JP2018016762A - 潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
低粘度化しても、摩耗防止性を確保しつつ摩擦を低減することができる潤滑油組成物を提供する。
【解決手段】
潤滑油基油、(A1)金属系サリシレート、および(B)モリブデン系摩擦調整剤を含有する潤滑油組成物であって、
(B)成分の量が、該潤滑油組成物中のモリブデンの質量ppmによる濃度[B]として500〜1500質量ppmの範囲であり、
(A1)成分が、カルシウムサリシレート、マグネシウムサリシレート、又はその組み合わせのいずれかであり、前記カルシウムサリシレートの量が潤滑油組成物中の該カルシウムサリシレート由来のカルシウムの質量ppmによる濃度[Ca]として0〜1800質量ppmであり、前記マグネシウムサリシレートの量が潤滑油組成物中の該マグネシウムサリシレート由来のマグネシウムの質量ppmによる濃度[Mg]として0〜1800質量ppmであり、且つ、前記[Ca]及び前記[Mg]の合計として200〜3000質量ppmの範囲であることを特徴とする、潤滑油組成物。
【選択図】なし
Description
潤滑油基油、(A1)金属系サリシレート、および(B)モリブデン系摩擦調整剤を含有する潤滑油組成物であって、
(B)成分の量が、該潤滑油組成物中のモリブデンの質量ppmによる濃度[B]として500〜1500質量ppmの範囲であり、
(A1)成分が、カルシウムサリシレート、マグネシウムサリシレート、又はその組み合わせのいずれかであり、前記カルシウムサリシレートの量が潤滑油組成物中の該カルシウムサリシレート由来のカルシウムの質量ppmによる濃度[Ca]として0〜1800質量ppmであり、前記マグネシウムサリシレートの量が潤滑油組成物中の該マグネシウムサリシレート由来のマグネシウムの質量ppmによる濃度[Mg]として0〜1800質量ppmであり、且つ、前記[Ca]及び前記[Mg]の合計として200〜3000質量ppmの範囲であることを特徴とする、潤滑油組成物である。
(1)(A)金属系清浄剤を含有する潤滑油組成物で、(A1)金属系サリシレートを(A)成分全体の質量に対し、潤滑油組成物中の金属系清浄剤由来の金属の合計質量ppmによる濃度[A]に対する前記[Ca]及び[Mg]の割合として、5〜100質量%となる量で含むことを特徴とする潤滑油組成物である。
(2)潤滑油組成物が(A)金属系清浄剤として前記(A1)成分以外の金属系清浄剤をさらに含んでいてもよく、(A)金属系清浄剤全体の質量に対する(A1)成分の質量が5〜100質量%の範囲である。
(3)(A1)金属系サリシレートが、マグネシウムサリシレート及びカルシウムサリシレートである。
(4)(A1)金属系サリシレートが少なくとも1種のマグネシウムサリシレートである。
(5)潤滑油組成物が(A)金属系清浄剤として前記(A1)成分以外の金属系清浄剤(A2)をさらに含み、該(A2)成分はマグネシウム、カルシウム及びナトリウムから選ばれる少なくとも1種を含み、(A)金属系清浄剤の合計含有量が式(1):
[A]/[B]≦4.5 (1)
([A]は潤滑油組成物中のマグネシウム、カルシウム及びナトリウムの合計質量ppmによる濃度)
を満たす。
(6)(A1)金属系サリシレートの含有量が下記式(2):
[A1]/[B]<4.5 (2)
([A1]は潤滑油組成物中の(A1)成分に由来するマグネシウム及びカルシウムの合計質量ppmによる濃度(前記[Ca]+前記[Mg]))を満たす。
(7)−35℃でのCCS粘度が6.2Pa・s以下である。
(8)150℃での高温高せん断粘度(HTHS粘度)が1.7〜2.9mPa・sである。
(9)100℃における動粘度が9.3mm2/s未満である。
(10)内燃機関用である。
さらに本発明は、当該潤滑油組成物あるいは上記(1)〜(10)の実施態様の潤滑油組成物を使用することにより、低摩耗性を維持しつつ摩擦を低減する方法に関する。
本発明における潤滑油基油は特に制限されない。鉱油及び合成油のいずれであってもよく、これらを単独で、または混合して使用することができる。
(A1)金属系サリシレート
本発明の潤滑油組成物は、(A)金属系清浄剤として(A1)金属系サリシレートであるカルシウムサリシレート、マグネシウムサリシレート、またはこれらの組合せを、下記に述べる特定の範囲量で含むことを特徴とする。本発明の潤滑油組成物は(A)金属系清浄剤としてカルシウムサリシレート及びマグネシウムサリシレート以外の金属系清浄剤をさらに含んでいてもよいが、(A)金属系清浄剤全体の質量に対する(A1)成分の質量割合が、潤滑油組成物中の金属系清浄剤由来の金属の合計質量ppmによる濃度[A]に対する[Ca]及び[Mg]([Ca]は潤滑油組成物中のカルシウムサリシレート由来のカルシウムの質量ppmによる濃度、[Mg]は潤滑油組成物中のマグネシウムサリシレート由来のマグネシウムの質量ppmによる濃度)の割合として、5〜100質量%であり、好ましくは10〜100質量%、より好ましくは15〜100質量%、特に好ましくは20〜100質量%、最も好ましくは50〜100質量%であるのがよい。金属系清浄剤としてカルシウムサリシレート及びマグネシウムサリシレートから選ばれる1以上を特定量で含有することにより、潤滑油として必要な高温清浄性および防錆性を確保することができる。また、摩擦を低減し、したがって、トルクを低減させることができる。これは、特に燃費特性の点で有利である。
[A1]/[B]<4.5 (2)
式(2)において、[A1]は、潤滑油組成物中の(A1)マグネシウムサリシレート及びカルシウムサリシレートに由来するマグネシウム及びカルシウムの合計質量ppmによる濃度(すなわち、上記した[Ca]+[Mg])を示す。[B]は上記の通りである。
[A1]/[B]の値は、好ましくは3.0未満であり、より好ましくは2未満であり、さらに好ましくは1.8未満、特に好ましくは1.5未満である。上記値が上記上限を超えると、トルク低減効果が低い場合がある。[A1]/[B]の下限値は、好ましくは0.1、より好ましくは0.2、さらに好ましくは0.3である。
本発明の潤滑油組成物は(A1)金属系サリシレート以外の金属系清浄剤(A2)成分として、マグネシウム、カルシウム及びナトリウムから選ばれる少なくとも1種を含む、従来公知の金属系清浄剤を併用できる。(A2)成分としては、例えば金属系スルホネートが挙げられる。金属系スルホネートは1種であっても2種類以上の併用であってもよい。金属系スルホネートを含有することにより、潤滑油として必要な高温清浄性、及び防錆性を更に確保することができる。(A2)成分の量は(A1)成分の量にもよるが、潤滑油組成物中の(A2)成分由来の金属の質量ppmの濃度[A2]として好ましくは0〜5000質量ppm、より好ましくは0〜2000質量ppm、最も好ましくは0〜1000質量ppmである。
[A]/[B]≦4.5 (1)
式(1)において[A]は潤滑油組成物中のマグネシウム、カルシウム及びナトリウムの合計質量ppmによる濃度を示し、[B]は、潤滑油組成物中のモリブデンの質量ppmによる濃度を示す。
[A]/[B]の値は、好ましくは3.0以下、より好ましくは2.8以下、さらに好ましくは2.6以下、さらにより好ましくは2.5以下である。上記値が上記上限値を超えると、摩耗が大きくなり過ぎる場合がある。[A]/[B]の下限値は好ましくは0.2、より好ましくは0.5、さらに好ましくは1である。
モリブデン系摩擦調整剤は特に制限されず、従来公知のものを使用することができる。例えば、モリブデンジチオホスフェート(MoDTP)および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、モリブデン化合物と硫黄含有有機化合物又はその他の有機化合物との錯体、ならびに硫化モリブデンおよび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。上記モリブデン化合物としては、例えば、二酸化モリブデンおよび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、パラモリブデン酸および(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および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、五硫化モリブデンおよび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又はアミン塩、塩化モリブデン等のハロゲン化モリブデン等が挙げられる。上記硫黄含有有機化合物としては、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)サルファイドおよび硫化エステル等が挙げられる。特に、モリブデンジチオホスフェート(MoDTP)およびモリブデンジチオカーバメート(MoDTC)等の有機モリブデン化合物が好ましい。
[A]/[B]≦4.5 (1)
を満たす。式(1)において[A]は潤滑油組成物中のマグネシウム、カルシウム及びナトリウムの合計質量ppmによる濃度を示し、[B]は、潤滑油組成物中のモリブデンの質量ppmによる濃度を示す。
[A]/[B]の値は、好ましくは3.0以下、より好ましくは2.8以下、さらに好ましくは2.6以下、さらにより好ましくは2.5以下である。[A]/[B]の下限値は好ましくは0.2、より好ましくは0.5、さらに好ましくは1.0である。
[A1]/[B]<4.5 (2)
を満たす。ここで、[A1]は、潤滑油組成物中の(A1)成分に由来する金属の質量ppmによる濃度を示す。[A1]/[B]の値は、好ましくは3.0未満、より好ましくは2.0未満であり、さらに好ましくは1.8未満、特に好ましくは1.5未満である。上記値が上記上限を超えると、トルク低減効果が低い場合がある。[A1]/[B]の下限値は、好ましくは0.1、より好ましくは0.2、さらに好ましくは0.3である。
M2O・xB2O3・yH2O
上記式中、Mはアルカリ金属であり、xは2.5〜4.5、yは1.0〜4.8である。
具体的には、ホウ酸リチウム水和物、ホウ酸ナトリウム水和物、ホウ酸カリウム水和物、ホウ酸ルビジウム水和物及びホウ酸セシウム水和物等を挙げることができるが、ホウ酸カリウム水和物及びホウ酸ナトリウム水和物が好ましく、特に、ホウ酸カリウム水和物が好ましい。アルカリ金属ホウ酸塩水和物粒子の平均粒径は、一般に1ミクロン(μ)以下である。本発明に用いられるアルカリ金属ホウ酸塩水和物において、ホウ素とアルカリ金属の比は約2.5:1〜4.5:1の範囲にあることが好ましい。ホウ酸アルカリ系添加剤の添加量は、ホウ素量として潤滑油組成物全量基準で0.002〜0.05質量%である。
[CCS粘度]/[B]≦0.01 (5)
([CCS粘度]は潤滑油組成物の−35℃におけるCCS粘度の値(Pa・s)を示し、[B]は潤滑油組成物中のモリブデンの質量ppmによる濃度を示す。)
[CCS粘度]/[B]の値は、より好ましくは0.008以下、さらに好ましくは0.005以下である。上記値が0.01を超えるとトルク低減率が小さくなったり、清浄性が悪化したりすることがある。[CCS粘度]/[B]の下限値は限定的でないが、好ましくは0.002、より好ましくは0.003である。
潤滑油基油
潤滑油基油:フィッシャー・トロプシュ由来基油、100℃での動粘度=4.1mm2/s、VI=127
(A1)金属系サリシレート
(A1−1)マグネシウムサリシレート(全塩基価340mgKOH/g、マグネシウム含有量7.5質量%)
(A1−2)カルシウムサリシレート1(全塩基価350mgKOH/g、カルシウム含有量12.0質量%)
(A1−3)カルシウムサリシレート2(全塩基価220mgKOH/g、カルシウム含有量8.0質量%)
(A2−1)マグネシウムスルホネート(全塩基価400mgKOH/g、マグネシウム含有量9.0質量%)
(A2−2)カルシウムスルホネート(全塩基価300mgKOH/g、カルシウム含有量11.6質量%)
モリブデン系摩擦調整剤:MoDTC(上記した式[1]において、X1及びX2がOであり、Y1及びY2がSである化合物。モリブデン含有量10質量%)
摩耗防止剤1:pri−ZnDTP(第一級アルキル基)摩耗防止剤2:sec−ZnDTP(第二級アルキル基)
酸化防止剤:フェノール系酸化防止剤
無灰分散剤:コハク酸イミド
粘度指数向上剤:ポリメタクリレート
消泡剤:ジメチルシリコーン
表1及び3の各々に示す量で各成分を混合して潤滑油組成物を調製した。表1及び3に記載するマグネシウム系清浄剤、カルシウム系清浄剤及びモリブデン系摩擦調整剤の量はそれぞれ、潤滑油組成物の総量に対するマグネシウム、カルシウム及びモリブデンの含有量(質量ppm)による濃度(順に、[Mg]、[Ca]、及び[B])である。摩耗防止剤およびその他の添加剤の量は、潤滑油組成物の総量(100質量部)に対する質量部である。なお、マグネシウム系清浄剤とカルシウム系清浄剤の量は、これらの清浄剤に含まれるマグネシウムとカルシウムの合計モル量が全ての実施例および比較例においてなるべく同一であるようにした。得られた組成物について、以下の試験を行った。結果を表2及び4に示す。
ASTM D4683に準拠して測定した。
ASTM D5293に準拠して測定した。
ASTM D445に準拠し、100℃で測定した。
実施例および比較例で得られた潤滑油組成物を試験組成物とし、ガソリンエンジンを用いたモータリング試験にてトルクを測定した。エンジンは、トヨタ2ZR−FE1.8L直列4気筒エンジンを用い、モーターとエンジンとの間にトルク計を設置し、油温80℃および700RPMのエンジン速度におけるトルクを測定した。標準油として市販のGF−5 0W−20油を用い、同様にトルクを測定した。試験組成物のトルク(T)を標準油のトルク(T0)と比較し、標準油のトルクからの低減率({(T0−T)/T0}x100)(%)を計算した。低減率が大きいほど、燃費が良好であることを示す。低減率が5.5%以上のものを合格とした。
回転数を1800rpm、荷重を40kgf、試験温度を90℃及び試験時間を30分とした以外はシェル四球試験(ASTM D4172)に準拠して測定した。摩耗痕径が0.7mm以下であるものを合格とした。
内径2mmのガラス管中に、潤滑油組成物を0.3ミリリットル/時で、空気を10ミリリットル/秒で、ガラス管の温度を270℃に保ちながら16時間流し続けた。ガラス管中に付着したラッカーと色見本とを比較し、透明の場合は10点、黒の場合は0点として評点を付けた。評点が高いほど高温清浄性が良いことを示す。評点が5.0以上のものを合格とした。
これに対し、表2に示される通り、本発明の潤滑油組成物は、100℃での動粘度が低いにもかかわらず、摩耗が少なく、また、トルク低減率および高温清浄性が高い。
Claims (10)
- 潤滑油基油、(A1)金属系サリシレート、および(B)モリブデン系摩擦調整剤を含有する潤滑油組成物であって、
(B)成分の量が、該潤滑油組成物中のモリブデンの質量ppmによる濃度[B]として500〜1500質量ppmの範囲であり、
(A1)成分が、カルシウムサリシレート、マグネシウムサリシレート、又はその組み合わせのいずれかであり、前記カルシウムサリシレートの量が潤滑油組成物中の該カルシウムサリシレート由来のカルシウムの質量ppmによる濃度[Ca]として0〜1800質量ppmであり、前記マグネシウムサリシレートの量が潤滑油組成物中の該マグネシウムサリシレート由来のマグネシウムの質量ppmによる濃度[Mg]として0〜1800質量ppmであり、且つ、前記[Ca]及び前記[Mg]の合計として200〜3000質量ppmの範囲であることを特徴とする、潤滑油組成物。 - 潤滑油組成物が(A)金属系清浄剤として前記(A1)成分以外の金属系清浄剤をさらに含んでいてもよく、(A)金属系清浄剤全体の質量に対する(A1)成分の質量が、潤滑油組成物中の金属系清浄剤由来の金属の合計質量ppmによる濃度[A]に対する前記[Ca]及び[Mg]の割合として、5〜100質量%の範囲である、請求項1に記載の潤滑油組成物。
- (A1)金属系サリシレートが、マグネシウムサリシレート及びカルシウムサリシレートの組合せである、請求項1又は2に記載の潤滑油組成物。
- (A1)金属系サリシレートが少なくとも1種のマグネシウムサリシレートである、請求項1又は2に記載の潤滑油組成物。
- 潤滑油組成物が(A)金属系清浄剤として前記(A1)成分以外の金属系清浄剤(A2)をさらに含み、該(A2)成分はマグネシウム、カルシウム及びナトリウムから選ばれる少なくとも1種を含み、
(A)金属系清浄剤の量が下記式(1):
[A]/[B]≦4.5 (1)
([A]は潤滑油組成物中のマグネシウム、カルシウム及びナトリウムの合計質量ppmによる濃度)
を満たす、請求項1〜4のいずれか1項記載の潤滑油組成物。 - (A1)金属系サリシレートの量が下記式(2):
[A1]/[B]<4.5 (2)
([A1]は潤滑油組成物中の(A1)成分に由来するマグネシウム及びカルシウムの合計質量ppmによる濃度(前記[Ca]+前記[Mg]))
を満たす、請求項1〜5のいずれか1項記載の潤滑油組成物。 - −35℃でのCCS粘度が6.2Pa・s以下である、請求項1〜6のいずれか1項記載の潤滑油組成物。
- 150℃での高温高せん断粘度(HTHS粘度)が1.7〜2.9mPa・sである、請求項1〜7のいずれか1項記載の潤滑油組成物。
- 100℃における動粘度が9.3mm2/s未満である、請求項1〜8のいずれか1項記載の潤滑油組成物。
- 内燃機関用である、請求項1〜9のいずれか1項記載の潤滑油組成物。
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