JP2652436B2 - トラクションドライブ用流体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は新規なトラクションドライブ用流体に関する
ものである。さらに詳しくいえば、本発明は、自動車用
無段変速器、産業機械、水圧機器などにおける小型軽量
化トラクションドライブ用として好適な、ナフテン系化
合物に匹敵する高いトラクション係数を有し、かつ油温
上昇によるトラクション係数の低下が小さいので高温で
の使用が可能である上、低温流動性に優れていて、各種
粘度グレードの品揃えが容易であり、しかも安価である
など、優れた特徴を有するトラクションドライブ用流体
に関するものである。

［従来の技術］ 従来、自動車用無段変速器、産業機械、水圧機器など
においては、動力の伝達ないし変速に運動中の振動が少
なく、また動力伝達効率の高いことから、トラクション
ドライブ装置（転がり摩擦駆動装置）が用いられてい
る。

このトラクションドライブ装置においては、転がり摩
擦面において液体の油膜が硬化することにより生じる転
がり摩擦を動力が伝達されるため、接触部分に介在する
オイルには、高圧下で可逆的にガラス転移を生じて粘度
上昇することにより回転摩擦面における動力伝達効果が
大きく、かつ接触面を離れるとただちに流動状態に戻る
性質を有するとともに、金属物体間の直接接触を防止
し、その上一般潤滑油と同様な防錆、冷却などの重要な
作用を有することが要求される。

さらに、最近では、特に自動車用途を中心に、トラク
ションドライブ装置の小型軽量化が検討されており、そ
れに伴い、該トラクションドライブ装置に使用されるト
ラクションドライブに対して、低温から高温まで（−30
〜＋140℃）の広い温度範囲において優れた性能、特に
高温においても高いトラクション係数と優れた熱及び酸
化安定性を有することが要求されるようになってきた。

一般に、トラクションドライブ装置のサイズは、使用
するトラクションオイルのトラクション係数の0.45乗に
反比例するといわれており（モンサント社技術資料、IC
/FP−28R）、用いるトラクションオイルの使用温度域で
の最低トラクション係数が高いほど、トラクションドラ
イブ装置の小型軽量化が図られる。

従来、トラクションオイル用として、種々の化合物が
提案されているが（例えば、特公昭46−338号公報、特
公昭46−339号公報など）、これらの化合物において
は、例えば室温付近で粘度の低いものは高温において、
トラクション係数が著しく低下したり、また、逆に高温
でトラクション係数の高いものは室温付近では粘度が高
くなり、さらに低温になると著しく粘度が上昇し、流動
性が悪くなって、大きな撹拌ロスをもたらしたり、ある
いは製造コスト面で問題があるなどの欠点を有し、必ず
しも十分に満足しうるものではなかった。

例えば、一般にトラクション係数が高いといわれてい
るナフテン系化合物（シクロヘキサン環を有する化合
物）は、低温流動性や製造コストの面で問題がある上、
単一化合物であることから、種々の粘度グレード品を揃
えるためには、数種類の化合物を用意する必要がある
し、一方低温流動性や製造コスト面で優れ、かつ各種粘
度グレードの品揃えが容易なものとして、オレフィンオ
リゴマーであるポリイソブチレンが知られているが、こ
のものは、前記のナフテン系化合物よりトラクション係
数が低く、かつ油温上昇によるトラクション係数の低下
が大きいなど、トラクションオイルとして最も要求され
る性能について大きな欠点を有している。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、このような従来のトラクションオイルが有
する欠点を克服し、ナフテン系化合物に匹敵する高いト
ラクション係数を有し、かつ油温度上昇によるトラクシ
ョン係数の低下が小さいので、高温での使用が可能であ
る上、低温流動性に優れていて、各種粘度グレードの品
揃えが容易であり、しかも安価であるなど、優れた特徴
を有するトラクションドライブ用流体を提供することを
目的としてなされたものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、前記の優れた特徴を有するトラクショ
ンドライブ用流体を開発するために鋭意研究を重ねた結
果、分枝を有する炭素数８〜16のオレフィンの重合体や
その水添物を含有して成るものが、その目的に適合しう
ることを見い出し、この知見に基づいて本発明を完成す
るに至った。

すなわち、本発明は、分枝を有する炭素数８〜16のオ
レフィンの重合体及び／又はその水添物を含有して成る
トラクションドライブ用流体を提供するものである。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明のトラクションドライブ用流体に用いられるオ
レフィンの重合体やその水添物の原料であるオレフィン
については、分枝を有し、かつ炭素数が８〜16の範囲の
ものであれば特に制限はなく、α−オレフィンであって
もよいし、内部オレフィンであってもよいが、特にイソ
ブチレンの２〜４量体やプロピレンの３〜５量体などが
好適に用いられる。このようなオレフィンの具体例とし
ては、2,4−ジメチル−ヘプテン−１、4,6−ジメチル−
ヘプテン−１、2,4,6−トリメチル−ノネン−１、4,6,8
−トリメチル−ノネン−１、2,4,4−トリメチル−ペン
テン−１、2,4,4−トリメチル−ペンテン−２などが挙
げられる。これらのオレフィンは１種用いて重合しても
よいし、２種以上混合して重合してもよい。

これらのオレフィンを重合させる方法については特に
制限はなく、従来オレフィンの重合に慣用されている方
法、例えばラジカル重合、カチオン重合、配位アニオン
重合、放射線重合などの中から任意の方法を選び用いる
ことができる。

これらの重合方法は、溶媒の不在下に行ってもよい
し、存在下に行ってもよく、溶媒を用いる場合には、該
溶媒としては、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン、
シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサ
ンなどの飽和脂肪族又は脂環式炭化水素系溶媒、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン、テトラリンなどの芳香族炭化
水素系溶媒、塩化メチレン、四塩化炭素などの塩素系有
機溶媒などが挙げられる。これらの溶媒は１種用いても
よいし、２種以上を混合して用いてもよい。

ラジカル重合法においては、ラジカル重合開始剤とし
て、例えば過酸化ベンゾイル、過酸化ジ−ｔ−ブチル、
クメンヒドロペルオキシドなどの過酸化物、アゾビスイ
ソブチロニトリル、アゾビスイソ酪酸メチル、アゾビス
−2,4−ジメチルバレロニトリルなどのアゾ化合物など
が好ましく用いられる。

また、カチオン重合や配位アニオン重合などにおいて
用いられる触媒としては、例えば活性白土や酸性白土な
どの白土類、発煙硫酸、濃硫酸、塩酸、フッ化水素、ク
ロルスルフォン酸、フルオロスルフォン酸などの鉱酸、
ｐ−トルエンスルホン酸やトリフリック酸などの有機
酸、塩化アルミニウム、塩化第二鉄、塩化第二スズ、三
フッ化ホウ素、三臭化ホウ素、臭化アルミニウム、塩化
ガリウム、臭化ガリウム、四塩化チタンなどのルイス
酸、ゼオライト、シリカアルミナ、イオン交換樹脂など
の固体酸、あるいは硫酸、塩化アルミニウム、三フッ化
ホウ素、臭化アルミニウム、五フッ化アンチモンなどを
シリカ−アルミナ、シリカ−チタニア、シリカ−ジルコ
ニア、チタニア−ジルコニア、チタニア、アルミナ、ジ
ルコニアなどに担持させたものや、フッ素化スルホン酸
樹脂などの固体超強酸、トリエチルアルミニウム、塩化
ジエチルアルミニウム、二塩化エチルアルミニウムなど
の有機アルミニウム化合物などが用いられる。

ここで上記に例示される鉱酸、有機酸、ルイス酸、固
体酸、硫酸などをシリカ−アルミナなどに担持させたも
のや、固体超強酸、有機アルミニウム化合物などの活性
の強い触媒を用いる場合には、飽和脂肪族又は脂環式炭
化水素溶媒や塩素系有機溶媒を用いることが好ましい。

重合温度は、重合方法や使用する触媒により異なる
が、通常−70〜＋180℃の範囲の温度において適宜選ば
れる。

このようにして得られたオレフィンの重合体は、洗
浄、精製してそのままトラクションドライブ用流体とし
て用いてもよいし、所望の粘度となるように蒸留分離し
て用いてもよく、さらに安定性が要求される場合には水
添して用いてもよい。この重合体の粘度としては、40℃
の温度における動粘度が４〜500センチストークスの範
囲にあるのが望ましい。

前記オレフィンの重合体を水添する場合、所望に応じ
溶媒を用いることができる。この際、溶媒としては、例
えばｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、デカン、ドデカンな
どの飽和脂肪族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキ
サン、メチルシクロヘキサン、デカリンなどの飽和脂環
式炭化水素などを用いることができる。これらの溶媒は
１種用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いても
よい。

また、水添触媒としては、例えばニッケル、ルテニウ
ム、パラジウム、白銀、ロジウム、イリジウム、銅、ク
ロム、モリブデン、コバルト、タングステンなどの金属
を１種以上含有するものが好ましく用いられる。

さらに、反応温度は、通常室温ないし300℃、好まし
くは40〜200℃の範囲で選ばれ、一方反応圧力は、通常
ないし200kg/cm²・Ｇ、好ましくは常圧ないし100kg/cm
・Ｇの範囲で選ばれる。

本発明のトラクションドライブ用流体は、前記のよう
にして得られたオレフィンの重合体又はその水添物をそ
れぞれ単独で用いてもよいし、これらを混合して用いて
もよく、また、該オレフィンの重合体及び／又はその水
添物と他油とをブレンドして用いてもよい。他油とブレ
ンドする場合、該オレフィンの重合体及び／又はその水
添物は、ブレンド物の全重量に基づき５重量％以上、好
ましくは20重量％以上含有していることが望ましい。

前記他油としては、従来トラクションドライブ用流体
として慣用されているものはもちろん、単独ではトラク
ション性能が低くて実用されてないものなどの種々のも
のを挙ることができる。このようなものとしては、例え
ば、パラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油、中間系鉱油な
どの鉱油、アルキルベンゼン、ポリブテン、ポリα−オ
レフィン、合成ナフテン、エステル、エーテルなど、極
めて広範囲の液状物を挙げることができる。その中で
も、アルキルベンゼン、ポリブテン、合成ナフテンが好
ましい。該合成ナフテンとしては、シクロヘキサン環を
２個又は３個以上有するアルカン誘導体、デカリン環と
シクロヘキサン環をそれぞれ１個以上有するアルカン誘
導体、デカリン環を２個以上有するアルカン誘導体、シ
クロヘキサン環又はデカリン環が２個以上直接結合して
いる構造を有する化合物など、具体的には、１−シクロ
ヘキシル−１−デカリルエタン、1,3−ジシクロヘキシ
ル−３−メチルブタン、2,4−ジシクロヘキシルペンタ
ン、1,2−ビス（メチルシクロヘキシル）−２−メチル
プロパン、1,1−ビス（メチルシクロヘキシル）−２−
メチルプロパン、2,4−ジシクロヘキシル−２−メチル
ペンタン、リモネン二量体水添物、ピネン二量体水添
物、カンフェン二量体水添物などを挙げることができ
る。

本発明のトラクションドライブ流体の粘度としては、
40℃の温度における動粘度が４〜500センチストークス
の範囲にあるのが望ましい。

本発明のトラクションドライブ用流体には、所望に応
じ、本発明の目的を損なわない範囲で、従来トラクショ
ンオイルに慣用されている各種添加剤、例えば酸化防止
剤、防錆剤、清浄分散剤、流動点降下剤、粘度指数向上
剤、極圧剤、耐摩耗添加剤、疲労防止剤、混合剤、油性
向上剤、着色剤などを添加することができる。

［実施例］ 次に、実施例により本発明を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 １の四つ口フラスコに、撹拌機、温度計、滴下ロー
ト、塩化カルシウム乾燥管を取り付け、フラスコ内をア
ルゴン置換しながら塩化メチレン200gとトリフルオロメ
タンスルホン酸25gを仕込んだのち、ドライアイス−メ
タノールバスで−50℃に冷却し撹拌しながら、ジイソブ
チレン550gを４時間かけて滴下し、滴下終了後さらに１
時間撹拌した。次いで室温まで温度を戻したのち、水
洗、NaOH水溶液洗浄、飽和食塩水洗浄、無水硫酸マグネ
シウム乾燥をし、溶媒の塩化メチレンをロータリーエバ
ポレーターで留去して、反応残液を得た。

この反応残液550gと、水素化用ニッケル触媒（日揮化
学（株）製、Ｎ−113）20gを１オートクレーブに入
れ、水素圧50kg/cm²・Ｇ、反応温度160℃で３時間かけ
て水素化を行った。冷却後、触媒をろ過して分析したと
ころ、水素化率は99％以上であった。

この水添物を蒸留し、沸点310〜340℃留分（ｆ−１留
分）140gと沸点340℃以上の留分（ｆ−２留分）250gを
得た。

これらの留分の性状を第１表に示し、また40〜140℃
の範囲で測定したトラクション係数を第１図に示す。

なお、トラクション係数の測定は２円筒型摩擦試験機
にて行った。すなわち、接している同じサイズの円筒
（直径52mm、厚さ6mmで被駆動側は曲率半径10mmのタイ
コ型、駆動側はクラウニング無しのフラット型）の一方
を一定速度（1500rpm）で、他方を1500rpmから1750rpm
まで連続的に回転させ、両円筒の接触部分にバネにより
7kgの荷重を与え、両円筒間に発生する接線力、即ちト
ラクション力を測定し、トラクション係数を求めた。こ
の円筒は軸受鋼SUJ−２鏡面仕上げでできており、最大
ヘルツ接触圧は112kgf/mm²であった。

また、トラクション係数と油温との関係の測定にあた
っては、油タンクをヒーターで加熱することにより、油
温を40℃から140℃まで変化させ、すべり率５％におけ
るトラクション係数と油温との関係をプロットしたもの
である。

以下の実施例、比較例においても同様にしてトラクシ
ョン係数の測定を行った。

比較例１ 動粘度が40℃で30cSt、100℃で4.5cStであり、粘度指
数55、流動点−50℃のポリブテンOH［出光石油化学
（株）製］のトラクション係数を40〜140℃の範囲の温
度で測定した。その結果を第１図に示す。

実施例２ １の四つ口フラスコに、撹拌機、温度計、滴下ロー
ト、塩化カルシウム乾燥管を取り付け、これに三フッ化
ホウ素−エチルエーテル錯体50ccを入れ、撹拌しながら
ジイソブチレン400gを20〜30℃で２時間かけて滴下し、
滴下終了後さらに１時間撹拌した。この反応液は、未反
応のジイソブチレン５重量％と生成したジイソブチレン
の２量体95重量％とから成る組成を有することが分析に
より確認された。

次に、１の四つ口フラスコに、ヘキサン300ccとト
リフルオロメタンスルホン酸10gを入れ、撹拌しながら
−10〜−20℃で、これに前記反応液を２時間で滴下し、
滴下終了後さらに２時間撹拌した。次いで、反応液を室
温まで戻したのち、実施例１と同様に後処理、水素添
加、蒸留を行い、沸点310℃以上の留分180gを得た。

この留分の性状を次に示す。

動粘度： 78.83cSt/40℃ 6.505c/100℃ 粘度指数：−48 比重:0.8258 屈折率:1.4575 流動点：−27.5℃ また、40〜140℃の範囲の温度で測定したトラクショ
ン係数の結果を第１図に示す。

実施例３ １の四つ口フラスコに、撹拌機、温度計、滴下ロー
ト、塩化カルシウム乾燥管を取り付け、塩化メチレン10
0ccと、三フッ化ホウ素−1.5水錯体（橋本化成工業
（株）製）50ccを入れ、プロピレン３量体400ccを40〜5
0℃で１時間かけて滴下し、滴下終了後さらに４時間撹
拌した。

その後、実施例１と同様に後処理、水素添加、蒸留を
行い、沸点325℃以上の留分150gを得た。

この留分の性状を次に示す。

動粘度： 36.00cSt/40℃ 5.238c/100℃ 粘度指数:62 比重:0.8253 屈折率:1.4574 流動点：−52.5℃ また、40〜140℃の範囲の温度で測定したトラクショ
ン係数を第２図に示す。

比較例２ 動粘度が40℃で32cSt、100℃で5.9cStであり、粘度指
数130、流動点−40℃以下の市販のα−オレフィンオリ
ゴマー［デセン−１のオリゴマー、日昇ベロール（株）
製、PAOL60］のトラクション係数を40〜100℃の範囲の
温度で測定した。その結果を第２図に示す。

実施例４ 反応を０℃で行った以外は、実施例１と同様にしてジ
イソブチレンを重合し、後処理したのち、減圧蒸留を行
い、沸点310℃以上の留分210g（未水添物）を得た。こ
のものの性状を次に示す。

動粘度： 67.18cSt/40℃ 5.998c/100℃ 粘度指数：−47 比重:0.8301 屈折率:1.4636 流動点：−30.0℃ また、40〜140℃の範囲の温度で測定したトラクショ
ン係数を第３図に示す。

実施例５ 実施例１において、ジイソブチレン550gの代わりに、
ジイソブチレン72重量％、トリイソブチレン25重量％、
テトライソブチレン３重量％の混合物500gを用いた以外
は、実施例１と同様にして沸点310℃以上の留分320g
（水添物）を得た。このものの性状を次に示す。

動粘度： 154.4cSt/40℃ 9.069c/100℃ 粘度指数：−55 比重:0.8339 屈折率:1.4614 流動点：−22.5℃ また、40〜140℃の範囲の温度で測定したトラクショ
ン係数を第３図に示す。

［発明の効果］ 本発明のトラクションドライブ用流体は、分枝を有す
る特定炭素数のオレフィンの重合体やその水添物を含有
するものであって、ナフテン系化合物に匹敵する高いト
ラクション係数を有し、かつ油温上昇によるトラクショ
ン係数の低下が小さいので高温での使用が可能である
上、低温流動性に優れていて、各種粘度グレードの品揃
えが容易であり、しかも安価であるなど、優れた特徴を
有し、自動車用無段変速器、産業機械、水圧機器などに
おける小型軽量化トラクションドライブ用として好適に
用いられる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は、それぞれ本発明の実施
例、比較例におけるトラクションオイルの油温とトラク
ション係数との関係を示すグラフである。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】分枝を有する炭素数８〜16のオレフィンの
   重合体及び／又はその水添物を含有して成るトラクショ
   ンドライブ用流体。