JPS62241996A - ギヤ用潤滑油組成物 - Google Patents

ギヤ用潤滑油組成物

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JPS62241996A
JPS62241996A JP61085560A JP8556086A JPS62241996A JP S62241996 A JPS62241996 A JP S62241996A JP 61085560 A JP61085560 A JP 61085560A JP 8556086 A JP8556086 A JP 8556086A JP S62241996 A JPS62241996 A JP S62241996A
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JP
Japan
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gear
oil
ester
glycol ester
polyoxyalkylene glycol
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JP61085560A
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Kuniaki Suzuki
邦明 鈴木
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Original Assignee
Toa Nenryo Kogyyo KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ポリオキシアルキレングリコールエステル（
以下単にポリグリコールエステルと称することがある）
を基油として含仔してなるギヤ用潤滑油組成物（以下ギ
ヤ油と称することがある）に関する発明であり、更に詳
しくは特定のポリオキシアルキレングリコールエステル
を基油として配合することにより、耐摩耗性および酸化
安定性を改善せしめたギヤ油組成物に関するものである
。
（従来の技術） 歯車を用いた機械装置は、動力を着実に被駆動装置へ伝
達しうろことから古くから産業界において広く運転、操
業されている。かかる歯車装置は、用途によって工業用
と自動車用とに大別され其々の使用条件に応じて適切な
性状を有するギヤ油が使用されている。
ギヤ油は、モーター等の動力発生装置からの動力を被駆
動装置へと伝達する部分の歯車において、その最低１組
からなる歯車同志の摩擦を低減し、動力のロスを減少さ
せ歯車の損傷を抑制し装置の寿命を延長するための潤滑
油である。現在、ギヤ油に酸化防止剤、極圧剤、さび止
め剤、および消泡剤などが約ｏ、ｔ　−ｉｏｎ量％量産
程度添加た組成物が使用されている。
近年、日本で生産された機械装置が米国、ヨーロッパを
はじめ世界各国へ輸出されるようになり、その出荷量は
年々増加の一途をたどっている。これら輸出用機械に対
しては、その生産工場においてギヤ油などの潤滑油を充
填して出荷する方式が序々に定着化しはじめ、輸出相手
国の使用環境を加味した潤滑性能の検討が重要視されて
いる。このように機械装置業界では、需要動向（市場情
勢）の変化に対応した潤滑油性能を達成すべく潤滑油生
産業界へ働きかけており、潤滑油生産業界でもかかる要
求に応えるべく鋭意研究開発を行なっている。
日本国内では、ギヤ油は主として鉱油系の基油が使用さ
れ例えば高温、高荷重の加わる部分についても鉱油系の
基油が採用され、極圧性や酸化安定性は特殊な添加剤を
配合することにより対処しているというのが通常である
。
ギヤ油の一例として、特開昭５９−７５９９５号公報に
て提案された潤滑油組成物がある。この発明は、例えば
潤滑粘度を有する鉱油に特定の構造式で示される有機モ
リブデン化合物および酸性（亜）リン酸エステルを必須
成分として配合することにより、耐摩耗性、極圧性及び
摩擦特性を改善することを提案したものである。鉱油と
しては、原料のナフテン系原油を減圧蒸留して得た潤滑
油原料を、溶剤精製あるいは水素化精製処理して不飽和
炭化水素や金属成分などの不純物を除去した精製鉱油が
採用されている。
合成潤滑油としてエステル、ポリアルファーオレフィン
およびポリグリコール油なども、旧来よりギヤ油として
研究は行なわれてきている。一般に合成潤滑油は、合成
条件をコントロール、することにより要求特性にそった
ギヤの潤滑性能が得られ、特に摩耗や酸化による劣化の
面で鉱油よりも優れた特性を示すとされている。ポリグ
リコール油の一例として、特公昭４９−１３３９号公報
が提案されており、基油に芳香族ナミン、脂肪族フェノ
ール及び有機フォスフェート等を添加配合せしめ高温作
業時の酸化安定性、耐荷重性及び防錆性を改善した潤滑
剤が開示されている。
また、ポリグリコールエステルとしては、特開昭４９−
１８８２１号公報にて、ポリエチレングリコールを不飽
和カルボン酸でエステル化したポリグリコールエステル
が開示され、特に界面活性剤や織物用の汚れ離脱添加剤
としての使用が記載されている。
（発明が解決しようとする問題点） 昨今のギヤ油への要求性能は、厳格の度を増し特に高温
作動条件下での耐摩耗性および酸化安定性の面では顕著
である。現在、機械装置業界におけるギヤ油の使用状況
は鉱油を基油とするものが圧倒的シェアを保有している
が、今後はかような鉱油を基油としその欠点を添加剤で
補うとする対処では市場の要求を列置満足させることは
できない。即ち、ギヤ油の７０％〜９５％もの割合で配
合されている基油の性能向上なくしては良好なギヤ油を
供給することは不可能である。
このような情勢にあってギヤ油の基油として合成潤滑油
が大いに見直されなければならないのであるが、現在の
ところ市場には安価でかつ充分な性能を有する合成潤滑
油は見当たらないというのが実状である。ポリグリコー
ル油についてみれば、朱だ基油としての性状と分子構造
レベルでの相関関係の把握が不充分であってむしろ添加
剤の模索とその添加量の最適化に研究の重点がおかれて
いるものということができる。また、このようにして開
発されたポリグリコール系のギヤ油では、寒冷地におい
て使用する機械装置に充填し運転した場合低温粘度特性
を発揮しえず伝達装置が正常に機能しない事態を招く。
従って、本発明において目的とするところは、添加剤の
支持によることなく、耐摩耗性が良好であり、高温及び
中高速回転下で安定性が良好でありで、低温での流動性
が良好であり、しかも比較的安価に供給しうる、という
条件を満足しうるギヤ用合成潤滑油を提供することであ
る。
（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、かかる問題点に鑑み鋭意研究を積重ねた
結果、特定のポリオキシアルキレングリコールエステル
を基油として採用すれば、高温使用条件における耐摩耗
性及び酸化安定性を著しく改善しうるばかりでなく低温
使用条件においても優れた粘度特性を発揮することがで
きることを確認し本発明を完成するに至った。
即ち、本発明の要旨は、ポリオキシアルキレングリコー
ルエステルを基油とし、当該ポリオキシアルキレングリ
コールエステルが、炭素数２〜４のアルキレンオキシド
の群から選択される１種または２種以上の開環重合体ま
たは開環共重合体と、炭素数１〜■０のカルボン酸との
エステル化によって得られるエステルであるギヤ用潤滑
油組成物に関するものである。
まず、本発明のポリオキシアルキレングリコールエステ
ルについて説明する。本発明のポリグリコールエステル
は、ポリグリコールとカルボン酸との反応によるエステ
ルである。原料のポリグリコールは、炭素数２〜４のア
ルキレンオキシド即ちエチレンオキシド、プロピンオキ
シド、ブチレンオキシド及びイソブチレンオキシドから
選択される１種又は２種以上の開環重合体または開環共
重合体である。従って、ポリエチレングリコール、ポリ
プロピレングリコール、ポリブチレングリコール、ポリ
イソブチレングリコール、エチレンオキシドとプロピレ
ンオキシドとの開環共重合体およびプロピレンオキシド
とブチレンオキシドとの開環共重合体などが例示される
。ポリアルキレンオキシドの平均分子量は、はぼ８００
〜４０００の範囲で、例えばポリプロピレングリコール
の場合、平均分子ｍ　ｔｏｏｏ〜３０００の重合体が採
用される。
原料のカルボン酸は、炭素数１〜１０のカルボン酸であ
り、直鎖状カルボン酸、分岐鎖状カルボン酸または環状
カルボン酸のいずれでもよいが、不飽和結合を有するカ
ルボン酸は除外される。従って本発明では、蟻酸、酢酸
、プロピオン酸、ｎ　−酪酸、イソ酪酸、吉草酸、トリ
メチル酢酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペ
ラルゴン酸、カプリン酸、シクロへキシルカルボン酸お
よびメチルへキシルカルボン酸などが例示される。特に
好ましいのは、炭素数５〜１０のカルボン酸である。
ポリオキシアルキレングリコールエステルは、１００℃
：こお１する粘度が５　ａｍ　　／　ｓ　〜４ｈｍ２／
　ｓである。１００℃において５ｍｍ２／ｓ未満の粘度
を有するポリオキシアルキレングリコールエステルは、
高温使用条件において耐摩耗性が小さく酸化安定性も小
さいので好ましくなく、４０ＩＩＩ１２／ｓ以上の粘度
を有するポリオキシアルキレングリコールエステルは低
温使用条件において流動性が悪く充分な潤滑効果が得ら
れない。寒冷地で使用される機械のギヤ油においては、
特に低温粘度に対する要求が厳しいが、本発明において
一４０℃で６Ｘ　１０　５ｐａ１１ｓ　〜９５Ｘ　１０
’　　ｍｐａＩＩｇの粘度を有するポリオキシアルキレ
ングリコールエステルを選択すればさらに好ましい潤滑
効果を得ることかできる。本発明のギヤ油として特に好
ましい基油は、１００℃において８　＋ｕ　　／　ｓ　
〜２５ｍ＋ｓ２／　ｓの粘度を有し、−４０℃において
ＩＯＸ　１０’　　５ｐａ−ｓ　〜ＢＯＸ４０’　　■
ｐａ＊ｓの粘度を有するポリプロピレングリコールエス
テルまたはポリエチレングリコールエステルである。
本発明のポリオキシアルキレングリコールエステルは公
知の方法に依って製造することができる。
即ち、ポリグリコールとカルボン酸とを、公知の条件に
てエステル化することにより製造される。
ポリグリコールとカルボン酸は、はぼ等モル量ないしカ
ルボン酸過剰（モル比で１：ｌ−１，５）の割合で、反
応器に導入し触媒の存在下、約８０〜１５０℃好ましく
は約１００〜１２０℃かつ約１〜５気圧好ましくは約１
〜３気圧において反応させる。反応器としでは、連続型
反応器あるいは回分型反応器のいずれも使用しうるが反
応操作上、回分型反応器を用いるのが好ましい。触媒と
しては、リン酸などの酸触媒が用いられ、反応器には窒
素等の不活性ガスを流通させ反応生成物の酸化を抑制す
る。
また溶媒としてベンゼン、またはトルエン等のアルキル
ベンゼンを使用し、反応の進行に伴って生成してくる水
が反応器に戻らないようにする。生成してくる水が、原
料とほぼ等モルになった時点で加熱を中止し、反応生成
物をカセイソーダ等のアルカリを用いて過剰の酸を中和
する。最後に、反応生成物を減圧蒸留して溶媒および過
剰の原料を留去して本発明のポリグリコールエステルを
得る。なお、ポリプロピレングリコールはプロピレンオ
キシドを金属アルコラード触媒の存在下に水またはアル
コールを重合開始剤として作用させ１ａｔａ＋　〜１Ｏ
ａｌの圧力、１００℃〜１５０℃の温度において重合反
応を行なって製造することができる。
本発明のポリオキシアルキレングリコールエステルは、
例えばポリプロピレングリコールエステルを単独で用い
ても良いし、これにポリエチレングリコールエステルあ
るいはポリブチレングリコールエステルを混合して基油
を構成することもできる。混合により基油のポリアルキ
レングリコールエステルを得るのは、上記粘度特性を適
合化するのに極めて有効な方法である。即ち、高分子量
で低温粘度の高いポリプロピレングリコールエステルで
あっても、これに比較的低分子量で低温流動性の高いポ
リエチレングリコールエステルを配合すれば適正な粘度
特性を有するポリオキシアルキレングリコールエステル
の基油を容易に得ることができるわけである。同様にし
て、本発明のポリオキシアルキレングリコールエステル
には他のエステルを混合することもできる。他のエステ
ルとしては、モノエステル、ジエステル、ポリエステル
（エステル結合を３以上有するもの）が挙げられ、モノ
エステルとしては炭素数１５以上の脂肪族エステル、ジ
エステルとしては炭素数４〜１４の脂肪族二塩基酸と炭
素数４〜１４のモノアルコールとのエステル化によって
合成されるエステルで、ポリエステルとしては炭素数４
〜１３の三価アルコールと炭素数３〜１３の脂肪酸との
合成によって得られるトリエステル及び炭素数５〜１０
の四価アルコールと炭素数５〜１０の脂肪酸とのエステ
ルとの合成によって得られるテトラエステルなどである
。
特に好ましいものは、ジエステル及び、トリエステルで
あり、例えばジー（イソデジル）アジペート、ジー（オ
クチル）セバケート、ジー（オクチル）アゼレート、ト
リメチロールプロパントリー（ヘプタノエート）及びト
リメチロールプロパントリー（オクタノニー・ト）など
が例示される。これらエステルは、ポリアルキレングリ
コールエステルの酸化安定性を向上しうる効果があり、
特に低粘度（１００℃において５　＋ｕ＋　　／　ｓ　
〜２０ｍｍ２／　ｓ　）のポリアルキレングリコールエ
ステルを基油とする場合に他のエステルを約１０〜５０
重量％好ましくは２０〜４０ｉｆ量％含有させることに
よりギヤ油の潤滑特性を著しく高めることができる。
本発明のポリグリコールエステル系合成潤滑油は、ギヤ
油として広く利用することができ特に工業用ギヤ油とし
て用いた場合に得られる効果は大である。即ち、高温、
高荷重および高速回Ｃ条件で使用されるギヤ油、低温か
ら高温まで温度変化の大きい条件で使用される機械用の
ギヤ油として有効に利用できる。ポリグリコールエステ
ル基油には、それら用途に応じ公知の添加剤が適当量配
合される。添加剤としては、芳香族アミンの如き酸化防
止剤（０，３〜５重量％）、トリクレジルホスフェート
の如き極圧剤（０，３〜１３重量％）、金属不活性剤（
０，０１〜３重量％）、防錆剤（０，０５〜ｚｌｉ量％
）、油性向上剤（０，０１〜３１ｉ量％）及び消泡剤（
０，０００５〜０．０２重量％）などが適宜添加される
。
添加剤の総添加量は３〜１５重量％程度とされ、鉱油基
油の場合の如く粘度指数添加剤は必要とされない。
（作用） 本発明のポリオキシアルキレングリコールエステルは、
オキシアルキレンが開環重合した一種のポリエーテルの
末端アルコール基をカルボン酸でエーテル化したもので
あるため、高温条件でも酸化安定性があり流動性も良好
である。また、特定の高温粘度及び低温粘度を有するた
め、一種の粘度指数向上剤として機能する。ポリオキシ
アルキレングリコールとは異なり、末端に水酸基（アル
コール）が存在していないので、高温作動時にも酸化安
定性が低下することがなく、しかもトリクレジルフォス
フェートといった耐摩耗剤との相互作用が良いのでギヤ
油製品として極めて好ましい潤滑特性を与える。
（実施例） 実施例１〜６ 本発明のギヤ油用基油（Ａ）を、次の方法により合成し
た。ポリプロピレングリコール（平均分子量ｔ、ｏｏｏ
）を１０００ｇとカプロン酸（炭素数６）を１４４ｇ（
ポリグリコールに対し、約１．２モル）及びトルエンを
　１００　ｇフラスコに分取し、触媒としてリン酸を０
．４重量％添加し、１３０℃に加熱する。１００℃〜１
２０℃かつ常圧、窒素雰囲気下で反応させ、反応により
生じた水がほぼ１モルとなった時点で加熱を停止する。
反応生成物にアルカリ（カセイソーダ）を添加して、未
反応物のカルボン酸を中和し、次いで減圧蒸留を行ない
トルエン等を除去しポリプロピレングリコールとカプロ
ン酸とのエステルを得る。
同様にして、本発明のギヤ油用基油（Ｂ−Ｆ）を合成し
、これら基油ＡおよびＢ−Ｆに接圧剤（トリクレジルフ
ォスフエイト）と酸化安定剤（芳香族アミン系酸化防止
剤）とを配合し、第１表に示す本発明のギヤ部用潤滑組
成物を調製した。
調製した本発明のギヤ油組成物の摩耗試験を次の方法に
依り測定した。まず、四球摩擦摩耗試験機（シェル式）
を用い、油温１５０℃、回転数１８０゜ｒｐｍ及び荷重
２５ｋｇにセットし、３０分間試験機を作動させた。１
７２インチのローラーの摩耗痕径を測定したところ、第
２表に示す結果を得た。
次にｉＡＥギヤ試験機を用い、油温１４０℃、ギヤ回転
数７ＱＯＯｒｐｒｓ　ｓ荷重１１ｉ０Ｌｂｓの条件にセ
ットし、３時間試験機を運転した。その後、大歯車と小
歯車の重量減とを測定したところ、第２表に示す結果を
得た。
更に、本発明のギヤ油組成物につき、酸化安定性試験を
行なった。Ｐｅｄ、７９１ｂ、５３０ｇに準拠し油温１
５０℃及び試験時間２００時間の条件を採用した。その
後、粘度変化率（％、０１００℃）、全酸価増加（Ｉｍ
ｇ　ＫＯＩＩ／　Ｋ　）　、ペンタン方法による油中不
溶解舒（重量％）及び、鉄と銅との金属重量変化量（ｍ
ｇ／ＣＩ＋２）とを測定したところ、第２表に示す結果
を得た。
比較例１〜５ 市販のＡＴＦ−Ｄ　ｎ、ＡＴＩ’−ＤＩＩ’　、ギヤ油
（７５Ｗ−９０）、ジエステル油（ＤＩＤＡ、ジイソデ
シルアジベート）およびポリグリコール（ポリプロピレ
ングリコール）の基油に粘度指数向上剤、耐摩耗剤及び
酸化防止剤その他の添加剤を所定量配合し試料油ａ−ｅ
を調製した（ジエステル及びポリグリコールには粘度指
数向上剤を配合せず）。　組成と性状は、第１表のとお
りである。
次に、これら比較用試料油について実施例１〜６に示し
たと全く同−条件及び同一方法で耐摩耗性と酸化安定性
とを測定した。この結果、比較用試料油は第２表に示す
潤滑性能を有することがわかった。
以上の実施例１〜６と比較例１〜５とから、本発明のポ
リグリコールエステル系ギヤ油は、従来のＡＴＦ−Ｄ　
ｎや７５Ｍ−９０ギヤ油と比べ、粘度特性、耐摩耗性と
酸化安定性の点ではるかに優れた性能を有することがわ
かる。また、本発明のポリグリコールエステル系ギヤ油
をジエステル油（ＤＩＤＡ）と比べると、耐摩耗性およ
び粘度特性において大きく改善されることがわかる。
＜　Ｗ　ｕ　ＯＷ　Ｃ＆ｌａｌ　Ａ　ｔａ　’０４ａ　
ｉ（発明の効果） 本発明のポリオキシアルキレングリコールエステル系合
成潤滑油は、高温時の酸化安定性、耐摩耗性、低温時の
流動性が極めて良好であり、従来の鉱油系潤滑油やポリ
グリコール系潤滑油あるいは他の合成潤滑油よりも劣化
が少なく潤滑性能が高いためメンテナンスフリーかつロ
ーコストで使用できるといった効果を有する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ポリオキシアルキレングリコールエステルを基油
    とし、当該ポリオキシアルキレングリコールエステルが
    、炭素数２〜４のアルキレンオキシドから選択される１
    種または２種以上の開環重合体または開環共重合体と、
    炭素数〜１０のカルボン酸との反応により得られるエス
    テルであることを特徴とするギヤ用潤滑油組成物。
JP61085560A 1987-08-26 1986-04-14 ギヤ用潤滑油組成物 Pending JPS62241996A (ja)

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