JP7293061B2

JP7293061B2 - 潤滑油組成物

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Publication number: JP7293061B2
Application number: JP2019169614A
Authority: JP
Inventors: 智宏 ▲高▼木; 和宏八木下; 健太郎田村
Original assignee: Eneos Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 2019-09-18
Filing date: 2019-09-18
Publication date: 2023-06-19
Anticipated expiration: 2039-09-18
Also published as: JP2021046486A

Description

本発明は、潤滑油組成物に関する。

従来、潤滑油分野において、潤滑油の性能を向上させるために各種添加剤が用いられている。特に金属加工の分野では、金属製の被加工物の加工部位を潤滑するために、硫化エステル等の硫黄系化合物が添加剤として用いられる。例えば下記特許文献１では、鉱油、合成油等を含む基油と、特定の硫化エステル等とを含む潤滑油組成物が使用される。

特開２０１５－８６３４７号公報

本発明は、加工性能に優れる潤滑油組成物を提供することを目的とする。

本発明者は、まず、硫黄化合物を含む潤滑油組成物の加工性能における影響因子について検討した。その結果、硫黄化合物の種類（化学構造等）に加えて、硫黄化合物と組み合わせる潤滑油基油によっても、得られる加工性能が異なることが判明した。そして、かかる知見に基づき更に検討を重ねた結果、特定の潤滑油基油と特定の硫化エステルとの組合せによって、優れた加工性能を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明は、ネオペンチルグリコールと脂肪酸とから合成されるポリオールエステルと、硫化オレイン酸エステルと、を含む、潤滑油組成物を提供する。

上記潤滑油組成物は、硫化リノール酸エステルを更に含んでいてよい。

上記潤滑油組成物が硫化リノール酸エステルを更に含む場合、硫化オレイン酸エステルと硫化リノール酸エステルとの含有割合（硫化オレイン酸エステル／硫化リノール酸エステル）が、質量比で、０．８～２０であってよい。

上記潤滑油組成物は、金属加工油として用いられてもよい。

本発明によれば、加工性能に優れる潤滑油組成物を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。

本実施形態に係る潤滑油組成物は、ネオペンチルグリコールと脂肪酸とから合成されるポリオールエステルと、硫化オレイン酸エステルと、を含む。

ポリオールエステルを構成する脂肪酸としては、例えば、一価脂肪酸が挙げられる。脂肪酸の炭素数は、好ましくは１～２０、より好ましくは４～１８、更に好ましくは１０～１８であってよい。このような脂肪酸としては、例えば、オレイン酸、デカン酸、ドデカン酸等を用いることが好ましい。

ネオペンチルグリコールと脂肪酸とから合成されるポリオールエステルは、通常、本実施形態に係る潤滑油組成物中で潤滑油基油として用いられる。すなわち、本実施形態に係る潤滑油組成物は、ネオペンチルグリコールと脂肪酸とから合成されるポリオールエステルを含有する潤滑油基油を含むということもできる。

潤滑油基油は、ネオペンチルグリコールと脂肪酸とから合成されるポリオールエステルのみからなるものであってよく（すなわち当該ポリオールエステルの含有量が潤滑油基油全量を基準として１００質量％）、また、当該ポリオールエステル以外の基油成分を更に含有してもよい。ネオペンチルグリコールと脂肪酸とから合成されるポリオールエステル以外の基油成分としては、鉱油、合成系炭化水素油、ネオペンチルグリコールと脂肪酸とから合成されるポリオールエステル以外の含酸素油等が挙げられる。この場合、ネオペンチルグリコールと脂肪酸とから合成されるポリオールエステルの含有量は、潤滑油基油全量を基準として、５０質量％以上、７０質量％以上、又は９０質量％以上であってよい。

鉱油としては、原油を常圧蒸留及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、白土処理等の精製処理を単独又は２つ以上適宜組み合わせて精製したパラフィン系、ナフテン系等の鉱油などが挙げられ、特にパラフィン系鉱油が好適に用いられる。なお、これらの鉱油は単独で使用してもよく、２種以上を任意の割合で組み合わせて使用してもよい。

合成系炭化水素油としては、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、ポリα－オレフィン（ＰＡＯ）、ポリブテン、エチレン－α－オレフィン共重合体等のほか、フィッシャー・トロプシュ反応（ＦＴ反応）により合成されたワックス等を水素化分解、水素化異性化等の処理を行って製造された基油（ＧＴＬ基油）などが挙げられる。

ネオペンチルグリコールと脂肪酸とから合成されるポリオールエステル以外の含酸素油としては、ネオペンチルグリコールと脂肪酸とから合成されるポリオールエステル以外のエステル、エーテル、カーボネート、ケトン、シリコーン、ポリシロキサン等が挙げられる。ネオペンチルグリコールと脂肪酸とから合成されるポリオールエステル以外のエステルとしては、ネオペンチルグリコールと脂肪酸とから合成されるポリオールエステル以外のポリオールエステル、芳香族エステル、二塩基酸エステル、コンプレックスエステル、炭酸エステル及びこれらの混合物等が例示される。ネオペンチルグリコールと脂肪酸とから合成されるポリオールエステル以外のポリオールエステルとしては、ネオペンチルグリコール以外の多価アルコールと脂肪酸とから合成されるポリオールエステルが挙げられる。このようなポリオールエステルを合成する多価アルコールとしては、例えば、２～６価のアルコールが挙げられ、好ましくはトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等が挙げられる。ポリオールエステルを合成する脂肪酸としては、上記で述べたものと同様の脂肪酸が挙げられる。

エーテルとしては、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコール、ポリフェニルエーテル、パーフルオロエーテル及びこれらの混合物等が例示される。

潤滑油基油の４０℃における動粘度は、２ｍｍ^２／ｓ以上、４ｍｍ^２／ｓ以上、１０ｍｍ^２／ｓ以上、１５ｍｍ^２／ｓ以上、又は２０ｍｍ^２／ｓ以上であってよく、１００ｍｍ^２／ｓ以下、５０ｍｍ^２／ｓ以下、４０ｍｍ^２／ｓ以下、又は３０ｍｍ^２／ｓ以下であってよい。本明細書における動粘度は、ＪＩＳＫ２２８３に準拠して測定される動粘度を意味する。

硫化オレイン酸エステルは、オレイン酸エステルを硫化することにより得られる、硫黄原子による架橋構造を有する化合物であり、例えば下記式（１）で表される構造を有していてもよい。

上記式（１）中、ｎ（硫黄架橋数）は、１以上の整数であり、好ましくは、ｎは１～６の整数である。式（１）中、Ｒ^１及びＲ^２は、同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に炭素数１～２４のヒドロカルビル基を示す。ヒドロカルビル基の炭素数は、好ましくは１～３、より好ましくは１である。ヒドロカルビル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等のアルキル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基などが例示される。これらの中でも、加工性の向上の観点からアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。潤滑油組成物は、例えば上記式（１）で表される構造を有する硫化オレイン酸エステルの１種を含んでいてもよく、２種以上を含んでいてもよい。

硫化オレイン酸エステルの含有量は、極圧剤としての十分な効果を発揮し、加工性能を更に向上させる観点から、潤滑油組成物全量を基準として、１．０質量％以上であることが好ましく、２．０質量％以上であることがより好ましく、２．５質量％以上であることが更に好ましい。硫化オレイン酸エステルの含有量は、潤滑油組成物の優れた酸化安定性を確保する観点から、潤滑油組成物全量を基準として、２０質量％以下であることが好ましく、１５質量％以下であることがより好ましく、１０質量％以下であることが更に好ましい。また、硫化オレイン酸エステル由来の硫黄含有量は、極圧剤としての十分な効果を発揮し、加工性能を更に向上させる観点から、潤滑油組成物全量を基準として、０．１８質量％以上であることが好ましく、０．３７質量％以上であることがより好ましく、０．４６質量％以上であることが更に好ましい。硫化オレイン酸エステルの含有量は、潤滑油組成物の優れた酸化安定性を確保する観点から、潤滑油組成物全量を基準として、３．６８質量％以下であることが好ましく、２．７６質量％以下であることがより好ましく、１．８４質量％以下であることが更に好ましい。

潤滑油組成物は、上記硫化オレイン酸エステルに加えて、硫化リノール酸エステルを更に含有していてもよい。

硫化リノール酸エステルは、リノール酸エステルを硫化することにより得られる、硫黄原子による環状構造を有する化合物であり、例えば下記式（２）又は（３）で表される構造を有していてもよい。

式（２）中、Ｒ^３は、炭素数１～２４のヒドロカルビル基を示す。ヒドロカルビル基の炭素数は、好ましくは１～３、より好ましくは１である。ヒドロカルビル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等のアルキル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基などが例示される。これらの中でも、加工性の向上の観点からアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。潤滑油組成物は、例えば上記式（２）で表される構造を有する硫化リノール酸エステルの１種を含んでいてもよく、２種以上を含んでいてもよい。

式（３）中、Ｒ^４は、炭素数１～２４のヒドロカルビル基を示す。ヒドロカルビル基の炭素数は、好ましくは１～３、より好ましくは１である。ヒドロカルビル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等のアルキル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基などが例示される。これらの中でも、加工性の向上の観点からアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。潤滑油組成物は、例えば上記式（３）で表される構造を有する硫化リノール酸エステルの１種を含んでいてもよく、２種以上を含んでいてもよい。

潤滑油組成物が、上記硫化リノール酸エステルを更に含む場合、その含有量は、極圧剤としての十分な効果を発揮し、加工性能を更に向上させる観点から、潤滑油組成物全量を基準として、０．０５質量％以上であることが好ましく、０．１質量％以上であることがより好ましく、０．１２質量％以上であることが更に好ましい。硫化リノール酸エステルの含有量は、潤滑油組成物の優れた酸化安定性を確保する観点から、潤滑油組成物全量を基準として、２５質量％以下であることが好ましく、１８．７５質量％以下であることがより好ましく、１２．５質量％以下であることが更に好ましい。また、硫化リノール酸エステル由来の硫黄含有量は、極圧剤としての十分な効果を発揮し、加工性能を更に向上させる観点から、潤滑油組成物全量を基準として、０．００６質量％以上であることが好ましく、０．０１２質量％以上であることがより好ましく、０．０１５質量％以上であることが更に好ましい。硫化リノール酸エステルの含有量は、潤滑油組成物の優れた酸化安定性を確保する観点から、潤滑油組成物全量を基準として、３．１８質量％以下であることが好ましく、２．３８質量％以下であることがより好ましく、１．５９質量％以下であることが更に好ましい。

潤滑油組成物が、上記硫化リノール酸エステルを更に含む場合、上記硫化オレイン酸エステルと硫化リノール酸エステルとの含有割合（硫化オレイン酸エステル／硫化リノール酸エステル）は、質量比で０．８以上であってよく、０．９以上であってよく、０．５以上であってよく、１以上であってよく、２０以下であってよく、１９以下であってよく、１０以下であってよく、５以下であってよい。当該含有割合が０．８以上であれば、溶解性を十分に確保することができ、２０以下であれば、加工性能を更に向上させることができる。

潤滑油組成物は、必要に応じて、上記の各成分に加えて、その他の添加剤を更に含有することができる。その他の添加剤としては、硫化オレフィン、金属系清浄剤、湿潤剤、造膜剤、水置換剤、固体潤滑剤、腐食防止剤、金属不活性化剤、消泡剤、無灰分散剤、油性剤、酸化防止剤等が挙げられる。これらの添加剤の合計含有量は、特に制限されないが、潤滑油組成物全量を基準として、例えば０．１～１０質量％である。

潤滑油組成物の４０℃における動粘度は、特に制限されないが、例えば６０ｍｍ^２／ｓ以下、５０ｍｍ^２／ｓ以下、３０ｍｍ^２／ｓ以下であってよく、２ｍｍ^２／ｓ以上、１０ｍｍ^２／ｓ以上であってよい。

本実施形態に係る潤滑油組成物は、金属製の被加工物の加工部位を潤滑するための加工性能に優れるため、好ましくは金属加工油として用いられ、例えば、塑性加工、切削加工、研削加工といった金属加工に用いられる。塑性加工としては、絞り加工、しごき加工、引き抜き加工、プレス加工、転造加工、鋳造加工、圧延加工等が挙げられる。被加工物は、鋼板、ステンレス鋼板、アルミ合金板、チタン合金等の材料であってよい。

以下、実施例に基づき本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。

［潤滑油組成物］
以下に示す各成分を用いて、表１に示す組成（潤滑油組成物全量を基準とした質量％）を有する潤滑油組成物を調製した。

（潤滑油基油）
Ａ１：ネオペンチルグリコールとオレイン酸とから合成されるポリオールエステル（４０℃における動粘度：２４．８１ｍｍ^２／ｓ）
Ａ２：ネオペンチルグリコールとデカン酸とから合成されるポリオールエステル（４０℃における動粘度：１０．５ｍｍ^２／ｓ）
Ａ３：スーパーオイルＮ２２（ＪＸＴＧエネルギー株式会社製、パラフィン系鉱油、４０℃における動粘度：２３．０５ｍｍ^２／ｓ）

（硫化オレイン酸メチル）
Ｂ１：硫化オレイン酸メチル（式（１）においてＲ^１及びＲ^２がともにメチル基であり、ｎが１～６の整数である化合物の混合物）

（その他の添加剤）
Ｃ１：硫化リノール酸メチル（式（２）においてＲ^３がメチル基である化合物及び式（３）においてＲ^４がメチル基である化合物の混合物）
Ｄ１：３，３’－チオビスプロピオン酸ジトリデシル

［加工性能の評価］
実施例及び比較例の各潤滑油組成物の加工性能を評価するために、ＡＳＴＭＤ３２３３に準拠した方法によりＦＡＬＥＸ試験を行い、焼付き荷重を測定した。具体的には、回転軸に垂直に取り付けられたピンを２個のＶ型ブロックで挟み、評価油中に浸漬した後、荷重２５０ｌｂ（１．１１ｋＮ）、２９０ｒｐｍで５分間ならし運転させ、その後連続的に押え荷重を上げていき、焼付き荷重を測定した。結果を表１に示す。

Claims

ネオペンチルグリコールと脂肪酸とから合成されるポリオールエステルと、硫化オレイン酸エステルと、硫化リノール酸エステルと、を含み、
前記硫化オレイン酸エステルと前記硫化リノール酸エステルとの含有割合（硫化オレイン酸エステル／硫化リノール酸エステル）が、質量比で、０．８～２０である、潤滑油組成物。
金属加工油として用いられる、請求項１に記載の潤滑油組成物。