JP2016506996A - アミン化合物をベースとする潤滑剤組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】優れた耐酸化性を示し、さらに、優れた摩擦係数を有する潤滑剤組成物を提供する。【解決手段】潤滑剤組成物は、少なくとも1種の基油と、下記の式(I)で表される少なくとも1種のアミン化合物と、を含む。【化1】(式中、● Mは、ヒドロニウムカチオン、ナトリウムカチオン、カリウムカチオン、リチウムカチオンまたはアンモニウムカチオンであり、● R1は、水素原子、あるいは、炭素数1〜30の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、● R2は、炭素数2〜20の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、● R3は、炭素数2〜20の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、● nは、2、3、4、5または6である。)【選択図】なし

Description

本発明は、潤滑剤の分野に関する。具体的に述べると、本発明は、少なくとも1種のアミン化合物を含む潤滑剤組成物に関する。本発明にかかる潤滑剤組成物は、優れた耐摩耗性、優れた燃料経済性、さらには、優れた耐酸化性を同時に示す。
本発明は、さらに、この組成物を使用する方法に関する。
本発明は、さらに、この潤滑剤組成物を用いて、乗物の燃費を減少させる方法に関する。
本発明は、さらに、潤滑組成物にアミン化合物を添加することにより、当該潤滑組成物の酸化を抑える方法に関する。
本発明は、さらに、アミン化合物の、潤滑剤組成物中での摩擦調整剤としての使用に関する。
本発明は、さらに、アミン化合物の、潤滑剤組成物中での酸化防止剤としての使用に関する。
潤滑剤組成物、より具体的には、エンジン用の潤滑剤組成物は、様々な種類の添加剤を配合することにより、それ独自の特性を付与できることが知られている。
そのような添加剤の中でも、酸化防止剤は、よく利用される添加剤である。事実、潤滑剤組成物は、熱と空気の存在下で反応を引き起こし、酸類やその他の含酸素化合物を形成することがある。これに対し、酸化防止剤を潤滑剤組成物に添加することにより、ラジカルや過酸化物等の中間生成物の形成又は増加(propagation)を抑制、あるいは阻止することさえできる。これにより、潤滑剤組成物の酸化を抑える、あるいは酸化を止めることが可能になる。
潤滑剤の分野でよく使用される酸化防止剤は、亜鉛ジチオホスフェート類、フェノール化合物および芳香族アミン類から選択され、単独でも混合物としても使用可能である。
しかし、これらの酸化防止剤には、それぞれ短所がある。事実、亜鉛チオホスフェート類は、金属を担持していることに加えて、低硫酸灰分、低リン分および低硫黄分の潤滑剤(一般的に「低SAP潤滑剤」と称される)にとって望ましくない硫黄を含有している点が主な短所である。
また、フェノール化合物の使用は、ヒトの健康にリスクを及ぼす可能性(特にその毒性、難分解性および生体蓄積を通じてヒトの健康にリスクを及ぼす可能性)があるため、潤滑剤組成物への配合が制限されることがある。
さらに、芳香族アミン類の酸化防止剤としての有効性は、潤滑剤組成物が低温で使用されるときに認められるものなので、エンジンの動作条件に相当する高温条件下では有益性が下がる。
また、京都議定書制定後の新たな環境保護基準により、自動車産業は、汚染物質放出量が少なく且つ低燃費の乗物を製造することが要求されている。結果として、これらの乗物のエンジンには、ますます厳格な技術的制約が課されている。具体的に述べると、それらのエンジンは、より高い温度域でより高速に稼働する一方、燃料の消費量をより少なく抑えることが所望されている。
自動車エンジン用の潤滑剤の性質は、汚染物質放出量と燃費との両方に影響を及ぼす。自動車エンジン用の潤滑剤の中でも、省エネルギー潤滑剤または「燃料エコ」潤滑剤と称されるものが、上記の新たな基準を満足するために開発された。
具体的に述べると、潤滑剤組成物のエネルギー性能の向上は、基油に摩擦調整剤等の特定の添加剤を混合させることによって得られる。
摩擦調整剤の中でも、モリブデンを含有する有機金属化合物(例えば、モリブデンジチオカルバメート類等)がよく使用される。良好な耐摩擦性を得るには、潤滑剤組成物中に、十分な量のモリブデンを含ませる必要がある。しかし、これらの化合物には、潤滑剤組成物中に含まれるモリブデン元素の量が過剰になると、沈殿物の形成を引き起こすという短所がある。また、これらの化合物の一部は可溶性に乏しいことから、潤滑剤組成物の性質(特に、その粘度)を変える可能性、さらには、その性質を劣化させる可能性さえある。組成物の粘度が高すぎる場合も、逆に組成物の粘度が十分でない場合も、可動部品の運動、エンジンの易始動性、さらには、エンジンが動作温度に到達した後の当該エンジンの保護に不利な影響を及ぼし、特に、最終的な燃費の増加につながる。
また、前述したモリブデンジチオカルバメート類は、灰分の増加をもたらすことから、潤滑剤組成物中に配合される機会が(特に、欧州において)減る可能性がある。
モリブデン系化合物の代替品を提供するために、これまでに様々な技術解決策が提案されてきた。
特許文献1には、アミン化合物を摩擦調整剤として含む潤滑剤組成物が記載されている。しかし、同文献のアミン化合物は、アンモニウム官能基を有する特殊な化学構造によって定まる化合物である。アンモニウム官能基を有する化合物には、潤滑剤組成物に加えられると、その組成物を増粘させて当該潤滑組成物の潤滑性を変えてしまうというリスクが可能性としてある。
また、特許文献1には、そのアミン化合物が酸化防止性を有するか否かについての記載がない。さらに、特許文献1に記載されている潤滑剤組成物の具体的な用途は、船舶用潤滑剤の分野である。
また、潤滑剤組成物中で酸化防止剤と摩擦調整剤とを併用したとしても、これらの化合物が互いに中和し合う可能性があるため、満足のいく酸化防止性と満足のいく耐摩耗性との両方を必ずしも確保できるとは限らない。
米国特許第4505835号明細書
処方基準および燃焼経済性基準がますます上げられていることから、潤滑剤組成物中に配合されても当該潤滑組成物を不安定にすることなく耐酸化性及び燃料経済性を向上させることのできる、酸化防止性及び摩擦調整性を備えた新規の多官能化合物が所望される。
本発明の目的の一つは、前述した短所の全て又は一部を解消可能な、化合物および当該化合物を含む潤滑剤組成物を提供することである。
本発明の他の目的は、簡単に配合可能な潤滑剤組成物を提供することである。
本発明のさらなる他の目的は、低温使用時及び高温使用時のいずれの場合にも酸化防止性を示す潤滑剤組成物を提供することである。
本発明のさらなる他の目的は、省エネルギーを可能にする潤滑方法を提供することである。
以上に鑑みて、本発明の主題の一つは、
少なくとも1種の基油と、
下記の式(I)で表される少なくとも1種のアミン化合物:
Figure 2016506996
(式中、
● Mは、ヒドロニウムカチオン、ナトリウムカチオン、カリウムカチオン、リチウムカチオンまたはアンモニウムカチオンであり、
● Rは、水素原子、あるいは、炭素数1〜30の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
● Rは、炭素数2〜20の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
● Rは、炭素数2〜20の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
● nは、2、3、4、5または6である。)と、
を含む、潤滑剤組成物である。
欧州特許出願公開第1462093号明細書では、上記の式(I)で表される化合物を、少なくとも1種の酸化染料および/または少なくとも1種の直接染料と少なくとも1種のポリカルボン酸又はその塩とを含有する水性媒体に添加する構成が知られている。その結果得られる同文献の組成物は、実質的に、毛髪を着色するのに用いられる染毛剤組成物である。しかし、この文献には、上記の式(I)で表される化合物を、潤滑剤組成物を処方するための基油中で使用する構成についての記載がない。
米国特許第3687852号明細書には、アスパラギン酸誘導体(上記の式(I)で表される化合物とは異なる化合物)を潤滑剤組成物中で使用することにより、当該潤滑剤組成物の潤滑性を向上させる構成が記載されている。
出願人は、驚くべきことに、潤滑剤組成物中に上記の式(I)で表されるアミン化合物を配合することにより、当該組成物の耐酸化性及び耐摩耗性を向上させることができ、これによって燃料経済性を向上できることを見出した。
つまり、本発明は、亜鉛ジチオホスフェート類、フェノール化合物および芳香族アミン類から選択される酸化防止剤を全く含まない又は微量しか含まない(全く又は実質的に含まない)にもかかわらず、同等又はそれを超える耐酸化性を示す潤滑剤組成物の処方を可能にする。
本発明は、さらに、モリブデン系の摩擦調整剤を全く又は微量しか含まない(全く又は実質的に含まない)にもかかわらず、同等又はそれを超える耐摩擦性及び燃料経済性を示す潤滑剤組成物の処方を可能にする。
有利なことに、本発明にかかる潤滑剤組成物は、向上した貯蔵安定性を示し、かつ、その粘度も継時的に全く変化しない又は僅かしか変化しない(全く又は実質的に変化しない)。
一実施形態において、前記潤滑剤組成物は、
少なくとも1種の基油と、
下記の式(I)で表される少なくとも1種のアミン化合物:
Figure 2016506996
(式中、
● Mは、ヒドロニウムカチオン、ナトリウムカチオン、カリウムカチオン、リチウムカチオンまたはアンモニウムカチオンであり、
● Rは、水素原子、あるいは、炭素数1〜30の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
● Rは、炭素数2〜20の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
● Rは、炭素数2〜20の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
● nは、2、3、4、5または6である。)
と、から本質的に構成される。
本発明は、さらに、前記潤滑剤組成物を含むエンジンオイルに関する。
本発明は、さらに、前記潤滑剤組成物を含むトランスミッションオイルに関する。
本発明は、さらに、前記潤滑剤組成物を含む工業用潤滑油に関する。
本発明において「工業用潤滑油」とは、工業で用いられる装置(具体的には、機械装置、液圧装置またはその他の装置)の潤滑に利用されるあらゆる潤滑油のことを意味し、例えば、グリース、金属加工油、圧縮機油、タービン油、チェーン油、回動機構油(linkage oil, les huiles pour articulations)、変圧器油等の絶縁油、伝熱に適した油、冷凍装置用の油、作動流体などが挙げられる。
したがって、本発明は、さらに、前記潤滑剤組成物を含む作動流体に関する。
本発明は、さらに、前記潤滑剤組成物の、軽量車両(light-vehicle)のエンジンまたは重量車両(lorry又はpoids lourd)のエンジンを潤滑するための使用に関する。
一実施形態において、本発明は、前記潤滑剤組成物の、軽量車両(light-vehicle)のガソリンエンジン又はディーゼルエンジンを潤滑するための使用に関する。
本発明は、さらに、前記潤滑剤組成物の、乗物の燃費を減少させるための使用に関する。
本発明は、さらに、軽量車両(light-vehicle)のエンジンまたは重量車両(lorry又はpoids lourd)のエンジンを潤滑する方法であって、そのエンジンを、前記潤滑剤組成物に接触させる工程、を少なくとも含む方法に関する。
一実施形態において、本発明は、軽量車両(light-vehicle)のガソリンエンジン又はディーゼルエンジンを潤滑する方法であって、そのエンジンを、前記潤滑剤組成物に接触させる工程、を少なくとも含む方法に関する。
本発明は、さらに、機械部品の摩擦によるエネルギー損失を減少させる方法であって、機械部品を、前記潤滑剤組成物に接触させる工程、を少なくとも含む方法に関する。
本発明は、さらに、乗物の燃費を減少させる方法であって、前記乗物のエンジンの機械部品を、前記潤滑剤組成物に接触させる工程、を少なくとも含む方法に関する。
本発明は、さらに、下記の式(I)で表されるアミン化合物:
Figure 2016506996
(式中、
● Mは、ヒドロニウムカチオン、ナトリウムカチオン、カリウムカチオン、リチウムカチオンまたはアンモニウムカチオンであり、
● Rは、水素原子、あるいは、炭素数1〜30の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
● Rは、炭素数2〜20の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
● Rは、炭素数2〜20の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
● nは、2、3、4、5または6である。)
の、潤滑剤組成物中での酸化防止剤としての使用に関する。
本発明は、さらに、下記の式(I)で表されるアミン化合物:
Figure 2016506996
(式中、
● Mは、ヒドロニウムカチオン、ナトリウムカチオン、カリウムカチオン、リチウムカチオンまたはアンモニウムカチオンであり、
● Rは、水素原子、あるいは、炭素数1〜30の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
● Rは、炭素数2〜20の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
● Rは、炭素数2〜20の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
● nは、2、3、4、5または6である。)
の、潤滑剤組成物中での摩擦調整剤としての使用に関する。
本発明は、さらに、潤滑剤組成物の酸化を抑える方法であって、前記潤滑剤組成物に、下記の式(I)で表される化合物:
Figure 2016506996
(式中、
● Mは、ヒドロニウムカチオン、ナトリウムカチオン、カリウムカチオン、リチウムカチオンまたはアンモニウムカチオンであり、
● Rは、水素原子、あるいは、炭素数1〜30の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
● Rは、炭素数2〜20の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
● Rは、炭素数2〜20の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
● nは、2、3、4、5または6である。)
を添加する工程、を含む方法に関する。
(アミン化合物)
本発明にかかる潤滑剤組成物に存在するアミン化合物は、下記の式(I)で表される化合物:
Figure 2016506996
(式中、
● Mは、ヒドロニウムカチオン、ナトリウムカチオン、カリウムカチオン、リチウムカチオンまたはアンモニウムカチオンであり、
● Rは、水素原子、あるいは、炭素数1〜30の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
● Rは、炭素数2〜20の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
● Rは、炭素数2〜20の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
● nは、2、3、4、5または6である。)
である。
好ましい一実施形態において、Mは、ナトリウムカチオンである。
一実施形態において、Rは、炭素数5〜20、好ましくは炭素数9〜15の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基である。
好ましい一実施形態において、Rは、炭素数1〜30、好ましくは炭素数5〜20、より好ましくは炭素数9〜15の直鎖状のアルキル基である。
好ましい一実施形態において、Rは、炭素数2〜5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基である。
好ましい一実施形態において、Rは、炭素数2〜5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基である。
一実施形態において、nは、2、3または4である。
本発明の好ましい一実施形態において、前記アミン化合物は、上記の式(I)で表される化合物のうち、
● Mが、ナトリウムカチオンであり、
● Rが、炭素数5〜20、好ましくは炭素数9〜15の直鎖状のアルキル基であり、
● Rが、炭素数2〜5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
● Rが、炭素数2〜5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
● nが、2、3または4である、
化合物から選択される。
本発明の一実施形態において、Rは、ラウリン酸の還元後に得られる炭化水素基である。
好ましくは、前記ラウリン酸は、ココナッツ油から抽出されたものである。
好ましくは、前記アミン化合物は、下記の式(Ia)で表される化合物である。
Figure 2016506996
本発明にかかるアミン化合物として、例えば、Chimex社から販売されているChimexane HB等が挙げられる。
一実施形態において、上記の式(I)で表されるアミン化合物の含有量は、前記組成物の総重量に対し、0.01〜3重量%、好ましくは0.5〜2重量%である。
一実施形態において、本発明は、
−上記の式(I)で表される少なくとも1種の化合物と、
−亜鉛ジチオホスフェート型の酸化防止剤と、
を含む、潤滑剤組成物であって、
前記亜鉛ジチオホスフェート型の酸化防止剤の含有量が、当該潤滑剤組成物の重量に対し、0.5重量%以下、好ましくは0.01〜0.5重量%である、潤滑剤組成物に関する。
一実施形態において、本発明は、
−上記の式(I)で表される少なくとも1種の化合物と、
−フェノール化合物型の酸化防止剤と、
を含む、潤滑剤組成物であって、
フェノール化合物型の酸化防止剤の含有量が、当該潤滑剤組成物の重量に対し、2重量%以下、好ましくは0.01〜2重量%である、潤滑剤組成物に関する。
一実施形態において、本発明は、
−上記の式(I)で表される少なくとも1種の化合物と、
−芳香族アミン型の酸化防止剤と、
を含む、潤滑剤組成物であって、
前記芳香族アミン型の酸化防止剤の含有量が、当該潤滑剤組成物の重量に対し、2重量%以下、好ましくは0.01〜2重量%である、潤滑剤組成物に関する。
一実施形態において、本発明は、
−上記の式(I)で表される少なくとも1種の化合物と、
−モリブデン系の摩擦調整剤と、
を含む、潤滑剤組成物であって、
前記モリブデン系の摩擦調整剤の含有量が、当該潤滑剤組成物の重量に対し、0.25重量%以下、好ましくは0.01〜0.25重量%である、潤滑剤組成物に関する。
本発明の他の主題は、下記の式(I)で表されるアミン化合物:
Figure 2016506996
(式中、
● Mは、ヒドロニウムカチオン、ナトリウムカチオン、カリウムカチオン、リチウムカチオンまたはアンモニウムカチオンであり、
● Rは、水素原子、あるいは、炭素数1〜30の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
● Rは、炭素数2〜20の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
● Rは、炭素数2〜20の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
● nは、2、3、4、5または6である。)
の、潤滑剤組成物中での酸化防止剤としての使用に関する。
潤滑剤組成物中の式(I)で表されるアミン化合物について説明する全ての特性および好適な構成は、式(I)で表されるアミン化合物の、潤滑剤組成物中での酸化防止剤としての使用にも当てはまる。
好ましい一実施形態において、本発明は、下記の式(Ia)で表されるアミン化合物:
Figure 2016506996
の、潤滑剤組成物中での酸化防止剤としての使用に関する。
本発明のさらなる他の主題は、下記の式(I)で表されるアミン化合物:
Figure 2016506996
(式中、
● Mは、ヒドロニウムカチオン、ナトリウムカチオン、カリウムカチオン、リチウムカチオンまたはアンモニウムカチオンであり、
● Rは、水素原子、あるいは、炭素数1〜30の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
● Rは、炭素数2〜20の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
● Rは、炭素数2〜20の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
● nは、2、3、4、5または6である。)
の、潤滑剤組成物中での摩擦調整剤としての使用に関する。
潤滑剤組成物中の式(I)で表されるアミン化合物について説明する全ての特性および好適な構成は、式(I)で表されるアミン化合物の、潤滑剤組成物中での摩擦調整剤としての使用にも当てはまる。
好ましい一実施形態において、本発明は、下記の式(Ia)で表されるアミン化合物:
Figure 2016506996
の、潤滑剤組成物中での摩擦調整剤としての使用に関する。
(その他の構成成分)
(基油)
本発明にかかる潤滑剤組成物は、少なくとも1種の基油を含む。基油は、API(米国石油協会)分類のグループ1〜5の基油[あるいは、ATIEL(欧州自動車工業会)分類の等価物)]から選択される一種または混合物(基油混合物)であり得る。
基油または基油混合物は、天然由来のものであっても合成由来のものであってもよい。
基油または基油混合物の含有量は、潤滑剤組成物の総質量に対し、少なくとも50質量%としてもよく、好ましくは少なくとも60質量%、より好ましくは少なくとも70質量%、さらに好ましくは少なくとも80質量%である。
以下の表に、API分類の各グループの基油をまとめた(APIから1996年12月刊行のNo.1509 Engine Oil Licensing and Certification System appendix E, 14th Edition)。表中の百分率は、各グループの基油の組成の総重量のうちの「重量%」を意味する。
Figure 2016506996
グループ1〜5の基油は、植物由来のもの、動物由来のもの、および鉱物由来のもの(鉱物基油)であってもよい。「鉱物基油」と称される基油には、原油を常圧蒸留や減圧蒸留した後、精製工程(溶剤抽出、脱アスファルト、溶剤脱ろう、水添処理、水素化分解・水素化異性化、水素化仕上げ等)を行うことによって得られるあらゆるタイプの基油が含まれる。
本発明にかかる組成物中に含まれる基油は、例えば、カルボン酸とアルコールとの所定のエステルや、ポリαオレフィン等の合成由来の基油(合成基油)であってもよい。ポリαオレフィンを基油として使用する場合、そのポリαオレフィンは、本発明にかかる組成物中に含まれ得る重質ポリαオレフィンとは異なり、例えば、炭素数4〜32のモノマー(例えば、オクテン、デセン等)から得られる、100℃における粘度(ASTM D445規格に準拠した測定値)が1.5〜15cStのポリαオレフィンとされる。
合成基油と鉱物基油との混合物が使用されてもよい。
好ましくは、本発明にかかる潤滑剤組成物は、100℃での動粘度(KV100)が、国際的なASTM D445規格に準拠した測定値で、4〜25cSt、より好ましくは5〜22cSt、さらに好ましくは5〜13cStとなるように処方される。
好ましくは、本発明にかかる潤滑剤組成物は、粘度指数が、140以上、より好ましくは150以上、さらに好ましくは160以上となるように処方される。
好ましくは、本発明にかかる潤滑剤組成物は、無水組成物の形態で提供される。
当業者であれば、後述する実施例に基づき、かつ、一般知識を用いることにより、これらのような組成物を処方することが可能である。
本発明のさらなる他の主題は、本発明にかかる潤滑剤組成物を含むオイルである。
一実施形態において、本発明のさらなる他の主題は、本発明にかかる潤滑剤組成物を含むエンジンオイルである。
一実施形態において、本発明のさらなる他の主題は、本発明にかかる潤滑剤組成物を含むトランスミッションオイルである。
好ましくは、本発明は、本発明にかかる潤滑剤組成物を含むエンジンオイルに関する。
一実施形態において、本発明にかかるオイルは、SAE J300分類によるグレードが、100℃での動粘度(KV100)が国際的なASTM D445規格に準拠した測定値で5.6〜12.5cStとなる0W−20〜5W−30である。
他の実施形態において、本発明にかかるオイルは、粘度指数が、国際的なASTM D2230規格に準拠した測定値で、130以上、好ましくは150以上、より好ましくは160以上である。
好ましくは、エンジンのオイルの処方には、硫黄分が基油の組成物の重量に対し、0.3重量%未満である基油(例えば、グループ3の鉱物基油)、硫黄を含まない合成基油(好ましくは、グループ4の基油)、またはこれらの混合物が使用される。
当業者であれば、後述する実施例に基づき、かつ、一般知識を用いることにより、これらのような組成物を処方することが可能である。
(さらなる添加剤)
一実施形態において、本発明にかかる潤滑剤組成物は、さらなる添加剤(他の添加剤)として、少なくとも1種の添加剤を含むことができる。さらなる添加剤は、耐摩耗剤、極圧剤、式(I)で表されるアミン化合物とは異なる酸化防止剤、式(I)で表されるアミン化合物とは異なる摩擦調整剤、過塩基性の清浄剤、過塩基性でない清浄剤、粘度指数向上ポリマー、流動点改善剤、分散剤、消泡剤、増ちょう剤、およびこれらの混合物から選択され得る。これら少なくとも1種の添加剤は、単独でおよび/またはパッケージ添加剤として添加され得る。どの添加剤を選択して添加するかは、潤滑剤組成物の用途によって変わる。潤滑剤組成物の目的に応じてどの添加剤を選択しどのように使用するかは、当業者にとって周知である。
本発明の一実施形態において、前記少なくとも1種の添加剤は、エンジンオイル用途に適した添加剤とされる。
一実施形態において、潤滑剤組成物は、少なくとも1種の耐摩耗剤、少なくとも1種の極圧剤、またはこれらの混合物を含んでもよい。耐摩耗剤および極圧剤は、保護対象の摩擦面に吸着されることで保護膜を形成しその表面を保護する。幅広い種類の耐摩耗剤があるが、潤滑剤組成物(特に、エンジンオイル)中に最もよく配合される種類の耐摩耗剤は、含リン系の耐摩耗剤、含硫黄系の耐摩耗剤、例えば、金属アルキルチオホスフェート類、具体的には、亜鉛アルキルチオホスフェート類、より具体的には、亜鉛ジアルキルジチオホスフェート(ZnDTP)類である。その中でも好適な化合物は、式:Zn((SP(S)(OR)(OR))[式中、RおよびRは、同一または異なり、互いに独立して、アルキル基、好ましくは炭素数1〜18のアルキル基である。]で表される化合物である。本発明にかかる潤滑剤組成物中に配合可能な耐摩耗剤として、その他にも、アミンホスフェート類が挙げられる。ただし、これらの添加剤が供給するリンは、灰分の生成につながるので、自動車の触媒システムにとって有害な触媒毒を生じ得る。しかしながら、このような副作用は、アミンホスフェート類を、リンを供さない添加物(例えばポリスルフィド類、具体的には含硫黄オレフィン類)で部分的に置き換えることにより抑えることが可能である。
一実施形態において、特に、エンジン用途では、オイル中の耐摩耗剤及び極圧剤の含有量は、エンジンオイルの総質量に対し、0.01〜6質量%、好ましくは0.05〜4質量%、より好ましくは0.1〜2質量%である。
本発明の一実施形態において、潤滑剤組成物は、式(I)で表されるアミン化合物とは異なる、少なくとも1種のさらなる摩擦調整剤を含むことができる。さらなる摩擦調整剤は、金属元素を供給する化合物であってもよいし、無灰化合物であってもよい。金属元素を供給する化合物として、Mo、Sb、Sn、Fe、Cu、Zn等の遷移金属の錯体が挙げられ、このような遷移金属錯体の配位子は、酸素原子含有炭化水素化合物、窒素原子含有炭化水素化合物、硫黄原子含有炭化水素化合物又はリン原子含有炭化水素化合物であってもよい。無灰摩擦調整剤は、有機由来の摩擦調整剤であり、脂肪酸とポリオールとのモノエステル類、アルコキシ化アミン類、アルコキシ化脂肪アミン類(alkoxylated fatty amines)、脂肪エポキシド類(fatty epoxides)、含ホウ素脂肪エポキシド類(borated fatty epoxides)、脂肪アミン類(fatty amines)、および脂肪酸のグリセロールエステル類から選択され得る。本発明において「脂肪(fatty)」とは、炭素数10〜24の炭化水素基のことを意味する。
一実施形態において、潤滑剤組成物中の前記さらなる摩擦調整剤の含有量は、当該潤滑剤組成物の総質量に対し、0.01〜2質量%、好ましくは0.1〜1.5質量%である。
エンジン用途の一実施形態では、エンジンオイル中の前記さらなる摩擦調整剤の含有量が、当該エンジンオイルの総質量に対し、0.01〜5質量%、好ましくは0.1〜2質量%である。
一実施形態において、潤滑剤組成物は、式(I)で表されるアミン化合物とは異なる、少なくとも1種のさらなる酸化防止剤を含むことができる。酸化防止剤は、使用中の潤滑剤組成物(特に、使用中のエンジンオイル)の劣化を遅らせて、具体的には、潤滑剤組成物の劣化に起因するデポジット(堆積物)やスラッジの形成や潤滑剤組成物(特に、エンジンオイル)の粘度増加を抑制する。具体的に述べると、酸化防止剤は、ラジカル抑制剤またはヒドロペルオキシド分解剤として作用する。さらなる酸化防止剤として、フェノール系の酸化防止剤、アミン系の酸化防止剤、含リン系の酸化防止剤、および含硫黄系の酸化防止剤が挙げられる。これらの酸化防止剤の一部(例えば、含リン系の酸化防止剤や含硫黄系の酸化防止剤)は、灰分の生成につながる場合がある。他方で、フェノール系の酸化防止剤には、無灰のものもあれば、中性金属塩又は塩基性金属塩の形態のものもある。
具体例として、さらなる酸化防止剤は、ヒンダード(立体障害性)フェノール類、ヒンダードフェノールエステル類、チオエーテル架橋を有するヒンダードフェノール類、ジフェニルアミン類、少なくとも1つのC〜C12アルキル基によって置換されたジフェニルアミン類、N,N’−ジアルキルアリールジアミン類、およびこれらの混合物から選択される。本発明において「ヒンダードフェノール」とは、アルコール官能基が結合した炭素からみて少なくとも1つの隣接炭素が少なくとも1つのC〜C10アルキル基(好ましくはC〜Cアルキル基、より好ましくはCアルキル基、さらに好ましくはtert−ブチル基)によって置換されたフェノール基を含む化合物のことを意味する。その他にも、さらなる酸化防止剤として、アミン系化合物が挙げられる。任意で、このアミン系化合物は、フェノール系の酸化防止剤と組み合わせて使用されてもよい。アミン系の酸化防止剤の典型例としては、式:RNで表される芳香族アミン類が挙げられる。[式中、Rは脂肪族基または置換されていてもよい芳香族基であり、Rは置換されていてもよい芳香族基であり、Rは水素原子、アルキル基、アリール基または式:RS(O)10で表される基(式中、Rはアルキレン基またはアルケニレン基であり、R10はアルキル基、アルケニル基またはアリール基であり、zは0、1または2の整数である)である。]その他にも、さらなる酸化防止剤として、含硫黄アルキルフェノール類、そのアルカリ金属塩、そのアルカリ土類金属塩などが使用可能である。その他にも、さらなる酸化防止剤として、銅含有化合物が挙げられる。このような銅含有化合物の例として、銅チオホスフェート類、銅ジチオホスフェート類、カルボン酸の銅塩、銅ジチオカルバメート類、銅スルホネート類、銅フェネート類、銅アセチルアセトネート類などが挙げられる。また、コハク酸またはコハク酸無水物の銅(I)塩および銅(II)塩も使用可能である。
本発明にかかる潤滑剤組成物は、当業者にとって公知の酸化防止剤であれば、さらなる酸化防止剤として、どの種類の酸化防止剤を含んでいてもよい。好ましくは、無灰酸化防止剤が使用される。
一実施形態において、本発明にかかる潤滑剤組成物は、少なくとも1種のさらなる酸化防止剤を、当該潤滑剤組成物の総質量に対し、0.5〜2重量%含有する。
一実施形態において、本発明にかかる潤滑剤組成物は、清浄剤を含んでもよい。具体的に述べると、清浄剤は、酸化・燃焼の副生成物を溶解させることで金属部品の表面上のデポジット形成を抑える。本発明にかかる潤滑剤組成物中に配合される清浄剤は、当業者にとって周知の清浄剤であればよい。潤滑剤組成物を処方する際によく使用される清浄剤として、親油性長鎖炭化水素と親水性の頭部とを有するアニオン性化合物が挙げられる。これに結合するカチオンは、典型的に、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の金属カチオンである。好ましくは、清浄剤は、カルボン酸のアルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩、スルホン酸のアルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩(スルホネート類)、サリチル酸のアルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩(サリチレート類)、ナフテン酸のアルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩(ナフテネート類)、ならびに石炭酸のアルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩(フェネート類)から選択される。好ましくは、そのアルカリ金属またはアルカリ土類金属は、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、またはバリウムである。これらの金属塩は、化学量論量にほぼ等しい量の金属または該化学量論量を超える量の金属を有するものであってもよい。後者の場合の清浄剤は、過塩基性の清浄剤と称される。この過塩基性の清浄剤に過塩基性を付与する余剰の金属は、油に溶解できない金属塩、例えば炭酸塩、水酸化物、シュウ酸塩、酢酸塩、グルタミン酸塩などの形で存在し、好ましくは炭酸塩の形で存在する。
一実施形態において、本発明にかかる潤滑剤組成物は、清浄剤を、当該潤滑剤組成物の総質量に対し、2〜4重量%含有する。
一実施形態において、潤滑剤組成物は、さらに少なくとも1種の粘度指数向上ポリマーを含むことができる。具体的に述べると、粘度指数向上ポリマーは、良好な低温度での性能を確保すると同時に高温時の粘度を抑えることを可能にするので、特にマルチグレードのエンジンオイルを処方するのに有用である。このような化合物として、例えば:高分子エステル類;オレフィンコポリマー(OCP);スチレン、ブタジエン又はイソプレンの、水添型又は非水添型の、ホモポリマーまたはコポリマー;ポリメタクリレート(PMA);などが挙げられる。
一実施形態において、本発明にかかる潤滑剤組成物は、粘度指数向上ポリマーを、当該潤滑剤組成物の総質量に対し、1〜15質量%含有する。
エンジン用途の一実施形態では、本発明にかかるエンジンオイルが、粘度指数向上ポリマーを、当該エンジンオイルの総質量に対し、0.1〜10質量%、好ましくは0.5〜5質量%、より好ましくは1〜2質量%含有する。
一実施形態において、本発明にかかる潤滑剤組成物は、少なくとも1種の流動点降下剤を含むことができる。具体的に述べると、流動点降下剤は、パラフィン結晶の形成を遅らせることにより、低温時での潤滑剤組成物の挙動を向上させる。流動点降下剤の例として、アルキルポリメタクリレート、ポリアクリレート、ポリアリールアミド、ポリアルキルフェノール、ポリアルキルナフタレン、アルキル化ポリスチレンなどが挙げられる。
一実施形態において、本発明にかかる潤滑剤組成物は、少なくとも1種の分散剤を含むことができる。好ましくは、分散剤は、無水物とされる。
分散剤は、コハク酸イミド類およびマンニッヒ塩基からなる群から選択され得る。
一実施形態において、本発明にかかる潤滑剤組成物中の分散剤の総質量は、当該潤滑剤組成物の総質量に対し、0.2〜10質量%である。
本発明のさらなる他の主題は、
−少なくとも1種の基油と、
−式(I)で表される少なくとも1種のアミン化合物と、
を含む、潤滑剤組成物であって、
少なくとも1種の基油の含有量が、当該潤滑剤組成物の重量に対して50〜99.9重量%であり、式(I)で表される少なくとも1種のアミン化合物の含有量が、当該潤滑剤組成物の重量に対して0.01〜3重量%である、潤滑剤組成物である。
基油について説明する全ての特性および好適な構成、ならびに式(I)で表されるアミン化合物について説明する全ての特性および好適な構成は、この潤滑剤組成物にも当てはまる。
本発明のさらなる他の主題は、
−少なくとも1種の基油と、
−式(I)で表される少なくとも1種のアミン化合物と、
から本質的に構成される、潤滑剤組成物であって、
少なくとも1種の基油の含有量が、当該潤滑剤組成物の重量に対して50〜99.9重量%であり、式(I)で表される少なくとも1種のアミン化合物の含有量が、当該潤滑剤組成物の総重量に対して0.01〜3重量%である、潤滑剤組成物である。
基油について説明する全ての特性および好適な構成、ならびに式(I)で表されるアミン化合物について説明する全ての特性および好適な構成は、この潤滑剤組成物にも当てはまる。
本発明のさらなる他の主題は、
−式(I)で表される少なくとも1種のアミン化合物と、
−さらなる添加剤として、少なくとも1種のさらなる添加剤と、
を含む、濃縮添加剤タイプの組成物(composition of the concentrated additives type)であって、
式(I)で表される少なくとも1種のアミン化合物の含有量が、当該組成物の重量に対して5〜20重量%、好ましくは10〜20重量%であり、少なくとも1種のさらなる添加剤の含有量が、当該組成物の総重量に対して80〜95重量%である、濃縮添加物タイプの組成物である。
式(I)で表されるアミン化合物について説明する全ての特性および好適な構成、ならびにさらなる添加剤について説明する全ての特性および好適な構成は、この潤滑剤組成物にも当てはまる。
一実施形態において、本発明は、
−式(I)で表される少なくとも1種のアミン化合物と、
−さらなる添加剤として、少なくとも1種のさらなる添加剤と、
を含む、組成物であって、
式(I)で表される少なくとも1種のアミン化合物の含有量が、当該組成物の重量に対して5〜20重量%、好ましくは10〜20重量%であり、少なくとも1種のさらなる添加剤の含有量が、当該組成物の重量に対して80〜95重量%であり、
前記少なくとも1種のさらなる添加剤が、耐摩耗剤、極圧剤、式(I)で表されるアミン化合物とは異なる摩擦調整剤、粘度指数向上ポリマー、流動点改善剤、無水物の形態の分散剤、消泡剤、増ちょう剤、およびこれらの混合物から選択される、組成物に関する。
好ましくは、本発明にかかるこれらの組成物は、式(I)で表されるアミン化合物の濃縮組成物のかたちで存在する。
本発明の一実施形態では、本発明にかかる潤滑剤組成物を得るために、本発明にかかる前記濃縮組成物に、少なくとも1種の基油が添加される。
(部品)
本発明にかかる潤滑剤組成物は、少なくとも1つの機械部品または少なくとも1つの機械ユニットを潤滑することができる。そのような機械部品または機械ユニットの具体例として、軸受、ギヤ、自在継手、トランスミッション、ピストン/リング/ライナーのシステム、カムシャフト、クラッチ、マニュアルギヤボックス、オートマチックギヤボックス、ロッカーアーム、クランクケース等が挙げられる。
本発明のさらなる他の主題は、機械部品の摩擦によるエネルギー損失を減少させる方法であって、機械部品を、本発明にかかる潤滑剤組成物に接触させる工程、を少なくとも含む、方法である。
潤滑剤組成物について説明する全ての特性および好適な構成は、機械部品の摩擦によるエネルギー損失を減少させる本発明にかかる方法にも当てはまる。
本発明のさらなる他の主題は、乗物の燃費を減少させる方法であって、前記乗物のエンジンの少なくとも1つの機械部品を、本発明にかかる潤滑剤組成物に接触させる工程、を少なくとも含む、方法である。
一実施形態において、本発明は、乗物の燃費、特に、市街地環境でのみ走行する(circulant)乗物の燃費、あるいは、自動「ストップアンドスタート」システムを装備した乗物の燃費を減少させる方法に関する。
潤滑剤組成物について説明する全ての特性および好適な構成は、乗物の燃費を減少させる本発明にかかる方法にも当てはまる。
本発明のさらなる他の主題は、本発明にかかる潤滑剤組成物の、乗物の燃費を減少させるための使用である。
一実施形態において、本発明は、潤滑剤組成物の、乗物の低温域での燃費、特に、市街地環境でのみ走行する乗物の低温域での燃費、あるいは、自動「ストップアンドスタート」システムを装備した乗物の低温域での燃費を減少させるための使用に関する。
潤滑剤組成物について説明する全ての特性および好適な構成は、乗物の燃費を減少させるための本発明にかかる使用にも当てはまる。
前記乗物は、2ストローク内燃エンジンまたは4ストローク内燃エンジンを備え得る。
前記エンジンは、標準ガソリンが供給されるガソリンエンジンまたは標準ディーゼルが供給されるディーゼルエンジンであり得る。本発明において「標準ガソリン」または「標準ディーゼル」が供給されるエンジンとは、鉱物由来の油(鉱油)(例えば、石油など)を精製することで得られた燃料が供給されるエンジンのことを意味する。また、前記エンジンは、再生可能材料に由来する油に基づく燃料(例えば、アルコール系の燃料、バイオディーゼル燃料など)が供給される(で駆動する)ように改造されたガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンであり得る。
前記乗物は、軽量車両(light vehicle)(例えば、自動車、自動二輪車など)であり得る。また、前記乗物は、重量車両(lorry又はpoids lourd)、建築機械、または船舶であり得る。
本発明のさらなる他の主題は、本発明にかかる潤滑剤組成物の、金属部品(好ましくは、軸受における金属部品、ギヤにおける金属部品、または自在継手における金属部品)の摩擦によるエネルギー損失を減少させるための使用である。
潤滑剤組成物について説明する全ての特性および好適な構成は、金属部品の摩擦によるエネルギー損失を減少させるための本発明にかかる使用にも当てはまる。
本発明のさらなる他の主題は、潤滑剤組成物の酸化を抑える方法であって、その潤滑剤組成物に、式(I)で表される化合物を添加する工程、を含む方法である。
式(I)で表されるアミン化合物について説明する全ての特性および好適な構成は、潤滑剤組成物の酸化を抑える本発明にかかる方法にも当てはまる。
以下の実施例を参照することにより、本発明の様々な主題およびそれらの実施態様を、より良く理解することができる。なお、これらの実施例はあくまでも例示に過ぎず、本発明を限定するものではない。
(実施例1:本発明にかかる潤滑剤組成物の耐酸化性の評価)
本発明にかかる潤滑剤組成物の耐酸化性を、後述する方法に基づいて、触媒としての金属塩の存在下で且つ高温に曝すことによって評価した:
以下の表1に従って、対照の潤滑剤組成物を調製した。なお、表中の百分率は「質量%」を意味する。
Figure 2016506996
以下の表2に従って、芳香族アミン型の酸化防止剤を含む組成物B(比較例)、および組成物C(本発明)を調製した。なお、表中の百分率は「質量%」を意味する。
Figure 2016506996
以下の方法に従って、耐酸化性を評価した。
各組成物27gを、クロロホルムで希釈した式:C1525FeOで表される金属触媒の存在下で、かつ、10L/時の流量の空気流下において、温度170℃に維持した。
試験の継続時間は96時間とした。
さらに、金属触媒の使用量を、鉄分40ppmに対応する量、鉄分60ppmに対応する量、および鉄分80ppmに対応する量と、様々な量に変えて試験を実行した。
各組成物の酸化の度合いを、ASTM D445で規格化された方法に従って40℃での動粘度KVの増加を測定することにより評価した。
以下の表3にその結果を示す。なお、試験結果は、RKV[すなわち、式:(試験前の40℃での動粘度)/(試験後の40℃での動粘度)で表される比×100]で示している。
Figure 2016506996
上記の結果から、潤滑剤組成物中に、本発明にかかるアミン化合物を配合することにより、その組成物の耐酸化性を、極めて顕著に向上できることが分かる。
注目すべきは、本発明にかかる潤滑剤組成物が、慣用の芳香族アミン型の酸化防止剤を含む潤滑剤組成物と同等又はそれを超える耐酸化性を示す点、特に、本発明にかかるアミン化合物の配合量(組成物C)が芳香族アミン型の酸化防止剤の配合量(組成物B)よりも少ないにもかかわらず、これが成り立つ点である。
さらに注目すべきは、本発明にかかる潤滑剤組成物が、厳しい酸化条件(すなわち、鉄分80ppmに対応する条件)下においても良好な耐酸化性を維持している点である。
(実施例2:本発明にかかる潤滑剤組成物の摩擦係数の評価)
以下の表4に従って、潤滑剤組成物D(比較例)を調製した。なお、表中の百分率は「質量%」を意味する。
Figure 2016506996
各組成物の摩擦係数を、キャメロンプリント往復動摩擦試験機TE−77を用いて、キャメロンプリントラボ摩擦試験法により評価した。この試験ベンチは、試験対象の潤滑剤組成物中に浸漬された円筒−平面摩擦計により構成される。試験中は、法線方向の力に対する接線方向の力を計測することにより摩擦係数を監視する。具体的には、円筒(SKF 100C6)(長さ=10mm;および直径=7mm)を、試験対象の潤滑剤組成物中に浸漬された鋼製の平板に押し当てる。各試験ごとに、潤滑組成物の温度を設定する。また、正弦波的な往復運動を、定められた周波数で加える。各試験の試験時間は、100秒間である。
数種類の荷重レベル(52N、113N、115N、255N、257Nおよび258N)を用いて調べた。
以下の表5に、各組成物A、CおよびDを用いて得られる、様々な温度、荷重
および周波数での摩擦係数値を示す。
Figure 2016506996
上記の結果から、本発明にかかるアミン化合物が、耐摩擦性を示すことが分かる。
上記の結果から、さらに、本発明にかかる潤滑剤組成物(組成物C)によって、慣用の摩擦調整剤を含む潤滑剤組成物(組成物D)と同等又はそれを下回る摩擦係数が得られることが分かる。
このように、以上の結果を踏まえれば、本発明にかかる潤滑剤組成物により、慣用の摩擦調整剤を含む潤滑剤組成物と少なくとも同等又はそれを上回る燃費ゲインが、特に乗物の低温域での使用時に得られるものと、十分に考察することができる。

Claims (14)

  1. 少なくとも1種の基油と、
    下記の式(I)で表される少なくとも1種のアミン化合物:
    Figure 2016506996
    (式中、
    ● Mは、ヒドロニウムカチオン、ナトリウムカチオン、カリウムカチオン、リチウムカチオンまたはアンモニウムカチオンであり、
    ● Rは、水素原子、あるいは、炭素数1〜30の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
    ● Rは、炭素数2〜20の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
    ● Rは、炭素数2〜20の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
    ● nは、2、3、4、5または6である。)と、
    を含む、潤滑剤組成物。
  2. 請求項1に記載の潤滑剤組成物において、
    ● Mが、ナトリウムカチオンであり、
    ● Rが、炭素数5〜20(好ましくは炭素数9〜15)の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
    ● Rが、炭素数2〜5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
    ● Rが、炭素数2〜5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、
    ● nが、2、3または4である、
    潤滑剤組成物。
  3. 請求項1または2に記載の潤滑剤組成物において、Rが、炭素数5〜20(好ましくは炭素数9〜15)の直鎖状のアルキル基である、潤滑剤組成物。
  4. 請求項1から3のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物において、
    下記の式(Ia)で表されるアミン化合物:
    Figure 2016506996
    を含む、潤滑剤組成物。
  5. 請求項1から4のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物において、式(I)又は式(Ia)で表されるアミン化合物の含有量が、当該組成物の総重量に対し、0.01〜3重量%(好ましくは、0.5〜2重量%)である、潤滑剤組成物。
  6. 請求項1から5のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物において、さらに、
    清浄剤、耐摩耗剤、極圧剤、さらなる酸化防止剤、粘度指数向上ポリマー、流動点改善剤、消泡剤、増ちょう剤、およびこれらの混合物から選択される、少なくとも1種の添加剤、
    を含む、潤滑剤組成物。
  7. 請求項1から6のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物を含むエンジンオイル。
  8. 請求項1から6のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物を含むトランスミッションオイル。
  9. 請求項1から6のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物の、乗物の燃費を減少させるための使用。
  10. 機械部品の摩擦によるエネルギー損失を減少させる方法であって、
    機械部品を、請求項1から6のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物に接触させる工程、
    を少なくとも含む、方法。
  11. 乗物の燃費を減少させる方法であって、
    前記乗物のエンジンの機械部品を、請求項1から6のいずれか一項に記載の潤滑剤組成物に接触させる工程、
    を少なくとも含む、方法。
  12. 請求項1から4のいずれか一項に記載の、式(I)で表されるアミン化合物の、潤滑剤組成物中での酸化防止剤としての使用。
  13. 請求項1から4のいずれか一項に記載の、式(I)で表されるアミン化合物の、潤滑剤組成物中での摩擦調整剤としての使用。
  14. 潤滑剤組成物の酸化を抑える方法であって、
    前記潤滑剤組成物に、請求項1から4のいずれか一項に記載の、式(I)で表されるアミン化合物を添加する工程、
    を含む、方法。
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