JP2006104473A - 改善された反シャダ耐久性と取り扱い特性を有するパワートランスミッション液 - Google Patents
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Abstract
【課題】最終的なパワー伝達液体であり、紙、鋼、更には炭素繊維などの先進摩擦材料に対し改善された摩擦耐久性と摩擦−速度特性を示すものであり、肌の敏感性、関連した健康問題、安全性、環境問題に最も優しい潤滑剤組成の提供。
【解決手段】潤滑ベースオイルを有することが可能で、1,2−二基置換のイミダゾリン含有化合物の混合物を形成する条件下で、ポリアミンとオレイン酸またはイソステアリン酸などの脂肪族一酸と反応させることにより生成される摩擦改質剤であり、さらには、残留する活性窒素を一酸、二酸、または無水物で更にアシル化することで改善された摩擦特性と取り扱い性を有する摩擦改質化合物を提供する。
【選択図】なし
【解決手段】潤滑ベースオイルを有することが可能で、1,2−二基置換のイミダゾリン含有化合物の混合物を形成する条件下で、ポリアミンとオレイン酸またはイソステアリン酸などの脂肪族一酸と反応させることにより生成される摩擦改質剤であり、さらには、残留する活性窒素を一酸、二酸、または無水物で更にアシル化することで改善された摩擦特性と取り扱い性を有する摩擦改質化合物を提供する。
【選択図】なし
Description
本発明は改善された摩擦耐久性と、紙、金属、先進摩擦材料に対する摩擦−速度特性が改善された液体に関する。本発明に於いて開示される液体は改善された取り扱い性と改善された反シャダ特性を有する。本発明はかかる液体で潤滑化されたパワートランスミッション装置を含む。
新規で先進機能を有するトランスミッションシステムが自動車工業界で開発されている。これらのシステムは往々にして高いエネルギーを要求する。従って、これら先進システムの過酷なエネルギー要求を満たし、燃費を改善し、さらに、低高速における摩擦要求により広く対応するために部品保護技術が開発されなくてはならない。
車両向け技術の進化に伴い、乗用車とヘビーデューティー車両に使用される新しく先進のトランスミッションはよりデザインが洗練されたものになってきている。これらデザインの変更は車両の操作性、信頼性、そして燃費の改善のために生じるものである。車両製造メーカーは世界規模で車両保証期間と保守点検期間を拡張している。このことは、保守点検無しに、トランスミッションとトランスミッション液体が長期間確実に作動するように設計されなくてはならないことを意味する。液体については、このことは拡張された交換期間を意味する。特に低温での車両操作性の改善を目的として、製造業者は−40℃での粘度について厳格な規定を定めている。拡張された交換期間とより過酷な操作条件に対応するため、製造業者は、液体の耐酸化性に対する要求を高め、車両走行距離の増加に対しより少ない粘度変化(改善されたせん断安定性)を要求し、液体がトランスミッションに供給しなくてはならない磨耗保護の量を増加した。燃費を改善し、エネルギー損失を削減するため、今日、製造業者は、湿式始動クラッチ、またはトルク変換クラッチとして連続スリップクラッチを採用しており、これら装置は液体摩擦特性の精密な制御を要求する。
総合的な車両燃費改善に関するたゆまない研究により、エンジンとトランスミッション間で用いられるトルク変換機または液体および1プリングがエネルギー損失の比較的大きな源であることが明らかになった。トルク変換機は液体および1プリングであるため、固体ディスクタイプのクラッチほどには効率的でない。あらゆる操作条件(エンジン速度、スロットル位置、走行速度、トランスミッションギア比)の組み合わせにおいて、運転とトルク変換の運転構成要素の間に相対的な速度差がある。この相対的速度差は、トルク変換機から熱となり拡散されるエネルギーの損失である。
トランスミッション製造者による総合的車両燃費の改善方法の一つは、トルク変換機の「ロッキング」が可能なクラッチ機構をトルク変換機に組み込むことである。「ロッキング」とは駆動とトルク変換運転構成要素間での相対的な速度差を排除することであり、液体および1プリングでのエネルギーの損失がない。これらの「ロッキング」または「ロック・アップ」クラッチは高速でのエネルギー保持に極めて効果的である。しかしながら、これらを低速で使用した場合、操作性は悪くなり、エンジン振動はドライブトレインを通じて伝達される。低い操作性とエンジンの振動は運転者にとって許容できるものではない。
トルク変換クラッチを用いた車両の操作時間の割合が高いほど、車両の燃費はより効率的となる。トルク変換クラッチの改良型としては、「スリッピング」または「連続スライ
ディングモード」がある。これらの装置は様々な名称で呼称されるが、ここでは連続スリップトルク変換クラッチと呼ぶ。通常50から500rpmの相対速度で駆動とトルク変換機のドライブ構成要素の相対運動が可能である点で、これら装置はロックアップクラッチと異なる。スリップクラッチが振動吸収体として作用するので、低いスリッピング率は車両機能を改善する。「ロックアップ」タイプクラッチは走行速度が凡そ50mph以上の場合にのみ使用可能であるのに対し、「スリップ」タイプクラッチは25mphの低速でも使用可能であり、エネルギーの大部分を保持している。この特性は車両製造業者にとって極めて魅力的なものである。
ディングモード」がある。これらの装置は様々な名称で呼称されるが、ここでは連続スリップトルク変換クラッチと呼ぶ。通常50から500rpmの相対速度で駆動とトルク変換機のドライブ構成要素の相対運動が可能である点で、これら装置はロックアップクラッチと異なる。スリップクラッチが振動吸収体として作用するので、低いスリッピング率は車両機能を改善する。「ロックアップ」タイプクラッチは走行速度が凡そ50mph以上の場合にのみ使用可能であるのに対し、「スリップ」タイプクラッチは25mphの低速でも使用可能であり、エネルギーの大部分を保持している。この特性は車両製造業者にとって極めて魅力的なものである。
エンジンとトランスミッション間のエネルギー損失を削減する他の方法は湿式始動クラッチを使用することである。湿式始動クラッチはシフティングクラッチと類似であるが車両の全エネルギーを取り扱うように設計されている。従って、それらは通常シフティングクラッチよりも大型であるが、トルク変換クラッチと同様に連続的にスリップし操車性と乗車感を改善する。
連続スリップクラッチはトランスミッションの全ての種類に使用されている。連続スリップトルク変換クラッチまたは湿式始動クラッチは通常の自動トランスミッション、連続可変トランスミッション、手動トランスミッション、デュアルクラッチトランスミッションなどのトランスミッションに汎用的に使用されている。
連続スリップトルク変換クラッチなどの連続スリップクラッチは使用する自動トランスミッション液体に極めて厳しい摩擦特性を要求する。液体は摩擦と速度間で優れた相関を持たなくてはならない。即ち、速度の増加に伴い摩擦は常に増加しなくてはならない。速度増加に伴い摩擦が減少する場合、動力伝達装置に自発振動が生じる場合がある。この現象は一般に「スティック−スリップ」または「動摩擦振動」と呼ばれ車両の「シャダ」もしくは低速振動として表れる。クラッチシャダは運転者にとって極めて不快なものである。振動もしくはシャダ無しに運転できることを可能にする液体は、優れた「反シャダ」特性を有すると言及される。液体は、新しい液体に於いての優れた摩擦−速度関係を有するのみでなく、液体の寿命内でそれらの特性を維持しなくてはならない。この維持期間がトランスミッションの寿命となりうる。車両における反シャダ機能の持続期間は一般に「反シャダ耐久性」と呼称される。
スチールプッシュベルトを有する連続可変トランスミッション、またはチェインドライブバリエーターとスリッピングクラッチシステムを潤滑することは単純でない。バリエーターに於いてスチール−スチール間での高い摩擦を供給し、スリップクラッチに優れた紙−スチール摩擦を供給することは容易ではない。広い作動温度に於いて、所望される摩擦機能の耐久性を供給することがさらに必要とされる。それ故、摩擦改質システムは、広い作動温度といった多様な作動状況に於いて、スチール−スチール間での高い摩擦と優れた紙−スチール摩擦の精密な制御を供給しなくてはならない。
過去の改良の試みにはイミダゾールを用いないとする特許文献1、更には特許文献2、特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6などがある。
米国特許5,395,539号
米国特許5,750,476号
米国特許5,811,377号
米国特許5,840,662号
米国特許5,840,663号
欧州特許0877784 B1
過去の努力にも関わらず、業界での必要性に対応した組成物と方法が依然として必要である。
我々は、以下に記載される如く、自動トランスミッション向けなどに、反シャダ耐久性(anti−shudder durability)を拡張するなどの望ましい特性を付与する独自な液体をもたらすパワートランスミッション液体に配合される物質を発見した。
発明の要約
本発明の見地は改善された摩擦耐久性と摩擦−速度特性を有するパワー伝達液体に関するものであり、とりわけ正の摩擦−速度特性曲線を示し、更に通常の使用、紙、鋼、更には炭素繊維などの先進摩擦材料に対し高い静的対応能力を維持するパワー伝達液体に関するものである。
発明の要約
本発明の見地は改善された摩擦耐久性と摩擦−速度特性を有するパワー伝達液体に関するものであり、とりわけ正の摩擦−速度特性曲線を示し、更に通常の使用、紙、鋼、更には炭素繊維などの先進摩擦材料に対し高い静的対応能力を維持するパワー伝達液体に関するものである。
本発明に係る他の目的は、肌の敏感性、関連した健康問題、安全性、環境問題に最も優しい潤滑剤組成を提供することにある。
本発明に係る見地において、とりわけ自動トランスミッション液体に関わるパワートランスミッション液体の反シャダ耐久性を改善する組成物と方法がもたらされる。
本発明の実施形態は、潤滑ベースオイルと、ポリアミンとオレイン酸またはイソステアリン酸などの脂肪族一酸と反応させ1,2基置換のイミダゾリン含有化合物の混合物を形成することで生成される摩擦改質剤を含む液体であり、そして、他の機能改善添加剤を含むことができる。更に、残留する活性窒素を一酸、二酸、またはそれらの無水物でアシル化することで改善された摩擦特性と取り扱い性を有する摩擦改質化合物が形成される。
本発明の見地に於いて、液体は脂肪族カルボン酸とポリアミンの反応生成物を含み、特に以下の式IとIIで示されるような化合物を含む1,2−二基置換のイミダゾリン含有化合物を含む化合物を生成する条件のもとで製造された反応生成物を含む。
ここでR1はC3からC30の直鎖または分岐アルキル、アルケニル、アリル、またはそれらのヘテロ原子誘導体、またはプロピレンイソブチレン、そして端末、内部、更にビニリデン二重結合を有する高級オレフィンより誘導されるオリゴマー/ポリマーとしての炭化水素基、さらにそれらのヘテロ原子誘導体であり、「n」は0から5の範囲であり、および/または第二のカルボン酸またはカルボン酸誘導体で後処理された反応生成物である。
パワートランスミッション液体として配合化された液体はスクシンイミド分散剤、コハク酸エステル分散剤、コハク酸エステル−アミド分散剤、マンニッヒ塩基分散剤、それらのリン酸化、またはホウ素化されたものなどの少なくとも一つの油溶性無灰分散剤を適切な量含むことができる。
本発明に係る液体の配合化は、選択肢として、市販の追加添加剤を一般量含むことができ、それらは、例えば、空気排除添加剤、酸化防止剤、錆防止剤、発泡防止剤、金属性洗剤、有機リン物質、膨張シール剤、粘度指数改質剤、EP添加剤などである。
本発明の見地にかかる液体は工業用ギアまたは車両用ギアとして配合される。車両に関する見地からは、一つまたはそれ以上の電気制御変換クラッチ、スリップトルク変換機、ロック−アップトルク変換機、始動クラッチ、一つまたはそれ以上のシフティングクラッチ、または差動クラッチなどを用いるトランスミッションなどの動力伝達装置の使用向けに液体は配合される。例えば、組成Iおよび/またはIIで表されるか後処理がなされた生成物、少なくとも一種の無灰分散剤、以下に示す要素――酸化防止剤、発泡防止剤、消耗防止剤、錆防止剤、EP添加剤、金属性洗剤、有機リン物質、錆防止剤、膨張シール剤、粘度指数改質剤――を含む摩擦改質剤を含む液体はロック−アップトルククラッチ、そしてデュアルクラッチ、半自動トランスミッション、自動手動トランスミッション、連続可変トランスミッションなどの自動トランスミッションに使用される。
本発明は酸化劣化に対する安定性の改善方法としての更なる具現化を含む。即ち、ここで記載される式IからVIで表示される摩擦改質物を適量パワートランスミッション液体に取り込むことで動摩擦係数が比較的一定である期間を延長するものである。
発明の詳細な説明
消費者の高い要求に対応する車両は車両システムの全てに於いて耐久性と機能が要求される。最も重要なシステムの一つはパワートランスミッションシステム(「トランスミッション」)であり、それは車両エンジンで発生された動力をホイールに伝達する。これは車両内で最も複雑なシステムの一つであり、また診断、修理、または置換に最も費用がかさむものの一つである。トランスミッションは通常、インターアリア、プレートを含むクラッチ、トルクコンバーター、ギア比を変えることによりホイールに伝達される動力を変更する複数のギアを含む。
発明の詳細な説明
消費者の高い要求に対応する車両は車両システムの全てに於いて耐久性と機能が要求される。最も重要なシステムの一つはパワートランスミッションシステム(「トランスミッション」)であり、それは車両エンジンで発生された動力をホイールに伝達する。これは車両内で最も複雑なシステムの一つであり、また診断、修理、または置換に最も費用がかさむものの一つである。トランスミッションは通常、インターアリア、プレートを含むクラッチ、トルクコンバーター、ギア比を変えることによりホイールに伝達される動力を変更する複数のギアを含む。
要求の高い消費者は主に、高い機能、低い保守点検頻度(保守点検間での長い走行距離)そして長寿命を求める。しかしながら、新しいトランスミッション技術の進化に伴い、過去には適切であった古い機能規格が現在問題となりつつある。
電気制御変換クラッチ(ECCC)デザインと連続可変トランスミッション(CVT)を搭載した車両の進歩、更にエアロダイナミックボデーデザインは、より高いエネルギー密度とより高い作動温度で操作されるより小さなトランスミッションを有する乗用車を要求している。かかる変化により潤滑剤供給業者は高いトルク特性と耐摩擦性といった新しく独自な機能特性を有する自動トランスミッション液体を調合する必要がある。オリジナル機器の製造業者(OEM)は耐久性を十分に維持しつつECCC、CVT、他のデザインからの要求を満たす摩擦特性を有する自動トランスミッション液体を所望している。
拡張されたトランスミッション液体寿命と高い静的対応能力の耐久性、そして動摩擦係数の改善された耐久性に関するOEM自動車設計者と供給シャダのニーズなどを満たすため、自動トランスミッションの周辺問題を克服する有効な解決策が長い間必要とされていた。
本発明は自動トランスミッションに関するもので、長らく必要とされていた耐久性の改善された自動トランスミッションを供給するものである。この液体は寿命期間内で優れた特性を示し、長期にわたり顕著な劣化が無い――即ち、酸化に対する安定度と反シャダ耐久性の改善――動的摩擦係数を示すものである。
摩擦改質剤は低速スライディング速度に於いて表面間の摩擦 即ち、トルク変換クラッチまたはシフティングクラッチの群)を減少するための自動トランスミッション液体に使用される。結果として、摩擦−速度曲線は正の傾きを示し、速やかなクラッチ作動と「スティック−スリップ」(即ち、シャダ、雑音、ぎこちないシフト)挙動を最小化する。
動摩擦係数の揺動を抑制しつつ、反シャダ耐久性や酸化に対する安定性などの特性を強化することは複雑で困難な課題である。パワートランスミッション中で通常の摩擦改質剤の量を増加するという単純な着想に対し、濃度の増加は液体の総括的な摩擦レベルを減少させる場合がある。摩擦係数をある最小値以下に減少させることは望ましくない。トランスミッション内のクラッチの保持能力が減少するため、トランスミッションが作動した場合、クラッチの滑りにつながると考えられるからである。クラッチの磨耗は増加し、望ましくないスリップによりクラッチが破損される場合がある。
これら、そして他の従来技術の課題に対応するため、本発明に係る液体は、重要な構成要素として、脂肪族カルボン酸(RCOOH)とポリアミン(PA)の反応生成物を含む。例えば、反応生成物は以下の式Iおよび/またはIIで表される1,2−基置換のイミダゾリン混合物を生成するのに十分な環境で製造された反応生成物、および/または、更なる第二種のカルボン酸またはカルボン酸誘導体で後処理することにより得られる、式III−VIの少なくとも一つで表される反応生成物である。最終反応生成物の組成はカルボン酸とポリアミンのモル比により決定される。
IからVIの一般化された構造は本発明に係る様々な液体に於いて使用される典型的摩擦改質剤を示すものである。これらの摩擦改質剤は以下の条件で製造される。
ポリアミンと第一酸(R1COOH)の反応生成物は式Iと式IIで表される化合物を含む混合物を与える。ポリアミンに対して過剰モル比の第一有機酸が使用される。
第一カルボン酸とポリアミンのモル比は所望する反応生成物の組成に応じて変えることができる。通常、モル比は約1.0から約2.0の範囲で好ましく選択可能であり、より好ましくは約1.2から1.6の範囲である。例えば、低いモル比の場合に、原理的には、式Iで表示される化合物が主な組成となり、一方、高いモル比の場合に、原理的には、式IIで表示される化合物が主な組成となる。モル比は過剰にある第一のカルボン酸のポリアミンに対する比に対応している。
ここに表される第一酸はR1の部分をもたらす。R1の部分は互いに独立であり、C3からC30の直鎖あるいは分岐したアルキル基、アルケニル基、アリル基、あるいは、例えばヘテロ原子を有するアルキルであるヘテロ原子誘導基とすることができる。本発明は、従って、発明の具現化にあたり、第一酸の組み合わせを用いるものである。代表的な該部分は、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、ドデセン酸、ヘキサドデカン酸、オレイン酸、イソオレイン酸、アラキジン酸、あるいはそれらの組み合わせである脂肪酸とすることができる。R1は4−ドデシル安息香酸、2−ヘキサデシルニコチン酸、そして4−ポリイソブチル酸などの炭化水素芳香族酸またはヘテロ芳香族酸とすることもできる。適切な摩擦改質材はオレイン酸またはイソステアリン酸に代表される脂肪族酸とトリエチレンテトラアミンなどのポリアミンとの反応により生成されたものを含む。
R1のヘテロ原子誘導体は、この分野に詳しいものにとって理解されるように、酸素、硫黄、窒素、および/またはリンを含むことができる。
式IからVI(n=0〜5)で表示される化合物に結合される代表的なアミンは直鎖または分岐したものとすることができる。ポリエチレンアミンの代表的な種類は−(CH2CH2NH)x-の内部繰り返し単位を含むものであり、xは1から10までの整数、さらには1から6までの整数とすることができる。ポリアミンが式H2N−(CH2CH2NH)x−CH2CH2NH2で表示され、xが1である場合、これはジエチレントリアミンであり、xが2である場合、これはトリエチレントリアミンであり、xが3である場合、これはテトラエチレントリアミンであり、これらは適切なポリアミンである。より高度な市販の混合物もまた好ましい。o−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニレンジアミン、または1,8−ジアミノ−p−メンタンなどのアミノ基を芳香族または脂肪族環に取り付けるか、またはそれらの一部の構成要素とすることが可能である。
例えば、C17H33COOHといった第一の酸と、x=2であるような適切なアミンを、モル比を約4から約3とし、約150℃といった約120℃から約180℃の範囲に昇温し、約5時間から約20時間、より好ましくは約12時間から約16時間、反応させることでR1がC17H35の部分である式IとIIにより示される化合物を含む反応生成物を生成できる。ここで記載された式Iの式IIに対する比率は、原理的には、約2対1である。他の比率とすることも可能である。式Iで表される化合物の式II 表される化合物に対する比はカルボン酸のポリアミンに対する比により決定される。
本発明の具現化は少なくとも式Iおよび/またはIIで表される化合物を少なくとも一つ含むパワートランスミッション液体または濃縮物である液体である。
少なくとも一つの第二の有機酸(R2COOH)により、式Iおよび/またはIIで表される化合物を含む混合物(または反応生成物)の後処理をおこなうことができる。全ての反応性の窒素原子をアシル化のに十分な量の第二の有機酸を使用することで、式IIIとIVで表される化合物を有する第二の混合物 (または第二反応生成物)を得ることができる。
アシル化の程度は、通常約0%以上約100%以下であり、より好ましくは、例えば、約50%以上約100%以下とすることができる。
ここに代表される第二の酸はR2の部分をもたらす。R2の部分は互いに独立であり、C3からC30の直鎖あるいは分岐したアルキル基、アルケニル基、アリル基、あるいは、例えばヘテロ原子を有するアルキルであるヘテロ原子誘導基とすることができる。本発明は、従って、発明の具現化にあたり、第一酸の組み合わせを用いるものである。代表的な該部分は、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、ドデセン酸、ヘキサドデカン酸、オレイン酸、イソオレイン酸、アラキジン酸、あるいはそれらの組み合わせである脂肪酸とすることができる。R2は4−ドデシル安息香酸、2−ヘキサデシルニコチン酸、そして4−ポリイソブチル酸などの炭化水素芳香族酸またはヘテロ芳香族酸とすることもできる。
R2のヘテロ原子誘導体は、この分野に詳しいものにとって理解されるように、酸素、
硫黄、窒素、および/またはリンを含むことができる。
硫黄、窒素、および/またはリンを含むことができる。
本発明の具現化は式IIIそして式IVで表される化合物を一つ以上含むパワートランスミッション液体または濃縮物であるような液体である。
式IとIIで表示される化合物の混合物を置換されたコハク酸またはその無水物などの置換された無水物を過剰に用いた後処理をおこなうことができる。全ての反応性がある窒素原子をアシル化するように置換された有機酸または無水物を十分に使用することで、式VとVIで表される化合物を有する混合物を得ることができる。
アシル化の程度は、通常約0%以上約100%以下であり、より好ましくは、例えば、約50%以上約100%以下とすることができる。
ここに示される置換された有機酸と無水物はR3とR4の部分に対応している。R3とR4の部分は互いに独立とすることができ、適切な薬品の組み合わせを反映できる。R3とR4の基は、H、−OH、−OR、−COOH、−SH、−SR、直鎖、分岐したアルキル、アルケニルラジカル、またはプロピレン、イソブチレン、そして端末、内部、そしてビニリデン二重結合を有する高級オレフィンより誘導されるオリゴマーまたはポリマーとしての炭化水素基より選択できる。R3とR4の基の分子量は最大1000amuまでとすることができる。Rは炭素原子数が最大30までの直鎖または分岐した炭素分子のアルキル基またはアルケニル基、または、例えば、16から22の炭素原子を有する環状形態を示す。
またここで取り扱われる置換された有機酸それらの無水物は低分子量で非油溶性の酸または無水物を含む。例えば、無水コハク酸、無水フタル酸、酒石酸、クエン酸、マレイン酸、メルカプトコハク酸である。
適切な後処理薬品は、酸触媒を用いた直鎖α−オレフィンの異性化、更にその後、無水マレイン酸との反応により生成される無水コハク酸である。この生成法については、例えば、米国特許6,548,458号、5,620,486号、5,393,309号、5,021,169号、4,958034号、4,234,435号、3,676,089号、3,361,673号、3,172,892、更には欧州特許0623631B1に記載があり、ここでは参照文献として取り扱われている。
本発明の具現化は式Vそして式VIで表される化合物を一つまたはそれ以上含むパワートランスミッション液体であるような液体である。
上に記載された摩擦改質剤は理想的な条件での組成であり、架橋反応物、アシル化の程度に依存する副生成物を取り込まないと仮定されている。
本発明に係る液体は式IからVIで示される一つまたはそれ以上の化合物を含むことができ、それら化合物の如何なる組み合わせも可能である。例えば、適切な混合物は、式I
で示される化合物の混合物、式IIで示される化合物の混合物、式IIIで示される化合物の混合物、式IVで示される化合物の混合物、式Vで示される化合物の混合物、式VIで示される化合物の混合物、式Iで示される化合物と式IIで示される化合物の混合物、式IIIで示される化合物と式IVで示される化合物の混合物、式Vで示される化合物と式VIで示される化合物の混合物、式Iで示される化合物と式IIで示される化合物と式IIIで示される化合物と式IVで示される化合物の混合物、式Iで示される化合物と式IIで示される化合物と式Vで示される化合物と式VIで示される化合物の混合物。
で示される化合物の混合物、式IIで示される化合物の混合物、式IIIで示される化合物の混合物、式IVで示される化合物の混合物、式Vで示される化合物の混合物、式VIで示される化合物の混合物、式Iで示される化合物と式IIで示される化合物の混合物、式IIIで示される化合物と式IVで示される化合物の混合物、式Vで示される化合物と式VIで示される化合物の混合物、式Iで示される化合物と式IIで示される化合物と式IIIで示される化合物と式IVで示される化合物の混合物、式Iで示される化合物と式IIで示される化合物と式Vで示される化合物と式VIで示される化合物の混合物。
適切な反応物と薬品の組み合わせにより、R1がオレイル、またはイソステアリルでありR3および/またはR4が炭化水素基より誘導された異性化α−オレフィンである化合物を含む摩擦改質剤組成を生成できる。更にR3および/またはR4を分子量が約200amu以上約950amu以下のポリイソブチレンまたはC16からC22の異性化されたα−オレフィンからの部分とすることが可能である。
式IからVIで示される化合物は米国特許3,254,025号、3,502,677号、4,686,054号、そして4,857,214号に記載される如く、ホウ素化、マレイン化でき、さらにリン酸、亜リン酸、硫酸などの無機酸で処理ができる。
最終的な油含有パワートランスミッション液体で、この組成物の濃度は約0.01重量%以上約10重量%以下である。好ましい範囲は約0.1重量%以上約5重量%以下である。例えば、構成要素として式Vと式VIで示される化合物の混合物を含むことができる。
分散剤(油溶性)
本発明の見地に於いて、液体は、スクシンイミド分散剤、コハク酸エステル分散剤、コハク酸エステルアミド分散剤、マンニッヒ塩基分散剤、それらのリン酸あるいはホウ酸化された分散剤などの油溶性の分散剤を少なくとも一つを含むことが可能である。本発明に於いて、パワートランスミッション液体などの液体に含まれる分散剤の総量は0.1重量%以上20重量%以下とすることができる。好ましくは約2.0重量%以上約7.0重量%以下である。
分散剤(油溶性)
本発明の見地に於いて、液体は、スクシンイミド分散剤、コハク酸エステル分散剤、コハク酸エステルアミド分散剤、マンニッヒ塩基分散剤、それらのリン酸あるいはホウ酸化された分散剤などの油溶性の分散剤を少なくとも一つを含むことが可能である。本発明に於いて、パワートランスミッション液体などの液体に含まれる分散剤の総量は0.1重量%以上20重量%以下とすることができる。好ましくは約2.0重量%以上約7.0重量%以下である。
油溶性の分散剤はスクシンイミド分散剤、マンニッヒ塩基分散剤、そしてポリマー状のポリアミン分散剤などの無灰分散剤とすることが可能である。炭化水素基で置換されたスクシンアシル化薬品により炭化水素基で置換されたスクシンイミドが形成される。炭化水素基で置換されたスクシンアシル化薬品は以下に挙げるものを含むが、これらに限定されるものではない。炭化水素基で置換されたコハク酸、炭化水素基で置換された無水コハク酸、炭化水素基で置換されたコハク酸ハロゲン化物(特に、酸フッ化物と酸塩化物)、さらには炭化水素基で置換されたコハク酸と低級アルコール(即ち、最大7までの炭素原子を含むもの)のエステル、即ち、カルボン酸アシル化薬品として作用しうる炭化水素基で置換された化合物である。
適切な分子量を有するポリオレフィンあるいは塩化ポリオレフィンと無水マレイン酸を反応させることで炭化水素基で置換されたアシル化薬品が生成される。同様なカルボキシル基を含む反応物がアシル化薬品の生成に使用される。係る反応物は以下に挙げるものを含むが、これらに限定されるものではない。フマル酸、リンゴ酸、酒石酸、イタコン酸、無水イタコン酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸、メサコン酸、無水エチルマレイン酸、無水ジメチルマレイン酸、エチルマレイン酸、ジメチルマレイン酸、ヘキシルマレイン酸、更には対応する酸ハロゲン化物そして低級の脂肪族エステルなど。
置換された無水コハク酸の使用意図に応じてオレフィンの分子量を変化させることができる。一般に置換された無水コハク酸は約8から約500の炭素原子を有する炭化水素基
を有する。しかしながら、潤滑油分散剤を製造するために使用される置換された無水コハク酸は一般に約40から約500の炭素原子を有する炭化水素基を有する。高い分子量の置換基を有するコハク酸に関しては、平均分子量(Mn)を使用するのがより精確である。これは、置換された無水マレイン酸の製造に使用されるオレフィンは、エチレン、プロピレン、更にイソブチレンといった低分子量のオレフィンモノマーのポリマー化に起因する異なる分子量の成分の混合物を含む可能性があるからである。
を有する。しかしながら、潤滑油分散剤を製造するために使用される置換された無水コハク酸は一般に約40から約500の炭素原子を有する炭化水素基を有する。高い分子量の置換基を有するコハク酸に関しては、平均分子量(Mn)を使用するのがより精確である。これは、置換された無水マレイン酸の製造に使用されるオレフィンは、エチレン、プロピレン、更にイソブチレンといった低分子量のオレフィンモノマーのポリマー化に起因する異なる分子量の成分の混合物を含む可能性があるからである。
無水エチルマレイン酸のオレフィンに対するモル比は幅広く変更できる。例えば約5:1から約1:5へと変更し、更には、例えば約1:1から約3:1へと変更できる。平均分子量が約500から約7000、好ましくは約800から約3000以上のポリイソブチレン、エチレンアルファコポリマー、そして無水マレイン酸などのオレフィンに対し、例えばオレフィン1モルあたりに対し約1.1モルから約3モルの反応量的に過剰な無水マレイン酸を使用できる。未反応の無水マレイン酸は反応混合物より蒸発させることができる。
触媒的水素添加などの一般的な還元条件のもとで、ポリアルケニルコハク酸をポリアルキルコハク酸へ変換することが可能である。触媒的水素添加に適した触媒は炭素上に固定されたパラジウムである。同様に、還元条件のもとでポリアルケニルスクシンイミドをポリアルキニルスクシンイミドに変換できる。
無水コハク酸へのポリアルキル基またはポリアルケニル基の置換は通常ポリオレフィンから誘導される。ポリオレフィンは、エチレン、プロピレン、ブチレンなどの1−モノオレフィンであるモノオレフィンの重合体または共重合体である。使用されるモノオレフィンは約2以上約24以下の炭素原子を有し、より好ましくは約3以上約12以下である。他の適切なモノオレフィンは、プロピレン(特にブチレンイソブチレン)、1−オクテン、1−デセンなどである。モノオレフィンなどから生成されるポリオレフィンはポリプロピレン、ポリブテン、ポリイソブテンなどであり、更には1−オクテンと1−デセンから生成されたポリアルファオレフィンなどである。
幾つかの具現化に於いては、無灰分散剤はイミド基を形成できる少なくとも一つの第一アミノ基を有するアミンのアルケニルスクシンイミドを有す。アルケニルスクシンイミドはアルケニル無水コハク酸、ハロゲン酸化物、または低級アルキルエステルを少なくとも一つの第一アミノ基を有するアミンと共に加熱するなどの一般的方法により形成される。アルケニル無水コハク酸はポリオレフィンと無水マレイン酸の混合物を約180℃−220℃に加熱することで容易に生成可能である。ポリオレフィンは、エチレン、プロピレン、イソブテンなどの低級モノオレフィンの重合体または共重合体とすることができ、ゲル浸透性クロマトグラフィー(GPC)で平均分子量が約300から約3000と定められるものである。
無灰分散剤を生成するにあたり使用されるアミンは、反応によりイミド基を形成できる少なくとも一つの第一アミン基を有し、および1少なくとも更に一つの第一または第二アミン基を有し、および/または少なくとも一つの水酸基を有する任意のものである。代表的な例は、N−メチル−プロパンジアミン、N−ドデシルプロパンジアミン、N−アミノプロピル−ピペリジン、エタノールアミン、N−エタノール−エチレンジアミンなどである。
適切なアミンは、プロピレンジアミン、ジプロピレントリアミン、ジ−(1,2−ブチレン)トリアミン、そしてテトラ−(1,2−プロピレン)ペンタアミンなどのアルキレンポリアミンとすることができる。更なる例として、式H2N(CH2CH2NH)nH(nは約1から約10の整数)で表されるエチレンポリアミンが挙げられる。これらは、
エチレンジアミン、ジエチレントリアミン(DETA)、トリエチレンテトラアミン(TETA)、テトラエチレンペンタアミン(TEPA)、ペンタエチレンヘキサミン(PEHA)などであり、さらにnが混合物の平均値である混合物も含まれる。係るエチレンポリアミンは個々の端末部に第一アミン基を有しており、モノ−アルケニルスクシンイミドとビス−アルケニルスクシンイミドを形成できる。市販されるエチレンポリアミンの混合物は、N−アミノエチルピペリジン、N,N’−ビス(アミノエチル)ピペリジン、N,N’−ビス(ピペラジニル)エタンなどの分岐した化合物または環状の化合物を少量含有する場合がある。市販の混合物は、凡そ、ジエチレントリアミンからテトラエチレンペンタアミンの範囲に対応する全体的組成を示す。ポリアルケニル無水コハク酸のポリアルケンポリアミンに対するモル比は約1:1から約3.0:1とすることができる。
エチレンジアミン、ジエチレントリアミン(DETA)、トリエチレンテトラアミン(TETA)、テトラエチレンペンタアミン(TEPA)、ペンタエチレンヘキサミン(PEHA)などであり、さらにnが混合物の平均値である混合物も含まれる。係るエチレンポリアミンは個々の端末部に第一アミン基を有しており、モノ−アルケニルスクシンイミドとビス−アルケニルスクシンイミドを形成できる。市販されるエチレンポリアミンの混合物は、N−アミノエチルピペリジン、N,N’−ビス(アミノエチル)ピペリジン、N,N’−ビス(ピペラジニル)エタンなどの分岐した化合物または環状の化合物を少量含有する場合がある。市販の混合物は、凡そ、ジエチレントリアミンからテトラエチレンペンタアミンの範囲に対応する全体的組成を示す。ポリアルケニル無水コハク酸のポリアルケンポリアミンに対するモル比は約1:1から約3.0:1とすることができる。
幾つかの具現化においては、無灰分散剤は、トリエチレンテトラアミンまたはテトラエチレンペンタミンなどのポリエチレンポリアミンと、適切な分子量を有するポリイソブテンなどのポリオレフィンの反応により生成される炭化水素基で置換されたカルボン酸またはその無水物、あるいは、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸などの非飽和ポリカルボン酸またはその無水物、またはかかる物質を二種以上含む混合物との反応による反応生成物を含む。
ここで記載された分散剤を生成するのに好ましいポリアミンは、例えば、N−フェニルフェニレンジアミン、N−フェニル−1,4−フェニレンジアミン、N−フェニル−1,3−フェニレンジアミン、N−フェニル−1,2−フェニレンジアミンなどのN−アリルフェニレンジアミン、そしてアミノチアゾール、アミノベンゾチアゾール、アミノチアジアゾール、アミノアルキルチアゾールなどのアミノチアゾール、そしてアミノカルバゾール、そしてアミノインドール、そしてアミノピロール、そしてアミノ−インダゾリノン、そしてアミノメルカプトトリアゾール、そしてアミノピリミシン、そして1−(2−アミノエチル)イミダゾール、1−(3−アミノプロピル)イミダゾールなどのアミノアルキルイミダゾール、そして4−(3−アミノプロピル)モルホリンなどのアミノアルキルモルホリンなどである。これらのポリアミンに関しては米国特許4,863,623号と5,075,383号に詳細に記載されている。かかるポリアミンは、耐摩耗性と酸化防止性の更なる恩恵を最終製品にもたらす。
更に、炭化水素基で置換されたスクシンイミドを製造する上で有益なポリアミンとして少なくとも一つの第一または第二アミノ基を有し、および1少なくとの一つの第三アミノ基を有するポリアミンが挙げられ、これらについては米国特許5,634,951号と5,725,612号に記載がある。適切なポリアミンの例としては、N,N,N'’,N'’−テトラアルキルジアルキレントリアミン(二つの端末の第三アミノ基と一つの中央部の第二アミノ基)、N,N,N’,N'’−テトラアルキルトリアルキレンテトラアミン(一つの端末の第三アミノ基と二つの中央部の第三アミノ基と一つの端末の第一アミノ基),N,N,N’,N'’,N’'’−ペンタアルキルトリアルキレンテトラアミン(一つの端末の第三アミノ基と二つの中央部の第三アミノ基と一つの端末の第二アミノ基)、トリス(ジアルキルアミノアルキル)−アミノアルキルメタン(三つの端末の第三アミノ基と一つの端末の第一アミノ基)などが挙げられる。ここでアルキル基は同一または異種のものであり、個々のアルキル基は12以下の炭素原子を一般に含み、より好ましくは1から4の炭素原子を有することができる。更なる例として、これらのアルキル基はメチル基、および/またはエチル基とすることができる。これらの類のポリアミン反応物にジメチルアミノプロピルアミン(DMAPA)とN−メチルピペラジンも含まれる。
ここでの使用に適切なヒドロキシアミンとして、炭化水素基で置換されたコハク酸またはそれら無水物と反応できる第一アミンまたは第二アミンを少なくとも一つ有する化合物、オリゴマー、またはポリマーが挙げられる。ここでの使用に適切なヒドロキシアミンの
例は、アミノエチルエタノールアミン(AEEA)、アミノプロピルジエタノールアミン(APDEA)、エタノールアミン、ジエタノールアミン(DEA)、一部がプロポキシル化されたヘキサメチレンジアミン、(例えば、HMDA−2POまたはHMDA−3PO)、3−アミノ−1,2−プロパンジオール、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、そして2−アミノ−1,3−プロパンジオールなどである。
例は、アミノエチルエタノールアミン(AEEA)、アミノプロピルジエタノールアミン(APDEA)、エタノールアミン、ジエタノールアミン(DEA)、一部がプロポキシル化されたヘキサメチレンジアミン、(例えば、HMDA−2POまたはHMDA−3PO)、3−アミノ−1,2−プロパンジオール、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、そして2−アミノ−1,3−プロパンジオールなどである。
アミンの炭化水素基で置換されたコハク酸またはそれらの無水物に対するモル比は約1:1から約3.0:1とすることができる。更なる例として、アミンの炭化水素基で置換されたコハク酸またはそれらの無水物に対するモル比は約1.5:1から約2.0:1とすることができる。
上で記載された分散剤は後処理が可能であり、例えば、米国特許5,789,353号に記載されるごとく分散剤を無水マレイン酸とホウ酸で処理できる。あるいは米国特許5,137,980号に記載されているごとく分散剤をノニルフェノール、ホルムアルデヒド、そしてグリコール酸で処理できる。
マンニッヒ塩基分散剤は、一般に、長いアルキル基置換鎖を環上に有するアルキルフェノールと、約1から約7の炭素原子を有する一つ以上の脂肪族アルデヒド(特にアルデヒドとその誘導体)と、ポリアミン(特にポリアルキレンポリアミン)の反応生成物として得られる。例えば、マンニッヒ塩基分散剤は、1モルの長いアルキル基置換鎖を有するフェノールに対し、約1モルから約2.5モルのホルムアルデヒドと約0.5モルから約2モルのポリアルキレンポリアミンを縮合させることで製造される。
マンニッヒポリアミン分散剤の製造に必要な炭化水素物は、約2から約6の炭素原子を有するモノオレフィンのポリマーといった、石油精製物や顕著に飽和したオレフィンポリマーの一部から誘導される。炭化水素物は、例えば、少なくとも約40の炭素原子を有し、好ましくは少なくとも約50の炭素原子を有し、油の分散剤へ高い溶解度を顕著に示すものである。ゲル浸透クロマトグラフィーにより求められた平均分子量が約600から5000の間のオレフィンポリマーが好ましい反応性と低コストのために望ましい。しかしながら、より高い分子量のポリマーを使用することも可能である。特に好ましい適切な炭化水素物はイソブチレンポリマーと、イソブテンとraffinate I streamの混合物より製造されるポリマーである。
適切なマンニッヒ塩基分散剤としてマンニッヒ塩基無灰分散剤が挙げられ、1モルの長いアルキル基置換鎖を有するフェノールに対し、約1モルから約2.5モルのホルムアルデヒドと約0.5モルから約2モルのポリアルキレンポリアミンを縮合させることで製造される。
無灰分散剤として適切な高分子ポリアミン分散剤は塩基性アミン基と油溶性をもたらす官能基(例えば、少なくとも8つの炭素分子を有するペンダントアルキルグループ)を有するポリマーである。かかる材料は、デシルメタアクリレート、ビニルデシルエーテルなどの様々なモノマー、あるいは比較的高分子量のオレフィンと、アミノアルキルアクリレートとアミノアルキルアクリルアミドの反応により製造されるインターポリマーにより代表される。高分子ポリアミン分散剤の例は、米国特許3,329,658号、3,449,250号、3,493,520号、3,519,565号、3,666,730号、3,687,849号、そして3,702,300号に記載されている。高分子ポリアミンは炭化水素ポリアミンであってもよく、ここで炭化水素基は、上で記載されたごとくイソブテンとraffinate I streamの重合化生成物により構成される。ポリイソブテン−アミンとポリイソブテン−ポリアミンもまた使用可能である。
ここに記載された無灰分散剤の製造方法はこの分野に詳しいものにとって公知のものであり、特許文献内に報告されている。例えば、ここで記載された様々な無灰分散剤の製造方法は、米国特許2,459,112号、2,962,442号、2,984,550号、3,036,003号、3,163,603号、3,166,516号、3,172,892号、3,184,474号、3,202,678号、3,215,707号、3,216,936号、3,219,666号、3,236,770号、3,254,025号、3,271,310号、3,272,746号、3,275,554号、3,281,357号、3,306,908号、3,311,558号、3,316,177号、3,331,776号、3,340,281号、3,341,542号、3,346,493号、3,351,552号、3,355,270号、3,368,972号、3,381,022号、3,399,141号、3,413,347号、3,415,750号、3,433,744号、3,438,757号、3,442,808号、3,444,170;3,448,047;3,448,048;3,448,049;3,451,933;3,454,497号、3,454,555号、3,454,607号、3,459,661号、3,461,172号、3,467,668号、3,493,520号、3,501,405号、3,522,179号、3,539,633号、3,541,012号、3,542,680号、3,543,678号、3,558,743号、3,565,804号、3,567,637号、3,574,101号、3,576,743号、3,586,629号、3,591,598号、3,600,372号、3,630,904号、3,632,510号、3,632,511号、3,634,515号、3,649,229号、3,697,428号、3,697,574号、3,703,536号、3,704,308号、3,725,277号、3,725,441号、3,725,480号、3,726,882号、3,736,357号、3,751,365号、3,756,953号、3,793,202号、3,798,165号、3,798,247号、3,803,039号、3,804,763号、3,836,471号、3,862,981号、3,872,019号、3,904,595号、3,936,480号、3,948,800号、3,950,341号、3,957,746号、3,957,854号、3,957,855号、3,980,569号、3,985,802号、3,991,098号、4,006,089号、4,011,380号、4,025,451号、4,058,468号、4,071,548号、4,083,699号、4,090,854号、4,173,540号、4,234,435号、4,354,950号、4,485,023号、5,137,980号、そしてRe26,433に記載され、ここでは参照文献として取り扱われる。
適切な無灰分散剤の例としてホウ酸化された分散剤が挙げられる。ホウ酸化された分散剤は、スクシンイミド分散剤、スクシンアミド分散剤、コハク酸エステル分散剤、コハク酸エステル−アミド分散剤、マンニッヒ塩基分散剤、炭化水素アミン分散剤、またはポリアミン分散剤などの塩基性窒素、および/または、少なくとも一つの水酸基を分子中に有する無灰分散剤をホウ酸化することにより得られる。上で記載された様々な無灰分散剤をホウ酸化する方法に関しては、米国特許3,087,936号、3,254,025号、3,281,428号、3,282,955号、2,284,409号、2,284,410号、3,338,832号、3,344,069号、3,533,945号、3,658,836号、3,703,536号、3,718,663号、4,455,243号、そして4,652,387号に記載がある。
ホウ酸化された分散剤は最大2重量%のホウ素を含むようにホウ酸で処理された高分子とすることができる。更なる例としては、ホウ酸化された分散剤は約0.8重量%またはそれ以下のホウ素を含む。さらに、酸化された分散剤は約0.1重量%から約0.7重量%のホウ素を含む。さらに、酸化された分散剤は約0.25重量%から約0.7重量%のホウ素を含む。更なる例として、ホウ酸化された分散剤は約0.35から約0.7重量%
のホウ素を含む。より容易な取り扱いを目的として、分散剤を適切な粘度を有する油に溶解可能である。ここで記載された重量%は希釈油が加えられていないものに関するものであることに留意されたい。
のホウ素を含む。より容易な取り扱いを目的として、分散剤を適切な粘度を有する油に溶解可能である。ここで記載された重量%は希釈油が加えられていないものに関するものであることに留意されたい。
さらに分散剤を有機酸、その無水化物、および/またはアルデヒドとフェノールの混合物と反応させることができる。かかる工程は、例えば、エラストマーとの封止性を向上させる。さらにホウ酸化された分散剤はホウ酸化された分散剤の混合物とすることができる。さらにホウ酸化された分散剤は窒素を含有する分散剤、および/またはリンを含まない分散剤とすることができる。
他の添加剤
パワートランスミッション液体は自動トランスミッション液体組成物とギア潤滑剤に使用される一般的な添加剤を含有できる。係る添加剤は以下のものが含まれるが、これらに限定されるものではない。これらは、消泡剤(発泡抑止剤)、酸化防止剤、錆防止添加剤、耐磨耗添加剤、着色剤、腐食防止剤、分散剤、金属不活性化剤、金属洗浄剤、有機リン酸化合物、流動点降下剤、シール膨張剤、そして粘度指数改質剤である。添加剤は一般にC.V.Smalheer等、潤滑剤添加剤(Lubricant Additives)、ページ1−11(1967)と米国特許4,105,571号などに記載がある。これらを含む補足的添加剤が購入可能である。
消泡剤
幾つかの具現化に於いて、本発明に係る液体は消泡剤を含むことが可能であり、これは組成に於いて使用に適する更なる構成要素である。消泡剤はシリコーン、ポリアクリレート、界面活性剤などから選択可能である。ここに記載されるトランスミッション液体組成物における消泡剤の量は組成物の全重量に対し約0.001重量%から約重量0.5%とすることができる。更には消泡剤の量を約0.01重量%から約重量0.1%とすることができる。
酸化防止剤
幾つかの具現化に於いて、酸化防止化合物を組成物の一部とすることができる。酸化防止剤はフェノール酸化防止剤、芳香族アミン酸化防止剤、硫化フェノール酸化防止剤、有機亜リン酸塩などである。フェノール酸化防止剤の例としては、2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、第三ブチル化フェノールの液体混合物、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、混合メチレン架橋されたポリアルキルフェノールと4,4’−チオビス(2−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、N,N’−ジ−sec−ブチル−フェニレンジアミン、4−イソプロピルアミノジフェニルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、ジフェニルアミンなどのジアリルアミン、そして環アルキル化されたジフェニルアミンなど、環アルキル化されたジアリルアミンなどがある。さらなる例は、立体的に阻害された第三ブチル化フェノール、ビスフェノール、ケイ皮酸の誘導体、そしてこれらの混合物を含む。ここに記載されるトランスミッション液体組成物における消泡剤の量は組成物の全重量に対し約0.01重量%から約重量10%とできる。更には消泡剤の量を約0.1重量%から約重量2.0%とできる。
錆防止添加剤
本発明に係る液体組成物は一種以上の錆または腐食防止剤を含むことができる。係る材料はモノカルボン酸とポリカルボン酸を含む。適切なモノカルボン酸は、オクタン酸、デカン酸、ドデカン酸である。適切なポリカルボン酸は、トール油脂肪酸、オレイン酸、リノール酸などの酸より製造された二量体そして三量体を含む。他の有用な錆防止剤はアルケニルコハク酸錆防止剤と無水アルケニルコハク酸錆防止剤である。これらは例えば、テトラプロペニルコハク酸、無水テトラプロペニルコハク酸、ヘキサデセニルコハク酸、無水ヘキサデセニルコハク酸などである。同様に有益なものとして、アルケニルグループ内で約8から約24の炭素原子を有するアルケニルコハク酸とポリグリコールなどのアルコ
ールとの半エステルがある。他の錆あるいは腐食防止剤としてエーテルアミン、そしてリン酸塩、そしてアミン、そしてエトキシル化アミン、エトキシル化フェノール、エトキシル化アルコールなどのポリエトキシル化された化合物、そしてイミダゾリン、そしてアミノコハク酸またはそれらの誘導体などが含まれる。これらの材料は市販されている。錆防止剤または腐食防止剤の混合物もまた使用可能である。ここに記載されるトランスミッション液体組成物に対する錆防止剤の量は組成物の全重量に対し約0.01重量%から約5.0重量%とすることができる。
耐磨耗添加剤
最終的な液体の耐摩耗特性は追加の耐磨耗剤を一つまたはそれ以上添加することにより得ることが可能である。追加の耐磨耗剤はリンを含有するものであり、それらは、リン酸、亜リン酸、それらのアミン塩の有機エステルなどである。例えば、リン含有耐磨耗剤は、二炭化水素リン酸塩、三炭化水素リン酸塩、二炭化水素亜リン酸塩、三炭化水素亜リン酸塩、さらにそれらと同等な硫黄化合物、そしてそれらのアミン塩を一種以上含むことができる。更なる例として、リン含有耐磨耗剤は、ジブチル水素リン酸塩と、硫化されたジブチル水素リン酸塩のアミン塩の少なくとも一種を含む。
他の添加剤
パワートランスミッション液体は自動トランスミッション液体組成物とギア潤滑剤に使用される一般的な添加剤を含有できる。係る添加剤は以下のものが含まれるが、これらに限定されるものではない。これらは、消泡剤(発泡抑止剤)、酸化防止剤、錆防止添加剤、耐磨耗添加剤、着色剤、腐食防止剤、分散剤、金属不活性化剤、金属洗浄剤、有機リン酸化合物、流動点降下剤、シール膨張剤、そして粘度指数改質剤である。添加剤は一般にC.V.Smalheer等、潤滑剤添加剤(Lubricant Additives)、ページ1−11(1967)と米国特許4,105,571号などに記載がある。これらを含む補足的添加剤が購入可能である。
消泡剤
幾つかの具現化に於いて、本発明に係る液体は消泡剤を含むことが可能であり、これは組成に於いて使用に適する更なる構成要素である。消泡剤はシリコーン、ポリアクリレート、界面活性剤などから選択可能である。ここに記載されるトランスミッション液体組成物における消泡剤の量は組成物の全重量に対し約0.001重量%から約重量0.5%とすることができる。更には消泡剤の量を約0.01重量%から約重量0.1%とすることができる。
酸化防止剤
幾つかの具現化に於いて、酸化防止化合物を組成物の一部とすることができる。酸化防止剤はフェノール酸化防止剤、芳香族アミン酸化防止剤、硫化フェノール酸化防止剤、有機亜リン酸塩などである。フェノール酸化防止剤の例としては、2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、第三ブチル化フェノールの液体混合物、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、混合メチレン架橋されたポリアルキルフェノールと4,4’−チオビス(2−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、N,N’−ジ−sec−ブチル−フェニレンジアミン、4−イソプロピルアミノジフェニルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、ジフェニルアミンなどのジアリルアミン、そして環アルキル化されたジフェニルアミンなど、環アルキル化されたジアリルアミンなどがある。さらなる例は、立体的に阻害された第三ブチル化フェノール、ビスフェノール、ケイ皮酸の誘導体、そしてこれらの混合物を含む。ここに記載されるトランスミッション液体組成物における消泡剤の量は組成物の全重量に対し約0.01重量%から約重量10%とできる。更には消泡剤の量を約0.1重量%から約重量2.0%とできる。
錆防止添加剤
本発明に係る液体組成物は一種以上の錆または腐食防止剤を含むことができる。係る材料はモノカルボン酸とポリカルボン酸を含む。適切なモノカルボン酸は、オクタン酸、デカン酸、ドデカン酸である。適切なポリカルボン酸は、トール油脂肪酸、オレイン酸、リノール酸などの酸より製造された二量体そして三量体を含む。他の有用な錆防止剤はアルケニルコハク酸錆防止剤と無水アルケニルコハク酸錆防止剤である。これらは例えば、テトラプロペニルコハク酸、無水テトラプロペニルコハク酸、ヘキサデセニルコハク酸、無水ヘキサデセニルコハク酸などである。同様に有益なものとして、アルケニルグループ内で約8から約24の炭素原子を有するアルケニルコハク酸とポリグリコールなどのアルコ
ールとの半エステルがある。他の錆あるいは腐食防止剤としてエーテルアミン、そしてリン酸塩、そしてアミン、そしてエトキシル化アミン、エトキシル化フェノール、エトキシル化アルコールなどのポリエトキシル化された化合物、そしてイミダゾリン、そしてアミノコハク酸またはそれらの誘導体などが含まれる。これらの材料は市販されている。錆防止剤または腐食防止剤の混合物もまた使用可能である。ここに記載されるトランスミッション液体組成物に対する錆防止剤の量は組成物の全重量に対し約0.01重量%から約5.0重量%とすることができる。
耐磨耗添加剤
最終的な液体の耐摩耗特性は追加の耐磨耗剤を一つまたはそれ以上添加することにより得ることが可能である。追加の耐磨耗剤はリンを含有するものであり、それらは、リン酸、亜リン酸、それらのアミン塩の有機エステルなどである。例えば、リン含有耐磨耗剤は、二炭化水素リン酸塩、三炭化水素リン酸塩、二炭化水素亜リン酸塩、三炭化水素亜リン酸塩、さらにそれらと同等な硫黄化合物、そしてそれらのアミン塩を一種以上含むことができる。更なる例として、リン含有耐磨耗剤は、ジブチル水素リン酸塩と、硫化されたジブチル水素リン酸塩のアミン塩の少なくとも一種を含む。
リン含有耐磨耗剤はパワートランスミッション液体内でリンが約50重量ppmから約500重量ppmであることが好ましい。更に、リン含有耐磨耗剤はパワートランスミッション液体内でリンが約150重量ppmから約300重量ppmであることが好ましい。
パワートランスミッション液体は約0.01重量%から約5.0重量%のリン含有耐磨耗剤を有することが可能である。さらに好ましくは、パワートランスミッション液体は約0.2重量%から約0.3重量%のリン含有耐磨耗剤を有することが可能である。例えば、パワートランスミッション液体は約0.1重量%から約0.2重量%のジブチル水素リン酸塩、または硫化されたジブチル水素亜リン酸塩のアミン塩を約0.3重量%から約0.4重量%有することが可能である。
着色剤(染料)
幾つかの具現化に於いて、本発明に係る液体は、検知性を液体に付与することを目的として着色剤を有することが可能である。一般にアゾ類の染料が使用され、それらはAmerican Association of textile Chemists and ColoristsとColorists and the Society of
Dyers and Colourists(英国)の「Color Index」で指定されるC.I.Solvent Red 24またはC.I.Solvent Red 164などである。自動トランスミッション液体向けとして、Auからmatic Red Dyeが好ましい。染料は、最終的な液体内での濃度が約200ppmから約300ppmであるような最小量が使用される。
腐食防止剤
幾つかの具現化に於いて、本発明に係る液体は、銅腐食防止剤を含むことが可能である。適切な銅腐食防止剤はチアゾール、トリアゾール、チアジアゾールなどである。係る化合物は、ベンゾトリアゾール、トリトリアゾール、オクチルトリアゾール、デシルトリアゾール、ドデシルトリアゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾール、2−メルカプト−5−ヒドロカービルチオ−1,3,4−チアジアゾール、2−メルカプト−5−ヒドロカービルジチオ−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(ヒドロカービルチオ)−1,3,4−チアジアゾール、そして2,5−ビス(ヒドロカービルジチオ)−1,3,4−チアジアゾールなどである。適切な化合物として1,3,4−チアジアゾールが挙げることができ、これは幅広く市販されており、またトリトリアゾールなどのトリアゾールを2,5−ビス(アルキルジチオ)−1,3,4−チアジアゾールなどの1,3,5−チアジアゾールと組み合わせることが可能である。ジアルキルチアジアゾールに関しては、腐食防止のため過去に於いて使用され
る量は、超高圧特性と耐磨耗性を改善を目的とした本発明に於いて使用される量に比べ、極めて少ない量であった(ここで示される如く比較的高濃度の硫化脂肪オイルと併用される場合)。1,3,4−チアジアゾールは一般にヒドラジンと二硫化炭素から公知の方法により製造される。詳細については、例えば、米国特許2,765,289号、2,749,311号、2,760,933号、2,850,453号、2,910,439号、3,663,561号、3,862,798号、3,840,549号を参照されたい。他の摩擦改質剤
本発明に係る液体は式IからVIで表されるか、係る摩擦改質剤の任意の組み合わせである摩擦改質剤を含むが、他の公知の摩擦改質剤を含むことが可能である。他の摩擦改質の例としては、アルキル化、またはエトキシル化された脂肪アミン、アミドグリセロールエステル、そして異なる他のイミダゾリンまたはそれらの誘導体がある。
着色剤(染料)
幾つかの具現化に於いて、本発明に係る液体は、検知性を液体に付与することを目的として着色剤を有することが可能である。一般にアゾ類の染料が使用され、それらはAmerican Association of textile Chemists and ColoristsとColorists and the Society of
Dyers and Colourists(英国)の「Color Index」で指定されるC.I.Solvent Red 24またはC.I.Solvent Red 164などである。自動トランスミッション液体向けとして、Auからmatic Red Dyeが好ましい。染料は、最終的な液体内での濃度が約200ppmから約300ppmであるような最小量が使用される。
腐食防止剤
幾つかの具現化に於いて、本発明に係る液体は、銅腐食防止剤を含むことが可能である。適切な銅腐食防止剤はチアゾール、トリアゾール、チアジアゾールなどである。係る化合物は、ベンゾトリアゾール、トリトリアゾール、オクチルトリアゾール、デシルトリアゾール、ドデシルトリアゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾール、2−メルカプト−5−ヒドロカービルチオ−1,3,4−チアジアゾール、2−メルカプト−5−ヒドロカービルジチオ−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(ヒドロカービルチオ)−1,3,4−チアジアゾール、そして2,5−ビス(ヒドロカービルジチオ)−1,3,4−チアジアゾールなどである。適切な化合物として1,3,4−チアジアゾールが挙げることができ、これは幅広く市販されており、またトリトリアゾールなどのトリアゾールを2,5−ビス(アルキルジチオ)−1,3,4−チアジアゾールなどの1,3,5−チアジアゾールと組み合わせることが可能である。ジアルキルチアジアゾールに関しては、腐食防止のため過去に於いて使用され
る量は、超高圧特性と耐磨耗性を改善を目的とした本発明に於いて使用される量に比べ、極めて少ない量であった(ここで示される如く比較的高濃度の硫化脂肪オイルと併用される場合)。1,3,4−チアジアゾールは一般にヒドラジンと二硫化炭素から公知の方法により製造される。詳細については、例えば、米国特許2,765,289号、2,749,311号、2,760,933号、2,850,453号、2,910,439号、3,663,561号、3,862,798号、3,840,549号を参照されたい。他の摩擦改質剤
本発明に係る液体は式IからVIで表されるか、係る摩擦改質剤の任意の組み合わせである摩擦改質剤を含むが、他の公知の摩擦改質剤を含むことが可能である。他の摩擦改質の例としては、アルキル化、またはエトキシル化された脂肪アミン、アミドグリセロールエステル、そして異なる他のイミダゾリンまたはそれらの誘導体がある。
他の改質剤は、脂肪族アミンまたはエトキシル化された脂肪族アミン、エーテルアミン、アルコキシル化されたエーテルアミン、脂肪族脂肪酸アミン、アシル化アミン、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸エステル、ポリオールエステル、脂肪族カルボン酸エステル−アミド、イミダゾリン、第三アミン、脂肪族ホスホン酸塩、脂肪族チオホスホン酸塩、脂肪族チオリン酸塩などであり、脂肪族基は通常一つまたはそれ以上の炭素原子を有し化合物に油溶性を供与する。更なる例として、脂肪族基は約八つ以上の炭素原子を有することが好ましい。また一つまたはそれ以上の脂肪族コハク酸またはその無水物と、アンモニアまたは第一アミンを反応させることで得られる脂肪族置換スクシンイミドも同様に好ましい。
スクシンイミドは、無水コハク酸とアンモニアまたは第一アミンとの反応生成物とすることができる。アルケニルコハク酸のアルケニル基は、例えば、約12から約36の炭素原子を含むアルケニル基などの短い鎖のアルケニル基とすることができる。さらにスクシンイミドは約C12から約C36の脂肪族炭化水素スクシンイミドとすることができる。更なる例として、スクシンイミドは約C16から約C28の脂肪族炭化水素を含むことができる。更に、スクシンイミドは約C18から約C24の脂肪族炭化水素スクシンイミドとすることができる。
スクシンイミドは無水コハク酸とアンモニアより製造され、その製法については、ここで参考文献として取り扱われている欧州特許出願 0 020 037号に記載がある。幾つかの具現化に於いて、スクシンイミドは以下に掲げる構造を有する化合物を一つまたはそれ以上含む。
ここでZは以下の構造である。
ここでR1とR2は少なくとも一方を水素とすることができるが、両者を水素とすることはできない。R1とR2は、R1とR2内の炭素原子の総数が約11から約35となるように、それぞれ約1から約34の炭素原子を有する互いに独立した直鎖、または分岐した鎖状の炭化水素基である。Xはアンモニアあるいは第一アミンから誘導されたアミノ基である。更に、または他の例として、反応母体となる無水コハク酸は、マレイン酸、その無水物、またはエステルを約12から約36の炭素原子を有するインターナルオレフィンと反応させることで得ることができ、線形a−オレフィンまたは上述の混合物のオレフィン二重結合を異性化することで上述のインターナルオレフィンの混合物を得ることができる。反応は等モル量のアンモニアを使用し、水分を除去した高温下で実行できる。
他の摩擦改質剤としてN−脂肪族炭化水素基で置換されたジエタノールアミンが挙げられ、N−脂肪族炭化水素基は、アセチル基の不飽和が無く、約14から約20の炭素原子を有する少なくとも一つの直鎖脂肪族炭化水素基である。
他の有益な摩擦改質剤系の例として、N−脂肪族炭化水素基で置換された少なくとも一つのジエタノールアミンとN−脂肪族炭化水素基で置換された少なくとも一つのトリエチレンジアミンの組み合わせが挙げられ、N−脂肪族炭化水素基は、アセチル基の不飽和が無く、約14から約20の炭素原子を有する少なくとも一つの直鎖脂肪族炭化水素基である。ここで取り上げた摩擦改質剤システムの詳細については米国特許5,372,735号と5,441,656号に記載がある。
他の有益な摩擦改質剤系の例として、以下の(i)と(ii)の組み合わせに基づくものが挙げられる。(i)同種または異種のヒドロキシアルキル基が約2から約4の炭素原子を有し、脂肪族基が約10から約25の炭素原子を有するアシル炭化水素基である少なくとも一つのジ(ヒドロキシアルキル)脂肪族第三アミン、そして(ii)ヒドロキシアルキル基が約2から約4の炭素原子を有し、脂肪族基が約10から約25の炭素原子を有するアシル炭化水素基である少なくとも一つの(ヒドロキシアルキル)脂肪族イミダゾリン。ここで取り上げられた摩擦改質剤システムの詳細については米国特許5,344,579号に記載がある。
他の有益な摩擦改質剤の例として、例えば、グリセロールモノオレイン酸塩(GMO)、グリセロールモノラウリン酸塩(GML)などのポリオールエステルがある。
他の摩擦改質剤は、例えば、欧州特許広報877784B1号、856042号、988357号、米国特許5,750,476号と5,942,472号、そしてPCT 特許広報 WO 97/14772(1997年4月24日)などに記載がある。
一般に、パワートランスミッションまたは添加剤パッケージといった本発明の具現化に係る組成物に於いては一種以上の、追加の、摩擦改質剤を約5%まで、更に好ましくは約0.01重量%から約3重量%まで含有することが可能である。
金属洗浄剤
特定の金属洗浄剤を本発明にかかる添加剤パッケージまたはパワートランスミッション液体に含有可能である。適切な金属洗浄剤は、アルカリまたはアルカリ土類金属の油溶性
中性または過度の塩基性塩と、以下に挙げる一つまたはそれ以上の酸性物質を組み合わせることができる。(1)スルホン酸、(2)カルボン酸、(3)サリチル酸、(4)アルキルフェノール、(5)硫化アルキルフェノール、(6)少なくとも一つの炭素−リンの直接結合を一つ有することを特徴とする有機亜リン酸。これらの有機亜リン酸は、例えば分子量が凡そ1000のポリイソブチレンなどのオレフィンポリマーと、三塩化リン、七硫化リン、五硫化リン、三塩化リンと硫黄、白リンとハロゲン化硫黄、またはホスホロチオ酸トリクリドなどのリン化薬剤の反応により製造される。
金属洗浄剤
特定の金属洗浄剤を本発明にかかる添加剤パッケージまたはパワートランスミッション液体に含有可能である。適切な金属洗浄剤は、アルカリまたはアルカリ土類金属の油溶性
中性または過度の塩基性塩と、以下に挙げる一つまたはそれ以上の酸性物質を組み合わせることができる。(1)スルホン酸、(2)カルボン酸、(3)サリチル酸、(4)アルキルフェノール、(5)硫化アルキルフェノール、(6)少なくとも一つの炭素−リンの直接結合を一つ有することを特徴とする有機亜リン酸。これらの有機亜リン酸は、例えば分子量が凡そ1000のポリイソブチレンなどのオレフィンポリマーと、三塩化リン、七硫化リン、五硫化リン、三塩化リンと硫黄、白リンとハロゲン化硫黄、またはホスホロチオ酸トリクリドなどのリン化薬剤の反応により製造される。
適切な塩はマグネシウム、カルシウム、または亜鉛の中性または過度の塩基性の塩である。更なる例として適切な塩は、硫化マグネシウム、硫化カルシウム、または硫化亜鉛、マグネシウムフェナート、カルシウムフェナート、および/または亜鉛フェナートである。詳細については、たとえば、米国特許6,482,778号を参照されたい。これらの塩は単独で、または他の添加剤を組み合わせて使用可能である。例えば、原理的には、適切なカルシウム塩を、パワートランスミッション液体、添加剤パッケージ、濃縮物内の有機リン酸塩といった他の添加剤と組み合わせることが可能である。
油溶性の金属含有洗浄剤は洗浄剤内の酸性構成物の量に対し定量的に等量の金属を有するものである。従って、一般に、過度の塩基性のものに対し、中性洗浄剤は低い塩基性を有する。係る洗浄剤を生成するのに使用される酸性材料はカルボン酸、サリチル酸、アルキルフェノール、亜硫酸、硫化アルキルフェノールなどである。
金属洗浄剤に関して使用される用語「過度の塩基性」は有機ラジカルに対し、定量的に金属が過剰に含まれる金属塩を指すのに使用される。過度の塩基性の塩を生成するにあたって一般的に使用される方法は、酸のミネラルオイル溶液を、定量的に過剰な金属の酸化物、水酸化物、炭酸塩、硫化物などの金属中和剤と共に約50℃で加熱し反応生成物をろ過するものである。大幅に過剰の金属を取り込むための、中性化の過程に於ける「促進剤」の使用は公知である。促進剤として有益な化合物の例は、フェノール、ナフトール、アルキルフェノール、チオフェノール、硫化アルキルフェノール、ホルムアルデヒドとフェノール化合物の縮合生成物などのフェノール化合物;メタノール、2−プロパノール、オクタノール、エチレングリコール、ステアリルアルコール、そしてシクロヘキシルアルコールなどのアルコール;アニリン、フェニレンジアミン、フェノチアジン、フェニル−ベータ−フナフチルアミンそしてドデシルアミンなどのアミンである。係る塩基性塩を生成するにあたり特に有益な方法は、酸を過度の塩基性アルカリ土類金属中和剤と少なくとも一つのアルコール促進剤を混合し、60℃から200℃というような昇温された条件で混合物の炭酸ガス飽和をおこなうものである。
適切な金属含有洗浄剤の例としては、以下に掲げる化合物の中性または過度に塩基性の塩であるが、これらに限定されるものではない。中性の硫化ナトリウム、過度に塩基性の硫化ナトリウム、カルボキシル化ナトリウム、サルチル化ナトリウム、フェナートナトリウム、硫化フェナートナトリウム、硫化リチウム、カルボキシル化リチウム、サルチル化リチウム、フェナートリチウム、硫化フェナートリチウム、硫化マグネシウム、カルボキシル化マグネシウム、サルチル化マグネシウム、フェナートマグネシウム、硫化フェナートマグネシウム、硫化カルシウム、カルボキシル化カルシウム、サルチル化カルシウム、フェナートカルシウム、硫化フェナートカルシウム、硫化カリウム、カルボキシル化カリウム、サルチル化カリウム、フェナートカリウム、硫化フェナートカリウム、硫化亜鉛、カルボキシル化亜鉛、サルチル化亜鉛、フェナート亜鉛、硫化フェナート亜鉛。他の例は、約10から約2,000の炭素原子を有する水和化されたリン硫化オレフィン、または水和化されたリン硫化アルコール、および/または、約10から約2,000の炭素原子を有する脂肪族置換のフェノール化合物のリチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、そしてマグネシウム塩である。更なる例は、脂肪族カルボン酸と脂肪族置換の環状脂肪
族カルボン酸のリチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、そしてマグネシウム塩、そして他の類似の油溶性有機酸のアルカリとアルカリ土類金属塩である。二種以上の異なるアルカリ、および/またはアルカリ土類金属の中性塩または過度の塩基性塩の混合物を使用可能である。同様に、異なる酸の混合物の中性塩または過度の塩基性塩の混合物を使用可能である。
族カルボン酸のリチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、そしてマグネシウム塩、そして他の類似の油溶性有機酸のアルカリとアルカリ土類金属塩である。二種以上の異なるアルカリ、および/またはアルカリ土類金属の中性塩または過度の塩基性塩の混合物を使用可能である。同様に、異なる酸の混合物の中性塩または過度の塩基性塩の混合物を使用可能である。
良く知られているように、一般に過度の塩基性の金属洗浄剤は、一般にミクロ分散またはコロイダル分散の形態で無機塩を過剰に含有すると見なされている。それ故、用語「油溶性」が金属洗浄剤に適用される場合、存在する無機塩基が必ずしも厳密な意味ではない、または完全に油溶性でない金属洗浄剤を含むことを意味し、係る洗浄剤がベースオイルと混合された場合、実質的に完全に油に溶けているのと同等に振舞えばよい。包括的に、上で記載された金属洗浄剤は、往々にして、中性、塩基性、または過度の塩基性のアルカリ金属またはアルカリ土類金属有機酸塩と呼称される。
油溶性の中性そして過度に塩基性の金属洗浄剤とアルカリ土類金属含流洗浄剤はこの分野に詳しいものにとってよく良く知られたものであり、例えば、以下の特許文献に詳細に記述されている。米国特許2,001,108号、2,081,075号、2,095,538号、2,144,078号、2,163,622号、2,270,183号、2,292,205号、2,335,017号、2,399,877号、2,416,281号、2,451,345号、2,451,346号、2,485,861号、2,501,731号、2,501,732号、2,585,520号、2,671,758号、2,616,904号、2,616,905号、2,616,906号、2,616,911号、2,616,924号、2,616,925号、2,617,049号、2,695,910号、3,178,368号、3,367,867号、3,496,105号、3,629,109号、3,865,737号、3,907,691号、4,100,085号、4,129,589号、4,137,184号、4,184,740号、4,212,752号、4,617,135号、4,647,387号、そして4,880,550号。
本発明に係る金属洗浄剤は、所望に応じ、油用性のホウ酸化された中性および/または過度の塩基性のアルカリ金属またはアルカリ土類金属含有洗浄剤とすることができる。ホウ酸化された金属洗浄剤の製法については、例えば、米国特許3,480,548号、3,679,584号、3,829,381号、3,909,691号、4,965,003号、そして4,965,004号に記載がある。
本発明に係る降下を改善するために任意の量の金属洗浄剤を使用することが可能であるが、一般的に、最終的液体に対し約0.01重量%から約5.0重量%が好ましく、更には、最終的液体に対し約0.05重量%から約3.0重量%が好ましい。
有機リン添加剤
パワートランスミッション液体、濃縮物、または添加パッケージとして調合された場合、本発明に係る組成物は有機リン酸塩を含有することができる。例えば、有機リン酸塩は以下の構造をとることができる。:R1−X2−(:X1)(R2X3)−X−R5。ここでR1とR2は独立に置換された、または置換されていない、1から24の炭素原子を有するアルキル、アリル、アルキルアリル、シクロアルキルであり、X、X1、X2、そしてX3は独立に硫黄または酸素とすることができる。R1とR2は、炭素と水素に加え、塩素、硫黄、酸素、または窒素などの異種置換原子を有することができる。R5は反応性の高いオレフィンより誘導することが可能であり、-CH2−CHR−C(:O)O−R6、−CH2−CR7HR8、またはR9−OC(:O)CH2−CH−−C(:O)O−R10のいづれか一つである。ただし、Rは水素またはR1、さらにR6、R7、R9、R10はR1と同一であり、R8はフェニル、アルキル、アルケニルで置換されたフ
ェニル周辺部であり、該周辺部は6から30の炭素原子を有する。
膨張シール剤
幾つかの具現化に於いて、本発明に係る液体は、油溶性ジエステル、油溶性スルホン、そしてそれらの混合物より選択されたトランスミッション液体組成物で使用される膨張シール剤を含有することができる。一般に、最も適切なジエステルは、アジピン酸エステル、アゼライン酸エステル、C8からC13のアルカノール(またはそれらの混合物)のセバシン酸エステル、C4からC13のアルカノール(またはそれらの混合物)のフタル酸エステルなどである。二つまたはそれ以上の異なる種類のジエステル(例えばジアルキルアジピン酸エステルとジアルキルアゼライン酸エステルの混合物など)も使用可能である。これらの化合物の例としては、アジピン酸、アゼライン酸、そしてセバシン酸のn−オクチル、2−エチルヘキシル、イソデシル、そしてトリデシルジエルテル、更にフタル酸のn−ブチル、イソブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、アンデシル、ドデシル、そしてトリデシルジエステルがある。
有機リン添加剤
パワートランスミッション液体、濃縮物、または添加パッケージとして調合された場合、本発明に係る組成物は有機リン酸塩を含有することができる。例えば、有機リン酸塩は以下の構造をとることができる。:R1−X2−(:X1)(R2X3)−X−R5。ここでR1とR2は独立に置換された、または置換されていない、1から24の炭素原子を有するアルキル、アリル、アルキルアリル、シクロアルキルであり、X、X1、X2、そしてX3は独立に硫黄または酸素とすることができる。R1とR2は、炭素と水素に加え、塩素、硫黄、酸素、または窒素などの異種置換原子を有することができる。R5は反応性の高いオレフィンより誘導することが可能であり、-CH2−CHR−C(:O)O−R6、−CH2−CR7HR8、またはR9−OC(:O)CH2−CH−−C(:O)O−R10のいづれか一つである。ただし、Rは水素またはR1、さらにR6、R7、R9、R10はR1と同一であり、R8はフェニル、アルキル、アルケニルで置換されたフ
ェニル周辺部であり、該周辺部は6から30の炭素原子を有する。
膨張シール剤
幾つかの具現化に於いて、本発明に係る液体は、油溶性ジエステル、油溶性スルホン、そしてそれらの混合物より選択されたトランスミッション液体組成物で使用される膨張シール剤を含有することができる。一般に、最も適切なジエステルは、アジピン酸エステル、アゼライン酸エステル、C8からC13のアルカノール(またはそれらの混合物)のセバシン酸エステル、C4からC13のアルカノール(またはそれらの混合物)のフタル酸エステルなどである。二つまたはそれ以上の異なる種類のジエステル(例えばジアルキルアジピン酸エステルとジアルキルアゼライン酸エステルの混合物など)も使用可能である。これらの化合物の例としては、アジピン酸、アゼライン酸、そしてセバシン酸のn−オクチル、2−エチルヘキシル、イソデシル、そしてトリデシルジエルテル、更にフタル酸のn−ブチル、イソブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、アンデシル、ドデシル、そしてトリデシルジエステルがある。
同等な特性を与える他のエステルとしてポリオールエステルがある。適切なスルホン膨張シール剤については、米国特許3,974,081号と4,029,587号に記載がある。一般に、これら化合物の濃度は、最終トランスミッション液体に於いて約0.1重量%から約10.0重量%の範囲である。更にそれらの濃度は、約0.25重量%から約1.0重量%の範囲とできる。
適切な膨張シール剤は(i)アジピン酸、(ii)セバシン酸、または(iii)フタル酸の油溶性ジアルキルエステルである。アジピン酸エステルとセバシン酸エステルは最終液体の約1.0重量%から約15重量%の範囲内で使用することが好ましい。フタル酸エステルに関しては、トランスミッション液体内での濃度を約1.5重量%から約10.0重量%の範囲内とすることが好ましい。一般に、アジピン酸エステル、セバシン酸エステル、またはフタル酸エステルの分子量が高いほど、上述の範囲内で濃度を高めに設定すべきである。
粘度指数添加剤
本発明の具現化に係る液体の組成は一つ以上の粘度指数改質剤を含むことが可能である。液体組成物は液体トランスミッションまたはギア潤滑組成物として使用されるため、いかなる通常の粘度指数改質剤も適切な粘度指数添加剤として使用可能である。一般に、粘度指数添加剤の代表例として、ポリイソアルキレン化合物とポリメタクリレート化合物が挙げられる。粘度指数改質剤として使用される適切なポリイソアルキレン化合物の例として平均分子量が約700から約2,500のポリイソブチレンが挙げられる。同一または異なる分子量の一つまたはそれ以上の粘度指数改質剤の混合物を使用可能である。適切な粘度指数改質剤として、スチレン−マレイン酸エステル、ポリアルキルメタクリレート、そしてオレフィン共重合体粘度指数改質剤がある。上記化合物の混合物を分散剤、そして分散剤−酸化防止剤−粘度指数改質剤として使用できる。
添加剤パッケージ-希釈剤
式IからVIのいずれか、または係る化合物の混合物に代表される摩擦改質剤が添加剤パッケージ(往々にして濃縮物と呼称される)として供給される場合、濃縮物は混合、薬品を溶かすこと、添加剤パッケージの移送を容易にすることを目的として適切なキャリア希釈剤を含む。希釈油はベースオイルと添加剤パッケージを構成する他の化学薬品と互換性がなくてはならない。添加剤パッケージは、式IからVIのいずれかで記載される少なくとも一つの摩擦改質剤の適正量を含む添加剤を主要量、少量の希釈油、さらに選択肢として所望の場合には互換性のある添加剤を有する添加剤を含むことができる。用途に大きく依存するが、希釈剤の量は、例えば濃縮物内に於いて、約5%から約20%とすることができる。一般に、移送コストと取り扱い工数が削減されるため、より少ない希釈剤の量が好ましい。
粘度指数添加剤
本発明の具現化に係る液体の組成は一つ以上の粘度指数改質剤を含むことが可能である。液体組成物は液体トランスミッションまたはギア潤滑組成物として使用されるため、いかなる通常の粘度指数改質剤も適切な粘度指数添加剤として使用可能である。一般に、粘度指数添加剤の代表例として、ポリイソアルキレン化合物とポリメタクリレート化合物が挙げられる。粘度指数改質剤として使用される適切なポリイソアルキレン化合物の例として平均分子量が約700から約2,500のポリイソブチレンが挙げられる。同一または異なる分子量の一つまたはそれ以上の粘度指数改質剤の混合物を使用可能である。適切な粘度指数改質剤として、スチレン−マレイン酸エステル、ポリアルキルメタクリレート、そしてオレフィン共重合体粘度指数改質剤がある。上記化合物の混合物を分散剤、そして分散剤−酸化防止剤−粘度指数改質剤として使用できる。
添加剤パッケージ-希釈剤
式IからVIのいずれか、または係る化合物の混合物に代表される摩擦改質剤が添加剤パッケージ(往々にして濃縮物と呼称される)として供給される場合、濃縮物は混合、薬品を溶かすこと、添加剤パッケージの移送を容易にすることを目的として適切なキャリア希釈剤を含む。希釈油はベースオイルと添加剤パッケージを構成する他の化学薬品と互換性がなくてはならない。添加剤パッケージは、式IからVIのいずれかで記載される少なくとも一つの摩擦改質剤の適正量を含む添加剤を主要量、少量の希釈油、さらに選択肢として所望の場合には互換性のある添加剤を有する添加剤を含むことができる。用途に大きく依存するが、希釈剤の量は、例えば濃縮物内に於いて、約5%から約20%とすることができる。一般に、移送コストと取り扱い工数が削減されるため、より少ない希釈剤の量が好ましい。
ここで記載された組成物の配合で使用される添加剤はベースオイルにここに加えられるか、複数の小分けの組み合わせとすることができる。しかしながら、添加濃縮物(即ち、添加剤に炭化水素といった希釈剤に加えたもの)を用いて全ての構成要素を同時に混合することが好ましい。添加濃縮物は、添加濃縮物の形態となったときの化学薬品の組み合わせによる相互の許容性を利用するものである。また濃縮物の利用は混合時間を削減し、混合エラーの可能性を削減する。
最終製品とベースオイル
本発明に係る最終的パワートランスミッション液体は通常、(必ずしも常時ではないが)主要量のベースオイルと少量の式I,II,III,IV,Vおよび/またはVIで表される少なくとも一つの化合物を有効とするのに必要な量を含む添加パッケージにより配合されている。
最終製品とベースオイル
本発明に係る最終的パワートランスミッション液体は通常、(必ずしも常時ではないが)主要量のベースオイルと少量の式I,II,III,IV,Vおよび/またはVIで表される少なくとも一つの化合物を有効とするのに必要な量を含む添加パッケージにより配合されている。
一つの実施例に於いて、パワートランスミッション液体組成は主要量のベースオイルと、式でIからVIで表される少なくとも一つの液体改質剤を含む液体を、有効および1少量含むように組成化されている。典型的なパワートランスミッション液体は、本発明に係る液体組成を有する添加剤組成物を約1.0重量%から約25重量%含む。
本発明に係るトランスミッション液体組成を配合するに際して使用される適切なベースオイルは任意の製造油または天然油またはそれらの組み合わせにより選択されるものである。天然油は動物油とベジタブル油(例えば、ひまし油、ラード油)、さらには液体石油などのミネラル潤滑油そしてパラフィン、ナフテン、またはパラフィン−ナフテン系の溶剤または酸処理されたミネラル潤滑油である。コールもしくは頁岩より誘導された油もまた安定である。ベースオイルは通常100℃で約2センチストークから約15センチストークの粘度を有し、さらに好ましくは約2センチストークから約10センチストークの粘度を有する。更に、気体から液体への変換工程により誘導された油もまた適切である。
製造油は、ポリマー化そしてインターポリマーかされたオレフィン(即ち、ポリブチレン、ポリプロピレン、プロピレンイソブチレン共重合体など);ポリ(1−ヘキセン)、ポリ−(1−オクテン)、ポリ(1−デセン)、そしてそれらの混合物;アルキルベンゼン(即ち、ドデシルベンゼン、テトラデシルベンゼン、ジ−ノニルベンゼン、ジ−(2−エチルヘキシル)ベンゼンなど);ポリフェニル(e.g.,ビフェニル、ターフェニル、アルキル化ポリフェニルなど);アルキル化ジフェニルエーテルとアルキル化ジフェニルサルファイドと誘導体そして上述の類似または同族のものを含む。
アルキレン酸化ポリマーまたはインターポリマーまたはそれらの誘導体は端末の水酸基がエステル化、エーテル化などにより修飾されたもので、使用できる他の製造油の一種である。係る油は、エチレン酸化物またはプロピレン酸化物、ポリオキシアルキレンポリマー(即ち、平均分子量が約1000のメチル−ポリイソプロピレングリコールエーテル、平均分子量が約500から約1000のポリエチレングリコールのジフェニルエーテル、平均分子量が約1000から約1500のポリプロピレングリコールのジエチルエーテルなど)のアルキルそしてアリルエーテル、または単カルボン酸エステル、混合されたC3−8脂肪酸エステル、またはテトラエチレングリコールのC13オキソ酸ジエステルのといったカルボン酸エステルのポリマー化により生成された油により代表される。
他の使用可能な製造油は様々なアルコール(即ち、ブチルアルコール、ヘキシルアルコール、ドデシルアルコール、2−エチルヘキシルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコールモノエーテル、プロピレングリコールなど)を含むジカルボン酸(即ち、フタル酸、コハク酸、アルキルコハク酸、アルケニルコハク酸、マレイン酸、アゼライン酸、スベリン酸、セバシン酸、フマル酸、アジピン酸、リノール酸二量体。マロン酸、アルキルマロン酸、アルケニルマロン酸など)のエステルである。これらエステルの具体
的な例としては、ジブチルアジピン酸エステル、ジ(2−エチルヘキシル)セバシン酸エステル、ジ−n−ヘキシルフマル酸エステル、ジオクチルセバシン酸エステル、ジイソオクチルアゼライン酸エステル、ジイソデシルアゼライン酸エステル、ジオクチルフタル酸エステル、ジデシルフタル酸エステル、ジエイコシルセバシン酸エステル、リノール酸二量体の2−エチルヘキシルジエステル、1モルのセバシン酸を2モルのテトラエチレングリコールと2モルのエチレンヘキサン酸と反応させることにより生成されるような複雑なエステルなどがある。
的な例としては、ジブチルアジピン酸エステル、ジ(2−エチルヘキシル)セバシン酸エステル、ジ−n−ヘキシルフマル酸エステル、ジオクチルセバシン酸エステル、ジイソオクチルアゼライン酸エステル、ジイソデシルアゼライン酸エステル、ジオクチルフタル酸エステル、ジデシルフタル酸エステル、ジエイコシルセバシン酸エステル、リノール酸二量体の2−エチルヘキシルジエステル、1モルのセバシン酸を2モルのテトラエチレングリコールと2モルのエチレンヘキサン酸と反応させることにより生成されるような複雑なエステルなどがある。
更に製造油として有益なエステルとして、C5からC12のモノカルボン酸と、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、トリペンタエリトリトールなどのポリオールとポリオールエーテルとの反応により生成されたものが含まれる。
従って、ここで記載されたトランスミッション液体組成物を生成するのに使用されるベースオイルは、米国石油協会(API)ベースオイル交換性ガイドラインで規定されたグループIからVのベースオイルより選択可能である。
係るベースオイルグループは以下の通りである。
係るベースオイルグループは以下の通りである。
上で記載された如く、ベースオイルはポリアルファオレフィン(PAO)とすることができる。一般的に、ポリアルファオレフィンは約4から約30の炭素原子、更には約4から約20の炭素原子、更には約6から約16の炭素原子を有する炭素原子より生成される。有益なPAOとして、オクテン、デセン、それらの混合物より生成されたものが挙げられる。PAOは100℃で約2センチストークから約15センチストーク、更には約3センチストークから約12センチストーク、更には約4センチストークから約8センチストークであることが望ましい。PAOの例として、100℃で4センチストークのポリアルファオレフィン、100℃で6センチストークのポリアルファオレフィン、そしてそれらの混合物が挙げられる。ミネラルオイルと上述のポリアルファオレフィンを混合したものも使用可能である。
ベースオイルをフィッシャー−トロプシュ製造炭化水素物より誘導することが可能である。フィッシャー−トロプシュ製造炭化水素物はフィッシャー−トロプシュを用い、H2とCOを含む製造ガスより生成される。ベースオイルとして使用するために、係る炭化水素化合物は更なる工程が必要である。例えば、炭化水素化合物は米国特許6,103,099号または6,180,575号に記載されている方法により水和異性化され、米国特許4,943,672号または6,096,940号に記載されている方法により水素化分解さらに水和異性化され、米国特許5,882,505号に記載されている方法により脱ろう化され、または米国特許6,013,171号、6,080,301号、または6
,165,949号に記載されている方法により水和異性化さらに脱ろう化される。
,165,949号に記載されている方法により水和異性化さらに脱ろう化される。
ここで記載された天然または製造の油(二種以上の混合物も含まれる)に関し、未精製、精製、再精製されたものをベースオイルの一部として使用可能である。未精製の油は天然または製造から直接得られたものであり、さらな精製処理がない。例えば、乾留工程から直接得られた頁岩油、主に蒸留から直接得られた石油、エステル化工程から直接得られたエステルオイルで、その後の処理無しに使用されるものは未精製の油である。精製油は未精製油と類似であるが、一つまたはそれ以上の特性を改善する目的で一度以上の精製工程が更に施されている点で異なる。溶媒抽出、第二蒸留、酸または塩基抽出、ろ過、浸透などの精製手法がこの分野に精通した者にとっては良く知られている。再精製油は、既に使用されている精製油に適用され精製油を得るのに使用される工程に類似の工程により得られる。係る再精製油は再工程油または再処理油として知られており、老化した添加剤、不純物、オイル分解物の除去を目的とする技術により処理される。
選択肢として添加剤を選択する際、選択した構成要素が添加パッケージと最終自動トランスミッション液体(「ATF」)組成に可溶または安定に分散可能であり、他の構成要素と互換性があり、極度の圧力、対磨耗、摩擦、耐シャダ、粘度、および/またはせん断安定性、さらに総体的な最終組成と大きく干渉しないことを確実にすることが重要である。
一般に追加の添加化合物は、機能特性とベース液体の特性を改善するためにオイル内で少量使用される。使用量は、使用されるベース液体の粘度特性、最終液体で所望される粘度特性、最終液体が使用されるもとでの保守条件、最終液体で所望される機能特性など応じて変化する。
しかしながら、一般的に、以下に示されているようなベース液体での添加構成要素の濃度(特に断りがない限り重量濃度)に準拠することがこのましい。
添加剤は、所望の機能を発揮するのに十分な個々の量がベースオイルに混合される。一般に有効的な量を以下に示す。
組成物 重量%
分散剤 1−20
粘度指数改質剤 0.1−25
酸化防止剤 0.01−10
腐食防止剤 0.01−2
洗浄剤と錆防止剤 0.01−5
膨張シール剤 0.1−10
消泡剤 0.001−0.1
耐磨耗剤 0.01−0.5
他の摩擦改質剤 0.01−5
潤滑摩擦オイル 残部
必要な場合、個々の構成要素をベース液体に混合するか、様々な小分として混合できることが望ましい。通常は特定の混合手順の順序は重要でない。更に係る構成要素は希釈剤の別々の溶液として混合できる。しかしながら、濃縮物の形態で使用される添加剤の構成要素を混合することが望ましい。混合工程を簡素化し、混合エラーを減少し、総合的濃縮物により提供される互換性と溶解性を利用することができるからである。
分散剤 1−20
粘度指数改質剤 0.1−25
酸化防止剤 0.01−10
腐食防止剤 0.01−2
洗浄剤と錆防止剤 0.01−5
膨張シール剤 0.1−10
消泡剤 0.001−0.1
耐磨耗剤 0.01−0.5
他の摩擦改質剤 0.01−5
潤滑摩擦オイル 残部
必要な場合、個々の構成要素をベース液体に混合するか、様々な小分として混合できることが望ましい。通常は特定の混合手順の順序は重要でない。更に係る構成要素は希釈剤の別々の溶液として混合できる。しかしながら、濃縮物の形態で使用される添加剤の構成要素を混合することが望ましい。混合工程を簡素化し、混合エラーを減少し、総合的濃縮物により提供される互換性と溶解性を利用することができるからである。
添加剤濃縮物は、最終の液体混合物が、上述の濃度を有するように比例配分した、全ての添加剤構成要素と、更に所望とあれば、ベースオイル構成要素をいくつかを含むように
調合が可能である。多くの場合、添加剤濃縮物は、濃縮物の操作性と混合性を高めるためにライトミネラルオイルなどの希釈剤を一種またはそれ以上含有する。それ故、低高温と引火点での特性と最終パワートランスミッション液体組成の機能と干渉しない限り、希釈剤または溶媒の一つまたはそれ以上の50重量%までを含むような濃縮剤を使用できる。これに関して、ASTM D−92試験手順に準じた引火点が170℃以上になるように、添加剤濃縮物または配合化されたパッケージなどを選択、設定することが可能である。
調合が可能である。多くの場合、添加剤濃縮物は、濃縮物の操作性と混合性を高めるためにライトミネラルオイルなどの希釈剤を一種またはそれ以上含有する。それ故、低高温と引火点での特性と最終パワートランスミッション液体組成の機能と干渉しない限り、希釈剤または溶媒の一つまたはそれ以上の50重量%までを含むような濃縮剤を使用できる。これに関して、ASTM D−92試験手順に準じた引火点が170℃以上になるように、添加剤濃縮物または配合化されたパッケージなどを選択、設定することが可能である。
本発明に係るパワートランスミッション液体は、圧力が2GPaを超えるような高圧化で金族−金属接触がなされる適用に関して改善された特性を供給するように配合されている。係る液体はステップ自動トランスミッション、連続可変トランスミッション、自動手動トランスミッション、そしてデュアルクラッチトランスミッションなどの自動あるいは手動トランスミッションに適している。自動車向けトランスミッションなどに於ける高い金属−金属接触圧力は、例えば、極度な圧力に対する保護特性などの十分な特性を有しない液体が使用された場合、トランスミッション構成品に損傷を与える場合がある。ここで記載されたパワートランスミッション液体組成物は改善された機能特性を有する。係るトランスミッションには4,5,6,7速トランスミッションと連続可変トランスミッション(チェイン、ベルト、またはディスクタイプ)が含まれる。又、これらは、工業向けギアや自動車向けギアなどのギア用途にも使用可能である。ギアタイプには以下のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。平歯、曲がり歯かさ歯、ヘリカル、そしてハイポイドギア。これらはアクスル、トランスファーケースなどに使用される。さらにこれらは、金属加工用途などにも有効である。
一般にLFW−1試験と称される試験は、所定の荷重と温度に於いて、対象となる摩擦材料が取り付けられた定常的なブロックを回転するスチールリングに押し付けた場合の摩擦を測定するものである。試験サイクルは停止との最高速度0.5m/secの間で加速と減速モードを含む。図1のX軸とY軸は、速度と摩擦係数(μ)にそれぞれ対応している。停止に近い側の曲線の終点は静摩擦係数(μsta)であり、最高速度に対しての中間点での摩擦は動摩擦係数(μdyn)である。驚くべきことに、本発明に係る液体は、従来の液体と比較した場合、新しい液体と古い液体の動摩擦係数(μdyn)での間でより少ない変化(delta)を示す。μs/μdの比が1よりも大きい場合には、例えば、パワートランスミッション液体として使用された場合、シャダ問題を生じる場合がある。確実にシャダ問題がない新油μs/μdの比(およそ0.9)を有する本発明に係る液体はμs/μdに於いて低いデルタを示し、経時に伴う同摩擦係数は改善されより高い値になることを示す(表1のFM8,11,12,13,14)。新旧オイル間でのより小さいデルタμs/μdは摩擦耐久性により優れていることを意味し、更にμdが増加した場合、液体の老化に伴い、動的モードにおけるパワー伝達能力はより効率的になることを意味する。
図1に示す如く、従来法に基づく組成物Aに比較した場合、本発明に係るパワートランスミッション液体Bの動摩擦係数は総体的な変化がより少ないことを示している。このときのLFW−1試験の条件は空気流10L/minのもと、170℃で296時間加熱された。本発明に係る組成物を使用することによる摩擦に関する利点は図1に示されており、そこでは新しい油と古い油のLFW−1試験比較が示されている。オイルAはオレイン酸//TEPA−誘導体イミダゾリン含み、オイルBはオレフィンイン酸//TEPA−誘導体ビスアクリアミドと750モル重量のPIBSAの反応物を含む。両者の摩擦改質剤(FM)は最終液体で950ppmの窒素濃度をもたらす。
本発明に係る液体は、トランスミッション内で、ATFなどのパワートランスミッション液体を有するパワートランスミッション機器への使用に向け配合可能である。代表的なトランスミッションは以下に記載されている。「トランスミッションとドライブラインの
設計」、SAEページ番号SP−108、自動車技術者学会(Society of Auからmotive Engineers)、ペンシルバニア州ワーレンデール1995年;「設計と実際:乗用車向け自動トランスミッション」、第3版、SAE出版番号AE−18、自動車技術者学会、ペンシルバニア州ワーレンデール1994年;そして「自動車トランスミッションの進歩」、SAEページ番号SP−854、自動車技術者学会、ペンシルバニア州ワーレンデール1991年。
設計」、SAEページ番号SP−108、自動車技術者学会(Society of Auからmotive Engineers)、ペンシルバニア州ワーレンデール1995年;「設計と実際:乗用車向け自動トランスミッション」、第3版、SAE出版番号AE−18、自動車技術者学会、ペンシルバニア州ワーレンデール1994年;そして「自動車トランスミッションの進歩」、SAEページ番号SP−854、自動車技術者学会、ペンシルバニア州ワーレンデール1991年。
本発明の見地はパワートランスミッション液体を有するトランスミッションを含み、係る液体は、液体改質剤として、式I、II、III、IV、V、またはVI、或いは、これら組成からの任意の混合物により代表される少なくとも一つの化合物を有するものである。例えば、適切な混合物の例として、式Iで示される化合物と、式II、III、IV、V、またはVIにより代表される少なくとも一つの化合物、との混合物を挙げることができる。トランスミッションの具現化は、ベルト、チェイン、またはディスクタイプ連続可変トランスミッション、4−、5−、6−、または7−速自動トランスミッション、手動トランスミッション、デュアルクラッチトランスミッションを含む。
本発明に係る更なる見地はエンジンとトランスミッションを有する車両に係るものであり、該トランスミッションは上述の如くパワートランスミッションを含む。車両は作動歯車を有することができ、従って他の具現化では、上記の組成の液体を有する潤滑剤を含む作動歯車を有する車両である。車両はトラック、乗用車、トラクターまたは刈取機などの農業機器を含むが、これらに限定されるものではない。
例
本発明の実施に好ましい代表的な組成を以下の実施例に示す。特に断りが無い限り、「部」と%は重量に基づく。
本発明の実施に好ましい代表的な組成を以下の実施例に示す。特に断りが無い限り、「部」と%は重量に基づく。
例1
イソステアリン酸とトリエチレンテトラアミン(TETA)の反応を三つ首丸底フラスコを用いて実施した。他の機器は、圧力が均等化された添加漏斗、蒸留コンデンサー、機械的攪拌機である。75℃の条件下で、攪拌されたイソステアリン酸(405.3g)へTETA(153.0g)を滴下した。反応が発熱性でなくなるまで、100℃以下の条件で添加を緩やかにおこなった。残部のアミンを加え終えた後で、注意深く減圧し(28”Hg)、150℃までゆっくりと過熱した。減圧下で混合物を19時間攪拌した。反応は44.9gの水を形成すると予想され、計48.2gの揮発性物質をドライアイストラップに回収した。
イソステアリン酸とトリエチレンテトラアミン(TETA)の反応を三つ首丸底フラスコを用いて実施した。他の機器は、圧力が均等化された添加漏斗、蒸留コンデンサー、機械的攪拌機である。75℃の条件下で、攪拌されたイソステアリン酸(405.3g)へTETA(153.0g)を滴下した。反応が発熱性でなくなるまで、100℃以下の条件で添加を緩やかにおこなった。残部のアミンを加え終えた後で、注意深く減圧し(28”Hg)、150℃までゆっくりと過熱した。減圧下で混合物を19時間攪拌した。反応は44.9gの水を形成すると予想され、計48.2gの揮発性物質をドライアイストラップに回収した。
解析の結果、生成物に関し、以下の情報を得た。TAN(D−664)3.1mgKOH/g;TBN(D−2869)262.8mgKOH/g;KV(100)20.22センチストーク;窒素:10.97%(計算値:11.41%)。IR(cm−1):1660,1613,1459,1248,1004,726。
例2
例1の反応生成物(67.2g)、希釈油(76.2g)、そしてC20−24無水コハク酸(87.5g、Dixie Chemical Companyより購入)を500mL丸底フラスコに入れた。他の機器は、蒸留コンデンサーと機械的攪拌機である。混合物を減圧下(28”Hg)、100℃で1時間攪拌した。解析の結果、生成物に関し、以下の情報を得た。TAN(D−664)31.1mgKOH/g;TBN(D−2869)37.6mgKOH/g;窒素:3.18%(計算値:3.38%)。IR cm−1):1771,1705,1649。
例1の反応生成物(67.2g)、希釈油(76.2g)、そしてC20−24無水コハク酸(87.5g、Dixie Chemical Companyより購入)を500mL丸底フラスコに入れた。他の機器は、蒸留コンデンサーと機械的攪拌機である。混合物を減圧下(28”Hg)、100℃で1時間攪拌した。解析の結果、生成物に関し、以下の情報を得た。TAN(D−664)31.1mgKOH/g;TBN(D−2869)37.6mgKOH/g;窒素:3.18%(計算値:3.38%)。IR cm−1):1771,1705,1649。
例3
例1の反応生成物(55.33g)、希釈油(55.91g)、そして活量が3.34meq/gで分子量が200であるPIBSA(56.29g)を例2で記載された条件下で反応させた。解析の結果、生成物に関し、以下の情報を得た。TAN(D−664)
28.8mgKOH/g;TBN(D−2869)43.5mgKOH/g;窒素:3.61%(計算値:3.68%)。IR(cm−1):1778,1705,1642。
例1の反応生成物(55.33g)、希釈油(55.91g)、そして活量が3.34meq/gで分子量が200であるPIBSA(56.29g)を例2で記載された条件下で反応させた。解析の結果、生成物に関し、以下の情報を得た。TAN(D−664)
28.8mgKOH/g;TBN(D−2869)43.5mgKOH/g;窒素:3.61%(計算値:3.68%)。IR(cm−1):1778,1705,1642。
例4
表1に新しいオイルと古いオイルに関するLFW−1試験結果を示す。ここで記載された幅広い構成要素が用いられ、表1に示される摩擦改質剤のLFW−1試験が評価された。データを表1に示す。
表1に新しいオイルと古いオイルに関するLFW−1試験結果を示す。ここで記載された幅広い構成要素が用いられ、表1に示される摩擦改質剤のLFW−1試験が評価された。データを表1に示す。
表1は本発明に係るオイル含有液体組成物の数多くの例を示す。これらは、従来例に比較し、酸化後に変化が極めて少ない良質のオイル摩擦特性(μs/μd<約1.0)を提供する。
表1に於いて、OAはオレイン酸、ISOはイソステアリン酸、TETAはトリエチレンテトラアミン、そしてC20−24−ASAはアルキル基がC20〜C24のアルファ−オレフィンの混合物の異性体であるアルキル無水コハク酸である。PIBSAは無水ポリイソブチレンコハク酸であり、分子量200MW、350MW、そして750MWは分子量(amu)に対応している。
Ref1とRef2ではEthomeen T−12を使用した。これは、同等の窒素含有量でAkzo Nobelより市販されるエトキシ化された牛脂アルキルアミンである。
図1の摩擦改質剤(FM’s)は2段階の過程により製造される。第一段階に於いて、脂肪酸がポリアミンと反応され、第二段階では、第一段階の生成物が無水アルキルコハク
酸と反応する。より具体的には、第一段階の生成物(OL/TETAまたはISA/TETA)が無水アルキルコハク酸で後処理される。反応定量比は表1に記されている。例1は第一段階での適切な反応条件を記述している。FM9は、第一段階では例1で記載された条件と手法に基づき、第二段階では例2で記載された条件と手法に基づき製造される。FM12は、第一段階では例1で記載された条件と手法に基づき、第二段階では例3で記載された条件と手法に基づき製造される。表1の他のFM は例1と例2の手法と同じ手順により製造される。
酸と反応する。より具体的には、第一段階の生成物(OL/TETAまたはISA/TETA)が無水アルキルコハク酸で後処理される。反応定量比は表1に記されている。例1は第一段階での適切な反応条件を記述している。FM9は、第一段階では例1で記載された条件と手法に基づき、第二段階では例2で記載された条件と手法に基づき製造される。FM12は、第一段階では例1で記載された条件と手法に基づき、第二段階では例3で記載された条件と手法に基づき製造される。表1の他のFM は例1と例2の手法と同じ手順により製造される。
FM1からRef1に関しては970ppmの窒素濃度を最終液体に提供する。これらオイルの酸化に対する安定度は、空気バブル流量10L/h、170℃の温度下で、198時間試験される。
FM11からRef2に関するの酸化に対する安定度の試験結果は上述の条件と異なる。試験は120時間のみに亘り実施され、摩擦改質剤の窒素含有量は375ppmであった。
例えば、摩擦改質組成物(例えば、FM−1からFM−16)のμs/μd値は、一般に、約1を上限とした設定が可能であり、さらに、約0.9未満の値としても、シャダ問題を回避しつつ酸化に対する十分な耐久性を示すことが可能である。
動摩擦係数μdはトルク変換の効率性に関連していることが知られており、それ故燃費に関連している。この変数(μd)は高いものであることが好ましい。摩擦耐久性に関しては、オイルの老化に伴うこれら変数の変化は最小であるべきである。大きなデルタ値は、熱疲労と酸化疲労により初期の摩擦特性をオイルが失うことを示す。
この規定の数多くの箇所で、米国特許、欧州特許出願(刊行済)、PCT国際特許出版、参照文献が引用された。係る文献はその内容がここに完全に取り込まれている。
規格と請求項の全てに於いて、「一つ」、あるいは「単一」は、一つ、またはそれ以上を意味する。特に断りが無い限り、規格と請求項で使用される薬品、また分子量、%、比、反応条件などの量を表す全ての数字には「約」が適用されるものとする。従って、特に断りが無い限り、規格と請求項で記載された数字変数は近似値であり、本発明により得られる所望の特性に応じて変化しうる。極めて重要な事として、請求項の見地に同等な思想を阻害しないために、個々の数字変数は、記載された有効桁数と一般の丸め込み法により理解されるべきである。本発明の広い見地に於いて、数字の範囲と変数の設定は近似であるが、ここでの特定例で記述された値は出来る限り正確に記載している。しかしながら、全ての数字は、本質的に、試験測定に起因する標準偏差に起因する特定の誤差を含んでいる。
ここでは本発明は主にトランスミッション向けのパワー伝達液体として記載されたが、本発明の見地内で他のパワー伝達液体として適用することができる。それらは、例えば、ギアオイル、油圧液体、ヘビーデューティー油圧液体、工業オイル、パワーステアリングオイル、ポンプオイル、トラクター向け液体、汎用トラクター向け液体、さらには、ギア、油圧機構、パワーステアリング機器、ポンプなどの装置などである。
本発明の具現化は、この分野に詳しい者にとって、規格、図、発明公示の実際などを考慮することにより明らかになる。規格と例は説明のみに使用されるものであり、本発明の見地と思想になんら干渉するものではない。
本発明の特徴および態様を示せば以下のとおりである。
1. (1) 主要量のベースオイル
(2) 以下を含む少量の添加剤
(i)式Iおよび/またはIIで表される一つまたはそれ以上の化合物を含む混合物を製造するのに十分な条件下で得られる脂肪族カルボン酸とポリアミンの反応生成物;または(ii)(a)式Iおよび/またはIIで表される一つまたはそれ以上の化合物を含む1,2−二基置換のイミダゾリンの混合物を製造するのに十分な条件下で脂肪族カルボン酸とポリアミンを反応させ、そして次に(b)式III、IV、V、および/またはVIで表される一つまたはそれ以上の化合物を含む更なる混合物を製造する条件下で処理すること;または(iii)式Iおよび/またはIIで表される少なくとも一つの化合物と式IIIからVIで表される少なくとも一つの化合物を含む更なる混合物であって、ここで上述の式は以下に記載されるものであり:
1. (1) 主要量のベースオイル
(2) 以下を含む少量の添加剤
(i)式Iおよび/またはIIで表される一つまたはそれ以上の化合物を含む混合物を製造するのに十分な条件下で得られる脂肪族カルボン酸とポリアミンの反応生成物;または(ii)(a)式Iおよび/またはIIで表される一つまたはそれ以上の化合物を含む1,2−二基置換のイミダゾリンの混合物を製造するのに十分な条件下で脂肪族カルボン酸とポリアミンを反応させ、そして次に(b)式III、IV、V、および/またはVIで表される一つまたはそれ以上の化合物を含む更なる混合物を製造する条件下で処理すること;または(iii)式Iおよび/またはIIで表される少なくとも一つの化合物と式IIIからVIで表される少なくとも一つの化合物を含む更なる混合物であって、ここで上述の式は以下に記載されるものであり:
ここで、R1とR2は互いに独立であり、C3からC30の直鎖または分岐したアルキル、アルケニルまたはアリル、または例としてヘテロ原子を有するアルキルのようなそれらのヘテロ原子誘導体であり;R3とR4は互いに独立であり、H、−OH、−OR、−COOH、−SH、−SR、直鎖、分岐したアルキル、アルケニル基、およびプロピレン、イソブチレン、そして端末、内部、そしてビニリデン二重結合を有する高級オレフィンに由来するオリゴマーまたはポリマー形態の炭化水素基であり、Rは、最大30までの炭素原子を直鎖、分岐、または環状の形態で有するアルキルまたはアルケニル基を表し、そしてnは0から5の値である、
を含む液体組成物。
2.添加剤が式Iにより表される化合物と式IIにより表される化合物を含む上記1に記載の液体組成物。
3.添加剤が式Iにより表される化合物と式IIにより表される化合物と式IIIにより表される化合物と式IVにより表される化合物を含む上記1に記載の液体組成物。
4.添加剤が式Iにより表される化合物と式IIにより表される化合物と式Vにより表される化合物と式VIにより表される化合物を含む上記1に記載の液体組成物。
5.添加剤が式IIIにより表される化合物と式IVにより表される化合物を含む上記1に記載の液体組成物。
6.添加剤が式Vにより表される化合物と式VIにより表される化合物を含む上記1に記載の液体組成物。
7.式IまたはIIにより表される少なくとも一つの化合物と式IIIからVIにより表される少なくとも一つの化合物の混合物を含む上記1に記載の液体組成物。
8.ベースオイルが天然油、天然油の混合物、製造油、製造油の混合物、天然油と製造油の混合物、フィッシャー−トロプシュまたは気体から液体への変換工程により誘導されたベースオイルを一つまたはそれ以上含有する上記1に記載の液体組成物。
9.ベースオイルが100℃に於いて、約2センチストークから約10センチストークの運動学的粘度を有する上記1に記載の液体組成物。
10.液体組成物が無灰分散剤を含む上記1に記載の液体組成物。
11. 液体組成物が洗浄剤、他の摩擦改質剤、酸化防止剤、耐磨耗剤、消泡剤、粘度指
数改善剤、銅腐食防止剤、防錆剤、膨張シール剤、および/または金属不活性化剤の少なくとも一つを有する上記1または10に記載の液体組成物。
12. 液体組成物中で添加剤の量が約0.01重量%から約10重量%である上記1に記載の液体組成物。
13.液体組成物中で添加剤の量が約0.1重量%から約5.0重量%である上記1に記載の液体組成物。
14.上記1に記載の液体組成物を含むトランスミッション。
15.トランスミッションが連続可変トランスミッションを有する上記14に記載のトランスミッション。
16.トランスミッションがデュアルクラッチトランスミッションを有する上記14に記載のトランスミッション。
17.トランスミッションが自動トランスミッションを有する上記14に記載のトランスミッション。
18.トランスミッションが手動トランスミッションを有する上記14に記載のトランスミッション。
19.液体が、一つまたはそれ以上の電気制御変換クラッチ、スリッピングトルク変換機、ロック−アップトルク変換機、始動クラッチ、そして一つまたはそれ以上のシフトクラッチを有するトランスミッションに使用される上記1に記載の液体組成物。
20.液体が、ベルト、チェイン、またはディスクタイプ連続可変トランスミッション、4−、5−、6−、または7−速自動トランスミッション、手動トランスミッション、自動手動トランスミッション、デュアルクラッチトランスミッションに使用される上記14に記載の液体組成物。
21.液体が、工業用ギアまたは自動車用ギアに使用される上記14に記載の液体組成物。
22.エンジンとトランスミッションを有し、トランスミッションが上記1に記載の液体を含む車両。
23.作動歯車を有し、作動歯車が上記1に記載の液体を含む潤滑剤を含む車両。
24.(a)モル過剰である少なくとも一つのカルボン酸R1COOHを、式H2N−(CH2CH2NH)x−CH2で表される線形ポリアミンと反応させること、
を含んでなる摩擦改質剤化合物の製造方法であって、
ここでxは1から10の整数であり温度範囲は約120℃から約180℃の温度範囲で約5時間から約20時間の間反応し、そして上述の化合物は式IおよびIIで表され、
を含む液体組成物。
2.添加剤が式Iにより表される化合物と式IIにより表される化合物を含む上記1に記載の液体組成物。
3.添加剤が式Iにより表される化合物と式IIにより表される化合物と式IIIにより表される化合物と式IVにより表される化合物を含む上記1に記載の液体組成物。
4.添加剤が式Iにより表される化合物と式IIにより表される化合物と式Vにより表される化合物と式VIにより表される化合物を含む上記1に記載の液体組成物。
5.添加剤が式IIIにより表される化合物と式IVにより表される化合物を含む上記1に記載の液体組成物。
6.添加剤が式Vにより表される化合物と式VIにより表される化合物を含む上記1に記載の液体組成物。
7.式IまたはIIにより表される少なくとも一つの化合物と式IIIからVIにより表される少なくとも一つの化合物の混合物を含む上記1に記載の液体組成物。
8.ベースオイルが天然油、天然油の混合物、製造油、製造油の混合物、天然油と製造油の混合物、フィッシャー−トロプシュまたは気体から液体への変換工程により誘導されたベースオイルを一つまたはそれ以上含有する上記1に記載の液体組成物。
9.ベースオイルが100℃に於いて、約2センチストークから約10センチストークの運動学的粘度を有する上記1に記載の液体組成物。
10.液体組成物が無灰分散剤を含む上記1に記載の液体組成物。
11. 液体組成物が洗浄剤、他の摩擦改質剤、酸化防止剤、耐磨耗剤、消泡剤、粘度指
数改善剤、銅腐食防止剤、防錆剤、膨張シール剤、および/または金属不活性化剤の少なくとも一つを有する上記1または10に記載の液体組成物。
12. 液体組成物中で添加剤の量が約0.01重量%から約10重量%である上記1に記載の液体組成物。
13.液体組成物中で添加剤の量が約0.1重量%から約5.0重量%である上記1に記載の液体組成物。
14.上記1に記載の液体組成物を含むトランスミッション。
15.トランスミッションが連続可変トランスミッションを有する上記14に記載のトランスミッション。
16.トランスミッションがデュアルクラッチトランスミッションを有する上記14に記載のトランスミッション。
17.トランスミッションが自動トランスミッションを有する上記14に記載のトランスミッション。
18.トランスミッションが手動トランスミッションを有する上記14に記載のトランスミッション。
19.液体が、一つまたはそれ以上の電気制御変換クラッチ、スリッピングトルク変換機、ロック−アップトルク変換機、始動クラッチ、そして一つまたはそれ以上のシフトクラッチを有するトランスミッションに使用される上記1に記載の液体組成物。
20.液体が、ベルト、チェイン、またはディスクタイプ連続可変トランスミッション、4−、5−、6−、または7−速自動トランスミッション、手動トランスミッション、自動手動トランスミッション、デュアルクラッチトランスミッションに使用される上記14に記載の液体組成物。
21.液体が、工業用ギアまたは自動車用ギアに使用される上記14に記載の液体組成物。
22.エンジンとトランスミッションを有し、トランスミッションが上記1に記載の液体を含む車両。
23.作動歯車を有し、作動歯車が上記1に記載の液体を含む潤滑剤を含む車両。
24.(a)モル過剰である少なくとも一つのカルボン酸R1COOHを、式H2N−(CH2CH2NH)x−CH2で表される線形ポリアミンと反応させること、
を含んでなる摩擦改質剤化合物の製造方法であって、
ここでxは1から10の整数であり温度範囲は約120℃から約180℃の温度範囲で約5時間から約20時間の間反応し、そして上述の化合物は式IおよびIIで表され、
ここでR1はC3からC30の直鎖または分岐したアルキル、アルケニル、アリル、またはそれらのヘテロ原子誘導体であり、nは0から5の値をとる、
上記方法。
25.R1が−C17H35である上記24に記載の摩擦改質剤の製造方法。
26.上述のカルボン酸のポリアミンに対するモル比が約1:1から約2:1である上記24に記載の摩擦改質剤の製造方法
27.上述のモル比が約1.2:1から約1.6:1である上記26に記載の摩擦改質剤の製造方法
28.上述のカルボン酸のポリアミンに対するモル比が約4:3である上記27に記載の摩擦改質剤の製造方法
29.反応時間が約12時間から約16時間である上記24に記載の摩擦改質剤の製造方法。
30.反応温度が約150℃である上記25に記載の摩擦改質剤の製造方法。
31.式Iで表される少なくとも一つの化合物の、式IIで表される少なくとも一つの化合物、に対する比が約2:1である反応生成物を与える方法である上記24に記載の摩擦改質剤の製造方法。
32.式IまたはIIで表される反応性の窒素原子の少なくとも一部がアシル化されるように、十分な量の少なくとも一つのカルボン酸R2COOHで(a)からの反応生成物を後処理することを更に含む上記24に記載の摩擦改質剤の製造方法。ここで式IIIで表される化合物と式IVで表される化合物が得られる。
上記方法。
25.R1が−C17H35である上記24に記載の摩擦改質剤の製造方法。
26.上述のカルボン酸のポリアミンに対するモル比が約1:1から約2:1である上記24に記載の摩擦改質剤の製造方法
27.上述のモル比が約1.2:1から約1.6:1である上記26に記載の摩擦改質剤の製造方法
28.上述のカルボン酸のポリアミンに対するモル比が約4:3である上記27に記載の摩擦改質剤の製造方法
29.反応時間が約12時間から約16時間である上記24に記載の摩擦改質剤の製造方法。
30.反応温度が約150℃である上記25に記載の摩擦改質剤の製造方法。
31.式Iで表される少なくとも一つの化合物の、式IIで表される少なくとも一つの化合物、に対する比が約2:1である反応生成物を与える方法である上記24に記載の摩擦改質剤の製造方法。
32.式IまたはIIで表される反応性の窒素原子の少なくとも一部がアシル化されるように、十分な量の少なくとも一つのカルボン酸R2COOHで(a)からの反応生成物を後処理することを更に含む上記24に記載の摩擦改質剤の製造方法。ここで式IIIで表される化合物と式IVで表される化合物が得られる。
ただしここで、R1とR2は互いに独立であり、C3からC30の直鎖または分岐したアルキル、アルケニル、アリル、またはヘテロ原子を有するヘテロ原子誘導体などである。
33.式Iで表される少なくとも一つの化合物と式IIで表される少なくとも一つの化合物を少なくとも一つの有機酸またはその無水化物と反応させ、該化合物の少なくとも一部をアシル化する上記24に記載の摩擦改質剤の製造方法。ここで式Vで表される化合物と式VIで表される化合物が得られる。
33.式Iで表される少なくとも一つの化合物と式IIで表される少なくとも一つの化合物を少なくとも一つの有機酸またはその無水化物と反応させ、該化合物の少なくとも一部をアシル化する上記24に記載の摩擦改質剤の製造方法。ここで式Vで表される化合物と式VIで表される化合物が得られる。
ただしここで、R3とR4は互いに独立であり、C3からC30の直鎖または分岐したアルキル、アルケニル、アリル、またはヘテロ原子を有するヘテロ原子誘導体である。R3とR4は互いに独立であり、H、−OH、−OR、−COOH、−SH、−SR、直鎖または分岐したアルキル、アルケニル、アリル、またはそれらのヘテロ原子誘導体、またはプロピレンイソブチレン、そして端末、内部、更にビニリデン二重結合を有する高級オレフィンより誘導されるオリゴマーまたはポリマーとしての炭化水素基であり、Rは、最大30までの有機基であり、「n」は0から5の範囲である。
34.潤滑化されたパワートランスミッション機器に於ける摩擦特性の耐久性を改善する方法であって、
1)(a)ベースオイル、および(b)(i)式Iおよび/またはIIで表される一つまたはそれ以上の化合物を含む1,2−二基置換のイミダゾリンの混合物を製造するのに十分な条件下で得られる脂肪族カルボン酸とポリアミンの反応生成物;(ii)(a)式Iおよび/またはIIで表される一つまたはそれ以上の化合物を含む1,2−二基置換イミダゾリンの混合物を製造するのに十分な条件下で脂肪族カルボン酸とポリアミンを反応させ、そして次に(b)式III、IV、V、および/またはVIで表される一つまたはそれ以上の化合物をもたらす条件下で処理すること、により得られる反応生成物;または(iii)式Iおよび/またはIIで表される少なくとも一つの化合物と式III、IV
、V、またはVIで表される少なくとも一つの化合物を含む混合物、からなる摩擦改質剤、からなる液体をパワートランスミッションに添加すること、
34.潤滑化されたパワートランスミッション機器に於ける摩擦特性の耐久性を改善する方法であって、
1)(a)ベースオイル、および(b)(i)式Iおよび/またはIIで表される一つまたはそれ以上の化合物を含む1,2−二基置換のイミダゾリンの混合物を製造するのに十分な条件下で得られる脂肪族カルボン酸とポリアミンの反応生成物;(ii)(a)式Iおよび/またはIIで表される一つまたはそれ以上の化合物を含む1,2−二基置換イミダゾリンの混合物を製造するのに十分な条件下で脂肪族カルボン酸とポリアミンを反応させ、そして次に(b)式III、IV、V、および/またはVIで表される一つまたはそれ以上の化合物をもたらす条件下で処理すること、により得られる反応生成物;または(iii)式Iおよび/またはIIで表される少なくとも一つの化合物と式III、IV
、V、またはVIで表される少なくとも一つの化合物を含む混合物、からなる摩擦改質剤、からなる液体をパワートランスミッションに添加すること、
ここで、R1とR2は互いに独立であり、C3からC30の直鎖または分岐したアルキル、アルケニルまたはアリル、またはそれらのヘテロ原子誘導体であり;R3とR4は互いに独立であり、H、−OH、−OR、−COOH、−SH、−SR、直鎖、ベータ分岐したアルキル、アルケニル基、およびプロピレン、イソブチレン、そして端末、内部、そしてビニリデン二重結合を有する高級オレフィンに由来するオリゴマーまたはポリマー形態の炭化水素基であり、Rは、最大30までの炭素原子を有する有機基を表し、そしてnは0から5の値である、
および
2)パワートランスミッション機器内の液体を操作すること、ここでパワートランスミッション液体としての上述の液体の酸化に対する安定な期間が、上述の液体が無い場合のトランスミッションの機能に比較して改善される、
を含んでなる上記方法。
35.ベースオイルが100℃に於いて、約2センチストークから約10センチストークの運動学的粘度を有する上記34に記載の方法。
36.液体が更に無灰分散剤を含む上記34に記載の方法。
37. 該液体が更に酸化防止剤、消泡剤、耐磨耗剤、防錆剤、洗浄剤、粘度指数改善剤、銅腐食防止剤、膨張シール剤、金属不活性化剤、更に式他の摩擦改質剤、耐磨耗剤、粘度指数改善剤、銅腐食防止剤、防錆剤、および1IからVIで記載されるもの以外の摩擦改質剤を少なくとも一つを有する上記34または36に記載の方法。
38.パワー伝達装置がトランスミッションを含む上記34に記載の方法。
39.パワー伝達装置が工業用ギアまたは自動車用ギアを含む上記34に記載の方法。
40.(1)(i)式Iおよび/またはIIで表される一つまたはそれ以上の化合物を含む混合物を製造するのに十分な条件下で得られる脂肪族カルボン酸とポリアミンの反応生成物;(ii)(a)式Iおよび/またはIIで表される一つまたはそれ以上の化合物を含む1,2−二基置換イミダゾリンの混合物を製造するのに十分な条件下で脂肪族カルボン酸とポリアミンを反応させ、そして次に(b)式III、IV、V、および/またはVIで表される一つまたはそれ以上の化合物を含む更なる混合物を製造する条件下で処理すること、により得られる反応生成物;または(iii)式Iおよび/またはIIで表される少なくとも一つの化合物と式IIIからVIで表される少なくとも一つの化合物を含む混合物であって、ここで上述の式は以下に記載されるものであり:
および
2)パワートランスミッション機器内の液体を操作すること、ここでパワートランスミッション液体としての上述の液体の酸化に対する安定な期間が、上述の液体が無い場合のトランスミッションの機能に比較して改善される、
を含んでなる上記方法。
35.ベースオイルが100℃に於いて、約2センチストークから約10センチストークの運動学的粘度を有する上記34に記載の方法。
36.液体が更に無灰分散剤を含む上記34に記載の方法。
37. 該液体が更に酸化防止剤、消泡剤、耐磨耗剤、防錆剤、洗浄剤、粘度指数改善剤、銅腐食防止剤、膨張シール剤、金属不活性化剤、更に式他の摩擦改質剤、耐磨耗剤、粘度指数改善剤、銅腐食防止剤、防錆剤、および1IからVIで記載されるもの以外の摩擦改質剤を少なくとも一つを有する上記34または36に記載の方法。
38.パワー伝達装置がトランスミッションを含む上記34に記載の方法。
39.パワー伝達装置が工業用ギアまたは自動車用ギアを含む上記34に記載の方法。
40.(1)(i)式Iおよび/またはIIで表される一つまたはそれ以上の化合物を含む混合物を製造するのに十分な条件下で得られる脂肪族カルボン酸とポリアミンの反応生成物;(ii)(a)式Iおよび/またはIIで表される一つまたはそれ以上の化合物を含む1,2−二基置換イミダゾリンの混合物を製造するのに十分な条件下で脂肪族カルボン酸とポリアミンを反応させ、そして次に(b)式III、IV、V、および/またはVIで表される一つまたはそれ以上の化合物を含む更なる混合物を製造する条件下で処理すること、により得られる反応生成物;または(iii)式Iおよび/またはIIで表される少なくとも一つの化合物と式IIIからVIで表される少なくとも一つの化合物を含む混合物であって、ここで上述の式は以下に記載されるものであり:
ここで、R1とR2は互いに独立であり、C3からC30の直鎖または分岐したアルキル、アルケニルまたはアリル、またはそれらのヘテロ原子誘導体であり;R3とR4は互いに独立であり、H、−OH、−OR、−COOH、−SH、−SR、直鎖、ベータ分岐したアルキル、アルケニル基、アリル、またはプロピレン、イソブチレン、そして端末、内部、そしてビニリデン二重結合を有する高級オレフィンに由来するオリゴマーまたはポリマー形態炭化水素基であり、Rは、最大30までの炭素原子を有する有機基を表し、そしてnは0から5の値である、
を含む添加剤組成物。
41.上記40に係る添加剤を液体に添加するを含んで成る、パワートランスミッション液体の取り扱い特性を改善する方法。
42.以下を含む液体組成物。
(1)主要量のベースオイル、および
(2)以下を含む少量の添加剤
(i)式Iおよび/またはIIで表される一つまたはそれ以上の化合物の混合物;または(ii)式IまたはIIにより表される少なくとも一つの化合物と式IIIからVIにより表される少なくとも一つの化合物の混合物を含む上記1に記載の液体組成物。ここで上述の式は以下のものである。
を含む添加剤組成物。
41.上記40に係る添加剤を液体に添加するを含んで成る、パワートランスミッション液体の取り扱い特性を改善する方法。
42.以下を含む液体組成物。
(1)主要量のベースオイル、および
(2)以下を含む少量の添加剤
(i)式Iおよび/またはIIで表される一つまたはそれ以上の化合物の混合物;または(ii)式IまたはIIにより表される少なくとも一つの化合物と式IIIからVIにより表される少なくとも一つの化合物の混合物を含む上記1に記載の液体組成物。ここで上述の式は以下のものである。
ここで、R1とR2は互いに独立であり、C3からC30の直鎖または分岐したアルキ
ル、アルケニルまたはアリル、または例としてヘテロ原子を有するアルキルのようなそれらのヘテロ原子誘導体である。R3とR4は互いに独立であり、H、−OH、−OR、−COOH、−SH、−SR、直鎖、分岐したアルキル、アルケニル基、およびプロピレン、イソブチレン、そして端末、内部、そしてビニリデン二重結合を有する高級オレフィンに由来するオリゴマーまたはポリマーとしての炭化水素基であり、Rは、最大30までの炭素原子を直鎖、分岐、または環状の形態である有機基を表し、そしてnは0から5の値である。
43.以下を含む添加剤であり、
(1)式Iおよび/またはIIで表される一つまたはそれ以上の化合物の混合物;または(2)式IまたはIIにより表される少なくとも一つの化合物と式IIIからVIにより表される少なくとも一つの化合物の混合物を含む液体組成物。ここで上述の式は以下のものである。
ル、アルケニルまたはアリル、または例としてヘテロ原子を有するアルキルのようなそれらのヘテロ原子誘導体である。R3とR4は互いに独立であり、H、−OH、−OR、−COOH、−SH、−SR、直鎖、分岐したアルキル、アルケニル基、およびプロピレン、イソブチレン、そして端末、内部、そしてビニリデン二重結合を有する高級オレフィンに由来するオリゴマーまたはポリマーとしての炭化水素基であり、Rは、最大30までの炭素原子を直鎖、分岐、または環状の形態である有機基を表し、そしてnは0から5の値である。
43.以下を含む添加剤であり、
(1)式Iおよび/またはIIで表される一つまたはそれ以上の化合物の混合物;または(2)式IまたはIIにより表される少なくとも一つの化合物と式IIIからVIにより表される少なくとも一つの化合物の混合物を含む液体組成物。ここで上述の式は以下のものである。
ここで、R1とR2は互いに独立であり、C3からC30の直鎖または分岐したアルキル、アルケニルまたはアリル、またはそれらのヘテロ原子誘導体である。R3とR4は互いに独立であり、H、−OH、−OR、−COOH、−SH、−SR、直鎖、ベータ分岐したアルキル基、およびプロピレン、イソブチレン、そして端末、内部、そしてビニリデン二重結合を有する高級オレフィンに由来するオリゴマーまたはポリマー形態の炭化水素基であり、Rは、最大30までの有機基であり、そしてnは0から5の値である。
44.脂肪族カルボン酸とポリアミンの組み合わせに起因する材料。
45.材料が1,2−二基置換のイミダゾリンを用いた組み合わせに起因する上記44に記載の材料。
46.カルボン酸のポリアミンに対するモル比が約1.0から約2.0である上記44に記載の材料。
47.カルボン酸のポリアミンに対するモル比が約1.2から約1.6である上記44に記載の材料。
48.カルボン酸がラウリン酸、ミリスチン酸、パリミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、ドデセン酸、ヘキサドデセン酸、オレイン酸、イソ−オレイン酸、リノール酸、アラキジン酸、またはこれらの混合物を有する上記44に記載の材料。
49.カルボン酸が4−ドデシル安息香酸、2−ヘキサデシルニコチン酸、そして4−ポリイソブチル酸を一つまたはそれ以上有する上記44に記載の材料。
50.ポリアミンが、内部繰り返し単位が−(CH2CH2NH)x-であるポリエチレンアミンを有する上記44に記載の材料。ただしxは約1から約10の整数。
51.ポリアミンがジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、そしてテトラエチレンペンタミンを一つまたはそれ以上有する上記44に記載の材料。
44.脂肪族カルボン酸とポリアミンの組み合わせに起因する材料。
45.材料が1,2−二基置換のイミダゾリンを用いた組み合わせに起因する上記44に記載の材料。
46.カルボン酸のポリアミンに対するモル比が約1.0から約2.0である上記44に記載の材料。
47.カルボン酸のポリアミンに対するモル比が約1.2から約1.6である上記44に記載の材料。
48.カルボン酸がラウリン酸、ミリスチン酸、パリミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、ドデセン酸、ヘキサドデセン酸、オレイン酸、イソ−オレイン酸、リノール酸、アラキジン酸、またはこれらの混合物を有する上記44に記載の材料。
49.カルボン酸が4−ドデシル安息香酸、2−ヘキサデシルニコチン酸、そして4−ポリイソブチル酸を一つまたはそれ以上有する上記44に記載の材料。
50.ポリアミンが、内部繰り返し単位が−(CH2CH2NH)x-であるポリエチレンアミンを有する上記44に記載の材料。ただしxは約1から約10の整数。
51.ポリアミンがジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、そしてテトラエチレンペンタミンを一つまたはそれ以上有する上記44に記載の材料。
Claims (6)
- (1) 主要量のベースオイル、および
(2) 以下を含む少量の添加剤
(i)式Iおよび/またはIIで表される一つまたはそれ以上の化合物を含む混合物を製造するのに十分な条件下で得られる脂肪族カルボン酸とポリアミンの反応生成物;または(ii)(a)式Iおよび/またはIIで表される一つまたはそれ以上の化合物を含む1,2−二基置換のイミダゾリンの混合物を製造するのに十分な条件下で脂肪族カルボン酸とポリアミンを反応させ、そして次に(b)式III、IV、V、および/またはVIで表される一つまたはそれ以上の化合物を含む更なる混合物を製造する条件下で処理すること、により得られる反応生成物;または(iii)式Iおよび/またはIIで表される少なくとも一つの化合物と式IIIからVIで表される少なくとも一つの化合物を含む混合物であって、ここで上述の式は以下に記載されるものであり:
を含む液体組成物。 - 請求項1に記載の液体組成物を含むトランスミッション。
- (a)モル過剰である少なくとも一つのカルボン酸R1COOHを、式H2N−(CH2CH2NH)x−CH2で表される線形ポリアミンと反応させること、を含んでなる摩擦改質剤化合物の製造方法であって、
ここでxは1から10の整数であり約120℃から約180℃の温度範囲で約5時間から約20時間の間反応し、そして上述の化合物は式IおよびIIで表され、
上記方法 - 潤滑化されたパワートランスミッション機器に於ける摩擦特性の耐久性を改善する方法であって、
1)(a)ベースオイル、および(b)(i)式Iおよび/またはIIで表される一つまたはそれ以上の化合物を含む1,2−二基置換のイミダゾリンの混合物を製造するのに十分な条件下で得られる脂肪族カルボン酸とポリアミンの反応生成物;(ii)(a)式Iおよび/またはIIで表される一つまたはそれ以上の化合物を含む1,2−二基置換イミダゾリンの混合物を製造するのに十分な条件下で脂肪族カルボン酸とポリアミンを反応させ、そして次に(b)式III、IV、V、および/またはVIで表される一つまたはそれ以上の化合物をもたらす条件下で処理すること、により得られる反応生成物;または(iii)式Iおよび/またはIIで表される少なくとも一つの化合物と式III、IV、VまたはVIで表される少なくとも一つの化合物を含む混合物、から成る摩擦改質剤、から成る液体をパワートランスミッションに添加すること、
および、
2)パワートランスミッション機器内の液体を操作すること、ここでパワートランスミッション液体としての上述の液体の酸化に対する安定な期間が、上述の液体が無い場合のトランスミッションの機能に比較して改善される、
を含んで成る上記方法。 - (1)(i)式Iおよび/またはIIで表される一つまたはそれ以上の化合物を含む混合物を製造するのに十分な条件下で得られる脂肪族カルボン酸とポリアミンの反応生成物;(ii)(a)式Iおよび/またはIIで表される一つまたはそれ以上の化合物を含む1,2−二基置換のイミダゾリンの混合物を製造するのに十分な条件下で脂肪族カルボン
酸とポリアミンを反応させ、そして次に(b)式III、IV、V、および/またはVIで表される一つまたはそれ以上の化合物を含む更なる混合物を製造する条件下で処理すること、により得られる反応生成物;または(iii)式Iおよび/またはIIで表される少なくとも一つの化合物と式IIIからVIで表される少なくとも一つの化合物を含む混合物であって、ここで上述の式は以下に記載されるものであり:
を含む添加剤組成物。 - 請求項5に係る添加剤を液体に添加することを含んでなる、パワートランスミッション液体の取り扱い特性を改善する方法。
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