(57)【要約】【課題】塩素系極圧剤を含まず、かつ極圧性に優れるとともに、安価で調整が容易な潤滑油剤を提供する。【解決手段】少なくとも潤滑油基油と、メジアン径が０．５μｍ以下である微粒子状炭酸カルシウムと、アルケニルコハク酸イミドおよび／またはアルキルスルフォネートである分散剤とを含有することを特徴とする非塩素系潤滑油剤とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも潤滑油基油と、メジアン径が０．５μｍ以下である微粒子状炭酸カルシウムと、アルケニルコハク酸イミドおよび／またはアルキルスルフォネートである分散剤とを含有することを特徴とする非塩素系潤滑油剤。
【請求項２】
潤滑油基油と、メジアン径が０．５μｍ以下である微粒子状炭酸カルシウムと、アルケニルコハク酸イミドおよび／またはアルキルスルフォネートである分散剤とからなることを特徴とする非塩素系潤滑油剤。
【請求項３】
前記分散剤の添加量が、質量基準で前記微粒子状炭酸カルシウムの１〜５０％であることを特徴とする請求項１または２に記載の非塩素系潤滑油剤。
【請求項４】
平均粒子径が０．５μｍ以下の微粒子状炭酸カルシウムを、アルケニルコハク酸イミドおよび／またはアルキルスルフォネートである分散剤と共に潤滑油基油中に添加し、機械的分散手段によって分散させることを特徴とする非塩素系潤滑油剤の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼処理する際にダイオキシン等の有害物質を生じない、環境適応型の非塩素系潤滑油剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
潤滑性を向上させる潤滑添加剤としては、主として油性向上剤（「油性剤」または「ｏｉｌｎｅｓｓ  ａｇｅｎｔ」とも呼ばれている）、摩擦調整剤（「ＦＭ」または「ｆｒｉｃｔｉｏｎ  ｍｏｄｉｆｉｅｒ」とも呼ばれている）、極圧剤（「ＥＰ剤」、または、「ｅｘｔｒｅｍｅ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ａｄｄｉｔｉｖｅ」とも呼ばれている）、固体潤滑剤が広く知られている。これらは、必要とされる潤滑性能、使用環境等によって適宜選択され、潤滑油基油に添加されて、潤滑油とされる。
【０００３】
厳しい潤滑条件においては、焼き付き防止の観点から、極圧性を付与するために極圧剤の添加が必要とされる。極圧剤としては、塩素化パラフィンなどの塩素系極圧剤や、硫化油脂、スルフィド、チオカーボネートなどの硫黄系極圧剤が挙げられるが、極圧効果の点では、硫黄系極圧剤より塩素系極圧剤のほうが優れるため、過酷な潤滑条件下では、塩素化パラフィンなどの塩素系極圧剤が多用されてきた。例えば特許文献１の実施例には、塩素系極圧剤である塩素化パラフィンを使用した金属加工用潤滑油が開示されている。
【０００４】
また、塩素を含有せず、かつ、塩素含有品とほぼ同等の潤滑性を示す潤滑剤についてもこれまでに多くの検討が行われてきている。例えば特許文献２では、エポキシ化脂肪酸エステルとアミンとの反応物とリン酸エステルとを用いた組成物について報告がされている。また、特許文献３には、アルキルスルホン酸誘導体、硫黄系極圧添加剤、スルホネートを用いた組成物が報告されている。
【特許文献１】特開２００４−２０４００１号公報
【特許文献２】特開２０００−１８６２９２号公報
【特許文献３】特開２０００−３５１９８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年、環境保護の問題から塩素系添加剤の使用に対する懸念が増大している。また、代表的な塩素系極圧剤である塩素化パラフィンの短鎖パラフィン成分は発ガン性物質として現在規制の対象になっており、人体に対する安全性に問題がある。さらに、環境や安全性を考慮すると、塩素系極圧剤のみならず、リン分や硫黄分を含む極圧剤も極力使用しないことが望ましい。このような観点から、環境や安全に配慮された、新規な潤滑油剤の開発が求められている。
【０００６】
そこで本発明は、塩素系極圧剤を含まず、かつ極圧性に優れるとともに、安価で調整が容易な潤滑油剤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】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決すべく研究を重ねた結果、平均粒子径が０．５μｍ以下の微粒子状炭酸カルシウムを、特定の分散剤を用いて潤滑油基油と混合・攪拌することにより、煩雑な工程を要することなく分散安定性が良好で優れた潤滑性を有する潤滑油剤が得られることを見出した。
【０００８】
かくして本発明の第一の態様は、少なくとも潤滑油基油と、メジアン径が０．５μｍ以下である微粒子状炭酸カルシウムと、アルケニルコハク酸イミドおよび／またはアルキルスルフォネートである分散剤とを含有することを特徴とする非塩素系潤滑油剤を提供して前記課題を提供するものである。
【０００９】
この発明によれば、極圧性に優れる非塩素系潤滑油剤を、安価かつ簡易に提供することができる。
【００１０】
本発明の第二の態様は、潤滑油基油と、メジアン径が０．５μｍ以下である微粒子状炭酸カルシウムと、アルケニルコハク酸イミドおよび／またはアルキルスルフォネートである分散剤とからなることを特徴とする非塩素系潤滑油剤を提供して前記課題を提供するものである。
【００１１】
第一および第二の態様において、前記分散剤の添加量は、質量基準で、前記微粒子状炭酸カルシウムの１〜５０％であることが好ましい。
【００１２】
この発明によれば、有害な元素を含まずとも極圧性に優れる潤滑油剤を、安価かつ簡易に提供することができる。
【００１３】
本発明の第三の態様は、平均粒子径が０．５μｍ以下の微粒子状炭酸カルシウムを、アルケニルコハク酸イミドおよび／またはアルキルスルフォネートである分散剤と共に潤滑油基油中に添加し、機械的分散手段によって分散させることを特徴とする非塩素系潤滑油剤の製造方法を提供して前記課題を解決するものである。
【００１４】
この発明によれば、炭酸カルシウムが安定に分散された、液安定性に優れた非塩素系潤滑油剤を提供することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の潤滑油剤は、環境汚染の問題がある塩素系極圧添加剤を含まないにもかかわらず、良好な潤滑性を示す。また、優れた分散剤であるアルケニルコハク酸イミドおよび／またはアルキルスルフォネートによって微粒子状炭酸カルシウムが安定に分散されているため、低粘度で液安定性が良好なバランスの取れた潤滑油剤となっている。本発明の潤滑油剤は不用になった場合に燃焼処理しても有害なダイオキシンを発生しない環境適応型潤滑油剤である。さらに、国内資源の豊富な炭酸カルシウムを活用するため安価であり、かつ資源の有効活用ができる。
【００１６】
本発明のこのような作用および利得は、次に説明する発明を実施するための最良の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の非塩素系潤滑油剤（以下単に潤滑油剤ともいう）は、微粒子状炭酸カルシウム、アルケニルコハク酸イミドおよび／またはアルキルスルフォネートである分散剤、および潤滑油基油を必須成分とし、塩素原子を含む成分を含まず、かつ分散剤によって微粒子状の炭酸カルシウムが潤滑油基油中に安定に分散されていることを特徴とするものである。以下、各成分および製造方法について説明する。
【００１８】
（１）微粒子状炭酸カルシウム
本発明の潤滑油剤中において、炭酸カルシウムは微粒子の状態で分散されており、そのメジアン径は０．５μｍ以下である。原料の微粒子状炭酸カルシウムは、分散剤と共に粉砕、分散されることで所望のメジアン径にされる。原料となる炭酸カルシウムは、市販の微粒子状の炭酸カルシウムを使用することができるが、その平均粒子径は０．５μｍ以下であることが必須であり、さらに潤滑油基油中への分散時に微粒子炭酸カルシウムの凝集が起こることを考慮すると、平均粒子径が０．２μｍ以下のものを用いることが特に好ましい。潤滑油剤中に分散された微粒子状炭酸カルシウムのメジアン径は、例えば、レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置（ＨＯＲＩＢＡ社製  ＬＡ−９１０）により測定することができる。
【００１９】
本発明においては、微粒子状の炭酸カルシウムをそのまま潤滑油基油中に添加してもよいが、微粒子状炭酸カルシウムを、ステアリン酸等の脂肪酸、ロジン、カルボキシ変性高分子から選択される１種以上の表面処理剤によって予め表面処理しておくことが好ましい。このようにすることによって潤滑油基油とのなじみ性を向上させ、微粒子状炭酸カルシウムの分散安定性を良好なものとすることができる。微粒子状炭酸カルシウムの表面処理とは、微粒子状炭酸カルシウムの粒子表面を、表面処理剤によってコーティングすることをいい、そのような表面処理された微粒子状炭酸カルシウムは、例えば、水に分散させた状態の微粒子状炭酸カルシウムに表面処理剤を添加して撹拌分散し、これを、脱水、乾燥、粉砕することによって作製することができる。表面処理された微粒子状炭酸カルシウムは、市販品を入手することもでき、例えば、竹原化学工業社製、商品名「ネオライトＳＡ１００」等を例示することができる。
【００２０】
本発明の潤滑油剤中における微粒子状炭酸カルシウムの量は、潤滑性能の点から、潤滑油剤全量基準で１〜５０質量％であるのが好ましい。
【００２１】
（２）分散剤
分散剤は、前述した微粒子状の炭酸カルシウム表面を覆い、炭酸カルシウムを潤滑油基油中に均一に分散させる役割を有するものである。本発明においては、炭酸カルシウム表面への吸着性が良好で分散安定性に優れたアルケニルコハク酸イミドおよび／またはアルキルスルフォネートが用いられる。アルキルスルフォネートの具体例としては、石油スルフォン酸カルシウム、アルキルスルフォン酸ナトリウム等が挙げられる。特に好ましくはアルケニルコハク酸イミド、石油スルフォン酸カルシウムである。
【００２２】
本発明の潤滑油剤中における分散剤の含有量は、分散性の点からは炭酸カルシウムの質量基準で１質量％以上であるのが好ましく、潤滑性能の点からは炭酸カルシウムの質量基準で５０質量％以下であるのが好ましい。特に好ましくは１〜２０質量％である。
【００２３】
（３）潤滑油基油
潤滑油基油としては、通常の潤滑油に使用されている油であればいずれも使用することができる。例えばスピンドル油、マシン油等の鉱油を使用可能である。具体的には例えば、パラフィン系原油やナフテン系原油を浄圧蒸留および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、水素化分解、溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化精製、硫酸洗浄、白土処理等の１種もしくは２種以上の精製処理（２種以上の精製処理を施す場合は、各精製処理は任意の順序で組み合わせることができる。同じ精製処理を条件を変えて複数回繰り返しても差し支えない。）を適宜組み合わせて精製することにより得られるパラフィン系、ナフテン系の鉱油のうち、使用条件に適する粘度を有するもの、ノルマルパラフィン等が使用できる。鉱油以外に使用可能なものとしては、ナタネ油、大豆油、牛油等の動植物油；エステル油、ポリエーテル油、シリコーン油等の合成油；等を例示することができる。
【００２４】
（４）潤滑油剤の製造方法
本発明の潤滑油剤は、微粒子状の炭酸カルシウムおよび分散剤を潤滑油基油に直接添加し、機械的な分散手段によって分散することで簡便に製造することができる。最初に添加する微粒子状の炭酸カルシウムは、分散性、粉砕の効率等から、上述したように平均粒子径が０．５μｍ以下であることが好ましい。分散する装置としては通常のプロペラ攪拌機や高速ホモジナイザー等も使用できるが、本発明においては、特にビーズミルを使用するのが好ましい。ビーズミルを使用することによって、潤滑油剤中に好ましい大きさの微粒子状炭酸カルシウムを効率よく作製し、また、安定に分散させることができる。ビーズミルの回転数や分散時間は、使用する分散剤の種類や量、炭酸カルシウムのサイズや量などにもよるが、潤滑油中における微粒子状炭酸カルシウムのメジアン径が０．５μｍ以下となるような回転数や分散時間に調整するのが好ましい。
【実施例】
【００２５】
以下実施例により詳しく述べる。
【００２６】
（実施例１〜６）
表１に記載の組成となるように、各成分をビーズミル機に投入し、１０００ｒｐｍで２４時間混合することによって潤滑油剤を得た。表中の数字は質量パーセントを示す。
【００２７】
【表１】
2007100030.tif 000002
【００２８】
（比較例１〜４）
実施例と同様、表２記載の組成となるように、各成分を容器に投入し、攪拌機を用いて１０００ｒｐｍで２時間時間混合することによって潤滑油剤を得た。表中の数字は質量パーセントを示す。
【００２９】
【表２】
2007100030.tif 000003
【００３０】
上記で得た実施例１〜６および比較例１〜４の潤滑油剤を、下記評価方法によって測定した。結果を表３に示す。
（１）液の性状
目視で色および濁りの有無を観察した。
（２）粘度
キャノンフェンスケ粘度計により、４０℃における動粘度を測定した。
（３）メジアン径
レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置（ＨＯＲＩＢＡ社製  ＬＡ−９１０）により、試験油剤中に分散された微粒子状炭酸カルシウムのメジアン径を測定した。
（４）液安定性試験
栓付きメスシリンダーに試料１００ｍｌを入れ、室温で１４日間静置し、目視によって分離・沈降度合いを調べた。
（５）切削性
鋼材のブローチ加工を行い、切削抵抗（主分力および背分力）を測定することで切削性を評価した。切削条件は以下のとおりである。
＜切削条件＞
使用機器：不二越社製ブローチ試験機
工具の種類：サーフェスブローチ
被削材：ＪＩＳ  Ｇ４１０４に規定されるクロム鋼（ＳＣｒ４２０ｈ；ブリネル硬さ３００ＨＢ；幅５０ｍｍ）
切削速度：４ｍｍ／ｍｉｎ
【００３１】
【表３】
2007100030.tif 000004
【００３２】
表３から明らかなように、本発明の潤滑油剤（実施例１〜６）には分離が見られず、液安定性に優れていた。これら本発明の潤滑油剤（実施例１〜６）は、全て実用許容範囲の切削性（主分力４０００Ｎ以下、背分力１５００Ｎ以下）を有しており、従来品である塩素系潤滑油剤（比較例４）と同等の切削性を有していた。一方、粒径が大きい炭酸カルシウムを使用した潤滑油剤（比較例３）や分散剤を用いていない潤滑油剤（比較例２）は、液の分離がみられ、液安定性に劣っていた。また、炭酸カルシウムを用いていない潤滑油剤（比較例１）では、主分力、背分力共に高い値となり、切削性が悪いことが確認された。これらのことから、本発明の潤滑油剤は、塩素やリン、硫黄などの有害成分を有さないにもかかわらず、液安定性と切削性が良好なバランスのとれた潤滑油剤であることが分かる。
【００３３】
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う非塩素系潤滑油剤もまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。