KR20100037749A - 건설기계용 장수명 유압작동유 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴삭기(Excavator), 지게차(Forklift) 등 건설기계용 유압작동유의 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마찰특성 유지력 강화를 통한 마찰열 발생 억제 및 산화안정성능 강화를 통한 유압작동유의 열산화 방지를 통해 운전조건이 가혹한 건설기계용 장수명 유압작동유의 사용수명 5,000 Hr 이상의 장수명화를 가능하게 하는 신규 오일 조성물에 관한 것이다.

본 발명에 따른 장수명 유압작동유는 열안정성능 및 산화방지성능 등의 물성 및 성능에 영향을 주지 않음과 동시에, 유압작동유 마찰특성을 최대한 보장하는 마찰저감제 (Friction Modifier)를 사용함으로써, 상대적으로 유압작동유의 마찰특성, 열안정성능, 산화안정성능, 색상유지력, 건설기계 중장비에서의 소음발생 억제 등을 향상시킨다.

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

Description

건설기계용 장수명 유압작동유 조성물{Hydraulic oil composition having longer Drain Interval for Construction Equipment}

본 발명은 건설기계용 장수명 유압작동유의 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마찰특성 유지력 강화를 통한 마찰열 발생 억제 및 산화안정성능 강화를 통한 윤활유의 열산화 억제를 실현하여, 건설기계용 유압작동유를 5,000 Hr 이상 장시간 사용 가능하게 하는 신규 오일 조성물에 관한 것이다.

종래의 건설기계용 유압작동유는 마찰특성을 고려하지 않아 마찰열로 인한 윤활유의 열화 및 산화 억제 기능이 없었으며, 마찰특성을 고려하여 마찰저감제를 투여하여도 마찰저감제의 열안정성이 낮아 고온에서 마찰특성 기능을 쉽게 상실하였다.

즉, 고온고압의 가혹한 운전조건에서 사용되는 건설기계용 유압작동유에 있어서, 마찰저감제 기능이 없거나 마찰특성을 유지하지 못함으로 인해, 윤활유의 열화 및 산화가 촉진되고, 색상의 조기변색이 유발되어, 유압작동유의 수명을 단축시 키는 원인이 되었다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은 유압작동유의 순환주기가 짧고 고온고압으로 운전되는 가혹한 윤활환경에서도 마찰특성을 장시간 유지할 수 있도록 에스테르 화합물을 마찰저감제로 채택하여 마찰특성을 강화하였으며, 마찰열 발생억제를 통한 유압작동유의 열화 및 산화 억제를 실현하여, 5,000 Hr 이상 장수명이 실현되는 건설기계용 유압작동유 조성물을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 장수명 유압작동유 조성물은 유압작동유 조성물의 총 중량을 기준으로 API Group III에 속하는 윤활기유가 90 이상 100 미만의 중량%로 함유되고, Hindered Polyol Ester계 마찰 저감제가 0 초과 10.0이하의 중량%로 함유되며, 상기 마찰 저감제를 제외한 첨가제 성분이 0 내지 5중량% 포함된다.

본 발명에 따른 건설기계용 유압작동유 조성물은 마찰특성 유지력을 강화하여 마찰열 발생을 억제하고, 산화안정성능을 강화하여 윤활유의 열산화 억제를 실 현함으로써, 유압작동유의 사용수명을 5,000 Hr 이상으로 장수명화 할 수 있다.

이하에서 본 발명의 기술적 사상에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 장수명 유압작동유 조성물은 상술한 바와 같이 유압작동유 조성물의 총 중량을 기준으로 API Group III에 속하는 윤활기유가 90 이상 100 미만의 중량% 범위로 함유되고, Hindered Polyol Ester계 마찰 저감제가 0 초과 10.0이하의 중량% 범위로 함유되며, 상기 마찰 저감제를 제외한 첨가제 성분이 0 내지 5 중량% 포함되는 것을 특징으로 한다.

API Group III에 속하는 윤활기유는 90 이상 100 미만의 중량%로 함유될 수 있으며, 보다 바람직하게는 90 내지 98 중량%의 범위로 함유될 수 있다.

본 발명의 건설기계용 유압 작동유 조성물은 목표한40? 동점도 및 만족할 만한 점도지수에 도달하기 위해서 윤활기유는 250N 또는 150N과 500N, 또는 100N과 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.

만족할 만한 마찰특성을 유지하기 위해서 상기 마찰저감제는 유압작동유의 총 중량을 기준으로 0 초과 10.0 이하의 중량% 범위에서 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 0.5내지 5.0중량%로 함유되는 것이 좋고, 보다 바람직하게는 0.5내지 2.0중량%로 함유되며, 가장 바람직하게는 1.0중량%를 함유하는 것이 좋다.

상기 마찰 저감제로서는 마찰특성 및 마찰특성 유지력을 고려하여 힌더드 폴리올 에스터계(Hindered Polyol Ester type)가 사용될 수 있으며, 상기 힌더드 폴리올 에스터는 네오펜틸 글리콜, 트리메틸올 프로판, 펜타에리스톨, 및 디펜타에리스톨 중에서 바람직하게 선택될 수 있다.

상기 마찰저감제를 제외한 첨가제는 산화방지제, 유동점 강하제, 마모방지제, 점도지수향상제, 방청제, 기포 방지제 등이 사용될 수 있으며, 상기 첨가제는 유압작동유 조성물의 총 중량을 기준으로 5 중량%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, 본 발명을 다음의 실시 예에 의거하여 더욱 상세히 설명하는 바, 본 발명이 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 건설기계용 장수명유압작동유는 구체적으로는 ISO VG 46 점도등급 및 점도지수 140 이상의 고점도지수 유압작동유이며, 바람직하게는 API Group III 품질의 250N 점도등급 윤활기유인 SK Energy社의 YUBASE 8을 90~95중량% 사용하였다.

마찰저감제로서는 Hindered Polyol Ester type를 1.0 중량% 사용하였다.

아래 성분들을 온도 60 ℃, 교반기의 속도 400 rpm인 조건하에서 혼합하여 조성물을 제조하였으며, 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 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: Hindered Polyol Ester (Neo Pentyl Glycol - di - Oleate)

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

[표 1] 실시예에 따른 장수명 유압작동유에 사용된 윤활기유 및 Ester의 물성

[표 2] 실시예에 따른 장수명 유압작동유 설계 배합식

[표 3] 실시예에 따른 장수명 유압작동유의 성상 및 성능

하기 표 4는 본 발명의 실시예에 따른 건설기계용 장수명 유압작동유의 우수한 마찰특성이 실제로 어떻게 윤활유에 영향을 미치는 지에 대하여, 범용의 유압 작동유를 비교예로 하여, 마찰열에 의한 윤활유 색상변화를 통해 확인한 것이다.

[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?

또한, 건설기계용 장수명 유압작동유를 실제 건설 현장에서 5,000 Hr 이상 적용한 후 그 결과를 분석하여, 하기의 표 5a 내지 5d에서 정리하였으며, 건설기계용 범용 고점도지수 유압작동유와의 결과를 비교하였다.

[표 5a] 동점도 40C 변화 사례

[표 5b] 전산가 변화 사례

[표 5c] RBOT 산화안정성능 변화 사례

[표 5d] 색상 변화 사례

상기 표에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 유압 작동유 조성물은 5000시간의 사용시간의 경과 후에도, 일반적인 유압 작동유에 비하여 산화안정성이 우수하여 색상 변화가 극심하지 않고 전산가 및 동점도의 변화가 적어 실질적인 유압작동유로서의 효과를 장시간 보유할 수 있다.

Claims (5)

1. 유압작동유 조성물의 총 중량을 기준으로 API Group III에 속하는 윤활기유 90 이상, 100 미만의 중량%; Hindered Polyol Ester계 마찰 저감제 0 초과 10.0이하의 중량%; 및 상기 마찰 저감제를 제외한 첨가제 성분이 0 내지 5중량% 함유되는 것을 특징으로 하는 장수명 유압 작동유 조성물.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 마찰저감제의 함량이 0.5 내지 2.0 중량%인 것을 특징으로 하는 장수명 유압작동유 오일 조성물.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 마찰저감제는 네오펜틸 글리콜, 트리메틸올 프로판, 펜타에리스톨 및 디펜타에리스톨로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 장수명 유압 작동유 조성물.
4. 제 1항에 있어서, 상기 유압작동유 조성물은 40℃의 목표 점도가 ISO VG 10, 15, 22, 32, 46, 68, 100, 150, 220, 320, 460, 680 이며, 점도지수가 130 이상인 것을 특징으로 하는 장수명 유압 작동유 조성물.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 윤활기유는 150N 또는 250N의 점도 등급의 기유인 것을 특징으로 하는 장수명 유압 작동유 조성물.