JP4824407B2 - Dlc接触面を有するシステム、該システムの潤滑方法及び該システム用潤滑油 - Google Patents
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Description
CO2削減には、機械、装置等の摩擦損失によるエネルギー損失の低減、特に自動車の燃費の削減を図ることが大きな課題の一つである。エンジン等における、対向して相対的に運動する接触面、例えば、摺動面、回動面、転動面等を有する部品の摩擦を低減するために、該接触面を形成する材料や、該材料に適応した接触面を潤滑する潤滑剤が果たす役割は大きい。
上記接触面を形成する材料の役割は、エンジン等における摩擦摩耗環境が苛酷な部位に対して耐摩耗性に優れ、かつ低い摩擦係数を発現することであり、最近では種々の硬質薄膜材料の適用が進んでいる。例えば、一般のDLC材料は、空気中、潤滑油非存在下における摩擦係数が、TiN、CrN等の耐摩耗性の硬質被膜材料に比して低いことから低摩擦材料として期待されている。
ところで、空気中において低摩擦特性に優れる一般のDLC材料は、潤滑油存在下においては、その摩擦低減効果が小さいことが報告されている(非特許文献1)。加えて、このDLC材料に、有機Mo化合物を含有する潤滑油を適用したとしても摩擦低減効果が十分発揮されないことがわかってきた(非特許文献2)。
日本トライボロジー学会予稿集・東京1999.5,p11-12,加納 他 World Tribology Congress 2001.9,Vienna,Proceeding p342, Kano et.al.
本発明の別の目的は、少なくとも一方がDLCで被覆された、対向して相対的に運動する接触面を更に低摩擦化し、かつ、安定的に低摩擦特性を維持するために最適なDLC接触面を有するシステム用潤滑油を提供することにある。
本発明の他の目的は、少なくとも一方がDLCで被覆された、対向して相対的に運動する接触面を更に低摩擦化し、かつ、安定的に低摩擦特性を維持しながら潤滑できるDLC接触面の潤滑方法を提供することにある。
また本発明によれば、少なくとも一方がDLCで被覆された、対向して相対的に運動する接触面を潤滑する潤滑油であって、水素化分解鉱油、ワックス異性化鉱油及びポリ−α−オレフィン系基油の少なくとも1種からなる基油(X)を主成分とする潤滑油基油(A)を含み、ジチオリン酸亜鉛、硫黄含有金属系清浄剤及びこれらの混合物からなる群より選択される硫黄含有添加剤を含まず、該基油(X)の100℃における動粘度が2〜20mm2/s、全芳香族含有量が5質量%以下で、かつ硫黄含有量が0.005質量%以下であるDLC接触面を有するシステム用潤滑油が提供される。
更に本発明によれば、少なくとも一方がDLCで被覆された、対向して相対的に運動する接触面間の潤滑方法であって、前記接触面間に、前記DLC接触面を有するシステム用潤滑油を介在させて潤滑するDLC接触面の潤滑方法が提供される。
本発明の潤滑油、システム及び潤滑方法は、低摩擦性能の要求される各種機械、装置等の対向して相対的に運動する接触面に限定なく適用でき、また、様々な分野で幅広く省エネルギー対策に貢献することができる。また、本発明の潤滑油は、少なくとも一方がDLCで被覆された、対向して相対的に運動する接触面のみを有する各種機械、装置等だけでなく、当該接触面が、1部又は主要部の摺動面に適用された各種機械、装置等にも好適に用いることができ、当該機械、装置等の全体の摩擦損失を低減することも可能である。
本発明のシステムは、少なくとも一方がDLCで被覆された、対向して相対的に運動する接触面を備える。該接触面は、一方がDLCで被覆され、他方が、金属材料、非金属材料又はこれらの表面にDLC以外の薄膜を被覆した材料により形成された面、若しくは接触面の両方がDLCで被覆された面からなる接触面を含む。
前記対向して相対的に運動する接触面とは、対向する一方の面若しくは両方の面が運動することにより、相対的に両面が運動する摺動面、回動面、転動面等の様々な接触面を意味する。
ここで、DLC被覆面を構成するDLC材は、炭素元素を主として構成された非晶質であり、炭素同士の結合形態がダイヤモンド構造(SP3結合構造)とグラファイト結合(SP2結合)の両方から成る。具体的には、炭素元素だけから成るa-C(アモルファスカーボン)、水素を含有するa-C:H(水素アモルファスカーボン)、及びチタン(Ti)やモリブデン(Mo)等の金属元素を一部に含むMeCが挙げられる。本発明においては、上記DLC材料として大幅な摩擦低減効果が発揮される点から、特に水素を含まないa-C系材料により被覆された面を有する接触面を備えることが好適である。
DLC被覆面を形成する基材としては特に制限はないが、例えば、鉄系材料が好適に使用できる。また、DLC被覆面の形成は、公知のPVD処理法又はCVD処理法等を利用して行うことができる。
上記アルミニウム系材料としては、特に制限はなく、高純度のアルミニウムだけでなく、各種のアルミニウム系合金が使用でき、例えば、シリコン(Si)を4〜20質量%及び銅(Cu)を1.0〜5.0質量%含む亜共晶アルミニウム合金又は過共晶アルミニウム合金等の使用が望ましい。アルミニウム合金の好適例としては、例えば、AC2A、AC8A、ADC12又はADC14(JIS)が挙げられる。
上記マグネシウム系材料としては、例えば、マグネシウム−アルミニウム−亜鉛(Mg-Al-Zn)系、マグネシウム−アルミニウム−希土類金属(Mg-Al-REM)系、マグネシウム−アルミニウム−カルシウム(Mg-Al-Ca)系、マグネシウム−亜鉛−アルミニウム−カルシウム(Mg-Zn-Al-Ca)系、マグネシウム−アルミニウム−カルシウム−希土類金属(Mg-Al-Ca-REM)系、マグネシウム−アルミニウム−ストロンチウム(Mg-Al-Sr)系、マグネシウム−アルミニウム−シリコン(Mg-Al-Si)系、マグネシウム−希土類金属−亜鉛(Mg-REM-Zn)系、マグネシウム−銀−希土類金属(Mg-Ag-REM)系又はマグネシウム−イットリウム−希土類金属(Mg-Y-REM)系、及びこれらの任意の組合わせに係る材料が好適に使用できる。具体的には、AZ91、AE42、AX51、AXJ、ZAX85、AXE522、AJ52、AS21、QE22又はWE43(ASTM)等が挙げられる。
上記DLC被覆面又はDLC以外の薄膜で被覆された面は、表面硬さが、マイクロビッカース硬さ(10g荷重)でHv1000〜3500が好ましい。また、その膜厚は0.3〜2.0μmが好ましい。DLC被覆面等の薄膜の表面硬さHvが1000未満、若しくは膜厚0.3μm未満では摩滅し易くなり、逆にHvが3500を超え、若しくは膜厚が2.0μmを超えると剥離し易くなる恐れがある。
上記DLC被覆面が形成されていない他方の接触面を形成する基材として鉄系材料を用いる場合、その表面硬さは、ロックウェル硬さで、CスケールにおいてHRC45〜60が好ましい。この場合は、カムフォロワー部材のように700MPa程度の高面圧下の接触運動条件においても、DLC被覆面の耐久性が維持できるので有効である。上記鉄系材料の表面硬さがHRC45未満では、DLC被覆面が高面圧下で座屈し剥離し易くなる恐れがある。
上記DLC被覆面が形成されていない他方の接触面を形成する基材としてアルミニウム系材料を用いる場合、その表面硬さは、ブリネル硬さHBが80〜130であることが好ましい。アルミニウム系材料の表面硬さがHB80未満ではアルミニウム系材料面が摩耗し易くなる恐れがある。
上記DLC被覆面が形成されていない他方の接触面を形成する基材としてマグネシウム系材料を用いる場合、その表面硬さは、ブリネル硬さHBが45〜95であることが好ましい。マグネシウム系材料の表面硬さがHB45未満ではマグネシウム系材料面が摩耗し易くなる恐れがある。
前記潤滑油は、水素化分解鉱油、ワックス異性化鉱油及びポリ−α−オレフィン系基油の少なくとも1種又は2種以上の特定の性状を有する基油(X)を主成分とする潤滑油基油(A)を含み、好ましくはジチオリン酸亜鉛及び/又は硫黄含有金属系清浄剤を含まない。
基油(X)に用いられる水素化分解鉱油は、後述する性状を有する限り特に制限はなく、公知の方法により製造できる。
基油(X)に用いられるワックス異性化鉱油は、後述する性状を有する限り特に制限はなく、例えば、潤滑油の脱ろう工程で得られるノルマルパラフィンを多く含むワックス、スラックワックスあるいはフィッシャートロプシュ反応により得られるGTL(ガストゥリキッド)ワックスを公知の方法によりイソパラフィンに異性化する方法等により製造できる。また、ワックス異性化鉱油は、必要に応じ、蒸留、溶剤精製、溶剤脱ろう、水素化脱ろう、水素化精製等の工程を適宜組合せて製造することもできる。
基油(X)に用いられるポリ−α−オレフィン系基油としては、例えば炭素数2〜30の、好ましくは炭素数8〜16のα−オレフィンの重合物又は共重合物及びその水素化物が挙げられる。具体的には、1−オクテンオリゴマー、1−デセンオリゴマー等のポリ−α−オレフィン又はその水素化物を特に好ましく使用できる。
ここで、全芳香族含有量とは、ASTM D2549に準拠して測定した芳香族留分(aromatic fraction)含有量を意味し、通常この芳香族留分には、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、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、四環以上のベンゼン環が縮合した化合物、又はピリジン類、キノリン類、フェノール類、ナフトール類等のヘテロ芳香族を有する化合物等が含まれる。
基油(X)の粘度指数は特に制限はないが、通常80以上、特に100以上、更には120以上、より更には125以上が望ましく、その上限は通常200〜300である。基油(X)の粘度指数が高いものを選択することにより低温粘度特性に優れるだけでなく、摩擦低減効果に優れた潤滑油が得られる。
その他の基油としては、上記性状を満たさない鉱油、マイルドな条件で得られる水素化分解油、ポリ−α−オレフィン系基油以外の合成油等が挙げられる。上記性状を満たさない鉱油としては、例えば、溶剤精製油、溶剤脱ろう油等が挙げられる。上記ポリ−α−オレフィン系基油以外の合成油としては、例えば、アルキルナフタレン、アルキルベンゼン、ジトリデシルグルタレート、ジオクチルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、及びジオクチルセバケート等のジエステル;トリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンぺラルゴネート、ペンタエリスリトール−2−エチルヘキサノエート、及びペンタエリスリトールぺラルゴネート等のポリオールエステル又はこれら2種以上の混合物等が挙げられる。
(B)成分としては、中性、塩基性、過塩基性のものが挙げられ、そのいずれを用いても良く、中性アルカリ土類金属サリシレートは、摩擦低減効果に特に優れる。また、塩基性、過塩基性金属系清浄剤としては、例えば、炭酸カルシウム及び/又はホウ酸カルシウムを含有する金属系清浄剤が挙げられ、そのいずれも使用可能であるが、実用上の摩擦低減効果に特に優れる点で、ホウ酸カルシウムを含むアルカリ土類金属サリシレート、特に、ホウ酸カルシウムを含有し、炭酸カルシウムを含有しないアルカリ土類金属サリシレートが特に望ましく挙げられる。
一般に、潤滑油が劣化しスラッジ等が発生するとDLC接触面の潤滑条件が悪化し、摩擦が高くなる傾向にあるが、前記(B)成分の添加により、発生したスラッジ等が油中に分散され、潤滑条件を悪化させないのでより摩擦低減効果が持続されると考えられる。また、(B)成分は、潤滑油自体の劣化を防止させるので、結果として摩擦低減効果が持続されると考えられる。
従って、このような効果を更に向上させるために、また清浄性を向上させるために、必要により(B)成分を含有させることが好ましい。該(B)成分を含有させる場合の割合は特に制限はないが、内燃機関に使用する場合、潤滑油全量基準で、金属元素換算量で0.01〜1質量%が好ましく、0.05〜0.3質量がより好ましく、硫酸灰分を低減する点で0.2質量%以下がより好ましい。
本発明に用いる潤滑油には、(B)成分以外の金属系清浄剤を、本発明の効果を著しく阻害しない限りにおいて少量配合することも可能である。
ここで、炭素数1〜30の炭化水素基としては、炭素数1〜30の直鎖状又は分枝状のアルキル基、炭素数1〜30の直鎖状又は分枝状のアルケニル基、炭素数5〜13のシクロアルキル基又は直鎖状若しくは分枝状のアルキルシクロアルキル基、炭素数6〜18のアリール基又は直鎖状若しくは分枝状のアルキルアリール基、又は炭素数7〜19のアリールアルキル基等のいずれかであることが望ましい。また、アルキル基やアルケニル基は、第1級、第2級及び第3級のいずれであってもよい。
ここで、金属塩における金属は何ら制限はなく、例えば、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く、亜鉛が最も好ましい。
これらアミン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)が好ましく挙げられる。
(D)成分である硫黄を含有しないアミン系酸化防止剤としては、例えば、フェニル−α−ナフチルアミン、アルキルフェニル−α−ナフチルアミン、及びジアルキルジフェニルアミンが挙げられる。これらは二種以上を混合して使用してもよい。
上記フェノール系酸化防止剤とアミン系酸化防止剤とは組合せて配合しても良い。
前記含酸素有機化合物としては、例えば、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボニル基、エステル結合及びエーテル結合の少なくとも1つを有する含酸素有機化合物並びにこれらの誘導体が挙げられ、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボニル基及びエステル結合の少なくとも1つを有する含酸素有機化合物並びにこれらの誘導体が好ましく、ヒドロキシル基、カルボキシル基及びエステル結合の少なくとも1つを有する含酸素有機化合物並びにこれらの誘導体がより好ましく、ヒドロキシル基及びカルボキシル基の少なくとも1つを有する含酸素有機化合物並びにこれらの誘導体が更に好ましく、特にDLC接触面の摩擦をより低減できる点で、ヒドロキシル基を有する含酸素有機化合物及びその誘導体が好適である。このような化合物におけるヒドロキシル基は、2個以上であることが好ましい。また、含酸素有機化合物は、硫黄含有量が少ないか、硫黄を含まない化合物がより好ましい。
前記誘導体としては、炭素、水素及び酸素からなる化合物に、例えば、窒素含有化合物、リン含有化合物、硫黄、硫黄含有化合物、ホウ素含有化合物、ハロゲン、ハロゲン含有化合物、金属、無機系又は有機系金属含有化合物、アルキレンオキサイドを反応させて得られる化合物等が代表的に挙げられる。
前記1価アルコールは、ヒドロキシル基を分子中に1つ有するものであり、例えば、アルキル基が直鎖状又は分枝状である炭素数1〜40の1価アルキルアルコール、アルケニル基が直鎖状又は分枝状であり、二重結合の位置が任意な炭素数2〜40の1価アルケニルアルコール、アルキル基が直鎖状又は分枝状であり、アルキル基及びヒドロキシル基の置換位置が任意である炭素数3〜40の1価(アルキル)シクロアルキルアルコール、アルキル基が直鎖状又は分枝状であり、アルキル基及びヒドロキシル基の置換位置が任意である(アルキル)アリールアルコール、6−(4−オキシ−3,5−ジ−tert−ブチルアニリノ)−2,4−ビス(n−オクチルチオ)−1,3,5−トリアジン又はこれら2種以上の混合物等が挙げられる。
前記1価(アルキル)シクロアルキルアルコールとしては、例えば、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、シクロヘプタノール、メチルシクロペンタノール、メチルシクロヘキサノール、ブチルシクロヘキサノール、ジメチルシクロヘキサノール、シクロペンチルメタノール、シクロヘキシルメタノール、1−シクロヘキシルエタノール、2−シクロヘキシルエタノール等のシクロヘキシルエタノール、3−シクロヘキシルプロパノール等のシクロヘキシルプロパノール、4−シクロヘキシルブタノール等のシクロヘキシルブタノール、ブチルシクロヘキサノール、3,3,5,5−テトラメチルシクロヘキサノール等が挙げられる。
前記(アルキル)アリールアルコールとしては、例えば、フェニルアルコール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール等のメチルフェニルアルコール、クレオソール、エチルフェニルアルコール、プロピルフェニルアルコール、ブチルフェニルアルコール、3−メチル−6−tert−ブチルフェニルアルコール等のブチルメチルフェニルアルコール、ジメチルフェニルアルコール、ジエチルフェニルアルコール、2,6−ジ−tert−ブチルフェニルアルコール、2,4−ジ−tert−ブチルフェニルアルコール等のジブチルフェニルアルコール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニルアルコール等のジブチルメチルフェニルアルコール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェニルアルコール等のジブチルエチルフェニルアルコール、2,4,6−トリ−tert−ブチル−4−ブチルフェニルアルコール等のトリブチルフェニルアルコール、α−ナフトール、β−ナフトール等のナフトール、2,4−ジ−tert−ブチル−α−ナフトール等のジブチルナフトール等が挙げられる。
前記2価(アルキル)アリールアルコールとしては、例えば、カテコール等のベンゼンジオール、メチルベンゼンジオール、エチルベンゼンジオール、p−tert−ブチルカテコール等のブチルベンゼンジオール、4,6−ジ−tert−ブチルレゾルシン等のジブチルベンゼンジオール、4,4’−チオビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4.4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−チオビス(4,6−ジ−tert−ブチルレゾルシン)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2’−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ)プロパン、4,4’−シクロヘキシリデンビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール等が挙げられる。
前記重合体又は縮合物としては、例えば、ジグリセリン、トリグリセリン、テトラグリセリン等のグリセリンの2〜8量体、ジトリメチロールプロパン等のトリメチロールプロパンの2〜8量体、ジペンタエリスリトール等のペンタエリスリトールの2〜4量体、ソルビタン、ソルビトールグリセリン縮合物等の分子内縮合化合物、分子間縮合化合物又は自己縮合化合物等が挙げられる。
前記脂肪族モノカルボン酸類としては、飽和脂肪族が直鎖状又は分枝状の炭素数1〜40の飽和脂肪族モノカルボン酸、不飽和脂肪族が直鎖状又は分枝状であり、不飽和結合の位置が任意である炭素数2〜40の不飽和脂肪族モノカルボン酸等が挙げられる。
前記不飽和脂肪族モノカルボン酸としては、例えば、アクリル酸等のプロペン酸、プロピオール酸等のプロピン酸、メタクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸等のブテン酸、ペンテン酸、ヘキセン酸、ヘプテン酸、オクテン酸、ノネン酸、デセン酸、ウンデセン酸、ドデセン酸、トリデセン酸、テトラデセン酸、ペンタデセン酸、ヘキサデセン酸、ヘプタデセン酸、オレイン酸等のオクタデセン酸、ノナデセン酸、イコセン酸、ヘンイコセン酸、ドコセン酸、トリコセン酸、テトラコセン酸、ペンタコセン酸、ヘキサコセン酸、ヘプタコセン酸、オクタコセン酸、ノナコセン酸、トリアコンテン酸等が挙げられる。
前記脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、エタン二酸(シュウ酸)、マロン酸等のプロパン二酸、コハク酸、メチルマロン酸等のブタン二酸、グルタン酸、エチルマロン酸等のペンタン二酸、アジピン酸等のヘキサン二酸、ピメリン酸等のヘプタン二酸、スペリン酸等のオクタン二酸、アゼライン酸等のノナン二酸、セバシン酸等のデカン二酸、プロペン二酸、マレイン酸、フマル酸等のブテン二酸、シトラコン酸、メサコン酸等のペンテン二酸、ヘキセン二酸、ヘプテン二酸、オクテン二酸、ノネン二酸、デセン二酸等が挙げられる。
前記脂肪族トリカルボン酸としては、例えば、プロパントリカルボン酸、ブタントリカルボン酸、ペンタントリカルボン酸、ヘキサントリカルボン酸、ヘプタントリカルボン酸、オクタントリカルボン酸、ノナントリカルボン酸、デカントリカルボン酸等が挙げられる。
前記ナフテン環を有するモノ、ジ、トリ又はテトラカルボン酸としては、例えば、シクロヘキサンモノカルボン酸、メチルシクロヘキサンモノカルボン酸、エチルシクロヘキサンモノカルボン酸、プロピルシクロヘキサンモノカルボン酸、ブチルシクロヘキサンモノカルボン酸、ペンチルシクロヘキサンモノカルボン酸、ヘキシルシクロヘキサンモノカルボン酸、ヘプチルシクロヘキサンモノカルボン酸、オクチルシクロヘキサンモノカルボン酸、シクロヘプタンモノカルボン酸、シクロオクタンモノカルボン酸、ショウノウ酸等のトリメチルシクロペンタンジカルボン酸等が挙げられる。
前記アリール基を有するモノ、ジ、トリ又はテトラカルボン酸としては、例えば、ベンゼンカルボン酸(安息香酸)、トルイル酸等のメチルベンゼンカルボン酸、エチルベンゼンカルボン酸、プロピルベンゼンカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等のベンゼンジカルボン酸、トリメリット酸等のベンゼントリカルボン酸、ピロメリット酸等のベンゼンテトラカルボン酸、ナフトエ酸等のナフタリンカルボン酸、ヒドロアトロパ酸等のフェニルプロパン酸、アトロパ酸、ケイ皮酸等のフェニルプロペン酸、サリチル酸、炭素数1〜30のアルキル基を1又は2以上有するアルキルサリチル酸等が挙げられる。
前記飽和又は不飽和脂肪族エーテル類としては、例えば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジ−n−プロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジイソブチルエーテル、ジ−n−アミルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジヘプチルエーテル、ジオクチルエーテル、ジノニルエーテル、ジデシルエーテル、ジウンデシルエーテル、ジドデシルエーテル、ジトリデシルエーテル、ジテトラデシルエーテル、ジペンタデシルエーテル、ジヘキサデシルエーテル、ジヘプタデシルエーテル、ジオクタデシルエーテル、ジノナデシルエーテル、ジイコシルエーテル、メチルエチルエーテル、メチル−n−プロピルエーテル、メチルイソプロピルエーテル、メチルイソブチルエーテル、メチル−tert−ブチルエーテル、メチル−n−アミルエーテル、メチルイソアミルエーテル、エチル−n−プロピルエーテル、エチルイソプロピルエーテル、エチルイソブチルエーテル、エチル−tert−ブチルエーテル、エチル−n−アミルエーテル、エチルイソアミルエーテル、ジビニルエーテル、ジアリルエーテル、メチルビニルエーテル、メチルアリルエーテル、エチルビニルエーテル、エチルアリルエーテル等の炭素数1〜40の飽和又は不飽和脂肪族エーテル等が挙げられる。これら飽和又は不飽和脂肪族は直鎖状又は分岐状のいずれでも良く、不飽和結合の位置も任意である。
前記環式エーテル類としては、例えば、酸化エチレン、酸化プロピレン、酸化トリメチレン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、ジオキサン、グリシジルエーテル等の炭素数2〜40の環式エーテル類が挙げられる。これらは直鎖状又は分枝状の飽和又は不飽和脂肪族基、炭素環、飽和又は不飽和脂肪族基を有する炭素環を有していても良く、不飽和結合の位置は任意であり、また、その置換位置も数も任意である。
前記飽和又は不飽和脂肪族ケトン類としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、ピナコロン、ジエチルケトン、ブチロン、ジイソプロピルケトン、メチルビニルケトン、メシチルオキシド、メチルフェブテノン等の炭素数1〜40の飽和又は不飽和脂肪族ケトン類等が挙げられる。これら飽和又は不飽和脂肪族は直鎖状又は分枝状のいずれでも良く、不飽和結合の位置は任意である。
前記炭素環ケトン類としては、例えば、シクロブタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、アセトフェノン、プロピオフェノン、ブチロフェノン、バレロフェノン、ベンゾフェノン、ジベンジルケトン、2−アセトナフトン等の炭素数1〜40の炭素環ケトン類が挙げられる。これらは直鎖状又は分枝状の飽和又は不飽和脂肪族基を有していても良く、不飽和結合の位置は任意であり、また、その置換位置も数も任意である。
前記複素環ケトン類としては、例えば、アセトチエノン、2−アセトフロン等の炭素数1〜40の炭素環ケトン類が挙げられる。これらは直鎖状又は分枝状の飽和又は不飽和脂肪族基を有していても良く、不飽和結合の位置は任意であり、また、その置換位置も数も任意である。
前記ケトンアルコール類としては、例えば、アセトール、アセトイン、アセトエチルアルコール、ジアセトンアルコール、フェナシルアルコール、ベンゾイン等の炭素数1〜40のケトンアルコール類が挙げられる。これらは炭素環、複素環を有していても良く、また直鎖状又は分枝状の飽和又は不飽和脂肪族基を有する炭素環、複素環を有していても良く、不飽和結合の位置は任意であり、その置換位置も数も任意である。
前記ケトン酸類としては、例えば、ピルビン酸、ベンゾイルギ酸、フェニルピルビン酸等のα−ケトン酸類、アセト酢酸、プロピオニル酢酸、ベンゾイル酢酸等のβ−ケトン酸、レブリン酸、β−ベンゾイルプロピオン酸等のγ−ケトン酸類等の炭素数1〜40のケトン酸類が挙げられる。
前記飽和又は不飽和脂肪族アルデヒド類としては、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、バレルアルデヒド、イソバレルアルデヒド、ピバリンアルデヒド、カプロンアルデヒド、ペラルゴンアルデヒド、カプリンアルデヒド、ウンデシルアルデヒド、ラウリンアルデヒド、トリデシルアルデヒド、ミリスチンアルデヒド、ペンタデシルアルデヒド、パルミチンアルデヒド、マルガリンアルデヒド、ステアリンアルデヒド、アクロレイン、クロトンアルデヒド、プロピオールアルデヒド、グリオキサール、スクシンジアルデヒド等の炭素数1〜40の飽和又は不飽和脂肪族アルデヒド類が挙げられる。これら飽和又は不飽和脂肪族は直鎖状又は分枝状のいずれでも良く、不飽和結合の位置は任意である。
前記炭素環アルデヒド類としては、例えば、ベンズアルデヒド、o−トルアルデヒド、m−トルアルデヒド、p−トルアルデヒド、サリチルアルデヒド、シンナムアルデヒド、α−ナフトアルデヒド、β−ナフトアルデヒド等の炭素数1〜40の炭素環アルデヒド類が挙げられる。これら飽和又は不飽和脂肪族は直鎖状又は分枝状のいずれでも良く、不飽和結合の位置は任意であり、置換位置も数も任意である。
前記複素環アルデヒド類としては、例えば、フルフラール等の炭素数1〜40の複素環アルデヒド類が挙げられる。これらは直鎖状又は分枝状の飽和又は不飽和脂肪族基を有していても良く、不飽和結合の位置は任意であり、また、その置換位置も数も任意である。
またこれらカーボネート類に、アルキレンオキサイドを付加したヒドロキシ(ポリ)オキシアルキレンカーボネート類を用いることもできる。
前記R及びR'はそれぞれ別個に、アルキル基、アルケニル基、アルキレン基、シクロアルキル基、アルキルシクロアルキル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基等の炭化水素基又はこれら炭化水素基から1個又は2個以上の水素原子を除いた炭化水素基を示す。これら炭化水素基は、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボニル基、エステル結合及びエーテル結合からなる群より選択される1種又は2種以上の基又は結合を更に有していても良く、炭素、水素及び酸素以外の元素、例えば、窒素、硫黄、複素環化合物、フッ素、塩素等のハロゲン、リン、ホウ素、金属等を含んでいても良い。
前記炭化水素基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは1〜40、より好ましくは2〜30、特に好ましくは3〜20である。
前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4〜40のアルキルシクロアルキル基が挙げられ、好ましくは炭素数5〜20のアルキルシクロアルキル基、特に好ましくは炭素数6〜12のアルキルシクロアルキル基である。尚、これらアルキルシクロアルキル基において構造異性体があるものは全ての構造異性体が含まれる。
前記アルキルアリール基としては、トリル基、エチルフェニル基、直鎖又は分枝のプロピルフェニル基、直鎖又は分枝のブチルフェニル基、直鎖又は分枝のペンチルフェニル基、直鎖又は分枝のヘキシルフェニル基、直鎖又は分枝のヘプチルフェニル基、直鎖又は分枝のオクチルフェニル基、直鎖又は分枝のノニルフェニル基、直鎖又は分枝のデシルフェニル基、直鎖又は分枝のウンデシルフェニル基、直鎖又は分枝のドデシルフェニル基等の1置換フェニル基、キシリル基、ジエチルフェニル基、ジプロピルフェニル基、2−メチル−6−tert−ブチルフェニル基、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル基、2,6−ジ−tert−ブチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ベンジル)フェニル基等の同一又は異なる直鎖又は分枝のアルキル基を2以上有するアリール基等のアルキルアリール基が挙げられ、炭素数7〜40のアルキルアリール基、好ましくは炭素数7〜20のアルキルアリール基、特に好ましくは炭素数7〜12のアルキルアリール基である。ここで、アルキル基は更にアリール基、アルキルアリール基、アリールアルキルを含んでいても良く、また、構造異性体があるものは全ての構造異性体が含まれる。
前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7〜40のアリールアルキル基が挙げられ、好ましくは炭素数7〜20のアリールアルキル基、特に好ましくは炭素数7〜12のアリールアルキル基である。ここで、構造異性体があるものは全ての構造異性体が含まれる。
中でも、アルコール類、カルボン酸類、アルデヒド類及びこれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも1種と、アミン化合物との反応生成物、例えばマンニッヒ反応生成物、アシル化反応生成物、アミド等が好適に挙げられる。
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、ステアリルアミン等の炭素数10〜20の直鎖状又は分枝状のアルキル基又はアルケニル基を有する脂肪酸アミンが好適に挙げられる。
これら含酸素有機化合物の誘導体の中でも、オレイン酸アミド等の上述の脂肪族モノカルボン酸類のうち、炭素数8〜20のカルボン酸と上述のアミン化合物とのアミドが好適に挙げられる。
尚、前記アルキル基又はアルケニル基は直鎖状又は分枝状のいずれでも良く、アルケニル基の二重結合の位置は任意である。
モノアミンとしては、例えば、ラウリルアミン、ラウリルジエチルアミン、パルミチンアミン、ステアリルアミン、オレイルアミンが挙げられる。
ポリアミンとしては、例えば、ステアリルテトラエチレンペンタミン、オレイルプロピレンジアミンが挙げられる。
アルカノールアミンとしては、例えば、ラウリ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が挙げられる。
含窒素複素環化合物としては、例えば、N−ヒドロキシエチルオレイルイミダゾリンが挙げられる。
前記誘導体としては、アルキレンオキシド付加物、酸変性化合物等が挙げられる。
アルキレンオキシド付加物としては、上述の各種アミン化合物中の窒素原子にアルキレンオキサイドを付加させたものが挙げられる。例えば、炭素数6〜28アルキル基又はアルケニル基を有する第1級モノアミンに、アルキレンオキサイドを付加させて得られるN,N−ジポリオキシアルキレン−N−アルキル又はアルケニルアミン、より具体的には、N,N−ジポリオキシエチレン−N−オレイルアミンが挙げられる。
酸変性化合物としては、例えば、上述の各種アミン化合物に、上述のカルボン酸類、好ましくは上述の脂肪族モノカルボン酸類、中でも炭素数2〜30の脂肪族モノカルボン酸類、上述の脂肪族多価カルボン酸類、中でもシュウ酸を含む炭素数2〜30の脂肪族多価カルボン酸類、上述の炭素環カルボン酸類、中でもフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等を含む炭素数6〜30の炭素環カルボン酸類等を作用させて、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ものが挙げられる。
これら粘度指数向上剤の分子量は、せん断安定性を考慮して選定することが必要である。具体的には、粘度指数向上剤の数平均分子量は、例えば、分散型及び非分散型ポリメタクリレートでは通常5000〜1000000、好ましくは100000〜800000であり、ポリイソブチレン又はその水素化物では通常800〜5000、エチレン−α−オレフィン共重合体及びその水素化物では通常800〜300000、好ましくは10000〜200000である。また、粘度指数向上剤を含有させる場合には、単独で又は複数種を任意に組合せて含有させることができ、その含有割合は、潤滑油全量基準で通常0.1〜40.0質量%が望ましい。
中でもポリメタクリレート系の粘度指数向上剤の使用が、低摩擦特性を維持する上で特に好ましい。
摩耗防止剤、極圧剤としては、潤滑油に使用される公知の摩耗防止剤、極圧剤が使用でき、例えば、亜リン酸エステル類、リン酸エステル類、チオ亜リン酸エステル類、チオリン酸エステル類、ジチオリン酸エステル類、これらの亜鉛塩等の金属塩、これらのアミン塩等のリン化合物、硫化油脂、硫化エステル類、硫化オレフィン類、ジチオカーバメート類等の硫黄系極圧剤等が挙げられる。特に摩耗防止剤としては、硫黄を含有しないリン系摩耗防止剤の使用が、低摩擦性能及びその維持性に優れる点で好ましい。また、ジチオカーバメート系摩耗防止剤も低摩擦特性の維持性に優れる点で好ましい。
本発明の潤滑油において摩耗防止剤、極圧剤を含有させる場合の割合は特に制限はないが、潤滑油全量基準で通常0.1〜5質量%である。特に、リン系摩耗防止剤を使用する場合の含有割合は特に制限はないが、組成物全量基準で、リン元素換算量で通常0.01〜0.1質量%、好ましくは0.08質量%以下、特に好ましくは0.06質量%以下である。また、硫黄含有摩耗防止剤を使用する場合の割合は特に制限はないが、潤滑油全量基準で、硫黄元素換算量で、好ましくは0.15質量%以下、好ましくは0.1質量%以下、さらに好ましくは0.05質量%以下、特に、硫黄含有摩耗防止剤を配合しないことが好ましい。
その他の摩擦調整剤としては、モリブデンジチオカーバメートやモリブデンジチオホスフェート、二硫化モリブデン等の摩擦調整剤が挙げられる。
本発明の潤滑油において無灰分散剤を含有させる場合の割合は特に制限はないが、潤滑油全量基準で通常0.1〜15質量%である。
(D)成分以外の酸化防止剤としては、潤滑油に使用される公知の酸化防止剤が使用できるが、好ましくは、モリブデン系酸化防止剤、銅系酸化防止剤等の金属系酸化防止剤が挙げられる。
本発明の潤滑油において上記酸化防止剤を含有させる場合の割合は特に制限はないが、潤滑油全量基準で通常0.01〜3質量%である。
本発明の潤滑油において上記酸化防止剤を含有させる場合には、モリブデンジチオカーバメート、モリブデンジチオホスフェート、モリブデンアミン錯体、モリブデンコハク酸イミド錯体等のモリブデン系酸化防止剤、特にモリブデンジチオカーバメートが好ましい。この際、モリブデン系酸化防止剤の含有割合は、潤滑油全量基準で、モリブデン元素換算量で0.001〜0.1質量%、好ましくは0.03質量%以下、特に好ましくは0.02質量%以下である。
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又は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。
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、ベンゾトリアゾール又はチアジアゾール等が挙げられる。
消泡剤としては、例えば、シリコーン、フルオロシリコーン又はフルオロアルキルエーテル等が挙げられる。
本発明の潤滑油において、防錆剤、抗乳化剤を含有させる場合の割合は特に制限はないが、潤滑油全量基準で通常0.01〜5質量%である。また金属不活性剤を含有させる場合の割合は特に制限はないが、潤滑油全量基準で通常0.0005〜1質量%の範囲から適宜選択できる。
以上の点を配慮した場合、本発明の潤滑油の全硫黄含有量は、好ましくは0.2質量%以下、より好ましくは0.1質量%以下、更に好ましくは0.05質量%以下、より更に好ましくは0.01質量%以下、特に好ましくは0.005質量%以下とすることができ、あるいは実質的に硫黄を含有しない潤滑油とすることが最も望ましい。
本発明のシステムは、少なくとも一方がDLCで被覆された、対向して相対的に運動する接触面を備えたシステムであり、例えば、4サイクル又は2サイクルエンジン等の内燃機関、具体的には、動弁系、ピストン、ピストンリング、ピストンスカート、シリンダライナ、コンロッド、クランクシャフト、ベアリング、軸受け、メタル、ギヤー、チェーン、ベルト、オイルポンプ等が挙げられる。また、例えば、ギヤー等の駆動系伝達機構、ハードディスクドライブの接触面を有する駆動部、その他摩擦条件が厳しく、低摩擦性が要求される様々な接触面を有するシステムが対象となる。
本発明のシステムにおいて、内燃機関の動弁系における好的実施態様としては、例えば、鉄鋼材料の基盤にDLC被膜を形成し円盤状のシムやリフター冠面と、低合金チルド鋳鉄、浸炭鋼又は調質炭素鋼、又はこれらの任意の組合せに係る材料を用いたカムロブからなる接触面等を有する動弁系が挙げられる。
実施例1-1〜1-2及び比較例1-1〜1-2
低摩擦運動システムの接触面の一例として、オプチモール社製SRV摩擦試験機用の試験片を作製した。試験片はSUJ2熱処理材からディスク材料、円筒材料に研磨加工後、ラッピングテープを用いた研磨によって所定の表面粗さ(Ra=0.2μm以下)に仕上げた。得られたディスク材料の表面に、CVD処理法によってa-C(アモルファスカーボン)タイプのDLCを表1に示す所定の膜厚となるように被覆し、更にラッピングテープを用いた研磨によって所定の表面粗さ(Ra=0.1μm以下)に仕上げた。得られた試験片について表1及び図1に示す。
尚、図1において10はディスク、11は円筒であり、矢印は、後述する性能試験において上方から下方へ圧力が加えられること、並びに円筒11がディスク10面上を水平方向に摺動する動作を示す。
表2に示す通り、実施例1-1及び1-2の本発明にかかる潤滑油、比較例1-1及び1-2の比較用の潤滑油を調製した。得られた各潤滑油を用いて、以下の性能試験を行った。結果を表2に示す。
尚、表2において、基油Iは、100℃における動粘度が4.0mm2/s、粘度指数が125、全芳香族含有量が1.0質量%であり、かつ硫黄含有量が0.001質量%の高度水素化分解鉱油である。基油IIは、100℃における動粘度が3.9mm2/s、粘度指数が123、芳香族化合物及び硫黄化合物を実質的に含有しないポリ−α−オレフィン系基油(Exxon-Mobil Chemical社製、SHF41)である。基油IIIは、100℃における動粘度が4.4mm2/s、粘度指数が102、全芳香族含有量が21.0質量%であり、かつ硫黄含有量が0.60質量%の溶剤脱蝋鉱油である。また、添加剤パッケージは、ジチオリン酸亜鉛、カルシウムスルホネート等を含むSG級パッケージであり、比較例1-2の潤滑油の全硫黄含有量は0.35質量%であった。
上記で調製した試験片を、オプチモール社製SRV試験機にセットし、表2に示す各潤滑油を試験片に滴下し、以下の試験条件にて10分後及び30分後の摩擦係数を測定した。結果を表2に示す。
なお10分後の摩擦係数は、安定後の初期の摩擦係数を示し、30分後の摩擦係数は、接触面に潤滑皮膜が生成したり、潤滑油の酸化劣化あるいは反応等が起こり得る状況での摩擦係数を示すものであり、本試験は、初期の摩擦特性とその維持性能を短時間で評価することができるものである。
<試験条件>
温度:80℃、荷重:400N、振幅:3mm、周波数:50Hz
(潤滑油組成物の調製)
表3に示す通り、実施例2-1〜2-3の本発明にかかる潤滑油、参考例2-1及び比較例2-1の比較用の潤滑油を調製した。得られた各潤滑油及び表1及び図1に示す実施例1-1と同様な試験片及び装置を用いて、以下の性能試験を行った。結果を表3に示す。
尚、表3において基油Iは表2のものと同じである。非硫黄系金属系清浄剤Iは、全塩基価166mgKOH/g、カルシウム含有割合6.2質量%の炭酸カルシウム含有過塩基性カルシウムサリシレート、非硫黄系金属系清浄剤IIは、全塩基価170mgKOH/g、カルシウム含有割合6.8質量%のホウ酸カルシウム含有過塩基性カルシウムサリシレート、硫黄系金属系清浄剤は、全塩基価320mgKOH/g、カルシウム含有割合12.5質量%、硫黄含有割合2質量%の炭酸カルシウム含有過塩基性カルシウムスルフォネートである。また、摩擦調整剤Iはグリセリンモノオレートである。添加剤パッケージIは、ジアルキルリン酸亜鉛、粘度指数向上剤、酸化防止剤、分散剤等を含むものであり、添加剤パッケージIIは、ジチオリン酸亜鉛、カルシウムスルホネート等を含むSG級パッケージである。
(1)SRV摩擦試験は、潤滑油を表3に示すものに代えた以外は実施例1-1と同様に行なった。結果を表3に示す。
(2)エンジンモータリング摩擦試験
エンジンのシム材として、通常の鋼材を使用したシム材及び、鋼材に上記と同等の膜厚、表面硬さ、表面粗さとなるようにDLCコーティングしたシム材を使用した場合のそれぞれについて以下の条件にてエンジンモータリング摩擦試験を行った。通常の鋼材シム及び比較例2-1の潤滑油を使用した場合の摩擦トルクを基準として、実施例2-3の潤滑油について摩擦トルク低減率を測定した。結果を表3に示す。尚、エンジンモータリング摩擦試験は、SRV摩擦試験のような実験室評価とは異なる、実用上のエンジン全体の省燃費性能評価が可能である。
<試験条件>
A:油温100℃、エンジン回転数800rpm、B:油温60℃、エンジン回転数2000rpm
(3)低摩擦特性維持性能試験
JIS K 2514「潤滑油−酸化安定度試験方法」の4.「内燃機関用潤滑油酸化安定度試験方法(ISOT)に準じて酸化させ、試験後の酸化油について、上述のSRV摩擦試験により30分後の摩擦係数を測定した。本試験は、低摩擦特性の維持性能をより詳細に評価するためのものである。
一方、ジチオリン酸亜鉛、Caスルホネート系清浄剤を含有する潤滑油組成物を用いた比較例2-1では、10分後及び30分後の摩擦係数は高く、摩擦係数の維持性も悪かった。また硫黄含有金属系清浄剤とグリセリンモノオレートとを併用した潤滑油を用いた参考例2-1では、摩擦係数は十分低いものの、30分後には摩擦係数が上昇し、低摩擦特性の維持性に劣ることが判った。
DLCコーティングを施したシム材及び硫黄を含有しない金属系清浄剤を含有する実施例2-3の潤滑油を使用した場合、通常の鋼材シム及び比較例2-1の潤滑油を使用した場合の摩擦トルクに対し、高温、低回転条件では約19%、低温、高回転条件では約7%と、極めて優れた摩擦トルク低減率が得られることが判った。
(潤滑油組成物の調製)
表4に示す通り、実施例3-1〜3-2の本発明にかかる潤滑油、参考例3-1及び比較例3-1の比較用の潤滑油を調製した。得られた各潤滑油、表1及び図1に示す実施例1-1と同様な試験片及び装置を用いて、実施例2-1と同様に(1)SRV摩擦試験、(2)エンジンモータリング摩擦試験及び(3)低摩擦特性維持性能試験を行った。結果を表4に示す。
尚、表4において基油Iは表2のものと同じである。非硫黄系リン化合物は、希釈剤を含み、リン含有割合7.5質量%、アルキル基がブチル基であるジアルキルリン酸亜鉛である。ジアルキルジチオリン酸亜鉛は、リン含有割合7.2質量%、セカンダリー型/プライマリー型比=65/35(リン含有量の質量比)のものである。また、添加剤パッケージIは、炭酸カルシウム含有過塩基性Caサリシレート、粘度指数向上剤、酸化防止剤(無灰系及びMoDTC)、分散剤等を含むものであり、摩擦調整剤I及び添加剤パッケージIIは、表3のものと同じである。
一方、ジチオリン酸亜鉛、Caスルホネート系清浄剤を含有する潤滑油を用いた比較例3-1では、10分後及び30分後の摩擦係数は高く、摩擦係数の維持性も悪かった。またジチオリン酸亜鉛とグリセリンモノオレートとを併用した潤滑油を用いた参考例3-1では、摩擦係数は十分低いものの、30分後には摩擦係数が上昇し、低摩擦特性の維持性に劣ることが判った。尚、実施例3-2の潤滑油には、酸化防止剤として無灰系酸化防止剤及びMo系酸化防止剤を併用している(MoDTC含有量:組成物中、Mo量で0.02質量%)が、MoDTCはジチオリン酸亜鉛と異なり、摩擦係数の維持性能を悪化させないことが判った。
DLCコーティングを施したシム材及び非硫黄系リン化合物を含有する実施例3-2の潤滑油組成物を使用した場合、通常の鋼材シム及び比較例1の潤滑油組成物を使用した場合の摩擦トルクに対し、高温、低回転条件では約19%、低温、高回転条件では8%と、極めて優れた摩擦トルク低減率が得られることが判った。
(潤滑油組成物の調製)
表5に示す通り、実施例4-1〜4-2の本発明にかかる潤滑油、比較例4-1の比較用の潤滑油を調製した。得られた各潤滑油、表1及び図1に示す実施例1-1と同様な試験片及び装置を用いて、実施例1-1と同様に(1)SRV摩擦試験及び実施例2-1と同様に(3)低摩擦特性維持性能試験を行った。結果を表5に示す。
尚、表5において基油Iは表2のものと同じであり、非硫黄系酸化防止剤Iは、オクチル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、非硫黄系酸化防止剤IIは、アルキルジフェニルアミンである。また、摩擦調整剤Iはグリセリンモノオレートである。
一方、硫黄含有無灰酸化防止剤を含有する潤滑油を用いた比較例4-1では、10分後の摩擦係数は高く、30分経過後の摩擦係数も上昇することが判った。
(潤滑油組成物の調製)
表6に示す通り、実施例5-1〜5-7の本発明にかかる潤滑油を調製した。得られた各潤滑油、表1及び図1に示す実施例1-1と同様な試験片及び装置を用いて、実施例1-1と同様に(1)SRV摩擦試験及び実施例2-1と同様に(3)低摩擦特性維持性能試験を行った。結果を表6に示す。
尚、表6に示す基油I及び各種添加剤は表2〜表5のものと同じである。
Claims (9)
- 少なくとも一方がダイヤモンドライクカーボン(DLC)で被覆された、対向して相対的に運動する接触面を備え、該接触面間に、以下の(a)及び(b)条件を満たすDLC接触面を有するシステム用潤滑油を介在させたDLC接触面を有するシステム。
(a)DLC接触面を有するシステム用潤滑油は、基油(X)を主成分とする潤滑油基油(A)を含み、ジチオリン酸亜鉛、硫黄含有金属系清浄剤及びこれらの混合物からなる群より選択される硫黄含有添加剤を含まず、該基油(X)は、水素化分解鉱油、ワックス異性化鉱油及びポリ−α−オレフィン系基油の少なくとも1種からなり、該基油(X)は、100℃における動粘度が2〜20mm2/s、全芳香族含有量が5質量%以下、かつ硫黄含有量が0.005質量%以下である。
(b)DLC接触面を有するシステム用潤滑油は、硫黄含有量が0.2質量%以下である。 - 前記DLC接触面を有するシステム用潤滑油が、非硫黄系金属系清浄剤(B)、非硫黄系リン化合物(C)及び非硫黄系無灰酸化防止剤(D)の少なくとも1種を含む請求項1記載のシステム。
- 前記DLC接触面を有するシステム用潤滑油が、含酸素有機化合物及び脂肪族アミン類の少なくとも1種からなる摩擦調整剤を含む請求項1記載のシステム。
- 前記接触面が、内燃機関における接触面である請求項1記載のシステム。
- 少なくとも一方がDLCで被覆された、対向して相対的に運動する接触面間に、以下の(a)及び(b)条件を満たすDLC接触面を有するシステム用潤滑油を介在させて潤滑するDLC接触面の潤滑方法。
(a)DLC接触面を有するシステム用潤滑油は、基油(X)を主成分とする潤滑油基油(A)を含み、ジチオリン酸亜鉛、硫黄含有金属系清浄剤及びこれらの混合物からなる群より選択される硫黄含有添加剤を含まず、該基油(X)は、水素化分解鉱油、ワックス異性化鉱油及びポリ−α−オレフィン系基油の少なくとも1種からなり、該基油(X)は、100℃における動粘度が2〜20mm2/s、全芳香族含有量が5質量%以下、かつ硫黄含有量が0.005質量%以下である。
(b)DLC接触面を有するシステム用潤滑油は、硫黄含有量が0.2質量%以下である。 - 少なくとも一方がDLCで被覆された、対向して相対的に運動する接触面を潤滑するための潤滑油であって、以下の(a)及び(b)条件を満たすDLC接触面を有するシステム用潤滑油。
(a)DLC接触面を有するシステム用潤滑油は、基油(X)を主成分とする潤滑油基油(A)を含み、ジチオリン酸亜鉛、硫黄含有金属系清浄剤及びこれらの混合物からなる群より選択される硫黄含有添加剤を含まず、該基油(X)は、水素化分解鉱油、ワックス異性化鉱油及びポリ−α−オレフィン系基油の少なくとも1種からなり、該基油(X)は、100℃における動粘度が2〜20mm2/s、全芳香族含有量が5質量%以下、かつ硫黄含有量が0.005質量%以下である。
(b)DLC接触面を有するシステム用潤滑油は、硫黄含有量が0.2質量%以下である。 - 非硫黄系金属系清浄剤(B)、非硫黄系リン化合物(C)及び非硫黄系無灰酸化防止剤(D)の少なくとも1種を含む請求項6記載の潤滑油。
- 含酸素有機化合物及び脂肪族アミン類の少なくとも1種からなる摩擦調整剤を含む請求項6記載の潤滑油。
- ジチオリン酸亜鉛、硫黄含有金属系清浄剤及びこれらの混合物からなる群より選択される硫黄含有添加剤を含まない請求項6記載の潤滑油。
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