JPH05222389A - 高い分散性を有するエンジンオイル及びその製造方法 - Google Patents

高い分散性を有するエンジンオイル及びその製造方法

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JPH05222389A
JPH05222389A JP4303453A JP30345392A JPH05222389A JP H05222389 A JPH05222389 A JP H05222389A JP 4303453 A JP4303453 A JP 4303453A JP 30345392 A JP30345392 A JP 30345392A JP H05222389 A JPH05222389 A JP H05222389A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 常用の市販のＳＡＥ粘度グレード潤滑油組成
物をベースとするシングル及びマルチグレードオイルを
含む高い分散性を有するエンジンオイルを提供する。 【構成】 該エンジンオイルは、既成品になお５０００
〜２５００００ｇ／モルの分子量を有し、Ｃ6〜Ｃ24−
アルキル（メタ）アクリレート８０〜９９．５重量部と
Ｃ2〜Ｃ6−ヒドロキシ−アルキル（メタ）アクリレート
及び／又は（メタ）アクリル酸のポリアルコキシ（エー
テル）エステル０．５〜２０重量部から構成されたコポ
リマーであるポリアルキル（メタ）アクリレート０．５
〜２重量％が添加されていることよりなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、公知の市販の潤滑油組
成物をベースとして構成された、高い分散作用を有する
エンジンオイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】最近の高出力エンジンにおける、最近の
エンジン−潤滑油、すなわちシングル及びマルチグレー
ドオイルには、例えば該オイルの分散性及び清浄性に関
して高い要求が課せられる。今日のエンジンオイルに対
する潤滑技術の多種多様な要求を満足するためには、従
来潤滑物質として使用された炭化水素−オイルに、今日
合成化合物又はその混合物であり、添加物という概念で
総称される別の物質を添加すべきであった。該エンジン
オイルは、一方では調製の基礎となるオイルのＳＡＥ−
グレートによる粘度−温度特性により、他方ではＡＰＩ
分類においてその性能レベルにより分類される。市販の
エンジン−潤滑油の調合法を作成するためには、莫大な
費用が必要であった（Ullmann, Encyklopaedie der tec
hnischen Chemie, 第4版、 第20巻、 581-585 及び 540
頁）。
【０００３】にもかかわらず、ますます潤滑油の性能レ
ベルの強化が要求される状況が生じている。潤滑油製造
者にとってエンジンオイルの絶え間ない改良は、それに
課せられた厳しい要求と同様に、ＡＰＩ分類の検査を必
要とした。目下、米国では化学工場組合（ＣＭＡ）によ
り提案された新規のエンジンオイルのための製品／試験
−及び認可手続きが用いられている。該手続きは、潤滑
剤がある特定の性能レベルが要求される試験に実際に一
回で合格することを要求している（文献）。これまでは
複数の（繰返し）−エンジン試験に合格した場合には、
オイルの使用認可を得ることが絶対的に可能であった。
【０００４】新たな試験−及び認可方法によれば、すべ
ての将来的な潤滑油調製にはより一層の高い要求を課せ
られるようになるだろう。
【０００５】エンジンオイルの開発及び市場導入に必要
であった相当の費用を考慮して、既存の潤滑油製剤の性
能グレードを向上させることができ、しかも潤滑油調合
を著しくは改変しないことが所望される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の解決
する課題は、例えばシーケンスＶＥ試験又はメルセデス
−ベンズ M 102 E エンジンに基づく試験で要求されて
いるような、エンジンオイルの分散性に関する性能レベ
ルの向上を可能にすることであった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】ところで、添加物として
ポリアルキル（メタ）アクリレート（PAMA）が極めて好
敵であることが判明した。該添加物は元素Ｃ，Ｈ及びＯ
だけから成り、モノマーとしてＣ6〜Ｃ24−アルキル
（メタ）アクリレート８０〜９９．５重量部とヒドロキ
シ−Ｃ2〜Ｃ6−アルキル（メタ）アクリレート及び／又
は（メタ）アクリル酸のポリアルコキシ（エーテル）エ
ステル０．５〜２０重量部から構成されたコポリマーで
あることを特徴とする。このような長鎖状のアルキル
（メタ）アクリレートと、アルキル基中で酸素で官能性
化されたアルキルメタクリレートとからなるコポリマー
は公知であり、例えばドイツ国特許出願公開第３９３０
１４２号明細書に記載されている。該物質は、明細書
中、改良された分散作用及び清浄作用を有する潤滑油に
おけるＶＩ改良添加剤として記載されている。
【０００８】本発明の対象は、高い分散性を有するエン
ジンオイル、すなわち常用の市販のＳＡＥ粘度グレード
潤滑油組成物をベースとするシングル及びマルチグレー
ドオイルであり、該分散性を強化するために公知のエン
ジンオイルが、式Ｉ：
【０００９】
【化４】
【００１０】［式中、Ｒは水素原子又はメチル基及びＲ
1は６〜２４個の炭素原子を有する、有利には８〜２０
個の炭素原子を有するアルキル基を表す］のアルキル
（メタ）アクリレート８０〜９９．５重量部と、式Ｉ
Ｉ：
【００１１】
【化５】
【００１２】［式中、Ｒは、水素原子又はメチル基及び
Ｒ2は少なくとも１つのＯＨ基で置換された、２〜６個
の炭素原子を有するアルキル基又は複数の箇所でアルコ
キシル化された基：
【００１３】
【化６】
【００１４】（式中、Ｒ3及びＲ4は水素原子又はメチル
基、Ｒ5は水素原子又は１〜４０個の炭素原子を有する
アルキル基、及びｎは１〜６０の整数を表す）を表す］
の少なくとも１種の官能性化されたアルキル（メタ）ア
クリレート０．５〜２０重量部からなるコポリマーであ
り、５０００〜２５００００ｇ／ｍｏｌの分子量を有す
る、ポリアルキル（メタ）アクリレート０．５〜２重量
％を添加物として含有することを特徴とする。
【００１５】添加物は、３０〜７５重量％の鉱油溶液を
市販のエンジンオイル調剤に加えるのが有利である。
【００１６】本発明による、酸素で官能性化されたアル
キル基を有するＰＡＭＡをベースとする添加物のｇ／ｍ
ｏｌにおける分子量Ｍｗは、５０００〜２５００００の
範囲、有利には１５０００〜１０００００の範囲、特に
有利には３００００〜８００００の範囲にある。
【００１７】ｇ／ｍｏｌにおける分子量Ｍｗは、光の散
乱法（Ullmann, lic.Band 15, P. 385〜387）により又
は校正関係式：
【００１８】
【外１】
【００１９】本発明による添加剤は、例えばドイツ国特
許出願公開第３９３０１４２号明細書に記載された公知
の方法で、式Ｉのアルキル（メタ）アクリレートを８０
〜９９．５、有利には８５〜９５重量部の割合で、式Ｉ
Ｉの官能性化されたモノマー２０〜０．５、有利には１
５〜５重量部と共重合させることにより製造する。式Ｉ
のモノマーとしては、例えば獣脂アルコール（例えば、
炭素原子数範囲１４〜２０、平均約１７．３）、ココナ
ッツ皮脂アルコール（炭素原子数範囲１０〜１６、平均
約１２．６）又は合成アルコール、例えば Dobanol(R)2
5（炭素原子数範囲１１〜１６、平均１３．５）の（メ
タ）アクリル酸エステルを挙げることができる。
【００２０】式ＩＩの官能性化されたモノマーとして
は、第一にアルキル基中ＯＨ基を有する、特にアルキル
基のω−位にＯＨ基を有するもの、例えば２−ヒドロキ
シエチルメタクリレート及び−アクリレート、３−ヒド
ロキシプロピルメタクリレート及び−アクリレート、更
に２−ヒドロキシプロピルメタクリレート及び−アクリ
レート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート及び−
アクリレートと３−ヒドロキシプロピルメタクリレート
及び−アクリレートとの混合物、又は４−ヒドロキシブ
チルメタクリレート及び−アクリレートが挙げられる。
【００２１】Ｒ2が複数のアルコキシル化した、特にエ
トキシル化された基を表す式ＩＩの官能性化されたモノ
マーとしては、例えば２−（２−エトキシエトキシ）エ
チル−メタクリレート及び−アクリレート、又は適当な
工業製品、例えばCarbowax(R)−及びMarlipal(R)−型、
平均エトキシル価１〜６０、例えば平均エトキシル価１
１ないしは２５を有するエトキシル化されたＣ1〜Ｃ18
−脂肪族アルコール混合物の（メタ）アクリル酸エステ
ルから出発した、すなわち例えばCarbowax(R)５５０、M
arlipal(R)１６１８／１１、Marlipal(R)１６１８／２
５、Carbowax(R)２０００及びCarbowax(R)７５０のメタ
クリル酸エステルを使用する。
【００２２】
【実施例】次に本発明を以下の実施例により詳細に説明
する。
【００２３】１．エンジンオイル−分散剤特性 ＳＡＥグレードにより特徴付けられた市販のエンジンオ
イルは、一般にすべて無灰分散剤として、マレイン酸無
水物と１種のポリアミノ化合物を反応させることにより
ポリイソブテニル琥珀酸イミドとして（Ullmann, loc.c
it.Bd.20 p.552）得られる、ポリイソブタン（ＰＩＢ）
をベースとするものを含有する。無灰ＰＩＢ分散剤とし
ては、経済的に使用可能なポリイソブテニル琥珀酸イミ
ドと特に今日常用のマルチスクシイミドとの混合物を使
用する。該物質は一般に市販の清浄剤阻害物（Ｄ．
Ｉ．）−パケットを含有し、該パケット中には別の合成
化合物が添加物という名称で潤滑剤に対する添加物質と
して組み入れられている。ＰＩＢをベースとする無灰分
散剤の他に、このようなものとして最近、高級アルキル
メタクリレートと、エステル基中の塩基性の窒素原子団
を含有するメタクリル酸エステル、例えばジメチルアミ
ノエチルメタクリル酸エステルとのコポリマーである低
分子量のＰＡＭＡ分散剤も使用される（U.F.Schoedel,p
roceedings of the Japan International Tribology Co
nference, Nagoya 1990）。
【００２４】ヨーロッパ又は北アメリカの市場で典型的
な最近のエンジンオイルは、出力レベルＡＰＩ ＳＧ／
ＣＤを有する。これらのオイルは、少なくとも無灰分散
剤１／３のＤ．Ｉ．−パケット１２〜１５重量％含有す
る。分散剤８重量％の添加量は、実際には添加量のほぼ
上限である。
【００２５】２．Ｃ，Ｈ，ＯをベースとするＰＡＭＡ分
散剤 本発明の対象の箇所で詳細に説明した、新規かつ有利な
使用における付加的な無灰分散剤（ＺＡＤ）は、０．５
〜２重量％の量、特に０．７〜１．５重量％の量、なか
んずく約１重量％の量で上記の既成調製された市販のエ
ンジンオイルに、より好ましくは公知の調合に基づいて
調製の際に混合する。その際、有利には、これに加えて
使用すべきＤＩ−パケットは、成分としてＣ，Ｈ，Ｏを
ベースとするＰＡＭＡ分散剤、すなわち請求項１に記載
の式Ｉのアルキル（メタ）アクリレートと式ＩＩの官能
性アルキル（メタ）アクリレートとからなるコポリマー
を、完成したエンジンオイルが高い分散性を達成し、付
加的な無灰分散剤の０．５〜２重量％を含有するような
量で含有する。
【００２６】試験進行中に認められる、分散性に関する
本発明のエンジンオイルの向上は驚異的であり、予測で
きなかったことである。それというのも、特にＰＩＢを
ベースとする分散剤の量を増大することによる、この方
向での様々な努力は、例えば記載した比較例が示すよう
に、同時に許容されない副作用を惹起せずに、予期され
た成果を示さなかったからである。
【００２７】本発明の利点 本発明によるエンジンオイルのための付加的な無灰分散
剤の主な利点は、以下の通りである。
【００２８】１．比分散性（特定の条件下でのエンジン
のシルティング評価を改善するためのポリマーの重量単
位の影響）は、ＰＩＢをベースとする経済的に使用可能
な無灰分散剤に匹敵するか又はより良好である。
【００２９】２．組成に起因して、新規の添加物は、他
の調剤中に含有される化学物質と極僅かな相互作用を示
すにすぎないか、又は相互作用を示さない。
【００３０】３．パッキン材料、例えば Viton(R)のパ
ッキン膨潤特性に影響を及ぼさない又は僅少の好ましい
影響を及ぼす。
【００３１】４．低温の際の粘度に対して無視できるほ
どに影響。
【００３２】５．高温の際の、及び高温−高剪断（ＨＴ
ＨＳ）条件下での粘度影響 ６．非分散Ｖ．Ｉ．−改良剤でのできる限りの節約。
【００３３】次に本発明を以下の一連の測定により説明
する。
【００３４】本発明によるエンジンオイル用“付加的な
無灰分散剤”（ＺＡＤ）として、測定のために鉱油中で
６０％の、Lial(R)125−メタクリレート９１重量％と２
−ヒドロキシエチルメタクリレート９重量％とからなる
コポリマーを使用した。Lial(R)125は、実質的に平均炭
素原子数１３，４を有する第一Ｃ12〜Ｃ15アルコールの
混合物である。
【００３５】第２の付加的な無灰分散剤としては、ある
一定の試験及び測定に、Lial(R)125と獣脂アルコールが
７０：３０の重量混合物のメタクリレート８８重量％
と、式：
【００３６】
【化７】
【００３７】のMarlipal １３*−２００−メタクリレ
ート１２重量％とからなるコポリマー（ＺＡＤ ＩＩ）
の６０重量％の溶液を使用した。
【００３８】 第１表 粘度データに及ぼす影響 ＺＡＤ−Ｉ添加量： １重量％ ＺＡＤ１％をSAE 10W-30 油に 添加することによる粘度上昇： 約０．４ｍｍ2ｓ-1／１００℃ （DIN５１５６２） SAE 10W-30 油中、ＺＡＤ１％を 高温−高剪断（HTHS）条件下で 添加することによる粘度上昇： 約０．１ｍＰａｓ（１５０℃、 １０6ｓ-1）（ASTM Ｄ４６８３） コールドクランキングシミュレータ （ＣＣＳ）における低温エンジン 始動条件下でのSAE 10W-30 油中の 粘度作用： 約５０ｍＰａｓ／−２０℃ （ＡＳＴＭ Ｄ２６０２ マルチ温 度） エンジン内の剪断による粘度損失： 無視可能第２Ａ表 コールドシルティング試験シーケンスＶＥにおける性能
の改善 （清浄剤阻害物質及びＶ．Ｉ．改良剤）と完全にブレン
ドしたSAE 10W-30 油に、新規の無灰分散剤を加え、該
オイルをシーケンスＶＥで試験すれば、オイルの性能評
価の改善を確認することができる。該試験は直接連続的
に自体の試験水準に続いて行う。その際、該エンジンは
試験終了後に新しい部品で再度形成する。更に、同じ装
入量の試験ガソリンを使用する。
【００３９】
【表１】
【００４０】ヒドロキシル基を含有するポリマーの１％
を添加すると、消耗保護はＤ．Ｉ．パケットにより損な
われない。このことは、ＯＨ基を含有するＰＩＢをベー
スとする無灰分散剤が、酸化防止剤、及び消耗保護添加
剤としてＤ．Ｉ．−パケット中に含有されているＺｎ−
ジアルキルジチオホスフェート（ＺｎＤＤＰ）に干渉さ
れない、というＤ．Ｉ．製造者の証言に一致する。
【００４１】メルセデス−ベンツ Ｍ１０２Ｅ試験にお
ける性能の改善 ＺＡＤを完成したＳＡＥ １０Ｗ−３０オイルに添加す
ると、該ヨーロッパの標準試験では性能の改善を観察す
ることができる。
【００４２】２００時間に及ぶＭ１０２Ｅ試験では、オ
イルの性能を以下の基準に関して評価した。
【００４３】平均シルティング評価（１０＝清浄） ピストンカート（１００＝清浄） 最大カム摩耗（μｍ） 平均カム摩耗（μｍ）
【００４４】
【表２】
【００４５】第３表 ディーゼルエンジンにおけるオイル特性に及ぼす影響 SAE 15W-20 の一連のオイルについて、５０時間の過熱
ＭＷＭＢ 試験を実施する。ピストンの清浄度を評価す
る（１００＝清浄）。６５点の評価点（最大１００か
ら）は、オイルがＡＰＩ ＣＤレベルに相当することを
示していると解される。
【００４６】Ｄ．Ｉ．−ベース−パケットは、１０．３
重量％で使用する。該物質中２重量部は無灰分散剤（DI
SP-I）の混合物からなる。一連の試験のために付加的に
なおDISP-I並びに新規のメタクリレート添加物（ＺＡ
Ｄ）を使用した。
【００４７】
【表３】
【００４８】
【表４】
【００４９】
【表５】
【００５０】
【表６】
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１２月１０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３７】のＭａｒｌｉｐａｌ １３＊−２００−メ
タクリレート１２重量％とからなるコポリマー（ＺＡＤ
ＩＩ）の６０重量％の溶液を使用した。該コポリマー
ＺＡＤＩ及びＺＡＤＩＩは約６０．０００のＭｗを含有
する。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 常用の市販のＳＡＥ粘度グレード潤滑油
    組成物をベースとするシングル及びマルチグレードオイ
    ルを含む高い分散性を有するエンジンオイルにおいて、
    エンジンオイルの分散性を強化するために、これら常用
    のエンジンオイルが、式Ｉ： 【化１】 ［式中、Ｒは水素原子又はメチル基及びＲ1は６〜２４
    個の炭素原子を有するアルキル基を表す］のアルキル
    （メタ）アクリレート８０〜９９．５重量部と、式Ｉ
    Ｉ： 【化２】 ［式中、Ｒは、水素原子又はメチル基及びＲ2は少なく
    とも１つのＯＨ基で置換された、２〜６個の炭素原子を
    有するアルキル基又は複数の箇所でアルコキシル化され
    た基： 【化３】 （式中、Ｒ3及びＲ4は水素原子又はメチル基、Ｒ5は水
    素原子又は１〜４０個の炭素原子を有するアルキル基、
    及びｎは１〜６０の整数を表す）を表す］の少なくとも
    １種の官能性化されたアルキル（メタ）アクリレート
    ０．５〜２０重量部とからなるコポリマーであり、５０
    ００〜２５００００ｇ／ｍｏｌの分子量を有する、パッ
    キン適合性を保証するポリアルキル（メタ）アクリレー
    ト０．５〜２重量％を、添加物として含有することを特
    徴とする、高い分散性を有するエンジンオイル。
  2. 【請求項２】 ポリ（メタ）アクリレート添加物が、５
    ０００〜１０００００ｇ／ｍｏｌの分子量Ｍｗを有す
    る、請求項１記載の高度な分散性を有するエンジンオイ
    ル。
  3. 【請求項３】 ポリ（メタ）アクリレート添加物が、式
    Ｉのアルキル（メタ）アクリレートと、Ｒ2が少なくと
    も１つのＯＨ基で置換された、２〜６個の炭素原子を有
    するアルキル基を表す式ＩＩのヒドロキシアルキル（メ
    タ）アクリレートとからなるコポリマーである、請求項
    １又は２記載の高い分散性を有するエンジンオイル。
  4. 【請求項４】 常用の市販のＳＡＥ粘度グレード潤滑油
    組成物をベースとするシングル及びマルチグレードオイ
    ルを含む高い分散性を有するエンジンオイルを製造する
    方法において、請求項１記載のモノマーＩとＩＩからな
    る、分散性を強化するコポリマーを、エンジンオイルの
    調製の際に添加したＤＩ−パケットの成分として加える
    ことを特徴とする、高い分散性を有するエンジンオイル
    の製造方法。
JP4303453A 1991-11-13 1992-11-13 高い分散性を有するエンジンオイル及びその製造方法 Pending JPH05222389A (ja)

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