JP2002544372A - 連続可変トランスミッション用流体のための高ホウ素調合物 - Google Patents
連続可変トランスミッション用流体のための高ホウ素調合物Info
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Abstract
Description
,890号から優先権を主張する。
ホウ素調合物に関する。
らの根本的な逸脱を示す。CVTのプッシュベルトバージョンは、Dr.Hub
Van Doorneによって発明され、その導入以来、多くの車がそのプッ
シュベルトCVTシステムを装備してきた。CVTプッシュベルトは、オランダ
国TilburgのVan Doorne Transmissie VBによ
って製造される。このようなトランスミッションおよびベルトおよびそこで使用
される潤滑剤のより詳細な説明は、1997年1月15日に発行された欧州特許
出願第753 564号、および本明細書中で引用される参考文献に見出される
。簡単に述べると、ベルトおよびプーリーのシステムは、この型のトランスミッ
ションの動作の中枢である。このプーリーシステムは、V形状断面を有する一組
のプーリーを備え、各々は、可動性滑車、固定滑車、および油圧シリンダーから
構成される。プーリーの間をベルトが走り、これは、金属バンドによって一緒に
保持された一組の金属構成要素から構成される。作動中、駆動プーリーは、ベル
トを駆動プーリーまで押出し、それによって、動力を入力から出力まで伝達する
。トランスミッション駆動比は、可動性シーブを開放するかまたは閉鎖すること
によって制御され、その結果、ベルトがプーリー面上に、より低くまたはより高
く乗る。作動の様式は、入力軸と出力軸との間のギア比の連続的調節を可能にす
る。
らい重要であることは、CVTの商業的使用から明らかとなった。この潤滑剤は
、以下の幾つかの機能を果たさなければならない:プーリーアセンブリ、プラネ
タリギアおよび他のギア、湿板クラッチ、ならびにベアリングとの接触の際に金
属ベルトを潤滑する機能;トランスミッションを冷却する機能;ならびに油圧シ
グナルおよび動力を伝達する機能。この油圧は、ベルト牽引力、伝達比、および
クラッチ係合を制御する。潤滑剤は、金属表面のピッチング、スカフィング、引
っ掻き、フレーキング、研磨、および他の形態の摩耗からの保護を提供しながら
、一方ですべりの問題を回避し、他方で結合の問題を回避するために、ベルトと
プーリーアセンブリとの間の摩擦の適切な度合を提供しなければならない。従っ
て、流体は、金属/金属接触についての比較的高い摩擦係数を維持し、かつせん
断安定性の適切な度合を示さなければならない。
は、潤滑油および自動トランスミッション流体のような機能的流体のための耐摩
耗改良組成物を開示する。この組成物は、ホウ素含有過塩基物質;リン酸、エス
テル、またはそれらの誘導体、およびホウ酸化エポキシドまたはグリセロールの
ホウ酸化脂肪酸エステルを含む。
滑粘性油、ホウ酸化無灰分分散剤、および1つ以上の過塩基金属化合物を含む、
海洋ディーゼルエンジンのための分散剤追加パッケージを開示する。
12日(上で引用したEP0753564と等価である)は、せん断安定な潤滑
/機能性流体組成物を開示し、この組成物は、潤滑粘性油、1〜15重量%の有
機酸の金属塩、および1〜25重量%の粘性改変剤を含み、ここで、この組成物
はある規定された粘性を有する。追加パッケージ内の他の成分として、ジアルキ
ルジチオリン酸金属塩、イオウ含有摩擦改変剤、ジアルキル亜リン酸塩、および
脂肪アミドが挙げられる。
ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾールまたはそれらの誘導体および消泡剤
を含む潤滑/機能性流体を開示する。この組成物は、リン酸を含み得る。摩擦改
変剤が0.1〜10重量%の量でこの組成物中に含まれ、そして単一の摩擦改変
剤または2つ以上の混合物であり得る。摩擦改変剤はまた、脂肪酸の金属塩を含
む。好ましいカチオンは、亜鉛、マグネシウム、カルシウム、およびナトリウム
、ならびに使用され得る任意の他のアルカリ金属またはアルカリ土類金属である
。これらの塩は、1当量のアミン[原文のまま;酸(acid)?]あたり過剰
のカチオンを含むことによって過塩基化され得る。亜鉛塩は、耐摩耗保護を提供
するために0.1〜5重量%の量で加えられる。亜鉛塩は、通常、ホスホロジチ
オイン酸(phosphorodithioic acid)の亜鉛塩として添
加される。
らは、手動トランスミッション流体に適切な潤滑剤混合物を開示し、この混合物
は、ホウ酸化過塩基のアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩、摩擦改変剤ま
たは例えば脂肪酸アミドとホウ酸化誘導体のような摩擦改変剤との混合物、およ
び潤滑粘性油を含む。他の代表的な成分が含まれ得る。
ミッションの有効な適用についての重要な性能パラメーターである。一般に、第
一亜鉛ジヒドロカルビルジチオホスフェートのような亜鉛塩を含む調合物が金属
−金属発作に耐性があり、CVTベルト−プーリー界面において高い金属−金属
摩擦係数を維持することが公知である。しかし、自動トランスミッション流体(
ATF)と同様の組成物を有するCVT流体を調合することが所望される。AT
Fは、一般に、低い熱安定性および酸化安定性ならびにクラッチ不適合性を伴う
公知の問題のために、亜鉛ジヒドロカルビルジチオホスフェートと共に調合され
ない。
ートを有さず、ホウ酸化界面活性剤および/または分散剤を含むことによって、
並外れた金属−金属摩擦および良好な抗異常停止特性を有する適切なCVT流体
を提供する問題を解決する。それ故に、完全に調合されたCVT流体中の亜鉛ジ
ヒドロカルビルジチオホスフェートの量は、好ましくは1%未満、より好ましく
は0.5%未満、0.1%未満、または0.05%未満である。最も好ましい組
成物は、亜鉛ジヒドロカルビルジチオホスフェートを実質的に含まず、例えば、
0.01%未満である。
よびアクセルにおいて有用な潤滑油およびグリースとして使用され得る。これら
の組成物は、スパーク発火型および圧縮発火型の内燃機関(自動車エンジンおよ
びトラックエンジン、二輪車エンジン、航空ピストンエンジン、海洋低負荷ディ
ーゼルエンジンなどを含む)のためのクランク室潤滑油を含む種々の適用におい
て有効である。それらはまた、牽引流体のための添加剤として有用である。さら
に、自動トランスミッション流体、手動トランスミッション流体、トランスアク
セル潤滑剤、ギア潤滑剤、金属加工潤滑剤、油圧流体、および他の潤滑油および
グリース組成物は、本発明の組成物の組み込みから利益を享受し得る。本発明の
機能性流体は、特に自動トランスミッション流体として有効であり、特に連続可
変トランスミッション(プッシュ−ベルト型トランスミッションおよびドーナツ
型牽引駆動トランスミッションを含む)用の流体として有用である。
適切な調合物を提供し、この調合物は、以下: (a)潤滑粘性の油;および (b)分散剤;もしくは (c)界面活性剤;または(b)および(c)の混合物;を含み、 ここで分散剤(b)および界面活性剤(c)のうち少なくとも1つは、ホウ酸
化種であり、そしてここでこの調合物に供給されるホウ素の量は、改善された摩
擦および抗異常停止特性をこの調合物に付与するために十分である。
供し、この方法は、このトランスミッションに上記の調合物を与える工程を包含
する。
る。
量)存在する潤滑粘性の油である。一般的に潤滑粘性油は、組成物の80重量%
より多く、代表的には、少なくとも85%、好ましくは90〜95%の量で存在
する。このような油は、種々の供給源由来であり得、そして天然潤滑油および合
成潤滑油ならびにこれらの混合物を含む。
油および植物油(例えば、ラード油、ヒマシ油)ならびにミネラル潤滑油(例え
ば、液体石油油)およびパラフィン型、ナフテン型、または混合パラフィン/ナ
フテン型の溶媒処理または酸処理されたミネラル潤滑油が挙げられ、これらは水
素添加分解および水素仕上げ(hydrofinishing)プロセスにより
さらに精製され、そして脱ロウされる。石炭または頁岩由来の潤滑粘性油もまた
有用である。有用な天然ベースの油は、American Petroleum
Institute(API)により、I群、II群、またはIII群の油と
して示された油であり得る。I群油は、90%未満の飽和(saturate)
および/または0.03%より多くのイオウを含有し、そして80以上の粘度指
数(VI)を有する。II群油は、90%以上の飽和、0.03%以下のイオウ
を含有し、そして80以上のVIを有する。III群油は、II群と同様である
が、120以上のVIを有する。
いわれる。しかし、より一般的には、合成潤滑油は、炭化水素油およびハロ置換
炭化水素油(例えば、重合オレフィンおよびインターポリマー化(interp
olymerized)オレフィン(例えば、ポリブチレン、ポリプロピレン、
プロピレン−イソブチレンコポリマー、塩素化ポリブチレン);ポリ(1−ヘキ
セン)、ポリ(1−オクテン)、ポリ(1−デセン)、およびこれらの混合物;
アルキルベンゼン(例えば、ドデシルベンゼン、テトラデシルベンゼン、ジノニ
ルベンゼン、ジ−(2−エチルヘキシル)−ベンゼン);ポリフェニル(例えば
、ビフェニル、テルフェニル、アルキル化ポリフェニル);アルキル化ジフェニ
ルエーテルおよびアルキル化ジフェニルスルフィドおよびこれらの誘導体、アナ
ログおよびホモログなど)を含むと理解される。ポリαオレフィン油はまた、A
PI IV群油といわれる。
アルキレンオキシドポリマーおよびインターポリマーならびにその誘導体は、使
用され得る公知の合成潤滑油の別のクラスを構成する。これらは、以下により例
示される:エチレンオキシドまたはプロピレンオキシドの重合により調製される
油、これらのポリオキシアルキレンポリマーのアルキルエーテルおよびアリール
エーテル(例えば、約1000の平均分子量を有するメチル−ポリイソプロピレ
ングリコールエーテル、500〜1000の分子量を有するポリエチレングリコ
ールのジフェニルエーテル、または1000〜1500の分す量を有するポリプ
ロピレングリコールのジエチルエーテル)またはそのモノカルボン酸エステルお
よびポリカルボン酸エステル(例えば、酢酸エステル、混合C3〜8脂肪酸エステ
ル、またはテトラエチレングリコールのC13オキソ酸二エステル)。
タル酸、コハク酸、アルキルコハク酸、アルケニルコハク酸、マレイン酸、アゼ
ライン酸、スベリン酸、セバシン酸、フマル酸、アジピン酸、リノール酸ダイマ
ー、マロン酸、アルキルマロン酸、またはアルケニルマロン酸)の種々のアルコ
ール(例えば、ブチルアルコール、ヘキシルアルコール、ドデシルアルコール、
2−エチルヘキシルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコールモ
ノエーテル、またはプロピレングリコール)とのエステルを含む。これらのエス
テルの特定の例としては、アジピン酸ジブチル、セバシン酸ジ(2−エチルヘキ
シル)、フマル酸ジ−n−ヘキシル、セバシン酸ジオクチル、アゼライン酸ジイ
ソオクチル、アゼライン酸ジイソデシル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジデシ
ル、セバシン酸ジエイコシル、リノール酸ダイマーの2−エチルヘキシル二エス
テル、1モルのセバシン酸を2モルのテトラエチレングリコールおよび2モルの
2−エチルヘキサン酸と反応させることにより得られる複合エステルなどが挙げ
られる。
およびポリオールエーテル(例えば、ネオペンチルグリコール、トリメチルオー
ルプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールまたはトリペンタ
エリスリトール)から生成されるエステルを含む。
−シロキサン油、またはポリアリールオキシ−シロキサン油、およびケイ酸油の
ようなケイ素ベース油は、別の有用なクラスの合成潤滑剤(例えば、ケイ酸テト
ラエチル、ケイ酸テトライソプロピル、ケイ酸テトラ−(2−エチルヘキシル)
、ケイ酸テトラ−(4−メチル−ヘキシル)、ケイ酸テトラ−(p−tert−
ブチルフェニル)、ヘキシル−(4−メチル−2−ペントキシジシロキサン、ポ
リ(メチル)シロキサン、ポリ(メチルフェニル)シロキサン)を含む。他の合
成潤滑油としては、リン含有酸の液体エステル(例えば、リン酸トリクレシル、
リン酸トリオクチル、デカンホスホン酸のジエチルエステル)、ポリマー性テト
ラヒドロフランなどが挙げられる。
の高度に分岐したか、または脂環式構造(すなわち、シクロヘキシル環)を含有
する合成流体である。牽引油または牽引流体は、例えば、米国特許第3,411
,369号および同第4,704,490号に詳細に記載される。
製および再精製の油(ならびにこれらのいずれかの2つ以上の混合物)は、本発
明の潤滑剤において使用され得る。未精製の油は、天然または合成の供給源から
さらなる精製処理なしに直接得られた油である。例えば、レトルト操作から直接
得られた頁岩油、一次蒸留から直接得られた石油油またはエステル化プロセスか
ら直接得られ、かつさらなる処理なしで使用されるエステル油は、未精製油であ
る。精製油は、それらが1つ以上の特性を改善するために1つ以上の精製工程で
さらに処理されていることを除いて未精製油と同様である。多くのこのような精
製技術(例えば、溶媒抽出、2次蒸留、酸または塩基抽出、濾過、パーコレーシ
ョン、水素処理(hydroprocessing)、水素添加分解、および水
素処理(hydrotreating))は、当業者に公知である。再精製油は
、既に使用されている精製油に適用される、精製油を得るために使用されるプロ
セスと同様のプロセスにより得られる。このような再精製油はまた、再生油また
は再処理油として公知であり、そしてしばしば廃添加物および油分解生成物の除
去に関する技術によりさらに処理される。
である。典型的には、ポリ−α−オレフィンは、4〜30個、または4〜20個
、または6〜16個の炭素原子を有するモノマーから誘導される。有用なPAO
としては、1−デセンから誘導されるPAOが挙げられる。これらのPAOは、
2〜150の粘度を有し得る。
フィンが挙げられる。これらの合成ベース油は、水素化されて酸化に対して安定
な油を生じる。合成油は、単一の粘性範囲または、混合物が以下に記載する必要
条件に一致する粘性を生じる限り、高粘性範囲の油および低粘性範囲の油の混合
物を含み得る。高度に水素添加分解され、かつ脱ロウされた油もまた、好ましい
ベース油として含まれる。これらの石油油は、一般的に精製されて増強された低
温粘性および抗酸化性能を生じる。合成油と精製ミネラル油との混合物もまた使
用され得る。
ル化アミン、カルボン酸エステル、マンニッヒ反応生成物、ヒドロカルビル置換
アミン、およびこれらの混合物が挙げられる。
の反応生成物を含む。カルボン酸アシル化剤としては、C8〜30脂肪酸、C14〜2 0 イソ脂肪族(isoaliphatic)酸、C18〜44ダイマー酸、付加ジカ
ルボン酸、トリマー酸、付加トリカルボン酸、およびヒドロカルビル置換カルボ
ン酸アシル化剤が挙げられる。ダイマー酸は、米国特許第2,482,760号
、同第2,482,761号、同第2,731,481号、同第2,793,2
19号、同第2,964,545号、同第2,978,468号、同第3,15
7,681号、および同第3,256、304号に記載される。付加カルボン酸
アシル化剤は、不飽和脂肪酸の1つ以上の不飽和カルボン酸試薬との付加(4+
2および2+2)生成物であり、これらは上記に記載される。これらの酸は、米
国特許第2,444,328号に教示される。別の実施形態において、カルボン
酸アシル化剤は、ヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤である。ヒドロカル
ビル置換カルボン酸アシル化剤は、1つ以上の上記のオレフィンまたはポリアル
ケンと、1つ以上の上記の不飽和カルボキシル試薬(例えば、マレイン酸無水物
)との反応により調製される。アミンは、本明細書中の他の箇所に記載されるア
ミンのいずれかであり得、好ましくは、ポリアミン(例えば、アルキレンポリア
ミンまたは縮合ポリアミン)である。アシル化アミン、それらの中間体および同
一物を調製するための方法は、米国特許第3,219,666号;同第4,23
4,435号;同第4,952,328号;同第4,938,881号;同第4
,957,649号;同第4,904,401号;および同第5,053,15
2号に記載される。
カルボン酸エステルは、少なくとも1つ以上の上記のカルボン酸アシル化剤、好
ましくはヒドロカルビル置換カルボン酸アシル化剤と、少なくとも1つの有機ヒ
ドロキシ化合物および必要に応じてアミンとの反応により調製される。ヒドロキ
シ化合物は、アルコールまたはヒドロキシ含有アミンであり得る。別の実施形態
において、カルボン酸エステル分散剤は、アシル化剤を少なくとも1つの上記の
ヒドロキシアミンと反応させることにより調製される。アルコールは、上記に記
載される。好ましいアルコールは、上記の多価アルコール(例えば、ペンタエリ
スリトール)である。
である場合、2〜30個、または8〜18個の炭素原子を有するモノカルボン酸
でエステル化され得る。モノカルボン酸の例としては、酢酸、プロピオン酸、酪
酸、および上記の脂肪酸が挙げられる。これらのエステル化された多価アルコー
ルの特定の例としては、オレイン酸ソルビトール(モノオレエートおよびジオレ
エートを含む)、ステアリン酸ソルビトール(モノステアレートおよびジステア
レートを含む)、オレイン酸グリセロール(モノオレイン酸グリセロール、ジオ
レイン酸グリセロールおよびトリオレイン酸グリセロールを含む)およびオクタ
ン酸エリスリトールが挙げられる。
れ得る。簡便さおよび生成するエステルの優れた特性のために好ましい方法は、
上記のカルボン酸アシル化剤の、1つ以上のアルコールまたはフェノールとの、
アシル価剤の1当量あたり0.5当量〜4当量のヒドロキシ化合物の比での反応
を包含する。有用なカルボン酸エステル分散剤の調製は、米国特許第3,522
,179号および同第4,234,435号に記載される。
は少なくとも1つの上記のポリアミン(例えば、ポリエチレンポリアミン)、縮
合ポリアミン、または複素環式アミン(例えば、アミノプロピルモルホリン)と
さらに反応し得る。アミンは、任意の非エステル化カルボキシル基を中和するた
めに充分な量で添加される。1つの実施形態において、カルボン酸エステル分散
剤は、アシル化剤1当量あたり、1〜2当量、または1.0〜1.8当量のヒド
ロキシ化合物、および0.3当量までの、または0.02〜0.25当量のポリ
アミンを反応させることにより調製される。カルボン酸アシル化剤は、ヒドロキ
シ化合物およびアミンと同時に反応され得る。一般的に少なくとも0.01当量
のアルコールおよび少なくとも0.01当量のアミンが存在するが、組合せた当
量の総量は、アシル化剤の1当量あたり少なくとも0.5当量であるべきである
。これらのカルボン酸エステル分散剤組成物は、当該分野で公知であり、そして
多数のこれらの誘導体の調製は、例えば、米国特許第3,957,854号およ
び同第4,234,435号に記載される。
。これらのヒドロカルビル置換アミンは、当業者に周知である。これらのアミン
、およびそれらを生成する方法は、米国特許第3,275,554号;同第3,
438,757号;同第3,454,555号;同第3,565,804号;同
第3,755,433号;および同第3,822,289号に開示される。代表
的に、ヒドロカルビル置換アミンは、オレフィンおよびオレフィンポリマー(上
記のポリアルケンおよびそのハロゲン化誘導体を含む)を、アミン(モノアミン
またはポリアミン)と反応させることにより調製される。これらのアミンは、上
記の任意のアミンであり得、好ましくはアルキレンポリアミンである。ヒドロカ
ルビル置換アミンの例としては、以下が挙げられる:ポリ(プロピレン)アミン
;N,N−ジメチル−N−ポリ(エチレン/プロピレン)アミン、(50:50
モル比のモノマー);ポリブテンアミン;N,N−ジ(ヒドロキシエチル)−N
−ポリブテンアミン;N−(2−ヒドロキシプロピル)−N−ポリブテンアミン
;N−ポリブテン−アニリン;N−ポリブテン−モルホリン;N−ポリ(ブテン
)エチレンジアミン;N−ポリ(プロピレン)トリメチレンジアミン;N−ポリ
(ブテン)ジエチレントリアミン;N’,N’−ポリ(ブテン)テトラエチレン
ペンタアミン;N,N−ジメチル−N’−ポリ(プロピレン)−1,3−プロピ
レンジアミンなど。
ッヒ分散剤は、一般的に少なくとも1つのアルデヒド(例えば、ホルムアルデヒ
ドおよびパラホルムアルデヒド)、少なくとも1つの上記のアミン、好ましくは
ポリアミン(例えば、ポリアルキレンポリアミン)および少なくとも1つのアル
キル置換ヒドロキシ芳香族化合物の反応により形成される。試薬の量は、ヒドロ
キシ芳香族化合物対ホルムアルデヒド対アミンのモル比が、(1:1:1)〜(
1:3:3)の範囲にあるような量である。ヒドロキシ芳香族化合物は、一般的
にアルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物である。この用語は、上記のフェノール
を含む。ヒドロキシ芳香族化合物は、少なくとも1つ、そして好ましくは2以下
の脂肪族基または脂環式基で置換された化合物であり、これらの基は、6〜40
0個、または30〜300個、または50〜200個の炭素原子を有する。これ
らの基は、1つ以上の上記のオレフィンまたはポリアルケンから誘導され得る。
1つの実施形態において、ヒドロキシ芳香族化合物は、420〜10,000の
る。マンニッヒ分散剤は、以下の米国特許:第3,980,569号;第3,8
77,899号;および第4,454,059号に記載される。
ウ酸化分散剤は、0.1重量%〜5重量%、または0.5重量%〜4重量%、ま
たは0.7重量%〜3重量%のホウ素を含む。1つの実施形態において、ホウ酸
化分散剤は、ホウ酸化アシル化アミン(例えば、ホウ酸化スクシンイミド)分散
剤である。ホウ酸化分散剤は、米国特許第3,000,916号;同第3,08
7,936号;同第3,254,025号;同第3,282,955号;同第3
,313,727号;同第3,491,025号;同第3,533,945号;
同第3,666,662号;同第4,925,983号および同第5,883,
057号に記載される。ホウ酸化分散剤は、1つ以上の分散剤の1つ以上のホウ
素化合物との反応により調製される。
:ホウ酸の種々の形態(メタホウ酸(HBO2)、オルトホウ酸(H3BO3)お
よびテトラホウ酸(H2B407))、三酸化二ホウ素、三酸化ホウ素、ならびに
、式(RO)XB(OH)yのホウ酸アルキル(ここで、xは、1〜3であり、そ
してyは、0〜2であり、xとyの合計は3であり、そして、ここで、Rは、1
〜6の炭素原子を含むアルキル基である。1つの実施形態において、ホウ素化合
物は、アルカリ金属または混合アルカリ金属およびアルカリ土類金属のホウ酸塩
である。これらのホウ酸金属塩は、一般に、当該分野で公知の水和した粒子状の
ホウ酸金属である。ホウ酸アルカリ金属には、混合アルカリ金属およびアルカリ
土類金属のホウ酸塩が挙げられる。これらのホウ酸金属は、市販されている。適
切なアルカリボレートおよびホウ酸アルカリ金属およびホウ酸アルカリ土類金属
ならびにそれらの製造方法を開示する代表的な特許としては、米国特許第3,9
97,454号;同第3,819,521号;同第3,853,772号;同第
3,907,601号;同第3,997,454号;および同第4,089,7
90号が挙げられる。
分散剤の混合物であり得る。
後処理され得る。中でも、これらは、ウレア、チオウレア、ジメルカプトチアジ
アゾール、二硫化炭素、アルデヒド、ケトン、カルボン酸、炭化水素置換無水コ
ハク酸、ニトリル、エポキシドおよびリン化合物である。このような処理を詳述
する参考文献は、米国特許第4,654,403号に列挙される。
分散剤の量は、好ましくは0.1または0.2〜6または10重量%、好ましく
は、0.3または0.5〜3〜5重量%、およびより好ましくは、1または2〜
3または4重量%である。分散剤は、ホウ酸化される場合、完全に調合された流
体に対して、50〜3000ppmのホウ素、より好ましくは、80〜1500
ppm、およびなおより好ましくは、150、200、250、または500p
pm〜1200ppmのホウ素を、好ましくは寄与する。
の金属塩の形態である。過塩基物質は、一般に、単一相である、均一なニュート
ン系であり、金属と、金属と反応する特定の酸性有機化合物との化学量論に従っ
て、中和のために存在する含有量よりも過剰な金属含有量によって特徴付けられ
る。この過塩基物質は、酸性物質(代表的に、無機酸または低級カルボン酸、好
ましくは二酸化炭素)を以下を含む混合物と反応させることによって、最も一般
的に調製される:上記酸性有機物質のための少なくとも1つの不活性な有機溶媒
(鉱油、ナフサ、トルエン、またはキシレン)、化学量論的に過剰の金属塩基、
およびフェノールまたはアルコールのような助触媒。本発明の添加混合物の界面
活性剤成分は、スルホン酸、フェノール、サリチル酸、グリオキシル酸、カルボ
ン酸またはリン含有酸の1以上のホウ酸化したまたはホウ酸を含まない過塩基ア
ルカリ金属またはアルカリ土類金属塩、あるいはその混合物であり得る。用語「
サリチル酸塩」は、本明細書中で、当該分野で一般的であるように、ヒドロカル
ビル置換サリチル酸の塩を好ましくは意味するために、使用される。
形成される。有機スルホン酸塩は、潤滑剤および界面活性剤分野で周知の物質で
ある。スルホン酸塩化合物は、平均10〜40の炭素原子を含み、好ましくは1
2〜36の炭素元素、およびより好ましくは、14〜32の炭素原子を含む。同
様に、石炭酸塩、サリチル酸塩、およびカルボン酸塩は、実質的に、親油特徴を
有するべきである。炭素原子は、芳香族またはパラフィン状の構成のいずれかで
あり得るが、アルキル化芳香族化合物(aromatics)が使用され得るこ
とが好ましい。ナフタレンベースの物質が使用され得るが、好ましい芳香族物質
は、ベンゼンをもとにしている。
り、好ましくはモノアルキル化ベンゼンである。代表的に、アルキルベンゼン画
分は、なお低供給源(bottom source)から得られ、そしてモノア
ルキル化またはジアルキル化されている。モノアルキル化芳香族化合物は、全体
的な特性において優れていると考えられる。
ン酸塩)を得るために使用されることが所望される。組成物の実質的な部分が、
アルキル基の供給源としてのプロピレンのポリマーを含む混合物は、本発明のト
ランスミッション流体における塩の溶解性を補助する。一官能性(例えば、モノ
スルホネート化)物質の使用は、分子の架橋および潤滑剤からの塩の可能な沈澱
を回避する。
オンを中和するのに必要とされる化学量論を超えて、化学量論的に過剰な金属が
存在することを意味する。過塩基化からの過剰の金属は、潤滑剤中で形成され得
る酸を中和する効果を有する。別の重要な利点は、過塩基塩は、摩擦の動力学的
係数を増加させることである。過塩基化は、一般に、金属比が、1.05:1、
好ましくは2:1〜30:1、および最も好ましくは、4:1〜25:1である
ように行われる。金属比は、当量に基づいて、過塩基物質のアニオン部分に対す
る金属イオンの比である。
期表のII族から選択される。好ましくは、それは、カルシウム塩またはマグネ
シウム塩である。
形成において好ましくは使用される低分子量酸性物質が二酸化炭素である、物質
である。炭酸化過塩基物質を含む過塩基物質の調製は、周知であり、そして例え
ば、米国特許3,766,067号(McMillen)を含む種々の米国特許
に記載される。
ル酸炭酸化過塩基カルシウムである。
ウ酸化され得ない。この過塩基物質(界面活性剤)は、1つ以上のホウ酸化界面
活性剤と1つ以上のホウ酸を含有しない界面活性剤との混合物であり得る。ホウ
酸化過塩基物質およびそれらの調製は、周知であり、そして欧州特許出願753
,564(1997年1月15日公開)および米国特許第4,792,410号
により詳細に記載される。
カリ金属分散系は、以下の工程によって調製され得る:適切な反応容器に、親油
性反応媒体(典型的に、過塩基金属スルホン酸塩を調製するために使用された炭
化水素媒体)内でアルカリ金属炭酸化過塩基金属スルホン酸塩を充填すること。
次いで、ホウ酸をこの反応容器に充填し、そして内容物を、激しく攪拌する。反
応を、代表的に、20℃〜200℃、好ましくは、20℃〜150℃、より好ま
しくは40℃〜125℃での反応温度で、0.5〜7時間、通常は、1〜3時間
実施する。反応期間の終わりに、温度は、代表的に、100℃〜250℃、好ま
しくは100℃〜150℃に上昇し、任意の残留アルコールおよび水の媒体をス
トリッピングする。このストリッピングは、大気圧で、または例えば、93kP
a〜1kPaの減圧下で行われ得る。
体に対して、50〜3000百万分率(ppm)のホウ素、より好ましくは80
〜150ppmおよびなおより好ましくは150、200、250または500
ppm〜1200ppmのホウ素に寄与する。
0.1〜10重量%、より好ましくは、0.2〜5重量%、およびなおより好ま
しくは0.3〜2.5重量%である。過塩基界面活性剤の所望の量は、特定の量
の塩基度を調合物に付与するために適切である量であり、そしてこの理由のため
に、高いTBN界面活性剤の比較的少量が、通常使用され、そして低いTBN界
面活性剤の比較的高い量が通常使用される。300TNBのカルシウム界面活性
剤が使用される場合、オイルフリー基剤に対する代表的な量は、0.1〜2%、
好ましくは0.3〜1%、より好ましくは0.5〜0.7%である。10TNB
のカルシウム界面活性剤が使用される場合、オイルフリー基剤に対する代表的な
量は、0.5〜10%、好ましくは1〜4%である。カルシウム界面活性剤の総
量は、代表的に、組成物に対して、150〜5000ppmのカルシウム、好ま
しくは300〜2500ppm、より好ましくは600〜1250ppmを提供
するのに適切な量である。カルシウム以外の他の金属が使用される場合、その量
は、従って、比較可能なレベルの塩基度を提供するように調整される。
レベルに類似する摩擦特性および耐停止特性を提供するのに十分なレベルである
べきである。完全に調合された組成物中に存在する好ましいホウ素の総量は、少
なくとも130または200ppm、好ましくは少なくとも250ppm、より
好ましくは400〜3300または2000ppm、およびなおより好ましくは
、600または700〜1700または1300ppmである。ホウ素成分は、
ホウ酸化分散剤の使用によって、またはホウ酸化界面活性剤の使用によって、供
給され得る。好ましくは、界面活性剤および分散剤の両方が、ホウ酸化されてい
る。
またはCVTのための流体を含む。
VM」、粘度指数向上剤ともいわれる)。粘度改変剤は、当該分野で特に周知で
あり、そしてほとんどが、市販されている。炭化水素VMには、ポリブテン、ポ
リ(エチレン/プロピレン)コポリマー、およびスチレンとブタジエンまたはイ
ソプレンとのポリマーが挙げられる。エステルVMには、スチレン/無水マレイ
ン酸ポリマーのエステル、スチレン/無水マレイン酸/アクリレートターポリマ
ーのエステル、およびポリメタクリレートが挙げられる。アクリレートは、Ro
hMaxおよびLubrizol Corporatioanから入手可能であ
る;ポリブテンは、Ethyl CorporationおよびLubrizo
lから入手可能である;エチレン/プロピレンコポリマーは、Exxonおよび
Texacoから入手可能である;ポリスチレン/イソプレンポリマーは、Sh
ellから入手可能である;スチレン/マレイン酸エステルは、Lubrizo
lから入手可能であり、そしてスチレン/ブタジエンポリマーは、BASFから
入手可能である。
ポリマー、あるいはスチレンおよび不飽和カルボン酸のエステルのコポリマー(
例えば、スチレン/マレイン酸エステル(代表的に、スチレン/無水マレイン酸
コポリマーのエステル化によって調製される))が挙げられる。好ましい粘度改
変剤は、ポリメタクリレート粘度改変剤である。ポリメタクリレート粘度改変剤
は、異なるアルキル基を有するメタクリレートモノマーの混合物から調製される
。アルキル基は、1〜18個の炭素原子を含む直鎖または分子鎖の基のいずれか
であり得る。少量の窒素含有モノマーが、アルキルメタクリレートと共重合され
る場合、分散特性はまた、生成物に組み込まれる。従って、このような生成物は
、粘度改変、流動点低下(depressancy)および分散性の複数の機能
を有する。このような生成物は、当該分野において、分散剤型粘度改変剤または
単に分散剤−粘度改変剤といわれる。ビニルピリジン、N−ビニルピロリドン、
およびN,N’−ジメチルアミノエチルメタクリレートは、窒素含有モノマーの
例である。1以上のアルキルアクリレートの重合または共重合から得られたポリ
アクリレートはまた、粘度改変剤として有用である。本発明の粘度改変剤は、分
散剤粘度改変剤であることが好ましい。
在下で、以下の(A)と(B)を反応させる工程を含むプロセスによって調製さ
れ得る: (A)55重量%〜99.9重量%、好ましくは75〜99.5重量%、より
好ましくは90〜99重量%、しばしば80〜99重量%の1以上のアルキルア
クリレートエステルモノマー(エステルアルキル基に1〜24個の炭素原子を含
む)、ここで、少なくとも50mol%のエステルは、そのエステルアルキル基
に、少なくとも6個の炭素原子、より好ましくは少なくとも8個の炭素原子を含
む; (B)0.1重量%〜45重量%、好ましくは0.5〜25重量%、しばしば
、0.5〜20重量%または0.5〜10重量%、しばしば、1重量%〜20重
量%、より好ましくは1〜10重量%、および1つの実施形態において、1.5
〜8重量%の少なくとの1つの窒素含有モノマーであって、このモノマーは、以
下ならなる群から選択される:ビニル置換窒素複素環式モノマー、ジアルキルア
ミノアルキルアクリレートモノマー、ジアルキルアミノアルキルアクリルアミド
モノマー、N−三級アルキルアクリルアミド、およびビニル置換アミン。だだし
、 (A)および(B)のパーセントの合計は100%である。この反応は、必
要に応じて、連鎖移動剤の存在下でも実施される。
び連鎖移動剤(存在するならば)は、最初に、合わされて混合物を形成し、この
混合物の10%〜80%が、モノマー(B)と混合されるとすぐに、得られた混
合物の20%〜100%、しばしば20%〜80%、よりしばしば30%〜60
%を加熱し、そして1つの実施形態において、100%を、発熱が顕著になるま
で加熱し、次いで、反応温度を維持しながら、もしあるならば、最初に、モノマ
ー(A)およびモノマー(B)の混合物の残りを0.25時間〜5時間かけて添
加し、次いで、モノマー(A)と開始剤の残りの混合物を0.25時間〜5時間
かけて添加し、次いで、必要に応じて、必要とされ得る場合さらなる開始剤を添
加し、この反応を完了するまで継続する。反応物の先の比の任意の組み合わせは
、合計パーセントが、100%に等しいならば、有用である。
レート、12.7部のブチルメタクリレート、各々226.5部のC9-11メタク
リレートおよびC12-15メタクリレート、114.8部のC16-18メタクリレート
、および11.7部のN−(3−(ジメチルアミノ)プロピル)メタクリルアミ
ドを、段階的な添加プロセスにおいて、重合することによって調製する。これら
および関連するポリマーの調製の詳細は、欧州特許出願750,031(199
6年12月27日公開)に見出される。
ば30,000〜250,000、頻繁に20,000〜100,000の重量
平均分子量
される。
2〜20重量%、およびより好ましくは、5〜15重量%である。
どのリン化合物は、組成物に対して耐磨耗性能の尺度を付与する。
もしくはその塩であり得、ここで、各Xは、独立して酸素原子または硫黄原子で
あり、nは、0または1であり、mは、0または1であり、m+nは、1または
2であり、そしてR1、R2およびR3は、水素またはヒドロカルビル基である。
好ましくは、R1、R2およびR3の少なくとも1つは、ヒドロカルビル基であり
、そして好ましくは、少なくとも1つは、水素である。従って、この成分として
は、亜リン酸およびリン酸、チオ亜リン酸およびチオリン酸、亜リン酸エステル
、リン酸エステルならびにチオ亜リン酸エステルおよびチオリン酸エステルが挙
げられる。このエステルは、モノ−、ジ−、またはトリ−ヒドロカルビルエステ
ルであり得る。特定のこれらの物質は、互変異性形態で存在し得、そしてこのよ
うなすべての互変異性は、上記の式に含まれかつ本発明の内に含まれると意図さ
れる。例えば、亜リン酸および特定の亜リン酸エステルは、少なくとも2つの様
式、(RO)2−PH(=O)および(RO)2−P−OHで記載され得、これは
、単に水素の置換によって異なるだけである。これらの構造の各々は、本発明に
含まれると意図される。
トまたはホスフィンオキシドであり得る。これらの5価のリン誘導体は、式(R 1 O)(R2O)(R3O)P=Oによって示され得、ここで、R1、R2およびR3 は、独立してヒドロカルビル基または水素である。リン含有酸は、少なくとも1
つの亜リン酸塩、ホスホン酸塩、ホスフィン酸塩またはホスフィンであり得る。
これらの3価のリン誘導体は、式(R1O)(R2O)(R3O)Pによって示さ
れ得、ここで、R1、R2およびR3は、独立してヒドロカルビル基である。上記
の式の各々においてR1、R2およびR3における炭素原子の総数は、媒質中でそ
の化合物が可溶化するのに十分であるべきである。一般的に、R1、R2およびR 3 における炭素原子の総数は、少なくとも8であり、そして1つの実施形態にお
いて、少なくとも12であり、そして1つの実施形態において、少なくとも16
である。必要とされる、R1、R2およびR3における炭素原子の総数に限定され
ないが、実用的な上限は、400または500炭素原子である。1つの実施形態
において、上記の式の各々におけるR1、R2およびR3は、独立して、好ましく
は1〜100炭素原子または1〜50炭素原子、または1〜30炭素原子のヒド
ロカルビル基である。各R1、R2およびR3は、その他と同様であり得るが、そ
れらは、異なってもよい。有用なR1、R2およびR3基の例としては、水素、t
−ブチル、イソブチル、アミル、イソオクチル、デシル、ドデシル、オレイル、
C18アルキル、エイコシル、2−ペンテニル、ドデセニル、フェニル、ナフチル
、アルキルフェニル、アルキルナフチル、フェニルアルキル、ナフチルアルキル
、アルキルフェニルアルキル、アルキルナフチルアルキルなどが挙げられる。
リン、五硫化リン、三塩化リンならびに硫黄、黄燐およびハロゲン化硫黄、また
は塩化ホスホチオ)を用いるオレフィンポリマー(例えば、1以上の上記のポリ
アルケン(例えば、分子量1000を有するポリイソブテン)の処理によって調
製される結合のような、少なくとも1つの直接的炭素−リン結合によって特徴付
けられる。
。その結果、この構造は、(R1O)(R2O)P(X)nXmR3であり、そして
より好ましくは、(R1O)(R2O)P(X)nXmHである。この構造は、例え
ば、R1、R2およびR3が水素である場合、リン酸に対応し得る。リン酸は、そ
れ自体酸として存在し、H3PO4およびそれと等価な他の形態(例えば、ピロリ
ン酸およびリン酸の無水物(85%リン酸(水性)を含む)(これは、一般的に
市販グレードの物質である)として存在する。この式はまた、R1およびR2の1
つまたは両方が、それぞれアルキルである場合、モノまたはジアルキル水素ホス
ファイト(亜リン酸エステル)に対応し得、そしてR1、R2およびR3の各々が
、アルキルである場合、R3は、水素、またはトリアルキル亜リン酸エステルで
あり;各々の場合において、nは、0であり、mは、1であり、そして残余のX
はOである。この構造は、nおよびmが各々1である場合、リン酸または関連す
る物質に対応し;例えば、それは、X原子の1つが、硫黄であり、そしてR6、
R7およびR8の1つ、2つ、または3つが、それぞれアルキルである場合、リン
酸エステル(例えば、モノ、ジまたはトリアルキルモノチオホスフェート)であ
り得る。
リン酸も、同様に周知であり、そしてリン化合物と硫黄元素または他の硫黄供給
源との反応によって調製される。チオ亜リン酸の調製のためのプロセスは、Or
ganic Phosphorus Compounds,Vol.5,110
〜111頁、G.M.Kosolapoffら、1973に詳細に報告される。
を含み得る。いくらかの好ましい一価アルコールおよびアルコール混合物の例と
しては、Continental Oil Corporationに販売され
る市販のAdolTMアルコールが挙げられる。AdolTM810は、例えば、8
〜10炭素原子を有する直鎖状1級アルコールから本質的になるアルコールを含
有する混合物である。別の市販のアルコール混合物としては、約75重量%の直
鎖状C221級アルコール、約15重量%のC201級アルコール、ならびに約8重
量%のC18およびC24アルコールを含むAlfolTM60である。AlfolTM アルコールは、Ashland Chemicalによって販売される。
る一価脂肪アルコールの種々の混合物は、Procter&Gamble Co
mpanyから入手可能である。別のグループの市販の入手可能な混合物として
は、Shell Chemical Co.から入手可能なNeodolTM製品
が挙げられる。使用され得る他のアルコールは、低分子量のアルコール(例えば
、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール
、イソブタノール、t−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノー
ル、オクタノール(2−エチルヘキサノールを含む)、ノナノール、デカノール
、およびそれらの混合物である。
て調製され得、そして多くのこのようなホスファイトは、市販される。
る。このホスフェートは、モノ、ジ、またはトリヒドロカルビルホスフェートで
あり得る。ヒドロカルビルホスフェートは、30℃〜200℃、好ましくは、8
0℃〜150℃の温度にて、リン酸または無水物、好ましくは五酸化リンをアル
コールと反応させることによって調製され得る。リン酸は、一般的に、約1:3
.5の比、好ましくは、1:3の比でアルコールと反応する。
ホスフェートであり得る。チオホスフェートは、1〜3個、好ましくは、1また
は2個の硫黄原子を含み得る。チオホスフェートは、上記と同一のヒドロカルビ
ル基を有し得る。チオホスフェートは、1以上の上記のホスファイトを硫化剤(
硫黄、ハロゲン化硫黄、および硫黄含有化合物(例えば、硫化オレフィン、硫化
脂肪、メルカプタンなど)を含む)と反応させることによって調製される。
アミドは、一般的に、上記のリン酸の1つ(例えば、リン酸、ホスホン酸、ホス
フィン酸、チオリン酸(ジチオリン酸ならびにモノチオリン酸を含む)、チオホ
スフィン酸またはチオホスホン酸)を不飽和アミド(例えば、アクリルアミド)
と反応させることによって調製される。好ましくは、リン酸は、リンスルフィド
をアルコールまたはフェノールと反応させてジヒドロカルビルジチオリン酸を形
成することによって調製されるジチオリン酸である。ヒドロカルビル基は、リン
酸ヒドロカルビルについて上記される基であり得る。
クリルアミド(例えば、アクリルアミド、N,N’−メチレンビスアクリルアミ
ド、メタクリルアミド、クロトンアミドなど)との反応によって調製され得る。
上記からの反応産物は、さらに、結合化合物またはカップリング化合物(例えば
、ホルムアルデヒドまたはパラホルムアルヒド)と反応して、カップリングされ
た化合物を形成し得る。
チルホスファイト、ジフェニルホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリ
クレシルホスフェートおよびトリフェニルチオホスフェート)である。
量は、代表的に、0.05〜5重量%であり、好ましくは0.1〜2重量%であ
り、そしてより好ましくは0.2〜1重量%である。このような化合物の量は、
特定の化合物、その分子量、リン含量および活性にある程度依存する。代表的に
、本発明の完全に調合された流体は、150〜1000ppmのリン、好ましく
は、300〜500ppmのリンを含有する。
改変剤は、当該分野で周知であり、そして化合物の数および型は、豊富である。
一般的に、摩擦改変剤としては、脂肪酸の金属塩、脂肪ホスファイト、脂肪酸ア
ミド、脂肪エポキシドおよびそのホウ酸誘導体、脂肪アミン、グリセロールエス
テルおよびそれらのホウ酸誘導体、アルコキシル化脂肪アミン(エトキシル化脂
肪アミン(例えば、ジエトキシル化獣脂アミン)およびそれらのホウ酸化誘導体
、ポリアミンのイソステアリン酸縮合産物(例えば、テトラエチレンペンタミン
)(このような縮合物は、アミドおよびイミダゾリンまたはイミン官能基、硫化
オレフィン、硫化ポリオレフィン、硫化脂肪、および硫化脂肪酸を含む)が挙げ
られる。それらはまた、懸濁されたモリブデンジスルフィド、ジアルキルまたは
ジアリールジチオホスフェートモリブデートあるいはアルキルまたはジアルキル
ジチオカルバメートモリブデートであり得、ここで、このモリブデンは、ジチオ
ホスフェートリガンドまたはジチオカルバメートリガンドでオキシジスルフィド
架橋およびキレート化される。
のカルボン酸であり、好ましくは合成および天然に存在する脂肪酸の両方である
が、芳香族官能性を含む酸もまた、含まれる。時折発生するへテロ原子の置換は
、脂肪酸のヒドロカルビル部分において可能であり得、以下の「ヒドロカルビル
」の定義と一致する。好ましくは、酸は、14〜30炭素原子を含み、より好ま
しくは、16〜24炭素原子を含み、そして好ましくは、約18炭素原子を含む
。この酸は、直鎖(例えば、ステアリン酸)または分岐(例えば、イソステアリ
ン酸)であり得る。酸は、飽和であり得るか、またはオレフィン不飽和を含み得
る。好ましい酸は、オレイン酸であり、そして対応する好ましい塩は、オレイン
酸亜鉛(市販の材料)であり、この調製は、周知であり、そして当業者の能力の
内にある。
酸(例えば、オレイン酸)と反応する。あるいは、亜鉛塩は、わずかに塩基性塩
であり得、ここにおいて、1当量の亜鉛塩は、1当量未満の酸といくらか反応す
る。このような物質の例は、Zn4オレエートe6O1である。
カルボン酸の1,2−ジアミノエタン化合物との環式縮合によって形成され得る
。それらは、一般的に以下の構造:
たは置換ヒドロカルビル基(−(CH2CH2NH)n−H基を含む)である。
ン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、トール油酸ならびに天然および合成供
給源から得られる他の酸がある。特に好ましいカルボン酸は、12〜24炭素原
子(18炭素酸(例えば、オレイン酸およびステアリン酸)を含む)を含有する
酸である。適切な1,2ジアミノエタン化合物の中には、一般構造R−NH−C 2 H4−NH2の化合物があり、ここで、Rは、ヒドロカルビル基または置換ヒド
ロカルビル基(例えば、ヒドロキシヒドロカルビル、アミノヒドロカルビル)で
ある。好ましいジアミンは、N−ヒドロキシエチル−1,2−ジアミノエタン、
HOC2H4NHC2H4NH2である。
セニルイミダゾリンである。
特許第4,584,115号に詳細に記載され、一般的にエポキシド、好ましく
はヒドロカルビルエポキシドをホウ酸または三酸化ホウ素と反応させることによ
って調製される。このエポキシドは、以下の一般式:
たはヒドロカルビル基であり、これらの少なくとも1つは、ヒドロカルビルであ
る。R基のいずれか2つが、環式基のために、それらが結合する原子と一緒に一
体化する物質もまた、含まれ、この物質は、脂環式または複素環式であり得る。
好ましくは、1つのRは、10〜18炭素原子のヒドロカルビル基であり、そし
て残余のR基は、水素である。より好ましくは、ヒドロカルビル基は、アルキル
基である。エポキシドは、C14〜16またはC14〜18エポキシドの市販の混合物で
あり得、これは、ELF−ATOCHEMまたはUnion Carbideか
ら購入され得そして公知の方法によって対応するオレフィンから調製され得る。
精製されたエポキシ化合物(例えば、1,2−エポキシヘキサデカン)は、Al
drich Chemicalsから購入され得る。あるいは、この物質は、エ
ポキシドの反応性等価体であり得る。用語「エポキシドの反応性等価体」により
、エポキシドと同一または類似の産物を所与し得る同一または類似の様式でボロ
ネート化剤(上記のような)と反応し得る物質が、意味される。エポキシドの反
応性等価体の例は、ジオールである。エポキシドの反応性等価体の別の例は、ハ
ロヒドリンである。他の等価体は、当業者に明らかである。他の反応性等価体と
しては、特定のブロッキング試薬と反応する隣接ジヒドロキシ基を有する物質が
挙げられる。ホウ酸化化合物は、ホウ素化合物およびエポキシドをブレンドし、
そして所望の反応物が生じるまで、それらを適切な温度、代表的に80℃〜25
0℃で加熱することによって調製される。好ましいホウ酸化エポキシドは、優性
的に16炭素オレフィンのホウ酸化エポキシドである。
り、好ましくは、0.15〜0.3重量%であり、そしてより好ましくは、0.
2〜0.25重量%である。(すべての型の)摩擦改変剤の総量は、好ましくは
、ASTM−G−77によって潤滑剤として組成物を用いて110℃にて測定さ
れる場合、少なくとも0.120の摩擦の金属対金属係数を提供する量である。
なぜなら、このような最小摩擦は、現状で意図される適用のために望ましいから
である。好ましくは、摩擦改変剤の量は、0.125〜0.145、より好まし
くは、約0.135の摩擦の係数を提供するに十分である。
化(hindered)フェノール酸化防止剤、第二級芳香族アミン酸化防止剤
、硫化フェノール酸化防止剤、油溶性銅化合物、リン含有酸化防止剤、硫化有機
物、二硫化物および多硫化物を含む酸化防止剤が挙げられる。他の化合物として
は、金属非活性化剤(metal deactivator)(例えば、トリル
トリアゾール、ベンゾトリアゾールおよびトリルトリアゾールのメチレン結合生
成物)ならびにアミン(例えば、2−エチルヘキシルアミン)が挙げられる。そ
のような金属非活性化剤はまた、プッシュベルト(push belt)CVT
における金属−金属摩擦を調節する際において有用であり得る。他の成分は、シ
ールを成形しやすく維持するように設計されたシールスウェル組成物(例えば、
イソデシルスルホラン(すなわち、イソデシル−3−スルホラニルエーテル)を
含み得る。また、流動点降下剤(例えば、アルキルナフタレン、ポリメタクリレ
ート、酢酸ビニル/フマル酸ビニルまたはマレイン酸ビニルコポリマーおよびス
チレン/マレアートコポリマー)が許容可能である。これらの随意の材料は、当
業者に公知であり、一般に市販されており、そして公開された欧州特許出願第7
61,805号においてより詳細に記載される。腐食抑制剤、染料、流動化剤お
よび消泡剤もまた含まれ得る。これらの材料の各々は、従来の量および機能的量
で存在し得る。
得るか、この組成物が、濃縮物として提供され得る。濃縮物において、種々の成
分の相対量は、一般的に、潤滑粘性油の量が適切な量まで減少されることを除い
て、十分に調合された組成物における量とおよそ同一である。残りの成分の絶対
比率量は、対応して増加する。従って、その濃縮物が適切な量の油に添加される
場合、本発明の最終調合物が得られる。本発明の代表的な濃縮物は、少なくとも
2500ppmのホウ素を含み得る。
であるか、または50〜90重量部である。濃縮物において、同様に、潤滑粘性
油の量は、代表的に10〜50重量部であるか、または適切であり得る他の中間
値である。種々の成分の他の量は、上記に示されたそのような成分の、広範で、
好ましく、そして最も好ましいパーセント範囲を考慮して独立して選択され得る
。重量部に基づく、そのような組み合わせの完全なリストは、簡潔さのために本
明細書中に列挙されない;しかし、そのような組み合わせは、濃縮物を調製しよ
うと努力する当業者によって上手に決定され得る。
カルビル基」は、当業者に周知である、その通常の意味において使用される。詳
細には、この用語は、分子の残部に直接結合する炭素原子有し、かつ主に炭化水
素特性を有する基をいう。炭化水素基の例としては、以下が挙げられる: (1)炭化水素置換基、すなわち、脂肪族(例えば、アルキルまたはアルケニ
ル)置換基、脂環式(例えば、シクロアルキル、シクロアルケニル)置換基およ
び芳香族、脂肪族、および脂環式置換芳香族置換基、ならびに環式置換基、ここ
でその環は、その分子の別の部分によって完成する(例えば、2つの置換基が一
緒になって環を形成する); (2)置換炭化水素置換基、すなわち、本発明の文脈において、主な炭化水素
置換基(例えば、ハロ(特にクロロおよびフルオロ)、ヒドロキシ、アルコキシ
、メルカプト、アルキルメルカプト、ニトロ、ニトロソおよびスルホキシ)を変
更しない非炭化水素基を含む置換基; (3)ヘテロ置換基、すなわち、主な炭化水素特性を有する一方で、本発明の
文脈において、環または鎖において炭素以外を含むか、さもなくば炭素原子から
構成される置換基。ヘテロ原子としては、硫黄、酸素、窒素が挙げられ、そして
ピリジル、フリル、チエニルおよびイミダゾリルのような置換基を包含する。一
般的に、わずか2つ、好ましくはわずか1つの非炭化水素置換基が、ヒドロカル
ビル基において10個の炭素原子毎に存在する;代表的には、ヒドロカルビル基
において、非炭化水素置換基は存在しない。
調合物の成分が初めに添加された成分とは異なり得るということが公知である。
例えば、金属イオン(例えば、界面活性剤の)が他の分子の他の酸性部位または
アニオン性部位に移動し得る。それによって形成された生成物(その意図された
使用において、本発明の組成物を利用する際に形成された生成物を含む)は、容
易な説明が可能でないかもしれない。それにもかかわらず、そのような全ての改
変および反応生成物は、本発明の範囲内に含まれ;本発明は、上記の成分を混合
することによって調製される組成物を包含する。
れるような添加物の添加によって調製した:
約50%まで希釈油を含み得る。
製する; Disp.M:スクシンイミド分散剤(43%希釈油) Disp.M’:異なるスクシンイミド分散剤(40%希釈油) Disp.D:ジメルカプトチアジゾール含有分散剤(49%希釈油) Disp.S:硫黄含有分散剤(42%希釈油) Disp.B:ポリエチレンアミンを用いるポリイソブチレン置換無水コハク酸
の反応、次にホウ酸を用いる反応に由来するホウ酸化分散剤。この組成物は、1
.9%のホウ素を含む(33%希釈油) Sal.:合計塩基数165の過塩基のサリチル酸カルシウム界面活性剤(40
%希釈油) Sulf.10:合計塩基数10の過塩基のスルホン酸カルシウム界面活性剤(
50%希釈油) Sulf.300:合計塩基数300の過塩基のスルホン酸カルシウム界面活性
剤(50%希釈油) Sulf 295B:合計塩基数295の過塩基のスルホン酸カルシウム界面活
性剤、1.83%のホウ素を含むホウ酸化組成物(50%希釈油) ZDDP:ジアルキルジチオリン酸亜鉛(11%希釈油)
として表わされる)を除いて重量パーセントである。表1の潤滑剤は、APIに
より定義されるような、グループII塩基ストックと混合される潤滑剤を表わす
。
の2つの試験評価に供する。試験1は、回転Timken環(ASTM−G77
−93、改変)に対して定常位置に荷重を受けて保持されるCVTプッシュベル
トエレメントを使用する、各液体の性能を評価するのに適したFALEXモデル
1摩擦テスター(Friction Tester)を利用する。この試験条件
は、2時間にわたって、500mm/秒、1000Nおよび100℃を含む。関
連する試験方法およびその試験についてのセットアップの説明は、公開された’
98 International Symposium of「Tribol
ogy of Vehicle Trans−missions」、1998年
2月4〜6日、横浜市、日本、論文22として、Wardら、「Belt Dr
ive CVT Fluid Evaluation」の議事録において見出さ
れ得る。第2の試験は、第1の試験のバリエーションであって、CVT液体の発
作特性を評価するために、3000mm/秒および1000Nにて操作する。
販のCVT液体、Nissan NS−1であり、これは、2.0リッターNi
ssan Bluebirdに適用されるZDDPを含む。NSは、高い金属−
金属摩擦係数および良好な抗異常停止特性を有することが公知である。参照液体
「MD」は、市販のCVT液体、Nissan MATIC Dであり、これは
、2.0リッター未満のエンジンアプリケーションに対するCVTに適用される
。サンプルMDは、低い金属−金属摩擦特性を有することが公知であり、そして
オートマチックトランスミッションにも使用される。
本発明の潤滑剤および参照潤滑剤の結果を要約する。
含有する本発明の潤滑剤組成物の利点を例示する。表1における比較実施例1〜
4との実施例5の比較は、このホウ酸化分散剤が、その摩擦係数に対して改善さ
れた安定性を付与することを示す。実施例6〜9は、より低量のホウ酸化分散剤
でさえも、別の分散剤の存在下において、金属摩擦に関するCVTエレメントを
安定化し得ることを示す。実施例10および11は、より高いレベルのホウ酸化
分散剤が、より低いレベルの分散剤が有するよりも、摩擦に対するより高い安定
化効果を有することを示す。実施例12および13は、実施例14と比較して、
ホウ酸化分散剤と共にホウ酸化界面活性剤を使用して調製された調合物が、一次
ZDDPを用いて調製された調合物の摩擦係数と同様に高い安定した摩擦係数を
示し得ることをさらに示す。特に高くかつ安定な摩擦レベルが、295TBNホ
ウ酸化スルホン酸カルシウムとの高い処理レベルのホウ酸化分散剤の組み合わせ
を含むサンプルにおいて得られる。この成分の組み合わせは、以下の点において
、ZDDPを含む組成物を超える利点を提供する:後者の調合物は、複合性のク
ラッチ摩擦材料の目詰まりおよび目つぶれを受け得、これは、クラッチ摩擦の分
解、そして最終的にクラッチの振動およびすべりを導く。
剤を含有する組成物においてでさえ、界面活性剤および分散剤の選択が、CVT
流体調合物の抗異常停止特性(金属に対するCVTエレメント)の決定において
重要な役割を果たし得ることを示す。実施例5対実施例9および実施例11対実
施例10の結果は、より高いレベルのホウ酸化分散剤を使用して誘導される付加
的な利点を例示する。実施例11および実施例5の結果の試験は、高いレベルの
ホウ酸化分散剤(たとえ、ホウ酸化界面活性剤を含まなくとも)が、ZDDPを
含有する調合物において得られた抗異常停止特性と類似の、良好な抗異常停止特
性を提供し得ることを例示する(実施例NSおよび実施例14を比較のこと)。
実施例12および実施例10の試験は、抗異常停止特性が、このホウ酸化分散剤
に加えて、ホウ酸化界面活性剤を使用する場合にさらに改善されることを示す。
実施例13は、ホウ酸化分散剤およびホウ酸化界面活性剤の組み合わせを使用す
ることによって、優れた全体的性能が得られることを示し、これは、表3におけ
る優れた抗異常停止結果と組み合わせた、表2におけるより高い摩擦係数によっ
て判断される。
らなる評価を行った。表4において、実施例11Aおよび13Aは、それぞれ、
実施例11および13の調合物の再混合物である。実施例15〜20は、実施例
11および13に基づく調合物であるが、さらに、列挙したようなさらなる成分
を含む。補助剤Aは、ヒドロキシエチル化脂肪アミンであり;補助剤Bは、イソ
ステアリン酸およびテトラエチレンペンタミンの縮合物であり;そして補助剤C
は、脂肪亜リン酸ジアルキルである。各試験サンプルの100℃の粘性を報告す
る。試験2(上記に示したような)を、表4に報告されたいくつかの例に対して
行った。これらの結果は、優れた抗異常停止特性を示し、表3で得られた結果と
一致する。これらの結果は、一貫した良好な抗異常停止性能が、ATFに対する
摩擦改変剤として通常使用される、補助剤A、BおよびCの存在下でも得られる
ことを示す。
金属接触表面試験に対する別のCVTエレメントであり、一方、試験4は、低速
摩擦試験(LVFA)である。これらのさらなる試験方法は、本発明のホウ素含
有調合物の有用性をさらに実証する。
術文献「CVT Lubrication:The Effect of Lu
bricants on Frictional Characteristi
cs of the Belt−Pulley Interface」(Wat
tsらによって、the 1997 CEC Conference in G
oeteborg,Sweden(CEC97−TL06)において示される)
に記載される。この文献は、3エレメントテスターの一般的な設定を記載するが
、表4におけるサンプルを評価するために使用される試験用備品は、いくらか改
変する。この試験手順は、Draft ZF Friedrichshafen
AG仕様書ZFN13026/98年11月、16.11.3節に示された手
順に類似し、以下のとおりである: 1600ニュートンの通常の力、400mm/sのすべり速度、3つの温度(
40℃、80℃および110℃の水溜温度)での評価、および各温度での1時間
の維持を使用して、30秒毎に1回のトルク測定を行い、各温度について測定の
平均をとる。
体の試験によって得られた結果と比較する。この試験の目標は、「EZL」が維
持するよりもより高い摩擦係数を維持する流体を得ることである。試験3につい
ての結果を、表5に提供する。いくらかの例について、DKA酸化試験からのド
レイン流体を、金属に対するCVTエレメントの摩擦耐久性の指標としてさらに
評価する。この評価の目標は、この酸化試験に供した後に摩擦係数の低下を示さ
ない流体を得ることである。DKA酸化試験を、流体にストレスを付与するため
に160℃、192時間で行う。
において、EZLが提供する摩擦係数と同等以上の摩擦係数を提供することを示
す。参照流体(EZL)は、酸化後に3エレメント摩擦係数の一貫した低下を示
すが、本発明の調合物の大半は、酸化後で摩擦の増加を示す。重要なことに、試
験した本発明の調合物は、特により高い温度において、EZLが付与するよりも
より高い、酸化後の金属に対する3エレメントの摩擦係数を付与する。この結果
は重要である。なぜなら、より高い温度は、この領域において比較的より厳しい
条件を表すからである。厳しい条件下でのより低い金属間摩擦係数は、入力プー
リーと出力プーリーとの間のすべり率の増加を導く。すべり率が過度に高くなる
場合、発作が生じ得、トランスミッションの壊損を引き起こす。
するCVTエレメントに良好な抗異常停止特性を付与しながらのベルト−プーリ
ー効率の改善のための、本発明の高ホウ素調合物の有用性を示す。
結果を示す。この型の試験は、SAE公開982668において、Willer
metらによって詳細に議論されており、これは、酸化に起因する自動トランス
ミッション領域の老化を予測するため、およびこの領域における変調した(すべ
りのある、すべりを制御された)トルクコンバータークラッチにおける振動を予
測するための、この自動トランスミッション流体を試験するための方法として議
論されている。表6において報告されるデータは、約25kg(245N)の適
用した力の下で、4m/sと16m/sとの間のすべり速度の多くの点で電気的
に計算された、すべり速度の関数としての摩擦係数における変化における平均の
傾きとして計算される値である。サンプルを、40℃、100℃および150℃
で評価する。100分の1オーダー(例えば、−0.01)で示される負の傾き
は、乏しいが、1000分の1オーダー(例えば、−0.004)で示される負
の傾きまたは正の傾きは、良好である。新規な高ホウ素組成物をこの方法で試験
し、そしていくつかの参照流体(公知の抗振動性能を有するATFを含む)と比
較する。参考例NS、MDおよびEZLは、CVT流体との比較を表し;「MD
」は、抗振動性能が乏しいことが公知である。参考例T3およびT4は、公知の
良好な抗振動性能の自動トランスミッション流体であり、Kugiyamaらに
よるSAE公開972927およびUedaらによって報告されており、T4は
、T3よりも良好であることが報告されている。実施例Cは、GM ECCCク
ラッチにおいて公知の良好な抗振動性能のATFであり、「ATF Antis
hudder Evaluation Using The ECCC」Pet
roleum Product Symposium,Wardら、JPI,1
998年11月に報告されている。新しい(新鮮な)流体および300時間のA
BOT試験に供することによって酸化的に老化させた流体に対して、試験を行っ
た。
かし、酸化後、参考材料NS、MD、EZLおよびT3は、負の傾きによって示
されるように、摩擦特性の劣化を示す。実施例11A、13Aおよび15〜20
は、良好な性能を示し、計算された傾きは、材料T4およびCの傾きに一致する
。表6におけるデータの試験は、本発明のホウ素含有潤滑剤組成物が、抗振動を
改善するための、すべりを有する(変調された)トルクコンバータークラッチを
使用する自動トランスミッションにおいて有利に使用され得ることを示す。
ースストックにおける元の調合物よりむしろ、グループIIのベースストック中
にブレンドした)に対して、粘性測定を行った。これらの調合物はまた、ずり安
定性のポリメタクリレート粘性指数改変剤を含む。表7において、記号A、Bお
よびCは、このような調合物の首尾よい再ブレンドを表す。
の、本発明の添加剤の有用性を実証する。
施例、または他で明らかに示される場合を除いて、材料の量、反応条件、分子量
、炭素原子数などを特定化するこの記載における全ての多くの数量は、用語「約
」によって変更されるように理解されるべきである。他に示されない限り、本明
細書中に参照される各化合物または組成物は、商業用グレードの材料であるもの
として理解されるべきであり、これらの材料は、異性体、副生成物、誘導体、お
よび商業用グレードで存在することが一般に理解される他のこのような材料を含
み得る。しかし、各化合物成分の量は、任意の溶媒または希釈油を除いて表され
、これらの溶媒または希釈油は、他に示されない限り、市販の材料に通常存在す
る。本明細書中に示されるより高いおよびより低い量、範囲および比は、独立し
て組み合わせられ得ることが理解されるべきである。本明細書中に使用される場
合、表現「実質的に〜からなる」とは、考慮において、組成物の基本特性および
新規な特性に実質的に影響しない物質の包含を許容する。
Claims (11)
- 【請求項1】 連続可変トランスミッションを潤滑するための方法であって
、該方法は以下: (a)潤滑粘性油; (b)ホウ酸化分散剤;および (c)ホウ酸化界面活性剤 を含む組成物を該連続可変トランスミッションに供給する工程を包含し、 ここで、ホウ素の量が該組成物に基づき少なくとも250ppmであり、かつ
該トランスミッションにおいて使用される場合、該組成物に改良された摩擦特性
および抗異常停止特性を付与するのに十分な量で存在する、方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の方法であって、前記組成物中に存在するホ
ウ素の総量が400ppm〜2000ppmである、方法。 - 【請求項3】 請求項1に記載の方法であって、前記潤滑粘性油が、鉱油、
合成油、または牽引油を含む、方法。 - 【請求項4】 請求項1に記載の方法であって、ここで、前記分散剤の量が
前記組成物の0.1〜6重量%であり、そして前記界面活性剤の量が該組成物の
0.1〜5重量%である、方法。 - 【請求項5】 以下: (a)潤滑粘性油; (b)ホウ酸化スクシンイミド分散剤またはホウ酸化マンニッヒ分散剤;およ
び (c)ホウ酸化界面活性剤 を含む組成物であり、 ここで、ホウ素の量が該組成物に基づき少なくとも250ppmであり、かつ
連続可変トランスミッションにおいて使用される場合、該組成物に改良された摩
擦特性および抗異常停止特性を付与するのに十分な量で存在する、組成物。 - 【請求項6】 請求項5に記載の組成物であって、該組成物中に存在するホ
ウ素の総量が400ppm〜2000ppmである、組成物。 - 【請求項7】 請求項5に記載の組成物であって、前記潤滑粘性油が、鉱油
、合成油、または牽引油を含む、組成物。 - 【請求項8】 請求項5に記載の組成物であって、ここで、前記分散剤の量
が該組成物の0.1〜6重量%であり、そして前記界面活性剤の量が該組成物の
0.1〜5重量%である、組成物。 - 【請求項9】 以下: (a)濃縮物形成量の潤滑粘性油; (b)ホウ酸化スクシンイミド分散剤またはホウ酸化マンニッヒ分散剤;およ
び (c)ホウ酸化界面活性剤、 を含み、 ここで、ホウ素の量が、該濃縮物に基づき少なくとも2500ppmである、
濃縮物。 - 【請求項10】 前記ホウ酸化界面活性剤が、ホウ酸化された過塩基カルシ
ウム界面活性剤である、請求項5〜8のいずれかに記載の組成物。 - 【請求項11】 前記組成物中のホウ素の総量が少なくとも700重量pp
mである、請求項5〜8のいずれかに記載の組成物。
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