(57)【要約】【課題】高い静摩擦係数を付与できる潤滑油添加剤およびそれを基油に配合した潤滑油組成物を提供すること。【解決手段】本発明の潤滑油添加剤は、コハク酸イミドと、ジカルボン酸またはその無水物との反応生成物である。該添加剤を基油に配合してなる潤滑油組成物は、高い静摩擦係数（湿式摩擦材トルク容量）を有するため、自動変速機油や無段変速機油として好適に使用できる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
コハク酸イミドと、ジカルボン酸またはその無水物との反応生成物であることを特徴とする潤滑油添加剤。
【請求項２】
請求項１に記載の潤滑油添加剤において、
ジカルボン酸無水物が無水コハク酸であることを特徴とする潤滑油添加剤。
【請求項３】
請求項１に記載の潤滑油添加剤において、
ジカルボン酸無水物が無水フタル酸であることを特徴とする潤滑油添加剤。
【請求項４】
請求項１に記載の潤滑油添加剤において、
ジカルボン酸無水物が１，８−ナフタレンジカルボン酸無水物であることを特徴とする潤滑油添加剤。
【請求項５】
請求項１に記載の潤滑油添加剤において、
ジカルボン酸無水物がメチルテトラヒドロ無水フタル酸であることを特徴とする潤滑油添加剤。
【請求項６】
基油に、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の潤滑油添加剤を配合したことを特徴とする潤滑油組成物。
【請求項７】
変速機用であることを特徴とする請求項６に記載の潤滑油組成物。
【請求項８】
湿式クラッチまたは湿式ブレーキを有する変速機用であることを特徴とする請求項７に記載の潤滑油組成物。
【請求項９】
自動変速機油または無段変速機油であることを特徴とする請求項６〜請求項８のいずれかに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、潤滑油添加剤およびそれを基油に配合してなる潤滑油組成物に関する。詳しくは、高い静摩擦係数（高い湿式摩擦材トルク容量）を有し、自動変速機油や無段変速機油として使用される潤滑油組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球規模の二酸化炭素排出量問題と世界的なエネルギー需要の増大を背景とし、自動車の省燃費化に対する要求はますます高くなっている。その中で、変速機にも従来に増して動力伝達効率の向上が求められており、その重要な構成要素である潤滑油にも高トルク容量化が求められている。
従来、自動変速機用あるいは無段変速機用の潤滑油には、必要とされる摩擦特性を付与するためにリン酸エステル、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド等の摩擦調整剤、イミド系分散剤および／またはその誘導体、カルシウムスルホネート等の金属系清浄剤を配合していた（例えば、特許文献１〜３）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１４６１４８号公報
【特許文献２】特開平１０−２６５７９３号公報
【特許文献３】特開平１０−２１９２６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
潤滑油の静摩擦係数を高くするためには、コハク酸イミド系分散剤や金属系添加剤を大量に添加するか、摩擦調整剤の添加量を減らすことが考えられる。しかしながら、特許文献１〜３に開示された配合処方では充分に高い静摩擦係数と他にも必要とされる摩擦特性（μ−Ｖ特性、摩擦性能維持性）とを両立できなかった。それは、金属系添加剤の添加量を増やすと、潤滑油の摩擦材材料への攻撃性が増し、コハク酸イミド系分散剤の添加量を増やしたり摩擦調整剤の添加量を減らしたりすると耐シャダー性能（μ−Ｖ特性）や耐シャダー寿命が悪化するといった問題が発生してしまうからである。
すなわち、これまでに知られた潤滑油では、変速機油として要求される静摩擦係数向上に関しては不十分である。また従来知られたコハク酸イミド系分散剤は潤滑油の静摩擦係数の向上に寄与していない。
そこで、本発明は、上記のような問題に鑑みて、特に高い静摩擦係数を付与できる潤滑油添加剤およびそれを基油に配合してな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】
【０００５】
前記課題を解決すべく、本発明は、以下のような潤滑油添加剤および潤滑油組成物を提供するものである。
１．コハク酸イミドと、ジカルボン酸またはその無水物との反応生成物であることを特徴とする潤滑油添加剤。
２．上記１に記載の潤滑油添加剤において、ジカルボン酸無水物が無水コハク酸であることを特徴とする潤滑油添加剤。
３．上記１に記載の潤滑油添加剤において、ジカルボン酸無水物が無水フタル酸であることを特徴とする潤滑油添加剤。
４．上記１に記載の潤滑油添加剤において、ジカルボン酸無水物が１，８−ナフタレンジカルボン酸無水物であることを特徴とする潤滑油添加剤。
５．上記１に記載の潤滑油添加剤において、ジカルボン酸無水物がメチルテトラヒドロ無水フタル酸であることを特徴とする潤滑油添加剤。
６．基油に、上記１〜５のいずれかに記載の潤滑油添加剤を配合したことを特徴とする潤滑油組成物。
７．変速機用であることを特徴とする上記６に記載の潤滑油組成物。
８．湿式クラッチまたは湿式ブレーキを有する変速機用であることを特徴とする上記７に記載の潤滑油組成物。
９．自動変速機油または無段変速機油であることを特徴とする上記６〜８のいずれかに記載の潤滑油組成物。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、高い静摩擦係数（高い湿式摩擦材トルク容量）を付与できる潤滑油添加剤を提供できる。この添加剤を基油に配合してなる本発明の潤滑油組成物は、特に、自動変速機油や無段変速機油に使用される潤滑油組成物として好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の潤滑油添加剤およびそれを基油に配合してなる潤滑油組成物について実施形態を詳細に説明する。
本発明の潤滑油添加剤は、（Ａ）コハク酸イミドと、（Ｂ）ジカルボン酸またはその無水物との反応生成物である。
（Ａ）原料として用いられるコハク酸イミドは、非ホウ素化コハク酸イミド化およびホウ素化コハク酸イミドのいずれであってもよい。
非ホウ素化コハク酸イミドとしては、例えば下記式（１）で示されるコハク酸イミドが好適である。
【０００８】
【化１】
2008127435.tif 000002
（式中、Ｒ１は、炭素数５〜３５のアルキル基もしくはアルケニル基であり、Ｒ２は、２価の有機基である。ｍは、１〜１０の整数である。）
【０００９】
上記式（１）におけるアルキル基もしくはアルケニル基としては、製造時の操作性（流動性）よりポリアルケニル基が好ましく、特にポリブテニル基あるいはポリイソブテニル基が好適である。
上記式（１）で示されるコハク酸イミドは、アルケニルもしくはアルキルコハク酸、またはアルケニルもしくはアルキル無水コハク酸と対応するアミン類とを反応させることにより容易に製造することができる。ここで、アミン類としては、例えばエチレンジアミン、プロパンジアミン、ブタンジアミン、Ｎ−メチル−１，３−プロパンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−１，３−プロパンジアミン、あるいはジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、アミノエチルピペラジン、テトラエチレンペンタミン等のポリアルキレンポリアミン等を挙げることができる。
【００１０】
また、ホウ素化コハク酸イミド化合物は、前記した非ホウ素化コハク酸イミド化合物に対し、ホウ素含有化合物を、通常５０〜２５０℃、好ましくは１００〜２００℃の温度で反応させることにより得ることができる。ホウ素含有化合物としては、酸化ホウ素、ハロゲン化ホウ素、ホウ酸、ホウ酸無水物およびホウ酸エステルなどの中から選ばれる少なくとも一種を好適に用いることができる。
このような（Ａ）原料としては、前記したホウ素化あるいは非ホウ素化コハク酸イミド化合物を一種用いてもよく、二種以上組み合わせて用いてもよい。
【００１１】
一方、（Ｂ）原料として用いられるジカルボン酸またはその無水物としては、コハク酸、アルケニルコハク酸などのコハク酸誘導体、シクロヘキサンジカルボン酸などのシクロアルカン部分を有する化合物から誘導されるジカルボン酸、マレイン酸、フタル酸などの芳香族ジカルボン酸などが挙げられる。酸無水物の例としては、上述したジカルボン酸の無水物が挙げられる。
（Ｂ）原料として好ましく用いられるのは、高い静摩擦係数を潤滑油に付与する観点よりジカルボン酸の無水物であり、より好ましく用いられるのは、無水コハク酸、無水フタル酸、１，８−ナフタレンジカルボン酸無水物、あるいはメチルテトラヒドロ無水フタル酸である。
【００１２】
本発明の潤滑油添加剤は前記の（Ａ）原料と（Ｂ）原料とを反応させて得られる反応生成物である。このような潤滑油添加剤を製造する際には、（Ａ）原料と（Ｂ）原料のモル仕込み比が１：３〜２０：１の割合であることが好ましく、より好ましくは１：２〜１０：１、さらに好ましくは１：１〜５：１、最も好ましくは１：１〜３：１の割合である。上記範囲の割合で反応を行うことにより所望の性能を有する潤滑油添加剤を得ることができる。
この反応は、５０〜２５０℃の温度範囲、より好ましくは１００〜２００℃の温度範囲で行われる。また、必要に応じ、炭化水素化合物などの有機溶剤を用いることができる。
【００１３】
本発明の潤滑油組成物は、基油に、前述した本発明の潤滑油添加剤を含むものであり、該潤滑油添加剤の含有量は、前述した効果を有効に発揮し得る点から、０．０１〜３０質量％の範囲が好ましく、さらに０．０５〜１０質量％の範囲が好ましい。
基油としては、鉱油および合成油のいずれも使用することができる。ここで、鉱油としては、従来公知の種々のものが使用可能であり、例えば、パラフィン基系鉱油、中間基系鉱油、ナフテン基系鉱油などが挙げられる。具体的には、溶剤精製または水素精製による軽質ニュートラル油、中間ニュートラル油、重質ニュートラル油またはブライトストックなどを挙げることができる。
【００１４】
また、合成油としては、同様に従来公知の種々のものが使用可能である。例えば、ポリα―オレフィン（α―オレフィン共重合体を含む）、ポリブテン、ポリオールエステル、二塩基酸エステル、リン酸エステル、ポリフェニルエーテル、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、ポリオキシアルキレングリコール、ネオペンチルグリコール、シリコーンオイル、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、さらにはヒンダードエステルなどを用いることができる。
これらの基油は、単独で、あるいは二種以上組み合わせて使用することができ、鉱油と合成油とを組み合わせて使用してもよい。
【００１５】
上記基油としては、１００℃における動粘度が１〜３０mm２／sであることが好ましい。該動粘度が上記範囲にあると、自動変速機のギア軸受けやクラッチなどの摺動部における摩擦を十分に低減し得ると共に低温特性も良好となる。該動粘度は、１００℃で２〜２０mm２／sであることがより好ましく、３〜１０mm２／sであることが特に好ましい。この動粘度が３０mm２／sを越えると、燃費が悪化し、また低温粘度が高くなりすぎる。一方、動粘度が１mm２／s未満であると、自動変速機のギア軸受けやクラッチ等の摺動部において摩耗量が増加するなど潤滑性能が低下したり、蒸発性が高くなり潤滑油消費量が多くなるおそれがある。
また、基油のＣＡは２０％以下であるものが好ましく、特に１０％以下であることがより好ましい。％ＣＡが２０％以下であると低温特性が良好となる。
【００１６】
本発明の潤滑油組成物においては、その性能をさらに向上させる目的で、必要に応じて本発明の潤滑油添加剤以外の無灰分散剤、金属系清浄剤、摩擦調整剤、粘度指数向上剤、極圧添加剤、酸化防止剤、腐食防止剤、消泡剤、着色剤等に代表される各種添加剤を単独で、または数種を組み合わせて基油に配合してもよく、本発明の潤滑油添加剤はこれらの効果を阻害するものではない。
酸化防止剤としては、例えばアルキル化ジフェニルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、アルキル化−α−ナフチルアミンなどのアミン系酸化防止剤、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）などのフェノール系酸化防止剤などが挙げられ、これらは、通常０．０５〜５質量％の割合で使用される。
【００１７】
摩擦調製剤としては、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、または、リン酸エステル、亜リン酸エステル、チオリン酸エステルなどのリン化合物、ＭｏＤＴＰ、ＭｏＤＴＣなどの有機モリブデン化合物、ＺｎＤＴＰなどの有機亜鉛化合物、アルキルメルカプチルボレートなどの有機ホウ素化合物、グラファイト、二硫化モリブデン、硫化アンチモン、ホウ素化合物、ポリテトラフルオロエチレンなどの固体潤滑剤系摩擦調製剤などを挙げることができ、これらは、通常０．１〜１０質量％の割合で使用される。
【００１８】
金属系清浄剤としては、例えば、カルシウムスルホネート、マグネシウムスルホネート、バリウムスルホネート、カルシウムサリチレート、マグネシウムサリチレート、カルシウムフェネート、バリウムフェネートなどが挙げられ、これらは、通常０．１〜１０質量％の割合で使用される。
粘度指数向上剤としては、例えばポリメタクリレート系、ポリイソブチレン系、エチレン−プロピレン共重合体系、スチレン−ブタジエン水添共重合体系のものなどが挙げられ、これらは、通常０．５〜３５質量％の割合で使用される。
以上のような各種添加剤は、単独で、または数種組み合わせて配合してもよく、本発明の潤滑油添加剤はこれらの効果を阻害するものではない。
【００１９】
このようにして調製された本発明の潤滑油組成物は、高い静摩擦係数（高い湿式摩擦材トルク容量）を有するため、自動変速機油や無段変速機油として好適である。また湿式クラッチ、湿式ブレーキを有する変速機を備えた建設機械や農機、手動変速機、二輪車ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ガスエンジン、ショックアブソーバー油等の潤滑油として用いることができる。
【実施例】
【００２０】
次に、本発明を実施例により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。具体的には、以下に示すように、各々の添加剤を調製（製造）して基油に配合した後、摩擦係数を測定する簡易評価を行った（実施例１〜４、比較例１、２）。さらに、実際の変速機油の処方を想定した配合により潤滑油組成物を調製して実用評価も行った（実施例５、比較例３）。
【００２１】
〔実施例１〜４、比較例１、２：簡易評価〕
実施例で用いた添加剤の製造方法を以下に示す。
＜潤滑油添加剤ａの製造＞
２００ミリリットルのセパラブルフラスコに、ポリイソブテニルコハク酸イミド（モノタイプ、ポリイソブテニル基の平均分子量は９６０）０．０３モルと、無水コハク酸０．０３モルを入れ、１１０℃で２時間、次いで１５０℃で２時間反応させた。副生する水を１５０℃で減圧除去し、反応生成物である潤滑油添加剤ａを得た。添加剤ａの赤外吸収スペクトルを図１に示す。
【００２２】
＜潤滑油添加剤ｂの製造＞
２００ミリリットルのセパラブルフラスコに、ポリイソブテニルコハク酸イミド（モノタイプ、ポリイソブテニル基の平均分子量は９６０）０．０３モルと、無水フタル酸０．０２４モルを入れ、１１０℃で２時間、次いで１５０℃で２時間反応させた。副生する水を１５０℃で減圧除去し、反応生成物である潤滑油添加剤ｂを得た。添加剤ｂの赤外吸収スペクトルを図２に示す。
【００２３】
＜潤滑油添加剤ｃの製造＞
２００ミリリットルのセパラブルフラスコに、ポリイソブテニルコハク酸イミド（モノタイプ、ポリイソブテニル基の平均分子量は９６０）０．０３モルと、１，８−ナフタレンジカルボン酸無水物０．０１５モルを入れ、１１０℃で２時間、次いで１５０℃で２時間反応させた。副生する水を１５０℃で減圧除去し、反応生成物である潤滑油添加剤ｃを得た。添加剤ｃの赤外吸収スペクトルを図３に示す。
【００２４】
＜潤滑油添加剤ｄの製造＞
２００ミリリットルのセパラブルフラスコに、ポリイソブテニルコハク酸イミド（モノタイプ、ポリイソブテニル基の平均分子量は９６０）０．０３モルと、メチルテトラヒドロ無水フタル酸０．０２４モルを入れ、１１０℃で２時間、次いで１５０℃で２時間反応させた。副生する水を１５０℃で減圧除去し、反応生成物である潤滑油添加剤ｄを得た。添加剤ｄの赤外吸収スペクトルを図４に示す。
【００２５】
＜潤滑油組成物の調製＞
基油として１５０ニュートラル留分（１００℃動粘度  ５．２mm２／s）の鉱油を使用し、上記製造方法により得られた添加剤ａ〜ｄを、該添加剤由来の窒素量が１５００質量ｐｐｍとなるように配合して潤滑油組成物を調製した（実施例１〜４）。また、比較例１では、基油のみで添加剤を配合せず、比較例２では、添加剤として分子量約２０００の非ホウ素化コハク酸モノイミドを実施例と同様の条件で配合した。これらの配合処方を表１に示す。
【００２６】
＜滑り試験＞
低速滑り試験機を用い、下記の条件にて試験を実施し、２ｒｐｍにおける摩擦係数（μ２）、および、μ２と３００ｒｐｍにおける摩擦係数（μ３００）との比（μ比、μ２/μ３００）を求めた。表１に結果を示す。また、図５には、μ比に対するμ２をプロットしたグラフを示す。
・摩擦材      ：市販セルロース系湿式ペーパー材、スチールプレート
・試験温度    ：１２０℃
・面圧        ：１．２２ＭＰａ
・測定        ：１〜３００ｒｐｍ、ステップ
【００２７】
【表１】
2008127435.tif 000003
【００２８】
〔簡易評価の結果〕
図５のグラフより、実施例１〜４の潤滑油組成物を用いた系では、μ２の値が、１５０ニュートラルの鉱油を評価したプロット（比較例１）と、従来技術である非ホウ素化コハク酸モノイミドを評価したプロット（比較例２）とを結んだ直線よりも上にあることがわかる。すなわち、μ比に対するμ２の値が高くなっている。それ故、本発明の潤滑油組成物は、特に変速機用潤滑油として優れた性能を発揮することが理解できる。
【００２９】
〔実施例５、比較例３：実用評価〕
前記した評価に加えて、実際の添加剤処方を想定して調製した潤滑油組成物についても評価を行った。
基油としては１００ニュートラル留分の鉱油（１００℃動粘度  ４．１mm２／s）と、６０ニュートラル留分の鉱油（１００℃動粘度  ２．７mm２／s）の混合油を用いた。次に、実施例５の添加剤処方では、実施例１で使用した添加剤ｃを前記基油に配合した（４０℃動粘度２６．６３mm２／s、１００℃動粘度５．４８０mm２／s）。比較例３の添加剤処方では、添加剤ｃを配合しなかった（４０℃動粘度２６．６２mm２／s、１００℃動粘度５．４９３mm２／s）。実用評価として、以下に示す方法で各潤滑油組成物の変速機用潤滑油としての性能を評価した。基油、添加剤処方および評価結果を表２に示す。
【００３０】
＜性能評価法＞
SAE No.2試験機を用い、下記に示す試験条件にて、スタティック時に静摩擦係数（μs）を、ダイナミック時に動摩擦係数（μd、１２００ｒｐｍにおけるμ値）を測定し、静止摩擦係数（μ０）を求めた。性能の評価は、５００サイクルから５０００サイクルにおけるμs値、μ比値の平均値により行った。μs値が高いほど高トルク容量であることを示す。μ比（μ０／μd）は１．０２以下であれば合格とする。結果を表２に示す。
・摩擦材              ：市販セルロース系湿式ペーパー材、スチールプレート
・試験温度            ：１００℃
・面圧                ：１．２２ＭＰa
・ダイナミック回転数  ：２２６０ｒｐｍ
・スタティック回転数  ：０．７ｒｐｍ
・イナーシャ          ：０．３４３ｋｇ・ｍ2
【００３１】
【表２】
2008127435.tif 000004
【００３２】
〔実用評価の結果〕
実施例５潤滑油組成物は、比較例３の潤滑油組成物にくらべμsが高く、μ比およびμd値も良好であった。それ故、添加剤ａを含む実施例５の潤滑油組成物は、自動変速機油として優れたμs向上性能を有することがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の潤滑油添加剤を用いた潤滑油組成物は、高い静摩擦係数が必要とされる自動変速機油や無断変速機油として好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施例における添加剤ａの赤外吸収スペクトル。
【図２】実施例における添加剤ｂの赤外吸収スペクトル。
【図３】実施例における添加剤ｃの赤外吸収スペクトル。
【図４】実施例における添加剤ｄの赤外吸収スペクトル。
【図５】実施例において、μ比に対するμ２をプロットしたグラフ。
【図１】
2008127435.tif 000005
【図２】
2008127435.tif 000006
【図３】
2008127435.tif 000007
【図４】
2008127435.tif 000008
【図５】
2008127435.tif 000009