JPS6043391B2 - 動力伝達装置用潤滑油 - Google Patents

動力伝達装置用潤滑油

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JPS6043391B2
JPS6043391B2 JP1899081A JP1899081A JPS6043391B2 JP S6043391 B2 JPS6043391 B2 JP S6043391B2 JP 1899081 A JP1899081 A JP 1899081A JP 1899081 A JP1899081 A JP 1899081A JP S6043391 B2 JPS6043391 B2 JP S6043391B2
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hydrogenated
lubricating oil
power transmission
substituted
traction
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善治 堀田
研一 藤本
道男 星野
哲夫 滝藤
正芳 村木
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
Eneos Corp
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
Mitsubishi Oil Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、動力伝達装置用潤滑油に関するものである。
詳しく述べると、特にトラクションドライブに供される
潤滑油に関するものである。動力の伝達ないし変速には
、従来より歯車装置や油圧装置が用いられているが、ト
ラクションドライブ(転がり摩擦駆動装置)といわれる
回転剛体間の点接触あるいは線接触の駆動方式も知られ
、歯車のかみ合い等を伴なわずに運転中の振動も少なく
、また、動力伝達効率の高いことから一部産業機械にも
実用化され始めている。この場合、前記装置の接触部分
に介在する油には、機能上から最も適した潤滑油を選定
しなければならない。
すなわち、接触部分に介在する油には、高圧下で可逆的
にガラス転移を生じて粘度上昇することにより回転接触
面における動力伝達効果が大きく、接触面を離れると直
ちに流動状態に戻る性質を有し、かつ金属物体間の直接
接触を防ぎ、焼付き、摩耗および疲労損傷を防止し、ま
た、一般潤滑油と同様な防錆、冷却等の重要な作用をも
有しなければならない。動力伝達用の摩擦またはトラク
ションドライブ装置は、多くの先行する技術文献に記載
されており、例えば米国特許第3394603号明細書
、同第341136腸明細書、ジャーナル・オブ・ケミ
カル・アンド、エンジニアリング・データ第5巻第4号
笛499〜50頂、ヒユーコ等のローリング接触現象に
関するシンポジウム議事録第157〜185頁〔ニルセ
ピア出版社(アムステルダム)第1962年〕に詳しい
またトラクションドライブ用潤滑油としては、J鉱油(
特公昭39−24635号)、ジアルキル芳香族炭化水
素とジアリルアルカンの混合油(特公昭47一4052
5号)、ポリメチルメタクリレート(特公昭48一31
828号)、ピバリン酸モノエステル(特公昭49−1
13叩号)、ハロゲン化アルキルナフタレン(特公昭4
9−1690吋)、アダマンタン類(特公昭48−42
067号および同48−42068号)、ポリオレフィ
ン(特開昭46−4766号および同47−222丹)
、アルキナフタレン(米国特許第2549377号)等
多数が提案されている。
また、水素化された環を有するナフテン系油に関する提
案も多い。
このようなナフテン系油としては、ジシクロヘキシルエ
タン(特公昭48一29715号)、ジシクロヘキシル
プロパン(特公昭53−36105号)、水素化縮合環
化合物(米国特許第34113印号)、1個以上の飽和
の炭素含有環状リングを有するナフテン(米国特許第3
440894号)、2個以上の飽和の炭素含有環状リン
グを有するナフテン(米国特許第3925217号)、
ナフテンとパラフィンの混合油(米国特許第35957
96号および同第3595797号)等がある。また、
特開昭55−43108号は、これらの先行技術を要領
よくまとめて紹介したうえで、キシレンおよび/または
トルエンとスチレンのアルキル化反応生成物を水素化し
て得られるもの(主として水素化1,1ージアリルエタ
ン系化合物)がナフテン系油の中でも優れているとして
いる。しかしながら、前記米国特許第3440894号
および同第3925217号は広範なナフテン系化合物
を含み、かつ多数のナフテン類を例示してはいるが、そ
の多くは1〜2個の水素化された環を有する化合物であ
り、3個以上の水素化された環を有する.化合物として
は、1,2,3−トリシクロヘキシルプロパン、トリシ
クロヘキシルメタン等を開示しているにすぎない。
水素化された環を有するナフテン系油は、これらの先行
技術文献から潤滑油、特にトラクション.”ドライブ用
潤滑油として一般に優れた性質を有するものであること
がわかる。
しかしながら、ほとんど重複するような類似の特許が何
件も出願され、しかもそれぞれが特許されているという
事実は、ナフテン系油が一般に有効であるとしても、・
その種類によつてトラクションドライブ用潤滑油として
の性能が変化し、予測できないような性能を示す化合物
が多分に見出されたということであろう。したがつて、
本発明の目的は、新規な動力伝達装置用潤滑油を提供す
ることにある。
本発明の他の目的は、トラクション特性ならびに酸化安
定性、耐腐食性等の諸性能が優れているだけでなく、工
業的に安価な原料を用いて容易に合成できる動力伝達装
置用潤滑油を提供することにある。これらの諸目的は、
炭素六貝環に結合したメチル基若しくはエチル基を有す
る水素化ジベンジルベンゼンであつて、炭素数が21〜
22である少なく)とも1種の水素化された炭素六員環
を有するナフテン系炭化水素化合物を用いることからな
る動力伝達装置用潤滑油により達成される。すなわち、
水素化された3個の炭素六員環が2個のメチレン基を介
して、線状に結合した骨格を・有するナフテン系炭化水
素油が、その分子構造から、本発明の目的に対して特異
的に有効であることが見出されたものである。
本発明の動力伝達装置用潤滑油に用いられる化合物とし
ては、例えば、水素化(メチルベンジ”ル)ベンジルベ
ンゼン、水素化(ジメチルベンジル)ベンジルベンゼン
、水素ジ(メチルベンジル)ベンゼン、水素化(エチル
ベンジル)ベンジルベンゼン、水素化ジベンジルトルエ
ン、水素化ジベンジルジメチルベンゼン、水素化ジベン
ジルエチルベンゼン、水素化(メチルベンジル)ベンジ
ルトルエンがある。
これらの化合物のうち、水素化ジベンジルトルエンは、
ハロゲン化ベンジルとトルエンとをフリーデルクラフツ
触媒の存在化に反応させて得られるジベンジルトルエン
を水素化させることにより得られる。ハロゲン化ベンジ
ルとしては、塩化ベンジルが好適であり、ベンゼン1モ
ルに対して1モル以下、好ましくは0.1〜0.5モル
使用することが有利である。フリーデルクラフツ触媒と
しては硫酸、三フッ化ホウ素、塩化アルミニウム等があ
るが塩化アルミニウムが好適であり、塩化アルミニウム
の使用量は、塩化ベンジル1モルに対して0.0001
〜0.1モルの範囲がよい。反応温度は20〜150℃
の範囲が採用できるが、40〜80℃の範囲が有利であ
る。反応圧力は、系内を液相に保つに必要な圧力以上で
あればよく、1〜10kg/Cli−Gの圧力が有利で
ある。この様な反応によりオルソ、メタおよびバラの各
異性体の混合物であるジベンジルトルエンが反応生成物
として得られるが、これらはそのまま混合物としてある
いは各異性体に分離して水素化される。水素化反応は、
前記反応生物からフリーデルクラフツ触媒を水洗等によ
つて除去し、そして末反応物あるいは副反応生成物を蒸
留等により分離したのち、ジベンジルトルエンを水素化
触媒の存在下.に水素を導入して行なわれる。水素化触
媒としては、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム
またはニッケル触媒が好適であり、ニッケル触媒の場合
の使用量は0.1〜2唾量%の範囲である。
水素圧力は10〜200k9/CIL−Gが適当であり
、水素はジベンジルトルエン1モルに対して9モル以上
、好ましくはその1.1倍モル以上使用される。水素化
反応温度は100〜200℃、好ましくは140〜17
0℃である。所望の水素化率が得られたら、反応を停止
して水素化ジベンジルトルエンを分離する。この分離は
単に触媒を除去するだけでもよく、濾過分離、必要に応
じて活性白土処理等の通常の潤滑油処理法も採用できる
。また、場合によつては蒸留する。しかしながら、完全
に水素化された水素化ジベンジルトルエンと部一分的に
水素化された水素化ジベンジルトルエンとの蒸留による
分離あるいは異性体同士の分離は困難であるので、低沸
点物が副生さたとき以外は蒸留法の利点は少ない。した
がつて、本発明の水素化ジベンジルベンゼン系化合物で
ある他のアルキル置換水素化ジベンジルベンゼンを得る
場合には、トルエンまたはハロゲン化ベンジルの代りに
ベンゼン若しくはアルキル置換ベンゼンまたはアルキル
置換ハロゲン化ベンジルあるいはその両者を原料として
用い、これを適当に組合わせることにより所望の化合物
を得る。
好適なアルキル置換ベンゼンとしては、トルエン、エチ
ルベンゼン、キシレン、等がある。また好適なアルキル
置換ハロゲン化ベンジルとしては、ハロゲン化ベンジル
のモノメチル、モノエチル等の置換体がある。このよう
なアルキル置換体等を用いる場合も、前記と同様な条件
で反応を行なうことができ、また水素化反応も同様に行
なわれる。また、本発明化合物製造方法の他の好適な例
としては、少なくともいずれかはメチル基またはエチル
基で核置換されているジフェニルメタンとハロゲン化ベ
ンジルとをフリーデルクラフツ触媒の存在化に反応させ
て得られる核置換(ベンジルフエニル)フェニルメタン
を水素化させることにより核置換水素化ジベンジルベン
ゼン型の化合物が得られる。
本発明による動力伝達装置用潤滑油は、上記の水素化さ
れた炭素六員環を3個有するナフテン系炭化水素化合物
の少なくとも1個の化合物を使用するものであるが、こ
れに粘度調節剤、改質剤、希釈剤等として鉱油、その他
のナフテン系油等を含ませることは差支えない。
特に一般式1(ただし、式中R1は炭素1〜3のアルキ
レン基、R3,R4およびR5は炭素数1〜4のアルキ
ル基であり、また1,mおよびnは0〜3の整数である
)で表わされる化合物は、その性状が優れているため、
前記ナフテン系炭化水素化合物と等量近くまで混合して
も良好な結果を与える。一般式1で表わされる化合物と
しては、水素化ベンジルビフェニル、水素化ベンジルエ
チルビフェニル、水素化ビフエニリルフエニルエタン、
水素化(エチルビフエニリル)フェニルエタン等があり
、これらのうち、水素化ベンジルビフェニルまたはこれ
らの1〜2個のメチルもしくはエチル置換体が好適てあ
る。
一般式1で表わされる化合物、例えばアルキル置換また
は非置換水素化ベンジルビフェニルは、アルキル置換ま
たは非置換ノ和ゲン化ベンジルと)アルキル置換または
非置換ビフェニルとをフリーデルクラフツ触媒の存在下
に反応させて得られるアルキル置換または非置換ベンジ
ルビフェニルをニッケル触媒のごとき水素化触媒の存在
下に水素化させることにより得られる。
また、アルキル置7換または非置換水素化1,1−(ビ
フェニル)フェニルエタンは、アルキル置換または非置
換シクロヘキシルベンゼンまたはビフェニルとアルキル
置換または非置換スチレンとを濃硫酸等のフリーデルク
ラフツ触媒の存在下に反応させて得られるフ反応生成物
を水素化することによつて得られる。使用するフリーデ
ルクラフツ触媒、ハロゲン化ベンジルの種類およびその
添加量等は前述のものが採用される。また、酸化防止剤
、腐食防止剤、防錆剤、消泡剤等の添加剤を含み得るこ
とも当然である。
さらに、上記の水素化された炭素六員環を3個有するナ
フテン系炭化水素化合物を製造する過程中に生成する副
生物が少量存在することもなんら差支えない。しかしな
がら、芳香族炭化水素または二重結合を有する化合物が
多量存在することは好ましくないため、対応する芳香族
炭化水素を水素化して上記ナフテン系炭化水素化合物お
よび一般式1で表わされる化合物を製造する場合、水素
化率は少なくとも80%、好ましくは90%以上、さら
に好ましくは95%以上とする。芳香族炭化水素または
二重結合を有する化合物を1%以下となるまでほとんど
完全になくすことは困難であるばかりでなく、少量でさ
えあれば本発明の目的を阻害することはないので、かか
る必要はない。トラクション係数の測定については、一
般にトラクションドライブ装置を用いて行われるが、本
発明におていては曾田式円筒式摩擦試験機を用いた。
トラクション(ころがり摩擦)は、中心におかれた円筒
とその外側に配置された3個の円筒との3個所の接触部
で行われ、接触部に,は、同一の垂直荷重が作用する。
この時の面圧は、平均ヘルツ圧力にして0.575〜1
.157GPaである。他の条件は表1のとおりである
。実験の操作手段としては、先ず回転速度を内外円筒共
に一定し、荷重を負荷した後、外筒の回転数のみ増加す
る事によりすベリ率を上昇せしめ、すベリ率に対する摩
擦トルクあるいは、トラクシクヨン係数の変化を連続的
に求めた。
摩擦トルクは中央の無心支持軸のねじれモーメントを抵
抗線ひずみ計で直接測定する事により行つた。この条件
において測定されるトラクション係数は、すベリ率の増
加にともなつて先ず直線的に立ち上がり、その後極大を
描いて低下する傾向を示す。この場合、特に実用面にお
いて重要な領域は、油膜のせん断による発生熱が大きく
ない初期の直線領域であり、特にこの領域のトラクショ
ン係数を対象とする。一例として平均ヘルツ圧力1.1
57GPa1回転速度4.19rT1/sにて測定した
トラクション係数は、であるが、本発明による化合物は
、0.095にも達7しこれらの炭化水素に比べ極めて
優れており、合成トラクション流体として現在市販され
ているα−メチルスチレン線状二量体水素化物にもまさ
る事が明らかとなつた。
トラクシヨンドイブ用潤滑油に要求される性能lとして
は、上記のトラクション特性以外に、一般の潤滑油に要
求される酸化安定性、粘度指数向上性、耐腐食性、耐摩
擦性、サビ止め性、ゴム膨潤性、泡立ち防止性などが挙
げられ、それぞれの用途に応じて適当な添加剤を配合す
る事が必要となる。
ここで、本発明による化合物にこれらの添加剤、例えば
酸化防止剤として2,6−ジターシヤリーブチルパラク
レゾールなどのアルキルフェノール、ジアルキルジチオ
リン酸亜鉛などのいおう、りん化合物、防錆剤としてア
ミン、エステル、金属塩を、粘度指数向上剤としてポリ
メタアクリレート類を、消泡剤としてシリコーン系重合
物等を添加することが可能である。つぎに、実施例を挙
げて本発明をさらに詳細に説明する。なお、下記実施例
における1部ョは特にことわらない限り重量による。実
施例 トルエン3部に塩化アルミニウム0.002〜0.01
部を加え、70℃に加温し、ついで塩化ベンジル1部を
加えて2時間反応させた。
反応の生成物を水洗して触媒を除去したのち、蒸留して
未反応物を分別した。得られたジベンジルトルエン(m
−〉p−〉o一異性体混合物)をオートクレーブに供給
し、ニッケル触媒を用いて水素初圧40kg/Clt・
G1温度200℃で4時間水素化反応を行つて水素化ジ
ベンジルトルエン(異性体混合物)得た。この水素化ジ
ベンジルトルエンの一般性状は、表2のとおりであつた
。前記水素化ジベンジルトルエンに酸化防止剤として2
,6−ジターシヤリーブチルパラクレゾールおよびジア
ルキルジチオリン酸亜鉛をそれぞれ0.5重量%を添加
してトラクションドライブ用潤滑油を調製した。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 炭素六員環に結合したメチル基若しくはエチル基を
    有する水素化ジベンジルベンゼンであつて、炭素数が2
    1〜22である少なくとも1種の水素化された炭素六員
    環を有するナフテン系炭化水素化合物を用いることから
    なる動力伝達装置用潤滑油。 2 潤滑油はトラクションドライブ用潤滑油である特許
    請求の範囲第1項に記載の潤滑油。
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