JP2023168653A - 潤滑剤、潤滑組成物および摺動機械 - Google Patents
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Abstract
【課題】摺動面上に安定した吸着膜を形成でき、摺動特性の安定化（例えば耐摩耗性の確保等）を図れる潤滑剤を提供する。【解決手段】本発明は、下記の化学構造式で示される潤滑剤である。TIFF2023168653000006.tif31169（Ｒ：炭素数が８～２４の炭化水素基、ｍ、ｎ：２～８の整数）【選択図】図５Ａ
Description
本発明は、潤滑剤等に関する。
摺動部を備える機械は、低摩耗化や低摩擦化により、長寿命化や損失低減（効率化）等が図られる。このような摺動特性は、摺動部に供給（介在）される潤滑剤（潤滑油等の組成物を含む。）に依る影響が大きい。このため、潤滑剤等に関する提案が多くなされており、例えば、下記の特許文献に関連する記載がある。
特許文献１は、防錆性能に優れる潤滑組成物を提案している。特許文献２は、所望の粘度を有するディーゼルエンジン用潤滑組成物を提案している。
これらの特許文献には、潤滑組成物の摺動面上における吸着性やその摺動面上に形成される膜等に関連する記載も示唆もない。
本発明はこのような事情に鑑みて為されたものであり、摺動特性の安定化を図れ得る新たな潤滑剤等を提供することを目的とする。
本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究した結果、摺動面への吸着性に優れた新たな構造の潤滑剤を開発した。この成果を発展させることにより、以降に述べる本発明を完成するに至った。
《潤滑剤》
（１）本発明は、下記の化学構造式で示される潤滑剤である。
（１）本発明は、下記の化学構造式で示される潤滑剤である。
（２）本発明の潤滑剤を摺動機械等に用いると、摺動面上に安定した吸着膜を形成でき、摺動特性の安定化等が図られる。
このような優れた効果を本発明の潤滑剤が発現する理由や機序は必ずしも定かではないが、現状、次のように考えられる。本発明の潤滑剤は、化学構造式（１）に示すように、二つのアミノアルキル基を備える。これらの官能基により、本発明の潤滑剤は基材（例えば鋼材）の表面に、従来より安定して吸着するようになる。その結果、本発明の潤滑剤やその組成物を摺動機械の摺動部（摺動面間）へ供給すると、少なくとも一方の摺動面上に強固な吸着膜が素早く（例えば摺動機械の運転開始直後から）形成され、所望の摺動特性（耐摩耗性、低摩擦性等）が安定的に確保され得る。
《潤滑組成物》
本発明は、上述した潤滑剤を含む潤滑組成物としても把握される。潤滑組成物は、例えば、潤滑剤を含む液相（混合液）でも、潤滑剤が分散した固相（複合材）でもよい。潤滑組成物の代表例として、その潤滑剤を基油に添加した潤滑油がある。
本発明は、上述した潤滑剤を含む潤滑組成物としても把握される。潤滑組成物は、例えば、潤滑剤を含む液相（混合液）でも、潤滑剤が分散した固相（複合材）でもよい。潤滑組成物の代表例として、その潤滑剤を基油に添加した潤滑油がある。
《摺動機械》
本発明は、上述した潤滑剤が供給される摺動面を備える摺動機械としても把握される。潤滑剤は、例えば、潤滑油として摺動面へ供給される。摺動機械の代表例として、エンジン、変速機等であり、潤滑剤はエンジンオイルやミッションオイル（オートマチックトランスミッションフルード（ＡＴＦ）を含む。）の添加剤として摺動面へ供給される。
本発明は、上述した潤滑剤が供給される摺動面を備える摺動機械としても把握される。潤滑剤は、例えば、潤滑油として摺動面へ供給される。摺動機械の代表例として、エンジン、変速機等であり、潤滑剤はエンジンオイルやミッションオイル（オートマチックトランスミッションフルード（ＡＴＦ）を含む。）の添加剤として摺動面へ供給される。
《その他》
（１）本明細書でいう炭化水素基Ｒ、Ｒ’は、飽和基でも不飽和基でもよく、また、直鎖基でも分岐基でもよい。
（１）本明細書でいう炭化水素基Ｒ、Ｒ’は、飽和基でも不飽和基でもよく、また、直鎖基でも分岐基でもよい。
（２）特に断らない限り本明細書でいう「ｘ～ｙ」は下限値ｘおよび上限値ｙを含む。本明細書に記載した種々の数値または数値範囲に含まれる任意の数値を新たな下限値または上限値として「ａ～ｂ」のような範囲を新設し得る。また、特に断らない限り、本明細書でいう「ｘ～ｙｐｐｍ」はｘｐｐｍ～ｙｐｐｍを意味する。他の単位系についても同様である。
上述した本発明の構成要素に、本明細書中から任意に選択した一つまたは二つ以上の構成要素を付加し得る。本明細書で説明する内容は、潤滑剤や潤滑組成物のみならず、摺動機械や摺動部材等にも該当し得る。製造方法に関する構成要素も物に関する構成要素ともなり得る。いずれの実施形態が最良であるか否かは、対象、要求性能等によって異なる。
《潤滑剤》
潤滑剤は、化学構造式（１）に示される分子からなる。この分子の主鎖を構成するＲは、炭素数が８～２４、１２～２２さらには１６～２０の炭化水素基である。炭化水素基は、飽和炭化水素基でも不飽和炭化水素基でもよい。主鎖を構成する炭化水素基として、例えば、オレイル、２－エチルヘキシル、ｎ－オクチル、イソオクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、ラウリル、トリデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、パルミトレイル、ヘプタデシル、オクタデシル、ステアリル、リノレイル、ノナデシル、テトラデシル、アラキジルなどのアルキル基または不飽和アルキル基（アルケニル基）等がある。
潤滑剤は、化学構造式（１）に示される分子からなる。この分子の主鎖を構成するＲは、炭素数が８～２４、１２～２２さらには１６～２０の炭化水素基である。炭化水素基は、飽和炭化水素基でも不飽和炭化水素基でもよい。主鎖を構成する炭化水素基として、例えば、オレイル、２－エチルヘキシル、ｎ－オクチル、イソオクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、ラウリル、トリデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、パルミトレイル、ヘプタデシル、オクタデシル、ステアリル、リノレイル、ノナデシル、テトラデシル、アラキジルなどのアルキル基または不飽和アルキル基（アルケニル基）等がある。
化学構造式（１）にある二つの官能基（アルキルアミン）は、炭素数が同じでも、異なっていてもよい。通常、その炭素数が同数（ｍ＝ｎ）であると、潤滑剤の合成が容易になる。
化学構造式（１）に示す分子は、例えば、プロトン核磁気共鳴分光法（１Ｈ－ＮＭＲ）で分析したとき、下記の化学構造式（２）に示すＨａ、Ｈｂを示すスペクトルの化学シフト値がそれぞれ、２．４ｐｐｍ付近、２．６ｐｐｍ付近となり得る。なお、Ｒ＝Ｒ’（ＣＨ２）であり、Ｒ’の炭素数はＲの（炭素数－１）となる。
《有機膜》
潤滑剤が供給された摺動面上に、その潤滑剤に由来した有機膜が形成され得る。この有機膜は、化学構造式（１）に示す分子のみで形成されたものでもよいし、その分子がその周囲にある分子（例えば基油の構成分子）等と反応して生成されたものでもよい。その生成機序は定かではないが、潤滑剤の分子中にある二つの官能基（アルキルアミン）が摺動面（基材表面）に強固に素早く吸着して、摺動特性に優れる有機膜が形成されると考えられる。
潤滑剤が供給された摺動面上に、その潤滑剤に由来した有機膜が形成され得る。この有機膜は、化学構造式（１）に示す分子のみで形成されたものでもよいし、その分子がその周囲にある分子（例えば基油の構成分子）等と反応して生成されたものでもよい。その生成機序は定かではないが、潤滑剤の分子中にある二つの官能基（アルキルアミン）が摺動面（基材表面）に強固に素早く吸着して、摺動特性に優れる有機膜が形成されると考えられる。
有機膜の存否は、潤滑剤に接した摺動面を飛行時間型二次イオン質量分析法（ＴＯＦ－ＳＩＭＳ）で正イオンスペクトル分析して得られるプロファイル（スペクトルの位置と大きさ）に基づいて、判定され得る。ＴＯＦ－ＳＩＭＳによる検出感度（ピーク強度／ピーク面積）はサンプル毎に変動し易い。サンプル毎に得られる特定のピークの強度（基準面積）を基準として、他のピークの強度（面積）を評価する（つまり基準面積で規格化する）ことにより、有機膜の定量的な分析が可能となる。
そのような基準ピークの一例として、ｍ／ｚ２９．０４付近（Ｃ２Ｈ５
+）のピークがある。そのピーク面積（Ｓ０／基準面積）に対して、有機膜は、例えば、ｍ／ｚ３０．０３付近（ＣＨ４Ｎ+）のピーク面積（Ｓ１）が１．５倍以上（Ｓ１／Ｓ０≧２）さらには２倍以上となり、ｍ／ｚ７０．０７付近（Ｃ４Ｈ８Ｎ+）のピーク面積（Ｓ２）が０．３倍以上（Ｓ２／Ｓ０≧０．３）さらには１倍以上となり、ｍ／ｚ８４．０８付近（Ｃ５Ｈ１０Ｎ+）のピーク面積（Ｓ３）が０．１倍以上（Ｓ３／Ｓ０≧０．１）さらには０．５倍以上となり得る。
このようなピークの他、例えば、ｍ／ｚ３２３．３２付近のピーク面積（Ｓ４）やｍ／ｚ３４９．３５付近のピーク面積（Ｓ５）が基準面積に対して、０．０１倍以上（Ｓ４／Ｓ０≧０．０１、Ｓ５／Ｓ０≧０．０１）さらには０．０２倍以上となってもよい。ｍ／ｚ３２３．３２付近やｍ／ｚ３４９．３５付近で検出される正イオンは、具体的な分子構造が定かではないが、それらの質量数の小数点以下（０．３２や０．３５）が、整数値（３２３や３４９）に対してプラス側の値であったことから、金属元素を含まない有機物からなると判断される。
ｍ／ｚ２９．０４付近（Ｃ２Ｈ５
+）のピーク面積の他、ｍ／ｚ２７．０２付近（Ｃ２Ｈ３
+）のピーク面積や各ピークの合計面積（総イオン量）を基準としてもよい。敢えていうと、今回分析した試料では、２９．０４付近のピークがｍ／ｚ２７．０２付近のピークよりもピーク面積が大きかったため、ｍ／ｚ２９．０４付近（Ｃ２Ｈ５
+）のピーク面積を基準面積とした。
《潤滑組成物／摺動機械》
潤滑組成物として、例えば、基油に潤滑剤を添加したエンジンオイルやミッションオイル（ＡＴＦ含む。）がある。摺動機械として、例えば、エンジンや変速機等がある。本発明の潤滑剤は、有機系の吸着膜を摺動面に素早く形成し得るため、低粘度の潤滑組成物や低温域で運転される摺動機械（例えば、変速機、ハイブリッド車専用の内燃機関等）等にも好適である。
潤滑組成物として、例えば、基油に潤滑剤を添加したエンジンオイルやミッションオイル（ＡＴＦ含む。）がある。摺動機械として、例えば、エンジンや変速機等がある。本発明の潤滑剤は、有機系の吸着膜を摺動面に素早く形成し得るため、低粘度の潤滑組成物や低温域で運転される摺動機械（例えば、変速機、ハイブリッド車専用の内燃機関等）等にも好適である。
潤滑剤の配合量は適宜調整され得るが、潤滑組成物全体に対して、例えば、０．００１～１０質量％、０．０１～５質量％さらには０．１～３質量％程度添加される。なお、潤滑組成物は、化学構造式（１）に属する複数種の分子（炭素数（分子量）や構造（異性体を含む。）が異なる分子）を含んでもよい。その潤滑組成物には、本発明の潤滑剤以外の添加剤等が含まれてもよい。
潤滑剤等に関する具体例を示しつつ本発明をより詳細に説明する。
《潤滑剤》
（１）合成
図１Ａ、図１Ｂ（両図を併せて「図１」という。）に示すように、オレイルアミン（Ｃ１８Ｈ３７Ｎ）を出発原料として、潤滑剤となるビスアミノアルキルアミン（Ｃ２６Ｈ５５Ｎ３／Ｒ＝Ｃ１８Ｈ３５、ｍ＝ｎ＝４）を合成した。詳細は次の通りである。
（１）合成
図１Ａ、図１Ｂ（両図を併せて「図１」という。）に示すように、オレイルアミン（Ｃ１８Ｈ３７Ｎ）を出発原料として、潤滑剤となるビスアミノアルキルアミン（Ｃ２６Ｈ５５Ｎ３／Ｒ＝Ｃ１８Ｈ３５、ｍ＝ｎ＝４）を合成した。詳細は次の通りである。
先ず、図１Ａに示すように、オレイルアミンから中間体であるビスフタルイミド体を、次のように生成した（第１合成ステップ）。アルゴンガス雰囲気下で 反応容器（３００ｍＬ）に、オレイルアミン、N,N-ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ脱水）、フタルイミド（N-(4-Bromobutyl)phthalimide）、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）を仕込み、攪拌して懸濁状態にした。これを内温１００℃に加熱した状態で終夜攪拌して反応を終了させた。
室温まで放冷した反応液へ、市水（１Ｌ）と酢酸エチル（ＡｃＯＥｔ：１Ｌ）を加えて希釈した。分液により水層を除去した後、有機層を市水（０．５Ｌ）と飽和食塩水（０．５Ｌ）で分液洗浄した。その有機層にＮａ２ＳＯ４を加えて乾燥させた。乾燥剤を濾別して得られた濾液を濃縮して粗体（２４ｇ）を得た。粗体をカラム精製（ＳｉＯ２：４８０ｇ、Toluene / Acetone＝４／１)して、薄黄色のオイル状のビスフタルイミド体（１４．２ｇ）を得た。
次に、図１Ｂに示すように、ビスフタルイミド体からビスアミノアルキルアミンを、次のように生成した（第２合成ステップ）。アルゴンガス雰囲気下で反応容器（１Ｌ）に、ビスフタルイミド体、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、エタノール（ＥｔＯＨ）を仕込み、攪拌して均一な溶液とした。この溶液へヒドラジン水和物（Ｎ２Ｈ４・Ｈ２Ｏ）を加えて、加熱還流下で終夜攪拌した。その後、薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）によりビスフタルイミド体の消失を確認しから、反応を終了させた。室温に放冷した反応液から析出した固体を濾別した。得られた濾液を濃縮して粗体（１１．６ｇ）を得た。この粗体をカラム精製（ＳｉＯ２：５０ｇ、ＭｅＯＨ only →８Ｍ ＮＨ３／ＭｅＯＨ）して、ほぼ無色のオイル状のビスアミノアルキルアミン（６．５４ｇ）を得た。
（２）構造解析
合成したビスアミノアルキルアミンを１Ｈ－ＮＭＲ分析して得られたスペクトルを図２に示した。溶媒には重メタノール（ＣＤ３ＯＤ）を用いた。分析は、株式会社ナード研究所において、日本電子株式会社製ＦＴ－ＮＭＲを用いて、測定周波数４００（３９９．６５）ＭＨｚで実施した。
合成したビスアミノアルキルアミンを１Ｈ－ＮＭＲ分析して得られたスペクトルを図２に示した。溶媒には重メタノール（ＣＤ３ＯＤ）を用いた。分析は、株式会社ナード研究所において、日本電子株式会社製ＦＴ－ＮＭＲを用いて、測定周波数４００（３９９．６５）ＭＨｚで実施した。
図２から明らかなように、二つのアミノ基の窒素（Ｎ）に近い水素（Ｈａ）は２．４ｐｐｍ付近にピークがあり、主鎖（アルキルアミン）の窒素（Ｎ）に近い水素（Ｈｂ）は２．６ｐｐｍ付近にピークがあった。
《検証》
合成したビスアミノアルキルアミン（ビスアミノブチル置換体）による摺動特性を次のような摩耗試験により検証した。
合成したビスアミノアルキルアミン（ビスアミノブチル置換体）による摺動特性を次のような摩耗試験により検証した。
（１）潤滑油
炭化水素系基油（GroupIIIベースオイル／Lubricants社製YUBASE2、SK）に、ビスアミノアルキルアミンを０．０４ｍｏｌ／ｋｇの割合で配合して潤滑油を調製した（試料１）。比較のため、ビスアミノアルキルアミンに替えてオレイルアミンを同様に配合した潤滑油も調製した（試料Ｃ１）。
炭化水素系基油（GroupIIIベースオイル／Lubricants社製YUBASE2、SK）に、ビスアミノアルキルアミンを０．０４ｍｏｌ／ｋｇの割合で配合して潤滑油を調製した（試料１）。比較のため、ビスアミノアルキルアミンに替えてオレイルアミンを同様に配合した潤滑油も調製した（試料Ｃ１）。
（２）摩耗試験
各試料の潤滑油（供試油）を用いて、図３に示すクロスピン摩耗試験を行った。この摩耗試験は、回転するピンに、別なピンを直交状に押し当てて行った。両ピンは、円柱状（φ２０ｍｍ）の鋼材（ＳＣＭ４２０）からなり、表面が浸炭処理されてなる。なお、ピンは全長１５０ｍｍであるが、分析に供される中央部分（長さ１０ｍｍ）が分割式（交換式）となっている。
各試料の潤滑油（供試油）を用いて、図３に示すクロスピン摩耗試験を行った。この摩耗試験は、回転するピンに、別なピンを直交状に押し当てて行った。両ピンは、円柱状（φ２０ｍｍ）の鋼材（ＳＣＭ４２０）からなり、表面が浸炭処理されてなる。なお、ピンは全長１５０ｍｍであるが、分析に供される中央部分（長さ１０ｍｍ）が分割式（交換式）となっている。
両ピン間の押圧荷重：２０Ｎとして、滑り速度１．２ｍ／Ｓで４５分間保持した後、１．０ｍ／Ｓ、０．７ｍ／Ｓ、０．５ｍ／Ｓ、０．３ｍ／Ｓ、０．２ｍ／Ｓ、０．１ｍ／Ｓの降順で、滑り速度を減速させた。減速開始以降、滑り速度毎の保持時間は３分間とした。摺動部には、ロータリーポンプにより約５ｍＬ／ｍｉｎで潤滑油を供給した。再現性を確認するため、試料毎に同試験を３回繰返した。特に断らない限り、３回の試験により得られた平均値で、各試料に係る摺動特性を評価した。
（３）絶縁性
両ピン間に電圧（５０ｍＶ）を印加して、両ピン間に生成する絶縁膜により変化する電圧値を測定した。その試験中の電圧値の変化を絶縁率（％）に換算して図４に示した。絶縁率は、試験開始前（回転前）の電気抵抗値（初期値：ｒ０）に対する変動率｛１００×（ｒ－ｒ０）／ｒ０｝を示す。
両ピン間に電圧（５０ｍＶ）を印加して、両ピン間に生成する絶縁膜により変化する電圧値を測定した。その試験中の電圧値の変化を絶縁率（％）に換算して図４に示した。絶縁率は、試験開始前（回転前）の電気抵抗値（初期値：ｒ０）に対する変動率｛１００×（ｒ－ｒ０）／ｒ０｝を示す。
図４から明らかなように、ビスアミノアルキルアミンを含む潤滑油（試料１）を摺動部へ供給したとき、摩耗試験の開始直後から絶縁率が急激に大きくなった。一方、オレイルアミンを含む潤滑油（試料Ｃ１）を摺動部へ供給したとき、試験開始から１５分間以上経過してから漸く絶縁率が増加した。
試料１の場合、絶縁性膜（有機膜）が摺動面に素早く吸着形成されたと考えられる。なお、滑り速度の減速に伴って、摺動面上に形成される膜は薄くなり、分担荷重が増して脱離（剥離）し易くなる。このため、滑り速度の減速と共に絶縁率も低下したと考えられる。もっとも、試料１は試料Ｃ１よりも絶縁率の低下が緩やかであり、滑り速度が０．５ｍ／Ｓ以下の領域でも相当な絶縁率が維持されていた。つまり試料１の潤滑油を用いることにより、摺動面上に有機系の膜が素早く安定形成されることがわかった。
（４）摩耗痕
摩耗試験後の固定ピン側の摩耗痕（一例）の外観写真を図５Ａに、その摩耗痕幅（３つの平均値）を図５Ｂにそれぞれ示した。なお、摩耗痕幅は、固定ピンの表面に形成された短手方向（回転ピンの長手方向）の最大長である。
摩耗試験後の固定ピン側の摩耗痕（一例）の外観写真を図５Ａに、その摩耗痕幅（３つの平均値）を図５Ｂにそれぞれ示した。なお、摩耗痕幅は、固定ピンの表面に形成された短手方向（回転ピンの長手方向）の最大長である。
図５Ａ、図５Ｂ（両図を併せて「図５」という。）から明らかなように、試料Ｃ１よりも試料１の方が、摩耗痕が小さく、表面荒れも少なかった。
なお、試料１の摩耗痕は試料Ｃ１の摩耗痕に対して、面積が略１／２倍以下であった。このため試料Ｃ１よりも試料１の方が、摺動面間に作用していた実質的な圧力は大きかったと考えられる。このような高面圧下でも、試料１の潤滑剤によれば、摺動面上に有機系の膜が安定的に形成されることもわかった。
（５）吸着膜
クロスピン試験後の各摩耗痕の表面を、ＴＯＦ－ＳＩＭＳ装置（Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry／アルバック・ファイ株式会社製TRIFT V nanoTOF)で分析した。この際、一次イオン種にはＢｉ３ ++を用いて、高質量分解能測定モードにより、各摩耗痕の中心部を分析した。また、摩耗痕が小さい試料１の分析領域：２５０μｍ×２５０μｍ、摩耗痕が大きい試料Ｃ１の分析領域：３００μｍ×３００μｍとした。
クロスピン試験後の各摩耗痕の表面を、ＴＯＦ－ＳＩＭＳ装置（Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry／アルバック・ファイ株式会社製TRIFT V nanoTOF)で分析した。この際、一次イオン種にはＢｉ３ ++を用いて、高質量分解能測定モードにより、各摩耗痕の中心部を分析した。また、摩耗痕が小さい試料１の分析領域：２５０μｍ×２５０μｍ、摩耗痕が大きい試料Ｃ１の分析領域：３００μｍ×３００μｍとした。
こうして得られた各試料に係る正イオンスペクトルを図６にまとめて示した。なお、図６に示したスペクトルの縦軸スケールは、炭化水素イオン（Ｃ２Ｈ５
+）のイオン強度に基づいて調整した。
代表的なフラグメントのピーク面積（Ｓ）を、基準となるフラグメントのピーク面積（Ｓ０／基準面積）で規格化した二次イオン強度比（Ｓ／Ｓ０）を、図７にまとめて示した。定量解析に適した代表的なフラグメントとして、オイル自体の添加剤に依存し難く、広範囲に検出され得る炭化水素基に着目した。
基準面積（Ｓ０）には、ｍ／ｚ２９．０４付近（Ｃ２Ｈ５
+）のピーク面積の他、ｍ／ｚ２７．０２付近（Ｃ２Ｈ３
+）のピーク面積および総イオン量（全ピーク面積の合計）も採用した。図７には、規格化した二次イオン強度比を、表形式と棒グラフの両方で示した。なお、各ピーク面積は、ＴＯＦ－ＳＩＭＳ装置に付属している解析ソフトにより算出した。
図６、図７から明らかなように、試料１は試料Ｃ１に対して、少なくとも、ｍ／ｚ３０．０３付近（ＣＨ４Ｎ+）のピーク面積（Ｓ１）、ｍ／ｚ７０．０７付近（Ｃ４Ｈ８Ｎ+）のピーク面積（Ｓ２）およびｍ／ｚ８４．０８付近のピーク面積（Ｓ３）が大きくなった。ｍ／ｚ２９．０４付近（Ｃ２Ｈ５
+）のピーク面積（Ｓ０）を基準とした強度比でいうと、試料１の場合、Ｓ１／Ｓ０≒２．４３（≧１．５）、Ｓ２／Ｓ０≒１．６７（≧０．３）、Ｓ３／Ｓ０≒０．８９（≧０．１）となった。一方、試料Ｃ１の場合、Ｓ１／Ｓ０≒１．２、Ｓ２／Ｓ０≒０．２１、Ｓ３／Ｓ０≒０．０９５となった。これらは試料１よりもかなり小さかった。
また試料１では、ｍ／ｚ１１０付近（Ｃ７Ｈ１２Ｎ+）、ｍ／ｚ３２３．３２付近、ｍ／ｚ３４９．３５付近にも、試料Ｃ１には観られない特徴的なピーク群が出現した。
このような二次イオンのピークを示す有機成分由来の吸着膜が、基材表面（摺動面）上に形成されることにより、優れた吸着性や摺動特性（耐摩耗性等）が発現されるようになったと考えられる。
《補足》
上述した結果を踏まえて、ビスアミノアルキルアミンのアルキル鎖長（化学構造式（１）のｍ、ｎ）について、分子計算ソフトウェア（ダッソー・システムズ株式会社製Materials Studio／Forcite Plus）を用いて分子動力学法により検討した。
上述した結果を踏まえて、ビスアミノアルキルアミンのアルキル鎖長（化学構造式（１）のｍ、ｎ）について、分子計算ソフトウェア（ダッソー・システムズ株式会社製Materials Studio／Forcite Plus）を用いて分子動力学法により検討した。
図８に示すように、ビス（アミノアルキル）基のアルキル鎖長が長い分子ほど、金属表面（Ｆｅ（１００）面）への相互作用エネルギーが負側に大きくなる（つまり安定的に吸着する）ことがわかった。
但し、その鎖長が過長な分子は、ベースオイルへ添加したときに、立体障害を生じ易くなり、基材表面への吸着性の低下も予想される。そこで、ベースオイルとの混合系における各分子の吸着性を、上述した分子計算ソフトウェアを用いたAmorphous Cell計算により評価した。
添加剤の分子：８０個とベースオイル（イソドデカン）の分子：１２０個とからなる混合系（密度：０．８ｇ／ｃｍ３）について、基材表面に接触してから１０ｎｓ経過後の様子を図９に示した。基材表面（Ｆｅ（１００）面）付近に着目すると、ビス（アミノアルキル）基のアルキル鎖長の炭素数が４（Ｃ４）のとき、その炭素数が６（Ｃ６）や０（オレイルアミン）のときよりも、添加剤分子の基材表面（摺動面）への吸着割合が多くなることが確認された。これらの結果から、アルキル鎖長の炭素数（ｍ、ｎ）は４前後、つまり２～８さらには３～６程度であると好ましいといえる。なお、ｍとｎは異なる整数でもよいが、同じ整数である方が添加剤（潤滑剤）の合成が容易になる。
Claims (7)
- 下記の化学構造式で示される潤滑剤。
- プロトン核磁気共鳴分光法（１Ｈ－ＮＭＲ）により得られるスペクトルの化学シフト値で、２．４ｐｐｍ付近にあるＨａと２．６ｐｐｍ付近にあるＨｂとを有する下記の化学構造式に示す請求項１に記載の潤滑剤。
- 請求項１または２に記載の潤滑剤を含む潤滑組成物。
- 請求項１または２に記載の潤滑剤が供給される摺動面を備える摺動機械。
- 飛行時間型二次イオン質量分析法（ＴＯＦ－ＳＩＭＳ）で正イオンスペクトル分析したときに、ｍ／ｚ２９．０４付近（Ｃ２Ｈ５ +）のピーク面積（Ｓ０）である基準面積に対して、下記を満たす有機膜が前記摺動面上にある請求項４に記載の摺動機械。
ｍ／ｚ３０．０３付近（ＣＨ４Ｎ+）のピーク面積（Ｓ１）が該基準面積の１．５倍以上（Ｓ１／Ｓ０≧２）、
ｍ／ｚ７０．０７付近（Ｃ４Ｈ８Ｎ+）のピーク面積（Ｓ２）が該基準面積の０．３倍以上（Ｓ２／Ｓ０≧０．３）、
ｍ／ｚ８４．０８付近（Ｃ５Ｈ１０Ｎ+）のピーク面積（Ｓ３）が該基準面積の０．１倍以上（Ｓ３／Ｓ０≧０．１） - 前記有機膜は、さらに、ｍ／ｚ３２３．３２付近のピーク面積（Ｓ４）が、前記基準面積の０．０１倍以上（Ｓ４／Ｓ０≧０．０１）ある請求項５に記載の摺動機械。
- 前記有機膜は、さらに、ｍ／ｚ３４９．３５付近のピーク面積（Ｓ５）が、前記基準面積の０．０１倍以上（Ｓ５／Ｓ０≧０．０１）ある請求項５に記載の摺動機械。
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