JP2019517614A - 潤滑剤組成物 - Google Patents

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Abstract

潤滑剤組成物は、潤滑剤組成物100重量部を基準にして少なくとも約60重量部の量のポリアルキレングリコール基油成分を含む。潤滑剤組成物は、それぞれASTM D445に従って測定して、100℃で約4〜約50cStの動粘度および40℃で約20〜約700cStの動粘度を有する。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2016年6月2日に出願された米国仮特許出願第62/344,577号(U.S. Provisional Application Serial No.62/344,577)の優先権を主張し、この開示は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
開示の分野
本開示は、一般的に潤滑剤組成物に関する。
開示の背景
潤滑剤組成物は、典型的には、潤滑剤組成物自体および/または潤滑剤組成物の使用が予定される機器(例えば車両)の性能に関連する多くの性能特性を有することが要求される。最近、市場要因と政府規制により、改めて車両の燃費に重きが置かれている。したがって、改善された燃費を有する潤滑剤組成物を開発する機会が残っている。
開示および利点の概要
本開示は、潤滑剤組成物を提供する。潤滑剤組成物は、潤滑剤組成物100重量部を基準にして少なくとも約60重量部の量のポリアルキレングリコール基油成分を含む。潤滑剤組成物は、それぞれASTM D445に従って測定された、100℃で約4〜約50cStの動粘度および40℃で約20〜約700cStの動粘度を有する。潤滑剤組成物は、車両の燃費を高めるのに有用である。
潤滑剤組成物の特定の実施形態についてのトラクション係数データを示す折れ線グラフである。 潤滑剤組成物の特定の実施形態についてのトラクション係数データを示す別の折れ線グラフである。 潤滑剤組成物の特定の実施形態についてのトラクション係数データを示す別の折れ線グラフである。 潤滑剤組成物の特定の実施形態についてのトラクション係数データを示す別の折れ線グラフである。 潤滑剤組成物の特定の実施形態についての燃費データを示す棒グラフである。 潤滑剤組成物の特定の実施形態についての燃費データを示す別の棒グラフである。 潤滑剤組成物の特定の実施形態についての燃費データを示す別の棒グラフである。
開示の詳細な説明
本開示は、潤滑剤組成物を提供する。この潤滑剤組成物は、様々な潤滑用途に利用することができ、かつ車軸、トランスミッション(手動または自動)、トランスファーケース、パワーテイクオフ、トランスアクスル、およびベアリング/ホイール用の潤滑剤として特に有用である。
潤滑剤組成物は、ポリアルキレングリコール基油成分を含む。典型的には、ポリアルキレングリコール基油成分は、1種以上のポリアルキレングリコールを含む。例えば、ポリアルキレングリコール基油成分は、1、2、3、4種またはそれ以上のポリアルキレングリコールを含んでいてもよい。
特定の実施形態では、潤滑剤組成物は、ポリアルキレングリコール基油成分100重量部を基準にして約60〜約98重量部のポリアルキレングリコール基油成分を含む。あるいは潤滑剤組成物は、潤滑剤組成物100重量部を基準にして約65〜約98重量部、約70〜約98重量部、約75〜約98重量部、約80〜約98重量部、約85〜約98重量部、または約95〜約98重量部の量のポリアルキレングリコール基油成分を含む。あるいは潤滑剤組成物は、潤滑剤組成物100重量部を基準にして約60〜約95重量部、約65〜約90重量部、約70〜約90重量部、または約80〜約90重量部の量のポリアルキレングリコール基油成分を含む。
潤滑剤組成物は、ASTM D445に従って測定されたときに100℃で約4〜約50cStの動粘度を有する。本開示の目的のために、動粘度についてのいかなる言及も、ASTM D445によって測定した動粘度であると理解されるべきである。特定の実施形態では、潤滑剤組成物は、100℃で約4〜約45、約5〜約40、約5〜約35、約5〜約30、約5〜約25、約5〜約20、約5〜約15、または約5〜約10cStの動粘度を有する。
潤滑剤組成物はまた、40℃で約20〜約700cStの動粘度を有する。特定の実施形態では、潤滑剤組成物は、40℃で約20〜約660、約20〜約620、約20〜約580、約20〜約540、約20〜約500、約20〜約460、約20〜約420、約20〜約380、約20〜約340、約20〜約300、約20〜約260、約20〜約220、約20〜約180、約20〜約140、約20〜約100、または約20〜約60cStの動粘度を有する。他の実施形態では、潤滑剤組成物は、40℃で約20〜約100、約30〜約90、約40〜約80、または約50〜約70cStの動粘度を有する。
潤滑剤組成物は、典型的には、ASTM D2270に従って測定すると約170〜約250の粘度指数を有する。あるいは潤滑剤組成物は、約180〜約240、約190〜約230、または約200〜約220の粘度指数を有していてもよい。本開示の目的のために、粘度指数についてのいかなる言及も、ASTM D2270によって測定した粘度指数であると理解されるべきである。
潤滑剤組成物のこの動粘度および粘度指数は、車両の車軸を潤滑するのに特に有用である潤滑剤組成物をもたらし、この場合、潤滑剤組成物は、車軸用潤滑剤と呼ぶこともできる。同様に、潤滑剤組成物のこの動粘度および粘度指数は、トランスミッション(手動または自動)、トランスファーケース、トランスアクスル、パワーテイクオフ(PTO)、およびベアリング/ホイールを潤滑するのに特に有用である潤滑剤組成物をもたらす。さらに、当業者は、潤滑剤組成物のこの動粘度が、潤滑剤組成物を回転スクリュー圧縮機用潤滑剤などのいくつかの用途には適さないものにする可能性があることも理解するであろう。
特定の実施形態では、潤滑剤組成物は、米国石油協会(API)の基油互換性ガイドラインに従って分類されるように、タイプI、II、III、およびIVの基油を本質的に含まない。本開示の文脈において、「タイプI、II、III、およびIVの基油を本質的に含まない」とは、潤滑剤組成物が、潤滑油組成物100重量部を基準にして約5重量部未満のタイプI、II、III、およびIVの基油を合わせた合計を含むことを意味する。あるいは「タイプI、II、III、およびIVの基油を本質的に含まない」とは、潤滑剤組成物が、潤滑油組成物100重量部を基準にして約4重量部未満、約3重量部未満、約2重量部未満、または約1重量部未満のタイプI、II、III、およびIVの基油を合わせた合計を含むことを意味する。一例として、潤滑剤組成物は、タイプI、II、III、およびIVの基油を依然として本質的に含まなくてもよく、潤滑剤組成物中に含まれる添加剤(さらに後ほど記載される)の1種がタイプI、II、III、および/またはIVの基油中に分散されている場合、これらの油のうちの1種以上を約4重量部で含有する。
ポリアルキレングリコール基油成分に戻って参照すると、特定の実施形態では、ポリアルキレングリコール基油成分は水溶性である。水溶性ポリアルキレングリコール基油成分を含むこれらの実施形態では、ポリアルキレングリコール基油成分は、第1のポリアルキレングリコールおよび第2のポリアルキレングリコールを含む。一般的に、第1および第2のポリアルキレングリコールは両方とも、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとの反応生成物から形成されたランダムコポリマーである。第1および第2のポリアルキレングリコールを形成するために使用されるエチレンオキシド対プロピレンオキシドの比率は変動してもよいが、エチレンオキシドの量は、第1および第2のポリアルキレングリコールを水溶性にするのに十分である。
典型的には、第1のポリアルキレングリコールは、100℃で約2〜約70cStの動粘度および40℃で約5〜約200cStの動粘度を有する。同様に、第2のポリアルキレングリコールは、典型的には、100℃で約50〜約220cStの動粘度および40℃で約150〜約1,300cStの動粘度を有する。一般的に、第2のポリアルキレングリコールは、100℃および40℃で第1のポリアルキレングリコールの動粘度よりも高い動粘度を有する。これらの実施態様では、第1のポリアルキレングリコールと第2のポリアルキレングリコールのブレンドは、典型的には、上記のように潤滑剤組成物の動粘度および粘度指数を確立する。
特定の実施形態では、第1のポリアルキレングリコールは、100℃で約2〜約65、約2〜約60、約2〜約55、約2〜約50、約2〜約45、約2〜約40、約2〜約35、約2〜約30、約2〜約25、約2〜約20、約2〜約15、または約2〜約10cStの動粘度を有する。
特定の実施形態では、第1のポリアルキレングリコールは、40℃で約5〜約180、約5〜約160、約5〜約140、約5〜約120、約5〜約100、約5〜約80、約5〜約60、約5〜約40、または約20cStの動粘度を有する。
特定の実施形態では、第2のポリアルキレングリコールは、40℃で約160〜約1,300、約300〜約1,250、約450〜約1,200、約600〜約1,150、または約750〜約1,000cStの動粘度を有する。
特定の実施形態では、第2のポリアルキレングリコールは、100℃で約5〜約180、約5〜約160、約5〜約140、約5〜約120、約5〜約100、約5〜約80、約5〜約60、約5〜約40、約10〜約60、約10〜約50、または約20cStの動粘度を有する。
1つの実施形態では、第1のポリアルキレングリコールは、100℃で約2〜約30cStの動粘度および40℃で約10〜約50cStの動粘度を有する。さらに、第2のポリアルキレングリコールは、100℃で約120〜約200cStの動粘度および40℃で約800〜約1,200cStの動粘度を有する。
必須ではないが、潤滑剤組成物は、潤滑剤組成物100重量部を基準にして約50〜約85重量部の量の第1のポリアルキレングリコールを含んでいてもよい。あるいは潤滑剤組成物は、潤滑剤組成物100重量部を基準にして約55〜約85、約60〜約85、約65〜約85、約70〜約85、約75〜約85、または約75重量部の量の第1のポリアルキレングリコールを含んでいてもよい。
潤滑剤組成物はさらに、潤滑剤組成物100重量部を基準にして約5〜約35重量部の量の第2のポリアルキレングリコールを含んでいてもよい。あるいは潤滑剤組成物は、潤滑剤組成物100重量部を基準にして約5〜約35、約10〜約30、約10〜約25、約10〜約20、または約15重量部の量の第2のポリアルキレングリコールを含んでいてもよい。
ポリアルキレングリコール基油成分に戻って参照すると、特定の実施形態では、ポリアルキレングリコール基油成分は水不溶性である。水不溶性ポリアルキレングリコール基油成分を含むこれらの実施形態では、ポリアルキレングリコール基油成分は、第3のポリアルキレングリコールおよび第4のポリアルキレングリコールを含む。一般的に、第3および第4のポリアルキレングリコールは両方とも、プロピレンオキシドの反応生成物から形成されたホモポリマーである。第3および第4のポリアルキレングリコールはプロピレンオキシドの反応生成物から形成されたホモポリマーであるので、第3および第4のポリアルキレングリコールは、典型的には水不溶性であると見なされる。さらに、「第3の」および「第4の」ポリアルキレングリコールの呼称は、全部で3つまたは4つのポリアルキレングリコールを要求するものではないことを理解されたい。代わりに、「第3の」および「第4の」は、水不溶性の実施形態におけるポリアルキレングリコールを水溶性の実施形態において用いられるポリアルキレングリコール(すなわち、第1および第2のポリアルキレングリコール)と区別するために用いられる便宜上の用語である。
典型的には、第3のポリアルキレングリコールは、100℃で約2〜約15cStの動粘度および40℃で約15〜約70cStの動粘度を有する。同様に、第4のポリアルキレングリコールは、典型的には、100℃で約10〜約50cStの動粘度および40℃で約60〜約250cStの動粘度を有する。一般的に、第4のポリアルキレングリコールは、100℃および40℃における第3のポリアルキレングリコールの動粘度よりも高い動粘度を有する。これらの実施形態では、第3のポリアルキレングリコールと第4のポリアルキレングリコールのブレンドは、典型的には、上記のように潤滑剤組成物の動粘度および粘度指数を確立する。
特定の実施形態では、第3のポリアルキレングリコールは、100℃で約2〜約12、約3〜約11、約4〜約10、約5〜約9、または約6〜約8cStの動粘度を有する。
特定の実施形態では、第3のポリアルキレングリコールは、40℃で約15〜約65、約15〜約60、約20〜約55、約20〜約50、約20〜約45、または約25〜約40cStの動粘度を有する。
特定の実施形態では、第4のポリアルキレングリコールは、100℃で約10〜約45、約10〜約40、約10〜約35、約10〜約30、約10〜約25、または約15〜約25cStの動粘度を有する。
特定の実施形態では、第4のポリアルキレングリコールは、40℃で約60〜約240、約70〜約220、約75〜約200、約80〜約180、約85〜約160、約90〜約155、約95〜約150、約100〜約145、約105〜約140、または約110〜約135cStの動粘度を有する。
1つの実施形態では、第3のポリアルキレングリコールは、100℃で約2〜約10cStの動粘度および40℃で約15〜約35cStの動粘度を有する。さらに、第4のポリアルキレングリコールは、100℃で約15〜約35cStの動粘度および40℃で約80〜約160cStの動粘度を有する。
必須ではないが、潤滑剤組成物は、潤滑剤組成物100重量部を基準にして約5〜約40重量部の量の第3のポリアルキレングリコールを含んでいてもよい。あるいは潤滑剤組成物は、潤滑剤組成物100重量部を基準にして約10〜約35、約15〜約30、または約20〜約25重量部の量の第3のポリアルキレングリコールを含んでいてもよい。
潤滑剤組成物はさらに、潤滑剤組成物100重量部を基準にして約40〜約75重量部の量の第4のポリアルキレングリコールを含んでいてもよい。あるいは潤滑剤組成物は、潤滑剤組成物100重量部を基準にして約45〜約75、約50〜約70、約55〜約65重量部の量の第4のポリアルキレングリコールを含んでいてもよい。
ポリアルキレングリコール基油成分が水不溶性である場合の実施形態では、潤滑剤組成物は、エステル基油をさらに含んでいてもよい。エステル基油は、基油であることに加えて、添加剤パッケージ(さらに後ほど記載される)を溶解および/または分散させることもできる。典型的には、エステルは、モノカルボン酸、ジカルボン酸、またはポリカルボン酸と1種以上のアルコールとから形成される。一般的に、アルコールはC〜C18アルコールであり、かつ直鎖状または分枝鎖状のいずれであってもよい。適切なアルコールとしては、ブタノール、ヘキサノール、ドデカノール、2−エチルヘキサノール、およびプロピルヘプタノールが挙げられるが、これらに限定されない。潤滑剤組成物中に含まれていてもよいエステル基油の具体例としては、ジブチルアジペート、ジ(2−エチルヘキシル)セバケート、ジ−n−ヘキシルフマレート、ジオクチルセバケート、ジイソオクチルアゼレート、ジイソデシルアゼレート、ジオクチルフタレート、ジデシルフタレート、ジエイコシルセバケート、リノール酸二量体の2−エチルヘキシルジエステル、およびアジピン酸のジプロピルヘプタノールジエステルが挙げられるが、これらに限定されない。
潤滑剤組成物がエステルを含む場合、エステルは、典型的には、潤滑剤組成物100重量部を基準にして、約5〜約35、約10〜約30、または約15〜約25重量部の量で存在する。
1つの実施形態では、潤滑剤組成物は、それぞれ潤滑剤組成物100重量部を基準にして、約15〜約25重量部の量のアジピン酸のジプロピルヘプタノールジエステル、約10〜約35重量部の量の第3のポリアルキレングリコール、および約45〜約75重量部の量の第4のポリアルキレングリコールを含む。この実施形態では、第3のポリアルキレングリコールは、100℃で約2〜約10cStの動粘度および40℃で約15〜約35cStの動粘度を有する。さらに、第4のポリアルキレングリコールは、100℃で約15〜約35cStの動粘度および40℃で約80〜約160cStの動粘度を有する。さらに、この実施形態では、第3および第4のポリアルキレングリコールは両方とも、プロピレンオキシドから形成されたホモポリマーである。さらに、この実施形態では、潤滑剤組成物は、一般的に、車両の燃費の向上を達成しながら、車両の車軸、トランスミッション(手動または自動)、トランスファーケース、トランスアクスル、パワーテイクオフ(PTO)、および/またはベアリング/ホイールを潤滑するために使用される。いかなる特定の理論にも縛られることなく、第3のポリアルキレングリコールと第4のポリアルキレングリコールの組合せが燃費の向上をもたらすと考えられる。より具体的には、第3のポリアルキレングリコールと第4のポリアルキレングリコールのブレンドの化学的性質と動粘度の組合せが潤滑剤組成物に優れた低温および高温特性を付与し、これにより、潤滑剤組成物が車両の上記部品を潤滑するために使用される場合に潤滑剤組成物の燃費が向上すると考えられる。
特定の実施形態では、潤滑剤組成物は、従来の潤滑剤と比較して改善された燃費を示す。この向上した燃費は、ストライベック条件下および40℃および100℃における転がり滑り率(SRR)でミニマムトラクションマシン(MTM)を用いて潤滑剤組成物を分析したときに観察することができる。特定の実施形態では、潤滑剤組成物は、ストライベック条件下、1,000mm/sの速度、および40℃の温度で測定した場合に0.030未満のトラクション係数を有する。いかなる特定の理論にも縛られることなく、ポリアルキレングリコール基油成分の量とその40℃および100℃における動粘度が、改善された燃費を有する潤滑剤組成物をもたらすと考えられる。特に、ポリアルキレングリコール基油成分は、潤滑剤組成物に優れた低温および高温特性を付与し、これにより、潤滑剤組成物が、車両の車軸、トランスミッション(手動または自動)、トランスファーケース、トランスアクスル、パワーテイクオフ(PTO)、および/またはベアリング/ホイールを潤滑するために使用される場合に潤滑剤組成物の燃費が向上すると考えられる。この向上した燃費は、上記の潤滑剤組成物のトラクション係数によって実証される。さらに、向上した燃費を示すにもかかわらず、潤滑剤組成物は、数ある特性の中でも良好な剪断安定性および耐酸化性を有する。さらに、この潤滑剤組成物はまた、比較的低いトラクション係数によって証明されるように、摩擦から生じる熱が最小限に抑えられるという事実に基づき、従来の潤滑剤と比較して改善された(すなわちより低い)作動温度を示すことを可能にする。
1つの実施形態では、潤滑剤組成物は、車軸用潤滑剤である。この実施形態では、ポリアルキレングリコール基油成分は水溶性であり、かつ車軸用潤滑剤100重量部を基準にして少なくとも約80重量部の量で存在する。典型的には、この実施形態では、ポリアルキレングリコール基油成分は、車軸用潤滑剤100重量部を基準にして約80〜約95重量部の量で存在する。ポリアルキレングリコール基油成分は、車軸用潤滑剤100重量部を基準にして約50〜約85重量部の量の第1のポリアルキレングリコールを含む。第1のポリアルキレングリコールは、100℃で約2〜約30cStの動粘度および40℃で約10〜約50cStの動粘度を有する。ポリアルキレングリコール基油成分はさらに、車軸用潤滑剤100重量部を基準にして約5〜約35重量部の量の第2のポリアルキレングリコールを含む。第2のポリアルキレングリコールは、100℃で約120〜約200cStの動粘度、および40℃で約800〜約1,200cStの動粘度を有する。第1のポリアルキレングリコールと第2のポリアルキレングリコールの組合せが、100℃で約4〜約50cStの動粘度、40℃で約20〜約300cStの動粘度、および約170〜約250の粘度指数を有する車軸用潤滑剤をもたらす。さらに、この実施形態の車軸用潤滑剤はまた、タイプI、II、III、およびIVの基油を本質的に含まない。必須ではないが、この実施形態の車軸用潤滑剤はまた、本質的に上記の成分と下記の添加剤パッケージとからなっていてもよい。いかなる特定の理論にも縛られることなく、この実施形態の車軸用潤滑剤は、車両の車軸を潤滑するために使用される場合に車両の燃費を高めると考えられる。より具体的には、第1のポリアルキレングリコールと第2のポリアルキレングリコールのブレンドの化学的性質と動粘度の組合せが潤滑剤組成物に優れた低温および高温特性を付与し、これにより、潤滑剤組成物が車両の車軸を潤滑するために使用される場合に潤滑剤組成物の燃費が向上すると考えられる。
別の実施形態では、潤滑剤組成物は、トランスミッション用潤滑剤、トランスファーケース用潤滑剤、トランスアクスル用潤滑剤、パワーテイクオフ用潤滑剤、および/またはベアリング/ホイール用潤滑剤である。この実施形態では、ポリアルキレングリコール基油成分は水溶性であり、かつ潤滑剤組成物100重量部を基準にして少なくとも約80重量部の量で存在する。典型的には、この実施形態では、ポリアルキレングリコール基油成分は、潤滑剤組成物100重量部を基準にして約80〜約95重量部の量で存在する。ポリアルキレングリコール基油成分は、潤滑剤組成物100重量部を基準にして約50〜約85重量部の量の第1のポリアルキレングリコールを含む。第1のポリアルキレングリコールは、100℃で約2〜約30cStの動粘度および40℃で約10〜約50cStの動粘度を有する。ポリアルキレングリコール基油成分はさらに、潤滑剤組成物100重量部を基準にして約5〜約35重量部の量の第2のポリアルキレングリコールを含む。第2のポリアルキレングリコールは、100℃で約120〜約200cStの動粘度、および40℃で約800〜約1,200cStの動粘度を有する。第1のポリアルキレングリコールと第2のポリアルキレングリコールの組合せが、100℃で約4〜約50cStの動粘度、40℃で約20〜約300cStの動粘度、および約170〜約250の粘度指数を有する潤滑剤組成物をもたらす。さらに、この実施形態の潤滑剤組成物はまた、タイプI、II、III、およびIVの基油を本質的に含まない。必須ではないが、この実施形態の車軸用潤滑剤はまた、本質的に上記の成分と下記の添加剤パッケージとからなっていてもよい。いかなる特定の理論にも縛られることなく、これらの実施形態の潤滑剤組成物は、車両のトランスミッション(手動または自動)、トランスファーケース、トランスアクスル、パワーテイクオフ、および/またはベアリング/ホイールを潤滑するために使用される場合に車両の燃費を高めると考えられる。より具体的には、第1のポリアルキレングリコールと第2のポリアルキレングリコールのブレンドの化学的性質と動粘度の組合せが潤滑剤組成物に優れた低温および高温特性を付与し、これにより、潤滑剤組成物が、車両のトランスミッション(手動または自動)、トランスファーケース、トランスアクスル、パワーテイクオフ、および/またはベアリング/ホイールを潤滑するために使用される場合に潤滑剤組成物の燃費が向上すると考えられる。
潤滑組成物は、添加剤パッケージを含んでいてもよい。添加剤パッケージは、潤滑剤組成物の少なくとも1つの特性および/または潤滑剤組成物の使用が予定される機器の性能を改善するために有効な少なくとも1種の添加剤を含む。特定の実施形態では、添加剤パッケージは、酸化防止剤、腐食防止剤、泡制御添加剤、極圧添加剤、耐摩耗添加剤、清浄剤、金属不動態化剤、流動点降下剤、および粘度指数向上剤から選択される1種以上の添加剤を含む。必須ではないが、添加剤パッケージおよび潤滑剤組成物は、一般的に分散剤を本質的に含まない。特定の実施形態では、添加剤パッケージ、または添加剤パッケージの一部は、HITEC(登録商標)350の商品名でAfton Chemical社から市販されている。
添加剤パッケージに含まれる個々の添加剤は、潤滑剤組成物に添加する前に1種以上の他の添加剤と組み合わせてもよく、またはその代わりに個々の添加剤を別々に潤滑剤に添加してもよいことを理解されたい。言い換えれば、添加剤パッケージは、ポリアルキレングリコール基油成分と組み合わせる前に、添加剤の全部をまたは一部さえも組み合わせることを必要としない。
潤滑剤組成物が添加剤パッケージを含む場合、添加剤パッケージは、典型的には、潤滑剤組成物100重量部を基準にして約2〜約20、約4〜約18、約4〜約16、約4〜約14、または約6〜約12重量部の量で存在する。
耐摩耗添加剤に関しては、当技術分野において公知の任意の耐摩耗添加剤を含めることができる。耐摩耗添加剤の適切で非限定的な例としては、ジアルキルジチオリン酸亜鉛(「ZDDP」)、硫黄および/またはリンおよび/またはハロゲン含有化合物、例えば、硫化オレフィンおよび植物油、ジアルキルジチオリン酸亜鉛、アルキル化リン酸トリフェニル、リン酸トリトリル、リン酸トリクレジル、塩素化パラフィン、アルキルジスルフィドおよびアリールジスルフィドおよびアルキルトリスルフィドおよびアルキルトリスルフィド、リン酸モノアルキルおよびリン酸ジアルキルのアミン塩、メチルホスホン酸のアミン塩、ジエタノールアミノメチルトリルトリアゾール、ビス(2−エチルヘキシル)アミノメチルトリルトリアゾール、2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾールの誘導体、3−[(ジイソプロポキシホスフィノチオイル)チオ]プロピオン酸エチル、トリフェニルチオホスフェート(トリフェニルホスホロチオエート)、トリス(アルキルフェニル)ホスホロチオエートならびにそれらの混合物(例えば、トリス(イソノニルフェニル)ホスホロチオエート)、ジフェニルモノノニルフェニルホスホロチオエート、イソブチルフェニルジフェニルホスホロチオエート、3−ヒドロキシ−1,3−チアホスフェタン3−オキシドのドデシルアミン塩、トリチオリン酸5,5,5−トリス[イソオクチル−2−アセテート]、2−メルカプトベンゾチアゾールの誘導体、例えば1−[N,N−ビス(2−エチルヘキシル)アミノメチル]−2−メルカプト−1H−1,3−ベンゾチアゾール、エトキシカルボニル−5−オクチルジチオカルバメート、リンを含む無灰耐摩耗添加剤、ならびに/またはそれらの組合せが挙げられる。1つの実施形態では、耐摩耗添加剤はZDDPである。
含まれる場合、耐摩耗添加剤は、潤滑剤組成物100重量部を基準にして約0.1〜約10、あるいは約0.1〜約5、あるいは約0.1〜約4、あるいは約0.1〜約3、あるいは約0.1〜約2、あるいは約0.1〜約1、あるいは約0.1〜0.5重量部の量で潤滑剤組成物中に含まれていてもよい。耐摩耗添加剤の量は上記の範囲外で変動してもよいが、典型的にはこれらの範囲内の全体値および小数値の両方である。さらに、潤滑剤組成物中に2種以上の耐摩耗添加剤が含まれていてもよく、その場合、含まれる全ての耐摩耗添加剤の合計量は上記の範囲内であることを理解されたい。さらに、潤滑剤組成物中により多くの耐摩耗性添加剤が含まれていてもよく、その場合、含まれる全ての耐摩耗性添加剤の合計量は上記の範囲内であることを理解されたい。
同様に、当技術分野において公知の任意の流動点降下剤を含めることができる。流動点降下剤は、典型的には、ポリメタクリレートおよびアルキル化ナフタレン誘導体、ならびにそれらの組合せから選択される。
含まれる場合、流動点降下剤は、潤滑剤組成物100重量部を基準にして約0.01〜約5、あるいは約0.01〜約2、あるいは約0.01〜約1、あるいは約0.01〜約0.5重量部の量で潤滑剤組成物中に含まれていてもよい。流動点降下剤の量は上記の範囲外で変動してもよいが、典型的にはこれらの範囲内の全体値および小数値の両方である。さらに、潤滑剤組成物中に2種以上の流動点降下剤が含まれていてもよく、その場合、含まれる全ての流動点降下剤の合計量は上記の範囲内であることを理解されたい。
消泡剤に関しては、当技術分野で公知の任意の消泡剤を含めることができる。消泡剤は、典型的には、シリコーン消泡剤、アクリレートコポリマー消泡剤、およびそれらの組合せから選択される。
含まれる場合、消泡剤は、潤滑剤組成物の全重量を基準にして約1〜約1000、あるいは約1〜約500、あるいは約1〜約400ppmの量で潤滑剤組成物中に含まれていてもよい。消泡剤の量は上記の範囲外で変動してもよいが、典型的にはこれらの範囲内の全体値および小数値の両方である。さらに、潤滑剤組成物中に2種以上の消泡剤が含まれていてもよく、その場合、含まれる全ての消泡剤の合計量は上記の範囲内であることを理解されたい。
含まれる場合、清浄剤は、典型的には、過塩基性または中性の金属スルホネート、フェネートおよびサリチレート、ならびにそれらの組合せから選択される。例えば、様々な実施形態では、清浄剤は、金属スルホネート、フェネート、サリチレート、カルボキシレート、チオホスホネート、およびそれらの組合せから選択される。1つの実施形態では、清浄剤は、過塩基性金属スルホネート、例えばカルシウムスルホネートを含む。別の実施形態では、清浄剤は、過塩基性金属サリチレート、例えばカルシウム金属サリチレートを含む。さらに別の実施形態では、清浄剤はアルキルフェネート清浄剤を含む。
用いられる場合、清浄剤は、潤滑剤組成物100重量部を基準にして約0.1〜約35、あるいは約0.1〜約5、あるいは約0.1〜約3、または約0.1〜約1重量部の量で潤滑剤組成物中に含まれていてもよい。清浄剤の量は上記の範囲外で変動してもよいが、典型的にはこれらの範囲内の全体値および小数値の両方である。さらに、潤滑剤組成物中に2種以上の清浄剤が含まれていてもよく、その場合、含まれる全ての清浄剤の合計量は上記の範囲内であることを理解されたい。
用いられる場合、粘度指数向上剤は、様々な種類のものとすることができる。粘度指数向上剤の適切な例としては、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ビニルピロリドン/メタクリレートコポリマー、ポリビニルピロリドン、ポリブテン、オレフィンコポリマー、スチレン/アクリレートコポリマーおよびポリエーテル、ならびにそれらの組合せが挙げられる。
用いられる場合、粘度指数向上剤は、様々な量で使用することができる。粘度指数向上剤は、潤滑剤組成物100重量部を基準にして約0.01〜約5、約0.1〜約3、または約0.1〜約1重量部の量で潤滑剤組成物中に含まれていてもよい。粘度指数向上剤の量は上記の範囲外で変動してもよいが、典型的にはこれらの範囲内の全体値および小数値の両方である。さらに、潤滑剤組成物中に2種以上の粘度指数向上剤が含まれていてもよく、その場合、含まれる全ての粘度指数向上剤の合計量は上記の範囲内であることを理解されたい。
用いられる場合、酸化防止剤は、様々な種類のものとすることができる。適切な酸化防止剤としては、アルキル化モノフェノール、アルキルチオメチルフェノール、ヒドロキノンおよびアルキル化ヒドロキノン、ヒドロキシル化チオジフェニルエーテル、アルキリデンビスフェノール、O−、N−およびS−ベンジル化合物、ヒドロキシベンジル化マロネート、トリアジン化合物、芳香族ヒドロキシベンジル化合物、ベンジルホスホネート、アシルアミノフェノール、[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸と一価または多価アルコールとのエステル、β−(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロピオン酸と一価アルコールまたは多価アルコールとのエステル、アミン系酸化防止剤、脂肪族または芳香族ホスファイト、チオジプロピオン酸またはチオ二酢酸のエステル、ジチオカルバミン酸またはジチオリン酸の塩、硫化脂肪酸エステル、硫化脂肪および硫化オレフィン、ならびにそれらの組合せが挙げられる。
含まれる場合、酸化防止剤は、様々な量で使用することができる。酸化防止剤は、典型的には、潤滑剤組成物100重量部を基準にして約0.01〜約5、約0.1〜約3、または約0.5〜約2重量部の範囲の量で潤滑剤組成物中に存在する。
本開示はまた、車軸を有する車両の燃費を高める方法を提供する。この方法は、潤滑剤組成物を提供することを含む。この方法はさらに、潤滑剤組成物を車両の車軸と接触させて車両の燃費を高めることを含む。
本開示はまた、車両の車軸、トランスミッション(手動または自動)、トランスファーケース、トランスアクスル、パワーテイクオフ(PTO)、および/またはベアリング/ホイールを有する車両の燃費を高める方法を提供する。この方法は、潤滑剤組成物を提供することを含む。本方法はさらに、潤滑剤組成物を、トランスミッション(手動または自動)、トランスファーケース、トランスアクスル、パワーテイクオフ、ベアリング/ホイール、およびそれらの組合せの群から選択される少なくとも1つの車両部品と接触させて車両の燃費を高めることを含む。
1つの実施形態では、本開示の方法は、車軸を有する車両の燃費を高めるために車軸用潤滑剤を提供することを含む。この実施形態では、車軸用潤滑剤のポリアルキレングリコール基油成分は、車軸用潤滑剤100重量部を基準にして少なくとも約60重量部の量で存在する。さらに、車軸用潤滑剤は、100℃で約5〜約35cStの動粘度および40℃で約20〜約300cStの動粘度を有する。さらに、車軸用潤滑剤は、ストライベック条件、1,000mm/sの速度、および100℃の温度で測定した場合に0.030未満のトラクション係数を有する。この方法はさらに、車軸用潤滑剤を車両の車軸と接触させて車両の燃費を高めることを含む。

本開示の範囲内の2つの潤滑剤組成物を、潤滑剤組成物1および2として表1に示している。表1はまた、比較用潤滑剤AおよびBとして2つの比較用潤滑剤を示す。表1における各潤滑剤のそれぞれの各成分は、各潤滑剤100重量部を基準にして重量部で示す。
Figure 2019517614
基油1は、100℃で約2〜約10cStの動粘度および40℃で約15〜約25cStの動粘度を有するエチレンオキシドとプロピレンオキシドとの水溶性コポリマーである。
基油2は、100℃で約120〜約200cStの動粘度および40℃で約900〜約1,000cStの動粘度を有するエチレンオキシドとプロピレンオキシドとの水溶性コポリマーである。
基油3は、100℃で約2〜約10cStの動粘度および40℃で約30〜約40cStの動粘度を有するプロピレンオキシドの水溶性ホモポリマーである。
基油4は、100℃で約15〜約25cStの動粘度および40℃で約115〜約140cStの動粘度を有するプロピレンオキシドの水溶性ホモポリマーである。
基油5は、2−プロピルヘプタノールとアジピン酸とのジエステルである。
基油6は、Americas CORE 150(商標)の商品名でExxonMobil社から市販されているグループIの基油である。
基油7は、Americas CORE 2550(商標)の商品名でExxonMobil社から市販されているグループIの基油である。
基油8は、100℃で6cStの動粘度を有する、ExxonMobil社から市販されているポリアルファオレフィン基油である。
基油9は、100℃で100cStの動粘度を有する、ExxonMobil社から市販されているポリアルファオレフィン基油である。
潤滑剤組成物1〜2および比較用潤滑剤A〜Bの動粘度および粘度指数を測定し、それらも表1に示す。
トラクション係数は、ストライベック条件下で、100℃の温度とそれに40℃の温度においてMTMを用いて測定した。100℃と40℃における結果を、それぞれ図1Aと図1Bに示している。
結果は、潤滑剤組成物1および2が優れた燃費を有することを実証している。
本開示の範囲内の2つの追加の潤滑剤組成物を、潤滑剤組成物3および4として表2に示している。表2には、比較用潤滑剤も比較用潤滑剤Cとして示す。各潤滑剤のそれぞれの各成分は、それぞれの組成物100重量部を基準にして重量部で示している。
Figure 2019517614
基油1〜5および8は、上記の通りである。
基油10は、100℃で150cStの動粘度を有する、ExxonMobil社から市販されているメタロセン触媒ポリアルファオレフィン基油である。
性能向上用添加剤としては、上記の性能向上用添加剤が挙げられる。
潤滑剤組成物3〜4および比較用潤滑剤Cの物理的特性も表2に示している。
潤滑剤組成物3〜4、比較用潤滑剤C、およびEmgard 2986のトラクション係数は、ストライベック条件下および転がり滑り条件下で測定した。Emgard 2986は市販の潤滑剤であり、追加の比較用潤滑剤を提供する目的で含めた。第一に、トラクション係数を、ストライベック条件下で100℃の温度においてMTMを用いて測定した。100℃におけるこの最初のトラクション係数試験の結果を図2Aに示している。第二に、トラクション係数は、転がり滑り率条件下および温度100℃でMTMを用いて測定した。この第2のトラクション係数試験の結果は図2Bに示している。図2Aおよび2Bに示すように、潤滑剤組成物3および4は優れた燃費を有する。
潤滑剤組成物3〜4、比較用潤滑剤C、およびEmgard 2986の燃費もまた、EPA 75/25(都市サイクルおよびハイウェイサイクル)燃費試験および欧州のNEDCサイクル試験を用いて評価した。これらのテストは両方とも、2015 Dodge Ram truck(ダッジラムトラック)(C 235車軸)を用いてシャーシダイナモメーターで実行した。結果を図3A、3B、および3Cに示している。図3A〜3Cに示すように、潤滑剤組成物3および4は優れた燃費を有する。
添付の特許請求の範囲は、詳細な説明に記載される表現および特定の化合物、組成物、または方法に限定されず、これらは添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれる特定の実施形態の間で異なる場合もあることを理解されたい。様々な実施形態の特定の特徴または態様を説明するために本明細書に依拠するいかなるマーカッシュグループに関しても、それぞれのマーカッシュグループの各メンバーから、他の全てのマーカッシュメンバーとは無関係に、異なる結果、特別な結果、および/または予期せぬ結果が得られる。マーカッシュグループの各メンバーは、個別にまたは組み合わせて依拠することができ、添付の特許請求の範囲の範囲内の特定の実施形態に対する適切な裏付けを提供する。
さらに、本開示の様々な実施形態を独立して、かつ集合的に記載することに依拠する任意の範囲および部分範囲は、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれ、たとえそのような値が本明細書に明示的に記載されていなくても、その範囲の中の全体値および/または小数値を含む全ての範囲を記載および考慮するものと理解される。当業者は、列挙された範囲および部分範囲が本開示の様々な実施形態を十分に説明および可能にすることを容易に認識し、そのような範囲および部分範囲は、適切な半分、3分の1、4分の1、5分の1などにさらに画定することができる。ほんの一例として、「0.1〜0.9」の範囲は、下3分の1、すなわち0.1〜0.3、中3分の1、すなわち0.4〜0.6、および上3分の1、すなわち0.7〜0.9にさらに画定することができ、これらは個々に、かつ集合的に添付の特許請求の範囲の範囲内にあり、個々に、かつ/または集合的に依拠することができ、添付の特許請求の範囲の範囲内の特定の実施形態に対する適切な裏付けを提供する。さらに、「少なくとも」、「よりも高い」、「よりも少ない」、「よりも多くない」などの範囲を定義または修正する言葉に関しては、そのような言葉が部分範囲および/または上限もしくは下限を含むものと理解されるべきである。別の例として、「少なくとも10」の範囲は、本質的に、少なくとも10〜35の部分範囲、少なくとも10〜25の部分範囲、25〜35の部分範囲などを含み、各部分範囲は、個々に、かつ/または集合的に依拠することができ、添付の特許請求の範囲内の特定の実施形態に対する適切な裏付けを提供する。最後に、開示された範囲内の個々の数字は、添付の特許請求の範囲の範囲内の特定の実施形態に依拠して適切な裏付けを提供することができる。例えば、「1〜9」の範囲は、3などの様々な個々の整数のほかに、小数点(または端数)、例えば4.1を含む個々の数字も含み、これらは添付の特許請求の範囲の範囲内の特定の実施形態に依拠して適切な裏付けを提供することができる。さらに、配合物中に含まれる溶媒の選択、溶媒の量、ポリカルボキシレートの選択、ならびにアルカリ性ビルダーの選択とアルカリ性ビルダーおよび他の固体原料の粒径の両方により、一般的に配合物の粘度が操作される。
本開示は、例示的な方法で説明してきたが、使用してきた用語は、限定するものではなく説明の用語の性質のものであることを意図していると理解されたい。上記の教示に照らして、本開示の多くの修正および変形が可能である。本開示は、具体的に記載したものとは異なる方法で実施することもできる。独立請求項と従属請求項(単項従属と多数項従属の両方)のすべての組合せの主題が、本明細書において明示的に企図されている。

Claims (20)

  1. 潤滑剤組成物100重量部を基準にして少なくとも約60重量部の量のポリアルキレングリコール基油成分を含む潤滑剤組成物であって、前記潤滑剤組成物が、それぞれASTM D445に従って測定された、100℃で約4〜約50cStの動粘度および40℃で約20〜約700cStの動粘度を有する、潤滑剤組成物。
  2. 前記ポリアルキレングリコール基油成分が水溶性である、請求項1記載の潤滑剤組成物。
  3. 前記ポリアルキレングリコール基油成分が、
    それぞれASTM D445に従って測定された、100℃で約2〜約70cStの動粘度および40℃で約5〜約200cStの動粘度を有する第1のポリアルキレングリコールと、
    それぞれASTM D445に従って測定された、100℃で約50〜約220cStの動粘度および40℃で約150〜約1,300cStの動粘度を有する第2のポリアルキレングリコールと
    を含み、ここで、前記第2のポリアルキレングリコールは、100℃および40℃で前記第1のポリアルキレングリコールの動粘度よりも高い動粘度を有する、請求項2記載の潤滑剤組成物。
  4. 前記第1のポリアルキレングリコールが、それぞれASTM D445に従って測定された、100℃で約2〜約30cStの動粘度および40℃で約10〜約50cStの動粘度を有し、かつ
    前記第2のポリアルキレングリコールが、それぞれASTM D445に従って測定された、100℃で約120〜約200cStの動粘度および40℃で約800〜約1,200cStの動粘度を有する、請求項3記載の潤滑剤組成物。
  5. 前記ポリアルキレングリコール基油成分が、
    前記潤滑剤組成物100重量部を基準にして約50〜約85重量部の量の前記第1のポリアルキレングリコールと、
    前記潤滑剤組成物100重量部を基準にして約5〜約35重量部の量の前記第2のポリアルキレングリコールと
    を含む、請求項3または4記載の潤滑剤組成物。
  6. 前記第1のポリアルキレングリコールと前記第2のポリアルキレングリコールのうちの少なくとも一方が、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとの反応生成物から形成されたランダムコポリマーである、請求項3から5までのいずれか1項記載の潤滑剤組成物。
  7. ストライベック条件下、1,000mm/sの速度、および100℃の温度で測定した場合に0.030未満のトラクション係数を有する、請求項2から6までのいずれか1項記載の潤滑剤組成物。
  8. ストライベック条件下、1,000mm/sの速度、および40℃の温度で測定した場合に0.020未満のトラクション係数を有する、請求項2から7までのいずれか1項記載の潤滑剤組成物。
  9. 前記ポリアルキレングリコール基油成分が水不溶性である、請求項1記載の潤滑剤組成物。
  10. 前記ポリアルキレングリコール基油成分が、
    それぞれASTM D445に従って測定された、100℃で約2〜約15cStの動粘度および40℃で約15〜約70cStの動粘度を有する第3のポリアルキレングリコールと、
    それぞれASTM D445に従って測定された、100℃で約10〜約50cStの動粘度および40℃で約60〜約250cStの動粘度を有する第4のポリアルキレングリコールと
    を含み、ここで、前記第4のポリアルキレングリコールは、100℃および40℃で前記第3のポリアルキレングリコールの動粘度よりも高い動粘度を有する、請求項9記載の潤滑剤組成物。
  11. 前記第3のポリアルキレングリコールが、それぞれASTM D445に従って測定された、100℃で約2〜約10cStの動粘度および40℃で約20〜約50cStの動粘度
    を有し、かつ
    前記第4のポリアルキレングリコールが、それぞれASTM D445に従って測定された、100℃で約15〜約35cStの動粘度および40℃で約80〜約160cStの動粘度を有する、請求項10記載の潤滑剤組成物。
  12. 前記ポリアルキレングリコール基油成分が、
    前記ポリアルキレングリコール基油成分100重量部を基準にして約5〜約40重量部の量の前記第3のポリアルキレングリコールと、
    前記ポリアルキレングリコール基油成分100重量部を基準にして約40〜約70重量部の量の前記第4のポリアルキレングリコールと
    を含む、請求項10または11記載の潤滑剤組成物。
  13. 前記第3のポリアルキレングリコールと前記第4のポリアルキレングリコールのうちの少なくとも一方が、プロピレンオキシドから形成されたホモポリマーである、請求項10から12までのいずれか1項記載の潤滑剤組成物。
  14. ストライベック条件下、1,000mm/sの速度、および100℃の温度で測定した場合に0.030未満のトラクション係数を有する、請求項9から13までのいずれか1項記載の潤滑剤組成物。
  15. ジエステルをさらに含む、請求項1または請求項9から14までのいずれか1項記載の潤滑剤組成物。
  16. 酸化防止剤、腐食防止剤、泡制御添加剤、極圧添加剤、耐摩耗添加剤、清浄剤、および粘度指数向上剤から選択される少なくとも1種の添加剤を含有する添加剤パッケージをさらに含み、ここで、分散剤を本質的に含まない、請求項1から15までのいずれか1項記載の潤滑剤組成物。
  17. タイプI、II、III、およびIVの基油を本質的に含まない、請求項1から16までのいずれか1項記載の潤滑剤組成物。
  18. 車軸用潤滑剤である、請求項1から17までのいずれか1項記載の潤滑剤組成物。
  19. 車軸用潤滑剤であって、
    水溶性であり、かつ前記車軸用潤滑剤100重量部を基準にして少なくとも約80重量部の量で存在するポリアルキレングリコール基油成分を含み、前記ポリアルキレングリコール基油成分が、
    前記車軸用潤滑剤100重量部を基準にして約50〜約85重量部の量の第1のポリアルキレングリコールと、
    前記車軸用潤滑剤100重量部を基準にして約5〜約35重量部の量の第2のポリアルキレングリコールと
    を含み、前記第1のポリアルキレングリコールは、それぞれASTM D445に従って測定された、100℃で約2〜約30cStの動粘度および40℃で約10〜約50cStの動粘度を有し、かつ前記第2のポリアルキレングリコールは、それぞれASTM D445に従って測定された、100℃で約120〜約200cStの動粘度、および40℃で約800〜約1,200cStの動粘度を有し、ここで、
    前記車軸用潤滑剤は、それぞれASTM D445に従って測定された、100℃で約4〜約50cStの動粘度および40℃で約20〜約300cStの動粘度を有し、
    前記車軸用潤滑剤は、タイプI、II、III、およびIVの基油を本質的に含まず、かつ
    前記車軸用潤滑剤は、ASTM D2270に従って測定して、約170〜約250の粘度指数を有する、車軸用潤滑剤。
  20. 車軸を有する車両の燃費を高める方法であって、前記方法が、
    車軸用潤滑剤100重量部を基準にして少なくとも約60重量部の量で存在するポリアルキレングリコール基油成分を含む車軸用潤滑剤を準備するステップと、
    前記潤滑剤と前記車両の車軸とを接触させて前記車両の燃費を高めるステップと
    を含み、ここで、
    前記車軸用潤滑剤は、それぞれASTM D445に従って測定された、100℃で約4〜約50cStの動粘度および40℃で約20〜約300cStの動粘度を有し、
    前記車軸用潤滑剤は、ストライベック条件下、1,000mm/sの速度、および100℃の温度で測定した場合に0.030未満のトラクション係数を有する、方法。
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