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【発明の名称】 駆動伝達装置用潤滑油組成物
【発明者】 【氏名】松井 茂樹

【氏名】黒澤 修

【氏名】白濱 真一

【氏名】田川 一生

【要約】 【課題】低粘度化した場合であっても、耐摩耗性、焼付き防止性及び疲労寿命を長期にわたって高水準で達成することができ、駆動伝達装置の省燃費性と耐久性とを両立することが可能な潤滑油組成物を提供すること。

【構成】本発明の駆動伝達装置用潤滑油組成物は、飽和分を90質量%以上含有し、且つ該飽和分に占める環状飽和分の割合が40質量%以下であり、粘度指数が110以上であり、ヨウ素価が2.5以下である潤滑油基油と、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤と、リン含有化合物とを含有することを特徴とする。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
飽和分を90質量%以上含有し、且つ該飽和分に占める環状飽和分の割合が40質量%以下であり、粘度指数が110以上であり、ヨウ素価が2.5以下である潤滑油基油と、
ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤と、
リン含有化合物と
を含有することを特徴とする駆動伝達装置用潤滑油組成物。
【請求項2】
前記潤滑油基油は、前記環状飽和分に含まれる1環飽和分と2環以上の飽和分との質量比が下記式(1)で表される条件を満たす潤滑油基油であることを特徴とする、請求項1に記載の駆動伝達装置用潤滑油組成物。
/M≦3 (1)
(式中、Mは1環飽和分の質量を示し、Mは2環以上の飽和分を示す。)
【請求項3】
前記潤滑油基油において、前記飽和分に占める2環以上の飽和分の割合が3質量%以上であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の駆動伝達装置用潤滑油組成物。
【請求項4】
前記潤滑油基油が芳香族分を0.1〜5質量%含有することを特徴とする、請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載の駆動伝達装置用潤滑油組成物。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は駆動伝達装置用潤滑油組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、炭酸ガス排出量の削減等の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、すなわち省燃費化が急務となっており、変速機、終減速機等の駆動伝達装置には省エネルギーへの寄与が強く求められている。
【0003】
上記の駆動伝達装置において省燃費化を図る手段としては、潤滑油を低粘度化して摺動面における撹拌抵抗や摩擦抵抗を低減する方法がある。例えば、変速機のうち自動車用自動変速機や無段変速機はトルクコンバータ、湿式クラッチ、歯車軸受機構、オイルポンプ、重圧制御機構などを有し、また、手動変速機や終減速機は歯車軸受機構を有しており、これらに使用される潤滑油を低粘度化して撹拌抵抗や摩擦抵抗を低減することにより、動力の伝達効率を向上させて省燃費化を図ることができる。
【0004】
しかしながら、かかる潤滑油の低粘度化は、潤滑性(耐摩耗性、焼付き防止性、疲労寿命など)の低下を伴うため、変速機等に不具合が生じることがある。また、低粘度化した潤滑油の耐摩耗性等を確保するためにリン系極圧剤を添加すると、疲労寿命が著しく悪化してしまう。また、硫黄系極圧剤は疲労寿命の改善に有効ではあるが、低粘度の潤滑油基油においては添加剤よりも潤滑油基油の粘度の影響が大きいことが一般的に知られている。
【0005】
そこで、省燃費化を目的として潤滑油を低粘度化するにあたり、潤滑性を確保するための手段として、潤滑油基油に配合されるリン系極圧剤と硫黄系極圧剤との組合せの最適化が検討されている(例えば、特許文献1、2を参照。)。
【特許文献1】特開2004−262979号公報
【特許文献2】特開2004−262980号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記従来の駆動伝達装置用潤滑油であっても、近時ますます高まる省燃費化の要求に応えるためには改善の余地がある。すなわち、本発明者らの検討によれば、従来の駆動伝達装置用潤滑油に使用されている潤滑油基油は、高性能基油と呼ばれるものであっても、それ自体の潤滑性及び粘度−温度特性、更には熱・酸化安定性が必ずしも十分とはいえない。そのため、上記特許文献1、2に記載されているような添加剤処方の最適化による手法では、耐摩耗性、焼付き防止性、疲労寿命などの特性を損なわない範囲内での低粘度化に限界がある。更に、従来の潤滑油はせん断安定性の点でも十分とはいえず、当該潤滑油基油を含む潤滑油を長期間使用すると粘度低下が起こって潤滑性が損なわれることがある。
【0007】
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、低粘度化した場合であっても、耐摩耗性、焼付き防止性及び疲労寿命を長期にわたって高水準で達成することができ、駆動伝達装置の省燃費性と耐久性とを両立することが可能な潤滑油組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、上記課題を解決するために、飽和分を90質量%以上含有し、且つ該飽和分に占める環状飽和分の割合が40質量%以下であり、粘度指数が110以上であり、ヨウ素価が2.5以下である潤滑油基油と、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤と、リン含有化合物とを含有することを特徴とする駆動伝達装置用潤滑油組成物を提供する。
【0009】
本発明の駆動伝達装置用潤滑油組成物に含まれる潤滑油基油は、飽和分の含有量及び当該飽和分に占める環状飽和分の割合、並びに粘度指数及びヨウ素価がそれぞれ上記条件を満たすものであるため、粘度グレードが同程度である従来の潤滑油基油と比較して、粘度−温度特性、熱・酸化安定性、更には摩擦特性に優れる。更に、当該潤滑油基油は、添加剤が配合された場合に、当該添加剤を安定に溶解保持しつつその機能をより高水準で発現させることができるものである。そして、このように優れた特性を有する潤滑油基油に、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤(以下、場合により「(A)成分」という)とリン含有化合物(以下、場合により「(B)成分」という)とを含有せしめることによって、低粘度化した場合であっても、これらの相乗作用による耐摩耗性、摩擦特性、焼付き防止性及び疲労寿命の向上効果、更にはせん断安定性の向上効果を最大限に発揮させることができる。したがって、本発明の駆動伝達装置用潤滑油組成物によって、駆動伝達装置の省燃費性と耐久性とを両立することが可能となる。
【0010】
更に、従来の潤滑油基油の場合は低温粘度特性の改善と揮発防止性の確保との両立が困難であったが、本発明にかかる潤滑油基油によれば低温粘度特性と揮発防止性との双方を高水準でバランスよく達成することができる。したがって、本発明の駆動装置用潤滑油組成物は、駆動伝達装置の省燃費化と耐久性との両立に加えて、低温時始動性の改善の点でも有用である。
【0011】
本発明の駆動伝達装置用潤滑油組成物において、上記潤滑油基油は、環状飽和分に含まれる1環飽和分と2環以上の飽和分との質量比が下記式(1)で表される条件を満たす潤滑油基油であることが好ましい。
/M≦3 (1)
(式中、Mは1環飽和分の質量を示し、Mは2環以上の飽和分を示す。)
【0012】
また、上記潤滑油基油においては、飽和分に占める2環以上の飽和分の割合が3質量%以上であることが好ましい。
【0013】
また、上記潤滑油基油は、芳香族分を0.1〜5質量%含有することが好ましい。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、低粘度化した場合であっても、耐摩耗性、焼付き防止性及び疲労寿命を長期にわたって高水準で達成することが可能な駆動伝達装置用潤滑油組成物が実現される。そして、本発明の駆動伝達装置用潤滑油組成物を用いることによって、駆動伝達装置の省燃費性と耐久性とを両立することができ、更には低温時始動性を改善することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【0016】
本発明では、飽和分を90質量%以上含有し、且つ該飽和分に占める環状飽和分の割合が40質量%以下であり、粘度指数が110以上であり、ヨウ素価が2.5以下である潤滑油基油(以下、単に「本発明にかかる潤滑油基油」という。)が用いられる。
【0017】
本発明にかかる潤滑油基油は、飽和分の含有量及び当該飽和分に占める環状飽和分の割合、並びに粘度指数及びヨウ素価が上記条件を満たすものであれば特に制限されない。具体的には、原油を常圧蒸留及び/又は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、接触脱ろう、水素化精製、硫酸洗浄、白土処理等の精製処理のうちの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて精製したパラフィン系鉱油、あるいはノルマルパラフィン系基油、イソパラフィン系基油などのうち、飽和分の含有量及び当該飽和分に占める環状飽和分の割合、並びに粘度指数及びヨウ素価が上記条件を満たすものが挙げられる。これらの潤滑油基油は、1種を単独で用いてもよく、また、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0018】
本発明にかかる潤滑油基油の好ましい例としては、以下に示す基油(1)〜(8)を原料とし、この原料油及び/又はこの原料油から回収された潤滑油留分を、所定の精製方法によって精製し、潤滑油留分を回収することによって得られる基油を挙げることができる。
(1)パラフィン基系原油及び/又は混合基系原油の常圧蒸留による留出油
(2)パラフィン基系原油及び/又は混合基系原油の常圧蒸留残渣油の減圧蒸留による留出油(WVGO)
(3)潤滑油脱ろう工程により得られるワックス(スラックワックス等)及び/又はガストゥリキッド(GTL)プロセス等により得られる合成ワックス(フィッシャートロプシュワックス、GTLワックス等)
(4)基油(1)〜(3)から選ばれる1種又は2種以上の混合油及び/又は当該混合油のマイルドハイドロクラッキング処理油
(5)基油(1)〜(4)から選ばれる2種以上の混合油
(6)基油(1)、(2)、(3)、(4)又は(5)の脱れき油(DAO)
(7)基油(6)のマイルドハイドロクラッキング処理油(MHC)
(8)基油(1)〜(7)から選ばれる2種以上の混合油。
【0019】
なお、上記所定の精製方法としては、水素化分解、水素化仕上げなどの水素化精製;フルフラール溶剤抽出などの溶剤精製;溶剤脱ろうや接触脱ろうなどの脱ろう;酸性白土や活性白土などによる白土精製;硫酸洗浄、苛性ソーダ洗浄などの薬品(酸又はアルカリ)洗浄などが好ましい。本発明では、これらの精製方法のうちの1種を単独で行ってもよく、2種以上を組み合わせて行ってもよい。また、2種以上の精製方法を組み合わせる場合、その順序は特に制限されず、適宜選定することができる。
【0020】
更に、本発明にかかる潤滑油基油としては、上記基油(1)〜(8)から選ばれる基油又は当該基油から回収された潤滑油留分について所定の処理を行うことにより得られる下記基油(9)又は(10)が特に好ましい。
(9)上記基油(1)〜(8)から選ばれる基油又は当該基油から回収された潤滑油留分を水素化分解し、その生成物又はその生成物から蒸留等により回収される潤滑油留分について溶剤脱ろうや接触脱ろうなどの脱ろう処理を行い、または当該脱ろう処理をした後に蒸留することによって得られる水素化分解鉱油
(10)上記基油(1)〜(8)から選ばれる基油又は当該基油から回収された潤滑油留分を水素化異性化し、その生成物又はその生成物から蒸留等により回収される潤滑油留分について溶剤脱ろうや接触脱ろうなどの脱ろう処理を行い、または、当該脱ろう処理をしたあとに蒸留することによって得られる水素化異性化鉱油。
【0021】
また、上記(9)又は(10)の潤滑油基油を得るに際して、好都合なステップで、必要に応じて溶剤精製処理及び/又は水素化仕上げ処理工程を更に設けてもよい。
【0022】
また、上記水素化分解・水素化異性化に使用される触媒は特に制限されないが、分解活性を有する複合酸化物(例えば、シリカアルミナ、アルミナボリア、シリカジルコニアなど)又は当該複合酸化物の1種類以上を組み合わせてバインダーで結着させたものを担体とし、水素化能を有する金属(例えば周期律表第VIa族の金属や第VIII族の金属などの1種類以上)を担持させた水素化分解触媒、あるいはゼオライト(例えばZSM−5、ゼオライトベータ、SAPO−11など)を含む担体に第VIII族の金属のうち少なくとも1種類以上を含む水素化能を有する金属を担持させた水素化異性化触媒が好ましく使用される。水素化分解触媒及び水素化異性化触媒は、積層又は混合などにより組み合わせて用いてもよい。
【0023】
水素化分解・水素化異性化の際の反応条件は特に制限されないが、水素分圧0.1〜20MPa、平均反応温度150〜450℃、LHSV0.1〜3.0hr−1、水素/油比50〜20000scf/bとすることが好ましい。
【0024】
本発明にかかる潤滑油基油の製造方法の好ましい例としては、以下に示す製造方法Aが挙げられる。
【0025】
すなわち、本発明にかかる製造方法Aは、
NH脱着温度依存性評価においてNHの全脱着量に対する300〜800℃でのNHの脱着量の分率が80%以下である担体に、周期律表第VIa族金属のうち少なくとも1種類と、第VIII族金属のうち少なくとも1種類とが担持された水素化分解触媒を準備する第1工程と、
水素化分解触媒の存在下、スラックワックスを50容量%以上含む原料油を、水素分圧0.1〜14MPa、平均反応温度230〜430℃、LHSV0.3〜3.0hr−1、水素油比50〜14000scf/bで水素化分解する第2工程と、
第2工程で得られた分解生成油を蒸留分離して潤滑油留分を得る第3工程と、
第3工程で得られた潤滑油留分を脱ろう処理する第4工程と
を備える。
【0026】
以下、上記製造方法Aについて詳述する。
【0027】
(原料油)
上記製造方法Aにおいては、スラックワックスを50容量%以上含有する原料油が用いられる。なお、本発明でいう「スラックワックスを50容量%以上含有する原料油」とは、スラックワックスのみからなる原料油と、スラックワックスと他の原料油との混合油であってスラックワックスを50容量%以上含有する原料油との双方が包含される。
【0028】
スラックワックスは、パラフィン系潤滑油留分から潤滑油基油を製造する際、溶剤脱ろう工程で副生するワックス含有成分であり、本発明においては該ワックス含有成分をさらに脱油処理したものもスラックワックスに包含される。スラックワックスの主成分はn−パラフィン及び側鎖の少ない分岐パラフィン(イソパラフィン)であり、ナフテン分や芳香族分は少ない。原料油の調製に使用するスラックワックスの動粘度は、目的とする潤滑油基油の動粘度に応じて適宜選定することができるが、本発明にかかる潤滑油基油として低粘度基油を製造するには、100℃における動粘度が2〜25mm/s程度、好ましくは2.5〜20mm/s程度、より好ましくは3〜15mm/s程度の、比較的低粘度のスラックワックスが望ましい。また、スラックワックスのその他の性状も任意であるが、融点は、好ましくは35〜80℃、より好ましくは45〜70℃、さらに好ましくは50〜60℃である。また、スラックワックスの油分は、好ましくは60質量%以下、より好ましくは50質量%以下、さらに好ましくは25質量%以下、特に好ましくは10質量%以下であり、また、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1質量%以上である。また、スラックワックスの硫黄分は、好ましくは1質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下であり、また、好ましくは0.001質量%以上である。
【0029】
ここで、十分に脱油処理されたスラックワックス(以下、「スラックワックスA」という。)の油分は、好ましくは0.5〜10質量%、より好ましくは1〜8質量%である。また、スラックワックスAの硫黄分は、好ましくは0.001〜0.2質量%、より好ましくは0.01〜0.15質量%、さらに好ましくは0.05〜0.12質量%である。一方、脱油処理されないか、あるいは脱油処理が不十分であるスラックワックス(以下、「スラックワックスB」という。)の油分は、好ましくは10〜60質量%、より好ましくは12〜50質量%、さらに好ましくは15〜25質量%である。また、スラックワックスBの硫黄分は、好ましくは0.05〜1質量%、より好ましくは0.1〜0.5質量%、さらに好ましくは0.15〜0.25質量%である。なお、これらスラックワックスA、Bは、水素化分解/異性化触媒の種類や特性に応じて、脱硫処理が施されたものであってもよく、その場合の硫黄分は、好ましくは0.01質量%以下、より好ましくは0.001質量%以下である。
【0030】
上記製造方法Aにおいては、上記スラックワックスAを原料として用いることで、飽和分の含有量及び当該飽和分に占める環状飽和分の割合、並びに粘度指数及びヨウ素価が上記条件を満たす本発明にかかる潤滑油基油を好適に得ることができる。また、上記製造方法Aによれば、油分や硫黄分が比較的高く、比較的粗悪で安価なスラックワックスBを原料として用いても、粘度指数が高く、低温特性及び熱・酸化安定性に優れた付加価値の高い潤滑油基油を得ることができる。
【0031】
原料油がスラックワックスと他の原料油との混合油である場合、当該他の原料油としては、混合油全量に占めるスラックワックスの割合が50容量%以上であれば特に制限されないが、原油の重質常圧蒸留留出油及び/又は減圧蒸留留出油の混合油が好ましく用いられる。
【0032】
また、原料油がスラックワックスと他の原料油との混合油である場合、高粘度指数の基油を製造するという観点から、混合油に占めるスラックワックスの割合は、70容量%以上がより好ましく、75容量%以上が更により好ましい。当該割合が50容量%未満では、得られる潤滑油基油において芳香族分、ナフテン分などの油分が増大し、潤滑油基油の粘度指数が低下する傾向にある。
【0033】
一方、スラックワックスと併用される原油の重質常圧蒸留留出油及び/又は減圧蒸留留出油は、製造される潤滑油基油の粘度指数を高く保つため、300〜570℃の蒸留温度範囲に60容量%以上の留出成分を有する留分であることが好ましい。
【0034】
(水素化分解触媒)
上記製造方法Aでは、NH脱着温度依存性評価においてNHの全脱着量に対する300〜800℃でのNHの脱着量の分率が80%以下である担体に、周期律表第VIa族金属のうち少なくとも1種類と、第VIII族金属のうち少なくとも1種類とが担持された水素化分解触媒が用いられる。
【0035】
ここで、「NH脱着温度依存性評価」とは、文献(Sawa M., Niwa M., Murakami Y., Zeolites 1990,10,532、Karge H. G., Dondur V.,J.Phys.Chem. 1990,94,765など)に紹介されている方法であり、以下のようにして行われる。先ず、触媒担体を、窒素気流下400℃以上の温度で30分以上前処理し、吸着分子を除去した後に、100℃でNHを飽和するまで吸着させる。次いで、その触媒担体を100〜800℃まで10℃/分以下の昇温速度で昇温してNHを脱着させ、脱着により分離されたNHを所定温度ごとにモニターする。そして、NHの全脱着量(100〜800℃での脱着量)に対する、300℃〜800℃でのNHの脱着量の分率を求める。
【0036】
上記製造方法Aで用いられる触媒担体は、上記のNH脱着温度依存性評価においてNHの全脱着量に対する300〜800℃でのNHの脱着量の分率が80%以下のものであり、好ましくは70%以下、より好ましくは60%以下である。かかる担体を用いて水素化分解触媒を構成することで、分解活性を支配する酸性質が十分に抑制されるので、水素化分解により原料油中のスラックワックス等に由来する高分子量n−パラフィンの分解異性化によるイソパラフィンの生成を効率よく且つ確実に行うことができ、且つ、生成したイソパラフィン化合物の過度の分解を充分に抑制することができるようになる。その結果、適度に枝分かれした化学構造を有する粘度指数の高い分子を、適度な分子量範囲で十分量与えることができる。
【0037】
このような担体としては、アモルファス系であり且つ酸性質を有する二元酸化物が好ましく、例えば、文献(「金属酸化物とその触媒作用」、清水哲郎、講談社、1978年)などに例示されている二元酸化物が挙げられる。
【0038】
中でも、アモルファス系複合酸化物であってAl、B、Ba、Bi、Cd、Ga、La、Mg、Si、Ti、W、Y、ZnおよびZrから選ばれる元素の酸化物2種類の複合による酸性質二元酸化物を含有することが好ましい。これらの酸性質二元酸化物の各酸化物の比率などを調整することにより、前記のNH吸脱着評価において、本目的に適した酸性質の担体を得ることができる。なお、当該担体を構成する酸性質二元酸化物は上記のうちの1種類であっても2種類以上の混合物であってもよい。また、当該担体は、上記酸性質二元酸化物からなるものであってもよく、あるいは当該酸性質二元酸化物をバインダーで結着させた担体であってもよい。
【0039】
さらに、当該担体は、アモルファス系シリカ・アルミナ、アモルファス系シリカ・ジルコニア、アモルファス系シリカ・マグネシア、アモルファス系シリカ・チタニア、アモルファス系シリカ・ボリア、アモルファス系アルミナ・ジルコニア、アモルファス系アルミナ・マグネシア、アモルファス系アルミナ・チタニア、アモルファス系アルミナ・ボリア、アモルファス系ジルコニア・マグネシア、アモルファス系ジルコニア・チタニア、アモルファス系ジルコニア・ボリア、アモルファス系マグネシア・チタニア、アモルファス系マグネシア・ボリアおよびアモルファス系チタニア・ボリアから選ばれる少なくとも1種類の酸性質二元酸化物を含有することが好ましい。当該担体を構成する酸性質二元酸化物は上記のうちの1種類であっても2種類以上の混合物であってもよい。また、当該担体は、上記酸性質二元酸化物からなるものであってもよく、あるいは当該酸性質二元酸化物をバインダーで結着させた担体であってもよい。かかるバインダーとしては、一般に触媒調製に使用されるものであれば特に制限はないが、シリカ、アルミナ、マグネシア、チタニア、ジルコニア、クレーから選ばれるかまたはそれらの混合物などが好ましい。
【0040】
上記製造方法Aにおいては、上記の担体に、周期律表第VIa族の金属(モリブデン、クロム、タングステンなど)のうち少なくとも1種類と、第VIII族の金属(ニッケル、コバルト、パラジウム、白金など)のうち少なくとも1種類とが担持されて水素化分解触媒が構成される。これらの金属は、水素化能を担うものであり、酸性質担体によってパラフィン化合物が分解または枝分かれする反応を終結させ、適度な分子量と枝分かれ構造を有するイソパラフィンの生成に重要な役割を担っている。
【0041】
水素化分解触媒における金属の担持量としては、第VIa族金属の担持量が金属1種類当たり5〜30質量%であり、第VIII族金属の担持量が金属1種類当たり0.2〜10質量%であることが好ましい。
【0042】
さらに、上記製造方法Aで用いられる水素化分解触媒においては、第VIa族金属の1種類以上の金属としてモリブデンを5〜30質量%の範囲で含み、また、第VIII族金属の1種類以上の金属としてニッケルを0.2〜10質量%の範囲で含むことがより好ましい。
【0043】
上記の担体と第VIa族金属の1種類以上と第VIII属金属の1種類以上の金属とで構成される水素化分解触媒は、硫化した状態で水素化分解に用いることが好ましい。硫化処理は公知の方法により行うことができる。
【0044】
(水素化分解工程)
上記製造方法Aにおいては、上記の水素化分解触媒の存在下、スラックワックスを50容量%以上含む原料油を、水素分圧が0.1〜14MPa、好ましくは1〜14MPa、より好ましくは2〜7MPa;平均反応温度が230〜430℃、好ましくは330〜400℃、より好ましくは350〜390℃;LHSVが0.3〜3.0hr−1、好ましくは0.5〜2.0hr−1;水素油比が50〜14000scf/b、好ましくは100〜5000scf/bで水素化分解する。
【0045】
かかる水素化分解工程においては、原料油中のスラックワックスに由来するn−パラフィンを分解する過程でイソパラフィンへの異性化を進行させることにより、流動点が低く、かつ粘度指数の高いイソパラフィン成分を生ぜしめるのであるが、同時に、原料油に含まれている高粘度指数化の阻害因子である芳香族化合物を単環芳香族化合物、ナフテン化合物及びパラフィン化合物に分解し、また、高粘度指数化の阻害因子である多環ナフテン化合物を単環ナフテン化合物やパラフィン化合物に分解することができる。なお、高粘度指数化の点からは、原料油中に高沸点で粘度指数の低い化合物が少ない方が好ましい。
【0046】
また、反応の進行度合いを評価する分解率を下記式:
(分解率(容量%))=100−(生成物中の沸点が360℃以上の留分の割合(容量%))
のように定義すると、分解率は3〜90容量%であることが好ましい。分解率が3容量%未満では、原料油中に含まれる流動点の高い高分子量n−パラフィンの分解異性化によるイソパラフィンの生成や、粘度指数の劣る芳香族分や多環ナフテン分の水素化分解が不十分となり、また、分解率が90容量%を超えると潤滑油留分の収率が低くなり、それぞれ好ましくない。
【0047】
(蒸留分離工程)
次いで、上記の水素化分解工程により得られる分解生成油から潤滑油留分を蒸留分離する。この際、軽質分として燃料油留分も得られる場合がある。
【0048】
燃料油留分は脱硫、脱窒素が十分に行われ、また、芳香族の水素化も十分に行われた結果得られる留分である。このうち、ナフサ留分はイソパラフィン分が多く、灯油留分は煙点が高く、また、軽油留分はセタン価が高い等、燃料油としていずれも高品質である。
【0049】
一方、潤滑油留分における水素化分解が不十分である場合には、その一部を再度水素化分解工程に供してもよい。また、所望の動粘度の潤滑油留分を得るため、潤滑油留分を更に減圧蒸留してもよい。なお、この減圧蒸留分離は次に示す脱ろう処理後に行ってもよい。
【0050】
蒸発分離工程において、水素化分解工程で得られる分解生成油を減圧蒸留することにより、70Pale、SAE10、SAE20と呼ばれる潤滑油基油を好適に得ることができる。
【0051】
原料油としてより低粘度のスラックワックスを使用した系は、70PaleやSAE10留分を多く生成するのに適しており、原料油として上記範囲で高粘度のスラックワックスを使用した系はSAE20を多く生成するのに適している。しかし、高粘度のスラックワックスを用いても、分解反応の進行程度によっては70Pale、SAE10を相当量生成する条件を選ぶこともできる。
【0052】
(脱ろう工程)
上記の蒸留分離工程において、分解生成油から分留した潤滑油留分は流動点が高いので、所望の流動点を有する潤滑油基油を得るために脱ろうする。脱ろう処理は溶剤脱ろう法又は接触脱ろう法などの通常の方法で行うことができる。このうち、溶剤脱ろう法は一般にMEK、トルエンの混合溶剤が用いられるが、ベンゼン、アセトン、MIBK等の溶剤を用いてもよい。脱ろう油の流動点を−10℃以下にするために溶剤/油比1〜6倍、ろ過温度−5〜−45℃、好ましくは−10〜−40℃の条件で行うことが好ましい。なお、ここで除去されるろう分は、スラックワックスとして、水素化分解工程に再び供することができる。
【0053】
上記製造方法においては、脱ろう処理に溶剤精製処理及び/又は水素化精製処理を付加してもよい。これらの付加する処理は潤滑油基油の紫外線安定性や酸化安定性を向上させるために行うもので、通常の潤滑油精製工程で行われている方法で行うことができる。
【0054】
溶剤精製の際には、溶剤として一般にフルフラール、フェノール、N−メチルピロリドン等を使用し、潤滑油留分中に残存している少量の芳香族化合物、特に多環芳香族化合物を除去する。
【0055】
また、水素化精製はオレフィン化合物や芳香族化合物を水素化するために行うもので、特に触媒を限定するものではないが、モリブデン等の第VIa族金属のうち少なくとも1種類と、コバルト、ニッケル等の第VIII族金属のうち、少なくとも1種類を担持したアルミナ触媒を用いて、反応圧力(水素分圧)7〜16MPa、平均反応温度300〜390℃、LHSV0.5〜4.0hr−1の条件下で行うことができる。
【0056】
また、本発明にかかる潤滑油基油の製造方法の好ましい例としては、以下に示す製造方法Bが挙げられる。
【0057】
すなわち、本発明にかかる製造方法Bは、
触媒の存在下、パラフィン系炭化水素を含有する原料油を水素化分解及び/又は水素化異性化する第5工程と、
第5工程で得られる生成物又はその生成物から蒸留等により回収される潤滑油留分を脱ろう処理する第6工程と、
を備える。
【0058】
以下、上記製造方法Bについて詳述する。
【0059】
(原料油)
上記製造方法Bにおいては、パラフィン系炭化水素を含有する原料油が用いられる。なお、本発明でいう「パラフィン系炭化水素」とは、パラフィン分子の含有率が70質量%以上の炭化水素をいう。パラフィン系炭化水素の炭素数は特に制限されないが、通常、10〜100程度のものが用いられる。また、パラフィン系炭化水素の製法は特に制限されず、石油系及び合成系の各種パラフィン系炭化水素を用いることができるが、特に好ましいパラフィン系炭化水素としては、ガストゥリキッド(GTL)プロセス等により得られる合成ワックス(フィッシャートロプシュワックス(FTワックス)、GTLワックス等)が挙げられ、中でもFTワックスが好ましい。また、合成ワックスは、炭素数が好ましくは15〜80、より好ましくは20〜50のノルマルパラフィンを主成分として含むワックスが好適である。
【0060】
原料油の調製に使用するパラフィン系炭化水素の動粘度は、目的とする潤滑油基油の動粘度に応じて適宜選定することができるが、本発明にかかる潤滑油基油として低粘度基油を製造するには、100℃における動粘度が2〜25mm/s程度、好ましくは2.5〜20mm/s程度、より好ましくは3〜15mm/s程度の、比較的低粘度のパラフィン系炭化水素が望ましい。また、パラフィン系炭化水素のその他の性状も任意であるが、パラフィン系炭化水素がFTワックス等の合成ワックスである場合、その融点は、好ましくは35〜80℃、より好ましくは50〜80℃、さらに好ましくは60〜80℃である。また、合成ワックスの油分は、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、さらに好ましくは2質量%以下である。また、合成ワックスの硫黄分は、好ましくは0.01質量%以下、より好ましくは0.001質量%以下、さらに好ましくは0.0001質量%以下である。
【0061】
原料油が上記合成ワックスと他の原料油との混合油である場合、当該他の原料油としては、混合油全量に占める合成ワックスの割合が50容量%以上であれば特に制限されないが、原油の重質常圧蒸留留出油及び/又は減圧蒸留留出油の混合油が好ましく用いられる。
【0062】
また、原料油が上記合成ワックスと他の原料油との混合油である場合、高粘度指数の基油を製造するという観点から、混合油に占める合成ワックスの割合は、70容量%以上がより好ましく、75容量%以上が更により好ましい。当該割合が70容量%未満では、得られる潤滑油基油において芳香族分、ナフテン分などの油分が増大し、潤滑油基油の粘度指数が低下する傾向にある。
【0063】
一方、合成ワックスと併用される原油の重質常圧蒸留留出油及び/又は減圧蒸留留出油は、製造される潤滑油基油の粘度指数を高く保つため、300〜570℃の蒸留温度範囲に60容量%以上の留出成分を有する留分であることが好ましい。
【0064】
(触媒)
製造方法Bで用いられる触媒は特に制限されないが、アルミノシリケートを含有する担体に、活性金属成分として周期律表第VI属b金属及び第VIII属金属から選ばれる1種以上が担持された触媒が好ましく用いられる。
【0065】
アルミノシリケートとは、アルミニウム、珪素及び酸素の3元素で構成される金属酸化物をいう。また、本発明の効果を妨げない範囲で他の金属元素を共存させることもできる。この場合、他の金属元素の量はその酸化物としてアルミナ及びシリカの合計量の5質量%以下が好ましく、3質量%以下がより好ましい。共存可能な金属元素としては、例えばチタン、ランタン、マンガン等を挙げることができる。
【0066】
アルミノシリケートの結晶性は、全アルミニウム原子中の4配位のアルミニウム原子の割合で見積もることができ、この割合は27Al固体NMRにより測定することができる。本発明で用いられるアルミノシリケートとしては、アルミニウム全量に対する4配位アルミニウムの割合が50質量%以上のものが好ましく、70質量%以上のものがより好ましく、80質量%以上のものがさらに好ましい。以下、アルミニウム全量に対する4配位アルミニウムの割合が50質量%以上のアルミノシリケートを「結晶性アルミノシリケート」という。
【0067】
結晶性アルミノシリケートとしては、いわゆるゼオライトを使用することができる。好ましい例としては、Y型ゼオライト、超安定性Y型ゼオライト(USY型ゼオライト)、β型ゼオライト、モルデナイト、ZSM−5などが挙げられ、中でもUSYゼオライトが特に好ましい。本発明では結晶性アルミノシリケートの1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【0068】
結晶性アルミノシリケートを含有する担体の調製方法としては、結晶性アルミノシリケート及びバインダーの混合物を成型し、その成型体を焼成する方法が挙げられる。使用するバインダーについては特に制限はないが、アルミナ、シリカ、シリカアルミナ、チタニア、マグネシアが好ましく、中でもアルミナが特に好ましい。バインダーの使用割合は特に制限されないが、通常、成型体全量基準で5〜99質量%が好ましく、20〜99質量%がより好ましい。結晶性アルミノシリケート及びバインダーを含有する成型体の焼成温度は、430〜470℃が好ましく、440〜460℃がより好ましく、445〜455℃がさらに好ましい。また、焼成時間は特に制限されないが、通常1分〜24時間、好ましくは10分から20時間、より好ましくは30分〜10時間である。焼成は空気雰囲気下で行ってもよいが、窒素雰囲気下などの無酸素雰囲気下で行うことが好ましい。
【0069】
また、上記担体に担持される第VI属b金属としてはクロム、モリブデン、タングステン等が、第VIII属金属としては、具体的には、コバルト、ニッケル、ロジウム、パラジウム、イリジウム、白金等がそれぞれ挙げられる。これらの金属は、1種類を単独で用いてもよく、あるいは2種類以上を組み合わせて用いてもよい。2種類以上の金属を組み合わせる場合、白金、パラジウム等の貴金属同士を組み合わせてもよく、ニッケル、コバルト、タングステン、モリブデン等の卑金属同士を組み合わせてもよく、あるいは貴金属と卑金属とを組み合わせてもよい。
【0070】
また、金属の担体への担持は、金属を含む溶液への担体の含浸、イオン交換等の情報により行うことができる。金属の担持量は、適宜選択することができるが、触媒全量基準で、通常0.05〜2質量%であり、好ましくは0.1〜1質量%である。
【0071】
(水素化分解/水素化異性化工程)
上記製造方法Bにおいては、上記触媒の存在下、パラフィン系炭化水素を含有する原料油を水素化分解/水素化異性化する。かかる水素化分解/水素化異性化工程は、固定床反応装置を用いて行うことができる。水素化分解/水素化異性化の条件としては、例えば温度は250〜400℃、水素圧は0.5〜10MPa、原料油の液空間速度(LHSV)は0.5〜10h−1がそれぞれ好ましい。
【0072】
(蒸留分離工程)
次いで、上記の水素化分解/水素化異性化工程により得られる分解生成油から潤滑油留分を蒸留分離する。なお、製造方法Bにおける蒸留分離工程は製造方法Aにおける蒸留分離工程と同様であるため、ここでは重複する説明を省略する。
【0073】
(脱ろう工程)
次いで、上記の蒸留分離工程において分解生成油から分留した潤滑油留分を脱ろうする。かかる脱ろう工程は、溶剤脱ろう又は接触脱ろう等の従来公知の脱ろうプロセスを用いて行うことができる。ここで、分解/異性化生成油中に存在する沸点370℃以下の物質が脱ろうに先立ち高沸点物質から分離されていない場合、分解/異性化生成油の用途に応じて、全水素化異性化物を脱ろうしてもよく、あるいは沸点370℃以上の留分を脱ろうしてもよい。
【0074】
溶剤脱ろうにおいては、水素化異性化物を冷却ケトン及びアセトン、並びにMEK、MIBKなどのその他の溶剤と接触させ、さらに冷却して高流動点物質をワックス質固体として沈殿させ、その沈殿をラフィネートである溶剤含有潤滑油留分から分離する。さらに、ラフィネートをスクレープトサーフィス深冷器で冷却してワックス固形分を除去することができる。また、プロパン等の低分子量炭化水素類も脱ろうに使用可能であるが、この場合は分解/異性化生成油と低分子量炭化水素とを混合し、少なくともその一部を気化して分解/異性化生成油をさらに冷却してワックスを沈殿させる。ワックスは、ろ過、メンブランまたは遠心分離等によりラフィネートから分離する。その後、溶剤をラフィネートから除去し、ラフィネートを分留して、目的の潤滑油基油を得ることができる。
【0075】
また、接触脱ろう(触媒脱ろう)の場合は、分解/異性化生成油を、適当な脱ろう触媒の存在下、流動点を下げるのに有効な条件で水素と反応させる。接触脱ろうでは、分解/異性化生成物中の高沸点物質の一部を低沸点物質へと転化させ、その低沸点物質をより重い基油留分から分離し、基油留分を分留し、2種以上の潤滑油基油を得る。低沸点物質の分離は、目的の潤滑油基油を得る前に、あるいは分留中に行うことができる。
【0076】
脱ろう触媒としては、分解/異性化生成油の流動点を低下させることが可能なものであれば特に制限されないが、分解/異性化生成油から高収率で目的の潤滑油基油を得ることができるものが好ましい。このような脱ろう触媒としては、形状選択的分子篩(モレキュラーシーブ)が好ましく、具体的には、フェリエライト、モルデナイト、ZSM−5、ZSM−11、ZSM−23、ZSM−35、ZSM−22(シータワン又はTONとも呼ばれる)、シリコアルミノホスフェート類(SAPO)などが挙げられる。これらのモレキュラーシーブは、触媒金属成分と組み合わせて使用することが好ましく、貴金属と組み合わせることがより好ましい。好ましい組合せとしては、例えば白金とH−モルデナイトとを複合化したものが挙げられる。
【0077】
脱ろう条件は特に制限されないが、温度は200〜500℃が好ましく、水素圧は10〜200バール(1MPa〜20MPa)がそれぞれ好ましい。また、フロースルー反応器の場合、H処理速度は0.1〜10kg/l/hrが好ましく、LHSVは0.1〜10−1が好ましく、0.2〜2.0h−1がより好ましい。また、脱ろうは、分解/異性化生成油に含まれる、通常40質量%以下、好ましくは30質量%以下の、初留点が350〜400℃である物質をこの初留点未満の沸点を有する物質へと転換するように行うことが好ましい。
【0078】
以上、本発明にかかる潤滑油基油の好ましい製造方法である製造方法A及び製造方法Bについて説明したが、本発明にかかる潤滑油基油の製造方法はこれらに限定されない。例えば、上記製造方法Aにおいて、スラックワックスの代わりにFTワックス、GTLワックス等の合成ワックスを用いてもよい。また、上記製造方法Bにおいて、スラックワックス(好ましくはスラックワックスA、B)を含有する原料油を用いてもよい。さらに、製造方法A、Bのそれぞれにおいて、スラックワックス(好ましくはスラックワックスA、B)と、合成ワックス(好ましくはFTワックス、GTLワックス)とを併用してもよい。
【0079】
なお、本発明にかかる潤滑油基油を製造する際に使用される原料油が、上記のスラックワックス及び/又は合成ワックスと、これらのワックス以外の原料油との混合油である場合、スラックワックス及び/又は合成ワックスの含有量は原料油全量基準で50質量%以上であることが好ましい。
【0080】
また、本発明にかかる潤滑油基油を製造するための原料油としては、スラックワックス及び/又は合成ワックスを含有する原料油であって、油分が好ましくは60質量%以下、より好ましくは50質量%以下、さらに好ましくは25質量%以下である原料油が好ましい。
【0081】
また、本発明にかかる潤滑油基油における飽和分の含有量は、潤滑油基油全量を基準として、前述の通り90質量%以上であり、好ましくは93質量%以上、より好ましくは95質量%以上であり、また、当該飽和分に占める環状飽和分の割合は、前述の通り40質量%以下であり、好ましくは0.1〜40質量%、0.5〜30質量%、より好ましくは1〜25質量%、更に好ましくは1.5〜20質量%、一層好ましくは1.5〜15質量%、特に好ましくは1.5〜10質量%である。飽和分の含有量及び当該飽和分に占める環状飽和分の割合がそれぞれ上記条件を満たし、更に粘度指数及びヨウ素価がそれぞれ特定条件を満たすことにより、粘度−温度特性及び熱・酸化安定性を達成することができ、また、当該潤滑油基油に添加剤が配合された場合には、当該添加剤を潤滑油基油中に十分に安定的に溶解保持しつつ、当該添加剤の機能をより高水準で発現させることができる。更に、本発明によれば、潤滑油基油自体の摩擦特性を改善することができ、その結果、摩擦低減効果の向上、ひいては省エネルギー性の向上を達成することができる。
【0082】
なお、飽和分の含有量が90質量%未満であると、粘度−温度特性、熱・酸化安定性及び摩擦特性が不十分となる。また、飽和分に占める環状飽和分の割合が40質量%を超えると、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してしまう。更に、飽和分に占める環状飽和分の割合が0.1質量%未満であると、潤滑油基油に添加剤が配合された場合に、当該添加剤の溶解性が低下して潤滑油基油中に溶解保持される当該添加剤の有効量が低下し、当該添加剤の機能を有効に得ることができなくなる傾向にある。また、飽和分の含有量は100質量%でもよいが、製造コストの低減及び添加剤の溶解性の向上の点から、好ましくは99.9質量%以下、より好ましくは99.5質量%以下、更に好ましくは99質量%以下、特に好ましくは98.5質量%以下である。
【0083】
本発明にかかる潤滑油基油において、その飽和分に占める環状飽和分の割合が40質量%以下であることは、飽和分に占める非環状飽和分が60質量%以上であることと等価である。ここで、非環状飽和分には直鎖パラフィン分及び分枝パラフィン分の双方が包含される。本発明にかかる潤滑油基油に占める各パラフィン分の割合は特に制限されないが、分枝パラフィン分の割合は、潤滑油基油全量基準で、好ましくは55〜99質量%、より好ましくは57.5〜96質量%、更に好ましくは60〜95質量%、一層好ましくは70〜92質量%、特に好ましくは80〜90質量%である。潤滑油基油に占める分枝パラフィン分の割合が前記条件を満たすことにより、粘度−温度特性及び熱・酸化安定性をより向上させることができ、また、当該潤滑油基油に添加剤が配合された場合には、当該添加剤を十分に安定的に溶解保持しつつ、当該添加剤の機能を一層高水準で発現させることができる。また、潤滑油基油に占める直鎖パラフィン分の割合は、潤滑油基油全量基準で、好ましくは1質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下、さらに好ましくは0.2質量%以下である。直鎖パラフィン分の割合が上記条件を満たすことで、より低温粘度特性に優れた潤滑油基油を得ることができる。
【0084】
また、本発明にかかる潤滑油基油において、飽和分に占める1環飽和分及び2環以上の飽和分の含有量はそれらの合計が40質量%以下である限りにおいて特に制限されないが、飽和分に占める2環以上の飽和分の割合は、0.1質量%以上であることが好ましく、1質量%以上であることがより好ましく、3質量%以上であることがさらに好ましく、5質量%以上であることが特に好ましく、また、40質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましく、15質量%以下であることが更に好ましく、11質量%以下であることが特に好ましい。また、飽和分に占める1環飽和分の割合は0質量%であってもよいが、好ましくは1質量%以上、より好ましくは2質量%以上、更に好ましくは3質量%以上、特に好ましくは4質量%以上であり、また、好ましくは40質量%以下、より好ましくは20質量%以下、更に好ましくは15質量%以下、特に好ましくは11質量%以下である。
【0085】
また、本発明にかかる潤滑油基油において、環状飽和分に含まれる1環飽和分の質量(M)と2環以上の飽和分の質量(M)との比(M/M)は、好ましくは20以下、より好ましくは3以下、更に好ましくは2以下、特に好ましくは1以下である。また、M/Mは0であってもよいが、好ましくは0.1以上、より好ましくは0.3以上、更に好ましくは0.5以上である。M/Mが上記条件を満たすことにより、粘度−温度特性と熱・酸化安定性とを一層高水準で両立することができる。
【0086】
また、本発明にかかる潤滑油基油において、環状飽和分に含まれる1環飽和分の質量(M)と2環飽和分の質量(M)との比(M/M)は、好ましくは3以下、より好ましくは1.5以下、更に好ましくは1.3以下、特に好ましくは1.2以下である。また、M/Mは0であってもよいが、好ましくは0.1以上、より好ましくは0.3以上、更に好ましくは0.5以上である。M/Mが上記条件を満たすことにより、粘度−温度特性と熱・酸化安定性とを一層高水準で両立することができる。
【0087】
なお、本発明でいう飽和分の含有量とは、ASTM D 2007−93に準拠して測定される値(単位:質量%)を意味する。
【0088】
また、本発明でいう飽和分に占める環状飽和分、1環飽和分、2環以上の飽和分及び非環状飽和分の割合とは、それぞれASTM D 2786−91に準拠して測定されるナフテン分(測定対象:1環〜6環ナフテン、単位:質量%)及びアルカン分(単位:質量%)を意味する。
【0089】
また、本発明でいう潤滑油基油中の直鎖パラフィン分とは、前記ASTM D 2007−93に記載された方法により分離・分取された飽和分について、以下の条件でガスクロマトグラフィ分析を行い、当該飽和分に占める直鎖パラフィン分を同定・定量したときの測定値を、潤滑油基油全量を基準として換算した値を意味する。なお、同定・定量の際には、標準試料として炭素数5〜50の直鎖パラフィンの混合試料が用いられ、飽和分に占める直鎖パラフィン分は、クロマトグラムの全ピーク面積値(希釈剤に由来するピークの面積値を除く)に対する各直鎖パラフィンに相当に相当するピーク面積値の合計の割合として求められる。
(ガスクロマトグラフィ条件)
カラム:液相無極性カラム(長さ25mm、内径0.3mmφ、液相膜厚さ0.1μm)
昇温条件:50℃〜400℃(昇温速度:10℃/min)
キャリアガス:ヘリウム(線速度:40cm/min)
スプリット比:90/1
試料注入量:0.5μL(二硫化炭素で20倍に希釈した試料の注入量)
【0090】
また、潤滑油基油中の分枝パラフィン分の割合とは、前記飽和分に占める非環状飽和分と前記飽和分に占める直鎖パラフィン分との差を、潤滑油基油全量を基準として換算した値を意味する。
【0091】
なお、飽和分の分離方法、あるいは環状飽和分、非環状飽和分等の組成分析の際には、同様の結果が得られる類似の方法を使用することができる。例えば、上記の他、ASTM D 2425−93に記載の方法、ASTM D 2549−91に記載の方法、高速液体クロマトグラフィ(HPLC)による方法、あるいはこれらの方法を改良した方法等を挙げることができる。
【0092】
また、本発明にかかる潤滑油基油における芳香族分は、飽和分の含有量及び当該飽和分に占める環状飽和分の割合、並びに粘度指数及びヨウ素価が上記条件を満たすものであれば特に制限されないが、潤滑油基油全量を基準として、好ましくは7質量%以下、より好ましくは5質量%以下、さらに好ましくは4質量%以下、特に好ましくは3質量%以下であり、また、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、更に好ましくは1質量%以上、特に好ましくは1.5質量%以上である。芳香族分の含有量が上記上限値を超えると、粘度−温度特性、熱・酸化安定性及び摩擦特性、更には揮発防止性及び低温粘度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、本発明にかかる潤滑油基油は芳香族分を含有しないものであってもよいが、芳香族分の含有量を上記下限値以上とすることにより、添加剤の溶解性を更に高めることができる。
【0093】
なお、本発明でいう芳香族分とは、ASTM D 2007−93に準拠して測定された値を意味する。芳香族分には、通常、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、フェナントレン及びこれらのアルキル化物、更にはベンゼン環が四環以上縮合した化合物、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原子を有する芳香族化合物などが含まれる。
【0094】
また、本発明にかかる潤滑油基油の粘度指数は、前述の通り110以上である。粘度指数が前記下限値未満であると、粘度−温度特性及び熱・酸化安定性、更には揮発防止性が低下する傾向にある。なお、本発明にかかる潤滑油基油の粘度指数の好ましい範囲は潤滑油基油の粘度グレードによるため、その詳細については後述する。
【0095】
また、本発明にかかる潤滑油基油のヨウ素価は、前述の通り2.5であり、好ましくは1.5以下、より好ましくは1以下、更に好ましくは0.8以下であり、また、0.01未満であってもよいが、それに見合うだけの効果が小さい点及び経済性との関係から、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.1以上、さらに好ましくは0.5以上である。潤滑油基油のヨウ素価を2.5以下とすることで、熱・酸化安定性を飛躍的に向上させることができる。なお、本発明でいう「ヨウ素価」とは、JIS K 0070「化学製品の酸価、ケン化価、ヨウ素価、水酸基価及び不ケン化価」の指示薬滴定法により測定したヨウ素価を意味する。
【0096】
本発明にかかる潤滑油基油のその他の性状は、飽和分の含有量及び当該飽和分に占める環状飽和分の割合、並びに粘度指数及びヨウ素価が上記条件を満たすものであれば特に制限されないが、本発明の潤滑油は以下に示す各種性状を有することが好ましい。
【0097】
本発明にかかる潤滑油基油は、下記式(2)で表される条件を満たすことが好ましい。
1.435≦n20−0.002×kv100≦1.453 (2)
[式中、n20は潤滑油基油の20℃における屈折率を示し、kv100は潤滑油基油の100℃における動粘度(mm/s)を示す。]
【0098】
更に、本発明にかかる潤滑油基油が飽和分を95質量%以上含有し、且つ該飽和分に占める環状飽和分の割合が0.1〜15質量%、好ましくは1〜10質量%である潤滑油である場合、n20−0.002×kv100は、好ましくは1.435〜1.450、より好ましくは1.440〜1.449、更に好ましくは1.442〜1.448、特に好ましくは1.444〜1.447である。このような性状を有する潤滑油基油を製造するには、水素化分解及び/又は水素化異性化工程に導入する原料として、前記した合成ワックス及び/又はスラックワックスを主成分とする原料を使用することが好ましく、前記した合成ワックス及び/又はスラックワックスAを主成分とする原料を使用することがより好ましい。また、この場合、前記した潤滑油基油に占める分枝パラフィンの割合は、より好ましくは95〜99質量%、さらに好ましくは97〜99質量%であり、前記したスラックワックスAを原料として得られる潤滑油基油の場合、潤滑油基油に占める分枝パラフィンの割合は、より好ましくは82〜98質量%、さらに好ましくは90〜95質量%である。
【0099】
また、本発明にかかる潤滑油基油が飽和分を90質量%以上含有し、且つ該飽和分に占める環状飽和分の割合が5〜40質量%、好ましくは10〜25質量%である潤滑油基油である場合、n20−0.002×kv100は、1.435〜1.453であり、好ましくは1.440〜1.452、より好ましくは1.442〜1.451、更に好ましくは1.444〜1.450である。このような性状を有する潤滑油基油を製造するには、水素化分解及び/又は水素化異性化工程に導入する原料として、前記した合成ワックス及び/又はスラックワックスを主成分とする原料を使用することが好ましく、前記したスラックワックスBを主成分とする原料を使用することがより好ましい。また、この場合、前記した潤滑油基油に占める分枝パラフィンの割合は、より好ましくは54〜95質量%、さらに好ましくは58〜92質量%、さらに好ましくは70〜90質量%、特に好ましくは80〜90質量%である。
【0100】
20−0.002×kv100を前記範囲内とすることにより、粘度−温度特性及び熱・酸化安定性を一層高水準で両立することができ、また、当該潤滑油基油に添加剤が配合された場合には、当該添加剤を潤滑油基油中に十分に安定的に溶解保持しつつ、当該添加剤の機能をより高水準で発現させることができる。更に、n20−0.002×kv100を前記範囲内とすることにより、潤滑油基油自体の摩擦特性を改善することができ、その結果、摩擦低減効果の向上、ひいては省エネルギー性の向上を達成することができる。
【0101】
なお、n20−0.002×kv100が前記上限値を超えると、粘度−温度特性、熱・酸化安定性及び摩擦特性が不十分となり、更には、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、n20−0.002×kv100が前記下限値未満であると、潤滑油基油に添加剤が配合された場合に、当該添加剤の溶解性が不十分となり、潤滑油基油中に溶解保持される当該添加剤の有効量が低下するため、当該添加剤の機能を有効に得ることができなくなる傾向にある。
【0102】
なお、本発明でいう20℃における屈折率(n20)とは、ASTM D1218−92に準拠して20℃において測定される屈折率を意味する。また、本発明でいう100℃における動粘度(kv100)とは、JIS K 2283−1993に準拠して100℃において測定される動粘度を意味する。
【0103】
また、本発明にかかる潤滑油基油の%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85〜95、特に好ましくは87〜93である。潤滑油基油の%Cが上記下限値未満の場合、粘度−温度特性、熱・酸化安定性及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が上記上限値を超えると、添加剤の溶解性が低下する傾向にある。
【0104】
また、本発明にかかる潤滑油基油の%Cは、好ましくは3〜19、より好ましくは5〜15、更に好ましくは7〜13、特に好ましくは7.5〜12である。潤滑油基油の%Cが上記上限値を超えると、粘度−温度特性、熱・酸化安定性及び摩擦特性が低下する傾向にある。また、%Cが上記下限値未満であると、添加剤の溶解性が低下する傾向にある。
【0105】
また、本発明にかかる潤滑油基油の%Cは、好ましくは5以下、より好ましくは2以下、より好ましくは1.5以下、更に好ましくは1以下である。潤滑油基油の%Cが上記上限値を超えると、粘度−温度特性、熱・酸化安定性及び摩擦特性が低下する傾向にある。また、本発明にかかる潤滑油基油の%Cは0であってもよいが、%Cを0.1以上とすることにより、添加剤の溶解性を更に高めることができる。
【0106】
更に、本発明にかかる潤滑油基油における%Cと%Cとの比率は、%C/%Cが5以上であることが好ましく、6以上であることがより好ましく、7以上であることが更に好ましい。%C/%Cが上記下限値未満であると、粘度−温度特性、熱・酸化安定性及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、%C/%Cは、35以下であることが好ましく、20以下であることがより好ましく、14以下であることがさらに好ましく、13以下であることが特に好ましい。%C/%Cを上記上限値以下とすることにより、添加剤の溶解性を更に高めることができる。
【0107】
なお、本発明でいう%C、%C及び%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、パラフィン炭素数の全炭素数に対する百分率、ナフテン炭素数の全炭素数に対する百分率、及び芳香族炭素数の全炭素数に対する百分率を意味する。つまり、上述した%C、%C及び%Cの好ましい範囲は上記方法により求められる値に基づくものであり、例えばナフテン分を含まない潤滑油基油であっても、上記方法により求められる%Cが0を超える値を示すことがある。
【0108】
また、本発明にかかる潤滑油基油における硫黄分の含有量は、その原料の硫黄分の含有量に依存する。例えば、フィッシャートロプシュ反応等により得られる合成ワックス成分のように実質的に硫黄を含まない原料を用いる場合には、実質的に硫黄を含まない潤滑油基油を得ることができる。また、潤滑油基油の精製過程で得られるスラックワックスや精ろう過程で得られるマイクロワックス等の硫黄を含む原料を用いる場合には、得られる潤滑油基油中の硫黄分は通常100質量ppm以上となる。本発明にかかる潤滑油基油においては、熱・酸化安定性の更なる向上及び低硫黄化の点から、硫黄分の含有量が100質量ppm以下であることが好ましく、50質量ppm以下であることがより好ましく、10質量ppm以下であることが更に好ましく、5質量ppm以下であることが特に好ましい。
【0109】
また、コスト低減の点からは、原料としてスラックワックス等を使用することが好ましく、その場合、得られる潤滑油基油中の硫黄分は50質量ppm以下が好ましく、10質量ppm以下であることがより好ましい。なお、本発明でいう硫黄分とは、JIS K 2541−1996に準拠して測定される硫黄分を意味する。
【0110】
また、本発明にかかる潤滑油基油における窒素分の含有量は、特に制限されないが、好ましくは5質量ppm以下、より好ましくは3質量ppm以下、更に好ましくは1質量ppm以下である。窒素分の含有量が5質量ppmを超えると、熱・酸化安定性が低下する傾向にある。なお、本発明でいう窒素分とは、JIS K 2609−1990に準拠して測定される窒素分を意味する。
【0111】
また、本発明にかかる潤滑油基油の動粘度は、飽和分の含有量及び当該飽和分に占める環状飽和分の割合、並びに粘度指数及びヨウ素価がそれぞれ上記条件を満たす限りにおいて特に制限されないが、その100℃における動粘度は、好ましくは1.5〜20mm/s、より好ましくは2.0〜11mm/sである。潤滑油基油の100℃における動粘度が1.5mm/s未満の場合、蒸発損失の点で好ましくない。また、100℃における動粘度が20mm/sを超える潤滑油基油を得ようとする場合、その収率が低くなり、原料として重質ワックスを用いる場合であっても分解率を高めることが困難となるため好ましくない。
【0112】
本発明においては、100℃における動粘度が下記の範囲にある潤滑油基油を蒸留等により分取し、使用することが好ましい。
(I)100℃における動粘度が1.5mm/s以上3.5mm/s未満、より好ましくは2.0〜3.0mm/sの潤滑油基油
(II)100℃における動粘度が3.0mm/s以上4.5mm/s未満、より好ましくは3.5〜4.1mm/sの潤滑油基油
(III)100℃における動粘度が4.5〜20mm/s、より好ましくは4.8〜11mm/s、特に好ましくは5.5〜8.0mm/sの潤滑油基油。
【0113】
また、本発明にかかる潤滑油基油の40℃における動粘度は、好ましくは6.0〜80mm/s、より好ましくは8.0〜50mm/sである。本発明においては、40℃における動粘度が下記の範囲にある潤滑油留分を蒸留等により分取し、使用することが好ましい。
(IV)40℃における動粘度が6.0mm/s以上12mm/s未満、より好ましくは8.0〜12mm/sの潤滑油基油
(V)40℃における動粘度が12mm/s以上28mm/s未満、より好ましくは13〜19mm/sの潤滑油基油
(VI)40℃における動粘度が28〜50mm/s、より好ましくは29〜45mm/s、特に好ましくは30〜40mm/sの潤滑油基油。
【0114】
上記潤滑油基油(I)及び(IV)は、飽和分の含有量及び当該飽和分に占める環状飽和分の割合、並びに粘度指数及びヨウ素価がそれぞれ上記条件を満たすことで、粘度グレードが同じ従来の潤滑油基油と比較して、特に、低温粘度特性に優れ、粘性抵抗や撹拌抵抗を著しく低減することができる。また、流動点降下剤を配合することにより、−40℃におけるBF粘度を2000mPa・s以下とすることができる。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。
【0115】
また、上記潤滑油基油(II)及び(V)は、飽和分の含有量及び当該飽和分に占める環状飽和分の割合、並びに粘度指数及びヨウ素価がそれぞれ上記条件を満たすことで、粘度グレードが同じ従来の潤滑油基油と比較して、特に、低温粘度特性、揮発防止性及び潤滑性に優れる。例えば、潤滑油基油(II)及び(V)においては、−35℃におけるCCS粘度を3000mPa・s以下とすることができる。
【0116】
また、上記潤滑油基油(III)及び(VI)は、飽和分の含有量及び当該飽和分に占める環状飽和分の割合、並びに粘度指数及びヨウ素価がそれぞれ上記条件を満たすことで、粘度グレードが同じ従来の潤滑油基油と比較して、低温粘度特性、揮発防止性、熱・酸化安定性及び潤滑性に優れる。
【0117】
本発明にかかる潤滑油基油の粘度指数は、潤滑油基油の粘度グレードにもよるが、上記潤滑油基油(I)〜(VI)のいずれの場合にも粘度指数を110以上とすることができる。上記潤滑油(I)及び(IV)の粘度指数は、好ましくは110〜135、より好ましくは115〜130、さらに好ましくは120〜130である。また、上記潤滑油基油(II)及び(V)の粘度指数は、好ましくは125〜160、より好ましくは130〜150、更に好ましくは135〜150である。また、上記潤滑油基油(III)及び(VI)の粘度指数は、好ましくは135〜180、より好ましくは140〜160である。粘度指数が前記下限値未満であると、粘度−温度特性及び熱・酸化安定性、更には揮発防止性が低下する傾向にある。また、粘度指数が前記上限値を超えると、低温粘度特性が低下する傾向にある。
【0118】
なお、本発明でいう粘度指数とは、JIS K 2283−1993に準拠して測定された粘度指数を意味する。
【0119】
また、本発明にかかる潤滑油基油の20℃における屈折率は、潤滑油基油の粘度グレードにもよるが、例えば、上記潤滑油基油(I)及び(IV)の20℃における屈折率は、好ましくは1.440〜1.461、より好ましくは1.442〜1.460、更に好ましくは1.445〜1.459である。また、上記潤滑油基油(II)及び(V)の20℃における屈折率は、好ましくは1.450〜1.465、より好ましくは1.452〜1.463、更に好ましくは1.453〜1.462である。また、上記潤滑油基油(III)及び(VI)の20℃における屈折率は、好ましくは1.455〜1.469、より好ましくは1.456〜1.468、更に好ましくは1.457〜1.467である。屈折率が前記上限値を超えると、その潤滑油基油の粘度−温度特性及び熱・酸化安定性、更には揮発防止性及び低温粘度特性が低下する傾向にあり、また、当該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。
【0120】
また、本発明にかかる潤滑油基油の流動点は、潤滑油基油の粘度グレードにもよるが、例えば、上記潤滑油基油(I)及び(IV)の流動点は、好ましくは−10℃以下、より好ましくは−12.5℃以下、更に好ましくは−15℃以下である。また、上記潤滑油基油(II)及び(V)の流動点は、好ましくは−10℃以下、より好ましくは−15℃以下、更に好ましくは−17.5℃以下である。また、上記潤滑油基油(III)及び(VI)の流動点は、好ましくは−10℃以下、より好ましくは−12.5℃以下、更に好ましくは−15℃以下である。流動点が前記上限値を超えると、その潤滑油基油を用いた潤滑油全体の低温流動性が低下する傾向にある。なお、本発明でいう流動点とは、JIS K 2269−1987に準拠して測定された流動点を意味する。
【0121】
また、本発明にかかる潤滑油基油の−35℃におけるCCS粘度は、潤滑油基油の粘度グレードにもよるが、例えば、上記潤滑油基油(I)及び(IV)の−35℃におけるCCS粘度は、好ましくは1000mPa・s以下である。また、上記潤滑油基油(II)及び(V)の−35℃におけるCCS粘度は、好ましくは3000mPa・s以下、より好ましくは2400mPa・s以下、更に好ましくは2200mPa・s以下、特に好ましくは2000mPa・s以下である。また、上記潤滑油基油(III)及び(VI)の−35℃におけるCCS粘度は、好ましくは15000mPa・s以下、より好ましくは10000mPa・s以下、更に好ましくは8000mPa・s以下である。−35℃におけるCCS粘度が前記上限値を超えると、その潤滑油基油を用いた潤滑油全体の低温流動性が低下する傾向にある。なお、本発明でいう−35℃におけるCCS粘度とは、JIS K 2010−1993に準拠して測定された粘度を意味する。
【0122】
また、本発明にかかる潤滑油基油の15℃における密度(ρ15、単位:g/cm)は、潤滑油基油の粘度グレードによるが、下記式(3)で表されるρの値以下であること、すなわちρ15≦ρであることが好ましい。
ρ=0.0025×kv100+0.820 (3)
[式中、kv100は潤滑油基油の100℃における動粘度(mm/s)を示す。]
【0123】
なお、ρ15>ρとなる場合、粘度−温度特性及び熱・酸化安定性、更には揮発防止性及び低温粘度特性が低下する傾向にあり、また、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。
【0124】
例えば、上記潤滑油基油(I)及び(IV)のρ15は、好ましくは0.825g/cm以下、より好ましくは0.820g/cm以下である。また、上記潤滑油基油(II)及び(V)のρ15は、好ましくは0.835g/cm以下、より好ましくは0.830g/cm以下である。また、上記潤滑油基油(III)及び(VI)のρ15は、好ましくは0.840g/cm以下、より好ましくは0.835g/cm以下である。
【0125】
なお、本発明でいう15℃における密度とは、JIS K 2249−1995に準拠して15℃において測定された密度を意味する。
【0126】
また、本発明にかかる潤滑油基油のアニリン点(AP(℃))は、潤滑油基油の粘度グレードによるが、下記式(4)で表されるAの値以上であること、すなわちAP≧Aであることが好ましい。
A=4.1×kv100+97 (4)
[式中、kv100は潤滑油基油の100℃における動粘度(mm/s)を示す。]
【0127】
なお、AP<Aとなる場合、粘度−温度特性及び熱・酸化安定性、更には揮発防止性及び低温粘度特性が低下する傾向にあり、また、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。
【0128】
例えば、上記潤滑油基油(I)及び(IV)のAPは、好ましくは108℃以上、より好ましくは110℃以上、更に好ましくは112℃以上である。また、上記潤滑油基油(II)及び(V)のAPは、好ましくは113℃以上、より好ましくは116℃以上、更に好ましくは118℃以上、特に好ましくは120℃以上である。また、上記潤滑油基油(III)及び(VI)のAPは、好ましくは125℃以上、より好ましくは127℃以上、更に好ましくは128℃以上である。なお、本発明でいうアニリン点とは、JIS K 2256−1985に準拠して測定されたアニリン点を意味する。
【0129】
また、本発明にかかる潤滑油基油のNOACK蒸発量は、特に制限されないが、例えば、上記潤滑油基油(I)及び(IV)のNOACK蒸発量は、好ましくは20質量%以上、より好ましくは25質量%以上、更に好ましくは30以上であり、また、好ましくは50質量%以下、より好ましくは45質量%以下、更に好ましくは42質量%以下である。また、上記潤滑油基油(II)及び(V)のNOACK蒸発量は、好ましくは6質量%以上、より好ましくは8質量%以上、更に好ましくは10質量%以上であり、また、好ましくは20質量%以下、より好ましくは16質量%以下、更に好ましくは15質量%以下、特に好ましくは14質量%以下である。また、上記潤滑油基油(III)及び(VI)のNOACK蒸発量は、好ましくは1質量%以上、より好ましくは2質量%以上であり、また、好ましくは8質量%以下、より好ましくは6質量%以下、更に好ましくは4質量%以下である。NOACK蒸発量が前記下限値の場合、低温粘度特性の改善が困難となる傾向にある。また、NOACK蒸発量がそれぞれ前記上限値を超えると、潤滑油基油を内燃機関用潤滑油等に用いた場合に、潤滑油の蒸発損失量が多くなり、それに伴い触媒被毒が促進されるため好ましくない。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。
【0130】
また、本発明にかかる潤滑油基油の蒸留性状は、ガスクロマトグラフィ蒸留で、初留点(IBP)が290〜440℃、終点(FBP)が430〜580℃であることが好ましく、かかる蒸留範囲にある留分から選ばれる1種又は2種以上の留分を精留することにより、上述した好ましい粘度範囲を有する潤滑油基油(I)〜(III)及び(IV)〜(VI)を得ることができる。
【0131】
例えば、上記潤滑油基油(I)及び(IV)の蒸留性状に関し、その初留点(IBP)は、好ましくは260〜360℃、より好ましくは300〜350℃、更に好ましくは310〜350℃である。また、10%留出温度(T10)は、好ましくは320〜400℃、より好ましくは340〜390℃、更に好ましくは350〜380℃である。また、50%留出点(T50)は、好ましくは350〜430℃、より好ましくは360〜410℃、更に好ましくは370〜400℃である。また、90%留出点(T90)は、好ましくは380〜460℃、より好ましくは390〜450℃、更に好ましくは400〜440℃である。また、終点(FBP)は、好ましくは420〜520℃、より好ましくは430〜500℃、更に好ましくは440〜480℃である。また、T90−T10は、好ましくは50〜100℃、より好ましくは55〜85℃、更に好ましくは60〜70℃である。また、FBP−IBPは、好ましくは100〜250℃、より好ましくは110〜220℃、更に好ましくは120〜200℃である。また、T10−IBPは、好ましくは10〜80℃、より好ましくは15〜60℃、更に好ましくは20〜50℃である。また、FBP−T90は、好ましくは10〜80℃、より好ましくは15〜70℃、更に好ましくは20〜60℃である。
【0132】
また、上記潤滑油基油(II)及び(V)の蒸留性状に関し、その初留点(IBP)は、好ましくは300〜380℃、より好ましくは320〜370℃、更に好ましくは330〜360℃である。また、10%留出温度(T10)は、好ましくは340〜420℃、より好ましくは350〜410℃、更に好ましくは360〜400℃である。また、50%留出点(T50)は、好ましくは380〜460℃、より好ましくは390〜450℃、更に好ましくは400〜460℃である。また、90%留出点(T90)は、好ましくは440〜500℃、より好ましくは450〜490℃、更に好ましくは460〜480℃である。また、終点(FBP)は、好ましくは460〜540℃、より好ましくは470〜530℃、更に好ましくは480〜520℃である。また、T90−T10は、好ましくは50〜100℃、より好ましくは60〜95℃、更に好ましくは80〜90℃である。また、FBP−IBPは、好ましくは100〜250℃、より好ましくは120〜180℃、更に好ましくは130〜160℃である。また、T10−IBPは、好ましくは10〜70℃、より好ましくは15〜60℃、更に好ましくは20〜50℃である。また、FBP−T90は、好ましくは10〜50℃、より好ましくは20〜40℃、更に好ましくは25〜35℃である。
【0133】
また、上記潤滑油基油(III)及び(VI)の蒸留性状に関し、その初留点(IBP)は、好ましくは320〜480℃、より好ましくは350〜460℃、更に好ましくは380〜440℃である。また、10%留出温度(T10)は、好ましくは420〜500℃、より好ましくは430〜480℃、更に好ましくは440〜460℃である。また、50%留出点(T50)は、好ましくは440〜520℃、より好ましくは450〜510℃、更に好ましくは460〜490℃である。また、90%留出点(T90)は、好ましくは470〜550℃、より好ましくは480〜540℃、更に好ましくは490〜520℃である。また、終点(FBP)は、好ましくは500〜580℃、より好ましくは510〜570℃、更に好ましくは520〜560℃である。また、T90−T10は、好ましくは50〜120℃、より好ましくは55〜100℃、更に好ましくは55〜90℃である。また、FBP−IBPは、好ましくは100〜250℃、より好ましくは110〜220℃、更に好ましくは115〜200℃である。また、T10−IBPは、好ましくは10〜100℃、より好ましくは15〜90℃、更に好ましくは20〜50℃である。また、FBP−T90は、好ましくは10〜50℃、より好ましくは20〜40℃、更に好ましくは25〜35℃である。
【0134】
潤滑油基油(I)〜(VI)のそれぞれにおいて、IBP、T10、T50、T90、FBP、T90−T10、FBP−IBP、T10−IBP、FBP−T90を上記の好ましい範囲に設定することで、低温粘度の更なる改善と、蒸発損失の更なる低減とが可能となる。なお、T90−T10、FBP−IBP、T10−IBP及びFBP−T90のそれぞれについては、それらの蒸留範囲を狭くしすぎると、潤滑油基油の収率が悪化し、経済性の点で好ましくない。
【0135】
なお、本発明でいう、IBP、T10、T50、T90及びFBPとは、それぞれASTM D 2887−97に準拠して測定される留出点を意味する。
【0136】
また、本発明にかかる潤滑油基油における残存金属分は、製造プロセス上余儀なく混入する触媒や原料に含まれる金属分に由来するものであるが、かかる残存金属分は十分除去されることが好ましい。例えば、Al、Mo、Niの含有量は、それぞれ1質量ppm以下であることが好ましい。これらの金属分の含有量が上記上限値を超えると、潤滑油基油に配合される添加剤の機能が阻害される傾向にある。
【0137】
なお、本発明でいう残存金属分とは、JPI−5S−38−2003に準拠して測定される金属分を意味する。
【0138】
また、本発明にかかる潤滑油基油によれば、飽和分の含有量及び当該飽和分に占める環状飽和分の割合、並びに粘度指数及びヨウ素価がそれぞれ上記条件を満たすことにより、優れた熱・酸化安定性を達成することができるが、その動粘度に応じて以下に示すRBOT寿命を示すことが好ましい。例えば、上記潤滑油基油(I)及び(IV)のRBOT寿命は、好ましくは300min以上、より好ましくは320min以上、更に好ましくは330min以上である。また、上記潤滑油基油(II)及び(V)のRBOT寿命は、好ましくは350min以上、より好ましくは370min以上、更に好ましくは380min以上である。また、上記潤滑油基油(III)及び(VI)のRBOT寿命は、好ましくは400min以上、より好ましくは410min以上、更に好ましくは420min以上である。RBOT寿命がそれぞれ前記下限値未満の場合、潤滑油基油の粘度−温度特性及び熱・酸化安定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は当該添加剤の効き目が低下する傾向にある。
【0139】
なお、本発明でいうRBOT寿命とは、潤滑油基油にフェノール系酸化防止剤(2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール;DBPC)を0.2質量%添加した組成物について、JIS K 2514−1996に準拠して測定されたRBOT値を意味する。
【0140】
本発明の駆動伝達装置用潤滑油組成物においては、上記本発明にかかる潤滑油基油を単独で用いてもよく、また、本発明にかかる潤滑油基油を他の基油の1種又は2種以上と併用してもよい。なお、本発明にかかる潤滑油基油と他の基油とを併用する場合、それらの混合基油中に占める本発明にかかる潤滑油基油の割合は、30質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることが更に好ましい。
【0141】
本発明にかかる潤滑油基油と併用される他の基油としては、特に制限されないが、鉱油系基油としては、例えば100℃における動粘度が1〜100mm/sの溶剤精製鉱油、水素化分解鉱油、水素化精製鉱油、溶剤脱ろう基油などが挙げられる。
【0142】
また、合成系基油としては、ポリα−オレフィン又はその水素化物、イソブテンオリゴマー又はその水素化物、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(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(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等が挙げられ、中でも、ポリα−オレフィンが好ましい。ポリα−オレフィンとしては、典型的には、炭素数2〜32、好ましくは6〜16のα−オレフィンのオリゴマー又はコオリゴマー(1−オクテンオリゴマー、デセンオリゴマー、エチレン−プロピレンコオリゴマー等)及びそれらの水素化物が挙げられる。
【0143】
ポリα−オレフィンの製法は特に制限されないが、例えば、三塩化アルミニウム又は三フッ化ホウ素と、水、アルコール(エタノール、プロパノール、ブタノール等)、カルボン酸またはエステルとの錯体を含むフリーデル・クラフツ触媒のような重合触媒の存在下、α−オレフィンを重合する方法が挙げられる。
【0144】
また、本発明の駆動伝達装置用潤滑油組成物は、(A)成分として、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を含有する。当該ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤と上記本発明にかかる潤滑油基油とを組み合わせることで、潤滑油基油が本来的に有する優れた粘度−温度特性に加えて、粘度指数の向上効果、低温での増粘の抑制効果、及び流動点降下作用などが有効に奏されるため、高水準の低温特性を達成することができる。
【0145】
本発明で用いられるポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤としては、特に制限されず、潤滑油の粘度指数向上剤として使用される非分散型又は分散型のポリ(メタ)アクリレート化合物が使用可能である。非分散型のポリ(メタ)クリレート系粘度指数向上剤としては下記一般式(5)で表わされる化合物の重合体が挙げられる。
【0146】
【化1】


【0147】
上記一般式(5)中、Rは炭素数1〜30のアルキル基を示す。Rで示されるアルキル基は直鎖状でも分枝状でも良い。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、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、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラコシル基、ペンタコシル基、ヘキサコシル基、ヘプタコシル基、オクタコシル基、ノナコシル基、トリアコンチル基等(これらアルキル基は直鎖状でも分枝状でも良い)が例示できる。
【0148】
また分散型のポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤としては、具体的には例えば、上記の一般式(5)で表される化合物の中から選ばれる1種又は2種以上のモノマーと、下記の一般式(6)又は(7)で表される化合物の中から選ばれる1種又は2種以上の含窒素モノマーを共重合して得られる共重合体等が好ましいものとして挙げられる。
【0149】
【化2】


【0150】
【化3】


【0151】
上記一般式(6)、(7)中、R及びRは、それぞれ個別に、水素原子又はメチル基を示す。Rは炭素数1〜30のアルキレン基を示し、具体的には、メチレン基、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、オクタデシレン基、ノナデシレン基、イコシレン基、ヘンイコシレン基、ドコシレン基、トリコシレン基、テトラコシレン基、ペンタコシレン基、ヘキサコシレン基、ヘプタコシレン基、オクタコシレン基、ノナコシレン基、トリアコンチレン基等(これらアルキレン基は直鎖状でも分枝状でも良い)が例示できる。aは0又は1の整数を示し、X及びXは、それぞれ個別に、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それぞれ示している。このX及びX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、ピラジノ基等が好ましいものとして例示できる。
【0152】
一般式(6)又は(7)で表わされる含窒素モノマーとして好ましいものとしては、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。
【0153】
本発明において用いられるポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤は、上述のように分散型又は非分散型のいずれであってもよいが、非分散型のポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を用いることが好ましく、下記(A−1)〜(A−3)に示すものがより好ましい。
(A−1)一般式(5)中のRがメチル基又は炭素数12〜15の直鎖アルキル基であるモノマーを主成分とする重合体
(A−2)一般式(5)中のRがメチル基又は炭素数12〜15、16、18の直鎖アルキル基であるモノマーを主成分とする重合体
(A−3)一般式(5)中のRがメチル基又は炭素数12〜15、16、18の直鎖アルキル基であるモノマーと、一般式(5)中のRが炭素数20〜30の直鎖又は分枝アルキル基であるモノマーとの重合体。
【0154】
更に、上記重合体(A−1)〜(A−3)の中でも、疲労寿命の向上の点から、重合体(A−2)及び(A−3)が特に好ましい。また、重合体(A−3)においては、一般式(5)中のRが炭素数22〜28の分岐アルキル基(より好ましくは2−デシルテトラデシル基)であるモノマーを構成単位として含むことが好ましい。
【0155】
本発明で用いられるポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤の重量平均分子量は、特に制限されないが、好ましくは5,000〜100,000であり、より好ましくは10,000〜60,000、更に好ましくは15,000〜24,000である。ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤の重量平均分子量が5,000未満であると、粘度指数向上剤の添加による増粘効果が不十分となり、また、100,000を超えると疲労寿命、耐摩耗性、せん断安定性が不十分となる。なお、ここでいう重量平均分子量とは、ヲーターズ社製150−C ALC/GPC装置に東ソー社製カラムGMHHR−M(7.8mmID×30cm)を2本直列にセットし、溶媒としてテトラヒドロフランを、検出器として示唆屈折率計(RI)用い、温度23℃、流速1mL/分、試料濃度1質量%、試料注入量75μLの条件下で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量を意味する。
【0156】
本発明の駆動伝達装置用潤滑油組成物におけるポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤の含有量は、組成物全量を基準として、好ましくは0.1〜20質量%、より好ましくは1〜15質量%である。ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤の含有量が0.1質量%未満であるとその添加による増粘効果及び低温流動性の改善効果が不十分となる傾向にあり、また、20質量%を超えると潤滑油組成物の粘度が増加して省燃費化が困難となり、また、せん断安定性が低下する傾向にある。なお、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を潤滑油基油に添加する場合、潤滑性やハンドリング性の向上のため、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を5〜95質量%の希釈剤に溶解させてその混合物を潤滑油基油に添加するのが一般的であるが、ここでいうポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤の含有量とは、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤と希釈剤との合計量を意味する。
【0157】
また、本発明の駆動伝達装置用潤滑油組成物は、(B)成分として、リン含有化合物を含有する。かかるリン含有化合物としては、リン系極圧剤及びリン−硫黄系極圧剤が好ましく用いられる。
【0158】
リン系極圧剤としては、リン酸、亜リン酸、炭素数1〜30、好ましくは炭素数3〜20の炭化水素基を有するリン酸エステル類、亜リン酸エステル類、及びこれらの塩が挙げられる。また、リン−硫黄系極圧剤としては、チオリン酸、チオ亜リン酸、炭素数1〜30、好ましくは炭素数3〜20の炭化水素基を有するチオリン酸エステル類、チオ亜リン酸エステル類、及びこれらの塩、並びにジチオリン酸亜鉛等が挙げられる。
【0159】
上記炭素数1〜30の炭化水素基の例としては、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を挙げることができる。
【0160】
アルキル基としては、例えば、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、及び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。
【0161】
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、及び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。
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、及び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。
【0162】
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、及び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。
【0163】
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。
【0164】
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、及び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。
【0165】
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)等を挙げることができる。
【0166】
本発明においては、リン系極圧剤として、亜リン酸、亜リン酸モノエステル類、亜リン酸ジエステル類、亜リン酸トリエステル類、及びこれらの塩から選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましい。また、リン−硫黄系極圧剤としては、並びにチオ亜リン酸、チオ亜リン酸モノエステル類、チオ亜リン酸ジエステル類、チオ亜リン酸トリエステル類、ジチオ亜リン酸、ジチオ亜リン酸モノエステル類、ジチオ亜リン酸ジエステル類、ジチオ亜リン酸トリエステル類、トリチオ亜リン酸、トリチオ亜リン酸モノエステル類、トリチオ亜リン酸ジエステル類、トリチオ亜リン酸トリエステル類、及びこれらの塩から選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましい。
【0167】
リン系極圧剤の好ましい例としては、具体的には、モノブチルホスフェート、モノオクチルホスフェート、モノラウリルホスフェート、ジブチルホスフェート、ジオクチルホスフェート、ジラウリルホスフェート、ジフェニルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリラウリルホスフェート、トリフェニルホスフェート;モノブチルホスファイト、モノオクチルホスファイト、モノラウリルホスファイト、ジブチルホスファイト、ジオクチルホスファイト、ジラウリルホスファイト、ジフェニルホスファイト、トリブチルホスファイト、トリオクチルホスファイト、トリラウリルホスファイト、トリフェニルホスファイト;およびこれらの塩等が挙げられ、中でも、亜リン酸エステル系極圧剤、特に亜リン酸ジエステル系極圧剤であることが好ましい。
【0168】
また、リン−硫黄系極圧剤の好ましい例としては、具体的には、分子中に硫黄原子を1〜3個、好ましくは2または3個、特に3個有するモノブチルチオホスフェート、モノオクチルチオホスフェート、モノラウリルチオホスフェート、ジブチルチオホスフェート、ジオクチルチオホスフェート、ジラウリルチオホスフェート、ジフェニルチオホスフェート、トリブチルチオホスフェート、トリオクチルチオホスフェート、トリフェニルチオホスフェート、トリラウリルチオホスフェート;モノブチルチオホスファイト、モノオクチルチオホスファイト、モノラウリルチオホスファイト、ジブチルチオホスファイト、ジオクチルチオホスファイト、ジラウリルチオホスファイト、ジフェニルチオホスフェート、トリブチルチオホスファイト、トリオクチルチオホスファイト、トリフェニルチオホスファイト、トリラウリルチオホスファイト;およびこれらの塩等が挙げられ、中でもチオ亜リン酸エステル系極圧剤、特にトリチオ亜リン酸エステル系極圧剤であることが好ましい。
【0169】
なお、(チオ)リン酸エステル類、(チオ)亜リン酸エステル類の塩の例としては、(チオ)リン酸モノエステル、(チオ)リン酸ジエステル、(チオ)亜リン酸モノエステル、(チオ)亜リン酸ジエステル等に、アンモニアや炭素数1〜8の炭化水素基又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窒素化合物あるいは酸化亜鉛、塩化亜鉛等の金属塩基を作用させて、残存する酸性水素の一部又は全部を中和した塩等を挙げることができる。
【0170】
上記窒素化合物としては、具体的には、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よい);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よい);及びこれらの混合物等を挙げることができる。
【0171】
本発明で用いられるリン含有化合物としては、ジ−2−エチルヘキシルホスファイトのような亜リン酸ジエステル系極圧剤を使用することが疲労寿命及び熱・酸化安定性を向上できる点で好ましく、トリラウリルトリチオホスファイトのようなトリチオ亜リン酸トリエステル系極圧剤を使用することが疲労寿命を向上できる点で好ましく、ジアルキルジチオリン酸亜鉛を使用することが耐摩耗性を向上できる点で好ましい。
【0172】
本発明におけるリン含有化合物の含有量は特に制限されないが、疲労寿命、極圧性、耐摩耗性および酸化安定性等の点から、組成物全量を基準として、リン元素換算で、好ましくは0.01〜0.2質量%であり、より好ましくは0.02〜0.15質量%である。リン含有化合物の含有量が前記下限値未満であると、潤滑性が不十分となる傾向にある。また、潤滑油組成物を手動変速機用潤滑油として用いた場合に、シンクロ特性(減速比の違うギヤがうまく噛み合って機能を発揮するように潤滑させること)が不十分となる傾向にある。他方、リン含有化合物の含有量が前記上限値を超えると、疲労寿命が不十分となる傾向にある。また、潤滑油組成物を手動変速機用潤滑油として用いた場合に、熱・酸化安定性が不十分となる傾向にある。
【0173】
本発明の駆動伝達装置用潤滑油組成物は、上記の潤滑油基油とポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤とリン含有化合物とのみからなるものであってもよいが、必要に応じて以下に示す各種添加剤を更に含有してもよい。
【0174】
本発明の駆動伝達装置用潤滑油組成物は、疲労寿命、極圧性及び耐摩耗性を更に向上できる点から、上述したリン−硫黄系極圧剤以外の硫黄系極圧剤を更に含有することが好ましい。硫黄系極圧剤としては、硫化油脂類、硫化オレフィン類、ジヒドロカルビルポリスルフィド類、ジチオカーバメート類、チアジアゾール類、ベンゾチアゾール類などが挙げられ、中でも、硫化油脂類、硫化オレフィン類、ジヒドロカルビルポリスルフィド類、ジチオカーバメート類、チアジアゾール類、及びベンゾチアゾール類から選ばれる少なくとも1種の硫黄系極圧剤が好ましい。
【0175】
硫化油脂としては、例えば、硫化ラード、硫化なたね油、硫化ひまし油、硫化大豆油、硫化米ぬか油などの油;硫化オレイン酸などの二硫化脂肪酸;及び硫化オレイン酸メチルなどの硫化エステルを挙げることができる。
【0176】
硫化オレフィンとしては、例えば下記一般式(8)で示される化合物を挙げることができる。
―S―R (8)
【0177】
一般式(8)において、Rは炭素数2〜15のアルケニル基、Rは炭素数2〜15のアルキル基またはアルケニル基を示し、xは1〜8の整数を示す。この化合物は炭素数2〜15のオレフィンまたはその2〜4量体を硫黄、塩化硫黄等の硫化剤と反応させることによって得ることができる。オレフィンとしては、例えば、プロピレン、イソブテン、ジイソブテンなどが好ましく用いられる。
【0178】
ジヒドロカルビルポリスルフィドは、下記一般式(9)で示される化合物である。
―S―R (9)
【0179】
一般式(9)において、R及びRは、それぞれ個別に、炭素数1〜20のアルキル基(シクロアルキル基も含む)、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜20のアリールアルキル基を示し、それらは互いに同一であっても異なっていてもよく、yは2〜8の整数を示す。上記R及びRの例としては、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、各種ペンチル基、各種ヘキシル基、各種ヘプチル基、各種オクチル基、各種ノニル基、各種デシル基、各種ドデシル基、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、及びフェネチル基などを挙げることができる。
【0180】
ジヒドロカルビルポリスルフィドの例の好ましいものとしては、具体的には、ジベンジルポリスルフィド、ジ−tert−ノニルポリスルフィド、ジドデシルポリスルフィド、ジ−tert−ブチルポリスルフィド、ジオクチルポリスルフィド、ジフェニルポリスルフィド、及びジシクロヘキシルポリスルフィドなどが挙げられる。
【0181】
ジチオカーバメート類としては、下記一般式(10)又は(11)で示される化合物が好ましい具体例として挙げられる。
【0182】
【化4】


【0183】
【化5】


【0184】
一般式(10)及び(11)において、R、R10、R11、R12、R13およびR14はそれぞれ個別に、炭素数1〜30、好ましくは1〜20の炭化水素基を示し、R15は水素原子または炭素数1〜30の炭化水素基、好ましくは水素原子または1〜20の炭化水素基を示し、bは0〜4の整数を、cは0〜6の整数を示す。炭素数1〜30の炭化水素基としては、例えば、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を挙げることができる。
【0185】
チアジアゾール類としては、例えば、下記一般式(12)で示される1,3,4−チアジアゾール化合物、一般式(13)で示される1,2,4−チアジアゾール化合物及び一般式(14)で示される1,4,5−チアジアゾール化合物を挙げることができる。
【0186】
【化6】


【0187】
【化7】


【0188】
【化8】


【0189】
一般式(12)〜(14)において、R16、R17、R18、R19、R20及びR21は各々同一でも異なっていてもよく、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、d、e、f、g、h、及びiはそれぞれ個別に、0〜8の整数を表す。炭素数1〜30の炭化水素基としては、例えば、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を挙げることができる。
【0190】
本発明の駆動伝達装置用潤滑油組成物における硫黄系極圧剤の含有量は特に制限されないが、疲労寿命、極圧性、耐摩耗性および酸化安定性等の点から、組成物全量を基準として、硫黄元素換算で、好ましくは0.01〜3質量%であり、より好ましくは0.1〜3質量%であり、更に好ましくは0.5〜2.5質量%であり、特に好ましくは1.5〜2.5質量%である。硫黄系極圧剤の含有量が前記下限値未満であると、潤滑性が不十分となる傾向にある。また、潤滑油組成物を手動変速機用潤滑油として用いた場合に、シンクロ特性(減速比の違うギヤがうまく噛み合って機能を発揮するように潤滑させること)が不十分となる傾向にある。他方、硫黄系極圧剤の含有量が前記上限値を超えると、疲労寿命が不十分となる傾向にある。また、潤滑油組成物を手動変速機用潤滑油として用いた場合に、熱・酸化安定性が不十分となる傾向にある。また、本発明の駆動伝達装置用潤滑油組成物を、特に終減速機用潤滑油として使用する場合には、極圧性をより高める必要があることから、硫黄系極圧剤の含有量を、組成物全量を基準として、硫黄元素換算で、0.5〜3質量%とすることが好ましく、1.5〜2.5質量%とすることがより好ましい。
【0191】
また、本発明の駆動伝達装置用潤滑油組成物は、前述の通り、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を含有するものであるが、当該ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤以外の粘度指数向上剤を更に含有してもよい。かかる粘度指数向上剤としては、分散型エチレン−α−オレフィン共重合体又はその水素化物、ポリイソブチレン又はその水素化物、スチレン−ジエン水素化共重合体、スチレン−無水マレイン酸エステル共重合体及びポリアルキルスチレン等が挙げられる。
【0192】
これらの粘度指数向上剤を用いる場合、その含有量は、組成物全量基準で、通常0.1〜10質量%の範囲から選ばれる。
【0193】
また、本発明の駆動伝達装置用潤滑油組成物は、耐摩耗性、熱・酸化安定性及び摩擦特性を更に向上できる点から、無灰分散剤を更に含有することが好ましい。無灰分散剤としては、例えば、下記の窒素化合物(D−1)〜(D−3)を挙げることができる。これらは、単独であるいは二種以上を組み合わせて使用することができる。
(D−1)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個有するコハク酸イミド、あるいはその誘導体
(D−2)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個有するベンジルアミン、あるいはその誘導体
(D−3)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個有するポリアミン、あるいはその誘導体。
【0194】
(D−1)コハク酸イミドとしては、より具体的には、下記一般式(15)又は(16)で示される化合物等が例示できる。
【0195】
【化9】


【0196】
【化10】


【0197】
一般式(15)において、R22は炭素数40〜400、好ましくは60〜350のアルキル基又はアルケニル基を示し、jは1〜5、好ましくは2〜4の整数を示す。
【0198】
一般式(16)において、R23及びR24は、それぞれ個別に、炭素数40〜400、好ましくは60〜350のアルキル基又はアルケニル基を示し、kは0〜4、好ましくは1〜3の整数を示す。
【0199】
上記コハク酸イミドには、イミド化により、ポリアミンの一端に無水コハク酸が付加した形態の一般式(15)で示される所謂モノタイプのコハク酸イミドと、ポリアミンの両端に無水コハク酸が付加した形態の一般式(15)で示されるいわゆるビスタイプのコハク酸イミドが含まれるが、本発明の組成物においては、そのいずれでも、またこれらの混合物でも使用可能である。
【0200】
(D−2)ベンジルアミンとしては、より具体的には、下記一般式(17)で表される化合物等が例示できる。
【0201】
【化11】


【0202】
一般式(17)において、R25は、炭素数40〜400、好ましくは60〜350のアルキル基又はアルケニル基を示し、mは1〜5、好ましくは2〜4の整数を示す。
【0203】
上記ベンジルアミンは、例えば、ポリオレフィン(例えば、プロピレンオリゴマー、ポリブテン、エチレン−α−オレフィン共重合体等)をフェノールと反応させてアルキルフェノールとした後、これにホルムアルデヒドとポリアミン(例えば、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)をマンニッヒ反応により反応させることにより得ることができる。
【0204】
(F−3)のポリアミンとしては、より具体的には、下記一般式(18)で示される化合等が例示できる。
26−NH−(CHCHNH)−H (18)
【0205】
一般式(18)において、R26は、炭素数40〜400、好ましくは60〜350のアルキル基又はアルケニル基を示し、mは1〜5、好ましくは2〜4の整数を示す。
【0206】
上記ポリアミンは、例えば、ポリオレフィン(例えば、プロピレンオリゴマー、ポリブテン、エチレン−α−オレフィン共重合体等)を塩素化した後、これにアンモニアやポリアミン(例えば、エチレンジアミン、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)を反応させることにより得ることができる。
【0207】
上記窒素化合物における窒素含有量は任意であるが、耐摩耗性、酸化安定性及び摩擦特性等の点から、通常その窒素含有量が0.01〜10質量%であることが好ましく、より好ましくは0.1〜10質量%のものを用いることが望ましい。
【0208】
上記窒素化合物の誘導体としては、例えば、前述の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;前述の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;前述の窒素化合物に硫黄化合物を作用させた硫黄変性化合物;及び前述の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。
【0209】
本発明の駆動伝達装置用潤滑油組成物に無灰分散剤を含有させる場合、その含有量は特に限定されないが、組成物全量基準で、0.5〜10.0質量%であるのが好ましく、1〜8.0質量%であるのがより好ましい。無灰分散剤の含有量が0.5質量%未満の場合は、疲労寿命および極圧性の向上効果が不十分であり、10.0質量%を越える場合は、組成物の低温流動性が大幅に悪化するため、それぞれ好ましくない。また、本発明の駆動伝達装置用潤滑油組成物を、特に自動変速機用又は無段変速機用潤滑油として使用する場合には、無灰分散剤の含有量を、組成物全量基準で、1〜6質量%とすることが好ましい。また、本発明の駆動伝達装置用潤滑油組成物を、特に手動変速機用潤滑油として使用する場合には、無灰分散剤の含有量を、組成物全量基準で、0.5〜6質量%とすることが好ましく、0.5〜2質量%とすることがより好ましい。
【0210】
また、本発明の駆動伝達装置用潤滑油組成物は、摩擦特性を更に向上できる点から、金属系清浄剤を更に含有することが好ましい。金属系清浄剤の具体例としては、例えばアルカリ土類金属スルホネート、アルカリ土類金属フェネート及びアルカリ土類金属サリシレートを挙げることができ、これらの中から選ばれる1種類又は2種類以上の金属系清浄剤を用いることができる。
【0211】
アルカリ土類金属スルホネートとしては、より具体的には、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アルカリ土類金属塩を挙げることができる。特にマグネシウム塩及び/又はカルシウム塩が好ましい。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。
【0212】
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のスルホン化剤としては、例えば、発煙硫酸や硫酸が用いられる。
【0213】
アルカリ土類金属フェネートとしては、より具体的には、炭素数4〜30、好ましくは6〜18の直鎖状又は分枝状のアルキル基を少なくとも1個有するアルキルフェノール、このアルキルフェノールと硫黄を反応させて得られるアルキルフェノールサルファイド又はこのアルキルフェノールとホルムアルデヒドを反応させて得られるアルキルフェノールのマンニッヒ反応生成物のアルカリ土類金属塩を挙げることができる。特にマグネシウム塩及び/又はカルシウム塩等が好ましい。
【0214】
アルカリ土類金属サリシレートとしては、より具体的には、炭素数4〜30、好ましくは6〜18の直鎖状又は分枝状のアルキル基を少なくとも1個有するアルキルサリチル酸のアルカリ土類金属塩を挙げることができる。特にマグネシウム塩及び/又はカルシウム塩等が好ましい。
【0215】
上記アルカリ土類金属スルホネート、アルカリ土類金属フェネート及びアルカリ土類金属サリシレートには、その全塩基価が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、アルキルフェノール、アルキルフェノールサルファイド、アルキルフェノールのマンニッヒ反応生成物、及びアルキルサリチル酸等を直接マグネシウム及び/又はカルシウムのアルカリ土類金属の酸化物や水酸化物等のアルカリ土類金属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アルカリ土類金属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)と過剰のアルカリ土類金属塩やアルカリ土類金属塩基(アルカリ土類金属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)をアルカリ土類金属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(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、金属系清浄剤は通常軽質潤滑油 基油等で希釈された状態で市販されており、また、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。
【0216】
本発明の駆動伝達装置用潤滑油組成物に金属系清浄剤を含有させる場合、その含有量は特に限定されないが、組成物全量を基準として、金属元素換算で、好ましくは0.005〜0.5質量%、より好ましくは0.008〜0.3質量%、更に好ましくは0.01〜0.2質量%である。金属系清浄剤の含有量が金属元素換算で0.005質量%未満の場合は摩擦特性向上効果が不十分となる傾向にあり、一方、0.5質量%を超えると湿式クラッチの摩擦材への悪影響が懸念される。また、本発明の駆動伝達装置用潤滑油組成物を、特に自動変速機用又は無段変速機用潤滑油として使用する場合には、金属系清浄剤の含有量を、組成物全量を基準として、金属元素換算で、0.005〜0.2質量%とすることが好ましく、0.008〜0.02質量%とすることがより好ましい。また、本発明の駆動伝達装置用潤滑油組成物を、特に手動変速機用潤滑油として使用する場合には、金属系清浄剤の含有量を、組成物全量を基準として、金属元素換算で、0.05〜0.5質量%とすることが好ましく、0.1〜0.4質量%とすることがより好ましく、0.2〜0.35質量%とすることが更に好ましい。
【0217】
また、本発明の駆動伝達装置用潤滑油組成物は、熱・酸化安定性を更に向上できる点から、酸化防止剤を含有することが好ましい。酸化防止剤としては、潤滑油分野で一般的に使用されているものであれば使用可能であるが、フェノール系酸化防止剤及び/又はアミン系酸化防止剤を用いることが好ましく、フェノール系酸化防止剤とアミン系酸化防止剤とを併用することが特に好ましい。
【0218】
酸化防止剤としては、具体的には、2−6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール等のアルキルフェノール類、メチレン−4、4−ビスフェノール(2、6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール)等のビスフェノール類、フェニル−α−ナフチルアミン等のナフチルアミン類、ジアルキルジフェニルアミン類、(3、5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)脂肪酸(プロピオン酸等)あるいは(3−メチル−5−tertブチル−4−ヒドロキシフェニル)脂肪酸(プロピオン酸等)と1価又は多価アルコール、例えばメタノール、オクタノール、オクタデカノール、1、6ヘキサジオール、ネオペンチルグリコール、チオジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ペンタエリスリトール等とのエステル等が挙げられる。また、ジ−2−エチルヘキシルジチオリン酸亜鉛等のジアルキルジチオリン酸亜鉛類を酸化防止剤として用いてもよい。
【0219】
本発明においては、上記酸化防止剤の中から任意に選ばれた1種類あるいは2種類以上の化合物を任意の量で含有させることができる。酸化防止剤の含有量は特に制限されないが、組成物全量基準で、好ましくは0.01〜5.0質量%である。
【0220】
また、本発明の駆動伝達装置用潤滑油組成物は、変速機における湿式クラッチの摩擦特性を更に向上できる点から、摩擦調整剤を更に含有することが好ましい。摩擦調整剤としては、潤滑油分野で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るが、炭素数6〜30のアルキル基又はアルケニル基、特に炭素数6〜30の直鎖アルキル基又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、イミド化合物、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、脂肪酸金属塩等が好ましく用いられる。
【0221】
アミン化合物としては、炭素数6〜30の直鎖状若しくは分枝状、好ましくは直鎖状の脂肪族モノアミン、直鎖状若しくは分枝状、好ましくは直鎖状の脂肪族ポリアミン、又はこれら脂肪族アミンのアルキレンオキシド付加物等が例示できる。イミド化合物としては、炭素数6〜30の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又はアルケニル基を有するコハク酸イミド及び/又はそのカルボン酸、ホウ酸、リン酸、硫酸等による変性化合物等が挙げられる。脂肪酸エステルとしては、炭素数7〜31の直鎖状又は分枝状、好ましくは直鎖状の脂肪酸と、脂肪族1価アルコール又は脂肪族多価アルコールとのエステル等が例示できる。脂肪酸アミドとしては、炭素数7〜31の直鎖状又は分枝状、好ましくは直鎖状の脂肪酸と、脂肪族モノアミン又は脂肪族ポリアミンとのアミド等が例示できる。脂肪酸金属塩としては、炭素数7〜31の直鎖状又は分枝状、好ましくは直鎖状の脂肪酸の、アルカリ土類金属塩(マグネシウム塩、カルシウム塩等)や亜鉛塩等が挙げられる。
【0222】
本発明においては、これらのうち、アミン系摩擦調整剤、エステル系摩擦調整剤、アミド系摩擦調整剤、脂肪酸系摩擦調整剤から選ばれる1種又は2種を含有させることが好ましく、更に、疲労寿命をより向上させることができる点で、アミン系摩擦調整剤、脂肪酸系摩擦調整剤及びアミド系摩擦調整剤から選ばれる1種又は2種以上を含有させることが特に好ましい。また、本発明の駆動伝達装置用潤滑油組成物を、特に自動変速機用又は無段変速機用潤滑油として使用する場合には、シャダー防止寿命を著しく向上できる点から、イミド系摩擦調整剤を含有させることが特に好ましい。
【0223】
本発明においては、上記摩擦調整剤の中から任意に選ばれた1種類あるいは2種類以上の化合物を任意の量で含有させることができる。摩擦調整剤の含有量は、組成物全量基準で、好ましくは0.01〜5.0質量%、より好ましくは0.03〜3.0質量%である。また、本発明の駆動伝達装置用潤滑油組成物を、特に自動変速機用又は無段変速機用潤滑油として使用する場合には、摩擦特性をより向上させる必要がある点から、摩擦調整剤の含有量を、組成物全量基準で、0.5〜5質量%とすることが好ましく、2〜4質量%とすることがより好ましい。また、本発明の駆動伝達装置用潤滑油組成物を、特に手動変速機用潤滑油組成物として使用する場合には、摩擦調整剤の含有量を、組成物全量基準で、0.1〜3質量%とすることが好ましく、0.5〜1.5質量%とすることがより好ましい。
【0224】
本発明の駆動伝達装置用潤滑油組成物においては、その性能をさらに向上させる目的で、必要に応じて、上記添加剤の他に、腐食防止剤、防錆剤、抗乳化剤、金属不活性化剤、流動点降下剤、ゴム膨潤剤、消泡剤、着色剤等の各種添加剤を単独で又は数種類組み合わせて配合しても良い。
【0225】
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、及びイミダゾール系化合物等が挙げられる。
【0226】
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、及び多価アルコールエステル等が挙げられる。
【0227】
抗乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、及びポリオキシエチレンアルキルナフチルエーテル等のポリアルキレングリコール系非イオン系界面活性剤等が挙げられる。
【0228】
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又はその誘導体、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、及び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。
【0229】
流動点降下剤としては、潤滑油基油に応じて公知の流動点降下剤を任意に選択することができる。流動点降下剤としては、例えば、重量平均分子量が50,000〜300,000、好ましくは60,000〜300,000、特に好ましくは100,000〜250,000のポリ(メタ)アクリレート系流動点降下剤が好ましく用いられる。
【0230】
消泡剤としては、潤滑油分野の消泡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、ジメチルシリコーン、フルオロシリコーン等のシリコーン類が挙げられる。これらの中から任意に選ばれた1種類あるいは2種類以上の化合物を任意の量で配合することができる。
【0231】
着色剤としては、通常用いられる任意の化合物が使用可能であり、また任意の量を配合することができるが、通常その配合量は、組成物全量基準で0.001〜1.0質量%である。
【0232】
これらの添加剤を本発明の潤滑油組成物に含有させる場合には、その含有量は組成物全量基準で、腐食防止剤、防錆剤、抗乳化剤ではそれぞれ0.005〜5質量%、金属不活性化剤では0.005〜1質量%、流動点降下剤では、0.05〜1質量%、消泡剤では0.0005〜1質量%、着色剤では0.001〜1.0質量%の範囲で通常選ばれる。
【0233】
上記構成を有する本発明の駆動伝達装置用潤滑油組成物によれば、低粘度化した場合であっても、耐摩耗性、焼付き防止性及び疲労寿命を長期にわたって高水準で達成することができ、駆動伝達装置における省燃費性と耐久性との両立、更には低温時始動性の改善が可能となる。本発明の駆動伝達装置用潤滑油組成物が適用可能な駆動力伝達装置としては、特に制限されないが、具体的には自動変速機、無段変速機、手動変速機などの変速機、終減速機、動力分配・調整機構などが挙げられる。以下、本発明の好ましい実施形態として、(I)自動変速機用又は無段変速機用潤滑油組成物、(II)手動変速機用潤滑油組成物、及び(III)終減速機用潤滑油組成物について詳述する。
【0234】
(I)自動変速機用又は無段変速機用潤滑油組成物において、本発明にかかる潤滑油基油の100℃における動粘度は、好ましくは2〜8mm/s、より好ましくは2.6〜4.5mm/s、更に好ましくは2.8〜4.3mm/s、特に好ましくは3.3〜3.8mm/sである。当該動粘度が前記下限値未満であると潤滑性が不十分となる傾向にあり、また、前記上限値を超えると低温流動性が不十分となる傾向にある。
【0235】
また、(I)自動変速機用又は無段変速機用潤滑油組成物において、本発明にかかる潤滑油基油の40℃における動粘度は、好ましくは15〜50mm/s、より好ましくは20〜40mm/s、更に好ましくは25〜35mm/sである。当該動粘度が前記下限値未満であると潤滑性が不十分となる傾向にあり、また、前記上限値を超えると撹拌抵抗の増大により省燃費性が不十分となる傾向にある。
【0236】
また、(I)自動変速機用又は無段変速機用潤滑油組成物において、本発明にかかる潤滑油基油の粘度指数は、好ましくは120〜160、より好ましくは125〜150、更に好ましくは130〜145である。当該粘度指数が前記範囲内であると、粘度−温度特性を一層向上できる。
【0237】
また、(I)自動変速機用又は無段変速機用潤滑油組成物に含まれるリン含有化合物としては、リン酸、リン酸エステル類、亜リン酸、亜リン酸エステル類、チオリン酸、チオリン酸エステル類、チオ亜リン酸及びチオ亜リン酸エステル類及びそれらの塩から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、リン酸、リン酸エステル類、亜リン酸及び亜リン酸エステル類及びそれらの塩から選ばれる少なくとも1種であることがより好ましく、リン酸エステル類及び亜リン酸エステル類及びそれらの塩から選ばれる少なくとも1種であることが更に好ましい。
【0238】
また、(I)自動変速機用又は無段変速機用潤滑油組成物におけるリン含有化合物の含有量は、組成物全量を基準として、リン元素換算で、好ましくは0.005〜0.1質量%、より好ましくは0.01〜0.05質量%、更に好ましくは0.02〜0.04質量%である。リン含有化合物の含有量が前記下限値未満であると潤滑性が不十分となる傾向にあり、また、前記上限値を超えると湿式摩擦特性及び疲労寿命が不十分となる傾向にある。
【0239】
また、(I)自動変速機用又は無段変速機用潤滑油組成物の−40℃におけるBF粘度は、好ましくは20,000mPa・s以下、より好ましくは15,000mPa・s以下、更に好ましくは10,000mPa・s以下、一層好ましくは8,000mPa・s以下、特に好ましくは7,000mPa・s以下である。当該BF粘度が前記上限値を超えると、低温時始動性が不十分となる傾向にある。
【0240】
また、(I)自動変速機用又は無段変速機用潤滑油組成物の粘度指数は、好ましくは100〜250、より好ましくは150〜250、更に好ましくは170〜250である。粘度指数が前記下限値未満であると省燃費性が不十分となる傾向ある。また、前記上限値を超えるような組成物は、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤の含有量が多すぎるものであり、せん断安定性が不十分となる傾向にある。
【0241】
また、(II)手動変速機用潤滑油組成物において、本発明にかかる潤滑油基油の100℃における動粘度は、好ましくは3.0〜20mm/s、より好ましくは3.3〜15mm/s、さらに好ましくは3.3〜8mm/s、一層好ましくは3.8〜6mm/s、特に好ましくは4.3〜5.5mm/sである。当該動粘度が前記下限値未満であると潤滑性が不十分となる傾向にあり、また、前記上限値を超えると低温流動性が不十分となる傾向にある。
【0242】
また、(II)手動変速機用潤滑油組成物において、本発明にかかる潤滑油基油の40℃における動粘度は、好ましくは10〜200mm/s、より好ましくは15〜80mm/s、さらに好ましくは20〜70mm/s、特に好ましくは23〜60mm/sである。当該動粘度が前記下限値未満であると潤滑性が不十分となる傾向にあり、また、前記上限値を超えると撹拌抵抗の増大により省燃費性が不十分となる傾向にある。
【0243】
また、(II)手動変速機用潤滑油組成物において、本発明にかかる潤滑油基油の粘度指数は、好ましくは130〜170、より好ましくは135〜165、更に好ましくは140〜160である。当該粘度指数が前記範囲内であると、粘度−温度特性を一層向上できる。
【0244】
また、(II)手動変速機用潤滑油組成物に含まれるリン含有化合物としては、チオリン酸、チオリン酸エステル類、チオ亜リン酸及びチオ亜リン酸エステル類から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、チオリン酸エステル類及びチオ亜リン酸エステル類から選ばれる少なくとも1種であることがより好ましく、ジチオリン酸亜鉛が特に好ましい。
【0245】
また、(II)手動変速機用潤滑油組成物におけるリン含有化合物の含有量は、組成物全量を基準として、リン元素換算で、好ましくは0.01〜0.2質量%、より好ましくは0.05〜0.15質量%、更に好ましくは0.09〜0.14質量%である。リン含有化合物の含有量が前記下限値未満であると潤滑性及びシンクロ特性が不十分となる傾向にあり、また、前記上限値を超えると熱・酸化安定性及び疲労寿命が不十分となる傾向にある。
【0246】
また、(II)手動変速機用潤滑油組成物の−40℃におけるBF粘度は、好ましくは20,000mPa・s以下、より好ましくは15,000mPa・s以下、更に好ましくは10,000mPa・s以下、一層好ましくは9,000mPa・s以下、特に好ましくは8,000mPa・s以下である。当該BF粘度が前記上限値を超えると、低温時始動性が不十分となる傾向にある。
【0247】
また、(II)手動変速機用潤滑油組成物の粘度指数は、好ましくは100〜250、より好ましくは140〜250、更に好ましくは150〜250である。粘度指数が前記下限値未満であると省燃費性が不十分となる傾向ある。また、前記上限値を超えるような組成物は、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤の含有量が多すぎるものであり、せん断安定性が不十分となる傾向にある。
【0248】
また、(III)終減速機用潤滑油組成物において、本発明にかかる潤滑油基油の100℃における動粘度は、好ましくは3.0〜20mm/s、より好ましくは3.3〜15mm/s、さらに好ましくは3.3〜8mm/s、一層好ましくは3.8〜6mm/s、特に好ましくは4.3〜5.5mm/sである。当該動粘度が前記下限値未満であると潤滑性が不十分となる傾向にあり、また、前記上限値を超えると低温流動性が不十分となる傾向にある。
【0249】
また、(III)終減速機用潤滑油組成物において、本発明にかかる潤滑油基油の40℃における動粘度は、好ましくは15〜200mm/s、より好ましくは20〜150mm/s、更に好ましくは23〜80mm/sである。当該動粘度が前記下限値未満であると潤滑性が不十分となる傾向にあり、また、前記上限値を超えると撹拌抵抗の増大により省燃費性が不十分となる傾向にある。
【0250】
また、(III)終減速機用潤滑油組成物において、本発明にかかる潤滑油基油の粘度指数は、好ましくは130〜170、より好ましくは135〜165、更に好ましくは140〜160である。当該粘度指数が前記範囲内であると、粘度−温度特性を一層向上できる。
【0251】
また、(III)終減速機用潤滑油組成物に含まれるリン含有化合物としては、リン酸エステル類、亜リン酸エステル類、チオリン酸エステル類、チオ亜リン酸エステル類及びそれらの塩から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、リン酸エステル類、亜リン酸エステル類及びそれらのアミン塩から選ばれる少なくとも1種であることがより好ましく、亜リン酸エステル類、そのアミン塩及びリン酸エステル類から選ばれる少なくとも1種であることが更に好ましい。
【0252】
また、(III)終減速機用潤滑油組成物におけるリン含有化合物の含有量は、組成物全量を基準として、リン元素換算で、好ましくは0.01〜0.2質量%、より好ましくは0.05〜0.15質量%、更に好ましくは0.1〜0.14質量%である。リン含有化合物の含有量が前記下限値未満であると潤滑性が不十分となる傾向にあり、また、前記上限値を超えると疲労寿命が不十分となる傾向にある。
【0253】
また、(III)終減速機用潤滑油組成物の−40℃におけるBF粘度は、好ましくは100,000mPa・s以下、より好ましくは50,000mPa・s以下、更に好ましくは20,000mPa・s以下、一層好ましくは10,000mPa・s以下である。当該BF粘度が前記上限値を超えると、低温時始動性が不十分となる傾向にある。
【0254】
また、(III)自動変速機用又は無段変速機用潤滑油組成物の粘度指数は、好ましくは100〜250、より好ましくは120〜250、更に好ましくは125〜250である。粘度指数が前記下限値未満であると省燃費性が不十分となる傾向ある。また、前記上限値を超えるような組成物は、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤の含有量が多すぎるものであり、せん断安定性が不十分となる傾向にある。
【実施例】
【0255】
以下、実施例及び比較例に基づき本発明を更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。
【0256】
[潤滑油基油の製造]
(基油1〜3)
溶剤精製基油を精製する工程において減圧蒸留で分離した留分を、フルフラールで溶剤抽出した後で水素化処理し、次いで、メチルエチルケトン−トルエン混合溶剤で溶剤脱ろうした。かかる溶剤脱ろうの際に除去されたワックス分(以下、「WAX1」という)を、潤滑油基油の原料として用いた。WAX1の性状を表1に示す。
【0257】
【表1】


【0258】
次に、水素化分解触媒の存在下、水素分圧5MPa、平均反応温度350℃、LHSV1hr−1の条件下で、WAX1の水素化分解を行った。水素化分解触媒としては、アモルファス系シリカ・アルミナ担体(シリカ:アルミナ=20:80(質量比))にニッケル3質量%及びモリブデン15質量%が担持された触媒を硫化した状態で用いた。
【0259】
次に、上記の水素化分解で得られた分解生成物を減圧蒸留することにより潤滑油留分26容量%を得た。この潤滑油留分について、メチルエチルケトン−トルエン混合溶剤を用いて、溶剤/油比4倍、ろ過温度−25℃の条件で溶剤脱ろうを行い、粘度グレードの異なる潤滑油基油(基油1、基油2及び基油3)を得た。各潤滑油基油の各種性状及び性能評価試験結果を表2に示す。
【0260】
【表2】


【0261】
【表3】


【0262】
[実施例1〜3、比較例1〜3:自動変速機用潤滑油組成物の調製]
実施例1〜3においては、上記基油1、2、並びに下記の基油4及び添加剤A1、A2、B1、C1を用いて、表4に示す組成を有する潤滑油組成物を調製した。また、比較例1〜3においては、上記表3に示す基油5、6、並びに下記の基油4及び添加剤A1、A2、B1、C1を用いて、表5に示す組成を有する潤滑油組成物を調製した。基油5、6の各種性状及び評価試験結果を表3に示す。得られた潤滑油組成物の40℃及び100℃における動粘度、粘度指数及びリン含有量を表4、5に示す。
(基油)
基油4:パラフィン系溶剤精製基油(飽和分:60.1質量%、芳香族分:35.7質量%、樹脂分:4.2質量%、硫黄分:0.51質量%、100℃における動粘度:32mm/s、粘度指数:95)
基油5:パラフィン系水素化分解基油
基油6:パラフィン系水素化分解基油
基油7:パラフィン系水素化分解基油
(粘度指数向上剤)
A1:非分散型ポリメタクリレート(一般式(5)におけるRがメチル基、炭素数12〜15の直鎖アルキル基であるモノマーを主成分とするモノマー混合物の共重合体、重量平均分子量:25,000)
A2:分散型ポリメタクリレート(一般式(5)におけるRがメチル基、炭素数12、14、16、18の直鎖アルキル基であるモノマーを主成分とし、一般式(6)又は(7)で表される含窒素モノマーを含むモノマー混合物の共重合体、重量平均分子量:40,000)
(リン含有化合物)
B1:亜リン酸と亜リン酸エステルとの混合物
(パッケージ添加剤)
C1:パッケージ添加剤(潤滑油組成物への添加量:12.5質量%、潤滑油組成物中、無灰分散剤:4.0質量%、アルカリ土類金属スルホネート:0.01質量%(アルカリ土類金属元素換算値)、腐食防止剤:0.1質量%、酸化防止剤:0.2質量%、摩擦調整剤:3.5質量%、ゴム膨潤剤:1.0質量%、消泡剤:0.003質量%、希釈剤:残部)。
【0263】
次に、実施例1〜3及び比較例1〜3の自動変速機用潤滑油組成物を用いて以下の評価試験を行った。
【0264】
[低温流動性試験]
ASTM D 2983に準拠し、各潤滑油組成物の−40℃におけるBF粘度を測定した。得られた結果を表4、5に示す。本試験においては、BF粘度の値が小さいものほど低温流動性に優れていることを意味する。
【0265】
[せん断安定性試験]
JASO M347−95に準拠し、下記条件で超音波せん断試験を行い、試験後の各潤滑油組成物の100℃における動粘度を測定した。得られた結果を表4、5に示す。本試験においては、超音波せん断を受けた後の粘度低下が小さく、100℃における動粘度が高い値を示すものほどせん断安定性に優れていることを意味する。
(試験条件)
試験油量:30ml
超音波周波数:10kHz
試験油温度:40℃
試験時間:1時間。
【0266】
[耐摩耗性試験]
JPI−5S−32−90に準拠し、下記条件で四球試験を行い、試験後の摩耗痕径を測定した。得られた結果を表4、5に示す。本試験においては、摩耗痕径が小さいものほど耐摩耗性に優れていることを意味する。
(試験条件)
回転数:1800rpm
荷重:392N
試験油量:75℃
試験時間:1時間。
【0267】
[熱・酸化安定性試験]
先ず、各潤滑油組成物の酸価を測定した。次に、JIS K 2514に準拠し、ISOTにて165℃、144時間の条件で各潤滑油組成物を強制劣化させてその酸価を測定し、試験前後の酸価の測定値から酸価の増加量を求めた。得られた結果を表4、5に示す。本試験においては、酸価の増加量が小さいものほど熱・酸化安定性に優れていることを意味する。
【0268】
【表4】


【0269】
【表5】


【0270】
[実施例4、5、比較例4、5:手動変速機用潤滑油組成物の調製]
実施例4、5においては、上記基油2、3及び添加剤A1、並びに下記添加剤A3、B2、C2を用いて表6に示す組成を有する潤滑油組成物を調製した。また、比較例4、5においては、前記表3に示した基油6及び添加剤A1、並びに前記表3に示した基油7及び添加剤A3、B2、C2を用いて表6に示す組成を有する潤滑油組成物を調製した。得られた潤滑油組成物の40℃及び100℃における動粘度、粘度指数及びリン含有量を表6に示す。
(粘度指数向上剤)
A3:非分散型ポリメタクリレート(一般式(5)におけるRがメチル基、炭素数12、14、16、18の直鎖アルキル基であるモノマーを主成分とするモノマー混合物の共重合体、重量平均分子量:60,000)
(リン含有化合物)
B2:ジアルキルジチオリン酸亜鉛(Pri−ZDTPとSec−ZDTPとの混合物)
(パッケージ添加剤)
C2:パッケージ添加剤(潤滑剤組成物への添加量:6.0質量%、潤滑油組成物中、アルカリ土類金属スルホネート:0.25質量%(アルカリ土類金属元素換算値)、腐食防止剤:0.1質量%、酸化防止剤:0.5質量%、摩擦調整剤:1.0質量%、ゴム膨潤剤:0.5質量%、消泡剤:0.001質量%、希釈剤:残部)。
【0271】
次に、実施例4、5及び比較例4、5の手動変速機用潤滑油組成物について、実施例1〜3及び比較例1〜3の自動変速機用潤滑油組成物の場合と同様の試験を行い、低温流動性、せん断安定性及び耐摩耗性を評価した。得られた結果を表6に示す。
【0272】
【表6】





【出願人】 【識別番号】000004444
【氏名又は名称】新日本石油株式会社
【識別番号】590000455
【氏名又は名称】財団法人石油産業活性化センター
【出願日】 平成18年7月6日(2006.7.6)
【代理人】 【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹

【識別番号】100092657
【弁理士】
【氏名又は名称】寺崎 史朗


【公開番号】 特開2008−13686(P2008−13686A)
【公開日】 平成20年1月24日(2008.1.24)
【出願番号】 特願2006−187092(P2006−187092)