WO2011115116A1 - 潤滑油添加剤および潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
本発明の潤滑油添加剤は、下記一般式(1)で表されるアミド化合物を含有する。また、本発明の潤滑油組成物は、鉱油系基油および/または合成系基油からなる潤滑油基油と、下記一般式(1)で表されるアミド化合物と、を含有する。 R1R2N-COCH2OH (1) (一般式(1)中、R1およびR2は同一でも異なっていてもよく、それぞれ炭素数16~22のアルキル基を示す。)
Description
本発明は潤滑油添加剤および潤滑油組成物に関する。詳しくは、特定構造のアミド化合物を含有し、シャダー寿命に優れ、かつ高い金属間摩擦係数を示し、湿式クラッチを有する自動変速機、特に金属ベルトもしくは金属チェーンとプーリーからなる無段変速機に好適に使用される潤滑油添加剤および潤滑油組成物に関する。
自動車の燃費の向上を目的として、自動車への無段変速機(CVT:Continuous Variable Transmission)機構が適用されている。CVT用潤滑油は、無段変速機油(CVTF:Continuous Variable Transmission Fluid)と呼ばれることもある。
特許文献1には、多段変速機や無段変速機のような自動変速機において、クラッチ締結時における高い伝達トルク容量と変速ショック防止性の両立をはかることのできる潤滑油組成物を提供することを目的として、潤滑油基油に、イミド化合物と、アミド化合物と、脂肪族アミン化合物とを配合した潤滑油組成物であって、イミド化合物の配合量が、組成物全量基準かつ窒素換算量で300~1000質量ppmであり、アミド化合物の配合量が、組成物全量基準かつ窒素換算量で380~1300質量ppmであり、脂肪族アミン化合物の配合量が、組成物全量基準かつ窒素換算量で35~360質量ppmである潤滑油組成物が開示されている。
特許文献2には、潤滑油、具体的には、伝動液、例えば、オートマティック・トランスミッション液(“ATF”)、無段変速機液(“CVTF”)およびダブルクラッチトランスミッション液(“DCTF”)に優秀な摩擦安定性を提供するのに有用な、およびより具体的には、高速クラッチエンゲージメントの間に該液に優秀な摩擦特性を付与するのに有用な添加剤組成物を提供することを目的として、潤滑油基油、リンの油溶性源および少なくとも1つの第2級アミノ基をアミドに転化するアシル化剤と反応させた定義されたポリアルキレンポリアミンベースの摩擦改良剤を含む潤滑油組成物が開示されている。
特許文献3には、連続可変式変速装置を潤滑するための潤滑剤組成物であって、主要量の潤滑油と有効量の次の成分:(a)少なくとも1種の有機ホスファイト;(b)少なくとも1種の有機ホスフェートのアミン塩;および(c)(1)アミド、(2)スクシンイミド、および(3)エトキシル化アミンからなる群より選ばれた1種以上の摩擦調整剤を含む性能向上添加剤の組合せとの混合物を含む、潤滑剤組成物が開示されている。
特許文献4には、ベルト式CVT油に要求される高い金属間摩擦係数とスリップ制御機構に対するシャダー防止性を両立し、長期にわたって使用可能な無段変速機用潤滑油組成物を提供することを目的として、鉱油および/または合成油からなる潤滑油基油に、(A)Caサリシレート、(B)りん系摩耗防止剤、(C)摩擦調整剤、および(D)分散型粘度指数向上剤を配合してなることを特徴とする無段変速機用潤滑油組成物が開示されている。
特許文献5には、鉱油系基油および/または合成系基油からなる潤滑油基油に、特定構造のリン系化合物またはその誘導体を、組成物全量基準でリン元素量として0.005~0.1質量%、含有し、ベルト-プーリー間の高い金属間摩擦係数を達成できる一方、変速特性にも優れることを特徴とする金属ベルト式無段変速機用潤滑油組成物が開示されている。
金属ベルト式無段変速機は、金属製ベルトと金属製プーリーとの間の摩擦によりトルクを伝達し、またプーリーの半径比を変えることにより変速を行うという機構を有する変速機であり、変速によるエネルギー損失が小さいという点から、近年、自動車用変速機として脚光を浴びている。この金属ベルト式無段変速機に用いられる潤滑油としては、金属製ベルトと金属製プーリーとの間の摩擦特性や潤滑特性に優れることが極めて重視されるほか、トルクを取り出すギヤやそれらを支えるベアリング用の潤滑油としての性能や、変速比を決定するための油圧制御用媒体としての性能、即ち油圧作動油としての性能も要求される。また、この無段変速機が前後進切り替え湿式クラッチやトルクコンバーターのロックアップシステムを備えている場合には、上記の性能に加えて、湿式クラッチの摩擦特性を制御する性能も要求される。このように、金属ベルト式無段変速機用潤滑油には様々な性能が要求されるため、実用上は、自動変速機油(ATF)が使用されているのが一般的である。
しかしながら、ATFを金属ベルト式無段変速機用潤滑油として用いた場合には、油圧作動油としての性能や湿式クラッチの摩擦特性を制御する機能には優れるものの、ベルトとプーリーの金属間摩擦係数が十分ではない。従って、ATFを使用した従来の金属ベルト式無段変速機は伝達トルク容量に限界があり、小型自動車にしか搭載できないという問題がある。
また最近の燃費向上要求の加速に伴い、一段と高いトルク伝達容量が求められており、その一方で、乗心地の面から変速特性(シャダー防止性)を向上させることも求められている。つまり、高いトルク伝達容量を維持しながら変速特性を向上させるという相反する要求を両立させることが課題となっている。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、金属ベルト式無段変速機において、ベルト-プーリー間の高い金属間摩擦係数を達成でき、また、優れた変速特性を達成することが可能な潤滑油添加剤および潤滑油組成物を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明は、下記一般式(1)で表されるアミド化合物を含有する潤滑油添加剤を提供する。
R1R2N-COCH2OH (1)
(一般式(1)中、R1およびR2は同一でも異なっていてもよく、それぞれ炭素数16~22のアルキル基を示す。)
R1R2N-COCH2OH (1)
(一般式(1)中、R1およびR2は同一でも異なっていてもよく、それぞれ炭素数16~22のアルキル基を示す。)
また、本発明は、鉱油系基油および/または合成系基油からなる潤滑油基油と、上記一般式(1)で表されるアミド化合物と、を含有する潤滑油組成物を提供する。
本発明の潤滑油組成物において、一般式(1)で表されるアミド化合物の含有量は、潤滑油組成物全量を基準として、窒素原子換算で0.01~0.5質量%であることが好ましく、より好ましくは0.01~0.25質量%、特に好ましくは0.02~0.1質量%である。
また、一般式(1)中のR1およびR2は、少なくとも一方が炭素数16または18のアルキル基であることが好ましく、双方が炭素数16または18のアルキル基であることがより好ましい。
さらに、一般式(1)で表されるアミド化合物として、R1およびR2が炭素数16または18のアルキル基である化合物の混合物を用いることができる。この場合、混合物中の炭素数16のアルキル基と炭素数18のアルキル基の比率(モル比)は、炭素数16のアルキル基:炭素数18のアルキル基=1:99~49:51であることが好ましい。
また、本発明の潤滑油組成物は、潤滑油組成物全量を基準として、リン系添加剤をリン元素換算で0.005~0.1質量%、カルシウム系金属清浄剤をカルシウム元素換算で0.005~0.1%、無灰分散剤を0.5~8.0質量%含有し、かつ、ジチオリン酸亜鉛を含有しないことが好ましい。
本発明の潤滑油組成物は湿式クラッチを有する自動変速機用潤滑油組成物として用いることができ、特に、金属ベルトもしくは金属チェーンとプーリーとを備える無段変速機用潤滑油組成物として好適である。
本発明によれば、金属ベルト式無段変速機において、ベルト-プーリー間の高い金属間摩擦係数を達成でき、また、優れた変速特性を達成することが可能な潤滑油添加剤および潤滑油組成物が提供される。このように優れた特性を有する本発明の潤滑油添加剤および潤滑油組成物を用いることにより、ベルト・プーリー間の高トルク伝達容量(高金属μ)の維持とシャダー寿命の長期化とを達成することができ、プーリー押付け圧の低減が可能となり、結果として燃費を向上させることができる。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
[第1実施形態;潤滑油添加剤]
本発明の第1実施形態に係る潤滑油添加剤は、下記一般式(1)で表されるアミド化合物を含有する。
R1R2N-COCH2OH (1)
(一般式(1)中、R1およびR2は同一でも異なっていてもよく、それぞれ炭素数16~22のアルキル基を示す。)
本発明の第1実施形態に係る潤滑油添加剤は、下記一般式(1)で表されるアミド化合物を含有する。
R1R2N-COCH2OH (1)
(一般式(1)中、R1およびR2は同一でも異なっていてもよく、それぞれ炭素数16~22のアルキル基を示す。)
一般式(1)中のR1およびR2は、炭素数16~22のアルキル基であり、好ましくは炭素数16~18のアルキル基である。また、R1またはR2の少なくとも一方が炭素数16または18のアルキル基であることが好ましく、双方が炭素数16または18のアルキル基であることがより好ましい。
なお、R1およびR2で示されるアルキル基の炭素数が16未満であると、シャダー寿命が不十分となる。これは、油性向上効果が十分でないためであると考えられる。また、当該アルキル基の炭素数が22を超えると、金属間摩擦係数を十分に低減することができない。これは、アミド化合物の部材表面への吸着性が低下するためであると考えられる。
さらに、一般式(1)で表されるアミド化合物として、R1およびR2の炭素数が異なるアミド化合物の2種以上の混合物を用いることができる。当該混合物としては、R1およびR2が炭素数16または18のアルキル基である化合物の混合物が好適である。この場合、混合物中の炭素数16のアルキル基と炭素数18のアルキル基の比率(モル比)は、炭素数16のアルキル基:炭素数18のアルキル基=1:99~49:51であることが好ましい。当該比率を上記の範囲内とすることによって、金属間摩擦係数の低減とシャダー寿命の長期化とをより高水準で達成することができる。
一般式(1)で表されるアミド化合物は、グリコール酸と、R1R2NH(R1およびR2の定義内容は一般式(1)の場合と同じ。)で表されるジアルキルアミンとの反応により得ることができる。この反応は、下記式(2)によって表すことができる。
また、原料であるR1R2NHで表されるジアルキルアミンは、下記式(3)および(4)で表される反応スキームに従って合成することが可能である。下記式(3)において原料となるカルボン酸をアルコールへと還元し、下記式(4)において生成されたアルコールとアンモニウムの脱水縮合によりジアルキルアミンが合成される。
本実施形態に係る潤滑油添加剤は、一般式(1)で表されるアミド化合物のみからなるものであってもよく、また、一般式(1)で表されるアミド化合物と他の添加剤との混合物であってもよい。併用される他の添加剤については、第2実施形態の説明において詳述する。
[第2実施形態:潤滑油組成物]
本発明の第2実施形態に係る潤滑油組成物は、鉱油系基油および/または合成系基油からなる潤滑油基油と、上記一般式(1)で表されるアミド化合物と、を含有する。なお、本実施形態に係る潤滑油組成物には、上記の潤滑油基油と、第1実施形態に係る潤滑油添加剤と、を含有する態様が包含される。
本発明の第2実施形態に係る潤滑油組成物は、鉱油系基油および/または合成系基油からなる潤滑油基油と、上記一般式(1)で表されるアミド化合物と、を含有する。なお、本実施形態に係る潤滑油組成物には、上記の潤滑油基油と、第1実施形態に係る潤滑油添加剤と、を含有する態様が包含される。
本実施形態における潤滑油基油としては、特に制限されず、通常の潤滑油に使用される潤滑油基油が使用できる。具体的には、鉱油系潤滑油基油、合成油系潤滑油基油またはこれらの中から選ばれる2種以上の潤滑油基油を任意の割合で混合した混合物等が使用できる。
鉱油系潤滑油基油としては、具体的には、原油を常圧蒸留して得られる常圧残油を減圧蒸留して得られた潤滑油留分を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、水素化精製等の処理を1つ以上行って精製したもの、あるいはワックス異性化鉱油、GTLワックス(ガストゥリキッドワックス)を異性化する手法で製造される基油等が例示できる。
また、合成油系潤滑油としては、具体的には、ポリブテンまたはその水素化物;1-オクテンオリゴマー、1-デセンオリゴマー等のポリ-α-オレフィンまたはその水素化物;ジトリデシルグルタレート、ジ-2-エチルヘキシルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジ-2-エチルヘキシルセバケート等のジエステル;トリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンペラルゴネート、ペンタエリスリトール-2-エチルヘキサノエート、ペンタエリスリトールペラルゴネート等のポリオールエステル;アルキルナフタレン、アルキルベンゼン等の芳香族系合成油またはこれらの混合物等が例示できる。
潤滑油基油の動粘度は特に制限されないが、潤滑油基油の100℃における動粘度は、好ましくは50mm2/s以下、より好ましくは40mm2/s以下、更に好ましくは20mm2/s以下、特に好ましくは10mm2/s以下である。潤滑油基油の100℃における動粘度が50mm2/sを超えると、低温粘度特性が不十分となる傾向にある。また、潤滑油基油の100℃における動粘度は、好ましくは1mm2/s以上、より好ましくは2mm2/s以上である。潤滑油基油の100℃における動粘度が1mm2/s未満の場合には、潤滑部位における油膜形成が不十分となって潤滑性が低下する傾向にあり、また、潤滑油基油の蒸発損失量が増加する傾向にある。
また、潤滑油基油の粘度指数は特に制限されないが、低温粘度特性の観点から、80以上であることが好ましい。また、低温から高温までの幅広い温度領域において優れた粘度特性が得られる観点から、潤滑油基油の粘度指数は100以上であることがより好ましく、110以上であることが更に好ましく、120以上であることが特に好ましい。
また、潤滑油基油の硫黄分含有量は特に制限されないが、0.1質量%以下であることが好ましく、0.01質量%以下であることがさらに好ましく、0.005質量%以下、特に実質的に含有しない(0.001質量%以下)ものが最も好ましい。なお、本発明でいう「硫黄分含有量」とは、JIS K 2541-4「放射線式励起法」(通常、0.01~5質量%の範囲)またはJIS K 2541-5「ボンベ式質量法、附属書(規定)、誘導結合プラズマ発光法」(通常、0.05質量%以上)に準拠して測定された値を意味する。
また、潤滑油基油の全芳香族含有量は特に制限されないが、好ましくは30質量%以下、より好ましくは15質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下、特に好ましくは2質量%以下である。潤滑油基油の全芳香族含有量が30質量%を超えると、酸化安定性が不十分となる傾向にある。なお、本発明でいう「全芳香族含有量」とは、ASTMD2549に準拠して測定した芳香族留分(aromatic fraction)含有量を意味する。通常この芳香族留分には、アルキルベンゼン、アルキルナフタレンの他、アントラセン、フェナントレン、およびこれらのアルキル化物、ベンゼン環が四環以上縮合した化合物、またはピリジン類、キノリン類、フェノール類、ナフトール類等のヘテロ芳香族を有する化合物等が含まれる。
また、潤滑油基油のNOACK蒸発量については特に制限されないが、好ましくは2~70質量%であり、より好ましくは5~60質量%、さらに好ましくは20~50質量%、特に好ましくは25~50質量%である。なお、本発明でいうNOACK蒸発量とは、ASTM D 5800-95に準拠して測定された蒸発損失量を意味する。
また、本実施形態における一般式(1)で表されるアミド化合物の具体的態様および好ましい態様は、第1実施形態の場合と同様であり、ここでは重複する説明を省略する。
本実施形態において、一般式(1)で表されるアミド化合物の含有量は、潤滑油組成物全量を基準として、窒素原子換算で0.01~0.5質量%であることが好ましく、より好ましくは0.01~0.25質量%、特に好ましくは0.02~0.1質量%である。当該含有量を上記の範囲内とすることで、金属間摩擦係数の低減とシャダー寿命の長期化とをより高水準で達成することができる。当該含有量が0.01質量%に満たない場合は、シャダー寿命の向上効果に乏しく、一方、0.5質量%を超える場合は金属間摩擦係数が低下するおそれがある。
本実施形態に係る潤滑油組成物は、上記の構成成分に加えて、以下の添加剤をさらに含有することができる。
本実施形態に係る潤滑油組成物は、摩耗防止剤(極圧剤ともいう。)をさらに含有することができる。摩耗防止剤としては、潤滑油に用いられる任意の摩耗防止剤が使用できる。例えば、硫黄系、リン系、硫黄-リン系の極圧剤等が使用でき、具体的には、亜リン酸エステル類、チオ亜リン酸エステル類、ジチオ亜リン酸エステル類、トリチオ亜リン酸エステル類、リン酸エステル類、チオリン酸エステル類、ジチオリン酸エステル類、トリチオリン酸エステル類、これらのアミン塩、これらの金属塩、これらの誘導体、ジチオカーバメート、亜鉛ジチオカーバメート、モリブデンジチオカーバメート、ジサルファイド類、ポリサルファイド類、硫化オレフィン類、硫化油脂類等が挙げられる。
一般式(5)中、R3およびR4は、炭素数11~20の直鎖型アルキル基を示す。R3およびR4は、好ましくは炭素数12~18の直鎖型アルキル基である。炭素数11~20の直鎖型アルキル基としては、n-ウンデシル基、n-ドデシル基、n-トリデシル基、n-テトラデシル基、n-ペンタデシル基、n-ヘキサデシル基、n-ヘプタデシル基、n-オクタデシル基、n-ノナデシル基、n-イコシル基が挙げられる。
一般式(5)中、R5は、水素原子または炭素数11~20の直鎖型アルキル基を示す。炭素数11~20の直鎖型アルキル基の具体例は、R3およびR4の場合と同様である。
なお、R3、R4またはR5が上記の基以外の場合には、ベルト-プーリー間の金属間摩擦特性が悪化するおそれがあるため、好ましくない。
一般式(5)中、X1、X2およびX3は、それぞれ個別に、酸素原子または硫黄原子を示し、好ましくは酸素原子である。
また、一般式(5)で表されるリン系化合物の誘導体としては、具体的には例えば、前記式(5)中のR5が水素原子である水素化亜リン酸エステル(ハイドロジェンホスファ
イト)または水素化チオ亜リン酸エステル(ハイドロジェンチオホスファイト)等のリン系化合物に、アンモニアや炭素数1~8の炭化水素基または水酸基含有炭化水素基のみを分子中に含有するアミン化合物等の含窒素化合物を作用させて、残存する酸性水素の一部または全部を中和した塩等が挙げられる。この含窒素化合物としては、具体的には例えば、アンモニア;モノメチルアミン、モノエチルアミン、モノプロピルアミン、モノブチルアミン、モノペンチルアミン、モノヘキシルアミン、モノヘプチルアミン、モノオクチルアミン、ジメチルアミン、メチルエチルアミン、ジエチルアミン、メチルプロピルアミン、エチルプロピルアミン、ジプロピルアミン、メチルブチルアミン、エチルブチルアミン、プロピルブチルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン等のアルキルアミン(アルキル基は直鎖状でも分枝状でも良い);モノメタノールアミン、モノエタノールアミン、モノプロパノールアミン、モノブタノールアミン、モノペンタノールアミン、モノヘキサノールアミン、モノヘプタノールアミン、モノオクタノールアミン、モノノナノールアミン、ジメタノールアミン、メタノールエタノールアミン、ジエタノールアミン、メタノールプロパノールアミン、エタノールプロパノールアミン、ジプロパノールアミン、メタノールブタノールアミン、エタノールブタノールアミン、プロパノールブタノールアミン、ジブタノールアミン、ジペンタノールアミン、ジヘキサノールアミン、ジヘプタノールアミン、ジオクタノールアミン等のアルカノールアミン(アルカノール基は直鎖状でも分枝状でも良い);およびこれらの混合物等が挙げられる。
イト)または水素化チオ亜リン酸エステル(ハイドロジェンチオホスファイト)等のリン系化合物に、アンモニアや炭素数1~8の炭化水素基または水酸基含有炭化水素基のみを分子中に含有するアミン化合物等の含窒素化合物を作用させて、残存する酸性水素の一部または全部を中和した塩等が挙げられる。この含窒素化合物としては、具体的には例えば、アンモニア;モノメチルアミン、モノエチルアミン、モノプロピルアミン、モノブチルアミン、モノペンチルアミン、モノヘキシルアミン、モノヘプチルアミン、モノオクチルアミン、ジメチルアミン、メチルエチルアミン、ジエチルアミン、メチルプロピルアミン、エチルプロピルアミン、ジプロピルアミン、メチルブチルアミン、エチルブチルアミン、プロピルブチルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン等のアルキルアミン(アルキル基は直鎖状でも分枝状でも良い);モノメタノールアミン、モノエタノールアミン、モノプロパノールアミン、モノブタノールアミン、モノペンタノールアミン、モノヘキサノールアミン、モノヘプタノールアミン、モノオクタノールアミン、モノノナノールアミン、ジメタノールアミン、メタノールエタノールアミン、ジエタノールアミン、メタノールプロパノールアミン、エタノールプロパノールアミン、ジプロパノールアミン、メタノールブタノールアミン、エタノールブタノールアミン、プロパノールブタノールアミン、ジブタノールアミン、ジペンタノールアミン、ジヘキサノールアミン、ジヘプタノールアミン、ジオクタノールアミン等のアルカノールアミン(アルカノール基は直鎖状でも分枝状でも良い);およびこれらの混合物等が挙げられる。
リン系添加剤としては、ベルト-プーリーの金属間摩擦特性がより優れる点から、一般式(5)中のR5が水素である酸性亜リン酸エステル(ハイドロジェンホスファイト)や酸性チオ亜リン酸エステル、または上述したようなこれらリン系化合物のアミン塩、アルカノールアミン塩等がより好ましく用いられる。より具体的には、ジ-n-ウンデシルハイドロジェンホスファイト、ジ-n-ドデシルハイドロジェンホスファイト、ジ-n-トリデシルハイドロジェンホスファイト、ジ-n-テトラデシルハイドロジェンホスファイト、ジ-n-ペンタデシルハイドロジェンホスファイト、ジ-n-ヘキサデシルハイドロジェンホスファイト、ジ-n-ヘプタデシルハイドロジェンホスファイト、ジ-n-オクタデシルハイドロジェンホスファイト、ジ-n-ノナデシルハイドロジェンホスファイト、ジ-n-イコシルハイドロジェンホスファイト等のジアルキルハイドロジェンホスファイト;トリ-n-ウンデシルハイドロジェンホスファイト、トリ-n-ドデシルハイドロジェンホスファイト、トリ-n-トリデシルハイドロジェンホスファイト、トリ-n-テトラデシルハイドロジェンホスファイト、トリ-n-ペンタデシルハイドロジェンホスファイト、トリ-n-ヘキサデシルハイドロジェンホスファイト、トリ-n-ヘプタデシルハイドロジェンホスファイト、トリ-n-オクタデシルハイドロジェンホスファイト、トリ-n-ノナデシルハイドロジェンホスファイト、トリ-n-イコシルハイドロジェンホスファイト等のトリアルキルハイドロジェンホスファイト;若しくはこれらの上述したようなアミン塩、アルカノールアミン塩、またはこれらリン系化合物の混合物が好ましい。
本実施形態に係る潤滑油組成物において、リン系添加剤の含有量は、潤滑油組成物全量を基準として、リン元素換算で、0.005質量%以上であることが好ましく、より好ましくは0.01質量%以上、さらに好ましくは0.015質量%以上である。また、当該含有量は、0.1質量%以下であることが好ましく、より好ましくは0.08質量%以下、さらに好ましくは0.07質量%以下である。リン系添加剤の含有量が0.005質量%に満たない場合は、ベルト-プーリー間の金属間摩擦係数の向上効果に乏しく、一方、0.1質量%を超える場合は、潤滑油組成物の酸化安定性が低下したり、またシール材や樹脂材等の耐久性に悪影響を及ぼすおそれがあるため、それぞれ好ましくない。
また、本実施形態に係る潤滑油組成物は、金属清浄剤をさらに含有することができる。金属清浄剤としてはカルシウム系金属清浄剤が好適であり、具体的には、スルホネート、フェネートまたはサリシレート等の正塩、塩基性塩または過塩基性塩等が挙げられる。金属清浄剤は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
本実施形態に係る潤滑油組成物においてカルシウム系金属清浄剤を用いる場合、その含有量は、潤滑油組成物全量を基準として、カルシウム元素換算で、0.005質量%以上であることが好ましく、より好ましくは0.01質量%以上、さらに好ましくは0.015質量%以上である。また、当該含有量は、0.1質量%以下であることが好ましく、より好ましくは0.08質量%以下、さらに好ましくは0.07質量%以下である。カルシウム系金属清浄剤の含有量が0.005質量%に満たない場合は、金属間摩擦係数の向上効果に乏しく、一方、0.1質量%を超える場合は、シャダー寿命が短くなるおそれがあるため、それぞれ好ましくない。
また、本実施形態に係る潤滑油組成物は、無灰分散剤をさらに含有することができる。無灰分散剤としては、潤滑油に用いられるアルケニルコハク酸イミド、ベンジルアミン、アルケニルポリアミン等任意の無灰分散剤が使用できる。例えば、イミド化に際してポリアミンの一端に炭素数40~400の直鎖もしくは分枝状のアルキルまたはアルケニル無水コハク酸が付加した下記一般式(6)で示すモノコハク酸イミド、またはポリアミンの両端に付加した下記一般式(7)で示すビスコハク酸イミドを挙げることができる。
一般式(6)、(7)中、R6、R7およびR8は、それぞれ独立に炭素数40~400、好ましくは炭素数60~350の、直鎖若しくは分枝状のアルキル基またはアルケニル基を示す。aは1~10、好ましくは2~5の整数、bは0~10、好ましくは1~5の整数を示す。
あるいはコハク酸イミドに、ホウ酸(オルトホウ酸、メタホウ酸またはテトラホウ酸等)、ホウ酸塩またはホウ酸エステル等のホウ素化合物等を作用させたホウ素変性コハク酸イミド等を用いることもできる。
上記コハク酸イミドの製法は特に制限はなく、例えば、炭素数40~400のアルキル基またはアルケニル基を有する化合物を、無水マレイン酸と100~200℃で反応させて得たアルキルコハク酸またはアルケニルコハク酸をポリアミンと反応させることにより得られる。
ポリアミンとしては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミンが例示できる。
本実施形態に係る潤滑油組成物において、無灰分散剤の含有量は、潤滑油組成物全量基準で、0.5質量%以上であることが好ましく、より好ましくは1.0質量%以上、さらに好ましくは2.0質量%以上である。また、当該含有量は、潤滑油組成物全量基準で、8.0質量%以下であることが好ましく、より好ましくは7.0質量%以下、さらに好ましくは6.0質量%以下である。無灰分散剤の含有量が潤滑油組成物全量基準で前記下限値に満たない場合は、金属間摩擦係数の向上効果に乏しく、一方、前記上限値を超える場合は、初期シャダー防止性およびシャダー寿命が悪化するおそれがあるため、それぞれ好ましくない。
本実施形態に係る潤滑油組成物には、さらにその性能を向上させるために、その目的に応じて潤滑油に一般的に使用されている任意の添加剤を含有させることができる。このような添加剤としては、例えば、酸化防止剤、摩耗防止剤(または極圧剤)、腐食防止剤、防錆剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、抗乳化剤、金属不活性化剤、消泡剤、無灰摩擦調整剤等の添加剤等を挙げることができる。
酸化防止剤としては、フェノール系、アミン系等の無灰酸化防止剤、亜鉛系、銅系、モリブデン系等の金属系酸化防止剤が挙げられる。
フェノール系酸化防止剤としては、例えば、4,4’-メチレンビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)、4,4’-ビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)、4,4’-ビス(2-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-エチル-6-tert-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、4,4’-ブチリデンビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、4,4’-イソプロピリデンビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-ノニルフェノール)、2,2’-イソブチリデンビス(4,6-ジメチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-シクロヘキシルフェノール)、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール、2,6-ジ-tert-ブチル-4-エチルフェノール、2,4-ジメチル-6-tert-ブチルフェノール、2,6-ジ-tert-α-ジメチルアミノ-p-クレゾール、2,6-ジ-tert-ブチル-4-(N,N’-ジメチルアミノメチルフェノール)、4,4’-チオビス(2-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、4,4’-チオビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、2,2’-チオビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、ビス(3-メチル-4-ヒドロキシ-5-tert-ブチルベンジル)スルフィド、ビス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)スルフィド、2,2’-チオ-ジエチレンビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、トリデシル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ペンタエリスリチル-テトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクチル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、オクタデシル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、オクチル-3-(3-メチル-5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート等が好ましく挙げられる。これらは二種以上を混合して使用してもよい。
アミン系酸化防止剤としては、例えば、芳香族アミン化合物、アルキルジフェニルアミン、アルキルナフチルアミン、フェニル-α-ナフチルアミン、アルキルフェニル-α-ナフチルアミン等の潤滑油用として一般に使用されている公知のアミン系酸化防止剤が挙げられる。
フェノール系酸化防止剤としては、例えば、4,4’-メチレンビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)、4,4’-ビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)、4,4’-ビス(2-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-エチル-6-tert-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、4,4’-ブチリデンビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、4,4’-イソプロピリデンビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-ノニルフェノール)、2,2’-イソブチリデンビス(4,6-ジメチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-シクロヘキシルフェノール)、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール、2,6-ジ-tert-ブチル-4-エチルフェノール、2,4-ジメチル-6-tert-ブチルフェノール、2,6-ジ-tert-α-ジメチルアミノ-p-クレゾール、2,6-ジ-tert-ブチル-4-(N,N’-ジメチルアミノメチルフェノール)、4,4’-チオビス(2-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、4,4’-チオビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、2,2’-チオビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、ビス(3-メチル-4-ヒドロキシ-5-tert-ブチルベンジル)スルフィド、ビス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)スルフィド、2,2’-チオ-ジエチレンビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、トリデシル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ペンタエリスリチル-テトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクチル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、オクタデシル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、オクチル-3-(3-メチル-5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート等が好ましく挙げられる。これらは二種以上を混合して使用してもよい。
アミン系酸化防止剤としては、例えば、芳香族アミン化合物、アルキルジフェニルアミン、アルキルナフチルアミン、フェニル-α-ナフチルアミン、アルキルフェニル-α-ナフチルアミン等の潤滑油用として一般に使用されている公知のアミン系酸化防止剤が挙げられる。
腐食防止剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系、トリルトリアゾール系、チアジアゾール系、またはイミダゾール系化合物等が挙げられる。
防錆剤としては、例えば、石油スルホネート、アルキルベンゼンスルホネート、ジノニルナフタレンスルホネート、アルケニルコハク酸エステル、または多価アルコールエステル等が挙げられる。
粘度指数向上剤としては、通常の一般的な非分散型または分散型ポリ(メタ)アクリレート、非分散型または分散型エチレン-α-オレフィン共重合体またはその水素化物、ポリイソブチレンまたはその水素化物、スチレン-ジエン水素化共重合体を、スチレン-無水マレイン酸エステル共重合体およびポリアルキルスチレン等を更に含有することができる。これらの粘度指数向上剤の重量平均分子量は、通常800~1,000,000、好ましくは100,000~900,000である。
金属不活性化剤としては、例えば、イミダゾリン、ピリミジン誘導体、アルキルチアジアゾール、メルカプトベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾールまたはその誘導体、1,3,4-チアジアゾールポリスルフィド、1,3,4-チアジアゾリル-2,5-ビスジアルキルジチオカーバメート、2-(アルキルジチオ)ベンゾイミダゾール、またはβ-(o-カルボキシベンジルチオ)プロピオンニトリル等が挙げられる。
消泡剤としては、例えば、25℃における動粘度が1000~10万mm2/sのシリコーンオイル、アルケニルコハク酸誘導体、ポリヒドロキシ脂肪族アルコールと長鎖脂肪酸のエステル、メチルサリチレートとo-ヒドロキシベンジルアルコール等が挙げられる。
無灰摩擦調整剤としては、潤滑油用の無灰摩擦調整剤として通常用いられる任意の化合物が使用可能であり、例えば、炭素数6~30のアルキル基またはアルケニル基、特に炭素数6~30の直鎖アルキル基または直鎖アルケニル基を分子中に少なくとも1個有する、アミン化合物、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、脂肪酸、脂肪族アルコール、脂肪族エーテル等の無灰摩擦調整剤等が挙げられる。また特開2009-286831号公報に記載の窒素含有化合物およびその酸変性誘導体等、国際公開第2005/037967号パンフレットに例示されている各種無灰摩擦調整剤を用いることもできる。
これらの添加剤を本実施形態に係る潤滑油組成物に含有させる場合には、それぞれその含有量は組成物全量基準で、0.01~20質量%であることが好ましい。
本実施形態に係る潤滑油組成物が一般式(1)で表されるアミド化合物に加えて他の添加剤を含有する場合、当該潤滑油組成物を調製する際には、予め一般式(1)で表されるアミド化合物と他の添加剤とを混合してその混合物を潤滑油基油に添加してもよく、あるいは、一般式(1)で表されるアミド化合物及び他の添加剤を各々別個に潤滑油基油に添加してもよい。
本実施形態に係る潤滑油組成物の100℃における動粘度については特に制限はないが、好ましくは3.8~21.9mm2/s、より好ましくは4.1~16.3mm2/s、特に好ましくは5.6~12.5mm2/sである。ここでいう100℃における動粘度とは、ASTM D-445に規定される100℃での動粘度を示す。
以下、実施例および比較例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
(実施例1~4および比較例1~7)
実施例1~4および比較例1~7においては、以下に示す潤滑油基油および添加剤を用いて、表1に示す組成を有する潤滑油組成物をそれぞれ調製した。
(1)潤滑油基油
基油1:水素化精製鉱油(100℃動粘度:4.2mm2/s、粘度指数:122、S量:0.1質量%以下、NOACK蒸発量:15質量%)
(2)添加剤
アミド系添加剤(A-1):グリコール酸(東京化成工業株式会社製、Glycolic Acid)と、オクタデシルアミンを主成分とするアミン(花王株式会社製、ファーミンD86)との反応生成物(一般式(1)で表され、R1およびR2がn-オクタデシル基またはn-ヘキサデシル基であるアミド化合物を主成分とするアミド系添加剤、アルキル基組成(モル比):n-オクタデシル基/n-ヘキサデシル基/その他のアルキル基=66:30:4)
アミド系添加剤(A-2):グリコール酸(東京化成工業株式会社製、Glycolic Acid)とジオクチルアミン(東京化成工業株式会社製、Di-n-octylamine)との反応生成物
アミド系添加剤(A-3):グリコール酸(東京化成工業株式会社製、Glycolic Acid)とジドデシルアミン(東京化成工業株式会社製、Didodecylamine)との反応生成物
アミド系添加剤(A-4):グリコール酸(東京化成工業株式会社製、Glycolic Acid)とジ(2-エチルヘキシル)アミン(東京化成工業株式会社製、Di(2-ethylhexyl)amine)との反応生成物
C-1:アルキルホスファイト(P含有量 16質量%)
D-1:カルシウムスルフォネート(カルシウム含有量:12質量%、塩基価:300mgKOH/g)
E-1:無灰分散剤(非ホウ素化コハク酸イミド/ホウ素化コハク酸イミド)
F-1:添加剤パッケージ(粘度指数向上剤、酸化防止剤、消泡剤、ゴム膨潤剤を含む)
実施例1~4および比較例1~7においては、以下に示す潤滑油基油および添加剤を用いて、表1に示す組成を有する潤滑油組成物をそれぞれ調製した。
(1)潤滑油基油
基油1:水素化精製鉱油(100℃動粘度:4.2mm2/s、粘度指数:122、S量:0.1質量%以下、NOACK蒸発量:15質量%)
(2)添加剤
アミド系添加剤(A-1):グリコール酸(東京化成工業株式会社製、Glycolic Acid)と、オクタデシルアミンを主成分とするアミン(花王株式会社製、ファーミンD86)との反応生成物(一般式(1)で表され、R1およびR2がn-オクタデシル基またはn-ヘキサデシル基であるアミド化合物を主成分とするアミド系添加剤、アルキル基組成(モル比):n-オクタデシル基/n-ヘキサデシル基/その他のアルキル基=66:30:4)
アミド系添加剤(A-2):グリコール酸(東京化成工業株式会社製、Glycolic Acid)とジオクチルアミン(東京化成工業株式会社製、Di-n-octylamine)との反応生成物
アミド系添加剤(A-3):グリコール酸(東京化成工業株式会社製、Glycolic Acid)とジドデシルアミン(東京化成工業株式会社製、Didodecylamine)との反応生成物
アミド系添加剤(A-4):グリコール酸(東京化成工業株式会社製、Glycolic Acid)とジ(2-エチルヘキシル)アミン(東京化成工業株式会社製、Di(2-ethylhexyl)amine)との反応生成物
C-1:アルキルホスファイト(P含有量 16質量%)
D-1:カルシウムスルフォネート(カルシウム含有量:12質量%、塩基価:300mgKOH/g)
E-1:無灰分散剤(非ホウ素化コハク酸イミド/ホウ素化コハク酸イミド)
F-1:添加剤パッケージ(粘度指数向上剤、酸化防止剤、消泡剤、ゴム膨潤剤を含む)
実施例1~4および比較例1~7の各潤滑油組成物について、以下の試験を行った。
(1)シャダー寿命(変速特性)
変速特性はJASO M348-95「自動変速機油摩擦特性試験方法」に準拠してSAE No.2試験機を用いて、シャダー寿命を測定した。得られた結果を表1に示す。
変速特性はJASO M348-95「自動変速機油摩擦特性試験方法」に準拠してSAE No.2試験機を用いて、シャダー寿命を測定した。得られた結果を表1に示す。
(2)金属間摩擦係数測定
金属ベルト式無段変速機のベルト-プーリー間の金属間摩擦特性を評価するため、ASTMD2714-94に規定する“Standard Test Method for Calibration and Operation of Falex Block-on-Ring Friction and Wear Testing Machine"に準拠して以下に示す条件でLFW-1摩擦試験を行い、金属間摩擦係数を測定した。得られた結果を表1に示す。
[試験条件]
リング:Falex S-10 Test Ring (SAE 4620 Steel)
ブロック:Falex H-60 Test Block (SAE 01 Steel)
試験油温:80℃
すべり速度:0.2cm/s
試験荷重:500N
金属ベルト式無段変速機のベルト-プーリー間の金属間摩擦特性を評価するため、ASTMD2714-94に規定する“Standard Test Method for Calibration and Operation of Falex Block-on-Ring Friction and Wear Testing Machine"に準拠して以下に示す条件でLFW-1摩擦試験を行い、金属間摩擦係数を測定した。得られた結果を表1に示す。
[試験条件]
リング:Falex S-10 Test Ring (SAE 4620 Steel)
ブロック:Falex H-60 Test Block (SAE 01 Steel)
試験油温:80℃
すべり速度:0.2cm/s
試験荷重:500N
Claims (3)
- 下記一般式(1)で表されるアミド化合物を含有する潤滑油添加剤。
R1R2N-COCH2OH (1)
(一般式(1)中、R1およびR2は同一でも異なっていてもよく、それぞれ炭素数16~22のアルキル基を示す。) - 鉱油系基油および/または合成系基油からなる潤滑油基油と、
下記一般式(1)で表されるアミド化合物と、
を含有する潤滑油組成物。
R1R2N-COCH2OH (1)
(一般式(1)中、R1およびR2は同一でも異なっていてもよく、それぞれ炭素数16~22のアルキル基を示す。) - 前記アミド化合物の含有量が、潤滑油組成物全量を基準として、窒素原子換算で0.02~0.1質量%である、請求項2に記載の潤滑油組成物。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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