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JP5393192B2 - ギヤ用潤滑油組成物 - Google Patents
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JP5393192B2 - ギヤ用潤滑油組成物 - Google Patents

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Description

本発明はギヤ用潤滑油組成物に関し、特に極圧性、酸化安定性と省燃費性能に優れたギヤシステム用潤滑油組成物に関する。
近年、炭酸ガス排出量の削減など、環境問題への対応から自動車、建設機械、農業機械等の省エネルギー化が急務となっている。そのため、これらに使用される潤滑油には、従来に比べより攪拌抵抗や摩擦抵抗を減少することが求められている。
手動変速機、四輪駆動用トランスファーおよびディファレンシャルギヤ(以下「ギヤシステム」と表示する)はギヤ軸受システムを有しており、これらのギヤシステムに使用されるギヤ用潤滑油をより低粘度化することにより、攪拌抵抗および摩擦抵抗(摩擦損失)が低減され、動力の伝達効率が向上することで自動車の省エネルギー化、すなわち、省燃費化を図ることができる。
ギヤシステム用潤滑油としては、その潤滑性と低温流動性に優れるものとして、40℃における動粘度が150mm/s程度のものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、そのような従来の手動変速機用潤滑油は攪拌抵抗や摩擦損失が高いため、省燃費性能に寄与することはできない。
一方、ギヤシステムに使用される潤滑油を低粘度化すると、焼付き防止性が大幅に低下し、ギヤ、軸受、更には変速時にギヤ比を決定するシフトフォーク部に焼付きなどが生じて振動や変速特性などに不具合が生じることがある。焼付き防止性の向上には、一般的には、特許文献1のような高粘度の潤滑油を使用するか、極圧剤を添加することが考えられ、また、シンクロナイザリングとギヤコーンの摩擦特性を改善するには、ポリサルファイド化合物が有効であることが知られている(例えば、特許文献2参照。)。しかし、低粘度の潤滑油の場合、添加剤の選択やその相互作用により摩耗防止性、特にシフトフォークの摩耗や変速時にその変速特性を決定するシンクロナイザーリングの摩耗、さらには変速特性やシンクロ特性が悪化するなどの新たな不具合が生じることが判明し、基油や極圧剤、その他の添加剤配合の最適化が必要となってきた。
本出願人は、先に、100℃の動粘度が4〜6mm/sの潤滑油基油に、組成物全量基準で、(A)マグネシウムスルフォネートをマグネシウム元素量換算で0.14〜0.20質量%、(B)ジチオリン酸亜鉛を亜鉛元素量換算で0.14〜0.18質量%、(C)ジチオリン酸亜鉛以外の硫黄含有極圧剤を硫黄元素量換算で0.3〜0.5質量%、および(D)アルキル亜リン酸エステルをリン元素量換算で0.02〜0.05質量%を含有し、40℃における動粘度が25〜30mm/sである手動変速機用潤滑油組成物が、優れた焼付き防止性および変速特性を有し、省燃費化に寄与できることを見出し、特許出願を行っている(特許文献3。)
特開平9−208976号公報 特開2001−311090号公報 国際公開第2005/118758号
しかしながら、自動車の省燃費化に寄与するギヤシステム用潤滑油組成物としては、低粘度でありながら、さらに一層の高い極圧性と酸化安定性を有し、低温特性にも優れる潤滑油組成物が求められている。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の粘度および特定の芳香族分含有量を有する潤滑油基油に、(A)特定の金属系清浄剤、(B)特定のジチオリン酸亜鉛、(C)ジチオリン酸亜鉛以外の硫黄含有化合物、リン含有化合物および/またはリン−硫黄含有化合物、および(D)ポリ(メタ)アクリレート系化合物を、それぞれ特定量含有してなる、低粘度のギヤシステム用潤滑油組成物が、極めて優れた極圧性、低温特性および酸化安定性を有することを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、100℃の動粘度が4〜6mm/sで、かつ%Cが5以下である潤滑油基油に、組成物全量基準で、(A)マグネシウムスルホネートをマグネシウム元素量換算で0.04〜0.23質量%、(B)下記一般式(1)で表されるジチオリン酸亜鉛を亜鉛元素量換算で0.08〜0.25質量%、(C)ジチオリン酸亜鉛以外の硫黄含有化合物、ジチオリン酸亜鉛以外のリン含有化合物およびジチオリン酸亜鉛以外のリン−硫黄含有化合物から選ばれる少なくとも1種の化合物を硫黄元素量換算で0.55〜2.0質量%、かつリン元素量換算で0.06〜0.15質量%、および(D)ポリ(メタ)アクリレート系化合物0.05〜5.0質量%を含有してなり、かつ40℃における動粘度が25〜35mm/sであることを特徴とするギヤシステム用潤滑油組成物である。
Figure 0005393192
(式中、R〜Rは、それぞれ個別に、炭素数3または6の第2級アルキル基を示す。)
本発明のギヤシステム用潤滑油組成物は、低粘度であっても、高い極圧性と酸化安定性を有し、自動車の省燃費化に寄与する。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のギヤシステム用潤滑油組成物(以下、単に潤滑油組成物ともいう。)における潤滑油基油としては、通常の潤滑油の基油として用いられる任意の鉱油及び合成油が使用できる。
鉱油としては、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つ以上行って精製することにより得られるパラフィン系、ナフテン系等の油やノルマルパラフィン等が使用できる。また、ワックス異性化鉱油、フィッシャートロプシュプロセス等により製造されるGTL WAX(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潤滑油基油を使用することができる。
また合成油としては、特に限定されるものではないが、ポリ−α−オレフィン(例えば、1−オクテンオリゴマー、1−デセンオリゴマー、エチレン−プロピレンオリゴマー等)及び/又はその水素化物、イソブテンオリゴマー及び/又はその水素化物、イソパラフィン、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、ジエステル(例えば、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)、ポリオールエステル(例えば、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)、ポリオキシアルキレングリコール、ジアルキルジフェニルエーテル、ポリフェニルエーテル、及びこれらの中から選ばれる2種以上の混合物が使用できる。
また、これら鉱油と合成油との任意割合での混合物、いわゆる半合成油も好ましく用いることができる。
本発明で使用する潤滑油基油の100℃における動粘度は4〜6mm/sであることが必要であり、好ましくは4.2〜5.8mm/s、さらに好ましくは4.5〜5.5mm/sである。
潤滑油基油の100℃における動粘度を4mm/s以上とすることによって、油膜形成が十分となり、潤滑性により優れ、また高温条件下での基油の蒸発損失がより小さい潤滑油組成物を得ることが可能となる。一方、100℃における動粘度を6mm/s以下とすることによって、流体抵抗が小さくなるため潤滑箇所での摩擦抵抗(摩擦損失)がより小さく、また攪拌抵抗がより小さい潤滑油組成物を得ることが可能となる。
なお、本発明でいう40℃または100℃における動粘度ならびに後述する粘度指数とは、それぞれJIS K 2283−1993に準拠して測定された40℃または100℃における動粘度および粘度指数を意味する。
本発明に係る潤滑油基油の%Cは5以下であることが必要であり、好ましくは3以下、より好ましくは1以下、更に好ましくは0.5以下である。潤滑油基油の%Cが5を超えると、粘度−温度特性、熱・酸化安定性および摩擦特性が低下する傾向にある。また、本発明に係る潤滑油基油の%Cは0であってもよいが、添加剤の溶解性を更に高めることができることから0.05以上とすることが好ましい。
また、本発明に係る潤滑油基油の%Cは、好ましくは80以上、より好ましくは82〜99、更に好ましくは85〜98、特に好ましくは90〜97である。潤滑油基油の%Cが80未満の場合、粘度−温度特性、熱・酸化安定性および摩擦特性が低下する傾向にあり、更に、潤滑油基油に添加剤が配合された場合に当該添加剤の効き目が低下する傾向にある。また、潤滑油基油の%Cが99を超えると、添加剤の溶解性が低下する傾向にある。
なお、本発明でいう%Cおよび%Cとは、それぞれASTM D 3238−85に準拠した方法(n−d−M環分析)により求められる、芳香族炭素数の全炭素数に対する百分率、パラフィン炭素数の全炭素数に対する百分率を意味する。
本発明で使用する潤滑油基油の40℃における動粘度は特に制限されるものではないが、油膜形成能力により優れる、潤滑性により優れる、高温条件下での基油の蒸発損失がより小さいなどの点から、18mm/s以上であることが好ましく、19mm/s以上であることがより好ましく、21mm/s以上であることがさらに好ましい。また、流体抵抗が小さくなるため潤滑箇所での摩擦抵抗(摩擦損失)がより小さく、また攪拌抵抗がより小さいなどの点から、33mm/s以下であることが好ましく、32mm/s以下であることがより好ましく、30mm/s以下であることがさらに好ましい。
また、潤滑油基油の粘度指数は特に制限されるものではないが、好ましくは90以上、より好ましくは110以上である。粘度指数を90以上とすることにより、油膜形成能力と流体抵抗低減能力や攪拌抵抗低減能力をより両立できる潤滑油組成物を得ることが可能となる。
また、潤滑油基油の流動点は特に制限されるものではないが、好ましくは0℃以下、より好ましくは−5℃以下である。流動点を0℃以下とすることにより、低温時において機械の運動がより妨げられない潤滑油組成物を得ることが可能となる。
本発明の潤滑油組成物における(A)マグネシウムスルホネート(以下、(A)成分ともいう。)としては、好ましくは塩基価が20〜450mgKOH/g、より好ましくは50〜400mgKOH/gの(過)塩基性マグネシウムスルホネートが望ましい。塩基価が20mgKOH/g未満の場合は、必要な極圧性を得ることができず、一方、塩基価が450mgKOH/gを越える場合は構造的に不安定となり、組成物の貯蔵安定性が悪化するため、それぞれ好ましくない。なおここで言う塩基価とは、JIS K2501「石油製品及び潤滑油−中和価試験法」の7.に準拠して測定される過塩素酸法による全塩基価を意味している。
本発明で(A)成分として用いられるマグネシウムスルホネートとしては、例えば、分子量100〜1500、好ましくは200〜700のアルキル芳香族化合物をスルホン化することによって得られるアルキル芳香族スルホン酸のマグネシウム塩が挙げられる。アルキル芳香族スルホン酸としては、具体的にはいわゆる石油スルホン酸や合成スルホン酸等が挙げられる。
石油スルホン酸としては、一般に鉱油の潤滑油留分のアルキル芳香族化合物をスルホン化したものやホワイトオイル製造時に副生する、いわゆるマホガニー酸等が用いられる。また合成スルホン酸としては、例えば洗剤の原料となるアルキルベンゼン製造プラントから副生したり、ポリオレフィンをベンゼンにアルキル化することにより得られる、直鎖状や分枝状のアルキル基を有するアルキルベンゼンを原料とし、これをスルホン化したもの、あるいはジノニルナフタレンをスルホン化したもの等が用いられる。またこれらアルキル芳香族化合物をスルホン化する際のスルホン化剤としては特に制限はないが、通常、発煙硫酸や硫酸が用いられる。
また、マグネシウムスルホネートは、その塩基価が20〜450mgKOH/gの範囲にある限りにおいて、アルキル芳香族スルホン酸を、直接、マグネシウムの酸化物や水酸化物等のマグネシウム塩基と反応させたり、又は一度ナトリウム塩やカリウム塩等のアルカリ金属塩としてからマグネシウム塩と置換させること等により得られる中性塩(正塩)だけでなく、さらにこれら中性塩(正塩)と過剰のマグネシウム塩やマグネシウム塩基(マグネシウムの水酸化物や酸化物)を水の存在下で加熱することにより得られる塩基性塩や、炭酸ガスの存在下で中性塩(正塩)をマグネシウムの塩基と反応させることにより得られる過塩基性塩(超塩基性塩)も含まれる。
なお、これらの反応は、通常、溶媒(例えば、ヘキサン等の脂肪族炭化水素溶剤、キシレン等の芳香族炭化水素溶剤、軽質潤滑油基油等)中で行われる。また、マグネシウムスルホネートは通常、軽質潤滑油基油等で希釈された状態で市販されており、容易に入手可能であるが、一般的に、その金属含有量が1.0〜20質量%、好ましくは2.0〜16質量%のものを用いるのが望ましい。
本発明の潤滑油組成物における(A)成分の含有量は、潤滑油組成物全量基準で、マグネシウム元素換算で0.04〜0.23質量%であることが必要であり、好ましくは0.05〜0.20質量%である。(A)成分の含有量が0.04質量%未満の場合は必要な極圧性を得ることができず、一方、0.23質量%を越えると、組成物の酸化安定性が低下するため、それぞれ好ましくない。
本発明の潤滑油組成物における(B)成分は、次の一般式(1)で表されるジチオリン酸亜鉛である。
Figure 0005393192
式(1)中、R、R、R及びRは、それぞれ個別に、炭素数3又は6の第2級アルキル基を示す。また、R〜Rの全てが、炭素数3の第2級アルキル基からなるジチオリン酸亜鉛とR〜Rの全てが炭素数6の第2級アルキル基からなるジチオリン酸亜鉛との混合物であっても良く、R〜Rのいずれかが炭素数3の第2級アルキル基であり、残りが炭素数6の第2級アルキル基であるジチオリン酸亜鉛であっても良い。本発明においては、R〜Rのいずれかが炭素数3の第2級アルキル基であり、残りが炭素数6の第2級アルキル基であるジチオリン酸亜鉛を含んでいることが、潤滑油への溶解性や貯蔵安定性に優れる点で特に好ましい。このようなジチオリン酸亜鉛は、製造原料として炭素数3の第2級アルコールと炭素数6の第2級アルコールの混合物を使用して得ることができる。
本発明の潤滑油組成物における(B)成分の含有量の下限値は、潤滑油組成物全量基準で、亜鉛元素量換算で0.08質量%、好ましくは0.10質量%であり、一方、その含有量の上限値は、潤滑油組成物全量基準で、亜鉛元素量換算で0.25質量%、好ましくは0.20質量%である。(B)成分の含有量が潤滑油組成物全量基準で、亜鉛元素量換算で0.08質量%未満の場合は、(B)成分含有による焼付き防止性の向上効果に乏しく、一方、(B)成分の含有量が潤滑油組成物全量基準で、亜鉛元素量換算で0.25質量%を超える場合は、焼付き防止性の向上効果に乏しいだけでなく潤滑油組成物の酸化安定性が悪化するため、それぞれ好ましくない。
本発明の潤滑油組成物における(C)成分は、ジチオリン酸亜鉛以外の硫黄含有化合物、ジチオリン酸亜鉛以外のリン含有化合物、ジチオリン酸亜鉛以外のリン−硫黄含有化合物から選ばれる少なくとも1種であって、組成物中において硫黄およびリンの両方を特定量含有することが必要である。
本発明におけるジチオリン酸亜鉛以外の硫黄含有化合物としては、公知のものが使用でき、例えば、以下の(C−1)〜(C−5)から選ばれる化合物を挙げることができる。
(C−1)チアゾール化合物
(C−2)チアジアゾール化合物
(C−3)ジチオカーバメート化合物
(C−4)ジヒドロカルビルポリサルファイド化合物
(C−5)硫化エステル化合物
(C−1)チアゾール化合物としては、下記一般式(2)又は(3)で表される化合物が好ましく用いられる。
Figure 0005393192
上記一般式(2)及び(3)中、R及びRは、それぞれ個別に、水素原子又は炭素数1〜30の炭化水素基を表し、Rは炭素数1〜4のアルキル基を表し、a、b及びcは、それぞれ個別に、0〜3の整数を表す
上記炭素数1〜30の炭化水素基としては、炭素数1〜30のアルキル基、シクロアルキル基、アルキルシクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、アルキルアリール基、及びアリールアルキル基等を挙げることができる。
上記アルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基等のアルキル基(これらアルキル基は直鎖でも分枝でもよい)を挙げることができる。
上記シクロアルキル基としては、具体的には、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等の炭素数5〜7のシクロアルキル基を挙げることができる。
上記アルキルシクロアルキル基としては、具体的には、メチルシクロペンチル基、ジメチルシクロペンチル基、メチルエチルシクロペンチル基、ジエチルシクロペンチル基、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基、メチルエチルシクロヘキシル基、ジエチルシクロヘキシル基、メチルシクロヘプチル基、ジメチルシクロヘプチル基、メチルエチルシクロヘプチル基、ジエチルシクロヘプチル基等の炭素数6〜11のアルキルシクロアルキル基(アルキル基のシクロアルキル基への置換位置も任意である)を挙げることができる。
上記アルケニル基としては、具体的には、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基等のアルケニル基(これらアルケニル基は直鎖状でも分枝状でもよく、また二重結合の位置は任意である)を挙げることができる。
上記アリール基としては、具体的には、フェニル基、ナフチル基等のアリール基を挙げることができる。
上記アルキルアリール基としては、具体的には、トリル基、キシリル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基、ペンチルフェニル基、ヘキシルフェニル基、ヘプチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、デシルフェニル基、ウンデシルフェニル基、ドデシルフェニル基等の炭素数7〜18のアルキルアリール基(アルキル基は直鎖でも分枝でもよく、またアリール基への置換位置も任意である)を挙げることができる。
上記アリールアルキル基としては、具体的には、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基、フェニルペンチル基、フェニルヘキシル基等の炭素数7〜12のアリールアルキル基(これらアルキル基は直鎖状でも分枝状でもよい)を挙げることができる。
(C−2)チアジアゾール化合物としては、下記一般式(4)又は(5)で表される化合物が好ましく用いられる。
Figure 0005393192
上記一般式(4)及び(5)中、R、R、R及びRは、それぞれ個別に、水素原子又は炭素数1〜30の炭化水素基を表し、それぞれ同一でも異なっていても良い。a、b、c及びdは、それぞれ個別に、0〜8の整数を表す。
上記炭素数1〜30の炭化水素基としては、炭素数1〜30のアルキル基、シクロアルキル基、アルキルシクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、アルキルアリール基、及びアリールアルキル基などを挙げることができる。
上記アルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基等のアルキル基(これらアルキル基は直鎖でも分枝でもよい)を挙げることができる。
上記シクロアルキル基としては、具体的には、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等の炭素数5〜7のシクロアルキル基を挙げることができる。
上記アルキルシクロアルキル基としては、具体的には、メチルシクロペンチル基、ジメチルシクロペンチル基、メチルエチルシクロペンチル基、ジエチルシクロペンチル基、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基、メチルエチルシクロヘキシル基、ジエチルシクロヘキシル基、メチルシクロヘプチル基、ジメチルシクロヘプチル基、メチルエチルシクロヘプチル基、ジエチルシクロヘプチル基等の炭素数6〜11のアルキルシクロアルキル基(アルキル基のシクロアルキル基への置換位置も任意である)を挙げることができる。
上記アルケニル基としては、具体的には、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基等のアルケニル基(これらアルケニル基は直鎖でも分枝でもよく、また二重結合の位置は任意である)を挙げることができる。
上記アリール基としては、具体的には、フェニル基、ナフチル基等のアリール基を挙げることができる。
上記アルキルアリール基としては、具体的には、トリル基、キシリル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基、ペンチルフェニル基、ヘキシルフェニル基、ヘプチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、デシルフェニル基、ウンデシルフェニル基、ドデシルフェニル基等の炭素数7〜18のアルキルアリール基(アルキル基は直鎖でも分枝でもよく、またアリール基への置換位置も任意である)を挙げることができる。
上記アリールアルキル基としては、具体的には、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基、フェニルペンチル基、フェニルヘキシル基等の炭素数7〜12のアリールアルキル基(これらアルキル基は直鎖でも分枝でもよい)を挙げることができる。
(C−3)ジチオカーバメート化合物としては、下記一般式(6)又は(7)で表される化合物が好ましく用いられる。
Figure 0005393192
上記一般式(6)及び(7)中、R、R、R、R、R、R及びRは、それぞれ個別に、炭素数1〜18、好ましくは1〜10の直鎖又は分岐アルキル基を表し、それぞれ同一でも異なっていても良い。また、式(6)中の(X)は、S、S−S、S−CH−S、S−(CH−S、S−(CH−S、あるいはS−Zn−Sを表す。
上記アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、トリデシル基及びオクタデシル基などが挙げられる。アルキル基を導入する際にα−オレフィンの混合物を原料とする場合があるが、この場合、複数種のアルキル基を有するアルキルチオカルバミル化合物が挙げられる。
ジチオカーバメート化合物の好ましい例としては、メチレンビス(ジブチルジチオカーバメート)、ビス(ジメチルチオカルバミル)モノスルフィド、ビス(ジメチルチオカルバミル)ジスルフィド、ビス(ジブチルチオカルバミル)シスルフィド、ビス(ジペンチルチオカルバミル)ジスルフィド、ビス(ジオクチルチオカルバミル)ジスルフィド、亜鉛ジペンチルジチオカーバメートなどを挙げることができる。
(C−4)ジヒドロカルビルポリサルファイド化合物としては、下記一般式(8)で表される化合物が挙げられる。
−S−R(8)
上記一般式(8)中、R及びRは、それぞれ個別に、炭素数1〜22の直鎖又は分岐のアルキル基、アルケニル基、あるいは炭素数6〜20のアリール基、アルキルアリール基またはアリールアルキル基を示し、それぞれ同一でも異なっていても良い。aは1〜5、好ましくは1〜2の整数を表す。ここでいうアルキル基は第1級アルキル基、第2級アルキル基、第3級アルキル基を含む。
及びRの具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ナフチル基、トリル基、キシリル基、ベンジル基、フェネチル基などを挙げることができる。
及びRとしては、プロピレンまたはイソブテンから誘導された炭素数3〜18のアルキル基、あるいは炭素数6〜8のアリール基、アルキルアリール基またはアリールアルキル基であることが好ましく、これらの基としては例えば、イソプロピル基、プロピレン2量体から誘導される分岐状ヘキシル基、プロピレン3量体から誘導される分岐状ノニル基、プロピレン4量体から誘導される分岐状ドデシル基、プロピレン5量体から誘導される分岐状ペンタデシル基、プロピレン6量体から誘導される分岐状オクタデシル基、tert−ブチル基、イソブテン2量体から誘導される分岐状オクチル基、イソブテン3量体から誘導される分岐状ドデシル基、イソブテン4量体から誘導される分岐状ヘキサデシル基などのアルキル基(これらのアルキル基は全ての分岐異性体を含む);フェニル基、トリル基、エチルフェニル基、キシリル基などのアルキルアリール基(これらアルキルアリール基のアルキル部分は直鎖でも分岐でもよく、アルキル部分のアリール基上の置換位置は任意である);及びベンジル基、フェニルエチル基(フェニル基の置換位置は任意である)などのアリールアルキル基が挙げられる。
及びRとしては、特にプロピレンまたはイソブテンから誘導された炭素数3〜18のアルキル基であることが好ましく、炭素数6〜15のアルキル基であることが最も好ましい。
ジヒドロカルビルポリサルファイド化合物の具体例としては、ジブチルポリサルファイド、ジヘキシルポリサルファイド、ジオクチルポリサルファイド、ジノニルポリサルファイド、ジデシルポリサルファイド、ジドデシルポリサルファイド、ジテトラデシルポリサルファイド、ジヘキサデシルポリサルファイド、ジオクタデシルポリサルファイド、ジエイコシルポリサルファイド、ジフェニルポリサルファイド、ジベンジルポリサルファイド、ジフェネチルポリサルファイド、ポリプロペニルポリサルファイド、ポリブテニルポリサルファイド及びこれらの混合物などが挙げられるが、ポリプロペニルポリサルファイド、ポリブテニルポリサルファイド及びこれらの混合物が特に好ましい。ここでいうポリプロペニルポリサルファイド、ポリブテニルポリサルファイドまたはこれらの混合物は、プロピレン、イソブテン、これらの単量体の2〜4量体、あるいはこれら単量体または重合体の混合物などのオレフィン系炭化水素を元素硫黄、ハロゲン化硫黄(例えば1塩化硫黄または2塩化硫黄)、硫化水素及びこれらの混合物などにより硫化することによって得ることができる。
(C−5)硫化エステル化合物としては、例えば、牛脂、豚脂、魚脂、菜種油、大豆油などの動植物油脂;不飽和脂肪酸(オレイン酸、リノール酸又は上記の動植物油脂から抽出された脂肪酸類などを含む)と各種アルコールとを反応させて得られる不飽和脂肪酸エステル;及びこれらの混合物などを任意の方法で硫化することにより得られるものが挙げられる。
これら硫黄含有化合物の中では、(C−4)ジヒドロカルビルポリサルファイド化合物および(C−5)硫化エステル化合物が好ましい。
本発明におけるジチオリン酸亜鉛以外のリン含有化合物としては、公知のものが使用でき、具体的には、例えば、一般式(9)で表されるリン含有化合物、一般式(10)で表されるリン含有化合物、及びそれらの金属塩又はアミン塩を挙げることができる。
Figure 0005393192
一般式(9)および(10)において、R、R、R、R、R及びRは、それぞれ個別に、水素原子又は炭素数1〜30の炭化水素基を示す。
上記R〜Rで表される炭素数1〜30の炭化水素基としては、具体的には、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキル置換シクロアルキル基、アリール基、アルキル置換アリール基、及びアリールアルキル基を挙げることができる。
上記アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基等のアルキル基(これらアルキル基は直鎖状でも分枝状でもよい)を挙げることができる。
上記シクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等の炭素数5〜7のシクロアルキル基を挙げることができる。
上記アルキルシクロアルキル基としては、例えば、メチルシクロペンチル基、ジメチルシクロペンチル基、メチルエチルシクロペンチル基、ジエチルシクロペンチル基、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基、メチルエチルシクロヘキシル基、ジエチルシクロヘキシル基、メチルシクロヘプチル基、ジメチルシクロヘプチル基、メチルエチルシクロヘプチル基、ジエチルシクロヘプチル基等の炭素数6〜11のアルキルシクロアルキル基(アルキル基のシクロアルキル基への置換位置も任意である)を挙げることができる。
上記アルケニル基としては、例えば、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基等のアルケニル基(これらアルケニル基は直鎖状でも分枝状でもよく、また二重結合の位置も任意である)を挙げることができる。
上記アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基等のアリール基を挙げることができる。
上記アルキルアリール基としては、例えば、トリル基、キシリル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基、ペンチルフェニル基、ヘキシルフェニル基、ヘプチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、デシルフェニル基、ウンデシルフェニル基、ドデシルフェニル基等の炭素数7〜18のアルキルアリール基(アルキル基は直鎖状でも分枝状でもよく、またアリール基への置換位置も任意である)を挙げることができる。
上記アリールアルキル基としては、例えばベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基、フェニルペンチル基、フェニルヘキシル基等の炭素数7〜12のアリールアルキル基(これらアルキル基は直鎖状でも分枝状でもよい)を挙げることができる。
上記R〜Rで表される炭素数1〜30の炭化水素基は、炭素数1〜30のアルキル基又は炭素数6〜24のアリール基であることが好ましく、更に好ましくは炭素数3〜18、更に好ましくは炭素数4〜12のアルキル基である。
一般式(9)で表されるリン含有化合物としては、例えば、亜リン酸、亜リン酸モノエステル、亜リン酸ジエステル、亜リン酸トリエステル、及びこれらの混合物等を挙げることができる。
一般式(10)で表されるリン含有化合物としては、例えば、リン酸、リン酸モノエステル、リン酸ジエステル、リン酸トリエステル、及びこれらの混合物等を挙げることができる。
一般式(9)又は(10)で表されるリン含有化合物の塩としては、リン化合物に金属酸化物、金属水酸化物、金属炭酸塩、金属塩化物等の金属塩基、アンモニア、炭素数1〜30の炭化水素基又はヒドロキシル基含有炭化水素基のみを分子中に有するアミン化合物等の窒素化合物を作用させて、残存する酸性水素の一部又は全部を中和した塩を挙げることができる。
上記金属塩基における金属としては、具体的には、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム等のアルカリ金属、カルシウム、マグネシウム、バリウム等のアルカリ土類金属、亜鉛、銅、鉄、鉛、ニッケル、銀、マンガン、モリブデン等の重金属等が挙げられる。これらの中ではカルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属及び亜鉛が好ましい。
上記リン化合物の金属塩は、金属の価数やリン化合物のOH基あるいはSH基の数に応じその構造が異なり、従ってその構造については何ら限定されないが、例えば、酸化亜鉛1molとリン酸ジエステル(OH基が1つ)2molを反応させた場合、下記式で表わされる構造の化合物が主成分として得られると考えられるが、ポリマー化した分子も存在していると考えられる。
Figure 0005393192
また、例えば、酸化亜鉛1molとリン酸モノエステル(OH基が2つ)1molとを反応させた場合、下記式で表わされる構造の化合物が主成分として得られると考えられるが、ポリマー化した分子も存在していると考えられる。
Figure 0005393192
上記窒素化合物としては、具体的には、アンモニア、モノアミン、ジアミン、ポリアミンが挙げられる。より具体的には、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン、トリデシルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ヘプタデシルアミン、オクタデシルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、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、ジノニルアミン、ジデシルアミン、ジウンデシルアミン、ジドデシルアミン、ジトリデシルアミン、ジテトラデシルアミン、ジペンタデシルアミン、ジヘキサデシルアミン、ジヘプタデシルアミン、ジオクタデシルアミン、メチルエチルアミン、メチルプロピルアミン、メチルブチルアミン、エチルプロピルアミン、エチルブチルアミン、及びプロピルブチルアミン等の炭素数1〜30のアルキル基(これらのアルキル基は直鎖状でも分枝状でもよい)を有するアルキルアミン;
エテニルアミン、プロペニルアミン、ブテニルアミン、オクテニルアミン、及びオレイルアミン等の炭素数2〜30のアルケニル基(これらのアルケニル基は直鎖状でも分枝状でもよい)を有するアルケニルアミン;メタノールアミン、エタノールアミン、プロパノールアミン、ブタノールアミン、ペンタノールアミン、ヘキサノールアミン、ヘプタノールアミン、オクタノールアミン、ノナノールアミン、メタノールエタノールアミン、メタノールプロパノールアミン、メタノールブタノールアミン、エタノールプロパノールアミン、エタノールブタノールアミン、及びプロパノールブタノールアミン等の炭素数1〜30のアルカノール基(これらのアルカノール基は直鎖状でも分枝状でもよい)を有するアルカノールアミン;
メチレンジアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、及びブチレンジアミン等の炭素数1〜30のアルキレン基を有するアルキレンジアミン;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等のポリアミン;ウンデシルジエチルアミン、ウンデシルジエタノールアミン、ドデシルジプロパノールアミン、オレイルジエタノールアミン、オレイルプロピレンジアミン、ステアリルテトラエチレンペンタミン等の上記モノアミン、ジアミン、ポリアミンに炭素数8〜20のアルキル基又はアルケニル基を有する化合物やN−ヒドロキシエチルオレイルイミダゾリン等の複素環化合物;これらの化合物のアルキレンオキシド付加物;及びこれらの混合物等が例示できる。
これら窒素化合物の中でもデシルアミン、ドデシルアミン、トリデシルアミン、ヘプタデシルアミン、オクタデシルアミン、オレイルアミン及びステアリルアミン等の炭素数10〜20のアルキル基又はアルケニル基を有する脂肪族アミン(これらは直鎖状でも分枝状でもよい)が好ましい例として挙げることができる。
これらのリン含有化合物の中では、炭素数3〜18のアルキル基又はアリール基を2個有する亜リン酸ジエステルと亜鉛又はカルシウムとの塩、炭素数3〜18のアルキル基又はアリール基、好ましくは炭素数6〜12のアルキル基を3個有する亜リン酸トリエステル、炭素数3〜18のアルキル基又はアリール基を1個有するリン酸のモノエステルと亜鉛又はカルシウムとの塩、炭素数3〜18のアルキル基又はアリール基を2個有するリン酸のジエステルと亜鉛又はカルシウムとの塩、あるいは炭素数3〜18のアルキル基又はアリール基、好ましくは炭素数6〜12のアルキル基を3個有するリン酸トリエステルであることが好ましい。
本発明におけるジチオリン酸亜鉛以外のリン−硫黄含有化合物としては、公知のものが使用でき、具体的には、例えば、一般式(11)で表されるリン−硫黄含有化合物、一般式(12)で表されるリン−硫黄含有化合物、及びそれらの金属塩又はアミン塩を挙げることができる。
Figure 0005393192
一般式(11)において、X、X及びXは、それぞれ個別に酸素原子又は硫黄原子を示し、かつこれらのうちの少なくとも1つは硫黄原子であり、R、R、及びRは、それぞれ個別に、水素原子又は炭素数1〜30の炭化水素基を示す。
Figure 0005393192
一般式(12)において、X、X、X及びXは、それぞれ個別に酸素原子又は硫黄原子を示し、かつこれらのうちの少なくとも1つは硫黄原子であり、R、R及びRは、それぞれ個別に、水素原子又は炭素数1〜30の炭化水素基を示す。
〜Rで表される炭素数1〜30の炭化水素基は、前記リン含有化合物において記載したものと同様である。またリン−硫黄含有化合物の塩を得るために用いる金属塩基、アミンについても、前記リン含有化合物において記載したものと同様である。
一般式(11)で表されるリン−硫黄含有化合物としては、例えば、モノチオ亜リン酸、モノチオ亜リン酸モノエステル、モノチオ亜リン酸ジエステル、モノチオ亜リン酸トリエステル、ジチオ亜リン酸、ジチオ亜リン酸モノエステル、ジチオ亜リン酸ジエステル、ジチオ亜リン酸トリエステル、トリチオ亜リン酸、トリチオ亜リン酸モノエステル、トリチオ亜リン酸ジエステル、トリチオ亜リン酸トリエステル、及びこれらの混合物もしくはこれらのアミン塩等を挙げることができる。
一般式(12)で表されるリン−硫黄含有化合物としては、例えば、モノチオリン酸、モノチオリン酸モノエステル、モノチオリン酸ジエステル、モノチオリン酸トリエステル、ジチオリン酸、ジチオリン酸モノエステル、ジチオリン酸ジエステル、ジチオリン酸トリエステル、トリチオリン酸、トリチオリン酸モノエステル、トリチオリン酸ジエステル、トリチオリン酸トリエステル、テトラチオリン酸、テトラチオリン酸モノエステル、テトラチオリン酸ジエステル、テトラチオリン酸トリエステル、及びこれらの混合物もしくはこれらのアミン塩等を挙げることができる。
これらリン−硫黄含有化合物の中では、エステル構造を有する化合物が好ましく、モノチオリン酸モノエステル、モノチオリン酸ジエステル、モノチオリン酸トリエステル、ジチオリン酸モノエステル、ジチオリン酸ジエステルまたはジチオリン酸トリエステルであることがより好ましい。
本発明における(C)成分の態様としては次の5つを挙げることができるが、(b)または(e)であることが好ましく、(b)であることが更に好ましい。
(a)リン−硫黄含有化合物
(b)硫黄含有化合物とリン含有化合物
(c)硫黄含有化合物とリン−硫黄含有化合物
(d)リン含有化合物とリン−硫黄含有化合物
(e)硫黄含有化合物、リン含有化合物とリン−硫黄含有化合物
本発明の潤滑油組成物における(C)成分の含有量は、潤滑油組成物全量基準で、硫黄元素量換算で0.55〜2.0質量%であることが必要であり、好ましくは0.55〜1.8質量%である。また、本発明の潤滑油組成物における(C)成分の含有量は、潤滑油組成物全量基準で、リン元素量換算で0.06〜0.15質量%であることが必要であり、好ましくは0.06〜0.13質量%である。硫黄元素量が0.55質量%未満の場合および/またはリン元素量が0.06質量%未満の場合は、十分な極圧性を得ることができず、一方、硫黄元素量が2.0質量%を超える場合および/またはリン元素量が0.15質量%を超える場合は、劣化時に錆びあるいは腐食の原因となる強酸が発生する傾向があるため、それぞれ好ましくない。
本発明の潤滑油組成物における(D)成分は、粘度指数向上剤及び/または流動点降下剤としての機能を有するポリ(メタ)アクリレート系化合物である。なお本発明でいうポリ(メタ)アクリレート系化合物とは、ポリアクリレート系化合物及びポリメタクリレート系化合物の総称である。
本発明に係るポリ(メタ)アクリレート系化合物は、好ましくは、下記一般式(13)で表される(メタ)アクリレートモノマー(以下、「モノマーM−1」という。)を含む重合性モノマーの重合体であり、モノマーM−1を含有する限りにおいては、オレフィン化合物(エチレン、α−オレフィン、スチレン、イソブチレン、ジエン、マレイン酸等)との複合ポリマーであってもよい。
Figure 0005393192
上記一般式(13)中、Rは水素又はメチル基を示し、Rは炭素数1〜200の直鎖状又は分枝状の炭化水素基を示す。
一般式(13)で表されるモノマーの1種の単独重合体又は2種以上の共重合により得られるポリ(メタ)アクリレート系化合物はいわゆる非分散型ポリ(メタ)アクリレートであるが、本発明に係るポリ(メタ)アクリレート系化合物は、一般式(13)で表されるモノマーと、一般式(14)および(15)から選ばれる1種以上のモノマー(以下、それぞれ「モノマーM−2」および「モノマーM−3」という。)を共重合させたいわゆる分散型ポリ(メタ)アクリレートであってもよい。
Figure 0005393192
上記一般式(14)中、Rは水素原子又はメチル基を示し、Rは炭素数1〜18のアルキレン基を示し、Eは窒素原子を1〜2個、酸素原子を0〜2個含有するアミン残基又は複素環残基を示し、aは0又は1を示す。
で表される炭素数1〜18のアルキレン基としては、具体的には、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、へプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基、トリデシレン基、テトラデシレン基、ペンタデシレン基、ヘキサデシレン基、ヘプタデシレン基、及びオクタデシレン基(これらアルキレン基は直鎖状でも分枝状でもよい。)等が例示できる。
また、Eで表される基としては、具体的には、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジブチルアミノ基、アニリノ基、トルイジノ基、キシリジノ基、アセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、モルホリノ基、ピロリル基、ピロリノ基、ピリジル基、メチルピリジル基、ピロリジニル基、ピペリジニル基、キノニル基、ピロリドニル基、ピロリドノ基、イミダゾリノ基、及びピラジノ基等が例示できる。
Figure 0005393192
上記一般式(15)中、Rは水素原子又はメチル基を示し、Eは窒素原子を1〜2個、酸素原子を0〜2個含有するアミン残基又は複素環残基を示す。
で表される基としては、具体的には、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジブチルアミノ基、アニリノ基、トルイジノ基、キシリジノ基、アセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、モルホリノ基、ピロリル基、ピロリノ基、ピリジル基、メチルピリジル基、ピロリジニル基、ピペリジニル基、キノニル基、ピロリドニル基、ピロリドノ基、イミダゾリノ基、及びピラジノ基等が例示できる。
モノマーM−2、モノマーM−3の好ましい例としては、具体的には、ジメチルアミノメチルメタクリレート、ジエチルアミノメチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、2−メチル−5−ビニルピリジン、モルホリノメチルメタクリレート、モルホリノエチルメタクリレート、N−ビニルピロリドン及びこれらの混合物等が例示できる。
モノマーM−1とモノマーM−2〜M−3との共重合体の共重合モル比については特に制限はないが、M−1:M−2〜M−3=99:1〜80:20程度が好ましく、より好ましくは98:2〜85:15、さらに好ましくは95:5〜90:10である。
本発明に係るポリ(メタ)アクリレート系化合物の製造法は任意であるが、例えば、ベンゾイルパーオキシド等の重合開始剤の存在下で、モノマーM−1とモノマーM−2〜M−3の混合物をラジカル溶液重合させることにより容易に得ることができる。
本発明に係るポリ(メタ)アクリレート系化合物の重量平均分子量(M)は、5,000以上であることが好ましく、より好ましくは50,000以上であり、さらに好ましくは100,000以上であり、特に好ましくは200,000以上であり、最も好ましくは300,000以上である。また、1,000,000以下であることが好ましく、より好ましくは700,000以下であり、さらに好ましくは600,000以下であり、特に好ましくは500,000以下である。重量平均分子量が5,000未満の場合には潤滑油基油に溶解させた場合の粘度指数向上効果が小さく省燃費性や低温粘度特性に劣るだけでなく、コストが上昇するおそれがあり、重量平均分子量が1,000,000を超える場合にはせん断安定性や潤滑油基油への溶解性、貯蔵安定性が悪くなるおそれがある。
本発明に係るポリ(メタ)アクリレート系化合物のPSSI(パーマネントシアスタビリティインデックス)は、好ましくは40以下、より好ましくは5〜40、さらに好ましくは10〜35、一層好ましくは15〜30、特に好ましくは20〜25である。PSSIが40を超える場合にはせん断安定性が悪くなるおそれがある。また、PSSIが5未満の場合には潤滑油基油に溶解させた場合の粘度指数向上効果が小さく、省燃費性や低温粘度特性に劣るだけでなく、コストが上昇するおそれがある。
なお、ここでいう「PSSI」とは、ASTM D 6022−01(Standard Practice for Calculation of Permanent Shear Stability Index)に準拠し、ASTM D 6278−02(Test Metohd for Shear Stability of Polymer Containing Fluids Using a European Diesel Injector Apparatus)により測定されたデータに基づき計算された、ポリマーの永久せん断安定性指数(Permanent Shear Stability Index)を意味する。
本発明の潤滑油組成物中における(D)成分の含有量は、組成物全量基準で、0.05〜5.0質量%であることが必要であり、好ましくは0.1〜3.0質量%、より好ましくは0.2〜2.0質量%、さらに好ましくは0.2〜1.0質量%である。含有量が0.05質量%より少ない場合には低温特性が不十分となるおそれがあり、また含有量が5.0質量%を超える場合には組成物のせん断安定性が悪化するおそれがある。
本発明においては、潤滑油基油に上述した(A)〜(D)成分を特定量配合することにより、極圧性、低温粘度特性および酸化安定性に優れたギヤシステム用潤滑油組成物を得ることができるが、その各種性能をさらに高める目的で、公知の潤滑油添加剤、例えば、無灰分散剤、(A)成分以外の金属系清浄剤、摩擦調整剤、(B)または(C)成分以外の極圧添加剤及び摩耗防止剤、さび止め剤、腐食防止剤、(D)成分以外の粘度指数向上剤、流動点降下剤、ゴム膨潤剤、消泡剤、着色剤等を単独で、又は数種類組み合わせた形で使用することができる。
本発明の潤滑油組成物に併用可能な無灰分散剤としては、潤滑油用の無灰分散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40〜400のアルキル基又はアルケニル基を分子中に少なくとも1個有する含窒素化合物又はその誘導体、あるいはアルケニルコハク酸イミドの変性品等が挙げられる。
このアルキル基又はアルケニル基としては、直鎖状でも分枝状でもよいが、好ましいものとしては、具体的には、プロピレン、1−ブテン、イソブチレン等のオレフィンのオリゴマーやエチレンとプロピレンのコオリゴマーから誘導される分枝状アルキル基や分枝状アルケニル基等が挙げられる。
また、無灰分散剤の1例として挙げた含窒素化合物の誘導体としては、具体的には例えば、前述したような含窒素化合物に炭素数2〜30のモノカルボン酸(脂肪酸等)やシュウ酸、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の炭素数2〜30のポリカルボン酸を作用させて、残存するアミノ基及び/又はイミノ基の一部又は全部を中和したり、アミド化した、いわゆる酸変性化合物;前述したような含窒素化合物にホウ酸を作用させて、残存するアミノ基及び/又はイミノ基の一部又は全部を中和したり、アミド化した、いわゆるホウ素変性化合物;前述したような含窒素化合物に硫黄化合物を作用させた硫黄変性化合物;及び前述したような含窒素化合物に酸変性、ホウ素変性、硫黄変性から選ばれた2種以上の変性を組み合わせた変性化合物等が挙げられる。
本発明の潤滑油組成物に併用可能な(A)成分以外の金属系清浄剤としては、潤滑油用の金属系清浄剤として通常用いられる任意の化合物が使用可能である。例えば、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のスルホネート((A)成分を除く)、フェネート、サリシレート、ナフテネート等を単独で、あるいは二種類以上組み合わせて使用できる。アルカリ金属としてはナトリウムまたはカリウムが、アルカリ土類金属としてはカルシウム等が好ましく用いられる。
(A)成分以外の金属系清浄剤としては、具体的には、カルシウムスルホネート、フェネート、サリシレートが挙げられる。なお、これら金属系清浄剤の全塩基価及び添加量は要求される潤滑油の性能に応じて任意に選択することができる。
摩擦調整剤としては、例えば、モリブデンジチオホスフェート、モリブデンジチオカーバメート等の有機モリブデン化合物に代表される有機金属系摩擦調整剤や、炭素数6〜30のアルキル基又はアルケニル基を少なくとも1個有する脂肪族1価アルコール、脂肪酸又はその誘導体、脂肪族アミン又はその誘導体等の無灰系摩擦調整剤等が挙げられる。
(B)または(C)成分以外の極圧添加剤及び耐摩耗剤としては、例えば、ジスルフィド類、硫化オレフィン類、硫化油脂類、(B)成分以外のジチオリン酸亜鉛等が挙げられる。
さび止め剤としては、例えば、アルケニルコハク酸、アルケニルコハク酸エステル、多価アルコールエステル、石油スルホネート、ジノニルナフタレンスルホネート等が挙げられる。
腐食防止剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系、チアジアゾール系、イミダゾール系の化合物等が挙げられる。
(D)成分以外の粘度指数向上剤としては、具体的には、エチレン−プロピレン共重合体等のオレフィンコポリマー又はその水素化物、スチレン−ジエンコポリマー、ポリメタクリレート及びオレフィンコポリマーのグラフトコポリマー又はその水素化物等が挙げられる。
消泡剤としては、例えば、ジメチルシリコーンやフルオロシリコーンなどのシリコーン類等が挙げられる。
これらの添加剤の添加量は任意であるが、通常、潤滑油組成物全量基準で、消泡剤の含有量は0.0005〜1重量%、腐食防止剤の含有量は0.005〜1重量%、その他の添加剤の含有量は、それぞれ0.05〜15重量%程度である。
本発明の潤滑油組成物の40℃における動粘度は25〜35mm/sであることが必要であり、好ましくは27〜30mm/sである。
本発明の潤滑油組成物において、40℃における動粘度を25mm/s以上とすることによって、油膜形成能力により優れる、潤滑性により優れる、高温条件下での基油の蒸発損失がより小さい潤滑油組成物を得ることができる。一方、40℃における動粘度を35mm/s以下とすることによって、流体抵抗が小さくなるため潤滑箇所での摩擦抵抗(摩擦損失)がより小さく、また攪拌抵抗がより小さい潤滑油組成物を得ることができる。
また、本発明の潤滑油組成物の100℃における動粘度は特に制限されるものではないが、油膜形成能力により優れる、潤滑性により優れる、高温条件下での基油の蒸発損失がより小さいなどの点から、4.8mm/s以上であることが好ましく、5.2mm/s以上であることがより好ましい。また、流体抵抗が小さくなるため潤滑箇所での摩擦抵抗(摩擦損失)がより小さく、また攪拌抵抗がより小さいなどの点から、6.0mm/s以下であることが好ましい。
以下、本発明の内容を実施例及び比較例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに何ら限定されるものではない。
≪実施例1〜4及び比較例1〜7≫
表1に示す組成に従い、本発明に係るギヤシステム用潤滑油組成物(実施例1〜4)および比較のためのギヤシステム用潤滑油組成物(比較例1〜7)を調製した。これらの潤滑油組成物につき、以下に示す性能評価試験を行い、その結果も表1に示した。
<ブルークフィールド(BF)低温粘度>
低温粘度特性の指標として−40℃におけるBF粘度を測定した。−40℃におけるBF粘度を50Pa・s以下とすることにより、粘性抵抗や撹拌抵抗を著しく低減することができる。なお、−40℃におけるBF粘度とは、JPI−5S−26−99に準拠して測定された粘度を意味する。
<IAEギヤ焼付き荷重>
IP166/68に準拠する装置を用いて、回転数6,000rpm、油温80℃の条件下におけるIAEギヤ焼付き荷重を測定した。IAEギヤの焼付き荷重を700N以上とすることにより、極めて高い極圧性が要求されるギヤシステムにも適用することが可能となる。
<酸化安定度試験>
JIS K 2514の4.項の方法(ISOT)に準拠して熱・酸化安定性試験(試験温度:165.5℃)を行い、24時間後のn−ペンタン不溶分およびラッカー付着の有無を評価した。
表1の結果から明らかなとおり、本発明に係る実施例1〜4のギヤシステム用潤滑油組成物は、いずれも低温粘度特性、焼付き防止性(極圧性)および酸化安定性に優れている。
これに対して、(D)成分の量が少ない場合(比較例1)および基油の%Cが大きすぎる場合(比較例2)には低温粘度特性が、リン含有量が少ない場合(比較例3〜4)、(A)成分が多すぎる場合(比較例5)および(B)成分が少ない場合(比較例7)は極圧性が、(A)成分が少なくかつ(C)成分に基づく硫黄分が多すぎる場合(比較例6)は酸化安定性が、いずれも、実施例のギヤシステム用潤滑油組成物と比較して劣る。
Figure 0005393192

本発明のギヤ用潤滑油組成物は、極圧性、酸化安定性と省燃費性能に優れており、ギヤシステム用潤滑油組成物として好適である。

Claims (2)

  1. 100℃の動粘度が4〜6mm/sで、かつ%Cが5以下である潤滑油基油に、組成物全量基準で、(A)マグネシウムスルホネートをマグネシウム元素量換算で0.04〜0.23質量%、(B)下記一般式(1)で表されるジチオリン酸亜鉛を亜鉛元素量換算で0.08〜0.25質量%、(C)ジチオリン酸亜鉛以外の硫黄含有化合物、ジチオリン酸亜鉛以外のリン含有化合物およびジチオリン酸亜鉛以外のリン−硫黄含有化合物から選ばれる少なくとも1種の化合物を硫黄元素量換算で0.55〜2.0質量%、かつリン元素量換算で0.06〜0.15質量%、および(D)ポリ(メタ)アクリレート系化合物0.05〜5.0質量%を含有してなり、かつ40℃における動粘度が25〜35mm2/sであることを特徴とする手動変速機、四輪駆動用トランスファーまたはディファレンシャルギヤシステム用潤滑油組成物。
    Figure 0005393192
    (式中、R〜Rは、それぞれ個別に、炭素数3または6の第2級アルキル基を示す。)
  2. (A)マグネシウムスルホネートが、塩基価20〜450mgKOH/gの(過)塩基性マグネシウムスルホネートであることを特徴とする請求項1記載の手動変速機、四輪駆動用トランスファーまたはディファレンシャルギヤシステム用潤滑油組成物。
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