KR20190117525A

KR20190117525A - 윤활유 첨가제 및 윤활유 첨가제의 제조 방법

Info

Publication number: KR20190117525A
Application number: KR1020197023655A
Authority: KR
Inventors: 토모유키 소노다
Original assignee: 가부시키가이샤 소노다
Priority date: 2017-02-22
Filing date: 2018-02-22
Publication date: 2019-10-16
Also published as: KR102345529B1; EP3587542A1; EP3587542C0; CN110300796A; JPWO2018155601A1; US20200002639A1; WO2018155601A1; JP6465536B2; SG11201907681QA; EP3587542A4; AU2018224752A1; AU2018224752B2; EP3587542B1

Abstract

윤활유에 첨가되는 윤활유 첨가제로서, 당해 윤활유 첨가제 중의 함유량이 30.0중량% 이상 60중량% 이하인 폴리올에스테르계 합성기유와, 당해 윤활유 첨가제 중의 함유량이 5.0중량% 이상 30.0중량% 이하인 칼사이트 결정 구조의 탄산칼슘을 포함하는 술폰산칼슘염과, 폴리α올레핀올리고머와, 디티오인산아연계 산화 방지제와, 숙신산이미드와, 티아디아졸계 극압제와, 페놀계 산화 방지제를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

윤활유 첨가제 및 윤활유 첨가제의 제조 방법

(참조에 의한 포함)

본 출원은 2017년 2월 22에 출원된 일본특허출원 특원 2017-31602의 우선권을 주장하고, 그 내용을 참조하는 것에 의해 본 출원에 포함시킨다.

(기술분야)

본 발명은 윤활유용 첨가제 및 윤활유 첨가제의 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 자동차 등의 차량의 엔진, 기어(변속기), 디퍼렌셜 기어(차동 장치) 등의 작용을 원활하게 하기 위해서 사용되는 윤활유가 알려져 있다. 윤활유의 윤활 성능의 강화·개선을 목적으로 하여, 윤활유의 용도에 따라 각종 첨가제가 배합된다. 윤활유용의 첨가제(이하, 간단히 「윤활유 첨가제」라고도 한다.)는 마모 방지제, 마찰 조정제, 청정 분산제, 점도지수 향상제, 극압제, 산화 방지제 등을 들 수 있다. 그리고 윤활유의 용도에 따라 이들 복수 종류의 첨가제로부터 당해 용도에 적합한 첨가제가 선택되어 배합된다. 이와 같은 윤활유 첨가제에 관하여, 각종 발명이 이루어져왔다(예를 들면, 특허문헌 1, 2 참조).

특허문헌 1에는 윤활유의 기유에 용해 가능한 고분자량의 윤활부와, 재료에 흡착 가능한 관능기를 가지고, 윤활부를 끼우도록 윤활부에 결합된 1쌍의 흡착부를 가지는 윤활유 첨가제가 개시되어 있다. 특허문헌 1에 따른 기술에 의하면, 1쌍의 흡착부가 재료에 흡착하고, 각 흡착부에 끼워진 기유에 용해 가능한 고분자량의 윤활부도 재료 사이에 남는다. 이 재료 사이의 윤활부나 각 흡착부가 유성 향상제로서의 역할을 함으로써, 우수한 마찰 저감 효과가 얻어진다.

특허문헌 2에는 100℃에 있어서의 동점도가 0.50~2.50mm²/s인 디알킬모노에테르(A) 및 100℃에 있어서의 동점도가 50mm²/s 이상인 폴리-α-올레핀(B)을 포함하는 기유를 적어도 배합하여 이루어지고, 100℃에 있어서의 동점도가 6.00mm²/s 이하인 윤활유 조성물이 개시되어 있다. 특허문헌 2에 따른 기술에 의하면, 저점도이면서, 점도-온도 특성, 저온 유동성, 및 증발 특성이 우수하고, 전단 안정성 및 산화 안정성이 양호하며, 고무 등의 유기재가 팽윤하기 어렵다는 효과가 얻어진다.

일본 특개 2016-210941호 공보 일본 특개 2016-011384호 공보

그런데 상기한 바와 같이, 윤활유 첨가제는 복수 종류의 첨가제로부터 윤활유의 용도에 적합한 첨가제를 선택하여 배합함으로써 생성된다. 그 때문에 예를 들면 엔진용의 윤활유 첨가제와 기어용의 윤활유 첨가제는 상이한 것이 되고, 엔진용의 윤활유 첨가제가 반드시 기어에 적합한 윤활유 첨가제가 되지는 않는다. 따라서 사용자가 차량의 각 장치에 윤활유를 적용하고자 한 경우, 장치마다 윤활유 첨가제를 준비해야 한다는 문제가 있었다.

한편, 상기한 특허문헌 1, 2에 기재된 기술에 나타내는 바와 같이, 종래의 발명은 개별의 윤활유 첨가제의 성능 향상 등을 목적으로 하는 발명이 일반적이며, 상기 문제를 해결할 수는 없었다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 각종 용도의 윤활유에 대하여 종합적으로 적용 가능한 윤활유 첨가제 및 윤활유 첨가제의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 윤활유 첨가제는 윤활유에 첨가되는 윤활유 첨가제로서, 폴리올에스테르계 합성기유와, 칼사이트 결정 구조의 탄산칼슘을 포함하는 술폰산칼슘염과, 폴리α올레핀올리고머와, 디티오인산아연계 산화 방지제와, 숙신산이미드와, 티아디아졸계 극압제와, 페놀계 산화 방지제를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또 상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 윤활유 첨가제의 제조 방법은 윤활유에 첨가되는 윤활유 첨가제의 제조 방법으로서, 폴리올에스테르계 합성기유와 폴리α올레핀올리고머를 소정 용기 내에서 50℃ 이상 90℃ 이하로 가온하여 혼합하는 제1 공정과, 제1 공정에 있어서의 혼합에 의해 생성된 생성물에 대하여, 디티오인산아연계 산화 방지제와, 숙신산이미드와, 티아디아졸계 극압제와, 페놀계 산화 방지제를 혼합하고, 상기 생성물에 용해시키는 제2 공정과, 제2 공정에 있어서의 혼합에 의해 생성된 생성물에 대하여, 칼사이트 결정 구조의 탄산칼슘을 포함하는 술폰산칼슘염을 혼합시키는 제3 공정을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 각종 용도의 윤활유에 대하여 종합적으로 적용 가능한 윤활유 첨가제 및 윤활유 첨가제의 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 실시형태에 따른 윤활유 첨가제의 제조 방법의 일례를 나타내는 플로우차트이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다.

[윤활유 첨가제의 구성]

본 발명의 실시형태에 따른 윤활유 첨가제는 이하의 성분 A~G에 의해 구성된다.

[성분 A]

본 실시형태에 따른 윤활유 첨가제에 사용되는 성분 A는 에스테르계 기유의 일종이며, 저유동점, 고점도지수, 고인화점이며 열 안정성, 산화 안정성이 우수하다는 특징을 가지는 폴리올에스테르계 합성기유이다. 구체적으로는 2종류의 지방산을 결합한 단일 물질의 지방산에스테르인 트리(카프릴산/카프린산)트리메틸올프로판이다.

당해 성분 A의 윤활유 첨가제 중의 함유량은 25.0중량% 이상 75.0중량% 이하이며, 보다 바람직하게는 35.0중량% 이상 60.0중량% 이하이다.

또한 성분 A로서는 상기한 트리(카프릴산/카프린산)트리메틸올프로판에 한정되는 것은 아니다. 그 밖의 지방산 예를 들면 탄소수 8~18(이하, 상기한 탄소수 8인 카프릴산, 탄소수 10인 카프린산을 제외하고 기재)의 직쇄상 포화 지방산인 페랄곤산, 운데칸산, 라우린산, 트리데실산, 미리스틴산, 펜타데실산, 팔미틴산, 마르가린산, 스테아린산과의 합성기유여도 되고, 탄소수 8~18의 직쇄상 불포화 지방산인 카프롤레인산, 운데실렌산, 린데르산, 라우롤레인산, 쓰즈산, 피세톨레인산, 미리스톨레인산, 주마린산, 페트로셀린산, 올레인산, 엘라이딘산 등과의 합성기유여도 된다. 또 폴리올에스테르에 비해 마찰 저감 효과가 낮지만 고온 산화 안정성이 우수한 디에스테르계 기유여도 된다.

[성분 B]

본 실시형태에 따른 윤활유 첨가제에 사용되는 성분 B는 공지의 α올레핀을 중합시킴으로써 얻어지는 폴리α올레핀(PAO)올리고머라고 불리는 것이며, 본 실시형태에서는 특히 고점도 폴리α올레핀올리고머(고점도 PAO)가 사용된다. 공지의 α올레핀은 예를 들면 탄소수 2~20의 α-올레핀이며, 구체적으로는 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센, 1-트리데센, 1-테트라데센, 1-펜타데센, 1-헥사데센, 1-헵타데센, 1-옥타데센, 1-노나데센 또는 1-이코센이며, 단독 또는 조합하여 중합시킨다.

폴리α올레핀올리고머는 광유에 가까운 조성이면서, 불포화 이중 결합이나 유황 등을 포함하지 않는 균일한 분자 구조를 가지고, 고온 열 안정성, 전단 안정성, 저유동점(저온 유동성), 고점도지수, 고인화점이라는 특징을 가진다. 구체적으로는 메탈로센 촉매를 이용하여 제조되는 입체형 구조의 폴리α올레핀올리고머가 바람직하고, 이 폴리α올레핀올리고머는 다른 촉매를 이용하여 제조되는 직쇄형 구조의 것에 비해 점도가 떨어지기 어렵다.

당해 성분 B의 윤활유 첨가제 중의 함유량은 10.0중량% 이상 50.0중량% 이하이며, 보다 바람직하게는 10.0중량% 이상 30.0중량% 이하이다.

또한 성분 B로서는 상기한 입체형 구조의 폴리α올레핀올리고머에 한정되는 것은 아니다. 그 밖의 점도지수 향상제 예를 들면 폴리알킬메타크릴레이트, 에틸렌·프로필렌 코폴리머, 스티렌·부타디엔 코폴리머 등을 배합해도 된다.

[성분 C]

본 실시형태에 따른 윤활유 첨가제에 사용되는 성분 C는 디티오인산아연을 주성분으로 한 디티오인산아연계 산화 방지제이며, 비교적 저온 영역에서 성능을 발휘할 수 있다는 특징을 가진다. 본 실시형태에 있어서는 특히 제1급의 알킬기의 디티오인산아연을 주성분으로 한 산화 방지제를 말한다. 이 제1급의 알킬기의 디티오인산아연은 제2급의 알킬기나 제3급의 알킬기의 디티오인산아연에 비해 마모 방지성이 매우 양호하다. 구체적으로는 2-에틸헥실디티오인산아연이다.

당해 성분 C의 윤활유 첨가제 중의 함유량은 0.5중량% 이상 3.0중량% 이하이며, 보다 바람직하게는 1.0중량% 이상 2.0중량% 이하이다.

또한 성분 C로서는 상기한 2-에틸헥실디티오인산아연에 한정되는 것은 아니다. 그 밖의 산화 방지제 예를 들면 디프로필디티오인산아연, 디부틸디티오인산아연, 디펜틸디티오인산아연, 디헵틸디티오인산아연, 디옥틸디티오인산아연, 디데실디티오인산아연 또는 디도데실디티오인산아연 등의 디알킬디티오인산아연(ZnDTP)을 단독 또는 조합하여 배합해도 된다. 또 특히 성분 A로서 디에스테르계 합성기유를 배합하는 경우에는 디프로필디티오인산아연, 디부틸디티오인산아연, 디옥틸디티오인산아연을 단독 또는 조합하여 함유시킨 것이 바람직하다.

[성분 D]

본 실시형태에 따른 윤활유 첨가제에 사용되는 성분 D는 저온시에서의 슬러지나 그을음을 기름 중에 분산시키는 특징을 가지는 알케닐 또는 알킬숙신산이미드라고 불리는 분산제이다. 당해 알케닐 또는 알킬숙신산이미드는 배합되는 각 첨가제의 용해성을 보조하여, 성능의 지속성을 늘리는 효과를 가진다. 본 실시형태에 있어서는 특히 질소 중량 함유량이 1.0~2.0%인 폴리이소부테닐숙신산이미드를 말한다.

당해 성분 D의 윤활유 첨가제 중의 함유량은 3.0중량% 이상 10.0중량% 이하이며, 보다 바람직하게는 4.0중량% 이상 6.0중량% 이하이다.

또한 성분 D로서는 상기한 폴리이소부테닐숙신산이미드에 한정되는 것은 아니다. 그 밖의 알케닐 또는 알킬숙신산이미드 등을 단독 또는 조합하여 배합해도 된다.

[성분 E]

본 실시형태에 따른 윤활유 첨가제에 사용되는 성분 E는 티아디아졸(벤조비스) 유도체라고 불리는 티아디아졸계 극압제이며, 금속의 2면 사이의 마찰, 마모를 감소시키거나, 눌어붙음을 방지하거나 하는 마모 방지제로서의 특징도 가진다. 본 실시형태에서 사용되는 티아디아졸 유도체는 디메르캅토티아디아졸 유도체이며, 구체적으로는 2,5-디메르캅토-1,3,4-티아디아졸, 4,5-디메르캅토티아디아졸, 3,5-디메르캅토-1,2,4-티아디아졸 또는 3,4-디메르캅토-1,2,5-티아디아졸 등을 단독 또는 조합한 것이다.

당해 성분 E의 윤활유 첨가제 중의 함유량은 1.0중량% 이상 6.0중량% 이하이며, 보다 바람직하게는 2.0중량% 이상 4.0중량% 이하이다.

또한 성분 E로서는 상기한 디메르캅토티아디아졸 유도체에 한정되는 것은 아니다. 그 밖의 극압제 예를 들면 트리아졸 유도체를 배합해도 된다. 또 특히 성분 A로서 디에스테르계 합성기유를 배합하는 경우에는 제품 제조의 간소화 및 가격 저감의 관점에서, 티아디아졸 유도체 대신에 유황의 원소를 포함하는 황화지방산에스테르 등의 유황계 극압제의 배합이 바람직하다. 이 경우의 윤활유 첨가제 중의 함유량은 1.0중량% 이상 9.0중량% 이하이며, 보다 바람직하게는 4.0중량% 이상 8.0중량% 이하이다.

[성분 F]

본 실시형태에 따른 윤활유 첨가제에 사용되는 성분 F는 산화 방지나 슬러지 생성 방지의 관점에서 배합되는 페놀계 산화 방지제이며, 구체적으로는 예를 들면 페놀계 산화 방지제로서 범용적으로 사용되는 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페놀이다.

당해 성분 F의 윤활유 첨가제 중의 함유량은 0.1중량% 이상 2.0중량% 이하이며, 보다 바람직하게는 0.1중량% 이상 1.5중량% 이하이다.

또한 성분 F로서는 상기한 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페놀에 한정되는 것은 아니다. 그 밖의 페놀계 산화 방지제를 배합해도 된다. 예를 들면 2,6-디-tert-부틸-4-에틸페놀, 4,4'-메틸렌비스(2,6-디-tert-부틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-에틸-6-tert-부틸페놀) 등이다.

[성분 G]

본 실시형태에 따른 윤활유 첨가제에 사용되는 성분 G는 통상적으로는 공업용 윤활유의 용도에 사용되며, 탄산칼슘과 수산화칼슘을 함유하는 과염기성 칼슘술포네이트라고 불리는 청정제이다. 구체적으로는 칼사이트 결정 구조의 탄산칼슘을 많이 함유하는 술폰산칼슘염을 사용한다. 즉, 본 실시형태에서 사용되는 술폰산칼슘염은 칼사이트 결정 구조의 탄산칼슘을 포함하고 또한 칼슘 금속 함유량 2.0~12.0중량%인 술폰산칼슘염이며, TBN(Total Basic Number)이 15~500인 것이다. 칼사이트 결정 구조의 탄산칼슘을 많이 함유하는 술폰산칼슘염은 통상 사용되는 아라고나이트 결정 구조의 탄산칼슘을 많이 함유하는 술폰산칼슘염에 비해 윤활 성능이 우수하다.

당해 성분 G의 윤활유 첨가제 중의 함유량은 5중량% 이상 30중량% 이하이며, 보다 바람직하게는 10중량% 이상 20중량% 이하이다.

[윤활유 첨가제의 제조 방법]

계속해서 본 발명의 실시형태에 따른 윤활유 첨가제의 제조 방법에 대해서 설명한다.

도 1은 본 실시형태에 따른 윤활유 첨가제의 제조 방법의 일례를 나타내는 플로우차트이다. 본 발명의 실시형태에 따른 윤활유 첨가제는 도 1에 나타내는 스텝 S1~S3(제1 공정~제3 공정)에 의해 제조된다.

즉, 우선 스텝 S1(제1 공정)에 있어서, 성분 A와 성분 B를 소정 용기 내에서 약50℃ 이상 약90℃ 이하로 가온하여 혼합한다(스텝 S1). 이어서 스텝 S2(제2 공정)에 있어서, 스텝 S1에 있어서 혼합된 성분 A 및 성분 B에 대하여, 성분 C, 성분 D, 성분 E, 성분 F의 순서로 혼합하고, 소정 용기 내에서 이들 성분 C~F를 용해시킨다(스텝 S3). 그 후 스텝 S2에 있어서의 용해성을 확인한 후에 스텝 S3(제3 공정)에 있어서 추가로 성분 G를 혼합시킨다(스텝 S3).

이상에 나타내는 제1 공정~제3 공정에 의해 본 실시형태에 따른 윤활유 첨가제가 제조된다.

[실시예]

계속해서 본 발명의 실시형태에 따른 윤활유 첨가제의 실시예에 대해서 설명한다. 본 실시예에 따른 윤활유 첨가제 P1~P4는 상기한 성분 A~성분 G를 이하의 표 1에 나타내는 비율로 배합하여 제조한 것이다. 또한 참고예로서의 윤활유 첨가제 Sa는 상기한 성분 G를 0중량%로 하고 성분 A~성분 G를 배합하여 제조한 것이다.

	P1	P2	P3	P4	P5
성분 A(중량%)	57.0	52.0	42.0	32.0	62.0
성분 B(중량%)	28.0	28.0	28.0	28.0	28.0
성분 C(중량%)	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
성분 D(중량%)	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0
성분 E(중량%)	3.0	3.0	3.0	3.0	3.0
성분 F(중량%)	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
성분 G(중량%)	5.0	10.0	20.0	30.0	0.0

[제1 비교예]

본 실시예에 따른 윤활유 첨가제 P1~P4를 시판되는 차량용의 ATF(Automatic Transmission Fluid), CVTF(Continuous Variable Transmission Fluid), 디젤 엔진 오일, 서스펜션 오일에 첨가한 경우의 제1 비교예를 각각 표 2~표 5에 나타낸다.

시험항목	단위	시판되는 ATF 단체	타사 첨가제	Sa	P1	P2	P3	P4
동점도 40℃	mm²/s	35.42	35.4	37.06	37.5	38.09	38.88	39.66
동점도 100℃	mm²/s	7.185	7.17	7.444	7.51	7.605	7.727	7.846
점도지수		172	171	173	173	173	175	173
셸 사구 마모	mm	0.51	0.41	0.36	0.32	0.29	0.29	0.34

시험항목	단위	시판되는 CVTF 단체	타사 첨가제	Sa	P1	P2	P3	P4
동점도 40℃	mm²/s	28.85	36	32.2	32.62	32.79	33.55	34.46
동점도 100℃	mm²/s	7.181	8.251	7.492	7.56	7.636	7.755	7.902
점도지수		229	215	212	212	214	213	212
셸 사구 마모	mm	0.44	0.4	0.37	0.3	0.29	0.29	0.29

시험항목	단위	시판되는 디젤 엔진 오일 단체	타사 첨가제	Sa	P1	P2	P3	P4
동점도 40℃	mm²/s	44.37	53.09	47.33	48.17	48.93	50.52	52.12
동점도 100℃	mm²/s	9.53	10.81	9.922	10.04	10.15	10.38	10.59
점도지수		207	200	203	202	201	200	199
셸 사구 마모	mm	0.43	0.42	0.44	0.4	0.32	0.31	0.32

시험항목	단위	시판되는 서스펜션 오일 단체	Sa	P1	P2	P3	P4
동점도 40℃	mm²/s	33.4	36.31	36.85	37.66	38.9	40.55
동점도 100℃	mm²/s	5.701	6.232	6.299	6.432	6.614	6.797
점도지수		111	120	121	122	125	125
셸 사구 마모	mm	0.47	0.62	0.46	0.31	0.3	0.3

또한 표 2~표 5에서는 40℃에 있어서의 동점도(단위 : mm²/s), 100℃에 있어서의 동점도(단위 : mm²/s), 점도지수, 및 공지의 셸 사구식 내하중 시험을 행했을 때의 마모흔 직경(단위 : mm)을 측정한 경우의 측정값을 각각 나타내고 있다. 이하, 각 표에 대해서 설명한다.

표 2에서는 시판되는 차량용의 ATF 단체와 시판되는 차량용의 ATF에 대하여 종래의 타사 첨가제, 참고예로서의 윤활유 첨가제 Sa, 본 실시예에 따른 윤활유 첨가제 P1~P4를 각각 당해 ATF의 총량의 7% 첨가한 경우와의 비교예를 나타내고 있다. 또한 표 2에 따른 셸 사구식 내하중 시험의 시험 조건(회전수, 하중, 시간, 온도)은 각각 1200rpm, 294N(30kg), 60분, 75℃이다.

표 3에서는 시판되는 차량용의 CVTF 단체와 시판되는 차량용의 CVTF에 대하여 종래의 타사 첨가제, 참고예로서의 윤활유 첨가제 Sa, 본 실시예에 따른 윤활유 첨가제 P1~P4를 각각 당해 CVTF의 총량의 7% 첨가한 경우와의 비교예를 나타내고 있다. 또한 표 3에 따른 셸 사구식 내하중 시험의 시험 조건(회전수, 하중, 시간, 온도)은 각각 1200rpm, 294N(30kg), 60분, 75℃이다.

표 4에서는 시판되는 차량용의 디젤 엔진 오일 단체와, 시판되는 차량용의 디젤 엔진 오일에 대하여 종래의 타사 첨가제, 참고예로서의 윤활유 첨가제 Sa, 본 실시예에 따른 윤활유 첨가제 P1~P4를 각각 당해 디젤 엔진 오일의 총량의 10% 첨가한 경우와의 비교예를 나타내고 있다. 또한 표 4에 따른 셸 사구식 내하중 시험의 시험 조건(회전수, 하중, 시간, 온도)은 각각 1200rpm, 392N(40kg), 60분, 75℃이다.

표 5에서는 시판되는 차량용의 서스펜션 오일 단체와, 시판되는 차량용의 서스펜션 오일에 대하여, 참고예로서의 윤활유 첨가제 Sa, 본 실시예에 따른 윤활유 첨가제 P1~P4를 각각 당해 서스펜션 오일의 총량의 10% 첨가한 경우와의 비교예를 나타내고 있다. 또한 표 5에 따른 셸 사구식 내하중 시험의 시험 조건(회전수, 하중, 시간, 온도)은 각각 1200rpm, 392N(40kg), 60분, 75℃이다.

표 2~5에 나타내는 바와 같이, 용도가 상이한 복수 종류의 윤활유의 각각에 대해서, 본 실시예에 따른 윤활유 첨가제 P1~P4를 첨가한 경우, 종래의 타사 첨가제나 참고예로서의 윤활유 첨가제 Sa에 비해, 셸 사구식 내하중 시험을 행했을 때의 마모흔 직경이 첨가 전보다 짧은 것이 되는 것을 알 수 있었다. 즉, 용도가 상이한 복수 종류의 윤활유의 각각에 대하여 우수한 마모 성능을 실현하는 것을 알 수 있었다.

또한 성분 G 즉 칼사이트 결정 구조의 탄산칼슘을 포함하는 술폰산칼슘염이 5.0중량% 이상 30.0중량%인 경우에 특히 효과가 나타난다. 성분 G가 5.0중량%보다 큰 경우에는 성분 G가 0.0중량%인 경우에 비해 셸 사구 마모 시험의 마모흔 직경이 현저하게 작고 내마모 성능이 향상되고 있기 때문이다. 또 성분 G가 5.0중량%인 경우보다 10.0중량%인 경우 쪽이 셸 사구 마모 시험의 마모흔 직경이 짧고, 또한 성분 G가 20.0중량%인 경우 쪽이 마모흔 직경은 동일 또는 짧다. 한편, 성분 G가 20.0중량%인 경우보다 30.0중량%인 경우 쪽이 셸 사구 마모 시험의 마모흔 직경의 수치는 동일 또는 길다. 이와 같이, 용도가 상이한 복수 종류의 윤활유의 각각에 본 실시예에 따른 윤활유 첨가제 P1~P4를 첨가한 경우, 셸 사구 마모 시험의 결과를 기초로 하여, 보다 바람직하게는 당해 성분 G의 함유량은 10.0중량% 내지 20.0중량%이다.

또 본 실시예에 따른 윤활유 첨가제를 CVTF에 첨가한 경우, 첨가 전까지 발생하고 있던 차량의 클러치의 저더가 해소되었다는 부차적인 효과가 복수의 사례로서 얻어졌다.

[제2 비교예]

본 실시예에 따른 윤활유 첨가제를 시판되는 산업기계용의 기어 오일에 첨가한 경우의 제2 비교예를 표 6에 나타낸다.

시험항목	단위	시판되는 산업기계용의 기어 오일의 단체	Sa	P1	P2	P3	P4
동점도 40℃	mm²/s	95.19	90.74	92.77	94.52	98.75	102.80
동점도 100℃	mm²/s	10.85	10.96	11.14	11.3	11.66	11.99
점도지수		98	106	106	106	106	106
셸 사구 마모	mm	0.39	0.44	0.35	0.35	0.35	0.36

또한 표 6에서는 40℃에 있어서의 동점도(단위 : mm²/s), 100℃에 있어서의 동점도(단위 : mm²/s), 점도지수, 및 공지의 셸 사구식 내하중 시험을 행했을 때의 마모흔 직경(단위 : mm)을 측정한 경우의 측정값을 나타내고 있다.

표 6에서는 시판되는 산업기계용의 기어 오일과 시판되는 산업기계용의 기어 오일에 대하여, 참고예로서의 윤활유 첨가제 Sa, 본 실시예에 따른 윤활유 첨가제 P1-P4를 각각 당해 기어 오일의 총량의 10% 첨가한 경우와의 비교예를 나타내고 있다. 또한 표 6에 따른 셸 사구식 내하중 시험의 시험 조건(회전수, 하중, 시간, 온도)은 각각 1200rpm, 392N(40kg), 60분, 75℃이다.

표 6에 나타내는 바와 같이, 산업기계용의 기어 오일에 대해서, 본 실시예에 따른 윤활유 첨가제 P1~P4를 첨가한 경우, 참고예로서의 윤활유 첨가제 Sa에 비해, 셸 사구식 내하중 시험을 행했을 때의 마모흔 직경이 첨가 전보다 짧은 것이 되는 것을 알 수 있었다. 즉, 산업기계용의 기어 오일에 대하여 우수한 마모 성능을 실현하는 것을 알 수 있었다. 또한 성분 G 즉 칼사이트 결정 구조의 탄산칼슘을 포함하는 술폰산칼슘염이 5.0중량% 이상 30.0중량%인 경우에 특히 효과가 나타난다.

[제3 비교예]

본 실시예에 따른 윤활유 첨가제를 소정의 제1 기유에 첨가한 경우의 제3 비교예를 표 7에 나타낸다.

	제1 기유	P2
La/Lo	5.45	25.4
La/La(기유)	1.0	4.67
샘플수	4	3

표 7에서는 시판되는 제1 기유와 시판되는 제1 기유에 대하여 본 실시예에 따른 윤활유 첨가제 P2를 당해 제1 기유의 총량의 10% 첨가한 경우의 비교예를 나타내고 있다. 구체적으로는 와이블 분포에 기초하는 스러스트 볼 베어링의 수명 평가 시험을 행한 경우의 베어링 이론 수명 시간 Lo(단위 : h)에 대한 베어링 파손까지의 가동 시간 La(단위 : h)의 측정값의 비(단위 : 무차원), 및 La(실제의 측정값)/La(제1 기유만으로의 측정값)의 계산값(단위 : 무차원)을 나타내고 있다. 표 7에 따른 베어링 수명 평가 시험의 시험 조건(스러스트 볼 베어링, 회전수, 하중)은 각각 #51104, 750rpm, 4.4kN이다.

표 7에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에 따른 윤활유 첨가제 P2를 첨가함으로써, 상기 서술한 바와 같은 점도지수의 향상에 더해, 베어링 수명 시간이 4.67배로 큰 성능 향상을 실현하는 것을 알 수 있었다.

[제4 비교예]

본 실시예에 따른 윤활유 첨가제를 소정의 제2 기유에 첨가한 경우의 제4 비교예를 표 8에 나타낸다.

	제2 기유	P2
La/Lo	2.53	36.7
La/La(기유)	1.0	14.50
동력 삭감률	0.0	8.0
샘플수	5	1

표 8에서는 시판되는 제2 기유와 시판되는 제2 기유에 대하여 본 실시예에 따른 윤활유 첨가제 P2를 당해 제2 기유의 총량의 10% 첨가한 경우의 비교예를 나타내고 있다. 구체적으로는 와이블 분포에 기초하는 스러스트 볼 베어링의 수명 평가 시험을 행한 경우의 베어링 이론 수명 시간 Lo(단위 : h)에 대한 베어링 파손까지의 가동 시간 La(단위 : h)의 측정값의 비(단위 : 무차원), La(실제의 측정값)/La(제2 기유만으로의 측정값)의 계산값(단위 : 무차원), 기유의 동력에 대한 첨가유 사용시의 동력 삭감률을 나타내고 있다. 표 8에 따른 베어링 수명 평가 시험의 시험 조건(스러스트 볼 베어링, 회전수, 하중)은 각각 #51104, 750rpm, 4.4kN이다.

표 8에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에 따른 윤활유 첨가제 P2를 첨가함으로써, 상기 서술한 바와 같은 점도지수의 향상에 더해, 베어링 수명 시간이 14.50배이며 또한 동력 삭감률이 8%로, 큰 성능 향상을 실현하는 것을 알 수 있었다.

이상에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시형태 및 실시예에 따른 윤활유 첨가제에 의하면, 차량용 윤활유 및 공업용 윤활유(금속 가공유를 제외함)에 대하여 종합적으로 적용 가능하다. 그 때문에 사용자가 차량의 각 장치에 윤활유를 적용하고자 하는 경우, 장치마다 윤활유 첨가제를 준비해야 한다는 문제를 해결함과 아울러, 현재 사회에서 요구되는 에너지 절약과 자원 절약의 양립을 가능하게 하여, 지구 환경의 개선을 목표로 할 수 있다.

이상, 본 발명의 하나의 실시형태에 대해서 설명했는데, 상기 실시형태는 본 발명의 적용예의 하나를 나타낸 것이며, 본 발명의 기술적 범위를 상기 실시형태의 구체적 구성에 한정하는 취지가 아니다.

Claims

윤활유에 첨가되는 윤활유 첨가제로서,
폴리올에스테르계 합성기유와,
칼사이트 결정 구조의 탄산칼슘을 포함하는 술폰산칼슘염과,
폴리α올레핀올리고머와, 디티오인산아연계 산화 방지제와, 숙신산이미드와, 티아디아졸계 극압제와, 페놀계 산화 방지제
를 포함하는 것을 특징으로 하는 윤활유 첨가제.
제 1 항에 있어서, 상기 폴리올에스테르계 합성기유의 당해 윤활유 첨가제 중의 함유량은 35.0중량% 이상 60.0중량% 이하이며,
상기 술폰산칼슘염의 당해 윤활유 첨가제 중의 함유량은 5.0중량% 이상 30.0중량% 이하인 것을 특징으로 하는 윤활유 첨가제.
제 1 항에 있어서, 상기 폴리올에스테르계 합성기유는 탄소수 8~18의 직쇄상 포화 지방산을 포함하는 것을 특징으로 하는 윤활유 첨가제.
제 1 항에 있어서, 상기 폴리올에스테르계 합성기유는 트리(카프릴산/카프린산)트리메틸올프로판을 포함하는 것을 특징으로 하는 윤활유 첨가제.
제 1 항에 있어서, 상기 폴리α올레핀올리고머는 메탈로센 촉매를 이용하여 제조되는 입체형 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 윤활유 첨가제.
제 1 항에 있어서, 상기 폴리α올레핀올리고머의 당해 윤활유 첨가제 중의 함유량은 10.0중량% 이상 50.0중량% 이하인 것을 특징으로 하는 윤활유 첨가제.
제 1 항에 있어서, 상기 디티오인산아연계 산화 방지제는 제1급의 알킬기의 디티오인산아연을 주성분으로 한 산화 방지제를 포함하는 것을 특징으로 하는 윤활유 첨가제.
제 7 항에 있어서, 상기 디티오인산아연은 2-에틸헥실디티오인산아연을 포함하는 것을 특징으로 하는 윤활유 첨가제.
제 1 항에 있어서, 상기 디티오인산아연계 산화 방지제의 당해 윤활유 첨가제 중의 함유량은 0.5중량% 이상 3.0중량% 이하인 것을 특징으로 하는 윤활유 첨가제.
제 1 항에 있어서, 상기 숙신산이미드는 폴리이소부테닐숙신산이미드를 포함하는 것을 특징으로 하는 윤활유 첨가제.
제 1 항에 있어서, 상기 숙신산이미드의 당해 윤활유 첨가제 중의 함유량은 3.0중량% 이상 10.0중량% 이하인 것을 특징으로 하는 윤활유 첨가제.
제 1 항에 있어서, 상기 티아디아졸계 극압제는 2,5-디메르캅토-1,3,4-티아디아졸, 4,5-디메르캅토티아디아졸, 3,5-디메르캅토-1,2,4-티아디아졸 및 3,4-디메르캅토-1,2,5-티아디아졸로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 윤활유 첨가제.
제 1 항에 있어서, 상기 티아디아졸계 극압제의 당해 윤활유 첨가제 중의 함유량은 1.0중량% 이상 6.0중량% 이하인 것을 특징으로 하는 윤활유 첨가제.
제 1 항에 있어서, 상기 페놀계 산화 방지제는 2.6-디-tert-부틸-4-메틸페놀을 포함하는 것을 특징으로 하는 윤활유 첨가제.
제 1 항에 있어서, 상기 페놀계 산화 방지제의 당해 윤활유 첨가제 중의 함유량은 0.1중량% 이상 2.0중량% 이하인 것을 특징으로 하는 윤활유 첨가제.
윤활유에 첨가되는 윤활유 첨가제의 제조 방법으로서,
폴리올에스테르계 합성기유와 폴리α올레핀올리고머를 소정 용기 내에서 50℃ 이상 90℃ 이하로 가온하여 혼합하는 제1 공정과,
제1 공정에 있어서의 혼합에 의해 생성된 생성물에 대하여, 디티오인산아연계 산화 방지제와, 숙신산이미드와, 티아디아졸계 극압제와, 페놀계 산화 방지제를 혼합하고, 상기 생성물에 용해시키는 제2 공정과,
제2 공정에 있어서의 혼합에 의해 생성된 생성물에 대하여, 칼사이트 결정 구조의 탄산칼슘을 포함하는 술폰산칼슘염을 혼합시키는 제3 공정
을 가지는 것을 특징으로 하는 윤활유 첨가제의 제조 방법.