ES2321713T3

ES2321713T3 - Miembro deslizante de baja friccion y mecanismo deslizante de baja friccion que utiliza el mismo.

Info

Publication number: ES2321713T3
Application number: ES04018735T
Authority: ES
Inventors: Jean Michel Martin; Saihei c/o Nissan Art Ltd. Kano; Makoto Kano; Yoshiteru Yasuda; Yusuke Okamoto; Yutaka Mabuchi; Takafumi Ueno
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; Nissan ARC Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd; Nissan ARC Ltd
Priority date: 2003-08-21
Filing date: 2004-08-06
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2024-08-06
Also published as: JP5058331B2; EP1510594A3; EP1510594A2; US20050064196A1; EP1510594B1; CN1598340A; US7771821B2; CN101943214B; JP2011089644A; CN101943214A; ATE423859T1; DE602004019606D1

Abstract

Un mecanismo de deslizamiento de baja fricción que comprende: un primer y un segundo miembros deslizantes y un compuesto que contiene oxígeno orgánico entre ellos; incluyendo el primer miembro deslizante un material base que tiene una superficie; y formándose una película fina de carbono duro sobre al menos una parte de la superficie del material base; donde se forma una película tribológica que tiene al menos un grupo funcional seleccionado del grupo que consiste en un enlace éter, un grupo óxido y un grupo hidroxilo sobre la película fina de carbono duro cuando la película fina de carbono duro está en contacto deslizante con el segundo miembro deslizante en presencia del compuesto que contiene oxígeno orgánico; e incluyendo el segundo miembro deslizante opuesto un material base que tiene una superficie, y formándose una película fina de carbono duro sobre al menos una parte de la superficie del material base, donde la película tribológica que tiene al menos un grupo funcional seleccionado del grupo que consiste en un enlace éter, un grupo óxido y un grupo hidroxilo se forma sobre la película fina de carbono duro cuando la película fina de carbono duro está en contacto deslizante con el primer miembro deslizante en presencia del compuesto que contiene oxígeno orgánico.

Description

Miembro deslizante de baja fricción y mecanismo deslizante de baja fricción que utiliza el mismo.

La presente invención hace referencia a un mecanismo de deslizamiento de baja fricción. En particular, la presente invención hace referencia a un mecanismo de deslizamiento de baja fricción con miembros deslizantes con el fin de obtener excelentes características de baja fricción.

Están empezando a destacar problemas medioambientales planetarios tales como el calentamiento planetario y la destrucción de la capa de ozono. Como se ha dicho que el calentamiento planetario resulta significativamente afectado por la emisión de CO_{2}, la reducción de la emisión de CO_{2}, notablemente el ajuste de los patrones de emisión de CO_{2}, se ha convertido en una gran preocupación para cada país. Uno de los desafíos para reducir la emisión de CO_{2} consiste en disminuir la pérdida de energía debida a la pérdida de fricción de los motores, instalaciones y similares, concretamente para mejorar la eficacia del combustible de los vehículos o la economía del combustible que depende del funcionamiento de los miembros deslizantes del motor y del aceite lubricante aplicado a éste. Existen los siguientes enfoques para mejorar la eficacia del combustible de los automóviles: (1) disminuir la viscosidad del aceite lubricante, reduciendo de ese modo la resistencia viscosa en las regiones de lubricación hidrodinámica y la resistencia de agitación del motor; y (2) añadir un modificador de la fricción adecuado y otros aditivos al aceite lubricante para reducir las pérdidas por fricción en las condiciones de lubricación mixta y lubricación limitante.

A la vista de lo anterior, se han realizado muchos estudios sobre diversos modificadores de la fricción incluyendo compuestos de molibdeno orgánico, tales como el ditiocarbamato de molibdeno (MoDTC) y el ditiofosfato de molibdeno (MoDTP). Como resultado de los estudios, se ha encontrado que el aceite lubricante que contiene un compuesto de molibdeno orgánico proporciona con éxito un efecto reductor de la fricción a los miembros deslizantes de acero convencionales en las primeras fases de uso.

Hasta ahora, también se ha examinado la aplicación de materiales de recubrimiento duros a los miembros deslizantes del motor de manera que los miembros deslizantes puedan alcanzar una elevada resistencia al desgaste y un bajo coeficiente de fricción. Sobre todo, se conoce un material de carbono de tipo diamante (DLC) por su funcionamiento de baja fricción en aire y por lo tanto se espera que sea útil como material de recubrimiento para los miembros deslizantes.

No obstante, el material DLC no proporciona un bajo coeficiente de fricción en presencia de un aceite lubricante, como se describe en Japan Tribology Congress 1999. 5, Tokyo, Páginas 11-12 del Procedimiento, KANO et al. Incluso cuando se utiliza combinado con el aceite lubricante que contiene un compuesto de molibdeno orgánico, el material DLC no puede proporcionar un coeficiente de fricción suficientemente bajo, como se describe en World Tribology Congress 2001. 9, Viena, Página 342 del Procedimiento, KANO et al.

Como una razón de lo anterior, se ha confirmado que el material DLC es químicamente inerte, y por lo tanto no se puede formar una denominada tribo-película que contiene MoS_{2} que proporcione una fuerza de cizalla reducida en la superficie deslizante del material DLC aunque se forme en la superficie deslizante de acero.

En el documento DE 100 17 459 A1 se describe un elemento deslizante que está formado por un sustrato en forma de disco recubierto por una película de carbono tipo diamante. Dicho elemento deslizante es insertado en un aparato de medida de la fricción que tiene un contenedor de bolas que alberga bolas de acero fabricadas de un acero con un elevado contenido de carbono y cromo (SUJ2). En cuanto al aceite lubricante, se proporciona un baño de aceite de un aceite lubricante para motores (5W-30SG) con el fin de formar una película lubricante entre el elemento deslizante y las bolas de acero.

El documento WO 92/02602 A1 y el documento WO 93/21288 A1 están relacionado ambos con composiciones lubricantes que contienen modificadores de la fricción mixtos, en particular combinaciones de modificadores de la fricción de amina-amida y éster-alcohol para motores de combustión interna.

Un objetivo de la presente invención es proporcionar un mecanismo de deslizamiento de baja fricción en el que las fuerzas de cizalla entre dos miembros deslizantes pueden ser reducidas.

De acuerdo con la presente invención, dicho objetivo se resuelve mediante un mecanismo de deslizamiento de baja fricción que tiene la combinación de características de la reivindicación 1 independiente.

Las realizaciones preferidas de la presente invención se establecen en las subreivindicaciones.

A continuación, se explica la presente invención con más detalle por medio de las realizaciones de la misma junto con los dibujos adjuntos, en los que:

La Fig. 1 es una ilustración esquemática que muestra una disposición de los miembros deslizantes (pernos y disco) que forman parte de un mecanismo de deslizamiento de baja fricción en un ensayo de evaluación de la fricción de perno-sobre-disco; y

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La Fig. 2 es una ilustración esquemática de una tribo-película formada en la superficie de una película fina de carbono duro durante la fricción de la película fina de carbono duro con un miembro opuesto.

La presente invención se discutirá más abajo con detalle. En la siguiente descripción, todos los porcentajes (%) son en masa a menos que se especifique de otro modo. Las realizaciones se definen por medio de las reivindicaciones.

Al menos una parte de la superficie está recubierta con la película fina de carbono duro. Los ejemplos de la película fina de carbono duro son películas finas formadas por un material DLC (carbono tipo diamante) que es un material amorfo formado principalmente por el elemento carbonado, cuyo enlace carbono-carbono incluye una estructura de diamante (enlace sp^{3}) y un enlace de grafito (enlace sp^{2}). Los ejemplos específicos incluyen a-C (carbono amorfo) formado solamente por carbono, a-C:H (carbono amorfo hidrogenado) que contiene hidrógeno, y MeC que contiene parcialmente un elemento metálico tal como titanio (Ti) o molibdeno (Mo). Desde el punto de vista de la obtención de un gran efecto reductor de la fricción, el material DLC que se ha de utilizar tiene un contenido más pequeño de hidrógeno preferiblemente, no mayor de 20% en átomos, más preferiblemente, no mayor de 5% en átomos, adicionalmente más preferiblemente no mayor de 1% en átomos, y adicionalmente más preferiblemente no mayor de 0,5% en átomos. También es preferible utilizar un material con una base de a-C o de tipo DLC que no contenga sustancialmente hidrógeno.

En cuanto al método de formación de la película para la película fina de carbono duro anterior, típicamente se pueden emplear un procedimiento de recubrimiento iónico y un procedimiento de recubrimiento con metales por medio de un magnetrón.

La película fina de carbono duro puede estar formada por material de CNx, material de COx, material de CFx, o un diamante nano-cristalizado de estos materiales.

Cuando la película fina recubierta de carbono duro recubierta sobre el material base está en contacto deslizante con la superficie deslizante del miembro opuesto, teniendo la tribo-película un grupo funcional tal como un enlace éter, se forma un grupo óxido e hidroxilo en la superficie de la película fina de carbono duro bajo fricción en presencia del compuesto que contiene oxígeno orgánico entre la película fina de carbono duro y la superficie deslizante del miembro opuesto. Esta tribo-película representa una película de recubrimiento formada bajo reacción química durante la fricción, entre la película fina de carbono duro y el miembro opuesto, por ejemplo, como se ilustra esquemáticamente en la Fig. 2 en la que se forman tribo-películas que tienen grupos hidroxilo en la superficie de la película fina de carbono duro mostrada como un bloque durante la fricción de la película fina de carbono duro con el miembro opuesto.

Es preferible que la tribo-película tenga un grosor de no más de 10 nm y esté formada en un intervalo de la superficie deslizante (en contacto deslizante con el miembro opuesto) del miembro deslizante a una profundidad de 10 nm de la superficie deslizante durante la fricción entre la película fina de carbono duro y el miembro opuesto, estando la superficie deslizante del miembro deslizante en contacto con el miembro opuesto. Esto puede disminuir el coeficiente de fricción en el sitio de la superficie deslizante o el sitio de contacto deslizante. La tribo-película anterior tiene características de fricción inferiores a las de la tribo-película que no tiene uno o varios grupos funcionales tales como éter, óxido y/o alcohol y cualquiera de las combinaciones de enlace éter, grupo óxido e hidroxilo.

La película fina de carbono duro tiene preferiblemente una rugosidad de superficie Ra de 0,1 \mum o menor, preferiblemente 0,08 \mum o menor, considerando la estabilidad del deslizamiento. Una aspereza de la superficie que exceda de 0,1 \mum puede dar como resultado la formación de rasguños locales, aumentando de ese modo significativamente el coeficiente de fricción. Adicionalmente, la película fina de carbono duro tiene una dureza de la superficie en dureza micro-Vickers (bajo una carga de 10 g), de Hv 1000 a 3500, y un grosor de la película de 0,3 a 2,0 \mum. En caso de que la dureza de la superficie y el grosor de la película fina de carbono duro no estén dentro de los intervalos anteriormente mencionados, tiende a producirse abrasión para una Hv menor de 1000 o un grosor de película menor de 0,3 \mum mientras tiende a producirse descascarillado cuando Hv excede de 3500 y/o el grosor de la película excede 2,0 \mum. La aspereza de la película Ra se explica como R_{a75} en JIS (Japanese Industrial Standard) B 0601
(:2001).

El material (material base) que constituye una parte diferente de la película fina de carbono duro, del miembro deslizante no está particularmente restringido pero puede ser un material metálico tal como un material ferroso, un material con una base de aluminio, un material con una base de magnesio o un material con una base de titanio. En particular, se prefiere un material ferroso, un material con una base de aluminio o un material con una base de magnesio ya que es fácilmente aplicable a una pieza o sección deslizante de máquinas y aparatos y puede contribuir a las medidas de ahorro de energía en diversos campos. Para el material que constituye la otra parte distinta de la película fina de carbono duro del miembro deslizante, también se puede emplear un material no metálico tal como una resina, plástico, carbono o similar. Asimismo es útil un material formado aplicando un recubrimiento de película fina de diversas clases sobre materiales metálicos o no metálicos como material que constituye la parte distinta de la película fina de carbono duro, del miembro deslizante. Se entenderá que la parte distinta de la película fina de carbono duro, del miembro deslizante puede ser el material base que tiene la superficie deslizante en la cual se forma la película fina de carbono duro.

El material ferroso no está particularmente restringido y puede no ser solamente hierro de elevada pureza sino también diversas aleaciones ferrosas (aleaciones con níquel, cobre, cinc, cromo, cobalto, molibdeno, plomo, silicio y/o titanio, o cualquier combinación de las mismas). Los ejemplos específicos incluyen acero cementado SCM 420 y SCr 420 de acuerdo con el Patrón Industrial Japonés (Japanese Industrial Standard) (JIS).

El material con una base de aluminio no está particularmente restringido y puede ser no solamente aluminio de elevada pureza sino también diversas aleaciones con una base de aluminio. Específicamente, es deseable una aleación de aluminio hipo-eutéctica o hiper-eutéctica que contiene, por ejemplo, silicio (Si) en un 4 a 20% y cobre (Cu) en un 1,0 a 5,0%. Los ejemplos preferidos de la aleación de aluminio incluyen AC2A, AC8A, ADC12 y ADC14 de acuerdo con JIS.

Adicionalmente, el material formado aplicando un recubrimiento de película fina de diversas clases sobre los materiales metálicos no está particularmente restringido, y puede ser específicamente un material metálico tal como el material ferroso, el material con una base de aluminio, el material con una base de magnesio o el material con una base de titanio mencionados anteriormente con un recubrimiento de película fina (suprafacial) por ejemplo de TiN, CrN o el material DLC mencionado anteriormente, de los cuales es preferible un material metálico recubierto con el material DLC. Adicionalmente se prefiere que el material DLC sea carbono tipo diamante de un tipo a-C y que no contenga sustancialmente hidrógeno.

A continuación, se discutirá con detalle el mecanismo de deslizamiento de baja fricción de la reivindicación 1. Aquí, el compuesto que contiene oxígeno orgánico o el aceite lubricante que contiene el compuesto que contiene oxígeno orgánico está presente en un sitio de la superficie de deslizamiento formada entre la superficie de deslizamiento del primer miembro deslizante de baja fricción y la superficie de deslizamiento de al menos uno del segundo miembro deslizante de baja fricción y el miembro metálico.

De este modo, el mecanismo deslizante de baja fricción incluye el miembro deslizante de baja fricción mencionado anteriormente. Más específicamente, el mecanismo deslizante de baja fricción tiene un sitio de la superficie deslizante constituido por las superficies deslizantes de dos o más miembros deslizantes de baja fricción y/u otro sitio de la superficie deslizante constituido por las superficies deslizantes del miembro deslizante de baja fricción y un miembro metálico. Se debe observar que el compuesto que contiene oxígeno orgánico está presente en los sitios de las superficies deslizantes anteriores, sirviendo como modificador de la fricción sin cenizas. Con semejante disposición, se forma la tribo-película extremadamente fina sobre las superficies deslizantes mostrando de ese modo una excelente baja fuerza de cizalla.

Aquí, el material del miembro metálico mencionado antes es, por ejemplo, el material ferroso, el material con una base de aluminio, el material con una base de magnesio o el material con una base de titanio. El material puede ser el material ferroso, el material con una base de aluminio, el material con una base de magnesio o el material con una base de titanio recubiertos con un recubrimiento de película fina (suprafacial) por ejemplo de TiN, CrN o el material DLC mencionado anteriormente.

En caso de que se utilice material ferroso como material del miembro metálico, es preferible que el material ferroso tenga una dureza superficial, en dureza Rockwell en la escala C (HRC), de 45 a 60. Tal condición es eficaz ya que puede mantener la durabilidad de la película fina incluso en condiciones deslizantes bajo una elevada presión de contacto de Hertz de aproximadamente 700 MPa como en un miembro de rodillos de leva. Si la dureza de la superficie es menor de 45 (HRC), tiende a producirse un pandeo bajo una elevada presión de contacto de Hertz.

Asimismo en caso de que el material con una base de aluminio se utilice como material del miembro metálico, es preferible que el material con una base de aluminio tenga una dureza superficial o una dureza Brinell H_{B} de 80 a 130. En caso de que la dureza superficial del material con una base de aluminio esté fuera del intervalo mencionado antes, el material con una base de aluminio puede ser fácilmente desgastado a una H_{B} menor de 80.

En caso de que el miembro metálico recubierto con un recubrimiento de película fina (suprafacial), concretamente el material DLC, se utilice como material del miembro metálico, es preferible que el material tenga una dureza superficial, en dureza micro-Vickers (bajo una carga de 10 g), de Hv 1000 a 3500, y un grosor de película (material DLC) de 0,3 a 2,0 \mum. En caso de que la dureza superficial y el grosor de película no estén en los intervalos mencionados anteriormente, tiende a producirse el desgaste para una Hv menor de 1000 o un grosor menor de 0,3 \mum mientras tiende a producirse un descascarillado cuando la Hv supera 3500 y/o el grosor supera los 2,0 \mum.

En el mecanismo deslizante de baja fricción, se forma el sitio de la superficie deslizante mencionado antes, por ejemplo, en una pieza o miembro deslizante de un motor de combustión interna de 4 tiempos o de 2 tiempos, tal como una pieza de un sistema accionado por válvulas, un pistón, un segmento de pistón, una sección de la camisa del pistón, una sección del forro del cilindro, una biela, un cigüeñal, un rodamiento, un rodamiento metálico, un engranaje, una cadena, una correa, una bomba de aceite etc., también una pieza de un sistema accionado por transmisión (por ejemplo engranajes), una pieza deslizante de un sistema accionado por un disco duro (HDD), un aparato de cirugía (por ejemplo, con glicerol), una pieza deslizante de un MEMS de un micro-motor (para aplicaciones biológicas), y otras piezas deslizantes diferentes sometidas a unas condiciones de fricción severas y que requieren una fricción baja. En semejante sitio superficial deslizante, es posible lograr una lubricación superior y obtener unas características de baja fricción extremadamente buenas en comparación con la tecnología convencional, simplemente aplicando un recubrimiento de DLC (material) a al menos uno de los miembros deslizantes del sitio de la superficie deslizante y suministrando el compuesto que contiene oxígeno orgánico al sitio de la superficie deslizante.

Una realización preferida en un sistema accionado por válvulas de un motor de combustión interna es un sitio de la superficie deslizante formado por una superficie de la culata de un resorte de válvula o un separador en forma de disco formado elaborando un recubrimiento de DLC sobre un material base ferroso (acero) y un lóbulo de leva formado por una fundición endurecida superficialmente de baja aleación, acero cementado, acero al carbono refinado o un material constituido por una combinación arbitraria del mismo.

Por otra parte, el compuesto que contiene oxígeno orgánico anteriormente mencionado no está particularmente restringido y puede ser cualquier compuesto orgánico que contiene oxígeno en la molécula. Por ejemplo, puede ser un compuesto que contiene oxígeno orgánico constituido por carbono, hidrógeno y oxígeno. El compuesto que contiene oxígeno orgánico puede contener otro elemento tal como nitrógeno, azufre, halógeno (flúor, cloro etc.), fósforo, boro, un metal, o similar. Concretamente en vista de la reducción adicional de la fricción en el sitio de la superficie deslizante definido por los miembros deslizantes, se prefiere un compuesto que contiene oxígeno orgánico constituido por carbono, hidrógeno y oxígeno y que contiene un grupo hidroxilo, o un derivado del mismo, en el cual es más preferido que estén contenidos dos o más grupos hidroxilo. También por la misma razón, es más preferido un compuesto que contiene oxígeno orgánico con un bajo contenido de azufre o sin contenido de azufre.

Asimismo el "derivado" utilizado en la presente memoria no está particularmente restringido y puede ser, por ejemplo, un compuesto obtenido haciendo reaccionar un compuesto que contiene oxígeno orgánico constituido por carbono, hidrógeno y oxígeno con un compuesto que contiene nitrógeno, un compuesto que contiene fósforo, azufre o un compuesto que contiene azufre, un compuesto que contiene boro, un elemento halogenado o un compuesto que contiene halógeno, un elemento metálico, un compuesto que contiene un metal (orgánico o inorgánico), o similar.

El compuesto que contiene oxígeno orgánico anteriormente mencionado puede ser específicamente un compuesto que contiene un grupo hidroxilo, un grupo carboxilo, un grupo carbonilo, un enlace éster o un enlace éter (también pueden estar contenidas dos o más clases de semejante grupo o enlace), contiene preferiblemente una o más clases de grupos o enlaces seleccionados entre un grupo hidroxilo, un grupo carboxilo, un grupo carbonilo, y un enlace éster, más preferiblemente es un compuesto que contiene oxígeno orgánico que contiene una o más clases de grupos o enlaces seleccionados entre un grupo hidroxilo, un grupo carboxilo y un grupo éster, adicionalmente preferiblemente es un compuesto que contiene oxígeno orgánico que contiene una o más clases de grupos seleccionados entre un grupo hidroxilo y un grupo carboxilo, y particularmente preferiblemente un compuesto que contiene oxígeno orgánico que contiene uno o más grupos hidroxilo.

Los ejemplos más específicos del compuesto orgánico que contiene oxigeno incluyen alcoholes, ácidos carboxílicos, éteres, ésteres, cetonas, aldehídos, carbonatos (estos compuestos pueden contener adicionalmente una o más clases de grupos o enlaces seleccionados entre un grupo hidroxilo, un grupo carboxilo, un grupo carbonilo, un enlace éster y un enlace éter), derivados de los mismos y una mezcla arbitraria de los mismos.

Los alcoholes mencionados anteriormente son compuestos que contienen oxígeno orgánico representados por la siguiente fórmula general (1):

(1)R-(OH)_{n}

por ejemplo, un compuesto que contiene uno o más grupos hidroxilo.

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Los ejemplos de los alcoholes se mencionan más abajo.

1.1 Monoalcoholes.

1.2 Dialcoholes.

1.3 Trialcoholes y polialcoholes superiores.

1.4 Aductos de óxido de alquileno de alcoholes seleccionados de los apartados 1.1 a 1.3 anteriores.

1.5 Mezclas de uno o más seleccionados de los apartados 1.1 a 1.4 anteriores.

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Los monoalcoholes (1.1) tienen un grupo hidroxilo en la molécula, incluyendo, por ejemplo, alcoholes alquílicos monohidroxilados que tienen de 1 a 40 átomos de carbono (donde el grupo alquilo puede ser lineal o ramificado) tales como metanol, etanol, propanol (1-propanol, 2-propanol), butanol (1-butanol, 2-butanol, 2-metil-1-propanol, 2-metil-2-propanol), pentanol (1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-metil-1-butanol, 3-metil-1-butanol, 3-metil-2-butanol, 2-metil-2-butanol, 2,2-dimetil-1-propanol), hexanol (1-hexanol, 2-hexanol, 3-hexanol, 2-metil-1-pentanol, 2-metil-2-pentanol, 2-metil-3-pentanol, 3-metil-1-pentanol, 3-metil-2-pentanol, 3-metil-3-pentanol, 4-metil-1-pentanol, 4-metil-2-pentanol, 2,3-dimetil-1-butanol, 2,3-dimetil-2-butanol, 3,3-dimetil-1-butanol, 3,3-dimetil-2-butanol, 2-etil-1-butanol, 2,2-dimetilbutanol), heptanol (1-heptanol, 2-heptanol, 3-heptanol, 2-metil-1-hexanol, 2-metil-2-hexanol, 2-metil-3-hexanol, 5-metil-2-hexanol, 3-etil-3-pentanol, 2,2-dimetil-3-pentanol, 2,3-dimetil-3-pentanol, 2,4-dimetil-3-pentanol, 4,4-dimetil-2-pentanol, 3-metil-1-hexanol, 4-metil-1-hexanol, 5-metil-1-hexanol, 2-etilpentanol), octanol (1-octanol, 2-octanol, 3-octanol, 4-metil-3-heptanol, 6-metil-2-heptanol, 2-etil-1-hexanol, 2-propil-1-pentanol, 2,4,4-trimetil-1-pentanol, 3,5-dimetil-1-hexanol, 2-metil-1-heptanol, 2,2-dimetil-1-hexanol), nonanol (1-nonanol, 2-nonanol, 3,5,5-trimetil-1-hexanol, 2,6-dimetil-4-heptanol, 3-etil-2,2-dimetil-3-pentanol, 5-metiloctanol, etc.), decanol (1-decanol, 2-decanol, 4-decanol, 3,7-dimetil-1-octanol, 2,4,6-trimetilheptanol, etc.), undecanol, dodecanol, tridecanol, tetradecanol, pentadecanol, hexadecanol, heptadecanol, octadecanol (alcohol estearílico, etc.), nonadecanol, eicosanol, heneicosanol, tricosanol, tetracosanol; alcoholes alquenílicos monohidroxilados que tienen de 2 a 40 átomos de carbono (donde el grupo alquenilo puede ser lineal o ramificado y el doble enlace puede estar en cualquier posición deseada) tales como etenol, propenol, butenol, hexenol, octenol, decenol, dodecenol, octadecenol (alcohol oleílico, etc.); alcoholes (alquil)cicloalquílicos monohidroxilados que tienen de 3 a 40 átomos de carbono (donde el grupo alquilo puede ser lineal o ramificado, y el grupo alquilo y el grupo hidroxilo pueden estar en cualquier posición deseada) tales como ciclopentanol, ciclohexanol, cicloheptanol, ciclooctanol, metilciclopentanol, metilciclohexanol, dimetilciclohexanol, etilciclohexanol, propilciclohexanol, butilciclohexanol, dimetilciclo-hexanol, ciclopentilmetanol, ciclohexiletanol (1-ciclohexiletanol, 2-ciclohexiletanol, etc.), ciclohexiletanol, ciclohexilpropanol (3-ciclohexilpropanol, etc.), ciclohexilbutanol (4-ciclohexilbutanol, etc.) butilciclohexanol, 3,3,5,5-tetrametilciclohexanol; alcoholes (alquil)arílicos (donde el grupo alquilo puede ser lineal o ramificado, y el grupo alquilo y el grupo hidroxilo pueden estar en cualquier posición deseada) tales como alcohol fenílico, alcohol metilfenílico (o-cresol, m-cresol, p-cresol), cresol, alcohol etilfenílico, alcohol propilfenílico, alcohol butilfenílico, alcohol butilmetilfenílico (alcohol 3-metil-6-t-butilfenílico, etc.), alcohol dimetilfenílico, alcohol dietilfenílico, alcohol dibutilfenílico (alcohol 2,6-di-t-butilfenílico, alcohol 2,4-di-t-butilfenílico, etc.), alcohol dibutilmetil-fenílico (alcohol 2,6-di-t-butil-4-metilfenílico, etc.), alcohol dibutiletilfenílico (alcohol 2,6-di-t-butil-4-etilfenílico, etc.), alcohol tributilfenílico (alcohol 2,4,6-tri-t-butilfenílico, etc.), naftol (\alpha-naftol, \beta-naftol, etc.), dibutilnaftol (2,4-di-t-butil-\alpha-naftol, etc.); 6-(4-hidroxi-3,5-di-t-butilanilino)-2,4-bis(n-octiltio)-1,3,5-triazina, y sus mezclas.

De aquellos, son más preferidos los alcoholes alquílicos o alquenílicos lineales o ramificados que tienen de 12 a 18 átomos de carbono tales como el alcohol oleílico y el alcohol estearílico, ya que pueden disminuir más eficazmente la fricción entre el miembro deslizante recubierto con la película fina de carbono duro (DLC) y la superficie deslizante de cualquier otro material y que son poco volátiles y por lo tanto pueden mostrar su efecto reductor de la fricción incluso en condiciones de temperatura elevada (por ejemplo, condiciones de deslizamiento en un motor de combustión interna).

Los dialcoholes (1.2) son concretamente aquellos que tienen dos grupos hidroxilo en la molécula, incluyendo, por ejemplo, alquil- o alquenildioles que tienen de 2 a 40 átomos de carbono (donde el grupo alquilo o alquenilo puede ser lineal o ramificado, el doble enlace del grupo alquenilo puede estar en cualquier posición deseada, y el grupo hidroxilo también puede estar en cualquier posición deseada) tales como etilenglicol, dietilenglicol, polietilenglicol, propilenglicol, dipropilenglicol, polipropilenglicol, neopentilglicol, 1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol, 1,2-butanodiol, 2-metil-1,3-propanodiol, 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, 2-etil-2-metil-1,3-propanodiol, 2-metil-2,4-pentanodiol, 1,7-heptanodiol, 2-metil-2-propil-1,3-propanodiol, 2,2-dietil-1,3-propanodiol, 1,8-octanodiol, 1,9-nonanodiol, 2-butil-2-etil-1,3-propanodiol, 1,10-decanodiol, 1,11-undecanodiol, 1,12-dodecanodiol, 1,13-tridecanodiol, 1,14-tetradecanodiol, 1,15-heptadecanodiol, 1,16-hexadecanodiol, 1,17-heptadecanodiol, 1,18-octadecanodiol, 1,19-nonadecanodiol, 1,20-eicosadecanodiol; (alquil)cicloalcanodioles (donde el grupo alquilo puede ser lineal o ramificado, y el grupo alquilo y el grupo hidroxilo pueden estar en cualquier posición deseada) tales como ciclohexanodiol, metilciclohexanodiol; alcoholes (alquil)arílicos dihidroxilados que tienen de 2 a 40 átomos de carbono (donde el grupo alquilo puede ser lineal o ramificado, y el grupo alquilo y el grupo hidroxilo pueden estar en cualquier posición deseada) tales como bencenodiol (catecol, etc.), metilbencenodiol, etilbencenodiol, butilbencenodiol (p-t-butilcatecol, etc.), dibutilbencenodiol (4,6-di-t-butilresorcinol, etc.), 4,4'-tiobis(3-metil-6-t-butilfenol), 4,4'-butilidenbis(3-metil-6-t-butilfenol), 2,2'-metilenbis(4-metil-6-t-butilfenol), 2,2'-tiobis(4,6-di-t-butilresorcinol), 2,2'-metilenbis(4-etil-6-t-butilfenol), 4,4'-metilenbis(2,6-di-t-butilfenol), 2,2'-(3,5-di-t-butilhidroxi)propano, 4,4'-ciclohexilidenbis(2,6-di-t-butilfenol); producto condensado de p-t-butilfenol/formaldehído, producto condensado de p-t-butilfenol/acetaldehído; y sus mezclas.

De aquellos, se prefieren etilenglicol, propilenglicol, neopentilglicol, 1,4-butanodiol, 1,5-pentanodiol, neopentilglicol, 1,6-hexanodiol, 2-metil-2,4-pentanodiol, 2-etil-2-metil-1,3-propanodiol, 1,7-heptanodiol, 1,8-octanodiol, 1,9-nonanodiol, 1,10-decanodiol, 1,11-undecanodiol y 1,12-dodecanodiol, ya que pueden disminuir más eficazmente la fricción entre el miembro deslizante recubierto con la película fina de carbono duro y la superficie deslizante de cualquier otro material. Además, también se prefieren los alcoholes con impedimento estérico de elevado peso molecular que tienen un peso molecular de al menos 300, preferiblemente al menos 400 tales como el alcohol 2,6-di-t-butil-4-(3,5-di-t-butil-4-hidroxibencil)fenílico ya que son apenas volátiles incluso a elevadas temperaturas (por ejemplo, en condiciones deslizantes en motores de combustión interna) y son muy resistentes al calor, y pueden mostrar bien su efecto reductor de la fricción y pueden conferir una estabilidad anti-oxidación excelente al aceite
lubricante.

Los polialcoholes tri-hidroxilados y mayores son concretamente aquellos que tienen tres o más grupos hidroxilo. En general, se utilizan los tri- a deca-alcoholes, preferiblemente tri- a hexa-alcoholes. Los ejemplos de estos componentes son los trimetilolalcanos tales como glicerina, trimetiloletano, trimetilolpropano, trimetilolbutano; así como eritritol, pentaeritritol, 1,2,4-butanotriol, 1,3,5-pentanotriol, 1,2,6-hexanotriol, 1,2,3,4-butanotetrol, sorbitol, adonitol, arabitol, xilitol, manitol; y sus polímeros o productos condensados (p. ej., dímeros a octámeros de glicerina tales como diglicerina, triglicerina, tetraglicerina; dímeros a octámeros de trimetilolpropano tales como ditrimetilolpropano; dímeros a tetrámeros de pentaeritritol tales como dipentaeritritol; sorbitán; productos condensados tales como producto condensado de sorbitol/glicerina (incluyendo productos condensados intramoleculares, productos condensados intermoleculares, y productos autocondensados)).

También se pueden utilizar sacáridos tales como xilosa, arabitol, ribosa, ramnosa, glucosa, fructosa, galactosa, manosa, sorbosa, celobiosa, manosa, isomaltosa, trehalosa y sacarosa.

De aquellos, son más preferidos los tri- a hexa-alcoholes tales como glicerina, trimetilolalcanos (p. ej., trimetiloletano, trimetilolpropano, trimetilolbutano), pentaeritritol, 1,2,4-butanotriol, 1,3,5-pentanotriol, 1,2,6-hexanotriol, 1,2,3,4-butanotetrol, sorbitol, sorbitán, producto condensado de sorbitol/glicerina, adonitol, arabitol, xilitol, manitol, y sus mezclas; e incluso son más preferidos glicerina, trimetiloletano, trimetilolpropano, pentaeritritol, sorbitán y sus mezclas. Los especialmente preferidos son los polialcoholes que tienen un contenido de oxígeno de al menos un 20%, preferiblemente al menos 30%, más preferiblemente al menos 40%. Los polialcoholes que son más que hexa-alcoholes incrementarán demasiado la viscosidad del aceite lubricante.

El componente 1.4 anterior incluye aductos de óxido de alquileno de alcoholes seleccionados entre 1.1 a 1.3. Concretamente, se preparan añadiendo un óxido de alquileno que tiene de 2 a 6, preferiblemente de 2 a 4 átomos de carbono o su polímero o copolímero al alcohol para eterificar o esterificar de ese modo el grupo hidrocarbilo del grupo hidroxilo del alcohol. El óxido de alquileno que tiene de 2 a 6 átomos de carbono incluye óxido de etileno, óxido de propileno, 1,2-epoxibutano (óxido de \alpha-butileno), 2,3-epoxibutano (óxido de \beta-butileno), 1,2-epoxi-1-metilpropano, 1,2-epoxiheptano, 1,2-epoxihexano. De esos, se prefieren óxido de etileno, óxido de propileno y óxido de butileno, ya que son más eficaces para reducir la fricción; y son más preferidos el óxido de etileno y el óxido de propileno.

Cuando en la presente memoria se utilizan dos o más tipos diferentes de óxidos de alquileno, el modo de polimerización del oxialquileno no está específicamente definido, y los grupos pueden ser copolimerizados al azar o copolimerizados en bloque. Cuando se añade óxido de etileno a un polialcohol que tiene de 2 a 6 grupos hidroxilo, éste se puede añadir a todos los grupos hidroxilo del polialcohol o se pueden añadir a una parte de los grupos hidroxilo del mismo.

Los ácidos carboxílicos mencionados antes son compuestos representados por la siguiente fórmula general (2):

(2),R-(COOH)_{n}

por ejemplo, un compuesto que contiene uno o más grupos carboxilo.

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Los ejemplos de los ácidos carboxílicos se mencionan más abajo.

2.1 Ácidos monocarboxílicos alifáticos (ácidos grasos).

2.2 Ácidos policarboxílicos alifáticos.

2.3 Ácidos carboxílicos carbocíclicos.

2.4 Ácidos carboxílicos heterocíclicos.

2.5 Mezclas de dos o más seleccionados de los apartados 2.1 a 2.4 anteriores.

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Los ácidos monocarboxílicos alifáticos (ácidos grasos) son concretamente aquellos que tienen un grupo carboxilo en la molécula, incluyendo, por ejemplo, ácidos monocarboxílicos alifáticos saturados que tienen de 1 a 40 átomos de carbono (donde la estructura alifática saturada puede ser lineal o ramificada) tales como ácido metanoico, ácido etanoico (ácido acético), ácido propanoico (ácido propiónico), ácido butanoico (ácido butírico, ácido isobutírico, etc.), ácido pentanoico (ácido valérico, ácido isovalérico, ácido piválico, etc.), ácido hexanoico (ácido caproico, etc.), ácido heptanoico, ácido octanoico (ácido caprílico, etc.), ácido nonanoico (ácido pelargónico, etc.), ácido decanoico, ácido undecanoico, ácido dodecanoico (ácido laurico, etc.), ácido tridecanoico, ácido tetradecanoico (ácido mirístico, etc.), ácido pentadecanoico, ácido hexadecanoico (ácido palmítico, etc.), ácido heptadecanoico, ácido octadecanoico (ácido esteárico, etc.), ácido nonadecanoico, ácido eicosanoico, ácido heneicosanoico, ácido docosanoico, ácido tricosanoico, ácido tetracosanoico, ácido pentacosanoico, ácido hexacosanoico, ácido heptacosanoico, ácido octacosanoico, ácido nonacosanoico, ácido triacontanoico; y ácidos monocarboxílicos alifáticos insaturados que tienen de 1 a 40 átomos de carbono (donde la estructura alifática insaturada puede ser lineal o ramificada, y el enlace insaturado puede estar en cualquier posición deseada) tales como ácido propenoico (ácido acrílico, etc.), ácido propenoico (ácido propiólico, etc.), ácido butenoico (ácido metacrílico, ácido crotónico, ácido isocrotónico, etc.), ácido pentenoico, ácido hexenoico, ácido heptenoico, ácido octenoico, ácido nonenoico, ácido decenoico, ácido undecenoico, ácido dodecenoico, ácido tridecenoico, ácido tetradecenoico, ácido pentadecenoico, ácido hexadecenoico, ácido heptadecenoico, ácido octadecenoico (ácido oleico, etc.), ácido nonadecenoico, ácido eicosenoico, ácido heneicosenoico, ácido docosenoico, ácido tricosenoico, ácido tetracosenoico, ácido pentacosenoico, ácido hexacosenoico, ácido heptacosenoico, ácido octacosenoico, ácido nonacosenoico, ácido triacontenoico.

Los ácidos policarboxílicos alifáticos incluyen ácidos dicarboxílicos alifáticos saturados o insaturados que tienen de 2 a 40 átomos de carbono (donde la estructura alifática saturada o alifática insaturada puede ser lineal o ramificada, y el enlace insaturado puede estar en cualquier posición deseada) tales como etano-diácido (ácido oxálico), propano-diácido (ácido malónico, etc.), butano-diácido (ácido succínico, ácido metilmalónico, etc.), pentano-diácido (ácido glutárico, ácido etilmalónico, etc.), hexano-diácido (ácido adípico, etc.), heptano-diácido (ácido pimélico, etc.), octano-diácido (ácido subérico, etc.), nonano-diácido (ácido azelaico, etc.), decano-diácido (ácido sebácico, etc.), propeno-diácido, buteno-diácido (ácido maleico, ácido fumárico, etc.), penteno-diácido (ácido citracónico, ácido mesacónico, etc.), hexeno-diácido, hepteno-diácido, octeno-diácido, noneno-diácido, deceno-diácido; ácidos tricarboxílcos saturados o insaturados (donde la estructura alifática saturada o alifática insaturada puede ser lineal o ramificada, y el enlace insaturado puede estar en cualquier posición deseada) tales como ácido propano-tricarboxílico, ácido butano-tricarboxílico, ácido pentano-tricarboxílico, ácido hexano-tricarboxílico, ácido heptano-tricarboxílico, ácido octano-tricarboxílico, ácido nonano-tricarboxílico, ácido decano-tricarboxílico; y ácidos tetracarboxílicos saturados o insaturados (donde la estructura alifática saturada o alifática insaturada puede ser lineal o ramificada, y el enlace insaturado puede estar en cualquier posición deseada).

Los ácidos carboxílicos carbocíclicos son concretamente aquellos que tienen uno o más grupos carboxilo en la molécula carbocíclica, incluyendo, por ejemplo, un anillo de nafteno que tiene ácidos mono, di, tri o tetracarboxílicos que tienen de 3 a 40 átomos de carbono (donde el grupo alquilo o alquenilo, si lo hubiera, puede ser lineal o ramificado, y el doble enlace, si lo hubiera, puede estar en cualquier posición deseada, y el número y la posición de los sustituyentes no están definidos) tales como ácido ciclohexano-monocarboxílico, ácido metilciclohexano-monocarboxílico, ácido etilciclohexano-monocarboxílico, ácido propil-ciclohexano-monocarboxílico, ácido butilciclohexano-monocarboxílico, ácido pentilciclohexano-monocarboxílico, ácido hexilciclohexano-monocarboxílico, ácido heptilciclohexano-monocarboxílico, ácido octil-ciclohexano-monocarboxílico, ácido cicloheptano-monocarboxílico, ácido ciclooctano-monocarboxílico, ácido trimetilciclopentano-dicarboxílico (ácido canfórico, etc.); ácidos monocarboxílicos aromáticos que tienen de 7 a 40 átomos de carbono tales como ácido bencenocarboxílico (ácido benzoico), ácido metilbencenocarboxílico (ácido toluico, etc.), ácido etilbencenocarboxílico, ácido propilbencenocarboxílico, ácido bencenodicarboxílico (ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, etc.), ácido bencenotricarboxílico (ácido trimelítico, etc.), ácido bencenotetracarboxílico (piromelítico, etc.), ácido naftalenocarboxílico (ácido naftoico, etc.); ácidos mono, di, tri o tetracarboxílicos que tienen un grupo arilo con 7 a 40 átomos de carbono (donde el grupo alquilo o alquenilo, si lo hubiera como sustituyente, puede ser lineal o ramificado y el doble enlace, si lo hubiera, puede estar en cualquier posición deseada, y el número y la posición de los sustituyentes no están definidos) tales como ácido fenilpropanoico (ácido hidroatrópico), ácido fenilpropenoico (ácido atrópico, ácido cinámico, etc.), ácido salicílico, ácido alquilsalicílico que tienen uno o más grupos alquilo con 1 a 30 átomos de carbono.

Los ácidos carboxílicos heterocíclicos son concretamente aquellos que tienen uno o más grupos carboxilo en la molécula, incluyendo, por ejemplo, aquellos que tienen de 5 a 40 átomos de carbono tales como ácido furanocarboxílico, ácido tiofenocarboxílico, ácido piridinocarboxílico (ácido nicotínico, ácido isonicotínico, etc.).

Los éteres mencionados antes son compuestos representados por la siguiente fórmula general (3):

(3),R-(O-R')_{n}

por ejemplo, un compuesto que contiene uno o más enlaces éter.

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Los ejemplos de los éteres se mencionan más abajo.

3.1 Éteres alifáticos saturados o insaturados.

3.2 Éteres aromáticos.

3.3 Éteres cíclicos.

3.4 Mezclas de dos o más seleccionados de los apartados 3.1 a 3. 3 anteriores.

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Los monoéteres alifáticos (éteres alifáticos saturados o insaturados) son concretamente éteres alifáticos saturados o insaturados que tienen de 1 a 40 átomos de carbono (donde la estructura alifática saturada o insaturada puede ser lineal o ramificada, y el enlace insaturado puede estar en cualquier posición deseada) tales como éter dimetílico, éter dietílico, éter di-n-propílico, éter diisopropílico, éter dibutílico, éter diisobutílico, éter di-n-amílico, éter diisoamílico, éter dihexílico, éter diheptílico, éter dioctílico, éter dinonílico, éter didecílico, éter diundecílico, éter didodecílico, éter ditridecílico, éter ditetradecílico, éter dipentadecílico, éter dihexadecílico, éter diheptadecílico, éter dioctadecílico, éter dinonadecílico, éter dieicosílico, éter metiletílico, éter metil-n-propílico, éter metilisopropílico, éter metilisobutílico, éter metil-t-butilílico, éter metil-n-amílico, éter metilisoamílico, éter etil-n-propílico, éter etilisopropílico, éter etiloisobutílico, éter etil- t-butilíco, éter etilo-n-amílico, éter etilisoamílico, éter divinílico, éter dialílico, éter metilvinílico, éter metilalílico, éter etilvinílico, éter etilalílico.

Concretamente, los éteres aromáticos incluyen, por ejemplo, anisol, fenetol, éter fenílico, éter bencílico, éter fenilbencílico, éter \alpha-naftílico, éter \beta-naftílico, éter polifenílico, perfluoroéter; y estos pueden tener un grupo saturado o insaturado (donde el grupo saturado o insaturado puede ser lineal o ramificado, y el enlace insaturado puede estar en cualquier posición deseada, y el número y la posición de los sustituyentes no están definidos). Preferiblemente, estos son líquidos en las condiciones de servicio del mismo, especialmente a la temperatura ambiente.

Concretamente, los éteres cíclicos son aquellos que tienen de 2 a 40 átomos de carbono, incluyendo, por ejemplo, óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de trimetileno, tetrahidrofurano, tetrahidropirano, dioxano, éter glicidílico; y estos pueden tener un grupo saturado o insaturado, un anillo de carbono, o un grupo carbonado que tiene un grupo alifático saturado o insaturado (donde el grupo saturado o insaturado puede ser lineal o ramificado, y el enlace insaturado puede estar en cualquier posición deseada, y el número y la posición de los sustituyentes no están definidos).

Los ésteres mencionados anteriormente son compuestos representados por la siguiente fórmula general (4):

(4),R-(COO-R')_{n}

por ejemplo, un compuesto que contiene uno o más enlaces éster.

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Los ejemplos de los ésteres se mencionan mas abajo.

4.1 Ésteres de ácidos monocarboxílicos alifáticos (ácidos grasos).

4.2 Ésteres de ácidos policarboxílicos alifáticos.

4.3 Ésteres de ácidos carboxílicos carbocíclicos.

4.4 Ésteres de ácidos carboxílicos heterocíclicos.

4.5 Aductos de óxido de alquileno de alcoholes o ésteres.

4.6 Mezclas de cualquiera de los compuestos seleccionados de los apartados 4.1 a 4.5 anteriores.

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Los ésteres de los apartados 4.1 a 4.5 anteriores pueden ser ésteres completos en los que el grupo hidroxilo y el grupo carboxilo están todos esterificados, o ésteres parciales en los que el grupo hidroxilo o el grupo carboxilo permanecen parcialmente como tales.

El componente del apartado 4.1 anterior es un éster seleccionado de uno o más de los ácidos monocarboxílicos alifáticos mencionados antes (ácidos grasos) y uno o más seleccionado entre los polialcoholes mono-, di-, tri-hidroxilados o superiores, e incluye un modificador de la fricción sin ceniza de un éster de ácido grado. El modificador de la fricción de éster de ácido graso sin ceniza es un éster de ácido graso que tiene un grupo hidrocarbonado lineal o ramificado con 6 a 30, preferiblemente 8 a 24, más preferiblemente 10 a 20 átomos de carbono, e incluye ésteres de ácidos grasos que tienen semejante grupo hidrocarbonado y monoalcoholes alifáticos o polialcoholes alifáticos. Los ácidos grasos referidos en la presente memoria son ácidos monocarboxílicos alifáticos. Concretamente, los ejemplos preferidos de los ésteres son monooleato de glicerina, dioleato de glicerina, monooleato de sorbitán, dioleato de sorbitán, y similares. En la presente invención, se puede excluir el modificador de la fricción sin ceniza de éster de ácido graso.

El componente 4.1 excepto el modificador de la fricción sin ceniza de éster de ácido graso incluye ésteres de ácido graso que tienen un grupo hidrocarbonado lineal o ramificado con 1 a 5 o 31 a 40 átomos de carbono. Sus ejemplos son ésteres de ácidos grasos que tienen tal grupo hidrocarbonado y monoalcoholes alifáticos o polialcoholes alifáticos.

De los anteriores, se pueden utilizar aquellos que tienen una viscosidad cinemática a 100ºC de 1 a 100 mm^{2}/seg para el aceite base para el aceite lubricante, y se diferencian generalmente del modificador de la fricción sin ceniza de éster de ácido graso mencionado antes. Sus ejemplos son ésteres de polioles tales como ésteres individuales o ésteres complejos que están formados por polioles trihidroxilados o superiores que tienen de 3 a 40, preferiblemente de 4 a 18, más preferiblemente de 4 a 12 átomos de carbono, especialmente polioles trihidroxilados o superiores que tienen una estructura de neopentilo, y uno o más seleccionados entre ácidos monocarboxílicos que tienen de 1 a 40, preferiblemente de 4 a 18, más preferiblemente de 6 a 12 átomos de carbono, y sus mezclas, así como sus aductos con óxidos de alquileno añadidos a estos, por ejemplo, caprilato de trimetilolpropano, pelargonato de trimetilolpropano, 2-etilhexanoato de pentaeritritol, pelargonato de pentaeritritol. Estos pueden ser ésteres completos en los que el grupo hidroxilo y el grupo carboxilo están todos esterificados, o ésteres parciales en los que el grupo hidroxilo o el grupo carboxilo permanecen parcialmente como tales. Sin embargo, son preferiblemente ésteres completos. El índice de hidroxilo de los ésteres es generalmente de 100 mg KOH/g a lo sumo, preferiblemente 50 mg KOH/g a lo sumo, más preferiblemente 10 mg KOH/g a lo sumo.

Preferiblemente, la viscosidad cinemática a 100ºC del aceite base para aceite lubricante es de 2 a 60 mm^{2}/seg, más preferiblemente de 3 a 50 mm^{2}/seg.

El componente 4.2 es un éster de uno o más seleccionados entre los ácidos policarboxílicos alifáticos mencionados antes y uno o más seleccionados entre los polialcoholes mono-, di-, tri-hidroxilados o superiores mencionados antes. Sus ejemplos preferidos son diésteres de uno o más ácidos policarboxílicos seleccionados entre los ácidos dicarboxílicos que tienen de 2 a 40, preferiblemente de 4 a 18, más preferiblemente de 6 a 12 átomos de carbono, y uno o más seleccionados entre los monoalcoholes que tienen de 4 a 40, preferiblemente de 4 a 18, más preferiblemente de 6 a 14, tales como maleato de dibutilo, glutamato de ditridecilo, adipato de di-2-etilhexilo, adipato de diisodecilo, adipato de ditridecilo, sebacato de di-2-etilhexilo, y copolímeros de estos diésteres (p. ej., maleato de dibutilo) y poli-\alpha-olefinas que tienen de 4 a 16 átomos de carbono; y ésteres de aductos de \alpha-olefina de anhídrido acético o similar, y alcoholes que tienen de 1 a 40 átomos de carbono. De los compuestos, se pueden utilizar aquellos que tienen una viscosidad cinemática a 100ºC de 1 a 100 mm^{2}/seg para el aceite base para el aceite lubricante.

El componente 4.3 es un éster de uno o más seleccionados entre los ácidos carboxílicos carbocíclicos mencionados antes, y uno o más seleccionados entre los polialcoholes mono-, di-, tri-hidroxilados o superiores mencionados antes. Sus ejemplos preferidos son ésteres de ácidos carboxílicos aromáticos tales como éster de ácido ftálico, éster de ácido trimelítico, éster de ácido piromelítico, éster de ácido salicílico. De los ésteres, se pueden utilizar aquellos que tienen una viscosidad cinemática a 100ºC de 1 a 100 mm^{2}/seg para el aceite base para el aceite lubricante.

El componente 4.4 es un éster de uno o más seleccionados entre los ácidos carboxílicos heterocíclicos mencionados anteriormente, y uno o más seleccionados entre los polialcoholes mono-, di-, tri-hidroxilados o superiores mencionados antes. De los ésteres, se pueden utilizar aquellos que tienen una viscosidad cinemática a 100ºC de 1 a 100 mm^{2}/seg para el aceite base para el aceite lubricante.

El componente 4.5 incluye ésteres preparados añadiendo un óxido de alquileno a uno o más seleccionados entre los polialcoholes mono-, di-, tri-hidroxilados o superiores mencionados antes seguido de la esterificación de los mismos; y los aductos preparados añadiendo un óxido de alquileno a los ésteres seleccionados entre los componentes 4.1 a 4.4 mencionados antes. De los compuestos, se pueden utilizar aquellos que tienen una viscosidad cinemática a 100ºC de 1 a 100 mm^{2}/seg para el aceite base para el aceite lubricante.

Las cetonas son compuestos representados por la siguiente fórmula general (5):

(5),R-(CO-R')_{n}

por ejemplo, un compuesto que contiene uno o más enlaces carbonilo. Los ejemplos específicos de las cetonas anteriormente mencionadas incluyen:

5.1 una cetona alifática saturada o insaturada;

5.2 una cetona de anillo carbonado;

5.3 una cetona heterocíclica;

5.4 un alcohol cetónico;

5.5 un ácido cetónico;

5.6 una mezcla de dos o más seleccionadas entre las cetonas de los cinco tipos anteriormente mencionados.

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La cetona alifática saturada o insaturada (5.1) puede ser específicamente una cetona alifática saturada o insaturada con 1 a 40 átomos de carbono (que puede ser lineal o ramificada o y puede tener un enlace insaturado en una posición arbitraria), tales como acetona, metiletil-cetona, metilpropilcetona, metil-isopropilcetona, metil-butilcetona, metilisobutilcetona, pinacolona, dietilcetona, butirona, diisopropilcetona, metilvinilcetona, óxido de mesitilo o metilheptenona.

Asimismo la cetona de anillo carbonado (5.2) puede ser específicamente una cetona de anillo carbonado con 1 a 40 átomos de carbono tales como ciclobutanona, ciclopentanona, ciclohexanona, acetofenona, propiofenona, butirofenona, valerofenona, benzofenona, dibencilacetona o 2-acetonaftona, que puede tener un grupo alifático saturado o insaturado (que puede ser lineal o ramificado, arbitrario en la posición de un enlace insaturado y también arbitrario en la posición del enlace insaturado y también arbitrario en la posición y el número de sustituciones).

Asimismo la cetona heterocíclica (5.3) puede ser específicamente una cetona carbocíclica con 1 a 40 átomos de carbono tales como acetotienona o 2-acetofurona, que puede tener un grupo alifático saturado o insaturado (que puede ser lineal o ramificado, arbitrario en la posición del enlace insaturado y también arbitrario en la posición y el número de sustituciones).

Asimismo el alcohol cetónico (5.4) puede ser específicamente un alcohol cetónico con 1 a 40 átomos de carbono tales como acetol, acetoína, alcohol acetoetílico, alcohol diacetónico, alcohol fenacílico o benzoína, que puede tener un anillo carbonado o un heteroanillo (heterociclo) o puede tener un anillo carbonado o un heteroanillo que tiene un grupo alifático saturado o insaturado (que puede ser lineal o ramificado, arbitrario en la posición del enlace insaturado y también arbitrario en la posición y el número de sustituciones). Asimismo el ácido cetónico (5.5) puede ser específicamente un ácido cetónico con 1 a 40 átomos de carbono por ejemplo un ácido \alpha-cetónico tal como ácido pirúvico, ácido benzoilfórmico, o ácido fenilpirúvico, un ácido \beta-cetónico tal como ácido acetoacético, ácido propionilacético o ácido benzoilacético, o un ácido \gamma-cetónico tal como ácido levulínico o ácido \beta-benzoilpropiónico.

Los aldehídos son compuestos orgánicos que contienen oxígeno representados por la siguiente fórmula general (6):

(6),R(CHO)_{n}

por ejemplo, un compuesto que tienen uno o dos grupos aldehído.

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Los ejemplos específicos de los aldehídos mencionados anteriormente incluyen:

6.1 un aldehído alifático saturado o insaturado;

6.2 un aldehído de anillo carbonado;

6.3 un aldehído heterocíclico;

6.4 una mezcla de dos o más seleccionados entre los aldehídos de los tres tipos mencionados anteriormente.

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El aldehído alifático saturado o insaturado (6.1) puede ser específicamente un aldehído alifático saturado o insaturado con 1 a 40 átomos de carbono (semejante estructura alifática saturada o insaturada puede ser lineal o ramificada con una posición arbitraria en un enlace insaturado) tal como formaldehído, acetaldehído, propionaldehído, butilaldehído, isobutilaldehído, aldehído valérico, aldehído isovalérico, aldehído piválico, aldehído caproico, aldehído heptónico, aldehído caprílico, aldehído pelargónico, aldehído cáprico, aldehído undecílico, aldehído laúrico, aldehído tridecílico, aldehído mirístico, aldehído pentadecílico, aldehído palmítico, aldehído margárico, aldehído esteárico, acroleína, aldehído crotónico, aldehído propiónico, glioxal o aldehído succínico.

El aldehído de anillo carbonado (6.2) puede ser específicamente un aldehído de anillo carbonado con 1 a 40 átomos de carbono tal como benzaldehído, aldehído o-toluico, aldehído m-toluico, aldehído p-toluico, aldehído salicílico, aldehído cinámico, aldehído \alpha-naftoico, o aldehído \beta-naftoico, que puede tener un grupo alifático saturado o insaturado (que puede ser lineal o ramificado, arbitrario en la posición del enlace insaturado y también arbitrario en la posición y el número de sustituciones). El aldehído heterocíclico (6.3) puede ser específicamente un aldehído heterocíclico con 1 a 40 átomos de carbono tales como furfural, que pueden tener un grupo alifático saturado o insaturado (que puede ser lineal o ramificado, arbitrario en la posición del enlace insaturado y también arbitrario en la posición y el número de sustituciones).

Los carbonatos son compuestos orgánicos que contienen oxígeno representados por la siguiente fórmula general (7):

(7),R-(O-COO-R')_{n}

por ejemplo, un compuesto que tiene uno o dos enlaces carbonato.

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Los carbonatos pueden ser específicamente un carbonato con 1 a 40 átomos de carbono que tienen un grupo alifático saturado o insaturado, un grupo anular carbonado, un grupo anular carbonado que tiene un grupo alifático saturado o insaturado, o un grupo alifático saturado o insaturado que tiene un anillo carbonado (siendo semejante grupo alifático saturado o insaturado lineal o ramificado, arbitrario en la posición del enlace insaturado y también arbitrario en la posición y el número sustituciones), tales como carbonato de dimetilo, carbonato de dietilo, carbonato de di-n-propilo, carbonato de diisopropilo, carbonato de di-n-butilo, carbonato de diisobutilo, carbonato de di-t-butilo, carbonato de dipentilo, carbonato de dihexilo, carbonato de diheptilo, carbonato de dioctilo, carbonato de dinonilo, carbonato de didecilo, carbonato de diundecilo, carbonato de didodecilo, carbonato de ditridecilo, carbonato de ditetradecilo, carbonato de dipentadecilo, carbonato de dihexadecilo, carbonato de diheptadecilo, carbonato de dioctadecilo, o carbonato de difenilo, o un carbonato de hidroxi(poli)oxialquileno formado añadiendo un óxido de alquileno a semejante carbonato.

Asimismo los derivados de los compuestos que contienen oxígeno orgánico anteriormente mencionados (alcoholes, ácidos carboxílicos, ésteres, éteres, cetonas, aldehídos y carbonatos) son por ejemplo un compuesto obtenido haciendo reaccionar el compuesto orgánico que contiene oxígeno mencionado antes con un compuesto que contiene nitrógeno, un compuesto que contiene fósforo, azufre o un compuesto que contiene azufre, un compuesto que contiene boro, un elemento halogenado o un compuesto que contiene halógeno, un elemento metálico o un compuesto que contiene metal (orgánico o inorgánico), pero no está limitado a tales ejemplos. El compuesto mencionado antes utilizado para obtener el derivado se emplea normalmente como aditivo, pero su efecto no está particularmente restringido cuando se emplea en un aceite base.

Por otra parte, R y R' en la fórmula general (1) - (7) representan cada uno independientemente un grupo hidrocarbonado tal como un grupo alquilo, un grupo alquenilo, un grupo alquileno, un grupo cicloalquilo, un grupo alquilcicloalquilo, un grupo arilo, un grupo alquilarilo, o un grupo arilalquilo (semejante grupo hidrocarbonado puede contener adicionalmente una o más clases de grupo o enlace seleccionados entre un grupo hidroxilo, un grupo carboxilo, un grupo carbonilo, un enlace éster y un enlace éter, y puede contener adicionalmente un elemento distinto de carbono, hidrógeno y oxígeno, tal como nitrógeno o azufre (por ejemplo un compuesto heterocíclico), un halógeno (tal como flúor o cloro), fósforo, boro o un metal).

El grupo hidrocarbonado no está particularmente restringido en cuanto al número de átomos de carbono, pero preferiblemente tiene de 1 a 40 átomos de carbono, más preferiblemente de 2 a 30 átomos de carbono y particularmente preferiblemente de 3 a 20 átomos de carbono. En caso de que el grupo hidrocarbonado contenga adicionalmente grupos hidroxilo y/o grupos carboxilo como se ha mencionado antes, el contenido de grupos hidroxilo y/o grupos carboxilo no está particularmente limitado, pero es preferiblemente de 10 a 1000 ppm basándose en la cantidad total de la composición (por ejemplo, aceite lubricante).

Los ejemplos del grupo alquilo incluyen un grupo alquilo con 1 a 40 átomos de carbono tales como un grupo metilo, un grupo etilo, un grupo n-propilo, un grupo isopropilo, un grupo n-butilo, un grupo isobutilo, un grupo sec-butilo, un grupo t-butilo, un grupo pentilo lineal o ramificado, un grupo hexilo lineal o ramificado, un grupo heptilo lineal o ramificado, un grupo octilo lineal o ramificado, un grupo nonilo lineal o ramificado, un grupo decilo lineal o ramificado, un grupo undecilo lineal o ramificado, un grupo dodecilo lineal o ramificado, un grupo tridecilo lineal o ramificado, un grupo tetradecilo lineal o ramificado, un grupo pentadecilo lineal o ramificado, un grupo hexadecilo lineal o ramificado, un grupo heptadecilo lineal o ramificado, un grupo octadecilo lineal o ramificado, un grupo nonadecilo lineal o ramificado, un grupo icosilo lineal o ramificado, un grupo henicosilo lineal o ramificado, un grupo docosilo lineal o ramificado, un grupo tricosilo lineal o ramificado, o un grupo tetracosilo lineal o ramificado, preferiblemente un grupo alquilo con 2 a 30 átomos de carbono y particularmente preferiblemente un grupo alquilo con 3 a 20 átomos de carbono.

Los ejemplos del grupo alquenilo incluyen un grupo alquenilo con 2 a 40 átomos de carbono tales como un vinilo, un grupo propenilo lineal o ramificado, un grupo butenilo lineal o ramificado, un grupo pentenilo lineal o ramificado, un grupo hexenilo lineal o ramificado, un grupo heptenilo lineal o ramificado, un grupo octenilo lineal o ramificado, un grupo nonenilo lineal o ramificado, un grupo decenilo lineal o ramificado, un grupo undecenilo lineal o ramificado, un grupo dodecenilo lineal o ramificado, un grupo tridecenilo lineal o ramificado, un grupo tetradecenilo lineal o ramificado, un grupo pentadecenilo lineal o ramificado, un grupo hexadecenilo lineal o ramificado, un grupo heptadecenilo lineal o ramificado, un grupo octadecenilo lineal o ramificado, un grupo nonadecenilo lineal o ramificado, un grupo icosenilo lineal o ramificado, un grupo henicosenilo lineal o ramificado, un grupo docosenilo lineal o ramificado, un grupo tricosenilo lineal o ramificado, o un grupo tetracosenilo lineal o ramificado, preferiblemente un grupo alquenilo con 2 a 30 átomos de carbono y particularlmente preferiblemente un grupo alquenilo con 3 a 20 átomos de carbono.

Los ejemplos del grupo cicloalquilo incluyen un grupo cicloalquilo con 3 a 40 átomos de carbono tales como un grupo ciclopentilo, un grupo ciclohexilo, un grupo cicloheptilo o un grupo ciclooctilo, preferiblemente un grupo cicloalquilo 3 a 20 átomos de carbono y particularmente preferiblemente un grupo cicloalquilo con 5 a 8 átomos de carbono.

Los ejemplos del grupo alquilcicloalquilo incluyen un grupo alquilcicloalquilo con 4 a 40 átomos de carbono tales como un grupo metilciclopentilo, un grupo dimetilciclopentilo (incluyendo todos los isómeros estructurales), un grupo metiletilciclopentilo (incluyendo todos los isómeros estructurales), un grupo dietilciclopentilo (incluyendo todos los isómeros estructurales), un grupo metilciclohexilo, un grupo dimetilciclohexilo (incluyendo todos los isómeros estructurales), un grupo metiletilciclohexilo (incluyendo todos los isómeros estructurales), un grupo dietilciclohexilo (incluyendo todos los isómeros estructurales), un grupo metilcicloheptilo, un grupo dimetilcicloheptilo (incluyendo todos los isómeros estructurales), un grupo metiletilcicloheptilo (incluyendo todos los isómeros estructurales), o un grupo dietilcicloheptilo (incluyendo todos los isómeros estructurales), preferiblemente un grupo alquilcicloalquilo con 5 a 20 átomos de carbono, particularmente preferiblemente un grupo alquilcicloalquilo con 6 a 12 átomos de carbono.

Los ejemplos del grupo arilo incluyen un grupo arilo con 6 a 20 átomos de carbono tales como un grupo fenilo o un grupo naftilo, preferiblemente un grupo arilo con 6 a 10 átomos de carbono.

Los ejemplos del grupo alquilarilo incluyen un grupo alquilarilo con 7 a 40 átomos de carbono por ejemplo un grupo fenilo mono-sustituido tal como un grupo tolilo (incluyendo todos los isómeros estructurales), un grupo etilfenilo (incluyendo todos los isómeros estructurales), un grupo propilfenilo lineal o ramificado (incluyendo todos los isómeros estructurales), un grupo butilfenilo lineal o ramificado (incluyendo todos los isómeros estructurales), un grupo pentilfenilo lineal o ramificado (incluyendo todos los isómeros estructurales), un grupo hexilfenilo lineal o ramificado (incluyendo todos los isómeros estructurales), un grupo heptilfenilo lineal o ramificado (incluyendo todos los isómeros estructurales), un grupo octilfenilo lineal o ramificado (incluyendo todos los isómeros estructurales), un grupo nonilfenilo lineal o ramificado (incluyendo todos los isómeros estructurales), un grupo decilfenilo lineal o ramificado (incluyendo todos los isómeros estructurales), un grupo undecilfenilo lineal o ramificado (incluyendo todos los isómeros estructurales), o un grupo dodecilfenilo lineal o ramificado (incluyendo todos los isómeros estructurales); o un grupo arilo que tiene dos más, grupos alquilo lineales o ramificados, iguales o diferentes tales como un grupo xililo (incluyendo todos los isómeros estructurales), un grupo dietilfenilo, un grupo dipropilfenilo, un grupo 2-metil-6-t-butilfenilo, un grupo 2,6-di-t-butil-4-metilfenilo, o un grupo 2,6-di-t-butil-4-(3,5-di-t-butil-4-bencil)fenilo (el grupo alquilo puede incluir adicionalmente un grupo arilo, un grupo alquilarilo o un grupo arilalquilo incluyendo todos los isómeros estructurales), preferiblemente un grupo alquilarilo con 7 a 20 átomos de carbono y particularmente preferiblemente un grupo alquilarilo con 7 a 12 átomos de carbono.

Asimismo los ejemplos del grupo arilalquilo incluyen un grupo arilalquilo con 7 a 40 átomos de carbono tales como un grupo bencilo, un grupo feniletilo, un grupo fenilpropilo (incluyendo los isómeros del grupo propilo), un grupo fenilbutilo (incluyendo los isómeros del grupo butilo), un grupo fenilpentilo (incluyendo los isómeros del grupo pentilo) o un grupo fenilhexilo (incluyendo los isómeros del grupo hexilo), preferiblemente un grupo arilalquilo con 7 a 20 átomos de carbono y particularmente preferiblemente un grupo arilalquilo con 7 a 12 átomos de carbono.

Los derivados de los compuestos orgánicos que contienen oxígeno orgánico anteriormente mencionados se pueden utilizar como los compuestos orgánicos que contienen oxígeno. Los derivados incluyen concretamente, por ejemplo, los compuestos preparados mediante sulfuración de uno seleccionado entre los alcoholes, ácidos carboxílicos, ésteres y éteres, cetonas, aldehídos y carbonatos mencionados antes; los compuestos preparados halogenando (fluorando, clorando) el mismo; sus productos de reacción con ácidos, tales como ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido bórico, ácido fosfórico, o sus ésteres o sales metálicas; y sus productos de reacción con metales, compuestos que contiene metales y compuestos amínicos.

De aquellos, se prefieren los productos de reacción de uno o más seleccionados entre alcoholes y ácidos carboxílicos y sus derivados, con compuestos amínicos (p. ej., productos de la reacción de Mannich, productos acilados, amidas).

Los compuestos amínicos referidos en la presente memoria incluyen amoníaco, monoaminas, diaminas, y poliaminas. Más concretamente, sus ejemplos son amoníaco; alquilaminas que tienen un grupo alquilo con 1 a 30 átomos de carbono (donde el grupo alquilo puede ser lineal o ramificado) tal como metilamina, etilamina, propilamina, butilamina, pentilamina, hexilamina, heptilamina, octilamina, nonilamina, decilamina, undecilamina, dodecilamina, tridecilamina, tetradecilamina, pentadecilamina, hexadecilamina, heptadecilamina, octadecilamina, estearilamina, dimetilamina, dietilamina, dipropilamina, dibutilamina, dipentilamina, dihexilamina, diheptilamina, dioctilamina, dinonilamina, didecilamina, diundecilamina, didodecilamina, ditridecilamina, ditetradecilamina, dipentadecilamina, dihexadecilamina, diheptadecilamina, dioctadecilamina, metiletilamina, metilpropilamina, metilbutilamina, etilpropilamina, etilbutilamina, y propilbutilamina; alquenilaminas que tienen un grupo alquenilo con 2 a 30 átomos de carbono (donde el grupo alquenilo puede ser lineal o ramificado) tales como etenilamina, propenilamina, butenilamina, octenilamina, y oleilamina; alcanolaminas que tienen un grupo alcanol con 1 a 30 átomos de carbono (donde el grupo alcanol puede ser lineal o ramificado) tales como metanolamina, etanolamina, propanolamina, butanolamina, pentanolamina, hexanolamina, heptanolamina, octanolamina, nonanolamina, metanoletanolamina, metanolpropanolamina, metanolbutanol-amina, etanolpropanolamina, etanolbutanolamina, y propanolbutanolamina; alquilendiaminas que tienen un grupo alquileno con 1 a 30 átomos de carbono, tales como metilendiamina, etilendiamina, propilendiamina, y butilendiamina; poliaminas tales como dietilentriamina, trietilentetraamina, tetraetilenpentaamina, pentaetilen-hexaamina; compuestos derivados de las monoaminas, diaminas o poliaminas anteriormente mencionadas y adicionalmente que tienen un grupo alquilo o alquenilo con 8 a 20 átomos de carbono, tales como undecildietilamina, undecildietanolamina, dodecil-dipropanolamina, oleildietanolamina, oleilpropilen-diamina, esteariltetraetilenpentamina; compuestos heterocíclicos tales como N-hidroxietiloleilimidazolina; aductos de óxido de alquileno de estos compuestos; y sus mezclas.

De los compuestos que contienen nitrógeno, se prefieren las aminas alifáticas que tienen un grupo alquilo o alquenilo con 10 a 20 átomos de carbono (estos pueden ser lineales o ramificados) tales como decilamina, dodecilamina, tridecilamina, heptadecilamina, octadecilamina, oleilamina y estearilamina.

De los derivados de estos compuestos orgánicos que contienen oxígeno, se prefieren las carbonamidas que tienen de 8 a 20 átomos de carbono tales como la oleamida.

Si bien el compuesto orgánico que contiene oxígeno anteriormente mencionado puede mostrar unas propiedades de baja fricción extremadamente excelentes al utilizarlos individualmente (esto es al 100%) en un sitio de la superficie deslizante constituido por los miembros deslizantes, también se puede lograr la lubricación proporcionando a dicho sitio de la superficie deslizante un lubricante preparado añadiendo un medio (tal como un aceite lubricante) para el compuesto orgánico que contiene oxígeno. Se entenderá que se puede obtener un efecto reductor de la fricción elevado proporcionando a dicho sitio de la superficie deslizante una solución acuosa que contiene el compuesto que contiene oxígeno orgánico.

Los ejemplos del medio son aceite mineral, aceite sintético, aceite natural, aceite diluyente, grasa, cera, un disolvente hidrocarbonado, un disolvente orgánico no hidrocarbonado distinto del disolvente hidrocarbonado, agua, o una de sus mezclas, concretamente un medio que muestra un estado líquido, un estado graso o un estado de cera en condiciones deslizantes o a la temperatura normal. El contenido del compuesto orgánico que contiene oxígeno en semejante medio no está particularmente restringido, pero el valor limite inferior es normalmente del 0,001%, preferiblemente 0,05% y más preferiblemente 0,1%, y el contenido puede exceder del 3,0%. Asimismo el valor límite superior es del 100% como se ha descrito antes, pero es preferiblemente del 50%, más preferiblemente 20%, más preferiblemente 10% y particularmente 5%, y se pueden mostrar unas características de baja fricción excelentes incluso con la adición de una pequeña cantidad tal como 0,1 a 2%.

En cuanto al medio, se emplea particularmente preferiblemente un aceite base para aceite lubricante (un aceite base del aceite lubricante). Semejante aceite base para aceite lubricante no está particularmente limitado y se puede emplear cualquier aceite base normal, ya sea de tipo aceite mineral o de tipo sintético, para la composición lubricante.

Los ejemplos del aceite base para aceite lubricante de tipo aceite mineral incluyen un producto formado sometiendo una fracción del lubricante, obtenida mediante destilación a presión normal o destilación a presión reducida del aceite bruto, a al menos una desasfaltación con disolvente, extracción con disolvente, hidrogenolisis, eliminación de ceras con disolventes, purificación hidrogenante e isomerización de cera, particularmente un aceite base sometido a hidrogenolisis, purificación hidrogenante o isomerización de cera. Entre tales productos, se prefiere un aceite mineral obtenido mediante purificación hidrogenante o hidrogenolisis, o un aceite mineral isoparafínico obtenido mediante isomerización de cera GTL (gas-a-líquido) por medio de un procedimiento Fischer-Tropsche o de una cera normal rica en parafina obtenida en una etapa de eliminación de cera del aceite lubricante.

Los ejemplos del aceite base para aceite lubricante de tipo sintético incluyen un alquilnaftaleno, un alquilbenceno, un polibuteno y uno de sus productos hidrogenados; una poli-\alpha-olefina tal como un oligómero de 1-octeno, un oligómero de 1-deceno o uno de sus productos hidrogenados; el éster anteriormente mencionado que tiene una viscosidad dinámica de 1 a 100 mm^{2}/s a 100ºC, descrito en lo anterior; y una de sus mezclas. Los ejemplos preferidos del aceite base para el aceite lubricante de tipo sintético distinto de semejante éster incluye una poli-\alpha-olefina tal como un oligómero de 1-octeno, un oligómero de 1-deceno y uno de sus productos hidrogenados. Asimismo en cuanto al éster, es particularmente preferible un éster de poliol.

Además del uso del aceite base para aceite lubricante de tipo aceite mineral o el aceite base para aceite lubricante de tipo sintético ya sea solo o en forma de una mezcla, también es posible utilizar una mezcla de dos o más clases del aceite base de tipo aceite mineral o del aceite base de tipo sintético. Asimismo en semejante mezcla, la razón de mezcla de las dos o más clases de aceites base no está particularmente restringida y se puede seleccionar arbitrariamente.

El contenido aromático total del aceite base para aceite lubricante no está particularmente restringido, pero es preferiblemente del 15% o menos, más preferiblemente del 10% o menos y adicionalmente preferiblemente del 8%. El contenido aromático total en el aceite base para aceite lubricante que excede del 15% da como resultado una estabilidad inferior para la oxidación y no es deseable. Se puede obtener una composición de elevado efecto reductor de la fricción incluso con un contenido aromático total en el aceite base para aceite lubricante del 2% o menos, o incluso 0%, por ejemplo en un aceite base para aceite lubricante esterificado tal como un aceite mineral altamente hidrogenolizado, un aceite mineral isomerizado con cera, una poli-\alpha-olefina o un producto hidrogenado, un producto hidrogenado de oligómero de 1-deceno, éster poliol, o una de sus mezclas. En caso de que el contenido del compuesto que contiene oxígeno orgánico (excluyendo ésteres como el aceite base para aceite lubricante) exceda del 2%, ya que la estabilidad en el almacenamiento puede ser deteriorada, es preferible, si fuera necesario, regular el contenido aromático total (por ejemplo al 2% o más) del aceite base para aceite lubricante combinando un aceite mineral purificado con disolvente o un alquilbenceno, o emplear un éster como aceite base para aceite lubricante. El "contenido aromático total" representa el contenido de una fracción aromática medido de acuerdo con ASTM D2549, y semejante fracción aromática contiene normalmente alquilbencenos, alquilnaftalenos, antraceno, fenantreno, sustancias alquiladas de los mismos, un compuesto en el que están condensados cuatro o más anillos de benceno, y compuestos que contienen una estructura heteroaromática tales como piridinas, quinolinas, fenoles y naftoles.

Asimismo el aceite base para aceite lubricante no está particularmente restringido a una viscosidad dinámica del mismo, pero en caso de su utilización como composición lubricante para un motor de combustión interna, la viscosidad dinámica a 100ºC es preferiblemente 2 mm^{2}/s o superior, y más preferiblemente 3 mm^{2}/s o superior. Asimismo un límite superior es preferiblemente 20 mm^{2}/s o menos, más preferiblemente 10 mm^{2}/s o menos y particularmente preferiblemente 8 mm^{2}/s o menos. Un aceite base para aceite lubricante con una viscosidad dinámica a 100ºC de 2 mm^{2}/s o superior permite obtener una composición susceptible de una formación de película oleosa suficiente, unas excelentes propiedades lubricantes y una pérdida por evaporación más pequeña del aceite base en condiciones de elevada temperatura. Por otra parte, una viscosidad dinámica a 100ºC de 20 mm^{2}/s o menos reduce la resistencia de fluido, permitiendo de ese modo obtener una composición con una resistencia friccional más pequeña en un sitio lubricado.

Además, el índice de viscosidad del aceite base para aceite lubricante no está particularmente restringido pero es preferiblemente de 80 o superior, y, en caso de utilizarlo como una composición lubricante para un motor de combustión interna, es preferiblemente de 100 o superior, más preferiblemente 120 o superior, y puede estar en el intervalo de 140 a 250. Un aceite base para aceite lubricante con un elevado índice de viscosidad permite obtener una composición excelente no solamente en sus características de viscosidad a baja temperatura sino también en su efecto reductor de la fricción.

El aceite lubricante puede incluir adicionalmente un dispersante sin ceniza, un agente para evitar la abrasión o un agente de presión extrema, un agente de limpieza con una base de metal, un antioxidante, un agente mejorador del índice de viscosidad, otro modificador de la fricción, un agente anti-herrumbre, un tensioactivo no iónico, un agente anti-emulsión, un desactivador metálico, o un agente desespumante solo o en una combinación de clases plurales, para mejorar los funcionamientos requeridos.

En cuanto al dispersante sin ceniza, se pueden emplear diversos dispersantes sin ceniza conocidos. Por ejemplo se puede emplear ventajosamente polibutenil-succinimida o uno de sus derivados.

Los ejemplos específicos de la polibutenil- succinimida utilizable incluyen los compuestos representados por las siguientes fórmulas generales (1) y (2).

1

2

En cada una de las fórmulas (1) y (2), n representa un número entero de 1 a 5, preferiblemente 2 a 4, con el fin de conseguir un buen efecto detergente. Adicionalmente, PIB representa un grupo polibutenilo derivado de polibuteno. El polibuteno se puede preparar polimerizando isobuteno de elevada pureza o una mezcla de 1-buteno e isobuteno en presencia de un catalizador de fluoruro de boro o un catalizador de cloruro de aluminio de tal manera que el polibuteno alcance un peso molecular medio numérico de 900 a 3.500, preferiblemente de 1.000 a 2.000. Cuando el peso molecular medio numérico del polibuteno es menor de 900, existe la posibilidad de no lograr obtener un efecto detergente suficiente. Cuando el peso molecular medio numérico del polibuteno excede de 3.500, el polibuteno se puede deteriorar de forma no deseada en una fluidez a baja temperatura. En la producción de polibutenilsuccinimida, se puede utilizar el polibuteno después de purificarlo separando cantidades vestigiales de restos de flúor y cloro, que resultan del catalizador para la producción de polibuteno anterior, mediante cualquier tratamiento adecuado (tales como el procedimiento de adsorción o el procedimiento de lavado). La cantidad de restos de flúor y cloro se controla preferiblemente a 50 ppm o menos, más preferiblemente 10 ppm o menos, muy preferiblemente 1 ppm o menos.

El método de producción de la polibutenil- succinimida no está particularmente restringido. Por ejemplo, la polibutenilsuccinimida se puede preparar haciendo reaccionar un cloruro del polibuteno anteriormente mencionado, o el polibuteno del cual se separan los restos de flúor y cloro, con anhídrido maleico de 100 a 200ºC para formar succinato de polibutenilo, y después, haciendo reaccionar el succinato de polibutenilo así formado con poliamina (tal como dietilentriamina, trietilentetramina, tetraetilen- pentoamina o pentaetilenhexamina).

El derivado de polibutenilsuccinimida puede ser ilustrado por compuestos modificados con boro y ácido obtenidos haciendo reaccionar la polibutenilsuccinimida de las fórmulas (1) y (2) con compuestos de boro o compuestos orgánicos que contienen oxígeno con el fin de neutralizar o amidar la totalidad o parte de los grupos amina y/o imida restantes. Entre estos, se utiliza más preferiblemente polibutenilsuccinimida que contiene boro, especialmente bis(polibutenil)succinimida que contiene boro.

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El compuesto de boro anterior puede ser un ácido bórico, un borato o un éster de ácido bórico. Los ejemplos específicos del ácido bórico incluyen ácido ortobórico, ácido metabórico y ácido parabórico. Los ejemplos específicos del borato incluyen: sales de amonio incluyendo boratos de amonio, tales como metaborato de amonio, tetraborato de amonio, pentaborato de amonio y octaborato de amonio. Los ejemplos específicos del éster de ácido bórico incluyen: ésteres de acido bórico y alcoholes alquílicos (preferiblemente alcoholes alquílicos C_{1}-C_{6}), tales como borato de monometilo, borato de dimetilo, borato de trimetilo, borato de monoetilo, borato de dietilo, borato de trietilo, borato de monopropilo, borato de dipropilo, borato de tripropilo, borato de monobutilo, borato de dibutilo y borato de tributilo. En la presente memoria, la razón de contenido de nitrógeno con respecto a boro (B/N) en masa en la polibutenilsuccinimida que contiene boro es normalmente de 0,1 a 3, preferiblemente de 0,2 a 1.

El compuesto orgánico que contiene oxígeno anterior puede ser ilustrado mediante: ácidos monocarboxílicos C_{1}-C_{30}, tales como ácido fórmico, ácido acético, ácido glicólico, ácido propiónico, ácido láctico, ácido butírico, ácido valérico, ácido caproico, ácido enántico, ácido caprílico, ácido pelargónico, ácido cáprico, ácido undecílico, ácido láurico, ácido tridecanoico, ácido mirístico, ácido pentadecanoico, ácido palmítico, ácido margárico, ácido esteárico, ácido oleico, ácido nonadecanoico y ácido eicosanoico; ácidos policarboxílicos C_{2}-C_{30}, tales como ácido oxálico, ácido ftálico, ácido trimelítico y ácido piromelítico, y sus anhídridos y ésteres; óxidos de alquileno C_{2}-C_{6}; e hidroxi(poli)oxialquilencarbonatos.

La cantidad de polibutenilsuccinimida y/o su derivado añadida al medio (por ejemplo, aceite lubricante) no está particularmente restringida, y es preferiblemente del 0,1 al 15%, más preferiblemente del 1,0 al 12%, basándose en la masa total del aceite lubricante. Cuando la cantidad de polibutenil- succinimida y/o su derivado es menor de 0,1%, surge la posibilidad de no lograr un efecto detergente suficiente. Se vuelve poco económico cuando la cantidad de polibutenilsuccinimida y/o su derivado excede del 15%. Además, una cantidad tan grande de polibutenil- succinimida y/o su derivado tiende a ocasionar un deterioro en la capacidad de desemulsificación.

El dispersante sin ceniza distinto de la polibutenilsuccinimida y/o su derivado anteriormente mencionados puede ser ilustrado por polibutenilbencilaminas y polibutenilaminas que tienen cada una grupos polibutenilo con un peso molecular medio numérico de 900 a 3.500, polibutenilsuccinimidas que tienen grupos polibutenilo con un peso molecular medio numérico de menos de 900 y sus derivados.

En cuanto al antioxidante y al agente anti-desgaste, se pueden mezclar compuestos conocidos con el compuesto que contiene oxígeno orgánico o el medio que contiene el compuesto que contiene oxígeno orgánico. Un ejemplo preferible del anti-oxidante y el agente anti-desgaste es el ditiofosfato de cinc representado por la siguiente fórmula general (3):

3

En la fórmula general (3), R^{4}, R^{5}, R^{6} y R^{7} representan cada uno grupos hidrocarbonados C_{1}-C_{24}. El grupo hidrocarbonado C_{1}-C_{24} es preferiblemente un grupo alquilo C_{1}-C_{24} de cadena lineal o de cadena ramificada, un grupo alquenilo C_{3}-C_{24} de cadena lineal o de cadena ramificada, un grupo cicloalquilo o alquilcicloalquilo C_{5}-C_{13} de cadena lineal o de cadena ramificada, un grupo arilo o alquilarilo C_{6}-C_{18} de cadena lineal o de cadena ramificada, un grupo arilalquilo C_{7}-C_{19}. El grupo alquilo o el grupo alquenilo anterior puede ser primario, secundario o terciario. Los ejemplos específicos de R^{4}, R^{5}, R^{6} y R^{7} incluyen: grupos alquilo, tales como metilo, etilo, propilo, butilo, pentilo, hexilo, heptilo, octilo, nonilo, decilo, undecilo, dodecilo, tridecilo, tetradecilo, pentadecilo, hexadecilo, heptadecilo, octadecilo, nonadecilo, icosilo, heneicosilo, docosilo, tricosilo y tetracosilo; grupos alquenilo, tales como propenilo, isopropenilo, butenilo, butadienilo, pentenilo, hexenilo, heptenilo, octenilo, nonenilo, decenilo, undecenilo, dodecenilo, tridecenilo, tetradecenilo, pentadecenilo, hexadecenilo, heptadecenilo, octadecenilo (oleilo), nonadecenilo, icosenilo, heneicosenilo, docosenilo, tricosenilo y tetracosenilo; grupos cicloalquilo, tales como ciclopentilo, ciclohexilo y cicloheptilo; grupos alquilcicloalquilo, tales como metilciclopentilo, dimetilciclopentilo, etilciclopentilo, propilciclo-pentilo, etilmetilciclopentilo, trimetilciclopentilo, dietilciclopentilo, etildimetilciclopentilo, propilmetil-ciclopentilo, propiletilciclopentilo, di-propilciclo-pentilo, propiletilmetilciclopentilo, metilciclohexilo, dimetilciclohexilo, etilciclohexilo, propilciclohexilo, etilmetilciclohexilo, trimetilciclohexilo, dietilciclo-hexilo, etildimetilciclohexilo, propilmetilciclohexilo, propiletilciclohexilo, di-propilciclohexilo, propiletil-metilciclohexilo, metilcicloheptilo, dimetilcicloheptilo, etilcicloheptilo, propilcicloheptilo, etilmetilciclo-heptilo, trimetilcicloheptilo, dietilcicloheptilo, etildimetilcicloheptilo, propilmetilcicloheptilo, propiletilcicloheptilo, di-propilcicloheptilo y propiletilmetilcicloheptilo; grupos arilo, tales como fenilo y naftilo; grupos alquilarilo, tales como tolilo, xililo, etilfenilo, propilfenilo, etilmetilfenilo, trimetilfenilo, butilfenilo, propilmetilfenilo, dietilfenilo, etildimetilfenilo, tetrametilfenilo, pentilfenilo, hexilfenilo, heptilfenilo, octilfenilo, nonilfenilo, decilfenilo, undecilfenilo y dodecilfenilo; y grupos arilalquilo, tales como bencilo, metilbenclo, dimetilbencilo, fenetilo, metilfenetilo y dimetilfenetilo. Los grupos hidrocarbonados anteriores incluyen todos los posibles isómeros.

Los grupos hidrocarbonados mencionados antes incluyen todas las estructuras de cadena lineal o ramificada considerables. La posición del doble enlace del grupo alquenilo, la posición del enlace del grupo alquilo y la posición del enlace del grupo alquilo al grupo arilo están libres.

Los ejemplos específicos del ditiofosfato de cinc utilizable incluyen diisopropilditiofosfato de cinc, diisobutilditiofosfato de cinc, di-sec-butilditiofosfato de cinc, di-sec-pentilditiofosfato de cinc, di-n-hexilditiofosfato de cinc, di-sec-hexilditiofosfato de cinc, di-octilditiofosfato de cinc, di-2-etilhexilditiofosfato de cinc, di-n-decilditiofosfato de cinc, di-n-dodecilditiofosfato de cinc, diisotridecil-ditiofosfato de cinc y sus mezclas.

La cantidad de ditiofosfato de cinc añadida al aceite lubricante no está particularmente restringida. El ditiofosfato de cinc está contenido preferiblemente en una cantidad del 0,1% o menos, más preferiblemente en una cantidad del 0,06% o menos, muy preferiblemente en una cantidad mínima eficaz, en términos del elemento fosforoso basado en la masa total del aceite lubricante con el fin producir un mayor efecto reductor de la fricción. Cuando la cantidad del ditiofosfato de cinc excede el 0,1%, surge la posibilidad de inhibir el efecto del modificador de la fricción de éster de ácido graso sin ceniza y/o el modificador de la fricción alifático de amina alifática sin ceniza, particularmente en el sitio de la superficie deslizante (plano) entre la película fina de DLC y el miembro opuesto formado por el material con una base de hierro.

El ditiofosfato de cinc se puede preparar mediante cualquier método conocido. Por ejemplo, el ditiofosfato de cinc se puede preparar haciendo reaccionar alcoholes o fenoles que tienen los grupos hidrocarbonados R^{4}, R^{5}, R^{6} y R^{7} anteriores de la fórmula química (3) anteriormente mencionada con pentasulfuro de fósforo para formar ácido ditiofosfórico, y después, neutralizando el ácido ditiofosfórico así formado con óxido de cinc. Aquí, la estructura molecular del ditiofosfato de cinc difiere de acuerdo con los alcoholes o fenoles utilizados como materia prima para la producción de ditiofosfato de cinc.

El otro agente anti-fricción o aditivo de presión extrema puede ser ilustrado por disulfuros, grasas y aceites sulfurados, sulfuros de olefina, ésteres fosfato que tienen de uno a tres grupos hidrocarbonados C_{2}-C_{20}, ésteres tiofosfato, ésteres fosfito, ésteres tiofosfito y sales de aminas de estos ésteres.

Como se ha comentado antes, el compuesto que contiene oxígeno orgánico puede mostrar unas características de baja fricción extremadamente excelentes en caso de ser utilizado entre las superficies deslizantes de los miembros deslizantes. Con el fin de producir los funcionamientos requeridos para el compuesto que contiene oxígeno orgánico o el medio que contiene el compuesto que contiene oxígeno orgánico, se puede mezclar con otros aditivos mostrados más abajo.

Uno de los aditivos es un detergente metálico que puede ser cualquier compuesto detergente metálico comúnmente utilizado para un aceite lubricante. Los ejemplos específicos del detergente metálico utilizable incluyen sulfonatos, fenatos y salicilatos de metales alcalinos o metales alcalinotérreos; y las mezclas de dos o más de los mismos. Los ejemplos de los metales alcalinos incluyen sodio (Na) y potasio (K), y los ejemplos de los metales alcalinotérreos incluyen calcio (Ca) y magnesio (Mg). En relacion con la presente enseñanza, se utilizan adecuadamente sulfonatos de sodio y calcio, fenatos de sodio y calcio, y salicilatos de sodio y calcio. El índice de alcalinidad total y la cantidad del detergente metálico se puede seleccionar de acuerdo con el funcionamiento requerido del aceite lubricante. El índice de alcalinidad total del detergente metálico es normalmente de 0 a 500 mg KOH/g, preferiblemente de 150 a 400 mg KOH/g, medido mediante el método del ácido perclórico de acuerdo con ISO 3771 "Determination of base number - Perchloric acid potentiometric titration method". La cantidad del detergente metálico es normalmente del 0,1 al 10% basándose en la masa total del aceite lubricante.

El otro es un antioxidante que puede ser cualquier compuesto antioxidante utilizado comúnmente para un aceite lubricante. Los ejemplos específicos del antioxidante utilizable incluyen: antioxidantes fenólicos, tales como 4,4'-metilenbis(2,6-di-t-butilfenol) y octadecil-3-(3,5-di-t-butil-4-hidroxifenil)propionato; antioxidantes amínicos, tales como fenil-\alpha-naftilamina, alquilfenil-\alpha-naftilamina y alquildifenilamina; y las mezclas de dos o más de los mismos. La cantidad del antioxidante es normalmente de 0,01 a 5% basándose en la masa total del aceite lubricante.

Otro adicional es un mejorador del índice de viscosidad que se puede ilustrar por medio de: mejoradores del índice de viscosidad de tipo no dispersión, tales como copolímeros de uno o dos monómeros seleccionados entre diversos ácidos metacrílicos, e hidruros de los copolímeros; y mejoradores del índice de viscosidad de tipo dispersión, tales como copolímeros de metacrilatos (incluyendo compuestos nitrogenados). También se pueden utilizar, como mejorador del índice de viscosidad, copolímeros de etileno y \alpha-olefinas (tales como propileno, 1-buteno y 1-penteno) y sus hidruros, poliisobutilenos y sus hidruros, un copolímero hidrogenado de estireno y dieno, un copolímero de estireno y anhídrido maleico y polialquilestirenos.

Se necesita que el peso molecular del mejorador del índice de viscosidad sea seleccionado a la vista de la estabilidad de cizalla. Por ejemplo, el peso molecular medio numérico del mejorador del índice de viscosidad está deseablemente en un intervalo de 5.000 a 1.000.000, más deseablemente de 100.000 a 800.000, para los poli(metacrilatos) de tipo dispersión o no dispersión; en un intervalo de 800 a 5.000 para los poliisobutilenos y sus hidruros; y en el intervalo de 800 a 300.000, más deseablemente de 10.000 a 200.000 para los copolímeros de etileno/\alpha-olefina y sus hidruros. Los compuestos mejoradores del índice de viscosidad anteriores se pueden utilizar solos o en forma de una mezcla de dos o más de los mismos. La cantidad del mejorador del índice de viscosidad es preferiblemente del 0,1 a 40,0% basándose en la masa total del aceite lubricante.

Uno adicional es otro modificador de la fricción sin ceniza distinto de los mencionados antes. El modificador de la fricción sin ceniza puede ser ilustrado por modificadores de la fricción sin ceniza, tales como ésteres de ácido bórico, alcoholes superiores y éteres alifáticos, y modificadores de la fricción metálicos, tales como ditiofosfato de molibdeno, ditiocarbamato de molibdeno y disulfuro de molibdeno.

Uno adicional es un inhibidor de la herrumbre que puede ser ilustrado por alquilbencenosulfonatos, dinonilnaftalenosulfonatos, ésteres de ácidos alquenilsuccínicos y ésteres alcoholes polihidroxilados.

Uno adicional es un tensioactivo no iónico o un desemulsionante que puede ser ilustrado por tensioactivos de polialquilenglicol no iónicos, tales como polioxietilenalquiléteres, polioxietilenalquilfeniléteres y polioxietilenalquilnaftiléteres.

Uno adicional es un desactivador metálico que puede ser ilustrado por compuestos de imidazolina, derivados de pirimidina, tiazol y benzotriazol.

Uno adicional es un agente anti-espumante que puede ser ilustrado por siliconas, fluorosiliconas y fluoroalquiléteres.

En caso de utilizar los aditivos anteriores en el aceite lubricante (composición), el otro modificador de la fricción, el inhibidor de la herrumbre o el desemulsionante están contenidos en una cantidad de 0,01 a 5% basándose en la masa total del aceite lubricante, y el desativador metálico está contenido en una cantidad de 0,0005 a 1% basándose en la masa total del aceite lubricante.

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Experimentos

A continuación, se aclarará adicionalmente la presente invención por medio de ejemplos y ejemplos comparativos, pero la presente invención no está limitada por tales ejemplos.

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Ejemplos 1 a 9 y ejemplos comparativos 1 a 3

Preparación de los miembros Deslizantes (perno y disco)

Se prepararon los especímenes de miembros deslizantes (perno y disco) para un ensayo de evaluación de la fricción de perno-sobre-disco (cuerpo individual). El ensayo de evaluación de la fricción de perno-sobre disco se realizó utilizando un aparato de ensayo cuya parte esencial se muestra en la Fig. 1, en el que se utilizan tres pernos y un disco para cada ensayo.

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Material base del perno

Se formó un material SUJ2 tratado con calor (de acuerdo con JIS G 4805) en forma de perno mediante trituración, y después se terminó el material con forma de perno con diversas rugosidades superficiales (Ra 0,1 \mum o menos) puliendo con una cinta pulidora. De este modo, se produjo el material base del perno.

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Material base del disco

Se sometió un material con forma de disco de material SUJ2 u otro material tratado con calor a cierto procedimiento de endurecimiento por envejecimiento, y después se finalizó la superficie deslizante en contacto con el perno con diversas rugosidades superficiales mediante pulido. De este modo, se produjo el material base del disco.

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Tratamiento de la superficie

Se recubrió una superficie del material base del perno o el material base del disco finalizados de este modo, con "a-C (DLC de tipo a-C)", "DLC (tipo a-C:H (10% en átomos))" o "DLC (tipo a-C:H (20% en átomos))" por medio de un procedimiento de PVD o un procedimiento de CVD utilizando grafito como diana, formando de este modo un recubrimiento (película fina de carbono duro) sobre la superficie del material base. La superficie del recubrimiento se finalizó con diversas rugosidades de la superficie (Ra 0,1 \mum o menos) puliendo con una cinta puli-
dora:

De este modo, se prepararon los especímenes del perno y el disco para el ensayo de evaluación de la fricción de perno-sobre-disco.

El perno y el disco se sometieron a medidas para obtener el grosor del recubrimiento (indicado como "Grosor de la película"), la dureza de la superficie (Hv) y la rugosidad de la superficie (Ra) como se muestra en la Tabla 1.

La especificación de los miembros deslizantes y los resultados de las medidas se muestran en la Tabla 1. En la Tabla 1, "Ej." indica Ejemplo; y "Ej. Comp." indica Ejemplo Comparativo.

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Preparación del aceite lubricante

(a) Se añadió un % en masa de GMO (monooleato de glicerol), éter (monooleilgliceriléter), amida (oleilamida) o amina como modificador de la fricción a PAO (poli alfa-olefina) para preparar aceites lubricantes para los Ejemplos 1, 2, 4 a 9.

(b) Se utilizó glicerol como aceite lubricante para el Ejemplo 3.

(c) Se utilizó aceite lubricante (SAE 5W-30) para el aceite lubricante de los Ejemplos Comparativos 1 y 2.

(d) Se utilizó PAO como aceite lubricante para el Ejemplo Comparativo 3.

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(Tabla pasa a página siguiente)

4

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Ensayo de evaluación de la fricción perno-sobre-disco

Se preparó un mecanismo de deslizamiento de baja fricción para cada ejemplo combinando los miembros deslizantes como se muestra en la Tabla 1 y utilizando el aceite lubricante (composición). Después de eso, se realizó el ensayo de evaluación de la fricción de perno-sobre-disco en el mecanismo de deslizamiento de baja fricción para determinar un coeficiente de fricción como se describe a continuación:

Los pernos y el disco se dispusieron como se muestra en la Fig. 1 en la que los tres pernos (indicados como "Perno Mate (Rígido"))) se presionaron sobre el disco (indicado como "Pieza de Ensayo") a una carga de 50 Kgf de manera que la presión de contacto de Hertz máxima fuera de 700 MPa para los Ejemplos 1 a 5 y los Ejemplos Comparativos 1 y 3) o de 80 MPa para los Ejemplos 6 a 9 y el Ejemplo Comparativo 2). Cada perno tenía un diámetro de 5 mm y una longitud de 5 mm. Los pernos y el disco mostrados en la Fig. 1 fueron sumergidos en el aceite lubricante en un baño de aceite a una temperatura del aceite de 80ºC. El disco se hizo girar a una velocidad rotacional de 30 r.p.m. (0,03 m/s) durante 60 minutos. Los resultados también se muestran en la Tabla 1.

Como resulta evidente a partir de la Tabla 1 que demuestra el resultado del ensayo de evaluación de la fricción para los Ejemplos 1 a 9, todos los especímenes de los Ejemplos 1 a 9 mostraron excelentes coeficientes de baja fricción. Por ejemplo, de acuerdo con los Ejemplos 1 a 9, aproximadamente se pudo obtener un 40% o más de efecto reductor de la fricción sobre el Ejemplo Comparativo 1 que hace referencia a una combinación de materiales de acero utilizada en motores corrientes que utilizan como combustible gasolina y sobre el Ejemplo Comparativo 2 que hace referencia a una combinación de aleación de acero y aluminio. Adicionalmente, de acuerdo con los Ejemplos 1 a 9, se pudo obtener aproximadamente un 20% o más de efecto reductor de la fricción sobre el caso en el que se combinaba el material DLC y acero para que estuvieran en contacto entre sí en presencia del aceite lubricante PAO que no contenía compuesto que contiene oxígeno orgánico. Además, los especímenes de los Ejemplos 1 a 9 no tuvieron problemas en su superficie deslizante tras la inspección una vez completado el ensayo de evaluación de la fricción, demostrando de ese modo que tenían una resistencia al desgaste excelente.

De acuerdo con los Ejemplos 4 y 5, los especímenes del Ejemplo 5 que utilizaban el material DLC que tiene un contenido de hidrógeno de 20% en átomos tenían un efecto reductor de la fricción aparentemente degradado en comparación con los del Ejemplo 4 que utilizaban el material DLC que tiene un contenido de hidrógeno de aproximadamente 10% en átomos y otros Ejemplos utilizando el material DLC de tipo a-C que no tiene sustancialmente contenido de hidrógeno.

De este modo, se pudo obtener un gran efecto reductor de la fricción en los mecanismos de deslizamiento de baja fricción incluyendo los miembros deslizantes deslizables en presencia de aceites lubricantes que contienen modificadores de la fricción como en los Ejemplos 1 a 9. Adicionalmente, se confirmó que el material DLC de tipo a-C era apropiado para el material que constituye la película fina de carbono duro o el recubrimiento.

Si bien la presente enseñanza ha sido ilustrada con referencia a los Ejemplos y Ejemplos Comparativos, se entenderá que la presente enseñanza no está limitada a aquellos y por lo tanto se pueden realizar diversos cambios y modificaciones sin apartarse del alcance de las reivindicaciones. Por ejemplo, se pueden esperar efectos en todos los miembros o piezas deslizantes mecánicas y tales efectos son efectos reductores de la fricción notables que están en relación directa con la mejora del ahorro de combustible de los motores.

Como se aprecia a partir de lo anterior, la tribo-película extremadamente fina que tiene ciertos grupos funcionales se forma en la superficie deslizante del miembro deslizante cuando el miembro deslizante está en contacto deslizante con la superficie deslizante de un miembro opuesto en presencia del compuesto que contiene oxígeno orgánico. Por consiguiente, la presente invención puede proporcionar el miembro deslizante de baja fricción y el mecanismo de deslizamiento de baja fricción que muestra una baja fuerza de cizalla en comparación con los miembros deslizantes convencionales y los mecanismos de deslizamiento en los que se forma una película que contiene MOS_{2}.

Claims

1. Un mecanismo de deslizamiento de baja fricción que comprende:

\quad: un primer y un segundo miembros deslizantes y un compuesto que contiene oxígeno orgánico entre ellos;

\quad: incluyendo el primer miembro deslizante un material base que tiene una superficie; y formándose una película fina de carbono duro sobre al menos una parte de la superficie del material base; donde se forma una película tribológica que tiene al menos un grupo funcional seleccionado del grupo que consiste en un enlace éter, un grupo óxido y un grupo hidroxilo sobre la película fina de carbono duro cuando la película fina de carbono duro está en contacto deslizante con el segundo miembro deslizante en presencia del compuesto que contiene oxígeno orgánico; e

\quad: incluyendo el segundo miembro deslizante opuesto un material base que tiene una superficie, y formándose una película fina de carbono duro sobre al menos una parte de la superficie del material base, donde la película tribológica que tiene al menos un grupo funcional seleccionado del grupo que consiste en un enlace éter, un grupo óxido y un grupo hidroxilo se forma sobre la película fina de carbono duro cuando la película fina de carbono duro está en contacto deslizante con el primer miembro deslizante en presencia del compuesto que contiene oxígeno orgánico.

2. Un mecanismo de deslizamiento de baja fricción como se reivindica en la Reivindicación 1, donde durante la fricción de los miembros deslizantes, la película tribológica tiene un grosor de no más de 10 nm.

3. Un mecanismo de deslizamiento de baja fricción como se reivindica en la Reivindicación 1 o 2, donde la película tribológica tiene unas características de fricción inferiores a las de la película tribológica que no tiene al menos un grupo funcional seleccionado del grupo que consiste en un grupo enlace éter, un grupo óxido y un grupo hidroxilo.

4. Un mecanismo de deslizamiento de baja fricción como se reivindica en cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 3, donde la película fina de carbono duro está formada por carbono tipo diamante que contiene hidrógeno en una cantidad no mayor del 10% en átomos.

5. Un mecanismo de deslizamiento de baja fricción como se reivindica en cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 4, donde la película fina de carbono duro está formada por carbono tipo diamante de tipo a-C que no contiene sustancialmente hidrógeno.

6. Un mecanismo de deslizamiento de baja fricción como se reivindica en cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 5, donde la película fina de carbono duro tiene una rugosidad superficial (Ra) de no más de 0,1 Nm.

7. Un mecanismo de deslizamiento de baja fricción como se reivindica en cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 6, donde la película fina de carbono duro tiene una dureza superficial (Hv) que oscila de 1000 a 3500 en dureza micro-Vickers (bajo una carga de 10 g), y un grosor de película que oscila de 0,3 a 2,0 \mum.

8. Un mecanismo de deslizamiento de baja fricción como se reivindica en cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 7, donde el compuesto que contiene oxígeno orgánico es un aceite lubricante.

9. Un mecanismo de deslizamiento de baja fricción como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, donde el compuesto que contiene oxígeno orgánico sirve como modificador de la fricción sin ceniza.

10. Un mecanismo de deslizamiento de baja fricción como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, donde el compuesto que contiene oxígeno orgánico es al menos uno seleccionado del grupo consiste en alcohol, ácido carboxílico, éster, éter, cetona, aldehído, carbonato, y derivados del alcohol, el ácido carboxílico, el éster, el éter, la cetona, el aldehído y el carbonato.