JP2008519126A - 機械部品の粗表面のための多機能潤滑剤添加剤パッケージ - Google Patents

Abstract

本発明は、潤滑剤の負荷容量、耐スカッフィング（スコーリング）性、および他の性能特性を向上させる多機能の潤滑剤添加剤または組成物を提供する。この組成物は、摩擦調整剤、耐磨耗添加剤、極圧添加剤、および表面疲労寿命向上剤を含む。本発明は、さらに、潤滑剤の性能特性を向上させる方法を提供し、この方法は、潤滑剤基油または完全に配合された潤滑剤と、前記多機能の潤滑剤添加剤組成物とを混合するステップを含む。

Description

本発明は、潤滑剤の性能特性を向上させる多機能の潤滑剤添加剤組成物またはパッケージに関する。より詳細には、本発明は、向上した負荷容量、向上した耐スカッフィング（耐スコーリング）能、摩擦の低減、および表面疲労寿命の延長など、優れた性能特性を潤滑剤に付与する多機能の潤滑剤添加剤組成物またはパッケージに関する。

本出願は、２００４年１１月４日に出願された米国特許仮出願第６０／６２５４１６号の優先権を主張し、本出願の出願人が有する同時係属中の以下の出願（これらは本出願と共に出願された、また参照を通じて全体として本明細書に組み込まれる）に関連する：「Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｐａｃｋａｇｅｓ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ Ｌｏａｄ−Ｃａｒｒｙｉｎｇ Ｃａｐａｃｉｔｙ ａｎｄ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｆａｔｉｇｕｅ Ｌｉｆｅ（負荷容量および表面疲労寿命を向上させる潤滑剤添加剤パッケージ）」（Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｄｏｃｋｅｔ Ｎｏ．０００２２９０ ＷＯＵ、ＥＨ−１１６０５）、「Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｌｕｂｒｉｃａｎｔ Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｐａｃｋａｇｅ（多機能潤滑剤添加剤パッケージ）」（Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｄｏｃｋｅｔ Ｎｏ．０００２２９１ ＷＯＵ、ＥＨ−１１６７９）、「Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｐａｃｋａｇｅｓ Ｔｈｅｒｅｉｎ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ Ｌｏａｄ−Ｃａｒｒｙｉｎｇ Ｃａｐａｃｉｔｙ，Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｆａｔｉｇｕｅ Ｌｉｆｅ ａｎｄ Ｒｅｄｕｃｉｎｇ Ｆｒｉｃｔｉｏｎ（負荷容量を向上させ、表面疲労寿命を延長させ、摩擦を低下させる多機能添加剤パッケージを含む潤滑剤）」（Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｄｏｃｋｅｔ Ｎｏ．０００２２９４ＷＯＵ、ＥＨ−１１６９７）。本発明は、契約番号：７０ＮＡＮＢ０Ｈ３０４８の下で、米国政府の国立標準技術研究所との契約の下になされた。

手動または自動トランスミッション；１段および多段航空機トランスミッションのような機械システム（これらに限らないが、回転翼航空機を推進させるために使用されるもの、ガスタービンエンジン内のセクションの回転速度を変えるために使用されるもの；プッシュベルト式連続可変トランスミッション；およびトラクションドライブ連続可変トランスミッションが含まれる）は、広い接触面を有する。これらの接触部分またはゾーン（例えば、駆動回転面）、ギア、ならびにボール−ローラベアリングは、大きな表面圧力を受けやすいことが知られている。さらに、内燃機関および他の推進装置、特に、高性能およびレース用途のために一般的になったものは、慣性負荷、大きな滑りや回転速度、ならびに境界潤滑（ｍａｒｇｉｎａｌ ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ）の形で重い負担となる要求を課せられる。さらに、伝達処理能力を最大化するために小型化または軽量化するように設計されている最近開発された多くのトランスミッションシステムによって、機械システムのより大きな接触ゾーン内の摩擦、抵抗、および疲労を低減させようとする要求が増大している。

これらの過酷な用途における要求に対応するために、潤滑剤（特に、特殊な添加剤を含むもの）が、表面磨耗およびスカッフィング（スコーリング）を防ぎ、最少化するのに不可欠な役割を果たしている。潤滑剤は一般に、表面疲労および過負荷によって生じる、重大な損傷が潤滑された部品に蓄積するのを低減する。

知られている潤滑剤の例は、次の出版物（これらの出版物は参照を通じて全体として本明細書に組み込まれる）に記載されている：Ｐｈｉｌｌｉｐｓ，Ｗ．Ｄ．、Ａｓｈｌｅｓｓ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ−ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ ｏｉｌ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ；Ｌｕｂｒｉｃａｎｔ Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ（灰分のないリン含有潤滑油添加剤；潤滑剤添加剤の化学と応用）４５−１１１（Ｌ．Ｒ．Ｒｕｄｉｃｋ、Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ，Ｉｎｃ、２００３）；およびＫｅｎｂｅｃｋ，Ｄ．、およびＴ．Ｆ．Ｂｕｅｎｅｍａｎｎ、Ｏｒｇａｎｉｃ Ｍｏｄｉｆｉｅｒｓ；Ｌｕｂｒｉｃａｎｔ Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ（有機変性剤；潤滑剤添加剤の化学と応用）２０３−２２２（Ｌ．Ｒ．Ｒｕｄｉｃｋ、Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ，Ｉｎｃ．２００３）。

機械システムの全体としての動力効率を増大させるために、最近開発されたシステム最適化手法は、より良好な性能を備えた新しい潤滑剤添加剤の必要性を強く示唆している。摩擦、磨耗、および圧力を減らし、耐スコーリング（スカッフィング）性を向上させることによって、これらの添加剤は、トランスミッションシステムおよび推進装置内において、潤滑された接触面の表面疲労寿命を延長させる。

本発明は、機械システムの性能特性（すなわち、負荷容量や表面疲労寿命など）を向上させる潤滑剤添加剤を提供する。本発明により提供される添加剤組成物と、潤滑剤原料と、任意選択で他の添加剤と、を合わせると、摩擦および磨耗の低減ならびに表面疲労寿命の延長など、多くの性能上の利点を有する、完全に配合された潤滑剤となる。

本発明は、潤滑剤基油の性能特性を向上させることを意図する要素または成分を含む潤滑剤添加剤、または耐磨耗（ＡＷ）、極圧（ＥＰ）、摩擦調整（ＦＭ）、および表面疲労寿命（ＳＦＬ）調整組成物を含む、完全に配合された潤滑剤を提供する。

好ましい実施形態において、本発明は、民間および軍用規格の両方に適合するトランスミッション液の製品に使用するための潤滑剤の性能特性を向上させる、多機能の潤滑剤添加剤組成物を提供する。

他の実施形態において、本発明は、パワートランスミッション部品（ギア、ベアリング、スプライン、シャフトおよびスプリングが含まれる）の金属または合金の性能を向上させるのに使用される多機能組成物を提供する。

他の実施形態において、本発明は、自動車（一般車両（製品）および特殊車両（例えば、レース用および他の高性能用）の両方）、ならびにオンロードおよびオフロードの重機（例えば、農機具および建設機械）に動力を与えるのに使用されるエンジンおよび関連する推進装置の性能特性を向上させる多機能の潤滑剤添加剤組成物を提供する。

他の実施形態において、本発明は、有益なことに、摩擦およびスカッフィング（スコーリング）を減らし、また疲労（限定する趣旨ではないが、マイクロピッティング（孔食）およびマクロピッティング、および磨耗が含まれる）など表面劣化に対する耐性を向上させる完全に配合された潤滑剤を製造するために、潤滑剤原料および他の添加剤と混合できる多機能の潤滑剤添加剤組成物を提供する。

さらに別の実施形態において、本発明は、潤滑剤の性能特性を向上させる多機能の潤滑剤添加剤組成物を提供し、この組成物は、次の成分の１つまたは複数を含む：
（ａ）次の一般式を有する長鎖エステルの摩擦調整剤：

［式中、Ｒ¹およびＲ²は、それぞれ独立に、Ｃ_iＨ_2i+1アルキル基であり、ｉは、約７≦ｉ≦１５の整数である］；
（ｂ）次の一般式のアルキル中性リン酸エステルまたはアリール中性リン酸エステルからなる耐磨耗添加剤：

［式中、Ｒ³、Ｒ⁴、およびＲ⁵は、それぞれ独立に、Ｃ_nＨ_2n+1アルキル基、またはＣ₆Ｈ₅Ｃ_mＨ_2m+1アリール基であり、ｎは、約２≦ｎ≦１０の整数であり、ｍは、約０≦ｍ≦８の整数である］；
（ｃ）アルキル亜リン酸エステル、アリール亜リン酸エステル、またはアルキル亜リン酸エステルおよび次の一般式：

［式中、Ｒ⁶、Ｒ⁷、Ｒ⁸、Ｒ⁹、Ｒ¹⁰およびＲ¹¹は、それぞれ、第３級構造を有するＣ_jＨ_2j+1アルキル基であり、ｊは、約１≦ｊ≦約２０の整数である］を有するアリール亜リン酸エステルと、次の一般式を有するフェノール化合物と、の混合物である極圧添加剤：

［式中、Ｒ¹²、Ｒ^12'、Ｒ^12"、およびＲ^12"'は、それぞれ独立に、Ｃ_pＨ_2p+1ノルマルアルキル基であり、ｐは、約１≦ｐ≦１２の整数であり、Ｒ¹³、Ｒ^13'、Ｒ^13"、およびＲ^13"'は、それぞれ独立に、次の式：

（式中、Ｒ¹⁴、Ｒ¹⁵、およびＲ¹⁶は、それぞれ独立に、Ｃ_oＨ_2o+1アルキル基であり、ｏは、約１≦ｏ≦２０の整数であり、Ｒ¹⁵およびＲ¹⁶は、第３級構造である）を有するフェノール基である］；
（ｄ）アルキルチオカルバモイル基を含み、次の一般式を有する表面疲労寿命向上剤：

［式中、Ｒ¹⁷、Ｒ¹⁸、Ｒ¹⁹、およびＲ²⁰は、それぞれ独立に、Ｃ_kＨ_2k+1アルキル基であり、ｋは、約１≦ｋ≦３０の整数であり、Ｒ¹⁷、Ｒ¹⁸、Ｒ¹⁹、およびＲ²⁰は、任意選択で、これらが結合している窒素原子と一緒に環構造を形成し、（Ａ）は、硫黄原子の鎖、Ｓ_nであるか、または次の式：

によって一般的に表され、
ｎおよびｍは、約１≦ｎ≦１０、および、約１≦ｍ≦６の整数である］。

本発明はまた、潤滑剤の性能特性を向上させる方法も提供する。この方法は、潤滑剤と、上記多機能の潤滑剤添加剤組成物と、を混合することを含む。

本発明はまた、前記多機能の潤滑剤添加剤組成物が、潤滑剤の性能特性、特にその耐スカッフィング（スコーリング）性を向上させることができること示す。

本発明は、潤滑剤の性能特性、特に、機械部品表面の耐スカッフィング（スコーリング）性を向上させる潤滑剤の性能を向上させる多機能潤滑剤組成物を提供する。この組成物は次の成分の1つまたは複数、好ましくはすべてを含む：（ａ）摩擦調整剤（ＦＭ）；（ｂ）耐磨耗（ＡＷ）添加剤；（ｃ）極圧（ＥＰ）添加剤；および（ｄ）表面疲労寿命（ＳＦＬ）向上剤。添加剤（ａ）〜（ｄ）の全量は、潤滑剤の全量に対して、好ましくは、約１０モル％以下である。

本発明の潤滑剤組成物の上記成分が下にさらに説明される。好ましい実施形態において、この組成物は以下を含む：
（ａ）次の一般式を有する長鎖エステルの摩擦調整剤：

［式中、Ｒ¹およびＲ²は、それぞれ、Ｃ_iＨ_2i+1アルキル基であり、ｉは、約７≦ｉ≦１５、好ましくは、約８≦ｉ≦１０の整数である］；
（ｂ）次の一般式のアルキル中性リン酸エステルまたはアリール中性リン酸エステルからなる耐磨耗添加剤：

［式中、Ｒ³、Ｒ⁴、およびＲ⁵は、それぞれ独立に、Ｃ_nＨ_2n+1アルキル基、またはＣ₆Ｈ₅Ｃ_mＨ_2m+1アリール基であり、ｎは、約２≦ｎ≦１０の整数であり、ｍは、約０≦ｍ≦８の整数であり、好ましくは、約４≦ｎ≦６で１≦ｍ≦５である］；
（ｃ）アルキル亜リン酸エステル、アリール亜リン酸エステル、またはアルキル亜リン酸エステルおよび次の一般式：

［式中、Ｒ⁶、Ｒ⁷、Ｒ⁸、Ｒ⁹、Ｒ¹⁰およびＲ¹¹は、それぞれ、第３級構造を有するＣ_jＨ_2j+1アルキル基であり、ｊは、約１≦ｊ≦約２０、好ましくは、約４≦ｊ≦約８の整数である］を有するアリール亜リン酸エステルと、次の一般式を有するフェノール化合物と、の混合物である極圧添加剤：

［式中、Ｒ¹²、Ｒ^12'、Ｒ^12"、およびＲ^12"'は、それぞれ独立に、Ｃ_pＨ_2p+1ノルマルアルキル基であり、ｐは、約１≦ｐ≦１２、好ましくは、約１≦ｐ≦５の整数であり、Ｒ¹³、Ｒ^13'、Ｒ^13"、およびＲ^13"'は、それぞれ独立に、次の式：

（式中、Ｒ¹⁴、Ｒ¹⁵、およびＲ¹⁶は、それぞれ独立に、Ｃ_oＨ_2o+1アルキル基であり、ｏは、約１≦ｏ≦２０、好ましくは、約２≦ｏ≦１０の整数であり、Ｒ¹⁵およびＲ¹⁶は、第３級構造である）を有するフェノール基である］；
（ｄ）アルキルチオカルバモイル基を含み、次の一般式を有する表面疲労寿命向上剤：

［式中、Ｒ¹⁷、Ｒ¹⁸、Ｒ¹⁹、およびＲ²⁰は、それぞれ独立に、Ｃ_kＨ_2k+1アルキル基であり、ｋは、約１≦ｋ≦３０、好ましくは、約４≦ｋ≦８の整数であり、Ｒ¹⁷、Ｒ¹⁸、Ｒ¹⁹、およびＲ²⁰は、任意選択で、これらが結合している窒素原子と一緒に環構造を形成し、（Ａ）は、硫黄原子の鎖、Ｓ_nであるか、または次の式：

によって一般的に表され、
ｎおよびｍは、約１≦ｎ≦１０、および、約１≦ｍ≦６、好ましくは、約１≦ｎ≦６、約１≦ｍ≦３の整数である］。

好ましい実施形態において、組成物の摩擦調整剤である成分（ａ）は、潤滑剤の全量に対して、約０．２〜６モル％、好ましくは、約０．６〜２モル％の濃度で存在する。摩擦調整剤の例はグルセロールモノオレアートである。

組成物の耐磨耗添加剤である成分（ｂ）は、潤滑剤の全量に対して、約０．１〜５モル％、好ましくは、約０．２〜２モル％の濃度で存在する。耐磨耗添加剤の例はリン酸トリクレシルである。

組成物の極圧添加剤である成分（ｃ）は、アリールまたはアルキル亜リン酸エステルである化合物（ＩＩＩ）を、潤滑剤の全量に対して、約０．０５〜４．５モル％、好ましくは、約０．１８〜１．８モル％の量で含む。本発明の組成物に使用され得る極圧添加剤化合物（ＩＩＩ）の例は、トリス−（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−フェニル）ホスファイトである。この実施形態において、成分（ｃ）は、フェノール化合物である化合物（ＩＶ）をさらに含み、この化合物は、潤滑剤の全量に対して、約０．００５〜１モル％、好ましくは、約０．０２〜０．３モル％の量で存在する。極圧添加剤化合物（ＩＶ）の例は、テトラキス−（メチレン−３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシヒドロシンナマート）メタンである。

組成物の表面疲労寿命向上剤である化合物（ｄ）は、潤滑剤の全量に対して、約０．１〜６モル％、好ましくは、約０．１〜３モル％の濃度で存在する。さらに、（ａ）〜（ｄ）の４種のすべての添加剤の全濃度は、潤滑剤の全量に対して、好ましくは、約１０モル％以下である。

好ましい実施形態において、４種のすべての添加剤である摩擦調整剤、耐磨耗添加剤、極圧添加剤、表面疲労寿命向上剤の量の比は、約２：１：１：０．５である。

前記添加剤を含む、得られる潤滑剤の最適な実施形態は、約３から１０マイクロインチの表面粗さを有する機械部品に供給される。

本発明が改善できる潤滑剤には、限定する趣旨ではないが、ギアオイル、ベアリングオイル、滑り面潤滑油、チェーン潤滑油、およびエンジンオイルが含まれる。好ましい実施形態において、種々の潤滑剤、グリース、特に合成ポリオールエステル（ＰＯＥ）系潤滑剤が、潤滑性材料として使用され得る。さらに、当業者であれば、本発明の実施形態は上記ポリオールエステルタイプのオイルに限定されることなく、他の組成物およびオイル（鉱油系潤滑剤（炭化水素系）、ポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）、芳香族ナフタレン（ＡＮ）、アルキルベンゼン（ＡＢ）、およびポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）タイプが含まれるが、これらに限定されない）にも適用されることを認めるであろう。

本発明は、航空機（航空宇宙）および自動車の天然および合成潤滑剤の添加剤組成物として有用である。本発明の多機能添加剤組成物と上記潤滑剤との組合せは、伝動力効率およびシステムの出力密度を改善する。

具体的な用途には、政府の民間（ＦＡＡ）および軍用（ＤｏＤ）規格および要件を満たすように設計されたタービンエンジンオイルおよびトランスミッションオイルも含まれる。これらの多機能添加剤組成物のさらなる用法は、パワートランスミッション部品（限定する趣旨ではないが、ギア、ベアリング、スプライン、シャフト、およびスプリングを含む）に一般的に使用されている金属および合金のスカッフィング（スコーリング）特性を改良させる、実証された能力を有する。従って、このような改良により、部品およびシステムの故障、ならびに顧客の合格判定試験プロトコル（ＡＴＰ）における不合格が減少する。さらに、本発明の添加剤組成物は、孔食（表面）疲労寿命を延長し、磨耗および他の現象による部品およびシステムの劣化速度を低下させ、機械部品の表面疲労寿命を延長し得る。

他の実施形態において、本発明は、潤滑剤の性能特性、特に潤滑剤により保護される機械部品のスカッフィング（スコーリング）特性を向上させる方法を提供する。この方法は、
潤滑剤または潤滑剤基油と、前記潤滑剤添加剤組成物の化合物（ａ）〜（ｄ）の少なくとも1つを含む多機能の潤滑剤添加剤組成物と、を混合することにより、完全に配合された潤滑剤を製造するステップ、を含む。この実施形態では、化合物（ａ）〜（ｄ）のモル濃度は、所望の効果を実現するために変更され得るが、ただし、４種の添加剤の全量は潤滑剤の全量に対して約１０モル％以下である。

以下は、本発明の多機能添加剤組成物の好ましい実施形態を例示するための実験結果を含む実施例と表である。

配合＃５
この実施形態では、ＭＩＬ−ＰＲＦ−２３６９９オイルの他のブランドおよびバージョンに比べて優れた潤滑性能を通常有するＥｘｘｏｎ−Ｍｏｂｉｌ Ｊｅｔ Ｏｉｌ ＩＩ（ＭＩＬ−ＰＲＦ−２３６９９の標準（ＳＴＤ）品、５ｃＳｔのガスタービンオイル）を用いた。本発明の潤滑剤添加剤を、Ｅｘｘｏｎ−Ｍｏｂｉｌ Ｊｅｔ Ｏｉｌ ＩＩに加えることによって、結果的に負荷容量は、図面および表２に示されているように、約１．２９倍に増加した。また、配合＃５のトラクション（摩擦）係数は、Ｅｘｘｏｎ−Ｍｏｂｉｌ Ｊｅｔ Ｏｉｌ ＩＩより小さかった。潤滑剤添加剤の添加によって、ポリッシングによる磨耗の僅かに増えるために、粗さが減少し、これは、表面で始まる疲労またはマイクロピッティングに対する耐性にとって有益である。

実験結果
Ｗｅｄｅｖｅｎ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ，Ｉｎｃ．のＷＡＭ負荷容量試験法（「ＷＡＭ試験」）の一般に受け入れられている修正版を用いて、これらの実験結果を得た。ＷＡＭ試験は、広い温度範囲にわたって、荷重を担う表面の磨耗、裂け目、およびスカッフィング（スコーリング）を評価することによって、潤滑剤の荷重容量、および荷重を担う表面を評価するように設計されている。ＷＡＭ試験の詳細な説明については、ＷＡＭ Ｌｏａｄ Ｃａｐａｃｉｔｙ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ（ＷＡＭ高速荷重容量試験法）、ＳＡＥ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ ＡＩＲ４９７８、Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ｂ、２００２、およびＷｅｄｅｖｅｎ，ＬＤの米国特許第５，６７９，８８３号を参照（これらはいずれも、参照を通じて全体として本明細書に組み込まれる）。

高負荷用オイルは、スカッフィング（スコーリング）の現象なしに、荷重ステージ３０で試験中止となることが多い。試験中止となる候補配合を識別するために、試験を修正版試験プロトコルで実施できる。修正版試験プロトコルは標準の試験プロトコルより低い連行速度（ｅｎｔｒａｉｎｉｎｇ ｖｅｌｏｃｉｔｙ）で行わる。連行速度が低くなるほど、ＥＨＤ膜厚が減少し、より低い連行速度は、より大きな突起間干渉（ａｓｐｅｒｉｔｙ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）を生じさせることによって、試験の過酷さを増大させている。試験は、本質的には、膜圧と表面粗さの比（ｈ／σ）を低下させて行われている。

この修正版試験プロトコルは、航空機ギアボックスに使用される高負荷用オイルのために開発された。これらのオイルには、米国海軍向けのＤＯＤ−ＰＲＦ−８５７３４オイル、および英国国防省向けのＤｅｆ Ｓｔａｎ ９１−１００オイルが含まれる。修正版試験プロトコルによると、軍用航空機に現在使用されている最大負荷用オイルは、約１９から約２８の範囲にある荷重ステージでスカッフィング（スコーリング）不良を起こす。

下の表１は、本発明の様々な潤滑剤を試験するために用いられたＷＡＭ試験条件の一覧を示している。

この研究での基準潤滑剤であるＥｘｘｏｎ−Ｍｏｂｉｌ Ｊｅｔ Ｏｉｌ ＩＩは、リン酸トリクレシル（耐磨耗（ＡＷ）添加剤の一例である）を含んでいる。このため、摩擦調整剤、極圧添加剤、および表面疲労寿命向上剤についてのみ、配合＃５を製造するために、Ｅｘｘｏｎ−Ｍｏｂｉｌ Ｊｅｔ Ｏｉｌ ＩＩと混合した。スカッフィング（スコーリング）特性の結果が表３に示されている。配合＃５のスカッフィング（スコーリング）不良平均ステージは２４．７５であったが、これは、１９．２のスカッフィング（スコーリング）不良平均ステージを有するＥｘｘｏｎ−Ｍｏｂｉｌ Ｊｅｔ Ｏｉｌ ＩＩより約１．２９倍大きい。

下の表２は、配合＃５に用いられた添加剤を示している。

下の表３は、商業用の潤滑剤であるＥｘｘｏｎ−Ｍｏｂｉｌ Ｊｅｔ Ｏｉｌ ＩＩ、および配合＃５についての実験結果の比較である。ボールおよびディスクはＡＩＳＩ ９３１０からなっており、Ｒｃ６３（６３ＨＲＣ）の表面硬度を有していた。

この実施形態はポリオールエステル（ＰＯＥ）タイプの潤滑剤を対象としているが、当業者であれば、本発明の組成物が他の潤滑剤原料組成物（グリース、鉱油（炭化水素系）、ポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）、芳香族ナフタレン（ＡＮ）、アルキルベンゼン（ＡＢ）およびポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）タイプを含む潤滑剤が含まれるが、これらに限らない）に対しても同じように適用されることを認めるであろう。

したがって、前記説明は本発明の単なる例示であることが理解されるべきである。当業者は、本発明から逸脱することなく、様々な代案および変更を設定することができる。このように、本発明は、添付の特許請求の範囲に含まれる、このような代案、変更および変形形態を包含すると想定されている。

様々な潤滑剤について、平均のトラクション（摩擦）係数と平均の荷重ステージとの間の関係を示す図である。垂直の矢印は、配合された潤滑剤のスカッフィング（スコーリング）不良となる平均荷重ステージ（負荷容量）をそれぞれ示している。より大きなスカッフィング（スコーリング）不良荷重ステージは、より大きな潤滑剤の負荷容量を示している。

Claims (26)

1. 潤滑剤の性能特性を向上させる多機能潤滑剤添加剤パッケージであって、
   次の式により表される長鎖エステルを含む摩擦調整剤：
   

   

   ［式中、Ｒ¹およびＲ²は、それぞれ独立に、Ｃ_iＨ_2i+1ノルマルアルキル基であり、ｉは、約７≦ｉ≦１５の整数である］
   を含むことを特徴とする組成物。
2. ｉが、約８≦ｉ≦１０であることを特徴とする請求項１に記載の組成物。
3. 次の式により表されるアルキル中性リン酸エステルまたはアリール中性リン酸エステルを含む耐磨耗添加剤：
   

   

   ［式中、Ｒ³、Ｒ⁴、およびＲ⁵は、それぞれ独立に、アルキル中性リン酸エステルのＣ_nＨ_2n+1アルキル基、またはアリール中性リン酸エステルのＣ₆Ｈ₅Ｃ_mＨ_2m+1アリール基であり、ｎは、約２≦ｎ≦１０の整数であり、ｍは、約０≦ｍ≦８の整数である］
   をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の組成物。
4. ｎが、約４≦ｎ≦６であることを特徴とする請求項３に記載の組成物。
5. ｍが、約１≦ｍ≦５であることを特徴とする請求項３に記載の組成物。
6. （ａ）アルキル亜リン酸エステルおよびアリール亜リン酸エステルの少なくとも一方と、（ｂ）フェノール化合物と、の組合せからなる極圧添加剤をさらに含み、
   前記アルキルまたはアリール亜リン酸エステルが次の式：
   

   

   ［式中、Ｒ⁶、Ｒ⁷、Ｒ⁸、Ｒ⁹、Ｒ¹⁰およびＲ¹¹は、それぞれ独立に、第３級構造を示すＣ_jＨ_2j+1アルキル基であり、ｊは、約１≦ｊ≦２０の整数である］によって表され、前記フェノール化合物が次の式：
   

   

   ［式中、Ｒ¹²、Ｒ^12'、Ｒ^12"、およびＲ^12"'は、それぞれ独立に、Ｃ_pＨ_2p+1アルキル基であり、ｐは、約１≦ｐ≦１２の整数であり、Ｒ¹³、Ｒ^13'、Ｒ^13"、およびＲ^13"'は、それぞれ独立に、次の式：
   

   

   （式中、Ｒ¹⁴、Ｒ¹⁵、およびＲ¹⁶は、それぞれ独立に、Ｃ_oＨ_2o+1アルキル基であり、ｏは、約１≦ｏ≦２０の整数であり、Ｒ¹⁵およびＲ¹⁶は、第３級構造である）により表されるフェノール基である］によって表されることを特徴とする請求項３に記載の組成物。
7. ｊが、約４≦ｊ≦８であることを特徴とする請求項６に記載の組成物。
8. アルキルチオカルバモイル基を含み、次の式により表される表面疲労寿命向上剤：
   

   

   ［式中、Ｒ¹⁷、Ｒ¹⁸、Ｒ¹⁹、およびＲ²⁰は、それぞれ独立に、Ｃ_kＨ_2k+1アルキル基であり、ｋは、約１≦ｋ≦３０の整数であり、Ｒ¹⁷、Ｒ¹⁸、Ｒ¹⁹、およびＲ²⁰は、任意選択で、これらが結合している窒素原子と一緒に環構造を形成し、（Ａ）は、硫黄原子の鎖、Ｓ_nであるか、または次の式：
   

   

   によって表され、
   ｎおよびｍは、約１≦ｎ≦１０、および、約１≦ｍ≦６の整数である］
   をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の組成物。
9. 前記耐磨耗添加剤のｎが、約４≦ｎ≦６の整数であり、ｍが、約１≦ｍ≦５の整数であることを特徴とする請求項３に記載の組成物。
10. 前記極圧添加剤のｊが、約４≦ｊ≦８の整数であり、ｐが、約１≦ｐ≦５の整数であり、ｏが、約２≦ｏ≦１０の整数であることを特徴とする請求項６に記載の組成物。
11. 前記摩擦調整剤がグリセロールモノオレアートであることを特徴とする請求項１に記載の組成物。
12. 前記摩擦調整剤が、潤滑剤の全量に対して、約０．２〜６モル％の量で存在することを特徴とする請求項１に記載の組成物。
13. 前記摩擦調整剤が、潤滑剤の全量に対して、約０．６〜２モル％の量で存在することを特徴とする請求項１に記載の組成物。
14. 前記耐磨耗添加剤がリン酸トリクレシルであることを特徴とする請求項３に記載の組成物。
15. 前記耐磨耗添加剤が、潤滑剤の全量に対して、約０．１〜５モル％の量で存在することを特徴とする請求項３に記載の組成物。
16. 前記耐磨耗添加剤が、潤滑剤の全量に対して、約０．２〜２モル％の量で存在することを特徴とする請求項３に記載の組成物。
17. 前記極圧添加剤化合物（ＩＩＩ）が、トリス−（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−フェニル）ホスファイトであることを特徴とする請求項６に記載の組成物。
18. 前記極圧添加剤化合物（ＩＩＩ）が、潤滑剤の全量に対して、約０．０５〜４．５モル％の量で存在することを特徴とする請求項６に記載の組成物。
19. 前記極圧添加剤化合物（ＩＩＩ）が、潤滑剤の全量に対して、約０．１８〜１．８モル％の量で存在することを特徴とする請求項６に記載の組成物。
20. 前記極圧添加剤化合物（ＩＶ）が、潤滑剤の全量に対して、約０．００５〜１モル％の量で存在することを特徴とする請求項６に記載の組成物。
21. 前記極圧添加剤化合物（ＩＶ）が、潤滑剤の全量に対して、約０．０２〜０．３モル％の量で存在することを特徴とする請求項６に記載の組成物。
22. 前記極圧添加剤化合物（ＩＶ）が、テトラキス−（メチレン３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシヒドロシンナマート）メタンであることを特徴とする請求項６に記載の組成物。
23. 前記表面疲労寿命向上剤が、潤滑剤の全量に対して、約０．１〜６モル％の量で存在することを特徴とする請求項８に記載の組成物。
24. 前記表面疲労寿命向上剤が、潤滑剤の全量に対して、約０．１〜３モル％の量で存在することを特徴とする請求項８に記載の組成物。
25. 潤滑剤の性能特性を向上させる多機能潤滑剤組成物であって、
    基油と；
    次の式：
    

    

    ［式中、Ｒ¹およびＲ²は、それぞれ独立に、Ｃ_iＨ_2i+1ノルマルアルキル基であり、ｉは、約７≦ｉ≦１５の整数である］によって表される長鎖エステルを含む摩擦調整剤と；
    次の式：
    

    

    ［式中、Ｒ³、Ｒ⁴、およびＲ⁵は、それぞれ独立に、アルキル中性リン酸エステルのＣ_nＨ_2n+1アルキル基、またはアリール中性リン酸エステルのＣ₆Ｈ₅Ｃ_mＨ_2m+1アリール基であり、ｎは、約２≦ｎ≦１０の整数であり、ｍは、約０≦ｍ≦８の整数である］によって表されるアルキル中性リン酸エステルまたはアリール中性リン酸エステルを含む耐磨耗添加剤と；
    （ａ）アルキル亜リン酸エステルおよびアリール亜リン酸エステルの少なくとも一方と、（ｂ）フェノール化合物と、の組合せからなり、
    前記アルキルまたはアリール亜リン酸エステルが次の式：
    

    

    ［式中、Ｒ⁶、Ｒ⁷、Ｒ⁸、Ｒ⁹、Ｒ¹⁰およびＲ¹¹は、それぞれ独立に、第３級構造を示すＣ_jＨ_2j+1アルキル基であり、ｊは、約１≦ｊ≦約２０の整数である］によって表され、前記フェノール化合物が次の式：
    

    

    ［式中、Ｒ¹²、Ｒ^12'、Ｒ^12"、およびＲ^12"'は、それぞれ独立に、Ｃ_pＨ_2p+1アルキル基であり、ｐは、約１≦ｐ≦１２の整数であり、Ｒ¹³、Ｒ^13'、Ｒ^13"、およびＲ^13"'は、それぞれ独立に、次の式：
    

    

    （式中、Ｒ¹⁴、Ｒ¹⁵、およびＲ¹⁶は、それぞれ独立に、Ｃ_oＨ_2o+1アルキル基であり、ｏは、約１≦ｏ≦２０の整数であり、Ｒ¹⁵およびＲ¹⁶は、第３級構造である）により表されるフェノール基である］によって表される極圧添加剤と；
    アルキルチオカルバモイル基を含み、次の式：
    

    

    ［式中、Ｒ¹⁷、Ｒ¹⁸、Ｒ¹⁹、およびＲ²⁰は、それぞれ独立に、Ｃ_kＨ_2k+1アルキル基であり、ｋは、約１≦ｋ≦３０の整数であり、Ｒ¹⁷、Ｒ¹⁸、Ｒ¹⁹、およびＲ²⁰は、任意選択で、これらが結合している窒素原子と一緒に環構造を形成し、（Ａ）は、硫黄原子の鎖、Ｓ_nであるか、または次の式：
    

    

    によって表され、
    ｎおよびｍは、約１≦ｎ≦１０、および、約１≦ｍ≦６の整数である］によって表される表面疲労寿命向上剤と；
    を含むことを特徴とする組成物。
26. 前記耐磨耗添加剤、極圧添加剤、摩擦調整剤、および表面疲労寿命向上剤が、潤滑剤の全量に対して、約１０モル％未満の量で存在し、前記摩擦調整剤：耐磨耗添加剤：極圧添加剤：表面疲労寿命向上剤の比が、約２：１：１：０．５であることを特徴とする請求項２５に記載の組成物。

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