JP2003522280A - 低いブルックフィールド粘度を有する機能性流体 - Google Patents

低いブルックフィールド粘度を有する機能性流体

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Abstract

(57)【要約】 【構成】 水素化分解基材の混合物、場合により少量の溶剤ニュートラル基材、および添加剤を含む、低いブルックフィールド粘度を有する機能性流体。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】発明の背景 発明の分野 本発明は、基材混合物よりなり、性能向上用添加剤を含有する、低いブルック
フィールド粘度を有する機能性流体に関する。
【０００２】従来技術 機能性流体には、自動車および工業用の作動系、自動車用変速機、パワーステ
アリング系、ショックアブソーバー用流体などに用いられる広範囲の潤滑油が含
まれる。これらの流体は、機械系において動力を伝達し、制御する。従ってこれ
らは、注意深く制御された粘度特性を有していなければならない。加えて、これ
らの流体は、気候が変動しても年中運転可能であることが保証されるように、マ
ルチグレード性能を提供するように処方されることがよくある。機能性流体に対
する最も重要な要求には、低温での流動性がある。これは、例えばブルックフィ
ールド粘度計によって測定される。
【０００３】 自動変速機用流体（ＡＴＦ）は最も一般的な機能性流体の一つであり、全ての
自動変速機の不可欠部品である。自動変速機は、北米および日本における自動車
全体の約８０〜９０％で用いられ、また世界の他の地域においてもその利用がよ
り一般的になりつつある。それらは、自動車の最も複雑で、高価な半組立部品で
あり、主要なＯＥＭは厳しい規格を設け、その部品の、その製造にまで及ぶあら
ゆる点が制御される。
【０００４】 自動変速機には、トルクコンバーター、遊星ギヤ、出力推進および作動系が含
まれる。ＡＴＦは作動流体として機能し、トルクコンバーター中で動力を伝達し
、複雑な制御装置を作動させてギヤを噛み合わせ、正しい車速を与える。流体は
、始動時の大気温において適正な粘度が必要である一方、より高い運転温度にお
いても十分な粘度を保持していなければならない。ＡＴＦはまた、高温にさらさ
れるものであり、しかも１００，０００マイルもの走行距離にわたって使用され
続ける場合もあると予想されることから、酸化に対して非常に安定であらねばな
らない。
【０００５】 過去のＡＴＦにおいては、一般的には溶剤ニュートラル基材が用いられ、また
その使用は、いくつかの用途において依然として一般的である。しかし、過去数
年に亘るＡＴＦの性能に対する要求の高まりと共に、水素化分解基材の使用が一
段と広まった。これらの基材により、低温での性能が向上し、より酸化寿命が長
くなる傾向にある。
【０００６】 このほど、特定の水素化分解基材混合物（少量の何らかの溶剤ニュートラル基
材をさらに含んでいてもよい）が、優れた低温ブルックフィールド性能をもたら
すことが見出された。
【０００７】発明の詳細な説明 本発明は、下記成分（Ａ）〜（Ｃ）： （Ａ）下記少なくとも二種の水素化分解基材（ｉ）および（ｉｉ）： （ｉ）１００℃における動粘度約３．５〜約６．５ｍｍ２／Ｓ、粘度指数約１
００〜約１２０、流動点約−１２℃以下、アニリン点約１００〜約１２０℃およ
び飽和分約９２〜約９９質量％の少なくとも一種の第一の水素化分解基材、およ
び （ｉｉ）１００℃における動粘度約１．５〜約３．５ｍｍ２／Ｓ、粘度指数約
９０以上、流動点約−３０℃以下、アニリン点約９５〜約１１０℃および飽和分
約９０〜約９９質量％の少なくとも一種の第二の水素化分解基材 よりなる水素化分解基材混合物であって、 該水素化分解基材混合物を基準として、該水素化分解基材（ｉ）が約６０〜約
９０体積％、該水素化分解基材（ｉｉ）が約１０〜約４０体積％の量で混合され
てなり、 該水素化分解基材（ｉ）と該水素化分解基材（ｉｉ）が同一でない ことを特徴とする水素化分解基材混合物； （Ｂ）場合により、１００℃における動粘度約２．５〜約５．５ｍｍ２／Ｓ、
粘度指数約９０〜約１０５、流動点約−１２℃以下、アニリン点約９５〜約１０
５℃および飽和分約７５〜約８５質量％の一種以上の従来の溶剤ニュートラル基
材０〜約４５体積％以下；並びに （Ｃ）添加剤パッケージ を含む機能性流体であって、 該成分（Ａ）および場合により該成分（Ｂ）よりなる基材混合物の１００℃に
おける動粘度約３．７〜約５ｍｍ２／Ｓ、粘度指数約１００〜約１１５および流
動点約−２４℃以下であり、 １００℃における動粘度約６．８〜約８．０ｍｍ２／Ｓ、粘度指数約１５０〜
約２００、流動点約−４２℃以下および−４０℃におけるブルックフィールド粘
度約１５，０００ｃＰ以下である ことを特徴とする機能性流体に関する。
【０００８】 水素化分解基材は、現在当該分野で用いられる水素化分解プロセス手順や、今
後開発されるであろうプロセスのうち、いかなるものを用いて調製されたもので
あってもよい。本発明における水素化分解基材の性能および機能は、基材を製造
する際に用いられる特定の手順における技術とは無関係であると解される。典型
的な水素化分解基材は、常圧／減圧パイプスチルからの留出油および／またはコ
ーカー留出油から出発して製造され、場合によりこれらの留出油を、フェノール
、フルフラール、ＮＭＰなどの芳香族選択性溶剤を用いる芳香族除去工程に付す
。留出油は次いで、少なくとも一つ、より典型的には二つの水素転化域で、水素
の存在下、高温・高圧で留出油が触媒にさらされる水素転化に付されて、芳香族
の飽和および開環が為され、硫黄および窒素含有量が低減される。
【０００９】 場合により行われる前述の芳香族除去工程が行なわれない場合には、ここで水
素転化段からのストリームを芳香族除去工程、例えば、フェノール、フルフラー
ル、ＮＭＰなどの選択的な溶剤を用いる溶剤抽出に付してもよい。次いでこのス
トリームを、溶剤脱ロウ、接触脱ロウまたは異性化による脱ロウに付してもよい
。また、これらの脱ロウの前後いずれかにおいて、ストリームを水素仕上げに付
し、硫黄および窒素含有量をさらに低減させてもよい。
【００１０】 適切な水素化分解プロセスの例は、「Ａｌｌ Ｈｙｄｒｏｐｒｏｃｅｓｓｉｎ
ｇ Ｒｏｕｔｅ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ Ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ Ｉｎｄｅｘ Ｌｕｂ
ｅｓ」（Ｚａｋａｒｉａｎら、Ｅｎｅｒｇｙ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ、第７巻、第１
号、第５９〜６４頁）、「Ｈｙｄｒｏｔｒｅａｔｅｄ Ｌｕｂｅ Ｏｉｌ Ｂａ
ｓｅ Ｓｔｏｃｋｓ」（Ｃａｓｈｍｏｒｅら、ＳＡＥ技術文献第８２１２３５号
）、「Ｌｕｂｅ Ｆａｃｉｌｉｔｙ Ｍａｋｅｓ Ｈｉｇｈ Ｑｕａｌｉｔｙ
Ｌｕｂｅ Ｏｉｌ ｆｒｏｍ Ｌｏｗ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆｅｅｄ」（Ｆａｒｒ
ｅｌｌら、Ｏｉｌ ａｎｄ Ｇａｓ Ｊｏｕｒｎａｌ、１９８６年５月１９日、
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、第４７〜５１頁）および米国特許第５，９７６，３５３
号に見出される。
【００１１】 用いられる第一の水素化分解基材は、１００℃における動粘度が約３．５〜６
．５ｍｍ２／Ｓ、好ましくは約３．８〜約５ｍｍ２／Ｓ、より好ましくは約４．
２〜約４．８ｍｍ２／Ｓであり、粘度指数が約１００〜約１２０、好ましくは約
１０５〜約１２０、より好ましくは約１１０〜約１２０であり、流動点が約−１
２℃以下、好ましくは約−１５℃以下、より好ましくは約−１８℃以下であり、
アニリン点が約１００〜約１２０℃、好ましくは約１０５〜約１１５℃であり、
飽和分が約９２〜約９９質量％、好ましくは約９３〜約９９質量％、より好まし
くは約９４〜約９６質量％である少なくとも一種の水素化分解基材である。
【００１２】 用いられる第二の水素化分解基材は、１００℃における動粘度が約１．５〜約
３．５ｍｍ２／Ｓ、好ましくは約２．０〜約３．０ｍｍ２／Ｓであり、粘度指数
が約９０以上、好ましくは約９０〜約１０５であり、流動点が約−３０℃以下で
あり、アニリン点が約９５〜約１１０℃であり、飽和分が約９０〜約９９質量％
、好ましくは約９５質量％以上、最も好ましくは約９７質量％以上である少なく
とも一種の水素化分解基材である。
【００１３】 第一の水素化分解基材は、水素化分解油を基準として、約６０〜約９０体積％
、好ましくは約６５〜約９０体積％の範囲の量で用いられ、第二の水素化分解基
材は、水素化分解油を基準として、約１０〜約４０体積％、好ましくは約１０〜
約３５体積％の範囲の量で用いられる。ただし、溶剤ニュートラル基材が存在す
る場合には、その溶剤ニュートラル材の量は、全基油混合物に対して０〜約４５
体積％、好ましくは０〜約３０体積％、より好ましくは０〜約２０体積％、さら
に好ましくは０〜約１０体積％の範囲にある。溶剤ニュートラル基材としては、
１００℃における動粘度約２．５〜約５．５ｍｍ２／Ｓ、粘度指数約９０〜約１
０５、流動点約−１２℃以下、アニリン点約９５〜約１０５℃、飽和分約７５〜
約８５質量％の一種以上の従来の溶剤ニュートラル基材を用いることができる。
【００１４】 これらの基油を組合わせて、１００℃における動粘度約３．７〜約５ｍｍ２／
Ｓ、好ましくは３．９〜約４．５ｍｍ２／Ｓ、粘度指数約１００〜約１１５、流
動点約−２４℃以下の基油混合物（ブレンド）とする。この基油ブレンドを用い
ると、基油動粘度の目標値が確実に首尾よく満足される。
【００１５】 仕上げられた機能性流体には、性能向上用添加剤パッケージが含まれる。これ
らの性能向上用添加剤は、処方油全体に対して、約１８〜約２２体積％、好まし
くは約１９〜約２１体積％の量で用いられる。性能向上用添加剤には、粘度指数
向上剤、耐摩耗剤、防錆剤、金属不活性化剤（特に銅不活性化剤）、酸化防止剤
、摩擦調整剤、消泡剤、染料、シール膨張調整剤、分散剤、流動点降下剤などが
含まれる。添加剤パッケージ全体における希釈油の最大量は、０〜約４０体積％
である。
【００１６】 添加剤が添加された最終的な機能性流体は、１００℃における動粘度約６．８
〜約８．０ｍｍ２／Ｓ、粘度指数約１５０〜約２００、流動点約−４２℃以下、
−４０℃におけるブルックフィールド粘度約１５，０００ｃＰ以下、好ましくは
約１４，６００ｃＰ以下である。
【００１７】 ある一種以上の第一の水素化分解基材と一種以上の第二の水素化分解基材をあ
る濃度で組合わせ、場合により従来の溶媒ニュートラル基材と組合わせて、また
は組合わせずに用いるだけで、低温ブルックフィールド粘度の目標値を満足する
機能性流体を製造でき、また仕上げ流体のブルックフィールド粘度を満足するこ
とが、上記の最小粘度指数を有する第二の水素化分解基材に依存よるものである
ことが見出された。
【００１８】 本発明は、次の実施例を引用してさらに説明され、理解されるが、これらに限
定されるものではない。
【００１９】 次の実施例および比較例において、機能性流体は、特段の記載がない限り、ま
たは目標を満足することができないものでない限り、いずれも目標とする１００
℃における基油粘度４．０ｍｍ２／Ｓ、および処方流体の１００℃における粘度
７．０〜７．５ｍｍ２／Ｓを満足するように処方された。添加剤パッケージの成
分は全ての実施例において同一とし、示した量でパッケージを用いた。
【００２０】比較例１ 表１および２に記載のデータは、従来の溶剤ニュートラル基材を、第一の水素
化分解基材の定義を満たす種々の水素化分解油１０体積％と種々組み合わせて用
いるか、またはこれと組合わせることなく用いることの効果を示すものである。
全ての場合において、−４０℃におけるブルックフィールド粘度は最大の目標値
１５，０００ｃＰをかなり上回った。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】比較例２ 表３および４のデータは、より少量の種々の従来の溶剤ニュートラル基材を、
第一の水素化分解基材の定義を満たす水素化分解基材と組合わせて用いる効果を
示す。また、第一の水素化分解基材の定義を満たす水素化分解基材同士の組合わ
せや、第一の水素化分解基材または第二の水素化分解基材の定義を満たす水素化
分解基材の例を全く単独で用いる効果を示す。混合物の場合には、全ての場合に
おいて、−４０℃における処方流体のブルックフィールド粘度は、最大の目標値
１５，０００ｃＰを越えた。
【００２４】 単一基材の場合には、−４０℃におけるブルックフィールド粘度１５，０００
ｃＰ以下は達成されるものの、基油粘度が目標値を満足しないか、または基油お
よび流体の両粘度が目標値を満足しなかった。
【００２５】
【表３】
【００２６】
【表４】
【００２７】比較例３ 表５および６のデータは、種々の従来の溶剤ニュートラル基材を、第一の水素
化分解基材の定義を満たす種々の水素化分解基材１０体積％、および種々の従来
の低流動点基材と用いる効果を示す。全ての場合において、処方流体の−４０℃
におけるブルックフィールド粘度は、流動点の非常に低い基材を相当量用いたに
もかかわらず、基油ブレンドの粘度が最大かつ最適粘度またはそれ以下であった
場合にさえ、最大の目標値１５，０００ｃＰより実質的に大きかった。
【００２８】
【表５】
【００２９】
【表６】
【００３０】比較例４ 表７および８のデータは、種々の大量（７０体積％以上）の従来の溶剤ニュー
トラル基材を、第一の水素化分解基材の定義を満たす種々の水素化分解基材１０
体積％、および二つの異なる他の水素化分解基材と組み合わせて用いる効果を示
す。ここでも、処方流体の−４０℃におけるブルックフィールド粘度は、最大の
目標値約１５，０００ｃＰを実質的に上回った。
【００３１】
【表７】
【００３２】
【表８】
【００３３】比較例５ 表９および１０のデータは、種々の量の従来の溶剤ニュートラル基材を、種々
の量の第一の水素化分解基材の定義を満たす水素化分解基材に加え、流動点、ア
ニリン点、飽和分および動粘度に関して第二の水素化分解基材の定義を満たすが
、ＶＩ（粘度指数）に関しては第二の水素化分解基材の定義を満たさない他の水
素化分解基材（本明細書では水素化分解基材＃３と称する）を組み合わせて用い
る効果を示す。
【００３４】
【表９】
【００３５】
【表１０】
【００３６】 全ての場合において、処方流体の−４０℃におけるブルックフィールド粘度は
最大の目標値約１５，０００ｃＰを越えた。これは、各水素化分解基材を大量に
用いた場合にも、また−３９℃の流動点を有するさらなる水素化分解基材（水素
化分解油＃３）を用いた場合でさえも同様である。
【００３７】比較例６ 表１１および１２のデータは、従来の溶剤ニュートラル基材（高濃度）を、第
一の水素化分解基材の定義を満たす種々の水素化分解基材１５体積％および少量
の第二の水素化分解基材の定義を満たすさらなる水素化分解基材と組み合わせて
用いる効果を示す。−４０℃におけるブルックフィールド粘度は、最大の目標値
約１５，０００ｃＰを実質的に越えた。
【００３８】
【表１１】
【００３９】
【表１２】
【００４０】実施例１ 表１３および１４のデータは、大量の第一の水素化分解基材の定義を満たす水
素化分解基材を、従来の溶剤ニュートラル油を少量用いるか、または用いること
なく、より多い量（比較例６で用いられた濃度と比較して）の第二の水素化分解
基材と組み合わせて用いる効果を示す。
【００４１】
【表１３】
【００４２】
【表１４】
【００４３】 全ての場合において、処方油は−４０℃におけるブルックフィールド粘度の目
標値約１５，０００ｃＰ以下を満足した。
【００４４】 この結果は、用いられた基油が従来の溶剤ニュートラル油、第一の水素化分解
基材および第二の水素化分解基材（ＶＩを除く全ての点で水素化分解基材２に相
当する）の組合わせである、表１０の運転Ｃ、ＥおよびＦのデータに照らして見
ると意外なものである。
【００４５】 このことから、ブルックフィールド粘度の目標値を満足する処方を可能にする
上で、第二の水素化分解基材のＶＩが重要かつ予期しない役割を演じることが判
る。
【００４６】 また、表１３および１４のデータを表３および４のものと比較すると、基油の
動粘度の目標値を首尾よく満足するためには、水素化分解基材の混合物を用いる
ことが重要であることが判る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１０Ｎ 40:04 Ｃ１０Ｎ 40:04 40:06 40:06 40:08 40:08

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 下記成分（Ａ）〜（Ｃ）： （Ａ）下記少なくとも二種の水素化分解基材（ｉ）および（ｉｉ）： （ｉ）１００℃における動粘度３．５〜６．５ｍｍ２／Ｓ、粘度指数１００〜
    １２０、流動点−１２℃以下、アニリン点１００〜１２０℃および飽和分９２〜
    ９９質量％の少なくとも一種の第一の水素化分解基材、および （ｉｉ）１００℃における動粘度１．５〜３．５ｍｍ２／Ｓ、粘度指数９０以
    上、流動点−３０℃以下、アニリン点９５〜１１０℃および飽和分９０〜９９質
    量％の少なくとも一種の第二の水素化分解基材 よりなる水素化分解基材混合物であって、 該水素化分解基材混合物を基準として、該水素化分解基材（ｉ）が６０〜９０
    体積％、該水素化分解基材（ｉｉ）が１０〜４０体積％の量で混合されてなり、 該水素化分解基材（ｉ）と該水素化分解基材（ｉｉ）が同一でない ことを特徴とする水素化分解基材混合物； （Ｂ）場合により、１００℃における動粘度２．５〜５．５ｍｍ２／Ｓ、粘度
    指数９０〜１０５、流動点−１２℃以下、アニリン点９５〜１０５℃および飽和
    分７５〜８５質量％の一種以上の従来の溶剤ニュートラル基材０〜４５体積％以
    下；並びに （Ｃ）添加剤パッケージ を含む機能性流体であって、 該成分（Ａ）および場合により該成分（Ｂ）よりなる基材混合物の１００℃に
    おける動粘度３．７〜５ｍｍ２／Ｓ、粘度指数１００〜１１５および流動点−２
    ４℃以下であり、 １００℃における動粘度６．８〜８．０ｍｍ２／Ｓ、粘度指数１５０〜２００
    、流動点−４２℃以下および−４０℃におけるブルックフィールド粘度１５，０
    ００ｃＰ以下である ことを特徴とする機能性流体。
  2. 【請求項２】 前記水素化分解基材（ｉ）の１００℃における動粘度３．８
    〜５ｍｍ２／Ｓ、粘度指数１０５〜１２０、流動点−１５℃以下、アニリン点１
    ０５〜１１５℃および飽和分９３〜９９質量％であることを特徴とする請求項１
    に記載の機能性流体。
  3. 【請求項３】 前記水素化分解基材（ｉｉ）の１００℃における動粘度２．
    ０〜３．０ｍｍ２／Ｓ、粘度指数９０〜１０５、流動点−３０℃以下、アニリン
    点９５〜１１０℃および飽和分９５質量％以上であることを特徴とする請求項１
    または２に記載の機能性流体。
  4. 【請求項４】 前記水素化分解基材（ｉ）の１００℃における動粘度４．２
    〜４．８ｍｍ２／Ｓ、粘度指数１１０〜１２０、流動点−１８℃以下、アニリン
    点１０５〜１１５℃および飽和分９４〜９６質量％であることを特徴とする請求
    項１に記載の機能性流体。
  5. 【請求項５】 前記水素化分解基材（ｉ）の１００℃における動粘度４．２
    〜４．８ｍｍ２／Ｓ、粘度指数１１０〜１２０、流動点−１８℃以下、アニリン
    点１０５〜１１５℃および飽和分９４〜９６質量％であることを特徴とする請求
    項３に記載の機能性流体。
  6. 【請求項６】 前記水素化分解基材（ｉｉ）の１００℃における動粘度２．
    ０〜３．０ｍｍ２／Ｓ、粘度指数９０〜１０５、流動点−３０℃以下、アニリン
    点９５〜１１０℃および飽和分９７質量％以上であることを特徴とする請求項３
    に記載の機能性流体。
  7. 【請求項７】 前記水素化分解基材（ｉｉ）の１００℃における動粘度２．
    ０〜３．０ｍｍ２／Ｓ、粘度指数９０〜１０５、流動点−３０℃以下、アニリン
    点９５〜１１０℃および飽和分９７質量％以上であることを特徴とする請求項４
    に記載の機能性流体。
  8. 【請求項８】 溶剤抽出基材が０〜３０体積％以下の量で存在することを特
    徴とする請求項１に記載の機能性流体。
  9. 【請求項９】 溶剤抽出基材が０〜２０体積％以下の量で存在することを特
    徴とする請求項１に記載の機能性流体。
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