JPH08302376A - 潤滑油組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リン酸エステル及び亜リン酸エステルの特性
を生かし、しかも、自動車用自動変速機や建設機械・農
業機械等の湿式クラッチなどに使用される摩擦材の強度
低下を起こさない、熱酸化安定性、摩耗防止性及び摩擦
特性に優れた潤滑油組成物を提供する。 【構成】添加剤として、特定の金属系清浄分散剤（カル
シウム又はマグネシウムのスルフォネート又はフェネー
ト及びバリウムスルフォネートから成る群の内少なくと
も１種）を０．０１〜５．０質量％と、リン酸エステル
及び／又は亜リン酸エステルを０．０１〜５．０質量％
含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用自動変速機や
建設機械・農業機械の湿式クラッチなどに使用される潤
滑油組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車用自動変速機油や建設機械・農業
機械湿式クラッチ用潤滑油に要求される性能としては、
熱酸化安定性、摩耗防止性、湿式クラッチ等に対する摩
擦特性が優れていることが重要である。規格としては、
ＧＭ社ＤＥＸＲＯＮIII 規格やＦｏｒｄ社ＭＥＲＣＯＮ
規格がある。

【０００３】これらの規格に適合する自動車用自動変速
機油や建設機械・農業機械湿式クラッチ用潤滑油として
は、基油（鉱油、合成油）に各種添加剤（酸化防止剤、
清浄分散剤、摩耗防止剤、防錆剤、金属不活性化剤、摩
擦係数調整剤、消泡剤、着色剤、シ−ル膨潤剤、粘度指
数向上剤等）を配合した潤滑油が使用されている。そし
て、熱酸化安定性や摩耗防止性を向上させるためにジア
ルキルジチオリン酸亜鉛などの亜鉛系の極圧・摩耗防止
剤、もしくは、摩耗防止性を高めるためにリン酸エステ
ル、亜リン酸エステルなどのリン系の極圧・摩耗防止剤
が一般に用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年の自動変速機にお
いては、自動車の燃費向上のため、軽量コンパクト化が
求められている。また、建設機械・農業機械などにおい
ても同様に軽量コンパクト化が求められている。このた
め、自動変速機や建設機械・農業機械などの湿式クラッ
チには、セルロース繊維にフェノール樹脂を含浸させた
摩擦材（ペーパー摩擦材）が広く使用されている。

【０００５】しかし、軽量コンパクト化に伴い、熱負荷
が増大する。また、湿式クラッチの摩擦材にかかる圧力
も増大する。このため、自動変速機油や建設機械・農業
機械湿式クラッチ用潤滑油には、従来以上に熱酸化安定
性や摩耗防止性、湿式クラッチ等に対する摩擦特性に対
する性能の向上が要求されている。

【０００６】リン酸エステルや亜リン酸エステルは、優
れた摩耗防止性を示す。しかし、リン酸エステルや亜リ
ン酸エステルを配合した潤滑油を用いると、軽量コンパ
クト化された自動変速機や建設機械・農業機械などの湿
式クラッチに使用されている摩擦材（セルロース繊維）
の強度が低下することが判明した。この現象は、リン酸
エステルや亜リン酸エステル自体が酸性（酸性リン酸エ
ステル）である場合と、中性（例えば、リン酸エステル
のアミン塩）である場合とを問わず発生する。

【０００７】本発明は、リン酸エステル及び亜リン酸エ
ステルの特性を生かし、しかも摩擦材の強度低下を起こ
さない、熱酸化安定性、摩耗防止性及び摩擦特性に優れ
た潤滑油組成物を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、リン酸エ
ステルや亜リン酸エステルによる摩擦材（セルロース繊
維）の強度低下のメカニズムを徹底的に究明した。その
結果、リン酸エステルや亜リン酸エステルが熱によって
分解されて、酸性化合物が発生し、この酸性化合物によ
って摩擦材の表面が剥離して損傷を受けるために、摩擦
材の強度低下が起こることが判明した。

【０００９】そこで、本発明者らは、リン酸エステル及
び亜リン酸エステルの特性である摩耗防止性を損なうこ
となく、しかも、リン酸エステル等の熱分解によって生
じる摩擦材の劣化抑制を可能とする添加剤を探索した。
そして、実験と検討を重ねた結果、特定の金属系清浄分
散剤と、リン酸エステル及び／又は亜リン酸エステルと
を、それぞれ最適割合で配合すると、これらの相乗作用
によって、熱酸化安定性、摩耗防止性及び摩擦特性に優
れた潤滑油組成物を得ることができることを見出だし、
本発明を完成した。

【００１０】本発明の潤滑油組成物は、鉱油、合成油又
はこれらの混合油を基油とする。そして、組成物全量に
対して、 ａ．カルシウム又はマグネシウムのスルフォネート又は
フェネート及びバリウムスルフォネートから成る群の内
少なくとも１種を０．０１〜５．０質量％、及び ｂ．リン酸エステル及び／又は亜リン酸エステルを０．
０１〜５．０質量％ 含有する。

【００１１】以下、説明する。 １．基油 基油は、鉱油又は合成油、あるいは鉱油と合成油の混合
油を使用する。鉱油は、溶剤精製あるいは水素化精製等
の精製を行い、更にワックス分を取り除いて低温流動性
を改善したものが好ましい。合成油としては、例えば、
ポリ−α−オレフィンオリゴマー類、ポリブテン類、ジ
エステル類、ポリオールエステル類などが挙げられる。
添加剤の溶解性等を考慮すると、単体で使用するよりも
鉱油と混合するか、合成油同士を混合して用いるのが好
ましい。なお、基油の動粘度は、潤滑性や低温における
流動性を考慮すると、１００℃における動粘度を２．５
〜５０．０mm２ /s、好ましくは２．５〜１０．０mm２
/sとする。必要に応じて増粘効果のある各種粘度指数
向上剤を用いる。本発明の潤滑油組成物の１００℃にお
ける動粘度は、５〜５０mm２ /s、好ましくは、６．５
〜１０mm２ /sである。

【００１２】２．金属系清浄分散剤 本発明は、カルシウムのスルフォネート又はフェネー
ト、マグネシウムのスルフォネート又はフェネート、ま
たはバリウムスルフォネートを配合する。これらは、単
体でも、混合使用しても差支えない。

【００１３】本発明の潤滑油組成物全量に占めるこれら
の金属系清浄分散剤の割合は、０．０１〜５．０質量
％、好ましくは０．１〜２．０質量％である。０．０１
質量％未満では、酸中和機能が不十分である。また、
５．０質量％を超えると、金属系清浄分散剤が分解した
際に生じるカルシウムなどの金属塩が自動変速機や建設
機械・農業機械の湿式クラッチ摩擦材の空隙に堆積して
摩擦係数を変化させることがあるので好ましくない。

【００１４】上記の金属系清浄分散剤は、塩基性を示す
ため、最適割合で配合すると、リン酸エステルや亜リン
酸エステルが熱によって分解された際に発生する酸性化
合物を中和し、摩擦材（セルロース繊維）の表面剥離、
劣化を抑制する作用がある。しかも、リン酸エステル及
び亜リン酸エステルの特性である摩耗防止性を損なうこ
とがなく、また、最適割合で配合すると、組成物の熱酸
化安定性を低下させることがない。

【００１５】これに比べて、無灰系清浄分散剤（コハク
酸イミド、ベンジルアミン、コハク酸エステルその他）
は、上記の金属系清浄分散剤ほど優れた効果を示さな
い。

【００１６】３．リン酸エステル、亜リン酸エステル リン酸エステルとしては、例えば、トリメチルフォスフ
ェート、トリエチルフォスフェート、トリブチルフォス
フェート、トリオクチルフォスフェート、トリブトキシ
エチルフォスフェート、トリフェニルフォスフェート、
トリクレジルフォスフェート、トリキシレニルフォスフ
ェート、クレジルジフェニルフォスフェート、ジフェニ
ルオルソキセニルフォスフェート、オクチルジフェニル
フォスフェート、フェニルイソプロピルフェニルフォス
フェート、ジフェニルイソプロピルフェニルフォスフェ
ート、トリス（イソプロピルフェニル）フォスフェー
ト、トリス（クロロエチル）フォスフェート、トリスジ
クロロプロピルフォスフェートなどが挙げられる。中で
も、トリクレジルフォスフェート、フェニルイソプロピ
ルフェニルフォスフェート、ジフェニルイソプロピルフ
ェニルフォスフェート、トリス（イソプロピルフェニ
ル）フォスフェートが特に好ましい。これらは、単体で
も、混合使用しても差支えない。

【００１７】亜リン酸エステルとしては、例えば、トリ
フェニルフォスファイト、トリクレジルフォスファイ
ト、トリス（ノニルフェニル）フォスファイト、トリイ
ソオクチルフォスファイト、ジフェニルイソデシルフォ
スファイト、フェニルジイソデシルフォスファイト、ト
リイソデシルフォスファイト、ジー２−エチルヘキシル
ハイドロゼンフォスファイトなどが挙げられる。中で
も、トリクレジルフォスファイト、トリイソオクチルフ
ォスファイトが特に好ましい。これらは、単体でも、混
合使用しても差支えない。

【００１８】なお、リン酸エステル、亜リン酸エステル
は、単独でも、混合使用しても差支えない。

【００１９】本発明の潤滑油組成物全量に占めるリン酸
エステル及び／又は亜リン酸エステルの割合は、０．０
１〜５．０質量％である。本発明で使用する金属系清浄
分散剤との相乗効果を得るためには、リン酸エステル及
び／又は亜リン酸エステルの配合割合は、上記範囲に限
定される。０．０１質量％未満では、摩耗防止性能が効
果的に発揮されず、また、組成物の熱酸化安定性が低下
する。５．０質量％を超えると、熱分解によって酸性化
合物が多量に発生し、摩擦材の著しい強度低下を起こ
す。

【００２０】４．その他の配合可能な添加剤 本発明の潤滑油組成物には、自動車用自動変速機油や建
設機械・農業機械湿式クラッチ用潤滑油としての基本的
な性能を維持するために、本発明の目的の範囲内で、通
常使用される酸化防止剤、分散剤、金属不活性化剤、摩
擦係数調整剤、消泡剤、粘度指数向上剤等を適量配合す
ることができる。

【００２１】酸化防止剤としては、例えば、２, ６−ジ
−ｔ−ブチル−Ｐ−クレゾール、２, ６−ジ−ｔ−ブチ
ル−フェノール、２, ６' −ジ−ｔ−ブチル−α−ジメ
チルアミノ−Ｐ−クレゾール、４，４’−チオビス−
（６−ジ−ｔ−ブチル−ο−クレゾール）等のフェノー
ル系化合物、ジフェニルアミン、４, ４' −テトラメチ
ル−ジアミノジフェニル−メタン、フェニル−α−ナフ
チルアミン、アルキルフェニル−β−ナフチルアミン、
フェノチアジン等のアミン系化合物、硫化オレフィン、
硫化テルペン、ジアルキルサルファイド、ジアルキルジ
サルファイド等の硫黄系化合物、Ｚｎ−ジアルキルジチ
オフォスフェート、Ｚｎ−ジアルキルアリルジチオフォ
スフェート、Ｚｎ−ジアルキルジチオカーバメイト等の
ジチオリン酸塩系の化合物などがある。

【００２２】分散剤としては、例えば、コハク酸イミ
ド、ベンジルアミンなどがある。

【００２３】金属不活性化剤としては、例えば、ベンゾ
トリアゾール、チアジアゾールなどがある。

【００２４】摩擦係数調整剤としては、例えば、オレイ
ン酸、ステアリン酸、パルミチン酸等の高級脂肪酸類、
ラウリルアルコール、オレイルアルコール、セチルアル
コール等の高級アルコール類、オレイン酸エチル、ソル
ビタンモノステアレート、オレイン酸モノグリセライド
等のエステル類、セチルアミン、オクタデシルアミン等
のアミン類の化合物などがある。

【００２５】消泡剤としては、ジメチルシロキサン、フ
ェニルメチルシロキサン、環状オルガノシロキサン等の
シリコーン系化合物、ソルビタンモノラウレート、アル
ケニルコハク酸誘導体等のエステル系化合物がある。

【００２６】粘度指数向上剤としては、例えば、ＰＭＡ
（ポリメタクリレート）、ＰＩＢ（ポリイソブチレ
ン）、ＥＰＣ（エチレン／プロピレン共重合体）、ＳＤ
Ｃ（スチレン／ジエステル共重合体）などがある。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例及び比較例について説
明する。なお、本発明は実施例に限定されるものではな
い。実施例及び比較例に使用した基油、添加剤、試験
法、試験結果は、次のとおりである。

【００２８】１．基油 １００℃における動粘度が３．５mm２ /sの鉱油を使用
した。

【００２９】２．添加剤 （１）金属系清浄分散剤 実施例１、２、６〜１０及び比較例２〜４は、カルシウ
ムスルフォネートを使用した。実施例３はカルシウムフ
ェネート、実施例４はマグネシウムスルフォネート、実
施例５はバリウムスルフォネートを使用した。なお、比
較例５は、無灰系清浄分散剤であるコハク酸イミドを使
用した。 （２）リン酸エステル、亜リン酸エステル 実施例１〜５、７〜１０及び比較例１、２、４、５は、
トリクレジルフォスフェート（リン酸エステル）を使用
した。実施例６は、トリクレジルフォスファイト（亜リ
ン酸エステル）を使用した。組成物全量に占める各添加
剤の割合は、表３〜表５に示すとおりである。

【００３０】３．試験法 （１）摩擦材剥離試験 実際に使用されている湿式クラッチの摩擦材（セルロー
ス繊維）を用いて、湿式クラッチの摩擦特性評価に一般
的に使用されているＳＡＥＮｏ．２摩擦試験機（オート
マックス社製）により、摩擦材剥離試験を行った。そし
て、摩擦材表面を一定圧力で反復プレスし、摩擦材が剥
離する迄のプレス回数（摩擦サイクル数）を測定した。
摩擦サイクル数が大きい程、摩擦材に対する試験油の摩
擦特性が優れていると評価される。試験条件を表１に示
す。

【００３１】

【表１】

【００３２】（２）酸化安定度試験 内燃機関用潤滑油酸化安定度試験法（ＪＩＳ Ｋ２５１
４）により、試験油の全酸価増加を測定した。評価基準
は、全酸価増加１．０mgKOH/ｇ以下を目標とした。試験
条件を表２に示す。

【００３３】

【表２】

【００３４】４．試験結果 試験結果を表３〜表５に示す。

【００３５】

【表３】

【００３６】

【表４】

【００３７】

【表５】

【００３８】（１）実施例 実施例は、いずれも摩擦材剥離試験結果及び酸化安定度
試験結果が良好であった。特に、実施例２〜６（金属系
清浄分散剤の添加量は０．１質量％）及び実施例７（金
属系清浄分散剤の添加量は２．０質量％）は、摩擦材剥
離試験及び酸化安定度試験の総合評価が良好であった。

【００３９】（２）比較例１、比較例４ 比較例１（添加剤はリン酸エステル１．０質量％のみ）
及び比較例４（リン酸エステル５．５質量％、カルシウ
ムスルフォネート２．０質量％）は、酸化安定度試験結
果は良いが、剥離寿命サイクル数がどの実施例よりも悪
かった。

【００４０】（３）比較例２、３ 比較例２（カルシウムスルフォネート５．５質量％、リ
ン酸エステル１．０質量％）及び比較例３（添加剤はカ
ルシウムスルフォネート２．０質量％のみ）は、剥離寿
命サイクル数は良いが、全酸価増加は１．０mgKOH/ｇを
超え、どの実施例よりも悪かった。

【００４１】（４）比較例５ 比較例５（無灰系清浄分散剤であるコハク酸イミドを配
合）は、全ての実施例（特定の金属系清浄分散剤を配
合）よりも剥離寿命サイクル数が悪かった。このことか
ら、本発明の目的達成のためには、無灰系清浄分散剤を
本発明で使用する金属系清浄分散剤の代わりとして使用
することができないことが分かる。

【００４２】（５）その他 実施例１と比較例１、実施例８と比較例２をそれぞれ対
比すれば、本発明で使用する金属系清浄分散剤の配合割
合は、下限値が０．０１質量％、上限値が５．０質量％
であることが分かる。実施例９と比較例３、実施例１０
と比較例４をそれぞれ対比すれば、リン酸エステルの配
合割合は、下限値が０．０１質量％、上限値が５．０質
量％であることが分かる。

【００４３】なお、実施例６（亜リン酸エステルを使
用）のカルシウムスルフォネートに代えてカルシウムフ
ェネートを使用して、前記の各実験を行ったところ、実
施例６と同様の効果を示した。また、実施例４のマグネ
シウムスルフォネートに代えてマグネシウムフェネート
を使用して、前記の各実験を行ったところ、実施例４と
同様の効果を示した。更に、トリクレジルフォスフェー
ト（リン酸エステル）に代えてトリクレジルフォスファ
イト（亜リン酸エステル）を使用しても同様の効果を示
した。また、実施例５（バリウムスルフォネートを使
用）のトリクレジルフォスフェートに代えてトリクレジ
ルフォスファイトを使用して、前記の各実験を行ったと
ころ、実施例５と同様の効果を示した。

【００４４】

【発明の効果】本発明の潤滑油組成物は、リン酸エステ
ル及び亜リン酸エステルと、特定の金属系清浄分散剤と
が相乗効果を発揮するように、最適割合で構成されてい
る。リン酸エステル及び亜リン酸エステルは、摩耗防止
性に優れた効果を示すものの、湿式クラッチの摩擦材
（セルロース繊維）に悪影響を及ぼす。本発明で使用す
る特定の金属系清浄分散剤は、この悪影響を抑制し、し
かも、リン酸エステルや亜リン酸エステルの特性を損じ
ることがない。また、組成物の熱酸化安定性を低下させ
ない。従って、本発明の潤滑油組成物によって調製した
潤滑油を使用すれば、従来困難であった自動車用自動変
速機、建設機械・農業機械などの湿式クラッチの軽量コ
ンパクト化が可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｎ 10:04 30:00 30:04 30:06 30:10 40:04

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉱油、合成油又はこれらの混合油を基油
   とし、組成物全量に対して、カルシウム又はマグネシウ
   ムのスルフォネート又はフェネート及びバリウムスルフ
   ォネートから成る群の内少なくとも１種を０．０１〜
   ５．０質量％、及びリン酸エステル及び／又は亜リン酸
   エステルを０．０１〜５．０質量％含有する潤滑油組成
   物。