JP2011524926A - 2ストローク船舶エンジン用のシリンダー潤滑剤 - Google Patents
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-
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Abstract
【選択図】図1
Description
1以上の、船舶エンジン用の潤滑基油と、
任意に1以上の中性清浄剤と組み合わせて金属炭酸塩を有して過塩基性である、アルカリまたはアルカリ土類金属に基づく少なくとも1つの清浄剤と、
1gあたり150〜600mgのカリの範囲の、好ましくは1gあたり200〜500mgのカリの範囲の、標準的なASTM D−2896に従って測定されたBNを有する1以上の油溶性脂肪アミンおよび/または脂肪アミン誘導体と
を含み、潤滑剤の総重量に対する脂肪アミンおよび/またはその誘導体の質量百分率は、これらの化合物によってもたらされるBNが、当該シリンダー潤滑剤の全BNに対して潤滑剤1gあたり少なくとも10mgのカリ、好ましくは1gあたり少なくとも20mgのカリ、より好ましくは1gあたり少なくとも30mgのカリ、さらにより好ましくは潤滑剤1gあたり少なくとも40mgのカリの寄与を示すように選択され、
潤滑剤の総重量に対する過塩基性清浄剤の質量百分率は、当該金属炭酸塩によってもたらされるBNが、当該シリンダー潤滑剤の全BNに対して潤滑剤1gあたり多くとも20mgのカリの寄与を示すように選択される、シリンダー潤滑剤に関する。
本発明に係る潤滑剤で使用される脂肪アミンは、第一級、第二級または第三級モノアミン、もしくは1以上の脂肪族鎖を含むポリアミン、またはそれらの誘導体である。
RNH2、
R−NH−R、
R−NHCH2−R、
R−[NH(CH2)3]2−NH2、
R−[NH(CH2)3]n−NH2
(式中、nは1以上の整数であり、Rは出発の油の中に存在する脂肪酸(1種または複数種)に由来する脂肪鎖である)
に対応する化合物のうちのすべてまたはいくつかを様々な割合で含有する生成物を組み込むことが可能である。同じ脂肪モノアミンまたはポリアミンが、異なる脂肪酸に由来するいくつかの脂肪鎖を含有することもできる。これらの生成物は、ほとんど単一種のアミン、例えばほとんどジアミンを含有する精製された形態で使用することもできる。
本発明に係る潤滑剤では、過塩基性清浄剤に代わるBNは脂肪アミン誘導体によってもたらされてもよい。これらの誘導体は、例えばエチレンオキシドと第一級または第二級アミンとの縮合によって得られるエトキシル化アミン、第三級脂肪アミンと酸素化された水との反応から得られるアミンオキシド、または第三級アミンから合成される第四級アンモニウム塩である。
本発明に係る潤滑剤のBNは、アルカリまたはアルカリ土類金属に基づく中性または過塩基性の清浄剤ならびに1以上の脂肪アミンおよび/またはその誘導体によってもたらされる。
BNアミン lub=x.BN アミン/100
BN アミン lub=完成した潤滑剤のBNへのアミンの寄与
x=完成した潤滑剤の中のアミンの質量%
BN アミン=アミン単独の固有のBN(ASTM D28−96)。
本発明に係る潤滑組成物で使用される清浄剤は当業者にとっては周知である。
本発明に係る潤滑剤において、BNの一部は、過塩基性清浄剤の不溶性の金属塩、特に金属炭酸塩によってもたらされる。
− ASTM 2896に従って測定されるアミンのBNおよび脂肪アミンの質量百分率の関数として求められる、脂肪アミンによってもたらされるBN
−具体的に「炭酸塩BN」または「CaCO3 BN」と呼ばれ、本願明細書中下記の実施例1に記載される方法を使用して測定される、過塩基性清浄剤の不溶性の金属塩によってもたらされるBN、
−過塩基性および任意に中性の清浄剤の金属石鹸によってもたらされ、そして潤滑剤の全BNと他の寄与との差によって与えられる「有機」BN。
一般に、本発明に係る潤滑剤の配合物のために使用される基油は、鉱油、合成油または植物由来の油およびこれらの混合物であってもよい。
本発明に係る潤滑剤において、本出願人は、かなりの量(典型的に5〜15%程度、または10%より多い、または20質量%程度でさえも)の脂肪アミンの導入が当該潤滑剤の粘度を低下させる効果を有するということを実証した。従って、特により高いアミン含有量については、当該潤滑剤の粘度を上昇させる効果を有する増粘用および/または粘度指数向上用ポリマーを本発明に係る潤滑剤の中に導入することが必要である場合がある。これにより、用途に適合した粘度等級のシリンダー潤滑剤を配合することが可能になる。
本発明に係る潤滑剤は、等価なBNで、標準的なシリンダー潤滑剤の中に存在するより少量の過塩基性清浄剤を含有する。従って、70BNシリンダー潤滑剤は、通常、25質量%程度の過塩基性清浄剤を含有するが、他方で本発明の70BN潤滑剤では、この含有量は、およそ15%へと下げることができ、または5%未満であってさえよい。
分散剤は、特に船舶分野での応用のために潤滑組成物の配合で使用される周知の添加剤である。その主な役割は、最初に存在するかまたはエンジンでの使用の間に潤滑組成物の中に現れる粒子を懸濁状態で維持することである。それらは、立体障害に基づいて作用して粒子のアグロメレーションを防ぐ。それらは、中和に対する相乗効果も有することができる。
本発明に係る潤滑剤配合物はまた、その用途にとって適切ないずれの機能性添加剤、例えば清浄剤の効果を相殺するための消泡剤添加剤(これは、例えばポリメチルシロキサン、ポリアクリレートなどの極性ポリマーであってもよい)、酸化防止剤および/または例えば有機金属系清浄剤またはチアジアゾール類などの防錆用添加剤も含有することができる。防錆用添加剤は当業者に公知である。これらの添加剤は、一般に0.1〜5重量%の含有量で存在する。
本発明に係る潤滑剤の中に含有される脂肪アミンおよび誘導体は、特に別々の添加剤として潤滑剤の中へと組み込むことができる。しかしながら、本発明に係る潤滑剤の中に含有される脂肪アミンおよび誘導体は、船舶潤滑剤用の添加剤濃縮物として統合されてもよい。
この測定は、実施例に詳細に記載されるエンタルピー試験の方法に従って測定される中和効率指数によって特徴付けられる。この方法では、発熱的中和反応の進行が、当該塩基性部位を含有する潤滑剤が硫酸と接触するときに観察される温度の上昇によってモニターされる。
金属炭酸塩、一般に炭酸カルシウムを有する清浄剤の過剰塩基によってもたらされる炭酸塩BN。本願明細書中下記で「BNCaCO3」と呼ばれる。
実質的に石炭酸塩またはサリチル酸塩タイプ、またはスルホン酸塩の清浄剤の金属石鹸によってもたらされるいわゆる有機BN。
圧力を算出するために、完全気体の式を使用する。
PV=nRT
P=CO2の分圧(Pa)(1Pa=10−2mb)
V=容器の容積(m3)
R=8.32(J)
T=273+σ(℃)=(°K)
n=放出されたCO2のモル数
P CO2=差圧計で読み取った値(mbar単位)=P lue
V=容器の容積(m3単位)=0.0001
R=8.32(J)
T=273+σ(℃)=(°K) σ=読み取った(lue)周囲温度
m=反応容器の中に導入した生成物の質量
酸−塩基中和反応は一般に発熱的であり、それゆえ、試験しようとする潤滑剤に対する硫酸の反応によって得られる熱の放出を測定することが可能になる。この放出は、DEWAR型断熱反応器の中での経時的な熱の発生によってモニターされる。
中和効率指数=Sref/Smeas×100
反応器および撹拌機の構成、ならびに動作条件は、油相中の拡散の制約の効果が無視できる化学範囲の中にあるように選択した。
上記の方法を使用して本発明に係る潤滑剤の効率指数を算出するために、基準として、本発明に係る脂肪アミンを含まない70BNの2ストローク船舶エンジンシリンダー油について測定される(ASTM D−2896に従って測定される)中和反応時間を採用することを選択した。
Claims (19)
- 潤滑剤1gあたり15mg以上、好ましくは20mgより多い、好ましくは30mgより多い、有利には40mgより多いカリの、標準的なASTM D−2896に従って測定されたBNを有するシリンダー潤滑剤であって、
a)1以上の、船舶エンジン用の潤滑基油と、
b)任意に1以上の中性清浄剤と組み合わせて金属炭酸塩を有して過塩基性である、アルカリまたはアルカリ土類金属に基づく少なくとも1つの清浄剤と、
c)1gあたり150〜600mgのカリの範囲の、好ましくは1gあたり200〜500mgのカリの範囲の、標準的なASTM D−2896に従って測定されたBNを有する1以上の油溶性脂肪アミンおよび/または脂肪アミン誘導体と
を含み、潤滑剤の総重量に対する脂肪アミンおよび/またはその誘導体の質量百分率は、これらの化合物によってもたらされるBNが、前記シリンダー潤滑剤の全BNに対して潤滑剤1gあたり少なくとも10mgのカリ、好ましくは1gあたり少なくとも20mgのカリ、より好ましくは1gあたり少なくとも30mgのカリ、さらにより好ましくは潤滑剤1gあたり少なくとも40mgのカリの寄与を示すように選択され、潤滑剤の総重量に対する過塩基性清浄剤の質量百分率は、前記金属炭酸塩によってもたらされるBNが、前記シリンダー潤滑剤の全BNに対して潤滑剤1gあたり多くとも20mgのカリの寄与を示すように選択される、シリンダー潤滑剤。 - 潤滑剤の総重量に対する脂肪アミンおよび/またはその誘導体の質量百分率は、これらの化合物によってもたらされるBNが前記シリンダー潤滑剤のBNのうちの少なくとも15%、好ましくは少なくとも30%、より好ましくは少なくとも50%を示すように選択される、請求項1に記載のシリンダー潤滑剤。
- 潤滑剤1gあたり40〜80mgのカリの範囲の標準的なASTM D−2896に従って測定されたBNを有する、請求項1または請求項2に記載のシリンダー潤滑剤。
- 前記油溶性脂肪アミン(1種または複数種)およびその誘導体は、ヤシ油、オリーブ油、落花生油、標準的なもしくは高オレイン酸の菜種油、標準的なもしくは高オレイン酸のヒマワリ油、大豆油もしくは綿実油から、牛脂から、またはパルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸またはリノール酸から得られる、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のシリンダー潤滑剤。
- 前記油溶性脂肪アミン(1種または複数種)およびその誘導体は、16〜18個の炭素原子を含む脂肪酸から得られる、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のシリンダー潤滑剤。
- 前記脂肪アミンは、一般式R−[NH(CH2)3]n−NH2(式中、nは1〜3の範囲の整数であり、Rは、少なくとも16個の炭素原子を含む飽和または不飽和の脂肪酸の脂肪鎖、好ましくはオレイン酸の脂肪鎖を表す)に対応するポリアミンであり、前記脂肪アミン誘導体はこれらの同じジアミンの誘導体である、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のシリンダー潤滑剤。
- 前記脂肪アミンは、一般式R−NH−(CH2)3−NH2(式中、Rは、少なくとも16個の炭素原子を含む飽和または不飽和の脂肪酸の脂肪鎖、好ましくはオレイン酸の脂肪鎖を表す)に対応するジアミンであり、前記脂肪アミン誘導体はこれらの同じジアミンの誘導体である、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のシリンダー潤滑剤。
- 前記脂肪アミン誘導体は、アミンオキシドおよび1〜5個のエチレンオキシド部分を有するエトキシル化アミンから選択される、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のシリンダー潤滑剤。
- 前記過塩基性および/または中性の清浄剤は、カルボン酸塩、スルホン酸塩、サリチル酸塩、ナフテン酸塩、石炭酸塩、およびこれらの種類の清浄剤のうちの少なくとも2つを合わせた混合清浄剤から選択される、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のシリンダー潤滑剤。
- 前記過塩基性および/または中性の清浄剤は、カルシウム、マグネシウム、ナトリウムまたはバリウムからなる群から選択される金属、好ましくはカルシウムまたはマグネシウムに基づく化合物である、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載のシリンダー潤滑剤。
- 前記過塩基性清浄剤は、アルカリおよびアルカリ土類金属の炭酸塩の群から選択される不溶性の金属塩を有して過塩基性である、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載のシリンダー潤滑剤。
- 潤滑剤の総重量に対する過塩基性清浄剤の前記質量百分率は、前記金属炭酸塩によってもたらされるBNが前記シリンダー潤滑剤の全BNに対して潤滑剤1gあたり少なくとも5mgのカリ、好ましくは潤滑剤1gあたり少なくとも10mgのカリの寄与を示すように選択される、請求項1から請求項11のいずれか1項に記載のシリンダー潤滑剤。
- 潤滑剤の総重量に対する過塩基性、および任意に中性の清浄剤の前記質量百分率は、前記清浄剤金属石鹸によってもたらされる有機BNが本発明に係るシリンダー潤滑剤に対して潤滑剤1gあたり少なくとも5mgのカリ、好ましくは潤滑剤1gあたり少なくとも10mgのカリの寄与を示すように選択される、請求項1から請求項12のいずれか1項に記載のシリンダー潤滑剤。
- 標準的なASTM D445に従って100℃で測定される動粘性率が12.5〜および26.1cStの範囲、好ましくは16.3〜および21.9cStの範囲にある、請求項1から請求項13のいずれか1項に記載のシリンダー潤滑剤。
- 1以上の基油が1以上の増粘用および/または粘度向上用VIポリマーによって部分的にまたは完全に置き換えられている、請求項1から請求項14のいずれか1項に記載のシリンダー潤滑剤。
- 1.5% m/m未満の硫黄含有量を有する燃料油および3.5% m/mより大きい硫黄含有量を有する燃料油の両方とともに使用することができる単一のシリンダー潤滑剤としての、請求項1から請求項15のいずれか1項に記載のシリンダー潤滑剤の使用。
- 1%m/m未満の硫黄含有量を有する燃料油および3% m/mより大きい硫黄含有量を有する燃料油の両方とともに使用することができる単一のシリンダー潤滑剤としての、請求項1から請求項15のいずれか1項に記載のシリンダー潤滑剤の使用。
- 硫黄含有量が4.5% m/m未満であるいずれかの種類の燃料油の燃焼の間の2ストローク船舶エンジンの中での腐食を防止するためおよび/または不溶性の金属塩沈積物の形成を減少させるための、請求項1から請求項15のいずれか1項に記載の潤滑剤の使用。
- 潤滑剤1gあたり15mg以上、好ましくは20mgより多い、好ましくは30mgより多い、有利には40mgより多いカリの、標準的なASTM D−2896に従って測定されたBNを有するシリンダー潤滑剤の調製のための添加剤の濃縮物であって、前記濃縮物は250〜300の範囲のBNを有し、かつ標準的なASTM D−2896による150〜600mgのカリ/(1gのアミン)の範囲のBNを有する1以上の脂肪アミンおよび/または脂肪アミン誘導体を含み、前記濃縮物中の前記脂肪アミンおよび/または誘導体の質量百分率は、前記濃縮物に、濃縮物1gあたり35〜270mgのカリの範囲の標準的なASTM D−2896に従って測定されるBNの寄与を与えるように選択される、添加剤の濃縮物。
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