(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１ＧＰａを超える荷重条件下に置かれた二つの面の間の摩耗を低減するため、次のいずれかの構造式に相当するポリシロキサン基油を含む潤滑剤組成物の使用であって、
【化１】
0006280131.tif 000015
式中、Ｒ、Ｒ’及びＲ’’は独立して、Ｒが１〜３個の炭素原子を有するアルキル基であり、Ｒ’が３〜１２個の炭素原子を有するアルキル官能基及び６〜１２個の炭素原子を有するアリール官能基を含むアリールアルキル基であり、Ｒ’’が１〜３個の炭素原子を有するアルキル基又は３〜１２個の炭素原子を有するアルキル官能基及び６〜１２個の炭素原子を有するアリール官能基を含むアリールアルキル基であるように選択され、８＜（ｍ＋ｎ）＜５００となるように、ｍは整数であり、かつｎは整数若しくは０である、潤滑剤組成物の使用。
【請求項２】
前記ポリシロキサン基油のＲがメチル基であり、Ｒ’が５〜８個の炭素原子を有するアルキル官能基を有するフェニルアルキル基であり、Ｒ’’がメチル基又は２〜５個の炭素原子を有するアルキル官能基を有するフェニルアルキル基である、請求項１に記載の潤滑剤組成物の使用。
【請求項３】
前記ポリシロキサン基油が次の構造式：
【化２】
0006280131.tif 000016
に相当する、請求項１又は２に記載の潤滑剤組成物の使用。
【請求項４】
前記ポリシロキサン基油の構造における整数ｍ及びｎが、（ｍ＋ｎ）の合計が８超かつ２５０未満であり、任意に該ポリシロキサン基油の整数ｍと整数（ｍ＋ｎ）の合計との比が０．１〜１．００になるように選択される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物の使用。
【請求項５】
前記ポリシロキサン基油が以下の、１，５００ｇ／ｍｏｌ〜３５，０００ｇ／ｍｏｌの分子質量、又はゼロせん断及び３０℃（３０３Ｋ）で５０〜５，０００ｍＰａ・ｓの粘度の少なくとも１つを示す、請求項１〜４のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物の使用。
【請求項６】
前記潤滑剤組成物が極圧添加剤、耐摩耗性添加剤、酸化防止剤、消泡剤及び腐食防止剤の群からのものとして選択される少なくとも１つの機能性添加剤を更に含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物の使用。
【請求項７】
前記二つの面が機械要素中で弾性流体潤滑（ＥＨＬ）接触点を表す、請求項１〜６のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物の使用。
【請求項８】
前記機械要素が転動体軸受、平面軸受、すべり軸受け、歯車、カムとカム従動子、又はトラクション駆動であり、任意に前記二つの面が金属面である、請求項７に記載の潤滑剤組成物の使用。
【請求項９】
前記潤滑剤組成物が以下の、３０℃（３０３Ｋ）の温度及び０．０５〜５．００ｍ／ｓのエントレインメント速度で面上に１０〜２，０００ｎｍのＥＨＬ膜厚、又は１２５℃（３９８Ｋ）の温度及び０．０５〜５．００ｍ／ｓのエントレインメント速度で面上に１０〜１，０００ｎｍのＥＨＬ膜厚の１つ以上を与える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物の使用。
【請求項１０】
前記潤滑剤組成物が以下の、３０℃（３０３Ｋ）の温度及び０．０５〜５．００ｍ／ｓのエントレインメント速度で０．０７未満の摩擦係数、又は１２５℃（３９８Ｋ）の温度及び０．０５〜５．００ｍ／ｓのエントレインメント速度で０．０５未満の摩擦係数の１つ以上を与える、請求項９に記載の潤滑剤組成物の使用。
【請求項１１】
機械要素中で転がり面又は摺動面の間の摩耗を低減する方法であって、
第一面及び第二面を有する機械要素を準備する工程であって、該機械要素中で前記第一面と前記第二面が弾性流体潤滑（ＥＨＬ）接触点を表す、準備する工程、
該第一面と該第二面の間に潤滑剤組成物を供給する工程であって、該潤滑剤組成物が    次のいずれかの構造式に相当するポリシロキサン基油
【化３】
0006280131.tif 000017
（式中、Ｒ、Ｒ’及びＲ’’は独立して、Ｒが１〜３個の炭素原子を有するアルキル基であり、Ｒ’が３〜１２個の炭素原子を有するアルキル官能基及び６〜１２個の炭素原子を有するアリール官能基を含むアリールアルキル基であり、Ｒ’’が１〜３個の炭素原子を有するアルキル基又は３〜１２個の炭素原子を有するアルキル官能基及び６〜１２個の炭素原子を有するアリール官能基を含むアリールアルキル基であるように選択され、８＜（ｍ＋ｎ）＜５００になるように、ｍは整数であり、ｎは整数若しくは０である）を含む、供給する工程、並びに
１ＧＰａを超える荷重条件下で該第一面を該第二面に転がす又は滑らせる工程、を含む、方法。
【請求項１２】
前記ポリシロキサン基油のＲがメチル基であり、Ｒ’が５〜８個の炭素原子を有するアルキル官能基を有するフェニルアルキル基であり、Ｒ’’がメチル基又は２〜５個の炭素原子を有するアルキル官能基を有するフェニルアルキル基である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ポリシロキサン基油が次の構造式：
【化４】
0006280131.tif 000018
に相当する、請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ポリシロキサン基油の構造における整数ｍ及びｎが、（ｍ＋ｎ）の合計が８超かつ２５０未満であり、整数ｍと整数（ｍ＋ｎ）の合計との比が０．５〜１．００になるように選択される、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記機械要素が転動体軸受、すべり軸受け、歯車、カムとカム従動子、又はトラクション駆動であり、金属面である第一面及び第二面を任意に有する、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記潤滑剤組成物が、第一面と第二面の間に、０．０５〜５．００ｍ／ｓのエントレインメント速度において、３０℃（３０３Ｋ）の温度で９０〜９００ｎｍ及び１２５℃（３９８Ｋ）の温度で２０〜２００ｎｍであるＥＨＬ膜厚を与える、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記潤滑剤組成物が、０．０５〜５．００ｍ／ｓのエントレインメント速度において、３０℃（３０３Ｋ）の温度で０．０７未満の摩擦係数、及び１２５℃（３９８Ｋ）の温度で０．０５未満の摩擦係数を与える、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は広く高荷重条件下に置かれた二つの面の間の摩擦及び摩耗を低減する潤滑剤組成物の使用に関する。より具体的には、本開示はアルキルアリール又はアルキルとアリール官能性の組み合わせを有するポリシロキサン基油を含む潤滑剤組成物の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
この項目における記載は、単に、本開示に関連する背景情報を提供しているにすぎず、先行技術を構成するわけではない。
【０００３】
天然及び石油系炭化水素（鉱油）から合成炭化水素系及びシリコーン系ポリマーまでの範囲の種々の潤滑剤組成物が現在入手可能である。最近数十年の合成潤滑剤の進歩は様々な用途で使用するために潤滑剤のレオロジー及びトライボロジー特性を最適化するあらゆる試行の結果であった。シラン（−Ｓｉ−）、シルアルキレン（−Ｓｉ−Ｃ−）、シラザン（−Ｓｉ−Ｎ−）及びシロキサン（−Ｓｉ−Ｏ−）として知られる多数のケイ素系ポリマーが、エラストマー、コーティング剤、表面改質剤、フォトレジスト分離膜及びソフトコンタクトレンズに使用するために開発されてきた。通常、シリカ（例えば、砂）から得られるシロキサンは商業的重要性により最も広範囲の評価を受けている。
【０００４】
シロキサンは、一般的に炭化水素中に見られるような炭素−炭素骨格の代わりにケイ素−酸素骨格を有する高分子構造である。Ｓｉ−Ｏ結合強度（約４６０ｋＪ／ｍｏｌ）はＣ−Ｃ結合強度（約３４８ｋＪ／ｍｏｌ）を超える。更に、シロキサン分子は、骨格構造の周りの鎖回転に対しより少ない立体障害を示すことから、対応する炭化水素よりも柔軟性である。この低い立体障害はより長いＳｉ−Ｏ結合（０．１６４ｎｍ、Ｃ−Ｃに関する０．１５３ｎｍと比較せよ）、ここで酸素原子は側基によって阻害されてない、及びより大きいＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合角（約１４３°、Ｃ−Ｃ−Ｃに関する約１１０°と比較せよ）等の因子に帰する。シロキサンの高い柔軟性が緻密さの増大、より低い融解温度及びより低いガラス転移温度を可能にする。一般にシロキサンは、非常に優れた酸化安定性、低い体積粘性率（及び温度粘性率）、撥水性、生物学的不活性、及び従来の炭化水素よりも均一に面上に広げることを可能する相対的に低い表面張力を有すると知られている。
【０００５】
シロキサンは一般に、ケイ素を塩化メチルと反応させてジメチルジクロロシランを製造し、それを水と混合してシラノールを生成し、続いて重合を行うことから得られる。従来のシロキサンポリマーの一例がポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）である。ＰＤＭＳは、ケイ素と酸素が交互でありケイ素原子に結合したメチル基を有する骨格鎖からなる。ＰＤＭＳは貧弱な境界潤滑特性を与えると知られている。しかし、メチル基をフェニル基などの他の基で置換すると境界摩擦・摩耗の低減をもたらすことができる。かかる置換はまた、十分な量で用いられるとシロキサンポリマーの分子剛性の増大をもたらす。例えば、相当数のメチル基の代わりにフェニル基を有するポリフェニルメチルシロキサン（ＰＰＭＳ）は耐摩耗性及び酸化安定性の両方の増大を示すが、また分子柔軟性の減少を示す。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は１ＧＰａを超えるヘルツ圧力（Hertzian pressure）を生じる荷重条件下に置かれた二つの面、あるいは金属面である二つの面、の間の摩耗を低減する潤滑剤組成物の使用を広く提供する。潤滑剤組成物は次の構造式に相当するポリシロキサン基油を含む、
【化１】
0006280131.tif 000002
式中、Ｒ、Ｒ’及びＲ’’は独立して、Ｒが１〜３個の炭素原子を有するアルキル基であり、Ｒ’が３〜１２個の炭素原子を有するアルキル官能性及び６〜１２個の炭素原子を有するアリール官能性を含むアルキルアリール基であり、Ｒ’’が１〜３個の炭素原子を有するアルキル基又は３〜１２個の炭素原子を有するアルキル官能性及び６〜１２個の炭素原子を有するアリール官能性を含むアルキルアリール基であるよう選択され、ｍ及びｎは８＜（ｍ＋ｎ）＜５００となるような整数である。あるいは、ポリシロキサン基油の構造における整数ｍ及びｎは、（ｍ＋ｎ）の合計が８超かつ２５０未満になるように選択される。あるいは、ポリシロキサン基油の整数ｍと整数（ｍ＋ｎ）の合計の比は０．１〜１．００である。
【０００７】
本開示の１つの態様によれば、ポリシロキサン基油のＲはメチル基であり、Ｒ’は５〜８個の炭素原子を有するアルキル官能性を有するアルキルフェニル基であり、Ｒ’’はメチル基又は２〜５個の炭素原子を有するアルキル官能性を有するアルキルフェニル基である。あるいは、ポリシロキサンのＲはメチル基であり、Ｒ’はヘキシルフェニル基であり、Ｒ’’はメチル基又はプロピルフェニル基である。
【０００８】
本開示の他の態様によれば、ポリシロキサン基油は次の構造式に相当する。
【化２】
0006280131.tif 000003
【０００９】
ポリシロキサン基油は１，５００ｇ／ｍｏｌ〜３５，０００ｇ／ｍｏｌの分子質量を有し、ゼロせん断かつ３０℃（３０３Ｋ）で５０〜５，０００ｍＰａ・ｓ（センチポアズ）の粘度を示す。望まれるなら、潤滑剤組成物は更に極圧添加剤、耐摩耗性添加剤、酸化防止剤、消泡剤及び腐食防止剤の群からのものとして選択される少なくとも１つの機能性添加剤を含むことができる。
【００１０】
本開示の別の態様によれば、二つの面は、それらの間に潤滑剤組成物が置かれ、機械要素中で弾性流体潤滑（ＥＨＬ）接触点を示す。あるいは、機械要素は転動体軸受、すべり軸受、歯車、カムとカム従動子、又はトラクション駆動であり得る。
【００１１】
潤滑剤組成物は３０℃（３０３Ｋ）の温度及び約０．０５〜５．００ｍ／ｓのエントレインメント速度で、面上に１０〜２，０００ｎｍのＥＨＬ膜厚並びに約０．０７未満の摩擦係数を与える。あるいは、潤滑剤組成物は１２５℃（３９８Ｋ）の温度及び約０．０５〜５．００ｍ／ｓのエントレインメント速度で、面上に１０〜１，０００ｎｍのＥＨＬ膜厚並びに約０．０５未満の摩擦係数を与える。
【００１２】
機械要素中で転がり面又は摺動面の間の摩耗を低減する方法もまた与えられ、方法は、第一面及び第二面を有する機械要素を準備する工程、第一面と第二面の間に潤滑剤組成物を供給する工程、及び１ＧＰａを超える荷重条件下で第一面を第二面に転がす又は滑らせる工程を含む。この方法において、機械要素中で第一面と第二面が弾性流体潤滑（ＥＨＬ）接触点を示す。機械要素及び潤滑剤組成物は前述されまた以下後述されるように、二つの面及びそれらの間に置かれたポリシロキサン基油を含む。
【００１３】
更なる適用範囲は、本明細書に記載の説明によって明白となるであろう。詳細な説明及び具体例は、単なる例示を目的とするものであり、本開示の範囲を限定することを意図するものではないことを理解するべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本明細書に記載の図は例示のみを目的とし、いかなる方法においても本開示の範囲を限定することを何ら意図するものではない。
【図１】潤滑剤組成物に関するずり減粘挙動のグラフィック描写。
【図２】膜形成及び摩擦係数へのずり減粘効果のグラフィック描写。
【図３】膜厚及び摩擦測定に使用される弾性流体力学（ＥＨＤ）リグの断面描写。
【図４】本開示の教示により製造されたポリシロキサン基油が示した粘度を温度の関数として描いたグラフィック表示。
【図５】ポリシロキサン基油が示した弾性流体力学的液体（ＥＨＬ）の膜厚をエントレインメント速度の関数として描いたグラフィック表示。
【図６】他のポリシロキサン基油が示した弾性流体力学的液体（ＥＨＬ）をエントレインメント速度の関数として描いたグラフィック表示。
【図７】ポリシロキサン基油が示した摩擦係数をエントレインメント速度の関数として描いたグラフィック表示。
【図８】ポリシロキサン基油が示した摩擦係数をもう１つの温度でエントレインメント速度の関数として描いたグラフィック表示。
【図９】本開示での教示にしたがって製造された異なるシロキサン基油を使用した際に観測された摩擦及び全摩耗の比較。
【図１０】高荷重条件下に置かれた面間の摩耗を低減するためポリシロキサン基油を含む潤滑剤組成物の使用方法の略図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
下記の説明は、本質的に単なる例示であり、いかなる意味でも本開示又はその用途若しくは利用方法を制限するものではない。説明を通して、対応する参照番号は、同様の又は対応する部分及び特徴を示すことを理解されたい。
【００１６】
本開示は広く、分子柔軟性を保持しながら耐摩耗性及び酸化安定性の両方を示す潤滑剤組成物に関する。本明細書に含まれた教示にしたがって製造・使用される潤滑剤組成物が、その概念をより十分に説明するために、本明細書中に定義される、四球摩耗試験（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ，Ｄ−５１８３、ＡＳＴＭインターナショナル、米国ペンシルベニア州Ｗｅｓｔ  Ｃｏｎｓｈｏｈｏｃｋｅｎ）、ＳＲＶ摩耗試験（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ，Ｄ−５７０６−０５、ＡＳＴＭインターナショナル、米国ペンシルベニア州Ｗｅｓｔ  Ｃｏｎｓｈｏｈｏｃｋｅｎ）及び薄膜ボールオンディスク摩耗試験など摩耗特性を測定するに適した多様な試験構成とともに、本開示全体に渡って説明される。以下に限定されないが転動体軸受、歯車、カムとカム従動子、又はトラクション駆動を含む種々の機械要素に見られるような摺動接触又は転がり接触の他の型と関連して、潤滑剤組成物の取りこみ及び使用は、本開示の範囲内であると意図されている。
【００１７】
例えばヘキシル、オクチル及びドデシル基などのアルキル基を、潤滑性能を改善するためにポリシロキサンの骨格・主鎖構造にグラフトさせることができる。ポリアルキルメチルシロキサン（ＰＡＭＳ）はポリマー骨格のケイ素原子に結合した可変長のアルキル基を有する。かかるアルキル基の使用は、高い割合で組み入れられたとき、シロキサンポリマーの境界摩擦、流体力学的摩擦・摩耗抵抗を改善することができる。同様な効果がアリール基の組み入れに見られる。しかし、高度に分岐されたＰＰＭＳでは弾性流体力学的（ＥＨＤ）摩擦の増加が起こることが観察されており、一方、高い分子質量を有する高度に分岐されたＰＡＭＳではずり減粘挙動が起こる可能性がある。それら相違する傾向は、両方ともそれら独自に有益であるものの、下記の構造Ｓ（Ｉ）及びＳ（ＩＩ）に示されるような化合物の分岐構成の合成の際に混ぜ合わせられる。化合物の分岐構成は、構造Ｓ（Ｉ）で示されるポリシロキサン骨格中の異なるケイ素原子に結合したアリール官能性とアルキル鎖官能性の両方を組み入れるか、又は構造Ｓ（ＩＩ）で示されるアルキル鎖（例えば、数ある中でもヘキシル基）によりシロキサン骨格に結合したアリール基（例えば、数ある中でもフェニル基）を使用してもよい。構造Ｓ（Ｉ）及びＳ（ＩＩ）で示されるようなアルキル−アリール分岐シロキサンは永続的なずり減粘への耐性を示し、しかし一方エネルギー節約効果とともに一時的なずり減粘になりやすい、二重の効果をもたらす。
【化３】
0006280131.tif 000004
【００１８】
本開示の１つの態様によれば、本開示の教示にしたがって製造使用される潤滑剤組成物は構造Ｓ（ＩＩＩ）で記載される構造を有するポリシロキサン基油を含む。構造式Ｓ（ＩＩＩ）において、Ｒ、Ｒ’及びＲ’’は独立して、Ｒは１〜３個の炭素原子を有するアルキル基であり、Ｒ’は３〜１２個の炭素原子を有するアルキル官能性及び６〜１２個の炭素原子を有するアリール官能性を含むアルキルアリール基であり、Ｒ’’は１〜３個の炭素原子を有するアルキル基又は３〜１２個の炭素原子を有するアルキル官能性及び６〜１２個の炭素原子を有するアリール官能性を含むアルキルアリール基であるよう、直鎖状又は分岐状アルキル官能性あるいは直鎖状アルキル官能性を含むよう選択され、ｍ及びｎは、８＜（ｍ＋ｎ）＜５００、あるいは８＜（ｍ＋ｎ）＜２５０となるような整数である。任意にＲ、Ｒ’又はＲ’’はまた、数ある中でもハロゲン原子の例としてフッ素、アミノ基又はカルボキシル基などの官能性配位子による水素原子の置換をも含むことができる。
【化４】
0006280131.tif 000005
【００１９】
本開示の他の態様によれば、構造Ｓ（ＩＩＩ）に示されるポリシロキサン基油において、整数ｍと整数（ｍ＋ｎ）の合計の比は０．１〜１．００である。構造Ｓ（ＩＩＩ）によればポリシロキサン基油の１つの例が、Ｒはメチル基であり、Ｒ’は５〜８個の炭素原子を有するアルキル官能性を有するアルキルフェニル基であり、Ｒ’’はメチル基又は２〜５個の炭素原子を有するアルキル官能性を有するアルキルフェニル基であるように、記載され得る。あるいは、Ｒはメチル基であり、Ｒ’はヘキシルフェニル基であり、Ｒ’’はメチル基又はプロピルフェニル基である。あるいは、ポリシロキサン基油は構造Ｓ（Ｉ）又はＳ（ＩＩ）にしたがって定義される。
【００２０】
構造Ｓ（ＩＩＩ）はＭ単位（Ｒ３ＳｉＯ１／２）及びＤ単位（Ｒ’Ｒ’’ＳｉＯ２／２又はＲ’’ＲＳｉＯ２／２）のみを含むと示されているものの、当業者は、かかる構造がポリシロキサン骨格又は鎖の架橋を生じる分岐点としてＴ単位（Ｒ’’’ＳｉＯ３／２）又はＱ単位（ＳｉＯ４／２）をも含み得ることを、本開示の範囲を超えることもなく理解するであろう。ポリシロキサン基油中に存在するＴ単位と関連するＲ’’’基は、独立して選択され、上記Ｒ、Ｒ’又はＲ’’基に関して与えられた記述と同様に定義され得る。ポリシロキサン基油中に存在するＴ単位又はＱ単位の数は、具体的用途に使用されるとき潤滑剤に関して求められる粘度及び潤滑特性により予め定めることが可能である。
【００２１】
本開示の別の態様によれば、ポリシロキサン基油は約１，５００ｇ／ｍｏｌ〜約３５，０００ｇ／ｍｏｌ、あるいは約２，５００ｇ／ｍｏｌ〜２５，０００ｇ／ｍｏｌである分子質量を有する。ポリシロキサン基油の粘度は、ゼロせん断かつ３０℃（３０３Ｋ）で、５０ｍＰａ・ｓ（センチポアズ）〜５，０００ｍＰａ・ｓ（センチポアズ）、あるいは５０ｍＰａ・ｓ〜約３，５００ｍＰａ・ｓ、あるいは約２５０ｍＰａ・ｓ〜５，０００ｍＰａ・ｓの範囲とすることができる。
【００２２】
本開示の潤滑剤組成物は約１ＧＰａを超える荷重条件下に置かれている二つの面の間の摩耗を低減するために使用される。あるいは、二つの面は「硬質」な面であり、ここで「硬質」とは１．０ＧＰａ以上の荷重を受けても変形しない面を指す。あるいは荷重条件は少なくとも１．５ＧＰａ、あるいは荷重条件は約２．０ＧＰａよりも大きく、あるいは荷重条件は約１．０〜４．０ＧＰａの間である。「硬質」な面のいくつかの具体例としては、限定されるものではないが、セラミック面及び金属面が挙げられる。通常のプラスチック及びゴム面は、本開示で面が受ける荷重条件で一時変形、永久変形又は両方のいずれかを受ける。
【００２３】
ポリシロキサン基油の膜形成能は大気圧粘度、エントレインメント速度（Ｕ）及び圧力粘度指数（α）などのパラメーターを含む膜厚モデルにより表される。式１で示されるモデルはインターフェース・パラメーターを定数（ｋ）にまとめることにより単純化されたＨａｒｍｒｏｃｋ−Ｄｏｗｓｏｎ膜厚式である。
【００２４】
【数１】
0006280131.tif 000006
【００２５】
本開示の別の態様によれば、大気圧（η０）での粘度は潤滑剤のレオロジー特性を説明するが、粘度は温度、圧力及び接触面せん断の強い関数であるため、トライボロジー接触面で著しく変わる可能性がある。ポリシロキサン基油の粘度はポリマーの長さ、分岐含有量、分岐の長さ及び有効分子質量とともに増加する。本開示の潤滑剤組成物はトライボロジ−接触面で遭遇する高せん断速度にさらされると一時的ずり減粘を受ける場合がある。通常、非ニュートン性流体はずり減粘又はずり増粘のいずれかであると説明される。ある潤滑剤は非ニュートン特性、例えばずり減粘を、特に高い分子質量及び歪み速度で示す。非ニュートン性流体の粘度は温度及び圧力等の条件に加えてせん断速度及び分子質量に依存する。一時的なずり減粘は、トライボロジー接触面で潤滑剤分子が運動方向に一直線になると、起こる。潤滑剤の配列は接触面を進む一連の分子への抵抗を低減する通路を作り出す。ずり減粘の兆候は動力学理論により理論的に及び流動複屈折により実験的に立証され得る。ずり減粘での分子整列の役割への追加的裏付けが分子力学シミュレーションから得られる場合がある。一時的なずり減粘流体は永久粘度破壊を受けないが、ずり減粘挙動があまりにも強いと、摩耗による膜破損及び境界摩擦の増大をもたらす可能性がある。
【００２６】
一時的なずり減粘は、潤滑剤分子の接触面通過時間が分子緩和時間未満であり、それによりブラウン運動が配列された分子をランダム位に戻すところの臨界値に流体歪み速度が達すると、起こる。分子緩和時間（λ）は多くの場合、式２に示されるＲｏｕｓｅ式（λＲｏｕｓｅ）に大体等しいアインシュタイン−デバイ・リレーション（λＥＢ）により近似される。緩和時間は分子質量（Ｍ）が増えるにつれて増加し、温度（Ｔ）が上がると減少する。緩和時間に影響を与える追加因子には密度（ρ）、粘度（η）及び理想気体定数（Ｒｇ）が挙げられる。緩和時間は、もともとは、分子が電界により配列された後ランダム配向に戻る時間を表現するために導き出される。
【００２７】
【数２】
0006280131.tif 000007
【００２８】
ずり減粘流体は典型的に、図１に示されるように、「第一ニュートンプラトー」（（η１）として知られている一定の粘度を、臨界歪み速度（γｃｒ）まで示す。臨界歪み速度の逆数が分子緩和時間を超えると、流体はずり減粘となり、かつ歪み速度を増加するにつれ減少する可変せん断粘度（ηｓ）を有する。ある流体はまた「第二ニュートンプラトー」（η２）も有するものの、必ずしも存在又は検出可能とは限らない。
【００２９】
分子緩和時間は限定空間では著しく増加し、集団運動により個々の分子に関しての理論値を超える場合がある。ポリジメチルシロキサン、ＰＤＭＳ（Ｍｗ＝１０，０００〜８０，０００ｇ／ｍｏｌ）及び他のポリマーでのずり減粘は、かかる流体が高圧下にあるとより低いせん断速度で起き始める。この現象を十分に説明する一般的なずり減粘モデルが図２に示されている。
【００３０】
ずり減粘を受けている流体の膜厚はニュートン性流体の膜厚未満であり、よって予測膜厚には補正がなされなければならない。この補正には、式３にしたがってずり減粘挙動を計算するために速度、粘度、ニュートン性膜厚（ｈＮ）及びせん断弾性係数（Ｇ）を用いる補正因子（φ）が包含される。この補正因子はずり減粘ポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）及びＰＤＭＳの膜厚の予測に良好に用いられて来た。
【００３１】
【数３】
0006280131.tif 000008
【００３２】
式３中の指数（ｎ）は、式４で記載されるように所定の流体についてのせん断速度、範囲の指標及び重大なずり減粘挙動に関連してせん断応力の対数勾配である。それはせん断粘度計（shear viscometer）で測定される。
【００３３】
【数４】
0006280131.tif 000009
【００３４】
ずり減粘は典型的に高圧下の流体においてより低い歪み速度で始まる。異なる組成物のポリマーは高圧では同様なずり減粘特性を呈するので、その現象を図２に示される一般モデルで説明することができる。膜厚補正因子（φ）を用いて、膜厚及び流体力学摩擦係数を計算することも、ずり減粘潤滑剤を変速装置内で使用するために粘性摩擦の著しい低減を予想することもできる。事実、ずり減粘潤滑剤が変速装置に使用されると、実体的なエネルギー節約が達成可能である。
【００３５】
異なるシロキサン潤滑剤により示される粘度及びせん断挙動は、分子構造において分岐パーセント（Ｑ）、アルキル分岐の長さ（Ｌ）、側鎖分岐の型（Ｊ）及び全体のポリマーの長さ（Ｚ）を変化させることにより影響が及ばされる。本開示において、ポリ（フェニルアルキルメチルジメチル）シロキサン（ＰＰＡＭＳ）中のフェニルアルキルメチルＤ単位のパーセントは約３０％〜約１００％の範囲であり得る。それ故、本明細書において用いられるＰＰＡＭＳはまたポリマー中にフェニルアルキルメチルＤ単位が約１００％で存在するポリ（フェニルアルキルメチル）シロキサンをも記述している。
【００３６】
「分子切断（molecular scission）」として知られる永久粘度の破壊は通常好ましくなく、潤滑剤のポリマーがより短く・小さい質量断片に機械的に分解されたときに起こる。損害は永久的であり、粘度損失は回復不能である。工業用潤滑剤は、大抵、永久せん断安定性指数（ＰＳＳＩ）を測定するために一連の厳しいせん断試験に合格することが要求される。それら試験には、Ｓｏｎｉｃせん断試験（ＡＳＴＭ  Ｄ２６０３及びＡＳＴＭ  ５６２１）、Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌせん断試験（ＡＳＴＭ  Ｄ６２７８）、Ｋｕｒｔ  Ｏｒｂｈａｎ試験、ＦＺＧせん断試験及びＫＲＬ（Ｋｕｇｅｌ  Ｒｏｌｌｅｎ  Ｌａｇｅｒ）又はＴａｐｅｒｅｄ  Ｒｏｌｌｅｒ  Ｂｅａｒｉｎｇ（ＴＲＢ）試験（ＣＥＣ  Ｌ４５−Ｔ−９３で体系化）が挙げられる。
【００３７】
シロキサンは競合する炭化水素よりも永久粘度破壊に対し回復性がある。事実、ポリシロキサンは、シロキサンの高い回転自由度及び高い結合強度に帰属され得る「有機ポリマーよりも１桁おおきい」永久せん断しきい値を示し得る。シロキサンのせん断安定性は、同じ機能を果たす炭化水素ベース潤滑剤と比較して、シロキサンベース潤滑剤の耐用年数を延ばすことができる。
【００３８】
以下の具体的な実施形態は本開示の教示にしたがって潤滑剤組成物のポリシロキサン基油の設計及び使用を説明するためのものであり、本開示の範囲を制限するように解釈されるべきではない。本開示を考慮すれば、開示される具体的な実施形態において、本発明の趣旨又は範囲から逸脱することなく若しくはそれらを超えることなく多くの変更がなされ、それでも同様の又は類似する結果を得ることができることを当業者は理解されよう。
【実施例】
【００３９】
実施例１−一般測定技術
本開示の教示にしたがって製造された潤滑剤組成物の物理的及び化学的特性を、以下本明細書に記載されている装置及び試験プロトコル又は手順を用いて測定する。当業者は、本明細書に報告される任意の特性が日常的に測定され及び複数の異なる方法によって得ることができる特性を表していることを理解されるであろう。本明細書に記載される方法はかかる１つの方法を表し、他の方法を本開示の範囲から超えることなく利用することができる。
【００４０】
ゲル透過クロマトグラフィー（ＧＰＣ）をポリマーサンプルの分子質量分布を得るために用いる。重量平均分子質量（Ｍｗ）は粘度など多くのポリマー特性に影響を与える場合がある。シロキサン分岐含有量を、ＩＮＯＶＡ  ４００／Ｍｅｒｃｕｒｙ  ４００ＮＭＲを用いて測定する。密度（ρ）及び動粘度（υ）を、マイクロプロセッサコントロール付Ｃａｎｎｏｎ  ＣＴ−２０００恒温槽を用いて−４２８℃（２５Ｋ）きざみで３０℃（３０３Ｋ）〜１２５℃（３９８Ｋ）の温度範囲にわたって同時に測定する。密度を各サンプルの質量及び体積の精密測定で測る。動粘度を、Ｃａｎｎｏｎ−Ｆｅｎｓｋｅ毛細管粘度計を用いて測定する。絶対粘度（η）を動粘度と密度から得る。
【００４１】
弾性流体潤滑（ＥＨＬ）膜厚（ｈ）を、図３で示される機器を用いて３０℃（３０３Ｋ）〜１２５℃（３９８Ｋ）の温度範囲にわたって薄膜摩擦計で測定する。温度を温度シーケンスで各試験に関して±１℃（±１Ｋ）一定に維持する。システムは、厚さ５００ｎｍのシリカスペーサー層を有する透明ガラスディスクに対し２０Ｎ荷重下で押し付けられる、直径１９．０５０ｍｍの磨き鋼球（ＡＩＳＩ  ５２１００、高炭素工具鋼）を使用する。アセンブリは３０ｎｍ未満の膜に関して１ｎｍまでの再現性及び３０ｎｍ以上の膜に関して５％以内の再現性で極薄膜を測定することができる。
【００４２】
更に図３を参照すると、試験中球は液状サンプルに部分的に浸され、球−ディスク接触面への流体移送が可能となっている。ディスク回転を、選択された半径での０．０２０ｍ／ｓ〜４．３５ｍ／ｓの速度範囲にわたり速度４０％きざみで変化させる。自由に回転させることのできる球により、名目上純粋な転がり状態で膜厚の測定を行う。ずり減粘が起こるかどうか判断するためいくつかの液体に対し追加の測定を行う。それら試験では、球をモーター駆動シャフトに取り付け、式５で定義される滑りと転がりの比（Σ）を純転がり（Σ＝０）から純滑り（Σ＝２）まで変化させる。
【００４３】
【数５】
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【００４４】
潤滑の別のモードでの摩擦係数（μ）の測定を、膜厚測定に用いられた同じ摩擦計の摩擦試験能力により行う。測定をまた、温度シーケンスで各試験に関して±１℃（±１Ｋ）一定に維持される温度制御された条件下３０℃（３０３Ｋ）〜１２５℃（３９８Ｋ）の温度範囲にわたって行う。摩擦試験もまた、鋼ディスクにヘルツ接触で２０Ｎの荷重下に置かれた直径１９．０５０ｍｍの鋼球（ＡＩＳＩ  ５２１００）を用いて行う。球を液状サンプル中に部分的に浸し、球−ディスク接触面への流体移送を可能する。選択された半径での０．０２５ｍ／ｓ〜５．００ｍ／ｓの速度範囲を達成するため、ディスク速度を変化させる。摩擦係数を各速度でΣ＝０．２５、０．５０、０．７５及び１．００で測定する。
【００４５】
境界摩擦（μ）を、ＣＥＴＲボールオンディスク摩擦計を用いて室温（３０℃（３０３Ｋ））で測定する。摩擦試験を、鋼ディスクにヘルツ接触で５０Ｎの荷重下に置かれた直径９．５０ｍｍの鋼球（ＡＩＳＩ  ５２１００）を用いて行う。鋼球（ＨＲＣ−６０）はディスク上に測定可能な摩耗を生じる鋼球（ＨＲＣ−３５）よりも硬い。球を液状サンプル中に浸し、球−ディスク接触面への流体移送を可能する。Σ＝２．００の効果的な滑りと転がりの比で０．０２５ｍ／ｓのエントレインメント速度を与えるために選択される半径で、ディスク速度を０．０５ｍ／ｓに設定する。
【００４６】
摩耗痕（wear scar）の深さ及び摩耗量の測定を、統計分布及び摩耗プロファイル統合機能を有する干渉顕微鏡で測定する。境界摩擦・摩耗測定を複数のサンプルを用いて高精度で繰り返す。
【００４７】
四球摩耗試験−摩耗特性又は潤滑剤性能を、ＡＳＴＭ  Ｄ−５１８３（標準試験法ＤＩＮ  ５１３５０−３（ドイツ規格協会）としても知られている）（「Ｔｅｓｔｉｎｇ  ｏｆ  Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｓｈｅｌｌ  ｆｏｕｒ−ｂａｌｌ  ｔｅｓｔｅｒ」の表題）で定義される方法に従って評価する。シェル四球試験機（ＦＢＴ）は、融着荷重及び金属荷重のほかに潤滑剤の別の摩擦及び摩耗特性を判定するために使用される試験装置である。標準試験は、１時間の試験時間中１００Ｎ及び４００Ｎの荷重を加えながら、転がり軸受の回転球を同様の固定された３個の球に押し付けることで構成される。摩耗を、形成されたキャロット（摩耗したくぼみ領域）を光学的に測定することにより判定する。この試験装置は製品開発中及び品質管理試験用に潤滑剤産業では日常的に使われている。摩擦トルクを連続的に記録し、摩耗痕を３個の鋼球の平均としてミリメートル（ｍｍ）で記録する。
【００４８】
ＳＲＶ摩耗試験−潤滑剤組成物の荷重支持能力（ＬＣＣ）特性をＡＳＴＭ  Ｄ  ５７０６−０５「Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｔｅｓｔ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ  ｅｘｔｒｅｍｅ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ  ｇｒｅａｓｅｓ  ｕｓｉｎｇ  ａ  ｈｉｇｈ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ｌｉｎｅａｒ−ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ（ＳＲＶ）ｔｅｓｔ  ｍａｃｈｉｎｅ」に従って測定する。ＳＲＶ試験機は、初期の高いヘルツ点接触圧力下で高速振動運動又は起動停止運動が長期間存在する用途での使用に指定される荷重及び選択される温度で潤滑グリースの荷重支持特性及び摩耗特性並びに摩擦係数を測定するために用いられる。この方法は、前輪駆動車の恒速度継手に使用される限定潤滑グリース及びころ軸受に使用される潤滑グリースに適用を見出される。この方法はまた、流体潤滑剤の摩耗保護能力及び同様の試験条件下での摩擦係数を測定するためにも用いられる。
【００４９】
以下の実施例における標準試験方法との相違点は、潤滑グリースの代わりに潤滑流体を評価し、鋼球の代わりに鋼製シリンダーを使い、周波数を５０Ｈｚの代わりに１０Ｈｚとするところである。すべての測定は、１ｍｍストロークを用いて４０℃で行う。荷重を２０００Ｎの最大荷重まで２分毎に５０Ｎきざみで増加させる。
【００５０】
実施例２−ポリシロキサン基油の製造
市販の、２５℃で１，２００ｍＰａ・ｓ（センチポアズ）の粘度を有するアルキルアリールシロキサン（Ｘｉａｍｅｔｅｒ（登録商標）ＯＦＸ−０２０３フルイド、ダウコーニングコーポレーション、米国ミシガン州ミッドランド）を、構造Ｓ（Ｉ）を有するポリシロキサン基油の例として用いる。このサンプルを実施例＃Ｓ（Ｉ）−１として保管した。類似のアルキルアリールシロキサンを入手し、実施例＃Ｓ（Ｉ）−２として保管した。
【００５１】
構造Ｓ（ＩＩ）として示されるものに類似する、分岐又は直鎖状アルキル官能性に結合したアリール基を有するポリシロキサン基油の例として、ＰＰＭＡＳ、例えばポリ（フェニルヘキシルメチルジメチル）シロキサン又はポリ（フェニルヘキシルメチル）シロキサンが挙げられる。ポリ（フェニルヘキシルメチルジメチル）シロキサンの１つの合成方法は、式６に従う触媒として（ＣｐＨ）２ＰｔＣｌ２を用い、６−フェニルヘキセンをポリ（メチルヒドリドジメチル）シロキサンによりヒドロシリル化することによるものである。この反応を無溶剤で実施する。終了までにおよそ４時間かかる。余分な６−フェニルヘキセンを次に異性化し、静的減圧下で除去する。最終生成物をシリカゲルでろ過して触媒を除去し、後の使用まで保管する。それぞれ８．５ｋｇ／ｍｏｌ及び２９．９ｋｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有するＰＰＡＭＳの二つのサンプルを製造し、それぞれ３０％のヘキシルフェニルメチルＤ単位を有する実施例＃Ｓ（ＩＩ）−１及び１００％のヘキシルフェニルメチルＤ単位を有する実施例＃Ｓ（ＩＩ）−２として保管する。
【化５】
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【００５２】
従来のポリシロキサン潤滑剤の数個のサンプルを入手し、それらの潤滑特性と本開示のポリシロキサン基油により示される特性との比較のための後の使用に備え保管した。従来のポリシロキサン基油としては、米国ミシガン州ミッドランドのダウコーニングコーポレーションからＤｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）２００フルイドとして、粘度の異なる複数の液体として入手されるポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）がある。従来油＃Ｃ−１〜Ｃ−５として入手されるＤｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）２００フルイドの粘度は約１０ｍｍ２・ｓ−１（ｃＳｔ）、２０ｍｍ２・ｓ−１（ｃＳｔ）、５０ｍｍ２・ｓ−１（ｃＳｔ）、１００ｍｍ２・ｓ−１（ｃＳｔ）、３００ｍｍ２・ｓ−１（ｃＳｔ）又は１０００ｍｍ２・ｓ−１（ｃＳｔ）であると提示されている。従来の基油の他の例としては、米国テキサス州ヒューストンのエクソンモービル・ケミカル・カンパニーからの入手されるＳｐｅｃｔｒａｓｙｎ（商標）６と呼ばれる液状ポリ（アルファ）オレフィンがあり、従来油＃Ｃ−６として保管する。
【００５３】
実施例３−ポリシロキサン基油の特性評価及びその使用
実施例＃Ｓ（Ｉ）−１及びＳ（Ｉ）−２のラベル表示のポリシロキサン基油により示される典型的な物理的及び化学的特性を、数種の従来油（実施例＃Ｃ−１及びＣ−６）の特性とともに表１にまとめる。基油実施例＃Ｓ（Ｉ）−１及びＳ（Ｉ）−２は、４０℃にて、従来油（Ｃ−１、Ｃ−６）の約９倍を超える粘度を示す。あるいは、実施例＃Ｓ（Ｉ）−１及びＳ（Ｉ）−２の４０℃での粘度は約１０００ｍｍ２・ｓ−１（ｃＳｔ）を超え、あるいは約１２００ｍｍ２・ｓ−１）（ｃＳｔ）を超える。
【００５４】
【表１】
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【００５５】
表２にて、ポリシロキサン基油、Ｓ（Ｉ）−１により示される摩耗特性が従来のＰＤＭＳ及びポリ（アルファ）オレフィン油、Ｃ−２及びＣ−６に対して比較される。４００Ｎの荷重で１時間Ｓ（Ｉ）−１にさらしたときに、四球試験に使用した球上に生じた摩耗痕は、ＰＤＭＳ（Ｃ−２）又はポリ（アルファ）オレフィン（Ｃ−６）を使用したときに生じた摩耗痕よりも少ないことが観察された。更に、約３００〜３５０ニュートンの荷重に達すると従来の基油（Ｃ−１）は機能しなくなることが観察された一方、ポリシロキサン基油Ｓ（Ｉ）−１は少なくとも５５０ニュートン荷重を超過するまでは機能しなくなることはなかった。
【００５６】
【表２】
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【００５７】
表３は、実施例＃Ｓ（ＩＩ）−１及びＳ（ＩＩ）−２とラベルを付したＰＰＡＭＳ基油により、並びに実施例＃Ｃ−１、Ｃ−３、Ｃ−４及びＣ−５とラベルを付した従来のＰＤＭＳ基油により示された典型的な物理的及び化学的特性（例えば、分子質量、密度、粘度、基の組み入れパーセント、基の型、重合度（ＤＰ）及び多分散性（ＰＤ））を示す。第一に、実施例Ｓ（ＩＩ）−２はポリシロキサン骨格とヘキシルフェニルメチルＤ単位の約１００％組み入れを示し、およそ３０，０００ｇ／ｍｏｌの分子質量を示す一方、実施例Ｓ（ＩＩ）−１は約３０％のヘキシルフェニルメチルＤ単位を組み入れ、約８，５００ｇ／ｍｏｌの分子質量を示す。相対的に従来のＰＤＭＳ油（Ｃ−１及びＣ−３〜Ｃ−５）はポリシロキサン骨格とジメチル基の１００％組み入れを含み、約１，７５０ｇ／ｍｏｌ（Ｃ−１）〜約３２，０００ｇ／ｍｏｌ（Ｃ−５）の範囲の分子質量を示す。
【００５８】
【表３】
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【００５９】
３０℃（３０３Ｋ）及び１２５℃（３９８Ｋ）でのポリシロキサン基油、Ｓ（ＩＩ）−１及びＳ（ＩＩ）−２の密度及び粘度が、同様な分子質量を有する従来のＰＤＭＳ油（Ｃ−３及びＣ−５参照）の密度及び粘度よりも低いと観察される。密度は一般に同様な分子構造のポリマーに関して分子質量とともに増加する。ポリマー粘度はポリマーの長さ、分岐含有量及び分岐の長さとともに増加する。低含有量のアリール／アルキルを有するシロキサンが高含有量のアリール／アルキルを有するシロキサンと同じ粘度を達成するには、はるかに大きなポリマー長（Ｚ）又は有効重合度（ＤＰ）が必須である。
【００６０】
ヘキシルフェニルメチル単位を３０％含有するシロキサン、Ｓ（ＩＩ）−１は合成後、清澄で不透明（clear-opaque）であり、一方ヘキシルフェニルメチル単位を１００％含有するシロキサン、Ｓ（ＩＩ）−２は粘り気があり付着性であった。
【００６１】
エントレインメント速度に対する膜厚の測定結果を、代表的なＰＰＡＭＳの例、Ｓ（ＩＩ）−１及びＳ（ＩＩ）−２に関して両対数グラフ表示でそれぞれ図５及び図６に示す。所定速度での膜厚は、温度を上昇するにつれて粘度及び圧力粘度指数の減少のため減少する。Ｈａｍｒｏｃｋ−Ｄｏｗｓｏｎ式により予測される膜厚を、膜形成測定と同じ温度で測定された粘度及び補間圧力−粘度（α＊）を用いて表示する（式１）。Ｈａｍｒｏｃｋ−Ｄｏｗｓｏｎ式は低エントレインメント速度でのＰＰＡＭＳのより低い分子質量例に関して膜厚（図５）を正確に予測する。Ｓ（ＩＩ）−２の粘度は直接測定できなかったので、図６及び表３において計算された線にはＳ（ＩＩ）−２の効果的な低せん断粘度を用いた。測定膜厚及び計算膜厚間の違いは、一時的なずり減粘現象による可能性がある。
【００６２】
実施例Ｓ（ＩＩ）−１及びＳ（ＩＩ）−２で示される低ＥＨＤ摩擦係数は、図５の膜形成プロットにより立証されるように、ずり減粘挙動に一部起因する可能性がある。図７で表されるように、Ｓ（ＩＩ）−２の摩擦係数は室温（３０℃（３０３Ｋ））範囲でＳ（ＩＩ）−１で示されるものといくらか異なる。理論に拘束されることを望まないが、１ｍ／ｓ以上の速度でのＳ（ＩＩ）−２に関する摩擦の増加原因は完全な膜の形成ができなかったことにあると思われる。この破損はＳ（ＩＩ）−２の高い分子緩和時間による。Ｓ（ＩＩ）−２の高い分子緩和時間が、ピン／球がディスク上任意の点を過ぎた後すぐにはバルク状態に戻れないようにする。速度が増加するにつれて、流体が球／ディスク接触面を通過するのにかかる時間（λ）は減少する。通過時間が分子緩和時間を下回ると（λ＜λＥＢ）ずり減粘が始まり、完全な膜を維持できない。図７で表されるように、膜破損が球及びディスクの金属粗さを、より高い摩擦係数を与える接触状態にさせる。
【００６３】
温度が上昇するにつれて、分子緩和時間は減少し、移動球により分離された膜はディスクの一回転以内に適切に再構成することができる。Ｓ（ＩＩ）−２の１２５℃（３９８Ｋ）での摩擦測定が、３０℃（３０３Ｋ）で膜破損の原因であった一時的なずり減粘はもはや重大ではないことを示す（図８）。高温では、Ｓ（ＩＩ）−２の減少した分子緩和時間はＳ（ＩＩ）−１に類似した機能を果たすことができる。
【００６４】
３０℃（３０３Ｋ）で行った境界摩擦・摩耗抵抗試験も、ボールオンディスク試験に関連している形態も、当業者が球により作られた潤滑剤を通す通路を見ることを可能にする。実施例Ｓ（ＩＩ）−１及びＳ（ＩＩ）−２で観察された境界摩擦・摩耗を図９にまとめる。実施例Ｓ（ＩＩ）−２が境界摩擦・摩耗両方に関して実施例Ｓ（ＩＩ）−１と同じように機能しなかったけれども、両実施例は境界摩擦約０．３０未満及び全摩耗約３．０ｍｍ３未満と、あるいはＳ（ＩＩ）−１について図示されているように境界摩擦約０．０５未満及び摩耗約０．１５ｍｍ３未満と示した。
【００６５】
本開示の別の態様によれば、機械要素中で転がり面又は摺動面の間の摩耗を低減する方法が提供される。図１０を参照すると、方法１００は一般的に、第一面及び第二面を有する機械要素１１０を準備する工程、第一面と第二面の間に潤滑剤組成物１２０を供給する工程、及び１ＧＰａを超える荷重条件下で第一面を第二面１３０に転がす又は滑らせる工程を含む。この方法で、二つの面は「硬質」な面であり、機械要素中弾性流体潤滑（ＥＨＬ）接触点を示す。あるいは、第一面及び第二面はセラミック又は金属面であり、あるいは二つの面は金属面である。機械要素には、以下に限定されないが、転動体軸受、滑り軸受、歯車、カムとカム従動子、又はトラクション駆動が挙げられる。
【００６６】
方法１００で使用される潤滑剤組成物は本明細書で前述された構造Ｓ（ＩＩＩ）に相当する本明細書で記述されたポリシロキサン基油のいずれかを含むことができ、あるいはポリシロキサン基油は本明細書で前述された構造Ｓ（Ｉ）又はＳ（ＩＩ）のいずれかに相当する。任意に、潤滑剤組成物は更に潤滑剤組成物により示される一定の特性を与え又は改善するために少なくとも１つの機能性添加剤を含むことができる。かかる機能性添加剤は、当業者に公知である、摩擦調整剤、耐摩耗性添加剤、極圧添加剤、シール膨潤剤、さび止め・腐食防止剤、増粘剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、酸化防止剤、フリーラジカル捕捉剤、ヒドロペルオキシド分解剤、金属不動態化剤、界面活性剤例えば洗浄剤、乳化剤、解乳化剤、消泡剤、相溶化剤、分散剤及びそれらの混合物の群からのものとして選択される。本開示の範囲を超えずに潤滑剤組成物に組み入れることのできる追加添加剤として、以下に限定されないが、沈着（deposit）制御添加剤、膜形成添加剤、粘着付与剤、抗菌剤、生分解性潤滑剤用添加剤、ヘイズ抑制剤、発色団及び限られた滑剤が挙げられる。
【００６７】
潤滑剤組成物に機能性添加剤として用いられ得る摩擦調整剤のいくつかの具体例には、とりわけ、長鎖脂肪酸及びそれらの誘導体、モリブデン化合物、脂肪族アミン又はエトキシ化脂肪族アミン、エーテルアミン、アルコキシ化エーテルアミン、アシル化アミン、第３級アミン、脂肪族脂肪酸アミド、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸エステル、ポリオールエステル、脂肪族カルボン酸エステルアミド、イミダゾリン、脂肪族ホスホン酸塩、脂肪族リン酸塩、脂肪族チオホスホ酸、脂肪族リン酸塩又はそれらの混合物が挙げられる。
【００６８】
潤滑剤組成物に機能性添加剤として用いられ得る耐摩耗性添加剤及び極圧添加剤のいくつかの具体例には、以下に限定されないが、有機イオウ及び有機リン化合物、例えば有機ポリスルフィドそのうちアルキルポリスルフィド；リン酸塩そのうちトリヒドロカルビルリン酸塩、ジブチル水素リン酸塩、硫化ジブチル水素リン酸アミン塩、ジチオリン酸塩、ジチオカルバミン酸塩、ジヒドロカルビルリン酸塩、硫化オレフィン例えば硫化イソブチレン、硫化脂肪酸エステル、又はそれらの混合物が挙げられる。
【００６９】
潤滑剤組成物に機能性添加剤として用いられ得るシール膨潤剤のいくつかの具体例には、とりわけエステル、アジパート、セバカート、アゼラート（azeealates）、フタラート、スルホン例えば３−アルコキシテトラアルキレンスルホン、置換スルホラン、８〜１３個の炭素原子含有脂肪族アルコール例えばトリデシルアルコール、アルキルベンゼン、芳香族化合物、ナフタレンを除いた（naphthalene depleted）芳香族化合物、鉱油、又はそれらの混合物がある。
【００７０】
潤滑剤組成物に機能性添加剤として用いられ得るさび止め・腐食防止剤のいくつかの具体例には、以下に限定されないが、モノカルボン酸例えばオクタン酸、デカン酸及びドデカン酸、ポリカルボン酸例えばトール油脂肪酸、オレイン酸、リノール酸のダイマー及びトリマー酸、チアゾール、トリアゾール例えばベンゾトリアゾール、デシルトリアゾール、２−メルカプトベンゾチアゾール、チアジアゾール例えば２，５−ジメルカプト−１，３，４−チアジアゾール、２−メルカプト−５−ヒドロカルビルジチオ−１，３，４−チアジアゾール、金属ジチオリン酸塩、エステルアミン、酸性ホスファート、アミン、ポリエトキシ化化合物例えばエトキシ化アミン、エトキシ化フェノール、エトキシ化アルコール、イミダゾリン、アミノコハク酸、又はそれらの混合物が挙げられる。
【００７１】
潤滑剤組成物に機能性添加剤として用いられ得る増粘剤のいくつかの具体例には、とりわけ、金属セッケン例えばリチウムセッケン、シリカ、膨張黒鉛、ポリ尿素（polyuria）、クレー例えばヘクトライト若しくはベントナイト、又はそれらの混合物がある。場合によっては、増粘した場合、潤滑剤組成物はグリース組成物になることがある。
【００７２】
潤滑剤組成物に機能性添加剤として用いられ得る粘度指数向上剤のいくつかの具体例としては、以下に限定されないが、ポリメタクリラート、オレフィンコポリマー、ポリイソアルキレン例えばポリイソブチレン、スチレン−ジエンコーポリマー、スチレン−エステルコポリマー例えばスチレンマレイン酸エステル、又はそれらの混合物が挙げられる。
【００７３】
流動点降下剤のいくつかの具体的例には、以下に限定されないが、ワックス−アルキル化ナフタレン及びフェノール、ポリメタクリラート並びにスチレン−エステルコポリマー又はそれらの混合物が挙げられる。
【００７４】
酸化防止剤のいくつかの具体例としては、以下に限定されないが、フェノール系酸化防止剤例えば２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、ｔｅｒｔ−ブチル化フェノール例えば２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール、４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、２，２’−メチレン−ビス（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（２−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）；混合メチレン架橋ポリアルキルフェノール；芳香族アミン酸化防止剤；硫化フェノール系酸化防止剤；有機ホスファイト；アミン誘導体例えば、ｐ−，ｐ’−ジオクチルジフェニルアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｓｅｃ−ブチルフェニレンジアミン、４−イソプロピルアミノジフェニルアミン、フェニル−アルファ−ナフチルアミン、環−アルキル化ジフェニルアミン；ビスフェノール；ケイ皮酸誘導体、又はそれらの混合物が挙げられる。
【００７５】
潤滑剤組成物に機能性添加剤として用いられ得るフリーラジカル捕捉剤及びヒドロペルオキシド分解剤のいくつかの具体例としては、以下に限定されないが、亜鉛ジアルキルジチオホスファート、ヒンダードフェノール又はアルキル化アリールアミン；及び有機イオウ化合物又は有機リン化合物それぞれが挙げられる。金属不動態化剤のいくつかの具体例としては、以下に限定されないが、多高官能性（多座）化合物例えばエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）及びサリチルアルドキシム、又はそれらの混合物が挙げられる。消泡剤のいくつかの具体例としては、以下に限定されないが、ポリシロキサン、ポリアクリラート、及びスチレンエステルポリマー、又はそれらの混合物が挙げられる。
【００７６】
潤滑剤組成物に機能性添加剤として用いられ得る洗浄剤、分散剤、乳化剤、解乳化剤などの界面活性剤のいくつかの具体例としては、以下に限定されないが、有機酸のアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属塩例えばマグネシウムスルホン酸塩、亜鉛スルホン酸塩、マグネシウムフェナート、亜鉛フェナート、リチウムスルホン酸塩、リチウムカルボン酸塩、リチウムサリチル酸塩、リチウムフェナート、硫化リチウムフェナート、マグネシウムスルホン酸塩、マグネシウムカルボン酸塩、マグネシウムサリチル酸塩、マグネシウムフェナート、硫化マグネシウムフェナート、カリウムスルホン酸塩、カリウムカルボン酸塩、カリウムサリチル酸塩、カリウムフェナート、硫化カリウムフェナート；一般的な酸酸例えばアルキルベンゼンスルホン酸、アルキルフェノール、脂肪族カルボン酸、ポリアミン、及び多価アルコール誘導ポリイソブチレン誘導体、又はそれらの混合物が挙げられる。
【００７７】
方法１００にしたがって使用されたときの潤滑剤組成物は３０℃（３０３Ｋ）の温度及び０．０５〜５．００ｍ／ｓのエントレインメント速度で１０〜２，０００ｎｍのＥＨＬ膜厚を与える。１２５℃（３９８Ｋ）の温度では、潤滑剤組成物のＥＨＬ膜厚は０．０５〜５．００ｍ／ｓのエントレインメント速度で約１０〜約１，０００ｎｍの範囲である。潤滑剤組成物はまた、３０℃（３０３Ｋ）の温度、約０．８ＧＰａのヘルツ圧力及び０．０５〜５．００ｍ／ｓのエントレインメント速度で約０．０７未満である摩擦係数を示す（図７）。潤滑剤組成物は同様に、１２５℃（３９８Ｋ）の温度、約０．８ＧＰａのヘルツ圧力及び０．０５〜５．００ｍ／ｓのエントレインメント速度で約０．０６未満である摩擦係数を示す（図８）。潤滑剤組成物は３０℃（３０３Ｋ）の温度、約１．８ＧＰａのヘルツ圧力及び０．０２５ｍ／ｓのエントレインメント速度で約０．１５未満である摩擦係数をも示す（図９）。
【００７８】
本発明の様々な形態での前述の説明は、例証及び説明のために提示されている。網羅的であることも、開示される正確な形態に本発明を限定することも意図していない。上記の教示を鑑みて、数々の修正又は変更が可能である。論じられる形態は、本発明の原理及びその実際の用途の最善の例証を提供するよう選択及び記載されており、それにより当業者は、本発明を様々な形態で、かつ企図される特定の用途に適した様々な修正を施して利用することが可能となる。そのような修正及び変更の全ては、それらが公正に、法律的に、かつ衡平に権利を与えられた広さにしたがって解釈されるときに、添付の特許請求の範囲により決定される本発明の範囲内に含まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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