JPWO2013147162A1 - 潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の潤滑油組成物における(A)成分は、100℃における動粘度が5mm2/s以下であり、%CPが90以上である鉱油系基油である。
(A)成分の100℃における動粘度を上記上限値以下とすることにより、粘度温度特性及び低温粘度特性を向上させることができる。
また、(A)成分の100℃における動粘度を上記下限値以上とすることにより、潤滑箇所での油膜形成を十分にして金属疲労防止性及び耐荷重性を高めることが可能になる。また、潤滑油基油の蒸発損失を低減することが可能になる。
(1)パラフィン系原油及び/又は混合系原油の常圧蒸留による留出油
(2)パラフィン系原油及び/又は混合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(DAO)
(7)基油(6)のマイルドハイドロクラッキング処理油(MHC)
(8)基油(1)〜(7)から選ばれる2種以上の混合油
(9)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分解し、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後に蒸留することによって得られる水素化分解鉱油
(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。
本発明の潤滑油組成物は、(A)成分に加えて(B)重量平均分子量(以下において「Mw」と略記することがある。)が15,000以下のポリマーを含有する。
(B)重量平均分子量が15,000以下のポリマーは、上記(A)成分に可溶であればよく、その構造は特に制限されるものではない。(B)成分の具体的な例としては、エチレンとプロピレンとの共重合体;ポリブテン;炭素数8〜14のα−オレフィンの重合体であるポリα−オレフィン;分散型又は非分散型のポリ(メタ)アクリレート;主鎖がポリ(メタ)アクリレートであり、側鎖がオレフィンの重合体であるポリマー;スチレン−ジエン水素化共重合体;スチレン−無水マレイン酸エステル共重合体;ポリアルキルスチレン、等を挙げることができる。
なお、本発明において「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート又はメタクリレート」を意味する。
なお、本発明において「α,β−エチレン性不飽和ジカルボン酸」とは、不飽和ジカルボン酸であって、少なくとも一方のカルボキシ基のα炭素とβ炭素とがエチレン性不飽和結合(すなわちC=C二重結合)をなしている化合物を意味する。すなわち、「α,β−エチレン性不飽和ジカルボン酸」とは、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、及びメサコン酸等のような、両方のカルボキシ基についてα炭素とβ炭素とがエチレン性不飽和結合をなしており且つα,β−エチレン性不飽和結合が主鎖中に存在する化合物に限定されるものではなく、グルタコン酸等のように一方のカルボキシ基のみについてα炭素とβ炭素とがエチレン性不飽和結合をなしている化合物をも包含する概念であり、また、イタコン酸等のようにα,β−エチレン性不飽和結合が側鎖に見出される化合物をも包含する概念である。
なお、ここでいう重量平均分子量とは、ウォーターズ社(Waters Corporation)製150−C ALC/GPC装置において東ソー株式会社(Tosoh Corporation)製のカラムGMHHR−M(7.8mmID×30cm)を2本直列に使用し、溶媒としてテトラヒドロフランを用い、温度23℃、流速1mL/分、試料濃度1質量%、試料注入量75μLの条件下、示差屈折率計(RI)検出器を用いて測定した標準ポリスチレン換算の重量平均分子量を意味する。
(B)成分の100℃における動粘度を上記下限値以上とすることにより、潤滑箇所での油膜形成を十分にして金属疲労防止性及び耐荷重性を高めることが可能になる。また、(B)成分の100℃における動粘度を上記上限値以下とすることにより、剪断安定性をより高めることが可能になる。
(B)成分の含有量を上記範囲内とすることにより、本発明の効果を一層高めることが可能になる。
本発明の潤滑油組成物は、上記(A)成分及び(B)成分に加えて、(C)成分として100℃における動粘度が1〜10mm2/sである合成系基油を含有してもよい。
(C)成分の100℃における動粘度を上記下限値以上とすることにより、潤滑箇所での油膜形成を十分にして耐荷重性をより高め、また潤滑油基油の蒸発損失をより低減することが可能になる。また、(C)成分の100℃における動粘度を上記上限値以下とすることにより、粘度温度特性及び低温粘度特性をより向上させることが可能になる。
(a)一価アルコールと一塩基酸とのエステル
(b)多価アルコールと一塩基酸とのエステル
(c)一価アルコールと多塩基酸とのエステル
(d)多価アルコールと多塩基酸とのエステル
(e)一価アルコール及び多価アルコールの混合物と多塩基酸との混合エステル
(f)多価アルコールと一塩基酸及び多塩基酸の混合物との混合エステル
(g)一価アルコール及び多価アルコールの混合物と一塩基酸及び多塩基酸の混合物との混合エステル
(C)成分の含有量を60質量%以下とすることで、酸化安定性を向上することができ、(C)成分の含有量を多くすることで、省燃費性と潤滑性を向上することができる。(C)成分の含有量を上記下限値以上とすることにより、粘度温度特性、低温粘度特性および疲労防止性を向上させることが可能となる。
本発明の潤滑油組成物は、(D)アミド系摩擦調整剤を含有することが好ましい。
なお、上記においてアルキル基としてはメチル基を1〜3個有するアルキル基が溶解性の面で好ましい。メチル基の数はより好ましくは1つである。またメチル基の位置はα位がもっとも好ましい。
ここで、「機能性を有する脂肪族炭化水素基」とは、母体となる脂肪族炭化水素基(好ましくはアルキル基又はアルケニル基。以下「母体基」と略記する。)の水素原子が、ヘテロ原子を含む官能基で置換された構造を有する脂肪族有機基を意味する。「機能性を有する炭化水素基」の炭素数は、官能基を含む基全体としての炭素数であるものとする。母体基の炭素数は上記した「機能性を有する脂肪族炭化水素基」の炭素数の範囲内である。すなわち、例えば「炭素数10〜30の機能性を有する脂肪族炭化水素基」における母体基の炭素数は10〜30である。母体基に導入されている「ヘテロ原子を含む官能基」の数(以下「置換数」と略記する。)は1以上であり、通常母体基の炭素数以下であり、典型的には母体基の炭素数の1/2以上の最小の整数以下であり、より典型的には母体基の炭素数の1/4以上の最小の整数以下であり、特に典型的には3以下であり、最も典型的には1又は2である。ヘテロ原子の例としては、酸素、窒素、硫黄、リン等が挙げられる。「ヘテロ原子を含む官能基」は、1個以上の脂肪族炭化水素基(好ましくはアルキル基又はアルケニル基)を有していてもよい。「ヘテロ原子を含む官能基」の好ましい例としては、ヒドロキシ基、カルボキシ基、脂肪族ヒドロカルビルオキシ基、脂肪族ヒドロカルビルオキシカルボニル基、脂肪族ヒドロカルビロイルオキシ基、N−脂肪族置換又は無置換アミノカルボニル基、N−脂肪族炭化水素基置換又は無置換脂肪族ヒドロカルビロイルアミノ基、及び、N−脂肪族炭化水素基置換又は無置換アミノ基等が挙げられる。
(粘度指数向上剤)
本発明の潤滑油組成物には、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、具体的には、各種メタクリル酸エステルの1種又は2種以上のモノマーの(共)重合体であるいわゆる非分散型粘度指数向上剤、又はさらに窒素を含む極性モノマーを共重合させたいわゆる分散型粘度指数向上剤等が例示できる。他の粘度指数向上剤の具体例としては、非分散型又は分散型エチレン−α−オレフィン共重合体(α−オレフィンとしてはプロピレン、1−ブテン、1−ペンテン等が例示できる。)又はその水素化物、ポリイソブチレン又はその水素化物、スチレン−ジエン水素化共重合体、スチレン−無水マレイン酸エステル共重合体及びポリアルキルスチレン等を挙げることができる。本発明においては、これらの粘度指数向上剤の中から任意に選ばれた1種あるいは2種以上の化合物を任意の量で含有させることができるが、低温粘度特性と疲労防止性能をより高めることができる点で、非分散型又は分散型ポリメタクリレートが好ましく、特に非分散型のポリメタクリレートが好ましい。
金属系清浄剤としては、スルホネート系清浄剤、サリチレート系清浄剤およびフェネート系清浄剤等が挙げられ、アルカリ金属または第2族元素(広義のアルカリ土類金属)との正塩、塩基正塩、過塩基性塩のいずれをも配合することができる。使用に際してはこれらの中から任意に選ばれる1種類あるいは2種類以上を配合することができる。
無灰分散剤としては、潤滑油に用いられる任意の無灰分散剤が使用でき、例えば、炭素数40〜400の直鎖又は分枝状のアルキル基又はアルケニル基を分子中に少なくとも1個有するモノ又はビスコハク酸イミド、炭素数40〜400のアルキル基又はアルケニル基を分子中に少なくとも1個有するベンジルアミン、あるいは炭素数40〜400のアルキル基又はアルケニル基を分子中に少なくとも1個有するポリアミン、あるいはこれらのホウ素化合物、カルボン酸、リン酸等による変成品等が挙げられる。使用に際してはこれらの中から任意に選ばれる1種類あるいは2種類以上を配合することができる。
酸化防止剤としては、フェノール系、アミン系等の無灰酸化防止剤、銅系、モリブデン系等の金属系酸化防止剤が挙げられる。
極圧剤、摩耗防止剤としては、潤滑油に用いられる任意の極圧剤及び摩耗防止剤が使用可能である。例えば、硫黄系、リン系、硫黄−リン系の極圧剤等が使用でき、具体的には、亜リン酸エステル類、チオ亜リン酸エステル類、ジチオ亜リン酸エステル類、トリチオ亜リン酸エステル類、リン酸エステル類、チオリン酸エステル類、ジチオリン酸エステル類、トリチオリン酸エステル類、これらのアミン塩、これらの金属塩、これらの誘導体、ジチオカーバメート、亜鉛ジチオカーバメート、モリブデンジチオカーバメート、ジサルファイド類、ポリサルファイド類、硫化オレフィン類、硫化油脂類等が挙げられる。
流動点降下剤としては、例えば、使用する潤滑油基油に適合するポリメタクリレート系のポリマー等が使用できる。
腐食防止剤としては、例えば、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、及び多価アルコールエステル等が挙げられる。
抗乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、及びポリオキシエチレンアルキルナフチルエーテル等のポリアルキレングリコール系非イオン系界面活性剤等が挙げられる。
金属不活性化剤としては、例えば、イミダゾリン、ピリミジン誘導体、アルキルチアジアゾール、メルカプトベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール又はその誘導体、1,3,4−チアジアゾールポリスルフィド、1,3,4−チアジアゾリル−2,5−ビスジアルキルジチオカーバメート、2−(アルキルジチオ)ベンゾイミダゾール、及びβ−(o−カルボキシベンジルチオ)プロピオンニトリル等が挙げられる。
消泡剤としては、例えば、25℃における動粘度が0.1mm2/s以上100mm2/s未満のシリコーンオイル、アルケニルコハク酸誘導体、ポリヒドロキシ脂肪族アルコールと長鎖脂肪酸とのエステル、メチルサリシレート、o−ヒドロキシベンジルアルコール等が挙げられる。
本発明の潤滑油組成物の100℃における動粘度については特に制限はないが、好ましくは10.0mm2/s以下であり、より好ましくは8mm2/s以下、さらに好ましくは7mm2/s以下、特に好ましくは6.5mm2/s以下である。また、好ましくは2mm2/s以上であり、より好ましくは3mm2/s以上、さらに好ましくは4mm2/s以上、特に好ましくは5mm2/s以上、最も好ましくは5.5mm2/s以上である。100℃における動粘度を上記下限値以上とすることにより、潤滑部位の油膜保持性および蒸発抑制能を高めることが容易になる。また、100℃における動粘度を上記上限値以下とすることにより、省燃費性を高めることが容易になる。
なお、本発明において、トラクション係数は、EHL試験機(PCS社製EHD2)を用いて、温度40℃、平均速度3.0m/s、すべり率10%、荷重0.4GPaの条件下で測定した値とする。
なおKRL試験は、CEC L−45−T−99に準拠し、温度40℃、回転数1475rpm、荷重5000Nの条件下で実施するものとする。
表1に示されるように、本発明の潤滑油組成物(実施例1〜5)、比較用の潤滑油組成物(比較例1〜3)をそれぞれ調製した。
上記調製した各潤滑油組成物について、トラクション係数を測定した。トラクション係数の測定は上述の通り、EHL試験機(PCS社製EHD2)を用いて、温度40℃、平均速度3.0m/s、すべり率10%、荷重0.4GPaの条件下で測定した。結果を表1中に示している。トラクション係数が低いほど、当該潤滑油組成物の省燃費性が高いことを意味する。
上記調製した各潤滑油組成物について、KRL試験法による20時間の剪断後の100℃での動粘度の低下率によって剪断安定性を評価した。KRL試験は、CEC L−45−T−99に準拠し、HANSA PRESS− und MASCHINENBAU GmbH社製装置を用いて、温度40℃、回転数1475rpm、荷重5000Nの条件下で実施した。結果を表1中に示している。動粘度の低下率が低いほど剪断安定性が高く、そのため潤滑性を維持する能力が高いことを意味している。
上記調製した各潤滑油組成物について、JIS K2283に準拠して40℃での動粘度及び100℃での動粘度を測定し、粘度指数を算出した。
実施例1〜5の潤滑油組成物は、いずれも0.009以下の低いトラクション係数を示し、かつ、KRL試験の後もほとんど粘度が低下しなかった。また、粘度指数が160以上となり、良好な粘度温度特性を有していた。
これに対し、(A)成分を含有させずに(E)成分のみを基油として含有させた比較例1の潤滑油組成物は、0.015という大きなトラクション係数を示した。
(B)成分を含有させず、代わりに高分子量(Mw=50,000)のポリマーを含有させた比較例2の潤滑油組成物は、剪断安定性に劣っていた。
(A)成分を含有させずに(E)成分のみを基油として含有させ、かつ、(B)成分を含有させず、(B)成分の代わりに高分子量(Mw=50,000)のポリマーを含有させた比較例3の潤滑油組成物は、トラクション係数と剪断安定性の両方で劣っていた。
表2に示されるように、本発明の潤滑油組成物(実施例6〜12)をそれぞれ調製した。
上記調製した各潤滑油組成物について、ブロックオンリング摩擦試験を行った。試験はFALEX社製LFW−1を用いて行った。測定条件は温度40℃、面圧0.3GPaとし、滑り速度を1.000m/s、0.500m/s、0.125m/s、0.075m/s、0.026m/sと順に減らしながら摩擦係数を測定した。結果を表2中に示している。
図1は、表2中に示した試験結果に基づき、各潤滑油組成物について滑り速度に対して摩擦係数をプロットしたグラフである。
本発明における(D)成分に該当するアミド系摩擦調整剤1〜3を含有させた実施例6〜8の潤滑油組成物は、全ての滑り速度において0.08を下回る摩擦係数を示した。
これに対して、(D)成分に該当しない摩擦調整剤4〜6を含有させた実施例10〜12は、摩擦調整剤を全く含有させなかった実施例9に対して有意な差が見られなかった。
Claims (5)
- (A)100℃における動粘度が5mm2/s以下であり、%CPが90以上である鉱油系基油と、
(B)重量平均分子量が15,000以下のポリマーと
を含んでなる、潤滑油組成物。 - 前記(A)鉱油系基油の%CNが15以下である、
請求項1に記載の潤滑油組成物。 - 前記(B)成分が、α−オレフィンとα,β−エチレン性不飽和ジカルボン酸ジエステルとのコポリマーである、
請求項1又は2に記載の潤滑油組成物。 - さらに(D)アミド系摩擦調整剤を含む、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。 - 変速機用潤滑油である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
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