(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
脂肪族連鎖に２つのシクロヘキシル環を有する脂肪族飽和環式炭化水素化合物であって、一般式（１）
【化１】
0003741172.tif 000006
（式中、６角形の中にＨを配した部分はシクロヘキシル環を意味し、Ｒ１、Ｒ２はメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基およびｉ−ブチル基からそれぞれ独立に選択され得て、ｍ１およびｍ２は０≦ｍ１≦５、０≦ｍ２≦５、但し０≦ｍ１＋ｍ２≦９を満足する整数、Ｑ１およびＱ２は炭素数５以上のアルキル基からそれぞれ独立に選択され得て、ｌ１およびｌ２はそれぞれｌ≦ｌ１＋ｌ２≦４を満足する正の整数、ＸおよびＺは水素原子、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基およびｉ−ブチル基からそれぞれ独立に選択され得て、ｎは２≦ｎ≦４を満足する整数であり、そして複数個存在するＸとＺおよびｍ１、ｍ２、ｌ１あるいはｌ２が２以上である場合に複数個存在するＲ１、Ｒ２、Ｑ１、Ｑ２はそれぞれ上記範囲内で独立に選択され得る。）で示される化合物を構成成分Ａとして含有してなることを特徴とするトラクションドライブ用流体。
【請求項２】
該脂肪族連鎖の内少なくとも１つのシクロヘキシル環に隣接する炭素に結合している少なくともＸまたはＺのどちらか一方がアルキル基であり、かつ少なくともＱ１またはＱ２のどちらか一方が炭素数８〜１６の分枝鎖アルキル基である請求項１記載のトラクションドライブ用流体。
【請求項３】
該構成成分Ａに、これよりも低粘度の炭化水素化合物である、（１）炭素数５以上の長鎖アルキル化されていない脂肪族飽和環式炭化水素化合物、または（２）重量平均分子量が１００〜１，０００であるポリ−α−オレフィンを構成成分Ｂとしてさらに含有する請求項１または２記載のトラクションドライブ用流体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トラクションドライブ用流体に関する。さらに詳しくは、広範囲の温度領域で高いトラクション係数を示すトラクションドライブ用流体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トラクションドライブ装置は、円柱または円錐回転体にはさみこまれた流体油膜が流動性を失い硬化することにより生じる剪断に対する抵抗力に起因する、ころがり−すべり摩擦を利用した動力伝達装置であり、自動車無段変速機、産業用無段変速機あるいは水圧機器などに広く用いられてきている。特に近年、自動車用途を中心に高性能化あるいは小型軽量化の研究が進み、トラクションドライブ用流体にも高性能なものが要求されている。
【０００３】
従来、特開昭６０−２２８５９９、特開昭６０−９６６９０、特開昭６０−５８４９５、特開昭５９−１５２９９７等にトラクションドライブ用流体が種々提案されているが、これらのトラクションドライブ用流体の３０℃付近でのトラクション係数は比較的高いが、高温になるにつれトラクション係数が低下し、実走時の油温と考えられる高温域ではトラクション係数が低くトラクションドライブ用流体としては性能面で未だ不十分であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、温度変化によるトラクション係数の変化が小さく、３０℃付近という低温度域でも従来品と同等あるいはそれ以上のトラクション係数を有し、しかも８０〜１２０℃という実走時の温度である高温域においても高いトラクション係数を維持し得るトラクションドライブ用流体を与えることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、温度特性の良いトラクションドライブ用流体の開発について鋭意検討を重ねた結果、脂肪族連鎖に２つのシクロヘキシル環を有する脂肪族飽和環式炭化水素化合物であって、一般式（１）で示される化合物（以下、構成成分Ａと略記すこともある。）が、上記した課題を解決し得る成分となり得ること、ならびに上記構成成分Ａと用いる上記構成成分Ａよりも低粘度の炭化水素化合物であって、（１）炭素数５以上の長鎖アルキル化されていない脂肪族飽和環式炭化水素化合物、または（２）重量平均分子量が１００〜１，０００であるポリ−α−オレフィン（以下、構成成分Ｂと略記することもある。）との混合物が適当な粘度を有するトラクションドライブ用流体となり得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち、第一の発明の要旨は、脂肪族連鎖に２つのシクロヘキシル環を有する脂肪族飽和環式炭化水素化合物であって、一般式（１）で示される化合物を構成成分として含有してなることを特徴とするトラクションドライブ用流体に存し、第二の発明の要旨は、上記構成成分Ａに加えて用いる上記構成成分Ａよりも低粘度の炭化水素化合物であって、（１）炭素数５以上の長鎖アルキル化されていない脂肪族飽和環式炭化水素化合物、または（２）重量平均分子量が１００〜１，０００であるポリ−α−オレフィンをさらに含有することを特徴とするトラクションドライブ用流体に存する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明で構成成分Ａとして用いられる化合物は、具体的に構造式で示せば下記一般式（１）のとおりである。
【０００８】
【化２】
0003741172.tif 000002
【０００９】
（式中、６角形の中にＨを配した部分はシクロヘキシル環を意味し、Ｒ1、Ｒ2はメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基およびｉ−ブチル基からそれぞれ独立に選択され得て、ｍ1およびｍ2は０≦ｍ1≦５、０≦ｍ2≦５、但し０≦ｍ1＋ｍ2≦９を満足する整数、Ｑ1およびＱ2は炭素数５以上のアルキル基からそれぞれ独立に選択され得て、l1およびl2はそれぞれ１≦l1＋l2≦４を満足する正の整数、ＸおよびＺは水素原子、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基およびｉ−ブチル基からそれぞれ独立に選択され得て、ｎは２≦ｎ≦４を満足する整数であり、そして複数個存在するＸとＺおよびｍ1、ｍ2、l1あるいはl2が２以上である場合に複数個存在するＲ1、Ｒ2、Ｑ1、Ｑ2はそれぞれ上記範囲内で独立に選択され得る。）
【００１０】
トラクションドライブ用流体としては、その粘度も重要な因子であり、粘度が高過ぎると攪拌抵抗によるエネルギーロスが大きくなり、動力伝達効率が低下し望ましくない。低粘度であることはこの観点からは好ましいことであるが、一般的に述べて高いトラクション係数を有しながら低粘度の流体を得ることは困難である。この両要因を併せ考えると、トラクションドライブ用流体の粘度にはある一定の限界があり、４０℃における動粘度は１００ｍｍ2／ｓ以下が適当である。また、温度変化による粘度の変化が小さいことも望まれ、その意味では粘度指数が高いことも好ましい一つの因子である。さらに本発明の主目的であるトラクション係数の温度変化が小さいことが勿論必要である。このような各種の要因を考えると、上記した構成成分Ａの内好ましいものは、以下の条件を満足するものである。
【００１１】
高いトラクション係数を得るためには、上記一般式（１）を満足し、かつ脂肪族連鎖の内少なくとも１つのシクロヘキシル環に隣接する炭素に結合している少なくともＸまたはＺのどちらか一方がアルキル基であること、できるだけ多くのＸおよびＺがアルキル基であること、少なくともＱ1またはＱ2のどちらか一方が炭素数８以上、さらに好ましくは炭素数８〜１６のアルキル基であること、またこのアルキル基が分枝鎖アルキル基、例えばプロピレンの３，４，５量体、ブチレン、殊にイソブチレンの２，３，４量体であることが望ましい。
【００１２】
少なくともＱ1またはＱ2のどちらか一方の炭素数が１６を超える程に多過ぎると、殊に直鎖状の場合Ｑ1、Ｑ2の自由度が高くなり屈曲しやすく、トラクション係数の増大にあまり役立たず、逆に分枝が多ければ炭素数の割に鎖長が短くなるとともに分枝の存在によって分子間の係合が増し強い力が加わった時に流動性を失い硬化する度合いが増し、トラクション係数を高めるように作用する。ＸおよびＺが水素原子であるよりもアルキル基であることが高いトラクション係数を得るのに有効であることも分子間での係合を容易にするため、および分子内回転の自由度が下がるためにトラクション係数の向上に役立つものと理解される。
【００１３】
一方、トラクションドライブ用流体の粘度が高くなりすぎないようにするためには、Ｑ1およびＱ2の炭素数を１６以下に保つこと、l1、l2の合計数を１または２とすること、そしてｎの上限を３とすることが好ましい。Ｑ1またはＱ2のどちらか一方でも炭素数またはその結合数が多過ぎたり、ｎが多過ぎたりすると分子が長くなり必然的に粘度が増大するが、その割りにトラクション係数は改善されない。Ｑ1、Ｑ2が炭素数５未満のアルキル基ではトラクション係数の改善効果は殆ど得られない。
【００１４】
上記から、本発明の構成成分Ａとして適当ないくつかの例を示せば、１，２−ジシクロヘキシルプロパン、１，２−ジシクロヘキシル−２−メチルプロパン、２，３−ジシクロヘキシルブタン、２，３−ジシクロヘキシル−２−メチルブタン、２，３−ジシクロヘキシル−２，３−ジメチルブタン、１，３−ジシクロヘキシルブタン、１，３−ジシクロヘキシル−３−メチルブタン、２，４−ジシクロヘキシルペンタン、２，４−ジシクロヘキシル−２−メチルペンタン、２，４−ジシクロヘキシル−２，４−ジメチルペンタン、１，３−ジシクロヘキシル−２−メチルブタン、２，４−ジシクロヘキシル−２，３−ジメチルブタン、２，４−ジシクロヘキシル−２，３−ジメチルペンタンの１または２個のシクロヘキシル環の水素原子の１または２個を炭素数８〜１６のアルキル基で置換した化合物である。上記アルキル基のシクロヘキシル環への置換位置は任意であり、何等特定されない。
【００１５】
本発明で用いる構成成分Ａは単一の化合物であってもよいし、また上記一般式（１）を満足する複数の化合物の混合物であってもよい。本発明で用いられる構成成分Ａはどのような方法で製造されたものでもよく、本発明は構成成分Ａの製法によって何等規制されるものではない。構成成分Ａの製法の一例を示せば、脂肪族連鎖に２個の芳香環を有する化合物の芳香環をフリーデルクラフツ反応によってアルキル化した後、核水素化するものである。さらにその一例を具体的に示せば以下のとおりである。
【００１６】
【化３】
0003741172.tif 000003
（式中、Ｑ′は
【化４】
0003741172.tif 000004
であり、l′およびl″は付加しているＱ′の個数である）は、α−メチルスチレン２量体の芳香核以外の二重結合部を例えばＰｄ／Ｃ水素添加触媒を用いて、水素圧０．１ＭＰａ、温度２５℃の条件下、１０〜２０時間水素化した後、ジイソブチレンをアルキル化剤とし、例えばＡｌＣｌ3触媒を用いて６０℃、３時間フリーデルクラフツ反応を行い、その後例えばニッケル系水素添加触媒を用いて水素圧６．１ＭＰａ、温度２００℃、３時間の条件で核水素化を行うという手順で合成することができる。なお、本明細書においては、圧力は特記しない限りは絶対圧で表示してある。
【００１７】
このように、原料である脂肪族連鎖に２個の芳香環を有する化合物とアルキル化剤を種々選択し組み合わせることにより任意の希望する構成成分Ａを製造することができる。この時使用するフリーデルクラフツ反応の触媒としては、ＡｌＣｌ3、ＡｌＢｒ3等一般にフリーデルクラフツ反応に用いることができる触媒であれば特に制限はない。アルキル化剤としては、ジイソブチレン、トリイソブチレン、プロピレンの２，３，４量体、１−ヘキセン、１−ペンテン等炭素数が５以上のオレフィンまたはハロゲン化アルキルであれば用いることができる。
【００１８】
トラクション係数をより高くするためには、特に分枝鎖を多く持つジイソブチレン、トリイソブチレン等のアルキル化剤が好ましい。
【００１９】
核水素化を含めて水素化は、Ｐｄ／Ｃの如き貴金属系水素添加触媒、Ｎ−１１３（日揮化学製）の如きニッケル系水素添加触媒等水素化に通常用いられる触媒であれば特に制限はない。
【００２０】
またこれらの構成成分Ａは、単独では粘度が比較的高いので、本発明のトラクションドライブ用流体は、そこで用いる構成成分Ａよりも低粘度の炭化水素化合物を構成成分Ｂとしてさらに含むことができる。これらの添加され得る炭化水素のトラクション係数が高ければ高い程、それらが配合されたトラクションドライブ用流体のトラクション係数も高く保てるので、事情が許すならばできるだけ高いトラクション係数を有する炭化水素の使用が好ましい。好ましいものの例は、（１）炭素数５以上の長鎖アルキル化されていない脂肪族飽和環式炭化水素化合物、または（２）重量平均分子量が１００〜１，０００であるポリ−α−オレフィンである。さらに具体的には、例えば、２−メチル−２，４−ジシクロヘキシルペンタン、２−メチル−２，４−ジシクロヘキシルブタンまたはジシクロペンタジエン、トリシクロペンタジエンの水素化物等の長鎖アルキル化されていない脂肪族飽和環式化合物または分子量が１００〜１，０００のポリ−ｎ−ブテン、ポリイソブチレン等のポリ−α−オレフィンあるいはポリ−α−オレフィンの水素化物を混合することによりトラクションドライブ用流体の流動性を改善することができる。
【００２１】
すなわち、例えば構成成分Ａの合成に際して得られる核水素化後の反応生成物は、一般に脂肪族連鎖に２つのシクロヘキシル環を有する脂肪族飽和環式炭化水素化合物の炭素数５以上の長鎖アルキル化体、炭素数５以上の長鎖アルキル化されていない２つのシクロヘキシル環を脂肪族連鎖に有する脂肪族飽和環式炭化水素化合物およびアルキル化に消費されなかったポリ−α−オレフィンの水素化物の内の２種または３種の混合物であるので、この反応生成物から構成成分Ａを特に分離することなく反応生成物をそのまま本発明のトラクションドライブ用流体として使用することもできる。
【００２２】
それらの配合比は、構成成分Ａ／構成成分Ｂが８／２〜１／９（重量比）、好ましくは７／３〜２／８である。これ以上構成成分Ａが多くなると粘度が高くなり過ぎる場合があり攪拌抵抗によるエネルギーロスが大きくなりやすい。また構成成分Ａがこれより少ないと構成成分Ａに基づくトラクション係数向上効果が実質的に失われる。
【００２３】
なお、本発明のトラクションドライブ用流体は、用途に応じて酸化防止剤、摩耗防止剤、清浄分散剤、粘度指数向上剤等当分野において周知の種々の添加剤を０．０５〜１０重量％程度加えて調製することもできる。
【００２４】
【実施例】
以下、製造例、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、これらにより本発明が制約されるものではない。
【００２５】
なお、実施例および比較例で得たトラクションドライブ用流体の評価はつぎの方法で行った。トラクション係数：四円筒式摩擦試験機を用いて駆動軸回転数２，０００rpm（４．１９ｍ／ｓ）、すべり率５％、法線荷重３９５Ｋｇ、試験油温度３０℃〜１２０℃において測定した法線荷重に対する伝達された接線力の比で表示した。
【００２６】
製造例−１
ジイソブチレンでアルキル化された２−メチル−２，４−ジシクロヘキシルペンタンの製造
α−メチルスチレン２量体１０００ｇ、シクロヘキサン５０００ｇ、Ｐｄ／Ｃ水素添加触媒（和光純薬（株）製）１０ｇを攪拌機付き１０ lオートクレーブに入れ密封した。オートクレーブ内をＨ2で０．１ＭＰａに保ち、室温（２５℃）で１８時間攪拌した。その後、オートクレーブを開封し、Ｐｄ／Ｃ触媒をろ過後、シクロヘキサンを留去すると、２−メチル−２，４−ジフェニルペンタン１００８ｇを得た。次に、２−メチル−２，４−ジフェニルペンタン１００８ｇおよびＡｌＣｌ3 １００．８ｇを塩化カルシウム管、冷却管および滴下漏斗を取り付けた１０ lの三つ口反応容器に入れた。攪拌しながら滴下漏斗よりジイソブチレン２０１６ｇを３０分かけて滴下後、６０℃まで昇温し、３時間攪拌した。反応容器を氷浴で冷却しながら蒸留水３，０００ｇを３０分かけて滴下し、ＡｌＣｌ3を分解した。その後、静置して有機層を分離し、無水Ｎａ2ＳＯ4による脱水を行うことにより、２−メチル−２，４−ジフェニルペンタンのアルキル化体とジイソブチレンの２量体〜多量体を含む混合物を３０００ｇ得た。この反応液全量およびシクロヘキサン３００００ｇ、Ｎ−１１３ニッケル系水素添加触媒（日揮化学製）３００ｇを５０ lオートクレーブに入れ密封し、水素圧６．１ＭＰａ、２００℃で２時間核水素化を行い、冷却後、触媒をろ過により除去し、シクロヘキサンを留去した。反応液を減圧蒸留にて蒸留し、２ｍｍＨｇ、１６５〜１８０℃の留分１６００ｇを得た（Ａ−１成分）。このＡ−１成分は、物質収支から求めると、２−メチル−２，４−ジシクロヘキルペンタン１分子当りジイソブチル基が平均１．６個導入されているものである。
【００２７】
実施例−１
Ａ−１成分６００ｇ、２−メチル−２，４−ジシクロヘキシルペンタン６００ｇを混合し、トラクションドライブ用流体Ｔ−１を得た。
【００２８】
実施例−２
Ａ−１成分６００ｇ、ポリイソブチレン（商品名：パールリームＥＸ、日本油脂製、重量平均分子量３００）１４００ｇを混合し、トラクションドライブ用流体Ｔ−２を得た。
【００２９】
実施例−３
Ａ−１成分１４００ｇ、ポリイソブチレン６００ｇを混合し、トラクションドライブ用流体Ｔ−６を得た。
【００３０】
比較例−１
この比較例で用いた流体（Ｔ−３）は、実施例１の流体の一成分である２−メチル−２，４−ジシクロヘキシルペンタンのみからなる流体である。
【００３１】
比較例−２
この比較例で用いた流体（Ｔ−４）は、実施例２の流体の一成分であるポリイソブチレンのみからなる流体である。
【００３２】
比較例−３
この比較例で用いた流体（Ｔ−５）は、２−メチル−２，４−ジシクロヘキシルペンタン６００ｇ、ポリイソブチレン３００ｇからなる流体である。
【００３３】
実施例−１、２および３ならびに比較例−１、２および３の流体の粘度を表１に、そしてそれらの流体のトラクション係数と温度との関係を図１に示す。
【００３４】
0003741172.tif 000005
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、トラクション係数が高い脂肪族連鎖に２つのシクロヘキシル環を有する脂肪族飽和環式炭化水素化合物に炭素数５以上の長鎖アルキル基を導入した一般式（１）の化合物を構成成分とすることにより、高温での分子運動の自由度を低くしたため、高温トラクション係数の低下がさらに抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例−１、２および３ならびに比較例−１、２および３の流体のトラクション係数と温度との関係を、温度を横軸にそしてトラクション係数を縦軸にとって示したグラフである。
【図１】
0003741172.tif 000007