JPH0391594A - エンジン用潤滑油組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジン用潤滑油ｍ或物に関する。

特に、エンジンの高温条件下でのエンジン油の長寿命化
を要求される分野においてその能力を最大限に発揮しう
る、炭素数６〜２２の飽和又は不飽和脂肪酸（以下脂肪
酸という）と金属型清浄剤を必須成分として含有させて
成る耐熱性の優れたエンジン用潤滑油組成物に関する。

〔従来の技術〕

自動車用エンジンの高出力化への要求は年々苛酷になり
、更に自動車の燃費改善が重要課題であることからエン
ジンの熱効率向上が図られており。

エンジン油の関与するエンジン内部は年々高温になる傾
向にある。船舶用エンジンにおいてもトランクピストン
機関、クロスヘツド機関を問わず、高出力化省燃費への
指向からエンジン内部の温度は年々高くなる傾向にある
。更に、近年、省エネルギー意識の高揚から、エネルギ
ー効率の高いトータルエネルギーシステムが急激に普及
している。

トータルエネルギーシステムはエンジンの排熱を回収す
ることから、冷却水温を高く設定しており、エンジン内
部は高温になる。

高温条件下で使用されるエンジン油は耐熱性の向上が望
まれるところであるが、エンジン油の耐熱性向上には従
来から合成潤滑油、とυわけ、ネオペンチル型ポリオー
ルエステルカヘースオイルあるいは添加剤として使用さ
れている（例えば、特公昭４６−６５２８、特公昭４８
−２７８６７および特公昭６２−１３３９４）。また、
エンジン油の主要添加剤である金属型清浄剤のうち耐熱
性に有効であるという理由から７エネートあるいはサリ
シレートが使用されている。さらに最近ではヒトｏ　キ
ー／アルキル安息香酸及びアルキルフェノールのアルカ
リ土類金属塩硫化混合物とポリオールエステルとを組み
合わせることによる耐熱性向上が図られている（特願昭
６３−３００８６　）。

しかしたから、ネオペンチル型ポリオールエステルは非
常に高価であることまた、金属型清浄剤にはポリオール
エステルとの相溶性に問題が生じるものがある。このた
め、ネオペンチル型ポリオールエステルに替わる安価な
耐熱向上剤があれば有益である。

〔発明が解決ｊ−ようとする課題〕

本発明の目的はネオペンチル型ポリオールエステルより
廉価た脂肪酸と金属型清浄剤を使用しながら、あらゆる
種類のエンジンにおける高温下での使用でも、耐熱性に
極めて優れる長寿命のエンジン油組成物を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明者は上記
従来の潤滑油の欠点を改善し、高温での使用に耐えうる
潤滑油の要求性能をすぺて具備した潤滑剤を開発すべく
鋭意研究を行った結果、特定の脂肪酸と金属型清浄剤よ
りなる潤滑油組成物が目的に適うものであることを見い
だし、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は炭素
数６〜２２の飽和又は不飽和脂肪酸を０．０１〜５．０
重量％と金Ｉｉ４型清浄剤１〜５０重量係を必須成分と
して含有させて成ることを特徴とする高温エンジン用潤
滑油組成物に存し、あらゆる種類のエンジンの高温下で
のエンジン油の長寿命化を可能にするエンジン油組成物
を提供するものである。

本発明組成物の成分の一つである脂肪酸は、炭素ａ６〜
２２の脂肪酸、例えばｎ−へキサン酸、イソへキサン酸
、ｎ−へブタン酸、イソへブタン酸、メチルへキサヒド
ロ安息香酸、ｎ−オクタン酸、ジメチルヘキサン酸、２
−エチルヘキサン酸、２　、４　、４−）リメチルペン
タン酸、イソオクタン酸、３，５．５−）ジメチルヘキ
サン酸、ｎ−ノナン酸、イソノナン酸、シクロヘキサン
プロピオン酸、ｎ−デカン酸、イノデカン酸、ウンデカ
ン酸、インウンデカン酸、２−ブチルオクタン酸、ラウ
リン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸
、パルミチン酸、ヘプタデカン酸、ステアリン酸、イン
ステアリン酸およびオレイン酸であり、好ましくはｎ−
オクタン酸、２−エチルヘキサン酸、ｎ−ノナン酸であ
る。脂肪酸は直鎖または分岐、飽和または不飽和いずれ
でもよいが、溶解性の点のみからすれば直Ｓｔたは分岐
の不飽和脂肪酸が好喧しい。

またもう一方の金属型清浄剤はヒドロキシアルキル安息
香酸およびアルキルフェノールのアルカリ土類金属塩硫
化混合物、アルカリ土類金属サリシレート、アルカリ土
類金属フェネート、アルカリ土類金属スルフォネートな
どが使用される。

ヒドロキシアルキル安息香酸およびアルキルフェノール
のアルカリ土類金属塩硫化混合物（以下、「ヒドロキシ
ベンゾエート・フェネート硫化混合物」という。）は、
フェノール類、二価アルコールおよびフェノール類に対
するダラム当量比が０．９９以下のアルカリ土類金属の
酸化物もしくは水酸化物またはそれらの混合物よりなる
反応原料混合物を反応させ、次いで水および金属試薬１
モル当す０．６モル以下になる１で二価アルコールを留
去し、得られた蒸留塔底物に二酸化炭素を反応させ得ら
れた生成物に金属試薬１モル当り０．１〜４．０モルの
元素硫黄を反応させて得られるもので特開昭６４−２９
３５４に詳しい。

アルカリ土類金属のサリシレートの代表例としては、カ
ルシウム塩、マグネシウム塩等があう。

一般には炭素数１４〜１８のｍ−オレフインで７エノー
ルをアルキル化しアルカリ金属塩とし、コルページｚミ
ツト反応でカルボキシル基を導入し、複分解等によりア
ルカリ土類金属塩としたもので特公昭６１−２４５６０
％特公昭６１−２４５６１等に詳しい。

アルカリ土類金属フェネートは、炭素数約８〜３０のア
ルキル基が付加されたアルキルフェノールの硫化物のア
ルカリ土類金属塩でありカルシウム、マグネシウムもし
くはバリウム塩が好ましく、例えば特開昭５７−１４２
３９３に詳しく、商品としてはコスモＰＡＤ２１０．（
コスモ石油（＆））がある。

アルカリ土類金属スルホネートは分子量的４００〜６０
０の潤滑油もしくは合成的にアルキル置換された芳香族
化合物のスルフォン化物のアルカリ土類金属塩であり、
カルシウム、マグネシウムもしくはバリウム塩が好まし
い。これらの金属型清浄剤は中性型、塩基価３００もし
くはそれ以上の過塩基性型でもよ＜　、Ｕ　Ｓ　Ｐ　３
０５７８９６、ＵＳＦ４１２９５８９等に詳しい。又過
塩基性型は中性型を二酸化炭素で処理すること等により
製造される。

本発明の好ましい態様は１００Ｃにおける粘度が約４〜
４０ｃＳｔの鉱油および１００Ｃにおける粘度が約４〜
４０ｃｓｔの合成潤滑油基材の中から選ばれる潤滑油基
油に対し、炭素数６〜２２の脂肪酸を約０．０１から５
重量％、好ましくは約０．０５から１重量％、金属型清
浄剤を約１〜５０重量係好筐しくは約３〜３０重、量憾
の割合で配合して成るところのエンジン用潤滑油組成物
である。

本発明によるエンジン用潤滑油組成物において脂肪酸お
よび金属型清浄剤はいずれも配合量が少なすぎると組成
物は耐熱性が悪くなり、多すぎてもコスト高となり不利
である。本発明のエンジン用潤滑油組成物はガソリンエ
ンジン油、ディーゼルエンジン油、舶用エンジン油等と
して使用できる。本発明のエンジン用潤滑油組成物は必
須成分が脂肪酸と金属型清浄剤であり、潤滑油基油は混
合されていてもいなくてもよく、更に一般的にエンジン
油に添加されている無灰型分散剤、摩耗防止剤、酸化防
止剤、腐食防止剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤なら
びに消泡剤などを含有してもよい。

無灰型分散剤としては、アルキル基又はアルケニル基の
分子量が約７００〜３０００のものが付加されたコハク
酸イミド、コハク酸エステル、ベンジルアミンなどが使
用される。更にコハク酸イミドのホウ酸化されたものも
使用できる。そしてこれらの無灰型分散剤は組成物中に
一般には０．５〜１５重量係配合される。

摩耗防止剤としては、ジアルキルジチオｂん酸亜鉛など
が挙げられる。酸化防止剤としては、アミン系、フェノ
ール系酸化防止剤などが挙げられる。腐食防止剤として
は、ベンゾトリアゾール、アルケニルこはく酸エステル
などが挙げられる。

これらは組成物中に一般には０．１〜３重量重量係官れ
る。

粘度指数向上剤としては、ポリメタクリレート、オレフ
ィンコポリマーなどが挙げられる。流動点降下剤として
は、ポリメタクリレートなどが挙げられる。消泡剤とし
ては、シリコン化合物などが挙げられる。これら添加剤
の配合量は各２０重量係程度以下、好１しくは各１００
重量％以下ある。

本発明は高温用エンジンに適する潤滑油組成物である。

通常、エンジンの使用条件下においては、シリンダ壁の
温度は最高的２２０〜２３０Ｃまでに上昇するが、本発
明においては、それよりも高く例えば約２６０〜２７０
Ｃの使用温度にも耐えうるものである。

〔発明の効果〕

本発明のエンジン用潤滑油組成物は、従来用いられてき
た高価なペンタエリスリトールエステルを使用すること
なく、安価な脂肪酸をごく少量用いるだけで従来品よう
も優れた耐高温性を示す利点を有するものである。

〔実施例〕

以下実施例および参考例により本発明を説明する。下記
参考例は、本発明組成物に配合するヒドロキシベンゾエ
ート・フェネート硫化混合物の製造例を示すものである
。

参考例１ 攪拌器、冷却管、窒素ガス導入管および温度計を装着し
た５１オートクレーブにノニルフェノール２３７９Ｆ（
１０，８モル）、純度９８，４％の酸化カルシウム２０
５Ｐ（３，６モル）を挿入し、攪拌した。この懸濁液に
、水２．８ｗｔ％を含むエチレングリコール３４５Ｐ（
５，４モル）を窒素気流中６ｋｔ／ｃｒＲ２の加圧下、
１５５Ｃで添加し、これを、１６０Ｃで３時間反応させ
た後、該反応系を徐々に減圧しながら、添加水、生成水
、添加した大部分のエチレングリコールおよび一部のノ
ニルフェノールを留去することによう、カラン色の液状
の蒸留残留物２３５８Ｆが得られた。その際、終了時の
塔底物の温度は１８０Ｃ，留出物温度は１６０Ｃ（１１
ｍＨＰ）であった。

次に、該蒸留残留物２３５８ｆに１２０Ｃ，２２ｗａＨ
ｔの状態から２７５１１１　／　ｍ　ｉ　ｎ　（６ｋｙ
　／　ｅＷ＆”　）の流速で二酸化炭素を約０．６時間
吹き込み圧力を５、３　ｋｔ　／ｃｍ　２とした。その
後昇温して１７８ｔ：’になってから二酸化炭素を再び
吹き込み６”ｙ／ｃｍ”　ｔで昇圧し、その状態で４時
間保持して、暗い灰黄赤色の液状反応生成物２５０８ｉ
を得た。この反応生成物のカルシウム含有率は、５．７
６ｗｔ％であった。たお、この反応生成物２．０Ｏｆを
分液ロートに採り、６０−のエーテルに溶解させ、ＩＮ
の硫酸１５ｍ／を添加して加水分解しく振とう′ａ６０
分攪拌）、十分水洗後、エーテル層を分離し、次いでエ
ーテルをロータリーエバポレーターにて除去したところ
、かっ色の液状物１．８８　ｆＰを得た。この液状物の
酸価は６４ηＫ　ＯＨ／　５１４であった。

次に、前記オートクレーブ中の二酸化炭素処理生成物４
１８　ｐをＩＪ！オートクレーブに移し、硫黄２３．１
？（０，７２モル）をＣＯ□気流中、常圧下に１４９Ｃ
で添加し、次いで温度を１７８Ｃに圧力なＣＯ□にて６
　ｋＰ　／ｃｍ　２に上げ、４時間その温度で攪拌して
、極暗い黄赤色の液状生成物４３６．４　Ｆを得た。こ
の生成物の酸価（上記と同様にして測定。

以下同じ。）はｓ　３　ｙｎｇ　ＫＯＨ／　ｔであった
。

１−ｅ三日梨型フラスコに上記硫化反応生成物３９２．
３７と１５〇二３−トラル油（１００Ｃの粘度が５．３
８ｃＳｔのパラフィン系潤滑油）１６５．６）を封入し
、大部分のノニルフェノールおよび少量の潤滑油留分を
留去して、蒸留残留物３３０．９７を得た。その際の最
終留出物温度は１９０Ｃ（２ｗ１）であった。そして、
この蒸留残留物中に含噴れる極小量の不溶解分を濾過に
よう除去し、粘度１３１．３ｃＳｔ　（＠ｔｏｏｃ）、
＃Ｉ基価１７４Ｗ９ＫＯＨ／７．カルシウム［６，２（
ｈｖｔ％、硫黄量３．３２ｗｔ％の極暗い黄赤色透明粘
ちょうな液状の最終製品３２８．７９−を得た。

参考例２ 攪拌器、冷却管、窒素ガス導入管および温度計を装着し
た１１オートクレーブに回収ノニルフェノール（］ニル
フェノール８９．８％、エチレングリコール１．４％、
鉱油８．８％）３８６．４Ｐ、新鮮なノニルフェノール
１１５．７）、純度９７．４％の酸化カルシウム４０．
３）（０，７モル）を挿入し、攪拌した。この懸濁液に
、水３．１ｗｔ％を含むエチレングリコール６１．７Ｐ
（０，９６モル）を窒素気流中４ｋｙｌの２の加圧下、
１５５Ｃで添加し、これを、１６０Ｃで３時間反応させ
た後、該反応系を徐々に減圧しながら、添加水、生成水
、エチレングリコールおよび一部のノニルフェノールを
留去することにより、カラン色の液状の蒸留残留物５３
４？が得られた。その際、終了時の塔底物の温度は１７
６Ｃ，留出物温度は１５０ｔｌｌ’（２７ｗｍ　Ｈｔ　
）であった。−留出物の分析によりこの蒸留残留物中に
はカルシウム１モル当り０．３モルのエチレングリコー
ル成分が残存していることが判った。

次に、肢蒸留残留物５３４？に１３２Ｃ１２０ｍ＋ＨＰ
の状態から５０　ｄ　／　ｍ　ｉ　ｎ　（６ｋｇ／ｃｍ
”　）の流速で二酸化炭素を約０．９時間吹き込み圧力
を５．８す７ｃｍ２とした。その後昇温して１７８Ｃと
なってから二酸化炭素を再び吹き込み６　ｋｇ　／　ｃ
ｍ　２まで昇圧し、その状態で４時間保持して、暗い灰
黄赤色の液状反応生成物５６６゜１ｆを得た。この液状
物の酸価は３３叩Ｋ　ＯＨ／　Ｐであった。

次に、前記オートクレーブ中の二酸化炭素処理生成物５
５１９−に硫黄２８．４７をＣＯ２気流中、常圧下に１
７７Ｃで添加し、次いでＣＯ□加圧下６　ｋｇ／ｃｍ　
２．１７８ｔｌ’で４時間攪拌して、硫化反応生成物５
５９．３Ｐを得た。この生成物の酸価は２３■ＫＯＨ／
Ｐであった。

１１三口梨型フラスコに上記硫化反応生成物３０６．４
Ｐと１５０ニエートラル油１１１．６　）を封入し、大
部分のノニルフェノールおよび少量の潤滑油留分を留去
して、蒸留残留物２３１．５Ｆを得た。その際の最終留
出物温度は１７２　Ｃ（３ｗＨＰ）であった。そして、
この蒸留残留物中に含まれる極少量の不溶解分を濾過に
より除去し、粘度７１．９ｃｓｔ　（＠１００Ｃ）、塩
基価１７１■ＫＯＨ／９−、カルシウム量６．０９ｗｔ
％、硫黄量３．１６ｗｔ％の量＃！製品２１９ｔを得た
。

実施例１〜１２、比較例１〜８ 第１表、第２表および第４表に示すようなエンジン用潤
滑油組成物を調製した。

エンジン用潤滑油組成物の耐熱性を評価するためにホラ
トチ為−ブ試験を実施した。この試験はＳＡＥ　　ｐａ
ｐｅｒ　　８４０２６２に記載されているようにエンジ
ン油の高温清浄性を評価するキャタピラ台上エンジン試
験と相関があるといわれている。

本試験の概要は以下の通りである。空気が送り込１れて
いる３１０Ｃ又は３３０Ｃに加熱したガラス管中に試料
油が０．３ｗＬｌ／ｈで注入される。注入された試料油
はガラス管中を上下しながら少しずつ上部出口から排出
される。１６時間後、ガラス管を取り出し、ノルマルヘ
キサンで洗浄、乾燥してガラス管内壁に付着したラッカ
ーの評点付けをする。評点はラッカーが付着していない
無色透明を１０点、黒色不透明な０点とし、１０点から
０点塗で１！段階とした。実験結果を第１表、＃ｉ２表
に示した。尚、ここ℃使用する金属型清浄剤は潤滑油組
成物中にＣａＪｌｌｏ、７ １１１１％、 Ｍ９−量 ０．４ ７重愈係、 Ｂａ量３．９重ｔ％とした。

実施例は、第１表と第２表のホットチューブ賦験の結果
の比較から、いずれも優れた耐熱性を示した。一方、比
較例１．２はペンタエリスリトールｘ　ｘ　ｆ　ル２０
１＆　量’ｌとヒドロキシベンゾエート・フェネート硫
化混合物あるいはＣａ　７　ｚネートを併用したもので
あり、耐熱性は優れるものの実施例４以外の他の実施例
に示す耐熱性と比較すると劣った。比較例１．２はペン
タエリスリトールエステルを２０重量係も含み、コスト
アップとならざるをえず、実施例４と比して経済的に不
利である。又、比較例３はペンタエリスリトールエステ
ル２０重を係とＣａスルフォネートを併用したものであ
う、本発明の、１ｆｌｔ物と比較して耐熱性は著しく劣
った。又、比較例４．５はヒドロキシベンゾエート・フ
ェネート硫化混合物あるいはＣａサリシレートだけの組
成物であるが本発明の組成物に比較して耐熱性は劣った
。

さらに実施例１２および比較例６〜８０組戒物組成いて
、国産９３３０ｃターボチヤージヤ付デイーゼルエンジ
ンを用いて台上エンジン試験を行い耐熱性の総合評価を
実施した。本試験条件を第３表に示した。本試験条件は
冷却水温を高めることによりシリンダ壁温を通常条件よ
！＞４０Ｃ高く設定しており、耐熱性を向上させたニン
ジン油の評価に最適になるようにしたものである。

第　　　３　　　表 評価条件 エンジン回転数 冷却液温度（出口） 潤滑油温度（オイルパン） 負荷 ４．５０Ｏｒｐｍ ２０Ｃ ２０Ｃ ４／４（全負荷） 試験結果を第４表に示した。

実施例１２の組成物は出力低下室での運転時間が長く、
比較例７．８に比較して非常に優れた耐熱性な示し、高
温使用における長寿命化を可能にする。比較例６は優れ
た耐熱性を有するもののペンタエリスリトールエステル
５係を含み高価となう、経済性においても実施例１２は
優位である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭素数６〜２２の飽和又は不飽和脂肪酸を０．０
   １〜５．０重量％と金属型清浄剤１〜５０重量％を必須
   成分として含有させて成ることを特徴とするエンジン用
   潤滑油組成物。