省電力ギヤ油組成物
【課題】 省電力性、低温流動性に優れ、かつ、極圧性も良好なギヤ油組成物を提供する。
【解決手段】重量平均分子量が１，０００以上３，０００以下のエチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体と重量平均分子量が３，０００を超え２０，０００以下のエチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体を、質量比で６０〜１００：４０〜０の割合で含有する基油を含有し、硫黄を含有する極圧剤を組成物全量に対して０．２〜１０質量％含有し、かつ、組成物の４０℃における動粘度が３０〜２０００ｍｍ２／ｓであることを特徴とするギヤ油組成物。
【解決手段】重量平均分子量が１，０００以上３，０００以下のエチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体と重量平均分子量が３，０００を超え２０，０００以下のエチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体を、質量比で６０〜１００：４０〜０の割合で含有する基油を含有し、硫黄を含有する極圧剤を組成物全量に対して０．２〜１０質量％含有し、かつ、組成物の４０℃における動粘度が３０〜２０００ｍｍ２／ｓであることを特徴とするギヤ油組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、省電力型ギヤ油組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球規模での温暖化が進行し、温室効果ガスの一つである二酸化炭素排出量削減が急務となっている。わが国でも、2006年にエネルギーの使用の合理化に関する法律、地球温暖化対策の推進に関する法律がそれぞれ改正施行され、工場、輸送事業者等はこれまで以上に電力消費量の削減が求められるようになってきた。
【０００３】
電力消費量削減の一つの方法として、産業機械や輸送機械で使用される潤滑油側からの省電力化が図られている。そのような状況下、産業機械の軸受や歯車に用いられている工業用ギヤ油においても、省電力化が検討されており、例えば、摩擦調整剤である硫化オキシモリブデンジチオホスフェート、硫化オキシモリブデンジチオカーバメートなどの配合技術による対応が試みられている（例えば、特許文献１、２参照）。
ところで、各種機械においては、通常運転時の他にも、起動時の電力消費量削減も求められており、これに対しては低温流動性の向上で対応している。ギヤ油においても同様に低温流動性の向上が必要とされている。
さらに、省電力化や低温流動性向上の際には、当然、ギヤ油としての基本性能である極圧性を十分に兼ね備えている必要もある。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２２０４７５号公報
【特許文献２】特開平７−１９７０６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、省電力性、低温流動性に優れ、かつ、極圧性も良好なギヤ油組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、エチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体を基油とし、硫黄を含有する極圧剤を添加、混合することにより、特定の組成物とすることで、省電力性、低温流動性に優れ、かつ、良好な極圧性も示すギヤ油組成物が得られることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成させるに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、重量平均分子量が１，０００以上３，０００以下のエチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体と重量平均分子量が３，０００を超え２０，０００以下のエチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体を、質量比で６０〜１００：４０〜０の割合で含有する基油を含有し、硫黄を含有する極圧剤を組成物全量に対して０．２〜１０質量％含有し、かつ、組成物の４０℃における動粘度が３０〜２０００ｍｍ２／ｓであることを特徴とするギヤ油組成物を提供するものである。
【０００８】
また、本発明は、上記ギヤ油組成物において、前記エチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体がエチレンと炭素数３〜３０のオレフィンとの共重合体であるギヤ油組成物を提供するものである。
また、本発明は、上記ギヤ油組成物において、前記硫黄を含有する極圧剤が硫化オレフィン及び硫黄−リン系極圧剤から選ばれる少なくとも1種以上であるギヤ油組成物を提供するものである。
また、本発明は、上記ギヤ油組成物において、さらにモリブデン化合物がモリブデン量換算で該組成物の全量に対して０．００１〜１．０質量％配合されているギヤ油組成物を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のギヤ油組成物は、特定の重量平均分子量のエチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体と特定の重量平均分子量のエチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体を、特定割合で含有する基油を潤滑油基油として用い、さらに特定量の硫黄を含有する極圧剤と組み合わせるため、省電力性、低温流動性に優れ、かつ、極圧性も良好である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（基油）
本発明のギヤ組成物は、（１）重量平均分子量が１，０００以上３，０００以下のエチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体と（２）重量平均分子量が３，０００を超え２０，０００以下のエチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体を、質量比で（１）成分：（２）成分が６０〜１００：４０〜０、好ましくは６５〜１００：３５〜０の割合で含有する基油が用いられる。すなわち、本発明のギヤ油組成物の基油としては、（１）成分を主成分とし６０％以上含有するもので、必要な動粘度が（１）成分だけで確保できれば、（２）成分は含有しなくてもよい。また、（２）成分は（１）成分と比較して、せん断下における粘度低下を起こしやすい傾向にあり、この点からも（２）成分は少ないか、または含まない方がよい。
【００１１】
上記（１）成分のエチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体の重量平均分子量は、１，０００以上３，０００以下、好ましくは１，３００以上２，５００以下である。（１）成分の重量平均分子量をこの範囲内とすることで、所定のギヤ油動粘度を得やすい。
【００１２】
一方、上記（２）成分のエチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体の重量平均分子量は３，０００を超え２０，０００以下、好ましくは３，０００を超え１５，０００以下である。（２）成分の重量平均分子量を３，０００を超える分子量とすることで、（１）成分との組み合わせで所定のギヤ油動粘度に調整しやすくなる。また、（２）成分の重量平均分子量を２０，０００以下とすることで、せん断下における粘度低下を抑制しやすい。
なお、本発明における重量平均分子量とは、ゲル浸透クロマトグラフィーで測定され、ポリスチレン換算による値である。
【００１３】
エチレンと共重合体を形成するエチレン以外のモノマーとしては、例えば、オレフィン系炭化水素、ジエン系炭化水素、ビニル芳香族炭化水素等が挙げられる。これらのエチレン以外のモノマーの炭素数は、好ましくは３〜３０であり、より好ましくは３〜２５であり、さらに好ましくは３〜１５であり、特に好ましくは３〜８であり、最も好ましくは３〜５である。エチレン以外のモノマーの炭素数が３０以下とすることで、耐せん断安定性を向上させることができるため好ましい。
【００１４】
エチレン以外のモノマーとして用いられるオレフィン系炭化水素としては、直鎖であっても環状であっても良く、分岐があっても良い。オレフィン系炭化水素の具体例としては、プロピレン、ｎ−ブテン、ｉ−ブチレン、シクロブテン、ｎ−ペンテン、ｉ−ペンテン、シクロペンテン、ｎ−へキセン、ｉ−へキセン、ｎ−へプテン、ｉ−へプテン等が挙げられる。
エチレン以外のモノマーとして用いられるジエン系炭化水素は、鎖状であっても、環状であってもよく、分岐鎖があってもよい。ジエン系炭化水素の具体例としては、ブタジエン、シクロブタジエン、ペンタジエン、シクロペンタジエン、ヘキサジエン、ヘプタジエン等が挙げられる。
【００１５】
エチレン以外のモノマーとして用いられるビニル芳香族炭化水素としては、スチレン、ジビニルベンゼン等が挙げられる。
これらエチレン以外のモノマーの内、好ましいものはオレフィン系炭化水素であり、特に好ましいものは炭素数３〜５のオレフィン系炭化水素である。
エチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体はエチレンとエチレン以外のモノマーを重合して合成するが、エチレン以外のモノマーは１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。
【００１６】
エチレンとエチレン以外のモノマーのモル比は特に制限されないが、好ましくは８０：２０〜２０:８０であり、より好ましくは７０：３０〜３０：７０であり、さらに好ましくは６５：３５〜３５：６５である。
エチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体は、規則的交互重合体、ランダム重合体、ブロック重合体またはグラフト重合体のいずれであってもよい。
【００１７】
エチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体は、本発明の目的が損なわれないかぎり、分散型、非分散型のいずれであってもよい（モノマー由来の極性基を有するものを分散型、極性基を有さないものを非分散型という）。すなわち、エチレン以外のモノマー分子として窒素原子含有化合物やアルキルエステル類が用いられている分散型であってもよい。このような窒素原子含有化合物の具体例としては、アルキル-ビニルピリジン、Ｎ−ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール等が挙げられる。また、アルキルエステル類の具体例として、ポリアルキレングリコールエステル、マレイン酸エステル、フマル酸エステル等が挙げられる。これらは１種でも、２種以上でも用いることができる。
【００１８】
ただし、エチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体中の分散基を有するモノマーとそれ以外のモノマーのモル比は、分散基のモル比が２５を超えると、基油とエチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体の混合物のトラクション係数が高くなり、電力消費量が多くなる傾向がある。そのため、分散基を有するモノマーとそれ以外のモノマーのモル比は、好ましくは０：１００〜２５：７５であり、より好ましくは０：１００〜１０：９０である。
エチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００１９】
本発明では、十分な省電力効果を得るために、上記の（１）成分又は（１）成分及び（２）成分の混合物からなる基油を用いることが肝要である。なお、本発明の性能を妨げない範囲であれば、少量の他の基油成分を含有していてもよい。上記のエチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体の含有量は、全基油の合計量に対して、８０質量％以上であることが好ましく、９０質量％以上であることがより好ましく、９５質量％以上であることがさらに好ましく、９８質量％以上であることが特に好ましい。
【００２０】
本発明のギヤ油組成物においては、全基油の配合量は、硫黄を含有する極圧剤や、必要に応じて添加されるモリブデン化合物やその他の添加剤の配合量と全基油の配合量の合計が１００質量％になるように調整されればよいが、組成物の全量に対して９０〜９９．８質量％が好ましく、９２〜９９．８質量％がより好ましく、９５〜９９．８質量％がさらに好ましく、９７〜９９．５質量％が特に好ましい。
【００２１】
（硫黄を含有する極圧剤）
本発明のギヤ油組成物は、極圧剤として、硫黄を含有する極圧剤を含有する。
この硫黄を含有する極圧剤としては、例えば、硫黄系極圧剤や硫黄−リン系極圧剤が挙げられ、耐摩耗性の観点から、硫黄系極圧剤のうちの硫化オレフィンや硫黄−リン系極圧剤を配合することが好ましい。
【００２２】
（ｉ）硫黄系極圧剤
硫黄系極圧剤としては、炭化水素硫化物、硫化油脂、硫化エステル等が挙げられる。
上記炭化水素硫化物としては、一般式（１）又は一般式（２）で表される炭化水素硫化物が挙げられる。
【化１】
【００２３】
一般式（１）及び一般式（２）中、Ｒ１は、１価の炭化水素基（例えば、炭素数２〜２０個の直鎖もしくは分岐の飽和もしくは不飽和の脂肪族炭化水素基（例えば、アルキル基又はアルケニル基）、又は炭素数６〜２６の芳香族炭化水素基）を表し、Ｒ２は、２価の炭化水素基（例えば、炭素数２〜２０の直鎖もしくは分岐の飽和もしくは不飽和の脂肪族炭化水素基、又は炭素数６〜２６の芳香族炭化水素基）を表す。
【００２４】
また、一般式（１）及び一般式（２）中、ｂは１以上の整数で、繰り返し単位中において各々のｂは同じでも異なっていてもよく、ｃは０又は１以上の整数を表す。
Ｒ１で表される１価の炭化水素基の具体例としては、エチル基、プロピル基、ブチル基、ノニル基、ドデシル基、プロペニル基、ブテニル基、フェニル基、トリル基、へキシルフェニル基、ベンジル基などが挙げられる。
Ｒ２で表される２価の炭化水素基の具体例としては、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、フェニレン基などが挙げられる。
【００２５】
これら炭化水素硫化物の具体的な化合物例としては、（１）ジイソブチルジサルファイド、ジオクチルポリサルファイド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルポリサルファイド、ジ−ｔｅｒｔ−ノニルポリサルファイド、ジベンジルポリサルファイドなどのポリサルファイド化合物、（２）ポリイソブチレン、テルペン類などのオレフィン類を、硫黄などの硫化物で硫化した硫化オレフィン類、（３）イソブチレンと硫黄との反応生成物で、一般式（３）、一般式（４）の化学式を有するものと推測される化合物などが挙げられる。
【００２６】
【化２】
一般式（３）中、ｂ及びｃは、一般式（１）におけるｂ及びｃと同じである。
【００２７】
【化３】
一般式（４）中、ｂ及びｃは、一般式（２）におけるｂ及びｃと同じである。
上記硫化油脂としては、油脂と硫黄の反応生成物が挙げられる。
ここで、油脂としては、ラード、牛脂、鯨油、パーム油、ヤシ油、ナタネ油などの動植物油脂が挙げられる。
硫化エステルは、油脂と各種アルコールとの反応により得られる脂肪酸エステルを硫化することにより得られ、化学構造そのものは明確でない。油脂としてラード、牛脂、鯨油、パーム油、ヤシ油、ナタネ油などの動植物油脂などが挙げられる。
【００２８】
（ｉｉ）硫黄−リン系極圧剤
硫黄−リン系極圧剤としては、上記の硫黄系極圧剤とリン系極圧剤とを組みあわせて配合したものや、硫黄−リン系化合物が挙げられる。
硫黄系極圧剤と組み合わせるリン系極圧剤としては、ホスフェート、ホスファイト、及びこれらの誘導体が挙げられる。ホスフェート、ホスファイトは、モノ、ジ、トリエステルのいずれでもよく、そのアルコール残基としては、ブチル、オクチル、ラウリル、ステアリル、オレイル基などの炭素数４〜３０のアルキル基、フェニル基などの炭素数６〜３０のアリール基、メチルフェニル、オクチルフェニル基などの炭素数７〜３０のアルキル置換アリール基などが挙げられる。
【００２９】
上記リン系極圧剤の具体的化合物の例としては、トリブチルホスフェート、モノオレイルホスフェート、ジオクチルホスフェート、ジオレイルホスファイト、ジフェニルホスファイト、トリクレジルホスファイトなどが挙げられる。これらの誘導体としては、上記モノエステルすなわちアシッドホスフェートやアシッドホスファイトのアミン塩があり、例えばステアリルアミン塩、オレイルアミン塩、ココナッツアミン塩などが挙げられる。
【００３０】
硫黄−リン系化合物としては、チオホスファイト、チオホスフェート及びこれらの誘導体が挙げられる。チオホスファイトは、モノ、ジ、トリチオホスファイトのいずれでもよい。チオホスフェートは、モノ、ジ、トリ、テトラチオホスフェートのいずれでもよい。またチオホスファイト、チオホスフェートは、モノ、ジ、トリエステルのいずれでもよく、そのアルコール残基としては、ブチル、オクチル、ラウリル、ステアリル、オレイル基などの炭素数４〜３０のアルキル基、フェニル基などの炭素数６〜３０のアリール基、メチルフェニル、オクチルフェニル基などの炭素数７〜３０のアルキル置換アリール基などが挙げられる。
【００３１】
硫黄−リン系化合物の具体例としては、トリブチルチオホスフェート、モノオレイルチオホスフェート、ジオクチルチオホスフェート、トリクレジルチオホスフェートなどが挙げられる。これらのアミン塩としては、ステアリルアミン塩、オレイルアミン塩、ココナッツアミン塩などが挙げられる。チオホスファイト及びチオホスフェートの誘導体としては、上記アシッドチオホスファイト及びアシッドチオホスフェートとのアミン塩、金属塩、脂肪酸との反応物等が挙げられ、下記一般式（５）で表されるジチオリン酸エステル系化合物等も用いることができる。
【００３２】
【化４】
【００３３】
上記一般式（５）において、Ｒ３、Ｒ４は、炭素数３〜１８の直鎖または分岐鎖の飽和または不飽和の脂肪族炭化水素基、環状炭化水素基を表し、同一であっても異なっていてもよい。具体的には、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、２−エチルへキシル基、ノニル基、ドデシル基、プロペニル基、ブテニル基、フェニル基、ヘキシルフェニル基などがある。
【００３４】
Ｒ５は炭素数１〜６の直鎖または分岐鎖のアルキレン基を表し、具体的には、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、アミレン基、へキシレン基があり、好ましくはエチレン基、プロピレン基、ブチレン基である。
Ｒ６は水素原子または炭素数１〜１８の直鎖または分岐鎖の飽和または不飽和の脂肪族炭化水素基、環状炭化水素基を表す。具体的には、水素原子、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、２−エチルへキシル基、ノニル基、ドデシル基、プロペニル基、ブテニル基、フェニル基、ヘキシルフェニル基などがある。好ましい例として、Ｒ５がプロピレン基でＲ６が水素原子のものが挙げられる。
【００３５】
上記の硫黄を含有する極圧剤の含有量は、本発明のギヤ油組成物の全量に対し、０．２〜１０質量％であることが必要である。この含有量は、より好ましくは０．２〜８質量％であり、さらに好ましくは０．２〜５質量％であり、特に好ましくは０．５〜３質量％である。含有量が０．２質量％未満であると、ギヤ油組成物として求められる極圧性能を得にくくなる傾向にあり、１０質量％を超えても添加量に見合った効果が得られない。
上記の硫黄を含有する極圧剤は、１種単独または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３６】
（モリブデン化合物）
本発明のギヤ油組成物は、さらにモリブデン化合物をギヤ組成物の全量に対しモリブデン量換算で０．００１〜１．０質量％含有させることで、さらに省電力効果を高めることができる。モリブデン化合物のモリブデン換算量での含有量は、好ましくは０．００５〜０．３質量％であり、より好ましくは０．０１〜０．２質量％である。
上記モリブデン化合物としては、モリブデン酸アミン、モリブデンジチオホスフェート、モリブデンジチオカーバメートなどが挙げられる。
【００３７】
モリブデン酸アミンとしては、三酸化モリブデン、モリブデン酸、又はそのアルカリ塩を還元剤にて還元後、アミン類と反応させて得ることができる。ここで用いられるアミン類としては第一級アミン、第二級アミン、第三級アミンのいずれであってもよく、その一例として、第一級アミンとしては炭素数４〜２４のアルキル基を有するモノアルキルアミン等、第二級アミンとしては炭素数１〜２４のアルキル基を有するジアルキルアミン等、第三級アミンとしては炭素数１〜２４のアルキル基を有するトリアルキルアミン等を挙げることができる。このうち、生成物の油溶性の点で特に好ましいアミンは、第二級アミンであり、炭素数６〜２４のアルキル基を有するジアルキルアミンが好ましい。ジアルキルアミンにおけるアルキル基の炭素数は、８〜２０がより好ましく、１０〜１６がさらに好ましい。
【００３８】
モリブデンジチオカーバメートとしては一般式（６）の構造を有する化合物が挙げられる。
【化５】
（式中、Ｒ７〜Ｒ１０は炭素数６〜１８の炭化水素基であり、それぞれ同一であってもよいし、異なってもよい。Ｘ及びＹは、硫黄原子又は酸素原子を示す。）
【００３９】
モリブデンジチオホスフェートとしては、一般式（７）の構造を有する化合物が挙げられる。
【化６】
（式中、Ｒ７〜Ｒ１０は炭素数６〜１８の炭化水素基であり、それぞれ同一であってもよいし、異なってもよい。Ｘ及びＹは、硫黄原子又は酸素原子を示す。）
上記モリブデン化合物の中で、最も好ましいものはモリブデン酸アミンである。
【００４０】
（その他添加剤）
本発明のギヤ油組成物には、本発明の目的が損なわれない範囲で、必要に応じて各種公知の添加剤を配合することができる。例えば酸化防止剤、油性剤、清浄分散剤、さび止め剤、金属不活性化剤、流動点降下剤、泡消剤、抗乳化剤等が挙げられる。
酸化防止剤としては、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール等のフェノール系酸化防止剤、アルキル化ジフェニルアミン、アルキル化フェニル−α−ナフチルアミン等のアミン系酸化防止剤、ホスホン酸エステル等のリン系酸化防止剤等が挙げられる。
【００４１】
油性剤としては、オレイン酸、ステアリン酸等の高級脂肪酸、オレイルアルコール等の高級アルコール、オレイルアミン等のアミン、ブチルステアレート等のエステルが挙げられる。
清浄分散剤としては、アルケニルコハク酸イミド、アルケニルコハク酸エステル等の無灰系清浄分散剤、アルカリ土類金属系清浄分散剤が挙げられる。
さび止め剤としては、カルボン酸、金属セッケン、カルボン酸アミン塩、スルホン酸の金属塩、多価アルコールの部分エステル等が挙げられる。
【００４２】
金属不活性化剤としては、ベンゾトリアゾ−ルおよびその誘導体、アルキルコハク酸誘導体が挙げられる。
流動点降下剤としては、ポリアルキルメタクリレート、ポリブテン、ポリアルキルスチレン、ポリビニルアセテート、ポリアルキルアクリレート等が挙げられる。
消泡剤としては、シリコーン油やエステル系消泡剤等が挙げられる。
抗乳化剤としては、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤等の抗乳化剤が挙げられる。
これら添加剤は、１種を単独使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４３】
（ギヤ油組成物の性状）
本発明のギヤ油組成物の４０℃動粘度は、ＪＩＳ Ｋ２２８３動粘度試験方法(４０℃)において、３０〜２０００ｍｍ２／ｓであり、好ましくは６０〜１０００ｍｍ２／ｓである。４０℃動粘度が３０ｍｍ２／ｓ未満であると、適切な油膜厚さが保たれなくなり、極圧性が低下する傾向がある。４０℃動粘度が１０００ｍｍ２／ｓを超えると、電力消費量が多くなる傾向がある。
【００４４】
また、本発明のギヤ油組成物の粘度指数は、ＪＩＳ Ｋ２２８３動粘度試験方法において、好ましくは１００以上であり、より好ましくは１１０以上、さらに好ましくは１２０以上、特に好ましくは１３０以上である。粘度指数が低すぎると低温粘度が高くなり、低温始動時の電力消費量が多くなる傾向がある。
【実施例】
【００４５】
次に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。なお、本発明は、これらの例によって何ら制限されるものではない。
各実施例、比較例において組成物の調製に用いた基油、添加剤成分は次のとおりである。
なお、４０℃動粘度はＪＩＳ Ｋ２２８３動粘度試験方法により測定した。
【００４６】
（Ａ）基油
（Ａ−１） 重量平均分子量が２，０００、エチレン/プロピレンのモル比が５３：４７であるエチレン/プロピレン共重合体
（Ａ−２） 重量平均分子量が１６，０００、エチレン/プロピレンのモル比が５３：４７であるエチレン/プロピレン共重合体
（Ａ−３） 重量平均分子量が１０，０００、エチレン/プロピレンのモル比が５３：４７であるエチレン/プロピレン共重合体
（Ａ−４） 重量平均分子量が５，０００、エチレン/プロピレンのモル比が５３：４７であるエチレン/プロピレン共重合体
（Ａ−５） 重量平均分子量が３，５００、エチレン/プロピレンのモル比が５３：４７であるエチレン/プロピレン共重合体
【００４７】
（Ａ−６） 重量平均分子量が１５０，０００であるポリイソブチレン
（Ａ−７） 重量平均分子量が２２，０００であるポリメタクリレート
（Ａ−８）水素化精製鉱油（グループＩＩ基油）
40℃動粘度：81mm2/s、100℃動粘度：10.0mm2/s、40℃における密度：0.859
（Ａ−９）精製鉱油（グループＩ基油）
40℃動粘度：99mm2/s、100℃動粘度：11.1mm2/s、40℃における密度：0.869
【００４８】
（Ａ−１０）精製鉱油（グループＩ基油）
40℃動粘度：510mm2/s、100℃動粘度：31mm2/s、40℃における密度：0.885
（Ａ−１１）ＰＡＯ（ポリαオレフィン）
40℃動粘度：400mm2/s、100℃動粘度：40mm2/s、40℃における密度：0.835
（Ａ−１２）ペンタエリスリトールエステル（花王（株）製 カオルーブ２６２
40℃動粘度：32mm2/s、100℃動粘度：5.9mm2/s、40℃における密度：0.961
重量平均分子量はゲル浸透クロマトグラフィーにて測定、ポリスチレン換算にて算出した。ゲル浸透クロマトグラフィーはカラムにＳｈｏｄｅｘ ＧＰＣ ＬＦ−８０４を３本、移動層にＴＨＦ、検出器に示差屈折検出器を用いた。
【００４９】
（Ｂ）極圧剤
（Ｂ−１） 硫化オレフィン（硫黄含有量１９質量％）
（Ｂ−２） アシッドホスフェートのアミン塩
（Ｂ−３） β−ジチオホスホリル化プロピオン酸
（一般式（５）の、Ｒ３とＲ４がイソブチル基、Ｒ５がプロピレン基、Ｒ６が水素原子である硫黄−リン系極圧剤）
（Ｂ−４） 硫化エステル
【００５０】
（Ｃ）モリブデン化合物
（Ｃ−１） Ｍｏ酸アミン（Ｍｏ量：４．４質量％、モリブデン酸のジトリデシルアミンとの反応物）
（評価方法）
ギヤ油組成物の粘度指数、極圧性、省電力効果について、下記の評価方法により評価した。
＜粘度指数＞
粘度指数はＪＩＳ Ｋ２２８３動粘度試験方法により測定した。
【００５１】
＜極圧性＞
極圧性を耐荷重試験で評価した。耐荷重試験はＦＺＧギヤ試験機を用い、ドイツ工業規格（ＤＩＮ）のＤＩＮ５１３５４−２に準拠した。具体的には、規格に沿った荷重をギヤに負荷したのち、ギヤ回転速度１，４４０ｒｐｍで２１，７００回転に達するまで試験を行う。ここまでを１ステージとする。以下、荷重ステージを段階的に上昇させ、各ステージ終了時におけるピニオンの１６歯面における摩耗傷（スカッフィング、スコーリング）の合計面積を測定し、２０ｍｍ２未満を合格とした。各表に記載した「ＦＺＧギヤ試験不合格ステージ」は不合格となった最終ステージである（例えば、ＦＺＧギヤ試験不合格ステージが１１のものは、１０ステージまでは合格で、１１ステージ目で不合格となったことを示す。）。したがって、ＦＺＧギヤ試験合格ステージの数値が大きい程、極圧性は高い。なお、試験は１２ステージまで実施し、１２ステージ目を合格したものは１２＋として示した。
【００５２】
＜省電力効果＞
ＡＳＴＭ Ｄ ５１８２に規定されるＦＺＧ試験において、５０℃、１４５０ｒｐｍ、３ステージにおける消費電力をＪＩＳ Ｋ ２２１９に規定する工業用２種のギヤ油（コスモギヤＳＥ２２０）の消費電力と比較し、下記の基準で評価した。
◎：省電力効果２．５％以上
○：省電力効果１．５％以上〜２．５％未満
△：省電力効果０．５％以上〜１．５％未満
×：省電力効果０．５％未満
【００５３】
（実施例１〜７）
基油に、硫黄を含有する極圧剤、その他の添加剤を表１の上段に示す割合（質量％）で配合し、ギヤ油組成物を調製した。それらのギヤ油組成物の各種性能を評価し、その結果を表１の下段に示す。
（比較例１〜６）
基油に、極圧剤、その他の添加剤を表２の上段に示す割合（質量％）で配合し、ギヤ油組成物を調製した。それらのギヤ油組成物の各種性能を評価し、その結果を表２の下段に示す。
【００５４】
【表１】
【００５５】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明のギヤ油組成物は、種々の用途において使用することが可能である。例えば、産業機械の軸受や歯車、金属加工、特に好ましくは圧延機、搬送用ベルトコンベア、発電所のタービン、建設機械、工作機械、船舶等に用いることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、省電力型ギヤ油組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球規模での温暖化が進行し、温室効果ガスの一つである二酸化炭素排出量削減が急務となっている。わが国でも、2006年にエネルギーの使用の合理化に関する法律、地球温暖化対策の推進に関する法律がそれぞれ改正施行され、工場、輸送事業者等はこれまで以上に電力消費量の削減が求められるようになってきた。
【０００３】
電力消費量削減の一つの方法として、産業機械や輸送機械で使用される潤滑油側からの省電力化が図られている。そのような状況下、産業機械の軸受や歯車に用いられている工業用ギヤ油においても、省電力化が検討されており、例えば、摩擦調整剤である硫化オキシモリブデンジチオホスフェート、硫化オキシモリブデンジチオカーバメートなどの配合技術による対応が試みられている（例えば、特許文献１、２参照）。
ところで、各種機械においては、通常運転時の他にも、起動時の電力消費量削減も求められており、これに対しては低温流動性の向上で対応している。ギヤ油においても同様に低温流動性の向上が必要とされている。
さらに、省電力化や低温流動性向上の際には、当然、ギヤ油としての基本性能である極圧性を十分に兼ね備えている必要もある。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２２０４７５号公報
【特許文献２】特開平７−１９７０６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、省電力性、低温流動性に優れ、かつ、極圧性も良好なギヤ油組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、エチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体を基油とし、硫黄を含有する極圧剤を添加、混合することにより、特定の組成物とすることで、省電力性、低温流動性に優れ、かつ、良好な極圧性も示すギヤ油組成物が得られることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成させるに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、重量平均分子量が１，０００以上３，０００以下のエチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体と重量平均分子量が３，０００を超え２０，０００以下のエチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体を、質量比で６０〜１００：４０〜０の割合で含有する基油を含有し、硫黄を含有する極圧剤を組成物全量に対して０．２〜１０質量％含有し、かつ、組成物の４０℃における動粘度が３０〜２０００ｍｍ２／ｓであることを特徴とするギヤ油組成物を提供するものである。
【０００８】
また、本発明は、上記ギヤ油組成物において、前記エチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体がエチレンと炭素数３〜３０のオレフィンとの共重合体であるギヤ油組成物を提供するものである。
また、本発明は、上記ギヤ油組成物において、前記硫黄を含有する極圧剤が硫化オレフィン及び硫黄−リン系極圧剤から選ばれる少なくとも1種以上であるギヤ油組成物を提供するものである。
また、本発明は、上記ギヤ油組成物において、さらにモリブデン化合物がモリブデン量換算で該組成物の全量に対して０．００１〜１．０質量％配合されているギヤ油組成物を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のギヤ油組成物は、特定の重量平均分子量のエチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体と特定の重量平均分子量のエチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体を、特定割合で含有する基油を潤滑油基油として用い、さらに特定量の硫黄を含有する極圧剤と組み合わせるため、省電力性、低温流動性に優れ、かつ、極圧性も良好である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（基油）
本発明のギヤ組成物は、（１）重量平均分子量が１，０００以上３，０００以下のエチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体と（２）重量平均分子量が３，０００を超え２０，０００以下のエチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体を、質量比で（１）成分：（２）成分が６０〜１００：４０〜０、好ましくは６５〜１００：３５〜０の割合で含有する基油が用いられる。すなわち、本発明のギヤ油組成物の基油としては、（１）成分を主成分とし６０％以上含有するもので、必要な動粘度が（１）成分だけで確保できれば、（２）成分は含有しなくてもよい。また、（２）成分は（１）成分と比較して、せん断下における粘度低下を起こしやすい傾向にあり、この点からも（２）成分は少ないか、または含まない方がよい。
【００１１】
上記（１）成分のエチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体の重量平均分子量は、１，０００以上３，０００以下、好ましくは１，３００以上２，５００以下である。（１）成分の重量平均分子量をこの範囲内とすることで、所定のギヤ油動粘度を得やすい。
【００１２】
一方、上記（２）成分のエチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体の重量平均分子量は３，０００を超え２０，０００以下、好ましくは３，０００を超え１５，０００以下である。（２）成分の重量平均分子量を３，０００を超える分子量とすることで、（１）成分との組み合わせで所定のギヤ油動粘度に調整しやすくなる。また、（２）成分の重量平均分子量を２０，０００以下とすることで、せん断下における粘度低下を抑制しやすい。
なお、本発明における重量平均分子量とは、ゲル浸透クロマトグラフィーで測定され、ポリスチレン換算による値である。
【００１３】
エチレンと共重合体を形成するエチレン以外のモノマーとしては、例えば、オレフィン系炭化水素、ジエン系炭化水素、ビニル芳香族炭化水素等が挙げられる。これらのエチレン以外のモノマーの炭素数は、好ましくは３〜３０であり、より好ましくは３〜２５であり、さらに好ましくは３〜１５であり、特に好ましくは３〜８であり、最も好ましくは３〜５である。エチレン以外のモノマーの炭素数が３０以下とすることで、耐せん断安定性を向上させることができるため好ましい。
【００１４】
エチレン以外のモノマーとして用いられるオレフィン系炭化水素としては、直鎖であっても環状であっても良く、分岐があっても良い。オレフィン系炭化水素の具体例としては、プロピレン、ｎ−ブテン、ｉ−ブチレン、シクロブテン、ｎ−ペンテン、ｉ−ペンテン、シクロペンテン、ｎ−へキセン、ｉ−へキセン、ｎ−へプテン、ｉ−へプテン等が挙げられる。
エチレン以外のモノマーとして用いられるジエン系炭化水素は、鎖状であっても、環状であってもよく、分岐鎖があってもよい。ジエン系炭化水素の具体例としては、ブタジエン、シクロブタジエン、ペンタジエン、シクロペンタジエン、ヘキサジエン、ヘプタジエン等が挙げられる。
【００１５】
エチレン以外のモノマーとして用いられるビニル芳香族炭化水素としては、スチレン、ジビニルベンゼン等が挙げられる。
これらエチレン以外のモノマーの内、好ましいものはオレフィン系炭化水素であり、特に好ましいものは炭素数３〜５のオレフィン系炭化水素である。
エチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体はエチレンとエチレン以外のモノマーを重合して合成するが、エチレン以外のモノマーは１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。
【００１６】
エチレンとエチレン以外のモノマーのモル比は特に制限されないが、好ましくは８０：２０〜２０:８０であり、より好ましくは７０：３０〜３０：７０であり、さらに好ましくは６５：３５〜３５：６５である。
エチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体は、規則的交互重合体、ランダム重合体、ブロック重合体またはグラフト重合体のいずれであってもよい。
【００１７】
エチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体は、本発明の目的が損なわれないかぎり、分散型、非分散型のいずれであってもよい（モノマー由来の極性基を有するものを分散型、極性基を有さないものを非分散型という）。すなわち、エチレン以外のモノマー分子として窒素原子含有化合物やアルキルエステル類が用いられている分散型であってもよい。このような窒素原子含有化合物の具体例としては、アルキル-ビニルピリジン、Ｎ−ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール等が挙げられる。また、アルキルエステル類の具体例として、ポリアルキレングリコールエステル、マレイン酸エステル、フマル酸エステル等が挙げられる。これらは１種でも、２種以上でも用いることができる。
【００１８】
ただし、エチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体中の分散基を有するモノマーとそれ以外のモノマーのモル比は、分散基のモル比が２５を超えると、基油とエチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体の混合物のトラクション係数が高くなり、電力消費量が多くなる傾向がある。そのため、分散基を有するモノマーとそれ以外のモノマーのモル比は、好ましくは０：１００〜２５：７５であり、より好ましくは０：１００〜１０：９０である。
エチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００１９】
本発明では、十分な省電力効果を得るために、上記の（１）成分又は（１）成分及び（２）成分の混合物からなる基油を用いることが肝要である。なお、本発明の性能を妨げない範囲であれば、少量の他の基油成分を含有していてもよい。上記のエチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体の含有量は、全基油の合計量に対して、８０質量％以上であることが好ましく、９０質量％以上であることがより好ましく、９５質量％以上であることがさらに好ましく、９８質量％以上であることが特に好ましい。
【００２０】
本発明のギヤ油組成物においては、全基油の配合量は、硫黄を含有する極圧剤や、必要に応じて添加されるモリブデン化合物やその他の添加剤の配合量と全基油の配合量の合計が１００質量％になるように調整されればよいが、組成物の全量に対して９０〜９９．８質量％が好ましく、９２〜９９．８質量％がより好ましく、９５〜９９．８質量％がさらに好ましく、９７〜９９．５質量％が特に好ましい。
【００２１】
（硫黄を含有する極圧剤）
本発明のギヤ油組成物は、極圧剤として、硫黄を含有する極圧剤を含有する。
この硫黄を含有する極圧剤としては、例えば、硫黄系極圧剤や硫黄−リン系極圧剤が挙げられ、耐摩耗性の観点から、硫黄系極圧剤のうちの硫化オレフィンや硫黄−リン系極圧剤を配合することが好ましい。
【００２２】
（ｉ）硫黄系極圧剤
硫黄系極圧剤としては、炭化水素硫化物、硫化油脂、硫化エステル等が挙げられる。
上記炭化水素硫化物としては、一般式（１）又は一般式（２）で表される炭化水素硫化物が挙げられる。
【化１】
【００２３】
一般式（１）及び一般式（２）中、Ｒ１は、１価の炭化水素基（例えば、炭素数２〜２０個の直鎖もしくは分岐の飽和もしくは不飽和の脂肪族炭化水素基（例えば、アルキル基又はアルケニル基）、又は炭素数６〜２６の芳香族炭化水素基）を表し、Ｒ２は、２価の炭化水素基（例えば、炭素数２〜２０の直鎖もしくは分岐の飽和もしくは不飽和の脂肪族炭化水素基、又は炭素数６〜２６の芳香族炭化水素基）を表す。
【００２４】
また、一般式（１）及び一般式（２）中、ｂは１以上の整数で、繰り返し単位中において各々のｂは同じでも異なっていてもよく、ｃは０又は１以上の整数を表す。
Ｒ１で表される１価の炭化水素基の具体例としては、エチル基、プロピル基、ブチル基、ノニル基、ドデシル基、プロペニル基、ブテニル基、フェニル基、トリル基、へキシルフェニル基、ベンジル基などが挙げられる。
Ｒ２で表される２価の炭化水素基の具体例としては、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、フェニレン基などが挙げられる。
【００２５】
これら炭化水素硫化物の具体的な化合物例としては、（１）ジイソブチルジサルファイド、ジオクチルポリサルファイド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルポリサルファイド、ジ−ｔｅｒｔ−ノニルポリサルファイド、ジベンジルポリサルファイドなどのポリサルファイド化合物、（２）ポリイソブチレン、テルペン類などのオレフィン類を、硫黄などの硫化物で硫化した硫化オレフィン類、（３）イソブチレンと硫黄との反応生成物で、一般式（３）、一般式（４）の化学式を有するものと推測される化合物などが挙げられる。
【００２６】
【化２】
一般式（３）中、ｂ及びｃは、一般式（１）におけるｂ及びｃと同じである。
【００２７】
【化３】
一般式（４）中、ｂ及びｃは、一般式（２）におけるｂ及びｃと同じである。
上記硫化油脂としては、油脂と硫黄の反応生成物が挙げられる。
ここで、油脂としては、ラード、牛脂、鯨油、パーム油、ヤシ油、ナタネ油などの動植物油脂が挙げられる。
硫化エステルは、油脂と各種アルコールとの反応により得られる脂肪酸エステルを硫化することにより得られ、化学構造そのものは明確でない。油脂としてラード、牛脂、鯨油、パーム油、ヤシ油、ナタネ油などの動植物油脂などが挙げられる。
【００２８】
（ｉｉ）硫黄−リン系極圧剤
硫黄−リン系極圧剤としては、上記の硫黄系極圧剤とリン系極圧剤とを組みあわせて配合したものや、硫黄−リン系化合物が挙げられる。
硫黄系極圧剤と組み合わせるリン系極圧剤としては、ホスフェート、ホスファイト、及びこれらの誘導体が挙げられる。ホスフェート、ホスファイトは、モノ、ジ、トリエステルのいずれでもよく、そのアルコール残基としては、ブチル、オクチル、ラウリル、ステアリル、オレイル基などの炭素数４〜３０のアルキル基、フェニル基などの炭素数６〜３０のアリール基、メチルフェニル、オクチルフェニル基などの炭素数７〜３０のアルキル置換アリール基などが挙げられる。
【００２９】
上記リン系極圧剤の具体的化合物の例としては、トリブチルホスフェート、モノオレイルホスフェート、ジオクチルホスフェート、ジオレイルホスファイト、ジフェニルホスファイト、トリクレジルホスファイトなどが挙げられる。これらの誘導体としては、上記モノエステルすなわちアシッドホスフェートやアシッドホスファイトのアミン塩があり、例えばステアリルアミン塩、オレイルアミン塩、ココナッツアミン塩などが挙げられる。
【００３０】
硫黄−リン系化合物としては、チオホスファイト、チオホスフェート及びこれらの誘導体が挙げられる。チオホスファイトは、モノ、ジ、トリチオホスファイトのいずれでもよい。チオホスフェートは、モノ、ジ、トリ、テトラチオホスフェートのいずれでもよい。またチオホスファイト、チオホスフェートは、モノ、ジ、トリエステルのいずれでもよく、そのアルコール残基としては、ブチル、オクチル、ラウリル、ステアリル、オレイル基などの炭素数４〜３０のアルキル基、フェニル基などの炭素数６〜３０のアリール基、メチルフェニル、オクチルフェニル基などの炭素数７〜３０のアルキル置換アリール基などが挙げられる。
【００３１】
硫黄−リン系化合物の具体例としては、トリブチルチオホスフェート、モノオレイルチオホスフェート、ジオクチルチオホスフェート、トリクレジルチオホスフェートなどが挙げられる。これらのアミン塩としては、ステアリルアミン塩、オレイルアミン塩、ココナッツアミン塩などが挙げられる。チオホスファイト及びチオホスフェートの誘導体としては、上記アシッドチオホスファイト及びアシッドチオホスフェートとのアミン塩、金属塩、脂肪酸との反応物等が挙げられ、下記一般式（５）で表されるジチオリン酸エステル系化合物等も用いることができる。
【００３２】
【化４】
【００３３】
上記一般式（５）において、Ｒ３、Ｒ４は、炭素数３〜１８の直鎖または分岐鎖の飽和または不飽和の脂肪族炭化水素基、環状炭化水素基を表し、同一であっても異なっていてもよい。具体的には、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、２−エチルへキシル基、ノニル基、ドデシル基、プロペニル基、ブテニル基、フェニル基、ヘキシルフェニル基などがある。
【００３４】
Ｒ５は炭素数１〜６の直鎖または分岐鎖のアルキレン基を表し、具体的には、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、アミレン基、へキシレン基があり、好ましくはエチレン基、プロピレン基、ブチレン基である。
Ｒ６は水素原子または炭素数１〜１８の直鎖または分岐鎖の飽和または不飽和の脂肪族炭化水素基、環状炭化水素基を表す。具体的には、水素原子、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、２−エチルへキシル基、ノニル基、ドデシル基、プロペニル基、ブテニル基、フェニル基、ヘキシルフェニル基などがある。好ましい例として、Ｒ５がプロピレン基でＲ６が水素原子のものが挙げられる。
【００３５】
上記の硫黄を含有する極圧剤の含有量は、本発明のギヤ油組成物の全量に対し、０．２〜１０質量％であることが必要である。この含有量は、より好ましくは０．２〜８質量％であり、さらに好ましくは０．２〜５質量％であり、特に好ましくは０．５〜３質量％である。含有量が０．２質量％未満であると、ギヤ油組成物として求められる極圧性能を得にくくなる傾向にあり、１０質量％を超えても添加量に見合った効果が得られない。
上記の硫黄を含有する極圧剤は、１種単独または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３６】
（モリブデン化合物）
本発明のギヤ油組成物は、さらにモリブデン化合物をギヤ組成物の全量に対しモリブデン量換算で０．００１〜１．０質量％含有させることで、さらに省電力効果を高めることができる。モリブデン化合物のモリブデン換算量での含有量は、好ましくは０．００５〜０．３質量％であり、より好ましくは０．０１〜０．２質量％である。
上記モリブデン化合物としては、モリブデン酸アミン、モリブデンジチオホスフェート、モリブデンジチオカーバメートなどが挙げられる。
【００３７】
モリブデン酸アミンとしては、三酸化モリブデン、モリブデン酸、又はそのアルカリ塩を還元剤にて還元後、アミン類と反応させて得ることができる。ここで用いられるアミン類としては第一級アミン、第二級アミン、第三級アミンのいずれであってもよく、その一例として、第一級アミンとしては炭素数４〜２４のアルキル基を有するモノアルキルアミン等、第二級アミンとしては炭素数１〜２４のアルキル基を有するジアルキルアミン等、第三級アミンとしては炭素数１〜２４のアルキル基を有するトリアルキルアミン等を挙げることができる。このうち、生成物の油溶性の点で特に好ましいアミンは、第二級アミンであり、炭素数６〜２４のアルキル基を有するジアルキルアミンが好ましい。ジアルキルアミンにおけるアルキル基の炭素数は、８〜２０がより好ましく、１０〜１６がさらに好ましい。
【００３８】
モリブデンジチオカーバメートとしては一般式（６）の構造を有する化合物が挙げられる。
【化５】
（式中、Ｒ７〜Ｒ１０は炭素数６〜１８の炭化水素基であり、それぞれ同一であってもよいし、異なってもよい。Ｘ及びＹは、硫黄原子又は酸素原子を示す。）
【００３９】
モリブデンジチオホスフェートとしては、一般式（７）の構造を有する化合物が挙げられる。
【化６】
（式中、Ｒ７〜Ｒ１０は炭素数６〜１８の炭化水素基であり、それぞれ同一であってもよいし、異なってもよい。Ｘ及びＹは、硫黄原子又は酸素原子を示す。）
上記モリブデン化合物の中で、最も好ましいものはモリブデン酸アミンである。
【００４０】
（その他添加剤）
本発明のギヤ油組成物には、本発明の目的が損なわれない範囲で、必要に応じて各種公知の添加剤を配合することができる。例えば酸化防止剤、油性剤、清浄分散剤、さび止め剤、金属不活性化剤、流動点降下剤、泡消剤、抗乳化剤等が挙げられる。
酸化防止剤としては、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール等のフェノール系酸化防止剤、アルキル化ジフェニルアミン、アルキル化フェニル−α−ナフチルアミン等のアミン系酸化防止剤、ホスホン酸エステル等のリン系酸化防止剤等が挙げられる。
【００４１】
油性剤としては、オレイン酸、ステアリン酸等の高級脂肪酸、オレイルアルコール等の高級アルコール、オレイルアミン等のアミン、ブチルステアレート等のエステルが挙げられる。
清浄分散剤としては、アルケニルコハク酸イミド、アルケニルコハク酸エステル等の無灰系清浄分散剤、アルカリ土類金属系清浄分散剤が挙げられる。
さび止め剤としては、カルボン酸、金属セッケン、カルボン酸アミン塩、スルホン酸の金属塩、多価アルコールの部分エステル等が挙げられる。
【００４２】
金属不活性化剤としては、ベンゾトリアゾ−ルおよびその誘導体、アルキルコハク酸誘導体が挙げられる。
流動点降下剤としては、ポリアルキルメタクリレート、ポリブテン、ポリアルキルスチレン、ポリビニルアセテート、ポリアルキルアクリレート等が挙げられる。
消泡剤としては、シリコーン油やエステル系消泡剤等が挙げられる。
抗乳化剤としては、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤等の抗乳化剤が挙げられる。
これら添加剤は、１種を単独使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４３】
（ギヤ油組成物の性状）
本発明のギヤ油組成物の４０℃動粘度は、ＪＩＳ Ｋ２２８３動粘度試験方法(４０℃)において、３０〜２０００ｍｍ２／ｓであり、好ましくは６０〜１０００ｍｍ２／ｓである。４０℃動粘度が３０ｍｍ２／ｓ未満であると、適切な油膜厚さが保たれなくなり、極圧性が低下する傾向がある。４０℃動粘度が１０００ｍｍ２／ｓを超えると、電力消費量が多くなる傾向がある。
【００４４】
また、本発明のギヤ油組成物の粘度指数は、ＪＩＳ Ｋ２２８３動粘度試験方法において、好ましくは１００以上であり、より好ましくは１１０以上、さらに好ましくは１２０以上、特に好ましくは１３０以上である。粘度指数が低すぎると低温粘度が高くなり、低温始動時の電力消費量が多くなる傾向がある。
【実施例】
【００４５】
次に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。なお、本発明は、これらの例によって何ら制限されるものではない。
各実施例、比較例において組成物の調製に用いた基油、添加剤成分は次のとおりである。
なお、４０℃動粘度はＪＩＳ Ｋ２２８３動粘度試験方法により測定した。
【００４６】
（Ａ）基油
（Ａ−１） 重量平均分子量が２，０００、エチレン/プロピレンのモル比が５３：４７であるエチレン/プロピレン共重合体
（Ａ−２） 重量平均分子量が１６，０００、エチレン/プロピレンのモル比が５３：４７であるエチレン/プロピレン共重合体
（Ａ−３） 重量平均分子量が１０，０００、エチレン/プロピレンのモル比が５３：４７であるエチレン/プロピレン共重合体
（Ａ−４） 重量平均分子量が５，０００、エチレン/プロピレンのモル比が５３：４７であるエチレン/プロピレン共重合体
（Ａ−５） 重量平均分子量が３，５００、エチレン/プロピレンのモル比が５３：４７であるエチレン/プロピレン共重合体
【００４７】
（Ａ−６） 重量平均分子量が１５０，０００であるポリイソブチレン
（Ａ−７） 重量平均分子量が２２，０００であるポリメタクリレート
（Ａ−８）水素化精製鉱油（グループＩＩ基油）
40℃動粘度：81mm2/s、100℃動粘度：10.0mm2/s、40℃における密度：0.859
（Ａ−９）精製鉱油（グループＩ基油）
40℃動粘度：99mm2/s、100℃動粘度：11.1mm2/s、40℃における密度：0.869
【００４８】
（Ａ−１０）精製鉱油（グループＩ基油）
40℃動粘度：510mm2/s、100℃動粘度：31mm2/s、40℃における密度：0.885
（Ａ−１１）ＰＡＯ（ポリαオレフィン）
40℃動粘度：400mm2/s、100℃動粘度：40mm2/s、40℃における密度：0.835
（Ａ−１２）ペンタエリスリトールエステル（花王（株）製 カオルーブ２６２
40℃動粘度：32mm2/s、100℃動粘度：5.9mm2/s、40℃における密度：0.961
重量平均分子量はゲル浸透クロマトグラフィーにて測定、ポリスチレン換算にて算出した。ゲル浸透クロマトグラフィーはカラムにＳｈｏｄｅｘ ＧＰＣ ＬＦ−８０４を３本、移動層にＴＨＦ、検出器に示差屈折検出器を用いた。
【００４９】
（Ｂ）極圧剤
（Ｂ−１） 硫化オレフィン（硫黄含有量１９質量％）
（Ｂ−２） アシッドホスフェートのアミン塩
（Ｂ−３） β−ジチオホスホリル化プロピオン酸
（一般式（５）の、Ｒ３とＲ４がイソブチル基、Ｒ５がプロピレン基、Ｒ６が水素原子である硫黄−リン系極圧剤）
（Ｂ−４） 硫化エステル
【００５０】
（Ｃ）モリブデン化合物
（Ｃ−１） Ｍｏ酸アミン（Ｍｏ量：４．４質量％、モリブデン酸のジトリデシルアミンとの反応物）
（評価方法）
ギヤ油組成物の粘度指数、極圧性、省電力効果について、下記の評価方法により評価した。
＜粘度指数＞
粘度指数はＪＩＳ Ｋ２２８３動粘度試験方法により測定した。
【００５１】
＜極圧性＞
極圧性を耐荷重試験で評価した。耐荷重試験はＦＺＧギヤ試験機を用い、ドイツ工業規格（ＤＩＮ）のＤＩＮ５１３５４−２に準拠した。具体的には、規格に沿った荷重をギヤに負荷したのち、ギヤ回転速度１，４４０ｒｐｍで２１，７００回転に達するまで試験を行う。ここまでを１ステージとする。以下、荷重ステージを段階的に上昇させ、各ステージ終了時におけるピニオンの１６歯面における摩耗傷（スカッフィング、スコーリング）の合計面積を測定し、２０ｍｍ２未満を合格とした。各表に記載した「ＦＺＧギヤ試験不合格ステージ」は不合格となった最終ステージである（例えば、ＦＺＧギヤ試験不合格ステージが１１のものは、１０ステージまでは合格で、１１ステージ目で不合格となったことを示す。）。したがって、ＦＺＧギヤ試験合格ステージの数値が大きい程、極圧性は高い。なお、試験は１２ステージまで実施し、１２ステージ目を合格したものは１２＋として示した。
【００５２】
＜省電力効果＞
ＡＳＴＭ Ｄ ５１８２に規定されるＦＺＧ試験において、５０℃、１４５０ｒｐｍ、３ステージにおける消費電力をＪＩＳ Ｋ ２２１９に規定する工業用２種のギヤ油（コスモギヤＳＥ２２０）の消費電力と比較し、下記の基準で評価した。
◎：省電力効果２．５％以上
○：省電力効果１．５％以上〜２．５％未満
△：省電力効果０．５％以上〜１．５％未満
×：省電力効果０．５％未満
【００５３】
（実施例１〜７）
基油に、硫黄を含有する極圧剤、その他の添加剤を表１の上段に示す割合（質量％）で配合し、ギヤ油組成物を調製した。それらのギヤ油組成物の各種性能を評価し、その結果を表１の下段に示す。
（比較例１〜６）
基油に、極圧剤、その他の添加剤を表２の上段に示す割合（質量％）で配合し、ギヤ油組成物を調製した。それらのギヤ油組成物の各種性能を評価し、その結果を表２の下段に示す。
【００５４】
【表１】
【００５５】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明のギヤ油組成物は、種々の用途において使用することが可能である。例えば、産業機械の軸受や歯車、金属加工、特に好ましくは圧延機、搬送用ベルトコンベア、発電所のタービン、建設機械、工作機械、船舶等に用いることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量平均分子量が１，０００以上３，０００以下のエチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体と重量平均分子量が３，０００を超え２０，０００以下のエチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体を、質量比で６０〜１００：４０〜０の割合で含有する基油を含有し、硫黄を含有する極圧剤を組成物全量に対して０．２〜１０質量％含有し、かつ、組成物の４０℃における動粘度が３０〜２０００ｍｍ２／ｓであることを特徴とするギヤ油組成物。
【請求項２】
前記エチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体がエチレンと炭素数３〜３０のオレフィンとの共重合体である請求項１に記載のギヤ油組成物。
【請求項３】
前記硫黄を含有する極圧剤が硫化オレフィン及び硫黄−リン系極圧剤から選ばれる少なくとも1種以上である請求項１又は請求項２に記載のギヤ油組成物。
【請求項４】
さらにモリブデン化合物がモリブデン量換算で該組成物の全量に対して０．００１〜１．０質量％配合されている請求項１〜３のいずれかに記載のギヤ油組成物。
【請求項１】
重量平均分子量が１，０００以上３，０００以下のエチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体と重量平均分子量が３，０００を超え２０，０００以下のエチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体を、質量比で６０〜１００：４０〜０の割合で含有する基油を含有し、硫黄を含有する極圧剤を組成物全量に対して０．２〜１０質量％含有し、かつ、組成物の４０℃における動粘度が３０〜２０００ｍｍ２／ｓであることを特徴とするギヤ油組成物。
【請求項２】
前記エチレンとエチレン以外のモノマーとの共重合体がエチレンと炭素数３〜３０のオレフィンとの共重合体である請求項１に記載のギヤ油組成物。
【請求項３】
前記硫黄を含有する極圧剤が硫化オレフィン及び硫黄−リン系極圧剤から選ばれる少なくとも1種以上である請求項１又は請求項２に記載のギヤ油組成物。
【請求項４】
さらにモリブデン化合物がモリブデン量換算で該組成物の全量に対して０．００１〜１．０質量％配合されている請求項１〜３のいずれかに記載のギヤ油組成物。
【公開番号】特開２０１０−９５６９２（Ｐ２０１０−９５６９２Ａ）
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７０３５５（Ｐ２００８−２７０３５５）
【出願日】平成２０年１０月２０日（２００８．１０．２０）
【出願人】（３９８０５３１４７）コスモ石油ルブリカンツ株式会社 (123)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２０日（２００８．１０．２０）
【出願人】（３９８０５３１４７）コスモ石油ルブリカンツ株式会社 (123)
【Ｆターム（参考）】
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