JP7724217B2 - 潤滑油組成物、緩衝器、及び潤滑油組成物の使用方法 - Google Patents

潤滑油組成物、緩衝器、及び潤滑油組成物の使用方法

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Description

本発明は、潤滑油組成物、及び当該潤滑油組成物を用いた緩衝器、並びに当該潤滑油組成物の使用方法に関する。
緩衝器(ショックアブソーバー)は、緩衝器用潤滑油組成物を充填して使用され、車体の振動を減衰する減衰力を生じさせること、摺動部の摩擦特性を最適化させて車体の乗心地を制御すること、及び摺動部の摩擦摩耗を抑制して耐久性を担保すること等を目的にして車体に搭載される機構である。
このような緩衝器に好適に使用し得る緩衝器用潤滑油組成物が様々開発されている。
例えば、特許文献1には、所定の動粘度の潤滑油基油に、非分散型のポリ(メタ)アクリレート系粘度調整剤、第一級ジアルキルジチオリン酸亜鉛と、第二級ジアルキルジチオリン酸亜鉛とを所定の含有量比で含有した、緩衝器用潤滑油組成物に関する発明が開示されている。
特開2018-203953号公報
特許文献1に開示されたような、緩衝器用潤滑油組成物には、更なる性能の改善が求められている。そのため、このような状況下、緩衝器の潤滑により好適に適用し得る新規の潤滑油組成物が求められている。
本発明は、基油、ジチオリン酸亜鉛、及びアルケニルコハク酸イミドを含有する、緩衝器の潤滑に用いられる潤滑油組成物を提供する。具体的には、本発明は、下記態様[1]~[9]を提供する。
[1]基油(A)、ジチオリン酸亜鉛(B)、及び、アルケニルコハク酸イミド(C)を含有する、緩衝器の潤滑に用いられる、潤滑油組成物。
[2]成分(C)の窒素原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、0.001~0.09質量%である、上記[1]に記載の潤滑油組成物。
[3]成分(B)の亜鉛原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、0.005~1.0質量%である、上記[1]又は[2]に記載の潤滑油組成物。
[4]さらに、硫黄原子及びリン原子の少なくとも一方を含む極圧剤(D)を含有する、上記[1]~[3]のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
[5]成分(B)に由来する亜鉛原子と、成分(C)に由来する窒素原子との含有量比〔Zn/N〕が、0.1~150である、上記[1]~[4]のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
[6]前記潤滑油組成物中のリン原子の含有量が、当該潤滑油組成物の全量基準で、0.01~2.0質量%である、上記[1]~[5]のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
[7]前記潤滑油組成物中の硫黄原子の含有量が、当該潤滑油組成物の全量基準で、0.01~1.0質量%である、上記[1]~[6]のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
[8]上記[1]~[7]のいずれか一項に記載の潤滑油組成物を充填した、緩衝器。
[9]上記[1]~[7]のいずれか一項に記載の潤滑油組成物を緩衝器の潤滑に適用する、潤滑油組成物の使用。
本発明の好適な一態様の潤滑油組成物は、熱安定性、耐摩耗性、及び操縦安定性等の緩衝器用潤滑油組成物に求められる各種特性に優れており、特に好適な一態様の潤滑油組成物は、熱安定性、耐摩耗性、及び緩衝器の操縦安定性のいずれの特性にも優れているため、緩衝器の潤滑に好適に適用し得る。
本明細書において、動粘度及び粘度指数は、JIS K2283:2000に準拠して測定又は算出された値を意味する。
本明細書において、重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法で測定される標準ポリスチレン換算の値であり、具体的には実施例に記載の方法により測定された値を意味する。
本明細書において、亜鉛原子及びリン原子の含有量は、JPI-5S-38-2003に準拠して測定した値を意味し、硫黄原子の含有量は、JIS K2541-6に準拠して測定した値を意味し、窒素原子の含有量は、JIS K2609に準拠して測定した値を意味する。
本明細書に記載された数値範囲については、上限値及び下限値を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「好ましくは30~100、より好ましくは40~80」と記載されている場合、「30~80」との範囲や「40~100」との範囲も、本明細書に記載された数値範囲に含まれる。また、例えば、数値範囲として「好ましくは30以上、より好ましくは40以上であり、また、好ましくは100以下、より好ましくは80以下である」と記載されている場合、「30~80」との範囲や「40~100」との範囲も、本明細書に記載された数値範囲に含まれる。
加えて、本明細書に記載された数値範囲として、例えば「60~100」との記載は、「60以上、100以下」という範囲であることを意味する。
〔潤滑油組成物の構成〕
本発明の潤滑油組成物は、基油(A)、ジチオリン酸亜鉛(B)、及び、アルケニルコハク酸イミド(C)を含有する。
緩衝器に用いられる潤滑油組成物において、ジチオリン酸亜鉛を配合することで、耐摩耗性を良好としつつ、緩衝器の操縦安定性を向上させることができる。しかしながら、本発明者の検討によれば、ジチオリン酸亜鉛を含む潤滑油組成物を高温化で使用すると、当該潤滑油組成物の熱劣化に伴い、ジチオリン酸亜鉛に起因したスラッジが析出し易くなることが分かった。緩衝器内にスラッジが析出すると、バルブ部のつまり等を引き起こし、緩衝器の性能を十分に発揮できなくなる恐れがある。そのような問題に対して、本発明者らは、ジチオリン酸亜鉛と共に、アルケニルコハク酸イミドを配合することで、耐摩耗性の緩衝器の操縦安定性を向上させると共に、高温環境下での使用に際してもスラッジの発生を抑制でき、さらに、熱安定性に優れた潤滑油組成物に調整し得るという知見を得た。本発明の潤滑油組成物は、この知見に基づいてなされたものである。
耐摩耗性、緩衝器の操縦安定性、及び熱安定性をバランス良くより向上させた潤滑油組成物とする観点から、本発明の一態様の潤滑油組成物において、成分(B)に由来する亜鉛原子と、成分(C)に由来する窒素原子との含有量比〔Zn/N〕は、好ましくは0.1以上、より好ましくは0.5以上、更に好ましくは1.0以上、より更に好ましくは1.5以上、特に好ましくは2.0以上であり、さらに、2.2以上、2.5以上、2.7以上、3.0以上、又は3.2以上としてもよく、また、好ましくは150以下、より好ましくは100以下、更に好ましくは50以下、より更に好ましくは30以下、特に好ましくは15以下であり、さらに、12以下、10以下、9.0以下、8.0以下、7.5以下、7.0以下、6.8以下、6.5以下、6.2以下、6.0以下、5.8以下、5.5以下、5.2以下、5.0以下、4.8以下、4.5以下、又は4.2以下としてもよい。
なお、本発明の一態様の潤滑油組成物は、硫黄原子及びリン原子の少なくとも一方を含む極圧剤(D)をさらに含有することが好ましい。
また、本発明の一態様の潤滑油組成物は、酸化防止剤(E)、粘度指数向上剤(F)、及び摩擦調整剤(G)から選ばれる1種以上をさらに含有してもよく、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、成分(B)~(G)以外の他の潤滑油用添加剤をさらに含有してもよい。
本発明の一態様の潤滑油組成物において、成分(A)~(C)の合計含有量は、当該潤滑油組成物の全量(100質量%)基準で、好ましくは50質量%以上、より好ましくは55質量%以上、より好ましくは60質量%以上、より好ましくは65質量%以上、更に好ましくは70質量%以上、更に好ましくは75質量%以上、より更に好ましくは80質量%以上、より更に好ましくは85質量%以上、特に好ましくは90質量%以上であり、また、100質量%以下、99.9質量%以下、99.5質量%以下、99.0質量%以下、98.5質量%以下、98.0質量%以下、97.5質量%以下、又は97.0質量%以下としてもよい。
また、本発明の一態様の潤滑油組成物において、成分(A)~(D)の合計含有量は、当該潤滑油組成物の全量(100質量%)基準で、好ましくは52質量%以上、より好ましくは57質量%以上、より好ましくは62質量%以上、より好ましくは67質量%以上、更に好ましくは72質量%以上、更に好ましくは77質量%以上、より更に好ましくは82質量%以上、より更に好ましくは87質量%以上、特に好ましくは92質量%以上であり、また、100質量%以下、99.9質量%以下、99.5質量%以下、99.0質量%以下、98.5質量%以下、又は98.0質量%以下としてもよい。
また、本発明の一態様の潤滑油組成物において、成分(A)~(G)の合計含有量は、当該潤滑油組成物の全量(100質量%)基準で、好ましくは55質量%以上、より好ましくは60質量%以上、より好ましくは65質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは75質量%以上、更に好ましくは80質量%以上、より更に好ましくは85質量%以上、より更に好ましくは90質量%以上、特に好ましくは95質量%以上であり、また、100質量%以下、99.9質量%以下、99.5質量%以下、99.0質量%以下、98.5質量%以下、又は98.0質量%以下としてもよい。
以下、本発明の一態様の潤滑油組成物に含まれる各成分の詳細について説明する。
<成分(A):基油>
本発明の一態様で用いる成分(A)である基油としては、鉱油及び合成油から選ばれる1種以上が挙げられる。
鉱油としては、例えば、パラフィン系原油、中間基系原油、ナフテン系原油等の原油を常圧蒸留して得られる常圧残油;これらの常圧残油を減圧蒸留して得られる留出油;当該留出油を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、接触脱ろう、及び水素化精製等の精製処理を1つ以上施して得られる精製油;等が挙げられる。
合成油としては、例えば、α-オレフィン単独重合体、又はα-オレフィン共重合体(例えば、エチレン-α-オレフィン共重合体等の炭素数8~14のα-オレフィン共重合体)等のポリα-オレフィン;イソパラフィン;ポリアルキレングリコール;ポリオールエステル、二塩基酸エステル、リン酸エステル等のエステル系油;ポリフェニルエーテル等のエーテル系油;アルキルベンゼン;アルキルナフタレン;天然ガスからフィッシャー・トロプシュ法等により製造されるワックス(GTLワックス(Gas To Liquids WAX))を異性化することで得られる合成油(GTL)等が挙げられる。
これらの中でも、本発明の一態様で用いる成分(A)は、API(米国石油協会)基油カテゴリーのグループ2及びグループ3に分類される鉱油、並びに合成油から選ばれる1種以上を含むことが好ましい。
本発明の一態様で用いる成分(A)の40℃における動粘度は、好ましくは5.0~100mm/s、より好ましくは7.0~80mm/s、更に好ましくは10.0~60mm/s、より更に好ましくは12.0~45mm/sである。
また、本発明の一態様で用いる成分(A)の粘度指数は、潤滑油組成物の用途に応じて適宜設定されるが、好ましくは70以上、より好ましくは80以上、更に好ましくは90以上、より更に好ましくは100以上、特に好ましくは110以上である。
なお、本発明の一態様において、成分(A)として、2種以上の基油を組み合わせた混合油を用いる場合、当該混合油の動粘度及び粘度指数が上記範囲であることが好ましい。
本発明の一態様の潤滑油組成物において、成分(A)の含有量は、当該潤滑油組成物の全量(100質量%)基準で、好ましくは40質量%以上、より好ましくは50質量%以上、更に好ましくは60質量%以上、より更に好ましくは70質量%以上、特に好ましくは80質量%以上、であり、さらに、82質量%以上、85質量%以上、87質量%以上、90質量%以上、又は92質量%以上としてもよく、また、好ましくは99.5質量%以下、より好ましくは99.0質量%以下、更に好ましくは98.5質量%以下、より更に好ましくは98.0質量%以下、特に好ましくは97.0質量%以下である。
本発明の一態様で用いる成分(A)において、鉱油の含有割合は、当該潤滑油組成物に含まれる成分(A)の全量(100質量%)基準で、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、更に好ましくは70質量%以上、より更に好ましくは75質量%以上、特に好ましくは80質量%以上であり、さらに、82質量%以上、85質量%以上、87質量%以上、90質量%以上、又は92質量%以上としてもよい。
なお、鉱油の含有割合は、上限値の制限は適宜設定でき、当該潤滑油組成物に含まれる成分(A)の全量(100質量%)基準で、100質量%以下、99.5質量%以下、99.0質量%以下、98.5質量%以下、98.0質量%以下、97.0質量%以下、又は95.0質量%以下としてもよい。
<成分(B):ジチオリン酸亜鉛>
本発明の潤滑油組成物は、成分(B)として、ジチオリン酸亜鉛を含有する。成分(B)を含有することで、耐摩耗性及び緩衝器の操縦安定性を向上させた潤滑油組成物とすることができる。
なお、成分(B)は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明の一態様で用いる成分(B)としては、下記一般式(b-1)で表される化合物が挙げられる。
上記式(b-1)中、R~Rは、それぞれ独立に、炭化水素基を示し、互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。
~Rとして選択し得る炭化水素基の炭素数は、好ましくは1~20、より好ましくは1~16、更に好ましくは1~12、より更に好ましくは3~10である。
~Rとして選択し得る、具体的な当該炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基等のアルキル基;オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基等のアルケニル基;シクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基、エチルシクロヘキシル基、プロピルシクロヘキシル基、ブチルシクロヘキシル基、ヘプチルシクロヘキシル基等のシクロアルキル基;メチルシクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基等の脂環式炭化水素基;フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、ビフェニル基、ターフェニル基等のアリール基;トリル基、ジメチルフェニル基、ブチルフェニル基、ノニルフェニル基、メチルベンジル基、ジメチルナフチル基等のアルキルアリール基;フェニルメチル基、フェニルエチル基、ジフェニルメチル基等のアリールアルキル基等が挙げられる。
これらの中でも、R~Rとして選択し得る前記炭化水素基としては、アルキル基が好ましい。
本発明の一態様の潤滑油組成物において、成分(B)の亜鉛原子換算での含有量は、当該潤滑油組成物の全量(100質量%)基準で、耐摩耗性をより向上させつつ、緩衝器の操縦安定性をより向上させた潤滑油組成物とする観点から、好ましくは0.005質量%以上、より好ましくは0.01質量%以上、更に好ましくは0.02質量%以上、より更に好ましくは0.03質量%以上、特に好ましくは0.04質量%以上であり、さらに、0.05質量%以上、0.06質量%以上、又は0.07質量%以上としてもよく、また、熱安定性を良好としつつ、分散剤によるスラッジ抑制効果をより効率的に発現し易い潤滑油組成物とする観点から、好ましくは1.0質量%以下、より好ましくは0.70質量%以下、更に好ましくは0.50質量%以下、より更に好ましくは0.30質量%以下、特に好ましくは0.12質量%以下であり、さらに、0.11質量%以下、0.10質量%以下、又は0.09質量%以下としてもよい。
<成分(C):アルケニルコハク酸イミド>
本発明の潤滑油組成物は、成分(C)として、アルケニルコハク酸イミドを含有する。成分(C)を含有することで、高温環境下での使用に際してもスラッジの発生を抑制でき、熱安定性に優れた潤滑油組成物とすることができる。
なお、成分(C)は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明の一態様で用いる成分(C)としては、下記一般式(c-1)で表されるアルケニルコハク酸モノイミド、及び、下記一般式(c-2)で表されるアルケニルコハク酸ビスイミドが挙げられる。
上記一般式(c-1)及び(c-2)中、R、RA1及びRA2は、それぞれ独立して、重量平均分子量(Mw)が500~3000のアルケニル基である。当該アルケニル基としては、例えば、ポリブテニル基、ポリイソブテニル基、エチレン-プロピレン共重合体等が挙げられ、ポリブテニル基又はポリイソブテニル基が好ましい。
、RB1及びRB2は、それぞれ独立して、炭素数2~5のアルキレン基である。
及びRC1は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1~10のアルキル基、又は-(AO)-Hで表される基(ただし、Aは、それぞれ独立して、炭素数2~4のアルキレン基であり、nは1~10の整数である)である。
x1は、1~10の整数であり、好ましくは2~5の整数、より好ましくは3又は4である。
x2は、0~10の整数であり、好ましくは1~5の整数、より好ましくは2~4の整数である。
また、本発明の一態様で成分(C)として用いるアルケニルコハク酸イミドは、非変性アルケニルコハク酸イミドであってもよく、ホウ素変性アルケニルコハク酸イミドであってもよい。
ホウ素変性アルケニルコハク酸イミドとしては、例えば、前記一般式(c-1)で表されるアルケニルコハク酸モノイミドのホウ素変性物、及び、下記一般式(c-2)で表されるアルケニルコハク酸ビスイミドのホウ素変性物が挙げられる。
成分(C)としてホウ素変性アルケニルコハク酸イミドを用いる場合、本発明の一態様で用いる成分(C)を構成するホウ素原子と窒素原子の比率〔B/N〕は、質量比で、0.01以上、0.05以上、0.1以上、0.2以上、又は0.3以上であってもよく、また、0.95以下、0.90以下、0.85以下、0.80以下、0.75以下、又は0.70以下であってもよい。
本発明の一態様の潤滑油組成物において、成分(C)としてホウ素変性アルケニルコハク酸イミドを用いる場合、成分(C)に由来するホウ素原子の含有量は、当該潤滑油組成物の全量(100質量%)基準で、0.001質量%以上、0.005質量%以上、又は0.01質量%以上であってもよく、また、0.20質量%以下、0.15質量%以下、又は0.10質量%以下であってもよい。
なお、本明細書において、ホウ素原子の含有量は、JPI-5S-38-2003に準拠して測定した値を意味する。
本発明の一態様で用いる成分(C)の塩基価は、好ましくは0~200mgKOH/g、より好ましくは5~150mgKOH/g、更に好ましくは10~100mgKOH/g、より更に好ましくは15~80mgKOH/g、特に好ましくは20~50mgKOH/gである。
なお、本明細書において、塩基価は、JIS K2501:2003の過塩素酸法に準拠して測定した値を意味する。
本発明の一態様の潤滑油組成物において、成分(C)の窒素原子換算での含有量は、当該潤滑油組成物の全量(100質量%)基準で、高温環境下での使用に際してもより効率よくスラッジの発生を抑制し得る潤滑油組成物とする観点から、好ましくは0.001質量%以上、より好ましくは0.005質量%以上、更に好ましくは0.007質量%以上、より更に好ましくは0.009質量%以上、特に好ましくは0.013質量%以上であり、さらに、0.015質量%以上、0.017質量%以上、又は0.02質量%以上としてもよく、また、他の添加剤の機能を発現し易くし、優れた耐摩耗性を有する潤滑油組成物とする観点から、好ましくは0.09質量%以下、より好ましくは0.08質量%以下、更に好ましくは0.07質量%以下、より更に好ましくは0.06質量%以下、特に好ましくは0.05質量%以下であり、さらに、0.045質量%以下、0.04質量%以下、又は0.035質量%以下としてもよい。
<他の無灰系分散剤>
本発明の一態様の潤滑油組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、成分(C)以外の他の無灰系分散剤を含有してもよい。
このような他の無灰系分散剤としては、例えば、コハク酸モノイミド、コハク酸ビスイミド、ベンジルアミン、コハク酸エステル、及びこれらのホウ素変性物等が挙げられる。
ただし、本発明の一態様の潤滑油組成物において、成分(C)以外の他の無灰系分散剤の含有量は、当該潤滑油組成物に含まれる成分(C)の全量100質量部に対して、好ましくは0~50質量部、より好ましくは0~30質量部、更に好ましくは0~10質量部、より更に好ましくは0~5質量部、特に好ましくは0~1質量部である。
<成分(D):極圧剤>
本発明の一態様の潤滑油組成物は、成分(D)として、硫黄原子及びリン原子の少なくとも一方を含む極圧剤をさらに含有することが好ましい。
成分(D)を含有することで、耐摩耗性をより向上させた潤滑油組成物となり得る。なお、成分(D)は、高温環境下での使用した際に、スラッジの発生の要因ともなり得る。しかしながら、本発明の潤滑油組成物においては、成分(C)を含有するため、成分(D)に起因したスラッジの発生も効果的に抑制することができ、熱安定性に優れた潤滑油組成物とすることができる。
本発明の一態様で用いる成分(D)は、リン原子を含むリン系極圧剤、硫黄原子を含むリン系極圧剤、並びに、硫黄原子及びリン原子を含む硫黄-リン系極圧剤が挙げられる。
これらの成分(D)は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
また、これらの極圧剤は、アミン塩の形態であってもよい。
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中性リン酸エステル;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;当該酸性リン酸エステルのアミン塩;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;当該酸性亜リン酸エステルのアミン塩;等が挙げられる。
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、ジヒドロカルビルポリサルファイド、チアジアゾール、アルキルチオカルバモイル、チオカーバメート、ジチオカーバメート、チオテルペン、ジアルキルチオジプロピオネート等が挙げられる。
硫黄-リン系極圧剤としては、例えば、モノチオリン酸エステル、ジチオリン酸エステル、トリチオリン酸エステル、モノチオ亜リン酸エステル、ジチオ亜リン酸エステル、トリチオ亜リン酸エステル、及びこれらのアミン塩等が挙げられる。
これらの中でも、耐摩耗性及び熱安定性をバランス良くより向上させた潤滑油組成物とする観点から、本発明の一態様で用いる成分(D)は、リン系極圧剤を含有することが好ましい。
上記観点から、本発明の一態様の潤滑油組成物において、成分(D)中のリン系極圧剤の含有割合は、当該潤滑油組成物に含まれる成分(D)の全量(100質量%)に対して、好ましくは30~100質量%、より好ましくは40~100質量%、より好ましくは50~100質量%、より好ましくは60~100質量%、更に好ましくは70~100質量%、より更に好ましくは80~100質量%、特に好ましくは90~100質量%である。
本発明の一態様の潤滑油組成物において、成分(D)の含有量は、当該潤滑油組成物の全量(100質量%)基準で、耐摩耗性をより向上させた潤滑油組成物とする観点から、好ましくは0.001質量%以上、より好ましくは0.005質量%以上、更に好ましくは0.01質量%以上、より更に好ましくは0.02質量%以上、特に好ましくは0.03質量%以上であり、さらに、0.05質量%以上、0.10質量%以上、0.15質量%以上、0.20質量%以上、0.25質量%以上、0.30質量%以上、0.35質量%以上、又は0.40質量%以上としてもよく、また、良好な熱安定性を有する潤滑油組成物とする観点から、好ましくは5.0質量%以下、より好ましくは4.0質量%以下、更に好ましくは3.0質量%以下、より更に好ましくは2.5質量%以下、特に好ましくは2.0質量%以下であり、さらに、1.7質量%以下、1.5質量%以下、又は1.2質量%以下としてもよい。
<成分(E):酸化防止剤>
本発明の一態様の潤滑油組成物は、成分(E)として、酸化防止剤を含有してもよい。
成分(E)は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明の一態様で用いる成分(E)としては、例えば、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、モリブデン系酸化防止剤等が挙げられる。
フェノール系酸化防止剤としては、例えば、2,6-ジ-t-ブチルフェノール、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、2,6-ジ-t-ブチル-4-エチルフェノール、C7-C9アルキル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、イソオクチル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-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酸化防止剤;4,4’-メチレンビス(2,6-ジ-t-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)等のジフェノール系酸化防止剤;ヒンダードフェノール系酸化防止剤;等を挙げられる。
アミン系酸化防止剤としては、例えば、ジフェニルアミン、炭素数3~20のアルキル基を有するアルキル化ジフェニルアミン等のジフェニルアミン系酸化防止剤;α-ナフチルアミン、フェニル-α-ナフチルアミン、炭素数3~20のアルキル基を有する置換フェニル-α-ナフチルアミン等のナフチルアミン系酸化防止剤;等が挙げられる。
モリブデン系酸化防止剤としては、例えば、三酸化モリブデン及び/又はモリブデン酸とアミン化合物とを反応させてなるモリブデンアミン錯体等が挙げられる。
本発明の一態様で用いる潤滑油組成物において、成分(E)の含有量は、当該潤滑油組成物の全量(100質量%)基準で、好ましくは0.01~10質量%、より好ましくは0.05~7質量%、更に好ましくは0.1~5質量%、より更に好ましくは0.2~3質量%である。
<成分(F):粘度指数向上剤>
本発明の一態様の潤滑油組成物は、成分(F)として、粘度指数向上剤を含有してもよい。
成分(F)は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明の一態様で用いる成分(F)としては、例えば、エチレン-α-オレフィン共重合体等のオレフィン系共重合体や、アルキルアクリレート又はアルキルメタクリレートに由来する構成単位を少なくとも有するポリメタクリレート等が挙げられる。
本発明の一態様で用いる成分(F)の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは5,000~1,000,000、より好ましくは10,000~800,000、更に好ましくは30,000~700,000、より更に好ましくは50,000~600,000である。
本発明の一態様の潤滑油組成物において、成分(F)の含有量は、当該潤滑油組成物の全量(100質量%)基準で、好ましくは0.01~15質量%、より好ましくは0.1~10質量%、更に好ましくは0.5~5.0質量%、より更に好ましくは1.0~3.0質量%である。
なお、ハンドリング性や基油(A)との溶解性を考慮し、粘度指数向上剤等の樹脂成分は、希釈油に溶解された溶液の形態で市販されていることが多い。
ただし、本明細書において、粘度指数向上剤等の樹脂成分の含有量は、希釈油で希釈された溶液においては、希釈油の質量を除外した、樹脂成分(固形分)に換算した含有量である。
<成分(G):摩擦調整剤>
本発明の一態様の潤滑油組成物は、成分(G)として、摩擦調整剤を含有してもよい。
成分(G)は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明の一態様で用いる成分(G)としては、例えば、ジチオカルバミン酸モリブデン(MoDTC)、ジチオリン酸モリブデン(MoDTP)等のモリブデン系摩擦調整剤;脂肪族アミン、脂肪酸エステル、脂肪酸、脂肪族アルコール、脂肪族エーテル等の無灰摩擦調整剤;等が挙げられる。
これらの中でも、本発明の一態様で用いる成分(G)は、脂肪酸エステルを含むことが好ましい。
脂肪酸エステルとしては、脂肪酸と脂肪族多価アルコールとの反応により得られる部分エステル化合物等の水酸基を1つ以上有する部分エステル化合物が挙げられる。
脂肪酸エステルを構成する前記脂肪酸としては、例えば、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、ベヘン酸、及びリグノセリン酸等の飽和脂肪酸;ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、及びリノレン酸等の不飽和脂肪酸;が挙げられる。
また、脂肪酸エステルを構成する前記脂肪族多価アルコールとしては、2~6価の多価アルコールが好ましく、具体的には、エチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等が挙げられる。
本発明の一態様の潤滑油組成物において、成分(G)の含有量は、当該潤滑油組成物の全量(100質量%)基準で、好ましくは0.01~10質量%、より好ましくは0.05~7質量%、更に好ましくは0.1~5質量%、より更に好ましくは0.2~3質量%である。
<潤滑油用添加剤>
本発明の一態様の潤滑油組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、更に成分(B)~(G)以外の潤滑油用添加剤を含有してもよい。
このような潤滑油用添加剤としては、例えば、流動点降下剤、金属系清浄剤、抗乳化剤、金属不活性化剤、防錆剤、消泡剤、着色剤等が挙げられる。
これらの潤滑油用添加剤は、それぞれ、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの潤滑油用添加剤のそれぞれの含有量は、本発明の効果を損なわない範囲内で、適宜調整することができるが、潤滑油組成物の全量(100質量%)基準で、それぞれの添加剤ごとに独立して、好ましくは0.0001~15質量%、より好ましくは0.0005~10質量%、更に好ましくは0.001~5質量%である。
本発明の一態様の潤滑油組成物は、オレイン酸を含有する潤滑油組成物としてもよく、オレイン酸を含有しない潤滑油組成物としてもよい。
本発明の一態様の潤滑油組成物において、オレイン酸の含有量は、当該潤滑油組成物の全量(100質量%)基準で、5.0質量%未満、4.0質量%未満、3.0質量%未満、2.0質量%未満、1.0質量%未満、0.5質量%未満、0.1質量%未満、0.05質量%未満、0.01質量%未満、0.005質量%未満、又は0.001質量%未満としてもよい。
<潤滑油組成物の製造方法>
本発明の一態様の潤滑油組成物の製造方法としては、特に制限はないが、生産性の観点から、成分(A)に、成分(B)~(C)、及び、必要に応じて、成分(D)~(G)や他の潤滑油用添加剤を配合する工程を有する、方法であることが好ましい。
なお、成分(F)等の樹脂成分は、成分(A)との相溶性の観点から、希釈油に溶解された溶液の形態とし、当該溶液を成分(A)に配合することが好ましい。
〔潤滑油組成物の性状〕
本発明の一態様の潤滑油組成物の40℃における動粘度は、好ましくは5.0~130mm/s、より好ましくは6.5~100mm/s、更に好ましくは8.0~100mm/s、より更に好ましくは10.0~70mm/s、特に好ましくは12.0~50mm/sである。
本発明の一態様の潤滑油組成物の粘度指数は、好ましくは90以上、より好ましくは100以上、更に好ましくは110以上、より更に好ましくは130以上、特に好ましくは150以上である。
本発明の一態様の潤滑油組成物の硫黄原子の含有量が、前記潤滑油組成物の全量(100質量%)基準で、耐摩耗性をより向上させた潤滑油組成物とする観点から、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.03質量%以上、更に好ましくは0.05質量%以上、より更に好ましくは0.08質量%以上、特に好ましくは0.1質量%以上であり、さらに、0.11質量%以上、又は0.12質量%以上としてもよく、また、良好な熱安定性を有する潤滑油組成物とする観点から、好ましくは1.0質量%以下、より好ましくは0.8質量%以下、更に好ましくは0.5質量%以下、より更に好ましくは0.4質量%以下、特に好ましくは0.3質量%以下であり、さらに、0.27質量%以下、0.25質量%以下、0.23質量%以下、0.22質量%以下、0.21質量%以下、又は0.20質量%以下としてもよい。
本発明の一態様の潤滑油組成物のリン原子の含有量は、前記潤滑油組成物の全量(100質量%)基準で、耐摩耗性をより向上させた潤滑油組成物とする観点から、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.02質量%以上、更に好ましくは0.03質量%以上、より更に好ましくは0.04質量%以上、特に好ましくは0.05質量%以上であり、さらに、0.055質量%以上、0.06質量%以上、0.065質量%以上、又は0.070質量%以上としてもよく、また、好ましくは2.0質量%以下、より好ましくは1.5質量%以下、更に好ましくは1.2質量%以下、より更に好ましくは1.0質量%以下、特に好ましくは0.085質量%以下であり、さらに、0.082質量%以下、0.080質量%以下、又は0.078質量%以下としてもよい。
〔潤滑油組成物の特性、用途〕
本発明の一態様の潤滑油組成物は、熱安定性、耐摩耗性、及び緩衝器の操縦安定性等の特性に優れている。
これらの特性の具体的な指標として、本発明の一態様の潤滑油組成物に対して、後述の実施例の記載に準拠した熱安定性試験を実施した際に測定されたスラッジ量が、好ましくは200mg以下、より好ましくは150mg以下、更に好ましくは100mg以下、より更に好ましくは50mg以下、特に好ましくは30mg以下である。
当該スラッジ量の値が小さいほど、熱安定性に優れた潤滑油組成物であるといえる。
本発明の一態様の潤滑油組成物に対して、後述の実施例の記載に準拠した耐摩耗試験を実施した際に測定された摩耗痕径が、好ましくは500μm以下、より好ましくは470μm以下、更に好ましくは450μm以下、より更に好ましくは440μm以下、特に好ましくは420μm以下であり、さらに、400μm以下、395μm以下、又は390μm以下としてもよい。
当該摩耗痕径の値が小さいほど、耐摩耗性に優れた潤滑油組成物であるといえる。
本発明の一態様の潤滑油組成物に対して、後述の実施例の記載に準拠したゴム摩擦試験を実施した際に測定されたゴム材とクロム材との間の最大動摩擦係数が、好ましくは0.26以上、より好ましくは0.27以上、更に好ましくは0.28以上、より更に好ましくは0.30以上、特に好ましくは0.31以上である。
当該最大動摩擦係数の値が大きいほど、緩衝器の操作安定性に優れた潤滑油組成物であるといえる。
本発明の一態様の潤滑油組成物は、以上のような特性を有するため、緩衝器の潤滑に好適に適用し得る。より具体的には、本発明の一態様の潤滑油組成物は、複筒型ショックアブソーバー及び単筒型ショックアブソーバーの何れにも使用可能であり、二輪用及び四輪用のいずれのショックアブソーバーにも好適に使用し得る。
また、本発明の一態様の潤滑油組成物は、特に、ゴム材とクロム材との間の最大動摩擦係数が高いため、少なくともゴム製のオイルシールと、当該オイルシールと接する摺動部が少なくともクロム製である(例えば、クロムメッキ)ピストンロッドを有する緩衝器の潤滑に好適に使用し得る。
つまり、本発明の一態様の潤滑油組成物のこれらの特性を考慮すると、本発明は、以下の[1]及び[2]も提供し得る。
[1]上述の本発明の一態様の潤滑油組成物を充填した、緩衝器。
[2]上述の本発明の一態様の潤滑油組成物を緩衝器の潤滑に適用する、潤滑油組成物の使用。
なお、本発明の一態様の潤滑油組成物は、以上のような特性を有するため、緩衝器用潤滑油以外にも、例えば、油圧作動油、建機用動作油、パワーステアリングオイル、タービン油、圧縮機油、工作機械用潤滑油、切削油、歯車油、流体軸受け油、転がり軸受け油等にも好適に適用し得る。
次に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、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。なお、各種物性の測定法又は評価法は、下記のとおりである。
(1)動粘度、粘度指数
JIS K2283:2000に準拠して測定及び算出した。
(2)亜鉛原子、リン原子の含有量
JPI-5S-38-2003に準拠して測定した。
(3)窒素原子の含有量
JIS K2609に準拠して測定した。
(4)硫黄原子の含有量
JIS K2541-6に準拠して測定した。
(5)塩基価
JIS K2501:2003(過塩素酸法)に準拠して測定した。
(6)重量平均分子量(Mw)
ゲル浸透クロマトグラフ装置(アジレント社製、「1260型HPLC」)を用いて、下記の条件下で測定し、標準ポリスチレン換算にて測定した値を用いた。
(測定条件)
・カラム:「Shodex LF404」を2本、順次連結したもの。
・カラム温度:35℃
・展開溶媒:クロロホルム
・流速:0.3mL/min
実施例1~6、比較例1~4
表1に示す種類及び配合量にて、基油に、各種添加剤を配合し、潤滑油組成物をそれぞれ調製した。なお、表1に記載された各種添加剤の配合量は、希釈油で溶解された状態で配合したとしても、当該希釈油の質量を除いた有効成分換算(固形分換算)での配合量を記載している。
また、それぞれの潤滑油組成物の調製に使用した、基油及び各種添加剤の詳細は以下のとおりである。
<成分(A):基油>
・「鉱油」:API基油カテゴリーのグループ3に分類される水素化精製鉱油。
<成分(B):ジチオリン酸亜鉛>
・「ZnDTP」:前記一般式(b-1)で表されるジアルキルジチオリン酸亜鉛(式(b-1)中のR~Rはアルキル基である)、亜鉛原子(Zn)含有量=8.75質量%、硫黄原子(S)含有量=15.0質量%、リン原子(P)含有量=7.5質量%。
<成分(C):アルケニルコハク酸イミド>
・「アルケニルコハク酸イミド」:前記一般式(c-1)で表される非ホウ素変性アルケニルコハク酸モノイミド(式(c-1)中のRはポリブテニル基である)、窒素原子(N)含有量=1.8質量%、塩基価(過塩素酸法)=42mgKOH/g。
<成分(D):極圧剤>
・「P系極圧剤」:ハイドロジェンホスファイトジエステル及びハイドロジェンホスファイトモノエステルの混合物、リン原子(P)含有量=1.3質量%。
・「SP系極圧剤(1)」:チオホスフェート、硫黄原子(S)含有量=4.4質量%、リン原子(P)含有量=4.1質量%。
・「SP系極圧剤(2)」:チオホスホネート、硫黄原子(S)含有量=20.8質量%、リン原子(P)含有量=9.6質量%。
<成分(E):酸化防止剤>
・「フェノール系酸化防止剤」
<成分(F):粘度指数向上剤>
・「PMA」:Mw=54万のポリメタクリレート。
<成分(G):摩擦調整剤>
・「脂肪酸エステル」:ペンタエリスリトールモノオレート。
調製した潤滑油組成物について、上述の方法に準拠して、40℃動粘度、粘度指数、並びに、各原子の含有量を測定又は算出すると共に、以下の評価を行った。これらの結果を表1に示す。
(1)熱安定性試験
200mLビーカーに、それぞれの実施例及び比較例で調製した潤滑油組成物100mLに、触媒であるSPCC鋼板(121.4mm×26mm×0.5mm)及び銅板(60.4mm×26mm×0.5mm)を加え、140℃の恒温槽にて240時間静置した。静置後、ビーカー底面に生じたスラッジ量(単位:mg)を測定した。当該スラッジ量が少ないほど、熱安定性に優れた潤滑油組成物であるといえる。本実施例においては、当該スラッジ量が200mg以下である場合を合格と判断した。
(2)耐摩耗性試験
バウデン式往復動摩擦試験機を用いて、以下の試験条件にて試験を実施し、下側試験片の鋼板上に生じた摩耗痕の摩耗幅を測定した。摩耗幅が小さいほど耐摩耗性に優れた潤滑油組成物であるといえる。本実施例においては、当該摩耗幅が500μm以下である場合を合格と判断した。
(試験条件)
・油温:40℃
・振幅:10mm
・速度:50mm/s
・荷重:3kgf
・試験時間:60分間
・摩擦材 上側試験片:1/2インチガラス球、下側試験片:SPCC鋼板
(3)ゴム摩擦試験
バウデン式往復動摩擦試験機を用いて、以下の試験条件にて試験を実施して、上側試験片(ゴム材)と下側試験片(クロムメッキ板)との間の最大動摩擦係数を測定した。最大動摩擦係数の値が大きいほど、緩衝器の操縦安定性に優れた潤滑油組成物であるといえる。本実施例においては、当該最大動摩擦係数が0.26以上である場合を合格と判断した。
(試験条件)
・油温:40℃
・振幅:5mm
・速度:1mm/s
・荷重:1.0kgf
・摩擦材 上側試験片:ゴム材(A437)、下側試験片:クロムメッキ板
表1より、実施例1~6で調製した潤滑油組成物は、比較例1~4の潤滑油組成物に比べて、熱安定性、耐摩耗性、及び緩衝器の操縦安定性に優れた結果となった。

Claims (9)

  1. 基油(A)、ジチオリン酸亜鉛(B)、アルケニルコハク酸イミド(C)、及び硫黄原子及びリン原子の少なくとも一方を含む極圧剤(D)を含有する、緩衝器の潤滑に用いられる、潤滑油組成物であって、
    成分(B)に由来する亜鉛原子と、成分(C)に由来する窒素原子との含有量比〔Zn/N〕が、質量比で、1.5~150であり、
    成分(B)の亜鉛原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、0.005~1.0質量%であり、
    成分(C)の窒素原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、0.001~0.09質量%である、
    潤滑油組成物。
  2. 成分(C)の窒素原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、0.007~0.06質量%である、請求項1に記載の潤滑油組成物。
  3. 成分(B)の亜鉛原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、0.02~0.30質量%である、請求項1又は2に記載の潤滑油組成物。
  4. 成分(D)の含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、0.001~5.0質量%である、請求項1~3のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
  5. 成分(B)に由来する亜鉛原子と、成分(C)に由来する窒素原子との含有量比〔Zn/N〕が、質量比で2.0~100である、請求項1~4のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
  6. 前記潤滑油組成物中のリン原子の含有量が、当該潤滑油組成物の全量基準で、0.01~2.0質量%である、請求項1~5のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
  7. 前記潤滑油組成物中の硫黄原子の含有量が、当該潤滑油組成物の全量基準で、0.01~1.0質量%である、請求項1~6のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
  8. 請求項1~7のいずれか一項に記載の潤滑油組成物が充填されている、緩衝器。
  9. 請求項1~7のいずれか一項に記載の潤滑油組成物を緩衝器の潤滑に適用する、潤滑油組成物の使用。
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