JPH0662984B2 - トラクションオイル組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は新規なトラクションオイル組成物に関するもの
である。さらに詳しくいえば、本発明は、自動車用無段
変速器、産業機械、水圧機器などのトラクションドライ
ブ用として好適な、ベースオイルのトラクションオイル
としての優れた特性を保持すると共に、特に高温下での
トラクション係数の高められたトラクションオイル組成
物に関するものである。

［従来の技術］ 従来、自動車用無段変速器、産業機械、水圧機器などに
おいては、動力の伝達ないし変速に、運転中の振動が少
なく、また動力伝達効率の高いことから、トラクション
ドライブ（転がり摩擦駆動装置）が用いられている。

このトラクションドライブにおいては、ころがり摩擦面
において液体の油膜が硬化することにより生じるころが
り摩擦を利用して動力が伝達されるため、接触部分に介
在する油には、高圧下で可逆的にガラス転移を生じて粘
度上昇することにより回転摩擦面における動力伝達効果
が大きく、かつ接触面を離れるとただちに流動状態に戻
る性質を有する上に、金属物体間の直接接触を防止し、
さらに一般潤滑油と同様な防錆、冷却などの重要な作用
を有することが要求される。

このようなトラクションドライブに用いられる潤滑油、
すなわちトラクションオイルとしては、これまで、たと
えば鉱油、芳香族炭化水素、ナフテン系油など種々のも
のが知られている。これらのトラクションオイルにおい
ては、トラクション係数を高めるために、ベースオイル
に各種の添加剤が配合されることがある。

たとえば、ナフテン系ベースオイルの優れた特性を保持
すると共に、粘度指数を向上させ、かつトラクション係
数を高めたものとして、ナフテン系ベースオイルに、シ
クロヘキシル（メタ）アクリレート系ポリマーを配合し
てなるトラクションオイル組成物が提案されている（特
開昭61−19697号公報、特開昭61−44997号公報）。

しかしながら、トラクションオイルには、低温から高温
までの広い温度範囲にわたって、トラクション係数の高
いことが要求されるが、前記組成物は、この点について
は必ずしも満足しうるものではない。すなわち、本発明
者らの研究によると、該組成物に用いられるシクロヘキ
シル（メタ）アクリレート系ポリマーは、市販品のポリ
アルキルメタクリレートに比べて優れたトラクション特
性を示し、40℃の温度においてはベースオイルのトラク
ション係数を高めることができるものの、120℃の温度
においてはベースオイルのトラクション係数をほとんど
高めることができないことが分かり、さらに、このよう
な高分子シクロヘキシル（メタ）アクリレート系ポリマ
ーは、ベースオイルに対する溶解性が必ずしも良くない
ことも分かった。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、ベースオイルのトラクションオイルとしての
優れた特性を保持すると共に、特に高温下でのトラクシ
ョン係数の高められたトラクションオイル組成物を提供
することを目的としてなされたものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者らは、前記の好ましい性質を有するトラクショ
ンオイル組成物を開発するために鋭意研究を重ねた結
果、特定の構造を有する多環型脂環式アクリレート化合
物を原料単量体とする単独重合体および／または共重合
体をベースオイルに配合してなる組成物が、その目的に
適合しうることを見い出し、この知見に基づいて本発明
を完成するに至った。

すなわち、本発明は、一般式 （式中のＲ_１は水素原子または炭素数１〜20の炭化水素
残基、Ｒ_２は縮合脂環式残基である）で表されるアクリ
レート化合物の単独重合体および／または共重合体をベ
ースオイルに配合してなるトラクションオイル組成物を
提供するものである。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明組成物においてベースオイルに配合されるポリマ
ーとしては、前記一般式（Ｉ）で表わされるアクリレー
ト化合物の単独重合体または共重合体、あるいはそれら
の混合物が用いられる。

前記一般式（Ｉ）で表わされるアクリレート化合物にお
いて、Ｒ_１は水素原子または炭素数１〜20の炭化水素残
基であるが、好ましくは水素原子またはメチル基であ
る。一方、Ｒ_２は縮合脂環式残基である。ここで環式残
基とは、縮合脂環基および、縮合脂環基が置換されたア
ルキル基であり、アルキル基の炭素数は１〜20が好まし
い。これらの具体例としては、ビシクロ［3,1,1］ヘプ
チル基、ビシクロ［2,2,1］ヘプチル基、ビシクロ［4,
3,0］ノニル基、ビシクロ［4,4,0］デシル基（デカヒド
ロナフチル基）、トリシクロ［4,3,0,1^2.5］デシル基、
トリシクロ［4,4,0,1^2.5］ウンデシル基、トリシクロ
［3,3,1,1^3.7］デシル基、テトラシクロ［4,4,0,1^2.5,1
^7.10］ドデシル基、ペンタシクロ［6,6,1,1^3.6,0^2.7,0
^9.13］ペンタデシル基、ペンタシクロ［6,6,1,1^3.6,0
^2.7,0^9.14］ヘキサデシル基、ヘキサシクロ［6,6,1,1
^3.6,1^10.13,0^2.7,0^9.14］ヘプタデシル基、ヘプタシク
ロ［8,7,1^2.9,1^4.7,1^11.17,0,0^3.8,0^12.16］エイコシル
基、オクタシクロ［8,8,1^2.9,1^4.7,1^11.18,1^13.16,0,0
^3.8,0^12.17］ドコシル基、スピロ［5,5］ウンデシル
基、トリシクロ［4,4,0,1^2.5］デシルメチル基、ビシク
ロ［2,2,1］ヘプチルメチル基、トリシクロ［3,3,1,1
^3.7］デシルメチル基などを挙げることができ、またこ
れらの縮合脂環式残基は、置換基を有しないものであっ
てもよいし、置換基を有するものであってもよい。該置
換基としては、たとえばアルキル基、好ましくは炭素数
１〜20のアルキル基、ヒドロキシル基、シクロアルキル
基などが挙げられ、また置換基の数としては３以下が好
ましい。

本発明組成物に用いられるポリマーは、これらのアクリ
レート化合物の単独重合体であってもよいし、これらの
アクリレート化合物の中から２種以上を選び共重合させ
たものであってもよく、また、該アクリレート化合物と
共重合可能な他の単量体との共重合体であってもよい。

他の共重合可能な単量体としては、一般式 （式中のＲ_３は水素原子または炭素数１〜20の炭化水素
残基、Ｒ_４は縮合脂環式基を含まない炭素数１〜30の炭
化水素残基である） で表わされるアクリレート化合物、一般式 （式中のＲ_５およびＲ_６は、それぞれ水素原子、または
炭素数１〜20の炭化水素残基であり、それらは同一であ
ってもよいし、たがいに異なっていてもよい） で表わされるα−モノオレフィン化合物、一般式 または （式中のＲ_７およびＲ_８は、それぞれ炭素数１〜20の炭
化水素残基、Ｒ_９は水素原子または炭素数１〜20の炭化
水素残基、Ｒ_{１ ０}は炭素数１〜20の炭化水素環残基であ
る） で表わされる内部モノオレフィン化合物、および少なく
とも２個の水素原子をもつ炭素−炭素二重結合を少なく
とも１個有する炭素数30以下のポリエン化合物などを挙
げることができる。

前記一般式（II）で表わされるアクリレート化合物とし
ては、例えば（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アク
リル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）
アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸アミル、（メ
タ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸デシル、
（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸ステ
アリル、（メタ）アクリル酸アリル、（メタ）アクリル
酸ベンジル、（メタ）アクリル酸トルイル、（メタ）ア
クリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸メチルシ
クロヘキシル、（メタ）アクリル酸−3,3,5−トリメチ
ルシクロヘキシル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル
エチルなどが挙げられる。

前記一般式（III）で表わされるα−モノオレフィン化
合物としては、例えばエチレン、プロピレン、ブテン−
１、イソブテン、ヘキセン−１、ヘプテン−１、２−メ
チルブテン−１、２−メチルペンテン−１、４−メチル
ペンテン−１、オクテン−１、デセン−１、ドデセン−
１、オクタデセン−１、４−フェニルブテン−１、スチ
レン、α−メチルスチレン、α−エチルスチレン、４−
メチルスチレン、ビニルシクロブタン、ビニルシクロヘ
キサン、ビニルナフタレン、アリルベンゼンなどが挙げ
られる。

前記一般式（IV）または（Ｖ）で表わされる内部オレフ
ィン化合物としては、たとえばブテン−２、２−メチル
ブテン−２、ヘキセン−２、ヘキセン−３、２−メチル
ペンテン２、ヘプテン−２、オクタデセン−２、β−メ
チルスチレン、４−フェニルブテン−２、α，β−ジメ
チルスチレン、β，β−ジメチルスチレン、1,1−ジフ
ェニルプロペン−１、スチルベン、α−メチルスチルベ
ン、１−シクロヘキシルプロペン−１、シクロペンテ
ン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテ
ン、シクロドデセン、１−メチル−シクロブテン−１、
インデン、３−メチルインデン、ジヒドロナフタレン、
アセナフチレン、ノルボルネン、５−メチルノルボルネ
ン、５−フェニルノルボルネン、２−メチルノルボルネ
ン、γ−フェンヘン、ボルニレン、エンドカンフェン、
α−ピネン、トリシクロ［4,3,0,1^2.5］−３−デセンな
どを挙げることができる。

ポリエン化合物としては、たとえば1,3−ブタジエン、
イソプレン、1,3−ペンタジエン、1,4−ペンタジエン、
1,4−ヘキサジエン、1,5−ヘキサジエン、2,3−ジメチ
ル−1,3−ブタジエン、11−エチル−１、11−トリデカ
ジエン、ミルセン、1,3,5−ヘキサトリエン、ｐ−ジビ
ニルベンゼン、ｐ−イソプロペニルスチレン、ジアリル
シクロヘキサン、トリビニルシクロヘキサン、４−ビニ
ルシクロヘキセン−１、２−メチルアリル−シクロペン
テン−１、３−アリルインデン、4,7,8,9−テトラヒド
ロインデン、ビシクロ（4,2,0）オクタジエン−2,7、フ
ルベン、1,3−シクロペンタジエン、1,5−シクロオクタ
ジエン、1,3,5−シクロヘプタトリエン、ジシクロペン
タジエン、2,5−ノルボルナジエン、５−メチレン−２
−ノルボルネン、５−ビニル−２−ノルボルネン、５−
イソプロペニル−２−ノルボルネン、２−ビニル−1,4
−エンドメチレン−1,2,3,4,5,5a,8,8a−オクタヒドロ
ナフタレン、リモネン、ジペンテンなどが挙げられる。

これらの共重合可能な単量体は１種用いてもよいし、２
種以上を組み合わせて用いてもよく、また、その使用量
は、前記一般式（Ｉ）で表わされるアクリレート化合物
１モルに対し、好ましくは0.01〜100モル、より好まし
くは0.1〜50モルの範囲で選ばれる。さらに、得られる
共重合体はランダム共重合、ブロック共重合、グラフト
共重合体、交互共重合体のいずれであってもよい。

重合方法については特に制限はなく、公知の重合方法、
たとえば懸濁重合法、溶液重合法、乳化重合法、あるい
は塊状重合法などの中から任意の方法を選択して用いる
ことができる。重合方法の具体例について説明すると、
たとえば懸濁重合の場合、前記一般式（Ｉ）で表わされ
るアクリレート化合物の少なくとも１種、またはこれと
共重合可能な単量体とを水中に懸濁させ、適当な重合開
始剤および懸濁安定剤などの存在下に通常20〜100℃の
範囲の温度において、0.5〜10時間程度重合させるとい
った方法が用いられる。また、溶液重合の場合には、適
当な溶媒、たとえばトルエン、クロロホルム、酢酸エチ
ル、ジメチルホルムアミドなどの中に、適当な重合開始
剤と共に、所望の単量体を加え、攪拌しながら、通常、
−78〜150℃の範囲の温度において、0.5〜10時間程度重
合させるといった方法が用いられる。

このようにして得られた単独重合体や共重合体は、重合
度が高すぎると、トラクション係数を高める効果が低下
し、かつ動粘度を好ましからざるほど高くする上に、ト
ラクションオイル組成物のせん断安定性、酸化安定性、
さらには溶解性を損なうおそれがあるので、その重量平
均分子量は、通常２千〜30万、好ましくは５千〜20万の
範囲にあることが望ましい。

本発明組成物においては、前記単独重合体および共重合
体の中から１種または２種以上を選び、ベースオイルと
の合計重量に基づき、通常0.1〜30重量％、好ましくは
0.5〜10重量％の範囲でベースオイルに配合される。こ
の配合量が0.1重量％未満では本発明の目的が十分に達
成されないし、30重量％を超えると該組成物の動粘度が
トラクションオイルとして不適当な値まで上昇するおそ
れがあるので好ましくない。

本発明組成物において用いられるベースオイルについて
は、トラクションドライブ用潤滑油としての最低条件で
ある40℃の温度における動粘度が１〜150cst、流動点が
＋15℃以下および引火点が100℃以上という条件を満た
すものであれば特に制限はなく、従来トラクションドラ
イブ用潤滑油として慣用されているものの中から任意の
ものを選択して用いることができる。このようなベース
オイルとしてはナフテン系鉱油、オレフィンのオリゴマ
ー、エステル、ポリエーテル、合成ナフテン油、リン酸
エステルなどがある。これらのうち特にナフテン系ベー
スオイルが好適である。

前記ナフテン系ベースオイルとは広義に脂環式化合物を
意味し、潤滑油として公知の脂環式化合物の中から任意
のものを選択し、ベースオイルとして用いることができ
る。該ナフテン系ベースオイルとしては、たとえば、シ
クロヘキサン環を２個または３個以上有するアルカン誘
導体、デカリン環とシクロヘキサン環をそれぞれ１個以
上有するアルカン誘導体、デカリン環を２個以上有する
アルカン誘導体、シクロヘキサン環またはデカリン環が
２個以上直接結合している構造を有する化合物、環状モ
ノテルペノイドの二量体水添物などが挙げられ、具体例
としては、たとえば、１−デカヒドロナフチル−１−シ
クロヘキシルエタン、2,4−ジシクロヘキシル−ペンタ
ン、2,4−ジシクロヘキシル−２−メチルペンタン、1,2
−ビス（メチルシクロヘキシル）−２−メチルプロパ
ン、1,1−ビス（メチルシクロヘキシル）２−メチルプ
ロパン、1,3−ジシクロヘキシル−３−メチルブタン、
ジペンテン２量体水素化合物などがある。

本発明組成物には、トラクション特性以外に、一般の潤
滑油に要求される性能、たとえば酸化安定性、耐腐食
性、耐摩耗性、防錆性、ゴム膨潤性、粘度温度特性、泡
立ち防止性などを向上させる目的で、所望に応じ各種添
加剤、たとえば酸化防止剤、防錆剤、粘度指数向上剤、
消泡剤などを配合することができる。該酸化防止剤とし
ては、たとえば2,6−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール
などのアルキルフェノール、ジアルキルジチオリン酸亜
鉛などのイオウ、リン化合物などが防錆剤としては、た
とえばアミン類、エステル類、金属塩などが、粘度指数
向上剤としては、たとえばポリアクリレート類などが、
消泡剤としては、たとえばシリコーン系重合体などが用
いられる。

［発明の効果］ 本発明のトラクションオイル組成物は、ベースオイル、
好ましくはナフテン系ベースオイルに、特定構造の多環
型脂環式アクリレート化合物を原料単量体とする単独重
合体および／または共重合体を配合したものであって、
ベースオイルのトラクションオイルとしての優れた特性
を保持すると共に、特に高温下でのトラクション係数が
高いという優れた特徴を有しており、たとえば自動車用
無段変速器、産業機械、水圧機器などのトラクションド
ライブ用として好適に用いられる。

［実施例］ 次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらの例によってなんら限定されるものでは
ない。

（実施例１〜９） 第１表に示す重合条件によって、縮合脂環式系ポリマー
を製造し、該表に示す溶液濃度でベースオイルに溶解し
て、トラクションオイル組成物を調製した。このトラク
ションオイル組成物の物性は第１表に示すとおりであ
る。

また、該トラクションオイル組成物のトラクション係数
は２円筒摩擦試験機にて行った。すなわち、接している
同じサイズの円筒（直径52mm、厚さ6mmで、被駆動側は
曲率半径10mmのタイコ型、駆動側はクラウニングなしの
フラット型）の一方を、1500rpmの一定速度で、他方を1
500rpmから1750rpmまで連続的に回転させ、両円筒の接
触部分にバネにより7kgの荷重を与え、両円筒間に発生
する接線力、すなわちトラクション力を測定してトラク
ション係数を求めた。この円筒は軸受鋼SUJ−２鏡面仕
上げでできており、最大ヘルツ接触圧は112kgf／mm^２で
あった。油温40℃と、120℃のすべり率５％におけるト
ラクション係数を測定し、その平均値として求めた。そ
の結果を第１表に示す。

（比較例1,2） ベースオイルのトラクション係数を実施例と同様にして
求めた。その結果を第２表に示す。

（比較例３） 市販のポリメタクリレート系粘度指数調節剤［三洋化成
（株）製、商品名アクルーブ133］をベースオイルに溶
解して、トラクションオイル組成物を得た。その結果を
第２表に示す。

（比較例４） ポリシクロヘキシルメタクリレート（MW53,100）をベー
スオイルに溶解して、トラクションオイル組成物を得
た。その結果を第２表に示す。

（比較例５） ポリシクロヘキシルメタクリレート（MW87,000）をベー
スオイルに溶解してトラクションオイル組成物を得た。
その結果を第２表に示す。なお、室温下で放置後、ポリ
マーが沈積した。

実施例１〜９、比較例１〜４ではポリマーの沈積は認め
られなかった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｎ 20:02 30:02 40:04 40:08

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一般式 （式中のＲ_１は水素原子または炭素数１〜20の炭化水素
   残基、Ｒ_２は縮合脂環式残基である）で表されるアクリ
   レート化合物の単独重合体および／または共重合体をベ
   ースオイルに配合してなるトラクションオイル組成物。
2. 【請求項２】ベースオイルがナフテン系オイルである特
   許請求の範囲第１項に記載のトラクションオイル組成
   物。