(57)【要約】【課題】                本発明は、低温から高温までの広い範囲で大幅な低摩擦効果を有する潤滑油組成物を提供することを目的とする。【解決手段】        （Ａ）基油、（Ｂ）イオン液体および（Ｃ）無灰分散剤を含む潤滑油組成物であって、前記イオン液体のカチオンがリン含有カチオンであることを特徴とする、前記潤滑油組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）基油、（Ｂ）イオン液体および（Ｃ）無灰分散剤を含む潤滑油組成物であって、前記イオン液体のカチオンがリン含有カチオンであることを特徴とする、前記潤滑油組成物。
【請求項２】
（Ａ）基油の全質量のうち５０質量％以上が鉱油系基油である、請求項１記載の潤滑油組成物。
【請求項３】
前記イオン液体の量が潤滑油組成物全質量に対して０.０１〜５.０質量％である、請求項１又は２記載の潤滑油組成物。
【請求項４】
前記イオン液体がハロゲン原子を有しない、請求項１〜３のいずれか１項記載の潤滑油組成物。
【請求項５】
前記イオン液体のアニオンがホウ素含有アニオンである、請求項１〜４のいずれか１項記載の潤滑油組成物。
【請求項６】
前記イオン液体が、前記ホウ素含有アニオンとして、ビス（マンデラト）ボレートおよびビス（オキサラト）ボレートから選ばれる少なくとも１つを含む、請求項５記載の潤滑油組成物。
【請求項７】
前記イオン液体が、前記リン含有カチオンとしてトリヘキシルテトラデシルホスホニウムを含む、請求項１〜６のいずれか１項記載の潤滑油組成物。
【請求項８】
前記無灰分散剤がホウ素を含有しない、請求項１〜７のいずれか１項に記載の潤滑油組成物。
【請求項９】
前記無灰分散剤の量が潤滑油組成物全質量に対して０.１〜１０質量％である、請求項１〜８のいずれか１項記載の潤滑油組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑油組成物に関する。特に、特定のイオン液体を含有し摩擦が低減された潤滑油組成物に関する。
【０００２】
潤滑油組成物は自動車用及び機械用など多岐の用途に使用されている。近年、自動車用潤滑油組成物の摩擦低減が、燃費向上の観点から求められている。摩擦低減のための添加剤として、従来より、モリブデンジチオカーバメート（MoDTC）等が使用されている。しかし、MoDTCは反応性の摩擦調整剤であり、摩擦係数を低減するのに時間を要するという問題がある。そこで、燃費向上のために初期の反応膜生成を必要とせずに摩擦係数を低減させる技術が求められている。
【０００３】
イオン液体は、常温で溶融している塩であり、カチオンとアニオンから構成されている。イオン液体は、分子性液体がもつ分子間相互作用よりも強い静電気的な相互作用を有しているため、熱安定性、酸化安定性および低蒸発性に優れ、また高い導電性を有し、潤滑剤として注目されている。例えば特許文献１には、イオン液体が基油やグリースといった潤滑剤用途や潤滑剤成分として作用することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１４−５０８８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、低温から高温までの広い範囲で大幅な低摩擦効果を有する潤滑油組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、鋭意検討し、潤滑油基油に、特定のイオン液体と無灰分散剤とを組合せて添加することにより、低温から高温までの広い範囲で大幅な低摩擦効果を有する潤滑油組成物を提供できることを見出し、本発明を成すに至った。
【０００７】
即ち本発明は、第一に、（Ａ）基油、（Ｂ）イオン液体および（Ｃ）分散剤を含む潤滑油組成物であって、前記イオン液体のカチオンがリン含有カチオンであることを特徴とする、前記潤滑油組成物を提供する（以下、第一の発明という）。
【０００８】
上記第一の発明における潤滑油組成物の好ましい態様としては下記（１）〜（８）の少なくとも１の要件をさらに満たす。
（１）（Ａ）成分として鉱油系基油を、基油の全質量のうち５０質量％以上含む。
（２）前記イオン液体の量が潤滑油組成物全量に対し０．０１〜５．０質量％である。
（３）前記イオン液体がハロゲン原子を有しない。
（４）前記イオン液体のアニオンが、ホウ素含有アニオンである。
（５）前記イオン液体が、前記ホウ素含有アニオンとして、ビス（マンデラト）ボレートおよびビス（オキサラト）ボレートから選ばれる少なくとも１つを含む。
（６）前記イオン液体が、前記リン含有カチオンとしてトリヘキシルテトラデシルホスホニウムを含む。
（７）前記分散剤がホウ素を含有しない。
（８）前記分散剤の量が潤滑油組成物全量に対して０．１〜１０質量％である。
【０００９】
さらに本発明者らは、ＧｒｏｕｐＩＩＩ又はＧｒｏｕｐＩＶの基油を含む潤滑油組成物においては、アニオンがホウ素含有アニオンでありカチオンがリン含有カチオンである特定のイオン液体を添加することで、上記した無灰分散剤を添加せずとも摩擦を低減できることを見出した。従って本発明は、第二の発明として、（Ａ）基油、及び（Ｂ）イオン液体を含む潤滑油組成物であって、前記基油としてＧｒｏｕｐＩＩＩ又はＧｒｏｕｐＩＶの基油を基油の全質量のうち５０質量％以上含み、前記イオン液体のアニオンがホウ素含有アニオンであり、カチオンがリン含有カチオンであることを特徴とする、潤滑油組成物を提供する。特には、該潤滑油組成物は無灰分散剤を含まない。
【００１０】
上記第二の発明における潤滑油組成物の好ましい態様としては、下記（１）〜（４）の少なくとも１の要件をさらに満たす。
（１）前記イオン液体の含有量が潤滑油組成物全量に対して０.０１〜５.０質量％である。
（２）前記イオン液体がハロゲン原子を有しない。
（３）前記ホウ素含有アニオンが、ビス（マンデラト）ボレートおよびビス（オキサラト）ボレートから選ばれる少なくとも１つを含む。
（４）前記カチオンが、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の潤滑油組成物は低温から高温までの広い範囲において低摩擦性に優れ、従って、燃費を向上することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の潤滑油組成物についてより詳細に説明する。
【００１３】
（Ａ）潤滑油基油
上記第一の発明における潤滑油基油は特に限定されることはなく、潤滑油基油として従来公知のものが使用できる。潤滑油基油としては、鉱油系基油、合成系基油、及びこれらの混合基油が挙げられる。
【００１４】
鉱油系基油としては、原油を常圧蒸留及び減圧蒸留して得られた潤滑油留分を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化精製、硫酸洗浄、白土処理等の精製処理等を適宜組み合わせて精製した、パラフィン系、ナフテン系等の潤滑油基油や、溶剤脱ロウで得たワックスを異性化、脱ろうして得られる潤滑油基油が挙げられる。該鉱油系基油の動粘度は特に制限されるものでないが、低粘度を有する潤滑油組成物を得るためには、１００℃での動粘度が１.０〜６.０ｍｍ２／ｓであるのが好ましく、より好ましくは１.５〜５.５ｍｍ２／ｓ、さらに好ましくは２.０〜５.０ｍｍ２／ｓ、最も好ましくは２.５〜４.５ｍｍ２／ｓである。
【００１５】
合成系基油としては、ポリα−オレフィン、α−オレフィン共重合体、イソパラフィン、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、モノエステル、ジエステル、ポリオールエステル、ポリオキシアルキレングリコール、ジアルキルジフェニルエーテル、ポリフェニルエーテル並びにＧＴＬ（Gas to Liquid）基油等が使用できる。該合成系基油の動粘度は特に制限されるものでないが、低粘度を有する潤滑油組成物を得るためには、１００℃での動粘度が１.０〜６.０ｍｍ２／ｓであるのが好ましく、より好ましくは１.５〜５.５ｍｍ２／ｓ、さらに好ましくは２.０〜５.０ｍｍ２／ｓ、最も好ましくは２.５〜４.５ｍｍ２／ｓである。
【００１６】
潤滑油基油は、１種を単独で使用しても、２種以上を使用してもよい。２種以上を使用する場合、２種以上の鉱油系基油の使用、２種以上の合成系基油の使用、及び１種以上の鉱油系基油と１種以上の合成系基油の使用が可能である。
【００１７】
上記潤滑油基油は、米国石油協会（ＡＰＩ：Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）で定められた基油のカテゴリーである、グループ（以下、Ｇｒｏｕｐと表記する）Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ及びＶにて分類される。ＡＰＩガイドラインでは、ＧｒｏｕｐＩ、ＩＩ及びＩＩＩの基油は、各々が下記表に示す特定の範囲の飽和度、硫黄分及び粘度指数を有する鉱油である。ＧｒｏｕｐＩＶの基油は、ポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）である。ＧｒｏｕｐＶの基油には、ＧｒｏｕｐＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、又はＩＶに含まれない全ての他の基油が含まれ、例えばエステル油である。
ＡＰＩの基油の分類     
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【００１８】
第一の発明において、基油のうち少なくとも１が鉱油系基油であるのが好ましい。特には上述したＧｒｏｕｐＩ又はＧｒｏｕｐＩＩに属する鉱油であるのがよい。より好ましくは、基油全体の質量に対して、５０質量％以上、好ましくは７５質量％以上、より好ましくは８５質量％以上、特に好ましくは９５質量％以上、最も好ましくは１００質量％が鉱油系基油であるのがよい。
【００１９】
また、上記第二の発明においては、基油としてＧｒｏｕｐＩＩＩ又はＧｒｏｕｐＩＶに属する基油を含むことが必須である。特には、ＧＴＬ（Ｇａｓ to Ｌｉｑｕｉｄ）基油を含むことが必須である。基油の全質量のうちＧｒｏｕｐＩＩＩ又はＧｒｏｕｐＩＶに属する基油（特には、ＧＴＬ由来の基油）の量が５０質量％以上であり、好ましくは７５質量％以上であり、より好ましくは８５質量％以上であり、特に好ましくは９５質量％以上であり、最も好ましくは１００質量％である。
【００２０】
また、潤滑油基油全体として、１００℃での動粘度が１.０〜６.０ｍｍ２／ｓ、好ましくは２.０〜５.５ｍｍ２／ｓ、特には２.５〜５.０ｍ２／ｓを有することが好ましい。
【００２１】
（Ｂ）イオン液体
第一の発明にて使用されるイオン液体においてカチオンはリン含有カチオンであることを特徴とする。例えば、テトラアルキルホスホニウムが挙げられる。好ましいカチオンとして、例えば下記式（１）のトリヘキシルテトラデシルホスホニウムが挙げられる。
【化３】
2019172729.tif 000003
【００２２】
第一の発明にて、イオン液体は、好ましくは、カチオンとして、上述したトリヘキシルテトラデシルホスホニウムを有する。
【００２３】
第一の発明にて使用されるイオン液体のアニオンは特に限定されないが、アニオンがホウ素含有アニオンであることが好ましい。該イオン液体を含有することで低摩擦性に優れる潤滑油組成物が得られる。
【００２４】
ホウ素含有アニオンとしては、例えば、マンデラトボレート、サリチラトボレート、オキサラトボレート、マロナトボレート、スクシナトボレート、グルタラトボレートおよびアジパトボレート等のアニオンが挙げられる。好ましいアニオンとして、下記式（２）のビス（マンデラト）ボレート（ＢＭＢ）、及び下記式（３）のビス（オキサラト）ボレート（ＢＯＢ）が挙げられる。
【化１】
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【化２】
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【００２５】
イオン液体は、好ましくは、アニオンとして、上述したＢＭＢおよびＢＯＢから選ばれる少なくとも１つを有する。
【００２６】
第二の発明にて使用されるイオン液体は、カチオンがリン含有カチオンであること、及び、アニオンがホウ素含有アニオンであることを特徴とする。リン含有カチオンとしては、テトラアルキルホスホニウム等が挙げられ、好ましくは、上記式（１）で表されるトリヘキシルテトラデシルホスホニウムである。アニオンについては上述した通りであり、好ましくは、上記式（２）で表されるビス（マンデラト）ボレート（ＢＭＢ）及び上記式（３）で表されるビス（オキサラト）ボレート（ＢＯＢ）から選ばれる少なくとも１つである。
【００２７】
第一の発明及び第二の発明において、イオン液体は好ましくは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子を有しない。特にフッ素や塩素を有すると、腐食磨耗が生じたり、有害なフッ化水素等を発生したりする場合がある。
【００２８】
上記イオン液体の製造方法は特に制限されることなく、公知の方法に従えばよい。例えば特表２０１４−５０８８４７号公報に記載されている方法に従い製造することができる。
【００２９】
第一の発明及び第二の発明において、イオン液体の含有量は、潤滑油組成物全量に対して０.０１〜５.０質量％であり、好ましくは０.０２〜４．０質量％であり、より好ましくは０.０５〜３.０質量％であり、特に好ましくは０.１〜２.５質量％であり、最も好ましくは０.２〜２.０質量％である。
【００３０】
（Ｃ）無灰分散剤
第一の発明において、本発明の潤滑剤組成物は分散剤を含有する。分散剤は従来公知のものを使用すればよく、特に制限されるものでない。例えば、炭素数４０〜４００の、直鎖構造又は分枝構造を有するアルキル基又はアルケニル基を分子中に少なくとも１個有する含窒素化合物又はその誘導体、あるいはアルケニルコハク酸イミドの変性品等の無灰分散剤が挙げられる。無灰分散剤は１種類を単独で使用しても、２種類以上を併用してもよい。また、ホウ素化無灰分散剤を使用することもできる。ホウ素化無灰分散剤は潤滑油に用いられる任意の無灰分散剤をホウ素化したものである。
【００３１】
本発明における分散剤としては、ホウ素化コハク酸イミド又は非ホウ素化コハク酸イミドの単独であっても、ホウ素化コハク酸イミドと非ホウ素化コハク酸イミドとの併用であってもよい。ホウ素化コハク酸イミドは１種を単独で使用しても、２種以上を併用してもよい。併用する場合は、また、併用する場合には、モノタイプ及びビスタイプの両方を含んでもよいし、モノタイプ同士の併用、又はビスタイプ同士の併用であってもよい。特には、本発明の潤滑油組成物において分散剤は、ホウ素化されていない非ホウ素無灰分散剤であるのが好ましい。非ホウ素無灰分散剤を添加することにより、低温条件下の低摩擦化に加え、高温条件下（例えば１００℃〜１２０℃）における摩擦係数もより低減することができる。
【００３２】
上記アルキル基又はアルケニル基の炭素数は、好ましくは４０〜４００であり、より好ましくは６０〜３５０である。アルキル基及びアルケニル基の炭素数が前記下限値未満であると、化合物の潤滑油基油に対する溶解性が低下する傾向にある。また、アルキル基及びアルケニル基の炭素数が上記上限値を超えると、潤滑油組成物の低温流動性が悪化する傾向にある。上記アルキル基及びアルケニル基は、直鎖構造を有していても分枝構造を有していてもよい。好ましい態様としては、例えば、プロピレン、１−ブテン、イソブチレン等のオレフィンのオリゴマー、エチレンとプロピレンのコオリゴマーから誘導される分枝状アルキル基又は分枝状アルケニル基等が挙げられる。
【００３３】
コハク酸イミドには、ポリアミンの一端に無水コハク酸が付加した、いわゆるモノタイプのコハク酸イミドと、ポリアミンの両端に無水コハク酸が付加した、いわゆるビスタイプのコハク酸イミドとがある。本発明の潤滑油組成物は、モノタイプ及びビスタイプのうちいずれか一方を含有してもよいし、あるいは双方を含有してもよい。
【００３４】
分散剤がホウ素を含む場合、ホウ素化無灰分散剤中に含まれるホウ素含有量は特に制限はない。通常無灰分散剤の質量に対して０．１〜３質量％である。本発明の１つの態様としては、無灰分散剤中のホウ素含有量は、好ましくは０．２質量％以上、より好ましくは０．４質量％以上であり、また好ましくは２質量％以下、より好ましくは１．５質量％以下、さらに好ましくは１．０質量％以下であるのがよい。また、ホウ素化無灰分散剤を使用する場合の潤滑油組成物全体に対するホウ素含有量は、組成物全質量に対して、０．０１質量％以上、好ましくは０．０２質量％以上、より好ましくは０．０２５質量％以上であるのがよく、また０．１５質量％以下、好ましくは０．１質量％以下、特に好ましくは０．０５質量％以下であるのがよい。ホウ素化無灰分散剤は、ホウ素／窒素質量比（Ｂ／Ｎ比）０．１以上、好ましくは０．２以上を有するものであり、好ましくは０．５未満、より好ましくは０．４以下を有するものが好ましい。
【００３５】
潤滑油組成物中の分散剤の含有量は適宜調整されればよいが、例えば潤滑油組成物全体の質量に対して、０.１〜１０質量％であり、好ましくは０.５〜８質量％であり、より好ましくは１.０〜６.０質量％であり、特に好ましくは１.５〜５.０質量％であり、最も好ましくは２.０〜４.０質量％である。分散剤の含有量が上記下限値未満であると、摩擦低減効果が小さくなるおそれがある。また含有量が上記上限値を超えると、粘度が増加して省燃費効果が得られなくなるおそれがある。
【００３６】
その他の添加剤
第一の発明及び第二の発明において、潤滑油組成物は、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分以外のその他の添加剤として、モリブデン摩擦調整剤、リン系極圧剤、金属清浄剤、粘度指数向上剤、摩耗防止剤、酸化防止剤、腐食防止剤、防錆剤、抗乳化剤、金属不活性化剤、消泡剤及び流動点降下剤等を含有することができる。その他の添加剤の含有量は、公知の潤滑剤組成物に従い、本発明の効果を損ねない限りで適宜調整されればよい。
【００３７】
潤滑油組成物は、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分及びその他の添加剤を混合することにより得られる。潤滑油組成物の動粘度は特に限定されることはないが、省燃費性を確保するため、１００℃の動粘度が１〜２０ｍｍ２／ｓであることが好ましく、２〜１０ｍｍ２／ｓであることがより好ましく、さらに好ましくは３〜８ｍｍ２／ｓ、特に好ましくは４〜６ｍｍ２／ｓである。
【００３８】
第一の発明及び第二の発明の潤滑油組成物はいずれも、低温から高温までの広い範囲で摩擦係数が低減される。より詳細には、本発明の潤滑油組成物は、摩擦係数０.０５以下を有する。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明をより詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００４０】
実施例及び比較例の潤滑油組成物を構成する各成分は以下の通りである。
（Ａ）潤滑油基油
・鉱油１：Ｇｒｏｕｐ  Ｉ、ＫＶ１００＝４ｍｍ２／ｓ
・鉱油２：Ｇｒｏｕｐ  ＩＩＩ、ＫＶ１００＝４ｍｍ２／ｓ
・ＧＴＬ基油：Ｇｒｏｕｐ  ＩＩＩ、ＫＶ１００＝４ｍｍ２／ｓ
・ＰＡＯ：Ｇｒｏｕｐ  ＩＶ、ＫＶ１００＝４ｍｍ２／ｓ
（Ｂ）イオン液体    
下記表１に記載のアニオン及びカチオンからなるイオン液体１〜６
【表１】
2019172729.tif 000006
（Ｃ）無灰分散剤
分散剤１：非ホウ素変性ポリイソブテニルコハク酸イミド（Ｎ含有量１．２質量％、無灰分散剤の平均分子量Ｍｎ６，０００）
分散剤２：ホウ素変性ポリイソブテニルコハク酸イミド（Ｎ含有量１．７質量％、Ｂ含有量０．４質量％、無灰分散剤の平均分子量Ｍｎ６，０００）
（Ｄ）その他の添加剤
摩耗防止剤：ＺｎＤＴＰ
金属清浄剤：Ｃａスルホネート（Ｃａ含有量：１１.６質量％、全塩基価：３００ｍｇＫＯＨ／ｇ）
【００４１】
第一の発明
実施例１〜８及び比較例１〜９
下記表２又は３に記載の組成にて各成分を混合して、潤滑油組成物を調製した。
得られた潤滑油組成物の４０℃、６０℃、８０℃、１００℃及び１２０℃における摩擦係数は往復動摩擦試験機を用いて、シリンダーオンプレート、すべり速度０．４５ｍ／ｓ、面圧０．２ＧＰａの条件にて測定を行った。シリンダーおよびプレートは共に軸受鋼ＳＵＪ−２のものを用いた。結果を表２及び３に示す。
【００４２】
【表２】
2019172729.tif 000007
【００４３】
【表３】
2019172729.tif 000008
【００４４】
表３に示す通り、添加剤を含まない鉱油は、低温下では低摩擦を有するが、高温になると摩擦係数が高くなる（比較例３）。また、鉱油に無灰分散剤のみを添加した比較例４の潤滑油組成物は、比較例３の潤滑油組成物に比べ、高温での摩擦係数はやや小さくなっているものの、低温での摩擦係数は高くなっており、いずれも十分ではない（比較例４）。これに対し、表２の実施例１、２、４、５、７及び８に示す通り、鉱油に、リン含有カチオンを有するイオン液体と無灰分散剤とを添加してなる潤滑油組成物は、低温から高温までの広い範囲において、低摩擦を有することができる。また、当該効果は鉱油以外の基油であっても同等に達成することができる（実施例３及び６と比較例１の対比）。
また表３に示す通り、リン含有カチオンを有するイオン液体を含むが、無灰分散剤に替えて金属清浄剤や摩耗防止剤を含む潤滑油組成物では、低温から高温のいずれにおいても低摩擦を有することができない（比較例５及び６）。さらに、リン含有カチオンでなく窒素含有カチオンを有するイオン液体を含む潤滑油組成物も、低温から高温のいずれにおいても低摩擦を有することができない（比較例７〜９）。
【００４５】
第二の発明
参考例１〜４、比較参考例１〜４
下記表４又は表５に記載の組成にて各成分を混合して、潤滑油組成物を調製した。
得られた潤滑油組成物の４０℃、６０℃、８０℃、１００℃及び１２０℃における摩擦係数は往復動摩擦試験機を用いて、シリンダーオンプレート、すべり速度０．４５ｍ／ｓ、面圧０．２ＧＰａの条件にて測定を行った。シリンダーおよびプレートは共に軸受鋼ＳＵＪ−２のものを用いた。結果を表４及び５に示す。
【００４６】
【表４】
2019172729.tif 000009
【００４７】
【表５】
2019172729.tif 000010
【００４８】
上記表４及び５に示す通り、ＧｒｏｕｐＩＩＩ又はＧｒｏｕｐＩＶの基油を含む潤滑油組成物においては、アニオンがホウ素含有アニオンでありカチオンがリン含有カチオンであるイオン液体を添加することで、無灰分散剤を添加せずとも、低温から高温までの広範囲において摩擦を低減できる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の潤滑油組成物は低温から高温までの広い範囲において低摩擦性に優れ、従って、燃費を向上することができる。従って、自動車用潤滑油組成物として有用である。