JPWO2013136582A1 - 変速機用潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、上記手法だけでは粘度温度特性および低温性能と疲労防止性、耐熱性の両立が十分に図れておらず、これらの性能を両立させつつその他の諸性能についても問題ない性能を有する潤滑油組成物の開発が求められている。
(Ba−1)R2が炭素数1〜4のアルキル基である(メタ)アクリレート:20〜60質量%
(Bb−1)R2が炭素数5〜10のアルキル基である(メタ)アクリレート:0〜30質量%
(Bc−1)R2が炭素数11〜18のアルキル基である(メタ)アクリレート:20〜70質量%
(Bd−1)R2が炭素数19〜40のアルキル基である(メタ)アクリレート:5〜50質量%
(Ba−2)R2が炭素数1〜4のアルキル基である(メタ)アクリレート:0〜60質量%
(Bb−2)R2が炭素数5〜10のアルキル基である(メタ)アクリレート:0〜30質量%
(Bc−2)R2が炭素数11〜18のアルキル基である(メタ)アクリレート:30〜100質量%
(Bd−2)R2が炭素数19以上のアルキル基である(メタ)アクリレート:0質量%
(Bc−2−1)R2が炭素数11〜15のアルキル基である(メタ)アクリレート:60〜100質量%((Bc−2)基準)。
(Bc−2−2)R2が炭素数16〜18のアルキル基である(メタ)アクリレート:0〜40質量%((Bc−2)基準)。
(A)成分の100℃における動粘度は、好ましく2mm2/s以上であり、より好ましくは2.5mm2/s以上、さらに好ましくは2.7mm2/s以上である。また、好ましくは3.3mm2/s以下であり、より好ましくは3.1mm2/s以下である。
(A)成分の100℃における動粘度が3.5mm2/sを超える場合は、粘度温度特性及び低温粘度特性が悪化し、1.5mm2/s未満の場合は、潤滑箇所での油膜形成が不十分であるため金属疲労防止性、耐熱性に劣り、また潤滑油基油の蒸発損失が大きくなるため、それぞれ好ましくない。
なお、脱ろう工程としては溶剤脱ろう、接触脱ろうのいずれの工程を適用してもよいが、低温粘度特性をより改善できる点で接触脱ろう工程であることが特に好ましい。
また、本発明でいう飽和分に占める環状飽和分及び非環状飽和分の割合とは、それぞれASTM D 2786−91に準拠して測定される環状飽和分(測定対象:1〜6環ナフテン、単位:質量%)及びアルカン分(単位:質量%)を意味する。
(A)成分の窒素分については特に制限はないが、より熱・酸化安定性に優れる組成物を得ることができる点で、好ましくは5質量ppm以下であり、より好ましくは3質量ppm以下、すなわち実質的に含まれないことが望ましい。
なお、本発明でいう硫黄分及び窒素分の含有量とは、ASTM D4951に準拠して測定される値を意味する。
(1)パラフィン基系原油及び/又は混合基系原油の常圧蒸留による留出油
(2)パラフィン基系原油及び/又は混合基系原油の常圧蒸留残渣油の減圧蒸留による留出油(WVGO)
(3)潤滑油脱ろう工程により得られるワックス(スラックワックス等)及び/又はガストゥリキッド(GTL)プロセス等により得られる合成ワックス(フィッシャートロプシュワックス、GTLワックス等)
(4)基油(1)〜(3)から選ばれる1種又は2種以上の混合油及び/又は当該混合油のマイルドハイドロクラッキング処理油
(5)基油(1)〜(4)から選ばれる2種以上の混合油
(6)基油(1)、(2)、(3)、(4)又は(5)の脱れき油
(7)基油(6)のハイドロクラッキング処理油
(8)基油(1)〜(7)から選ばれる2種以上の混合油
(10)上記基油(1)〜(8)から選ばれる基油又は当該基油から回収された潤滑油留分を水素化異性化し、その生成物又はその生成物から蒸留等により回収される潤滑油留分について溶剤脱ろうや接触脱ろうなどの脱ろう処理を行い、または、当該脱ろう処理をしたあとに蒸留することによって得られる水素化異性化鉱油
また、上記(9)又は(10)の潤滑油基油を得るに際して、必要に応じて溶剤精製処理及び/又は水素化仕上げ処理工程を更に設けてもよい。
鉱油系基油としては、(A)成分以外の鉱油系基油が挙げられる。また合成系基油としては、具体的には、ポリブテン又はその水素化物;1−オクテンオリゴマー、1−デセンオリゴマー、1−ドデセンオリゴマー等のポリ−α−オレフィン又はその水素化物;ジトリデシルグルタレート、ジ−2−エチルヘキシルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、及びジ−2−エチルヘキシルセバケート等のジエステル;ネオペンチルグリコールエステル、トリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンペラルゴネート、ペンタエリスリトール−2−エチルヘキサノエート、及びペンタエリスリトールペラルゴネート等のポリオールエステル;アルキルナフタレン、アルキルベンゼン、及び芳香族エステル等の芳香族系合成油又はこれらの混合物等が例示できる。
本発明における他の基油を混合する場合の他の基油の含有量は、(A)成分と他の基油成分の混合基油を基準として、30質量%以下であることが必要であり、好ましくは20質量%以下であり、より好ましくは10質量%以下、更に好ましくは7質量%以下である。
本発明における(B)成分としては、下記一般式(1)で表される構造単位を有するポリ(メタ)アクリレート系流動点降下剤または/および粘度指数向上剤が好ましい。
なお一般式(2)や一般式(3)で表されるモノマーから誘導される構成単位を含む場合は、清浄性が向上するため、変速機用潤滑油組成物の清浄性に問題がある場合に使用することが好ましい。
(Ba)R2が炭素数1〜4のアルキル基である(メタ)アクリレート
(Bb)R2が炭素数5〜10のアルキル基である(メタ)アクリレート
(Bc)R2が炭素数11〜18のアルキル基である(メタ)アクリレート
(Bd)R2が炭素数19以上のアルキル基である(メタ)アクリレート
(Ba−1)R2が炭素数1〜4のアルキル基である(メタ)アクリレート:モノマー全量基準で、20質量%以上、好ましくは25質量%以上、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは33質量%以上で、60質量%以下、好ましくは50質量%以下、より好ましくは45質量%以下、さらに好ましくは40質量%以下。
(Bb−1)R2が炭素数5〜10のアルキル基である(メタ)アクリレート:モノマー全量基準で、0質量%以上、30質量%以下、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下。
(Bc−1)R2が炭素数11〜18のアルキル基である(メタ)アクリレート:モノマー全量基準で、20質量%以上、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは35質量%以上で、70質量%以下、好ましくは60質量%以下、より好ましくは50質量%以下。
(Bd−1)R2が炭素数19〜40のアルキル基である(メタ)アクリレート:モノマー全量基準で、5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上、特に好ましくは20質量%以上で、50質量%以下、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下。
なお(Bd−1)成分のR2の炭素数は20以上が好ましく、好ましくは36以下、より好ましくは32以下、さらに好ましくは28以下である。
(Bb−2)R2が炭素数5〜10のアルキル基である(メタ)アクリレート:モノマー全量基準で、0質量%以上、30質量%以下、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、最も好ましくは0質量%。
(Bc−2)R2が炭素数11〜18のアルキル基である(メタ)アクリレート:モノマー全量基準で、30質量%以上、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上、特に好ましくは90質量%以上で、100質量%以下、好ましくは95質量%以下。
(Bd−2)R2が炭素数19以上のアルキル基である(メタ)アクリレート:0質量%。
(Bc−1−1)R2が炭素数11〜15のアルキル基である(メタ)アクリレート:60質量%以上、好ましくは65質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは85質量%以上で、100質量%以下。
(Bc−1−2)R2が炭素数16〜18のアルキル基である(メタ)アクリレート:0質量%以上40質量%以下。
(Bc−2−1)R2が炭素数11〜15のアルキル基である(メタ)アクリレート:60質量%以上、好ましくは65質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは85質量%以上で、100質量%以下。
(Bc−2−2)R2が炭素数16〜18のアルキル基である(メタ)アクリレート:0質量%以上40質量%以下。
なお、実施例には、(B−2a)および(B−2b)に準じて、それぞれ(Bc−2a−1)および(Bc−2b−2)と記載した。
(B)成分の含有量が0.1質量%より少なくなると、粘度指数向上効果や製品粘度の低減効果が小さくなることから、省燃費性の向上が図れなくなるおそれがある。また、20質量%よりも多くなると、基油粘度を低下させる必要が出てくることから、厳しい潤滑条件(高温高せん断条件)における潤滑性能を低下させ、摩耗や焼き付き、疲労破壊等の不具合が発生原因となることが懸念される。
(B−1)成分の含有量が0.05質量%より少なくなると、粘度指数向上効果や製品粘度の低減効果が小さくなることから、省燃費性の向上が図れなくなるおそれがある。また、10質量%よりも多くなると、基油粘度を低下させる必要が出てくることから、厳しい潤滑条件(高温高せん断条件)における潤滑性能を低下させ、摩耗や焼き付き、疲労破壊等の不具合が発生原因となることが懸念される。
(B−2a)の含有量が0.05質量%より少なくなると、粘度指数向上効果や製品粘度の低減効果が小さくなることから、省燃費性の向上が図れなくなるおそれがある。また、3質量%よりも多くなると粘度上昇が大きく、低温粘度特性改善に不利になる。
(B−2b)の含有量が0.5質量%より少なくなると、粘度指数向上効果や製品粘度の低減効果が小さくなることから、省燃費性の向上が図れなくなるおそれがある。また、10質量%よりも多くなると、基油粘度を低下させる必要が出てくることから、厳しい潤滑条件(高温高せん断条件)における潤滑性能を低下が懸念される。
ここで言うブルックフィールド粘度とは、ASTM D2983により測定される値である。
また、本発明の潤滑油組成物は、上記以外の変速機油としての性能にも優れており、自動車、建設機械、農業機械等の自動変速機用あるいは手動変速機用、ディファレンシャルギヤ用の潤滑油としても好適に用いられる。その他、摩耗防止性、疲労防止性及び低温粘度特性が要求される潤滑油、例えば、工業用ギヤ油、二輪車、四輪車等の自動車用、発電用、舶用等のガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ガスエンジン用の潤滑油、タービン油、圧縮機油等にも好適に使用することができる。
表1に示すように、本発明の潤滑油組成物(実施例1〜6)、比較用の潤滑油組成物(比較例1〜2)をそれぞれ調製した。得られた組成物について、動粘度、低温粘度特性、疲労防止性、四球耐摩耗性、さらに酸化安定性を測定し、その結果を同じく表1に併記した。
<基油>
[1]基油A−1:鉱油[100℃動粘度:2.84mm2/s、40℃動粘度:10.4mm2/s、粘度指数:125、アニリン点:114℃、%CP:92、%CA:0、%CN:7.8、流動点:−30.0℃、S量:1質量ppm以下、N量:3質量ppm以下、ナフテン分が5質量%]
[2]基油A−2:鉱油[100℃動粘度:2.74mm2/s、40℃動粘度:10.2mm2/s、粘度指数:109、アニリン点:104℃、%CP:75、%CA:1、%CN:23.5、流動点:−27.5℃、S量:1質量ppm以下、N量:3質量ppm以下、ナフテン分が5質量%]
[3]基油A−3:鉱油[100℃動粘度:2.08mm2/s、40℃動粘度:6.87mm2/s、粘度指数:96、アニリン点:89℃、%CP:63、%CA:6、%CN:32.4、流動点:−25.0℃、S量:800質量ppm、N量:20質量ppm]
[1](B−1):モノマー組成が以下の(Ba−1)〜(Bd−1)からなり、重量平均分子量が20000であるポリメタクリレート
(Ba−1)R2が炭素数1のアルキル基:含有割合34質量%
(Bb−1)R2が炭素数5〜10のアルキル基:含有割合質量0%
(Bc−1−1)R2が炭素数11〜15のアルキル基:含有割合6質量%
(Bc−1−2)R2が炭素数16〜18のアルキル基:含有割合34質量%
(Bd−1)R2が炭素数19以上のアルキル基:含有割合24質量%
[2](B−2a):モノマー組成が以下の(Ba−2a)〜(Bd−2a)からなり、重量平均分子量が61000であるポリメタクリレート
(Ba−2a)R2が炭素数1のアルキル基:含有割合2質量%
(Bb−2a)R2が炭素数5〜10のアルキル基:含有割合0質量%
(Bc−2a−1)R2が炭素数11〜15のアルキル基:含有割合90質量%
(Bc−2a−2)R2が炭素数16〜18のアルキル基:含有割合8質量%
(Bd−2a)R2が炭素数19以上のアルキル基:含有割合0質量%
[3](B−2b):モノマー組成が以下の(Ba−2b)〜(Bd−2b)からなり、重量平均分子量が30000であるポリメタクリレート
(Ba−2b)R2が炭素数1のアルキル基:含有割合24質量%
(Bb−2b)R2が炭素数5〜10のアルキル基:含有割合0質量%
(Bc−2b−1)R2が炭素数11〜15のアルキル基:含有割合76質量%
(Bc−2b−2)R2が炭素数16〜18のアルキル基:含有割合0質量%
(Bd−2b)R2が炭素数19以上のアルキル基:含有割合0質量%
窒素1.5質量%、ホウ素1.5質量%、アルケニル基分子量2000であるコハク酸イミド:3質量%、
窒素7質量%であるチアジアゾール:0.2質量%
窒素4質量%であるアミン系酸化防止剤:0.5質量%
カルシウム10質量%である金属系清浄剤:0.1質量%
窒素6質量%であるコハク酸イミド系摩擦調整剤:1.0質量%
エステル系摩擦調整剤:0.5質量%
エステル系シール膨潤剤:0.3質量%
ASTM D2983に準拠し、各潤滑油組成物の−40℃におけるBF粘度を測定した。本試験においては、BF粘度の値が小さいものほど低温流動性に優れていることを意味する。
(2)疲労防止性
高温転がり疲労試験機を用いて、以下の試験条件でピッチング発生寿命を評価した。また、比較例1の試験結果を基準として、ピッチング発生寿命の比を算出した。本試験においては、疲労寿命比(L50比およびL10比)が大きいほど疲労防止性能に優れていることを意味する。
スラストニードルベアリング(面圧:1.9GPa、回転数:1410rpm、油温:120℃)
(3)高速四球耐熱性
ASTM D2596に準拠し、高速四球試験機を用い、各潤滑油組成物の1800回転における最大非焼付き荷重(LNSL)を測定した。本試験においては、最大非焼付き荷重が大きいほど耐熱性に優れていることを意味する。
(4)酸化安定性
JIS K2514 4.(内燃機関用潤滑油酸化安定度試験方法)に準拠して実施し、酸価増加およびペンタン不溶分を測定した。
一方、潤滑油基油として(A)成分を使用しない比較例1は、粘度温度特性、低温粘度特性及び疲労防止性に劣る。同様に(A)成分を使用しない比較例2も、疲労防止性や耐熱性に劣り、低温粘度特性も不十分である。
Claims (9)
- (A)100℃における動粘度が1.5mm2/s以上3.5mm2/s以下、流動点が−25℃以下、粘度指数が110以上、%CNが2以上20以下、%CAが3以下である鉱油系基油を含有し、潤滑油組成物の100℃における動粘度が2.5mm2/s以上3.8mm2/s以下であることを特徴とする変速機用潤滑油組成物。
- (A)鉱油系基油のナフテン分が3質量%以上15質量%以下であることを特徴とする請求項1に記載の変速機用潤滑油組成物。
- (B)成分が、少なくとも下記(Ba−1)〜(Bd−1)からなるモノマー成分を重合して得られる(B−1)ポリ(メタ)アクリレートを含むことを特徴とする請求項3に記載の変速機用潤滑油組成物。
(Ba−1)R2が炭素数1〜4のアルキル基である(メタ)アクリレート:20〜60質量%
(Bb−1)R2が炭素数5〜10のアルキル基である(メタ)アクリレート:0〜30質量%
(Bc−1)R2が炭素数11〜18のアルキル基である(メタ)アクリレート:20〜70質量%
(Bd−1)R2が炭素数19〜40のアルキル基である(メタ)アクリレート:5〜50質量% - (B)成分が、少なくとも下記(Ba−2)〜(Bd−2)からなるモノマー成分を重合して得られる(B−2)ポリ(メタ)アクリレートを含むことを特徴とする請求項3に記載の変速機用潤滑油組成物。
(Ba−2)R2が炭素数1〜4のアルキル基である(メタ)アクリレート:0〜60質量%
(Bb−2)R2が炭素数5〜10のアルキル基である(メタ)アクリレート:0〜30質量%
(Bc−2)R2が炭素数11〜18のアルキル基である(メタ)アクリレート:30〜100質量%
(Bd−2)R2が炭素数19以上のアルキル基である(メタ)アクリレート:0質量% - 前記(Bc−2)成分が、下記(Bc−2−1)と(Bc−2−2)から構成されていることを特徴とする請求項5に記載の変速機用潤滑油組成物。
(Bc−2−1)R2が炭素数11〜15のアルキル基である(メタ)アクリレート:60〜100質量%((Bc−2)基準)。
(Bc−2−2)R2が炭素数16〜18のアルキル基である(メタ)アクリレート:0〜40質量%((Bc−2)基準)。 - 前記(Ba−2)成分の組成割合が、モノマー全量基準で0〜10質量%であることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の変速機用潤滑油組成物。
- (B−1)ポリ(メタ)アクリレートの重量平均分子量が10,000〜60,000であり、組成物全量基準で0.5〜10質量%含有し、(B−2)ポリ(メタ)アクリレートの重量平均分子量が20,000〜100,000であり、組成物全量基準で0.05〜10質量%含有することを特徴とする請求項5〜請求項7のいずれかに記載の変速機用潤滑油組成物。
- (B)成分以外に重量平均分子量1万以上の流動点降下剤または/および粘度指数向上剤を含有しないことを特徴とする請求項1〜請求項8のいずかに記載の変速機用潤滑油組成物。
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