JP5475317B2 - 潤滑油組成物及び低硫黄舶用重質燃料油での使用方法 - Google Patents
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Description
潤滑油組成物は、任意の好適な石鹸分、例えば低い石鹸分でも、中位の石鹸分でもあるいは高い石鹸分でも含有することができる。一態様では、例えば潤滑油組成物は中石鹸分または高石鹸分を含んでいる。別の態様では潤滑油組成物は、低石鹸分または中石鹸分を含んでいる。別の態様では潤滑油組成物は低石鹸分を含んでいる。別の態様では潤滑油組成物は中石鹸分を含んでいる。また別の態様では潤滑油組成物は高石鹸分を含んでいる。
本発明の潤滑油組成物は、任意の好適な潤滑粘度の油、例えば米国石油協会(API)公報1509、第14版、1996年12月(すなわち、客車用モーター油及びディーゼルエンジン油のためのAPI基油互換性ガイドライン)で規定された、石油から誘導された如何なる潤滑粘度の基油でも含有することができ、その内容も全て参照内容として本明細書の記載とする。好ましい一態様では潤滑粘度の油は、I種基油、II種基油、III種基油、IV種基油、V種基油またはそれらの組合せ又は混合物である。これに関して油は、分子量や粘度の異なる二種以上の基油の如何なるブレンドであってもよく、ブレンドを任意の好適な方法で処理して、トランクピストン・エンジンに使用するのに適した性状(例えば、前述した粘度値およびTBN値)を有する基油を生成させることができる。I種、II種及びIII種基油は鉱油であり、各々特定の範囲の飽和度、硫黄分および粘度指数値を有する。IV種基油はポリアルファオレフィン類(PAO)である。V種基油には、I種、II種、III種又はIV種に含まれなかったその他全ての基油が含まれる。下記第1表に、I種、II種、III種、IV種及びV種基油の飽和度レベル、硫黄レベルおよび粘度指数を記載する。
─────────────────────────────────────
種 飽和度(ASTM 硫黄分(ASTM 粘度指数(ASTM D
D2007で決定) D2270で決定) 4294、ASTM D 4297又はASTM
D3120で決定)
─────────────────────────────────────
I 飽和度90%未満 硫黄0.03%以上 80以上、120未満
II 飽和度90%以上 硫黄0.03%以下 80以上、120未満
III 飽和度90%以上 硫黄0.03%以下 120以上
IV ポリアルファオレフィン類(PAO)として規定
V I、II、III又はIV種に含まれないその他全ての基材油
─────────────────────────────────────
潤滑油組成物は、一種以上(例えば二種以上、三種以上、又は四種以上でも)の任意の好適な清浄剤、例えば任意の好適なカルボキシレート含有清浄剤を含有することができる。好ましい一態様では一種以上の清浄剤は、過塩基性カルボキシレート含有清浄剤、例えば過塩基性金属カルボキシレート含有清浄剤またはその組合せ又は混合物からなる。過塩基性清浄剤は、塩基原料(例えば石灰)や酸性過塩基化化合物(例えば二酸化炭素)の添加などの方法によって、添加剤のTBNが高くされた任意の清浄剤であってよい。
(a)例えば米国特許出願公開第2004/0235686号明細書の実施例1に記載されている方法に従って製造された、多重界面活性で未硫化、非炭酸化、非過塩基性のカルボキシレート含有添加剤、ただし、その内容も全て参照内容として本明細書の記載とする、および/または
(b)例えば米国特許出願公開第2007/0027043号明細書の実施例1に記載されている方法に従って製造された、過塩基性カルシウムアルキルヒドロキシベンゾエート、ただし、その内容も全て参照内容として本明細書の記載とする。
また、潤滑油組成物は、任意の好適な分散剤(「分散添加剤」)または複数の分散剤の混合物を含有していてもよい。一態様では、分散剤は、無灰分散剤であり、例えば、アルケニル又はアルキルコハク酸イミドまたはその誘導体、例えばポリアルキレンコハク酸イミド(好ましくは、ポリイソブテンコハク酸イミド)を含む無灰分散剤である。別の態様では、分散剤は、アルカリ金属又は混合アルカリ金属、アルカリ土類金属のホウ酸塩、水和アルカリ金属ホウ酸塩の分散物、アルカリ土類金属ホウ酸塩の分散物、ポリアミド無灰分散剤、ベンジルアミン、マンニッヒ型分散剤、リン含有分散剤、またはそれらの組合せ又は混合物である。これら及び他の好適な分散剤については、モーティア(Mortier)、外著、「潤滑剤の化学と技術(Chemistry and Technology of Lubricants)」、第2版、ロンドン、スプリンガー(Springer)、第3章、p.86−90(1996年)、およびレスリー・R.ルドニック(Leslie R.Rudnick)著、「潤滑油添加剤:化学と用途(Luburicant Additives: Chemistry and Applications)」、ニューヨーク、マーセル・デッカー(Marcel Dekker)、第5章、p.137−170(2003年)に記載されていて、それら両方とも全て参照内容として本明細書の記載とする。好ましい態様では分散剤はコハク酸イミドまたはその誘導体である。別の態様では分散剤は、ポリブテニルコハク酸無水物とポリアミンの反応により得られたコハク酸イミドまたはその誘導体である。別の態様では、分散剤は、ポリブテニルコハク酸無水物とポリアミンの反応により得られたコハク酸イミドまたはその誘導体であり、ポリブテニルコハク酸無水物は、ポリブテンと無水マレイン酸から(例えば、塩素も塩素原子含有化合物も用いない熱反応法により)生成させる。別の好ましい態様では、分散剤は、ポリイソブテニルコハク酸無水物(PIBSA)と一種以上のアルキレンポリアミンとの縮合反応の、コハク酸イミド反応生成物である。この態様のPIBSAは、高メチルビニリデンポリイソブテン(PIB)と無水マレイン酸の熱反応生成物であってよい。別の好ましい態様では、分散剤は、数平均分子量(Mn)が約500−3000、例えば約600−2800、約700−2700、約800−2600、約900−2500、約1000−2400、約1100−2300、約1200−2200、約1300−2100、又は約1400−2000のPIBから誘導された、主にビスコハク酸イミド反応生成物である。別の好ましい態様では、分散剤は、Mnが少なくとも約600、少なくとも約800、少なくとも約1000、少なくとも約1100、少なくとも約1200、少なくとも約1300、少なくとも約1400、少なくとも約1500、少なくとも約1600、少なくとも約1700、少なくとも約1800、少なくとも約1900、少なくとも約2000、少なくとも約2100、少なくとも約2200、少なくとも約2300、少なくとも約2400、少なくとも約2500、少なくとも約2600、少なくとも約2700、少なくとも約2800、少なくとも約2900、少なくとも約3000のPIBから誘導された、主にビスコハク酸イミド反応生成物である。好ましい一態様では、例えば分散剤は、Mn1000のPIBから誘導された主にビスコハク酸イミド反応生成物であり、別の好ましい態様ではそのコハク酸イミドをその後ホウ酸化して、コハク酸イミド中のホウ素濃度を約0.1−3質量%(例えば約1−2質量%、例えば1.2質量%)にする。別の好ましい態様では、分散剤は、Mn1300のPIBから誘導された主にビスコハク酸イミド反応生成物であり、別の好ましい態様では、そのコハク酸イミドをその後ホウ酸化して、コハク酸イミド中のホウ素濃度を約0.1−3質量%(例えば約1−2質量%、例えば1.2質量%)にする。別の好ましい態様では、分散剤は、Mn2300のPIBから誘導された主にビスコハク酸イミド反応生成物であり、別の好ましい態様では、そのコハク酸イミドをその後エチレンカーボネートと反応させる。
本発明の潤滑油組成物は任意に、潤滑油組成物の任意の所望の特性を付与したり改善することができる、一種以上の任意の好適な追加の調整剤及び/又は添加剤(以下、「添加剤」と呼ぶ)を含有している。好適な添加剤は、モーティア、外著、「潤滑剤の化学と技術」、第2版、ロンドン、スプリンガー(1996年)、およびレスリー・R.ルドニック著、「潤滑油添加剤:化学と用途」、ニューヨーク、マーセル・デッカー(2003年)に記載されていて、それら両方とも参照内容として本明細書の記載とする。態様によっては潤滑油組成物は更に、酸化防止剤、耐摩耗性添加剤、さび止め添加剤、抗乳化剤、摩擦緩和剤、多機能添加剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、消泡剤、金属不活性化剤、分散剤、腐食防止剤、潤滑性向上剤、熱安定性向上剤、防曇剤、氷結防止剤、染料、マーカー、静電放散剤、殺生剤およびそれらの組合せ及び混合物からなる群より選ばれた一種以上の添加剤を含有している。一般に、添加剤の各々が潤滑油組成物中に存在する場合にその濃度は、潤滑油組成物の全質量に基づき約0.001質量%乃至約10質量%、約0.01質量%乃至約5質量%、又は約0.1質量%乃至約2.5質量%の範囲にあってよい。さらに、潤滑油組成物中の添加剤の総量は、潤滑油組成物の全質量に基づき約0.001質量%乃至約20質量%、約0.01質量%乃至約10質量%、又は約0.1質量%乃至約5質量%の範囲にあってよい。
潤滑油組成物の全質量に基づき約0.01質量%乃至約0.12質量%、約0.01質量%乃至約0.10質量%、約0.02質量%乃至約0.08質量%、又は約0.02質量%乃至約0.05質量%である。
カルボキシレート清浄剤を含む12個のトランクピストン・エンジン用潤滑油組成物の有効性について、試験法の項に記載する黒スラッジ堆積物(BSD)試験を用いて、サリシレート清浄剤を含む12個のトランクピストン・エンジン用潤滑油組成物の有効性との比較を行った。
実施例1で評価した24個のトランクピストン・エンジン用潤滑油組成物の各々について、酸化に基づく粘度増加に対する安定度を、試験法に記載する改定英国石油協会48(「MIP48」)試験を用いて評価した。
実施例1で評価した24個のトランクピストン・エンジン用潤滑油組成物の各々について、試験法に記載するコマツ・ホットチューブ(「KHT」)試験を用いて高温清浄度の評価を行った。
(黒スラッジ堆積物(BSD)試験)
潤滑油組成物の二つの試料を別々に、低硫黄舶用重質燃料油および高硫黄舶用重質燃料油と混ぜ合わせて二つの試験混合物とした。低硫黄舶用重質燃料油は、硫黄分が0.97質量%で、次のような性状であった:50℃粘度371cSt、100℃粘度32.4cSt、アスファルテン含量5.15質量%、残留炭素分13.30質量%、燃焼熱42.87Mj/kg、および引火点122.5℃。高硫黄舶用重質燃料油は、硫黄分が2.3質量%で、次のような性状であった:50℃粘度545cSt、100℃粘度42cSt、アスファルテン含量7.41質量%、残留炭素分15.59質量%、燃焼熱42.73Mj/kg、および引火点98.0℃。
潤滑油組成物の二つの試料を一定時間加熱した。試験試料の一方には窒素を通したが、もう一方の試料には空気を通した。その後二つの試料を冷却し、そして試料の粘度を求めた。空気吹込み試料の100℃動粘度から窒素吹込み試料の100℃動粘度を引き算し、引き算の結果を窒素吹込み試料の100℃動粘度で割ることにより、各潤滑油組成物の酸化に基づく粘度増加を算出した。
潤滑油組成物を一定時間、好適な空気流を用いることにより温度制御したガラス管に通す。その後ガラス管を冷却してすすぎ、そしてガラス管の内側表面に残った如何なるラッカー状堆積であれその色を、0から10(0=黒、10=清浄)の範囲の色評価点を用いて決定する。ガラス管が堆積物で完全に塞がれている場合には、試験結果を「閉塞」として記録する。
Claims (23)
- 下記の成分を含む、低硫黄舶用重質燃料油トランクピストンエンジン用潤滑油組成物:
a)主要量のI種基油及び/又はII種基油、および
b)少なくとも90%のアルキル基がC20又はそれ以上であるアルキル置換ヒドロキシ安息香酸のアルカリ土類金属塩を含む、少なくとも一種の清浄剤、
ただし、
i)前記低硫黄舶用重質燃料油トランクピストンエンジン用潤滑油組成物は潤滑油組成物1kg当り界面活性剤を150ミリモルから190ミリモルの間で含有する中石鹸配合物、又は潤滑油組成物1kg当り界面活性剤を190ミリモルより多く含有する高石鹸分配合物であり、下記1)〜4)を含まず
1)少なくとも50容量%のアルキル基がC 14 −C 18 又はそれ未満であるアルキル置換ヒドロキシ芳香族サリシレート系清浄剤、
2)スルホン酸の塩、
3)アルキル置換ヒドロキシ安息香酸の塩を含まないアルキルフェノール清浄剤、及び
4)アルキルフェネート、
そして
ii)前記低硫黄舶用重質燃料油は、燃料の全質量に対して硫黄が1.5質量%以下の燃料である、組成物。 - 潤滑油組成物の全塩基価(TBN)が少なくとも20である請求項1に記載の組成物。
- 潤滑油組成物が一種以上の分散剤を含む請求項1に記載の組成物。
- 潤滑油組成物が、一種以上の分散剤を組成物の全質量に対して約0.3−0.7質量%含む請求項3に記載の組成物。
- 分散剤のうちの一種以上がポリアルキレンコハク酸イミドを含む請求項3に記載の組成物。
- 少なくとも一種の清浄剤が過塩基性塩を含む請求項1に記載の組成物。
- 少なくとも一種の清浄剤が更に、アルキル置換ヒドロキシ安息香酸とアルキル置換フェノールのうちの一種以上の非過塩基性塩を含む請求項6に記載の組成物。
- 潤滑油組成物が、アルキル置換ヒドロキシ安息香酸の塩を含まない清浄剤を含有することがない請求項1に記載の組成物。
- アルカリ土類金属がカルシウムである、請求項1に記載の組成物。
- 過塩基性塩は、過塩基性アルカリ土類金属塩である、請求項6に記載の組成物。
- アルカリ土類金属はカルシウムである、請求項10に記載の組成物。
- エンジン内での黒スラッジ(または黒スラッジ堆積物)生成を、少なくとも25%低減する、請求項1に記載の組成物。
- 下記の成分を含む、低硫黄舶用重質燃料油トランクピストンエンジン用潤滑油組成物:
a)主要量のI種基油及び/又はII種基油、
b)少なくとも90%のアルキル基がC 20 又はそれ以上であるアルキル置換ヒドロキシ安息香酸のアルカリ土類金属塩を含む、少なくとも一種の過塩基性清浄剤、および
c)少なくとも90%のアルキル基がC 20 又はそれ以上であるアルキル置換ヒドロキシ安息香酸のアルカリ土類金属塩を含む、少なくとも一種の非炭酸化、非過塩基性清浄剤
ただし、
i)前記低硫黄舶用重質燃料油トランクピストンエンジン用潤滑油組成物は潤滑油組成物1kg当り界面活性剤を150ミリモルから190ミリモルの間で含有する中石鹸配合物、又は潤滑油組成物1kg当り界面活性剤を190ミリモルより多く含有する高石鹸配合物であり、下記1)〜4)を含まず
1)少なくとも50容量%のアルキル基がC 14 −C 18 又はそれ未満であるアルキル置換ヒドロキシ芳香族サリシレート系清浄剤、
2)スルホン酸の塩、
3)アルキル置換ヒドロキシ安息香酸の塩を含まないアルキルフェノール清浄剤、及び
4)アルキルフェネート、
そして
ii)前記低硫黄舶用重質燃料油は燃料の全質量に対して硫黄が1.5質量%以下の燃料である、前記組成物。 - トランクピストン・エンジンを運転する方法であって、下記の工程を含む方法:
(a)エンジンに、燃料油の全質量に対して硫黄が1.5質量%以下の低硫黄舶用重質燃料油を供給する工程、そして
(b)請求項1に記載の低硫黄舶用重質油トランクピストン用潤滑油組成物を用いるエンジンの潤滑工程。 - 潤滑油組成物のTBNが少なくとも20である請求項14に記載の方法。
- 潤滑油組成物が、I種基油およびII種基油からなる群より選ばれた油を主要量で含んでいる請求項14に記載の方法。
- 潤滑油組成物が更に、一種以上の分散剤を含んでいる請求項14に記載の方法。
- 分散剤のうちの一種以上がポリアルキレンコハク酸イミドを含んでいる請求項17に記載の方法。
- 少なくとも一種の清浄剤が過塩基性塩を含んでいる請求項14に記載の方法。
- 少なくとも一種の清浄剤が更に、アルキル置換ヒドロキシ安息香酸とアルキル置換フェノールのうちの一種以上の非過塩基性塩を含む請求項19に記載の方法。
- 燃料の全質量に対して硫黄が1.5質量%以下の低硫黄舶用重質燃料油で運転されるトランクピストン・エンジンの潤滑方法であって、
請求項1に記載の低硫黄舶用重質油トランクピストン用潤滑油組成物を用いてトランクピストン・エンジンを潤滑にすることを含む方法。 - 潤滑油組成物のTBNが少なくとも20である請求項21に記載の方法。
- 潤滑油組成物が更に、一種以上の分散剤を含む請求項21に記載の方法。
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