JP2000192058A - ディ―ゼルエンジン用燃料油基材油及び該基材油を用いた燃料油組成物 - Google Patents
ディ―ゼルエンジン用燃料油基材油及び該基材油を用いた燃料油組成物Info
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Abstract
ために必要な性状を有するディーゼルエンジン用燃料油
基材油、およびこの基材油に潤滑性向上剤を添加したデ
ィーゼルエンジン用燃料油を提供することにある。 【解決手段】 (1)硫黄分0.03重量%以下、
(2)窒素分35重量ppm以下、(3)密度0.83
5g/cm3以下、(4)溶解度パラメーター7.00
〜8.10からなる性状を有するディーゼルエンジン用
燃料油基材油。および上記ディーゼルエンジン用燃料油
基材油に、潤滑性向上剤を添加したディーゼルエンジン
用燃料油組成物。
Description
エンジン用燃料油組成物に関する。さらに詳しくは、潤
滑性向上剤を添加した際に優れた潤滑性向上効果を発揮
させるためのディーゼルエンジン用燃料油基材油に関す
る。
建設機械などに搭載されて社会に広く普及しており、更
に年々増加する傾向にある。これに伴って、ディーゼル
エンジン用燃料油の需要が増大することから、直留軽油
の重質化、直留軽油への重質成分の混合使用などによる
対応、いわゆるディーゼルエンジン用燃料油の重質化に
よる対応が必至となっている。これらの対応によって、
ディーゼルエンジンの排気ガス中の窒素酸化物、粒子状
物質などが増加して、大気汚染がさらに悪化することが
予想されている。
化物、粒子状物質などの排出物質を低減するために、燃
焼室の形状の改良、排気ガス再循環装置(EGR装
置)、排気ガス浄化用触媒装置、粒子状物質の捕集装置
の装着、ディーゼルエンジン用燃料油および潤滑油の品
質の改良など、多方面からの努力がなされている。有力
な方法の一つとして見なされているEGR装置は、ディ
ーゼルエンジンの排気ガスを、燃焼用空気の一部とし
て、燃焼室に再度循環する装置である。しかし、排気ガ
ス中に硫酸イオン、粒子状物質などが含まれている場合
には、エンジンの耐久性や信頼性の低下、潤滑油の劣
化、粒子状物質の排出量の増大、出力の低下などの多く
の問題を有する。特に、高負荷運転が求められる直接噴
射方式のディーゼルエンジンに装着した場合に、問題が
大きい。硫酸イオンは、ディーゼルエンジン用燃料油に
含有された硫黄分に起因するものであることから、硫黄
分を0.05重量%以下とする「ディーゼルエンジン用
燃料油の低硫黄化」が社会的に要請されている。
硫黄分は、基材油の精製処理、特に接触水素化により低
減することができるが、同時に、ディーゼルエンジン用
燃料油自体の潤滑性の低下を招くことから、ディーゼル
エンジンのインジェクションポンプの損傷を招くという
問題があった。特に、硫黄分が0.2重量%以下の場合
には、インジェクションポンプの摩耗量は、硫黄分の低
下と共に顕著に増大することが知られている。
り、潤滑性向上剤を添加することが試みられたきたが、
いまだ満足のいく解決策は得られていない。
性向上剤の潤滑性向上効果を発揮させるために必要な性
状を有するディーゼルエンジン用燃料油基材油、および
この基材油に潤滑性向上剤を添加したディーゼルエンジ
ン用燃料油を提供することにある。
ルエンジン用燃料油基材油中における潤滑性向上剤の作
用機構を鋭意検討した結果、基材油中の潤滑性向上剤が
金属表面に速やかに吸着することによって潤滑性が向上
すること、そのためには、基材油は、潤滑性向上剤との
親和性が低くかつ潤滑性向上剤が金属表面に吸着するこ
とを阻害しない特徴を有することが必要であることを見
出し、本発明を完成するに至った。
0.03重量%以下、(2)窒素分35重量ppm以
下、(3)密度0.835g/cm3以下、(4)溶解
度パラメーター7.00〜8.10であることを特徴と
するディーゼルエンジン用燃料油基材油が提供される。
また、本発明によって、上記のディーゼルエンジン用燃
料油基材油に、潤滑性向上剤を添加することを特徴とす
るディーゼルエンジン用燃料油組成物が提供される。
ン用燃料油基材油、およびディーゼルエンジン用燃料油
組成物に係るものであるが、その好ましい実施の態様と
して、次のものを包含する。 (1)前記密度は、0.830g/cm3以下であるこ
とを特徴とする前記ディーゼルエンジン用燃料油基材
油。 (2)前記溶解度パラメーターは、7.50〜8.05
であることを特徴とする上記(1)記載のディーゼルエ
ンジン用燃料油基材油。 (3)上記(1)または上記(2)記載のディーゼルエ
ンジン用燃料油基材油に、潤滑性向上剤が添加されたこ
とを特徴とする前記ディーゼルエンジン用燃料油組成
物。
る。本発明のディーゼルエンジン用燃料油基材油は、特
定範囲の硫黄分、窒素分、密度、溶解度パラメーターを
有するものであり、さらに上記のディーゼルエンジン用
燃料油基材油に、滑性向上剤を添加したディーゼルエン
ジン用燃料油組成物である。
発明のディーゼルエンジン用燃料油基材油は、硫黄分
0.03重量%以下、好ましくは0.025重量%以下
である。また、窒素分35重量ppm以下、好ましくは
25重量ppm以下である。硫黄分が0.03重量%を
超える場合、また窒素分が35重量ppmを超える場合
には、極性基を有する潤滑性向上剤は基材油との親和性
が高いことから、潤滑性向上剤の金属表面への吸着が抑
制される。その結果、軽油基材油に潤滑性向上剤が添加
された際にその潤滑性向上効果が発揮されない。
油基材油は、密度が0.835g/cm3以下、好まし
くは0.830g/cm3以下である。0.835g/
cm 3を超える場合は、基材油と潤滑性向上剤との密度
差が小さくなることから、やはり潤滑性向上剤の金属表
面への吸着が抑制され、軽油基材油に潤滑性向上剤が添
加された際にその潤滑性向上効果が発揮されない。
料油基材油は、溶解度パラメーターが7.00〜8.1
0、好ましくは7.50〜8.05である。7.00未
満の場合は、基材油と潤滑性向上剤との相溶性が低いこ
とから、相分離がおこるという問題がある。また、8.
10を超える場合は、基材油と潤滑性向上剤との溶解度
パラメーターの差が小さく、相溶性が高くなることか
ら、軽油基材油に潤滑性向上剤が添加された際にその潤
滑性向上効果が発揮されない。
解性を表す指標の一つであって、溶媒および溶質の溶解
度パラメーターの差が小さいほど、溶媒と溶質の相溶性
はよいとされる。溶解度パラメーターは、溶媒および溶
質の表面張力から、次の式から計算して得ることができ
る。 δ=4.19P0.43 P=σV−1/3 ただし、δは溶解度パラメーターを表し、P(dyn/
cm2)は内部圧力を表し、σ(dyn/cm)は表面
張力を表し、V(cm3)は分子容を表す。
料油基材油の性状が、(1)硫黄分0.03重量%以
下、(2)窒素分35重量ppm以下、(3)密度0.
835g/cm3以下、(4)溶解度パラメーター7.
00〜8.10である場合においてのみ、潤滑性向上剤
の効果が十分に発揮される。
ン用基材油は、原油種の異なる石油留分や、溶剤抽出、
水素化処理などの方法で、硫黄分、窒素分、溶解度パラ
メーターを調整した石油留分などを適宜組み合わせて得
ることができる。本発明で使用する基材油は、上に述べ
た方法によって製造された石油留分を単独にまたは数種
を組み合わせて使用することができる。
発明のディーゼルエンジン用燃料油組成物は、上記した
通りのディーゼルエンジン用基材油に、潤滑性向上剤お
よび他の燃料油添加剤を添加して製造することができ
る。
定するものではなく、公知のものを使用することができ
る。たとえば、ステアリン酸、リノール酸、オレイン酸
などの脂肪酸系化合物、リノール酸とグリセリンのエス
テルに代表される脂肪酸と多価アルコールとのエステル
などのエステル系化合物などを挙げることができる。好
ましくはエステル系化合物である。潤滑性向上剤の添加
量が、0.002重量%未満の場合には、潤滑性を向上
する効果が得られず、0.10重量%を超える場合に
は、添加量に見合うだけの潤滑性を向上する効果が得ら
れないので経済的でない。好ましくは0.005〜0.
05重量%である。これらの潤滑性向上剤は、単独にま
たは2種以上を混合して使用することができる。
用燃料油組成物は、その性能を損なわない範囲で、公知
の燃料油添加剤を使用することができる。たとえば、流
動性向上剤、流動点降下剤、セタン価向上剤、酸化防止
剤、金属不活性化剤、清浄剤、腐食防止剤、氷結防止
剤、微生物殺菌剤、助燃剤、帯電防止剤、着色剤などを
挙げることができる。これらの添加剤の添加量は、たと
えば、流動点降下剤の場合、0.1〜0.5重量%であ
るが、この添加量に限定するものでない。これらの添加
剤は、1種または2種以上を適宜組み合わせて使用する
ことができる。
コールエステル系化合物、エチレン−酢酸ビニル系共重
合体、エチレン−アルキルアクリレート系共重合体、塩
素化ポリエチレン、ポリアルキルアクリレート、アルケ
ニルこはく酸アミド系化合物などを挙げることができ
る。
エンジン用燃料油組成物は、その性能を損なわない範囲
で、含酸素化合物を使用することもできる。たとえば、
メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタ
ノール、イソブタノール、tert−ブタノール、アミ
ルアルコール、イソアミルアルコール、n−オクタノー
ル、2−エチルヘキサノール、n−ヘプチルアルコー
ル、トリデシルアルコール、シクロヘキサノール、メチ
ルシクロヘキサノールなどの脂肪族アルコール、メチル
tert−ブチルエーテル、エチルtert−ブチルエ
ーテルなどのエーテル類、ジエチルフタレート、ジプロ
ピルフタレート、ジブチルフタレートなどのジアルキル
フタレート系化合物、エチレングリコールモノイソブチ
ルエーテル、ジエチレングリコールモノn−ブチルエー
テル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、
ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレン
グリコールモノn−ブチルエーテル、トリエチレングリ
コールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメ
チルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノ
n−ブチルエーテルなどのグリコール・エーテル系化合
物、ヒドロキシルアミン系化合物、アセチルアセトンな
どのジケトン化合物などを挙げることができる。含酸素
化合物の添加量は、1〜15重量%の範囲であるが、こ
の添加量に限定するものではない。
細に説明する。なお本発明は、以下の実施例によって何
等限定されるものではない。また以下の実施例および比
較例では、次に示す基材油および潤滑性向上剤を使用し
た。併せて、溶解度パラメーターの測定方法を以下に示
した。
黄分のミナス原油を常圧蒸留して得た軽油留分を、脱硫
して調製した。基材油Bは、低硫黄分のミナス原油を常
圧蒸留して得た軽油留分50容量部と、中東原油を常圧
蒸留して得た軽油留分を50容量部との混合油を、基材
油Aと同様にして脱硫して調製した。基材油Cは、基材
油B50容量部と、中東原油を常圧蒸留して得た灯油留
分50容量部との混合油である。基材油Dは、中東原油
を常圧蒸留して得た軽油留分である。基材油Eは、低硫
黄分のミナス原油を常圧蒸留して得た軽油留分である。
基材油Fは、基材油D80容量部と分解軽油20容量部
との混合油である。基材油Gは、基材油E80容量部と
分解軽油20容量部との混合油である。
物を有効成分とする潤滑性向上剤)を使用した。
cm2)は内部圧力を表し、σ(dyn/cm)は表面
張力を表し、V(cm3)は分子容を表す。
界面科学(株)製 FACE自動界面張力計PD−Z
型)を用いて求めた。基材油の分子容Vは、基材油の分
子量Mと密度ρ(g/cm3)から計算(V=M/ρ)
して求めた。
油に、潤滑性向上剤(PDN655)100重量ppm
を配合して燃料油を調製した。調製した各燃料油につい
て、潤滑性試験を行い摩耗痕径を測定した。その結果
を、同じく表2に示した。併せて、潤滑性の試験方法を
示した。
耐摩耗性によって評価した。耐摩耗性の試験方法は、J
PI−5S−50−98(軽油−潤滑性試験方法)に準
拠した。High Frequency Reciprocating Rig(PCS社
製、HFRR)を使用して、表3に示した試験条件で、
摩耗痕径(Wear Scar Diameter)(μm)を測定した。
潤滑性が優れた燃料油は摩耗痕径が小さく、逆に潤滑性
が劣る燃料油は摩耗痕径が大きい。摩耗痕径は、(摩耗
痕の長径+磨耗痕の短径)/2から計算して求め、その
平均値である。試験結果は、摩耗痕径の改善量(燃料油
を試験して得られた摩耗痕径と、基材油の磨耗痕径との
差)で表した。
〜3の燃料油は、摩耗痕径の改善量が大きく、優れた潤
滑性を示した。一方、比較例1〜4の燃料油は、硫黄
分、窒素分、密度および溶解度パラメーターのいずれか
一つ以上の性状が特定範囲にないことから、摩耗痕径の
改善量が著しく小さいものであった。
に、本発明によれば、ディーゼルエンジン用燃料油基材
油の性状を、(1)硫黄分0.03重量%以下、(2)
窒素分35重量ppm以下、(3)密度0.835g/
cm3以下、(4)溶解度パラメーター7.00〜8.
10としたことから、このような基材油に潤滑性向上剤
を添加したディーゼルエンジン用燃料油組成物は、優れ
た潤滑性を有するという効果を奏した。
Claims (2)
- 【請求項1】 (1)硫黄分0.03重量%以下、
(2)窒素分35重量ppm以下、(3)密度0.83
5g/cm3以下、(4)溶解度パラメーター7.00
〜8.10であることを特徴とするディーゼルエンジン
用燃料油基材油。 - 【請求項2】 請求項1記載のディーゼルエンジン用燃
料油基材油に、潤滑性向上剤を添加することを特徴とす
るディーゼルエンジン用燃料油組成物。
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