JP6878452B2 - 潤滑油の放気を向上させる方法 - Google Patents

Description

本発明は、潤滑油の放気を向上させる方法に関連する。

潤滑油は、接触する表面を保護し、滑りやすくするために使用され、また、動力の伝達のためにも使用され得る。空気混入は潤滑油の効き目を低減し得ることが知られている。空気混入は、（典型的には１ｍｍ未満の直径を有する）気泡が潤滑油全体に分散している現象である。混入した空気は、遊離空気（系内の一部内に閉じ込められたひとまとまりの空気）、溶存空気（潤滑油は、６〜１２質量パーセントの間の溶存空気を含有し得る）、及び泡（油の表面上に集まる、直径が１ｍｍよりも一般的に大きい気泡）とは区別され得る。空気混入は、潤滑性の喪失、潤滑油の酸化の可能性、動作中の騒音、効率の低下、及びより高い油温度を含む多くの有害な結果をもたらし得る。

潤滑油の空気混入性は、一般的にＡＳＴＭ Ｄ３４２７放気試験を使用して計測される。試験は、試験条件下及び指定の温度において、油に混入した空気が体積の０．２％まで低減するために必要とされる時間を計測する。

本発明は、潤滑油の空気混入性を向上させることを目指している。

したがって、本発明はＡＳＴＭ Ｄ３４２７によって計測される潤滑油の放気を向上させる方法を提供し、該方法は高せん断ミキサーを用いて、添加剤を潤滑油中に混合することを含み、添加剤はアルキルアクリレートポリマーである。

そのようなアルキルアクリレートポリマーは、以前は消泡剤として使用されてきた。放気時間は、一般的に、添加剤、特にシリコーン油のような消泡剤の追加でより悪化すると考えられる。これは、“Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｎ Ｆｏａｍ ｉｎ Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ Ｏｉｌｓ”、９〜１３ページ、２００３年５月Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｔｒｉｂｏｌｏｇｉｓｔｓ ａｎｄ Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓにおいて、Ｄｕｎｃａｎｓｏｎにより説明される。

高せん断ミキサーを用いたアルキルアクリレートポリマーの潤滑油中への組み込みが、潤滑油の放気性に影響することは驚きである。本発明を用いて、潤滑油の放気を向上させるために、当業者はアルキルアクリレートポリマーを使用し得る。

本発明は、ＡＳＴＭ Ｄ３４２７によって計測される潤滑油の放気を向上させる方法を提供する。試験において、圧縮された空気を、５０℃の温度まで熱された潤滑油中に吹き込む。気流を止めた後、油に混入した空気が体積の０．２％まで低減するために必要とされる時間を、放気時間として記録する。望ましい放気の数値は、一般的に３分未満、好ましくは６０秒未満、最も好ましくは２０秒未満である。

放気は、高せん断ミキサーを用いて添加剤が潤滑油と混合されていない潤滑油を用いて達成される放気と比較して、向上する。本発明者らは、本発明の方法を実行したとき、放気時間の有用な低減を認めた。

潤滑油は、いくつかの基油の混合物であり得る基油成分を含む。基油成分中の基油は、ＡＰＩ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）基油分類のグループＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、またはＶから選択される任意の従来の基油であり得る。好ましくは基油成分はＧＴＬ基油を含み、さらに好ましくは基油成分は基油成分の重量に基づいて少なくとも７５重量％のＧＴＬ基油を含む。ＧＴＬ基油は、天然ガスを液体燃料に変えるフィッシャー・トロプシュ法により合成される。ＧＴＬ基油は、原油から精製される鉱油基油と比較して非常に低い硫黄含有量及び芳香族含有量を有し、非常に高いパラフィン組成比を有する。

潤滑油は、添加剤を好適に含む。好ましくは添加剤の量は潤滑油の重量に基づいて１０重量％未満であり、さらに好ましくは５重量％未満であり、最も好ましくは２．５重量％未満である。添加剤は、抗酸化剤、耐摩耗添加剤、解乳化剤、乳化剤、サビ及び腐食抑止剤、粘度指数向上剤、ならびに／または摩擦調整剤を含み得る。

好ましくは潤滑油は４０℃で５〜２２０ｃＳｔの範囲の動粘度を有し、さらに好ましくは１０〜２００ｃＳｔであり、最も好ましくは２０〜１００ｃＳｔである。動粘度は、ＡＳＴＭ Ｄ４４５（ＡＳＴＭ Ｄ７０４２）を用いて好適に計測される。

本発明の好ましい実施形態において、前記潤滑油は、油圧流体用に配合される。油圧流体は、多くの異なる種類の油圧装置で使用され、機械の動きを滑らかにするためだけでなく、圧力を伝達するために使用される。空気混入は、油圧のふわふわとしたまたは不規則な動作の原因となり、油圧系内で著しい問題になり得る。

本発明の方法において、アルキルアクリレートポリマー添加物は、潤滑油中に混合される。好適なアルキルアクリレートポリマーは、例えば、ＵＳ３１６６５０８において開示される。ポリマーの分子量は、好適には１０，０００未満、好ましくは７，５００未満、さらに好ましくは５，０００未満である。一実施形態において、アルキルアクリレートポリマーは、アルキルラジカル中に少なくとも３つであるが７つ未満の炭素原子を有するアルキルアクリレートのホモポリマーであり得る。別の実施形態において、アルキルアクリレートポリマーは、アルキルラジカルが１〜１８の炭素原子を有し、コポリマー分子のアルキルラジカル中における炭素原子の平均数がモル基準で少なくとも３つであるが７つ未満である、少なくとも２つの異なるアルキルアクリレートのコポリマーであり得る。

好適には潤滑油の重量に基づいて少なくとも０．０００５重量％のアルキルアクリレートポリマーが潤滑油中に混合され、好ましくは少なくとも０．００１重量％である。好適には潤滑油の重量に基づいて０．１重量％未満のアルキルアクリレートポリマーが潤滑油中に混合され、好ましくは０．０１重量％未満である。好ましい量のアルキルアクリレートポリマーは、放気性において所望の向上を達成するため十分に使用することと、アルキルアクリレートポリマーを使用し過ぎたことによる不必要な出費を避けることとの均衡である。

アルキルアクリレートポリマー添加物は、高せん断ミキサーを用いて潤滑油中に混合される。用語「高せん断ミキサー」は、当業者に周知のものである。回転するインペラまたは高速ロータは、混合される液体中に流れ及びせん断を作り出す。いくつかの実施形態において、ロータは固定子として知られる静止構成要素内で回転する。好ましくは、添加剤は少なくとも４００ｒｐｍの速度で潤滑油中に混合される。速度は、好ましくは少なくとも６００ｒｐｍ、さらに好ましくは少なくとも８００ｒｐｍである。好ましくは混合は少なくとも１０分間、さらに好ましくは少なくとも３０分間、最も好ましくは少なくとも６０分間である。

本発明は、実施例という形により下記でさらに詳細に説明されるが、本発明はそれらの実施例によって決して限定されない。

７の異なる基油混合物を、以下の３つの基油の組み合わせを用いて調製した。
１）Ｃｈｅｖｒｏｎ ２２０ Ｒ（Ｃｈｅｖｒｏｎから入手可能なグループＩＩの鉱油）
２）ＸＨＶＩ ８（Ｓｈｅｌｌから入手可能なフィッシャー・トロプシュ派生油）
３）Ｓｐｅｃｔｒａｓｙｎ ８（ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌから入手可能なポリアルファオレフィン流体）

表１は、（混合物の総量に基づいた質量％で表示された）各混合物に存在する各基油の量を示す。表１の混合物は全てＩＳＯ ４６である。

極圧／耐摩耗添加剤、摩擦調整剤、無灰系サビ防止剤、乳化剤、及び抗酸化剤を含有する添加剤パッケージを、完全に配合された潤滑油を提供するために基油混合物に添加した。添加剤パッケージは各例において同様であった。その後、炭化水素溶剤中の変性アクリルポリマーの４０％溶液であるＰＣ ３１４４添加剤（Ａｌｌｎｅｘから入手可能）の１２５ｐｐｍを、４０℃で、１２００ｒｐｍの撹拌速度でオーバーヘッドＣａｆｒａｍｏ高せん断ミキサーを使って１時間または３００ｒｐｍの撹拌速度で磁気撹拌器を使って１時間のいずれかによって、配合物に加えた。

基油混合物、完全に配合製された油、及び完全に配合された油にＰＣ ３１４４を足したものの放気時間が、ＡＳＴＭ Ｄ３４２７の方法を用いて試験された。評価結果を表２に示す。

結果は、基油混合物の放気が様々であることを示す。添加剤パッケージを添加することは、放気時間をさらに増やし得る。ＰＣ ３１４４添加剤を高せん断ミキサーを用いて添加することは、（放気時間が混合物３及び混合物７の場合のように既に非常に低くない限り）概ね放気時間を低減し得る。ＰＣ ３１４４添加剤を磁気撹拌器で添加することが、同様の効果を有するようには見られない。

Claims (5)

1. 少なくとも４００ｒｐｍの速度で高せん断ミキサーを用いて潤滑油中に混合されるアルキルアクリレートポリマーである添加剤の、ＡＳＴＭ Ｄ３４２７によって計測される前記潤滑油の放気を向上させるための使用であって、
   前記潤滑油は基油成分を含み、前記基油成分は、前記基油成分の重量に基づいて少なくとも７５重量％のＧＴＬ基油を含み、
   前記潤滑油の重量に基づいて少なくとも０．０００５重量％及び０．１重量％未満のアルキルアクリレートポリマーが前記潤滑油に混合され、
   前記アルキルアクリレートポリマーは、アルキルラジカル中に少なくとも３つであるが７つ未満の炭素原子を有するアルキルアクリレートのホモポリマーであるか、または、前記アルキルアクリレートポリマーは、アルキルラジカルが１〜１８の炭素原子を有し、コポリマー分子のアルキルラジカル中における炭素原子の平均数が、モル基準で少なくとも３つであるが７つ未満である、少なくとも２つの異なるアルキルアクリレートのコポリマーである、前記使用。
2. 前記潤滑油は、４０℃で５〜２２０ｃＳｔの範囲の動粘度を有する、請求項１に記載の使用。
3. 前記潤滑油は、油圧流体用に作られている、請求項１または２に記載の使用。
4. 前記アルキルアクリレートポリマーの分子量は、１０，０００未満である、請求項１または２に記載の使用。
5. 前記添加剤は、少なくとも８００ｒｐｍの速度で前記潤滑油中に混合される、請求項１または２に記載の使用。