JPWO2013046484A1 - クロスヘッド型ディーゼル機関用システム油組成物 - Google Patents
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Abstract
本発明は、耐熱性に優れ、さらに燃費改善に有効なクロスヘッド型ディーゼル機関用システム油組成物に関し、より詳しくは、（Ａ）鉱油および／または合成油を基油とし、５０℃における動粘度が３５ｍｍ２／ｓ以上で、５０℃における高せん断粘度が４５ｍＰａ・ｓ以下、かつ、７０℃における高せん断粘度が１５ｍＰａ・ｓ以上であることを特徴とするクロスヘッド型ディーゼル機関用システム油組成物に関するものである。
Description
本発明は、クロスヘッド型ディーゼル機関用システム油組成物に関する。
主に大型船舶に使用されるクロスヘッド型ディーゼル機関には、シリンダーとピストン間を潤滑するシリンダー油と、その他の部位の潤滑と冷却を司るシステム油が使用されている。本発明はこのクロスヘッド型ディーゼル機関用システム油組成物（以下、単にシステム油組成物ともいう）に関する。
システム油組成物は、クロスヘッド型ディーゼル機関のシリンダーとピストン（ピストンリング）間の潤滑以外の部位を潤滑するために使用されるものである。具体的な潤滑部位にはクランク軸やピストン軸受部位のほか、カムや動力取り出し用ギヤがあるため、十分な粘度と耐摩耗性や耐焼付性が要求される。また、ピストンの燃焼部裏側（アンダークラウンと称される）を冷却するためにも使用されるため、非常に高い酸化安定性や清浄性が求められる。
また、システム油組成物は、通常、潤滑油劣化によるスラッジ、摩耗粉あるいは水分等の不純物の除去を目的として遠心清浄機や各種フィルタ、ストレーナー等の浄油装置を通して浄化される。遠心清浄機においては、水を媒体として使用するため、潤滑油中の添加剤及び水が高温で接触することになるため、加水分解が起こりやすく、あるいは添加剤同士の相互作用により沈殿が生成し易いため耐水性が必要である。そのため、これらの問題を解決するため、様々な努力がなされている（下記特許文献１〜４を参照）。
システム油組成物は前述のような環境での使用のため、前述の性能の他、高い潤滑性を保持する必要があり、ＳＡＥ３０程度の比較的高い粘度グレードが使用されている。このため、自動車用ディーゼルエンジン油として使用されている、粘度指数向上剤を使用したいわゆるマルチグレード油は、システム油組成物としては使用されていない。しかしながら、近年原油の高騰から燃料油の価格が上昇しており、舶用機関も更なる高効率化、燃費改善が必要となってきている。
本発明の課題は、以上のような事情に鑑み、耐熱性に優れ、さらに燃費改善に有効なクロスヘッド型ディーゼル機関用システム油組成物を提供すること、また当該システム油組成物を使用することによりクロスヘッド型ディーゼル機関の効率を改善する方法を提供することである。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の基油組成ならびに添加剤を含有するクロスヘッド型ディーゼル機関用システム油組成物が上記課題を改善できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、（Ａ）鉱油および／または合成油を基油とし、５０℃における動粘度が３５ｍｍ２／ｓ以上で、５０℃における高せん断粘度が４５ｍＰａ・ｓ以下、かつ、７０℃における高せん断粘度が１５ｍＰａ・ｓ以上であることを特徴とするクロスヘッド型ディーゼル機関用システム油組成物にある。
また、前述のクロスヘッド型ディーゼル機関用システム油組成物は、第１の形態として、（Ａ）基油が、１００℃における動粘度が３ｍｍ２／ｓ以上９ｍｍ２／ｓ以下である基油と、１００℃における動粘度が９ｍｍ２／ｓを超え１５ｍｍ２／ｓ以下である基油の混合物であることを特徴とする前記クロスヘッド型ディーゼル機関用システム油組成物であることが好ましい。
また、前述のクロスヘッド型ディーゼル機関用システム油組成物は、第２の形態として、（Ａ）基油が１００℃における動粘度が１５ｍｍ２／ｓを超え３０ｍｍ２／ｓ以下である基油と１００℃における動粘度が３ｍｍ２／ｓを超え１２ｍｍ２／ｓ以下である基油の混合物であって、１００℃における動粘度が１５ｍｍ２／ｓを超え３０ｍｍ２／ｓ以下である基油の基油合計量に占める割合が７質量％以上であり、（Ｂ）ＰＳＳＩが３０以下である粘度指数向上剤を含有するクロスヘッド型ディーゼル機関用システム油組成物であることが好ましい。
また、さらに本発明クロスヘッド型ディーゼル機関用システム油組成物は、第２の形態として、前記（Ｂ）粘度指数向上剤がオレフィン重合体、分子内にビニル芳香族炭化水素構造を有する星型重合体およびメチルメタクリレート重合体より選ばれる少なくとも１種であるであるクロスヘッド型ディーゼル機関用システム油組成物であることが好ましい。
また、本発明クロスヘッド型ディーゼル機関用システム油組成物は、さらに（Ｃ）金属系清浄剤および（Ｄ）リン系化合物を含有するクロスヘッド型ディーゼル機関用システム油組成物であることが好ましい。
また、本発明は、前記クロスヘッド型ディーゼル機関用システム油組成物を使用してクロスヘッド型ディーゼル機関の効率を向上させる方法である。
本発明のクロスヘッド型ディーゼル機関用システム油組成物は、船舶用２ストローククロスヘッド型機関のシステム油（クランクケース油）だけでなく、船舶用およびコ・ジェネレーション発電用４サイクル中速トランクピストン機関用エンジン油（クランクケース油）としても好適に用いられるものである。
以下、本発明について詳述する。本発明のクロスヘッド型ディーゼル機関用システム油組成物における基油については特に制限はなく、通常の潤滑油に使用される鉱油系基油及び／又は合成油系基油が使用できる。
鉱油系基油としては、具体的には、原油を常圧蒸留して得られる常圧残油を減圧蒸留して得られた潤滑油留分を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、水素化精製等の処理を１つ以上行って精製したもの、あるいはワックス異性化鉱油、フィッシャートロプシュプロセス等により製造されるＧＴＬＷＡＸ（ガストゥリキッドワックス）を異性化する手法で製造される潤滑油基油等が例示できる。
鉱油系基油の全芳香族分は、特に制限はないが、好ましくは４０質量％以下であり、より好ましくは３０質量％以下である。鉱油系基油の全芳香族分は０質量％でも良いが、添加剤の溶解性の点で、１質量％以上であることが好ましく、５質量％以上であることがより好ましく、１０質量％以上であることがさらに好ましく、２０質量％以上であることが特に好ましい。基油の全芳香族分が４０質量％を超える場合は、酸化安定性が劣るため好ましくない。
なお、上記全芳香族分とは、ＡＳＴＭ Ｄ２５４９に準拠して測定した芳香族留分（ａｒｏｍａｔｉｃ ｆｒａｃｔｉｏｎ）含有量を意味する。通常この芳香族留分には、アルキルベンゼン、アルキルナフタレンの他、アントラセン、フェナントレン、これらのアルキル化物、ベンゼン環が四環以上縮合した化合物、及びピリジン類、キノリン類、フェノール類、ナフトール類等のヘテロ芳香族を有する化合物等が含まれる。
また、鉱油系基油中の硫黄分は、特に制限はないが、１質量％以下であることが好ましく、０．７質量％以下であることがさらに好ましい。鉱油系基油中の硫黄分は０質量％でも良いが、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは０．２質量％以上である。鉱油系基油が硫黄分をある程度含むことにより、添加剤の溶解性を十分に高めることができる。
合成油系基油としては、具体的には、ポリブテン又はその水素化物；１−オクテンオリゴマー、１−デセンオリゴマー等のポリα−オレフィン又はその水素化物；ジトリデシルグルタレート、ジ−２−エチルヘキシルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジ−２−エチルヘキシルセバケート等のジエステル；トリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンペラルゴネート、ペンタエリスリトール−２−エチルヘキサノエート、ペンタエリスリトールペラルゴネート等のポリオールエステル；マレイン酸ジブチル等のジカルボン酸類と炭素数２〜３０のα−オレフィンとの共重合体；アルキルナフタレン、アルキルベンゼン、芳香族エステル等の芳香族系合成油又はこれらの混合物等が例示できる。
本発明では、基油として、鉱油系基油、合成油系基油又はこれらの中から選ばれる２種以上の基油の任意の混合物等が使用できる。例えば、１種以上の鉱油系基油、１種以上の合成油系基油、１種以上の鉱油系基油と１種以上の合成油系基油との混合油等を挙げることができる。
使用する基油の動粘度は、特に制限はないが、１００℃での動粘度は、３〜４０ｍｍ２／ｓであることが好ましく、より好ましくは６〜２０ｍｍ２／ｓ、特に好ましくは７〜１２ｍｍ２／ｓである。基油の１００℃での動粘度が４０ｍｍ２／ｓを超える場合は、低温粘度特性が悪化し、一方、その動粘度が３ｍｍ２／ｓ未満の場合は、潤滑箇所での油膜形成が不十分であるため潤滑性に劣り、また基油の蒸発損失が大きくなるため、それぞれ好ましくない。なお、ここでいう１００℃における動粘度とは、ＡＳＴＭ Ｄ−４４５に規定される１００℃での動粘度を示す。
使用する基油の粘度指数は、特に制限はないが、低温から高温まで優れた粘度特性が得られるように、その値は好ましくは８０以上であり、より好ましくは９０以上であり、更に好ましくは９５以上である。一方、基油の粘度指数の上限についても特に制限はなく、ノルマルパラフィン、スラックワックスやＧＴＬワックス等、あるいはこれらを異性化したイソパラフィン系鉱油のような１３５〜１８０程度のものや、コンプレックスエステル系基油やＨＶＩ−ＰＡＯ系基油のような１５０〜２５０程度のものも使用することができるが、添加剤の溶解性や貯蔵安定性の点で１２０以下であることが好ましく、１１０以下であることが更に好ましい。
本発明のクロスヘッド型ディーゼル機関用システム油組成物は、５０℃における動粘度が３５ｍｍ２／ｓ以上で、５０℃における高せん断粘度が４５ｍＰａ・ｓ以下、かつ、７０℃における高せん断粘度が１５ｍＰａ・ｓ以上であることを特徴とする。
ここで、５０℃における動粘度は、好ましくは４０ｍｍ２／ｓ以上、より好ましくは４２ｍｍ２／ｓ以上であり、また、好ましくは１５０ｍｍ２／ｓ以下、より好ましくは８０ｍｍ２／ｓ以下であり、さらに好ましくは６０ｍｍ２／ｓ以下である。また、５０℃における高せん断粘度は、好ましくは４３ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは４０ｍＰａ・ｓ以下であり、また、好ましくは２５ｍＰａ・ｓ以上である。また、７０℃における高せん断粘度は、好ましくは１５．５ｍＰａ・ｓ以上、より好ましくは１６．０ｍＰａ・ｓ以上であり、また、好ましくは３５ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは２５ｍＰａ・ｓ以下であり、さらに好ましくは２０ｍＰａ・ｓ以下である。
なお、システム油組成物の５０℃における動粘度が３５ｍｍ２／ｓ未満では、システム油供給系の油圧が所定圧に達せずシステム油の供給不足となり焼付きが発生する恐れがある。一方、システム油組成物の５０℃における動粘度が１５０ｍｍ２／ｓを超える場合はオイルポンプの効率が悪化する。
また、システム油組成物の５０℃における高せん断粘度が４５ｍＰａ・ｓを超える場合は、クロスヘッド型ディーゼル機関の効率向上効果を得ることができない。一方、システム油組成物の５０℃における高せん断粘度が２５ｍＰａ・ｓより低い場合は、軸受部での油膜形成性が不足し焼付きが発生する恐れがある。
また、システム油組成物の７０℃における高せん断粘度が１５ｍＰａ・ｓ未満の場合には、過給機における油膜形成性が不足し焼付きが発生する恐れがある。一方、システム油組成物の７０℃における高せん断粘度が２５ｍＰａ・ｓ以下であれば、クロスヘッド型ディーゼル機関の効率向上効果が大きくなる。また、７０℃における高せん断粘度が３５ｍＰａ・ｓを超える場合には過給機の効率が悪化する。
なお、本発明において、高せん断粘度は、せん断速度が１０６ｓ−１であり、ＡＳＴＭ Ｄ４６８３に規定される測定法に準拠して、規定する温度で測定されるものである。
本発明の第１の形態では、システム油組成物が（Ａ）鉱油および／または合成油を基油とし、５０℃における動粘度が３５ｍｍ２／ｓ以上で、５０℃における高せん断粘度が４５ｍＰａ・ｓ以下、かつ、７０℃における高せん断粘度が１５ｍＰａ・ｓ以上であり、さらに、基油が（Ａ）１００℃における動粘度が３ｍｍ２／ｓ以上９ｍｍ２／ｓ以下である基油と、１００℃における動粘度が９ｍｍ２／ｓを超え１５ｍｍ２／ｓ以下である基油の混合物であることが好ましい。
１００℃における動粘度が３ｍｍ２／ｓ以上９ｍｍ２／ｓ以下である基油は、１００℃における動粘度が４ｍｍ２／ｓ以上８ｍｍ２／ｓ以下であることが好ましい。また、１００℃における動粘度が９ｍｍ２／ｓを超え１５ｍｍ２／ｓ以下である基油は、１００℃における動粘度が９．５ｍｍ２／ｓ以上１２ｍｍ２／ｓ以下であることが好ましく、１０ｍｍ２／ｓ以上１１ｍｍ２／ｓ以下であることが更に好ましい。
１００℃における動粘度が３ｍｍ２／ｓ未満では、蒸発性が高く、潤滑性および冷却性が不足する。また、１００℃における動粘度が１５ｍｍ２／ｓを超えると、５０℃における高せん断粘度を４５ｍＰａ・ｓ以下とすることが難しくなり、クロスヘッド型ディーゼル機関の効率向上効果が十分得られない。
（Ａ）１００℃における動粘度が３ｍｍ２／ｓ以上９ｍｍ２／ｓ以下である基油（低動粘度基油）と、１００℃における動粘度が９ｍｍ２／ｓを超え１５ｍｍ２／ｓ以下である基油（高動粘度基油）の混合物とすることで、基油の分子量分布が大きくなり、狭い分子量分布の基油より粘度指数が大きくなり、７０℃における高せん断粘度を１５ｍＰａ・ｓ以上としながら、より低い５０℃における高せん断粘度を得ることができる。これにより、より高いクロスヘッド型ディーゼル機関の効率向上効果を得ることができる。なお、低動粘度基油と高動粘度基油との質量比（低動粘度基油／高動粘度基油）は、蒸発性を抑制する観点から、５／９５〜４０／６０の範囲が好ましい。
本発明の第２の形態では、（Ａ）鉱油および／または合成油を基油とし、５０℃における動粘度が３５ｍｍ２／ｓ以上で、５０℃における高せん断粘度が４５ｍＰａ・ｓ以下、かつ、７０℃における高せん断粘度が１５ｍＰａ・ｓ以上であり、さらに、（Ａ）基油が１００℃における動粘度が１５ｍｍ２／ｓを超え３０ｍｍ２／ｓ以下である基油と１００℃における動粘度が３ｍｍ２／ｓを超え１２ｍｍ２／ｓ以下である基油の混合物であって、１００℃における動粘度が１５ｍｍ２／ｓを超え３０ｍｍ２／ｓ以下である基油の基油合計量に占める割合が７質量％以上であり、（Ｂ）ＰＳＳＩが３０以下である粘度指数向上剤を含有することが好ましい。
１００℃における動粘度が３ｍｍ２／ｓを超え１２ｍｍ２／ｓ以下である基油は、１００℃における動粘度が３ｍｍ２／ｓを超え９ｍｍ２／ｓ以下であることが好ましく、４ｍｍ２／ｓ〜８ｍｍ２／ｓであることが更に好ましく、６ｍｍ２／ｓ〜８ｍｍ２／ｓであることがより一層好ましい。１００℃における動粘度が３ｍｍ２／ｓ以下では、蒸発性が高く、潤滑性および冷却性が不足する。また、１００℃における動粘度が１２ｍｍ２／ｓを超えると、クロスヘッド型ディーゼル機関の効率向上効果が十分得られない。
１００℃における動粘度が１５ｍｍ２／ｓを超え３０ｍｍ２／ｓ以下である基油の割合が混合基油合計の７質量％以上、好ましくは１０質量％以上である。７質量％より少ない場合は清浄性が悪化し、４０質量％を超える場合は酸化安定性が悪化する。
粘度指数向上剤としては、具体的には、各種メタクリル酸エステルから選ばれる１種又は２種以上のモノマーの重合体又は共重合体若しくはその水添物などのいわゆる非分散型粘度指数向上剤、又はさらに窒素化合物を含む各種メタクリル酸エステルを共重合させたいわゆる分散型粘度指数向上剤、非分散型又は分散型エチレン−α−オレフィン共重合体（α−オレフィンとしてはプロピレン、１−ブテン、１−ペンテン等が例示できる）若しくはその水素化物、ポリイソブチレン若しくはその水添物、スチレン−ジエン共重合体の水素化物、スチレン−無水マレイン酸エステル共重合体及びポリアルキルスチレン等が挙げられる。
これら粘度指数向上剤の分子量は、せん断安定性を考慮して選定することが必要である。具体的には、粘度指数向上剤の重量平均分子量は、例えば分散型及び非分散型ポリメタクリレートの場合では通常１０，０００〜３００，０００、好ましくは５０，０００〜２００，０００であり、分散型及び非分散型オレフィン共重合体の場合は通常１０，０００〜３００，０００、好ましくは５０，０００〜２００，０００、星形ポリマーの場合は通常１００，０００〜７００，０００、好ましくは２５０，０００〜５００，０００である。
本発明に係る粘度指数向上剤のＰＳＳＩ（パーマネントシアスタビリティインデックス）は３０以下であることが好ましく、より好ましくは２０以下、さらに好ましくは１０以下、特に好ましくは８以下、最も好ましくは６以下である。ＰＳＳＩが３０を超える場合には、動力取り出し用ギヤにおいてせん断され粘度が低下し油膜形成能低下により焼付きが発生する恐れがある。
なお、ここでいう「ＰＳＳＩ」とは、ＡＳＴＭ Ｄ ６０２２−０１（Standard Practice for Calculation of Permanent Shear Stability Index）に準拠し、ＡＳＴＭ Ｄ ６２７８−０２（Test Method for Shear Stability of Polymer Containing Fluids Using a European Diesel Injector Apparatus）により測定されたデータに基づき計算された、ポリマーの永久せん断安定性指数（Permanent Shear Stability Index）を意味する。
本願発明においては、粘度指数向上剤の中でも、オレフィン系モノマーの重合体である非分散型又は分散型エチレン−α−オレフィン共重合体（α−オレフィンとしてはプロピレン、１−ブテン、１−ペンテン等が例示できる）若しくはその水素化物、ポリイソブチレン若しくはその水添物、スチレン−ジエン共重合体の水素化物、及びポリアルキルスチレン等が好ましい。また、これらの中でも、スチレン−ジエン共重合体およびその水素化物からなるスターポリマーやエチレン−α−オレフィン共重合体又はその水素化物がさらに好ましい。特に、スターポリマーが好ましい。これを用いた場合には、特にせん断安定性に優れたシステム油組成物を得ることができる。上記粘度指数向上剤の中から任意に選ばれた１種類あるいは２種類以上の化合物を任意の量で含有させることができる。
粘度指数向上剤の含有量は、通常システム油組成物基準で１．０〜１５．０質量％であり、好ましくは１．５〜１０．０質量％、より好ましくは２．０〜８．０質量％である。粘度指数向上剤の含有量が１．０質量％より少ない場合には、粘度の向上効果が十分ではなく、また、含有量が１５．０質量％を超える場合には、システム油組成物のせん断安定性が悪化および清浄性が悪化するおそれがある。
本発明のクロスヘッド型ディーゼル機関用システム油組成物は、更に（Ｃ）金属系清浄剤および（Ｄ）リン化合物を含有することが好ましい。
金属系清浄剤としては、特に制限はなく、公知のアルカリ金属又はアルカリ土類金属スルホネート系清浄剤、アルカリ金属又はアルカリ土類金属フェネート系清浄剤、アルカリ金属又はアルカリ土類金属サリシレート系清浄剤、アルカリ金属又はアルカリ土類金属ナフテネート系清浄剤、アルカリ金属又はアルカリ土類金属ホスホネート系清浄剤及びこれらの２種以上の混合物（コンプレックスタイプも含む）等が挙げられる。
ここでいうアルカリ金属としては、ナトリウム、カリウム等が挙げられ、アルカリ土類金属としては、カルシウム、マグネシウム、バリウム等が挙げられ、アルカリ土類金属であることが好ましく、カルシウム又はマグネシウムであることが特に好ましい。なお、これら金属系清浄剤の全塩基価及び添加量は要求されるシステム油の性能に応じて任意に選択することができる。
なお、上記金属系清浄剤には、中性の金属系清浄剤だけでなく、（過）塩基性金属系清浄剤も含まれるが、本発明においては、炭酸カルシウム及び／又はホウ酸カルシウムを有する（過）塩基性金属系清浄剤であることが好ましい。
本発明においては、金属系清浄剤としては清浄性や水分離性の面から、フェネートあるいはサリシレートあるいはその混合物が好ましい。特にサリシレートは摩擦を低減できることから最も好ましい。
金属系清浄剤の塩基価は、特に制限はないが、通常２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であることが好ましく、より好ましくは１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、特に好ましくは１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、である。また通常５００ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが好ましく、より好ましくは３５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、特に好ましくは３００ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である。なお、ここでいう塩基価とは、ＪＩＳ Ｋ２５０１「石油製品及び潤滑油−中和価試験法」の７．に準拠して測定される過塩素酸法による塩基価を意味する（以下同じ）。
本発明において、金属系清浄剤の含有量は、特に制限はないが、組成物全量基準で、通常１〜３０質量％であり、好ましくは２〜２０質量％、より好ましくは２．５〜１０質量％である。金属換算量としての含有量は、好ましくは０．１２〜１．０質量％、より好ましくは０．１５〜０．７質量％、さらに好ましくは０．１７〜０．５質量％である。金属系清浄剤の金属換算量としての含有量が０．１質量％未満の場合は、疲労寿命や極圧性の向上が不十分であり、一方、４．０質量％を超えると、耐水性が低下するため、それぞれ好ましくない。
本発明のシステム油組成物には、摩耗防止性を向上させるため（Ｄ）リン系化合物が添加されることが好ましい。
リン化合物としては、具体的には、ジアルキルジチオリン酸亜鉛、亜リン酸エステル類、チオ亜リン酸エステル類、ジチオ亜リン酸エステル類、トリチオ亜リン酸エステル類、リン酸エステル類、チオリン酸エステル類、ジチオリン酸エステル類、トリチオリン酸エステル類、これらのアミン塩、これらの金属塩、これらの誘導体等が挙げられる。
本発明におけるリン系化合物としてはジアルキルジチオリン酸亜鉛が好ましい。アルキルジチオリン酸亜鉛としては、下記の一般式（１）：
で表されるもの等が例示できる。
上記一般式（１）において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ個別に、炭素数１〜２４の炭化水素基を示すが、これら炭素数１〜２４の炭化水素基としては、炭素数１〜２４の直鎖状又は分枝状のアルキル基であることが好ましい。また、炭化水素基は、好ましく炭素数３以上であり、また好ましくは炭素数１２以下であり、さらに好ましくは８以下である。また、アルキル基としては第１級でも、第２級でも、第３級であってもよいが、第１級もしくは第２級もしくはその混合物が好ましく、第２級であることが最も好ましい。
本発明においては硫黄を含まないリン化合物も使用してもよい。この例としては、例えば、亜リン酸；上記炭素数１〜３０の炭化水素基を１つ有する亜リン酸モノエステル、；上記炭素数１〜３０の炭化水素基を２つ有する亜リン酸ジエステル；上記炭素数１〜３０の炭化水素基を３つ有する亜リン酸トリエステル；及びこれらの混合物あるいはこれらの金属塩を挙げることができる。なお、亜リン酸モノエステルならびに亜リン酸ジエステルの互変異性体であるホスホン酸エステルもこの化合物に含まれる。
これらのリン系化合物を混合して用いることも問題はない。
本発明のシステム油組成物において、リン化合物の含有量は、組成物全量を基準として、リン元素換算で、通常０．００１〜０．３質量％であるが、好ましくは０．０１〜０．２質量％、より好ましくは０．０３〜０．１質量％である。上記（Ｄ）成分のリン元素換算での含有量が０．００１質量％未満の場合は、摩耗防止性が不十分となる傾向にあり、０．３質量％を超えても添加量に見合うだけの効果が得られず、また、劣化してデポジットの原因となることがある。
本発明のシステム油組成物には、更にその性能を向上させるために、又は、その他の目的に応じて、潤滑油に一般的に使用されている任意の添加剤を添加することができる。このような添加剤としては、例えば、無灰分散剤、酸化防止剤、前述したリン系化合物以外の摩耗防止剤又は極圧剤、摩擦調整剤、粘度指数向上剤、腐食防止剤、防錆剤、抗乳化剤、金属不活性化剤、消泡剤、及び着色剤等の添加剤等を挙げることができる。
無灰分散剤としては、潤滑油に用いられる任意の無灰分散剤を用いることができるが、例えば、炭素数４０〜４００の直鎖若しくは分枝状のアルキル基又はアルケニル基を分子中に少なくとも１個有する含窒素化合物又はその誘導体が挙げられる。ここでいう含窒素化合物としては、例えば、コハク酸イミド、ベンジルアミン、ポリアミン、マンニッヒ塩基等が挙げられ、その誘導体としては、これら含窒素化合物にホウ酸、ホウ酸塩等のホウ素化合物、（チオ）リン酸、（チオ）リン酸塩等のリン化合物、有機酸、ヒドロキシ（ポリ）オキシアルキレンカーボネート等を作用させた誘導体等が挙げられる。本発明においては、これらの中から任意に選ばれる１種類あるいは２種類以上を配合することができる。
本発明において、無灰分散剤を配合する場合の含有量は、特に制限はないが、通常組成物全量基準で０〜５質量％、好ましくは０．２〜３質量％、さらに好ましくは０．５〜２質量％である。無灰分散剤の含有量が上記未満の場合、硫酸中和速度が十分でない傾向にあり、清浄性の効果も十分ではない。また、上記範囲を超える場合、含有量に見合う効果が得られないばかりか、耐水性が大幅に低下する。
酸化防止剤としては、フェノール系、アミン系等の無灰酸化防止剤等あるいは金属系酸化防止剤が挙げられる。これらの中では高温清浄性能の維持性の点で、アミン系酸化防止剤が好ましい。これらの含有量は、組成物全量基準で、通常０．１〜５質量％、好ましくは０．５〜２質量％である。
リン系化合物以外の摩耗防止剤（又は極圧剤）としては、潤滑油に用いられる任意の摩耗防止剤が使用できる。例えば、硫黄系、リン系、硫黄−リン系の極圧剤等が使用でき、具体的には、亜リン酸エステル類、チオ亜リン酸エステル類、ジチオ亜リン酸エステル類、トリチオ亜リン酸エステル類、リン酸エステル類、チオリン酸エステル類、ジチオリン酸エステル類、トリチオリン酸エステル類、これらのアミン塩、これらの金属塩、これらの誘導体、ジチオカーバメート、ジサルファイド類、ポリサルファイド類、硫化オレフィン類、硫化油脂類等が挙げられる。本発明の潤滑油組成物において、これらの摩耗防止剤（又は極圧剤）を使用する場合、その含有量は、特に制限はないが、組成物全量基準で、通常０．０１〜５質量％である。
摩擦調整剤としては、脂肪酸エステル系、脂肪族アミン系、脂肪酸アミド系等の無灰摩擦調整剤、モリブデンジチオカーバメート、モリブデンジチオホスフェート等の金属系摩擦調整剤等が挙げられる。これらの含有量は、組成物全量基準で、通常０．０１〜５質量％である。
腐食防止剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系、トリルトリアゾール系、チアジアゾール系、又はイミダゾール系化合物等が挙げられる。
防錆剤としては、例えば、石油スルホネート、アルキルベンゼンスルホネート、ジノニルナフタレンスルホネート、アルケニルコハク酸エステル、又は多価アルコールエステル等が挙げられる。
抗乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、又はポリオキシエチレンアルキルナフチルエーテル等のポリアルキレングリコール系非イオン系界面活性剤等が挙げられる。
金属不活性化剤としては、例えば、イミダゾリン、ピリミジン誘導体、アルキルチアジアゾール、メルカプトベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール又はその誘導体、１，３，４−チアジアゾールポリスルフィド、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ート、２−（アルキルジチオ）ベンゾイミダゾール、又はβ−（ｏ−カルボキシベンジルチオ）プロピオンニトリル等が挙げられる。
消泡剤としては、例えば、シリコーンオイル、アルケニルコハク酸誘導体、ポリヒドロキシ脂肪族アルコールと長鎖脂肪酸のエステル、メチルサリシレートとｏ−ヒドロキシベンジルアルコール、アルミニウムステアレート、オレイン酸カリウム、Ｎ−ジアルキル−アリルアミンニトロアミノアルカノール、イソアミルオクチルホスフェートの芳香族アミン塩、アルキルアルキレンジホスフェート、チオエーテルの金属誘導体、ジスルフィドの金属誘導体、脂肪族炭化水素のフッ素化合物、トリエチルシラン、ジクロロシラン、アルキルフェニルポリエチレングリコールエーテルスルフィド、フルオロアルキルエーテル等が挙げられる。
これらの添加剤を本発明のシステム油組成物に含有させる場合には、その含有量は組成物全量基準で、腐食防止剤、防錆剤、抗乳化剤ではそれぞれ通常０．００５〜５質量％、金属不活性化剤では通常０．００５〜１質量％、消泡剤では通常０．０００５〜１質量％の範囲から選ばれる。
以下、本発明の内容を実施例及び比較例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに何ら限定されるものではない。
（実施例１〜５、比較例１〜５）
３気筒過給機付２ストローククロスヘッド型機関（３ＵＥＣ３７ＬＡ機関）により燃費試験を実施した。仕様を以下に、結果を表１に示す。
３気筒過給機付２ストローククロスヘッド型機関（３ＵＥＣ３７ＬＡ機関）により燃費試験を実施した。仕様を以下に、結果を表１に示す。
シリンダー内径：３７０ｍｍ
ピストン行程：８８０ｍｍ
出力：１１０５ｋＷ
回転数：１８８ｒｐｍ
燃料：Ａ重油（硫黄分０．０８〜０．０９質量％）
シリンダー油：塩基価４０ｍｇＫＯＨ/ｇ、ＳＡＥ５０
ピストン行程：８８０ｍｍ
出力：１１０５ｋＷ
回転数：１８８ｒｐｍ
燃料：Ａ重油（硫黄分０．０８〜０．０９質量％）
シリンダー油：塩基価４０ｍｇＫＯＨ/ｇ、ＳＡＥ５０
表１中、燃費向上率は、市販システム油（塩基価５．３ｍｇＫＯＨ/ｇ、ＳＡＥ３０）に対する向上率により示している。プラスは市販システム油よりも燃費が向上（低減）したことを示し、マイナスは市販システム油よりも燃費が悪化（増大）したことを示す。なお、燃費に対する摩擦損失の割合は６．５％である。
＊１：基油中の含有割合
＊２：組成物全量基準での含有量（ｉｎｍａｓｓ％）
＊３：組成物全量を１００質量％とし加える質量％として表す（ｏｕｔ ｍａｓｓ％）
＊２：組成物全量基準での含有量（ｉｎｍａｓｓ％）
＊３：組成物全量を１００質量％とし加える質量％として表す（ｏｕｔ ｍａｓｓ％）
基油１：溶剤精製基油、１００℃における動粘度＝４．４２ｍｍ２／ｓ、粘度指数＝１０２
基油２：溶剤精製基油、１００℃における動粘度＝７．１２ｍｍ２／ｓ、粘度指数＝９６
基油３：溶剤精製基油、１００℃における動粘度＝１０．８ｍｍ２／ｓ、粘度指数＝９７
基油４：溶剤精製基油、１００℃における動粘度＝３１．７ｍｍ２／ｓ、粘度指数＝９６
基油５：水素化精製基油、１００℃における動粘度＝６．４０ｍｍ２／ｓ、粘度指数＝１３０
基油６：溶剤精製基油、１００℃における動粘度＝１０．３ｍｍ２／ｓ、粘度指数＝１０６
基油７：ポリαオレフィン、１００℃における動粘度＝１０ｍｍ２／ｓ、粘度指数＝１３７
基油２：溶剤精製基油、１００℃における動粘度＝７．１２ｍｍ２／ｓ、粘度指数＝９６
基油３：溶剤精製基油、１００℃における動粘度＝１０．８ｍｍ２／ｓ、粘度指数＝９７
基油４：溶剤精製基油、１００℃における動粘度＝３１．７ｍｍ２／ｓ、粘度指数＝９６
基油５：水素化精製基油、１００℃における動粘度＝６．４０ｍｍ２／ｓ、粘度指数＝１３０
基油６：溶剤精製基油、１００℃における動粘度＝１０．３ｍｍ２／ｓ、粘度指数＝１０６
基油７：ポリαオレフィン、１００℃における動粘度＝１０ｍｍ２／ｓ、粘度指数＝１３７
金属系清浄剤１：過塩基性カルシウムフェネート、塩基価＝２５５ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｃａ分＝９．２５質量％、金属比＝３．７
金属系清浄剤２：過塩基性カルシウムサリシレート、塩基価＝１７０ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｃａ分＝６．２質量％、金属比＝２．３
ジアルキルジチオリン酸亜鉛：第１級ジアルキルジチオリン酸亜鉛（アルキル＝２−エチルヘキシル）、Ｐ分＝７．４質量％
粘度指数向上剤１：ポリイソプレン星型ポリマー、ＰＳＳＩ＝２、Ｍｗ＝４００，０００
粘度指数向上剤２：オレフィンコポリマー、ＰＳＳＩ＝２４、Ｍｗ＝１００，０００
粘度指数向上剤３：分散型ＰＭＡ、ＰＳＳＩ＝５、Ｍｗ＝１０２，０００
流動点降下剤：ＰＭＡ、ｎ−Ｃ12−Ｃ22
消泡剤：ジメチルポリシロキサン、１００℃における動粘度＝３，０００ｍｍ２／ｓ
高せん断粘度：せん断速度＝１０６ｓ−１
金属系清浄剤２：過塩基性カルシウムサリシレート、塩基価＝１７０ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｃａ分＝６．２質量％、金属比＝２．３
ジアルキルジチオリン酸亜鉛：第１級ジアルキルジチオリン酸亜鉛（アルキル＝２−エチルヘキシル）、Ｐ分＝７．４質量％
粘度指数向上剤１：ポリイソプレン星型ポリマー、ＰＳＳＩ＝２、Ｍｗ＝４００，０００
粘度指数向上剤２：オレフィンコポリマー、ＰＳＳＩ＝２４、Ｍｗ＝１００，０００
粘度指数向上剤３：分散型ＰＭＡ、ＰＳＳＩ＝５、Ｍｗ＝１０２，０００
流動点降下剤：ＰＭＡ、ｎ−Ｃ12−Ｃ22
消泡剤：ジメチルポリシロキサン、１００℃における動粘度＝３，０００ｍｍ２／ｓ
高せん断粘度：せん断速度＝１０６ｓ−１
実施例のシステム油組成物は０．６３〜０．８８％の燃費向上（低減）しており、摩擦を９．７％〜１３．５％低減したこととなる。
一方、市販システム油より粘度が高い比較例１のシステム油組成物は、市販システム油より燃費が悪化した。
５０℃における高せん断粘度が４５ｍＰａ・ｓを超える比較例２及び４のシステム油組成物は著しい燃費向上は認められなかった。
５０℃における動粘度が３５ｍｍ２／ｓ未満である比較例３のシステム油組成物は、油圧が所定の圧力に達せず制御不能のため燃費試験はできなかった。
７０℃における高せん断粘度が１５．０ｍＰａ・ｓ未満である比較例５のシステム油組成物は、過給機の損傷が予想されるため燃費試験を実施しなかった。
Claims (6)
- （Ａ）鉱油および／または合成油を基油とし、５０℃における動粘度が３５ｍｍ２／ｓ以上で、５０℃における高せん断粘度が４５ｍＰａ・ｓ以下、かつ、７０℃における高せん断粘度が１５ｍＰａ・ｓ以上であることを特徴とするクロスヘッド型ディーゼル機関用システム油組成物。
- （Ａ）基油が、１００℃における動粘度が３ｍｍ２／ｓ以上９ｍｍ２／ｓ以下である基油と、１００℃における動粘度が９ｍｍ２／ｓを超え１５ｍｍ２／ｓ以下である基油との混合物であることを特徴とする請求項１に記載のクロスヘッド型ディーゼル機関用システム油組成物。
- （Ａ）基油が１００℃における動粘度が１５ｍｍ２／ｓを超え３０ｍｍ２／ｓ以下である基油と１００℃における動粘度が３ｍｍ２／ｓを超え１２ｍｍ２／ｓ以下である基油の混合物であって、１００℃における動粘度が１５ｍｍ２／ｓを超え３０ｍｍ２／ｓ以下である基油の基油合計量に占める割合が７質量％以上であり、（Ｂ）ＰＳＳＩが３０以下である粘度指数向上剤を含有することを特徴とする請求項１に記載のクロスヘッド型ディーゼル機関用システム油組成物。
- （Ｂ）粘度指数向上剤が、オレフィン重合体、分子内にビニル芳香族炭化水素構造を有する星型重合体およびメチルメタクリレート重合体の少なくとも１種であることを特徴とする請求項３に記載のクロスヘッド型ディーゼル機関用システム油組成物。
- 更に、（Ｃ）金属系清浄剤および（Ｄ）リン系化合物を含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のクロスヘッド型ディーゼル機関用システム油組成物。
- 請求項１〜５のいずれか一項に記載のクロスヘッド型ディーゼル機関用システム油組成物を使用して、クロスヘッド型ディーゼル機関の効率を向上させる方法。
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