JP5976836B2 - 潤滑組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、潤滑組成物、特に、改善された酸化安定性およびデポジット抑制を示す潤滑組成物に関する。
例えば、2007年10月23日から25日に中国北京で開催された第2回アジアパシフィック基油会議において発表されたD.J.Wedlockらの「Gas−to−Liquids Base Oils to assist in meeting OEM requirements 2010 and beyond」に開示されているように、エンジンオイル、変速機油、および産業用潤滑油等の潤滑組成物においてフィッシャー−トロプシュ由来基油を使用すると、様々な性能利点が得られる。上記の記事に記載された、フィッシャー−トロプシュ由来基油を使用することによって得られる性能利点としては、例えば、酸化性の改善、エンジン洗浄性の改善、摩耗保護性の改善、排気の改善、および後処理装置適合性の改善等が挙げられる。また、フィッシャー−トロプシュ基油によって、粘度の低い省エネ配合剤を配合することができる。
フィッシャー−トロプシュ由来基油は、API分類のグループIIIの高パラフィン基油(API基油互換性ガイドライン)であり、非常に良い低温流動性、高い酸化安定性、および高い粘度指数を示す。しかし、パラフィン含有量が多いため、これらの基油の溶解力は一般に低く、他の潤滑油成分および添加剤との不相溶性につながる。
D.J.Wedlock et al.,「Gas−to−Liquids Base Oils to assist in meeting OEM requirements 2010 and beyond」
フィッシャー−トロプシュ基油の溶解力は比較的低い。ここで、基油に関していう「溶解力」とは、この基油が機能性添加剤を溶解する能力を意味する。許容範囲の溶解力を有し、同時に、上述した他の性能利点、特に、改善された酸化安定性およびピストンデポジット抑制を示す潤滑組成物を開発することが望ましい。
上記の課題または他の課題の1以上は、以下の潤滑油組成物によって得ることができる:
(a)グループIII基油、グループIVポリアルファオレフィンから選択される基油、またはこれらの組み合わせと、
(b)30重量%以下の溶解力増進剤と、
(c)アミン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、およびこれらの混合物から選択される酸化防止剤と、
(d)(i)TBN(全塩基価当量、ASTM D2896によって測定)が50から150の範囲であるアルカリ土類金属サリチレート;(ii)TBNが150から250の範囲であるアルカリ土類金属サリチレート;および(iii)TBNが250から400の範囲であるアルカリ土類金属サリチレートを含む清浄剤と
を含む、潤滑油組成物。
驚くべきことに、本発明に係る潤滑組成物は、改善された酸化安定性および改善されたピストン洗浄性を示すことが分かった。
本発明に係る潤滑組成物に使用される基油は、グループIII基油、ポリアルファオレフィン、およびこれらの混合物から選択される。本発明において使用される基油は、グループIII基油および/またはポリアルファオレフィン1種以上の混合物を好都合に含んでいてもよい。このため、本発明において、「基油」とは、2種以上の基油を含有する混合物を意味する場合もある。
本発明の潤滑油組成物において使用する基油として好適なのは、グループIIIの鉱物基油、グループIVのポリ−アルファオレフィン(PAO)、グループIIIのフィッシャー−トロプシュ由来基油、およびこれらの混合物である。
本発明において「グループIII」の基油および「グループIV」の基油とは、米国石油協会(API)によってカテゴリーIIIおよびカテゴリーIVと定義された潤滑油基油を意味する。これらのAPIカテゴリーは、2002年4月のAPI Publication 1509,15th Edition,Appendix Eに定義されている。
フィッシャー−トロプシュ由来基油は、当技術分野において公知である。「フィッシャー−トロプシュ由来」とは、基油が、フィッシャー−トロプシュ法によって合成されたものである、またはフィッシャー−トロプシュ法による合成物由来であることを意味する。フィッシャー−トロプシュ由来基油は、GTL(Gas−To−Liquids)基油とも称する。本発明の潤滑組成物における基油として好都合に使用できるフィッシャー−トロプシュ由来基油として好適なものは、例えば、EP0776959、EP0668342、WO97/21788、WO00/15736、WO00/14188、WO00/14187、WO00/14183、WO00/14179、WO00/08115、WO99/41332、EP1029029、WO01/18156およびWO01/57166に開示されているものである。
通常、フィッシャー−トロプシュ由来基油の、ASTM D4629によって好適に測定した芳香族化合物含有量は、通常は1重量%未満、好ましくは0.5重量%未満、より好ましくは0.1重量%未満になる。好適には、基油に含まれるパラフィン総量は少なくとも80重量%、好ましくは少なくとも85重量%、より好ましくは少なくとも90重量%、さらに好ましくは少なくとも95重量%、最も好ましくは少なくとも99重量%である。基油の飽和分量(IP−368によって計測)は、98重量%より多いことが好適である。基油の飽和分量は99重量%より多いことが好ましく、99.5重量%より多いことがより好ましい。さらに、基油のn−パラフィン含有量は最大で0.5重量%が好ましい。また、基油のナフテン系化合物の含有量は0から20重量%未満であることが好ましく、0.5から10重量%であることがより好ましい。
通常、フィッシャー−トロプシュ由来基油またはフィッシャー−トロプシュ由来基油ブレンド物の100℃での動粘度(ASTM D7042によって計測)は、1から35mm/s(cSt)の範囲であり、好ましくは1から25mm/s(cSt)の範囲であり、より好ましくは2mm/sから12mm/sの範囲である。好ましくは、フィッシャー−トロプシュ由来基油の100℃での動粘度(ASTM D7042によって計測)は、少なくとも2.5mm/sであり、より好ましくは少なくとも3.0mm/sである。本発明の一実施形態において、フィッシャー−トロプシュ由来基油の100℃での動粘度は最大で5.0mm/sであり、好ましくは最大で4.5mm/sであり、より好ましくは最大で4.2mm/s(例えば「GTL4」)である。本発明の他の実施形態において、フィッシャー−トロプシュ由来基油の100℃での動粘度は最大で8.5mm/sであり、好ましくは最大で8mm/s(例えば「GTL8」)である。
また、フィッシャー−トロプシュ由来基油の40℃での動粘度(ASTM D7042によって計測)は、通常、10から100mm/s(cSt)、好ましくは15から50mm/sである。
また、フィッシャー−トロプシュ由来基油の流動点(ASTM D5950に従って計測)は、好ましくは−30℃より低い温度であり、より好ましくは−40℃より低い温度であり、最も好ましくは−45℃より低い温度である。
フィッシャー−トロプシュ由来基油の引火点(ASTM D92によって計測)は好ましくは120℃より高い温度であり、より好ましくは140℃よりも高い温度である。
フィッシャー−トロプシュ由来基油の粘度指数(ASTM D2270による。)は、好ましくは、100から200の範囲である。好ましくは、フィッシャー−トロプシュ由来基油の粘度指数は、少なくとも125であり、好ましくは130である。また、粘度指数は、180未満であることが好ましく、150未満が好ましい。
フィッシャー−トロプシュ由来基油が2種以上のフィッシャー−トロプシュ由来基油のブレンド物を含有する場合、上記の数値はこの2種以上のフィッシャー−トロプシュ由来基油のブレンド物に対して適用される。
ポリ−アルファオレフィン基油(PAO)およびこれらの製造については、当技術分野において周知である。本発明の潤滑組成物に使用できるポリ−アルファオレフィン基油として好ましいものは、C−C32直鎖アルファオレフィン由来のもの、好ましくはC−C16直鎖アルファオレフィン由来のものであり得る。これらのポリ−アルファオレフィンの特に好ましい原料は、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、および1−テトラデセンである。
本発明によれば、本発明に係る潤滑組成物に使用する基油は、ポリ−アルファオレフィン基油およびフィッシャー−トロプシュ由来基油からなる群から選択される基油またはこれらの組み合わせを少なくとも含む。
PAOは製造コストが高いことから、PAO基油よりもフィッシャー−トロプシュ由来基油を使用するほうが断然好ましい。このため、基油は、50重量%より多い量、好ましくは60重量%より多い量、より好ましくは70重量%より多い量、さらに好ましくは80重量%より多い量、最も好ましくは90重量%より多い量の、フィッシャー−トロプシュ由来基油を含有することが好ましい。特に好ましい実施形態において、基油のうち5重量%以下、好ましくは2重量%以下がフィッシャー−トロプシュ由来基油以外のものである。基油の100重量%が1種以上のフィッシャー−トロプシュ由来基油からなることがさらに好ましい。
フィッシャー−トロプシュ由来基油を含む基油または基油ブレンド物の100℃での動粘度は、2から35cStの間が好ましく、好ましくは2から10.5cStの間である(ASTM D445による。)。
潤滑組成物は、グループIII基油および/またはポリアルファオレフィン基油以外に、米国石油協会(API)の定義によるグループI、II、IVおよびV基油等の鉱物由来基油または合成基油を1種以上含んでいてもよい。これらのAPIカテゴリーは、2009年7月のAPI Publication 1509,15th Edition,Appendix Eに定義されている。
本発明の潤滑組成物に包含される基油の合計量は、潤滑組成物の合計重量に対して、好ましくは60から99重量%の範囲の量、より好ましくは65から90重量%の範囲の量、最も好ましくは70から85重量%の範囲の量である。
本発明の潤滑油組成物におけるもう一つの必須成分は、溶解力増進剤である。ここで、「溶解力増進剤」とは、グループIII/PAO基油の溶解力を高める成分を意味し、例えば、デポジット抑制性の改善によって計測され、ASTM D7097−09)に従ったTEOST試験法(熱酸化エンジンオイルシミュレーション試験)およびKHTT試験法(JPI−5S−55−99に従ったコマツホットチューブ試験)によって計測される。本発明の潤滑組成物において溶解力増進剤を使用することは、基油がフィッシャー−トロプシュ由来基油から選択される場合に特に有益である。
溶解力増進剤は、潤滑油組成物の重量に対して、30重量%以下、好ましくは20重量%以下、より好ましくは15重量%以下の量存在する。溶解力増進剤は、潤滑油組成物の重量に対して、1重量%以上、より好ましくは3重量%以上、さらに好ましくは5重量%以上の量存在するのが好ましい。
ここでの使用に好適な溶解力増進剤は、アルキル化芳香族化合物、ナフテン系基油およびエステル基油、およびこれらの混合物から選択されることが好ましい。
溶解力増進剤としてここで使用するのに好ましいアルキル化芳香族化合物は、アルキル化ベンゼン、アルキル化アントラセン、アルキル化フェナントレン、アルキル化ビフェニル、およびアルキル化ナフタレン、およびこれらの混合物等である。
アルキル化ナフタレンは、当技術分野で公知の任意の好適な手段によって作製することができ、ナフタレンそのものから、または、炭素原子を最大で約8個有する短鎖アルキル基、例えばメチル基、エチル基、プロピル基等を1個以上含有していてもよい置換ナフタレンから作製することができる。好適なアルキル置換ナフタレンは、アルファメチルナフタレン、ジメチルナフタレン、およびエチルナフタレン等である。ナフタレンそのものが特に好適である。なぜなら、得られるモノ−アルキル化物の熱安定性および酸化安定性が、より高アルキル化された物質よりも良好であるためである。好適なアルキル化ナフタレン潤滑剤組成物は、US−B−3812036およびUS−A−5602086に記載されている。アルキルナフタレンの調製については、さらに、US−A−4714794に開示されている。
ここで使用するアルキル化芳香族化合物は、好ましくは、アルキルベンゼン化合物、アルキルナフタレン化合物、およびこれらの混合物から選択されることが好ましい。
アルキル芳香族成分の100℃での動粘度は、好ましくは3から12mm/sの範囲、より好ましくは3.8から7mm/sの範囲である。アルキル芳香族成分の粘度指数は40より高いことが好ましく、より好ましくは70以上である。
ここで使用するアルキル化芳香族化合物として特に好ましいのは、アルキルナフタレン化合物である。市販のアルキルナフタレン化合物としては、例えば、NA−Lube KR 008、NA−Lube KR019等の、NA−Lubeという商品名でキングインダストリーズ(King Industries)から市販されているもの、および、商品名Mobil MCPでエクソンモービル(ExxonMobil)から市販されているもの等が挙げられる。
市販のアルキルベンゼンとしては、例えば、商品名Fusyn−22でフォルマサン(Formasan)から市販されているもの、商品名Janex HALでジャネックス(Janex)から市販されているもの、および商品名ZEROLでシュリーブケミカルプロダクツ社(Shreive Chemical Products,Inc.)(SCP)から市販されているもの等が挙げられる。
溶解力増進剤としてここで使用するのに好適なナフテン系基油は、低い粘度指数(VI)(一般に40から80)および低い流動点を有するナフテン系基油等である。このような基油は、ナフテンを豊富に含み、ろう分が少ない材料から製造される。ここで基油組成物に使用できる鉱物由来ナフテン系基油の種類は特に限定されない。潤滑油組成物での使用に好適な鉱物由来ナフテン系基油であれば、いずれもここで使用することができる。
ナフテン系基油は、APIによるグループV基油として定義される。
このような鉱物由来基油は、ナフテン系粗原料からスタートする製油工程によって得られる。ここで使用する鉱物由来ナフテン系基油は、好ましくは、流動点が−20℃より低い温度であり、粘度指数が70未満である。このような基油は、ナフテンを豊富に含み、ろう分が少ない材料から製造される。鉱物由来ナフテン系基油は周知であり、「Lubricant base oil and wax processing」,Avilino Sequeira,Jr.,Marcel Dekker,Inc,New York,1994,ISBN 0−8247−9256−4,pages 28−35に、より詳しく記載されている。
ナフテン系基油の製造方法は、ウィリー−VCH社(Wiley−VCH Verlag GmbH & Co.KgaA)発行の「Lubricants and Lubrication(second,Completely Revised and Extended Edition)」、46から48ページのチャプター4に記載されている。
溶解力増進剤としてここで使用するのに好適なナフテン系基油は、例えば、商品名KN4006で中国石油天然気集団公司(China National Petroleum Corporation)から市販されているものである。溶解力増進剤としてここで使用するのに好適なナフテン系基油の他の例としては、商品名Hydrocal、HydrosolおよびHR Tuffloでカルメット・スペシャルティ・プロダクツ(Calumet Specialty Products)から市販されているもの、および、商品名Nynasでニナスオイルカンパニー(Nynas Oil Company)から市販されているもの等が挙げられる。
溶解力増進剤としてここで使用するのに好適なエステルは、ジエステルおよびポリオールエステル等の天然エステルおよび合成エステル等である。溶解力増進剤としてここで使用するのに好適なエステルは、例えば、商品名Priolube 3970でクローダインターナショナル社(Croda International PLC)から市販されている飽和ポリオールエステルである。溶解力増進剤としてここで使用するのに好適なエステルの他の例としては、商品名Radialubeでオレオン(Oleon)から市販されているもの、商品名Emeryでエメリー(Emery)から市販されているもの、および商品名Esterexでエクソンモービル・ケミカル(ExxonMobil Chemical)から市販されているもの等が挙げられる。
本発明の潤滑油組成物は、清浄剤を含み、この清浄剤は、(i)TBN(全塩基価当量、ASTM D2896によって測定)が50から150の範囲であるアルカリ土類金属サリチレート;(ii)TBNが150から250の範囲であるアルカリ土類金属サリチレート;および(iii)TBNが250から400の範囲であるアルカリ土類金属サリチレートを含む。
特定の基油、溶解力増進剤および酸化防止剤と、アルカリ土類金属サリチレートとの、この特定の組み合わせが、酸化安定性の改善およびデポジットの抑制をもたらすのに特に有用であることが分かった。
好適なアルカリ土類金属サリチレートは、カルシウムサリチレート、マグネシウムサリチレートおよびバリウムサリチレート、およびこれらの混合物等であり、好ましくはカルシウムサリチレート等である。
本発明の潤滑油組成物は、清浄剤を、潤滑油組成物の重量に対して、0.01重量%から9重量%、より好ましくは1重量%から6重量%、さらに好ましくは3.5重量%から5.5重量%含むことが好ましい。
TBNE(全塩基価当量、ASTM D2896によって測定)が50から150の範囲のアルカリ土類金属サリチレートの量は、潤滑油組成物の重量に対して、好ましくは0.01重量%から5重量%の範囲、より好ましくは1重量%から4重量%の範囲である。
TBNが150から250の範囲のアルカリ土類金属サリチレートの量は、潤滑油組成物の重量に対して、好ましくは0.01重量%から5重量%の範囲、より好ましくは1重量%から3重量%の範囲である。
TBNが250から400の範囲のアルカリ土類金属サリチレートの量は、潤滑油組成物の重量に対して、好ましくは0.01重量%から3重量%の範囲である。
本発明の潤滑油組成物は、1種以上の酸化防止剤を含む。ここでの使用に好適な酸化防止剤は、フェノール系酸化防止剤および/またはアミン系酸化防止剤等である。
好ましい実施形態において、上記酸化防止剤は、潤滑油組成物の合計重量に基づいて、0.1から5.0重量%の範囲の量、より好ましくは0.3から3.0重量%の範囲の量、最も好ましくは0.5から1.5重量%の範囲の量存在する。
好都合に使用可能なアミン系酸化防止剤としては、例えば、アルキル化ジフェニルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、フェニル−β−ナフチルアミン、およびアルキル化α−ナフチルアミン等が挙げられる。
好ましいアミン系酸化防止剤は、p,p’−ジオクチル−ジフェニルアミン、p,p’−ジ−α−メチルベンジル−ジフェニルアミンおよびN−p−ブチルフェニル−N−p’−オクチルフェニルアミン等のジアルキルジフェニルアミン、モノ−t−ブチルジフェニルアミンおよびモノ−オクチルジフェニルアミン等のモノアルキルジフェニルアミン、ジ−(2,4−ジエチルフェニル)アミンおよびジ(2−エチル−4−ノニルフェニル)アミン等のビス(ジアルキルフェニル)アミン、オクチルフェニル−1−ナフチルアミンおよびn−t−ドデシルフェニル−1−ナフチルアミン等のアルキルフェニル−1−ナフチルアミン、1−ナフチルアミン、フェニル−1−ナフチルアミン、フェニル−2−ナフチルアミン、N−ヘキシルフェニル−2−ナフチルアミンおよびN−オクチルフェニル−2−ナフチルアミン等のアリールナフチルアミン、N,N’−ジイソプロピル−p−フェニレンジアミンおよびN,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン等のフェニレンジアミン、および、フェノチアジンおよび3,7−ジオクチルフェノチアジン等のフェノチアジン等である。
好ましいアミン系酸化防止剤は、以下の商品名で市販されているもの等である:「Sonoflex OD−3」(精工化学株式会社(Seiko Kagaku Co.)製)、「Irganox L−57」(チバスペシャルティケミカルズ社(Ciba Specialty Chemicals Co.)製)およびphenothiazine(保土谷化学工業株式会社(Hodogaya Kagaku Co.)製)。
好都合に使用可能なフェノール系酸化防止剤としては、例えば、3,5−ビス(1,1−ジメチル−エチル)−4−ヒドロキシ−ベンゼンプロパン酸のC7−C9分枝アルキルエステル、2−t−ブチルフェノール、2−t−ブチル−4−メチルフェノール、2−t−ブチル−5−メチルフェノール、2,4−ジ−t−ブチルフェノール、2,4−ジメチル−6−t−ブチルフェノール、2−t−ブチル−4−メトキシフェノール、3−t−ブチル−4−メトキシフェノール、2,5−ジ−t−ブチルヒドロキノン、2,6−ジ−t−ブチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノールおよび2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール等の2,6−ジ−t−ブチル−4−アルキルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−メトキシフェノールおよび2,6−ジ−t−ブチル−4−エトキシフェノール等の2,6−ジ−t−ブチル−4−アルコキシフェノール、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルメルカプトオクチルアセテート、n−オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、n−ブチル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートおよび2’−エチルヘキシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート等のアルキル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,6−d−t−ブチル−α−ジメチルアミノ−p−クレゾール、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノールおよび2,2−メチレンビス(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)等の2,2’−メチレン−ビス(4−アルキル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)、4,4’−ビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2−(ジ−p−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、4,4’−シクロヘキシリデンビス(2,6−t−ブチルフェノール)、ヘキサメチレングリコール−ビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、トリエチレングリコールビス[3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート]、2,2’−チオ−[ジエチル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、3,9−ビス{1,l−ジメチル−2−[3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチル−フェニル)プロピオニルオキシ]エチル}2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)および2,2’−チオビス(4,6−ジ−t−ブチルレゾルシノール)等のビスフェノール、テトラキス[メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、ビス−[3,3’−ビス(4’−ヒドロキシ−3’−t−ブチルフェニル)酪酸]グリコールエステル、2−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)メチル−4−(2”,4”−ジ−t−ブチル−3”−ヒドロキシフェニル)メチル−6−t−ブチルフェノールおよび2,6−ビス(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチルベンジル)−4−メチルフェノール等のポリフェノール、およびp−t−ブチルフェノール−ホルムアルデヒド縮合物およびp−t−ブチルフェノール−アセトアルデヒド縮合物等が挙げられる。
好ましいフェノール系酸化防止剤は、以下の商品名で市販されているもの等である:「Irganox L−135」(チバスペシャルティケミカルズ社(Ciba Specialty Chemicals Co.)製)、「Yoshinox SS」(吉富製薬株式会社(Yoshitomi Seiyaku Co.)製)、「Antage W−400」(川口化学工業株式会社(Kawaguchi Kagaku Co.)製)、「Antage W−500」(川口化学工業株式会社(Kawaguchi Kagaku Co.)製)、「Antage W−300」(川口化学工業株式会社(Kawaguchi Kagaku Co.)製)、「Irganox L−109」(チバスペシャリティケミカルズ社(Ciba Speciality Chemicals Co.)製)、「Tominox 917」(吉富製薬株式会社(Yoshitomi Seiyaku Co.)製)、「Irganox L−115」(チバスペシャリティケミカルズ社(Ciba Speciality Chemicals Co.)製)、「Sumilizer GA80」(住友化学(Sumitomo Kagaku)製)、「Antage RC」(川口化学工業株式会社(Kawaguchi Kagaku Co.)製)、「Irganox L−101」(チバスペシャリティケミカルズ社(Ciba Speciality Chemicals Co.)製)、「Yoshinox 930」(吉富製薬株式会社(Yoshitomi Seiyaku Co.)製)。
本発明の潤滑油組成物は、1種以上のフェノール系酸化防止剤と1種以上のアミン系酸化防止剤との混合物を含んでいてもよい。
本発明では、潤滑組成物は、潤滑組成物の合計重量に基づき、30重量%以下の粘度調整剤を含むことが好ましい。一実施形態において、潤滑組成物は20重量%から30重量%の粘度調整剤を含む。他の実施形態において、潤滑組成物は20重量%以下の粘度調整剤を含む。本発明の好ましい実施形態において、潤滑組成物は、粘度調整剤を実質的に含まない。本発明の特に好ましい実施形態において、潤滑組成物は0重量%の粘度調整剤を含む。
粘度指数向上剤としては、例えば、US4931197に記載されているもの等の、アルファ−オレフィンおよびジカルボン酸エステルの共重合体等が挙げられる。市販されているアルファ−オレフィンおよびジカルボン酸エステルの共重合体は、イタルマッチ(Italmatch)から市販されている(以前はアクゾノーベルケミカルズ(Akzo Nobel Chemicals)から市販されていた)Ketjenlubeポリマーエステル等である。粘度指数向上剤の他の好適な例は、ポリイソブチレンであり、市販のポリイソブチレンは、シェブロンオロナイト(Chevron Oronite)から市販されているOloa(登録商標) 製品等である。
本発明の潤滑組成物に好都合に使用可能な粘度指数向上剤のさらなる例としては、スチレン−ブタジエン星型共重合体、スチレン−イソプレン星型共重合体およびポリメタクリレート共重合体、およびエチレン−プロピレン共重合体(オレフィン共重合体としても知られる。)の結晶性および非結晶性のもの等が挙げられる。
好適なオレフィン共重合体としては、「PARATONE(登録商標)」(例えば「PARATONE(登録商標)8921」および「PARATONE(登録商標)8941」)という商品名でシェブロンオロナイト社(Chevron Oronite Company LLC)から市販されているもの;「HiTEC(登録商標)」(例えば「HiTEC(登録商標)5850B」)という商品名でアフトンケミカル社(Afton Chemical Corporation)から市販されているもの;および「Lubrizol(登録商標)7067C」という商品名でルーブリゾール社(The Lubrizol Corporation)から市販されているもの等が挙げられる。好適なポリイソプレン重合体は、例えば商品名「SV200」で、インフィニュームインターナショナルリミテッド(Infineum International Limited)から市販されているもの等である。好適なジエン−スチレン共重合体は、例えば商品名「SV 260」でインフィニュームインターナショナルリミテッド(Infineum International Limited)から市販されているもの等である。
ここでの組成物は、1種以上の摩耗防止剤を含んでいてもよい。ここでの使用に好適な摩耗防止剤は、亜鉛ジアルキルジチオホスフェート、亜鉛ジアリールジチオホスフェート、および/または亜鉛アルキルアリールジチオホスフェートから選択される亜鉛ジチオホスフェート化合物、モリブデン含有化合物、および、置換チオリン酸または非置換チオリン酸等の無灰摩耗防止剤、およびこれらの塩等である。
無灰チオホスフェートの例は、当技術分野において公知である。これらの化合物は、金属を含まない有機化合物である。本発明の潤滑油組成物での使用に好適な無灰チオホスフェートは、チオリン酸のエステルおよび/または塩、および置換チオリン酸等であり得る。好ましくは、無灰チオホスフェートは、場合により酸、ヒドロキシおよび/またはエステル基を含有していてもよいヒドロカルビル基1個以上にて置換されている。ヒドロカルビル基部分は、好ましくは、最大12個の炭素原子を含有するアルキル基である。ヒドロカルビル置換チオホスフェートは、好ましくは、2個または3個のヒドロカルビル基を含有しているか、または、2個のヒドロカルビル基を含有するチオホスフェートおよび3個のヒドロカルビル基を含有するチオホスフェートの混合物である。
無灰チオホスフェートは、リン原子に直接結合した硫黄原子をいくつ含有していてもよい。チオホスフェートは、好ましくは、モノチオホスフェートおよび/またはジチオホスフェートである。
本発明の潤滑油組成物において好都合に使用可能な無灰チオホスフェートは、例えば、ΕΡ−A−0375324、US−A−5922657、US−A−4333841およびUS−A−5093016に記載されており、これらに記載の方法に従って好都合に作ることができる。
本発明の潤滑油組成物において好都合に使用可能な無灰チオホスフェートであって、市販されているものとしては、例えば、「IRGALUBE L−63」および「IRGALUBE 353」という商品名でチバスペシャルティケミカルズ(Ciba Specialty Chemicals)から市販されているもの、および「LZ 5125」という商品名でルーブリゾール(Lubrizol)から市販されているもの等が挙げられる。
好ましい実施形態において、潤滑組成物は、1種以上の亜鉛ジチオホスフェートから選択される1種以上の摩耗防止剤を含む。この亜鉛ジチオホスフェート、または各亜鉛ジチオホスフェートは、亜鉛ジアルキルジチオホスフェート、亜鉛ジアリールジチオホスフェート、または亜鉛アルキルアリールジチオホスフェートから選択され得る。
市販の亜鉛ジチオホスフェートとしては、例えば、「Lz 677A」、「Lz 1095」、「Lz 1097」、「Lz 1370」、「Lz 1371」、「Lz 1373」および「Lz 1395」という商品名でルーブリゾール社(Lubrizol Corporation)から市販されているもの、「OLOA 260」、「OLOA 262」、「OLOA 267」および「OLOA 269R」という商品名でシェブロンオロナイト(Chevron Oronite)から市販されているもの、および「HITEC 7169」および「HITEC 7197」という商品名でアフトンケミカル(Afton Chemical)から市販されているもの等が挙げられる。
本発明に係る潤滑組成物は、好ましくは、リン含有化合物を含み、リン含有化合物は、好ましくは、ホスホネート、ホスフェート、ホスファイト、ホスホロチオネートおよびジチオホスフェート、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される。市販のジチオホスフェートおよびホスフェートとしては、例えば、それぞれ「IRGALUBE 63」および「IRGALUBE 349」が挙げられ、ともにチバスペシャルティケミカルズ(Ciba Specialty Chemicals)から市販されている。
本発明の潤滑油組成物の40℃での動粘度は、2mm/sから220mm/sの範囲であり、好ましくは32mm/sから220mm/sの範囲である。
本発明に係る潤滑組成物は、上記の成分の他に、酸化防止剤、分散剤、清浄剤、極圧添加剤、摩擦調整剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、金属不動態化剤、腐食防止剤、坑乳化剤、消泡剤、シール適合剤および添加剤希釈用基油等の添加剤を1種以上追加でさらに含んでいてもよい。
当業者は上記の添加剤およびその他の添加剤に精通しているため、ここでは、これらについてのさらに詳細な記載は省略する。
このような添加剤の具体例は、例えば、Kirk−Othmer Encyclopedia of Chemical Technology,third edition,volume 14,pages 477−526に記載されている。
上記の添加剤は、通常、潤滑組成物の合計重量に基づき、0.01から35.0重量%の範囲の量存在し、好ましくは、潤滑組成物の合計重量に基づき、0.05から25.0重量%の範囲の量、より好ましくは0.1から20.0重量%の範囲の量存在する。
本発明の潤滑組成物は、1種以上の上記の添加剤を1種または複数種の基油と混ぜ合わせることによって好都合に調整し得る。
本発明に係る潤滑組成物は、内燃エンジン等(エンジンオイルとして)の様々な用途において、トランスミッションオイル、グリース、作動油、工業用ギヤ油、タービン油、圧縮機用油等として使用することができる。
他の態様において、本発明は、酸化安定性およびデポジット抑制性のうち1つ以上を改善する方法であって、本発明に係る潤滑組成物にて潤滑させることを含む方法を提供する。さらに他の態様において、本発明は、ここで説明した潤滑組成物の使用であって、酸化安定性(特に、ASTM D6186−98によって測定した酸化安定性)およびデポジット抑制性、特にASTM D7097−09またはJPI−5S−55−99に従って測定したデポジット抑制性のうち1つ以上を改善するための使用を提供する。
以下、本発明について、下記の実施例を参照して説明するが、本発明の範囲はこれらの記載によって何ら限定されるものではない。
潤滑油組成物
添加剤、基油および溶解力増進剤を様々な組み合わせで配合した。表1に、基油の特性を示す。表2に、それぞれの配合物に包含させた添加剤、基油および溶解力増進剤の量を示す。これらの量は、潤滑組成物の合計重量に基づく重量%で表示する。
「基油1」(または「B01」または「GTL4」)は、フィッシャー−トロプシュ由来基油であり、100℃での動粘度(ASTM D445)は約3.89cSt(mm−1)である。基油1は、例えばWO−A−02/070631に記載の方法によって好都合に製造することができる。WO−A−02/070631の開示は、ここに参照により援用される。
「基油2」(または「B02」)は、市販のグループIII基油であり、100℃での動粘度(ASTM D445)は約4.3cStである。基油2は、例えばエスケーエナジー(SK Energy)(蔚山、韓国)から商品名「Yubase 4」で市販されている。
「基油3」(または「B03」)はポリアルファオレフィン基油(「PAO4」)であり、100℃での動粘度(ASTM D445)は約4cStである。基油3は、商品名「Durasyn D164」でイネオス(INEOS)から市販されている。
Figure 0005976836
HPDSC−OIT試験
表2に列挙した様々な潤滑組成物の酸化安定性を計測するため、ASTM D6186−08に従い、温度200℃、酸素200psigにて)潤滑組成物に対してHPDSC−OIT(高圧示差走査熱量測定)試験を行った。
酸化誘導時間(OIT)が長かったことから、酸化防止性が改善されていることが証明された。
TEOST試験
表2に列挙した様々な潤滑組成物の酸化安定性を計測するため、ASTM D7097−09に従い、潤滑組成物に対してTEOST試験(熱酸化エンジンオイルシミュレーション試験)を行った。デポジットの重量が減少したことから、デポジットコントロール性が改善されていることが証明された。
KHTT試験
表2に列挙した様々な潤滑組成物のデポジット抑制性を計測するため、JPI−5S−55−99に従い、潤滑組成物に対してKHTT試験(コマツホットチューブ試験)を280℃にて行った。メリット評点平均が高く、また、デポジットの秤量平均が低かったことから、デポジット抑制性が改善されていることが証明された。
Figure 0005976836
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上記の表2において、例6、25および47以外は比較例である。
上記の表2において、n.d.は「未測定」を意味する。
上記の表2において、上つき文字1から10がつけられている成分は、以下のとおり:
1.キングインダストリーズ(King Industries)から市販されているアルキル化ナフタレン
2.フォルモサンケミカルズ(Formosan Chemicals)から市販されているジアルキルベンゼン
3.チバスペシャリティケミカルズ、バーゼル、スイス(CIBA Speciality Chemicals,Basel,Switzerland)から市販されているオクチル化/ブチル化(DPA)
4.チバスペシャリティケミカルズ、バーゼル、スイス(CIBA Speciality Chemicals,Basel,Switzerland)から市販されている液体高分子量フェノール系酸化防止剤
5.インフィニュームインターナショナルリミテッド(Infineum International Ltd)(アビンドン、イギリス)から市販されている複核モリブデン−硫黄化合物
6.インフィニュームインターナショナルリミテッド(Infineum International Ltd)(アビンドン、イギリス)から市販されている低BI(塩基度指標)サリチレート清浄剤(Caベース)
7.インフィニュームインターナショナルリミテッド(Infineum International Ltd)アビンドン、イギリスから市販されている中BIサリチレート清浄剤(Caベース)
8.インフィニュームインターナショナルリミテッド(Infineum International Ltd)アビンドン、イギリスから市販されている高BIサリチレート清浄剤(Caベース)
9.商品名Priolube 3970でクローダインターナショナル社(Croda International PLC)から市販されているポリオールエステル
10.商品名KN 4006で中国石油天然気集団公司(China National Petroleum Corporation)から市販されているナフテン系基油
考察
表2の結果から分かるように、全体的な傾向として、本発明に係る潤滑組成物は、本発明の範囲外の潤滑組成物と比して、酸化安定性およびデポジットコントロール性が改善されている。
以下の表3から7の配合例は、グループIIIベースの潤滑油組成物の例である。このような組成物を再配合して、溶解力増進剤、酸化防止剤および清浄剤の含有量を上記の例5、6、11、12、17、18、24、25、31、32、38、39、46、47、53、54、61および62のようにすると、酸化安定性およびデポジットコントロールの観点から同様の性能利点を示すと思われる。
Figure 0005976836
表3には、標準的なHDDEO潤滑油配合物の詳細を示す。
Figure 0005976836
表4には、標準的なPCMO配合物の詳細を示す。
Figure 0005976836
表5には、標準的なグリース配合物の詳細を示す。
Figure 0005976836
Figure 0005976836
表5、6および7のグリース配合物における増粘成分を、正しい理論混合比で使用する必要があることを、当業者は理解するであろう。

Claims (6)

  1. 潤滑油組成物であって、
    (a)潤滑油組成物の合計重量に対して60重量%以上の基油と、ここで当該基油は、該基油の全量に基づいて80重量%より多い量のフィッシャー−トロプシュ由来基油を含有し
    (b)潤滑油組成物の全量に基づいて1重量%以上30重量%以下の溶解力増進剤と、ここで当該溶解力増進剤は、アルキル化ナフタレン、アルキルベンゼン、エステル、およびこれらの混合物から選択される1つ以上のものであり、
    (c)アルキル化ジフェニルアミン酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、およびこれらの混合物から選択される酸化防止剤と、
    (d)(i)TBN(全塩基価当量、ASTM D2896によって測定)が50から64の範囲であるアルカリ土類金属サリチレート;(ii)TBNが225から250の範囲であるアルカリ土類金属サリチレート;および(iii)TBNが250から400の範囲であるアルカリ土類金属サリチレートを含む清浄剤と、ここで潤滑油組成物の全量に基づいて(i)の含有量は1〜4重量%の範囲であり、(ii)の含有量は2〜3重量%の範囲であり、(iii)の含有量は0.01〜3重量%の範囲である、
    を含む、潤滑油組成物。
  2. 前記基油が、フィッシャー−トロプシュ由来基油である、請求項1に記載の潤滑油組成物。
  3. アルカリ土類金属サリチレートが、カルシウムサリチレートである、請求項1または2に記載の潤滑油組成物。
  4. フィッシャー−トロプシュ由来基油の100℃での動粘度が、1mm/sから35mm/sである、請求項1からのいずれかに記載の潤滑油組成物。
  5. 酸化防止性、特にASTM D6186−08によって測定される酸化防止性の改善をもたらすための、請求項1からのいずれかに記載の潤滑油組成物の使用。
  6. デポジット抑制性、特にASTM D7097−09またはJPI−5S−55−99に従って測定されるデポジット抑制性の改善をもたらすための、請求項1からのいずれかに記載の潤滑油組成物の使用。
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