JPS6256920B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は動力伝達装置用潤滑油に関し、特にト
ラクシヨンドライブ用として適切な動力伝達装置
用潤滑油に関する。 動力の伝達、変速には、従来より歯車や油圧装
置が用いられているが、トラクシヨンドライブ
（転がり摩擦駆動装置）といわれる回転剛体間の
点接触あるいは線接触の駆動方式も知られ歯車の
かみ合い等を伴なわず、運転中の振動も少なく、
また動力伝達効率の高いことから一部産業機械に
も実用化され始めている。 この場合、接触部分に介在する油には機能上か
ら最も適した潤滑油を選定しなければならない。
すなわち、接触部分に介在する油は、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、回転接触面における動力伝達効果が大きく、
接触面を離れるとただちに流動状態に戻る性質を
有し、かつ金属間の直接接触を防ぎ、焼付き、摩
耗、疲労損傷を防止し、また一般潤滑油と同様な
防錆、冷却等の重要な作用をも有しなければなら
ない。 本発明は、このような動力伝達装置用潤滑油、
特にトラクシヨンドライブに供されるのに適切な
潤滑油に関する。 動力伝達用の摩擦又はトラクシヨンドライブ装
置は、多くの先行する技術文献に記載されてお
り、例えばアメリカ特許第3394603号、同第
3411369号、ジヤーナル・オブ・ケミカル・アン
ド・エンジニアリングデータ第５巻第４号499〜
507頁、ヒユーコ等のローリング接触現象に関す
るシンポジウム議事録157〜185頁ニルセビア出版
社（アムステルダム）1962年に詳しい。 またトラクシヨンドライブ用潤滑油としては鉱
油（特公昭39−24635号）、ポリメチルメタクリレ
ート（特公昭48−31828号）、ピバリン酸モノエス
テル（特公昭49−11309号）、ハロゲン化アルキル
ナフタレン（特公昭49−16900号）、アダマンタン
類（特公昭48−42067号、同48−42068号）、ポリ
オレフイン（特開昭46−4766号、同47−2229
号）、アルキルナフタレン（アメリカ特許第
2549377号）など多数が提案されているが、水素
化された環を有するナフテン系油に関する提案も
多い。 提案されたナフテン系油としてはジシクロヘキ
シルエタン（特公昭53−36105号）、水素化縮合環
化合物（アメリカ特許第3411369号）、１以上の飽
和炭素環を有するナフテン（アメリカ特許第
3440894号）、２以上の飽和炭素環を有するナフテ
ン（特公昭47−35763号、アメリカ特許第3925217
号）、ナフテンとパラフインの混合油（アメリカ
特許第3595796号、同第3595797号）がある。また
キシレンおよび／またはトルエンとスチレンのア
ルキル化反応生成物を水素化して得られるもの
（主として水素化１・１−ジアリルエタン系化合
物）等についても知られている。さらにまた、特
開昭55−78089号および同55−78095号の各公報に
記載の技術は、動力伝達流体の製造方法として石
油系炭化水素の熱分解油、および石油樹脂製造時
の未反応留分を原料としている。そして前述のア
メリカ特許第3440894号および同第3925217号の各
明細書に記載の技術は、広範なナフテン系化合物
を含み、多数のナフテンを例示している。 水素化された環を有するナフテン系油はこれら
の先行技術文献から判断しても潤滑油、特にトラ
クシヨンドライブ用潤滑油として一般に優れた性
質を有するものである。しかし、これら多数の公
報、文献類の記載内容を検討すると、ナフテン系
油が一般に有効であるとしても、その種類によつ
てトラクシヨンドライブ用潤滑油としての性能が
変化し、予測できないような性能を示す化合物が
次々と見出された、ということがわかる。 そこで、本発明の目的はトラクシヨン特性が優
れているばかりでなく、酸化安定性、耐腐食性等
の点において優れた性能を有し、しかも工業的見
地からすれば、極めて安価な原料を用いて容易に
合成できる動力伝達装置用潤滑油を提供すること
にある。 本発明は20容量％以上のジシクロペンタジエン
（シクロペンタジエンを任意の割合に含んでもよ
い、本明細書については同様とする。このこと
は、ジシクロペンタジエンとシクロペンタジエン
は平衡関係にあるので、当業者にとつて当然周知
である。）を含む不飽和炭化水素の重合反応生成
物の不飽和結合（ベンゼン核を含む）を水素化す
ることによつて得られる沸点範囲（常圧換算）
250〜450℃の留分を主成分とする動力伝達装置用
潤滑油である。ここで沸点範囲（常圧換算）が
250℃未満の留分では製品潤滑油の引火点に、450
℃を越える留分ではその粘性抵抗、冷却性能にお
いて各々好ましくない。このため、本発明におい
ては上記本発明の沸点範囲外のものは除外され
る。 本発明に用いられる原料は、主としてナフサな
どの熱分解により、エチレン、プロピレンなどの
基礎石油化学原料とともに生成する不飽和炭化水
素を含む留分、すなわち、一般には、イソプレ
ン、ペンタジエン、ペンテン、メチルブテン、シ
クロペンテン、シクロペンタジエン、スチレン、
アリルベンゼン、α−メチルスチレン、ビニルト
ルエン、β−メチルスチレン、ジビニルベンゼ
ン、メチルシクロペンタジエンなどの混合物又は
単一化合物が好ましい。本発明に用いられる原料
は、これとジシクロペンタジエンの混合物であ
り、ジシクロペンタジエンは石油系炭化水素の熱
分解により得られる分解生成物の濃縮により、或
はその他の方法で得られる。 しかしながら熱分解により得られる留分ですで
にジシクロペンタジエンを20容量％以上、好まし
くは30〜60容量％含む場合は、特にジシクロペン
タジエンを加える必要はない。 混合された原料中のジシクロペンタジエンの含
有量は原料油中20容量％以上に調整され、より好
ましくは30〜60容量％に調整される。これ以下で
ある場合には、反応生成物のトラクシヨン係数が
低くなる。また60容量％を越えると、液状反応物
の収率が低下する場合がある。本発明の反応方法
としては、例えば三フツ化ホウ素、塩化アルミニ
ウム等のフリーデルクラフツ触媒を用いる方法
と、250℃以上の高温で無触媒・熱反応する方法
とがある。塩化アルミニウム触媒による方法を採
用する場合、温度は０℃〜150℃、圧力は常圧〜
50気圧の範囲が望ましい。 次に、本発明においては、上述の如くして得た
反応生成物をニツケル触媒等の水素化触媒を用い
て水素化させる。この水素化触媒としては白金、
パラジウム、ロジウム、ルテニウム又はニツケル
触媒が好適であり、ニツケル触媒の使用量は0.1
〜20重量％の範囲が好適である。また水素圧力は
10〜200Kg／cm²Ｇが適当であり、さらに水素化反
応温度は100〜200℃、好ましくは140〜170℃であ
る。所望の水素化率が得られたら、反応を停止し
て水素化生成物を分離する。水素化率は少なくと
も80％以上、好ましくは90％以上、更に好ましく
は95％以上とする。この分離は単に触媒を除去す
るだけでもよく、またろ過分離、必要に応じて活
性白土等の通常の潤滑油処理法も採用できる。 本発明に係る潤滑油はジシクロペンタジエンを
骨核とした化合物を主成分としているため、前述
の特開昭55−78089号および同55−78095号の各公
報に記載の化合物と異なり、このジシクロペンタ
ジエン骨核化合物が動力伝達装置用潤滑油として
すぐれた性能を示す。 本発明に係る潤滑油に少量の鉱油、他のナフテ
ン系油等を含有せしめることは差し支えなく、ま
た後述する酸化防止剤等の添加剤を１種または２
種以上含有せしめ得ることも当然である。さらに
本発明の潤滑油を製造する過程に生成する副生物
が少量存在することも何ら差し支えない。 トラクシヨン係数の測定については、一般にト
ラクシヨンドライブ装置を用いて行われるが、本
発明においては曽田式円筒式摩擦試験機を用い
た。トラクシヨン（ころがり摩擦）は、中心にお
かれた円筒とその外側に配置された３ケの円筒と
の３ケ所の接触部で行われ、接触部には同一の垂
直荷重が作用する。この時の面圧は、平均ヘルツ
圧力にして0.575〜1.157GPaである。他の条件は
下記第１表のとおりである。

【表】

【表】 実験の操作手順としては、まず回転速度を内・
外円筒共一定にし、荷重を負荷した後、外筒の回
転数のみ増加する事によつてすべり率を上昇せし
め、すべり率に対する摩擦トルク、あるいはトラ
クシヨン係数の変化を連続的に求めた。摩擦トル
クは、中心の無心支持軸のねじれモーメントを抵
抗線ひずみ計で直接測定する事によつて行つた。 この条件において測定されるトラクシヨン係数
は、すべり率の増加にともなつて先ず直線的に立
ち上がり、その後極大を描いて低下する傾向を示
す。この場合、特に実用面において重要な領域
は、油膜のせん断による発生熱が大きくない初期
の直線領域にあり、特にこの領域のトラクシヨン
係数を以下対象とする。 一例として平均ヘルツ圧力1.157GPa、回転速
度4.19ｍ／ｓ、すべり速度0.022ｍ／ｓにて測定
したトラクシヨン係数は下記第２表の通りである
が、本発明に係る潤滑油はトラクシヨン係数
0.080〜0.092と、これらの炭化水素に比べ優れて
いることが明らかとなつた。なお本発明に係る潤
滑油は、その製造方法において極めて安価な原料
を用いているため経済的にも有利である。

【表】 トラクシヨンドライブ用潤滑油に要求される性
能としては、上記のトラクシヨン特性以外に一般
の潤滑油に要求される酸化安定性、粘度指数、耐
腐食性、耐摩耗性、サビ止め性、ゴム膨潤性、泡
立ち防止性などが挙げられ、それぞれの用途に応
じて適当な添加剤を配合する事が必要となる。本
発明に係る潤滑油は上記諸性能を十分に備えてい
るが、これらの性能を向上させる目的で、本発明
に係る潤滑油に、これらの添加剤、例えば酸化防
止剤として２・６−ジタ−シヤリ−ブチルパラク
レゾールなどのアルキルフエノール、ジアルキル
ジチオリン酸亜鉛などのいおう、りん化合物を、
防錆剤としてアミン、エステル、金属塩を、粘度
指数向上剤としてポリメタアクリレート類を、消
泡剤としてシリコーン系重合物等を各々１種また
は２種以上添加することが可能である。 以下実施例を挙げて本発明を例証するが、本発
明の実施態様はこれらに限定されない。なお、以
下の記述において「部」とは、特に断わりのない
限り「容量部」を示す。 実施例 ナフサ分解により副生した熱分解ガソリンの沸
点範囲145℃〜199℃留分（主成分はビニルトルエ
ン19％、インデン16％、ジシクロペンタジエン15
％、メチルインデン５％、メチルスチレン４％）
に、ジシクロペンタジエンが50部となる様に混合
し、塩化アルミニウム触媒により、温度80℃、圧
力常圧で反応させた。この反応物を蒸留し、沸点
範囲（常圧換算）250〜450℃の留分を得た（収率
32重量％）。この留分をニツケル触媒を用い、圧
力45Kg／cm²、温度200℃、反応時間５時間の条件
で水素化したが、赤外線吸収分析および紫外線吸
収分析の結果、残留不飽和分は検出されなかつ
た。なお、上記留分の水素化収率は略100重量％
であつた。また、水素化生成物からの触媒の分離
は、ろ過分離法によつた。 上記の如くして得た本発明の潤滑油について、
フエノール系および亜鉛系酸化防止剤をそれぞれ
0.5重量％添加し、酸化試験をJIS−Ｋ−2514−
1980（潤滑油酸化安定度試験方法）3.2項（内燃
機関用潤滑油酸化安定度試験方法）に記載された
基本手順に従つて行つた。その結果を下記第４
表、第５表および第６表に示す。 下記の第４〜６表は下記市販のナフテン系鉱油
および市販のα−メチルスチレン線状二量体水素
化合物系トラクシヨンドライブ用潤滑油（特公昭
47−35763号公報参照）と本発明による潤滑油の
酸化試験結果を比較したものである。 〔市販ナフテン系鉱油〕 比重〔15／４℃〕 0.9047 外 観 淡黄色透明 粘度 〔cSt40℃ 9.789 100℃〕 2.350 引火点〔℃〕 146 流動点〔℃〕 ＜−50 なお、試験条件は下記第３表の通りである。

【表】

【表】

【表】

【表】 上記の第４〜６表に示した結果から明らかなよ
うに、本発明による潤滑油は極めて優れた安定性
を有する事が判る。また、本発明の潤滑油のトラ
クシヨン係数は、発明の詳細な説明に記載した条
件で測定した結果0.091であり、極めて優れてい
ることが判つた。 比較例 上記実施例において、ナフサ分解により副生し
た熱分解ガソリンの沸点範囲145℃〜199℃留分
（ジシクロペンタジエン含有量15容量％）を原料
とし、特にジシクロペンタジエンを加えないこと
以外は、上記実施例と同じ操作をして比較の潤滑
油を得た。この比較の潤滑油のトラクシヨン係数
を、上記実施例と同じ測定法で測定した結果
0.065であり、本発明の潤滑油に比べて劣ること
が判つた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 石油系炭化水素を熱分解して得られるジシク
   ロペンタジエンを20容量％以上含む或は20容量％
   以上に調整した不飽和炭化水素の重合反応生成物
   の不飽和結合（ベンゼン核を含む）を水素化する
   ことによつて得られる沸点範囲（常圧換算）250
   〜450℃の飽和炭化水素からなる動力伝達装置用
   潤滑油。 ２ 動力伝達装置がトラクシヨンドライブである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の動
   力伝達装置用潤滑油。