JP2008208221A

JP2008208221A - 潤滑油組成物

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Publication number: JP2008208221A
Application number: JP2007046309A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Fujita; 裕藤田; Yutaka Takakura; 豊高倉
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 2007-02-26
Filing date: 2007-02-26
Publication date: 2008-09-11
Anticipated expiration: 2027-02-26
Also published as: WO2008105128A1; EP2119761A1; EP2119761A4; EP2119761B1; US7973001B2; CN105112139A; JP5324748B2; EP2119761B2; US20100048440A1; CN101617033A

Abstract

【課題】低粘度で、粘度の温度依存性が小さく、さらに、油膜形成性に優れ、疲労寿命の長い潤滑油組成物を提供すること。
【解決手段】本発明の潤滑油組成物は、１００℃における動粘度が１〜５ｍｍ^２／ｓである潤滑油基油と、１００℃における動粘度が２０〜２０００ｍｍ^２／ｓである、オレフィンコポリマー（ＯＣＰ）およびポリαオレフィン（ＰＡＯ）から選択される少なくとも一つと、を含有し、１００℃における動粘度が８．０ｍｍ^２／ｓ以下、かつ、粘度指数が１５５以上である。
【選択図】なし

Description

本発明は、潤滑油組成物に関する。詳しくは、低粘度かつ疲労寿命に優れ、特に自動車の変速機用潤滑油として好適な潤滑油組成物に関する。

近年、地球規模の二酸化炭素排出量問題と世界的なエネルギー需要の増大を背景とし、自動車の省燃費化に対する要求はますます高くなっている。その中で、変速機にも従来に増して動力伝達効率の向上が求められており、その重要な構成要素である潤滑油にも高トルク容量化が求められている。
例えば、変速機の省燃費化手段の一つとして、潤滑油の低粘度化が挙げられる。変速機の中でも自動車用の自動変速機や無段変速機はトルクコンバータ、湿式クラッチ、歯車軸受機構、オイルポンプ、油圧制御機構などを有しており、これらに使用される潤滑油をより低粘度化することにより、攪拌抵抗および摩擦抵抗が低減され、動力の伝達効率が向上することで自動車の燃費の向上が可能となる。

しかしながら、低粘度化された潤滑油は、金属間の接触を生じさせ易く，その結果，軸受や歯車等の機械要素部品の疲労寿命が大幅に低下し、焼付きなどが生じて変速機などに、不具合が生じることがある。
そこで、低粘度でありながらも疲労寿命が長い変速機用潤滑油組成物が特許文献１〜４に提案されている。

特開２００６−１１７８５１号公報特開２００６−１１７８５２号公報特開２００６−１１７８５３号公報特開２００６−１１７８５４号公報

しかしながら、特許文献１〜４に開示された潤滑油組成物は、いずれも粘度指数向上剤としてポリメタアクリレート（ＰＭＡ）を使用しているため、粘度指数は向上するものの、油膜の厚さが小さくなり、油膜形成性に劣るという問題があった。すなわち、油膜が薄いために金属同士の摩耗が起きやすく、結果として疲労寿命が短くなってしまうのである。

そこで、本発明の目的は、低粘度で、粘度の温度依存性が小さく、さらに、油膜形成性に優れ、疲労寿命の長い潤滑油組成物を提供することである。

前記課題を解決すべく、本発明は、以下のような潤滑油組成物を提供するものである。
（１）１００℃における動粘度が１〜５ｍｍ^２／ｓである潤滑油基油と、１００℃における動粘度が２０〜２０００ｍｍ^２／ｓである、オレフィンコポリマー（ＯＣＰ）およびポリαオレフィン（ＰＡＯ）から選択される少なくとも一つと、を含有し、１００℃における動粘度が８．０ｍｍ^２／ｓ以下、かつ、粘度指数が１５５以上であることを特徴とする。
（２）上記（１）の潤滑油組成物において、オレフィンコポリマーの含有量は、組成物全量基準で１〜２０質量％であることを特徴とする潤滑油組成物。
（３）上記（１）の潤滑油組成物において、ポリαオレフィンの含有量は、組成物全量基準で１〜２０質量％であることを特徴とする潤滑油組成物。
（４）自動車の変速機用潤滑油として用いられることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の潤滑油組成物。

本発明によれば、低粘度で、粘度の温度依存性が小さく、さらに、油膜形成性に優れ、疲労寿命の長い潤滑油組成物を提供することができる。特に、ＥＨＬ条件下で使用される変速機用潤滑油組成物として有効に使用することができる。

本発明の潤滑油組成物は、潤滑油基油として、１００℃における動粘度が１〜５ｍｍ^２／ｓの範囲であるものを使用する。１００℃における動粘度が５ｍｍ^２／ｓを超えると、潤滑油組成物の粘度指数が良好な値を示さない。また、粘性抵抗による動力損失が大きくなり、燃費改善効果が得られない。一方、１００℃における動粘度が１ｍｍ^２／ｓ未満だと、油膜が十分に形成されず、摩擦抵抗が増大してしまう。また、蒸発損失も大きくなってしまう。潤滑油基油の１００℃における動粘度のより好ましい範囲は、２〜４．５ｍｍ^２／ｓである。
なお、１００℃における動粘度は、ＪＩＳＫ２２８３に準拠して測定した値である。

ここで、潤滑油基油は、特に限定されるものではなく、通常潤滑油の基油として使用されているものであれば鉱油および合成油を問わず使用できる。
鉱油としては、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を、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、あるいは白土処理等の精製処埋を適宜組み合わせて精製したパラフィン系、ナフテン系などの基油が好適に使用できる。

また、合成油としては、例えば、ポリブテン、ポリオールエステル、二塩基酸エステル、リン酸エステル、ポリフェニルエーテル、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、ポリオキシアルキレングリコール、ネオペンチルグリコール、シリコーンオイル、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、さらにはヒンダードエステルなどを用いることができる。

これらの鉱油や合成油で、１００℃における動粘度が１〜５ｍｍ^２／ｓの範囲内のものを単独で使用しても良く、またこれらの中から選ばれる２種以上の基油を任意の割合で混合して使用してもよい。

また、本発明の潤滑油組成物には、１００℃における動粘度が２０〜２０００ｍｍ^２／ｓのオレフィンコポリマー（ＯＣＰ）およびポリαオレフィン（ＰＡＯ）のうち少なくともいずれか一方が含まれている。
ＯＣＰの１００℃における動粘度が２０００ｍｍ^２／ｓを超えると、油膜が十分に形成されず、疲労寿命が短くなる。また、１００℃における動粘度が２０ｍｍ^２／ｓ未満の場合も同様に、油膜の厚みが小さくなり、好ましくない。なお、ＯＣＰの１００℃における動粘度のより好ましい範囲は、１００〜２０００ｍｍ^２／ｓである。
ＯＣＰとして、例えば、エチレン−プロピレン共重合体などを用いることができ、

このようなＯＣＰの含有量は、組成物全量基準で１〜２０質量％であることが好ましい。この範囲内で、ＯＣＰの動粘度や、基油の動粘度および含有量、そして、その他の添加剤などの含有量に応じて適宜決定することができる。ＯＣＰの含有量が１質量％未満であると、省燃費性を発揮できる粘度指数向上能に不足し，また、２０質量％を超えると、製品の粘度が高くなり，省燃費性を発揮できない。

また、ＰＡＯの１００℃における動粘度も同様に、２０００ｍｍ^２／ｓを超えると、油膜が十分に形成されず、疲労寿命が短くなる。１００℃における動粘度が２０ｍｍ^２／ｓ未満の場合も油膜の厚みが小さくなり、好ましくない。なお、ＰＡＯの１００℃における動粘度のより好ましい範囲は、４０〜１０００ｍｍ^２／ｓである。
ＰＡＯとして、例えば、１−オクテンオリゴマー、１−デセンオリゴマーなどを用いることができる。

このようなＰＡＯの含有量は、組成物全量基準で１〜２０質量％であることが好ましい。この範囲内で、ＰＡＯの動粘度や、基油の動粘度および含有量、そして、その他の添加剤などの含有量に応じて適宜決定することができる。ＰＡＯの含有量が１質量％未満であると、省燃費性を発揮できる粘度指数向上能に不足し，また、２０質量％を超えると、製品の粘度が高くなる。または、製品の粘度を低粘度に合わせた場合においては粘度指数向上能が不足するといった問題がある。

さらに、本発明の潤滑油組成物には、各種添加剤を含むことができる。添加剤を所望の特性を発揮する各種添加剤を使用する。例えば、酸化防止剤、他の極圧剤、耐摩耗剤、油性剤、清浄分散剤および流動点降下剤などが挙げられる。
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および硫黄系酸化防止剤などが挙げられる。

アミン系酸化防止剤としては、例えば、モノオクチルジフェニルアミン、モノノニルジフェニルアミンなどのモノアルキルジフェニルアミン系、４，４’−ジブチルジフェニルアミン、４，４’−ジペンチルジフェニルアミン、４，４’−ジヘキシルジフェニルアミン、４，４’−ジヘプ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ジフェニルアミン系、テトラブチルジフェニルアミン、テトラヘキシルジフェニルアミン、テトラオクチルジフェニルアミン、テトラノニルジフェニルアミンなどのポリアルキルジフェニルアミン系、α−ナフチルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、ブチルフェニル−α−ナフチルアミン、ペンチルフェニル−α−ナフチルアミン、ヘキシルフェニル−α−ナフチルアミン、ヘプチルフェニル−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系を挙げることができ、中でもジアルキルジフェニルアミン系のものが好ましい。

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、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を挙げることができる。
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、一種を単独で用いてもよく、二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。

他の極圧剤、耐摩耗剤、油性剤としては、例えばジチオリン酸亜鉛（ＺｎＤＴＰ）、ジチオカルバミン酸亜鉛（ＺｎＤＴＣ）、硫化オキシモリブデンオルガノホスホロジチオエート（ＭｏＤＴＰ）、硫化オキシモリブデンジチオカルバメート（ＭｏＤＴＣ）などの有機金属系化合物が挙げられる。これらの配合量は、潤滑油組成物全量基準で、通常０．０５〜５質量％、好ましくは０．１〜３質量％である。

また、ステアリン酸、オレイン酸などの脂肪族飽和及び不飽和モノカルボン酸、ダイマー酸、水添ダイマー酸などの重合脂肪酸、リシノレイン酸、１２−ヒドロキシステアリン酸などのヒドロキシ脂肪酸、ラウリルアルコール、オレイルアルコールなどの脂肪族飽和及び不飽和モノアルコール、ステアリルアミン、オレイルアミンなどの脂肪族飽和及び不飽和モノアミン、ラウリン酸アミド、オレイン酸アミドなどの脂肪族飽和及び不飽和モノカルボン酸アミドなどの油性剤が挙げられる。
これらの油性剤の好ましい配合量は、潤滑油組成物全量基準で０．０１〜１０質量％の範囲であり、０．１〜５質量％の範囲が特に好ましい。

清浄分散剤としては、例えばコハク酸イミド類、ホウ素含有コハク酸イミド類、ベンジルアミン類、ホウ素含有ベンジルアミン類、コハク酸エステル類、脂肪酸あるいはコハク酸で代表される一価又は二価カルボン酸アミド類などの無灰系分散剤、中性金属スルホネート、中性金属フェネート、中性金属サリチレート、中性金属ホスホネート、塩基性スルホネート、塩基性フェネート、塩基性サリチレート、過塩基性スルホネート、過塩基性サリチレート、過塩基性ホスホネートなどの金属系清浄剤が挙げられる。これらの配合量は、潤滑油組成物全量基準で、通常０．１〜２０質量％、好ましくは０．５〜１０質量％である。
流動点降下剤としては、重量平均分子量が５万〜１５万程度のポリメタクリレートなどを用いることができる。

本発明の潤滑油組成物には、所望により、前記以外の添加剤、例えば防錆剤、金属不活性化剤、消泡剤、界面活性剤などを含有させることができる。
防錆剤としては、例えば、アルケニルコハク酸やその部分エステルなどが、金属腐食防止剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系、ベンズイミダゾール系、ベンゾチアゾール系、チアジアゾール系などが、金属不活性化剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール、ベンゾトリアゾール誘導体、ベンゾチアゾール、ベンゾチアゾール誘導体、トリアゾール、トリアゾール誘導体、ジチオカルバメート、ジチオカルバメート誘導体、イミダゾール、イミダゾール誘導体などが用いられる。消泡剤としては、例えば、ジメチルポリシロキサン、ポリアクリレートなどが、界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルなどが用いられる。

なお、これら各種添加剤を合わせた配合量は、潤滑油組成物全量基準で、通常０．１〜２０質量％、好ましくは５〜１５質量％となるように調整する。

以上の配合で調整された潤滑油組成物は、１００℃における動粘度が８．０ｍｍ^２／ｓ以下であり、より好ましくは６．５ｍｍ^２／ｓ以下、さらに好ましくは５．８ｍｍ^２／ｓ以下である。１００℃における動粘度が８．０ｍｍ^２／ｓを超えると、粘度が高いために摩擦抵抗が大きくなり、動力の伝達効率が低下する。
また、潤滑油組成物の粘度指数は１５５以上、より好ましくは１６０以上である。粘度指数が１５５未満であると、粘度の温度依存性が大きくなり好ましくない。

以上より、１００℃における動粘度が１〜５ｍｍ^２／ｓである潤滑油基油と、１００℃における動粘度が２０〜２０００ｍｍ^２／ｓのオレフィンコポリマー（ＯＣＰ）またはポリαオレフィン（ＰＡＯ）と、添加剤とを含有する潤滑油組成物の１００℃における動粘度が８．０ｍｍ^２／ｓ以下、かつ、粘度指数が１５５以上であるように、潤滑油基油と、ＯＣＰまたはＰＡＯの添加量を調整する。このように調整した潤滑油基油は、油膜形成性にも優れている。したがって、金属同士の摩耗が起きにくく、結果として疲労寿命を長くすることができる。
すなわち、低粘度かつ粘度の温度依存性が低くあるとともに、油膜形成性に優れた疲労寿命の長い潤滑油組成物を提供することができる。

次に、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例の記載内容に何ら制約されるものではない。

[実施例Ａ１〜Ｃ７、比較例Ａ１〜Ｃ６]
表１に示す組成で潤滑油組成物を調整し、調整した組成物の１００℃における動粘度、粘度指数および油膜厚さを以下に示す方法で測定した。

[１００℃における動粘度]
ＪＩＳＫ２２８３に準拠して測定した。

[粘度指数（ＶＩ：Viscosity Index）]
ＪＩＳＫ２２８３に準拠して測定した。

[油膜厚さ]
油膜厚さ（Film thickness）は、ＰＣＳ社のＥＨＬ極薄膜計測システムを用いて測定した。本試験機では、油膜厚さ１〜２５０ｎｍの範囲を測定できる。
上記の方法により測定した実施例の結果を表１に、比較例の結果を表２に示す。

実施例および比較例では、基油として、ＡＰＩ（American Petroleum Institute、米国石油協会）が規定しているGroup IIの基油を用い、添加剤には、インフィニアム社製、商品名「ＩｎｆｉｎｅｕｍＴ４２６１」を用いた。

表１および表２を見ると、ＯＣＰを使用した実施例Ａ１およびＡ２の油膜厚さは、ＰＭＡを使用した比較例Ａ１およびＡ２に比べて厚く、油膜形成性に優れている。
また、表１の実施例Ｂ１からＢ３と表２の比較例Ｂ１およびＢ２とを比較すると、実施例Ｂ１からＢ３は油膜形成性に優れている。
さらに、表１の実施例Ｃ１からＣ７と、表２の比較例Ｃ１からＣ６とを比較すると、実施例Ｃ１からＣ７は油膜形成性に優れている。
これらの実施例Ａ１、Ａ２、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ７は１００℃における動粘度が８．０ｍｍ^２／ｓ以下と低粘度で、粘度指数も良好である。

本発明は、例えば、自動車の変速機用潤滑油、パワーステアリング油、ショックアブソーバ油、エンジン油及び自動車・産業用ギヤー油、油圧油、軸受油などに好適に用いられるが、特に自動車の自動変速機、手動変速機、無段変速機などの変速機用潤滑油として好適に利用することができる。

Claims

１００℃における動粘度が１〜５ｍｍ^２／ｓである潤滑油基油と、
１００℃における動粘度が２０〜２０００ｍｍ^２／ｓである、オレフィンコポリマー（ＯＣＰ）およびポリαオレフィン（ＰＡＯ）から選択される少なくとも一つと、を含有し、
１００℃における動粘度が８．０ｍｍ^２／ｓ以下、かつ、
粘度指数が１５５以上である
ことを特徴とする潤滑油組成物。
請求項１に記載の潤滑油組成物であって、
前記オレフィンコポリマーの含有量は、組成物全量基準で１〜２０質量％であることを特徴とする潤滑油組成物。
請求項１に記載の潤滑油組成物であって、
前記ポリαオレフィンの含有量は、組成物全量基準で１〜２０質量％であることを特徴とする潤滑油組成物。
請求項１から請求項３のいずれかに記載の潤滑油組成物であって、
自動車の変速機用潤滑油として用いられることを特徴とした潤滑油組成物。