JP3608805B2 - 潤滑油組成物 - Google Patents

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Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は新規な潤滑油組成物、さらに詳しくは、高耐熱性、高酸化安定性及び低摩擦性を有し、内燃機関、自動変速機、緩衝器、パワーステアリングなどの潤滑油、特に内燃機関用潤滑油として好適に用いられる潤滑油組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関や、自動変速機、緩衝器、パワーステアリングなどの駆動系機器、ギヤなどには、その作動を円滑にするために潤滑油が用いられている。特に内燃機関用潤滑油（エンジン油）は、主としてピストンリングとシリンダライナ、クランク軸や連接棒（コネクティングロッド）の軸受、カムとバルブリフタを含む動弁機構など、各種摺動部分の潤滑のほか、エンジン内の冷却や燃焼生成物の清浄分散、さらには錆や腐食を防止するなどの作用を果たす。
このように、内燃機関用潤滑油には多様な性能が要求され、しかも近年、内燃機関の高性能化、高出力化、運転条件の過酷化などに伴い、高度な性能が要求されてきている。したがって、該内燃機関用潤滑油には、このような要求性能を満たすために、例えば摩耗防止剤、金属清浄剤、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。
内燃機関用潤滑油の基本的機能として、特にあらゆる条件下で機関を円滑に作用させ、摩耗、焼付き防止を行うことが重要である。エンジン潤滑部は、大部分が流体潤滑状態にあるが、動弁系やピストンの上下死点などでは境界潤滑状態となりやすく、このような境界潤滑下における摩耗防止性は、一般にジチオりん酸亜鉛（ＺｎＤＴＰ）やジチオカルバミン酸亜鉛（ＺｎＤＴＣ）の添加によって付与されている。
ところで、内燃機関では、潤滑油が関与する摩擦部分でのエネルギー損失が大きいために、摩擦損失低減や燃費低減対策として、摩擦調整剤（ＦＭ：フリクションモディファイヤ）を初め、各種の添加剤を組み合わせた潤滑油が使用されている（例えば特公平３−２３５９５号公報）。自動車の内燃機関用潤滑油は、各種の油温度、回転数、負荷で運転されており、したがって、さらに燃費を向上させるためには、広範囲の使用条件下での摩擦特性に優れる必要がある。
さらに、内燃機関用潤滑油に要求される性能としては、前記したもの以外に、高耐熱性、高酸化安定性、適度な粘度特性などが挙げられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような事情のもとで、優れた低摩擦性を有するとともに、高耐熱性、高酸化安定性及び適度の粘度特性を有し、特に内燃機関用潤滑油として好適な潤滑油組成物を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記の好ましい特性を有する潤滑油組成物を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、芳香族成分の含有量が少ない特定の性状の潤滑油基油に対し、特定のアミン系酸化防止剤と、硫化オキシモリブデンジチオカルバメート（ＭｏＤＴＣ）や硫化オキシモリブデンオルガノホスホロジチオエート（ＭｏＤＴＰ）とを、所定の割合で含有させた組成物により、その目的を達成しうることを見い出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、（Ａ）芳香族成分が３．０重量％以下、硫黄分が５０重量ｐｐｍ以下、窒素分が５０重量ｐｐｍ以下であり、かつ温度１００℃における粘度が２．０〜５０．０ｍｍ２／ｓである潤滑油基油に対して、組成物全重量に基づき（Ｂ）一般式
【０００５】
【化５】
Figure 0003608805
【０００６】
（式中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４はそれぞれ水素原子又は炭素数が３〜１８のアルキル基であり、それらはたがいに同一であっても異なっていてもよいが、その中の少なくとも１つはアルキル基である）
で表されるアルキルジフェニルアミン類、及び一般式
【０００７】
【化６】
Figure 0003608805
【０００８】
（式中のＲは水素原子又は炭素数３〜１８のアルキル基である）
で表されるフェニル−α−ナフチルアミン類の中から選ばれた少なくとも１種０．０５〜２．０重量％を含有させるとともに、（Ｃ）一般式
【０００９】
【化７】
Figure 0003608805
【００１０】
（式中のＲ５及びＲ６はそれぞれ炭素数８〜２３の炭化水素基であり、それらはたがいに同一であっても異なっていてもよく、ｍ及びｎはそれぞれそれらの和が４となるような正の整数である）
で表される硫化オキシモリブデンジチオカルバメート、及び一般式
【００１１】
【化８】
Figure 0003608805
【００１２】
（式中のＲ７及びＲ８はそれぞれ炭素数３〜１８の炭化水素基であり、それらはたがいに同一であっても異なっていてもよく、ｘ及びｙはそれぞれそれらの和が４となるような正の整数である）
で表される硫化オキシモリブデンオルガノホスホロジチオエートの中から選ばれた少なくとも１種をモリブデン量として５０〜２０００重量ｐｐｍ含有させたことを特徴とする潤滑油組成物に関するものである。
【００１３】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の潤滑油組成物においては、（Ａ）成分の潤滑油基油として、芳香族成分が３．０重量％以下、硫黄分が５０重量ｐｐｍ以下、窒素分が５０重量ｐｐｍ以下であり、かつ温度１００℃における粘度が２．０〜５０．０ｍｍ２／ｓの範囲にあるものが用いられる。該芳香族成分の含有量が３．０重量％を超えると得られる潤滑油組成物の耐熱性、酸化安定性、摩擦特性が低下する。また、粘度が２．０ｍｍ２／ｓ未満のものでは油膜形成が十分ではなく、さらに蒸発減量が多いという不都合があるし、５０．０ｍｍ２／ｓを超えると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。さらに硫黄分や窒素分が５０重量ｐｐｍを超えると酸化安定性及び摩擦特性が低下する。
該潤滑油基油は、前記の性状を有するものであれば、鉱油や合成油を問わず様々なものを使用することができるが、特に水素化分解油及びワックス異性化油が好適である。
本発明組成物においては、（Ｂ）成分のアミン系酸化防止剤として、一般式
【００１４】
【化９】
Figure 0003608805
【００１５】
で表されるアルキルジフェニルアミン類、及び一般式
【００１６】
【化１０】
Figure 0003608805
【００１７】
で表されるフェニル−α−ナフチルアミン類の中から選ばれた少なくとも１種が用いられる。
前記一般式［１］において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４はそれぞれ水素原子又は炭素数が３〜１８のアルキル基である。また、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４はたがいに同一であってもよいし、異なっていてもよいが、その中の少なくとも１つは炭素数３〜１８のアルキル基であることが必要である。該炭素数３〜１８のアルキル基は直鎖状、分枝鎖状、環状のいずれであってもよく、このようなものとしては、例えば各種プロピル基、各種ブチル基、各種アミル基、各種ヘキシル基、各種ヘプチル基、各種オクチル基、各種ノニル基、各種デシル基、各種ウンデシル基、各種ドデシル基、各種トリデシル基、各種テトラデシル基、各種ペンタデシル基、各種ヘキサデシル基、各種ヘプタデシル基、各種オクタデシル基、さらにはシクロヘキシル基、シクロオクチル基、シクロドデシル基などが挙げられる。
また、前記一般式［２］において、Ｒは水素原子又は炭素数３〜１８のアルキル基である。該炭素数３〜１８のアルキル基は直鎖状、分枝鎖状、環状のいずれであってもよく、このようなものとしては、例えば前記一般式［１］におけるＲ１〜Ｒ４の説明において例示したものと同じものを挙げることができる。
本発明組成物においては、該（Ｂ）成分のアミン系酸化防止剤として、前記一般式［１］で表されるアルキルジフェニルアミン類を１種用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよく、また、前記一般式［２］で表されるフェニル−α−ナフチルアミン類を１種用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。さらには、該一般式［１］で表されるアルキルジフェニルアミン類１種以上と一般式［２］で表されるフェニル−α−ナフチルアミン類１種以上とを組み合わせて用いてもよい。
本発明においては、前記（Ｂ）成分のアミン系酸化防止剤は、組成物全重量に基づき０．０５〜２．０重量％、好ましくは０．２〜１．２重量％の範囲で配合することが必要である。この量が０．０５重量％未満では十分な酸化安定性が得られないし、２．０重量％を超えるとその量の割には効果の向上がみられない。
本発明組成物においては、（Ｃ）成分の摩擦調整剤として、一般式
【００１８】
【化１１】
Figure 0003608805
【００１９】
で表される硫化オキシモリブデンジチオカルバメート（ＭｏＤＴＣ）、及び一般式
【００２０】
【化１２】
Figure 0003608805
【００２１】
で表される硫化オキシモリブデンオルガノホスホロジチオエート（ＭｏＤＴＰ）の中から選ばれた少なくとも１種が用いられる。
前記一般式［３］において、Ｒ５及びＲ６はそれぞれ炭素数８〜２３の炭化水素基であり、それらはたがいに同一であってもよいし、異なっていてもよい。該炭素数８〜２３の炭化水素基としては、炭素数８〜２３の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキル基又はアルケニル基、炭素数８〜２３のシクロアルキル基、アリール基、アルキルアリール基又はアリールアルキル基などが挙げられる。このようなものの具体例としては２−エチルヘキシル基、ｎ−オクチル基、ノニル基、デシル基、ラウリル基、トリデシル基、パルミチル基、ステアリル基、オレイル基、エイコシル基、ブチルフェニル基、ノニルフェニル基などが挙げられる。また、ｍ及びｎは、それぞれそれらの和が４となるような正の整数である。
一方、前記一般式［４］において、Ｒ７及びＲ８はそれぞれ炭素数３〜１８の炭化水素基であり、それらはたがいに同一であってもよいし、異なっていてもよい。該炭素数３〜１８の炭化水素基としては、炭素数３〜１８の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキル基又はアルケニル基、炭素数６〜１８のシクロアルキル基、炭素数６〜１８のアリール基、炭素数７〜１８のアルキルアリール基又はアリールアルキル基などが挙げられる。このようなものの具体例としてはイソプロピル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、アミル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、２−エチルヘキシル基、ｎ−オクチル基、ノニル基、デシル基、ラウリル基、トリデシル基、パルミチル基、ステアリル基、オレイル基、ブチルフェニル基、ノニルフェニル基などが挙げられる。また、ｘ及びｙはそれぞれそれらの和が４となるような正の整数である。
本発明組成物においては、前記一般式［３］で表されるＭｏＤＴＣは１種用いてもよいし、２種以上を組み合わせてもよく、また前記一般式［４］で表されるＭｏＤＴＰは１種用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２２】
本発明組成物においては、該（Ｃ）成分の摩擦調整剤は、組成物全重量に基づきモリブテン量として５０〜２０００重量ｐｐｍ、好ましくは１００〜１０００重量ｐｐｍの範囲で配合することが必要である。モリブデン量が５０重量ｐｐｍ未満では十分な低摩擦性が得られないし、２０００重量ｐｐｍを超えるとその量の割には摩擦特性の向上効果がみられない。
本発明の潤滑油組成物には、本発明の目的が損なわれない範囲で、従来潤滑油に慣用されている各種添加剤、例えば金属清浄剤、無灰清浄分散剤、摩耗防止剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、防錆剤、腐食防止剤、消泡剤、他の酸化防止剤などを適宜添加することができる。
金属清浄剤としては、例えばカルシウムスルホネート、マグネシウムスルホネート、バリウムスルホネート、カルシウムフェネート、バリウムフェネートなどが挙げられ、これらは、通常０．１〜５重量％の割合で使用される。無灰清浄分散剤としては、例えばこはく酸イミド系、こはく酸アミド系、ベンジルアミン系やそのホウ素誘導体、エステル系のものなどが挙げられ、これらは、通常０．５〜７重量％の割合で使用される。
摩耗防止剤としては、例えばチオりん酸金属塩（Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｍｏなど）、チオカルバミン酸金属塩（Ｚｎなど）、硫黄化合物、りん酸エステル、亜りん酸エステルなどを挙げることができ、これらは、通常０．０５〜５．０重量％の割合で使用される。
粘度指数向上剤としては、例えばポリメタクリレート系、ポリイソブチレン系、エチレン−プロピレン共重合体系、スチレン−ブタジエン水添共重合体系などが挙げられ、これらは、通常０．５〜３５重量％の割合で使用される。
防錆剤としては、例えばアルケニルこはく酸やその部分エステルなどが、腐食防止剤としては、例えばベンゾトリアゾールやベンゾイミダゾールなどが、消泡剤としては、例えばジメチルポリシロキサンやポリアクリレートなどが挙げられ、これらは適宜添加することができる。
【００２３】
【実施例】
次に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、潤滑油組成物の酸化誘導時間、摩擦係数は次のようにして求めた。
（１）酸化誘導時間（分）
示差熱分析法により、酸素雰囲気下、２０ｋｇｆ／ｃｍ２、２００℃の等温保持条件で求めた。
（２）摩擦係数（μ）
図１に示すＬＦＷ−１試験機により、回転数２７０ｒｐｍ、荷重３０ｋｇｆ、油温１２０℃、時間１０分の条件で、Ｆａｌｅｘ社製Ｒ型ブロック（鉄製）及びＦａｌｅｘ社製Ｓ−１０テストリング（鉄製）を用いて、ＬＦＷ−１摩擦試験を行った。図１中、１はＳ−１０テストリングであり、２はＲ型ブロックであり、３は歪み計である。Ｒ型ブロックに荷重をかけ、リングを回転するときに生じる抵抗を歪み計で検出し、摩擦係数を算出する。なお、試験油はリングの半分程度まで浸っている。
実施例１〜７、比較例１〜６
第１表に示す性状の基油を用い、第２表に示す組成の潤滑油組成物を調製し、酸化誘導時間（分）及び摩擦係数（μ）を求めた。その結果を第２表に示す。
【００２４】
【表１】
Figure 0003608805
【００２５】
【表２】
Figure 0003608805
【００２６】
【表３】
Figure 0003608805
【００２７】
【発明の効果】
本発明の潤滑油組成物は、高耐熱性、高酸化安定性及び低摩擦性を有し、内燃機関、自動変速機、緩衝器、パワーステアリングなどの潤滑油、特に内燃機関用潤滑油として好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、ＬＦＷ−１摩擦試験において用いた装置の概略図である。
【符号の説明】
１ Ｓ−テストリング
２ Ｒ型ブロック
３ 歪み計

Claims (1)

  1. （Ａ）芳香族成分が３．０重量％以下、硫黄分が５０重量ｐｐｍ以下、窒素分が５０重量ｐｐｍ以下であり、かつ温度１００℃における粘度が２．０〜５０．０ｍｍ２／ｓである潤滑油基油に対して、組成物全重量に基づき（Ｂ）一般式
    Figure 0003608805
    （式中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４はそれぞれ水素原子又は炭素数が３〜１８のアルキル基であり、それらはたがいに同一であっても異なっていてもよいが、その中の少なくとも１つはアルキル基である）
    で表されるアルキルジフェニルアミン類、及び一般式
    Figure 0003608805
    （式中のＲは水素原子又は炭素数３〜１８のアルキル基である）
    で表されるフェニル−α−ナフチルアミン類の中から選ばれた少なくとも１種０．０５〜２．０重量％を含有させるとともに、（Ｃ）一般式
    Figure 0003608805
    （式中のＲ５及びＲ６はそれぞれ炭素数８〜２３の炭化水素基であり、それらはたがいに同一であっても異なっていてもよく、ｍ及びｎはそれぞれそれらの和が４となるような正の整数である）
    で表される硫化オキシモリブデンジチオカルバメート、及び一般式
    Figure 0003608805
    （式中のＲ７及びＲ８はそれぞれ炭素数３〜１８の炭化水素基であり、それらはたがいに同一であっても異なっていてもよく、ｘ及びｙはそれぞれそれらの和が４となるような正の整数である）
    で表される硫化オキシモリブデンオルガノホスホロジチオエートの中から選ばれた少なくとも１種をモリブデン量として５０〜２０００重量ｐｐｍ含有させたことを特徴とする潤滑油組成物。
JP12804993A 1993-04-30 1993-04-30 潤滑油組成物 Expired - Lifetime JP3608805B2 (ja)

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