JP3956399B2

JP3956399B2 - 高性能潤滑油

Info

Publication number: JP3956399B2
Application number: JP15774895A
Authority: JP
Inventors: 文彦横山
Original assignee: 石川島播磨重工業株式会社
Priority date: 1995-06-23
Filing date: 1995-06-23
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2022-08-08
Also published as: JPH093472A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、高性能潤滑油に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ギヤ油は一般機械の高荷重条件或いは高速高荷重条件等の苛酷な条件下において使用されており、油圧作動油は主に工作機械、車輌、船舶、航空機等の油圧装置において使用されているが、ギヤ油と油圧作動油の何れもパラフィン系鉱油をベースに各種添加剤を配合して製造されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のギヤ油では、歯車の小型化及びコスト削減の為の給油量低減に対応できるだけの十分な耐焼き付き性を有しておらず、また、従来の油圧作動油では、高面圧条件で使用される際の耐摩耗性が不十分であるという不具合があり、近年における各種装置の小型化、高性能化にともない、耐焼き付き性及び耐摩耗性に優れた潤滑油の開発が望まれている。
【０００４】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、既存のギヤ油や油圧作動油よりも耐焼き付き性や耐摩耗性に優れた新規な高性能潤滑油を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ベースオイルとしてパラフィン系鉱油を６０〜７０重量％と、
リン系極圧剤としてパラフィン系鉱油と際立って良好な溶解性を持たない長鎖のアルキル基を有するホスフェート塩系化合物群を２０〜２４重量％と、
分散性及び浸透性を向上する為の界面活性剤として、炭素数８〜１８の脂肪酸アマイド系の非イオン性界面活性剤の単体或いは混合物を５〜８重量％と
を配合したことを特徴とする高性能潤滑油、に係るものである。
【０００６】
更に、金属不活性化剤としてカルシウムスルフォネートを５〜１０重量％配合しても良い。
【０００７】
【作用】
パラフィン系鉱油をベースオイルとして、パラフィン系鉱油と際立って良好な溶解性を持たない長鎖のアルキル基を有するホスフェート塩系化合物群をリン系極圧剤として良好に分散混合すると、一般的な既存ギヤ油と比較して耐焼き付き性が格段に向上される。
【０００８】
ただし、ホスフェート塩系化合物群のパラフィン系鉱油に対する分散性は悪く、実用可能な貯蔵安定性が得られない為、非イオン性界面活性剤を配合して分散性を大幅に向上し、その貯蔵安定性を向上すると共に、耐焼き付き性を一層向上するようにしてある。
【０００９】
また、特に界面活性剤として非イオン性界面活性剤を選定している理由は、金属に対する腐食性が生じないよう考慮した為であり、更に非イオン性界面活性剤の中でも炭素数８〜１８の脂肪酸アマイド系の非イオン性界面活性剤の単体或いは混合物を選定すれば、他の配合物とのマッチングが極めて良好となる。
【００１０】
更に、非イオン性界面活性剤を配合すると、表面張力が著しく低減されて浸透性が大幅に向上されるので、形状的な問題や面圧が高い等の理由で潤滑油が浸透し難いと考えられていた摺動部に対しても潤滑性の高い油を良好に浸透させることが可能となり、油圧作動油として使用した場合における耐摩耗性も向上される。
【００１１】
また、金属不活性化剤としてカルシウムスルフォネートを配合した場合には、特に亜鉛に対する耐腐食性が向上される。
【００１２】
即ち、パラフィン系鉱油及びリン酸エステルの配合物は、良好に分散混合した状態において優れた潤滑性を発揮するが、アルミニウム、銅、鋼に対して良好な耐腐食性を示す一方、亜鉛に対しては腐食性を示す為、潤滑対象物の材質が亜鉛であるような場合に必要に応じてカルシウムスルフォネートを配合すれば良い。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明について実施例をあげて詳細に説明する。
【００１４】
ベースオイルであるパラフィン系鉱油（６４重量％）に、リン系極圧剤としてパラフィン系鉱油と際立って良好な溶解性を持たない長鎖のアルキル基を有するホスフェート塩系化合物群に含まれるリン酸エステル（２２重量％）、分散性及び浸透性を向上する為の界面活性剤として非イオン性界面活性剤であるポリオキシエチレンアルキルアマイド（８重量％）、金属不活性化剤としてカルシウムスルフォネート（６重量％）を夫々良好に分散配合して高性能潤滑油を得る。
【００１５】
このようにして得られた高性能潤滑油の耐焼き付き性について、一般的な既存ギヤ油を用いた場合と、パラフィン系鉱油（７５重量％）及びリン酸エステル（２５重量％）の配合物を用いた場合とを比較対象としてファレックス試験により評価したところ、一般的な既存ギヤ油を用いてファレックス試験を行った場合の焼き付き発生荷重が４０００Ｎであったのに対し、パラフィン系鉱油（７５重量％）及びリン酸エステル（２５重量％）の配合物を用いてファレックス試験を行った場合の焼き付き発生荷重は９０００Ｎとなり、更に本実施例における高性能潤滑油を用いてファレックス試験を行った場合の焼き付き発生荷重は１１０００Ｎとなるという良好な結果が得られた。
【００１６】
つまり、単にパラフィン系鉱油にリン酸エステルを配合しただけでも優れた潤滑性が発揮され、一般的な既存ギヤ油と比較して耐焼き付き性が格段に向上されるのであるが、非イオン性界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルアマイドを配合すれば、リン酸エステルのパラフィン系鉱油に対する分散性（溶解性）が向上されることにより耐焼き付き性（潤滑性）が一層向上されるのである。
【００１７】
尚、本実施例においては、リン系極圧剤としてリン酸エステルを２２重量％の配合割合で配合した例で説明しているが、前述したファレックス試験において、焼き付き発生荷重が１１０００Ｎとなるような優れた耐焼き付き性が効果的に発揮された配合割合は２０〜２４重量％であった。
【００１８】
また、本実施例の高性能潤滑油において非イオン性界面活性剤であるポリオキシエチレンアルキルアマイドを配合しているのは、前述した如く耐焼き付き性を向上する目的だけではなく、貯蔵安定性を向上する目的も含まれている。
【００１９】
即ち、パラフィン系鉱油（７５重量％）及びリン酸エステル（２５重量％）の配合物は、良好に分散混合した状態において優れた潤滑性を発揮するが、その貯蔵安定性を評価する目的で、−５℃の恒温槽内で静置して分離するまでの時間を計測すると、パラフィン系鉱油（７５重量％）及びリン酸エステル（２５重量％）の配合物は約７０時間で分離してしまうことが確認された。
【００２０】
従って、単にパラフィン系鉱油とリン酸エステルとを配合しただけでは、短期間のうちに分離が生じてしまい、実機使用時にリン酸エステルの配合効果が期待できなくなってトラブルを発生する虞れがある。
【００２１】
これに対し、本実施例の高性能潤滑油では、非イオン性界面活性剤であるポリオキシエチレンアルキルアマイドを配合したことにより分散性が著しく向上できるのであり、事実、前記と同様にして−５℃の恒温槽内で静置して分離するまでの時間を計測した場合には、２０００時間以上分離しないという良好な結果が確認された。
【００２２】
尚、本実施例においては、非イオン性界面活性剤であるポリオキシエチレンアルキルアマイドが８重量％の配合割合で配合されているが、ポリオキシエチレンアルキルアマイドを５重量％より少ない配合割合とした場合には、良好な分離性の向上が確認されなかった為、少くとも５重量％以上の配合割合とすることが望ましいと考えられ、逆に１０重量％を越える配合割合となると、リン系極圧剤として配合されるリン酸エステルが油中で安定に分散してしまってリン系極圧剤の配合効果が阻害される為、非イオン性界面活性剤であるポリオキシエチレンアルキルアマイドの最も効果的な配合割合は５〜８重量％と考えられる。
【００２３】
また、特に界面活性剤として非イオン性界面活性剤を選定している理由は、金属に対する腐食性が生じないよう考慮した為であり、更に非イオン性界面活性剤の中でも炭素数８〜１８の脂肪酸アマイド系の非イオン性界面活性剤の単体或いは混合物を選定すれば、他の配合物とのマッチングが極めて良好となる為、本実施例では一例としてポリオキシエチレンアルキルアマイドを選定しているのである。
【００２４】
更に、非イオン性界面活性剤であるポリオキシエチレンアルキルアマイドを配合すると、表面張力が著しく低減されて浸透性が大幅に向上されるので、本実施例の高性能潤滑油では、形状的な問題や面圧が高い等の理由で潤滑油が浸透し難いと考えられていた摺動部に対しても潤滑性の高い油を良好に浸透させることが可能となり、油圧作動油として使用した場合における耐摩耗性も向上されるのである。
【００２５】
事実、本実施例における高性能潤滑油を用いた往復動試験であるＳＲＶ試験では、一般的な既存の油圧作動油より優れた耐摩耗性を有するという結果が確認された。
【００２６】
また、本実施例の高性能潤滑油において金属不活性化剤としてカルシウムスルフォネートを配合しているのは、特に亜鉛に対する耐腐食性を向上することを目的としている。
【００２７】
即ち、パラフィン系鉱油（７５重量％）及びリン酸エステル（２５重量％）の配合物は、良好に分散混合した状態において優れた潤滑性を発揮するが、金属に対する腐食性を評価する目的で、評価対象金属（アルミニウム、銅、亜鉛、鋼）の浸漬試験を油温約１００℃で６００時間かけて実施し、試験後に評価対象金属の重量変化を測定したところ、パラフィン系鉱油（７５重量％）及びリン酸エステル（２５重量％）の配合物は、アルミニウム、銅、鋼に対して良好な耐腐食性を示す一方、亜鉛に対しては腐食性を示すことが確認された。
【００２８】
このことは、リン酸エステルが亜鉛に対する腐食性を有することに起因しているのであるが、本実施例の高性能潤滑油では、金属不活性化剤としてカルシウムスルフォネートを配合したことにより、アルミニウム、銅、鋼に対する良好な耐腐食性を低減することなく亜鉛に対する耐腐食性を大幅に向上できるのであり、事実、前記と同様にして浸漬試験した場合、試験後の亜鉛の腐食量が約半分以下に低減することが確認された。
【００２９】
尚、本実施例においては、金属不活性化剤としてカルシウムスルフォネートを６重量％の配合割合で配合した例で説明しているが、前述した浸漬試験において、試験後の亜鉛の腐食量が約半分以下に低減するような優れた耐腐食性が効果的に発揮された配合割合は５〜１０重量％であった。
【００３０】
また、前述した浸漬試験を実施した際に、本実施例の高性能潤滑油の性状変化（全酸価）を測定して熱安定性の評価を行ったところ、試験後の全酸価の変化量は極僅か（略変化なし）であり、長時間の使用においても良好な熱安定性を有することが確認された。
【００３１】
尚、本発明の高性能潤滑油は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、高性能潤滑油を組成する各配合物の配合割合は、ベースオイルとなるパラフィン系鉱油の粘度グレード等により各配合物の溶解性等を考慮して所定範囲内で多少の変更があり得ること、潤滑対象物の材質が亜鉛以外のアルミニウム、銅、鋼等であれば、必ずしも金属不活性化剤としてカルシウムスルフォネートを配合する必要がないこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の高性能潤滑油は、一般的な既存のギヤ油や油圧作動油と比較して優れた耐焼き付き性や耐摩耗性を示し、ギヤ油として用いた場合に、従来潤滑が困難であることを理由に実現不可能であったような歯車の小型化やコスト削減の為の給油量低減等を図ることが可能となり、また、油圧作動油として用いた場合には、従来より厳しい高面圧条件での使用が可能となるので、近年における各種装置の小型化、高性能化に対応することができる。

Claims

ベースオイルとしてパラフィン系鉱油を６０〜７０重量％と、
リン系極圧剤としてパラフィン系鉱油と際立って良好な溶解性を持たない長鎖のアルキル基を有するホスフェート塩系化合物群を２０〜２４重量％と、
分散性及び浸透性を向上する為の界面活性剤として、炭素数８〜１８の脂肪酸アマイド系の非イオン性界面活性剤の単体或いは混合物を５〜８重量％と
を配合したことを特徴とする高性能潤滑油。
金属不活性化剤としてカルシウムスルフォネートを５〜１０重量％配合したことを特徴とする請求項１に記載の高性能潤滑油。