JP5421698B2

JP5421698B2 - 省電力ギヤ油組成物

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Publication number: JP5421698B2
Application number: JP2009199077A
Authority: JP
Inventors: 豊竹嶋
Original assignee: Cosmo Oil Lubricants Co Ltd
Current assignee: Cosmo Oil Lubricants Co Ltd
Priority date: 2009-08-28
Filing date: 2009-08-28
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2029-08-28
Also published as: JP2011046903A

Description

本発明は、省電力型ギヤ油組成物に関する。

近年、地球規模での温暖化が進行し、温室効果ガスの一つである二酸化炭素排出量削減が急務となっている。わが国でも、２００６年にエネルギーの使用の合理化に関する法律、地球温暖化対策の推進に関する法律がそれぞれ改正施行され、工場、輸送事業者等はこれまで以上に電力消費量の削減が求められるようになってきた。

電力消費量削減の一つの方法として、産業機械や輸送機械で使用される潤滑油側からの省電力化が図られている。そのような状況下、産業機械の軸受や歯車に用いられている工業用ギヤ油においても、省電力化が検討されており、例えば、摩擦調整剤である硫化オキシモリブデンジチオホスフェート、硫化オキシモリブデンジチオカーバメートなどの配合技術による対応が試みられている（例えば、特許文献１、２参照）。

ところで、各種機械においては、通常運転時の他にも、起動時の電力消費量削減も求められており、これに対しては低温流動性の向上で対応している。ギヤ油においても同様に低温流動性の向上が必要とされている。
さらに、省電力化や低温流動性向上の際には、当然、ギヤ油としての基本性能である極圧性を十分に兼ね備えている必要もある。

特開平６−２２０４７５号公報特開平７−１９７０６８号公報

本発明は、省電力性、低温流動性に優れ、かつ、高荷重で運転される機械で、極圧性も良好なギヤ油組成物を提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、特定の％ＣＮ、及び％ＣＡを有する炭化水素系の潤滑油基油に特定のオレフィン系粘度指数向上剤を配合し、さらに、硫黄を含有する極圧剤を添加、混合することにより、特定の組成物とすることで、省電力性、低温流動性に優れ、かつ、良好な極圧性も示すギヤ油組成物が得られることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明は、環分析による％ＣＮが１８以下で、かつ％ＣＡが１．０以下である炭化水素系潤滑油基油（ただし、ポリαオレフィン基油を除く。）に、エチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体からなるオレフィン系粘度指数向上剤及び硫黄を含有する極圧剤が配合された組成物であって、前記硫黄を含有する極圧剤の配合量が該組成物の全量に対して０．１〜１０質量％であり、かつ該組成物の４０℃における動粘度が５０〜３８０ｍｍ^２／ｓ、さらに、１５℃における密度が０．８２５〜０．８４６ｇ／ｃｍ^３であることを特徴とするギヤ油組成物を提供するものであるが、特に、環分析による％ＣＮが１８以下で、かつ％ＣＡが１．０以下である炭化水素系潤滑油基油（ただし、ポリαオレフィン基油を除く。）に、粘度指数向上剤としてエチレンとエチレン以外のモノマーのモル比が７０：３０〜３０：７０であるエチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体からなるオレフィン系粘度指数向上剤のみが配合され、かつ硫黄を含有する極圧剤が配合された組成物であって、前記硫黄を含有する極圧剤の配合量が該組成物の全量に対して０．５〜３質量％であり、かつ該組成物の４０℃における動粘度が５０〜３８０ｍｍ ^２／ｓ、さらに１５℃における密度が０．８２５〜０．８４６ｇ／ｃｍ ^３（＝８２５〜８４６ｋｇ／ｍ ^３）であることを特徴とするギヤ油組成物を提供するものである。

また、本発明は、上記ギヤ油組成物において、前記オレフィン系粘度指数向上剤がエチレンと炭素数３〜３０のオレフィンとの共重合体であるギヤ油組成物を提供するものである。
また、本発明は、上記ギヤ油組成物において、前記硫黄を含有する極圧剤が硫化オレフィン及び硫黄−リン系極圧剤から選ばれる少なくとも1種以上であるギヤ油組成物を提供するものである。
また、本発明は、上記ギヤ油組成物において、さらにモリブデン化合物がモリブデン量換算で該組成物の全量に対して０．００１〜１．０質量％配合されているギヤ油組成物を提供するものである。
また、本発明は、上記ギヤ油組成物において、前記モリブデン化合物がモリブデン量換算で該組成物の全量に対して０．０２〜１．０質量％配合されているギヤ油組成物を提供するものである。
また、本発明は、上記ギヤ油組成物において、前記炭化水素系潤滑油基油の４０℃における動粘度が１５〜４０ｍｍ ^２／ｓであるギヤ油組成物を提供するものである。

本発明のギヤ油組成物は、特定の性状の炭化水素系潤滑油基油を用い、さらに特定のオレフィン系粘度指数向上剤及び特定量の硫黄を含有する極圧剤と組み合わせているため、省電力性、低温流動性に優れ、かつ、極圧性も良好である。

（基油）
本発明のギヤ油組成物に用いる炭化水素系潤滑油基油は、ＡＳＴＭＤ３２３８環分析方法による％ＣＮが１８以下であり、好ましくは１６以下である。％ＣＮが１８を超えると、組成物の密度が高くなり、電力消費量が多くなる傾向にある。なお、％ＣＮはナフテンの含有量と相関するが、ナフテンが多いと電力消費量が多くなる傾向にあるため、より少ない方が好ましく、上記数値以下であれば下限値に限定はなく、ナフテンを実質的に含有しなくてもよい。

また、本発明のギヤ油組成物に用いる炭化水素系潤滑油基油は、ＡＳＴＭＤ３２３８環分析方法による％ＣＡが１．０以下であり、好ましくは０．８以下であり、より好ましくは０．５以下である。％ＣＡが１．０を超えると、組成物の密度が高くなり、電力消費量が多くなる傾向にある。なお、％ＣＡは芳香族系炭化水素の含有量と相関するが、芳香族系炭化水素が多いと電力消費量が多くなる傾向にあるため、より少ない方が好ましく、上記数値以下であれば下限値に限定はなく、芳香族系炭化水素を実質的に含有しなくてもよい。

さらに、本発明のギヤ油組成物に用いる炭化水素系潤滑油基油は、本発明のギヤ油組成物の性状と組成に調整し易く、本発明の効果をより発揮するという観点から、ＪＩＳＫ２２４９に準拠の方法で測定される１５℃における密度が０．８２０〜０．８４０ｇ／ｃｍ^３であることが好ましく、０．８２２〜０．８３７ｇ／ｃｍ^３であることがより好ましい。

本発明で用いる炭化水素系潤滑油基油としては、鉱油系潤滑油基油であっても、メタン等の天然ガス等を原料としてフィッシャー−トロプシュ合成によって得られたワックスを原料として製造される基油等であってもよい。ただし、本発明で用いる炭化水素系潤滑油基油には、ポリαオレフィン基油は含まない。ここで、ポリαオレフィン基油とは、αオレフィンの重合体からなる基油である。

鉱油系潤滑油基油としては、例えば、原油の潤滑油留分を溶剤精製、水素化精製、水素化分解精製など適宜組合せた製造方法が挙げられる。この内、好ましいものとしては、以下の製造方法で製造されたものが挙げられる。まず、原油の常圧蒸留で得られたボトム油を減圧蒸留装置で処理する。そこで得られた減圧軽油を水素化処理および水素化分解を行い、その後、軽質分、燃料分を減圧ストリッパーで除去した残渣物を得る。この残渣物を減圧蒸留し、得られた潤滑油留分を水素化脱ロウ処理、安定化処理を行う。このようにして得られた基油が本発明の基油としては好ましい。

上記の炭化水素系潤滑油基油は、％ＣＮ及び％ＣＡが上記範囲である限り、１種を単独使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

また、本発明のギヤ油組成物には、本発明の目的を害さない範囲内で、前記基油以外の他の基油を含んでもよいが、前記基油の含有割合は、全ての基油の合計量に対して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％以上であることがより好ましく、９５質量％以上であることが特に好ましい。
本発明のギヤ油組成物においては、全基油の配合量は、オレフィン系粘度指数向上剤、硫黄を含有する極圧剤や、必要に応じて添加されるモリブデン化合物やその他の添加剤の配合量と全基油の配合量の合計が１００質量％になるように調整されればよいが、組成物の全量に対して２０〜９５質量％が好ましく、２５〜９０質量％がより好ましく、３０〜９０質量％がさらに好ましく、３５〜９０質量％が特に好ましい。

本発明で用いる炭化水素系潤滑油基油の４０℃における動粘度は１０〜５０ｍｍ^２／ｓであることが好ましく、１５〜４０ｍｍ^２／ｓであることがより好ましい。この動粘度にすることで比較的密度の大きいオレフィン系粘度指数向上剤の添加量が少なくなり一層の省電力効果が得られる。

（オレフィン系粘度指数向上剤）
本発明の作動油組成物に用いるオレフィン系粘度指数向上剤は、エチレンとエチレン以外のモノマーからなる共重合体である。
エチレンと共重合体を形成するエチレン以外のモノマーとしては、例えば、オレフィン系炭化水素、ジエン系炭化水素、ビニル芳香族炭化水素等が挙げられる。これらのエチレン以外のモノマーの炭素数は、好ましくは３〜３０であり、より好ましくは３〜２５であり、さらに好ましくは３〜１５であり、特に好ましくは３〜８であり、最も好ましくは３〜５である。エチレン以外のモノマーの炭素数が３０以下とすることで、粘度指数向上剤の分子量を比較的低く抑えることができ、耐せん断安定性を向上させることができるため好ましい。

エチレン以外のモノマーとして用いられるオレフィン系炭化水素としては、直鎖であっても環状であっても良く、分岐があっても良い。オレフィン系炭化水素の具体例としては、プロピレン、ｎ−ブテン、ｉ−ブチレン、シクロブテン、ｎ−ペンテン、ｉ−ペンテン、シクロペンテン、ｎ−へキセン、ｉ−へキセン、ｎ−へプテン、ｉ−へプテン等が挙げられる。
エチレン以外のモノマーとして用いられるジエン系炭化水素は、鎖状であっても、環状であってもよく、分岐鎖があってもよい。ジエン系炭化水素の具体例としては、ブタジエン、シクロブタジエン、ペンタジエン、シクロペンタジエン、ヘキサジエン、ヘプタジエン等が挙げられる。

エチレン以外のモノマーとして用いられるビニル芳香族炭化水素としては、スチレン、ジビニルベンゼン等が挙げられる。
これらエチレン以外のモノマーの内、好ましいものはオレフィン系炭化水素であり、特に好ましいものは炭素数３〜５のオレフィン系炭化水素である。
オレフィン系粘度指数向上剤はエチレンとエチレン以外のモノマーを重合して合成するが、エチレン以外のモノマーは１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。

エチレンとエチレン以外のモノマーのモル比は特に制限されないが、好ましくは８０：２０〜２０:８０であり、より好ましくは７０：３０〜３０：７０であり、さらに好ましくは６５：３５〜３５：６５である。
オレフィン系粘度指数向上剤は、規則的交互重合体、ランダム重合体、ブロック重合体またはグラフト重合体のいずれであってもよい。
オレフィン系粘度指数向上剤の好ましい重量平均分子量は１，０００〜１５０，０００であり、より好ましくは１，２００〜１００，０００であり、さらに好ましくは１，５００〜５５，０００であり、特に好ましくは３，０００〜３０，０００であり、最も好ましくは５，０００〜２５，０００である。重量平均分子量を１，０００以上とすることで、添加量を抑えることができる。重量平均分子量が１５０，０００以下とすることで、せん断下における粘度低下を抑制しやすい傾向にある。なお、重量平均分子量はゲル浸透クロマトグラフィーで測定され、ポリスチレン換算による値である。

オレフィン系粘度指数向上剤は、本発明の目的が損なわれないかぎり、分散型、非分散型のいずれであってもよい（モノマー由来の極性基を有するものを分散型、極性基を有さないものを非分散型という）。すなわち、エチレン以外のモノマー分子として窒素原子含有化合物やアルキルエステル類が用いられている分散型であってもよい。このような窒素原子含有化合物の具体例としては、アルキル-ビニルピリジン、Ｎ−ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール等が挙げられる。また、アルキルエステル類の具体例として、ポリアルキレングリコールエステル、マレイン酸エステル、フマル酸エステル等が挙げられる。これらは１種でも、２種以上でも用いることができる。

ただし、オレフィン系粘度指数向上剤中の分散基を有するモノマーとそれ以外のモノマーのモル比は、分散基のモル比が２５を超えると、基油とオレフィン系粘度指数向上剤の混合物のトラクション係数が高くなり、電力消費量が多くなる傾向がある。そのため、分散基を有するモノマーとそれ以外のモノマーのモル比は、好ましくは０：１００〜２５：７５であり、より好ましくは０：１００〜１０：９０である。

オレフィン系粘度指数向上剤の配合量は、ギヤ油組成物の全量に対して好ましくは１〜６０質量％であり、より好ましくは３〜５５質量％であり、さらに好ましくは５〜４５質量％である。配合量の下限値を１質量％以上とすることで、省電力効果を得やすい傾向にある。一方、オレフィン系粘度指数向上剤は比較的密度が高いため、配合量を６０質量%以下とすることで本発明で規定する１５℃における密度の範囲内に調整しやすく、省電力効果を得やすい傾向にある。

さらに、オレフィン系粘度指数向上剤の配合量は、組成物の動粘度によってより好ましい範囲が異なる。例えば、各ＩＳＯ粘度グレードを参考に動粘度を分けた場合、オレフィン系粘度指数向上剤の配合量の範囲は下表のようにすることが好ましい。なお、下記表１はＩＳＯ粘度グレードをベースに４０℃における動粘度の範囲を設定しているため、表１中の動粘度の範囲はＩＳＯで規定されている動粘度の範囲そのものではない。ちなみに、ＩＳＯ粘度グレードで規定されている４０℃における動粘度は、ＶＧ６８は６１．２〜７４．８ｍｍ^２／ｓ、ＶＧ１００は９０〜１１０ｍｍ^２／ｓ、ＶＧ１５０は１３５〜１６５ｍｍ^２／ｓ、ＶＧ２２０は１９８〜２４２ｍｍ^２／ｓ、ＶＧ３２０は２８８〜３５２ｍｍ^２／ｓである。

上記のオレフィン系粘度指数向上剤は、１種を単独使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

（硫黄を含有する極圧剤）
本発明のギヤ油組成物は、極圧剤として、硫黄を含有する極圧剤を含有する。
この硫黄を含有する極圧剤としては、例えば、硫黄系極圧剤や硫黄−リン系極圧剤が挙げられ、耐摩耗性の観点から、硫黄系極圧剤のうちの硫化オレフィンや硫黄−リン系極圧剤を配合することが好ましい。

（ｉ）硫黄系極圧剤
硫黄系極圧剤としては、炭化水素硫化物、硫化油脂、硫化エステル等が挙げられる。
上記炭化水素硫化物としては、一般式（１）又は一般式（２）で表される炭化水素硫化物が挙げられる。

一般式（１）及び一般式（２）中、Ｒ^１は、１価の炭化水素基（例えば、炭素数２〜２０個の直鎖もしくは分岐の飽和もしくは不飽和の脂肪族炭化水素基（例えば、アルキル基又はアルケニル基）、又は炭素数６〜２６の芳香族炭化水素基）を表し、Ｒ^２は、２価の炭化水素基（例えば、炭素数２〜２０の直鎖もしくは分岐の飽和もしくは不飽和の脂肪族炭化水素基、又は炭素数６〜２６の芳香族炭化水素基）を表す。

また、一般式（１）及び一般式（２）中、ｂは１以上の整数で、繰り返し単位中において各々のｂは同じでも異なっていてもよく、ｃは０又は１以上の整数を表す。
Ｒ^１で表される１価の炭化水素基の具体例としては、エチル基、プロピル基、ブチル基、ノニル基、ドデシル基、プロペニル基、ブテニル基、フェニル基、トリル基、へキシルフェニル基、ベンジル基などが挙げられる。
Ｒ^２で表される２価の炭化水素基の具体例としては、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、フェニレン基などが挙げられる。

これら炭化水素硫化物の具体的な化合物例としては、（１）ジイソブチルジサルファイド、ジオクチルポリサルファイド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルポリサルファイド、ジ−ｔｅｒｔ−ノニルポリサルファイド、ジベンジルポリサルファイドなどのポリサルファイド化合物、（２）ポリイソブチレン、テルペン類などのオレフィン類を、硫黄などの硫化物で硫化した硫化オレフィン類、（３）イソブチレンと硫黄との反応生成物で、一般式（３）、一般式（４）の化学式を有するものと推測される化合物などが挙げられる。

一般式（３）中、ｂ及びｃは、一般式（１）におけるｂ及びｃと同じである。

一般式（４）中、ｂ及びｃは、一般式（２）におけるｂ及びｃと同じである。
上記硫化油脂としては、油脂と硫黄の反応生成物が挙げられる。
ここで、油脂としては、ラード、牛脂、鯨油、パーム油、ヤシ油、ナタネ油などの動植物油脂が挙げられる。
硫化エステルは、油脂と各種アルコールとの反応により得られる脂肪酸エステルを硫化することにより得られ、化学構造そのものは明確でない。油脂としてラード、牛脂、鯨油、パーム油、ヤシ油、ナタネ油などの動植物油脂などが挙げられる。

（ｉｉ）硫黄−リン系極圧剤
硫黄−リン系極圧剤としては、上記の硫黄系極圧剤とリン系極圧剤とを組みあわせて配合したものや、硫黄−リン系化合物が挙げられる。
硫黄系極圧剤と組み合わせるリン系極圧剤としては、ホスフェート、ホスファイト、及びこれらの誘導体が挙げられる。ホスフェート、ホスファイトは、モノ、ジ、トリエステルのいずれでもよく、そのアルコール残基としては、ブチル、オクチル、ラウリル、ステアリル、オレイル基などの炭素数４〜３０のアルキル基、フェニル基などの炭素数６〜３０のアリール基、メチルフェニル、オクチルフェニル基などの炭素数７〜３０のアルキル置換アリール基などが挙げられる。上記リン系極圧剤の具体的化合物の例としては、トリブチルホスフェート、モノオレイルホスフェート、ジオクチルホスフェート、ジオレイルホスファイト、ジフェニルホスファイト、トリクレジルホスファイトなどが挙げられる。これらの誘導体としては、上記モノエステルすなわちアシッドホスフェートやアシッドホスファイトのアミン塩があり、例えばステアリルアミン塩、オレイルアミン塩、ココナッツアミン塩などが挙げられる。

硫黄−リン系化合物としては、チオホスファイト、チオホスフェート及びこれらの誘導体が挙げられる。チオホスファイトは、モノ、ジ、トリチオホスファイトのいずれでもよい。チオホスフェートは、モノ、ジ、トリ、テトラチオホスフェートのいずれでもよい。またチオホスファイト、チオホスフェートは、モノ、ジ、トリエステルのいずれでもよく、そのアルコール残基としては、ブチル、オクチル、ラウリル、ステアリル、オレイル基などの炭素数４〜３０のアルキル基、フェニル基などの炭素数６〜３０のアリール基、メチルフェニル、オクチルフェニル基などの炭素数７〜３０のアルキル置換アリール基などが挙げられる。

硫黄−リン系化合物の具体例としては、トリブチルチオホスフェート、モノオレイルチオホスフェート、ジオクチルチオホスフェート、トリクレジルチオホスフェートなどが挙げられる。これらのアミン塩としては、ステアリルアミン塩、オレイルアミン塩、ココナッツアミン塩などが挙げられる。チオホスファイト及びチオホスフェートの誘導体としては、上記アシッドチオホスファイト及びアシッドチオホスフェートとのアミン塩、金属塩、脂肪酸との反応物等が挙げられ、下記一般式（５）で表されるジチオリン酸エステル系化合物等も用いることができる。

上記一般式（５）において、Ｒ^３、Ｒ^４は、炭素数３〜１８の直鎖または分岐鎖の飽和または不飽和の脂肪族炭化水素基、環状炭化水素基を表し、同一であっても異なっていてもよい。具体的には、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、２−エチルへキシル基、ノニル基、ドデシル基、プロペニル基、ブテニル基、フェニル基、ヘキシルフェニル基などがある。

Ｒ^５は炭素数１〜６の直鎖または分岐鎖のアルキレン基を表し、具体的には、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、アミレン基、へキシレン基があり、好ましくはエチレン基、プロピレン基、ブチレン基である。
Ｒ^６は水素原子または炭素数１〜１８の直鎖または分岐鎖の飽和または不飽和の脂肪族炭化水素基、環状炭化水素基を表す。具体的には、水素原子、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、２−エチルへキシル基、ノニル基、ドデシル基、プロペニル基、ブテニル基、フェニル基、ヘキシルフェニル基などがある。好ましい例として、Ｒ^５がプロピレン基でＲ^６が水素原子のものが挙げられる。

上記の硫黄を含有する極圧剤の含有量は、本発明のギヤ油組成物の全量に対し、０．１〜１０質量％であることが必要である。この含有量は、より好ましくは０．１〜８質量％であり、さらに好ましくは０．２〜５質量％であり、特に好ましくは０．５〜３質量％である。含有量が０．１質量％未満であると、ギヤ油組成物として求められる極圧性能を得にくくなる傾向にあり、１０質量％を超えても添加量に見合った効果が得られない。
上記の硫黄を含有する極圧剤は、１種単独または２種以上を組み合わせて用いることができる。

（モリブデン化合物）
本発明のギヤ油組成物は、さらにモリブデン化合物をギヤ組成物の全量に対しモリブデン量換算で０．００１〜１．０質量％含有させることで、さらに省電力効果を高めることができる。モリブデン化合物のモリブデン量換算の含有量は、好ましくは０．００５〜０．３質量％であり、より好ましくは０．０１〜０．２質量％である。
上記モリブデン化合物としては、モリブデン酸アミン、モリブデンジチオホスフェート、モリブデンジチオカーバメートなどが挙げられる。

モリブデン酸アミンとしては、三酸化モリブデン、モリブデン酸、又はそのアルカリ塩を還元剤にて還元後、アミン類と反応させて得ることができる。ここで用いられるアミン類としては第一級アミン、第二級アミン、第三級アミンのいずれであってもよく、その一例として、第一級アミンとしては炭素数４〜２４のアルキル基を有するモノアルキルアミン等、第二級アミンとしては炭素数１〜２４のアルキル基を有するジアルキルアミン等、第三級アミンとしては炭素数１〜２４のアルキル基を有するトリアルキルアミン等を挙げることができる。このうち、生成物の油溶性の点で特に好ましいアミンは、第二級アミンであり、炭素数６〜２４のアルキル基を有するジアルキルアミンが好ましい。ジアルキルアミンにおけるアルキル基の炭素数は、８〜２０がより好ましく、１０〜１６がさらに好ましい。

モリブデンジチオカーバメートとしては一般式（６）の構造を有する化合物が挙げられる。

（式中、Ｒ^７〜Ｒ^１０は炭素数６〜１８の炭化水素基であり、それぞれ同一であってもよいし、異なってもよい。Ｘ及びＹは、硫黄原子又は酸素原子を示す。）

モリブデンジチオホスフェートとしては、一般式（７）の構造を有する化合物が挙げられる。

（式中、Ｒ^７〜Ｒ^１０は炭素数６〜１８の炭化水素基であり、それぞれ同一であってもよいし、異なってもよい。Ｘ及びＹは、硫黄原子又は酸素原子を示す。）
上記モリブデン化合物の中で、最も好ましいものはモリブデン酸アミンである。

（その他添加剤）
本発明のギヤ油組成物には、本発明の目的が損なわれない範囲で、必要に応じて各種公知の添加剤を配合することができる。例えば酸化防止剤、油性剤、清浄分散剤、さび止め剤、金属不活性化剤、流動点降下剤、泡消剤、抗乳化剤等が挙げられる。
酸化防止剤としては、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール等のフェノール系酸化防止剤、アルキル化ジフェニルアミン、アルキル化フェニル−α−ナフチルアミン等のアミン系酸化防止剤、ホスホン酸エステル等のリン系酸化防止剤等が挙げられる。

油性剤としては、オレイン酸、ステアリン酸等の高級脂肪酸、オレイルアルコール等の高級アルコール、オレイルアミン等のアミン、ブチルステアレート等のエステルが挙げられる。
清浄分散剤としては、アルケニルコハク酸イミド、アルケニルコハク酸エステル等の無灰系清浄分散剤、アルカリ土類金属系清浄分散剤が挙げられる。
さび止め剤としては、カルボン酸、金属セッケン、カルボン酸アミン塩、スルホン酸の金属塩、多価アルコールの部分エステル等が挙げられる。

金属不活性化剤としては、ベンゾトリアゾ−ルおよびその誘導体、アルキルコハク酸誘導体が挙げられる。
流動点降下剤としては、ポリアルキルメタクリレート、ポリブテン、ポリアルキルスチレン、ポリビニルアセテート、ポリアルキルアクリレート等が挙げられる。
消泡剤としては、シリコーン油やエステル系消泡剤等が挙げられる。
抗乳化剤としては、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤等の抗乳化剤が挙げられる。
これら添加剤は、１種を単独使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

（ギヤ油組成物の性状）
本発明のギヤ油組成物の４０℃における動粘度は、ＪＩＳＫ２２８３動粘度試験方法(４０℃)において、５０〜３８０ｍｍ^２／ｓである。

また、本発明のギヤ油組成物が省電力効果を発揮するためには、組成物の１５℃における密度は、ＪＩＳＫ２２４９に準拠の方法で測定される値が０．８２５〜０．８４６ｇ／ｃｍ^３であることが肝要であり、０．８２５〜０．８４４ｇ／ｃｍ^３であることが好ましい。１５℃における密度が上記の上限値を超えるとギヤ歯面の攪拌抵抗が大きくなり、十分な省電力効果が得られない。一方、組成物の１５℃における密度は低ければ低いほどよいが、１５℃における密度は使用する基油やオレフィン系粘度指数向上剤の性状や配合量の影響を受けるため、これを勘案した場合、実質的な１５℃密度の下限値は０．８２５ｇ／ｃｍ^３、より実質的な下限値は０．８２７ｇ／ｃｍ^３である。
さらに、組成物の１５℃における密度は、組成物の動粘度によってより好ましい範囲が異なる。例えば、各ＩＳＯ粘度グレードを参考に動粘度を分けた場合、好ましい１５℃における密度の範囲は下表のようになる。

本発明のギヤ油組成物の粘度指数は、ＪＩＳＫ２２８３動粘度試験方法において、好ましくは１００以上であり、より好ましくは１１０以上、さらに好ましくは１２０以上、特に好ましくは１３０以上である。粘度指数が低すぎると低温粘度が高くなり、低温始動時の電力消費量が多くなる傾向がある。

（用途）
本発明のギヤ油組成物は、種々の用途において使用することが可能である。例えば、産業機械の軸受や歯車、金属加工、特に好ましくは圧延機、搬送用ベルトコンベア、発電所のタービン、建設機械、工作機械、船舶等に用いることができる。

次に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。なお、本発明は、これらの例によって何ら制限されるものではない。
各実施例、比較例において、基油及び組成物の評価方法は、以下の方法により行った。
（評価方法）
ギヤ油組成物の密度、粘度指数、極圧性、省電力効果について、下記の評価方法により評価した。
＜密度＞
密度はＪＩＳＫ２２４９密度試験方法により測定した。
＜粘度指数＞
粘度指数はＪＩＳＫ２２８３動粘度試験方法により測定した。

＜極圧性＞
極圧性を耐荷重試験で評価した。耐荷重試験はＦＺＧギヤ試験機を用い、ドイツ工業規格（ＤＩＮ）のＤＩＮ５１３５４−２に準拠した。具体的には、規格に沿った荷重をギヤに負荷したのち、ギヤ回転速度１，４４０ｒｐｍで２１，７００回転に達するまで試験を行う。ここまでを１ステージとする。以下、荷重ステージを段階的に上昇させ、各ステージ終了時におけるピニオンの１６歯面における摩耗傷（スカッフィング、スコーリング）の合計面積を測定し、２０ｍｍ^２未満を合格とした。各表に記載した「ＦＺＧギヤ試験不合格ステージ」は不合格となった最終ステージである（例えば、ＦＺＧギヤ試験不合格ステージが１１のものは、１０ステージまでは合格で、１１ステージ目で不合格となったことを示す。）。したがって、ＦＺＧギヤ試験合格ステージの数値が大きい程、極圧性は高い。なお、試験は１２ステージまで実施し、１２ステージ目を合格したものは１２＋として示した。

＜省電力効果＞
ＡＳＴＭＤ５１８２に規定されるＦＺＧ試験において、５０℃、１４５０ｒｐｍ、３ステージにおける消費電力をＪＩＳＫ２２１９に規定する工業用２種のギヤ油（実施例１〜６、比較例１〜６ではコスモギヤＳＥ６８、実施例７〜１２、比較例７〜１２ではコスモギヤＳＥ１００、実施例１３〜１８、比較例１３〜１８ではコスモギヤＳＥ１５０、実施例１９〜２４、比較例１９〜２４ではコスモギヤＳＥ２２０、実施例２５〜３０、比較例２５〜３０ではコスモギヤＳＥ３２０）の消費電力と比較し、下記の基準で評価した。
◎：省電力効果３％以上
○：省電力効果２％以上〜３％未満
△：省電力効果１％以上〜２％未満
×：省電力効果１％未満

各実施例、比較例において組成物の調製に用いた基油、添加剤成分は次のとおりである。
（Ａ）基油
各実施例、比較例において組成物の調製に用いた基油の製造方法と性状を下記に記載する。
なお、４０℃動粘度はＪＩＳＫ２２８３動粘度試験方法で測定した。

（１）水素化分解油
原油の常圧蒸留で得られたボトム油を減圧蒸留装置で処理し、そこで得られた減圧軽油を水素化処理および水素化分解を行った。その後、軽質分、燃料分を減圧ストリッパーで除去した残渣物を得た。残渣物を減圧蒸留し、得られた潤滑油留分の水素化脱ロウ処理、安定化処理を行った。
以下に、基油（Ａ−１）及び（Ａ−２）の性状を示す。

（Ａ−１）水素化分解油
４０℃動粘度：３４．７ｍｍ^２／ｓ、１５℃における密度：０．８３５、
％ＣＮ：１５、％ＣＡ：０．１以下
（Ａ−２）水素化分解油
４０℃動粘度：１７．９ｍｍ^２／ｓ、１５℃における密度：０．８２４、
％ＣＮ：１２、％ＣＡ：０．１以下

（２）水素化精製油
原油を常圧蒸留し、分留後の残油を減圧下で分留、得られた留出油をフルフラール溶剤抽出法によってパラフィンリッチラフィネートを精製した。つづいてそのラフィネートをベンゾケトンによる溶剤脱ロウ処理し、得られた脱ロウ油の高圧水素化処理を行った。
（Ａ−３）水素化精製油
４０℃動粘度：３１ｍｍ^２／ｓ、１５℃における密度：０．８６０、
％ＣＮ：２９．８、％ＣＡ:０．４

（３）精製鉱油
原油を常圧蒸留し、分留後の残油を減圧下で分留、得られた留出油をフルフラール溶剤抽出法によってパラフィンリッチラフィネートを精製した。つづいてそのラフィネートをベンゾケトンによる溶剤脱ロウ処理をした。以下に、得られた基油（Ａ−４）及び（Ａ−５）の性状を示す。
（Ａ−４）精製鉱油
４０℃動粘度：３３ｍｍ^２／ｓ、１５℃における密度：０．８６６
％ＣＮ：２８．０、％ＣＡ：３．６
（Ａ−５）精製鉱油
４０℃動粘度：１００ｍｍ^２／ｓ、１５℃における密度：０．８８５
％ＣＮ：２４．４、％ＣＡ：７．７

（Ｂ）粘度指数向上剤
（Ｂ−１）重量平均分子量が１６，０００、エチレン/プロピレンのモル比が５３：４７であるエチレン/プロピレン共重合体
（Ｂ−２）重量平均分子量が１０，０００、エチレン/プロピレンのモル比が５３：４７であるエチレン/プロピレン共重合体
（Ｂ−３）重量平均分子量が２２，０００であるポリメタクリレート
重量平均分子量はゲル浸透クロマトグラフィーにて測定、ポリスチレン換算にて算出した。ゲル浸透クロマトグラフィーはカラムにＳｈｏｄｅｘＧＰＣＬＦ−８０４を３本、移動層にＴＨＦ、検出器に示差屈折検出器を用いた。

（Ｃ）極圧剤
（Ｃ−１）硫化オレフィン（硫黄含有量１９質量％）
（Ｃ−２）アシッドホスフェートのアミン塩
（Ｃ―３） β−ジチオホスホリル化プロピオン酸（一般式（５）の、Ｒ^３とＲ^４がイソブチル基、Ｒ^５がプロピレン基、Ｒ^６が水素原子であるもの）
（Ｃ−４）硫化エステル
（Ｄ）モリブデン化合物
（Ｄ−１）Ｍｏ酸アミン（Ｍｏ量：４．４質量％、モリブデン酸のジトリデシルアミンとの反応物）

ＶＧ６８相当の実施例
（実施例１〜６）
基油に粘度指数向上剤、硫黄を含有する極圧剤、その他の添加剤を表３の上段に示す割合（質量％）で配合し、ギヤ油組成物を調製した。それらのギヤ油組成物の各種性能を評価し、その結果を表３の下段に示す。
（比較例１〜６）
基油に粘度指数向上剤、極圧剤、その他の添加剤を表４の上段に示す割合（質量％）で配合し、ギヤ油組成物を調製した。それらのギヤ油組成物の各種性能を評価し、その結果を表４の下段に示す。

ＶＧ１００相当の実施例
（実施例７〜１２）
基油に粘度指数向上剤、硫黄を含有する極圧剤、その他の添加剤を表５の上段に示す割合（質量％）で配合し、ギヤ油組成物を調製した。それらのギヤ油組成物の各種性能を評価し、その結果を表５の下段に示す。
（比較例７〜１２）
基油に粘度指数向上剤、極圧剤、その他の添加剤を表６の上段に示す割合（質量％）で配合し、ギヤ油組成物を調製した。それらのギヤ油組成物の各種性能を評価し、その結果を表６の下段に示す。

ＶＧ１５０相当の実施例
（実施例１３〜１８）
基油に粘度指数向上剤、硫黄を含有する極圧剤、その他の添加剤を表７の上段に示す割合（質量％）で配合し、ギヤ油組成物を調製した。それらのギヤ油組成物の各種性能を評価し、その結果を表７の下段に示す。
（比較例１３〜１８）
基油に粘度指数向上剤、極圧剤、その他の添加剤を表８の上段に示す割合（質量％）で配合し、ギヤ油組成物を調製した。それらのギヤ油組成物の各種性能を評価し、その結果を表８の下段に示す。

ＶＧ２２０相当の実施例
（実施例１９〜２４）
基油に粘度指数向上剤、硫黄を含有する極圧剤、その他の添加剤を表９の上段に示す割合（質量％）で配合し、ギヤ油組成物を調製した。それらのギヤ油組成物の各種性能を評価し、その結果を表９の下段に示す。
（比較例１９〜２４）
基油に粘度指数向上剤、極圧剤、その他の添加剤を表１０の上段に示す割合（質量％）で配合し、ギヤ油組成物を調製した。それらのギヤ油組成物の各種性能を評価し、その結果を表１０の下段に示す。

ＶＧ３２０相当の実施例
（実施例２５〜３０）
基油に粘度指数向上剤、硫黄を含有する極圧剤、その他の添加剤を表１１の上段に示す割合（質量％）で配合し、ギヤ油組成物を調製した。それらのギヤ油組成物の各種性能を評価し、その結果を表１１の下段に示す。
（比較例２５〜３０）
基油に粘度指数向上剤、極圧剤、その他の添加剤を表１２の上段に示す割合（質量％）で配合し、ギヤ油組成物を調製した。それらのギヤ油組成物の各種性能を評価し、その結果を表１２の下段に示す。

本発明のギヤ油組成物は、ギヤ油を必要とする種々の機械に使用でき、特に、高荷重で運転される機械に好適に使用できる。その機械の具体例としては、産業機械の軸受け歯車、金属加工、特に好ましくは圧延機、搬送用ベルトコンベア、発電所のタービン、建設機械、工作機械、船舶等が挙げられる。

Claims

環分析による％ＣＮが１８以下で、かつ％ＣＡが１．０以下である炭化水素系潤滑油基油（ただし、ポリαオレフィン基油を除く。）に、粘度指数向上剤としてエチレンとエチレン以外のモノマーのモル比が７０：３０〜３０：７０であるエチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体からなるオレフィン系粘度指数向上剤のみが配合され、かつ硫黄を含有する極圧剤が配合された組成物であって、前記硫黄を含有する極圧剤の配合量が該組成物の全量に対して０．５〜３質量％であり、かつ該組成物の４０℃における動粘度が５０〜３８０ｍｍ^２／ｓ、さらに１５℃における密度が０．８２５〜０．８４６ｇ／ｃｍ^３（＝８２５〜８４６ｋｇ／ｍ ^３）であることを特徴とするギヤ油組成物。
前記オレフィン系粘度指数向上剤がエチレンと炭素数３〜３０のオレフィンとの共重合体である請求項１に記載のギヤ油組成物。
前記硫黄を含有する極圧剤が硫化オレフィン及び硫黄−リン系極圧剤から選ばれる少なくとも1種以上である請求項１又は請求項２に記載のギヤ油組成物。
さらにモリブデン化合物がモリブデン量換算で該組成物の全量に対して０．００１〜１．０質量％配合されている請求項１〜３のいずれかに記載のギヤ油組成物。
前記モリブデン化合物がモリブデン量換算で該組成物の全量に対して０．０２〜１．０質量％配合されている請求項４に記載のギヤ油組成物。
前記炭化水素系潤滑油基油の４０℃における動粘度が１５〜４０ｍｍ ^２／ｓである請求項１〜５のいずれかに記載のギヤ油組成物。