JP4643087B2 - 内燃機関用潤滑油組成物 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関用潤滑油組成物に関し、詳しくは長期間に渡り塩基価維持性及び摩耗防止性能に優れ、清浄性を極めて長期間維持できる長寿命内燃機関用潤滑油組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境への配慮から、自動車においては燃費の向上が大きな課題となっている。また、廃棄物処理法の規制が厳しくなって行く中で、エンジンから出るエンジン廃油の処理法についても全世界にて問題となりつつある。
この廃油を減らすためにはエンジン油の長寿命化が有効である。しかし、エンジン油は、エンジンからのブローバイガス中の窒素酸化物ガスにさらされており、特に最近はエンジンの高出力化及びエンジンのコンパクト化に伴うオイルパン容量の減少等のためエンジン油に対しての負担が大きくなっており、特にディーゼルエンジンと比較して窒素酸化物の発生量の多いガソリンエンジンではオイルの劣化が著しい。
一般に、エンジン油の長寿命化の手法としては、酸化安定性に悪影響を与える成分、例えば、芳香族分、硫黄分、塩基性窒素分等を十分除去した精製度の高い鉱油系基油や全合成系基油を使用する事が有効であることが知られている。しかし、このような基油の選択だけでは潤滑油の酸化安定性、摩耗防止性能、さらには清浄性を長期間維持するには限界があり、添加剤の最適配合が切望されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、長期に渡る塩基価維持性、摩耗防止性に優れるだけでなく、清浄性を極めて長期に渡り維持できる内燃機関用潤滑油を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、特定の基油に特定の添加剤を配合した内燃機関用潤滑油組成物が、塩基価維持性(酸化安定性)及び摩耗防止性に優れるだけでなく、長期間に渡り清浄性を維持できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明によれば、粘度指数が１２０以上の鉱油を基油とし、組成物全量基準で、(Ａ)全塩基価が１５０〜２２０ｍｇＫＯＨ／ｇのホウ酸カルシウム過塩基性カルシウムサリシレート(ａ１)及び全塩基価が２８０〜３５０ｍｇＫＯＨ／ｇの炭酸カルシウム過塩基性カルシウムサリシレート(ａ２)をカルシウム元素換算量で０．２３〜０．３質量％と、(Ｂ)数平均分子量１５００〜３０００のポリブテニル基を有するコハク酸イミド及び／又はその誘導体を２〜１５質量％と、(Ｃ)第１級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛(ｃ１)及び第２級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛(ｃ２)をリン元素換算量で０．０７〜０．１質量％と、(Ｄ)フェノール系無灰酸化防止剤及び／又はアミン系無灰酸化防止剤を１．０〜２．０質量％とを含み、
前記(ａ１)成分に対する(ａ２)成分の質量比がカルシウム元素比で０．３〜０．５であり、前記(ｃ２)成分に対する(ｃ１)成分の質量比がリン元素比で０．１〜１であることを特徴とする内燃機関用潤滑油組成物が提供される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関して詳細に説明する。
本発明の内燃機関用潤滑油組成物(以下、本発明の組成物ということがある)における潤滑油基油は、鉱油からなる特定の基油である。
前記鉱油系基油の粘度指数は１２０以上、好ましくは１２５以上である。これにより常温での粘度特性に優れたエンジン油組成物とすることができる。基油の粘度指数が１２０未満である場合、常温での粘度特性を良くするためには、より低粘度の基油を配合する必要があり、その結果、エンジン油の蒸発損失量の増加やエンジン油の粘度上昇が起こる。
【０００６】
前記鉱油系基油の動粘度は、特に制限はないが、１００℃での動粘度の下限値は通常２ｍｍ2／ｓ、好ましくは３ｍｍ2／ｓであり、一方、１００℃での動粘度の上限値は通常８ｍｍ2／ｓ、好ましくは７ｍｍ2／ｓである。基油の１００℃での動粘度が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、また基油の蒸発損失が大きくなる恐れがあり好ましくない。一方、基油の１００℃での動粘度が８ｍｍ2／ｓを越える場合は、流体抵抗が大きくなるため潤滑箇所での摩擦損失が大きくなる恐れがあり好ましくない。
【０００７】
前記鉱油系基油の全芳香族含有量は特に制限はないが、その上限値は、通常１５質量％、好ましくは１０質量％、より好ましくは５質量％とすることができる。基油の全芳香族含有量が１５質量％を越える場合は、本発明の組成物に含まれる各添加剤との相乗効果が得られない恐れがあり、特に塩基価維持性や長期間に渡る清浄性に劣るため好ましくない。一方、前記鉱油系基油の全芳香族含有量の下限値には格別な限定はないが、全芳香族含有量が２質量％未満の場合は、各種添加剤が基油に対し十分な溶解性を示さない場合があるので、全芳香族含有量は２質量％以上であるのが特に好ましい。
なお、本発明でいう全芳香族含有量とは、ASTM D2549に準拠して測定した芳香族留分(aromatic fraction)含有量を意味し、通常、この芳香族留分には、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、アントラセン、フェナントレン、及びこれらのアルキル化物、四環以上のベンゼン環が縮合した化合物、又はピリジン類、キノリン類、フェノール類、ナフトール類等のヘテロ芳香族を有する化合物等が含まれる。
【０００８】
前記鉱油系基油としては、例えば、原油を常圧蒸留及び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、水素化精製、ワックス異性化等の処理を１つ以上行って精製したもの等が挙げられる。特に、水素化分解処理や水素化精製処理あるいはワックス異性化処理が施されたもの等の各種の基油を用いることができる。前記特定の性状を有する鉱油系基油としては、これら各種の基油のうち、前記特定の性状を有するものを選択して用いることもでき、また、これら各種の基油を２種以上混合して前記特定の性状としたものを用いることもできる。前記特定の性状を有する鉱油系基油として２種以上の基油を混合したものを用いる場合、混合物を構成する基油のそれぞれが前記特定の性状を有することは必要ではなく、鉱油系基油の混合物が前記特定の性状を有していればよい。例えば、粘度指数が１２０未満の基油を含む２種以上の基油を混合し、混合物の粘度指数を前記特定の性状の範囲内とした混合物も、本発明の組成物における鉱油系基油として用いることができる。
【０００９】
本発明の組成物は、(Ａ)成分として、ホウ酸カルシウム過塩基性カルシウムサリシレート(以下、(ａ１)成分という。)及び炭酸カルシウム過塩基性カルシウムサリシレート(以下、(ａ２)成分という。)を含む。
【００１０】
前記(ａ１)成分は、中性カルシウムサリシレートをホウ酸カルシウムによって過塩基化することによって得ることができる。前記中性カルシウムサリシレートとは、炭化水素基置換サリチル酸を当量のカルシウム水酸化物やカルシウム酸化物等のカルシウム塩基で中和する方法等により得られる。(ａ１)成分としては、例えば、式(１)で表されるカルシウムサリシレートを過塩基化したものが挙げられる。
【００１１】
【化１】
【００１２】
式(１)中、Ｍはカルシウムを示し、Ｒ5は直鎖または分岐のアルキル基、アルケニル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基などの炭化水素基を示し、特にアルキル基が望ましい。アルキル基の炭素数は通常１２〜３０、好ましくは１４〜１８であり、例えば、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラコシル基、ペンタコシル基、ヘキサコシル基、ヘプタコシル基、オクタコシル基、ノナコシル基、トリアコンチル基などが挙げられ、これらは直鎖でも分岐でもよい。なお、サリチル酸にアルキル基を導入する際にα−オレフィンの混合物を原料とすることができるが、この場合、カルシウムサリシレートとしては、異なる構造のアルキル基を有するカルシウムサリシレートの混合物が得られ、このような混合物は単離して又は混合物のまま(ａ１)成分の調製に用いることができる。
【００１３】
(ａ１)成分の全塩基価の下限値は、１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは１６０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、一方、その上限値は、２２０ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは２１０ｍｇＫＯＨ／ｇ、さらに好ましくは２００ｍｇＫＯＨ／ｇである。(ａ１)成分の全塩基価の下限値が上記未満の場合、酸中和性に劣り、一方その上限値が上記を超える場合、清浄性に劣るため、それぞれ好ましくない。
【００１４】
前記(ａ２)成分は、前記(ａ１)成分で説明した中性カルシウムサリシレートを炭酸カルシウムで過塩基化したものである。
(ａ２)成分の全塩基価の下限値は２８０ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは２９０ｍｇＫＯＨ／ｇ、さらに好ましくは３００ｍｇＫＯＨ／ｇであり、一方その上限値は３５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは３４０ｍｇＫＯＨ／ｇである。(ａ２)成分の全塩基価の下限値が上記未満の場合、塩基価維持性に劣り、一方その上限値が上記を超える場合、貯蔵安定性に劣るため、それぞれ好ましくない。
なお、上述の全塩基価とは、JIS K 2501−1992「石油製品及び潤滑油−中和価試験方法」の「７．電位差滴定法」に準拠して測定される、いわゆる過塩素酸法による全塩基価を意味する。
【００１５】
本発明の組成物において、清浄性を長期に渡り維持するために、前記(ａ１)成分に対する(ａ２)成分の質量比は、カルシウム元素比で０．３〜０．５、好ましくは０．３〜０．４である。(ａ１)成分に対する(ａ２)成分のカルシウム元素比が０．３未満の場合、塩基価維持性に劣り、一方、当該カルシウム元素比が０．５を上回る場合、塩基価維持性に優れるものの清浄性を長期間維持しにくい。
【００１６】
本発明の組成物において、前記(ａ１)成分及び(ａ２)成分からなる(Ａ)成分の含有割合は、組成物全量基準で、カルシウム元素換算量で０．２３〜０．３０質量％であり、好ましくは０．２５〜０．２９質量％である。(Ａ)成分の含有割合が０．２３質量％未満の場合、長期に渡る清浄性や、塩基価維持性が得られず、一方、０．３０質量％を超える場合、エンジン内部に灰分が蓄積して清浄性を悪化させ、また、排ガス浄化装置への悪影響が懸念される。
【００１７】
本発明の組成物は、(Ｂ)成分として、数平均分子量１５００〜３０００のポリブテニル基を有するコハク酸イミド及び／又はその誘導体を含む。該(Ｂ)成分としては、例えば、式(２)又は(３)で表されるポリブテニルコハク酸イミド等が挙げられる。
【００１８】
【化２】
【００１９】
式(２)又は(３)におけるＰＩＢは、ポリブテニル基を示し、高純度イソブテン、あるいは１−ブテンとイソブテンとの混合物をフッ化ホウ素系触媒又は塩化アルミニウム系触媒で重合させて調製したポリブテンから得られる。また、スラッジ抑制効果に優れる点からｎは通常２〜５の整数、好ましくは３〜４の整数である。また、該ポリブテンは、製造過程の触媒に起因し、残留する微量のフッ素分や塩素分を、吸着法や十分な水洗等の適切な方法により十分除去されたものも好ましく使用することができる。これらフッ素や塩素等のハロゲン元素の含有量としては、通常５０質量ｐｐｍ以下、より好ましくは１０質量ｐｐｍ以下、更に好ましくは５質量ｐｐｍ以下、特に好ましくは１質量ｐｐｍ以下である。
【００２０】
式(２)又は(３)で示されるコハク酸イミドの製造法は特に制限されず、例えば、上記ポリブテンを塩素化したもの、好ましくは塩素やフッ素が充分除去されたポリブテンを、無水マレイン酸と１００〜２００℃で反応させてポリブテニルコハク酸を得、次いで、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン等のポリアミンと反応させる方法等により得ることができる。なお、ビスコハク酸イミドを製造する場合は、該ポリブテニルコハク酸を、ポリアミンの２倍量(モル比)反応させれば良く、モノコハク酸イミドを製造する場合は、該ポリブテニルコハク酸とポリアミンとを等量(モル比)で反応させれば良い。
これらの中では、スラッジ分散性に優れる点から、ビスタイプのポリブテニルコハク酸イミドが好ましい。
【００２１】
(Ｂ)成分において、ポリブテニル基を有するコハク酸イミドの誘導体としては、上記式(２)又は(３)で表される化合物に、例えば、炭素数１〜３０のモノカルボン酸(脂肪酸等)；シュウ酸、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の炭素数２〜３０のポリカルボン酸；ホウ素化合物等を作用させて、残存するアミノ基及び／又はイミノ基の一部又は全部を中和したり、アミド化した、いわゆる酸変性化合物を挙げることができる。
【００２２】
前記式(２)又は(３)で表される化合物に作用させるホウ素化合物としては、ホウ酸、ホウ酸塩、ホウ酸エステル類等が挙げられる。ホウ酸としては、例えば、オルトホウ酸、メタホウ酸、テトラホウ酸等が挙げられる。ホウ酸塩としては、例えば、ホウ酸の、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩又はアンモニウム塩等が挙げられ、より具体的には例えば、メタホウ酸リチウム、四ホウ酸リチウム、五ホウ酸リチウム、過ホウ酸リチウム等のホウ酸リチウム；メタホウ酸ナトリウム、二ホウ酸ナトリウム、四ホウ酸ナトリウム、五ホウ酸ナトリウム、六ホウ酸ナトリウム、八ホウ酸ナトリウム等のホウ酸ナトリウム；メタホウ酸カリウム、四ホウ酸カリウム、五ホウ酸カリウム、六ホウ酸カリウム、八ホウ酸カリウム等のホウ酸カリウム；メタホウ酸カルシウム、二ホウ酸カルシウム、四ホウ酸三カルシウム、四ホウ酸五カルシウム、六ホウ酸カルシウム等のホウ酸カルシウム；メタホウ酸マグネシウム、二ホウ酸マグネシウム、四ホウ酸三マグネシウム、四ホウ酸五マグネシウム、六ホウ酸マグネシウム等のホウ酸マグネシウム；メタホウ酸アンモニウム、四ホウ酸アンモニウム、五ホウ酸アンモニウム、八ホウ酸アンモニウム等のホウ酸アンモニウム等が挙げられる。また、ホウ酸エステルとしては、ホウ酸と好ましくは炭素数１〜６のアルキルアルコールとのエステル等が挙げられ、より具体的には例えば、ホウ酸モノメチル、ホウ酸ジメチル、ホウ酸トリメチル、ホウ酸モノエチル、ホウ酸ジエチル、ホウ酸トリエチル、ホウ酸モノプロピル、ホウ酸ジプロピル、ホウ酸トリプロピル、ホウ酸モノブチル、ホウ酸ジブチル、ホウ酸トリブチル等が挙げられる。
【００２３】
前記(Ｂ)成分において、ポリブテニル基の数平均分子量が１５００未満では、スラッジの分散性及び酸化安定性に劣るため、本願発明のような長寿命化効果が得られないと考えられる。一方、ポリブテニル基の数平均分子量が３０００を超えると、低温粘度特性の悪化が懸念される。
【００２４】
本発明の組成物において(Ｂ)成分の含有割合は、組成物全量基準で、その下限値は２質量％、好ましくは２．５質量％であり、一方、その上限値は１５質量％、好ましくは１０質量％である。(Ｂ)成分の含有割合が２重量％未満の場合は、十分な清浄性効果が発揮できず、一方、１５質量％を超える場合は、低燃費性、低温粘度特性の悪化及び抗乳化性が悪化する。
【００２５】
本発明の組成物は、(Ｃ)成分として、第１級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛(以下、(ｃ１)成分という)及び第２級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛(以下、(ｃ２)成分という)を含む。
(Ｃ)成分としては、式(４)で表される化合物の中から選ばれる１種のジアルキルジチオリン酸亜鉛又は２種類以上のジアルキルジチオリン酸亜鉛混合物が挙げられる。
【００２６】
【化３】
【００２７】
前記(ｃ１)成分は、上記式(４)において、Ｒ1〜Ｒ4がそれぞれ個別に、炭素数２〜１８、好ましくは炭素数３〜１０の第１級アルキル基を示す場合の化合物である。
(ｃ１)成分において、前記式(４)中の炭素数２〜１８の第１級アルキル基は、Ｒ5−ＣＨ2−で表すことができ、Ｒ5は炭素数１〜１７、好ましくは炭素数２〜９の直鎖又は分枝アルキル基を示す。具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基等のアルキル基(アルキル基は直鎖状でも分枝状でも良い)が挙げられる。
【００２８】
また、前記(ｃ２)成分は、上記(４)において、Ｒ1〜Ｒ4がそれぞれ個別に、炭素数２〜１８、好ましくは炭素数４〜１２の第２級アルキル基を示す場合の化合物である。
(ｃ２)成分において、前記式(４)中の炭素数２〜１８の第２級アルキル基は、式(５)で表される。
【化４】
【００２９】
式(５)において、Ｒ6及びＲ7はそれぞれ個別に、炭素数１〜１６、好ましくは炭素数１〜８であり、かつＲ6とＲ7の合計炭素数が２〜１７、好ましくは２〜９である直鎖又は分枝アルキル基を示す。Ｒ6及びＲ7としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基等のアルキル基(アルキル基は直鎖状でも分枝状でも良い)が挙げられる。
【００３０】
本発明の組成物において、前記(ｃ２)成分に対する前記(ｃ１)成分の質量比は、リン元素比で０．１〜１であり、好ましくは０．１〜０．５である。(ｃ２)成分に対する(ｃ１)成分の質量比がリン元素比で１を超えると摩耗防止性を長期に渡り維持することができない。
また、本発明の組成物において(Ｃ)成分の含有割合は、組成物全量基準で、リン元素換算量で０．０７〜０．１質量％、好ましくは０．０８〜０．０９９質量％である。(Ｃ)成分の含有割合が０．０７質量％未満の場合、摩耗防止性能の悪化が懸念され、一方、０．１質量％を超える場合、三元触媒のリンによる被毒を加速し排気ガスに悪影響がでる恐れがある。
【００３１】
本発明の組成物は、(Ｄ)成分としてフェノール系無灰酸化防止剤及び／又はアミン系無灰酸化防止剤を含む。
前記(Ｄ)成分としてのフェノール系無灰酸化防止剤としては、例えば、４，４’−メチレンビス(２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール)、４，４’−ビス(２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール)、４，４’−ビス(２−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール)、２，２’−メチレンビス(４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール)、２，２’−メチレンビス(４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール)、４，４’−ブチリデンビス(３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール)、４，４’−イソプロピリデンビス(２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール)、２，２’−メチレンビス(４−メチル−６−ノニルフェノール)、２，２’−イソブチリデンビス(４，６−ジメチルフェノール)、２，２’−メチレンビス(４−メチル−６−シクロヘキシルフェノール)、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−エチルフェノール、２，４−ジメチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−α−ジメチルアミノ−ｐ−クレゾール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４(Ｎ，Ｎ’−ジメチルアミノメチルフェノール)、４，４’−チオビス(２−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール)、４，４’−チオビス(３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール)、２，２’−チオビス(４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール)、ビス(３−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔｅｒｔ−ブチルベンジル)スルフィド、ビス(３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル)スルフィド、２，２’−チオ−ジエチレンビス［３−(３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル)プロピオネート］、オクチル−３−(３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、トリデシル−３−(３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ペンタエリスリチル−テトラキス［３−(３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル)プロピオネート］、オクタデシル−３−(３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル)プロピオネート又はこれらの混合物等が挙げられる。また、これらの中でも分子量が２４０以上のフェノール系化合物は、分解温度が高く、より高温条件においてもその効果が発揮されるため、本発明の組成物により好ましく用いられる。
【００３２】
前記(Ｄ)成分としてのアミン系無灰酸化防止剤としては、例えば、フェニル−α−ナフチルアミン、アルキルフェニル−α−ナフチルアミン、ジアルキルジフェニルアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン又はこれらの混合物等が挙げられる。ここでアルキル基としては、炭素数１〜２０の直鎖又は分岐のアルキル基が挙げられる。
【００３３】
本発明の組成物において(Ｄ)成分の含有割合は、組成物全量基準で１．０〜２．０質量％、好ましくは１．２〜２．０質量％である。(Ｄ)成分の含有割合が１．０質量％未満の場合、塩基価維持性、摩耗防止性及び清浄性を長期に渡って発揮させることができず、一方、２．０質量％を超える場合は、組成物の貯蔵安定性が悪化する。
【００３４】
本発明の組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、また、さらにその性能や他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、(Ａ)成分以外の金属系清浄剤、(Ｂ)成分以外の無灰分散剤、(Ｃ)成分以外の摩耗防止剤、(Ｄ)成分以外の酸化防止剤、粘度指数向上剤、腐食防止剤、防錆剤、抗乳化剤、金属不活性化剤、消泡剤、着色剤等が挙げられる。
【００３５】
前記(Ａ)成分以外の金属系清浄剤としては、例えば、アルカリ土類金属スルホネート、アルカリ土類金属フェネート、(Ａ)成分以外のアルカリ土類金属サリシレート等が挙げられる。
前記(Ｂ)成分以外の無灰分散剤としては、例えば、数平均分子量１５００〜３０００以外のポリブテニル基を有するコハク酸イミド及びその誘導体、炭素数４０〜４００のアルキル基又はアルケニル基を有するベンジルアミン若しくはポリアミン並びにこれらの誘導体等が挙げられる。これらの誘導体としては、上記コハク酸イミドやベンジルアミン、ポリアミン等に前述のようなホウ素含有化合物、前述のような炭素数１〜３０の有機酸等を作用させたものが挙げられる。
前記(Ｃ)成分以外の摩耗防止剤としては、例えば、リン酸エステル、亜リン酸エステル及びこれらのアミン塩、ジアリールジチオリン酸亜鉛、ジアルキルリン酸亜鉛、ジアルキルジチオリン酸モリブデン等のリン系化合物、ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン、ジスルフィド類、硫化オレフィン類、硫化油脂類等の硫黄系化合物及びこれらの任意混合物等が挙げられる。
前記(Ｄ)成分以外の酸化防止剤としては、例えば、アルキルジチオカルバミン酸エステル等が挙げられる。
【００３６】
前記粘度指数向上剤としては、例えば、ポリメタクリレート、エチレン−プロピレン共重合体等が挙げられる。
前記腐食防止剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系、トリルトリアゾール系、チアジアゾール系、イミダゾール系化合物等が挙げられる。
前記防錆剤としては、例えば、多価アルコールエステル、石油スルホネート、アルキルベンゼンスルホネート、ジノニルナフタレンスルホネート、アルケニルコハク酸エステル、多価アルコールエステル等が挙げられる。
前記抗乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルナフチルエーテル等のポリアルキレングリコール系非イオン系界面活性剤等が挙げられる。
前記金属不活性化剤としては、例えば、イミダゾリン、ピリミジン誘導体、アルキルチアジアゾール、メルカプトベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール又はその誘導体、１，３，４−チアジアゾールポリスルフィド、１，３，４−チアジアゾリル−２，５−ビスジアルキルジチオカーバメート、２−(アルキルジチオ)ベンゾイミダゾール、β−(ｏ−カルボキシベンジルチオ)プロピオンニトリル等が挙げられる。
前記消泡剤としては、例えば、シリコーン、フルオロシリコーン、フルオロアルキルエーテル等が挙げられる。
【００３７】
本発明の組成物に前記添加剤を含有させる場合の含有割合は、組成物全量基準で、(Ａ)成分以外の金属系清浄剤、(Ｂ)成分以外の無灰分散剤、(Ｃ)成分以外の摩耗防止剤、(Ｄ)成分以外の酸化防止剤、腐食防止剤、防錆剤、抗乳化剤の場合、それぞれ０．０１〜５質量％が好ましく、金属不活性化剤の場合０．００５〜１質量％が好ましく、消泡剤の場合０．０００５〜１質量％が好ましい。
【００３８】
本発明の組成物は、上記各成分及び必要により添加剤を適宜混合する方法等により得ることができる。
【００３９】
【実施例】
以下、本発明の内容を実施例及び比較例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。また、実施例及び比較例に用いた内燃機関用潤滑油の性能は、以下に示す性能評価試験により評価した。
(１)清浄性試験
JASO M331−91に規定された清浄性試験法に準拠し、Ｖ型６気筒の２０００ｃｃエンジンにて、中低速走行モードで運転を行い、通常の２倍である６００時間後のロッカーカバーのスラッジ評点、ワニス評点を評価した。ロッカーカバースラッジが８．７以上、平均スラッジ評点が９．２以上、ワニス評点が８．５以上の場合、清浄性に極めて優れると判定される。
また、５０時間毎に使用油の全塩基価(塩酸法)を評価し、全塩基価が０ｍｇＫＯＨ／ｇとなった時間を評価した。２００時間経過時点においても全塩基価が残存している場合、塩基価維持性に極めて優れると判定される。
(２)動弁系摩耗試験
JASO M328−95に規定された動弁系摩耗試験法に準拠し、直列４気筒の２４００ｃｃエンジンにて、通常の２倍である２００時間経過後のカムシャフトノーズ部の摩耗量を評価した。摩耗量が１０μｍ以下の場合、摩耗防止性に極めて優れると判定される。
【００４０】
実施例１及び比較例１〜５
表１に示す各成分を用いて常法により内燃機関用潤滑油を調製し、上記エンジンの性能評価試験を行なった。各潤滑油の組成及び評価結果を表１に示す。なお、比較例１〜５は、本発明の要件を満たさない組成の潤滑油である。
【００４１】
【表１】
【００４２】
表１より、実施例１の本発明にかかる内燃機関用潤滑油組成物は長期に渡り塩基価維持性、摩耗防止性能及び清浄性に極めて優れている。一方、(ａ１)成分と(ａ２)成分の質量比が本発明の規定範囲に満たない場合(比較例１)、塩基価維持性に劣り、(ａ１)成分と(ａ２)成分の質量比が本発明の規定範囲を超える場合(比較例２)、６００時間に渡るエンジン運転後の清浄性が不十分であり、(Ｂ)成分としてポリブテニル基の数平均分子量が本発明の規定範囲よりも小さい場合(比較例３)、(Ｄ)成分の含有量が本発明の規定範囲よりも小さい場合(比較例４)には、清浄性及び塩基価維持性に劣る。(ｃ２)成分に対する(ｃ１)成分の質量比が本発明の規定範囲外の場合(比較例５)、２００時間経過後には摩耗量が多くなってしまうことが判った。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の内燃機関用潤滑油組成物は、上述した(Ａ)〜(Ｄ)成分を特定割合で含有するので、長期に渡り、塩基価維持性、摩耗防止性及び清浄性に極めて優れ、特にガソリンエンジン用に好ましく用いることができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関用潤滑油組成物に関し、詳しくは長期間に渡り塩基価維持性及び摩耗防止性能に優れ、清浄性を極めて長期間維持できる長寿命内燃機関用潤滑油組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境への配慮から、自動車においては燃費の向上が大きな課題となっている。また、廃棄物処理法の規制が厳しくなって行く中で、エンジンから出るエンジン廃油の処理法についても全世界にて問題となりつつある。
この廃油を減らすためにはエンジン油の長寿命化が有効である。しかし、エンジン油は、エンジンからのブローバイガス中の窒素酸化物ガスにさらされており、特に最近はエンジンの高出力化及びエンジンのコンパクト化に伴うオイルパン容量の減少等のためエンジン油に対しての負担が大きくなっており、特にディーゼルエンジンと比較して窒素酸化物の発生量の多いガソリンエンジンではオイルの劣化が著しい。
一般に、エンジン油の長寿命化の手法としては、酸化安定性に悪影響を与える成分、例えば、芳香族分、硫黄分、塩基性窒素分等を十分除去した精製度の高い鉱油系基油や全合成系基油を使用する事が有効であることが知られている。しかし、このような基油の選択だけでは潤滑油の酸化安定性、摩耗防止性能、さらには清浄性を長期間維持するには限界があり、添加剤の最適配合が切望されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、長期に渡る塩基価維持性、摩耗防止性に優れるだけでなく、清浄性を極めて長期に渡り維持できる内燃機関用潤滑油を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、特定の基油に特定の添加剤を配合した内燃機関用潤滑油組成物が、塩基価維持性(酸化安定性)及び摩耗防止性に優れるだけでなく、長期間に渡り清浄性を維持できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明によれば、粘度指数が１２０以上の鉱油を基油とし、組成物全量基準で、(Ａ)全塩基価が１５０〜２２０ｍｇＫＯＨ／ｇのホウ酸カルシウム過塩基性カルシウムサリシレート(ａ１)及び全塩基価が２８０〜３５０ｍｇＫＯＨ／ｇの炭酸カルシウム過塩基性カルシウムサリシレート(ａ２)をカルシウム元素換算量で０．２３〜０．３質量％と、(Ｂ)数平均分子量１５００〜３０００のポリブテニル基を有するコハク酸イミド及び／又はその誘導体を２〜１５質量％と、(Ｃ)第１級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛(ｃ１)及び第２級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛(ｃ２)をリン元素換算量で０．０７〜０．１質量％と、(Ｄ)フェノール系無灰酸化防止剤及び／又はアミン系無灰酸化防止剤を１．０〜２．０質量％とを含み、
前記(ａ１)成分に対する(ａ２)成分の質量比がカルシウム元素比で０．３〜０．５であり、前記(ｃ２)成分に対する(ｃ１)成分の質量比がリン元素比で０．１〜１であることを特徴とする内燃機関用潤滑油組成物が提供される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関して詳細に説明する。
本発明の内燃機関用潤滑油組成物(以下、本発明の組成物ということがある)における潤滑油基油は、鉱油からなる特定の基油である。
前記鉱油系基油の粘度指数は１２０以上、好ましくは１２５以上である。これにより常温での粘度特性に優れたエンジン油組成物とすることができる。基油の粘度指数が１２０未満である場合、常温での粘度特性を良くするためには、より低粘度の基油を配合する必要があり、その結果、エンジン油の蒸発損失量の増加やエンジン油の粘度上昇が起こる。
【０００６】
前記鉱油系基油の動粘度は、特に制限はないが、１００℃での動粘度の下限値は通常２ｍｍ2／ｓ、好ましくは３ｍｍ2／ｓであり、一方、１００℃での動粘度の上限値は通常８ｍｍ2／ｓ、好ましくは７ｍｍ2／ｓである。基油の１００℃での動粘度が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、また基油の蒸発損失が大きくなる恐れがあり好ましくない。一方、基油の１００℃での動粘度が８ｍｍ2／ｓを越える場合は、流体抵抗が大きくなるため潤滑箇所での摩擦損失が大きくなる恐れがあり好ましくない。
【０００７】
前記鉱油系基油の全芳香族含有量は特に制限はないが、その上限値は、通常１５質量％、好ましくは１０質量％、より好ましくは５質量％とすることができる。基油の全芳香族含有量が１５質量％を越える場合は、本発明の組成物に含まれる各添加剤との相乗効果が得られない恐れがあり、特に塩基価維持性や長期間に渡る清浄性に劣るため好ましくない。一方、前記鉱油系基油の全芳香族含有量の下限値には格別な限定はないが、全芳香族含有量が２質量％未満の場合は、各種添加剤が基油に対し十分な溶解性を示さない場合があるので、全芳香族含有量は２質量％以上であるのが特に好ましい。
なお、本発明でいう全芳香族含有量とは、ASTM D2549に準拠して測定した芳香族留分(aromatic fraction)含有量を意味し、通常、この芳香族留分には、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、アントラセン、フェナントレン、及びこれらのアルキル化物、四環以上のベンゼン環が縮合した化合物、又はピリジン類、キノリン類、フェノール類、ナフトール類等のヘテロ芳香族を有する化合物等が含まれる。
【０００８】
前記鉱油系基油としては、例えば、原油を常圧蒸留及び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、水素化精製、ワックス異性化等の処理を１つ以上行って精製したもの等が挙げられる。特に、水素化分解処理や水素化精製処理あるいはワックス異性化処理が施されたもの等の各種の基油を用いることができる。前記特定の性状を有する鉱油系基油としては、これら各種の基油のうち、前記特定の性状を有するものを選択して用いることもでき、また、これら各種の基油を２種以上混合して前記特定の性状としたものを用いることもできる。前記特定の性状を有する鉱油系基油として２種以上の基油を混合したものを用いる場合、混合物を構成する基油のそれぞれが前記特定の性状を有することは必要ではなく、鉱油系基油の混合物が前記特定の性状を有していればよい。例えば、粘度指数が１２０未満の基油を含む２種以上の基油を混合し、混合物の粘度指数を前記特定の性状の範囲内とした混合物も、本発明の組成物における鉱油系基油として用いることができる。
【０００９】
本発明の組成物は、(Ａ)成分として、ホウ酸カルシウム過塩基性カルシウムサリシレート(以下、(ａ１)成分という。)及び炭酸カルシウム過塩基性カルシウムサリシレート(以下、(ａ２)成分という。)を含む。
【００１０】
前記(ａ１)成分は、中性カルシウムサリシレートをホウ酸カルシウムによって過塩基化することによって得ることができる。前記中性カルシウムサリシレートとは、炭化水素基置換サリチル酸を当量のカルシウム水酸化物やカルシウム酸化物等のカルシウム塩基で中和する方法等により得られる。(ａ１)成分としては、例えば、式(１)で表されるカルシウムサリシレートを過塩基化したものが挙げられる。
【００１１】
【化１】
式(１)中、Ｍはカルシウムを示し、Ｒ5は直鎖または分岐のアルキル基、アルケニル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基などの炭化水素基を示し、特にアルキル基が望ましい。アルキル基の炭素数は通常１２〜３０、好ましくは１４〜１８であり、例えば、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラコシル基、ペンタコシル基、ヘキサコシル基、ヘプタコシル基、オクタコシル基、ノナコシル基、トリアコンチル基などが挙げられ、これらは直鎖でも分岐でもよい。なお、サリチル酸にアルキル基を導入する際にα−オレフィンの混合物を原料とすることができるが、この場合、カルシウムサリシレートとしては、異なる構造のアルキル基を有するカルシウムサリシレートの混合物が得られ、このような混合物は単離して又は混合物のまま(ａ１)成分の調製に用いることができる。
【００１３】
(ａ１)成分の全塩基価の下限値は、１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは１６０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、一方、その上限値は、２２０ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは２１０ｍｇＫＯＨ／ｇ、さらに好ましくは２００ｍｇＫＯＨ／ｇである。(ａ１)成分の全塩基価の下限値が上記未満の場合、酸中和性に劣り、一方その上限値が上記を超える場合、清浄性に劣るため、それぞれ好ましくない。
【００１４】
前記(ａ２)成分は、前記(ａ１)成分で説明した中性カルシウムサリシレートを炭酸カルシウムで過塩基化したものである。
(ａ２)成分の全塩基価の下限値は２８０ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは２９０ｍｇＫＯＨ／ｇ、さらに好ましくは３００ｍｇＫＯＨ／ｇであり、一方その上限値は３５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは３４０ｍｇＫＯＨ／ｇである。(ａ２)成分の全塩基価の下限値が上記未満の場合、塩基価維持性に劣り、一方その上限値が上記を超える場合、貯蔵安定性に劣るため、それぞれ好ましくない。
なお、上述の全塩基価とは、JIS K 2501−1992「石油製品及び潤滑油−中和価試験方法」の「７．電位差滴定法」に準拠して測定される、いわゆる過塩素酸法による全塩基価を意味する。
【００１５】
本発明の組成物において、清浄性を長期に渡り維持するために、前記(ａ１)成分に対する(ａ２)成分の質量比は、カルシウム元素比で０．３〜０．５、好ましくは０．３〜０．４である。(ａ１)成分に対する(ａ２)成分のカルシウム元素比が０．３未満の場合、塩基価維持性に劣り、一方、当該カルシウム元素比が０．５を上回る場合、塩基価維持性に優れるものの清浄性を長期間維持しにくい。
【００１６】
本発明の組成物において、前記(ａ１)成分及び(ａ２)成分からなる(Ａ)成分の含有割合は、組成物全量基準で、カルシウム元素換算量で０．２３〜０．３０質量％であり、好ましくは０．２５〜０．２９質量％である。(Ａ)成分の含有割合が０．２３質量％未満の場合、長期に渡る清浄性や、塩基価維持性が得られず、一方、０．３０質量％を超える場合、エンジン内部に灰分が蓄積して清浄性を悪化させ、また、排ガス浄化装置への悪影響が懸念される。
【００１７】
本発明の組成物は、(Ｂ)成分として、数平均分子量１５００〜３０００のポリブテニル基を有するコハク酸イミド及び／又はその誘導体を含む。該(Ｂ)成分としては、例えば、式(２)又は(３)で表されるポリブテニルコハク酸イミド等が挙げられる。
【００１８】
【化２】
式(２)又は(３)におけるＰＩＢは、ポリブテニル基を示し、高純度イソブテン、あるいは１−ブテンとイソブテンとの混合物をフッ化ホウ素系触媒又は塩化アルミニウム系触媒で重合させて調製したポリブテンから得られる。また、スラッジ抑制効果に優れる点からｎは通常２〜５の整数、好ましくは３〜４の整数である。また、該ポリブテンは、製造過程の触媒に起因し、残留する微量のフッ素分や塩素分を、吸着法や十分な水洗等の適切な方法により十分除去されたものも好ましく使用することができる。これらフッ素や塩素等のハロゲン元素の含有量としては、通常５０質量ｐｐｍ以下、より好ましくは１０質量ｐｐｍ以下、更に好ましくは５質量ｐｐｍ以下、特に好ましくは１質量ｐｐｍ以下である。
【００２０】
式(２)又は(３)で示されるコハク酸イミドの製造法は特に制限されず、例えば、上記ポリブテンを塩素化したもの、好ましくは塩素やフッ素が充分除去されたポリブテンを、無水マレイン酸と１００〜２００℃で反応させてポリブテニルコハク酸を得、次いで、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン等のポリアミンと反応させる方法等により得ることができる。なお、ビスコハク酸イミドを製造する場合は、該ポリブテニルコハク酸を、ポリアミンの２倍量(モル比)反応させれば良く、モノコハク酸イミドを製造する場合は、該ポリブテニルコハク酸とポリアミンとを等量(モル比)で反応させれば良い。
これらの中では、スラッジ分散性に優れる点から、ビスタイプのポリブテニルコハク酸イミドが好ましい。
【００２１】
(Ｂ)成分において、ポリブテニル基を有するコハク酸イミドの誘導体としては、上記式(２)又は(３)で表される化合物に、例えば、炭素数１〜３０のモノカルボン酸(脂肪酸等)；シュウ酸、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の炭素数２〜３０のポリカルボン酸；ホウ素化合物等を作用させて、残存するアミノ基及び／又はイミノ基の一部又は全部を中和したり、アミド化した、いわゆる酸変性化合物を挙げることができる。
【００２２】
前記式(２)又は(３)で表される化合物に作用させるホウ素化合物としては、ホウ酸、ホウ酸塩、ホウ酸エステル類等が挙げられる。ホウ酸としては、例えば、オルトホウ酸、メタホウ酸、テトラホウ酸等が挙げられる。ホウ酸塩としては、例えば、ホウ酸の、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩又はアンモニウム塩等が挙げられ、より具体的には例えば、メタホウ酸リチウム、四ホウ酸リチウム、五ホウ酸リチウム、過ホウ酸リチウム等のホウ酸リチウム；メタホウ酸ナトリウム、二ホウ酸ナトリウム、四ホウ酸ナトリウム、五ホウ酸ナトリウム、六ホウ酸ナトリウム、八ホウ酸ナトリウム等のホウ酸ナトリウム；メタホウ酸カリウム、四ホウ酸カリウム、五ホウ酸カリウム、六ホウ酸カリウム、八ホウ酸カリウム等のホウ酸カリウム；メタホウ酸カルシウム、二ホウ酸カルシウム、四ホウ酸三カルシウム、四ホウ酸五カルシウム、六ホウ酸カルシウム等のホウ酸カルシウム；メタホウ酸マグネシウム、二ホウ酸マグネシウム、四ホウ酸三マグネシウム、四ホウ酸五マグネシウム、六ホウ酸マグネシウム等のホウ酸マグネシウム；メタホウ酸アンモニウム、四ホウ酸アンモニウム、五ホウ酸アンモニウム、八ホウ酸アンモニウム等のホウ酸アンモニウム等が挙げられる。また、ホウ酸エステルとしては、ホウ酸と好ましくは炭素数１〜６のアルキルアルコールとのエステル等が挙げられ、より具体的には例えば、ホウ酸モノメチル、ホウ酸ジメチル、ホウ酸トリメチル、ホウ酸モノエチル、ホウ酸ジエチル、ホウ酸トリエチル、ホウ酸モノプロピル、ホウ酸ジプロピル、ホウ酸トリプロピル、ホウ酸モノブチル、ホウ酸ジブチル、ホウ酸トリブチル等が挙げられる。
【００２３】
前記(Ｂ)成分において、ポリブテニル基の数平均分子量が１５００未満では、スラッジの分散性及び酸化安定性に劣るため、本願発明のような長寿命化効果が得られないと考えられる。一方、ポリブテニル基の数平均分子量が３０００を超えると、低温粘度特性の悪化が懸念される。
【００２４】
本発明の組成物において(Ｂ)成分の含有割合は、組成物全量基準で、その下限値は２質量％、好ましくは２．５質量％であり、一方、その上限値は１５質量％、好ましくは１０質量％である。(Ｂ)成分の含有割合が２重量％未満の場合は、十分な清浄性効果が発揮できず、一方、１５質量％を超える場合は、低燃費性、低温粘度特性の悪化及び抗乳化性が悪化する。
【００２５】
本発明の組成物は、(Ｃ)成分として、第１級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛(以下、(ｃ１)成分という)及び第２級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛(以下、(ｃ２)成分という)を含む。
(Ｃ)成分としては、式(４)で表される化合物の中から選ばれる１種のジアルキルジチオリン酸亜鉛又は２種類以上のジアルキルジチオリン酸亜鉛混合物が挙げられる。
【００２６】
【化３】
前記(ｃ１)成分は、上記式(４)において、Ｒ1〜Ｒ4がそれぞれ個別に、炭素数２〜１８、好ましくは炭素数３〜１０の第１級アルキル基を示す場合の化合物である。
(ｃ１)成分において、前記式(４)中の炭素数２〜１８の第１級アルキル基は、Ｒ5−ＣＨ2−で表すことができ、Ｒ5は炭素数１〜１７、好ましくは炭素数２〜９の直鎖又は分枝アルキル基を示す。具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基等のアルキル基(アルキル基は直鎖状でも分枝状でも良い)が挙げられる。
【００２８】
また、前記(ｃ２)成分は、上記(４)において、Ｒ1〜Ｒ4がそれぞれ個別に、炭素数２〜１８、好ましくは炭素数４〜１２の第２級アルキル基を示す場合の化合物である。
(ｃ２)成分において、前記式(４)中の炭素数２〜１８の第２級アルキル基は、式(５)で表される。
【化４】
式(５)において、Ｒ6及びＲ7はそれぞれ個別に、炭素数１〜１６、好ましくは炭素数１〜８であり、かつＲ6とＲ7の合計炭素数が２〜１７、好ましくは２〜９である直鎖又は分枝アルキル基を示す。Ｒ6及びＲ7としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基等のアルキル基(アルキル基は直鎖状でも分枝状でも良い)が挙げられる。
【００３０】
本発明の組成物において、前記(ｃ２)成分に対する前記(ｃ１)成分の質量比は、リン元素比で０．１〜１であり、好ましくは０．１〜０．５である。(ｃ２)成分に対する(ｃ１)成分の質量比がリン元素比で１を超えると摩耗防止性を長期に渡り維持することができない。
また、本発明の組成物において(Ｃ)成分の含有割合は、組成物全量基準で、リン元素換算量で０．０７〜０．１質量％、好ましくは０．０８〜０．０９９質量％である。(Ｃ)成分の含有割合が０．０７質量％未満の場合、摩耗防止性能の悪化が懸念され、一方、０．１質量％を超える場合、三元触媒のリンによる被毒を加速し排気ガスに悪影響がでる恐れがある。
【００３１】
本発明の組成物は、(Ｄ)成分としてフェノール系無灰酸化防止剤及び／又はアミン系無灰酸化防止剤を含む。
前記(Ｄ)成分としてのフェノール系無灰酸化防止剤としては、例えば、４，４’−メチレンビス(２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール)、４，４’−ビス(２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール)、４，４’−ビス(２−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール)、２，２’−メチレンビス(４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール)、２，２’−メチレンビス(４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール)、４，４’−ブチリデンビス(３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール)、４，４’−イソプロピリデンビス(２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール)、２，２’−メチレンビス(４−メチル−６−ノニルフェノール)、２，２’−イソブチリデンビス(４，６−ジメチルフェノール)、２，２’−メチレンビス(４−メチル−６−シクロヘキシルフェノール)、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−エチルフェノール、２，４−ジメチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−α−ジメチルアミノ−ｐ−クレゾール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４(Ｎ，Ｎ’−ジメチルアミノメチルフェノール)、４，４’−チオビス(２−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール)、４，４’−チオビス(３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール)、２，２’−チオビス(４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール)、ビス(３−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔｅｒｔ−ブチルベンジル)スルフィド、ビス(３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル)スルフィド、２，２’−チオ−ジエチレンビス［３−(３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル)プロピオネート］、オクチル−３−(３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、トリデシル−３−(３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ペンタエリスリチル−テトラキス［３−(３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル)プロピオネート］、オクタデシル−３−(３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル)プロピオネート又はこれらの混合物等が挙げられる。また、これらの中でも分子量が２４０以上のフェノール系化合物は、分解温度が高く、より高温条件においてもその効果が発揮されるため、本発明の組成物により好ましく用いられる。
【００３２】
前記(Ｄ)成分としてのアミン系無灰酸化防止剤としては、例えば、フェニル−α−ナフチルアミン、アルキルフェニル−α−ナフチルアミン、ジアルキルジフェニルアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン又はこれらの混合物等が挙げられる。ここでアルキル基としては、炭素数１〜２０の直鎖又は分岐のアルキル基が挙げられる。
【００３３】
本発明の組成物において(Ｄ)成分の含有割合は、組成物全量基準で１．０〜２．０質量％、好ましくは１．２〜２．０質量％である。(Ｄ)成分の含有割合が１．０質量％未満の場合、塩基価維持性、摩耗防止性及び清浄性を長期に渡って発揮させることができず、一方、２．０質量％を超える場合は、組成物の貯蔵安定性が悪化する。
【００３４】
本発明の組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、また、さらにその性能や他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、(Ａ)成分以外の金属系清浄剤、(Ｂ)成分以外の無灰分散剤、(Ｃ)成分以外の摩耗防止剤、(Ｄ)成分以外の酸化防止剤、粘度指数向上剤、腐食防止剤、防錆剤、抗乳化剤、金属不活性化剤、消泡剤、着色剤等が挙げられる。
【００３５】
前記(Ａ)成分以外の金属系清浄剤としては、例えば、アルカリ土類金属スルホネート、アルカリ土類金属フェネート、(Ａ)成分以外のアルカリ土類金属サリシレート等が挙げられる。
前記(Ｂ)成分以外の無灰分散剤としては、例えば、数平均分子量１５００〜３０００以外のポリブテニル基を有するコハク酸イミド及びその誘導体、炭素数４０〜４００のアルキル基又はアルケニル基を有するベンジルアミン若しくはポリアミン並びにこれらの誘導体等が挙げられる。これらの誘導体としては、上記コハク酸イミドやベンジルアミン、ポリアミン等に前述のようなホウ素含有化合物、前述のような炭素数１〜３０の有機酸等を作用させたものが挙げられる。
前記(Ｃ)成分以外の摩耗防止剤としては、例えば、リン酸エステル、亜リン酸エステル及びこれらのアミン塩、ジアリールジチオリン酸亜鉛、ジアルキルリン酸亜鉛、ジアルキルジチオリン酸モリブデン等のリン系化合物、ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン、ジスルフィド類、硫化オレフィン類、硫化油脂類等の硫黄系化合物及びこれらの任意混合物等が挙げられる。
前記(Ｄ)成分以外の酸化防止剤としては、例えば、アルキルジチオカルバミン酸エステル等が挙げられる。
【００３６】
前記粘度指数向上剤としては、例えば、ポリメタクリレート、エチレン−プロピレン共重合体等が挙げられる。
前記腐食防止剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系、トリルトリアゾール系、チアジアゾール系、イミダゾール系化合物等が挙げられる。
前記防錆剤としては、例えば、多価アルコールエステル、石油スルホネート、アルキルベンゼンスルホネート、ジノニルナフタレンスルホネート、アルケニルコハク酸エステル、多価アルコールエステル等が挙げられる。
前記抗乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルナフチルエーテル等のポリアルキレングリコール系非イオン系界面活性剤等が挙げられる。
前記金属不活性化剤としては、例えば、イミダゾリン、ピリミジン誘導体、アルキルチアジアゾール、メルカプトベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール又はその誘導体、１，３，４−チアジアゾールポリスルフィド、１，３，４−チアジアゾリル−２，５−ビスジアルキルジチオカーバメート、２−(アルキルジチオ)ベンゾイミダゾール、β−(ｏ−カルボキシベンジルチオ)プロピオンニトリル等が挙げられる。
前記消泡剤としては、例えば、シリコーン、フルオロシリコーン、フルオロアルキルエーテル等が挙げられる。
【００３７】
本発明の組成物に前記添加剤を含有させる場合の含有割合は、組成物全量基準で、(Ａ)成分以外の金属系清浄剤、(Ｂ)成分以外の無灰分散剤、(Ｃ)成分以外の摩耗防止剤、(Ｄ)成分以外の酸化防止剤、腐食防止剤、防錆剤、抗乳化剤の場合、それぞれ０．０１〜５質量％が好ましく、金属不活性化剤の場合０．００５〜１質量％が好ましく、消泡剤の場合０．０００５〜１質量％が好ましい。
【００３８】
本発明の組成物は、上記各成分及び必要により添加剤を適宜混合する方法等により得ることができる。
【００３９】
【実施例】
以下、本発明の内容を実施例及び比較例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。また、実施例及び比較例に用いた内燃機関用潤滑油の性能は、以下に示す性能評価試験により評価した。
(１)清浄性試験
JASO M331−91に規定された清浄性試験法に準拠し、Ｖ型６気筒の２０００ｃｃエンジンにて、中低速走行モードで運転を行い、通常の２倍である６００時間後のロッカーカバーのスラッジ評点、ワニス評点を評価した。ロッカーカバースラッジが８．７以上、平均スラッジ評点が９．２以上、ワニス評点が８．５以上の場合、清浄性に極めて優れると判定される。
また、５０時間毎に使用油の全塩基価(塩酸法)を評価し、全塩基価が０ｍｇＫＯＨ／ｇとなった時間を評価した。２００時間経過時点においても全塩基価が残存している場合、塩基価維持性に極めて優れると判定される。
(２)動弁系摩耗試験
JASO M328−95に規定された動弁系摩耗試験法に準拠し、直列４気筒の２４００ｃｃエンジンにて、通常の２倍である２００時間経過後のカムシャフトノーズ部の摩耗量を評価した。摩耗量が１０μｍ以下の場合、摩耗防止性に極めて優れると判定される。
【００４０】
実施例１及び比較例１〜５
表１に示す各成分を用いて常法により内燃機関用潤滑油を調製し、上記エンジンの性能評価試験を行なった。各潤滑油の組成及び評価結果を表１に示す。なお、比較例１〜５は、本発明の要件を満たさない組成の潤滑油である。
【００４１】
【表１】
表１より、実施例１の本発明にかかる内燃機関用潤滑油組成物は長期に渡り塩基価維持性、摩耗防止性能及び清浄性に極めて優れている。一方、(ａ１)成分と(ａ２)成分の質量比が本発明の規定範囲に満たない場合(比較例１)、塩基価維持性に劣り、(ａ１)成分と(ａ２)成分の質量比が本発明の規定範囲を超える場合(比較例２)、６００時間に渡るエンジン運転後の清浄性が不十分であり、(Ｂ)成分としてポリブテニル基の数平均分子量が本発明の規定範囲よりも小さい場合(比較例３)、(Ｄ)成分の含有量が本発明の規定範囲よりも小さい場合(比較例４)には、清浄性及び塩基価維持性に劣る。(ｃ２)成分に対する(ｃ１)成分の質量比が本発明の規定範囲外の場合(比較例５)、２００時間経過後には摩耗量が多くなってしまうことが判った。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の内燃機関用潤滑油組成物は、上述した(Ａ)〜(Ｄ)成分を特定割合で含有するので、長期に渡り、塩基価維持性、摩耗防止性及び清浄性に極めて優れ、特にガソリンエンジン用に好ましく用いることができる。
Claims (2)
- 粘度指数が１２０以上の鉱油を基油とし、組成物全量基準で、
(Ａ)全塩基価が１５０〜２２０ｍｇＫＯＨ／ｇのホウ酸カルシウム過塩基性カルシウムサリシレート(ａ１)及び全塩基価が２８０〜３５０ｍｇＫＯＨ／ｇの炭酸カルシウム過塩基性カルシウムサリシレート(ａ２)をカルシウム元素換算量で０．２３〜０．３質量％と、
(Ｂ)数平均分子量１５００〜３０００のポリブテニル基を有するコハク酸イミド及び／又はその誘導体を２〜１５質量％と、
(Ｃ)第１級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛(ｃ１)及び第２級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛(ｃ２)をリン元素換算量で０．０７〜０．１質量％と、
(Ｄ)フェノール系無灰酸化防止剤及び／又はアミン系無灰酸化防止剤を１．０〜２．０質量％とを含み、
前記(ａ１)成分に対する(ａ２)成分の質量比がカルシウム元素比で０．３〜０．５であり、前記(ｃ２)成分に対する(ｃ１)成分の質量比がリン元素比で０．１〜１であることを特徴とする内燃機関用潤滑油組成物。 - 前記組成物がガソリンエンジン用であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用潤滑油組成物。
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