KR20100037747A - 건설기계용 중장비의 실린더 소음방지 및 실린더로드 변색방지를 위한 유압작동유 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴삭기(Excavator), 지게차(Forklift) 등 건설기계용 유압작동유의 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마찰열에 의한 마모방지제 분해로 인해 유압작동유의 산화 및 슬러지 발생을 방지하도록, 마찰특성을 최대한 보장하는 마찰저감제(Friction Modifier)를 사용함으로써, 마찰열 발생을 억제시킨 신규 오일 조성물에 관한 것이다.

본 발명에 따른 유압작동유는 열안정성능 및 산화방지성능 등의 물성 및 성능에 영향을 주지 않음과 동시에, 유압작동유 상대적으로 유압작동유의 마찰특성, 열안정성능, 색상유지력, 건설기계 중장비에서의 소음발생 억제 등을 향상시킨다.

장수명 유압작동유, 고점도지수 유압작동유, 마찰특성, 열안정성능, 색상유지력, 색상안정성

Description

건설기계용 중장비의 실린더 소음방지 및 실린더로드 변색방지를 위한 유압작동유 조성물{Hydraulic oil composition for preventing from cylinder noise and cylinder rod discoloration for Construction Equipment}

본 발명은 건설기계용 유압작동유의 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마찰성능을 보강하여 마찰열 발생 억제 및 마찰열에 의한 슬러지 발생 억제를 통해 실린더에서의 마찰마모를 방지함으로써, 실린더 소음과 실린더 로드의 변색을 방지하고 유압유 색상의 조기변색을 방지하는 신규 오일 조성물에 관한 것이다.

종래의 건설기계용 유압작동유는 고온고압의 가혹한 운전조건에서 사용되고 있으나 마찰성능을 고려하지 않아 마찰저감제의 기능이 없거나 마찰특성을 발휘하지 못함으로 인해, 마찰열로 인해 마모방지 첨가제가 분해되어, 실린더에서의 소음과 실린더 로드의 변색이 발생되고 윤활유가 열화 및 산화가 촉진되어 유압유 색상의 조기 변색을 유발시키는 원인이 되었다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 유압작동유의 순환주기가 짧고 고온고압으로 운전되는 가혹한 윤활환경에서 마찰성능을 가질 수 있도록 Ester 또는 Amine Phosphate를 마찰저감제로 채택하여 마찰성능을 보강하였는바, 따라서 본 발명의 목적은 마찰열 발생억제를 통해 유압유의 열화 및 산화 억제를 실현하여 건설기계 실린더 소음 방지, 실린더 로드 변색 방지, 및 유압유 색상의 조기 변색을 방지할 수 있는 유압 작동유 조성물을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유압작동유 조성물은 마찰 저감제가 유압작동유 조성물의 총 중량을 기준으로 0초과 5.0중량%까지 함유된다.

본 발명에 따르면 건설기계용 유압유의 마찰성능을 강화시킴으로써, 마찰열 발생을 억제하여 마모방지 첨가제의 열분해를 방지하고 슬러지 생성을 억제할 수 있고, 실린더에서의 소음 발생을 방지하고, 실린더로드 변색을 방지하였으며, 나아가 유압작동유 색상의 조기변색을 방지할 수 있다.

이하에서 본 발명의 기술적 사상에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유압작동유 조성물은 마찰 저감제가 유압작동유 조성물의 총 중량을 기준으로 0초과 5.0중량%까지 함유한다.

본 발명의 건설기계용 유압 작동유 조성물은 목표한 40℃ 동점도 및 만족할 만한 점도지수에 도달하기 위해서 윤활기유는 250N 또는 150N과 500N, 또는 100N 과 500N 기유를 조합하여 사용하였고, 점도지수향상제는 PMA (Polymethacrylate) Type을 사용하였다. 또한, 기타 성능 만족을 위해서 내마모 성능이 우수한 마모방지첨가제 Package, 유동점 강하제, 기포방지제 및 에스테르계 마찰저감제 등을 사용하였다.

본 발명에 있어서, 만족할 만한 마찰특성을 유지하기 위해서 사용되는 마찰저감제는 유압작동유의 총 중량을 기준으로 0 초과 5중량%까지 함유되도록 사용할 수 있으며, 상기 마찰 저감제로서는 힌더드 폴리올 에스터계(Hindered Polyol Ester type), 또는 디에톡실레이트 탈로우 알킬아민(Diethoxylated Tallow Alkylamine) 및 알킬아민 포스페이트(Alkyl Amine Phosphate)의 혼합물이 바람직하다.

상기 마찰저감제에서 Ester계 마찰저감제는 더욱 바람직하게는 0.5내지 2.0중량%로 함유되는 것이 좋고, 가장 바람직하게는 1.0중량%를 함유하는 것이 좋다. 또한 디에톡실레이트 탈로우 알킬아민(Diethoxylated Tallow Alkylamine) 및 알킬아민 포스페이트(Alkyl Amine Phosphate)의 혼합물은 더욱 바람직하게는 0.1 ~ 2.0 중량%로 함유되는 것이 좋고, 가장 바람직하게는 0.2중량%를 함유하는 것이 좋다.

상기 힌더드 폴리올 에스터는 네오펜틸 글리콜, 트리메틸올 프로판, 펜타에 리스톨, 및 디펜타에리스톨 중에서 바람직하게 선택될 수 있다. 한편, 상기 디에톡실레이트 탈로우 알킬아민과 상기 알킬 아민 포스페이트는 1:1의 중량비로 혼합되는 것이 바람직하다.

상기 마찰저감제를 제외한 첨가제는 산화방지제, 유동점 강하제, 마모방지제, 점도지수향상제, 방청제, 기포 방지제 등이 사용될 수 있으며, 상기 첨가제는 유압작동유 조성물의 총 중량을 기준으로 5중량%까지 첨가될 수 있다.

본 발명에 따른 건설기계용 유압 작동유 조성물은40~80 ℃로 온열된 API Group III에 속하는 윤활기유에 상기 마찰저감제를 첨가한 후 교반기를 이용하여 100 내지 500rpm으로 교반시키는 단계를 포함하여 제조된다.

본 발명에 따른 고 점도지수 유압작동유는 40 ℃의 목표 점도가 ISO VG 10, 15, 22, 32, 46, 68, 100, 150, 220, 320, 460, 680 (ISO 3448의 규정에 의함)이며, 점도지수는 130 이상이다. 보다 바람직하게는 ISO VG 46의 점도등급 및 점도지수 140 이상이다. 본 발명에 따른 고 점도지수 유압 작동유에서는 윤활기유 150N, 250N또는 500N 점도등급의 기유가 바람직하게 사용되며, 유압작동유의 총 중량을 기준으로 상기 마찰저감제는 5.0중량%까지 포함할 수 있다.

이하, 구체적인 실시예 및 비교예를 가지고 본 발명의 구성 및 효과를 보다 상세히 설명하지만, 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 명확하게 이해시키기 위한 것일 뿐 본 발명의 기술적 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.

실시예 및 비교예

본 발명에 따른 건설기계용 유압 작동유는 구체적으로는 ISO VG 46 점도등급 및 점도지수 140 이상의 고점도지수 유압 작동유이며, 실시예에서는 표1에 개시된 바와 같은 API Group III 품질의 250N 점도등급 윤활기유인 SK Energy社의 YUBASE 8을 사용하였다.

마찰저감제로서는 마찰특성 및 마찰특성 유지력을 고려하여 Hindered Polyol Ester type 1.0 중량% (실시예 1) 또는'Diethoxylated Tallow Alkylamine + Alkyl Amine Phosphate'혼합물 0.2 중량%(실시예 2)를 사용하였다.

아래 성분들을 온도 60 ℃, 교반기의 속도 400 rpm인 조건하에서 혼합하여 조성물을 제조하였으며, 하기 물성을 측정하여 그 결과를 아래 [표3]에 나타내었다.

측정 방법

가. 동점도: ASTM D 445 방법에 의해 측정하였다.

나. 점도지수: ASTM D 2270 방법에 의해 측정하였다.

다. 인화점: ASTM D 92방법에 의해 측정하였다.

라. 비중: ASTM D 1298방법에 의해 측정하였다.

마. RBOT 산화안정도: ASTM D 2272 방법에 의해 측정하였다.

바. 광유의 열안정성 시험: KS M 2022 방법에 의해 측정하였다.

사용 성분

가. YUBASE 8: 아래 표1을 참조

나. 마찰저감제:

ㄱ. Hindered Polyol Ester (Neo Pentyl Glycol - di - oleate)

ㄴ. Diethoxylated Tallow Alkylamine + Alkyl Amine Phophate

다. Other Additives: 점도지수향상제, 유동점강하제, 기포방지제, 내마모첨가제 Package 등을 포함

[표 1]

	YUBASE 8
품질등급	API Group III
점도등급	250N
비중 15/4C	0.8459
동점도 40C, cSt	47.02
동점도 100C	7.763
점도지수	133
인화점, C	252

[표 2]

실시예에 따른 유압작동유의 조성

Components	실시예1 (wt%)	실시예2 (wt%)
YUBASE 8	96.75	97.55
Ester F/M	1.00	-
Diethoxylated Tallow Alkylamine : Alkyl Amine Phophate=1:1 (weight ratio)	-	0.20
Other Additives	Balanced	Balanced
Total	100.00	100.00

[표 3]

	실시예에 따른 유압유		범용 유압유
	실시예 1	실시예 2	비교예
외양	Bright & Clear	Bright & Clear	Bright & Clear
비중 15/4C	0.8464	0.8484	0.8504
동점도, 40℃, cSt	45.56	46.37	45.79
동점도, 100℃	7.921	7.904	7.543
점도지수	146	141	131
인화점, ℃	264	262	240
RBOT산화안정도, minute	600	600	350
SAE No.2 마찰시험	마찰계수비 0.90	마찰계수비 1.00	마찰계수비 1.20
광유 열안정성능 (150℃, 200Hr 후)	색상변화없음	색상변화없음	색상변화있음

건설기계용 유압작동유의 우수한 마찰특성이 실제로 어떻게 윤활유 에 영향을 미치는 지를 하기의 표 3에서, 마찰열에 의한 윤활유 색상변화를 통해 확인 할 수 있다.

[표 4]

SAE No.2 마찰특성 시험 전후 비교

* SAE No.2 마찰특성시험 조건: 총 시험 횟수 200 Cycle,

관성량 3.452 kgfm/sec², 동적 회전수 1900 rpm, 정적회전수 0.70 rpm,

마찰면 적용압력 4.50 kgf/cm², 시험품의 배열 pDp (Plate - Disk - Plate 배열), 시험주기 30 sec (on 15 + off 15), 윤활유량 200 cc, 윤활유온도 80℃

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명은 위의 실시예들에 국한되지 않는다.

Claims (6)

1. 마찰 저감제가 유압작동유 조성물의 총 중량을 기준으로 0 초과 5.0중량%까지 함유되는 것을 특징으로 하는 건설기계용 유압 작동유 조성물.
2. 제1항에 있어서, 상기 마찰저감제는 힌더드 폴리올 에스터(Hindered Polyol Ester)인 것을 특징으로 하는 건설기계용 유압 작동유 조성물.
3. 제2항에 있어서, 상기 힌더드 폴리올 에스터는 네오펜틸 글리콜, 트리메틸올 프로판, 펜타에리스톨, 및 디펜타에리스톨로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 건설기계용 유압 작동유 조성물.
4. 제1항에 있어서, 상기 마찰저감제는 디에톡실레이트 탈로우 알킬아민(Diethoxylated Tallow Alkylamine)과 알킬 아민 포스페이트(Alkyl Amine Phosphate)의 혼합물인 것을 특징으로 하는 건설기계용 유압 작동유 조성물.
5. 제4항에 있어서, 상기 디에톡실레이트 탈로우 알킬아민과 알킬 아민 포스페이트는 1: 1의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 건설기계용 유압 작동유 조성물.
6. 제 1항에 있어서, 상기 유압작동유 조성물은 40℃의 목표 점도가 10, 15, 22, 32, 46, 68, 100, 150, 220, 320, 460, 680 이며, 점도지수가 130 이상인 것을 특징으로 하는 건설기계용 유압유 오일 조성물.