JP2023004316A - 内燃機関用潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】低い硫酸灰分を維持した上で、清浄性および省燃費性を有する内燃機関用潤滑油組成物を提供することを課題とする。【解決手段】(A)潤滑油基油、(B)ホウ酸カルシウムサリシレートをカルシウム量として、組成物全量基準で、1000質量ppm以上1800質量ppm以下、および(C)コハク酸イミドを窒素量として、組成物全量基準で100質量ppm以上1000質量ppm以下含み、そして150℃におけるHTHS粘度が、1.6~2.3mPa・sである内燃機関用潤滑油組成物により、前記課題を解決することができる。【選択図】なし
Description
本発明は、内燃機関用潤滑油組成物に関する。詳細には、低い硫酸灰分を維持した上で、清浄性および省燃費性を両立できる内燃機関用潤滑油組成物に関する。
内燃機関はその発明以来、長年にわたり種々の輸送手段の動力源を担ってきた。近年、内燃機関に求められる省燃費性は高まる一方である。この要求に対応するために内燃機関の潤滑油にも高い省燃費性能が求められている。
内燃機関用潤滑油の省燃費性能を改善するために、様々な検討がなされている。例えば、特許文献1は、特定の配合を有する、省燃費性に優れた内燃機関用潤滑油組成物を開示している。
特許文献1に記載の内燃機関用潤滑油組成物では、硫酸灰分の計算値が1質量%を超えており、GPF(ガソリン・パティキュレート・フィルター)が目詰まりを起こす可能性がある。硫酸灰分とは、内燃機関用潤滑油組成物に含まれる金属化合物やホウ素を硫酸塩などの状態にした残存物の量を測定したものである。硫酸灰分の値が大きいと、フィルタの目詰まりが生じやすくなり、フィルタの寿命が短くなる。
硫酸灰分を減らそうとした場合、金属系清浄剤の配合量を減少させなければならず、清浄性が悪化する。したがって、低い硫酸灰分を維持した上で、清浄性および省燃費性を有する内燃機関用潤滑油組成物が求められていた。
硫酸灰分を減らそうとした場合、金属系清浄剤の配合量を減少させなければならず、清浄性が悪化する。したがって、低い硫酸灰分を維持した上で、清浄性および省燃費性を有する内燃機関用潤滑油組成物が求められていた。
本発明者らは前記課題を解決するために鋭意検討した。そして、ホウ酸カルシウムサリシレートを使用することで、低い硫酸灰分を維持した上で、清浄性を保つことができることを見出した。
一方で、清浄性を保つためにホウ酸を含有するコハク酸イミドを使用した場合、極度に粘度が上昇し、省燃費性の悪化を招くことも発見した。
一方で、清浄性を保つためにホウ酸を含有するコハク酸イミドを使用した場合、極度に粘度が上昇し、省燃費性の悪化を招くことも発見した。
本発明は、かかる知見に基づきなされたもので、次の通りのものである。
<1>
(A)潤滑油基油、
(B)ホウ酸カルシウムサリシレートをカルシウム量として、組成物全量基準で、1000質量ppm以上1800質量ppm以下、および
(C)コハク酸イミドを窒素量として、組成物全量基準で100質量ppm以上1000質量ppm以下
含み、そして
150℃におけるHTHS粘度が、1.6~2.3mPa・sである内燃機関用潤滑油組成物。
<2>
金属系清浄剤に由来するカルシウムの量が、組成物全量基準で、合計で2300質量ppm以下である、<1>に記載の内燃機関用潤滑油組成物。
<3>
硫酸灰分が、1.0質量%以下である、<1>または<2>に記載の内燃機関用潤滑油組成物。
<4>
150℃でのHTHS粘度が、1.7~2.0mPa・sである、<1>~<3>のいずれかに記載の内燃機関用潤滑油組成物。
<5>
40℃における動粘度が、14mm2/s以上35mm2/s以下である、<1>~<4>のいずれかに記載の内燃機関用潤滑油組成物。
<6>
前記(C)コハク酸イミドが、ホウ素を含まないコハク酸イミドである、<1>~<5>のいずれかに記載の内燃機関用潤滑油組成物。
<7>
(D)モリブデン系摩擦調整剤を、モリブデン量として、組成物全量基準で、100質量ppm以上1000質量ppm以下さらに含む、<1>~<6>のいずれかに記載の内燃機関用潤滑油組成物。
<1>
(A)潤滑油基油、
(B)ホウ酸カルシウムサリシレートをカルシウム量として、組成物全量基準で、1000質量ppm以上1800質量ppm以下、および
(C)コハク酸イミドを窒素量として、組成物全量基準で100質量ppm以上1000質量ppm以下
含み、そして
150℃におけるHTHS粘度が、1.6~2.3mPa・sである内燃機関用潤滑油組成物。
<2>
金属系清浄剤に由来するカルシウムの量が、組成物全量基準で、合計で2300質量ppm以下である、<1>に記載の内燃機関用潤滑油組成物。
<3>
硫酸灰分が、1.0質量%以下である、<1>または<2>に記載の内燃機関用潤滑油組成物。
<4>
150℃でのHTHS粘度が、1.7~2.0mPa・sである、<1>~<3>のいずれかに記載の内燃機関用潤滑油組成物。
<5>
40℃における動粘度が、14mm2/s以上35mm2/s以下である、<1>~<4>のいずれかに記載の内燃機関用潤滑油組成物。
<6>
前記(C)コハク酸イミドが、ホウ素を含まないコハク酸イミドである、<1>~<5>のいずれかに記載の内燃機関用潤滑油組成物。
<7>
(D)モリブデン系摩擦調整剤を、モリブデン量として、組成物全量基準で、100質量ppm以上1000質量ppm以下さらに含む、<1>~<6>のいずれかに記載の内燃機関用潤滑油組成物。
本発明によれば、低い硫酸灰分を維持した上で、清浄性および省燃費性を有する内燃機関用潤滑油組成物を提供できる。
〔A〕潤滑油基油
本発明の潤滑油組成物においては、潤滑油基油として、鉱油系基油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、潤滑油基油として、鉱油系基油を用いることができる。
本発明の潤滑油組成物に用いられる鉱油系基油としては、原油を常圧蒸留して得られる留出油が挙げられる。または、この留出油をさらに減圧蒸留して得られる留出油を、各種の精製プロセスで精製した潤滑油留分も使用することができる。精製プロセスとしては、水素化精製、溶剤抽出、溶剤脱ろう、水素化脱ろう、硫酸洗浄、白土処理などを、適宜組み合わせることができる。これらの精製プロセスを適宜の順序で組み合わせて処理することにより、本発明で使用できる潤滑油基油を得ることができる。異なる原油あるいは留出油を異なる精製プロセスの組合せに供することにより得られた、性状の異なる複数の精製油の混合物も使用可能である。
本発明の潤滑油組成物に用いられる鉱油系基油としては、API分類におけるグループIII基油に属するものを用いることが好ましい。APIグループIII基油は、硫黄分が0.03質量%以下、飽和分が90質量%以上、且つ粘度指数が120以上の鉱油系基油である。複数の種類のグループIII基油を用いてもよく、一種のみを用いてもよい。
本発明の潤滑油組成物においては、潤滑油基油として鉱油系基油のみを含むこともでき、その他の潤滑油基油を含むこともできる。具体的には、本発明の潤滑油組成物において、鉱油系基油の含有量は、潤滑油基油基準で、例えば、50質量%以上、60質量%以上、70質量%以上、80質量%以上、90質量%以上、95質量%以上、または99質量%以上であることができる。
本発明の潤滑油組成物においては、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、ポリα-オレフィンおよびその水素化物、イソブテンオリゴマーおよびその水素化物、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、並びにこれらの混合物等が挙げられる。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、好ましくは炭素数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生成物が挙げられる。
本発明の潤滑油組成物に含まれる潤滑油基油の100℃における動粘度は、3.0mm2/s以上5.0mm2/s以下であることが好ましい。本発明の潤滑油基油の100℃における動粘度は、好ましくは3.2mm2/s以上、より好ましくは3.4mm2/s以上、さらに好ましくは3.6mm2/s以上である。また、上限は、好ましくは4.8mm2/s以下、より好ましくは4.6mm2/s以下、さらに好ましくは4.5mm2/s以下である。具体的な範囲としては、3.0mm2/s以上4.8mm2/s以下、好ましくは3.2mm2/s以上4.6mm2/s以下、より好ましくは3.4mm2/s以上4.5mm2/s以下である。潤滑油基油の100℃における動粘度が5.0mm2/s以下であることにより、十分な省燃費性能をさらに得ることができる。また、潤滑油基油の100℃における動粘度が3.0mm2/s以上であることにより、潤滑箇所での油膜形成を確保でき、潤滑油組成物の蒸発損失も小さくすることができる。
前記の100℃における動粘度は、全ての潤滑油基油を混合した状態での動粘度、すなわち、基油全体としての動粘度を意味する。すなわち、複数の基油が含まれる場合の、特定の1つの潤滑油基油の動粘度を意味するものではない。
なお、本明細書において「100℃における動粘度」とは、ASTM D-445に準拠して測定された100℃での動粘度を意味する。
前記の100℃における動粘度は、全ての潤滑油基油を混合した状態での動粘度、すなわち、基油全体としての動粘度を意味する。すなわち、複数の基油が含まれる場合の、特定の1つの潤滑油基油の動粘度を意味するものではない。
なお、本明細書において「100℃における動粘度」とは、ASTM D-445に準拠して測定された100℃での動粘度を意味する。
本発明の潤滑油組成物に含まれる潤滑油基油の粘度指数は、好ましくは110以上であり、より好ましくは120以上である。潤滑油基油の粘度指数が前記下限値以上であることにより、省燃費性をさらに高めることが可能になる。潤滑油基油の粘度指数の上限は特に制限されるものではないが、通常160以下であることができる。
なお、本明細書において、粘度指数とは、JIS K 2283:2000に規定される粘度指数を意味する。
なお、本明細書において、粘度指数とは、JIS K 2283:2000に規定される粘度指数を意味する。
本発明の潤滑油組成物において、潤滑油基油の含有量は、潤滑油組成物全量基準で、例えば、50質量%以上95質量%以下、好ましくは60質量%以上95質量%以下、より好ましくは70質量%以上95質量%以下、さらに好ましくは80質量%以上95質量%以下、最も好ましくは85質量%以上95質量%以下である。
〔B〕ホウ酸カルシウムサリシレート
本発明の潤滑油組成物は、金属系清浄剤として、ホウ酸カルシウムサリシレートを含む。
本発明の潤滑油組成物は、金属系清浄剤として、ホウ酸カルシウムサリシレートを含む。
ホウ酸カルシウムサリシレートとは、カルシウムサリシレートが、ホウ酸またはホウ酸塩により過塩基価されたものである。カルシウムサリシレートとしては、以下の式(1)で表される化合物を例示できる。
前記式(1)中、R1はそれぞれ独立に炭素数14~30のアルキル基またはアルケニル基を表し、nは1または2を表す。Caはカルシウムを表す。nとしては1が好ましい。なおn=2であるとき、R1は異なる基の組み合わせであってもよい。
本発明の潤滑油組成物に含まれるホウ酸カルシウムサリシレート由来のカルシウムの量は、潤滑油組成物全量基準で、1000質量ppm以上1800質量ppm以下である。ホウ酸カルシウムサリシレート由来のカルシウムの量は、好ましくは1100質量ppm以上、より好ましくは1200質量ppm以上である。上限は、好ましくは1700質量ppm以下、より好ましくは1650質量ppm以下である。具体的な範囲としては、好ましくは1100質量ppm以上1700質量ppm以下、より好ましくは1200質量ppm以上1650質量ppm以下である。ホウ酸カルシウムサリシレート由来のカルシウムの含有量を前記範囲内にすることにより、清浄性を確保することができる。本明細書において、別途指定のない限り、油中のカルシウム、マグネシウム、亜鉛、リン、硫黄、ホウ素、バリウム、およびモリブデンの各元素の含有量は、JPI-5S-62に準拠して誘導結合プラズマ発光分光分析法(強度比法(内標準法))により測定されるものとする。また油中の窒素元素の含有量は、JIS K2609に準拠して化学発光法により測定されるものとする。
本発明の潤滑油組成物に含まれるホウ酸カルシウムサリシレート由来のホウ素の量は、潤滑油組成物全量基準で、好ましくは100質量ppm以上、より好ましくは200質量ppm以上、さらに好ましくは390質量ppm以上、さらに好ましくは430質量ppm以上、最も好ましくは470質量ppm以上である。上限は、好ましくは1000質量ppm以下、より好ましくは800質量ppm以下、さらに好ましくは700質量ppm以下、さらに好ましくは670質量ppm以下、最も好ましくは650質量ppm以下である。具体的な範囲としては、好ましくは100質量ppm以上1000質量ppm以下、より好ましくは200質量ppm以上800質量ppm以下、さらに好ましくは400質量ppm以上700質量ppm以下、さらに好ましくは430質量ppm以上670質量ppm以下、最も好ましくは470質量ppm以上650質量ppm以下である。
(ホウ酸カルシウムサリシレートの塩基価)
本発明の潤滑油組成物に含まれるホウ酸カルシウムサリシレートの塩基価は、好ましくは140mgKOH/g以上、より好ましくは160mgKOH/g以上、さらに好ましくは180mgKOH/g以上である。上限は、好ましくは500mgKOH/g以下、より好ましくは400mgKOH/g以下、さらに好ましくは300mgKOH/g以下である。具体的な範囲としては、好ましくは140mgKOH/g以上500mgKOH/g以下、より好ましくは160mgKOH/g以上400mgKOH/g以下、さらに好ましくは180mgKOH/g以上300mgKOH/g以下である。なお、前記塩基価は、JIS K 2501:2003の9により測定される値である。
本発明の潤滑油組成物に含まれるホウ酸カルシウムサリシレートの塩基価は、好ましくは140mgKOH/g以上、より好ましくは160mgKOH/g以上、さらに好ましくは180mgKOH/g以上である。上限は、好ましくは500mgKOH/g以下、より好ましくは400mgKOH/g以下、さらに好ましくは300mgKOH/g以下である。具体的な範囲としては、好ましくは140mgKOH/g以上500mgKOH/g以下、より好ましくは160mgKOH/g以上400mgKOH/g以下、さらに好ましくは180mgKOH/g以上300mgKOH/g以下である。なお、前記塩基価は、JIS K 2501:2003の9により測定される値である。
(金属系清浄剤に由来する金属の量)
本発明の潤滑油組成物は、本発明の効果が得られる限りにおいて、ホウ酸カルシウムサリシレート以外のカルシウムを含む金属系清浄剤を含むことができる。本発明の潤滑油組成物では、金属系清浄剤に由来するカルシウムの量が、組成物全量基準で、合計で2300質量ppm以下であることが好ましく、2200質量ppm以下であることがより好ましく、2100質量ppm以下であることがさらに好ましい。前記の上限値は、必須成分として含まれるホウ酸カルシウムサリシレートに由来するカルシウムの量を併せた数値である。
内燃機関用潤滑油組成物では、金属の量が増加すると、硫酸灰分の値が大きくなる。硫酸灰分の値が大きくなると、フィルタの寿命が短くなる。したがって、硫酸灰分の値を小さくすることが好ましい。本明細書において、硫酸灰分は、JIS K2272-1985の「原油および石油製品の灰分並びに硫酸灰分試験方法」の「5.硫酸灰分の試験方法」に準拠して測定される硫酸灰分を意味している。
本発明の潤滑油組成物は、本発明の効果が得られる限りにおいて、ホウ酸カルシウムサリシレート以外のカルシウムを含む金属系清浄剤を含むことができる。本発明の潤滑油組成物では、金属系清浄剤に由来するカルシウムの量が、組成物全量基準で、合計で2300質量ppm以下であることが好ましく、2200質量ppm以下であることがより好ましく、2100質量ppm以下であることがさらに好ましい。前記の上限値は、必須成分として含まれるホウ酸カルシウムサリシレートに由来するカルシウムの量を併せた数値である。
内燃機関用潤滑油組成物では、金属の量が増加すると、硫酸灰分の値が大きくなる。硫酸灰分の値が大きくなると、フィルタの寿命が短くなる。したがって、硫酸灰分の値を小さくすることが好ましい。本明細書において、硫酸灰分は、JIS K2272-1985の「原油および石油製品の灰分並びに硫酸灰分試験方法」の「5.硫酸灰分の試験方法」に準拠して測定される硫酸灰分を意味している。
(金属系清浄剤に由来する金属量およびホウ素の量)
本発明の潤滑油組成物では、金属系清浄剤に由来する金属量(Ca、Mgなどを含む全ての金属量)およびホウ素の量が、組成物全量基準で、合計で2300質量ppm以下であることが好ましい。前記の上限値は、必須成分として含まれるホウ酸カルシウムサリシレートに由来するカルシウムおよびホウ素の量を併せた数値である。
本発明の潤滑油組成物は、マグネシウムを含む金属系清浄剤を含まないことが好ましく、ホウ酸カルシウムサリシレート以外の金属系清浄剤を含まないことが最も好ましい。
本発明の潤滑油組成物では、金属系清浄剤に由来する金属量(Ca、Mgなどを含む全ての金属量)およびホウ素の量が、組成物全量基準で、合計で2300質量ppm以下であることが好ましい。前記の上限値は、必須成分として含まれるホウ酸カルシウムサリシレートに由来するカルシウムおよびホウ素の量を併せた数値である。
本発明の潤滑油組成物は、マグネシウムを含む金属系清浄剤を含まないことが好ましく、ホウ酸カルシウムサリシレート以外の金属系清浄剤を含まないことが最も好ましい。
〔C〕コハク酸イミド
本発明の潤滑油組成物は、コハク酸イミドを含む。コハク酸イミドは、内燃機関潤滑油組成物の分野において分散剤として使用されているものを用いることができる。コハク酸イミドは、ホウ素を含まないコハク酸イミドまたはホウ素を含むコハク酸イミドであることができるが、ホウ素を含まないコハク酸イミドであることが好ましい。ホウ素を含まないコハク酸イミドを使用することにより、ホウ素の増量による硫酸灰分の値の上昇を防止することができ、さらに、潤滑油組成物の粘性の増加を防止することができる。
なお、ホウ素を含まないコハク酸イミドとは、ホウ酸等によりアミノ基および/またはイミノ基の一部または全部が中和またはアミド化されていないコハク酸イミドをいい、例えば、ホウ素の含量が、コハク酸イミドを基準として、0.1質量%以下のものである。
本発明の潤滑油組成物は、コハク酸イミドを含む。コハク酸イミドは、内燃機関潤滑油組成物の分野において分散剤として使用されているものを用いることができる。コハク酸イミドは、ホウ素を含まないコハク酸イミドまたはホウ素を含むコハク酸イミドであることができるが、ホウ素を含まないコハク酸イミドであることが好ましい。ホウ素を含まないコハク酸イミドを使用することにより、ホウ素の増量による硫酸灰分の値の上昇を防止することができ、さらに、潤滑油組成物の粘性の増加を防止することができる。
なお、ホウ素を含まないコハク酸イミドとは、ホウ酸等によりアミノ基および/またはイミノ基の一部または全部が中和またはアミド化されていないコハク酸イミドをいい、例えば、ホウ素の含量が、コハク酸イミドを基準として、0.1質量%以下のものである。
コハク酸イミドとしては、例えば、アルキル基もしくはアルケニル基を分子中に少なくとも1個有するコハク酸イミドまたはその誘導体を用いることができる。アルキル基またはアルケニル基を分子中に少なくとも1個有するコハク酸イミドの例としては、下記式(2)または(3)で表される化合物を挙げることができる。
一般式(2)中、R2は炭素数40~400のアルキルまたはアルケニル基を表し、mは1~5、好ましくは2~4の整数を表す。R2の炭素数は好ましくは60~350である。
一般式(3)中、R3およびR4は、それぞれ独立に炭素数40~400のアルキルまたはアルケニル基を表し、異なる基の組み合わせであってもよい。lは0~4、好ましくは1~4、より好ましくは1~3の整数を示す。R3およびR4の炭素数は好ましくは60~350である。
一般式(2)および(3)におけるR2~R4の炭素数が上記下限値以上であることにより、潤滑油基油に対する良好な溶解性を得ることができる。
一般式(2)および(3)におけるアルキルまたはアルケニル基(R2~R4)は直鎖状でも分枝状でもよい。その好ましい例としては、プロピレン、1-ブテン、イソブテン等のオレフィンのオリゴマー、またはエチレンとプロピレンとのコオリゴマーから誘導される分枝状アルキル基および分枝状アルケニル基を挙げることができる。なかでも慣用的にポリイソブチレンと呼ばれるイソブテンのオリゴマーから誘導される分枝状のアルキルまたはアルケニル基、またはポリブテニル基が最も好ましい。
一般式(2)および(3)におけるアルキルまたはアルケニル基(R2~R4)の好適な数平均分子量は800~3500、好ましくは1000~3500である。数平均分子量は、それぞれゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で求められる値(ポリスチレン換算により得られた分子量)を意味する。
一般式(2)および(3)におけるアルキルまたはアルケニル基(R2~R4)の好適な数平均分子量は800~3500、好ましくは1000~3500である。数平均分子量は、それぞれゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で求められる値(ポリスチレン換算により得られた分子量)を意味する。
本発明の潤滑油組成物に含まれるコハク酸イミド由来の窒素の量は、潤滑油組成物全量基準で、100質量ppm以上、より好ましくは200質量ppm以上、さらに好ましくは400質量ppm以上である。上限は、1000質量ppm以下、より好ましくは800質量ppm以下、さらに好ましくは600質量ppm以下である。具体的な範囲としては、100質量ppm以上1000質量ppm以下、より好ましくは200質量ppm以上800質量ppm以下、さらに好ましくは400質量ppm以上600質量ppm以下である。コハク酸イミド由来の窒素の量を前記範囲内にすることにより、低硫酸灰分および清浄性を確保することができる。
〔D〕モリブデン系摩擦調整剤
本発明の潤滑油組成物は、モリブデン系摩擦調整剤を摩擦調整剤としてさらに含むことが好ましい。モリブデン系摩擦調整剤としては、モリブデンジチオカーバメート(以下、単にMoDTCと称することがある。)が好ましい。
本発明の潤滑油組成物は、モリブデン系摩擦調整剤を摩擦調整剤としてさらに含むことが好ましい。モリブデン系摩擦調整剤としては、モリブデンジチオカーバメート(以下、単にMoDTCと称することがある。)が好ましい。
MoDTCとしては、例えば次の式(4)で表される化合物を用いることができる。
前記式(4)中、R5~R8は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、炭素数2~24のアルキル基または炭素数6~24の(アルキル)アリール基、好ましくは炭素数4~13のアルキル基または炭素数10~15の(アルキル)アリール基である。アルキル基は第1級アルキル基、第2級アルキル基、第3級アルキル基のいずれでもよく、また直鎖でも分枝状でもよい。なお「(アルキル)アリール基」は「アリール基若しくはアルキルアリール基」を意味する。アルキルアリール基において、芳香環におけるアルキル基の置換位置は任意である。X1~X4はそれぞれ独立に硫黄原子または酸素原子であり、X1~X4のうち少なくとも1つは硫黄原子である。
MoDTC以外のモリブデン系摩擦調整剤としては、例えば、モリブデンジチオホスフェート、酸化モリブデン、モリブデン酸、アンモニウム塩等のモリブデン酸塩、二硫化モリブデン、硫化モリブデン、硫化モリブデン酸、硫黄を含有する有機モリブデン化合物等を挙げることができる。
本発明の潤滑油組成物がモリブデン系摩擦調整剤を含む場合、モリブデン系摩擦調整剤由来のモリブデンの量は、潤滑油組成物全量基準で、好ましくは100質量ppm以上、より好ましくは300質量ppm以上、さらに好ましくは500質量ppm以上、最も好ましくは700質量ppm以上である。上限は、好ましくは2000質量ppm以下、より好ましくは1000質量ppm以下、さらに好ましくは800質量ppm以下である。具体的な範囲としては、好ましくは100質量ppm以上2000質量ppm以下、より好ましくは300質量ppm以上1000質量ppm以下、さらに好ましくは500質量ppm以上800質量ppm以下、最も好ましくは700質量ppm以上800質量ppm以下である。モリブデン含有量が前記下限値以上であることにより、省燃費性能を高めることができる。またモリブデン含有量が前記上限値以下であることにより、潤滑油組成物の貯蔵安定性を高めることができる。
(その他の添加剤)
本発明の潤滑油組成物は、さらに、粘度指数向上剤、摩耗防止剤、および酸化防止剤を含むことができる。
本発明の潤滑油組成物は、さらに、粘度指数向上剤、摩耗防止剤、および酸化防止剤を含むことができる。
粘度指数向上剤としては、内燃機関用潤滑油組成物の分野で一般に使用されているものを使用することができる。具体的には、ポリメタクリレート、オレフィンコポリマー、ポリブテン、ポリイソブテン、ポリイソブチレン、ポリスチレン、エチレン-プロピレン共重合体、およびスチレン-ジエン共重合体およびその水素化物等が使用できる。
粘度指数向上剤の重量平均分子量は、例えば、10,000以上1,000,000以下、100,000以上800,000以下、または200,000以上600,000以下である。
粘度指数向上剤の重量平均分子量は、それぞれゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で求められる値(ポリスチレン換算により得られた分子量)を意味する。
粘度指数向上剤の重量平均分子量は、それぞれゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で求められる値(ポリスチレン換算により得られた分子量)を意味する。
本発明の潤滑油組成物が粘度指数向上剤を含む場合、その含有量は、潤滑油組成物の粘度指数が、好ましくは120以上350以下、より好ましくは120以上310以下、さらに好ましくは130以上270以下、最も好ましくは130以上230以下となるように適宜調整することができる。
本発明の潤滑油組成物は、粘度指数向上剤をさらに含んでもよく、含まなくともよい。
本発明の潤滑油組成物は、粘度指数向上剤をさらに含んでもよく、含まなくともよい。
摩耗防止剤としては、ジアルキルジチオリン酸亜鉛(ZnDTP)を添加することが好ましい。例えば、ジアルキルジチオリン酸亜鉛としては、次の一般式(5)に示す化合物を挙げることができる。
前記一般式(5)中のR9~R12は、それぞれ独立に、炭素数1~24の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基である。このアルキル基は、第1級でも、第2級でも、第3級であってもよい。ジアルキルジチオリン酸亜鉛としては、第1級アルキル基を有するジチオリン酸亜鉛(プライマリーZnDTP)または第2級アルキル基を含有するジチオリン酸亜鉛(セカンダリーZnDTP)が好ましく、特には、第2級のアルキル基のジチオリン酸亜鉛を主成分とするものが、耐摩耗性を高めるため好ましい。
本発明の潤滑油組成物においては、これらのジアルキルジチオリン酸亜鉛は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の潤滑油組成物においては、これらのジアルキルジチオリン酸亜鉛は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の潤滑油組成物に含まれるジアルキルジチオリン酸亜鉛由来のリンの量は、潤滑油組成物全量基準で、好ましくは100質量ppm以上、より好ましくは500質量ppm以上、さらに好ましくは600質量ppm以上である。上限は、好ましくは2000質量ppm以下、より好ましくは1000質量ppm以下、さらに好ましくは800質量ppm以下である。具体的な範囲としては、好ましくは100質量ppm以上2000質量ppm以下、より好ましくは500質量ppm以上1000質量ppm以下、さらに好ましくは600質量ppm以上800質量ppm以下である。
本発明の潤滑油組成物に含まれるジアルキルジチオリン酸亜鉛由来の亜鉛の量は、潤滑油組成物全量基準で、好ましくは100質量ppm以上、より好ましくは500質量ppm以上、さらに好ましくは700質量ppm以上である。上限は、好ましくは2000質量ppm以下、より好ましくは1500質量ppm以下、さらに好ましくは1000質量ppm以下である。具体的な範囲としては、好ましくは100質量ppm以上2000質量ppm以下、より好ましくは500質量ppm以上1500質量ppm以下、さらに好ましくは700質量ppm以上1000質量ppm以下である。
酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤やアミン系酸化防止剤等の公知の酸化防止剤を使用可能である。例としては、アルキル化ジフェニルアミン、フェニル-α-ナフチルアミン、アルキル化-α-ナフチルアミンなどのアミン系酸化防止剤、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、4,4’-メチレンビス(2,6-ジ-t-ブチルフェノール)などのフェノール系酸化防止剤などを挙げることができる。
潤滑油組成物が酸化防止剤を含む場合、その含有量は、潤滑油組成物全量基準で、通常5.0質量%以下であり、好ましくは3.0質量%以下であり、また好ましくは0.1質量%以上であり、より好ましくは0.5質量%以上である。
潤滑油組成物が酸化防止剤を含む場合、その含有量は、潤滑油組成物全量基準で、通常5.0質量%以下であり、好ましくは3.0質量%以下であり、また好ましくは0.1質量%以上であり、より好ましくは0.5質量%以上である。
本発明の潤滑油組成物は、さらにその性能を向上するために、その目的に応じて潤滑油に一般的に使用されている他の添加剤を含むことができる。そのような添加剤としては、摩耗防止剤または極圧剤、流動点降下剤、腐食防止剤、防錆剤、金属不活性化剤、消泡剤等の添加剤を挙げることができる。
(内燃機関用潤滑油組成物)
本発明の潤滑油組成物の150℃におけるHTHS粘度は、1.7mPa・s以上2.3mPa・s以下、好ましくは1.7mPa・s以上2.2mPa・s以下、より好ましくは1.7mPa・s以上2.1mPa・s以下、さらに好ましくは1.7mPa・s以上2.0mPa・s以下である。150℃におけるHTHS粘度が2.3mPa・s以下であることにより、良好な省燃費性能を得ることができる。1.7mPa・sを下回ると、潤滑性不足となる可能性がある。
なお、150℃におけるHTHS粘度とは、ASTM D 4683に規定される150℃での高温高せん断粘度を示す。
本発明の潤滑油組成物の150℃におけるHTHS粘度は、1.7mPa・s以上2.3mPa・s以下、好ましくは1.7mPa・s以上2.2mPa・s以下、より好ましくは1.7mPa・s以上2.1mPa・s以下、さらに好ましくは1.7mPa・s以上2.0mPa・s以下である。150℃におけるHTHS粘度が2.3mPa・s以下であることにより、良好な省燃費性能を得ることができる。1.7mPa・sを下回ると、潤滑性不足となる可能性がある。
なお、150℃におけるHTHS粘度とは、ASTM D 4683に規定される150℃での高温高せん断粘度を示す。
本発明の潤滑油組成物の粘度指数は、好ましくは120以上350以下、より好ましくは120以上310以下、さらに好ましくは130以上270以下、最も好ましくは130以上230以下である。潤滑油組成物の粘度指数が120以上であることにより、150℃における低いHTHS粘度を維持しながら省燃費性能を向上させることができる。また、潤滑油組成物の粘度指数が350を超える場合には、蒸発性が悪化するおそれがある。
本発明の潤滑油組成物の40℃における動粘度は、好ましくは10mm2/s以上、より好ましくは14mm2/s以上、さらに好ましくは18mm2/s以上、最も好ましくは20mm2/s以上である。上限は、好ましくは40mm2/s以下、より好ましくは35mm2/s以下、さらに好ましくは30mm2/s以下、最も好ましくは28mm2/s以下である。具体的な範囲としては、好ましくは10mm2/s以上40mm2/s以下、より好ましくは14mm2/s以上35mm2/s以下、さらに好ましくは18mm2/s以上30mm2/s以下、最も好ましくは20mm2/s以上28mm2/s以下である。潤滑油組成物の40℃における動粘度が40mm2/s以下であることにより、十分な省燃費性能を得ることができる。また、潤滑油組成物の40℃における動粘度が10mm2/s以上であることにより、潤滑箇所での油膜形成を確保でき、潤滑油組成物の蒸発損失も小さくすることができる。
なお、本明細書において「40℃における動粘度」とは、ASTM D-445に準拠して測定された40℃での動粘度を意味する。
なお、本明細書において「40℃における動粘度」とは、ASTM D-445に準拠して測定された40℃での動粘度を意味する。
本発明の潤滑油組成物の100℃における動粘度は、好ましくは3.0mm2/s以上、より好ましくは4.0mm2/s以上である。上限は、好ましくは7.0mm2/s以下、より好ましくは6.0mm2/s以下である。具体的な範囲としては、好ましくは3.0mm2/s以上7.0mm2/s以下、より好ましくは4.0mm2/s以上6.0mm2/s以下である。潤滑油組成物の100℃における動粘度が3.0mm2/s以下であることにより、十分な省燃費性能を得ることができる。また、潤滑油組成物の100℃における動粘度が7.0mm2/s以上であることにより、潤滑箇所での油膜形成を確保でき、潤滑油組成物の蒸発損失も小さくすることができる。
なお、本明細書において「100℃における動粘度」とは、ASTM D-445に準拠して測定された100℃での動粘度を意味する。
なお、本明細書において「100℃における動粘度」とは、ASTM D-445に準拠して測定された100℃での動粘度を意味する。
本発明の潤滑油組成物の15℃における密度(ρ15)は、好ましくは0.860g/cm3以下、より好ましくは0.850g/cm3以下である。なお、本明細書において15℃における密度とは、ASTM D4052に準拠して15℃において測定された密度を意味する。
本明細書における硫酸灰分の量は、1.0質量%以下であることが好ましい。
実施例を用いて、以下に本発明を説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。なお、特に説明のない限り、%は質量%を示す。
<潤滑油の配合>
各実施例および各比較例について表1~2に示す配合割合で、基油および添加剤を配合することによって、試験用潤滑油組成物を調製した。得られた試験用潤滑油組成物に対して、次に示す評価を行った。評価結果を表1~2に示す。
各実施例および各比較例について表1~2に示す配合割合で、基油および添加剤を配合することによって、試験用潤滑油組成物を調製した。得られた試験用潤滑油組成物に対して、次に示す評価を行った。評価結果を表1~2に示す。
(A)基油
・基油1:グループIII基油(鉱油) 動粘度4.2mm2/s(100℃)、粘度指数 125
・基油1:グループIII基油(鉱油) 動粘度4.2mm2/s(100℃)、粘度指数 125
表1~2に記載の通り、添加剤を添加した。添加剤の詳細は以下の通りである。添加剤の配合量は、潤滑油組成物全量基準である。
(B)金属系清浄剤
・金属系清浄剤1:ホウ酸カルシウムサリシレート(カルシウム含有量が6.8質量%、ホウ素含有量が2.7質量%、塩基価:190mgKOH/g)
・金属系清浄剤2:カルシウムサリシレート(カルシウム含有量が8.0質量%、塩基価:225mgKOH/g)
・金属系清浄剤3:マグネシウムスルホネート(マグネシウム含有量が9.1質量%、塩基価:405mgKOH/g)
(C)分散剤
・分散剤1:アルケニルコハク酸ポリアルキレンポリイミド(窒素含有量1.5質量%、ホウ素含有量0質量%)
・分散剤2:ホウ酸変性アルケニルコハク酸ポリアルキレンポリイミド(窒素含有量1.5質量%、ホウ素含有量0.5質量%)
(D)摩擦調整剤
・摩擦調整剤1:モリブデンジチオカーバメート(モリブデン含有量が9.1質量%、硫黄含有量が10.8質量%、窒素含有量が1.6質量%)
(E)酸化防止剤
・酸化防止剤1:アルキル化ジフェニルアミン
・酸化防止剤2:ベンゼンプロパン酸,3,4-ビス(1,1・ジメチル・エチル)-4・ヒドロキシ-C7,C9側鎖アルキルエステル
(F)摩耗防止剤
・摩耗防止剤1:ジアルキルジチオリン酸亜鉛(亜鉛含有量が8.8質量%、リン含有量が8.0質量%、硫黄含有量が17.8質量%)
(B)金属系清浄剤
・金属系清浄剤1:ホウ酸カルシウムサリシレート(カルシウム含有量が6.8質量%、ホウ素含有量が2.7質量%、塩基価:190mgKOH/g)
・金属系清浄剤2:カルシウムサリシレート(カルシウム含有量が8.0質量%、塩基価:225mgKOH/g)
・金属系清浄剤3:マグネシウムスルホネート(マグネシウム含有量が9.1質量%、塩基価:405mgKOH/g)
(C)分散剤
・分散剤1:アルケニルコハク酸ポリアルキレンポリイミド(窒素含有量1.5質量%、ホウ素含有量0質量%)
・分散剤2:ホウ酸変性アルケニルコハク酸ポリアルキレンポリイミド(窒素含有量1.5質量%、ホウ素含有量0.5質量%)
(D)摩擦調整剤
・摩擦調整剤1:モリブデンジチオカーバメート(モリブデン含有量が9.1質量%、硫黄含有量が10.8質量%、窒素含有量が1.6質量%)
(E)酸化防止剤
・酸化防止剤1:アルキル化ジフェニルアミン
・酸化防止剤2:ベンゼンプロパン酸,3,4-ビス(1,1・ジメチル・エチル)-4・ヒドロキシ-C7,C9側鎖アルキルエステル
(F)摩耗防止剤
・摩耗防止剤1:ジアルキルジチオリン酸亜鉛(亜鉛含有量が8.8質量%、リン含有量が8.0質量%、硫黄含有量が17.8質量%)
<評価方法>
(1)清浄性
清浄性は、JPI-5S-55-99に準拠して測定した。5.5以上の評点を良好な清浄性を有すると評価した。
(2)省燃費性
潤滑油組成物の40℃における動粘度が40mm2/s以下を十分な省燃費性能を有すると評価した。
清浄性は、JPI-5S-55-99に準拠して測定した。5.5以上の評点を良好な清浄性を有すると評価した。
(2)省燃費性
潤滑油組成物の40℃における動粘度が40mm2/s以下を十分な省燃費性能を有すると評価した。
各試験用潤滑油組成物の評価結果を以下の表1~2に示す。なお、実施例1~2および比較例1~7の各試験用潤滑油組成物の15℃における密度は、いずれも0.850g/cm3以下である。
実施例1~2では、ホウ酸カルシウムサリシレートが規定量含有することで、硫酸灰分を1.0質量%以下に維持した上で、清浄性は5.5以上となった。
ホウ酸カルシウムサリシレートの量を減少させ、マグネシウムスルホネートを添加した比較例1および2では、清浄性が低下した。
ホウ酸カルシウムサリシレートではなく、カルシウムサリシレートを添加した比較例3および4では、清浄性が低下した。
ホウ酸カルシウムサリシレートではなくカルシウムサリシレートを添加し、そして、ホウ素を分散剤により補充した比較例5および6では、40℃動粘度が上昇し、省燃費性が悪化すると考えられた。
ホウ酸カルシウムサリシレートをカルシウム量として、1800質量ppmを超えて添加した比較例7では、硫酸灰分の量が1.0質量%を超過した。
ホウ酸カルシウムサリシレートの量を減少させ、マグネシウムスルホネートを添加した比較例1および2では、清浄性が低下した。
ホウ酸カルシウムサリシレートではなく、カルシウムサリシレートを添加した比較例3および4では、清浄性が低下した。
ホウ酸カルシウムサリシレートではなくカルシウムサリシレートを添加し、そして、ホウ素を分散剤により補充した比較例5および6では、40℃動粘度が上昇し、省燃費性が悪化すると考えられた。
ホウ酸カルシウムサリシレートをカルシウム量として、1800質量ppmを超えて添加した比較例7では、硫酸灰分の量が1.0質量%を超過した。
本発明の内燃機関用潤滑油組成物によれば、低い硫酸灰分を維持した上で、清浄性および省燃費性を有する内燃機関用潤滑油組成物を提供することができる。
Claims (7)
- (A)潤滑油基油、
(B)ホウ酸カルシウムサリシレートをカルシウム量として、組成物全量基準で、1000質量ppm以上1800質量ppm以下、および
(C)コハク酸イミドを窒素量として、組成物全量基準で100質量ppm以上1000質量ppm以下
含み、そして
150℃におけるHTHS粘度が、1.6~2.3mPa・sである内燃機関用潤滑油組成物。 - 金属系清浄剤に由来するカルシウムの量が、組成物全量基準で、合計で2300質量ppm以下である、請求項1に記載の内燃機関用潤滑油組成物。
- 硫酸灰分量が、1.0質量%以下である、請求項1または2に記載の内燃機関用潤滑油組成物。
- 150℃でのHTHS粘度が、1.7~2.0mPa・sである、請求項1~3のいずれかに記載の内燃機関用潤滑油組成物。
- 40℃における動粘度が、14mm2/s以上35mm2/s以下である、請求項1~4のいずれかに記載の内燃機関用潤滑油組成物。
- 前記(C)コハク酸イミドが、ホウ素を含まないコハク酸イミドである、請求項1~5のいずれかに記載の内燃機関用潤滑油組成物。
- (D)モリブデン系摩擦調整剤を、モリブデン量として、組成物全量基準で、100質量ppm以上1000質量ppm以下さらに含む、請求項1~6のいずれかに記載の内燃機関用潤滑油組成物。
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