(57)【要約】【課題】  本発明は摩擦係数を大幅に低減させることが可能な潤滑剤組成物を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明は、ａ）潤滑性有機物、ｂ）無機粒子、及びｃ）ケイ素化合物又は有機金属化合物を含む潤滑剤組成物に関する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）潤滑性有機物、ｂ）無機粒子、及びｃ）ケイ素化合物又は有機金属化合物を含む潤滑剤組成物。
【請求項２】
前記無機粒子が金属ケイ素と酸素とを反応させて得られる真球状シリカ粒子である請求項１に記載の潤滑剤組成物。
【請求項３】
前記真球状シリカ粒子の平均粒径が０．０１〜３μｍである請求項２に記載の潤滑剤組成物。
【請求項４】
前記真球状シリカ粒子が疎水処理されている請求項２又は３に記載の潤滑剤組成物。
【請求項５】
前記ケイ素化合物又は有機金属化合物がシラン系カップリング剤、シリコーン油、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、及びジルコニウム系カップリング剤からなる群から選択される少なくとも１種である請求項１〜４のいずれか１項に記載の潤滑剤組成物。
【請求項６】
前記ケイ素化合物又は有機金属化合物が前記潤滑性有機物中に遊離している請求項１〜５のいずれか１項に記載の潤滑剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は潤滑剤組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関、自動変速機、緩衝器、パワーステアリング等の駆動系機器、ギヤ等には、作動を円滑にするために潤滑油が用いられている。
【０００３】
特に内燃機関用潤滑油（エンジンオイル）は各種摺動部分の潤滑のほか、エンジン内の冷却や燃焼生成物の清浄分散、さらには錆や腐食を防止する等の作用を果たす。
【０００４】
このように内燃機関用潤滑油には多様な性能が要求され、しかも近年、内燃機関の高性能化、高出力化、運転条件の過酷化等に伴いより高度な性能が要求されている。
【０００５】
内燃機関では潤滑油が関与する摩擦部分でのエネルギー損失が大きいことから、摩擦損失低減や燃費低減対策として、摩擦調整剤（ＦＭ：フリクションモディファイヤ）等の各種の添加剤を組み合わせた潤滑油が使用されている（例えば、特許文献１）。
また従来から摩擦係数を低減させるために、ＺｎＤＴＰ、コハク酸イミド、カルシウムスルホネート、硫化オキシモリブデンジチオカルバメート（ＭｏＤＴＣ）等が用いられている。
【０００６】
しかしながらこれらの潤滑油はいずれも高油温かつ低速回転の運転条件下では十分な低摩擦係数が得られないという問題があった。
【０００７】
また機能が改善された潤滑油として、特許文献２にはシリカコロイドを含む潤滑油が開示されている。しかしながらシリカコロイドが水中で調製されるために縮合が不完全であり（粒子の中に縮合していない水酸基が多数存在する）、しかもシリカコロイドの粒子が軟らかいために、耐焼き付き性には優れているが摩擦係数を下げる効果は小さい。
【０００８】
また特許文献３には疎水処理された酸化物粒子を含む潤滑油が、特許文献４にはシランカップリング剤を含む潤滑油がそれぞれ開示されているが、どちらの潤滑油も摩擦係数を大きく低減させる効果には乏しい。
【０００９】
【特許文献１】特公平３−２３５９５号公報
【特許文献２】特開平６−７３３８９号公報
【特許文献３】特開平１１−１４０４７６号公報
【特許文献４】特開平８−３３７７８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は摩擦係数を大幅に低減させることが可能な潤滑剤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】
【００１１】
本発明は、以下の発明を包含する。
（１）  ａ）潤滑性有機物、ｂ）無機粒子、及びｃ）ケイ素化合物又は有機金属化合物を含む潤滑剤組成物。
（２）  前記無機粒子が金属ケイ素と酸素とを反応させて得られる真球状シリカ粒子である上記（１）に記載の潤滑剤組成物。
（３）  前記真球状シリカ粒子の平均粒径が０．０１〜３μｍである上記（２）に記載の潤滑剤組成物。
（４）  前記真球状シリカ粒子が疎水処理されている上記（２）又は（３）に記載の潤滑剤組成物。
（５）  前記ケイ素化合物又は有機金属化合物がシラン系カップリング剤、シリコーン油、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、及びジルコニウム系カップリング剤からなる群から選択される少なくとも１種である上記（１）〜（４）のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
（６）  前記ケイ素化合物又は有機金属化合物が前記潤滑性有機物中に遊離している上記（１）〜（５）のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る潤滑剤組成物は摩擦係数を大幅に低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１４】
本発明は、ａ）潤滑性有機物、ｂ）無機粒子、及びｃ）ケイ素化合物又は有機金属化合物を含む潤滑剤組成物に関する。本発明の組成物はａ）〜ｃ）の成分が併用されていることを特徴とし、ａ）とｂ）とを併用した潤滑剤やａ）とｃ）とを併用した潤滑剤と比較して、摩擦係数が大幅に低減されるという点で有利である。そしてこの摩擦係数の低減効果は潤滑剤組成物の入れ替えを行なわない限り維持されるものである。
【００１５】
潤滑性有機物としては、一般に潤滑油用の基油として用いられるものであれば、特に限定されない。即ち鉱油、合成油及びこれらの混合油を用いることができる。鉱油としては、例えば、パラフィン系原油等の常圧蒸留残渣を減圧蒸留して得られる留分を、フルフラール等による溶剤抽出、水素化精製、ＭＥＫ／トルエン等による溶剤脱蝋などの処理方法によって処理することで得られる潤滑油用基油、前記減圧蒸留の残渣を脱瀝して得られる脱瀝油を前記の適宜な処理方法によって処理することで得られる潤滑油用基油、スラックワックス等を水素化異性化して得られる異性化油の適当な留分をＭＥＫ／トルエン溶剤脱蝋して得られる高精製基油、及びこれらの混合物等が使用できる。また合成油としては、例えば、α−オレフィンのオリゴマー、アジピン酸等の二塩基酸と第一級アルコールから合成されるジエステルやネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等のアルコールと１価塩基酸とから合成されるポリオールエステル、アルキルベンゼン、ポリオキシアルキレングリコール、及びこれらの混合物等が挙げられる。混合油としては、上述の鉱油、合成油を二種以上組み合わせたものが挙げられる。
【００１６】
潤滑性有機物は更にまた、上記の潤滑油用基油を含む、エンジンオイル（例えばキャッスルモーターオイル５ｗ−２０, ＡＰＩ規格ＳＬ）、ワニス、工作油、グリス等の通常の潤滑剤であってもよい。
【００１７】
無機粒子は真球度が１．１以下のものが好ましく、真球度が１．０１以下のものがより好ましい。すなわち限り無く真球度が１に近いものが好ましい。真球度が１に近い無機粒子が使用された本発明の潤滑剤組成物は、粒子の凝集が起こり難く、分散状態が安定となり、長期間保存された場合にも粒子の沈降が起こりにくい。
【００１８】
無機粒子の粒径は特に限定されないが、０．０１〜３μｍが好ましく、０．０１〜０．５μｍがより好ましい。無機粒子の粒径がこの範囲内であるとき、粒子の凝集が起こり難く、分散状態が安定となり、長期間保存された場合にも粒子が沈降し難い。
【００１９】
無機粒子の表面は凹凸が少なく平滑であるほど好ましい。粒子の表面が平滑なほど滑る際に抵抗が少ないと考えられる。
【００２０】
無機粒子の化学組成としては、Ｓｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒの酸化物あるいは窒化物が好ましい。かかる酸化物、窒化物は、硬く且つ化学的に安定している。したがって使用中に割れたり、変質したりする恐れが少ない。具体的な無機粒子としてはシリカ、アルミナ、マグネシア、ジルコニアなどを挙げることができる。シリカの１つとして株式会社アドマテックスの商標アドマファインＳＯ−Ｃ２（平均粒径０．５μｍ、真球状）が、アルミナの１つとして同じく株式会社アドマテックスの商標アドマファインＡＯ−５０２（平均粒径０．７μｍ、真球状）がそれぞれ例示される。
【００２１】
無機粒子としては特に、金属ケイ素と酸素とを反応させて得られる真球状シリカが好ましい（上記のアドマファインＳＯ−Ｃ２もその１つである）。真球状シリカ粒子としては他に溶融シリカ等があるがこれは平均粒径が５〜１００μｍと大きく、傷つきの原因となる恐れがあり好ましくない場合がある。またヒュームドシリカも本発明に使用し得る球状の無機粒子であるが、平均粒径が数〜５０ｎｍと小さいため非常に硬い凝集体を形成する恐れがあり好ましくない場合がある。ヒュームドシリカの粒子が凝集すると一次分散することが難しくなり傷つきの原因となる恐れがあるからである。
【００２２】
上記で例示したもの以外にも、タルク、雲母等の無機粒子もまた使用され得る。
【００２３】
上記の無機粒子はその表面が疎水処理されていることが好ましい。疎水処理された無機粒子は潤滑剤組成物中で凝集が起こり難く、分散状態が安定であり、長期間保存された場合にも粒子が沈降し難い。疎水処理の方法としては特に限定されないが、例えば、無機粒子上の官能基に疎水性基を通常の方法で導入する方法を採用することができる。導入される疎水性基としては例えばアルキル基、フェニル基、シロキサン基、エステル基が挙げられる。典型的には、ヘキサメチルジシラザン等のトリメチルシリル化剤、フェニルシラン等のシランカップリング剤、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート（ＫＲＴＴＳ）等のチタネートカップリング剤、又はステアリン酸等の界面活性剤を用いて無機粒子を疎水化することができる。
【００２４】
本発明の潤滑剤組成物はケイ素化合物又は有機金属化合物の一方又は双方を含む。これらの成分が含まれていない場合は摩擦係数が大きくなり本発明の目的は達成されない。本発明に使用され得るケイ素化合物又は有機金属化合物としては、例えば、シラン系カップリング剤、シリコーン油、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、ジルコニウム系カップリング剤が挙げられるがこれらに限らない。シラン系カップリング剤としては、例えばヘプタデカトリフルオロデシルトリメトキシシラン（ｎＣ８Ｆ１７ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３）、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが挙げられるがこれらに限らない。有機金属化合物としてはイソプロピルトリイソステアロイルチタネート（ＫＲＴＴＳ）、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート、ジルコアルミネートが挙げられるがこれらに限らない。
【００２５】
上記のケイ素化合物又は有機金属化合物は、無機粒子の表面もしくは内部又は潤滑油に接する金属表面に結合していてもよいが、潤滑性有機物中に遊離していることがより好ましい。「遊離」とは、潤滑剤組成物中のケイ素化合物又は有機金属化合物が、無機粒子あるいは潤滑油に接する金属表面と結合していない状態である。金属同士の摩擦の場合、摩耗により活性なる面が現れてくるが、潤滑油中に遊離したケイ素化合物又は有機金属化合物が存在する場合には、摩擦熱を用いて、それらの化合物により活性面が速やかに修飾されるため、摩擦摩耗の低減が期待できる。
【００２６】
本発明の潤滑剤組成物において、ａ）潤滑性有機物、ｂ）無機粒子、及びｃ）ケイ素化合物又は有機金属化合物の配合割合は目的に応じて適宜選択され得るものであるが、例えば、潤滑剤組成物全体の重量に基いてａ）は８５．０〜９９．９８重量％、ｂ）は０．０１〜１０．０重量％、ｃ）は０．０１〜５．０重量％であり、好ましくはａ）は８９．５〜９９．８９重量％、ｂ）は０．０１〜７．０重量％、ｃ）は０．１〜３．５重量％であり、より好ましくはａ）は９２．０〜９９．８９重量％、ｂ）は０．０１〜５．０重量％、ｃ）は０．１〜３．０重量％である。
【実施例】
【００２７】
以下に実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。本発明は以下の実施例によってなんら制限されるものではない。
【００２８】
基油となる潤滑性有機物として、キャッスルモーターオイル５ｗ−２０, ＡＰＩ規格ＳＬ（エンジンオイル）を用いて種々の組成物を調製し、その金属間摩擦特性を評価した。
【００２９】
無機粒子としては次のものを用いて試験した。真球状シリカ：株式会社アドマテックス製アドマファインＳＯ−Ｃ２（平均粒径約０．５μｍ）。溶融シリカ（球形）：東海ミネラル製ＥＳ−０７（平均粒径約７．４μｍ）。ヒュームドシリカ：日本アエロジル株式会社製ＡＥＲＯＳＩＬ２００（平均粒径約１２ｎｍ）。
【００３０】
これらのシリカ粒子の疎水処理はヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）を用いて表面水酸基をトリメチルシリル化することにより行なった。疎水処理の手順は次の通りである。過剰量のＨＭＤＳを各シリカ粒子粉体と混合し、室温で３時間放置する。２５０℃で１時間加熱して、疎水処理シリカ粉体を得る。
【００３１】
ケイ素化合物としてはシラン系カップリング剤（ヘプタデカトリフルオロデシルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン又は３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン）を用いた。
【００３２】
潤滑剤組成物の調製は、適宜疎水処理したシリカ粒子を上記エンジンオイルに分散させた後、上記シラン系カップリング剤を適宜添加することにより行なった。シリカ粒子のエンジンオイルへの分散は三本ロールで三回通すことにより行なった。
【００３３】
調製された潤滑剤組成物について金属間摩擦特性を評価するため、ＡＳＴＭ（米国試験材料協会）規格Ｄ２７１４−９４に規定される「Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｆａｌｅｘ  Ｂｌｏｃｋ−ｏｎ−Ｒｉｎｇ  Ｆｒｉｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｗｅａｒ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｍａｃｈｉｎｅ」に準拠して以下に示す条件でＬＦＷ−１摩擦試験を行い摩擦係数を求めた。また摩耗量も併せて測定した。
【００３４】
試験条件
リング：Ｆａｌｅｘ  Ｓ−１０テストリング（ＳＡＥ  ４６２０  Ｓｔｅｅｌ）
ブロック：アルミニウム合金テストブロック（ＡＣ８Ａ−Ｔ５）
油温：８０℃
試験片荷重：４５Ｎ
回転数：２０ｒｐｍ
シリカ粒子の分散状態は顕微鏡観察により評価した。顕微鏡観察により粒子のかたまりが観察されないとき「１次分散」と、粒子のかたまりが観察されたとき「凝集状態」と評価した。
【００３５】
各潤滑剤組成物の保存安定性は３ヶ月間、室温にて放置し、目視により評価した。容器の底に沈殿物がないとき「良」と、容器の底に沈殿物があるとき「沈降あり」と評価した。
【００３６】
各潤滑剤組成物の組成（重量％）及び試験結果を表１に示す。エンジンオイルと５重量％以下の真球状シリカとシラン系カップリング剤とを組み合わせた実験番号４〜９及び１３〜１６の組成物が特に優れた性質を有することがわかる。
【００３７】
【表１】
2005325305.tif 000002