KR101410177B1

KR101410177B1 - 기어유 조성물

Info

Publication number: KR101410177B1
Application number: KR1020080031309A
Authority: KR
Inventors: 요시타카 마나베; 노리유키 나가누마
Original assignee: 제이엑스 닛코닛세키에너지주식회사
Priority date: 2007-04-05
Filing date: 2008-04-03
Publication date: 2014-06-19
Also published as: JP2008255239A; CN101280240B; KR20080091008A; CN101280240A

Abstract

(과제)

높은 레벨로 저온 유동성과 전단 안정성이 양립되어 있고, 적절한 극압성을 가지면서도 부식 방지성 및 산화 안정성이 우수한 기어유 조성물을 제공한다.

(해결 수단)

점도 지수가 110 이상인 윤활유 기유 (A) 에, 아인산 에스테르 및 인산 에스테르로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 인계 극압제 (B) 를 인 원소 질량으로서 0.05 ∼ 0.5 질량％, 질소계 부식 방지제 (C-1) 를 0.005 ∼ 0.2 질량％, 질소·황계 부식 방지제 (C-2) 를 0.005 ∼ 0.2 질량％, 점도 지수 향상제로서의 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (D) 를 1 ∼ 10 질량％ 및 디알킬디티오 인산 아연 (E) 을 아연 원소 질량으로서 0.02 ∼ 0.2 질량％ 함유시켜 이루어지고, 황분이 1.4 질량％ 이하인 것을 특징으로 하는 기어유 조성물이다.

Description

기어유 조성물 {GEAR OIL COMPOSITION}

본 발명은 기어유 조성물, 특히 고속, 고부하 환경에서 사용되는 기어유 조성물에 관한 것이다.

현재, 금속끼리의 접촉 슬라이딩시의 접촉면에 있어서의 마찰, 마모를 경감시키기 위해서, 각종 산업 분야에서 여러 가지 윤활유가 사용되고 있다. 그 윤활유 중에서도 기어유는, 사용 조건하에서의 윤활성에 추가로, 극압성, 산화 안정성, 마모 방지성, 전단 안정성 등이 우수한 것이 요망된다. 이들 성능을 충족시키기 위해서, 종래 기어유는, 광유 및/또는 합성유로 이루어지는 기유에 극압제, 부식 방지제, 산화 방지제, 점도 지수 향상제 등의 여러 가지 첨가제를 배합하여 제조되고 있다.

예를 들어, 일본 공개특허공보 2002-371291호 (특허문헌 1) 에는, 광유 및/또는 합성유로 이루어지는 기유에, 특정 구조의 티아디아졸 유도체 및 특정 구조의 인 함유 화합물을 배합한 윤활유 조성물이 개시되어 있다. 그 윤활유 조성물은, 고온에서의 산화 안정성 및 마모 방지성이 우수하고, 피칭 방지에 의한 피로 수명이 개선되어, 기어유, 자동차용 변속기유로서 바람직하다.

특허문헌 1 일본 공개특허공보 2002-371291호

그런데, 장치·기기의 시동시에는, 기본적으로 장치 전체가 바깥 기온과 거의 동일한 온도로 되어 있다. 이 때문에 한랭지에서 장치·기기를 사용하는 경우, 이것에 사용되는 윤활유는 통상 조건에서의 성능은 물론, 시동시에 기어의 들러붙음이나 동작 불량이 일어나지 않도록, 저온에서의 유동성도 필요하다. 그러나, 통상 조건에서의 성능을 유지한 채, 저온에서의 유동성을 향상시키기 위해서는 여러 가지 과제가 있다.

예를 들어, 윤활유 조성물에 사용하는 기유로서 폴리-α-올레핀 (PAO) 으로 대표되는 합성유를 이용하는 경우, 상기 서술한 과제의 성능적인 부분은 해결하기 쉽지만, 비용이 대폭 상승하는 문제가 있다. 한편, 기유로서 광유를 이용하여 점도를 낮추고, 또한, 폴리메타크릴레이트 (PMA) 로 대표되는 점도 지수 향상제를 이용하여 점도 지수를 향상시킨 경우, 저온에서의 유동성을 확보할 수 있으나, 기어유로서 중요한 전단 안정성을 충분히 확보할 수 없는 문제가 있다.

또한, 극압성을 확보하는 데에 필요한 극압제의 일부에도, 저온 유동성을 악화시키는 것이 존재한다. 또, 극압제로는, 기어유의 사용 환경에 적합한 반응성을 갖는 화합물을 선택할 필요가 있기 때문에, 극압성을 지나치게 중시하면, 금속의 부식을 일으키거나, 기어유의 산화 안정성을 저하시키는 경우도 있다. 따라서, 기어유를 저온 환경에서 사용하는 경우, 기어유용 조성물에 첨가하는 극압제로서는 사용 환경에 필요한 극압성을 가지면서도 저온 유동성을 악화시키지 않고, 또한, 기어유의 부식 방지성, 및 산화 안정성을 현저하게 저하시키지 않는 화합물을 선택하여, 적절한 첨가량으로 첨가할 필요가 있다.

본 발명의 목적은 상기 문제를 해결하고 높은 레벨로 저온 유동성과 전단 안정성이 양립되어 있으며, 적절한 극압성을 가지면서도 부식 방지성 및 산화 안정성이 우수한 기어유 조성물을 제공하는 데에 있다.

본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해서 예의 검토한 결과, 점도 지수가 110 이상인 윤활유 기유에, 점도 지수 향상제로서 에틸렌-α-올레핀 공중합체를 첨가함으로써 높은 레벨로 저온 유동성과 전단 안정성을 양립시키고, 또한 인계 극압제, 질소계 부식 방지제, 질소·황계 부식 방지제에 추가로, 산화 방지제로서 디알킬디티오 인산 아연 (ZnDTP) 을 첨가함으로써, 적절한 극압성을 가지면서 부식 방지성 및 산화 안정성이 우수한 기어유 조성물이 얻어지는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.

즉, 본 발명의 기어유 조성물은, 점도 지수가 110 이상인 윤활유 기유 (A) 에, 아인산 에스테르 및 인산 에스테르로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 인계 극압제 (B) 를 인 원소 질량으로서 0.05 ∼ 0.5 질량％, 질소계 부식 방지제 (C-1) 를 0.005 ∼ 0.2 질량％, 질소·황계 부식 방지제 (C-2) 를 0.005 ∼ 0.2 질량％, 점도 지수 향상제로서의 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (D) 를 1 ∼ 10 질량％ 및 디알킬디티오 인산 아연 (E) 을 아연 원소 질량으로서 0.02 ∼ 0.2 질량％ 함유시켜 이루어지고, 황분이 1.4 질량％ 이하인 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 기어유 조성물은, 황분/인분이 6.5 이하인 것이 바람직하고, 또, -40℃ 에서의 브룩필드 (BF) 점도가 100,000mPa·s 이하인 것도 바람직하다.

본 발명의 기어유 조성물에 있어서는, 점도 지수가 110 이상인 윤활유 기유 (A) 에, 점도 지수 향상제로서 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (D) 를 특정량 첨가함으로써, 저온 유동성과 전단 안정성이 높은 레벨로 양립될 수 있다. 또한, 상기 윤활유 기유 (A) 에, 인계 극압제 (B), 질소계 부식 방지제 (C-1), 질소·황계 부식 방지제 (C-2) 를 특정량 첨가한 후, 산화 방지제로서 디알킬디티오 인산 아연 (E) 을 특정량 첨가함으로써, 적절한 극압성을 부여하면서, 부식 방지성 및 산화 안정성을 대폭 개선할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 높은 레벨로 저온 유동성과 전단 안정성이 양립되어 있고, 적절한 극압성을 가지면서도 부식 방지성 및 산화 안정성이 우수한 기어유 조성물을 제공할 수 있게 된다.

이하에, 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명의 기어유 조성물에 이용하는 기유는, 점도 지수가 110 이상인 윤활유 기유 (A) 이다. 그 윤활유 기유 (A) 는, 윤활유 유분 (留分) 의 광유이어도 되고, 합성유이어도 되며, 종래부터 기어유를 비롯하여 각종 윤활유의 기유로서 이용되고 있는 것을 사용할 수 있다. 또한, 그 윤활유 기유 (A) 는, 점도 지수가 110 이상인 것을 필요로 하며, 120 이상인 것이 바람직하다. 점도 지수가 110 미만인 윤활유 기유를 사용한 경우, -40℃ 에서의 브룩필드 (BF) 점도가 현저하게 상승하여, 저온 유동성을 충분히 확 보할 수 없게 된다. 또한, 점도 지수가 120 이상인 윤활유 기유를 사용한 경우, 저온 유동성이 특히 양호해진다. 또한, 통상, 윤활유 기유 (A) 의 점도 지수는 180 이하이다.

구체적으로, 광유로는, 파라핀계 원유 등의 상압 증류 잔사를 감압 증류하여 얻어지는 유분을, 푸르푸랄 등에 의한 용제 추출, 수소화 정제, MEK/톨루엔 등에 의한 용제 탈납 (脫蠟) 등의 처리 방법에 의해 처리함으로써 얻어지는 윤활유 기유, 상기 감압 증류의 잔사를 탈력하여 얻어지는 탈력유를 상기의 적절한 처리 방법에 의해 처리함으로써 얻어지는 윤활유 기유, 슬랙 왁스나 FT 합성 왁스 등을 수소 이성화 처리하여 얻어지는 고정제 기유, 중질유의 수소화 분해로 얻어진 적절한 유분을 MEK/톨루엔 용제 탈납 또는 수소화 탈납하여 얻어지는 고정제 기유, 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

또한, 합성유로는,α-올레핀의 올리고머, 아디프산 등의 2 염기산과 제 1 급 알코올로 합성되는 디에스테르나, 네오펜틸글리콜, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨 등의 다가 알코올과 1 가 염기산으로 합성되는 폴리올에스테르, 알킬벤젠, 폴리옥시알킬렌글리콜, 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

이들 기유 중에서도, 비용 면에서 광유가 바람직하고, 수소화 분해로 얻은 광유가 더욱 바람직하다.

상기 윤활유 기유 (A) 는, 동점도 (動粘度) (100℃) 가 4 ∼ 20㎟/s 인 것이 바람직하다. 윤활유 기유 (A) 의 동점도 (100℃) 가 지나치게 낮으면, 적절한 제품 점도를 확보하기 위해 첨가되는 점도 지수 향상제를 증가시킬 필요가 있기 때 문에, 전단 안정성의 저하를 초래하거나, 또 슬라이딩부에서의 유막 두께의 저하에 의한 마모의 증대를 일으킬 가능성이 있다. 한편, 윤활유 기유 (A) 의 동점도 (100℃) 가 지나치게 높으면, 저온에서의 유동성을 충분히 확보할 수 없게 될 가능성이 있다.

상기 윤활유 기유 (A) 는, 방향족분이 5 질량％ 이하인 것이 바람직하다. 윤활유 기유 (A) 중의 방향족분이 5 질량％ 이하이면, 열이나 산화에 대한 안정성을 보다 높일 수 있다. 또한, 윤활유 기유 (A) 중의 방향족분은, ASTM D3238 에 규정되는 n-d-M 환 분석에 의해 구할 수 있다.

상기 윤활유 기유 (A) 는, 황분이 0.01 질량％ 이하인 것이 바람직하다. 윤활유 기유 (A) 중의 황분이 0.01 질량％ 이하이면, 황분에 의한 부식을 충분히 억제할 수 있다.

본 발명의 기어유 조성물은, 아인산 에스테르 및 인산 에스테르로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 인계 극압제 (B) 를 인 원소 질량으로서 0.05 ∼ 0.5 질량％ 함유하고, 0.05 ∼ 0.1 질량％ 함유하는 것이 바람직하다. 또, 본 발명의 기어유 조성물은, 아인산 에스테르 및 인산 에스테르 모두를 함유하는 것이 바람직하다. 인계 극압제 (B) 의 함유량이, 인 원소 질량으로서 0.05 질량％ 미만에서는, 극압성 및 산화 안정성이 불충분해지고, 한편, 인 원소 질량으로서 0.5 질량％ 를 초과하면, 부식이나 화학 마모의 원인이 되거나, 산화 안정성이 저하될 가능성이 있다. 또한, 인계 극압제 (B) 의 함유량을 인 원소 질량으로서 0.1 질량％ 이하로 함으로써, 부식 방지성 및 산화 안정성을 양호하게 유지할 수 있게 된다.

상기 아인산 에스테르 (B-1) 는 아인산의 수산기 중 1 개 이상이 에스테르 화된 화합물로서, 트리에스테르이어도 되고, 디에스테르이어도 되고, 모노에스테르이어도 되지만, 디에스테르가 바람직하다. 또한, 상기 아인산 에스테르 (B-1) 로서, 구체적으로는 디-2-에틸헥실포스파이트, 디라우릴포스파이트 등의 디알킬포스파이트가 바람직하고, 이들 중에서도 디라우릴포스파이트 등의 탄소수 8 ∼ 18 의 알킬기를 갖는 디알킬포스파이트가 특히 바람직하다.

상기 인산 에스테르 (B-2) 는 인산의 수산기 중 1 개 이상이 에스테르화된 화합물로서, 트리에스테르이어도 되고, 디에스테르이어도 되며, 모노에스테르이어도 되지만, 트리에스테르가 바람직하다. 또한, 상기 인산 에스테르 (B-2) 로서, 구체적으로는 트리페닐포스페이트, 트리크레딜포스페이트, 트리에틸페닐포스페이트, 트리프로필페닐포스페이트, 트리부틸페닐포스페이트, 크레딜디페닐포스페이트, 에틸페닐디페닐포스페이트, 프로필페닐디페닐포스페이트, 부틸페닐디페닐포스페이트, 디크레딜페닐포스페이트, 디에틸페닐페닐포스페이트, 디프로필페닐페닐포스페이트, 디부틸페닐페닐포스페이트 등의 트리아릴포스페이트가 바람직하고, 이들 중에서도 트리크레딜포스페이트 등의 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기를 갖는 트리아릴포스페이트가 특히 바람직하다.

본 발명의 기어유 조성물은, 부식 방지제 (C) 로서 질소계 부식 방지제 (C-1) 를 0.005 ∼ 0.2 질량％ 함유하고, 0.01 ∼ 0.1 질량％ 함유하는 것이 바람직하다. 질소계 부식 방지제 (C-1) 의 함유량이 0.005 질량％ 미만에서는, 부식 방 지성 및/또는 산화 안정성이 불충분해지고, 한편, 0.2 질량％ 를 초과하여 첨가해도, 산화 안정성 및/또는 부식 방지성의 효과가 현격히 상승되는 경우는 없고, 과잉으로 첨가하면 산화 열화 후의 기름의 증점으로도 이어지기 때문에, 상기 범위 내에서의 첨가가 바람직하다. 또한, 질소계 부식 방지제 (C-1) 의 함유량을 0.01 질량％ 이상으로 함으로써, 기어유 조성물의 부식 방지성 및 산화 안정성이 대폭 향상되고, 한편, 0.1 질량％ 이하로 함으로써, 증점되지 않고 적절한 산화 안정성과 부식 방지성을 부여할 수 있다.

본 발명에 있어서, 질소계 부식 방지제 (C-1) 는 질소를 함유하는 부식 방지제로서, 분자 내에 황을 함유하지 않는 점에서, 후술하는 질소·황계 부식 방지제 (C-2) 와 구별된다. 그 질소계 부식 방지제 (C-1) 로는, 고리 내에 N 을 3 개 이상 갖고, 또한 분자 내에 황을 함유하지 않는 트리아졸 유도체 등의 복소환식 화합물, 또는 N-C-N 결합을 가지며 또한, 분자 내에 황을 함유하지 않는 이미다졸린 유도체, 피리미딘 유도체 등의 복소환식 화합물, 그리고, > NH 기를 가지며 또한 추가로 질소 원자를 1 개 이상 갖는 복소환식 화합물로서, 분자 내에 황을 함유하지 않는 화합물이 특히 바람직하다. 또, 구체적으로, 질소계 부식 방지제 (C-1) 로는 N,N-비스(2-에틸헥실)-(4 또는 5)-메틸-1H-벤조트리아졸-1-메틸아민 등의 벤조트리아졸 유도체를 들 수 있다.

본 발명의 기어유 조성물은, 부식 방지제 (C) 로서 질소·황계 부식 방지제 (C-2) 를 0.005 ∼ 0.2 질량％ 함유하고, 0.01 ∼ 0.1 질량％ 함유하는 것이 바람직하다. 질소·황계 부식 방지제 (C-2) 의 함유량이 0.005 질량％ 미만에서는, 부식 방지성 및/또는 산화 안정성이 불충분해지고, 한편, 0.2 질량％ 를 초과하여 첨가해도, 산화 안정성 및/또는 부식 방지성의 효과가 현격히 상승하지 않고, 과잉으로 첨가하면 산화 열화 후의 기름의 증점으로도 이어지기 때문에, 상기 범위 내에서의 첨가가 바람직하다. 또한, 질소·황계 부식 방지제 (C-2) 의 함유량을 0.01 질량％ 이상으로 함으로써, 기어유 조성물의 부식 방지성 및 산화 안정성이 대폭 향상되고, 한편, 0.1 질량％ 이하로 함으로써, 산화 열화 후에도 증점되지 않고 적절한 산화 안정성과 부식 방지성을 부여할 수 있다.

본 발명에 있어서, 질소·황계 부식 방지제 (C-2) 는 질소 및 황을 함유하는 부식 방지제로서, 분자 내에 황을 함유하는 점에서, 상기 서술한 질소계 부식 방지제 (C-1) 와 구별된다. 그 질소·황계 부식 방지제 (C-2) 로는, N-C-S 결합을 갖는 화합물이 바람직하고, 이 중에서도 -N=C(-X)-S-S-R 구조 (식 중, X 는 NH, O 또는 S 이고, R 은 탄화 수소기이다) 를 갖는 화합물이 특히 바람직하다. 또한, 구체적으로, 질소·황계 부식 방지제 (C-2) 로는 티아디아졸 유도체를 들 수 있고, 특히 알킬화 2,5-디메르캅토-1,3,4-티아디아졸 등의 폴리술파이드 구조를 갖는 티아디아졸 유도체가 바람직하다.

본 발명의 기어유 조성물은, 점도 지수 향상제로서 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (D) 를 1 ∼ 10 질량％ 함유한다. 그 에틸렌-α-올레핀 공중합체는, 에틸렌과 α-올레핀을 배위 음이온 중합 촉매 등에 의해 공중합한 것으로, 중합도에 의해 점도를 조정할 수 있다. 그 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (D) 의 함유량이 1 질량％ 미만에서는, 점도 지수를 충분히 향상시킬 수 없고, 한편, 10 질량％ 를 초과 하면, 점도 지수의 향상 효과가 포화된다. 또한, 점도 지수 향상제로서 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (D) 이외의 첨가제를 사용한 경우, 기어유 조성물의 전단 안정성이 악화된다.

상기 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (D) 는, 수 평균 분자량이 1,000 ∼ 30,000 인 것이 바람직하고, 2,000 ∼ 10,000 인 것이 더욱 바람직하다. 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (D) 의 수 평균 분자량이 1,000 이상이면, 충분한 점도 지수 향상 효과가 얻어지고, 한편 30,000 이하이면, 기어유에 필요시되는 전단 안정성이 확보된다. 또한, 수 평균 분자량이 2,000 ∼ 10,000 인 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (D) 를 사용함으로써, 점도 지수 향상 효과와 전단 안정성의 밸런스가 가장 양호해진다.

본 발명의 기어유 조성물은, 산화 방지제로서 디알킬디티오 인산 아연 (E) 을 아연 원소 질량으로서 0.02 ∼ 0.2 질량％ 함유하고, 0.05 ∼ 0.1 질량％ 함유하는 것이 바람직하다. 디알킬디티오 인산 아연 (E) 의 함유량이 아연 원소 질량으로서 0.02 질량％ 미만에서는, 산화 안정성이 불충분해지고, 한편, 아연 원소 질량으로서 0.2 질량％ 를 초과하면, 그 아연 화합물의 열화물도 증가하게 되어, 오일 내에 분산되지 않고 슬러지가 되어 장치에 문제를 초래할 우려가 있다. 또한, 디알킬디티오 인산 아연 (E) 의 함유량이 아연 원소 질량으로서 0.02 질량％ 이상이면, 산화 안정성이 특히 양호해지고, 한편, 0.2 질량％ 이하이면, 열화물이 장치에 문제를 초래할 정도의 슬러지는 되지 않는다.

상기 디알킬디티오 인산 아연 (E) 은 하기 일반식 (Ⅰ) :

[식 중, R¹ 은 알킬기이며, 동일해도 되고 상이해도 된다] 로 표시된다. 여기에서, R¹ 에 있어서의 알킬기로는, 2 급 알킬기 (sec-) 가 바람직하고, sec-헥실기가 특히 바람직하다. 일반적으로, 2 급 알킬기 (sec-) 를 갖는 디티오인산아연은, 1 급 알킬기 (n-) 를 갖는 디티오인산아연에 비해, 내마모성·극압성이 매우 우수한 한편, 산화 안정성이 열등하고, 아릴기를 갖는 디티오인산아연은, 1 급 알킬기 (n-) 를 갖는 디티오인산아연에 비해, 산화 안정성이 매우 우수한 한편, 내마모성·극압성이 열등한 특징이 있다. 그리고, 기어유는 내마모성·극압성을 중시하기 때문에, 2 급 알킬기 (sec-) 를 갖는 디티오인산아연이 바람직하지만, 다른 타입의 디티오인산아연을 병용해도 된다. 또한, 알킬기 R¹의 탄소수는 4 ∼ 10 이 바람직하다.

본 발명의 기어유 조성물에는, 추가로 무회계 분산제, 유동점 강하제, 소포제 등의 첨가제, 보다 구체적으로는 붕소 함유 숙신산 이미드, 황계 유성제, 디티오인산아민, 유기 아마이드, 비이온 활성화제 등을 적절히 첨가할 수 있다. 단, 금속계 청정제는 염기성 성분이기 때문에, 상기 인계 극압제 (B) 에 속하는 디라우릴포스파이트 등의 산성 성분과 반응하여, 슬러지 생성의 원인이 되므로, 본 발명의 기어유 조성물은 금속계 청정제를 함유하지 않는 것이 바람직하다.

본 발명의 기어유 조성물은, 황분이 1.4 질량％ 이하인 것을 특징으로 하고, 1.0 ∼ 1.4 질량％ 인 것이 바람직하다. 기어유 조성물의 황분이 1.4 질량％ 를 초과하면, 산화 안정성이나 저온 유동성이 악화되고, 한편 범용의 기어유 패키지를 사용하는 경우, 기어유 조성물의 황분을 1.0 질량％ 미만으로 하기는 어렵다. 또한, 본 발명의 기어유 조성물은, 황분/인분의 질량비가 6.5 이하인 것이 바람직하고, 4.5 ∼ 6.5 인 것이 더욱 바람직하다. 산화 안정성, 부식 방지성, 및 극압성을 양호한 밸런스로 높이기 위해서는 황분/인분의 질량비를 상기 범위로 조정하는 것이 바람직하다.

본 발명의 기어유 조성물은, -40℃ 에서의 브룩필드 (BF) 점도가 100,000mPa·s 이하인 것이 바람직하다. 기어유 조성물의 -40℃ 에서의 BF 점도가 100,000mPa·s 이하이면, 저온에서의 유동성이 충분히 높고, 한랭지에서 사용하는 장치에 사용한 경우에도, 시동시에 기어의 들러붙음이나 동작 불량이 일어나는 것을 방지할 수 있다.

실시예

이하에 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하는데, 본 발명은 하기의 실시예에 전혀 한정되지 않는다.

〔기어유 조성물의 조제〕

표 1 및 표 2 의 상부에 나타내는 배합 비율 (첨가량은 조성물 전체량 기준에서의 질량％) 로, 하기의 윤활유 기유 및 첨가제를 이용하여, 실시예 1 및 비교 예 1 ∼ 13 의 기어유 조성물을 조제하였다.

<윤활유 기유>

〔A 성분 : 윤활유 기유〕

A-1 ; 광유 (100℃ 의 동점도 : 7.6㎟/s, 점도 지수 : 129, 방향족분 : 0.0 질량％, 황분 : 0.0008 질량％)

a-2 ; 광유 (100℃ 의 동점도 : 7.6㎟/s, 점도 지수 : 100, 방향족분 : 5.9 질량％, 황분 : 0.16 질량％)

<첨가제>

〔B 성분 : 극압제〕

B-1 ; 디라우릴포스파이트

B-2 : 트리크레딜포스페이트

b-3 : 황화 올레핀과 황화 에스테르의 혼합물

b-4 ; 디티오포스페이트

b-5 ; 황화 향유고래유

〔C 성분 : 부식 방지제〕

C-1 ; N,N-비스(2-에틸헥실)-(4 또는 5)-메틸-1H-벤조트리아졸-1-메틸아민

C-2 ; 알킬화 2,5-디메르캅토-1,3,4-티아디아졸 (알킬기는 탄소수 9 의 분기 구조이다)

〔D 성분 : 점도 지수 향상제〕

D-1 : 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (수 평균 분자량 : 5,200)

d-2 ; 폴리메타크릴레이트 (비분산형, 수 평균 분자량 : 20,000)

첨가량은, 실시예 및 전체 비교예에서 조성물의 점도가 9 ∼11㎟/s 가 되는 양으로 조정하였다.

[E 성분 : 산화 방지제〕

e-1 ; 디페닐아민

e-2 ; 힌다드페놀 (옥틸3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트)

E-3 ; 디알킬디티오 인산 아연 (알킬기 : sec-C₆)

[그 밖의 첨가제〕

붕소 함유 숙신산 이미드, 황계 극압제, 디티오인산아민, 유기 아마이드, 비이온 활성화제를 함유하는 기어유 패키지, 무회계 분산제, 유동점 강하제, 소포제를 조합한 것으로, 실시예 및 전체 비교예에서 동일한 조성 및 배합량이다.

<평가 방법>

〔저온 유동성〕

ASTM D2983 에 따라, -40℃ 에서의 브룩필드 (BF) 점도를 측정하였다.

〔전단 안정성〕

CEC L-45-T-93 에 따라, KRL 전단 시험을 60 시간 실시하여, 100℃ 에서의 점도 저하율을 측정하였다.

〔극압성〕

JIS K 2519 에 따라, 750rpm 에서 소다식 (曾田式) 4 구 마찰 시험을 실시하여, 내하중능을 측정하였다.

〔부식 방지성〕

JIS K 2513 에 따라, 121℃, 3 시간의 조건하에서, 구리판 부식 시험을 실시하였다.

[산화 안정성〕

JIS K 2514 에 규정된 산화 안정도 시험인 ISOT 법에 준거하여, 150℃, 48 시간의 조건하에서, 100℃ 에서의 점도 증가율을 측정하였다.

실시예의 결과로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 기어유 조성물은 높은 레벨로 저온 유동성과 전단 안정성이 양립되어 있고, 또한 적절한 극압성을 가지면서도 부식 방지성 및 산화 안정성이 우수한 성능을 갖는다.

한편, 부식 방지제가 어느 하나만인 경우 (비교예 1 ∼ 5), 부식 방지성이나 산화 방지성의 일방 또는 모두가 열등하다. 또한, 인계 극압제에서 유래하는 합계 인 량이 0.05 질량％ 미만인 경우 (비교예 6) 에는, 극압성과 산화 안정성이 떨어진다. 또, 기어유 조성물 전체에서의 황분이 1.4 질량％ 를 초과하는 경우 (비교예 7 ∼ 11) 에는, 극압성이 우수하더라도 산화 안정성 또는 저온 유동성이 떨어진다.

그리고, 점도 지수가 낮은 기유를 사용한 경우 (비교예 12) 에는, 저온 유동성이 열등하고, 일반적으로 이용되는 폴리메타크릴레이트를 점도 지수 향상제로 사용한 경우 (비교예 13) 에는, 전단 안정성이 떨어진다.

이와 같이 기유·첨가제에 있어서, 본 발명품과 하나라도 상이한 구성 요소로 치환된, 또는 첨가량이 규정 범위 밖인 기어유 조성물은, 어느 하나의 성능에 있어서는 본 발명품보다 우수한 조성물도 있지만, 다른 성능에 있어서는 열등하ㅁ며 기어유로서 필요한 성능의 밸런스가 양호하고 우수한 조성물은 본 발명품뿐이라는 것을 알 수 있다.

Claims

점도 지수가 110 이상인 윤활유 기유 (A) 에, 아인산 에스테르 및 인산 에스테르로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 인계 극압제 (B) 를 인 원소 질량으로서 0.05 ∼ 0.5 질량％, 질소계 부식 방지제 (C-1) 를 0.005 ∼ 0.2 질량％, 질소·황계 부식 방지제 (C-2) 를 0.005 ∼ 0.2 질량％, 점도 지수 향상제로서의 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (D) 를 1 ∼ 10 질량％ 및 디알킬디티오 인산 아연 (E) 을 아연 원소 질량으로서 0.02 ∼ 0.2 질량％ 함유시켜 이루어지고, 황분이 1.4 질량％ 이하인 것을 특징으로 하는 기어유 조성물.