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技術 潤滑油基油及びその製造方法、並びに該基油を含有する潤滑油組成物

出願人 出光興産株式会社
発明者 田中明示中村正司市橋俊彦川崎宏
出願日 2012年6月27日 (8年4ヶ月経過) 出願番号 2012-143932
公開日 2012年9月20日 (8年2ヶ月経過) 公開番号 2012-180535
状態 特許登録済
技術分野 潤滑剤
主要キーワード 本質的目的 自動車用エンジンオイル 供給水素ガス キロリットル 歯車油 流体軸受け 酸化寿命 高引火点
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この項目の情報は公開日時点(2012年9月20日)のものです。
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課題

粘度指数を有し、かつ低温流動性に優れた潤滑油基油、該基油を用いた高粘度指数、高せん断定性、高酸化安定性に優れるとともに、高引火点、かつ低密度潤滑油組成物を提供すること。

解決手段

炭化水素系の潤滑油基油であって、粘度指数が130以上であり、環分析によるパラフィン分(%CP)が90%以上であり、かつ−35℃におけるCCS粘度が3,000mPa・s以下であることを特徴とする潤滑油基油、及びその製造方法並びに該基油を用いた潤滑油組成物である。

概要

背景

一般に潤滑油は、本質的には粘度を保持し、接触部材摩耗を防止して潤滑性を付与することを目的に種々の分野で用いられている。この潤滑油は、特に高温での適切な粘度と低温での流動性を保持することが性能上重要なことである。また、最近では、摩擦を発生しない領域で一層の低粘度を図り、攪拌抵抗を低減することにより、省エネルギー省燃費を図ることが潤滑油組成物に求められている。
近年、このような省エネルギータイプのエンジンオイル基油として、粘度指数が120以上の高粘度指数基油が使用されるようになってきた。粘度指数が高くなれば、相対的に酸化安定性は向上することは従来から知られていたが、高粘度指数基油は、一般に溶剤脱ろう法で製造されており、低温流動性に劣るという欠点があった。例えば、特許文献1には、粘度指数が120以上、好ましくは140以上の高粘度指数基油が開示されているが、低い流動点にするのは難しいことが記載されている。したがって、高粘度指数を有し、低温流動性に優れた潤滑油基油が求められている。

一方、鉱油系潤滑油基油は、主に酸化安定性と省エネルギーとの観点より、溶剤精製基油AP分類GI)から、水素化精製基油(API分類GII)、水素化分解基油(API分類GIII)へと改良され、また、合成基油ではポリアルファオレフィン(API分類GIV)が開発されてきた。
しかし、従来の鉱油系潤滑油基油においては、粘度指数が不足する場合には、粘度指数向上剤を多量配合して見かけの高温粘度を上げる手法が行われてきた。この粘度指数向上剤は、通常、高分子ポリメタクリレートオレフィンコポリマーであることから、これらを配合した潤滑油組成物は、長期にわたり使用すると粘度指数向上剤が、熱的、機械的せん断を受けて粘度低下を引き起こし、その結果、潤滑油の本質的目的である粘度保持による摩耗の防止や、潤滑の保持が困難となる。
また、他の手段としては高価な合成基油を用いて粘度指数を向上することも試みられているが、限定された用途に適用されるのみであった。
また、最近では、溶剤抽出で得られたワックス水素化異性化脱ロウ処理により、粘度指数140前後の高粘度指数の潤滑油基油が生産され、内燃機関用潤滑油に用いることが提案されている(例えば、特許文献2参照)。

概要

高粘度指数を有し、かつ低温流動性に優れた潤滑油基油、該基油を用いた高粘度指数、高せん断定性、高酸化安定性に優れるとともに、高引火点、かつ低密度の潤滑油組成物を提供すること。炭化水素系の潤滑油基油であって、粘度指数が130以上であり、環分析によるパラフィン分(%CP)が90%以上であり、かつ−35℃におけるCCS粘度が3,000mPa・s以下であることを特徴とする潤滑油基油、及びその製造方法並びに該基油を用いた潤滑油組成物である。なし

目的

本発明は、このような状況下でなされたものであり、高粘度指数を有し、低温流動性に優れた潤滑油基油及びその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、機械的せん断、熱的せん断を受けても粘度低下を起こさず、熱負荷条件下においても当初の粘度特性を長期にわたり保持し、粘度低下に起因する摩耗や潤滑不良、及び粘度上昇に起因する機械の作動不良や誤動作などを防止する潤滑油組成物を提供することを目的とする。さらに、本発明は、高粘度指数、高せん断安定性、高酸化安定性、及び高引火点を有し、かつ低密度で省エネルギーに有利な潤滑油組成物を提供することを目的とするものである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

炭化水素系の潤滑油基油であって、粘度指数が130以上であり、環分析によるパラフィン分(%CP)が90%以上であり、かつ−35℃におけるCCS粘度が3,000mPa・s以下であるとともに、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾールを0.5質量%添加したときのRBOT値(150℃)が480分以上であることを特徴とする潤滑油基油。

請求項2

−35℃におけるCCS粘度が2,200mPa・s以下である請求項1記載の潤滑油基油。

請求項3

粘度指数が140以上である請求項1又は2に記載の潤滑油基油。

請求項4

100℃における動粘度が2〜10mm2/sの範囲で、蒸留試験における5%留出温度が380℃以上であり、かつNoack値が12質量%以下である請求項1〜3のいずれかに記載の潤滑油基油。

請求項5

100℃における動粘度が3〜6mm2/sの範囲である請求項4に記載の潤滑油基油。

請求項6

環分析によるナフテン分(%Cn)が7%以下である請求項1〜5のいずれかに記載の潤滑油基油。

請求項7

硫黄分含有量が30質量ppm以下である請求項1〜6のいずれかに記載の潤滑油基油。

請求項8

粘度指数180以上のワックス留分を、異性化脱ろう工程、減圧蒸留工程、水素化仕上げ工程、減圧蒸留工程の順に処理することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の潤滑油基油の製造方法。

請求項9

請求項1〜7のいずれかに記載の潤滑油基油を含有する潤滑油組成物

請求項10

粘度指数向上剤として、平均分子量が40,000以下のポリメタクリレートを配合したことを特徴とする請求項9に記載の潤滑油組成物。

請求項11

フェノール系及び/又はアミン系の酸化安定剤、無灰系防錆剤、及び流動点降下剤を配合したことを特徴とする請求項9又は10に記載の潤滑油組成物。

請求項12

潤滑油組成物が、自動変速機用潤滑油組成物無段変速機用潤滑油組成物、又は油圧作動油組成物である請求項9又は10に記載の潤滑油組成物。

請求項13

潤滑油組成物が、油圧作動油組成物である請求項11に記載の潤滑油組成物。

技術分野

0001

本発明は、潤滑油基油及びその製造方法、並びに該基油を含有する潤滑油組成物に関し、さらに詳しくは、粘度指数が高く、低温流動性に優れた潤滑油基油及びその製造方法、並びに該基油を用いた粘度指数、せん断定性などに優れた潤滑油組成物に関する。

背景技術

0002

一般に潤滑油は、本質的には粘度を保持し、接触部材摩耗を防止して潤滑性を付与することを目的に種々の分野で用いられている。この潤滑油は、特に高温での適切な粘度と低温での流動性を保持することが性能上重要なことである。また、最近では、摩擦を発生しない領域で一層の低粘度を図り、攪拌抵抗を低減することにより、省エネルギー省燃費を図ることが潤滑油組成物に求められている。
近年、このような省エネルギータイプのエンジンオイルの基油として、粘度指数が120以上の高粘度指数基油が使用されるようになってきた。粘度指数が高くなれば、相対的に酸化安定性は向上することは従来から知られていたが、高粘度指数基油は、一般に溶剤脱ろう法で製造されており、低温流動性に劣るという欠点があった。例えば、特許文献1には、粘度指数が120以上、好ましくは140以上の高粘度指数基油が開示されているが、低い流動点にするのは難しいことが記載されている。したがって、高粘度指数を有し、低温流動性に優れた潤滑油基油が求められている。

0003

一方、鉱油系潤滑油基油は、主に酸化安定性と省エネルギーとの観点より、溶剤精製基油AP分類GI)から、水素化精製基油(API分類GII)、水素化分解基油(API分類GIII)へと改良され、また、合成基油ではポリアルファオレフィン(API分類GIV)が開発されてきた。
しかし、従来の鉱油系潤滑油基油においては、粘度指数が不足する場合には、粘度指数向上剤を多量配合して見かけの高温粘度を上げる手法が行われてきた。この粘度指数向上剤は、通常、高分子ポリメタクリレートオレフィンコポリマーであることから、これらを配合した潤滑油組成物は、長期にわたり使用すると粘度指数向上剤が、熱的、機械的せん断を受けて粘度低下を引き起こし、その結果、潤滑油の本質的目的である粘度保持による摩耗の防止や、潤滑の保持が困難となる。
また、他の手段としては高価な合成基油を用いて粘度指数を向上することも試みられているが、限定された用途に適用されるのみであった。
また、最近では、溶剤抽出で得られたワックス水素化異性化脱ロウ処理により、粘度指数140前後の高粘度指数の潤滑油基油が生産され、内燃機関用潤滑油に用いることが提案されている(例えば、特許文献2参照)。

先行技術

0004

特開昭54−70305号公報
特開2004−137317号公報

発明が解決しようとする課題

0005

本発明は、このような状況下でなされたものであり、高粘度指数を有し、低温流動性に優れた潤滑油基油及びその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、機械的せん断、熱的せん断を受けても粘度低下を起こさず、熱負荷条件下においても当初の粘度特性を長期にわたり保持し、粘度低下に起因する摩耗や潤滑不良、及び粘度上昇に起因する機械の作動不良や誤動作などを防止する潤滑油組成物を提供することを目的とする。さらに、本発明は、高粘度指数、高せん断安定性、高酸化安定性、及び高引火点を有し、かつ低密度で省エネルギーに有利な潤滑油組成物を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段

0006

本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、特定のワックス留分を、異性化脱ろう工程及び水素化仕上げ工程を含む工程で処理することにより、潤滑油基油として、その目的に適合し得る基油が得られることを見出した。また、該基油を用い、さらに適切な潤滑油添加剤を選択して配合することによって、高せん断安定性、高酸化安定性を有する潤滑油組成物が得られことを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明の要旨は下記のとおりである。
1.炭化水素系の潤滑油基油であって、粘度指数が130以上であり、環分析によるパラフィン分(%CP)が90%以上であり、かつ−35℃におけるCCS粘度が3,000mPa・s以下であることを特徴とする潤滑油基油、
2.−35℃におけるCCS粘度が2,200mPa・s以下である前記1記載の潤滑油基油、
3.粘度指数が140以上である前記1又は2に記載の潤滑油基油、
4.100℃における動粘度が2〜10mm2/sの範囲で、蒸留試験における5%留出温度が380℃以上であり、かつNoack値が12質量%以下である前記1〜3のいずれかに記載の潤滑油基油、
5.100℃における動粘度が3〜6mm2/sの範囲である前記4に記載の潤滑油基油、
6.環分析によるナフテン分(%Cn)が7%以下である前記1〜5のいずれかに記載の潤滑油基油、
7.硫黄分含有量が30質量ppm以下である前記1〜6のいずれかに記載の潤滑油基油、
8.2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾールを0.5質量%添加したときのRBOT値(150℃)が480分以上である前記1〜7のいずれかに記載の潤滑油基油、
9.粘度指数180以上のワックス留分を、異性化脱ろう工程、減圧蒸留工程、水素化仕上げ工程、減圧蒸留工程の順に処理することを特徴とする前記1〜8のいずれかに記載の潤滑油基油の製造方法、
10.前記1〜8のいずれかに記載の潤滑油基油を含有する潤滑油組成物、
11.粘度指数向上剤として、平均分子量が40,000以下のポリメタクリレートを配合したことを特徴とする前記10に記載の潤滑油組成物、
12.フェノール系及び/又はアミン系の酸化安定剤、無灰系防錆剤、及び流動点降下剤を配合したことを特徴とする前記10又は11に記載の潤滑油組成物、
13.潤滑油組成物が、自動変速機用潤滑油組成物無段変速機用潤滑油組成物、又は油圧作動油組成物である前記10又は11に記載の潤滑油組成物、
14.潤滑油組成物が、油圧作動油組成物である前記12に記載の潤滑油組成物、
を提供するものである。

発明の効果

0007

本発明によれば、高粘度指数を有し、かつ低温流動性に優れた潤滑油基油及びその製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、高粘度指数、高せん断安定性、高酸化安定性を有する潤滑油組成物が得られる。また、本発明によれば、高粘度指数、高せん断安定性、高酸化安定性、及び高引火点を有し、かつ低密度で省エネルギーに有利な潤滑油組成物を提供することができる。したがって、本発明の潤滑油組成物は、自動車用エンジンオイルパワステアリングオイル自動変速機油(ATF)、無段変速機油CVTF)、油圧作動油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、転がり軸受け油などに広く適用することができる。

0008

本発明の潤滑油基油は、炭化水素系の潤滑油基油であって、粘度指数が130以上であり、環分析によるパラフィン分(%CP)が90%以上であり、かつ−35℃におけるCCS粘度が3,000mPa・s以下である。
粘度指数が130未満であると、低温流動性が低下することがある。また粘度指数が130未満であると、前記−35℃におけるCCS粘度が3,000mPa・sを超える可能性がある。好ましい粘度指数は、140以上、さらに150以上、特に160以上である。なお、上記の粘度指数はJIS K 2283に従って測定されたものである。
また、環分析によるパラフィン分(%CP)は90%以上である。%CPが90%未満であると、酸化安定性が低下することがある。なお、%CPはASTMD−3238に従って測定されたものである。
また、−35℃におけるCCS粘度(SAEによるコールドクランキングシミュレータ粘度)は3,000mPa・s以下である。−35℃におけるCCS粘度が3,000mPa・sを超えると、低温流動性が低下し、例えば低温でのエンジン始動性が悪化するなどの弊害を生ずる恐れがある。好ましい−35℃におけるCCS粘度は2,200mPa・s以下、特に2,100mPa・s以下である。なお、上記のCCS粘度はJIS K 2010に従って測定されたものである。

0009

さらに、本願発明の潤滑油基油は、次の性状を有するものが好ましい。
100℃における動粘度は2〜10mm2/sの範囲にあることが好ましい。さらには3〜8mm2/sの範囲、特におよそ3〜6mm2/sの範囲である。この動粘度はJIS K 2283に従って測定されたものである。
また、蒸留試験における5%留出温度は380℃以上が好ましい。5%留出温度が380℃以上であると、耐蒸発性が向上し、オイル消費量を減少することができる。より好ましくは、385〜500℃の範囲である。なお、上記の蒸留試験における5%留出温度はJIS K 2254(ガスクロマトグラフ法)に従って測定されたものである。

0010

また、Noack値(250℃)は、12質量%以下が好ましい。12質量%以下であると耐蒸発性が著しく改善される。さらに好ましくは10質量%以下である。Noack値とは蒸発性を示す指標であり、ASTMD−5800に従って測定されたものである。
また、酸化安定性として、2、6−ジ−t−ブチル−p−クレゾールを0.5質量%添加したときの回転ボンベ酸化試験(RBOT試験)でRBOT値(150℃)が480分以上であることが好ましい。このRBOT値が480分以上であれば、酸化寿命を著しく延長できる。より好ましくは、RBOT値が500分以上である。RBOT値はJIS K 2514により測定される。
環分析によるナフテン分(%Cn)に関しては、7%以下であることが好ましく、3%以下であることがより好ましい。%Cnが7%以下であれば、良好な酸化安定性を得ることができる。

0011

また、硫黄分含有量に関しては、30質量ppm以下、さらには20質量ppm以下、特に10質量ppm以下であることが好ましい。硫黄分含有量が30質量ppm以下であれば、腐食を招く恐れがない。
また、引火点は、通常、基油の(動)粘度によって変化するが、本発明の潤滑油基油は、従来公知の基油に比較して引火点が高い。例えば、150ニュートラル相当の動粘度の場合、本発明の潤滑油基油の引火点は240℃以上が好ましく、さらには250℃以上、特に260℃以上が好ましい。
さらに、密度については、引火点の場合と同様、基油の(動)粘度によって変化するが、本発明の潤滑油基油は、従来公知の基油に比較して密度が低い。例えば、150ニュートラル相当の動粘度の場合でいえば、本発明の潤滑油基油の密度は、0.85g/cm3以下、さらに0.84g/cm3以下、特に0.83g/cm3以下が好ましい。

0012

上記のような性状を有する本発明の潤滑油基油は、API(アメリカン・ペトロリウム・インステイテュート)グループIIIの規格を満たすことができるものである。
上記潤滑油基油は、エンジン油,ATF、油圧作動油の用途を始め、目的に応じて、その他の潤滑油基油や各種の添加剤を配合して使用することができる。すなわち、本発明の潤滑油基油は、それ自体でも潤滑油として使用可能であるが、通常は、目的に応じて他の潤滑油基油、各種添加剤を配合してそれぞれの用途に適合した潤滑油として使用するのがよい。

0013

次に、前記潤滑油基油の製造方法について説明する。
本発明におけるは潤滑油基油の製造方法特に制限されるものではないが、好ましくは、粘度指数180以上のワックスを、下記の如く(a)異性化脱ろう工程、(b)減圧蒸留工程、(c)水素化仕上げ工程、(d)減圧蒸留工程の順に処理することにより製造することができる。
(a)異性化脱ろう工程
原料として、粘度指数180以上のワックスを使用する。さらに、100℃における動粘度が4〜20mm2/s、蒸留試験における10%留出温度が380℃以上のものが好ましい。具体的には、減圧軽油を水素化分解して得られるボトム油を溶剤脱ろうして得られるワックス留分、或いはフィッシャートロプッシュ合成によるものなどを使用することができる。
この異性化脱ろうは、SAPO(シリカアルミノフォスフェート)やゼオライト等の担体にPtやPd等の貴金属担持した水素化異性化触媒の存在下、水素化処理を行うことにより実施される。
水素分圧については、通常10MPa以上、好ましくは13〜22MPa、より好ましくは15〜21MPaである。反応温度については、通常250〜500℃、好ましくは280〜480℃、より好ましくは300〜450℃である。液時空間速度LHSV)については、通常0.1〜10hr-1、好ましくは0.3〜8hr-1、より好ましくは0.5〜2hr-1である。供給水素ガスの割合については、供給油キロリットルに対して、通常100〜1,000Nm3、好ましくは200〜800Nm3、より好ましくは250〜650Nm3である。

0014

(b)減圧蒸留工程
前工程の生成油を減圧蒸留により、引火点200〜210℃となるように軽質留分を除去する。
(c)水素化仕上げ工程
この水素化仕上げは、前工程で得られた生成油について、シリカ/アルミナ、アルミナ等の非晶質やゼオライト等の結晶質担体にNi/Mo、Co/Mo、Ni/W等の金属酸化物やPt,Pd等の貴金属を担持した水素化触媒の存在下、水素化処理を行うことにより実施される。
水素分圧については、通常10MPa以上、好ましくは13〜22MPa、より好ましくは15〜21MPaである。反応温度については、通常200〜350℃、好ましくは250〜330℃、より好ましくは280〜320℃である。液時空間速度(LHSV)については、通常0.1〜10hr-1、好ましくは0.2〜5hr-1、より好ましくは0.4〜2hr-1である。供給水素ガスの割合については、供給油1kLに対して、通常100〜1,000Nm3、好ましくは200〜800Nm3、より好ましくは250〜650Nm3である。
(d)減圧蒸留工程
前工程の生成油を減圧蒸留にて100℃における動粘度が2.0〜10.0mm2/sとなるように調整する。
以上の四工程によって、本発明における好ましい性状を有する潤滑油基油を効率よく低コストで製造することができる。

0015

本発明における潤滑油組成物は、前記潤滑油基油を含有する潤滑油組成物である。この潤滑油は、前記潤滑油基油の特性、すなわち高粘度指数を有し、かつ低温流動性、高酸化安定性を有する潤滑油組成物を得ることができる。また、公知の潤滑油基油と比較して、密度が低い省エネルギー潤滑油を得ることができる。
本発明の潤滑油組成物においては、潤滑油基油として、上記本発明の潤滑油基油を用いるが、目的に応じて、他の潤滑油基油を混合して用いても良い。その場合、潤滑油組成物の潤滑油基油のうち、本発明の前記潤滑油基油の含有割合は、潤滑油基油全量基準で60質量%以上であることが好ましく、さらに80質量%以上、特に90質量%以上であることが好ましい。本発明の潤滑油基油を潤滑油基油全体の60質量%以上含有すれば、本発明の潤滑油基油の特性を十分に生かした組成物を得ることができる。

0016

前記本発明の潤滑油基油以外の潤滑油基油としては、特に限定されず、従来から使用されている鉱油合成油が使用でき、用途などに応じて適宜選定すればよい。
鉱油としては、例えばパラフィン系鉱油ナフテン系鉱油,中間基系鉱油などが挙げられ、具体例としては、溶剤精製または水添精製による軽質ニュートラル油,中質ニュートラル油,重質ニュートラル油,ブライトストックなどを挙げることができる。一方合成油としては、例えば、ポリα−オレフィン,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多価アルコール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シクロアルカン化合物などを挙げることができる。

0017

本発明の潤滑油組成物の具体的態様の例として、前記潤滑油基油に粘度指数向上剤として、平均分子量が40,000以下のポリメタクリレートを配合した潤滑油組成物が挙げられる。この潤滑油組成物は、特に高い粘度指数と高度なせん断安定性の双方が得られるため、自動車潤滑油等あらゆる潤滑油組成物として有効であり、特にATF、CVTF、及び油圧作動油として好適である。
上記ポリメタクリレートの平均分子量は10,000〜40,000が好ましく、16,000〜30,000のポリメタクリレートがより好ましい。なお、ここでいう平均分子量は、重量平均分子量である。また、上記ポリメタクリレートの配合量は、組成物全量基準で0.2〜15質量%が好ましく、0.5〜10質量%、さらには1〜5質量%が好ましい。上記ポリメタクリレートの配合量が、組成物全量基準で0.2〜15質量%であれば、粘度指数をさらに高め、高度なせん断安定性を保つ効果が得られる。せん断安定性については、KRLせん断試験DIN51650(CECL45)における粘度低下が5%以下、特に3%以下であることが好ましい。
上記潤滑油組成物には、所望により、通常のATF或いはCVTF用添加剤、市販の添加剤パッケージ、或いは後述の如き他の一般添加剤を含むことができる。
本発明における前記潤滑油組成物は、機械的せん断、熱的せん断を受けても粘度低下は殆どなく、熱負荷条件下においても当初の粘度特性を長期にわたり保持し、粘度低下に起因する摩耗や潤滑不良、及び粘度上昇に起因する機械の作動不良や誤動作などを防止することができる。

0018

本発明における潤滑油組成物の別の具体的態様の例としては、前記潤滑油基油に、フェノール系及び/又はアミン系の酸化安定剤、無灰系防錆剤、及び流動点降下剤を配合した潤滑油組成物が挙げられる。
このような潤滑油組成物は、特に、油圧作動油、タービン油、圧縮機油、工作機械用潤滑油、歯車油、流体軸受け油、転がり軸受け油などの工業用潤滑油に好適に用いることができる。

0019

前記酸化安定剤のうちフェノール系化合物の例としては、2,6−ジ−t−ブチルフェノール;2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール;4,4'−メチレンビス−(2,6−ジ−t−ブチルフェノール);4,4’−ビス(2−メチル−6−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);2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール);4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール);4,4’−イソプロピリデンビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノール);2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ノニルフェノール);2,2’−イソブチリレンビス(4,6−ジメチルフェノール);2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−シクロヘキシルフェノール);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;2,4−ジメチル−6−t−ブチルフェノール;2,6−ジ−t−アミル−p−クレゾール;2,6−ジ−t−ブチル−4−(N,N’−ジメチルアミノメチルフェノール);4,4’−チオビス(2−メチル−6−t−ブチルフェノール);4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール);2,2’−チオビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール);ビス(3−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルベンジルスルフィド;ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)スルフィド;n−オクタデシル−3−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニルプロピオネート;2,2’−チオジエチル−ビス−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〕などが挙げられる。これらの中で、特にビスフェノール系及びエステル基含有フェノール系のものが好適である。
また、アミン系化合物の例としては、アルキル化ジフェニルアミンフェニル−α−ナフチルアミンなどが挙げられる。
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。酸化防止剤の配合量は、組成物全量基準で0.01〜5.0質量%が好ましく、0.1〜3.0質量%がさらに好ましい。

0020

前記無灰系防錆剤は、例えばアルキルこはく酸、アルケニルこはく酸、これらの部分エステルなどが挙げられる。本発明においては、これらを一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いもよい。無灰系防錆剤の配合量は組成物全量基準で、0.01〜1.0質量%が好ましく、0.01〜0.5質量%がさらに好ましい。
前記流動点降下剤は、例えば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エチレン酢酸ビニル系共重合体,エチレン−アルキルアクリレート系共重合体塩素化ポリエチレン,アルケニルこはく酸アミド系化合物等が挙げられる。これらの流動点降下剤は、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。流動点降下剤の配合量は、組成物全量基準で0.1〜2.0質量%が好ましく、0.1〜1.0質量%がさらに好ましい。

0021

このように、前記潤滑油基油に、酸化安定剤、無灰系防錆剤、及び流動点降下剤を配合した潤滑油組成物は以下の利点を有する。
本発明の潤滑油組成物は、通常の二次水素化基油を用いた場合に比べ、極めて高い粘度指数が得られるので、粘度指数向上剤を特に添加する必要はなく、或いは添加しても少量でよい。そのため、良好なせん断安定性が得られる。この効果、は粘度指数150以上の潤滑油基油を用いる場合に、特に著しい。
また、引火点については、ISO VG32グレード(40℃動粘度;28.8〜35.2)において、250℃以上のものが得られる。これは、通常の二次水素化基油を用いた潤滑油よりは高引火点であり難燃性である。
さらに、通常の二次水素化基油を用いた場合より高酸化安定性である。また、低密度であるために、圧力損失が小さく省エネルギーの点でも優れている。
また、流動点は−35℃以下であり、低温特性などにも優れている。
さらに、酸価指示薬法)は0.12mgKOH/g以下であり、色(JIS K 2580)は1.0以下である。
このような潤滑油組成物は、あらゆる潤滑油組成物、中でも各種工業用潤滑油、特に油圧作動油として好適に用いることができる。

0022

さらに、本発明における潤滑油組成物には、本発明の目的を損じない範囲で、前記以外の添加剤を配合して使用することができる。例えば清浄分散剤耐摩耗剤極圧剤金属不活性剤摩擦低減剤、粘度指数向上剤、抗乳化剤消泡剤等を配合することができる。
清浄分散剤としては、例えばアルカリ土類金属スルホネートアルカリ土類金属フェネート,アルカリ土類金属サリチレート,アルカリ土類金属ホスホネート等の金属系清浄剤アルケニルコハク酸イミドベンジルアミンアルキルポリアミンアルケニルコハク酸エステル等の無灰系分散剤が挙げられる。
耐摩耗剤としては、例えば硫化オキシジチオリン酸モリブデン(MoDTP)、硫化オキシジチオカルバミン酸モリブデン(MoDTC)などなどの有機モリブデン化合物ジチオリン酸亜鉛(ZnDTP)、ジチオカルバミン酸亜鉛(ZnDTC)などの有機亜鉛化合物、アルキルメルカプチルボレートなどの有機ホウ素化合物グラファイト二硫化モリブデン硫化アンチモンホウ素化合物ポリテトラフルオロエチレンなどの固体潤滑剤などを挙げることができる。

0023

極圧剤としては、硫黄系極圧剤やリン系極圧剤を用いることができる。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ポリサルファイド硫化オレフィンチオカーバメート類、チオテルペン類ジアルキルチオジプロピオネート類などを挙げることができる。これらの中で硫化油脂、ポリサルファイド及び硫化オレフィンが好適である。リン系極圧剤としては、例えばリン酸エステル、(モノ、ジ、トリチオリン酸エステル酸性リン酸エステルアミン塩、(モノ、ジ)チオリン酸エステルのアミン塩、亜リン酸エステル、(モノ、ジ、トリ)チオ亜リン酸エステルなどを挙げることができる。

0024

金属不活性剤としては、例えばベンゾトリアゾールチアジアゾール,アルケニルコハク酸エステルやその誘導体等が挙げられる。
摩擦低減剤としては、例えば脂肪族アルコール脂肪酸脂肪酸エステル脂肪族アミン脂肪族アミン塩脂肪族アミド等が挙げられる。
粘度指数向上剤としては、前記以外に,ポリイソブチレン系,エチレン−プロピレン共重合体系,スチレン−イソプレン共重合体系,スチレン−ブタジエン水添共重合体系などを併用することができる。
抗乳化剤としては、例えばひまし油硫酸エステル塩石油スルホン酸塩、エアロゾルOT型などのアニオン活性剤第四級アンモニウム塩イミダゾリン型などのカチオン活性剤アルキレンオキシドなどの非イオン活性剤等が挙げられる。
消泡剤として、例えばジメチルポリシロキサンポリアクリレート等が挙げられる。

0025

次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例1
減圧軽油を水素化分解して得られたボトム油を溶剤脱ろうして得られたワックス1を原料(原料1、第1表)として水素化異性化触媒(Pt/ゼオライト)を用いて、反応温度330℃、水素分圧16MPa、水素油比800Nm3/kL、LHSV1.0hr-1の条件で異性化脱ろうした。得られた生成油を減圧蒸留にて引火点200〜210℃となるように軽質分を除去した。この軽質分を除去した生成油を、Ni,W/アルミナ触媒を使用して、反応温度290℃、水素分圧20MPa、水素/油比1,000Nm3/kL、LHSV0.5hr-1の条件で水素化仕上げを行った。得られた生成油を減圧蒸留にて100℃における動粘度4.0〜5.0mm2/sとなるように調整し基油1を得た。得られた基油1はパラフィン分(%CP)が97.0%と非常に高い値を示した。この基油に酸化防止剤DBPC(2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール)を0.5質量%添加してRBOT酸化試験を行った。基油1の性状を第2表に示す。
実施例2
粘度指数の異なるワックス2を原料(原料2、第1表)として、実施例1と同じ条件で水素化異性化脱ろう、減圧蒸留、水素化仕上げ、減圧蒸留を行い基油2を得た。この基油に酸化防止剤DBPCを0.5質量%添加したもののRBOT酸化試験を行った。基油1の性状を第2表に示す。

0026

比較例1
ワックスの代わりにワックスにワキシーオイルを混合し、粘度指数を調整したものを原料(原料3、第1表)として実施例1と同じ条件で水素化異性化脱ろうし、その後実施例1と同様に減圧蒸留し、次いで反応温度250℃、水素分圧20MPa、水素/油比1,000Nm3/kL、LHSV1.0hr-1の条件で水素化仕上げを行った。その後、実施例1と同じ条件で減圧蒸留を行い比較基油Iを得た。この基油に酸化防止剤DBPCを0.5質量%添加したもののRBOT酸化試験を行った。比較基油Iの性状を第2表に示す。

0027

0028

0029

実施例3〜7及び比較例2〜6
下記により、ATF/CVTF用潤滑油組成物を調製して評価試験を行った。
(1)基油
原料1を原料として、実施例1と同じ条件で水素化異性化脱ろう、減圧蒸留、水素化仕上げ、減圧蒸留を行い、基油3(70ニュートラル、以下「70N」と略す),基油4(100ニュートラル、以下「100N」と略す)及び基油5(150ニュートラル、以下「150N」と略す)を得た。また、比較のために、従来の鉱物系の比較基油II〜IV(各々70N,100N,150N)及び比較基油V(ポリ−α−オレフィン、以下「PAO」と略す)を準備した。これら基油の性状を第3表に示す。

0030

0031

(2)潤滑油組成物の調製と評価試験
上記による基油3〜5及び比較基油II〜Vを用い、第4表及び第5表の処方により添加剤を配合してATF/CVTF用潤滑油組成物を調製した。なお、実施例5,7及び比較例3,5,6では、平均分子量3万のポリメタクリレート(PMA)を所定量配合した。これらの組成物について、粘度特性、粘度指数、低温粘度、KRL剪断粘度低下、及び酸化安定性としての粘度変化と酸化上昇を測定した。その結果を、第4表及び第5表に示す。

0032

0033

(注)
*1粘度特性:JIS K2283に準拠
*2粘度指数:JIS K2283に準拠。
*3低温粘度:−40℃におけるブルックフィールド粘度
*4 KRLせん断粘度低下:KRLせん断試験DIN51350(CECL45)にかけた後、その初期値に対する粘度低下の割合(%)で示す。その値は小さいほど良好である。
*5酸化安定性:JIS K2514に準拠し、150℃で480時間の条件で行った。
** ATF/CVTF用添加剤:金属不活性剤、酸化防止剤、清浄剤分散剤、耐摩耗剤、消泡剤等。

0034

0035

(注)第4表の脚注に同じ。
上記において、基油3を用いた実施例3は、粘度指数が高く、KRL試験による機械的せん断による粘度低下も極めて少ない。また、150℃で480時間曝される酸化安定性試験による、粘度変化や油中酸性成分の増加(酸価上昇)も少ない。これに対して従来の粘度指数の高い基油を用いた比較例2は、粘度指数122でと低いと共に、酸化安定性試験における粘度変化、酸価上昇が実施例3よりかなり大きくい(粘度増加が実施例3の3.8倍、酸価上昇が5.2倍)。
基油4を用いた実施例4は、ATF/CVTF用潤滑油として極めて好適な例であり、粘度指数が高いと共に、機械的安定性、熱及び酸化安定性に優れている。これに対して、従来の粘度指数の高い基油を用いた比較例3は、粘度指数が低く、低温粘度も50,000mPa・s以上であり、通常のATFの規格である20,000mPa・s以下を満足することはできない。
実施例5は、汎用性のあるATF/CVTF用潤滑油の例であり、基油3と基油5の混合油にPMAを配合したものである。これは高い粘度指数を有し、機械的せん断、及び熱・酸化安定性に優れている。一方、比較例4は、従来の基油を用いて同様な粘度特性を有する組成物の例である。しかし、十分に高い粘度指数を有しないことから、低温で流動性を失い(固化)、また、熱・酸化安定性も実施例5に比べて大幅に劣っている。

0036

実施例6は、十分に高い粘度指数を有し、機械的せん断及び熱・酸化安定性に優れている。これに対して、比較例5は、従来の高粘度指数基油を用いた例であり、前記実施例5と同程度の粘度特性を付与するためにPMAを10質量%配合している。このため、機械的せん断は大きく10%以上の粘度低下があり、また、熱・酸化安定性も実施例6に比べて大幅に悪化している。
実施例7は、基油4に平均分子量30,000のPMAを2質量%配合した例であり、粘度指数は180以上で非常に高く同時に機械的せん断も3%以下に抑制されている。一方、比較例6は、合成基油として、ポリアルファオレフィン(PAO)を用いた例である。PAOは、高粘度指数ではあるが、実施例7と同程度の粘度特性を得るためには、PMAの配合を必要とし、その結果、機械的せん断による粘度低下は10%と大きい。
上記の如く、本発明における基油3〜5はいずれも高粘度指数で、かつ機械的せん断を受けにくく、熱・酸化安定性に優れた潤滑油組成物として好適なことが分かる。

0037

実施例8
(1)基油
前記第1表に示す原料1を用いて、実施例1と同じ条件で水素化異性化脱ろう、減圧蒸留、水素化仕上げ、減圧蒸留を行い基油6を得た。基油6の性状を第6表に示す。なお、比較のために、従来の鉱物系基油(比較基油VI)及び合成基油としてのPAO(比較基油VII)の性状を併記した。
基油6を、従来の比較基油VI及びVIIと比べれば、高粘度指数、高引火点で、かつ低密度のものであることが分かる。

0038

0039

(2)潤滑油組成物の調製
上記の基油6を用い、第7表の処方により添加剤を配合して実施例8の油圧作動油組成物を調製した。
また、比較例7として、(i)2次水素化精製鉱油(比較基油VI)と(ii)2次水素化異性化脱ろう鉱油(比較基油VIII)の混合油を用い、第7表の処方により添加剤を配合して通常の耐摩耗型、高粘度指数を有する油圧作動油を調製した。
実施例8及び比較例7の組成物についての各性状を測定した結果を第8表に示す。

0040

0041

実施例

0042

(注)
*6 −30℃におけるブルックフィールド粘度。
*7せん断安定性(超音波):超音波によるせん断安定性試験周波数10KHz,振幅28μ,時間30分,油量30mLの条件で測定した。
上記の結果、本発明による基油6を用いた実施例8の組成物は、粘度指数は160以上、引火点は260℃以上であると共に、高せん断安定性、高酸化安定性を有し、しかも低密度であるため省エネルギーに有利な油圧作動油であることが分かる。

0043

本発明における潤滑油基油は、高粘度指数を有し、低温流動性等に優れた基油であり、この基油を含有する本願発明の潤滑油組成物は、自動車用エンジン油、自動変速機油、無断変速機油、油圧作動油、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、転がり軸受け油などに適用することができる。

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