JP2018053017A - 無段変速機用潤滑油組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】無段変速機油に求められる耐焼付き性、耐摩耗性、及び疲労寿命を満足しながら、省燃費性および金属間摩擦係数を高めた無段変速機用潤滑油組成物を提供する。
【解決手段】(A)潤滑油基油と、(B)ホウ酸エステル化合物を、潤滑油組成物全量基準でホウ素量として25質量ppm以上500質量ppm以下と、(C)リン酸を、潤滑油組成物全量基準でリン量として100質量ppm以上750質量ppm以下と、(D)重量平均分子量100,000以下のポリ(メタ)アクリレートとを含有し、潤滑油組成物の40℃における動粘度が25mm/s以下である、無段変速機用潤滑油組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は無段変速機用潤滑油組成物に関し、より詳しくは、自動車用の金属ベルト式無段変速機に好適な潤滑油組成物に関する。
近年、自動車、建設機械、農業機械等の各種機械には、省エネルギー化、すなわち省燃費化が求められており、エンジンや変速機等の装置には省エネルギー化への寄与が求められている。
変速機における省エネルギー化手段のひとつとして、潤滑油の低粘度化が挙げられる。潤滑油を低粘度化することにより、潤滑油の粘性抵抗に起因する攪拌抵抗および引きずりトルクが低減されて動力の伝達効率が向上し、その結果省燃費性の向上が可能になると考えられる。
変速機におけるもう一つの省エネルギー化手段としては、変速機の小型軽量化が挙げられる。変速機の小型軽量化により、変速機が搭載される車両の燃費が改善する。特に無段変速機(例えば金属ベルト式無段変速機等。)については、金属間摩擦係数を高めることができれば変速機の小型化が可能になるので、無段変速機に用いられる潤滑油は金属間摩擦係数を高く保つ特性を有することが望ましい。
特開2014−196396号公報 特許第4663843号公報
潤滑油を低粘度化すると、潤滑面における油膜厚さが減少する。混合潤滑域における油膜厚さの減少は、金属間摩擦係数を高める観点からは有利であると考えられる。しかしながら、潤滑面における油膜厚さが減少すると、耐焼付き性や耐摩耗性が低下し、また疲労寿命が短くなる傾向にある。
本発明は、無段変速機油に求められる耐焼付き性、耐摩耗性、及び疲労寿命を満足しながら、省燃費性および金属間摩擦係数を高めた無段変速機用潤滑油組成物を提供することを課題とする。
本発明の一の実施形態は、(A)潤滑油基油と、(B)ホウ酸エステル化合物を、潤滑油組成物全量基準でホウ素量(ホウ素原子換算量)として25質量ppm以上500質量ppm以下と、(C)リン酸を、潤滑油組成物全量基準でリン量(リン原子換算量)として100質量ppm以上750質量ppm以下と、(D)重量平均分子量100,000以下のポリ(メタ)アクリレートとを含有し、潤滑油組成物の40℃における動粘度が25mm/s以下である、無段変速機用潤滑油組成物である。
本明細書において、「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート及び/又はメタクリレート」を意味する。
上記無段変速機用潤滑油組成物は、(E)チアジアゾール化合物を、潤滑油組成物全量基準で硫黄量(硫黄原子換算量)として180質量ppm以上900質量ppm以下をさらに含有し、潤滑油組成物中の上記(B)成分由来のホウ素含有量B(単位:質量ppm)と、潤滑油組成物中のリン含有量P(単位:質量ppm)との和の、潤滑油組成物中の上記(E)成分由来の硫黄含有量S(単位:質量ppm)に対する比(B+P)/Sが1以上3以下であることが好ましい。
上記無段変速機用潤滑油組成物において、上記(A)潤滑油基油は、(A1)100℃における動粘度が2.8mm/s以下、粘度指数が110以上、%Cが90以上の基油を、潤滑油基油全量基準で30質量%以上100質量%以下含有し、且つ、(A2)100℃における動粘度が3mm/s以上10mm/s以下の、APIグループIII基油もしくはグループIV基油又はそれらの混合基油を、潤滑油基油全量基準で70質量%以下含有するか又は含有せず、基油(A1)及び(A2)以外の基油の含有量が、潤滑油基油全量基準で0〜4質量%であり、上記(A)潤滑油基油の100℃における動粘度が3.4mm/s以下であることが好ましい。
上記無段変速機用潤滑油組成物において、上記(B)成分が、下記一般式(1)で表される1種以上のホウ酸エステル化合物であることが好ましい。
(一般式(1)中、Rは炭素数1〜30のヒドロカルビル基であり、R及びRはそれぞれ独立に、水素原子または炭素数1〜30のヒドロカルビル基である。)
本発明によれば、無段変速機油に求められる耐焼付き性、耐摩耗性、及び疲労寿命を満足しながら、省燃費性および金属間摩擦係数を高めた無段変速機用潤滑油組成物を提供することができる。
以下、本発明について詳述する。なお、特に断らない限り、数値A及びBについて「A〜B」という表記は「A以上B以下」を意味するものとする。かかる表記において数値Bのみに単位を付した場合には、当該単位が数値Aにも適用されるものとする。また「又は」及び「若しくは」の語は、特に断りのない限り論理和を意味するものとする。
<(A)潤滑油基油>
本発明の無段変速機用潤滑油組成物(以下において「無段変速機油」または「潤滑油組成物」ということがある。)において、潤滑油基油としては、鉱油系基油および合成系基油から選ばれる1種以上からなる基油を特に制限なく用いることができる。
鉱油系基油としては、具体的には、原油を常圧蒸留して得られる常圧残油を減圧蒸留して得られた潤滑油留分に対して、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、水素化異性化、溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化精製等の精製処理を1つ以上行うことにより得られるパラフィン系またはナフテン系の鉱油系基油、および、ワックス異性化鉱油、GTL WAX(ガストゥリキッドワックス)を異性化する手法で製造される基油等を例示できる。
鉱油系基油としては、水素化分解鉱油系基油、および/または、石油系ワックスもしくはGTLワックス(例えばフィッシャートロプシュ合成油等。)を50質量%以上含む原料を異性化して得られるワックス異性化イソパラフィン系基油を好ましく用いることができる。
合成系基油としては、例えば、ポリα−オレフィン(例えばエチレン−プロピレン共重合体、ポリブテン、1−オクテンオリゴマー、1−デセンオリゴマー等。)又はその水素化物;モノエステル(例えばブチルステアレート、オクチルラウレート等。);ジエステル(例えばジトリデシルグルタレート、ジ−2−エチルヘキシルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジ−2−エチルヘキシルセパケート等);ポリエステル(例えばトリメリット酸エステル等。);ポリオールエステル(例えばトリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンペラルゴネート、ペンタエリスリトール−2−エチルヘキサノエート、ペンタエリスリトールペラルゴネート等。);芳香族系合成油(例えばアルキルベンゼン、アルキルナフタレン、芳香族エステル等。);及びこれらの混合物等を例示できる。
鉱油系基油の%Cは、好ましくは70以上、より好ましくは80以上であり、また通常99以下、好ましくは95以下である。鉱油系基油の%Cが上記下限値以上であることにより、粘度−温度特性、熱・酸化安定性および摩擦特性を向上させることが可能になる。また、潤滑油基油の%Cが上記上限値以下であることにより、添加剤の溶解性を高めることが可能になる。
鉱油系基油の%Cは、好ましくは2以下、より好ましくは1以下、更に好ましくは0.8以下、特に好ましくは0.5以下である。鉱油系基油の%Cが上記上限値以下であることにより、粘度−温度特性、熱・酸化安定性および省燃費性を高めることが可能になる。
鉱油系基油の%Cは、好ましくは30以下、より好ましくは25以下であり、また好ましくは1以上、より好ましくは4以上である。鉱油系基油の%Cが上記上限値以下であることにより、粘度−温度特性、熱・酸化安定性および摩擦特性を高めることが可能になる。また、%Cが上記下限値以上であることにより、添加剤の溶解性を高めることが可能になる。
本明細書において%C、%Cおよび%Cとは、それぞれASTM D 3238−85に準拠した方法(n−d−M環分析)により求められる、パラフィン炭素数の全炭素数に対する百分率、ナフテン炭素数の全炭素数に対する百分率、および芳香族炭素数の全炭素数に対する百分率を意味する。つまり、上述した%C、%Cおよび%Cの好ましい範囲は上記方法により求められる値に基づくものであり、例えばナフテン分を含まない鉱油系基油であっても、上記方法により求められる%Cは0を超える値を示し得る。
潤滑油基油の100℃における動粘度は、好ましくは6.0mm/s以下、より好ましくは4.5mm/s以下、特に好ましくは3.4mm/s以下であり、また好ましくは2.0mm/s以上、より好ましくは2.5mm/s以上、特に好ましくは2.6mm/s以上である。基油の100℃における動粘度が上記上限値以下であることにより、潤滑油組成物の低温粘度特性を良好にし、また省燃費性を高めることが可能になる。基油の100℃における動粘度が上記下限値以上であることにより、潤滑箇所での油膜形成を十分にして潤滑性を高めることが可能になる。なお本明細書において、「100℃における動粘度」とは、ASTM D−445に規定される100℃での動粘度を意味する。
潤滑油基油の40℃における動粘度は、好ましくは40mm/s以下、より好ましくは30mm/s以下、さらに好ましくは25mm/s以下、特に好ましくは20mm/s以下であり、また好ましくは8.0mm/s以上、より好ましくは8.5mm/s以上、特に好ましくは9.0mm/s以上である。潤滑油基油の40℃における動粘度が上記上限値以下であることにより、潤滑油組成物の低温粘度特性を良好にし、また省燃費性を高めることが可能になる。また基油の40℃における動粘度が上記下限値以上であることにより、潤滑箇所での油膜形成を十分にして潤滑性を高めることが可能になる。なお本明細書において「40℃における動粘度」とは、ASTM D−445に規定される40℃での動粘度を意味する。
潤滑油基油の粘度指数は、100以上であることが好ましい。より好ましくは110以上、さらに好ましくは115以上である。基油の粘度指数が上記下限値以上であることにより、潤滑油組成物の粘度−温度特性および熱・酸化安定性を向上させるだけでなく、摩耗防止性を高めることが可能になる。なお、本明細書において粘度指数とは、JIS K 2283−1993に準拠して測定された粘度指数を意味する。
潤滑油基油の流動点は、好ましくは−10℃以下、より好ましくは−12.5℃以下、更に好ましくは−15℃以下、特に好ましくは−17.5℃以下、最も好ましくは−20.0℃以下である。流動点が上記上限値を超えると、潤滑油組成物全体の低温流動性が低下する傾向にある。なお、本明細書において流動点とは、JIS K 2269−1987に準拠して測定された流動点を意味する。
潤滑油基油中の硫黄分の含有量は、酸化安定性の観点から好ましくは1.5質量%以下、より好ましくは1.0質量%以下である。
本発明の潤滑油組成物における潤滑油基油としては、
(A1)100℃における動粘度が2.8mm/s以下、粘度指数が110以上、%Cが90以上の基油を、潤滑油基油全量基準で30質量%以上100質量%以下含有し、且つ、
(A2)100℃における動粘度が3mm/s以上10mm/s以下の、APIグループIII基油もしくはグループIV基油又はそれらの混合基油を、潤滑油基油全量基準で70質量%以下含有するか又は含有せず、
基油(A1)及び(A2)以外の基油の含有量が潤滑油基油全量基準で0〜4質量%であり、100℃における動粘度が3.4mm/s以下である基油(以下において「本実施形態に係る潤滑油基油」ということがある。)を用いることが好ましい。潤滑油基油として本実施形態に係る潤滑油基油を用いることにより、流体潤滑域から境界潤滑域への移行域(混合潤滑域)における油膜厚さを低減し、金属間摩擦係数を高めることが可能になる。
基油(A1)の100℃における動粘度は2.8mm/s以下であり、好ましくは2.7mm/s以下である。また好ましくは1.5mm/s以上、より好ましくは2.0mm/s以上である。基油(A1)の100℃における動粘度が上記上限値以下であることにより、金属間摩擦係数を高めることが可能になる。また基油(A1)の100℃における動粘度が上記下限値以上であることにより、潤滑箇所での油膜形成を十分にして潤滑性を高めることが可能になる。
基油(A1)の40℃における動粘度は、好ましくは15mm/s以下、より好ましくは10mm/s以下であり、また好ましくは2.0mm/s以上、より好ましくは5.0mm/s以上である。基油(A1)の40℃における動粘度が上記上限値以下であることにより、金属間摩擦係数を高めることが容易になる。また基油(A1)の40℃における動粘度が上記下限値以上であることにより、潤滑箇所での油膜形成を十分にして潤滑性を高めることが可能になる。
基油(A1)の粘度指数は110以上である。基油(A1)の粘度指数が110以上であることにより、金属間摩擦係数を高めることが容易になる。上限は特に制限されるものではないが、通常150以下、好ましくは135以下である。
基油(A1)の%Cは90以上である。基油(A1)の%Cが90以上であることにより、熱・酸化安定性が良好となる。上限は特に制限されるものではないが、通常99以下であり、添加剤の溶解性の観点から好ましくは95以下である。
基油(A1)の%Cは、好ましくは1以下、より好ましくは0.8以下、特に好ましくは0.5以下であり、0であってもよい。基油(A1)の%Cが上記上限値以下であることにより、粘度−温度特性、熱・酸化安定性および省燃費性を高めることが可能になる。
基油(A1)としては、上記の性状を有する鉱油系基油を特に制限なく用いることができる。
基油(A2)の100℃における動粘度は3〜10mm/s以下であり、好ましくは8.0mm/s以下、より好ましくは6.0mm/s以下、さらに好ましくは4.5mm/s以下である。基油(A2)の100℃における動粘度が上記上限値以下であることにより、金属間摩擦係数を高めることが可能になる。また基油(A2)の100℃における動粘度が上記下限値以上であることにより、潤滑箇所での油膜形成を十分にして潤滑性を高めることが可能になる。
基油(A2)は、API分類のグループIII基油もしくはグループIV基油、又はそれらの混合基油であり、好ましくはグループIII基油である。グループIII基油は、硫黄分0.03質量%以下、飽和分90質量%以上、かつ粘度指数120以上の鉱油系基油である。グループIV基油はポリα−オレフィンである。
本実施形態に係る潤滑油基油における基油(A1)の含有量は、潤滑油基油全量基準で30質量%以上であり、好ましくは35質量%以上であり、100質量%であってもよい。本明細書において、基油(A1)の含有量が潤滑油基油全量基準で100質量%であるとは、潤滑油基油が基油(A1)からなることを意味する。
本実施形態に係る潤滑油基油における基油(A2)の含有量は、潤滑油基油全量基準で70質量%以下であり、好ましくは65質量%以下であり、0質量%であってもよい。本明細書において、基油(A2)の含有量が0質量%であるとは、潤滑油基油が基油(A2)を含まないことを意味する。
本実施形態に係る潤滑油基油における基油(A1)及び(A2)以外の基油の含有量は、潤滑油基油全量基準で4質量%以下であり、好ましくは1質量%以下であり、0質量%であってもよい。本明細書において、基油(A1)及び(A2)以外の基油の含有量が0質量%であるとは、潤滑油基油が基油(A1)及び(任意的に)基油(A2)からなることを意味する。
<(B)ホウ酸エステル化合物>
本発明の潤滑油組成物は、ホウ酸エステル化合物(以下において「(B)成分」ということがある)を含有する。
(B)成分としては、下記一般式(1)で表される1種以上のホウ酸エステル化合物を用いることができる。
(一般式(1)中、Rは炭素数1〜30のヒドロカルビル基であり、R及びRはそれぞれ独立に、水素原子または炭素数1〜30のヒドロカルビル基である。)
ヒドロカルビル基としては、アルキル基(環構造を有していてもよい)、アルケニル基(二重結合の位置は任意であり、環構造を有していてもよい。)、アリール基、アルキルアリール基、アルケニルアリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基等を例示できる。
アルキル基としては、直鎖又は分岐鎖の各種アルキル基が挙げられる。環構造を有するアルキル基としては例えばアルキルシクロアルキル基やシクロアルキルアルキル基等が挙げられる。シクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等の炭素数5以上7以下のシクロアルキル基を挙げることができる。またシクロアルキル環上の置換位置は任意である。
アルケニル基としては、直鎖又は分岐鎖の各種アルケニル基が挙げられる。環構造を有するアルケニル基としては例えばアルキルシクロアルケニル基、アルケニルシクロアルキル基、シクロアルケニルアルキル基、シクロアルケニルアルケニル基等が挙げられる。シクロアルキル基については上記同様である。シクロアルケニル基としては、例えば、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基等の炭素数5以上7以下のシクロアルキル基を挙げることができる。またシクロアルケニル環及びシクロアルキル環上の置換位置は任意である。
アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基等を挙げることができる。アリール基はヒドロカルビル置換基を有していてもよい。また上記アルキルアリール基、アルケニルアリール基、アリールアルキル基、及びアリールアルケニル基において、アリール基への置換位置は任意である。
上記一般式(1)における炭素数1以上30以下のヒドロカルビル基は、好ましくはアルキル又はアルケニル基であり、より好ましくはアルキル基である。上記炭素数は好ましくは3以上であり、より好ましくは5以上である。また好ましくは24以下、より好ましくは12以下である。ヒドロカルビル基の炭素数が上記下限値以上であることにより、溶解性を高め、金属間摩擦係数を高めることが可能になる。またヒドロカルビル基の炭素数が上記上限値を超えると、金属間摩擦係数が低下する傾向にある。
上記一般式(1)において、R及びRの少なくとも一方が水素原子であることが好ましく、R及びRの両方が水素原子であることがより好ましい。このような形態の(B)成分を用いることにより、境界潤滑域での潤滑膜の強度を高め、耐焼き付き性および耐摩耗性を向上させることが可能になる。
(B)成分の好ましい一例としては、上記一般式(1)においてRが炭素数3〜12のアルキル又はアルケニル基であり、R及びRが水素原子であるホウ酸エステルを挙げることができる。
潤滑油組成物中の(B)成分の含有量は、潤滑油組成物全量基準で、ホウ素量(ホウ素原子換算量)として25〜500質量ppmであり、好ましくは400質量ppm以下、より好ましくは300質量ppm以下である。(B)成分の含有量が上記下限値以上であることにより、境界潤滑域での潤滑膜の強度を高め、耐焼き付き性および耐摩耗性を向上させることが可能になる。また(B)成分の含有量が上記上限値以下であることにより、境界潤滑域での潤滑膜の強度を高め、耐焼き付き性および疲労寿命を向上させることが可能になる。
<(C)リン酸>
本発明の潤滑油組成物は、リン酸(以下において「(C)成分」ということがある。)を含有する。
(C)成分としては、オルトリン酸、ピロリン酸、縮合リン酸、およびメタリン酸から選ばれる1種以上のリン酸を用いることができる。(C)成分としてはオルトリン酸および/またはメタリン酸が好ましく、オルトリン酸が特に好ましい。
潤滑油組成物中の(C)成分の含有量は、潤滑油組成物全量基準で、リン量(リン原子換算量)として100〜750質量ppmであり、好ましくは120質量ppm以上、特に好ましくは140質量ppm以上である。(C)成分の含有量が上記下限値以上であることにより、境界潤滑域での潤滑膜の強度を高め、耐焼き付き性および耐摩耗性を向上させることが可能になる。また(C)成分の含有量が上記上限値以下であることにより、境界潤滑域での潤滑膜の強度を高め、耐焼き付き性および疲労寿命を向上させることが可能になる。
<(D)ポリ(メタ)アクリレート>
本発明の潤滑油組成物は、重量平均分子量100,000以下のポリ(メタ)アクリレート(以下において「(D)成分」ということがある。)を含有する。なお本明細書において、「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート及び/又はメタクリレート」を意味する。
(D)成分は、分散型のポリ(メタ)アクリレートであってもよく、非分散型のポリ(メタ)アクリレートであってもよい。(D)成分の重量平均分子量は100,000以下であり、好ましくは80,000以下、より好ましくは60,000以下であり、また好ましくは10,000以上、より好ましくは15,000以上である。(D)成分の重量平均分子量が上記上限値以下であることにより、潤滑油組成物のせん断安定性を高めることが可能になる。また(D)成分の重量平均分子量が上記下限値以上であることにより、潤滑油組成物の粘度指数を高めることが容易になる。
(D)成分は粘度指数向上剤として作用する。潤滑油組成物中の(D)成分の含有量は、潤滑油組成物の40℃における動粘度が後述の範囲内になる量とすることができる。具体的な含有量は(D)成分の重量平均分子量によって異なるが、例えば潤滑油組成物全量を基準(100質量%)として5〜20質量%であり得る。
<(E)チアジアゾール化合物>
本発明の潤滑油組成物は、1種以上のチアジアゾール化合物(以下において「(E)成分」ということがある。)を含有することが好ましい。
(E)成分の例としては、下記一般式(2)で表される1,3,4−チアジアゾール、下記一般式(3)で表される1,2,4−チアジアゾール化合物、及び下記一般式(4)で表される1,4,5−チアジアゾール化合物を挙げることができる。
(一般式(2)〜(4)中、R及びRは同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に水素又は炭素数1〜20のヒドロカルビル基を表し;a及びbは同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に0〜8の整数を表す。)
上記チアジアゾール化合物の中でも、上記一般式(2)〜(4)のいずれかで表され、ヒドロカルビルジチオ基を有するチアジアゾール化合物を特に好ましく用いることができる。
潤滑油組成物中の(E)成分の含有量は、潤滑油組成物全量基準で、硫黄量(硫黄原子換算量)として180〜900質量ppmであり、好ましくは300〜900質量ppmである。(E)成分の含有量が上記下限値以上であることにより、耐焼き付き性、耐摩耗性、疲労寿命、および金属間摩擦係数を高めることが容易になる。また(E)成分の含有量が上記上限値以下であることにより、耐焼き付き性および疲労寿命を高めることが容易になる。
潤滑油組成物が(E)成分を含有する場合、潤滑油組成物中の(B)成分由来のホウ素含有量B(単位:質量ppm)と、潤滑油組成物中の全リン含有量P(単位:質量ppm)との和の、潤滑油組成物中の(E)成分由来の硫黄含有量S(単位:質量ppm)に対する比(B+P)/Sは、好ましくは1〜3であり、より好ましくは1.2以上、さらに好ましくは1.4以上であり、またより好ましくは2.7以下、さらに好ましくは2.4以下、さらにより好ましくは2.2以下、特に好ましくは2.0以下、最も好ましくは1.8以下である。比(B+P)/Sが上記下限値以上であることにより、耐焼き付き性および疲労寿命を高めることが容易になる。また比(B+P)/Sが上記上限値以下であることにより、耐焼き付き性、耐摩耗性、疲労寿命、および金属間摩擦係数を高めることが容易になる。
<(F)金属系清浄剤>
一の好ましい実施形態において、潤滑油組成物は、金属系清浄剤(以下において「(F)成分」ということがある。)をさらに含み得る。
(F)成分としては、スルホネート系清浄剤、フェネート系清浄剤、サリシレート系清浄剤等の公知の金属系清浄剤を用いることができ、スルホネート及び/又はサリシレート系清浄剤を好ましく用いることができる。
スルホネート系清浄剤の好ましい例としては、アルキル芳香族化合物をスルホン化することによって得られるアルキル芳香族スルホン酸のアルカリ土類金属塩またはその塩基性塩もしくは過塩基性塩を挙げることができる。アルキル芳香族化合物の重量平均分子量は好ましくは400〜1500であり、より好ましくは700〜1300である。
アルカリ土類金属としては、例えば、マグネシウム、バリウム、カルシウムが挙げられ、マグネシウムまたはカルシウムが好ましい。アルキル芳香族スルホン酸としては、例えば、いわゆる石油スルホン酸や合成スルホン酸が挙げられる。ここでいう石油スルホン酸としては、鉱油の潤滑油留分のアルキル芳香族化合物をスルホン化したものや、ホワイトオイル製造時に副生する、いわゆるマホガニー酸等が挙げられる。また、合成スルホン酸の一例としては、洗剤の原料となるアルキルベンゼン製造プラントにおける副生成物を回収すること、もしくは、ベンゼンをポリオレフィンでアルキル化することにより得られる、直鎖状または分枝状のアルキル基を有するアルキルベンゼンをスルホン化したものを挙げることができる。合成スルホン酸の他の一例としては、ジノニルナフタレン等のアルキルナフタレンをスルホン化したものを挙げることができる。また、これらアルキル芳香族化合物をスルホン化する際のスルホン化剤としては、特に制限はなく、例えば発煙硫酸や無水硫酸を用いることができる。
フェネート系清浄剤の好ましい例としては、下記一般式(10)で表される構造を有する化合物のアルカリ土類金属塩の過塩基性塩を挙げることができる。
式(5)中、Rは炭素数6〜21の直鎖もしくは分岐鎖、飽和もしくは不飽和のアルキル基又はアルケニル基を表し、cは重合度であって1〜10の整数を表し、Aはスルフィド(−S−)基またはメチレン(−CH−)基を表し、dは1〜3の整数を表す。なおRは2種以上の異なる基の組み合わせであってもよい。
式(5)におけるRの炭素数は、好ましくは9〜18、より好ましくは9〜15である。Rの炭素数が6未満では基油に対する溶解性が劣るおそれがあり、一方、Rの炭素数が21を超える場合は製造が難しく、また耐熱性が劣るおそれがある。
式(5)における重合度cは、好ましくは1〜3である。重合度cがこの範囲内であることにより、耐熱性を高めることができる。
サリシレート清浄剤の好ましい例としては、アルカリ土類金属サリシレート又はその塩基性塩もしくは過塩基性塩を挙げることができる。アルカリ土類金属サリシレートの好ましい例としては、下記一般式(6)で表される化合物を挙げることができる。
式(6)中、Rはそれぞれ独立に炭素数14〜30のアルキル基またはアルケニル基を表す。eは1又は2を表し、好ましくは1である。なおe=2である場合、Rは異なる基の組み合わせであってもよい。Mはアルカリ土類金属を表し、好ましくはカルシウム又はマグネシウムである。
アルカリ土類金属サリシレートの製造方法は特に制限されるものではなく、公知のモノアルキルサリシレートの製造方法等を用いることができる。例えば、フェノールを出発原料として、オレフィンを用いてアルキレーションし、次いで炭酸ガス等でカルボキシレーションして得たモノアルキルサリチル酸、あるいは、サリチル酸を出発原料として、当量の上記オレフィンを用いてアルキレーションして得られたモノアルキルサリチル酸等に、アルカリ土類金属の酸化物や水酸化物等の金属塩基を反応させること、又は、これらのモノアルキルサリチル酸等を一旦ナトリウム塩やカリウム塩等のアルカリ金属塩としてからアルカリ土類金属塩と金属交換させること等により、アルカリ土類金属サリシレートを得ることができる。
(F)成分は過塩基化されていてもよい。過塩基化されたカルシウムスルホネート、フェネート、又はサリシレートを得る方法は特に限定されるものではないが、例えば、炭酸ガスの存在下でアルカリ土類金属スルホネート、フェネート、又はサリシレートを水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等の塩基と反応させることにより得ることができる。
潤滑油組成物が(F)成分を含有する場合、その含有量は、潤滑油組成物全量基準で、金属量(金属元素換算量)として好ましくは100〜1200質量ppmであり、より好ましくは200質量ppm以上、またより好ましくは1000質量ppm以下である。(F)成分の含有量が上記範囲内であることにより、湿式クラッチの摩擦特性をさらに向上させることが可能になる。
<(G)無灰分散剤>
一の好ましい実施形態において、潤滑油組成物は、無灰分散剤(以下において「(G)成分」ということがある。)をさらに含み得る。
(G)成分としては、例えば、以下の(G−1)〜(G−3)から選ばれる1種以上の化合物を用いることができる。
(G−1)アルキル基もしくはアルケニル基を分子中に少なくとも1個有するコハク酸イミドまたはその誘導体(以下において「(G−1)成分」ということがある。)、
(G−2)アルキル基もしくはアルケニル基を分子中に少なくとも1個有するベンジルアミンまたはその誘導体(以下において「(G−2)成分」ということがある。)、
(G−3)アルキル基もしくはアルケニル基を分子中に少なくとも1個有するポリアミンまたはその誘導体(以下において「(G−3)成分」ということがある。)。
(G)成分としては、(G−1)成分を特に好ましく用いることができる。
(G−1)成分のうち、アルキル基もしくはアルケニル基を分子中に少なくとも1個有するコハク酸イミドとしては、下記一般式(7)又は(8)で表される化合物を例示できる。
式(7)中、Rは炭素数40〜400のアルキル基またはアルケニル基を示し、fは1〜5、好ましくは2〜4の整数を示す。Rの炭素数は好ましくは60以上であり、また好ましくは350以下である。
式(8)中、R及びR10は、それぞれ独立に炭素数40〜400のアルキル基又はアルケニル基を示し、異なる基の組み合わせであってもよい。R及びR10は特に好ましくはポリブテニル基である。また、gは0〜4、好ましくは1〜3の整数を示す。R及びR10の炭素数は好ましくは60以上であり、また好ましくは350以下である。
式(7)及び式(8)におけるR〜R10の炭素数が上記下限値以上であることにより、潤滑油基油に対する良好な溶解性を得ることができる。一方、R〜R10の炭素数が上記上限値以下であることにより、潤滑油組成物の低温流動性を高めることができる。
式(7)及び式(8)におけるアルキル基またはアルケニル基(R〜R10)は直鎖状でも分枝状でもよく、好ましくは、例えば、プロピレン、1−ブテン、イソブテン等のオレフィンのオリゴマーや、エチレンとプロピレンとのコオリゴマーから誘導される分枝状アルキル基や分枝状アルケニル基を挙げることができる。なかでも慣用的にポリイソブチレンと呼ばれるイソブテンのオリゴマーから誘導される分枝状アルキル基またはアルケニル基や、ポリブテニル基が最も好ましい。
式(7)及び式(8)におけるアルキル基またはアルケニル基(R〜R10)の好適な数平均分子量は800〜3500である。
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個有するコハク酸イミドには、ポリアミン鎖の一方の末端のみに無水コハク酸が付加した、式(7)で表される、いわゆるモノタイプのコハク酸イミドと、ポリアミン鎖の両末端に無水コハク酸が付加した、式(8)で表される、いわゆるビスタイプのコハク酸イミドとが包含される。潤滑油組成物には、モノタイプのコハク酸イミド及びビスタイプのコハク酸イミドのいずれが含まれていてもよく、それらの両方が混合物として含まれていてもよい。
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個有するコハク酸イミドの製法は、特に制限されるものではなく、例えば、炭素数40〜400のアルキル基又はアルケニル基を有する化合物を無水マレイン酸と100〜200℃で反応させて得たアルキルコハク酸又はアルケニルコハク酸を、ポリアミンと反応させることにより得ることができる。ここで、ポリアミンとしては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、及びペンタエチレンヘキサミンを例示できる。
(G−2)成分のうち、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個有するベンジルアミンとしては、下記一般式(9)で表される化合物を例示できる。
式(9)中、R11は炭素数40〜400のアルキル基またはアルケニル基を表し、hは1〜5、好ましくは2〜4の整数を表す。R11の炭素数は好ましくは60以上であり、また好ましくは350以下である。
(G−2)成分の製法は特に制限されるものではない。例えば、プロピレンオリゴマー、ポリブテン、又はエチレン−α−オレフィン共重合体等のポリオレフィンを、フェノールと反応させてアルキルフェノールとした後、これにホルムアルデヒドと、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン等のポリアミンとをマンニッヒ反応により反応させる方法が挙げられる。
(G−3)成分のうち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個有するポリアミンとしては、下記式(10)で表される化合物を例示できる。
式(10)中、R12は炭素数40〜400のアルキル基またはアルケニル基を表し、iは1〜5、好ましくは2〜4の整数を表す。R12の炭素数は好ましくは60以上であり、また好ましくは350以下である。
(G−3)成分の製法は特に制限されるものではない。例えば、プロピレンオリゴマー、ポリブテンまたはエチレン−α−オレフィン共重合体等のポリオレフィンを塩素化した後、これにアンモニアやエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン等のポリアミンを反応させる方法が挙げられる。
(G−1)成分〜(G−3)成分における誘導体としては、例えば、(i)上述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個有するコハク酸イミド、ベンジルアミンまたはポリアミン(以下「上述の含窒素化合物」という。)に、脂肪酸等の炭素数1〜30のモノカルボン酸、炭素数2〜30のポリカルボン酸(例えばシュウ酸、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等。)、これらの無水物もしくはエステル化合物、炭素数2〜6のアルキレンオキサイド、又はヒドロキシ(ポリ)オキシアルキレンカーボネートを作用させたことにより、残存するアミノ基および/またはイミノ基の一部又は全部が中和またはアミド化されている、含酸素有機化合物による変性化合物;(ii)上述の含窒素化合物にホウ酸を作用させることにより、残存するアミノ基および/またはイミノ基の一部又は全部が中和またはアミド化されている、ホウ素変性化合物;(iii)上述の含窒素化合物にリン酸を作用させることにより、残存するアミノ基および/またはイミノ基の一部又は全部が中和またはアミド化されている、リン酸変性化合物;(iv)上述の含窒素化合物に硫黄化合物を作用させることにより得られる、硫黄変性化合物;及び、(v)上述の含窒素化合物に含酸素有機化合物による変性、ホウ素変性、リン酸変性、硫黄変性から選ばれた2種以上の変性を組み合わせて施すことにより得られる変性化合物が挙げられる。これら(i)〜(v)の誘導体の中でも、潤滑油組成物の耐熱性を更に向上させることができる点で、(G−1)成分のホウ素変性化合物を用いることが好ましい。
(G)成分の分子量には特に制限は無いが、好適な重量平均分子量は1000〜20000である。
潤滑油組成物が(G)成分を含有する場合、その含有量は、潤滑油組成物全量基準で、窒素分として好ましくは100〜2000質量ppmであり、より好ましくは500質量ppm以上、またより好ましくは1000質量ppm以下である。(G)成分の含有量が上記下限値以上であることにより、潤滑油組成物の耐コーキング性(耐熱性)を高めることが可能になる。また(G)成分の含有量が上記上限値以下であることにより、省燃費性をさらに高めることが可能になる。
(G)成分としてホウ素変性化合物を用いる場合、潤滑油組成物中の(G)成分に由来するホウ素量は、潤滑油組成物全量基準で好ましくは50〜500質量ppmであり、より好ましくは100質量ppm以上、またより好ましくは300質量ppm以下である。(G)成分に由来するホウ素含有量が上記上限値以下であることにより、省燃費性をさらに高めることが可能になる。
<(H)リン系摩耗防止剤>
一の好ましい実施形態において、潤滑油組成物はリン系摩耗防止剤(以下において「(H)成分」ということがある。)をさらに含み得る。(H)成分は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。
(H)成分の例としては、ジアルキルジチオリン酸亜鉛、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、リン酸不完全エステルの塩、亜リン酸不完全エステルの塩、及びこれらの混合物を挙げることができる。
上記例のうち、亜リン酸以外の化合物は、通常、炭素数2〜30、好ましくは3〜20の炭化水素基を有する化合物である。この炭素数2〜30の炭化水素基としては、具体的には、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アルキル置換シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、アルキル置換アリール基、及びアリール置換アルキル基を挙げることができる。これらのアルキル基は直鎖状でも分枝状でもよい。
また、上述したリン酸不完全エステルの塩および亜リン酸不完全エステルの塩の例としては、リン酸モノエステル、リン酸ジエステル、亜リン酸モノエステル、もしくは亜リン酸ジエステル、又はそれらの混合物に、アンモニア又は炭素数1〜8の炭化水素基もしくはヒドロキシ基含有炭化水素基のみを分子中に含有するアミン化合物等の含窒素化合物を作用させることにより、残存する酸性水素の一部又は全部を中和した塩を挙げることができる。
(H)成分としては、亜リン酸エステル類またはその塩を好ましく用いることができ、亜リン酸不完全エステル又はその塩がより好ましく、炭素数8以下の炭化水素基を有する亜リン酸不完全エステル又はその塩が特に好ましい。
潤滑油組成物が(H)成分を含有する場合、その含有量は、潤滑油組成物全量基準で、リン量として好ましくは100〜2000質量ppmであり、より好ましくは200質量ppm以上、またより好ましくは1000質量ppm以下である。(H)成分の含有量が上記下限値以上であることにより、耐摩耗性および金属間摩擦係数をさらに高めることが可能になる。また(H)成分の含有量が上記上限値以下であることにより、酸化安定性およびシール適合性を高めることが可能になる。
<(I)摩擦調整剤>
一の好ましい実施形態において、潤滑油組成物は摩擦調整剤(以下において「(I)成分」ということがある。)をさらに含み得る。(I)成分は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。
(I)成分としては、潤滑油分野で摩擦調整剤として用いられる化合物を特に制限なく用いることができる。摩擦調整剤としては、例えば、分子中に酸素原子、窒素原子、硫黄原子から選ばれる1種以上のヘテロ元素を含有する、炭素数6〜50の化合物が挙げられる。さらに具体的には、脂肪族アミン化合物、脂肪族イミド化合物、炭素数6〜30の直鎖または分岐鎖アルキルまたはアルケニル基を分子中に少なくとも1個有する、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、脂肪酸ヒドラジド、脂肪酸金属塩、脂肪族アルコール、脂肪族エーテル、脂肪族ウレア化合物等の無灰摩擦調整剤を好ましく用いることができる。
脂肪族アミン化合物としては、炭素数6〜30の直鎖または分岐鎖、好ましくは直鎖の脂肪族モノアミン;炭素数6〜30の直鎖または分岐鎖、好ましくは直鎖の脂肪族ポリアミン;及び、これら脂肪族アミンのアルキレンオキサイド付加物、等を例示できる。
脂肪族イミド化合物としては、炭素数6〜30の直鎖もしくは分岐鎖のアルキル又はアルケニル基を有するコハク酸イミド;及び、そのカルボン酸、ホウ酸、リン酸、又は硫酸等による変性物等が挙げられる。
脂肪酸エステルとしては、炭素数6〜30の直鎖状または分枝状、好ましくは直鎖状の脂肪酸と、脂肪族1価アルコール又は脂肪族多価アルコールとのエステル等を例示できる。
脂肪酸アミドとしては、炭素数6〜30の直鎖または分岐鎖、好ましくは直鎖の脂肪酸と、脂肪族モノアミン若しくは脂肪族ポリアミン又はアンモニアとのアミド等を例示できる。
脂肪酸ヒドラジドとしては、炭素数6〜30の直鎖状または分枝状、好ましくは直鎖状の脂肪酸と、無置換または脂肪族置換ヒドラジンとの縮合生成物等を例示できる。
脂肪酸金属塩としては、炭素数6〜30の直鎖または分岐鎖、好ましくは直鎖の脂肪酸の、アルカリ土類金属塩(マグネシウム塩、カルシウム塩等。)や亜鉛塩等を例示できる。
潤滑油組成物が(I)成分を含有する場合、その含有量は、潤滑油組成物全量基準で、好ましくは0.01〜2質量%であり、より好ましくは0.1質量%以上、さらに好ましくは0.3質量%以上であり、またより好ましくは1.0質量%以下、さらに好ましくは0.8質量%以下である。(I)成分の含有量が上記下限値以上であることにより、シャダー防止性を高めることが可能になる。また(I)成分の含有量が上記上限値以下であることにより、金属間摩擦係数をさらに高めることが可能になる。
<その他の添加剤>
一の実施形態において、潤滑油組成物は、(H)成分以外の摩耗防止剤または極圧剤、酸化防止剤、(D)成分以外の流動点降下剤、(E)成分以外の腐食防止剤、防錆剤、(E)成分以外の金属不活性化剤、消泡剤、抗乳化剤、および着色剤から選ばれる1種以上をさらに含み得る。
(H)成分以外の摩耗防止剤または極圧剤としては、ジスルフィド類、硫化オレフィン類、硫化油脂類等の硫黄系化合物等が挙げられる。潤滑油組成物が(H)成分以外の摩耗防止剤または極圧剤を含有する場合、その含有量は、潤滑油組成物全量基準で、通常0.01〜5質量%である。
酸化防止剤としては、フェノール系、アミン系等の無灰酸化防止剤、銅系、モリブデン系等の金属系酸化防止剤が挙げられる。具体的には例えば、フェノール系無灰酸化防止剤としては、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)等が挙げられ、アミン系無灰酸化防止剤としては、フェニル−α−ナフチルアミン、アルキルフェニル−α−ナフチルアミン、ジアルキルジフェニルアミン等が挙げられる。潤滑油組成物が酸化防止剤を含有する場合、その含有量は、潤滑油組成物全量基準で、通常0.01〜5質量%である。
(D)成分以外の流動点降下剤としては、使用する潤滑油基油の性状に応じて、例えばポリメタクリレート系ポリマー等の公知の流動点降下剤を用いることができる。潤滑油組成物が流動点降下剤を含有する場合、その含有量は、潤滑油組成物全量基準で、通常0.05〜1質量%である。
(E)成分以外の腐食防止剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系、トリルトリアゾール系、及びイミダゾール系化合物等の公知の腐食防止剤を用いることができる。潤滑油組成物が(E)成分以外の腐食防止剤を含有する場合、その含有量は、潤滑油組成物全量基準で、通常0.005〜5質量%である。
防錆剤としては、例えば石油スルホネート、アルキルベンゼンスルホネート、ジノニルナフタレンスルホネート、アルケニルコハク酸エステル、及び多価アルコールエステル等の公知の防錆剤を用いることができる。潤滑油組成物が防錆剤を含有する場合、その含有量は、潤滑油組成物全量基準で、通常0.005〜5質量%である。
(E)成分以外の金属不活性化剤としては、例えば、イミダゾリン、ピリミジン誘導体、メルカプトベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール及びその誘導体、2−(アルキルジチオ)ベンゾイミダゾール、並びにβ−(o−カルボキシベンジルチオ)プロピオンニトリル等の公知の金属不活性化剤を用いることができる。潤滑油組成物が(E)成分以外の金属不活性化剤を含有する場合、その含有量は、潤滑油組成物全量基準で、通常0.005〜5質量%である。
消泡剤としては、例えば、シリコーン、フルオロシリコーン、及びフルオロアルキルエーテル等の公知の消泡剤を用いることができる。潤滑油組成物が消泡剤を含有する場合、その含有量は、潤滑油組成物全量基準で、通常0.0005〜0.01質量%である。
抗乳化剤としては、例えばポリアルキレングリコール系非イオン系界面活性剤等の公知の抗乳化剤を用いることができる。潤滑油組成物が抗乳化剤を含有する場合、その含有量は、潤滑油組成物全量基準で、通常0.005〜5質量%である。
着色剤としては、例えばアゾ化合物等の公知の着色剤を用いることができる。
<潤滑油組成物>
潤滑油組成物の40℃における動粘度は25mm/s以下である。また好ましくは10mm/s以上、より好ましくは12mm/s以上、さらに好ましくは15mm/s以上である。潤滑油組成物の40℃における動粘度が25mm/s以下であることにより、省燃費性を高めることが可能になる。また潤滑油組成物の40℃における動粘度が上記下限値以上であることにより、潤滑箇所における油膜の形成を十分にして耐摩耗性を高めることが容易になる。
潤滑油組成物の100℃における動粘度は、好ましくは5.0mm/s以上である。また好ましくは9.0mm/s以下、より好ましくは8.0mm/s以下、さらに好ましくは7.0mm/s以下である。潤滑油組成物の100℃における動粘度が上記下限値以上であることにより、潤滑箇所における油膜の形成を十分にして耐摩耗性を高めることが容易に。また潤滑油組成物の100℃における動粘度が上記上限値以下であることにより、省燃費性を高めることが容易になる。
潤滑油組成物の粘度指数は好ましくは170以上である。潤滑油組成物の粘度指数の上限は特に制限されるものではないが、通常300以下である。潤滑油組成物の粘度指数が170以上であることにより、省燃費性を高めることが容易になる。
潤滑油組成物の−40℃におけるブルックフィールド粘度(以下において「BF粘度」ということがある。)は、好ましくは8,000mPa・s以下であり、より好ましくは7,000mPa・s以下である。潤滑油組成物の−40℃におけるBF粘度が8,000mPa・s以下であることにより、低温始動性を高めることが可能になる。
(用途)
本発明の潤滑油組成物は、自動車用等の無段変速機油として好ましく用いることができ、金属ベルトを介してトルクを伝達する、金属ベルト式無段変速機の潤滑に特に好ましく用いることができる。
以下、実施例及び比較例に基づき、本発明についてさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
<実施例1〜19及び比較例1〜7>
表1〜3に示されるように、本発明の潤滑油組成物(実施例1〜19)、及び比較用の潤滑油組成物(比較例1〜7)をそれぞれ調製した。表中、基油の含有量は基油全量を基準としており、各添加剤の含有量は組成物全量を基準としている。成分の詳細は次の通りである。
((A)潤滑油基油)
A1−1:ワックス異性化基油(動粘度(40℃):9.072mm/s、動粘度(100℃):2.621mm/s、粘度指数:127、硫黄分:10質量ppm未満、%C:91.8、%C:8.2、%C:0)
A1−2:ワックス異性化基油(動粘度(40℃):9.617mm/s、動粘度(100℃):2.653mm/s、粘度指数:112、硫黄分:10質量ppm未満、%C:92.5、%C:7.3、%C:0.1)
A2−1:ワックス異性化基油(動粘度(40℃):15.65mm/s、動粘度(100℃):3.883mm/s、粘度指数:142、硫黄分:10質量ppm未満、%C:92.5、%C:7.5、%C:0)
A2−2:ワックス異性化基油(動粘度(40℃):18.24mm/s、動粘度(100℃):4.119mm/s、粘度指数:130、硫黄分:10質量ppm未満、%C:89.1、%C:10.9、%C:0)
((B)ホウ酸エステル化合物)
B−1:ホウ酸モノ(C6−8アルキル)エステル、B:2.83質量%
((C)リン酸)
C−1:リン酸、P:36質量%
((D)ポリ(メタ)アクリレート)
D−1:非分散型ポリメタクリレート、重量平均分子量:20,000
D−2:非分散型ポリメタクリレート、重量平均分子量:50,000
D−3:分散型ポリメタクリレート、重量平均分子量:40,000
D−4:分散型ポリメタクリレート、重量平均分子量:150,000
((E)チアジアゾール化合物)
E−1:一般式(2)〜(4)で表される、ヒドロカルビルジチオ基を有するチアジアゾール化合物、S:36質量%
((F)金属系清浄剤)
F−1:Caスルホネート、Ca:18.4質量%
F−2:Caサリシレート、Ca:8.1質量%
((G)無灰分散剤)
G−1:コハク酸イミド、N:2.1質量%
G−2:ホウ素含有コハク酸イミド、N:2.3質量%、B:2.0質量%
((H)リン系摩耗防止剤)
H−1:ジ(n−ブチル)ホスファイト、P:15.5質量%
H−2:ジフェニルハイドロゲンホスファイト、P:13.2質量%
((I)摩擦調整剤)
I−1:オレイルアミン
I−2:オレイルアミド
I−3:脂肪酸と脂肪族モノアミンとの縮合生成物、炭素数67〜86
((J)その他の添加剤)
J−1:ゴム膨潤剤
J−2:アミン系酸化防止剤
J−3:ジメチルシリコーン消泡剤、動粘度(25℃):60,000mm/s
(低温粘度特性)
潤滑油組成物のそれぞれについて、ブルックフィールド粘度計を用いて、油温−40℃における粘度(BF粘度)を測定した。結果を表1〜3に示している。−40℃におけるBF粘度が8,000mPa・s以下であれば、低温粘度特性が良好であると判断できる。
(せん断安定性試験)
潤滑油組成物のそれぞれについて、JPI−5S−29−88に準拠したせん断安定度試験により、ギヤ油組成物のせん断安定性を評価した。試料油に振動子から周波数10kHz、振動子の振れ幅28μmの超音波を1時間照射し、超音波照射後の試料油の100℃における動粘度の、超音波照射前の試料油の100℃における動粘度に対する低下率(%)を算出した。結果を表1〜3に示している。本試験における動粘度低下率が2.5以下であれば、せん断安定性が良好であると判断できる。
(EHL試験)
潤滑油組成物のそれぞれについて、EHL試験機(PCS社製EHD2油膜厚さ計測器)を用いて、光干渉法により、弾性流体潤滑状態での油膜厚さを測定した。測定条件は次の通りである。
鋼球:PCS製Standard Ball(材質:SUJ−2)、直径19.05mm
ディスク:ガラス基板と、ガラス基板の表面にコーティングされたクロム層と、クロム層の表面にコーティングされたシリカ層とを有するガラスディスク
油温:80℃
荷重:20N
平均ヘルツ圧:0.5GPa
周速:1m/s
滑り率:10%
結果を表1〜3に示している。本試験で測定された油膜厚さが55nm以下であれば、油膜厚さが十分に薄いと判断できる。
(高速四球試験)
潤滑油組成物のそれぞれについて、JPI−5S−40−93に準拠した高速四球試験により、潤滑油組成物の耐荷重能および耐摩耗性を評価した。
(1)回転数1800rpmで最終非焼付荷重(LNSL)を測定した。
(2)回転数1200rpm、荷重392N、油温80℃で30分運転した後の摩耗痕径を測定した。
結果を表1〜3に示している。本試験においてLNSLが618N以上であれば、耐荷重能(耐焼き付き性)が良好であると判断できる。また摩耗痕径が0.70mm以下であれば、耐摩耗性が良好であると判断できる。
(FALEX焼付き試験)
潤滑油組成物のそれぞれについて、ASTM D3233に準拠したFALEX焼付き試験により、耐荷重能を評価した。油温110℃の条件下、2個の静止した鋼製のVブロックで挟まれた鋼製のピンを290rpmで回転させ、焼付きが生じた荷重を測定した。結果を表1〜3に示している。本試験において焼き付きが生じた荷重が3900N以上であれば、耐荷重能(耐焼き付き性)が良好であると判断できる。
(ユニスチール試験)
潤滑油組成物のそれぞれについて、ユニスチール転がり疲労試験機(3連式高温転がり疲れ試験機(TRF−1000/3−01H)、株式会社東京試験機製)を用いて、ユニスチール試験(イギリス石油学会法:IP305/79)によりスラストベアリングの転がり疲労寿命を測定した。スラストニードルベアリング(NSK製FNTA−2542C)の片側の軌道輪を平坦な試験片(材質:SUJ2)で置き換えてなる試験軸受について、荷重7000N、面圧2GPa、回転数1450rpm、油温120℃の条件下で、ころ又は試験片のいずれかが疲労損傷するまでの時間を測定した。なお、ユニスチール転がり疲労試験機に備えられた振動加速度計により測定される試験部の振動加速度が1.5m/sに達したとき、疲労損傷が発生したと判断した。10回の繰り返し試験における疲労損傷までの時間から、ワイブルプロットにより疲労寿命を50%寿命(L50:累積確率が50%になる時間)として算出した。結果を表1〜3に示している。本試験で測定された50%寿命が1200分以上であれば、疲労寿命が良好であると判断できる。
(LFW−1試験)
潤滑油組成物のそれぞれについて、JASO M358−2005(ベルト式CVT油の金属間摩擦係数特性試験、高荷重法)に準拠し、ブロックオンリング摩擦摩耗試験機(LFW−1)により、金属間摩擦係数(動摩擦係数)を測定した。試験条件はブロック:H60、リング:S10、荷重1112N、すべり速度0.5m/s、油温90℃とした。結果を表1〜3に示している。本試験で測定された金属間摩擦係数が0.90以上であれば、金属間摩擦係数が十分高いと判断できる。
(評価結果)
実施例1〜19の潤滑油組成物は、低温粘度特性、せん断安定性、油膜厚さ、耐荷重能(耐焼き付き性)、耐摩耗性、疲労寿命、及び金属間摩擦係数において良好な結果を示した。
(B)成分の含有量が過少であった比較例1の潤滑油組成物は、耐摩耗性および耐焼き付き性において劣っていた。
(B)成分の含有量が過大であった比較例2の潤滑油組成物は、耐焼き付き性および疲労寿命において劣っていた。
(C)成分の含有量が過少であった比較例3の潤滑油組成物は、耐摩耗性および耐焼き付き性において劣っていた。
(C)成分の含有量が過大であった比較例4の潤滑油組成物は、耐焼き付き性および疲労寿命において劣っていた。
(B)成分および(C)成分を含有しなかった比較例5の潤滑油組成物は、耐焼き付き性、耐摩耗性、疲労寿命、および金属間摩擦係数において劣っていた。
(B)成分および(C)成分の含有量が過大であった比較例6の潤滑油組成物は、疲労寿命において劣っていた。
(D)成分に代えて、(D)成分の範囲外のポリメタクリレートを配合した比較例7の潤滑油組成物は、せん断安定性において劣っていた。

Claims (4)

  1. (A)潤滑油基油と、
    (B)ホウ酸エステル化合物を、潤滑油組成物全量基準でホウ素量として25質量ppm以上500質量ppm以下と、
    (C)リン酸を、潤滑油組成物全量基準でリン量として100質量ppm以上750質量ppm以下と、
    (D)重量平均分子量100,000以下のポリ(メタ)アクリレートと
    を含有し、
    潤滑油組成物の40℃における動粘度が25mm/s以下である、
    無段変速機用潤滑油組成物。
  2. (E)チアジアゾール化合物を、潤滑油組成物全量基準で硫黄量として180質量ppm以上900質量ppm以下
    をさらに含有し、
    潤滑油組成物中の前記(B)成分由来のホウ素含有量B(単位:質量ppm)と、潤滑油組成物中のリン含有量P(単位:質量ppm)との和の、潤滑油組成物中の前記(E)成分由来の硫黄含有量S(単位:質量ppm)に対する比(B+P)/Sが1以上3以下である、
    請求項1に記載の無段変速機用潤滑油組成物。
  3. 前記(A)潤滑油基油が、
    (A1)100℃における動粘度が2.8mm/s以下、粘度指数が110以上、%Cが90以上の基油を、潤滑油基油全量基準で30質量%以上100質量%以下含有し、且つ、
    (A2)100℃における動粘度が3mm/s以上10mm/s以下の、APIグループIII基油もしくはグループIV基油又はそれらの混合基油を、潤滑油基油全量基準で70質量%以下含有するか又は含有せず、
    前記基油(A1)及び(A2)以外の基油の含有量が、潤滑油基油全量基準で0質量%以上4質量%以下であり、
    前記(A)潤滑油基油の100℃における動粘度が3.4mm/s以下である、
    請求項1又は2に記載の無段変速機用潤滑油組成物。
  4. 前記(B)成分が、下記一般式(1)で表される1種以上のホウ酸エステル化合物である、請求項1〜3のいずれかに記載の無段変速機用潤滑油組成物。
    (一般式(1)中、Rは炭素数1〜30のヒドロカルビル基であり、R及びRはそれぞれ独立に、水素原子または炭素数1〜30のヒドロカルビル基である。)
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