JPWO2013062008A1 - 潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
粘度指数が極めて高く、同時に弾性流体潤滑領域に於ける流体摩擦係数であるトラクション係数が低い潤滑油組成物であって、省エネルギー、省燃費に優れる潤滑油組成物を提供する。
下記の(A)成分及び(B)成分を含有することを特徴とする潤滑油組成物である。
(A)分子中にエーテル結合を有する40℃の動粘度が10mm2/s未満の化合物であって,該化合物を構成する酸素原子数及び炭素原子数の比(O/C比)と前記化合物の40℃の動粘度(mm2/s)とが下記の式(1)
40℃の動粘度 ≦ 12−〔(O/C比)×30〕 ・・・・(1)
を満足する低粘度合成油。
(B)100℃の動粘度が40mm2/s以上の炭化水素系合成油であって、α−オレフィンオリゴマー、α−オレフィンオリゴマーの水素化物及びエチレン−プロピレンの共重合オリゴマーから選ばれる1種又は2種以上の高粘度合成油。
下記の(A)成分及び(B)成分を含有することを特徴とする潤滑油組成物である。
(A)分子中にエーテル結合を有する40℃の動粘度が10mm2/s未満の化合物であって,該化合物を構成する酸素原子数及び炭素原子数の比(O/C比)と前記化合物の40℃の動粘度(mm2/s)とが下記の式(1)
40℃の動粘度 ≦ 12−〔(O/C比)×30〕 ・・・・(1)
を満足する低粘度合成油。
(B)100℃の動粘度が40mm2/s以上の炭化水素系合成油であって、α−オレフィンオリゴマー、α−オレフィンオリゴマーの水素化物及びエチレン−プロピレンの共重合オリゴマーから選ばれる1種又は2種以上の高粘度合成油。
Description
本発明は、潤滑油組成物に関し、特に粘度指数が高く、かつ弾性流体潤滑領域に於ける流体摩擦係数が低い省エネルギー、省燃費に優れる潤滑油組成物に関するものである。
潤滑油は、摺動部分に形成される油膜によって摩擦を低減するのが本来の目的である。したがって、強い油膜を形成するためには、潤滑油は高粘度であることが有利である。しかしそれでは潤滑油の攪拌や給油に要する動力は大きなエネルギー損失となり、省エネルギー、省燃費の向上が妨げられる。そこで、近年、動力損失を低減するために潤滑油の低粘度化が進められている。
しかしながら、潤滑油を過度に低粘度化すると、高温において摺動部分における油膜の形成が困難になるため、摩擦を増大させたり異常な摩耗を引き起こすことがある。
そこで、高温時の粘度を高く維持したまま,常用温度域における粘度を下げることが求められている。このことは、温度変化に対する潤滑油の粘度変化を極度に少なくすること、すなわち極度に高粘度指数化(高VI化)した潤滑油が必要であることを示している。
しかしながら、潤滑油を過度に低粘度化すると、高温において摺動部分における油膜の形成が困難になるため、摩擦を増大させたり異常な摩耗を引き起こすことがある。
そこで、高温時の粘度を高く維持したまま,常用温度域における粘度を下げることが求められている。このことは、温度変化に対する潤滑油の粘度変化を極度に少なくすること、すなわち極度に高粘度指数化(高VI化)した潤滑油が必要であることを示している。
一方、多くの機械装置には,機械要素として回転運動を支える転がり軸受や動力を伝える歯車が使われている。これらの転がり軸受や歯車の潤滑部分は弾性流体潤滑状態にあり,そこでの摩擦係数はトラクション係数と呼ばれる。したがって、このような潤滑状態にある機械装置における摩擦損失を低減するためには、潤滑油には低トラクション化(トラクション係数の低減)が求められることになる。
しかしながら、このトラクション係数を低くすることは、容易なことではなく、特に、粘度指数を極度に高めつつ、同時にトラクション係数を低くすることは、容易なことではない。
しかしながら、このトラクション係数を低くすることは、容易なことではなく、特に、粘度指数を極度に高めつつ、同時にトラクション係数を低くすることは、容易なことではない。
従来、このような粘度指数を高めつつ、同時にトラクション係数を低くするという課題を解決せんとするものとしては、例えば、特許文献1がある。
前記特許文献1では、100℃において、3cStより大きい粘度を有するベースストックを含む潤滑油組成物のけん引係数、すなわち、トラクション係数を低める方法として、けん引減力剤を加える方法が開示されており、けん引減力剤として、一塩基酸エステルなどが記載されている(特許文献1請求項1、4参照)。そして、粘度指数を高め、けん引係数を低減した潤滑油組成物も記載されている。
しかしながら、特許文献1に記載された潤滑油組成物のけん引係数低減効果は、必ずしも充分ではなく、さらなるけん引係数、すなわちトラクション係数の低減効果を高めることが必要であった。
前記特許文献1では、100℃において、3cStより大きい粘度を有するベースストックを含む潤滑油組成物のけん引係数、すなわち、トラクション係数を低める方法として、けん引減力剤を加える方法が開示されており、けん引減力剤として、一塩基酸エステルなどが記載されている(特許文献1請求項1、4参照)。そして、粘度指数を高め、けん引係数を低減した潤滑油組成物も記載されている。
しかしながら、特許文献1に記載された潤滑油組成物のけん引係数低減効果は、必ずしも充分ではなく、さらなるけん引係数、すなわちトラクション係数の低減効果を高めることが必要であった。
本発明は、粘度指数が極めて高く、同時に弾性流体潤滑領域に於ける流体摩擦係数であるトラクション係数が低い潤滑油組成物であって、省エネルギー、省燃費に優れる潤滑油組成物を提供することを目的とするものである。
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、エーテル結合を有する特定の低粘度合成油と特定の高粘度合成油とを配合することによって上記目的を有効に達成できることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、
1.下記の(A)成分及び(B)成分を含有することを特徴とする潤滑油組成物、
(A)分子中にエーテル結合を有する40℃の動粘度が10mm2/s未満の化合物であって,該化合物を構成する酸素原子数及び炭素原子数の比(O/C比)と前記化合物の40℃の動粘度(mm2/s)とが下記の式(1)
40℃の動粘度 ≦ 12−〔(O/C比)×30〕 ・・・・(1)
を満足する低粘度合成油。
(B)100℃の動粘度が40mm2/s以上の炭化水素系合成油であって、α−オレフィンオリゴマー、α−オレフィンオリゴマーの水素化物及びエチレン−プロピレンの共重合オリゴマーから選ばれる1種又は2種以上の高粘度合成油。
2.(A)成分が、下記の(a−1)〜(a−3)から選ばれる1種又は2種以上の化合物である請求項1に記載の潤滑油組成物。
(a−1)ジ(又はトリ)エチレングリコールのジアルキルエーテル(但し、ジアルキルエーテルの2つのアルキル基は、同一でも異なってもよい。)
(a−2)一方の片末端がアルキルエーテルであり、他方の片末端がアルキルエステルであるジ(又はトリ)エチレングリコール
(a−3)飽和又は不飽和脂肪酸のアルコキシアルキルエステル
3.(B)成分が、100℃の動粘度が100〜150mm2/sのα−オレフィンオリゴマー及び/又は当該α−オレフィンオリゴマーの水素化物である上記1又は2に記載の潤滑油組成物、
4.(B)成分が、メタロセン触媒を用いて得られたα−オレフィンオリゴマー及び/又は当該α−オレフィンオリゴマーの水素化物である上記1〜3のいずれかに記載の潤滑油組成物、
5.さらに、(C)成分として、酸化防止剤、極圧剤もしくは摩耗防止剤、分散剤及び金属系清浄剤から選ばれる1種又は2種以上の潤滑油添加剤を含む上記1〜4のいずれかに記載の潤滑油組成物、
を提供するものである。
1.下記の(A)成分及び(B)成分を含有することを特徴とする潤滑油組成物、
(A)分子中にエーテル結合を有する40℃の動粘度が10mm2/s未満の化合物であって,該化合物を構成する酸素原子数及び炭素原子数の比(O/C比)と前記化合物の40℃の動粘度(mm2/s)とが下記の式(1)
40℃の動粘度 ≦ 12−〔(O/C比)×30〕 ・・・・(1)
を満足する低粘度合成油。
(B)100℃の動粘度が40mm2/s以上の炭化水素系合成油であって、α−オレフィンオリゴマー、α−オレフィンオリゴマーの水素化物及びエチレン−プロピレンの共重合オリゴマーから選ばれる1種又は2種以上の高粘度合成油。
2.(A)成分が、下記の(a−1)〜(a−3)から選ばれる1種又は2種以上の化合物である請求項1に記載の潤滑油組成物。
(a−1)ジ(又はトリ)エチレングリコールのジアルキルエーテル(但し、ジアルキルエーテルの2つのアルキル基は、同一でも異なってもよい。)
(a−2)一方の片末端がアルキルエーテルであり、他方の片末端がアルキルエステルであるジ(又はトリ)エチレングリコール
(a−3)飽和又は不飽和脂肪酸のアルコキシアルキルエステル
3.(B)成分が、100℃の動粘度が100〜150mm2/sのα−オレフィンオリゴマー及び/又は当該α−オレフィンオリゴマーの水素化物である上記1又は2に記載の潤滑油組成物、
4.(B)成分が、メタロセン触媒を用いて得られたα−オレフィンオリゴマー及び/又は当該α−オレフィンオリゴマーの水素化物である上記1〜3のいずれかに記載の潤滑油組成物、
5.さらに、(C)成分として、酸化防止剤、極圧剤もしくは摩耗防止剤、分散剤及び金属系清浄剤から選ばれる1種又は2種以上の潤滑油添加剤を含む上記1〜4のいずれかに記載の潤滑油組成物、
を提供するものである。
本発明によれば、粘度指数が極めて高く、同時に弾性流体潤滑領域に於ける流体摩擦係数であるトラクション係数が低い潤滑油組成物であって、省エネルギー、省燃費に優れる潤滑油組成物を提供することができる。したがって、特に、転がり軸受や歯車を有する機械装置の動力損失を低減できる省エネルギー、省燃費に優れる潤滑油組成物を提供することができる。
本発明の潤滑油組成物は、(A)低粘度合成油と、(B)高粘度合成油とを含有する。
〔(A成分)低粘度合成油〕
本発明のA成分である低粘度合成油は、分子中にエーテル結合を有する化合物であることを要する。当該分子中にエーテル結合を有する化合物は、エーテル結合を分子中に少なくとも1つ有すればよく、2つ又はそれ以上有していてもよい。分子中の好ましいエーテル結合の数は、1〜6であり、より好ましくは1〜4、さらに好ましくは3〜4である。
また、本発明の分子中にエーテル結合を有する化合物は、エーテル結合を有していればよく、さらにそれ以外の結合、例えばエステル結合を有していても良い。
本発明のA成分である低粘度合成油は、分子中にエーテル結合を有する化合物であることを要する。当該分子中にエーテル結合を有する化合物は、エーテル結合を分子中に少なくとも1つ有すればよく、2つ又はそれ以上有していてもよい。分子中の好ましいエーテル結合の数は、1〜6であり、より好ましくは1〜4、さらに好ましくは3〜4である。
また、本発明の分子中にエーテル結合を有する化合物は、エーテル結合を有していればよく、さらにそれ以外の結合、例えばエステル結合を有していても良い。
前記A成分の低粘度合成油は、40℃の動粘度が10mm2/s未満の化合物であることを要する。A成分は、潤滑油組成物において高粘度合成油(B成分)と共に用いられるため、組成物の動粘度を低減して、省エネルギー、省燃費を達成するためである。したがって、40℃における動粘度は、9mm2/s以下であることが好ましく、8mm2/s以下であることがより好ましく、5mm2/s以下であることがさらに好ましい。
なお、A成分の40℃における動粘度の下限は、特に制限はないが、潤滑油組成物の蒸発損失を防止するなどの観点から、1mm2/s以上であることが好ましく、1.5mm2/s以上であることがより好ましい。
なお、A成分の40℃における動粘度の下限は、特に制限はないが、潤滑油組成物の蒸発損失を防止するなどの観点から、1mm2/s以上であることが好ましく、1.5mm2/s以上であることがより好ましい。
前記A成分の分子中にエーテル結合を有する化合物は、さらに、該化合物を構成する酸素原子数及び炭素原子数の比(O/C比)と前記化合物の40℃の動粘度(mm2/s)とが下記の式(1)
40℃の動粘度 ≦ 12−〔(O/C比)×30〕 ・・・・(1)
を満たす低粘度合成油であることを要する。
上記式(1)を満たすようにO/C比を調整したエーテル結合を有する化合物であれば、良好な溶解性を示すとともに、低粘度で粘度指数を良好にすることができる。なお、当該効果をより良好なものとするためには、上記式(1)の右辺の上限値を8.5とすることが好ましい。
40℃の動粘度 ≦ 12−〔(O/C比)×30〕 ・・・・(1)
を満たす低粘度合成油であることを要する。
上記式(1)を満たすようにO/C比を調整したエーテル結合を有する化合物であれば、良好な溶解性を示すとともに、低粘度で粘度指数を良好にすることができる。なお、当該効果をより良好なものとするためには、上記式(1)の右辺の上限値を8.5とすることが好ましい。
本発明で用いるA成分としては、上記の要件を満たすものであれば、いずれも使用することができるが、入手が容易である点で下記の(a−1)〜(a−3)に示す化合物の1種又は2種以上を用いることが好ましい。
(a−1)ジ(又はトリ)エチレングリコールのジアルキルエーテル
(但し、ジアルキルエーテルの2つのアルキル基は、同一でも異なってもよい。)
(a−2)一方の片末端がアルキルエーテルであり、他方の片末端がアルキルエステルであるジ(又はトリ)エチレングリコール
(a−3)飽和又は不飽和脂肪酸のアルコキシアルキルエステル
前記(a−1)〜(a−3)の化合物におけるアルキルエーテル、アルキルエステル及びアルコキシアルキルエステル、並びに脂肪酸の炭素数は、それぞれの化合物の40℃の動粘度の規定及び前記式(1)を満たすように選定すればよい。
例えば、アルキルエーテルとしては、エチルエーテル、プロピルエーテル、ブチルエーテル、ヘキシエーテル、ヘキシルブチルエーテル等が挙げられ、また、これらのエーテル基としては、モノエーテル、ジエーテル、トリエーテル等が挙げられる。その中でもジブチルエーテルが好ましい。アルキルエステルとしては、デカン酸エステル、オクタン酸エステル、ノナン酸エステル等が挙げられ、その中でもオクタン酸エステルが好ましい。飽和又は不飽和脂肪酸のアルコキシアルキルエステルとしては、パルミトレイン酸ブトキシエチルエステル、オレイン酸ブトキシエチルエステル、エライジン酸ブトキシエチルエステル等が挙げられ、その中でもオレイン酸ブトキシエチルエステルが好ましい。
(a−1)ジ(又はトリ)エチレングリコールのジアルキルエーテル
(但し、ジアルキルエーテルの2つのアルキル基は、同一でも異なってもよい。)
(a−2)一方の片末端がアルキルエーテルであり、他方の片末端がアルキルエステルであるジ(又はトリ)エチレングリコール
(a−3)飽和又は不飽和脂肪酸のアルコキシアルキルエステル
前記(a−1)〜(a−3)の化合物におけるアルキルエーテル、アルキルエステル及びアルコキシアルキルエステル、並びに脂肪酸の炭素数は、それぞれの化合物の40℃の動粘度の規定及び前記式(1)を満たすように選定すればよい。
例えば、アルキルエーテルとしては、エチルエーテル、プロピルエーテル、ブチルエーテル、ヘキシエーテル、ヘキシルブチルエーテル等が挙げられ、また、これらのエーテル基としては、モノエーテル、ジエーテル、トリエーテル等が挙げられる。その中でもジブチルエーテルが好ましい。アルキルエステルとしては、デカン酸エステル、オクタン酸エステル、ノナン酸エステル等が挙げられ、その中でもオクタン酸エステルが好ましい。飽和又は不飽和脂肪酸のアルコキシアルキルエステルとしては、パルミトレイン酸ブトキシエチルエステル、オレイン酸ブトキシエチルエステル、エライジン酸ブトキシエチルエステル等が挙げられ、その中でもオレイン酸ブトキシエチルエステルが好ましい。
上記A成分は、該当するエーテル結合を有する化合物1種を単独で、又は2種以上を混合して用いることができる。また、A成分の含有量は、A成分と後述するB成分との合計量基準で、20〜90質量%が好ましく、30〜80質量%がより好ましく、50〜80質量%が特に好ましい。A成分の含有量が20質量%以上であれば、トラクション係数の低減効果が認められ、同時に組成物の粘度を低減することができる。一方、90質量%以下であれば、溶解性が良好で安定した組成物を得ることができる。
また、A成分の低粘度合成油は、100℃の動粘度が、下限が0.5mm2/s以上であることが好ましく、0.7mm2/s以上であることがより好ましく、上限が3.0mm2/s以下であることが好ましく、2.0mm2/s以下であることがより好ましく、1.5mm2/s以下であることがさらに好ましい。A成分の100℃動粘度をこのような範囲とすることにより、高粘度指数化と低粘度化の両立を図りやすくすることができる。
また、A成分の低粘度合成油は、100℃の動粘度が、下限が0.5mm2/s以上であることが好ましく、0.7mm2/s以上であることがより好ましく、上限が3.0mm2/s以下であることが好ましく、2.0mm2/s以下であることがより好ましく、1.5mm2/s以下であることがさらに好ましい。A成分の100℃動粘度をこのような範囲とすることにより、高粘度指数化と低粘度化の両立を図りやすくすることができる。
〔(B成分)高粘度合成油〕
本発明では、B成分として、100℃の動粘度が40mm2/s以上の炭化水素系合成油を用いる。
100℃の動粘度が40mm2/s未満では、充分な粘度指数を有する潤滑組成物を得られないことがある。従って、B成分の100℃の動粘度は、50mm2/s以上であることが好ましく、80mm2/s以上であることがより好ましく、100mm2/s以上であることが、さらに好ましい。
また、100℃の動粘度の上限については、特に制限はないが、せん断安定性の低下を防止する観点から150mm2/s以下であることが好ましく、130mm2/s以下であることがより好ましい。
これらのことから、B成分は、100℃の動粘度が100〜150mm2/sであることが好ましく、100〜130mm2/sであることがより好ましい。
本発明では、B成分として、100℃の動粘度が40mm2/s以上の炭化水素系合成油を用いる。
100℃の動粘度が40mm2/s未満では、充分な粘度指数を有する潤滑組成物を得られないことがある。従って、B成分の100℃の動粘度は、50mm2/s以上であることが好ましく、80mm2/s以上であることがより好ましく、100mm2/s以上であることが、さらに好ましい。
また、100℃の動粘度の上限については、特に制限はないが、せん断安定性の低下を防止する観点から150mm2/s以下であることが好ましく、130mm2/s以下であることがより好ましい。
これらのことから、B成分は、100℃の動粘度が100〜150mm2/sであることが好ましく、100〜130mm2/sであることがより好ましい。
本発明においては、前記の動粘度を有する炭化水素系高粘度合成油(B成分)として、α−オレフィンオリゴマー、α−オレフィンオリゴマーの水素化物及びエチレン−プロピレンの共重合オリゴマーから選ばれる1種または2種以上を用いることができる。これらの中でも、低温時の粘度増加を抑制するという観点から、α−オレフィンオリゴマー及び/又はα−オレフィンオリゴマーの水素化物が好適である。
α−オレフィンオリゴマー又はα−オレフィンオリゴマーの水素化物の原料としては、いずれも直鎖状であっても、分岐を有するものであってもよく、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセンから選ばれる炭素数8〜12のα−オレフィンの1種を単独で又は2種以上を組合わせて用いることができる。
これらの中でも、原料として1−デセンを用いて得られるα−オレフィンオリゴマー及び/又は当該α−オレフィンオリゴマーの水素化物が好適に用いられる。
α−オレフィンオリゴマー又はα−オレフィンオリゴマーの水素化物の原料としては、いずれも直鎖状であっても、分岐を有するものであってもよく、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセンから選ばれる炭素数8〜12のα−オレフィンの1種を単独で又は2種以上を組合わせて用いることができる。
これらの中でも、原料として1−デセンを用いて得られるα−オレフィンオリゴマー及び/又は当該α−オレフィンオリゴマーの水素化物が好適に用いられる。
前記α−オレフィンの重合に用いる重合(オリゴマー化)触媒は、種々のものを用いることができる。例えば、メタロセン触媒、及び三フッ化ホウ素(BF3)やチーグラー触媒などのいわゆる非メタロセン触媒が挙げられる。
これらの中でも、メタロセン触媒を用いて得られるα−オレフィンオリゴマー、及びそれをさらに水素化して得られる水素化α−オレフィンオリゴマーが、粘度指数が高いなどの点で、より好ましい。
これらの中でも、メタロセン触媒を用いて得られるα−オレフィンオリゴマー、及びそれをさらに水素化して得られる水素化α−オレフィンオリゴマーが、粘度指数が高いなどの点で、より好ましい。
前記メタロセン触媒としては、周期表第4族元素を含有した共役炭素5員環を有する錯体、すなわちメタロセン錯体と酸素含有有機アルミニウム化合物とを組合わせて用いることができる。
前記メタロセン錯体における周期表第4族元素としては、チタン、ジルコニウムおよびハフニウムが用いられ、特にジルコニウムが好ましい。また、共役炭素5員環を有する錯体は、置換又は無置換のシクロペンタジエニル配位子を有する錯体が一般に用いられる。
好適なメタロセン錯体の例としては、ビス(n−オクタデシルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(トリメチルシリルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジクロリド、ビス[(t−ブチルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]ジルコニウムジクロリド、ビス(ジ−t−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、(エチリデン−ビスインデニル)ジルコニウムジクロリド、ビスシクロペンタジエニルジルコニウムジクロリド、エチリデンビス(テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジクロリド及びビス[3,3(2−メチル−ベンズインデニル)]ジメチルシランジイルジルコニウムジクロリドなどが挙げられる。これらは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。
前記メタロセン錯体における周期表第4族元素としては、チタン、ジルコニウムおよびハフニウムが用いられ、特にジルコニウムが好ましい。また、共役炭素5員環を有する錯体は、置換又は無置換のシクロペンタジエニル配位子を有する錯体が一般に用いられる。
好適なメタロセン錯体の例としては、ビス(n−オクタデシルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(トリメチルシリルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジクロリド、ビス[(t−ブチルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]ジルコニウムジクロリド、ビス(ジ−t−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、(エチリデン−ビスインデニル)ジルコニウムジクロリド、ビスシクロペンタジエニルジルコニウムジクロリド、エチリデンビス(テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジクロリド及びビス[3,3(2−メチル−ベンズインデニル)]ジメチルシランジイルジルコニウムジクロリドなどが挙げられる。これらは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。
一方、前記酸素含有有機アルミニウム化合物としては、例えばメチルアルモキサン、エチルアルモキサン、イソブチルアルモキサンなどが挙げられる。これらは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。
B成分として用いることができるエチレン−プロピレンの共重合オリゴマーとしては、特に制限はないが、通常エチレン含有量が10〜90モル%、好ましくは20〜80モル%の共重合体が用いられる。このような共重合オリゴマーは、粘度指数が高く、かつせん断安定性も良好である。
前記B成分の含有量は、A成分とB成分との合計量基準で、80〜10質量%であることが好ましく、70〜20質量%がより好ましく、50〜20質量%が特に好ましい。B成分の含有量が10質量%以上であれば、高い粘度指数の潤滑油が得られ、80質量%以下であれば、溶解性が良好で安定した組成物を得ることができる。
A成分及びB成分の合計量は、潤滑油組成物中の70質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることがさらに好ましい。
A成分及びB成分の合計量は、潤滑油組成物中の70質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることがさらに好ましい。
〔(C成分)潤滑油添加剤〕
本発明の潤滑油組成物においては、A成分とB成分とを含む組成物に、さらにC成分として潤滑油添加剤を配合することができる。
(C)成分の潤滑油添加剤としては、(c−1)酸化防止剤、(c−2)極圧剤もしくは摩耗防止剤、(c−3)分散剤、及び(c−4)金属系清浄剤などが挙げられ、これらの中から選ばれる1種又は2種以上の潤滑油添加剤を配合することが好ましい。
本発明の潤滑油組成物においては、A成分とB成分とを含む組成物に、さらにC成分として潤滑油添加剤を配合することができる。
(C)成分の潤滑油添加剤としては、(c−1)酸化防止剤、(c−2)極圧剤もしくは摩耗防止剤、(c−3)分散剤、及び(c−4)金属系清浄剤などが挙げられ、これらの中から選ばれる1種又は2種以上の潤滑油添加剤を配合することが好ましい。
前記(c−1)の酸化防止剤としては、アミン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、及び硫黄系酸化防止剤が挙げられる。
アミン系酸化防止剤としては、例えば、4,4’−ジブチルジフェニルアミン、4,4’−ジオクチルジフェニルアミン、4,4’−ジノニルジフェニルアミンなどのジアルキル(アルキル基の炭素数1〜20)ジフェニルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、オクチルフェニル−α−ナフチルアミン、ノニルフェニル−α−ナフチルアミンなどのナフチルアミンなどが挙げられる。
アミン系酸化防止剤としては、例えば、4,4’−ジブチルジフェニルアミン、4,4’−ジオクチルジフェニルアミン、4,4’−ジノニルジフェニルアミンなどのジアルキル(アルキル基の炭素数1〜20)ジフェニルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、オクチルフェニル−α−ナフチルアミン、ノニルフェニル−α−ナフチルアミンなどのナフチルアミンなどが挙げられる。
フェノール系酸化防止剤としては、例えば、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールなどのモノフェノール系酸化防止剤、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)などのジフェノール系酸化防止剤が挙げられる。
硫黄系酸化防止剤としては、例えば、フェノチアジン、ペンタエリスリトール−テトラキス−(3−ラウリルチオプロピオネート)、ビス(3,5−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)スルフィド、チオジエチレンビス(3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル))プロピオネート、2,6−ジ−tert−ブチル−4−(4,6−ビス(オクチルチオ)−1,3,5−トリアジン−2−メチルアミノ)フェノールなどが挙げられる。
これらの酸化防止剤は、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。また、その配合量は、潤滑油組成物全量基準で、通常0.01〜10質量%、好ましくは0.03〜5質量%の範囲で選定される。
前記(c−2)の極圧剤もしくは摩耗防止剤としては、硫黄系極圧剤、リン系摩耗防止剤、S−P系極圧剤、ヒドロカルビルジチオリン酸亜鉛、及びチアゾール系極圧剤が挙げられる。
硫黄系極圧剤としては、硫化油脂、硫化脂肪酸、硫化エステル、硫化オレフィン、ジヒドロカルビルポリサルファイド、チアジアゾール化合物、アルキルチオカルバモイル化合物、チオカーバメート化合物、チオテルペン化合物、ジアルキルチオジプロピオネート化合物などを挙げることができる。
リン系摩耗防止剤としては、リン酸エステル、酸性リン酸エステル、亜リン酸エステル、酸性亜リン酸エステルなどのリン酸エステル類、これらのリン酸エステル類のアミン塩が挙げられる。
硫黄系極圧剤としては、硫化油脂、硫化脂肪酸、硫化エステル、硫化オレフィン、ジヒドロカルビルポリサルファイド、チアジアゾール化合物、アルキルチオカルバモイル化合物、チオカーバメート化合物、チオテルペン化合物、ジアルキルチオジプロピオネート化合物などを挙げることができる。
リン系摩耗防止剤としては、リン酸エステル、酸性リン酸エステル、亜リン酸エステル、酸性亜リン酸エステルなどのリン酸エステル類、これらのリン酸エステル類のアミン塩が挙げられる。
S−P系極圧剤としては、トリフェニルチオフォスフェート、ラウリルトリチオフォスファイトなどのチオリン酸エステルのように、1つの化合物中に硫黄とリンを含むものでもよく、硫黄系極圧剤とリン系極圧剤とを混合して使用してもよい。硫黄系極圧剤とリン系極圧剤とを混合する場合、硫黄系極圧剤とリン系極圧剤としては、前記硫黄系極圧剤及びリン系摩耗防止剤で例示したものをそれぞれ用いればよい。
また、ジヒドロカルビルジチオリン酸亜鉛(ZnDTP)としては、ヒドロカルビル基が、炭素数1〜24の直鎖状又は分枝状のアルキル基、炭素数3〜24の直鎖状又は分枝状のアルケニル基、炭素数5〜13のシクロアルキル基又は直鎖状若しくは分枝状のアルキルシクロアルキル基、炭素数6〜18のアリール基又は直鎖状若しくは分枝状のアルキルアリール基、及び炭素数7〜19のアリールアルキル基等のいずれであってもよい。また、アルキル基やアルケニル基は、第1級、第2級及び第3級のいずれであってもよい。
チアジアゾール化合物としては、例えば、2,5−ビス(n−ヘキシルジチオ)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(n−オクチルジチオ)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(n−ノニルジチオ)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(1,1,3,3−テトラメチルブチルジチオ)−1,3,4−チアジアゾール、3,5−ビス(n−ヘキシルジチオ)−1,2,4−チアジアゾール、3,6−ビス(n−オクチルジチオ)−1,2,4−チアジアゾール、3,5−ビス(n−ノニルジチオ)−1,2,4−チアジアゾール、3,5−ビス(1,1,3,3−テトラメチルブチルジチオ)−1,2,4−チアジアゾール、4,5−ビス(n−オクチルジチオ)−1,2,3−チアジアゾール、4,5−ビス(n−ノニルジチオ)−1,2,3−チアジアゾール、4,5−ビス(1,1,3,3−テトラメチルブチルジチオ)−1,2,3−チアジアゾールなどが挙げられる。
これら極圧剤もしくは摩耗防止剤は、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。また、その配合量は、潤滑油組成物全量基準で、通常0.01〜10質量%、好ましくは0.05〜5質量%の範囲で選定される。
これら極圧剤もしくは摩耗防止剤は、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。また、その配合量は、潤滑油組成物全量基準で、通常0.01〜10質量%、好ましくは0.05〜5質量%の範囲で選定される。
前記(c−3)の分散剤としては、イミド系分散剤、アミド系分散剤、及びエステル系分散剤が挙げられる。
具体的には、例えば、平均分子量1000〜3500のアルケニル基置換アルケニルコハク酸イミド及びそのホウ素化物、ベンジルアミン、アルキルポリアミン、アルケニルコハク酸エステルが挙げられる。
これらの分散剤は、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。また、その配合量は、潤滑油組成物全量基準で、通常0.05〜10質量%、好ましくは0.1〜5質量%の範囲で選定される。
具体的には、例えば、平均分子量1000〜3500のアルケニル基置換アルケニルコハク酸イミド及びそのホウ素化物、ベンジルアミン、アルキルポリアミン、アルケニルコハク酸エステルが挙げられる。
これらの分散剤は、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。また、その配合量は、潤滑油組成物全量基準で、通常0.05〜10質量%、好ましくは0.1〜5質量%の範囲で選定される。
前記(c−4)の金属系清浄剤としては、Ca、Mg、Baなどのアルカリ土類金属スルホネート、アルカリ土類金属フェネート、アルカリ土類金属サリチレート、アルカリ土類金属ホスホネートなどが挙げられる。これらは、中性、塩基性、過塩基性の何れであってもよい。
これらの金属系清浄剤は、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。その配合量は、潤滑油組成物全量基準で、通常0.05〜30質量%、好ましくは0.1〜10質量%の範囲で選定される。
これらの金属系清浄剤は、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。その配合量は、潤滑油組成物全量基準で、通常0.05〜30質量%、好ましくは0.1〜10質量%の範囲で選定される。
潤滑油添加剤としては、上記以外に、油性剤、防錆剤、金属不活性化剤、腐食防止剤、流動点降下剤、消泡剤などを適宜配合することができる。
本発明における潤滑油添加剤の合計配合量は、通常A成分とB成分との合計量100質量部に対して1〜20質量部配合する。好ましくは、3〜15質量部である。
〔その他の成分〕
本発明の潤滑油組成物は、本発明の目的に反しない範囲で、上記以外の成分として潤滑油基油を配合することができる。
前記潤滑油基油としては、100℃における動粘度が10mm2/s以下の鉱油及びα−オレフィンオリゴマー、ポリブテン、ポリオールエステルなど合成油を挙げることができる。その配合量は、潤滑油組成物基準で30質量%以下の範囲であることが好ましい。
本発明の潤滑油組成物は、本発明の目的に反しない範囲で、上記以外の成分として潤滑油基油を配合することができる。
前記潤滑油基油としては、100℃における動粘度が10mm2/s以下の鉱油及びα−オレフィンオリゴマー、ポリブテン、ポリオールエステルなど合成油を挙げることができる。その配合量は、潤滑油組成物基準で30質量%以下の範囲であることが好ましい。
〔潤滑油組成物〕
本発明の潤滑油組成物は、上記のとおり、A成分とB成分及び必要に応じてC成分を含有する組成物であるが、該潤滑油組成物は、粘度指数が220以上であることが好ましく、240以上であることがより好ましく、260以上が更に好ましい。粘度指数が220以上であれば、省エネルギー、省燃費を達成しながら、高温において摺動部分の油膜の形成が容易にすることができる。
また、本発明の潤滑油組成物は、トラクション係数は、0.025以下であることが好ましく、0.020以下であることがより好ましい。トラクション係数が0.025以下であれば、弾性流体潤滑領域に於ける流体摩擦係数を低減する効果が充分に発揮される。
なお、トラクション係数は、後述する評価方法で測定した値である。
本発明の潤滑油組成物は、上記のとおり、A成分とB成分及び必要に応じてC成分を含有する組成物であるが、該潤滑油組成物は、粘度指数が220以上であることが好ましく、240以上であることがより好ましく、260以上が更に好ましい。粘度指数が220以上であれば、省エネルギー、省燃費を達成しながら、高温において摺動部分の油膜の形成が容易にすることができる。
また、本発明の潤滑油組成物は、トラクション係数は、0.025以下であることが好ましく、0.020以下であることがより好ましい。トラクション係数が0.025以下であれば、弾性流体潤滑領域に於ける流体摩擦係数を低減する効果が充分に発揮される。
なお、トラクション係数は、後述する評価方法で測定した値である。
また、本発明の潤滑油組成物の動粘度については、特に制限はなく、潤滑油組成物の用途や使用条件によって、適宜選択すればよい。
例えば、潤滑油組成物が自動車用変速機油の場合は、40℃の動粘度が25mm2/g以下であり、100℃の動粘度が6mm2/g以上であることが好ましい。
例えば、潤滑油組成物が自動車用変速機油の場合は、40℃の動粘度が25mm2/g以下であり、100℃の動粘度が6mm2/g以上であることが好ましい。
本発明の潤滑油組成物は、機械要素として転がり軸受,歯車を有する機械装置の動力損失を低減し,省エネルギー・省燃費に寄与する潤滑油であり、工業用軸受油、工業用歯車油、自動車用ギヤ油、自動車用変速機油などに好適に用いられる。
次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
〔実施例1〜12及び比較例1〜11〕
第1表に示す基材を用いて第2表に示す組成の潤滑油組成物を調製し、その粘度指数、動粘度、溶解性及びトラクション係数の測定を行った。潤滑油組成物の調製方法は、組成物に用いる基材を60℃で30分間撹拌混合して行った。
なお、第2表の実施例及び比較例に用いた添加剤は、第1表の添加剤の内容欄に示す化合物のパッケージであって、いずれも同じ添加剤のパッケージである。
また、第1表に示し、第2表で使用する基材の記号は、以下のように区分を示す。
ET :エーテル結合を有する化合物
ETS :エーテル結合とエステル結合を有する化合物
ES :エステル結合を有する化合物
PAO :α‐オレフィンオリゴマー
HV‐PAO:高粘度α‐オレフィンオリゴマー
EPO :エチレン-プロピレン共重合オリゴマー
PB :ポリブテン
〔実施例1〜12及び比較例1〜11〕
第1表に示す基材を用いて第2表に示す組成の潤滑油組成物を調製し、その粘度指数、動粘度、溶解性及びトラクション係数の測定を行った。潤滑油組成物の調製方法は、組成物に用いる基材を60℃で30分間撹拌混合して行った。
なお、第2表の実施例及び比較例に用いた添加剤は、第1表の添加剤の内容欄に示す化合物のパッケージであって、いずれも同じ添加剤のパッケージである。
また、第1表に示し、第2表で使用する基材の記号は、以下のように区分を示す。
ET :エーテル結合を有する化合物
ETS :エーテル結合とエステル結合を有する化合物
ES :エステル結合を有する化合物
PAO :α‐オレフィンオリゴマー
HV‐PAO:高粘度α‐オレフィンオリゴマー
EPO :エチレン-プロピレン共重合オリゴマー
PB :ポリブテン
また、潤滑油組成物の性状、性能は、以下に示す方法で測定した。
<潤滑油組成物の性状の測定方法>
(1)動粘度
JIS K2283に準拠して測定した。
(2)粘度指数
JIS K2283に準拠して測定した。
<潤滑油組成物の性能の評価方法>
(3)潤滑油組成物の溶解性
前記調製方法で得られた潤滑油組成物を室温で8時間静置した後、該潤滑油組成物の外観を目視で観察して、不溶分の析出の有無を確認した。
不溶分の析出がなく溶解性良好である場合を「OK」、不溶分の析出が認められ溶解性不良である場合を「NG」と表記した。
<潤滑油組成物の性状の測定方法>
(1)動粘度
JIS K2283に準拠して測定した。
(2)粘度指数
JIS K2283に準拠して測定した。
<潤滑油組成物の性能の評価方法>
(3)潤滑油組成物の溶解性
前記調製方法で得られた潤滑油組成物を室温で8時間静置した後、該潤滑油組成物の外観を目視で観察して、不溶分の析出の有無を確認した。
不溶分の析出がなく溶解性良好である場合を「OK」、不溶分の析出が認められ溶解性不良である場合を「NG」と表記した。
(4)トラクション係数
下記の試験機及び測定条件で、トラクション係数を測定した。
試験機 :Mini Traction Machine(PCS Instruments社製)
測定条件:
ボール :直径19.05mm、AISI 52100軸受鋼
ディスク :直径50mm、AISI 52100軸受鋼
転がり速度:4.0m/s
荷重 :45N
油温 :40℃
すべり率 :10%
下記の試験機及び測定条件で、トラクション係数を測定した。
試験機 :Mini Traction Machine(PCS Instruments社製)
測定条件:
ボール :直径19.05mm、AISI 52100軸受鋼
ディスク :直径50mm、AISI 52100軸受鋼
転がり速度:4.0m/s
荷重 :45N
油温 :40℃
すべり率 :10%
第2表から以下のことが分かる。
本発明の低粘度合成油及び高粘度合成油を含有する潤滑油組成物は、粘度指数が220以上で極めて高く、トラクション係数も0.024以下で極めて小さい。さらにこれらの組成物は、溶解性も良好であり安定した組成物である(実施例1〜12)。
これに対し低粘度合成油が、式(1)を満たさないエーテル結合を有する化合物である比較例1〜3、低粘度合成油の動粘度(40℃)が10mm2/s以上のものである比較例3、7あるいは低粘度合成油がエーテル結合を有する化合物でない比較例4〜10、並びに高粘度合成油が本発明で規定する化合物でない比較例11では、安定な組成物が得られない、トラクション係数が大きいなど、いずれも本発明の目的を達成することができない。
本発明の低粘度合成油及び高粘度合成油を含有する潤滑油組成物は、粘度指数が220以上で極めて高く、トラクション係数も0.024以下で極めて小さい。さらにこれらの組成物は、溶解性も良好であり安定した組成物である(実施例1〜12)。
これに対し低粘度合成油が、式(1)を満たさないエーテル結合を有する化合物である比較例1〜3、低粘度合成油の動粘度(40℃)が10mm2/s以上のものである比較例3、7あるいは低粘度合成油がエーテル結合を有する化合物でない比較例4〜10、並びに高粘度合成油が本発明で規定する化合物でない比較例11では、安定な組成物が得られない、トラクション係数が大きいなど、いずれも本発明の目的を達成することができない。
本発明によれば、粘度指数が極めて高く、同時に弾性流体潤滑領域に於ける流体摩擦係数であるトラクション係数が低い潤滑油組成物であって、省エネルギー、省燃費に優れる潤滑油組成物を提供することができる。したがって、特に、転がり軸受や歯車を有する機械装置の動力損失を低減できる省エネルギー、省燃費に優れ、工業用軸受油、工業用歯車油、自動車用ギヤ油、自動車用変速基油をはじめ、種々の潤滑油組成物として、有効に利用することができる。
Claims (5)
- 下記の(A)成分及び(B)成分を含有することを特徴とする潤滑油組成物。
(A)分子中にエーテル結合を有する40℃の動粘度が10mm2/s未満の化合物であって,該化合物を構成する酸素原子数及び炭素原子数の比(O/C比)と前記化合物の40℃の動粘度(mm2/s)とが下記の式(1)
40℃の動粘度 ≦ 12−〔(O/C比)×30〕 ・・・・(1)
を満足する低粘度合成油。
(B)100℃の動粘度が40mm2/s以上の炭化水素系合成油であって、α−オレフィンオリゴマー、α−オレフィンオリゴマーの水素化物及びエチレン−プロピレンの共重合オリゴマーから選ばれる1種又は2種以上の高粘度合成油。 - 前記(A)成分が、下記の(a−1)〜(a−3)から選ばれる1種又は2種以上の化合物である請求項1に記載の潤滑油組成物。
(a−1)ジ(又はトリ)エチレングリコールのジアルキルエーテル
(但し、ジアルキルエーテルの2つのアルキル基は、同一でも異なってもよい。)
(a−2)一方の片末端がアルキルエーテル、他方の片末端がアルキルエステルであるジ(又はトリ)エチレングリコール
(a−3)飽和又は不飽和脂肪酸のアルコキシアルキルエステル - 前記(B)成分が、100℃の動粘度が100〜150mm2/sのα−オレフィンオリゴマー及び/又は当該α−オレフィンオリゴマーの水素化物である請求項1又は2に記載の潤滑油組成物。
- 前記(B)成分が、メタロセン触媒を用いて得られたα−オレフィンオリゴマー及び/又は当該α−オレフィンオリゴマーの水素化物である請求項1〜3のいずれかに記載の潤滑油組成物。
- さらに、(C)成分として、酸化防止剤、極圧剤もしくは摩耗防止剤、分散剤及び金属系清浄剤から選ばれる1種又は2種以上の潤滑油添加剤を含む請求項1〜4のいずれかに記載の潤滑油組成物。
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