JP2004155924A - 変速機用潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】自動変速機において、高い摩擦材伝達トルク容量と、優れたシャダー防止性能を併せもち、さらに良好な粘度−温度特性を有して、常温での粘度が低くなるように高粘度指数であり、省燃費性に優れ、かつ摩擦特性と粘度特性を長期にわたって維持する自動変速機用潤滑油組成物を提供する。
【解決手段】鉱油及び／又は合成油からなり、１００℃における動粘度が２．８〜３．６ｍｍ２／ｓ及び粘度指数が１００以上である基油に、（Ａ）重量平均分子量（Ｍｗ）が２５，０００〜４０，０００で、数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）が２．０以下であるポリメタクリレート系粘度指数向上剤を製品の１００℃における動粘度が５．０〜５．６ｍｍ２／ｓであるように配合し、かつ（Ｂ）摩擦調整剤及び（Ｃ）金属清浄剤を配合してなる変速機用潤滑油組成物などを提供した。
【選択図】 なし
【解決手段】鉱油及び／又は合成油からなり、１００℃における動粘度が２．８〜３．６ｍｍ２／ｓ及び粘度指数が１００以上である基油に、（Ａ）重量平均分子量（Ｍｗ）が２５，０００〜４０，０００で、数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）が２．０以下であるポリメタクリレート系粘度指数向上剤を製品の１００℃における動粘度が５．０〜５．６ｍｍ２／ｓであるように配合し、かつ（Ｂ）摩擦調整剤及び（Ｃ）金属清浄剤を配合してなる変速機用潤滑油組成物などを提供した。
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変速機用潤滑油組成物に関し、さらに詳しくは、高い摩擦材伝達トルク容量と、優れたシャダー防止性能を併せもち、かつ良好な粘度−温度特性を有する長寿命、省燃費性に優れた自動変速機用潤滑油組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
変速機用潤滑油は、トルクコンバータ、歯車機構、油圧機構、湿式クラッチ等を内蔵する自動車等の変速機に用いられる潤滑油である。変速機用潤滑油は、変速機を円滑に作動させる上で、トルクコンバータ、油圧系、制御系等に対して動力の伝達媒体として、歯車、軸受、湿式クラッチ等に対して潤滑媒体や温度調節用熱媒体として、さらに、摩擦材に対しても潤滑媒体や摩擦特性維持媒体等として機能する、等の多くの機能を有することが求められている。
【０００３】
自動変速機においては、燃費向上に有効なロックアップクラッチが採用されるようになっており、この機構の下では、変速機は、トルクコンバータに内蔵されている。これにより、走行条件に応じてエンジンの駆動力を直接トランスミッションへ伝達し、トルクコンバータ駆動と直接駆動の切替を適当なタイミングで行うことにより、トルクコンバータの効率を向上させることができる。
このようなロックアップクラッチ付きの自動変速機用潤滑油においては、摩擦材のシャダー防止性能が要求される。具体的には、μ（摩擦係数）−Ｖ（すべり速度）特性の良好な潤滑油、即ち相対すべり速度の増加に伴って摩擦係数が減少する程度が小さい、あるいはすべり速度の増加とともに摩擦係数が高くなるようなμ／Ｖが正勾配の摩擦特性を有する自動変速機用潤滑油が求められている。
【０００４】
自動変速機用潤滑油には、摩擦調整剤の添加が必須であるが、例えば、特開昭６３−２５４１９６号公報に開示されているような、リン酸エステル、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド等を用いると、ロックアップクラッチ部の低すべり速度領域の摩擦係数を低下させ、クラッチ締結時の伝達トルク容量が不十分になるという難点がある。
そのため、伝達トルク容量を高くするために、アルキルフェネート金属塩及び硫化アルキルフェネート金属塩の少なくとも一種を用いること（例えば、特許文献１参照。）、カルシウムスルホネート等の有機酸金属塩と特定のポリアミド系化合物を併用すること（例えば、特許文献２参照。）、及び基油に、カルシウムスルホネート等の有機酸金属塩、特定のポリアミド系化合物及び酸性リン酸エステル等を配合すること（例えば、特許文献３参照。）などが開示されている。
シャダー防止の技術として、基油に、硫黄含有酸化防止剤等とリン酸エステル類及びカルボン酸とアミンの反応生成物を配合すること（例えば、特許文献４参照。）、特定全塩基価のＣａ−スルホネートと亜リン酸エステル類を配合すること（例えば、特許文献５参照。）、カルシウムスルホネート等とジチオリン酸亜鉛、さらにビスフェノール系酸化防止剤を配合すること（例えば、特許文献６参照。）などが開示されている。また、シャダー防止性に優れ、伝達トルク容量が高く、それらの性能を長期に維持するものとしては、（Ａ）非ホウ素系とホウ素系コハク酸イミドと、（Ｂ）分岐鎖脂肪酸とアミンとの縮合物と、（Ｃ）ハイドロジェンフォスファイトとを配合することが開示されている（例えば、特許文献７参照。）。さらに、２５０℃でのＮｏａｃｋ蒸発量が７５％以下、環分析の％ＣＡが１．０未満、粘度指数が９５以上の基油を含有し、シャダー寿命の長い自動変速機又は無段変速機用潤滑油組成物が提案されている（例えば、特許文献８参照。）。
【０００５】
また、潤滑油の粘度特性に関しては、粘度指数向上剤が用いられ、例えば、α−オレフィンオリゴマーと石油系潤滑油留分の混合基油に、数平均分子量が約２万のポリメタクリレートを約３０重量％含有し、−３０℃と１４０℃の粘度特性に優れた自動変速機油組成物が提案され（例えば、特許文献９参照。）、また、水素化処理鉱油と水素化α−オレフィンオリゴマーの混合基油に、アクリル系粘度指数向上剤、シール膨張剤、分散剤、摩擦調整剤などを含有した自動変速機用流体組成物が提案されている（例えば、特許文献１０参照。）。
【０００６】
近年、環境対応型潤滑油への要望は高まる一方であり、ロックアップクラッチ機能付きの自動変速機用潤滑油においても、潤滑油を低粘度化し、更なる省燃費性能を図ることが求められている。すなわち、２５℃での粘度を下げ、歯車機構や油圧機構の流体抵抗を下げることも課題となっている。その課題解決のためには、高温での必要粘度を確保しつつ常温（室温）粘度を下げるために粘度指数向上剤を配合し粘度−温度特性を向上させる方法を併用することが考えられる。
しかしながら、これら上記の提案や方法にも拘わらず、長期間の使用により、ロックアップクラッチ部の摩擦係数の低下やμ−Ｖ特性の悪化などの摩擦特性が悪化するという問題があったり、また、粘度指数向上剤が剪断を受けて粘度が低下し、高温での必要粘度を維持できなくなったり、一方、剪断安定性を向上させるために粘度指数向上剤の分子量を小さくすると粘度指数向上効果が小さくなり、粘度−温度特性そのものが低下するという問題があった。
このように、耐久性のある省燃費自動変速機用潤滑油として、常温（室温）での粘度を低下させつつ良好な粘度指数を維持すること、伝達トルク容量が高いこと、また、長期にわたって性能を維持するため剪断安定性及びシャダー防止性の耐久性に優れることの全てを十分に満足する自動変速機用潤滑油組成物は、これまで強く望まれてきたものの、得られていなかった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−１０５８９２号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】
特開平８−３１９４９４号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献３】
特開平１０−２６５７９３号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献４】
特開平９−３２８６９７号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献５】
特開平１０−３０６２９２号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献６】
特開平１１−１１６９８２号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献７】
特開２０００−１６０１８３号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献８】
特開２００１−８９７７９号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献９】
特開平１−２７１４９４号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献１０】
特開平８−２０９１７４号公報（特許請求の範囲等）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、従来技術の問題点に鑑み、高い摩擦材伝達トルク容量と、優れたシャダー防止性能を併せもち、さらに良好な粘度−温度特性を有して、常温での粘度が低くなるように高粘度指数であり、省燃費性に優れ、かつ摩擦特性と粘度特性を長期にわたって維持する自動変速機用潤滑油組成物を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題に対し鋭意研究を重ねた結果、潤滑油基油に、１００℃における動粘度が２．８〜３．６ｍｍ２／ｓであって、かつ粘度指数が１００以上である特定性状の基油を選択し、その基油に、（Ａ）粘度指数向上剤として、重量平均分子量（Ｍｗ）が２５，０００〜４０，０００で、数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）が２．０以下である、特定分子量の分子量分布が狭い範囲にあるポリメタクリレートを選択して、特定量配合し、さらに、（Ｂ）摩擦調整剤と（Ｃ）金属清浄剤を配合したところ、高い伝達トルク容量で、シャダー防止性と省燃費性に優れ、良好な粘度−温度特性を示して、剪断安定性にも優れ、長寿命の自動変速機用潤滑油組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明によれば、鉱油及び／又は合成油からなり、１００℃における動粘度が２．８〜３．６ｍｍ２／ｓ及び粘度指数が１００以上である基油に、（Ａ）重量平均分子量（Ｍｗ）が２５，０００〜４０，０００で、数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）が２．０以下であるポリメタクリレート系粘度指数向上剤を製品の１００℃における動粘度が５．０〜５．６ｍｍ２／ｓであるように配合し、かつ（Ｂ）摩擦調整剤及び（Ｃ）金属清浄剤を配合してなる変速機用潤滑油組成物が提供される。
【００１１】
本発明は、上記した如く、特定性状の潤滑油基油に、（Ａ）特定分子量の分子量分布が狭い範囲にある特定ポリメタクリレートと、（Ｂ）摩擦調整剤と（Ｃ）金属清浄剤とを配合した変速機用潤滑油組成物に係るものであるが、その好ましい態様としては、次のものが包含される。
▲１▼本発明において、摩擦調整剤が、イミド系又はアミド系化合物であることを特徴とする変速機用潤滑油組成物。
▲２▼本発明において、摩擦調整剤の配合量が、組成物全量基準で０．０１〜５重量％であることを特徴とする変速機用潤滑油組成物。
▲３▼本発明において、金属清浄剤が、アルカリ土類金属又はアルカリ金属のサリシレート、カルボキシレート、スルホネート、フェネート又はフォスフォネートの少なくとも一種であることを特徴とする変速機用潤滑油組成物。
▲４▼本発明において、金属清浄剤の配合量が、組成物全量基準で０．０１〜７重量％であることを特徴とする変速機用潤滑油組成物。
▲５▼本発明において、さらに、無灰分散剤を配合することを特徴とする変速機用潤滑油組成物。
▲６▼上記▲５▼において、無灰分散剤の配合量が、組成物全量基準で０．１〜１０重量％であることを特徴とする変速機用潤滑油組成物。
▲７▼上記いずれかの発明において、変速機がロックアップクラッチ付きスリップ制御自動変速機であることを特徴とする変速機用潤滑油組成物。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
（１）基油
本発明の変速機用潤滑油組成物に用いられる基油は、特定の性状を有するものであれば特に限定されるものではなく、一般に潤滑油基油として用いられているものならば何でも使用することができる。すなわち、これらに該当するものとしては、鉱油、合成油、或いはそれらの混合油がある。
本発明で使用する基油は、１００℃において、２．８〜３．６ｍｍ２／ｓの範囲の動粘度を有するものである。基油の動粘度が高すぎる（３．６ｍｍ２／ｓ超）と、粘度指数向上剤の剪断安定性の低下という制約から低温粘度が悪化し、逆に動粘度が低すぎる（２．８ｍｍ２／ｓ未満）と、変速機の摺動部において摩耗が生じたり、潤滑油の引火点が低くなるという難点が生じる。
また、基油の粘度指数は、１００以上である。粘度指数が１００未満であると、１００℃以上の高温における必要な粘性を保持できなくなる恐れが生じる。
【００１３】
鉱油としては、潤滑油粘度を有する炭化水素油留分であり、例えば、パラフィン系、中間基系又はナフテン系原油の常圧又は減圧蒸留により誘導される潤滑油原料をフェノール、フルフラール、Ｎ−メチルピロリドンの如き芳香族抽出溶剤で処理して得られる溶剤精製ラフィネートをシリカ−アルミナを担体とするコバルト、モリブデン等の水素化処理用触媒の存在下において水素化処理条件下で水素と接触させて得られる水素化処理油、水素化分解触媒の存在下において苛酷な分解反応条件下で水素と接触させて得られる水素化分解油、ワックスを異性化用触媒の存在下において異性下条件下で水素と接触させて得られる異性化油、あるいは溶剤精製工程と水素化処理工程、水素化分解工程及び異性化工程等を組み合わせて得られる潤滑油留分などを挙げることができる。また、天然ガスを原料として化学的に分子量の大きい炭化水素油に変換した後、ワックス分を除去する等の精製処理を行うことにより得られるＧＴＬ系潤滑油基油も挙げることができる。特に、水素化分解工程や異性化工程によって得られる高粘度指数鉱油が好適なものとして挙げることができる。いずれの製造法においても、脱蝋工程、水素化仕上げ工程、白土処理工程等の工程は、常法により、任意に採用することができる。酸化安定性の観点からは、芳香族炭素数の全炭素に対する割合、％ＣＡ（ＡＳＴＭ Ｄ３２３８法）が２０以下のものが好ましく、１０以下のものが特に好ましい。また、流動点の観点からは、流動点が−１０℃以下のものが好ましく、−１５℃以下のものが特に好ましい。これらの精製鉱油は、組成上、パラフィン系、ナフテン系などで、単独又はこれらの混合系炭化水素であっても良い。鉱油の具体例としては、軽質ニュートラル油、中質ニュートラル油、重質ニュートラル油及びブライトストック等が挙げられ、要求性状を満たすように適宜混合することにより基油を調整することができる。
【００１４】
本発明に使用する合成油としては、オレフィンオリゴマー、二塩基酸エステル、ポリオールエステル、ポリアルキレングリコール、ポリエーテル、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン等を挙げることができる。
オレフィンオリゴマーとしては、炭素数２〜１４、好ましくは４〜１２の範囲である直鎖又は分岐のオレフィン炭化水素の中から選択された任意の１種の単独、又は２種以上の共重合により得られるものであり、平均分子量が１００〜約３，０００、好ましくは２００〜約１，０００の生成物から選択されるが、特に水素化によって不飽和結合を除去したものが好ましい。好ましい具体的なオレフィンオリゴマーとしては、例えばポリブテン、α−オレフィンオリゴマー、エチレン・α−オレフィンオリゴマー等である。
二塩基酸エステルとしては、炭素数４〜１４の脂肪族二塩基酸と、炭素数４〜１４の脂肪族アルコールとのエステルが挙げられる。ポリオールエステルとしては、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールと、炭素数４〜１８の脂肪酸とのエステルが挙げられる。又ヒドロキシピバリン酸等のヒドロキシ酸と脂肪酸及びアルコールとのエステル等も使用することができる。
ポリオキシアルキレングリコールの例としては、炭素数２〜４のアルキレンオキサイドの重合物が使用でき、アルキレンオキサイドは、単独の重合でも、混合物の重合でも良い。またアルキレンオキサイドの混合物による重合体は、ブロック重合体でも、ランダム重合体でも良い。またアルキレングリコールの末端基は、片末端又は両末端が、エーテル封鎖されていても良く、エステル封鎖されていても良い。ポリエーテルとしては、フェニルエーテル等が使用できる。
これらの基油は、それぞれ単独で、あるいは二種以上を組み合わせて使用することができ、鉱油と合成油を組み合わせて使用してもよい。
【００１５】
（２）添加剤成分
次に、本発明の変速機用潤滑油組成物に使用する、基油に配合される必須成分の（Ａ）粘度指数向上剤、（Ｂ）摩擦調整剤及び（Ｃ）金属清浄剤について、説明する。
【００１６】
本発明に使用する必須の（Ａ）成分である粘度指数向上剤は、ポリメタクリレート（ＰＭＡ）系のものである。特に、剪断安定性に優れ、粘度変化を長時間防止することができる重量平均分子量（Ｍｗ）が２５，０００〜４０，０００のものが好適である。重量平均分子量（Ｍｗ）が２５，０００未満であると、粘度指数向上効果がそれ程得られず、その添加量を多くする必要があり、常温粘度が上昇するという問題が生じる。一方、重量平均分子量（Ｍｗ）が４０，０００を超えると、剪断安定性に劣るようになる。また、分子量分布の目安となる重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）との比、すなわち多分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）は、２．０以下である必要がある。多分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）が２．０を超えると、分子量分布が広い範囲にわたり、剪断安定性に劣るようになる。尚、本発明において、重量平均分子量（Ｍｗ）などは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定したポリスチレン（分子量算定に用いた標準物質）換算値である。ＧＰＣ分析測定条件は、装置が島津製作所製のものであって、ポンプがＬＣ−６Ａ、ＲＩがＲＩＤ−６Ａ、ＵＶがＳＰＤ−６ＡＶ、恒温槽がＣＴＯ−６Ａ、システロコントローラーがＳＬＣ−６Ａ、オートインジェクターがＳＩＬ−６Ａ、データ処理機がＣ−Ｒ４Ａであり、また、カラムがＴＯＳＯＨ ＴＳＫｇｅｌ Ｇ５０００Ｈ ＨＲ＋ＴＳＫｇｅｌ Ｇ３０００Ｈ ＨＲ＋ＴＳＫｇｅｌ Ｇ２０００Ｈ ＨＲであり、溶離液がＴＨＦ、流量が１．０ｍｌ／ｍｉｎ、恒温槽温度が３０℃、ＵＶが２５４ｎｍである。
【００１７】
ポリメタクリレート系の粘度指数向上剤は、製品の１００℃における動粘度が５．０〜５．６ｍｍ２／ｓとなるように配合する。動粘度が５．０ｍｍ２／ｓ未満であると、粘度−温度特性の向上が小さくなり、一方、５．６ｍｍ２／ｓを超えると、剪断による粘度低下の変化量が大きくなり、かつ、常温での粘度も高くなることから省燃費性も悪化し、好ましくない。
さらに、ポリメタクリレート（ＰＭＡ）系のものは、分散型でも、非分散型でもよく、特に制限されずに、他の無灰分散剤などの配合の有無や配合量などにより、適宜選択される。分散型ポリメタクリレート系のものとしては、極性モノマーを５〜２０モル％程度含むものが良く、極性モノマーとしては、ジエチルアミノエチルメタクリレート、２−メチル−５−ビニルピリジンなどのアミン、Ｎ−ビニルピロリジノンなどの窒素化合物が好適に使用できる。
【００１８】
本発明に使用する（Ｂ）成分の摩擦調整剤は、変速機用潤滑油として必須の性能を有するために、すなわち、シャダー防止性能（良好なμ−Ｖ特性）と高い摩擦材伝達トルク容量を満足することが必要であって、アミド系化合物、イミド系化合物などが挙げられる。
【００１９】
本発明の変速機用潤滑油組成物において、（Ｂ）成分の摩擦調整剤の配合量としては、組成物全量基準で、０．０１〜５重量％が好適であり、配合量が０．０１重量％未満ではμ−Ｖ特性が不充分で、一方、５重量％を超えると摩擦係数が低下し、高い摩擦材伝達トルク容量が得られない。
【００２０】
本発明の変速機用潤滑油組成物に用いられる（Ｃ）成分の金属清浄剤は、分子内にアルカリ土類金属又はアルカリ金属を有し、潤滑油基油に溶解又は均一に分散するサリシレート、カルボキシレート、スルホネート、フェネート又はフォスフォネートなどが挙げられ、具体的には、アルキルサリチル酸のアルカリ土類金属塩や、アルキル等の置換基を有するナフテン酸又はフタール酸のアルカリ土類金属塩や、石油スルホン酸又はアルキルベンゼンやアルキルナフタレンのスルホン酸のアルカリ土類金属塩や、硫化アルキルフェノールのアルカリ土類金属塩、又は炭化水素基を有するチオフォスフォン酸やフォスフォン酸のアルカリ土類金属塩などであり、カルシウム（Ｃａ）塩、マグネシウム（Ｍｇ）塩、バリウム（Ｂａ）塩が好適に用いられる。また、アルカリ金属のサリシレート、カルボキシレート、スルホネート、フェネート又はフォスフォネートも用いられ、アルカリ金属としては、ナトリウム（Ｎａ）やカリウム（Ｋ）が挙げられる。これらの中で、効果の点から、アルカリ土類金属のサリシレートやスルホネートが好ましい。
【００２１】
これらの金属清浄剤は、通常は全塩基価（ＴＢＮ）［ＪＩＳ Ｋ２５０１（過塩素酸法）］が１０〜４５０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲にあるもので、好ましくは、１００〜４００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲である。石鹸分は、２０〜５０重量％のものが使用できるが、３０〜４５重量％のものが特に好ましい。
【００２２】
本発明の変速機用潤滑油組成物において、金属清浄剤は、一種用いても、二種以上を組合せて用いてもよい。また、金属清浄剤の配合量としては、組成物全量基準で０．０１〜７重量％が用いられ、特に０．１〜５重量％が好適である。配合量が０．０１重量％未満であると高すべり速度領域の摩擦係数が低下し、必要なμ−Ｖ特性が得られない。一方、配合量が７重量％を超えると酸化安定性が悪化する。
【００２３】
本発明の変速機用潤滑油組成物は、特定性状の基油に、（Ａ）特定分子量と特定分子量分布のポリメタクリレートと、（Ｂ）摩擦調整剤及び（Ｃ）金属清浄剤とを必須成分として配合することにより、高い伝達トルク容量で、シャダー防止性と省燃費性に優れ、良好な粘度−温度特性を示して、剪断安定性にも優れ、かつ長寿命であるという顕著な効果を奏する。
また、本発明の変速機用潤滑油組成物は、特に、ロックアップクラッチ付きスリップ制御自動変速機用として、また、無段変速機用としても好適であり、自動変速機ばかりでなく、手動変速機にも用いることができる。
【００２４】
（３）その他の添加剤成分
本発明の変速機用潤滑油組成物は、潤滑油基油に必須成分として上記の３成分を配合するものであるが、更に必要に応じて、通常の変速機用潤滑油に使用する、次に示すような各種添加剤、即ち無灰分散剤、摩耗防止剤、金属不活性化剤、酸化防止剤、流動点降下剤、消泡剤、腐食防止剤、着色剤などを本発明の目的を損なわない範囲で適宜添加することができる。
【００２５】
本発明の変速機用潤滑油組成物において、所望により、適宜添加される無灰分散剤は、ホウ素含有又はホウ素非含有コハク酸イミドであって、特に限定されないが、ホウ素含有コハク酸イミドが好ましい。ホウ素を含有することにより、高湿度環境における保存安定性などに優れたものとなり得る。
ホウ素含有コハク酸イミドとしては、コハク酸イミドのモノ体又はビス体をホウ素化合物で処理したものなどが挙げられ、ポリアルキル又はポリアルケニルコハク酸イミドのホウ素含有物が特に好ましい。
ポリアルキル又はポリアルケニルコハク酸イミドは、通常ポリオレフインと無水マレイン酸との反応で得られるポリアルキル又はポリアルケニルコハク酸無水物を、ポリアルキレンポリアミンと反応させることによって製造することができる。前記のポリアルキル又はポリアルケニルコハク酸イミドのモノ体及びビス体は、ポリアルキル又はポリアルケニルコハク酸無水物とポリアルキレンポリアミンとの反応比率を変えることにより製造することができる。ポリアルキル又はポリアルケニルコハク酸イミドの製造において、原料として用いられるポリオレフインとしては、炭素数２〜８程度のα−オレフインを重合して得られたものの中から、適宜選ばれ使用される。また、ポリオレフインを形成するα−オレフインは、１種用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。ポリオレフインとしては、特にポリブテンが好適である。
【００２６】
一方、ポリアルキレンポリアミンとしては、例えば、ポリエチレンポリアミン、ポリプロピレンポリアミン、ポリブチレンポリアミン等が挙げられるが、これらの中でポリエチレンポリアミンが好適である。
また、本発明で好ましく用いられるポリアルキル又はポリアルケニルコハク酸イミドのホウ素処理物は、常法により製造することができる。このホウ素処理物中のホウ素の含有量は、ホウ素含有コハク酸イミドの全量基準で、通常０．１〜５重量％の範囲であり、好ましいホウ素含有量は１重量％以上である。
【００２７】
本発明の変速機用潤滑油組成物において、所望により添加される無灰分散剤の配合量は、組成物全量基準で、通常０．１〜１０重量％の範囲であり、特に０．２〜６重量％の範囲が好適に用いられる。無灰分散剤の配合量が、０．１重量％未満であると、高すべり速度領域の摩擦係数を上げる効果が十分に発揮されず、一方、配合量が、１０重量％を超えても配合量増加に見合う効果が得られない。
【００２８】
摩耗防止剤としては、りん酸、りん酸エステル、酸性りん酸エステル、亜りん酸エステル、酸性亜りん酸エステル、フォスフォネート、アシッドフォスフォネート、酸性りん酸エステルアミン塩、酸性亜りん酸エステルアミン塩、アシッドフォスフォネートのアミン塩等のりん系摩耗防止剤が使用できる。また、一級、二級又はそれら混合物のアルキルジチオりん酸亜鉛を使用することができる。さらに、硫化油脂、硫化オレフィン、ジヒドロカルビルポリサルファイド、硫化鉱油、チオカーバメート、チオテルペン、又はジアルキルジプロピオネート等の硫黄系摩耗防止剤を使用することもできる。中でも好ましくは、酸性りん酸エステル、酸性亜りん酸エステル、りん酸、又はそれらの混合物が用いられる。これらは、通常０．０５〜５重量％の割合で使用される。
【００２９】
金属不活性化剤としては、ベンゾトリアゾールやチアジアゾール及びそれらの誘導体が好適に使用でき、ベンゾトリアゾールタイプとチアジアゾールタイプの併用は、併用することにより優れた酸化安定性を示すために、特に好ましい。これらは、通常０．００１〜３重量％の割合で使用される。
【００３０】
酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系とアミン系が好ましく使用でき、これらを組み合わせて使用することは、酸化安定性が飛躍的に向上するため、特に好ましい。フェノール系酸化防止剤としては、４メチル２，６ジターシャリーブチルフェノール、４，４−メチレンビス２，６ジターシャリーブチルフェノール等が好適に使用できる。アミン系酸化防止剤としては、フェニルαナフチルアミン、アルキルフェニルαジフェニルアミン、ジフェニルアミン、アルキルジフェニルアミン等が好適に使用できる。これらは、通常０．０５〜５重量％の割合で使用される。
【００３１】
流動点降下剤としては、一般にエチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化パラフィンとナフタレンとの縮合物、塩素化パラフィンとフェノールとの縮合物、ポリメタクリレート、ポリアルキルスチレン等が挙げられ、例えば、ポリメタクリレートが好ましく用いられる。これらは、通常０．０１〜５重量％の割合で使用される。
【００３２】
消泡剤としては、ジメチルポリシロキサン等のシリコーン系化合物、ソルビタンモノラウレート、アルケニルコハク酸誘導体等のエステル系化合物を使用することができる。これらは、通常０．０００１〜２重量％の割合で使用される。
【００３３】
更に、本発明の変速機用潤滑油組成物には、腐蝕防止剤、着色剤等その他の添加剤も所望に応じて使用することができる。
【００３４】
【実施例】
以下に、本発明について実施例及び比較例を挙げて更に詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に特に限定されるものではない。なお、実施例及び比較例における剪断安定性、伝達トルク容量、及びシャダー防止性能（初期と耐久性）の評価方法は、次に示す方法で評価した。
【００３５】
（１）剪断安定性
超音波剪断試験方法（ＪＡＳＯ Ｍ３４７−９５）により、出力１０ｋＨｚ、試験油温度４０℃、試験油量３０ｍｌ、試験時間２０時間の条件で、剪断試験後の１００℃の動粘度低下率（％）を求め、剪断安定性を評価した。動粘度低下率が１１％以下の供試油を可とした。
【００３６】
（２）伝達トルク容量
自動変速機油摩擦特性試験方法（ＪＡＳＯ Ｍ３４８−９５）により、試験機としてＳＡＥ Ｎｏ．２摩擦試験機を用い、次の試験条件で供試油の３０００サイクルにおける摩擦係数（μｔ）を測定し、湿式クラッチ部における伝達可能なトルク容量として評価した。この摩擦係数（μｔ）の高いものほど、伝達トルク容量が大きいと判断され、摩擦係数が０．１３以上の供試油を可とした。
［試験条件］
・摩擦材 ：湿式ペーパ材（ＳＤ−１７７７）
・試験温度：１００℃
・油量 ：８００ｍｌ
・面圧 ：８ｋｇｆ／ｃｍ２
【００３７】
（３）初期シャダー防止性能
自動変速機油シャダー防止性能試験方法（ＪＡＳＯ Ｍ３４９−０１）により、試験機としてＬＶＦＡ（Ｌｏｗ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ Ｆｒｉｃｔｉｏｎ Ａｐｐａｒａｔｕｓ）を用い、次の試験条件で、すべり速度を０〜１．５ｍ／ｓまで連続的に加減速させ、新油のμ（摩擦係数）−Ｖ（すべり速度）特性を測定し、μ−Ｖ特性の近似式が０．３ｍ／ｓにおけるｄμ／ｄＶを求める。初期シャダー防止性能としては、ｄμ／ｄＶが正勾配であることが望まれる。
［試験条件］
・摩擦材：Ｄ−０５１２
・油量 ：１００ｃｃ
・油温 ：８０℃
・面圧 ：１ＭＰａ
【００３８】
（４）シャダー防止性耐久性能
初期シャダー防止性能と同一の装置にて、次の条件で耐久試験を実施し、シャダー防止性能（ｄμ／ｄＶ）を求めた。耐久性の評価は、ＪＡＳＯ標準油（ＴＩＩＩ）のｄμ／ｄＶが負勾配となった値（時間）を１とした場合に対して、ｄμ／ｄＶが負勾配になるまでの相対時間を算出する。シャダー防止性耐久性能としては、ＪＡＳＯ標準油（ＴＩＩＩ）に対して、ｄμ／ｄＶが負勾配になるまでの相対時間が２以上であることが望まれる。
［試験条件］
・油温 ：１２０℃
・面圧 ：１ＭＰａ
・滑り速度：０．９ｍ／ｓ
・滑り時間：３０分
・休止時間：１分
【００３９】
（５）実施例及び比較例
［実施例１］
基油として、溶剤精製パラフィン系鉱油（１００℃での動粘度：３．０ｍｍ２／ｓ、粘度指数：１０５）を使用し、この鉱油に、組成物全量基準で、（Ａ）成分の粘度指数向上剤として、重量平均分子量（Ｍｗ）が４０，０００で、数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．６であるポリメタクリレートをポリマー有効量として３．９重量％、（Ｂ）成分の摩擦調整剤としてアミド系化合物を０．３重量％、（Ｃ）成分の金属清浄剤として全塩基価が３００ｍｇＫＯＨ／ｇであるアルキルベンゼンＣａスルホネート０．１重量％、及びその他の添加剤として無灰分散剤（ホウ素含有ポリブテニルコハク酸イミド）、摩耗防止剤、酸化防止剤および金属不活性化剤の各一定量の合計７．６５重量％を配合する潤滑油組成物を調製した。
この調製した潤滑油組成物について、剪断安定性、伝達トルク容量、及びシャダー防止性（初期と耐久性）の評価と、粘度性状の測定を実施した。これらの結果を表１に示す。実施例１の各性能は、良好である。
尚、粘度性状は、粘度−温度特性と省燃費性のため、２５℃の動粘度が４５ｍｍ２／ｓ以下、１５０℃の動粘度が２．４０ｍｍ２／ｓ以上を可とした。
【００４０】
［実施例２〜４］
実施例１と同様に、表１に示す基油成分と添加剤成分を同表に示す割合で配合し、潤滑油組成物を調製した。この調製した潤滑油組成物について、剪断安定性、伝達トルク容量、及びシャダー防止性（初期と耐久性）の評価と、粘度性状の測定を実施した。これらの結果を表１に示す。実施例１と同様に、実施例２〜４の評価結果は、良好である。
【００４１】
【表１】
【００４２】
［比較例１〜９］
実施例１と同様に、表２に示す潤滑油基油成分と各種添加剤成分を同表に示す割合で配合し、潤滑油組成物を調製した。この調製した潤滑油組成物について、剪断安定性、伝達トルク容量、及びシャダー防止性（初期と耐久性）の評価と、粘度性状の測定を実施した。これらの結果を表２に示す。尚、比較例９は、現在市販されている自動変速機油であり、基油、添加剤、性状等は、分析等により得られた値である。
【００４３】
【表２】
【００４４】
上記の実施例及び比較例から、本発明において、特定性状の基油に、必須成分である３種の添加剤、（Ａ）特定分子量、特定分子量分布のポリメタクリレート系粘度指数向上剤、（Ｂ）摩擦調整剤及び（Ｃ）金属清浄剤を各特定量配合することにより、いずれの実施例においても変速機用潤滑油としての目標を満足し、高品質のものが得られることが明らかになった。
一方、（Ａ）成分の粘度指数向上剤として、重量平均分子量が大きいポリメタクリレートを配合した比較例１では、剪断安定性が悪い。逆に、重量平均分子量が小さいポリメタクリレートを配合した比較例２では、粘度特性が悪く常温粘度が高い。また、基油の１００℃における粘度が高い比較例３では、粘度特性が悪く常温粘度が高い。さらに、ポリマー配合量の少ない比較例４では、粘度特性が悪く高温粘度が低い。逆に、ポリマー配合量の多い比較例５では、剪断安定性が悪く、常温粘度も高い。また、ポリマー分子量分布の広い比較例６では、剪断安定性が悪く、常温粘度も高い。さらに、粘度指数向上剤として、重量平均分子量が大きいオレフィンコポリマー（ＯＣＰ、エチレン−プロピレン共重合体）を配合した比較例７では、常温粘度が高く、伝達トルク容量が低い。（Ｂ）成分の摩擦調整剤を配合していない比較例８では、シャダー防止性が悪い。市販品である比較例９は、剪断安定性が悪く、常温粘度も高い。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の変速機用潤滑油組成物は、特定性状の潤滑油基油に、（Ａ）粘度指数向上剤として、重量平均分子量（Ｍｗ）が２５，０００〜４０，０００で、数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）が２．０以下である、特定分子量の分子量分布が狭い範囲にあるポリメタクリレートを特定量配合し、さらに、（Ｂ）摩擦調整剤と（Ｃ）金属清浄剤を配合することにより、高い摩擦材伝達トルク容量と、優れたシャダー防止性能を併せもち、かつ良好な粘度−温度特性を有する長寿命、省燃費性に優れるという顕著な効果を奏する。
【発明の属する技術分野】
本発明は、変速機用潤滑油組成物に関し、さらに詳しくは、高い摩擦材伝達トルク容量と、優れたシャダー防止性能を併せもち、かつ良好な粘度−温度特性を有する長寿命、省燃費性に優れた自動変速機用潤滑油組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
変速機用潤滑油は、トルクコンバータ、歯車機構、油圧機構、湿式クラッチ等を内蔵する自動車等の変速機に用いられる潤滑油である。変速機用潤滑油は、変速機を円滑に作動させる上で、トルクコンバータ、油圧系、制御系等に対して動力の伝達媒体として、歯車、軸受、湿式クラッチ等に対して潤滑媒体や温度調節用熱媒体として、さらに、摩擦材に対しても潤滑媒体や摩擦特性維持媒体等として機能する、等の多くの機能を有することが求められている。
【０００３】
自動変速機においては、燃費向上に有効なロックアップクラッチが採用されるようになっており、この機構の下では、変速機は、トルクコンバータに内蔵されている。これにより、走行条件に応じてエンジンの駆動力を直接トランスミッションへ伝達し、トルクコンバータ駆動と直接駆動の切替を適当なタイミングで行うことにより、トルクコンバータの効率を向上させることができる。
このようなロックアップクラッチ付きの自動変速機用潤滑油においては、摩擦材のシャダー防止性能が要求される。具体的には、μ（摩擦係数）−Ｖ（すべり速度）特性の良好な潤滑油、即ち相対すべり速度の増加に伴って摩擦係数が減少する程度が小さい、あるいはすべり速度の増加とともに摩擦係数が高くなるようなμ／Ｖが正勾配の摩擦特性を有する自動変速機用潤滑油が求められている。
【０００４】
自動変速機用潤滑油には、摩擦調整剤の添加が必須であるが、例えば、特開昭６３−２５４１９６号公報に開示されているような、リン酸エステル、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド等を用いると、ロックアップクラッチ部の低すべり速度領域の摩擦係数を低下させ、クラッチ締結時の伝達トルク容量が不十分になるという難点がある。
そのため、伝達トルク容量を高くするために、アルキルフェネート金属塩及び硫化アルキルフェネート金属塩の少なくとも一種を用いること（例えば、特許文献１参照。）、カルシウムスルホネート等の有機酸金属塩と特定のポリアミド系化合物を併用すること（例えば、特許文献２参照。）、及び基油に、カルシウムスルホネート等の有機酸金属塩、特定のポリアミド系化合物及び酸性リン酸エステル等を配合すること（例えば、特許文献３参照。）などが開示されている。
シャダー防止の技術として、基油に、硫黄含有酸化防止剤等とリン酸エステル類及びカルボン酸とアミンの反応生成物を配合すること（例えば、特許文献４参照。）、特定全塩基価のＣａ−スルホネートと亜リン酸エステル類を配合すること（例えば、特許文献５参照。）、カルシウムスルホネート等とジチオリン酸亜鉛、さらにビスフェノール系酸化防止剤を配合すること（例えば、特許文献６参照。）などが開示されている。また、シャダー防止性に優れ、伝達トルク容量が高く、それらの性能を長期に維持するものとしては、（Ａ）非ホウ素系とホウ素系コハク酸イミドと、（Ｂ）分岐鎖脂肪酸とアミンとの縮合物と、（Ｃ）ハイドロジェンフォスファイトとを配合することが開示されている（例えば、特許文献７参照。）。さらに、２５０℃でのＮｏａｃｋ蒸発量が７５％以下、環分析の％ＣＡが１．０未満、粘度指数が９５以上の基油を含有し、シャダー寿命の長い自動変速機又は無段変速機用潤滑油組成物が提案されている（例えば、特許文献８参照。）。
【０００５】
また、潤滑油の粘度特性に関しては、粘度指数向上剤が用いられ、例えば、α−オレフィンオリゴマーと石油系潤滑油留分の混合基油に、数平均分子量が約２万のポリメタクリレートを約３０重量％含有し、−３０℃と１４０℃の粘度特性に優れた自動変速機油組成物が提案され（例えば、特許文献９参照。）、また、水素化処理鉱油と水素化α−オレフィンオリゴマーの混合基油に、アクリル系粘度指数向上剤、シール膨張剤、分散剤、摩擦調整剤などを含有した自動変速機用流体組成物が提案されている（例えば、特許文献１０参照。）。
【０００６】
近年、環境対応型潤滑油への要望は高まる一方であり、ロックアップクラッチ機能付きの自動変速機用潤滑油においても、潤滑油を低粘度化し、更なる省燃費性能を図ることが求められている。すなわち、２５℃での粘度を下げ、歯車機構や油圧機構の流体抵抗を下げることも課題となっている。その課題解決のためには、高温での必要粘度を確保しつつ常温（室温）粘度を下げるために粘度指数向上剤を配合し粘度−温度特性を向上させる方法を併用することが考えられる。
しかしながら、これら上記の提案や方法にも拘わらず、長期間の使用により、ロックアップクラッチ部の摩擦係数の低下やμ−Ｖ特性の悪化などの摩擦特性が悪化するという問題があったり、また、粘度指数向上剤が剪断を受けて粘度が低下し、高温での必要粘度を維持できなくなったり、一方、剪断安定性を向上させるために粘度指数向上剤の分子量を小さくすると粘度指数向上効果が小さくなり、粘度−温度特性そのものが低下するという問題があった。
このように、耐久性のある省燃費自動変速機用潤滑油として、常温（室温）での粘度を低下させつつ良好な粘度指数を維持すること、伝達トルク容量が高いこと、また、長期にわたって性能を維持するため剪断安定性及びシャダー防止性の耐久性に優れることの全てを十分に満足する自動変速機用潤滑油組成物は、これまで強く望まれてきたものの、得られていなかった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−１０５８９２号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】
特開平８−３１９４９４号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献３】
特開平１０−２６５７９３号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献４】
特開平９−３２８６９７号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献５】
特開平１０−３０６２９２号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献６】
特開平１１−１１６９８２号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献７】
特開２０００−１６０１８３号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献８】
特開２００１−８９７７９号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献９】
特開平１−２７１４９４号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献１０】
特開平８−２０９１７４号公報（特許請求の範囲等）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、従来技術の問題点に鑑み、高い摩擦材伝達トルク容量と、優れたシャダー防止性能を併せもち、さらに良好な粘度−温度特性を有して、常温での粘度が低くなるように高粘度指数であり、省燃費性に優れ、かつ摩擦特性と粘度特性を長期にわたって維持する自動変速機用潤滑油組成物を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題に対し鋭意研究を重ねた結果、潤滑油基油に、１００℃における動粘度が２．８〜３．６ｍｍ２／ｓであって、かつ粘度指数が１００以上である特定性状の基油を選択し、その基油に、（Ａ）粘度指数向上剤として、重量平均分子量（Ｍｗ）が２５，０００〜４０，０００で、数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）が２．０以下である、特定分子量の分子量分布が狭い範囲にあるポリメタクリレートを選択して、特定量配合し、さらに、（Ｂ）摩擦調整剤と（Ｃ）金属清浄剤を配合したところ、高い伝達トルク容量で、シャダー防止性と省燃費性に優れ、良好な粘度−温度特性を示して、剪断安定性にも優れ、長寿命の自動変速機用潤滑油組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明によれば、鉱油及び／又は合成油からなり、１００℃における動粘度が２．８〜３．６ｍｍ２／ｓ及び粘度指数が１００以上である基油に、（Ａ）重量平均分子量（Ｍｗ）が２５，０００〜４０，０００で、数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）が２．０以下であるポリメタクリレート系粘度指数向上剤を製品の１００℃における動粘度が５．０〜５．６ｍｍ２／ｓであるように配合し、かつ（Ｂ）摩擦調整剤及び（Ｃ）金属清浄剤を配合してなる変速機用潤滑油組成物が提供される。
【００１１】
本発明は、上記した如く、特定性状の潤滑油基油に、（Ａ）特定分子量の分子量分布が狭い範囲にある特定ポリメタクリレートと、（Ｂ）摩擦調整剤と（Ｃ）金属清浄剤とを配合した変速機用潤滑油組成物に係るものであるが、その好ましい態様としては、次のものが包含される。
▲１▼本発明において、摩擦調整剤が、イミド系又はアミド系化合物であることを特徴とする変速機用潤滑油組成物。
▲２▼本発明において、摩擦調整剤の配合量が、組成物全量基準で０．０１〜５重量％であることを特徴とする変速機用潤滑油組成物。
▲３▼本発明において、金属清浄剤が、アルカリ土類金属又はアルカリ金属のサリシレート、カルボキシレート、スルホネート、フェネート又はフォスフォネートの少なくとも一種であることを特徴とする変速機用潤滑油組成物。
▲４▼本発明において、金属清浄剤の配合量が、組成物全量基準で０．０１〜７重量％であることを特徴とする変速機用潤滑油組成物。
▲５▼本発明において、さらに、無灰分散剤を配合することを特徴とする変速機用潤滑油組成物。
▲６▼上記▲５▼において、無灰分散剤の配合量が、組成物全量基準で０．１〜１０重量％であることを特徴とする変速機用潤滑油組成物。
▲７▼上記いずれかの発明において、変速機がロックアップクラッチ付きスリップ制御自動変速機であることを特徴とする変速機用潤滑油組成物。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
（１）基油
本発明の変速機用潤滑油組成物に用いられる基油は、特定の性状を有するものであれば特に限定されるものではなく、一般に潤滑油基油として用いられているものならば何でも使用することができる。すなわち、これらに該当するものとしては、鉱油、合成油、或いはそれらの混合油がある。
本発明で使用する基油は、１００℃において、２．８〜３．６ｍｍ２／ｓの範囲の動粘度を有するものである。基油の動粘度が高すぎる（３．６ｍｍ２／ｓ超）と、粘度指数向上剤の剪断安定性の低下という制約から低温粘度が悪化し、逆に動粘度が低すぎる（２．８ｍｍ２／ｓ未満）と、変速機の摺動部において摩耗が生じたり、潤滑油の引火点が低くなるという難点が生じる。
また、基油の粘度指数は、１００以上である。粘度指数が１００未満であると、１００℃以上の高温における必要な粘性を保持できなくなる恐れが生じる。
【００１３】
鉱油としては、潤滑油粘度を有する炭化水素油留分であり、例えば、パラフィン系、中間基系又はナフテン系原油の常圧又は減圧蒸留により誘導される潤滑油原料をフェノール、フルフラール、Ｎ−メチルピロリドンの如き芳香族抽出溶剤で処理して得られる溶剤精製ラフィネートをシリカ−アルミナを担体とするコバルト、モリブデン等の水素化処理用触媒の存在下において水素化処理条件下で水素と接触させて得られる水素化処理油、水素化分解触媒の存在下において苛酷な分解反応条件下で水素と接触させて得られる水素化分解油、ワックスを異性化用触媒の存在下において異性下条件下で水素と接触させて得られる異性化油、あるいは溶剤精製工程と水素化処理工程、水素化分解工程及び異性化工程等を組み合わせて得られる潤滑油留分などを挙げることができる。また、天然ガスを原料として化学的に分子量の大きい炭化水素油に変換した後、ワックス分を除去する等の精製処理を行うことにより得られるＧＴＬ系潤滑油基油も挙げることができる。特に、水素化分解工程や異性化工程によって得られる高粘度指数鉱油が好適なものとして挙げることができる。いずれの製造法においても、脱蝋工程、水素化仕上げ工程、白土処理工程等の工程は、常法により、任意に採用することができる。酸化安定性の観点からは、芳香族炭素数の全炭素に対する割合、％ＣＡ（ＡＳＴＭ Ｄ３２３８法）が２０以下のものが好ましく、１０以下のものが特に好ましい。また、流動点の観点からは、流動点が−１０℃以下のものが好ましく、−１５℃以下のものが特に好ましい。これらの精製鉱油は、組成上、パラフィン系、ナフテン系などで、単独又はこれらの混合系炭化水素であっても良い。鉱油の具体例としては、軽質ニュートラル油、中質ニュートラル油、重質ニュートラル油及びブライトストック等が挙げられ、要求性状を満たすように適宜混合することにより基油を調整することができる。
【００１４】
本発明に使用する合成油としては、オレフィンオリゴマー、二塩基酸エステル、ポリオールエステル、ポリアルキレングリコール、ポリエーテル、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン等を挙げることができる。
オレフィンオリゴマーとしては、炭素数２〜１４、好ましくは４〜１２の範囲である直鎖又は分岐のオレフィン炭化水素の中から選択された任意の１種の単独、又は２種以上の共重合により得られるものであり、平均分子量が１００〜約３，０００、好ましくは２００〜約１，０００の生成物から選択されるが、特に水素化によって不飽和結合を除去したものが好ましい。好ましい具体的なオレフィンオリゴマーとしては、例えばポリブテン、α−オレフィンオリゴマー、エチレン・α−オレフィンオリゴマー等である。
二塩基酸エステルとしては、炭素数４〜１４の脂肪族二塩基酸と、炭素数４〜１４の脂肪族アルコールとのエステルが挙げられる。ポリオールエステルとしては、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールと、炭素数４〜１８の脂肪酸とのエステルが挙げられる。又ヒドロキシピバリン酸等のヒドロキシ酸と脂肪酸及びアルコールとのエステル等も使用することができる。
ポリオキシアルキレングリコールの例としては、炭素数２〜４のアルキレンオキサイドの重合物が使用でき、アルキレンオキサイドは、単独の重合でも、混合物の重合でも良い。またアルキレンオキサイドの混合物による重合体は、ブロック重合体でも、ランダム重合体でも良い。またアルキレングリコールの末端基は、片末端又は両末端が、エーテル封鎖されていても良く、エステル封鎖されていても良い。ポリエーテルとしては、フェニルエーテル等が使用できる。
これらの基油は、それぞれ単独で、あるいは二種以上を組み合わせて使用することができ、鉱油と合成油を組み合わせて使用してもよい。
【００１５】
（２）添加剤成分
次に、本発明の変速機用潤滑油組成物に使用する、基油に配合される必須成分の（Ａ）粘度指数向上剤、（Ｂ）摩擦調整剤及び（Ｃ）金属清浄剤について、説明する。
【００１６】
本発明に使用する必須の（Ａ）成分である粘度指数向上剤は、ポリメタクリレート（ＰＭＡ）系のものである。特に、剪断安定性に優れ、粘度変化を長時間防止することができる重量平均分子量（Ｍｗ）が２５，０００〜４０，０００のものが好適である。重量平均分子量（Ｍｗ）が２５，０００未満であると、粘度指数向上効果がそれ程得られず、その添加量を多くする必要があり、常温粘度が上昇するという問題が生じる。一方、重量平均分子量（Ｍｗ）が４０，０００を超えると、剪断安定性に劣るようになる。また、分子量分布の目安となる重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）との比、すなわち多分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）は、２．０以下である必要がある。多分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）が２．０を超えると、分子量分布が広い範囲にわたり、剪断安定性に劣るようになる。尚、本発明において、重量平均分子量（Ｍｗ）などは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定したポリスチレン（分子量算定に用いた標準物質）換算値である。ＧＰＣ分析測定条件は、装置が島津製作所製のものであって、ポンプがＬＣ−６Ａ、ＲＩがＲＩＤ−６Ａ、ＵＶがＳＰＤ−６ＡＶ、恒温槽がＣＴＯ−６Ａ、システロコントローラーがＳＬＣ−６Ａ、オートインジェクターがＳＩＬ−６Ａ、データ処理機がＣ−Ｒ４Ａであり、また、カラムがＴＯＳＯＨ ＴＳＫｇｅｌ Ｇ５０００Ｈ ＨＲ＋ＴＳＫｇｅｌ Ｇ３０００Ｈ ＨＲ＋ＴＳＫｇｅｌ Ｇ２０００Ｈ ＨＲであり、溶離液がＴＨＦ、流量が１．０ｍｌ／ｍｉｎ、恒温槽温度が３０℃、ＵＶが２５４ｎｍである。
【００１７】
ポリメタクリレート系の粘度指数向上剤は、製品の１００℃における動粘度が５．０〜５．６ｍｍ２／ｓとなるように配合する。動粘度が５．０ｍｍ２／ｓ未満であると、粘度−温度特性の向上が小さくなり、一方、５．６ｍｍ２／ｓを超えると、剪断による粘度低下の変化量が大きくなり、かつ、常温での粘度も高くなることから省燃費性も悪化し、好ましくない。
さらに、ポリメタクリレート（ＰＭＡ）系のものは、分散型でも、非分散型でもよく、特に制限されずに、他の無灰分散剤などの配合の有無や配合量などにより、適宜選択される。分散型ポリメタクリレート系のものとしては、極性モノマーを５〜２０モル％程度含むものが良く、極性モノマーとしては、ジエチルアミノエチルメタクリレート、２−メチル−５−ビニルピリジンなどのアミン、Ｎ−ビニルピロリジノンなどの窒素化合物が好適に使用できる。
【００１８】
本発明に使用する（Ｂ）成分の摩擦調整剤は、変速機用潤滑油として必須の性能を有するために、すなわち、シャダー防止性能（良好なμ−Ｖ特性）と高い摩擦材伝達トルク容量を満足することが必要であって、アミド系化合物、イミド系化合物などが挙げられる。
【００１９】
本発明の変速機用潤滑油組成物において、（Ｂ）成分の摩擦調整剤の配合量としては、組成物全量基準で、０．０１〜５重量％が好適であり、配合量が０．０１重量％未満ではμ−Ｖ特性が不充分で、一方、５重量％を超えると摩擦係数が低下し、高い摩擦材伝達トルク容量が得られない。
【００２０】
本発明の変速機用潤滑油組成物に用いられる（Ｃ）成分の金属清浄剤は、分子内にアルカリ土類金属又はアルカリ金属を有し、潤滑油基油に溶解又は均一に分散するサリシレート、カルボキシレート、スルホネート、フェネート又はフォスフォネートなどが挙げられ、具体的には、アルキルサリチル酸のアルカリ土類金属塩や、アルキル等の置換基を有するナフテン酸又はフタール酸のアルカリ土類金属塩や、石油スルホン酸又はアルキルベンゼンやアルキルナフタレンのスルホン酸のアルカリ土類金属塩や、硫化アルキルフェノールのアルカリ土類金属塩、又は炭化水素基を有するチオフォスフォン酸やフォスフォン酸のアルカリ土類金属塩などであり、カルシウム（Ｃａ）塩、マグネシウム（Ｍｇ）塩、バリウム（Ｂａ）塩が好適に用いられる。また、アルカリ金属のサリシレート、カルボキシレート、スルホネート、フェネート又はフォスフォネートも用いられ、アルカリ金属としては、ナトリウム（Ｎａ）やカリウム（Ｋ）が挙げられる。これらの中で、効果の点から、アルカリ土類金属のサリシレートやスルホネートが好ましい。
【００２１】
これらの金属清浄剤は、通常は全塩基価（ＴＢＮ）［ＪＩＳ Ｋ２５０１（過塩素酸法）］が１０〜４５０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲にあるもので、好ましくは、１００〜４００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲である。石鹸分は、２０〜５０重量％のものが使用できるが、３０〜４５重量％のものが特に好ましい。
【００２２】
本発明の変速機用潤滑油組成物において、金属清浄剤は、一種用いても、二種以上を組合せて用いてもよい。また、金属清浄剤の配合量としては、組成物全量基準で０．０１〜７重量％が用いられ、特に０．１〜５重量％が好適である。配合量が０．０１重量％未満であると高すべり速度領域の摩擦係数が低下し、必要なμ−Ｖ特性が得られない。一方、配合量が７重量％を超えると酸化安定性が悪化する。
【００２３】
本発明の変速機用潤滑油組成物は、特定性状の基油に、（Ａ）特定分子量と特定分子量分布のポリメタクリレートと、（Ｂ）摩擦調整剤及び（Ｃ）金属清浄剤とを必須成分として配合することにより、高い伝達トルク容量で、シャダー防止性と省燃費性に優れ、良好な粘度−温度特性を示して、剪断安定性にも優れ、かつ長寿命であるという顕著な効果を奏する。
また、本発明の変速機用潤滑油組成物は、特に、ロックアップクラッチ付きスリップ制御自動変速機用として、また、無段変速機用としても好適であり、自動変速機ばかりでなく、手動変速機にも用いることができる。
【００２４】
（３）その他の添加剤成分
本発明の変速機用潤滑油組成物は、潤滑油基油に必須成分として上記の３成分を配合するものであるが、更に必要に応じて、通常の変速機用潤滑油に使用する、次に示すような各種添加剤、即ち無灰分散剤、摩耗防止剤、金属不活性化剤、酸化防止剤、流動点降下剤、消泡剤、腐食防止剤、着色剤などを本発明の目的を損なわない範囲で適宜添加することができる。
【００２５】
本発明の変速機用潤滑油組成物において、所望により、適宜添加される無灰分散剤は、ホウ素含有又はホウ素非含有コハク酸イミドであって、特に限定されないが、ホウ素含有コハク酸イミドが好ましい。ホウ素を含有することにより、高湿度環境における保存安定性などに優れたものとなり得る。
ホウ素含有コハク酸イミドとしては、コハク酸イミドのモノ体又はビス体をホウ素化合物で処理したものなどが挙げられ、ポリアルキル又はポリアルケニルコハク酸イミドのホウ素含有物が特に好ましい。
ポリアルキル又はポリアルケニルコハク酸イミドは、通常ポリオレフインと無水マレイン酸との反応で得られるポリアルキル又はポリアルケニルコハク酸無水物を、ポリアルキレンポリアミンと反応させることによって製造することができる。前記のポリアルキル又はポリアルケニルコハク酸イミドのモノ体及びビス体は、ポリアルキル又はポリアルケニルコハク酸無水物とポリアルキレンポリアミンとの反応比率を変えることにより製造することができる。ポリアルキル又はポリアルケニルコハク酸イミドの製造において、原料として用いられるポリオレフインとしては、炭素数２〜８程度のα−オレフインを重合して得られたものの中から、適宜選ばれ使用される。また、ポリオレフインを形成するα−オレフインは、１種用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。ポリオレフインとしては、特にポリブテンが好適である。
【００２６】
一方、ポリアルキレンポリアミンとしては、例えば、ポリエチレンポリアミン、ポリプロピレンポリアミン、ポリブチレンポリアミン等が挙げられるが、これらの中でポリエチレンポリアミンが好適である。
また、本発明で好ましく用いられるポリアルキル又はポリアルケニルコハク酸イミドのホウ素処理物は、常法により製造することができる。このホウ素処理物中のホウ素の含有量は、ホウ素含有コハク酸イミドの全量基準で、通常０．１〜５重量％の範囲であり、好ましいホウ素含有量は１重量％以上である。
【００２７】
本発明の変速機用潤滑油組成物において、所望により添加される無灰分散剤の配合量は、組成物全量基準で、通常０．１〜１０重量％の範囲であり、特に０．２〜６重量％の範囲が好適に用いられる。無灰分散剤の配合量が、０．１重量％未満であると、高すべり速度領域の摩擦係数を上げる効果が十分に発揮されず、一方、配合量が、１０重量％を超えても配合量増加に見合う効果が得られない。
【００２８】
摩耗防止剤としては、りん酸、りん酸エステル、酸性りん酸エステル、亜りん酸エステル、酸性亜りん酸エステル、フォスフォネート、アシッドフォスフォネート、酸性りん酸エステルアミン塩、酸性亜りん酸エステルアミン塩、アシッドフォスフォネートのアミン塩等のりん系摩耗防止剤が使用できる。また、一級、二級又はそれら混合物のアルキルジチオりん酸亜鉛を使用することができる。さらに、硫化油脂、硫化オレフィン、ジヒドロカルビルポリサルファイド、硫化鉱油、チオカーバメート、チオテルペン、又はジアルキルジプロピオネート等の硫黄系摩耗防止剤を使用することもできる。中でも好ましくは、酸性りん酸エステル、酸性亜りん酸エステル、りん酸、又はそれらの混合物が用いられる。これらは、通常０．０５〜５重量％の割合で使用される。
【００２９】
金属不活性化剤としては、ベンゾトリアゾールやチアジアゾール及びそれらの誘導体が好適に使用でき、ベンゾトリアゾールタイプとチアジアゾールタイプの併用は、併用することにより優れた酸化安定性を示すために、特に好ましい。これらは、通常０．００１〜３重量％の割合で使用される。
【００３０】
酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系とアミン系が好ましく使用でき、これらを組み合わせて使用することは、酸化安定性が飛躍的に向上するため、特に好ましい。フェノール系酸化防止剤としては、４メチル２，６ジターシャリーブチルフェノール、４，４−メチレンビス２，６ジターシャリーブチルフェノール等が好適に使用できる。アミン系酸化防止剤としては、フェニルαナフチルアミン、アルキルフェニルαジフェニルアミン、ジフェニルアミン、アルキルジフェニルアミン等が好適に使用できる。これらは、通常０．０５〜５重量％の割合で使用される。
【００３１】
流動点降下剤としては、一般にエチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化パラフィンとナフタレンとの縮合物、塩素化パラフィンとフェノールとの縮合物、ポリメタクリレート、ポリアルキルスチレン等が挙げられ、例えば、ポリメタクリレートが好ましく用いられる。これらは、通常０．０１〜５重量％の割合で使用される。
【００３２】
消泡剤としては、ジメチルポリシロキサン等のシリコーン系化合物、ソルビタンモノラウレート、アルケニルコハク酸誘導体等のエステル系化合物を使用することができる。これらは、通常０．０００１〜２重量％の割合で使用される。
【００３３】
更に、本発明の変速機用潤滑油組成物には、腐蝕防止剤、着色剤等その他の添加剤も所望に応じて使用することができる。
【００３４】
【実施例】
以下に、本発明について実施例及び比較例を挙げて更に詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に特に限定されるものではない。なお、実施例及び比較例における剪断安定性、伝達トルク容量、及びシャダー防止性能（初期と耐久性）の評価方法は、次に示す方法で評価した。
【００３５】
（１）剪断安定性
超音波剪断試験方法（ＪＡＳＯ Ｍ３４７−９５）により、出力１０ｋＨｚ、試験油温度４０℃、試験油量３０ｍｌ、試験時間２０時間の条件で、剪断試験後の１００℃の動粘度低下率（％）を求め、剪断安定性を評価した。動粘度低下率が１１％以下の供試油を可とした。
【００３６】
（２）伝達トルク容量
自動変速機油摩擦特性試験方法（ＪＡＳＯ Ｍ３４８−９５）により、試験機としてＳＡＥ Ｎｏ．２摩擦試験機を用い、次の試験条件で供試油の３０００サイクルにおける摩擦係数（μｔ）を測定し、湿式クラッチ部における伝達可能なトルク容量として評価した。この摩擦係数（μｔ）の高いものほど、伝達トルク容量が大きいと判断され、摩擦係数が０．１３以上の供試油を可とした。
［試験条件］
・摩擦材 ：湿式ペーパ材（ＳＤ−１７７７）
・試験温度：１００℃
・油量 ：８００ｍｌ
・面圧 ：８ｋｇｆ／ｃｍ２
【００３７】
（３）初期シャダー防止性能
自動変速機油シャダー防止性能試験方法（ＪＡＳＯ Ｍ３４９−０１）により、試験機としてＬＶＦＡ（Ｌｏｗ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ Ｆｒｉｃｔｉｏｎ Ａｐｐａｒａｔｕｓ）を用い、次の試験条件で、すべり速度を０〜１．５ｍ／ｓまで連続的に加減速させ、新油のμ（摩擦係数）−Ｖ（すべり速度）特性を測定し、μ−Ｖ特性の近似式が０．３ｍ／ｓにおけるｄμ／ｄＶを求める。初期シャダー防止性能としては、ｄμ／ｄＶが正勾配であることが望まれる。
［試験条件］
・摩擦材：Ｄ−０５１２
・油量 ：１００ｃｃ
・油温 ：８０℃
・面圧 ：１ＭＰａ
【００３８】
（４）シャダー防止性耐久性能
初期シャダー防止性能と同一の装置にて、次の条件で耐久試験を実施し、シャダー防止性能（ｄμ／ｄＶ）を求めた。耐久性の評価は、ＪＡＳＯ標準油（ＴＩＩＩ）のｄμ／ｄＶが負勾配となった値（時間）を１とした場合に対して、ｄμ／ｄＶが負勾配になるまでの相対時間を算出する。シャダー防止性耐久性能としては、ＪＡＳＯ標準油（ＴＩＩＩ）に対して、ｄμ／ｄＶが負勾配になるまでの相対時間が２以上であることが望まれる。
［試験条件］
・油温 ：１２０℃
・面圧 ：１ＭＰａ
・滑り速度：０．９ｍ／ｓ
・滑り時間：３０分
・休止時間：１分
【００３９】
（５）実施例及び比較例
［実施例１］
基油として、溶剤精製パラフィン系鉱油（１００℃での動粘度：３．０ｍｍ２／ｓ、粘度指数：１０５）を使用し、この鉱油に、組成物全量基準で、（Ａ）成分の粘度指数向上剤として、重量平均分子量（Ｍｗ）が４０，０００で、数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．６であるポリメタクリレートをポリマー有効量として３．９重量％、（Ｂ）成分の摩擦調整剤としてアミド系化合物を０．３重量％、（Ｃ）成分の金属清浄剤として全塩基価が３００ｍｇＫＯＨ／ｇであるアルキルベンゼンＣａスルホネート０．１重量％、及びその他の添加剤として無灰分散剤（ホウ素含有ポリブテニルコハク酸イミド）、摩耗防止剤、酸化防止剤および金属不活性化剤の各一定量の合計７．６５重量％を配合する潤滑油組成物を調製した。
この調製した潤滑油組成物について、剪断安定性、伝達トルク容量、及びシャダー防止性（初期と耐久性）の評価と、粘度性状の測定を実施した。これらの結果を表１に示す。実施例１の各性能は、良好である。
尚、粘度性状は、粘度−温度特性と省燃費性のため、２５℃の動粘度が４５ｍｍ２／ｓ以下、１５０℃の動粘度が２．４０ｍｍ２／ｓ以上を可とした。
【００４０】
［実施例２〜４］
実施例１と同様に、表１に示す基油成分と添加剤成分を同表に示す割合で配合し、潤滑油組成物を調製した。この調製した潤滑油組成物について、剪断安定性、伝達トルク容量、及びシャダー防止性（初期と耐久性）の評価と、粘度性状の測定を実施した。これらの結果を表１に示す。実施例１と同様に、実施例２〜４の評価結果は、良好である。
【００４１】
【表１】
［比較例１〜９］
実施例１と同様に、表２に示す潤滑油基油成分と各種添加剤成分を同表に示す割合で配合し、潤滑油組成物を調製した。この調製した潤滑油組成物について、剪断安定性、伝達トルク容量、及びシャダー防止性（初期と耐久性）の評価と、粘度性状の測定を実施した。これらの結果を表２に示す。尚、比較例９は、現在市販されている自動変速機油であり、基油、添加剤、性状等は、分析等により得られた値である。
【００４３】
【表２】
上記の実施例及び比較例から、本発明において、特定性状の基油に、必須成分である３種の添加剤、（Ａ）特定分子量、特定分子量分布のポリメタクリレート系粘度指数向上剤、（Ｂ）摩擦調整剤及び（Ｃ）金属清浄剤を各特定量配合することにより、いずれの実施例においても変速機用潤滑油としての目標を満足し、高品質のものが得られることが明らかになった。
一方、（Ａ）成分の粘度指数向上剤として、重量平均分子量が大きいポリメタクリレートを配合した比較例１では、剪断安定性が悪い。逆に、重量平均分子量が小さいポリメタクリレートを配合した比較例２では、粘度特性が悪く常温粘度が高い。また、基油の１００℃における粘度が高い比較例３では、粘度特性が悪く常温粘度が高い。さらに、ポリマー配合量の少ない比較例４では、粘度特性が悪く高温粘度が低い。逆に、ポリマー配合量の多い比較例５では、剪断安定性が悪く、常温粘度も高い。また、ポリマー分子量分布の広い比較例６では、剪断安定性が悪く、常温粘度も高い。さらに、粘度指数向上剤として、重量平均分子量が大きいオレフィンコポリマー（ＯＣＰ、エチレン−プロピレン共重合体）を配合した比較例７では、常温粘度が高く、伝達トルク容量が低い。（Ｂ）成分の摩擦調整剤を配合していない比較例８では、シャダー防止性が悪い。市販品である比較例９は、剪断安定性が悪く、常温粘度も高い。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の変速機用潤滑油組成物は、特定性状の潤滑油基油に、（Ａ）粘度指数向上剤として、重量平均分子量（Ｍｗ）が２５，０００〜４０，０００で、数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）が２．０以下である、特定分子量の分子量分布が狭い範囲にあるポリメタクリレートを特定量配合し、さらに、（Ｂ）摩擦調整剤と（Ｃ）金属清浄剤を配合することにより、高い摩擦材伝達トルク容量と、優れたシャダー防止性能を併せもち、かつ良好な粘度−温度特性を有する長寿命、省燃費性に優れるという顕著な効果を奏する。
Claims (1)
- 鉱油及び／又は合成油からなり、１００℃における動粘度が２．８〜３．６ｍｍ２／ｓ及び粘度指数が１００以上である基油に、（Ａ）重量平均分子量（Ｍｗ）が２５，０００〜４０，０００で、数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）が２．０以下であるポリメタクリレート系粘度指数向上剤を製品の１００℃における動粘度が５．０〜５．６ｍｍ２／ｓであるように配合し、かつ（Ｂ）摩擦調整剤及び（Ｃ）金属清浄剤を配合してなる変速機用潤滑油組成物。
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