JP2012504677A - トランスミッション用の潤滑剤組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明にかかる潤滑剤組成物は、100℃での動粘度が5.5〜7mm2/sであり、耐摩耗剤および/または極圧剤と、式:RCOOCH3で表される少なくとも1種の脂肪酸メチルエステルを少なくとも30重量%とを含み、さらに、(i)100℃での動粘度が90〜3,000mm2/sであり、かつ、重量平均分子量が2,500ダルトンを超える重質ポリαオレフィン類、あるいは、(ii)100℃での動粘度が1.5〜6mm2/sであり、40℃での動粘度が4〜30mm2/sであり、かつ、重量平均分子量が500ダルトン未満である軽質ポリαオレフィン類と、重量平均分子量が30,000ダルトン未満であるポリメタクリレート系化合物との組合せを含む。
【選択図】なし
Description
−リン含有、硫黄含有、またはリン−硫黄含有の、少なくとも1種の耐摩耗剤および/または極圧剤と、
−式:RCOOCH3で表される少なくとも1種の脂肪酸メチルエステル(式中、Rは炭素数11〜23、好ましくは炭素数13〜19のパラフィン基またはオレフィン基である)を少なくとも30重量%と、
を含み、さらに、
(i)ASTM D445規格に従い測定される100℃での動粘度が40〜3,000mm2/sであり、かつ、重量平均分子量が2,500ダルトンを超える重質ポリαオレフィンの群から選択される少なくとも1種の化合物、または
(ii)ASTM D445規格に従い測定される100℃での動粘度が1.5〜6mm2/sであり、ASTM D445規格に従い測定される40℃での動粘度が4〜32mm2/sであり、かつ、重量平均分子量が500ダルトン未満である軽質ポリαオレフィンの群から選択される少なくとも1種の化合物と、重量平均分子量が30,000ダルトン未満である少なくとも1種のポリメタクリレート系化合物との組合せ、
を含む。
本発明にかかる潤滑剤の処方に用いられる脂肪酸エステル系の基剤(本明細書では「脂肪酸メチルエステル系基剤」と称する)は、式:RCOOCH3で表される脂肪酸メチルエステル(式中、Rは炭素数11〜23、好ましくは炭素数13〜19のパラフィン基またはオレフィン基である)を少なくとも85重量%、好ましくは少なくとも90重量%、あるいは、少なくとも92重量%、より好ましくは95重量%、さらに好ましくは少なくとも98重量%、なおいっそう好ましくは少なくとも99重量%含む、脂肪酸エステル混合物である。
[重質ポリαオレフィン]
本発明にかかる潤滑剤組成物には、重質ポリαオレフィンまたは高粘度ポリαオレフィンと称されるポリαオレフィンが含まれていてもよい。これを、(任意でポリメタクリレート系化合物(PMA)と共に)上記エステルと混合することにより、本発明にかかる潤滑剤組成物において、250を超える粘度指数VIを維持しながら所望の目標粘度(100℃で5.5〜7mm2/s、好ましくは6〜7mm2/s、より好ましくは6〜6.7mm2/sの粘度)を得ることができる。
本発明にかかる組成物には、十分量の不飽和脂肪酸メチルエステル基剤が配合されてもよい(例えば、C12〜C24の不飽和脂肪酸メチルエステルが、基剤の重量に対して50%以上または潤滑剤の総重量に対して約35%以上、好ましくはC16〜C24の不飽和脂肪酸メチルエステルが、基剤の重量に対して60%以上または潤滑剤の総重量に対して約45%以上、より好ましくはC18の不飽和脂肪酸メチルエステルが、基剤の重量に対して70%以上または潤滑剤の総重量に対して約50%以上配合されてもよい)。
250mm2/s未満、さらに好ましくは約200mm2/sである。
重質ポリαオレフィンの場合と同様に、軽質ポリαオレフィンは、例えば、オクテン、デセン、ドデセン、テトラデセン、ヘキサデセンなどの単量体単独か、または他種のオレフィンとの混合物から得ることができる。本発明にかかる組成物において、軽質ポリαオレフィンは、単独または複数の種類の混合物として用いられてもよい。
本発明にかかる潤滑剤組成物では、潤滑剤基剤として、前述の脂肪酸メチルエステルに加えて重質ポリαオレフィン(重質PAO)との組合せ、または軽質ポリαオレフィン(軽質PAO)とポリメタクリレート系化合物との組合せのほかに、他の潤滑剤基剤を含んでもよい。このような潤滑剤基剤は、潤滑剤組成物の粘度指数VIが250を超え、好ましくは280を超え、より好ましくは300を超え、さらに好ましくは約320以上となり、かつ、潤滑剤組成物の100℃での動粘度が5.5〜7mm2/sとなるのであれば、どのような種類の潤滑剤基剤であってもよい。また、このような潤滑剤基剤は、鉱物由来であっても、合成由来であっても、天然由来であってもよい。
本発明にかかるオイル(潤滑剤組成物)は、極めて高い粘度指数VIを特徴とする。ASTM 2270規格に従い測定されるその粘度指数VIは、250を超えており、好ましくは280を超え、好ましくは300を超え、さらに好ましくは約320以上である。
本発明にかかる潤滑剤組成物は、リン含有、硫黄含有、またはリン−硫黄含有の、少なくとも1種の耐摩耗剤および/または極圧剤を含んでおり、好ましくは、潤滑剤の総重量に対して0.01〜12%、より好ましくは0.01〜5%含む。
本発明に使用されるリン−硫黄含有の耐摩耗剤および極圧剤として、例えば、チオリン酸類、チオ亜リン酸類、これらの酸のエステル、これらの酸の塩、ジチオリン酸エステル、ジチオリン酸塩、特に、ジチオリン酸亜鉛などが挙げられるが、必ずしもこれらに限定されない。
本発明にかかる潤滑剤組成物は、リン含有の耐摩耗剤および極圧剤を含んでいてもよい。リン含有の耐摩耗剤および極圧剤として、例えば、リン酸アルキル、ホスホン酸アルキル、リン酸類、亜リン酸類、リン酸モノエステル、リン酸ジエステル、リン酸トリエステル、亜リン酸モノエステル、亜リン酸ジエステル、亜リン酸トリエステル、これらの塩などが挙げられる。
硫黄含有の耐摩耗剤および極圧剤として、例えば、ジチオカルバン酸の塩、ジチオカルバン酸のエステル、チアジアゾール、ベンゾチアジアゾール、硫黄含有オレフィン類などが挙げられる。
一般的に、トランスミッション用の潤滑剤組成物では、単一種または複数種の基油の硫黄分、ならびにリン−硫黄含有、リン含有および硫黄含有の耐摩耗剤および/または極圧剤の含有量(特に、硫黄含有オレフィンの含有量)は、ASTM D2622規格によって測定される硫黄元素の含有量と、ASTM D5185規格によって測定されるリン元素の含有量との比、すなわち、潤滑剤のS/P比が、3〜60となるように選択される。
本発明にかかる潤滑剤組成物は、トランスミッション用のオイル処方物への用途に適していることが当該技術分野において知られている、あらゆる種類の添加剤を含んでいてもよく、例えば、摩擦調整剤、酸化防止剤(例えば、アミン系酸化防止剤など)、腐食防止剤など単独または組み合わせて、当該用途に必要とされる一般的なレベルで含有していてもよい。
摩擦調整剤は、境界摩擦条件下または混合摩擦条件下において、金属表面に吸着単層(monolayers adsorbed)を形成することによって摩擦を制限する。本発明にかかる潤滑剤では、基剤として使用される脂肪酸メチルエステルがこの役割を担う。なお、潤滑剤組成物において摩擦調整剤として使用される分の脂肪酸メチルエステルの含有量は、潤滑剤組成物の総重量に対して10%未満、一般的に0.01〜5%である。
本発明にかかる組成物は、少なくとも1種の流動点降下剤を含んでいてもよい。流動点降下剤として、例えば、ポリアクリレート、エチレン酢酸ビニルコポリマー、エチレンコポリマー、ナフタレンの縮合誘導体などが挙げられる。
腐食防止剤および/または銅不活性化剤として、例えば、ポリイソブテンコハク酸無水物、スルホン酸のエステルおよび塩、チアジアゾール、メルカプトベンゾチアゾールなどが挙げられる。一般的に、腐食防止剤および/または銅不活性化剤は、本発明にかかる潤滑剤組成物において0.01〜1重量%のレベルで含まれている。
・ 清浄剤;例えば、スルホン酸やサリチル酸のカルシウム塩、ナトリウム塩、マグネシウム塩、バリウム塩などであり、0〜5重量%のレベルで当該オイルに含まれていてもよい。
・ 分散剤;例えば、ポリイソブチレンコハク酸無水物の誘導体などであり、0〜5重量%のレベルで当該オイルに含まれていてもよい。
・ 酸化防止剤;例えば、アミン系酸化防止剤(オクタジフェニルアミン、フェニル−α−ナフチルアミンなど)、フェノール系酸化防止剤(BHT(ブチル化ヒドロキシトルエン)およびその誘導体など)、硫黄含有酸化防止剤(硫化フェネート(硫化フェノラート)など)などが挙げられる。
本発明にかかる潤滑剤組成物として、不飽和脂肪酸メチルエステルを主成分とする潤滑剤基剤をそれぞれ少なくとも35重量%含む、オイルAおよびオイルBを調製する。以下の表1に、オイルAおよびオイルBに含まれる脂肪酸メチルエステルの性質についてまとめた。表1の数字は潤滑剤の総重量に対する質量%を示す。
−リン含有の耐摩耗剤、
−硫黄含有の極圧剤、
−ジメルカプタンベンゾチアゾール系の腐食防止剤、および
−アミン系酸化防止剤。
運転オイルの温度上昇量および燃費量を、各国の特定大気汚染物の上限排出量の設定したDirective EEC90/C81/01に準拠したNEDC(新欧州ドライビングサイクル)のモデルサイクル(ECE/EUDCサイクルとも称される)(「欧州における軽量自動車の認可のための排出量試験サイクル」Brussels, 2001)に、ベンチテスト用のエンジンまたは実際の車両のエンジンをかけることによって測定する。このエンジンサイクルは、ECE 15(市街地)サイクルとEUDC(郊外)サイクルとに分けることができ、図1にそれらのサイクルの性質(規定の速度(km/時)対時間(秒))をそれぞれ示す。
試験前のオイルの温度は22℃である。試験終了時のギアボックス用のオイルの最終的な温度は、以下の表4に示すとおりである。
燃料消費量を、各国の特定大気汚染物の上限排出量の設定したDirective EEC90/C81/01(「欧州における軽量自動車の認可のための排出量試験サイクル」Brussels, 2001)に従い算出した。排出される排気ガスの量を測定し、この測定値から燃料消費量を導き出した。
動作温度条件を考慮したうえで、上述の実施例4における条件下での省燃費率を、様々なギアボックス用のオイルで測定し、これらの省燃費率と40℃での動粘度との相関性を調べた。
酸化試験を、GFCT−021−A−90規格に従い、本発明にかかるオイルに対して140℃で実施した。オイルAとオイルBの性質については、上記の表2に示したとおりである。以下の表7に結果をまとめた。
オイルAとオイルB(本発明にかかるオイル)に対し、熱劣化試験を実施した。この試験は、GFCT−021−A−90の規格試験の条件において空気バブリングを窒素バブリングに置き換えることによって非酸化条件としたうえで、160℃で実施される。空気中の酸素を窒素で置き換えることにより、運転時にギアボックス用のオイルが曝される密閉空間を模倣することができる。以下の表8に、試験時のオイルAとオイルB(本発明にかかるオイル)のKV100(100℃での動粘度)の時間依存的変化をまとめた:
走行車両:Peugeot 307のマニュアルギアボックスをオイルBで潤滑したうえで、実際に試験を行った。
Claims (23)
- ASTM D445規格に従い測定される100℃での動粘度が5.5〜7mm2/sである、ギアボックス用の潤滑剤組成物であって、
−リン含有、硫黄含有、またはリン−硫黄含有の、少なくとも1種の耐摩耗剤および/または極圧剤と、
−式:RCOOCH3で表される少なくとも1種の脂肪酸メチルエステル(式中、Rは炭素数11〜23、好ましくは炭素数13〜19のパラフィン基またはオレフィン基である)を少なくとも30重量%と、
を含み、さらに、
(i)ASTM D445規格に従い測定される100℃での動粘度が90〜3,000mm2/sであり、かつ、重量平均分子量が2,500ダルトンを超える重質ポリαオレフィンの群から選択される少なくとも1種の化合物、または
(ii)ASTM D445規格に従い測定される100℃での動粘度が1.5〜6mm2/sであり、ASTM D445規格に従い測定される40℃での動粘度が4〜30mm2/sであり、かつ、重量平均分子量が500ダルトン未満である軽質ポリαオレフィンの群から選択される少なくとも1種の化合物と、重量平均分子量が30,000ダルトン未満である少なくとも1種のポリメタクリレート系化合物との組合せ、
を含む、ギアボックス用の潤滑剤組成物。 - 請求項1において、式:R1COOCH3で表される少なくとも1種の脂肪酸メチルエステル(式中、R1は炭素数11〜23、好ましくは炭素数15〜19、より好ましくは炭素数17のモノ、ジまたはトリ不飽和オレフィン基である)を少なくとも20重量%含む、ギアボックス用の潤滑剤組成物。
- 請求項1または2において、式:R2COOCH3で表される少なくとも1種の脂肪酸メチルエステル(式中、R2は炭素数11〜23、好ましくは炭素数15〜19、より好ましくは炭素数17のモノ不飽和オレフィン基である)を少なくとも20重量%含む、ギアボックス用の潤滑剤組成物。
- 請求項2または3において、オレフィン基R1および/またはR2の不飽和結合がシス配置である、ギアボックス用の潤滑剤組成物。
- 請求項1から4のいずれか一項において、重質ポリαオレフィンの含有量が少なくとも10質量%であり、脂肪酸メチルエステルの含有量が少なくとも60質量%である、ギアボックス用の潤滑剤組成物。
- 請求項5において、式:R1COOCH3で表される少なくとも1種の脂肪酸メチルエステル(式中、R1は炭素数11〜23、好ましくは炭素数15〜19、より好ましくは炭素数17のモノ、ジまたはトリ不飽和オレフィン基である)を少なくとも50重量%、好ましくは少なくとも55重量%含む、ギアボックス用の潤滑剤組成物。
- 請求項5または6において、式:R2COOCH3で表される少なくとも1種の脂肪酸メチルエステル(式中、R2は炭素数11〜23、好ましくは炭素数15〜19、より好ましくは炭素数17のモノ不飽和オレフィン基である)を少なくとも45重量%、好ましくは少なくとも50重量%含む、ギアボックス用の潤滑剤組成物。
- 請求項1から4のいずれか一項において、軽質ポリαオレフィンの含有量が少なくとも10質量%であり、脂肪酸メチルエステルと少なくとも1種のポリメタクリレート系化合物との混合物の含有量が少なくとも60質量%である、ギアボックス用の潤滑剤組成物。
- 請求項8において、ポリメタクリレート系化合物の質量%と脂肪酸エステルの質量%との比が0.8〜1.2である、ギアボックス用の潤滑剤組成物。
- 請求項1から9のいずれか一項において、式:RCOOCH3で表される少なくとも1種の脂肪酸メチルエステル(式中、Rは炭素数11〜23、好ましくは炭素数13〜19のパラフィン基またはオレフィン基である)を、当該潤滑剤組成物に含まれる脂肪酸エステルの全重量に対して少なくとも85%、好ましくは少なくとも90%、より好ましくは少なくとも95%含む、ギアボックス用の潤滑剤組成物。
- 請求項10において、式:R1COOCH3で表される少なくとも1種の脂肪酸メチルエステル(式中、R1は炭素数11〜23、好ましくは炭素数15〜19、より好ましくは炭素数17のモノ、ジまたはトリ不飽和オレフィン基である)を、当該潤滑剤組成物に含まれる脂肪酸エステルの全重量に対して少なくとも75%、好ましくは少なくとも80%含む、ギアボックス用の潤滑剤組成物。
- 請求項10または11において、式:R2COOCH3で表される少なくとも1種の脂肪酸メチルエステル(式中、R2は炭素数11〜23、好ましくは炭素数15〜19、より好ましくは炭素数17のモノ不飽和オレフィン基である)を、当該潤滑剤組成物に含まれる脂肪酸エステルの全重量に対して少なくとも65%、好ましくは少なくとも70%含む、ギアボックス用の潤滑剤組成物。
- 請求項11または12において、オレフィン基R1および/またはR2の不飽和結合がシス配置である、ギアボックス用の潤滑剤組成物。
- 請求項10から13のいずれか一項において、飽和脂肪酸エステルを、当該潤滑剤組成物に含まれる脂肪酸エステルの全重量に対して最大15%、好ましくは最大10%含む、ギアボックス用の潤滑剤組成物。
- 請求項1から14のいずれか一項において、組成物中、ASTM D2622規格に従い測定される硫黄元素の含有質量と、ASTM D5185規格に従い測定されるリン元素の含有量との比S/Pが3〜60、好ましくは30未満、より好ましくは20未満、さらに好ましくは10未満、なおいっそう好ましくは5〜10であることを特徴とする、ギアボックス用の潤滑剤組成物。
- 請求項1から15のいずれか一項において、ASTM D2270規格に従い測定される粘度指数VIが250を超え、好ましくは280を超え、より好ましくは300を超えることを特徴とする、ギアボックス用の潤滑剤組成物。
- 請求項1から16のいずれか一項に記載のギアボックス用の潤滑剤組成物の使用であって、Directive EEC90/C81/01に準拠したNEDC試験の規格条件下で測定される自動車の省燃費率が1%を超え、好ましくは2.5%を超える、使用。
- 請求項17において、省燃費率が、軽量自動車両のエンジン、好ましくはハイブリッド車両のエンジンの省燃費率である、使用。
- 請求項17または18において、車両に、マニュアルギアボックス、オートマチックギアボックス、またはセミオートマチックギアボックスが装備されている、使用。
- ASTM D2270規格に従い測定される粘度指数VIが250を超え、かつ、ASTM D445規格に従い測定される100℃での動粘度が7mm2/s未満である、式:RCOOCH3で表される脂肪酸メチルエステル(式中、Rは炭素数11〜23、好ましくは炭素数13〜19のパラフィン基またはオレフィン基である)を少なくとも85重量%、好ましくは少なくとも90重量%、より好ましくは少なくとも95重量%含む脂肪酸メチルエステル系基剤の使用であって、
Directive EEC90/C81/01に準拠したNEDC試験の規格条件下で、1%を超える省燃費率、好ましくは2.5%を超える省燃費率を達成可能なギアボックス用のオイルを配合するうえでの潤滑剤基剤としての使用。 - 請求項20において、前記潤滑剤基剤が、式:R1COOCH3で表される少なくとも1種の脂肪酸メチルエステル(式中、R1は炭素数11〜23、好ましくは炭素数15〜19、より好ましくは炭素数17のモノ不飽和オレフィン基、ジ不飽和オレフィン基、またはトリ不飽和オレフィン基である)を少なくとも75重量%、好ましくは少なくとも80%含む、使用。
- 請求項21において、前記潤滑剤基剤が、式:R2COOCH3で表される少なくとも1種の脂肪酸メチルエステル(式中、R2は炭素数11〜23、好ましくは炭素数15〜19、より好ましくは炭素数17のモノ不飽和オレフィン基である)を少なくとも65%、好ましくは少なくとも70%含む、使用。
- 請求項20または21において、オレフィン基R1および/またはR2の不飽和結合がシス配置である、使用。
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