JPH11140466A

JPH11140466A - 軽油用潤滑添加剤

Info

Publication number: JPH11140466A
Application number: JP32225897A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Uda; 賢一郎宇田; Hajime Ono; 肇小野; Masaharu Fuchigami; 正晴淵上; Toshimi Muto; 俊美武藤
Original assignee: Yushiro Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Yushiro Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1997-11-06
Filing date: 1997-11-06
Publication date: 1999-05-25

Abstract

(57)【要約】【課題】軽油の低硫黄化に起因する燃料供給系等にお
ける摩擦、摩耗などの問題を未然に防ぐための潤滑添加
剤を提供する。【解決手段】軽油用潤滑添加剤として以下に示される
ものを使用する。（１）パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノ
ール酸等の炭素数８〜２２の脂肪族系モノカルボン酸。（２）７，１２−ジメチル−７，１１−オクタデカジエ
ン−１，１８−ジカルボン酸、セバシン酸等の炭素数８
〜５０の脂肪族系ジカルボン酸。（３）アクリル酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン
酸等の炭素数３〜３０の脂肪族系不飽和モノカルボン酸
の２量体等の多量体。各カルボン酸の炭化水素基は、直鎖若しくは分岐構造を
有しており、（１）、（２）の場合、アルキル基であっ
てもよいし、アルケニル基であってもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軽油用潤滑添加剤
に関する。本発明の潤滑添加剤は、特に、低硫黄軽油を
燃料とするディーゼルエンジンの燃料供給系等において
生じる摩擦、摩耗を低減するための軽油用潤滑添加剤と
して用いることができる。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼル車の排ガス規制が世界的な規
模で進められている。独国では０．０５重量％以上の硫
黄分を含有する軽油の使用が禁止された。また、北欧ス
カンジナビア地方では硫黄分が０．００２重量％以下と
いう超低硫黄軽油も登場した。しかし、鉱油に含まれる
天然硫黄は良好な極圧性能を有するものであり、軽油等
の燃料油の分野における低硫黄化によって、燃料供給装
置の摩耗或いはエンジンの焼付きなどが発生することが
懸念されている。実際、欧州ではスウェーデンクラス１
軽油（硫黄分０．００１重量％以下）による燃料噴射
ポンプの異常摩耗などが報告されており、早急な対策が
必要となっている。

【０００３】我が国でも、環境行政により１９９７年１
０月から軽油中の硫黄分が現行の０．１〜０．２重量％
から０．０５重量％以下に規制されることが決定され
た。自動車メーカー各社は、この低硫黄軽油に起因する
摩擦、摩耗によってフューエルポンプの作動不良が起こ
った場合、燃料噴射のタイミングラグによってエンジン
が充分な出力を発揮できなくなるなどといった、より具
体的な影響も予測している。

【０００４】軽油の低硫黄化により予測されるトラブル
に対して、石油メーカー各社は当面は潤滑性向上のため
の添加剤を用いて対処するとしている。これらの添加剤
として、不飽和ジカルボン酸のジエステル（特開平８−
１９９１７８号公報）、モノカルボン酸のモノエステル
等（特表平８−５０５８９３号公報）、モノカルボン酸
とグリセリンとのエステル（特開平９−１３０５２号公
報）、カルボン酸エステルとエチレン系コポリマーとの
併用（国際公開Ｗ０９６／１８７０８号公報）、カルボ
ン酸とポリオキシアルキレン（ポリエチレングリコール
等）とのジエステル（国際公開Ｗ０９６／１８７０７号
公報）、及びエステルと窒素化合物（アミン塩、アミド
等）との併用（国際公開Ｗ０９６／１８７０６号公報）
などが知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、低硫黄
軽油用の潤滑添加剤としては既にいくつかのものが提案
されている。しかし、それらの多くは海外の添加剤メー
カー若しくは石油メーカーによって開発されたものであ
り、主として当該国において使用されている軽油を対象
としたものである。軽油の性状は各国各様であり、その
性状によって潤滑添加剤の溶解性及び安定性などは大き
な影響を受けるものと思われる。そのため、この添加剤
の開発は、対象とする軽油の性状に基づいてなされるべ
きものである。また、我が国においても軽油の低硫黄化
は今後もさらに進むことが予想される。従って、既存の
潤滑添加剤よりもさらに潤滑性能に優れる新規な添加剤
の開発が急務である。

【０００６】本発明は、軽油の低硫黄化に起因する潤滑
性の低下を未然に防ぐための軽油用潤滑添加剤を提供す
ることを課題とする。特に、ディーゼルエンジンの燃料
等として使用される低硫黄軽油に添加され、燃料供給系
等における摩擦、摩耗を低減するための新規な軽油用潤
滑添加剤を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、潤滑剤が
添加されていない国産の低硫黄軽油に各種の化合物を添
加し、その潤滑性能を詳細に検討した。その結果、脂肪
族系モノカルボン酸、脂肪族系ジカルボン酸、及び脂肪
族系モノカルボン酸の多量体が、低濃度で優れた摩擦、
摩耗低減効果を有することを見出した。

【０００８】第１発明の軽油用潤滑添加剤は、前記の式
（１）によって表わされる炭素数８〜２２の脂肪族系モ
ノカルボン酸を含有することを特徴とする。また、第２
発明の軽油用潤滑添加剤は、前記の式（２）によって表
わされる炭素数８〜５０の脂肪族系ジカルボン酸を含有
することを特徴とする。

【０００９】更に、第３発明の軽油用潤滑添加剤は、前
記の式（３）によって表わされる炭素数３〜３０の脂肪
族系モノカルボン酸の多量体を含有することを特徴とす
る。また、第４発明の軽油用潤滑添加剤は、オレイン
酸、７，１２−ジメチル−７，１１−オクタデカジエ
ン−１，１８−ジカルボン酸、並びにアクリル酸、オ
レイン酸、リノール酸及びリノレン酸から選ばれる１種
若しくは２種以上からなる２量体、のうちの少なくとも
1種を含有することを特徴とする。

【００１０】第１発明における上記「脂肪族系モノカル
ボン酸」において、その炭素数が７以下、即ち、Ｒ₁の
炭素数が6以下である場合は、潤滑添加剤が軽油に溶解
し難くなり、摩擦、摩耗を抑える作用が不十分となる。
また、炭素数が２３以上、即ち、Ｒ₁の炭素数が２２以
上である場合は、添加剤が軽油に過度に溶解し、摩擦面
である金属表面への添加剤の吸着が阻害される。Ｒ₁は
直鎖アルキル基であってもよいし、分岐アルキル基であ
ってもよく、同様の作用、効果が奏される。更に、Ｒ₁
は任意の位置に１個以上の二重結合を有する直鎖若しく
は分岐アルケニル基であってもよい。

【００１１】この脂肪族系モノカルボン酸としては、ラ
ウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸及びステアリン
酸等の直鎖飽和モノカルボン酸を使用することができ
る。また、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸及びエ
ルカ酸等の直鎖不飽和モノカルボン酸を用いることもで
きる。更に、２，２−ジメチルオクタン酸等の飽和又は
不飽和の分岐モノカルボン酸を使用することもできる。
これらのモノカルボン酸のうちでは、飽和モノカルボン
酸よりも不飽和モノカルボン酸のほうが摩擦、摩耗の低
減効果が大きく、特に、軽油に溶解し易く、低価格でも
あるオレイン酸が好ましい。

【００１２】第２発明における上記「脂肪族系ジカルボ
ン酸」において、その炭素数が７以下、即ち、Ｒ₂の炭
素数が５以下である場合は、潤滑添加剤の軽油への溶解
性が低下し、摩擦、摩耗を十分に抑えることができなく
なる。また、炭素数が５１以上、即ち、Ｒ₂の炭素数が
４９以上である場合は、添加剤が軽油に過度に溶け易く
なり、摩擦面である金属表面への添加剤の吸着性が低下
する。このＲ₂も直鎖アルキル基であってもよいし、分
岐アルキル基であってもよく、いずれであっても同様の
作用、効果が奏される。更に、Ｒ₂は任意の位置に１個
以上の二重結合を有する直鎖又は分岐アルケニル基であ
ってもよい。

【００１３】この脂肪族系ジカルボン酸としては、７，
１２−ジメチル−７，１１−オクタデカジエン−１，１
８−ジカルボン酸等の不飽和ジカルボン酸を使用するこ
とができる。また、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデ
カン二酸及びトリデカン二酸等の飽和ジカルボン酸を用
いることもできる。これらのポリカルボン酸のうちで
は、軽油に溶解し易く、それほど高価格でもない７，１
２−ジメチル−７，１１−オクタデカジエン−１，１８
−ジカルボン酸が好ましい。

【００１４】第３発明における上記「脂肪族系不飽和モ
ノカルボン酸」において、その炭素数が２以下、即ち、
Ｒ₃の炭素数が１以下である場合は、多量体における単
量体、即ち、不飽和モノカルボン酸の繰り返し数にもよ
るが、潤滑添加剤が軽油に溶解し難くなり、摩擦、摩耗
を抑える作用が不十分となる傾向にある。特に、２量体
のように単量体の繰り返し数が少ない場合は、この傾向
が強くなる。また、炭素数が３１以上、即ち、Ｒ₃の炭
素数が３０以上である場合は、添加剤が軽油に過度に溶
解し、摩擦面である金属表面への添加剤の吸着性が阻害
される。Ｒ₃は直鎖アルケニル基であってもよいし、分
岐アルケニル基であってもよく、同様の作用、効果が奏
される。更に、Ｒ₃は任意の位置に１個以上、通常、１
〜４個程度の二重結合を有する。

【００１５】上記「多量体」は、単量体である脂肪族系
不飽和モノカルボン酸が重合して形成される。単量体の
繰り返し数は特に限定されないが、本発明の目的におい
ては２〜３個の単量体が重合したもので、十分な摩擦、
摩耗低減の効果が得られる。また、この多量体は、同一
の単量体、即ち、不飽和モノカルボン酸が重合したもの
であってもよいし、２種以上の不飽和モノカルボン酸が
共重合して得られるものであってもよく、同様の作用、
効果が奏される。

【００１６】脂肪族系不飽和モノカルボン酸としては、
アクリル酸、メタクリル酸、ウンデシレン酸、パルミト
レイン酸、オレイン酸、エライジン酸、エルカ酸及びネ
ソルビン酸等の二重結合を１個有する不飽和モノカルボ
ン酸を使用することができる。また、二重結合を２個有
するリノール酸、３個有するリノレン酸及び４個有する
アラキドン酸を用いることもできる。尚、これらの不飽
和モノカルボン酸は直鎖又は分岐構造のいずれであって
もよい。また、これのうちでは、重合し易く、低価格で
もあるアクリル酸、オレイン酸、リノール酸及びリノレ
ン酸が特に好ましい。

【００１７】本発明の軽油用潤滑添加剤としては、第１
〜３発明の添加剤のうちで特に好ましいものを少なくと
も１種含有するものが好ましい。即ち、第４発明のよう
に、オレイン酸、７，１２−ジメチル−７，１１−
オクタデカジエン−１，１８−ジカルボン酸、並びに
アクリル酸、オレイン酸、リノール酸及びリノレン酸か
ら選ばれる１種若しくは２種以上からなる２量体、のう
ちの少なくとも1種を含有する軽油用潤滑添加剤は、摩
擦、摩耗の低減において優れた作用、効果を有する。
尚、本発明の潤滑添加剤は、第５発明のように、硫黄分
の含有量が０．０５重量％以下である低硫黄軽油に添加
した場合にも十分な作用、効果を奏するものである。従
って、低硫黄化が進む軽油の潤滑性向上のための添加剤
として非常に有用である。

【００１８】本発明の軽油用潤滑添加剤の軽油組成物に
おける含有量は、０．００１〜０．０５重量％とするこ
とができる。また、特に０．００３〜０．０２重量％、
更には０．００５〜０．０１重量％の含有量であれば十
分な作用、効果が得られる。この含有量が０．００１重
量％未満である場合は摩擦、摩耗を十分に抑えることが
できないことがある。一方、含有量は０．０５重量％で
十分であり、０．０５重量％を越えて含有させても、そ
れ以上に顕著な効果は得られない。この含有量が０．０
０３〜０．０２重量％であれば、潤滑添加剤の種類にか
かわりなく、安定した性能が得られるため特に好まし
い。

【００１９】潤滑油又は燃料油の潤滑性向上のための添
加剤としては、一般にエステル系化合物が用いられるこ
とが多い。これは、カルボン酸は強い吸着力に起因する
金属の腐食を引き起こす恐れがあるためである。しか
し、実際に腐食が起きるのは、過剰な、言い換えれば高
濃度のカルボン酸が過酷な摩擦条件下におかれた場合で
ある。燃料供給系のように比較的穏やかな摩擦条件下
で、低濃度のカルボン酸が通常の鋼系ポンプ部品等に対
して腐食作用をもたらすことはほとんどない。本発明の
軽油用潤滑添加剤は、極めて低濃度で優れた効果を奏す
るものであり、金属の腐食を引き起こす恐れはない。ま
た、低価格であり、安全を見込んで腐食防止剤を併用し
たとしても、コスト上のメリットは十分にある。

【００２０】また、第２発明のジカルボン酸及び第３発
明のモノカルボン酸の多量体の場合は、モノカルボン酸
と同程度に配向性に優れた吸着被膜を形成することは難
しい。しかし、その反面、極性の高いカルボキシル基を
複数有することにより、添加剤の分子が金属表面に強固
に吸着し、安定な潤滑被膜が形成されることが期待され
る。しかも、他の有機物との競争反応の影響を受け難い
ため、実用に供した場合に、軽油中で優れた摩擦、摩耗
低減の効果を発揮するものと思われる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明をより
具体的に説明する。表１に記載の低硫黄軽油に、表２に
記載の軽油用潤滑添加剤を、低硫黄軽油に対して０．０
０１〜０．０１重量％添加した軽油組成物を調製した。
これらの組成物を用いて表３に記載の摩擦条件によって
往復振動摩擦試験を行って摩擦、摩耗の低減効果を評価
した。この摩擦試験の結果を表２及び図１に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】尚、アクリル化脂肪酸は、下記の示性式によって表わさ
れる化合物である。

【００２４】

【化１】

【００２５】

【表３】

【００２６】表２及び図１の結果によれば、第１発明に
対応する軽油用潤滑添加剤であるステアリン酸（ａ）、
オレイン酸（ｂ）及びリノール酸（ｃ）では、無添加の
場合（ｇ）に比べて摩耗痕径が相当小さくなっている。
また、第２発明に対応する潤滑添加剤である７，１２−
ジメチル−７，１１−オクタデカジエン−１，１８−ジ
カルボン酸（ｄ）及びアクリル化脂肪酸（ｅ）、並びに
第３発明に対応する潤滑添加剤であるオレイン酸の２量
体（ｆ）でも、同様に摩耗痕径が小さくなっている。ま
た、ステアリン酸（ａ）を除いて、他のいずれの添加剤
においても、通常、使用される添加量０．０１重量％よ
りも少量の０．００５重量％の添加量であってもＩＳＯ
の摩耗痕径４５０μｍ以下という規格を満たしており、
十分な作用、効果を有している。更に、リノール酸
（ｃ）、アクリル化脂肪酸（ｅ）及びオレイン酸の２量
体（ｆ）では、より少量の０．００３重量％の添加量に
おいても、上記のＩＳＯの規格を満たしており、コスト
面でも非常に有用な潤滑添加剤である。尚、リノール酸
（ｃ）は、通常の使用量の１／１０である０．００１重
量％という非常に少量の添加であっても、その摩耗痕径
はＩＳＯ規格を少し上回る程度であり、非常に優れた作
用、効果を有するものである。このように、これら
（ａ）〜（ｆ）の軽油用潤滑添加剤は、将来予想される
軽油の更なる低硫黄化に備えての添加剤として十分に期
待することができる。

【００２７】尚、本発明においては、上記の実施の形態
に示したものに限られず、目的、用途に応じて本発明の
範囲内で種々変更した実施の形態とすることもできる。
即ち、第１〜４発明の軽油用潤滑添加剤に、１，３，４
−チアジアゾリル−２，５−ビスジアルキルジチオカー
バメイト、ベンゾトリアゾール等の腐食防止剤、２，６
−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール、２，
６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール等の酸化防止剤、
及び硝酸オクチル、ブチルパーオキサイド等のセタン価
向上剤などの他の添加剤を、目的及び用途により、所要
量添加することもできる。これによって摩擦、摩耗低減
の作用、効果が低下することはない。

【００２８】

【発明の効果】第１発明の脂肪族系モノカルボン酸、第
２発明の脂肪族系ジカルボン酸、及び第３発明の脂肪族
系不飽和モノカルボン酸の多量体を、特に低硫黄軽油の
潤滑性向上のための添加剤として使用すれば、軽油と金
属表面との摩擦、それによる金属の摩耗を十分に低減す
ることができる。これらの潤滑添加剤は、将来予想され
る軽油の更なる低硫黄化に備えた添加剤としても十分に
その作用、効果が期待される。

【図面の簡単な説明】

【図１】軽油用潤滑添加剤の、添加量と摩耗痕径との関
係を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者武藤俊美神奈川県高座郡寒川町田端1580番地ユシロ化学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記の式（１）によって表わされる炭素
数８〜２２の脂肪族系モノカルボン酸を含有することを
特徴とする軽油用潤滑添加剤。Ｒ₁ＣＯＯＨ（１）［上記の式（１）において、Ｒ₁は炭素数７〜２１の直
鎖若しくは分枝構造を有するアルキル基又はアルケニル
基である。］
【請求項２】下記の式（２）によって表わされる炭素
数８〜５０の脂肪族系ジカルボン酸を含有することを特
徴とする軽油用潤滑添加剤。Ｒ₂（ＣＯＯＨ）₂ （２）［上記の式（２）において、Ｒ₂は炭素数６〜４８の直
鎖若しくは分枝構造を有するアルキル基又はアルケニル
基である。］
【請求項３】下記の式（３）によって表わされる炭素
数３〜３０の脂肪族系不飽和モノカルボン酸の多量体を
含有することを特徴とする軽油用潤滑添加剤。Ｒ₃ＣＯＯＨ（３）［上記の式（３）において、Ｒ₃は炭素数２〜２９の直
鎖若しくは分枝構造を有するアルケニル基である。］
【請求項４】オレイン酸、７，１２−ジメチル−
７，１１−オクタデカジエン−１，１８−ジカルボン
酸、並びにアクリル酸、オレイン酸、リノール酸及び
リノレン酸から選ばれる１種若しくは２種以上からなる
２量体、のうちの少なくとも1種を含有することを特徴
とする軽油用潤滑添加剤。
【請求項５】硫黄分の含有量が０．０５重量％以下で
ある低硫黄軽油に添加される請求項１乃至４のうちのい
ずれか１項に記載の軽油用潤滑添加剤。