JPH0873878A - エンジン油組成物 - Google Patents

エンジン油組成物

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JPH0873878A
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Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 排ガス触媒活性に悪影響を与えることなく、
エンジン油を長期間使用しても、摩擦損失を低く維持で
きるようにすることである。 【構成】 鉱油及び/又は合成潤滑油を基油とし、モリ
ブデンジチオカーバメートをモリブデン(Mo)量とし
て50〜2000重量ppm、ジチオリン酸亜鉛をリン
(P)量として0.01〜0.2重量%及び無灰系有機
ポリサルファイド化合物を硫黄(S)量として0.01
〜0.4重量%(好ましくは0.1〜0.3重量%、よ
り好ましくは0.2〜0.3重量%)含有することを特
徴とするエンジン油組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車のエンジン油組
成物に関し、詳しくは長期間にわたってエンジンの摩擦
損失を低いままで維持することを可能とした長寿命省燃
費エンジン油組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車用エンジン油組成物(単にエンジ
ン油という)に対しては、エンジンの進歩と共に、耐摩
耗性、酸化安定性、清浄分散性等多くの性能が要求され
るようになってきている。近年、大気中のCO2 増加等
による地球温暖化を抑制するために、自動車の省燃費化
も重要な課題となっており、エンジン油にも省燃費性が
強く要求されるようになってきた。
【0003】通常、エンジン油は、石油から精製された
基油に、清浄分散剤、酸化防止剤、摩耗防止剤、粘度指
数向上剤等の添加剤を配合して構成されている。エンジ
ン油の省燃費性を高めるためには、基油の粘度を下げた
り、粘度指数向上剤を変更したりしてエンジン油の粘度
を下げる方法がある。しかし、境界潤滑域のように粘度
が摩擦緩和に寄与しない領域では上述の通常のエンジン
油では摩擦を下げることができない。そのため、近年境
界潤滑域での摩擦を下げるためエンジン油に摩擦緩和剤
(FM)を添加するようになってきた。摩擦緩和剤の中
では、特公平3─23595号公報に示されるように、
モリブデンジチオカーバメート(MoDTC)や硫化オ
キシモリブデンオルガノホスホロジチオエート(MoD
TP)等の有機モリブデン化合物が効果が高いことが知
られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの有機
モリブデン化合物は、エンジン油を使用するのに伴い、
酸化されて減少してゆく。そのため、新油の時点におい
て省燃費性が優れていたとしても、使用時間の経過と共
に、エンジン油の省燃費性が失われていくという問題が
あった。これを改善するために、新油時において、有機
モリブデン化合物の添加量を増量することが考えられ
る。しかし、有機モリブデン化合物の添加量を単に増量
すると、製品コストが高くなるので、経済的に好ましく
ない。また、有機モリブデン化合物中のうちMoDTP
はリンを含有することから、排ガス触媒表面にリン化合
物のデポジットを形成し、触媒活性を低下させることが
あるので、その添加量をある程度以上増量することはで
きない。
【0005】一方、MoDTCはリンを含有していない
ことから、その添加量を増量しても、触媒活性の低下は
生じない。しかし、MoDTCは摩擦緩和効果が小さ
く、これを補うために、MoDTCと、摩耗防止剤であ
るジチオリン酸亜鉛(ZnDTP)とを組み合わせて使
用することが考えられる。ZnDTPは、もともと酸化
防止剤兼摩耗防止剤としてエンジン油に多用されている
が、リンを含有し、上述のように排ガス触媒に悪影響を
与えるので、その添加量は制限されて、良好な摩擦緩和
効果を長時間維持できないという問題がある。また、M
oDTCと硫黄系極圧剤とを併用することが提案されて
いる(特公平5─83599号公報)。この組み合わせ
は、排ガス触媒に対して悪影響を与えないものの、動弁
系の摩耗が大きいという、エンジン油にとって実用上の
大きな問題を抱えている。
【0006】そこで、本発明の課題は、エンジン油を長
期間使用しても、摩擦損失を低く維持できるようにする
ことである。また、本発明の課題は、摩擦緩和剤の添加
量を従来と同等に保持しつつ、長期間にわたって摩擦損
失を低く維持できるようにすることである。また、本発
明の課題は、排ガス触媒活性に悪影響を与えることな
く、長期間にわたって摩擦損失を低く維持できるように
することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の目
的を達成するために鋭意研究を行った結果、MoDTC
とZnDTPにポリサルファイド化合物を組合わせるこ
とによって、排ガス触媒に悪影響を与えずに、省燃費性
の寿命を格段に向上させること、すなわちエンジン油の
摩擦緩和効果を長期間にわたって維持することが可能で
あることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【0008】すなわち、本発明は、鉱油及び/又は合成
潤滑油を基油とし、モリブデンジチオカーバメートをモ
リブデン(Mo)量として50〜2000重量ppm、
ジチオリン酸亜鉛をリン(P)量として0.01〜0.
2重量%及び無灰系有機ポリサルファイド化合物を硫黄
(S)量として0.01〜0.4重量%含有することを
特徴とするエンジン油組成物に係るものであり、長期間
にわたって摩擦損失を低く維持できる長寿命省燃費エン
ジン油組成物に係るものである。
【0009】本エンジン油組成物に用いることのできる
基油は、潤滑油留分の鉱油あるいは合成油であり、潤滑
油組成物の大半を占める基本成分としてエンジン油に使
用される基油は、どのような基油でも使用することがで
きる。具体的には、鉱油としては、パラフィン系原油等
の常圧蒸留残渣を減圧蒸留して得られる留分を、フルフ
ラール等による溶剤抽出、水素化精製、MEK/トルエ
ン等による溶剤脱蝋などの処理方法によって処理するこ
とで得られる潤滑油基油、前記減圧蒸留の残渣を脱瀝し
て得られる脱瀝油を前記の適宜な処理方法によって処理
することで得られる潤滑油基油、スッラクワックス等を
水素化異性化して得られる異性化油の適当な留分をME
K/トルエン溶剤脱蝋して得られる高精製基油、及びこ
れらの混合物等が使用できる。
【0010】また、合成油としては、α−オレフィンの
オリゴマー、アジピン酸等の二塩基酸と第一級アルコー
ルから合成されるジエステルやネオペンチルグリコー
ル、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等
の高アルコールと1価塩基酸とから合成されるポリオー
ルエステル、アルキルベンゼン、ポリオキシアルキレン
グリコール、及びこれらの混合物等が挙げられる。さら
に、適宜の鉱油と合成油を組み合わせた混合油も、本エ
ンジン油の基油として用いることができることは言うま
でもない。
【0011】本発明で添加剤として用いるモリブデンジ
チオカーバメイト(MoDTC)は、次の一般式(1)
で表される化合物である。
【0012】
【化1】
【0013】一般式(1)において、Rは、炭素数4〜
18個を有する直鎖及び/又は分岐のアルキル基及び/
又はアルケニル基を表し、Xは酸素原子又は硫黄原子を
表し、その酸素原子と硫黄原子との比は1/3〜3/1
である。Rは、好ましくはアルキル基であり、具体的に
はブチル基、2─エチルヘキシル基、イソトリデシル
基、ステアリル基等が挙げられる。1分子中に存在する
4個のRは、同一であってもよく、異なっていてもよ
い。また、Rの異なるMoDTCを2種以上混合して用
いることもできる。
【0014】MoDTCの添加量は、モリブデン(M
o)量に換算して50〜2000重量ppmであり、更
に好ましくは、300〜1000重量ppmである。こ
の添加量が50重量ppmであると、摩擦低減効果が少
なく、2000重量ppm以上添加しても、摩擦低減効
果が飽和してしまうし、コストが上昇する。
【0015】本発明で添加剤として用いるジチオリン酸
亜鉛(ZnDTP)は、次の一般式(2)で表される化
合物である。
【0016】
【化2】
【0017】一般式(2)において、R’は、炭素数3
〜18個を有する直鎖及び/又は分岐のアルキル基又は
アリール基である。R’としては、アルキル基が、特に
1級(プライマリー)タイプのアルキル基が、摩擦緩和
性能を長期間にわたって保持するという観点から見て一
層好ましく、具体的には、プロピル基、ブチル基、ペン
チル基、ヘキシル基、オクチル基、ラウリル基などが挙
げられる。1分子中に存在する2個のR’は、同一であ
ってもよく、異なっていてもよい。また、R’の異なる
ZnDTPを2種以上混合して用いることもできる。
【0018】ZnDTPの添加量は、リン(P)量を基
準にして0.01〜0.3重量%であり、好ましくは、
0.04〜0.2重量%であり、更に好ましくは0.0
4〜0.1重量%である。この添加量が0.01重量%
未満であると、動弁系の摩耗防止性能が損なわれ、一
方、0.3重量%を越えると、リン成分の排ガス触媒活
性への影響が大きい。
【0019】本発明で用いる無灰系有機ポリサルファイ
ド化合物は、2個以上の硫黄原子が隣り合って結合した
硫黄原子グループを分子構造内に有する、例えば、油脂
やポリオレフィンの硫化物など、次のような一般式で表
される有機化合物である。
【0020】
【化3】
【0021】上記の一般式中で、R1 およびR2 は、鎖
状の、環状(脂環式および芳香族)の、またはこれらが
組み合わされて含有される炭化水素基を表す。不飽和結
合があってもよいが、飽和炭化水素基が好ましい。なか
でも、アルキル基、アリール基、アルキルアリール基、
ベンジル基、アルキルベンジル基が好ましい。R3 およ
びR4 は、鎖状の、環状(脂環式および芳香族)の、ま
たはこれらが組み合わされて含有される、結合部位を2
個有する炭化水素基を表し、特にアルキレン基が好まし
い。R5 およびR6 は、鎖状の炭化水素基を表し、特に
アルキル基が好ましい。x、yは2以上の整数である。
【0022】具体的には、硫化まっこう油、硫化ピネン
油、硫化大豆油、硫化ポリオレフィン、ジアルキルジサ
ルファイド、ジアルキルポリサルファイド、ジベンジル
ジサルファイド、ジターシャリーブチルジサルファイ
ド、ポリオレフィンポリサルファイド、ビスアルキルポ
リサルファニルチアジアゾール、硫化フェノールなどが
挙げられる。これらの化合物の中でも、ジアルキルポリ
サルファイド、ジベンジルジサルファイドが好ましく、
ビスアルキルポリサルファニルチアジアゾールが特に好
ましい。
【0023】なお、潤滑油添加剤として、ポリサルファ
イド結合を含有するCaフェネートなどの金属を含有す
る化合物が使用されているが、これは摩擦係数が大きい
ため、好ましくない。これに対して、上記の有機ポリサ
ルファイド化合物は、金属を含まない無灰系であり、M
oDTC、ZnDTPと組み合わせて用いられることに
より、低い摩擦係数を長期間にわたり保つという優れた
性能を発揮する。
【0024】前記の無灰系有機ポリサルファイド化合物
(以下、ポリサルファイド化合物という)の添加量は、
仕上がりの潤滑油に対して、硫黄(S)量を基準にして
0.01〜0.4重量%含有されるように、添加する。
好ましくは、0.1〜0.3重量%、より好ましくは
0.2〜0.3重量%である。0.01重量%未満で
は、目的の効果が得られにくく、0.4重量%を越える
と、腐食摩耗が増大する危険がある。なお、前記のポリ
サルファイド化合物は、単独で用いることも、2種以上
を組み合わせて用いることもできることは、断るまでも
ない。
【0025】本発明のエンジン油には、用途に適応した
性能を確保するため、さらに必要に応じて、前記以外の
エンジン油添加剤を適宜添加して、総合性能を向上させ
ることができる。このようなエンジン油添加剤として、
Ca、Mg、Ba等のアルカリ土類金属やNa等のアル
カリ金属のスルホネート、フェネート、サリシレートと
いったいわゆる金属系清浄分散剤、アルケニルコハク酸
イミド、コハク酸エステル、コハク酸アミド及びベンジ
ルアミン等の無灰系分散剤、ビスフェノール等のフェノ
ール系酸化防止剤、ジフェニルアミン等のアミン系酸化
防止剤、オレフィンコポリマーやポリメタクリレート等
の粘度指数向上剤などが挙げられる。また、流動点降下
剤、防錆剤、消泡剤等のエンジン油添加剤などを適宜添
加してもよい。
【0026】
【実施例】本発明を実施例及び比較例を用いて、より詳
しく説明する。基油として次に示す性状の鉱油1及び鉱
油2を用い、各実施例及び各比較例の潤滑油を調製し
た。
【0027】
【表1】
【0028】添加剤としては、以下のものを用いた。 MoDTC:前記一般式(1)の化合物であって、Rが
2─エチルヘキシル基である。 硫黄系添加剤1:硫黄系添加剤は、本発明で使用するポ
リサルファイド化合物を有する添加剤を指し、この硫黄
系添加剤1は、次式のチアジアゾール型ポリサルファイ
ド化合物を含有するものであり、硫黄分は添加剤中に3
6重量%含有される。
【0029】
【化4】
【0030】硫黄系添加剤2:硫化油脂型ポリサルファ
イド化合物を含有する添加剤であり、硫黄分は、添加剤
中に10.5重量%含有される。 硫黄系添加剤2:ジベンジルジサルファイドを含有する
添加剤であり、硫黄分は添加剤中に25.5重量%含有
される。
【0031】ZnDTP1:前記一般式(2)の化合物
であって、R’が2エチルヘキシル基であり、プライマ
リィタイプのアルキル基の化合物である。 ZnDTP2:前記一般式(2)の化合物であって、
R’がイソプロピル基の化合物、イソヘキシル基の化合
物及び前記の両アルキル基を有する化合物の混合物であ
り、アルキル基が、セカンダリィタイプの化合物であ
る。 添加剤パッケージ:金属系清浄剤、無灰系分散剤、フェ
ノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、粘度指数向
上剤、防錆剤及び消泡剤よりなる。
【0032】これらの基油及び各添加剤を、表3に示す
割合で混合し、実施例1〜5として示す本発明の長寿命
省燃費エンジン油組成物を調製し、同様に表5に示す割
合で混合し、比較例1〜8のエンジン油組成物を調製し
た。表3、表5において、各数値は配合割合を「重量
%」単位で示しているが、消泡剤についてppm単位で
示している。このようにして調製した実施例及び比較例
のエンジン油組成物について、摩擦特性及び動弁系の摩
耗性能を、以下の方法で評価した。
【0033】(1)摩擦特性 新油及び劣化油について、SRV試験機を用いて、次の
条件で、摩擦係数を測定した。
【0034】
【表2】
【0035】摩擦係数は、本試験の最後の20分間の平
均摩擦係数より求めた。また、劣化油は、下記のエンジ
ンを用い、実車走行をシミュレートすることで得た。即
ち、油温100℃、水温100℃のAMA走行モードで
台上耐久試験を行い、160時間(4000km相
当)、及び400時間(10000km相当)経過後に
エンジン油を採取し、それぞれ劣化油として前記摩擦試
験に供した。
【0036】(2)動弁系摩耗性試験 各エンジン油について、日本自動車技術会規定(JAS
O M328−91)に従って動弁系摩耗性試験を行
い、ロッカアームのスカッフィングの評価及びカムノー
ズの摩耗量を測定した。評価結果を、実施例1〜5につ
いて表4に、及び比較例1〜8について表6に示す。た
だし、表4および表6において、ロッカアームのスカッ
フィングの評価については、0〜10.0の間の評点を
示し、10.0が良好であり、0が悪いことを示す。
【0037】
【表3】
【0038】
【表4】
【0039】
【表5】
【0040】
【表6】
【0041】表3の実施例1〜3は、鉱油1を用い、ポ
リサルファイド化合物としてそれぞれチアジアゾール型
化合物、硫化油脂型化合物、ジベンジルジサルファイド
を用いたエンジン油であり、実施例4は、実施例1の鉱
油1を、より高度に精製した鉱油2にかえたエンジン油
であり、実施例5はZnDTPとして、セカンダリィ・
タイプのものを使用した例である。
【0042】表5で、比較例1は、ポリサルファイド化
合物を含有しないエンジン油、比較例2はZnDTPを
多量に含有するエンジン油、比較例3は、ZnDTPを
含有しないエンジン油、比較例4は比較例1の基油を高
度に精製した鉱油2に代えたエンジン油、そして比較例
5はMoDTCを含有しないエンジン油、比較例6はM
oDTC、ポリサルファイド化合物を含有しないエンジ
ン油、比較例7はZnDTP、ポリサルファイド化合物
を含有しないエンジン油、比較例8はMoDTC、Zn
DTPを含有しないエンジン油である。
【0043】表4と表6を対比すると、実施例のエンジ
ン油は比較例と比べ、特に摩擦係数において、新油では
殆ど差がない場合でも、400時間劣化させた後では、
明らかに比較例の値より小さくなっており、長期間の使
用後も摩擦係数の変化が小さいことが分かる。
【0044】例えば、実施例1と比較例1、実施例2と
比較例2、実施例4と比較例4とを比較すると、ポリサ
ルファイド化合物をも併用することにより、特に400
時間経過後の摩擦係数が顕著に低減されている。実施例
3と比較例3とを比較すると、比較例3においては、Z
nDTPを併用していないことにより、400時間経過
後の摩擦係数が高いだけでなく、カムノーズ摩耗量が顕
著に増大している。実施例5と比較例5及び比較例6と
を比較すると、比較例5及び6においては、MoDTC
を併用していないことから、摩擦係数が初期から高くな
っている。比較例7は、ZnDTP、ポリサルファイド
化合物を併用していないことから400時間経過後の摩
擦係数が高いだけでなく、カムノーズ摩耗量が顕著に増
大している。比較例8はMoDTC、ZnDTPを併用
していないことから初期から摩擦係数が高く、さらにカ
ムノーズ摩耗量が極端に高い結果となっている。
【0045】
【発明の効果】本発明は、MoDTCとZnDTPに無
灰系有機ポリサルファイド化合物を組合わせ、それぞれ
特定量添加したエンジン油組成物であり、MoDTCや
ZnDTPを特に多量に添加しなくとも、長期間の使用
に対して、低い摩擦係数を維持することができるので、
自動車に充填、使用し、省燃費及び環境保全に格別の効
果を発揮する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10M 135:26 135:28 135:30 135:36) C10N 10:04 10:12 30:06 40:25

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉱油及び/又は合成潤滑油を基油とし、 モリブデンジチオカーバメートをモリブデン(Mo)量
    として50〜2000重量ppm、 ジチオリン酸亜鉛をリン(P)量として0.01〜0.
    2重量%及び無灰系有機ポリサルファイド化合物を硫黄
    (S)量として0.01〜0.4重量%含有することを
    特徴とするエンジン油組成物。
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