンガン酸カリウム量に相当する酸素量をＣＯＤとする。

本発明に係る潤滑油組成物においては、仮に潤滑油組成物が漏洩して雨水等と接触した場合でも、潤滑油組成物と水とは互いに分離する上に、潤滑油組成物中の成分が水に混入しにくい。そのため、潤滑油組成物が河川や海洋に拡散することを抑制でき、環境負荷を低減できる。

潤滑油組成物は、油性剤を更に含有することが好ましい。油性剤は、脂肪酸を含有することが好ましい。また、油性剤の含有量は、潤滑油組成物全量基準で１．０質量％以下であることが好ましい。

炭化水素系基油は、ＪＩＳＫ２２５４で規定されるガスクロマトグラフィー蒸留試験において、２５０℃以上の初留点を与えることが好ましい。また、炭化水素系基油は、ポリα−オレフィンを含有することが好ましい。

本発明によれば、環境負荷が低減された潤滑油組成物を提供することができる。

実施例で用いたイソステアリン酸Ａの^１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。実施例で用いたイソステアリン酸Ｂの^１３Ｃ−ＮＭＲチャートである。

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

本実施形態に係る潤滑油組成物は、炭化水素系基油を含有し、下記（ａ）及び（ｂ）に示す条件を満たす。
（ａ）潤滑油組成物と蒸留水との体積比９：１の混合物を振とうし、次いで混合物を静置すると、混合物が油層と水層とに分離する。
（ｂ）水層のＣＯＤが５０ｍｇ／Ｌ以下である。炭化水素系基油を含有する潤滑油組成物であって、該潤滑油組成物と蒸留水との体積比９：１の混合物を振とうしたときに、混合物が油層と水層とに分離し、水層のＣＯＤが５０ｍｇ／Ｌ以下となる。

炭化水素系基油としては、特に制限されず、例えば、鉱油系基油、ワックス分解系基油、合成系基油、又はこれらの２種以上の混合油を挙げることができる。また、好ましい合成系基油としては、ポリα−オレフィン又はその水素化物を挙げられる。炭化水素系基油は、ポリα−オレフィン又はその水素化物を、炭化水素系基油全量基準で、好ましくは９６質量％以上、より好ましくは９９質量％以上含有する。さらに、オレフィンオリゴマー、スラックワックス、ＦＴワックスなどのワックス類及びこれを異性化した基油、芳香族及び／又は不飽和化合物を含む基油、例えばテルペン油や原油を蒸留した留分を水素化した基油を用いることもできる。また、炭化水素系基油は、以下の性状を有することが好ましい。

炭化水素系基油の動粘度は特に限定されないが、炭化水素系基油の４０℃における動粘度は、好ましくは１０〜８００ｍｍ^２／ｓ、より好ましくは１５〜５００ｍｍ^２／ｓ、更に好ましくは２０〜３００ｍｍ^２／ｓ、特に好ましくは３０〜２００ｍｍ^２／ｓ、最も好ましくは５０〜９０ｍｍ^２／ｓである。また、炭化水素系基油の１００℃における動粘度は、好ましくは２〜６０ｍｍ^２／ｓ、より好ましくは３〜５０ｍｍ^２／ｓ、更に好ましくは４〜３５ｍｍ^２／ｓ、特に好ましくは５〜２５ｍｍ^２／ｓ、最も好ましくは８〜１５ｍｍ^２／ｓである。炭化水素系基油の動粘度がこの範囲であると、有効な潤滑油膜を確保しつつ、漏洩時の洗浄性を両立できる。

炭化水素系基油の粘度指数は、好ましくは１００〜１６０であり、より好ましくは１２０〜１５５であり、最も好ましくは１３０〜１５５である。粘度指数が下限値以上であると、漏洩した潤滑油組成物の回収時に周囲温度が低い場合でも高粘度化を抑制できる。粘度指数が上限値以下であると、低温時に結晶性を帯びることを抑制できる。

本発明における４０℃及び１００℃における動粘度並びに粘度指数は、それぞれＪＩＳＫ２２８３「原油及び石油製品−動粘度試験方法及び粘度指数算出方法」に準拠して測定される値を意味する。

炭化水素系基油の蒸留範囲は、炭化水素系基油の蒸気圧を低く抑える観点から、ＪＩＳＫ２２５４「石油製品−蒸留試験方法」で規定されるガスクロマトグラフィー蒸留試験の初留点として、２５０℃以上であることが好ましく、３００℃以上であることがより好ましい。また、１％留出点として、３５０℃以上であることが好ましく、４００℃以上であることがより好ましい。また、ガスクロマトグラフィー蒸留試験では初留点として検出されない微量の軽質炭化水素についても、低減することが好ましい。したがって、炭化水素系基油を製造する際には、例えば入念なフラッシングを伴う蒸留工程を経ることが好ましい。

炭化水素系基油の硫黄分は、菌類の栄養素を低減する観点から、炭化水素系基油全量を基準として、好ましくは０．１質量％（１０００質量ｐｐｍ）以下、より好ましくは１０質量ｐｐｍ以下、更に好ましくは１質量ｐｐｍ以下である。本発明でいう硫黄分とは、ＪＩＳＫ２５４１「原油及び石油製品−硫黄分試験方法」により測定された値を意味する。

炭化水素系基油の芳香族含有量は、環境負荷低減の観点から、炭化水素系基油全量を基準として、好ましくは０．１質量％以下であり、より好ましくは０．０１質量％以下である。本発明でいう芳香族含有量とは、ＪＩＳＫ２５３６「石油製品−成分試験方法」の蛍光指示薬吸着法に準拠して測定された値を意味する。

炭化水素系基油の含有量は、潤滑油組成物全量基準で、９０〜９９．９９５質量％であり、好ましくは９５〜９９．９９質量％であり、更に好ましくは９８〜９９．９質量％である。

本実施形態に係る潤滑油組成物は、摩擦係数を低減できる観点から、油性剤を更に含有することが好ましい。かかる油性剤としては、例えば脂肪酸に代表される１価カルボン酸、多価カルボン酸、１価アルコール、多価アルコール、エステル、多価アルコールの部分エステル化合物が挙げられる。これらの中でも、環境負荷をより低減できる観点から、脂肪酸、多価アルコール及び多価アルコールの部分エステル化合物が好ましく、脂肪酸がより好ましい。

多価アルコールとしては、ソルビトール、ソルビタン、トリメチロールプロパンが例示される。

多価アルコールの部分エステルとしては、アルコールとしてソルビタン、グリセリン、トリメチロールプロパン、カルボン酸としてオレイン酸、ラウリン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸などの脂肪酸や、ナフテン酸、ダイマー酸、セバシン酸、フタル酸が例示される。

脂肪酸としては、炭素数１４〜２２の脂肪酸が好ましく、炭素数１４〜２２の分岐脂肪酸がより好ましい。脂肪酸の炭素数は、１６〜２０であることが特に好ましい。また、飽和脂肪酸が好ましい。脂肪酸としては、オレイン酸、イソステアリン酸、ラウリン酸、ステアリン酸が例示される。その中でも、イソステアリン酸が最も好ましい。分岐脂肪酸の中でも、^１３Ｃ−ＮＭＲ分析において、化学シフト４０ｐｐｍ以上の領域におけるピーク強度の積分値（ピーク面積）が、全炭素のピーク強度の積分値（ピーク面積）の合計に対して、１５％以下が好ましく、１０％以下がより好ましく、１％以下が更に好ましく、０．５％以下が特に好ましい。このような脂肪酸が好ましい理由としては、化学シフト４０ｐｐｍ以上の領域はメチン基及びメチン基に隣接する炭素に起因することから、分岐の程度が適切な分岐脂肪酸が好ましいためと、発明者は予想している。

油性剤に占める脂肪酸の割合は、油性剤全量基準で、好ましくは６０〜１００質量％であり、より好ましくは８５〜１００質量％であり、更に好ましくは９５〜１００質量％である。

油性剤の含有量は、潤滑油組成物全量基準で、好ましくは０．００５〜１０．０質量％であり、より好ましくは０．０１〜５．０質量％であり、更に好ましくは０．１〜２．０質量％であり、特に好ましくは０．２〜１．０質量％である。

潤滑油組成物は、必要に応じて油性剤以外の添加剤を更に含有してもよい。油性剤以外の添加剤としては、酸化防止剤、さび止め剤、腐食防止剤、流動点降下剤、極圧剤、金属不活性剤、消泡剤、清浄分散剤などが例示される。油性剤以外の添加剤の含有量は、例えば潤滑油組成物全量基準で１質量％以下とすることができる。

本実施形態に係る潤滑油組成物は、下記（ａ）及び（ｂ）に示す条件を満たす。
（ａ）潤滑油組成物と蒸留水との体積比９：１の混合物を振とうし、次いで混合物を静置すると、混合物が油層と水層とに分離する。
（ｂ）水層のＣＯＤが５０ｍｇ／Ｌ以下である。

本実施形態に係る潤滑油組成物が上記（ａ）に示す条件を満たすことは、より具体的には、以下のように確認される。すなわち、まず、本実施形態に係る潤滑油組成物と蒸留水との体積比９：１の混合物を振とうする。振とうは、室温（２５℃）にて、３分間、１ストローク／秒にて行う。１ストロークの幅は、３０〜４０ｃｍの範囲内とする。次いで、混合物を室温にて６時間静置する。その後、混合物が油層と水層に分離する。

ここで、混合物が油層と水層とに分離するとは、混合した蒸留水の量と等量のクリアーな水層が目視で確認できる範囲で現れることを意味する。換言すれば、混合物が油層と水層に分離するとは、潤滑油組成物と蒸留水とのエマルションが形成されないことを意味する。なお、エマルションが形成されないとは、ＪＩＳＫ２２５０に準拠して行う抗乳化試験において、乳化層が全量基準で３／８０以下となることを意味する。

本実施形態に係る潤滑油組成物が上記（ｂ）に示す条件を満たすことは、上記（ａ）で分離した水層を混合物から抽出し、水層のＣＯＤをＪＩＳＫ０１０２１７に準拠して測定することにより確認される。水層のＣＯＤは、環境負荷をより低減できる観点から、３０ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましく、１５ｍｇ／Ｌ以下であることがより好ましく、８ｍｇ／Ｌ以下であることが更に好ましい。

潤滑油組成物の硫黄分は、０．１質量％（１０００質量ｐｐｍ）以下であり、好ましくは１０質量ｐｐｍ以下であり、より好ましくは１質量ｐｐｍ以下である。本発明における硫黄分は、ＪＩＳＫ２５４１−６「硫黄分試験方法」で規定される紫外蛍光法によって測定される。

潤滑油組成物の金属元素含有量は、環境負荷低減の観点から、好ましくは１００質量ｐｐｍ以下であり、より好ましくは１０質量ｐｐｍ以下である。本発明における金属元素含有量は、例えば、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光などより測定することができ、その試料の前処理としては、ＪＰＩ−５Ｓ−３８−９２にて規定される溶剤希釈法などを利用することができる。

本実施形態に係る潤滑油組成物は、上記の成分を混合することによって製造することができる。ここで、潤滑油組成物の調製工程においては、炭化水素系基油の蒸気圧を低く抑える観点から、軽質炭化水素を除去することが好ましい。軽質炭化水素の除去は、例えば、基油、油性剤等の成分を混合した後、その混合物を、例えば８０℃以上の温度で３時間以上撹拌することによって行うことができる。あるいは、窒素又はドライエアーでのバブリングを行うことが好ましく、８０℃以上の温度で３時間以上の窒素バブリングを行うことがより好ましい。

潤滑油組成物中の軽質炭化水素含有量は、潤滑油組成物全量基準で、１００質量ｐｐｍ以下であることが好ましく、５０質量ｐｐｍ以下がより好ましく、２５質量ｐｐｍ以下であることが更に好ましい。本発明における潤滑油組成物中の軽質炭化水素含有量は、ＪＩＳＫ２２５４「石油製品−蒸留試験方法」で規定されるガスクロマトグラフィー分析にて、炭素数１０以下の炭化水素に由来するピーク強度から算出される。

本実施形態に係る潤滑油組成物は、例えばエンジン油、駆動系用潤滑油、グリース、湿式ブレーキ油、油圧作動油、タービン油、空気圧縮機油、水素圧縮機油、軸受け油などとして好適に用いられる。

以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

以下に示す炭化水素系基油及び添加剤を用いて、表１〜３に示す組成を有する供試油１〜２１を調製した。
（炭化水素系基油）
Ａ１：デセン誘導体で、４０℃動粘度が６３ｍｍ^２／ｓ、１００℃動粘度が９．６ｍｍ^２／ｓ、粘度指数が１３４のポリα−オレフィン
Ａ２：アルキルナフタレン
Ａ３：４０℃動粘度が２０．３ｍｍ^２／ｓ、粘度指数が１２１、初留点が３２４℃の水素化分解系の鉱油
Ａ４：４０℃動粘度が３７．５ｍｍ^２／ｓ、粘度指数が１２９、初留点が３２４℃の水素化分解系の鉱油
（添加剤）
Ｂ１：イソステアリン酸Ａ（日産化学工業（株）製品）
Ｂ２：イソステアリン酸Ｂ（クローダジャパン（株）Ｐｒｉｓｏｒｉｎｅ３５０３）
Ｂ３：オレイン酸
Ｂ４：ソルビタンモノオレート
Ｂ５：グリセリンモノオレート
Ｂ６：アルキル化フェニルαナフチルアミン
Ｂ７：ジアルキルフェニルアミン
Ｂ８：アルケニルコハク酸の脂肪族アルコールとのハーフエステル
Ｂ９：ポリメタクリレート
Ｂ１０：トリクレジルフォスフェート
Ｂ１１：ベンゾトリアゾール誘導体
Ｂ１２：ポリジメチルシリコーン

なお、イソステアリン酸Ａ及びイソステアリン酸Ｂについては、以下の方法で^１３Ｃ−ＮＭＲを測定した。イソステアリン酸Ａ及びイソステアリン酸Ｂについての測定結果を、それぞれ図１及び２に示す。
装置名：Ｖａｒｉａｎ−ＮＭＲｓｙｓｔｅｍ５００、共鳴周波数：１２５．７６ＭＨｚ、溶媒：重クロロホルム、測定温度：室温（２５℃）、繰返時間：２ｓｅｃ、積算回数：１０２４回、プローブ：直径５ｍｍ

供試油１〜２１について、以下の手順でＣＯＤを測定した。また、供試油５〜１４，１６〜１７及び１９〜２０について、以下の手順で摩擦係数を測定した。結果を表１〜３に示す。

（ＣＯＤの評価）
まず、供試油９００ｍＬと蒸留水１００ｍＬとの混合物を分液ろうとに入れ、室温にて、３分間振とうした。次いで、混合物を室温にて６時間静置した。その後、分離した水層を混合物から抽出し、水層のＣＯＤをＪＩＳＫ０１０２１７に準拠して測定した。なお、供試油と蒸留水とが分離しなかった試料については、ＣＯＤの測定を行わず、表１〜３においては「分離せず」と記した。

（摩擦係数の評価）
摩擦係数の評価は、「曽田範宗航空研究所報告（Ｎｏ．２７９、１９４３）」に規定される方法に準拠して行った。

Claims

炭化水素系基油と、油性剤と、を含有する組成物を調製する工程と、
前記組成物が下記（ａ）及び（ｂ）に示す条件を満たすか否かを判定する工程と、
下記（ａ）及び（ｂ）に示す条件を満たすと判定された前記組成物を用いて潤滑油組成物を得る工程と、
を備える、潤滑油組成物の製造方法。
（ａ）前記組成物と蒸留水との体積比９：１の混合物を室温にて３分間振とうし、次いで混合物を室温にて６時間静置すると、混合物が油層と水層とに分離する。
（ｂ）前記水層のＣＯＤが５０ｍｇ／Ｌ以下である。
前記油性剤が脂肪酸を含有する、請求項１に記載の潤滑油組成物の製造方法。
前記脂肪酸がイソステアリン酸である、請求項２に記載の潤滑油組成物の製造方法。
前記油性剤の含有量が、前記潤滑油組成物全量基準で１．０質量％以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の潤滑油組成物の製造方法。
前記炭化水素系基油が、ＪＩＳＫ２２５４で規定されるガスクロマトグラフィー蒸留試験において、２５０℃以上の初留点を与える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の潤滑油組成物の製造方法。
前記炭化水素系基油がポリα−オレフィンを含有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の潤滑油組成物の製造方法。