JPH0425318B2

JPH0425318B2 -

Info

Publication number: JPH0425318B2
Application number: JP58192561A
Authority: JP
Inventors: Shoji Kimura; Kyoshi Kusada; Noboru Ishida
Original assignee: Nippon Petrochemicals Co Ltd
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1983-10-17
Filing date: 1983-10-17
Publication date: 1992-04-30
Also published as: JPS6086197A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はトラクシヨンドライブ用流体に関する
ものである。さらに詳しくは、特定の化学式をも
つて表わされる炭化水素の単体もしくはその混合
物から成る、トラクシヨン係数が高い新規なトラ
クシヨンドライブ用流体に関するものである。トラクシヨンドライブ装置の作動原理は、駆動
回転体に従動回転体を押しつけて、両回転体の間
の点接触または線接触の摩擦によつて従動回転体
を回転させて、動力を伝達するものである。両回転体の接触部分にはトラクシヨンドライブ
用流体（以下流体と略称する）が絶えず供給され
ている。この流体は、無負荷のときは両回転体の
潤滑を行ない、負荷時には20万〜40万psi（1.4万
〜３万Kg／cm²）の圧力を受けて、瞬間的に分子間
にずれが起りにくい状態になつて、動力伝達の媒
体となる。流体の動力伝達性能は一般に、トラクシヨン係
数_tをもつて表わされ、第１図に示すように接線
力（あるいはけん引力とも言う）F_tと、法線荷重
P_oの比として定義される。 _t＝f_t／P_o …(1) (1)式を変形すると F_t＝_t×P_o …(2) が得られ、この式から次のことがわかる。すなわ
ち、法線荷重P_oを或る値に定めると、係数_tの高
い流体を使用するほど接線力は増大するから、装
置を小型、軽量化することができる。必要な接線力F_tを或る値に定めると、トラクシ
ヨン係数_tの高い流体を使用するほど法線荷重P_o
を下げることができるから、回転体の転がり疲れ
摩耗を少なくすることもできる。かくてトラクシ
ヨン係数を僅かななりとも向上させようとする努
力がなされている。このような流体として、これまでにナフテン系
鉱油、水素化ポリオレフイン、ジシクロヘキシル
アルカンなど10種に余る商品が提出され、これら
のあるものは高いトラクシヨン係数を示す事実が
経験的に認められているが、まだ十分に満足でき
るものではない。流体の作用機構はいわゆる弾性流体潤滑として
考えられており、Eyringの粘度理論（1936）に
始まり、Gubrin（1949），Dowson（1960），
maxwellの粘弾性模型（1968）などによつてさ
まざまの理論が展開されて理論体系ができ上つて
いるかに見える。しかしながら、前述の流体につ
いても、高いトラクシヨン係数をもたらす理由は
明らかではない。本発明者らは流体を構成する分子の負荷時にお
ける挙動を考察し、流体のトラクシヨン係数を高
めるために必要な分子設計を達成した。第１図に示す装置における開口部Ａから接触部
Ｂへとしだいに狭い空間に流体の分子群が進入す
ると、分子は接近して密度が高まる。この進入時
に、群から落伍する分子の無いことが好ましい。
落伍する分子が多いと形成する油膜が薄くなつて
乾燥摩擦による損傷を来す恐れがある。分子には
自ら進入しようとする力は無く、流体の動きに従
つているだけであるから、落伍しないためには分
子相互にある種の引っかかりや絡み合いの起こる
ことが必要である。そのうえに、この都合のよい
状態を維持するために、分子が外力によつて変形
しないことが好ましい。次に、接触部に進入した分子群は圧力と横すべ
りの力を受けてエネルギーを与えられるので発熱
し、分子運動は激しくなる。このような条件の下
においても、各分子は動きがとれない状態にある
ことが好ましい。このときに分子の配列にずれが
起こるのでは、いわゆる流体であることを示すも
のであつて、これでは動力伝達の媒体になり得な
い。媒体分子がこのような挙動を示すためには、
やはり分子相互の引っかかりや絡み合いが起こる
ことと、その状態を維持するに足るだけの剛性を
具えていなければならない。さらに、接触部を通過すると分子群は圧力から
開放されるから、速やかに分子間隔が開いて個々
の分子に分散し、元の流動状態を取り戻さなけれ
ばならない。分子が集合した状態のままであると
流体の粘度が上昇して正常な運転に支障を来すこ
とになる。流体分子が、このような挙動を取り得るために
は次のような条件を具えていることが望ましい。 (1) 分子の形に凹凸があり、屈曲のあること、こ
のような分子には空孔ができて、分子相互が接
近したときに嵌り込み、引っかかり、重なり合
いまた絡み合うことがある。 (2) 分子が剛性を持つこと。前項に述べた好まし
い立体構造が外圧を受けても変化しないことを
必要とするからである。 (3) 分子が太いこと。負荷時に厚い油膜を形成し
て両回転体の乾燥摩擦や磨耗を減ずる。 (4) 分子が短いこと、長鎖状分子は両輪の接触点
を過ぎてからの速やかな分散がむずかしくな
る。また、常時粘度が高くなり過ぎて動力の損
失が大きくなり過ぎるなどの欠点も避けられな
い。その他に、長鎖状分子では原子間のσ結合
の回転に基づく分子の変形が起り易く、剛性が
不足する。 (5) 分子は機械的、熱的および科学的に安定であ
ること。 (6) 実用的な見地から安価にかつ大量に入手でき
ること。以上の要件のうち、特に(1)および(2)が重要であ
り、この要件は、gem型ジメチル基

【式】と、シクロヘキシル基およびシクロヘキシル基に置換した分岐状アルキル基を有す
る炭化水素によつて満足させられる。なんとなればgem型ジメチル（gemは“一対”
の意味である）は、中央にある炭素原子の残る２
ケの結合手は、その原子価格が109°28′であり、
この角度は原子固有のものであつて外力をもつて
してもほとんど変らない。故にこれに結合する原
子団の方向を決定し、屈曲した分子を形成し、必
要とする空孔が生まれる。シクロヘキシル基は、環状構造の原子団は強固
な剛性を具えており、外力により変形することは
ない。シクロヘキシル基は通常ベンゼン環の水素
添加により合成されるが、その６ケの炭素原子は
いわゆる椅子型に結合しており、これにおのおの
２ケの水素原子が結合するからベンゼン環が平板
的であるのに比べて、分子がふくらみを持ち、よ
り立体的になる。シクロヘキシル基に置換した分岐状アルキル基
は、シクロヘキシル基を巨大化して分子中の空孔
を拡大し、また分子全体を巨大化する。本発明の目的は、トラクシヨン係数が高く、他
のトラクシヨン流体としての特性にも優れたトラ
クシヨン流体を提供することにある。本発明の目的は、次のトラクシヨン用流体によ
つて達成される。一般式 (1) （式中、R₁，R₂，R₃およびR₄のうちの１つの
基は炭素数４〜８の第三級アルキル基であり、他
の基は水素またはメチル基である）で表わされる
炭化水素または、一般式（）で表わされる炭化
水素および一般式（）（式中、R₅，R₆，R₇，R₈，R₉およびR₁₀のう
ちの１つの基は炭素数４〜８の分岐状アルキル基
であり、他の基は水素またはメチル基である）で
表わされる炭化水素とからなることを特徴とする
トラクシヨンドライブ用流体。一般式（）で表わされる炭化水素において、
該炭素数４〜８の分岐状アルキル基としては、ｔ
−ブチル基、イソブチル基、イソペンチル基、ネ
オペンチル基などが適している。特に第３級アル
キル基が好ましい。例えばイソプロピル基のよう
な小さなアルキル基では分子を巨大化させる効果
が小さいので好ましくない。また、炭素数が８よ
り大きい例えばイソアルキル基では粘度が高くな
り過ぎて好ましくない。一般式（）および（）で表わされる炭化水
素では、中央部の炭素原子とシクロヘキシル基を
結ぶσ結合が回転すると分子を変形させるが、２
ケのgem型のメチル基とシクロヘキシル基の立体
障害が起こるので、ほぼ固定され、分子内に適切
な空洞と剛性とを維持する。本発明のトラクシヨンドライブ用流体は、一般
式（）または（）で表わされる炭化水素１種
より製造されても、２種以上の混合物より製造さ
れてもよい。また、芳香族炭化水素の混合物を出
発原料として、合成されてもよい。前記トラクシヨンドライブ用流体として用いる
炭化水素の製造の第一工程は、アルキル基置換芳
香族炭化水素にビニル基置換芳香族炭化水素を酸
触媒の存在下に付加させるか、あるいは芳香族炭
化水素にハロゲン化アルキル基置換炭素を酸触媒
に反応させるフリーデル・クラフツ反応である。具体例をあげると、ｔ−ブチルベンゼン、イソ
ベンチルベンゼンなどのイソアルキル基置換ベン
ゼンに、α−メチルスチレン、イソプロペニルト
ルエンなどのイソプロペニルべンゼン類を、プロ
トン酸あるいはルイス酸などの如き酸触媒をもつ
て付加させる。第一工程では、目的にかなう分子
を高収率をもつて得るには次に述べる諸点に留意
する必要がある。 (1) 低流動点の炭化水素油を得るために、一般式
（）または（）で表わされる化合物の混合
物をつくることが望ましい。単一化合物をつく
ると融点が高く甚だしいときは結晶化するおそ
れがあるためである。 (2) αメチルスチレン類自身が二量体化しやすい
のでこれを防ぐ必要がある。 (3) 高分子化反応により樹脂状物質が生成するこ
とをできるだけ避けなければならない。そこで、次の条件で合成することが好ましい。アルキル基置換芳香族炭化水素とビニル基置換
芳香族炭化水素または芳香族炭化水素とハロゲン
化アルキル基置換芳香族炭化水素を５：１〜10：
１のモル比で用い、触媒として、芳香族炭化水素
の20〜25重量％の硫酸を用い、０〜15℃にて反応
させる。触媒としての硫酸は、約80％の濃度のものが好
ましい。芳香族炭化水素と硫酸を混合したのち、
ビニル基置換芳香族炭化水素またはハロゲン化ア
ルキル基置換芳香族炭化水素を、できるだけ時間
をかけて加え、合成中は攪拌をできるだけ激しく
するのが望ましい。また、反応の進行度を、ガスクロマトグラフイ
ー、赤外線分光分析で判断しつつ、合成を行なう
ことが望ましい。第二工程では、第一工程で得られた芳香族炭化
水素に核水素添加を行なう。核水素添加触媒としては、ニツケル、酸化ニッ
ケル、ニッケル−珪藻土、ラネーニツケル、ニツ
ケル−銅、白金、酸化白金、白金−リチウム−ア
ルミナ、ロジウム−活性炭、バラジウム、コバル
ト、ラネーコバルト、ルテニウム、硫化タングス
テン−硫化ニツケル−アルミナなどで代表される
公知の芳香族核水素添加用触媒が使用でき、第一
工程で得られた芳香族炭化水素と水素を高圧下、
250℃以下で触媒で接触させることより核水素添
加が達成できる。この核水素添加は、芳香族核の
残存率を２％以下にすることが望ましい。なお、
この水素添加反応は回分式または連続式のいずれ
によつて行つてもよい。かくして得られる流体に酸化安定性、腐食防止
性、防錆性、消泡性などの性質を向上させる目的
をもつて、公知の添加剤、例えば２，６−ジ−
tert−ブチルパラクレゾール、ジチオりん酸塩、
公知の増粘剤などを必要に応じて添加することが
できる。また粘度を調整する目的で、トラクシヨ
ンドライブ用流体およびその成分として従来公知
の炭化水素類、エステル類などを任意の割合に混
合し均質化させて用いることができる。以下に実施例および比較例によつて本発明をさ
らに具体的に説明する。実施例１かきまぜ器、温度計、窒素ガス吹込管、気圧調
整コツクをとりつけた容量２の四つ口フラスコ
を冷却用バスにセツトし、ｔ−ブチルベンゼン10
モル（1342ｇ）、ついで80％硫酸300ｇを徐々に張
り込んでかきまぜながら15℃以下に冷却した。こ
れにα−メチルスチレン１モル（118.2ｇ）を約
1hrかけて滴下した。温度を15℃以下に保ちつつ
2hrかきまぜ反応を終了させた。内容物を静置す
ると上下２層に分離するから、上層のみを分けて
採り、３％かせいソーダ水で中和、水洗して中性
にする。静置して水分を十分に切つて、別に用意
した減圧蒸留装置を用いて３mmHg、150℃の条件
下で未反応物を分別した。ついで10mmHg、200℃
の条件下で下記２ベンゼン環化合物を留出させ
た。これを水素添加原料とした。収量は理論値の
約50％であつた。その化学構造式はで表わされる。次に芳香族炭化水素の核水素添加を下記のよう
に行なつた。容量２のオートクレープに、上で得た２環化
合物300mlおよびシクロへキサン300mlを採り、よ
くかきまぜた後ラネーニツケル20ｇを加えた。初
圧30Kg／cm²Ｇで加熱を始め、150℃において水素
吸収速度および温度上昇が著しくないことを確め
てから反応温度を170℃に、同時に水素圧を70
Kg／cm²Ｇに上昇させた。水素化反応が進むにつれ
て圧力が低下するので、60Kg／cm²Ｇまで低下した
ら再び水素ガスを圧入して70Kg／cm²Ｇに戻した。
この操作をくり返すこと約2hrで圧力低下が見ら
れなくなつた後、反応温度を200℃に上げ、1hr保
持して反応を終えた。次にオートクレーブ中の水
素ガスを放出し、窒素ガスで置換し、オートクレ
ーブを開放して内容物をとり出し、フイルターで
過し、液からシクロヘキサンを留出除去した
後さらに真空乾燥機中で70℃、１mmHgの条件で
5hr経過したところで、シクロヘキサンを完全に
除去した目的物が得られた。水素化率は約99％で
あつた。そのトラクシヨン係数、その他の一般性
状は表１に示すとおりで、高いトラクシヨン係数
を有し、粘度等の他の性質もトラクシヨンドライ
ブ用流体として適するものであつた。合成例１実施例１の縮合反応の末期において、２環化合
物を留出した後の残渣は淡黄色粘ちような油であ
り、その収量は２環化合物の約１／３である。ガ
スクロマトグラフイおよび赤外線分光分析によれ
ばこれは３環化合物である。これを実施例１と同
じ方法と条件において水素添加し、下記の炭化水
素を得た。水素化率は98.5％であつた。なお、
（）と（）の比は重量比で約２：１であつた。トラクシヨン係数その他の一般性状は表１に示
すとおりで、高いトラクシヨン係数を有してい
た。実施例２実施例１および合成例において得られた炭化
水素は、ともに高いトラクシヨン係数を持ち、し
かも一方は低粘度の、片や極めて高粘度の流体で
ある。故にこの二者を任意の割合に混合すること
によつて、トラクシヨン係数の高い、さまざまの
グレードの流体を製造することができて、あらゆ
る機器の要求に応ずることができる。本実施例では、実施例１の炭化水素４容量と合
成例１の炭化水素１容量とを混合し、トラクシヨ
ンドライブ用流体を製造した。トラクシヨン係数
その他の一般性状は表１に示すとおりであつた。

【式】比較例１

【式】ｉ−プロピルベンゼンとα−メチルスチレンを
原料として、実施例１と全く同じ方法と条件の下
に、付加反応を、ついで水素添加し、冒頭に記載
する化合物を得た。その一般性状を表２に示す。
トラクシヨン係数は0.082であつた。比較例２

【式】ｎ−ブチルベンゼンとα−メチルスチレンを原
料として、実施例１と全く同じ方法と条件の下に
付加反応を行なわせ、さらに水素添加し、冒頭に
記載する化合物を得た。その一般性状を表２に示
す。そのトラクシヨン係数は0.080であつた。比較例３

【式】ｍ−キシレンとスチレンを原料として、実施例
１と全く同じ方法と条件の下に付加反応、つづい
て水素添加反応を実施して冒頭に示すジシクロヘ
キシル化合物を得た。収量は理論値の約60％、水
素化率は99.0％であつた。その一般性状を表２に
示す。比較例４現在市販されているトラクシヨン流体のうち
で、最も高いトラクシヨン係数をもつているもの
と認められている、α−メチルスチレン線状二量
体水素添加物の性状を表２に示す。

【表】以上のように本発明のトラクシヨンドライブ用
流体は、従来のものに比べ、トラクシヨン係数が
高く、また２種以上の混合物にすることによつて
所望する粘度を得ることができる。従つてあらゆ
る機器に使用するトラクシヨンドライブ用流体の
提供が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はトラクシヨンドライブの態様を示す説
明図である。 P_o……法線荷重、F_t……接線力、Ａ……開口
部、Ｂ……接触部、Ｃ……入力側、Ｄ……出力
側。

Claims

【特許請求の範囲】１一般式（式中、R₁，R₂，R₃およびR₄のうちの１つの
基は炭素数４〜８の第三級アルキル基であり、他
の基は水素またはメチル基である）で表わされる
炭化水素からなることを特徴とするトラクシヨン
ドライブ用流体。２一般式（式中、R₁，R₂，R₃およびR₄のうちの１つの
基は炭素数４〜８の第三級アルキル基であり、他
の基は水素またはメチル基である）で表わされる
炭化水素および一般式（式中、R₅，R₆，R₇，R₈，R₉およびR₁₀のう
ちの１つの基は炭素数４〜８の分岐状アルキル基
であり、他の基は水素またはメチル基である）で
表わされる炭化水素とからなることを特徴とする
トラクシヨンドライブ用流体。