JPH1112586A - 内燃機関部品等性能試験用潤滑油組成物及びその製造方法 - Google Patents
内燃機関部品等性能試験用潤滑油組成物及びその製造方法Info
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Abstract
した内燃機関部品等性能試験用潤滑油組成物を安定的か
つ大量に供給する。 【解決手段】潤滑油に、カーボンブラックを、該カーボ
ンブラックの凝集体の体積加重平均径が0.05〜0.
45μmとなるように分散させてなる、内燃機関部品等
性能試験用潤滑油組成物、及び分散媒体を使用する分散
機を用いて、潤滑油にカーボンブラックを該カーボンブ
ラックの凝集体の体積加重平均径が0.05〜0.45
μmとなるように分散させることを特徴とする、前記の
内燃機関部品等性能試験用潤滑油組成物の製造方法。
Description
の性能試験に用いる、潤滑油組成物及びその製造方法に
関する。なお、本明細書において、「内燃機関部品等」
又は「内燃機関の部品等」といった場合、内燃機関自
体、それを構成する部品及びそれに付属する部品の全て
を包含するものとする。
軸、コネクチングロッド、吸排気弁、点火装置、燃料注
入装置等から成るエンジン本体に、オイルパン、オイル
フィルタ等から成る潤滑油循環用付属装置、空冷もしく
は水冷式冷却用付属装置等の付属機器が装着されて期待
性能を発現する。内燃機関の技術的改良のために、主と
して内燃機関製造者等で、内燃機関の性能試験が種々行
われている。
くは組み上がった内燃機関全体系に対して種々の項目が
実施されており、時には実運転状態を考慮した条件を再
現して試験を実施することもある。就中、ピストン、シ
リンダ、潤滑油循環用付属装置の性能試験には、潤滑油
の存在下、実運転に近似した条件の下、ピストン、シリ
ンダ及び/又はその付属部品の摩耗試験、潤滑油濾過用
のフィルタの性能試験等が実施されている。
物油や鉱物油に安定剤、分散剤等の添加物を加えた、市
販のいわゆるエンジンオイル等が用いられている。内燃
機関は、実運転中、燃料の部分的不完全燃焼による炭素
粉の析出が認められることが知られており、この炭素粉
が潤滑油に混入したり、部品の摩耗による金属粉の潤滑
油への混入、高温による潤滑油の劣化現象等が発生する
こともよく知られている。従って上記性能試験用の潤滑
油等は、そのまま性能試験に供することもあるが、実運
転状態を考慮した条件を再現して試験を実施するには、
実際に内燃機関を長時間稼働させ、稼働後に採取した潤
滑油(以下、「実車廃オイル」とする)を試験に供した
り、潤滑油にカーボンブラック、金属粉、樹脂成分等の
不純物を添加して試験に供する事も行われてきた。
等から少量供給されており、潤滑油にカーボンブラッ
ク、金属粉、樹脂成分等の物質を添加したものは、例え
ばJIS D1611に記載の、市販品(POWDER TECHN
OLOGY INC.製 SOFTC−2A)(以下、「市販コン
タミナント」という)が知られている。
オイルは製造に多大の時間、コストがかかるためその供
給量が限られており、且つその品質も運転条件に左右さ
れ、数多くの性能試験を再現性良く実施することは不可
能であった。市販コンタミナントは、添加してある物質
の性状が実車廃オイルに含まれる炭素粉等と異なり、
又、用いている潤滑油も単なる「鉱物油」であって、実
車に用いる、安定剤、分散剤等の添加物を加えた、市販
のいわゆるエンジンオイル等と異なるため、実車廃オイ
ルを用いた試験に対し、試験結果が大幅に異なるという
欠陥があった。そしてこの傾向は、実運転時に比較的多
量の炭素粉を発生するディーゼルエンジンの場合に顕著
である。
の、品質の一定した、大量に供給できる内燃機関部品等
性能試験用潤滑油組成物及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
題を解決すべく鋭意検討した結果、ビーズミル等の分散
媒体を用いる分散機で、潤滑油にカーボンブラックを十
分に分散させることにより、カーボンブラックが高度に
分散された潤滑油組成物とすることが可能で、かかる潤
滑油組成物は内燃機関部品等の性能試験用としては、実
車回収油と非常に近い性状を示すことを見出し、本発明
に到達した。
ンブラックを、該カーボンブラックの凝集体の体積加重
平均径が0.05〜0.45μmとなるように分散させ
てなる、内燃機関部品等性能試験用潤滑油組成物、及び
分散媒体を使用する分散機を用いて、潤滑油にカーボン
ブラックを該カーボンブラックの凝集体の体積加重平均
径が0.05〜0.45μmとなるように分散させるこ
とを特徴とする、前記の内燃機関部品等性能試験用潤滑
油組成物の製造方法に存する。
又はその誘導体であって、通常公知の内燃機関用の潤滑
油であれば特に制限はない。潤滑油は添加剤なしでも用
いることができるが、実際に内燃機関で使用される潤滑
油は、安定剤や分散剤を添加して用いられることから、
これら添加剤が加わっていることが好ましい。さらに、
該潤滑油が、ディーゼルエンジン用の潤滑油であれば、
本発明の潤滑油組成物は、実運転時に比較的多量の炭素
粉を発生するディーゼルエンジンの潤滑油と性状がより
よく一致するため、好ましい。具体例としては、トヨタ
純正ディーゼルエンジンオイル「キャッスルディーゼル
エンジンオイルニュースペシャルII(CD級 10W−
30)」等が挙げられる。
を実運転条件で若しくは強制的に劣化させ、全酸価若し
くは全塩基価を変化させた潤滑油として用いても良い。
なお、本発明潤滑油組成物に、分散剤や安定剤を含有せ
しめるには、上記のトヨタ純正ディーゼルエンジンオイ
ル等のはじめから分散剤や安定剤を含有する実車で用い
られる潤滑油を用いれば、容易にカーボンブラックを分
散させて実車回収油に近い組成物とすることができ、好
ましいが、必ずしもこれに限定されない。即ち、分散
剤、安定剤等を含まない潤滑油にカーボンブラックと分
散剤及び/又は安定剤を同時に添加して分散させてもよ
いし、可能なら分散剤、安定剤等を含まない潤滑油にカ
ーボンブラックを分散させた後、分散剤、安定剤等実車
用潤滑油に含まれる添加剤を加えてもよい。その際、実
車における使用条件を忠実に再現すべく、実車で使用さ
れる潤滑油に含まれる分散剤、安定剤等の添加剤と同一
種類の添加剤を、同一量用いるのが好ましい。
組成物は、上記潤滑油に、カーボンブラックを、該カー
ボンブラックの凝集体の体積加重平均径が0.05〜
0.45μmとなるように分散させてなる。カーボンブ
ラックの凝集体の体積加重平均径は、潤滑油組成物を、
該潤滑油組成物がカーボン濃度5重量%以上であればカ
ーボン濃度5重量%となるように潤滑油で希釈し、カー
ボン濃度5重量%未満であればそのまま、日機装(株)
製マイクロトラック粒度分析計UPA9340測定装置
により、レーザ回折/散乱法によって測定、算出する。
測定時はサンプルをトルエンで希釈し、測定可能な濃度
に調整する。実際には約2万倍に希釈する。
径は、0.1〜0.3μmであり、本発明の潤滑油組成
物中のカーボンブラックの凝集体の体積加重平均径は、
0.05〜0.45μm、好ましくは0.1〜0.3μ
mであるが、体積加重平均径がかかる範囲内であれば組
成物の性状が実車廃オイルに近いので好ましい。カーボ
ンブラックを、該カーボンブラックの凝集体の体積加重
平均径が0.05〜0.45μmとなるように分散させ
る方法としては、ビーズミル式分散機、ボールミル、サ
ンドミル等の、分散媒体(メディア)を使用する分散機
を用いる。生産性の点で好ましいのは、メディア及び分
散液を撹拌するための回転式ディスクを内蔵したビーズ
ミル式分散機である。他の分散機、例えばディスパー式
撹拌混合機では目標とする体積加重平均径が0.05〜
0.45μmとなるように分散させるのは著しく困難で
あり、場合によってはカーボンブラックの沈殿が残るの
で好ましくない。必要に応じ、ディスパー式撹拌混合機
で予備混合した後、ビーズミル式分散機を何回か通す方
法を採用しても良い。この方法で目標の体積加重平均径
に到達するまで分散させる。
は、凝集体の体積加重平均径以外の性状も実車廃オイル
中のカーボンの性状に近似したものが好ましい。実車廃
オイル中のカーボンを抽出して測定した結果、一次粒子
径は体面積平均粒子径が26nmであったことから、本
発明に用いるカーボンブラックの体面積平均粒子径は2
0〜35nm、好ましくは23〜30nm、実車廃オイ
ル中のカーボンの生成時の条件が酸化性条件と推定され
ることから、本発明に用いるカーボンブラックの揮発分
が1.5〜25.0%であることが好ましい。
子径は、体面積平均粒子径が20〜35nmなら、組成
物の性状が実車廃オイルとかけ離れることがないので好
ましい。揮発分が1.5%以上であれば、潤滑油への分
散性が非常によく、本発明の要件である、組成物中のカ
ーボンブラックの凝集体の体積加重平均径が0.05〜
0.45μmとなるように分散させることが容易であ
る。揮発分が25.0%以下なら、カーボンブラック
が、潤滑油そのものあるいは潤滑油中の安定剤、分散剤
等を吸着し、又はそれらと反応し、或いはかかる吸着及
び反応の両方によって組成物の性状が実車廃オイルと異
なるという問題がなく、好ましい。より好ましい揮発分
としては1.7〜10.0%、更に好ましくは2.0〜
5.0%である。
ンブラック協会編集・発行「カーボンブラック便覧」<
第三版>66頁2.2.2電子顕微鏡法による測定に記
載の方法で測定し、体面積平均径を算出する。揮発分
は、JIS K6221に記載の方法により測定する。
本発明の組成物中のカーボンブラック含有量は0.1〜
30重量%であることが好ましく、より好ましくは1〜
20重量%である。カーボンブラック含有量が0.1重
量%以上なら、カーボンブラックを添加することによる
特徴がよく発現する。30%以下だと、本発明の要件で
ある、組成物中のカーボンブラックの体積加重平均径が
0.05〜0.45μmとなるように分散させることが
容易であって好ましい。また、カーボンブラック含有量
は、保存、運搬時にはカーボンブラックの沈降を防ぎ、
安定した品質を保持するために10〜20重量%である
ことが好ましく、使用時には、0.1〜10重量%、好
ましくは、0.5〜7重量%の範囲で、内燃機関部品等
の使用状態におけるカーボン濃度と同様になる様に希釈
して用いればよい。本発明の組成物を使用するに当た
り、必要に応じて希釈するほか、金属粉、樹脂粉末その
他添加物を適宜添加混合しても良い。
するが、本発明はその要旨を超えない限り、下記実施例
により限定されるものではない。 (実施例1)ファーネス法カーボンブラック製造設備に
おいて、一次粒子径が、体面積平均粒子径24nmの粉
状カーボンブラックを製造した。これをカーボンブラッ
クAとする。得られたカーボンブラックAの揮発分は
1.1%であった。カーボンブラックAに、空気とオゾ
ンを混合させたガスを反応させ、揮発分3.5%のカー
ボンブラックBを得た。
スルディーゼルエンジンオイルニュースペシャルII(C
D級 10W−30) 52.5kgに加え、ディスパ
ー式撹拌混合機で予備混合させた後、ビーズミル式分散
機(スイスWAB社製 DYNO−MILL Type KDL
-PILOT 容積1.5L、ビーズ;0.6mm径ジルコニ
アビーズ、充填率75%、回転式ディスクの周速12m
/sec)に5回通し、カーボンブラックの凝集体の体
積加重平均径が0.2μmとなるまで分散させてカーボ
ンブラック16重量%含有の潤滑油組成物55kgを得
た。この組成物をカーボンブラック含有量5%になるよ
うにキャッスルディーゼルエンジンオイルニュースペシ
ャルII(CD級 10W−30) で希釈して、エンジ
ンオイル用フィルタ試験を行った。フィルタ試験は、J
IS D1611に記載の方法を参考に、これを簡略化
した方法で行い、フィルタ濾過効率を求めた。すなわ
ち、バイパス回路を有する測定装置に上記試験油を60
0cc装入して油温を80℃に保ち、流速600cc/
minでフィルタ(リンターパルプ100%、濾孔径5
0μm)を通し、一時間後の試験油のカーボン含有量か
ら、フィルタ濾過効率を求めた。試験油のカーボン含有
量は、熱分解法(試験油を窒素気流中で800℃、一時
間加熱して熱分解残量を測定、ブランクとの差から含有
量を算出)にて求めた。この結果を表−1に示す。 (実施例2)前記カーボンブラックB 10kgを、キ
ャッスルディーゼルエンジンオイルニュースペシャルII
(CD級 10W−30) 52.5kgに加え、ディ
スパー式撹拌混合機で20分間予備混合させた後、縦型
ビーズミル式分散機(容積30L、ビーズ;3mm径C
r鋼、充填率75%、回転数583rpm、回転式ディ
スクの周速10m/sec)に8回通し、カーボンブラ
ックの凝集体の体積加重平均径が0.2μmとなるまで
分散させてカーボンブラック16重量%含有の潤滑油組
成物50kgを得た。この組成物は6ヶ月間靜置しても
沈殿は生じなかった。この組成物をディスパー式撹拌混
合機でカーボンブラック含有量5%になるようにキャッ
スルディーゼルエンジンオイルニュースペシャルII(C
D級 10W−30)で希釈して、実施例1と同様にし
てフィルタ濾過効率を求めた。結果を表−1に示す。 (比較例1)前記カーボンブラックA 10kgを、キ
ャッスルディーゼルエンジンオイルニュースペシャルII
(CD級 10W−30)52.5kgに加え、ディス
パー式撹拌混合機で予備混合させた後、実施例1と同様
にビーズミル式分散機(スイスWAB社製 DYNO−
MILL Type KDL-PILOT)に5回通し、カーボンブラ
ックを分散させてカーボンブラック16重量%含有の潤
滑油組成物55kgを得た。得られた組成物中のカーボ
ンブラックの凝集体の体積加重平均径は8μmとなり、
さらに3回通したが、体積加重平均径は8μm以下には
ならなかった。この組成物をカーボンブラック含有量5
%になるようにキャッスルディーゼルエンジンオイルニ
ュースペシャルII(CD級 10W−30)で希釈し
て、エンジンオイル用フィルタ試験を実施例1と同様に
行った。結果を表−1に示す。 (比較例2)三菱化学(株)製カーボンブラック#10
(体面積平均粒子径84nm、揮発分0.6%) 10
kgを、キャッスルディーゼルエンジンオイルニュース
ペシャルII(CD級 10W−30)52.5kgに加
え、ディスパー式撹拌混合機で予備混合させた後、実施
例1と同様にビーズミル式分散機(スイスWAB社製D
YNO−MILL Type KDL-PILOT)に5回通し、カー
ボンブラックを分散させてカーボンブラック16重量%
含有の潤滑油組成物55kgを得た。得られた組成物中
のカーボンブラックの凝集体の体積加重平均径は0.5
μmであった。この組成物をカーボンブラック含有量5
%になるようにキャッスルディーゼルエンジンオイルニ
ュースペシャルII(CD級 10W−30) で希釈し
て、エンジンオイル用フィルタ試験を実施例1と同様に
行った。結果を表−1に示す。 (比較例3)市販コンタミナント(POWDER TECHNOLOGY
INC.製 SOFTC−2A)(カーボンブラック16重
量%含有)を、カーボンブラック含有量5%になるよう
にトヨタ純正ディーゼルエンジンオイルCDQ 10W
−30 で希釈して、エンジンオイル用フィルタ試験を
実施例1と同様に行った。結果を表−1に示す。
クを抽出して測定した体面積平均粒子径は、114n
m、SOFTC−2A中のカーボン及びその他微粒子の
体積加重平均径は0.7μmであった。 (参考例)実車廃オイル(炭素粉含有量5%)を用い
て、エンジンオイル用フィルタ試験を実施例1と同様に
行った。結果を表−1に示す。
した体面積平均粒子径は、26nmであった。 (比較例4)カーボンブラックB 10kgを、キャッ
スルディーゼルエンジンオイルニュースペシャルII(C
D級 10W−30)52.5kgに加え、ディスパー
式撹拌混合機で8時間混合させたが、得られた組成物中
のカーボンブラックの凝集体の体積加重平均径は7μm
となり、さらに8時間分散させたが、体積加重平均径は
7μm以下にはならなかった。この組成物をディスパー
式撹拌混合機でカーボンブラック含有量5%になるよう
にキャッスルディーゼルエンジンオイルニュースペシャ
ルII(CD級 10W−30)で希釈して30分間混合
し、エンジンオイル用フィルタ試験を実施例1と同様に
行った。結果を表−1に示す。表−1から明らかなよう
に、本発明による実施例は、フィルタ濾過効率(各々
4.5%)において、最も実車廃オイルに近似した試験
結果(フィルタ濾過効率5%)をもたらす。このことか
ら、本発明の組成物は、実車廃オイルに性状が近似して
おり、ピストン、シリンダ及び/又はその付属部品の摩
耗試験等、内燃機関部品等性能試験に好適なものである
ことが判る。
た性状の、品質の一定した内燃機関部品等性能試験用潤
滑油組成物を安定的かつ大量に供給可能であって、本発
明は多大な工業的利益を提供するものである。
Claims (9)
- 【請求項1】 潤滑油に、カーボンブラックを、該カー
ボンブラックの凝集体の体積加重平均径が0.05〜
0.45μmとなるように分散させてなることを特徴と
する内燃機関部品等性能試験用潤滑油組成物。 - 【請求項2】 分散剤を含むことを特徴とする請求項1
に記載の内燃機関部品等性能試験用潤滑油組成物。 - 【請求項3】 安定剤を含むことを特徴とする請求項1
又は2に記載の内燃機関部品等性能試験用潤滑油組成
物。 - 【請求項4】 前記潤滑油が、ディーゼルエンジン用の
潤滑油であることを特徴とする請求項1〜3に記載の内
燃機関部品等性能試験用潤滑油組成物。 - 【請求項5】 前記潤滑油が、分散剤及び安定剤を含む
ことを特徴とする請求項4に記載の内燃機関部品等性能
試験用潤滑油組成物。 - 【請求項6】 前記カーボンブラックの一次粒子径が、
体面積平均粒子径20〜35nmであることを特徴とす
る請求項1〜5に記載の内燃機関部品等性能試験用潤滑
油組成物。 - 【請求項7】 前記カーボンブラックの揮発分が、1.
5〜25.0%であることを特徴とする請求項1〜6に
記載の内燃機関部品等性能試験用潤滑油組成物。 - 【請求項8】 前記カーボンブラックの含有量が、0.
1〜30重量%であることを特徴とする請求項1〜7に
記載の内燃機関部品等性能試験用潤滑油組成物。 - 【請求項9】 分散媒体を使用する分散機を用いて、潤
滑油にカーボンブラックを、該カーボンブラックの凝集
体の体積加重平均径が0.05〜0.45μmとなるよ
うに分散させることを特徴とする請求項1〜8に記載の
内燃機関部品等性能試験用潤滑油組成物の製造方法。
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CN114112408A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-03-01 | 东风汽车集团股份有限公司 | 基于台架试验的汽油发动机机油消耗量的获取方法和装置 |
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EP0445292A1 (de) * | 1989-09-21 | 1991-09-11 | SHEBALIN, Alexandr Ivanovich | Schmierzusammensetzung mit festem reibungsmodifiziermittel |
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- 1997-06-20 JP JP16405897A patent/JP3986120B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-06-18 WO PCT/JP1998/002720 patent/WO1998059022A1/ja unknown
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