JPS62256890A - トラクシヨンドライブ流体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明のルＴＩＩＩＩな説明 （ｆｆ、梁上の利用分野） 本発明は自動車の自動変速トラクションドライブオイル
、ガスタービンエンジン、各種工作ＲなどのＭ段変速殿
油および軸受油などとして利用され、ころがり１１１ｙ
；ｌによるシＪ力伝達を原理とするトラクションドライ
ブ装置に使用されるトラクションドライブ流体およびそ
の製造方法に関するものである。

〈従来の技術） トラクションドライブ装置においては通常の潤ｎ油の要
件を満足するだけでなく、ころがり摩擦を利用して動力
を伝達する機能をもつ油（トラクシコンドライブオイル
）が要求される。１−ラフショクドライブ流体としては
、すでに各種の合成炭化水素などが提案されている。ト
ラフショクドライブオイルとして初１１１１に１；１発
されたものは、ｊｌｊ　耗な芳香族化合物の分子を完全
に水素添加して、芳香族化合物の有する平面構造を少し
ひずみのある化合物に変換したものであった。即ら、ナ
フタレンおよびアントラセンの水素添加生成物であるデ
カリンおよびパーヒドロアントラはン（米国特ム１第３
，４１１，３６９号明細書）が提案されている。また、
ヒシクロヘキシル、ジシクロヘキシルエタン（米山特許
第３，４４０，８９４号明細内）およびポリシクロヘキ
シル類（米国特許第３，９２５，２１７号明細ｉ９）の
ようなシクロヘキシル化合物も提案されている。

さらに、イソブヂレンオリゴマーの水素添加物（特開昭
４６−４７６６号公ｔＦｉ）およびアクマンタン類（持
分１１ｎ　４８−　４２０６７号公報）なども提案され
ている。しかしながら、以上のような物質はトラクショ
ンドライブオイルの最も組型な性能因子であるトラクシ
ョン係数（ころがり摩擦係数）があまり大きくないとい
う致命的な欠点を有する。

この欠点を改良すべく多くの研究開発がなされた結果、
比較的大きなトラクション係数を有する合成炭化水素油
として、α−メチルスチレンの線状２量体を水素添加し
たもの（２，４−ジシクロへキシル−２−メチルベンク
ン）が提案され（特開昭４７−７Ｇ６４号公報）、α−
メチルスチレンの線状２唄体の選択的合成法に関する多
くの特許が出願されてきた（特公昭４１−６３３５号公
報、特開１１ｒ（５１−１１５４４９号公報、特開昭５
２−１４８０５３号公報など）。

しかしながら、この化合物を水素添加して得られるトラ
クションドライブオイルには次のような大きな欠点があ
る。第１の欠点は。α−メヂルスヂレン線状２吊体の水
素添加生成物はトラクシコン係数はほぼ十分であるが、
トラクションドライブオイルに要求される高温にａ′３
ける高粘度の点で全く不十分であることである。即ら、
１００℃で７ｃ　Ｓｔ以上の高粘度が要求される場合が
多いのに対し、上記物ｖ１はＬいぎい３．６ｃＳ〔であ
る。

この点を改良するため、ポリイソブヂレンの水素化合物
４ｒどの粘度調整剤を添加することにより粘度を高める
ことが提案されているが、これらの物質は本来ころがり
摩擦係数が小さいものであるから、添加により粘度を向
上させることができてもころがり摩擦係数を低下させる
欠点がある。第２の欠点は、原料としてのα−メチルス
チレンが高価であることである。さらに、α−メブール
スチレンを選択的に２ｍ化する技術にも問題点があるた
めに、α−メチルスチレンの線状２門体を水素添加して
得られるＩ・ラクションドライブオイルは極めて高価な
ものとなり、このことが１−ラクションドライブオイル
を用いた機械装置の飛躍的な言及を遅らせる一因となっ
ている。

安価な１〜ラクシヨンドライブオイルを得るため、原料
としてスチレンを用いること−ｂ検問された（米国特許
４，０４６．７０３号明細占）が、スチレンの２吊体を
水素添加したものはトラクション係数および高温粘度が
共に低いため、実用的でない。さらに、スチレンおよび
キシレンのアラルキル化’ｖ＞＋（フェニル４：シリル
エタン）である２核付加体（特開昭５５−　４３１０８
号公報）あるいは３核ｆ’；Ｊ　１ｕｌ１体く特開昭５
５−　４０７２６号公報）を水素添力■したちのを１ヘ
ラクシヨンドライブオイルにするといった試みもなされ
ている。例えば、スチレン−キシレンの付１ノ１１体を
水素添加したものはトラクション係数は実用的であるが
、高温での粘度が低い（１００℃で約２ｃ　Ｓｊ　）と
いう欠点がある。また、３核付加体を選択的にシＪ造す
ることは、単離方法も含めて副生物の処理などに問題が
あり、経湾的な方法とはいえず、従って安（！１ｉな原
料を利用してもかえって製品は高価なものになる。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上）小の従来のトラクションドライブ流体およ
びその製造方法の改善に関するものである。

本発明の第１の目的は、工業的に容易に入手できる安価
で一般な原料を用いて、簡便かつ高収率で経湾性に浸れ
た方法で合成可能であり、かつ優れた特性、特に高いト
ラクション係数および適正な粘度を示す合成炭化水素油
からなるトラクションドライブ流体を提供することにあ
る。

本発明の第２の目的は、かかるトラクションドライブ流
体の製造方法を児供することにある。

本発明の第３の目的は、用途に応じた特性を有するトラ
クションドライブ流体をＦＪ　造する方法を１１２供づ
°ることにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明者等は、スチレンの２量体の水素化物は大きなト
ラクション係数を有していないが、スチレンの３〜４吊
休の水素化物、スチレンどキシレン類などとの２〜４核
付加体の水素化物およびこれらの混合物が十分なトラク
シ」ン係数を有することを見いだし、本発明を完成させ
るに至った。

本発明においては、スチレン類の２〜４ｆａ体の実質的
に完全に水素添加された水素化物およびスチレン類とア
ルキルベンゼン類との２〜４核（ｑ加俸の実質的に完全
に水素添加された水素化物を主成分とする混合物からな
るトラクシ」ンドライブ流体により上’ｒＬの第１の目
的を達成する。

また、本発明においては、陽イオン交換体を触媒として
スチレン類とアルキルベンぜン類とを反応させてスチレ
ン類の２〜４吊体およびスチレン類とアルキルベンゼン
類との２〜４核付加体を含有する混合物を背、該混合物
を実質的に完全に水素添加してスチレン類の２〜４最体
の水素化物およびスチレン類とアルギルベンゼン類との
２〜４核付加体の水素化物を主成分とする混合物を得る
ことを特徴とするｌ−ラクションドライブ流体の製造方
法により上）本の第２の目的を達成する。

さらに、本発明に３３いては、陽イオン交換体をｙＰｌ
！媒としてスチレン類とアルキルベンゼン類とを反応さ
せてスチレン類の２〜４邑体およびスチレン類とアルギ
ルベンゼン類との２〜４核付加体を含イエする混合物を
１！１、該混合物を実質的に完全に水素添加してスチレ
ン類の２〜４量体の水素化物およびスチレン類とアルキ
ルベンゼ類との２〜４核付加体の水素化物を主成分とす
る混合物を得、該水素化物の混合物をスチレン類の２瓜
体およびスチレン類とアル−１−ルベラぜン類との２核
ｆ寸加体の水素化物の１部又は全部を主成分とする低粘
度氾合物と残りの高粘度混合物とに分離し、分離した２
種の１昆合物を所要の割合で再配合することを特徴とす
るＩ−ラクシ三１ンドライブ流体の製造方法により上述
の第３の目的を達成する。

本発明においては、トラクションドライブ流体の原料と
してスチレン類およびアルキルベン類を使用づる。入手
が容易でありかつ価格が安い点から、スチレン類として
はスチレンがＩＴましく、アルキルベンゼン類としては
キシレンなどのＣｎ　ｆｉ１分が好ましい。

以下に本発明を、原料としてスチレンおよびアルキルベ
ンゼン類を使用した例について説明Ｊるが、本発明はこ
れに限定されるもので・はない。

本発明は以下に示す３工程からなる。第１の工程はスチ
レンとアルキルベンピン類とを任意の割合で混合し、陽
イオン交換体を触媒としてＡリゴメリ化する工程である
。本：［Ｔ”ｌは、スチレンに対し０．１小型％以上の
イオン交換体をｙＰ１！媒として（重用してスチレンと
アルキルベンゼン類とを６０〜１４０℃で反応させるこ
とにより、ス升しンの２〜４団体とスチレン−アルキル
ベンゼンの２〜／Ｉ　ＧＡ付付加金合成するオリゴマー
化反応の工程である。

陽イオン交換体を触媒とすることにより、アルギル化反
応と重合反応とが同時に１起し、これらの反応の割合ｔ
ま原料組成および触媒使用量などの反応条件を変更する
ことににり制御できる。陽イオン交換体としてはふっ水
系樹脂に一８Ｏ３ＨＩを付与したものが適しており、例
えば米国・デュポン社製ナフィオン（商品名、　Ｎａｒ
ｉｏｎ　）膜が適している。陽イオン交換体は固体酸触
媒であるため、反応後の触媒の除去および水洗の工程が
不要であり、従って本発明は極めて省エネルギー的なプ
ロセスである。生成したオリゴマーは未反応成分を蒸留
によって除去した俊に次の工程に送られる。

第２の工程は第１の工程で得られたオリゴマーを水素添
加してポリシクロアルカンなどを含有する水素化物をＷ
ＩＪ造するものである。この水素添加反応は公知の水素
添加触媒、例えばラネーニッケル、ニッケルけいそう土
触媒および貴金族系触媒を用いて、液相にＪ３いて　１
００〜２００℃、１」ｚ圧５０〜２００ｋｇ／　ｃＪで
実施することができる。触媒使用量は原料オリゴマーに
対し、１ｆｆｆｉｆｆｉ％以上あればよく、反応時間は
、例えば１５０℃、Ｈ２圧１５０ｋｇ／ＣイＧの場合に
は約２時間でよく、通常は１〜１０時間でよい。この際
、水素添加触媒トによって少４ではあるが軽買弁が生成
し、また若干のオリゴマー化工程の未反応成分を含有し
ているので、先ずこれらのＭ買弁を蒸留によって除去す
る。このようにして得られた水素化物は、沸点が２８０
〜３００℃の２市体および２核付加体（以下２核体と称
づ−る）の水素化物と沸点が３８０″′〜４５０℃ある
いはそれ以上の３〜４市体および３〜４核付加体く以下
３〜４核体と略記する）の水素化物との混合物であり、
これをそのままトラクションドライブオイルに用いるこ
とも可能である。しかし、かかる混合物は１００℃にお
ける粘度が４〜５ｃ　Ｓｔであり、高温で高粘度が要求
される用途に対しては必ずしも十分でない。この場合に
はさらに次の第３の工程を行う必要がある。

第３の工程は第２工程で得られた水素化物混合物の全体
を、２核体水素化物の−８１５又は全部を主成分とする
低粘度混合物と、残りの高粘度混合物との２種の部分に
分離する工程である。かかる分離は蒸留により容易に実
施できる。普通、蒸留塔の塔頂からは２核体がほぼ１０
０％の留分が得られ、塔底からは２核体が１〜５％、３
，４核体が９９〜９５％の混合物が１ｑられる。このよ
うにして得られる２核体は次の式（１）〜（３）： で表わされる化合物等の混合物であり、１００℃におけ
る粘度は３ｃ　Ｓｔ程度である。他方３〜４核体は次の
式（４）〜（６）： で表わされる化合物等の混合物であり、１００℃におけ
る粘Ｉ腹は約２０ｃ３ｔである。トラクション係数は２
核休のみ、３〜４核体混合物、両者の混合物ともいずれ
も０．０９０〜０．０９８程度（５０℃）であり、実用
的に十分な埴を有する。特に３〜４核体混合物は０．０
９８という高い１−ラクション係数を有する。

（実施例） 次に本発明を図面を参照して実施例について説明する。

実施例１ （１）オリゴマー化反応 第１図に示ずように、スチレン２０徂竹部および混合キ
シレン８０重聞部をイれぞれ小型定量ポンプにより混合
器１に供給して混合し、混合器１からの混合原料を予熱
器２で１００℃に予熱し、次いで毎時３０　ｍβの速度
で１乾拌棒を有するオリゴマー化反応器３に通した。反
応！／！Ａ３には予め触媒として陽イオン交換膜（デュ
ポン社製ナフィオン（商品名）　−１１７）　　１．Ｉ
ＩＩＪを添加した。混合原料の平均帯留時間は４時間と
し、反応温度は約１００℃に保った。反応生成物を未反
応成分回収装置４である蒸留塔に供給して未反応分を塔
頂から留出させて除去した。塔底から得たオリゴマーの
収率はスチレンに対して約１３０％であった。また、２
核体と３〜４核体との比は７３：２７であった。

（２）水素添加反応 （１）で得たオリゴマー２誌を水素添加反応器５である
２０βＡ−トクレープに装入した。１反応器５には予め
触媒としてニッケルけいそう土を４０９入れ、１５０″
Ｃおよび）］２初圧１５０ｋｇ　／　ｃｄ　Ｇにおいて
オリゴマーと水素とを３時間反応させた。反応生成物を
や￥買弁回収装置６である蒸留塔に供給して軽質弁を塔
頂から留出させて除去した。塔底から１．９ｋｇの水素
化物を得た。反応後の水素Ｊモカは常圧換算で９０ｋｇ
／　ｃｄ　Ｇとなった。水素間１１ユ３３．２　ｍｏｌ
／ｂオリゴマーであり、不飽和度を考慮した場合のオリ
ゴマーの完全水素添加に対応する水素が消費されている
ことがわかった。実際にこの水素添加油を’ｌ−ＩＮＭ
Ｒによって分析した結果、芳汚族環に結合した水素およ
び二重結合性炭素に結合した水素の存在は認められなか
った。

実施例２ （３）水素化物の分離および再混合 実施例１の（２）で得た水素化物１．９ｋｇの内１．５
ｋｇを水素化物分離装置７である蒸留塔の１０ρの蒸留
釜に装入し、１０＋１１１０）−Ｉｇ、　　１５０〜１
６０℃で２核体を留出させた。塔頂からは２核体を主成
分とでる低粘度混合物１０５０（］（２核体含有吊はぼ
１００％）が＋Ｅｌられ、塔底からは３，４核体を主成
分とする高粘度混合物４５０ｇ（３，４核体含右ｍ９７
％）が得られた。

次いで、このようにして１！７だ低粘度混合物および高
粘度混合物をそれぞれタンク８および９に貯蔵しておき
、所要に応じて混合タンク１０において両温合物を第１
表に示ず割合で再配合し、再配合混合物をタンク１１に
貯蔵した。

第１表 実施例１で得た水素化物（試料Ｎｏ、１）、実施例２で
蒸留分離して（１）た２核体を主成分とげる低粘度混合
物（試料Ｎ０．２＞、３〜４核体を主成分とする高粘度
混合物（試料Ｎｏ、３）および両温合物を再配合した混
合物（試料Ｎｏ、４）の特性値を第２表に示す。第２表
において１ヘラクシヨン係数は４円筒試験機を使用し、
５０℃、すべり率１％、　５００ｒｐｍで求めたもので
ある。比較のために、市販のトラクションドライブ油で
ある鉱油系ナフテン油およびα−メチルスヂレン２徂体
の水素化物について、同じ条件下にトラクション係数を
測定し、この結果も第２表に示した。

第２表 第２表に示すように、実施例１で１！また水素化物（試
料Ｎ０．１）Ｊ＞よび実施例２で（ｑた該水素化物のう
ら２核休を主成分どりる混合物（試料Ｎｏ。

２）は高温における粘度が比較的小ざく、３，４懺体を
主成分とする混合物（試料Ｎｏ、３＞は高温粘度が十分
大きい。２核体を主成分とづる混合物と３．’Ｉ）４体
を主成分とげる混合物とを適当なυ１合で再配合した試
料（試料Ｎｏ、４）は両温合物の中間の帖１哀を示した
。

実施例３ スチレン−混合キシレンの組合せを除く、スチレン類と
アルギルベンゼン類との各種の組合ぜ（第３表参照）に
′〕いてオリゴメリ化反応を行った。内容積２００ｎｌ
の三ロフラスコに温度計、かきまぜ機および冷７Ｊ］管
を取付け、スチレン類５ｇおよびアルキルベンゼン類４
５０を装入し、触媒としてイオン交換体（デュポン社）
ツナフィオンＮ−３２４）　　０．１ｇを添加し、　１
００℃で１時間反１ｔ５させた。反応器の液をガスクロ
マミーグラフイー（ＧＣ）、ゲル浸透クロマ（−グラフ
ィー（ＧＰＣ）、ガスクロマトグラフーマススベク］・
ロメータ（ＧＣ−ＭＳ）などで分析し、生成物がスチレ
ン類の２〜４鼠体オリゴマー４３よびスチレン類とアル
キルベンゼン類との２〜４咳付加体であることを確認し
た。これらのオリゴメリ化された生成物の収率は第３表
に示す通りであった。

実施例４ アルキルベンビン類としてキシレンボトム油（混合キシ
レンとトリメチルベンゼン類などとの混合物）を用いた
点を除き、実施例１と同様にして水素化物（２〜４核体
の混合物）を得た。この１００℃にＪ３【ノる粘度は４
．５ｃＳｊで、第２表と同条ｒＦ下のトラクション係数
は０．０９４であった。

（発明の効果） 本発明のトラクションドライブ流体は従来知られている
ものより安１ｉ１１ｉ　Ｔ：あり、しかもトラクション
ドライブ流体の最も重要な特性であるトラクション係数
が（〕れている。また、本本発明法によれば、）ワられ
たトラクションドライブ流体を低粘度混合物と高粘度８
９合物とに分離することにより高温における粘度の烏い
トラクションドライブ流体を容易に（りることができ、
さらに両温合物を適宜再配合覆ることにより所要に応じ
た粘度を右づるトラクションドライブ流体を容易に得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一例のフローシートである。 １・・・混合器　　　　　　　２・・・予熱器３・・・
オリゴメリ化反応器 ４・・・未反応分回収装置　５・・・水素添加反応器６
・・・軽買弁回収装置　　７・・・水素化物分離装置８
・・・２核体用タンク　　　９・・・３，４核体用クン
ク１０・・・混合タンク　　　　１１・・・混合物用タ
ンク特許出願人　　　川崎製鉄株式会７１ ＋、、、、Ｌ、？）、ｌ ＼＜’：＋！１ｒ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、スチレン類の２〜４量体の実質的に完全に水素添加
   された水素化物およびスチレン類とアルキルベンゼン類
   との２〜４核付加体の実質的に完全に水素添加された水
   素化物を主成分とする混合物からなるトラクションドラ
   イブ流体。 ２、スチレン類がスチレンである特許請求の範囲第１項
   記載のトラクションドライブ流体。 ３、陽イオン交換体を触媒としてスチレン類とアルキル
   ベンゼン類とを反応させてスチレン類の２〜４量体およ
   びスチレン類とアルキルベンゼン類との２〜４核付加体
   を含有する混合物を得、 該混合物を実質的に完全に水素添加してス チレン類の２〜４量体の水素化物およびスチレン類とア
   ルキルベンゼン類との２〜４核付加体の水素化物を主成
   分とする混合物を得ることを特徴とするトラクションド
   ライブ流体の製造方法。 ４、スチレン類がスチレンである特許請求の範囲第３項
   記載の方法。 ５、陽イオン交換体を触媒としてスチレン類とアルキル
   ベンゼン類とを反応させてスチレン類の２〜４量体およ
   びスチレン類とアルキルベンゼン類との２〜４核付加体
   を含有する混合物を得、 該混合物を実質的に完全に水素添加してス チレン類の２〜４量体の水素化物およびスチレン類とア
   ルキルベンゼン類との２〜４核付加体の水素化物を主成
   分とする混合物を得、該水素化物の混合物をスチレン類
   の２量体 およびスチレン類とアルキルベンゼン類との２核付加体
   の水素化物の１部又は全部を主成分とする低粘度混合物
   と残りの高粘度混合物とに分離し、 分離した２種の混合物を所要の割合で再配 合する ことを特徴とするトラクションドライブ流体の製造方法
   。 ６、スチレン類がスチレンである特許請求の範囲第５項
   記載の方法。