JP2013119570A - 潤滑油組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】省燃費性、せん断安定性および部品耐久性に優れる潤滑油組成物を提供する。
【解決手段】潤滑油組成物は、１００℃動粘度が１．５ｍｍ^２／ｓ以上３．５ｍｍ^２／ｓ以下である基油１と、１００℃動粘度が３．５ｍｍ^２／ｓを超え、１００ｍｍ^２／ｓ以下である基油２と、質量平均分子量が１×１０^４以上４×１０^４以下であるポリメタクリレートと、硫黄化合物とを配合してなり、１００℃動粘度が５ｍｍ^２／ｓ以上６ｍｍ^２／ｓ以下で、粘度指数が２００以上である。
【選択図】なし

Description

本発明は、自動変速機用として好適な潤滑油組成物に関する。

従来、市場における自動変速機用潤滑油は、１００℃における動粘度が７.０ｍｍ^２／ｓから９．０ｍｍ^２／ｓまでの範囲にあるものが一般的であった。一方、自動変速機用潤滑油の省燃費化を図るためには、攪拌抵抗を減らすことが有効であり、潤滑油の粘度を下げる必要がある。そこで、１００℃動粘度が５．０〜６．０ｍｍ^２／ｓである自動変速機油が提案されている（特許文献１参照）。また、特定の潤滑油基油に特定のポリメタアクリレート系添加剤を含有し、１００℃動粘度を３〜８ｍｍ^２／ｓとした変速機用潤滑油組成物も提案されている（特許文献２参照）。

特開２００４−１６９０２５号公報 特開２００６−１１７８５２号公報

しかしながら、低粘度の潤滑油には、高温時に油膜形成能力が低下し変速機部品の耐久性（歯車系の耐焼付き性）が低下するという問題がある。また低粘度の潤滑油は変速機の油圧制御部において油漏れを生じやすく、変速制御不能となるおそれもある。従って、省燃費性能と部品耐久性を両立させるには、長期間に渡って低温側の粘度を低く維持するとともに高温側の粘度を確保することが重要である。特許文献１、２に開示された変速機油においてもこれらの性能を同時に満足させることは必ずしも十分ではない。

本発明は、省燃費性、せん断安定性および部品耐久性に優れる潤滑油組成物を提供することを目的とする。

前記課題を解決すべく、本発明は、以下のような潤滑油組成物を提供するものである。
（１）１００℃動粘度が１．５ｍｍ^２／ｓ以上３．５ｍｍ^２／ｓ以下である基油１と、１００℃動粘度が３．５ｍｍ^２／ｓを超え、１００ｍｍ^２／ｓ以下である基油２と、質量平均分子量が１×１０^４以上４×１０^４以下であるポリメタクリレートと、硫黄化合物とを配合してなり、１００℃動粘度が５ｍｍ^２／ｓ以上６ｍｍ^２／ｓ以下で、粘度指数が２００以上であることを特徴とする潤滑油組成物。
（２）上述の（１）に記載の潤滑油組成物において、前記基油１の配合量（質量％）を組成物全量基準でＡとし、前記基油２の配合量（質量％）を組成物全量基準でＢとしたときに下記式〔１〕を満たす
０．６≦Ａ／（Ａ＋Ｂ）＜１ 〔１〕
ことを特徴とする潤滑油組成物。
（３）上述の（１）または（２）に記載の潤滑油組成物において、前記基油２の配合量Ｂが１０質量％以上であることを特徴とする潤滑油組成物。
（４）上述の（１）から（３）までのいずれか１つに記載の潤滑油組成物において、
前記ポリメタクリレートの配合量が組成物全量基準で１質量％以上１６質量％以下であることを特徴とする潤滑油組成物。
（５）上述の（１）から（４）までのいずれか１つに記載の潤滑油組成物において、前記硫黄化合物の配合量が組成物全量基準で０．０３質量％以上であることを特徴とする潤滑油組成物。
（６）上述の（１）から（５）までのいずれか１つに記載の潤滑油組成物において、前記硫黄化合物について、硫黄量が前記化合物基準で２０質量％以上であることを特徴とする潤滑油組成物。
（７）上述の（１）から（６）までのいずれか１つに記載の潤滑油組成物において、さらに、清浄分散剤、摩耗防止剤、摩擦調整剤、防錆剤、金属不活性化剤、消泡剤、および酸化防止剤のうち少なくともいずれか１種を配合してなることを特徴とする潤滑油組成物。
（８）上述の（１）から（７）までのいずれか１つに記載の潤滑油組成物が自動変速機用であることを特徴とする潤滑油組成物。

本発明によれば、省燃費性、せん断安定性および部品耐久性に優れる潤滑油組成物を提供することができる。それ故、本発明の潤滑油組成物は、自動変速機用として好適である。

本発明の潤滑油組成物（以下、単に「本組成物」ともいう。）は、１００℃動粘度が１．５ｍｍ^２／ｓ以上３．５ｍｍ^２／ｓ以下である基油１と、１００℃動粘度が３．５ｍｍ^２／ｓを超え、１００ｍｍ^２／ｓ以下である基油２と、質量平均分子量が１×１０^４以上４×１０^４以下であるポリメタクリレートと、硫黄化合物とを配合してなり、所定の１００℃動粘度と所定の粘度指数を有するものである。以下、詳細に説明する。

［基油１］
本組成物における基油１は、１００℃動粘度が１．５ｍｍ^２／ｓ以上３．５ｍｍ^２／ｓ以下であるが、好ましくは１．５ｍｍ^２／ｓ以上２．５ｍｍ^２／ｓ以下である。この１００℃動粘度が１．５ｍｍ^２／ｓ未満であると、後述する基油２の粘度が所定の範囲であっても耐焼き付き性が低下するおそれがある。一方、１００℃動粘度が３．５ｍｍ^２／ｓを超えると、後述する基油２の粘度が所定の範囲であっても省燃費性に劣る。
このような基油としては、１００℃粘度が上述の範囲にあれば、鉱油でも合成油でもよく、あるいはこれらを混合して用いてもよい。
鉱油としては、特に制限はなく、従来、自動車用変速機用潤滑油の基油として使用されている鉱油の中から任意のものを適宜選択して用いることができる。例えば、パラフィン基系鉱油、中間基系鉱油、およびナフテン基系鉱油等が挙げられる。
また、合成油としても特に制限はなく、例えば、ポリブテン、ポリオレフィン、ポリオールエステル、二塩基酸エステル、リン酸エステル、ポリフェニルエーテル、ポリグリコール、アルキルベンゼン、およびアルキルナフタレン等が挙げられる。なお、ポリオレフィンとしては、例えば、α-オレフィン単独重合体、α-オレフィン共重合体が挙げられる。

［基油２］
本組成物における基油２は、１００℃動粘度が３．５ｍｍ^２／ｓを超え、１００ｍｍ^２／ｓ以下であり、好ましくは４ｍｍ^２／ｓ以上８ｍｍ^２／ｓ以下である。この１００℃動粘度が３．５ｍｍ^２／ｓ以下であると、上述の基油１の粘度が所定の範囲であっても耐焼き付き性が低下するおそれがある。一方、１００℃動粘度が１００ｍｍ^２／ｓを超えると、上述の基油１の粘度が所定の範囲であっても省燃費性に劣る。
基油２は、粘度範囲を除けば、上述した基油１として用いられる鉱油や合成油と同種類のものが適用可能である。

ここで、上述の基油１の配合量（質量％）を組成物全量基準でＡとし、上述の基油２の配合量（質量％）を組成物全量基準でＢとしたときに下記式〔１〕を満たすことが好ましい。
０．６≦Ａ／（Ａ＋Ｂ）＜１ 〔１〕
Ａ／（Ａ＋Ｂ）が０．６以上であると、省燃費性がより十分に発揮される。それ故、Ａ／（Ａ＋Ｂ）は、より好ましくは０．６５以上である。ただし、基油２を配合しないと部品耐久性が十分発揮されない。
基油２の配合量Ｂは、組成物全量基準で５質量％以上であることが好ましく、より好ましくは１０質量％以上である。基油２の配合量Ｂが５質量％以上であると軸受けや歯車部品の耐久性がより向上する。

［ポリメタクリレート］
本組成物におけるポリメタクリレートは、粘度指数向上剤として寄与するが、質量平均分子量が１×１０^４以上４×１０^４以下であることが必要である。このポリメタクリレートの質量平均分子量が１×１０^４未満では、粘度指数向上剤としての効果が十分ではない。一方、このポリメタクリレートの質量平均分子量が４×１０^４を超えると、せん断安定性に劣る。
このようなポリメタクリレートとしては、非分散型ポリメタクリレートや分散型ポリメタクリレートが挙げられる。これら、１種を単独で用いてもよく、組み合わせて用いてもよい。ポリメタクリレートの配合量は、組成物全量基準で、１質量％以上１６質量％以下が好ましく、７質量％以上１３質量％以下がより好ましい。ポリメタクリレートの配合量が１質量％以上であると、粘度指数向上効果が十分発揮される。また、配合量が１６質量％以下であると、省燃費性が向上する。

［硫黄化合物］
本組成物における硫黄化合物は、ギヤ（歯車）等の部品の耐久性に寄与する。硫黄化合物における硫黄含有量は、耐久性向上の観点より、硫黄化合物基準で２０質量％以上であることが好ましい。
このような硫黄化合物としては、例えば、チアジアゾール化合物が好適である。
チアジアゾール化合物としては、例えば、２，５−ビス（ｎ−ヘキシルジチオ）−１，３，４−チアジアゾール、２，５−ビス（ｎ−オクチルジチオ）−１，３，４−チアジアゾール、２，５−ビス（ｎ−ノニルジチオ）−１，３，４−チアジアゾール、２，５−ビス（１，１，３，３−テトラメチルブチルジチオ）−１，３，４−チアジアゾール、３，５−ビス（ｎ−ヘキシルジチオ）−１，２，４−チアジアゾール、３，６−ビス（ｎ−オクチルジチオ）−１，２，４−チアジアゾール、３，５−ビス（ｎ−ノニルジチオ）−１，２，４−チアジアゾール、３，５−ビス（１，１，３，３−テトラメチルブチルジチオ）−１，２，４−チアジアゾール、４，５−ビス（ｎ−オクチルジチオ）−１，２，３−チアジアゾール、４，５−ビス（ｎ−ノニルジチオ）−１，２，３−チアジアゾール、および４，５−ビス（１，１，３，３−テトラメチルブチルジチオ）−１，２，３−チアジアゾールなどを好ましく挙げることができる。

本組成物における硫黄化合物としては、チアジアゾール化合物以外にも、モノまたはジ硫化オレフィン、ジヒドロカルビルモノまたはジスルフィド、ジチオカーバメイト化合物、あるいはジスルフィド構造を有するエステル化合物なども好適である。
硫黄化合物の好適な配合量は、組成物全量基準で０．０３質量％以上であり、好ましくは０．０５質量％以上である。ただし、酸化安定性の観点より、配合量は０．５質量％以下であることが好ましい。

［本組成物］
本組成物は、上述した基油と添加剤を配合してなり、１００℃動粘度が５ｍｍ^２／ｓ以上６ｍｍ^２／ｓ以下である。１００℃動粘度が５ｍｍ^２／ｓ未満であると、部品耐久性に劣る。一方、１００℃動粘度が６ｍｍ^２／ｓを超えると省燃費性に劣る。
また、本組成物の粘度指数は２００以上である。それ故、高温粘度の低下が少なく、部品耐久性に優れる。

本組成物は、上述した所定の混合基油と所定の添加剤を配合してなるので、高温における初期粘度を保持しつつ、長期せん断後においても適切な粘度を保持することにより省燃費性、および部品耐久性を発揮することができる。すなわち、高温粘度の低下による部品耐久性の悪化（歯車の焼付き）や油圧制御部の油圧漏れ等の問題を生ずることがない。それ故、本組成物は、特に自動変速機用の潤滑油として好適である。

本組成物に対しては、発明の効果を阻害しない範囲で、以下に示す各種の添加剤を配合してもよい。具体的には、清浄分散剤、摩耗防止剤、摩擦調整剤、および酸化防止剤などが挙げられる。

清浄分散剤としては、無灰系分散剤や金属系清浄剤を用いることができる。
無灰系分散剤としては、例えば、コハク酸イミド化合物、ホウ素系イミド化合物、マンニッヒ系分散剤、酸アミド系化合物が挙げられる。これらは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。無灰系分散剤の配合量は、特に限定されないが、組成物全量基準で、０．１質量％以上２０質量％以下であることが好ましい。
金属系清浄剤としては、例えば、アルカリ金属スルホネート、アルカリ金属フェネート、アルカリ金属サリシレート、アルカリ金属ナフテネート、アルカリ土類金属スルホネート、アルカリ土類金属フェネート、アルカリ土類金属サリシレート、アルカリ土類金属ナフテネートが挙げられる。これらは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。金属系清浄剤の配合量は、特に限定されないが、組成物全量基準で、０．１質量％以上１０質量％以下であることが好ましい。

摩耗防止剤としては、例えば、硫黄系化合物やリン系化合物が挙げられる。硫黄系化合物としては、例えば、硫化オレフィン、硫化油脂、硫化エステル、チオカーボネート類、ジチオカーバメイト類、ポリスルフィド類が挙げられる。リン系化合物としては、例えば、亜リン酸エステル類、リン酸エステル類、ホスホン酸エステル類、およびこれらのアミン塩または金属塩が挙げられる。これらは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの摩耗防止剤の配合量は、組成物全量基準で、０．１質量％以上２０質量％以下であることが好ましい。

摩擦調整剤としては、例えば、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、脂肪酸、脂肪族アルコール、脂肪族アミン、脂肪族エーテルが挙げられる。具体的には、炭素数６から３０までのアルキル基またはアルケニル基を分子中に少なくとも１個有するものが挙げられる。たとえば、オレイン酸やオレイルアミンが好ましく用いられる。これらは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。摩擦調整剤の配合量は、組成物全量基準で、０．０１質量％以上２質量％以下であることが好ましく、０．０１質量％以上１質量％以下であることがより好ましい。

酸化防止剤としては、例えばアルキル化ジフェニルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、アルキル化−α−ナフチルアミンなどのアミン系酸化防止剤、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、４，４ −メチレンビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）などのフェノール系酸化防止剤などが挙げられる。酸化防止剤の配合量は、組成物全量基準で０．０５質量％以上２５質量％以下であることが好ましい。

次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって、なんら限定されるものではない。

〔実施例１〜５、比較例１〜５〕
表１に示す組成で各試料油を調製し、動粘度（４０℃、１００℃）、粘度指数、せん断安定性、および歯車の耐久性について以下に示す方法で測定した。

〔動粘度〕
ＪＩＳ Ｋ２２８３に準拠して測定した。
〔粘度指数〕
ＪＩＳ Ｋ２２８３に準拠して測定した。

〔せん断安定性〕
ＤＩＮ５２３５０−６に準拠してＫＲＬせん断試験を行った。
具体的には、ＫＲＬせん断試験機を用い、せん断開始から９６時間後の１００℃動粘度を測定した。実用上の目標は、４．８ｍｍ^２／ｓ以上である。

〔歯車の耐久性〕
ＡＳＴＭ Ｄ５１８２−９７に準拠してＦＺＧ歯車試験を行った。
具体的には、歯車ピッチ円上速度を８．３ｍ／ｓとし、油温９０℃で、段階的に荷重ステージを上げ、２０ｍｍ以上のスカッフィング幅が発生する荷重ステージを求めた。

１）鉱油１：１００℃動粘度２．２ｍｍ^２／ｓ、粘度指数１０９
２）鉱油２：１００℃動粘度２．８ｍｍ^２／ｓ、粘度指数１０９
３）鉱油３：１００℃動粘度４．１ｍｍ^２／ｓ、粘度指数１２６
４）鉱油４：１００℃動粘度６．５ｍｍ^２／ｓ、粘度指数１３０
５）ＰＭＡ１：質量平均分子量が３×１０^４のポリメタクリレート
６）ＰＭＡ２：質量平均分子量が５×１０^４のポリメタクリレート
７）ＰＭＡ３：質量平均分子量が１．２×１０^５のポリメタクリレート
８）硫黄化合物：チアジアゾール系添加剤
９）その他添加剤：変速機用添加剤パッケージ（清浄分散剤、摩耗防止剤、摩擦調整剤、および酸化防止剤等を含むパッケージ）

〔評価結果〕
表１に示すように、実施例１〜５の試料油は、いずれも低粘度かつ高粘度指数であり、せん断安定性および歯車の耐久性にも優れている。よって、本発明の潤滑油組成物は、特に自動変速機用として優れた性能を示すことが理解できる。
一方、比較例１〜５の試料油は、本発明の構成のいずれかを満たさないため、低粘度、高粘度指数、せん断安定性および歯車の耐久性のすべてに渡って良好なものがない。

Claims (8)

1. １００℃動粘度が１．５ｍｍ^２／ｓ以上３．５ｍｍ^２／ｓ以下である基油１と、
   １００℃動粘度が３．５ｍｍ^２／ｓを超え、１００ｍｍ^２／ｓ以下である基油２と、
   質量平均分子量が１×１０^４以上４×１０^４以下であるポリメタクリレートと、
   硫黄化合物とを配合してなり、
   １００℃動粘度が５ｍｍ^２／ｓ以上６ｍｍ^２／ｓ以下で、粘度指数が２００以上である
   ことを特徴とする潤滑油組成物。
2. 請求項１に記載の潤滑油組成物において、
   前記基油１の配合量（質量％）を組成物全量基準でＡとし、前記基油２の配合量（質量％）を組成物全量基準でＢとしたときに下記式〔１〕を満たす
   ０．６≦Ａ／（Ａ＋Ｂ）＜１ 〔１〕
   ことを特徴とする潤滑油組成物。
3. 請求項１または請求項２に記載の潤滑油組成物において、
   前記基油２の配合量Ｂが１０質量％以上である
   ことを特徴とする潤滑油組成物。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の潤滑油組成物において、
   前記ポリメタクリレートの配合量が組成物全量基準で１質量％以上１６質量％以下である
   ことを特徴とする潤滑油組成物。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の潤滑油組成物において、
   前記硫黄化合物の配合量が組成物全量基準で０．０３質量％以上である
   ことを特徴とする潤滑油組成物。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の潤滑油組成物において、
   前記硫黄化合物について、硫黄量が前記化合物基準で２０質量％以上である
   ことを特徴とする潤滑油組成物。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の潤滑油組成物において、
   さらに、清浄分散剤、摩耗防止剤、摩擦調整剤、防錆剤、金属不活性化剤、消泡剤、および酸化防止剤のうち少なくともいずれか１種を配合してなる
   ことを特徴とする潤滑油組成物。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の潤滑油組成物が自動変速機用である
   ことを特徴とする潤滑油組成物。