(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルキルナフタレン又はアルキルジフェニルエーテルから選ばれる基油１００重量部に対し、水素化インデン・スチレン共重合樹脂又はスチレン・α−メチルスチレン・脂肪族共重合樹脂から選ばれる炭化水素樹脂を５〜５０重量部を配合し、リン酸エステルを０．１〜１０重量％配合してなる分離ローラ用潤滑油組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、潤滑油組成物に関し、更に詳しくはすべり軸受、焼結含油軸受等の各種軸受の油膜形成能力を高め、軸受寿命を延長するために用いられる潤滑油組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
すべり軸受用潤滑油には、鉱物油、ポリ−α−オレフィン、エステルなどを基油に使用し、耐摩耗剤等の各種添加剤を用途に応じて添加したものが多く使用されている。すべり軸受に必要とされる性能は、長期間に渡っての油膜確保・維持であり、いかに金属接触を抑制できるかで軸受の性能が左右される。前述した基本性能は、完全流体潤滑であるすべり軸受も部分流体潤滑である含油軸受も同じである。特に、複写機、プリンタ等の紙送り装置やリボン・シート等のテンション機構に使用される分離ローラは、トルクの変動が極めて少なく、且つ金属接触音を発生しない潤滑油が要望されている。
【０００３】
しかし、市販潤滑油では油膜切れが早期に発生して異音の原因になったり、異音が発生しなくても摩擦低減効果が高すぎてトルク低下を引き起こすことが問題となっている。本来、分離ローラというものは、ハウジングの中に焼結含油軸受とそれを取り巻くトルク発生用バネによって構成され、分離ローラが持つ摩擦抵抗力を利用して、常に一定トルクで例えば紙を転写ドラムに一枚だけ供給するために使用される。問題となるトルク低下及び異音は、長期間の使用による軸受材の摩耗及び潤滑剤のせん断によって発生する。また、使用頻度が極めて高い装置になると発熱による含浸油の粘度低下からも性能低下が生じる。一般的な設計思想に基づけば、異音防止は高粘度潤滑油の適用により、トルク低下は摩擦調整剤などによる摩擦の一定化が考えられるが、分離ローラに関しては、両常識は該当せず、今のところ満足できるような潤滑油は存在しない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、トルクの変動が少なく、かつ油膜切れによる金属接触を抑制し、長寿命の潤滑油組成物を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、基油１００重量部に対し、水素化インデン・スチレン共重合樹脂又はスチレン・α−メチルスチレン・脂肪族共重合樹脂から選ばれる炭化水素樹脂を５〜５０重量部及びリン酸エステルを配合してなる分離ローラ用潤滑油組成物である。基油としては、アルキルナフタレン又はアルキルジフェニルエーテルが使用され、耐摩耗剤としてのリン酸エステルは０．１〜１０重量％配合される。
【０００６】
本発明の潤滑油組成物の基油としては、配合する炭化水素樹脂を溶解しうるものである必要があり、このような性能の点で芳香族系の基油が好ましく、より好ましくはアルキルナフタレン又はアルキルジフェニルエーテルである。
【０００７】
アルキルナフタレンとしては、ナフタレン環上に１個以上のアルキル基を有するものであり、好ましくはアルキル基の炭素数の合計が５〜２５程度のモノ、ジ又はトリアルキルナフタレンであり、より好ましくは低級アルキル基と高級アルキル基の両方を有するものである。低級アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基などが挙げられ、特にメチル基が好ましい。また、高級アルキル基は、特に制限されるものではなく、直鎖アルキル基又は分枝アルキル基であってもよいが、粘度指数と潤滑性が優れている直鎖アルキル基を有するものが好ましい。このようなアルキルナフタレンは、例えば特開平８−３０２３７１号公報に記載されている、ナフタレン環上にメチル基１個と炭素数１０〜２４の第２級アルキル基を有するジアルキルナフタレン又はその混合物が挙げられる。実用的には、公知のもの、特に市販されているものが入手の容易さの点で有利である。
【０００８】
また、アルキルジフェニルエーテルとしては、上記と同様なアルキル基を有するものが挙げられる。
【０００９】
本発明の潤滑油組成物には、芳香族炭化水素樹脂及び水素化芳香族炭化水素樹脂から選ばれる炭化水素樹脂を基油に配合する。芳香族炭化水素樹脂としては、クマロン、インデン又はスチレンを主構成成分とし、場合によりフェノール等の成分を含むクマロン樹脂、インデン樹脂、クマロン・インデン樹脂、クマロン・インデン・スチレン樹脂、フェノール変性クマロン・インデン樹脂等のいわゆるクマロン樹脂系の芳香族炭化水素樹脂の他、芳香族系石油樹脂、キシレン樹脂、スチレン類又はスチレン類と脂肪族オレフィンを主構成成分とするスチレン系のオリゴマーなどが挙げられる。また、水素化芳香族炭化水素樹脂としては、これらを水素化した構造を有する樹脂が挙げられる。好ましい炭化水素樹脂は、クマロン樹脂系の芳香族炭化水素樹脂、スチレン系のオリゴマー又はこれらを水素化して得られる水素化芳香族炭化水素樹脂である。これらの炭化水素樹脂（芳香族炭化水素樹脂ということがある）は、単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。
【００１０】
芳香族炭化水素樹脂は分子量が数千以下のオリゴマーであり、粘着付与性樹脂としても知られている。例えば、クマロン樹脂系樹脂は、タール蒸留分から得られるクマロンとインデンをフッ化ホウ素、硫酸、塩化アルミニウム等の求電子触媒の存在下でカチオン重合することにより得ることができる。水素化クマロン樹脂系樹脂は、これを水素化触媒の存在下、水素化処理することで得ることができる。
【００１１】
芳香族炭化水素樹脂の配合割合は、基油１００重量部に対し５〜５０重量部、好ましくは１０〜３０重量部である。芳香族炭化水素樹脂を配合することによりトルクの変動と固体接触に起因する異音を最小限に抑えることができる。
【００１２】
本発明の潤滑油組成物には、耐摩耗剤を配合することが望ましく、これに用いる耐摩耗剤は、耐摩耗性、熱安定性に優れるものであれば任意のものでよいが、次の一般式（１）で表されるリン酸エステルを配合することが好適である。
（ＲＯ）3 ＰＯ                      （１）
一般式（１）において、Ｒは同一又は異なってもよい水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、アルキレン基、アルコキシ置換アルキル基、アリール基又はアルキル置換アリール基を示す。このようなリン酸エステルとしては、例えばリン酸トリオクチル、リン酸トリクレジル等のリン酸トリエステルや、リン酸モノオクチルエステル、リン酸ジオクチルエステル等の酸性リン酸エステルやアルキルリン酸エステルアミン塩（一部アミン塩）などを挙げることができるが、好ましくはリン酸トリエステルである。リン酸エステルを使用することで始動時において固体接触を低減し、異音の発生を抑制する効果がある。
【００１３】
このリン酸エステルの配合割合は、０．１〜１０重量％好ましくは０．５〜５重量％である。リン酸エステルの配合割合が０．１重量％より少ないと耐摩耗性を改善することができず、１０重量％を超えて配合しても大幅な耐摩耗性能力の向上及び異音抑制効果は認められない。
【００１４】
基油がアルキルナフタレンの場合は、アルキルナフタレンが側鎖を持ち、芳香族環が屈曲性のない部分を有しているため、粘度指数が低いという問題が生じることがあるが、これに対しては粘度指数向上剤を配合することで改善できる。粘度指数向上剤としては、例えばポリメタクリレート系のものや、ポリブテン（ポリイソブテン）系のものなどが挙げられる。ポリメタクリレート系の平均分子量は２０，０００〜１，５００，０００程度である。粘度指数向上剤とせん断安定性との関係から平均分子量は２０，０００〜５０，０００が好ましい。また、ポリブテン系の平均分子量は５，０００〜３００，０００程度がよい。粘度指数向上剤の配合割合は、基油１００重量部に対して１〜３０重量部、好ましくは１〜５重量部がよい。
【００１５】
本発明の潤滑油組成物には金属不活性剤を配合することができる。金属不活性剤としては、ベンゾトリアゾール及びその誘導体が代表的なものであるが、その他にイミダゾリン、ピリジン誘導体がある。これらは、少なくともＮ−Ｃ−Ｎ結合を有する化合物中に効果のあるものが多く、金属表面に不活性皮膜を作る作用と酸化防止作用を有する。また、これ以外では、Ｎ−Ｃ−Ｓ結合を有する化合物もあるが、基材への溶解性及び揮発性などからベンゾトリアゾール誘導体などが有効である。金属不活性剤の配合割合は、０．０５〜５重量％がよい。
【００１６】
また、本発明の潤滑油組成物には、防錆剤を配合することができる。防錆剤としては、スルフォネートやラノリン誘導体が代表的なものであるが、格納や湿潤環境下に適した防錆剤は、アミンフォスフェートとジノニルナフタレンスルフォン酸バリウム中性塩を混合して使用することが好ましい。この場合の防錆剤の配合割合は、それぞれ０．０１〜５重量％がよい。
【００１７】
更に、本発明の潤滑油組成物には、酸化防止剤を配合することができる。酸化防止剤としては、遊離基連鎖反応停止剤として働くフェノール系、アミン系あるいは過酸化物分解剤として働く硫黄系酸化防止剤からなる群から選ばれる１種又は２種以上の酸化防止剤を単独又は混合して用いることができるが、好適な酸化防止剤としてはアミン系とフェノール系を併用することが好ましい。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、４，４' −メチレンビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）、２，６，−ジ−ｔ−ブチル−４−エチルフェノール、２，６−ジ−ｔ−４−ｎ−ブチルフェノールが挙げられる。蒸発特性及び基油との相溶性の点からは、４，４' −メチレンビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）が好適である。また、アミン系酸化防止剤としては、ジオクチルジフェニールアミンやフェニル−α−ナフチルアミンが挙げられる。なお、蒸発特性及び基油との相溶性の点からは、ジオクチルジフェニールアミンが好適である。その配合量は、基油に対しての溶解性を考慮して、アミン系酸化防止剤０．１〜１０重量％及びフェノール系酸化防止剤０．１〜１０重量％が好ましい。単独配合の場合は、アミン系酸化防止剤０．１〜１０重量％が好適である。フェノール系酸化防止剤は併用のみに効果がある。
【００１８】
本発明の潤滑油組成物には、本発明の目的が損なわれない範囲で、必要に応じて防錆剤、流動点降下剤、無灰系分散剤、酸化防止剤、金属不活性剤、金属系清浄剤、油性剤、界面活性剤、消泡剤、摩擦調整剤などを用途に応じて配合することができる。
【００１９】
【実施例】
次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、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。実施例及び比較例で用いた各成分の略号は次のとおりである。また、配合割合は重量％で示されている。
鉱油：５００ＮＥＵＴＲＡＬ
ＰＡＯ：ポリ−α−オレフィン水素化物（新日鐵化学  シンフルード５０１、炭素数３０：９６重量％、炭素数４０：４重量％）とエチレン・α−オレフィン共重合体水素化物（１００℃動粘度：１００ｃＳｔ）を混合し、４０℃における動粘度を１００ｃＳｔに調整した混合物
ＡＤＥ：アルキルジフェニルエーテル（４０℃動粘度：３２ｃＳｔ、アルキル基の炭素数：１２及び１４）
ＡＮ：アルキルナフタレン（４０℃動粘度：２７ｃＳｔ、アルキル基の炭素数：１６〜１８）
Ａ−１００Ｓ：水素化インデン・スチレン共重合樹脂（軟化点：１３０℃）
ＦＲ：スチレン・α−メチルスチレン・脂肪族共重合樹脂（比重：１．０３、軟化点：１２５℃）
ＴＣＰ：リン酸トリクレジル
ＤＯＰＡ：ジオクチルジフェニルアミン
ＰＭＭＡ：ポリメタクリレート（１００℃動粘度：８５０ｃＳｔ）
ＢＴＡ：金属不活性剤（ベンゾトリアゾール誘導体）
ＴＬ：アミンフォスフェート
【００２０】
実施例１〜６、比較例１〜２
表１に示す各成分を配合して実施例１〜６及び比較例１〜２の潤滑油を調製した。なお、表１中の「Ｂａｌ」は、全体を１００として、数値表示したもの以外の残りがそのものであることを表している。
【００２１】
実施例１〜６と比較例１〜２の潤滑油について以下に示す評価試験を行った。＜分離ローラ耐久試験＞
試験機には、図１にその断面図を示す分離ローラを用いた。分離ローラは、水平の回転軸を支持する内輪４と、内輪４を締め付けることによってトルクを発生するコイルばね及びトルク調整部５、６、７と、実際にトルクを調整する蓋２と、それらをユニット化するためのハウジング１によって構成され、内輪４を貫通する軸は内輪切り欠き部３によって固定されている。試験条件は、回転数３５０ｒｐｍ、運転条件４秒間運転−０．５秒間停止の間欠運転、雰囲気温度：室温、試験時間１００時間とし、測定項目は試験後の手感、トルク変化、運転中の異音有無の確認を実施した。試験の概要を以下に述べる。図１に示す分離ローラを垂直に回転する軸に取り付け、分離ローラーのハウジング１には金属板を分離ローラーに対し垂直に取り付けた。金属板から１ｃｍの距離に圧電素子を設置し、回転によって発生するトルクを計測し比較した。トルクの初期設定は、蓋２をコイルばねが締め付けられる方向に回転させて、最大測定能力６００ｇｆ・ｃｍのトルクゲージを用いて３５０ｇｆ・ｃｍに設定した。
【００２２】
試験結果を表２に示す。表２中の「○」、「△」、「×」は手感試験における状態を表す記号であり、手回しで試験後の分離ローラを回転させた時に滑らかに回転した場合を「○」、問題のない範囲ではあるがわずかな引っかかりを感じた場合を「△」、スティックスリップ現象の様なビビリが発生したものを「×」とした。また、耐久性を表すトルク変化量（ｇｆ・ｃｍ）の数値は、試験後トルクが初期トルクよりも±２０ｇｆ・ｃｍの範囲内にあれば「合格」、それ以外であれば「不合格」とした。また、異音の発生については、異音が全くないもの程好ましいが、実用面から若干の発生は合格と判断している。
【００２３】
【表１】
0004118401.tif 000002
【００２４】
【表２】
0004118401.tif 000003
【００２５】
実施例１〜４に示すように、芳香族炭化水素樹脂（Ａ−１００Ｓ又はＦＲ）を配合することでトルク変化量を抑制することができる。また、比較例１、２に示すように、芳香族炭化水素樹脂（Ａ−１００Ｓ及びＦＲ）を配合しないとわずかながら異音が発生する。リン酸トリクレジル（ＴＣＰ）は手感を向上させる働きを有していることが確認された。実施例１〜４に示すように芳香族系基油であれば同等の効果が得られることが認められ、特にアルキルナフタレンを基油に用いることでトルク変化が少ないことが確認された。実施例１〜４及び比較例３、４の対比から、芳香族系基油のほうがパラフィン系基油よりも全ての性能に優れていることが確認された。特に、芳香族炭化水素樹脂はパラフィン系には溶解しないため、比較例３、４に芳香族炭化水素樹脂を配合したとしても実施例と同等の効果は得られない。また、芳香族炭化水素樹脂の種類による差は特に認められなかった。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の潤滑油組成物は、基油に芳香族炭化水素樹脂を配合することにより、工業的に使用されているすべり軸受及び焼結含油軸受の油膜形成能力を高めてトルク低下を抑制し、金属接触に起因する異音を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】分離ローラ耐久試験に用いた分離ローラの断面図である。
【符号の説明】
２          ：  蓋
４          ：  内輪
５、６、７  ：  トルク調整部
【図１】
0004118401.tif 000004