JP7373474B2 - 潤滑油組成物 - Google Patents
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Description
また、電動車両用機器の冷却に用いられる潤滑油組成物には、安全性の確保の観点から高引火点であることが要求され、寒冷地での使用の観点から低流動点であることも要求される。また、上記のように、電気絶縁性に優れることも要求される。
[1] 基油(A)を含有する潤滑油組成物であって、
前記基油(A)は、下記一般式(1)で表される構成単位を有するポリアルキレングリコール及び下記一般式(2)で表される構成単位を有するポリビニルエーテルからなる群から選択される1種以上の合成油(A1)を含む、潤滑油組成物。
[前記一般式(1)中、R1及びR2は、各々独立に、水素原子又は炭素数1~18の1価の炭化水素基を表す。R3は、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表す。nは、3~5の整数である。]
[前記一般式(2)中、R5、R6、及びR7は、各々独立に、水素原子又は炭素数1~8の1価の炭化水素基を表す。R8は、炭素数2~10の2価の炭化水素基を表す。R9は、炭素数1~10の1価の炭化水素基を表す。mは、3又は4である。qは、0~10の整数である。]
[2] 前記電動車両用機器は、モーター、発電機、蓄電器、コンバーター、インバーター、エンジン、及びトランスミッションからなる群から選択される1種以上である、[1]に記載の潤滑油組成物。
[3] 電動車両用機器を冷却するための冷却システムであって、[1]又は[2]記載の潤滑油組成物を備える、冷却システム。
本明細書に記載された数値範囲の上限値および下限値は任意に組み合わせることができる。例えば、「A~B」および「C~D」が記載されている場合、「A~D」および「C~B」の範囲も数値範囲として、本発明に範囲に含まれる。また、本明細書に記載された数値範囲「下限値~上限値」は特記されない限り、下限値以上、上限値以下であることを意味する。
本発明の潤滑油組成物は、基油(A)を含有する潤滑油組成物であって、前記基油(A)は、下記一般式(1)で表される構成単位を有するポリアルキレングリコール及び下記一般式(2)で表される構成単位を有するポリビニルエーテルからなる群から選択される1種以上の合成油(A1)を含む。
[前記一般式(1)中、R1及びR2は、各々独立に、水素原子又は炭素数1~18の1価の炭化水素基を表す。R3は、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表す。nは、3~5の整数である。]
[前記一般式(2)中、R5、R6、及びR7は、各々独立に、水素原子又は炭素数1~8の1価の炭化水素基を表す。R8は、炭素数2~10の2価の炭化水素基を表す。R9は、炭素数1~10の1価の炭化水素基を表す。mは、3又は4である。qは、0~10の整数である。]
具体的には、本発明の一態様の潤滑油組成物において、基油(A)の含有量は、本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、潤滑油組成物の全量基準で、好ましくは30質量%以上、より好ましくは50質量%以上、更に好ましくは60質量%以上、より更に好ましくは70質量%以上、更になお好ましくは80質量%以上、一層好ましくは90質量%以上、より一層好ましくは95質量%以上、更に一層好ましくは99質量%以上である。また、好ましくは100質量%以下である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは30質量%~100質量%、より好ましくは50質量%~100質量%、更に好ましくは60質量%~100質量%、より更に好ましくは70質量%~100質量%、更になお好ましくは80質量%~100質量%、一層好ましくは90質量%~100質量%、より一層好ましくは95質量%~100質量%、更に一層好ましくは99質量%~100質量%である。
以下、基油(A)について、詳細に説明する。
本発明の潤滑油組成物は、基油(A)を含有する。
基油(A)は、上記一般式(1)で表される構成単位を有するポリアルキレングリコール及び上記一般式(2)で表される構成単位を有するポリビニルエーテルからなる群から選択される1種以上の合成油(A1)を含む。
つまり、基油(A)は、上記一般式(1)で表される構成単位を有するポリアルキレングリコールから選択される1種以上を単独で用いてもよく、上記一般式(2)で表される構成単位を有するポリビニルエーテルから選択される1種以上を単独で用いてもよい。また、上記一般式(1)で表される構成単位を有するポリアルキレングリコールから選択される1種以上と、上記一般式(2)で表される構成単位を有するポリビニルエーテルから選択される1種以上とを、組み合わせて用いてもよい。
ここで、合成油(A1)の含有量は、本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、基油(A)の全量基準で、好ましくは30質量%以上、より好ましくは40質量%以上、更に好ましくは45質量%以上、より更に好ましくは50質量%以上である。また、好ましくは100質量%以下である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは30質量%~100質量%、より好ましくは40質量%~100質量%、更に好ましくは45質量%~100質量%、より更に好ましくは50質量%~100質量%である。
以下、本発明の潤滑油組成物が含有するポリアルキレングリコール(PAG)及びポリビニルエーテル(PVE)について、詳細に説明する。
ポリアルキレングリコール(以下、「PAG」と略記することもある)としては、下記一般式(1)で表される構成単位を有するポリアルキレングリコールが用いられる。当該PAGは、当該構成単位を1種単独で有する単独重合体であってもよく、2種以上組み合わせた共重合体であってもよい。当該共重合体の共重合の態様としては、特に制限はなく、ブロック共重合体であってもよく、ランダム共重合体であってもよく、又はグラフト共重合体であってもよい。
下記一般式(1)で表される構成単位の含有量は、本発明の効果を発揮させやすくする観点から、PAGの全構成単位基準で、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、更に好ましくは70質量%以上、より更に好ましくは80質量%以上、更になお好ましくは90質量%以上、一層好ましくは95質量%以上である。また、好ましくは100質量%以下である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは50質量%~100質量%、より好ましくは60質量%~100質量%、更に好ましくは70質量%~100質量%、より更に好ましくは80質量%~100質量%、更になお好ましくは90質量%~100質量%、一層好ましくは95質量%~100質量%である。
また、当該PAGは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
複数存在するR3は、同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。
また、R1及びR2は、同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。
R1及びR2は、各々独立に、水素原子又は炭素数1~18の1価の炭化水素基を表す。
当該炭化水素基の炭素数が18を超える場合、冷却性能に優れるPAGとし難い。
なお、本明細書においては、「各種X基」との表現により、X基として考えられるすべての異性体を包含している。例えば、「各種アルキル基」とは、「直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基」を表す。例えば、「各種プロピル基」は、「n-プロピル基、イソプロピル基」を表す。また、「各種ブチル基」は、「n-ブチル基、sec-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基」を表す。
R3は、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表す。
当該アルキル基の炭素数が4を超える場合、冷却性能に優れるPAGとし難い。
nは、3~5の整数である。
上記一般式(1)において、nの値は、PAGの量体数を表しており、本発明においては、3量体~5量体のPAGを用いる点に特徴がある。
nが2以下であると、PAGの引火点が低下し、電気絶縁性も低下する。また、nが6以上であると、PAGの冷却性能が低下する。
ここで、PAGの冷却性能を向上させる観点から、nの値は、好ましくは3~4、より好ましくは3である。一方、PAGの引火点及び電気絶縁性を向上させる観点から、nの値は、好ましくは4~5、より好ましくは5である。
また、冷却性能、引火点、及び電気絶縁性のバランスに優れるPAGとする観点から、nの値は、好ましくは4である。
PAGの分子量は、冷却性能により優れるPAGとする観点から、好ましくは150以上、より好ましくは160以上、更に好ましくは180以上、より更に好ましくは200以上、更になお好ましくは220以上である。また、好ましくは1100以下、より好ましくは800以下、更に好ましくは500以下、より更に好ましくは400以下、更になお好ましくは336以下である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは150~1100、より好ましくは160~800、更に好ましくは180~500、より更に好ましくは200~400、更になお好ましくは220~336である。
ポリビニルエーテル(以下、「PVE」と略記することもある)としては、下記一般式(2)で表される構成単位を有するポリビニルエーテルが用いられる。当該PVEは、当該構成単位を1種単独で有する単独重合体であってもよく、2種以上組み合わせた共重合体であってもよい。当該共重合体の共重合の態様としては、特に制限はなく、ブロック共重合体であってもよく、ランダム共重合体であってもよく、又はグラフト共重合体であってもよい。
下記一般式(2)構成単位基準で、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、更に好ましくは70質量%以上、より更に好ましくは80質量%以上、更になお好ましくは90質量%以上、一層好ましくは95質量%以上である。また、好ましくは100質量%以下である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは50質量%~100質量%、より好ましくは60質量%~100質量%、更に好ましくは70質量%~100質量%、より更に好ましくは80質量%~100質量%、更になお好ましくは90質量%~100質量%、一層好ましくは95質量%~100質量%である。
また、当該PVEは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
複数存在するR5は、同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。複数存在するR6、R7、R8、及びR9についても同様である。
また、R5、R6、及びR7は、同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。
また、qが0である場合、前記一般式(2)中の炭素原子(C)と-OR9との結合は単結合であり、当該炭素原子(C)と-OR9とは直接結合する。
R5、R6、及びR7は、各々独立に、水素原子又は炭素数1~8の1価の炭化水素基を表す。
当該炭化水素基の炭素数が8を超える場合、冷却性能に優れるPVEとし難い。
R8は、各々独立に、炭素数2~10の2価の炭化水素基を表す。
当該炭化水素基の炭素数が10を超える場合、冷却性能に優れるPVEとし難い。
また、当該炭化水素基の炭素数が1であるPVEは製造することが困難である。
R9は、炭素数1~10の1価の炭化水素基を表す。
当該炭化水素基の炭素数が10を超える場合、冷却性能に優れるPVEとし難い。
qは、0~10の整数である。
qが10を超える整数である場合、冷却性能に優れるPVEとし難い。
なお、qの値は、PVEの冷却性能を向上させやすくする観点から、好ましくは0~5、より好ましくは0~3、更に好ましくは0~2、より更に好ましくは0~1、更になお好ましくは0である。
mは、3又は4である。
上記一般式(2)において、mの値は、PVEの量体数を表しており、本発明においては、3量体又は4量体のPVEを用いる点に特徴がある。
mが2以下であると、PVEの引火点が低下する。また、mが5以上であると、PVEの冷却性能が低下する。
ここで、PVEの冷却性能を向上させる観点から、mの値は、好ましくは3である。一方、PVEの引火点を向上させる観点から、mの値は、好ましくは4である。
PVEの末端構造は、特に制限されず、例えば、水素原子、又は飽和の炭化水素、エーテル、アルコール、ケトン、アミド、もしくはニトリル等に由来の1価の基が挙げられる。
なお、PVEの末端とは、下記一般式(2)中の*部分を意味する
PVEの分子量は、冷却性能により優れるPVEとする観点から、好ましくは176以上である。また、好ましくは5,000以下、より好ましくは3,000以下、更に好ましくは1,000以下、より更に好ましくは500以下、更になお好ましくは234以下である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは176~5,000、より好ましくは176~3,000、更に好ましくは176~1,000、より更に好ましくは176~500、更になお好ましくは176~234である。
本発明の一態様の潤滑油組成物において、基油(A)は、合成油(A1)以外の他の基油(A2)(以下、単に「他の基油(A2)」ともいう)を含んでいてもよい。
当該他の基油(A2)の含有量は、合成油(A1)の性能を発揮させて、本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、基油(A)の全量基準で、好ましくは70質量%以下、より好ましくは60質量%以下、更に好ましくは55質量%以下である。
かかる観点から、鉱油の含有量としては、基油(A)の全量基準で、好ましくは10質量%以上、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは40質量%以上である。また、好ましくは70質量%以下、より好ましくは60質量%以下である。これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは10質量%~70質量%、より好ましくは30質量%~60質量%、更に好ましくは40質量%~60質量%である。
また、合成油(A1)と鉱油との含有比率[(合成油(A1))/(鉱油)]は、質量比で、好ましくは30/70以上、より好ましくは40/60以上である。また、好ましくは90/10以下、より好ましくは70/30以下、更に好ましくは60/40以下である。これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは30/70~90/10、より好ましくは40/60~70/30、更に好ましくは40/60~60/40である。
具体的には、合成油(A1’)の含有量は、合成油(A1)100質量部に対し、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下、更に好ましくは3質量部以下、より更に好ましくは1質量部以下、更に好ましくは0質量部である。
本発明の一態様において、基油(A)は、以下の要件(1)~(8)に規定する性状を満たすことが好ましい。
本発明の一態様において、基油(A)は、相対熱伝達率が1.01以上であることが好ましい(要件(1))。
前記相対熱伝達率は、下記要件(α1)~(α4)を満たす鉱油(α)の20℃における熱伝達率を1.00とした場合の熱伝達率である。
・要件(α1):20℃における動粘度が、7.06mm2/sである。
・要件(α2):20℃における比熱が、1.67kJ/(kg・K)である。
・要件(α3):20℃における密度が、0.857g/cm3である。
・要件(α4):20℃における熱伝導率が、0.141W/(m・K)である。
上記式(I)中、AD20は、流体の20℃における密度(単位:g/cm3)である。AC20は、流体の20℃における比熱(単位:kJ/(kg・K))である。AHC20は、流体の20℃における熱伝導率(単位:W/(m・K))である。AKV20は、流体の20℃における動粘度(単位:mm2/s)である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは1.01~1.50、より好ましくは1.03~1.50、更に好ましくは1.06~1.50、より更に好ましくは1.10~1.50である。
本発明の一態様において、基油(A)は、40℃における動粘度(以下、「40℃動粘度」ともいう)が、6.00mm2/s以下であることが好ましい(要件(2))。基油(A)を低粘度化する程、冷却性能は向上する反面、基油(A)の引火点は低下しやすい。しかし、本発明では、合成油(A1)を含むことによって、基油(A)が低粘度でありながらも、高い引火点が確保されている。
ここで、要件(2)で規定する基油(A)の40℃動粘度は、より好ましくは5.80mm2/s以下、更に好ましくは5.60mm2/s以下、より更に好ましくは5.40mm2/s以下である。また、通常1.20mm2/s以上である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは1.20mm2/s~6.00mm2/s、より好ましくは1.20mm2/s~5.80mm2/s、更に好ましくは1.20mm2/s~5.60mm2/s、より更に好ましくは1.20mm2/s~5.40mm2/sである。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは1.50mm2/s~11.0mm2/s、より好ましくは1.50mm2/s~10.5mm2/s、更に好ましくは1.50mm2/s~10.0mm2/sである。
本発明の一態様において、基油(A)は、20℃における比熱が、1.60kJ/(kg・K)以上であることが好ましい(要件(3))。20℃における比熱が大きいほど、基油(A)の冷却性能が向上しやすい。
かかる観点から、要件(3)で規定する基油(A)の20℃における比熱は、より好ましくは1.62kJ/(kg・K)以上、更に好ましくは1.64kJ/(kg・K)以上である。また、通常1.75kJ/(kg・K)以下である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは1.60kJ/(kg・K)~1.75kJ/(kg・K)、より好ましくは1.62kJ/(kg・K)~1.75kJ/(kg・K)、更に好ましくは1.64kJ/(kg・K)~1.75kJ/(kg・K)である。
(20℃における比熱)=(20℃における熱浸透率)2/{(20℃における熱伝導率)×(20℃における密度)}・・・・(f1)
本発明の一態様において、基油(A)は、20℃における密度が、0.840g/cm3以上であることが好ましい(要件(4))。20℃における密度が大きいほど、基油(A)の冷却性能が向上しやすい。
かかる観点から、要件(4)で規定する基油(A)の20℃における密度は、より好ましくは0.850g/cm3以上、更に好ましくは0.880g/cm3以上、より更に好ましくは0.900g/cm3以上である。また、通常0.980g/cm3以下である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは0.840g/cm3~0.980g/cm3、より好ましくは0.850g/cm3~0.980g/cm3、更に好ましくは0.880g/cm3~0.980g/cm3、より更に好ましくは0.900g/cm3~0.980g/cm3である。
本発明の一態様において、基油(A)は、20℃における熱伝導率は、0.135W/(m・K)以上であることが好ましい(要件(5))。20℃における熱伝導率が大きいほど、基油(A)の冷却性能が向上しやすい。
かかる観点から、要件(5)に規定する基油(A)の20℃における熱伝導率は、より好ましくは0.140W/(m・K)以上、更に好ましくは0.143W/(m・K)以上、より更に好ましくは0.145W/(m・K)以上、更になお好ましくは0.147W/(m・K)以上である。また、通常0.165W/(m・K)以下である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは0.135W/(m・K)~0.165W/(m・K)、より好ましくは0.140W/(m・K)~0.165W/(m・K)、更に好ましくは0.143W/(m・K)~0.165W/(m・K)、より更に好ましくは0.145W/(m・K)~0.165W/(m・K)、更になお好ましくは0.147W/(m・K)~0.165W/(m・K)である。
本発明の一態様において、基油(A)は、25℃における体積抵抗率が、1.00×108Ω・m以上であることが好ましい(要件(6))。体積抵抗率が高い程、基油(A)が電気絶縁性に優れることを意味する。
ここで、基油(A)の電気絶縁性をより良好なものとする観点から、要件(6)に規定する25℃における体積抵抗率は、好ましくは1.00×109Ω・m以上、より好ましくは5.00×109Ω・m以上、更に好ましくは8.00×109Ω・m以上である。また、通常1.00×1013Ω・m以下である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは1.00×108Ω・m~1.00×1013Ω・m、より好ましくは1.00×109Ω・m~1.00×1013Ω・m、更に好ましくは5.00×109Ω・m~1.00×1013Ω・m、より更に好ましくは8.00×109Ω・m~1.00×1013Ω・mである。
なお、基油(A)の体積抵抗率をより向上させる観点から、合成油(A1)は、上記一般式(2)で表されるポリビニルエーテルを含むことが好ましい。
本発明の一態様において、基油(A)は、引火点が、100℃以上であることが好ましい(要件(7))。基油(A)の引火点が100℃以上であることによって、基油(A)を引火し難いものとして、安全性を向上させやすい。
ここで、要件(7)に規定する引火点は、好ましくは110℃以上、より好ましくは120℃以上、更に好ましくは130℃以上、より更に好ましくは140℃以上、更になお好ましくは150℃以上である。また、通常200℃以下である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは100℃~200℃、より好ましくは110℃~200℃、更に好ましくは120℃~200℃、より更に好ましくは130℃~200℃、更になお好ましくは140℃~200℃、一層好ましくは150℃~200℃である。
本発明の一態様において、基油(A)は、流動点が、-40℃以下であることが好ましい(要件(8))。基油(A)の流動点が-40℃以下であることによって、寒冷地での使用にも耐え得るものとできる。
ここで、要件(8)に規定する流動点は、より好ましくは-45℃以下、更に好ましくは-50℃以下、より更に好ましくは-55℃以下、更になお好ましくは-60℃以下である。
本発明の一態様の潤滑油組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲で、必要に応じて、摩耗防止剤、酸化防止剤、粘度指数向上剤、防錆剤、金属不活性化剤、消泡剤、清浄分散剤などの添加剤を配合することができる。
これらの添加剤は、1種を単独で用いてもよく、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの添加剤の含有量の合計は、特に制限されないが、組成物全量基準で、例えば、0~20重量%程度である。
摩耗防止剤としては、特に制限されず、従来、潤滑油に使用される摩耗防止剤の中から任意のものを適宜選択して用いることができる。例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車において電動モーターと歯車減速機を組み合わせて使用される場合には、極力電気絶縁性を損なわないように、中性リン系化合物、酸性亜リン酸エステルまたはそのアミン塩、および硫黄系化合物等から選択される1種以上を用いることが好ましい。
摩耗防止剤の含有量は、特に制限されないが、組成物全量基準で、例えば0.01~5重量%程度である。
酸化防止剤としては、従来潤滑油の酸化防止剤として使用されている公知の酸化防止剤の中から、任意のものを適宜選択して用いることができる。例えば、アミン系酸化防止剤(ジフェニルアミン類、ナフチルアミン類)、フェノール系酸化防止剤、モリブデン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤等が挙げられる。酸化防止剤は、単独で使用してもよく、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。酸化防止剤の含有量は、特に制限されないが、組成物全量基準で、例えば0.05~7重量%程度である。
粘度指数向上剤としては、例えば、ポリメタクリレート、分散型ポリメタクリレート、オレフィン系共重合体(例えば、エチレン-プロピレン共重合体など)、分散型オレフィン系共重合体、スチレン系共重合体(例えば、スチレン-ジエン共重合体、スチレン-イソプレン共重合体など)などが挙げられる。粘度指数向上剤は、単独で使用してもよく、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。粘度指数向上剤の配合量(樹脂分換算)は、特に制限されないが、例えば、配合効果の点から、組成物全量基準で、0.1重量%以上、10重量%以下程度である。
防錆剤としては、例えば、脂肪酸、アルケニルコハク酸ハーフエステル、脂肪酸セッケン、アルキルスルホン酸塩、多価アルコール脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、酸化パラフィン、アルキルポリオキシエチレンエーテルなどが挙げられる。防錆剤は、単独で使用してもよく、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。防錆剤の好ましい配合量は、特に制限されないが、組成物全量基準で0.01重量%以上、3重量%以下程度である。
金属不活性化剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール、トリアゾール誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体が挙げられる。金属不活性化剤は、単独で使用してもよく、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。金属不活性化剤の含有量は、特に制限されないが、組成物全量基準で、好ましくは0.01~5重量%である。
消泡剤としては、例えば、ジメチルポリシロキサンなどのシリコーン系化合物、ポリアクリレート等が挙げられる。消泡剤は、単独で使用してもよく、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。消泡剤の含有量は、特に制限されないが、組成物全量基準で、0.001重量%以上、0.5重量%以下程度である。
清浄分散剤としては、例えばコハク酸イミド化合物、ホウ素系イミド化合物、酸アミド系化合物などが挙げられる。清浄分散剤は、単独で使用してもよく、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。清浄分散剤の含有量は、特に制限されないが、組成物全量基準で、好ましくは0.1~20重量%である。
本発明の一態様の潤滑油組成物は、基油(A)の性状として規定した上記要件(1)~(8)を満たすことが好ましい。好適な範囲についても、上記要件(1)~(8)に規定したとおりである。
本発明の潤滑油組成物は、優れた冷却性能を有しながらも、電気絶縁性が確保されており、しかも引火点も高い。また、潤滑性も確保されている。
そのため、本発明の潤滑油組成物は、各種の機器を冷却するための冷却油として好適に使用できる。特に、電動車両が有する電動車両用機器を冷却するための冷却油として好適に使用することができる。
具体的には、例えば、モーター、発電機、蓄電器、コンバーター、インバーター、エンジン、及びトランスミッションからなる群から選択される1種以上の電動車両用機器を冷却するための冷却油として好適に使用できる。
なお、前記モーターは、駆動専用のモーターであってもよく、発電機を兼ねるモーターであってもよい。
電動車両用機器として挙げた前記発電機は、発電機を兼ねるモーターとは別に搭載されている発電機を意味する。
前記蓄電器としては、バッテリー及びキャパシタ等が挙げられる。
なお、本発明の一態様では、本発明の潤滑油組成物を、電動車両が有する電動車両用機器の冷却のために使用する、使用方法が提供される。当該電動車両用機器としては、既述のように、モーター、発電機、蓄電器、コンバーター、インバーター、エンジン、及びトランスミッションからなる群から選択される1種以上が挙げられる。
本発明の潤滑油組成物は、優れた冷却性能を有しながらも、電気絶縁性が確保されており、しかも引火点も高い。また、潤滑性も確保されている。
本発明の潤滑油組成物は、優れた冷却性能を有しながらも、電気絶縁性が確保されており、しかも引火点も高い。また、潤滑性も確保されている。
そのため、本発明の潤滑油組成物は、例えば、電動車両用機器などの各種機器を循環させることにより、機器に潤滑を施しつつ、機器を冷却する。
ここで、本発明の一態様では、電動車両用機器を冷却するための冷却システムであって、上述した本発明の潤滑油組成物を備える冷却システムが提供される。当該電動車両用機器としては、既述のように、モーター、発電機、蓄電器、コンバーター、インバーター、エンジン、及びトランスミッションからなる群から選択される1種以上が挙げられる。
冷却システムは、前記潤滑油組成物が循環する循環路と、冷却対象部とを備える。前記冷却対象部は、前記機器(好ましくは前記電動車両用機器)である。前記冷却対象部における冷却方式は、直接冷却方式及び間接冷却方式のいずれであってもよく、前記機器(好ましくは前記電動車両用機器)に要求される冷却方式に応じて、適宜設定される。なお、冷却システムには、前記循環路を介して前記冷却対象部に前記潤滑油組成物を供給する供給装置がさらに備えられていてもよい。また、前記冷却対象部の温度を検知するセンサー部と、当該センサー部にて検知した温度に応じて前記供給装置の作動を制御する制御装置とがさらに設けられていてもよい。
本明細書において、「冷却システム」とは、前記循環路及び前記冷却対象部を少なくとも含む複数の構成が集合して、前記冷却対象部を冷却する機能を発揮する「物」を意味し、複数の構成が集合して前記冷却対象部を冷却する機能を発揮する「装置」と言い換えることもできる。
本発明の潤滑油組成物の製造方法は、特に制限されない。一実施形態の潤滑油組成物の製造方法は、上記一般式(1)で表される構成単位を有するポリアルキレングリコール及び上記一般式(2)で表される構成単位を有するポリビニルエーテルからなる群から選択される1種以上の合成油(A1)を含む基油(A)を調製する工程を含む。
また、基油(A)に、必要に応じて添加剤を混合する工程を含んでいてもよい。添加剤は、いかなる方法で配合されてもよく、配合の順序およびその手法は限定されない。
本発明の一態様によれば、下記[1]~[11]が提供される。
[1] 基油(A)を含有する潤滑油組成物であって、
前記基油(A)は、下記一般式(1)で表される構成単位を有するポリアルキレングリコール及び下記一般式(2)で表される構成単位を有するポリビニルエーテルからなる群から選択される1種以上の合成油(A1)を含む、潤滑油組成物。
[前記一般式(1)中、R1及びR2は、各々独立に、水素原子又は炭素数1~18の1価の炭化水素基を表す。R3は、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表す。nは、3~5の整数である。]
[前記一般式(2)中、R5、R6、及びR7は、各々独立に、水素原子又は炭素数1~8の1価の炭化水素基を表す。R8は、炭素数2~10の2価の炭化水素基を表す。R9は、炭素数1~10の1価の炭化水素基を表す。mは、3又は4である。qは、0~10の整数である。]
[2] 前記一般式(1)中、R3が、メチル基である、[1]に記載の潤滑油組成物。
[3] 前記一般式(2)中、R5、R6、及びR7が、水素原子であり、
R9がメチル基であり、
q=0である、[1]又は[2]に記載の潤滑油組成物。
[4] 前記合成油(A1)の含有量が、前記基油(A)の全量基準で、30質量%~100質量%である、[1]~[3]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
[5] 相対熱伝達率が1.01以上であり、
前記相対熱伝達率は、下記要件(α1)~(α4)を満たす鉱油(α)の20℃における熱伝達率を1.00とした場合の熱伝達率である、[1]~[4]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
・要件(α1):20℃における動粘度が、7.06mm2/sである。
・要件(α2):20℃における比熱が、1.67kJ/(kg・K)である。
・要件(α3):20℃における密度が、0.857g/cm3である。
・要件(α4):20℃における熱伝導率が、0.141W/(m・K)である。
[6] 25℃における体積抵抗率が、1.00×108Ω・m以上である、[1]~[5]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
[7] 引火点が、100℃以上である、[1]~[6]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
[8] 流動点が、-40℃以下である、[1]~[7]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
[9] 電動車両用機器の冷却に用いられる、[1]~[8]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
[10] 前記電動車両用機器は、モーター、発電機、蓄電器、コンバーター、インバーター、エンジン、及びトランスミッションからなる群から選択される1種以上である、[9]に記載の潤滑油組成物。
[11] 電動車両用機器を冷却するための冷却システムであって、[1]~[10]のいずれかに記載の潤滑油組成物を備える、冷却システム。
以下に示す各種基油を、表1~表3に示すように、単独で又は2種混合して用い、実施例1~9及び比較例1~9の潤滑油組成物とした。
上記一般式(1)中、R1、R2、及びR3がメチル基であり、nの値のみが異なる、5種のポリプロピレングリコール「PPG-2」~「PPG-6」を用いた。
・「PPG-2」:n=2、分子量=162
・「PPG-3」:n=3、分子量=220
・「PPG-4」:n=4、分子量=278
・「PPG-5」:n=5、分子量=336
・「PPG-6」:n=6、分子量=394
上記一般式(2)中、R5、R6、及びR7が水素原子であり、qが0であり、R9がメチル基であり、mの値のみが異なる、4種のポリビニルエーテル「PVE(Me)-2」~「PVE(Me)-5」を用いた。
・「PVE(Me)-2」:m=2、両末端は水素原子、分子量=118
・「PVE(Me)-3」:m=3、両末端は水素原子、分子量=176
・「PVE(Me)-4」:m=4、両末端は水素原子、分子量=234
・「PVE(Me)-5」:m=5、両末端は水素原子、分子量=292
・「エステル1」:オレイン酸2-エチルヘキシル
・「エステル2」:アゼライン酸ジ(2-エチルヘキシル)
・「鉱油1」:VG2相当の鉱油
・「鉱油2」:VG5相当の鉱油であり、上述した鉱油(α)に該当する。
・エチレングリコール
・水
実施例1~9及び比較例1~9の潤滑油組成物の各性状の測定及び算出は、以下に示す要領に従って行った。なお、本実施例では、基油以外の添加物を配合せずに検討したことから、潤滑油組成物の各性状は、基油の性状でもある。
(1)40℃動粘度
JIS K2283:2000に準拠して測定した。
(2)20℃動粘度
JIS K2283:2000に準拠して測定した40℃動粘度及び100℃動粘度の測定結果を用いて算出した。
(3)20℃における密度
JIS K 2249-1:2011(原油及び石油製品-密度の求め方-第1部:振動法)に準拠して測定した。
(4)20℃における比熱
熱伝導率測定装置(C-THERM Technology社製、TCi)により熱伝導率測定値及び熱浸透率測定値を得て、上記式(f1)を用いて算出した。20℃における密度は、上記(3)で測定した値を用いた。
(5)20℃における熱伝導率
熱伝導率測定装置(C-THERM Technology社製、TCi)により熱伝導率を測定した。
(6)引火点
JIS K 2265-4:2007に準拠し、クリーブランド開放法(COC法)により測定した。
(7)25℃における体積抵抗率
JIS C2101:1999に準拠し、測定温度25℃、印加電圧250Vの条件下で測定した。
上記測定により得られた20℃における密度、20℃における比熱、20℃における熱伝導率、及び20℃における動粘度から、上記式(I)を用いて、実施例1~9及び比較例1~9の潤滑油組成物の20℃における熱伝達率を算出した。
そして、比較例8(鉱油(α)に該当する鉱油2を使用)の熱伝達率を1.00とした場合の、実施例1~9、比較例1~7、及び比較例9の熱伝達率を算出し、これを相対熱伝達率とした。
本実施例では、合格基準を以下のとおりとした。
・相対熱伝達率:1.01以上
・体積抵抗率:1.00×108Ω・m以上
・引火点:100℃以上
・流動点:-40℃以下
実施例1~3に示すように、上記一般式(1)中、nの値が3~5であるPAGは、優れた冷却性能を有しながらも、引火点が高く、流動点が低く、しかも電気絶縁性にも優れることがわかる。
これに対し、上記一般式(1)中、nの値が2であるPAGは、引火点が低く、体積抵抗率も低いため電気絶縁性に劣ることがわかる。また、上記一般式(1)中、nの値が6であるPAGは、相対熱伝達率が低く、冷却性能に劣ることがわかる。
実施例4及び5に示すように、上記一般式(2)中、mの値が3~4であるPVEは、優れた冷却性能を有しながらも、引火点が高く、流動点が低く、しかも電気絶縁性にも優れることがわかる。
これに対し、上記一般式(2)中、mの値が2であるPVEは、引火点が低いことがわかる。また、上記一般式(2)中、nの値が5であるPVEは、相対熱伝達率が低く、冷却性能に劣ることがわかる。
実施例6~9に示す結果から、上記一般式(1)中、nの値が3~4であるPAG、上記一般式(2)中、mの値が3~4であるPVEを含有する潤滑油組成物は、優れた冷却性能を有しながらも、引火点が高く、流動点が低く、しかも電気絶縁性にも優れることがわかる。
これに対し、特定のエステル油のみを用いた場合(比較例5、6)、鉱油のみを用いた場合(比較例7、8)、エチレングリコールと水の混合物を用いた場合(比較例9)には、相対熱伝達率、流動点、及び体積抵抗率の少なくともいずれか1つが上記合格基準を満たさないことがわかる。
Claims (10)
- 基油(A)を含有する潤滑油組成物であって、
前記基油(A)は、下記一般式(1)で表される構成単位を有するポリアルキレングリコール及び下記一般式(2)で表される構成単位を有するポリビニルエーテルからなる群から選択される1種以上の合成油(A1)を含む、電動車両用機器の冷却に用いられる潤滑油組成物。
[前記一般式(1)中、R1及びR2は、各々独立に、水素原子又は炭素数1~18の1価の炭化水素基を表す。R3は、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表す。nは、3~5の整数である。]
[前記一般式(2)中、R5、R6、及びR7は、各々独立に、水素原子又は炭素数1~8の1価の炭化水素基を表す。R8は、炭素数2~10の2価の炭化水素基を表す。R9は、炭素数1~10の1価の炭化水素基を表す。mは、3又は4である。qは、0~10の整数である。] - 前記一般式(1)中、R3が、メチル基である、請求項1に記載の潤滑油組成物。
- 前記一般式(2)中、R5、R6、及びR7が、水素原子であり、
R9がメチル基であり、
q=0である、請求項1又は2に記載の潤滑油組成物。 - 前記合成油(A1)の含有量が、前記基油(A)の全量基準で、30質量%~100質量%である、請求項1~3のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 相対熱伝達率が1.01以上であり、
前記相対熱伝達率は、下記要件(α1)~(α4)を満たす鉱油(α)の20℃における熱伝達率を1.00とした場合の熱伝達率である、請求項1~4のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
・要件(α1):20℃における動粘度が、7.06mm2/sである。
・要件(α2):20℃における比熱が、1.67kJ/(kg・K)である。
・要件(α3):20℃における密度が、0.857g/cm3である。
・要件(α4):20℃における熱伝導率が、0.141W/(m・K)である。 - 25℃における体積抵抗率が、1.00×108Ω・m以上である、請求項1~5のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 引火点が、100℃以上である、請求項1~6のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 流動点が、-40℃以下である、請求項1~7のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 前記電動車両用機器は、モーター、発電機、蓄電器、コンバーター、インバーター、エンジン、及びトランスミッションからなる群から選択される1種以上である、請求項1~8のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 電動車両用機器を冷却するための冷却システムであって、請求項1~9のいずれか1項に記載の潤滑油組成物を備える、冷却システム。
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