(57)【要約】  【課題】      特に高い湿式摩擦材トルク容量と良好なμ−Ｖ特性を有する自動変速機油や無段変速機油に使用される変速機用潤滑油組成物を提供する。  【解決手段】  基油に硫黄含有コハク酸イミド誘導体を配合してなる変速機用潤滑油組成物である。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基油に硫黄含有コハク酸イミド誘導体を配合してなる変速機用潤滑油組成物。
【請求項２】
硫黄含有コハク酸イミド誘導体の末端が、下記一般式（Ｉ）
【化１】
2005139238.tif 000006
（式中、Ｒは炭素数４〜２５の炭化水素基、Ｒ1は水素原子又は炭素数１〜２０の炭化水素基を示し、ｍは1〜８の整数を示し、ｘは１又は２を示し、ｚは１〜９の整数を示す。）
で表される構造を有する請求項１記載の変速機用潤滑油組成物。
【請求項３】
硫黄含有コハク酸イミド誘導体が、コハク酸イミド化合物とチオール基を有する化合物との反応物である請求項１又は２に記載の変速機用潤滑油組成物。
【請求項４】
チオール基を有する化合物が、チオグリコール酸エステルである請求項３記載の変速機用潤滑油組成物。
【請求項５】
湿式クラッチ又は湿式ブレーキを有する変速機用である請求項１〜４のいずれかに記載の変速機用潤滑油組成物。
【請求項６】
自動変速機油又は無段変速機油である請求項１〜５のいずれかに記載の変速機用潤滑油組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速機用潤滑油組成物に関し、さらに詳しくは、特に高い湿式摩擦材トルク容量と良好なμ（摩擦係数）−Ｖ（すべり速度）特性を有する自動変速機油や無段変速機油として使用される変速機用潤滑油組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球規模の環境問題を背景に二酸化炭素排出量の低減を目的として、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。
一方、動力伝達効率向上の一手段として、近年自動車の自動変速機、無段変速機に燃費向上に有効なロックアップクラッチが採用されるようになってきた。この機構の下では、変速機はトルクコンバーターに内蔵されている。ロックアップクラッチの機能は走行条件に応じてエンジンの駆動力を直接変速機に伝達し、トルクコンバーター駆動と直接駆動の切替えを適当なタイミングで行うことによりトルクコンバーターの効率を向上させることである。
従来、自動変速機用潤滑油、無段変速機用潤滑油には摩擦調整剤としてリン酸エステル、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド等を用いることが提案されている。しかしながら、このような摩擦調整剤の配合は、ロックアップクラッチ部の低速滑り領域の摩擦係数を低下させ、また湿式クラッチの摩擦係数を大幅に低下させ、伝達トルク容量を確保できなくなる難点があった。そのため、伝達トルク容量を高くすることを目的に、カルシウムスルフォネート等の金属系清浄剤を配合していた。しかし、これらの添加により、長時間の使用による摩擦材の目詰まりが生じ、それに伴う摩擦係数の低下やロックアップクラッチ部のμ−Ｖ特性の悪化など摩擦特性が悪化するという問題があった。
【０００３】
このような問題に対処するために、例えば低速域でシャダー振動防止性を維持し、湿式クラッチの高トルク容量と良好な変速特性を示すとして、炭素数８〜３０の炭化水素基を有するビスイミド及びモノイミドを含む潤滑油組成物が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、低速域でシャダー振動防止性を維持し、クラッチの剥離を防止するとして、炭素数８〜３０の炭化水素基を有するビスイミド化合物とホウ素変性された無灰分散剤を含む潤滑油組成物が開示されている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、これらの潤滑油組成物では、十分なトルク容量が確保できないという問題があった。
以上の背景を踏まえ、自動変速機油、無段変速機油に対して、金属分を含まない、あるいは金属分の含有量を低くしながら、要求される湿式摩擦材の摩擦特性を満足させる技術、特に湿式クラッチの摩擦係数を高くする技術の開発が求められている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１０５４７８号公報
【特許文献２】特開２００１−２８８４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような状況下でなされたもので、特に高い湿式摩擦材トルク容量と良好なμ−Ｖ特性を有する自動変速機油や無段変速機油に使用される変速機用潤滑油組成物を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、硫黄含有コハク酸イミド誘導体が、潤滑油添加剤として、その目的に適合し得ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
【０００７】
すなわち、本発明は、
（１）基油に硫黄含有コハク酸イミド誘導体を配合してなる変速機用潤滑油組成物、
（２）硫黄含有コハク酸イミド誘導体の末端が、下記一般式（Ｉ）
【０００８】
【化１】
2005139238.tif 000002
【０００９】
（式中、Ｒは炭素数４〜２５の炭化水素基、Ｒ1は水素原子又は炭素数１〜２０の炭化水素基を示し、ｍは1〜８の整数を示し、ｘは１又は２を示し、ｚは１〜９の整数を示す。）
で表される構造を有する上記（１）の変速機用潤滑油組成物、
（３）硫黄含有コハク酸イミド誘導体が、コハク酸イミド化合物とチオール基を有する化合物との反応物である上記（１）、（２）の変速機用潤滑油組成物、
（４）チオール基を有する化合物が、チオグリコール酸エステルである上記（３）の変速機用潤滑油組成物、
（５）湿式クラッチ又は湿式ブレーキを有する変速機用である上記（１）〜（４）の変速機用潤滑油組成物、及び
（６）自動変速機油又は無段変速機油である上記（１）〜（５）の変速機用潤滑油組成物、
を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、特に高い湿式摩擦材トルク容量と良好なμ−Ｖ特性を有する自動変速機油や無段変速機油などに使用される変速機用潤滑油組成物を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の変速機用潤滑油組成物は、基油に硫黄含有コハク酸イミド誘導体を配合してなるものである。その添加剤として使用される硫黄含有コハク酸イミド誘導体は、硫黄とコハク酸イミドを含んだ化合物であれば特に限定されないが、末端に下記の一般式（Ｉ）
【００１２】
【化２】
2005139238.tif 000003
【００１３】
（式中、Ｒ、Ｒ1、ｍ、ｘ及びｚは前記に同じである。）
で表される構造を有する化合物（以下化合物Ｘという。）、コハク酸イミド化合物とチオール基を有する化合物との反応物（以下、化合物Ｙという。）が好ましい。
先ず、化合物Ｘについて述べる（詳細は特開平５−２９５３８１号公報参照のこと）。
化合物Ｘは、（ａ）アルケニルまたはアルキルコハク酸、アルケニルまたはアルキル無水コハク酸、（ｂ）アミン、（ｃ）下記一般式（II）
【００１４】
【化３】
2005139238.tif 000004
【００１５】
（式中、Ｒ、ｍ、ｘ及びｚは前記に同じである。）
で表される硫化アルキルフェノール及び（ｄ）アルデヒドをモル比（ａ）：（ｂ）：（ｃ）：（ｄ）＝１〜１０：１：１〜１０：１〜１０の割合で、好ましくは１〜２：１：１〜２：１〜５の割合で反応させて得られるマンニッヒ反応生成物である。その反応生成物には二種類あり、その一つは、（ａ）と（ｂ）を反応させて得られるコハク酸イミド中間体を（ｄ）の存在下において（ｃ）と反応させて（この方法を方法Ａと称する。）得られる反応生成物である。あるいは、上記の（ｃ）と（ｄ）と（ｂ）を反応させて得られる中間体を（ａ）と反応させて（この方法を方法Ｂと称する。）得られる反応生成物である。
【００１６】
方法Ａにおける（ａ）と（ｂ）の反応は、約１００〜２５０℃、好ましくは約１５０〜２００℃で行う。反応を行うに際して溶剤、例えば炭化水素化合物等の有機溶剤を使用することもできる。得られた中間体と（ｄ）の存在下における（ｃ）との反応は、約０〜２００℃、好ましくは約５０〜１５０℃で行う。
【００１７】
また、方法Ｂにおける（ｃ）と（ｄ）と（ｂ）の反応は、約０〜２００℃、好ましくは約５０〜１５０℃で行う。得られた中間体と（ａ）との反応は約１００〜２５０℃、好ましくは約１５０〜２００℃で行う。
【００１８】
上記において、（ａ）成分のコハク酸類において、アルケニル又アルキルとしては、炭素数５〜３５０の炭化水素基を挙げることができる。具体的にはポリブテニル基、ポリイソブテニル基が挙げられる。この（ａ）成分は、エチレン，プロピレン，ブテン，ブタジエン，デセン，ヘキサデセン等の炭素数２〜約２０のモノオレフィン，ジオレフィン等の重合物又は共重合物あるいはそれらの混合物とマレイン酸又は無水マレイン酸とから導かれるもので公知の方法で製造することができる。
【００１９】
（ｂ）成分のアミンとして、例えばエチレンジアミン、プロパンジアミン、プタンジアミン、Ｎ−メチル−１，３−プロパンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−１，３−プロパンジアミン等のアルキレンジアミン、及び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などを挙げることができる。
【００２０】
（ｃ）成分の硫化アルキルフェノールは、通常、前記の一般式（II）で表されるものである。その式において、ｍは１〜８、好ましくは１〜２であり、ｚは１〜９、好ましくは１〜３である。また、ｘは１〜２、好ましくは１である。Ｒは炭素数約４〜２５、好ましくは炭素数約８〜２２の炭化水素基であり、例えばアルキル基，アルケニル基，アラルキル基等であり、具体的にはブチル，ペンチル，ヘキシル，オクチル，ノニル，デシル，ドデシル，ヘキサデシル等の炭化水素基、あるいは流動パラフィン，ワックス，オレフィン重合体（ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリブテン等）の石油炭化水素から誘導される基、又はこれらの混合基である。
使用される硫化アルキルフェノールとしては、通常、ｐ−ｔ−ブチルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール、ドデシルフェノール、ヘキサデシルフェノール、エイコシルフェノールなどのアルキルフェノールと硫黄等から導かれるもので公知の方法で製造したものでよい。
【００２１】
（ｄ）成分のアルデヒドは、通常一般式（III）
Ｒ1ＣＨＯ          ・・・（III）
によって表される。この式において、Ｒ1は水素原子又は炭素数１〜２０の炭化水素基を示す。炭化水素基は、アルキル基，アラルキル基，シクロアルキル基，アリール基，アルカリール基，アルケニル基またはアルキニル基である。Ｒ1は不活性的に置換されていてもよい。Ｒ1がアルキル基である場合は、通常メチル，エチル，ｎ−プロピル，イソプロピル，ｎ−ブチル，イソブチル，ｓｅｃ−ブチル，ペンチル，オクチル，デシル，オクタデシル等である。Ｒ1がアラルキル基である場合は、通常ベンジル，β−フェニルエチル等である。Ｒ1がシクロアルキル基である場合は、通常シクロヘキシル，シクロヘプチル，シクロオクチル，２−メチルシクロヘプチル，３−ブチルシクロヘキシル，３−メチルシクロヘキシル等である。Ｒ1がアリール基である場合は、通常フェニル，ナフチル等である。Ｒ1がアルカリール基である場合は、通常トリル，キシリル等である。Ｒ1がアルケニル基である場合は、通常ビニル，アリル，１−ブテニル等である。Ｒ1がアルキニル基である場合は、通常エチニル，プロピニル，ブチニル等である。
【００２２】
Ｒ1は不活性的に置換されていてもよく、すなわちアルキル，アリール，シクロアルキル，エーテル，ハロゲン，ニトロ等のような無反応性置換基を含んでいてもよい。不活性的に置換されたＲ1としては、通常３−クロロプロピル，２−エトキシエチル，カルボエトキシメチル，４−メチルシクロヘキシル，ｐ−クロロフェニル，ｐ−クロロベンジル，３−クロロ−５−メチルフェニル等が挙げられる。好ましいＲ1は水素原子又はアルキル基、すなわち炭素数１〜１０のアルキル基，例えばメチル，エチル，ｎ−プロピル，イソプロピル，ブチル類，ペンチル類，ヘキシル類，オクチル類，デシル類等をはじめとする基である。Ｒ1は水素原子であることが特に好ましい。
好ましく使用されるアルデヒドは、具体的には、ホルムアルデヒド，パラホルムアルデヒド，エタナール，プロパナール，ブタナールなどである。
【００２３】
また、上記製造法Ａにおいて、コハク酸イミドが中間体となるが、ホウ素化コハク酸イミドでもよく、コハク酸イミドに、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。上記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、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用いることができる。
【００２４】
次に、化合物Ｙは、前記製造法Ａの中間体のコハク酸イミドとチオール基を有する化合物を、通常５０〜２５０℃で反応させて製造することができる。チオール基を有する化合物は、チオール基を１個または複数有してもよく、他の官能基を有していてもよい。例えば、アルキルチオール、チオグリコール酸、チオグリコール酸エステルなどが挙げられ、中でもチオグリコール酸エステルが好ましい。
【００２５】
本発明の変速機用潤滑油組成物は、鉱油系及び／又は合成系の基油と、前述の硫黄含有コハク酸イミド誘導体を含むものであり、その硫黄含有コハク酸イミド誘導体の含有量は、前記効果を有効に発揮し得る点から、０．０１〜５０質量％の範囲が好ましく、さらに０．１〜２０質量％の範囲が好ましい。
本発明の組成物の基油としては、鉱油および合成油のいずれを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、具体例としては、溶剤精製または水素精製による軽質ニュートラル油、中質ニュートラル油、重質ニュートラル油又はブライトストックなどを挙げることができる。
【００２６】
また、合成油としては、やはり従来公知の種々のものが使用可能であり、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、更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。
上記基油としては、１００℃における動粘度が１〜３０ｍｍ2／ｓであると共に％ＣAが２０％以下であるものが好ましい。該動粘度が上記範囲にあれば、自動変速機のギヤ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がより好ましく、３〜１０ｍｍ2／ｓであることが特に好ましい。％ＣAが２０％以下であると低温特性が良好であり、特に％ＣAが１０％以下が好ましい。
【００２７】
本発明の変速機用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、さらに本発明で使用する硫黄含有コハク酸イミド誘導体以外の無灰分散剤、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、又は数種組み合わせて配合してもよく、本発明で使用される硫黄含有コハク酸イミド誘導体はこれらの効果を阻害するものではない。
このようにして調製された本発明の変速機用潤滑油組成物は、高い湿式摩擦材トルク容量と良好なμ−Ｖ特性を有する自動変速機油や無段変速機油として好適であり、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の潤滑油として用いることができる。
【実施例】
【００２８】
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。
なお、各例における潤滑油組成物の性能は、以下に示す方法に従って評価した。
（１）湿式摩擦材トルク容量及びμ−Ｖ特性の評価
低速滑り試験機を用い、下記の試験条件で試験を実施し、湿式摩擦材トルク容量を２５０ｒｐｍにおける摩擦係数（μ２５０）により評価し、μ−Ｖ特性をμ比（μ５０／μ１）の値で評価した。上記μ２５０の値が高いほど高トルク容量であることを示し、μ５０／μ１の値が１より大きければ可とする。
μ１は１ｒｐｍにおける摩擦係数を示し、μ５０は５０ｒｐｍにおける摩擦係数を示す。
＜試験条件＞
・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      ：０．９８ＭＰａ
・測定      ：１〜３００ｒｐｍ，ステップ
【００２９】
実施例１
（１）潤滑油添加剤の製造
１リットルのオートクレーブ中に、ポリブテン（Ｍｗ：９８７）１，１００ｇ、臭化セチル６．４ｇ（０．０２１モル）、無水マレイン酸１１５ｇ（１．２モル）を入れ、窒素置換し、２４０℃で５時間反応させた。２１５℃に降温し、未反応の無水マレイン酸と臭化セチルを減圧留去し、１４０℃に降温してろ過することによりポリブテニル無水コハク酸を得た。
２リットルセパラブルフラスコ中に、得られたポリブテニル無水コハク酸５００ｇ，テトラエチレンペンタミン（ＴＥＰＡ）６４ｇ( ０．３４モル)，鉱油３００ｇを入れ、窒素気流下１５０℃で２時間反応させた。２００℃に昇温し未反応のＴＥＰＡと生成水を減圧留去し、１４０℃に降温してろ過することによりポリブテニルコハク酸イミドを得た。
１リットルセパラブルフラスコ中に、上記で得られたポリブテニルコハク酸イミド２３７ｇとホウ酸２８．０ｇを入れ、窒素気流下１５０℃で４時間反応させた。１５０℃で生成水を減圧留去し、１４０℃に降温してろ過することにより、ホウ素化ポリブテニルコハク酸イミドを得た。
５００ミリリットルセパラブルフラスコ中に、得られたホウ素化ポリブテニルコハク酸イミド１１１ｇ，硫化ヘキサデシルフェノール（硫黄分：４．９４質量％）３５．７ｇ及びパラホルムアルデヒド３．４ｇ(０．１１３モル)を入れ、１２０℃で４時間、更に１６０℃で１時間反応させた。１６０℃で未反応のパラホルムアルデヒドと生成水を減圧留去し、１４０℃に降温してろ過することにより潤滑油添加剤を得た。
（２）潤滑油組成物の調製、性能評価
基油として１５０ニュートラル相当の鉱物油を使用し、該鉱物油９４．６質量％と上記（１）で得られた潤滑油添加剤５．４質量％を含む潤滑油組成物を調製し、その性能を評価した。結果を第１表に示す。
【００３０】
実施例２
（１）潤滑油添加剤の製造
２００ミリリットルのセパラブルフラスコに、ホウ素化アルケニルイミド（モノタイプ、アルケニル基；平均分子量９６０のポリブテニル基、ホウ素含有量：１．０質量％）０．０６モルとチオグリコール酸−２−エチルヘキシル０．０６モルを入れ、窒素気流下１２０℃で３時間反応させた後、１５０℃で３時間反応させた。
（２）潤滑油組成物の調製、性能評価
基油として１５０ニュートラル相当の鉱物油を使用し、該鉱物油９０．６質量％と上記（１）で得られた潤滑油添加剤９．４質量％を含む潤滑油組成物を調製し、その性能を評価した。結果を第１表に示す。
【００３１】
比較例１
（１）潤滑油添加剤
ポリブテニルコハク酸イミド（モノタイプ、ポリブテニル基：平均分子量９６０）を使用した。
（２）潤滑油組成物の調製、性能評価
基油として１５０ニュートラル相当の鉱物油を使用し、該鉱物油９２．０質量％と上記の潤滑油添加剤８．０質量％を含む潤滑油組成物を調製し、その性能を評価した。結果を第１表に示す。
【００３２】
比較例２
（１）潤滑油添加剤
ポリブテニルコハク酸イミド（ビスタイプ、ポリブテニル基：平均分子量９６０）を使用した。
（２）潤滑油組成物の調製、性能評価
基油として１５０ニュートラル相当の鉱物油を使用し、該鉱物油８４．７質量％と上記の潤滑油添加剤１５．３質量％を含む潤滑油組成物を調製し、その性能を評価した。結果を第１表に示す。
【００３３】
比較例３
（１）潤滑油添加剤
ホウ素化ポリブテニルコハク酸イミド（ポリブテニル基：平均分子量９６０、ホウ素含有量：２．０質量％）を使用した。
（２）潤滑油組成物の調製、性能評価
基油として１５０ニュートラル相当の鉱物油を使用し、該鉱物油９３．２質量％と上記の潤滑油添加剤６．８質量％を含む潤滑油組成物を調製し、その性能を評価した。結果を第１表に示す。
【００３４】
比較例４
（１）潤滑油添加剤の製造
２００ミリリットルのセパラブルフラスコにポリブテニルコハク酸イミド（モノタイプ、ポリブテニル基：平均分子量９６０）０．０３５モルとノニルフェノール０．１０５モルとパラホルムアルデヒド０．１２モルを入れ、１２０℃で４時間、更に１６０℃で１時間反応させた。１６０℃で未反応のパラホルムアルデヒドと生成水を減圧留去し、反応生成物を得た。
（２）潤滑油組成物の調製、性能評価
基油として１５０ニュートラル相当の鉱物油を使用し、該鉱物油９１．７質量％と上記（１）で得られた潤滑油添加剤８．３質量％を含む潤滑油組成物を調製し、その性能を評価した。結果を第１表に示す。
【００３５】
比較例５
（１）潤滑油添加剤の製造
比較例４において、ポリブテニルコハク酸イミドの代わりにホウ素化ポリブテニルコハク酸イミド（ホウ素含有量：１．０質量％）を使用したこと以外は比較例４と同様に製造した。
（２）潤滑油組成物の調製、性能評価
基油として１５０ニュートラル相当の鉱物油を使用し、該鉱物油９１．２質量％と上記（１）で得られた潤滑油添加剤８．８質量％を含む潤滑油組成物を調製し、その性能を評価した。結果を第１表に示す。
【００３６】
【表１】
2005139238.tif 000005
【００３７】
以上の結果から明らかなように、本発明の実施例１、２の潤滑油組成物は、いずれも伝達トルク容量を高く保持すると共に、μ比（μ５０／μ１）が１より大きい。これに対し、比較例１〜５の潤滑油組成物は、伝達トルク容量が不十分であり、さらにμ比が１未満である。