JP7324732B2 - 潤滑油組成物 - Google Patents
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Description
本発明の潤滑油組成物(以下において「潤滑油組成物」又は単に「組成物」ということがある。)における潤滑油基油としては、1種以上の鉱油系基油、もしくは1種以上の合成系基油、またはそれらの混合基油を用いることができる。一の実施形態において、API基油分類グループII基油(以下において「APIグループII基油」又は単に「グループII基油」ということがある。)、API基油分類グループIII基油(以下において「APIグループIII基油」又は単に「グループIII基油」ということがある。)、API基油分類グループIV基油(以下において「APIグループIV基油」又は単に「グループIV基油」ということがある。)、若しくはAPI基油分類グループV基油(以下において「APIグループV基油」又は単に「グループV基油」ということがある。)、又はそれらの混合基油を好ましく用いることができ、グループII基油、グループIII基油、若しくはグループIV基油、又はそれらの混合基油をより好ましく用いることができる。APIグループII基油は、硫黄分が0.03質量%以下、飽和分が90質量%以上、且つ粘度指数が80以上120未満の鉱油系基油である。APIグループIII基油は、硫黄分が0.03質量%以下、飽和分が90質量%以上、且つ粘度指数が120以上の鉱油系基油である。APIグループIV基油はポリα-オレフィン基油である。APIグループV基油は上記グループI~IV以外の基油であって、好ましくはエステル系基油である。
本発明の潤滑油組成物は、(A)重量平均分子量が50,000以下であるポリ(メタ)アクリレート粘度指数向上剤(以下において「(A)成分」ということがある。)を含有する。(A)成分としては1種のポリ(メタ)アクリレート化合物を単独で用いてもよく、2種以上のポリ(メタ)アクリレート化合物を組み合わせて用いてもよい。なお本明細書において「(メタ)アクリレート」とは「アクリレート及び/又はメタクリレート」を意味する。
[GPC測定条件]
装置:Waters Corporation製 ACQUITY(登録商標) APC UV RIシステム
カラム:上流側から順に、Waters Corporation製 ACQUITY(登録商標) APC XT900A(ゲル粒径2.5μm、カラムサイズ(内径×長さ)4.6mm×150mm)2本、および、Waters Corporation製 ACQUITY(登録商標) APC XT200A(ゲル粒径2.5μm、カラムサイズ(内径×長さ)4.6mm×150mm)1本を直列に接続
カラム温度:40℃
試料溶液:試料濃度1.0質量%のテトラヒドロフラン溶液
溶液注入量:20.0μL
検出装置:示差屈折率検出器
基準物質:標準ポリスチレン(Agilent Technologies社製Agilent EasiCal(登録商標) PS-1)8点(分子量:2698000、597500、290300、133500、70500、30230、9590、2970)
本発明の潤滑油組成物は、一般式(1)で表される亜リン酸エステル化合物(以下において「(B)成分」ということがある。)を含有する。(B)成分としては1種の亜リン酸エステル化合物を単独で用いてもよく、2種以上の亜リン酸エステル化合物を組み合わせて用いてもよい。
本発明の潤滑油組成物は、(C)チアジアゾール化合物(以下において「(C)成分」ということがある。)をさらに含み得る。(C)成分としては1種のチアジアゾール化合物を単独で用いてもよく、2種以上のチアジアゾール化合物を組み合わせて用いてもよい。
本発明の潤滑油組成物は、(D)カルシウムサリシレート清浄剤(以下において単に「(D)成分」ということがある。)を含有する。(D)成分としては、カルシウムサリシレートまたはその塩基性塩もしくは過塩基性塩を用いることができる。(D)成分としては1種のカルシウムサリシレート清浄剤を単独で用いてもよく、2種以上のカルシウムサリシレート清浄剤を組み合わせて用いてもよい。カルシウムサリシレートの例としては、以下の一般式(6)で表される化合物を挙げることができる。
一の好ましい実施形態において、潤滑油組成物はトリルトリアゾール系金属不活性化剤および/またはベンゾトリアゾール系金属不活性化剤(以下において「(E)成分」ということがある。)をさらに含み得る。(E)成分としては、潤滑油において用いられるトリルトリアゾール系金属不活性化剤および/またはベンゾトリアゾール系金属不活性化剤を特に制限なく用いることができる。(E)成分としては1種の化合物を単独で用いてもよく、2種以上の化合物を組み合わせて用いてもよい。
一の好ましい実施形態において、潤滑油組成物は、(F)コハク酸イミド系無灰分散剤(以下において「(F)成分」ということがある。)をさらに含み得る。(F)成分は、ホウ素化コハク酸イミド系無灰分散剤を含んでもよく、非ホウ素化コハク酸イミド系無灰分散剤を含んでもよく、それらの組み合わせを含んでもよい。ただし酸化安定性の観点からは、(F)成分はホウ素化コハク酸イミド系無灰分散剤を含むことが好ましい。
一般式(7)及び(8)におけるアルキル又はアルケニル基(R8~R10)の好適な数平均分子量は800~3500、好ましくは1000~3500である。
一の好ましい実施形態において、潤滑油組成物は、(G)酸化防止剤(以下において「(G)成分」ということがある。)を更に含み得る。(G)成分としては1種の化合物を単独で用いてもよく、2種以上の化合物を組み合わせて用いても良い。(G)成分としては、アミン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤等の公知の酸化防止剤を特に制限なく用いることができる。
潤滑油組成物が(G)成分としてフェノール系酸化防止剤を含有する場合、その含有量は、潤滑油組成物全量基準で、好ましくは0.1質量%以上1.5質量%以下であり、より好ましくは0.1質量%以上1.0質量%以下である。フェノール系酸化防止剤の含有量が上記上限値以下であることにより、新油の電気絶縁性を高めることが可能になり、酸化劣化後の組成物の電気絶縁性をさらに高めることが可能になる。
一の実施形態において、潤滑油組成物は、(A)成分以外の流動点降下剤、(B)成分以外の摩耗防止剤または極圧剤、摩擦調整剤、(C)成分および(E)成分以外の腐食防止剤、(C)成分および(E)成分以外の金属不活性化剤、防錆剤、抗乳化剤、消泡剤、及び着色剤から選ばれる1種以上の添加剤をさらに含み得る。
また潤滑油組成物は(B)成分以外のリン含有摩耗防止剤を含有してもよく、含有しなくてもよいが、潤滑油組成物中の全リン含有量が0.06質量%以下であることが好ましい。潤滑油組成物中の全リン含有量が上記上限値以下であることにより、新油の電気絶縁性を高めることが可能になり、酸化劣化後の組成物の電気絶縁性をさらに高めることが可能になる。一の実施形態において、潤滑油組成物中の(B)成分以外のリン含有摩耗防止剤の含有量は、組成物全量基準でリン分として好ましくは0.05質量%以下、より好ましくは0.03質量%以下、さらに好ましくは0.02質量%以下である。(B)成分以外のリン含有摩耗防止剤の含有量が上記上限値以下であることにより、新油の電気絶縁性を高めることが可能になり、酸化劣化後の組成物の電気絶縁性をさらに高めることが可能になる。
潤滑油組成物は、金属系清浄剤以外の金属含有添加剤(例えば有機モリブデン化合物やジアルキルジチオリン酸亜鉛等。)を含有してもよく、含有しなくてもよいが、潤滑油組成物中の金属元素の総含有量は、組成物全量基準で金属量として0.03質量%以下であることが好ましい。潤滑油組成物中の金属元素の総含有量が上記上限値以下であることにより、新油の電気絶縁性、および酸化劣化後の組成物の電気絶縁性をさらに高めることが可能になる。一の実施形態において、潤滑油組成物中の金属系清浄剤以外の金属含有添加剤の総含有量は、組成物全量基準で金属量として好ましくは0.010質量%以下、より好ましくは0.0075質量%以下、さらに好ましくは0.0050質量%以下である。金属系清浄剤以外の金属含有添加剤の総含有量が上記上限値以下であることにより、新油の電気絶縁性、および酸化劣化後の組成物の電気絶縁性をさらに高めることが可能になる。
潤滑油組成物の100℃における動粘度は1.8~5.2mm2/sであり、一の実施形態において2.8~5.2mm2/sであり得る。組成物の100℃における動粘度が上記上限値以下であることにより、省燃費性を高めることが可能になる。また組成物の100℃における動粘度が上記下限値以上であることにより、耐焼付き性、耐摩耗性、耐疲労性、新油の電気絶縁性、および酸化劣化後の組成物の電気絶縁性を高めることが可能になる。
本発明の潤滑油組成物は、酸化劣化後の組成物の電気絶縁性、耐焼き付き性、銅腐食防止性、及び耐疲労性をバランス良く備えているので、電動モーター油、変速機油、電動モーターと変速機(歯車機構)との共通潤滑油、または電動モーターと変速機(歯車機構)とを備える電動ドライブモジュールの潤滑油として好ましく用いることができる。一の実施形態において、本発明の潤滑油組成物は、電動モーターを備える自動車における電動モーターの潤滑、又は、電動モーター及び変速機(歯車機構)を備える自動車における該電動モーター及び変速機の潤滑に好ましく用いることができる。
表1~5に示されるように、本発明の潤滑油組成物(実施例1~15)、及び比較用の潤滑油組成物(比較例1~9)をそれぞれ調製した。表中、基油成分O-1~O-4について「mass%」は基油全量基準での(基油の全量を100質量%とする)質量%を意味し、全基油および添加剤について「mass%」は組成物全量基準での(組成物の全量を100質量%とする)質量%を意味し、「mass ppm」は組成物全量基準での質量ppmを意味する。成分の詳細は次の通りである。
O-1:水素化精製鉱油(Group II、動粘度(40℃):7.1mm2/s、動粘度(100℃):2.2mm2/s、粘度指数:109、硫黄分:1質量ppm未満)
O-2:水素化精製鉱油(Group III、動粘度(40℃):19.5mm2/s、動粘度(100℃):4.2mm2/s、粘度指数:125、硫黄分:1質量ppm未満)
O-3:ポリα-オレフィン基油(Group IV、動粘度(40℃):5.0mm2/s、動粘度(100℃):1.7mm2/s)
O-4:ポリα-オレフィン基油(Group IV、動粘度(40℃):18.4mm2/s、動粘度(100℃):4.1mm2/s、粘度指数:124)
A-1:非分散型ポリ(メタ)アクリレート粘度指数向上剤、重量平均分子量20,000
A-2:非分散型ポリ(メタ)アクリレート粘度指数向上剤、重量平均分子量50,000
B-1:ビス(3-チアウンデシル)ハイドロジェンホスファイト
B-2*:ジブチルハイドロジェンホスファイト
C-1:一般式(3)~(5)で表され、R5およびR6がいずれも分岐鎖ノニル基であり、a=b=2であるチアジアゾール化合物、S含有量:35質量%
D-1:カルシウムサリシレート清浄剤、塩基価:325mgKOH/g、Ca含有量:13.0質量%
D-2*:カルシウムスルホネート清浄剤、塩基価:300mgKOH/g、Ca含有量:12.0質量%
E-1:トリルトリアゾール系金属不活性化剤
F-1:ホウ素化コハク酸イミド無灰分散剤、N含有量:1.3質量%、B含有量:0.3質量%
G-1:アミン系酸化防止剤、N含有量:4.0質量%
潤滑油組成物のそれぞれについて、新油の体積抵抗率、及び、酸化劣化油の体積抵抗率を測定した。酸化劣化油は、JIS K2514-1に準拠してISOT(Indiana Stirring Oxidation Test)法により油温165℃で150時間、新油を酸化処理することにより得た。新油および酸化劣化油のそれぞれについて、体積抵抗率の測定は、JIS C2101に規定の体積抵抗率試験に準拠し、油温80℃で行った。結果を表1~5に示している。本試験において体積抵抗率が高いほど、電気絶縁性が良好であることを意味する。本試験における酸化劣化油の80℃における体積抵抗率は0.10×1010Ω・cm以上であることが好ましい。
潤滑油組成物のそれぞれについて、ボールオンディスク型の往復動摩擦試験機(Optimol社製SRV摩擦試験機、鋼球は直径10mm、ディスクは直径24mm厚さ7.9mm、いずれも材質SUJ-2相当)を用いて耐焼き付き性の評価を行った。温度40℃、振動数50Hz、振幅1.0mmの条件下で、荷重50Nで5分間摩擦した後、荷重100Nで5分間摩擦し、それ以降、100Nずつ荷重を増加しては5分間摩擦して、焼付きの有無を確認することを繰り返した。焼付きが生じたことは、摩擦係数が0.3以上に急激に上昇したことを以て判定し、焼付きが生じた時点の荷重を焼付荷重として測定した。なお、荷重1800Nで5分間摩擦しても焼付が生じなかった場合には、焼付荷重は「1800N」とした。結果を表1~5に示している。本試験において焼き付き荷重が大きいほど、耐焼き付き性が良好であることを意味する。
潤滑油組成物のそれぞれについて、新油の銅腐食防止性を評価した。JIS K 2513に規定の銅板腐食試験法に準拠して、油温100℃で3時間試験を行った。結果を表1~5に示している。本試験において、判定値(変色番号)が低いほど銅板の変色程度が低く、銅腐食防止性が良好であることを意味する。
潤滑油組成物のそれぞれについて、ユニスチール転がり疲労試験機(3連式高温転がり疲れ試験機(TRF-1000/3-01H)、株式会社東京試験機製)を用いて、ユニスチール試験(イギリス石油学会法:IP305/79)によりスラストベアリングの転がり疲労寿命を測定した。スラストニードルベアリング(NSK製FNTA-2542C)の片側の軌道輪を平坦な試験片(材質:SUJ2)で置き換えてなる試験軸受について、荷重7000N、面圧2GPa、回転数1450rpm、油温120℃の条件下で、ころ又は試験片のいずれかが疲労損傷するまでの時間を測定した。なお、ユニスチール転がり疲労試験機に備えられた振動加速度計により測定される試験部の振動加速度が1.5m/s2に達したとき、疲労損傷が発生したと判断した。10回の繰り返し試験における疲労損傷までの時間から、ワイブルプロットにより疲労寿命を50%寿命(L50:累積確率が50%になる時間)として算出した。結果を表1~5に示している。本試験で測定された50%寿命が長いほど、耐疲労性が良好であることを意味する。
実施例1~15の潤滑油組成物は、酸化劣化後の組成物の電気絶縁性、耐焼き付き性、銅腐食防止性、及び耐疲労性において良好な結果を示した。
(A)成分を含有しない比較例1の潤滑油組成物は、耐焼き付き性において劣った結果を示した。
(B)成分の含有量が過少である比較例2の潤滑油組成物は、耐焼き付き性において劣った結果を示した。
(B)成分の含有量が過大である比較例3の潤滑油組成物は、酸化劣化後の組成物の電気絶縁性、及び耐焼き付き性において劣った結果を示した。
(C)成分の含有量が過少である比較例4の潤滑油組成物は、銅腐食防止性において劣った結果を示した。
(C)成分の含有量が過大である比較例5の潤滑油組成物は、酸化劣化後の組成物の電気絶縁性において劣った結果を示した。
(D)成分を含有しない比較例6の潤滑油組成物は、耐疲労性において劣った結果を示した。
(D)成分の含有量が過大である比較例7の潤滑油組成物は、酸化劣化後の組成物の電気絶縁性において劣った結果を示した。
(D)成分としてカルシウムサリシレート清浄剤に代えてカルシウムスルホネート清浄剤を含有する比較例8の潤滑油組成物は、耐疲労性において劣った結果を示した。
(B)成分として一般式(1)で表される亜リン酸エステル化合物に代えて一般式(1)に該当しない亜リン酸エステル化合物を含有する比較例9の潤滑油組成物は、耐焼き付き性において劣った結果を示した。
Claims (10)
- 1種以上の鉱油系基油もしくは1種以上の合成系基油又はそれらの混合物であって、40℃における動粘度が5.0~15.0mm2/sであり、100℃における動粘度が1.7~3.5mm2/sである、潤滑油基油と、
(A)重量平均分子量が50,000以下であるポリ(メタ)アクリレート粘度指数向上剤を、組成物全量基準で2~10質量%と、
(B)下記一般式(1)で表される亜リン酸エステル化合物を、組成物全量基準でリン量として0.01~0.06質量%と、
(C)チアジアゾール化合物を、組成物全量基準で0.01~0.2質量%と、
(D)カルシウムサリシレート清浄剤を、組成物全量基準でカルシウム量として0.005~0.03質量%と
を含有し、
40℃における動粘度が4.0~20.0mm2/sであり、
100℃における動粘度が1.8~5.2mm2/sであり、
潤滑油組成物中の硫黄含有量[S](単位:質量%)の、潤滑油組成物中のリン含有量[P](単位:質量%)に対する比[S]/[P]が、2.2~4.0であることを特徴とする、潤滑油組成物。
- (E)トリルトリアゾール系金属不活性化剤および/またはベンゾトリアゾール系金属不活性化剤を、組成物全量基準で0.001~0.1質量%含有する、請求項1に記載の潤滑油組成物。
- (F)コハク酸イミド系無灰分散剤を、組成物全量基準で窒素量として0.1質量%以下含有するか、又は含有せず、
前記(F)成分は、炭素数40~400のアルキル若しくはアルケニル基を有するアルキル若しくはアルケニルコハク酸又はその無水物とポリアミンとの縮合反応生成物、及び/又はその誘導体である、請求項1又は2に記載の潤滑油組成物。 - 前記(A)成分が重量平均分子量10,000~50,000のポリ(メタ)アクリレートである、請求項1~3のいずれかに記載の潤滑油組成物。
- 前記(A)成分を組成物全量基準で3~10質量%含有する、請求項1~4のいずれかに記載の潤滑油組成物。
- 前記(A)成分を組成物全量基準で5~10質量%含有する、請求項1~5のいずれかに記載の潤滑油組成物。
- 前記(A)成分が非分散型ポリ(メタ)アクリレートである、請求項1~6のいずれかに記載の潤滑油組成物。
- 電動モーターを備える自動車において、前記電動モーターの潤滑、又は、前記電動モーター及び変速機の潤滑に用いられる、請求項1~7のいずれかに記載の潤滑油組成物。
- 請求項1~8のいずれかに記載の潤滑油組成物を用いて、電動モーターを備える自動車の前記電動モーターを潤滑することを特徴とする、電動モーターの潤滑方法。
- 請求項1~8のいずれかに記載の潤滑油組成物を用いて、電動モーター及び変速機を備える自動車の前記電動モーター及び前記変速機を潤滑することを特徴とする、電動モーター及び変速機の潤滑方法。
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