JP7320935B2 - 潤滑油組成物 - Google Patents
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Description
[1] (A)潤滑油基油と、
(B)カルシウム系清浄剤を、潤滑油組成物全量基準でカルシウム量として1100質量ppm以上1900質量ppm以下と、
(C)マグネシウム系清浄剤と、
(D)スチレン-ジエン共重合体およびエチレン-α-オレフィン共重合体から選択される少なくとも1種の粘度指数向上剤と、
(E)窒素含有分散剤と、
を含んでなり、
窒素分を潤滑油組成物全量基準で700質量ppm以上含有する、過給機付きエンジン用潤滑油組成物。
[2] 前記(B)カルシウム系清浄剤が、カルシウムサリシレートである、[1]に記載の潤滑油組成物。
[3] 前記(C)マグネシウム系清浄剤が、マグネシウムサリシレートである、[1]または[2]に記載の潤滑油組成物。
[4] 前記(C)マグネシウム系清浄剤の含有量が、潤滑油組成物全量基準でマグネシウム量として100質量ppm以上1000質量ppm以下である、[1]~[3]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
[5] 前記(D)粘度指数向上剤が、スチレン-ジエン共重合体である、[1]~[4]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
[6] 前記(D)粘度指数向上剤の含有量が、潤滑油組成物全量基準で0.1質量%以上20質量%以下である、[1]~[5]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
[7] (F)無灰系摩擦調整剤をさらに含む、[1]~[6]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
[8] (G)モリブデン含有化合物をさらに含む、[1]~[7]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
[9] (H)摩耗防止剤としてアルキルリン酸亜鉛をさらに含む、[1]~[8]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
[10] 100℃における動粘度が、4.0mm2/s以上12.5mm2/s未満である、[1]~[9]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
[11] 150℃におけるHTHS粘度が、1.7mPa・s以上3.5mPa・s未満である、[1]~[10]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
[12] 粘度指数向上剤として、ポリ(メタ)アクリレートを含まない、[1]~[11]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
[13] 窒素分の含有量が、組成物全量基準で1000質量ppm以上である、[1]~[12]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
[14] ガソリンおよびディーゼルエンジン兼用である、[1]~[13]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
[15] ディーゼルエンジン用である、[1]~[13]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
本発明による潤滑油組成物は、少なくとも、(A)潤滑油基油と、(B)カルシウム系清浄剤と、(C)マグネシウム系清浄剤と、(D)粘度指数向上剤と、(E)窒素含有分散剤とを含んでなり、さらに、(F)無灰系摩擦調整剤、(G)モリブデン含有化合物、および(H)摩耗防止剤等を含んでもよい。本発明による潤滑油組成物は、内燃機関、特に過給機付きエンジンに好適に用いることができるものである。また、本発明による潤滑油組成物は、ガソリンおよびディーゼルエンジン兼用として用いることもできるし、ディーゼルエンジン用として用いることもできる。以下、本発明による潤滑油組成物を構成する各成分について詳述する。
潤滑油基油は、特に限定されるものではなく、例えば、原油を常圧蒸留および/または減圧蒸留して得られた潤滑油留分を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化精製、硫酸洗浄、白土処理等の精製処理から選ばれる1種または2種以上の組み合わせにより精製したパラフィン系基油、およびノルマルパラフィン系基油、イソパラフィン系基油、ならびにこれらの混合物等が挙げられる。
(1)パラフィン系原油および/または混合系原油の常圧蒸留による留出油
(2)パラフィン系原油および/または混合系原油の常圧蒸留残渣油の減圧蒸留による留出油(WVGO)
(3)潤滑油脱ろう工程により得られるワックス(スラックワックス等)および/またはガストゥリキッド(GTL)プロセス等により得られる合成ワックス(フィッシャートロプシュワックス、GTLワックス等)
(4)基油(1)~(3)から選ばれる1種または2種以上の混合油および/または当該混合油のマイルドハイドロクラッキング処理油
(5)基油(1)~(4)から選ばれる2種以上の混合油
(6)基油(1)、(2)、(3)、(4)または(5)の脱れき油(DAO)
(7)基油(6)のマイルドハイドロクラッキング処理油(MHC)
(8)基油(1)~(7)から選ばれる2種以上の混合油。
(9)上記基油(1)~(8)から選ばれる基油または当該基油から回収された潤滑油留分を水素化分解し、その生成物またはその生成物から蒸留等により回収される潤滑油留分について溶剤脱ろうや接触脱ろうなどの脱ろう処理を行い、または当該脱ろう処理をした後に蒸留することによって得られる水素化分解基油
(10)上記基油(1)~(8)から選ばれる基油または当該基油から回収された潤滑油留分を水素化異性化し、その生成物またはその生成物から蒸留等により回収される潤滑油留分について溶剤脱ろうや接触脱ろうなどの脱ろう処理を行い、または、当該脱ろう処理をしたあとに蒸留することによって得られる水素化異性化基油。脱ろう工程としては接触脱ろう工程を経て製造された基油が好ましい。
カルシウム系清浄剤としては、例えば、フェネート系清浄剤、スルホネート系清浄剤、サリシレート系清浄剤を挙げることができる。また、これらの清浄剤は単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
マグネシウム系清浄剤としては、例えば、フェネート系清浄剤、スルホネート系清浄剤、サリシレート系清浄剤を挙げることができる。また、これらの清浄剤は単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
粘度指数向上剤としては、スチレン-ジエン共重合体およびエチレン-α-オレフィン共重合体を挙げることができ、スチレン-ジエン共重合体を用いることが好ましい。また、これらの粘度指数向上剤は単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの粘度指数向上剤を用いることで、LSPI抑制能および高温清浄性を保ちながら、耐コーキング性を向上させることができる。
窒素含有分散剤(以下、「(E)成分」ということがある。)は、特に限定されず、例えば、以下の(E-1)~(E-3)から選ばれる1種以上の化合物を用いることができる。
(E-1)アルキル基もしく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またはその誘導体(以下において「成分(E-1)」ということがある。)、
(E-2)アルキル基もしくはアルケニル基を分子中に少なくとも1個有するベンジルアミンまたはその誘導体(以下において「成分(E-2)」ということがある。)、
(E-3)アルキル基もしくはアルケニル基を分子中に少なくとも1個有するポリアミンまたはその誘導体(以下において「成分(E-3)」ということがある。)。
成分(E-1)のうち、アルキル基もしく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としては、下記式(5)または式(6)で表される化合物を例示できる。
無灰摩擦調整剤は、特に限定されず、潤滑油用の摩擦調整剤として通常用いられている化合物を用いることができる。無灰摩擦調整剤としては、例えば、分子中に酸素原子、窒素原子、硫黄原子から選ばれる1種以上のヘテロ元素を含有する、炭素数6~50の化合物が挙げられる。さらに具体的には、炭素数6~30のアルキル基またはアルケニル基、特に炭素数6~30の直鎖アルキル基、直鎖アルケニル基、分岐アルキル基、または分岐アルケニル基を分子中に少なくとも1個有する、アミン化合物、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、脂肪酸、脂肪族アルコール、脂肪族エーテル、ウレア系化合物、ヒドラジド系化合物等の無灰摩擦調整剤等が挙げられる。
モリブデン含有化合物(以下において「(G)成分」ということがある。)としては、例えば、(G1)モリブデンジチオカーバメート(硫化モリブデンジチオカーバメートまたは硫化オキシモリブデンジチオカーバメート。以下において「(G1)成分」ということがある。)を用いることができる。特に、(G1)成分としては、下記式(9)で表される化合物を用いることができる。
摩耗防止剤は、特に限定されず、潤滑油用の摩耗防止剤として通常用いられている化合物を用いることができる。摩耗防止剤としては、例えば、硫黄系、リン系、硫黄-リン系の摩耗防止剤等が使用できる。具体的には、摩耗防止剤としては、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、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。
酸化防止剤は、特に限定されず、潤滑油用の酸化防止剤として通常用いられている化合物を用いることができる。酸化防止剤としては、例えば、アミン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤が挙げられ、アミン系酸化防止剤が好ましい。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、アルキル化フェニル-α-ナフチルアミン、フェニル-α-ナフチルアミン、フェニル-β-ナフチルアミン等の公知のアミン系酸化防止剤を用いることができる。フェノール系酸化防止剤としては例えば、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール(DBPC)、4,4'-メチレンビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)等の公知のフェノール系酸化防止剤を用いることができる。
潤滑油組成物は、上記の(A)~(I)成分以外にも、潤滑油組成物に通常使用される、防錆剤、流動点降下剤、抗乳化剤、金属不活性化剤、消泡剤等の他の成分をさらに含んでもよい。
潤滑油組成物の100℃における動粘度は、好ましくは4.0mm2/s以上であり、より好ましくは5.0mm2/s以上であり、さらに好ましくは5.5mm2/s以上であり、さらにより好ましくは6.1mm2/s以上であり、また、12.5mm2/s未満であり、より好ましくは11.5mm2/s未満であり、さらに好ましくは10.0mm2/s未満であり、さらにより好ましくは9.3mm2/s未満である。潤滑油組成物の100℃における動粘度が上記数値範囲内であれば、低温粘度特性が良好となり、十分な省燃費性が得られ、また、潤滑箇所での油膜形成が良好に行われて潤滑性に優れる。
以下に示す潤滑油基油および各種添加剤を用いて、表1および2に記載の配合で、本発明の潤滑油組成物(実施例1~10)および比較用の潤滑油組成物(比較例1~6)をそれぞれ調製した。表1および2中、「inmass%」は潤滑油基油全量を基準とする質量%を表し、「mass%」は潤滑油組成物全量を基準とする質量%を表し、「massppm」は潤滑油組成物全量を基準とする質量ppmを表す。
・A-1:水素化分解基油(Group III、SKルブリカンツ製YUBASE(登録商標)4、密度(15℃):0.836、動粘度(40℃):19.6mm2/s、動粘度(100℃):4.2mm2/s、粘度指数:122、流動点:-15℃、硫黄分:10質量ppm未満、%CP:80.7、%CN:19.3、%CA:0)
なお、潤滑油基油の量は、潤滑油組成物の全量を100質量%とし、各添加剤を差し引いた残部である。
[(B)カルシウム系清浄剤]
・B-1:過塩基性炭酸カルシウムサリシレート(アルキル基鎖長14-18、Ca含有量:8.0mass%、全塩基価220mgKOH/g)
・C-1:過塩基性炭酸マグネシウムサリシレート(アルキル基鎖長14-18、Mg含有量:7.6mass%、全塩基価340mgKOH/g)
・D-1:スチレン-ジエン共重合体系粘度指数向上剤(Mw=430,000、PSSI=25)
・D-2:エチレン-プロピレン共重合体系粘度指数向上剤(Mw=400,000、PSSI=24)
・D-3:非分散型ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤(Mw=380,000、PSSI=25)
・E-1:非ホウ酸変性型ポリブテニルコハク酸ビスイミド(Mw=5200、N含有量:1.4質量%)
・F-1:グリセリンモノオレート
・G-1:モリブデンアミン(Mo含有量:10mass%、N含有量:1.2mass%)
・H-1:ジアルキルジチオリン酸亜鉛(ZnDTP、第2級アルキル基タイプ、上記式(10)中、R14~R17の炭素数:いずれも6、Zn含有量:9.3質量%、P含有量:8.5質量%、S含有量:18質量%)
・I-1:ジフェニルアミン
実施例1~10および比較例1~6の各潤滑油組成物について、下記の通り、各種物性を測定した。結果を表1および2に示す。
・動粘度(40℃、100℃):ASTM D-445に準拠して測定した。
・粘度指数:JIS K 2283-1993に準拠して測定した。
・HTHS粘度(150℃):ASTM D-4683に準拠して測定した。
・油中の元素分(B、Ca、K、Mg、Mo、Zn、P、Zn)の含有量:JIS K 0116-2014に準拠して測定した。
・硫黄分の含有量:JIS K 2541-2003に準拠して測定した。
・窒素分の含有量:JIS K 2609-1998に準拠して測定した。
実施例1~10および比較例1~6の各潤滑油組成物について、下記の性能評価を行った。評価結果を表3および4に示した。
(パネルコーキングテスト)
潤滑油組成物について、パネルコーキングテストを行った。試験方法の詳細を以下に記載する。
スプラッシャーを備えた試験容器に潤滑油組成物300mLを入れ、アルミ製パネルを取り付けた。試料油とパネルを油温100℃、パネル温度300℃になるまで加熱した。条件温度に達した時点でスプラッシャーを1000rpmで回転させパネルに油をはねかけた。はねかけは15秒、次いで45秒停止のサイクルで行った。3時間後にアルミパネルに付着したカーボンなどの質量(mg)を測定した。
結果は数値が低いほど耐コーキング性が良いことを示す。
LSPI抑制能を評価するため、潤滑油組成物のLSPI頻度指標を算出した。これはSAE Paper 2014-01-2785で報告された下記式(11)で示される回帰式である。
LSPI頻度指標=6.59×Ca-26.6×P-5.12×Mo+1.69 (11)
(式(11)中、Caは組成物中のカルシウム含有量(質量%)を表し、Pは組成物中のリン含有量(質量%)を表し、Moは組成物中のモリブデン含有量(質量%)を表す。)
結果はLSPI頻度指標が低いほどLSPI抑制能が良いことを示す。
(ホットチューブテスト)
潤滑油組成物について、JPI-5S-55-99に準拠してホットチューブテストを行った。試験方法の詳細を以下に記載する。
内径2mmのガラス管中に、潤滑油組成物を0.3ミリリットル/時で、空気を10ミリリットル/秒で、ガラス管の温度を280℃に保ちながら16時間流し続けた。ガラス管中に付着したラッカーと色見本とを比較し、透明の場合は10点、黒の場合は0点として評点を付けた。
評点が高いほど高温清浄性が良いことを示す。評点が7.0以上であれば高温清浄性が良好であると言える。
一方で、粘度指数向上剤として従来のエンジン油と同様のポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を用いた比較例1および2の潤滑油組成物は、耐コーキング性において劣った結果を示した。
カルシウム含有量が過大である比較例3の潤滑油組成物は、LSPI抑制能において劣った結果となった。
カルシウム含有量が過少である比較例4の潤滑油組成物、マグネシウムを含有しない比較例5の潤滑油組成物、および潤滑油組成物中の窒素含有量が過少である比較例6の潤滑油組成物は、いずれも高温清浄性において劣った結果となった。
Claims (12)
- (A)潤滑油基油と、
(B)カルシウム系清浄剤としてカルシウムサリシレートを、潤滑油組成物全量基準でカルシウム量として1100質量ppm以上1900質量ppm以下と、
(C)マグネシウム系清浄剤としてマグネシウムサリシレートと、
(D)スチレン-ジエン共重合体およびエチレン-α-オレフィン共重合体から選択される少なくとも1種の粘度指数向上剤と、
(E)窒素含有分散剤と、
を含んでなり、
窒素分を潤滑油組成物全量基準で1000質量ppm以上含有する、過給機付きエンジン用潤滑油組成物。 - 前記(C)マグネシウム系清浄剤の含有量が、潤滑油組成物全量基準でマグネシウム量として100質量ppm以上1000質量ppm以下である、請求項1に記載の潤滑油組成物。
- 前記(D)粘度指数向上剤が、スチレン-ジエン共重合体である、請求項1または2に記載の潤滑油組成物。
- 前記(D)粘度指数向上剤の含有量が、潤滑油組成物全量基準で0.1質量%以上20質量%以下である、請求項1~3のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- (F)無灰系摩擦調整剤をさらに含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- (G)モリブデン含有化合物をさらに含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- (H)摩耗防止剤としてアルキルリン酸亜鉛をさらに含む、請求項1~6のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 100℃における動粘度が、4.0mm2/s以上12.5mm2/s未満である、請求項1~7のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 150℃におけるHTHS粘度が、1.7mPa・s以上3.5mPa・s未満である、請求項1~8のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- 粘度指数向上剤として、ポリ(メタ)アクリレートを含まない、請求項1~9のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- ガソリンおよびディーゼルエンジン兼用である、請求項1~10のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
- ディーゼルエンジン用である、請求項1~10のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
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