JP5740291B2 - 自動車エンジン潤滑用潤滑油組成物 - Google Patents
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Description
添加剤成分:
a)窒素含有無灰性分散剤を窒素量換算値で0.01〜0.3質量%、
b)アルカリ土類金属含有清浄剤をアルカリ土類金属量換算値で0.08〜0.3質量%、
c)リン含有摩耗防止剤をリン量換算値で0.05〜0.12質量%、
d)アミン化合物、フェノール化合物およびモリブデン化合物からなる群より選ばれる酸化防止剤を0.1〜7質量%、および、
e)粘度指数向上剤を0.5〜20質量%。
なお、本発明のSAE粘度グレードが0W20の潤滑油組成物とは、米国石油協会(API)が制定(2007年に改訂)した「エンジン油のためのSAE粘度グレード」の表に記載された「0W20」の粘度特性を満足する潤滑油組成物を意味する。また、高剪断粘度とは、剪断速度もしくはずり速度を106s-1とした場合の測定値(剪断粘度)を意味する。
(1)100℃における動粘度が8.5mm2/s以上、9.3mm2/s未満の範囲にある。
(2)基油が、100℃での動粘度が2〜9mm2/sの範囲にあって、粘度指数が13
3〜160の鉱物系基油である。
(3)基油が、基油成分として、100℃での動粘度が2〜9mm2/s(特に好ましくは5〜9mm2/s)の範囲にあって、粘度指数が133〜160の鉱物系基油を80質量%以上含む基油である。
(4)基油が、スラックワックスあるいはフィシャー・トロプシュ法による合成ワックスのいずれかを水素化異性化し、分留と脱蝋処理とを行なって得られた粘度指数が133〜160の基油である。
(5)基油が、共に粘度指数が130以上で、かつ互いに粘度が異なる二種以上の基油成分を含む。
(6)添加剤成分としてさらに有機硫黄化合物を含む。
(8)アルカリ土類金属含有清浄剤が、過塩基性カルシウムスルホネートおよび過塩基性カルシウムフェネートからなる群より選ばれる過塩基性カルシウム含有化合物である。
(9)リン含有摩耗防止剤が、ジヒドロカルビルジチオリン酸亜鉛およびジヒドロカルビルリン酸亜鉛からなる群より選ばれるリン含有化合物である。
(11)二輪自動車用4サイクルガソリンエンジンの潤滑用である。
(12)排出ガス後処理装置を備えたディーゼルエンジン搭載車のエンジンの潤滑用である。
本発明の潤滑油組成物における基油としては、経済性を考慮すると鉱物油であることが好ましい。あるいは、相対的に多量(50質量%以上)の鉱物油と相対的に少量(50質量%未満)の合成油との混合物であってもよい。
本発明の潤滑油組成物に用いる基油としては、100℃での動粘度が2〜9mm2/sであって、飽和分含有量が95質量%以上(特には98質量%以上)であり、粘度指数が133以上(特には135以上、さらには145以上)の基油(特に鉱油)が好ましい。このような性状と組成を示す基油は単独で用いてもよいが、二種類以上組合わせて用いてもよい。また、このような性状と組成の基油に対して相対的に少量の他の性状と組成の基油を混合して使用してもよい。ただし、混合した後の基油組成物もまた、上述の性状と組成とを示すことが好ましい。
本発明の潤滑油組成物で用いる窒素含有無灰性分散剤の代表例としては、ポリオレフィンから誘導されるアルケニルもしくはアルキルこはく酸イミドあるいはその誘導体を挙げることができる。その添加量は、潤滑油組成物の全質量に基づき窒素量換算値で0.01〜0.3質量%の範囲とする。代表的なこはく酸イミドは、高分子量のアルケニルもしくはアルキル基で置換されたこはく酸無水物と、1分子当り平均4〜10個(好ましくは5〜7個)の窒素原子を含むポリアルキレンポリアミンとの反応により得ることができる。高分子量のアルケニルもしくはアルキル基で置換されたこはく酸無水物は、数平均分子量が約900〜5000のポリオレフィンであることが好ましく、特にポリブテンであることが好ましい。
本発明の潤滑油組成物は、金属含有清浄剤として、アルカリ土類金属含有清浄剤(b成分)をアルカリ土類金属量換算値で0.08〜0.3質量%の範囲の量にて含む。アルカリ土類金属の例としては、カルシウム、バリウム、マグネシウムなどを挙げることができるが、カルシウムが好ましい。また、金属含有清浄剤としては、アルカリ土類金属のスルホネートまたはフェネートを用いることが好ましい。アルカリ土類金属のスルホネートとアルカリ土類金属のフェネートとを併用してもよい。また、これらの金属含有清浄剤に、アルカリ土類金属(特にカルシウム)のアルキルサリシレート及び/又はアルキルカルボキシレートなどの金属含有清浄剤を併用してもよい。
本発明の潤滑油組成物は、リン含有摩耗防止剤(c成分)をリン量換算値で0.05〜0.12質量%の範囲の量を含む。リン含有摩耗防止剤としては、酸化防止機能と摩耗防止機能などの多機能を有する潤滑油添加剤として知られているジヒドロカルビルジチオリン酸亜鉛又はジヒドロカルビルリン酸亜鉛を用いることが好ましい。
本発明の潤滑油組成物はさらに、フェノール化合物(フェノール系酸化防止剤)、アミン化合物(アミン系酸化防止剤)、およびモリブデン化合物(モリブデン系酸化防止剤)からなる群より選ばれる少なくとも一種の酸化防止剤(d成分)を0.1〜7質量%の範囲の量で含む。
本発明の潤滑油組成物はさらに、粘度指数向上剤(e成分)を0.5〜20質量%の範囲の量で含む。粘度指数向上剤の例としては、ポリアルキルメタクリレートなどのポリメタクリル系粘度指数向上剤、そしてエチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、そしてポリイソプレンなどのオレフィンコポリマー系粘度指数向上剤を挙げることができる。これらの粘度指数向上剤の内、オレフィンコポリマー系粘度指数向上剤は、熱安定性が高いという特性があり、一方、ポリメタクリル系粘度指数向上剤は粘度・温度特性が優れているという特性がある。また、これらの高分子化合物に分散性能を付与した分散型の粘度指数向上剤もしくは多機能型粘度指数向上剤を用いることも好ましい。これらの粘度指数向上剤は単独で用いることができるが、任意の粘度指数向上剤を二種以上を組み合わせて使用してもよい。
本発明の潤滑油組成物はさらに、耐摩耗性や酸化防止性に有効な有機硫黄化合物を含むことが好ましい。このような特性を持つ有機硫黄化合物の例としては、硫化オレフィン、硫化エステル、硫化油脂、ポリスルフィド化合物、ジメルカプトチアジアゾール、ジチオリン酸エステル、ジチオカーバメート類などを挙げることができる。
本発明の潤滑油組成物において、アルカリ金属ホウ酸塩水和物の添加も高温清浄性あるいは塩基価の付与の点で効果的である。アルカリ金属ホウ酸塩水和物は5質量%以下、特に0.01〜5質量%含有することができる。アルカリ金属ホウ酸塩水和物は灰分あるいは硫黄分等を含むものが多いが、本発明の潤滑油組成物全体の性状を考慮しながら、添加量を調整することにより効果的に使用することができる。
(1)潤滑油組成物の製造
下記の基油そして添加剤(下記の添加量にて)を用いて本発明の潤滑油組成物(SAE粘度グレード:0W20、高温高剪断粘度が2.9mPa・s以上)を製造した(実施例1、2)。また、比較例として、SAE粘度グレードが0W20(高温高剪断粘度が約2.6mPa・s)の潤滑油組成物を製造し、さらに参考例として、SAE粘度グレードが10W30(高温高剪断粘度が2.9mPa・s以上)の潤滑油組成物を製造した。
基油−1:スラックワックスを原料として、水素化異性化、分留、そして脱蝋処理を行なうことによって得られた鉱油系基油a(粘度指数:137、100℃の動粘度:4.1mm2/s、Noack蒸発損失:13.6%)とスラックワックスを原料として、水素化異性化、分留、そして脱蝋処理を行なうことによって得られた鉱油系基油b(粘度指数:148、100℃の動粘度:6.6mm2/s、Noack蒸発損失:5.0%)との重量比60:40(基油a:基油b)の混合物(粘度指数:142、100℃の動粘度:4.9mm2/s、Noack蒸発損失:10.1%)
基油−2:水素化分解鉱油(粘度指数:128、100℃の動粘度:4.2mm2/s、Noack蒸発損失:14.2%)
基油−3:水素化分解鉱油a(粘度指数:122、100℃の動粘度:5.6mm2/s、Noack蒸発損失:12.4%)と水素化分解鉱油b(粘度指数:99、100℃の動粘度:10.7mm2/s、Noack蒸発損失:6.0%)との重量比73:27(鉱油a:鉱油b)の混合物(粘度指数:115、100℃の動粘度:6.7mm2/s、Noack蒸発損失:10.8%)
注:基油の使用量は、下記の添加剤の全体量と合計して100質量%となる量である。
[窒素含有無灰性分散剤]
1)無灰性分散剤−1(質量平均分子量:5100、窒素含量:1.95質量%、ホウ素含量:0.63質量%、塩素含量:5質量ppm未満、数平均分子量が約1300の高反応性ポリイソブテン(少なくとも約50%がメチルビニリデン構造を有する)と無水マレイン酸とを熱反応法で反応させて得られたポリイソブテニルこはく酸無水物を、平均窒素原子数6.5個(1分子当たり)のポリアルキレンポリアミンと反応させてビスタイプのこはく酸イミドとし、次いでこのビスタイプのこはく酸イミドをホウ酸で反応処理したもの)
添加量:0.06質量%(Nとして)
2)無灰性分散剤−2(質量平均分子量:12800(GPC分析でのポリスチレン換算値、以下同じ)、窒素含量:1.0質量%、塩素含量:30質量ppm、数平均分子量が約2300の高反応性ポリイソブテン(少なくとも約50%がメチルビニリデン構造を有する)と無水マレイン酸とを熱反応法で反応させて得られたポリイソブテニルこはく酸無水物を、平均窒素原子数6.5個(1分子当たり)のポリアルキレンポリアミンと反応させてビスタイプのこはく酸イミドとし、次いでこのビスタイプのこはく酸イミドを炭酸エチレンで反応処理したもの)
添加量:0.01質量%(Nとして)
1)過塩基性カルシウムフェネート(炭素原子数12の分岐アルキル基を有する硫化フェネート、Ca:9.6質量%、S:3.4質量%、TBN:264mgKOH/g)
添加量:0.15質量%(Caとして)
2)過塩基性カルシウムスルホネート(炭素原子数20〜24のアルキル基を有するアルキルトルエンスルホネート、Ca:16.0質量%、S:1.6質量%、TBN:425mgKOH/g、過塩基化度:19)
添加量:0.07質量%(Caとして)
3)低塩基性カルシウムスルホネート(炭素原子数14〜24のアルキル基を有するアルキルベンゼンスルホネート、Ca:2.4質量%、S:2.9質量%、TBN:17mgKOH/g、過塩基化度:0.34)
添加量:0.01質量%(Caとして)
ジ(第二級アルキル)ジチオリン酸亜鉛(P:7.2質量%、Zn:7.8質量%、S:14質量%、炭素原子数3〜8の第二級アルコールから誘導された生成物)
添加量:0.06質量%(Pとして)
ジ(第一級アルキル)ジチオリン酸亜鉛(P:7.3質量%、Zn:8.4質量%、S:14質量%、炭素原子数8の第一級アルコールから誘導された生成物)
添加量:0.03質量%(Pとして)
ジアルキルジフェニルアミン(アルキル基:C4とC8の混合、N:4.6質量%)
添加量:0.45質量%
硫化イソブチレン(S:42質量%)
添加量:0.3質量%
ポリメタクリレート系粘度指数向上剤(SSI=23)−実施例1、2そして比較例で使用
添加量:5.4質量%(実施例1)、5.5質量%(実施例2)、5.0質量%(比較例)
エチレンプロピレン共重合体系粘度指数向上剤(SSI=24)−参考例で使用
添加量:4.5質量%
ポリメタクリレート系流動点降下剤:0.3質量%
各々少量の摩耗防止剤、防錆剤、消泡剤等の添加剤の組合わせ(各例共通)
添加量:0.6質量%
耐摩耗性評価試験としてシェル四球試験を実施した。シェル四球試験では試験油を75℃に加温し、荷重40kgf、毎分1200回転にて60分間の試験を行ない、試験球の表面に生成した摩耗痕の直径を測定した。
────────────────────────────────────
実施例1 実施例2 比較例 参考例
────────────────────────────────────
粘度グレード 0W20 0W20 0W20 10W30
────────────────────────────────────
基油 基油−1 基油−1 基油−2 基油−3
────────────────────────────────────
高温高剪断粘度 2.97 3.00 2.62 3.15
────────────────────────────────────
動粘度(100℃) 9.16 9.20 8.02 10.1
動粘度(40℃) 41.9 42.2 36.3 65.7
────────────────────────────────────
粘度指数 209 209 203 139
────────────────────────────────────
クランキング粘度
−25℃ − − − 5815
−35℃ 5854 5859 5254 −
────────────────────────────────────
−40℃でのポンピング粘度
合格 合格 合格 合格*
────────────────────────────────────
Noack
蒸発損失(%) 9.9 10.3 14.0 11.5
────────────────────────────────────
シェル摩耗試験
平均摩耗径(mm)0.49 0.48 0.55 0.49
────────────────────────────────────
(1)実施例1、2の潤滑油組成物は、省燃費性が優れるSAEグレード0W20の潤滑油組成物でありながら、省燃費性が相対的に劣る参考例のSAEグレード10W30の潤滑油組成物と略同等な耐摩耗性を示す。
(2)一方、比較例の潤滑油組成物は、Noack蒸発損失が大きく、高温高剪断粘度が低く、また耐摩耗性も劣る。
Claims (11)
- 100℃での動粘度が2〜9mm 2 /sの範囲にあって、粘度指数が133〜160の範囲にある鉱物系基油を80質量%以上含む基油と下記の添加剤成分とを含むSAE粘度グレードが0W20の潤滑油組成物であって、100℃における動粘度が8.5mm 2 /s以上、9.3mm 2 /s未満であり、粘度指数が200〜240の範囲にあり、150℃での高剪断粘度が2.9mPa・s以上であって、Noack蒸発損失が13%以下である自動車エンジン潤滑用の潤滑油組成物:
添加剤成分:
a)窒素含有無灰性分散剤を窒素量換算値で0.01〜0.3質量%、
b)アルカリ土類金属含有清浄剤をアルカリ土類金属量換算値で0.08〜0.3質量%、
c)リン含有摩耗防止剤をリン量換算値で0.05〜0.12質量%、
d)アミン化合物、フェノール化合物およびモリブデン化合物からなる群より選ばれる酸化防止剤を0.1〜7質量%、および、
e)粘度指数向上剤を0.5〜20質量%、
ただし、上記の添加剤成分の量は、潤滑油組成物の全量に対する質量%である。 - 基油が、100℃での動粘度が5〜9mm2/sの範囲にあって、粘度指数が133〜160の鉱物系基油である請求項1に記載の潤滑油組成物。
- 基油が、スラックワックスあるいはフィシャー・トロプシュ法による合成ワックスのいずれかを水素化異性化し、分留と脱蝋処理とを行なって得られた粘度指数が133〜160の基油である請求項1に記載の潤滑油組成物。
- 添加剤成分としてさらに有機硫黄化合物を含む請求項1に記載の潤滑油組成物。
- 二輪自動車用4サイクルガソリンエンジンの潤滑用である請求項1に記載の潤滑油組成物。
- 排出ガス後処理装置を備えたディーゼルエンジン搭載車のエンジンの潤滑用である請求項1に記載の潤滑油組成物。
- 請求項1に記載の潤滑油組成物を用いて、二輪自動車用4サイクルガソリンエンジンの潤滑を行なう方法。
- 請求項1に記載の潤滑油組成物を用いて、排出ガス後処理装置を備えたディーゼルエンジン搭載車のエンジンの潤滑を行なう方法。
- 前記粘度指数向上剤が、ポリメタクリル系粘度指数向上剤、オレフィンコポリマー系粘度指数向上剤、及びそれらの混合物からなる群より選ばれる、請求項1に記載の潤滑油組成物。
- 前記ポリメタクリル系粘度指数向上剤が、ポリメタクリレート系粘度指数向上剤である、請求項9に記載の潤滑油組成物。
- 前記オレフィンコポリマー系粘度指数向上剤が、エチレン−プロピレン共重合体系粘度指数向上剤、スチレン−ブタジエン共重合体系粘度指数向上剤、及びポリイソプレン系粘度指数向上剤からなる群より選ばれる、請求項9に記載の潤滑油組成物。
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