JP2017002314A - エンジン油組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】40℃動粘度、100℃動粘度を初期から使用後まで長期に亘って十分に低くすることができ、境界潤滑領域の摩擦係数の上昇を十分に抑制ができる省燃費性エンジン油組成物の提供。【解決手段】100℃動粘度1〜5mm2/s、硫黄分含有量10質量ppm以下、窒素分含有量7質量ppm以下、飽和分含有量90質量%以上の潤滑油基油と式(1)で表される構造単位の割合が30〜90モル%、超音波せん断試験のPSSI15以下のポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤と摩擦調整剤とを含有し、100℃動粘度4〜8mm2/s、150℃HTHS粘度2.6mPa・s未満であるエンジン油組成物。(R1はH又はメチル基;R2は直鎖/分岐状のC1〜6の炭化水素基)【選択図】なし
Description
本発明はエンジン油組成物に関する。
従来、内燃機関や変速機、その他機械装置には、その作用を円滑にするために潤滑油が用いられる。特に内燃機関用潤滑油(エンジン油)は内燃機関の高性能化、高出力化、運転条件の苛酷化などに伴い、高度な性能が要求される。したがって、従来のエンジン油にはこうした要求性能を満たすため、摩耗防止剤、金属系清浄剤、無灰分散剤、酸化防止剤などの種々の添加剤が配合されている(例えば、下記特許文献1〜3を参照。)。また近時、潤滑油に求められる省燃費性能は益々高くなっており、高粘度指数基油の適用や各種摩擦調整剤の適用などが検討されている(例えば、下記特許文献4を参照。)。
しかしながら、従来の潤滑油は省燃費性の点で必ずしも十分とは言えない。
例えば、一般的な省燃費化の手法として、潤滑油の動粘度の低減および粘度指数の向上(低粘度基油と粘度指数向上剤の組合せによるマルチグレード化)や摩擦低減剤の配合が知られている。低粘度化の場合、潤滑油またはそれを構成する基油の粘度の低減に起因して、厳しい潤滑条件下(高温高せん断条件下)での潤滑性能が低下し、摩耗や焼付き、疲労破壊等の不具合の発生が懸念される。また、摩擦低減剤の配合については、無灰系やモリブデン系の摩擦調整剤が知られているが、一般的なこれら摩擦低減剤配合油をさらに上回る省燃費油が求められている。
低粘度化の不具合を防止して耐久性を維持しつつ、省燃費性を付与するためには、150℃におけるHTHS粘度(「HTHS粘度」は「高温高せん断粘度」とも呼ばれる。)を高く、その一方で40℃における動粘度、100℃における動粘度および100℃におけるHTHS粘度を低くすることが有効であるが、従来の潤滑油ではこれらの要件全てを満たすことが非常に困難であった。
近年のエンジン技術の進歩により、エンジンの耐久性を維持しながら150℃におけるHTHS粘度をより低減し、動粘度をこれまで以上に低減することが可能となった。更なる省燃費性の向上のため、例えばSAE 0W−20エンジン油の150℃におけるHTHS粘度の下限である2.6mPa・sを下回るエンジン油が開発、適用されている。しかしながら、150℃におけるHTHS粘度が2.6mPa・sを下回るエンジン油は、使用される潤滑状態がこれまで以上に厳しくなるため、使用により粘度低下した際の150℃におけるHTHS粘度を一定以上に維持することが重要である。また、可能な限り動粘度を低減しつつ、境界潤滑領域の摩擦係数を低減することも重要となる。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、150℃におけるHTHS粘度が2.6mPa・s未満のエンジン油において、40℃における動粘度、100℃における動粘度を初期から使用後まで長期に亘って十分に低くすることができ、また、境界潤滑領域の摩擦係数の上昇を十分に抑制することができる、省燃費性に優れたエンジン油組成物を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、100℃における動粘度が1〜5mm2/sであり、潤滑油基油全量を基準として、硫黄分の含有量が10質量ppm以下、窒素分の含有量が7質量ppm以下、かつ飽和分の含有量が90質量%以上である潤滑油基油と、下記一般式(1)で表される構造単位の割合が30〜90モル%であり、超音波せん断試験におけるPSSIが15以下であるポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤と、摩擦調整剤と、を含有し、100℃における動粘度が4〜8mm2/sであり、150℃におけるHTHS粘度が2.6mPa・s未満である、エンジン油組成物を提供する。また、本発明は、100℃における動粘度が1〜5mm2/sである潤滑油基油と、(A)下記一般式(1)で表される構造単位の割合が30〜90モル%であり、超音波せん断試験におけるPSSIが20以下であるポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤と、(B)摩擦調整剤と、を含有し、100℃における動粘度が4〜8mm2/sであり、150℃におけるHTHS粘度が2.6mPa・s未満であるエンジン油組成物を提供する。
[式(1)中、R1は水素またはメチル基を示し、R2は炭素数6以下の直鎖状または分枝状の炭化水素基を示す。]
[式(1)中、R1は水素またはメチル基を示し、R2は炭素数6以下の直鎖状または分枝状の炭化水素基を示す。]
上記(A)粘度指数向上剤は、PSSIが10以下、分子量とPSSIの比(Mw/PSSI)が1×104以上である粘度指数向上剤であることが好ましい。
上記(B)摩擦調整剤は、有機モリブデン系摩擦調整剤であることが好ましい。
ここで、本発明でいう超音波せん断試験におけるPSSIとは、JASO M347−95(自動変速機油せん断安定性試験方法)に準拠し試料容量のみ増加させた条件にて評価した際の粘度指数向上剤による増粘性の低下率を示す。より詳細には、ASTMの試験法に規定されている標準油Aにて出力調整を行った後、振幅28μm、振動数10KHz、照射時間10分、試料容量を60mLによりせん断試験を実施し、測定された動粘度に基づき計算した、ポリマーの永久せん断安定性指数(Permanent Shear Stability Index)を意味する。PSSIの算出は、せん断試験前に測定された100℃における粘度指数向上剤の添加量あたりの増粘性(V1)とせん断試験後に測定された100℃における粘度指数向上剤の添加量あたりの増粘性(V2)に基づき、((V1−V2)/V1×100)(%)により計算される。
以上の通り、本発明によれば、150℃におけるHTHS粘度が2.6mPa・s未満のエンジン油において、40℃における動粘度、100℃における動粘度を初期から使用後まで長期に亘って十分に低くすることができ、また、境界潤滑領域の摩擦係数の上昇を十分に抑制することができ、省燃費性に優れたエンジン油組成物を提供することができる。
また、本発明のエンジン油組成物は、二輪車用、四輪車用、発電用、コジェネレーション用等のガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ガスエンジン等にも好適に使用でき、さらには、硫黄分が50質量ppm以下の燃料を使用するこれらの各種エンジンに対しても好適に使用することができるだけでなく、船舶用、船外機用の各種エンジンに対しても有用である。
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
本実施形態に係るエンジン油組成物は、100℃における動粘度が1〜5mm2/sである潤滑油基油と、(A)下記一般式(1)で表される構造単位の1種または2種以上の割合が30〜90モル%であり、超音波せん断試験におけるPSSIが15以下のポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤と、(B)摩擦調整剤と、を含有する。
[式(1)中、R1は水素またはメチル基を示し、R2は炭素数6以下の直鎖状または分枝状の炭化水素基を示す。]
[式(1)中、R1は水素またはメチル基を示し、R2は炭素数6以下の直鎖状または分枝状の炭化水素基を示す。]
本実施形態に係るエンジン油組成物においては、100℃における動粘度が1〜5mm2/sである潤滑油基油(以下、「本実施形態に係る潤滑油基油」という。)が用いられる。
本実施形態に係る潤滑油基油としては、例えば、原油を常圧蒸留および/または減圧蒸留して得られた潤滑油留分を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化精製、硫酸洗浄、白土処理等の精製処理のうちの1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて精製したパラフィン系鉱油、あるいはノルマルパラフィン系基油、イソパラフィン系基油などのうち、100℃における動粘度が1〜5mm2/sのものが挙げられる。
本実施形態に係る潤滑油基油の好ましい例としては、以下に示す基油(1)〜(8)を原料とし、この原料油および/またはこの原料油から回収された潤滑油留分を、所定の精製方法によって精製し、潤滑油留分を回収することによって得られる基油を挙げることができる。
(1)パラフィン基系原油および/または混合基系原油の常圧蒸留による留出油
(2)パラフィン基系原油および/または混合基系原油の常圧蒸留残渣油の減圧蒸留による留出油(WVGO)
(3)潤滑油脱ろう工程により得られるワックス(スラックワックス等)および/またはガストゥリキッド(GTL)プロセス等により得られる合成ワックス(フィッシャートロプシュワックス、GTLワックス等)
(4)基油(1)〜(3)から選ばれる1種または2種以上の混合油および/または当該混合油のマイルドハイドロクラッキング処理油
(5)基油(1)〜(4)から選ばれる2種以上の混合油
(6)基油(1)、(2)、(3)、(4)または(5)の脱れき油(DAO)
(7)基油(6)のマイルドハイドロクラッキング処理油(MHC)
(8)基油(1)〜(7)から選ばれる2種以上の混合油。
(1)パラフィン基系原油および/または混合基系原油の常圧蒸留による留出油
(2)パラフィン基系原油および/または混合基系原油の常圧蒸留残渣油の減圧蒸留による留出油(WVGO)
(3)潤滑油脱ろう工程により得られるワックス(スラックワックス等)および/またはガストゥリキッド(GTL)プロセス等により得られる合成ワックス(フィッシャートロプシュワックス、GTLワックス等)
(4)基油(1)〜(3)から選ばれる1種または2種以上の混合油および/または当該混合油のマイルドハイドロクラッキング処理油
(5)基油(1)〜(4)から選ばれる2種以上の混合油
(6)基油(1)、(2)、(3)、(4)または(5)の脱れき油(DAO)
(7)基油(6)のマイルドハイドロクラッキング処理油(MHC)
(8)基油(1)〜(7)から選ばれる2種以上の混合油。
なお、上記所定の精製方法としては、水素化分解、水素化仕上げなどの水素化精製;フルフラール溶剤抽出などの溶剤精製;溶剤脱ろうや接触脱ろうなどの脱ろう;酸性白土や活性白土などによる白土精製;硫酸洗浄、苛性ソーダ洗浄などの薬品(酸またはアルカリ)洗浄などが好ましい。本実施形態では、これらの精製方法のうちの1種を単独で行ってもよく、2種以上を組み合わせて行ってもよい。また、2種以上の精製方法を組み合わせる場合、その順序は特に制限されず、適宜選定することができる。
更に、本実施形態に係る潤滑油基油としては、上記基油(1)〜(8)から選ばれる基油または当該基油から回収された潤滑油留分について所定の処理を行うことにより得られる下記基油(9)または(10)が特に好ましい。
(9)上記基油(1)〜(8)から選ばれる基油または当該基油から回収された潤滑油留分を水素化分解し、その生成物またはその生成物から蒸留等により回収される潤滑油留分について溶剤脱ろうや接触脱ろうなどの脱ろう処理を行い、または当該脱ろう処理をした後に蒸留することによって得られる水素化分解基油
(10)上記基油(1)〜(8)から選ばれる基油または当該基油から回収された潤滑油留分を水素化異性化し、その生成物またはその生成物から蒸留等により回収される潤滑油留分について溶剤脱ろうや接触脱ろうなどの脱ろう処理を行い、または、当該脱ろう処理をしたあとに蒸留することによって得られる水素化異性化基油。
(9)上記基油(1)〜(8)から選ばれる基油または当該基油から回収された潤滑油留分を水素化分解し、その生成物またはその生成物から蒸留等により回収される潤滑油留分について溶剤脱ろうや接触脱ろうなどの脱ろう処理を行い、または当該脱ろう処理をした後に蒸留することによって得られる水素化分解基油
(10)上記基油(1)〜(8)から選ばれる基油または当該基油から回収された潤滑油留分を水素化異性化し、その生成物またはその生成物から蒸留等により回収される潤滑油留分について溶剤脱ろうや接触脱ろうなどの脱ろう処理を行い、または、当該脱ろう処理をしたあとに蒸留することによって得られる水素化異性化基油。
また、上記(9)または(10)の潤滑油基油を得るに際して、好都合なステップで、必要に応じて溶剤精製処理および/または水素化仕上げ処理工程を更に設けてもよい。
また、上記水素化分解・水素化異性化に使用される触媒は特に制限されないが、分解活性を有する複合酸化物(例えば、シリカアルミナ、アルミナボリア、シリカジルコニアなど)または当該複合酸化物の1種類以上を組み合わせてバインダーで結着させたものを担体とし、水素化能を有する金属(例えば周期律表第VIa族の金属や第VIII族の金属などの1種類以上)を担持させた水素化分解触媒、あるいはゼオライト(例えばZSM−5、ゼオライトベータ、SAPO−11など)を含む担体に第VIII族の金属のうち少なくとも1種類以上を含む水素化能を有する金属を担持させた水素化異性化触媒が好ましく使用される。水素化分解触媒および水素化異性化触媒は、積層または混合などにより組み合わせて用いてもよい。
水素化分解・水素化異性化の際の反応条件は特に制限されないが、水素分圧0.1〜20MPa、平均反応温度150〜450℃、LHSV0.1〜3.0hr−1、水素/油比50〜20000scf/bとすることが好ましい。
本実施形態に係る潤滑油基油の100℃における動粘度は、5mm2/s以下であることが必要であり、好ましくは4.5mm2/s以下、より好ましくは4mm2/s以下、さらに好ましくは3.8mm2/s以下、特に好ましくは3.7mm2/s以下、最も好ましくは3.6mm2/s以下である。一方、当該100℃における動粘度は、1mm2/s以上であることが必要であり、1.5mm2/s以上であることが好ましく、より好ましくは2mm2/s以上、さらに好ましくは2.5mm2/s以上、特に好ましくは3mm2/s以上である。ここでいう100℃における動粘度とは、ASTM D−445に規定される100℃での動粘度を示す。潤滑油基油の100℃における動粘度が5mm2/sを超える場合には、低温粘度特性が悪化し、また十分な省燃費性が得られないおそれがあり、1mm2/s以下の場合は潤滑箇所での油膜形成が不十分であるため潤滑性に劣り、また潤滑油組成物の蒸発損失が大きくなるおそれがある。
また、本実施形態に係る潤滑油基油の40℃における動粘度は、好ましくは40mm2/s以下、より好ましくは30mm2/s以下、さらに好ましくは25mm2/s以下、特に好ましくは20mm2/s以下、最も好ましくは17mm2/s以下である。一方、当該40℃における動粘度は、好ましくは6.0mm2/s以上、より好ましくは8.0mm2/s以上、さらに好ましくは10mm2/s以上、特に好ましくは12mm2/s以上、最も好ましくは14mm2/s以上である。潤滑油基油の40℃における動粘度が40mm2/sを超える場合には、低温粘度特性が悪化し、また十分な省燃費性が得られないおそれがあり、6.0mm2/s以下の場合は潤滑箇所での油膜形成が不十分であるため潤滑性に劣り、また潤滑油組成物の蒸発損失が大きくなるおそれがある。
本実施形態に係る潤滑油基油の粘度指数は、100以上であることが好ましい。より好ましくは105以上、さらに好ましくは110以上、特に好ましくは115以上、最も好ましくは120以上である。粘度指数が100未満であると、粘度−温度特性および熱・酸化安定性、揮発防止性が悪化するだけでなく、摩擦係数が上昇する傾向にあり、また、摩耗防止性が低下する傾向にある。
なお、本発明でいう粘度指数とは、JIS K 2283−1993に準拠して測定された粘度指数を意味する。
本実施形態に係るエンジン油組成物において用いる潤滑油基油は、100℃における動粘度が3.5mm2/s以上、粘度指数が120以上である第1の潤滑油基油成分、および、100℃における動粘度が3.5mm2/s未満である第2の潤滑油基油成分の混合物であることが好ましい。第1の潤滑油基油成分と、第2の潤滑油基油成分の混合物とすることにより、優れた粘度温度特性を付与し、省燃費性をより向上することが可能となる。
本実施形態に係るエンジン油組成物において用いる第1の潤滑油基油成分の15℃における密度(ρ15)は、好ましくは0.860以下、より好ましくは0.850以下、さらに好ましくは0.840以下、特に好ましくは0.822以下である。
なお、本発明でいう15℃における密度とは、JIS K 2249−1995に準拠して15℃において測定された密度を意味する。
本実施形態に係るエンジン油組成物において用いる第1の潤滑油基油成分の流動点は、好ましくは−10℃以下、より好ましくは−12.5℃以下、更に好ましくは−15℃以下、特に好ましくは−20℃以下である。流動点が前記上限値を超えると、その潤滑油基油を用いた潤滑油全体の低温流動性が低下する傾向にある。なお、本発明でいう流動点とは、JIS K 2269−1987に準拠して測定された流動点を意味する。
本実施形態に係るエンジン油組成物において用いる第1の潤滑油基油成分の100℃における動粘度は、5mm2/s以下であることが好ましく、より好ましくは4.5mm2/s以下、さらに好ましくは4.0mm2/s以下、特に好ましくは3.9mm2/s以下である。一方、当該100℃における動粘度は、3.5mm2/s以上であることが好ましく、より好ましくは3.6mm2/s以上、さらに好ましくは3.7mm2/s以上、特に好ましくは3.8mm2/s以上である。100℃における動粘度が5mm2/sを超える場合には、低温粘度特性が悪化し、また十分な省燃費性が得られないおそれがあり、3.5mm2/s未満の場合は潤滑箇所での油膜形成が不十分であるため潤滑性に劣り、またエンジン油組成物の蒸発損失が大きくなるおそれがある。
本実施形態に係るエンジン油組成物において用いる第1の潤滑油基油成分の40℃における動粘度は、好ましくは40mm2/s以下、より好ましくは30mm2/s以下、さらに好ましくは25mm2/s以下、特に好ましくは20mm2/s以下、最も好ましくは17mm2/s以下である。一方、当該40℃における動粘度は、好ましくは6.0mm2/s以上、より好ましくは8.0mm2/s以上、さらに好ましくは10mm2/s以上、特に好ましくは12mm2/s以上、最も好ましくは14mm2/s以上である。40℃における動粘度が40mm2/sを超える場合には、低温粘度特性が悪化し、また十分な省燃費性が得られないおそれがあり、6.0mm2/s以下の場合は潤滑箇所での油膜形成が不十分であるため潤滑性に劣り、また潤滑油組成物の蒸発損失が大きくなるおそれがある。
本実施形態に係るエンジン油組成物において用いる第1の潤滑油基油成分の粘度指数は、100以上であることが好ましい。より好ましくは110以上、さらに好ましくは120以上、特に好ましくは130以上、最も好ましくは140以上である。また、好ましくは170以下、より好ましくは160以下、さらに好ましくは155以下、特に好ましくは150以下である。粘度指数が100未満であると、粘度−温度特性および熱・酸化安定性、揮発防止性が悪化するだけでなく、摩擦係数が上昇する傾向にあり、また、摩耗防止性が低下する傾向にある。また、粘度指数が170を越えると低温粘度が上昇し、低油温時の省燃費性を悪化させまた、始動性を悪化させる傾向にある。
本実施形態に係るエンジン油組成物において用いる第2の潤滑油基油成分の15℃における密度(ρ15)は、好ましくは0.860以下、より好ましくは0.850以下、さらに好ましくは0.840以下、特に好ましくは0.835以下である。
本実施形態に係るエンジン油組成物において用いる第2の潤滑油基油成分の流動点は、好ましくは−10℃以下、より好ましくは−12.5℃以下、更に好ましくは−15℃以下、特に好ましくは−20℃以下である。流動点が前記上限値を超えると、その潤滑油基油を用いた潤滑油全体の低温流動性が低下する傾向にある。
本実施形態に係るエンジン油組成物において用いる第2の潤滑油基油成分の100℃における動粘度は、3.5mm2/s未満であることが好ましく、より好ましくは3.4mm2/s以下、さらに好ましくは3.3mm2/s以下である。一方、当該100℃における動粘度は、2mm2/s以上であることが好ましく、より好ましくは2.5mm2/s以上、さらに好ましくは3.0mm2/s以上である。100℃における動粘度が3.5mm2/sを超える場合には、低温粘度特性が悪化し、また十分な省燃費性が得られないおそれがあり、2mm2/s未満の場合は潤滑箇所での油膜形成が不十分であるため潤滑性に劣り、また潤滑油組成物の蒸発損失が大きくなるおそれがある。
本実施形態に係るエンジン油組成物において用いる第2の潤滑油基油成分の40℃における動粘度は、好ましくは20mm2/s以下、より好ましくは18mm2/s以下、さらに好ましくは16mm2/s以下、特に好ましくは14mm2/s以下である。一方、当該40℃における動粘度は、好ましくは6.0mm2/s以上、より好ましくは8.0mm2/s以上、さらに好ましくは10mm2/s以上、特に好ましくは12mm2/s以上、最も好ましくは13mm2/s以上である。40℃における動粘度が20mm2/sを超える場合には、低温粘度特性が悪化し、また十分な省燃費性が得られないおそれがあり、6.0mm2/s以下の場合は潤滑箇所での油膜形成が不十分であるため潤滑性に劣り、また潤滑油組成物の蒸発損失が大きくなるおそれがある。
本実施形態に係るエンジン油組成物において用いる第2の潤滑油基油成分の粘度指数は、100以上であることが好ましい。より好ましくは105以上、さらに好ましくは110以上である。また、好ましくは160以下、より好ましくは150以下、さらに好ましくは140以下、特に好ましくは135以下である。粘度指数が100未満であると、粘度−温度特性および熱・酸化安定性、揮発防止性が悪化するだけでなく、摩擦係数が上昇する傾向にあり、また、摩耗防止性が低下する傾向にある。また、粘度指数が160を越えると低温粘度が上昇し、低油温時の省燃費性を悪化させまた、始動性を悪化させる傾向にある。
また、本実施形態に用いられる潤滑油基油における硫黄分の含有量は、その原料の硫黄分の含有量に依存する。例えば、フィッシャートロプシュ反応等により得られる合成ワックス成分のように実質的に硫黄を含まない原料を用いる場合には、実質的に硫黄を含まない潤滑油基油を得ることができる。また、潤滑油基油の精製過程で得られるスラックワックスや精ろう過程で得られるマイクロワックス等の硫黄を含む原料を用いる場合には、得られる潤滑油基油中の硫黄分は通常100質量ppm以上となる。本実施形態に係る潤滑油基油においては、熱・酸化安定性の更なる向上および低硫黄化の点から、硫黄分の含有量が100質量ppm以下であることが好ましく、50質量ppm以下であることがより好ましく、10質量ppm以下であることが更に好ましく、5質量ppm以下であることが特に好ましい。
また、本実施形態に用いられる潤滑油基油における窒素分の含有量は、好ましくは7質量ppm以下、より好ましくは5質量ppm以下、更に好ましくは3質量ppm以下である。窒素分の含有量が5質量ppmを超えると、熱・酸化安定性が低下する傾向にある。なお、本発明でいう窒素分とは、JIS K 2609−1990に準拠して測定される窒素分を意味する。
また、本実施形態に用いられる潤滑油基油の%Cpは、70以上であることが好ましく、好ましくは80以上、より好ましくは85以上、さらに好ましくは87以上、特に好ましくは90以上である。また、好ましくは99.9以下、より好ましくは98以下、さらに好ましくは96以下、特に好ましくは94以下である。潤滑油基油の%Cpが上記下限値未満の場合、粘度−温度特性、熱・酸化安定性および摩擦特性が低下する傾向にあり、更に、潤滑油基油に添加剤が配合された場合に当該添加剤の効き目が低下する傾向にある。また、潤滑油基油の%Cpが上記上限値を超えると、添加剤の溶解性が低下する傾向にある。
また、本実施形態に用いられる潤滑油基油の%CAは、2以下であることが好ましく、より好ましくは1以下、更に好ましくは0.8以下、特に好ましくは0.5以下である。潤滑油基油の%CAが上記上限値を超えると、粘度−温度特性、熱・酸化安定性および省燃費性が低下する傾向にある。
また、本実施形態に用いられる潤滑油基油の%CNは、30以下であることが好ましく、好ましくは25以下、より好ましくは20以下、さらに好ましくは15以下、特に好ましくは10以下である。また、好ましくは1以上、より好ましくは3以上、さらに好ましくは5以上、特に好ましくは6以上である。潤滑油基油の%CNが上記上限値を超えると、粘度−温度特性、熱・酸化安定性および摩擦特性が低下する傾向にある。また、%CNが上記下限値未満であると、添加剤の溶解性が低下する傾向にある。
なお、本発明でいう%CP、%CNおよび%CAとは、それぞれASTM D 3238−85に準拠した方法(n−d−M環分析)により求められる、パラフィン炭素数の全炭素数に対する百分率、ナフテン炭素数の全炭素数に対する百分率、および芳香族炭素数の全炭素数に対する百分率を意味する。つまり、上述した%CP、%CNおよび%CAの好ましい範囲は上記方法により求められる値に基づくものであり、例えばナフテン分を含まない潤滑油基油であっても、上記方法により求められる%CNが0を超える値を示すことがある。
また、本実施形態に用いられる潤滑油基油における飽和分の含有量は、潤滑油基油全量を基準として、好ましくは90質量%以上であり、好ましくは95質量%以上、より好ましくは99質量%以上であり、また、当該飽和分に占める環状飽和分の割合は、好ましくは40質量%以下であり、好ましくは35質量%以下であり、好ましくは30質量%以下であり、より好ましくは25質量%以下であり、更に好ましくは21質量%以下である。また、当該飽和分に占める環状飽和分の割合は、好ましくは5質量%以上であり、より好ましくは10質量%以上である。飽和分の含有量および当該飽和分に占める環状飽和分の割合がそれぞれ上記条件を満たすことにより、粘度−温度特性および熱・酸化安定性を向上することができ、また、当該潤滑油基油に添加剤が配合された場合には、当該添加剤を潤滑油基油中に十分に安定的に溶解保持しつつ、当該添加剤の機能をより高水準で発現させることができる。更に、本実施形態によれば、潤滑油基油自体の摩擦特性を改善することができ、その結果、摩擦低減効果の向上、ひいては省エネルギー性の向上を達成することができる。
なお、本発明でいう飽和分とは、前記ASTM D 2007−93に記載された方法により測定される。
また、飽和分の分離方法、あるいは環状飽和分、非環状飽和分等の組成分析の際には、同様の結果が得られる類似の方法を使用することができる。例えば、上記の他、ASTM D 2425−93に記載の方法、ASTM D 2549−91に記載の方法、高速液体クロマトグラフィ(HPLC)による方法、あるいはこれらの方法を改良した方法等を挙げることができる。
また、本実施形態に用いられる潤滑油基油における芳香族分は、潤滑油基油全量を基準として、好ましくは5質量%以下、より好ましくは4質量%以下、更に好ましくは2質量%以下、特に好ましくは1質量%以下であり、また、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.2質量%以上である。芳香族分の含有量が上記上限値を超えると、粘度−温度特性、熱・酸化安定性および摩擦特性、更には揮発防止性および低温粘度特性が低下する傾向にあり、更に、潤滑油基油に添加剤が配合された場合に当該添加剤の効き目が低下する傾向にある。また、本実施形態に係る潤滑油基油は芳香族分を含有しないものであってもよいが、芳香族分の含有量を上記下限値以上とすることにより、添加剤の溶解性を更に高めることができる。
なお、本発明でいう芳香族分とは、ASTM D 2007−93に準拠して測定された値を意味する。芳香族分には、通常、アルキルベンゼン、アルキルナフタレンの他、アントラセン、フェナントレンおよびこれらのアルキル化物、更にはベンゼン環が四環以上縮合した化合物、ピリジン類、キノリン類、フェノール類、ナフトール類等のヘテロ原子を有する芳香族化合物などが含まれる。
本実施形態に係る潤滑油基油として合成系基油を用いてもよい。合成系基油としては、100℃における動粘度が1〜20mm2/sである、ポリα−オレフィンまたはその水素化物、イソブテンオリゴマーまたはその水素化物、イソパラフィン、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、ジエステル(ジトリデシルグルタレート、ジ−2−エチルヘキシルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジ−2−エチルヘキシルセバケート等)、ポリオールエステル(トリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンペラルゴネート、ペンタエリスリトール2−エチルヘキサノエート、ペンタエリスリトールペラルゴネート等)、ポリオキシアルキレングリコール、ジアルキルジフェニルエーテル、ポリフェニルエーテル等が挙げられ、中でも、ポリα−オレフィンが好ましい。ポリα−オレフィンとしては、典型的には、炭素数2〜32、好ましくは6〜16のα−オレフィンのオリゴマーまたはコオリゴマー(1−オクテンオリゴマー、デセンオリゴマー、エチレン−プロピレンコオリゴマー等)およびそれらの水素化物が挙げられる。
ポリ−α−オレフィンの製法は特に制限されないが、例えば、三塩化アルミニウムまたは三フッ化ホウ素と、水、アルコール(エタノール、プロパノール、ブタノール等)、カルボン酸またはエステルとの錯体を含むフリーデル・クラフツ触媒のような重合触媒の存在下、α−オレフィンを重合する方法が挙げられる。
本実施形態に係るエンジン油組成物においては、上記本実施形態に係る潤滑油基油を単独で用いてもよく、また、本実施形態に係る潤滑油基油を他の基油の1種または2種以上と併用してもよい。なお、本実施形態に係る潤滑油基油と他の基油とを併用する場合、それらの混合基油中に占める本実施形態に係る潤滑油基油の割合は、30質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることが更に好ましい。
本実施形態に係る潤滑油基油と併用される他の基油としては、特に制限されないが、鉱油系基油としては、例えば100℃における動粘度が5mm2/sを超え100mm2/s以下の、溶剤精製鉱油、水素化分解鉱油、水素化精製鉱油、溶剤脱ろう基油などが挙げられる。
また、本実施形態に係る潤滑油基油と併用される他の合成系基油としては、100℃における動粘度が1〜5mm2/sの範囲外である、前記した合成系基油が挙げられる。
また、本実施形態に係るエンジン油組成物は、(A)下記一般式(1)で表される構造単位の1種または2種以上の割合が30〜90モル%であり超音波せん断試験におけるPSSIが15以下のポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤(以下、便宜的に「本実施形態に係る粘度指数向上剤」という。)を含有する。これにより、本構成を有していない場合と比較して、省燃費性能を高めることができる。また、下記一般式(1)で表される構造単位の割合が30〜90モル%であり、超音波せん断試験におけるPSSIが15以下のポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤という条件を満たす限りにおいては、化合物の形態は任意である。具体的な化合物としては、非分散型または分散型ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤、(メタ)アクリレート−オレフィン共重合体またはこれらの混合物等を挙げることができる。
[式(1)中、R1は水素またはメチル基を示し、R2は炭素数6以下の直鎖状または分枝状の炭化水素基を示す。]
[式(1)中、R1は水素またはメチル基を示し、R2は炭素数6以下の直鎖状または分枝状の炭化水素基を示す。]
式(1)で示す構造単位中のR2は、上述の通り炭素数6以下の直鎖状または分枝状の炭化水素基であり1種または2種以上の混合物であっても良いが、好ましくは炭素数4以下の直鎖状または分枝状の炭化水素であり、さらに好ましくは炭素数3以下の直鎖状または分枝状の炭化水素であり、より好ましくは炭素数2以下の炭化水素基である。
また、本実施形態に係る粘度指数向上剤において、ポリマー中の一般式(1)で表される(メタ)アクリレート構造単位の割合は、上述の通り30〜90モル%であるが、好ましくは80モル%以下であり、より好ましくは70モル%以下であり、さらに好ましくは65モル%以下であり、特に好ましくは60モル%以下である。また、好ましくは32モル%以上であり、より好ましくは35モル%以上であり、さらに好ましくは40モル%以上である。90モル%を超える場合は、基油への溶解性や粘度温度特性の向上効果や低温粘度特性に劣るおそれがあり、20モル%を下回る場合は粘度温度特性の向上効果に劣るおそれがある。
本実施形態に係る粘度指数向上剤は、一般式(1)で表される(メタ)アクリレート構造単位以外に任意の(メタ)アクリレート構造単位を有する共重合体であってもよい。このような共重合体は下記一般式(2)で表されるモノマー(以下、「モノマー(M−1)」という。)の1種または2種以上と、モノマー(M−1)以外のモノマーとを共重合させることによって得ることができる。
モノマー(M−1)と組み合わせるモノマーは任意であるが、例えば下記一般式(3)で表されるモノマー(以下、「モノマー(M−2)」という。)が好適である。モノマー(M−1)とモノマー(M−2)との共重合体は、いわゆる非分散型ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤である。
式(3)で示す構造単位中のR4は、炭素数7以上の直鎖状または分枝状の炭化水素基であり、好ましくは炭素数10以上の直鎖状または分枝状の炭化水素であり、さらに好ましくは炭素数15以上の直鎖状または分枝状の炭化水素であり、より好ましくは炭素数18以上の分枝状炭化水素基である。また、R4で表される炭化水素基の上限は特に制限されないが、炭素数2000以下の直鎖状または分枝状の炭化水素基であることが好ましい。より好ましくは500以下の直鎖状または分枝状の炭化水素であり、さらに好ましくは100以下の直鎖状または分枝状の炭化水素であり、特に好ましくは50以下の分枝状の炭化水素であり、最も好ましくは25以下の分枝状の炭化水素である。
また、本実施形態に係る粘度指数向上剤において、ポリマー中の一般式(3)で表される(メタ)アクリレート構造単位は1種もしくは2種以上の混合物であっても良いが、その割合は、0.5〜70モル%であることが好ましく、より好ましくは60モル%以下であり、さらに好ましくは50モル%以下であり、特に好ましくは40モル%以下であり、最も好ましくは30モル%以下である。また、好ましくは1モル%以上であり、より好ましくは3モル%以上であり、さらに好ましくは5モル%以上であり、特に好ましくは10モル%以上である。70モル%を超える場合は粘度温度特性の向上効果や低温粘度特性に劣るおそれがあり、0.5モル%を下回る場合は粘度温度特性の向上効果に劣るおそれがある。
また、モノマー(M−1)と組み合わせるその他のモノマーとしては、下記一般式(4)で表されるモノマー(以下、「モノマー(M−3)」という。)および下記一般式(5)で表されるモノマー(以下、「モノマー(M−4)」という)から選ばれる1種または2種以上が好適である。モノマー(M−1)とモノマー(M−3)および/または(M−4)との共重合体は、いわゆる分散型ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤である。なお、当該分散型ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤は、構成モノマーとしてモノマー(M−2)をさらに含んでいてもよい。
[上記一般式(4)中、R5は水素原子またはメチル基を示し、R6は炭素数1〜18のアルキレン基を示し、E1は窒素原子を1〜2個、酸素原子を0〜2個含有するアミン残基または複素環残基を示し、aは0または1を示す。]
R6で表される炭素数1〜18のアルキレン基としては、具体的には、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、へプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基、トリデシレン基、テトラデシレン基、ペンタデシレン基、ヘキサデシレン基、ヘプタデシレン基、およびオクタデシレン基(これらアルキレン基は直鎖状でも分枝状でもよい。)等が例示できる。
また、E1で表される基としては、具体的には、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジブチルアミノ基、アニリノ基、トルイジノ基、キシリジノ基、アセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、モルホリノ基、ピロリル基、ピロリノ基、ピリジル基、メチルピリジル基、ピロリジニル基、ピペリジニル基、キノニル基、ピロリドニル基、ピロリドノ基、イミダゾリノ基、およびピラジノ基等が例示できる。
E2で表される基としては、具体的には、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジブチルアミノ基、アニリノ基、トルイジノ基、キシリジノ基、アセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、モルホリノ基、ピロリル基、ピロリノ基、ピリジル基、メチルピリジル基、ピロリジニル基、ピペリジニル基、キノニル基、ピロリドニル基、ピロリドノ基、イミダゾリノ基、およびピラジノ基等が例示できる。
モノマー(M−3)、(M−4)の好ましい例としては、具体的には、ジメチルアミノメチルメタクリレート、ジエチルアミノメチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、2−メチル−5−ビニルピリジン、モルホリノメチルメタクリレート、モルホリノエチルメタクリレート、N−ビニルピロリドンおよびこれらの混合物等が例示できる。
モノマー(M−1)とモノマー(M−2)〜(M−4)との共重合体の共重合モル比については特に制限はないが、モノマー(M−1):モノマー(M−2)〜(M−4)=20:80〜90:10程度が好ましく、より好ましくは30:70〜80:20、さらに好ましくは40:60〜70:30である。
本実施形態に係る粘度指数向上剤の製造法は特に制限されないが、例えば、制御ラジカル重合プロセスを利用して、アーム部(アルキルメタアクリレートの重合鎖)となるアルキルメタアクリレートを重合し、次いで、ポリアルキルメタアクリレートと2つ以上のエチレン性不飽和二重結合を有する多官能化合物とを反応させる方法が挙げられる。
制御ラジカル重合プロセスには、原子移動ラジカル重合(ATRP)プロセス、可逆的付加−開裂連鎖移動(RAFT)プロセスまたは窒素酸化物媒介重合プロセスなどが包含される。
ATRP重合の重合体機構の論述は、Matyjaszewskiらの524ページの反応スキーム11.1、566ページの反応スキーム11.4、571ページの反応スキーム11、7、572ページの反応スキーム11.8および575ページの反応スキーム11.9で示されている。
RAFT重合の重合体機構の論述は、Matyjaszewskiらの12.4.4節の664〜665ページで示されている。
窒素酸化物媒介重合(10章、463〜522ページ)、ATRP(11章、523〜628ページ)およびRAFT(12章、629〜690ページ)の詳細な説明は、「Handbookof Radical Polymerization」(Krzysztof Matyjaszewski and Thomas P.Davis著、著作権2002、JohnWiley and Sons Inc.により出版(以下、「Matyjaszewskiら」と呼ぶ)で示されている。
ATRP重合の重合体機構の論述は、Matyjaszewskiらの524ページの反応スキーム11.1、566ページの反応スキーム11.4、571ページの反応スキーム11、7、572ページの反応スキーム11.8および575ページの反応スキーム11.9で示されている。
RAFT重合の重合体機構の論述は、Matyjaszewskiらの12.4.4節の664〜665ページで示されている。
窒素酸化物媒介重合(10章、463〜522ページ)、ATRP(11章、523〜628ページ)およびRAFT(12章、629〜690ページ)の詳細な説明は、「Handbookof Radical Polymerization」(Krzysztof Matyjaszewski and Thomas P.Davis著、著作権2002、JohnWiley and Sons Inc.により出版(以下、「Matyjaszewskiら」と呼ぶ)で示されている。
また、上記の合成は、バッチ操作、半バッチ操作、連続工程、フィード工程またはバルク工程として、実行され得る。また、この合成は、乳濁液、溶液または懸濁液中でなされ得る。
なお、上記の合成においては、開始剤および2つ以上のエチレン性不飽和二重結合を有する多官能化合物の使用量を変えることにより、得られるポリメタアクリレートまたは粘度指数向上剤の平均分子量を調整することができる。
合成されたアーム部を用いた粘度指数向上剤への反応率は、粘度指数向上剤に反応した重合体の量を基準として、70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは85%以上である。反応率が低いとアーム部が残存し、分子量を上げることができない。
本実施形態に係る粘度指数向上剤の超音波せん断試験におけるPSSI(シアスタビリティインデックス)は15以下であるが、好ましくは12以下、より好ましくは10以下、さらに好ましくは5以下である。超音波せん断試験におけるPSSIが15を超える場合にはせん断安定性が悪く、使用後の動粘度やHTHS粘度を一定以上に保つために、初期の粘度温度特性および省燃費性が悪化する。
本実施形態に係る粘度指数向上剤のディーゼルインジェクター法におけるPSSI(パーマネントシアスタビリティインデックス)は、好ましくは20以下、より好ましくは15以下、さらに好ましくは10以下、特に好ましくは5以下、最も好ましくは3以下である。PSSIが20を超える場合にはせん断安定性が悪く、使用後の動粘度やHTHS粘度を一定以上に保つために、初期の省燃費性が悪化するおそれがある。
なお、ここでいう「ディーゼルインジェクター法におけるPSSI」とは、ASTM D 6022−01(Standard Practice for Calculation of Permanent Shear Stability Index)に準拠し、ASTM D 6278−02(Test Metohd for Shear Stability of Polymer Containing Fluids Using a European Diesel Injector Apparatus)により測定されたデータに基づき計算された、ポリマーの永久せん断安定性指数(Permanent Shear Stability Index)を意味する。
本実施形態に係る粘度指数向上剤の重量平均分子量(MW)は、100,000以上であることが好ましく、より好ましくは200,000以上であり、さらに好ましくは300,000以上であり、特に好ましくは400,000以上である。また、1,000,000以下であることが好ましく、より好ましくは900,000以下であり、さらに好ましくは700,000以下であり、特に好ましくは600,000以下である。重量平均分子量が100,000未満の場合には潤滑油基油に溶解させた場合の粘度指数向上効果が小さく省燃費性や低温粘度特性に劣るだけでなく、コストが上昇するおそれがある。また、重量平均分子量が1,000,000を超える場合には、粘度増加効果が大きくなりすぎ、省燃費性や低温粘度特性に劣るだけでなく、せん断安定性や潤滑油基油への溶解性、貯蔵安定性が悪くなる。
本実施形態に係る粘度指数向上剤の重量平均分子量と超音波せん断試験におけるPSSIの比(MW/PSSI)は、1.0×104以上であることが好ましく、より好ましくは2.0×104以上、さらに好ましくは5.0×104以上、特に好ましくは8.0×104以上である。MW/PSSIが1.0×104未満の場合には、省燃費性や低温始動性すなわち粘度温度特性や低温粘度特性が悪化するおそれがある。
本実施形態に係る粘度指数向上剤の重量平均分子量とディーゼルインジェクター法におけるPSSIの比(MW/PSSI)は、1.0×104以上であることが好ましく、より好ましくは2.0×104以上、さらに好ましくは5.0×104以上、特に好ましくは8.0×104以上である。MW/PSSIが1.0×104未満の場合には、省燃費性や低温始動性すなわち粘度温度特性や低温粘度特性が悪化するおそれがある。
本実施形態に係る粘度指数向上剤の重量平均分子量(MW)と数平均分子量(MN)の比(MW/MN)は5.0以下であることが好ましく、より好ましくは4.0以下、さらに好ましくは3.5以下、特に好ましくは3.0以下、最も好ましくは2.0以下である。また、MW/MNは1.0以上であることが好ましく、より好ましくは1.1以上、さらに好ましくは1.2以上である。MW/MNが4.0以上もしくは1.0以下になると、溶解性と粘度温度特性の向上効果が悪化することにより、十分な貯蔵安定性や、省燃費性が維持できなくなる恐れがある。
本実施形態に係る粘度指数向上剤の炭化水素主鎖比率は、0.3以下であることが好ましく、より好ましくは0.2以下、より好ましくは0.18以下、より好ましくは0.16以下、さらに好ましくは0.14以下、特に好ましくは0.10以下、最も好ましくは0.05以下である。また、好ましくは0.005以上であり、より好ましくは0.01以上であり、さらに好ましくは0.02以上である。炭化水素主鎖比率が0.3を越える場合には、粘度温度特性や省燃費性が悪化するおそれがある。炭化水素主鎖比率が0.01を下回る場合には、基油への溶解性が悪化し、粘度温度特性や省燃費性が悪化するおそれがある。
本発明でいう「炭化水素主鎖比率」とは、分子中の全炭素原子数に占めるポリメタクリル酸主鎖の炭素数の割合(ポリ(メタ)アクリル酸主鎖の炭素数/分子中の全炭素原子数の比)を意味する。
通常、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤は構造又は分子量の異なる複数のポリマーの混合物であるため、当該割合はポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤の平均値として算出される。分子中に2以上のポリ(メタ)アクリル酸鎖が存在する場合、それらのポリ(メタ)アクリル酸鎖のうち最も長いものが「ポリ(メタ)アクリル酸主鎖」である。
ただし、星型構造(ポリ(メタ)アクリル酸鎖であるアーム部の複数がコア部に連結した構造、「スター型構造」ともいう)を有するポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤の場合、コア部の影響は小さいことから、本計算からコア部は除く。また、通常、アーム部の分子量はほぼ同等であるから、主鎖であるアーム部の炭素数の算出にあたってはアーム部のGPC分析(標準物質:ポリスチレン)による重量平均分子量を適用する。
具体的には、まず、GPC分析(標準物質:ポリスチレン)による重量平均分子量と各モノマーの配合比率、又はアーム部のGPC分析(標準物質:ポリスチレン)による重量平均分子量と各モノマーの配合比率から、分子中の各モノマーの平均重合数(A1)を算出する。A1から1分子中の全炭素数(B1)とポリメタクリル酸主鎖の炭素数(C1)を算出し、C1/B1を算出する。このC1/B1が炭化水素主鎖比率である。
ただし、星型構造を有するポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤の場合は、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤の数平均分子量/アーム部の数平均分子量で定義されるアーム部の数(D)を算出し、C1/(B1×D)を算出する。このC1/(B1×D)が、星型構造を有するポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤の炭化水素主鎖比率である。
本実施形態に係る粘度指数向上剤の含有量は、組成物全量基準で、好ましくは0.1〜50質量%、より好ましくは0.5〜40質量%、更に好ましくは1〜30質量%、特に好ましくは5〜20質量%である。粘度指数向上剤の含有量が0.1質量%より少なくなると、粘度指数向上効果や製品粘度の低減効果が小さくなることから、省燃費性の向上が図れなくなるおそれがある。また、50質量%よりも多くなると、製品コストが大幅に上昇すると共に、基油粘度を低下させる必要が出てくることから、厳しい潤滑条件(高温高せん断条件)における潤滑性能を低下させ、摩耗や焼き付き、疲労破壊等の不具合が発生原因となることが懸念される。
なお、本実施形態に係るエンジン油組成物は、前記した本実施形態に係る粘度指数向上剤のほか、通常の一般的な非分散型または分散型ポリ(メタ)アクリレート、非分散型または分散型エチレン−α−オレフィン共重合体またはその水素化物、ポリイソブチレンまたはその水素化物、スチレン−ジエン水素化共重合体を、スチレン−無水マレイン酸エステル共重合体およびポリアルキルスチレン等をさらに含有してもよい。
本実施形態に係るエンジン油組成物中における粘度指数向上剤の含有量は、組成物全量基準で、0.1〜50質量%であることが好ましく、好ましくは0.5〜20質量%、より好ましくは1.0〜15質量%、さらに好ましくは1.5〜12質量%である。含有量が0.1質量%より少ない場合には低温特性が不十分となるおそれがあり、また含有量が50質量%を超える場合には組成物のせん断安定性が悪化するおそれがある。
本実施形態に係るエンジン油組成物は、(B)摩擦調整剤を含有する。これにより、本構成を有していない場合と比較して、省燃費性能を高めることができる。(B)摩擦調整剤としては、有機モリブデン化合物および無灰摩擦調整剤から選ばれる1種以上の摩擦調整剤が挙げられる。
本実施形態で用いる有機モリブデン化合物としては、モリブデンジチオホスフェート、モリブデンジチオカーバメート(MoDTC)等の硫黄を含有する有機モリブデン化合物、モリブデン化合物(例えば、二酸化モリブデン、三酸化モリブデン等の酸化モリブデン、オルトモリブデン酸、パラモリブデン酸、(ポリ)硫化モリブデン酸等のモリブデン酸、これらモリブデン酸の金属塩、アンモニウム塩等のモリブデン酸塩、二硫化モリブデン、三硫化モリブデン、五硫化モリブデン、ポリ硫化モリブデン等の硫化モリブデン、硫化モリブデン酸、硫化モリブデン酸の金属塩またはアミン塩、塩化モリブデン等のハロゲン化モリブデン等)と、硫黄含有有機化合物(例えば、アルキル(チオ)キサンテート、チアジアゾール、メルカプトチアジアゾール、チオカーボネート、テトラハイドロカルビルチウラムジスルフィド、ビス(ジ(チオ)ハイドロカルビルジチオホスホネート)ジスルフィド、有機(ポリ)サルファイド、硫化エステル等)あるいはその他の有機化合物との錯体等、あるいは、上記硫化モリブデン、硫化モリブデン酸等の硫黄含有モリブデン化合物とアルケニルコハク酸イミドとの錯体等を挙げることができる。
また、有機モリブデン化合物としては、構成元素として硫黄を含まない有機モリブデン化合物を用いることができる。構成元素として硫黄を含まない有機モリブデン化合物としては、具体的には、モリブデン−アミン錯体、モリブデン−コハク酸イミド錯体、有機酸のモリブデン塩、アルコールのモリブデン塩などが挙げられ、中でも、モリブデン−アミン錯体、有機酸のモリブデン塩およびアルコールのモリブデン塩が好ましい。
本実施形態に係るエンジン油組成物において、有機モリブデン化合物を用いる場合、その含有量は特に制限されないが、潤滑油組成物全量を基準として、モリブデン元素換算で、好ましくは0.001質量%以上、より好ましくは0.005質量%以上、更に好ましくは0.01質量%以上、特に好ましくは0.03質量%以上であり、また、好ましくは0.2質量%以下、より好ましくは0.1質量%以下、さらに好ましくは0.08質量%以下、特に好ましくは0.06質量%以下である。その含有量が0.001質量%未満の場合、その添加による摩擦低減効果が不十分となる傾向にあり、潤滑油組成物の省燃費性および熱・酸化安定性が不十分となる傾向にある。一方、含有量が0.2質量%を超える場合、含有量に見合う効果が得られず、また、潤滑油組成物の貯蔵安定性が低下する傾向にある。
また、無灰摩擦調整剤としては、潤滑油用の摩擦調整剤として通常用いられる任意の化合物が使用可能であり、例えば、分子中に酸素原子、窒素原子、硫黄原子から選ばれる1種もしくは2種以上のヘテロ元素を含有する、炭素数6〜50の化合物が挙げられる。さらに具体的には、炭素数6〜30のアルキル基またはアルケニル基、特に炭素数6〜30の直鎖アルキル基、直鎖アルケニル基、分岐アルキル基、分岐アルケニル基を分子中に少なくとも1個有する、アミン化合物、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、脂肪酸、脂肪族アルコール、脂肪族エーテル、ウレア系化合物、ヒドラジド系化合物等の無灰摩擦調整剤等が挙げられる。
本実施形態に係るエンジン油組成物における無灰摩擦調整剤の含有量は、潤滑油組成物全量を基準として、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、更に好ましくは0.3質量%以上であり、また、好ましくは3質量%以下、より好ましくは2質量%以下、更に好ましくは1質量%以下である。無灰摩擦調整剤の含有量が0.01質量%未満であると、その添加による摩擦低減効果が不十分となる傾向にあり、また3質量%を超えると、耐摩耗性添加剤などの効果が阻害されやすく、あるいは添加剤の溶解性が悪化する傾向にある。
本実施形態において、(B)摩擦調整剤としては、有機モリブデン系摩擦調整剤であることが好ましく、硫黄を含有する有機モリブデン化合物であることがより好ましく、モリブデンジチオカーバメートであることがさらに好ましい。
本実施形態に係るエンジン油組成物には、さらにその性能を向上させるために、その目的に応じて潤滑油に一般的に使用されている任意の添加剤を含有させることができる。このような添加剤としては、例えば、上記第1および第2の過塩基性金属塩以外の金属系清浄剤、無灰分散剤、摩耗防止剤(または極圧剤)、酸化防止剤、腐食防止剤、防錆剤、抗乳化剤、金属不活性化剤、消泡剤等の添加剤等を挙げることができる。
これらの添加剤を本実施形態に係るエンジン油組成物に含有させる場合には、それぞれその含有量は潤滑油組成物全量基準で、0.01〜10質量%であることが好ましい。
本実施形態に係るエンジン油組成物の100℃における動粘度は、4〜12mm2/sであることが好ましく、好ましくは9.0mm2/s以下、より好ましくは8.0mm2/s以下、さらに好ましくは7.0mm2/s以下、特に好ましくは6.8mm2/s以下である。また、本実施形態に係るエンジン油組成物の100℃における動粘度は、好ましくは4.5mm2/s以上、より好ましくは5.0mm2/s以上、さらに好ましくは5.5mm2/s以上、特に好ましくは6.0mm2/s以上である。ここでいう100℃における動粘度とは、ASTM D−445に規定される100℃での動粘度を示す。100℃における動粘度が4mm2/s未満の場合には、潤滑性不足を来たすおそれがあり、12mm2/sを超える場合には必要な低温粘度および十分な省燃費性能が得られないおそれがある。
本実施形態に係るエンジン油組成物の40℃における動粘度は、4〜50mm2/sであることが好ましく、好ましくは40mm2/s以下、より好ましくは35mm2/s以下、特に好ましくは30mm2/s以下、最も好ましくは28mm2/s以下である。また、本実施形態に係るエンジン油組成物の40℃における動粘度は、好ましくは15mm2/s以上、より好ましくは18mm2/s以上、さらに好ましくは20mm2/s以上、特に好ましくは22mm2/s以上、最も好ましくは25mm2/s以上である。ここでいう40℃における動粘度とは、ASTM D−445に規定される40℃での動粘度を示す。40℃における動粘度が4mm2/s未満の場合には、潤滑性不足を来たすおそれがあり、50mm2/sを超える場合には必要な低温粘度および十分な省燃費性能が得られないおそれがある。
本実施形態に係るエンジン油組成物の粘度指数は、140〜400の範囲であることが好ましく、好ましくは180以上、より好ましくは190以上、さらに好ましくは200以上、特に好ましくは210以上、最も好ましくは215以上である。潤滑油組成物の粘度指数が140未満の場合には、150℃のHTHS粘度を維持しながら、省燃費性を向上させることが困難となるおそれがあり、さらに−35℃における低温粘度を低減させることが困難となるおそれがある。また、潤滑油組成物の粘度指数が400以上の場合には、蒸発性が悪化するおそれがあり、更に添加剤の溶解性やシール材料との適合性が不足することによる不具合が発生するおそれがある。
本実施形態に係るエンジン油組成物の100℃におけるHTHS粘度は、5.5mPa・s以下であることが好ましく、より好ましくは5.0mPa・s以下、さらに好ましくは4.7mPa・s以下、特に好ましくは4.5mPa・s以下、最も好ましくは4.4mPa・s以下である。また、好ましくは3.0mPa・s以上、更に好ましくは3.5mPa・s以上、特に好ましくは4.0mPa・s以上、最も好ましくは4.1mPa・s以上である。本発明でいう100℃におけるHTHS粘度とは、ASTM D4683に規定される100℃での高温高せん断粘度を示す。100℃におけるHTHS粘度が3.0mPa・s未満の場合には、潤滑性不足を来たすおそれがあり、5.5mPa・sを超える場合には必要な低温粘度および十分な省燃費性能が得られないおそれがある。
本実施形態に係るエンジン油組成物の150℃におけるHTHS粘度は、2.6mPa・s未満であるが、より好ましくは2.5mPa・s以下、さらに好ましくは2.45mPa・s以下、特に好ましくは2.4mPa・s以下である。また、好ましくは2.0mPa・s以上、より好ましくは2.1mPa・s以上、さらに好ましくは2.2mPa・s以上、特に好ましくは2.3mPa・s以上である。ここでいう150℃におけるHTHS粘度とは、ASTM D4683に規定される150℃での高温高せん断粘度を示す。150℃におけるHTHS粘度が2.0mPa・s未満の場合には、潤滑性不足を来たすおそれがあり、2.6mPa・sを超える場合には十分な省燃費性能が得られないおそれがある。
また、本実施形態に係るエンジン油組成物の150℃におけるHTHS粘度と100℃におけるHTHS粘度との比(150℃におけるHTHS粘度/100℃におけるHTHS粘度)は、0.50以上であることが好ましく、より好ましくは0.52以上、さらに好ましくは0.53、特に好ましくは0.54以上である。当該比が0.50未満であると、必要な低温粘度および十分な省燃費性能が得られないおそれがある。
本実施形態に係るエンジン油組成物は、150℃におけるHTHS粘度が2.6mPa・s未満のエンジン油において、40℃における動粘度、100℃における動粘度および100℃におけるHTHS粘度を十分に低くすることができ、また、境界潤滑領域の摩擦係数の上昇を十分に抑制することができ、省燃費性に優れるものである。このような優れた特性を有する本実施形態に係る潤滑油組成物は、省燃費ガソリンエンジン油、省燃費ディーゼルエンジン油等の省燃費エンジン油として好適に使用することができる。
以下、実施例および比較例に基づき本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
(合成例1:非分散型PMA系粘度指数向上剤A−1の合成)
<アーム(腕)分子の合成>
錨型金属製攪拌翼(真空シール付)、ジムロート冷却器、窒素導入用3方コック、およびサンプル導入口を装着した300ml 5口セパラブルフラスコに、メチルメタクリレート25.2質量部、一般式(3)中のR4が炭素数18のアルキル基であるメタクリレート36.5質量部、溶媒として炭化水素系溶剤(SAE10)120質量部を投入し、攪拌下に均一溶液とした。本溶液を氷浴にて0℃まで冷却し、ダイヤフラムポンプを用いて反応系の真空脱気/窒素パージを5回実施した。さらに窒素フロー下にサンプル導入口よりラジカル開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を0.27質量部、1,4−シクロヘキサジエン0.013質量部およびヨウ素0.11質量部を投入した後、窒素雰囲気下にて溶液温度80℃にて12時間重合を実施し、アーム分子溶液を得た。
GPC分析(標準物質:ポリスチレン)の結果、得られたアーム分子の重量平均分子量は87400、数平均分子量(Mn)は62000、分散度(Mw/Mn)は1.41であった。
<星型高分子の合成>
上記アーム溶液にアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.07質量部、およびエチレングリコールジメタクリレート2.14質量部を添加した後、窒素雰囲気下で溶液温度80℃にて12時間重合反を実施し、目的とする星形高分子(以下、「非分散型PMA系粘度指数向上剤A−1」という。)の溶液を得た。
GPC分析(標準物質:ポリスチレン)の結果、得られた非分散型PMA系粘度指数向上剤A−1の重量平均分子量(Mw)は57万、数平均分子量(Mn)は47万、分散度(Mw/Mn)は1.23、PSSIは3.8、Mw/PSSIは1.5×105であった。また、非分散型PMA系粘度指数向上剤A−1のアーム転化率は64質量%、平均アーム数は8本、炭化水素主鎖比率は0.025であった。
ここで、アーム転化率及び平均アーム数はそれぞれ以下の式に基いて算出される値である。
アーム転化率=星形高分子のGPC面積/(星形高分子のGPC面積+残存アーム分子のGPC面積)×100
平均アーム数=星型高分子のMn/アーム分子のMn(小数点以下は四捨五入)
また、重量平均分子量及び数平均分子量は、東ソー社製HLC−8220GPC装置に東ソー社製のTSKgel Super MultiPore HZ−Mのカラム(4.6mmID×15cm)を3本直列に使用し、溶媒としてはテトラヒドロフラン、温度40℃、流速0.35mL/分、試料濃度1質量%、試料注入量5μL、検出器示差屈折率計(RI)で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量及び数平均分子量である。
<アーム(腕)分子の合成>
錨型金属製攪拌翼(真空シール付)、ジムロート冷却器、窒素導入用3方コック、およびサンプル導入口を装着した300ml 5口セパラブルフラスコに、メチルメタクリレート25.2質量部、一般式(3)中のR4が炭素数18のアルキル基であるメタクリレート36.5質量部、溶媒として炭化水素系溶剤(SAE10)120質量部を投入し、攪拌下に均一溶液とした。本溶液を氷浴にて0℃まで冷却し、ダイヤフラムポンプを用いて反応系の真空脱気/窒素パージを5回実施した。さらに窒素フロー下にサンプル導入口よりラジカル開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を0.27質量部、1,4−シクロヘキサジエン0.013質量部およびヨウ素0.11質量部を投入した後、窒素雰囲気下にて溶液温度80℃にて12時間重合を実施し、アーム分子溶液を得た。
GPC分析(標準物質:ポリスチレン)の結果、得られたアーム分子の重量平均分子量は87400、数平均分子量(Mn)は62000、分散度(Mw/Mn)は1.41であった。
<星型高分子の合成>
上記アーム溶液にアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.07質量部、およびエチレングリコールジメタクリレート2.14質量部を添加した後、窒素雰囲気下で溶液温度80℃にて12時間重合反を実施し、目的とする星形高分子(以下、「非分散型PMA系粘度指数向上剤A−1」という。)の溶液を得た。
GPC分析(標準物質:ポリスチレン)の結果、得られた非分散型PMA系粘度指数向上剤A−1の重量平均分子量(Mw)は57万、数平均分子量(Mn)は47万、分散度(Mw/Mn)は1.23、PSSIは3.8、Mw/PSSIは1.5×105であった。また、非分散型PMA系粘度指数向上剤A−1のアーム転化率は64質量%、平均アーム数は8本、炭化水素主鎖比率は0.025であった。
ここで、アーム転化率及び平均アーム数はそれぞれ以下の式に基いて算出される値である。
アーム転化率=星形高分子のGPC面積/(星形高分子のGPC面積+残存アーム分子のGPC面積)×100
平均アーム数=星型高分子のMn/アーム分子のMn(小数点以下は四捨五入)
また、重量平均分子量及び数平均分子量は、東ソー社製HLC−8220GPC装置に東ソー社製のTSKgel Super MultiPore HZ−Mのカラム(4.6mmID×15cm)を3本直列に使用し、溶媒としてはテトラヒドロフラン、温度40℃、流速0.35mL/分、試料濃度1質量%、試料注入量5μL、検出器示差屈折率計(RI)で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量及び数平均分子量である。
(合成例2:非分散型PMA系粘度指数向上剤A−2の合成)
合成例1のアーム分子溶液に代えて、メチルメタクリレート70モル%、一般式(4)中のR4が炭素数18のアルキル基であるメタクリレート30モル%のアーム分子(重量平均分子量49600、数平均分子量(Mn)40000、分散度(Mw/Mn)1.24)を含有するアーム分子溶液を用いたこと以外は、合成例1と同様にして、星型高分子(以下、「非分散型PMA系粘度指数向上剤A−2」という。)を合成した。
得られた非分散型PMA系粘度指数向上剤A−2のMwは37万、Mnは32万、Mw/Mnは1.15、PSSIは4.5、Mw/PSSIは8.2×104、炭化水素主鎖比率は0.025であった。
合成例1のアーム分子溶液に代えて、メチルメタクリレート70モル%、一般式(4)中のR4が炭素数18のアルキル基であるメタクリレート30モル%のアーム分子(重量平均分子量49600、数平均分子量(Mn)40000、分散度(Mw/Mn)1.24)を含有するアーム分子溶液を用いたこと以外は、合成例1と同様にして、星型高分子(以下、「非分散型PMA系粘度指数向上剤A−2」という。)を合成した。
得られた非分散型PMA系粘度指数向上剤A−2のMwは37万、Mnは32万、Mw/Mnは1.15、PSSIは4.5、Mw/PSSIは8.2×104、炭化水素主鎖比率は0.025であった。
(合成例3:非分散型PMA系粘度指数向上剤A−3の合成)
合成例1のアーム分子溶液に代えて、メチルメタクリレート70モル%、一般式(4)中のR4が炭素数18のアルキル基であるメタクリレート30モル%のアーム分子(重量平均分子量54000、数平均分子量(Mn)42000、分散度(Mw/Mn)1.29)を含有するアーム分子溶液を用いたこと以外は、合成例1と同様にして、星型高分子(以下、「非分散型PMA系粘度指数向上剤A−2」という。)を合成した。
得られた非分散型PMA系粘度指数向上剤A−2のMwは49万、Mnは41万、Mw/Mnは1.19、PSSIは2.2、Mw/PSSIは2.2×105、炭化水素主鎖比率は0.020であった。
合成例1のアーム分子溶液に代えて、メチルメタクリレート70モル%、一般式(4)中のR4が炭素数18のアルキル基であるメタクリレート30モル%のアーム分子(重量平均分子量54000、数平均分子量(Mn)42000、分散度(Mw/Mn)1.29)を含有するアーム分子溶液を用いたこと以外は、合成例1と同様にして、星型高分子(以下、「非分散型PMA系粘度指数向上剤A−2」という。)を合成した。
得られた非分散型PMA系粘度指数向上剤A−2のMwは49万、Mnは41万、Mw/Mnは1.19、PSSIは2.2、Mw/PSSIは2.2×105、炭化水素主鎖比率は0.020であった。
(実施例1〜5、比較例1〜4)
実施例1〜5および比較例1〜5においては、それぞれ以下に示す基油および添加剤を用いて表2に示す組成を有するエンジン油組成物を調製した。基油O−1、O−2、O−3の性状を表1に示す。
(基油)
O−1(基油1):n−パラフィン含有油を水素化分解/水素化異性化した鉱油
O−2(基油2):水素化分解鉱油
O−3(基油3):水素化分解鉱油
(添加剤)
A−1:合成例1で得られた非分散型PMA系粘度指数向上剤(メチルメタアクリレート70モル%と、一般式(3)中のR4が炭素数18のアルキル基であるメタアクリレート30モル%と、少量の重合開始剤、エチレングリコールジメタクリレートを反応させて得られる共重合体。Mw=57万,Mn=47万,Mw/Mn=1.23,超音波せん断試験におけるPSSI=10.8,Mw/PSSI=5.3×104,ディーゼルインジェクター法におけるPSSI=3.8,炭化水素主鎖比率=0.025)
A−2:合成例2で得られた非分散型PMA系粘度指数向上剤(メチルメタアクリレート70モル%と、一般式(3)中のR4が炭素数18のアルキル基であるメタアクリレート30モル%と、少量の重合開始剤、エチレングリコールジメタクリレートを反応させて得られる共重合体。Mw=37万,Mn=32万,Mw/Mn=1.15,超音波せん断試験におけるPSSI=4.5,Mw/PSSI=8.2×104,ディーゼルインジェクター法におけるPSSI=2.2,炭化水素主鎖比率=0.025)
A−3:合成例3で得られた非分散型PMA系粘度指数向上剤(メチルメタアクリレート70モル%と、一般式(3)中のR4が炭素数18のアルキル基であるメタアクリレート30モル%と、少量の重合開始剤、エチレングリコールジメタクリレートを反応させて得られる共重合体。Mw=49万,Mn=41万,Mw/Mn=1.19,超音波せん断試験におけるPSSI=6.7,Mw/PSSI=7.3×104,炭化水素主鎖比率=0.020)
a−1:分散型PMA系粘度指数向上剤(メチルメタアクリレート20モル%と、一般式(3)中のR4が炭素数12〜15のアルキル基であるメタアクリレート80モル%と、少量の分散基および重合開始剤を反応させて得られる共重合体。Mw=30万,Mn=7万,Mw/Mn=4.0,超音波せん断試験におけるPSSI=43,Mw/PSSI=7.0×103,炭化水素主鎖比率=0.13)
a−2:分散型PMA系粘度指数向上剤(メチルメタアクリレート20モル%と、一般式(3)中のR4が炭素数12〜15のアルキル基であるメタアクリレート80モル%と、少量の分散基および重合開始剤を反応させて得られる共重合体。Mw=8万,Mn=3万,Mw/Mn=2.7,超音波せん断試験におけるPSSI=18,Mw/PSSI=4.4×103,炭化水素主鎖比率=0.13)
a−3:非分散型PMA系粘度指数向上剤(メチルメタアクリレート30モル%と、一般式(3)中のR4が炭素数12〜15のアルキル基であるメタアクリレート70モル%と、少量の重合開始剤を反応させて得られる共重合体。Mw=40万,Mn=11万,Mw/Mn=3.9,超音波せん断試験におけるPSSI=49,Mw/PSSI=8.2×103,炭化水素主鎖比率=0.16)
B−1:MoDTC(アルキル基鎖長C8/C13、Mo含有量10mass%、硫黄量11mass%)
B−2:グリセリンモノオレート
C−1:その他添加剤(コハク酸イミド系分散剤、ZnDTP、酸化防止剤、摩耗防止剤、流動点降下剤、消泡剤等)。
実施例1〜5および比較例1〜5においては、それぞれ以下に示す基油および添加剤を用いて表2に示す組成を有するエンジン油組成物を調製した。基油O−1、O−2、O−3の性状を表1に示す。
(基油)
O−1(基油1):n−パラフィン含有油を水素化分解/水素化異性化した鉱油
O−2(基油2):水素化分解鉱油
O−3(基油3):水素化分解鉱油
(添加剤)
A−1:合成例1で得られた非分散型PMA系粘度指数向上剤(メチルメタアクリレート70モル%と、一般式(3)中のR4が炭素数18のアルキル基であるメタアクリレート30モル%と、少量の重合開始剤、エチレングリコールジメタクリレートを反応させて得られる共重合体。Mw=57万,Mn=47万,Mw/Mn=1.23,超音波せん断試験におけるPSSI=10.8,Mw/PSSI=5.3×104,ディーゼルインジェクター法におけるPSSI=3.8,炭化水素主鎖比率=0.025)
A−2:合成例2で得られた非分散型PMA系粘度指数向上剤(メチルメタアクリレート70モル%と、一般式(3)中のR4が炭素数18のアルキル基であるメタアクリレート30モル%と、少量の重合開始剤、エチレングリコールジメタクリレートを反応させて得られる共重合体。Mw=37万,Mn=32万,Mw/Mn=1.15,超音波せん断試験におけるPSSI=4.5,Mw/PSSI=8.2×104,ディーゼルインジェクター法におけるPSSI=2.2,炭化水素主鎖比率=0.025)
A−3:合成例3で得られた非分散型PMA系粘度指数向上剤(メチルメタアクリレート70モル%と、一般式(3)中のR4が炭素数18のアルキル基であるメタアクリレート30モル%と、少量の重合開始剤、エチレングリコールジメタクリレートを反応させて得られる共重合体。Mw=49万,Mn=41万,Mw/Mn=1.19,超音波せん断試験におけるPSSI=6.7,Mw/PSSI=7.3×104,炭化水素主鎖比率=0.020)
a−1:分散型PMA系粘度指数向上剤(メチルメタアクリレート20モル%と、一般式(3)中のR4が炭素数12〜15のアルキル基であるメタアクリレート80モル%と、少量の分散基および重合開始剤を反応させて得られる共重合体。Mw=30万,Mn=7万,Mw/Mn=4.0,超音波せん断試験におけるPSSI=43,Mw/PSSI=7.0×103,炭化水素主鎖比率=0.13)
a−2:分散型PMA系粘度指数向上剤(メチルメタアクリレート20モル%と、一般式(3)中のR4が炭素数12〜15のアルキル基であるメタアクリレート80モル%と、少量の分散基および重合開始剤を反応させて得られる共重合体。Mw=8万,Mn=3万,Mw/Mn=2.7,超音波せん断試験におけるPSSI=18,Mw/PSSI=4.4×103,炭化水素主鎖比率=0.13)
a−3:非分散型PMA系粘度指数向上剤(メチルメタアクリレート30モル%と、一般式(3)中のR4が炭素数12〜15のアルキル基であるメタアクリレート70モル%と、少量の重合開始剤を反応させて得られる共重合体。Mw=40万,Mn=11万,Mw/Mn=3.9,超音波せん断試験におけるPSSI=49,Mw/PSSI=8.2×103,炭化水素主鎖比率=0.16)
B−1:MoDTC(アルキル基鎖長C8/C13、Mo含有量10mass%、硫黄量11mass%)
B−2:グリセリンモノオレート
C−1:その他添加剤(コハク酸イミド系分散剤、ZnDTP、酸化防止剤、摩耗防止剤、流動点降下剤、消泡剤等)。
[潤滑油組成物の評価]
実施例1〜5および比較例1〜4の各エンジン油組成物について、40℃または100℃における動粘度、粘度指数、100℃または150℃におけるHTHS粘度、超音波せん断試験後のHTHS粘度を測定した。得られた結果を表2に示す。
(1)動粘度:ASTM D−445
(2)粘度指数:JIS K 2283−1993
(3)HTHS粘度:ASTM D−4683
(4)超音波せん断試験:JASO M347−95に準拠し、ASTMの試験法に規定されている標準油Aにて出力調整を行った後、振幅28μm、振動数10KHz、照射時間10分、試料容量を60mLによりせん断試験を実施した。なお、PSSIの算出は、せん断試験前に測定された100℃における粘度指数向上剤の添加量あたりの増粘性(V1)とせん断試験後に測定された100℃における粘度指数向上剤の添加量あたりの増粘性(V2)に基づき、((V1−V2)/V1×100)(%)により計算した。
(5)動弁系モータリング摩擦試験:直打型4気筒エンジンの動弁系のカムおよびタペット一対の摩擦トルクを測定可能とする装置を用い、油温100℃、回転数350rpmにおける摩擦トルクを測定した。比較例5を基準油としたときのモータリングフリクション改善率を算出した。
実施例1〜5および比較例1〜4の各エンジン油組成物について、40℃または100℃における動粘度、粘度指数、100℃または150℃におけるHTHS粘度、超音波せん断試験後のHTHS粘度を測定した。得られた結果を表2に示す。
(1)動粘度:ASTM D−445
(2)粘度指数:JIS K 2283−1993
(3)HTHS粘度:ASTM D−4683
(4)超音波せん断試験:JASO M347−95に準拠し、ASTMの試験法に規定されている標準油Aにて出力調整を行った後、振幅28μm、振動数10KHz、照射時間10分、試料容量を60mLによりせん断試験を実施した。なお、PSSIの算出は、せん断試験前に測定された100℃における粘度指数向上剤の添加量あたりの増粘性(V1)とせん断試験後に測定された100℃における粘度指数向上剤の添加量あたりの増粘性(V2)に基づき、((V1−V2)/V1×100)(%)により計算した。
(5)動弁系モータリング摩擦試験:直打型4気筒エンジンの動弁系のカムおよびタペット一対の摩擦トルクを測定可能とする装置を用い、油温100℃、回転数350rpmにおける摩擦トルクを測定した。比較例5を基準油としたときのモータリングフリクション改善率を算出した。
表2に示すように、(A)、(B)成分のすべてを含有し、100℃における動粘度が4〜8mm2/sであり、150℃におけるHTHS粘度が2.6mPa・s未満に調整された実施例1〜5のエンジン油組成物は、超音波せん断試験後の150℃におけるHTHS粘度が同程度である(A)成分を含有しない比較例1〜3のエンジン油組成物や、150℃におけるHTHS粘度が2.7mPa・sに調整されたエンジン油組成物に比べて、動粘度や100℃におけるHTHS粘度が低く、省燃費性に優れることを示す。また、(B)成分を含有しない比較例5のエンジン油組成物のモータリングフリクション改善率は著しく劣る。
Claims (3)
- 100℃における動粘度が1〜5mm2/sであり、潤滑油基油全量を基準として、硫黄分の含有量が10質量ppm以下、窒素分の含有量が7質量ppm以下、かつ飽和分の含有量が90質量%以上である潤滑油基油と、
下記一般式(1)で表される構造単位の割合が30〜90モル%であり、超音波せん断試験におけるPSSIが15以下であるポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤と、
摩擦調整剤と、
を含有し、100℃における動粘度が4〜8mm2/sであり、150℃におけるHTHS粘度が2.6mPa・s未満である、エンジン油組成物。
[式(1)中、R1は水素またはメチル基を示し、R2は炭素数6以下の直鎖状または分枝状の炭化水素基を示す。] - 前記粘度指数向上剤が、超音波せん断試験におけるPSSIが10以下、分子量とPSSIの比(Mw/PSSI)が1×104以上の粘度指数向上剤である、請求項1に記載のエンジン油組成物。
- 前記摩擦調整剤が有機モリブデン系摩擦調整剤である、請求項1または2に記載のエンジン油組成物。
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