JP5649675B2 - 内燃機関用潤滑油組成物 - Google Patents
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Description
内燃機関用潤滑油(エンジン油)における省燃費対策としては、エンジン油による摩擦損失(攪拌抵抗)を低減するために、その粘度を低くすること(低粘度化)が有効であることは知られている。従って、自動車の燃費を向上するためには、エンジン油の大部分を占める基油を低粘度化することが必要である。
しかしながら、エンジン油の粘度を低くすると、エンジン油が有すべき耐摩耗性が低下すると共に、エンジン油の蒸発やエンジンのブローバイガスに同伴して排出されるエンジン油の増加などにより、オイル消費量が増大するという問題がある。そのため、エンジン油(基油)を低粘度化することが困難な状況にある。
これに対し、オイル消費量が増大することに対する対策としては、低粘度で粘度指数が高い合成油を使用する方法が試みられている。しかし、合成油は高価であると共に、そのような高い粘度指数を有する合成油を使用しても必ずしも充分な効果が得られていない。また、粘度指数が不充分な鉱油系基油を使用する場合には、有効な解決策が見いだされていない。そのため、広く利用できる低粘度基油を用いても、充分なオイル消費量の低減を達成できる省燃費型エンジン油の実現が望まれている。
そのような問題を解決するため、粘度指数向上剤として高分子化合物を配合し、高温における粘度の低下を抑制する、いわゆるマルチグレードエンジン油を使用する。
しかしながら、上記マルチグレードエンジン油は、エンジン内でせん断を受け、高分子化合物である粘度指数向上剤がせん断されるため、使用にともなって、高温時の粘度の低下を抑制できなくなるという問題がある。したがって、エンジン油、特に省燃費型エンジン油としては、低温における摩擦損失を小さくするために低温粘度が低いこと、高温において粘度が高いこと(すなわち、粘度低下が小さいこと)、及びせん断安定性が良好であることが要求される。そして、それらの性能は、通常それぞれ、−35℃などの低温におけるCCS粘度(JIS K 2010)、100℃における動粘度(JIS K 2283)、高温高せん断粘度(ASTM D 4741)などによって評価される。
1.鉱油及び/又は合成油からなる基油に、重量平均分子量が50万以上300万以下のポリイソブチレンを配合してなり、40℃における動粘度が20〜35mm2/s、粘度指数が120〜300、−35℃におけるCCS粘度が6200mPa・s以下、150℃における高温高せん断粘度(HTHS粘度)は1.5mPa・s以上である内燃機関用潤滑油組成物、
2.基油の100℃における動粘度が7mm2/s以下である前記1に記載の内燃機関用潤滑油組成物、
3.ポリイソブチレンの配合量が組成物基準で、樹脂分として0.005〜1質量%である前記1又は2に記載の内燃機関用潤滑油組成物、
4.粘度指数向上剤として、重量平均分子量がいずれも10万〜80万のポリメタクリレート、スチレン−イソプレン共重合体及びエチレン‐αオレフィン共重合体から選ばれる少なくとも1種を樹脂分として0.01質量%以上3質量%以下配合してなる前記1〜3のいずれかに記載の内燃機関用潤滑油組成物、
5.ジアルキルジチオリン酸亜鉛及び有機モリブデン化合物から選ばれる少なくとも1種の化合物を、組成物全量基準で0.05質量%以上5質量%以下配合してなる前記1〜4のいずれかに記載の内燃機関用潤滑油組成物、
6.過塩基性のスルフォネート、フェネート及びサリシレートの1種以上からなるアルカリ土類金属清浄剤を0.5質量%以上10質量%以下配合してなる、前記1〜5のいずれかに記載の内燃機関用潤滑油組成物。
7.コハク酸イミド及び/又はそのホウ素化物を1質量%以上10質量%以下配合してなる、前記1〜6のいずれかに記載の内燃機関用潤滑油組成物、
を提供するものである。
該ポリイソブチレンの重量平均分子量は、60万以上がより好ましく、70万以上が特に好ましい。一方、ポリイソブチレンの重量平均分子量の上限は、特に制限はないが、入手の容易性及びポリマーのせん断安定性の観点から通常300万(以下)が好ましく、200万がより好ましく、150万が特に好ましい。
なお、ここでいうポリイソブチレンの重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定し、ポリスチレンを用いて作成した検量線から求めた値である。
この基油は、100℃における動粘度が7mm2/s以下であることが好ましく、5mm2/s以下であることがより好ましい。100℃における動粘度が7mm2/s以下であれば、省燃費内燃機関油の目的を容易に達成できる。一方、100℃における動粘度の下限値については、0.5mm2/s(以上)であることが好ましく、1mm2/sであることがより好ましい。100℃における動粘度が0.5mm2/s以上であれば、蒸発やブローバイガスに伴うオイル損失の増大を抑制し、かつ必要な耐摩耗性等の潤滑性を確保することができる。
鉱油基油としては、例えば原油を常圧蒸留し、あるいは常圧蒸留して得られる常圧残油を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、水素化精製等の処理を1つ以上行って精製したもの、あるいは鉱油系ワックスやフィッシャートロピシュプロセス等により製造されるワックス(ガストゥリキッドワックス)を異性化することによって製造される基油等が挙げられる。
また、鉱油系基油の芳香族分(%CA)は、3以下が好ましく、2以下、さらには1以下であることがより好ましい。また、硫黄分は、100質量ppm以下であることが好ましく、50質量ppm以下であることがより好ましい。芳香族分が3以下であり、硫黄分が100質量ppm以下であれば、組成物の酸化安定性を良好に保つことができる。
例えば、アルキル芳香族アミン、アルキルフェノール等の無灰系酸化防止剤、Ca、Mg、Ba等アルカリ土類金属を含有する中性又は過塩基性のスルフォネート、フェネート、サリチレート、カルボキシレート、ホスホネート等の金属清浄剤、コハク酸イミド(ホウ素化物を含む)、コハク酸エステル等の無灰系分散剤、ジアルキルジチオリン酸亜鉛(ZnDTP)、モリブデンジチオカーバメイト(MoDTC)、モリブデンジチオホスフェイト(MoDTP)、モリブデンアミン錯体等の有機モリブデン化合物、硫化油脂,硫化オレフィン,ポリサルファイド,リン酸エステル、亜リン酸エステル及びそれらのアミン塩などの耐摩耗剤や極圧添加剤、その他流動点降下剤、防錆剤、消泡剤等が挙げられる。
特に、本願発明の内燃機関用潤滑油組成物においては、耐摩耗性と酸化安定性を付与するため、ジアルキルジチオリン酸亜鉛(ZnDTP)及び/又はモリブデンジチオカーバメイト(MoDTC)等の有機モリブデン化合物を配合することが好ましい。これらの配合量は、通常組成物基準で0.05〜5質量%、好ましくは0.1〜3質量%である。
特に、重量平均分子量がいずれも10万〜80万、好ましくは15万〜60万のポリメタアクリレート、スチレン−イソプレン共重合体及びエチレン−αオレフィン共重合体から選ばれる少なくとも1種以上を配合することが好ましい。これらの配合量は、通常組成物基準で、樹脂量として0.01〜3質量%、好ましくは0.02〜2質量%である。
<好ましい態様例>
・動粘度(100℃)0.5〜7mm2/sの基油 残り
・Mw50万以上のPIB 0.005〜1質量%(樹脂分として)
・Mw10万〜80万のポリメタアクリレート、スチレン−イソプレン共重合体及びエチレン−αオレフィン共重合体から選ばれる少なくとも1種以上
0.01〜3質量%(樹脂分として)
・アルキル芳香族アミン及び/又はアルキルフェノール
0.1〜3質量%
・過塩基性のスルフォネート、フェネート及びサリシレートの1種以上からなるアルカリ土類金属清浄剤 0.5〜10質量%
・コハク酸イミド及び/又はそのホウ素化物 1〜10質量%
・ZnDTP及び/又は有機モリブデン化合物 0.05〜5質量%
・流動点降下剤 0〜1質量%
・その他(防錆剤、腐食防止剤、抗乳化剤、消泡剤等)
0〜5質量%
また、−35℃におけるCCS粘度が6200mPa・s以下であり、150℃における高温高せん断粘度(HTHS粘度)は1.5mPa・s以上、好ましくは、1.8mPa・s以上である。
(1)動粘度
JIS K 2283に準拠して測定した。
(2)CCS粘度
JIS K 2010に準拠し、−35℃における粘度を測定した。
(3)高温高せん断粘度(HTHS粘度)
ASTM D 4741に準拠し、150℃、せん断速度106/sでせん断した後の粘度を測定した。
(4)オイル消費量の測定
JASO M331−191「自動車用ガソリン機関潤滑油の清浄性試験」に規定する方法でエンジン実験を300時間行い、その時のオイル消費量を以下の方法で測定した。
オイル消費量 = 初期オイル給油量 + オイル補給量 − 実験終了後のオイル残量
第1表に示した基油及び添加剤を第1表に示す割合で配合して、内燃機関用潤滑油組成物を調製し、その組成物の性状・組成及び性能を第1表に示す。
1)水素化精製基油(40℃動粘度=21mm2/s、100℃動粘度=4.5mm2/s、粘度指数=127、%CA=0、硫黄分≦20質量ppm)
2)水素化精製基油(40℃動粘度=12mm2/s、100℃動粘度=3.0mm2/s、粘度指数=100、%CA=0.4、硫黄分≦20質量ppm%)
3)Mw=76万、樹脂分=4.9質量%
4)ポリメタクリレート(Mw=42万、樹脂分=39質量%)
5)エチレン−プロピレン共重合体(Mw=28万、樹脂分=6.5質量%)
6)ジアルキルジチオリン酸亜鉛(亜鉛含有量=0.11質量%、リン含有量=0.10質量%、アルキル基=第2級ブチル基及び第2級ヘキシル基の混合物)
7)モリブデンジチオカーバメイト(モリブデン含有量4.5質量%)
8)下記の添加剤の混合物(但し配合量は、組成物基準での値を示す。)
〔その他の添加剤内容〕
・ポリアルキルメタクリレート(Mw6000)0.30質量%
・ジアルキルジフェニルアミン(窒素含有量4.62質量%)とフェノール系酸 化防止剤との混合物0.80質量%
・塩基価300mgKOH/gのカルシウムスルホネート1.65質量%
・ポリブテニルコハク酸イミド(窒素含有量=0.7質量%)とホウ素変性ポリブテニルコハク酸イミド(ホウ素含有量=2質量%、窒素含有量=2.1質量%)の混合物5.0質量%
・防錆剤、腐食防止剤、抗乳化剤、消泡剤の混合物1.83質量%
Claims (7)
- 鉱油及び/又は合成油からなる基油に、重量平均分子量が50万以上300万以下のポリイソブチレンを配合してなり、40℃における動粘度が20〜35mm2/s、粘度指数が120〜300、−35℃におけるCCS粘度が6200mPa・s以下、150℃における高温高せん断粘度(HTHS粘度)は1.5mPa・s以上である内燃機関用潤滑油組成物。
- 基油の100℃における動粘度が7mm2/s以下である請求項1に記載の内燃機関用潤滑油組成物。
- ポリイソブチレンの配合量が組成物基準で、樹脂分として0.005〜1質量%である請求項1又は2に記載の内燃機関用潤滑油組成物。
- 粘度指数向上剤として、重量平均分子量がいずれも10万〜80万のポリメタクリレート、スチレン−イソプレン共重合体及びエチレン‐αオレフィン共重合体から選ばれる少なくとも1種を樹脂分として0.01質量%以上3質量%以下配合してなる請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関用潤滑油組成物。
- ジアルキルジチオリン酸亜鉛及び有機モリブデン化合物から選ばれる少なくとも1種の化合物を、組成物全量基準で0.05質量%以上5質量%以下配合してなる請求項1〜4のいずれかに記載の内燃機関用潤滑油組成物。
- 過塩基性のスルフォネート、フェネート及びサリシレートの1種以上からなるアルカリ土類金属清浄剤を0.5質量%以上10質量%以下配合してなる、請求項1〜5のいずれかに記載の内燃機関用潤滑油組成物。
- コハク酸イミド及び/又はそのホウ素化物を1質量%以上10質量%以下配合してなる、請求項1〜6のいずれかに記載の内燃機関用潤滑油組成物。
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