JP2554668B2 - 内燃機関用潤滑油基油および組成物 - Google Patents

内燃機関用潤滑油基油および組成物

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関用潤滑油基油および組成物に関し、
詳しくは高温清浄性ならびにゴムシール性にすぐれた内
燃機関用潤滑油基油、およびこの基油に各種添加剤を配
合した内燃機関用潤滑油組成物に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕 最近の自動車は三元触媒等の還元触媒を装着すること
により、排ガス対策が完成したことから、高速走行や高
出力化に力点が注がれ、内燃機関をより苛酷に運転する
ようになってきている。
一方、省エネルギーの観点から燃費改善を目的とし
て、自動車車体の軽量化が推進され、従ってクランクケ
ースも小型化される傾向にあり、それに伴ってクランク
ケース油(内燃機関油)の量も減少してきている。その
結果、単位油量当たりの熱負荷も増大しており、また高
速走行や高出力化に伴って油温の上昇が顕著になり、し
かも長時間高い油温が持続する傾向が大きい。
そのため、鉱油を基油とした従来の内燃機関油では、
耐熱性が不足する場合が生じてきており、特に耐熱性が
不足することによる清浄性の不足の問題が深刻化してき
ている。これに対しては、従来公知の内燃機関油に各種
添加剤を増量して加えても、もはや対処できなくなって
きている。
また、上述したような苛酷な状況下で運転される内燃
機関の潤滑油として、特公昭60−39715号公報に示され
る合成潤滑油が知られているが、高温の酸化安定性が悪
く、清浄性が充分でないという問題がある。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで、本発明者は上記従来の内燃機関の潤滑油の問
題点を解消し、高温清浄性のすぐれた潤滑油を開発すべ
く鋭意研究を重ねた。その結果、ポリα−オレフィン
に、水酸基価の小さい特定のポリオールエステルを一定
割合で混合した合成油系の基油が、上記課題を達成しう
ることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成
したものである。すなわち、本発明は(a)100℃にお
ける動粘度が2〜20cStのポリα−オレフィン75〜95重
量%および(b)100℃における動粘度が2〜20cStであ
るとともに水酸基価が10mgKOH/g以下のポリオールエス
テル25〜5重量%からなる内燃機関用潤滑油基油を提供
すると共に、上記潤滑油基油に、少なくともジチオリン
酸亜鉛,清浄分散剤および粘度指数向上剤を添加してな
る内燃機関用潤滑油組成物を提供するものである。
本発明の潤滑油基油は、(a)ポリα−オレフィンと
(b)ポリオールエステルからなる合成油系の基油であ
るが、ここで(a)成分であるポリα−オレフィンは、
100℃における動粘度が2〜20cSt、好ましくは3〜15cS
tのものであれば各種のものを使用することができる。
例えばα−オレフィンを原料として、チーグラー触媒を
用いる方法,ラジカル重合による方法,塩化アルミニウ
ム触媒を用いる方法,フッ化ホウ素とアルコールからな
る触媒を用いる方法など様々な方法によって重合(特に
低重合)あるいは共重合して得られる三量体以上のオリ
ゴマーが主成分であるポリα−オレフィンが好適に使用
される。この原料α−オレフィン(即ちポリα−オレフ
ィンの構成単位)としては、炭素数2〜16の範囲、好ま
しくは8〜12の範囲の一種または二種以上のオレフィン
が用いられる。具体的には、エチレン,プロピレン,ブ
テン−1,ペンテン−1,ヘキセン−1,ヘプテン−1,オクテ
ン−1,ノネン−1,デセン−1,ウンデセン−1,ドデセン−
1などから選ばれる一種または二種以上を使用する。特
に好ましくはオクテン−1,ノネン−1,デセン−1,ドデセ
ン−1である。
なお、ポリα−オレフィンの100℃における動粘度が2
cSt未満のものでは、蒸発減量が多いという不都合があ
り、また20cStを越えるものでは粘性抵抗による動力損
失が大きすぎるので好ましくない。
一方、本発明の潤滑油基油の(b)成分であるポリオ
ールエステルは、100℃における動粘度が2〜20cSt、好
ましくは3〜15cStであるとともに、水酸基価が10mgKOH
/g以下、好ましくは8mgKOH/g以下のものであれば、様々
なものが使用可能である。
このポリオールエステルは多価アルコール(ポリオー
ル)とカルボン酸との反応により得られるが、この多価
アルコールとしては、各種のものがあるが、例えばネオ
ペンチル構造を有する多価アルコール(つまり、2〜4
個のメチロール基が第四級炭素原子に結合した構造を持
つもの)、具体的には炭素数5〜19のジアルキルプロパ
ンジオール(ネオペンチルグリコール;2−メチル−2−
プロピル−1,3−プロパンジオール;2−ブチル−2−エ
チル−1,3−プロパンジオール;2−−ブチル−2−ヘキ
シル−1,3−プロパンジオールなど),炭素数5〜15の
トリメチロールアルカン(1,1,1−トリメチロールエタ
ン;1,1,1−トリメチロールプロパン;1,1,1−トリメチロ
ールブタンなど),ペンタエリスリトール,ジペンタエ
リスリトール等があげられる。
また、上記カルボン酸としては、脂肪酸(直鎖又は分
枝の飽和あるいは不飽和),ナフテン酸,芳香族カルボ
ン酸など各種のものがあるが、これらのうち酢酸;吉草
酸;カプロン酸;エナント酸;カプリル酸;ペラルゴン
酸;カプリン酸;ラウリン酸;ミリスチン酸;パルミチ
ン酸;ステアリン酸;2−エチルヘキシル酸;3,5,5−トリ
メチルヘキシル酸およびこれらに対応する不飽和酸など
の脂肪酸、特に炭素数3〜18の飽和又は不飽和脂肪酸が
好ましい。
本発明の潤滑油基油の(b)成分であるポリオールエ
ステルは、上記の多価アルコールとカルボン酸とから形
成されているものであるが、そのエステル化の程度は水
酸基油(OH価)が10mgKOH/g以下、好ましくは8mgKOH/g
以下となるようにする。つまり、このポリオールエステ
ルは、完全なエステルでなく、ポリオールの部分エステ
ルであってもよいが、そのエステル化の程度は比較的高
く(即ち、残存する水酸基が少なく)なければならな
い。ここで、ポリオールエステルの水酸基価が、10mgKO
H/gを越えるものでは、高温での酸化安定性が悪く、清
浄性が不足する。
また、このポリオールエステルは、その水酸基価が10
mgKOH/g以下であると共に、100℃における動粘度が2〜
20cSt、好ましくは3〜15cStであることを要する。ここ
で動粘度が2cSt未満では蒸発減量が多いという不都合が
あり、また100cStを越えるものでは粘性抵抗による動力
損失が大きすぎるので好ましくない。
本発明の潤滑油基油は、上述の如き(a)ポリα−オ
レフィンと(b)ポリオールエステルとから構成される
が、その配合割合は、(a)ポリα−オレフィン75〜95
重量%、好ましくは75〜90重量%、(b)ポリオールエ
ステル25〜5重量%、好ましくは25〜10重量%である。
この配合割合が上記範囲を逸脱すると、高温清浄性が悪
化し、ゴムシール性が低下するという問題が生ずる。
次に、本発明の潤滑油組成物は、上記(a),(b)
成分を所定割合で配合してなる基油に、各種の添加剤を
加えてなる組成物である。ここで加える添加剤のうち少
なくともジチオリン酸亜鉛,清浄分散剤および粘度指数
向上剤を加えることが必要である。
このジチオリン酸亜鉛(ZnDTP)は、酸化防止剤,摩
耗防止剤,極圧剤,腐食防止剤等の機能を持つ添加剤で
あり、本発明の潤滑油組成物では必須の成分である。
また、清浄分散剤としては、金属系のものや無灰系の
ものなど各種のものが使用可能である。例えばカルシウ
ムスルホネート,マウネシウムスルホネート,バリウム
スルホネート等の金属スルホネート;フェネート;サリ
チレート;コハク酸イミド;酸アミド;ベンジルアミ
ン;コハク酸エステルなどをあげることができる。
さらに、粘度指数向上剤は様々なものが使用できる
が、通常はポリメタクリレート,ポリイソブチレン,オ
レフィン重合体,オレフィン共重合体(エチレン−プロ
ピレン共重合体など),ポリアルキルスチレン,フェノ
ール縮合物,ナフタレン縮合物,スチレン−ブタジエン
共重合体及びこれらの分散型重合体等が使用される。
本発明の潤滑油組成物では、上記の添加剤の配合量は
該組成物に対する要求特性,基油の種類,添加成分の種
類などに応じて適宜選定すればよい。
本発明の潤滑油組成物には、そのほか必要に応じて耐
摩耗剤,極圧剤,酸化防止剤,油性剤,防錆剤,消泡
剤, などを適量配合することもできる。
〔実施例〕
次に、本発明を実施例および比較例により更に詳しく
説明する。
実施例1 デセン−1の3,4量体を主成分とするポリα−オレフ
ィン(100℃における動粘度が6cSt)88.2重量%とトリ
メチロールプロパンエステル(カルボン酸としてC6〜C
12のカルボン酸(植物油脂)を使用、100℃における動
粘度4cSt,水酸基価5mgKOH/g)11.8重量%とを混合して
潤滑油基油を調製した。
次に、この潤滑油基油85重量部に、粘度指数向上剤と
して分散型オレフィン共重合体を5重量部、ZnDTP及び
清浄分散剤(金属系,無灰分系の両者)並びに若干の他
成分を合計10重量部配合して潤滑油組成物を調製した。
更に、この潤滑油組成物を用いてパネルコーキング試
験及びゴム膨潤試験を行ったところ、パネルコーキング
試験は70mg、ゴム膨潤試験の硬度変化は0であった。
なお、パネルコーキング試験は、Federal Test Metho
d 791B−3462に準拠し、パネル温度320℃,油温100℃,
テスト時間3時間としてアルミニウムパネルに付着する
カーボン量(mg)を評価することにより行い、また、ゴ
ム膨潤試験は、JIS K 6301に準拠し、120℃,70時間後の
ニトリルゴムの硬度変化(膨潤の程度)を評価すること
により行った。
実施例2 実施例1において、ポリα−オレフィン76.5重量%と
トリメチロールプロパンエステル23.5重量%とを混合し
て潤滑油基油を調製したこと以外は、実施例1と同様に
操作して、潤滑油組成物を調製し、更に同様にパネルコ
ーキング試験及びゴム膨潤試験を行った。その結果、パ
ネルコーキング試験は90mg、ゴム膨潤試験の硬度変化は
−2であった。
比較例1 実施例1において、潤滑油基油として鉱油系の溶剤精
製基油(%CA:8)を82重量部用いたこと及び粘度指数向
上剤としての分散型オレフィン共重合体を8重量部配合
したこと以外は、実施例1と同様に操作して、潤滑油組
成物を調製し、更に同様にパネルコーキング試験及びゴ
ム膨潤試験を行った。その結果、パネルコーキング試験
は180mg、ゴム膨潤試験の硬度変化は−2であった。
比較例2 実施例1において、ポリα−オレフィンのみから湿潤
油基油を調製したこと以外は、実施例1と同様に操作し
て、潤滑油組成物を調製し、更に同様にパネルコーキン
グ試験及びゴム膨潤試験を行った。その結果、パネルコ
ーキング試験は60mg、ゴム膨潤試験の硬度変化は+4で
あった。
比較例3 実施例1において、潤滑油基油としてトリメチロール
プロパンエステルを83重量部用いたこと及び粘度指数向
上剤として分散型オレフィン共重合体を7重量部配合し
たこと以外は、実施例1と同様にパネルコーキング試験
及びゴム膨潤試験を行った。その結果、パネルコーキン
グ試験は200mg、ゴム膨潤試験の硬度変化は−5であっ
た。
〔発明の効果〕
以上の如く、本発明の潤滑油基油ならびに潤滑油組成
物は、内燃機関の潤滑油として使用した際に、すぐれた
清浄性、特にすぐれた高温清浄性を発揮し、またすぐれ
たゴムシール性をも示す。しかも低温流動性にもすぐれ
たものである。
したがって、本発明の潤滑油基油ならびに潤滑油組成
物は、各種内燃機関(ガソリンエンジン,ディーゼルエ
ンジン,ガスエンジンなど)用の潤滑油として幅広くか
つ有効に利用される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10M 129:74 137:10 129:76) (C10M 111/04 107:10 105:38 105:40) C10N 20:02 30:00 30:02 30:04 40:25

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)100℃における動粘度が2〜20cStの
    ポリα−オレフィン75〜95重量%および(b)100℃に
    おける動粘度が2〜20cStであるとともに水酸基価が10m
    gKOH/g以下のポリオールエステル25〜5重量%からなる
    内燃機関用潤滑油基油。
  2. 【請求項2】ポリオールエステルが、ネオペンチル構造
    を有する多価アルコールと、脂肪酸、ナフテン酸および
    芳香族カルボン酸から選ばれる少なくとも一種のカルボ
    ン酸のエステルである特許請求の範囲第1項記載の内燃
    機関用潤滑油基油。
  3. 【請求項3】(a)100℃における動粘度が2〜20cStの
    ポリα−オレフィン75〜95重量%および(b)100℃に
    おける動粘度が2〜20cStであるとともに水酸基価が10m
    gKOH/g以下のポリオールエステル25〜5重量%からなる
    基油に、少なくともジチオリン酸亜鉛、清浄分散剤およ
    び粘度指数向上剤を添加してなる内燃機関用潤滑油組成
    物。
  4. 【請求項4】ポリオールエステルが、ネオペンチル構造
    を有する多価アルコールと、脂肪酸、ナフテン酸および
    芳香族カルボン酸から選ばれる少なくとも一種のカルボ
    ン酸のエステルである特許請求の範囲第3項記載の内燃
    機関用潤滑油組成物。
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