以下に、本発明を詳細に説明する。本発明のクロスヘッド型ディーゼル機関用システム潤滑油組成物(以下、単に潤滑油組成物ともいう)における基油(A)は、100℃での動粘度が8.2〜12.6mm2/sであり、飽和炭化水素分が90質量%以上である。
上記基油(A)の100℃での動粘度は、8.2〜12.6mm2/sの範囲であり、好ましくは8.5〜12.6mm2/s、より好ましくは10.0〜12.3mm2/s、より一層好ましくは11.0〜12.0mm2/sの範囲である。基油(A)の100℃での動粘度が8.2mm2/s未満では、潤滑箇所での油膜形成が不十分であるため潤滑性に劣る恐れがある。また、基油(A)の100℃での動粘度の12.6mm2/sを超えると、低温時の流動性に問題が発生することが懸念される。なお、本発明において、100℃での動粘度とは、ASTM D−445に規定される100℃での動粘度を指す。
また、上記基油(A)は、飽和炭化水素分が90質量%以上であり、API(米国石油学会)による基油分類に基づく分類でグループII及びグループIIIに分類されるものを含有することが好ましい。なお、本発明において、飽和炭化水素分は、ASTM D−2007で測定された値を意味する。
上記基油(A)の製造方法については、特に制限はないが、一般的には、原油を常圧蒸留して得られる常圧残油を、脱硫、水素化分解し、設定された粘度グレードに分留、あるいはその残油を溶剤脱ろう、あるいは接触脱ろうし、必要であればさらに、溶剤抽出、水素化し基油としたものである。
上記基油(A)には、また、近年は、常圧蒸留残油をさらに減圧蒸留し、必要な粘度グレードに分留した後、溶剤精製、水素化精製等のプロセスを経て、溶剤脱ろうして製造する基油製造過程において、脱ろう過程において副性する、石油系ワックスを、水素化異性化した石油系ワックス異性化潤滑油基油や、フィッシャー・トロプシュプロセス等により製造されるGTL WAX(ガストゥリキッドワックス)を異性化する手法で製造されるGTL系ワックス異性化潤滑油基油等も含まれる。この場合のワックス異性化潤滑油基油の製造方法は、基本的な製造過程は水素化分解基油の製造方法と同じである。
上記基油(A)の全芳香族分は、特に制限はないが、一実施態様では3質量%以下であり、他の実施態様では1質量%以下であり、更に他の実施態様では0.5質量%以下である。ここで、基油(A)の全芳香族分が少ないほど、即ち、芳香族性が低いほど、スラッジの溶解性の問題が発生し易いことになる。なお、上記全芳香族分とは、ASTM D2549に準拠して測定した芳香族留分含有量を意味する。
また、上記基油(A)の硫黄分は、特に制限はないが、一実施態様では0.03質量%以下であり、他の実施態様では0.01質量%以下であり、また、更に他の実施態様では、該基油(A)は、実質的に硫黄を含有しない。ここで、硫黄分が少ないほど精製度が高いことを意味し、スラッジの溶解性の問題が発生し易いことになる。
本発明の潤滑油組成物の基油(A)は、粘度指数が80以上であることが好ましく、85以上であることが更に好ましく、90以上であることが特に好ましい。基油の粘度指数が80未満であると、低温での粘度が高くなり始動性が悪化する恐れがある。なお、本発明において、粘度指数は、JIS K2283−1993に準拠して測定された粘度指数を意味する。
本発明のクロスヘッド型ディーゼル機関用システム潤滑油組成物は、必須成分として、金属系清浄剤(B)を含有する。
上記金属系清浄剤(B)としては、潤滑油用に通常用いられる任意の化合物が使用可能であり、例えば、スルホネート系清浄剤、フェネート系清浄剤、サリシレート系清浄剤が挙げられ、これらの中でも、サリシレート系清浄剤が好ましく、Ca塩のサリシレート系清浄剤(即ち、Caサリシレート)が特に好ましい。また、使用に際しては、これら金属系清浄剤を単独あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。
上記スルホネート系清浄剤としては、例えば、重量平均分子量400〜1500、好ましくは700〜1300のアルキル芳香族化合物をスルフォン化することによって得られるアルキル芳香族スルフォン酸のアルカリ土類金属塩又はその(過)塩基性塩を用いることができる。アルカリ土類金属としては、例えば、マグネシウム、バリウム、カルシウムが挙げられ、マグネシウム又はカルシウムが好ましく、カルシウムが特に好ましい。アルキル芳香族スルフォン酸としては、例えば、いわゆる石油スルフォン酸や合成スルフォン酸が挙げられる。ここでいう石油スルフォン酸としては、一般に鉱油の潤滑油留分のアルキル芳香族化合物をスルフォン化したものやホワイトオイル製造時に副生する、いわゆるマホガニー酸等が挙げられる。また、合成スルフォン酸としては、例えば、洗剤の原料となるアルキルベンゼン製造プラントから副生したり、ポリオレフィンをベンゼンにアルキル化することにより得られる、直鎖状や分枝状のアルキル基を有するアルキルベンゼンをスルフォン化したもの、あるいはジノニルナフタレン等のアルキルナフタレンをスルフォン化したものが用いられる。また、これらアルキル芳香族化合物をスルフォン化する際のスルフォン化剤としては特に制限はないが、通常、発煙硫酸や無水硫酸が用いられる。
上記フェネート系清浄剤としては、下記式(1)に示される構造を有する、アルキルフェノールサルファイドのアルカリ土類金属塩又はその(過)塩基性塩を用いることができる。アルカリ土類金属としては、例えば、マグネシウム、バリウム、カルシウムが挙げられ、マグネシウム又はカルシウムが好ましく、カルシウムが特に好ましい。
式(1)中、R1は炭素数6〜21の直鎖または分枝、飽和または不飽和のアルキル基又はアルケニル基を示し、mは重合度であって1〜10の整数、Sは硫黄元素、xは1〜3の整数を示す。
式(1)におけるアルキル基及びアルケニル基の炭素数は、好ましくは9〜18、より好ましくは9〜15である。炭素数が6未満では基油に対する溶解性に劣るおそれがあり、一方、炭素数が21を超える場合は製造が困難で、また耐熱性に劣るおそれがある。
フェネート系金属清浄剤の中では、式(1)に示される重合度mが1〜4のアルキルフェノールサルファイド金属塩を含有するものが、耐熱性が優れるため好ましい。
上記サリシレート系清浄剤としては、下記式(2)で表される金属サリシレート、及び/又はその(過)塩基性塩が好ましい。
上記式(2)中、R2はそれぞれ独立してアルキル基又はアルケニル基であり、Mはアルカリ土類金属を示し、好ましくはカルシウム又はマグネシウムであり、カルシウムが特に好ましく、nは1又は2である。
また、上記サリシレート系清浄剤としては、好ましくはアルキル基又はアルケニル基を分子中に1つ有するアルカリ土類金属のサリシレート、及び/又はその(過)塩基性塩が好ましい。
上記アルカリ土類金属サリシレートの製造方法としては、特に制限はなく、公知のモノアルキルサリシレートの製造方法等を用いることができ、例えば、フェノールを出発原料として、オレフィンを用いてアルキレーションし、次いで炭酸ガス等でカルボキシレーションして得たモノアルキルサリチル酸、あるいはサリチル酸を出発原料として、当量の上記オレフィンを用いてアルキレーションして得られたモノアルキルサリチル酸等に、アルカリ土類金属の酸化物や水酸化物等の金属塩基を反応させたり、又は一度ナトリウム塩やカリウム塩等のアルカリ金属塩としてからアルカリ土類金属塩と置換させること等により上記アルカリ土類金属サリシレートが得られる。
上記サリシレート系清浄剤としては、上記のようにして得られた中性塩だけでなく、さらにこれら中性塩と過剰のアルカリ土類金属塩やアルカリ土類金属塩基(アルカリ土類金属の水酸化物や酸化物)を水の存在下で加熱することにより得られる塩基性塩や、炭酸ガス又はホウ酸若しくはホウ酸塩の存在下で中性塩をアルカリ土類金属の水酸化物等の塩基と反応させることにより得られる過塩基性塩も含まれる。
本発明の潤滑油組成物において、上記金属系清浄剤(B)は単独で用いることもできるが、2種以上を併用することもできる。併用する場合、特に、(1)過塩基性Caフェネート/中性Caスルホネート、(2)過塩基性Caフェネート/過塩基性Caサリシレート、(3)過塩基性Caフェネート/中性Caスルホネート/過塩基性Caサリシレート、のいずれかの組み合わせが好ましい。
本発明の潤滑油組成物において、上記金属系清浄剤(B)の含有割合は、組成物全量基準で、好ましくは1.5〜31質量%、より好ましくは2.0〜25質量%、特に好ましくは3.0〜8.0質量%である。金属系清浄剤(B)の含有割合が1.5質量%未満の場合は、必要とする清浄性および酸中和性が得られないおそれがあり、一方、30質量%を超える場合は、遠心清浄機において乳化するおそれがある。
本発明の潤滑油組成物において、上記金属系清浄剤(B)成分に基づく金属分の含有割合は、組成物全量基準で、好ましくは0.14〜0.72質量%、より好ましくは0.17〜0.54質量%、特に好ましくは0.21〜0.36質量%である。金属系清浄剤(B)に基づく金属分の含有割合が0.14質量%未満の場合は、必要とする清浄性および酸中和性が得られないおそれがあり、一方、0.72質量%を超える場合は、過剰な金属分が粗粒化し遠心分離機においてスラッジ化するおそれがある。
上記金属系清浄剤(B)の塩基価は、50〜500mgKOH/gの範囲が好ましく、100〜450mgKOH/gの範囲がより好ましく、120〜400mgKOH/gの範囲が更に好ましい。塩基価が50mgKOH/g未満の場合は、腐食摩耗が増大するおそれがあり、一方、500mgKOH/gを超える場合は、溶解性に問題を生ずるおそれがある。
上記金属系清浄剤(B)の金属比は特に制限はないが、下限が好ましくは1以上、より好ましくは1.3以上、特に好ましくは2.0以上、上限が好ましくは5.0以下、より好ましくは4.0以下、特に好ましくは3.0以下のものを使用することが望ましい。なお、ここでいう金属比とは、金属系清浄剤(B)における金属元素の価数×金属元素含有量(モル%)/せっけん基含有量(モル%)で表される。また、金属元素とは、カルシウム、マグネシウム等、せっけん基とはスルホン酸基、フェノール基、サリチル酸基等を意味する。金属元素としてはカルシウムが好ましい。
また、本発明のクロスヘッド型ディーゼル機関用システム潤滑油組成物は、必須成分としてジチオリン酸亜鉛(C)(ZnDTP)を含有する。
上記ジチオリン酸亜鉛(C)としては、下記式(3)で表される化合物が好ましい。
上記式(3)中、R3は、それぞれ個別に、炭素数1〜24の炭化水素基を示すが、これら炭素数1〜24の炭化水素基としては、炭素数1〜24の直鎖状又は分枝状のアルキル基であることが好ましい。また、炭化水素基は、好ましく炭素数3以上であり、また好ましくは炭素数12以下であり、さらに好ましくは8以下である。また、アルキル基としては第1級でも、第2級でも、第3級であってもよいが、第1級もしくは第2級もしくはその混合物が好ましく、第1級であることが最も好ましい。
上記ジチオリン酸亜鉛(ZnDTP)としては、例えば、ジプロピルジチオリン酸亜鉛、ジブチルジチオリン酸亜鉛、ジペンチルジチオリン酸亜鉛、ジヘキシルジチオリン酸亜鉛、ジヘプチルジチオリン酸亜鉛、又はジオクチルジチオリン酸亜鉛等の炭素数3〜18、好ましくは炭素数3〜10の直鎖状若しくは分枝状(第1級、第2級又は第3級、好ましくは第1級又は第2級)アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛;ジフェニルジチオリン酸亜鉛、又はジトリルジチオリン酸亜鉛等の炭素数6〜18、好ましくは炭素数6〜10のアリール基若しくはアルキルアリール基を有するジ((アルキル)アリール)ジチオリン酸亜鉛、又はこれら2種以上の混合物が挙げられる。
上記ジチオリン酸亜鉛の製造方法は、特に限定されず、例えば、前記R3に対応するアルキル基を持つアルコールを五硫化二リンと反応させてジチオリン酸を合成し、これを酸化亜鉛で中和させることにより合成することができる。
本発明の潤滑油組成物において、上記ジチオリン酸亜鉛(C)の含有割合は、組成物全量基準で、好ましくは0.25〜1.4質量%、より好ましくは0.4〜1.0質量%、特に好ましくは0.5〜0.7質量%である。また、上記ジチオリン酸亜鉛(C)は、組成物のリン分が200〜1000質量ppmとなるように添加することが好ましく、より好ましくは300質量ppm以上、より一層好ましくは350質量ppm以上、特に好ましくは400質量ppm以上、また、より好ましくは800質量ppm以下、より一層好ましくは700質量ppm以下、特に好ましくは600質量ppm以下となるように添加する。ジチオリン酸亜鉛(C)由来のリン分が200質量ppm以上であれば、必要なギヤ性能を確保でき、また、1000質量ppm以下であれば、加水分解による塩基価の低下を避けることができる。
また、本発明のクロスヘッド型ディーゼル機関用システム潤滑油組成物は、必須成分としてアミン系酸化防止剤(D)を含有する。
上記アミン系酸化防止剤化合物としては、ジフェニルアミン誘導体、フェニル−α−ナフチルアミン誘導体等が挙げられ、下記式(4)で表される化合物及び下記式(5)で表される化合物が好ましい。これらは1種を単独で用いてもよく、あるいは2種以上を混合して用いてもよい。
上記式(4)の化合物は、一般的には、N-フェニルベンゼンアミンとアルケンとを反応させて得られる。式(4)において、R4は、それぞれ独立して水素または炭化水素基であり、rはそれぞれ独立して0〜5の整数である。なお、R4が複数存在する場合、各R4は、同一であっても異なっていてもよい。ここで、炭化水素基の炭素数は1〜12が好ましく、1〜9が特に好ましい。また、炭化水素基としては、アルキル基が特に好ましい。
上記式(5)において、R5は、それぞれ独立して炭素数が1〜20、好ましくは3〜20の炭化水素基であり、pは0〜5の整数で、qは0〜7の整数であり、但し、p及びqの両方が0であることはない。なお、R5が複数存在する場合、各R5は、同一であっても異なっていてもよい。また、R5としては、直鎖又は分枝鎖のオクチル基ないしノニル基が特に好ましく、また、ナフチル基及びフェニル基のどちらか一方が1個のR5で置換されているものが特に好ましい。
上記アミン系酸化防止剤としてとして、具体的には、N-フェニル-1,1,3,3-テトラメチルブチルナフタレン-1-アミン、N-フェニルベンゼンアミンと2,4,4-トリメチルペンテンの反応生成物、p,p'-ジオクチルジフェニルアミン、N-フェニル-N'-イソプロピル-p-フェニレンジアミン、ポリ2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン、6-エトキシ-2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン、チオジフェニルアミン、4-アミノ-p-ジフェニルアミン等を挙げられる。
本発明の潤滑油組成物において、上記アミン系酸化防止剤(D)の含有割合は、組成物全量基準で、0.3質量%以上であり、好ましくは0.4質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、また、好ましくは3質量%以下、より好ましくは2.5質量%以下である。アミン系酸化防止剤(D)の含有量が組成物全量基準で0.3質量%未満では、潤滑油組成物の耐コーキング性(耐熱性)を十分に向上させることができない。また、アミン系酸化防止剤(D)の含有量が多すぎると、逆に潤滑油組成物の耐コーキング性(耐熱性)を悪化させる恐れがあるが、アミン系酸化防止剤(D)の含有量が組成物全量基準で3質量%以下であれば、潤滑油組成物の耐コーキング性(耐熱性)の悪化を避けることができる。
本発明のクロスヘッド型ディーゼル機関用システム潤滑油組成物は、上記構成成分に加え、更に、油溶性モリブデン化合物(E)を含有することが好ましい。
上記油溶性モリブデン化合物(E)としては、モリブデンジチオホスフェート(MoDTP)、モリブデンジチオカーバメート(MoDTC)等の硫黄を含有する有機モリブデン化合物、モリブデン化合物[例えば、二酸化モリブデン、三酸化モリブデン等の酸化モリブデン、オルトモリブデン酸、パラモリブデン酸、(ポリ)硫化モリブデン酸等のモリブデン酸、これらモリブデン酸の金属塩、アンモニウム塩等のモリブデン酸塩、二硫化モリブデン、三硫化モリブデン、五硫化モリブデン、ポリ硫化モリブデン等の硫化モリブデン、硫化モリブデン酸、硫化モリブデン酸の金属塩又はアミン塩、塩化モリブデン等のハロゲン化モリブデン等]と硫黄含有有機化合物[例えば、アルキル(チオ)キサンテート、チアジアゾール、メルカプトチアジアゾール、チオカーボネート、テトラハイドロカルビルチウラムジスルフィド、ビス(ジ(チオ)ハイドロカルビルジチオホスホネート)ジスルフィド、有機(ポリ)サルファイド、硫化エステル等]又はその他の有機化合物との錯体等、或いは、上記硫化モリブデン、硫化モリブデン酸等の硫黄含有モリブデン化合物とアルケニルコハク酸イミドとの錯体等を挙げることができる。上記モリブデンジチオカーバメートにおいて、アルキル基は直鎖状でも分枝状でも良く、また、アルキルフェニル基のアルキル基の結合位置は任意である。また、これらの混合物等が例示できる。なお、これらモリブデンジチオカーバメートとしては、1分子中に異なる炭素数及び/又は構造の炭化水素基を有する化合物も、好ましく用いることができる。
上記モリブデンジチオホスフェート(MoDTP)としては、下記式(6)で表される化合物が好ましい。
上記式(6)において、R6は、それぞれ個別に、炭素数4〜18の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又はアルケニル基を表し、Yは、それぞれ個別に、酸素原子又は硫黄原子を表し、その酸素原子と硫黄原子との比は1/3〜3/1である。R6は、好ましくはアルキル基、特に好ましくは炭素数8〜14の分岐状のアルキル基であり、R6として、具体的には、ブチル基、2−エチルヘキシル基、イソトリデシル基、ステアリル基等が挙げられる。なお、1分子中に存在する4個のR6は、同一であっても、異なっていてもよい。また、本発明の潤滑油組成物には、R6の異なるMoDTPを2種以上混合して用いることもできる。
また、上記モリブデンジチオカーバメイト(MoDTC)としては、下記式(7)で表される化合物が好ましい。
上記式(7)において、R7は、それぞれ個別に、炭素数4〜18の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又はアルケニル基を表し、Xは、それぞれ個別に、酸素原子又は硫黄原子を表し、その酸素原子と硫黄原子との比は1/3〜3/1である。R7は、好ましくはアルキル基、特に好ましくは炭素数8〜14の分岐状のアルキル基であり、R7として、具体的には、ブチル基、2−エチルヘキシル基、イソトリデシル基、ステアリル基等が挙げられる。なお、1分子中に存在する4個のR7は、同一であっても、異なっていてもよい。また、本発明の潤滑油組成物には、R7の異なるMoDTCを2種以上混合して用いることもできる。
また、上記油溶性モリブデン化合物(E)としては、構成元素として硫黄を含まない油溶性モリブデン化合物を用いることもできる。構成元素として硫黄を含まない有機モリブデン化合物としては、具体的には、モリブデン−アミン錯体、モリブデン−コハク酸イミド錯体等が挙げられる。
上記モリブデン−アミン錯体を構成するモリブデン化合物としては、三酸化モリブデン又はその水和物(MoO3・nH2O)、モリブデン酸(H2MoO4)、モリブデン酸アルカリ金属塩(M2MoO4;Mはアルカリ金属を示す)、モリブデン酸アンモニウム((NH4)2MoO4又は(NH4)6[Mo7O24]・4H2O)、MoCl5、MoOCl4、MoO2Cl2、MoO2Br2、Mo2O3Cl6等の硫黄を含まないモリブデン化合物が挙げられる。これらのモリブデン化合物の中でも、モリブデン−アミン錯体の収率の点から、6価のモリブデン化合物が好ましい。更に、入手性の点から、6価のモリブデン化合物の中でも、三酸化モリブデン又はその水和物、モリブデン酸、モリブデン酸アルカリ金属塩、及びモリブデン酸アンモニウムが好ましい。
また、上記モリブデン−アミン錯体を構成するアミン化合物としては、特に制限されないが、窒素化合物としては、具体的には、モノアミン、ジアミン、ポリアミン及びアルカノールアミンが挙げられる。より具体的には、炭素数1〜30のアルキル基(これらのアルキル基は直鎖状でも分枝状でもよい)を有するアルキルアミン及び炭素数2〜30のアルケニル基(これらのアルケニル基は直鎖状でも分枝状でもよい)を有するアルケニルアミン、炭素数1〜30のアルカノール基(これらのアルカノール基は直鎖状でも分枝状でもよい)を有するアルカノールアミン、炭素数1〜30のアルキレン基を有するアルキレンジアミン、またジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン等のポリアミン、上記モノアミン、ジアミン、ポリアミンに炭素数8〜20のアルキル基又はアルケニル基を有する化合物やイミダゾリン等の複素環化合物、また、これらの化合物のアルキレンオキシド付加物、及びこれらの混合物等が例示できる。これらのアミン化合物の中でも、第1級アミン、第2級アミン及びアルカノールアミンが好ましい。
上記モリブデン−アミン錯体を構成するアミン化合物が有する炭化水素基の炭素数は、好ましくは4以上であり、より好ましくは4〜30であり、特に好ましくは8〜18である。アミン化合物の炭化水素基の炭素数が4未満であると、溶解性が悪化する傾向にある。また、アミン化合物の炭素数を30以下とすることにより、モリブデン−アミン錯体におけるモリブデン含量を相対的に高めることができ、少量の配合で本発明の効果をより高めることができる。
また、上記モリブデン−コハク酸イミド錯体としては、上記モリブデン−アミン錯体の説明において例示されたような硫黄を含まないモリブデン化合物と、炭素数4以上のアルキル基又はアルケニル基を有するコハク酸イミドとの錯体が挙げられる。コハク酸イミドとしては、無灰分散剤の項で述べる炭素数40〜400のアルキル基又はアルケニル基を分子中に少なくとも1個有するコハク酸イミドあるいはその誘導体や、炭素数4〜39、好ましくは炭素数8〜18のアルキル基又はアルケニル基を有するコハク酸イミド等が挙げられる。コハク酸イミドにおけるアルキル基又はアルケニル基の炭素数が4未満であると溶解性が悪化する傾向にある。また、炭素数30を超え400以下のアルキル基又はアルケニル基を有するコハク酸イミドを使用することもできるが、当該アルキル基又はアルケニル基の炭素数を30以下とすることにより、モリブデン−コハク酸イミド錯体におけるモリブデン含有量を相対的に高めることができ、少量の配合で本発明の効果をより高めることができる。
本発明の潤滑油組成物において、上記油溶性モリブデン化合物(E)の含有割合は、組成物全量基準でモリブデン分として、好ましくは0.005質量%以上、より好ましくは0.01質量%以上、また、好ましくは0.06質量%以下、より好ましくは0.04質量%以下、特に好ましくは0.03質量%以下である。油溶性モリブデン化合物(E)の含有量が組成物全量基準でモリブデン分として0.005質量%以上であれば、潤滑油組成物の耐コーキング性(耐熱性)を大幅に向上させることができる。また、油溶性モリブデン化合物(E)の含有量が多すぎると、逆に潤滑油組成物の耐コーキング性(耐熱性)を悪化させる恐れがあるが、油溶性モリブデン化合物(E)の含有量が組成物全量基準でモリブデン分として0.06質量%以下であれば、潤滑油組成物の耐コーキング性(耐熱性)の悪化を避けることができる。
本発明の潤滑油組成物は、その性能を更に向上させるため又は他に要求される性能を付加するために、その目的に応じて潤滑油に一般的に使用されている任意の添加剤をさらに含有させることができる。このような添加剤としては、例えば、アミン系酸化防止剤以外の酸化防止剤、無灰分散剤、消泡剤、流動点降下剤、金属不活性化剤、極圧剤等が挙げられる。
上記アミン系酸化防止剤以外の酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤が挙げられる。本発明の潤滑油組成物にフェノール系酸化防止剤を含有させる場合、その含有量は、組成物全量基準で、好ましくは0.05質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、特に好ましくは0.15質量%以上であり、また、好ましくは2質量%以下である。フェノール系酸化防止剤の含有量が組成物全量基準で2質量%を超えると、該フェノール系酸化防止剤が溶解しない場合がある。
上記無灰分散剤としては、潤滑油に用いられる任意の無灰分散剤を用いることができるが、例えば、炭素数40〜400の直鎖若しくは分枝状のアルキル基又はアルケニル基を分子中に少なくとも1個有する含窒素化合物又はその誘導体が挙げられる。ここでいう含窒素化合物としては、例えば、コハク酸イミド、ベンジルアミン、ポリアミン、マンニッヒ塩基等が挙げられ、その誘導体としては、これら含窒素化合物にホウ酸、ホウ酸塩等のホウ素化合物、(チオ)リン酸、(チオ)リン酸塩等のリン化合物、有機酸、ヒドロキシ(ポリ)オキシアルキレンカーボネート等を作用させた誘導体等が挙げられる。本発明においては、これらの中から任意に選ばれる1種類あるいは2種類以上を配合することができる。
上記無灰分散剤としては、炭素数40〜400のアルキル基又はアルケニル基を分子中に少なくとも1個有するコハク酸イミド、あるいはその誘導体が好ましく、より具体的には、ポリアミンの一端に無水コハク酸が付加した下記式(8)で表される、いわゆるモノタイプのコハク酸イミドと、ポリアミンの両端に無水コハク酸が付加した下記式(9)で表される、いわゆるビスタイプのコハク酸イミドが例示できる。
式(8)中、R8は炭素数40〜400、好ましくは60〜350のアルキル基又はアルケニル基を示し、hは1〜5、好ましくは2〜4の整数を示す。一方、式(9)中、R9は、それぞれ個別に炭素数40〜400、好ましくは60〜350のアルキル基又はアルケニル基を示し、特に好ましくはポリブテニル基である。また、iは0〜4、好ましくは1〜3の整数を示す。なお、上記コハク酸イミドの製法は特に制限はなく、例えば、炭素数40〜400のアルキル基又はアルケニル基を有する化合物を、無水マレイン酸と100〜200℃で反応させて得たアルキルコハク酸又はアルケニルコハク酸をポリアミンと反応させることにより得られる。ここで、ポリアミンとしては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミンが例示できる。
本発明において、無灰分散剤を配合する場合の含有量は、特に制限はないが、通常は、組成物全量基準で窒素分として、0.02質量%以上、0.2質量%以下である。無灰分散剤の含有割合が、組成物全量基準で窒素分として0.2質量%を超えると遠心清浄機におけるきょう雑物の分離性の低下および乳化のおそれがある。
上記消泡剤としては、例えば、シリコーンオイル、アルケニルコハク酸誘導体、ポリヒドロキシ脂肪族アルコールと長鎖脂肪酸のエステル、メチルサリシレートとo−ヒドロキシベンジルアルコール、アルミニウムステアレート、オレイン酸カリウム、N−ジアルキル−アリルアミンニトロアミノアルカノール、イソアミルオクチルホスフェートの芳香族アミン塩、アルキルアルキレンジホスフェート、チオエーテルの金属誘導体、ジスルフィドの金属誘導体、脂肪族炭化水素のフッ素化合物、トリエチルシラン、ジクロロシラン、アルキルフェニルポリエチレングリコールエーテルスルフィド、フルオロアルキルエーテル等が挙げられる。本発明の潤滑油組成物に消泡剤を含有させる場合、その含有量は、組成物全量基準で、通常0.0005〜1質量%の範囲から選ばれ、また、該消泡剤がケイ素を含む場合、組成物のSi分が5〜50質量ppmとなるように添加することが好ましい。
上記流動点降下剤としては、例えば、使用する潤滑油基油に適合するポリメタクリレート系のポリマー等が使用できる。本発明の潤滑油組成物に流動点降下剤を含有させる場合、その含有量は、組成物全量基準で、通常0.005〜5質量%の範囲から選ばれる。
上記金属不活性化剤としては、例えば、イミダゾリン、ピリミジン誘導体、アルキルチアジアゾール、メルカプトベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール又はその誘導体、1,3,4−チアジアゾールポリスルフィド、1,3,4−チアジアゾリル−2,5−ビスジアルキルジチオカーバメート、2−(アルキルジチオ)ベンゾイミダゾール、又はβ−(o−カルボキシベンジルチオ)プロピオンニトリルが挙げられる。本発明の潤滑油組成物に金属不活性化剤を含有させる場合、その含有量は、組成物全量基準で、通常0.005〜1質量%の範囲から選ばれる。
上記極圧剤としては、例えば、硫黄系、リン系、硫黄−リン系の極圧剤等が使用でき、具体的には、亜リン酸エステル類、チオ亜リン酸エステル類、ジチオ亜リン酸エステル類、トリチオ亜リン酸エステル類、リン酸エステル類、チオリン酸エステル類、ジチオリン酸エステル類、トリチオリン酸エステル類、これらのアミン塩、これらの金属塩、これらの誘導体、ジチオカーバメート、亜鉛ジチオカーバメート、モリブデンジチオカーバメート、ジサルファイド類、ポリサルファイド類、硫化オレフィン類、硫化油脂類等が挙げられる。本発明の潤滑油組成物において、極圧剤を使用する場合、その含有量は、特に制限はないが、組成物全量基準で、通常0.01〜5質量%である。
本発明のクロスヘッド型ディーゼル機関用システム潤滑油組成物は、クロスヘッド型ディーゼル機関用システム潤滑油組成物として必要な塩基価を有する必要があり、具体的には、塩基価が6.5mgKOH/g(過塩素酸法)以上であり、好ましくは7.0mgKOH/g以上であり、また、好ましくは20mgKOH/g以下、より好ましくは15mgKOH/g以下である。潤滑油組成物の塩基価が6.5mgKOH/g未満では、耐熱性及び清浄性が不足する。また、潤滑油組成物の塩基価が20mgKOH/gを超えると、混入した夾雑物を清浄機にて除去し難くなる。なお、本発明において、塩基価は、JIS K2501「石油製品及び潤滑油−中和価試験法」の7.に準拠して測定される過塩素酸法による塩基価を意味する。
本発明のクロスヘッド型ディーゼル機関用システム潤滑油組成物は、リン分が200〜1000質量ppmであり、好ましくは300質量ppm以上、より好ましくは350質量ppm以上、より一層好ましくは400質量ppm以上であり、また、好ましくは800質量ppm以下、より好ましくは700質量ppm以下、より一層好ましくは600質量ppm以下である。潤滑油組成物のリン分が200質量ppm未満では、PTO(Power Take−off)におけるギヤ性能が不足し、一方、1000質量ppmを超えると、ZnDTPの加水分解生成物と清浄剤が反応し清浄剤を消耗させることにより塩基価維持性が低下するおそれがある。
本発明のクロスヘッド型ディーゼル機関用システム潤滑油組成物は、クロスヘッド型ディーゼル機関用システム潤滑油組成物として必要な動粘度を有する必要があり、100℃での動粘度が好ましくは8.2mm2/s以上、より好ましくは9.3mm2/s以上、また、好ましくは12.6mm2/s未満、より好ましくは12.0mm2/s未満である。潤滑油組成物の100℃での動粘度が8.2mm2/s未満では、油膜形成能が不足して、軸受が焼きつく恐れがあり、一方、100℃での動粘度が12.6mm2/s以上では、ピストン冷却面の冷却が不足して、ピストンの焼損が発生するおそれ及び高粘度により始動性を悪化させるおそれがある。
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
(参考例、実施例1〜16、比較例1〜14)
表1〜3に示す配合処方の潤滑油組成物を調製し、JPI−5S−55−99に準拠して、ホットチューブ試験及び加水分解試験を実施した。結果を表1〜3に示す。なお、表1〜3中、基油の量は、基油全量基準での含有量であり、一方、添加剤の量は、組成物全量基準での含有量である。
<ホットチューブ試験>
各試験油90質量%とシリンダー油のドリップ油10質量%との混合油を用いて、JPI−5S−55−99に準拠して、280℃及び290℃でホットチューブ試験を実施しし、試験後のテストチューブ変色部の色相の濃さの評点[0点(黒色)から10点(透明=最良)の間]で評価した。評点が高いほど、高温清浄性に優れることを示す。また、表2中、「閉塞」は、ガラス管が閉塞し、耐コーキング性が悪いことを示す。
なお、使用したシリンダー油のドリップ油は、VLCC(中東〜日本)に搭載されたクロスヘッド型ディーゼル機関より採取したものであり、その性状は、100℃での動粘度が28.1mm2/s、酸価が7.5mgKOH/g、塩基価(過塩素酸法)が24.1mgKOH/g、ペンタン不溶分(A法)が6.0質量%である。
<ISOT酸化安定度試験>
JIS K2514に記載されている内燃機関用潤滑油酸化安定度試験方法に準拠して、165.5℃、72時間の条件で試験し、酸化前後の40℃での動粘度の比(粘度比)、酸化後の全酸価の増加(酸価増加)、酸化後の塩基価(塩酸法)の保持率(塩基価保持率)を測定した。粘度比が低く、酸価増加が小さく、塩基価保持率が高い程、酸化安定性に優れることを示す。
鉱油系基油1:グループII基油、500N、40℃での動粘度=93.9mm2/s、100℃での動粘度=10.7mm2/s、硫黄分=0.00質量%、飽和炭化水素分=98.9質量%、全芳香族分=0.9質量%
鉱油系基油2:グループII基油、2050、40℃での動粘度=387mm2/s、100℃での動粘度=29.4mm2/s、硫黄分=0.00質量%、飽和炭化水素分=99.1質量%、全芳香族分=0.7質量%
鉱油系基油3:グループI基油、500N、40℃での動粘度=95.3mm2/s、100℃での動粘度=10.8mm2/s、硫黄分=0.62質量%、飽和炭化水素分=56.5質量%、全芳香族分=42.9質量%
鉱油系基油4:グループI基油、2600(ブライトストック)、40℃での動粘度=481mm2/s、100℃での動粘度=31.7mm2/s、硫黄分=0.52質量%、飽和炭化水素分=46.3質量%、全芳香族分=53.3質量%
Caサリシレート:塩基価=170mgKOH/g、Ca含有量=6.0質量%、金属比=2.3
Caフェネート:塩基価=255mgKOH/g、Ca含有量=9.3質量%、金属比=3.9
Caスルホネート:塩基価=320mgKOH/g、Ca含有量=12.5質量%、金属比=10.7
ZnDTP:1級、上記式(3)で表され、R3が2−エチルヘキシル基である化合物、P含有量=7.4質量%
アミン系酸化防止剤:IRGANOX 57、アルキルジフェニルアミン、N−フェニルベンゼンアミンと2,4,4−トリメチルペンテンの反応生成物
油溶性Mo化合物1:MoDTC、Mo含有量=10質量%
油溶性Mo化合物2:MoDTP、Mo含有量=8.4質量%
油溶性Mo化合物3:Mo−トリデシルアミン錯体、Mo含有量=9.7質量%
フェノール系酸化防止剤:IRGANOX L135、ベンゼンプロパン酸,3,5−ビス(1,1−ジメチル−エチル)−4−ヒドロキシ−,C7−C9側鎖アルキルエステル
実施例1〜16と比較例1〜14の結果から、アミン系酸化防止剤(D)を組成物全量基準で0.3質量%以上添加するすることで、潤滑油組成物の高温清浄性及び耐コーキング性(耐熱性)が向上することが分かる。
また、比較例2、7及び8の結果から、酸化防止剤として、フェノール系酸化防止剤を添加しても、潤滑油組成物の耐コーキング性(耐熱性)を十分に向上させられないことが分かる。
また、実施例3及び6〜14の結果から、アミン系酸化防止剤(D)と油溶性モリブデン化合物(E)を組み合わせ、油溶性モリブデン化合物(E)の添加量を組成物全量基準でモリブデン分として0.005〜0.06質量%の範囲内とすることで、高温清浄性及び耐コーキング性(耐熱性)に関して相乗効果が得られることが分かる。
これに対し、実施例15及び16の結果から、アミン系酸化防止剤(D)とフェノール系酸化防止剤を組み合わせても相乗効果が無いことが分かる。
以上の結果から、100℃での動粘度が8.2〜12.6mm2/sで且つ飽和炭化水素分が90質量%以上である基油(A)に、金属系清浄剤(B)とジチオリン酸亜鉛(C)とアミン系酸化防止剤(D)とを配合し、アミン系酸化防止剤(D)を組成物全量基準で0.3質量%以上含有させ、塩基価を6.5mgKOH/g以上、リン分を200〜1000質量ppmとすることにより、優れた高温清浄性及び耐コーキング性(耐熱性)を有するシステム油を提供できることが分かる。