JP5325469B2 - 潤滑油組成物 - Google Patents
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Description
従来、自動車緩衝器用潤滑油は、緩衝器のオイルシール/ピストンロッド、ピストンロッド/ガイドブッシュ、ピストンバンド/シリンダーなどの摺動部における摩擦を低減することによって振動抑制作用の向上を図ってきた(例えば、特許文献1、2)。
ところが、近年、高速道路など完備した道路が拡充されたため、高速走行が増加してきた。このような高速走行時においては、タイヤを通して発生する振動は、微少振動状態になることが多く、そのことによって操縦安定性が損なわれることがある。しかもこのような振動状態は、減衰力が発生しにくい条件であり、従来の摩擦を低減するという緩衝器用潤滑油の開発思想では、その振動を抑制できないことが明らかになってきた。
その後、その微少振動状態は、オイルシールとピストンロッド間の摩擦力を高めることによって抑制でき、それによって高速走行時の操縦安定性を高め得ることが分ってきた(例えば、特許文献3)。
しかし、オイルシール/ピストンロッド間の摩擦力を高める緩衝器用潤滑油は、ピストンロッド/ガイドブッシュなどオイルシール/ピストンロッド間以外の摺動部の摩擦係数も高める結果をもたらした。その結果、例えば、マンホールの上を通過した場合など、道路が微小な段差を有するため、緩衝器に横方向(ピストンロッドに対して垂直方向)の力が働いた場合、ピストンロッド/ガイドブッシュ間の摩擦係数が高くなり、その振動を減衰できず乗り心地を悪化させる現象が認められた。
また、乗り心地は、緩衝器油の泡立性によっても影響される。油剤自体の摩擦係数が適正な緩衝器油であっても、泡が多量に発生すると油剤の性能が発揮されず、乗り心地が悪化するという現象である。
したがって、これらの問題を解決するには、オイルシール/ピストンロッド間の摩擦力を高めると共に、ピストンロッド/ガイドブッシュ間などそれ以外の摺動部については、摩擦係数を低減し得る潤滑油であるとともに、泡立性を抑制できる
緩衝器用潤滑油が要求される。
〔1〕粘度指数が95以上の鉱油及び/又は合成油からなる基油に、組成物全量を基準として(A)アルケニルコハク酸イミド0.1〜2.0質量%、(B)炭素数6〜10の炭化水素基を有する酸性亜リン酸ジエステル0.1〜2.0質量%、及び(C)過塩基性アルカリ土類金属のスルホネート、フェネート及びサリチレートの中から選ばれる少なくとも1種を0.001〜0.3質量%配合してなる潤滑油組成物、
〔2〕基油の40℃における動粘度が2〜20mm2/s、かつ粘度指数が100以上である前記〔1〕に記載の潤滑油組成物、
〔3〕基油の引火点が150℃以上である前記〔1〕又は〔2〕に記載の潤滑油組成物、
〔4〕(A)成分のアルケニルコハク酸イミドが、分子量500〜1500のポリブテニル基を有するモノタイプ又はビスタイプのポリブテニルコハク酸イミドである前記〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の潤滑油組成物、
〔5〕(B)成分が炭素数8のアルキル基を有する酸性亜リン酸ジエステルである前記〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の潤滑油組成物、
〔6〕(C)成分が、JIS K2501(過塩素酸法)による塩基価が200〜800mgKOH/gのカルシウムスルホネートである前記〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の潤滑油組成物、
〔7〕さらに(D)粘度指数向上剤を配合してなる前記〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の潤滑油組成物、
〔8〕自動車緩衝器用潤滑油である前記〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載の潤滑油組成物、
を提供するものである。
また、本発明は、良好な操縦安定性と乗り心地を保った上で、低温流動性にも優れ、寒冷地においても良好な潤滑油組成物としての性能を示す効果がある。
走行時、特に高速走行時の操縦安定性を向上させるためには、オイルシール/ピストンロッド間の摩擦力を高めることが必要であり、また乗り心地、特に横方向の力を受けたときの乗り心地を向上させるには、ピストンロッド/ガイドブッシュ間の摩擦力を低減することが求められる。
本発明の潤滑油組成物は、前記の要件を満たすために、以下に示すように、特定の基油に、(A)アルケニルコハク酸イミド、(B)炭素数6〜10の炭化水素基を有する酸性亜リン酸ジエステル、及び(C)過塩基性アルカリ土類金属スルホネートなどを各特定量配合したことを特徴とする。
なお、ここでいう基油の粘度指数などの性状は、複数の基油を混合して用いる場合は、混合基油の性状を意味している。
また、合成油としては、例えば、ポリブテン、ポリオレフィン〔α−オレフィン(共)重合体〕〕、各種のエステル(例えば、ポリオールエステル、二塩基酸エステル、リン酸エステルなど)、各種のエーテル(例えば、ポリフェニルエーテルなど)、アルキルベンゼン、アルキルナフタレンなどが挙げられる。
本発明においては、基油として、上記鉱油を一種用いてもよく、二種以上組み合わせて用いてもよい。また、上記合成油を一種用いてもよく、二種以上組み合わせて用いてもよい。さらには、鉱油一種以上と合成油一種以上とを組み合わせて用いてもよい。
これらの中でも、鉱油、特にパラフイン系鉱油や、1−デセンのオリゴマーなどのα−オレフィン重合体及びそれらの混合物が好ましく用いられる。
また、前記基油は、引火点が150℃以上であるものが好ましく、155℃以上のものがより好ましい。基油の引火点が150℃未満では、使用条件下において泡の発生が増大する場合が多く、そのことによって乗り心地を悪化させることがある。
したがって低温流動性を高める目的で、過度に低粘度基材を混合した基油を用いることは好ましくない。
なお、ここでいう引火点は、通常JIS K2265(COC法)によって測定されるものである。
で表されるビスタイプのアルケニルコハク酸イミドなどを挙げることができる。
H2N−(R2NH)m−H …(III)
H2N−(R5NH)n−R6−NH2 …(IV)
(式中、R2、R5、R6、m及びnは前記と同じである。)
で表されるものが用いられる。
で表される化合物を挙げることができる。
前記一般式(V)において、R7及びR8で示される炭素数6〜10のアルキル基又はアルケニル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよい。このようなものとしては、各種ヘキシル基(n−ヘキシル基、イソヘキシル基、シクロヘキシル基など)、各種ヘプチル基、各種オクチル基(n−オクチル基、イソオクチル基、2−エチルヘキシル基など)、各種ノニル基、あるいは各種デシル基などを挙げることができる。
この(B)成分の酸性亜リン酸ジエステルは、オイルシールとピストンロッド間の摩擦力を高める作用を有する。
過塩基性アルカリ土類金属スルホネート等としては、塩基価(JIS K−2501:過塩素酸法)が200〜800mgKOH/gのものが好ましく、300〜600mgKOH/gのものがより好ましい。塩基価が200mgKOH/g未満では、ピストンロッド/ガイドブッシュ間の摩擦係数低減効果が不充分になる場合があり、800mgKOH/gを超えると、溶解性が不充分になる場合があって好ましくない。
また、アルカリ土類金属としては、カルシウム、マグネシウム、バリウムなどが用いられるが、性能及び入手性の観点から、カルシウムが好ましい。
過塩基性アルカリ土類金属フェネートは、通常フェノールとして、炭素数1〜100のアルキル基を有するアルキルフェノールや硫化アルキルフェノールを用い、そのアルカリ土類金属塩を過塩基化して得られる。また過塩基性アルカリ土類金属サリチレートは、通常サリチル酸として、炭素数1〜100のアルキル基を有するアルキルサリチル酸を用い、そのアルカリ土類金属塩を過塩基化して得られる。
これらの(C)成分の中で、特に過塩基性カルシウムスルホネートが好適に用いられる。
この(C)成分は、ピストンロッド/ガイドブッシュ間の摩擦を低減する作用を有している。
粘度指数向上剤としては、例えばポリメタクリレート系、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−ブタジエン水添共重合体系などが挙げられる。特に、効果及び安定性の点で数平均分子量がおよそ1万〜50万、より好ましくは3万〜20万のポリメタクリレートが好適に用いられる。このポリメタクリレートは非分散型、分散型のいずれであってもよい。
この粘度指数向上剤は、粘度指数を高め、低温粘度を低減する作用を有している。このような粘度指数向上剤の配合量は、通常0.3〜35質量%、好ましくは0.5〜15質量%の割合で使用される。
無灰清浄分散剤としては、例えばホウ素含有コハク酸イミド類、ベンジルアミン類、ホウ素含有ベンジルアミン類、コハク酸エステル類、脂肪酸あるいはコハク酸で代表される一価又は二価カルボン酸アミド類などが挙げられ、通常0.1〜20質量%、好ましくは0.3〜10質量%の割合で使用される。
消泡剤としては、例えば、ジメチルポリシロキサン、ポリアクリレートなどが挙げられ、通常、ごく少量、例えば0.0005〜0.002質量%程度添加される。
(1)シール材の摩擦係数
下記の方法で、シール材の摩擦係数(μI)を測定した。
試験機:バウンデン式往復動摩擦試験機
実験条件
油温:60℃
荷重:9.8N
ストローク:10mm
速度:3.0mm/s
摩擦回数:10回
摩擦材:上部=シール材のゴム(NBR)
下部=クロームメッキ鋼板
評価方法:10回摩擦時の摩擦係数μIを測定した。この摩擦係数μIが大きいほど良好であり、操縦安定性が向上する。
下記の方法で、ガイドブッシュ摩擦係数μIIを測定した。
試験機:クランク式復動摩擦試験機
実験条件:
油温:20℃
荷重:392N
ストローク:±15.0mm
加振周波数1.5Hz
摩擦材:上部=ガイドブッシュ材(表面をテフロンコーティングした銅合金)
下部=クロムメッキロッド
評価方法:10回摩擦時の摩擦係数μIIを測定した。この摩擦係数μIIが小さいほど良好であり、乗り心地が優れる。
下記の方法で、泡立ち量を測定した。
試験機:特開平10−170506号公報の図1に示す泡立ち試験装置
測定条件
噴射ノズル口径:φ1.0mm
液面からのノズル高さ:55mm
油温:60℃
試料油循環流量:1420ml/分
測定方法
噴射ノズルから試料油の液面に30秒間噴射した後の泡の量(ml)を計測した。
泡の量が少ないほど良好であり、乗り心地の低下を抑制することができる。
実験方法:
5人乗りセダン(複筒型ショックアブソーバ装着)を用い、コンクリートの継ぎ目、及びマンホールがある一般コンクリート舗装道路を20〜60km/hの速度で走行し、乗員4名により、操縦安定性及び乗り心地について評点法による評価を行った。
評点法の評点は、操縦安定性、乗り心地それぞれについて、標準を基準の0.0点とし、+2.0〜−2.0の間の評点を付した。
評価は、4名の乗員の操縦安定性、乗り心地それぞれの評点の平均値で表した。
(5)低温粘度
JPI−5S−26−85に準拠し、−40℃におけるBF(ブルックフィールド)粘度を測定した。
第1表に示す種類の基油と各種添加剤とを、第1表に示割合で配合して潤滑油組成物を調製し、性状及び性能を測定した。結果を第1表に示す。
*1:パラフィン系鉱油、40℃動粘度9.05mm2/s、粘度指数109、引火点174℃
*2:パラフィン系鉱油、40℃動粘度7.08mm2/s、粘度指数115、引火点164℃
*3:パラフィン系鉱油、40℃動粘度8.02mm2/s、粘度指数74、引火点154℃
*4:パラフィン系鉱油、40℃動粘度4.32mm2/s、粘度指数83、引火点138℃
*5:ポリブテニル基分子=量950、塩基価(過塩素酸法)40mgKOH/g
*6:数平均分子量14万のポリメタクリレート
*7:フェノール系酸化防止剤、脂肪酸アミド、脂肪酸モノグリセライド、酸性リン酸エステルアミン塩、消泡剤、硫黄系シールスウェラーを含む混合物
これに対し、(C)成分を配合しない比較例1の潤滑油組成物は、ガイドブッシュ摩擦係数μIIが、0.053で実施例1、2より高いため、乗り心地が劣る(評点「+0.8」)。
また、(A)、(B)、(C)各成分を配合するものの、粘度指数が77の基油(引火点は138℃の基油)を用いる比較例2の組成物は、ガイドブッシュ摩擦係数が0.038で実施例1より低いが、泡立ち量が極めて多い(120ml)ため、乗り心地は著しく悪化する(評点「−1.5」)。
さらに(A)、(B)、(C)各成分をいずれも含有しない比較例3は、操縦安定性の低下が著しい(評点「−1.6」)。
したがって、本発明の滑油組成物は、各種の油圧装置に用いる潤滑油として有用であり、中でも、緩衝器用潤滑油、特に四輪用、二輪用を問わず、複筒型や単筒型など種々の自動車用緩衝器用潤滑油として有効に利用することができる。
Claims (7)
- 粘度指数が95以上の鉱油及び/又は合成油からなる基油に、組成物全量を基準として(A)アルケニルコハク酸イミド0.1〜2.0質量%、(B)炭素数6〜10の炭化水素基を有する酸性亜リン酸ジエステル0.1〜2.0質量%、及び(C)過塩基性アルカリ土類金属のスルホネート、フェネート及びサリチレートの中から選ばれる少なくとも1種を0.001〜0.3質量%配合してなる潤滑油組成物であって、自動車緩衝器用潤滑油である潤滑油組成物。
- 基油の40℃における動粘度が2〜20mm2/s、かつ粘度指数が100以上である請求項1に記載の潤滑油組成物。
- 基油の引火点が150℃以上である請求項1又は2に記載の潤滑油組成物。
- (A)成分のアルケニルコハク酸イミドが、分子量500〜1500のポリブテニル基を有するモノタイプ又はビスタイプのポリブテニルコハク酸イミドである請求項1〜3のいずれかに記載の潤滑油組成物。
- (B)成分が炭素数8のアルキル基を有する酸性亜リン酸ジエステルである請求項1〜4のいずれかに記載の潤滑油組成物。
- (C)成分が、JIS K2501(過塩素酸法)による塩基価が200〜800mgKOH/gのカルシウムスルホネートである請求項1〜5のいずれかに記載の潤滑油組成物。
- さらに(D)粘度指数向上剤を配合してなる請求項1〜6のいずれかに記載の潤滑油組成物。
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