JP2006328265A - 潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】潤滑油基油と、(A)有機モリブデン化合物、(B)ジアルキルジチオリン酸亜鉛、(C)塩基価230mgKOH/g以上のCaスルフォネート、Caフェネート及びMgスルフォネートの中から選ばれる少なくとも一種、及び(D)硼素含有無灰分散剤又は硼素含有無灰分散剤と硼素未含有無灰分散剤との組合わせを、それぞれ所定の割合で含有すると共に、組成物における、P含有量とMo含有量の質量比(P/Mo)が1.5以上、前記(C)成分由来のCaとMgの合計含有量とMo含有量の質量比(CaMg/Mo)が3以上であり、かつ前記(D)成分由来のB/N質量比が0.5以上である潤滑油組成物とする。
【選択図】なし
Description
したがって、湿式クラッチを持つ多くの二輪自動車等のエンジン用潤滑油と動力伝達用潤滑油とを同一の油剤で潤滑するシステムに対しては、四輪自動車4サイクルエンジン用潤滑油をそのまま適用することは好ましくなく、二輪自動車4サイクルエンジンに適したエンジン用潤滑油組成物に関する多くの改良研究がおこなわれている(例えば、特許文献1、2参照)。
自動車エンジン用潤滑油には(1)清浄性が良い、(2)耐摩耗性に優れる、(3)熱・酸化安全性に優れる、(4)オイル消費が少ない(5)エンジン摩擦損失が少ない(省燃費性に優れる)等の各特性が要求されている。特に二輪自動車は、同じ4サイクルエンジンでも、四輪自動車と比べて常用使用時のエンジン回転数が高く、排気量当たりの出力も高い。更に二輪自動車エンジン用潤滑油は、四輪自動車4サイクルエンジン用潤滑油とは異なり、エンジンとトランスミッション等の動力伝達装置双方の潤滑を行うため、油温が高くなり、四輪自動車エンジン用潤滑油よりも高い高温清浄性が要求される。
すなわち、本発明は、
(1)潤滑油基油と、(A)有機モリブデン化合物を、Moとして100〜1000質量ppm、(B)ジアルキルジチオリン酸亜鉛を、Pとして0.03〜0.20質量%、(C)過塩素酸法塩基価が230mgKOH/g以上である、カルシウムスルフォネート、カルシウムフェネート及びマグネシウムスルフォネートの中から選ばれる少なくとも一種を、Ca及び/又はMgとして0.15〜0.30質量%、及び(D)硼素含有無灰分散剤、又は硼素含有無灰分散剤と硼素未含有無灰分散剤との組合わせを、Bとして0.03質量%以上及びNとして0.05質量%以上含有すると共に、組成物における、P含有量とMo含有量の質量比(P/Mo)が1.5以上、前記(C)成分由来のCaとMgの合計含有量とMo含有量の質量比(CaMg/Mo)が3以上であり、かつ前記(D)成分由来のB/N質量比が0.5以上であることを特徴とする潤滑油組成物、
(2)(A)成分の有機モリブデン化合物が、モリブデンアミン塩及び/又はモリブデンジチオカーバメイトであって、モリブデンアミン塩由来のMo含有量(MoA)とモリブデンジチオカーバメイト由来のMo含有量(MoD)の質量比(MoA/MoD)が3以下である上記(1)項に記載の潤滑油組成物、
(3)(D)成分由来のB/N質量比が0.5〜1.2であって、(D)成分の含有量が、Bとして0.03〜0.2質量%で、Nとして0.05〜0.2質量%である上記(1)又は(2)項に記載の潤滑油組成物、及び
(4)動力伝達用潤滑油兼エンジン用潤滑油に用いられる上記(1)〜(3)項のいずれかに記載の潤滑油組成物、
を提供するものである。
また、基油としては、粘度指数が60以上、さらには80以上、特に110以上のものが好ましい。粘度指数が60以上の基油は温度の変化による粘度変化が小さい。
また、合成油としては、例えば、炭素数8〜14のα−オレフィンオリゴマーであるポリ(α−オレフィン)、ポリブテン、ポリオールエステル、アルキルベンゼンなどが挙げられる。本発明においては、基油として上記鉱油、合成油を一種用いてもよく、二種以上組み合わせて用いてもよい。また、鉱物油と合成油を混合して使用してもよい。
前記モリブデンアミン塩としては、6価のモリブデン化合物、具体的には三酸化モリブデン及び/又はモリブデン酸とアミン化合物とを反応させてなるもの、例えば特開2003−252887号公報に記載の製造方法で得られる化合物を用いることができる。
これらのアミン化合物は一種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記6価のモリブデン化合物とアミン化合物との反応比は、アミン化合物1モルに対し、モリブデン化合物のMo原子のモル比が、0.7〜5であることが好ましく、0.8〜4であることがより好ましく、1〜2.5であることがさらに好ましい。反応方法については特に制限はなく、従来公知の方法、例えば特開2003−252887号公報に記載されている方法を採用することができる。
で表される硫化オキシモリブデンジチオカーバメイトを挙げることができる。
ここで、炭素数4〜24の炭化水素基としては、例えば、炭素数4〜24のアルキル基、炭素数4〜24のアルケニル基、炭素数6〜24のアリール基、炭素数7〜24のアリールアルキル基などが挙げられる。炭化水素基の炭素数が4以上であると基油に対する溶解性が良好であり、また炭素数24以下であると良好な効果が発揮されると共に、入手も容易となる。前記R1及びR2は、たがいに同一でも異なっていてもよい。
上記炭素数4〜24のアルキル基及び炭素数4〜24のアルケニル基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれであってもよく、このようなものとしては、例えばn−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、各種ヘキシル基、各種オクチル基、各種デシル基、各種ドデシル基、各種テトラデシル基、各種ヘキサデシル基、各種オクタデシル基、各種イコシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、オレイル基、リノレイル基などが挙げられる。また、上記炭素数6〜24のアリール基及び炭素数7〜24のアリールアルキル基は、その芳香環上にアルキル基などの置換基が1個以上導入されていてもよく、このようなものとしては、例えばフェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ブチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、ベンジル基、メチルベンジル基、ブチルベンジル基、フェネチル基、メチルフェネチル基、ブチルフェネチル基などが挙げられる。
600質量ppmである。
また、モリブデンアミン塩の含有量が高すぎると省燃費性が悪化し、モリブデンジチオカーバメイト(MoDTC)の含有量が高すぎるとクラッチ材に対する摩擦係数が低下する。したがって、省燃費性及び動力伝達性能の両立の点から、本発明においては、モリブデンアミン塩由来のMo含有量(MoA)とモリブデンジチオカーバメイト由来のMo含有量(MoD)の質量比(MoA/MoD)は3以下が好ましい。また、MoD含有量は100〜600質量ppmが好ましく、特に200〜500質量ppmが好ましい。
で表される構造のものを挙げることができる。
ここで、炭素数3〜22の第1級もしくは第2級のアルキル基としては、第1級もしくは第2級のプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、イコシル基などが挙げられる。また、炭素数3〜18のアルキル基で置換されたアルキルアリール基としては、例えばプロピルフェニル基、ペンチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、ドデシルフェニル基などが挙げられる。
本発明の潤滑油組成物においては、(B)成分として、一般式(II)で表されるジアルキルジチオリン酸亜鉛を単独で用いてもよく、二種以上組み合わせて用いてもよいが、特に第2級のアルキル基のジアルキルジチオリン酸亜鉛を主成分とするものが耐摩耗性を高める点から好ましい。
また、本発明の潤滑油組成物においては、P含有量とMo含有量の質量比(P/Mo)は、1.5以上、好ましくは1.8以上、より好ましくは2.0〜5.0である。このP/Moが1.5以上であれば省燃費性を充分発現できる。
この金属系清浄剤の塩基価が230mgKOH/g未満では、本発明の目的が充分に達せられない。好ましい塩基価は250mgKOH/g以上であり、特に
300〜500mgKOH/gが好ましい。このような過塩基性のカルシウムスルフォネートやマグネシウムスルフォネートとしては、塩基価が230mgKOH/g以上である、炭素数1〜50のアルキル基を有するアルキルベンゼンスルフォネートが好ましく用いられる。また、過塩基性のカルシウムフェネートとしては、塩基価が230mgKOH/g以上である、炭素数1〜50のアルキル基を有するアルキルフェネートが好ましく用いられる。
また、この(C)成分由来のCaとMgの合計含有量とMo含有量の質量比(CaMg/Mo)は3以上であることを要す。この質量比が3以上あれば、良好な動力伝達能力が発揮される。CaMg/Mo比の好ましい値は4以上であり、特に5〜10の範囲が好ましい。
前記[1]におけるアルケニル又はアルキルコハク酸イミドは、分子量200〜4000程度、好ましくは500〜3000のアルケニル基又はアルキル基を有するコハク酸イミドであり、代表例はポリブテニル基又はポリイソブテニル基が挙げられる。ここでいうポリブテニル基とは、1−ブテンとイソブテンの混合物あるいは高純度のイソブテンを重合させたもの又は、ポリイソブテニル基を水添した物として得られる。
ポリアミンとしては、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン等が挙げられる。
次に、硼素含有コハク酸イミドの製造方法についても、従来の方法を採用することができる。例えば、アルコール類、ヘキサン、キシレンなどの有機溶媒に前記ポリアミンとポリブテニルコハク酸(無水物)と硼酸などの硼素化合物を加え、適当な条件で加熱することで得ることができる。
また、このアルケニル又はアルキルコハク酸イミドには、これとアルキルフェノール、硫化アルキルフェノール等の芳香族化合物をマンニッヒ縮合させたアルキルフェノール又は硫化アルキルフェノール誘導体も好ましく用いられる。このアルキルフェノールのアルキル基は通常炭素数3〜30のものが使用される。
さらに、前記[3]におけるアルケニル又はアルキルベンジルアミンのアルケニル又はアルキル基についても、上記[1]の場合と同じである。なお、前記[1]〜[3]に用いられる硼素化合物としては、硼酸、硼酸無水物、ハロゲン化硼素、硼酸エステル、硼酸アミド、酸化硼素などが挙げられる。中でも、硼酸が特に好ましい。
上記硼素含有無灰分散剤の中では、特に、アルケニル又はアルキルコハク酸イミドを硼素化合物で処理した硼素含有コハク酸イミドが好ましい。
一方、硼素未含有無灰分散剤としては、前記のアルキル又はアルケニルコハク酸イミド、脂肪酸アミド、アルキル又はアルケニルベンジルアミンなどを用いることができる。
本発明の潤滑油組成物においては、(D)成分として、硼素含有無灰分散剤を一種以上と硼素を含まない無灰分散剤一種以上とを組み合わせて使用してもよい。
そこで、本発明者らは、研究を重ね、無灰分散剤を硼素化合物で変性することにより、塩基生アミン部位が硼素化合物により保護され、ジアルキルジチオリン酸亜鉛との相互作用が弱められ、クラッチディスク及びクラッチプレート間の摩擦係数を高める機能が発現することを見出した。
本発明においては、このような機能を効果的に発現させるために、この(D)成分由来のB/N質量比が0.5以上であることを要し、好ましくは0.6以上、より好ましくは0.6〜1.2である。
一方、前記N含有量は、摩擦係数を高めるという点では低い方が好ましいが、該N含有量が0.05質量%未満では清浄性が非常に悪化する。該N含有量の上限については特に制限はないが、良好な抗乳化性を有するためには0.2質量%程度である。
他の添加剤としては、例えば前記(C)成分以外の金属系清浄剤;ヒンダードフェノール系、アミン系、リン系などの酸化防止剤;前記(A)成分及び(B)成分以外の耐摩耗剤や極圧剤、具体的にはイオウ系(スルフィド類、スルフォキシド類、スルフォン類、チオホスフィネート類など)、ハロゲン系(塩素化炭化水素など)、有機金属系等;ポリメタクリレート、オレフィン共重合体、ポリブテンなどの粘度指数向上剤や流動点降下剤;さらには防錆剤、腐食防止剤、消泡剤などを挙げることができる。
このような組成を有する本発明の潤滑油組成物は、湿式クラッチの静摩擦係数が高く、動力伝達機構の摩擦特性に優れると共に、省燃費性に優れる特性を有し、例えば二輪自動車などの動力伝達用潤滑油兼エンジン用潤滑油として好適である。
なお、潤滑油組成物の評価は下記の方法に従って行った。
<摩擦特性試験>
往復動摩擦試験機(SRV)[Optimol社製、型名「SRVIII」]を用い、下記
の条件にて、試料油の摩擦係数を測定し、省燃費性を評価した。
(1)テストピース:(a)ディスクSUJ2材、(b)シリンダーSUJ2材
(2)振幅:1.5mm
(3)周波数:50Hz
(4)荷重:400N
(5)温度:80℃
<クラッチ摩擦特性>
JASO二輪専用4サイクルエンジン油規格(JASO T903−98)に、クラッチ摩擦特性についての性能分類が規定されている。
クラッチ摩擦特性試験法であるJASO T904−98に準拠した試験を実施し、動摩擦指数(DFI)、静摩擦指数(SFI)、制動時間指数(STI)を算出した。ここで、それぞれの指数が1.45以上、1.15以上及び1.55以上であれば、クラッチ摩擦係数が高く、動力伝達能力に優れるMA性能に分類される。
第1表(実施例1〜6)及び第2表(比較例1〜8)に示す配合組成の潤滑油組成物を調製し、その性能を評価した。その結果を、それぞれ第1表及び第2表に示す。
1)パラフィン系鉱油、100℃の動粘度5.285mm2/s、粘度指数104
2)第2級アルキル型ジアルキルジチオリン酸亜鉛、P含有量8.6質量%
3)モリブデンジチオカーバメイト、旭電化社製、商品名「サクラルブ155」、Mo含有量4.5質量%
4)モリブデンのアミン塩、旭電化社製、商品名「サクラルブ700」、Mo含有量4.5質量%
5)カルシウムスルフォネート、過塩素酸法塩基価(TBN)300mgKOH/g、Ca含有量12.5質量%
6)マグネシウムスルフォネート、過塩素酸法塩基価(TBN)300mgKOH/g、Mg含有量9.3質量%
7)カルシウムフェネート、過塩素酸法塩基価(TBN)300mgKOH/g、Ca含有量10.0質量%
8)カルシウムスルフォネート、過塩素酸法塩基価(TBN)80mgKOH/g、Ca含有量4.8質量%
9)カルシウムスルフォネート、過塩素酸法塩基価(TBN)20mgKOH/g、Ca含有量2.4質量%
10)N含有量1.8質量%、B含有量2.0質量%
11)N含有量2.3質量%、B含有量1.9質量%
12)N含有量0.7質量%、B含有量0.2質量%
13)ポリブテニルコハク酸イミド、N含有量1.0質量%、B未含有
14)ポリブテニルコハク酸イミド、N含有量1.2質量%、B未含有
15)粘度指数向上剤、流動点降下剤、酸化防止剤、消泡剤、腐食防止剤など
16)組成物中の300TBNのCaスルフォネート、Mgスルフォネート及びCaフェネート由来のCa含有量とMg含有量との合計量
17)組成物中の硼素変性コハク酸イミド及びコハク酸イミド(硼素未変性)由来の全N含有量
18)(Ca+Mg):300TBN(Ca+Mg量)
19)組成物中の硼素変性コハク酸イミド及びコハク酸イミド(硼素未変性)由来のB/N質量比
20)JASO T904−98
これに対し、比較例の潤滑油組成物は、以下に示す問題を有している。
300TBN(Ca+Mg量)が低い比較例1〜3の組成物、及びイミド由来のN量等が低い比較例4の組成物は、いずれも摩擦指数が低く動力伝達能力が不充分である。また、組成物中のP/Mo質量比が小さい比較例5、6、及び有機モリブデン化合物の含有量が低い(Moとして60質量ppm)比較例7の組成物は、いずれも省燃費性が劣っている。
Claims (4)
- 潤滑油基油と、(A)有機モリブデン化合物を、Moとして100〜1000質量ppm、(B)ジアルキルジチオリン酸亜鉛を、Pとして0.03〜0.20質量%、(C)過塩素酸法塩基価が230mgKOH/g以上である、カルシウムスルフォネート、カルシウムフェネート及びマグネシウムスルフォネートの中から選ばれる少なくとも一種を、Ca及び/又はMgとして0.15〜0.30質量%、及び(D)硼素含有無灰分散剤、又は硼素含有無灰分散剤と硼素未含有無灰分散剤との組合わせを、Bとして0.03質量%以上及びNとして0.05質量%以上含有すると共に、組成物における、P含有量とMo含有量の質量比(P/Mo)が1.5以上、前記(C)成分由来のCaとMgの合計含有量とMo含有量の質量比(CaMg/Mo)が3以上であり、かつ前記(D)成分由来のB/N質量比が0.5以上であることを特徴とする潤滑油組成物。
- (A)成分の有機モリブデン化合物が、モリブデンアミン塩及び/又はモリブデンジチオカーバメイトであって、モリブデンアミン塩由来のMo含有量(MoA)とモリブデンジチオカーバメイト由来のMo含有量(MoD)の質量比(MoA/MoD)が3以下である請求項1に記載の潤滑油組成物。
- (D)成分由来のB/N質量比が0.5〜1.2であって、(D)成分の含有量が、Bとして0.03〜0.2質量%で、Nとして0.05〜0.2質量%である請求項1又は2に記載の潤滑油組成物。
- 動力伝達用潤滑油兼エンジン用潤滑油に用いられる請求項1〜3のいずれかに記載の潤滑油組成物。
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