JP2003510409A - エンジン油の低温走査ブルックフィールドゲル指数の低減 - Google Patents

エンジン油の低温走査ブルックフィールドゲル指数の低減

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Abstract

(57)【要約】 フマル酸ジアルキル−酢酸ビニル低温流動性向上剤、およびソルビタン脂肪酸エステルまたはポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステルの両者を含む潤滑油組成物は、低減されたゲル指数を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明の分野 本発明は、一般に、向上された低温性能を有する潤滑油に関する。より詳しく
は、走査ブルックフィールドゲル指数を低減するための添加剤組合わせを含有す
るクランクケースエンジン潤滑油に関する。
【０００２】本発明の背景 内燃エンジンのクランクケースで用いられるものなどの潤滑油は、摩擦を低減
し、デポジットの形成を最小にし、腐食および摩耗を防止し、広い温度範囲にお
いて適切なエンジン潤滑性を確保するように設計される。アメリカ石油協会（「
ＡＰＩ」）、自動車技術者協会（「ＳＡＥ」）、アメリカ材料試験協会（「ＡＳ
ＴＭ」）、ならびに国際潤滑油標準化および認証委員会（「ＩＬＳＡＣ」）は、
エンジン潤滑油の品質に対する工業要求を設定し、分類を設定し、潤滑油が性能
要求を満足することを認定するための試験法を開発する主要な組織体である。相
手先商標製造業者（「ＯＥＭ」）は、しばしば独自の性能要求を設定するが、こ
れはＡＰＩ、ＳＡＥ、ＡＳＴＭまたはＩＬＳＡＣが要求するものより厳しいであ
ろう。
【０００３】 潤滑油が適切な低温特性を有することを保証するためには、一般に三つの試験
が満足されなければならない。それは、流動点（ＡＳＴＭ Ｄ９７）、ＴＰ１ミ
ニロータリー粘度計粘度「ＴＰ１ＭＲＶ」（ＡＳＴＭ Ｄ４６４８）および走査
ブルックフィールドゲル指数「ゲル指数」（ＡＳＴＭ Ｄ５１３３）に対する要
求を満足するであろう。流動点は、低温における分配可能性の指標であり，一方
ＴＰ１ＭＲＶおよびゲル指数は、低温における潤滑油ポンパビリティ（ポンピン
グ性能）の測定値である。
【０００４】 添加剤は、前記の低温要求をするであろう潤滑油組成物を処方するのに用いら
れる。残念ながら、経験的に、ＴＰ１ＭＲＶおよびゲル指数は、相互に独立して
変化するであろうことが示され、またこれらの特性の一つを満足するように潤滑
油組成物を調整することは、他の特性に負または望ましくない効果をもたらすこ
とが示された。
【０００５】 最近では、潤滑油ゲル指数に対する工業要求は、最大１２であり、一方、潤滑
油ＴＰ１ＭＲＶに対する要求は、ＳＡＥグレードによる−１０℃〜−４０℃の範
囲の試験温度で最大６０，０００ｃＰである。例えば、５Ｗ−３０油は、−３５
℃で試験され、１０Ｗ−３０は、−３０℃で試験される等である。
【０００６】 ＯＥＭおよび潤滑油処方業者においては、勿論、現在の標準より優れた特性を
有する潤滑油組成物が引続き追求されている。したがって、低減されたゲル指数
値を有し、しかもＴＰ１ＭＲＶおよび流動点要求を満足する潤滑油の必要性が依
然としてある。
【０００７】本発明の概要 驚くべきことに、ここに、フマル酸ジアルキル−酢酸ビニル（「ＤＦＶＡ」）
共重合体流動性向上剤と、ソルビタン脂肪酸エステルおよびポリオキシアルキレ
ンソルビタン脂肪酸エステルからなる群から選択されるエステルとの組合わせは
、潤滑油のＴＰ１ＭＲＶおよび流動点を実質的に上昇することなく、潤滑油のゲ
ル指数を１２未満に低減するのに効果的であることが見出された。
【０００８】 したがって、本発明の一実施形態においては、潤滑油粘度の油の主要量、なら
びにフマル酸ジアルキル−酢酸ビニル共重合体流動性向上剤、およびソルビタン
脂肪酸エステルまたはポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステルからなる
群から選択されるエステルの少量を含み、そのＤＦＶＡおよびエステルは、組成
物のゲル指数を約１２未満に低減するのに十分な量で存在することを特徴とする
潤滑油組成物が提供される。
【０００９】 他の実施形態においては、ＤＦＶＡ共重合体流動性向上剤と、ソルビタン脂肪
酸エステルおよびポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステルからなる群か
ら選択されるエステルとの組合わせを、前記組成物のゲル指数を低減するのに十
分な量で、前記組成物に添加することを特徴とする主要量の潤滑油を含む潤滑油
組成物のゲル指数の低減方法が提供される。
【００１０】本発明の詳細な説明 本発明の潤滑油組成物には、例えば、４０℃において約１３〜約３５センチス
トークスである潤滑油粘度の基油の主要量が含まれる。実際、火花着火および圧
縮着火エンジンのクランクケース潤滑油に用いられるいかなる天然鉱油基油、水
素化分解および脱ロウ基油、ワックス異性化油、ポリアルファオレフィンなどの
合成炭化水素油、またはこれらの混合物も、本発明を実施する場合に適切である
。したがって、このようなＡＰＩのグループＩ、ＩＩ、ＩＩＩおよびＩＶ、また
はこれらの混合油は、適切な基油である。
【００１１】 また、本発明の潤滑油組成物には、フマル酸ジアルキル−酢酸ビニル共重合体
低温流動性向上剤が含まれる。一般に、ＤＦＶＡのアルキル基は、炭素原子が６
〜２４個、好ましくは８〜１８個の範囲にあるであろう。有用なＤＦＶＡの典型
的な平均数分子量は、数平均分子量（Ｍｎ）で約５，０００〜約７０，０００の
範囲にある。一般に、ＤＦＶＡ流動性向上剤は、約５０％の活性成分を含む溶液
形態で潤滑油組成物に添加される。典型的には、潤滑油中に存在するＤＦＶＡの
実際量は、潤滑油組成物の全重量を基準として、約０．２０重量％〜約０．４０
重量％の範囲にある。
【００１２】 また、本発明の組成物には、ソルビタン脂肪酸エステル、またはモノ、ジおよ
びトリエステルを含むポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル、ならび
にその混合物が含まれる。これらのエステルにおいては、脂肪酸は、典型的には
約１０〜約３０個の炭素原子からなるアルキル鎖を有するであろう。しかし、好
ましい脂肪酸は、ステアリン酸であり、好ましいソルビタンエステルは、ソルビ
タントリステアレートである。エステルがポリオキシアルキレンソルビタンエス
テルである場合には、これらのエステルのアルキレン基は、典型的には、Ｃ２〜
Ｃ２５基（特にエチレン）であり、オキシアルキレン単位の数は、約１〜約２０
の範囲である。好ましくは、特に基油が１５０Ｎ基油である場合に、エステルは
、ポリオキシエチレン（２０）ソルビタントリステアレートである。
【００１３】 本発明の潤滑油組成物で用いられるソルビタンエステルの量は、組成物の全重
量を基準として、約０．２０重量％〜０．５０重量％である。
【００１４】 本発明の油組成物には、最近の油処方に含まれるタイプの多機能添加剤が含ま
れるであろう。これらの添加剤は、通常単独で添加されず、清浄剤−分散剤−防
止剤（ＤＩ）パッケージに予め組み合わされる。これは、潤滑油添加剤の供給業
者から商業的に入手されるであろう。種々の成分、比率および特性を有するＤＩ
パッケージが入手可能である。
【００１５】 任意に、潤滑油組成物には、少量であるが、最新のモーター油処方で用いられ
るような酸化防止剤が有効量で含まれる。
【００１６】 容易に認識されるように、フマル酸ジアルキル−酢酸ビニル共重合体流動性向
上剤を含む他の完全配合エンジン油についてもゲル指数は、これらの油に十分な
ポリオキシアルキレンステアリン酸エステルを添加することによって低減される
であろう。
【００１７】実施例 ここに、本発明は、次の実施例および比較例を引用して説明されるであろう。
【００１８】実施例１〜３、ならびに比較例１および２ これらの実施例においては、処方５Ｗ−３０モーター油（以下、油Ａという）
を、溶剤脱ロウ１００Ｎ鉱油に、ＤＩパッケージ９．２２重量％およびＰａｒａ
ｔｏｎｅ８４５８（Ｏｒｏｎｉｔｅ Ｃｏｍｐａｎｙ社（Ｒｉｃｈｍｏｎｄ、Ｃ
ａｌｉｆｏｒｎｉａ）から販売される粘度指数向上剤および低温流動性向上剤に
対する登録商標）１０．５６重量％を混合して調製した。Ｐａｒａｔｏｎｅ８４
５８は、共重合体粘度指数向上剤（ＶＩインプルーバー）、およびフマル酸ジア
ルキル−酢酸ビニル低温流動性向上剤３．５重量％からなる。処方油Ａとして、
ＤＦＶＡ０．３７重量％が含まれる。
【００１９】 油Ａの四試料のそれぞれに、異なるソルビタンエステルを０．２〜０．８重量
％添加した。得られた混合物を５５℃〜６０℃で約３０分間加熱して、エステル
を溶解し、次いで室温に冷却した。各試料について、ゲル指数および他の試験を
行なった。その結果を、油Ａ（比較例１）の試験結果と共に表１に示す。
【００２０】比較例３および４ 実施例１〜３の手順に続いて、油Ａをソルビタンモノオレエートおよびソルビ
タンセスキオレエート０．５重量％と組合わせた。試験結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】実施例４および５、ならびに比較例５および６ 実施例１の手順を次の点を除いて続けた。すなわち、処方１０Ｗ−３０（以下
、油Ｂ）は、油Ａと同様にして、１５０Ｎ鉱油にＤＩパッケージ９．２２重量％
を混合し、しかしパラトン（Ｐａｒａｔｏｎｅ）８４５８ ７．７１重量％を混
合することによって調製された。処方油Ｂとして、ＤＦＶＡ０．２７重量％が含
まれる。得られた試験結果を表２に示す。これは、油Ｂ（比較例５）と比較され
る。
【００２３】
【表２】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１０Ｎ 30:02 Ｃ１０Ｎ 30:02 30:08 30:08 40:25 40:25 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ， ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，Ｌ Ｃ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ， ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，Ｔ Ｊ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 メイ，クリストファー，ジョン カナダ国，オンタリオ エヌ７エス ４エ イ７，サーニィア，ボブ コート 1571 Ｆターム(参考） 4H104 BB34C BB47C BB48C CB09C CB14C DA02A EA03C LA01 LA04 PA41

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 潤滑油粘度の油の主要量、ならびに フマル酸ジアルキル−酢酸ビニル共重合体流動性向上剤と、ソルビタン脂肪酸エ
    ステルおよびポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステルからなる群から選
    択されるエステルとの両者の少量を含み、フマル酸ジアルキル−酢酸ビニルおよ
    びエステルは、組成物のゲル指数を約１２未満に低減するのに十分な量で存在す
    ることを特徴とする潤滑油組成物。
  2. 【請求項２】 前記フマル酸ジアルキル−酢酸ビニルは、約５，０００〜約
    ７０，０００の範囲に数平均分子量（Ｍｎ）を有することを特徴とする請求項１
    に記載の潤滑油組成物。
  3. 【請求項３】 前記エステルは、約１〜２０個の炭素原子からなるアルキレ
    ン基を有するポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステルであり、該脂肪酸
    は、１０〜３０個の炭素原子からなるアルキル基を有することを特徴とする請求
    項１に記載の潤滑油組成物。
  4. 【請求項４】 前記エステルは、ソルビタン脂肪酸エステルであり、該脂肪
    酸は、１０〜３０個の炭素原子からなるアルキル基を有することを特徴とする請
    求項１に記載の潤滑油組成物。
  5. 【請求項５】 前記流動性向上剤は、前記組成物の重量を基準として約０．
    ２０〜約０．４０重量％の範囲の量で存在し、前記エステルは、前記組成物の重
    量を基準として約０．２０〜約０．５０重量％の範囲の量で存在することを特徴
    とする請求項３または４に記載の潤滑油組成物。
  6. 【請求項６】 フマル酸ジアルキル−酢酸ビニル流動性向上剤、およびソル
    ビタン脂肪酸エステルまたはポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステルの
    両者を、前記組成物のゲル指数を低減するのに十分な量で、前記組成物に添加す
    ることを特徴とする主要量の油を含む潤滑油組成物のゲル指数の低減方法。
  7. 【請求項７】 前記流動性向上剤は、前記組成物の重量を基準として約０．
    ２０〜約０．４０重量％の範囲の量で添加され、前記エステルは、前記組成物の
    重量を基準として約０．２０〜約０．５０重量％の範囲の量で添加されることを
    特徴とする請求項６に記載の潤滑油組成物のゲル指数の低減方法。
  8. 【請求項８】 潤滑油粘度の油の主要量、ならびにフマル酸ジアルキル−酢
    酸ビニル流動性向上剤の少量を含む潤滑油組成物において、ソルビタン脂肪酸エ
    ステルまたはポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステルを、ゲル指数を約
    １２未満に低減するのに十分な量で前記潤滑油組成物に添加することを特徴とす
    るゲル指数の改良方法。
  9. 【請求項９】 前記潤滑油組成物は、約０．２０〜約０．４０重量％の流動
    性向上剤を含み、約０．２０〜約０．５０重量％の前記エステルが添加されるこ
    とを特徴とする請求項８に記載のゲル指数の改良方法。
  10. 【請求項１０】 前記エステルの脂肪酸は、１０〜３０個の炭素原子からな
    るアルキル基を有し、前記エステルがポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エ
    ステルである場合には、エステルは、１〜約２０個のオキシアルキレン基を有し
    、アルキレン基は、２〜２５個の炭素原子を有することを特徴とする請求項９に
    記載のゲル指数の改良方法。
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