JP3925952B2

JP3925952B2 - 含油軸受油組成物

Info

Publication number: JP3925952B2
Application number: JP28270595A
Authority: JP
Inventors: 啓通清木
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1995-10-31
Filing date: 1995-10-31
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2015-10-31
Also published as: JPH09125086A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は含油軸受用油組成物に関し、詳しくは、優れた高温安定性，酸化安定性，低温粘度特性を有し、焼結合金軸受部における潤滑特性に優れ、かつ各種軸受材適合性に優れた含油軸受油組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
焼結合金軸受は、鉄，銅，錫，鉛，亜鉛，炭素，その他の金属粉末を原料として、これを焼結成形して得られる多孔性物質に潤滑油を含浸させたものである。この焼結材料は銅系と鉄系に大別でき、銅系のものは音響、家電製品（ＶＴＲ，カーステレオ，扇風機等）などの、また、鉄系のものは自動車電装部品（ファンモーター等）などの各種モーターに用いられているが、その品質は含浸している潤滑油（焼結合金軸受油）の性能に支配される。
即ち、このような焼結合金軸受油は、高温時の耐熱性・酸化安定性に優れ、回転部の発熱による蒸発性が低いことが要求され、またその多くは無補給運転のため、長寿命性が要求される。更に、高低温時における潤滑性や、焼結材料やその周辺部に使用されているプラスチック材料などに対する適合性も要求されている。
加えて近年、焼結合金軸受の小型化や薄型化とともに、使用環境が過酷かつ多様になってきたため、焼結合金軸受油においては上記特性の更なる向上が急務となっている。即ち、例えば自動車のラジエータのクーリングファンモータ軸受においては、極寒冷地では約−４０℃の低温となる場合があり、他方酷暑地においては夏場にはエンジンの連続運転による放熱のため、１５０℃程度の高温に達することがある。このような幅広い使用温度範囲に対応するため、高温安定性，酸化安定性，低温粘度特性，潤滑特性などの特性の更なる向上が望まれているのである。
このような軸受油として、例えば特開昭６０−１９５９０４号，同６２−２８３１９１号，特開平５−２０９６２３号，同５−２４０２５１号各公報には、種々の焼結合金軸受油が記載されているが、このような焼結合金軸受油によってもその要求特性である上記高温安定性，酸化安定性，低温粘度特性，軸受材適合性，潤滑特性（耐摩耗性，低摩擦係数）のすべての特性を満足することは出来なかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような状況下でなされたものである。即ち、本発明は焼結合金軸受において、その耐摩耗性，低摩擦係数などの潤滑特性、高温安定性、酸化安定性、低温粘度特性等を向上させ、かつ軸受材適合性を向上せしめる含油軸受油組成物を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、基油として、特定の化合物を組み合わせてなる合成油を用いることにより、焼結合金軸受における潤滑特性、高温安定性、酸化安定性、低温粘度特性等を向上させ、更に軸受材適合性を向上せしめることができることを見出した。
すなわち、本発明は、（ａ）ポリオレフィン及び（ｂ）ポリオールエステルを含有する基油を含む含油軸受油組成物、特に上記基油における（ａ）ポリオレフィンの（ｂ）ポリオールエステルに対する割合が、重量比で２０／８０〜８０／２０である上記含油軸受油組成物を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を更に詳細に説明する。
本発明においては、含油軸受油組成物の基油として、（ａ）ポリオレフィン及び（ｂ）ポリオールエステルを含有するものが使用される。
上記基油に用いられる（ａ）ポリオレフィンとしては、その種類、各種性状については特に制限はないが、４０℃における動粘度が５〜１００ｍｍ²／秒の範囲にあるものを使用することが好ましい。上記動粘度が５ｍｍ²／秒未満の場合は耐引火性，耐揮発性，耐荷重性等に不具合を生じる場合があり、また１００ｍｍ²／秒を超える場合は低温での粘度が大きくなり低温流動性が損なわれる場合がある。このような理由から、上記範囲は１５〜７０ｍｍ²／秒であることが更に好ましい。
【０００６】
また、本発明においては、（ａ）ポリオレフィンとして粘度指数が１１０以上、好ましくは１２０以上であるものを使用することができる。この値が上記範囲より低い場合は高温安定性や潤滑特性などが不充分になる恐れがある。更に、上記ポリオレフィンは、流動点が−３０℃以下、好ましくは−４０℃以下のものが使用できる。この値がこの範囲を超える場合は低温粘度特性が不充分になる恐れがある。
本発明においては、上記（ａ）ポリオレフィンとして、α−オレフィン重合体あるいはその共重合体が挙げられる。具体的には、炭素数６〜１４のα−オレフィンオリゴマ−あるいはエチレン−プロピレン共重合体などのエチレン−α−オレフィン共重合体が好ましく使用でき、特に１−デセンのオリゴマーが好ましい。本発明においては、（ａ）ポリオレフィンとして上記のものを一種あるいは二種以上組み合わせて使用することができる。
【０００７】
また、本発明において（ｂ）ポリオールエステルとは、多価アルコールとモノ脂肪酸とのエステル化合物であり、多価アルコールとしては、ネオペンチルグリコール，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好ましく挙げられる。また、モノ脂肪酸としては炭素数４〜１２の直鎖あるいは分岐の有機酸が使用でき、安定性などの点から飽和脂肪酸が好ましい。上記有機酸の炭素数が４未満の場合はエステルの蒸発量が多くなり、また所望の粘度の組成物が得られにくい。また上記炭素数が１２を超える場合は低温粘度が高くなる場合がある。
【０００８】
本発明における（ｂ）ポリオールエステルは、その種類、各種性状については特に制限はないが、４０℃における動粘度が１０〜１００ｍｍ²／秒の範囲にあるものを使用することが好ましい。上記動粘度が１０ｍｍ²／秒未満の場合は耐引火性，耐揮発性，耐荷重性等に不具合が生じる場合あり、また１００ｍｍ²／秒を超える場合は低温での粘度が大きくなり低温流動性が損なわれる場合がある。このような理由から、上記範囲は１５〜７０ｍｍ²／秒であることが更に好ましい。
また、本発明においては、（ｂ）ポリオールエステルとして粘度指数が９０以上であるものを使用することができる。この値が上記範囲より低い場合は高温安定性や潤滑特性などが不充分になる恐れがある。更に、上記ポリオレフィンは、流動点が−３０℃以下、好ましくは−３５℃以下のものが使用できる。この値が上記の範囲を超える場合は低温粘度特性が不充分になる恐れがある。
本発明においては、（ｂ）ポリオールエステルとして上記のものを一種あるいは二種以上組み合わせて使用することができる。
【０００９】
上記基油における、（ａ）ポリオレフィン及び（ｂ）ポリオールエステルの使用量は、（ａ）ポリオレフィンの（ｂ）ポリオールエステルに対する割合、即ち（ａ）／（ｂ）重量比で２０／８０〜８０／２０の範囲にあることが好ましい。この範囲内の使用量においては、本発明の含油軸受油組成物は、ポリオールエステル単独の場合に較べその摩擦係数の上昇が非常に少なく、加えて良好な低温流動性を示す。すなわち、上記（ａ）／（ｂ）が２０／８０未満の場合は低温流動性が大きくなり、８０／２０を超える場合は摩擦係数が大きくなるなど不都合な場合がある。本発明においては、上記使用量は摩擦係数などの点から、更に２０／８０〜７０／３０、特に２０／８０〜６０／４０の範囲内であることが好ましい。
また、本発明の含油軸受油組成物は上記（ａ）ポリオレフィン及び（ｂ）ポリオールエステルを合計で８０重量％以上含有することが好ましい。この含有量が８０重量％未満の場合は低温流動性が不充分となる。
【００１０】
本発明においては、上記基油に更に粘度指数向上剤を配合することが好ましい。使用できる粘度指数向上剤としては、ポリメタアクリレート，ポリイソブチレン，エチレン−プロピレン共重合体などが挙げられ、数平均分子量で１0,０００〜1,００0,０００、更に１0,０００〜３０0,０００、特に１0,０００〜１０0,０００のものが、剪断安定性などの点から好ましく使用できる。本発明においては、これらのうちポリメタアクリレートが低温特性などの点から特に好ましい。
上記粘度指数向上剤は、本発明の含油軸受油組成物中５〜２０重量％含有されることが好ましい。上記含有量が５重量％未満では粘度指数向上効果が小さく、２０重量％を超える場合は粘度が高くなりすぎる恐れがある。これらの粘度指数向上剤は一種用いることもできるが、２種以上組み合わせて使用することもできる。
上記の基油は、粘度指数で１８０以上、好ましくは２００以上のものを用いることが望ましく、高温での使用時に、軸受材料の油透過性による“油圧の逃げ”を生じ、油膜強度が低下したり、軸受からの油の漏洩量が増加し、軸受の寿命を短くしたり、周辺を汚すなどの不具合がなく、また低温始動時に油の流動性低下により潤滑部への油の供給が不足するなどの問題も生じない。
【００１１】
本発明の含油軸受油組成物には、更に必要に応じ、油性剤，無灰系分散剤，金属系清浄剤，摩擦調整剤，酸化防止剤，界面活性剤，流動点降下剤，防錆剤，腐食抑制剤，消泡剤などを用途に応じて配合することができる。これらの添加剤は含油軸受油組成物中合計で１０重量％以下の量で使用することができる。また、上記添加剤は一種あるいは二種以上組み合わせて使用することができる。
これらのうち、酸化防止剤としては、例えば２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール（ＤＢＰＣ）やビスフェノールなどのフェノール系酸化防止剤、ジフェニルアミン，ジアルキル（特に、炭素数４〜１６のアルキル）ジフェニルアミン，フェニル−α−ナフチルアミンなどのアミン系酸化防止剤、ジチオリン酸亜鉛（ＺｎＤＴＰ）などのチオリン酸塩やチオカルバミン酸塩などの有機金属系酸化防止剤などが使用できる。上記酸化防止剤は、本発明の含油軸受油組成物中に0.０１〜５重量％程度添加することができる。
【００１２】
また、防錆剤としては脂肪族アミン類，リン酸エステル類，有機スルホン酸塩，カルボン酸，カルボン酸塩などが使用できる。特に、有機スルホン酸塩としては中性あるいは塩基性のアルカリ金属またはアルカリ土類金属スルホネートが挙げられる。上記防錆剤は、本発明の含油軸受油組成物中に0.０１〜５重量％程度添加することができる。
更に、腐食抑制剤としては、ベンゾトリアゾール系化合物，チアジアゾール系化合物等が用いられ、その使用量は本発明の含油軸受油組成物中に0.０１〜１重量％程度である。
本発明の含油軸受油組成物は、各種焼結金属材に含浸して焼結合金軸受として使用する。このような焼結合金軸受は各種の軸受に使用することができるが、例えばポータブルラジカセ，ポータブルＣＤプレイヤー，ポータブルＭＤプレイヤー等のキャプスタン軸受や自動車のラジエータのクーリングファンモータなどのモーター軸受に適用することができる。
【００１３】
【実施例】
次に、本発明を実施例によりさらに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。
なお、含油軸受油組成物の性能は、以下に示す方法に従い評価した。
＊１動粘度：ＪＩＳＫ２２８３に準じて評価した
＊２粘度指数：ＪＩＳＫ２２８３に準じて評価した
＊３流動点：ＪＩＳＫ２２６９に準じて評価した
＊４曇り点：ＪＩＳＫ２２６６に準じて評価した
＊５低温粘度（ブルックフィールド粘度）：
（社）石油学会ＪＰＩ−５Ｓ−２６−８５に従い評価した
＊６潤滑油酸化安定度試験（ＩＳＯＴ）：
ＪＩＳＫ２５１４に従い、下記条件にて粘度比，全酸価の増加分（ｍｇＫＯＨ／ｇ）及び試験油のスラッジの有無を評価した。
触媒：鉄及び銅、温度：１６5.５℃、
回転数：１３００ｒｐｍ、時間：７２時間
【００１４】
＊７振り子試験：
（社）自動車技術会ＪＡＳＯＭ３１４−８８に従い、下記条件にて摩擦係数を測定した。
ボール：ＳＵＪ２（３／１６インチ）
ローラピン：ＳＵＪ２，油温：２５℃
＊８シェル摩耗試験：
（社）石油学会ＪＰＩ−５Ｓ−３２−９０に従い、下記条件にて摩耗痕の直径（ｍｍ）を測定した。
回転数：１２００ｒｐｍ，荷重：４０ｋｇｆ
油温：５０℃，温度：６０分
＊９軸受材浸漬試験：
下記軸受材を８０℃で１００時間、各試験油に浸漬し浸漬試験を行った後、軸受材の腐食の有無及び試験油のスラッジ発生の有無を評価した。

【００１５】
実施例１〜３及び比較例１〜５
第１表に示す性状を有する基油を用いて、第２表に示す配合割合（重量％）で含油軸受油組成物を調製し、その各種性能を評価した。結果を第２表に示す。
【００１６】
【表１】

【００１７】
【表２】

【００１８】
【表３】

【００１９】
基油（１）：ポリオールエステル（トリメチロールプロパンと炭素数８〜１２混合脂肪酸とのエステル）
基油（２）：ポリオールエステル（ペンタエリスリトールと炭素数８及び９混合脂肪酸とのエステル）
基油（３）：デセンオリゴマー
基油（４）：デセンオリゴマー
基油（５）：ジトリデシルアジペート
添加剤（１）：粘度指数向上剤（ポリメタアクリレート、数平均分子量約７0,０００）
添加剤（２）：酸化防止剤（アルキル化ジフェニルアミン）
添加剤（３）：腐食抑制剤（ベンゾトリアゾール）
添加剤（４）：防錆剤（カルシウムスルホネート）
【００２０】
【発明の効果】
本発明の含油軸受油組成物は、各種の焼結金属材に含浸して焼結合金軸受として、その耐摩耗性，低摩擦係数などの潤滑特性、高温安定性、酸化安定性、低温粘度特性を向上させ、かつ軸受材適合性を向上せしめることができる。

Claims

（ａ）ポリオレフィン及び（ｂ）多価アルコールと炭素数４〜１２のモノ脂肪酸とのエステル化合物を含有する基油を含む含油軸受油組成物。
（ａ）ポリオレフィンの（ｂ）多価アルコールと炭素数４〜１２のモノ脂肪酸とのエステル化合物に対する割合が、重量比で２０／８０〜８０／２０であることを特徴とする請求項１記載の含油軸受油組成物。
（ａ）ポリオレフィンが、α−オレフィンオリゴマ−又はエチレン−α−オレフィン共重合体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の含油軸受油組成物。
多価アルコールが、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール及びジペンタエリスリトールから選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の含油軸受油組成物。
基油が、更に粘度指数向上剤を含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の含油軸受油組成物。
粘度指数向上剤がポリメタアクリレートであることを特徴とする請求項５記載の含油軸受油組成物。
油性剤、無灰系分散剤、金属系清浄剤、摩擦調整剤、酸化防止剤、界面活性剤、流動点降下剤、防錆剤、腐食抑制剤及び消泡剤から選ばれる少なくとも一種を含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の含油軸受油組成物。