JP2008074933A

JP2008074933A - 潤滑油組成物

Info

Publication number: JP2008074933A
Application number: JP2006254659A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kaimai; 貴開米; Yuji Shidara; 裕治設楽
Original assignee: Japan Energy Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 2006-09-20
Filing date: 2006-09-20
Publication date: 2008-04-03

Abstract

【課題】芳香族分が多く且つ硫黄分が少ない基油や芳香族分及び硫黄分を含まない基油を基油としつつも、泡立ち性が低減された潤滑油組成物を提供する。
【解決手段】飽和分が90質量％以上で、硫黄分が0.03質量％以下で、粘度指数が80以上である鉱油系基油及びポリアルファオレフィンからなる群から選択される少なくとも一種の基油に、パーフルオロアルキル基含有シリコーンオイルを1〜20質量ppm添加してなる潤滑油組成物である。前記基油は、40℃での動粘度が7〜150mm²/sで、硫黄分が30質量ppm以下で、ｎ−ｄ−Ｍ環分析による％ＣＡが3以下であることが好ましく、前記パーフルオロアルキル基含有シリコーンオイルは、25℃での動粘度が1000〜5000mm²/sであることが好ましい。
【選択図】なし

Description

本発明は、潤滑油組成物、特に泡立ち性の低い潤滑油組成物に関するものである。

一般に、潤滑油は、添加剤として極性化合物を含むため、使用中に泡立つことがある。ここで、使用中に潤滑油が泡立った場合、潤滑油の圧縮性が増大するため、油圧作動が不良となったり、油圧ポンプの効率が低下したり、摩擦部への給油が不十分となり、摩耗、焼き付き等が発生したり、潤滑油と空気の接触面積が増加して、潤滑油の酸化が促進される等の問題が発生する。そのため、通常の潤滑油には、消泡剤が添加されている。

上記消泡剤としては、ジメチルポリシロキサン構造を有するシリコーンオイルが汎用されており、通常、基油に1〜15ppmの量で添加されている。なお、低粘度の基油（具体的には、40℃での動粘度が15mm²/s以下）に対しては、高粘度のシリコーンオイルが効果的であり、一方、高粘度の基油に対しては、低粘度のシリコーンオイルが効果的である。

また、上記ジメチルポリシロキサン構造を有するシリコーンオイルの他にも、種々の消泡剤が知られており、例えば、特開平１０−８８１６６号には、特定の分子構造を有するポリエーテル化合物を含む制泡剤が開示されており、更に、特開２００５−１６２８８３号には、ポリエーテル変性シリコーンオイル及び／又は平均分子量が80000以上のシリコーンオイルを鉱油系の基油に添加することで、潤滑油組成物の泡立ちを抑制できることが開示されている。

一方、昨今、環境への影響を低減するために、潤滑油の基油として、ＡＰＩ（American Petroleum Institute）基油分類のグループＩＩ基油、グループＩＩＩ基油等の鉱物系の高精製基油や、グループＩＶ基油等の合成系基油が幅広く使用されるようになってきている（非特許文献１及び２参照）。

特開平１０−８８１６６号特開２００５−１６２８８３号公報長富悦史，「自動車用エンジン油における基油の技術動向」，月刊トライボロジー，ｐ．１２−１４，２００５年１２月吉田俊男，「基油に関する基礎知識」，ＰＥＴＲＯＴＥＣＨ，第２７巻，第１１号，ｐ．３５−４２，２００４年

しかしながら、本発明者らが検討したところ、ＡＰＩ基油分類のグループＩＩ基油、グループＩＩＩ基油は、飽和分が多く、芳香族分が少ないため、また、グループＩＶ基油は、芳香族分を含まないため、ジメチルポリシロキサン構造を有する現行のシリコーンオイル等では、泡立ち性を充分に抑制できないことが分かった。

そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、ＡＰＩ基油分類のグループＩＩ基油、グループＩＩＩ基油、グループＩＶ基油等の芳香族分が多く且つ硫黄分が少ない基油や芳香族分及び硫黄分を含まない基油を基油としつつも、泡立ち性が低減された潤滑油組成物を提供することにある。

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、ＡＰＩ基油分類のグループＩＩ基油、グループＩＩＩ基油及びグループＩＶ基油から選択される基油に、パーフルオロアルキル基を含有するシリコーンオイルを1〜20質量ppm添加することで、泡立ち性の非常に低い潤滑油組成物が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明の潤滑油組成物は、飽和分が90質量％以上で、硫黄分が0.03質量％以下で、粘度指数が80以上である鉱油基油及びポリアルファオレフィンからなる群から選択される少なくとも一種の基油に、パーフルオロアルキル基含有シリコーンオイルを1〜20質量ppm添加してなることを特徴とする。

本発明の潤滑油組成物において、前記基油は、40℃での動粘度が7〜150mm²/sであることが好ましく、硫黄分が30質量ppm以下であることが好ましく、ｎ−ｄ−Ｍ環分析による％ＣＡが3以下であることが好ましい。

本発明の潤滑油組成物において、前記パーフルオロアルキル基含有シリコーンオイルは、25℃での動粘度が1000〜5000mm²/sであることが好ましい。

本発明によれば、ＡＰＩ基油分類のグループＩＩ基油、グループＩＩＩ基油、グループＩＶ基油等の芳香族分が多く且つ硫黄分が少ない基油や芳香族分及び硫黄分を含まない基油を基油とし、パーフルオロアルキル基含有シリコーンオイルを1〜20質量ppm含む、泡立ち性の非常に低い潤滑油組成物を提供することができる。

以下に、本発明を詳細に説明する。本発明の潤滑油組成物は、飽和分が90質量％以上、好ましくは98質量％以上で、硫黄分が0.03質量％以下で、粘度指数が80以上、好ましくは100以上である鉱油系基油及びポリアルファオレフィンからなる群から選択される少なくとも一種の基油に、パーフルオロアルキル基含有シリコーンオイルを1〜20質量ppm添加してなることを特徴とする。

上述のように、上記鉱油系基油は、飽和分が多く、芳香族分が少ないため、また、上記ポリアルファオレフィンは、芳香族分を含まないため、ジメチルポリシロキサン構造を有する現行のシリコーンオイル等を添加しても、泡立ち性を十分に抑制することができない。しかしながら、本発明の潤滑油組成物に用いるシリコーンオイルは、パーフルオロアルキル基を含有するため、表面張力が低く、高い消泡性を有する。そのため、パーフルオロアルキル基含有シリコーンオイルが添加された本発明の潤滑油組成物は、芳香族分が少ない鉱油及び／又は芳香族分を含まない合成油を基油とするものの、泡立ち性が充分に低減されている。

本発明の潤滑油組成物の基油は、飽和分が90質量％以上で、硫黄分が0.03質量％以下で、粘度指数が80以上である鉱油基油及びポリアルファオレフィンからなる群から選択される。該基油としては、ＡＰＩ基油分類のグループＩＩ基油、グループＩＩＩ基油、グループＩＶ基油を使用することができる。ＡＰＩ基油分類のグループＩＩ基油は、飽和分が90質量％以上で、硫黄分が0.03質量％以下で、粘度指数が80〜120の鉱油系基油であり、グループＩＩＩ基油は、飽和分が90質量％以上で、硫黄分が0.03質量％以下で、粘度指数が120以上の鉱油系基油であり、グループＩＶ基油は、合成系基油のポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）である。これら基油は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。

上記鉱油系基油は、原油を常圧蒸留及び減圧蒸留して得られた潤滑油留分に対して、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、水素化脱ろう、溶剤脱ろう、水素化精製、硫酸洗浄、白土処理の１種又は２種以上の精製手段を適宜組み合わせて製造することができる。該鉱油系基油は、飽和分が90質量％以上で、硫黄分が0.03質量％以下であるため、環境への影響が小さく、また、粘度指数が80以上であるので、温度変化による粘度の変化が充分に小さい。一方、上記ポリアルファオレフィンは、１種のα-オレフィンを単独重合させたり、２種以上のα-オレフィンを共重合させることで製造することができる。該ポリアルファオレフィンは、環境への影響が非常に小さく、また、温度変化による粘度変化も充分に小さい。

本発明の潤滑油組成物の基油は、40℃での動粘度が7〜150mm²/sであることが好ましい。基油の40℃での動粘度が7mm²/s以上であれば、基油の溶解力が低下して消泡剤が溶解し過ぎることがなく、消泡効果が十分に得られ、一方、150mm²/s以下であれば、基油の粘度が適度に低いため、消泡剤が適度に分散されるため、消泡効果を長期間持続することができる。

本発明の潤滑油組成物の基油は、硫黄分が30質量ppm以下であることが好ましい。基油の硫黄分が30質量ppm以下であれば、潤滑油組成物の環境への影響を充分に低減することができる。

本発明の潤滑油組成物の基油は、ｎ−ｄ−Ｍ環分析による％ＣＡが3以下、特には1以下であることが好ましい。

本発明の潤滑油組成物に用いるパーフルオロアルキル基含有シリコーンオイルは、シロキサン単位を複数有し、且つパーフルオロアルキル基を含有する。なお、パーフルオロアルキル基は、ケイ素原子に直接結合しているよりも、アルキレン基を介してケイ素原子に結合している方が好ましい。上記パーフルオロアルキル基含有シリコーンオイルとして、具体的には、下記一般式(I)：

［式中、ｘは50〜500であり、ｙは50〜300であり、但し、ｘ＋ｙは100〜600であり、また、ｐは1〜20であり、ｑは1〜10であり、ｒは２ｑ＋１である］で表わされる化合物が好ましい。

上記パーフルオロアルキル基含有シリコーンオイルは、25℃での動粘度が1000〜5000mm²/s、特には2000〜3000mm²/sであることが好ましい。パーフルオロアルキル基含有シリコーンオイルの25℃での動粘度が1000mm²/s以上であれば、基油に消泡剤が溶解し過ぎることがなく、消泡効果が十分に得られ、一方、5000mm²/s以下であれば、基油中に消泡剤が適度に分散されるため、消泡効果を長期間持続することができる。

本発明の潤滑油組成物における上記パーフルオロアルキル基含有シリコーンオイルの含有量は、1〜20質量ppmの範囲であり、好ましくは、5〜15質量ppmの範囲である。パーフルオロアルキル基含有シリコーンオイルの含有量が1質量ppm未満では、潤滑油組成物の泡立ち性を十分に低減することができず、一方、20質量ppmを超えると、潤滑油組成物に白濁が生じることがある。また、パーフルオロアルキル基含有シリコーンオイルの含有量が5〜15質量ppmの範囲であれば、潤滑油組成物の白濁を確実に防止しつつ、泡立ち性を大幅に低減することができる。

本発明の潤滑油組成物は、必要に応じて、酸化防止剤、耐摩耗剤、防錆剤、清浄分散剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、無灰系分散剤、金属不活性剤、金属系清浄剤、油性剤、界面活性剤、摩擦調整剤、腐食防止剤等を更に含有してもよい。ここで、酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤等が挙げられ、耐摩耗剤としては、リン酸エステル系耐摩耗剤等が挙げられ、防錆剤としては、アルケニルコハク酸エステル系防錆剤等が挙げられる。

本発明の潤滑油組成物は、上述のように泡立ち性が低いため、種々の潤滑油として好適に使用することができる。より具体的には、本発明の潤滑油組成物は、油圧作動油、圧縮機油、工作機械油、金属加工油、軸受油、ギヤー油、冷凍機油及びタービン油等の工業用潤滑油、並びに自動車用潤滑油及び船舶用潤滑油等として好適に使用できる。

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

表１に示す性状のＡＰＩ基油分類グループＩ〜ＩＶの鉱油系基油及び合成系基油のそれぞれに、フェノール系酸化防止剤［ジ‐tert‐ブチル‐p‐クレゾール］0.5質量％、リン酸エステル系耐摩耗剤［トリクレジルフォスフェート］1.0質量％、アルケニルコハク酸エステル系防錆剤0.05質量％、及び一般的なポリジメチルシロキサンである信越化学製シリコーンオイルＫＦ９６Ｈ−５万［25℃での動粘度：50000mm²/s］8質量ppmを添加して、潤滑油組成物を調製した。次に、得られた潤滑油組成物に対して、下記の方法で、泡立ち試験を行った。結果を表２に示す。なお、動粘度、粘度指数はＪＩＳＫ２２８３、飽和分はＡＳＴＭＤ２００７、ｎ-ｄ-Ｍ環分析はＡＳＴＭＤ３２３８、硫黄分はＪＩＳＫ２５４１にそれぞれ準拠して測定した。

（１）泡立ち試験
ＪＩＳＫ２５１８に準拠して、24℃及び93.5℃であわ立ち度（mL）及びあわ安定度（mL）を測定した。

表２から、ＡＰＩ基油分類グループＩＩ、ＩＩＩ又はＩＶの基油を用いた比較例２、３及び４の潤滑油組成物は、特に24℃でのあわ立ち度が大きいことが分かる。

次に、表１に示す性状の基油Ｂ、Ｃ又はＤに、信越化学製シリコーンオイルＫＦ９６Ｈ−５万に代えて、パーフルオロアルキル基含有シリコーンオイル［信越化学製ＦＡ−６３０, 25℃での動粘度：2500mm²/s, 上記一般式(I)で表わされ、ｘ＝50〜500、ｙ＝50〜300、ｘ＋ｙ＝100〜600、ｐ＝2、ｑ＝4のシリコーンオイル］、ポリエーテル変性シリコーンオイル［信越化学製ＫＦ−６１５Ａ, 25℃での動粘度：1000mm²/s］、特殊シリコーンオイル［ＭＯＮＺＩＮＧＧＲＯＵＰ製ＦＯＡＭＢＡＮ３６３３Ｅ, 25℃での動粘度：200mm²/s］を表３に示す量添加して潤滑油組成物を調製し、得られた潤滑油組成物に対して、泡立ち試験を行った。結果を表３に示す。

表３から明らかなように、パーフルオロアルキル基含有シリコーンオイルを添加することで、潤滑油組成物の24℃でのあわ立ち度を大幅に低減することができる。一方、ポリエーテル変性シリコーンオイル及び特殊シリコーンオイルは、パーフルオロアルキル基含有シリコーンオイルよりも泡立ち性の低減効果が小さかった。

Claims

飽和分が90質量％以上で、硫黄分が0.03質量％以下で、粘度指数が80以上である鉱油系基油及びポリアルファオレフィンからなる群から選択される少なくとも一種の基油に、
パーフルオロアルキル基含有シリコーンオイルを1〜20質量ppm添加してなる潤滑油組成物。
前記基油は、40℃での動粘度が7〜150mm²/sで、硫黄分が30質量ppm以下で、ｎ−ｄ−Ｍ環分析による％ＣＡが3以下であることを特徴とする請求項１に記載の潤滑油組成物。
前記パーフルオロアルキル基含有シリコーンオイルは、25℃での動粘度が1000〜5000mm²/sであることを特徴とする請求項１に記載の潤滑油組成物。