JPH0141196B2 - - Google Patents

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JPH0141196B2
JPH0141196B2 JP54035412A JP3541279A JPH0141196B2 JP H0141196 B2 JPH0141196 B2 JP H0141196B2 JP 54035412 A JP54035412 A JP 54035412A JP 3541279 A JP3541279 A JP 3541279A JP H0141196 B2 JPH0141196 B2 JP H0141196B2
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JP
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oil
sulfonic acid
crankcase
oils
motor oil
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JP54035412A
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Jooji Papai Andoryuu
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Edwin Cooper Inc
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、内燃エンジン用の改良されたクラン
クケース用潤滑油に関するものであり、より詳し
くは、低減されたエンジン摩擦およびそれによる
燃料の走行可能距離（fuel mileage）の増加を付
与する配合物（formulation）に関する。 エネルギー保護のため、自動車は現在、従前の
ものに比べてガソリンの走行可能距離を長くする
ように企図されている。これを達成することは、
非常に緊急を要し、例えば米国においては、自動
車製造業者に対して、規定のガソリン走行可能距
離を達成するよう強制する規則が制定された。こ
れらの規則は、原油を保護するためのものであ
る。所要の走行可能距離を達成するための手段と
して、新しい自動車は小型かつ軽量になつてい
る。しかしながら、この試みには限界があり、そ
の限界を超えると、典型的な家族を受け入れるこ
とが不可能となる。 燃料の走行可能距離を改善する別の方法は、エ
ンジンの摩擦を低下させることである。本発明
は、この後者の試みに関係している。 本発明によつて、ホスホネート添加剤を含有す
る潤滑油が、内燃エンジンのクランクケース内の
用途に供給される。この新規な油は、添加剤を含
まない同一の燃料に比較して、摩擦の低下と良好
な燃料の経済性を発揮する。この添加剤は、ジア
ルキル・アルキルまたはアルケニル・ホスホネー
トである。 ホスホネート添加剤は、過去において潤滑油組
成物中にすでに使われた。例えば、英国特許第
1247541号明細書には、ギヤオイルおよび自動変
速流体（automatic transmission fluid）中にお
けるホスホネート類が開示されている。それらの
利用に関する他の参考資料には、米国特許第
2174019号、第2274291号、第2397422号、第
2436141号および第2957931号各明細書がある。 本発明の好ましい一態様は、SAE40までの潤
滑粘度を有する内燃エンジンのクランクケース用
潤滑油組成物であり、該組成物は、大割合の量の
潤滑油および小割合の摩擦低減量（Ａ minor
friction−reducing amount）の式 （式中R1は、オクタデシル基であり、R2およ
びR3はメチル基である）を有するホスホネート
を含有する。 前記ホスホネートは、クランクケース内におい
て、潤滑油の介助で稼動しているエンジンの摩擦
を低下させる量で油に添加される。有用な濃度
は、約0.05〜３重量％である。より好ましい範囲
は、約0.3〜1.5重量％である。 前記の記載から、本発明によつて、改良された
クランクケース用潤滑油が提供されることが判
る。従つて、本発明の一態様は、内燃エンジン内
のクランクケース用潤滑油としての用途に配合さ
れた改良モーター油組成物であり、この改良が、
ジメチルオクタデシルホスホネートを、エンジン
の燃料消費量を低下させるに十分な量で、クラン
クケース油中に含有することから成る。 きわめて好ましい態様においては、このような
改良モーター油中には、無灰分散剤であるジアル
キルジチオ燐酸亜鉛および石油スルホン酸または
アルカリールスルホン酸（例えば、アルキルベン
ゼンスルホン酸）のアルカリ土類金属塩が含有さ
れる。 添加剤は、内燃エンジンのクランクケース用に
好適な粘度を有する鉱油または合成油類中に用い
ることができる。クランクケース用潤滑油は、
210〓（約99℃）において約80SUSまでの粘度を
有する。本発明によれば、ジメチルオクタデシル
ホスホネートは、内燃エンジンのクランクケース
内の用途に配合された潤滑油組成物に添加された
場合、燃料の経済性を増進するように作用する。
スパーク点火エンジンおよびジーゼルエンジンの
両者において、同様な走行可能距離に関する利点
が得られた。 本発明のクランクケース用潤滑油は、約
SAE40までの粘度を有する。このようなモータ
ー油は、時には、SAE10W40またはSAE5W30の
ように、0゜および210〓（約−19゜および約99℃）
の両方で格付けされる。 本発明の好ましいクランクケース用潤滑油は、
ホスホネート添加剤のほかにジヒドロカルビルジ
チオ燐酸亜鉛を通常含有するので、更に同定可能
である。同様に、これらのクランクケース用潤滑
油は、スルホン酸アルカリ土類金属、例えば石油
スルホン酸カルシウム、アルカリールスルホン酸
カルシウム、石油スルホン酸マグネシウム、アル
カリールスルホン酸マグネシウム、石油スルホン
酸バリウム、アルカリールスルホン酸バリウム等
を含有する。 鉱油は、ガルフ沿岸、大陸中部、ペンシルバニ
ア、カリホルニア、アラスカその他を含む全産地
からの原油から精製された適当な粘度のものを包
含する。鉱油の加工には、種々の標準精製操作を
利用できる。 合成油は、炭化水素系合成油と合成エステルの
両者を包含する。有用な合成炭化水素油には、適
当な粘度のα−オレフインの液状重合体が含まれ
る。特に有用なものは、C6〜12α−オレフインの
水素添加液状オリゴマー、例えばα−デセン三量
体である。同様に、ジドデシルベンゼンのよう
な、適当な粘度のアルキルベンゼン類を用いるこ
とができる。 鉱油と合成油の混合物が、特に有用である。例
えば、水素化α−デセン三量体10〜25重量％と、
150SUS〔100〓（約38℃）〕の鉱油75〜90重量％
との混合物は、すぐれた潤滑油となる。同様に、
ジ（２−エチルヘキシル）アジペート約10〜25重
量％と適当な粘度の鉱油との混合物は優秀な潤滑
油となる。合成炭化水素油と合成エステルとの混
合物も使用可能である。鉱油と合成油との混合物
は、過度の揮発性を与えることなしに低粘度を許
容するため、低粘度の油（例えばSAE5W20）を
製造する場合に特に有用である。 より好ましい潤滑油組成物は、ジメチルオクタ
デシルホスホネートに組合わせてジヒドロカルビ
ルジチオ燐酸亜鉛を含有する。これらの添加剤を
組合わせて用いた場合、燃料の経済性の増進がき
わめて顕著であつた。ジアルキルジチオ燐酸亜鉛
およびジアルカリールジチオ燐酸亜鉛の両者、な
らびに混合アルキルーアリールジチオホスフエー
ト類を用いることができる。これらの例は、ヒド
ロカルビル基がイソブチルおよびイソアミルアル
キル基の混合物であるジヒドロカルビルジチオ燐
酸亜鉛である。同様に、ジノニルフエニルジチオ
燐酸亜鉛を用いて良好な結果を得ることができ
る。約0.01〜0.5重量％の亜鉛含有量とするに十
分なジヒドロカルビルジチオ燐酸亜鉛を用いた場
合に、良好な結果が得られる。約0.05〜0.3重量
％の亜鉛とする濃度が好ましい。 油組成物に用いられる別の添加剤は、石油スル
ホン酸アルカリ土類金属またはアルカリールスル
ホン酸アルカリ土類金属である。これらの例は、
石油スルホン酸カルシウム、石油スルホン酸マグ
ネシウム、アルカリールスルホン酸バリウム、ア
ルカリールスルホン酸カルシウム、またはアルカ
リールスルホン酸マグネシウムである。中性スル
ホネートおよび約400までの塩基数を有する過塩
基化スルホネート（overbased sulfonate）の両
者が、有利に使用できる。これらは、約0.05〜
1.5重量％、より好ましくは約0.1〜1.0重量％のア
ルカリ土類金属量を呈する量で用いる。最も好ま
しい態様においては、潤滑油は、石油スルホン酸
またはアルカリールスルホン酸のカルシウム塩を
含有する。本明細書に記載するホスホネート類と
組合わせて用いるスルホン酸カルシウム類は、同
じようなスルホン酸マグネシウム類に比較して、
より良好な燃料の経済性を与える。 ポリアルキルメタクリレート型またはエチレン
−プロピレン共重合体型のような粘度指数向上剤
を含有することができる。同様に、スチレン−ジ
エン粘度指数向上剤が使用できる。ホスホ硫化し
たポリイソブチレンのアルカリ土類金属塩が有用
である。好ましいクランクケース油は、また無灰
分散剤、例えばテトラエチレンペンタアミンのよ
うなポリエチレンポリアミンのポリオレフインこ
はく酸アミドおよびイミドを含有する。ポリオレ
フインこはく酸置換基は、約800ないし5000の分
子量を有するポリイソブテン基であることが好ま
しい。この種の無灰分散剤については、米国特許
第3172892号および第3219666号各明細書に詳細に
記載されている。 無灰分散剤の他の有用な種類は、炭素数１ない
し約40の一価および多価アルコールのポリオレフ
イン置換こはく酸エステルである。この種の分散
剤については、米国特許第3381022号および第
3522179号各明細書に記載されている。 同様に、アルカノール、アミンおよび（また
は）アミノアルカノールを用いて製造したポリオ
レフイン置換こはく酸の混合エステル／アミド
は、無灰分散剤の有用な種類を代表する。 こはく酸アミド、イミドおよび（または）エス
テル型無灰分散剤は、硼酸のような硼素化合物と
反応させて硼素化することができる。同様に、こ
はく酸アミド、イミドおよび（または）エステル
は、エチレンオキシドまたはプロピレンオキシド
のようなアルキレンオキシドとの反応によつて、
オキシアルキル化することができる。 他の有用な無灰分散剤には、ポリオレフイン置
換フエノール、ホルムアルデヒドおよびポリエチ
レンポリアミンのマンニツヒ縮合反応生成物が含
まれる。ポリオレフインフエノールは、好ましく
はポリイソブチレン基の分子量が約800ないし
5000であるポリイソブチレン置換フエノールであ
る。好ましいポリエチレンポリアミンは、テトラ
エチレンペンタアミンである。この種のマンニツ
ヒ無灰分散剤については、米国特許第3368972号、
第3413347号、第3442808号、第3448047号、第
3539633号、第3591598号、第3600372号、第
3634515号、第3697574号、第3703536号、第
3704308号、第3725480号、第3726882号、第
3736357号、第3751365号、第3756953号、第
3793202号、第3798165号、第3798247号および第
3803039号各明細書に詳しく述べられている。 前記のマンニツヒ分散剤は、硼酸と反応させ
て、改良された腐食特性（corrosion
properties）を有する硼素化分散剤を生成するこ
とができる。 本発明の油組成物によつて、燃料の経済性を著
しく改善することが可能であることを証明する試
験を実施した。最初に、摩擦試験を行なつた。こ
れらの試験は、実験台装置（bench apparatus）
を用いて行ない、スチール環とスチールプレート
を、229psi（16.1Kg／cm2）の負荷の下に相互に押
圧した。スチール環を、直線速度40フイート／分
（12.2ｍ／分）を生ずる速度で回転させ、発進に
要するトルク（静摩擦）および回転維持に要する
トルク（動摩擦）を測定した。環とスチールプレ
ートとの摩擦界面を、供試潤滑油によつてなめら
かにした。 試験に用いた基モーター油の配合には、中性鉱
油を利用した。基本配合物は、市販の無灰分散剤
（すなわち、ポリエチレンポリアミンのポリイソ
ブチルこはく酸イミド）、ジアルキルジチオ燐酸
亜鉛、過塩基化アルキルベンゼンスルホン酸カル
シウム（塩基数300）、フエノール性酸化防止剤、
および市販のポリアクリレート粘度指数（VI）
向上剤を含むものであつた。基油（base oil）お
よび種々の濃度のジメチルオクタデシルホスホネ
ートを含有する基油について、静摩擦係数と動摩
擦係数とを測定した。その結果を次表に示す。
【表】 異なるフエノール性酸化防止剤を含有する異な
る基油を用いた場合、わずかに劣るが同じような
摩擦減少が得られた。 実験台試験において、摩擦を低減させる添加剤
のうちの若干のものについては、実験に使用した
場合、燃料の経済性を増進させないことが認めら
れたので、1977年米国製のV6エンジンの自動車
を使つて、更に試験を行なつた。制御された温度
湿度条件下において、シヤーシーダイナモメータ
ー（chassis dynamometer）上で自動車を運転
した。各試験過程（test sequence）は、４回の
連続的EPA市街／高速道路サイクルに、時速50
マイル（約80Km）の安定走行サイクル（steady
state cycle）を１回加えたもので構成した。第
１サイクルは、冷エンジン（32〓、０℃）で始め
た。これに続く３サイクルは、温めたエンジンで
始めた。試験中、頻繁な間隔で、1g当り走行距
離（ｍ）（mpg）で示すガソリン消費量を、重量
および容量で測定した。 自動車試験に用いた基油は、実際の試験中にお
ける油の稀薄化（thinning）の影響を消滅するた
めに、ダイナモメーターエンジンにおける1000マ
イル（約1600Km）に相当する運転操作によつて、
予備剪断（pre−shear）した以外は、実験台試験
に用いたものと同一であつた。粘度指数向上剤
は、使用当初の間に、剪断して油の粘度を低下さ
せる傾向を有する。このような稀薄化による走行
可能距離の増加は、供試添加剤の効果を隠ぺいす
ることが可能である。 試験過程の各サイクル中に得られたmpgの値
を、次にコンピユーター回帰分析（computer
regression analysis）によつて分析し、試験中
の気圧変化および固有のエンジンの癖（trend）
に起因する分散（variance）を消去した。これに
よつて、95〜99％の信頼度で真のmpgが求められ
た。試験過程は、基油を用いて行ない、そして同
じ基油に１重量％のジメチルオクタデシルホスホ
ネートを添加して再度行なつた。その結果を、基
油の場合に対する改良度百分率で下表に示す。 第２表 試験サイクル mpgの改良度 冷発進過度期1)（cold start transient） 3.4％ 冷発進市街サイクル 2.8％ 熱発進市街サイクル 2.0％ 熱発進高速道路サイクル 1.1％ 時速50マイル（約80Km）安定走行サイクル
1.3％ １ 11.1マイル（約17.8Km）の市街サイクルの最
初の3.6マイル（約5.8Km）の間に測定した。 本添加剤の有利な効果を更に証拠づけるものと
して、市街サイクルおよび高速道路サイクルにお
けるウオーミングアツプの済んだ部分の間に、エ
ンジンクランクケース内の油の温度を測定した。
両サイクルの間、ジメチルオクタデシルホスホネ
ートを含む油は、基油よりも冷温で走れた。次の
表は、基油に比較して、ホスホネート添加油を用
いた場合のクランクケース油の温度低下度を示す
ものである。 第３表 試験サイクル 温度低下度 ウオーミングアツプ後市街 11〓 5.5℃ ウオーミングアツプ後高速道路 ８〓 4.5℃ 油温の低下は、熱発生摩擦浪費（heat−
producing friction waste）の減少を示すもので
あつた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 無灰分散剤を含有し、内燃エンジンのクラン
    クケース用潤滑油として使用する配合モーター油
    において、式 （式中R1は、オクタデシル基であり、R2およ
    びR3は、メチル基である）を有するジメチルオ
    クタデシルホスホネートを含有し、該ホスホネー
    トが、該エンジンの燃料消費量を低減するに十分
    な小割合の濃度において存在することを特徴とす
    る配合モーター油。 ２ 石油スルホン酸またはアルカリールスルホン
    酸のアルカリ土類金属塩を含有することを更に特
    徴とする特許請求の範囲第１項記載の配合モータ
    ー油。 ３ 石油スルホン酸またはアルカリールスルホン
    酸のカルシウム塩を含有することを更に特徴とす
    る特許請求の範囲第１項記載の配合モーター油。
JP3541279A 1978-03-30 1979-03-26 Lubricant oil Granted JPS54154406A (en)

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