潤滑油組成物
【課題】 低粘度化しても優れた金属疲労寿命特性を有する潤滑油組成物を提供する。
【解決手段】 成分Aおよび成分Bを少なくとも含有する潤滑油組成物であって、前記成分Ａが潤滑油基油であり、前記成分Ｂが前記潤滑油基油に配合された
少なくとも一種の末端変性ポリジエンであり、前記末端変性ポリジエンの含有量が、前記潤滑油組成物全重量基準で０．１〜５０重量％であることを特徴とするとする、優れた金属疲労寿命特性を有する潤滑油組成物。
【解決手段】 成分Aおよび成分Bを少なくとも含有する潤滑油組成物であって、前記成分Ａが潤滑油基油であり、前記成分Ｂが前記潤滑油基油に配合された
少なくとも一種の末端変性ポリジエンであり、前記末端変性ポリジエンの含有量が、前記潤滑油組成物全重量基準で０．１〜５０重量％であることを特徴とするとする、優れた金属疲労寿命特性を有する潤滑油組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑油組成物に関するものであり、さらに詳しくは、低粘度化しても、優れた金属疲労寿命特性を示す潤滑油組成物に関するものである。
【０００２】
本発明によれば、転がり軸受、歯車、カム等の潤滑に好適な潤滑油組成物、特に、自動車用駆動系潤滑油組成物を提供することができる。
【背景技術】
【０００３】
従来、潤滑油が使用される摺動面を有する機械要素において、金属疲労寿命特性を長期化または改善させるには、高粘度の潤滑油を用いることにより油膜を厚くすることが試みられてきた。
【０００４】
一方、近年、あらゆる産業分野において、地球温暖化防止対策が不可避な課題となっており、自動車，その他の動力機関から排出される地球環境負荷物質の低減ならびに燃料消費量の減少につながる省燃費化技術の開発およびその確立が極めて重要となっている。
【０００５】
従って、その一環として自動車等に使用される各種潤滑油については、低粘度化または低摩擦化による燃費向上への取り組みが強力に進められているが、低粘度化に伴ない、油膜厚さが低下し、その結果として金属疲労寿命が短くなれば、機械要素の作動に支障をきたすことになる。
【０００６】
かかる状況下において、低粘度化により、油膜厚さが低下しても、金属疲労寿命特性の低下を抑制できる潤滑油組成物が要求されてきた。
【０００７】
かかる要求を満たすため、例えば、高温時に潤滑部分の金属の疲労寿命を延長できる潤滑油として鉱油およびポリオレフィン、さらには不飽和油脂類および油溶性染料を含有し、高温時にビーズ状の酸化生成物を生じるように構成された成分からなる潤滑油組成物が提案されている（特開平２−２１８７９４号公報（以下、「特許文献１」という。）。
【０００８】
また、特開２００８−３７９６３号公報（以下、「特許文献２」という。）には、低粘度で、かつ低温流動性および酸化安定性に優れると共に、金属疲労寿命が長く、特に自動車の変速機用潤滑油として用いられる潤滑油組成物として、基油と（Ａ）数平均分子量が２８００〜８０００のエチレン−α−オレフィン共重合体を０．５〜１０質量％含み、前記基油として１００℃における動粘度が１．５〜４０ｍｍ２／ｓ、粘度指数が１００以上、流動点が−２５℃以下および硫黄分０．０１質量％以下である潤滑油組成物が記載されている。
【０００９】
また、特開２００６−１１７８５３号公報（以下「特許文献３」という。）には、低粘度であっても疲労寿命、低温粘度特性および極圧性に優れる変速機用潤滑油組成物として、（Ａ）基油と、（Ｂ）重量平均分子量が５万〜３０万のポリ（メタ）アクリレート系添加剤を含有し、潤滑油組成物の１００℃における動粘度（Ｖｃ）が４．５〜８ｍｍ2／ｓ 、潤滑油組成物の粘度指数が９５〜２００であり、潤滑油組成物の１００℃における動粘度（Ｖｃ）に対する基油の１００℃における動粘度（Ｖｂ）の比（＝Ｖｂ／Ｖｃ）が０．７０以上である変速機用潤滑油組成物が記載されている。
【００１０】
また、特開２００６−１１７８５４号公報（以下、「特許文献４」という。）には、低粘度であっても疲労寿命、シヤダー防止性能、低温粘度特性および酸化安定性に優れる変速機用潤滑油組成物として、（Ａ）１００℃における動粘度が１．５〜６ｍｍ2/Ｓの基油に、（Ｂ）重量平均分子量が１．５万〜６万のポリ（メタ）アクリレート系添加剤を組成物の１００℃における動粘度が３〜８ｍｍ2／ｓ、粘度指数が９５〜２００になるように配合し、（Ｃ）炭素数８〜３０の炭化水素基を有するイミド系摩擦調整剤を１〜５質量％および（Ｄ）硫黄を含有しないリン系極圧剤をリン量として０．０１５〜０．０５質量％含有してなる変速機用潤滑油組成物が記載されている。
【００１１】
しかしながら、前記特許文献１において開示されている潤滑油組成物が、低粘度化された場合の疲労寿命への影響については開示がない。また、特許文献２〜４には、高温における潤滑油の見かけ粘度を向上させるためにポリマー等の高粘度成分が配合されているが、配合されるポリマー等の高粘度成分の粘度から期待されるほどの油膜厚さが得られず、金属疲労寿命の延長には効果が十分ではないことが指摘されている。
【００１２】
また、金属疲労寿命を延長する添加剤として広く認められているものは未だ提案されていない実状もある。
【００１３】
前記の如き先行技術においてみられる開発状況下において、環境対応機能を有する潤滑油として省燃費効果を達成するため、低粘度化され、かつ十分な金属疲労寿命を有する潤滑油組成物、すなわち、低粘度化と長期の金属疲労寿命を両立させた潤滑油組成物の開発が切望されている。
【特許文献１】特開平２−２１８７９４号公報
【特許文献２】特開２００８−３７９６３号公報
【特許文献３】特開２００６−１１７８５３号公報
【特許文献４】特開２００６−１１７８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従って、前記の如き開発状況に鑑み、本発明の課題は、環境対応型潤滑油として、燃費の改善を図るために低粘度化した潤滑油であっても長期間にわたり安定した金属疲労寿命特性を有する潤滑油組成物を提供することにある。
【００１５】
また、本発明の課題は、低粘度化基油または前記低粘度化基油を含有する潤滑油組成物の金属疲労寿命特性の改善方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
そこで、本発明者は、前記の如き本発明の課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、鉱油および／または合成油を少なくとも含有する基油に末端変性ポリジエンを配合することにより調製した潤滑油組成物が低粘度化されても金属疲労寿命特性を改善できることに着目し、これらの知見に基いて本発明の完成に到達した。
【００１７】
かくして、本発明によれば、
成分Aおよび成分Bを少なくとも含有する潤滑油組成物であって、
前記成分Ａが潤滑油基油であり、
前記成分Ｂが前記潤滑油基油に配合されたが少なくとも一種の末端変性ポリジエンであって、前記末端変性ポリジェンの変性部分が少なくとも一個の分子鎖末端に存在し、前記末端変性ポリジエンの含有量が、前記潤滑油組成物全重量基準で０．１〜５０重量％である
ことを特徴とする、優れた金属疲労寿命特性を有する潤滑油組成物
が提供される。
【００１８】
また、本発明によれば、
１００℃における動粘度が２〜１０ｍｍ２／ｓの低粘度化された鉱油および／または合成油を含有する潤滑油基油あるいは前記潤滑油基油を含有する潤滑油組成物に末端変性ポリジエンを前記潤滑油基油または前記潤滑油組成物と前記末端変性ポリジエンとの合計量を基準として０．１〜５０重量％添加することを特徴とする潤滑油組成物の金属疲労寿命特性の改善方法
が提供される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、低粘度であっても金属疲労寿命を長期間維持可能であり、低粘度化による燃費改善効果と金属疲労寿命の延長を両立させ得る潤滑油組成物を提供することができる。
【００２０】
また、本発明によれば、低粘度化された潤滑油組成物に対する少割合の末端変性水素化ポリジエンの添加により簡便な操作による金属疲労寿命の改善方法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】
【００２１】
本発明によれば、成分Ａと成分Ｂからなる潤滑油組成物であって、前記成分Ａが鉱油または合成油を少なくとも含有する基油であり、前記成分Ｂが末端変性ポリジエンである潤滑油組成物が提供され、また、低粘度化された潤滑油組成物に末端変性ポリジエンを添加することからなる潤滑油組成物の金属疲労寿命の改善方法が提供されるが、さらに、好ましい実施態様として次の１）〜１３）に掲げるものを包含する。
１）前記基油の潤滑粘度が摺動面において環境温度下で摺動部材が潤滑可能な粘度であり、１００℃における動粘度が１〜１５ｍｍ２/ｓである前記潤滑油組成物。
２）前記基油の１００℃における動粘度が２〜６ｍｍ２/ｓである前記潤滑油組成物。
３）前記末端変性ポリジエンが炭素数４〜６の単量体ジエンから誘導される構造単位を主体とする重合体であって、その分子鎖の少なくとも片末端が官能基の導入により変性された重合体である前記潤滑油組成物。
４）前記末端変性ポリジエンの末端に導入された官能基が、水酸基、カルポキシル基、無水カルボン酸基、アミノ基またはグリシジル基である前記潤滑油組成物。
５）前記末端変性ポリジエンの官能基が水酸基、無水カルボン酸基またはカルボキシル基である前記潤滑油組成物。
６）前記末端変性ポリジエンの数平均分子量が２００〜１０，０００である前記潤滑油組成物。
７）前記末端変性ポリジエンの数平均分子量が５００〜５，０００である前記潤滑油組成物。
８）前記末端変性ポリジエンの官能基の数が１分子あたり少なくとも平均１個である前記潤滑油組成物。
９）前記末端変性ポリジエンのヨウ素価が８０以下である前記潤滑油組成物。
１０）前記末端変性ポリジエンの含有量が潤滑油組成物全重量基準で１〜２０重量％である前記潤滑油組成物。
１１）前記末端変性ポリジエンの添加量が、前記潤滑油基油または前記潤滑油基油を含有する潤滑油組成物と前記末端変性ポリジェンとの合計量を基準として、１〜１０重量％である前記潤滑油組成物の金属疲労寿命特性の改善方法。
１２）用途が、転がり軸受、歯車、カムを備えた摺動部分を有する輸送機械、産業機械の潤滑のための潤滑油組成物であり、さらには自動車用駆動系潤滑油組成物である前記潤滑油組成物。
１３）前記自動車用駆動系潤滑油が、自動車用ギヤ油組成物または自動車用自動変速機油組成物である前記潤滑油組成物。
【００２２】
以下、本発明に係る潤滑油組成物について、さらに詳細に説明する。
【００２３】
本発明に係る潤滑油組成物は、成分Ａと成分Ｂを少なくとも構成成分として少なくとも含有するものであり、潤滑油組成物の用途に応じて本発明に係る潤滑油組成物の作用を阻害しない限りにおいて必要な他の添加剤がさらに配合される。
【００２４】
成分Ａ（潤滑油基油）
潤滑油組成物の構成成分の成分Ａである基油は、潤滑粘度を有するものであり、通常の潤滑油基油として用いられ、また使用が可能なものであれば、特に限定されるものではないが、本発明に係る潤滑油組成物において用いられる末端変性ポリジエンを完全に溶解させるものが好適である。具体的には、鉱油系基油、ＧＴＬ（Gas to liquid）系基油、合成油系基油またはこれらの混合油系基油、さらには植物油系基油等が用いられる。なお、ここで、潤滑油粘度とは、潤滑油が使用される機器の摺動面において環境温度下で潤滑に必要な粘度である。
【００２５】
鉱油系基油としては、パラフィン系、中間基系またはナフテン系原油の常圧蒸留装置残渣油の減圧蒸留による留出油として得られる潤滑油留分を溶剤精製、水素化分解、水素化処理、水素化精製、溶剤脱蝋、接触脱蝋、白土処理等の各種精製工程を任意に選択して用いることにより処理して得られる溶剤精製鉱油または水素化処理油等の鉱油、減圧蒸留残渣油の溶剤脱瀝処理により得られる脱瀝油を前記の精製工程により処理して得られる鉱油、またはワックス分の異性化により得られる鉱油等またはこれらの混合油を基油基材として用いることができる。前記の溶剤精製においては、フェノール、フルフラール、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の芳香族抽出溶剤が用いられ、また、溶剤脱蝋の溶剤としては、液化プロパン、ＭＥＫ／トルエン等が用いられる。一方、接触脱蝋においては、例えば形状選択性ゼオライト等が脱蝋媒体として用いられる。
【００２６】
前記の如くして得られる精製基油基材として粘度レベルの異な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、ブライストック等を挙げることができ、これらの基材を潤滑油製品の各用途に応じて動粘度等の要求性状を満たすように適宜調合することにより鉱油系基油を製造することができる。
【００２７】
また、ＧＴＬ系基油としては、ＧＴＬプロセスにより天然ガス等を原料として得られる液体生成物から分離される潤滑油留分、または生成ワックスの水素化分解により得られる潤滑油留分等を挙げることができる。さらには、アスファルト等の重質残油成分を原料とするＡＴＬ（Asphalt to Liquid）プロセスにより得られる液状生成油から分離される潤滑油留分等も用いることができる。
【００２８】
一方、合成油系基油としては、ポリアルファオレフィンオリゴマー（例えば、ポリ（１−ヘキセン）、ポリ（１−オクテン）、ポリ（１−デセン）等およびこれらの混合物。）；ポリプテン；エチレンアルファオレフィンコポリマー；アルキルベンゼン（例えば、ドデシルベンゼン、テトラデシルベンゼン、ジ（２−エチルヘキシル）ベンゼン、ジノニルベンゼン等。）；ポリフェニル（例えば、ビフェニル、アルキル化ポリフェニル等。）；アルキル化ジフェニルエーテルおよびアルキル化ジフェニルスルフィドおよびこれらの誘導体；ニ塩基酸（例えば、フタル酸、コハク酸、アルキルコハク酸、アルケルコハク酸、マレイン酸、アゼライン酸、スペリン酸、セバチン酸、フマル酸、アジピン酸、リノール酸ダイマー等。）と各種アルコール（例えば、ブチルアルコール、ヘキシルアルコール、２−エチルヘキシルアルコール、プロピレングリコール等。）とのエステル；炭素数５〜１８のモノカルボン酸とポリオール（例えば、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、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール等。）とのエステル；その他、ポリオキシアルキレングリコール、ポリオキシアルキレングリコールエステル、ポリオキシアルキレングリコールエーテル、リン酸エステル等を挙げることができる。
【００２９】
また、植物油系基油としては、例えば、ナタネ油等が挙げられる。
【００３０】
かかる基油は、前記の基油基材を各々単独で、または二種以上を混合して所望の粘度その他の性状を有するように調整することにより製造することができる。例えば、各種の基油基材の調合により、本発明の潤滑油組成物を構成する基油としては、１００℃における動粘度を１.５〜２０ｍｍ２／ｓ好ましくは２〜１５ｍｍ２／ｓ、さらに好ましくは２〜６ｍｍ２／ｓの範囲に調整すればよい。本発明によれば、２〜６ｍｍ２／ｓに低粘度化された基油であっても金属疲労寿命の長い潤滑油組成物を提供することができる。
【００３１】
通常、基油の粘度が高すぎると、撹拌抵抗が大きくなり、また、流体潤滑領域での摩擦係数が高くなり省燃費特性が悪化する。一方、粘度が低すぎると、摺動部分、例えば内燃機関の動弁系、ピストンリングや軸受等において摩耗が増加するという難点が生ずることから、かかる観点に基いて潤滑油組成物の粘度が調整されるが、本発明によれば、前記の低粘度化された基油を用いても本発明の課題を十分違成することができる。
【００３２】
成分Ｂ（末端変性ポリジエン）
本発明に係る潤滑油組成物の構成成分である成分Ｂとしての末端変性ポリジエンは、かかるポリジエンの単量体ジエンから誘導される構造単位を主体とする重合体であって、その分子鎖の少なくとも片末端が官能基の導入により変性されたものである。
【００３３】
前記ポリジエンの単量体ジエンとしては、炭素数４〜１０の不飽和結合を少なくとも２個有する炭化水素を挙げることができる。具体例としては、１,３−ブタジエン、イソプレン、２,３−ジメチル−１,３−ブタジエン、１,３−ペンタジエン，２−メチル−１,３−ペンタジエン、１,３−ヘキサジエン、４,５−ジメチル−１,３−オクタジエン、３−ブチル−１,３−オクタジエン、クロロプレン等の如き共役ジエン、および１,４−ペンタジエン、１,５−ヘキサジエン、１,７−オクタジエンの如き非共役ジエンを挙げることができる。金属疲労寿命の延長にとって有効な末端変性ポリジエンを提供するための観点から、好ましい単量体ジエンは、共役ジエンであり、さらに好ましいジエンは１,３−ブタジエンおよびイソプレンである。
【００３４】
かかる単量体ジエンを重合して得られるポリジエンのポリマー構造としては、例えば、ポリブタジエンの場合、１，２−付加によるもの、または、１，４−付加により得られるものでもよい。また、両者が混在したものでもよい。
【００３５】
本発明に係る潤滑油組成物の成分Ｂの末端変性ポリジエンの構造単位としては、ポリジエンの単量体ジエンのほか、当該ジエンと共重合可能な他の単量体を含有するものでもよい。かかる共重合可能な単量体の具体例としては、ビニル系芳香族炭化水素が好ましく、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、ｔ−ブチルスチレン等が挙げられる。
【００３６】
本発明に係る潤滑油組成物において、前記末端変性ポリジエンの変性部分は、少なくとも一個の分子鎖末端に存在することが好ましい。かかる分子鎖末端の変性は、官能基の導入により行われる。
【００３７】
かかる官能基の導入により、ポリジエン分子の片末端のみが変性処理されたものでも、また、ポリジエン分子の両末端が変性処理されたものでもよい。さらに、ポリジエン分子の分岐部分の末端が変性処理されたものでもよい。しかしながら、金属疲労寿命を延長し維持する作用を促進する観点からは、変性部分が少なくとも両末端に存在することが好ましい。
【００３８】
前記末端変性ポリジエンの末端の変性部分は、官能基の導入により行われるが、官能基としては、酸素、窒素、イオウおよびリンからなる群より選択される少なくとも一種のヘテロ原子を含有する官能基が挙げられる。
【００３９】
かかる官能基の好適な具体例としては、カルボキシル基，エステル基，カルボン酸無水物，水酸基，アミノ基，イミノ基，アミド，グルシジル基等を挙げることができる。
【００４０】
これらの官能基の中でも、金属疲労寿命の改善の観点から、特に好ましい官能基の具体例は、カルボキシル基、水酸基、グリシジル基またはアミノ基である。
【００４１】
官能基の数は、ポリジエン１分子あたり、平均１〜１０個であり、好ましくは１.５個以上である。官能基数が平均１に達しないと金属疲労寿命が著しく短くなり、一方、平均１０個を超えると溶解性の低下の問題が生ずるおそれがある。
【００４２】
また、前記末端変性ポリジエンは、主鎖の炭素−炭素ニ重結合が水素化されたものがさらに好ましい。水素化の程度は、ヨウ素価または臭素価のレベルで判定することができる。ヨウ素価が１００以下、または臭素価が６３以下であることが好ましく、少なくともいずれかを満たせばよい。ヨウ素価としては、特に、好ましくは８０以下であり、さらに好ましくは２０以下である。水素化の程度が小さいと、極性の低い基油への溶解性が劣るという難点がある。なお、水素化は主鎖の二重結合のみ選択的に行なわれ、官能基の水素化が回避されたものが好ましい。なお、ヨウ素価および臭素価は、それぞれＡＳＴＭ Ｄ １９５９およびＪＩＳＫ ２６０５に準拠して測定することができる。
【００４３】
前記末端変性ポリジエンの分子量としては、数平均分子量が１００〜３００,０００であり、好ましくは２００〜１０,０００、さらに好ましくは５００〜５，０００である。数平均分子量が１００に満たないと金属疲労寿命が短く、十分な効果を奏することができない。一方、３００,０００を超えると、粘度の増加のために効果発現に必要な量を添加できないという問題が生ずるおそれがある。
【００４４】
本発明に係る潤滑油組成物の構成成分として用いられる末端変性ポリジエンは、前記の通り説明したものであるが、さらに具体的には次の式（１）で表される構造を有するものを挙げることができる。
【００４５】
前記式（１）により表される化合物は、分子鎖の片末端または両末端が官能基の導入により変性された部分を挙げることができる。
【００４６】
式中、Ｘは−価の官能基であり、Ｙは水素原子または−価の官能基である。Ｙが水素原子の場合、片末端が変性されたポリジエンであり、Ｙが一価の官能基である場合、両末端変性ポリジエンであることを示す。
【００４７】
一価の官能基としては、例えば、前記のカルボキシル基、水酸基、無水カルボン酸基、エステル基、アミノ基、グリシジル基等が該当する。
【００４８】
Ｒ１は炭素数１〜６の炭化水素基であり、鎖状または分岐状の脂肪族炭化水素基、特にアルキル基を挙げることができる。
【００４９】
ｍは、０または１〜１００、好ましくは１０〜６０の整数であり、ｎは、０または１〜１００、好ましくは１０〜６０の整数である。
【００５０】
前記末端変性ポリジエンの配合量は、潤滑油組成物全重量基準で０.１〜５０重量％であり、好ましくは、０.１〜２０重量％、さらに好ましくは０．３〜１０重量％である。
【００５１】
かかる配合量が０.１重量％に満たないと金属疲労寿命の改善への効果が小さく、一方５０重量％を超えても、金属疲労寿命の改善効果の増加はほとんどなく、粘度増加の点で弊害が生ずるおそれが生ずる。
【００５２】
かかる末端変性ポリジエンは、市場において適合するものを選択入手することができるが、次に説明する製造方法により得られるものを用いることができる。
【００５３】
以下に末端変性ポリジエンの製造方法について説明する。
【００５４】
末端変性ポリジエンは、単量体ジエンを重合して得られたポリジエンの末端に官能基を導入することにより製造することができる。官能基の導入方法としては、官能基およびポリジエンの種類により異なるが、特に限定されるものではなく、通常利用される方法、例えば官能基を開始剤や連鎖移動剤に導入する方法、リビング重合法を用いて末端活性種と官能基を有する停止剤を反応させることにより導入する方法などを採用することができる。
【００５５】
例えば、特開２００３−１７６３１４には、官能基を含むラジカル重合開始剤や連鎖移動剤を用いてラジカル重合する方法が開示されている。この場合のラジカル重合開始剤としては、例えば、過酸化水素、メチルエチルケトンパーオキサイド過酸化物や、β−アゾビス（β−シアノ）−ｎ−プロパノール、δ，δ−アゾビス（δ−シアノ）−ｎ−ペンタノール等の官能基を有するアゾビス系化合物を例示することができる。また、クロロエチルアミンやチオグリセロールのような連鎖移動剤を用いることもできる。
【００５６】
一方、リビング重合法を用いた末端編成方法の場合はリビングアニオン重合、配位リビング重合、リビングラジカル重合を用いることができる。これらの製造例として、例えば日本ゴム協会誌，８０（２），４６−５１（２００７）、特開２０００−８６７１９、リビング重合ハンドブックなどに記載されている方法を挙げることができる。例えば、ブタジエンのアニオンリビング重合では金属リチウムや金属ナトリウム等のアルカリ金属、ブチルリチウムやクミルカリウム等の有機リチウム、有機カリウム、あるいはナトリウムナフタレンやカリウムナフタレンを開始剤としてテトラヒドロフランを溶媒に用いて−７８℃で重合させることによりリビングポリブタジエンを製造し、ついでエチレンオキシドを添加することにより末端に水酸基を有するポリブタジエンを製造することができる。また配位リビング重合においてはジシクロペンタジエニルチタノセンジクロリド、エチレンビスインデニルジルコノセンジメチル等のメタロセン化合物、ペンタメチルシクロペンタジエニルチタノセントリクロリドやプトキシカルボニルメチルシクロペンタジエニルチタノセントリクロリド等のハーフメタロセン化合物とメチルアルミノキサンを合わせた触媒系を用いてトルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒中で重合を行なうことによりリビングポリマーを製造し、次いでエチレンオキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ブチルイソシアネートなどの試薬と反応させることにより末端にカルボキシル基、アミノ基、グリシジル基等の種々の官能基を導入することができる。
【００５７】
また、カルボキシル基や水酸基の平均導入数は、ＪＩＳ Ｋ−１５５７に規定される末端基定量法により算出される酸価または水酸基価（いずれも単位mg
KOH/g-polymer）と、ＧＰＣ等から求められる高分子鎖の数平均分子体（Mn）から次式に従い求めることができる。
【００５８】
官能基数／高分子鎖＝酸価（または水酸基価）×数平均分子量／KOH の分子量
この値から得られる水酸基含有割合（重量％）と数平均分子量との乗数を水酸基の分子量で除した値として求めることができる。
【００５９】
さらに、ＪＩＳ等で官能基の定量法が規定されていない官能基の場合、一般的な手法として核磁気共鳴スペクトル測定を行うことにより、主鎖に起因するピークと官能基に起因するピークとの積分比により高分子鎖に対する官能基の割合をmol％で算出することができる。
【００６０】
成分Ｃ（エステル）
本発明に係る潤滑油組成物の構成成分としてエステルを配合することができる。
【００６１】
エステルとしては、ニ塩酸基酸（例えば、フタル酸、コハク酸、アルキルコハク酸、アルケニルコハク酸、マレイン酸、アゼライン酸、スペリン酸、セバチン酸、フマル酸、アジピン酸、リノール酸ダイマー等。）と各種アルコール（例えば、ブチルアルコール、ヘキシルアルコール、２−エチルヘキシルアルコール、ドデシルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコールモノエーテル、プロピレングリコール等。）とのエステル；
炭素数５〜１８のモノカルボン酸とポリオール（例えば、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、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリストール等。）とのエステル；
その他、ポリオキシアルキレングリコール、ポリオキシアルキレングリコールエステル、ポリオキシアルキレングリコールエーテル、リン酸エステル等も挙げることができる。
【００６２】
これらのエステルの潤滑油組成物中の含有量は、潤滑油組成物全重量基準で０〜４０重量％、好ましくは１０〜３０重量％である。
【００６３】
かかるエステルの配合により組成物の粘度調整、油性向上および各成分の相溶化の促進を図ることができる。
【００６４】
その他の成分（その他添加剤）
本発明に係る潤滑油組成物は、低粘度であっても、転がり軸受、歯車、カム等の潤滑に好適であり、特に、自動車用駆動系潤滑油組成物として有用であり、本発明の目的を損なわれない限りにおいて、粘度特性のほか、摩擦特性、酸化安定性、清浄性、消泡性等の多面的な性能を充足させるため、必要に応じて従来から慣用されている各種添加剤、例えば、無灰清浄分散剤、金属系清浄剤、流動点降下剤、摩擦調整剤、摩耗防止剤、酸化防止剤、消泡剤、防請剤、および粘度指数向上剤等を適宜配合することができる。
【００６５】
自動車用駆動系潤滑油組成物は、自動車用ギヤ油、特にミッション用ギヤ油、自動変速機油、四軸駆動油と無段変速機油として使用することができ、それぞれ用途に応じて下記の各添加剤の組み合せ、例えば、ギヤ油用および自動変速機油用の添加剤パッケージを調製し使用することが簡便である。ギヤ油用添加剤パッケージは、粘度特性、摩擦特性、熱酸化安定性、さび止め性、泡立ち防止性等の付与の観点から極圧剤、耐摩耗剤、酸化防止剤、粘度指数向上剤等を組み合わせたものである。特に極圧剤としてりん系添加剤、硫黄系添加剤等が用いられる。
【００６６】
また、自動変速機油用の添加剤パッケージはスリップ制御等の作用に有用な摩擦調整剤のほか、通常、酸化防止剤、清浄分散剤、金属不活性化剤、摩擦防止剤、粘度指数向上剤、防錆剤、腐食防止剤、消泡剤等を含有する。
【００６７】
本発明に係る潤滑油組成物は、前記の如き自動車用潤滑油としての用途のほかに、工業用潤滑油、例えば工業用ギヤ油、油圧作動油、軸受油、摺動面油等として使用することができる。
【００６８】
無灰系分散剤としては、例えば、ポリブテニルコハク酸イミド系、ポリブテニルコハク酸アミド系、ベンジルアミン系、コハク酸エステル系、コハク酸エステル−アミド系およびそれらのホウ素誘導体等を含有するものが挙げられ、これらは、通常０．０５〜７重量％の割合で使用される。
【００６９】
金属系清浄剤としては、例えば、カルシウム、マグネシウム、バリウム等のスルホネート、フェネート、サリシレート、カルボキシレートから選択される化合物を含むものが挙げられ、過塩基性塩、塩基性塩、中性塩等の塩基価の異なるものを任意に選択して用いることができる。これらは、通常０．０５〜５重量％の範囲で使用することが好ましい。
【００７０】
消泡剤としては、例えば、ジメチルポリシロキサン、ポリアクリレートおよびそれらのフッ素誘導体、パーフルオロポリエーテル等が挙げられ、これらは通常１０〜１００ｐｐｍの範囲で使用すればよい。
【００７１】
また、酸化防止剤を使用する場合は、例えば、アルキル化ジフェニルアイミン、フェニル−α−ナフチルアミン、アルキル化フェニル−α−ナフチルアミン等のアミン系酸化防止剤、２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール、４，４’−メチレンビス−（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）、イソオクチル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフロピオネート等の硫黄系酸化防止剤、さらに、ジチオリン酸亜鉛等を挙げることができ、これらは、通常０．０５〜５％割合で使用される。
【００７２】
防請剤としては、例えば、脂肪酸、アルケニルコハク酸ハーフエステル、脂肪酸セッケン、アルキルスルホン酸塩、多価アルコール脂肪酸エステル、脂肪酸アミン、酸化パラフィン、アルキルポリオキシエチレンエーテル等が挙げられ、これらは、通常０〜３重量％の割合で使用される。
【００７３】
摩擦調整剤としては、例えば、有機モリブデン系化合物、脂肪酸、高級アルコール、脂肪酸エステル、油脂類、アミン、ポリアミド、硫化エステル、リン酸エステル、酸性リン酸エステル、亜リン酸エステル、リン酸エステルアミン塩等が挙げられる。これらは、通常０．０５〜５重量％の割合で使用される。
【００７４】
摩耗防止剤としては、一般にジチオリン酸亜鉛、ジチオリン酸金属塩（Ｓｂ，Ｍｏ等）、ジチオカルバミン酸金属塩（Ｚｎ、Ｓｂ、Ｍｏ等）、ナフテン酸金属塩、脂肪酸金属塩、ホウ素化合物、リン酸エステル、亜リン酸エステル、リン酸エステルアミン塩等が挙げられ、通常０．１重量％〜５重量％の割合で使用される。
【００７５】
極圧剤としては、一般に無灰系サルファイド化合物、硫化油脂、リン酸エステル、亜リン酸エステル、リン酸エステルアミン塩等が挙げられ、これらは、通常０．０５重量％〜３重量％の割合で使用される。
【００７６】
金属不活性化剤としては、ベンゾトリアゾール、トリアゾール誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体等が挙げられ、これらは、通常０．０１重量％〜３重量％の割合で使用される。
【００７７】
流動点降下剤としては、一般にエチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化パラフィンとナフタレンとの縮合物、塩素化パラフィンとフェノールとの縮合物、ポリメタクリレート、ポリアルキルスチレン等が挙げられ、特に、ポリメタアクリレートが好ましく用いられる。これらは、通常０．０１重量％〜５重量％の割合で使用される。
【００７８】
粘度指数向上剤としては、一般に非分散型ポリメタアクリレート、分散型ポリメタアクリレート、非分散型オレフィンコポリマー（ポリイソブチレン、エチレン−プロピレン共重合体）、分散型オレフィンコポリマー（ポリイソプチレン、エチレン−プロピレン共重合体）、分散型オレフィンコポリマー、ポリアルキルスチレン、スチレン−ブタジエン水添共重合体、スチレン−無水マレイン酸エステル共重合体、星状イソプレン等が挙げられる。非分散型オレフィンコポリマーとは、分子中に酸素または窒素を含有せずに分散性能を有しているものである。イソブチレンやエチレン−プロピレン共重合体の分子量としては、重量平均分子量で１０万以上（ＧＰＣ分析においてポリスチレン換算量）のものが好ましい。これらは単独だけでなく複数のものを併用してもよい。通常０．０１重量％〜３０重量％の割合で使用される。
【実施例】
【００７９】
次に、実施例および比較例により、本発明についてさらに具体的に説明する。もっとも、本発明は、実施例等により何ら限定されるものではない。
【００８０】
なお、基油および潤滑油組成物の性状は、下記の方法により求めた。また、金属疲労寿命の評価方法として下記の試験方法を採用した。
【００８１】
実施例等での「％」は「重量％」を示す。
【００８２】
１．動粘度（４０℃、８０℃、１００℃）
ＡＳＴＭ Ｄ４４５
２．粘度指数
ＡＳＴＭ Ｄ２２７０
３．金属疲労寿命
（１）円筒疲労試験（Roller Fatigue Test）
円筒疲労試験機に試料油を入れ、約１５００ｒｐｍで回転させながら８０℃の温度に設定した。
【００８３】
ローラーに所定の荷重をゆっくりかけて回転速度を所定の速度に調整し、試験開始とした。疲労摩擦の発生に伴なう振動発生を検知して試験機を停止させた。試験開始から停止までの積算回転サイクル数を金属疲労寿命とした。
【００８４】
下表に示すように、荷重を２３５０Ｎとする円筒疲労試験−１（ＲＦＴ−１）と荷重を１１５０Ｎとする円筒疲労試験−２（ＲＦＴ−２）のニ種の試験を実施した。
【００８５】
（２）球軸受疲労試験（Ball Bearing Test）
球軸受疲労試験機に試料油を滴下し、所定の荷重をかけて温度を８０℃に調整しながら２０００ｒｐｍで回転し試験開始とした。疲労摩擦の発生に伴なう振動発生を検知して試験機を停止させた。
【００８６】
試験開始から停止までの積算回転サイクル数を金属疲労寿命とした。
【００８７】
下表に示すように、荷重条件を３１０ｋｇｆの球軸受疲労試験−１（ＢＢＴ−１）と４００ｋｇｆの球軸受疲労試験−２（ＢＢＴ−２）の二種の試験を実施した。
【００８８】
潤滑油試作油の調製に用いた各成分は次の通りである。
１．基油
鉱油；溶剤精製／水素化処理鉱油
鉱油Ａ ＫＶ１００＝３
鉱油Ｂ ＫＶ１００＝４
鉱油Ｃ ＫＶ１００＝６
鉱油Ｄ ＫＶ１００＝８
合成油；エチレン−アルファオレフィン共重合体
合成油Ａ ＫＶ１００＝１０
合成油Ｂ ＫＶ１００＝２０
合成油Ｃ ＫＶ１００＝４０
合成油Ｄ ＫＶ１００＝１００
２．末端変性ポリジエン
（１）化合物１
末端カルボキシル変性水素化１，２−ポリブタジエン
・平均カルボキシル基数 ；２個／分子
・数平均分子量 ；１，４００
・ヨウ素価 ；２．２
（２）化合物２
水素化１，２−ポリブタジエン
・数平均分子量；２，１００
・ヨウ素価 ；１．５
（３）化合物３
末端ヒドロキシル変性水素化１，２−ポリブタジエン
・平均水酸基数；２個／分子
・数平均分子量；３，０００
・ヨウ素価 ；９．４
（４）化合物４
末端ヒドロキシル変性水素化ポリイソプレン
・水酸基価 ；５０．５
・数平均分子量；２，５００
・臭素価 ；４．７
（５）化合物５
カルボキシル基含有液状ＮＢＲ
３．添加剤
（１）ギヤ油添加剤パッケージ市販品
（２）ＡＴＦ添加剤パッケージ市販品
実施例１、比較例１
表１に示す鉱油Ｂおよび合成油Ｂ、Ｃを同表に示す割合で混合し調製した基油に、試作油１の全重量基準で化合物１を５％配合した。さらに、ジイソデシルアジペート（以下、「ＤＩＤＡ」という。）を１７％，ギヤ油添加剤パッケージを１０％配合し、８０℃における動粘度を１９ｍｍ２／ｓに調整した試作油１を得た（実施例１）。
【００８９】
比較のために、表１に示すように鉱油Ｃおよび合成油Ｃを混合し調製した基油に、試作油ａの全重量基準でＤＩＤＡを１８％、ギヤ油添加剤パッケージを１０％配合し、８０℃における動粘度を１９ｍｍ２／ｓに調整した試作油ａを得た（比較例１）。
【００９０】
各試作油の性能評価（円筒疲労試験−１）の結果を同表に示す。これによると、実施例１の化合物１を含有する試作油１については疲労寿命の測定結果が１９０万サイクルであったのに対し、化合物１を含有しない比較例１の試作油の疲労寿命が５０万サイクルであり、試作油１が試作油ａに比較して金属疲労寿命の点で著しく顕著な効果を奏することが判明した。
【００９１】
実施例２、比較例２
表１に示す鉱油Ｂおよび合成油Ｂ、Ｃを同表に示す割合で混合し、調製した基油に化合物１を試作油２の全重量基準で３％配合した。さらにポリオールエステルおよびギヤ油添加剤パッケージをそれぞれ同表に示す割合で配合し、８０℃動粘度が１９ｍｍ２／ｓの試作油２を得た（実施例２）。比較のために表１に示すように鉱油Ｂ、合成油Ｂ、Ｃを混合し調製した基油に、ポリオールエステル、ギヤ油添加剤パッケージを同表に示す割合で配合し、８０℃動粘度が１９ｍｍ２／ｓの試作油ｂを調製した（比較例２）。
【００９２】
性能評価（円筒疲労試験−１）の結果を表１に示す。
【００９３】
実施例３、比較例３〜４
表１に示す鉱油Ｃおよび合成油Ｃを同表に示す割合で混合し、調製した基油に同表に示す割合で化合物１を配合し、さらにＤＩＤＡおよびギヤ油添加剤パッケージを配合して８０℃における動粘度が２３ｍｍ２／ｓの試作油３を調製した（実施例３）。
【００９４】
比較のために同表に示すように鉱油Ｃ、Ｄおよび合成油Ｃを混合し、調製した基油にＤＩＤＡおよびギヤ油添加剤パッケージを同表に示す割合で配合し、８０℃動粘度が２２ｍｍ２／ｓの試作油ｃを得た（比較例３）。
【００９５】
また、鉱油Ｃ、合成油Ｃを混合し、調製した基油に、化合物２、ＤＩＤＡおよびギヤ油添加剤パッケージを同表に示す割合で配合し８０℃動粘度２２ｍｍ２／ｓの試作油ｄを得た（比較例４）。
【００９６】
性能評価（円筒疲労試験−１）の結果、実施例３と比較例３、４との対比では、化合物１を配合した実施例３の試作油３は、化合物２を配合した比較例４の試作油ｄに比較して金属疲労寿命の点で顕著な効果を奏することがわかった。これにより、化合物１の末端カルボキシル変性水素化１，２−ポリブタジエンが化合物２の末端未変性水素化１，２−ポリブタジエンに比較して、試作油の金属疲労寿命に与える効果が著しく顕著なものであることが明確になった。
【００９７】
また、比較例３と比較例４との比較例からも化合物２の金属疲労寿命への効果はほとんどみられなかった。
【００９８】
実施例４〜６、比較例５
表２に示すように鉱油ＡおよびＢを混合し、調製した基油に化合物１を配合し、さらにＡＴＦ用添加剤パッケージを配合し、８０℃動粘度が８ｍｍ２／ｓの試作油４を調製した（実施例４）。
【００９９】
表２に示すように、鉱油ＡおよびＢを混合し、調製した基油に化合物１を配合し、さらに、粘度指数向上剤およびＡＴＦ用添加剤パッケージを同表に示す割合で配合し、８０℃動粘度が８ｍｍ２／ｓの試作油５を調製した（実施例５）。
【０１００】
また、表２に示す割合で鉱油ＡおよびＢを混合し、調製した基油に化合物３を配合し、さらに、ＡＴＦ用添加剤パッケージを配合し８０℃動粘度が８ｍｍ２／ｓの試作油６を調製した（実施例６）。
【０１０１】
比較のために、表２に示す割合で鉱油ＡおよびＢを混合し、調製した基油に、粘度指数向上剤およびＡＴＦ用添加剤パッケージをそれぞれ配合し、８０℃動粘度が８ｍｍ２／ｓの試作油ｅを調製した（比較例５）。
【０１０２】
性能評価試験（円筒疲労試験−２）の結果、表２に示すように、実施例４〜６の試作油４〜６と比較例５の試作油ｅとの比較においても化合物１および３の金属疲労寿命に与える効果が著しく顕著に表われている。
【０１０３】
実施例７、比較例５
表３に示すように、基油として鉱油Ｄのみを用い、これに化合物１を同表に示す割合で配合し、８０℃動粘度が１１．９ｍｍ２／ｓの試作油７を調製した（実施例７）。
【０１０４】
比較のために同表に示すように鉱油Ｄに合成油Ｄを配合し、試作油ｆを調製した（比較例５）。
【０１０５】
性能評価（球軸受疲労試験−１）の結果、実施例７の試作油７は比較例５の試作油ｆと比較して著しく顕著な効果を奏したことが確認できた。
【０１０６】
実施例８〜９、比較例６
表４に示す割合で鉱油Ｄに化合物４を配合し、８０℃動粘度が１１．９ｍｍ２／ｓ試作油８を調製した（実施例８）。また、鉱油Ｄと合成油Ｄを表４に示すように混合し、基油を調製し、これに化合物５を同表に示す割合で配合し、８０℃動粘度が１１．９ｍｍ２／ｓの試作油９を調製した（実施例９）。
【０１０７】
比較のために、鉱油Ｄと合成油Ｄを同表に示す割合で混合し、８０℃動粘度が１１．８ｍｍ２／ｓの試作油ｇを調製した。これらの試作油の性能評価（球軸受疲労試験−２）の結果、化合物４および５をそれぞれ用いた実施例８および９の試作油８および９が比較例６の試作油ｇに比較して金属疲労寿命の点で顕著な効果を奏する点が明らかになった。
【０１０８】
【表１】
【０１０９】
【表２】
【０１１０】
【表３】
【０１１１】
【表４】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑油組成物に関するものであり、さらに詳しくは、低粘度化しても、優れた金属疲労寿命特性を示す潤滑油組成物に関するものである。
【０００２】
本発明によれば、転がり軸受、歯車、カム等の潤滑に好適な潤滑油組成物、特に、自動車用駆動系潤滑油組成物を提供することができる。
【背景技術】
【０００３】
従来、潤滑油が使用される摺動面を有する機械要素において、金属疲労寿命特性を長期化または改善させるには、高粘度の潤滑油を用いることにより油膜を厚くすることが試みられてきた。
【０００４】
一方、近年、あらゆる産業分野において、地球温暖化防止対策が不可避な課題となっており、自動車，その他の動力機関から排出される地球環境負荷物質の低減ならびに燃料消費量の減少につながる省燃費化技術の開発およびその確立が極めて重要となっている。
【０００５】
従って、その一環として自動車等に使用される各種潤滑油については、低粘度化または低摩擦化による燃費向上への取り組みが強力に進められているが、低粘度化に伴ない、油膜厚さが低下し、その結果として金属疲労寿命が短くなれば、機械要素の作動に支障をきたすことになる。
【０００６】
かかる状況下において、低粘度化により、油膜厚さが低下しても、金属疲労寿命特性の低下を抑制できる潤滑油組成物が要求されてきた。
【０００７】
かかる要求を満たすため、例えば、高温時に潤滑部分の金属の疲労寿命を延長できる潤滑油として鉱油およびポリオレフィン、さらには不飽和油脂類および油溶性染料を含有し、高温時にビーズ状の酸化生成物を生じるように構成された成分からなる潤滑油組成物が提案されている（特開平２−２１８７９４号公報（以下、「特許文献１」という。）。
【０００８】
また、特開２００８−３７９６３号公報（以下、「特許文献２」という。）には、低粘度で、かつ低温流動性および酸化安定性に優れると共に、金属疲労寿命が長く、特に自動車の変速機用潤滑油として用いられる潤滑油組成物として、基油と（Ａ）数平均分子量が２８００〜８０００のエチレン−α−オレフィン共重合体を０．５〜１０質量％含み、前記基油として１００℃における動粘度が１．５〜４０ｍｍ２／ｓ、粘度指数が１００以上、流動点が−２５℃以下および硫黄分０．０１質量％以下である潤滑油組成物が記載されている。
【０００９】
また、特開２００６−１１７８５３号公報（以下「特許文献３」という。）には、低粘度であっても疲労寿命、低温粘度特性および極圧性に優れる変速機用潤滑油組成物として、（Ａ）基油と、（Ｂ）重量平均分子量が５万〜３０万のポリ（メタ）アクリレート系添加剤を含有し、潤滑油組成物の１００℃における動粘度（Ｖｃ）が４．５〜８ｍｍ2／ｓ 、潤滑油組成物の粘度指数が９５〜２００であり、潤滑油組成物の１００℃における動粘度（Ｖｃ）に対する基油の１００℃における動粘度（Ｖｂ）の比（＝Ｖｂ／Ｖｃ）が０．７０以上である変速機用潤滑油組成物が記載されている。
【００１０】
また、特開２００６−１１７８５４号公報（以下、「特許文献４」という。）には、低粘度であっても疲労寿命、シヤダー防止性能、低温粘度特性および酸化安定性に優れる変速機用潤滑油組成物として、（Ａ）１００℃における動粘度が１．５〜６ｍｍ2/Ｓの基油に、（Ｂ）重量平均分子量が１．５万〜６万のポリ（メタ）アクリレート系添加剤を組成物の１００℃における動粘度が３〜８ｍｍ2／ｓ、粘度指数が９５〜２００になるように配合し、（Ｃ）炭素数８〜３０の炭化水素基を有するイミド系摩擦調整剤を１〜５質量％および（Ｄ）硫黄を含有しないリン系極圧剤をリン量として０．０１５〜０．０５質量％含有してなる変速機用潤滑油組成物が記載されている。
【００１１】
しかしながら、前記特許文献１において開示されている潤滑油組成物が、低粘度化された場合の疲労寿命への影響については開示がない。また、特許文献２〜４には、高温における潤滑油の見かけ粘度を向上させるためにポリマー等の高粘度成分が配合されているが、配合されるポリマー等の高粘度成分の粘度から期待されるほどの油膜厚さが得られず、金属疲労寿命の延長には効果が十分ではないことが指摘されている。
【００１２】
また、金属疲労寿命を延長する添加剤として広く認められているものは未だ提案されていない実状もある。
【００１３】
前記の如き先行技術においてみられる開発状況下において、環境対応機能を有する潤滑油として省燃費効果を達成するため、低粘度化され、かつ十分な金属疲労寿命を有する潤滑油組成物、すなわち、低粘度化と長期の金属疲労寿命を両立させた潤滑油組成物の開発が切望されている。
【特許文献１】特開平２−２１８７９４号公報
【特許文献２】特開２００８−３７９６３号公報
【特許文献３】特開２００６−１１７８５３号公報
【特許文献４】特開２００６−１１７８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従って、前記の如き開発状況に鑑み、本発明の課題は、環境対応型潤滑油として、燃費の改善を図るために低粘度化した潤滑油であっても長期間にわたり安定した金属疲労寿命特性を有する潤滑油組成物を提供することにある。
【００１５】
また、本発明の課題は、低粘度化基油または前記低粘度化基油を含有する潤滑油組成物の金属疲労寿命特性の改善方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
そこで、本発明者は、前記の如き本発明の課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、鉱油および／または合成油を少なくとも含有する基油に末端変性ポリジエンを配合することにより調製した潤滑油組成物が低粘度化されても金属疲労寿命特性を改善できることに着目し、これらの知見に基いて本発明の完成に到達した。
【００１７】
かくして、本発明によれば、
成分Aおよび成分Bを少なくとも含有する潤滑油組成物であって、
前記成分Ａが潤滑油基油であり、
前記成分Ｂが前記潤滑油基油に配合されたが少なくとも一種の末端変性ポリジエンであって、前記末端変性ポリジェンの変性部分が少なくとも一個の分子鎖末端に存在し、前記末端変性ポリジエンの含有量が、前記潤滑油組成物全重量基準で０．１〜５０重量％である
ことを特徴とする、優れた金属疲労寿命特性を有する潤滑油組成物
が提供される。
【００１８】
また、本発明によれば、
１００℃における動粘度が２〜１０ｍｍ２／ｓの低粘度化された鉱油および／または合成油を含有する潤滑油基油あるいは前記潤滑油基油を含有する潤滑油組成物に末端変性ポリジエンを前記潤滑油基油または前記潤滑油組成物と前記末端変性ポリジエンとの合計量を基準として０．１〜５０重量％添加することを特徴とする潤滑油組成物の金属疲労寿命特性の改善方法
が提供される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、低粘度であっても金属疲労寿命を長期間維持可能であり、低粘度化による燃費改善効果と金属疲労寿命の延長を両立させ得る潤滑油組成物を提供することができる。
【００２０】
また、本発明によれば、低粘度化された潤滑油組成物に対する少割合の末端変性水素化ポリジエンの添加により簡便な操作による金属疲労寿命の改善方法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】
【００２１】
本発明によれば、成分Ａと成分Ｂからなる潤滑油組成物であって、前記成分Ａが鉱油または合成油を少なくとも含有する基油であり、前記成分Ｂが末端変性ポリジエンである潤滑油組成物が提供され、また、低粘度化された潤滑油組成物に末端変性ポリジエンを添加することからなる潤滑油組成物の金属疲労寿命の改善方法が提供されるが、さらに、好ましい実施態様として次の１）〜１３）に掲げるものを包含する。
１）前記基油の潤滑粘度が摺動面において環境温度下で摺動部材が潤滑可能な粘度であり、１００℃における動粘度が１〜１５ｍｍ２/ｓである前記潤滑油組成物。
２）前記基油の１００℃における動粘度が２〜６ｍｍ２/ｓである前記潤滑油組成物。
３）前記末端変性ポリジエンが炭素数４〜６の単量体ジエンから誘導される構造単位を主体とする重合体であって、その分子鎖の少なくとも片末端が官能基の導入により変性された重合体である前記潤滑油組成物。
４）前記末端変性ポリジエンの末端に導入された官能基が、水酸基、カルポキシル基、無水カルボン酸基、アミノ基またはグリシジル基である前記潤滑油組成物。
５）前記末端変性ポリジエンの官能基が水酸基、無水カルボン酸基またはカルボキシル基である前記潤滑油組成物。
６）前記末端変性ポリジエンの数平均分子量が２００〜１０，０００である前記潤滑油組成物。
７）前記末端変性ポリジエンの数平均分子量が５００〜５，０００である前記潤滑油組成物。
８）前記末端変性ポリジエンの官能基の数が１分子あたり少なくとも平均１個である前記潤滑油組成物。
９）前記末端変性ポリジエンのヨウ素価が８０以下である前記潤滑油組成物。
１０）前記末端変性ポリジエンの含有量が潤滑油組成物全重量基準で１〜２０重量％である前記潤滑油組成物。
１１）前記末端変性ポリジエンの添加量が、前記潤滑油基油または前記潤滑油基油を含有する潤滑油組成物と前記末端変性ポリジェンとの合計量を基準として、１〜１０重量％である前記潤滑油組成物の金属疲労寿命特性の改善方法。
１２）用途が、転がり軸受、歯車、カムを備えた摺動部分を有する輸送機械、産業機械の潤滑のための潤滑油組成物であり、さらには自動車用駆動系潤滑油組成物である前記潤滑油組成物。
１３）前記自動車用駆動系潤滑油が、自動車用ギヤ油組成物または自動車用自動変速機油組成物である前記潤滑油組成物。
【００２２】
以下、本発明に係る潤滑油組成物について、さらに詳細に説明する。
【００２３】
本発明に係る潤滑油組成物は、成分Ａと成分Ｂを少なくとも構成成分として少なくとも含有するものであり、潤滑油組成物の用途に応じて本発明に係る潤滑油組成物の作用を阻害しない限りにおいて必要な他の添加剤がさらに配合される。
【００２４】
成分Ａ（潤滑油基油）
潤滑油組成物の構成成分の成分Ａである基油は、潤滑粘度を有するものであり、通常の潤滑油基油として用いられ、また使用が可能なものであれば、特に限定されるものではないが、本発明に係る潤滑油組成物において用いられる末端変性ポリジエンを完全に溶解させるものが好適である。具体的には、鉱油系基油、ＧＴＬ（Gas to liquid）系基油、合成油系基油またはこれらの混合油系基油、さらには植物油系基油等が用いられる。なお、ここで、潤滑油粘度とは、潤滑油が使用される機器の摺動面において環境温度下で潤滑に必要な粘度である。
【００２５】
鉱油系基油としては、パラフィン系、中間基系またはナフテン系原油の常圧蒸留装置残渣油の減圧蒸留による留出油として得られる潤滑油留分を溶剤精製、水素化分解、水素化処理、水素化精製、溶剤脱蝋、接触脱蝋、白土処理等の各種精製工程を任意に選択して用いることにより処理して得られる溶剤精製鉱油または水素化処理油等の鉱油、減圧蒸留残渣油の溶剤脱瀝処理により得られる脱瀝油を前記の精製工程により処理して得られる鉱油、またはワックス分の異性化により得られる鉱油等またはこれらの混合油を基油基材として用いることができる。前記の溶剤精製においては、フェノール、フルフラール、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の芳香族抽出溶剤が用いられ、また、溶剤脱蝋の溶剤としては、液化プロパン、ＭＥＫ／トルエン等が用いられる。一方、接触脱蝋においては、例えば形状選択性ゼオライト等が脱蝋媒体として用いられる。
【００２６】
前記の如くして得られる精製基油基材として粘度レベルの異な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、ブライストック等を挙げることができ、これらの基材を潤滑油製品の各用途に応じて動粘度等の要求性状を満たすように適宜調合することにより鉱油系基油を製造することができる。
【００２７】
また、ＧＴＬ系基油としては、ＧＴＬプロセスにより天然ガス等を原料として得られる液体生成物から分離される潤滑油留分、または生成ワックスの水素化分解により得られる潤滑油留分等を挙げることができる。さらには、アスファルト等の重質残油成分を原料とするＡＴＬ（Asphalt to Liquid）プロセスにより得られる液状生成油から分離される潤滑油留分等も用いることができる。
【００２８】
一方、合成油系基油としては、ポリアルファオレフィンオリゴマー（例えば、ポリ（１−ヘキセン）、ポリ（１−オクテン）、ポリ（１−デセン）等およびこれらの混合物。）；ポリプテン；エチレンアルファオレフィンコポリマー；アルキルベンゼン（例えば、ドデシルベンゼン、テトラデシルベンゼン、ジ（２−エチルヘキシル）ベンゼン、ジノニルベンゼン等。）；ポリフェニル（例えば、ビフェニル、アルキル化ポリフェニル等。）；アルキル化ジフェニルエーテルおよびアルキル化ジフェニルスルフィドおよびこれらの誘導体；ニ塩基酸（例えば、フタル酸、コハク酸、アルキルコハク酸、アルケルコハク酸、マレイン酸、アゼライン酸、スペリン酸、セバチン酸、フマル酸、アジピン酸、リノール酸ダイマー等。）と各種アルコール（例えば、ブチルアルコール、ヘキシルアルコール、２−エチルヘキシルアルコール、プロピレングリコール等。）とのエステル；炭素数５〜１８のモノカルボン酸とポリオール（例えば、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、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール等。）とのエステル；その他、ポリオキシアルキレングリコール、ポリオキシアルキレングリコールエステル、ポリオキシアルキレングリコールエーテル、リン酸エステル等を挙げることができる。
【００２９】
また、植物油系基油としては、例えば、ナタネ油等が挙げられる。
【００３０】
かかる基油は、前記の基油基材を各々単独で、または二種以上を混合して所望の粘度その他の性状を有するように調整することにより製造することができる。例えば、各種の基油基材の調合により、本発明の潤滑油組成物を構成する基油としては、１００℃における動粘度を１.５〜２０ｍｍ２／ｓ好ましくは２〜１５ｍｍ２／ｓ、さらに好ましくは２〜６ｍｍ２／ｓの範囲に調整すればよい。本発明によれば、２〜６ｍｍ２／ｓに低粘度化された基油であっても金属疲労寿命の長い潤滑油組成物を提供することができる。
【００３１】
通常、基油の粘度が高すぎると、撹拌抵抗が大きくなり、また、流体潤滑領域での摩擦係数が高くなり省燃費特性が悪化する。一方、粘度が低すぎると、摺動部分、例えば内燃機関の動弁系、ピストンリングや軸受等において摩耗が増加するという難点が生ずることから、かかる観点に基いて潤滑油組成物の粘度が調整されるが、本発明によれば、前記の低粘度化された基油を用いても本発明の課題を十分違成することができる。
【００３２】
成分Ｂ（末端変性ポリジエン）
本発明に係る潤滑油組成物の構成成分である成分Ｂとしての末端変性ポリジエンは、かかるポリジエンの単量体ジエンから誘導される構造単位を主体とする重合体であって、その分子鎖の少なくとも片末端が官能基の導入により変性されたものである。
【００３３】
前記ポリジエンの単量体ジエンとしては、炭素数４〜１０の不飽和結合を少なくとも２個有する炭化水素を挙げることができる。具体例としては、１,３−ブタジエン、イソプレン、２,３−ジメチル−１,３−ブタジエン、１,３−ペンタジエン，２−メチル−１,３−ペンタジエン、１,３−ヘキサジエン、４,５−ジメチル−１,３−オクタジエン、３−ブチル−１,３−オクタジエン、クロロプレン等の如き共役ジエン、および１,４−ペンタジエン、１,５−ヘキサジエン、１,７−オクタジエンの如き非共役ジエンを挙げることができる。金属疲労寿命の延長にとって有効な末端変性ポリジエンを提供するための観点から、好ましい単量体ジエンは、共役ジエンであり、さらに好ましいジエンは１,３−ブタジエンおよびイソプレンである。
【００３４】
かかる単量体ジエンを重合して得られるポリジエンのポリマー構造としては、例えば、ポリブタジエンの場合、１，２−付加によるもの、または、１，４−付加により得られるものでもよい。また、両者が混在したものでもよい。
【００３５】
本発明に係る潤滑油組成物の成分Ｂの末端変性ポリジエンの構造単位としては、ポリジエンの単量体ジエンのほか、当該ジエンと共重合可能な他の単量体を含有するものでもよい。かかる共重合可能な単量体の具体例としては、ビニル系芳香族炭化水素が好ましく、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、ｔ−ブチルスチレン等が挙げられる。
【００３６】
本発明に係る潤滑油組成物において、前記末端変性ポリジエンの変性部分は、少なくとも一個の分子鎖末端に存在することが好ましい。かかる分子鎖末端の変性は、官能基の導入により行われる。
【００３７】
かかる官能基の導入により、ポリジエン分子の片末端のみが変性処理されたものでも、また、ポリジエン分子の両末端が変性処理されたものでもよい。さらに、ポリジエン分子の分岐部分の末端が変性処理されたものでもよい。しかしながら、金属疲労寿命を延長し維持する作用を促進する観点からは、変性部分が少なくとも両末端に存在することが好ましい。
【００３８】
前記末端変性ポリジエンの末端の変性部分は、官能基の導入により行われるが、官能基としては、酸素、窒素、イオウおよびリンからなる群より選択される少なくとも一種のヘテロ原子を含有する官能基が挙げられる。
【００３９】
かかる官能基の好適な具体例としては、カルボキシル基，エステル基，カルボン酸無水物，水酸基，アミノ基，イミノ基，アミド，グルシジル基等を挙げることができる。
【００４０】
これらの官能基の中でも、金属疲労寿命の改善の観点から、特に好ましい官能基の具体例は、カルボキシル基、水酸基、グリシジル基またはアミノ基である。
【００４１】
官能基の数は、ポリジエン１分子あたり、平均１〜１０個であり、好ましくは１.５個以上である。官能基数が平均１に達しないと金属疲労寿命が著しく短くなり、一方、平均１０個を超えると溶解性の低下の問題が生ずるおそれがある。
【００４２】
また、前記末端変性ポリジエンは、主鎖の炭素−炭素ニ重結合が水素化されたものがさらに好ましい。水素化の程度は、ヨウ素価または臭素価のレベルで判定することができる。ヨウ素価が１００以下、または臭素価が６３以下であることが好ましく、少なくともいずれかを満たせばよい。ヨウ素価としては、特に、好ましくは８０以下であり、さらに好ましくは２０以下である。水素化の程度が小さいと、極性の低い基油への溶解性が劣るという難点がある。なお、水素化は主鎖の二重結合のみ選択的に行なわれ、官能基の水素化が回避されたものが好ましい。なお、ヨウ素価および臭素価は、それぞれＡＳＴＭ Ｄ １９５９およびＪＩＳＫ ２６０５に準拠して測定することができる。
【００４３】
前記末端変性ポリジエンの分子量としては、数平均分子量が１００〜３００,０００であり、好ましくは２００〜１０,０００、さらに好ましくは５００〜５，０００である。数平均分子量が１００に満たないと金属疲労寿命が短く、十分な効果を奏することができない。一方、３００,０００を超えると、粘度の増加のために効果発現に必要な量を添加できないという問題が生ずるおそれがある。
【００４４】
本発明に係る潤滑油組成物の構成成分として用いられる末端変性ポリジエンは、前記の通り説明したものであるが、さらに具体的には次の式（１）で表される構造を有するものを挙げることができる。
【００４５】
前記式（１）により表される化合物は、分子鎖の片末端または両末端が官能基の導入により変性された部分を挙げることができる。
【００４６】
式中、Ｘは−価の官能基であり、Ｙは水素原子または−価の官能基である。Ｙが水素原子の場合、片末端が変性されたポリジエンであり、Ｙが一価の官能基である場合、両末端変性ポリジエンであることを示す。
【００４７】
一価の官能基としては、例えば、前記のカルボキシル基、水酸基、無水カルボン酸基、エステル基、アミノ基、グリシジル基等が該当する。
【００４８】
Ｒ１は炭素数１〜６の炭化水素基であり、鎖状または分岐状の脂肪族炭化水素基、特にアルキル基を挙げることができる。
【００４９】
ｍは、０または１〜１００、好ましくは１０〜６０の整数であり、ｎは、０または１〜１００、好ましくは１０〜６０の整数である。
【００５０】
前記末端変性ポリジエンの配合量は、潤滑油組成物全重量基準で０.１〜５０重量％であり、好ましくは、０.１〜２０重量％、さらに好ましくは０．３〜１０重量％である。
【００５１】
かかる配合量が０.１重量％に満たないと金属疲労寿命の改善への効果が小さく、一方５０重量％を超えても、金属疲労寿命の改善効果の増加はほとんどなく、粘度増加の点で弊害が生ずるおそれが生ずる。
【００５２】
かかる末端変性ポリジエンは、市場において適合するものを選択入手することができるが、次に説明する製造方法により得られるものを用いることができる。
【００５３】
以下に末端変性ポリジエンの製造方法について説明する。
【００５４】
末端変性ポリジエンは、単量体ジエンを重合して得られたポリジエンの末端に官能基を導入することにより製造することができる。官能基の導入方法としては、官能基およびポリジエンの種類により異なるが、特に限定されるものではなく、通常利用される方法、例えば官能基を開始剤や連鎖移動剤に導入する方法、リビング重合法を用いて末端活性種と官能基を有する停止剤を反応させることにより導入する方法などを採用することができる。
【００５５】
例えば、特開２００３−１７６３１４には、官能基を含むラジカル重合開始剤や連鎖移動剤を用いてラジカル重合する方法が開示されている。この場合のラジカル重合開始剤としては、例えば、過酸化水素、メチルエチルケトンパーオキサイド過酸化物や、β−アゾビス（β−シアノ）−ｎ−プロパノール、δ，δ−アゾビス（δ−シアノ）−ｎ−ペンタノール等の官能基を有するアゾビス系化合物を例示することができる。また、クロロエチルアミンやチオグリセロールのような連鎖移動剤を用いることもできる。
【００５６】
一方、リビング重合法を用いた末端編成方法の場合はリビングアニオン重合、配位リビング重合、リビングラジカル重合を用いることができる。これらの製造例として、例えば日本ゴム協会誌，８０（２），４６−５１（２００７）、特開２０００−８６７１９、リビング重合ハンドブックなどに記載されている方法を挙げることができる。例えば、ブタジエンのアニオンリビング重合では金属リチウムや金属ナトリウム等のアルカリ金属、ブチルリチウムやクミルカリウム等の有機リチウム、有機カリウム、あるいはナトリウムナフタレンやカリウムナフタレンを開始剤としてテトラヒドロフランを溶媒に用いて−７８℃で重合させることによりリビングポリブタジエンを製造し、ついでエチレンオキシドを添加することにより末端に水酸基を有するポリブタジエンを製造することができる。また配位リビング重合においてはジシクロペンタジエニルチタノセンジクロリド、エチレンビスインデニルジルコノセンジメチル等のメタロセン化合物、ペンタメチルシクロペンタジエニルチタノセントリクロリドやプトキシカルボニルメチルシクロペンタジエニルチタノセントリクロリド等のハーフメタロセン化合物とメチルアルミノキサンを合わせた触媒系を用いてトルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒中で重合を行なうことによりリビングポリマーを製造し、次いでエチレンオキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ブチルイソシアネートなどの試薬と反応させることにより末端にカルボキシル基、アミノ基、グリシジル基等の種々の官能基を導入することができる。
【００５７】
また、カルボキシル基や水酸基の平均導入数は、ＪＩＳ Ｋ−１５５７に規定される末端基定量法により算出される酸価または水酸基価（いずれも単位mg
KOH/g-polymer）と、ＧＰＣ等から求められる高分子鎖の数平均分子体（Mn）から次式に従い求めることができる。
【００５８】
官能基数／高分子鎖＝酸価（または水酸基価）×数平均分子量／KOH の分子量
この値から得られる水酸基含有割合（重量％）と数平均分子量との乗数を水酸基の分子量で除した値として求めることができる。
【００５９】
さらに、ＪＩＳ等で官能基の定量法が規定されていない官能基の場合、一般的な手法として核磁気共鳴スペクトル測定を行うことにより、主鎖に起因するピークと官能基に起因するピークとの積分比により高分子鎖に対する官能基の割合をmol％で算出することができる。
【００６０】
成分Ｃ（エステル）
本発明に係る潤滑油組成物の構成成分としてエステルを配合することができる。
【００６１】
エステルとしては、ニ塩酸基酸（例えば、フタル酸、コハク酸、アルキルコハク酸、アルケニルコハク酸、マレイン酸、アゼライン酸、スペリン酸、セバチン酸、フマル酸、アジピン酸、リノール酸ダイマー等。）と各種アルコール（例えば、ブチルアルコール、ヘキシルアルコール、２−エチルヘキシルアルコール、ドデシルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコールモノエーテル、プロピレングリコール等。）とのエステル；
炭素数５〜１８のモノカルボン酸とポリオール（例えば、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、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリストール等。）とのエステル；
その他、ポリオキシアルキレングリコール、ポリオキシアルキレングリコールエステル、ポリオキシアルキレングリコールエーテル、リン酸エステル等も挙げることができる。
【００６２】
これらのエステルの潤滑油組成物中の含有量は、潤滑油組成物全重量基準で０〜４０重量％、好ましくは１０〜３０重量％である。
【００６３】
かかるエステルの配合により組成物の粘度調整、油性向上および各成分の相溶化の促進を図ることができる。
【００６４】
その他の成分（その他添加剤）
本発明に係る潤滑油組成物は、低粘度であっても、転がり軸受、歯車、カム等の潤滑に好適であり、特に、自動車用駆動系潤滑油組成物として有用であり、本発明の目的を損なわれない限りにおいて、粘度特性のほか、摩擦特性、酸化安定性、清浄性、消泡性等の多面的な性能を充足させるため、必要に応じて従来から慣用されている各種添加剤、例えば、無灰清浄分散剤、金属系清浄剤、流動点降下剤、摩擦調整剤、摩耗防止剤、酸化防止剤、消泡剤、防請剤、および粘度指数向上剤等を適宜配合することができる。
【００６５】
自動車用駆動系潤滑油組成物は、自動車用ギヤ油、特にミッション用ギヤ油、自動変速機油、四軸駆動油と無段変速機油として使用することができ、それぞれ用途に応じて下記の各添加剤の組み合せ、例えば、ギヤ油用および自動変速機油用の添加剤パッケージを調製し使用することが簡便である。ギヤ油用添加剤パッケージは、粘度特性、摩擦特性、熱酸化安定性、さび止め性、泡立ち防止性等の付与の観点から極圧剤、耐摩耗剤、酸化防止剤、粘度指数向上剤等を組み合わせたものである。特に極圧剤としてりん系添加剤、硫黄系添加剤等が用いられる。
【００６６】
また、自動変速機油用の添加剤パッケージはスリップ制御等の作用に有用な摩擦調整剤のほか、通常、酸化防止剤、清浄分散剤、金属不活性化剤、摩擦防止剤、粘度指数向上剤、防錆剤、腐食防止剤、消泡剤等を含有する。
【００６７】
本発明に係る潤滑油組成物は、前記の如き自動車用潤滑油としての用途のほかに、工業用潤滑油、例えば工業用ギヤ油、油圧作動油、軸受油、摺動面油等として使用することができる。
【００６８】
無灰系分散剤としては、例えば、ポリブテニルコハク酸イミド系、ポリブテニルコハク酸アミド系、ベンジルアミン系、コハク酸エステル系、コハク酸エステル−アミド系およびそれらのホウ素誘導体等を含有するものが挙げられ、これらは、通常０．０５〜７重量％の割合で使用される。
【００６９】
金属系清浄剤としては、例えば、カルシウム、マグネシウム、バリウム等のスルホネート、フェネート、サリシレート、カルボキシレートから選択される化合物を含むものが挙げられ、過塩基性塩、塩基性塩、中性塩等の塩基価の異なるものを任意に選択して用いることができる。これらは、通常０．０５〜５重量％の範囲で使用することが好ましい。
【００７０】
消泡剤としては、例えば、ジメチルポリシロキサン、ポリアクリレートおよびそれらのフッ素誘導体、パーフルオロポリエーテル等が挙げられ、これらは通常１０〜１００ｐｐｍの範囲で使用すればよい。
【００７１】
また、酸化防止剤を使用する場合は、例えば、アルキル化ジフェニルアイミン、フェニル−α−ナフチルアミン、アルキル化フェニル−α−ナフチルアミン等のアミン系酸化防止剤、２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール、４，４’−メチレンビス−（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）、イソオクチル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフロピオネート等の硫黄系酸化防止剤、さらに、ジチオリン酸亜鉛等を挙げることができ、これらは、通常０．０５〜５％割合で使用される。
【００７２】
防請剤としては、例えば、脂肪酸、アルケニルコハク酸ハーフエステル、脂肪酸セッケン、アルキルスルホン酸塩、多価アルコール脂肪酸エステル、脂肪酸アミン、酸化パラフィン、アルキルポリオキシエチレンエーテル等が挙げられ、これらは、通常０〜３重量％の割合で使用される。
【００７３】
摩擦調整剤としては、例えば、有機モリブデン系化合物、脂肪酸、高級アルコール、脂肪酸エステル、油脂類、アミン、ポリアミド、硫化エステル、リン酸エステル、酸性リン酸エステル、亜リン酸エステル、リン酸エステルアミン塩等が挙げられる。これらは、通常０．０５〜５重量％の割合で使用される。
【００７４】
摩耗防止剤としては、一般にジチオリン酸亜鉛、ジチオリン酸金属塩（Ｓｂ，Ｍｏ等）、ジチオカルバミン酸金属塩（Ｚｎ、Ｓｂ、Ｍｏ等）、ナフテン酸金属塩、脂肪酸金属塩、ホウ素化合物、リン酸エステル、亜リン酸エステル、リン酸エステルアミン塩等が挙げられ、通常０．１重量％〜５重量％の割合で使用される。
【００７５】
極圧剤としては、一般に無灰系サルファイド化合物、硫化油脂、リン酸エステル、亜リン酸エステル、リン酸エステルアミン塩等が挙げられ、これらは、通常０．０５重量％〜３重量％の割合で使用される。
【００７６】
金属不活性化剤としては、ベンゾトリアゾール、トリアゾール誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体等が挙げられ、これらは、通常０．０１重量％〜３重量％の割合で使用される。
【００７７】
流動点降下剤としては、一般にエチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化パラフィンとナフタレンとの縮合物、塩素化パラフィンとフェノールとの縮合物、ポリメタクリレート、ポリアルキルスチレン等が挙げられ、特に、ポリメタアクリレートが好ましく用いられる。これらは、通常０．０１重量％〜５重量％の割合で使用される。
【００７８】
粘度指数向上剤としては、一般に非分散型ポリメタアクリレート、分散型ポリメタアクリレート、非分散型オレフィンコポリマー（ポリイソブチレン、エチレン−プロピレン共重合体）、分散型オレフィンコポリマー（ポリイソプチレン、エチレン−プロピレン共重合体）、分散型オレフィンコポリマー、ポリアルキルスチレン、スチレン−ブタジエン水添共重合体、スチレン−無水マレイン酸エステル共重合体、星状イソプレン等が挙げられる。非分散型オレフィンコポリマーとは、分子中に酸素または窒素を含有せずに分散性能を有しているものである。イソブチレンやエチレン−プロピレン共重合体の分子量としては、重量平均分子量で１０万以上（ＧＰＣ分析においてポリスチレン換算量）のものが好ましい。これらは単独だけでなく複数のものを併用してもよい。通常０．０１重量％〜３０重量％の割合で使用される。
【実施例】
【００７９】
次に、実施例および比較例により、本発明についてさらに具体的に説明する。もっとも、本発明は、実施例等により何ら限定されるものではない。
【００８０】
なお、基油および潤滑油組成物の性状は、下記の方法により求めた。また、金属疲労寿命の評価方法として下記の試験方法を採用した。
【００８１】
実施例等での「％」は「重量％」を示す。
【００８２】
１．動粘度（４０℃、８０℃、１００℃）
ＡＳＴＭ Ｄ４４５
２．粘度指数
ＡＳＴＭ Ｄ２２７０
３．金属疲労寿命
（１）円筒疲労試験（Roller Fatigue Test）
円筒疲労試験機に試料油を入れ、約１５００ｒｐｍで回転させながら８０℃の温度に設定した。
【００８３】
ローラーに所定の荷重をゆっくりかけて回転速度を所定の速度に調整し、試験開始とした。疲労摩擦の発生に伴なう振動発生を検知して試験機を停止させた。試験開始から停止までの積算回転サイクル数を金属疲労寿命とした。
【００８４】
下表に示すように、荷重を２３５０Ｎとする円筒疲労試験−１（ＲＦＴ−１）と荷重を１１５０Ｎとする円筒疲労試験−２（ＲＦＴ−２）のニ種の試験を実施した。
【００８５】
（２）球軸受疲労試験（Ball Bearing Test）
球軸受疲労試験機に試料油を滴下し、所定の荷重をかけて温度を８０℃に調整しながら２０００ｒｐｍで回転し試験開始とした。疲労摩擦の発生に伴なう振動発生を検知して試験機を停止させた。
【００８６】
試験開始から停止までの積算回転サイクル数を金属疲労寿命とした。
【００８７】
下表に示すように、荷重条件を３１０ｋｇｆの球軸受疲労試験−１（ＢＢＴ−１）と４００ｋｇｆの球軸受疲労試験−２（ＢＢＴ−２）の二種の試験を実施した。
【００８８】
潤滑油試作油の調製に用いた各成分は次の通りである。
１．基油
鉱油；溶剤精製／水素化処理鉱油
鉱油Ａ ＫＶ１００＝３
鉱油Ｂ ＫＶ１００＝４
鉱油Ｃ ＫＶ１００＝６
鉱油Ｄ ＫＶ１００＝８
合成油；エチレン−アルファオレフィン共重合体
合成油Ａ ＫＶ１００＝１０
合成油Ｂ ＫＶ１００＝２０
合成油Ｃ ＫＶ１００＝４０
合成油Ｄ ＫＶ１００＝１００
２．末端変性ポリジエン
（１）化合物１
末端カルボキシル変性水素化１，２−ポリブタジエン
・平均カルボキシル基数 ；２個／分子
・数平均分子量 ；１，４００
・ヨウ素価 ；２．２
（２）化合物２
水素化１，２−ポリブタジエン
・数平均分子量；２，１００
・ヨウ素価 ；１．５
（３）化合物３
末端ヒドロキシル変性水素化１，２−ポリブタジエン
・平均水酸基数；２個／分子
・数平均分子量；３，０００
・ヨウ素価 ；９．４
（４）化合物４
末端ヒドロキシル変性水素化ポリイソプレン
・水酸基価 ；５０．５
・数平均分子量；２，５００
・臭素価 ；４．７
（５）化合物５
カルボキシル基含有液状ＮＢＲ
３．添加剤
（１）ギヤ油添加剤パッケージ市販品
（２）ＡＴＦ添加剤パッケージ市販品
実施例１、比較例１
表１に示す鉱油Ｂおよび合成油Ｂ、Ｃを同表に示す割合で混合し調製した基油に、試作油１の全重量基準で化合物１を５％配合した。さらに、ジイソデシルアジペート（以下、「ＤＩＤＡ」という。）を１７％，ギヤ油添加剤パッケージを１０％配合し、８０℃における動粘度を１９ｍｍ２／ｓに調整した試作油１を得た（実施例１）。
【００８９】
比較のために、表１に示すように鉱油Ｃおよび合成油Ｃを混合し調製した基油に、試作油ａの全重量基準でＤＩＤＡを１８％、ギヤ油添加剤パッケージを１０％配合し、８０℃における動粘度を１９ｍｍ２／ｓに調整した試作油ａを得た（比較例１）。
【００９０】
各試作油の性能評価（円筒疲労試験−１）の結果を同表に示す。これによると、実施例１の化合物１を含有する試作油１については疲労寿命の測定結果が１９０万サイクルであったのに対し、化合物１を含有しない比較例１の試作油の疲労寿命が５０万サイクルであり、試作油１が試作油ａに比較して金属疲労寿命の点で著しく顕著な効果を奏することが判明した。
【００９１】
実施例２、比較例２
表１に示す鉱油Ｂおよび合成油Ｂ、Ｃを同表に示す割合で混合し、調製した基油に化合物１を試作油２の全重量基準で３％配合した。さらにポリオールエステルおよびギヤ油添加剤パッケージをそれぞれ同表に示す割合で配合し、８０℃動粘度が１９ｍｍ２／ｓの試作油２を得た（実施例２）。比較のために表１に示すように鉱油Ｂ、合成油Ｂ、Ｃを混合し調製した基油に、ポリオールエステル、ギヤ油添加剤パッケージを同表に示す割合で配合し、８０℃動粘度が１９ｍｍ２／ｓの試作油ｂを調製した（比較例２）。
【００９２】
性能評価（円筒疲労試験−１）の結果を表１に示す。
【００９３】
実施例３、比較例３〜４
表１に示す鉱油Ｃおよび合成油Ｃを同表に示す割合で混合し、調製した基油に同表に示す割合で化合物１を配合し、さらにＤＩＤＡおよびギヤ油添加剤パッケージを配合して８０℃における動粘度が２３ｍｍ２／ｓの試作油３を調製した（実施例３）。
【００９４】
比較のために同表に示すように鉱油Ｃ、Ｄおよび合成油Ｃを混合し、調製した基油にＤＩＤＡおよびギヤ油添加剤パッケージを同表に示す割合で配合し、８０℃動粘度が２２ｍｍ２／ｓの試作油ｃを得た（比較例３）。
【００９５】
また、鉱油Ｃ、合成油Ｃを混合し、調製した基油に、化合物２、ＤＩＤＡおよびギヤ油添加剤パッケージを同表に示す割合で配合し８０℃動粘度２２ｍｍ２／ｓの試作油ｄを得た（比較例４）。
【００９６】
性能評価（円筒疲労試験−１）の結果、実施例３と比較例３、４との対比では、化合物１を配合した実施例３の試作油３は、化合物２を配合した比較例４の試作油ｄに比較して金属疲労寿命の点で顕著な効果を奏することがわかった。これにより、化合物１の末端カルボキシル変性水素化１，２−ポリブタジエンが化合物２の末端未変性水素化１，２−ポリブタジエンに比較して、試作油の金属疲労寿命に与える効果が著しく顕著なものであることが明確になった。
【００９７】
また、比較例３と比較例４との比較例からも化合物２の金属疲労寿命への効果はほとんどみられなかった。
【００９８】
実施例４〜６、比較例５
表２に示すように鉱油ＡおよびＢを混合し、調製した基油に化合物１を配合し、さらにＡＴＦ用添加剤パッケージを配合し、８０℃動粘度が８ｍｍ２／ｓの試作油４を調製した（実施例４）。
【００９９】
表２に示すように、鉱油ＡおよびＢを混合し、調製した基油に化合物１を配合し、さらに、粘度指数向上剤およびＡＴＦ用添加剤パッケージを同表に示す割合で配合し、８０℃動粘度が８ｍｍ２／ｓの試作油５を調製した（実施例５）。
【０１００】
また、表２に示す割合で鉱油ＡおよびＢを混合し、調製した基油に化合物３を配合し、さらに、ＡＴＦ用添加剤パッケージを配合し８０℃動粘度が８ｍｍ２／ｓの試作油６を調製した（実施例６）。
【０１０１】
比較のために、表２に示す割合で鉱油ＡおよびＢを混合し、調製した基油に、粘度指数向上剤およびＡＴＦ用添加剤パッケージをそれぞれ配合し、８０℃動粘度が８ｍｍ２／ｓの試作油ｅを調製した（比較例５）。
【０１０２】
性能評価試験（円筒疲労試験−２）の結果、表２に示すように、実施例４〜６の試作油４〜６と比較例５の試作油ｅとの比較においても化合物１および３の金属疲労寿命に与える効果が著しく顕著に表われている。
【０１０３】
実施例７、比較例５
表３に示すように、基油として鉱油Ｄのみを用い、これに化合物１を同表に示す割合で配合し、８０℃動粘度が１１．９ｍｍ２／ｓの試作油７を調製した（実施例７）。
【０１０４】
比較のために同表に示すように鉱油Ｄに合成油Ｄを配合し、試作油ｆを調製した（比較例５）。
【０１０５】
性能評価（球軸受疲労試験−１）の結果、実施例７の試作油７は比較例５の試作油ｆと比較して著しく顕著な効果を奏したことが確認できた。
【０１０６】
実施例８〜９、比較例６
表４に示す割合で鉱油Ｄに化合物４を配合し、８０℃動粘度が１１．９ｍｍ２／ｓ試作油８を調製した（実施例８）。また、鉱油Ｄと合成油Ｄを表４に示すように混合し、基油を調製し、これに化合物５を同表に示す割合で配合し、８０℃動粘度が１１．９ｍｍ２／ｓの試作油９を調製した（実施例９）。
【０１０７】
比較のために、鉱油Ｄと合成油Ｄを同表に示す割合で混合し、８０℃動粘度が１１．８ｍｍ２／ｓの試作油ｇを調製した。これらの試作油の性能評価（球軸受疲労試験−２）の結果、化合物４および５をそれぞれ用いた実施例８および９の試作油８および９が比較例６の試作油ｇに比較して金属疲労寿命の点で顕著な効果を奏する点が明らかになった。
【０１０８】
【表１】
【０１０９】
【表２】
【０１１０】
【表３】
【０１１１】
【表４】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成分Aおよび成分Bを少なくとも含有する潤滑油組成物であって、
前記成分Ａが潤滑油基油であり、
前記成分Ｂが前記潤滑油基油に配合された少なくとも一種の末端変性ポリジエンであって、
前記末端変性ポリジエンの変性部分が少なくとも一個の分子鎖末端に存在し、前記末端変性ポリジエンの含有量が、前記潤滑油組成物全重量基準で０．１〜５０重量％であることを特徴とする、優れた金属疲労寿命特性を有する潤滑油組成物。
【請求項２】
前記末端変性ポリジエンの数平均分子量が２００〜１００，０００である請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項３】
前記末端変性ポリジエンの分子鎖末端の変性部分が、酸素、窒素、イオウおよびリンからなる群より選択される少なくとも一種のヘテロ原子を含有する官能基である請求項１または２に記載の潤滑油組成物。
【請求項４】
前記末端変性ポリジエンに導入された前記官能基が、カルボキシル基、無水カルボン酸基、エステル基、水酸基、リン酸基、アミノ基およびグリシジル基からなる群より選択される少なくとも一種の有機基である請求項３に記載の潤滑油組成物。
【請求項５】
前記末端変性ポリジエンのヨウ素価が１００以下または臭素価が６３以下である請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項６】
前記成分Ａおよび成分Bを含有する前記潤滑油組成物に、さらに配合される成分Ｃが、エステルである請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項７】
請求項１の潤滑油組成物を含有してなることを特徴とする自動車用駆動系潤滑油組成物。
【請求項８】
鉱油または合成油あるいはこれらの混合物を含有する１００℃における動粘度が２〜１０ｍｍ２／Ｓの潤滑油基油または前記潤滑油基油を含有する潤滑油組成物に、末端変性ポリジエンを前記潤滑油基油または前記潤滑油組成物と前記末端変性ポリジエンとの合計量を基準として１〜５０重量％添加することを特徴とする潤滑油組成物の金属疲労寿命特性の改善方法。
【請求項１】
成分Aおよび成分Bを少なくとも含有する潤滑油組成物であって、
前記成分Ａが潤滑油基油であり、
前記成分Ｂが前記潤滑油基油に配合された少なくとも一種の末端変性ポリジエンであって、
前記末端変性ポリジエンの変性部分が少なくとも一個の分子鎖末端に存在し、前記末端変性ポリジエンの含有量が、前記潤滑油組成物全重量基準で０．１〜５０重量％であることを特徴とする、優れた金属疲労寿命特性を有する潤滑油組成物。
【請求項２】
前記末端変性ポリジエンの数平均分子量が２００〜１００，０００である請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項３】
前記末端変性ポリジエンの分子鎖末端の変性部分が、酸素、窒素、イオウおよびリンからなる群より選択される少なくとも一種のヘテロ原子を含有する官能基である請求項１または２に記載の潤滑油組成物。
【請求項４】
前記末端変性ポリジエンに導入された前記官能基が、カルボキシル基、無水カルボン酸基、エステル基、水酸基、リン酸基、アミノ基およびグリシジル基からなる群より選択される少なくとも一種の有機基である請求項３に記載の潤滑油組成物。
【請求項５】
前記末端変性ポリジエンのヨウ素価が１００以下または臭素価が６３以下である請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項６】
前記成分Ａおよび成分Bを含有する前記潤滑油組成物に、さらに配合される成分Ｃが、エステルである請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項７】
請求項１の潤滑油組成物を含有してなることを特徴とする自動車用駆動系潤滑油組成物。
【請求項８】
鉱油または合成油あるいはこれらの混合物を含有する１００℃における動粘度が２〜１０ｍｍ２／Ｓの潤滑油基油または前記潤滑油基油を含有する潤滑油組成物に、末端変性ポリジエンを前記潤滑油基油または前記潤滑油組成物と前記末端変性ポリジエンとの合計量を基準として１〜５０重量％添加することを特徴とする潤滑油組成物の金属疲労寿命特性の改善方法。
【公開番号】特開２０１０−５９３７４（Ｐ２０１０−５９３７４Ａ）
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２９１５８（Ｐ２００８−２２９１５８）
【出願日】平成２０年９月６日（２００８．９．６）
【出願人】（０００１０８３１７）東燃ゼネラル石油株式会社 (22)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月６日（２００８．９．６）
【出願人】（０００１０８３１７）東燃ゼネラル石油株式会社 (22)
【Ｆターム（参考）】
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