JP2003201496A - ディーゼルエンジン油組成物 - Google Patents
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Abstract
混入した過酷な条件下においてピストンリング溝周辺の
デポジットの低減化可能であり、しかも低灰分のディー
ゼルエンジン油組成物を提供する。 【解決手段】 鉱油系、合成油系又はこれらの混合物
からなる基油を含有し、GCDの550℃以上の重質留
分を6容量%以上であり、特に、硫酸灰分量が1質量%
以下であって、さらに好ましくはエステルを基油成分と
して20%以上含有する鉱油系および/または合成油系
ディーゼルエンジン油組成物。
Description
ン油組成物に関するものであり、更に詳しくはスーツが
混入した条件下でピストンリング溝周辺のデポジットを
大幅に低減させ、低灰分化を可能にしたディーゼルエン
ジン油組成物に関するものである。
2低減に効果があり、欧州ではディーゼル車の普及率が
増加している状況である。一方、ディーゼルエンジンで
は、粒子状物質(以下「PM」という。)が排出される
が、PMは環境問題からその排出ガス規制が厳しくなっ
ている。これらの規制に対しては、エンジン、燃焼技術
での排出ガス低減の対応が行われている。
油への要求としては、エンジン油に由来する可溶性有機
成分(以下「SOF」という。)の低減化及びエンジン
油中の灰分の低減化がある。前者は、PMの30%をS
OFが占めることから排ガス後処理装置を装着しない場
合にも有効であり、また、後者では、灰分の存在による
排ガス後処理装置のフィルターへの悪影響から後処理装
置が装着される場合に特に有効である。
の粘度の基油を用いることにより、潤滑油消費量を低減
させる技術が開示されている(特開平10−53788
号公報参照。)。また、エンジン油においては、エンジ
ンの清浄性を確保するために、金属系清浄剤を添加する
(例えば、特開平10−147790号公報参照。)
が、清浄性を確保しようとすると金属系清浄剤に由来す
る灰分により排ガス後処理装置の目詰まりの問題が生ず
る。このような問題に対して従来の取組みは、低灰分化
を図ると共に、低灰分化による清浄性の低下を補うため
に添加剤処方により清浄性を向上させようとするもので
あった。すなわち、清浄分散剤の最適設計により、デ
ポジットの前駆物質の中和・無害化、デポジットの分
散、デポジットの吸着阻害等の効果により清浄性を向
上させるものであった。また、低灰分の添加剤によりエ
ンジン油の酸化安定性、耐コーキング性を確保する技術
も開示されている(特開平8−253782号公報、特
開平2000−256690号公報参照)。しかしなが
ら、これらの技術では、スーツが混入し、極めて高温と
なるピストンリング溝周辺では添加剤が、劣化、変質し
てしまうため、デポジット清浄効果は期待できず、高温
の運転条件下における清浄性の向上には限界があった。
置が設置されている場合にスーツが混入した条件下でピ
ストンリング溝周辺のデポジットを大幅に低減させるこ
とで、低灰分化を可能にし、PM低減が図れるディーゼ
ルエンジン油組成物を提供することにある。なお、本明
細書において排ガス後処理装置は、ディーゼルパーティ
キュレートフィルター(DPF)、ディーゼルパーティ
キュレートNOx同時低減触媒システム(DPNR)及
びその他の排ガス処理装置を含むものである。
前記の課題の解決のために鋭意検討を重ねた結果、高温
で流動性をもつ特定基油成分を配合することにより、同
基油成分によりデポジットの洗い流しに寄与するため、
金属系清浄剤の添加量を低減しても清浄性を大幅に向上
できることを見出し、これらの知見に基づいて本発明を
完成させたものである。
上の留分を6容量%以上含有してなることを特徴とする
ディーゼルエンジン油組成物を提供するものである。以
下、本発明について詳細に説明する。前述のようにPM
を低減させるには、エンジン油由来のSOFの低減化
と、エンジン油中の灰分の低減化を図ることが必要であ
る。本発明では排ガス後処理装置の装着を前提としてい
るのでエンジン油組成物の低灰分化が必要であり、PM
の低減を図るとともにエンジンの清浄性を確保すること
が課題となる。エンジン油組成物の低灰分化を図る場
合、特にピストンリング溝周辺のデポジットが増加する
ためこれを防止することが必要であるが、本発明におい
ては、生成するデポジットを物理的に洗い流すことによ
りこの目的を達成せんとするものである。従って、エン
ジン油としては、高温となる部位においても蒸発し難い
こと、及びピストン高温部周辺でのデポジットに対する
溶解性が高いものであることが必要とされる。
のであって、GCDの550℃以上の留分が6容量%以
上であり、好ましくは、さらに硫酸灰分量が1質量%以
下であるディーゼルエンジン油組成物を提供することに
より達成したものであるが、さらに具体的な実施の形態
として少なくとも次の(1)〜(12)に示すものを包
含する。すなわち、 (1)基油が鉱油であるディーゼルエンジン油組成物。 (2)基油がポリ−α−オレフィンであるディーゼルエ
ンジン油組成物。 (3)基油が鉱油とポリ−α−オレフィンとの混合物で
あるディーゼルエンジン油組成物。 (4)基油がエステルであるディーゼルエンジン油組成
物。 (5)基油がポリ−α−オレフィンとエステルとの混合
物であるディーゼルエンジン油組成物。 (6)基油が鉱油とエステルとの混合物であるディーゼ
ルエンジン油組成物。 (7)基油が鉱油、ポリ−α−オレフィン及びエステル
との混合物であるディーゼルエンジン油組成物。 (8)清浄分散剤が、金属系清浄剤、無灰系分散剤、酸
化防止剤および耐摩耗剤からなる添加剤パッケージであ
るディーゼルエンジン油組成物。 (9)硫酸灰分量が1質量%以下であるディーゼルエン
ジン油組成物。 (10)粘度指数向上剤及び流動点降下剤がそれぞれエ
チレン−プロピレン共重合体およびポリアクリレートで
あるディーゼルエンジン油組成物。 (11)GCDの550℃以上の留分が6容量%以上で
あり、硫酸灰分量が1質量%以下であって、さらにエス
テルを基油成分として20容量%以上含有してなるディ
ーゼルエンジン油組成物。 (12)排ガス後処理装置が、ディーゼルパーティキュ
レートフィルター(DPF)又はディーゼルパーティキ
ュレートNOx同時低減触媒システム(DPNR)であ
るディーゼルエンジン油組成物。
の基油は、高温で流動性を有する重質成分の特定量を含
有するものであり、具体的にはGCDの550℃以上の
留分(以下「GCD550℃+重質留分」ということが
ある。)が6容量%以上含有するものである。該留分
は、ディーゼルエンジン油としての要求品質を阻害しな
い限りにおいて60容量%、好ましくは20容量%程度
まで増量させることができるが、これに限定されるもの
ではなく本発明の課題を達成し得る範囲内であれば、さ
らに任意に選択することができる。ここで本明細書にお
いて「GCDの550℃以上の留分」とは、ガスクロマ
トグラフィーを用いて下記の実施例の欄に記載の操作お
よび条件により測定された成分である。かかる特定の性
状を有する基油は、各種の混合基材を選択し混合するこ
とにより調製することができるが、混合基材としては、
所定の留出成分を有するものであれば特に限定されるも
のではなく、鉱油系、合成系またはこれらの混合系基
材、また、植物油系基材をも用いることができる。
基系またはナフテン系原油の常圧蒸留残渣油の減圧蒸留
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、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ラフィネートまたは水素化処理油等
の鉱油、減圧蒸溜残渣油を溶剤脱瀝処理に供したのち、
得られた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、一方、溶剤脱蝋の溶剤としては、液化プロパン、M
EK/トルエン等が用いられる。また、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触媒として用
いられる。
は、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、ブライトストック等を挙げることがで
き、これらの基材を基油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。
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。)、ポリブテン、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;二塩基酸(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
5〜20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、リン酸エステルおよびシリコーン油等を挙げること
ができる。
やし油等を挙げることができる。
の基油は、前記の各種基油基材を各々単独でまた二種以
上を混合して所望の性状、例えば、100℃における動
粘度が2〜15mm2/s、好ましくは、3〜13mm2
/s有し、かつGCD550℃+重質留分が6容量%以
上となるように製造されたものである。GCD550℃
+重質留分の含有量は、エンジン油としての性状、特に
粘度性状を阻害しない範囲で選択されるが、具体的には
60容量%、特に約20容量%も含有させれば十分有効
である。
剤、無灰系分散剤等の清浄剤が添加されるが、エンジン
油として多様な性能が要求され、これに対応するために
は必要に応じて各種添加剤、すなわち、粘度指数向上
剤、酸化防止剤、摩擦低減剤、摩耗防止剤、極圧剤、金
属不活性化剤、流動点降下剤、消泡剤、腐蝕防止剤等か
らなる群より選択される少なくとも一種の添加剤を配合
することができる。特に、粘度指数向上剤、金属系清浄
剤、無灰系分散剤および摩耗防止剤等が配合される。こ
れらの添加剤のなかには、GCD550℃+重質留分を
含むものがあり、例えば、高分子量の無灰分散剤は、前
記重質留分と同等の性能を発揮し基油の性能を補完する
ことができる。
a、Na等のスルホネート系、フェネート系、サリシレ
ート系、ホスホネート系のものがあり、これらは通常
0.05〜5重量%の割合で使用されるが、本発明にお
いては低減化された配合量でよい。
系、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
ホウ素含有物等が挙げられるが、これらの配合量は0.
05〜10重量%である。
クリレート系、オレフィンコポリマー系(ポリイソブチ
レン系、エチレン−プロピレン共重合体系)、ポリアル
キルスチレン系、スチレン−ブタジエン水添共重合体
系、スチレン−無水マレイン酸エステル共重合体系等が
挙げられる。
フェニルアミン、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、4,4’−テト
ラメチル−ジアミノジフェニルメタン等のアミン系酸化
防止剤、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾー
ル、2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、4,
4’−メチレンビス(2,6−ジ−tert−ブチルフ
ェノール)、4,4’−チオビス(6−ジ−tert−
ブチル−o−クレゾール)、イソオクチル−3−(3,
5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピ
オネート等のフェノール系酸化防止剤、ジラウリル−
3,3’−チオジプロピオネート等の硫黄系酸化防止
剤、ホスファイト等のリン系酸化防止剤、さらにジチオ
リン酸亜鉛等が挙げられ、特に、アミン系酸化防止剤、
フェノール系酸化防止剤が好ましく用いられる。これら
は通常0.05〜5重量%の割合で使用される。
デン化合物、脂肪酸、高級アルコール、脂肪酸エステ
ル、油脂類、アミン、アミド、硫化エステル、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、0.05〜3重量%の
割合で使用される。
亜鉛、ジチオリン酸金属塩(Pb、Sb、Moなど)、
ジチオカルバミン酸金属塩(Zn、Pb、Sb、Moな
ど)、ナフテン酸金属塩(Pbなど)、脂肪酸金属塩
(Pbなど)、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0.1〜5重量%の割合で使用される。特に、ジアル
キルジチオリン酸亜鉛が好ましい。これらの配合量とし
ては0.01〜5重量%が好ましい。
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0.05〜3重量%の割合で使用される。
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
0.01〜3重量%の割合で使用される。
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、ポリメタクリレートが好ましく用いられる。
これらは通常0.01〜10重量%の割合で使用され
る。
ロキサン等が挙げられ、通常、ごく少量、例えば0.0
001〜1重量%程度添加される。さらに、腐蝕防止剤
等その他の添加剤も所望に応じて使用することができ
る。
蒸発性が低いために潤滑油消費量の低減により潤滑油由
来のSOFが低減され、PMの低減が図れることから排
ガス後処理装置の装着の有無に拘らずディーゼルエンジ
ン用の潤滑油として極めて有用である。
よりさらに具体的に説明する。もっとも、本発明はこれ
らの実施例等により何ら限定されるものではない。な
お、ディーゼルエンジン油組成物(以下「エンジン油組
成物」という。)の性能評価には次の試験法を用いた。
また、実施例等において基油及びエンジン油組成物に関
し表示する「%」は、ことわりのない限り質量%を示
す。
マトグラフィーにかけ、該試料から沸点550℃の成分
が流出する保持時間を求め、続いて供試油をガスクロマ
トグラフィーにかけて、その保持時間以降に留出した留
分の積分値が全体に占める割合を550℃以上の留出分
とする。 カラム:HT-5、長さ:6m、内径:0.53mm、膜
厚:0.1μm キャリアガス:ヘリウム、検出器:FID 初期温度:50℃、昇温速度:10℃/min.、最終
温度:450℃ 溶媒:二硫化炭素
1.0g/hの速度で傾斜したパネルの上に滴下する。
滴下された供試油はパネル上で炭化してデポジットを生
成する。パネル傾斜角:8度、パネル温度:280℃の
条件で、3時間試験をした後、生成したデポジット中に
残存する油分を石油エーテルで抽出して、試験前後のパ
ネルの重量差によりデポジット生成量を求める。
%を混合し、100℃における動粘度が5.4mm2/
sの基油を得た。この基油に組成物全量基準で清浄分散
剤**)11%、粘度指数向上剤としてα−オレフィンコ
ポリマー***)7%、流動点降下剤として、ポリメタアク
リレート0.12%を配合してエンジン油組成物を調製
した。得られたエンジン油組成物は、40℃動粘度;6
9.8mm2/s、100℃動粘度;11.3mm2/
s、粘度指数;155であり、GCD550℃+重質留
分;9容量%のものであった。エンジン油組成物の性能
評価は、前記のパネコーデポジット量の測定により行な
い、48mgの結果を得た。エンジン油組成物の性状及
び性能評価を実施例2以下のものと併せて表1及び表2
にまとめた。 *) 溶剤精製鉱油A;沸点550℃以上の留分量が1
6容量%の重質鉱油と同留分量がそれぞれ0%の軽質鉱
油及び中質鉱油を混合して得られた同留分量が0.4容
量%の混合基剤。 **) 清浄分散剤;金属系清浄剤(カルシウムスルホネ
ート及びカルシウムフェネート)、無灰分散剤(コハク
酸イミド系)、酸化防止剤(アルキル化ジフェニルアミ
ン)、耐摩耗剤(ZnDTP)の添加剤パッケージ。 ***) 数平均分子量;70,000
O20.0%の混合物(100℃動粘度;5.4mm2
/s)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてエン
ジン油組成物(GCD550℃+重質留分;21容量
%)を調製した。評価結果を表1に示す。
O8.0%の混合物(100℃動粘度;5.4mm2 /
s)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてエンジ
ン油組成物(GCD550℃+重質留分;10容量%)
を調製した。評価結果を表1に示す。
0mm2 /s)を使用し、粘度指数向上剤を配合しなか
ったこと以外は、実施例1と同様にしてエンジン油組成
物(GCD550℃+重質留分;9容量%)を調製し
た。評価結果を表1に示す。 *) 溶剤精製鉱油B;沸点550℃以上の留分量が16
容量%の重質鉱油と同留分量0%の中質鉱油を混合して
得られた同留分量8.3容量%の混合基剤。
7.8%の混合物(100℃動粘度;4.8mm2 /
s)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてエンジ
ン油組成物(GCD550℃+重質留分;10容量%)
を調製した。評価結果を表1に示す。
トールエステル(C5〜C9)20.0%の混合物(10
0℃動粘度;8.0mm2/s)を用いたこと以外は、
実施例1と同様にしてエンジン油組成物(GCD550
℃+重質留分;20容量%)を調製した。評価結果を表
1に示す。
C9)52.2%及びトリメチロールプロパンエステル
(C18)47.8%の混合物(100℃動粘度;8.0
mm2 /s)を用いたこと以外は、実施例1と同様にし
てエンジン油組成物(GCD550℃+重質留分;54
容量%)を調製した。評価結果を表1に示す。
6%及びペンタエリスリトールエステル(C5〜C9)2
0.0%の混合物(100℃動粘度;4.8mm2 /
s)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてエンジ
ン油組成物(GCD550℃+重質留分;8容量%)を
調製した。評価結果を表1に示す。
8%及びトリメチールプロパンエステル(C8 、C10)
20.0%の混合物(100℃動粘度;4.8mm2 /
s)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてエンジ
ン油組成物(GCD550℃+重質留分;6容量%)を
調製した。評価結果を表1に示す。
mm2 /s)を用いたこと以外は、実施例1と同様にし
てエンジン油組成物(GCD550℃+重質留分;1容
量%)を調製した。評価結果を表2に示す。
O4.0%の混合物(100℃動粘度;5.1mm2 /
s)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてエンジ
ン油組成物(GCD550℃+重質留分;5容量%)を
調製した。評価結果を表2に示す。
スリトールエステル(C5〜C9)4.9%の混合物(1
00℃動粘度;4.8mm2 /s)を用いたこと以外
は、実施例1と同様にしてエンジン油組成物(GCD5
50℃+重質留分;2容量%)を調製した。評価結果を
表2に示す。
スリトールエステル(C5〜C9)20.0%の混合物
(100℃動粘度;4.8mm2 /s)を用いたこと以
外は、実施例1と同様にしてエンジン油組成物(GCD
550℃+重質留分;4容量%)を調製した。評価結果
を2に示す。
ルエンジン油組成物は、高粘度基油配合によりデポジッ
ト量を低減し、スーツが混入している高温条件下でも清
浄性に優れ、好適に使用できる。また、清浄性が著しく
向上しているために、必要とされる金属系清浄剤の配合
量を低減して、低灰分化することが可能となり、排ガス
後処理装置が目詰まりしにくいディーゼルエンジン油組
成物を提供することができる。
Claims (2)
- 【請求項1】 GCDの550℃以上の留分を6容量
%以上含有してなることを特徴とするディーゼルエンジ
ン油組成物。 - 【請求項2】 硫酸灰分量が1質量%以下である請求
項1に記載のディーゼルエンジン油組成物。
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