(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022154636
(43)【公開日】2022-10-13
(54)【発明の名称】潤滑油基油及び潤滑油組成物
(51)【国際特許分類】
C10M 101/02 20060101AFI20221005BHJP
C10N 20/02 20060101ALN20221005BHJP
C10N 40/02 20060101ALN20221005BHJP
C10N 40/04 20060101ALN20221005BHJP
C10N 40/08 20060101ALN20221005BHJP
C10N 40/12 20060101ALN20221005BHJP
C10N 40/00 20060101ALN20221005BHJP
C10N 30/10 20060101ALN20221005BHJP
【FI】
C10M101/02
C10N20:02
C10N40:02
C10N40:04
C10N40:08
C10N40:12
C10N40:00 A
C10N30:10
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021057757
(22)【出願日】2021-03-30
(71)【出願人】
【識別番号】000183646
【氏名又は名称】出光興産株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002620
【氏名又は名称】弁理士法人大谷特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】中村 正司
【テーマコード(参考)】
4H104
【Fターム(参考)】
4H104BB05C
4H104DA02A
4H104EB05
4H104EB07
4H104EB08
4H104EB09
4H104EB10
4H104EB11
4H104EB13
4H104LA01
4H104LA05
4H104PA01
4H104PA02
4H104PA05
4H104PA09
4H104PA20
(57)【要約】
【課題】、酸化防止剤の添加効果に優れ、当該酸化防止剤の添加によって酸化劣化を効果的に抑制することのできる潤滑油基油を提供する。
【解決手段】下記要件(1)~(4)を満たす、潤滑油基油とした。
・要件(1):環分析(n-d-M法)による%CAが0.1以下であり、%CNが40以下であり、%CPが60以上である。
・要件(2):硫黄分が、前記潤滑油基油全量基準で、5質量ppm未満である。
・要件(3):クリーブランド開放法により測定される引火点が250℃以上である。
・要件(4):ASTM D2007に規定されるクレーゲル分析における極性物質が、前記潤滑油基油全量基準で、0.10質量%以下である。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記要件(1)~(4)を満たす、潤滑油基油。
・要件(1):環分析(n-d-M法)による%CAが0.1以下であり、%CNが40以下であり、%CPが60以上である。
・要件(2):硫黄分が、前記潤滑油基油全量基準で、5質量ppm未満である。
・要件(3):クリーブランド開放法により測定される引火点が250℃以上である。
・要件(4):ASTM D2007に規定されるクレーゲル分析における極性物質が、前記潤滑油基油全量基準で、0.10質量%以下である。
【請求項2】
40℃における動粘度が、40mm2/s~450mm2/sである、請求項1に記載の潤滑油基油。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の潤滑油基油と、酸化防止剤とを含有する、潤滑油組成物。
【請求項4】
さらに、清浄分散剤、極圧剤、油性剤、流動点降下剤、粘度指数向上剤、防錆剤、銅不活性化剤、及び消泡剤からなる群から選択される1種以上の添加剤を含有する、請求項3に記載の潤滑油組成物。
【請求項5】
設備油として用いられる、請求項3又は4に記載の潤滑油組成物。
【請求項6】
前記設備油が、油圧作動油、タービン油、圧縮機油、工作機械油、又は歯車油である、請求項5に記載の潤滑油組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、潤滑油基油及び潤滑油組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
潤滑油組成物には、酸化劣化を抑制すべく、通常酸化防止剤が配合される。
ここで、酸化防止剤による潤滑油組成物の酸化劣化の抑制効果は、酸化防止剤自体の性能だけでなく、潤滑油組成物を構成する潤滑油基油の性状によっても左右される。例えば、特許文献1では、潤滑油基油として高圧水添油(鉱油系水添油)を用いた場合と、溶剤精製油を用いた場合とを比較すると、高圧水添油を用いた場合の方が、酸化防止剤の効きが圧倒的に優れることが示されている(特許文献1の実施例2及び比較例6を参照)。特許文献1では、この点を踏まえ、潤滑油基油の環分析(n-d-M法)による%CA、%CN、及び%CP、硫黄分、並びに窒素分を、特定の範囲に規定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近年、潤滑油組成物に要求される各種性能は一層高まりつつあり、当然、酸化劣化をより一層抑制することも要求されている。しかしながら、特許文献1で提案されるような従来の潤滑油基油では、酸化防止剤の効きが不十分であり、更なる改善の余地があった。
【0005】
そこで、本発明は、酸化防止剤の性能を十分に発揮させて、酸化劣化を効果的に抑制することのできる潤滑油基油及び当該潤滑油基油を含む潤滑油組成物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意検討を行った。その結果、特定の要件を満たす潤滑油基油が、上記課題を解決し得ることを見出し、更に種々検討を重ねて、本発明の完成に至った。
【0007】
すなわち、本発明は、下記[1]及び[2]に関する。
[1] 下記要件(1)~(4)を満たす、潤滑油基油。
・要件(1):環分析(n-d-M法)による%CAが0.1以下であり、%CNが40以下であり、%CPが60以上である。
・要件(2):硫黄分が、前記潤滑油基油全量基準で、5質量ppm未満である。
・要件(3):クリーブランド開放法により測定される引火点が250℃以上である。
・要件(4):ASTM D2007に規定されるクレーゲル分析における極性物質が、前記潤滑油基油全量基準で、0.10質量%以下である。
[2] 上記[1]に記載の潤滑油基油と、酸化防止剤とを含有する、潤滑油組成物。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、酸化防止剤の性能を十分に発揮させて、酸化劣化を効果的に抑制することのできる潤滑油基油及び当該潤滑油基油を含む潤滑油組成物を提供することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【0009】
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、数値範囲として「A~B」及び「C~D」が記載されている場合、「A~D」及び「C~B」の数値範囲も、本発明の範囲に含まれる。
また、本明細書に記載された数値範囲「下限値~上限値」は、特に断りのない限り、下限値以上、上限値以下であることを意味する。
また、本明細書において、実施例の数値は、上限値又は下限値として用いられ得る数値である。
【0010】
[潤滑油基油の態様]
本実施形態の潤滑油基油は、下記要件(1)~(4)を満たす。
・要件(1):環分析(n-d-M法)による%CAが0.1以下であり、%CNが40以下であり、%CPが60以上である。
・要件(2):硫黄分が、前記潤滑油基油全量基準で、5質量ppm未満である。
・要件(3):クリーブランド開放法により測定される引火点が250℃以上である。
・要件(4):ASTM D2007に規定されるクレーゲル分析における極性物質が、前記潤滑油基油全量基準で、0.10質量%以下である。
なお、本明細書において、「%CA」は芳香族分を意味し、「%CN」はナフテン分を意味し、「%CP」はパラフィン分を意味する。
【0011】
本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意検討を行った。その結果、潤滑油基油の環分析(n-d-M法)による%CA、%CN、及び%CP並びに硫黄分を特定の範囲に調整するだけでは、酸化防止剤の性能を十分に引き出せないことがわかった。
そこで、本発明者は、更に鋭意検討を重ねた結果、ASTM D2007に規定されるクレーゲル分析における極性物質が酸化防止剤の性能を阻害しており、潤滑油基油中における当該極性物質の含有量を特定量以下に調整することが重要であることを見出した。
本発明者は、上記の点に基づき更に種々検討を重ね、本発明を完成するに至った。
以下、上記要件(1)~(4)について、詳細に説明する。
【0012】
<要件(1)>
要件(1)では、環分析(n-d-M法)による%CAが0.1以下であり、%CNが40以下であり、%CPが60以上であることを規定している。
%CAが0.1超である場合、%CNが40超である場合、及び%CPが60未満である場合のいずれの場合も、酸化防止剤の性能を十分に引き出すことのできる潤滑油基油とすることができない。
【0013】
ここで、酸化防止剤の性能を十分に引き出すことのできる潤滑油基油を調製しやすくする観点から、%CAは、好ましくは0.05以下、より好ましくは0.03以下、更に好ましくは0.01以下である。
【0014】
また、同様の観点から、%CNは、好ましくは37以下、より好ましくは34以下、更に好ましくは32以下である。また、好ましくは10以上、より好ましくは15以上、更に好ましくは18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10~37、より好ましくは15~34、更に好ましくは18~32である。
【0015】
また、同様の観点から、%CPは、好ましくは63以上、より好ましくは65以上、更に好ましくは67以上である。また、好ましくは90以下、より好ましくは85以下、更に好ましくは82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63~90、より好ましくは65~85、更に好ましくは67~82である。
【0016】
なお、本明細書において、潤滑油基油の%CA、%CN、及び%CPは、ASTM D3238:1995に準拠し、環分析(n-d-M法)により算出される値を意味する。
【0017】
<要件(2)>
要件(2)では、硫黄分が、潤滑油基油全量基準で、5質量ppm未満であることを規定している。
硫黄分が5質量ppm以上である場合、酸化防止剤の性能を十分に引き出すことのできる潤滑油基油とすることができない。
なお、本明細書において、潤滑油基油の硫黄分は、JIS K2541-2:2013の「原油及び石油製品-硫黄分試験方法-微量電量滴定式酸化法」に準拠して測定した値を意味する。
【0018】
<要件(3)>
要件(3)では、クリーブランド開放法により測定される潤滑油基油の引火点が250℃以上であることを規定している。
引火点が250℃以上である潤滑油基油は、日本における2002年に施行の消防法で規定する「可燃性液体類」に分類される。したがって、当該潤滑油基油及び当該潤滑油基油を配合した潤滑油組成物は、安全性や取扱性に優れる。また、引火点が250℃以上である潤滑油基油を配合した潤滑油組成物は、RPVOT寿命が長い。
ここで、安全性及び取扱性向上並びにRPVOT寿命の観点から、引火点は、好ましくは255℃以上、より好ましくは260℃以上、更に好ましくは、265℃以上である。
なお、本明細書において、潤滑油基油の引火点は、JIS K2265-4:2007に準拠し、クリーブランド開放法(C.O.C法)により測定した値を意味する。
【0019】
<要件(4)>
要件(4)では、ASTM D2007に規定されるクレーゲル分析における極性物質が、潤滑油基油全量基準で、0.10質量%以下であることを規定している。
当該極性物質の含有量が0.10質量%超である場合、酸化防止剤の性能を十分に引き出すことのできる潤滑油基油とすることができない。
ここで、酸化防止剤の性能を十分に引き出すことのできる潤滑油基油を調製しやすくする観点から、前記極性物質の含有量は、好ましくは0.08質量%以下、より好ましくは0.06質量%以下、更に好ましくは0.04質量%以下、より更に好ましくは0.03質量%以下である。また、前記極性物質の含有量は、通常0.005質量%以上である。
【0020】
<その他要件>
本実施形態の潤滑油基油は、上記要件(1)~(4)に加えて、更に下記要件(5)~(6)から選択される1以上を満たすことが好ましく、下記要件(5)及び(6)の双方を満たすことがより好ましい。
【0021】
(要件(5):40℃動粘度、100℃動粘度)
本実施形態の潤滑油基油は、40℃動粘度が、好ましくは40mm2/s以上である。潤滑油基油の40℃動粘度が40mm2/s以上であると、潤滑油基油の引火点を高めやすく、潤滑油基油の潤滑性能を良好なものとしやすい。
また、本実施形態の潤滑油基油は、40℃動粘度が、好ましくは450mm2/s以下、より好ましくは430mm2/s以下、更に好ましくは420mm2/s以下である。潤滑油基油の40℃動粘度が450mm2/s以下であると、低温時の粘性抵抗がそれほど大きくなることもなく、機械の作動を良好なものとしやすい。
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40mm2/s~450mm2/s、より好ましくは40mm2/s~430mm2/s、更に好ましくは40mm2/s~420mm2/sである。
【0022】
また、本実施形態の潤滑油基油は、100℃動粘度が、好ましくは7.0mm2/s以上である。潤滑油基油の100℃動粘度が7.0mm2/s以上であると、潤滑油基油の引火点を高めやすく、潤滑油基油の潤滑性能を良好なものとしやすい。
また、本実施形態の潤滑油基油は、100℃動粘度が、好ましくは35mm2/s以下、より好ましくは33mm2/s以下、更に好ましくは32mm2/s以下である。潤滑油基油の40℃動粘度が35mm2/s以下であると、低温時の粘性抵抗がそれほど大きくなることもなく、機械の作動を良好なものとしやすい。
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7.0mm2/s~35mm2/s、より好ましくは7.0mm2/s~33mm2/s、更に好ましくは7.0mm2/s~32mm2/sである。
【0023】
(要件(6):セイボルト色)
本実施形態の潤滑油基油は、セイボルト色が、好ましくは+25以上、より好ましくは+28以上、更に好ましくは+30である。潤滑油基油のセイボルト色が上記範囲であることによって、透明性に優れる潤滑油組成物を調製しやすくできる。
なお、本明細書において、潤滑油基油のセイボルト色は、JIS K2580:2003に準拠して測定した値を意味する。
【0024】
[潤滑油基油の製造方法]
上記要件(1)~(4)を満たし、好ましくは、更に下記要件(5)~(6)から選択される1以上の要件を満たす潤滑油基油は、例えば、以下に説明する事項に基づいて適宜調整等することにより、容易に製造することができる。
なお、以下に説明する事項は、本実施形態の潤滑油基油の製造方法の一例である。したがって、本実施形態の潤滑油基油はこれら以外の事項を適宜調整等することによっても製造可能である。
【0025】
<原料油の調製>
本実施形態の潤滑油基油の原料として用いる原料油としては、例えば、パラフィン基系原油、中間基系原油、及びナフテン基系原油から選択される1種以上の原油を常圧蒸留して得られる常圧残油;当該常圧残油を減圧蒸留して得られる減圧留出油及び減圧残油;等が挙げられる。原料油は、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。
なお、パラフィン基系原油、中間基系原油、及びナフテン基系原油から選択される1種以上の原油から製造される潤滑油基油は、鉱油系基油とも呼ばれる。
【0026】
ここで、原料油としては、常圧蒸留により灯油や軽油等の燃料油留分を取り出し、蒸留塔底部に残存している常圧残油を、減圧蒸留して得られる減圧蒸留油及び減圧残油の少なくとも1種を含むことが好ましく、減圧蒸留油及び減圧残油の双方を含むことがより好ましい。
また、原料油が減圧残油を含む場合、当該減圧残油は、溶剤脱れき処理を施して溶剤脱れき油とした後、原料油に混合することが好ましい。
溶剤脱れき処理に用いる溶剤としては、例えば、炭素数3~6の鎖状飽和炭化水素が挙げられ、具体的には、プロパン、n-ブタン、イソブタン、n-ペンタン、イソペンタン、n-ヘキサン等が挙げられる。これらの溶剤は、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。
【0027】
<精製処理>
上記原料油は、例えば、水素化分解処理、溶剤脱蝋処理、水素化異性化脱蝋処理、及び水素化仕上げ処理から選択される1種以上の精製処理が行われた後、必要に応じて後述する後処理が行われ、潤滑油基油として用いられる。
精製処理としては、少なくとも水素化分解処理、溶剤脱蝋処理、及び水素化仕上げ処理をこの順で実施することが好ましい。また、溶剤脱蝋処理により得られるワックス(スラックワックス)を水素化異性化脱蝋処理して得られる水素化異性化脱蝋油と溶剤脱蝋処理により得られる溶剤脱蝋油とを混合し、これを水素化仕上げ処理に供するようにしてもよい。あるいは、水素化異性化脱蝋油のみを水素化仕上げ処理に供するようにしてもよい。
【0028】
(水素化分解処理)
水素化分解処理は、原料油中に含まれる芳香族分の完全飽和化、並びに、硫黄分及び窒素分等の不純物の除去等を目的として行われる精製処理である。
水素化分解処理は、上記要件を満たす潤滑油基油が得られるように、触媒の存在下、水素分圧、反応温度、液時空間速度、及び水素ガスの供給割合等を適宜調整して行われる。
【0029】
触媒としては、例えば、シリカ及びアルミナの複合材料、アルミナ等の非晶質やゼオライト等の結晶質担体に、ニッケル(Ni)及びタングステン(W)、ニッケル(Ni)及びモリブデン(Mo)、コバルト(Co)及びモリブデン(Mo)等の複合金属材料の金属酸化物や、白金(Pt)や鉛(Pb)等の貴金属を担持した触媒が挙げられる。
【0030】
水素化分解処理における水素分圧としては、好ましくは15MPa~25MPaである。
水素化分解処理における反応温度としては、好ましくは250℃~500℃である。
水素化分解処理における液時空間速度(LHSV)としては、好ましくは0.1hr-1~5.0hr-1である。
水素ガスの供給割合としては、供給油1キロリットルに対して、好ましくは100Nm3~2000Nm3である。
【0031】
(溶剤脱蝋処理)
溶剤脱蝋処理は、原料油中に含まれるワックス分を除去することを目的として行われる精製処理である。
溶剤脱蝋処理は、上記要件を満たす潤滑油基油が得られるように、各種条件を適宜調整して調整して行われる。
【0032】
溶剤脱蝋処理に用いる溶剤としては、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等の炭素数3~6の脂肪族ケトン;プロパン、ブタン等の炭素数3~6の脂肪族炭化水素;トルエン等が挙げられる。
溶剤脱蝋処理における冷却温度としては、好ましくは-40~0℃である。
なお、冷却して析出したワックス(スラックワックス)は、ろ過して液体分(溶剤及び処理油)と分離する。そして、当該液体分から溶剤を除去して、溶剤脱蝋油が得られる。
【0033】
(水素化異性化脱蝋処理)
水素化異性化脱蝋処理は、原料油中に含まれる直鎖パラフィンをイソパラフィンに異性化することを目的として行われる精製処理である。なお、水素化異性化脱蝋処理により、芳香族分を開環させパラフィン分とすること、硫黄分や窒素分等の不純物の除去等も行うこともできる。
ここで、既述のように、水素化異性化脱蝋処理は、原料油から分離されたワックス(スラックワックス)に対して行い、当該ワックス由来の水素化異性化脱蝋油と溶剤脱蝋油とを混合してもよい。あるいは、水素化異性化脱蝋油のみを後述する水素化仕上げ処理に供するようにしてもよい。
水素化異性化脱蝋処理は、上記要件を満たす潤滑油基油が得られるように、触媒の存在下、水素分圧、反応温度、液時空間速度、及び水素ガスの供給割合等を適宜調整して行われる。
【0034】
触媒としては、水素化分解処理において用いられる触媒と同様のものが挙げられる。
【0035】
水素化異性化脱蝋処理における水素分圧としては、好ましくは2MPa~220MPaである。
水素化異性化脱蝋処理における反応温度としては、好ましくは250℃~500℃である。
水素化異性化脱蝋処理における液時空間速度(LHSV)としては、好ましくは0.1hr-1~5.0hr-1である。
水素ガスの供給割合としては、供給油1キロリットルに対して、好ましくは100Nm3~1000Nm3である。
【0036】
(水素化仕上げ処理)
水素化仕上げ処理は、既述の水素化分解処理と同様、原料油中に含まれる芳香族分の完全飽和化、並びに、硫黄分及び窒素分等の不純物の除去等を目的に行われる精製処理である。
水素化仕上げ処理は、上記要件を満たす潤滑油基油が得られるように、触媒の存在下、水素分圧、反応温度、液時空間速度、及び水素ガスの供給割合等を適宜調整して行われる。
【0037】
触媒としては、水素化分解処理において用いられる触媒と同様のものが挙げられる。
【0038】
水素化仕上げ処理における水素分圧としては、好ましくは2MPa~30MPaである。
水素化仕上げ処理における反応温度としては、好ましくは180℃~480℃である。
水素化仕上げ処理における液時空間速度(LHSV)としては、好ましくは0.1hr-1~5.0hr-1である。
水素ガスの供給割合としては、供給油1キロリットルに対して、好ましくは100Nm3~2000Nm3である。
【0039】
<後処理>
上記精製処理の終了後、得られた生成油に対して減圧蒸留を施し、所望の動粘度となるように(好ましくは、上記要件(5)を満たすように)留分を回収して、本実施形態の潤滑油基油を得ることができる。
なお、減圧蒸留の諸条件(圧力、温度、及び時間等)は、得られる潤滑油基油の動粘度が所望の範囲となるように、適宜調整される。
【0040】
<白土処理>
後処理を実施した後の潤滑油基油が上記要件(4)を満たさない場合、当該潤滑油基油に対し、白土処理を行うようにしてもよい。
白土処理を行う場合、潤滑油基油全量基準で、好ましくは6.0質量%以下、より好ましくは1.0質量%~5.0質量%、更に好ましくは2.0質量%~4.0質量%の白土を使用すればよい。
【0041】
[潤滑油組成物の態様]
本実施形態の潤滑油組成物は、上記潤滑油基油と、酸化防止剤とを含有する。
上記潤滑油基油は、酸化防止剤の性能を十分に発揮させて、酸化劣化を効果的に抑制することができる。そのため、上記潤滑油基油と酸化防止剤とを含有する潤滑油組成物は、酸化劣化し難い。したがって、本実施形態の潤滑油組成物は、酸化劣化に起因するスラッジ発生等の種々の問題が生じ難く、長期に亘り安定して潤滑油組成物を使用することができる。
【0042】
<酸化防止剤>
酸化防止剤としては、潤滑油組成物に酸化防止剤として配合される一般的な化合物を、特に制限なく用いることができる。
ここで、上記潤滑油基油によって酸化防止剤としての性能をより効果的に発揮させる観点から、酸化防止剤は、フェノール系酸化防止剤及びアミン系酸化防止剤からなる群から選択される1種以上であることが好ましくは、フェノール系酸化防止剤であることがより好ましい。
【0043】
(フェノール系酸化防止剤)
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-p-クレゾール、2,6-ジ-tert-ブチル-4-エチルフェノール、オクタデシル3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート等のモノフェノール系化合物;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)等のジフェノール系化合物が挙げられる。
これらの化合物は、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。
【0044】
(アミン系酸化防止剤)
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等のモノアルキルジフェニルアミン系化合物;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、モノブチルフェニルモノオクチルフェニルアミン等のジアルキルジフェニルアミン系化合物;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化合物;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化合物等が挙げられる。
これらの化合物は、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。
【0045】
(酸化防止剤の含有量)
本実施形態の潤滑油組成物において、酸化防止剤の含有量は、潤滑油組成物の全量基準で、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上、更に好ましくは0.10質量%である。また、好ましくは1.5質量%以下、より好ましくは1.2質量%以下、更に好ましくは1.0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0.01質量%~1.5質量%、より好ましくは0.05質量%~1.2質量%、更に好ましくは0.10質量%~1.0質量%である。
【0046】
<その他添加剤>
本実施形態の潤滑油組成物は、本発明の効果を大きく損なうことのない範囲で、酸化防止剤以外の潤滑油用添加剤を含有していてもよい。
当該潤滑油用添加剤としては、例えば、清浄分散剤、極圧剤、油性剤、流動点降下剤、粘度指数向上剤、防錆剤、銅不活性化剤、及び消泡剤からなる群から選択される1種以上が挙げられる。
なお、本明細書において、流動点降下剤、粘度指数向上剤、及び消泡剤等の添加剤は、ハンドリング性や潤滑油基油への溶解性を考慮し、上記潤滑油基油又は他の基油等の希釈油の一部に希釈し溶解させた溶液の形態であってもよい。このような場合、本明細書においては、流動点降下剤、粘度指数向上剤、及び消泡剤等の添加剤の後述する含有量は、希釈油を除いた有効成分換算(樹脂分換算)での含有量を意味する。
【0047】
(清浄分散剤)
清浄分散剤としては、例えば、金属スルホネート、金属サリチレート、及び金属フェネート、並びにコハク酸イミド及びホウ素化コハク酸イミド等が挙げられる。
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。
本実施形態の潤滑油組成物が清浄分散剤を含有する場合、清浄分散剤の含有量は、潤滑油組成物の全量基準で、好ましくは0.01質量%~10質量%、より好ましくは0.1質量%~5質量%である。
【0048】
(極圧剤)
極圧剤としては、従来の潤滑油組成物に使用される、有機金属系極圧剤、硫黄系極圧剤、リン系極圧剤、及び硫黄-リン系極圧剤を使用することができる。
これらの極圧剤は、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。
有機金属系極圧剤としては、例えば、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン(MoDTC)及びジアルキルジチオリン酸モリブデン(MoDTP)等の有機モリブデン系化合物、並びにジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛(ZnDTC)及びジアルキルジチオリン酸亜鉛(ZnDTP)等の有機亜鉛系化合物が挙げられる。有機金属系極圧剤は、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。
硫黄系極圧剤としては、例えば、硫化油脂、硫化脂肪酸、硫化エステル、硫化オレフィン、モノサルファイド、ポリサルファイド、ジヒドロカルビルサルファイド、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、及びジアルキルチオジプロピオネート化合物が挙げられる。硫黄系極圧剤は、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。
リン系極圧剤としては、例えば、アリールホスフェート、アルキルホスフェート、アルケニルホスフェート、アルキルアリールホスフェート等のリン酸エステル;モノアリールアシッドホスフェート、ジアリールアシッドホスフェート、モノアルキルアシッドホスフェート、ジアルキルアシッドホスフェート、モノアルケニルアシッドホスフェート、ジアルケニルアシッドホスフェート等の酸性リン酸エステル;アリールハイドロゲンホスファイト、アルキルハイドロゲンホスファイト、アリールホスファイト、アルキルホスファイト、アルケニルホスファイト、アリールアルキルホスファイト等の亜リン酸エステル;モノアルキルアシッドホスファイト、ジアルキルアシッドホスファイト、モノアルケニルアシッドホスファイト、ジアルケニルアシッドホスファイト等の酸性亜リン酸エステル;及びこれらのアミン塩が挙げられる。リン系極圧剤は、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。
硫黄-リン系極圧剤としては、例えば、モノアルキルチオホスフェート、ジアルキルジチオホスフェート、トリアルキルトリチオホスフェート、及びこれらのアミン塩、並びにジアルキルジチオリン酸亜鉛(Zn-DTP)が挙げられる。硫黄-リン系極圧剤は、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。
本実施形態の潤滑油組成物が極圧剤を含有する場合、極圧剤の含有量は、潤滑油組成物の全量基準で、好ましくは0.1質量%~10質量%、より好ましくは0.5質量%~8.0質量%、更に好ましくは1.0質量%~6.0質量%である。
【0049】
(油性剤)
油性剤としては、例えば、脂肪族アルコール;脂肪酸及び脂肪酸金属塩等の脂肪酸化合物;ポリオールエステル、ソルビタンエステル、及びグリセライド等のエステル化合物;脂肪族アミン等のアミン化合物等が挙げられる。
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。
本実施形態の潤滑油組成物が油性剤を含有する場合、油性剤の含有量は、潤滑油組成物の全量基準で、好ましくは0.1質量%~10質量%であり、より好ましくは0.5質量%~5質量%である。
【0050】
(流動点降下剤)
流動点降下剤としては、例えば、質量平均分子量が5万~15万程度のポリメタクリレート等が挙げられる。
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。
本実施形態の潤滑油組成物が流動点降下剤を含有する場合、流動点降下剤の含有量は、潤滑油組成物の全量基準で、好ましくは0.01質量%~5質量%、より好ましくは0.02質量%~2質量%である。
【0051】
(粘度指数向上剤)
粘度指数向上剤としては、例えば、非分散型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等)、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等)等の重合体が挙げられる。
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。
本実施形態の潤滑油組成物が粘度指数向上剤を含有する場合、粘度指数向上剤の樹脂分換算での含有量は、潤滑油組成物の全量基準で、好ましくは0.01質量%~10質量%、より好ましくは0.02質量%~7質量%、更に好ましくは0.03質量%~5質量%である。
【0052】
(防錆剤)
防錆剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルフォネート、ジノニルナフタレンスルフォネート、有機亜リン酸エステル、有機リン酸エステル、アルケニルコハク酸エステル、アルケニルコハク酸多価アルコールエステル等が挙げられる。
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。
本実施形態の潤滑油組成物が防錆剤を含有する場合、防錆剤の含有量は、潤滑油組成物の全量基準で、好ましくは0.01質量%~10.0質量%、より好ましくは0.03質量%~5.0質量%である。
【0053】
(銅不活性化剤)
銅不活性化剤としては、ベンゾトリアゾール系化合物、トリルトリアゾール系化合物、チアジアゾール系化合物、イミダゾール系化合物、ピリミジン系化合物等が挙げられる。
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。
本実施形態の潤滑油組成物が銅不活性化剤を含有する場合、銅不活性化剤の含有量は、潤滑油組成物の全量基準で、好ましくは0.01質量%~5.0質量%、より好ましくは0.03質量%~3.0質量%である。
【0054】
(消泡剤)
消泡剤としては、例えば、シリコーン系消泡剤、フルオロシリコーン油、及びフルオロアルキルエーテル等のフッ素系消泡剤、ポリアクリレート系消泡剤等が挙げられる。
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。
本実施形態の潤滑油組成物が消泡剤を含有する場合、消泡剤の樹脂分換算での含有量は、潤滑油組成物の全量基準で、好ましくは0.0001質量%~0.20質量%、より好ましくは0.0005質量%~0.10質量%である。
【0055】
[潤滑油組成物の物性]
<RPVOT寿命>
本実施形態の潤滑油組成物は、後述する実施例に記載の回転圧力容器式酸化安定度試験(150℃)により測定されるRPVOT寿命が、好ましくは414分超、より好ましくは420分以上、更に好ましくは430分以上、より更に好ましくは440分以上、更になお好ましくは450分以上である。
【0056】
[潤滑油組成物の製造方法]
本実施形態の潤滑油組成物の製造方法は、特に制限されない。
例えば、本実施形態の潤滑油組成物の製造方法は、上記潤滑油基油と、酸化防止剤とを混合する工程を含む。
上記各成分を混合する方法としては、特に制限はないが、例えば、上記潤滑油基油に酸化防止剤を配合する工程を有する方法が挙げられる。なお、上記潤滑油用添加剤を配合する場合には、上記潤滑油用添加剤は酸化防止剤と同時に配合してもよく、別々に配合してもよい。お、各成分は、希釈油等を加えて溶液(分散体)の形態とした上で配合してもよい。各成分を配合した後、公知の方法により、撹拌して均一に分散させることが好ましい。
【0057】
[潤滑油組成物の用途]
本実施形態にかかる潤滑油組成物は、上記潤滑油基油と酸化防止剤とを含有する。上記潤滑油基油は、酸化防止剤の性能を十分に発揮させて、酸化劣化を効果的に抑制することができる。そのため、本実施形態の潤滑油組成物は、酸化劣化し難い。したがって、本実施形態の潤滑油組成物は、酸化劣化に起因するスラッジ発生等の種々の問題が生じ難く、長期に亘り安定して潤滑油組成物を使用することができる。
よって、本実施形態の潤滑油組成物は、例えば、優れた酸化安定性が求められる機械装置用の潤滑油組成物として用いられる。具体的には、好ましくは設備油として用いられる。当該設備油としては、油圧作動油、タービン油、圧縮機油、工作機械油、又は歯車油が挙げられる。
したがって、本実施形態にかかる潤滑油組成物は、下記(1)~(2)を提供する。
(1)本実施形態にかかる潤滑油組成物を、設備油として用いる、使用方法。
(2)本実施形態にかかる潤滑油組成物を、油圧作動油、タービン油、圧縮機油、工作機械油、又は歯車油として用いる、使用方法。
【0058】
[提供される本発明の一態様]
本発明の一態様によれば、下記[1]~[6]が提供される。
[1] 下記要件(1)~(4)を満たす、潤滑油基油。
・要件(1):環分析(n-d-M法)による%CAが0.1以下であり、%CNが40以下であり、%CPが60以上である。
・要件(2):硫黄分が、前記潤滑油基油全量基準で、5質量ppm未満である。
・要件(3):クリーブランド開放法により測定される引火点が250℃以上である。
・要件(4):ASTM D2007に規定されるクレーゲル分析における極性物質が、前記潤滑油基油全量基準で、0.10質量%以下である。
[2] 40℃における動粘度が、40mm2/s~450mm2/sである、上記[1]に記載の潤滑油基油。
[3] 上記[1]又は[2]に記載の潤滑油基油と、酸化防止剤とを含有する、潤滑油組成物。
[4] さらに、清浄分散剤、極圧剤、油性剤、流動点降下剤、粘度指数向上剤、防錆剤、銅不活性化剤、及び消泡剤からなる群から選択される1種以上の添加剤を含有する、上記[3]に記載の潤滑油組成物。
[5] 設備油として用いられる、上記[3]又は[4]に記載の潤滑油組成物。
[6] 前記設備油が、油圧作動油、タービン油、圧縮機油、工作機械油、又は歯車油である、上記[5]に記載の潤滑油組成物。
【実施例0059】
本発明について、以下の実施例により具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0060】
[各性状の測定方法]
各実施例及び各比較例で用いた潤滑油基油の各性状の測定は、以下に示す要領に従って行ったものである。
(1)芳香族分(%CA)、ナフテン分(%CN)、及びパラフィン分(%CP)
ASTM D3238:1995に準拠し、環分析(n-d-M法)により算出した。
(2)硫黄分
JIS K2541-2:2013の「原油及び石油製品-硫黄分試験方法-微量電量滴定式酸化法」に準拠して測定した。
(3)引火点(C.O.C法)
JIS K2265-4:2007に準拠し、クリーブランド開放法(C.O.C法)により測定した。
(4)極性物質の含有量
ASTM D2007に規定されるクレーゲル分析によって測定した。
(5)40℃動粘度、100℃動粘度、及び粘度指数
JIS K2283:2000に準拠して測定又は算出した。
(6)密度(15℃)
JIS K2249-1:2011(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。
(7)セイボルト色
JIS K2580:2003に準拠して測定した。
【0061】
[製造例1~4、比較製造例1~4]
以下に説明する製造例1~4及び比較製造例1~4により得られた基油1~4及び比較基油1~4を、各実施例及び各比較例にて用いた。基油1~4及び比較基油1~4の性状は、後述する表1に示すとおりである。
【0062】
<製造例1:基油1の製造>
中間基系原油を常圧蒸留して得られる常圧残油を減圧蒸留し、減圧蒸留油を得た。そして、当該減圧蒸留油を水素化分解処理、溶剤脱ろう処理、及び水素化仕上げ処理に供した。その後、所望の40℃動粘度の留分を回収して、基油1を得た。
【0063】
<製造例2:基油2の製造>
中間基系原油を常圧蒸留して得られる常圧残油を減圧蒸留し、減圧蒸留油を得た。そして、当該減圧蒸留油を、水素化分解処理及び溶剤脱ろう処理に供して溶剤脱蝋油を製造し、その際に得られたスラックワックスを原料として用いた。そして、スラックワックスを水素化異性化脱蝋処理に供し、水素化異性化脱蝋油を得た。これを水素化仕上げに供し、所望の40℃動粘度の留分を回収して、基油2を得た。
【0064】
<製造例3:基油3の製造>
中間基系原油を常圧蒸留して得られる常圧残油を減圧蒸留し、減圧蒸留油を得た。また、減圧蒸留して得られる減圧残油を溶剤脱れき処理し、溶剤脱れき油を得た。次いで、減圧蒸留油と溶剤脱れき油を混合し、水素化分解処理、溶剤脱ろう処理、及び水素化仕上げ処理に供した。その後、所望の40℃動粘度の留分を回収して、基油3を得た。
【0065】
<製造例4:基油4の製造>
基油1を製造する際の水素化仕上げ処理の条件を調整し、後述する比較基油2を得た。得られた基油に対し、基油全量基準で3質量%の白土を使用して白土処理を行い、基油4を得た。
【0066】
<比較製造例1:比較基油1の製造>
基油1を製造する際の水素化仕上げ処理の条件を調整し、比較基油1を得た。
【0067】
<比較製造例2:比較基油2の製造>
基油1を製造する際の水素化仕上げ処理の条件を調整し、比較基油2を得た。
【0068】
<比較製造例3:比較基油3の製造>
中間基系原油を常圧蒸留して得られる常圧残油を減圧蒸留し、減圧蒸留油を得た。そして、当該減圧蒸留油を水素化分解処理して得られるワキシーオイルを水素化異性化脱蝋した。その後、所望の40℃動粘度の留分を回収して、比較基油3を得た。
【0069】
<比較製造例4:比較基油4の製造>
製造例1と同様の条件で精製処理まで行い、製造例1で回収た留分よりも低粘度の留分を回収して、比較基油4を得た。
【0070】
[実施例1~4、比較例1~4]
基油1~4及び比較基油1~4に対し、酸化防止剤として2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾール(DBPC)を、基油全量基準で、0.5質量%添加し、潤滑油組成物を調製して、以下の評価を行った。
【0071】
<回転圧力容器式酸化安定度試験(RPVOT)>
実施例1~4及び比較例1~4の潤滑油組成物について、JIS K2514-3:2013に準拠して、回転圧力容器式酸化安定度試験(150℃)を実施し、RPVOT寿命(単位:分)を測定した。
RPVOT寿命が長い程、酸化防止剤の添加による潤滑油組成物の酸化劣化抑制効果に優れることを意味する。
本実施例では、RPVOT寿命が414分超で合格とした。
試験結果を表1に示す。
【0072】
【0073】
表1より、以下のことがわかる。
実施例1~4の潤滑油組成物は、RPVOT寿命が長く、酸化防止剤の添加による潤滑油組成物の酸化劣化抑制効果に優れることがわかる。したがって、実施例1~4の潤滑油組成物に配合されている基油1~4は、酸化防止剤の添加によって酸化劣化を効果的に抑制する性能に優れる潤滑油基油であることがわかる。
これに対し、クレーゲル分析による極性物質の含有量が0.10質量%超である比較基油1~3を配合した比較例1~3の潤滑油組成物は、RPVOT寿命が短く、酸化防止剤の添加による潤滑油組成物の酸化劣化抑制効果に乏しいことがわかる。したがって、比較例1~3の潤滑油組成物に配合されている比較基油1~3は、酸化防止剤の添加によって酸化劣化を効果的に抑制する性能に劣る潤滑油基油であることがわかる。
また、比較例4の潤滑油組成物は、引火点が250℃未満であり、RPVOT寿命も短かった。