JP6324492B2 - 船舶エンジン用潤滑剤 - Google Patents

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Description

本発明は、潤滑剤の分野、特に船舶エンジン用潤滑剤、より特には2ストローク船舶エンジン用潤滑剤の分野に適用可能である。詳細に説明すると、本発明は、少なくとも一種の基油と、少なくとも一種の過塩基性清浄剤と、少なくとも一種の中性清浄剤と、少なくとも一種の脂肪族アミンとを含む、船舶エンジン用潤滑剤に関する。本発明にかかる潤滑剤は、高硫黄含有量の燃料油と低硫黄含有量の燃料油との双方に用いることができる。本発明にかかる潤滑剤は、低硫黄含有量の燃料油の使用時における堆積物(デポジット)形成を抑制することができる一方で、高硫黄含有量の燃料油の燃焼時に形成される硫酸に対して十分な中和力を発揮することもできる。
また特に、本発明にかかる潤滑剤は、あらゆる種類の燃料油(すなわち、高硫黄含有量の燃料油、低硫黄含有量の燃料油にかかわらず)の燃焼時に、2ストローク船舶エンジンの腐食を防止でき、かつ/または、2ストローク船舶エンジンでの不溶性の金属塩堆積物の形成を抑制することができる。
また本発明にかかる潤滑剤は、良好な耐熱性とピストン−シリンダアセンブリの良好な清浄性とを示す。
本発明はまた、船舶エンジンの潤滑方法、より特に、2ストローク船舶エンジンを潤滑する方法に関し、該エンジンは、本発明の潤滑剤の使用により、高硫黄含有量の燃料油も低硫黄含有量の燃料油も利用可能となる。
本発明は、さらに、少なくとも一種の脂肪族アミンを含む添加剤濃縮物タイプの組成物に関する。
2ストローククロスヘッド型低速エンジンに使用される船舶用オイルには2つの種類がある。一つは、ピストン−シリンダアセンブリの潤滑を確実にするためのシリンダーオイルであり、いま一つは、ピストン−シリンダアセンブリ以外の全ての可動部品を確実に潤滑するためのシステムオイルである。ピストン−シリンダアセンブリ内では、酸性ガスを含む燃焼残渣物が潤滑油と接触する。
この酸性ガスは、燃料油の燃焼時に形成される、具体的には、硫黄酸化物(SO,SO)であり、これらは燃焼ガスおよび/またはオイル中の水分と接触することにより加水分解する。この加水分解によって亜硫酸(HSO)や硫酸(HSO)が生成される。
ライナー表面を保護し、過度の腐食摩耗を防止するためには、これらの酸を中和する必要がある。中和は、一般的に、潤滑剤中に含まれる塩基性サイトとの反応によって行われる。
オイルの中和能力は、そのオイルの塩基性を表すBNすなわち塩基価(Base Number)によって評価される。BNは、ASTM D−2896規格に準拠して測定され、オイル1グラムあたりの値としての水酸化カリウム当量、すなわちmgKOH/gで表される。BNは、使用される燃料油中に含まれて、燃焼と加水分解を経て硫酸に変化する可能性のある、全ての硫黄を中和できるように、その燃料油の硫黄含有量に応じて、シリンダーオイルの塩基性を調整するために用いられる標準的な尺度である。
すなわち、燃料油の硫黄含有量が高いほど、船舶用オイルのBNも高く調整する必要がある。そのため、(オイル1グラムあたりの値として)5〜100mgKOH/gの、各種のBNを有する船舶用オイルが市販されている。船舶用オイルの塩基性は、不溶性の金属塩(特には、金属炭酸塩)によって過塩基化された過塩基性清浄剤によって付与される。過塩基性清浄剤は、主にアニオン性の清浄剤であり、例えばサリチレート系、フェネート系、スルホネート系、カルボキシレート系等の金属セッケンである。これらは、不溶性の金属塩粒子を懸濁状態で維持するミセルを形成する。通常、過塩基性清浄剤のBNは、清浄剤1グラムあたりの値として本質的に150〜700mgKOH/gであるのが一般的である。潤滑剤中における過塩基性清浄剤の質量濃度は、目標のBNレベルに応じて決定される。
目標のBNのうちの一部を、通常、清浄剤1グラムあたりの値として150mgKOH/g未満のBNを有する、過塩基化されていない清浄剤、すなわち、「中性」清浄剤によって付与することもできる。しかし、目標のBNの全体を「中性」清浄剤によって付与して、船舶エンジン用のシリンダー潤滑剤処方物(特には、2ストローク船舶エンジン用のシリンダー潤滑剤処方物)を製造することは考慮できない。実際、そのような場合には、過剰量の「中性」清浄剤を配合する必要があり、潤滑剤の効率性が損なわれるであろうし、経済性の観点からみても現実的とはいえない。
そのため、通常の潤滑剤のBNに大きく寄与するのは、過塩基性の清浄剤に含まれる炭酸カルシウム等の不溶性の金属塩である。シリンダー潤滑剤のBNのうちのおよそ50%以上、典型的には75%以上が、これらの不溶性の金属塩によって付与されていると考えられる。
残りのBNのうちの大半は、中性清浄剤と過塩基性清浄剤との双方に見られる実際の清浄剤部位(すなわち、金属セッケン部)によって付与されるのが通例である。
環境上の配慮から、特定の海域、特に沿岸海域において、船舶に使用される燃料油の硫黄レベルを制限する規則が設けられるに至っている。
かくて、IMO(国際海事機関)によるマルポール条約付属書VI規則(船舶からの大気汚染防止のための規則)が2005年5月に発効した。この規則は、重質燃料油の総重量中の硫黄含有量の上限を4.5重量%に設定すると共に、SECA(SOx排出規制海域)と称される硫黄酸化物排出規制海域を設けるものである。
ここで「重質燃料油」とは、船舶に搭載される大型ディーゼルエンジンで主に使用される、高粘度燃料を指すものである。
この規制海域に入る船舶は、総重量中の硫黄含有量が1.5重量%以下となる燃料油を使用するか、あるいは、SOx排出を抑制する何らかの代替的処置を採用して、規定値を満たす必要があった。
最近、マルポール条約付属書VI規則が改正された。その改正内容を、以下の表にまとめる。このように、硫黄含有量の上限の規制がさらに厳しくなり、全海域における、燃料油中の硫黄含有量の上限が、燃料油の総重量に対して4.5重量%から3.5重量%に低下された。
また、上記SECA(硫黄排出規制海域)が新しくECA(排出規制海域)となり、燃料油総重量中の最大許容硫黄含有量が1.5重量%から1.0重量%にさらに低減され、NOxの含有量および粒子の含有量に関する新たな制限が追加された。
Figure 0006324492
大陸横断航路を取る船舶は、各地の環境制約に応じて複数の種類の重質燃料油を使い分けながら、運転コストを最適化することになる。燃料油中の許容可能な硫黄含有量の最大レベルが最終的にどうなろうとも、この状況に変わりはないであろう。
そこで、コンテナ船の多くは、高硫黄含有量の燃料油(総重量中の硫黄含有量が最大3.5重量%またはそれを超える燃料油)、すなわち、公海用燃料油と、硫黄含有量が総重量に対して1重量%以下のECA用燃料油とに用いるため、複数のバンカータンクを利用している。
これら2種類の燃料油間での切替では、エンジンの作動条件の適合、具体的には、適切なシリンダー潤滑剤の使用が必要となり得る。
今日、高硫黄含有量の燃料油(総重量中の硫黄含有量が最大3重量%以上の燃料油)の存在下では、およそ70mgKOH/gのBNを有する船舶用潤滑剤が主に使用されている。
低硫黄含有量の燃料油(総重量中の硫黄含有量が1重量%以下の燃料油)の存在下では、およそ40mgKOH/gのBNを有する船舶用潤滑剤が主に推奨されている。
上記のどちらの場合にも、船舶用潤滑剤中の過塩基性清浄剤によってもたらされる塩基性サイトが必要濃度に達することにより、十分な中和能力が達成されるが、燃料油の種類を変えるたびに潤滑剤を交換する必要がある。
しかも、これら潤滑剤はいずれも、以下の理由により使用が制限される。低硫黄含有量の燃料油(総重量中の硫黄含有量が1重量%以下の燃料油)の存在下で、一定のレベルの潤滑条件で、70mgKOH/gのBNを有するシリンダー潤滑剤を使用した場合、塩基性サイトが過剰に形成され、使用されない過塩基性清浄剤のミセル(不溶性の金属塩を含む)が不安定化する危険がある。ミセルの不安定化により、不溶性の金属塩(例えば、炭酸カルシウム塩など)の高い硬度を有する堆積物が主にピストンクラウンに形成され、長期的にみると、ピストン−ライナー研磨型の過剰摩耗が発生する虞がある。他方、40mgKOH/gのBNを有するシリンダー潤滑剤を用いた場合、そのようなBNでは潤滑剤に十分な中和能力が付与されず、腐食のリスクが大きくなる。
つまり、2ストロークエンジンのシリンダー潤滑状態を最適化するためには、使用する燃料油の硫黄含有量と、該エンジンの作動条件との双方に適したBNを有する潤滑剤を選択する必要がある。この最適化作業は、柔軟なエンジン操作を阻害するとともに、特定の潤滑剤から他のタイプの潤滑剤に切り替える条件を見極めるため、高度の技能が船員に要求されることとなる。
よって、操作の簡略化のためには、高硫黄含有量の燃料油と低硫黄含有量の燃料油との双方に単独で用いることのできるシリンダー潤滑剤、特には2ストローク船舶エンジン用のシリンダー潤滑剤が得られることが望ましい。
特に、過塩基性清浄剤に代えて、中和すべき硫酸の量に対して余剰に存在していても金属堆積物を発生させない化合物によってBNが付与される、処方物が要望されている。
この要望に応えるため、これまでに幾つかの解決策が提案されてきた:
特許文献1(国際公開第2009/153453号)には、高硫黄含有量の燃料油と低硫黄含有量の燃料油との双方に用いることのできる、2ストローク船舶エンジン用のシリンダー潤滑剤であって、少なくとも一種の過塩基性清浄剤と、少なくとも一種の油溶性脂肪族アミンとを含む、シリンダー潤滑剤が記載されている。
ただし、特許文献1の潤滑剤では、中性清浄剤が必須でない。
また、この潤滑剤では、潤滑剤の総重量に対する過塩基性清浄剤の質量百分率が、金属炭酸塩によるBNの寄与が該潤滑剤の全BNのうち、潤滑剤1グラムあたりの値として20mgKOH/g以下となるように選択されている。さらにこの文献で、中和効率を向上させることが可能なものとして例示されている脂肪族アミン類は、脂肪モノアミン類または脂肪ジアミン類である。
特許文献2(国際公開第2009/140215号)には、高硫黄含有量の燃料油と低硫黄含有量の燃料油との双方に用いることのできる、2ストローク船舶エンジン用のシリンダー潤滑剤であって、少なくとも一種の過塩基性清浄剤と、少なくとも一種の中性清浄剤と、少なくとも一種のアルコキシ化脂肪族アミンとを含む、シリンダー潤滑剤が記載されている。
しかし、この文献で中和効率を向上させることができるものとして例示されているアルコキシ化脂肪族アミン類は、アルコキシ化脂肪モノアミン類である。
さらに、この文献に記載された潤滑剤のBNは、特に高くすることはできず、潤滑剤1グラムあたりの値として55mgKOHを超えるものとすることができない。
高硫黄含有量の燃料油と低硫黄含有量の燃料油とに関する中和効率の制約に加え、潤滑剤の耐熱性向上に関する要望、これによる、リング−ピストン−シリンダゾーン(すなわちRPCゾーン)の清浄性向上に関する要望も考慮せねばならない。
国際公開第2009/153453号 国際公開第2012/140215号
以上に鑑みて、船舶エンジン用のシリンダー潤滑剤(特には、2ストローク船舶エンジン用のシリンダー潤滑剤)であって、高硫黄含有量の燃料油と低硫黄含有量の燃料油のどちらを使用する際にも用いることができ、高いBN、特に、シリンダー潤滑剤として50mgKOH/g以上のBNを有し、良好な中和能力とを示すと同時に、良好な耐熱性、良好なエンジン清浄性、特に、ピストン−シリンダアセンブリの良好な清浄性を得ることができる、船舶エンジン用のシリンダー潤滑剤を利用可能となることが望ましい。
さらに、船舶エンジン用、特に、2ストローク船舶エンジン用のシリンダー潤滑剤であって、経時的な増粘、特に使用中の増粘のリスクが全く又は僅かしか存在しない、船舶エンジン用のシリンダー潤滑剤を利用可能となることが望ましい。
本発明は、前述した短所の一部又は全部を克服可能な、シリンダー潤滑剤を提供することを目的とする。
本発明はまた、耐劣化性(resistance to aging)を有し、長期にわたって各種特性を維持することのできるシリンダー潤滑剤を提供することを目的とする。
さらに本発明は、簡単に処方可能なシリンダー潤滑剤を提供することである。
また本発明は、船舶エンジンを潤滑する、特に2ストローク船舶エンジンを潤滑する、
高硫黄含有量の燃料油、低硫黄含有量の燃料油のいずれとともにも利用可能な方法を提供することを目的とする。
本発明は、高硫黄含有量の燃料油の使用時に形成される硫酸を効率的に中和することができる十分に高いBNを有すると共に、そのBNのうちの相当の部分が、低硫黄含有量の燃料油の使用時に一部が消費されても金属堆積物を発生させることがない、特定の油溶性の物質によって付与されるものである、シリンダー潤滑剤に関する。
よって、本発明は、ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、50mgKOH/g以上のBNを有するシリンダー潤滑剤であって、
・少なくとも一種の潤滑剤基油と、
・金属炭酸塩によって過塩基化された、アルカリ金属又はアルカリ土類金属に基づく少なくとも一種の過塩基性清浄剤と、
・少なくとも一種の中性清浄剤と、
・式(I):R−[NR(CH−NH(式中、Rは、炭素数14以上の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル基であり、Rは、水素原子、あるいは、式:−(CHOHで表される基である。)で表される少なくとも一種の脂肪族アミン(fatty amine)を含む、脂肪族アミン混合物と、を含むシリンダー潤滑剤であって、
前記式(I)で表される脂肪族アミンの含有量は、前記脂肪族アミン混合物の総重量に対して90重量%以上であり、
前記脂肪族アミンは、ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、アミン1グラムあたりの値として150〜600mgKOH/gのBNを有し、
該潤滑剤の総重量に対する脂肪族アミンの質量百分率は、該シリンダー潤滑剤の全BNのうち、その脂肪族アミンの寄与によるBNが、潤滑剤1グラムあたりの値として10mgKOH/g以上となるように選択されており、
該潤滑剤の総重量に対する過塩基性清浄剤の質量百分率は、金属炭酸塩によるBNの寄与が該シリンダー潤滑剤の全BNのうち、潤滑剤1グラムあたりの値として20mgKOH/g以上となるように選択されている、シリンダー潤滑剤に関する。
出願人は、BNの相当の部分が潤滑剤基油に可溶な脂肪族アミン類によって付与されるシリンダー潤滑剤を、同等または、より大きなBNを有する標準的な処方物と同様の性能レベルを維持しつつ処方し得ることを見出した。
ここで問題となる性能とは、特に、後述のエンタルピー試験を用いて測定される硫酸中和能力と、これも後述されるECBT試験で測定される耐熱性である。
本発明にかかるシリンダー潤滑剤は、その使用が適切となる粘度を維持したまま、かかる性能を発揮することができる。
ただし、過塩基性清浄剤の不溶性の金属粒子により付与されるBNを、完全に廃することはできない。事実、これらは、高硫黄含有量の燃料油(例えば、総重量に対して3重量%を超える硫黄を含有する燃料油など)で運転する際に欠かせない、塩基性維持のための最後の蓄えとなっている。
また、これらの不溶性の金属塩は、安定したミセルの形態で潤滑剤中に分散した状態が保たれている限り、好適な耐摩耗効果を示すことができる。
出願人は、BNのうちの相当の部分を前述の脂肪族アミン類によって付与することにより、驚くべきことに、BNのうちの多くの部分(すなわち、潤滑剤1グラムあたりの値として20mgKOH/g以上)が過塩基性清浄剤の不溶性金属塩(典型的には、金属炭酸塩)によって付与されるにもかかわらず、シリンダー潤滑剤が良好な中和能力と良好な耐熱性とを保持することを見出した。
このように、本発明は、船舶エンジン用のシリンダー潤滑剤(特には、2ストローク船舶エンジン用のシリンダー潤滑剤)であって、高硫黄含有量の燃料油と低硫黄含有量の燃料油との双方に用いることができるとともに、高いBNを有し、該潤滑剤のその他の性能を維持することができる潤滑剤の処方を可能とするものである。
有利なことに、本発明にかかるシリンダー潤滑剤は、良好な硫酸中和能力を示す。
有利なことに、本発明にかかるシリンダー潤滑剤は、良好な耐熱性を示す。
有利なことに、本発明にかかるシリンダー潤滑剤は、長期にわたって良好な粘度安定性を示す。
有利なことに、本発明にかかるシリンダー潤滑剤は、使用条件に応じて増粘するリスクが全く又は僅かしか存在しない。
一実施形態において、本発明にかかるシリンダー潤滑剤は、式(I)で表される脂肪族アミン以外の脂肪族アミンを含まない。
この場合、本発明にかかるシリンダー潤滑剤は、式(I)で表される、脂肪族アミンを一種以上含んでもよいが、式(I)で表される脂肪族アミン以外の脂肪族アミンは含まない。
一実施形態において、本発明は、ASTM D−2896規格に準拠して測定される数値で、50mgKOH/g以上のBNを有するシリンダー潤滑剤であって、
・少なくとも一種の潤滑剤基油と、
・金属炭酸塩によって過塩基化された、アルカリ金属又はアルカリ土類金属に基づく少なくとも一種の過塩基性清浄剤と、
・少なくとも一種の中性清浄剤と、
・炭素数12以上(好ましくは炭素数12〜24、より好ましくは炭素数16〜18)の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル鎖を有する、少なくとも一種の第一級、第二級又は第三級脂肪族モノアルコール(有利には、直鎖状の飽和アルキル鎖を有する第一級モノアルコール)と、
・式(I):R−[NR(CH−NH(式中、Rは、炭素数14以上の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル基であり、Rは、水素原子、あるいは、式:−(CHOHで表される基である。)で表される少なくとも一種の脂肪族アミンを含む、脂肪族アミン混合物と、
を含み、
前記式(I)で表される脂肪族アミンの含有量は、前記脂肪族アミン混合物の総重量に対して90重量%以上であり、
前記脂肪族アミンは、ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、アミン1グラムあたりの値として150〜600mgKOH/gのBNを有し、
該潤滑剤の総重量に対する脂肪族アミンの質量百分率は、該シリンダー潤滑剤の全BNのうち、その脂肪族アミンの寄与によるBNが、潤滑剤1グラムあたりの値として10mgKOH/g以上となるように選択されており、
該潤滑剤の総重量に対する過塩基性清浄剤の質量百分率は、該シリンダー潤滑剤の全BNのうち、金属炭酸塩の寄与によるBNが潤滑剤1グラムあたりの値として20mgKOH/g以上となるように選択されている、シリンダー潤滑剤に関する。
一実施形態において、前記シリンダー潤滑剤は、
・少なくとも一種の潤滑剤基油と、
・金属炭酸塩によって過塩基化された、アルカリ金属又はアルカリ土類金属に基づく少なくとも一種の過塩基性清浄剤と、
・少なくとも一種の中性清浄剤と、
・式(I):R−[NR(CH−NH(式中、Rは、炭素数14以上の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル基であり、Rは、水素原子、あるいは、式:−(CHOHで表される基である。)で表される少なくとも一種の脂肪族アミンを含む、脂肪族アミン混合物と、
で本質的に構成され、
前記式(I)で表される脂肪族アミンの含有量は、前記脂肪族アミン混合物の総重量に対して90重量%以上であり、
前記脂肪族アミンは、ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、アミン1グラムあたりの値として150〜600mgKOH/gのBNを有し、
該潤滑剤の総重量に対する脂肪族アミンの質量百分率は、その脂肪族アミンによるBNの寄与が該シリンダー潤滑剤の全BNのうち、潤滑剤1グラムあたりの値として10mgKOH/g以上となるように選択されており、
該潤滑剤の総重量に対する過塩基性清浄剤の質量百分率は、金属炭酸塩によるBNの寄与が該シリンダー潤滑剤の全BNのうち、潤滑剤1グラムあたりの値として20mgKOH/g以上となるように選択されている、シリンダー潤滑剤である。
一実施形態において、前記シリンダー潤滑剤は、
・少なくとも一種の潤滑剤基油と、
・金属炭酸塩によって過塩基化された、アルカリ金属又はアルカリ土類金属に基づく少なくとも一種の過塩基性清浄剤と、
・少なくとも一種の中性清浄剤と、
・炭素数12以上(好ましくは炭素数12〜24、より好ましくは炭素数16〜18)の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル鎖を有する、少なくとも一種の第一級、第二級又は第三級脂肪族モノアルコール(有利には、直鎖状の飽和アルキル鎖を有する第一級モノアルコール)と、
・式(I):R−[NR(CH−NH(式中、Rは、炭素数14以上の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル基であり、Rは、水素原子、あるいは、式:−(CHOHで表される基である。)で表される少なくとも一種の脂肪族アミンを含む、脂肪族アミン混合物と、
で本質的に構成され、
前記式(I)で表される脂肪族アミンの含有量は、前記脂肪族アミン混合物の総重量に対して90重量%以上であり、
前記脂肪族アミンは、ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、アミン1グラムあたりの値として150〜600mgKOH/gのBNを有し、
該潤滑剤の総重量に対する脂肪族アミンの質量百分率は、その脂肪族アミンによるBNの寄与が該シリンダー潤滑剤の全BNのうち、潤滑剤1グラムあたりの値として10mgKOH/g以上となるように選択されており、
該潤滑剤の総重量に対する過塩基性清浄剤の質量百分率は、金属炭酸塩によるBNの寄与が該シリンダー潤滑剤の全BNのうち、潤滑剤1グラムあたりの値として20mgKOH/g以上となるように選択されている、シリンダー潤滑剤である。
本発明は、さらに、前記シリンダー潤滑剤の使用であって、2ストローク船舶エンジンを潤滑するための使用に関する。
本発明は、さらに、前記シリンダー潤滑剤の使用であって、総重量に対する硫黄含有量が1重量%未満である燃料油と、総重量に対する硫黄含有量が1〜3.5重量である燃料油と、総重量に対する硫黄含有量が3.5重量%を超える燃料油とのいずれとも共に用いることのできる、単一のシリンダー潤滑剤としての使用に関する。
一実施形態において、前記シリンダー潤滑剤は、総重量に対する硫黄含有量が1重量%未満である燃料油と、総重量に対する硫黄含有量が1〜3.5重量%である燃料油のいずれとも共に用いることのできる、単一のシリンダー潤滑剤として使用される。
本発明は、さらに、前記シリンダー潤滑剤の使用であって、総重量に対する硫黄含有量が3.5重量%未満となる任意の燃料油を燃焼する際に、2ストローク船舶エンジンの腐食を防止するため、かつ/または該エンジンにおける不溶性の金属塩堆積物の形成を抑制するための使用に関する。
本発明は、さらに、BNがASTM D−2896規格に準拠して測定される値で潤滑剤1グラムあたりの値として50mgKOH/g以上であるシリンダー潤滑剤を調製するために用いられる添加剤濃縮物であって、
該濃縮物は、
1グラムあたりの値として100〜400mgKOH/gのBNを有し、
金属炭酸塩によって過塩基化された、アルカリ金属又はアルカリ土類金属に基づく少なくとも一種の過塩基性清浄剤と、
少なくとも一種の中性清浄剤と、
ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、アミン1グラムあたりの値として150〜600mgKOH/gのBNを有し、式(I):R−[NR(CH−NH(式中、Rは、炭素数14以上の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル基であり、Rは、水素原子、あるいは、式:−(CHOHで表される基である。)
で表される少なくとも一種の脂肪族アミンと、
を含み、
該濃縮物中の前記脂肪族アミンの質量百分率は、該濃縮物のBNに対する寄与がASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、濃縮物1グラムあたりの値として20〜300mgKOH/gとなるように選択されている、添加剤濃縮物に関する。
本発明は、さらに、2ストローク船舶エンジンを潤滑する方法であって、該エンジンを前記シリンダー潤滑剤または前記添加剤濃縮物から得られたシリンダー潤滑剤に接触させる工程を少なくとも含む方法に関する。
本発明は、さらに、総重量に対しする硫黄含有量が3.5重量%未満のいかなる種類の燃料油を燃焼する際にも、2ストローク船舶エンジンの腐食を防止する、かつ/または2ストローク船舶エンジンでの不溶性の金属塩堆積物の形成を抑制する方法であって、前記エンジンを前記シリンダー潤滑剤または前記添加剤濃縮物から得られたシリンダー潤滑剤に接触させる、少なくとも一つの工程を含む方法に関する。
中和反応における、時間経過に対する温度増加曲線を示すグラフである。 BNCaCO3測定対象物の各質量(1〜10グラム)について、差圧マノメータで測定される圧力(COの放出による圧力増加に対応)を、その試料中のBNCaCO3の関数として表したグラフである。
以降で述べる百分率の数値は、有効成分の質量%(質量百分率)の数値に相当する。
(脂肪族アミン)
本発明にかかるシリンダー潤滑剤は、
式(I):R−[NR(CH−NH(式中、Rは、炭素数14以上の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル基であり、Rは、水素原子、あるいは、式:−(CHOHで表される基である。)で表される少なくとも一種の脂肪族アミンを含む、脂肪族アミン混合物、
を含み、前記脂肪族アミン混合物の総重量に対し、式(I)で表される脂肪族アミンの含有量が90重量%以上であり、かつ、該脂肪族アミンが、ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、アミン1グラムあたりの値として150〜600mgKOH/gのBNを有するものである。
「脂肪族アミン」とは、式(I)で表される脂肪族アミンを意味するものとする。
「脂肪族アミン混合物」とは、式(I)で表される脂肪族アミンを少なくとも一種含む、脂肪族アミン混合物のことを意味するものとする。
本発明の一実施形態において、前記脂肪族アミンのBNは、ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、アミン1グラムあたりの値として250〜600mgKOH/gであり、好ましくはアミン1グラムあたりの値として300〜500mgKOH/gである。
他の実施形態において、前記脂肪族アミン混合物のBNは、ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、アミン混合物1グラムあたりの値として250〜600mgKOH/gであり、好ましくはアミン混合物1グラムあたりの値として300〜500mgKOH/gである。
前記脂肪族アミンは、主にカルボン酸から得られる。
本発明にかかる脂肪族アミンを得るための出発物質となる脂肪酸は、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ノナデシル酸、アラキジン酸、ヘンエイコサン酸、ベヘン酸、トリコサン酸、リグノセリン酸、ぺンタコサン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、ノナコサン酸、メリシン酸、ヘントリアコンタン酸、およびラッセル酸(laceroic acid)などから選択することができ、また、パルミトレイン酸、オレイン酸、エルカ酸、ネルボン酸、リノール酸、α−リノレン酸、γ−リノレン酸、ジホモ−γ−リノレン酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸などの不飽和脂肪酸から選択することができる。
好ましい脂肪酸は、ココナッツ油、パーム油、オリーブ油、ピーナッツ油、なたね油、ひまわり油、大豆油、綿実油、亜麻仁油、牛脂等の、植物油および動物油に含まれるトリグリセドの加水分解によって生じた脂肪酸である。
天然油は、特定の脂肪酸の含有量を増やすために遺伝的に改変されたものであってもよい。かかる天然油の例としては、なたね油、高オレイン酸ひまわり油等が挙げられる。
一実施形態において、本発明にかかる潤滑剤中に使用される脂肪族アミンは、天然資源(natural resources)、植物資源(vegetable resources)または動物資源(animal resources)に由来するものである。
本発明の一実施形態において、前記脂肪族アミン混合物は、式(I)で表される脂肪族アミンであって、式中のRが炭素数14〜22(好ましくは炭素数16〜20)の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル基である、脂肪族アミンを少なくとも一種含む。
本発明の他の実施形態において、脂肪族アミン混合物は、式(I)で表される脂肪族アミンであって、式中のRが水素原子である脂肪族アミンを少なくとも一種含む。
本発明の好ましい他の実施形態において、脂肪族アミン混合物は、式(I)で表される脂肪族アミンであって、式中、
が、炭素数14〜22(より好ましくは炭素数16〜20)の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル基であり、
が、水素原子である、
脂肪族アミンを、少なくとも一種含む。
本発明の好ましい他の実施形態において、脂肪族アミン混合物は、
式(I)で表され、式中のRが炭素数14〜16の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル基であり、かつ、Rが水素原子である、少なくとも一種の脂肪族アミン、
式(I)で表され、式中のRが炭素数18以上の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル基であり、かつ、Rが水素原子である、少なくとも一種の脂肪族アミン、および
式(I)で表され、式中のRが炭素数20以上の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル基であり、かつ、Rが水素原子である、少なくとも一種の脂肪族アミン、
を含む形で存在する。
本発明のより好ましい一実施形態において、脂肪族アミン混合物は、
式(I)で表され、式中のRが炭素数14〜16の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル基であり、かつ、Rが水素原子である、少なくとも一種の脂肪族アミン、
式(I)で表され、式中のRが炭素数18以上の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル基であり、かつ、Rが水素原子である、少なくとも一種の脂肪族アミン、および
式(I)で表され、式中のRが炭素数20以上の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル基であり、かつ、Rが水素原子である、少なくとも一種の脂肪族アミン、
を含む形で存在し、かつ、式(I)で表されるこれらの脂肪族アミンの合計含有量が、脂肪族アミン混合物の総重量に対し、90重量%以上、且つ厳密に100重量%未満である、脂肪族アミン混合物である。
本発明の好ましい他の実施形態において、脂肪族アミン混合物は、
式(I)で表され、式中のRが炭素数16〜20(より好ましくは炭素数18〜20)の直鎖状又は分岐鎖状の不飽和アルキル基であり、かつ、Rが水素原子である、少なくとも一種の脂肪族アミン、および
式(I)で表され、式中のRが炭素数16〜20(より好ましくは炭素数18〜20)の直鎖状又は分岐鎖状の飽和アルキル基であり、かつ、Rが水素原子である、少なくとも一種の脂肪族アミン、
を含む形で存在する。
本発明のより好ましい一実施形態において、脂肪族アミン混合物は、
式(I)で表され、式中のRが炭素数16〜20(さらに好ましくは炭素数18〜20)の直鎖状又は分岐鎖状の不飽和アルキル基であり、かつ、Rが水素原子である、少なくとも一種の脂肪族アミン、および
式(I)で表され、式中のRが炭素数16〜20(さらに好ましくは炭素数18〜20)の直鎖状又は分岐鎖状の飽和アルキル基であり、かつ、Rが水素原子である、少なくとも一種の脂肪族アミン、
を含む形で存在し、かつ、前記式(I)で表されるこれらの脂肪族アミンの合計量が、脂肪族アミン混合物の総重量に対し、90重量%以上で且つ厳密に100重量%未満である脂肪族アミン混合物である。
本発明にかかる脂肪族アミン混合物として、例えば、Akzo Nobel社から販売されているTetrameen OV、Tetrameen T等が挙げられる。
本発明にかかるシリンダー潤滑剤の総重量に対する脂肪族アミンの質量百分率は、その脂肪族アミンにより付与されるBNの、該シリンダー潤滑剤の全BNへの寄与が、潤滑剤1グラムあたりの値として10mgKOH/g以上となるように選択されている。
本発明にかかるシリンダー潤滑剤のうち、脂肪族アミンによって付与されるBN分(最終的な潤滑剤(最終製品)1グラムあたりの値としてのmgKOH:BN「ポイント」とも称する。)は、ASTM D−2896規格に準拠して測定される、脂肪族アミンの固有BNと、最終的な潤滑剤中に含まれる脂肪族アミンの質量百分率とから算出される:
アミンBNlub=x×アミンBN/100
ここで、アミンBNlubは、最終的な潤滑剤のBNのうち、アミンによる寄与であり、
xは、最終的な潤滑剤中に含まれるアミンの質量百分率、
アミンBNは、アミン単独の固有BN(ASTM D−2896規格)である。
本発明の一実施形態において、前記シリンダー潤滑剤の総重量に対する脂肪族アミンの質量百分率は、該シリンダー潤滑剤の全BNのうち、前記脂肪族アミンの寄与によるBNが、潤滑剤1グラムあたりの値として10〜60mgKOH/gとなるように選択されており、好ましくは潤滑剤1グラムあたりの値として10〜30mgKOH/gとなるように選択されている。
本発明の他の実施形態において、前記シリンダー潤滑剤の総重量に対する脂肪族アミンの質量百分率は、該シリンダー潤滑剤の全BNのうち、該脂肪族アミンの寄与によるBNが10%以上となるように選択されており、好ましくは10〜50%となるように選択されており、より好ましくは10〜30%となるように選択されている。
本発明の他の実施形態において、前記シリンダー潤滑剤の総重量に対する脂肪族アミン混合物の質量百分率は、2〜10質量%である。
本発明の他の実施形態において、前記シリンダー潤滑剤の総重量に対する脂肪族アミン混合物の質量百分率は、2〜6質量%である。
好ましい一実施形態において、本発明にかかるシリンダー潤滑剤は、式(I)で表される脂肪族アミン以外の脂肪族アミンを含まない。
本発明の他の実施形態において、前記シリンダー潤滑剤は、式(I)で表される脂肪族アミンと異なる少なくとも一種の脂肪族アミンをさらに含む。
前記の付加的に含まれる脂肪族アミンは、脂肪族モノアミン類、脂肪族ジアミン類、および脂肪族トリアミン類から選択することができ、これらは、アルコキシ化されたものであっても、アルコキシ化されていないものであってもよい。
本発明の好ましい一実施形態において、式(I)で表される脂肪族アミンの含有量は、脂肪族アミン混合物の総重量に対し、厳密に100重量%未満である。
本発明の好ましい一実施形態において、式(I)で表される脂肪族アミンの含有量は、脂肪族アミン混合物の総重量に対し、90〜99.9重量%である。
(過塩基性清浄剤と中性清浄剤)
本発明にかかるシリンダー潤滑剤は、金属炭酸塩によって過塩基化された、アルカリ金属又はアルカリ土類金属に基づく少なくとも一種の過塩基性清浄剤と、少なくとも一種の中性清浄剤とを含み、かつ、該潤滑剤の総重量に対する過塩基性清浄剤の質量百分率は、該シリンダー潤滑剤の全BNのうち、金属炭酸塩の寄与によるBNが、潤滑剤1グラムあたりの値として20mgKOH/g以上となるように選択されている。
本発明にかかるシリンダー潤滑剤において使用される清浄剤は、当業者に周知の清浄剤である。
潤滑剤を処方する際に一般的に用いられる清浄剤は、親油性の炭化水素含有長鎖と親水性の頭部とを有するアニオン性化合物が通例である。これに結合するカチオンは、通常、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の金属カチオンである。
好ましくは、本発明にかかる清浄剤は、アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属の、カルボン酸塩、スルホン酸塩、サリチル酸塩、ナフテン酸塩および石炭酸塩から選択される。
好ましくは、アルカリ金属およびアルカリ土類金属は、カルシウム、マグネシウム、ナトリウムまたはバリウムである。
これらの金属塩は、前記清浄剤に含まれるアニオン性基に対し、ほぼ化学量論量で、金属を含むものであってもよい。この場合、清浄剤は、一定の塩基性を示すものの、過塩基化されていない清浄剤、あるいは「中性」清浄剤と称される。「中性」清浄剤が有するBNは、通常、ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、清浄剤1グラムあたりの値として150mgKOH/g未満、清浄剤1グラムあたりの値として100mgKOH/g未満、さらには、清浄剤1グラムあたりの値として80mgKOH/g未満である。
中性清浄剤と呼ばれるこの種の清浄剤は、本発明に係るシリンダー潤滑剤のBNに部分的に寄与する。かかる中性清浄剤として、例えば、アルカリ金属又はアルカリ土類金属(例えば、カルシウム、ナトリウム、マグネシウム、バリウムなど)の、カルボキシレート(カルボン酸塩)、スルホネート(スルホン酸塩)、サリチレート(サリチル酸塩)、フェネート(石炭酸塩)、ナフテネート(ナフテン酸塩)等が使用される。
金属量が過剰となる場合(金属含有量が、清浄剤に含まれアニオン性基に対する化学量論量を超える場合)、清浄剤は、「過塩基性」と呼ばれる。そのBNは、清浄剤1グラムあたりの値として150mgKOH/g超と高く、典型的には清浄剤1グラムあたりの値として200〜700mgKOH/gであり、好ましくは清浄剤1グラムあたりの値として250〜450mgKOH/gである。
清浄剤に過塩基性を付与する過剰量の金属は、油に不溶な金属塩(例えば炭酸塩、水酸化物塩、シュウ酸塩、酢酸塩、グルタミン酸塩などであり、好ましくは炭酸塩)の形態で存在する。
一つの過塩基性清浄剤のうち、そのような不溶性の塩部位を構成する金属は、油溶性の清浄剤部位を構成する金属と同一であっても異なっていてもよい。これらの金属は、カルシウム、マグネシウム、ナトリウムおよびバリウムから選択されることが好ましい。
こうして、過塩基性清浄剤は、不溶性の金属塩からなるミセルが、油溶性の金属塩の形態の清浄剤部位によって、前記シリンダー潤滑剤中に懸濁状態で維持された形態で存在することになる。
これらのミセルは、一種以上の清浄剤/清浄剤部位によって安定化された、一種以上の不溶性の金属塩を有するものであってもよい。
清浄剤/清浄剤部位に対して可溶な金属塩として一種類の金属しか含まない過塩基性清浄剤は、通常その疎水性鎖の種類に従って名付けられる。
よって、過塩基性清浄剤がフェネート(石炭酸塩)、サリチレート(サリチル酸塩)、スルホネート(スルホン酸塩)またはナフテネート(ナフテン酸塩)である場合には、それぞれ、フェネートタイプ、サリチレートタイプ、スルホネートタイプ、ナフテネートタイプと呼ばれる。
また、疎水性鎖の種類が相異なる複数種の清浄剤によってミセルが形成される場合、過塩基性清浄剤は「混合型」の過塩基性清浄剤と称される。
本発明の一実施形態において、過塩基性清浄剤および中性清浄剤は、カルボキシレート、スルホネート、サリチレート、ナフテネート、フェネート、およびこれら少なくとも2種類の清浄剤を組み合わせた混合清浄剤からそれぞれ同一または異なって選択される。
本発明の好ましい一実施形態において、過塩基性清浄剤および中性清浄剤は、カルシウム、マグネシウム、ナトリウムおよびバリウムから選択される金属に基づく化合物であり、より好ましくはカルシウムおよびマグネシウムから選択される金属に基づく化合物である。
本発明の好ましい他の実施形態において、過塩基性清浄剤は、アルカリ金属の金属炭酸塩およびアルカリ土類金属の金属炭酸塩から選択される不溶性の金属塩によって過塩基化されており、より好ましくは前記不溶性の金属塩が炭酸カルシウムである。
本発明の好ましい他の実施形態において、過塩基性清浄剤は、炭酸カルシウムによって過塩基化された、フェネート、スルホネート、およびフェネート−スルホネート−サリチレート混合清浄剤から選択され、より好ましくは炭酸カルシウムによって過塩基化された、スルホネートおよびフェネートから選択される。
本発明にかかるシリンダー潤滑剤のBNの一部は、過塩基性清浄剤中の不溶性の金属塩、具体的には、金属炭酸塩によって付与される。
金属炭酸塩によって付与されるBN(「金属炭酸塩BN」や「BNCaCO3」とも称される)は、後述する方法により、過塩基性清浄剤単独ベースでおよび/または最終的な潤滑剤ベースで測定される。過塩基性清浄剤では標準的に、金属炭酸塩により付与されるBNが、過塩基性清浄剤単独の全BNの50〜95%を占める。
なお、一部の中性清浄剤も、(過塩基性清浄剤よりも遥かに少ない量ではあるが)一定量の不溶性の金属塩(炭酸カルシウム)を有することにより、金属炭酸塩BNに寄与する場合がある。
本発明の一実施形態において、前記シリンダー潤滑剤の総重量に対する過塩基性清浄剤の質量百分率は、該シリンダー潤滑剤の全BNのうち、金属炭酸塩の寄与によるBNが、潤滑剤1グラムあたりの値として20〜90mgKOH/g、好ましくは潤滑剤1グラムあたりの値として30〜70mgKOH/gとなるように選択されている。
本発明の他の実施形態において、前記シリンダー潤滑剤の総重量に対する過塩基性清浄剤の質量百分率は、該シリンダー潤滑剤の全BNのうち、金属炭酸塩の寄与によるBNが、潤滑剤1グラムあたりの値として厳密に20mgKOH/gを超えるように選択されている。
本発明の好ましい一実施形態において、前記シリンダー潤滑剤の総重量に対する過塩基性清浄剤の質量百分率は、該シリンダー潤滑剤の全BNのうち、金属炭酸塩の寄与によるBNが、潤滑剤1グラムあたりの値として20mgKOH/g超、90mgKOH/g以下となるように選択されており、より好ましくは潤滑剤1グラムあたりの値として30〜70mgKOH/gとなるように選択されている。
上記不溶性の金属塩は、潤滑剤中において安定したミセルの形態で分散した状態が維持されている限り、好適な耐摩耗効果も発揮することができる。
また、本発明にかかるシリンダー潤滑剤のBNには、清浄剤として実際に機能する部位からの寄与も含まれる。この部位は、本質的に、フェネート系、スルホネート系又はサリチレート系の、清浄剤セッケン部であってもよい。
従って、本発明にかかるシリンダー潤滑剤のBN(ASTM D2896規格に基づいて測定される)は、
1)過塩基性清浄剤および中性清浄剤の不溶性の金属塩によって付与されるBN(「金属炭酸塩BN」や「BNCaCO3」とも呼ばれ、後述する方法によって測定される);および、
2)付加的な(他の)BN(以下、「有機BN」と称する)
とを、少なくとも含む、複数の異なる要素から構成されており、
前記付加的なBNは、潤滑剤の全BN(ASTM D−2896規格)と該潤滑剤の金属炭酸塩によるBNとの差として測定され、
過塩基性清浄剤(場合によっては、中性清浄剤)の金属セッケン部と、
脂肪族アミン類とによって付与される(後者、アミンBNは、ASTM D−2896規格に基づいて測定される脂肪族アミン類のBNと、該脂肪族アミン類の質量百分率との関数として決定される)。
本発明の一実施形態において、前記シリンダー潤滑剤の総重量に対する過塩基性清浄剤および中性清浄剤の質量百分率は、シリンダー潤滑剤の全BNのうち、それらの清浄剤セッケン部により付与される有機BNが、潤滑剤1グラムあたりの値として10mgKOH/g以上となるように選択され、好ましくは潤滑剤1グラムあたりの値として10〜60mgKOH/gとなるように選択され、より好ましくは潤滑剤1グラムあたりの値として10〜40mgKOH/gとなるように選択される。
本発明の他の実施形態において、前記シリンダー潤滑剤の総重量に対する過塩基性清浄剤の質量百分率は、8〜30%であり、好ましくは10〜30%である。
本発明の他の実施形態において、前記シリンダー潤滑剤の総重量に対する中性清浄剤の質量百分率は、5〜15%であり、好ましくは5〜10%である。
本発明にかかるシリンダー潤滑剤のBNは、アルカリ金属又はアルカリ土類金属に基づく少なくとも一種の過塩基性清浄剤と、少なくとも一種の中性清浄剤と、式(I)で表される少なくとも一種の脂肪族アミンとによって付与される。
このBNの数値は、ASTM D−2896規格に基づいて測定される値で、潤滑剤1グラムあたりの値として50mgKOH/g以上である。
船舶エンジン用のシリンダー潤滑剤のBNは、その潤滑剤の使用条件に応じて選択されるものであり、具体的には、そのシリンダー潤滑剤と共に使用される燃料油の硫黄含有量に従って選択される。
本発明の一実施形態において、前記シリンダー潤滑剤のBNは、潤滑剤1グラムあたりの値として50〜100mgKOH/gであってもよく、好ましくは潤滑剤1グラムあたりの値として60〜90mgKOH/gであってもよい。
本発明の好ましい一実施形態において、前記シリンダー潤滑剤のBNは、潤滑剤1グラムあたりの値として65〜80mgKOH/gであってもよく、より好ましくは潤滑剤1グラムあたりの値として65〜75mgKOH/gであってもよい。
(潤滑剤基油)
一般的に、本発明にかかるシリンダー潤滑剤を処方する際に用いられる潤滑剤基油は、鉱物由来の基油(鉱物基油)、合成由来の基油(合成基油)、植物由来の基油(植物基油)、またはこれらの混合物であってもよい。
この用途に一般的に用いられる鉱物基油や合成基油は、以下にまとめたAPI分類のグループ1〜5(あるいは、ATIEL分類によるこれらの等価物)に属する基油である。さらに、本発明にかかるシリンダー潤滑剤中において使用される潤滑剤基油は、ATIEL分類のグループ6の合成由来の基油(合成基油)からも選択されてよい。なお、API分類は、米国石油協会から2012年9月刊行の1509 “Engine oil Licensing and Certification System” 17th editionにおいて定義されている。
なお、ATIEL分類については、2012年11月刊行の"The ATIEL Code of Practice", number 18において定義されている。
Figure 0006324492
グループ1の鉱物基油は、選択されたナフテン系原油またはパラフィン系原油を蒸留した後、その留分を溶剤抽出、溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化処理、水添処理等の工程で精製することによって得られる。
グループ2およびグループ3の基油は、より厳しい精製工程、例えば、水素化処理と水素化分解と水添処理と接触脱ろうとの組合せ等によって得られる。
グループ4およびグループ5の合成基油の例として、ポリイソブテン類、アルキルベンゼン類、ポリαオレフィン類(例えば、ポリブテン類など)等が挙げられる。
これらの潤滑剤基油は、単独でも使用可能であるし、混合物としても使用可能である。鉱物基油は、合成基油と組み合わせて用いてもよい。
2ストローク船舶エンジン用のシリンダーオイルの粘度グレードは、SAE−40からSAE−60であり、一般的にはSAE−50である。これは、ASTM D445に準拠して測定される100℃の動粘度で16.3〜21.9mm/sに相当する。
粘度グレードSAE−40のオイルは、ASTM D445規格に準拠して測定される100℃での動粘度が12.5〜16.3cStである。
粘度グレードSAE−50のオイルは、ASTM D445規格に準拠して測定される100℃での動粘度が16.3〜21.9cStである。
粘度グレードSAE−60のオイルは、ASTM D445規格に準拠して測定される100℃での動粘度が21.9〜26.1cStである。
本発明の好ましい一実施形態において、前記シリンダー潤滑剤は、ASTM D445規格に準拠して測定される100℃での動粘度が12.5〜26.1cStであり、より好ましくは16.3〜21.9cStである。
このような粘度は、例えば、各種添加剤と各種基油、例えば、ニュートラルソルベント
基油(例えば、500 NS、600 NSなど)、ブライトストックなどの、グループ1の複数種の鉱物基油を含む基油混合物、とを混合させることで得られる。またそれ以外でも、添加剤との混合物として、グレードSAE−50に相当する粘度を持つものとできれば、鉱物起源、合成起源、植物起源の基油のいかなる組み合わせを用いてもよい。
2ストローク船舶エンジン用のシリンダー潤滑剤の標準的な処方物は、典型的には、(SAE J300分類に準拠して)SAE−40からSAE−60のグレードを有し(好ましくはSAE−50であり)、かつ、船舶エンジンでの使用に適合するように、鉱物系基油、合成基油、またはこれらの混合基油からなる潤滑剤基油を、少なくとも40重量%含有する。例えば、シリンダー潤滑剤の処方には、API分類でグループ1の潤滑剤基油を用いてもよく、この基油は、選択した原油を蒸留した後、その留分を溶剤抽出、溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化処理、水添処理等の工程で精製することによって得ることができる。
グループ1の潤滑剤基油は、80〜120の粘度指数(VI)を有し、その硫黄含有量は0.03%を超え、飽和炭化水素含有化合物の含有量は90%未満である。
典型的には、2ストローク船舶エンジン用のシリンダー潤滑剤の標準的処方物は、潤滑剤の総重量に対し、BSSタイプのグループ1の基油を18〜25重量%含み、600 NSタイプのグループ1の基油を50〜60%含む。前者は、100℃での動粘度が約30mm/s、典型的には28〜32mm/sで、15℃での比重が895〜915kg/mである、蒸留残渣からなり、後者は、100℃での動粘度が約12mm/sで、15℃での比重が880〜900kg/mである留分からなる。
(その他の添加剤)
本発明の一実施形態において、前記シリンダー潤滑剤は、
炭素数12以上(好ましくは炭素数12〜24、より好ましくは炭素数16〜18)の直鎖状又は分岐鎖状の、飽和又は不飽和のアルキル鎖を有する、第一級脂肪族モノアルコール類、第二級脂肪族モノアルコール類、および第三級脂肪族モノアルコール類(有利には、直鎖状の飽和アルキル鎖を有する第一級モノアルコール類)と、
炭素数14以上の飽和モノ脂肪酸と炭素数6以下のアルコールとのエステル類(好ましくはモノエステル類およびジエステル類、有利にはモノアルコールによるモノエステル類およびエステル官能基間の距離が該エステル官能基の酸素側から数えて炭素原子4個以下であるポリオールによるジエステル類)、
から選択される、付加的な化合物、
をさらに含んでもよい。
本発明の好ましい一実施形態において、前記シリンダー潤滑剤は、
炭素数16〜18の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル鎖を有する、第一級脂肪族モノアルコール類、第二級脂肪族モノアルコール類、および第三級脂肪アルコール類(有利には、直鎖状の飽和アルキル鎖を有する第一級モノアルコール類)から選択される、付加的な化合物、
をさらに含んでもよい。
本発明の一実施形態において、前記付加的な化合物の含有量は、前記シリンダー潤滑剤の総重量に対して0.01〜10重量%、好ましくは0.1〜2重量%である。
前記シリンダー潤滑剤は、さらに、分散剤、耐摩耗剤およびその他の機能性添加剤から選択される、少なくとも一種の、別の添加剤を含んでもよい。
分散剤は、潤滑剤組成物を処方するうえで(特に、船舶分野の用途において)用いられる周知の添加剤である。その第一の役割は、潤滑剤中に、最初から存在していたか、又はエンジン内での使用中に出現した粒子を、懸濁状態に維持することである。分散剤は、立体的な障害により、そのような粒子同士が凝集するのを防ぐ。分散剤は、さらに、中和についても相乗効果を示すことができる。
潤滑剤の添加剤として用いられる分散剤は、典型的には、極性基を含み、これに比較的長い(一般的には、炭素数が50〜400を有する)炭化水素含有鎖が結合している。前記極性基は、窒素、酸素又はリンの少なくとも一つの元素を有する。
コハク酸から誘導された化合物は、特に、潤滑剤の添加剤として用いられる分散剤である。なかでも特に、コハク酸無水物とアミンとの縮合によって得られるコハク酸イミド類や、コハク酸無水物とアルコール又はポリオールとの縮合によって得られるコハク酸エステル類が利用される。
これらの化合物は、さらに、例えば、ホウ素化コハク酸イミド類や亜鉛封鎖コハク酸イミド類等を生成するため、様々な化合物(特に、硫黄、酸素、ホルムアルデヒド、カルボン酸、またはホウ素もしくは亜鉛を含む化合物)により処理してもよい。
潤滑剤中で分散剤として利用される化合物としては、アルキル基で置換されたフェノールと、ホルムアルデヒドと、第一級アミン又は第二級アミンを縮合重合することによって得られるマンニッヒ塩基も挙げることができる。
本発明の一実施形態において、分散剤の含有量は、前記シリンダー潤滑剤の総重量に対し0.1重量%以上であり、好ましくは0.5〜2重量%、有利には1〜1.5重量%である。
耐摩耗剤は、保護対象の摩擦面に吸着されることで保護膜を形成しその表面を保護する。最も良く利用されている耐摩耗剤は、亜鉛ジチオホスフェート類(DTPZn)である。そのほかにも、耐摩耗剤として、リン、硫黄、窒素、塩素、ホウ素などを含有する各種の化合物を挙げることができる。
多種多様な耐摩耗剤が存在するなか、最も頻繁に利用される耐摩耗剤の種類は、リン−硫黄含有添加剤であり、例えば金属アルキルチオホスフェート類、特に亜鉛アルキルチオホスフェート類、より特に、亜鉛ジアルキルジチオホスフェート類(DTPZn)を挙げることができる。そのなかでも、式:Zn((SP(S)(OR)(OR)))[式中、RおよびRは、アルキル基(好ましくは、炭素数1〜18のアルキル基)である。]で表される化合物が好適である。一典型例として、DTPZnの含有量は、前記シリンダー潤滑剤の総重量に対しておよそ0.1〜2重量%である。
また、アミンホスフェート類、ポリスルフィド類(特には、含硫黄オレフィン類)等も、耐摩耗剤としてよく使用されるものである。
また、シリンダー潤滑剤には、含窒素系や含硫黄系の耐摩耗・極圧剤、例えば金属ジチオカルバメート類、特にはモリブデンジチオカルバメート類も、よく利用されている。グリセロールエステル類も耐摩耗剤として用いられ、例えば、グリセロールモノオレエート類、グリセロールジオレエート類、グリセロールトリオレエート類、グリセロールモノパルミテート類、グリセロールモノミリステート類等も挙げられる。
一実施形態において、耐摩耗剤の含有量は、前記シリンダー潤滑剤の総重量に対して0.01〜6重量%であり、好ましくは0.1〜4重量%である。
他の機能性添加剤としては、増ちょう剤、消泡剤、酸化防止剤、防錆剤から選択した少なくとも一種を用いることができる。清浄剤の副作用に対抗するための消泡剤の例としては、ポリメチルシロキサン、ポリアクリレート等の極性ポリマーが挙げられる。防錆剤の例として、有機金属系清浄剤、チアジアゾール類(当業者にとって既知の化合物である)等が挙げられる。これらの添加剤は、一般的にシリンダー潤滑剤の総重量に対して0.1〜5重量%の量で含有される。
本発明の好ましい一実施形態において、前記シリンダー潤滑剤は、
少なくとも一種の基油を55〜85%と、
式(I)で表される少なくとも一種の脂肪族アミンを含有する脂肪族アミン混合物であって、前記式(I)で表される少なくとも一種の脂肪族アミンの含有量が総重量に対し、90重量%以上、より好ましくは厳密に100重量%未満、有利には90〜99.9重量%となる、脂肪族アミン混合物を2〜10%と、
金属炭酸塩によって過塩基化された、アルカリ金属又はアルカリ土類金属に基づく少なくとも一種の過塩基性清浄剤を8〜30%と、
少なくとも一種の中性清浄剤を5〜15%と、
を含む、潤滑剤である。
本発明の好ましい他の実施形態において、前記シリンダー潤滑剤は、
少なくとも一種の基油を55〜85%と、
式(I)で表される少なくとも一種の脂肪族アミンを含有する脂肪族アミン混合物であって、前記式(I)で表される少なくとも一種の脂肪族アミンの含有量が総重量に対し、90重量%以上、より好ましくは厳密に100重量%未満、有利には90〜99.9重量%となる、脂肪族アミン混合物を2〜10%と、
金属炭酸塩によって過塩基化された、アルカリ金属又はアルカリ土類金属に基づく少なくとも一種の過塩基性清浄剤を8〜30%と、
少なくとも一種の中性清浄剤を5〜15%と、
で本質的に構成された、潤滑剤である。
なお、基油、脂肪族アミン、過塩基性清浄剤、中性清浄剤、潤滑剤の全BNに対する式(I)で表される脂肪族アミンの寄与と過塩基性清浄剤の寄与について、先に説明した全ての特性および好適な構成は、上記のシリンダー潤滑剤にも適用できる。
本発明の好ましい一実施形態において、前記シリンダー潤滑剤は、
少なくとも一種の基油を45〜84.99%と、
式(I)で表される少なくとも一種の脂肪族アミンを含有する脂肪族アミン混合物であって、前記式(I)で表される少なくとも一種の脂肪族アミンの含有量が総重量に対し、90重量%以上、より好ましくは厳密に100重量%未満、有利には90〜99.9重量%となる、脂肪族アミン混合物を2〜10%と、
金属炭酸塩によって過塩基化された、アルカリ金属又はアルカリ土類金属に基づく少なくとも一種の過塩基性清浄剤を8〜30%と、
少なくとも一種の中性清浄剤を5〜15%と、
炭素数12以上(より好ましくは炭素数12〜24、さらに好ましくは炭素数16〜18)の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル鎖を有する、第一級脂肪族モノアルコール類、第二級脂肪族モノアルコール類、および第三級脂肪族モノアルコール類(有利には、直鎖状の飽和アルキル鎖を有する第一級モノアルコール類)から選択される、少なくとも一種のさらなる化合物を0.01〜10%と、
を含む。
本発明の好ましい他の実施形態において、前記シリンダー潤滑剤は、
少なくとも一種の基油を45〜84.99%と、
式(I)で表される少なくとも一種の脂肪族アミンを含有する脂肪族アミン混合物であって、前記式(I)で表される少なくとも一種の脂肪族アミンの含有量が総重量に対し、90重量%以上、より好ましくは厳密に100重量%未満、有利には90〜99.9重量%となる、脂肪族アミン混合物を2〜10%と、
金属炭酸塩によって過塩基化された、アルカリ金属又はアルカリ土類金属に基づく少なくとも一種の過塩基性清浄剤を8〜30%と、
少なくとも一種の中性清浄剤を5〜15%と、
炭素数12以上(より好ましくは炭素数12〜24、さらに好ましくは炭素数16〜18)の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル鎖を有する、第一級脂肪族モノアルコール類、第二級脂肪族モノアルコール類、および第三級脂肪族モノアルコール類(有利には、直鎖状の飽和アルキル鎖を有する第一級モノアルコール類)から選択される、少なくとも一種のさらなる化合物を0.01〜10%と、
で本質的に構成される。
なお、基油、脂肪族アミン、過塩基性清浄剤、中性清浄剤、他の添加剤、潤滑剤の全BNに対する式(I)で表される脂肪族アミンの寄与と過塩基性清浄剤の寄与について、先に説明した全ての特性および好適な構成は、上記のシリンダー潤滑剤にも適用できる。
本発明の主題の一つは、さらに、前記シリンダー潤滑剤の使用であって、2ストローク船舶エンジンを潤滑するための使用である。
なお、シリンダー潤滑剤について説明した全ての特性および好適な構成は、上記の使用にも適用できる。
本発明の他の主題は、前記シリンダー潤滑剤の使用であって、総重量に対する硫黄含有量が1重量%未満である燃料油、総重量に対する硫黄含有量が1〜3.5重量である燃料油、および総重量に対する硫黄含有量が3.5重量%を超える燃料油のいずれを用いる際にも、一種類だけで使用できる、シリンダー潤滑剤としての使用である。
一実施形態において、本発明のさらなる他の主題は、前記シリンダー潤滑剤の使用であって、総重量に対する硫黄含有量が1重量%未満である燃料油と、総重量に対する硫黄含有量が1〜3.5重量%である燃料油のどちらを用いる際にも、一種類だけで使用できる、
シリンダー潤滑剤としての使用である。
なお、シリンダー潤滑剤について説明した全ての特性および好適な構成は、上記の使用にも当てはまる。
本発明のさらなる他の主題は、前記シリンダー潤滑剤の使用であって、総重量に対する硫黄含有量が3.5重量%以下となるいかなる種類の燃料油を燃焼する際にも、2ストローク船舶エンジンの腐食を防止するため、かつ/または、2ストローク船舶エンジンでの不溶性の金属塩堆積物の形成を抑制するための使用である。
なお、シリンダー潤滑剤について説明した全ての特性および好適な構成は、上記の使用にも当てはまる。
先に定義した、本発明にかかるシリンダー潤滑剤中に含まれる各種化合物、特に、式(I)で表される脂肪族アミン、金属炭酸塩によって過塩基化された、アルカリ金属又はアルカリ土類金属に基づく過塩基性清浄剤、および中性清浄剤は、それぞれ別個の添加剤として該シリンダー潤滑剤中に配合されたものであってもよく、例えば、それぞれ個別に基油に添加されることで配合されたものであってもよい。
但し、これらの各種化合物は、シリンダー潤滑剤用の添加剤濃縮物の形態で配合されたものであってもよい。
よって、本発明の他の主題は、ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で潤滑剤1グラムあたりの値として50mgKOH/g以上のBNを有するシリンダー潤滑剤を調製するために用いられる添加剤濃縮物であって、
該濃縮物は、濃縮物1グラムあたりの値として100〜400mgKOH/gのBNを有し、かつ、
金属炭酸塩によって過塩基化された、アルカリ金属又はアルカリ土類金属に基づく少なくとも一種の過塩基性清浄剤と、
少なくとも一種の中性清浄剤と、
式(I):R−[NR(CH−NH(式中、Rは、炭素数14以上の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル基であり、Rは、水素原子、あるいは、式:−(CHOHで表される基である。)で表され、ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、1グラムあたりの値として150〜600mgKOH/gのBNを有する、少なくとも一種の脂肪族アミンと、
を含み、
該濃縮物中の前記脂肪族アミンの質量百分率は、該濃縮物のBNに対する寄与が、ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、濃縮物1グラムあたりの値として20〜300mgKOH/gとなるように選択されている、添加剤濃縮物である。
なお、式(I)で表される脂肪族アミンについて説明した全ての特性および好適な構成は、上記の添加剤濃縮物にも当てはまる。
本発明の一実施形態において、前記添加剤濃縮物は、
金属炭酸塩によって過塩基化された、アルカリ金属又はアルカリ土類金属に基づく少なくとも一種の過塩基性清浄剤と、
少なくとも一種の中性清浄剤と、
炭素数12以上(好ましくは炭素数12〜24、より好ましくは炭素数16〜18)の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル鎖を有する、第一級脂肪族モノアルコール類、第二級脂肪族モノアルコール類、および第三級脂肪族モノアルコール類(有利には、直鎖状の飽和アルキル鎖を有する第一級モノアルコール類)から選択される、少なくとも一種のさらなる化合物と、
式(I):R−[NR(CH−NH(式中、Rは、炭素数14以上の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル基であり、Rは、水素原子、あるいは、式:−(CHOHで表される基である。)で表され、ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、アミン1グラムあたりの値として150〜600mgKOH/gのBNを有する、少なくとも一種の脂肪族アミンと、
を含むものであってもよい。
本発明の他の実施形態において、前記添加剤濃縮物は、
金属炭酸塩によって過塩基化された、アルカリ金属又はアルカリ土類金属に基づく少なくとも一種の過塩基性清浄剤を30〜71%と、
少なくとも一種の中性清浄剤を20〜50%と、
式(I):R−[NR(CH−NH(式中、Rは、炭素数14以上の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル基であり、Rは、水素原子、あるいは、式:−(CHOHで表される基である。)で表され、ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、アミン1グラムあたりの値として150〜600mgKOH/gのBNを有する、少なくとも一種の脂肪族アミンを9〜30%と、
を含むものであってもよい。
本発明の他の実施形態において、前記添加剤濃縮物は、
金属炭酸塩によって過塩基化された、アルカリ金属又はアルカリ土類金属に基づく少なくとも一種の過塩基性清浄剤を30〜70.6%と、
少なくとも一種の中性清浄剤を20〜50%と、
炭素数12以上(好ましくは炭素数12〜24、より好ましくは炭素数16〜18)の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル鎖を有する、第一級脂肪族モノアルコール類、第二級脂肪族モノアルコール類、および第三級脂肪族モノアルコール類(有利には、直鎖状の飽和アルキル鎖を有する第一級モノアルコール類)から選択される、少なくとも一種のさらなる化合物を0.4〜25%と、
式(I):R−[NR(CH−NH(式中、Rは、炭素数14以上の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル基であり、Rは、水素原子、あるいは、式:−(CHOHで表される基である。)で表され、ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、アミン1グラムあたりの値として150〜600mgKOH/gのBNを有する、少なくとも一種の脂肪族アミンを9〜30%と、
を含むものであってもよい。
なお、脂肪族アミン、過塩基性清浄剤、中性清浄剤、および付加的な化合物について説明した全ての特性および好適な構成は、上記の添加剤濃縮物にも適用される。
本発明の一実施形態では、本発明にかかるシリンダー潤滑剤が得るために、少なくとも一種の基油を、前記本発明にかかる添加剤濃縮物に添加してもよい。
本発明の他の主題は、2ストローク船舶エンジンを潤滑する方法であって、該エンジンを前記シリンダー潤滑剤または前記添加剤濃縮物から得られたシリンダー潤滑剤と接触させる工程を少なくとも含む方法に関する。
シリンダー潤滑剤や添加剤濃縮物について説明した全ての特性および好適な構成は、上記の潤滑方法にも適用される。
本発明のさらなる他の主題は、総重量に対する硫黄含有量が3.5重量%未満のいかなる種類の燃料油を燃焼する際にも、2ストローク船舶エンジンの腐食を防止し、かつ/または、該エンジンにおける不溶性の金属塩堆積物の形成を抑制する方法であって、前記エンジンを前記シリンダー潤滑剤または前記添加剤濃縮物から得られたシリンダー潤滑剤と接触させる工程を少なくとも含む方法に関する。
シリンダー潤滑剤や添加剤濃縮物について、先に説明した全ての特性および好適な構成は、上記の方法にも適用される。
本発明の様々な主題およびそれらの実施態様は、後述の実施例を参照することによってさらに理解することができる。なお、後述の実施例はあくまでも例示に過ぎず、本発明を限定するものではない。
(過塩基性清浄剤を含むシリンダー潤滑剤のBNに対する、該過塩基性清浄剤中の不溶性の金属塩による寄与分を測定する方法)
過塩基性清浄剤を含むシリンダー潤滑剤のBNに対する、該過塩基性清浄剤中に存在する不溶性の金属塩による寄与の測定可能な方法は、下記のように定められる。
シリンダー潤滑剤または過塩基性清浄剤の塩基性の基準(BN、あるいは塩基価とも称する)の全体的な測定は、ASTM D2896規格の方法によって実行される。このBNは、2種類の異なる形態からなる。
一つは、清浄剤を金属炭酸塩、一般的には炭酸カルシウム、で過塩基化することによって付与される炭酸塩BN(以降では、「BNCaCO3」とも記載する)であり、
一つは、基本的にフェネート系、スルホネート系又はサリチレート系の清浄剤の金属セッケン部によって付与される、いわゆる「有機BN」である。
炭酸塩BN(以下、BNCaCO3とも記載する)は、下記の手法により、シリンダー潤滑剤ベースまたは、過塩基性清浄剤単独ベースで測定される。この測定法は、試料中の過塩基化剤:炭酸塩(炭酸カルシウム)を硫酸で攻撃する際の原理を利用する。炭酸塩は、下記の反応によって炭酸ガスを放出し、硫酸カルシウムに変換される:
Figure 0006324492
反応器の容積は一定に保たれ、圧力は、COの放出量に比例して増加する。
(手順)
差圧マノメータ付きの栓を備えた、容積100mlの反応槽中において、必要量のBNCaCO3の測定対象物を計量する。その際、その差圧マノメータの計測限界となる600mb(ミリバール)の圧力増加を超えることがないようにする。この量は、図2のグラフから決定される。図2は、対象物の各質量(1〜10グラムの)について、差圧マノメータで測定される圧力(COの放出による圧力増加に相当)を、試料(対象物)中のBNCaCO3の比例関数として表したものである。BNCaCO3の測定値が不明の場合には、対象物の量を適当量として約4gとする。いずれの場合にも、試料の質量(m)を記録する。
上記反応槽は、パイレックス(登録商標)、ガラス、ポリカーボネート、その他、周囲媒体との熱交換を促進し、内部温度を周囲媒体の温度と急速に平衡状態に到達させ得る材料であれば、いかなる材料からなる反応槽であってもよい。
少量の液状基油(600 NSタイプの基油)を、小型の磁気撹拌棒を内蔵する上記反応槽に投入する。
ついで、約2mlの濃硫酸を、この段階では反応槽内の媒体を撹拌しないように注意しながら、上記反応槽に注入する。
上記のマノメータ付き栓(栓−マノメータアセンブリ)を反応槽にねじ込む。ねじ山部分に油を差しておいてもよい。完全に密封されるように締め付ける。
撹拌を開始する。この撹拌は、圧力が安定化すると共に温度が周囲媒体と平衡状態に到達するまで続ける。30分もすれば十分である。圧力の増加(P)および温度T℃の増加(σ)を記録する。
この装置をヘプタン系溶剤で洗浄する。
(計算方法)
計算では、理想気体の状態方程式:PV=nRTを利用する。
式中のPをCOの分圧(Pa)(1Pa=10−2mb)、Vを容器の容積(m)、R=8.32(J)、T=273+σ(℃)=(°K)、nを放出されるCOのモル数とすると、下記のように、記載できる。
Figure 0006324492
(COのモル数の算出)
mを対象物の質量(グラム単位)、炭酸塩BN(carbonate BN)を1グラムあたりの値としてのKOH当量で示されるBNとすると、
m×炭酸塩BN=mgKOH当量
となる。
放出されるCOのグラム量、すなわち放出されるCOのモル数は、下記のように記載でき、従って、その次の式が成立する。
Figure 0006324492
Figure 0006324492
(炭酸塩BNの関数としてのCO圧力の計算式)
Figure 0006324492
(CO圧力から炭酸塩BNを算出する計算式)
Figure 0006324492
試験条件に関する数値を固定することにより、以下の簡略化した式が得られる:
PCOを、差圧マノメータの読取値(mbar)=Preadとし、
容器の容積V(m)=0.0001、
R=8.32(J)、
T=273+σ(℃)=(°K)、σは、周囲温度の読取値、
m=反応槽に投入される対象物の質量として、
Figure 0006324492
Figure 0006324492
結果として、mgKOH/gで示される、BNCaCO3が得られる。
清浄剤の金属セッケン部によって付与されるBN、「有機BN」とも称する、は、ASTM D2896規格に準拠した全BNと上記のようにして測定されたBNCaCO3との差として得られる。
(潤滑剤の硫酸中和効率を測定するエンタルピー試験)
以下に、潤滑剤の硫酸中和効率を測定し得る、エンタルピー試験法は、以下のように定められる。:
潤滑剤(特には、2ストローク船舶エンジン用のシリンダー潤滑剤)中に含まれる塩基性サイトの、酸分子にとっての利用可能性(すなわち、アクセス可能性)は、中和率又は中和速度(中和カイネティクス)を監視する動的試験によって定量化することができる。
(原理)
酸−塩基中和反応は、一般的に発熱反応である。したがって、試験対象の潤滑剤と硫酸の反応による熱放出を測定することができる。この熱放出は、デュワー型の断熱反応器内の温度の経時的変化によって監視することができる。
これらの測定に基づき、参照用の潤滑剤に対比した場合の、本発明にかかる潤滑剤の、所定量の酸の添加(中和すべきBNの固定量を示す)に対する中和効率を定量化した指数を算出することができる。下記の例では、BNが70である潤滑剤を試験する際には、BNポイント=70の中和当量の酸が添加されることになる。
中和効率指数は、対比される参照用のオイル(潤滑剤)の指数値を100として算出される。これは、参照物の中和反応時間(Sref)と測定試料の中和反応時間(Smes)との比から、下記のように記載できる。
中和効率指数=Sref/Smes×100
上記の中和反応時間の数値は、数秒間程度のものであるが、時間の関数として示される、中和反応中の温度増加曲線(図1の曲線を参照)から決定される。
時間Sは、反応終了温度での時刻tと反応開始温度での時刻tとの差t−tに等しい。
反応開始温度での時刻tは、撹拌開始後の温度上昇開始時刻に対応する時刻である。
反応終了温度での時刻tは、その時刻を起点として温度信号が反応時間の1/2以上の時間のあいだ安定を維持する時刻とする。
潤滑剤は、上記反応時間が短いほど、従って、高い指数値が得られるほど、より効率的であると言える。
(使用する機器)
反応器の形状、撹拌体の形状および動作条件については、油相中での拡散の制約の影響を無視できる化学的状態(chemical regime)になるように選択した。
従って、使用する機器の構成において、流体の高さを上記反応器の内径と同一の数値に設定すると共に、ヘリカル型撹拌体をその流体の高さの約1/3の位置に配置する必要がある。
使用する機器は、内径52mm、内部の高さ185mmの、300mlの円筒形状の断熱反応器で構成され、ヘリカル型撹拌翼付きの撹拌棒(直径=22mm)を備えたものとし、その撹拌翼の直径はデュワーフラスコ(上記断熱反応器)の直径の0.3〜0.5倍、すなわち、15.6〜26mmとする。
ヘリカル型撹拌翼の位置は、反応器の底から約15mmの距離(位置)に固定する。この撹拌系を、可変速モータ(10〜5,000rpm)と、時間の関数としての温度を取得するシステムとによって駆動する。
後者のシステムは、およそ5〜20秒間の反応時間の測定、および約20℃〜約35℃の温度(好ましくは約30℃)からの数十度の温度上昇を測定するのに適したシステムである。この温度取得システムの位置は、上記デュワーフラスコ内における定位置に固定する。
上記撹拌系は、反応が化学的領域(chemical range)内で生じるように制御する。本実験の構成では、これを、上記撹拌系の位置を固定した状態でその回転速度を2,000rpmに調節することにより実現する。
さらに、反応の化学的領域は、上記デュワーフラスコへの投入後のオイル(潤滑剤)の深さにも依存する。この深さは、前述のように、デュワーフラスコの直径と同一とする必要があり、本実験の構成では、試験対象の潤滑剤の質量約86gに対応する深さである。
BNが70である潤滑剤を試験する際には、上記反応器に、BNポイント=70の中和当量の酸を投入する。
例えば、BNが70の潤滑剤の場合、上記反応器に、濃度75%の硫酸7.01gと、試験対象の潤滑剤86gとを投入する。
酸と潤滑剤の良好な混合を良好に行い得るように、また二つのテスト間で再現性よく行い得るように、反応器内に撹拌系を設置した後、撹拌を開始して化学的領域の枠内での反応を追跡する。温度取得システムは、恒常的なものとする。
(エンタルピー試験の実施−キャリブレーション)
上記の方法を用いて本発明にかかる潤滑剤の効率指数を算出するにあたり、1グラム当たり70mgKOH/g(ASTM D−2896規格に準拠した測定値)のBNを有し、本発明にかかる脂肪族アミン類を含まない、2ストローク船舶エンジン用シリンダー潤滑剤Lrefを用いた場合の中和反応時間を、参照値として選択した。
このシリンダー潤滑剤の調製には、15℃での比重が880〜900kg/mである留分と比重が895〜915kg/mである蒸留残渣(ブライトストック)とを、留分/蒸留残渣=3の比で混合することによって得られる鉱物由来の潤滑剤基油(鉱物基油)を用いる。
この潤滑剤基油に、BNが400mgKOH/gの過塩基化されたカルシウムスルホネート(スルホン酸カルシウム)と、分散剤と、BNが250mgKOH/gの過塩基化されたカルシウムフェネート(石炭酸カルシウム)とを含有する濃縮物を添加する。このシリンダー潤滑剤は、高硫黄含有量の燃料油、すなわち、総重量に対する硫黄含有量が3%を超える、あるいは3.5%をも超える燃料油とともに使用する際に、十分な中和能力を発揮するように特に調整された処方物である。
この参照用潤滑剤は、上記濃縮物を25.50質量%含有する。また、この潤滑剤の、1グラムあたりの値として70mgKOH/gのBNは、その濃縮物中に含まれる過塩基性清浄剤(過塩基化されたフェネートおよび過塩基化されたスルホネート)のみによって付与される。
この参照用潤滑剤は、100℃での粘度が、ASTM D445に準拠した測定値で18〜21.5mm/sとなる。
このオイル(以下、参照オイルHref)の中和反応時間は75秒で、中和効率指数が100に設定される。
(実施例1:本発明にかかるシリンダー潤滑剤の耐熱性の評価)
本発明にかかるシリンダー潤滑剤の耐熱性を、連続ECBT試験を実施することによって評価した。また、これにより、該組成物(本発明にかかるシリンダー潤滑剤)の存在下でのエンジン清浄性をシミュレーションした。
この目的のために、様々なシリンダー潤滑剤を下記の化合物から調製した:
第1の潤滑剤基油:比重=895〜915kg/mの、グループ1の鉱物基油(ブライトストック);
第2の潤滑剤基油:グループ1の鉱物基油、具体的には、ニュートラル600NSと称する、40℃での粘度がASTM D7279規格に準拠した測定値で120cStとなる基油;
清浄剤パッケージ:1グラムあたりの値としてのBNが、150mgKOH/gの中性フェネート、1グラムあたりの値としてのBNが250mgKOH/gの過塩基性フェネート、1グラムあたりの値としてのBNが、400mgKOH/gの過塩基性スルホネート、PIBコハク酸イミドタイプの分散剤、脂肪アルコール(具体的には、炭素数16〜18の炭化水素含有鎖を有するモノアルコール類の混合物)、および消泡剤を含むパッケージ;
第1の脂肪族アミン:式(I)で表される脂肪族アミンを99.9重量%含む混合物であって、式(I)で、Rが炭素数14〜16のアルキル基であり且つRが水素原子である脂肪族アミンと、式(I)でRが炭素数18のアルキル基であり且つRが水素原子である脂肪族アミンと、式(I)でRが炭素数20以上のアルキル基であり且つRが水素原子である脂肪族アミンとを含み、ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、1グラムあたりの値として471mgKOH/gのBNを有する混合物(AKZO NOBEL社から販売されているTetrameen OV);および、
第2の脂肪族アミン:脂肪トリアミンを99.9%含む混合物であって、炭素数14〜16のアルキル基を有する脂肪トリアミンと、炭素数18のアルキル基を有する脂肪トリアミンと、炭素数20以上のアルキル基を有する脂肪トリアミンとを含み、ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、1グラムあたりの値として420mgKOH/gのBNを有する混合物(AKZO NOBEL社から販売されているTriameen OV)。
以下の表1に、シリンダー潤滑剤Lおよびシリンダー潤滑剤Lを示す。表中の数値は、質量百分率に相当する。
Figure 0006324492
以下の表2に、シリンダー潤滑剤L,Lの特性を示す。
Figure 0006324492
潤滑剤L,Lの耐熱性を、定められた条件下で生成される堆積物の質量(mg)を計測する連続ECBT試験によって評価した。この質量が低いほど、耐熱性が優れている(したがって、エンジン清浄性も優れている)ことを意味する。
この試験は、クランクケースからの潤滑剤が吹き付けられる高温のエンジンピストンをシミュレーションするものである。
この試験では、ピストンの形状を模したアルミニウム製ビーカーが使われる。まず、これらのビーカーを、およそ60℃に温度が保持管理されたガラス容器内に配置した。この容器に潤滑剤を注入した。その際、容器にはワイヤーブラシが付属しており、これが潤滑剤中に一部浸かる状態となった。ついで、このブラシを、上記ビーカーの下部表面に対して潤滑剤の飛沫を散布するように、速度1000rpmの回転運動で動かした。なお、上記ビーカーの温度は、熱電対によって制御された発熱電気抵抗により310℃に維持した。
連続ECBT試験を12時間実施し、その試験中のあいだ潤滑剤の飛沫を絶えず形成させた。この手法により、ピストン−リングアセンブリでの堆積物の形成を模擬することができる。結果として、上記ビーカー上の堆積物の重量(測定値)が得られる。
この試験の詳細な説明は、“Research and Development of Marine Lubricants in ELF ANTAR France - The relevance of laboratory tests in simulating field performance”と題された刊行物(Jean-Philippe ROMAN、MARINE PROPULSION CONFERENCE 2000、 アムステルダム、2000年3月29−30日)に記載されている。
以下の表3に、結果を示す。
なお、表3には、上述した参照用のシリンダー潤滑剤Lrefの結果も付け加えている。
Figure 0006324492
上記の結果から、本発明にかかるシリンダー潤滑剤が良好な耐熱性を示し、これによってエンジン清浄性を向上できることが分かる。
注目すべきは、式(I)においてRが炭素数16〜20のアルキル基であるテトラアミンを選択することにより、炭素数16〜20のアルキル基を有するトリアミンを選択した場合よりも、耐熱性を向上できるという点である。
同様に注目すべきは、本発明にかかるシリンダー潤滑剤の耐熱性が、参照用のシリンダーオイル(潤滑剤)の耐熱性よりも若干向上している点である。
(実施例2:本発明にかかるシリンダー潤滑剤の耐熱性の評価)
本発明にかかるシリンダー潤滑剤の耐熱性を、連続ECBT試験を実施することによって評価した。また、これにより、該組成物(本発明にかかるシリンダー潤滑剤)の存在下でのエンジン清浄性をシミュレーションした。
この目的のために、2種類のシリンダー潤滑剤L,Lを下記の化合物から調製した:
第3の脂肪族アミン:式(I)で表される脂肪族アミンを99.9%含む混合物であって、式(I)で、Rが炭素数18〜20の不飽和アルキル基であり且つRが水素原子である脂肪族アミンと、式(I)で、Rが炭素数18〜20の飽和アルキル基であり且つRが水素原子である脂肪族アミンとを含み、ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、1グラムあたりの値として477mgKOH/gのBNを有する混合物(AKZO NOBEL社から販売されているTetrameen T);
第4の脂肪族アミン:脂肪トリアミンを99.9%含む混合物であって、炭素数18〜20の不飽和アルキル基を有する脂肪トリアミンと、炭素数18〜20の飽和アルキル基を有する脂肪トリアミンとを含み、ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、1グラムあたりの値として430mgKOH/gのBNを有する混合物(AKZO NOBEL社から販売されているTriameen T);及び
実施例1に記載したものと同じ第1の基油、第2の基油および清浄剤パッケージ。
以下の表4に、シリンダー潤滑剤Lおよびシリンダー潤滑剤Lを示す。表中の数値は、質量百分率に相当する。
Figure 0006324492
以下の表5に、シリンダー潤滑剤L,Lの特性を示す。
Figure 0006324492
潤滑剤L,Lの耐熱性を、実施例1で説明した連続ECBT試験によって評価した。
以下の表6に、結果を示す。
なお、表6には、前述の、参照用のシリンダー潤滑剤Lrefの結果も付け加えている。
Figure 0006324492
上記の結果から、本発明にかかるシリンダー潤滑剤が良好な耐熱性を示し、これによってエンジン清浄性を向上できることが分かる。
注目すべきは、式(I)においてRが炭素数18〜20のアルキル基であるテトラアミンを選択することにより、炭素数18〜20のアルキル基を有するトリアミンを選択した場合よりも、耐熱性を向上できるという点である。
同様に注目すべきは、この実施例2においても、本発明にかかるシリンダー潤滑剤の耐熱性が、参照用のシリンダーオイル(潤滑剤)の耐熱性よりも若干向上している点である。
(実施例3:本発明にかかるシリンダー潤滑剤の硫酸中和特性の評価)
本発明にかかるシリンダー潤滑剤の硫酸中和効率を、上述したエンタルピー試験を実施することによって評価した。
この目的のために、実施例1の潤滑剤L,Lおよび上述の参照用のシリンダー潤滑剤Lrefを評価した。
以下の表7に、結果を示す。
Figure 0006324492
上記の結果から、本発明にかかるシリンダー潤滑剤を使用することにより、参照用のオイル(潤滑剤)を使用した場合よりも遥かに高い、極めて良好な硫酸中和効率が得られることが分かる。
注目すべきは、本発明にかかるシリンダー潤滑剤を使用した場合の中和効率が、トリアミンを含むシリンダー潤滑剤を使用した場合の中和効率とあまり離れていないという点である。
実施例1〜3は、式(I)で表される脂肪族アミンを特に選択した場合の利点として、それ以外の脂肪ポリアミンを選択した場合と対比し、非常に良好な中和効率が得られるとともに、耐熱性が向上し、したがって、ピストン−シリンダアセンブリの清浄性を向上できることを示している。
(実施例4:本発明にかかるシリンダー潤滑剤の粘度の、硫酸との関連での評価)
国際規格ASTM D2230に準拠して算出された、本発明にかかるシリンダー潤滑剤の粘度指数を評価した。
この目的のために、2種類のシリンダー潤滑剤L,Lを下記の化合物から調製した:
第5の脂肪族アミン:BN=ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、1グラムあたりの値として160mgKOH/gのBNを有する、エトキシ化オレオイルモノアミン(oleic monoamine)(AKZO NOBEL社から販売されているEthomeen O/12);及び
実施例1に記載したものと同じ第1の基油、第2の基油、第1の脂肪族アミンおよび清浄剤パッケージ。
以下の表8に、シリンダー潤滑剤Lおよびシリンダー潤滑剤Lを示す。表中の数値は、質量百分率に相当する。
Figure 0006324492
以下の表9に、シリンダー潤滑剤L,Lの特性を示す。
Figure 0006324492
以下の表10に、結果を示す。粘度指数が高いほど、温度の関数としての粘度安定性(温度変化に対する粘度安定性)が優れていることを意味する。
Figure 0006324492
上記の結果から、シリンダー潤滑剤中に式(I)で表される脂肪族アミンを高濃度で配合することにより、温度の関数として、良好な粘度安定性を維持できる一方、同様に高い濃度でアルコキシ化脂肪族アミンをシリンダー潤滑剤中に配合した場合には、安定性を低下させることがわかる。
(実施例5:本発明にかかるシリンダー潤滑剤の耐熱性の評価)
本発明にかかるシリンダー潤滑剤の耐熱性を、連続ECBT試験を実施することによって評価し、このような組成物の存在下でのエンジン清浄性をシミュレーションした。
この目的のため、シリンダー潤滑剤Lを下記の化合物から調製した:
第6の脂肪族アミン:、式(I)で表され、式中のRが炭素数16〜20の炭化水素含有鎖であり且つRが水素原子である脂肪族アミンを80%と、脂肪モノアミン類と脂肪ジアミン類との混合物を20%とを含む混合物であって、ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、1グラムあたりの値として460mgKOH/gのBNを有する物(CECA社から販売されているPolyram S);及び
−実施例1に記載したものと同じ第1の基油、第2の基油および清浄剤パッケージ。
以下の表11に、シリンダー潤滑剤Lおよびシリンダー潤滑剤Lを示す。表中の数値は、質量百分率に相当する。
Figure 0006324492
以下の表12に、シリンダー潤滑剤L,Lの特性を示す。
Figure 0006324492
潤滑剤L,Lの耐熱性を、実施例1で説明した連続ECBT試験によって評価した。
以下の表13に、結果を示す。
表13には、上述した参照用のシリンダー潤滑剤Lrefの結果も付け加えている。
Figure 0006324492
上記の結果から、本発明にかかるシリンダー潤滑剤が良好な耐熱性を示し、これによってエンジン清浄性を向上できることが分かる。
上記の結果は、式(I)で表される脂肪族アミンの量を、総重量に対して90重量%以上とし、好ましくは、厳密に100重量%未満とした脂肪族アミン混合物が、シリンダー潤滑剤中に存在することが重要であることを示している。
実際、シリンダー潤滑剤中において脂肪族アミン混合物のうちの式(I)で表される脂肪族アミンの量を、その脂肪族アミン混合物の総重量に対して80重量%以下に設定すると、耐熱性が低下し、エンジン清浄性の低下を招くことになる。
実施例1〜5は、脂肪族アミン混合物であって、その総重量に対し、式(I)で表される脂肪族アミンの含有量が90重量%以上であり、好ましくは、厳密に100重量%未満である脂肪族アミン混合物を選択することの利点として、式(I)で表される脂肪族アミンの含有量が、その総重量に対して90重量%未満である脂肪族アミン混合物や、それ以外の脂肪ポリアミンや、アルコキシ化アミンを選択した場合と対比し、非常に良好な中和効率が得られると共に、良好な粘度安定性を長期にわたって維持しながら、耐熱性を向上させることができることを示している。
なお、本発明は、実施の態様として以下の内容を含む。
〔態様1〕
ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、50mgKOH/g以上のBNを有するシリンダー潤滑剤であって、
少なくとも一種の潤滑剤基油と、
金属炭酸塩によって過塩基化された、アルカリ金属又はアルカリ土類金属に基づく少なくとも一種の過塩基性清浄剤と、
少なくとも一種の中性清浄剤と、
式(I):R −[NR (CH −NH (式中、R は、炭素数14以上の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル基であり、R は、水素原子、あるいは、式:−(CH OHで表される基である。)で表される少なくとも一種の脂肪族アミンを含む、脂肪族アミン混合物と、
を含み、
前記式(I)で表される脂肪族アミンの含有量は、前記脂肪族アミン混合物の総重量に対して90重量%以上であり、
脂肪族アミンは、ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、アミン1グラムあたりの値として150〜600mgKOH/gのBNを有し、
該潤滑剤の総重量に対する脂肪族アミンの質量百分率は、該シリンダー潤滑剤の全BNのうち、該脂肪族アミンの寄与によるBNが、潤滑剤1グラムあたりの値として10mgKOH/g以上となるように選択され、
該潤滑剤の総重量に対する過塩基性清浄剤の質量百分率は、該シリンダー潤滑剤の全BNのうち、金属炭酸塩の寄与によるBNが、潤滑剤1グラムあたりの値として20mgKOH/g以上となるように選択されている、シリンダー潤滑剤。
〔態様2〕
態様1に記載のシリンダー潤滑剤において、前記式(I)で表される脂肪族アミンの含有量が、前記脂肪族アミン混合物の総重量に対して厳密に100重量%未満である、シリンダー潤滑剤。
〔態様3〕
態様1または2に記載のシリンダー潤滑剤において、前記式(I)で表される脂肪族アミンの含有量が、前記脂肪族アミン混合物の総重量に対して90〜99.9重量%である、シリンダー潤滑剤。
〔態様4〕
態様1から3のいずれか一態様に記載のシリンダー潤滑剤において、該シリンダー潤滑剤が、ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、潤滑剤1グラムあたりの値として50〜100mgKOH/gのBN(好ましくは潤滑剤1グラムあたりの値として60〜90mgKOH/gのBN)を有する、シリンダー潤滑剤。
〔態様5〕
態様1から4のいずれか一態様に記載のシリンダー潤滑剤において、前記脂肪族アミンが、ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、アミン1グラムあたりの値として250〜600mgKOH/gのBN(好ましくは1グラムあたりの値として300〜500mgKOH/gのBN)を有する、シリンダー潤滑剤。
〔態様6〕
態様1から5のいずれか一態様に記載のシリンダー潤滑剤において、該潤滑剤の総重量に対する脂肪族アミンの質量百分率は、該シリンダー潤滑剤の全BNのうち、その脂肪族アミンの寄与によるBNが、潤滑剤1グラムあたりの値として10〜60mgKOH/g(好ましくは潤滑剤1グラムあたりの値として10〜30mgKOH/g)となるように選択されている、シリンダー潤滑剤。
〔態様7〕
態様1から6のいずれか一態様に記載のシリンダー潤滑剤において、該潤滑剤の総重量に対する脂肪族アミンの質量百分率は、該シリンダー潤滑剤の全BNのうち、前記脂肪族アミンの寄与によるBNが10%以上(好ましくは10〜50%、より好ましくは10〜30%)となるように選択されている、シリンダー潤滑剤。
〔態様8〕
態様1から7のいずれか一態様に記載のシリンダー潤滑剤において、該シリンダー潤滑剤の総重量に対し、前記脂肪族アミン混合物の質量百分率が、2〜10質量%である、シリンダー潤滑剤。
〔態様9〕
態様1から8のいずれか一態様に記載のシリンダー潤滑剤において、前記R が、炭素数14〜22(好ましくは炭素数16〜20)の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル基である、シリンダー潤滑剤。
〔態様10〕
態様1から9のいずれか一態様に記載のシリンダー潤滑剤において、R が、水素原子である、シリンダー潤滑剤。
〔態様11〕
態様1から10のいずれか一態様に記載のシリンダー潤滑剤において、脂肪族アミン混合物が、
式(I)で、R が炭素数14〜16の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル基であり、かつ、R が水素原子である、少なくとも一種の脂肪族アミン、
式(I)で、R が炭素数18以上の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル基であり、かつ、R が水素原子である、少なくとも一種の脂肪族アミン、および
式(I)で、R が炭素数20以上の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル基であり、かつ、R が水素原子である、少なくとも一種の脂肪族アミン、
の形で存在する、シリンダー潤滑剤。
〔態様12〕
態様1から10のいずれか一態様に記載のシリンダー潤滑剤において、脂肪族アミン混合物が、
式(I)で、R が炭素数16〜20(好ましくは炭素数18〜20)の直鎖状又は分岐鎖状の不飽和アルキル基であり、かつ、R が水素原子である、少なくとも一種の脂肪族アミン、および
式(I)で、R が炭素数16〜20(好ましくは炭素数18〜20)の直鎖状又は分岐鎖状の飽和アルキル基であり、かつ、R が水素原子である、少なくとも一種の脂肪族アミン、
の形で存在する、シリンダー潤滑剤。
〔態様13〕
態様1から12のいずれか一態様に記載のシリンダー潤滑剤において、前記過塩基性清浄剤および中性清浄剤が、カルボキシレート、スルホネート、サリチレート、ナフテネート、フェネート、およびこれら少なくとも2種類の清浄剤を組み合わせた混合清浄剤から選択される、シリンダー潤滑剤。
〔態様14〕
態様1から13のいずれか一態様に記載のシリンダー潤滑剤において、前記過塩基性清浄剤および中性清浄剤が、カルシウム、マグネシウム、ナトリウムおよびバリウムから選択される金属に基づく化合物である(好ましくは、カルシウムおよびマグネシウムから選択される金属に基づく化合物である)、シリンダー清浄剤。
〔態様15〕
態様1から14のいずれか一態様に記載のシリンダー潤滑剤において、該潤滑剤の総重量に対する過塩基性清浄剤の質量百分率は、該シリンダー潤滑剤の全BNのうち、前記金属炭酸塩の寄与によるBNが、厳密に20mgKOH/gを超えるように選択されている、シリンダー潤滑剤。
〔態様16〕
態様1から15のいずれか一態様に記載のシリンダー潤滑剤において、該潤滑剤の総重量に対する過塩基性清浄剤の質量百分率は、該シリンダー潤滑剤の全BNのうち、金属炭酸塩の寄与によるBNが、潤滑剤1グラムあたりの値として30〜70mgKOH/gとなるように選択されている、シリンダー潤滑剤。
〔態様17〕
態様1から16のいずれか一態様に記載のシリンダー潤滑剤において、該潤滑剤の総重量に対する過塩基性清浄剤および中性清浄剤の質量百分率は、該シリンダー潤滑剤の全BNのうち、それらの清浄剤セッケン部により付与される有機BNの寄与が、潤滑剤1グラムあたりの値として10mgKOH/g以上(好ましくは潤滑剤1グラムあたりの値として10〜60mgKOH/g、より好ましくは潤滑剤1グラムあたりの値として10〜40mgKOH/g)となるように選択されている、シリンダー潤滑剤。
〔態様18〕
態様1から17のいずれか一態様に記載のシリンダー潤滑剤において、該潤滑剤の総重量に対する過塩基性清浄剤の質量百分率が、8〜30質量%(好ましくは10〜30質量%である)である、シリンダー潤滑剤。
〔態様19〕
態様1から18のいずれか一態様に記載のシリンダー潤滑剤において、該潤滑剤の総重量に対する中性清浄剤の質量百分率が、5〜15質量%(好ましくは5〜10質量%)である、シリンダー潤滑剤。
〔態様20〕
態様1から19のいずれか一態様に記載のシリンダー潤滑剤において、さらに、
炭素数12以上(好ましくは炭素数12〜24、より好ましくは炭素数16〜18)の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル鎖を有する、第一級脂肪族モノアルコール類、第二級脂肪族モノアルコール類、および第三級脂肪族モノアルコール類(有利には、直鎖状の飽和アルキル鎖を有する第一級モノアルコール類)、ならびに
炭素数14以上の飽和モノ脂肪酸と炭素数6以下のアルコールとのエステル類(好ましくはモノエステル類およびジエステル類、有利にはモノアルコールによるモノエステル類およびエステル官能基間の距離が該エステル官能基の酸素側から数えて炭素原子4個以下であるポリオールによるジエステル類)、
から選択される、付加的な化合物、
を含む、シリンダー潤滑剤。
〔態様21〕
態様1から20のいずれか一態様に記載のシリンダー潤滑剤において、該シリンダー潤滑剤の100℃での動粘度が、ASTM D445規格に準拠した測定値で12.5〜26.1cStである(好ましくは16.3〜21.9cStである)、シリンダー潤滑剤。
〔態様22〕
態様1から21のいずれか一態様に記載のシリンダー潤滑剤の使用であって、総重量に対する硫黄含有量が1重量%未満である燃料油と、総重量に対する硫黄含有量が1〜3.5重量%である燃料油のいずれを使用する際にも、一種類で用いることのできるシリンダー潤滑剤としての使用。
〔態様23〕
態様1から21のいずれか一態様に記載のシリンダー潤滑剤の使用であって、総重量に対する硫黄含有量が3.5重量%以下となる任意の燃料油の燃焼時に、2ストローク船舶エンジンの腐食を防止するため、かつ/または、2ストローク船舶エンジンでの不溶性の金属塩堆積物の形成を抑制するための使用。
〔態様24〕
BASTM D−2896規格に準拠して測定される値で潤滑剤1グラムあたりの値として50mgKOH/g以上のBNを有するシリンダー潤滑剤を製造するために用いられる添加剤濃縮物であって、
該濃縮物は、濃縮物1グラムあたりの値として100〜400mgKOH/gのBNを有し、
該濃縮物は、
金属炭酸塩によって過塩基化された、アルカリ金属又はアルカリ土類金属に基づく少なくとも一種の過塩基性清浄剤と、
少なくとも一種の中性清浄剤と、
式(I):R −[NR (CH −NH (式中、R は、炭素数14以上の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル基であり、R は、水素原子、あるいは、式:−(CH OHで表される基である。)で表され、アミン1グラムあたりの値として、ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、150〜600mgKOH/gのBNを有する、少なくとも一種の脂肪族アミンと、
を含み、
該濃縮物中の前記肪族アミンの質量百分率は、該濃縮物に対し、ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、濃縮物1グラムあたりの値として20〜300mgKOH/gのBNを付与するように選択されている、添加剤濃縮物。

Claims (21)

  1. ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、50mgKOH/g以上のBNを有するシリンダー潤滑剤であって、
    少なくとも一種の潤滑剤基油と、
    金属炭酸塩によって過塩基化された、アルカリ金属又はアルカリ土類金属に基づく少なくとも一種の過塩基性清浄剤と、
    少なくとも一種の中性清浄剤と、
    式(I):R−[NR(CH−NH(式中、Rは、炭素数14以上の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル基であり、Rは、水素原子、あるいは、式:−(CHOHで表される基である。)で表される少なくとも一種の脂肪族アミンを含む、脂肪族アミン混合物と、
    を含み、
    前記式(I)で表される脂肪族アミンの含有量は、前記脂肪族アミン混合物の総重量に対して90重量%以上であり、
    脂肪族アミンは、ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、アミン1グラムあたりの値として150〜600mgKOH/gのBNを有し、
    該潤滑剤の総重量に対する脂肪族アミンの質量百分率は、該シリンダー潤滑剤の全BNのうち、該脂肪族アミンの寄与によるBNが、潤滑剤1グラムあたりの値として10mgKOH/g以上となるように選択され、
    該潤滑剤の総重量に対する過塩基性清浄剤の質量百分率は、該シリンダー潤滑剤の全BNのうち、金属炭酸塩の寄与によるBNが、潤滑剤1グラムあたりの値として30〜70mgKOH/gとなるように選択されている、シリンダー潤滑剤。
  2. 請求項1に記載のシリンダー潤滑剤において、前記式(I)で表される脂肪族アミンの含有量が、前記脂肪族アミン混合物の総重量に対して厳密に100重量%未満である、シリンダー潤滑剤。
  3. 請求項1または2に記載のシリンダー潤滑剤において、前記式(I)で表される脂肪族アミンの含有量が、前記脂肪族アミン混合物の総重量に対して90〜99.9重量%である、シリンダー潤滑剤。
  4. 請求項1から3のいずれか一項に記載のシリンダー潤滑剤において、該シリンダー潤滑剤が、ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、潤滑剤1グラムあたりの値として50〜100mgKOH/gのBNを有する、シリンダー潤滑剤。
  5. 請求項1から4のいずれか一項に記載のシリンダー潤滑剤において、前記脂肪族アミンが、ASTM D−2896規格に準拠して測定される値で、アミン1グラムあたりの値として250〜600mgKOH/gのBNを有する、シリンダー潤滑剤。
  6. 請求項1から5のいずれか一項に記載のシリンダー潤滑剤において、該潤滑剤の総重量に対する脂肪族アミンの質量百分率は、該シリンダー潤滑剤の全BNのうち、その脂肪族アミンの寄与によるBNが、潤滑剤1グラムあたりの値として10〜60mgKOH/gとなるように選択されている、シリンダー潤滑剤。
  7. 請求項1から6のいずれか一項に記載のシリンダー潤滑剤において、該潤滑剤の総重量に対する脂肪族アミンの質量百分率は、該シリンダー潤滑剤の全BNのうち、前記脂肪族アミンの寄与によるBNが10%以上となるように選択されている、シリンダー潤滑剤。
  8. 請求項1から7のいずれか一項に記載のシリンダー潤滑剤において、該シリンダー潤滑剤の総重量に対し、前記脂肪族アミン混合物の質量百分率が、2〜10質量%である、シリンダー潤滑剤。
  9. 請求項1から8のいずれか一項に記載のシリンダー潤滑剤において、前記Rが、炭素数14〜22の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル基である、シリンダー潤滑剤。
  10. 請求項1から9のいずれか一項に記載のシリンダー潤滑剤において、Rが、水素原子である、シリンダー潤滑剤。
  11. 請求項1から10のいずれか一項に記載のシリンダー潤滑剤において、脂肪族アミン混合物が、
    式(I)で、Rが炭素数14〜16の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル基であり、かつ、Rが水素原子である、少なくとも一種の脂肪族アミン、
    式(I)で、Rが炭素数18以上の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル基であり、かつ、Rが水素原子である、少なくとも一種の脂肪族アミン、および
    式(I)で、Rが炭素数20以上の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル基であり、かつ、Rが水素原子である、少なくとも一種の脂肪族アミン、
    の形で存在する、シリンダー潤滑剤。
  12. 請求項1から10のいずれか一項に記載のシリンダー潤滑剤において、脂肪族アミン混合物が、
    式(I)で、Rが炭素数16〜20の直鎖状又は分岐鎖状の不飽和アルキル基であり、かつ、Rが水素原子である、少なくとも一種の脂肪族アミン、および
    式(I)で、Rが炭素数16〜20の直鎖状又は分岐鎖状の飽和アルキル基であり、かつ、Rが水素原子である、少なくとも一種の脂肪族アミン、
    の形で存在する、シリンダー潤滑剤。
  13. 請求項1から12のいずれか一項に記載のシリンダー潤滑剤において、前記過塩基性清浄剤および中性清浄剤が、カルボキシレート、スルホネート、サリチレート、ナフテネート、フェネート、およびこれら少なくとも2種類の清浄剤を組み合わせた混合清浄剤から選択される、シリンダー潤滑剤。
  14. 請求項1から13のいずれか一項に記載のシリンダー潤滑剤において、前記過塩基性清浄剤および中性清浄剤が、カルシウム、マグネシウム、ナトリウムおよびバリウムから選択される金属に基づく化合物である、シリンダー清浄剤。
  15. 請求項1から14のいずれか一項に記載のシリンダー潤滑剤において、該潤滑剤の総重量に対する過塩基性清浄剤および中性清浄剤の質量百分率は、該シリンダー潤滑剤の全BNのうち、それらの清浄剤セッケン部により付与される有機BNの寄与が、潤滑剤1グラムあたりの値として10mgKOH/g以上となるように選択されている、シリンダー潤滑剤。
  16. 請求項1から15のいずれか一項に記載のシリンダー潤滑剤において、該潤滑剤の総重量に対する過塩基性清浄剤の質量百分率が、8〜30質量%である、シリンダー潤滑剤。
  17. 請求項1から16のいずれか一項に記載のシリンダー潤滑剤において、該潤滑剤の総重量に対する中性清浄剤の質量百分率が、5〜15質量%である、シリンダー潤滑剤。
  18. 請求項1から17のいずれか一項に記載のシリンダー潤滑剤において、さらに、
    炭素数12以上の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のアルキル鎖を有する、第一級脂肪族モノアルコール類、第二級脂肪族モノアルコール類、および第三級脂肪族モノアルコール類、ならびに
    炭素数14以上の飽和モノ脂肪酸と炭素数6以下のアルコールとのエステル類、
    から選択される、付加的な化合物、
    を含む、シリンダー潤滑剤。
  19. 請求項1から18のいずれか一項に記載のシリンダー潤滑剤において、該シリンダー潤滑剤の100℃での動粘度が、ASTM D445規格に準拠した測定値で12.5〜26.1cStである、シリンダー潤滑剤。
  20. 請求項1から19のいずれか一項に記載のシリンダー潤滑剤の使用であって、総重量に対する硫黄含有量が1重量%未満である燃料油と、総重量に対する硫黄含有量が1〜3.5重量%である燃料油のいずれを使用する際にも、一種類で用いることのできるシリンダー潤滑剤としての使用。
  21. 請求項1から19のいずれか一項に記載のシリンダー潤滑剤の使用であって、総重量に対する硫黄含有量が3.5重量%以下となる任意の燃料油の燃焼時に、2ストローク船舶エンジンの腐食を防止するため、かつ/または、2ストローク船舶エンジンでの不溶性の金属塩堆積物の形成を抑制するための使用。
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