JP7460757B2 - 農業機械用潤滑油組成物 - Google Patents
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Description
また、ブレーキ能力とクラッチ能力とを改善する方法に用いられる機能液として、特開2004-59930号公報には、特定のポリアルキレンスルホン酸のアルカリ金属又はアルカリ土類金属を添加した機能液が開示されている。
例えば、国際公開第2007/001000号、特開2008-308697号公報、特開2006-274209号公報、及び特開2015-172165号公報には、所定の構成を有する基油に、ポリ(メタ)アクリレート系添加剤等の添加剤を含有させることが開示されている。
<1> 鉱物油系基油及び合成油系基油からなる群より選択される少なくとも1種の基油と、重量平均分子量が20,000~80,000であるポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤と、を含有し、100℃における動粘度が8.00mm2/s~10.00mm2/sであり、超音波せん断安定性試験による100℃における動粘度低下率が10.0%以下であり、-40℃におけるBrookfield粘度が20,000mPa・s以下である、農業機械用潤滑油組成物。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する該当する複数の物質の合計量を意味する。
本開示において、「質量%」と「重量%」とは同義である。
本開示において、2以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
本開示において、「JPI」は、日本石油学会(Japan Petroleum Institute)が制定した規格の略称として用いる。
すなわち、本開示の農業機械用潤滑油組成物においては、基油として、各種の添加剤成分との相溶性が良好な鉱物油系基油及び合成油系基油からなる群より選択される少なくとも1種を選択し、当該基油に対して、せん断安定性に優れかつ比較的低分子量である特定のポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤を含有させている。これにより、特定のポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤に起因する所望とするせん断安定性が得られながらも、当該ポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤が、相溶性が良好な上記基油中に均一に混合されることで、ポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤自体による低温下での流動性低下が抑制されるためと推察している。
本開示に係る潤滑油組成物は、鉱物油系基油及び合成油系基油からなる群から選択される少なくとも1種の基油(以下、「特定基油」とも称する)を含有する。
本開示に係る潤滑油組成物においては、添加剤溶解性の観点から、特定基油の少なくとも1種を含有する。
例えば、水素化精製油、触媒異性化油等に溶剤脱蝋又は水素化脱蝋等の処理を施して高度に精製されたパラフィン系鉱油などが好ましく挙げられる。
基油が混合油である場合も、100℃での動粘度は、JIS K2283(2000年)にて確認する。
本開示において、基油の粘度指数は、JIS K2283(2000年)により測定される値である。基油が混合油である場合も、粘度指数は、JIS K2283(2000年)にて確認する。
基油の動粘度及び/又は粘度指数についてカタログ値が確認できる場合には、カタログ値を採用する。
本開示に係る潤滑油組成物は、重量平均分子量(ポリスチレン換算:Mw)が20,000~80,000であるポリアルキルメタクリレート(PMA)系粘度指数向上剤(以下、「特定PMA系粘度指数向上剤」とも称する。)を含有する。
本開示において、粘度指数向上剤が、「分散型」であるとは、アミノ基、アミド基等の極性基を有すること(好ましくは側鎖に有すること)を意味し、「非分散型」であるとは、極性基を有しないことを意味する。
ここで、主鎖とは、ポリマー中の鎖状部分のうち相対的に最も長く幹となる結合鎖を意味する。側鎖とは、ポリマーの主鎖に結合する鎖を意味する。
ポリアルキルメタリクレート(1)は、重量平均分子量(ポリスチレン換算:Mw)が20,000~80,000の範囲にあり、かつ、分散型の特定PMA系粘度指数向上剤の一態様である。
特定PMA系粘度指数向上剤の含有量が、上記範囲内にあることにより、低温下での粘性抵抗がより軽減され、かつ、せん断安定性により優れる傾向となる。
水素化精製油とポリアルキルメタクリレート(1)とを含有することで、低温下(例えば-40℃~0℃)での粘性抵抗が軽減できることから好ましい。
本開示に係る潤滑油組成物は、金属型清浄剤を更に含有していてもよい。
金属型清浄剤を含むと、農業機械が有する構成部材(例えば湿式クラッチ)における摩擦特性がより良好となる。
金属型清浄剤の含有量は、金属の量(具体的には、アルカリ土類金属の量)として、組成物全量に対して0.05質量%~0.50質量%が好ましく、より好ましくは0.15質量%~0.45質量%である。
金属型清浄剤の含有量が、組成物全量に対して上記範囲であると、良好な摩擦特性が得られる傾向となる。
本開示に係る潤滑油組成物は、上記した成分の他に必要に応じて公知の添加剤を含有してもよい。公知の添加剤としては、例えば、摩擦調整剤、摩耗防止剤、油性剤、極圧剤、錆止め剤、無灰型分散剤、酸化防止剤、流動点降下剤、消泡剤、着色剤、農機用作動油パッケージ添加剤、又は、これらの添加剤を少なくとも1種を含有する各種潤滑油用パッケージ添加剤などが挙げられる。
また、一つの添加剤が、2以上の機能を奏するものであってもよい。
なお、パッケージ添加剤とは、2種以上の添加剤の混合物を指す。
本開示に係る潤滑油組成物は、100℃における動粘度が、8.00mm2/s~10.00mm2/sであり、超音波せん断安定性試験による100℃における動粘度低下率が10.0%以下であり、-40℃におけるBF粘度が20,000mPa・s以下である。
本開示に係る潤滑油組成物は、上記の動粘度、動粘度低下率及びBF粘度の全てを満たすことにより、低温下(例えば-40℃~0℃)での粘性抵抗の軽減及びせん断安定性の両方に優れる。
本開示に係る潤滑油組成物は、極圧性能及び油圧作動油として適切に稼働させる観点から、100℃における動粘度が、8.00mm2/s~10.00mm2/sであり、8.50mm2/s~9.70mm2/sであることがより好ましく、9.00mm2/s~9.50mm2/sであることが更に好ましい。
本開示に係る潤滑油組成物は、超音波せん断安定性試験による100℃における動粘度低下率(以下、単に「動粘度低下率」とも称する。)が10.0%以下であり、9.5%以下であることがより好ましく、9.0%以下であることが更に好ましい。
動粘度低下率の値が小さいことは、せん断安定性により優れることを意味する。
動粘度低下率の下限は、特に限定されず0%であってもよい。本開示に係る潤滑油組成物の動粘度低下率は、1.0%~10.0%であることが現実的であるが、この範囲に限定されない。
測定対象の試料30mLについて、超音波照射前(即ち試験前)の100℃の動粘度を測定する。
上記で得られた出力電圧の条件下で、測定対象の試料30mLに超音波を150分間照射し、超音波照射後(即ち試験後)の試料について100℃動粘度を測定する。
試験前後の試料における100℃動粘度の測定値を、下記式Xに当てはめた算出値を小数点以下第2位で四捨五入して動粘度低下率(%)とする。
式(X):
動粘度低下率(%)=[試験前の100℃動粘度-試験後の100℃動粘度]/試験前の100℃動粘度×100
本開示に係る潤滑油組成物は、BF粘度が20,000mPa・s以下であり、19,000mPa・s以下であることがより好ましく、18,000mPa・s以下であることが更に好ましい。
本開示に係る潤滑油組成物の粘度指数は180以上であることが好ましく、190以上であることがより好ましく、200以上であることがより好ましい。
本開示に係る潤滑油組成物の調製方法としては、特定基油、及び、特定PMA系粘度指数向上剤、並びに必要に応じて各種添加剤を適宜混合すればよい。これらの各成分の混合順序は特に制限されるものではなく、基油に順次混合してもよいし、予め各種添加剤を基油に予め添加しておいてもよい。
本開示に係る潤滑油組成物は、農業機械に用いられる。
農業機械としては、整地用作業機としてのトラクター、育成管理用作業機としての田植え機、収穫用作業機としてのバインダー又はコンバイン等が挙げられるが、これらに限定されない。
得られた結果を、下記の表1及び表2に示す。
(A1)基油
・基油A: 100℃の動粘度が5.60mm2/sで、粘度指数が109の水素化精製油(鉱物油系基油)
・基油B: 100℃の動粘度が10.80mm2/sで、粘度指数が97の水素化精製油(鉱物油系基油)
・基油C: 100℃の動粘度が11.90mm2/sで、粘度指数が108の水素化精製油(鉱物油系基油)
・基油D: 100℃の動粘度が4.20mm2/sで、粘度指数が122の水素化精製油(鉱物油系基油)
・基油E: 100℃の動粘度が4.20mm2/sで、粘度指数が134の水素化精製油(鉱物油系基油)
・基油F: 100℃の動粘度が6.50mm2/sで、粘度指数が131の水素化精製油(鉱物油系基油)
・基油G: 100℃の動粘度が3.10mm2/sで、粘度指数が102の水素化精製油(鉱物油系基油)
・粘度指数向上剤A:非分散型ポリアルキルメタクリレート(重量平均分子量(Mw):14万、希釈油を除く有効成分量:50質量%、製品名:アクルーブ517(三洋化成工業株式会社))
・粘度指数向上剤B:分散型ポリアルキルメタクリレート(重量平均分子量(Mw):
4.7万、希釈油を除く有効成分量:65質量%)
粘度指数向上剤Bは、特定PMA系粘度指数向上剤である分散型のポリアルキルメタクリレート(1)に包含される粘度指数向上剤である。
・粘度指数向上剤C:非分散型のポリアルキルメタクリレート(重量平均分子量(Mw):3.5万、希釈油を除く有効成分量:66質量%)
粘度指数向上剤Cは、特定PMA系粘度指数向上剤である非分散型のポリアルキルメタクリレート(2)に包含される粘度指数向上剤である。
本実施例に用いたパッケージ添加剤は、下記添加剤の混合物である。
・金属型清浄剤(過塩基化されたカルシウムスルホネート)
・摩擦調整剤
また、パッケージ添加剤の主要元素量は次の通りである。
カルシウム:6.8質量%、硫黄:3.9質量%、窒素:0.02質量%
・ジアルキルジチオリン酸亜鉛(リン濃度:8.3質量%)
(B1)40℃および100℃における動粘度
JIS K2283(2000年)に準拠して、40℃及び100℃における動粘度(単位:mm2/s)を測定した。
JIS K2283(2000年)に準拠して、粘度指数を算出した。
JPI-5S-26-2010に準拠して、-40℃における粘度(mPa・s)を測定した。
せん断安定性試験(超音波せん断安定性試験)を、JPI-5S-29-88に準拠して、下記の方法に行い、100℃における動粘度動粘度より算出した。
標準油30mLに超音波を10分間照射した後、40℃における動粘度低下率が15%となる出力電圧を求めた。
測定対象の試料30mLについて、超音波照射前(即ち試験前)の100℃の動粘度を測定した。
上記で得られた出力電圧の条件下で、測定対象の試料30mLに超音波を150分間照射し、超音波照射後(即ち試験後)の試料について100℃動粘度を測定した。
なお、照射の際は装置の安全性の関係上、75分間照射を2回実施にて150分間照射とした。
試験前後の試料における100℃動粘度の測定値を、下記式Xに当てはめた算出値を小数点以下第2位で四捨五入して動粘度低下率(%)とした。
式(X):
動粘度低下率(%)=[試験前の100℃動粘度-試験後の100℃動粘度]/試験前の100℃動粘度×100
実施例1~実施例5の潤滑油組成物は、いずれも特定基油と特定PMA系粘度指数向上剤(粘度指数向上剤B又は粘度指数向上剤C)とを含有し、-40℃でのBF粘度が20,000mPa・s以下でありながら、せん断安定性試験後の100℃動粘度低下率が10.0%以下であり、低温流動性と高いせん断安定性とが両立していることが分かる。潤滑油組成物が低温流動性を有することは、即ち、低温下での粘性抵抗が軽減できることを意味する。
即ち、比較例1~比較例3は、せん断安定性試験後の100℃動粘度低下率は10.0%を超え、かつ、-40℃でのBF粘度についても20,000mPa/sを超えており、低温流動性及びせん断安定性の双方において劣っていることが分かる。また、比較例4及び比較例5は、-40℃でのBF粘度が20,000mPa・s以下であるが、せん断安定性試験後の100℃動粘度低下率が19.0%を超えており、せん断安定性が劣っていることが分かる。
Claims (3)
- 鉱物油系基油及び合成油系基油からなる群より選択される少なくとも1種の基油と、
重量平均分子量が20,000~80,000であるポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤と、を含有し、
前記ポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤の含有量が、組成物全量に対して、10質量%~18質量%であり、
100℃における動粘度が8.00mm2/s~10.00mm2/sであり、
40℃における動粘度が40.0mm 2 /s~50.0mm 2 /sであり、
超音波せん断安定性試験による100℃における動粘度低下率が10.0%以下であり、
-40℃におけるBrookfield粘度が20,000mPa・s以下である、
農業機械用潤滑油組成物。 - 前記ポリアルキルメタクリレート系粘度指数向上剤が、下記の式(Ia)で表される構成単位及び下記式(Ib)で表される構成単位を有するポリアルキルメタクリレートである、請求項1に記載の農業機械用潤滑油組成物。
(式(Ia)及び(Ib)中、R1は水素原子又は炭素数1~24のアルキル基を表し、R2は水素原子又はメチル基を表し、R3はアミノ基で置換された炭素数1~24のアルキル基を表し、m及びnは各々独立に1以上の整数である。) - 粘度指数が180以上である、請求項1又は請求項2に記載の農業機械用潤滑油組成物。
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