KR20110131209A

KR20110131209A - 무단 변속기유 조성물

Info

Publication number: KR20110131209A
Application number: KR1020117021468A
Authority: KR
Inventors: 요시타까 마나베; 신 사에끼
Original assignee: 제이엑스 닛코닛세키에너지주식회사
Priority date: 2009-02-16
Filing date: 2010-02-08
Publication date: 2011-12-06
Also published as: US8993498B2; KR101636103B1; JP2010189479A; CN102317418A; US20110306530A1; WO2010092912A1; EP2397536A4; EP2397536A1; JP5395453B2

Abstract

본 발명은 금속 벨트나 체인과 풀리 사이의 마찰 계수를 현저히 향상시켜, 장기간에 걸쳐 이 높은 마찰 계수를 유지할 수 있고, 또한 클러치판의 클로깅을 야기하지 않는 무단 변속기유 조성물을 제공한다. 윤활유 기유에 하기의 화학식 1로 표시되는 인 화합물을 적어도 1종을, 상기 인 화합물 유래의 인 함유량으로서 조성물 전량 기준으로 0.005 내지 0.15 질량％ 함유하는 무단 변속기유 조성물에 관한 것이다.
<화학식 1>

(화학식 1 중, R₁, R₂, R₃ 및 R₄는 각각 독립적으로 탄소수가 1 내지 30인 히드로카르빌기, 또는 수소 원자를 나타내고, R₅는 탄소수가 1 내지 30인 히드로카르빌렌기를 나타내고, X₁ 및 X₂는 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고, n은 1 내지 10의 정수를 나타냄)

Description

무단 변속기유 조성물{CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION OIL COMPOSITION}

본 발명은 무단 변속기유 조성물에 관한 것으로서, 특히, 금속 벨트식 또는 금속 체인식 등의 무단 변속기에 있어서의 벨트나 체인과 풀리(pulley) 사이의 마찰 특성이 우수한 윤활유 조성물에 관한 것이다.

금속 벨트식 또는 금속 체인식의 무단 변속기는 엔진의 연소 효율이 좋은 영역을 선택적으로 사용할 수 있는 것으로부터, 연비 증가성이 우수한 변속기로서 각광을 받고 있고, 특히, 최근에는 금속 벨트식 무단 변속기를 탑재하는 차종이 증가하고 있다. 이들 타입의 변속기는 금속 벨트 또는 금속 체인과 금속제 풀리 사이의 마찰에 의해 토오크를 전달하고, 또한 풀리의 반경비를 바꾸는 것에 의해 변속을 행하는 기구를 포함하고 있다. 따라서, 금속 벨트식 또는 금속 체인식의 무단 변속기에 사용되는 윤활유에는, 전달 토오크 용량을 향상시키기 위해서 금속 사이에서의 마찰 계수가 높을 것이 요구되고 있다.

금속 사이의 마찰 계수를 높게 하기 위해서 디알킬디티오인산아연을 배합하는 방법이 제안되어 있었지만(비특허문헌 1), 디알킬디티오인산아연은 사용함에 따라 소모되어, 금속간 마찰 계수가 저하되어 버리는 문제가 있었다. 또한 최근의 벨트식 무단 변속기에 있어서는 습식 클러치를 조합한 것이 있고, 디알킬디티오인산아연의 열화 성분은 클러치판의 클로깅을 일으켜, 그의 기능을 손상시킨다는 문제가 있었다.

이 때문에, 디알킬디티오인산아연을 포함하지 않는 무단 변속기유로서, Ca 살리실레이트, 인 마모 방지제, 마찰 조정제 및 분산형 점도 지수 향상제를 배합하는 것(특허문헌 1), 폴리이소부테닐숙신이미드 무회분산제, 유기 포스파이트, 칼슘 과염기성 페네이트 청정제, 숙신이미드, 에톡실화아민을 포함하는 마찰 개량제 및 장쇄 카르복실산의 일급 아미드를 배합하는 것(특허문헌 2), 특정한 광유계 윤활유 기유(base oil)에 인 화합물 및 무회분산제로서 붕소 변성 숙신산이미드를 배합하는 것(특허문헌 3), 특정한 인 화합물 및 무회분산제로서 붕소 변성 숙신산이미드를 배합하는 것(특허문헌 4), 붕소 함유 숙신산이미드계 무회분산제를 배합하는 것(특허문헌 5) 등이 제안되어 있다.

그러나, 상기 변속기유에서는, 고출력의 엔진 동력을 전달하기 위해서는 마찰 계수가 부족하여, 더 한층 개선이 요망되고 있다.

한편, 특정한 탄화수소 가용 아릴포스페이트와 특정한 탄화수소 가용 아릴폴리포스페이트를 조합한 윤활제 또는 기능적 유체를 마모 억제제로서 사용하는 것이 제안되어 있다(특허문헌 6). 그러나, 이 특허문헌 6에는 이 아릴폴리포스페이트를 무단 변속기유의 첨가제로서 사용할 수 있다는 것도, 또한 금속 사이의 마찰 계수를 높일 수 있다는 기재도 없다.

일본 특허 공개 제2000-355695호 공보 일본 특허 공개 제2000-336386호 공보 일본 특허 공개 제2000-109875호 공보 일본 특허 공개 제2000-109872호 공보 일본 특허 공개 제2000-109867호 공보 일본 특허 제3199844호 공보

마부치 외 「벨트 CVT의 전달 토오크 향상에 대한 CVTF 첨가제 ZnDTP의 효과(제1보)」(사)일본 트라이볼로지 학회 트라이볼로지 회의 예비 요약 원고집(도쿄 1998-5) p.511

본 발명은 상기 과제를 해결하는 것으로서, 본 발명의 목적은 금속 벨트나 체인과 풀리 사이의 마찰 계수를 현저히 향상시켜, 장기간에 걸쳐 이 높은 마찰 계수를 유지할 수 있고, 또한 클러치판의 클로깅을 야기하지 않는 무단 변속기유 조성물을 제공하는 것이다.

과제를 해결하기 위한 수단으로서의 본 발명은 다음과 같다.

(1) 윤활유 기유에 하기 화학식 1로 표시되는 인 화합물의 적어도 1종을, 상기 인 화합물에서 유래되는 인의 함유량으로서 조성물 전량 기준으로 0.005 내지 0.15 질량％ 함유하는 무단 변속기유 조성물.

상기 화학식 1 중, R₁, R₂, R₃ 및 R₄는 각각 독립적으로 탄소수가 1 내지 30인 히드로카르빌기, 또는 수소 원자를 나타내고, 다만, R₁, R₂, R₃ 및 R₄가 전부 수소 원자인 경우는 없고, R₅는 탄소수가 1 내지 30인 히드로카르빌렌기를 나타내고, X₁ 및 X₂는 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고, n은 1 내지 10의 정수를 나타낸다.

(2) 1분자 내에 S-S 결합, S-P 결합, S=P 결합, S-C 결합, 및 S=C 결합 중의 어느 하나를 1개 이상 갖고, 또한 금속 원소를 함유하지 않는 적어도 1종의 황 화합물을 상기 황 화합물 유래의 황량으로서 조성물 전량 기준으로 0.005 내지 0.15 질량％ 함유하는 상기 (1)에 기재된 무단 변속기유 조성물.

(3) 황 화합물이, 폴리술피드 화합물, 티오인산에스테르 화합물, 티오아인산에스테르 화합물 중의 적어도 1종인 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 무단 변속기유 조성물.

(4) 숙신산이미드계 분산제를 조성물 전량 기준으로 0.5 내지 10.0 질량％ 함유하는 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 무단 변속기유 조성물.

(5) 알칼리 토금속계 청정제를 조성물 전량 기준으로 0.05 내지 1.0 질량％ 함유하는 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 무단 변속기유 조성물.

본 발명은 특정한 인 화합물을 함유하기 때문에, 바람직하게는 추가로 특정한 황 화합물, 숙신산이미드계 분산제, 또는 알칼리 토금속계 청정제를 함유하기 때문에 금속 벨트나 체인과 풀리 사이의 마찰 계수가 현저히 향상하여, 장기간에 걸쳐 이 높은 마찰 계수를 유지할 수 있고, 또한 클러치판의 클로깅을 야기하는 일이 없는 등의 현저한 효과를 발휘한다.

〔윤활유 기유〕

본 발명에 이용하는 윤활유 기유로서는, 통상의 윤활유의 기유로서 이용되고 있는 광유계 및/또는 합성유계 기유를 사용할 수 있다.

광유계 기유로서는, 예를 들면, 원유를 상압 증류 및 감압 증류하여 얻어진 윤활유 증류분을, 용제 탈력, 용제 추출, 수소화 분해, 용제 탈납, 접촉 탈납, 수소화 정제, 황산 세정, 백토 처리 등의 정제 처리 등을 적당히 조합하여 정제한 파라핀계, 나프텐계 등의 윤활유 기유나 용제 탈납으로 얻은 왁스를 이성화, 탈납하여 얻어지는 윤활유 기유를 사용할 수 있다. 광유계 기유의 동점도는 통상 100℃에서, 바람직하게는 2 내지 7 mm²/s, 보다 바람직하게는 3 내지 5 mm²/s의 범위에서 선정하면 좋다. 점도 지수는 80 이상이 바람직하고, 특히 100 이상이 바람직하다.

합성유계 기유로서는, 예를 들면, 폴리-α-올레핀(1-옥텐올리고머, 1-데센올리고머, 에틸렌-프로필렌올리고머 등) 및 그의 수소화물, 이소부텐올리고머 및 그의 수소화물, 이소파라핀, 알킬벤젠, 알킬나프탈렌, 디에스테르, 폴리올에스테르, 폴리옥시알킬렌글리콜, 디알킬디페닐에테르, 및 폴리페닐에테르 등을 바람직하게 사용할 수 있다.

윤활유 기유에는 점도 지수 향상제를 함유시킬 수도 있다. 점도 지수 향상제로서는, 구체적으로는, 각종 메타크릴산에스테르로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 단량체의 공중합체 또는 그의 수소 첨가물 등의 이른바 비분산형 점도 지수 향상제, 또는 추가로 질소 화합물을 포함하는 각종 메타크릴산에스테르를 공중합시킨, 이른바 분산형 점도 지수 향상제, 나아가서는 비분산형 또는 분산형 에틸렌-α-올레핀 공중합체 및 그의 수소화물, 폴리이소부틸렌 및 그의 수소 첨가물, 스티렌-디엔수소화 공중합체, 스티렌-무수 말레산에스테르 공중합체 및 폴리알킬스티렌 등, 일반의 윤활유로서 점도 지수 향상제로서 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다.

이들 점도 지수 향상제 중에서 적절하게 선정한 1종 또는 2종 이상을, 효과를 발휘하는 적절한 양으로 함유시킬 수 있는데, 그의 양은, 통상, 조성물 전량 기준으로 1 내지 20 질량％의 범위에서 선정하는 것이 바람직하다. 점도 지수 향상제를 포함시킨 윤활유 기유의 100℃에서의 동점도는 4 내지 10 mm²/s가 바람직하고, 특히 5 내지 9 mm²/s가 바람직하고, 또한 점도 지수는 120 이상이 바람직하고, 특히 140 이상이 바람직하다.

윤활유 기유는 조성물(즉 무단 변속기유 조성물) 전량 기준으로 통상, 많아도 98 질량％가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 98 내지 62 질량％가 이용된다. 이들 윤활유 기유의 동점도는 무단 변속기의 종류에 맞추어서 상기한 범위에서 적절하게 선정하면 좋다.

〔인 화합물〕

본 발명은 하기 화학식 1에 나타내어지는 인 화합물을 적어도 1종 함유한다.

<화학식 1>

화학식 1에 있어서, R₁, R₂, R₃ 및 R₄의 관능기는, 각각 독립적으로 히드로카르빌기 또는 수소 원자이다. 다만, R₁, R₂, R₃ 및 R₄가 전부 수소인 경우는 없다. 히드로카르빌기로서는 알킬기, 시클로 알킬기, 아릴기, 알킬아릴기 등을 들 수 있으며, 탄소수는 1 내지 30, 바람직하게는 1 내지 20, 특히 바람직하게는 3 내지 9이다. R₁, R₂, R₃ 및 R₄는 동일할 수도 있고, 각각이 상이할 수도 있다. 또한 R₅는 히드로카르빌렌기를 나타낸다. 히드로카르빌렌기로서는 알킬렌기, 시클로알킬렌기, 아릴렌기, 알킬아릴렌기 등을 들 수 있으며, 탄소수는 1 내지 30, 바람직하게는 1 내지 20, 특히 바람직하게는 3 내지 9이다. X₁ 및 X₂는 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고, n은 1 내지 10의 정수를 나타내고, 바람직하게는 1 내지 5의 정수, 특히 바람직하게는 1 내지 3의 정수이다. 또한, n개의 R₄, R₅ 및 X₂도 각각 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. 특히, 상기 화학식 1 중의 X₁, X₂가 산소 원자, R₁, R₂, R₃, R₄가 페닐기, R₅가 페닐렌기, n이 1을 포함하는 테트라페닐(m-페닐렌)비스포스페이트가 바람직하다.

상기 화학식 1에 나타내어지는 인 화합물은, 일본 특허 제3199844호 공보에 합성 방법이 기재되고, 이것에 기인하여 합성할 수 있는데, 또한 이 화합물은 합성 수지의 난연제로서 널리 알려져 있고(예를 들면, 일본 특허 공개 제2003-192919호 공보 참조), 그의 일부는 시판되고 있기 때문에, 이들로부터 적절하게 선택하여 이용하면 좋다.

또한, 본 발명에서는, 화학식 1로 나타낼 수 있는 인 화합물을 적어도 1 종류 함유하고 있으면 되고, 이것 이외의 인 화합물, 예를 들면 분자 내에 하나의 인원소를 포함하는 인산에스테르, 아인산에스테르, 산성인산에스테르, 산성아인산에스테르, 및 이들의 아민염 등, 나아가서는 분자 내에 황 원소도 포함하는 티오인산에스테르 등의 일반적인 윤활유이고 마모 방지제로서 사용되고 있는 것을 혼합하여 이용할 수도 있다.

화학식 1에 나타낸 인 화합물은, 상기 인 화합물 유래의 인 원소 질량으로서, 조성물 전량 기준으로 0.005 내지 0.15 질량％, 바람직하게는 0.005 내지 0.10 질량％ 함유되도록 배합한다. 또한 조성물에 포함되는 인 원소 전체의 질량 비율로서는, 조성물 전량 기준으로 0.01 내지 0.15 질량％ 함유되는 것이 바람직하고, 특히 바람직하게는 0.01 내지 0.10 질량％이다. 이 인 원소가 0.005 질량％보다 적으면 금속간 마찰 계수의 향상 작용이 작고, 마모 방지성도 불충분하다. 한편, 0.15 질량％를 초과하면 재료 적합성이 악화한다.

〔황 화합물〕

본 발명의 무단 변속기유 조성물은, 황 화합물을 적어도 1 종류 함유하는 것이 바람직하다. 상기 황 화합물은, 1분자 내에 S-S 결합, S-P 결합, S=P 결합, S-C 결합, 및 S=C 결합 중의 어느 하나를 1개 이상 갖고, 또한 금속 원소를 함유하지 않는 화합물이다. 구체적인 화합물의 예로서 1분자 내에 S-S 결합과 S-C 결합을 포함하는 폴리술피드 화합물(R-S_n-R)의 일종인 디벤질디술피드나, 1분자 내에 S-P 결합을 포함하는 티오인산에스테르 화합물((R-X)₃-P=X, 단 X는 산소 또는 황이고, 4개의 X 중 적어도 1개는 황)의 일종인 트리라우릴트리티오포스페이트를 들 수 있다. 그 외에도 술피드 화합물(R-S-R), 술폭시드 화합물(R-S(=O)-R), 술폰 화합물(R-S(=O)₂-R), 폴리술폰 화합물(R-[S(=O)₂]_n-R), 티아졸 화합물, 티아디아졸 화합물, 티올 화합물(R-SH), 티오케톤 화합물(R-C(=S)-R), 티오아인산에스테르 화합물((R-X)₃-P, 단 X는 산소 또는 황이고, 3개의 X 중 적어도 1개는 황), 등의 화합물을 들 수 있다. 상기 황 화합물 중, 특히 폴리술피드 화합물, 티오인산에스테르 화합물, 티오아인산에스테르 화합물이 바람직하다. 또한 상기 황 화합물 중의 R은 탄화수소기를 나타내고, 알킬기, 아릴기, 알킬아릴기 등을 예로서 들 수 있고, 바람직하게는 탄소수는 1 내지 30, 보다 바람직하게는 1 내지 20의 것이다.

이들 황 화합물은, 예를 들면 기어유, 금속 가공유, 작동유, 자동 변속기유 등의 각종 윤활유에 극압제 등으로서 첨가되는 시판되고 있는 것 중에서 선정하면 된다. 또한, 이들 황 화합물은 각각 단독으로 사용할 수도, 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.

황 화합물은 상기 황 화합물 유래의 황량으로서 조성물 전량 기준으로 0.001 내지 0.15 질량％, 특히 0.005 내지 0.10 질량％ 배합하는 것이 바람직하다. 이 황 화합물의 함유량이 이 황량이 0.001 질량％보다 적으면 충분한 금속간 마찰 계수 향상 효과를 얻을 수 없게 된다. 한편, 0.15 질량％를 초과하면 산화 안정성, 및 내마모성이 저하된다. 또한 조성물 전체의 황 원소 함유량으로서는, 조성물 전량 기준으로 0.005 내지 0.20 질량％으로 하는 것이 바람직하고, 특히 0.01 내지 0.15 질량％가 바람직하다.

〔숙신산이미드계 분산제〕

본 발명에 이용하면 바람직한 숙신산이미드계 분산제는, 숙신산이미드 화합물을 주성분으로 하는 것으로서, 이러한 숙신산이미드 화합물은, 이미드화에 있어서 폴리아민의 일단에 무수 숙신산이 부가된 하기 화학식 2와 같은, 이른바 모노 타입의 숙신산이미드와, 폴리아민의 양끝에 무수 숙신산이 부가된 하기 화학식 3과 같은, 이른바 비스 타입의 숙신산이미드가 있고, 또한 각각에 붕소를 함유하고 있는 것이 있다.

또한, 상기 화학식 2 및 3 중, R₆, R₇ 및 R₈은, 각각 독립적으로 알킬기 또는 알케닐기를 나타내고, a는 1 내지 10, 바람직하게는 2 내지 5의 정수, b는 1 내지 10, 바람직하게는 2 내지 5의 정수를 나타낸다.

본 발명에서는, 이들 중에서 선택되는 어느 분산제도 사용 가능하고, 예를 들면 기어유, 금속 가공유, 작동유, 자동 변속기유 등의 각종 윤활유에 사용되고 있는 무회분산제로서 시판되고 있는 것 중에서 선정하면 된다. 이들의 분산제는 각각 단독으로 사용할 수도, 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.

상기 숙신산이미드계 분산제의 함유량은 조성물 전량 기준으로 0.5 내지 10.0 질량％가 바람직하고, 특히 2.0 내지 8.0 질량％가 바람직하다.

〔알칼리 토금속계 청정제〕

본 발명에 이용하면 바람직한 알칼리 토금속계 청정제는, 윤활유 열화 시의 무단 변속기에 있어서의 벨트 또는 체인과 풀리 사이의 마찰 계수의 슬립 속도 의존성을 감소시켜서, 금속간 마찰 특성을 향상시키는 것을 가능하게 한다. 이 알칼리 토금속계 청정제로서, 마그네슘, 칼슘, 바륨 등의 알칼리 토금속을 함유하는 술포네이트, 페네이트, 살리실레이트를 사용할 수 있다. 또한 각각에 높은 염기가(BN)를 갖는, 이른바 과염기성의 금속계 청정제도 있다. 본 발명에서는, 이들 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 알칼리 토금속계 청정제 등, 일반적인 윤활유로서 금속계 청정제로서 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다.

이들 금속계 청정제는, 조성물 전량 기준으로 0.05 내지 1.0 질량％ 함유하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1 내지 0.5 질량％ 함유되는 범위에서 배합한다. 이렇게 함에 따라 마찰 계수를 높여, 무단 변속기 성능의 현저한 향상을 도모할 수 있다. 이 범위의 함유량이면, 장기간 사용 후의 윤활유 조성물이라도 높은 금속간 마찰 계수를 유지할 수 있고, 또한 윤활유의 산화 안정성을 손상시키지 않는다.

〔디알킬디티오인산아연〕

본 발명의 무단 변속기유 조성물은 디알킬디티오인산아연을 실질적으로 함유하지 않는다. 또한, 여기서, 실질적으로 함유하지 않는다란, 디알킬디티오인산아연을 전혀 함유하지 않거나, 또는 함유하더라도, 윤활유 열화 시에 클러치판의 클로깅을 야기하여, 그의 기능을 손상시키지 않는 양 이하, 구체적으로는 조성물 전량 기준으로 아연 원소량으로서 0.001 질량％ 이하인 것을 뜻하고 있는데, 전혀 함유하지 않는 것이 보다 바람직하다.

〔다른 첨가제〕

본 발명의 무단 변속기유 조성물에는 상기 첨가제 이외에, 추가로 산화 방지제, 유동점 강하제, 마찰 조정제 등을 배합할 수 있다.

산화 방지제로서는, 페놀계 화합물이나 아민계 화합물 등, 윤활유에 일반적으로 사용되고 있는 것이면 특히 사용하기에 지장은 없다. 구체적으로는, 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페놀 등의 알킬페놀류, 메틸렌-4,4-비스페놀(2,6-디-tert-부틸-4-메틸페놀) 등의 비스페놀류, 페닐-α-나프틸아민 등의 나프틸아민류, 디알킬디페닐아민류, (3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)지방산(프로피온산 등)과 1가 또는 다가 알코올, 예를 들면 메탄올, 옥타데칸올, 1,6-헥사디올, 네오펜틸글리콜, 티오디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 펜타에리트리톨 등과의 에스테르 등이 바람직하다. 이들 산화 방지제 중에서 적절하게 선정한 1종 또는 2종 이상의 화합물을 함유시킬 수 있는데, 통상 그 양은 조성물 전량 기준으로 0.1 내지 2 질량％의 범위에서 선정하는 것이 바람직하다.

마찰 조정제로서는, 윤활유용의 마찰 조정제로서 통상 이용되는 임의의 화합물이 사용 가능한데, 탄소수 6 내지 30의 알킬기 또는 알케닐기, 특히 탄소수 6 내지 30의 직쇄 알킬기 또는 직쇄알케닐기를 분자 중에 적어도 1개 갖는, 아민 화합물, 지방산아미드, 지방산금속염 등을 들 수 있다. 이들 마찰 조정제 중에서 적절하게 선정한 1종 또는 2종 이상의 화합물을 임의량 함유시킬 수 있는데, 통상 그 양은 조성물 전량 기준으로 0.1 내지 2 질량％의 범위에서 선정하는 것이 바람직하다.

[실시예]

이하, 실시예 및 비교예에 기초하여 본 발명을 보다 상세히 설명하는데, 본 발명은 이러한 실시예에 제한되는 것이 아니다.

〔무단 변속기유 조성물의 제조〕

하기의 윤활유 기유 및 첨가제를 이용하여, 실시예 1 내지 19 및 비교예 1 내지 14의 무단 변속기유 조성물을, 표 1 내지 3의 상부에 나타내는 배합 비율(첨가량은 조성물 전량 기준에서의 질량％)으로 각각 혼합하여 제조하였다.

〔윤활유 기유〕

O-1; 수소화 정제 기유(100℃의 동점도: 4.3 mm²/s, 점도 지수: 124)

O-2; 디이소데실아디페이트(100℃의 동점도: 3.6 mm²/s, 점도 지수: 146)

〔첨가제〕

(1) 화학식 1로 표시되는 인 화합물

P-1: 테트라페닐(m-페닐렌)비스포스페이트

〔화학식 1 중의 X₁=X₂=O, R₁=R₂=R₃=R₄=페닐기, R₅=페닐렌기, n=1; 본 화합물 중에 차지하는 인의 비율=10.9 질량％〕

(2) 상기 (1) 이외의 인 화합물

P-2: 트리크레실포스페이트

P-3: 2-에틸헥실산성 인산에스테르올레일아민염

(3) 황 화합물

S-1; 디벤질디술피드

S-2; 트리라우릴트리티오포스페이트

S-3; 트리페닐포스포로티오네이트

S-4; 에틸-3-[{비스(1-메틸에톡시)포스피노티오일}티오]프로피오네이트

(3) 숙신산이미드계 분산제

I-1: 붕소 비함유 숙신산이미드(모노 타입)

I-2: 붕소 비함유 숙신산이미드(비스 타입)

I-3: 붕소 함유 숙신산이미드(비스 타입, 붕소 함유량: B 원소 질량으로서 0.5 질량％)

(4) 알칼리 토금속계 청정제

C-1: 과염기성 Ca 술포네이트(TBN: 300)

C-2: 중성 Ca 술포네이트(TBN: 20)

(5) 그 밖의 첨가제

산화 방지제, 부식 방지제, 유동점 강하제, 점도 지수 향상제, 마찰 조정제로 이루어지는 군에서 선택하여 조합한 것(첨가제 패키지)를, 실시예 및 비교예 모두에 공통적으로 동일 양(조성물 전량 기준으로 4.9 질량％) 배합하였다.

〔평가〕

실시예 및 비교예의 무단 변속기유에 대해서, ASTM D2174에 기재된 블록온 링 시험기(LFW-1)를 이용하여, 마찰 계수와 블록의 마모흔폭을, 이하의 시험 조건 하에서 측정하였다. 또한, 마찰 계수는 시험 개시로부터 60분 후(시험 종료 직전)에 측정하고, 마모흔폭은 시험 종료 후에 측정한 블록의 마모흔폭이다.

시험 조건:

링: Falex S-10 Test Ring(SAE4620 Steel)

블록: Falex H-60 Test Block(SAE01 Steel)

온도: 80℃

하중: 445 N

슬립 속도: 0.33 m/s

시험 시간: 60분간

측정 결과를 표 1 내지 3에 나타내었다. 이 시험에 있어서의 마찰 계수가 큰 것일수록, 무단 변속기에 있어서 전달 효율이 높아, 무단 변속기유로서 우수하다.

이들 결과로부터 분명한 바와 같이, 화학식 1로 표시되는 인 화합물을 함유하지 않은 비교예 1 내지 14는 60분 후의 마찰 계수(μ60)가 0.117 내지 0.138인 데 비하여, 화학식 1로 표시되는 인 화합물을 함유하는 실시예 1 내지 19의 무단 변속기유 조성물은, μ60이 0.139 내지 0.164로 명확하게 높은 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 3, 5, 13, 및 15 내지 19와 같이 화학식 1로 표시되는 인 화합물과 그것 이외의 인 화합물을 병용한 경우에도 마찰 계수를 높이는 효과가 발휘되고 있는 것을 알 수 있다. 한편, 마모량은 상기 인 화합물을 함유한 경우에도 변화는 보이지 않고, 충분히 우수한 내마모성을 갖고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 1 내지 19의 무단 변속기유 조성물은, 디알킬디티오인산아연 등의 윤활유 열화 시에 클러치판의 클로깅을 야기하기 쉬운 첨가제를 배합하지 않는 것으로부터 장기간 사용하더라도 클러치판의 클로깅 등의 트러블은 생기지 않는다.

또한, 화학식 1에 나타낸 인 화합물에, 또한 황 화합물을 배합한 실시예 14 내지 19는, 60분후의 마찰 계수(μ60)가 0.16을 초과해 있어, 매우 높은 마찰 계수를 발현하고 있는 것을 알 수 있다.

본 발명의 무단 변속기유 조성물은 높은 마찰 계수를 갖고, 클러치판의 클로깅을 야기하는 첨가제 등을 함유하지 않기 때문에, 자동차용의 변속기로서 우수한 연비 증가성으로 주목받고 있는 금속 벨트식 또는 금속 체인식의 무단 변속기를 위한 윤활유 조성물로서 유용하게 사용되어, 장기간 트러블을 일으키지 않고, 에너지의 유효 활용에 기여하는 것이라고 기대된다.

Claims

윤활유 기유(base oil)에 하기 화학식 1로 표시되는 인 화합물 중의 적어도 1종을, 상기 인 화합물에서 유래되는 인의 함유량으로서 조성물 전량 기준으로 0.005 내지 0.15 질량％ 함유하는 것을 특징으로 하는 무단 변속기유 조성물.
<화학식 1>

(화학식 1 중, R₁, R₂, R₃ 및 R₄는 각각 개별로 탄소수가 1 내지 30인 히드로카르빌기, 또는 수소 원자를 나타내고, 다만, R₁, R₂, R₃ 및 R₄가 전부 수소 원자인 경우는 없고, R₅는 탄소수가 1 내지 30인 히드로카르빌렌기를 나타내고, X₁ 및 X₂는 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고, n은 1 내지 10의 정수를 나타냄)
제1항에 있어서, 1분자 내에 S-S 결합, S-P 결합, S=P 결합, S-C 결합, 및 S=C 결합 중의 어느 하나를 1개 이상 갖고, 또한 금속 원소를 함유하지 않은 적어도 1종의 황 화합물을 상기 황 화합물 유래의 황량으로서 조성물 전량 기준으로 0.005 내지 0.15 질량％ 함유하는 무단 변속기유 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 황 화합물이, 폴리술피드 화합물, 티오인산에스테르 화합물, 티오아인산에스테르 화합물 중의 적어도 1종인 무단 변속기유 조성물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 숙신산이미드계 분산제를 조성물 전량 기준으로 0.5 내지 10.0 질량％ 함유하는 무단 변속기유 조성물.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 알칼리 토금속계 청정제를 조성물 전량 기준으로 0.05 내지 1.0 질량％ 함유하는 무단 변속기유 조성물.