潤滑剤組成物
【課題】 不揮発性であって、優れた潤滑性能を奏することができるうえに、高イオン伝導性を有し、様々な分野に好適に適用可能な潤滑剤組成物を提供する。
【解決手段】 イオン性液体を含んでなる潤滑剤組成物、及び、下記一般式（１）；
【化１】
（式中、Ｘは、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ａｓ及びＳｅからなる群より選択される少なくとも１種の元素を表す。Ａ及びＢは、同一又は異なって、有機連結基を表す。Ｑは、有機基を表す。ａは、１以上の整数であり、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは、０以上の整数である。）で表されるアニオンを有するイオン性化合物を含んでなる潤滑剤組成物である。
【解決手段】 イオン性液体を含んでなる潤滑剤組成物、及び、下記一般式（１）；
【化１】
（式中、Ｘは、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ａｓ及びＳｅからなる群より選択される少なくとも１種の元素を表す。Ａ及びＢは、同一又は異なって、有機連結基を表す。Ｑは、有機基を表す。ａは、１以上の整数であり、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは、０以上の整数である。）で表されるアニオンを有するイオン性化合物を含んでなる潤滑剤組成物である。
【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。より詳しくは、金属加工、自動車、モーター、ベアリング等の各種産業機械等の他、様々な分野において、摩耗を抑制すること等を目的として使用される潤滑材料として有用な潤滑剤組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
潤滑材料は、例えば、金属加工、自動車、モーター、ベアリング等の各種産業機械等の他、様々な分野において、摩耗を抑制すること等を目的として広く使用されている。このような潤滑材料としては、従来、鉱油からなる鉱物性潤滑材料や化学的に合成した合成潤滑材料、動植物系油脂からなる脂肪性潤滑材料、鉱油と動植物油脂とを混合した混成潤滑材料、鉱油と合成油とを混合した混成潤滑材料等が一般的に使用されている。中でも、近年では、化学的に種々に変性合成ができる合成潤滑材料の使用が増加しており、特にエステル系の潤滑材料は、各種の分野で好適に使用されている。しかしながら、エステル系潤滑材料においては、エステル単体では充分な耐摩耗性を発揮できないという点において工夫の余地があった。
【０００３】
そこで、エステル系化合物を主成分とする基油に、特定のリン系化合物及びアミン化合物を配合した潤滑油組成物が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、この潤滑油組成物では、揮発性の点において改善の余地があり、また、潤滑性能をより充分に向上させることにより、様々な分野に好適に適用できるものとするための工夫の余地があった。また、磁気ディスク装置等に用いられている流体軸受装置に関し、軸受部材と軸部材との隙間に充填する潤滑剤に、導電性付与剤としてイオン性液体を添加する手法が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。しかしながら、潤滑剤としての性能を充分に発揮させることにより、多くの分野において好適に用いることができる潤滑材料を得るための工夫の余地があった。
【特許文献１】特開平５−０１７７９４号公報（第２頁）
【特許文献２】特開２００４−１８３８６８号公報（第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、不揮発性であって、優れた潤滑性能を奏することができるうえに、高イオン伝導性を有し、様々な分野に好適に適用可能な潤滑剤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】
【０００５】
本発明者らは、潤滑材料について種々検討したところ、イオン性物質を含有するものとすると、低粘性となり、潤滑性能を充分に発揮できることを見いだし、イオン性液体を含んでなる潤滑剤組成物としたり、特定のアニオンを有するイオン性化合物を含んでなる潤滑剤組成物としたりすると、沸点を有しないために揮発がなく、しかも優れた潤滑性能を有するとともに、高イオン伝導性をも併せ持つことができることを見いだし、潤滑材料として様々な分野に好適に適用できることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到した。そして、このような潤滑剤組成物が、例えば、金属加工、自動車、モーター、ベアリング等の各種産業機械等の磨耗等を抑制のための潤滑剤；冷凍機や油圧装置等の作業用剤；シリコンオイルや水銀等の代替材料等として特に好適に用いることができることを見いだし、本発明に到達したものである。
【０００６】
すなわち本発明は、イオン性液体を含んでなる潤滑剤組成物である。
本発明はまた、下記一般式（１）；
【０００７】
【化１】
【０００８】
（式中、Ｘは、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ａｓ及びＳｅからなる群より選択される少なくとも１種の元素を表す。Ａ及びＢは、同一又は異なって、有機連結基を表す。Ｑは、有機基を表す。ａは、１以上の整数であり、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは、０以上の整数である。）で表されるアニオンを有するイオン性化合物を含んでなる潤滑剤組成物でもある。
以下に本発明を詳述する。
【０００９】
本発明の潤滑剤組成物としては、（１）イオン性液体を含む形態、又は、（２）上記一般式（１）で表されるアニオンを有するイオン性化合物を含む形態のいずれかの形態のものであるが、該（１）及び（２）を満たす形態、すなわち、上記一般式（１）で表されるアニオンを有するイオン性化合物が液状の化合物（イオン性液体）である形態であってもよい。
なお、イオン性化合物とは、カチオンとアニオンとにより構成される化合物であり、イオン性液体とは、該イオン性化合物のうち液体形状のものを意味する。本発明においては、このようなイオン性化合物又はイオン性液体を１種又は２種以上含有することができ、これらを２種以上含有する場合には、カチオンとアニオンとにより構成される化合物が２種以上含有することになればよく、カチオン又はアニオンが同種のものであってもよい。
【００１０】
上記形態（１）の潤滑剤組成物において、イオン性液体としては、４０℃において、一定体積をもち、かつ流動性を有する液体であることが好ましい。具体的には、４０℃で２００ｍＰａ・ｓ以下の液体であることが好ましい。より好ましくは、４０℃で１００ｍＰａ・ｓ以下の液体であり、更に好ましくは、４０℃で５０ｍＰａ・ｓ以下の液体である。なお、粘度の測定方法としては、例えば、ＴＶ−２０形粘度計 コーンプレートタイプ（トキメック社製）を用いて測定することができる。
上記イオン性液体としては、カチオンとアニオンとにより構成される液状の化合物である限り特に限定されるものではないが、上記一般式（１）で表されるアニオンを有するものであることが好適である。このようなアニオンを有することにより、イオン伝導性がより向上されることから、粘性がより充分に低減され、摩擦低減性（摩擦抑制性）等の潤滑性能や、耐久性、長期安定性に優れるという本発明の作用効果を更に充分に発揮することが可能となる。
【００１１】
上記形態（２）の潤滑剤組成物において、イオン性化合物としては、液体形状のもの、すなわちイオン性液体であることが好適であり、より好ましくは、４０℃において、一定体積をもち、かつ流動性を有する液体であることである。具体的な好ましい形態としては、上記イオン性液体において上述したとおりである。なお、このようにイオン性液体とすることによって、粘性がより充分に低減され、摩擦低減性等の潤滑性能に更に充分に優れた潤滑剤組成物とすることが可能となる。
上記イオン性化合物としては、上記一般式（１）で表されるアニオンを有するものであるが、これにより、上述したように本発明の作用効果を充分に発揮することが可能となる。
【００１２】
上記一般式（１）で表されるアニオンに関し、一般式（１）中の記号について、以下に更に説明する。
Ｘは、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ａｓ及びＳｅから選ばれる少なくとも１種の元素を表すが、Ｃ、Ｎ又はＳが好ましく、これにより、潤滑剤組成物の粘度をより充分に低減することができ、摩擦抑制能を更に充分に高めることが可能となる。このように上記一般式（１）におけるＸが、炭素原子（Ｃ）、窒素原子（Ｎ）又は硫黄原子（Ｓ）である形態は、本発明の好適な形態の１つである。更に好ましくはＣであり、これによって更に耐熱性を向上することが可能となる。
Ａ及びＢは、同一又は異なって、有機連結基を表すが、それぞれ独立に、−Ｓ−、−Ｏ−、−ＳＯ２−及び−ＣＯ−から選ばれる少なくとも１種の連結基であることが好ましく、より好ましくは、−ＳＯ２−、−ＣＯ−である。
Ｑは、有機基を表すが、水素原子、ハロゲン原子、ＣｐＦ（２ｐ＋１−ｑ）Ｈｑ、ＯＣｐＦ（２ｐ＋１−ｑ）Ｈｑ、ＳＯ２ＣｐＦ（２ｐ＋１−ｑ）Ｈｑ、ＣＯ２ＣｐＦ（２ｐ＋１−ｑ）Ｈｑ、ＣＯＣｐＦ（２ｐ＋１−ｑ）Ｈｑ、ＳＯ３Ｃ６Ｆ５−ｒＨｒ、ＮＯ２（式中、１≦ｐ≦６、０＜ｑ≦１３、０＜ｒ≦５である）等が好ましい。より好ましくは、フッ素原子、塩素原子、ＣｐＦ（２ｐ＋１−ｑ）Ｈｑ、ＳＯ２ＣｐＦ（２ｐ＋１−ｑ）Ｈｑである。
【００１３】
またａは、１以上の整数であり、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは、０以上の整数であるが、ａ、ｄ及びｅは、元素Ｘの価数によって決まることになり、例えば、Ｘが硫黄原子（Ｓ）の場合、ａ＝１、ｄ＝０、ｅ＝０となり、Ｘが窒素原子の場合、（１）ａ＝２、ｄ＝０、ｅ＝０、（２）ａ＝１、ｄ＝１、ｅ＝０、又は、（３）ａ＝１、ｄ＝０、ｅ＝１のいずれかとなる。また、ｂ及びｃは０であることが好適である。
上記一般式（１）で表されるアニオンとしては、ジシアノアミドアニオン（ＤＣＡ）、チオシアネートアニオン、トリシアノメチドアニオン（ＴＣＭ）、テトラシアノホウ素アニオン、シアノオキシアニオン（ＣＹＯ）等が、フッ素を含まず、耐腐食性に優れるため好ましい。中でも、トリシアノメチドアニオンがより好ましい。
【００１４】
上記イオン性液体及びイオン性化合物としては、潤滑材料とした場合に好適に作用するものであればその他のアニオンを含有することができる。その他のアニオンとしては、例えば、ビストリフルオロメタンスルホニルイミドアニオン（ＴＦＳＩ）、テトラフルオロホウ酸アニオン、酢酸や安息香酸等のモノカルボン酸、フタル酸、マレイン酸、コハク酸アニオン等のジカルボン酸アニオン、メチル硫酸、エチル硫酸等の硫酸エステルアニオン等を含有していてもよい。また、含フッ素無機イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、ヘキサフルオロヒ酸イオン、ヘキサフルオロアンチモン酸イオン、ヘキサフルオロニオブ酸イオン、ヘキサフルオロタンタル酸イオン等の含フッ素無機イオン；フタル酸水素イオン、マレイン酸水素イオン、サリチル酸イオン、安息香酸イオン、アジピン酸イオン等のカルボン酸イオン；ベンゼンスルホン酸イオン、トルエンスルホン酸イオン、ドデシルベンゼンスルホン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、パーフルオロブタンスルホン酸等のスルホン酸イオン；ホウ酸イオン、リン酸イオン等の無機オキソ酸イオン；ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドイオン、ビス（ペンタフルオロエタンスルホニル）イミドイオン、トリス（トリフルオロメタンスルホニル）メチドイオン、パーフルオロアルキルフルオロボレートイオン、パーフルオロアルキルフルオロホスフェートイオン、ボロジカテコレート、ボロジグリコレート、ボロジサリチレート、ボロテトラキス（トリフルオロアセテート）、ビス（オキサラト）ボレート等の四配位ホウ酸イオン等の１種又は２種以上を用いることができる。
【００１５】
上記潤滑剤組成物において、アニオンの存在量（全てのアニオンの存在量）としては、潤滑剤組成物１００質量％に対し、アニオンの由来となる化合物の含有量の下限値が１質量％となることが好ましい。より好ましくは５質量％であり、更に好ましくは１０質量％である。また、上限値としては９９．５質量％が好ましい。より好ましくは９５質量％であり、更に好ましくは９０質量％である。
なお、本発明の潤滑剤組成物に含まれる全アニオン中の上記一般式（１）で表されるアニオンの質量割合としては、アニオンの総量１００質量％に対し、下限が５質量％であることが好適である。これにより、本発明の作用効果をより充分に発揮することが可能となる。より好ましい下限は２０質量％である。
【００１６】
本発明の潤滑剤組成物としてはまた、イオン性液体又はイオン性化合物を構成するカチオンを含有することになるが、その他のカチオンを含有することもできる。このような本発明の潤滑剤組成物に含有されることになるカチオンとしては、潤滑剤組成物とした場合に好適に作用するものであればよく、例えば、下記一般式（２）；
【００１７】
【化２】
【００１８】
（式中、Ｌは、Ｃ、Ｓｉ、Ｎ、Ｐ、Ｓ又はＯを表す。Ｒは、同一又は異なって、有機基であり、互いに結合していてもよい。ｓは、３、４又は５であり、元素Ｌの価数によって決まる値である。）で表されるオニウムカチオンを必須としてなることが好適である。また、このようなカチオンは、本発明の潤滑剤組成物に含有されるイオン性液体又はイオン性化合物を形成するカチオンであることが好ましい。より好ましくは、上記イオン性液体又はイオン性化合物が、上記一般式（１）で表されるアニオンと上記一般式（２）で表されるカチオンとから構成されるものであることである。この場合、上記一般式（１）で表されるアニオンと上記一般式（２）で表されるカチオンとから構成されるイオン性液体又はイオン性化合物は、常温で溶融した状態を安定に保つ常温溶融塩となり、このような溶融塩を含む本発明の潤滑剤組成物は、長期間に亘って更に充分な安定性を発揮できることとなり、摩擦低減力をより長期に亘って発揮することが可能となる。なお、溶融塩とは、室温から８０℃の温度範囲において液体状態を安定に保つことができるものである。
【００１９】
上記一般式（２）で表されるオニウムカチオンとしては、下記一般式；
【００２０】
【化３】
【００２１】
（式中、Ｒは、上記一般式（２）と同様である。）で表されるものがより好適である。これらの中でも、下記の（Ｉ）〜（ＩＶ）のオニウムカチオンが更に好ましい。
なお、下記（Ｉ）〜（ＩＩＩ）のカチオンを表す式中、Ｒ１〜Ｒ１２は、同一若しくは異なって、有機基を表し、互いに結合していてもよいものであるが、例えば、水素原子、フッ素原子、アミノ基、イミノ基、アミド基、エーテル基、エステル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルバモイル基、シアノ基、スルホン基、スルフィド基や、直鎖、分岐鎖又は環状で、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等を含んでもよい炭素数１〜１８の炭化水素基、炭化フッ素基等が好ましく、より好ましくは、水素原子、フッ素原子、シアノ基、スルホン基、炭素数１〜８の炭化水素基、炭化フッ素基である。
【００２２】
（Ｉ）下記一般式で表される１０種類の複素環オニウムカチオン。
【００２３】
【化４】
【００２４】
（ＩＩ）下記一般式で表される５種類の不飽和オニウムカチオン。
【００２５】
【化５】
【００２６】
（ＩＩＩ）下記一般式で表される９種類の飽和環オニウムカチオン。
【００２７】
【化６】
【００２８】
（ＩＶ）ＲがＣ１〜Ｃ８のアルキル基である鎖状オニウムカチオン。
これらのオニウムカチオンの中でも、特に好ましくは、一般式（２）におけるＬが窒素原子であるものであり、最も好ましくは、下記一般式；
【００２９】
【化７】
【００３０】
（式中、Ｒ１〜Ｒ１２は、上記（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を表す一般式におけるＲ１〜Ｒ１２と同様である。）で表される６種類のオニウムカチオンや、トリエチルメチルアンモニウム、ジメチルエチルプロピルアンモニウム、ジエチルメチルメトキシエチルアンモニウム、トリメチルプロピルアンモニウム、トリメチルブチルアンモニウム、トリメチルヘキシルアンモニウム等の鎖状オニウムカチオン等である。
【００３１】
上記潤滑剤組成物において、カチオンの存在量（全てのカチオンの存在量）としては、潤滑剤組成物中に存在するアニオン１ｍｏｌに対し、下限値が０．５ｍｏｌであることが好ましい。より好ましくは０．８ｍｏｌである。また、上限値としては２．０ｍｏｌであることが好ましく、より好ましくは１．２ｍｏｌである。
なお、上記潤滑剤組成物に含まれる全カチオン中の上記一般式（２）で表されるオニウムカチオンの質量割合としては、カチオンの総量１００質量％に対し、下限が５質量％であることが好適である。これにより、長期間に亘る安定性を更に充分に発揮でき、長期に亘る摩擦低減力を更に高めることが可能となる。より好ましい下限は２０質量％である。
【００３２】
上記潤滑剤組成物としては更に、水や有機溶媒を含有することができる。有機溶媒としては、例えば、１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、クラウンエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエ−テル、ジオキサン等のエーテル類；エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート等のカーボネート類；炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル、炭酸ジエチル、炭酸ジフェニル、炭酸メチルフェニル等の鎖状炭酸エステル類；炭酸エチレン、炭酸プロプレン、２，３−ジメチル炭酸エチレン、炭酸ブチレン、炭酸ビニレン、２−ビニル炭酸エチレン等の環状炭酸エステル類；蟻酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸、プロピオン酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸アミル等の脂肪族カルボン酸エステル類；安息香酸メチル、安息香酸エチル等の芳香族カルボン酸エステル類；γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン等のカルボン酸エステル類；リン酸トリメチル、リン酸エチルジメチル、リン酸ジエチルメチル、リン酸トリエチル等のリン酸エステル類；アセトニトリル、プロピオニトリル、メトキシプロピオニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、２−メチルグルタロニトリル等のニトリル類；Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ−エチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリジノン、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ−ビニルピロリドン等のアミド類；ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、スルホラン、３−メチルスルホラン、２，４ジメチルスルホラン等の硫黄化合物類：エチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のアルコール類；エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、１，４−ジオキサン、１，３−ジオキソラン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、２，６−ジメチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等のエーテル類；ジメチルスルホキシド、メチルエチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド等のスルホキシド類；ベンゾニトリル、トルニトリル等の芳香族ニトリル類；ニトロメタン、１，３−ジメチル−２イミダゾリジノン、１，３−ジメチル−３，４，５，６−テトラヒドロ−２（１Ｈ）−ピリミジノン、３−メチル−２−オキサゾリジノン等を挙げることができ、これらの１種又は２種以上を用いることができる。
これらの中でも、炭酸エステル類、脂肪族エステル類、エーテル類がより好ましく、カーボネート類が更に好ましい。
【００３３】
上記潤滑剤組成物が水や有機溶媒を含有する場合において、水や有機溶媒の含有割合としては、潤滑剤組成物１００質量％に対し、上限値が９９質量％であることが好適である。これにより、揮発分が充分に低減され、しかも例えば−５５℃の低温においても凍ることがなく、化学的及び熱的安定性に優れるものとなる。より好ましくは８５質量％であり、更に好ましくは７５質量％であり、特に好ましくは６５質量％である。また、下限値としては１質量％であることが好適であり、より好ましくは１．５質量％であり、更に好ましくは２０質量％であり、特に好ましくは５０質量％である。
なお、上記潤滑剤組成物が非水系溶媒を含有する場合には、水分含量を制御することが好適であり、これにより、水に起因する影響が充分に軽減され、不揮発性やイオン伝導性等のイオン性液体及びイオン性化合物が有する特性を充分に発揮することが可能となる。具体的には、非水系溶媒を含有する場合、上記潤滑剤組成物中の水分濃度の下限が１質量％であることが好適であり、より好ましくは０．１質量％である。また、上限値は０．０１質量％であることが好ましい。
【００３４】
上記潤滑剤組成物としては、共役二重結合を有する窒素複素環カチオンを必須としてなることが好ましく、これにより、電気化学的安定性がより向上されることとなる。
上記共役二重結合を有する窒素複素環カチオンとしては、上述した（Ｉ）の１０種類の複素環オニウムカチオンや、上記（ＩＩ）の５種類の不飽和オニウムカチオン等のうち、共役二重結合を有し、上記一般式（２）におけるＬが窒素原子であるものが好適である。
【００３５】
上記潤滑剤組成物としてはまた、アルカリ金属塩及び／又はアルカリ土類金属塩を含んでいても良い。このようなアルカリ金属塩及び／又はアルカリ土類金属塩を含んでなる本発明の潤滑剤組成物は、電解質を含有するものとなり、導電性が必要な分野に好適に適用されることとなる。アルカリ金属塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩が好適であり、アルカリ土類金属塩としては、カルシウム塩、マグネシウム塩が好適である。
【００３６】
上記アルカリ金属塩及び／又はアルカリ土類金属塩としては、上述のようなアニオンを必須とする化合物であっても、それ以外の化合物であってもよい。
上記アニオンを必須とする化合物の場合には、上記一般式（１）で表されるアニオンのアルカリ金属塩及び／又はアルカリ土類金属塩であることが好ましく、リチウム塩であることがより好ましい。このようなリチウム塩としては、上述した好ましいアニオンのリチウム塩の他にも、ＬｉＣ（ＣＮ）３、ＬｉＳｉ（ＣＮ）３、ＬｉＢ（ＣＮ）４、ＬｉＡｌ（ＣＮ）４、ＬｉＰ（ＣＮ）２、ＬｉＰ（ＣＮ）６、ＬｉＡｓ（ＣＮ）６、ＬｉＯＣＮ、ＬｉＳＣＮ等が好適である。
それ以外の化合物である場合には、潤滑剤組成物中での解離定数が大きい電解質塩であることが好ましく、例えば、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＮａＣＦ３ＳＯ３、ＫＣＦ３ＳＯ３等のトリフロロメタンスルホン酸のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩；ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ３）３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＣＦ３ＳＯ２）２等のパーフロロアルカンスルホン酸イミドのアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩；ＬｉＰＦ６、ＮａＰＦ６、ＫＰＦ６等のヘキサフロロリン酸のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩；ＬｉＣｌＯ４、ＮａＣｌＯ４等の過塩素酸アルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩；ＬｉＢＦ４、ＮａＢＦ４等のテトラフロロ硼酸塩；ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＩ、ＮａＩ、ＮａＡｓＦ６、ＫＩ等のアルカリ金属塩が好適である。これらの中でも、溶解性やイオン伝導度の点から、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦ６、パーフロロアルカンスルホン酸イミドのアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩が好ましい。
【００３７】
また上記潤滑剤組成物は、その他の電解質塩を含有していてもよく、過塩素酸テトラエチルアンモニウム等の過塩素酸の四級アンモニウム塩；（Ｃ２Ｈ５）４ＮＢＦ４等のテトラフロロ硼酸の四級アンモニウム塩、（Ｃ２Ｈ５）４ＮＰＦ６等の四級アンモニウム塩；（ＣＨ３）４Ｐ・ＢＦ４、（Ｃ２Ｈ５）４Ｐ・ＢＦ４等の四級ホスホニウム塩等が好適であり、溶解性やイオン伝導度の点から、四級アンモニウム塩が好適である。
【００３８】
上記潤滑剤組成物における電解質塩の存在量としては、潤滑剤組成物１００質量％に対して、電解質塩の下限が０．１質量％であることが好ましく、また、上限が５０質量％であることが好ましい。０．１質量％未満であると、イオンの絶対量が充分とはならず、イオン伝導度を充分に向上させることができないおそれがあり、５０質量％を超えると、イオンの移動がより円滑なものとはならないおそれがある。より好ましい上限値は３０質量％である。
【００３９】
上記潤滑剤組成物は、本発明の作用効果を奏する限り、上記以外の構成要素を１種又は２種以上含んでいてもよく、例えば、各種無機酸化物微粒子を含有していてもよい。
上記無機酸化物微粒子としては、非電子伝導性、電気化学的に安定なものが好適である。このような微粒子としては、α、β、γ−アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、マグネシア、チタン酸バリウム、酸化チタン、ハイドロタルサイト等のイオン伝導性又は非電導性セラミックス微粒子が好適である。
上記無機酸化物微粒子の比表面積としては、できるだけ大きいことが好ましく、具体的には、ＢＥＴ法で５ｍ２／ｇ以上であることが好ましい。より好ましくは、５０ｍ２／ｇ以上である。このような無機酸化物微粒子の結晶粒子径としては、上記潤滑剤組成物における他の構成要素と混合できればよいが、大きさ（平均結晶粒径）としては０．０１μｍ以上が好ましく、また、２０μｍ以下が好ましい。より好ましくは、０．０１μｍ以上であり、また、２μｍ以下である。
【００４０】
上記無機酸化物微粒子の形状としては、球形、卵形、立方体状、直方体状、円筒、棒状等の種々の形状のものを用いることができる。
上記無機酸化物微粒子の添加量としては、潤滑剤組成物１００重量部に対して当該添加量の下限が１００重量部であることが好ましい。１００重量部を超えると、イオンの移動をより円滑にすることができないおそれがある。より好ましい下限は０．１重量部であり、また上限は２０重量部である。
また、その他、無水酢酸、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水ピロメリット酸等の酸無水物やその酸化合物、トリエチルアミン、メチルイミダゾール等の塩基性化合物を添加してもよい。添加量としては、潤滑剤組成物１００質量％に対して、５０質量％以下であることが好ましい。より好ましくは、０．０１質量％以上、２０質量％以下である。
【００４１】
上記潤滑剤組成物にはまた、上述した塩や溶媒の他にも種々の添加剤を含有させてもよい。添加剤を加える目的は多岐にわたり、電気伝導率の向上、熱安定性の向上、濡れ性の改善等を挙げることができる。このような添加剤としては、例えば、ｐ−ニトロフェノール、ｍ−ニトロアセトフェノン、ｐ−ニトロ安息香酸等のニトロ化合物；リン酸ジブチル、リン酸モノブチル、リン酸ジオクチル、オクチルホスホン酸モノオクチル、リン酸等のリン化合物；ホウ酸又はホウ酸と多価アルコール（エチレングリコール、グリセリン、マンニトール、ポリビニルアルコール等）や多糖類との錯化合物等のホウ素化合物；ニトロソ化合物；尿素化合物；ヒ素化合物；チタン化合物；ケイ酸化合物；アルミン酸化合物；硝酸及び亜硝酸化合物；２−ヒドロキシ−Ｎ−メチル安息香酸、ジ（トリ）ヒドロキシ安息香酸等の安息香酸類；グルコン酸、重クロム酸、ソルビン酸、ジカルボン酸、ＥＤＴＡ、フルオロカルボン酸、ピクリン酸、スベリン酸、アジピン酸、セバシン酸、ヘテロポリ酸（タングステン酸、モリブデン酸）、ゲンチシン酸、ボロジゲンチシン酸、サリチル酸、Ｎ−アミノサリチル酸、ボロジプロトカクテ酸、ボロジピロカテコール、バモン酸、ボン酸、ボロジレゾルシル酸、レゾルシル酸、ボロジプロトカクエル酸、グルタル酸、ジチオカルバミン酸等の酸類；そのエステル、そのアミド及びその塩；シランカップリング剤；シリカ、アミノシリケート等のケイ素化合物；トリエチルアミン、ヘキサメチレンテトラミン等のアミン化合物；Ｌ−アミノ酸類；ベンゾール；多価フェノール；８−オキシキノリン；ハイドロキノン；Ｎ−メチルピロカテコール；キノリン；チオアニソール、チオクレゾール、チオ安息香酸等の硫黄化合物；ソルビトール；Ｌ−ヒスチジン等の１種又は２種以上を使用することができる。
上記添加剤の含有量は特に限定されないが、例えば、潤滑剤組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上、また、２０質量％以下であることが好ましい。より好ましくは、０．５質量％以上、１０質量％以下である。
【００４２】
上記潤滑剤組成物にはまた、必要に応じ、酸化防止剤、油性剤、銅不活性剤、消泡剤、極圧剤、防錆剤等の通常使用される添加剤を配合することもできる。
【００４３】
本発明の潤滑剤組成物のイオン伝導度としては、−５５℃において１×１０−７Ｓ／ｃｍ以上であることが好ましい。１×１０−７Ｓ／ｃｍ未満であると、本発明の潤滑剤組成物を用いてなる潤滑材料が、優れたイオン伝導度を保って経時的に安定に機能することが充分にはできなくなるおそれがある。より好ましくは、１×１０−６Ｓ／ｃｍ以上であり、更に好ましくは、５×１０−５Ｓ／ｃｍ以上であり、特に好ましくは、１×１０−４Ｓ／ｃｍ以上である。
上記イオン伝導度の測定方法としては、例えば、ＳＵＳ電極を用いたインピーダンスアナライザーＨＰ４２９４Ａ（商品名、東陽テクニカ社製）やインピーダンスアナライザーＳＩ１２６０（商品名、ソーラトロン社製）を用いて行う複素インピーダンス法により測定する方法が好適である。
【００４４】
上記潤滑剤組成物はまた、２５℃における粘度が３００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、これにより、摩擦抑制作用を更に充分に発揮することができ、潤滑性能をより充分に向上することが可能となる。より好ましくは、２００ｍＰａ・ｓ以下であり、更に好ましくは、１００ｍＰａ・ｓ以下であり、最も好ましくは、５０ｍＰａ・ｓである。
上記粘度の測定方法としては、特に限定はないが、例えば、２５℃において、ＴＶ−２０形粘度計 コーンプレートタイプ（トキメック社製）を用いて測定する方法が好適である。
【発明の効果】
【００４５】
本発明の潤滑剤組成物は、上述のような構成であるので、不揮発性であって、優れた潤滑性能を奏することができるうえに、高イオン伝導性を有することから、様々な分野において、特に、金属加工、自動車、モーター、ベアリング等の各種産業機械等の磨耗等を抑制のための潤滑剤；冷凍機や油圧装置等の作業用剤；シリコンオイルや水銀等の代替材料等として好適に用いることができるものである。すなわち、本発明に係る潤滑剤組成物は、低温流動性、潤滑性、摩擦低減性、相溶性等に優れ、エンジン油、機械用潤滑油、冷凍機油、金属加工油、繊維加工用潤滑剤、滑剤や離型剤等の分野に広く適応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００４７】
実施例１〜３、比較例１
本発明のイオン性化合物及び比較例としての鉱物油について、これらの流動点、４０℃における動粘度、イオン伝導度、摩擦係数を下記評価方法に従って評価した。結果を表１に示す。
【００４８】
＜評価方法＞
流動点：ＪＩＳ Ｋ２２６９−１９８７に準拠して評価した。
動粘度：ＪＩＳ Ｋ２２８３：２０００に準拠して評価した。
イオン伝導度：上述した方法に従って測定した。
摩擦係数：振り子型摩擦試験機（神鋼造機社製、商品名「曽田式振子形油性摩擦試験機」）を使用して測定した。
【００４９】
【表１】
【００５０】
表中の記載は以下のようである。
ＥＭＩｍＴＣＭ：エチルメチルイミダゾリウムトリシアノメチド
ＥＭＩｍＤＣＡ：エチルメチルイミダゾリウムジシアノアミド
ＭＢＰｙＴＣＭ：メチルブチルピロリジニウムトリシアノメチド
１（ｃＳｔ）＝１×１０−６（ｍ２／ｓ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑剤組成物に関する。より詳しくは、金属加工、自動車、モーター、ベアリング等の各種産業機械等の他、様々な分野において、摩耗を抑制すること等を目的として使用される潤滑材料として有用な潤滑剤組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
潤滑材料は、例えば、金属加工、自動車、モーター、ベアリング等の各種産業機械等の他、様々な分野において、摩耗を抑制すること等を目的として広く使用されている。このような潤滑材料としては、従来、鉱油からなる鉱物性潤滑材料や化学的に合成した合成潤滑材料、動植物系油脂からなる脂肪性潤滑材料、鉱油と動植物油脂とを混合した混成潤滑材料、鉱油と合成油とを混合した混成潤滑材料等が一般的に使用されている。中でも、近年では、化学的に種々に変性合成ができる合成潤滑材料の使用が増加しており、特にエステル系の潤滑材料は、各種の分野で好適に使用されている。しかしながら、エステル系潤滑材料においては、エステル単体では充分な耐摩耗性を発揮できないという点において工夫の余地があった。
【０００３】
そこで、エステル系化合物を主成分とする基油に、特定のリン系化合物及びアミン化合物を配合した潤滑油組成物が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、この潤滑油組成物では、揮発性の点において改善の余地があり、また、潤滑性能をより充分に向上させることにより、様々な分野に好適に適用できるものとするための工夫の余地があった。また、磁気ディスク装置等に用いられている流体軸受装置に関し、軸受部材と軸部材との隙間に充填する潤滑剤に、導電性付与剤としてイオン性液体を添加する手法が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。しかしながら、潤滑剤としての性能を充分に発揮させることにより、多くの分野において好適に用いることができる潤滑材料を得るための工夫の余地があった。
【特許文献１】特開平５−０１７７９４号公報（第２頁）
【特許文献２】特開２００４−１８３８６８号公報（第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、不揮発性であって、優れた潤滑性能を奏することができるうえに、高イオン伝導性を有し、様々な分野に好適に適用可能な潤滑剤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】
【０００５】
本発明者らは、潤滑材料について種々検討したところ、イオン性物質を含有するものとすると、低粘性となり、潤滑性能を充分に発揮できることを見いだし、イオン性液体を含んでなる潤滑剤組成物としたり、特定のアニオンを有するイオン性化合物を含んでなる潤滑剤組成物としたりすると、沸点を有しないために揮発がなく、しかも優れた潤滑性能を有するとともに、高イオン伝導性をも併せ持つことができることを見いだし、潤滑材料として様々な分野に好適に適用できることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到した。そして、このような潤滑剤組成物が、例えば、金属加工、自動車、モーター、ベアリング等の各種産業機械等の磨耗等を抑制のための潤滑剤；冷凍機や油圧装置等の作業用剤；シリコンオイルや水銀等の代替材料等として特に好適に用いることができることを見いだし、本発明に到達したものである。
【０００６】
すなわち本発明は、イオン性液体を含んでなる潤滑剤組成物である。
本発明はまた、下記一般式（１）；
【０００７】
【化１】
【０００８】
（式中、Ｘは、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ａｓ及びＳｅからなる群より選択される少なくとも１種の元素を表す。Ａ及びＢは、同一又は異なって、有機連結基を表す。Ｑは、有機基を表す。ａは、１以上の整数であり、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは、０以上の整数である。）で表されるアニオンを有するイオン性化合物を含んでなる潤滑剤組成物でもある。
以下に本発明を詳述する。
【０００９】
本発明の潤滑剤組成物としては、（１）イオン性液体を含む形態、又は、（２）上記一般式（１）で表されるアニオンを有するイオン性化合物を含む形態のいずれかの形態のものであるが、該（１）及び（２）を満たす形態、すなわち、上記一般式（１）で表されるアニオンを有するイオン性化合物が液状の化合物（イオン性液体）である形態であってもよい。
なお、イオン性化合物とは、カチオンとアニオンとにより構成される化合物であり、イオン性液体とは、該イオン性化合物のうち液体形状のものを意味する。本発明においては、このようなイオン性化合物又はイオン性液体を１種又は２種以上含有することができ、これらを２種以上含有する場合には、カチオンとアニオンとにより構成される化合物が２種以上含有することになればよく、カチオン又はアニオンが同種のものであってもよい。
【００１０】
上記形態（１）の潤滑剤組成物において、イオン性液体としては、４０℃において、一定体積をもち、かつ流動性を有する液体であることが好ましい。具体的には、４０℃で２００ｍＰａ・ｓ以下の液体であることが好ましい。より好ましくは、４０℃で１００ｍＰａ・ｓ以下の液体であり、更に好ましくは、４０℃で５０ｍＰａ・ｓ以下の液体である。なお、粘度の測定方法としては、例えば、ＴＶ−２０形粘度計 コーンプレートタイプ（トキメック社製）を用いて測定することができる。
上記イオン性液体としては、カチオンとアニオンとにより構成される液状の化合物である限り特に限定されるものではないが、上記一般式（１）で表されるアニオンを有するものであることが好適である。このようなアニオンを有することにより、イオン伝導性がより向上されることから、粘性がより充分に低減され、摩擦低減性（摩擦抑制性）等の潤滑性能や、耐久性、長期安定性に優れるという本発明の作用効果を更に充分に発揮することが可能となる。
【００１１】
上記形態（２）の潤滑剤組成物において、イオン性化合物としては、液体形状のもの、すなわちイオン性液体であることが好適であり、より好ましくは、４０℃において、一定体積をもち、かつ流動性を有する液体であることである。具体的な好ましい形態としては、上記イオン性液体において上述したとおりである。なお、このようにイオン性液体とすることによって、粘性がより充分に低減され、摩擦低減性等の潤滑性能に更に充分に優れた潤滑剤組成物とすることが可能となる。
上記イオン性化合物としては、上記一般式（１）で表されるアニオンを有するものであるが、これにより、上述したように本発明の作用効果を充分に発揮することが可能となる。
【００１２】
上記一般式（１）で表されるアニオンに関し、一般式（１）中の記号について、以下に更に説明する。
Ｘは、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ａｓ及びＳｅから選ばれる少なくとも１種の元素を表すが、Ｃ、Ｎ又はＳが好ましく、これにより、潤滑剤組成物の粘度をより充分に低減することができ、摩擦抑制能を更に充分に高めることが可能となる。このように上記一般式（１）におけるＸが、炭素原子（Ｃ）、窒素原子（Ｎ）又は硫黄原子（Ｓ）である形態は、本発明の好適な形態の１つである。更に好ましくはＣであり、これによって更に耐熱性を向上することが可能となる。
Ａ及びＢは、同一又は異なって、有機連結基を表すが、それぞれ独立に、−Ｓ−、−Ｏ−、−ＳＯ２−及び−ＣＯ−から選ばれる少なくとも１種の連結基であることが好ましく、より好ましくは、−ＳＯ２−、−ＣＯ−である。
Ｑは、有機基を表すが、水素原子、ハロゲン原子、ＣｐＦ（２ｐ＋１−ｑ）Ｈｑ、ＯＣｐＦ（２ｐ＋１−ｑ）Ｈｑ、ＳＯ２ＣｐＦ（２ｐ＋１−ｑ）Ｈｑ、ＣＯ２ＣｐＦ（２ｐ＋１−ｑ）Ｈｑ、ＣＯＣｐＦ（２ｐ＋１−ｑ）Ｈｑ、ＳＯ３Ｃ６Ｆ５−ｒＨｒ、ＮＯ２（式中、１≦ｐ≦６、０＜ｑ≦１３、０＜ｒ≦５である）等が好ましい。より好ましくは、フッ素原子、塩素原子、ＣｐＦ（２ｐ＋１−ｑ）Ｈｑ、ＳＯ２ＣｐＦ（２ｐ＋１−ｑ）Ｈｑである。
【００１３】
またａは、１以上の整数であり、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは、０以上の整数であるが、ａ、ｄ及びｅは、元素Ｘの価数によって決まることになり、例えば、Ｘが硫黄原子（Ｓ）の場合、ａ＝１、ｄ＝０、ｅ＝０となり、Ｘが窒素原子の場合、（１）ａ＝２、ｄ＝０、ｅ＝０、（２）ａ＝１、ｄ＝１、ｅ＝０、又は、（３）ａ＝１、ｄ＝０、ｅ＝１のいずれかとなる。また、ｂ及びｃは０であることが好適である。
上記一般式（１）で表されるアニオンとしては、ジシアノアミドアニオン（ＤＣＡ）、チオシアネートアニオン、トリシアノメチドアニオン（ＴＣＭ）、テトラシアノホウ素アニオン、シアノオキシアニオン（ＣＹＯ）等が、フッ素を含まず、耐腐食性に優れるため好ましい。中でも、トリシアノメチドアニオンがより好ましい。
【００１４】
上記イオン性液体及びイオン性化合物としては、潤滑材料とした場合に好適に作用するものであればその他のアニオンを含有することができる。その他のアニオンとしては、例えば、ビストリフルオロメタンスルホニルイミドアニオン（ＴＦＳＩ）、テトラフルオロホウ酸アニオン、酢酸や安息香酸等のモノカルボン酸、フタル酸、マレイン酸、コハク酸アニオン等のジカルボン酸アニオン、メチル硫酸、エチル硫酸等の硫酸エステルアニオン等を含有していてもよい。また、含フッ素無機イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、ヘキサフルオロヒ酸イオン、ヘキサフルオロアンチモン酸イオン、ヘキサフルオロニオブ酸イオン、ヘキサフルオロタンタル酸イオン等の含フッ素無機イオン；フタル酸水素イオン、マレイン酸水素イオン、サリチル酸イオン、安息香酸イオン、アジピン酸イオン等のカルボン酸イオン；ベンゼンスルホン酸イオン、トルエンスルホン酸イオン、ドデシルベンゼンスルホン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、パーフルオロブタンスルホン酸等のスルホン酸イオン；ホウ酸イオン、リン酸イオン等の無機オキソ酸イオン；ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドイオン、ビス（ペンタフルオロエタンスルホニル）イミドイオン、トリス（トリフルオロメタンスルホニル）メチドイオン、パーフルオロアルキルフルオロボレートイオン、パーフルオロアルキルフルオロホスフェートイオン、ボロジカテコレート、ボロジグリコレート、ボロジサリチレート、ボロテトラキス（トリフルオロアセテート）、ビス（オキサラト）ボレート等の四配位ホウ酸イオン等の１種又は２種以上を用いることができる。
【００１５】
上記潤滑剤組成物において、アニオンの存在量（全てのアニオンの存在量）としては、潤滑剤組成物１００質量％に対し、アニオンの由来となる化合物の含有量の下限値が１質量％となることが好ましい。より好ましくは５質量％であり、更に好ましくは１０質量％である。また、上限値としては９９．５質量％が好ましい。より好ましくは９５質量％であり、更に好ましくは９０質量％である。
なお、本発明の潤滑剤組成物に含まれる全アニオン中の上記一般式（１）で表されるアニオンの質量割合としては、アニオンの総量１００質量％に対し、下限が５質量％であることが好適である。これにより、本発明の作用効果をより充分に発揮することが可能となる。より好ましい下限は２０質量％である。
【００１６】
本発明の潤滑剤組成物としてはまた、イオン性液体又はイオン性化合物を構成するカチオンを含有することになるが、その他のカチオンを含有することもできる。このような本発明の潤滑剤組成物に含有されることになるカチオンとしては、潤滑剤組成物とした場合に好適に作用するものであればよく、例えば、下記一般式（２）；
【００１７】
【化２】
【００１８】
（式中、Ｌは、Ｃ、Ｓｉ、Ｎ、Ｐ、Ｓ又はＯを表す。Ｒは、同一又は異なって、有機基であり、互いに結合していてもよい。ｓは、３、４又は５であり、元素Ｌの価数によって決まる値である。）で表されるオニウムカチオンを必須としてなることが好適である。また、このようなカチオンは、本発明の潤滑剤組成物に含有されるイオン性液体又はイオン性化合物を形成するカチオンであることが好ましい。より好ましくは、上記イオン性液体又はイオン性化合物が、上記一般式（１）で表されるアニオンと上記一般式（２）で表されるカチオンとから構成されるものであることである。この場合、上記一般式（１）で表されるアニオンと上記一般式（２）で表されるカチオンとから構成されるイオン性液体又はイオン性化合物は、常温で溶融した状態を安定に保つ常温溶融塩となり、このような溶融塩を含む本発明の潤滑剤組成物は、長期間に亘って更に充分な安定性を発揮できることとなり、摩擦低減力をより長期に亘って発揮することが可能となる。なお、溶融塩とは、室温から８０℃の温度範囲において液体状態を安定に保つことができるものである。
【００１９】
上記一般式（２）で表されるオニウムカチオンとしては、下記一般式；
【００２０】
【化３】
【００２１】
（式中、Ｒは、上記一般式（２）と同様である。）で表されるものがより好適である。これらの中でも、下記の（Ｉ）〜（ＩＶ）のオニウムカチオンが更に好ましい。
なお、下記（Ｉ）〜（ＩＩＩ）のカチオンを表す式中、Ｒ１〜Ｒ１２は、同一若しくは異なって、有機基を表し、互いに結合していてもよいものであるが、例えば、水素原子、フッ素原子、アミノ基、イミノ基、アミド基、エーテル基、エステル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルバモイル基、シアノ基、スルホン基、スルフィド基や、直鎖、分岐鎖又は環状で、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等を含んでもよい炭素数１〜１８の炭化水素基、炭化フッ素基等が好ましく、より好ましくは、水素原子、フッ素原子、シアノ基、スルホン基、炭素数１〜８の炭化水素基、炭化フッ素基である。
【００２２】
（Ｉ）下記一般式で表される１０種類の複素環オニウムカチオン。
【００２３】
【化４】
【００２４】
（ＩＩ）下記一般式で表される５種類の不飽和オニウムカチオン。
【００２５】
【化５】
【００２６】
（ＩＩＩ）下記一般式で表される９種類の飽和環オニウムカチオン。
【００２７】
【化６】
【００２８】
（ＩＶ）ＲがＣ１〜Ｃ８のアルキル基である鎖状オニウムカチオン。
これらのオニウムカチオンの中でも、特に好ましくは、一般式（２）におけるＬが窒素原子であるものであり、最も好ましくは、下記一般式；
【００２９】
【化７】
【００３０】
（式中、Ｒ１〜Ｒ１２は、上記（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を表す一般式におけるＲ１〜Ｒ１２と同様である。）で表される６種類のオニウムカチオンや、トリエチルメチルアンモニウム、ジメチルエチルプロピルアンモニウム、ジエチルメチルメトキシエチルアンモニウム、トリメチルプロピルアンモニウム、トリメチルブチルアンモニウム、トリメチルヘキシルアンモニウム等の鎖状オニウムカチオン等である。
【００３１】
上記潤滑剤組成物において、カチオンの存在量（全てのカチオンの存在量）としては、潤滑剤組成物中に存在するアニオン１ｍｏｌに対し、下限値が０．５ｍｏｌであることが好ましい。より好ましくは０．８ｍｏｌである。また、上限値としては２．０ｍｏｌであることが好ましく、より好ましくは１．２ｍｏｌである。
なお、上記潤滑剤組成物に含まれる全カチオン中の上記一般式（２）で表されるオニウムカチオンの質量割合としては、カチオンの総量１００質量％に対し、下限が５質量％であることが好適である。これにより、長期間に亘る安定性を更に充分に発揮でき、長期に亘る摩擦低減力を更に高めることが可能となる。より好ましい下限は２０質量％である。
【００３２】
上記潤滑剤組成物としては更に、水や有機溶媒を含有することができる。有機溶媒としては、例えば、１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、クラウンエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエ−テル、ジオキサン等のエーテル類；エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート等のカーボネート類；炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル、炭酸ジエチル、炭酸ジフェニル、炭酸メチルフェニル等の鎖状炭酸エステル類；炭酸エチレン、炭酸プロプレン、２，３−ジメチル炭酸エチレン、炭酸ブチレン、炭酸ビニレン、２−ビニル炭酸エチレン等の環状炭酸エステル類；蟻酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸、プロピオン酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸アミル等の脂肪族カルボン酸エステル類；安息香酸メチル、安息香酸エチル等の芳香族カルボン酸エステル類；γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン等のカルボン酸エステル類；リン酸トリメチル、リン酸エチルジメチル、リン酸ジエチルメチル、リン酸トリエチル等のリン酸エステル類；アセトニトリル、プロピオニトリル、メトキシプロピオニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、２−メチルグルタロニトリル等のニトリル類；Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ−エチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリジノン、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ−ビニルピロリドン等のアミド類；ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、スルホラン、３−メチルスルホラン、２，４ジメチルスルホラン等の硫黄化合物類：エチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のアルコール類；エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、１，４−ジオキサン、１，３−ジオキソラン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、２，６−ジメチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等のエーテル類；ジメチルスルホキシド、メチルエチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド等のスルホキシド類；ベンゾニトリル、トルニトリル等の芳香族ニトリル類；ニトロメタン、１，３−ジメチル−２イミダゾリジノン、１，３−ジメチル−３，４，５，６−テトラヒドロ−２（１Ｈ）−ピリミジノン、３−メチル−２−オキサゾリジノン等を挙げることができ、これらの１種又は２種以上を用いることができる。
これらの中でも、炭酸エステル類、脂肪族エステル類、エーテル類がより好ましく、カーボネート類が更に好ましい。
【００３３】
上記潤滑剤組成物が水や有機溶媒を含有する場合において、水や有機溶媒の含有割合としては、潤滑剤組成物１００質量％に対し、上限値が９９質量％であることが好適である。これにより、揮発分が充分に低減され、しかも例えば−５５℃の低温においても凍ることがなく、化学的及び熱的安定性に優れるものとなる。より好ましくは８５質量％であり、更に好ましくは７５質量％であり、特に好ましくは６５質量％である。また、下限値としては１質量％であることが好適であり、より好ましくは１．５質量％であり、更に好ましくは２０質量％であり、特に好ましくは５０質量％である。
なお、上記潤滑剤組成物が非水系溶媒を含有する場合には、水分含量を制御することが好適であり、これにより、水に起因する影響が充分に軽減され、不揮発性やイオン伝導性等のイオン性液体及びイオン性化合物が有する特性を充分に発揮することが可能となる。具体的には、非水系溶媒を含有する場合、上記潤滑剤組成物中の水分濃度の下限が１質量％であることが好適であり、より好ましくは０．１質量％である。また、上限値は０．０１質量％であることが好ましい。
【００３４】
上記潤滑剤組成物としては、共役二重結合を有する窒素複素環カチオンを必須としてなることが好ましく、これにより、電気化学的安定性がより向上されることとなる。
上記共役二重結合を有する窒素複素環カチオンとしては、上述した（Ｉ）の１０種類の複素環オニウムカチオンや、上記（ＩＩ）の５種類の不飽和オニウムカチオン等のうち、共役二重結合を有し、上記一般式（２）におけるＬが窒素原子であるものが好適である。
【００３５】
上記潤滑剤組成物としてはまた、アルカリ金属塩及び／又はアルカリ土類金属塩を含んでいても良い。このようなアルカリ金属塩及び／又はアルカリ土類金属塩を含んでなる本発明の潤滑剤組成物は、電解質を含有するものとなり、導電性が必要な分野に好適に適用されることとなる。アルカリ金属塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩が好適であり、アルカリ土類金属塩としては、カルシウム塩、マグネシウム塩が好適である。
【００３６】
上記アルカリ金属塩及び／又はアルカリ土類金属塩としては、上述のようなアニオンを必須とする化合物であっても、それ以外の化合物であってもよい。
上記アニオンを必須とする化合物の場合には、上記一般式（１）で表されるアニオンのアルカリ金属塩及び／又はアルカリ土類金属塩であることが好ましく、リチウム塩であることがより好ましい。このようなリチウム塩としては、上述した好ましいアニオンのリチウム塩の他にも、ＬｉＣ（ＣＮ）３、ＬｉＳｉ（ＣＮ）３、ＬｉＢ（ＣＮ）４、ＬｉＡｌ（ＣＮ）４、ＬｉＰ（ＣＮ）２、ＬｉＰ（ＣＮ）６、ＬｉＡｓ（ＣＮ）６、ＬｉＯＣＮ、ＬｉＳＣＮ等が好適である。
それ以外の化合物である場合には、潤滑剤組成物中での解離定数が大きい電解質塩であることが好ましく、例えば、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＮａＣＦ３ＳＯ３、ＫＣＦ３ＳＯ３等のトリフロロメタンスルホン酸のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩；ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ３）３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＣＦ３ＳＯ２）２等のパーフロロアルカンスルホン酸イミドのアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩；ＬｉＰＦ６、ＮａＰＦ６、ＫＰＦ６等のヘキサフロロリン酸のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩；ＬｉＣｌＯ４、ＮａＣｌＯ４等の過塩素酸アルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩；ＬｉＢＦ４、ＮａＢＦ４等のテトラフロロ硼酸塩；ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＩ、ＮａＩ、ＮａＡｓＦ６、ＫＩ等のアルカリ金属塩が好適である。これらの中でも、溶解性やイオン伝導度の点から、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦ６、パーフロロアルカンスルホン酸イミドのアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩が好ましい。
【００３７】
また上記潤滑剤組成物は、その他の電解質塩を含有していてもよく、過塩素酸テトラエチルアンモニウム等の過塩素酸の四級アンモニウム塩；（Ｃ２Ｈ５）４ＮＢＦ４等のテトラフロロ硼酸の四級アンモニウム塩、（Ｃ２Ｈ５）４ＮＰＦ６等の四級アンモニウム塩；（ＣＨ３）４Ｐ・ＢＦ４、（Ｃ２Ｈ５）４Ｐ・ＢＦ４等の四級ホスホニウム塩等が好適であり、溶解性やイオン伝導度の点から、四級アンモニウム塩が好適である。
【００３８】
上記潤滑剤組成物における電解質塩の存在量としては、潤滑剤組成物１００質量％に対して、電解質塩の下限が０．１質量％であることが好ましく、また、上限が５０質量％であることが好ましい。０．１質量％未満であると、イオンの絶対量が充分とはならず、イオン伝導度を充分に向上させることができないおそれがあり、５０質量％を超えると、イオンの移動がより円滑なものとはならないおそれがある。より好ましい上限値は３０質量％である。
【００３９】
上記潤滑剤組成物は、本発明の作用効果を奏する限り、上記以外の構成要素を１種又は２種以上含んでいてもよく、例えば、各種無機酸化物微粒子を含有していてもよい。
上記無機酸化物微粒子としては、非電子伝導性、電気化学的に安定なものが好適である。このような微粒子としては、α、β、γ−アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、マグネシア、チタン酸バリウム、酸化チタン、ハイドロタルサイト等のイオン伝導性又は非電導性セラミックス微粒子が好適である。
上記無機酸化物微粒子の比表面積としては、できるだけ大きいことが好ましく、具体的には、ＢＥＴ法で５ｍ２／ｇ以上であることが好ましい。より好ましくは、５０ｍ２／ｇ以上である。このような無機酸化物微粒子の結晶粒子径としては、上記潤滑剤組成物における他の構成要素と混合できればよいが、大きさ（平均結晶粒径）としては０．０１μｍ以上が好ましく、また、２０μｍ以下が好ましい。より好ましくは、０．０１μｍ以上であり、また、２μｍ以下である。
【００４０】
上記無機酸化物微粒子の形状としては、球形、卵形、立方体状、直方体状、円筒、棒状等の種々の形状のものを用いることができる。
上記無機酸化物微粒子の添加量としては、潤滑剤組成物１００重量部に対して当該添加量の下限が１００重量部であることが好ましい。１００重量部を超えると、イオンの移動をより円滑にすることができないおそれがある。より好ましい下限は０．１重量部であり、また上限は２０重量部である。
また、その他、無水酢酸、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水ピロメリット酸等の酸無水物やその酸化合物、トリエチルアミン、メチルイミダゾール等の塩基性化合物を添加してもよい。添加量としては、潤滑剤組成物１００質量％に対して、５０質量％以下であることが好ましい。より好ましくは、０．０１質量％以上、２０質量％以下である。
【００４１】
上記潤滑剤組成物にはまた、上述した塩や溶媒の他にも種々の添加剤を含有させてもよい。添加剤を加える目的は多岐にわたり、電気伝導率の向上、熱安定性の向上、濡れ性の改善等を挙げることができる。このような添加剤としては、例えば、ｐ−ニトロフェノール、ｍ−ニトロアセトフェノン、ｐ−ニトロ安息香酸等のニトロ化合物；リン酸ジブチル、リン酸モノブチル、リン酸ジオクチル、オクチルホスホン酸モノオクチル、リン酸等のリン化合物；ホウ酸又はホウ酸と多価アルコール（エチレングリコール、グリセリン、マンニトール、ポリビニルアルコール等）や多糖類との錯化合物等のホウ素化合物；ニトロソ化合物；尿素化合物；ヒ素化合物；チタン化合物；ケイ酸化合物；アルミン酸化合物；硝酸及び亜硝酸化合物；２−ヒドロキシ−Ｎ−メチル安息香酸、ジ（トリ）ヒドロキシ安息香酸等の安息香酸類；グルコン酸、重クロム酸、ソルビン酸、ジカルボン酸、ＥＤＴＡ、フルオロカルボン酸、ピクリン酸、スベリン酸、アジピン酸、セバシン酸、ヘテロポリ酸（タングステン酸、モリブデン酸）、ゲンチシン酸、ボロジゲンチシン酸、サリチル酸、Ｎ−アミノサリチル酸、ボロジプロトカクテ酸、ボロジピロカテコール、バモン酸、ボン酸、ボロジレゾルシル酸、レゾルシル酸、ボロジプロトカクエル酸、グルタル酸、ジチオカルバミン酸等の酸類；そのエステル、そのアミド及びその塩；シランカップリング剤；シリカ、アミノシリケート等のケイ素化合物；トリエチルアミン、ヘキサメチレンテトラミン等のアミン化合物；Ｌ−アミノ酸類；ベンゾール；多価フェノール；８−オキシキノリン；ハイドロキノン；Ｎ−メチルピロカテコール；キノリン；チオアニソール、チオクレゾール、チオ安息香酸等の硫黄化合物；ソルビトール；Ｌ−ヒスチジン等の１種又は２種以上を使用することができる。
上記添加剤の含有量は特に限定されないが、例えば、潤滑剤組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上、また、２０質量％以下であることが好ましい。より好ましくは、０．５質量％以上、１０質量％以下である。
【００４２】
上記潤滑剤組成物にはまた、必要に応じ、酸化防止剤、油性剤、銅不活性剤、消泡剤、極圧剤、防錆剤等の通常使用される添加剤を配合することもできる。
【００４３】
本発明の潤滑剤組成物のイオン伝導度としては、−５５℃において１×１０−７Ｓ／ｃｍ以上であることが好ましい。１×１０−７Ｓ／ｃｍ未満であると、本発明の潤滑剤組成物を用いてなる潤滑材料が、優れたイオン伝導度を保って経時的に安定に機能することが充分にはできなくなるおそれがある。より好ましくは、１×１０−６Ｓ／ｃｍ以上であり、更に好ましくは、５×１０−５Ｓ／ｃｍ以上であり、特に好ましくは、１×１０−４Ｓ／ｃｍ以上である。
上記イオン伝導度の測定方法としては、例えば、ＳＵＳ電極を用いたインピーダンスアナライザーＨＰ４２９４Ａ（商品名、東陽テクニカ社製）やインピーダンスアナライザーＳＩ１２６０（商品名、ソーラトロン社製）を用いて行う複素インピーダンス法により測定する方法が好適である。
【００４４】
上記潤滑剤組成物はまた、２５℃における粘度が３００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、これにより、摩擦抑制作用を更に充分に発揮することができ、潤滑性能をより充分に向上することが可能となる。より好ましくは、２００ｍＰａ・ｓ以下であり、更に好ましくは、１００ｍＰａ・ｓ以下であり、最も好ましくは、５０ｍＰａ・ｓである。
上記粘度の測定方法としては、特に限定はないが、例えば、２５℃において、ＴＶ−２０形粘度計 コーンプレートタイプ（トキメック社製）を用いて測定する方法が好適である。
【発明の効果】
【００４５】
本発明の潤滑剤組成物は、上述のような構成であるので、不揮発性であって、優れた潤滑性能を奏することができるうえに、高イオン伝導性を有することから、様々な分野において、特に、金属加工、自動車、モーター、ベアリング等の各種産業機械等の磨耗等を抑制のための潤滑剤；冷凍機や油圧装置等の作業用剤；シリコンオイルや水銀等の代替材料等として好適に用いることができるものである。すなわち、本発明に係る潤滑剤組成物は、低温流動性、潤滑性、摩擦低減性、相溶性等に優れ、エンジン油、機械用潤滑油、冷凍機油、金属加工油、繊維加工用潤滑剤、滑剤や離型剤等の分野に広く適応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００４７】
実施例１〜３、比較例１
本発明のイオン性化合物及び比較例としての鉱物油について、これらの流動点、４０℃における動粘度、イオン伝導度、摩擦係数を下記評価方法に従って評価した。結果を表１に示す。
【００４８】
＜評価方法＞
流動点：ＪＩＳ Ｋ２２６９−１９８７に準拠して評価した。
動粘度：ＪＩＳ Ｋ２２８３：２０００に準拠して評価した。
イオン伝導度：上述した方法に従って測定した。
摩擦係数：振り子型摩擦試験機（神鋼造機社製、商品名「曽田式振子形油性摩擦試験機」）を使用して測定した。
【００４９】
【表１】
【００５０】
表中の記載は以下のようである。
ＥＭＩｍＴＣＭ：エチルメチルイミダゾリウムトリシアノメチド
ＥＭＩｍＤＣＡ：エチルメチルイミダゾリウムジシアノアミド
ＭＢＰｙＴＣＭ：メチルブチルピロリジニウムトリシアノメチド
１（ｃＳｔ）＝１×１０−６（ｍ２／ｓ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン性液体を含んでなることを特徴とする潤滑剤組成物。
【請求項２】
下記一般式（１）；
【化１】
（式中、Ｘは、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ａｓ及びＳｅからなる群より選択される少なくとも１種の元素を表す。Ａ及びＢは、同一又は異なって、有機連結基を表す。Ｑは、有機基を表す。ａは、１以上の整数であり、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは、０以上の整数である。）で表されるアニオンを有するイオン性化合物を含んでなることを特徴とする潤滑剤組成物。
【請求項３】
前記一般式（１）におけるＸは、炭素原子（Ｃ）、窒素原子（Ｎ）又は硫黄原子（Ｓ）であることを特徴とする請求項２に記載の潤滑剤組成物。
【請求項１】
イオン性液体を含んでなることを特徴とする潤滑剤組成物。
【請求項２】
下記一般式（１）；
【化１】
（式中、Ｘは、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ａｓ及びＳｅからなる群より選択される少なくとも１種の元素を表す。Ａ及びＢは、同一又は異なって、有機連結基を表す。Ｑは、有機基を表す。ａは、１以上の整数であり、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは、０以上の整数である。）で表されるアニオンを有するイオン性化合物を含んでなることを特徴とする潤滑剤組成物。
【請求項３】
前記一般式（１）におけるＸは、炭素原子（Ｃ）、窒素原子（Ｎ）又は硫黄原子（Ｓ）であることを特徴とする請求項２に記載の潤滑剤組成物。
【公開番号】特開２００６−３２１８５６（Ｐ２００６−３２１８５６Ａ）
【公開日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１４４６３２（Ｐ２００５−１４４６３２）
【出願日】平成１７年５月１７日（２００５．５．１７）
【出願人】（０００００４６２８）株式会社日本触媒 (2,292)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月１７日（２００５．５．１７）
【出願人】（０００００４６２８）株式会社日本触媒 (2,292)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]