JPWO2019189168A1 - 潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、主軸の回転速度が高速になると、グリースでは供給が不十分となるため、オイルエアー潤滑の採用が主流となる。
ここで、オイルエアー潤滑で用いられる潤滑油には、配管内部の表面で強固な油膜を形成可能であると共に、配管内部の温度による粘性変化が小さいといった性質が求められている。
例えば、特許文献1には、エステル油を20〜80質量%含むと共に、ポリα−オレフィン又はエーテル油を含む、オイルエアー潤滑に用いられる潤滑油組成物が開示されている。
コスト削減の観点から、合成油に代えて鉱油を用いること、さらに、鉱油の中でも、原油を減圧蒸留した後の残渣油に対して、脱れき処理、脱ろう処理、及び水素化精製処理等を施して得られる、高粘度の鉱油であるブライトストックの利用が求められている。
このようなブライトストックを含む鉱油を用いた場合、コスト削減の点では優位性があるが、温度依存性や潤滑特性の面で、合成油を用いた潤滑油組成物に比べて劣るという問題がある。
そのため、ブライトストックを含む鉱油を用いた場合においても、合成油を用いた場合と同程度の特性を有する潤滑油組成物の開発が求められている。
[1]ブライトストック(A1)を含む鉱油(A)を、潤滑油組成物の全量基準で、30質量%以上含有する潤滑油組成物であって、
さらに合成油(B)及びリン酸エステル(C)を含み、
合成油(B)の含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、70質量%未満であり、
リン酸エステル(C)のリン原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、0.050〜0.200質量%であり、粘度指数が150以上である、潤滑油組成物。
[2]ブライトストック(A1)の100℃における動粘度が、28.0mm2/s以上である、[1]に記載の潤滑油組成物。
[3]鉱油(A)中のブライトストック(A1)の含有割合が、鉱油(A)の全量基準で5〜70質量%である、[1]又は[2]に記載の潤滑油組成物。
[4]合成油(B)の含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で10質量%以上70質量%未満である、[1]〜[3]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
[5]合成油(B)の粘度指数が、130以上である、[1]〜[4]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
[6]合成油(B)の100℃における動粘度が、80〜180mm2/sである、[1]〜[5]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
[7]合成油(B)が、ポリα−オレフィン(B1)を含む、[1]〜[6]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
[8]リン酸エステル(C)が、酸性リン酸エステル及び酸性リン酸エステルのアミン塩から選ばれる化合物(C1)を含む、[1]〜[7]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
[9]リン酸エステル(C)が、酸性リン酸エステル及び酸性リン酸エステルのアミン塩から選ばれる化合物(C1)と、中性リン酸エステル(C2)とを含む、[1]〜[8]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
[10]化合物(C1)に対する中性リン酸エステル(C2)の含有量比〔(C2)/(C1)〕が、質量比で、2.0〜40である、[9]に記載の潤滑油組成物。
[11]さらに硫黄原子含有極圧剤を含有し、
前記硫黄原子含有極圧剤の硫黄原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で0.12質量%未満である、[1]〜[10]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
[12]オイルエアー潤滑システムに用いられる、[1]〜[11]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
本発明の潤滑油組成物は、ブライトストック(A1)を含む鉱油(A)、合成油(B)、及びリン酸エステル(C)を含み、粘度指数が150以上となるように調製されたものである。
粘度指数が150未満であると、例えば、オイルエアー潤滑に用いた場合に、配管内部の温度によっては、配管内部の表面で強固な油膜を形成することが困難となる場合がある。
上記弊害を回避するために、本発明の潤滑油組成物の粘度指数は、150以上であるが、好ましくは151以上、より好ましくは153以上である。
なお、本明細書において、動粘度及び粘度指数は、JIS K 2283:2000に準拠して測定及び算出した値を意味する。
また、本発明の一態様の潤滑油組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、成分(C)及び(D)以外の潤滑油用添加剤をさらに含有してもよい。
本発明の潤滑油組成物に含まれる鉱油(A)としては、例えば、パラフィン系原油、中間基系原油、ナフテン系原油等の原油を常圧蒸留して得られる常圧残油;これらの常圧残油を減圧蒸留して得られる留出油;当該留出油を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化精製等の処理を1つ以上施して得られる鉱油;天然ガスからフィッシャー・トロプシュ法等により製造されるワックス(GTLワックス(Gas To Liquids WAX))を異性化することで得られる鉱油(GTL)等が挙げられる。
これらの鉱油(A)は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本明細書において、「ブライトストック」とは、パラフィン系原油、中間基系原油、ナフテン系原油等の原油を減圧蒸留した後の残渣油に対して、溶剤脱れき、溶剤抽出、溶剤脱ろう、及び水素化精製等から選ばれる処理を施して製造される高粘度鉱油を意味する。
ブライトストック(A1)のナフテン分(%CN)としては、好ましくは10〜40、より好ましくは15〜35、更に好ましくは20〜30である。
ブライトストック(A1)の芳香族分(%CA)としては、好ましくは0〜30、より好ましくは0〜20、更に好ましくは0〜10である。
なお、本明細書において、パラフィン分(%CP)、ナフテン分(%CN)、及び芳香族分(%CA)の値は、ASTM D−3238環分析(n−d−M法)により測定した、パラフィン分、ナフテン分、及び芳香族分の割合(百分率)を意味する。
鉱油(A2)としては、上述のものが挙げられ、米国石油協会(API:American Petroleum institute)の基油カテゴリーのグループ1〜3のいずれかに分類される鉱油、及びGTLワックスを異性化することで得られる鉱油を用いることができるが、コスト削減の観点から、グループ1又は2に分類される鉱油が好ましい。
本発明の潤滑油組成物においては、グループ1又は2に分類される鉱油を用いたとしても、温度依存性が低く、良好な潤滑特性を有するものに調製し得る。
また、鉱油(A2)の粘度指数としては、好ましくは80以上、より好ましくは90以上、更に好ましくは100以上である。
鉱油(A2)のナフテン分(%CN)としては、好ましくは10〜40、より好ましくは15〜35、更に好ましくは20〜30である。
鉱油(A2)の芳香族分(%CA)としては、好ましくは0〜20、より好ましくは0〜10、更に好ましくは0〜5である。
本発明の潤滑油組成物に含まれる合成油(B)としては、例えば、ポリα−オレフィン;イソパラフィン;ポリオールエステル、二塩基酸エステル等の各種エステル;ポリフェニルエーテル等の各種エーテル;ポリアルキレングリコール;アルキルベンゼン;アルキルナフタレン;等が挙げられる。
これらの合成油(B)は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
また、合成油(B)の粘度指数としては、好ましく130以上、より好ましくは150以上、更に好ましくは170以上である。
ポリα−オレフィン(B1)は、α−オレフィン単独重合体であってもよく、α−オレフィン共重合体であってもよい。
α−オレフィン共重合体としては、エチレンと炭素数8〜20(好ましくは8〜14)のα−オレフィンとの共重合体等が挙げられる。
ポリ−α−オレフィン(B1)は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明の潤滑油組成物は、ブライトストックを含む鉱油を用いた場合においても、潤滑特性の向上、特に、耐摩耗性及び熱安定性の向上させた潤滑油組成物とする観点から、リン酸エステル(C)を含有する。
リン酸エステル(C)としては、例えば、アリールホスフェート、アルキルホスフェート、アルケニルホスフェート、アルキルアリールホスフェート等の中性リン酸エステル;モノアリールアシッドホスフェート、ジアリールアシッドホスフェート、モノアルキルアシッドホスフェート、ジアルキルアシッドホスフェート、モノアルケニルアシッドホスフェート、ジアルケニルアシッドホスフェート等の酸性リン酸エステル;アリールハイドロゲンホスファイト、アルキルハイドロゲンホスファイト、アリールホスファイト、アルキルホスファイト、アルケニルホスファイト、アリールアルキルホスファイト等の亜リン酸エステル;モノアルキルアシッドホスファイト、ジアルキルアシッドホスファイト、モノアルケニルアシッドホスファイト、ジアルケニルアシッドホスファイト等の酸性亜リン酸エステル;等が挙げられる。
上述の酸性リン酸エステル及び酸性亜リン酸エステルはアミン塩であってもよい。
また、これらのリン酸エステル(C)は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、本明細書において、リン原子換算での含有量は、JPI−5S−38−03に準拠して測定された値を意味する。
nが2である場合、複数のRaは、同一であってもよく、互いに異なるものであってもよい。
Rcは、それぞれ独立に、炭素数6〜18のアルキル基、炭素数6〜18のアルケニル基、環形成炭素数6〜18のアリール基、炭素数7〜18のアリールアルキル基、又は炭素数6〜18のヒドロキシアルキル基である。
なお、Rcが複数存在する場合、複数のRcは、互いに同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
p1〜p3は、それぞれ独立に、1〜5の整数であり、1〜2の整数であることが好ましく、1であることがより好ましい。
本発明の一態様の潤滑油組成物は、さらに酸化防止剤(D)を含有することが好ましい。
本発明の一態様の潤滑油組成物において、酸化防止剤(D)の含有量としては、当該潤滑油組成物の全量(100質量%)基準で、好ましくは0.1〜7.0質量%、より好ましくは0.2〜5.0質量%、更に好ましくは0.3〜3.0質量%である。
本発明の一態様の潤滑油組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、上記成分(C)及び(D)以外の潤滑油用添加剤を含有してもよい。
そのような潤滑油用添加剤としては、例えば、粘度指数向上剤、流動点降下剤、清浄剤、分散剤、防錆剤、金属不活性化剤、抗乳化剤、消泡剤等が挙げられる。
これらの潤滑油用添加剤は、それぞれ、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
このような場合、本明細書においては、消泡剤や粘度指数向上剤等の添加剤の上述の含有量は、希釈油を除いた有効成分換算(樹脂分換算)での含有量を意味する。
硫黄原子含有極圧剤としては、例えば、ジベンジルジスルフィド等の硫黄系極圧剤;0,0,0−トリフェニルホスホロチオエート等の硫黄−リン系極圧剤;等が挙げられる。
なお、本明細書において、硫黄原子換算での含有量は、JIS K2541−6:2013に準拠して測定された値を意味する。
本発明の潤滑油組成物は、ブライトストックを含む鉱油を用いており、コスト削減の点で優位性があると共に、温度依存性が低く、良好な潤滑特性、特に耐摩耗性を有する。
本発明の一態様の潤滑油組成物に対して、油温60℃、回転数1200rpm、荷重392N、試験時間60分間の条件にて、ASTM D4172に準拠した四球試験を行った際の試験後の固定球の摩耗痕直径(熱安定度試験前の四球試験による摩耗痕直径)としては、好ましくは0.55mm以下、より好ましくは0.50mm以下、更に好ましくは0.47mm以下である。
なお、下記(1)及び(2)で規定する潤滑油組成物の好適な態様は、上述のとおりである。
さらに合成油(B)及びリン酸エステル(C)を含み、
合成油(B)の含有量が70質量%未満であり、
リン酸エステル(C)のリン原子換算での含有量が0.050〜0.200質量%であり、
粘度指数が150以上である潤滑油組成物を、圧縮空気により配管内に供給する、オイルエアー潤滑システム。
さらに合成油(B)及びリン酸エステル(C)を含み、
合成油(B)の含有量が70質量%未満であり、
リン酸エステル(C)のリン原子換算での含有量が0.050〜0.200質量%であり、
粘度指数が150以上である潤滑油組成物を、オイルエアー潤滑システムに用いる、潤滑油組成物の使用方法。
JIS K 2283:2000に準拠して測定及び算出した。
<パラフィン分(%CP)、ナフテン分(%CN)、及び芳香族分(%CA)>
ASTM D−3238環分析(n−d−M法)により測定した。
<リン原子の含有量>
JPI−5S−38−03に準拠して測定した。
<硫黄原子の含有量>
JIS K2541−6:2013に準拠して測定した。
以下に示す鉱油、合成油及び各種添加剤を、表1に示す配合量にて添加し、十分に混合して、潤滑油組成物をそれぞれ調製した。
実施例及び比較例で用いた鉱油及び各種添加剤の詳細は、以下に示すとおりである。
・「ブライトストック」:APIカテゴリーでグループIIに分類されるブライトストック、100℃動粘度=30.9mm2/s、粘度指数=107、%CP=73、%CN=27、%CA=0。
・「500N鉱油」:APIカテゴリーでグループIIに分類される鉱油、100℃動粘度=10.9mm2/s、粘度指数=107、%CP=72、%CN=28、%CA=0。
<合成油>
・「m−PAO」:メタロセン触媒を用いて得られたポリα−オレフィン、100℃動粘度=147.4mm2/s、粘度指数=202。
・「PAO」:ポリα−オレフィン、100℃動粘度=100mm2/s、粘度指数=170。
・「酸性リン酸エステル(1)のアミン塩」:前記一般式(c1)中のRaがメチル基、nが1又は2である酸性リン酸エステル(1)のアミン塩。
・「酸性リン酸エステル(2)のアミン塩」:前記一般式(c1)中のRaがイソトリデシル基(C13のアルキル基)、nが1又は2である酸性リン酸エステル(2)のアミン塩。
・「酸性リン酸エステル(3)」:前記一般式(c1)中のRaがオクタデシル基(C18のアルキル基)、nが1又は2である酸性リン酸エステル(3)。
・「中性リン酸エステル(1)」:トリクレジルホスフェート、前記一般式(c2−2)中のR11〜R13がメチル基、p1〜p3が1である化合物。
・「中性リン酸エステル(2)」:モノ又はジ−t−ブチルトリフェニルフォスフェート、前記一般式(c2−2)中のR11〜R13がt−ブチル基、p1〜p3が1又は2である化合物。
・「硫黄系極圧剤」:ジベンジルジスルフィド
・「硫黄−リン系極圧剤」:0,0,0−トリフェニルホスホロチオエート、リン原子含有量=8.9質量%。
<酸化防止剤>
・「フェノール系酸化防止剤」:オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート。
・「アミン系酸化防止剤」:モノブチルフェニルモノオクチルフェニルアミン。
<他の添加剤>
・「流動点降下剤」:ポリメタクリレート。
・「金属不活性化剤」:ベンゾトリアゾール。
・「防錆剤」:アルケニルコハク酸と多価アルコールとのエステル。
・「消泡剤」:シリコーン系消泡剤。
また、各潤滑油組成物を試料油として、以下の方法に準拠して、熱安定度試験前後での四球試験による摩耗痕直径を測定した。これらの測定結果も表1に示す。
油温60℃、回転数1200rpm、荷重392N、試験時間60分間の条件にて、ASTM D4172に準拠した四球試験を行い、試験後の固定球の摩耗痕直径(mm)を測定し、その値を「熱安定性試験前の四球試験による摩耗痕直径」とした。
試料油に対して、JIS K2540に準拠し、150℃で168時間の熱安定度試験を行った。
そして、熱安定度試験後の試料油に対して、油温60℃、回転数1200rpm、荷重392N、試験時間60分間の条件にて、ASTM D4172に準拠した四球試験を行い、試験後の固定球の摩耗痕径(mm)を測定し、その値を「熱安定度試験後の四球試験による摩耗痕直径」とした。
なお、比較例1〜2において、熱安定性試験前の四球試験による摩耗痕直径の値が大きく、耐摩耗性に劣る結果となったため、「熱安定性試験後の四球試験による摩耗痕直径」の値の測定を行わずに、試験を終了した。
Claims (12)
- ブライトストック(A1)を含む鉱油(A)を、潤滑油組成物の全量基準で30質量%以上含有する潤滑油組成物であって、
さらに合成油(B)と、リン酸エステル(C)とを含み、
合成油(B)の含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で70質量%未満であり、
リン酸エステル(C)のリン原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で0.050〜0.200質量%であり、
粘度指数が150以上である、
潤滑油組成物。 - ブライトストック(A1)の100℃における動粘度が、28.0mm2/s以上である、請求項1に記載の潤滑油組成物。
- 鉱油(A)中のブライトストック(A1)の含有割合が、鉱油(A)の全量基準で5〜70質量%である、請求項1又は2に記載の潤滑油組成物。
- 合成油(B)の含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で10質量%以上70質量%未満である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 合成油(B)の粘度指数が、130以上である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 合成油(B)の100℃における動粘度が、80〜180mm2/sである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 合成油(B)が、ポリα−オレフィン(B1)を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- リン酸エステル(C)が、酸性リン酸エステル及び酸性リン酸エステルのアミン塩から選ばれる化合物(C1)を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- リン酸エステル(C)が、酸性リン酸エステル及び酸性リン酸エステルのアミン塩から選ばれる化合物(C1)と、中性リン酸エステル(C2)とを含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 化合物(C1)に対する中性リン酸エステル(C2)の含有量比〔(C2)/(C1)〕が、質量比で、2.0〜40である、請求項9に記載の潤滑油組成物。
- さらに硫黄原子含有極圧剤を含有し、
前記硫黄原子含有極圧剤の硫黄原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で0.12質量%未満である、請求項1〜10のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。 - オイルエアー潤滑システムに用いられる、請求項1〜11のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
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