JP2787417B2 - 潤滑油組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は駆動系潤滑油組成物に関
する。更に詳しくは、スラッジの分散性に優れた自動車
用の駆動系潤滑油組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用駆動系潤滑油は摩耗もしくは摩
擦の低減効果およびスラッジ分散性の改善が要求されて
おり、この要求に対応する潤滑油としては、リン酸エス
テル、亜リン酸エステル及びこれらの化合物のアミン塩
から選ばれる有機リン化合物タイプの摩耗防止剤もしく
は摩擦低減剤およびコハク酸イミド、ベンジルアミンな
どの比較的低分子の分散剤が添加されたものが知られて
いる。有機リン化合物とこれらの分散剤が添加された潤
滑油は多くの特許等の文献に報告されている。例えば米
国特許４８０００２９号には、溶剤精製した１５０ニュ
ートラル油に摩擦低減剤としてオレイルアミドホスフェ
ート、分散剤としてポリブテニルコハク酸イミドを配合
した自動変速機油（ＡＴＦ）の例が挙げられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし近年、自動車の
小型化、高出力化に伴い、駆動系潤滑油の使用条件は一
層苛酷になり、摩耗もしくは摩擦に伴うスラッジがより
発生し易い状況となっているため、上記有機リン化合物
と比較的低分子の分散剤が添加された潤滑油では苛酷な
条件となるほど分散効果が不十分であり、この改善が求
められている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らはこのような
要求を満足させる分散性の優れた駆動系潤滑油を得るべ
く鋭意研究を行った結果本発明に到達した。即ち本発明
は、１００℃の粘度が１〜５０ｃＳｔであり、粘度指数
が６０以上の鉱油系基油を主要量とし、組成物の重量に
基づいて、下記有機燐化合物（Ａ）を０．０１〜５％、
下記共重合体（Ｂ）を１〜３０％含むことを特徴とする
駆動系潤滑油組成物である。 有機燐化合物（Ａ）：金属原子を含有しない有機燐酸エ
ステル、有機亜燐酸エステルもしくはこれらのアミン
塩。 共重合体（Ｂ）：炭素数１〜２４のアルキル基を有する
（メタ）アクリレート単量体（ａ）９２〜９９重量％
と、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリ
レート単量体（ｂ）１〜８重量％とを必須構成単位とす
る共重合体。

【０００５】本発明において、該鉱油系基油の１００℃
の粘度は通常１〜５０ｃＳｔ、好ましくは２〜３０ｃＳ
ｔであり、粘度指数は通常６０以上、好ましくは７０以
上である。該基油の粘度が１ｃＳｔ未満になると使用
中、温度上昇により著しく油分の蒸発がみられたり、潤
滑部分で高圧にさらされ油膜切れを生じ焼きつけを起こ
し易い。また５０ｃＳｔを越えると粘性抵抗が大きくな
り、エネルギーロスを起こす。基油の粘度指数が６０未
満では満足な粘度−温度特性の潤滑油が得られない。

【０００６】本発明において、該有機燐化合物（Ａ）は
金属原子を含有しない有機燐酸エステル類、有機亜燐酸
エステル類もしくはこれらのアミン塩であり、その例と
しては下記化合物が挙げられる。 有機燐酸エステル類の例： 一般式 Ｏ＝Ｐ（ＯＲ）_a（ＯＨ）_3-a （１） （式中、ａは１〜３の整数；Ｒは各々炭素数４以上で飽
和もしくは不飽和のアルキル基、アリール基またはアル
キル置換アリール基である。）で示される化合物であ
り、モノアルキルホスフェート、ジアルキルホスフェー
ト、トリアルキルホスフェートまたはこれらに相当する
アリールエステルなどがある。

【０００７】有機燐酸エステル類のアミン塩の例： 一般式 Ｏ＝Ｐ（ＯＲ）_b（ＯＨ）_3-b・ＮＨ_cＲ’_3-c （２） （式中、ｂおよびｃは各々１または２の整数；Ｒおよび
Ｒ’は各々炭素数４以上で飽和もしくは不飽和のアルキ
ル基、アリール基またはアルキル置換アリール基であ
り、ＲおよびＲ’は同一でも相異なったものでもよ
い。）で示される化合物であり、モノアルキルホスフェ
ート、モノアリールホスフェート、ジアルキルホスフェ
ート、ジアリールホスフェートなどと、モノアルキルア
ミンまたはジアルキルアミンとの塩である。

【０００８】有機亜燐酸エステル類の例: 一般式 Ｐ（ＯＲ）_a（ＯＨ）_3-a （３） （式中、ａは１〜３の整数；Ｒは各々炭素数４以上で飽
和もしくは不飽和のアルキル基、アリール基またはアル
キル置換アリール基である。）で示される化合物であ
り、モノアルキルホスファイト、ジアルキルホスファイ
ト、トリアルキルホスファイト、またはこれらに相当す
るアリールホスファイトなどがある。

【０００９】有機亜燐酸エステル類のアミン塩の例： 一般式 Ｐ（ＯＲ）_b（ＯＨ）_3-b・ＮＨ_cＲ’_3-c （４） （式中、ｂおよびｃは各々１または２の整数；Ｒおよび
Ｒ’は各々炭素数４以上で飽和もしくは不飽和のアルキ
ル基、アリール基またはアルキル置換アリール基であ
り、ＲおよびＲ’は同一でも相異なったものでもよ
い。）で示される化合物であり、モノアルキルホスファ
イト、モノアリールホスファイト、ジアルキルホスファ
イト、ジアリルアリールホスファイトなどと、モノアル
キルアミンまたはジアルキルアミンとの塩である。

【００１０】上記一般式（１）〜（４）におけるＲ、
Ｒ’で各々示される基の具体例としては、ブチル、ヘキ
シル、オクチル、デシル、ドデシル、テトラデシル、ヘ
キサデシル、オクタデシル基、オレイル基などの炭素数
４〜３０もしくはそれ以上、好ましくは４〜２０の飽和
もしくは不飽和アルキル基；フェニルなどのアリール
基；並びに、トルイル基などのアルキル置換アリール基
が挙げられる。以上有機リン化合物として例示したもの
のうちで好ましいものは炭素数４〜１８のアルキルホス
フェート、特に好ましいものは、モノオレイルフォスフ
ェートである。これらの有機リン化合物は通常、駆動系
潤滑油組成物１００重量部中に約０．０１〜５重量部含
有される。好ましくは０．１〜３重量部である。

【００１１】本発明において単量体（ａ）のアルキル基
は直鎖のもの側鎖を有するものいずれでも良い。単量体
（ａ）の例としては、下記（ａ１）〜（ａ４）が挙げら
れる。 炭素数８〜２０のアルキル基を有する（メタ）アクリレ
ート単量体（ａ１）：オクチル（メタ）アクリレート、
デシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリ
レート、トリデシル（メタ）アクリレート、テトラデシ
ル（メタ）アクリレート、ヘキサデシル（メタ）アクリ
レート、オクタデシル（メタ）アクリレートなど。

【００１２】炭素数１〜４のアルキル基を有する（メ
タ）アクリレート単量体（ａ２）：メチル（メタ）アク
リレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メ
タ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレートなど。

【００１３】炭素数５〜７のアルキル基を有する（メ
タ）アクリレート単量体（ａ３）：ペンチル（メタ）ア
クリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、ヘプチル
（メタ）アクリレートなど。 炭素数２１〜２４のアルキル基を有する（メタ）アクリ
レート単量体（ａ４）：ナフオール２０＋およびナフオ
ール２２＋（いずれもコンデアヘミー社製）等の高級ア
ルコールの（メタ）アクリレートなど。 （ａ１）〜（ａ４）は併用してもよく、これらのうち好
ましいものは、（ａ１）および（ａ１）と（ａ２）の併
用である。

【００１４】本発明において、単量体（ｂ）は下記一般
式（５）で示される化合物である。 （式中、Ｒ₁およびＲ₂は同一または異種の炭素数１０以
下のアルキル基、Ｒ₃は炭素数２〜１０のアルキレン
基、Ｒ₄は水素原子またはメチル基を示す。）

【００１５】単量体（ｂ）の具体例としては、Ｎ，Ｎ−
ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−
ジエチルアミノヘキシル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ
−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ，
Ｎ−ジブチルアミノオクチル（メタ）アクリレートなど
が挙げられこれらは２種以上併用してもよい。

【００１６】共重合体（Ｂ）を構成する単量体の重量割
合は、通常（ａ）単位が９２〜９７％、好ましくは９４
〜９８％であり、（ｂ）単位が１〜８％、好ましくは２
〜６％である。また、この（ａ）単位が（ａ１）および
（ａ２）からなる場合の両者の好適な割合は、（ａ１）
単位は（Ｂ）の重量に基づき５２〜９９％、特に６４〜
９３％であり、（ａ２）単位は０〜４０％、特に５〜３
０％である。

【００１７】本発明において、スラッジ分散性を向上さ
せるため、共重合体（Ｂ）の構成単位としてさらにＮ−
ビニルピロリドン及び／またはモルフォリノアルキル
（メタ）アクリレート（ｃ）を併用することが好まし
い。（ｃ）単位の量は、（ａ）と（ｂ）の合計重量に基
づいて通常０〜１０％である。

【００１８】共重合体（Ｂ）の構成単位として、必要に
応じて他の任意単量体（ｄ）を用いることもできる。
（ｄ）の例としては、ビニル芳香族化合物（例えば、ス
チレン、ビニルトルエン等）や不飽和ジカルボン酸のエ
ステル類（例えば、アルキル基の炭素数が２０以下のも
ので、ジブチルマレエート、ジオクチルマレエート、ジ
ラウリルマレエート、ジヘキシルフマレート、ジヘキサ
デシルフマレート、ジオクタデシルフマレート等）、ビ
ニルエステル類（例えば、アルキル基の炭素数が５以下
のもので、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等）が挙げ
られる。（ｄ）を用いる場合、これらの内では粘度指
数、増粘効果の点よりスチレンが好ましい。（ｄ）の使
用量は（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の合計重量に基づい
て、通常０〜３０％、好ましくは０〜２０％である。

【００１９】共重合体（Ｂ）は通常の方法によって容易
に得ることができる。例えば（ａ）、（ｂ）と、必要に
より（ｃ）、（ｄ）を鉱物油や溶剤中でラジカル重合す
ることにより得られる。この場合、重合触媒としてアゾ
系（例えば、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスバ
レロニトリル等）や過酸化物系（例えば、ベンゾイルパ
ーオキシド、クミルパーオキシド、ラウリルパーオキシ
ド等）を用いる。

【００２０】共重合体（Ｂ）は油溶性高分子化合物であ
るので、分散剤としての機能の他に粘度指数向上剤とし
ての機能も有する。この機能を発揮するには（Ｂ）の分
子量に好ましい範囲がある。分子量が大きすぎると機械
的せん断力に抗しきれずポリマー鎖が切れ長期間、必要
な粘度を維持できず、粘度指数向上機能を発揮できな
い。また、分子量が小さすぎると多量に用いなければ必
要な粘度が得られない。通常、重量平均分子量が２万〜
２０万、好ましくは３万〜１５万の範囲である。なお、
本分子量はポリスチレンを検量線としてＧＰＣによって
得られる値である。

【００２１】本発明の駆動系潤滑油組成物は、潤滑油と
しての実用濃度を基準とし、且つ組成物の重量に基づき
有機リン化合物（Ａ）を通常０．０１〜５％、好ましく
は０．１〜３％、特に０．１〜２％含有し、共重合体
（Ｂ）を通常１〜３０％、好ましくは２〜２５％、特に
３〜２０％含有する。上記濃度より高濃度の組成物を予
め調整し、これを希釈して実用濃度としてもよい。

【００２２】本発明の潤滑油組成物は他の任意成分とし
て、例えば清浄剤（スルフォネート系、サリチレート
系、フェネート系、ナフテネート系のもの等）を０〜１
０重量％、分散剤（イソブテニルコハク酸イミド系、マ
ンニッヒ縮合物系等）を０〜１０重量％、抗酸化剤（ジ
ンクジチオフォスフェート、アミン系、ヒンダードフェ
ノール系等）を０〜５重量％、油性剤（脂肪酸系、脂肪
酸エステル系等）を０〜３重量％、本発明記載以外の摩
擦摩耗調整剤（モリブデンジチオフォスフェート、モリ
ブデンカーバメイト等）を０〜１０重量％、極圧剤（硫
黄リン系、クロル系等）を０〜１０重量％、各々含んで
いても良い。

【００２３】本発明の潤滑油組成物は自動車用の駆動系
潤滑油に用いられた場合優れた効果を発揮する。ここで
駆動系潤滑油とは、オートマチックトランスミッション
油（一般にトルコン油と呼ばれるもので、自動変速機用
の作動油のことである）やギヤ油のことである。

【００２４】

【実施例】より本発明を詳細に説明するが、本発明はこ
れに限定されるものではない。尚、実施例中の分子量は
重量平均分子量を表し、％は重量％を表す。 製造例１ 攪はん機、温度計、コンデンサーを付けたガラス製の１
リッター反応器に、鉱物油を１５０ｇ入れ、窒素にて反
応器中の空気を置換した後、７０℃に温度を上げ少量の
窒素を流しつつ、メチルメタクリレート７０ｇ、ジメチ
ルアミノエチルメタクリレート１８ｇ、ラウリルメタク
リレート２５０ｇ、オクタデシルメタクリレート２３
ｇ、アゾビスイソブチロニトリル１．７ｇ、ラウリルメ
ルカプタン２．０ｇの混合物を同温度で２時間で滴下し
重合した。その後、重合を完結させるために温度を１０
０℃まで上げさらに３時間重合し、分子量４万の共重合
体溶液を得た。

【００２５】製造例２ 単量体としてブチルメタクリレート７０ｇ、ジエチルア
ミノエチルアクリレート２２ｇ、デシルアクリレート９
６ｇ、ラウリルメタクリレート１５０ｇ、オクタデシル
メタクリレート２３ｇを使用した以外は製造例１と同様
にして、分子量６．１万の共重合体溶液を得た。

【００２６】製造例３ 単量体としてメチルメタクリレート７０ｇ、ジブチルア
ミノエチルメタクリレート１８ｇ、スチレン３０ｇ、ラ
ウリルメタクリレート１５０ｇ、ヘキサデシルメタクリ
レート８５ｇを使用した以外は製造例１と同様にして、
分子量１０万の共重合体溶液を得た。

【００２７】製造例４ 単量体としてメチルメタクリレート７０ｇ、ジメチルア
ミノプロピルメタクリレート１５ｇ、モルフォリノエチ
ルメタクリレート７ｇ、ラウリルメタクリレート２４６
ｇ、オクタデシルメタクリレート２３ｇを使用した以外
は製造例１と同様にして、分子量９万の共重合体溶液を
得た。

【００２８】製造例５ 単量体としてメチルメタクリレート５５ｇ、ジメチルア
ミノエチルメタクリレート１５ｇ、ビニルピロリドン１
８ｇ、ラウリルメタクリレート２５０ｇ、オクタデシル
メタクリレート２３ｇを使用した以外は製造例１と同様
にして、分子量８．８万の共重合体溶液を得た。

【００２９】比較製造例１ 単量体としてメチルメタクリレート７０ｇ、モルフォリ
ノエチルメタクリレート１８ｇ、ラウリルメタクリレー
ト２５０ｇ、オクタデシルメタクリレート２３ｇを使用
した以外は製造例１と同様にして、分子量７．３万の共
重合体溶液を得た。

【００３０】比較製造例２ 単量体としてメチルメタクリレート７０ｇ、ジメチルア
ミノエチルメタクリレート３ｇ、ラウリルメタクリレー
ト２６１ｇ、オクタデシルメタクリレート２７ｇを使用
した以外は製造例１と同様にして、分子量１０万の共重
合体溶液を得た。

【００３１】比較製造例３ 単量体としてメチルメタクリレート７０ｇ、ジメチルア
ミノエチルメタクリレート４２ｇ、ラウリルメタクリレ
ート２２６ｇ、オクタデシルメタクリレート２３ｇを使
用した以外は製造例１と同様にして、分子量９．８万の
共重合体溶液を得た。

【００３２】実施例１〜５、比較例１〜３ 下記組成物を各々作成し、抗酸化性テスト（ＪＩＳ Ｋ
２５１４）を９６時間行った。その結果、表１の結果を
得た。表１中において、Ａ法とはテスト後の油を遠心分
離して得たスラッジ量であり、Ｂ法とはテスト後の油に
スラッジの凝集剤を加えた後、遠心分離して得たスラッ
ジ量である。従って、Ａ法とＢ法の差がスラッジ分散能
力を示すこととなる。また、Ａ法、Ｂ法でのスラッジ量
は抗酸化性を示し、少ない方が性能良好なことを示す。 〔組成物〕 製造例１〜５の各共重合体溶液（実施例１〜５）、または比較製造例１〜３（ 比較例１〜３）の各共重合体溶液 ；１０％ ジラウリルフォスフェートのオレイルアミン塩 ； １％ ポリブテニルコハク酸イミド ； ３％ （エチルクーパー社製Ｈｉｔｅｃ Ｅ６３８） 過塩基性Ｃａスルフォネート ； １％ （エチルクーパー社製Ｈｉｔｅｃ Ｅ６１１） ジアルキルジチオリン酸亜鉛 ； ０．３％ （アモコ社製 Ａｍｏｃｏ １９４） ２，６−ジ−ｔｅｒｔブチル−ｐ−クレゾール ； ０．２％ （ルブリゾール社製 Ｌｕｂｒｉｚｏｌ ８１７） 鉱物油（１００ニュートラル油） ；８４．５％

【００３３】

【表１】

【００３４】実施例６〜１０、比較例４〜６ 下記組成物を各々作成し、実施例１〜５と同様に抗酸化
性テストを行った。その結果を表２に示す。 〔組成物〕 製造例１〜５の各共重合体溶液（実施例６〜１０）、または比較製造例１〜３ （比較例４〜６）の各共重合体溶液 ；１８％ ジオレイルフォスフェートのオクチルアミン塩 ； １％ 硫化ポリオレフィン（テキサコ社製 ＴＬＡ３６９） ； ５％ 過塩基性Ｃａスルフォネート ； １％ （エチルクーパー社製Ｈｉｔｅｃ Ｅ６１１） ジアルキルジチオリン酸亜鉛 ； ０．５％ （アモコ社製 Ａｍｏｃｏ １９８） 鉱物油（１００ニュートラル油） ；７４．５％

【００３５】

【表２】

【００３６】表１及び表２から判るように、本発明のも
のはＡ法、Ｂ法によるスラッジ量が少なく、またＢ法−
Ａ法の差が大きくスラッジ分散能力にも優れていること
が判る。特に、顕著な点はＡ法によるスラッジ量が非常
に少ないことである。すなわち、本発明のものは非常に
分散性能がすぐれているため、凝集剤を加えない限りス
ラッジは油中に安定に存在し、Ａ法では殆どスラッジが
捕集されない。これに対し、比較例１〜２のものはスラ
ッジ量が、やや多く本発明のものに比べ抗酸化性に劣る
ことが判る。更にＢ法−Ａ法の差が小さくスラッジ分散
能力に劣っていることも判る。比較例３のものに付いて
は、スラッジの発生量が極端に大きく抗酸化性に問題が
あり、またスラッジ分散能力にも劣っていることが判
る。

【００３７】

【発明の効果】本発明の潤滑油組成物は、オートマチッ
クトランスミッション油やギヤ油などの駆動系潤滑油に
用いられた場合、非常に優れたスラッジ分散性を示すと
ともに、スラッジの発生量も低減できるという効果を奏
する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ１０Ｍ 137:04 137:10） Ｃ１０Ｎ 20:02 30:04 40:04 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C10M 169/04 C10M 149/04 C10M 149/10 C10M 137/02 C10M 137/04 C10M 137/10

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １００℃の粘度が１〜５０ｃＳｔであ
   り、粘度指数が６０以上の鉱油系基油を主要量とし、組
   成物の重量に基づいて、下記有機燐化合物（Ａ）を０．
   ０１〜５％、下記共重合体（Ｂ）を１〜３０％含むこと
   を特徴とする駆動系潤滑油組成物。 有機燐化合物（Ａ）：金属原子を含有しない有機燐酸エ
   ステル類、有機亜燐酸エステル類もしくはこれらのアミ
   ン塩。 共重合体（Ｂ）：炭素数１〜２４のアルキル基を有する
   （メタ）アクリレート単量体（ａ）単位９２〜９９重量
   ％と、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキル（メタ）アク
   リレート単量体（ｂ）単位１〜８重量％とを必須構成単
   位とする共重合体。
2. 【請求項２】 有機燐化合物（Ａ）が下記一般式（１）
   〜（４）のいずれかで示される化合物である請求項１記
   載の組成物。 Ｏ＝Ｐ（ＯＲ）_a（ＯＨ）_3-a （１） Ｏ＝Ｐ（ＯＲ）_b（ＯＨ）_3-b・ＮＨ_cＲ’_3-c （２） Ｐ（ＯＲ）_a（ＯＨ）_3-a （３） Ｐ（ＯＲ）_b（ＯＨ）_3-b・ＮＨ_cＲ’_3-c （４） （但し式中、ａは１〜３の整数；ｂおよびｃは各々１ま
   たは２の整数；ＲおよびＲ’は各々炭素数４以上で飽和
   もしくは不飽和のアルキル基、アリール基またはアルキ
   ル置換アリール基であり、ＲおよびＲ’は同一でも相異
   なったものでもよい。）
3. 【請求項３】 共重合体（Ｂ）中の（ａ）単位が炭素数
   ８〜２０のアルキル基を有する（メタ）アクリレート単
   量体（ａ１）単位および必要により炭素数１〜４のアル
   キル基を有する（メタ）アクリレート単量体（ａ２）単
   位からなり、（Ｂ）の重量に基づき、（ａ１）単位が５
   ２〜９９％、（ａ２）単位が０〜４０％である請求項１
   または２記載の組成物。
4. 【請求項４】 共重合体（Ｂ）が、さらにＮ−ビニルピ
   ロリドン及び／またはモルフォリノアルキル（メタ）ア
   クリレート（ｃ）単位を（ａ）と（ｂ）の合計重量に基
   づき０〜１０％含有する共重合体である請求項１〜３の
   いずれか記載の組成物。