JP3817754B2 - 自動変速装置用流体およびそれ用の添加剤 - Google Patents
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Description
【技術分野】
本発明は、自動変速装置用流体(automatic transmission fluids)の性能を改良することに関係している。
【0002】
【背景】
種々の連続スリップトルクコンバータークラッチ(continuous slip torque converter clutch)(CSTCC)デザインを組み込んだ自動変速装置を開発する世界規模の活動が自動車製造業者によって行われている。このような開発は、米国におけるCorporate Average Fuel Economy(CAFE)要求が高くなることが予測されることによって推進されている。このCSTCCデザインは、この変速装置に最小限の機械的修飾を行うことによって燃料経済性を高めることを可能にするものである。
【0003】
自動変速装置に関するこの連続スリップトルクコンバータークラッチデザインを成功裏に履行するにとって障害になるものの1つは、変速装置のシャダ(shudder)である。シャダの一因となる重要な因子は、自動変速装置用流体(ATF)が示す摩擦特性である。シャダはこの装置の耐久性および操作性にとって望ましいものでなく、これによって顧客が不満をもらすことになり得ると共に、保証費用が増大し得る。その結果として、数多くの原装置製造会社は、CSTCCデザインの要求に合致し得る摩擦特性を示す自動変速装置用流体を探求している。
【0004】
自動変速装置ではエンジンと変速機との間にトルクコンバーターが位置している。これは、エンジントルク倍増装置として機能すると共に、流体カップリングによってエンジン力を伝達する機構として機能を果す。最近の変速機トルクコンバーターのほとんどにロックアップクラッチ(lock−up clutches)(または遠心バイパスクラッチ)が備わっている。ロックアップクラッチは高速道路速度でかみ合うことにより、ポンプ/タービンの非効率さが原因となるエネルギー損失を低くする。もしこのロックアップクラッチをより低い運転速度でかみ合わせると、燃料経済性に関してさらなる改良を達成することができる。しかしながら、低い運転速度でこのロックアップクラッチを完全にかみ合わせると、エンジン由来の動力変動を弱めることが不可能になる。CSTCCの場合のロックアップクラッチは、より低い運転速度ではかみ合いながら連続的に滑り、そして高速道路速度では固定され得る(滑ることなく)。(用語「連続スリップトルクコンバータークラッチ」は本技術分野で開発された用語であり、このような用語を用いているが、連続的に滑るクラッチは必ずしも常に滑っていないことを心に止めておく必要がある)。このCSTCCデザインは、完全な流体カップリングに関連したエネルギー損失を低くするばかりでなく、動力変動を滑らかにし得る。CSTCCが備わっている車は、通常のロックアップトルクコンバーターデザイン変速機のそれに比較して、燃料効率を約10%良好にすると期待される。
【0005】
CSTCC変速機が備わっている車は、しばしば、望ましくないシャダまたは自励振動現象を起こすといった欠点を有している。このような振動は「粘着−滑り(stick−slip)」現象によって引き起こされると考えられており、ここでは、2つの表面が互いに粘着しそして互いの上で滑ることが交互に生じ、ここでは、摩擦力に打ち勝つに充分なほど横力が大きくないとき2つの表面が粘着し、そしてこれらは、摩擦力に打ち勝つほど充分に横力が蓄積されると解放される。このような特異な動きにより、スクォーク、シャダまたはチャタリングとして特徴づけられる周期的振動が生じる。粘着−滑りは、滑り速度(sliding speeds)が低い時、特に滑り速度が低いと共に摩擦係数が大きい時、最も頻繁に観察される。
【0006】
顧客の満足さの観点から、車はそれの寿命の如何なる地点でもシャダを生じないことが極めて重要である。OEMデータにより、シャダは新規な摩擦材料を用いた時の方がこれらの材料の慣らし運転をした後よりもずっとひどいことが示されている。このことは、ファクトリーフィルアプリケーション(factoryfill application)に関して、ATFは慣らし運転後と同様慣らし運転前でも良好な初期シャダ性能を示す必要があることを意味している。
【0007】
従って、自動変速装置で用いる連続スリップトルクコンバータークラッチに関連したシャダ問題、特に慣らし運転前の新しい摩擦材料を用いた時生じるシャダに打ち勝つ有効な方法に対する要求が存在している。このような要求を満足させるにはまた、自動変速装置用流体で必要とされる摩擦特性が時間に関して大きく変化しないことを保証することも重要である。
【0008】
本発明は、慣らし運転後と慣らし運転前の初期の両方で良好な抗シャダ性能を示す摩擦改質剤システムを提供することによってこのシャダ問題に打ち勝つものである。更に、摩擦特性を経時的に大きく変化させることなく上記性能利点を達成する。従って、原装置製造会社(OEM)は、本発明を用いることで、ここに、CSTCCデザインを用いることによって可能になる利点を達成するように上記デザインを有効に自動変速装置で用いることが可能になる。そして、本分野の技術者が容易に理解するであろうように、本発明に関する実験に基づく試験研究を成功裏に導く以前には、本発明の利点を予測するような手段は全く存在していなかった。
【0009】
【発明の要約】
本発明に従い、本発明の1つの態様において、摩擦改質剤内容物が入っている自動変速装置用流体(ATF)を提供する。ここで、上記自動変速装置用流体は、
a)上記自動変速装置用流体の摩擦改質剤内容物が、(i)N−脂肪族ヒドロカルビル置換基が、アセチレン系不飽和を含んでいない、14から20個の範囲の炭素原子を有する少なくとも1種の直鎖脂肪族ヒドロカルビル基である、N−脂肪族ヒドロカルビル置換のジエタノールアミン、および(ii)N−脂肪族ヒドロカルビル置換基が、約14から約20個の範囲の炭素原子を有する少なくとも1種の直鎖脂肪族ヒドロカルビル基である、N−脂肪族ヒドロカルビル置換のトリメチレンジアミン、から本質的になっており、
b)該摩擦改質剤に如何なる第三級アミン摩擦改質剤成分も如何なるC12-36脂肪族ヒドロカルビルスクシニミドもしくはスクシナミドも入っておらず、
c)(i)対(ii)の相対的比率が、1重量部の(ii)当たりに約7から約340重量部の(i)が存在するような比率であり、そして
d)該自動変速装置用流体が、このc)に示したような比率で(i)を0.08から0.17重量%そして(ii)を0.0005から0.02重量%含んでいる、
ことを特徴としている。
【0010】
典型的には、(i)対(ii)の比率は、1重量部の(ii)当たりに約7から約160重量部の(i)を存在させるような比率である。好適な態様において、この比率は、1重量部の(ii)当たりに約7から約70重量部、より好適には約7から約40重量部の(i)を存在させるような比率である。大部分の場合において、このATF内の成分(ii)濃度は0.001から0.02の範囲、典型的には0.002から0.02の範囲内に入るであろう。好適には、このATF内の(ii)濃度は0.003から0.02の範囲、より好適には0.005から0.02の範囲内である。
【0011】
(i)対(ii)の特に好適な相対的比率は、1重量部の(ii)当たりに約7.5から約30重量部の(i)を存在させるような比率である。特に好適な組成物は、1重量部の(ii)当たりに約15から約30重量部の(i)を含んでいる。
【0012】
以下の説明および添付請求の範囲から本発明の他の態様が明らかになるであろう。
【0013】
【さらなる説明】
本発明の重要な特徴の中には、この自動変速装置用流体の摩擦改質剤内容物が本明細書の上に明記した組み合わせ成分「から本質的に成っている」必要があることがある。「から本質的に成っている」は、この明記した成分(i)と(ii)の組み合わせが与える新規で有益な特性に悪影響を与える可能性のある他の摩擦改質剤成分を存在させることができないことを意味している。言い換えれば、追加的摩擦改質剤を存在させる場合、これは、この明記した成分(i)と(ii)の対が与える新規で有益な特性に悪影響を与えてはならない。本発明の別の重要な特徴は、上に明記した比率および濃度から大きく逸脱すると本発明の実施で達成可能な利点が本質的に損なわれる可能性があることから、上記比率および濃度を注意深く観察する必要があることである。
【0014】
上に明記したように、米国特許第4,795,583号の中に記述されている脂肪族の第三級アミン類の如き如何なる第三級アミン摩擦改質剤成分も本発明の組成物の中に入れない。本発明の組成物には、同様に、ヨーロッパ特許出願公開第20,037号の中に記述されている如き如何なるC12-36脂肪族ヒドロカルビルスクシニミドもしくはスクシナミド摩擦改質剤も入れない。他方、本発明の組成物では、悪い結果をもたらすことなく、少なくとも特定の硫化脂肪エステル型の摩擦改質剤を用いることができる。
【0015】
成分(i)は、脂肪族ヒドロカルビル置換基が窒素原子に結合しているといった精密な特定に関してのみ異なっている化合物の小さい族である。これらの脂肪族置換基は14から20個の範囲で炭素原子を含んでおり、そしてこれらにはアセチレン系不飽和が含まれていない。従って、これらの置換基は飽和置換基であるか、或はオレフィン系二重結合の数が通常3個以下であるオレフィン系不飽和置換基である。成分(i)は個々の化合物であるか、或は化合物の混合物であってもよい。これに関連して、14から20個の範囲の炭素原子数は脂肪酸内に見られる脂肪族置換基に独特であることはよく知られている。成分(i)として用いるに好適なものはN−獣脂ジエタノールアミンである。この成分内の「獣脂」は、獣脂酸から誘導可能なヒドロカルビル置換基に相当している。この種類の1つの市販材料は、Akzo Chemical Companyの商標Ethomeen T−12で特定されるものである。この族の他の化合物には、N−ミリスチルジエタノールアミン、N−セチルジエタノールアミン、N−ステアリルジエタノールアミンおよびN−オレイルジエタノールアミンなどが含まれる。
【0016】
成分(ii)はN−脂肪族ヒドロカルビル置換のトリメチレンジアミンであり、ここで、このN−脂肪族ヒドロカルビル置換基は、アセチレン系不飽和を含んでいない、約14から約20個の範囲の炭素原子を有する少なくとも1種の直鎖脂肪族ヒドロカルビル基である。成分(ii)は単一の化合物であるか、或は化合物の混合物であってもよい。ここでも再び、これらの成分に共通しているただ一つの差は、脂肪化学品に特徴的な飽和もしくはオレフィン系不飽和脂肪族基の小さい族と上で呼んだ族の中に入る特別なヒドロカルビル置換基の構成である。成分(ii)として用いるに好適な化合物はN−オレイル−トリメチレンジアミンである。この製品は、市場においてAkzo Chemical Companyの商標Duomeen−Oの下で入手可能である。他の適切な化合物にはN−獣脂−トリメチレンジアミン(Duomeen−T)およびN−ココ−トリメチレンジアミン(Duomeen−C)などが含まれる。
【0017】
本発明の自動変速装置用流体を生じさせる時に用いるベースオイルは、この使用に必要とされる粘性を持たせるに適切な如何なる天然もしくは合成油であってもよい。従って、このベースオイルは適切な粘性を示す天然油、例えばミネラルオイルなどで全体が構成されているか、或は適切な粘性を示す合成油、例えばポリ−アルファ−オレフィンオリゴマーなどで全体が構成されていてもよい。同様に、このベースオイルは天然ベースオイルと合成ベースオイルとのブレンド物であってもよいが、但し、このブレンド物が自動変速装置用流体の生成で用いるに必要とされる特性を示すことを条件とする。通常、このベースオイルは100℃で3から8センチストーク(cSt)の範囲の動粘度を示すべきである。本発明の実施で用いるに好適な自動変速装置用流体の調合は、これが100℃で少なくとも6.8cStの動粘度を示しそして−40℃で20,000cP以下のB型粘度を示すようにして行う。
【0018】
自動変速装置用流体は、通常、摩擦改質剤システムに加えて、1種以上の抗摩耗/極圧添加剤、1種以上の酸化抑制剤、1種以上の錆抑制剤、1種以上の銅腐食抑制剤、1種以上の発泡抑制剤および粘度指数改良剤を含んでいる。この自動変速装置用流体はまたシールスエル剤(seal swell agent)および染料を含んでいてもよい。
【0019】
好適には、本発明の組成物は、油溶性を示す燐含有無灰分散剤を少なくとも1種[上記無灰分散剤は、これの中の燐対上記成分(i)の比率が成分(i)1重量部当たり約0.1から約0.4重量部の燐の範囲になるような量で存在している];および/または油溶性を示すホウ素含有無灰分散剤を少なくとも1種[上記無灰分散剤は、これの中のホウ素対上記成分(i)の比率が成分(i)1重量部当たり約0.05から約0.2重量部のホウ素の範囲になるような量で存在している]を含んでいる。最も好適には、本発明の組成物は、油溶性を示す燐ホウ素含有無灰分散剤を少なくとも1種含んでおり、ここで、これらは、上記無灰分散剤の中の燐対上記成分(i)の比率が成分(i)1重量部当たり約0.15から約0.3重量部の燐の範囲になるように、そして上記無灰分散剤の中のホウ素対上記成分(i)の比率が成分(i)1重量部当たり約0.05から約0.15重量部のホウ素の範囲になるような量で存在している。
【0020】
分子の中に塩基性窒素および/または少なくとも1個のヒドロキシル基を有する無灰分散剤、例えばスクシニミド分散剤、こはく酸エステル分散剤、こはく酸エステル−アミド分散剤、マンニッヒ塩基分散剤、ヒドロカルビルポリアミン分散剤またはポリマー状ポリアミン分散剤などをホスホリル化および/またはホウ素化することによって、上記燐含有および/またはホウ素含有無灰分散剤を生じさせることができる。
【0021】
少なくとも30個の炭素原子を有するヒドロカルビル置換基をこはく酸基が含んでいるポリアミンスクシニミド類は、例えば米国特許第3,172,892号、同第3,202,678号、同第3,216,936号、同第3,219,666号、同第3,254,025号、同第3,272,746号および同第4,234,435号などの中に記述されている。常法、例えばアルケニルこはく酸の無水物、酸、酸−エステル、酸ハロゲン化物または低級アルキルエステルを、第一級アミノ基を少なくとも1個含んでいるポリアミンと一緒に加熱することによって、アルケニルスクシニミド類を生じさせることができる。このアルケニルこはく酸無水物は、オレフィンと無水マレイン酸の混合物を約180−220℃に加熱することによって容易に製造可能である。このオレフィンは、好適には、低級モノオレフィン、例えばエチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブテンなどのポリマーまたはコポリマーである。最も好適なアルケニル基源は、10,000以上に及ぶGPC数平均分子量、好適には約500から約2,500の範囲、最も好適には約800から約1,200の範囲のGPC数平均分子量を有するポリイソブテンから得られるものである。
【0022】
本明細書で用いる言葉「スクシニミド」は、1種以上のポリアミン反応体と炭化水素置換こはく酸もしくは無水物(または同様なこはく酸アシル化剤)との反応で得られる最終反応生成物を包含することを意味していると共に、この生成物が第一級アミノ基と無水物部分との反応で生じる種類のイミド結合に加えてアミド、アミジンおよび/または塩結合を有していてもよい化合物を包含することを意図している。
【0023】
この燐含有および/またはホウ素含有無灰分散剤を生じさせる場合、炭素原子を2−20個そしてヒドロキシル基を2−6個含んでいる多価アルコール類のアルケニルこはく酸エステル類およびジエステル類が使用可能である。代表的例が米国特許第3,331,776号、同第3,381,022号および同第3,522,179号の中に記述されている。これらのエステルのアルケニルこはく酸部分は、上に記述したスクシニミド類のアルケニルこはく酸部分に相当している。
【0024】
ホスホリル化および/またはホウ素化された無灰分散剤を生じさせるに適切なアルケニルこはく酸エステル−アミド類は、例えば米国特許第3,184,474号、同第3,576,743号、同第3,632,511号、同第3,804,763号、同第3,836,471号、同第3,862,981号、同第3,936,480号、同第3,948,800号、3,950,341号、同第3,957,854号、同第3,957,855号、同第3,991,098号、同第4,071,548号および同第4,173,540号などの中に記述されている。
【0025】
ホスホリル化および/またはホウ素化することができるヒドロカルビルポリアミン分散剤は、一般に、炭素原子を平均で少なくとも約40個有する脂肪族もしくは脂環式ハロゲン化物(またはそれらの混合物)と1種以上のアミン類、好適にはポリアルキレンポリアミン類とを反応させることによって得られる。上記ヒドロカルビルポリアミン分散剤の例は米国特許第3,275,554号、同第3,394,576号、同第3,438,757号、同第3,454,555号、同第3,565,804号、同第3,671,511号および同第3,821,302号の中に記述されている。
【0026】
一般に、このヒドロカルビル置換ポリアミン類は、分子中に塩基性窒素を含んでいる高分子量のヒドロカルビル−N−置換ポリアミン類である。このヒドロカルビル基は典型的に約750−10,000の範囲、より通常には約1,000−5,000の範囲の数平均分子量を有しており、そしてこれは適切なポリオレフィンから誘導される。アミン窒素原子を2から約12個そして炭素原子を2から約40個有するポリアミン類とポリイソブテニルクロライド類から、好適なヒドロカルビル置換アミン類もしくはポリアミン類を製造する。
【0027】
このホスホリル化および/またはホウ素化無灰分散剤を生じさせる時に使用可能なマンニッヒ型ポリアミン分散剤は、典型的には環上に長鎖アルキル置換基を有するアルキルフェノールと、炭素原子を1から約7個含んでいる1種以上の脂肪族アルデヒド類(特にホルムアルデヒドおよびそれの誘導体)とポリアミン類(特にポリアルキレンポリアミン類)との反応生成物である。マンニッヒ型縮合生成物の例およびそれらの製造方法は、米国特許第2,459,112号、同第2,962,442号、同第2,984,550号、同第3,036,003号、同第3,166,516号、同第3,236,770号、同第3,368,972号、同第3,413,347号、同第3,442,808号、同第3,448,047号、同第3,454,497号、同第3,459,661号、同第3,493,520号、同第3,539,633号、同第3,558,743号、同第3,586,629号、同第3,591,598号、同第3,600,372号、同第3,634,515号、同第3,649,229号、同第3,697,574号、同第3,703,536号、同第3,704,308号、同第3,725,277号、同第3,725,480号、同第3,726,882号、同第3,736,357号、同第3,751,365号、同第3,756,953号、同第3,793,202号、同第3,798,165号、第同3,798,247号、同第3,803,039号、同第3,872,019号、同第3,904,595号、同第3,957,746号、同第3,980,569号、同第3,985,802号、同第4,006,089号、同第4,011,380号、同第4,025,451号、同第4,058,468号、同第4,083,699号、同第4,090,854号、同第4,354,950号および同第4,485,023号の中に記述されている。
【0028】
マンニッヒ型ポリアミン分散剤の製造を行うに好適な炭化水素源は、本質的に飽和の石油溜分およびオレフィンポリマー類、好適には炭素原子を2から約6個有するモノオレフィン類のポリマー類から誘導されるものである。この炭化水素源は、一般に、炭素原子を少なくとも約40個、好適には少なくとも約50個含んでいて、この分散剤に実質的な油溶性を与える。反応の容易さおよび低コストの理由で、GPC数平均分子量が約600から5,000のオレフィンポリマー類が好適である。しかしながら、より高い分子量のポリマー類も使用可能である。特に適切な炭化水素源はイソブチレンポリマー類である。
【0029】
この使用に好適なマンニッヒ塩基分散剤は、約1モルの長鎖炭化水素置換フェノールと約1から2.5モルのホルムアルデヒドと約0.5から2モルのポリアルキレンポリアミンとを縮合させることによって生じるマンニッヒ塩基無灰分散剤である。
【0030】
ホスホリル化および/またはホウ素化無灰分散剤を製造するに適切なポリマー状ポリアミン分散剤は、塩基性アミン基と油溶基(例えば炭素原子を少なくとも8個有するペンダント型アルキル基)を含んでいるポリマー類である。上記材料は、メタアクリル酸デシル、ビニルデシルエーテルまたは相対的に高い分子量を有するオレフィン類などの如き種々のモノマー類とアクリル酸アミノアルキル類とアミノアルキルアクリルアミド類とから生じる共重合体によって説明される。ポリマー状ポリアミン分散剤の例は米国特許第3,329,658号、同第3,449,250号、同第3,493,520号、同第3,519,565号、同第3,666,730号、同第3,687,849号および同第3,702,300号の中に挙げられている。
【0031】
米国特許第3,184,411号、同第3,342,735号、同第3,403,102号、同第3,502,607号、同第3,511,780号、同第3,513,093号、同第3,513,093号、同第4,615,826号、同第4,648,980号、同第4,857,214号および同第5,198,133号の中に記述されている操作を用いて、上に記述した多様な種類の無灰分散剤をホスホリル化することができる。
【0032】
上に記述した多様な種類の無灰分散剤のホウ素化(ホウ化)で使用可能な方法は、米国特許第3,087,936号、同第3,254,025号、同第3,281,428号、同第3,282,955号、同第2,284,409号、同第2,284,410号、同第3,338,832号、同第3,344,069号、同第3,533,945号、同第3,658,836号、同第3,703,536号、同第3,718,663号、同第4,455,243号および同第4,652,387号の中に記述されている。
【0033】
上で述べた如き無灰分散剤をホスホリル化およびホウ素化するに好適な操作は米国特許第4,857,214号および同第5,198,133号の中に挙げられている。
【0034】
本発明の組成物内に他の種々の添加剤成分を存在させることにより、上記添加剤を用いることによって引き出される望ましい追加的特性を与えることができる。従って、如何なる添加剤も、(a)これが本発明の仕上げ液状組成物に適合性を示し、そしてそれに溶解性を示すか、或は少なくとも貯蔵安定性を示す分散物として存在することができ、(b)これがこの仕上げ油質液状組成物内に金属を100ppm以上存在させることの一因にならず、そして(c)これがこの機能を果す仕上げ液状組成物で必要される粘度または安定性に悪影響を与えないか或はこの仕上げ組成物の性能を大きく悪化しない限り、含めることができる。
【0035】
以下に記述する例は、本発明の自動変速装置用流体内で使用可能な他の種類の添加剤の説明的例である。
【0036】
(a)C8−C13アルカノール類のアジピン酸エステル、アゼライン酸エステルおよびセバシン酸エステル(またはそれらの混合物)および(b)C4−C13アルカノール類のフタル酸エステル(またはそれらの混合物)、または(a)と(b)の組み合わせ、によって代表されるジアルキルジエステル類の如きシール性能(エラストマー適合性)改良剤を使用することができる。上記材料の例には、アジピン酸、アゼライン酸およびセバシン酸のn−オクチル、2−エチルヘキシル、イソデシルおよびトリデシルのジエステル類、並びにフタル酸のn−ブチル、イソブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシルおよびトリデシルのジエステル類などが含まれる。また有効なものは、適切な粘性を示す芳香族炭化水素、例えばPanasol AN−3N、Lubrizol 730の如き製品、Henkel CorporationのEmery Groupから入手可能なEmery 2935、2936および2939エステルの如きポリオールエステル類、並びにHatco Corporationから入手可能なHatcol 2352、2962、2925、2938、2939、2970、3178および4322ポリオールエステル類などである。
【0037】
これらの組成物は、とりわけ1種以上の抗酸化剤、例えば1種以上のフェノール系抗酸化剤、芳香族アミン系抗酸化剤、硫化フェノール系抗酸化剤および有機ホスファイト類などを含んでいてもよい。これらの例には、2,6−ジ−t−ブチルフェノール、第三ブチル化フェノール類の液状混合物、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、混合メチレンブリッジのポリアルキルフェノール類、4,4’−チオビス(2−メチル−6−t−ブチルフェノール)、N,N’−ジ−s−ブチル−p−フェニレンジアミン、4−イソプロピルアミノジフェニルアミン、フェニル−α−ナフチルアミンおよびフェニル−β−ナフチルアミンなどが含まれる。
【0038】
腐食抑制剤は、この仕上げ添加剤組成物およびオイル内で使用可能な別の種類の添加剤を構成している。その例には、二量体および三量体酸類、例えばトール油脂肪酸、オレイン酸、リノール酸などから得られるものなどが含まれる。この種類の製品には、Witco Chemical CorporationのHumco Chemical DivisionがHYSTRENE商標の下で市販している二量体および三量体酸類およびEmery ChemicalsがEMPOL商標の下で市販している二量体および三量体酸類などが含まれる。他の有効な腐食抑制剤には、アルケニルこはく酸および無水アルケニルこはく酸腐食抑制剤、例えばテトラプロペニルこはく酸、無水テトラプロペニルこはく酸、テトラデセニルこはく酸、無水テトラデセニルこはく酸、ヘキサデセニルこはく酸、無水ヘキサデセニルこはく酸などが含まれる。また有効なものは、アルケニル基内に炭素原子を8から24個有するアルケニルこはく酸とポリグリコール類の如きアルコール類との半エステル類である。他の適切な腐食抑制剤には、アシッドホスフェート類、ポリエトキシル化された化合物、例えばエトキシル化アミン類、エトキシル化フェノール類およびエトキシル化アルコール類など、イミダゾリン類、アミノこはく酸類もしくはそれの誘導体などが含まれる。
【0039】
本発明の仕上げオイルおよび添加剤組成物では発泡抑制剤も同様に使用可能である。これらにはシリコン類、ポリアクリレート類、界面活性剤などが含まれる。
【0040】
銅腐食抑制剤は、本発明の組成物内で使用可能な別の種類の添加剤を構成している。上記化合物にはチアゾール類、トリアゾール類およびチアジアゾール類などが含まれる。上記化合物の例には、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、オクチルトリアゾール、デシルトリアゾール、ドデシルトリアゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾール、2−メルカプト−5−ヒドロカルビルチオ−1,3,4−チアジアゾール類、2−メルカプト−5−ヒドロカルビルジチオ−1,3,4−チアジアゾール類、2,5−ビス(ヒドロカルビルチオ)−1,3,4−チアジアゾール類および2,5−ビス(ヒドロカルビルジチオ)−1,3,4−チアジアゾール類などが含まれる。
【0041】
補足的摩擦改良剤も恐らくは使用可能であるが、上記補足的使用で提案された候補材料の評価を行うにおいて、与えられた如何なる状況下でも用いられる本発明の摩擦改良剤システムが与える優れた摩擦特性をこの候補材料(類)が不利に悪くすることのないように極度の注意を払う必要がある。本発明の実施で用いる補足的摩擦改良剤としての適切性を試験してもよいと思われる候補材料には、脂肪族の脂肪酸アミド類、脂肪族のカルボン酸類、脂肪族のカルボン酸エステル類、脂肪族のカルボン酸エステル−アミド類、脂肪族のホスホネート類、脂肪族のホスフェート類、脂肪族のチオホスホネート類、脂肪族のチオホスフェート類などが含まれるが、ここで、この脂肪族基はこの化合物が適切に油溶性を示すように炭素原子を通常約8個以上含んでいる。上に指摘したように、本発明の組成物は、1種以上の脂肪族こはく酸もしくは無水物とアンモニアとが反応することによって生じる脂肪族置換スクシニミド類または第三級アミン摩擦改良剤成分を含んでいない。同様に、本明細書に記述する成分(i)と(ii)の組み合わせが示す性能を評価できるほど減じるか或はこの組成物が所望の性能基準を達成するのを不適切にする他の如何なる摩擦改良剤(または他の添加剤成分)も、少なくともこのような悪い結果のどちらかまたは両方をもたらす量では、含めるべきでない。
【0042】
金属含有洗浄剤、例えばカルシウムの硫化フェネート類、マグネシウムの硫化フェネート類、スルホン酸カルシウム類、スルホン酸マグネシウム類なども使用可能である。しかしながら、上で述べたように、油溶性を示すか或は油に分散し得るフェネートまたはスルホン酸塩を用いる場合、その仕上げした流体が金属を約100ppm以上含まないように、好適には金属を約50ppm以上含まないようにこれを比例させるべきである。
【0043】
本明細書の上に記述した好適なホスホリル化無灰分散剤、好適なホウ素化無灰分散剤および/または特に好適なホスホリル化ホウ素化無灰分散剤の代わりか或はこれらに加えて、無灰分散剤を用いることができる。所望に応じて使用可能な、ホスホリル化もホウ素化もされていない有効な油溶性無灰分散剤には、米国特許第2,459,112号、同第2,962,442号、同第2,984,550号、同第3,036,003号、同第3,166,516号、同第3,172,892号、同第3,184,474号、同第3,202,678号、同第3,216,936号、同第3,219,666号、同第3,236,770号、同第3,254,025号、同第3,272,746号、同第3,275,554号、同第3,329,658号、同第3,331,776号、同第3,368,972号、同第3,381,022号、同第3,394,576号、同第3,413,347号、同第3,438,757号、同第3,442,808号、同第3,448,047号、同第3,449,250号、同第3,454,497号、同第3,454,555号、同第3,459,661号、同第3,493,520号、同第3,519,565号、同第3,522,179号、同第3,539,633号、同第3,558,743号、同第3,565,804号、同第3,576,743号、同第3,586,629号、同第3,591,598号、同第3,600,372号、同第3,632,511号、同第3,634,515号、同第3,649,229号、同第3,666,730号、同第3,671,511号、同第3,687,849号、同第3,697,574号、同第3,702,300号、同第3,703,536号、同第3,704,308号、同第3,725,277号、同第3,725,480号、同第3,726,882号、同第3,736,357号、同第3,751,365号、同第3,756,953号、同第3,793,202号、同第3,798,165号、同第3,798,247号、同第3,803,039号、同第3,804,763号、同第3,821,302号、同第3,836,471号、同第3,862,981号、同第3,872,019号、同第3,904,595号、同第3,936,480号、同第3,948,800号、同第3,950,341号、同第3,957,746号、同第3,957,854号、同第3,957,855号、同第3,980,569号、同第3,985,802号、同第3,991,098号、同第4,006,089号、同第4,011,380号、同第4,025,451号、同第4,058,468号、同第4,071,548号、同第4,083,699号、同第4,090,854号、同第4,173,540号、同第4,234,435号、同第4,354,950号および同第4,485,023号に述べられている非ホスホリル化非ホウ素化無灰分散剤が含まれる。
【0044】
存在させてもよい更に別の成分には、潤滑剤、例えば硫化脂肪、硫化イソブチレン、ジアルキルポリスルフィド類、および硫黄ブリッジのフェノール類、例えばノニルフェノールポリスルフィドなどが含まれる。染料、流動点降下剤、粘度指数改良剤、排気剤、および他の公知種類の添加剤もまた、この仕上げ組成物の中に含めることができる。
【0045】
このような任意添加剤のいずれを選択する場合でも、この選択した成分(類)がこの添加剤パッケージおよび仕上げATF組成物に溶解性を示すか或は安定に分散可能であり、この組成物の他の成分に適合性を示すと共に、この組成物の性能特質、例えばこの仕上げ組成物全体に必要とされるか或は少なくとも望まれている摩擦、粘度および/またはせん断安定性などを有意に妨害しない、ことを確保することが重要である。
【0046】
一般に、このベース流体の性能特質および特性を改良するに充分な少量で、これらの補助的添加剤成分をこのオイル内で用いる。従って、この用いるベース流体の粘度特質、仕上げ流体で望まれている粘度特質、この仕上げ流体で意図されている使用条件、並びに仕上げ流体で望まれている性能特質などの如き因子に従って、その量を変化させる。しかしながら、一般的に言って、これらのベース流体内では下記の追加的成分(活性材料)濃度(重量%)が説明的である:
これらのオイル内に存在させ得る添加剤およびそれらを存在させ得る濃度に関する上記説明は、どんな場合でも、含蓄的にまたはその他として、本発明の実施で利用可能な組成物または潤滑油の種類または機能的流体組成物に如何なる制限も与えないと解釈されるべきであることは明らかに理解されるであろう。この説明は、単に、現米国特許法令の「最良様式」または「権能賦与(enablement)」必要条件のハイパーテクニカル(hypertechnical)解釈に先んずる目的で示したものである。これらの組成物に関する主たる必要条件は、ATFとして用いるに適切なようにこの仕上げオイルの調合を行う必要があること、そしてその得られるATFが改良された摩擦性能を示すように本明細書で述べた適切な量で成分(i)と(ii)をこの仕上げオイルに含有させる必要があることである。
【0047】
本発明の実施で用いるに適切な具体的組成物を以下の実施例1−6の中に示すが、ここで、全ての部およびパーセントは重量である。成分(i)はビス(2−ヒドロキシエチル)獣脂アミンであり、そして成分(ii)はN−オレイル−トリメチレンジアミンである。比較実施例AおよびBには成分(i)を入れるが、成分(ii)を含めない。
【0048】
これらの実施例で用いるホスホリル化とホウ素化した無灰分散剤は、本質的に米国特許第4,857,214号の実施例1Aに記述されているようにして生じさせたポリイソブテニルスクシニミドである。このホスホリル化とホウ素化したポリイソブテニルスクシニミドを製造する時に用いたスクシニミドの、アシル化剤:ポリアミンのモル比は、約2:1である。銅腐食抑制剤としてHITEC(商標)314添加剤を含める。消泡剤は、希釈オイル内の4%溶液として用いるジメチルシリコンオイルである。
【0049】
これらの実施例ではまた種々の特許添加剤成分を用いる。これらは下記の通りである。
【0050】
− Ferro CorporationのKeil Chemical Divisionから入手可能なSUL−PERM 10Sは、硫黄含有量が約10重量%である硫化脂肪エステルであると報告されている。
【0051】
− Ferro CorporationのKeil Chemical Divisionから入手可能なSUL−PERM 307は、米国特許第4,380,499号に従って製造される、硫黄含有量が約6重量%である硫化脂肪材料であると報告されている。これは摩擦改質剤であると示されている。
【0052】
− Uniroyal Chemical Companyから入手可能なNaugalube 438Lは、主に4,4’−ジノニル化ジフェニルアミンが入っているノニル化ジフェニルアミン抗酸化剤であると報告されている。
【0053】
− Chevron Chemical Company、Oronite Divisionから入手可能なOLOA 216Cは、名目上のTBNが約150である硫化アルキルフェネートの水酸化カルシウム塩であると報告されている。
【0054】
− Monsanto Chemical CompanyからM544として入手可能なPC−1244は、主にアクリレートポリマー界面活性剤であると報告されている。
【0055】
− Mazer Chemical Companyから入手可能なMazawet 77は、アルキルポリオキシアルキレンエーテルであると報告されている。
【0056】
− Exxon Chemical Companyから入手可能なTomahPA−14は、3−デシルオキシプロピルアミンであると報告されている。
【0057】
− BASF Corporationから入手可能なPluronic L−81は、ポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレンのブロックコポリマーであると報告されている。
【0058】
− Rohm & Haas Companyから入手可能なAcryloid1263は、ポリメタアクリル酸エステルコポリマー粘度指数改良剤であると報告されている。
【0059】
− Roehm GmbH Chmische Fabrikから入手可能なViscoplex 5548は、ポリメタアクリル酸エステルコポリマー粘度指数改良剤であると報告されている。
【0060】
使用したベースオイルはATFを生じさせるに適切なミネラルオイルまたはミネラルオイルブレンド物である。
【0061】
【実施例】
実施例1
成分 %
成分(i) 0.150
成分(ii) 0.005
ホスホリル化とホウ素化した無灰分散剤 3.770
Sul−Perm 307 0.800
HITEC(商標)314添加剤 0.040
消泡剤 0.020
Naugalube 438L 0.260
OLOA 216C 0.050
カプリル酸 0.050
Tomah PA−14 0.050
Pluronic L−81 0.010
Mazawet 77 0.050
PC 1244 0.030
希釈オイル 0.265
Viscoplex 5548 5.800
赤色染料 0.025
ミネラルオイル(LA3362) 88.625
実施例2
成分 %
成分(i) 0.150
成分(ii) 0.010
ホスホリル化とホウ素化した無灰分散剤 3.770
HITEC(商標)314添加剤 0.040
消泡剤 0.060
Naugalube 438L 0.260
OLOA 216C 0.050
カプリル酸 0.050
Tomah PA−14 0.050
Pluronic L−81 0.010
Mazawet 77 0.050
PC 1244 0.030
希釈オイル 0.260
Viscoplex 5548 5.799
赤色染料 0.025
ミネラルオイル(LA3362) 88.586
実施例3
成分 %
成分(i) 0.150
成分(ii) 0.010
ホスホリル化とホウ素化した無灰分散剤 3.771
Sul−Perm 10S 0.480
HITEC(商標)314添加剤 0.040
消泡剤 0.020
Naugalube 438L 0.261
OLOA 216C 0.050
カプリル酸 0.050
Tomah PA−14 0.050
Pluronic L−81 0.010
Mazawet 77 0.050
PC 1244 0.030
Acryloid 1263 5.800
赤色染料 0.025
ミネラルオイル(FN1391) 87.975
ミネラルオイル(PetroCanada 45N) 1.228
実施例4
成分 %
成分(i) 0.150
成分(ii) 0.020
ホスホリル化とホウ素化した無灰分散剤 3.770
Sul−Perm 307 0.800
HITEC(商標)314添加剤 0.040
消泡剤 0.060
Naugalube 438L 0.260
OLOA 216C 0.050
カプリル酸 0.050
Tomah PA−14 0.050
Pluronic L−81 0.010
Mazawet 77 0.050
PC 1244 0.030
希釈オイル 0.260
Viscoplex 5548 5.799
赤色染料 0.025
ミネラルオイル(LA3362) 88.576
実施例5
成分 %
成分(i) 0.150
成分(ii) 0.020
ホスホリル化とホウ素化した無灰分散剤 3.771
HITEC(商標)314添加剤 0.040
消泡剤 0.020
Naugalube 438L 0.261
OLOA 216C 0.050
カプリル酸 0.050
Tomah PA−14 0.050
Pluronic L−81 0.010
Mazawet 77 0.050
PC 1244 0.030
Acryloid 1263 5.800
赤色染料 0.025
ミネラルオイル(FN1391) 87.975
ミネラルオイル(PetroCanada 45N) 1.698
実施例6
成分 %
成分(i) 0.150
成分(ii) 0.020
ホスホリル化とホウ素化した無灰分散剤 3.771
Sul−Perm 10S 0.480
HITEC(商標)314添加剤 0.040
消泡剤 0.020
Naugalube 438L 0.261
OLOA 216C 0.050
カプリル酸 0.050
Tomah PA−14 0.050
Pluronic L−81 0.010
Mazawet 77 0.050
PC 1244 0.050
Acryloid 1263 5.800
赤色染料 0.025
ミネラルオイル(FN1391) 87.975
ミネラルオイル(PetroCanada 45N) 1.218
比較実施例A
成分 %
成分(i) 0.150
成分(ii) なし
ホスホリル化とホウ素化した無灰分散剤 3.770
Sul−Perm 307 0.800
HITEC(商標)314添加剤 0.040
消泡剤 0.060
Naugalube 438L 0.260
OLOA 216C 0.050
カプリル酸 0.050
Tomah PA−14 0.050
Pluronic L−81 0.010
Mazawet 77 0.050
PC 1244 0.030
希釈オイル 0.260
Viscoplex 5548 5.800
赤色染料 0.025
ミネラルオイル(LA3362) 88.595
比較実施例B
成分 %
成分(i) 0.150
成分(ii) なし
ホスホリル化とホウ素化した無灰分散剤 3.771
Sul−Perm 10S 0.480
HITEC(商標)314添加剤 0.040
消泡剤 0.060
Naugalube 438L 0.261
OLOA 216C 0.050
カプリル酸 0.050
Tomah PA−14 0.050
Pluronic L−81 0.010
Mazawet 77 0.050
PC 1244 0.030
Acryloid 1263 5.800
赤色染料 0.025
ミネラルオイル(FN1391) 87.975
ミネラルオイル(PetroCanada 45N) 1.198
注意深く調節した条件下で一連の試験を行いそして低速で摩擦係数の測定を行った結果を用いて、本発明の実施で達成可能な、シャダを最小限にするか或はなくすことに関する有益な結果を説明する。この試験操作では、滑り速度の関数として摩擦係数を測定することができるように改良してSAE No.2機を利用した。この使用した改良SAE No.2機を図式的様式で図に示す。
【0062】
図において、部品AからMは通常のSAE No.2機の中に存在している。部品NからPは、低速運転下でシャダの評価を行うことを可能にする改良を表している。従って、通常のSAE No.2機には、両末端にシャフト延長部が備わっている3600rpmのモーターLが備わっている。慣性末端にフライホイールMのフランジを取り付けることにより、各動的かみ合いに望まれる全エネルギーを与える。クラッチ末端は試験ヘッドの中に伸びていて、クラッチのためのスプラインホブを駆動するに適合している。このヘッドはベアリングでシャフト上に支持されていて、これはそのシャフトから独立して回転可能である。別の小型モーターHを用いて、非常に低い速度(典型的には5rpm未満)における静的切り離し(breakaway)摩擦係数(μs)を測定する。一定の温度、負荷および滑り速度における摩擦力をロードセルGで測定する。空気ピストンFを用いて負荷をかける。
【0063】
CSTCCシャダの評価では、充分に調整された温度および負荷条件下、低い滑り速度で摩擦係数(μ)を測定する必要がある。これらの2つのACモーターLおよびHのどちらもこの目的に充分なトルクを示さないことから、消勢(de−energized)3600rpmのダイナミックモーターLを通して連結しているシャフトカップリングにより、1rpmで300Nmのトルクを生じ得る減速機Oと可変速DCモーターPをこの機械に取り付けた。
【0064】
2枚の鋼製プレートの間に取り付けた摩擦盤の寸法を表IIに示す。この一連の試験ではBorg Warner SD−1777摩擦材料を用いた。
【0065】
市販の鋼製セパレータープレートをその合わせプレートとして用いた。この2枚の鋼製プレート各々に0.58mmの穴を放射状に開け、外側の縁を面取りした。熱電対の先端が摩擦接触領域の中心に位置するように、各プレートの中にJ型熱電対を挿入した。鋼製プレートをヘプタンで洗浄した後、ガーゼで拭き取った。回転摩擦盤をその固定した鋼製プレートの間に位置させるように、このSAE No.2ヘッドの中でプレートを組み立てた(図を参照)。このヘッド組み立て物の中に試験ATF(700mL)を仕込んだ。この後、試験を始める前に、室温の浸漬期間を1時間置いた。
【0066】
1秒当たり0から2メートルの速度範囲における摩擦係数は高度に温度に依存している。この用いた試験操作では、下記の3つの温度を注意深く監視した:TC1およびTC2を用いて2枚の鋼製プレートの温度を監視し、そしてTC3を用いて試験ATFの温度を監視した(図を参照)。これらの温度測定は全て「J」型熱電対を用いて行った。
【0067】
新しいクラッチプレートを試験ATFの中に1時間浸漬した後に行う慣らし運転操作は、このペーパー型クラッチプレートの摩擦特性を安定化させるためのものである。使用する摩擦材料の種類(他の因子の中でも)に応じて慣らし運転条件を変化させてもよい。従って、これらの試験で用いる慣らし運転条件を表IIIAの中に示す。下記の方程式:
PP×AP=PD×AG (1)
[ここで、
PP:アプライ圧力(軸アプライ力(axial apply force)を生じさせるようにSAE No.2アプライピストンにかかる圧力)
AP:アプライピストンの面積(151.1cm2)
PD:クラッチプレート上の表面圧力
AG:摩擦材料の総面積[側面当たり](44.9cm2)]
を用い、SAE No.2機のピストンにかかる圧力から、これらのクラッチプレート上の表面圧力を計算する。
【0068】
実際のCSTCC装置におけるロックアップクラッチの表面圧力は出力トルクを一定に維持するように調節されている。また、鋼表面または摩擦表面が変形する可能性があることから、より高い表面圧力が局所的にかかる可能性がある。従って、3つの異なる表面圧力下でデータを取った。1rpmおよび300rpmの回転速度はそれぞれ0.6cm/秒および180cm/秒の線形滑り速度に相当している。摩擦係数は温度と共に変化することから(これは特に接触面温度に依存している)、1rpmで取ったデータを除き、かみ合わせを開始して0.3秒後に各摩擦係数を測定し、1rpmにおける測定期間は、安定なトルク値が達成されることを保証する目的で、かみ合わせ後2.9秒である。このような低速では、2.9秒間のかみ合わせ中に生じる温度上昇は無視できるほどである。各データ集積点間では、クラッチのかみ合わせを解いて100rpmで4分間回転させることにより、このシステムが熱的に設定温度(40℃または120℃)に平衡になり得るようにする。
【0069】
下記の方程式:
μ=T/PP・AP・Rm・n (2)
[ここで、
T:トルク(N・m)
PP:アプライ圧力(SAE No.2アプライピストンにかかる圧力)(kPa)
AP:アプライピストンの面積(m2)
Rm:摩擦盤の有効平均半径
n:摩擦プレート表面の数(=2)]
を基にして、摩擦係数の計算を行う。
【0070】
慣らし運転前の車シャダ性能の明確な予測を得るには、新しい摩擦材料を用いて試験を始める必要がある。このようにすることで、摩擦材料を慣らし運転する前と後の両方で摩擦測定を行うことができる。
【0071】
修飾SAE No.2機の運転で用いた試験条件を表IIIBの中に要約する。
【0072】
試験を行った結果、達成される結果に関して修飾SAE No.2機を用いた上記試験操作と実際のCSTTCとの間には2つの比率を用いることを条件として良好な相関関係があることが示された。これらの比率はμ1/μ50とμ100/μ300とである。μ1/μ50は1rpm(0.6cm/秒)と50rpm(30cm/秒)における摩擦係数の比である。μ100/μ300は100rpm(60cm/秒)と300rpm(180cm/秒)における摩擦係数の比である。上に記述した修飾SAE No.2機を用いて得られた結果とCSTTCに関するOEM試験結果とを相互に関係付けた結果、新しい摩擦プレートを用い、そしてこの新しいプレート(即ち慣らし運転する前)と慣らし運転後のプレートの両方を用いて、上記比率を引き出すデータを得ることを条件として、上記比率によりATFシャダ性能の正確な評価が得られることが示された。
【0073】
従って、この試験操作での慣らし運転前と後の両方におけるμ1対μ50およびμ100対μ300の比率はそれぞれ0.9未満および1.02以下である必要がある。これまでは、新しいプレート(即ち慣らし運転する前)を用いると、これらの個々の値を達成するのは極めて困難であることが示されていた。市場で入手可能な最良のATFであるとこの産業界で一般的に認識されているATFでさえ、これらの結果を達成することはできない。
【0074】
これらの試験で得られたデータを表IVとVに要約する。
【0075】
本発明の組成物はまた、(i)周期的にかみ合わせることができる自動変速装置の摩擦表面が示す低速動的摩擦係数(μ0)と(ii)上記摩擦表面が示す(中点)動的摩擦係数(μd)との間の比率を本質的に一定に保つ能力を有している。このことは、通常のSAE No.2機使用標準試験を実施例1−6および比較実施例AおよびBのATFに受けさせた一連の試験で示された。この試験では、この摩擦機械(試験流体を充填した)のモーターおよびフライホイールを加速して一定速度にし、そしてクラッチをかけることによって、このモーターを停止させると共にフライホイールの速度をゼロにまで下げる。次に、このクラッチプレートを解放し、再びそのフライホイールを加速して一定速度にした後、この試験流体に浸漬したそのクラッチパックを再びかみ合わせる。サイクルと呼ぶ各クラッチかみ合わせを用いてこの過程を多数回繰り返す。
【0076】
このクラッチをかけている間、時間の関数として摩擦トルクを記録する。この得られる摩擦データは、トルクトレース自身であるか或はトルクトレースから計算した摩擦係数のどちらかである。所望のトルクトレース形状は、自動車製造業者が設定するものである。この形状を数学的に表す1つの方法は、(a)このフライホイール速度がその選択した最大一定速度とゼロ速度との中間である時の摩擦係数(本明細書では上記摩擦係数測定を(中点)動的摩擦係数(μd)と呼ぶ)、および(b)このフライホイール速度がゼロrpmに近付く時の摩擦係数(本明細書では上記摩擦係数測定を低速動的摩擦係数(μ0)と呼ぶ)を測定する方法である。次に、上記摩擦係数を用いて、いわゆる「静的対動的比」または「ルースターテール(rooster tail)」を測定することができ、これをμ0/μdとして表すが、この場合に典型的なそれの最適値は約1である。このμ0/μdが増大して1を越えると、変速機がギアを変える時これは典型的により短くてより粗いシフトを表すことになるであろう。他方、このμ0/μdが低下して1未満になると、この変速機がギアを変える時クラッチが滑る危険性が益々大きくなる。
【0077】
数多くのATFは、μ0/μdの目標値である1(またはこれに非常に近い値)を達成し得るが、特定数のサイクル後、このサイクル数が増大するにつれて益々この目標値を維持するのが困難になってくる。ATFがこのような望ましい摩擦特性を維持することができることは、これが摩擦耐久性を示すことである。従って、ATFが示す摩擦耐久性が大きくなればなるほど、より良好になる。
【0078】
本試験研究で用いた日本摩擦試験に関する仕様条件を表VIに示す。
【0079】
【0080】
「静的対動的比」または「ルースターテール」耐久性を評価する上記摩擦試験の結果を表VIIに要約する。
【0081】
実施例1−6の中に示したATF組成物に類似した組成物もまた、本発明の実施で達成可能な有益な摩擦特性を示しており、ここでは、ATFに、(i)対(ii)の比が60:1になるように(i)を0.15重量%および(ii)を0.0025重量%含有させ、またATFに、(i)対(ii)の比が88:1になるように(i)を0.15重量%および(ii)を0.0017重量%含有させた。
【0082】
上の説明の中で用いた言葉「油溶性」は、本添加剤を用いた時の結果または効果を達成するに必要とされる最小濃度に少なくとも相当する濃度にまで通常の温度でその選択したベースオイルの中に溶解するに充分な溶解性を当該成分が示すことの意味で用いる。しかしながら、好適には、その選択したベースオイル内で上記成分が示す溶解性は上記最小濃度を越えるであろうが、この成分が全ての比率でそのベースオイルに溶解することを要求するものでない。有効な特定の添加剤はベースオイルの中に完全には溶解せず、これらはむしろそのオイル内の安定な懸濁物または分散物の形態で用いられる。このように分散している添加剤が入っているオイルもまた本発明の実施で使用可能であるが、但し上記添加剤がこれらを用いた組成物の性能または有効性を有意に妨害しないことを条件とする。選択が与えられた場合、その成分全部が油溶性を示す如何なるオイルも使用に好適であるが、これは本発明の実施における必要条件ではない。
【0083】
本明細書の上のいずれかの場所に引用した各米国特許の全開示は本明細書の中で充分に示す如く引用することによって本明細書に組み入れられる。
【0084】
本発明は本発明を実施するにおいてかなりの修飾を受け得ることは容易に明らかであろう。従って、本明細書の上に示した特定の例示で本発明を限定することを意図するものでない。むしろ、包含させるべく意図するものは、添付請求の範囲の精神および範囲内に入るものである。
【0085】
本発明の特徴および態様は以下のとうりである。
【0086】
1. 摩擦改質剤内容物が入っている自動変速装置用流体において、
a)上記自動変速装置用流体の摩擦改質剤内容物が、(i)N−脂肪族ヒドロカルビル置換基が、アセチレン系不飽和を含んでいない、14から20個の範囲の炭素原子を有する少なくとも1種の直鎖脂肪族ヒドロカルビル基である、N−脂肪族ヒドロカルビル置換のジエタノールアミン、および(ii)N−脂肪族ヒドロカルビル置換基が、アセチレン系不飽和を含んでいない、約14から約20個の範囲の炭素原子を有する少なくとも1種の直鎖脂肪族ヒドロカルビル基である、N−脂肪族ヒドロカルビル置換のトリメチレンジアミン、から本質的になっており、
b)該摩擦改質剤に如何なる第三級アミン摩擦改質剤成分も如何なるC12-36脂肪族ヒドロカルビルスクシニミドもしくはスクシナミドも入っておらず、
c)(i)対(ii)の相対的比率が、1重量部の(ii)当たりに約7から約340重量部の(i)が存在するような比率であり、そして
d)該自動変速装置用流体が、このc)に示したような比率で(i)を0.08から0.17重量%そして(ii)を0.0005から0.02重量%含んでいる、
ことを特徴とする自動変速装置用流体。
【0087】
2. (i)がN−獣脂ジエタノールアミンでありそして(ii)がN−オレイル−トリメチレンジアミンである第1項記載の自動変速装置用流体。
【0088】
3. 該自動変速装置用流体が(i)を約0.15重量%そして(ii)を0.001から0.02重量%含んでいる第1項記載の自動変速装置用流体。
【0089】
4. 上記流体が100℃で少なくとも6.8cStの動粘度を示しそして−40℃で20,000cP以下のB型粘度を示す第1項記載の自動変速装置用流体。
【0090】
5. (i)がN−獣脂ジエタノールアミンでありそして(ii)がN−オレイル−トリメチレンジアミンである第3項記載の自動変速装置用流体。
【0091】
6. 上記流体が100℃で少なくとも6.8cStの動粘度を示しそして−40℃で20,000cP以下のB型粘度を示す第3項記載の自動変速装置用流体。
【0092】
7. (i)がN−獣脂ジエタノールアミンでありそして(ii)がN−オレイル−トリメチレンジアミンである第4項記載の自動変速装置用流体。
【0093】
8. 該自動変速装置用流体が(i)を約0.15重量%そして(ii)を0.005から0.02重量%含んでおり、ここで、(i)がN−獣脂ジエタノールアミンでありそして(ii)がN−オレイル−トリメチレンジアミンであり、そしてここで、上記流体が100℃で少なくとも6.8cStの動粘度を示しそして−40℃で20,000cP以下のB型粘度を示す第1項記載の自動変速装置用流体。
【0094】
9. 該自動変速装置用流体が(i)を約0.15重量%そして(ii)を約0.005重量%含んでおり、ここで、(i)がN−獣脂ジエタノールアミンでありそして(ii)がN−オレイル−トリメチレンジアミンである第1項記載の自動変速装置用流体。
【0095】
10. 該自動変速装置用流体が(i)を約0.15重量%そして(ii)を約0.01重量%含んでおり、ここで、(i)がN−獣脂ジエタノールアミンでありそして(ii)がN−オレイル−トリメチレンジアミンである第1項記載の自動変速装置用流体。
【0096】
11. 該自動変速装置用流体が(i)を約0.15重量%そして(ii)を約0.02重量%含んでおり、ここで、(i)がN−獣脂ジエタノールアミンでありそして(ii)がN−オレイル−トリメチレンジアミンである第1項記載の自動変速装置用流体。
【0097】
12. 該自動変速装置用流体が(i)を約0.15重量%そして(ii)を0.002から0.02重量%含んでいる第1項記載の自動変速装置用流体。
【0098】
13. 該自動変速装置用流体が(i)を約0.15重量%そして(ii)を0.003から0.02重量%含んでいる第1項記載の自動変速装置用流体。
【0099】
14. 摩擦改質剤組成物において、
(i)N−脂肪族ヒドロカルビル置換基が、アセチレン系不飽和を含んでいない、14から20個の範囲の炭素原子を有する少なくとも1種の直鎖脂肪族ヒドロカルビル基である、N−脂肪族ヒドロカルビル置換のジエタノールアミン、および(ii)N−脂肪族ヒドロカルビル置換基が、アセチレン系不飽和を含んでいない、約14から約20個の範囲の炭素原子を有する少なくとも1種の直鎖脂肪族ヒドロカルビル基である、N−脂肪族ヒドロカルビル置換のトリメチレンジアミン、から本質的になっており、ここで、(a)(i)対(ii)の比率が、1重量部の(ii)当たりに約7から約340重量部の(i)が存在するような比率であり、そして(b)上記摩擦改質剤組成物に如何なる第三級アミン摩擦改質剤成分も如何なるC12-36脂肪族ヒドロカルビルスクシニミドもしくはスクシナミド摩擦改質剤も入っていない摩擦改質剤組成物。
【0100】
15. 1重量部の(ii)当たりに約7.5から約30重量部の(i)を存在させる第14項記載の組成物。
【0101】
16. (i)がN−獣脂ジエタノールアミンでありそして(ii)がN−オレイル−トリメチレンジアミンである第14項記載の組成物。
【0102】
17. 1重量部の(ii)当たりに約7.5から約30重量部の(i)を存在させる第16項記載の組成物。
【0103】
18. 1重量部の(ii)当たりに約30重量部の(i)を存在させる第16項記載の組成物。
【0104】
19. 1重量部の(ii)当たりに約15重量部の(i)を存在させる第16項記載の組成物。
【0105】
20. (i)対(ii)の比率が、1重量部の(ii)当たりに約7から約160重量部の(i)が存在するような比率である第14項記載の組成物。
【0106】
21. (i)対(ii)の比率が、1重量部の(ii)当たりに約7から約70重量部の(i)が存在するような比率である第14項記載の組成物。
【0107】
22. 摩擦改質剤内容物が入っている自動変速装置用流体とクラッチとを接触させることを含む、連続スリップトルクコンバータークラッチが備わっている自動変速装置におけるシャダを低下させる方法において、上記自動変速装置用流体が、
a)上記自動変速装置用流体の摩擦改質剤内容物が、(i)N−脂肪族ヒドロカルビル置換基が、アセチレン系不飽和を含んでいない、14から20個の範囲の炭素原子を有する少なくとも1種の直鎖脂肪族ヒドロカルビル基である、N−脂肪族ヒドロカルビル置換のジエタノールアミン、および(ii)N−脂肪族ヒドロカルビル置換基が、アセチレン系不飽和を含んでいない、約14から約20個の範囲の炭素原子を有する少なくとも1種の直鎖脂肪族ヒドロカルビル基である、N−脂肪族ヒドロカルビル置換のトリメチレンジアミン、から本質的になっており、
b)該摩擦改質剤に如何なる第三級アミン摩擦改質剤成分も如何なるC12-36脂肪族ヒドロカルビルスクシニミドもしくはスクシナミドも入っておらず、
c)(i)対(ii)の相対的比率が、1重量部の(ii)当たりに約7から約340重量部の(i)が存在するような比率であり、そして
d)該自動変速装置用流体が、このc)に示したような比率で(i)を0.08から0.17重量%そして(ii)を0.0005から0.02重量%含んでいる、
ことを特徴とする方法。
【0108】
23. (i)がN−獣脂ジエタノールアミンでありそして(ii)がN−オレイル−トリメチレンジアミンである第22項記載の方法。
【0109】
24. 1重量部の(ii)当たりに約7から約160重量部の(i)を存在させる第22項記載の方法。
【0110】
25. 1重量部の(ii)当たりに約7から約70重量部の(i)を存在させる第22項記載の方法。
【0111】
26. 1重量部の(ii)当たりに約7から約40重量部の(i)を存在させる第22項記載の方法。
【0112】
27. 1重量部の(ii)当たりに約15から約30重量部の(i)を存在させる第22項記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【図1】試験研究で用いた改良SAE第2号機の概略図である。
【符号の説明】
A クラッチパックハウジング
B スペーサー − 内側ハウジング
C 鋼製クラッチプレート(鋼製セパレーター)
D 試験ATF貯蔵容器/温度調節装置
E 摩擦盤
F 空気ピストン
G ロードセル(歪みゲージ)
H ACモーター(スタティックモーター):1.5KW
I 減速機
J モーターシャフト延長部
K ウオームギア
L 3600RPMのACモーター:22.37KW
M フライホイール(取り外し可能)
N シャフトカップリング
O 減速機
P 可変速DCモーター:11.2KW
TC1 熱電対(鋼製プレート温度)
TC2 熱電対(鋼製プレート温度)
TC3 熱電対(オイル温度)
Claims (3)
- 摩擦改質剤内容物が入っている自動変速装置用流体において、
a)上記自動変速装置用流体の摩擦改質剤内容物が、(i)N−脂肪族ヒドロカルビル置換基が、アセチレン系不飽和を含んでいない、14から20個の範囲の炭素原子を有する少なくとも1種の直鎖脂肪族ヒドロカルビル基である、N−脂肪族ヒドロカルビル置換のジエタノールアミン、および(ii)N−脂肪族ヒドロカルビル置換基が、アセチレン系不飽和を含んでいない、約14から約20個の範囲の炭素原子を有する少なくとも1種の直鎖脂肪族ヒドロカルビル基である、N−脂肪族ヒドロカルビル置換のトリメチレンジアミン、から本質的になっており、
b)該摩擦改質剤に上記(i)および(ii)以外の如何なる第三級アミン摩擦改質剤成分も如何なるC12-36脂肪族ヒドロカルビルスクシニミドもしくはスクシナミドも入っておらず、
c)(i)対(ii)の相対的比率が、1重量部の(ii)当たりに約7から約40重量部の(i)が存在するような比率であり、そして
d)該自動変速装置用流体が、このc)に示したような比率で(i)を0.08から0.17重量%そして(ii)を0.003から0.02重量%含んでいる、
ことを特徴とする自動変速装置用流体。 - 摩擦改質用組成物において、
(i)N−脂肪族ヒドロカルビル置換基が、アセチレン系不飽和を含んでいない、14から20個の範囲の炭素原子を有する少なくとも1種の直鎖脂肪族ヒドロカルビル基である、N−脂肪族ヒドロカルビル置換のジエタノールアミン、および(ii)N−脂肪族ヒドロカルビル置換基が、アセチレン系不飽和を含んでいない、約14から約20個の範囲の炭素原子を有する少なくとも1種の直鎖脂肪族ヒドロカルビル基である、N−脂肪族ヒドロカルビル置換のトリメチレンジアミン、から本質的になっており、ここで、
(a)(i)対(ii)の比率が、1重量部の(ii)当たりに約7から約40重量部の(i)が存在するような比率であり、そして
(b)上記組成物に上記(i)および(ii)以外の如何なる第三級アミン成分も如何なるC12-36脂肪族ヒドロカルビルスクシニミドもしくはスクシナミド成分も入っていない摩擦改質用組成物。 - 摩擦改質剤内容物が入っている自動変速装置用流体と連続スリップトルクコンバータークラッチとを接触させることを含む、連続スリップトルクコンバータークラッチが備わっている自動変速装置におけるシャダを低下させる方法において、上記自動変速装置用流体が、
a)上記自動変速装置用流体の摩擦改質剤内容物が、(i)N−脂肪族ヒドロカルビル置換基が、アセチレン系不飽和を含んでいない、14から20個の範囲の炭素原子を有する少なくとも1種の直鎖脂肪族ヒドロカルビル基である、N−脂肪族ヒドロカルビル置換のジエタノールアミン、および(ii)N−脂肪族ヒドロカルビル置換基が、アセチレン系不飽和を含んでいない、約14から約20個の範囲の炭素原子を有する少なくとも1種の直鎖脂肪族ヒドロカルビル基である、N−脂肪族ヒドロカルビル置換のトリメチレンジアミン、から本質的になっており、
b)該摩擦改質剤に上記(i)および(ii)以外の如何なる第三級アミン摩擦改質剤成分も如何なるC12-36脂肪族ヒドロカルビルスクシニミドもしくはスクシナミドも入っておらず、
c)(i)対(ii)の相対的比率が、1重量部の(ii)当たりに約7から約40重量部の(i)が存在するような比率であり、そして
d)該自動変速装置用流体が、このc)に示したような比率で(i)を0.08から0.17重量%そして(ii)を0.003から0.02重量%含んでいる、
ことを特徴とする方法。
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