KR20060126950A - 윤활유 - Google Patents

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이데미쓰 고산 가부시키가이샤
시게유키 모리
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Abstract

본 발명은 저점도이더라도 증기압이 낮고, 인화의 위험성도 없고, 또한 내열성이 우수하며, 종래의 탄화수소계 윤활유에 비해 아무런 손색이 없는 마찰특성을 갖고, 고온하 및 진공하 등의 매우 엄한 조건하에서도 장기간 사용할 수 있는 윤활유를 제공하기 위한 것이다. 본 발명은 기유로서, 양이온과 음이온으로 구성되고, 이온 농도가 1 mol/dm3이상인 이온성 액체를 포함하는 윤활유에 관한 것이다.

Description

윤활유{LUBRICATING OIL}
본 발명은 윤활유에 관한 것이고, 더욱 구체적으로는 저점도이더라도 증기압이 낮고 인화의 위험성도 없고, 또한 내열성이 우수하여 종래의 탄화수소계 윤활유에 비해 아무런 손색이 없는 마찰 특성을 갖고 고온하 및 진공하 등의 매우 엄한 조건하에서도 장기간 사용할 수 있고 내연기관, 토크 전달장치, 유체 커플링, 라디알 베어링, 롤링 베어링, 오일-함유 베어링(oil-retaining bearing), 유체 베어링, 압축장치, 체인 구동, 기어, 유압 회로, 진공펌프, 시계부품, 하드 디스크 장치, 냉동기, 절삭, 압연, 금속 드로윙(metal drawing), 전조, 단조, 열처리, 열매체, 냉각제, 쿨란트(coolant), 세정, 쇼크 흡수제, 방청, 브레이크, 밀봉장치, 항공기나 인공위성 등의 항공 우주기기 등에 적합하게 사용되는 윤활유, 이 윤활유를 이용한 윤활특성 제어 방법, 및 윤활유 제어 장치에 관한 것이다.
최근의 기계 기술의 진보에 의해, 엔진 또는 모터는 고출력화, 고회전화가 도모되며, 그 때문에 가혹한 조건에서의 사용에서 견디는 고성능의 윤활유가 요청되고 있다. 또한, 에너지나 환경 문제에 대한 대응으로부터, 이들 윤활유에는 연 비 개선이나 에너지 감소 효과를 갖는 것이 필수적인 요구 성능으로 되고, 또한, 최근에는 자원 절약화의 측면에서 긴 드레인성(long drain)도 요구되어 있다.
이러한 배경에서, 장래적으로 윤활유에는, 동력손실의 요인이 되는 점성 저항을 감소시키기 위해서, 가능한 한 점성이 낮은 오일이 요구되고, 또한 내열성을 갖고 장기간 사용에도 견딜 수 있는 윤활유가 요구된다.
그러나, 윤활유는 일반적으로 탄화수소를 주체로 한 유기물로 구성되고, 점성을 내리면 필연적으로 증기압이 올라, 윤활유의 증발 손실, 또한 인화의 위험성이 증대한다. 특히, 제철소내의 기계(예컨대, 유압 작동유) 등 고열물체를 취급하는 설비에서 사용하는 윤활유는 화재방지의 관점에서 난연성이 요구되고 있다. 또한, 최근의 정보기기(예컨대, 하드 디스크)에 사용되는 정밀 모터에는 주변의 정밀기기로의 영향을 극도로 적게 하기 위해서 증발이나 비산이 어려운 윤활유가 요청되고 있다.
지금까지, 이러한 문제를 극복하기 위해, 점도가 낮고 저증기압에서 내열성이 우수한 윤활유로서는 지방산 에스터나 실리콘 오일, 또한 퍼플루오로폴리에터 등의 불소계 유제 등이 제안되어 왔다. 그러나, 지방산 에스터는 가수분해하기 쉬운 에스터 구조를 갖기 때문에 내수성이 떨어지는 한편, 내열성, 내수성이 우수한 실리콘 오일이나 불소계 유제는 종래의 탄화수소계 윤활유에 비해 윤활성이 떨어지는 등의 문제가 있어, 금후 추가로 예측되는 고도한 요구를 한결같이 만족할 수 있는 것이 아니었다.
그런데, 최근, 양이온과 음이온으로 구성된 유기 이온성 액체는, 음이온이 상이한 일련의 에틸 메틸 이미다졸륨 염이 우수한 열안정성과 높은 이온전도성을 갖고, 공기중에서도 안정적인 액체로 되는 것이 보고된 이래(예컨대, J. Chem. Soc., Chem. Commun.」, 965 (1992년) 참조) 주목되고 있고, 그의 열안정성(난휘발성, 난연성), 고이온 밀도(고이온 전도성), 대열용량, 저점성 등의 특징을 살려 다양한 용도, 예컨대 태양 전지 등의 전해액(예컨대, 일본 특허 공개 제 2003-31270 호 공보 참조), 추출분리용매, 반응용매 등으로 하여 응용연구가 적극적으로 실시되고 있다. 그러나 이 유기 이온성 액체를 윤활유의 기유(base oil)로서 이용한 예는 지금까지 알려지고 있지 않다.
이온성 액체는, 분자 사이가 분자성 액체와 같이 분자간 인력으로 결합되고 있는 것이 아니라 강력한 이온 결합으로 결합되어 있기 때문에, 휘발되기 어렵고, 난연성이고, 열이나 산화에 대해 안정적인 액체이다. 이 때문에, 저점도이더라도 저증발성이고, 또한 내열성이 우수하기 때문에, 장래에 요구되는 고도한 요구를 만족할 수 있는 유일한 윤활유라고 할 수 있다. 그러나, 한편에서 이온성 액체는, 분자간에 작동하는 이온결합에 의해 그 물성이 크게 지배되기 때문에, 탄화수소와 같은 분자성 액체와는 달리, 분자구조로부터 물성을 예측하는 것이 어렵고, 또한 분자구조를 변화시킴으로써 점도나 점도지수, 또한 유동점 등의 여러 물성을 용이하게 제어할 수 없다. 즉, 원하는 물성을 갖는 화합물의 설계 및 합성이 용이하지 않다고 하는 난점을 안고 있다.
또한, 이온성 액체는 원래 양이온과 음이온으로 이루어지는 염이기 때문에, 이온성 액체를 구성하는 양이온과 음이온의 조합에 따라 물과 임의의 비율로 용해 하여 버린다(예컨대, 「이온성 액체-개발의 최전선과 미래-」, (주)씨엠씨출판 참조). 이 때문에, 수분이 존재하지 않는 환경하에서는 분해나 부식을 야기하지 않는 이온성 액체이더라도, 수분이 혼입하기 쉬운 환경하에서는 흡습하여, 분해나 부식을 초래하는 것도 있다. 또한, 내열성이 우수한 이온성 액체중에서도, 산화 안정성이 떨어지거나 환원 분해하기 쉬운 이온(예컨대 이미다졸륨 이온)(예컨대, 「M. Ui, Curr. Top. Electrochem.」, 7, 49(2000년) 참조), 독성이나 환경부하가 큰 이온(예컨대 BF4 -, Cl-)등이 있어, 고도의 요구를 만족시키는 윤활유를 얻기 위해서는, 구성 이온을 엄밀히 선정하는 것이 바람직하다.
또한, 이온성 액체는, 양전하 및 음전하를 띤 양이온과 음이온으로 이루어지기 때문에, 전장에 대하여 배향하거나, 전극표면에 전기 2중층을 형성하거나 하는 등 전기적인 특성도 갖는다. 이온성 액체의 이러한 특성은 이온성 액체가 존재하는 윤활 개소에 전장을 인가하면, 전기적인 특성이 발현하여 마찰 특성에 어떠한 영향을 줄 가능성이 있는 것을 시사하고 있다.
이와 같이 윤활유를 사용한 시스템에 전장을 인가하여 마찰을 제어하는 방법으로서는, 종래부터 고체 입자 등을 액상용매에 분산시킨 분산형 전기 점성 유체(예컨대, 일본 특허 공개 제 평성 5-25488 호 공보 및 일본 특허 공개 제 2000-1694 호 공보 참조)나, 액정 등의 균일 용매를 이용한 균일형 전기 점성 유체(예컨대, 일본 특허 공개 제 2000-130687 호 공보 참조) 등이 개시되어 있다. 그러나, 이들중 어느 것이나, 전기 점성 유체의 물성을 변화시킴(점성을 증점시킴)에 따라 마찰을 제어하기 때문에, 전단 속도나 하중 등의 마찰조건이 보다 가혹하게 되는 경우, 증점 효과가 이들의 마찰조건에서 유지되지 않고, 기대되는 효과가 발휘되지 않는 경우가 많았다.
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
본 발명은 상기 사정에 비추어 이루어진 것으로, 저점도이더라도 증기압이 낮고, 인화의 위험성도 없고, 또한 내열성이 우수하여, 종래의 탄화수소계 윤활유에 비해 아무런 손색이 없는 마찰특성을 갖고, 고온하 및 진공하 등의 매우 엄한 조건하에서도 장기간 사용할 수 있는 윤활유를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다. 또한, 간편한 방법에 의해, 이 윤활유의 물성(점도지수, 유동점 등)이 크게 개선된 윤활유, 독성 및 부식성이 없는 윤활유를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 이들의 윤활유를 이용할 때의 윤활 특성 제어 방법, 이들의 윤활유를 이용한 윤활유 특성 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 연구를 계속한 결과, 양이온과 음이온으로 이루어지는 이온성 액체를 기유로서 이용함으로써 상기 목적이 달성되는 것을 발견했다. 본 발명은 이러한 발견에 따라 완성된 것이다.
즉, 본 발명은 이하의 윤활유, 윤활 특성 제어 방법 및 윤활유 제어 장치를 제공하는 것이다.
1. 기유로서, 양이온과 음이온으로부터 구성되고 이온농도가 1 mol/dm3 이상인 이온성 액체를 포함하는 윤활유.
2. 기유로서, 전체 산가가 1 mgKOH/g 이하인 이온성 액체 50 내지 100질량%를 포함하는 상기 1에 기재된 윤활유.
3. 이온성 액체가, 하기 화학식 1로 표시되는 상기 1 또는 2에 기재된 윤활유:
(Zp+)k(Aq-)m
상기 식에서,
Zp+는 양이온이고,
Aq-는 음이온이고,
p, q, k, m, p× k 및 q× m은 각각 1 내지 3의 정수이며, p× k= q× m을 만족시키고,
k 또는 m이 2 이상일 때, Z 또는 A는 각각 동일하거나 상이할 수도 있다.
4. 기유로서, 화학식 Z+A-(Z+은 양이온이고, A-는 음이온이다)으로 표시되고, 전체 산가가 1 mgKOH/g 이하인 이온성 액체 50 내지 100질량%를 포함하는 상기 3에 기재된 윤활유.
5. 2종 이상의 이온성 액체의 혼합물인 상기 4에 기재된 윤활유.
6. Z+ 1종과 A- 2종 이상을 포함하는 혼합물, Z+ 2종 이상과 A- 1종을 포함하는 혼합물, 또는 Z+ 2종 이상과 A- 2종 이상을 포함하는 혼합물인 상기 5에 기재된 윤활유.
7. 이온성 액체를 구성하는 양이온(Z+)이 하기 화학식으로 표시되는 기중에서 선택되는 상기 4 내지 6중 어느 하나에 기재된 윤활유:
Figure 112006024404464-PCT00001
상기 식에서,
R1 내지 R12는 수소원자, 에터 결합을 가질 수도 있는 탄소수 1 내지 18의 알킬기 및 탄소수 1 내지 18의 알콕실기중에서 선택되는 기이며, R1 내지 R12는 동일하거나 상이할 수도 있다.
8. 이온성 액체를 구성하는 양이온(Z+)이 하기 화학식으로 표시되는 기중에 서 선택되는 상기 7에 기재된 윤활유:
Figure 112006024404464-PCT00002
상기 식에서,
R1 내지 R12는 수소원자, 에터 결합을 가질 수도 있는 탄소수 1 내지 18의 알킬기 및 탄소수 1 내지 18의 알콕실기로부터 선택되는 기이며, R1 내지 R12는 동일하거나 상이할 수도 있다.
9. 이온성 액체를 구성하는 음이온(A-)이, BF4 -, PF6 -, CnH(2n+1)OSO3 -, (CnF(2n+1-x)Hx)SO3 -, (CnF(2n+1-x)Hx)COO-, NO3 -, CH3SO3 -, (CN)2N-, HSO3 -, C6H5SO3 -, CH3(C6H4)SO3 -, I-, I3 -, F(HF)n -, ((CnF(2n+1-x)Hx)Y1OZ)3C-, ((CnF(2n+1-x)Hx)Y1OZ)2N-(상기 식에서, Y1은 탄소원자 또는 황원자를 나타내고, Y1가 복수일 때, 이들은 동일하거나 상이할 수 있 다. 또한, 복수개의 (CnF(2n+1-x)Hx)Y1OZ는 동일하거나 상이할 수도 있다. n은 1 내지 6의 정수이고, x는 0 내지 13의 정수이고, z는 Y1가 탄소 원자인 경우는 1 내지 3의 정수이고, Y1가 황원자인 경우는 0 내지 4의 정수이다.), B(CmY2 (2m+1))4 -, P(CmY2 (2m+1))6 -(상기 식에서, Y2는 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고, Y2가 복수일 때, 이들은 동일하거나 상이할 수 있다. 또한, 복수개의 (CmY2 (2m+1))은 동일하거나 상이할 수 있다. m은 0 내지 6의 정수이다.) 및 하기 화학식 2로 표시되는 음이온중에서 선택되는 상기 4 내지 8중 어느 하나에 기재된 윤활유:
Figure 112006024404464-PCT00003
상기 식에서,
R13 내지 R17은 수소 원자 및 (CnF(2n+1-x)Hx)중에서 선택되는 기이며, R13 내지 R17는 동일하거나 상이할 수 있고,
n 및 x는 전술한 바와 같다.
10. 이온성 액체를 구성하는 음이온(A-)이, PF6 -, CnH(2n+1)OSO3 -, (CnF(2n+1-x)Hx)SO3 -, (CnF(2n+1-x)Hx)COO-, NO3 -, CH3SO3 -, (CN)2N-, HSO3 -, ((CnF(2n+1-x)Hx)Y1OZ)2N-(상기 식에서, Y1은 탄소원자 또는 황원자를 나타내고, Y1가 복수일 때, 이들은 동일하거나 상이할 수 있다. n은 1 내지 6의 정수이고, x는 0 내지 13의 정수이고, z는 Y1가 탄소 원자인 경우는 1 내지 3의 정수이고, Y1가 황원자인 경우는 0 내지 4의 정수이다.), 및 하기 화학식 2로 표시되는 음이온중에서 선택되는 윤활유:
화학식 2
Figure 112006024404464-PCT00004
상기 식에서,
R13 내지 R17은 수소 원자 및 (CnF(2n+1-x)Hx)중에서 선택되는 기이며, R13 내지 R17는 동일하거나 상이할 수 있고,
n 및 x는 전술한 바와 같다.
11. 이온성 액체를 구성하는 음이온(A-)이, CnH(2n+1)OSO3 -, (CnF(2n+1-x)Hx)SO3 -, (CnF(2n+1-x)Hx)COO-, NO3 -, CH3SO3 -, (CN)2N-, HSO3 -(상기 식에서, n은 1 내지 6의 정수이고, x는 0 내지 13의 정수이다) 및 하기 화학식 2로 표시되는 음이온중에서 선택되는 상기 10에 기재된 윤활유:
화학식 2
Figure 112006024404464-PCT00005
상기 식에서,
R13 내지 R17은 수소 원자 및 (CnF(2n+1-x)Hx)중에서 선택되는 기이며, R13 내지 R17는 동일하거나 상이할 수 있고,
n 및 x는 전술한 바와 같다.
12. 이온성 액체가, 하기 화학식 3으로 표시되는 양이온, F-, Cl-, Br- 및 BF4 -을 함유하지 않는 상기 4 내지 11중 어느 하나에 기재된 윤활유.
Figure 112006024404464-PCT00006
상기 식에서,
R1 내지 R5는 수소원자, 에터 결합을 가질 수도 있는 탄소수 1 내지 18의 알킬기 및 탄소수 1 내지 18의 알콕실기로부터 선택되는 기이며, R1 내지 R5는 동일하거나 상이할 수도 있다.
13. 기유로서, 양이온과 음이온이 공유 결합으로 고정된 쌍생 이온형으로 이루어지고, 전체 산가가 1mgKOH/g 이하인 이온성 액체 50 내지 100질량%를 포함하는 윤활유.
14. 이온성 액체가 하기 화학식으로 표시되는 상기 13에 기재된 윤활유:
Figure 112006024404464-PCT00007
상기 식에서,
R1 내지 R12는 수소원자, 에터 결합을 가질 수도 있는 탄소수 1 내지 18의 알킬기 및 탄소수 1 내지 18의 알콕실기로부터 선택되는 기이며, R1 내지 R12는 동일하거나 상 이할 수도 있다. 단, R1 내지 R12중 하나 이상은 -(CH2)n-SO3 - 또는 -(CH2)n-COO-(여기서, n은 알킬기의 탄소수가 1 내지 18이 되도록 하는 0 이상의 정수이다)를 갖는다.
15. 이온성 액체의 40℃에 있어서 동점도가 1 내지 1,000 mm2/s인 상기 1 내지 14중 어느 하나에 기재된 윤활유.
16. 이온성 액체의 유동점이 -10℃ 이하인 상기 1 내지 15중 어느 하나에 기재된 윤활유.
17. 이온성 액체의 점도 지수가 80 이상인 상기 1 내지 16중 어느 하나에 기재된 윤활유.
18. 이온성 액체의 인화점이 200℃ 이상인 상기 1 내지 17중 어느 하나에 기재된 윤활유.
19. 산화방지제 및 극압제로부터 선택되는 하나 이상을 함유하여 이루어지는 상기 1 내지 18중 어느 하나에 기재된 윤활유.
20. 혼입 수분량이, 윤활유 기준으로 500질량 ppm 이하인 상기 1 내지 18중 어느 하나에 기재된 윤활유.
21. 상기 1 내지 20중 어느 하나에 기재된 윤활유에 전장을 인가하는 것을 특징으로 하는 윤활 특성 제어 방법.
22. 두개의 피윤활재 사이의 접촉영역의 윤활 특성을 제어하는 장치로서, 상기 접촉영역에 존재시키는 윤활유로서 상기 1 내지 20중 어느 하나에 기재된 윤활 유를 이용하고, 상기 윤활유에 전장을 인가하는 한 쌍의 전극을, 상기 접촉 영역을 개재시켜 상기 두개의 피윤활재에 비접촉시키거나 접촉시키는 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 윤활 특성 제어 장치.
발명의 효과
본 발명의 윤활유는, 기유로서, 이온성 액체를 사용함으로써 저점도이더라도 증기압이 낮고, 인화의 위험성도 없고, 또한 내열성이 우수하고, 종래의 탄화수소계 윤활유와 비교하여 아무런 손색이 없는 마찰특성을 갖고 있어서, 고온하 및 진공하 등의 매우 엄한 조건하에서도 장기간 사용할 수 있는 것이다. 또한, 간편한 방법에 의해 이 윤활유의 물성(점도지수, 유동점 등)이 크게 개선된 윤활유, 독성 및 부식성이 없는 윤활유를 얻을 수 있다. 또한, 이러한 윤활유를 이용할 때의 윤활 특성 제어 방법 및 이러한 윤활유를 이용한 윤활유 특성 제어 장치를 제공한다.
본 발명의 윤활유는, 기유로서, 양이온과 음이온으로 구성되고, 20℃에서 측정한 이온 농도가 1mol/dm3이상인 이온성 액체를 포함하는 윤활유이다. 물이나 그 밖의 용매를 포함하지 않고, 양이온과 음이온만으로부터 형성되는 높은 이온 분위기와 정전 상호 작용을 얻기 위해서는, 이온농도가 1mol/dm3이상인 것이 필요하고, 바람직하게는 1.5 mol/dm3 이상, 보다 바람직하게는 2mol/dm3 이상이다. 여기서, 이온 농도란 이온성 액체에 있어서, [밀도(g/cm3)/분자량 MW(g/mol)]× 1000으로 산출되는 값을 말한다.
본 발명의 윤활유는 바람직하게는 기유로서 전체 산가가 1 mgKOH/g 이하인 이온성 액체 50 내지 100 질량%를 포함하는 것이고, 이온성 액체로서는 하기 화학식 1로 표시되는 것을 사용할 수 있다:
화학식 1
(Zp+)k(Aq-)m
상기 식에서,
Zp+는 양이온이고,
Aq-는 음이온이고,
p, q, k, m, p× k 및 q× m은 각각 1 내지 3의 정수이며, p× k= q× m을 만족시키고,
k 또는 m이 2 이상일 때, Z 또는 A는 각각 동일하거나 상이할 수도 있다.
본 발명에 있어서는, 상기 식에서, p, q, k 및 m이 2 이하인 것이 바람직하고, p, q, k 및 m이 1인 화학식 Z+A-(상기 식에서, Z+는 양이온이고, A-는 음이온이다)로 표시되는 이온성 액체 50 내지 100 질량%를 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 윤활유에 있어서, 상기 이온성 액체의 함유량은 70 내지 100질량%가 바람직하고, 90 내지 100 질량%가 보다 바람직하다.
상기 양이온(Z+)으로서는, 하기 화학식으로 표시되는 것이 바람직하다:
Figure 112006024404464-PCT00008
상기 식에서,
R1 내지 R12는 수소원자, 에터 결합을 가질 수도 있는 탄소수 1 내지 18의 알킬기 및 탄소수 1 내지 18의 알콕실기로부터 선택되는 기이며, R1 내지 R12는 동일하거나 상이할 수도 있다.
R1 내지 R12의 에터 결합을 가질 수도 있는 탄소수 1 내지 18의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, 아이소뷰틸기, s-뷰틸기, t-뷰틸기, 각종 펜틸기, 각종 헥실기, 각종 헵틸기, 각종 옥틸기, 2-메톡시 에틸기 등을 들 수 있다. 탄소수 1 내지 18의 알콕시기로서는, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, 아이소프로폭시기, n-뷰톡시기, 아이소뷰톡시기, s-뷰톡시기, t-뷰톡시기, 각종 펜톡시기, 각종 헵톡시기, 각종 옥톡시기 등을 들 수 있다. 본 발명에 있어서는, 탄소수 1 내지 10의 알킬기가 바람직하다.
상기 양이온(Z+)중, 하기 화학식으로 표시되는 것이 바람직하다:
Figure 112006024404464-PCT00009
상기 식에서,
R1 내지 R12는 전술한 바와 같다.
상기 음이온(A-)으로서는, BF4 -, PF6 -, CnH(2n+1)OSO3 -, (CnF(2n+1-x)Hx)SO3 -, (CnF(2n+1-x)Hx)COO-, NO3 -, CH3SO3 -, (CN)2N-, HSO3 -, C6H5SO3 -, CH3(C6H4)SO3 -, I-, I3 -, F(HF)n -, ((CnF(2n+1-x)Hx)Y1OZ)3C-, ((CnF(2n+1-x)Hx)Y1OZ)2N-(상기 식에서, Y1은 탄소원자 또는 황원자를 나타내고, Y1가 복수일 때, 이들은 동일하거나 상이할 수 있다. 또한, 복수개의 (CnF(2n+1-x)Hx)Y1OZ는 동일하거나 상이할 수도 있다. n은 1 내지 6의 정수이고, x는 0 내지 13의 정수이고, z는 Y1가 탄소 원자인 경우는 1 내지 3의 정수이고, Y1가 황원자인 경우는 0 내지 4의 정수이다.), B(CmY2 (2n+1))4 -, P(CmY2 (2m+1))6 -(상기 식에서, Y2는 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고, Y2가 복수일 때, 이들은 동일하거나 상이할 수 있다. 또한, 복수개의 (CmY2 (2m+1))은 동일하거나 상이할 수 있다. m은 0 내지 6의 정수이다.) 및 하기 화학식 2로 표시되는 음이온중에서 선택되는 음이온이 바람직하다:
화학식 2
Figure 112006024404464-PCT00010
상기 식에서,
R13 내지 R17은 수소 원자 및 (CnF(2n+1-x)Hx)중에서 선택되는 기이며, R13 내지 R17는 동일하거나 상이할 수 있고,
n 및 x는 전술한 바와 같다.
이러한 음이온중에서는 불소 원자를 함유하는 것이 특히 바람직하다.
상기 음이온(A-)중에서 PF6 -, CnH(2n+1)OSO3 -, (CnF(2n+1-x)Hx)SO3 -, (CnF(2n+1-x)Hx)COO-, NO3 -, CH3SO3 -, (CN)2N-, HSO3 -, ((CnF(2n+1-x)Hx)Y1OZ)2N-(상기 식에서, Y1은 탄소원자 또는 황원자를 나타내고, Y1가 복수일 때, 이들은 동일하거나 상이할 수 있다. n은 1 내지 6의 정수이고, x는 0 내지 13의 정수이고, z는 Y1가 탄소 원자인 경우는 1 내지 3의 정수이고, Y1가 황원자인 경우는 0 내지 4의 정수이다.), 및 상기 화학식 2로 표시되는 음이온이 보다 바람직하고, CnH(2n+1)OSO3 -, (CnF(2n+1-x)Hx)SO3 -, (CnF(2n+1-x)Hx)COO-, NO3 -, CH3SO3 -, (CN)2N-, HSO3 -(상기 식에서, n은 1 내지 6의 정수이고, x는 0 내지 13의 정수이다) 및 상기 화학식 2로 표시되는 음이온이 특히 바람직하다.
기유로서 사용되는 화학식 1의 (Zp+)k(Aq-)m로 표시되는 이온성 액체로서는, 예를 들어 하기 화학식으로 표시되는 화합물을 들 수 있다:
Figure 112006024404464-PCT00011
상기 식에서,
M은, H+, Li+, Na+, K+, Pb+ 및 Cs+로부터 선택되는 양이온이며, n은 0 내지 18의 정수이다.
또한, 기유로서 이용하는 화학식 Z+A-로 표시되는 이온성 액체는 구체적으로 1-뷰틸-3-메틸 이미다졸륨 테트라플루오로 보레이트, 1-뷰틸-3-메틸 이미다졸륨 헥사플루오로 보레이트, 1-헥실-3-메틸 이미다졸륨 헥사플루오로 포스페이트, 1-뷰틸-3-메틸 이미다졸륨 비스(트라이플루오로 메테인 설폰일)이미드, 알킬피리디늄 테트라플루오로 보레이트, 알킬피리디늄 헥사플루오로 포스페이트, 알킬피리디늄 비스(트라이플루오로 메테인 설폰일)이미드, 알킬 암모늄 테트라플루오로 보레이트, 알킬암모늄 헥사플루오로 포스페이트, 알킬암모늄 비스(트라이플루오로 메테인 설폰일)이미드, N,N-다이에틸-N-메틸(2-메톡시에틸)암모늄 테트라플루오로 보레이트, N,N-다이에틸-N-메틸(2-메톡시에틸)암모늄 헥사플루오로 포스페이트 및 N,N-다이에틸-N-메틸(2-메톡시에틸)암모늄 비스(트라이플루오로 메테인 설폰일)이미드 등을 들 수 있다. 이들의 이온성 액체는 1종을 단독으로 이용하거나 2종 이상을 조합시켜 이용할 수 있다. 전체 산가가 1 mgKOH/g를 넘는 것을 이용하는 경우는, 전체 산가가 1 mgKOH/g 이하가 되도록 2종 이상을 조합시켜 이용한다.
본 발명에 있어서는, 알킬피리디늄 헥사플루오로 포스페이트, 알킬피리디늄 비스(트라이플루오로 메테인 설폰일)이미드, 알킬 암모늄 헥사플루오로 포스페이트, 알킬 암모늄 비스(트라이플루오로 메테인 설폰일)이미드, N,N-다이에틸-N-메틸(2-메톡시에틸)암모늄 헥사플루오로 포스페이트 및 N,N-다이에틸-N-메틸(2-메톡시에틸)암모늄 비스(트라이플루오로 메테인 설폰일)이미드가 바람직하다.
기유로서, 2종 이상의 이온성 액체의 혼합물을 이용하면, 물성(점도지수, 유동점 등)이 크게 개선된 윤활유를 얻을 수 있다. 이 경우, 혼합비율은 임의로 할 수 있지만, 혼합에 의한 효과를 얻는 점에서, 각 이온성 액체의 배합량을 혼합물 기준으로 10질량% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이러한 혼합물로는, Z+ 1종과 A- 2종 이상을 포함하는 혼합물, Z+ 2종 이상과 A- 1종을 포함하는 혼합물, 및 Z+ 2종 이상과 A- 2종 이상을 포함하는 혼합물을 들 수 있다.
구체적으로는, 1-뷰틸-3-메틸 이미다졸륨 테트라플루오로 보레이트와 1-뷰틸-3-메틸이미다졸륨 비스(트라이플루오로 메테인 설폰일) 이미드의 혼합물, 알킬피리디늄 헥사플루오로 포스페이트와 알킬피리디늄 비스(트라이플루오로 메테인설포닐)이미드의 혼합물, 알킬암모늄 비스(트라이플루오로 메테인 설폰일)이미드와 1-뷰틸-3-메틸 이미다졸륨 비스(트라이플루오로 메테인 설폰일)이미드의 혼합물, 1-뷰틸-3-메틸 이미다졸륨 테트라플루오로 보레이트와 N,N-다이에틸-N-메틸(2-메톡시에틸)암모늄 비스(트라이플루오로 메테인 설폰일)이미드의 혼합물, 1-뷰틸-3-메틸 이미다졸륨 헥사플루오로 포스페이트와 N,N-다이에틸-N-메틸(2-메톡시에틸)암모늄 비스(트라이플루오로 메테인 설폰일)이미드의 혼합물, N,N-다이에틸-N-메틸(2-메톡시에틸)암모늄 비스(트라이플루오로 메테인 설폰일)이미드와 알킬피리디늄 테트라플루오로 보레이트의 혼합물, 및 N,N-다이에틸-N-메틸(2-메톡시에틸)암모늄 비스(트라이플루오로 메테인 설폰일)이미드와 알킬피리디늄 헥사플루오로 포스페이트의 혼합물 등을 들 수 있다.
이들의 중에서 1-뷰틸-3-메틸 이미다졸륨 테트라플루오로 보레이트와 N,N-다이에틸-N-뷰틸(2-메톡시에틸)암모늄 비스(트라이플루오로 메테인 설폰일)이미드의 혼합물, 1-뷰틸-3-메틸 이미다졸륨 헥사플루오로 포스페이트와 N,N-다이에틸-N-메틸(2-메톡시에틸)암모늄 비스(트라이플루오로 메테인 설폰일)이미드의 혼합물, N,N-다이에틸-N-메틸(2-메톡시에틸)암모늄 비스(트라이플루오로 메테인 설폰일)이미드와 알킬피리디늄 테트라플루오로 보레이트의 혼합물, 및 N,N-다이에틸-N-메틸(2-메톡시에틸)암모늄 비스(트라이플루오로 메테인 설폰일)이미드와 알킬피리디늄 헥사플루오로 포스페이트의 혼합물이 바람직하다.
또한, 기유로서, 하기 화학식 3으로 표시되는 양이온(이미다졸륨 이온), F-, Cl-, Br- 및 BF4 -를 함유하지 않는 이온성 액체를 이용하면, 독성 및 부식성이 없는 윤활유를 얻을 수 있다:
화학식 3
Figure 112006024404464-PCT00012
상기 식에서,
R1 내지 R5는, 수소원자, 에터 결합을 가질 수도 있는 탄소수 1 내지 18의 알킬기 및 탄소수 1 내지 18의 알콕실기로부터 선택되는 기이며, R1 내지 R5는 동일하거나 상이할 수도 있다.
이러한 이온성 액체는 구체적으로 알킬피리디늄 헥사플루오로 포스페이트, 알킬피리디늄 비스(트라이플루오로 메테인 설폰일)이미드, 알킬암모늄 헥사플루오로 포스페이트, 알킬암모늄 비스(트라이플루오로 메테인 설폰일)이미드, N,N-다이에틸-N-메틸(2-메톡시에틸)암모늄 헥사플루오로 포스페이트, 및 N,N-다이에틸-N-메틸(2-메톡시에틸)암모늄 비스(트라이플루오로 메테인 설폰일)이미드 등을 들 수 있다.
이들의 중에서 알킬피리디늄 비스(트라이플루오로 메테인 설폰일)이미드, 알킬암모늄 비스(트라이플루오로 메테인 설폰일)이미드 및 N,N-다이에틸-N-메틸(2-메톡시에틸)암모늄 비스(트라이플루오로 메테인 설폰일)이미드가 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 기유로서, 양이온과 음이온이 공유 결합으로 고정된 쌍생 이온형(쯔비터이온형)으로 이루어지면, 전체 산가가 1 mgKOH/g 이하인 이온성 액체도 이용할 수 있다. 본 발명의 윤활유에 있어서의 이러한 이온성 액체의 함유량은 50 내지 100질량%이며, 70 내지 100질량%가 바람직하고, 90 내지 100질량%가 보다 바람직하다.
이 이온성 액체는, 예컨대, 하기 화학식으로 표시되는 것이다:
Figure 112006024404464-PCT00013
상기 식에서,
R1 내지 R12는 수소원자, 에터 결합을 가질 수도 있는 탄소수 1 내지 18의 알킬기 및 탄소수 1 내지 18의 알콕실기중에서 선택되는 기이며, R1 내지 R12는 동일하거나 상이할 수도 있다. 단, R1 내지 R12중 하나 이상은 -(CH2)n-SO3 - 또는 -(CH2)n-COO-(n은 알킬기의 탄소수가 1 내지 18이 되도록 하는 0 이상의 정수임)을 갖는다.
구체적으로는, 1-메틸-1,3-이미다졸륨-N-뷰테인설포네이트 및 N,N-다이에틸-N-메틸암모늄-N-뷰테인설포네이트 등을 들 수 있다.
상기 이온성 액체의 전체 산가는, 피윤활유재의 부식 방지의 관점에서, 1 mgKOH/g 이하인 것이 필요하고, 바람직하게는 0.5 mgKOH/g이하, 보다 바람직하게는 0.3 mgKOH/g 이하이다.
상기 이온성 액체의 40℃에 있어서의 동점도는, 증발손실 및 점성저항에 의한 동력손실을 억제하는 점에서, 1 내지 1,000mm2/s가 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 내지 320mm2/s, 더욱 바람직하게는 5 내지 100mm2/s 이다.
상기 이온성 액체의 유동점은, 저온시에 점성 저항이 증대하는 것을 억제하는 점에서, -10℃ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 -20℃ 이하, 더욱 바람직하게는 -30℃ 이하이다.
상기 이온성 액체의 인화점은, 기유의 증발량을 적게 하는 점에서, 200℃ 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 250℃ 이상, 더욱 바람직하게는 300℃ 이상이다.
상기 이온성 액체의 점도지수는, 온도에 대한 점도변화가 지나치게 크지 않도록 하는 점에서, 80 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 100 이상, 더욱 바람직하게는 120 이상이다.
본 발명의 윤활유에는, 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위로, 첨가제를 병용할 수 있고, 첨가제로서는, 산화방지제, 유성제, 극압제, 청정분산제, 점도 지수 향상제, 방청제, 금속 불활성화제 및 소포제 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 단독으로 이용하거나 2종 이상을 조합시켜 이용할 수 있다.
산화 방지제로서는, 종래의 탄화수소계 윤활유에 사용되는 아민계 산화방지제, 페놀계 산화방지제 및 황계 산화방지제를 사용할 수 있다. 이들의 산화방지제는 1종을 단독으로 이용하거나 2종 이상을 조합시켜 이용할 수 있다. 아민계 산화방지제로서는, 예컨대, 모노옥틸 다이페닐 아민, 모노노닐 다이페닐 아민 등의 모노알킬 다이페닐 아민계 화합물, 4,4'-다이뷰틸 다이페닐 아민, 4,4'-다이펜틸 다이페닐 아민, 4,4'-다이헥실 다이페닐 아민, 4,4'-다이헵틸 다이페닐 아민, 4,4'-다이옥틸 다이페닐 아민, 4,4'-다이노닐 다이페닐 아민 등의 다이알킬 다이페닐 아민계 화합물, 테트라뷰틸 다이페닐 아민, 테트라헥실 다이페닐 아민, 테트라옥틸 다이페닐 아민, 테트라노닐 다이페닐 아민 등의 폴리알킬 다이페닐 아민계 화합물, 및 α-나프틸 아민, 페닐-α-나프틸 아민, 뷰틸페닐-α-나프틸 아민, 펜틸페닐-α-나프틸 아민, 헥실페닐-α-나프틸 아민, 헵틸페닐-α-나프틸 아민, 옥틸페닐-α-나프틸 아민, 노닐페닐-α-나프틸 아민등의 나프틸 아민계 화합물을 들 수 있다.
페놀계 산화방지제로서는, 예컨대, 2,6-다이-t-뷰틸-4-메틸 페놀, 2,6-다이-t-뷰틸-4-에틸 페놀 등의 모노페놀계 산화방지제, 및 4,4'-메틸렌 비스(2,6-다이-t-뷰틸페놀), 2,2'-메틸렌 비스(4-에틸-6-t-뷰틸 페놀) 등의 다이페놀계 산화방지제를 들 수 있다.
황계 산화방지제로서는, 예컨대, 2,6-다이-t-뷰틸-4-(4,6-비스(옥틸싸이오)-1,3,5-트라이아진-2-일아미노)페놀, 5황화 인과 피넨과의 반응물 등의 싸이오터펜계 화합물, 및 다이라우릴싸이오 다이프로피오네이트, 비스테아릴싸이오 다이프로피오네이트 등의 다이알킬싸이오 다이프로피오네이트 등을 들 수 있다.
이들의 산화방지제의 배합량은, 윤활유 전량 기준으로, 보통 0.01 내지 10질량% 정도이며, 바람직하게는 0.03 내지 5질량%이다.
유성제로서는, 지방족 알코올, 지방산이나 지방산 금속 염 등의 지방산화합물, 폴리올 에스터, 솔비탄 에스터, 글라이세라이드 등의 에스터 화합물, 지방족 아민 등의 아민 화합물 등을 들 수 있다. 지방족 알코올은 하기 화학식 I으로 표시된다:
R18-OH
상기 식에서,
R18은, 탄소수 8 내지 30, 바람직하게는 탄소수 12 내지 24의 알킬기, 알켄일기, 알킬아릴기 및 아릴알킬기로부터 선택되는 기를 나타낸다.
탄소수 8 내지 30의 알킬기로서는, 각종 옥틸기, 각종 노닐기, 각종 데실기, 각종 운데실기, 각종 스테아릴기, 각종 라우릴기, 각종 파르미틸 등을 들 수 있다. 탄소수 8 내지 30의 알켄일기로서는 옥텐일기, 노넨일기, 데센일기, 올레일기 등의 옥타데센일기 등을 들 수 있다. 탄소수 8 내지 30의 알킬아릴기로서는, 각종 다이메틸페닐기, 각종 다이에틸페닐기, 각종 다이프로필페닐기, 각종 메틸나프틸기, 각종 에틸나프틸기 등을 들 수 있다. 탄소수 8 내지 30의 아릴알킬기로서는, 페네틸기, 나프틸메틸기 등을 들 수 있다. 이들 중에서, 스테아릴기 및 올레일기가 바람직하다.
지방산 화합물로서는, 하기 화학식 II로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
(R19-COO)nX1
상기 식에서,
R19는 탄소수 8 내지 30, 바람직하게는 탄소수 12 내지 24의 알킬기, 알켄일기, 알킬아릴기 및 아릴알킬기로부터 선택되는 기를 나타낸다.
X1은 H, K, Na, Mg, Ca, Al, Zn, Fe, Cu 및 Ag중에서 선택되는 원자이다.
R19의 탄소수 8 내지 30의 알킬기, 알켄일기, 알킬아릴기 및 아릴알킬기로서는, 상기와 같은 것을 들 수 있고, 스테아릴기 및 올레일기가 바람직하다. X1로서는, H, K, Al, Zn이 바람직하다. n은 1 내지 3의 정수이다.
폴리올에스터로서는, 네오펜틸 글라이콜, 트라이메틸올 프로페인, 펜타에리쓰리톨 등의 다가 알코올과, 하기 화학식 III으로 표시되는 지방산과의 에스터 반응에 의해 수득되는 것을 들 수 있다:
R20-COOH
상기 식에서, R20은 탄소수 8 내지 30, 바람직하게는 탄소수 8 내지 24의 알킬기, 알켄일기, 알킬아릴기 및 아릴알킬기로부터 선택되는 기를 나타낸다.
R20의 탄소수 8 내지 30의 알킬기, 알켄일기, 알킬아릴기 및 아릴알킬기로서는 상기 와 같은 것을 들 수 있고, 옥틸기가 특히 바람직하다.
소르비탄 에스터는 하기 화학식 IV로 표시된다:
Figure 112006024404464-PCT00014
상기 식에서, R21 내지 R25는 H, OH 및 CH2OCOR26으로부터 선택되는 기를 나타낸다. R26은 탄소수 9 내지 30, 바람직하게는 탄소수 12 내지 24의 알킬기 또는 알켄일기를 나타낸다.
R26의 탄소수 9 내지 30의 알킬기로서는, 각종 노닐기, 각종 데실기, 각종 운데실기, 각종 스테아릴기, 각종 라우릴기, 각종 파르미틸기 등을 들 수 있다. 탄소수 9 내지 30의 알켄일기로서는, 노넨일기, 데센일기, 옥타데센일기 등을 들 수 있다. 바람직한 지방산으로서, 라우린산, 스테아르산, 팔미트산 및 올레산을 들 수 있다.
글라이세라이드로서는, 하기 화학식 V으로 표시되는 것을 들 수 있다:
Figure 112006024404464-PCT00015
상기 식에서,
X2 내지 X4는, OH 또는 OCOR27을 나타내고,
R27는 탄소수 8 내지 30, 바람직하게는 탄소수 12 내지 24의 알킬기 또는 알켄일기를 나타낸다.
R27의 탄소수 8 내지 30의 알킬기 및 알켄일기로서는, 상기와 같은 것을 들 수 있다. 바람직한 지방산으로서, 라우린산, 스테아르산, 팔미트산 및 올레산을 들 수 있다.
지방족 아민으로서는, 하기 화학식 VI로 표시되는 일치환 아민, 이치환 아민 및 삼치환 아민을 들 수 있다.
R28 mNH3-m
상기 식에서,
R28은 탄소수 3 내지 30, 바람직하게는 탄소수 8 내지 24의 알킬기 및 알켄일기, 탄소수 6 내지 30, 바람직하게는 탄소수 6 내지 15의 아릴기 및 아릴알킬기 및 탄소수 2 내지 30, 바람직하게는 탄소수 2 내지 18의 하이드록시알킬기로부터 선택되는 기를 나타내고,
m은 1 내지 3의 정수이다.
상기 R28중 알킬기 및 알켄일기는, 직쇄형, 분지쇄형, 환상중 어느 것일 수도 있다. 탄소수 3 내지 30의 알킬기 및 알켄일기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기 및 아릴알킬로서는, 상기와 같은 것을 들 수 있다. 탄소수 2 내지 30의 하이드록시알킬기로서는, 하이드록시에틸기, 하이드록시프로필기 등을 들 수 있다.
이들의 유성제의 배합량은 배합 효과의 점에서 윤활유 전량 기준으로 보통 0.1 내지 30질량% 정도이며, 바람직하게는 0.5 내지 10질량%이다.
극압제로서는, 황계 극압제, 인계 극압제, 황 및 금속을 포함하는 극압제, 인 및 금속을 포함하는 극압제를 들 수 있다. 이들의 극압제는 1종을 단독 또는 2종 이상 조합하여 이용할 수 있다. 극압제로서는, 분자중에 황원자 및/또는 인원자를 포함하고, 내하중성이나 내마모성을 발휘할 수 있는 것이면 좋다. 분자중에 황을 포함하는 극압제로서는, 예컨대, 황화유지, 황화지방산, 황화에스터, 황화올레핀, 다이하이드로카빈 폴리설파이드, 싸이아다이아졸 화합물, 알킬싸이오 카밤오일 화합물, 트라이아진 화합물, 싸이오터펜 화합물, 다이알킬싸이오 다이프로피오네이트 화합물 등을 들 수 있다.
황화유지는 황이나 황함유 화합물과 유지(라드유, 고래유, 식물유, 어유 등)을 반응시켜 얻어지는 것이고, 그의 황 함유량은 특별히 제한하지 않지만, 일반적으로 5 내지 30질량%인 것이 적합하다. 그의 구체적인 예로서는, 황화 라드, 황화 평지씨유, 황화 카스톨유, 황화대두유, 황화 미강유 등을 들 수 있다. 황화지방산의 예로서는, 황화올레산 등을, 황화에스터의 예로서는, 황화 올레산 메틸이나 황화미강유 지방산 옥틸 등을 들 수 있다.
황화 올레핀으로서는, 예컨대, 하기 화학식 VII로 표시되는 화합물을 들 수 있다:
R29-Sa-R30
상기 식에서,
R29은 탄소수 2 내지 15, 바람직하게는 탄소수 4 내지 8의 알켄일기이고,
R30은 탄소수 2 내지 15, 바람직하게는 탄소수 4 내지 8의 알킬기 또는 알켄일기를 나타내고,
a는 1 내지 8, 바람직하게는 1 내지 3의 정수를 나타낸다.
이 화합물은, 탄소수 2 내지 15의 올레핀 또는 그의 2량체 내지 4량체를, 황, 염화황 등의 황화제와 반응시킴에 의해 얻어진다. 탄소수 2 내지 15의 올레핀으로서는, 프로필렌, 아이소뷰텐 및 다이아이소뷰텐 등이 바람직하다
다이하이드로카빌 폴리설파이드는 하기 화학식 VIII로 표시되는 화합물을 들 수 있다:
R31-Sb-R32
상기 식에서,
R31 및 R32은, 각각 탄소수 1 내지 20, 바람직하게는 탄소수 4 내지 18의 알킬기 또 는 환상알킬기, 탄소수 6 내지 20, 바람직하게는 탄소수 6 내지 15의 아릴기, 탄소수 7 내지 20, 바람직하게는 탄소수 7 내지 15의 알킬아릴기 또는 탄소수 7 내지 20, 바람직하게는 탄소수 7 내지 15의 아릴알킬기를 나타내고, 그들은 서로 동일하거나 상이할 수도 있다.
b는 2 내지 8, 바람직하게는 2 내지 4의 정수를 나타낸다.
여기서, R31 및 R32이 알킬기인 경우, 황화알킬로 지칭된다.
상기 화학식 VIII에 있어서의 R31 및 R32으로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, 아이소뷰틸기, s-뷰틸기, t-뷰틸, 각종 펜틸기, 각종 헥실기, 각종 헵틸기, 각종 옥틸기, 각종 노닐기, 각종 데실기, 각종 도데실기, 사이클로헥실기, 사이클로옥틸기, 페닐기, 나프틸기, 톨릴기, 자일릴기, 벤질기, 펜에틸기 등을 들 수 있다.
이 다이하이드로칼빌 폴리설파이드로서는, 예컨대, 다이벤질 폴리설파이드, 각종 다이노닐 폴리설파이드, 각종 다이도데실 폴리설파이드, 각종 다이뷰틸 폴리설파이드, 각종 다이옥틸 폴리설파이드, 다이페닐 폴리설파이드, 다이사이클로헥실 폴리설파이드 등을 바람직하게 들 수 있다.
싸이아다이아졸 화합물로서는, 예컨대, 하기 화학식 IX 또는 X로 표시되는 1,3,4-싸이아다이아졸, 1,2,4-싸이아다이아졸화합물, 1,4,5-싸이아다이아졸 등이 바람직하게 사용된다:
Figure 112006024404464-PCT00016
Figure 112006024404464-PCT00017
상기 식에서,
R33 내지 R36은, 각각 수소원자, 탄소수 1 내지 20, 바람직하게는 탄소수 4 내지 13의 탄화수소기를 나타내고,
c 내지 f는 각각 0 내지 8, 바람직하게는 1 내지 4의 정수를 나타낸다.
이러한 싸이아다이아졸 화합물의 구체적인 예로서는, 2,5-비스(n-헥실다이싸이오)-1,3,4-싸이아다이아졸, 2,5-비스(n-옥틸다이싸이오)-1,3,4-싸이아다이아졸, 2,5-비스(n-노닐다이싸이오)-1,3,4-싸이아다이아졸, 2,5-비스(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸다이싸이오)-1,3,4-싸이아다이아졸, 3,5-비스(n-헥실다이싸이오)-1,2,4-싸이아다이아졸, 3,5-비스(n-옥틸다이싸이오)-1,2,4-싸이아다이아졸, 3,5-비스(n-노닐다이싸이오)-1,2,4-싸이아다이아졸, 3,5-비스(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸다이싸이오)-1,2,4-싸이아다이아졸 등을 바람직하게 들 수 있다.
알킬싸이오카밤오일 화합물로서는, 예컨대, 하기 화학식 XI로 표시되는 화합물이 바람직하다:
Figure 112006024404464-PCT00018
상기 식에서,
R37 내지 R40은 각각 탄소수 1 내지 20, 바람직하게는 탄소수 4 내지 8의 알킬기를 나타내고,
g는 1 내지 8, 바람직하게는 1 내지 3의 정수를 나타낸다.
이러한 알킬싸이오카밤오일 화합물의 구체적인 예로서는, 비스(다이메틸싸이오카밤오일) 모노설파이드, 비스(다이뷰틸싸이오카밤오일) 모노설파이드, 비스(다이메틸싸이오카밤오일) 다이설파이드, 비스(다이뷰틸싸이오카밤오일) 다이설파이드, 비스(다이아밀싸이오카밤오일) 다이설파이드, 비스(다이옥틸싸이오카밤오일) 다이설파이드 등을 바람직하게 들 수 있다.
황, 인 및 금속을 포함하는 극압제로서는, 다이알킬싸이오카밤산아연(Zn-DTC), 다이알킬싸이오카밤산 몰리브덴(Mo-DTC), 다이알킬싸이오카밤산 납, 다이알킬싸이오카밤산 주석, 다이알킬다이싸이오인산 아연(Zn-DTP), 다이알킬다이싸이오인산 몰리브덴(Mo-DTP), 나트륨 설포네이트, 칼슘 설포네이트 등을 들 수 있다.
분자중에 인을 포함하는 극압제로서 대표적인 것은, 인산에스터류 및그의 아민염이다. 인산에스터는, 하기의 화학식 XII 내지 XVI로 표시되는 인산 에스터, 산성 인산 에스터, 아인산 에스터, 산성 아인산 에스터를 포함한다:
Figure 112006024404464-PCT00019
Figure 112006024404464-PCT00020
Figure 112006024404464-PCT00021
Figure 112006024404464-PCT00022
Figure 112006024404464-PCT00023
상기 화학식 XII 내지 XVI에 있어서, R41 내지 R51은 탄소수 4 내지 30, 바람직하게는 탄소수 4 내지 18의 알킬기, 알켄일기, 알킬아릴기 및 아릴알킬기로부터 선택되는 기를 나타내고, R41 내지 R51은 동일하거나 상이할 수도 있다.
인산 에스터로서는, 트라이아릴 포스페이트, 트라이알킬 포스페이트, 트라이 알킬아릴 포스페이트, 트라이아릴알킬 포스페이트, 트라이알켄일 포스페이트 등이 있고, 구체적으로는, 예컨대, 트라이페닐 포스페이트, 트라이크레실 포스페이트, 벤질 다이페닐 포스페이트, 에틸 다이페닐 포스페이트, 트라이뷰틸 포스페이트, 에틸 다이뷰틸 포스페이트, 크레실 다이페닐 포스페이트, 다이크레실 페닐 포스페이트, 에틸 페닐 다이페닐 포스페이트, 다이에틸 페닐 페닐 포스페이트, 프로필페닐 다이페닐 포스페이트, 다이프로필 페닐 페닐 포스페이트, 트라이에틸 페닐 포스페이트, 트라이프로필페닐포스페이트, 뷰틸페닐 다이페닐 포스페이트, 다이뷰틸페닐 페닐 포스페이트, 트라이뷰틸 페닐 포스페이트, 트라이헥실 포스페이트, 트라이(2-에틸헥실) 포스페이트, 트리데실 포스페이트, 트라이라우릴 포스페이트, 트라이 미리스틸 포스페이트, 트라이팔미틸 포스페이트, 트라이스테아릴 포스페이트, 트라이올레인 포스페이트 등을 들 수 있다.
산성 인산 에스터로서는, 예컨대, 2-에틸헥실산 포스페이트, 에틸산포스페이트, 뷰틸산 포스페이트, 올레일산 포스페이트, 테트라코실산 포스페이트, 아이소데실산 포스페이트, 라우릴산 포스페이트, 트리데실산 포스페이트, 스테아릴산 포스페이트, 아이소스테아릴산 포스페이트 등을 들 수 있다.
아인산 에스터로서는, 예컨대, 트라이에틸 포스파이트, 트라이뷰틸 포스파이트, 트라이페닐 포스파이트, 트라이크레실 포스파이트, 트라이(노닐페닐) 포스파이트, 트라이(2-에틸헥실) 포스파이트, 트라이데실 포스파이트, 트라이라우릴 포스파이트, 트라이아이소옥틸 포스파이트, 다이페닐 아이소데실 포스파이트, 트라이스테아릴 포스파이트, 트라이올레일 포스파이트 등을 들 수 있다.
산성 아인산 에스터로서는, 예컨대, 다이뷰틸 하이드로젠 포스파이트, 다이라우릴 하이드로젠 포스파이트, 다이올레일 하이들로젠 포스파이트, 다이스테아릴 하이드로젠 포스파이트, 다이페닐 하이드로젠 포스파이트 등을 들 수 있다. 또한, 이들과 아민염을 형성하는 아민류로서는, 예컨대, 화학식 XVII로 표시되는 일치환 아민, 이치환 아민 또는 삼치환 아민을 들 수 있다:
R52 hNH3-h
상기 식에서,
R52는 탄소수 3 내지 30, 바람직하게는 탄소수 4 내지 18의 알킬기 또는 알켄일기, 탄소수 6 내지 30, 바람직하게는 탄소수 6 내지 15의 아릴기 또는 아릴알킬기, 또는 탄소수 2 내지 30, 바람직하게는 탄소수 2 내지 18의 하이드록시알킬기를 나타내고,
h는 1, 2 또는 3을 나타내고,
R52이 복수인 경우, 복수의 R52는 동일하거나 상이할 수도 있다.
상기 화학식 XVII에 있어서의 R52중의 탄소수 3 내지 30의 알킬기 또는 알켄일기는 직쇄형, 분지쇄형, 환상중 어느 것일 수도 있다.
일치환 아민의 예으로서는, 뷰틸아민, 펜틸아민, 헥실아민, 사이클로헥실아민, 옥틸아민, 라우릴아민, 스테아릴아민, 올레일아민, 벤질아민 등을 들 수 있다. 이치환 아민의 예로서는, 다이뷰틸아민, 다이펜틸아민, 다이헥실아민, 다이사이클로헥실아민, 다이옥틸아민, 다이라우릴아민, 디스테아릴아민, 다이올레일아민, 다이벤질아민, 스테아릴·모노에탄올아민, 데실·모노에탄올아민, 헥실·모노프로판올아민, 벤질·모노에탄올아민, 페닐·모노에탄올아민, 톨릴·모노프로판올 등을 들 수 있다. 삼치환 아민으로서는, 트라이뷰틸아민, 트라이펜틸아민, 트라이헥실아민, 트라이사이클로헥실아민, 트라이옥틸아민, 트라이라우릴아민, 트라이스테아릴아민, 트라이올레일아민, 트라이벤질아민, 다이올레일·모노에탄올아민, 다이라우릴·모노프로판올아민, 다이옥틸·모노에탄올아민, 다이헥실·모노프로판올아민, 다이뷰틸·모노프로판올아민, 올레일·다이에탄올아민, 스테아릴·다이프로판올아민, 라우릴·다이에탄올아민, 옥틸·다이프로판올아민, 뷰틸·다이에탄올아민, 벤질·다이에탄올아민, 페닐·다이에탄올아민, 톨릴·다이프로판올아민, 자일릴·다이에탄올아민, 트라이에탄올아민, 트라이프로판올아민 등을 들 수 있다.
이들 극압제의 배합량은, 배합효과 및 경제성의 점에서, 조성물 전량을 기준으로, 보통 0.01 내지 30질량% 정도이며, 보다 바람직하게는 0.01 내지 10질량%이다.
청정분산제로서는, 금속설포네이트, 금속살리실레이트, 금속 페네이트, 및 숙신이미드 등을 들 수 있다. 이들 청정분산제의 배합량은, 배합효과의 점에서, 조성물 전량 기준으로, 보통 0.1 내지 30 질량% 정도이며, 바람직하게는 0.5 내지 10질량%이다.
점도지수 향상제로서는, 예컨대, 폴리메타크릴레이트, 분산형 폴리메타크릴 레이트, 올레핀계 공중합체(예컨대, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등), 분산형 올레핀계 공중합체, 스타이렌계 공중합체(예컨대, 스타이렌-다이엔 수소화 공중합체 등) 등을 들 수 있다.
이들 점도지수 향상제의 배합량은, 배합 효과의 점에서, 윤활유 전량기준으로, 보통 0.5 내지 35 질량% 정도이며, 바람직하게는 1 내지 15질량%이다.
방청제로서는, 금속계 설포네이트, 숙신산 에스터 등을 들 수 있다. 이들 방청제의 배합량은, 배합효과의 점에서, 윤활유 전량 기준으로, 보통0.01 내지 10 질량% 정도이며, 바람직하게는 0.05 내지 5질량%이다.
금속 불활성제로서는, 벤조트라이아졸, 싸이아다이아졸 등을 들 수 있다. 이들 금속 불활성화제의 바람직한 배합량은, 배합효과의 점에서, 윤활유 전량 기준으로, 보통 0.01 내지 10질량% 정도이며, 바람직하게는 0.01 내지 1질량%이다.
소포제로서는, 메틸 실리콘유, 플루오로 실리콘유, 폴리아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들의 소포제의 배합량은, 배합효과의 점에서, 윤활유전량 기준으로, 보통 0.0005 내지 0.01질량% 정도이다.
본 발명의 윤활유에는, 본 발명의 목적이 손상되지 않는 범위로 그 밖의 기유를 병용할 수 있다. 그 밖의 기유로서는, 예컨대, 광유나 합성유중에서 적절하게 선택할 수 있다. 광유로서는, 예컨대, 파라핀계 원유, 중간기계 원유 또는 나프텐계 원유를 상압증류하거나, 또는 상압증류 잔류분을 감압증류하여 얻어지는 잔류분, 및 이러한 잔류분을 통상적인 방법에 따라서 정제함으로써 얻어지는 정제유, 구체적으로는 용제 정제유, 수첨가 정제유, 탈로우처리유, 백토처리유 등을 들 수 있다.
또한, 합성유로서는, 예컨대, 저분자량 폴리뷰텐, 저분자량 폴리프로필렌, 탄소수 8 내지 14의 α-올레핀 올리고머 및 이들의 수소화물, 폴리올에스터(예컨대, 트라이메틸올 프로페인의 지방산 에스터, 펜타에리쓰리톨의 지방산 에스터 등), 2염기산 에스터, 방향족 폴리프로필렌 카복실산 에스터(예컨대, 트라이멜리트산 에스터, 피로멜리트산 에스터 등), 인산에스터 등의 에스터 화합물, 알킬벤젠, 알킬나프탈렌 등의 알킬 아로마계 화합물, 실리콘유, 폴리페닐, 알킬치환 다이페닐에터, 폴리페닐 에테르, 포스파겐 화합물, 불소계 오일(예컨대, 플루오로카본, 퍼플루오로 폴리에터 등) 등을 들 수 있다.
이들의 그 밖의 기유는 1종을 단독으로 이용하거나 2종 이상을 조합시켜 이용할 수 있다.
본 발명의 윤활유에 있어서는, 점도의 저하나 부식을 방지하는 점에서, 수분 혼입량이 윤활유 기준으로 3000질량 ppm 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 500 질량ppm 이하, 특히 바람직하게는 100 질량ppm 이하이다. 윤활유의 수분 혼입량을 500 질량ppm으로 하기 위해서는 비수용성의 이온성 액체를 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 윤활유에 포함되는 이온성 액체의 전기적 특성을 이용하여, 윤활유에 전장을 인가함으로써 마찰면에 적극적으로 양이온이나 음이온을 흡착시켜, 윤활 보호막을 형성시킬 수 있다. 이 윤활 보호막에 의해, 마찰 특성 등의 윤활유 특성을 제어할 수 있다. 전장을 인가하는 방법으로서는, (1) 서로 미끄럼 운동하 는 두개의 피윤활재의 마찰개소에 윤활유를 채우고, 마찰개소를 개재시킨 상태로 전극을 피윤활재에 비접촉 상태로 배치하여, 윤활유에 전압을 인가하는 방법, (2) 도전성 재료로 이루어지고, 서로 미끄럼 운동하는 두개의 피윤활재의 마찰개소에 윤활유를 채우고, 두개의 피윤활재에 직접 전압을 인가하는 방법 등을 들 수 있다. 인가 전압은, 안전성, 경제성 및 인가 효과의 점에서, 보통 0.1 내지 5×106 mV정도, 바람직하게는 0.1 내지 5×103 mV, 보다 바람직하게는 0.1 내지 100mV 이다. 인가전압은, 직류 또는 교류일 수도 있다.
본 발명의 윤활유를 이용하여, 두개의 피윤활재 사이의 접촉영역의 윤활 특성을 제어하는 윤활 특성 제어 장치를 구성할 수 있다. 이 윤활 특성 제어 장치는, 두개의 피윤활재 사이의 접촉영역에 존재하는 윤활유로서 본 발명의 윤활유를 이용하고 이 윤활유에 전장을 인가하는 한 쌍의 전극이 상기 접촉영역을 개재시키고 상기 두개의 피윤활재에 비접촉되거나 또는 접촉되어 있는 구성을 갖는 것이다.
본 발명의 윤활성 제어 장치에 있어서, 두개의 피윤활재중 한편 또는 양편이 비도전성의 재료로 구성되는 경우는, 전계의 경로 패턴이 한편의 전극으로부터 접촉영역을 통해 다른 전극에 도달하도록 한다. 또는, 그와 같은 경로 패턴이 다른 경로 패턴 보다도 우세하도록 한다. 또한, 두개의 피윤활재가 도전성 재료로 구성되는 경우는, 전계의 경로패턴이 한편의 전극으로부터 한편의 피윤활재, 접촉영역, 다른쪽의 피윤활재를 순차적으로 통해 다른쪽 전극에 도달하도록 한다. 또는, 이와 같은 경로 패턴이 다른 경로 패턴보다도 우세하도록 한다.
본 발명의 윤활 특성 제어 장치에 있어서, 두개의 피윤활재의 접촉영역에 윤활유를 충전하여, 한 쌍의 전극에 의해 전장을 인가하면, 한편의 전극으로부터 한편의 피윤활재, 접촉영역, 다른쪽의 피윤활재를 순차적으로 통해 다른쪽의 전극에 도달하는 경로 패턴이 다른 경로패턴과 동시에 형성되어, 전압의 크기에 의해 윤활 영역에서의 윤활유의 내부 전단 응력이 변화되어, 점도 변화에 상당하는 윤활 특성 변화가 보인다.
다음으로 본 발명을 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이러한 예에 의해 한정되는 것은 아니다. 한편, 윤활유의 여러가지특성은 하기의 방법에 따라서 측정했다.
(1) 동점도
JIS K2283로 규정되는 「석유 제품 동점도 시험 방법」에 준하여 측정했다.
(2) 점도지수
JIS K2283에 규정되는 「석유 제품 동점도 시험 방법」에 준하여 측정했다.
(3) 유동점
JIS K2269에 준하여 측정했다.
(4) 전체 산가
JIS K2501에 규정되는 「윤활유중화시험방법」에 준하여, 전위차법에 의해 측정했다.
(5) 인화점
JIS K2265에 준하고, C.O.C 법에 의해 측정했다.
(6) 수분
JIS K2275에 준하여 측정했다.
(7) 5% 질량 감소도
시차열분석장치를 이용하여, 온도를 10℃/분의 비율로 승온시켜, 초기질량으로부터 5% 감소한 온도를 측정했다. 5% 질량감소온도가 높을수록, 내증발성, 내열성이 우수하다고 말할 수 있다.
(8) 부식성
얇은 형태로 절단한 순도 99.9%의 철판을 10 밀리리터의 시료에 침지시키고, 100℃로 3시간 방치하고, 그 후, 철판의 외관을 관찰함과 동시에 침지 전후의 질량을 측정하여, 그 차이를 구했다.
(9) 마찰특성(I)
CSEM사의 핀 디스크 시험기를 이용하여, 볼 온(ball on) 디스크에 의한 마찰시험을 했다. 시험조건은, 실온, 하중 20N, 미끄럼 속도 0.5 m/s, 시험시간 30분이며, 이용한 시험편은, SUJ-2로 제조된 볼 및 디스크이며, 평균 마찰 계수(μ)와 볼의 마찰 마모 트랙 직경을 구했다. 평균 마찰 계수(μ) 및 볼의 마모 트랙 직경이 작을수록, 마모 특성이 양호하다고 할 수 있다.
(10) 마찰특성(II)
볼 온 디스크형 왕복 동마찰 시험기에 의해, 전압 인가의 유무에 의한 마찰 계수의 차이를 평가했다. 시험조건은, 75℃, 하중 20N, 주파수 1 Hz, 미끄럼 거리 5mm이며, 이용한 시험편은 볼 및 디스크형의 SUJ-2이다. 인가전압은 100 mV이고, 이용한 시험편은 볼 및 디스크로서의 SUJ-2이다. 인가전압은 100 mV이며, 시험 개시로부터 5분 후 및 15분 후의 평균 마찰 계수(μ)를 구했다.
(11) 기유의 이온 농도
20℃에서, 이온성 액체 1 내지 4의 밀도 및 분자량 MW를 측정하고, [밀도(g/cm3)/분자량 MW(g/mol)]×1000에 의해, 각 이온농도를 산출했다. 한편, 이온성 액체 1 내지 4의 밀도, 분자량 MW는, 이온성 액체 1가 1.283 g/cm3, 197.97g/mol이고, 이온성 액체 2가 1.453g/cm3, 416.36g/mol이고, 이온성 액체 3가 1.420g/cm3, 426.40g/mol이고, 이온성 액체 4가 1.208 g/cm3, 226.02g/mol였다.
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 7
표 1-1 및 표 1-2에 나타내는 배합성분에 의해 윤활유를 조제하고, 상기 특성에 대하여 측정했다. 그 결과를 표 1-1 및 표 1-2에 나타낸다.
Figure 112006024404464-PCT00024
Figure 112006024404464-PCT00025
(주)
이온성 액체 1: 1-에틸-3-메틸 이미다졸륨 테트라플루오로 보레이트,
이온성 액체 2: 뷰틸 피리디늄 비스(트라이플루오로 메테인 설폰일)이미드,
이온성 액체 3: N,N-다이에틸-N-메틸(2-메톡시에틸)암모늄 비스(트라이플루오로 메테인 설폰일)이미드,
이온성 액체 4: 1-뷰틸-3-메틸 이미다졸륨 테트라플루오로 보레이트 폴리 α-올레핀: 1-데센의 올리고머,
폴리올 에스터: 트라이메틸올 프로페인과 탄소수 8, 10의 지방산과의 에스터방향족 에스터: 트라이 노르말 옥틸 트라이멜리데이트,
퍼플루오로폴리에터: 솔배트 솔렉시스(Solvat Solexis)사 제조, 폼블린(Fomblin) MO3,
아민계 산화방지제: 4,4-다이뷰틸다이페닐아민,
TCP: 트라이트레실 포스페이트,
DBDS: 다이벤질다이설파이드.
독성: 독성 물질 및 유해 물질 취급법에서의 유해 물질과 상응하도록, LD50(래트, 경구) 30 내지 300 mg/kg인 것을 독성이 있다고 했다.
표 1-1 및 표 1-2에 나타내는 평가 결과로부터, 실시예 1 내지 5의 윤활유는 저점도인 것에 무관하게, 300℃ 이상의 인화점을 갖고, 또한 시차열분석에 의해 5% 질량 감소 온도가 높고, 저증발성, 내열성이 우수한 것을 알았다. 또한, 실시예 1 내지 5의 윤활유는 마찰 계수 및 마찰 트랙 직경이 모두 작고, 마찰특성이 우수하다는 것을 알았다.
한편, 비교예 1 및 비교예 7과 같이 전체 산가가 1mgKOH/g를 넘는 이온성 액체는 내열성이나 내마모성이 우수하지만, 부식성이 높고, 금속 제품의 윤활유로서는 적절한 것이 아니라는 것을 알았다.
실시예 6 내지 15
표 2-1 및 2-2에 나타낸 배합성분에 의해 윤활유를 조제하고, 상기 특성에 따라 측정했다. 그 결과를 표 2-1 및 2-2에 나타낸다.
Figure 112006024404464-PCT00026
Figure 112006024404464-PCT00027
(주)
이온성 액체 5: N,N-다이에틸-N-메틸(2-메톡시에틸)암모늄 테트라플루오로보레이트,
이온성 액체 6: 뷰틸 피리디늄 비스(트라이 플루오로메탄 설포닐)이미드,
아민계 산화방지제: 4,4-다이뷰틸다이페닐 아민,
TCP: 트라이크레실 포스페이트,
DBDS: 다이벤질다이설파이드.
표 2-1 내지 2-2에 나타내는 평가 결과로부터, 2종의 이온성 액체의 혼합물은 단독의 것에 비해 점도지수 또는 유동점의 개선효과가 보인다.
실시예 16, 17 및 비교예 8, 9
표 3에 나타내는 배합성분에 의해 윤활유를 조제하고, 상기 특성에 대하여 측정했다. 그 결과를 표 3에 나타낸다.
Figure 112006024404464-PCT00028
(주)
이온성 액체 3: N,N-다이에틸-N-메틸(2-메톡시에틸)암모늄 비스(트라이플루오로메테인 설포닐)이미드,
아민계 산화방지제: 4,4-다이뷰틸다이페닐 아민,
TCP: 트라이크레실 포스페이트.
표 3에 있어서, 실시예 16과 비교예 8의 비교 대비, 실시예 17과 비교예 9의 비교 대비로부터, 윤활유에 전장을 인가하면 마찰특성이 개선되는 것을 알았다.
본 발명의 윤활유는, 내연기관, 토크 전달장치, 유체 커플링, 라디알 베어링, 롤링 베어링, 오일-함유 베어링, 유체 베어링, 압축장치, 체인 구동, 기어, 유압 회로, 진공펌프, 시계부품, 하드 디스크 장치, 냉동기, 절삭, 압연, 금속 드로윙, 전조, 단조, 열처리, 열매체, 냉각제, 쿨란트, 세정, 쇼크 흡수제, 방청, 브레이크, 밀봉장치, 항공기나 인공위성 등의 항공 우주기기 등에 적합하게 사용된다.

Claims (22)

  1. 기유(base oil)로서, 양이온과 음이온으로부터 구성되고 이온농도가 1 mol/dm3 이상인 이온성 액체를 포함하는 윤활유.
  2. 제 1 항에 있어서,
    기유로서, 전체 산가가 1 mgKOH/g 이하인 이온성 액체 50 내지 100질량%를 포함하는 윤활유.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    이온성 액체가, 하기 화학식 1로 표시되는 윤활유:
    화학식 1
    (Zp+)k(Aq-)m
    상기 식에서,
    Zp+는 양이온이고,
    Aq-는 음이온이고,
    p, q, k, m, p× k 및 q× m은 각각 1 내지 3의 정수이며, p× k= q× m을 만족시키고,
    k 또는 m이 2 이상일 때, Z 또는 A는 각각 동일하거나 상이할 수도 있다.
  4. 제 3 항에 있어서,
    기유로서, 화학식 Z+A-(Z+은 양이온이고, A-는 음이온이다)으로 표시되고, 전체 산가가 1 mgKOH/g 이하인 이온성 액체 50 내지 100질량%를 포함하는 윤활유.
  5. 제 4 항에 있어서,
    2종 이상의 이온성 액체의 혼합물인 윤활유.
  6. 제 5 항에 있어서,
    Z+ 1종과 A- 2종 이상을 포함하는 혼합물, Z+ 2종 이상과 A- 1종을 포함하는 혼합물, 또는 Z+ 2종 이상과 A- 2종 이상을 포함하는 혼합물인 윤활유.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,
    이온성 액체를 구성하는 양이온(Z+)이 하기 화학식으로 표시되는 기중에서 선택되는 윤활유:
    Figure 112006024404464-PCT00029
    상기 식에서,
    R1 내지 R12는 수소원자, 에터 결합을 가질 수도 있는 탄소수 1 내지 18의 알킬기 및 탄소수 1 내지 18의 알콕실기중에서 선택되는 기이며, R1 내지 R12는 동일하거나 상이할 수도 있다.
  8. 제 7 항에 있어서,
    이온성 액체를 구성하는 양이온(Z+)이 하기 화학식으로 표시되는 기중에서 선택되는 윤활유:
    Figure 112006024404464-PCT00030
    상기 식에서,
    R1 내지 R12는 수소원자, 에터 결합을 가질 수도 있는 탄소수 1 내지 18의 알킬기 및 탄소수 1 내지 18의 알콕실기로부터 선택되는 기이며, R1 내지 R12는 동일하거나 상이할 수도 있다.
  9. 제 4 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서,
    이온성 액체를 구성하는 음이온(A-)이, BF4 -, PF6 -, CnH(2n+1)OSO3 -, (CnF(2n+1-x)Hx)SO3 -, (CnF(2n+1-x)Hx)COO-, NO3 -, CH3SO3 -, (CN)2N-, HSO3 -, C6H5SO3 -, CH3(C6H4)SO3 -, I-, I3 -, F(HF)n -, ((CnF(2n+1-x)Hx)Y1OZ)3C-, ((CnF(2n+1-x)Hx)Y1OZ)2N-(상기 식에서, Y1은 탄소원자 또는 황원자를 나타내고, Y1가 복수일 때, 이들은 동일하거나 상이할 수 있다. 또한, 복수개의 (CnF(2n+1-x)Hx)Y1OZ는 동일하거나 상이할 수도 있다. n은 1 내지 6의 정수이고, x는 0 내지 13의 정수이고, z는 Y1가 탄소 원자인 경우는 1 내지 3의 정수이고, Y1가 황원자인 경우는 0 내지 4의 정수이다.), B(CmY2 (2m+1))4 -, P(CmY2 (2m+1))6 -(상기 식에서, Y2는 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고, Y2가 복수일 때, 이들은 동일하거나 상이할 수 있다. 또한, 복수개의 (CmY2 (2m+1))은 동일하거나 상이할 수 있다. m은 0 내지 6의 정수이다.) 및 하기 화학식 2로 표시되는 음이온중에서 선택되는 윤활유:
    화학식 2
    Figure 112006024404464-PCT00031
    상기 식에서,
    R13 내지 R17은 수소 원자 및 (CnF(2n+1-x)Hx)중에서 선택되는 기이며, R13 내지 R17는 동일하거나 상이할 수 있고,
    n 및 x는 전술한 바와 같다.
  10. 제 9 항에 있어서,
    이온성 액체를 구성하는 음이온(A-)이, PF6 -, CnH(2n+1)OSO3 -, (CnF(2n+1-x)Hx)SO3 -, (CnF(2n+1-x)Hx)COO-, NO3 -, CH3SO3 -, (CN)2N-, HSO3 -, ((CnF(2n+1-x)Hx)Y1OZ)2N-(상기 식에서, Y1은 탄소원자 또는 황원자를 나타내고, Y1가 복수일 때, 이들은 동일하거나 상이할 수 있다. n은 1 내지 6의 정수이고, x는 0 내지 13의 정수이고, z는 Y1가 탄소 원자인 경우는 1 내지 3의 정수이고, Y1가 황원자인 경우는 0 내지 4의 정수이다.), 및 하기 화학식 2로 표시되는 음이온중에서 선택되는 윤활유:
    화학식 2
    Figure 112006024404464-PCT00032
    상기 식에서,
    R13 내지 R17은 수소 원자 및 (CnF(2n+1-x)Hx)중에서 선택되는 기이며, R13 내지 R17는 동일하거나 상이할 수 있고,
    n 및 x는 전술한 바와 같다.
  11. 제 10 항에 있어서,
    이온성 액체를 구성하는 음이온(A-)이, CnH(2n+1)OSO3 -, (CnF(2n+1-x)Hx)SO3 -, (CnF(2n+1-x)Hx)COO-, NO3 -, CH3SO3 -, (CN)2N-, HSO3 -(상기 식에서, n은 1 내지 6의 정수이고, x는 0 내지 13의 정수이다) 및 하기 화학식 2로 표시되는 음이온중에서 선택되는 윤활유:
    화학식 2
    Figure 112006024404464-PCT00033
    상기 식에서,
    R13 내지 R17은 수소 원자 및 (CnF(2n+1-x)Hx)중에서 선택되는 기이며, R13 내지 R17는 동일하거나 상이할 수 있고,
    n 및 x는 전술한 바와 같다.
  12. 제 4 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 있어서,
    이온성 액체가, 하기 화학식 3으로 표시되는 양이온, F-, Cl-, Br- 및 BF4 -을 함유하 지 않는 윤활유:
    화학식 3
    Figure 112006024404464-PCT00034
    상기 식에서,
    R1 내지 R5는 수소원자, 에터 결합을 가질 수도 있는 탄소수 1 내지 18의 알킬기 및 탄소수 1 내지 18의 알콕실기로부터 선택되는 기이며, R1 내지 R5는 동일하거나 상이할 수도 있다.
  13. 기유로서, 양이온과 음이온이 공유 결합으로 고정된 쌍생 이온형으로 이루어지고, 전체 산가가 1 mgKOH/g 이하인 이온성 액체 50 내지 100질량%를 포함하는 윤활유.
  14. 제 13 항에 있어서,
    이온성 액체가 하기 화학식으로 표시되는 윤활유:
    Figure 112006024404464-PCT00035
    상기 식에서,
    R1 내지 R12는 수소원자, 에터 결합을 가질 수도 있는 탄소수 1 내지 18의 알킬기 및 탄소수 1 내지 18의 알콕실기로부터 선택되는 기이며, R1 내지 R12는 동일하거나 상이할 수도 있다. 단, R1 내지 R12중 하나 이상은 -(CH2)n-SO3 - 또는 -(CH2)n-COO-(여기서, n은 알킬기의 탄소수가 1 내지 18이 되도록 하는 0 이상의 정수이다)를 갖는다.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항중 어느 한 항에 있어서,
    이온성 액체의 40℃에서의 동점도가 1 내지 1,000 mm2/s인 윤활유.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항중 어느 한 항에 있어서,
    이온성 액체의 유동점이 -10℃ 이하인 윤활유.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항중 어느 한 항에 있어서,
    이온성 액체의 점도 지수가 80 이상인 윤활유.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항중 어느 한 항에 있어서,
    이온성 액체의 인화점이 200℃ 이상인 윤활유.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항중 어느 한 항에 있어서,
    산화방지제 및 극압제로부터 선택되는 하나 이상을 함유하여 이루어지는 윤활유.
  20. 제 1 항 내지 제 18 항중 어느 한 항에 있어서,
    혼입 수분량이, 윤활유 기준으로 500질량 ppm 이하인 윤활유.
  21. 제 1 항 내지 제 20 항중 어느 한 항에 따른 윤활유에 전장을 인가하는 것을 특징으로 하는 윤활 특성 제어 방법.
  22. 두개의 피윤활재 사이의 접촉영역의 윤활 특성을 제어하는 장치로서, 상기 접촉영 역에 존재하는 윤활유로서 제 1 항 내지 제 20 항중 어느 한 항에 따른 윤활유를 이용하고, 상기 윤활유에 전장을 인가하는 한 쌍의 전극이 상기 접촉 영역을 개재시키면서 상기 두개의 피윤활재에 비접촉되거나 접촉되어 있는 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 윤활 특성 제어 장치.
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