JP5897952B2 - 粘度指数向上剤組成物及び潤滑油組成物 - Google Patents

粘度指数向上剤組成物及び潤滑油組成物 Download PDF

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Description

本発明は、粘度指数向上剤及び粘度指数向上剤を含有してなる潤滑油組成物に関する。
自動車等に使用される潤滑油や作動油等は、一般的に高温になるほど粘度が低下するが、省燃費性の観点から常温から高温までの広範囲にわたり、粘度ができるだけ変化しないことが求められる。そこで潤滑油に粘度指数向上剤を添加して粘度の温度依存性を改善する方法が広く行われている。そのような粘度指数向上剤としては、メタクリル酸エステル共重合体(特許文献−1〜3)及びオレフィン共重合体(特許文献−4)等が知られている。
特許第2732187号公報 特開平8−53683号公報 特開2004−307551号公報 特開2005−200454号公報
本発明の目的は、粘度指数向上効果が高く、省燃費性に優れた粘度指数向上剤組成物及び潤滑油組成物を提供することである。
本発明者等は、鋭意検討した結果、本発明に至った。すなわち本発明は、下記一般式(1)で表される単量体(a)を必須構成単量体とし、かつ溶解性パラメーターが7.3〜11(cal/cm1/2である(共)重合体(A)と、100℃における動粘度が1〜30mm/sであるエステル系潤滑油基油(S)を含有してなる粘度指数向上剤組成物(R)、前記(R)及び基油を含有してなる潤滑油組成物、並びに(S)の存在下に(a)を含有してなる単量体を重合して、溶解性パラメーターが7.3〜11(cal/cm1/2である(共)重合体(A)を得ることを特徴とする、(A)及び(S)を含有してなる粘度指数向上剤組成物(R)の製造方法、である。
は水素原子又はメチル基;Xは炭素数2〜4のアルキレン基;nは0〜20の数
であり、nが2以上の場合のXは同一でも異なっていてもよく、(XO)n部分はランダム結合でもブロック結合でもよい;Rは一般式(2)、一般式(3)又は一般式(4)で表される炭素数4〜13の分岐アルキル基である。
及びRは、それぞれ独立に炭素数1〜11の直鎖又は分岐アルキル基;Rは水素原子又は炭素数1〜10の直鎖若しくは分岐アルキル基であり、R〜Rの合計炭素数が3〜12である。
及びRは、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜8の直鎖若しくは分岐アルキル基;R、R及びR10は、それぞれ独立に炭素数1〜9の直鎖又は分岐アルキル基であり、R〜R10の合計炭素数が3〜11である。
11、R12及びR13は、それぞれ独立に炭素数1〜8の直鎖又は分岐アルキル基であり、R11〜R13の合計炭素数が3〜10である。
本発明の粘度指数向上剤組成物(R)を含有してなる潤滑油組成物は、粘度指数向上効果が高く、省燃費性に優れ、潤滑油組成物の低温粘度を上昇させにくいといった効果を奏する。
本発明の粘度指数向上剤組成物(R)は、一般式(1)で示される単量体(a)を必須構成単量体とする(共)重合体(A)を含有してなる。
一般式(1)におけるRは、水素原子又はメチル基である。これらのうち、粘度指数
向上効果の観点から好ましいのは、メチル基である。
一般式(1)におけるXは、炭素数2〜4のアルキレン基である。炭素数2〜4のアルキレン基としては、エチレン基、1,2−又は1,3−プロピレン基、1,2−、1,3−又は1,4−ブチレン基が挙げられる。これらのうち、粘度指数向上効果の観点から好ましいのは、エチレン基及び1,2−プロピレン基である。
一般式(1)におけるnは0〜20の数であり、粘度指数向上効果の観点から、好ましくは0〜5の数であり、更に好ましくは0〜2の数である。
一般式(1)におけるnが2以上の場合のXは同一でも異なっていてもよく、(XO)n部分はランダム結合でもブロック結合でもよい。
は下記一般式(2)、一般式(3)又は一般式(4)で表される炭素数4〜13の分岐アルキル基である。
一般式(2)におけるR及びRは、それぞれ独立に炭素数1〜11の直鎖又は分岐アルキル基である。
炭素数1〜11の直鎖又は分岐アルキル基としては、炭素数1〜11の直鎖アルキル基及び炭素数3〜11の分岐アルキル基が挙げられる。
炭素数1〜11の直鎖アルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n
−ブチル基、n−ペンチル基、n−へキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基及びn−ウンデシル基が挙げられる。
炭素数3〜11の分岐アルキル基としては、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチ
ル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、イソヘキシル基、イソオクチル基、2−エチルヘキシル基、イソノニル基、3,5,5−トリメチルヘキシル基、2,4,6−トリメチルヘプチル基、2−メチル−n−ノニル基、イソデシル基、2−メチル−n−デシル基、2−エチル−n−ノニル基及びイソウンデシル基等が挙げられる。
一般式(2)におけるRは、水素原子又は炭素数1〜10の直鎖若しくは分岐アルキル基である。
炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基としては、炭素数1〜10の直鎖アルキル基及び炭素数3〜10の分岐アルキル基が挙げられる。
炭素数1〜10の直鎖アルキル基としては、R及びRとして例示した炭素数1〜11の直鎖アルキル基のうち、炭素数1〜10の直鎖アルキル基として例示したものと同様のものが挙げられる。
炭素数3〜10の分岐アルキル基としては、R及びRとして例示した炭素数3〜1
1の分岐アルキル基のうち、炭素数3〜10の分岐アルキル基として例示したものと同様のものが挙げられる。
一般式(2)におけるR〜Rの合計炭素数は3〜12であり、低温粘度の観点から好ましくは4〜12、更に好ましくは5〜12である。
一般式(3)におけるR及びRは、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜8の直鎖若しくは分岐アルキル基である。
炭素数1〜8の直鎖又は分岐アルキル基としては、炭素数1〜8の直鎖アルキル基及び炭素数3〜8の分岐アルキル基が挙げられる。
炭素数1〜8の直鎖アルキル基としては、一般式(2)におけるR及びRとして例示した炭素数1〜11の直鎖アルキル基のうち、炭素数1〜8の直鎖アルキル基として例示したものと同様のものが挙げられる。
炭素数3〜8の分岐アルキル基としては、一般式(2)におけるR及びRとして例示した炭素数3〜11の分岐アルキル基のうち、炭素数3〜8の分岐アルキル基として例示したものと同様のものが挙げられる。
一般式(3)におけるR、R及びR10は、それぞれ独立に炭素数1〜9の直鎖又は分岐アルキル基である。
炭素数1〜9の直鎖又は分岐アルキル基としては、炭素数1〜9の直鎖アルキル基及び炭素数3〜9の分岐アルキル基が挙げられる。
炭素数1〜9の直鎖アルキル基としては、一般式(2)におけるR及びRとして例示した炭素数1〜11の直鎖アルキル基のうち、炭素数1〜9の直鎖アルキル基として例示したものと同様のものが挙げられる。
炭素数3〜9の分岐アルキル基としては、一般式(2)におけるR及びRとして例示した炭素数3〜11の分岐アルキル基のうち、炭素数3〜9の分岐アルキル基として例示したものと同様のものが挙げられる。
一般式(3)におけるR〜R10の合計炭素数は3〜11であり、低温粘度の観点から好ましくは4〜11、更に好ましくは5〜11である。
一般式(4)におけるR11、R12及びR13は、それぞれ独立に炭素数1〜8の直鎖又は分岐アルキル基である。
炭素数1〜8の直鎖又は分岐アルキル基としては、炭素数1〜8の直鎖アルキル基及び炭素数3〜8の分岐アルキル基が挙げられる。
炭素数1〜8の直鎖アルキル基としては、一般式(2)におけるR及びRとして例示した炭素数1〜11の直鎖アルキル基のうち、炭素数1〜8の直鎖アルキル基として例示したものと同様のものが挙げられる。
炭素数3〜8の分岐アルキル基としては、一般式(2)におけるR及びRとして例示した炭素数3〜11の分岐アルキル基のうち、炭素数3〜8の分岐アルキル基として例示したものと同様のものが挙げられる。
一般式(4)におけるR11〜R13の合計炭素数は3〜10であり、低温粘度の観点から好ましくは4〜10、更に好ましくは5〜10である。
一般式(1)におけるR2の具体例としては、1,1−ジイソプロピルメチル基、1,1−ジ(sec−ブチル)メチル基、1,1−ジ(t−ブチル)メチル基、1,1−ジネオペンチルメチル基、1,1−ジメチル−n−プロピル基、1,5−ジメチル−n−ヘキシル基、1−メチル−1−n−プロピル−n−ヘキシル基、1,1−ジ−n−ペンチルエチル基、1,4−ジメチル−1−エチル−n−ペンチル基、1−イソブチル−1−メチル−n−ヘキシル基、1−(1’−メチルプロピル)−2−メチル−n−ペンチル基,1,5−トリメチル−n−ヘプチル基、1,1−ジエチル−5−メチル−n−ヘキシル基、1−メチル−1−n−プロピル−n−オクチル基、4−エチル−1−メチル−n−ヘキシル基、1,2,2−トリメチル−n−ヘキシル基、1,2,2−トリメチル−n−デシル基、1,2,2,5−テトラメチル−n−ヘキシル基、1,2,2,3,5−ペンタメチル−n−ヘプチル基、1,2,2,5,5−ペンタメチル−n−ヘキシル基、1−エチル−1,4−ジメチル−n−ヘキシル基、1−エチル−2,2−ジメチル−n−ノニル基、1,2−ジエチル−2−メチル−n−オクチル基、1−イソプロピル−2,2−ジメチル−n−オクチル基、1−メチル−2,2−ジイソプロピル−n−ペンチル基、2,2−ジメチル−n−ブチル基、2,2−ジメチル−n−ヘプチル基、2,2−ジメチル−n−ウンデシル基、2,2,3−トリメチル−n−ペンチル基、2,2,4−トリメチル−n−ペンチル基、2,2,5−トリメチル−n−ヘキシル基、2,2,7−トリメチル−n−デシル基、2,2,9−トリメチル−n−デシル基、2,2,4,5−テトラメチル−n−ヘキシル基、2,2−ジエチル−n−ペンチル基、2,2−ジエチル−n−ノニル基、2−エチル−2−メチル−n−ヘキシル基、2−エチル−2−メチル−n−デシル基、2−エチル−2−プロピル−n−ヘキシル基、2−イソプロピル−2−メチル−n−ヘプチル基、2−イソプロピル−2−メチル−n−ノニル基、2,2−ジイソプロピル−n−ヘキシル基、1,1,2,2−テトラメチル−n−ヘキシル基、1,1,2,2−テトラメチル−n−ノニル基、1,2−ジエチル−1,2−ジメチル−n−ブチル基、1,2−ジエチル−1,2−ジメチル−n−ペンチル基、1,2,2−ジエチル−1−メチル−n−ペンチル基、1,2,2−ジエチル−1−メチル−n−ヘキシル基、1−イソプロピル−1,2,2−トリメチル−n−ヘキシル基、2−イソプロピル−1,1,2−トリメチル−n−ヘキシル基、1−イソブチル−1,2,2−トリメチル−n−ヘキシル基、3,3−ジメチル−n−ブチル基、3,3−ジメチル−n−ヘキシル基、3,3−ジメチル−n−オクチル基、3,3−ジメチル−n−ウンデシル基、3,3−ジエチル−n−ヘキシル基、3,3−ジエチル−n−オクチル基、3−エチル−3−メチル−n−ヘキシル基、3−エチル−3−メチル−n−オクチル基、3,3−ジイソプロピル−n−ペンチル基、3,3−ジイソプロピル−4−メチル−n−ペンチル基、3,3−ジイソプロピル−n−ヘキシル基、3−メチル−3−イソプロピル−n−ペンチル基、3−メチル−3−イソプロピル−n−オクチル基及び3−メチル−3−t−ブチル−n−ヘプチル基等が挙げられる。
これらのうち、粘度指数向上効果及び低温粘度の観点から好ましいのは、炭素数4〜13の分岐アルキル基であり、更に好ましいのは炭素数5〜12の分岐アルキル基、特に好ましいのは炭素数6〜10の分岐アルキル基である。
単量体(a)の具体例としては、1,1−ジイソプロピルメチル(メタ)アクリレート、1,1−ジ(sec−ブチル)メチル(メタ)アクリレート、1,1−ジ(t−ブチル)メチル(メタ)アクリレート、1,1−ジネオペンチルメチル(メタ)アクリレート、1,1−ジメチル−n−プロピル(メタ)アクリレート、1,5−ジメチル−n−ヘキシル(メタ)アクリレート、1−メチル−1−n−プロピルヘキシル(メタ)アクリレート、1,1−ジ−n−ペンチルエチル(メタ)アクリレート、1,4−ジメチル−1−エチル−n−ペンチル(メタ)アクリレート、1−イソブチル−1−メチル−n−ヘキシル(メタ)アクリレート、1−(1’−メチル−n−プロピル)−2−メチル−n−ペンチル(メタ)アクリレート、1,1,5−トリメチル−n−ヘプチル(メタ)アクリレート、1,1−ジエチル−5−メチル−n−ヘキシル(メタ)アクリレート、1−メチル−1−n−プロピル−n−オクチル(メタ)アクリレート、4−エチル−1−メチル−n−ヘキシル(メタ)アクリレート、1,2,2−トリメチル−n−ヘキシル(メタ)アクリレート、1,2,2−トリメチル−n−デシル(メタ)アクリレート、1,2,2,5−テトラメチル−n−ヘキシル(メタ)アクリレート、1,2,2,3,5−ペンタメチル−n−ヘプチル(メタ)アクリレート、1,2,2,5,5−ペンタメチル−n−ヘキシル(メタ)アクリレート、1−エチル−1,4−ジメチル−n−ヘキシル(メタ)アクリレート、1−エチル−2,2−ジメチル−n−ノニル(メタ)アクリレート、1,2−ジエチル−2−メチル−n−オクチル(メタ)アクリレート、1−イソプロピル−2,2−ジメチル−n−オクチル(メタ)アクリレート、1−メチル−2,2−ジイソプロピル−n−ペンチル(メタ)アクリレート、2,2−ジメチル−n−ブチル(メタ)アクリレート、2,2−ジメチル−n−ヘプチル(メタ)アクリレート、2,2−ジメチル−n−ウンデシル(メタ)アクリレート、2,2,3−トリメチル−n−ペンチル(メタ)アクリレート、2,2,4−トリメチル−n−ペンチル(メタ)アクリレート、2,2,5−トリメチル−n−ヘキシル(メタ)アクリレート、2,2,7−トリメチル−n−デシル(メタ)アクリレート、2,2,9−トリメチル−n−デシル(メタ)アクリレート、2,2,4,5−テトラメチル−n−ヘキシル(メタ)アクリレート、2,2−ジエチル−n−ペンチル(メタ)アクリレート、2,2−ジエチル−n−ノニル(メタ)アクリレート、2−エチル−2−メチル−n−ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチル−2−メチル−n−デシル(メタ)アクリレート、2−エチル−2−n−プロピルヘキシル(メタ)アクリレート、2−イソプロピル−2−メチル−n−ヘプチル(メタ)アクリレート、2−イソプロピル−2−メチル−n−ノニル(メタ)アクリレート、2,2−ジイソプロピル−n−ヘキシル(メタ)アクリレート、1,1,2,2−テトラメチル−n−ヘキシル(メタ)アクリレート、1,1,2,2−テトラメチル−n−ノニル(メタ)アクリレート、1,2−ジエチル−1,2−ジメチル−n−ブチル(メタ)アクリレート、1,2−ジエチル−1,2−ジメチル−n−ペンチル(メタ)アクリレート、1,2,2−ジエチル−1−メチル−n−ペンチル(メタ)アクリレート、1,2,2−ジエチル−1−メチル−n−ヘキシル(メタ)アクリレート、1−イソプロピル−1,2,2−トリメチル−n−ヘキシル(メタ)アクリレート、2−イソプロピル−1,1,2−トリメチル−n−ヘキシル(メタ)アクリレート、1−イソブチル−1,2,2−トリメチル−n−ヘキシル(メタ)アクリレート、3,3−ジメチル−n−ブチル(メタ)アクリレート、3,3−ジメチル−n−ヘキシル(メタ)アクリレート、3,3−ジメチル−n−オクチル(メタ)アクリレート、3,3−ジメチル−n−ウンデシル(メタ)アクリレート、3,3−ジエチル−n−ヘキシル(メタ)アクリレート、3,3−ジエチル−n−オクチル(メタ)アクリレート、3−エチル−3−メチル−n−ヘキシル(メタ)アクリレート、3−エチル−3−メチル−n−オクチル(メタ)アクリレート、3,3−ジイソプロピル−n−ペンチル(メタ)アクリレート、3,3−ジイソプロピル−4−メチル−n−ペンチル(メタ)アクリレート、3,3−ジイソプロピル−n−ヘキシル(メタ)アクリレート、3−メチル−3−イソプロピル−n−ペンチル(メタ)アクリレート、3−メチル−3−イソプロピル−n−オクチル(メタ)アクリレート、3−メチル−3−t−ブチル−n−ヘプチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらは単独でも2種以上を併用してもよい。
(a)のうち、粘度指数向上効果及び低温粘度の観点から好ましいのは、1−(1’−メチル−n−プロピル)−2−メチル−n−ペンチル(メタ)アクリレート,1−イソブチル−1−メチル−n−ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチル−2−n−プロピル−n−ヘキシル(メタ)アクリレート及び1,1,5−トリメチル−n−ヘプチル(メタ)アクリレートである。なお、(メタ)アクリレートは、アクリレート又はメタクリレートを意味する。
(A)は、単量体(a)に加え、更に炭素数1〜4のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル(b)を構成単量体とする共重合体であることが、粘度指数向上効果の観点から好ましい。
炭素数1〜4の直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル(b)としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル及び(メタ)アクリル酸n−ブチル等が挙げられる。これらのうち好ましいのは、(メタ)アクリル酸メチル及び(メタ)アクリル酸エチルであり、更に好ましいのは(メタ)アクリル酸メチルである。
(A)は、単量体(a)に加え、更に炭素数8〜28の直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル(c)を構成単量体とする共重合体であることが、粘度指数向上効果の観点から好ましい。
炭素数8〜28の直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル(c)としては、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸n−ノニル、(メタ)アクリル酸n−デシル、(メタ)アクリル酸n−ドデシル、(メタ)アクリル酸n−トリデシル、(メタ)アクリル酸n−テトラデシル、(メタ)アクリル酸n−ペンタデシル、(メタ)アクリル酸n−ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸n−オクタデシル及び(メタ)アクリル酸n−トリアコンチル等が挙げられる。
(c)のうち好ましいのは、炭素数10〜18の直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルである。更に好ましいのは炭素数11〜17の直鎖アルキルを有する(メタ)アクリル酸エステル、特に好ましいのは炭素数12〜16の直鎖アルキルを有する(メタ)アクリル酸エステルである。
(A)は、単量体(a)〜(c)に加え、下記一般式(5)で表される単量体(d)を構成単量体とする共重合体であることが基油への溶解性の観点から好ましい。
一般式(5)におけるR14は、水素原子又はメチル基である。
一般式(5)におけるR15及びR16は、それぞれ独立に炭素数9〜18のアルキル基であり、R15とR16の合計炭素数が18〜30である。
炭素数9〜18のアルキル基としては、炭素数9〜18の直鎖アルキル基及び炭素数9〜18の分岐のアルキル基が挙げられる。
炭素数9〜18の直鎖アルキル基としては、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基及びn−オクタデシル基等が挙げられる。
炭素数9〜18の分岐アルキル基としては、イソノニル基、3,5,5−トリメチルヘキシル基、イソデシル基、2,4,6−トリメチルヘプチル基、2−メチル−n−ノニル基、イソウンデシル基、2−メチル−n−デシル基、2−エチル−n−ノニル基、イソドデシル基、2−エチル−n−ドデシル基、2−エチル−n−トリデシル基、2−メチル−n−テトラデシル基、イソヘキサデシル基、2−オクチルノニル基、2−ヘキシルウンデシル基、2−エチルペンタデシル基、2−(3−メチルヘキシル)−7−メチル−ノニル基及びイソオクタデシル基等が挙げられる。
単量体(d)の具体例としては、2−n−ノニル−n−ウンデシル(メタ)アクリレート、2−イソノニル−n−ウンデシル(メタ)アクリレート、2−n−ノニル−n−トリデシル(メタ)アクリレート、2−(3,5,5−トリメチル−n−ヘキシル)−n−テトラデシル(メタ)アクリレート、2−n−デシル−n−テトラデシル(メタ)アクリレート、2−(2,4,6−トリメチル−n−ヘプチル)−6,8−ジメチル−n−テトラデシル(メタ)アクリレート、2−(2−エチル−n−ドデシル)−16−メチル−n−ペンタデシル(メタ)アクリレート、2−イソデシル−10−メチル−n−ウンデシル(メタ)アクリレート、2,4−ジ−n−オクチル−n−ウンデシル(メタ)アクリレート、2−n−ドデシル−n−ヘキサデシル(メタ)アクリレート、2−n−テトラデシル−n−オクタデシル(メタ)アクリレート、2−n−ペンタデシル−n−ヘプタデシル(メタ)アクリレート、2−n−ドデシル−n−エイコシル(メタ)アクリレート及び2−(4−ブチル−n−オクチル)−n−エイコシル(メタ)アクリレートが挙げられる。
(d)のうち、粘度指数向上効果及び結晶化防止の観点から好ましいのは、2−n−デシル−n−テトラデシル(メタ)アクリレート及び2−n−ドデシル−n−ヘキサデシル(メタ)アクリレートである。
(A)は、単量体(a)〜(d)に加え、更に窒素原子含有ビニル単量体(e)を構成単量体とする共重合体であることが、粘度指数向上効果の観点から好ましい。
窒素原子含有ビニル単量体(e)としては、以下の単量体(e1)〜(e4)が挙げられる。
窒素原子含有ビニル単量体(e);
アミド基含有ビニル単量体(e1):
(メタ)アクリルアミド、モノアルキルアミノ(メタ)アクリルアミド[窒素原子に炭素数1〜4のアルキル基が1つ結合したもの;例えばN−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド及びN−n−又はイソブチル(メタ)アクリルアミド等]、モノアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド[窒素原子に炭素数1〜4のアルキル基が1つ結合したアミノアルキル基(炭素数2〜6)を有するもの;例えばN−メチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N−エチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピルアミノ−n−ブチル(メタ)アクリルアミド及びN−n−又はイソブチルアミノ−n−ブチル(メタ)アクリルアミド等]、ジアルキルアミノ(メタ)アクリルアミド[窒素原子に炭素数1〜4のアルキル基が2つ結合したもの;例えばN,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジイソプロピル(メタ)アクリルアミド及びN,N−ジ−n−ブチル(メタ)アクリルアミド等]、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド[窒素原子に炭素数1〜4のアルキル基が2つ結合したアミノアルキル基(炭素数2〜6)を有するもの;例えばN,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド及びN,N−ジ−n−ブチルアミノブチル(メタ)アクリルアミド等]、N−ビニルカルボン酸アミド[N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、N−ビニル−n−又はイソプロピオニルアミド及びN−ビニルヒドロキシアセトアミド等]等のアミド基のみに窒素原子を有するものが挙げられる。
ニトロ基含有単量体(e2):
4−ニトロスチレン等が挙げられる。
1〜3級アミノ基含有ビニル単量体(e3):
1級アミノ基含有ビニル単量体{炭素数3〜6のアルケニルアミン[(メタ)アリルアミン及びクロチルアミン等]、アミノアルキル(炭素数2〜6)(メタ)アクリレート[アミノエチル(メタ)アクリレート等]};2級アミノ基含有ビニル単量体{モノアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート[窒素原子に炭素数1〜6のアルキル基が1つ結合したアミノアルキル基(炭素数2〜6)を有するもの;例えばt−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等]、炭素数6〜12のジアルケニルアミン[ジ(メタ)アリルアミン等]};3級アミノ基含有ビニル単量体{ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート[窒素原子に炭素数1〜6のアルキル基が2つ結合したアミノアルキル基(炭素数2〜6)を有するもの;例えばジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等]、窒素原子を有する脂環式(メタ)アクリレート[モルホリノエチル(メタ)アクリレート等]、芳香族ビニル系単量体[ジフェニルアミン(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノスチレン、4−ビニルピリジン、2−ビニルピリジン、N−ビニルピロール、N−ビニルピロリドン及びN−ビニルチオピロリドン等]}、及びこれらの塩酸塩、硫酸塩、リン酸塩又は低級アルキル(炭素数1〜8)モノカルボン酸(酢酸及びプロピオン酸等)塩等が挙げられる。
ニトリル基含有ビニル単量体(e4):
(メタ)アクリロニトリル等が挙げられる。
(e)のうち好ましいのは、(e1)及び(e3)であり、更に好ましいのは、ジフェニルアミン(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートである。
(A)は、単量体(a)〜(e)に加え、以下の単量体(f)〜(o)を構成単量体としてもよい。
脂肪族炭化水素系ビニル単量体(f);
炭素数2〜20のアルケン(エチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン、ペンテン、ヘプテン、ジイソブチレン、オクテン、ドデセン及びオクタデセン等)及び炭素数4〜12のアルカジエン(ブタジエン、イソプレン、1,4−ペンタジエン、1,6−ヘプタジエン及び1,7−オクタジエン等)等が挙げられる。
脂環式炭化水素系ビニル単量体(g);
シクロヘキセン、(ジ)シクロペンタジエン、ピネン、リモネン、インデン、ビニルシクロヘキセン及びエチリデンビシクロヘプテン等が挙げられる。
芳香族炭化水素系ビニル単量体(h);
スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、2,4−ジメチルスチレン、4−エチルスチレン、4−イソプロピルスチレン、4−ブチルスチレン、4−フェニルスチレン、4−シクロヘキシルスチレン、4−ベンジルスチレン、4−クロチルベンゼン及び2−ビニルナフタレン等が挙げられる。
ビニルエステル、ビニルエーテル、ビニルケトン類(i);
炭素数2〜12の飽和脂肪酸のビニルエステル(酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル及びオクタン酸ビニル等)、炭素数1〜12のアルキル、アリール又はアルコキシアルキルビニルエーテル(メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル、ビニル−2−メトキシエチルエーテル及びビニル−2−ブトキシエチルエーテル等)及び炭素数1〜8のアルキル又はアリールビニルケトン(メチルビニルケトン、エチルビニルケトン及びフェニルビニルケトン等)等が挙げられる。
エポキシ基含有ビニル単量体(j);
グリシジル(メタ)アクリレート及びグリシジル(メタ)アリルエーテル等が挙げられる。
ハロゲン元素含有ビニル単量体(k);
塩化ビニル、臭化ビニル、塩化ビニリデン、塩化(メタ)アリル及びハロゲン化スチレン(ジクロロスチレン等)等が挙げられる。
リン原子含有単量体(l);
(メタ)アクリロイロキシアルキル(炭素数2〜4)リン酸エステル[(メタ)アクリロイロキシエチルホスフェート及び(メタ)アクリロイロキシイソプロピルホスフェート]及びリン酸アルケニルエステル[リン酸ビニル、リン酸アリル、リン酸プロペニル、リン酸イソプロペニル、リン酸ブテニル、リン酸ペンテニル、リン酸オクテニル、リン酸デセニル及びリン酸ドデセニル等]、(メタ)アクリロイルオキシアルキル(炭素数2〜4)ホスホン酸[(メタ)アクリロイルオキシエチルホスホン酸等]及びアルケニル(炭素数2〜12)ホスホン酸[ビニルホスホン酸、アリルホスホン酸及びオクテニルホスホン酸等]等が挙げられる。
不飽和ポリカルボン酸のエステル(m);
不飽和ポリカルボン酸のアルキル、シクロアルキル又はアラルキルエステル[不飽和ジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸及びイタコン酸等)の炭素数1〜8のアルキルジエステル(ジメチルマレエート、ジメチルフマレート、ジエチルマレエート及びジオクチルマレエート)]等が挙げられる。
ヒドロキシル基含有ビニル単量体(n);
ヒドロキシル基含有芳香族ビニル単量体(p−ヒドロキシスチレン等)、ヒドロキシアルキル(炭素数2〜6)(メタ)アクリレート[2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、及び2−又は3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等]、モノ−又はジ−ヒドロキシアルキル(炭素数1〜4)置換(メタ)アクリルアミド[N,N−ジヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ−2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリルアミド等]、ビニルアルコール、炭素数3〜12のアルケノール[(メタ)アリルアルコール、クロチルアルコール、イソクロチルアルコール、1−オクテノール及び1−ウンデセノール等]、炭素数4〜12のアルケンジオール[1−ブテン−3−オール、2−ブテン−1−オール及び2−ブテン−1,4−ジオール等]、ヒドロキシアルキル(炭素数1〜6)アルケニル(炭素数3〜10)エーテル(2−ヒドロキシエチルプロペニルエーテル等)、多価(3〜8価)アルコール(グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ソルビタン、ジグリセリン、糖類及び蔗糖等)のアルケニル(炭素数3〜10)エーテル又は(メタ)アクリレート[蔗糖(メタ)アリルエーテル]等が挙げられる。
ポリオキシアルキレン鎖含有ビニル単量体(o);
ポリオキシアルキレングリコール(アルキレン基の炭素数2〜4、重合度2〜50)、ポリオキシアルキレンポリオール[上記3〜8価のアルコールのポリオキシアルキレンエーテル(アルキレン基の炭素数2〜4、重合度2〜100)]、ポリオキシアルキレングリコール又はポリオキシアルキレンポリオールのアルキル(炭素数1〜4)エーテルのモノ(メタ)アクリレート[ポリエチレングリコール(数平均分子量100〜300)モノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(数平均分子量130〜500)モノ(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(数平均分子量110〜310)(メタ)アクリレート、ラウリルアルコールエチレンオキシド付加物(2〜30モル)(メタ)アクリレート及びモノ(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレン(数平均分子量150〜230)ソルビタン等]等が挙げられる。
(A)を構成する(a)の割合は、粘度指数向上効果及び低温粘度の観点から、(A)の重量に基づいて、好ましくは5〜80重量%であり、更に好ましくは10〜70重量%、特に好ましくは20〜60重量%、より好ましくは20〜50重量%である。
(A)を構成する(b)の割合は、粘度指数向上効果及び低温粘度の観点から、(A)の重量に基づいて、好ましくは0〜45重量%であり、更に好ましくは10〜42.5重量%、特に好ましくは20〜40重量%である。
(A)を構成する(c)の割合は、粘度指数向上効果及び低温粘度の観点から、(A)の重量に基づいて、好ましくは0〜60重量%であり、更に好ましくは10〜50重量%、特に好ましくは15〜45重量%である。
(A)を構成する(d)の割合は、基油への溶解性及び低温粘度の観点から、(A)の重量に基づいて、好ましくは0〜45重量%であり、更に好ましくは5〜40重量%、特に好ましくは10〜35重量%である。
(A)を構成する(e)の割合は、粘度指数向上効果及び低温粘度の観点から、(A)の重量に基づいて、好ましくは0〜10重量%であり、更に好ましくは1〜9重量%、特に好ましくは2〜8重量%である。
(A)を構成する(f)〜(o)の割合は、粘度指数向上効果及び低温粘度の観点から、それぞれ、(A)の重量に基づいて、好ましくは0〜20重量%であり、更に好ましくは2〜18重量%、特に好ましくは5〜15重量%である。
(A)の溶解性パラメーター(以下SP値と略記する)は、粘度指数向上効果及び基油への溶解性の観点から、7.3〜11(cal/cm1/2であり、好ましくは8.0〜10.0(cal/cm1/2、更に好ましくは9.0〜9.5(cal/cm1/2、特に好ましくは9.1〜9.3(cal/cm1/2である。
なお、本発明におけるSP値は、Fedors法(Polymer Engineering and Science,Feburuary,1974,Vol.14、No.2 P.147〜154)に記載の方法で算出される値である。
(A)のSP値は、(A)を構成する単量体それぞれのSP値を前記の方法で算出し、それぞれの単量体のSP値を、構成単量体単位のモル分率に基づいて平均した値である。
(A)のSP値は、使用する単量体のSP値、モル分率を適宜調整することにより7.3〜11(cal/cm1/2にすることができる。
(A)の重量平均分子量(以下Mwと略記する)は、粘度指数向上効果及び低温粘度の観点から、好ましくは5,000〜1,000,000であり、更に好ましい範囲は、潤滑油組成物の用途によって異なり、表1に記載の範囲である。
* :オートマチックトランスミッション油
** :ベルト−コンティニュアスリーバリュアブルトランスミッション油
*** :マニュアルトランスミッション油
なお、(A)のMwは、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィーにより、以下の条件で測定することができる。
<Mwの測定条件>
装置 :「HLC−802A」[東ソー(株)製]
カラム :「TSK gel GMH6」[東ソー(株)製]2本
測定温度 :40℃
試料溶液 :0.5重量%のテトラヒドロフラン溶液
溶液注入量:200μl
検出装置 :屈折率検出器
標準 :ポリスチレン(TSKstandardPOLYSTYRENE)12点(分子量:500、1,050、2,800、5,970、9,100、18,100、37,900、96,400、190,000、355,000、1,090,000、2,890,000)[東ソー(株)製]
(A)の結晶化温度は、低温粘度の観点から好ましくは−20℃以下であり、更に好ましくは−30℃以下、特に好ましくは−40℃以下、最も好ましくは−50℃以下である。
なお、(A)の結晶化温度は、示差走査熱量計「UNIX(登録商標)DSC7」(PERKIN−ELMER社製)を使用し、粘度指数向上剤5mgを試料とし、10℃/分の等温速度で100℃から−70℃まで冷却したときに観測される結晶化温度である。
(A)は、公知の製造方法によって得ることができる。具体的には前記の単量体を溶剤
中で重合触媒存在下に溶液重合することにより得る方法が挙げられる。
溶剤としては、トルエン、キシレン、炭素数9〜10のアルキルベンゼン、メチルエチルケトン及び鉱物油等が挙げられる。
重合触媒としては、アゾ系触媒(アゾビスイソブチロニトリル及びアゾビスバレロニトリル等)、過酸化物系触媒(ベンゾイルパーオキサイド、クミルパーオキサイド及びラウリルパーオキサイド等)及びレドックス系触媒(ベンゾイルパーオキサイドと3級アミンの混合物等)が挙げられる。更に必要により、公知の連鎖移動剤(炭素数2〜20のアルキルメルカプタン等)を使用することもできる。
重合温度は、好ましくは25〜140℃であり、更に好ましくは50〜120℃である。また、上記の溶液重合の他に、塊状重合、乳化重合又は懸濁重合により(A)を得ることができる。
(A)が共重合体である場合の重合形態としては、ランダム付加重合体又は交互共重合体のいずれでもよく、また、グラフト共重合体又はブロック共重合体のいずれでもよい。
本発明の粘度指数向上剤組成物(R)は、(A)と、(A)以外のアルキル(メタ)アクリル酸エステル系(共)重合体(B)を併用してもよい。
(B)としては、(A)以外のアルキル(メタ)アクリル酸エステル系重合体であれば特に限定しないが、炭素数1〜15の直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル等が挙げられる。
(B)の具体例としては、メタクリル酸n−オクタデシル/メタクリル酸n−ドデシル(モル比10〜30/90〜70)共重合体、メタクリル酸n−テトラデシル/メタクリル酸n−ドデシル(モル比10〜30/90〜70)共重合体、メタクリル酸n−ヘキサデシル/メタクリル酸n−ドデシル/メタクリル酸メチル(モル比20〜40/55〜75/0〜10)共重合体及びアクリル酸n−ドデシル/メタクリル酸n−ドデシル(モル比10〜40/90〜60)共重合体等が挙げられ、これらは単独でも2種以上を併用してもよい。
(A)と(B)を併用する場合の(B)の使用量は、(A)の重量に基づいて、低温粘度の観点から好ましくは0〜30重量%であり、更に好ましくは0.01〜20重量%、特に好ましくは0.01〜10重量%である。
本発明の粘度指数向上剤組成物(R)は、100℃における動粘度が1〜30mm/sであるエステル系潤滑油基油(S)を含有してなる。
エステル系潤滑油基油(S)としては、モノエステル系潤滑油基油(S1)、ジエステル系潤滑油基油(S2)及びポリエステル系潤滑油基油(S3)等が挙げられる。
モノエステル系潤滑油基油(S1)としては、炭素数1〜24の1価アルコールと炭素数2〜24の1価カルボン酸とのエステルが挙げられる。
炭素数1〜24の1価アルコールとしては、直鎖又は分枝のものであってもよく、具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、2−エチルヘキサノール、ノナノール、デカノール、イソデカノール、ウンデカノール、ドデカノール、トリデカノール、テトラデカノール、ペンタデカノール、ヘキサデカノール、2−ヘキシルデカノール、イソステアリルアルコール、2−オクチルドデカノール及び2−デシルテトラデカノール等が挙げられる。
炭素数2〜24の1価カルボン酸としては、直鎖又は分枝のものであってもよく、具体的には、炭素数2〜24の脂肪族1価カルボン酸(酢酸、n−ブタン酸、イソペンタン酸、n−ペンタン酸、n−ヘキサン酸、n−ヘプタン酸、n−オクタン酸、2−エチルヘキサン酸、n−ノナン酸、n−デカン酸、イソデカン酸、n−ドデカン酸、n−テトラデカン酸、n−ペンタデカン酸、n−ヘキサデカン酸、2−ヘキシルデカン酸、n−ステアリン酸、n−エイコサン酸、2−オクチルドデカン酸及び2−デシルテトラデカン酸等)、及び炭素数7〜24の芳香族1価カルボン酸(安息香酸、エチル安息香酸、桂皮酸及びt−ブチル安息香酸等)が挙げられる。
モノエステル系潤滑油基油(S1)の具体例としては、n−ブタン酸エチル、n−ヘキサン酸オクチル、2−エチルヘキサン酸エチル、n−テトラデカン酸メチル、n−ペンタデカン酸エチル、n−ステアリン酸オクチル及び2−デシルテトラデカン酸エチル等が挙げられる。
ジエステル系潤滑油基油(S2)としては、炭素数1〜24の1価アルコールと炭素数2〜24の2価カルボン酸とのジエステル(S2−1)、炭素数2〜24の2価アルコールと炭素数2〜24の1価カルボン酸とのジエステル(S2−2)及び炭素数1〜24の2価アルコールと炭素数2〜24の2価カルボン酸とのジエステル(S2−3)等が挙げられる。
(S2−1)を構成する炭素数1〜24の1価アルコールとしては、前記のものが挙げられる。
炭素数2〜24の2価カルボン酸としては、直鎖又は分枝のものであってもよく、具体的には、炭素数2〜24の脂肪族ジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、オクタンジカルボン酸、グルタル酸、リンゴ酸、セバシン酸、アゼライン酸、デカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、オクタデカンジカルボン酸及びデシルコハク酸等)、炭素数6〜24の脂環式ジカルボン酸(1,4−ジカルボキシシクロヘキサン及び1,4−ジカルボキシシクロヘプタン酸)等]、及び炭素数8〜24の芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、t−ブチルイソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸及び4,4’−ビフェニルジカルボン酸等)等が挙げられる。
(S2−1)の具体例としては、アジピン酸ジエチル、アジピン酸ジ−n−オクチル、アジピン酸ジ−n−デシル、オクタンジカルボン酸ジ−n−ノニル、デカンジカルボン酸ジ−n−オクチル、デカンジカルボン酸ジ−2−エチルヘキシル、オクタデカンジカルボン酸ジ−n−オクチル、セバシン酸ジ−n−オクチル、テレフタル酸ジ−n−ステアリル及び4,4’−ビフェニルジカルボン酸ジメチル等が挙げられる。
(S2−2)を構成する炭素数2〜24の2価アルコールとしては、炭素数2〜24のアルキレンエーテルグリコール(エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,13−トリデカンジオール、1,14−テトラデカンジオール、1,18−オクタデカンジオール、1,20−エイコサンジオール、1,2−プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、炭素数4〜24のアルキレンエーテルグリコール[ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリ(重合度=4〜12)エチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリ(重合度=3〜8)プロピレングリコール、ジテトラメチレングリコール及びポリ(重合度=2〜6)テトラメチレングリコール等]、炭素数4〜24の脂環式ジオール(1,4−ジヒドロキシメチルシクロヘキサン及び水素添加ビスフェノールA等)、上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(以下AOと略記する)[エチレンオキサイド(以下EOと略記する)、プロピレンオキサイド(以下POと略記する)及びブチレンオキサイド(以下BOと略記する)等]付加物(付加モル数1〜4);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF及びビスフェノールS等)のAO(EO、PO及びBO等)付加物(付加モル数1〜4);ポリラクトンジオール(ポリ−ε−カプロラクトンジオール等);及びポリブタジエンジオール等が挙げられる。
(S2−2)を構成する炭素数2〜24の1価カルボン酸としては、前記のものが挙げられる。
(S2−2)の具体例としては、n−ステアリン酸2モルとエチレングリコール1モルとで構成されるジエステル、2−エチルヘキサン酸2モルとジプロピレングリコール1モルとで構成されるジエステル、及びn−ブタン酸2モルとビスフェノールA1モルとで構成されるジエステル等が挙げられる。
(S2−3)を構成する炭素数1〜24の2価アルコールと炭素数2〜24の2価カルボン酸としては、前記のものが挙げられる。
(S2−3)の具体例としては、アジピン酸1モルとジプロピレングリコール1モルとで構成されるジエステル、及びフタル酸1モルとトリエチレングリコール1モルとで構成されるジエステル等が挙げられる。
ポリエステル系潤滑油基油(S3)としては、炭素数2〜24の3〜6価アルコールと炭素数2〜24の1価カルボン酸とのエステル(S3−1)、炭素数2〜24の3〜6価アルコールと炭素数2〜24の2価カルボン酸とのエステル(S3−2)、炭素数1〜24の1価アルコールと炭素数2〜24の3〜6価カルボン酸とのエステル(S3−3)、炭素数2〜24の2価アルコールと炭素数2〜24の3〜6価カルボン酸とのエステル(S3−4)、炭素数2〜24の3〜6価アルコールと炭素数2〜24の3〜6価カルボン酸とのエステル(S3−5)等が挙げられる。
(S3−1)を構成する炭素数2〜24の3〜6価アルコールとしては、炭素数2〜24の3価アルコール[グリセリン、1,2,4−トリヒドロキシブタン、2,3,4−トリヒドロキシペンタン、1,1,1−トリス(ヒドロキシメチル)エタン及び1,2,6−トリヒドロキシヘキサン、1,2,3−トリヒドロキシヘプタン等]、炭素数2〜24の4価アルコール(ペンタエリスリトール等)、炭素数2〜24の5価アルコール(キシリトール及びアラビトール等)、炭素数2〜24の6価アルコール(ソルビトール及びマンニトール等)等が挙げられる。
(S3−1)を構成する炭素数2〜24の1価カルボン酸としては、前記のものが挙げられる。
(S3−1)の具体例としては、グリセリン1モルと酢酸3モルとで構成されるトリエステル、ペンタエリスリトール1モルとn−ブタン酸4モルとで構成されるテトラエステル、ソルビトール1モルと酢酸6モルとで構成されるヘキサエステル等が挙げられる。
(S3−2)を構成する炭素数2〜24の3〜6価アルコールと、炭素数2〜24の2価カルボン酸としては、前記のものが挙げられる。
(S3−2)の具体例としては、グリセリン1モルリンゴ酸1モルとで構成されるジエステル、及びソルビトール1モルとアジピン酸1モルとで構成されるジエステル等が挙げられる。
(S3−3)を構成する炭素数1〜24の1価アルコールとしては、前記のものが挙げられる。
炭素数2〜24の3〜6価カルボン酸としては、トリメリット酸、ピロメリット酸、エチレンジアミン四酢酸、シクロペンタンテトラカルボン酸、トリエチレンテトラミン六酢酸及びシクロヘキサンヘキサカルボン酸等が挙げられる。
(S3−3)の具体例としては、トリメリット酸1モルとメタノール3モルとで構成されるトリエステル、及びピロメリット酸1モルとイソプロパノール4モルとで構成されるテトラエステル等が挙げられる。
(S3−4)を構成する炭素数2〜24の2価アルコールと炭素数2〜24の3〜6価カルボン酸としては、前記のものが挙げられる。
(S3−4)の具体例としては、トリエチレングリコール1モルとトリメリット酸1モルとで構成されるジエステル、トリエチレングリコール2モルとピロメリット酸1モルとで構成されるテトラエステル等が挙げられる。
(S3−5)を構成する炭素数2〜24の3〜6価アルコールと炭素数2〜24の3〜6価カルボン酸としては、前記のものが挙げられる。
(S3−5)の具体例としては、グリセリン1モルとトリメリット酸1モルとで構成されるジエステル、及びソルビトール1モルとトリメリット酸1モルとで構成されるジエステル等が挙げられる。
エステル系潤滑油基油(S)のうち、粘度指数向上効果の観点から好ましいのは、モノエステル系潤滑油基油(S1)、ジエステル系潤滑油基油(S2)であり、更に好ましいのは、(S1)、(S2−1)及び(S2−2)、特に好ましいのは(S2−1)及び(S2−2)である。
なお、(S)は1種類を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
エステル系潤滑油基油(S)の100℃における動粘度は1〜30mm2/sであり、粘度指数向上効果の観点から、好ましくは1.5〜20mm2/s、更に好ましくは1.5〜10mm2/sである。
(S)の粘度指数は、粘度指数向上効果の観点から、好ましくは80以上であり、更に好ましくは100以上、特に好ましくは105〜180である。なお、(S)の粘度指数は、JIS K2283−1993の方法で測定することができる。
(S)の流動点は、潤滑油組成物の低温粘度の観点から、好ましくは−5℃以下であり、更に好ましくは−15〜−70℃である。なお、(S)の流動点は、JIS K2269−1993の方法で測定することができる。
本発明の粘度指数向上剤組成物(R)には、(A)と(S)に加え、100℃における動粘度が1〜20mm/sである潤滑油基油(T)を含有させてもよい。(T)を含有させることで、本発明の粘度指数向上剤組成物(R)の粘度指数向上効果が向上する。
(T)としては、鉱物油(溶剤精製油、パラフィン油、イソパラフィンを含有する高粘度指数油、イソパラフィンの水素化分解による高粘度指数油及びナフテン油等)、合成潤滑油[炭化水素系合成潤滑油(ポリ−α−オレフィン系合成潤滑油等)]及びこれらの混合物が挙げられる。これらのうち、(A)の溶解性の観点から好ましいのは鉱物油である。
(T)の100℃における動粘度(JIS−K2283で測定したもの)は、粘度指数向上効果及び蒸発損失の観点から、好ましくは1〜20mm/sであり、更に好ましくは1.5〜15mm/s、特に好ましくは2〜10mm/sである。なお、(T)の100℃における動粘度は、JIS−K2283の方法で測定することができる。
(T)の粘度指数は、粘度指数向上効果の観点から、好ましくは90以上であり、更に好ましくは100以上である。また、潤滑油組成物の低温粘度の観点から、好ましくは170以下であり、更に好ましくは160以下である。なお、(T)の粘度指数は、JIS K2283の方法で測定することができる。
(T)の曇り点(JIS−K2269で測定したもの)は、低温粘度の観点から、好ましくは−5℃以下であり、更に好ましくは−15℃以下である。なお、(T)の曇り点は、JIS−K2269での方法で測定することができる。
本発明の粘度指数向上剤組成物(R)における(A)の含有率は、粘度指数向上効果の観点から、粘度指数向上剤組成物(R)の重量に基づき、好ましくは10〜99.9重量%であり、更に好ましくは15〜90重量%、特に好ましくは20〜85重量%、より好ましくは30〜80重量%、最も好ましくは40〜75重量%である。
本発明の粘度指数向上剤組成物(R)における(S)の含有率は、粘度指数向上効果と粘度指数向上剤組成物(R)の酸化安定性及び貯蔵安定性の観点から、粘度指数向上剤組成物(R)の重量に基づき、好ましくは0.1〜90重量%であり、更に好ましくは1〜80重量%、特に好ましくは5〜70重量%、より好ましくは10〜60重量%、最も好ましくは20〜50重量%である。
本発明の粘度指数向上剤組成物(R)における(T)の含有率は、粘度指数向上剤組成物(R)の重量に基づき、好ましくは0〜50重量%であり、更に好ましくは10〜40重量%、特に好ましくは20〜30重量%である。
本発明の粘度指数向上剤組成物(R)の製造方法は、(S)の存在下に(a)を含有してなる単量体を重合して(A)を得ることを構成要件とする。(S)の存在下に(a)を含有してなる単量体を重合して(A)を得ることにより、(a)を含有してなる単量体を重合して(A)を得た後(A)と(S)を混合して粘度指数向上剤組成物(R)を作製する場合と比較して、得られた粘度指数向上剤組成物(R)の粘度指数向上効果が優れる。
(S)、(A)を構成する(a)としては、前記のものが挙げられる。(a)と共重合可能な単量体としては、前記の(b)〜(o)が挙げられる。
本発明の粘度指数向上剤組成物(R)の製造方法としては、重合触媒存在下に、(a)と、必要により(b)〜(o)から選ばれた単量体を(S)中で溶液重合する方法が挙げられ、具体的には以下の方法が挙げられる。
[1]単量体をあらかじめ(S)中に溶解させ、重合触媒を滴下する方法。
[2](S)中に単量体と重合触媒を滴下する方法。
[3]重合触媒を含有する(S)中に単量体を滴下する方法。
[4]あらかじめ(S)中に単量体と重合触媒を投入しておく方法。
重合触媒としては、(A)の製造方法で例示したものと同様のものが挙げられる。
重合温度は、好ましくは25〜140℃であり、更に好ましくは50〜120℃である。また、溶液重合の他に、塊状重合、乳化重合又は懸濁重合により(A)を重合することができる。
(A)が共重合体である場合の重合形態としては、ランダム付加重合体又は交互共重合体のいずれでもよく、また、グラフト共重合体又はブロック共重合体のいずれでもよい。
本発明の粘度指数向上剤組成物(R)の製造方法においては、(S)及び(T)の存在下に(a)を含有してなる単量体を重合して(A)を得ることにより、得られた粘度指数向上剤組成物(R)の粘度指数向上効果が更に優れるため好ましい。(T)としては、前記のものが挙げられる。
本発明の粘度指数向上剤組成物(R)の製造方法において使用する単量体の総重量は、重合反応が容易に進行するという観点から、得られる粘度指数向上剤組成物(R)100重量部に対して、好ましくは20〜80重量部であり、更に好ましくは20〜70重量部、特に好ましくは25〜50重量部である。
本発明の粘度指数向上剤組成物(R)の製造方法において使用する(S)の重量は、重合反応が容易に進行するという観点から、得られる粘度指数向上剤組成物(R)100重量部に対して、好ましくは20〜80重量部であり、更に好ましくは25〜75重量部、特に好ましくは30〜50重量部である。
本発明の粘度指数向上剤組成物(R)の製造方法において使用する(T)の重量は、重合反応が容易に進行するという観点から、得られる粘度指数向上剤組成物(R)100重量部に対して、好ましくは0〜80重量部であり、更に好ましくは5〜55重量部、特に好ましくは20〜45重量部である。
本発明の潤滑油組成物は、本発明の粘度指数向上剤組成物(R)及び潤滑油基油(U)を含有してなる。
(U)としては、前記の(S)、(T)と同様のものが挙げられる。(U)の100℃における動粘度は、粘度指数向上効果の観点から、好ましくは1.5〜15mm2/sであり、更に好ましくは1.5〜10mm2/sである。
本発明の潤滑油組成物は、用途の違いにより、(U)の100℃における動粘度の好ましい範囲が異なる。
潤滑油組成物がエンジン油又はギヤ油の場合には、(U)の100℃における動粘度は、好ましくは3〜10mm2/sである。
潤滑油組成物が自動変速機油(ATF、belt−CVTF及びMTF)の場合には、(U)の100℃における動粘度は、好ましくは2〜6mm2/sである。
潤滑油組成物がトラクション油の場合には、(U)の100℃における動粘度は、好ましくは1〜5mm2/sである。
本発明の潤滑油組成物は、用途の違いにより、粘度指数向上剤組成物(R)の含有率の好ましい範囲が異なる。
潤滑油組成物がエンジン油の場合には、潤滑油組成物の重量に基づき、(A)として0.5〜15重量%含有するよう粘度指数向上剤組成物(R)を含有しているのが好ましい。
潤滑油組成物がギヤ油の場合には、潤滑油組成物の重量に基づき、(A)として3〜30重量%含有するよう粘度指数向上剤組成物(R)を含有しているのが好ましい。
潤滑油組成物が自動変速機油(ATF、belt−CVTF及びMFT)の場合には、潤滑油組成物の重量に基づき、(A)として2〜25重量%含有するよう粘度指数向上剤組成物(R)を含有しているのが好ましい。
潤滑油組成物がトラクション油の場合には、潤滑油組成物の重量に基づき、(A)として0.5〜15重量%含有するよう粘度指数向上剤組成物(R)を含有しているのが好ましい。
潤滑油組成物が作動油の場合には、潤滑油組成物の重量に基づき、(A)として0.5〜25重量%含有するよう粘度指数向上剤組成物(R)を含有しているのが好ましい。
本発明の潤滑油組成物は、各種添加剤を含有してもよい。添加剤としては、以下のものが挙げられる。
(1)清浄剤:
塩基性、過塩基性又は中性の金属塩[スルフォネート(石油スルフォネート、アルキル
ベンゼンスルフォネート及びアルキルナフタレンスルフォネート等)の過塩基性又はアルカリ土類金属塩等]、サリシレート類、フェネート類、ナフテネート類、カーボネート類、フォスフォネート類及びこれらの混合物;
(2)分散剤:
コハク酸イミド類(ビス−又はモノ−ポリブテニルコハク酸イミド類)、マンニッヒ縮
合物及びボレート類等;
(3)酸化防止剤:
ヒンダードフェノール類及び芳香族2級アミン類等;
(4)油性向上剤:
長鎖脂肪酸及びそれらのエステル(オレイン酸及びオレイン酸エステル等)、長鎖アミ
ン及びそれらのアミド(オレイルアミン及びオレイルアミド等)等;
(5)摩擦摩耗調整剤:
モリブデン系及び亜鉛系化合物(モリブデンジチオフォスフェート、モリブデンジチオ
カーバメート及びジンクジアルキルジチオフォスフェート等)等;
(6)極圧剤:
硫黄系化合物(モノ又はジスルフィド、スルフォキシド及び硫黄フォスファイド化合
物)、フォスファイド化合物及び塩素系化合物(塩素化パラフィン等)等;
(7)消泡剤:
シリコン油、金属石けん、脂肪酸エステル及びフォスフェート化合物等;
(8)抗乳化剤:
4級アンモニウム塩(テトラアルキルアンモニウム塩等)、硫酸化油及びフォスフェー
ト(ポリオキシエチレン含有非イオン性界面活性剤のフォスフェート等)等;
(9)腐食防止剤:
窒素原子含有化合物(ベンゾトリアゾール及び1,3,4−チオジアゾリル−2,5−
ビスジアルキルジチオカーバメート等)等。
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<製造例1>
撹拌装置、加熱冷却装置、温度計、脱水装置及び空気導入管を備えた反応容器に、3,5−ジメチル−4−オクタノール(アルドリッチ社製)158.3重量部、p−トルエンスルホン酸[東京化成(株)製]9重量部、ハイドロキノン[和光純薬(株)製]0.04重量部及びメタクリル酸[(株)クラレ製]111.9重量部を投入し、空気を液層に導入しながら、120℃で5時間反応を行った。なお反応中に生成する水は、脱水装置で除去した。室温まで冷却後、10重量%水酸化ナトリウム水溶液132重量部で中和し、有機層を採取した。有機層を100℃で2時間減圧(0.003MPa)乾燥し、単量体(a−1)を得た。
<製造例2>
製造例1において、5−ジメチル−4−オクタノール158.3重量部を2,4−ジメチル−4−ノナノール[アルドリッチ社製]172.3重量部に変更したこと以外は、製造例1と同様にして、単量体(a−2)を得た。
<実施例1>
撹拌装置、加熱冷却装置、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、トルエン20重量部、表2に記載の単量体100重量部[(a−1)30重量部、(b−1)33重量部、(c−1)37重量部の混合物]、ラジカル重合開始剤としてアゾビスバレロニトリル0.33重量部を投入し、窒素置換を行った後、密閉下80℃で5時間重合反応を行った。室温まで冷却後、メタノール500重量部を投入して得られた共重合体を析出させ、デカンテーションでメタノールを除去した。更にメタノール300重量部を投入して10分間撹拌後デカンテーションでメタノールを除去する工程を2回繰り返し、100℃で4時間減圧(0.003MPa)乾燥した。そこに表2に記載の希釈油(S−1)100重量部を投入して、120℃で3時間撹拌し、共重合体(A1)からなる粘度指数向上剤(R1)を得た。得られた共重合体(A1)のSP値を上記の方法で計算し、Mwを上記の方法で測定した。結果を表2に示す。
<実施例2〜8、比較例1〜3>
実施例1において、単量体100重量部[(a−1)30重量部、(b−1)33重量部、(c−1)37重量部の混合物]を、それぞれ表2に記載の単量体100重量部に変更し、(S−1)100重量部をそれぞれ表2に記載の希釈油に変更する以外は実施例1と同様にして、共重合体(A2)〜(A8)、(H1)〜(H3)からなる粘度指数向上剤(R2)〜(R8)、(V1)〜(V3)を得た。得られた共重合体(A2)〜(A8)、(H1)〜(H3)のSP値を上記の方法で計算し、Mwを上記の方法で測定した。結果を表2に示す。
表2に記載の単量体は、以下の通りである。
(a−1):1−(1’−メチル−n−プロピル)−2−メチル−n−ペンチルメタクリレート
(a−2):1−イソブチル−1−メチル−n−ヘキシルメタクリレート
(b−1):メタクリル酸メチル
(c−1):メタクリル酸n−テトラデシル
(c−2):メタクリル酸n−ヘキサデシル
(d−1):2−n−デシル−n−テトラデシルメタクリレート
(e−1):ジメチルアミノエチルメタクリレート
(n−1):ヒドロキシエチルメタクリレート
表2に記載の希釈油は、以下の通りである。
(S−1):セバシン酸ジオクチル[100℃動粘度:3.23mm/s、40℃動粘度:11.56mm/s、粘度指数:151、豊国製油(株)社製]
(T−1):「YUBASE4」[鉱物油、100℃における動粘度:4.25mm/s、40℃における動粘度:10.7mm/s、粘度指数:101、SKOIL社製]
<実施例9〜16、比較例4〜6>
撹拌装置を備えたステンレス製容器に、(T−1)を投入し、得られる潤滑油組成物の150℃のHTHS粘度が2.60±0.02(mm/s)になるように、それぞれ粘度指数向上剤組成物(R1)〜(R8)、(V1)〜(V3)を添加し、潤滑油組成物(X1)〜(X8)、(Y1)〜(Y3)を得た。
潤滑油組成物(X1)〜(X8)、(Y1)〜(Y3)の40℃及び100℃における動粘度、粘度指数、80℃及び150℃におけるHTHS粘度、−40℃における低温粘度を測定した。各測定は以下の評価方法により行った。結果を表3に示す。
<潤滑油組成物の40℃及び100℃における動粘度の測定方法>
ASTM D445の方法で測定した。
<潤滑油組成物の粘度指数の測定方法>
JIS−K2283−1993の方法で測定した。
<潤滑油組成物の80℃及び150℃におけるHTHS粘度の測定方法>
ASTM D4683の方法で測定した。
<潤滑油組成物の−40℃における低温粘度の測定方法>
ASTM D5293の方法で測定した。
表3の結果から明らかなように、本発明の粘度指数向上剤組成物(R)を含有してなる潤滑油組成物(実施例9〜16)は、比較例4〜6の潤滑油組成物と比較して、粘度指数向上効果が高く、40℃における動粘度が低いため、省燃費性に優れている。
本発明の粘度指数向上剤組成物(R)を含有してなる潤滑油組成物は、駆動系潤滑油(MTF、デファレンシャルギヤ油、ATF及びbelt−CVTF等)、作動油(機械の作動油、パワーステアリング油及びショックアブソーバー油等)、エンジン油(ガソリン用及びディーゼル用等)及びトラクション油として好適である。

Claims (12)

  1. 下記一般式(1)で表される単量体(a)及び炭素数1〜4のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキル(b)を必須構成単量体とし、かつ溶解性パラメーターが7.3〜11(cal/cm1/2である(共)重合体(A)と、100℃における動粘度が1〜30mm/sであるエステル系潤滑油基油(S)を含有してなる粘度指数向上剤組成物であって、(A)を構成する(a)の割合が10〜48重量%であり、(A)を構成する(b)の割合が33〜40重量%である粘度指数向上剤組成物(R)。

    [Rは水素原子又はメチル基;Xは炭素数2〜4のアルキレン基;nは0〜20の数であり、nが2以上の場合のXは同一でも異なっていてもよく、(XO)n部分はランダム結合でもブロック結合でもよい;Rは一般式(2)で表される炭素数〜13の分岐アルキル基である。]

    [R及びRは、それぞれ独立に炭素数1〜11の直鎖又は分岐アルキル基;Rは水素原子又は炭素数1〜10の直鎖若しくは分岐アルキル基であり、R〜Rの合計炭素数が5〜12である。]
  2. 更に、100℃における動粘度が1〜20mm/sである潤滑油基油(T)を含有してなる請求項1記載の粘度指数向上剤組成物(R)。
  3. (S)が、モノエステル系潤滑油基油(S1)及び/又はジエステル系潤滑油基油(S2)である請求項1又は2記載の粘度指数向上剤組成物(R)。
  4. (R)の重量に基づく(A)の含有率が10〜99.9重量%であり、(S)の含有率が0.1〜90重量%である請求項1〜3のいずれかに記載の粘度指数向上剤組成物(R)。
  5. (S)の溶解性パラメーターが8.5〜10(cal/cm1/2である請求項1〜4のいずれかに記載の粘度指数向上剤組成物(R)。
  6. (A)が、(A)の構成単量体として、更に炭素数8〜28の直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル(c)を含有してなる共重合体である請求項1〜5のいずれかに記載の粘度指数向上剤組成物(R)。
  7. (A)が、(A)の構成単量体として更に下記一般式(5)で表される単量体(d)を含有してなる共重合体である請求項1〜6のいずれかに記載の粘度指数向上剤組成物(R)。

    [R14は水素原子又はメチル基;R15及びR16は、それぞれ独立に炭素数9〜18のアルキル基であり、R15とR16の合計炭素数が18〜30である。]
  8. (A)が、(A)の構成単量体として、更に窒素原子含有ビニル単量体(e)を含有してなる共重合体である請求項1〜7のいずれかに記載の粘度指数向上剤組成物(R)。
  9. (A)の重量平均分子量が5,000〜1,000,000である請求項1〜8のいずれかに記載の粘度指数向上剤組成物(R)。
  10. (A)の結晶化温度が−20℃以下である請求項1〜9のいずれかに記載の粘度指数向上剤組成物(R)。
  11. 更に、(A)以外の(共)重合体(B)を(A)の重量に基づいて0.01〜30重量%含有してなる含有してなる請求項1〜10のいずれかに記載の粘度指数向上剤組成物(R)。
  12. 請求項1〜11のいずれかに記載の(R)及び潤滑油基油(U)を含有してなる潤滑油組成物。
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