(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-01
(45)【発行日】2024-05-13
(54)【発明の名称】潤滑油組成物
(51)【国際特許分類】
C10M 169/04 20060101AFI20240502BHJP
C10M 101/02 20060101ALI20240502BHJP
C10M 105/02 20060101ALI20240502BHJP
C10M 107/02 20060101ALI20240502BHJP
C10M 133/06 20060101ALI20240502BHJP
C10M 137/10 20060101ALI20240502BHJP
C10N 20/00 20060101ALN20240502BHJP
C10N 20/02 20060101ALN20240502BHJP
C10N 30/00 20060101ALN20240502BHJP
C10N 30/02 20060101ALN20240502BHJP
C10N 30/04 20060101ALN20240502BHJP
C10N 30/06 20060101ALN20240502BHJP
C10N 30/10 20060101ALN20240502BHJP
C10N 30/12 20060101ALN20240502BHJP
C10N 30/18 20060101ALN20240502BHJP
C10N 40/08 20060101ALN20240502BHJP
【FI】
C10M169/04
C10M101/02
C10M105/02
C10M107/02
C10M133/06
C10M137/10 A
C10N20:00 Z
C10N20:02
C10N30:00 Z
C10N30:02
C10N30:04
C10N30:06
C10N30:10
C10N30:12
C10N30:18
C10N40:08
(21)【出願番号】P 2019191815
(22)【出願日】2019-10-21
【審査請求日】2022-10-14
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】517436615
【氏名又は名称】シェルルブリカンツジャパン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105315
【氏名又は名称】伊藤 温
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 建吾
(72)【発明者】
【氏名】亀井 厳希
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 真二
(72)【発明者】
【氏名】篠田 憲明
(72)【発明者】
【氏名】森木 恵一
【審査官】林 建二
(56)【参考文献】
【文献】特開2018-053027(JP,A)
【文献】特開2009-227919(JP,A)
【文献】国際公開第2017/142049(WO,A1)
【文献】特開2006-037982(JP,A)
【文献】特開2006-037983(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C10M 101/00-177/00
C10N
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
JASO M349-12に準拠したLVFA試験装置及び試験ディスク(表面粗さ:4.9μm/硬さD81.5/Si含有量5.2atom%)又は試験ディスク(表面粗さ:25.5μm/硬さD65.0/Si含有量3.1atom%)を用いて得られたLVFAのμ30/μ1値が1.0以上である、鉱油及び/又は合成油を基油とする潤滑油組成物であって、
前記潤滑油組成物の全量を基準として、炭素数16~20の脂肪族第1級アミンを窒素量換算で0.035質量%~0.055質量%含み、且つ、
100℃における動粘度が8.0mm
2/s超10.0mm
2/s以下である
ことを特徴とする潤滑油組成物
(但し、アシルグリセロールを含む組成物、炭素数8~30を有する直鎖または分枝の脂肪族ヒドロキシカルボン酸を重合させて得られるエステルを含む組成物を除く)。
【請求項2】
前記μ30/μ1値が1.02以上である、請求項1記載の潤滑油組成物。
【請求項3】
湿式ブレーキ用である、請求項1~2のいずれか一項記載の潤滑油組成物。
【請求項4】
更に、前記脂肪族第1級アミンとは異なる、金属清浄剤、無灰分散剤、ジアルキルジチオアルキルリン酸亜鉛、酸化防止剤、防錆剤、流動点降下剤及び消泡剤を少なくとも1種類含む、請求項1~3のいずれか一項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、潤滑油組成物に関し、例えば、自動車、農業機械、建設機械の変速機用の潤滑油組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、車両の小型・高性能化に伴い、摩擦材には高いトルク伝達容量、高い耐久性が要求されている。これら要求に応えるため、改善された摩擦材は、慣らし運転が必要となる等、湿式クラッチの初期のなじみ性が悪化した。そのため、初期シャダーが発生する場合には、これを防止するため、慣らし運転操作が必要となる。
【0003】
ここで、初期シャダーを防止する技術としては、一般に、アルコールやカルボン酸エステル等の官能基を有する化合物を添加する方法が知られている(例えば、特許文献1及び2)。
【先行特許文献】
【0004】
【文献】特開2010-248284号公報
【文献】特開2014-19735号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、従来よりも遥かに優れた初期シャダー防止能を有する潤滑油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】
本発明は、表面粗さRa(μm)×硬さ(デュロメータ)の値が270以上で、摩擦材表面の元素組成におけるSiの組成比が2.3atom%以上である、という条件を充足する少なくとも一の湿式クラッチ用ペーパー摩擦材によるLVFAのμ30/μ1値が1.0以上である、鉱油及び/又は合成油を基油とする潤滑油組成物であって、
前記潤滑油組成物の全量を基準として、アミン化合物を窒素量換算で0.01質量%~0.5質量%含み、且つ、
100℃における動粘度が8.0mm2/s超10.0mm2/s以下である
ことを特徴とする潤滑油組成物である。ここで、「少なくとも一」とは、ある潤滑油組成物において、前記条件の範囲内である第一条件を充足する第一の湿式クラッチ用ペーパー摩擦材によるLVFAのμ30/μ1値が1.0以上であり、前記条件の範囲内である第二条件(前記第一条件とは異なる条件)を充足する第二の湿式クラッチ用ペーパー摩擦材によるLVFAのμ30/μ1値が1.0未満である場合にも、本発明に係る潤滑油組成物に該当することを意味する。
ここで、前記μ30/μ1値が1.02以上であってもよい。
また、SAEにおける粘度グレードが80Wであってもよい。
また、湿式ブレーキ用であってもよい。
また、前記アミン化合物が、炭素数16~20の脂肪族第1級アミンであってもよい。
また、更に、金属清浄剤、無灰分散剤、ジアルキルジチオアルキルリン酸亜鉛、酸化防止剤、防錆剤、流動点降下剤及び消泡剤を少なくとも1種類含んでいてもよい。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、従来よりも遥かに優れた初期シャダー防止能を有する潤滑油を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1】
図1は、実施例1に係る潤滑油を用いた評価試験における回転速度と摩擦係数との関係を示した図である(下の線から1回目、真ん中の線が10回目、上の線が50回目)。
【
図2】
図2は、比較例1に係る潤滑油を用いた評価試験における回転速度と摩擦係数との関係を示した図である(下の線から1回目、真ん中の線が10回目、上の線が50回目)。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明に係る潤滑油は、表面粗さRa(μm)×硬さ(デュロメータ)の値が270以上で、摩擦材表面の元素組成におけるSiの組成比が2.3atom%以上である、という条件を充足する少なくとも一の湿式クラッチ用ペーパー摩擦材によるLVFAのμ30/μ1値が1.0以上である、鉱油及び/又は合成油を基油とする潤滑油組成物であって、
前記潤滑油組成物の全量を基準として、アミン化合物を窒素量換算で0.01質量%~0.5質量%含み、且つ、
100℃における動粘度が8.0mm2/s超10.0mm2/s以下である。以下、該潤滑油の各成分や含有量、該潤滑油の物性等について詳述する。
【0010】
≪各成分≫
<基油>
本発明に係る基油は、鉱油及び/又は合成油である。ここで、鉱油は、特に限定されない。例えば、原油を常圧蒸留して得られる常圧残油を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、水素分解、溶剤脱ろう、水素化精製等の処理を1つ以上行って精製したものや、ワックス異性化鉱油、フィッシャートロプシュプロセス等により製造されるGTL WAX(ガストゥリキッドワックス)を異性化する手法で製造される潤滑油基油等を挙げることができる。また、合成油も、特に限定されない。例えば、ポリα-オレフィン(PAO)、α-オレフィンコポリマー、ポリブテン、アルキルベンゼン、ポリオールエステル、二塩基酸エステル、ポリオキシアルキレングリコール、ポリオキシアルキレングリコールエステル、ポリオキシアルキレングリコールエーテル、ヒンダードエステル、シリコーンオイル等を挙げることができる。ここで、鉱油は、単独種で又は二種以上を組み合わせて使用してもよい。合成油も同様である。更には、鉱油と合成油を組み合わせて使用してもよい。
【0011】
<アミン化合物>
本発明に係るアミン化合物は、好適には、炭素数8~30の直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族アミンである。ここで、より好適には、炭素数16~20の脂肪族アミンであり、特に好適には、炭素数16~20の脂肪族第1級アミンであり、最も好適には、炭素数16~20の直鎖状飽和脂肪族第1級アミンである。
【0012】
<他の成分>
本発明に係る潤滑油は、必要に応じ、周知汎用の、金属清浄剤、無灰分散剤、ジアルキルジチオアルキルリン酸亜鉛、酸化防止剤、防錆剤、流動点降下剤及び消泡剤を含有していてもよい。
【0013】
≪含有量≫
アミン化合物の含有量は、前記潤滑油組成物の全量を基準として、アミン化合物を窒素量換算で0.01質量%~0.5質量%含み、好適には0.02質量%~0.1質量%含み、更に好適には0.03質量%~0.07質量%含み、特に好適には0.035質量%~0.055質量%含み、最も好適には0.035~0.045質量%含む。
【0014】
≪物性≫
<μ30/μ1値>
本発明に係る潤滑油は、表面粗さRa(μm)×硬さ(デュロメータ)の値が270以上、好適には300~2000、更に好適には350~1800で、摩擦材表面の元素組成におけるSiの組成比が2.3atom%以上、好適には2.5~6.0atom%、更に好適には3.0~5.5atom%である、という条件を充足する少なくとも一の湿式クラッチ用ペーパー摩擦材によるLVFAのμ30/μ1値が1.0以上であり、好適には1.02以上である。本発明者らは、様々な試験用ペーパー摩擦材を、様々な成分や配合量の潤滑油について試験したところ、(1)上述した所定の摩擦材を用いると、高いトルク伝達容量や高い耐久性を有するか否かの判定ができること、(2)該摩擦材を用いて試験した場合、LVFAのμ30/μ1値が1.0以上である場合に、高いトルク伝達容量や高い耐久性が達成されること、(3)アミン化合物を所定量添加し且つ100℃における動粘度を所定範囲とすることで該数値を実現できること、を見出したのである。ここで、「表面粗さRa(μm)×硬さ(デュロメータ)の値が270以上」としたのは、摩擦材には高いトルク伝達容量、高い耐久性が要求されているためで、表面粗さが大きければ、より多くの潤滑剤を、その摩擦材の空隙に保持することが可能で、かつ、硬さが大きければ、機械的強度・耐久性を大きくすることが可能で、これらを掛け合わせることで高いトルク伝達容量や高い耐久性が達成されるためである。また、「摩擦材表面の元素組成におけるSiの組成比が2.3atom%以上」としたのは、珪素化合物としての二酸化珪素は、機械的強度を向上させる構成成分として、及び、摩擦調整材として、摩擦係数を向上させたり、摩擦特性を安定させたりするために添加され、摩擦特性に大きな影響を有する成分であるためである。更に、「LVFAのμ30/μ1値が1.0以上」としたのは、この値未満の場合、低速時のスティックスリップ発生の指標となるμ―Vカーブが負勾配となることが明らかとなり十分な初期のシャダー防止性が得られないためである。尚、表面粗さRa(μm)×硬さ(デュロメータ)の値の上限値は特に限定されず、例えば2500である。また、摩擦材表面の元素組成におけるSiの組成比の上限値も特に限定されず、例えば8atom%である。また、上述した好適範囲にてLVFAのμ30/μ1値が1.0以上である場合には、高いトルク伝達容量や高い耐久性が求められる用途、例えば、農業機械や建設機械の変速機用の潤滑剤に特に適している。
【0015】
(LVFAのμ30/μ1値の測定方法)
・湿式クラッチ用ペーパー摩擦材
測定に使用する湿式クラッチ用ペーパー摩擦材は、表面粗さRa(μm)×硬さ(デュロメータ)の値が270以上で、摩擦材表面の元素組成におけるSiの組成比が2.3atom%以上のものである。ここで、「表面粗さRa」は、Keyence製VHX Digital microscope (ズームレンズ: VH-Z250R)を用いて300倍の観察視野で、フィルター種別をGaussian、Sフィルターを8 μm、Lフィルターを0.08 mmに設定し、摩擦材表面の凹凸測定を行ない、画像解析により求めた算術平均粗さRaである。また、「硬さ(デュロメータ)は、TECLOCK社製のJIS定圧荷重試験器 (GS-720)、タイプA型デジタルデュロメータで測定した硬さ(デュロメータA硬さ)である。摩擦材表面の元素組成におけるSiの組成比は、走査型電子顕微鏡を用いて、250倍の観察視野で摩擦材表面をEDS測定した際の元素組成である(加速電圧:10kV / 測定時間:600s / デッドタイム:3% / スイープ回数:15回)。このような摩擦材は、市販されており、例えば、建築向けに使用されている摩擦材D-0880-88という品名や、JASO M349-12 に規定されるフリクションプレートとしてA795-D0DXという品名で入手可能である。
・測定条件
低速滑り摩擦試験装置(LVFA)〔オートマックス(株)製〕を用いて、JASO M349-12の試験条件から、慣らし運転・耐久試験を除き、連続的に性能試験を50回実施した。具体的には、下記条件にて摩擦係数を算出した。なお、本請求項に記載のμ30/μ1値は、一回目の性能試験により算出される摩擦係数である。
ベースとなる試験規格:JASO M349-12
ベースからの変更点 :JASO M349-12試験規格内の慣らし運転・耐久試験の除外
評価装置 :低速滑り摩擦試験装置
クラッチ摩擦材 :農業機械・建設機械用ペーパー系材料
滑り速度 :0~250 rpm
押付圧 :1.0 MPa
油温 :40 ℃
その他、上記に記載されていない項目に関しては、JASO M349-12に準拠する。
【0016】
<100℃における動粘度>
本発明に係る潤滑剤の、100℃における動粘度は、8.0mm2/s超10.0mm2/s以下であり、好適には9.0mm2/s以上10.0mm2/s以下である。ここで、100℃における動粘度は、JIS K2283:2000に準じて測定された値である。本発明に関わる農業機械向け潤滑剤は、自動車用潤滑剤と異なり、各摺動部での負荷が大きく、高い耐摩耗性、極圧性が必要とされ、これらを実現するため、100℃における動粘度は、8.0mm2/s超10.0mm2/s以下が好適である。
【0017】
本発明に関わる農業機械向け潤滑剤は、寒冷地での使用が想定されるため、低温下でも、装置内に潤滑剤が行き渡り、油膜切れによる装置内摺動部の焼きつき・故障を防ぐ必要がある。この観点から、膜切れによる装置内摺動部の焼きつき・故障を防ぐため、粘度が大きくなりすぎず、-26℃までの低温性が保持される80Wであることが好適である。因みに、SAEの粘度グレード80Wは、100℃粘度の時、7.0mm2/s以上と示されている。他方、本発明では、8.0mm2/s超10.0mm2/s以下が特に適している(9.0mm2/s以上10.0mm2/s以下が最も適している)。
【0018】
≪用途≫
本発明に係る潤滑剤は、湿式ブレーキに用いることが有用である。特に、高いトルク伝達容量や高い耐久性が求められる用途、例えば、農業機械や建設機械の変速機用の潤滑剤として有用である。
【実施例】
【0019】
次に、本発明を実施例により更に詳細に説明する。但し、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
【0020】
≪試験ディスク≫
実施例及び比較例にて使用した試験ディスクは、下記の通りである。
・試験ディスクA:摩擦材D-0880-88(表面粗さ:4.9μm/硬さD81.5/Si含有量5.2atom%)
・試験ディスクB:試作品(表面粗さ:25.5μm/硬さD65.0/Si含有量3.1atom%)
【0021】
≪潤滑油≫
表1及び表2に、実施例及び比較例で用いた潤滑油の成分及び配合量を示した。尚、表中に記載の各種成分は以下の通りである。
・基油 (鉱油):API基油カテゴリーのグループIに分類される鉱油。
・基油 (合成油):基油A(40℃動粘度:17.18mm2/s、100℃動粘度:3.97mm2/s)と基油B(40℃動粘度:42.83mm2/s、100℃動粘度:7.56mm2/s)を基油質量比65:35の比率で混合した合成油。
・アミンA(C18、脂肪族、飽和、1級):ステアリルアミン
・アミンB(C12、脂肪族、飽和、1級):ドデシルアミン
・アミンB’(C8、脂肪族、飽和、1級):オクチルアミン
・アミンC(C18、脂肪族、不飽和、1級):オレイルアミン
・アミンD(C13、脂肪族、飽和、2級):ジトリデシルアミン
・パッケージA:カルシウムスルホネート、ZnDTP、カルシウムカーボネート、アリルフォスフェート、ホウ素化合物、アルキルジチオリン酸亜鉛、ホウ酸エステル、アリールホスフィット、無水マレイン酸、アリールチオホスフェートを含有
・流動点降下剤:ポリメタクリレート
・粘度調整剤:ポリメタクリレート、オレフィンコポリマー
【0022】
≪評価手法≫
明細書の「測定条件」の項目に記載されたように、JASO M349-12に基づき、実施例及び比較例に係る潤滑油における初期シャダー性を試験した。
≪評価基準≫
以下の通り、評価基準として、1.00以上であれば合格とし、1.00未満は正勾配とならない為不合格とした。
◎:LVFAのμ30/μ1値 1.02以上
〇:LVFAのμ30/μ1値 1.01以上1.02未満
△:LVFAのμ30/μ1値 1.00以上1.01未満
×:LVFAのμ30/μ1値 1.00未満
【0023】
結果を表1及び表2に示す。また、
図1は実施例1の潤滑剤を、
図2は比較例1の潤滑剤を用いて評価試験を行った場合における回転速度と摩擦係数との関係を示した図である(下の線から1回目、真ん中の線が10回目、上の線が50回目)。
尚、表中、「実施例2」は「比較例2A」と、実施例3は「比較例3A」と、実施例6は「比較例6B」と読み替えることとする。
【0024】
【0025】