JP7122384B2 - 自動変速機用潤滑油 - Google Patents
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Description
i)主要量の潤滑粘度の油、
ii)少なくとも1つ以上の非後処理スクシンイミド分散剤、
iii)0.01~0.5重量%のリン酸、
iv)組成物に350ppm以下の金属を提供する金属清浄剤、
v)少なくとも1つ以上の有機リン化合物
を含み、
前記非後処理スクシンイミドからの窒素の、リン酸からのリンに対する比率が1から3である
潤滑油組成物が提供される。
i)主要量の潤滑粘度の油、
ii)少なくとも1つ以上の非後処理スクシンイミド分散剤、
iii)0.01~0.5重量%のリン酸、
iv)組成物に350ppm以下の金属を提供する金属清浄剤、
v)少なくとも1つ以上の有機リン化合物
を含み、
前記非後処理スクシンイミドからの窒素の、リン酸からのリンに対する比率が1から3である潤滑油組成物で変速機を潤滑させることを含む、自動変速機又は無段変速機を備えた燃焼機関におけるシャダー防止性能を改善し、摩擦を低減する方法が提供される。
以下の用語は、本明細書全体で使用され、別段の指定がない限り、以下の意味を有するものとする。
本明細書に開示される潤滑油組成物は、概して、少なくとも1つの潤滑粘度の油を含む。本明細書に開示される潤滑粘度の油として、当業者に既知のあらゆる基油を使用することができる。潤滑油組成物を調製するのに適したいくつかの基油は、Mortierら、「潤滑剤の化学及び技術」(Chemistry and Technology of Lubricants)、第2版、ロンドン、スプリンガー、第1章及び第2章(1996)、及びA Sequeria Jr、「潤滑油基油及びワックス処理」(Lubricant Base Oil and Wax Processing)、ニューヨーク、マルセルデッカー、第6章(1994)、及びD.V.Brock、潤滑工学(Lubrication Engineering)、第43巻、184-5頁(1987)に記載されており、これらはすべて参照により本明細書に組み込まれる。一般に、潤滑油組成物中の基油の量は、潤滑油組成物の総重量に基づいた場合約70~約99.5重量%であってよい。いくつかの実施形態において、潤滑油組成物中の基油の量は、潤滑油組成物の総重量に基づいた場合、約75~約99重量%、約80~約98.5重量%、又は約80~約98重量%である。
一実施態様では、1つ以上の窒素含有無灰スクシンイミド分散剤が潤滑油組成物中に存在する。一実施態様では、1つ以上の窒素含有無灰スクシンイミド分散剤は、非後処理分散剤である。
[式中、R1は、約450~3000の分子量を有する実質的に炭化水素の鎖であり、すなわち、R1は、約30~約200の炭素原子を含むヒドロカルビル鎖、好ましくはアルケニル基であり、Alkは、炭素原子数2~10、好ましくは2~6のアルキレン鎖であり、R2、R3、及びR4は、C1~C4のアルキル若しくはアルコキシ又は水素、好ましくは水素から選択され、xは0~10の整数、好ましくは0~3である]
又は式(II):
[式中、R5及びR7は両方とも、約450~3000の分子量を有する実質的に炭化水素の鎖であり、すなわち、R5及びR7は、約30~約200の炭素原子を含むヒドロカルビル鎖、好ましくはアルケニル鎖であり、Alkは炭素原子数2~10、好ましくは2~6のアルキレン鎖であり、R6はC1~C4アルキル若しくはアルコキシ又は水素、好ましくは水素から選択され、yは0~10、好ましくは0~3の整数である]
を有すると考えられる。一実施形態では、R1、R5及びR7はポリイソブチル基である。
[式中、zは0~10の整数であり、Alkは2~10、好ましくは2~6の炭素原子のアルキレン基であり、R8、R9、及びR10は、C1~C4のアルキル若しくはアルコキシ又は水素から選択されるものであり、好ましくは水素であり、zは0~10、好ましくは0~3の整数である]
で示される。
H2N(CH2CH2NH)αH
式IV
(式中、αは1~10の整数である)
に適合するポリアミンのクラスを示す。一実施形態において、αは3~5の整数である。したがって、これには、例えば、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミンなどが含まれる。
一実施形態では、無機リン酸又は亜リン酸が潤滑油組成物中に存在する。別の実施形態では、酸はリン酸である。
一実施形態では、潤滑油組成物は、金属清浄剤化合物を含有する。適切な金属清浄剤のいくつかの非限定的な例には、硫化又は非硫化アルキル又はアルケニルフェネート、アルキル又はアルケニル芳香族スルホネート、ホウ素化スルホネート、マルチヒドロキシアルキル又はアルケニル芳香族化合物の硫化又は非硫化金属塩、アルキル又はアルケニルヒドロキシ芳香族スルホネート、硫化又は非硫化のアルキル又はアルケニルナフテネート、アルカン酸の金属塩、アルキル又はアルケニル多酸の金属塩、並びにそれらの化学的及び物理的混合物が含まれる。適切な金属清浄剤の他の非限定的な例には、金属スルホネート、フェネート、サリチレート、ホスホネート、チオホスホネート及びそれらの組合せが含まれる。金属は、スルホネート、フェネート、サリチレート又はホスホネート清浄剤を作るのに適した任意の金属であり得る。適切な金属の非限定的な例には、アルカリ土類金属、アルカリ金属及び遷移金属が含まれる。いくつかの実施形態では、金属は、Ca、Mg、Ba、K、Na、Liなどである。
本発明の潤滑油組成物に含まれる摩擦調整剤としては、既知の各種の摩擦調整剤を用いることができるが、低分子量C6~C30の炭化水素置換スクシンイミド、脂肪酸アミド、又はポリオールが好ましい。摩擦調整剤は、単独で、又は摩擦調整剤の組合せとして使用することができる。いくつかの実施態様において、摩擦調整剤は、潤滑油組成物中に0.01~5重量%の量で存在する。他の実施態様において、摩擦調整剤は、潤滑油組成物中に、0.01~3.0、0.01~2.0重量%、0.01~1.5重量%、0.01~1.0重量%、0.01~1.0重量%の量で存在する。
本発明の一実施態様において、本発明の摩擦調整剤はビススクシンイミドである。
本発明の一実施態様において、本発明のビススクシンイミド摩擦調整剤は、式(V)によって表されるアルケニル置換スクシンイミド又はその後処理された誘導体である:
[式中、R1及びR1’はそれぞれ独立して、下記式(VI)で表されるβ位に分岐構造を有するアルケニル基であり、R2は、水素原子、炭素原子数1~12のアルキル基、炭素原子数6~12のアリール基、炭素原子数7~13のアラルキル基、又は5~8員複素環基であり、xは1~6の整数であり、yは0~20の整数であり:
式中、R3の炭素原子数がR4の炭素原子数より3大きいか又はR3の炭素原子数がR4の炭素原子数より1小さい条件下で、R3とR4はそれぞれ脂肪族ヒドロカルビル基であり、R3とR4の合計炭素原子数は3~45の範囲にあるものとする]。
(式中、R1とR1’はそれぞれ独立して、炭素原子数3~24の単一の直鎖状α-オレフィンの二量体から誘導されるβ位に分岐構造をもつアルケニル基であり、Qは、炭素原子数1~20で、少なくともその両末端にアミノ基を有するアルキレン-ポリアミンの残基である)。
本発明の一実施態様において、本発明の摩擦調整剤は、エトキシル化アミンである。
R-N(C2H4OH)2(VIII)
リン化合物は、潤滑油組成物に使用可能な耐摩耗剤として知られているものであり得る。リン化合物の例としては、リン酸、リン酸エステル、亜リン酸、亜リン酸エステル、チオリン酸及びチオリン酸エステル等が挙げられる。リン酸エステル及び亜リン酸エステルのアミン塩も使用できる。
必要に応じて、潤滑油組成物は、潤滑油組成物の任意の望ましい特性を付与又は改善することができる少なくとも添加剤又は調整剤(以下、「添加剤」と呼ぶ)をさらに含むことができる。本明細書に開示される潤滑油組成物には、当業者に知られている任意の添加剤を使用することができる。いくつかの適切な添加剤は、Mortierら、「潤滑剤の化学及び技術」(Chemistry and Technology of Lubricants)、第2版、ロンドン、スプリンガー、(1996);及びLeslie R.Rudnick、「潤滑剤添加剤:化学及び用途」(Lubricant Additives:Chemistry and Applications)、ニューヨーク、Marcel Dekker(2003)に記載されており、両方とも参照により本明細書に組み込まれる。いくつかの実施形態において、添加剤は、酸化防止剤、耐摩耗剤、清浄剤、防錆剤、解乳化剤、摩擦調整剤、多機能添加剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、発泡防止剤、金属不活性化剤、分散剤、腐食防止剤、潤滑性向上剤、熱安定性向上剤、曇り止め添加剤、氷結防止剤、染料、マーカー、静電気散逸剤、殺生物剤、及びそれらの組合せからなる群から選択することができる。一般に、潤滑油組成物中の各添加剤の濃度は、使用する場合、潤滑油組成物の総重量に基づくとして、約0.001重量%~約15重量%、約0.01重量%~約10重量%、又は約0.1重量%~約8重量%の範囲であり得る。さらに、潤滑油組成物中の添加剤の総量は、潤滑油組成物の総重量に基づくとして、約0.001重量%~約20重量%、約0.01重量%~約10重量%、又は約0.1重量%~約8重量%の範囲であり得る。
分散剤1:MW 950 PIBから誘導された非後処理ビス-スクシンイミド、N 2.0重量%。
分散剤2:MW 950 PIBから誘導されたホウ素化(borated)ビススクシンイミド。
分散剤3:MW 1300 PIBから誘導されたホウ素化ビススクシンイミド。
リン酸:85重量%H3PO4、P 27重量%。
清浄剤:Caスルホネート、TBN 420、Ca 16重量%。
摩擦調整剤1(FM1):ビススクシンイミド摩擦調整剤。
摩擦調整剤2(FM2):エトキシル化アミン。
摩擦調整剤3(FM3):ポリオール。
リン化合物1(P1):ホスフェートのアミン塩。
リン化合物2(P2):芳香族亜リン酸水素。
基油:グループ2基油。
酸化防止剤:フェノール系とアミン系の酸化防止剤の混合物。
腐食防止剤:チアジアゾール又はトリアゾール。
シールスウェル:エステル型シールスウェル。
VII:分散剤ポリメタクリレート(PMA)。
JASO M-349:2012に記載されている「路上走行車-自動変速機油のシャダー防止性能の試験方法」に従って、シャダー防止性能耐久性を低速摩擦装置によって測定した。試験方法の詳細は以下の通りである。
・摩擦材:セルロースディスク/鋼板
・油量:約150mL
o試運転条件
・接触圧力:1MPa
・油温:80℃
・滑り速度:0.6m/秒
・滑り時間:30分
oμ-V性能試験条件
・接触圧力:1MPa
・油温:40、80、120℃
・滑り速度:0m/秒~1.5m/秒の間で連続的に増加及び減少
o耐久性試験条件
・接触圧力:1MPa
・油温:120℃
・滑り速度:0.9m/秒
・時間:30分
・休憩時間:1分
・性能測定時間:μ-V特性を、0時間から、24時間毎(又はクラッチ故障等により必要に応じて6時間毎)に測定した
・注:シャダー防止性能について、0.9m/秒のdμ/dVが0に達するまでの時間を測定することによって評価した。測定された期間が長いほど、シャダー防止性能は良好である。
本発明の例1~4及び比較例1の摩擦係数については、JASO M358:2005に記載されている「ベルトCVT液の金属対金属摩擦特性の標準試験方法」に従って、ブロックオンリング試験機を用いて金属-金属摩擦係数に関する測定を行った。試験方法の詳細は以下の通りである。
・リング:Falex S-10試験リング(SAE 4620スチール)
・ブロック:Falex H-60試験ブロック(SAE 01スチール)
o油の量
・約110mL(試験油レベルは試験リングの中心である)
o試運転条件
・油温:110℃
・負荷:890N下で5分及び1112N下で25分
・滑り速度:0.5m/秒で5分~1.0m/秒で25分
o試験条件
・油温:110℃
・負荷:1112N
・滑り速度:それぞれ1.0、0.5、0.25、0.125、0.075、0.025m/秒で5分
・摩擦係数:滑り速度が変化する前30秒間の摩擦係数
なお、下記[1]から[19]は、いずれも本発明の一形態又は一態様である。
[1]
a)主要量の潤滑粘度の油、
b)少なくとも1つ以上の非後処理スクシンイミド分散剤、
c)0.01~0.5重量%のリン酸、
d)組成物に350ppm以下の金属を提供する金属清浄剤、
e)少なくとも1つ以上の有機リン化合物
を含み、
前記非後処理スクシンイミドからの窒素の、リン酸からのリンに対する比率が1から3である
潤滑油組成物。
[2]
自動変速機又は無段変速機用の組成物である、[1]に記載の潤滑油組成物。
[3]
前記自動変速機又は無段変速機が湿式ペーパークラッチを備えている、[2]に記載の潤滑油組成物。
[4]
前記湿式クラッチがセルロース繊維及び/又はアラミド繊維を含有する、[3]に記載の潤滑油組成物。
[5]
前記金属清浄剤が25~350重量ppmのカルシウムを前記潤滑油組成物に提供する、[1]に記載の潤滑油組成物。
[6]
前記1つ以上の非後処理スクシンイミド分散剤が0.3~8重量%の割合で存在する、[1]に記載の潤滑油組成物。
[7]
前記1つ以上の非後処理スクシンイミド分散剤がビススクシンイミドである、[1]に記載の潤滑油組成物。
[8]
前記ビススクシンイミドが、分子量950のポリイソブチレン(PIB)から誘導される、[1]に記載の潤滑油組成物。
[9]
前記スクシンイミド分散剤が、分子量900~1500のポリイソブチレン(PIB)から誘導されたホウ素化ビススクシンイミドである、[1]に記載の潤滑油組成物。
[10]
前記有機リン化合物が、0.01~0.5重量%のリンを前記潤滑油組成物に提供する、[1]に記載の潤滑油組成物。
[11]
前記1つ以上の有機リン化合物が、アミン塩ホスフェート及び芳香族亜リン酸水素を含む群から選択される、[1]に記載の潤滑油組成物。
[12]
前記潤滑油組成物中の総リンが500ppm以下である、[1]に記載の潤滑油組成物。
[13]
a)主要量の潤滑粘度の油、
b)少なくとも1つ以上の非後処理スクシンイミド分散剤、
c)0.01~0.5重量%のリン酸、
d)前記組成物に350ppm以下の金属を提供する金属清浄剤、
e)少なくとも1つ以上の有機リン化合物
を含み、
前記非後処理スクシンイミドからの窒素の、リン酸からのリンに対する比率が1から3である潤滑油組成物で前記変速機を潤滑させることを含む、自動変速機又は無段変速機を備えた燃焼機関におけるシャダー防止性能を改善し、摩擦を低減する方法。
[14]
前記自動変速機又は無段変速機が湿式ペーパークラッチを備えている、[13]に記載の方法。
[15]
前記1つ以上の非後処理スクシンイミド分散剤が、0.3~8重量%の割合で存在する、[13]に記載の方法。
[16]
前記1つ以上の非後処理スクシンイミド分散剤がビススクシンイミドである、[13]に記載の方法。
[17]
前記1つ以上の有機リン化合物が、0.01~0.5重量%のリンを前記潤滑油組成物に提供する、[13]に記載の方法。
[18]
前記1つ以上の有機リン化合物が、アミン塩ホスフェート及び芳香族亜リン酸水素を含む群から選択される、[13]に記載の方法。
[19]
前記潤滑油組成物中の総リンが500ppm以下である、[13]に記載の方法。
Claims (16)
- a)主要量の潤滑粘度の油であって、該潤滑粘度の油の量が潤滑油組成物の少なくとも40重量%である、上記潤滑粘度の油、
b)少なくとも1つ以上の非後処理スクシンイミド分散剤、
c)0.01~0.5重量%のリン酸、
d)組成物に350ppm以下の金属を提供する金属清浄剤、
e)少なくとも1つ以上の有機リン化合物、及び
f)ホウ素含有アルケニル又はアルキルスクシンイミド
を含み、
前記非後処理スクシンイミドからの窒素の、リン酸からのリンに対する重量比率が1から3であり、
前記非後処理スクシンイミド分散剤が、数平均分子量400から1200のポリイソブチレンから誘導されるポリイソブテニル基を有する
潤滑油組成物。 - 前記金属清浄剤が25~350重量ppmのカルシウムを前記潤滑油組成物に提供する、請求項1に記載の潤滑油組成物。
- 前記1つ以上の非後処理スクシンイミド分散剤が0.3~8重量%の割合で存在し、又は前記1つ以上の非後処理スクシンイミド分散剤がビススクシンイミドである、請求項1に記載の潤滑油組成物。
- 前記ビススクシンイミドが、数平均分子量950のポリイソブチレン(PIB)から誘導される、請求項1に記載の潤滑油組成物。
- 前記有機リン化合物が、0.01~0.5重量%のリンを前記潤滑油組成物に提供する、請求項1に記載の潤滑油組成物。
- 前記1つ以上の有機リン化合物が、アミン塩ホスフェート及び芳香族亜リン酸水素を含む群から選択される、請求項1に記載の潤滑油組成物。
- 前記潤滑油組成物中の総リンが500ppm以下である、請求項1に記載の潤滑油組成物。
- a)主要量の潤滑粘度の油であって、該潤滑粘度の油の量が潤滑油組成物の少なくとも40重量%である、上記潤滑粘度の油、
b)少なくとも1つ以上の非後処理スクシンイミド分散剤、
c)0.01~0.5重量%のリン酸、
d)前記組成物に350ppm以下の金属を提供する金属清浄剤、
e)少なくとも1つ以上の有機リン化合物、及び
f)ホウ素含有アルケニル又はアルキルスクシンイミド
を含み、
前記非後処理スクシンイミドからの窒素の、リン酸からのリンに対する重量比率が1から3であり、前記非後処理スクシンイミド分散剤が、数平均分子量400から1200のポリイソブチレンから誘導されるポリイソブテニル基を有する潤滑油組成物で前記変速機を潤滑させることを含む、自動変速機又は無段変速機を備えた燃焼機関におけるシャダー防止性能を改善し、摩擦を低減する方法。 - 前記自動変速機又は無段変速機が湿式ペーパークラッチを備えている、請求項8に記載の方法。
- 前記1つ以上の非後処理スクシンイミド分散剤が、0.3~8重量%の割合で存在し、又は前記1つ以上の非後処理スクシンイミド分散剤がビススクシンイミドである、請求項8に記載の方法。
- 前記1つ以上の有機リン化合物が、0.01~0.5重量%のリンを前記潤滑油組成物に提供する、請求項8に記載の方法。
- 前記1つ以上の有機リン化合物が、アミン塩ホスフェート及び芳香族亜リン酸水素を含む群から選択される、請求項8に記載の方法。
- 前記潤滑油組成物中の総リンが500ppm以下である、請求項8に記載の方法。
- 請求項1に記載の潤滑油組成物を自動変速機又は無段変速機において使用する方法。
- 前記自動変速機又は無段変速機が湿式ペーパークラッチを備えている、請求項14に記載の方法。
- 前記湿式ペーパークラッチが、セルロース繊維及び/又はアラミド繊維を含有する、請求項15に記載の方法。
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