JP6305486B2 - エンジンオイル後入れ添加剤及びその使用方法、後入れ添加剤配合油 - Google Patents
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Description
例えば、清浄分散剤と呼ばれるエンジンオイル組成物の添加によって、エンジン内の汚れ防止、ピストンリングのこう着による動作不良防止、エンジンオイルのロングドレーン化、内部洗浄作用によるスラッジの分解を図っている。
また、既製のエンジンオイルに添加してその性能を向上させる、いわゆるエンジンオイル後入れ添加剤も知られている。例えば、特許文献1では、当該後入れ添加剤として、潤滑基油に、ナノカーボン粒子であるフラーレン、有機溶媒、粘度指数向上剤、摩擦調整剤、清浄分散剤を配合したエンジンオイル用添加剤組成物が開示されている。
[2] 多価アルコール脂肪酸エステルが、ハーフエステル及び/又はポリマーエステルである請求項1に記載のエンジンオイル後入れ添加剤。
[3] 有機モリブデン化合物を1質量部とした場合に、多価アルコール脂肪酸エステルが0.05〜0.5質量部、ナノオニオンライクカーボンが0.0001〜0.3質量部である[1]又は[2]に記載のエンジンオイル後入れ添加剤。
[4] [1]〜[3]のいずれかに記載のエンジンオイル後入れ添加剤を含む後入れ添加剤配合油。
[5] [1]〜[3]のいずれかに記載のエンジンオイル後入れ添加剤を、未使用のエンジンオイル、又は、一定距離走行後のエンジンオイルに添加する、エンジンオイル後入れ添加剤の使用方法。
[6] エンジンオイル後入れ添加剤が添加量を、全量基準で、4〜8vol%とする[5]に記載のエンジンオイル後入れ添加剤の使用方法。
(1)エンジンオイル後入れ添加剤
本発明のエンジンオイル後入れ添加剤(以下、「後入れ添加剤」ということがある)に係る一態様は、ナノオニオンライクカーボンと、有機モリブデン化合物と、多価アルコール脂肪酸エステルと、潤滑基油とを含む。後入れ添加剤を、既製のエンジンオイル又は使用中のエンジンオイルに添加(後入れ添加)することで、未添加の場合に比べて、エンジン内部の摩擦を低減し、その結果、燃費を向上させることができる。
以下、これらの各成分及び任意成分等について説明する。
ナノオニオンライクカーボンは、摩擦が非常に厳しい金属加工に使用される油のような潤滑油に添加されることがあった。一方で、エンジンオイルはそこまで摩擦が厳しいものではないため、ナノオニオンライクカーボンは、エンジンオイル分野ではこれまでほとんど注目されなかった。また、ナノ粒子であるためエンジンオイル中での分散性を考慮すると、あえてナノオニオンライクカーボンを使用する必要まではなかった。かかる状況下、本発明者はあえてこのナノオニオンライクカーボンを後入れ添加剤の組成物として選択し、さらなる特性向上と良好な相乗効果を付与するために、後述の有機モリブデン化合物と、多価アルコール脂肪酸エステルとの組み合わせを見出した。
ナノオニオンライクカーボンの大きさは、炭素−炭素結合の網目構造の層が何重かによって決定されるものであり、一次粒子は、数nm〜数十nmである。大量合成されたナノオニオンライクカーボンは、一次粒子が複数凝集し、平均粒子径が数十〜数百μmの凝集体を形成しているものが多く含まれているので、後入れ添加剤に使用する場合、凝集体を油中に微粒子化し、分散化させることが好ましい。ナノレベルへの均一微分散処理はビーズミル装置で行うことができる。例えば、ビーズミル装置はBuhler社PML2で、ビーズは0.2mmジルコニア製ビーズを使用し、高圧化で分散させる。
なお、ナノオニオンライクカーボンは、オニオンライクカーボン、オニオングラファイト、オニオン状炭素粒子、グラファイト状オニオン、カーボンオニオン等とも呼ばれることがある。
・粒子径測定原理:動的光散乱法(光子相関法)
・光源:半導体レーザー
・検出器:光電子倍増管
・測定範囲:0.7nm〜7000nm
・測定温度:25℃
・平均粒径の解析:粒度分布解析(Marquardt法:体積分布及び個数分布より平均値算出)
有機モリブデン化合物としては、モリブデンジチオカーバメート(MoDTC)、モリブデンジチオホスフェート(MoDTP)、モリブデンアミンコンプレックス等が挙げられる。なかでもMoDTC、MoDTPが好ましく、排ガス触媒に影響を及ぼすリンの使用量の低減や実用性を考慮すると、MoDTCがより好ましい。
多価アルコール脂肪酸エステルは、多価アルコールと脂肪酸とからなるエステルであり、多価アルコールの水酸基の一部が残っている部分エステル(ハーフエステル)でも、全ての水酸基がエステル化された完全エステルでもよい。また、ハーフエステル(例えば、後述したもの)と脂肪酸(例えば、後述したもの)とが縮重合したポリマーエステル(例えば、炭素、水素および酸素の3元素から成り、水酸基等金属表面に吸着する極性基を持つポリクリレート等で、平均分子量が5,000から200,000のもの)でもよい。有機モリブデン化合物及びナノオニオンライクカーボンとの相乗効果という観点から、ハーフエステル及び/又はポリマーエステルが好ましい。
なお、上記炭化水素基におけるアルキル基及びアルケニル基には、考えられる全ての直鎖状構造及び分枝状構造が含まれ、また、アルケニル基における二重結合の位置は任意である。
また、後入れ添加剤中の有機モリブデン化合物、多価アルコール脂肪酸エステル、及びナノオニオンライクカーボンの合計量は、0.5〜30質量%であることが好ましく、5〜20質量%であることがより好ましい。
潤滑基油としては、鉱物油、ポリαオレフィン油、アルキルナフタレン、フェニルエーテル油、エステル油のいずれも使用することができるが、添加剤の溶解性や安定性に優れる、相互作用が少ない鉱物油、ポリαオレフィン油、アルキルナフタレンを用いることが好ましい。後入れ添加剤中の潤滑基油の含有量は、全添加剤量によって決まるが、50質量%以上であることが好ましい。エンジンオイル用添加剤のエンジンオイルへの溶解性から、60質量%以上であることがより好ましい。
本発明の一態様に係る後入れ添加剤は、例えば、清浄分散剤、粘度指数向上剤、酸化防止剤、金属不活性化剤、防錆剤、消泡剤等の任意成分が含有されていてもよい。
分散剤は、低温時に発生するスラッジを分散させるもので、コハク酸イミド系、ホウ素化コハク酸イミド、ベンジルアミン系、コハク酸エステルを用いるのが好ましい。
清浄分散剤は単一でも十分効果を発揮するが、複数組み合わせることで相乗的な効果が認められる。例えば、カルシウムスルフォネートとホウ素化コハク酸イミドを組み合わせることで、酸中和性能及び清浄分散性能の両方に優れたものとなる。
清浄分散剤の配合量としては、後入れ添加剤全量基準で、0.1〜10質量%の範囲が好ましく、2〜5質量%がより好ましい。
これらの中で、潤滑基油との溶解性に優れたものが好適である。
これらの中で、ジアルキルジフェニルアミン系及びナフチルアミン系のもので、潤滑基油との溶解性に優れたものが好適である。
金属不活性剤の配合量は、後入れ添加剤全量基準で、0.05〜3質量%が好ましく、0.1〜1質量%がより好ましい。
これら防錆剤の配合量は、後入れ添加剤全量基準で、1〜10質量%の範囲が好ましく、2〜5質量%がより好ましい。
消泡効果及び溶解性や分散性等の点から、後入れ添加剤全量基準で、0.00001〜0.1質量%の範囲が好ましく、0.1〜0.01質量%がより好ましい。
本発明の一態様に係るエンジンオイル用添加剤の使用方法は、既述の後入れ添加剤を、未使用のエンジンオイル(既製のエンジンオイル)、又は、一定距離走行後のエンジンオイルに添加するものである。
本発明の一態様に係る後入れ添加剤配合油は、エンジンオイル用後入れ添加剤を含んでなる。すなわち、エンジンオイルに後入れ添加剤が混合されてなる。
(1)エンジンオイル後入れ添加剤の作製:
下記表1に示す配合比(質量%)となるように各成分を秤量し、プロペラ式撹拌機で混合してエンジンオイル後入れ添加剤A、B及びa〜dを作製した。
なお、有機モリブデン化合物としては、MoDTC((株)ADEKA製アデカサクラルーブ525)を使用し、多価アルコール脂肪酸エステルとしては、ソルビタンモノオレエート(花王(株)製レオドールAO−10V)及びひまし油(伊藤製油(株)製MINERASOL LB−704)を使用し、ナノオニオンライクカーボンとしては、神港精機(株)製の商品名:OLC−Gを使用し、潤滑基油としては精製鉱油(ISO VG10)を使用した。なお、後入れ添加剤aは、潤滑基油だけで構成され、後入れ添加剤組成物は添加していない。
後入れ添加剤A、B及びa〜dのそれぞれを、エンジンオイル(国内主要自動車メーカー純正油(API品質:SN、SAE粘度:0W/20で、より詳しい性状は下記のとおり)に、得られる後入れ添加剤配合油の全量基準で、6vol%となるように添加して、実施例1、2及び比較例1〜4に係る後入れ添加剤配合油を作製した。
動粘度(40℃);36.1mm2/s
動粘度(100℃);8.5mm2/s
粘度指数;225
全酸価;2.0mgKOH/g
塩基価;7.8mgKOH/g
硫酸灰分;0.87%
引火点;219℃
往復動試験機(トリニティーラボ社製トライボマスターTL201TS)を用いて下記表2に示す条件にて、実施例1、2及び比較例1〜4の後入れ添加剤配合油のそれぞれについて、摩擦係数(2000サイクル目)を求めた。結果を下記表3に示す。
多価アルコール脂肪酸エステル及びその配合量を下記表4に記載のとおりとした以外は、後入れ添加剤Aの場合と同様にして、後入れ添加剤C〜Gを作製した。
なお、レオドールAO−10V及びレオドールMO−60Vは花王(株)製でハーフエステルであり、ユニスター(登録商標)H−334Rは日油(株)製で完全エステルである。パファード3006−LQは、CRODA社製で、ポリマーエステルであり、アデカエコロイヤルLFP−3100は(株)ADEKA製で、ポリマーエステルである。
実施例1において、後入れ添加剤Aの添加量を、全量基準で、下記表6のとおりとした以外は実施例1と同様にして、後入れ添加剤配合油の評価(油温80℃)を行った。実施例1の結果も含めて、結果を下記表6に示す。
実施例1において、40℃、80℃のそれぞれにおいて、往復動試験機での評価を12000サイクル目まで行い、2000サイクル目、4000サイクル目、6000サイクル目、8000サイクル目、10000サイクル目、12000サイクル目のそれぞれの摩擦係数を測定した。結果を下記表7に示す。
Claims (5)
- ナノオニオンライクカーボンと、有機モリブデン化合物と、多価アルコール脂肪酸エステルと、潤滑基油と、を含み、
前記有機モリブデン化合物を1質量部とした場合に、前記多価アルコール脂肪酸エステルが0.05〜0.5質量部、前記ナノオニオンライクカーボンが0.0001〜0.3質量部である、エンジンオイル後入れ添加剤。 - 前記多価アルコール脂肪酸エステルが、ハーフエステル及び/又はポリマーエステルである請求項1に記載のエンジンオイル後入れ添加剤。
- 請求項1又は2に記載のエンジンオイル後入れ添加剤を含む後入れ添加剤配合油。
- 請求項1又は2に記載のエンジンオイル後入れ添加剤を、未使用のエンジンオイル、又は、一定距離走行後のエンジンオイルに添加する、エンジンオイル後入れ添加剤の使用方法。
- 前記エンジンオイル後入れ添加剤の添加量を、全量基準で、4〜8vol%とする請求項4に記載のエンジンオイル後入れ添加剤の使用方法。
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