JPWO2014010682A1

JPWO2014010682A1 - 潤滑油組成物

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Publication number: JPWO2014010682A1
Application number: JP2014524873A
Authority: JP
Inventors: 祐美子喜古
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 2012-07-11
Filing date: 2013-07-11
Publication date: 2016-06-23
Anticipated expiration: 2033-07-11
Also published as: US20150166923A1; EP2873718A1; JP6055829B2; CN104395443A; WO2014010682A1; EP2873718A4; KR20150028296A

Abstract

潤滑油組成物は、基油に、（Ａ）リン酸エステルと、（Ｂ）チオリン酸エステルと、（Ｃ）ナフチルアミン誘導体とを配合してなる。本発明の潤滑油組成物は、耐摩耗性に優れ、高温でもスラッジが生じにくいので、ＤＶＤ−ＲＡＭやブルーレイディスク等に用いられる高速スピンドルモータの含油軸受用として好適である。

Description

本発明は、潤滑油組成物に関し、詳しくは、ＡＶ機器等のモータの含油軸受に用いられる潤滑油組成物に関する。

含油軸受は、焼結金属、成長鋳鉄、合成樹脂等の多孔質材料に潤滑油を含浸させてつくられた軸受である。特に、焼結含油軸受は、低コストでありながら、比較的低摩擦で高精度、自己潤滑方式であることから、自動車用電装部品、音響映像機器、事務用品、家電電装機器、コンピュータ用補助記憶装置駆動部に至る各部位において、モータ軸受として広く用いられている。
また、ＡＶ機器等に用いられているスピンドルモータにおいては、回転軸と軸受との摩擦抵抗（軸ロス）を減少させ、連続回転時の温度上昇を抑制する潤滑油が求められている。そこで、基油に対して脂肪酸金属塩と、さらにこれにリン酸エステル類またはそのアミン塩と硫黄系極圧剤のうち少なくとも一種を添加してなる含油軸受用潤滑油が提案されている（特許文献１参照）。

特許第４７７７５２６号公報

一方、ＤＶＤ−ＲＡＭあるいはブルーレイディスクでは、書き込み速度の倍速化が進み、超高速下での潤滑が求められている。また、高速になるにつれ、偏荷重がかかった時の摩耗量は大きく、焼付きおよび故障の原因となる。また、摩擦係数を下げるための添加剤は一般に酸化安定性が悪く、高温でスラッジが発生し、含油軸受の目詰まりが起き、潤滑油が染み出しにくくなり、軸受寿命が短くなってしまう。しかしながら、特許文献１に記載された含油軸受用潤滑油においても、これらの課題を十分に解決することは困難である。

本発明は、耐摩耗性に優れ、高温でもスラッジが生じにくく、含油軸受用として好適な潤滑油組成物を提供することを目的とする。

前記課題を解決すべく、本発明は、以下のような潤滑油組成物を提供するものである。（１）基油に、（Ａ）リン酸エステルと、（Ｂ）チオリン酸エステルと、（Ｃ）ナフチルアミン誘導体とを配合してなることを特徴とする潤滑油組成物。
（２）上述の（１）に記載の潤滑油組成物において、さらに、（Ｄ）アルケニルコハク酸多価アルコールエステルを配合してなることを特徴とする潤滑油組成物。
（３）上述の（１）または（２）に記載の潤滑油組成物において、さらに、（Ｅ）ベンゾトリアゾールもしくはその誘導体を配合してなることを特徴とする潤滑油組成物。
（４）上述の（１）から（３）までのいずれか１つに記載の潤滑油組成物において、前記基油が炭化水素系基油であることを特徴とする潤滑油組成物。
（５）上述の（１）から（４）までのいずれか１つに記載の潤滑油組成物が含油軸受用であることを特徴とする潤滑油組成物。
（６）上述の（５）に記載の潤滑油組成物において、前記含油軸受が合成樹脂製ディスクの回転駆動用モータに使用されることを特徴とする潤滑油組成物。

本発明によれば、耐摩耗性に優れ、高温でもスラッジを生じにくい潤滑油組成物を提供できる。それ故、本発明の潤滑油組成物は含油軸受用として好適である。

本発明の潤滑油組成物（以下、「本組成物」ともいう）は、基油に、（Ａ）リン酸エステルと、（Ｂ）チオリン酸エステルと、（Ｃ）ナフチルアミンもしくはその誘導体とを配合してなることを特徴とする。なお、配合してなるとは、配合するということ、さらに含むという意味である。以下、本組成物について詳細に説明する。

〔基油〕
本組成物に用いられる基油としては、特に制限はない。ただし、本組成物を含油軸受用として合成樹脂製ディスクの回転駆動用モータに適用する場合には、炭化水素系基油が好ましい。ここで、合成樹脂製ディスクとは、ＤＶＤ（ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ等）やブルーレイディスク等のような光学ディスクを意味する。
エステル系基油やエーテル系基油のような極性を有する基油を用いると、合成樹脂製ディスク表面を変質させ、読み取りエラーのような問題を生じさせるおそれがあるからである。

また、基油の粘度は、低すぎると油膜が保持できなくなるおそれがあり、高すぎるとモータのトルクが高くなりすぎるおそれがある。さらに、基油の粘度が高すぎると、高速回転時に潤滑箇所に潤滑油が染みこみにくくなり、焼き付きを起こすおそれがある。それ故、基油の４０℃動粘度は１５ｍｍ^２／ｓ以上４０ｍｍ^２／ｓ以下が好ましく、２０ｍｍ^２／ｓ以上３０ｍｍ^２／ｓ以下がより好ましい。
炭化水素系基油としては、ポリオレフィンが好ましく、例えば、α-オレフィン単独重合体、α-オレフィン共重合体が挙げられる。これらの基油は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

〔（Ａ）成分〕
本組成物に用いられる（Ａ）成分は、リン酸エステルである。リン酸エステルは、極圧剤として作用するものが耐摩耗性の観点より好適である。
このようなリン酸エステルとしては、例えば、トリアリールホスフェート、トリアルキルホスフェート、トリアルキルアリールホスフェート、トリアリールアルキルホスフェート、トリアルケニルホスフェート等が挙げられ、具体的には、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、ベンジルジフェニルホスフェート、エチルジフェニルホスフェート、トリブチルホスフェート、エチルジブチルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、ジクレジルフェニルホスフェート、エチルフェニルジフェニルホスフェート、ジエチルフェニルフェニルホスフェート、プロピルフェニルジフェニルホスフェート、ジブロピルフェニルフェニルホスフェート、トリエチルフェニルホスフェート、トリプロピルフェニルホスフェート、ブチルフェニルジフェニルホスフェート、ジブチルフェニルフェニルホスフェート、トリブチルフェニルホスフェート、トリヘキシルホスフェート、トリ（２−エチルヘキシル）ホスフェート、トリデシルホスフェート、トリラウリルホスフェート、トリミリスチルホスフェート、トリパルミチルホスフェート、トリステアリルホスフェート、およびトリオレイルホスフェート等を挙げることができる。

本組成物においては、（Ａ）成分として前記したリン酸エステルを１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。また、その配合量は、本組成物全量基準で０．１質量％以上５質量％以下が好ましく、１質量％以上４質量％以下がより好ましく、１．５質量％以上２．５質量％以下がさらに好ましい。（Ａ）成分の配合量が０．１質量％未満であると、耐摩耗性が十分ではないおそれがある。一方、（Ａ）成分の配合量が５質量％を超えても、耐摩耗性の向上効果は配合量に見合うほど望めない。
なお、リン換算量であれば、（Ａ）成分の配合量は、本組成物全量基準で１５０質量ｐｐｍ以上３０００質量ｐｐｍ以下が好ましく、３００質量ｐｐｍ以上２０００質量ｐｐｍ以下がより好ましい。

〔（Ｂ）成分〕
本組成物に用いられる（Ｂ）成分は、チオリン酸エステルである。チオリン酸エステルは、本組成物において酸化安定性を保ちつつ耐摩耗性を向上させる効果を奏する。
このようなチオリン酸エステルとしては、例えば、トリブチルホスフォロチオネート、トリペンチルホスフォロチオネート、トリヘキシルホスフォロチオネート、トリヘプチルホスフォロチオネート、トリオクチルホスフォロチオネート、トリノニルホスフォロチオネート、トリデシルホスフォロチオネート、トリウンデシルホスフォロチオネート、トリドデシルホスフォロチオネート、トリトリデシルホスフォロチオネート、トリテトラデシルホスフォロチオネート、トリペンタデシルホスフォロチオネート、トリヘキサデシルホスフォロチオネート、トリヘプタデシルホスフォロチオネート、トリオクタデシルホスフォロチオネート、トリオレイルホスフォロチオネート、トリフェニルホスフォロチオネート、トリクレジルホスフォロチオネート、トリキシレニルホスフォロチオネート、クレジルジフェニルホスフォロチオネート、キシレニルジフェニルホスフォロチオネート、トリス（ｎ−プロピルフェニル）ホスフォロチオネート、トリス（イソプロピルフェニル）ホスフォロチオネート、トリス（ｎ−ブチルフェニル）ホスフォロチオネート、トリス（イソブチルフェニル）ホスフォロチオネート、トリス（ｓ−ブチルフェニル）ホスフォロチオネート、トリス（ｔ−ブチルフェニル）ホスフォロチオネート、およびトリス（２，４−Ｃ９−Ｃ１０イソアルキルフェノール）チオホスフェート等が挙げられる。

本組成物においては、（Ｂ）成分として前記したチオリン酸エステルを１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。また、その配合量は、本組成物全量基準で０．１質量％以上５質量％以下が好ましく、０．２質量％以上２質量％以下がより好ましく、０．３質量％以上０．６質量％以下がさらに好ましい。（Ｂ）成分の配合量が０．１質量％未満であると、酸化安定性や耐摩耗性の向上効果が十分ではないおそれがある。一方、（Ｂ）成分の配合量が５質量％を超えても、配合量に見合うほどの効果は望めない。

〔（Ｃ）成分〕
本組成物に用いられる（Ｃ）成分は、ナフチルアミン誘導体である。ナフチルアミン誘導体は、本組成物において、酸化安定性を保ちつつ蒸発性を抑える効果を奏する。
このようなナフチルアミン誘導体としては、特に、下記一般式（１）に示すフェニル−α−ナフチルアミンおよびその誘導体（以下、これらを単に「ナフチルアミン」ともいう。）が好ましい。

上記式（１）中のＲは、水素原子またはアルキル基である。上記式（１）中のＲがアルキル基である場合、このアルキル基は炭素数１から１６までの直鎖状または分岐状のものである。このようなアルキル基としては、具体的には、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、およびヘキサデシル等が挙げられる。なお、Ｒの炭素数が１６を超えると、分子中に占める官能基の割合が小さくなり、酸化防止性能が低下するおそれがある。

上記式（１）中のＲがアルキル基である場合、溶解性の観点より、Ｒは、炭素数８から１６までの分枝アルキル基が好ましく、さらに炭素数３または４のオレフィンのオリゴマーから誘導される炭素数８から１６までの分枝アルキル基がより好ましい。炭素数３または４のオレフィンとしては、具体的には、プロピレン、１−ブテン、２−ブテンおよびイソブチレンが挙げられるが、溶解性の点から、プロピレンまたはイソブチレンが好ましい。さらに優れた溶解性を得るためには、Ｒは、イソブチレンの２量体から誘導される分枝オクチル基、プロピレンの３量体から誘導される分枝ノニル基、イソブチレンの３量体から誘導される分枝ドデシル基、プロピレンの４量体から誘導される分枝ドデシル基またはプロピレンの５量体から誘導される分枝ペンタデシル基がさらにより好ましく、イソブチレンの２量体から誘導される分枝オクチル基、イソブチレンの３量体から誘導される分枝ドデシル基またはプロピレンの４量体から誘導される分枝ドデシル基が特に好ましい。
また、Ｒがアルキル基である場合、フェニル基の任意の位置に結合可能であるがアミノ基に対してｐ−位であることが好ましい。さらに、アミノ基はナフチル基の任意の位置に結合可能であるが、α位であることが好ましい。
上記式（１）で示されるナフチルアミンは１種を単独で用いてもよいし、構造の異なる２種以上の混合物を用いてもよい。

本組成物においては、（Ｃ）成分として前記したナフチルアミン誘導体を１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。また、その配合量は、本組成物全量基準で０．１質量％以上５質量％以下が好ましく、０．２質量％以上２質量％以下がより好ましく、０．３質量％以上１質量％以下がさらに好ましい。（Ｃ）成分の配合量が０．１質量％未満であると、酸化安定性や蒸発特性の向上効果が十分ではないおそれがある。一方、（Ｃ）成分の配合量が５質量％を超えても、配合量に見合うほどの効果は望めない。

本組成物においては、蒸発特性の向上の観点より、さらに（Ｄ）成分として、アルケニルコハク酸多価アルコールエステルを配合してもよい。
このような（Ｄ）成分は、例えば、アルケニル基の炭素数が１２以上２０以下であるアルケニルコハク酸と、多価アルコールとのエステルである。
このようなアルケニル基とは、ドデセニル、ヘキサデセニル、オクタデセニルおよびイソオクタデセニル等であり、アルケニル基の炭素数が１２未満では、摩擦係数がやや大きくなるおそれがある。一方、アルケニル基の炭素数が２０を超えると防錆性を発揮できなくなるおそれがある。
多価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコールおよびこれらの異性体等の飽和二価アルコールの他、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン、グリセリン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等の三価以上の飽和多価アルコールが挙げられる。これらの中では、炭素数３〜４の飽和二価アルコール、即ちプロピレングリコールおよびブチレングリコール、並びにトリメチロールプロパン、グリセリン及びペンタエリスリトールの使用が、潤滑性の観点より好ましい。

この（Ｄ）成分は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。また、その配合量は、本組成物全量基準で０．０１質量％以上２質量％以下が好ましく、０．０２質量％以上１質量％以下がより好ましく、０．０３質量％以上０．５質量％以下がさらに好ましい。（Ｄ）成分の配合量が０．０１質量％未満であると、蒸発特性の向上効果が十分ではない。一方、（Ｄ）成分の配合量が２質量％を超えても、配合量に見合うほどの効果は望めない。

本組成物においては、蒸発特性の向上の観点より、さらに（Ｅ）成分として、ベンゾトリアゾールもしくはその誘導体を配合してもよい。具体的には、例えば、１，２，３−ベンゾトリアゾール、１−メチル−１，２，３−ベンゾトリアゾール、１−フェニル−１，２，３−ベンゾトリアゾール、２−フェニル−１，２，３−ベンゾトリアゾール、４−クロロ−１，２，３−ベンゾトリアゾール、４−ニトロ−１，２，３−ベンゾトリアゾール、５−メチル−１，２，３−ベンゾトリアゾール、５−エチル−１，２，３−ベンゾトリアゾール、５−プロピル−１，２，３−ベンゾトリアゾール、５−イソブチル−１，２，３−ベンゾトリアゾール、５−メトキシ−１，２，３−ベンゾトリアゾール、５−クロロ−１，２，３−ベンゾトリアゾール、５，６−ジメチル−１，２，３−ベンゾトリアゾール、１，２，３−ベンゾトリアゾールカルボン酸およびそのエステル誘導体、Ｎ−ジアルキルアミノメチル−１，２，３−ベンゾトリアゾールなどが挙げられる。

この（Ｅ）成分は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。また、その配合量は、本組成物全量基準で０．００１質量％以上５質量％以下が好ましく、０．００５質量％以上３質量％以下がより好ましく、０．０１質量％以上２質量％以下がさらに好ましい。（Ｅ）成分の配合量が０．００１質量％未満であると、蒸発特性の向上効果が十分ではない。一方、（Ｅ）成分の配合量が５質量％を超えても、配合量に見合うほどの効果は望めない。

さらに本組成物には、必要に応じて抗乳化剤、防錆剤、清浄分散剤および消泡剤など公知の添加剤を配合してもよい。
抗乳化剤としては、ポリアルキレングリコールや金属スルホネートなどを挙げることができ、中でもＥＯ／ＰＯブロック共重合体（ＥＯはエチレンオキサイド、ＰＯはプロピレンオキサイドを意味する）であって、両末端がＯＨのポリアルキレングリコールが好ましい。
防錆剤としては、金属系スルホネート、カルボン酸、アルカノールアミン、酸アミド、リン酸エステルの金属塩などを挙げることができ、中でもカルボン酸が好ましい。
清浄分散剤としては、金属スルホネート、金属フェネート、金属サリチレート、金属ホスホネート、コハク酸イミドなど挙げることができる。
消泡剤としては、メチルシリコーン、フルオロシリコーン、ポリアクリレートなどを挙げることができ、中でもメチルシリコーンが好ましい。

上述した本組成物によれば、基油に所定の成分が配合されているので、ＡＶ機器等のモータの含油軸受に用いられる潤滑油として好適である。特に、ＤＶＤ−ＲＡＭやブルーレイディスク等に用いられるスピンドルモータでは、超高速の回転軸と含油軸受との間で安定した潤滑が求められるが、本組成物を含油軸受用として用いることにより、摩耗が少なく、高温でもスラッジが生成しにくくなり、さらに軸受からの蒸発量も少ないので、長時間に渡って安定した運転が可能となる。

次に、本発明を実施例および比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。

〔実施例１〜４、比較例１〜１４〕
表１〜３に示す配合組成の潤滑油組成物（試料油）を調製した。

上述の表１〜３における基油１〜２と化合物１〜１１は以下の通りである。
基油１：ＰＡＯ、４０℃動粘度３０ｍｍ^２／ｓ
基油２：ＰＡＯ、４０℃動粘度１７ｍｍ^２／ｓ
化合物１：モノブチルフェニルモノオクチルフェニルアミン
化合物２：ｐ−ｔ−オクチルフェニル−１−ナフチルアミン（（Ｃ）成分）
化合物３：Ｎ−ジアルキルアミノメチルベンゾトリアゾール（（Ｅ）成分）
化合物４：アルケニルコハク酸多価アルコールエステル（ドデセニルコハク酸のＰＯ付加物）（（Ｄ）成分）
化合物５：ジチオリン酸エステル
化合物６：トリフェニルホスフォロチオネート（（Ｂ）成分）
化合物７：トリクレジルホスフェート（（Ａ）成分）
化合物８：トリス（２，４−Ｃ９−Ｃ１０イソアルキルフェノール）チオホスフェート（（Ｂ）成分）
化合物９：ジチオグリコール酸ジブチル
化合物１０：ジオレイルハイドロゲンホスホネート
化合物１１：アルミニウムステアレート

各試料油の性状および性能を以下のようにして求めた。結果を表１〜３に示す。
（１）動粘度（４０℃、１００℃）および粘度指数
ＪＩＳＫ２２８３に準拠して測定した。
（２）酸価
ＪＩＳＫ２５０１に規定される「潤滑油中和試験方法」に準拠し、電位差法により測定した。
（３）色相（ＡＳＴＭ色）
ＪＩＳＫ２５８０に準拠して測定した。
（４）リン含有量（Ｐ）
ＪＰＩ−５Ｓ−３８−９２に準拠して測定した。
（５）硫黄含有量（Ｓ）
ＪＩＳＫ２５４１に準拠して測定した。

（６）ＩＳＯＴ試験
ＪＩＳＫ２５１４に準拠して行った。具体的には、試料油を１６５．５℃に保ち、鋼-銅触媒存在の下、１３００ｒｐｍで強制攪拌し、周りの空気を攪拌により試料油内に取り込みながら２４時間保持した。その後、上述した（１）〜（５）の各性状について再度測定した。
（７）ロータリーボンベ式酸化安定性試験
ＪＩＳＫ２５１４に準拠して、圧力降下の終点に至る時間（min）を測定した。
（８）スラッジ生成量
上述のＩＳＯＴ試験後の試料油について、ＪＩＳＫ２５１４−１９９６に準じて、生成したスラッジを孔径０．８μmのミリポアフィルターで捕集してその量（ｍｇ／１００ｍＬ）を測定した。
（９）振子試験
ＪＡＳＯＭ３１４に規定される試験機を用いて、温度を室温で評価し、摩擦係数を求めた。

（１０）４球式耐摩耗性試験
ＡＳＴＭＤ４１７２に準拠して、荷重３９２Ｎ、回転数１２００ｒｐｍ、油温８０℃、試験時間６０分の条件で行った。１／２インチ球３個の摩耗痕径を平均して平均摩耗痕径（ｍｍ）を算出し、報告値とした。
（１１）ファレックス摩耗試験
ＡＳＴＭＤ２６７０に規定される、ファレックス試験機を用いて、荷重８９０Ｎ、回転数１８００ｒｐｍ、油温８０℃、試験時間６０分の条件で行い、ピンの摩耗量（ｍｇ）を測定した。なお、ピンの材質は、ＡＩＳＩ/ＳＡＥ−３１３５鋼、ブロックの材質はＡＩＳＩ−１１３７鋼である。
（１２）ＬＦＷ−１式摩耗試験
ＪＡＳＯＭ３５８などに規定されている、ＬＦＷ−１式のブロックオンリング試験機を用い、回転数１８００ｒｐｍ、荷重（１５０Ｎ、２００Ｎ、２５０Ｎのステップ荷重を各１０分間）の条件で室温で試験を行い、試験後のブロックの摩耗痕深さ（ｍｍ）を測定した。なお、慣らし運転は、荷重５０Ｎ、回転数１００ｒｐｍで行った。

（１３）蒸発特性
ＪＩＳＫ２５４０に準拠した容器に、試料油を１ｇと鉄粉１ｇを充填し、１５０℃の恒温雰囲気下で７日間放置し、試験前後の質量から、当初の試料油に対する蒸発量を質量百分率で示した。

〔評価結果〕
表１〜３の結果より、本発明の潤滑油組成物である実施例１〜４の試料油では、上述した（Ａ）成分、（Ｂ）成分、および（Ｃ）成分が基油に配合されているので、いずれも耐摩耗性に優れ、高温下でもスラッジの生成量が少なく、さらに蒸発特性にも優れている。一方、比較例１〜１４の試料油では、上述の配合成分のいずれかを欠いているため、上述した特性をすべて満たすことはできない。

Claims

基油に、（Ａ）リン酸エステルと、（Ｂ）チオリン酸エステルと、（Ｃ）ナフチルアミン誘導体とを配合してなる
ことを特徴とする潤滑油組成物。
請求項１に記載の潤滑油組成物において、
さらに、（Ｄ）アルケニルコハク酸多価アルコールエステルを配合してなる
ことを特徴とする潤滑油組成物。
請求項１または請求項２に記載の潤滑油組成物において、
さらに、（Ｅ）ベンゾトリアゾールもしくはその誘導体を配合してなる
ことを特徴とする潤滑油組成物。
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の潤滑油組成物において、
前記基油が炭化水素系基油である
ことを特徴とする潤滑油組成物。
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の潤滑油組成物が含油軸受用である
ことを特徴とする潤滑油組成物。
請求項５に記載の潤滑油組成物において、
前記含油軸受が合成樹脂製ディスクの回転駆動用モータに使用される
ことを特徴とする潤滑油組成物。