(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＰＩの基油カテゴリーにおけるグループI〜グループIVの基油のいずれか又はこれらの混合物である基油と、下記式１に記載の２級ホスファイトと、
【化１】
0006405217.tif 000007
（式１中、Ｒ１は炭素数９〜１８のアルキル基又はアルケニル基を示す。）
ステアリン酸とを含むすべり案内面用潤滑油組成物。
【請求項２】
上記２級ホスファイトは組成物全量に対して０.０５質量％以上で３質量％以下であり、上記ステアリン酸は０.０１質量％以上で２質量％以下含有されている請求項１に記載のすべり案内面用潤滑油組成物。
【請求項３】
上記基油は、ＡＰＩの基油カテゴリーにおけるグループIIIの基油である請求項１又は２に記載のすべり案内面用潤滑油組成物。
【請求項４】
耐摩耗剤及び／又は金属不活性剤を更に含む請求項１〜３のいずれかに記載のすべり案内面用潤滑油組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械等のすべり案内面の潤滑に好適に用いられる潤滑油組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械によって高精度な加工を行うためには、工作機械の送り軸の位置決め精度が優れていることが必要であり、物によってはミクロン単位の精度が要求される。しかし、すべり案内面を有する工作機械では案内面において発生する摩擦抵抗のために、位置決め精度が低下してしまうことがあるので潤滑油が使用されており、この案内面に使用される潤滑油には低摩擦であることが要求される。
【０００３】
また、工作機械に用いる潤滑油は、上記の如き案内面のみならず歯車等の潤滑にも用いられる場合があり、そうした場合には耐荷重性についても重要な性能として求められている。
【０００４】
このように、案内面におけるスムーズな動きと高精度が求められるところから、ここに使用される潤滑油には摩擦を低減するため種々の摩擦低減剤が配合されている。例えば、燐酸の酸性エステルとホスホン酸エステルを併用することによって低摩擦性とし、良好な滑り性を得ようとするものが知られている。（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表平１１−５０５２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の潤滑油組成物は高精度な加工が要求される工作機械に対して、未だ充分な潤滑性を得るに至っていないものであり、本発明はこのような状況に鑑みて為されたものであって、より改良された優れた摩擦特性や極圧特性を有する潤滑油組成物を得ようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記したように摩擦の低減と、良好な極圧性を得ることを目的として種々の検討と研究を重ねていたところ、２級ホスファイトと脂肪酸を組み合わせて配合した場合に、それぞれの添加剤を単独で配合した場合よりも、より低い摩擦係数と高い耐荷重性が得られることを見出し、こうした知見に基づいて本発明を完成したものである。
【０００８】
本発明は、ＡＰＩ（American  Petroleum  Institute）の基油カテゴリーにおけるグループIの基油、グループIIの基油、グループIIIの基油、グループIVの基油のいずれか又はこれらの混合物を基油とし、これに２級ホスファイトと、中級又は高級脂肪酸を組み合わせて添加するようにしてすべり案内面用潤滑油組成物としたものである。
また、上記の基油としては、ＡＰＩの基油カテゴリーにおける高度精製された鉱油のグループIIIの基油を用いると一層好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明における潤滑油組成物は、工作機械などのすべり案内面において優れた摩擦特性と、耐荷重性を示すことができるもので、すべり案内面用潤滑油組成物として有効に使用することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明のグリースの基油には、ＡＰＩの基油カテゴリーにおけるグループI〜グループIVの基油、又はこれらの混合物が用いられる。
【００１１】
グループI基油には、例えば、原油を常圧蒸留して得られる潤滑油留分に対して、溶剤精製、水素化精製、脱ろうなどの精製手段を適宜組合せて適用することにより得られるパラフィン系鉱油がある。
粘度指数は８０〜１２０、好ましくは９５〜１１０がよい。４０℃における動粘度は、好ましくは２〜６８０ｍｍ２／ｓ、より好ましくは８〜２２０ｍｍ２／ｓである。また全硫黄分は３００ｐｐｍより多くて、７００ｐｐｍ未満、好ましくは５００ｐｐｍ未満がよい。全窒素分も５０ｐｐｍ未満、好ましくは２５ｐｐｍ未満がよい。さらにアニリン点は８０〜１５０℃、好ましくは９０〜１２０℃のものを使用するのがよい。
【００１２】
グループIIの基油には、例えば、原油を常圧蒸留して得られる潤滑油留分に対して、水素化分解、脱ろうなどの精製手段を適宜組合せて適用することにより得られたパラフィン系鉱油がある。
これらの基油の粘度は特に制限されないが、粘度指数は８０〜１２０未満、好ましくは１００〜１２０未満がよい。４０℃における動粘度は、好ましくは２〜６８０ｍｍ２／ｓ、より好ましくは８〜２２０ｍｍ２／ｓである。
また、これらの全硫黄分は３００ｐｐｍ以下、好ましくは２００ｐｐｍ以下、更に好ましくは１０ｐｐｍ以下がよい。全窒素分も１０ｐｐｍ未満、好ましくは１ｐｐｍ未満がよい。さらにアニリン点は８０〜１５０℃、好ましくは１００〜１３５℃のものを使用するのがよい。
そして、ガルフ社法などの水素化精製法により精製されたグループII基油は、全硫黄分が１０ｐｐｍ未満、アロマ分が５％以下であり、本発明において好適に用いることができる。
【００１３】
グループIII基油には、例えば、原油を常圧蒸留して得られる潤滑油留分に対して、高度水素化精製により製造されるパラフィン系鉱油や、脱ろうプロセスにて生成されるワックスをイソパラフィンに変換・脱ろうするＩＳＯＤＥＷＡＸプロセスにより精製された基油や、モービルＷＡＸ異性化プロセスにより精製された基油がある。
これらのグループIII基油の粘度は特に制限されないが、粘度指数は１２０〜１８０、好ましくは１３０〜１５０がよい。４０℃における動粘度は、好ましくは２〜６８０ｍｍ２／ｓ、より好ましくは８〜２２０ｍｍ２／ｓである。また全硫黄分は、３００ｐｐｍ以下、好ましくは１０ｐｐｍ以下がよい。全窒素分も１０ｐｐｍ以下、好ましくは１ｐｐｍ以下がよい。さらにアニリン点は８０〜１５０℃、好ましくは１１０〜１３５℃のものを使用するのがよい。
【００１４】
また、グループIIIに属するものとして、天然ガスの液体燃料化技術のフィッシャートロプッシュ法により合成されたＧＴＬ（ガストゥリキッド）は、原油から精製された鉱油基油と比較して、硫黄分や芳香族分が極めて低く、パラフィン構成比率が極めて高いため、酸化安定性に優れ、蒸発損失も非常に小さいため、本発明の基油として好適に用いることができる。
このＧＴＬ基油の粘度性状は特に制限されないが、通例、粘度指数は１３０〜１８０、より好ましくは１４０〜１７５である。また４０℃における動粘度は、２〜６８０ｍｍ２／ｓ、より好ましくは５〜１２０ｍｍ２／ｓである。また、通例、全硫黄分は１０ｐｐｍ未満、全窒素分１ｐｐｍ未満である。そのようなＧＴＬ基油商品の一例として、ＳＨＥＬＬ  ＸＨＶＩ（登録商標）がある。
【００１５】
グループIV基油に属するものとしてポリオレフィンがあり、各種オレフィンの重合物又はこれらの水素化物が含まれる。オレフィンとしては任意のものが用いられるが、例えば、エチレン、プロピレン、ブテン、炭素数５以上のα−オレフィンなどが挙げられる。ポリオレフィンの製造にあたっては、上記オレフィンの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良い。特にポリα−オレフィン（ＰＡＯ）と呼ばれているポリオレフィンが好適である。
これらの粘度は特に制限されないが、４０℃における動粘度は、好ましくは２〜６８０ｍｍ２／ｓ、より好ましくは８〜２２０ｍｍ２／ｓである。
【００１６】
上記した２級ホスファイトは、下記の式１に示すものである。
【化１】
0006405217.tif 000002
【００１７】
上記式１中、Ｒ１は炭素数９〜１８のアルキル基又はアルケニル基である。このアルキル基又はアルケニル基は通常直鎖のものであることが多いが、分岐鎖のものであってもよい。
こうした２級ホスファイトとして、例えば、ジノニルハイドロゼンホスファイト、ジデカシルハイドロゼンホスファイト、ジウンデカシルハイドロゼンホスファイト、ジドデカシルハイドロゼンホスファイト（ジラウリルハイドロゼンホスファイト）、ジトリデカシルハイドロゼンホスファイト、ジテトラシルハイドロゼンホスファイト（ジミリスチルハイドロゼンホスファイト）、ジペンタデシルハイドロゼンホスファイト、ジヘキサデシルハイドロゼンホスファイト（ジパルミチルハイドロゼンホスファイト）、ジヘプタデシルハイドロゼンホスファイト、ジオクタデシルハイドロゼンホスファイト（ジステアリルハイドロゼンホスファイト）、ジオレイルハイドロゼンホスファイト、ジリノーリルハイドロゼンホスファイト、ジリノレニルハイドロゼンホスファイトなどが挙げられる。
【００１８】
こうした２級ホスファイトは、潤滑油組成物の全量に対して０.０５質量％以上で３質量％以下程度使用され、好ましくは０.１質量％以上で２.５質量％以下程度使用すると良い。
【００１９】
上記した脂肪酸は、下記の式２に示すものである。
【化２】
0006405217.tif 000003
【００２０】
上記式２中、Ｒ２は炭素数１７のアルキル基であり、脂肪酸はステアリン酸である。
【００２１】
こうした脂肪酸は、潤滑油組成物の全量に対して０.０１質量％以上で２質量％以下程度使用され、好ましくは０.０２質量％以上で１.５質量％以下程度使用すると良い。
【００２２】
この潤滑油組成物には、金属不活性剤や耐摩耗剤などを更に加えることができる。
金属不活性剤としては、２，５−ビス（ヘプチルジチオ）−１，３，４−チアジアゾール、２，５−ビス（ノニルジチオ）−１，３，４−チアジアゾール、２，５−ビス（ドデシルジチオ）−１，３，４−チアジアゾール、２，５−ビス（オクタデシルジチオ）−１，３，４−チアジアゾールなどの２，５−ビス（アルキルジチオ）−１，３，４−チアジアゾール類、２，５−ビス（Ｎ，Ｎ−ジエチルジチオカルバミル）−１，３，４−チアジアゾール、２，５−ビス（Ｎ，Ｎ−ジブチルジチオカルバミル）−１，３，４−チアジアゾール、２，５−ビス（Ｎ，Ｎ−ジオクチルジチオカルバミル）−１，３，４−チアジアゾールなどの２，５−ビス（Ｎ，Ｎ−ジアルキルジチオカルバミル）−１，３，４−チアジアゾール類、２−Ｎ，Ｎ−ジブチルジチオカルバミル−５−メルカプト−１，３，４−チアジアゾール、２−Ｎ，Ｎ−ジオクチルジチオカルバミル−５−メルカプト−１，３，４−チアジアゾールなどの２−Ｎ，Ｎ−ジアルキルジチオカルバミル−５−メルカプト−１，３，４−チアジアゾール類等のチアジアゾール誘導体などがある。
【００２３】
また、場合に応じてベンゾトリアゾールやベンゾトリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾールやベンゾイミダゾール誘導体、インダゾールやインダゾール誘導体、ベンゾチアゾールやベンゾチアゾール誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、トリアゾール誘導体などを使用することができる。
これらの金属不活性剤は、潤滑油組成物中に約０.０１〜０.５質量％の範囲で単独又は複数組み合わせて使用できる。
【００２４】
上記耐摩耗剤としては、ジイソブチルジサルファイド、ジイソブチルトリサルファイド、ジターシャリーブチルトリサルファイド、ジオクチルトリサルファイド、ジターシャリーノニルトリサルファイド、ジターシャリーベンジルトリサルファイド、その他のポリサルファイドなどがある。また、硫化オレフィン、硫化油脂なども用いることができる。
【００２５】
これらの硫黄系の耐摩耗剤は、潤滑油組成物中に約０.１〜３質量％の範囲で単独又は複数組み合わせて使用できる。
そして、上記金属不活性剤や耐摩耗剤は、各々単独で用いたり、適宜に組み合わせて用いることができ、両者を併用した場合には低摩擦係数が得られると共に、一層良好な耐摩耗性能と極圧性能が得られることとなり、条件の厳しいすべり案内面の潤滑に有効である。
【００２６】
本発明の潤滑油組成物には、必要に応じて、適宜アミン系やフェノール系などの酸化防止剤、防錆剤、構造安定剤、粘度調整剤、分散剤、流動点降下剤、消泡剤その他の公知の各種添加剤を配合することができる。
上記したすべり案内面用潤滑油組成物の粘度はＩＳＯの粘度グレードにおいてＶＧ２２〜ＶＧ２２０程度のものとするとよく、好ましくはＶＧ３２〜ＶＧ６８にするとよい。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明のすべり案内面用潤滑油組成物について実施例及び比較例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれによって何ら限定されるものではない。
実施例及び比較例を作製するために、下記する材料を用意した。
【００２８】
〔１〕基油
基油１：グループIIIに属するＧＴＬ（ガストゥリキッド）（性状：１００℃の動粘度が７.５７９ｍｍ2/ｓ、４０℃の動粘度が４３.６９ｍｍ2/ｓ、粘度指数（ＶＩ）が１４１、１５℃の密度が０.８２８４。）（ロイヤル・ダッチ・シェル社製、シェルＸＨＶＩ-８）
基油２：グループIIIに属する精製鉱油（性状：１００℃の動粘度が７.５４５ｍｍ2/ｓ、４０℃の動粘度が４５.５０ｍｍ2/ｓ、粘度指数（ＶＩ）が１３２、１５℃の密度が０.８４５３。）（ＳＫイノベーション社製、Ｙｕ-Ｂａｓｅ８）
【００２９】
〔２〕添加剤
添加剤１-１：ジラウリルハイドロゼンホスファイト
添加剤１-２：ジオレイルハイドロゼンホスファイト
添加剤２-１：ラウリン酸
添加剤２-２：ステアリン酸
添加剤２-３：オレイン酸
【００３０】
添加剤３：ジブチルハイドロゼンホスファイト
添加剤４：ジ２-エチルヘキシルハイドロゼンホスファイト
添加剤５：ジエチルベンジルホスホネート
添加剤６：カプリル酸
添加剤７：チアジアゾール
添加剤８：ジターシャリードデシルトリサルファイド
【００３１】
（実施例１〜６、参考例１〜２、比較例１〜１１）
上記した材料を用いて、表１〜３に示す組成により実施例１〜６、参考例１〜２、比較例１〜１１のすべり案内面用潤滑油組成物を調製した。組成分の配合量は質量％で表記した。
【００３２】
〔試験〕
（摩擦係数：振り子摩擦係数試験）
実施例１〜６、参考例１〜２及び比較例１〜１１の潤滑油組成物について、神鋼造機株式会社製の曽田式振子型油性試験機により摩擦係数を測定した。この試験は、振子支点の摩擦部分に試験油を与え、振子を振動させ、振動の減衰から摩擦係数を求めるものである。試験は室温（２５℃）にて行った。
試験の評価は次の基準によって行った。
摩擦係数が０.１１０以下・・・・・・・・・・○（良）
摩擦係数が０.１１０を超えるもの・・・・・・×（不可）
【００３３】
（引火点）
引火点の測定は、ＪＩＳ  Ｋ２２６５−４によるクリーブランド開放式自動引火点測定装置によって、実施例１〜６、参考例１〜２と比較例１〜１１の各試料について５回の繰り返し測定を行い、平均値を小数点以下１桁の四捨五入により求めた。
温度計はＪＩＳ  Ｂ７４１０に規定する温度計番号３２（ＣＯＣ）とした。
試験の評価は次の基準によって行った。
２２０℃以上・・・・・・・・・・○（良）
２２０℃未満・・・・・・・・・・×（不可）
【００３４】
（耐荷重特性試験：シェル四球ＥＰ試験）
ＡＳＴＭ  Ｄ２７８３に従い、実施例１、２、３及び比較例１、３〜６について耐荷重能の試験を行った。
条件：回転数；  １７６０±４０ｒｐｍ、
時  間；  １０秒、
温  度；  室温
試験項目：ＩＳＬ（初期焼付荷重（Initial Seizure Load），単位kgf）に関しては実施例１、２、３、及び比較例１、３〜６について求め、ＷＬ（融着荷重（Weld  Load），単位kgf）に関しては実施例１、３及び比較例４について求めた。
試験方法：上記ＷＬに至るまで５０ｋｇｆ，６３ｋｇｆ，８０ｋｇｆ，１００ｋｇｆ，１２６ｋｇｆ，１６０ｋｇｆ，２００ｋｇｆ，２５０ｋｇｆの荷重を加えて数値を求めた。
【００３５】
上記ＩＳＬの評価は次の基準によって行った。
８０ｋｇｆ以上・・・・・・・・・・○（良）
８０ｋｇｆ未満・・・・・・・・・・×（不可）
また、ＷＬの評価は次の基準によって行った。
１２６ｋｇｆ以上・・・・・・・・・○（良）
１２６ｋｇｆ未満・・・・・・・・・×（不可）
【００３６】
（耐摩耗性試験：シェル四球ＷＥＡＲ試験）
試験機器及び試験方法等は、ＡＳＴＭ  Ｄ４１７２に準拠し、４０ｋｇｆの荷重を加え、油温７５℃において１２００回転／minの速度で、１時間回転させ、接触点に生じた摩耗痕径を測定する。実施例１、３及び比較例４について試験を行った。
試験の評価は次の基準によって行った。
摩耗痕径が０.５０ｍｍ以下・・・・・・・・・・○（良）
摩耗痕径が０.５０ｍｍを超えるもの・・・・・・×（不可）
【００３７】
（貯蔵安定性）
実施例１〜６、参考例１〜２及び比較例１〜１１の潤滑油組成物について、２５℃に１日間（２４ｈｒ）静置し、濁りや沈殿物の有無について、目視で観察した。
濁りや沈殿を生じなかったもの・・・・・・○（良）
濁りや沈殿を生じたものはこれを表記した。
貯蔵安定性において、濁りや沈殿を生じたものは、すべり案内面潤滑油組成物として不適正である。
【００３８】
（試験結果）
実施例及び比較例の試験結果を表１〜３に記載した。
【００３９】
〔考察〕
表１に示すように、実施例１の基油１に添加剤１-１と添加剤２-２を含むものでは、摩擦係数が０.０９７と低く、引火点も２６２℃と高くいずれも合格しており、すべり案内面用潤滑油組成物として優良であることが判る。これに対して比較例１の一方の添加剤２-２を欠くものでは、引火点で合格しているが、摩擦係数が０.１４６と高くて好ましくないことが判る。また、比較例２のように、添加剤１-１の添加を比較例１の倍量にしても、添加剤２-２を欠くものでは、摩擦係数が０.１２２で合格しておらず、好ましくない。
【００４０】
実施例２は実施例１の添加剤２-２の含有量を多くしたものであるが、摩擦係数が０.０９７と同じで、引火点は２６６℃と少し高くなっており、実施例１と同様に優良である。これに対して、比較例３のように一方の添加剤１-１を欠くものでは、摩擦係数と引火点において合格しているが、シェル四球ＥＰ試験のＩＳＬが５０ｋｇｆしかなく、好ましくないものと判断される。比較例４は、この比較例３における添加剤２-２の添加量を５倍に増やしたものであり、摩擦係数と引火点において合格している。しかし、シェル四球ＥＰ試験のＷＬは１２６ｋｇｆで合格しているものの、ＩＳＬが６３ｋｇｆしかないし、シェル四球ＷＥＡＲ試験の摩耗痕径も０.７３ｍｍと大きくて好ましいものとはいえない。
【００４１】
参考例１のものは、添加剤１-１と添加剤２-１を含むものであって、摩擦係数及び引火点において合格しており、参考例２の添加剤１-１と添加剤２-３を含むものでも、摩擦係数と引火点の双方において合格している。
また、実施例３のものは、添加剤１-１を２質量%に、添加剤２-２を１質量%と大幅に増量したものであるが、摩擦係数及び引火点において合格しているし、シェル四球ＥＰ試験のＩＳＬが１２６ｋｇｆと、ＷＬは１６０ｋｇｆと高い値を示しているし、シェル四球ＷＥＡＲ試験の値も０.４１ｍｍと小さく、好ましいものと言える。
【００４２】
一方、比較例５に示す脂肪酸として添加剤６のカプリル酸を使用したものでは、引火点は合格しているが、摩擦係数が大きいし、また、シェル四球ＥＰ試験のＩＳＬが５０ｋｇｆしかなく、好ましいものとは言えない。そして、比較例６のものは、比較例５に添加剤１-１を実施例１〜２、参考例１〜２と同じ量を加えたもので、引火点は合格しているが、摩擦係数が０.１１８と高く好ましいものとはなっていない。
【００４３】
実施例４のものは、実施例１、２に比べて添加剤１-１の量を１.２質量%に、添加剤２-２を０.２５質量%に夫々増量し、添加剤７を加えたものであり、摩擦係数及び引火点のいずれにおいても合格している。実施例５は、実施例４に対して、添加剤１-１の代りに添加剤１-２を１.６質量%配合したものであり、このものも、摩擦係数と引火点の双方において合格している。更に、実施例６のものは、実施例４のものにおける基油１を基油２に変えたものであり、このものも摩擦係数及び引火点において合格しており、いずれも好ましいすべり案内面用潤滑油組成物であることが判る。
【００４４】
これに対して比較例７のものは、実施例５における添加剤１-２（分子量５７４）を使用せず、添加剤３（分子量１９４）をその半量（モル数では実施例５の約１.４倍）使用したものであって、引火点は合格しているが、摩擦係数が大きくて不合格となっている。また、比較例８も、同じく添加剤４（分子量３０６）を半量（モル数では実施例５とほぼ同量）使用したものであって、引火点は合格しているが、摩擦係数が大きくて不合格であり、いずれも好ましい結果が得られていないものである。
比較例９は、添加剤１及び添加剤２の双方を使用せず、添加剤７のみを加えたものであって、引火点は合格しているが、摩擦係数が非常に大きくて不合格となっている。また、比較例１０のものは添加剤１及び添加剤２の双方を使用せず、添加剤８のみを加えたものであって、引火点は合格しているが、摩擦係数が非常に大きくて不合格であり、いずれもすべり案内面用潤滑油組成物として不適合であることが判る。
【００４５】
比較例１１は、添加剤２-２を実施例４〜６におけるものと同じ量を使用し、添加剤１を使用せずに添加剤５を使用すると共に、添加剤７、８を加えたものであって、摩擦係数が０.１２２と大きいし、引火点も２１４℃と低く、どちら不合格であって、すべり案内面用潤滑油組成物としては好ましくないことが判る。
【００４６】
なお、上記実施例１のものでは、シェル四球ＥＰ試験のＩＳＬが８０ｋｇｆと、ＷＬが１２６ｋｇｆと高い値を示しているし、シェル四球ＷＥＡＲ試験の値も０.４８ｍｍと小さく良好な結果を示している。また、実施例３のものでは、シェル四球ＥＰ試験のＩＳＬが１２６ｋｇｆと、ＷＬが１６０ｋｇｆと高い値を示しているし、シェル四球ＷＥＡＲ試験の値も０.４１ｍｍと小さく、更に良好な結果を示していることが判る。
また、貯蔵安定性については、実施例１〜６、参考例１〜２及び比較例１〜１１のいずれにおいても濁りや沈殿を生じず合格であった。
【００４７】
【表１】
0006405217.tif 000004
【００４８】
【表２】
0006405217.tif 000005
【００４９】
【表３】
0006405217.tif 000006