JP2011068801A

JP2011068801A - 潤滑油組成物

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Publication number: JP2011068801A
Application number: JP2009222028A
Authority: JP
Inventors: Hajime Nakao; 元中尾; Teppei Tsujimoto; 鉄平辻本; Koji Beppu; 幸治別府; Toshio Yoshida; 俊男吉田; Shozaburo Konishi; 正三郎小西
Original assignee: JX Nippon Oil and Energy Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 2009-09-28
Filing date: 2009-09-28
Publication date: 2011-04-07
Anticipated expiration: 2029-09-28
Also published as: JP5489615B2; WO2011036919A1

Abstract

【課題】低摩擦性、低温貯蔵安定性に優れ、かつ引火点の高い潤滑油組成物、特に位置決め性の優れたすべり案内面用潤滑油として有用な潤滑油組成物を提供する。
【解決手段】潤滑油基油に、下記一般式（１）で表される（Ａ）酸性リン酸エステルが組成物全量基準で０．０２〜０．１質量％、及び下記一般式（２）で表される（Ｂ）脂肪族モノアミンが組成物全量基準で０．００５〜０．１質量％、を含有することを特徴とする潤滑油組成物。
（Ｒ^１Ｏ）_ｍＰ（＝Ｏ）（ＯＨ）_３−ｍ・・・・・・（１）
（式（１）中、Ｒ^１は炭素数４〜８の直鎖アルキル基を示し、ｍは１又は２である。ｍが２の場合、Ｒ^１は同一であっても異なってもよい。）
Ｒ^２ _ｎＮＨ_３−ｎ・・・・・・（２）
（式（２）中、Ｒ^２は炭素数１２〜１８の直鎖アルキル基又は直鎖アルケニル基を示し、ｎは１〜３の整数である。ｎが２又は３の場合、Ｒ^２はそれぞれ同一であっても異なってもよい。）
【選択図】なし

Description

本発明は潤滑油組成物に関し、特に工作機械用として、好適には工作機械のすべり案内面に用いられる潤滑油組成物に関する。

工作機械の加工テーブルなどのすべり案内面用の潤滑油には、加工精度を向上させるために低摩擦性能やスティックスリップの防止、貯蔵安定性、耐腐食性等が要求されている。また、工作機械が設置される場所においては火災に対する安全性の観点から潤滑油は難燃性であることが好ましく、管理する上から消防法の第四石油類の規制対象とならない引火点２５０℃以上の潤滑油が好ましい。
摩擦低減剤として、これまでさまざまな極圧剤や油性剤が用いられてきた。昨今の工作機械においては特に工作精度に対する要求が高まっており、工作精度に重要な影響を与える低速領域における摩擦低減を実現するために、リン酸エステル、酸性リン酸エステル、亜リン酸エステル、カルボン酸、イオウ化合物、アミン類等が用いられている（例えば、特許文献１を参照）。また、酸性リン酸エステルをアルキルアミンで中和することにより安定性を向上させることが試みられていた（例えば、特許文献２を参照）。
また、油性剤の１つとして、モノアミン、ポリアミンおよびアルカノールアミンなどのアミン類を配合してもよいことが多くの特許文献（例えば、特許文献２）に記載され、モノアミンやポリアミンについてはそれらアミン単体の配合が記載され、アルカノールアミンについては酸性リン酸エステルとのアミン塩やカルボン酸とのアミドなど、塩を形成する化合物として用いる方法が記載されている（例えば、特許文献３）。
このように様々な潤滑性向上剤が検討され、摩擦性能や耐ステイン性など長期に亘っての性能の向上や維持がなされてきたが、すべり案内面油では位置決め精度など、さらなる改良が求められている。また、火災に対する安全性に関しては未だ十分とは言えず、引火点が２５０℃未満の製品が多く見受けられる。

特開平８−１３４４８８号公報特開２００７−２３８７６４号公報特開２００８−０１３６８８号公報

しかしながら、これらの従来技術の潤滑油組成物におけるりん酸エステル化合物やアミン化合物などの添加剤は初期の摩擦性能や工作機械の位置決め性能は向上してきたものの、リン酸などの酸性成分が鉄を使用する摺動面に腐食を発生させるなど、工作機械における加工精度を悪化させる原因となり、装置の使用が進むにつれて位置決め精度が悪化する傾向にあった。

これまで酸性リン酸エステルをアミンで中和することにより耐腐食性の向上や貯蔵安定性の向上が試みられてきたが、従来の添加剤の配合量及び組み合わせにおいては長期にわたって腐食性や位置決め性能を維持し続けることは困難であった。そのため長期間に亘って優れた摩擦性能を有し、位置決め性能を維持し続け、腐食の発生を抑えることの出来る油剤が必要とされている。一方、管理上の問題から、消防法の第四石油類の規制対象とならない引火点が２５０℃以上の潤滑油組成物が望まれている。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、低摩擦性、位置決め性、低温貯蔵安定性に優れ、かつ引火点の高い潤滑油組成物を提供することにあり、さらには耐腐食性能にも優れた潤滑油組成物をも提供することにある。

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、潤滑油基油に、特定の酸性リン酸エステル化合物および特定の脂肪族モノアミン化合物を含有する潤滑油組成物により上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下のとおりである。

［Ｉ］潤滑油基油に、（Ａ）成分として下記一般式（１）で表される酸性リン酸エステルが組成物全量基準で０．０２〜０．１質量％、及び（Ｂ）成分として下記一般式（２）で表される脂肪族モノアミンが組成物全量基準で０．００５〜０．１質量％、を含有することを特徴とする潤滑油組成物。
（Ｒ^１Ｏ）_ｍＰ（＝Ｏ）（ＯＨ）_３−ｍ・・・・・・（１）
（式（１）中、Ｒ^１は炭素数４〜８の直鎖アルキル基を示し、ｍは１又は２である。ｍが２の場合、Ｒ^１は同一であっても異なってもよい。）
Ｒ^２ _ｎＮＨ_３−ｎ・・・・・・（２）
（式（２）中、Ｒ^２は炭素数１２〜１８の直鎖アルキル基又は直鎖アルケニル基を示し、ｎは１〜３の整数である。ｎが２又は３の場合、Ｒ^２はそれぞれ同一であっても異なってもよい。）

［II］前記（Ａ）成分と前記（Ｂ）成分の反応生成物をさらに含有することを特徴とする前記［Ｉ］に記載の潤滑油組成物。

［III］工作機械のすべり案内面に用いられることを特徴とする前記［Ｉ］又は［II］に記載の潤滑油組成物。

［IV］引火点が２５０℃以上であることを特徴とする前記［Ｉ］〜［III］のいずれかに記載の潤滑油組成物。

本発明の潤滑油組成物は、位置決め性が高く、貯蔵安定性に優れ、かつ引火点が高い。したがって、本発明の潤滑油組成物は、工作機械の動作の安定化、長寿命化、及び安全性などの点で非常に有用である。

以下、本発明について説明する。

本発明で用いられる潤滑油基油としては特に制限はないが、鉱油、油脂および合成油を挙げることができる。
鉱油系基油としては、その製法に特に制限はなく、例えば、原油を常圧蒸留およ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、溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化精製、硫酸洗浄、白土処理等の精製手段を１種もしくは２種以上適宜組み合わせて適用して得られるパラフィン系またはナフテン系の鉱油を挙げることができる。

油脂としては、例えば、牛脂、豚脂、大豆油、菜種油、米ぬか油、ヤシ油、パーム油、パーム核油、あるいはこれらの水素添加物などが挙げられる。また、遺伝子組み換え技術を利用してオレイン酸含有量を高くした前記油脂も好適に使用できる。

合成油としては、例えば、ポリ−α−オレフィン（エチレン−プロピレン共重合体、ポリブテン、１−オクテンオリゴマー、１−デセンオリゴマー、これらの水素化物など）、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、モノエステル（ブチルステアレート、オクチルラウレートなど）、ジエステル（ジトリデシルグルタレート、ジ−２−エチルヘキシルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジ−２−エチルヘキシルセパケートなど）、ポリエステル（トリメリット酸エステルなど）、ポリオールエステル（トリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンペラルゴネート、ペンタエリスリトール−２−エチルヘキサノエート、ペンタエリスリトールペラルゴネートなど）、ポリオキシアルキレングリコール、ポリフェニルエーテル、ジアルキルジフェニルエーテル、リン酸エステル（トリクレジルホスフェートなど）、含フッ素化合物（パーフルオロポリエーテル、フッ素化ポリオレフィンなど）、シリコーン油などが例示できる。

潤滑油基油としては、鉱油、油脂および合成油の中から選ばれた１種を単独で又は２種以上組み合わせて配合して使用することができる。

本発明で用いられる潤滑油基油の粘度については特に制限はないが、４０℃における動粘度が１０〜７００ｍｍ^２／ｓの範囲にあるものが好ましく、１５〜５００ｍｍ^２／ｓの範囲にあるものがより好ましい。また、本発明の潤滑油組成物における潤滑油基油の含有量は特に限定されるものではないが、組成物全量基準で５０〜９９．９８質量％の範囲であることが好ましい。

本発明の潤滑油組成物における（Ａ）成分のリン化合物は、具体的には、モノアルキル酸性リン酸エステル、ジアルキル酸性リン酸エステル、及びこれらの混合物が挙げられる。これらのアルキル酸性リン酸エステルのアルキル基は、直鎖状のアルキル基であり、炭素数４〜８、好ましくは６〜８のアルキル基である。また、ジアルキル酸性リン酸エステルの２つのアルキル基の炭素数は同一でもよく異なっていても良い。
炭素数が４未満及び炭素数が８を超えると、位置決め性能が劣って好ましくない。

この炭素数４〜８の直鎖アルキル基としては、具体的には、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基である。

（Ａ）成分として好ましい化合物としては、具体的には、モノｎ−ブチルアシッドホスフェート、モノｎ−ペンチルアシッドホスフェート、モノｎ−ヘキシルアシッドホスフェート、モノｎ−ヘプチルアシッドアシッドホスフェート、モノｎ−オクチルアシッドホスフェート、ジｎ−ブチルアシッドホスフェート、ジｎ−ペンチルアシッドホスフェート、ジｎ−ヘキシルアシッドホスフェート、ジｎ−ヘプチルアシッドアシッドホスフェート、ジｎ−オクチルアシッドホスフェートなどが挙げられる。

本発明の潤滑油組成物において、（Ａ）成分の酸性リン酸エステルの含有量は、組成物全量基準で０．００５〜０．１質量％であり、低摩擦性能及び位置決め性能に一層優れる点から、組成物全量基準で、好ましくは０．０１質量％以上である。また、得られるすべり案内面用潤滑油組成物の耐腐食性に一層優れる点から、また引火点に悪影響を与えない点から、（Ａ）成分の酸性リン酸エステルの含有量は、組成物全量基準で、０．１質量％以下、好ましくは０．０８質量％以下である。

本発明の潤滑油組成物における（Ｂ）成分の脂肪族モノアミンは、炭素数が１２〜１８の直鎖アルキル基及び／又は直鎖アルケニル基を１〜３個有するモノアミンであり、第一級アミン、第二級アミンおよび第三級アミンのいずれであってもよいが、第一級アミンまたは第二級アミンが好ましく、第一級アミンが最も好ましい。
炭素数が１２未満及び炭素数が１８を超えると、位置決め性能が劣って好ましくない。

上記の炭素数１２〜１８の直鎖アルキル基又は直鎖アルケニル基としては、具体的には、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基；ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基のアルケニル基（これらのアルケニル基の二重結合の位置は任意である）などが挙げられる。

本発明の潤滑油組成物において、（Ｂ）成分の脂肪族モノアミンの含有量は、組成物全量基準で０．００５〜０．１質量％であり、金属材料への耐腐食性能に一層優れる点から、組成物全量基準で、好ましくは０．００８質量％以上である。また、低臭気性、溶解性及び引火点に悪影響を与えない点から、（Ｂ）成分の脂肪族モノアミンの含有量は、組成物全量基準で、好ましくは０．０８質量％以下であり、より好ましくは０．０５質量％以下である。

本発明の潤滑油組成物には、位置決め性能などの性能を付与するために前記の（Ａ）成分と（Ｂ）成分の反応生成物をさらに含有することができる。
かかる（Ａ）成分と（Ｂ）成分の反応生成物の含有量は、組成物全量基準で０．００５〜０．１質量％が好ましく、より好ましくは０．００８〜０．０８質量％である。

本発明の潤滑油組成物には、さらにその性能を高めるために、あるいは潤滑油組成物、特に工作機械の摺動面用潤滑油組成物として必要な性能を付与するために潤滑油分野において公知の添加剤を配合することができる。

かかる添加剤としては、例えば、１価アルコール又は多価アルコール、１塩基酸又は多塩基酸、前記アルコールと前記酸とのエステル、一般式（２）で示される脂肪族モノアミン以外のアミン；ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ビスフェノールＡ等のフェノール系化合物、フェニル−α−ナフチルアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ナフチル）−ｐ−フェニレンジアミン等のアミン系化合物等の酸化防止剤；ベンゾトリアゾールやアルキルチアジアゾール等の金属不活性化剤；シリコーン油、フルオロシリコン油等の消泡剤；硫黄を含有するりん酸エステル化合物；アルケニルコハク酸、ソルビタンモノオレート等のさび止め添加剤；ポリメタクリレート等の流動点降下剤；ポリメタクリレート、ポリブテン、ポリアルキルスチレン、オレフィンコポリマー、スチレン−ジエンコポリマー、スチレン−無水マレイン酸コポリマー等の粘度指数向上剤などが挙げられる。

本発明の潤滑油組成物は、位置決め性が高く、貯蔵安定性に優れ、かつ引火点が高い。したがって、本発明の潤滑油組成物は、工作機械の動作の安定化、長寿命化、及び安全性などの点で非常に有用である。
したがって、本発明の潤滑油組成物は、低摩擦性や耐ステイン性が要求される様々な用途で好適に使用される。中でも、工作機械等のすべり案内面（摺動面）用の潤滑油として使用した場合に、本発明の効果がより一層発揮される。

以下、実施例及び比較例に基づき本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。

［実施例１〜９、比較例１〜１７］
表１、表２の各例に示すような組成を有する各種の本発明に係る潤滑油組成物及び比較例のための潤滑油組成物をそれぞれ調製した。各組成物の調製に用いた成分は、以下のとおりである。なお、引火点はＪＩＳＫ２２６５「原油及び石油製品−引火点試験方法（クリーブランド開放式）」に準拠して測定した。

（１）潤滑油基油
基油１：溶剤脱ろう、水素化精製したパラフィン系鉱油（粘度指数９８、硫黄分０．６２質量％、４０℃における動粘度６８．８ｍｍ^２／ｓ、引火点２５６℃）

（２）リン化合物
Ａ１：モノｎ−ヘキシルアシッドホスフェートとジｎ−ヘキシルアシッドホスフェートの混合物（リン含有量：１４．５質量％）
Ａ２：モノｎ−オクチルアシッドホスフェートとジｎ−オクチルアシッドホスフェートの混合物（リン含有量：１１．６質量％）
Ａ３：モノｎ−ラウリルアシッドホスフェートとジｎ−ラウリルアシッドホスフェートの混合物（リン含有量：８．６質量％）
Ａ４：モノｎ−オレイルアシッドホスフェートとジｎ−オリルアシッドホスフェートの混合物（リン含有量：６．６質量％）
Ａ５：ジメチルアシッドホスフェート，ジエチルアシッドホスフェート，ジn-プロピルアシッドホスフェートの混合物。
Ａ６：モノ２−エチルヘキシルアシッドホスフェートとジ２−エチルヘキシルアシッドホスフェートの混合物（リン含有量：１２．０質量％）

（３）脂肪族モノアミン
Ｂ１：ラウリルアミン
Ｂ２：オレイルアミン
Ｂ３：ヘキシルアミン
Ｂ４：イコシルアミン
Ｂ５：ジ−２−エチルヘキシルアミン
Ｂ６：ジ−イソトリデシルアミン

次に、実施例１〜９及び比較例１〜１７の各潤滑油組成物について以下の試験を行った。

＜位置決め精度試験＞
ＮＣ精密旋盤における任意の座標からＺ軸方向に１０秒ごとにプラス方向へ１μｍずつ、計２０回、早送りの速度（２４ｍ／ｍｉｎ）での微小送りを行うように数値制御で指令し、その後続いてマイナス方向に同様の微小送りを行うように指令した。実際の移動量を静電容量型変位計で測定し、数値制御指令に対する旋盤の案内面の応答精度を潤滑油ごとに測定した。
位置決め精度の評価はプラス方向に送った後、マイナス方向に反転させる指令に対し、実際に動き出すまでに必要な指令数を評価値とした。
試験は２５℃にて行い、試験油にて十分に慣らし運転を行った後に各試験油について３回繰り返して測定し、その平均値を求めた。

＜添加剤溶解性試験＞
表１及び表２に記載の組成物を透明なガラス瓶（容量１００ｍＬ）に８０ｍＬ採取し栓をして、遮光した状態で０℃の恒温槽内に３０日放置した。その後外観を目視で確認し、濁りや沈殿が無いものを合格とした。

表１、２に示した結果から明らかなように、実施例１〜９の潤滑油組成物は、比較例１〜１７と比較して、位置決め精度が高く、添加剤の溶解性も良好で、さらに添加剤添加による引火点の低下が小さいことがわかる。

本発明の潤滑油組成物は、位置決め精度が高く、工作機械のすべり案内面用として特に好適である。

Claims

潤滑油基油に、
（Ａ）成分として下記一般式（１）で表される酸性リン酸エステルが組成物全量基準で０．０２〜０．１質量％、及び
（Ｂ）成分として下記一般式（２）で表される脂肪族モノアミンが組成物全量基準で０．００５〜０．１質量％、
を含有することを特徴とする潤滑油組成物。
（Ｒ^１Ｏ）_ｍＰ（＝Ｏ）（ＯＨ）_３−ｍ・・・・・・（１）
（式（１）中、Ｒ^１は炭素数４〜８の直鎖アルキル基を示し、ｍは１又は２である。ｍが２の場合、Ｒ^１は同一であっても異なってもよい。）
Ｒ^２ _ｎＮＨ_３−ｎ・・・・・・（２）
（式（２）中、Ｒ^２は炭素数１２〜１８の直鎖アルキル基又は直鎖アルケニル基を示し、ｎは１〜３の整数である。ｎが２又は３の場合、Ｒ^２はそれぞれ同一であっても異なってもよい。）
前記（Ａ）成分と前記（Ｂ）成分の反応生成物をさらに含有することを特徴とする請求項１に記載の潤滑油組成物。
工作機械のすべり案内面に用いられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の潤滑油組成物。
引火点が２５０℃以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の潤滑油組成物。