JP2006257383A - 潤滑剤組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 互いに異なる周速で運動する二面間に介在して剪断をうける潤滑剤組成物であって、(a)液晶相を形成しうるメソゲン構造を分子内に有し、40℃における粘度圧力係数が20GPa-1以下であり、10MPa以上の圧力下で圧力上昇に伴いトラクション係数の最小値を発現させる性質を有する、少なくとも一種の有機化合物、(b)潤滑油基油、及び(c)少なくとも一種の粘度指数向上剤及び/又は(d)少なくとも一種の酸化防止剤を含有することを特徴とする潤滑剤組成物である。
【選択図】 なし
Description
トライボロジーは世の中の稼動するあらゆる産業機械・機器に共通の基盤技術であり、その産業分野は、輸送、電子機器/精密機械、産業機械/化学機械、機械・部品製造、宇宙開発、生体・健康および家庭電化製品と非常に多岐に渉っている。
しかし、いわゆる潤滑油によって軸受けやエンジンなどの摺動接触部位の摩擦係数が下げられ、摩耗が低減され、機械寿命が延ばされる主要な界面の材質は鋼鉄がほとんどであった。
現行の潤滑剤技術は、低摩擦係数と耐摩耗性の両立を使命としているが、起動時また低荷重では低粘性基油により低摩擦係数を、高荷重では境界潤滑膜によって低摩擦係数を得ており、一方、(低粘性基油ゆえに損なう)耐摩耗性を鉄への反応性膜の形成を基本とする境界潤滑膜技術によって補償するという機能分担が行われてきた。
それは、ひとつには、現行の境界潤滑膜技術が(皮肉にも)すべて環境有害(硫黄、リン、ハロゲン)もしくは懸念物質(重金属)により構成されており、ELV(End of Life Vehicles)、WEEE(Waste Electrical and Electronic Equipment)、RoHS(Restriction of the use of certain Hazardous Substances in electrical and electronic equipment)などの法律が相次いで制定されるような環境意識の高まりの状況下、迅速かつ抜本的な技術改善が求められているためである。
別の要因としては、高硬度のエンジニアリングプラスティックや加工精度の高いセラミックス、また様々な表面加工技術がでてきて、鋼鉄には無かった性質、軽量かつ高硬度、腐食耐性等のメリットをもった素材がでてきたし、用途的にも広がったため、その材質に適した耐摩耗性潤滑技術が求められるようになったからである。
さらに、科学技術戦略推進機構(JCII)の「グリーントライボ材料の創製に関する調査」報告書には、保全費・部品交換費の削減、故障で生じる波及損失の削減、耐用年数の延長による設備投資の削減が、2002年度のトライボロジー改善による経済効果8.63兆円の82%を占めていることが指摘されており、機械要素の長寿命化とメンテナンスフリーを可能とする、極圧高剪断条件でより高性能を発揮する新しい潤滑技術が必要であることを示唆している。それは、流体としての潤滑作用の一層の高性能化と、さらに極限条件でも破損を最小限に抑えられる境界潤滑膜を提供できる潤滑油である。
しかし、その耐摩耗性技術がなければ、低粘性基油技術が活きてこないし、種々の添加剤技術も使えない。当然ながら、それ以外の高硬度が期待される界面(セラミック、エンジニアリングプラスチックス、ダイヤモンドライクカーボンのような鉄以外の無機被膜)にも非反応性であることから、耐摩耗性機能の同様な展開も期待できない。
上記の議論から、今、求められているものは、鋼鉄の界面が歪む(弾性変形する)ような高圧高剪断条件での、環境にやさしい元素で構成された、低摩擦性かつ耐摩耗性に優れる“新たな”潤滑油膜の形成技術である。
さらに分子の配向が界面の性質に大きく左右されることは液晶ディスプレーで開発された液晶用配向膜の技術によってよく知られており、高圧粘度が発生する状況での界面の性質が従来と異なる場合には、我々は従来知見をもって信頼性ある予測をすることは難しいと言わざるを得ない。
また、本発明は、環境有害または懸念元素の不使用を可能にする技術を背景とする環境調和性の潤滑剤組成物を提供することを課題とする。
また、本発明は、従来用いられていた素材とは異なる有機化合物とその配向構造の組合せにより、より厳しい極圧条件で、従来と比較して、より低トラクション係数が広い範囲で得られる潤滑剤組成物を提供することにある。
同様に、酸化安定剤も耐久性を確保するためには使用は好ましいが、従来、極圧高剪断条件下では、剪断破壊による低分子量化によって性能劣化が著しく、その改善が求められてきた。本発明者が鋭意検討した結果、酸化安定剤についても、前記有機化合物を併用することによって、剪断破壊が抑制され、長寿命化されることを見出した。
さらに、前記有機化合物を単独で使用した場合も、その摺動面界面における配向性及び境界潤滑膜形成性によって、極圧高剪断条件下においても低摩擦性及び低磨耗性に優れた性能を発現し得ることを見出した。
これらの知見に基づいてさらに検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
(1) 互いに異なる周速で運動する二面間に介在して剪断をうける潤滑剤組成物であって、
(a)液晶相を形成しうるメソゲン構造を分子内に有し、40℃における粘度圧力係数が20GPa-1以下であり、10MPa以上の圧力下で圧力上昇に伴いトラクション係数の最小値を発現させる性質を有する少なくとも一種の有機化合物、
(b)潤滑油基油、及び
(c)少なくとも一種の粘度指数向上剤及び/又は(d)少なくとも一種の酸化防止剤、
を含有する潤滑剤組成物。
(2) (b)潤滑油基油が、鉱油および/または合成炭化水素である(1)の潤滑剤組成物。
(3) (b)潤滑油基油が、ポリ−α−オレフィンまたはその水素化物、エチレン−α−オレフィン共重合体またはその水素化物、ポリブテンまたはその水素化物、アルキルベンゼンまたはアルキルナフタレン,脂環式化合物、またはそれらの混合物から選ばれる少なくとも1種からなる(1)又は(2)に記載の潤滑剤組成物。
(4) (b)潤滑油基油が、ポリエーテルである(1)又は(2)に記載の潤滑剤組成物。
(5) (b)潤滑油基油が、ポリグリコール、ポリフェニルエーテルまたはアルキルジフェニルエーテル、またはそれらの混合物から選ばれる少なくとも1種からなる(1)又は(2)に記載の潤滑剤組成物。
(6) (b)潤滑油基油が、エステルである(1)又は(2)に記載の潤滑剤組成物。
(7) (b)潤滑油基油が、ジエステル、ポリオールエステル、天然油脂、またはそれらの混合物から選ばれる少なくとも1種からなる(1)又は(2)に記載の潤滑剤組成物。
(8) (b)潤滑油基油が、りん酸エステル、ポリシロキサン化合物、フッ素化ポリエーテルである(1)又は(2)に記載の潤滑剤組成物。
(9) (b)潤滑油基油が、炭化水素、ポリエーテル、エステル、りん酸エステル、ポリシロキサン化合物、フッ素化ポリエーテルから選ばれる少なくとも2種の混合物からなる(1)又は(2)に記載の潤滑剤組成物。
(10) (b)潤滑油基油100質量部に対して、(a)有機化合物を0.1〜10質量部含有する(1)〜(9)のいずれか1項に記載の潤滑剤組成物。
(11) (c)粘度指数向上剤が、ポリメタクリレート(PMA)、オレフィン共重合体(OCP)、水素化スチレン/ジエン共重合体(SDC)、ポリイソブチレン(PIB)及びその混合物からなる群から選ばれる少なくとも1種である(1)〜(10)のいずれか1項に記載の潤滑剤組成物。
(12) (d)酸化防止剤が、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤及びリン系酸化防止剤からなる群から選ばれる少なくとも1種である(1)〜(10)のいずれか1項に記載の潤滑剤組成物。
(13) (b)潤滑油基油と(c)粘度指数向上剤及び/又は(d)酸化防止剤との混合物100質量部に、(a)有機化合物を0.1〜10質量部配合してなる(1)〜(12)のいずれか1項に記載の潤滑剤組成物。
(14) 互いに異なる周速で運動する二面間に介在して剪断をうけている際に、(a)有機化合物の分子が、その拡散断面積が最も大きくなる分子面を前記二面に対して平行にして配向した分子集合体薄膜を形成可能な(1)〜(13)のいずれか1項に記載の潤滑剤組成物。
(15) (a)有機化合物が、100MPa以上の圧力下で最小のフリクション係数を発現させる(1)〜(14)のいずれか1項に記載の潤滑剤組成物。
(16) (a)有機化合物が、メソゲン構造として、平板状又は円盤状構造を分子内に有するとともに、それを核として三本以上の末端鎖が放射状に伸びた構造を有する(1)〜(15)のいずれか1項に記載の潤滑剤組成物。
(17) (a)有機化合物が、メソゲン構造として、棒状の分子構造を有する(1)〜(15)のいずれか1項に記載の潤滑剤組成物。
(18) (a)有機化合物が、メソゲン構造として、少なくとも二つの芳香族環、少なくとも一つの縮合環、又はπ共役平面を構成要素とする有機化合物である(1)〜(17)のいずれか1項に記載の潤滑剤組成物。
(19) (a)有機化合物が、常圧で液晶相を呈する(1)〜(18)のいずれか1項に記載の潤滑剤組成物。
(20) 互いに異なる周速で運動する二面間に介在して剪断をうけている際に、(a)有機化合物が、結晶相を呈しない(1)〜(19)のいずれか1項に記載の潤滑剤組成物。
(21) (a)有機化合物が有するメソゲン構造が、下記一般式[1]〜[74]のいずれかで表される(1)〜(20)のいずれか1項に記載の潤滑剤組成物。
(23) 前記有機化合物とともに、その液晶相形成温度を低下させる有機化合物を少なくとも一種含有する(1)〜(22)のいずれかの潤滑剤組成物。
(24) 平均圧力が10MPa以上で摩擦摺動する二面間に(1)〜(23)のいずれかの潤滑剤組成物を配置して二面間の摩擦を軽減する方法。
(25) 平均圧力が10MPa以上で摩擦摺動する二面間の潤滑剤であることを特徴とする(1)〜(24)のいずれかの潤滑剤組成物。
また、本発明によれば、摺動面界面近傍において積層傾向を有するとともに、小さな粘度圧力係数を有する有機化合物を利用した新規なメカニズムによって、鋼鉄のみらなず、鋼鉄以外の様々な界面に対しても、厳しい条件下での長時間の使用を可能にする低摩擦性であり、且つ耐摩耗性に優れた潤滑剤組成物を提供することができる。
本発明は、互いに異なる周速で運動する二面間に介在して剪断をうける潤滑剤組成物に関する。本発明の潤滑剤組成物は、(a)液晶相を形成しうるメソゲン構造を分子内に有し、40℃における粘度圧力係数が20GPa-1以下であり、10MPa以上の圧力下で圧力上昇に伴いトラクション係数の最小値を発現させる性質を有する、少なくとも一種の有機化合物、(b)潤滑油基油、及び(c)少なくとも一種の粘度指数向上剤及び/又は(d)少なくとも一種の酸化防止剤を含有することを特徴とする潤滑剤組成物である。
鋼鉄以外の金属材料としては、鋳鉄、銅・銅−鉛・アルミニウム合金、その鋳物及びホワイトメタルが挙げられる。有機材料としては、高密度ポリエチレン(HDPE)、四フッ化エチレン樹脂(PFPE)、ポリアセタール(POM)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリイミド(PI)、ポリピロメリットイミド、ポリピロメリットイミド、ポリピロメリットイミド、ポリアミドイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、などの各種プラスチックが挙げられる。無機材料としては、炭化珪素、窒化珪素、アルミナ、ジルコニア、炭化チタン(TiC)、炭化ジルコニア(ZrC)、窒化チタン(TiN)などのセラミックス;及びカーボン材料が挙げられる。またこれらの混合体として、プラスチックにガラス、カーボン又はアラミドなどの繊維を複合化した有機−無機複合材料、セラミックと金属の複合材料サーメットなどが挙げられる。
本発明の潤滑剤組成物は、液晶相を形成しうるメソゲン構造を分子内に有し、40℃における粘度圧力係数が20GPa-1以下であり、10MPa以上の圧力下で圧力上昇に伴いトラクション係数の最小値を発現させる性質を有する、少なくとも一種の有機化合物を含有する。
上記(a)有機化合物は、10MPa以上の圧力下で圧力上昇に伴いより低いトラクション係数を発現し、トラクション係数の最小値を発現させる。さらに、100MPa以上の圧力下で最小のトラクション係数を発現させるのが好ましい。また、上記(a)有機化合物は、0.07以下の低トラクション係数を発現させるのが好ましく、0.05以下の低トラクション係数を発現させるのがさらに好ましい。10MPa以上の領域の圧力下から、ガラスや鋼でもその界面に弾性歪みの影響が出始めることが分かっている。従って、本発明の潤滑剤組成物が用いられる二面は、主な運動が10MPa以上の圧力下で行われるのが好ましく、50MPa以上の圧力で行われるのがより好ましく、100MPa以上の圧力下で行われるのがさらに好ましい。なお、前記潤滑剤組成物は、圧力上昇に伴い、混合潤滑領域まで達し、その膜界面が破壊されると考えられる。従って、前記潤滑剤組成物のトラクション係数の低下は、10MPa以上であり、且つ混合潤滑領域となる圧力以下の範囲における圧力上昇に伴って生じる。
29.図5.18に記載されているように、トラクション係数は滑り率が小さいときには、それに比例して増加し、その後一定値になり、さらに滑り率が増加すると摩擦熱の影響で徐々に減少傾向を示すことが分かっている。したがって、トラクション係数を比較するには、温度を一定にし、最大トラクション係数が得られる比較的大きな滑り率の領域で比較すべきである。
但し、40℃で固体の化合物の場合は、測定条件で液体を呈する2以上の温度で粘度圧力係数を求め、それらの値を低温側に外挿して求めた40℃の値と定義する。
1)該分子につき、できる限り平面に近い、好ましくは平面分子構造を構築する。この場合、結合距離、結合角としては、軌道の混成に応じた標準値を用いることが好ましく、例えば日本化学会編、化学便覧改訂4版基礎編、第II分冊15章(1993年刊 丸善)を参照することができる。
2)前記1)で得られた構造を初期値として、分子軌道法や分子力場法にて構造最適化する。方法としては例えば、Gaussian98、MOPAC2000、CHARMm/QUANTA、MM3が挙げられ、好ましくはGaussian98である。
3)構造最適化によって得られた構造の重心を原点に移動させ、座標軸を慣性主軸(慣性テンソル楕円体の主軸)にとる。
4)各原子にファンデルワールス半径で定義される球を付与し、これによって分子の形状を記述する。
5)ファンデルワールス表面上で各座標軸方向の長さを計測し、それらそれぞれをa、b、cとする。
以上の手順により求められたa、b、cを用いて円盤状の形態を定義すると、c≦b<aかつa/2≦b≦a、好ましくはc≦b<aかつ0.7a≦b≦aと表すことができる。また、b/2>cであることが好ましい。
一つの側鎖に含まれる炭素原子の数は1以上30以下が好ましく、1以上20以下がさらに好ましい。
L0は、アルキレン基(好ましくは炭素数1〜20の、直鎖状、分岐鎖状、又は環状のアルキレン基を表す)、NR1基(R1は、水素原子または炭素数が1〜30のアルキル基)、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基またはこれらの組み合わせからなる二価の連結基を表す。二価の連結基は置換基を有していてもよい。L0はアルキレン基が好ましい。
また、X0とL0との組み合わせの基としては、−O(C=O)−アルキレン−、−O(C=O)−シクロアルキレン−が好ましい。
R0は化合物の側鎖末端に位置し、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基を表す。
R71の炭素原子数は1〜40であるのが好ましく、1〜20であるのがより好ましい。
本発明の潤滑剤組成物は、さらに(b)潤滑油基油を含有する。現行の潤滑油基油のいずれも使用することができる。現行の潤滑油基油については、トライボロジーハンドブック C編 第一章 潤滑油 1.1.1基油 p.579〜589 第一版 2001年 編集:社団法人日本トライボロジー学会 発行:(株)
養賢堂 に詳細に記載されているが、それは原油蒸留精製から得られる重質留分を溶剤抽出や水素化処理で精製した鉱油系基油と、化学合成を主たる製造プロセスとする合成油系基油に大別される。鉱油系基油としては、(1) 主成分炭化水素の構造的分類から、パラフィン系、ナフテン系および芳香族系とに分類されるが、特殊基油を除くとほとんどが前二者である。減圧蒸留の留分には、パラフィン系やナフテン系および単環、二環、多環芳香族系の主成分炭化水素の他に、サルファイド、チオフェン等の硫黄化合物、キノリン、カルバゾール等の窒素化合物、レジン質等が含まれ、高油粘度指数、低温流動性、スラッジ溶解性、引火点、酸化安定性などの基油としての基本的性能の制御が必ずしも容易ではなく、より高性能の潤滑油のために、合成系基油が求められてきている。その合成系基油としては、 (2−1) 炭化水素基油( a)ポリオレフィン系:α−オレフィン(1−デセン)を原料として重合反応と水素化処理で製造されるポリ−α−オレフィン(PAO)と、イソブチレンを主体としn−ブテンとの共重合物であるポリブテン、そしてエチレンとα−オレフィンとの共重合物(OCP)など、b)アルキル芳香族系:アルキルベンゼン系とアルキルナフタレン系がある、c)脂環式化合物系:ナフテン環を有し、高い粘度圧力係数(高トラクション係数)が特徴であり、主にトラクションオイルの炭化水素基油に供される)、(2−2) ポリエーテル系基油(エチレンオキシド、プロピレンオキシドの重合物であるポリグリコール系と3〜5の芳香環を有するフェニルエーテル系があり、前者は高粘度指数、後者は酸化安定性に特徴を有する)、 (2−3)エステル系基油:( 二塩基酸と一価アルコールから合成されるジエステル系、多価アルコールと一価カルボン酸から合成されるポリオールエステル系、動植物から得られる天然油脂系基油がある)、(2−4)りん化合物系基油(すべてりん酸エステル系化合物であり、トリアリールまたはトリアルキルリン酸エステル系基油があり、難燃性が特徴)、(2−5)珪素化合物系基油(Si−C結合とSi−O−Si結合を有するポリマー系化合物であるシリコーン油が一般的)、および(2−6)ハロゲン化合物系基油(パーフルオロ化したポリグリコールタイプ系基油のフッ素化ポリエーテル(PFPEあるいはPFPAEと略称)系基油で化学的に極めて安定)が挙げられる。
本発明の潤滑剤組成物は、(c)粘度指数向上剤及び/又は(d)酸化防止剤を含有する。まず、(c)粘度指数向上剤について説明する。本発明には、従来公知の種々の粘度指数向上剤を用いることができる。
近年、地球環境保護の機運が高まり、産業機械や自動車の省燃費性がよりいっそう要求されてきている。省燃費性の向上には、その駆動部分の摩擦抵抗の減少、特に潤滑油の粘性に関する特性改良、すなわち低温から高温まで広い範囲にわたって粘度ができるだけ変化しないことが実用上望ましい。この尺度として粘度指数(VI:viscosity index)が用いられ、粘度指数が大きいほど温度変化に対する安定性が高い。粘度指数は、ある種の重合体(粘度指数向上剤)を基油及び/又は潤滑油に添加することにより向上できることが知られている。粘度指数向上剤の添加により潤滑油の粘度の温度依存性が小さくなる理由は、以下のように考えられている。すなわち、低温(通常40℃)では粘度指数向上剤が低粘性オイルに溶解し難くオイルの粘度は上昇しないが、高温(通常100℃)ではオイル自身の粘度低下より、温度上昇による粘度指数向上剤のオイル溶解性が向上しその増粘効果でオイル全体の粘度が上昇する。
そのような重合体は粘度指数向上剤とよばれ、本発明においても上記(c)粘度指数向上剤として用いることができる。粘度指数向上剤の例には、ポリメタクリレート(PMA)(より具体的には特開平7−62372号公報に記載のPMA)、オレフィン共重合体(OCP)(より具体的には特公昭46−34508号公報に記載のOCP)、水素化スチレン/ジエン共重合体(SDC)(より具体的には特公昭48−39203号公報に記載のSDC)、ポリイソブチレン(PIB)等が含まれる。SDCからなる粘度指数向上剤としては、ランダム共重合体の他に、ブロック共重合体(例えば、特開昭49−47401号公報に記載のランダム共重合体)や星型重合体(例えば、特開昭52−96695号公報に記載の星型重合体)が開発されていて、いずれも本発明に用いることができる。これらの重合体を添加した潤滑油にはそれぞれ特徴がある。すなわち、PMAは粘度指数向上性に優れていて流動点降下作用もあるが、増粘効果が劣る。増粘効果を向上させるためには分子量を大きくすれば良いが、この場合、潤滑油の攪拌などに伴う剪断力に対する安定性が極端に悪くなる。PIBは増粘効果が大きいが、粘度指数向上性に劣る。OCP及びSDCは増粘効果が大きく、低温における粘度も低いが、粘度指数向上性はPMAに劣る。また、PMAは極性単量体を共重合することにより、他のものに比べてスラッジを潤滑油中に分散させる清浄分散性能を容易に付与することができる(特公昭51−20273号公報参照)。現在、潤滑油としては粘度指数向上性能の優れたマルチグレード油が一般に用いられているが、最近燃費向上等の要求から、さらに高性能な粘度指数向上剤が望まれるようになってきた。この要求を満足させる組成物として、PMAとOCP又はSDCを混合して用いることが考えられる。しかし、これらを単純に混合しただけでは相溶性が悪いため、潤滑油は二相に分離してしまう。そこで、この分離を防ぐために、異なる2種の重合体のグラフト共重合体が提案されている(具体的には、特公平4−50328号公報及び特開平6−346078号公報などに記載のグラフと共重合体〕。かかるグラフト共重合体も、(c)粘度指数向上剤として勿論用いることができる。
次に、本発明に使用可能な(d)酸化防止剤について説明する。酸化防止剤としては、遊離基連鎖反応停止剤として働くフェノール系、アミン系酸化防止剤や、過酸化物分解剤として働く硫黄系酸化防止剤やリン系酸化防止剤からなる群から選ばれる1種又は2種以上の酸化防止剤を単独又は混合して用いることができる が、好ましくはアミン系とフェノール系を併用するのがよい。
フェノール系酸化防止剤としては、例えば、2,6−ジ−t−ブチルフェノール、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−n−ブチルフェノール、ペンタエリスリチル−テトラキス〔3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート〕、4,4’−ブチリデン−ビス−(6−tert−ブチル−3−メチルフェノール)、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)フェノールなどが挙げられる。蒸発特性の点から、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)が好適である。
また、硫黄系酸化防止剤としては、例えば、硫化油脂、ジベンジルサルファイト、ジセチルサルファイドなどが挙げられる。
また、リン系酸化防止剤としては、例えば、ジアルキルジチオリン酸亜鉛、ジアリルジチオリン酸亜鉛などが挙げられる。
潤滑油基油に、(a)所定の有機化合物、(d)酸化防止剤を配合して潤滑剤組成物をそれぞれ調製した。これらの潤滑剤組成物について、摩擦係数および酸価をそれぞれ測定した。次に、潤滑剤組成物の評価として、JISK2415に準じて165.5℃×1300回転×36時間加熱試験を行った後の摩擦係数および酸価を測定した。
摩擦係数測定試験は、SRV測定試験機を用いて線接触、荷重200N、温度80℃、測定時間15分間、振幅1mm、サイクル50Hzにて行った。また、酸価は、滴定によってオレイン酸分として示す。但し、劣化判定の場合は赤外線のカルボン酸吸収の大きさあるいはこれをオレイン酸分に換算して示す。
結果を表1に示した。
(a)所定の有機化合物又は(d)酸化防止剤が配合されていない潤滑剤組成物をそれぞれ調製し、実施例と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
潤滑油基油に、(a)所定の有機化合物、(c)粘度指数向上剤を配合して潤滑剤組成物をそれぞれ調製した。
これらの潤滑剤組成物について摩擦係数を測定した。摩擦係数測定試験は、SRV測定試験機を用いて線接触、荷重200N、温度100℃、測定時間15分間、振幅1mm、サイクル50Hzにて行った。
また、これらの潤滑剤組成物について、剪断安定性をJPS−5S−29−88に準拠して超音波照射による粘度損失率(下の式により算出)より評価した。この値は小さい方が好ましい。
粘度低下率(%)=((Vo −Vf)/Vo)×100
Vo ;超音波照射前の動粘度(cSt)
Vf ;超音波照射後の動粘度(cSt)
結果を表3に示した。
(a)所定の有機化合物又は(c)粘度指数向上剤が配合されていない潤滑剤組成物を調製し、実施例と同様の評価を行った。結果を表4に示した。
また、表5〜表8の結果から、比較例11〜20の潤滑剤組成物と比較して、本発明の実施例31〜60の潤滑剤組成物は、剪断安定性が優れており、摩擦係数の低減効果もあることが確認された。以上の結果は、(a)所定の有機化合物を含有する本発明の潤滑剤組成物は、省燃費性に優れていること、及び長寿命であることを示している。
Claims (21)
- 互いに異なる周速で運動する二面間に介在して剪断をうける潤滑剤組成物であって、
(a)メソゲン構造を分子内に有し、40℃における粘度圧力係数が20GPa-1以下であり、10MPa以上の圧力下で圧力上昇に伴いトラクション係数の最小値を発現させる性質を有する少なくとも一種の有機化合物、
(b)潤滑油基油、及び
(c)少なくとも一種の粘度指数向上剤及び/又は(d)少なくとも一種の酸化防止剤、
を含有する潤滑剤組成物。 - (b)潤滑油基油が、鉱油および/または合成炭化水素である請求項1に記載の潤滑剤組成物。
- (b)潤滑油基油が、ポリ−α−オレフィンまたはその水素化物、エチレン−α−オレフィン共重合体またはその水素化物、ポリブテンまたはその水素化物、アルキルベンゼンまたはアルキルナフタレン,脂環式化合物、またはそれらの混合物から選ばれる少なくとも1種からなる請求項1又は2に記載の潤滑剤組成物。
- (b)潤滑油基油が、ポリエーテルである請求項1又は2に記載の潤滑剤組成物。
- (b)潤滑油基油が、ポリグリコール、ポリフェニルエーテルまたはアルキルジフェニルエーテル、またはそれらの混合物から選ばれる少なくとも1種からなる請求項1又は2に記載の潤滑剤組成物。
- (b)潤滑油基油が、エステルである請求項1又は2に記載の潤滑剤組成物。
- (b)潤滑油基油が、ジエステル、ポリオールエステル、天然油脂、またはそれらの混合物から選ばれる少なくとも1種からなる請求項1又は2に記載の潤滑剤組成物。
- (b)潤滑油基油が、りん酸エステル、ポリシロキサン化合物、フッ素化ポリエーテルである請求項1又は2に記載の潤滑剤組成物。
- (b)潤滑油基油が、炭化水素、ポリエーテル、エステル、りん酸エステル、ポリシロキサン化合物、フッ素化ポリエーテルから選ばれる少なくとも2種の混合物からなる請求項1又は2に記載の潤滑剤組成物。
- (b)潤滑油基油100質量部に対して、(a)有機化合物を0.1〜10質量部含有する請求項1〜9のいずれか1項に記載の潤滑剤組成物。
- (c)粘度指数向上剤が、ポリメタクリレート(PMA)、オレフィン共重合体(OCP)、水素化スチレン/ジエン共重合体(SDC)、ポリイソブチレン(PIB)及びその混合物からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1〜10のいずれか1項に記載の潤滑剤組成物。
- (d)酸化防止剤が、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤及びリン系酸化防止剤からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1〜10のいずれか1項に記載の潤滑剤組成物。
- (b)潤滑油基油と(c)粘度指数向上剤及び/又は(d)酸化防止剤との混合物100質量部に、(a)有機化合物を0.1〜10質量部配合してなる請求項1〜12のいずれか1項に記載の潤滑剤組成物。
- 互いに異なる周速で運動する二面間に介在して剪断をうけている際に、(a)有機化合物の分子が、その拡散断面積が最も大きくなる分子面を前記二面に対して平行にして配向した分子集合体薄膜を形成可能な請求項1〜13のいずれか1項に記載の潤滑剤組成物。
- (a)有機化合物が、100MPa以上の圧力下で最小のフリクション係数を発現させる請求項1〜14のいずれか1項に記載の潤滑剤組成物。
- (a)有機化合物が、メソゲン構造として、平板状又は円盤状構造を分子内に有するとともに、それを核として三本以上の末端鎖が放射状に伸びた構造を有する請求項1〜15のいずれか1項に記載の潤滑剤組成物。
- (a)有機化合物が、メソゲン構造として、棒状の分子構造を有する請求項1〜15のいずれか1項に記載の潤滑剤組成物。
- (a)有機化合物が、メソゲン構造として、少なくとも二つの芳香族環、少なくとも一つの縮合環、又はπ共役平面を構成要素とする有機化合物である請求項1〜17のいずれか1項に記載の潤滑剤組成物。
- (a)有機化合物が、常圧で液晶相を呈する請求項1〜18のいずれか1項に記載の潤滑剤組成物。
- 互いに異なる周速で運動する二面間に介在して剪断をうけている際に、(a)有機化合物が、結晶相を呈しない請求項1〜19のいずれか1項に記載の潤滑剤組成物。
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