JP5065045B2 - 潤滑油組成物 - Google Patents
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Description
高性能基油原料及び新しい添加剤を利用して潤滑油を最適化することは、成長する難題(challenge)に対し柔軟な解決策となる。
灰分(有機質)のない摩擦改良剤は、通常、脂肪酸と多価アルコールとのエステル、脂肪酸アミド、脂肪酸から誘導したアミン、及び有機ジチオカルバメート化合物又は有機ジチオホスフェート化合物を含有する。
WO−A−99/50377は潤滑油組成物を開示し、組成物中に3核モリブデン化合物を油溶性ジチオカルバメートと併用することにより、燃料経済性が大幅に向上すると述べている。
US−B1−6562765は潤滑油組成物を開示し、オキシモリブデン窒素分散剤錯体とジチオカルバミン酸オキシモリブデンとの相乗性により予想外に低い摩擦係数が得られると述べている。
WO−A−92/02602は、無灰分摩擦改良剤のブレンドを含む内燃機関用の潤滑油組成物を開示し、このブレンドは燃料経済性に相乗効果を示すと述べている。
US−A−5286394は、減摩性潤滑油組成物及び内燃機関の燃料消費低減法を開示している。
例えばモリブデン摩擦改良剤は、境界体制(boundary regime)では無灰分摩擦改良剤よりも優れ、単に無灰分摩擦改良剤を用いて同様な摩擦改良レベルに近づくためには難題がある。
したがって、既知の無灰分摩擦改良剤の性能及び無灰分摩擦改良剤の既知組合わせの性能について更に改良すること、特に当該技術分野で普通に使用されている、ポリオールエステル摩擦改良剤及び脂肪酸アミドとポリオールエステルとの無灰分摩擦改良剤の組合わせ(例えば、オレイルアミドとモノオレイン酸グリセロールとの組合わせ)の摩擦低下性能について更に改良することが望ましい。
本発明に都合良く使用できるエーテル化合物は、式(I):
(但し、R1、R2及びR3は、各々独立に、水素;炭素原子数10〜30、好ましくは16〜22のアルキル基;及び炭素原子数10〜30、好ましくは16〜22の不飽和炭化水素基から選ばれる)
の化合物である。
他の好ましいエーテル化合物は、R1及びR2が炭素原子数10〜30、更に好ましくは16〜22のアルキル又は不飽和炭化水素基で、R3が水素である化合物である。
好ましいエーテル化合物としては、R1、R2及びR3が、各々独立に、炭素原子数10〜30、更に好ましくは16〜22のアルキル又は不飽和炭化水素基から選ばれる化合物も挙げられる。
本発明に都合良く使用できるエーテル化合物の例としては、グリセリンオレイルモノエーテル、グリセリンオレイルジエーテル、グリセリンオレイルトリエーテル、グリセリンステアリルモノエーテル、グリセリンステアリルジエーテル、グリセリンステアリルトリエーテル及びそれらの混合物が挙げられる。
本発明の実施態様では1種以上のエーテル化合物は、潤滑油組成物の全重量に対し0.1〜5重量%、更に好ましくは0.5〜4重量%、最も好ましくは1〜1.5重量%の範囲で存在する。
好ましい実施態様では本発明の潤滑油組成物は、更に1種以上のニトリル化合物を含有する。
炭素原子数が好ましくは8〜24、更に好ましくは10〜22、最も好ましくは10〜18のニトリル化合物が好ましい。
本発明に都合良く使用できるニトリル化合物の例としては、ヤシ油脂肪酸ニトリル、オレイルニトリル、デカンニトリル及び牛脂ニトリルが挙げられる。
本発明で使用される基油については、特に制限はなく、従来公知の各種の鉱油及び合成油が都合良く使用できる。
鉱油としては、液体石油、及び水素化仕上げ処理及び/又は脱蝋により更に精製可能なパラフィン系、ナフテン系又はパラフィン/ナフテン混合系の溶剤処理又は酸処理済み潤滑鉱油が挙げられる。
フィッシャー・トロプシュ誘導基油は、本発明の潤滑油組成物の基油として都合良く使用でき、例えばEP−A−776959、EP−A−668342、WO−A−97/21788、WO−00/15736、WO−00/14188、WO−00/14187、WO−00/14183、WO−00/14179、WO−00/08115、WO−99/41332、EP−1029029、WO−01/18156及びWO−01/57166に開示されている。
合成油としては、オレフィンオリゴマー(PAO)、二塩基酸エステル、ポリオールエステル及び脱蝋済み蝋状ラフィネートのような炭化水素油が挙げられる。Royal Dutch/Shellグループから商品名“XHVI”で販売されている合成炭化水素基油が都合良く使用できる。
基油は、ASTM D2622、ASTM D4294、ASTM D4927又はASTM D3120で測定し、元素状硫黄として計算して、硫黄を1.0重量%未満、好ましくは0.1重量%未満含有することが好ましい。
基油の100℃での動粘度は、好ましくは2〜80mm2/s、更に好ましくは3〜70mm2/s、最も好ましくは4〜50mm2/sの範囲である。
本発明潤滑油組成物の硫酸化灰分含有量は、潤滑油組成物の全重量に対し、好ましくは1.0重量%以下、更に好ましくは0.75重量%以下、最も好ましくは0.7重量%以下である。
本発明の潤滑油組成物は、酸化防止剤、耐摩耗剤、洗浄剤、分散剤、摩擦改良剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、腐食防止剤、消泡剤、及びシール固定剤又はシール適合剤のような追加の添加剤を更に含有してよい。
実施態様では酸化防止剤は、潤滑油組成物の全重量に対し、好ましくは0.1〜5.0重量%、更に好ましくは0.3〜3.0重量%、最も好ましくは0.5〜1.5重量%の範囲の量で存在する。
都合良く使用できるアミン系酸化防止剤としては、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、フェニル−β−ナフチルアミン及びアルキル化α−ナフチルアミンが挙げられる。
好ましい実施態様では潤滑油組成物は、耐摩耗剤として、単独のジチオ燐酸亜鉛又は2種以上のジチオ燐酸亜鉛の組合わせを含有してよい。ジチオ燐酸亜鉛は、ジアルキル−、ジアリール−又はアルキルアリール−ジチオ燐酸亜鉛から選択される。
で都合良く表すことができる。式中、R2〜R5は同一でも異なっていてもよく、各々、炭素原子数が1〜20、好ましくは3〜12の第一アルキル基; 炭素原子数が3〜20、好ましくは3〜12の第二アルキル基;アリール基;又は炭素原子数が1〜20、好ましくは3〜18のアルキル基で置換したアリール基である。
本発明の潤滑油組成物には、追加の又は代わりの耐摩耗剤が都合良く使用できる。
本発明の潤滑油組成物に使用できる通常の洗浄剤としては、1種以上の、サリチレート洗浄剤及び/又はフェノレート洗浄剤及び/又はスルホネート洗浄剤が挙げられる。
更に、低硫黄レベルを維持するには、サリチレート洗浄剤が好ましい。
こうして、好ましい実施態様では本発明の潤滑油組成物は、1種以上のサリチレート洗浄剤を含有してよい。
更にアルケニル琥珀酸又はそのエステル部分のような化合物、ベンゾトリアゾールベースの化合物及びチオジアゾールベースの化合物は、本発明の潤滑油組成物に腐食防止剤として都合良く使用できる。
ポリシロキサン、ジメチルポリシクロヘキサン及びポリアクリレートのような化合物は、本発明の潤滑油組成物に消泡剤として都合良く使用できる。
本発明の潤滑油組成物は、オレイルアミド、1種以上のエーテル化合物、及び任意に1種以上のニトリル化合物及び/又は更に、通常、潤滑油組成物中に存在する例えば前述のような添加剤を、鉱物性及び/又は合成の基油と添加混合して、都合良く製造できる。
本発明は更に、燃料経済性及び/又は摩擦低下を改良するため、オレイルアミド、1種以上のエーテル化合物、及び任意に1種以上のニトリル化合物の組合わせを潤滑油組成物に使用する方法を提供する。
本発明を以下の実施例を参照して説明するが、これらの実施例は本発明の範囲をいかなる方法で限定することも意図しない。
第1表は試験した配合物を示す。
第1表の配合物は、従来の洗浄剤、分散剤、流動点降下剤、酸化防止剤、粘度向上剤及びジチオ燐酸亜鉛添加剤を含み、これらは希釈油中に添加剤包装として存在する。
使用したエーテルは、Asahi Denka Kogyo Co. Ltd.から商品名“ADEKA FM-618C”で得られるグリセリンオレイルエーテルである。
使用したモノオレイン酸グリセロールは、Oleon Chemicals から商品名“RADIASURF 7149”で得られるものである。
使用したC12ニトリルは、Akzo Nobelから商品名“ARNEEL 12”で得られるものである。
第1表に記載の配合物は全て、SAE 0W20粘度グレード油である。
前記配合物は、全成分を一段ブレンド法に従って70℃の温度でブレンドして製造した。加熱は、確実に充分混合するため最少30分間維持しながら、かい型撹拌機を用いて混合した。
1:TBNが165mg.KOH/g及び280mg.KOH/gのサリチル酸カルシウム洗浄剤、分散剤、流動点降下剤、アミン系及びフェノール系酸化防止剤、粘度向上剤、ジチオ燐酸亜鉛添加剤及び希釈油を含む従来の添加剤包装。
PCS設備製の小型牽引機で摩擦測定を行なった。
MTM試験は、2002年1月Tribologyでの第13回国際コロキュームにおいて提出されたR. I. Taylor, E. Nagatomi, N. R. Horswill, D. M. Jamesによる“A screener test for the fuel economy potential of engine lubricants(エンジン潤滑油の燃料経済的可能性についてのスクリナー試験)”に記載されている。
ボール試験片は、直径19.05mmの研磨済みスチールボールベアリングである。円板試験片は、直径46mm、厚さ6mmの研磨済みベアリングスチール円板である。
試験は、下記結果表に詳述するように、1.25GPa(71Nの負荷)又は0.82GPa(20Nの負荷)の圧力下、可変温度及び可変平均表面速度で行なった。
第1表に示す配合物について前記試験を行なった。得られた結果を以下に詳述する。
高負荷/高温条件下での試験
実施例1、2及び比較例1〜3の配合物について高負荷(1.25GPa)及び高温(105℃、125℃)条件下及び各種速度(1000mm/s、500mm/s、100mm/s、50mm/s)でMTM試験を行なった。
摩擦係数を測定し、第2表に示す。
2:比較例1の配合物について測定した相対平均摩擦係数。
3:比較例1の配合物について測定した相対平均摩擦係数。
オレイルアミドの添加時のエーテルの摩擦低下の向上は、使用条件に依存して3〜7%の範囲である。
第4表の結果を図1にグラフで表す。図1から明らかなように、比較例2、3の結果からはオレイルアミドにエーテルと併用すると、比較例2よりも摩擦低下が悪化することが予想されるが、実施例1、2は、このような組合わせを用いると、意外にも摩擦低下性能の劣化がないばかりでなく、このような組合わせを用いることにより、更に摩擦低下性能が向上する。
実施例1、3及び比較例1、4の配合物について低負荷(0.82GPa)及び低温(105℃、70℃、45℃)条件下及び各種速度(500mm/s、100mm/s、50mm/s、10mm/s)でMTM試験を行なった。
摩擦係数を測定し、第5表に示す。
4:比較例1の配合物について測定した相対平均摩擦係数。
5:比較例1の配合物について測定した相対平均摩擦係数。
第6、7表から明らかなように、実施例3のオレイルアミド/エーテル/ニトリル組合わせは、低負荷条件下で相乗的摩擦低下を示す。
Claims (9)
- 基油、オレイルアミド及び1種以上のエーテル化合物を含む潤滑油組成物であって、前記1種以上のエーテル化合物が式I:
の化合物である前記潤滑油組成物。 - 前記1種以上のエーテル化合物が式I:
の化合物である請求項1に記載の潤滑油組成物。 - 1種以上のエーテル化合物が、グリセリンオレイルモノエーテル、グリセリンオレイルジエーテル、グリセリンオレイルトリエーテル、グリセリンステアリルモノエーテル、グリセリンステアリルジエーテル、グリセリンステアリルトリエーテルから選ばれる請求項1又は2に記載の潤滑油組成物。
- 1種以上のエーテル化合物が、潤滑油組成物の全重量に対し0.1〜5重量%の範囲で存在する請求項1〜3のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- オレイルアミドが、潤滑油組成物の全重量に対し0.05〜0.5重量%の範囲で存在する請求項1〜4のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 前記組成物が更に1種以上のニトリル化合物を含有する請求項1〜5のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 1種以上のニトリル化合物が、潤滑油組成物の全重量に対し0.1〜0.8重量%の範囲で存在する請求項6に記載の潤滑油組成物。
- 1種以上のニトリル化合物が、ヤシ油脂肪酸ニトリル、オレイルニトリル、デカンニトリル、及び牛脂ニトリルから選ばれる請求項6又は7に記載の潤滑油組成物。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の潤滑油組成物を内燃機関に適用することを特徴とする内燃機関の潤滑方法。
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