JP6951316B2 - 潤滑油組成物、及び潤滑方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、特許文献1で開示される潤滑油組成物では、ブレーキ鳴き防止性能を満足させることはできておらず、ブレーキ鳴き防止性能を満足させる潤滑油組成物の技術開発が求められている。
以下、本発明の実施形態(以下、「本実施形態」と称することもある)について説明する。
本実施形態の潤滑油組成物は、基油(A)、及び下記一般式(1)で表される水酸基含有アミン化合物(B)を含有する潤滑油組成物である。以下、各成分について説明する。
本実施形態の潤滑油組成物に用いられる基油(A)としては、鉱油であってもよく、合成油であってもよい。
鉱油としては、パラフィン基系、ナフテン基系、中間基系の原油を常圧蒸留して得られる常圧残油;該常圧残油を減圧蒸留して得られた留出油;該留出油を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化精製等のうちの1つ以上の処理を行って精製した鉱油、例えば、軽質ニュートラル油、中質ニュートラル油、重質ニュートラル油、ブライトストック、またフィッシャー・トロプシュ法等により製造されるワックス(GTLワックス)を異性化することで得られる鉱油等が挙げられる。
また、基油(A)の粘度指数は、ブレーキ鳴き防止性能、また変速機の焼付き及び摩耗の防止性能、粘度特性、酸化劣化等に対する安定性の観点から、80以上が好ましく、90以上がより好ましく、100以上が更に好ましい。ここで、動粘度、及び粘度指数は、JIS K 2283:2000に準拠し、ガラス製毛管式粘度計を用いて測定した値である。
また、基油(A)の潤滑油組成物全量基準の含有量は、通常50質量%以上であり、好ましくは60〜97質量%、より好ましくは70〜95質量%であり、更に好ましくは80〜95質量%である。
本実施形態の潤滑油組成物は、下記一般式(1)で表される水酸基含有アミン化合物(B)を含有する。水酸基含有アミン化合物(B)を含まないと、優れたブレーキ鳴き防止性能は得られない。
R1の炭素数12〜30の脂肪族炭化水素基としては、例えば、炭素数12〜30の直鎖状、又は分岐状のアルキル基、アルケニル基が好ましく挙げられ、炭素数12〜24の直鎖状、又は分岐状のアルキル基、アルケニル基がより好ましく挙げられ、炭素数16〜20の直鎖状、又は分岐状のアルキル基、アルケニル基が好ましく挙げられる。R1が上記炭素数の脂肪族炭化水素基であると、優れたブレーキ鳴き防止性能、基油に対する優れた溶解性、また優れた変速機の焼付き及び摩耗の防止性能、粘度特性、酸化劣化等に対する安定性が得られる。
また、炭素数12〜30の直鎖状、又は分岐状のアルケニル基としては、各種ドデセニル基、各種トリデセニル基、各種テトラデセニル基、各種ペンタデセニル基、各種ヘキサデセニル基、各種ヘプタデセニル基、各種オクタデセニル基、各種ノナデセニル基、各種イコセニル基、各種ヘンイコセニル基、各種ドコセニル基、各種トリコセニル基、各種テトラコセニル基、各種ペンタコセニル基、各種ヘキサコセニル基、各種ヘプタコセニル基、各種オクタコセニル基、各種ノナコセニル基、及び各種トリアコンチニル基が挙げられる。
なかでも、ブレーキの鳴き防止性能を考慮すると、各種ヘキサデシル基、各種ヘプタデシル基、各種オクタデシル基の炭素数16〜18のアルキル基、各種ヘキサデセニル基、各種ヘプタデセニル基、各種オクタデセニル基の炭素数16〜18のアルケニル基が好ましく、各種ヘキサデセニル基、各種ヘプタデセニル基、各種オクタデセニル基の炭素数16〜18のアルケニル基がより好ましく、各種オクタデセニル基が更に好ましく、特にn−オクタデセニル基が好ましい。
なかでも、ブレーキの鳴き防止性能を考慮すると、アルキレン基が好ましく、特に炭素数2のアルキレン基、すなわちエチレン基が好ましい。
R2及びR3は同じでも異なっていてもよく、ブレーキの鳴き防止性能の観点から、同じであることが好ましい。
本実施形態の潤滑油組成物は、下記一般式(2)で表されるアミン化合物(C)を含有することが好ましい。潤滑油組成物は、アミン化合物(C)を含有することで、より優れたブレーキ鳴き防止性能が得られる。
R4の炭素数12〜30の脂肪族炭化水素基としては、例えば、上記R1の炭素数12〜30の脂肪族炭化水素基として例示したものが好ましく挙げられる。R4の炭素数としては、12〜30が好ましく、12〜24がより好ましく、16〜20が更に好ましいことも、上記のR1と同じである。R4が上記炭素数の脂肪族炭化水素基であると、優れたブレーキ鳴き防止性能、基油に対する優れた溶解性、また優れた変速機の焼付き及び摩耗の防止性能、粘度特性、酸化劣化等に対する安定性が得られる。
なかでも、ブレーキの鳴き防止性能を考慮すると、R4としては、各種ヘキサデシル基、各種ヘプタデシル基、各種オクタデシル基の炭素数16〜18のアルキル基、各種ヘキサデセニル基、各種ヘプタデセニル基、各種オクタデセニル基の炭素数16〜18のアルケニル基が好ましく、各種ヘキサデシル基、各種ヘプタデシル基、各種オクタデシル基の炭素数16〜18のアルキル基がより好ましく、各種オクタデシル基が更に好ましく、特にn−オクタデシル基が好ましい。
特に、ブレーキの鳴き防止性能を考慮すると、アルキル基が好ましく、特に炭素数1のアルキル基、すなわちメチル基が好ましい。また、R5及びR6は同じでも異なっていてもよく、ブレーキの鳴き防止性能の観点から、同じであることが好ましい。
本実施形態の潤滑油組成物においては、本発明の目的に反しない範囲で、基油(A)、水酸基含有アミン化合物(B)、好ましく用いられるアミン化合物(C)以外のその他の添加剤、例えば、粘度指数向上剤、流動点降下剤、消泡剤、摩擦調整剤、耐摩耗剤、極圧剤、油性剤、酸化防止剤、分散剤、金属系清浄剤、金属不活性化剤、防錆剤等のその他添加剤を、適宜選択して配合することができる。これらの添加剤は、単独で、又は複数種を組み合わせて用いることができる。本実施形態の潤滑油組成物は、上記基油(A)、水酸基含有アミン化合物(B)からなってもよいし、基油(A)、水酸基含有アミン化合物(B)及びアミン化合物(C)からなってもよいし、また、基油(A)、水酸基含有アミン化合物(B)、アミン化合物(C)及びその他の添加剤からなるものであってもよい。
これらのその他添加剤の合計含有量は、本発明の目的に反しない範囲であれば特に制限はないが、その他添加剤を添加する効果を考慮すると、組成物全量基準で、0.1〜20質量%が好ましく、1〜15質量%がより好ましく、3〜10質量%が更に好ましい。
本実施形態の潤滑油組成物は、上記の基油(A)の粘度指数を向上させるため、粘度指数向上剤を含有してもよい。粘度指数向上剤としては、例えば、非分散型ポリメタクリレート、分散型ポリメタクリレート、オレフィン系共重合体(例えば、エチレン−プロピレン共重合体等)、分散型オレフィン系共重合体、スチレン系共重合体(例えば、スチレン−ジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体等)等の重合体が挙げられる。
非分散型及び分散型ポリメタクリレートの場合は、5,000〜1,000,000が好ましく、10,000〜800,000がより好ましく、20,000〜600,000が更に好ましい。また、オレフィン系共重合体の場合は、800〜300,000が好ましく、10,000〜200,000がより好ましい。
<GPC測定装置>
・カラム:TOSO GMHHR−H(S)HT
・検出器:液体クロマトグラム用RI検出器 WATERS 150C
<測定条件等>
・溶媒:1,2,4−トリクロロベンゼン
・測定温度:145℃
・流速:1.0ミリリットル/分
・試料濃度:2.2mg/ミリリットル
・注入量:160マイクロリットル
・検量線:Universal Calibration
・解析プログラム:HT−GPC(Ver,1.0)
流動点降下剤としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化パラフィンとナフタレンとの縮合物、塩素化パラフィンとフェノールとの縮合物、ポリメタクリレート、ポリアルキルスチレン等が挙げられる。
消泡剤としては、例えば、シリコーン油、フルオロシリコーン油、及びフルオロアルキルエーテル等が挙げられる。
摩擦調整剤としては、例えば、炭素数6〜30のアルキル基またはアルケニル基、特に炭素数6〜30の直鎖アルキル基または直鎖アルケニル基を分子中に少なくとも1個有する、脂肪酸アミン、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、脂肪酸、脂肪族アルコール、及び脂肪酸エーテル等の無灰摩擦調整剤;モリブデンジチオカーバメート(MoDTC)、モリブデンジチオホスフェート(MoDTP)、及びモリブデン酸のアミン塩等のモリブデン系摩擦調整剤等が挙げられる。
耐摩耗剤としては、例えば、ジアルキルジチオリン酸亜鉛(ZnDTP)、リン酸亜鉛、ジチオカルバミン酸亜鉛、ジチオカルバミン酸モリブデン、ジチオリン酸モリブデン、ジスルフィド類、硫化オレフィン類、硫化油脂類、硫化エステル類、チオカーボネート類、チオカーバメート類、ポリサルファイド類等の硫黄含有化合物;亜リン酸エステル類、リン酸エステル類、ホスホン酸エステル類、及びこれらのアミン塩又は金属塩等のリン含有化合物;チオ亜リン酸エステル類、チオリン酸エステル類、チオホスホン酸エステル類、及びこれらのアミン塩又は金属塩等の硫黄及びリン含有耐摩耗剤が挙げられる。
極圧剤としては、例えば、スルフィド類、スルフォキシド類、スルフォン類、チオホスフィネート類等の硫黄系極圧剤、塩素化炭化水素等のハロゲン系極圧剤、有機金属系極圧剤等が挙げられる。
油性剤としては、例えば、ステアリン酸、オレイン酸等の脂肪族モノカルボン酸;ダイマー酸、水添ダイマー等の重合脂肪酸;リシノレイン酸、ヒドロキシステアリン酸等のヒドロキシ脂肪酸;ラウリルアルコール、オレイルアルコール等の脂肪族モノアルコール;ステアリルアミン、オレイルアミン等の脂肪酸モノアミン;ラウリン酸アミド、オレイン酸アミド等の脂肪酸アミドなどが挙げられる。
酸化防止剤としては、例えば、例えば、ジフェニルアミン系酸化防止剤、ナフチルアミン系酸化防止剤等のアミン系酸化防止剤;モノフェノール系酸化防止剤、ジフェノール系酸化防止剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤等のフェノール系酸化防止剤;三酸化モリブデン及び/又はモリブデン酸とアミン化合物とを反応させてなるモリブデンアミン錯体等モリブデン系酸化防止剤;フェノチアジン、ジオクタデシルサルファイド、ジラウリル−3,3'−チオジプロピオネート、2−メルカプトベンゾイミダゾール等の硫黄系酸化防止剤;トリフェニルホスファイト、ジイソプロピルモノフェニルホスファイト、モノブチルジフェニルホスファイト等のリン系酸化防止剤等が挙げられる。
分散剤としては、例えば、ホウ素非含有コハク酸イミド類、ホウ素含有コハク酸イミド類、ベンジルアミン類、ホウ素含有ベンジルアミン類、コハク酸エステル類、脂肪酸あるいはコハク酸で代表される一価又は二価カルボン酸アミド類等の無灰系分散剤が挙げられる。
金属系清浄剤としては、例えば、カルシウムなどのアルカリ土類金属の中性金属スルホネート、中性金属フェネート、中性金属サリチレート、中性金属ホスホネート、塩基性金属スルホネート、塩基性金属フェネート、塩基性金属サリチレート、塩基性ホスホネート、過塩基性金属スルホネート、過塩基性金属フェネート、過塩基性金属サリチレート、過塩基性ホスホネートなどが挙げられる。
金属不活性化剤としては、ベンゾトリアゾール系、トリルトリアゾール系、チアジアゾール系、及びイミダゾール系化合物等が挙げられる。
防錆剤としては、例えば、石油スルホネート、アルキルベンゼンスルホネート、ジノニルナフタレンスルホネート、アルケニルコハク酸エステル、多価アルコールエステル等が挙げられる。
本実施形態の潤滑油組成物は、上記の水酸基含有アミン化合物(B)、アミン化合物(C)以外に、例えばアミン系酸化防止剤、アミド系油性剤のように窒素原子を有する添加剤を含むことがあるが、これらの各成分に含まれる全窒素原子の組成物全量基準の含有量は、80〜800質量ppmが好ましく、80〜500質量ppmがより好ましく、80〜300質量ppmが更に好ましい。全窒素原子の含有量が上記範囲内であると、優れたブレーキ鳴き防止性能、また優れた変速機の焼付き及び摩耗の防止性能、粘度特性、酸化劣化等に対する安定性が得られる。
また、本実施形態の潤滑油組成物の粘度指数は、130以上が好ましく、135以上がより好ましく、140以上が更に好ましい。
ここで、動粘度、及び粘度指数の測定方法は、上記の基油と同じである。
本実施形態の潤滑方法は、上記の本実施形態の潤滑油組成物を用いた潤滑方法である。本実施形態の潤滑方法で用いられる潤滑油組成物は、特に、優れたブレーキ鳴き防止性能を有しており、また、一般の産業機械に用いられる潤滑油組成物に求められる性能、例えば、変速機の焼付き及び摩耗の防止性能、粘度特性、及び酸化劣化等に対する安定性も有している。
よって、本実施形態の潤滑方法は、優れたブレーキ鳴き防止性能とともに、変速機の焼付き及び摩耗の防止性能、粘度特性、及び酸化劣化等に対する安定性も発現するため、変速機(ギヤ)、油圧作動部等を備える、農業機械、建設機械、運搬機械等の一般的な産業機械において、優れた効果を発揮する。とりわけ、変速機(ギヤ)、油圧作動部、及び湿式ブレーキを備える産業機械、例えば、トラクター、田植え機、バインダー、コンバイン等の農業機械、油圧ショベルカー、クレーン車、ブルドーザ等の建設機械、ダンプ、フォークリフト、ショベルローダー、不整地運搬車等の運搬機械を共通潤滑する場合、ブレーキ鳴き防止性能が有効に機能し得る。
第1表に示す配合量(質量%)で潤滑油組成物を調製した。得られた潤滑油組成物について、以下の方法により各種試験を行い、その物性を評価した。評価結果を表1に示す。なお本実施例で用いた第1表に示される各成分の詳細は以下のとおりである。
・基油1:150N(ニュートラル)水素化精製鉱油、100℃動粘度:5.3mm2/s、粘度指数:116、APIグループ2
・基油2:500N(ニュートラル)水素化精製鉱油、100℃動粘度:10.5mm2/s、粘度指数:96、APIグループ2
・水酸基含有アミン化合物(B):オレイルジエタノールアミン(一般式(1)中、R1がn−オクタデセニル基であり、R2及びR3がエチレン基である。)、窒素原子含有量:4.0質量%
・アミン化合物(C):ジメチルステアリルアミン(一般式(2)中、R4がn−オクタデシル基であり、R5及びR6がメチル基である。)、窒素原子含有量:4.7質量%
・粘度指数向上剤:ポリメタクリレート、質量平均分子量:550,000
・その他添加剤:流動点降下剤、消泡剤、極圧剤、油性剤(オレイン酸アミド)、酸化防止剤等
(1)動粘度
JIS K 2283:2000に準拠し、40℃、100℃における動粘度を測定した。
(2)粘度指数(VI)
JIS K 2283:2000に準拠して測定した。
(3)窒素原子の含有量
JIS K2609:1998に準拠して測定した。
(4)動摩擦試験による動摩擦係数(μ0)、動摩擦係数(μd)、及び摩擦係数比(μ0/μd)の算出
各実施例及び比較例の潤滑油組成物について、下記の動摩擦試験を行い、動摩擦係数(μ0)、動摩擦係数(μd)、及び摩擦係数比(μ0/μd)を算出した。
(動摩擦試験;JASO M348:2002(自動変速機摩擦特性試験方法)により、SAE No.2試験装置を用いた摩擦試験)
SAE No.2試験装置を用いて、以下の条件で動摩擦試験を行い、動摩擦係数(μd)算出用の回転数(1200rpm)、及び動摩擦係数(μ0)算出用の回転数(80rpm)における各々摩擦トルク(Td、T0)を測定し、下記の数式(1)により、これらの摩擦トルクにおける動摩擦係数(μd、μ0)を算出し、摩擦係数比(μ0/μd)を算出した。
T:摩擦トルク(Nm)
n:フリクションディスク枚数(3枚)
re:平均摩擦有効半径(20mm)
P:押し付け荷重(1962kPa)
A:摩擦面積(3142mm2)
・摩擦材の組み付け方:スチールプレート/焼結材/スチールプレート
・慣性円板の慣性モーメント:0.207kg・m2
・試験回転数:3000±50rpm
・回転立ち上がり時間:8±2秒
・油温:95±5℃
・油量:700ml
・フリクションプレート面圧:1962kPa
・試験サイクル:30秒/サイクル
・押し付け荷重の立ち上がり時間:0.1〜0.15秒
・押し付け荷重の保持時間:5秒
・試験回数:1サイクル、又は5000サイクル
・ラッピング温度:60℃
・ラッピング回数:100サイクル
・動摩擦係数(μd)算出用の回転数:1200rpm
・動摩擦係数(μ0)算出用の回転数:80rpm
*1,水酸基含有アミン化合物(B)中の窒素原子の組成物全量基準の含有量である。
*2,アミン化合物(C)中の窒素原子の組成物全量基準の含有量である。
*3,水酸基含有アミン化合物(B)中の窒素原子とアミン化合物(C)中の窒素原子との合計量に対する、該水酸基含有アミン化合物(B)中の窒素原子の割合である。
Claims (9)
- 基油(A)、下記一般式(1)で表される水酸基含有アミン化合物(B)、及び下記一般式(2)で表されるアミン化合物(C)を含有し、
前記水酸基含有アミン化合物(B)中の窒素原子と、前記アミン化合物(C)中の窒素原子との合計量に対する、該水酸基含有アミン化合物(B)中の窒素原子の割合が、0.5以上であり、
農業機械に用いられる、潤滑油組成物。
(一般式(1)中、R1は炭素数12〜30の脂肪族炭化水素基であり、R2及びR3はそれぞれ独立に炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基である。)
(一般式(2)中、R4は炭素数12〜30の脂肪族炭化水素基であり、R5及びR6はそれぞれ独立に炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基である。) - 前記水酸基含有アミン化合物(B)中の窒素原子の組成物全量基準の含有量が、10〜300質量ppmである請求項1に記載の潤滑油組成物。
- 全窒素原子の組成物全量基準の含有量が、80〜800質量ppmである請求項1又は2に記載の潤滑油組成物。
- 一般式(1)において、R1が炭素数12〜30のアルキル基、又はアルケニル基であり、R2及びR3がそれぞれ独立に炭素数1〜5のアルキレン基、又は炭素数2〜5のアルケニレン基である請求項1〜3のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 一般式(2)において、R4が炭素数12〜30のアルキル基、又はアルケニル基であり、R5及びR6がそれぞれ独立に炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数2〜5のアルケニル基である請求項1〜4のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 100℃動粘度が7〜12mm2/sであり、粘度指数が130以上である請求項1〜5のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 変速機、油圧作動部、及び湿式ブレーキを備える農業機械用である請求項1〜6のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の潤滑油組成物を用いた潤滑方法。
- 変速機、油圧作動部、及び湿式ブレーキを備える農業機械を潤滑する請求項8に記載の潤滑方法。
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