JP2015105289A - 工業用ギヤ油組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】工業用ギヤ油組成物の摩擦係数の低減し、かつ耐摩耗性を維持する。【解決手段】潤滑基油の鉱物油及び／又はパラフィン系合成油に、摩擦調整剤として有機モリブデン化合物及びジチオカーバメート系化合物を含有させる。【選択図】なし

Description

本発明は、工業用ギヤ油組成物に関し、産業用機械等に使用される歯車装置に好適に用いることができる工業用ギヤ油組成物に関する。

近年、工業用ギヤ油には、産業用機械等の省エネルギー化、オイル交換寿命の延長が求められている。

省エネルギー化は、ＣＯ_２発生抑制、電力コスト削減を目的として、ギヤオイルの摩擦係数の低減が求められている。一方、工業用ギヤ油としては、保全担当者の減少に伴うメンテナンス作業の低減、またはメンテナンス費用の削減を目的として、オイル交換寿命の延長が求められている。

工業用ギヤ油としては、産業用機械等の省エネルギータイプのものとして、摩擦係数を低減したものが販売されているが、更なる摩擦係数の低減が求められている。

摩擦係数を低減する方法としては、一般に、工業用ギヤ油に有機モリブデン化合物を添加する方法がある。また、極圧性を確保する方法としては、有機モリブデン化合物と共に、硫黄−リン系極圧剤を添加する方法（例えば、特許文献１、２参照。）やアルカリ金属ホウ酸塩水和物を添加する方法（例えば、特許文献３参照。）がある。

しかしながら、これらの方法では、有機モリブデンの効果、即ち摩擦係数を低減する効果が十分に得られなくなってしまう。

一方、オイル交換寿命を延長するには、オイルの酸化劣化を抑制すると共に、長期使用時の耐摩耗性能の維持が必要となる。

オイルの酸化劣化を抑制したギヤ油としては、ポリαオレフィンなど合成油を基油としたものが市販されている。

しかしながら、このようなギヤ油は、摩擦係数が高く、省エネルギー効果が十分得られないといった問題がある。更に、摩擦係数が高い場合は、油温上昇による粘度低下、添加剤成分の劣化促進のため、長期使用による耐摩耗性が低下する問題がある。

また、省エネルギータイプのギヤ油は、長期間使用すると、添加剤の消費及び劣化により、耐摩耗性が低下する。このようなギヤ油は、耐摩耗性が低下することにより、摩耗粉が増加し、ギヤオイル交換周期が短くなるといった問題がある。

そこで、工業用ギヤ油としては、摩擦係数の低減効果に優れ、長期間の使用においても耐摩耗性を維持できることが望まれている。

特開２０１０−９５６９１号公報 特開２０１１−６６３５号公報 特開平６−２２０４７５号公報

そこで、本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、摩擦係数の低減に優れ、かつ長期間使用しても耐摩耗性を維持できる工業用ギヤ油組成物を提供することを目的とする。

上述した目的を達成する本発明に係る工業用ギヤ油組成物は、潤滑基油と、摩擦調整剤として有機モリブデン化合物及びジチオカーバメート系化合物とを含有することを特徴とする。

本発明では、有機モリブデンとともにジチオカーバメート系化合物が含有されていることによって摩擦係数の低減に優れ、かつ長期間使用しても耐摩耗性を維持することができる。

実施例及び比較例のＳＲＶ試験による摩擦係数の測定結果を示す図である。 実施例及び比較例のＬＦＷ−１による耐摩耗性評価の結果を示す図である。

以下に、本発明を適用した工業用ギヤ油組成物について詳細に説明する。なお、本発明は、特に限定がない限り、以下の詳細な説明に限定されるものではない。

工業用ギヤ油組成物は、例えば産業機械用の増速機や減速機の歯車装置に用いられ、歯車装置の摩擦係数の低減及び低摩擦係数を維持し、歯車装置の省エネルギー化を実現することができる。また、工業用ギヤ油組成物では、長期間使用しても耐摩耗性を維持し、寿命を延長することができ、長期間使用することができる。

このような工業用ギヤ油組成物（以下、単にギヤ油組成物という）は、潤滑基油として鉱物油及び／又はパラフィン系合成油と、摩擦調整剤として有機モリブデン化合物及び摩擦調整補助剤としてジチオカーバメート系化合物とを含有する。

（潤滑基油）
潤滑基油には、特に限定されず、工業用ギヤ油組成物に用いられる一般的な基油を用いることができる。例えば、鉱物油、パラフィン系合成油等を用いることができる。

鉱物油は、特に限定されず、工業用ギヤ油組成物に用いる一般的なものを用いることができ、例えば原油の潤滑油留分を精製して得られた精製油、又は精製後に更に深脱ロウ処理した深脱ロウ油を用いることができる。

パラフィン系合成油としては、ポリαオレフィン、エチレン−α−オレフィンオリゴマー等を用いることができる。

潤滑基油の含有量は、特に限定されないが、後述する摩擦調整剤やその他の添加剤以外は潤滑基油であり、一般的にギヤ油組成物全体に対して９０重量％以上である。

（摩擦調整剤）
摩擦調整剤は、ギヤ油組成物の摩擦係数を低減し、低い摩擦係数を維持し、かつ長期間の耐摩耗性を得るために添加する。

（摩擦調整補助剤）
摩擦調整補助剤は、摩擦調整剤と組み合わせることにより、摩擦調整剤の性能維持、向上させる。

摩擦調整剤には、少なくとも有機モリブデン化合物及びジチオカーバメート系化合物を用いる。

有機モリブデン化合物としては、特に限定されないが、摩擦係数低減効果、潤滑基油との相溶性等からジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン（ＭｏＤＴＣ）又はジアルキルジチオリン酸モリブデン（ＭｏＤＴＰ）が好ましい。

有機モリブデン化合物は、ギヤ油組成物中のモリブデンの含有量が５０ｐｐｍ〜５００ｐｐｍとなるように添加する。モリブデンの含有量が５０ｐｐｍ未満の場合には、有機モリブデン化合物の摩擦係数の低減効果が得られず、ギヤ油組成物の摩擦係数を十分に下げることができない。一方、モリブデンを５００ｐｐｍ含有させれば、ギヤ油組成物の摩擦係数を低減させることができ、５００ｐｐｍよりも多く含有させても不経済となることから５００ｐｐｍ以下となるように有機モリブデン化合物を添加することが好ましい。

ジチオカーバメート系化合物は、一般的に、酸化防止剤として使用されているが、有機モリブデン化合物と併用することにより、有機モリブデン化合物を単独で使用した場合よりも、摩擦係数の低減効果を向上させ、低摩擦係数を維持でき、かつ長期間使用しても耐摩耗性を維持することができる。これは、ジチオカーバメート系化合物が有機モリブデン化合物の金属表面での反応を活性化させることができるからである。つまり、有機モリブデンがジチオカーバメート系化合物と共に添加されていることによって、摩擦等の熱により有機モリブデン化合物が、ＭｏＳ_２へと熱分解されるのを促進し、摩擦係数の低減効果を向上及び維持させることができ、かつ耐摩耗性も維持することができる。

ジチオカーバメート系化合物としては、例えばメチレンビス（ジブチルジチオカーバメート）、ジチオカルバミン酸亜鉛（ＺｎＤＴＣ）を挙げることができ、メチレンビス（ジブチルジチオカーバメート）を用いることが好ましい。

ジチオカーバメート系化合物の含有量は、ギヤ油組成物全体に対して０．１〜２．０重量％であることが好ましい。含有量が０．１重量％未満の場合には、有機モリブデン化合物との相乗効果が発揮されず、摩擦係数が低減せず、耐摩耗性の維持が十分ではなくなってしまう。一方、含有量が２．０重量％であれば有機モリブデン化合物との相乗効果は十分に得られる。したがって、ジチオカーバメート系化合物を２．０重量％よりも大きく含有させることは不経済となるため含有量は２．０重量％以下とすることが好ましい。

（その他）
ギヤ油組成物には、上述した潤滑基油、摩擦調整剤の他に、本発明の目的を損なわない範囲で必要に応じて各種公知の添加剤を添加することができる。例えば、酸化防止剤、油性剤、清浄分散剤、さび止め剤、金属不活性剤、流動点降下剤、泡消剤、抗乳化剤等が挙げられる。

（ギヤ油組成物の製造方法）
以上のような構成からなるギヤ油組成物の製造方法は、特に限定されず、ギヤ油組成物の一般的な製造方法で製造することができる。

例えば、潤滑基油に、摩擦調整剤の有機モリブデン化合物と摩擦調整補助剤のジチオカ

ーバメート系化合物と、更に必要に応じて各種の添加剤とを加えて混合撹拌することにより、ギヤ油組成物を得ることができる。

以上のような構成からなるギヤ油組成物は、潤滑基油に、有機モリブデン化合物とジチオカーバメート系化合物とを組合せた摩擦調整剤を含有することによって、有機モリブデン化合物のみを用いた場合よりも摩擦係数の低減効果が向上し、及び低摩擦係数、耐摩耗性を維持することができる。したがって、ギヤ油組成物は、低摩擦係数を維持でき、長期間使用しても耐摩耗性に優れているため、長寿命であり、歯車装置の省エネルギー化を実現することができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施例について説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。

実施例１では、潤滑基油には鉱物油として商品名ブライトストック（ＪＸ日鉱日石社製）、及び商品名ニュートラルラック５００（ＪＸ日鉱日石社製）を用い、摩擦調整剤には、ＭｏＤＴＰとジチオカーバメートのメチレンビス（ジブチルジチオカーバメート）（バンダービルト社製）を用い、その他、酸化防止剤等を用いた。実施例１では、潤滑基油に摩擦調整剤等を表１に示す配合となるように添加し、混合して工業用ギヤ油組成物を作製した。なお、表１に示す配合比は、重量比で示した。実施例２〜５では、表１に示すように配合比を変えた以外は実施例１と同様に工業用ギヤ油組成物を作製した。

比較例１及び比較例２は、表２に示す材料及び配合により工業用ギヤ油組成物を作製し、比較例３〜比較例５は市販されている工業用ギヤ油組成物を用いた。比較例１の摩擦調整剤は、ＭｏＤＴＣとして有機モリブデン化合物のモリブデンジチオフォスフェート系ＦＭ剤（三洋化成工業株式会社製）を用いた。比較例３は、鉱物油系であり、モリブデンの含有量が１３０ｐｐｍのものである。比較例４は、鉱物油系であり、モリブデンが含有されていないものである。比較例５は、ポリαオレフィン系であり、モリブデンが含有されていないものである。

なお、表１及び表２中、硫黄リン系極圧剤１には、日本ルーブリゾール株式会社製のものを用い、硫黄リン系極圧剤２には、ＡＦＴＯＮ ＣＨＥＭＩＣＡＬ社製のものを用いた。

また、実施例及び比較例について、ＡＳＴＭ−Ｄ−２７１４−９４に準拠する方法（ＬＦＷ−１摩擦試験）で、摩耗痕幅の測定を行った。実験条件は、ブロックの材質ＳＡＥ０１ Ｈ６０、リングの材質ＳＡＥ４６２０、回転数５４８ｒｐｍ、油温８０℃で摩擦試験を３０分間行い、ブロックの摩耗痕幅を測定した。

劣化油とは、潤滑油酸化安定度試験機（ＩＳＯＴ）を用いて、１５０℃、４８時間で酸化劣化を促進させた試料を用いた。新油は、酸化劣化をさせていないものである。

実施例及び比較例について摩擦係数の測定（ＳＲＶ試験）を行った。摩擦係数の測定はＯＰＴＩＭＯＬ社製ＳＲＶ試験機を使用した。試験片には、シリンダー（Φ１５×２２ｍｍ）材質１００ＣＲ６、ディスク（Φ２４×７．９ｍｍ）材質１００ＣＲ６を用いた。試験条件は、荷重４００Ｎ、振動数５０Ｈｚ、振幅１．５ｍｍ、試験温度４０℃、６０℃、８０℃、１００℃、１２０℃を段階的に上昇させ、各試験時間を５分間とし、各温度での運転後の摩擦係数を測定した。

ＬＦＷ−１摩擦試験及び摩擦係数試験の結果を表３及び表４に示す。

図１、図２及び表３、４に示す結果から、比較例１のように、硫黄リン系極圧剤とジアルキルジチオカルバミン酸モリブデンとを含有させた場合には、ＬＦＷ−１試験において摩耗比が１．０６となり、酸化劣化後の耐摩耗性は良好となった。しかしながら、図１に示すようにＳＲＶ試験において、摩擦係数の低減開始が、１２０℃まで、発現せず、その他の温度では、高い摩擦係数を示している。

また、比較例２のように、硫黄リン系極圧剤とジアルキルジチオリン酸モリブデンとを含有させた場合には、ＬＦＷ−１試験において摩耗比が１．４２となり、酸化劣化後の耐摩耗性の低下が認められる。また、ＳＲＶ試験においても、摩擦係数が高かった。

また、比較例３〜５のように市販油の場合においても、酸化劣化後の耐摩耗性と摩擦係数の低減効果の両立は認められなかった。

これらの比較例に対して、ジアルキルジチオリン酸モリブデンとメチレンビス（ジブチルジチオカーバメート）とを含有する実施例１〜５では、図１に示すようにＳＲＶ試験において、温度の高低に関わらず摩擦係数の低減効果が認められ、広い温度範囲において摩擦係数の低減効果が認められ、広い温度範囲において摩擦係数の低減効果が認められた。また、図２に示すようにＬＦＷ−１試験において摩耗比が１．０４〜１．０６と小さかった。これらの結果から、摩擦係数調整剤として有機モリブデンとジチオカーバメート系化合物とを組み合わせて添加することにより、摩擦係数を低減でき、低い摩擦係数を維持でき、且つギヤ油組成物が劣化した場合においても耐摩耗性を維持できることがわかる。

Claims (4)

1. 潤滑基油と、摩擦調整剤として有機モリブデン化合物及びジチオカーバメート系化合物とを含有することを特徴とする工業用ギヤ油組成物。
2. 上記ジチオカーバメート系化合物を０．１〜２．０重量％含有することを特徴とする請求項１記載の工業用ギヤ油組成物。
3. 上記有機モリブデン化合物は、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン又はジアルキルジチオリン酸モリブデンであり、
   モリブデンの含有量が５０ｐｐｍ〜５００ｐｐｍであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の工業用ギヤ油組成物。
4. 上記潤滑基油は、鉱物油及び／又はパラフィン系合成油であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の工業用ギヤ油組成物。

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