JPH0823029B2

JPH0823029B2 - 動力を伝達する方法

Info

Publication number: JPH0823029B2
Application number: JP62-503420A
Authority: JP
Inventors: 義一村井; 辰夫山口; 寛二望月
Original assignee: 日本石油化学株式会社
Priority date: 1986-06-05
Filing date: 1987-06-05
Publication date: 1996-03-06
Anticipated expiration: 2011-03-06
Also published as: JPH0823029B1

Description

【発明の詳細な説明】［技術分野］本発明は高粘度でかつトラクション係数の優れたトラ
クションドライブ用流体組成物を用いる改良された動力
を伝達する方法に関する。更に詳しくは、特定の化学式
を以て表される炭化水素の混合物からなる組成物をトラ
クションドライブ用流体として使用する動力伝達方法に
関するものである。

トラクションドライブによる動力の伝達方法は、相対
的に回転する回転体（転動体）間で形成されるトラクシ
ョンドライブ用流体の油膜のせん断力によって動力を伝
達する方法である。この方法は、トラクションドライブ
装置、例えば、自動車用無段変速機、変速伝動装置、ト
ルクコンバーター等の動力伝達あるいは変速装置などに
用いられる。かかる装置に用いられるトラクションドラ
イブ用流体には、高いトラクション係数が要求される。

［背景技術］従来から、トラクションドライブ用流体として多くの
化合物が提案されている。例えば、米国特許第3,652,41
8号その他には、デカリン、パーヒドロアンスラセン、
ポリシクロヘキシル類、ビシクロヘキシル類、ジシクロ
ヘキシル類、α−メチルスチレン二量体水素化物、アダ
マンタン類、アルキルベンゼンおよびスチレン化クメン
水素化物等が提案されている。

ここで、近年の自動車関連技術などの発展に伴い、上
述のトラクションドライブの装置自体は小型化し、かつ
ますます高速で高負荷の条件下で使用される方向にある
ために、該装置に用いられるトラクションドライブ用流
体の使用条件は、より高温で苛酷なものとなりつつあ
る。

しかしながら、上記のように従来から提案されている
化合物のうち、トラクション係数が実用に適さないこと
や、工業的規模の実施のためには原料の入手が困難であ
るなどの理由により実用化されたものは多くない。僅か
に、米国特許第3,994,816号で提案されている2,4−ジシ
クロヘキシル−２−メチルペンタンが実用性あるものと
して挙げ得る程度である。

トラクションドライブ装置においては、相対的に回転
する回転体（転動体）間で形成されるトラクションドラ
イブ用流体の油膜のせん断力によって動力が伝達される
ので、該流体の膜厚あるいは程度維持されなければなら
ないために、高温の条件下でもある程度の粘度が必要と
される。このため高粘度の流体が要求され始めている。
また、粘度のみならず、勿論それと共にトラクション係
数が高いことも必要である。

しかるに、上述の僅かに実用化されている化合物のう
ち、代表的な化合物ある2,4−ジシクロヘキシル−２−
メチルペンタンでさえ、トラクション係数は確かにある
程度高いが、粘度は必ずしも満足すべき値ではない。即
ち、この化合物単独では、その粘度（＠100℃）は3.6cS
t（10^-2cm²/sec）に過ぎない。そこでポリメタアクリレ
ートやポリイソブチレン等の粘度指数向上剤を添加し、
粘度を上昇させることが提案されている。しかしなが
ら、これら粘度指数向上剤を添加すると、粘度は確かに
上昇するが、トラクション係数は却って低下し、また長
期間の苛酷な使用においては、これらの添加剤の添加に
起因する劣化による粘度低下が起こるなどの好ましくな
い面も多々見られる。トラクションドライブ用流体は、
酸化反応の観点からみると極めて苛酷な条件下にあるの
で、酸化安定性に対する要求もまた極めて強いものがあ
る。

ところで、実質的に互いに自由に別個独立して回転す
る回転ベアリングなどの回転部材に使用するための、い
わゆる潤滑油としては、従来から種々のものが提案さ
れ、また実用化されている。このような例としては、米
国特許第3,925,217号のように、α−メチルスチレンの
水素添加線状二量体と同じく水素添加線状三量体との混
合物が挙げられる。しかしながら、いわゆる潤滑油は、
トラクションドライブ用流体とは全く正反対に回転部材
間の滑りを良くし、互いに自由にあるいは別個独立して
回転させるためのもの、即ち、互いに自由、独立運動を
保証するものであって、本発明におけるトラクションド
ライブ用流体とはその作用効果を全く異にするものであ
る。そのため、このようないわゆる潤滑油の作用効果か
ら本発明の動力伝達方法の作用効果を予測することなど
は考えられないことである。言い替えると、回転ベアリ
ング等の本質的に互いに自由に別個独立した回転する回
転部材のために使用されるいわゆる潤滑油は、トラクシ
ョンドライブ用の流体には適さないとするのが通常であ
る。それ故、この分野の通常の知識を有する者は、上記
公報の記載からは、それに記載された潤滑油がトラクシ
ョンドライブ用流体として有用であるということを予想
することは出来ない。

更に、米国特許第3,595,796号および3,598,740号等に
は、α−メチルスチレンの三量体をトラクションドライ
ブ用の流体に用いることが開示されている。しかしなが
らこれら公報記載のオリゴマーは、何れもヒドロインダ
ン型のいわゆる環状体あるいはこれら環状体を主とする
組成物である。本発明者らは、前述の近年のトラクショ
ンドライブ用流体に対する要求基準の苛酷さに鑑み、更
に詳しく研究を行なったところ、上記公報記載の環状
物、とりわけ環状三量体あるいは環状四量体は酸化安定
性が低く、到底近年の厳しい要求水準には対応できない
ことが判明した。

［発明の開示］本発明の目的は、2,4−ジシクロヘキシル−２−メチ
ルペンタン（以下、DCHPと称することがある）からなる
トラクションドライブ用流体組成物を改良することにあ
り、更に詳しくは、従来実用化されている代表的な化合
物である2,4−ジシクロヘキシル−２−メチルペンタン
よりもトラクション係数が優れ、粘度も高く、さらに酸
化安定性にも優れた新規なトラクションドライブ用流体
組成物を提供することにある。

即ち、本発明は、2,4−ジシクロヘキシル−２−メチ
ルペンタン40〜80重量％および下記式（Ｉ）〜（IV）で
表される化合物20〜60重量％からなり、かつ下記式
（Ｉ）および（II）で表される化合物の合計に対する下
記式（III）および（IV）で表される化合物の合計の重
量比が0.5以下であって、粘度（＠100℃）が5.0〜15.0c
St（10^-2cm²/sec）の範囲にある組成物をベースストッ
クとするトラクションドライブ用流体を使用することを
特徴とする、相対的に回転する回転体（転動体）間で形
成される該トラクションドライブ用流体組成物の油膜の
せん断力によって動力を伝達する方法に関するものであ
る。本発明の式（Ｉ）および式（II）で表される化合
物、すなわちポリシクロヘキシルアルカン、および式
（III）および式（IV）で表される化合物、すなわちパ
ーヒドロインダン誘導体を次に示す。

上記式（Ｉ）または（II）で表される化合物は、極め
て粘稠な液体ないし固体の化合物であり、それ自体では
トラクションドライブ用流体として使用するには適した
ものではないが、2,4−ジシクロヘキシル−２−メチル
ペンタンに混合すると、流体の粘度を上昇させることが
できると同時に、各成分の相乗効果によりトラクション
係数は低下せずに、むしろ向上するものである。

上記式（Ｉ）ないし式（IV）の化合物は、その合計と
して2,4−ジシクロヘキシル−２−メチルペンタンに対
して20〜60重量％混合する。20重量％未満では粘度の向
上が望めず、またトラクション係数が高くなるという相
乗効果も望めない。逆に、前記合計量が60重量％を越え
る場合には粘度が高くなり過ぎるために何れも好ましく
ない。より好ましくは、式（Ｉ）の化合物が混合される
上限値は40重量％までであり、式（II）の化合物の同じ
く上限値は15重量％までである。式（Ｉ）および式（I
I）の化合物を各々単独で混合することもできるが、両
者を併用することが本発明の目的のためには好ましい。

更に、上記式（III）および（IV）で表される化合物
は酸化安定性が劣るので、上記式（Ｉ）および（II）で
表される化合物の合計に対する上記式（III）および（I
V）で表される化合物の合計の重量比が0.5以下であるこ
とが必要である。上記式（III）および（IV）の化合物
の重量比が0.5よりも多くなると、得られた流体組成物
の酸化安定性が低下することになるので好ましくない。

また、本発明のトラクションドライブ用流体組成物
は、近年要求されている自動車のトランスミッション用
トラクションドライブ流体の要求基準から、その粘度
（＠100℃）が5.0〜15.0cSt（10^-2mc²/sec）の範囲にあ
ることが好ましい。

本発明の流体組成物を製造するに当っては、上記粘度
範囲および環状化合物の割合が適当となるように、2,4
−ジシクロヘキシル−２−メチルペンタン、前記式
（Ｉ）の化合物および前記式（II）の化合物の割合をそ
れぞれ適宜に選択すればよい。

2,4−ジシクロヘキシル−２−メチルペンタン、上記
式（Ｉ）および（II）で表される化合物は、例えばα−
メチルスチレンを重合するか、またはポリ（α−メチル
スチレン）を熱分解し、対応する芳香族炭化水素である
トリアリールアルカン、テトラアリールアルカンを得
て、次いでこれらを水素添加することにより容易に製造
される。

但し、上記の如くα−メチルスチレンまたはそのポリ
マーから製造する場合には、環状化合物である上記式
（III）または（IV）で表される化合物（直接に得られ
るのは芳香族炭化水素であるが、対応する水素化物で示
す）が副生し易い。

これらの環状化合物は、前述のように酸化安定性が劣
り、本発明の目的のためには好ましくないが、これらの
化合物と前記式（Ｉ）および（II）とは、それぞれ分子
量がほぼ同じであって、沸点も接近しているので、蒸留
による分離は水素添加前でも、また水素添加後であって
も容易ではない。したがって、α−メチルスチレンから
製造する場合には、これらの化合物が副生しないように
することが肝要である。

従って、α−メチルスチレンを重合して製造するとき
は、その重合反応は、酸性白土、活性白土、シリカ・ア
ルミナ、モンモリロナイト型粘土、シリカゲル等の固体
酸触媒を原料モノマーに対して２〜30重量％使用し、反
応調節剤として、水、二価アルコール、エーテル等の含
酸素化合物を、触媒に対して30〜300重量％加え、反応
温度30〜150℃の範囲で行なうなど、重合条件を適宜に
選状することが好ましい。反応形式は、バッチ式あるい
は連続式の何れでも可能である。

α−メチルスチレンを重合して得られたトリアリール
アルカンおよびテトラアリールアルカンを核水素添加す
る。この核水素添加反応は、例えば、ニッケル、ニッケ
ル珪藻土、ラネーニッケル、白金、白金−アルミナ、ロ
ジウム、ロジウム−アルミナ等の従来公知の芳香族核の
水素添加用触媒に、上記水素添加用原料と水素との混合
物を、250℃以下、30kg/cm²以上の反応条件下で接触さ
せることにより達成される。この核水素添加反応によ
り、同時にエチレン性二重結合も水素添加される。水素
化率は少なくとも80％以上、好ましくは90％以上であ
り、更に好ましくは95％以上である。芳香族炭化水素ま
たは二重結合を有する化合物を例えば１％以下の程度に
殆ど無くすることは困難であるばかりでなく、これらが
少量でさえあれば本発明の目的を阻害することはないの
で、通常このような必要はない。

本発明の流体組成物は、いわゆる潤滑油として従来公
知の添加剤、例えば、2,6−tert−ブチル−ｐ−クレゾ
ール等のフェノール系化合物、フェニル−α−ナフチル
アミン等のアミン系化合物、スルフィド、ジスルフィド
等の硫黄系化合物、ジアルキルジチオリン酸亜鉛等の有
機金属化合物等の酸化防止剤；硫化油脂等の硫黄系化合
物、リン酸エステル、亜リン酸エステル等のリン系化合
物、チオリン酸塩、チオカルバミン酸塩等の有機金属化
合物等の極圧添加剤；アミン、エステル、金属塩等の防
錆剤；ポリ（メタ）アクリレート、ポリイソブチレンあ
るいはその水素添加物などの粘度指数向上剤；シリコー
ン系化合物などの消泡剤等を任意の割合で添加すること
ができる。例えば、上記酸化防止剤は、本発明の流体組
成物に0.01〜５重量％添加することができる。

更に、グリース用として公知の有機または無機の増粘
剤、例えば、金属石鹸、合成重合体、ポリウレア、オル
ガノシロキサン類、粘土、ベントナイト、およびコロイ
ダルシリカ等を混合し、トラクショングリースとしても
使用することができる。

また、本発明の流体組成物は、トラクションドライブ
用流体として、従来公知の化合物を任意の割合で添加し
て使用することができるほか、前述のα−メチルスチレ
ンを重合する際に副生する環状二量体も、本発明の効果
が達成される範囲の中で含むことができる。

［発明を実施するための最良の形態］以下実施例により本発明を詳述する。

実施例１ 120℃で３日間焼成した活性白土（ガレオナイト236、
水沢化学（株）製）200ccを触媒とした流通系装置で、
α−メチルスチレンを重合した。なお、触媒は前以て2.
2倍容積のメチルセロソルブで３時間浸潤され活性を調
整した。反応条件は下記の通りである。

反応温度 45 ℃ S/V 2.4hr^-1 循環／新規張込 2.4（vol/vol）得られた反応混合物から、沸点400℃（常圧換算）以
下の留分を留出させC₂₇以上の留分を回収した。

（収率:50wt％）この留分に、2wt％のニッケル珪藻土触媒（商品名:N
−113、日揮化学（株）製）を加え、オートクレーブ中
で200℃、80kg/cm²で８時間水素添加処理を行なった。
得られた生成物を、GC、GPCおよびGC質量分析装置を用
いて分析したところ、第１表に示す組成であった。

上記の成分49.5重量部にDCHP50.5重量部を混合して得
られた組成物の100℃における動粘度は、8.3cSt（10^-2c
m²/s）、流動点は−25℃およびトラクション係数は0.10
0であった。酸化寿命（RBOT法）は340分であった。

（試験法）トラクション係数の測定条件：円板回転速度 1500 rpm 平均ヘルツ圧 92.5kgf/mm² すべり率２％温度 25 ℃ 酸化安定性（酸化寿命）： RBOT法（ASTM D−2772に準拠）により測定した。

酸化試験条件：試料量 50 ｇ温度 150 ℃ 初期酸素圧 6.3kg/cm² 酸化触媒銅および鉄単位は分で表わし、長い方が酸化寿命があることにな
る。なお、酸化安定性の試験においては、酸化防止剤と
して何れの試料にも2,6−ジ−tert−ブチル−ｐ−クレ
ゾールを0.5wt％添加した。

実施例２反応温度を65℃とした他は、実施例１の条件に準拠し
てα−メチルスチレンを反応させた。

得られた生成物から、沸点250℃（常圧換算）以下の
留分を留出させてC₁₈以上の留分を回収した（収率90wt
％）。

この留分に、2wt％のＮ−113触媒を加え、オートクレ
ーブ中で200℃、50kg/cm²で５時間水素添加処理を行な
った。得られた生成物を同様に分析したところ第２表に
示す組成であった。

この組成物の100℃の動粘度は6.7cSt、流動点は−27.
5℃であり、トラクション係数は0.097であった。また酸
化寿命は300分であった。

比較例１冷却器と撹拌装置のついた１のセパラブルフラスコ
に、実施例２において得られたC₁₈以上の留分から回収
したα−メチルスチレン二量体を165ccと、メチルセロ
ソルブ15ccを加える。これに、120℃で３日間乾燥した
活性白土（ガレオンアースNSR、水沢化学（株）製）を3
gを入れ、撹拌しつつ温度を115℃に上げる。次に温度を
115〜120℃に保ちつつ、α−メチルスチレン420ccを140
cc/hrの速度で３時間かけて注入する。この後、更に３
時間撹拌を続けた。反応終了後、反応混合物を濾過する
ことにより触媒から分離した。

得られた反応混合物のうち、沸点250℃以下の留分を
留出させ、C₁₈以上の留分を回収した（収率85wt％）。
この留分に、2wt％のＮ−113触媒を加え、オートクレー
ブ中で、200℃、50kg（H₂）/cm²で５時間水素添加処理
を行なった。得られた生成物を同様に分析したところ、
第３表に示す組成であった。

この生成物の100℃の動粘度は4.6cSt、流動点は−40
℃であり、トラクション係数は0.090であった。また酸
化寿命は290分であった。

比較例２反応温度を65℃とした他は、実施例１の条件に準拠し
て、α−メチルスチレンを反応させた。

得られた生成物から沸点250℃（常圧換算）以下の留
分を留出させてC₁₈以上の留分を回収した（収率90
％）。

この留分200cc、メチルセロソルブ5ccと120℃で３日
間乾燥した活性白土（商品名：ガレオンアースNSR、水
沢化学（株）製）3gとを、冷却器と撹拌装置の付いた１
のセパラブルフラスコに入れ、温度80℃にて１時間撹
拌した。

反応終了後、反応混合物を濾過することにより触媒を
分離した。

この反応生成物に、2wt％の水添触媒であるＮ−113触
媒を加え、オートクレーブ中で200℃、50kg/cm²で５時
間水素添加処理を行なった。得られた生成物を同様に分
析したところ第４表に示す組成であった。

この組成物の100℃の動粘度は8.9cSt（＠100℃）、流
動点は−27.5℃であり、トラクション係数は0.096であ
った。また、酸化寿命は210分と低かった。

比較例３ 2,4−ジシクロヘキシル−２−メチルペンタンの100℃
の動粘度は3.6cStで、流動点は−42.5℃であり、そのト
ラクション係数は0.087であった。酸化寿命は310分であ
った。

以上の実施例および比較例の結果を第５表にまとめて
示す。

（実験結果のまとめ）前記の第５表に示す結果から、実施例の組成物は比較
例の組成物に比べて、動粘度特性やトラクション係数
は、酸化安定性などが明らかに向上していることが分か
る。即ち、何れの実施例も2,4−ジシクロヘキシル−２
−メチルペンタン単独の比較例よりもトラクション係数
が向上している。これは、各成分の相乗効果を示すもの
である。比較例１の流体組成物は、前記式（Ｉ）ないし
（IV）の化合物の含有量が足りないために、トラクショ
ン係数はある程度は高いが粘度が低いので好ましくな
い。また、前記式（III）および（IV）の化合物の割合
が多い流体組成物（比較例２）では、酸化安定性が劣る
ことが示されている。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（１）2,4−ジシクロヘキシル−２−メチ
ルペンタン40〜80重量％、および（２）下記式（Ｉ）〜（IV）で表される化合物20〜60重
量％からなり、かつ下記式（Ｉ）および（II）で表される化
合物の合計に対する下記式（III）および（IV）で表さ
れる化合物の合計の重量比が0.5以下であって、粘度
（＠100℃）が5.0〜15.0cSt（10^-2cm²/sec）の範囲にあ
る組成物をベースストックとするトラクションドライブ
用流体を用いることを特徴とする、相対的に回転する回
転体間に形成される該流体の油膜のせん断力によって動
力を伝達する方法。
【請求項２】前記組成物中に上記式（Ｉ）の化合物が40
重量％以下、上記式（II）の化合物が15重量％以下含ま
れている請求の範囲第１項記載の動力を伝達する方法。
【請求項３】前記流体が酸化安定剤を0.01〜５重量％含
む請求の範囲第１項記載の動力を伝達する方法。