JPWO2016114401A1 - 潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち、本発明の課題は、ピストンリング及びライナーを備えた摺動機構を有する内燃機関において、上記摺動機構の摩擦低減に好適な潤滑油組成物を提供することにある。
すなわち、本発明は、以下の通りである。
(式中、R1は、水素原子又はメチル基であり、Xは、水素原子、炭素数1〜60の炭化水素基、又は官能基を含む炭素数1〜60の炭化水素基である。)
[2]ピストンリング及びライナーを備えた摺動機構を有し、該摺動機構の摺動部に、[1]に記載の潤滑油組成物が存在する内燃機関。
[3]内燃機関における、ピストンリング及びライナーを備えた摺動機構の潤滑方法であって、該ピストンリング及びライナーを、上記[1]に記載の潤滑油組成物を用いて潤滑する内燃機関の潤滑方法。
[潤滑油組成物]
本実施形態の潤滑油組成物は、基油、(A)ポリ(メタ)アクリレート、及び(B)有機モリブデン化合物を含む、ピストンリング及びライナーを備えた摺動機構を有する内燃機関に用いられる潤滑油組成物であって、該(A)ポリ(メタ)アクリレートは、下記式(1)で表される(メタ)アクリレートから誘導される繰り返し単位を含み、かつ、質量平均分子量が1,000〜500,000であるポリマー(A1)を含み、前記組成物全量における該(B)有機モリブデン化合物の含有量が、モリブデン原子換算で0.01〜0.20質量%である、潤滑油組成物である。
(式中、R1は、水素原子又はメチル基であり、Xは、水素原子、炭素数1〜60の炭化水素基、又は官能基を含む炭素数1〜60の炭化水素基である。)
本実施形態の潤滑油組成物に用いられる基油としては特に制限はなく、鉱油及び/又は合成油からなる基油がいずれも使用できる。基油の100℃における動粘度が10mm2/s以下であることが好ましく、7mm2/s以下であることがより好ましい。100℃における動粘度が10mm2/s以下であれば、流体潤滑領域での摩擦係数が高くなることなく、省燃費性を達成できる。一方、100℃における動粘度は、1.5mm2/s以上であることが好ましく、2.5mm2/s以上であることがより好ましい。100℃における動粘度が1.5mm2/s以上であれば、内燃機関の動弁系、ピストン、リングや軸受等の摺動部において必要な耐摩耗性等の潤滑性を確保することができる。
これらの鉱油系基油は、粘度指数が90以上であることが好ましく、100以上であることがより好ましく、120以上であることがさらに好ましい。粘度指数が上記値以上であれば、組成物の低温粘度を低くすることにより省燃費を図り、かつ高温粘度を高くすることができるため、高温での潤滑性が確保できる。なお、粘度指数は、JIS K 2283に準拠して測定することができる。
一方、合成油基油としては、例えばポリブテン又はその水素化物、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−2−エチルヘキシルアジペート、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、ペンタエリスリトール−2−エチルヘキサノエート等のポリオールエステル、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン等の芳香族系合成油、ポリアルキレングリコール、又はこれらの混合物が例示できる。
本実施形態では、基油として、鉱油系基油、合成油基油又はこれらの中から選ばれる2種以上の任意混合物等がいずれも使用できる。
本実施形態の潤滑油組成物中における、基油の含有量は、60質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、75質量%以上であることがさらに好ましく、また、98質量%以下であることが好ましく、95質量%以下であることがより好ましく、90質量%以下であることがさらに好ましい。
本実施形態の潤滑油組成物は、特にピストンリング及びライナーを備えた摺動機構において優れた摩擦低減効果を付与すべく、下記式(1)で表される(メタ)アクリレートから誘導される繰り返し単位を含み、質量平均分子量が1,000以上500,000以下であるポリマー(A1)を含む(A)ポリ(メタ)アクリレートを含有する。
(式中、R1は、水素原子又はメチル基であり、Xは、水素原子、炭素数1〜60の炭化水素基、又は官能基を含む炭素数1〜60の炭化水素基である。)
尚、本明細書中においてポリ(メタ)アクリレートとは、ポリアクリレート及び/又はポリメタクリレートを示す。
(A)ポリ(メタ)アクリレートは一種で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
(式中、R11〜R14は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜30の直鎖状炭化水素基、炭素数1〜30の分岐状炭化水素基、ヘテロ原子を含む炭素数1〜30の直鎖状炭化水素基、又はヘテロ原子を含む炭素数1〜30の分岐状炭化水素基である。
n1〜n4は、それぞれ独立に、1〜30の整数である。
Yは、アリール基、ヘテロ環基、エステル基、アミド基又はカーバメート基である。)
(A)ポリ(メタ)アクリレートが、式(1)中のXが、上記式(i)、(ii)、(iii)及び(iv)のいずれかで表される基である官能基含有(メタ)アクリレート(a)に由来の単位を有するポリマー(A11)を含むことが好ましい。当該(A11)においては、上記式(1)におけるXが、上記式(iii)で表される基を有することがより好ましく、上記式(iii)で表され、かつR14が水素原子である基を有することがさらに好ましく、上記式(iii)で表され、R14が水素原子であり、かつn3が1〜5である基を有することが特に好ましい。当該ポリマー(A11)は、(A)ポリ(メタ)アクリレート中、好ましくは70〜100質量%、より好ましくは80〜100質量%、さらに好ましくは90〜100質量%含まれる。
当該共重合体(A12)は、(A)ポリ(メタ)アクリレート中、好ましくは70〜100質量%、より好ましくは80〜100質量%、さらに好ましくは90〜100質量%含まれる。
上記(A)ポリ(メタ)アクリレートが、上記ポリマー(A11)及び共重合体(A12)の双方を含む場合には、重合体(A11)と共重合体(A12)の合計含有量が、(A)ポリ(メタ)アクリレート中、好ましくは70〜100質量%、より好ましくは80〜100質量%、さらに好ましくは90〜100質量%となるように調製する。
なお、上記ポリマー(A11)及び共重合体(A12)以外のポリマー(A1)としては、一般的に粘度指数向上剤や流動点降下剤として使用される、Xが炭素数1〜60の炭化水素アルキル基であるメタ(アクリレート)単位のみから構成される重合体(ポリ(メタ)アクリレート)が挙げられる。
<GPC測定装置>
カラム :Shodex LF−404
検出器 :液体クロマトグラム用RI検出器 WATERS 150C
<測定条件>
溶媒 :クロロホルム
測定温度 :40℃
流速 :0.3ml/分
試料濃度 :0.2mg/ml
注入量 :5μl
本実施形態の潤滑油組成物は、特にピストンリング及びライナーを備えた摺動機構において優れた摩擦低減効果を付与すべく、(B)有機モリブデン化合物を含有する。
上記(B)有機モリブデン化合物としては、例えば、モリブデン・アミン錯体、モリブデンジチオカーバメート、三核モリブデン−硫黄化合物、モリブデンジチオフォスフェート等が挙げられ、モリブデンジチオカーバメートが好ましく用いられる。
上記モリブデンジチオカーバメートとしては、例えば、下記式(2)で示されるものが挙げられる。
また、上記式(2)においては、X1〜X4は各々硫黄原子または酸素原子であり、X1〜X4の全てが硫黄原子あるいは酸素原子であってもよい。ここで、硫黄原子と酸素原子の比が、硫黄原子/酸素原子=1/3〜3/1、更には1.5/2.5〜3/1であることが耐腐食性の面や、基油に対する溶解性を向上させる上で好ましい。
(B)成分としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記(B)有機モリブデン化合物の含有量は、JPI−5S−38−92に準拠して測定する。
本実施形態の潤滑油組成物は、さらに(C)有機リン化合物を含有することが好ましい。
(C)有機リン化合物としては、ジアルキルジチオリン酸金属(Zn、Pb、Sb、Moなど)塩が好ましく、ジアルキルジチオリン酸亜鉛又はジアルキルジオキソリン酸亜鉛がより好ましく、特にジアルキルジチオリン酸亜鉛が好ましく、とりわけ下記式(3)で表されるものが好ましい。
(式中、R6〜R9は、それぞれ独立に、炭素数6〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、及び炭素数6〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルケニル基から選ばれる何れか一種を示す。)
上記式(3)において、R6〜R9は、たがいに同じであってもよいし、異なっていてもよいが、製造上の容易さの観点から、同一であるものが好ましい。
これらの中ではラウリル基等のドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、ステアリル基等のオクタデシル基、イコシル基、オレイル基等のオクタデセニル基が好ましいが、ラウリル基が最も好ましい。
上記ジアルキルジチオリン酸亜鉛は、一種又は二種以上のものを用いることができる。
本実施形態の潤滑油組成物は、金属系清浄剤を含有することが好ましい。金属系清浄剤としては、例えば、アルカリ金属(ナトリウム(Na)、カリウム(K)等)又はアルカリ土類金属(カルシウム(Ca)、マグネシウム(Mg)、バリウム(Ba)等)のスルホネート、フェネート、サリシレート、ナフテネート等が挙げられる。本実施形態においては、金属系清浄剤として、アルカリ土類金属、とりわけカルシウム(Ca)系、及びマグネシウム(Mg)系から選ばれるいずれか一種以上の金属系清浄剤が好ましく、これらのスルホネート、フェネート、サリシレートが特に好ましく用いられる。これらは単独で又は複数種を組合せて使用できる。
なお、ここでいう全塩基価とは、JIS K 2501「石油製品及び潤滑油−中和価試験方法」の7.に準拠して測定される電位差滴定法(塩基価・過塩素酸法)による全塩基価を意味する。
本実施形態の潤滑油組成物は、ポリブテニルコハク酸イミドおよび/またはポリブテニルコハク酸イミドホウ素化物を、無灰分散剤として含有することが好ましい。
上記のポリブテニルコハク酸イミドは、数平均分子量が900以上3,500以下のポリブテニル基を有し、通常、ポリブテンと無水マレイン酸との反応で得られるポリブテニルコハク酸無水物、又はそれを水添して得られるアルキルコハク酸無水物を、ポリアミンと反応させることによって得られる。
ポリアミンとしては、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ブチレンジアミン、ペンチレンジアミン等の単一ジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ジ(メチルエチレン)トリアミン、ジブチレントリアミン、トリブチレンテトラミン、ペンタペンチレンヘキサミン等のポリアルキレンポリアミン、アミノエチルピペラジン等のピペラジン誘導体を挙げることができる。
ポリブテニルコハク酸イミドおよび/またはポリブテニルコハク酸イミドホウ素化物の含有量は、潤滑油組成物全量基準で、好ましくは0.5質量%以上15質量%以下、より好ましくは1質量%以上10質量%以下である。上記範囲にあると、油中にカーボンスーツが増加した状況においても、良好な耐摩耗性を発現しやすく、また、他の添加剤による耐摩耗性向上効果を減少させることもない。前記ポリブテニルコハク酸イミドおよび/またはポリブテニルコハク酸イミドホウ素化物の合計含有量は、該コハク酸イミド化合物由来の窒素含有量として潤滑油組成物全量基準で、0.02質量%以上0.40質量%以下であることが好ましく、0.04質量%以上0.40質量%以下であることがより好ましく、0.04質量%以上0.15質量%以下であることがよりさらに好ましい。さらに、前記コハク酸イミド化合物がそのホウ素化物を含む場合には、該ホウ素化物由来のホウ素含有量が、組成物全量基準で0.005質量%以上0.3質量%以下であることが好ましく、0.01質量%以上0.3質量%以下であることがさらに好ましく、0.01質量%以上0.08質量%以下が特に好ましい。ホウ素含有量がこの範囲にあると、良好な清浄性、分散性を得ることができる。
本実施形態の潤滑油組成物には、上述の各種添加剤に加えて、さらに耐摩耗剤や極圧剤、酸化防止剤、摩擦調整剤、流動点降下剤、防錆剤、不活性化剤、消泡剤等を配合することができる。また、前述の(A)ポリ(メタ)アクリレート、(B)有機モリブデン化合物、及び(C)有機リン化合物以外の粘度指数向上剤、摩擦低減剤等を含有していてもよい。
例えば、ジチオカルバミン酸金属(Zn、Pb、Sb、Moなど)塩、ナフテン酸金属(Pbなど)塩、脂肪酸金属(Pbなど)塩、ホウ素化合物、リン酸エステル、亜リン酸エステル、アルキルハイドロゲンホスファイト、リン酸エステルアミン塩、リン酸エステル金属塩(Znなど)、ジスルフィド、硫化油脂、硫化オレフィン、ジアルキルポリスルフィド、ジアリールアルキルポリスルフィド、ジアリールポリスルフィドなどが挙げられる。これらの耐摩耗剤、及び極圧剤は、単独で又は複数種を任意に組合せて使用することができるが、通常その含有量は、潤滑油組成物全量基準で0.1質量%以上5質量%以下の範囲である。
流動点降下剤としては、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化パラフィンとナフタレンとの縮合物、塩素化パラフィンとフェノールとの縮合物、ポリメタクリレート、ポリアルキルスチレン等が挙げられる。これらの含有量は、通常、潤滑油組成物全量基準で0.01質量%以上5質量%以下の範囲である。
金属不活性化剤としては、ベンゾトリアゾール、トリアゾール誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体等が挙げられ、通常その含有量は、潤滑油組成物全量基準で0.01質量%以上3質量%以下の範囲である。
消泡剤としては、例えば、ジメチルポリシロキサン、ポリアクリレート等が挙げられる。
本実施形態の潤滑油組成物は、前述の基油、前述の必須成分、及び必要に応じて前述の各種添加剤を含有する。
本実施形態の潤滑油組成物においては、リンの含有量が潤滑油組成物全量基準で0.18質量%以下であることが好ましい。通常、上記組成物中のリンの含有量はある程度多いほうが耐摩耗性等の観点からは望ましいことがある一方で、リン含有化合物は、環境負荷低減の観点から、その低減が望まれる。本実施形態においては、0.18質量%以下の低いリン含有量であっても、優れた摩擦低減効果を奏することができる。この観点から、リン含有量は、潤滑油組成物全量基準で、0.15質量%以下であることがより好ましく、0.12質量%以下であることがさらに好ましい。また、リン含有量は、潤滑油組成物全量基準で、0.04質量%超であることが好ましく、0.05質量%以上がさらに好ましく、0.06質量%以上であることが特に好ましい。
リンの含有量は、前述のリン含有添加剤の添加量により調整すればよい。例えば、代表的なリン系耐摩耗剤としては、リン酸エステル系、チオリン酸エステル系のもの、特に、ジチオリン酸亜鉛(ZnDTP)が挙げられる。これらの添加剤の使用あるいは添加量を適宜調整することができる。
近年、ガソリンエンジンでは小型軽量化のために直噴過給化が進んでいるが、本発明者は、直噴エンジン、とりわけ直噴過給エンジンにおいてはエンジン油中にカーボンスーツが増加し、モリブデン系化合物による耐摩耗性向上効果が減少することを見出した。
これに対し、本実施形態の潤滑油組成物は、油中にカーボンスーツが増加した状況においても、良好な耐摩耗性を発現するため、上述の用途に適するものである。
これは、上述の直噴エンジン等と同様に、EGRを備えたディーゼルエンジンにおいても、やはりエンジン油中にカーボンスーツが増加しやすい傾向にある。本実施形態の潤滑油組成物は、油中にカーボンスーツが増加した状況においても、良好な耐摩耗性を発現するため、本用途にも適するものである。
本実施形態において、潤滑油組成物の摩擦エネルギーは、図1に示す浮動ライナー試験機を用いて測定することができる。以下に、図1に示す浮動ライナー試験機について説明する。
この浮動ライナー試験機1は、ピストン運動路2a及びクランクシャフト収容部2bを有するブロック2、ピストン運動路2aの内壁に沿って配置されたライナー12、ライナー12内に収容されたピストン4、ピストン4に外嵌されたピストンリング6及び8、クランクシャフト収容部2b内に収容されたクランクシャフト10、クランクシャフト10とピストン4とを連結するコンロッド9、並びに、ライナー12とピストン運動路2aとによって挟まれており、ピストン4のピストン往復運動によってピストンリング6とライナー12との間に加わる摩擦力を測定する荷重測定センサ14を有する。
このクランクシャフト10は、図示しないモータによって回転駆動され、コンロッド9を介してピストン4を往復運動させる。
この荷重測定センサ14は、固定ねじ18を介してライナー12に固定されている。この浮動ライナー試験機1は、図1に示すように、ライナー12の温度を測定するための温度計16を備えていてもよい。
この浮動ライナー試験機1において、ピストン4の運動によりピストンリング6とライナー12との間に加わる摩擦力が、荷重測定センサ14によって測定される。
このように構成された浮動ライナー試験機1において、潤滑油組成物20は、クランクシャフト収容部2b内に、クランクシャフト10の中心軸の中心よりも上位かつ中心軸の最上端よりも下位の液位になるまで充填される。このクランクシャフト収容部2b内の潤滑油組成物20は、回転するクランクシャフト10によるはねかけ式で、ライナー12とピストンリング6との間に供給される。
<浮動ライナー試験機1の仕様>
試験装置:電動モータ駆動の浮動ライナー試験機 、
排気量:315cm3(単気筒)、
リング材質:鋼材(表面処理CrNコーティング)、
ライナー材質:FC250鋳鉄
<浮動ライナー試験機1の測定条件>
ライナー温度:90℃、
回転数:900rpm、
測定項目:ライナー部にかかる摩擦力(単位:N)
評価項目:摩擦力から算出される1回転当たりの摩擦エネルギー(単位:J/回転)
本実施形態の潤滑油組成物は、前述した基油に、前述した(A)ポリ(メタ)アクリレート、及び前述した(B)有機モリブデン化合物を配合することにより製造することができる。
なお、これらの必須成分の詳細は、前述したとおりである。また、当該必須成分とともに、前述した任意成分を配合してもよい。
本実施形態の潤滑油組成物は、上記作用効果を有することから、ピストンリング及びライナーを備えた摺動機構、特に、内燃機関におけるピストンリング及びライナーを備えた摺動機構の潤滑に適するものである。
本実施形態の潤滑油組成物を適用するピストンリング及びライナーの材質については特に制限はなく、通常、アルミニウム合金のほかに、鋳鉄合金がライナーの材料として採用される。また、ピストンリングの材料としては、Si−Cr鋼や11〜17質量%Crのマルテンサイト系ステンレス鋼が用いられている。ピストンリングは、このような素材に、さらにクロムめっき処理、窒化クロム処理又は窒化処理及びこれらの組合せに係る下地処理をされることが望ましく、本実施形態においては、優れた摩擦低減効果、密着性、及び耐久性の観点から、窒化クロム処理されたピストンリングを用いたピストンリング及びライナーを備えた摺動機構に本実施形態の潤滑油組成物を用いることで、本実施形態の効果をさらに増大させることができ、好ましい。
本実施形態は、さらなる省燃費性の向上の観点から、自動車の内燃機関におけるピストンリング及びライナーを備えた摺動機構に好ましく適用される。
本実施形態は、ピストンリング及びライナーを備えた摺動機構を有し、該摺動機構の摺動部に、上記本実施形態の潤滑油組成物が存在する内燃機関をも提供する。当該内燃機関は、筒内燃料噴射手段を備えることが好ましく、さらに過給機を備えることが好ましい。当該内燃機関は、筒内燃料噴射手段と過給機とを備えることが、より好ましい。
本実施形態の潤滑油組成物及びピストンリング及びライナーを備えた摺動機構については、前述の通りである。例えば、上記ピストンリングは、窒化クロム処理された摺動面を有することが好ましい。
本実施形態は、また、上記本実施形態の潤滑油組成物を用いて、ピストンリング及びライナーを備えた摺動機構を有する内燃機関を潤滑する、潤滑方法に関するものである。
本実施形態においては、本実施形態の潤滑油組成物を、ピストンリングとライナー間の摺動部分に潤滑油として使用することにより、流体潤滑、混合潤滑のいずれにおいても、その摩擦を大きく低減させ、省燃費性の向上に資することができる。
[評価項目・評価方法]
潤滑油の各性状は以下の方法で測定した。
(1)動粘度(40℃、100℃):JIS K 2283に準拠した。
(2)粘度指数:JIS K 2283に準拠した。
(3)モリブデン含有量:JPI−5S−38−92に準拠した。
(4)硫酸灰分:JIS K 2272に準拠して測定した。
(5)リン含有量:JPI−5S−38−92に準拠した。
(6)摩擦エネルギー:各潤滑油組成物について、図1に示す浮動ライナー試験機により、下記条件で得られたピストンリングとライナーとの間の摩擦力から1回転当たりの摩擦エネルギー(単位:J/回転)を算出した。
・試験装置: 電動モータ駆動の浮動ライナー試験機(図1)
排気量:315cm3(単気筒)、リング材質:鋼材(表面処理CrNコーティング)、ライナー材質:FC250鋳鉄
・試験条件:ライナー温度;90℃、回転数;900rpm
・測定項目:ライナー部にかかる摩擦力(単位:N)
・評価項目:摩擦力から算出される1回転当たりの摩擦エネルギー(単位:J/回転)
(7)シェル4球試験(カーボンブラックなし):実施例1〜9及び比較例1〜6で調製した潤滑油組成物を用い、ASTM D2783に準拠して、四球試験機により荷重294N、回転数1,200rpm、油温80℃、試験時間30分の条件で行った。1/2インチ球3個の摩耗痕径を平均して平均摩耗痕径を算出した。
(8)シェル4球試験(カーボンブラックあり):実施例1〜9及び比較例1〜6で調製した潤滑油組成物97.0質量部に対し、3.0質量部のカーボンブラック(商品名:MA100、三菱化学株式会社製)を添加し、カーボンブラック含有潤滑油組成物を調製した。これを用いて、ASTM D2783に準拠して、四球試験機により荷重294N、回転数1,200rpm、油温80℃、試験時間30分の条件で行った。1/2インチ球3個の摩耗痕径を平均して平均摩耗痕径を算出した。
表1に示すとおり、同表に示す基油に各種添加剤を配合して潤滑油組成物を調製した後、得られた潤滑油組成物の各々について、動粘度(40℃、100℃)、粘度指数等の各性状を測定し、及び浮動ライナー試験による摩擦エネルギーを評価した。その結果を表1に示す。
(1)水素化精製基油:100N、40℃動粘度;19.6mm2/s、100℃動粘度;4.2mm2/s、粘度指数;122、芳香族分(%CA);0.0、硫黄含有量;10質量ppm未満
(2)有機モリブデン化合物:硫化オキシモリブデンジチオカーバメート:商品名「SAKURA−LUBE 515」(ADEKA Corporation製)、モリブデン含有量10.0質量%、窒素含有量;1.6質量%、硫黄含有量11.5質量%
(3)ポリ(メタ)アクリレート1((a)2−ヒドロキシエチルアクリレートと(b)ドデシルアクリレートとの共重合体、共重合比(モル比)=(a)40:(b)60、質量平均分子量:70,000)
(4)ポリ(メタ)アクリレート2((a)2−ヒドロキシエチルアクリレートと(b)ドデシルアクリレートとの共重合体、共重合比(モル比)=(a)40:(b)60、質量平均分子量:30,000)
(5)アミド系摩擦低減剤:オレイルジエタノールアミド
(6)エステル系摩擦低減剤:グリセリンモノオレート
(7)エーテル系摩擦低減剤:ポリグリセリンモノオレイルエーテル
(8)粘度指数向上剤:オレフィンコポリマー(質量平均分子量500,000)
(9)ジアルキルジチオリン酸亜鉛A:Zn含有量;8.9質量%、リン含有量;7.4質量%、第1級アルキル型ジアルキルジチオリン酸亜鉛
(10)ジアルキルジチオリン酸亜鉛B:Zn含有量;9.0質量%、リン含有量;8.2質量%、第2級アルキル型ジアルキルジチオリン酸亜鉛
(11)酸化防止剤A:アミン系酸化防止剤
(12)酸化防止剤B:フェノール系酸化防止剤
(14)金属系清浄剤B:過塩基性カルシウムサリシレート[塩基価(JIS K 2501:過塩素酸法);225mgKOH/g、カルシウム含有量;7.8質量%]
(15)ポリブテニルコハク酸ビスイミド:ポリブテニル基の数平均分子量;2000、塩基価(過塩素酸法);11.9mgKOH/g、窒素含有量;0.99質量%
(16)ポリブテニルコハク酸モノイミドホウ素化物:ポリブテニル基の数平均分子量;1000、塩基価(過塩素酸法);25mgKOH/g、窒素含有量;1.23質量%、ホウ素含有量;1.3質量%
(17)その他の添加剤:流動点降下剤、防錆剤、消泡剤など
一方、有機モリブデン化合物を含有していない比較例1および3で得られた潤滑油組成物は、ライナー温度90℃での摩擦エネルギーが高く、かつ、シェル4球試験において耐摩耗性が悪化したことが確認された。また、ポリ(メタ)アクリレートを含有していない比較例2〜6の潤滑油組成物においても、ライナー温度90℃での摩擦エネルギーが高く、かつ、シェル4球試験において耐摩耗性が悪化したことが確認され、これはポリ(メタ)アクリレート以外の摩擦低減剤を配合した比較例4〜6の潤滑油組成物においても同様であった。
また、実施例1〜9の潤滑油組成物は、カーボンブラックを添加し、スーツが混入した状況を再現したシェル4球試験においても、比較例1〜6の潤滑油組成物に比べて優れた耐摩耗性を発現することが確認された。
2:ブロック
2a:ピストン運動路
2b:クランクシャフト収容部
4:ピストン
6、8:ピストンリング
9:コンロッド
10:クランクシャフト
12:ライナー
14:荷重測定センサ
16:温度計
18:固定ねじ
20:潤滑油組成物
Claims (20)
- 基油、
(A)ポリ(メタ)アクリレート及び
(B)有機モリブデン化合物を含む、
ピストンリング及びライナーを備えた摺動機構を有する内燃機関に用いられる潤滑油組成物であって、
該(A)ポリ(メタ)アクリレートは、下記式(1)で表される(メタ)アクリレートから誘導される繰り返し単位を含み、かつ、質量平均分子量が1,000〜500,000であるポリマー(A1)を含み、
前記組成物全量における該(B)有機モリブデン化合物の含有量が、モリブデン原子換算で0.01〜0.20質量%である、潤滑油組成物。
(式中、R1は、水素原子又はメチル基であり、Xは、水素原子、炭素数1〜60の炭化水素基、又は官能基を含む炭素数1〜60の炭化水素基である。) - 前記(A)ポリ(メタ)アクリレートの含有量が、組成物全量基準で0.01〜10質量%である、請求項1に記載の潤滑油組成物。
- 前記(B)有機モリブデン化合物が、モリブデン・アミン錯体、モリブデンジチオカーバメート、三核モリブデン−硫黄化合物、モリブデンジチオフォスフェートである、請求項1又は2に記載の潤滑油組成物。
- 前記(A)ポリ(メタ)アクリレートの含有量と、前記(B)有機モリブデン化合物の含有量との比率が、[(A)ポリ(メタ)アクリレートの含有量/(B)有機モリブデン化合物の含有量(モリブデン原子換算)]で、1.0〜50である請求項1〜3のいずれかに記載の潤滑油組成物。
- さらに、(C)有機リン化合物を含有する請求項1〜4のいずれかに記載の潤滑油組成物。
- 前記(C)有機リン化合物が、ジアルキルジチオリン酸亜鉛又はジアルキルジオキソリン酸亜鉛である請求項5に記載の潤滑油組成物。
- 硫酸灰分が、組成物全量に基づき1.5質量%以下である請求項1〜6のいずれかに記載の潤滑油組成物。
- 前記基油の粘度指数が120以上である、請求項1〜7のいずれかに記載の潤滑油組成物。
- リン含有量が、組成物全量に基づき0.18質量%以下である、請求項1〜8のいずれかに記載の潤滑油組成物。
- ポリブテニルコハク酸イミド及び/又はポリブテニルコハク酸イミドホウ素化物を含有する、請求項1〜9のいずれかに記載の潤滑油組成物。
- 前記式(1)におけるXが、炭素数1〜30の炭化水素基、又は下記式(i)、(ii)、(iii)及び(iv)のいずれかで表される基である、請求項1〜10のいずれかに記載の潤滑油組成物。
(式中、R11〜R14は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜30の直鎖状炭化水素基、炭素数1〜30の分岐状炭化水素基、ヘテロ原子を含む炭素数1〜30の直鎖状炭化水素基、又はヘテロ原子を含む炭素数1〜30の分岐状炭化水素基である。
n1〜n4は、それぞれ独立に、1〜30の整数である。
Yは、アリール基、ヘテロ環基、エステル基、アミド基又はカーバメート基である。) - 前記(A)ポリ(メタ)アクリレートが、前記式(1)におけるXが前記式(i)、(ii)、(iii)又は(iv)で表される官能基含有(メタ)アクリレートに由来の単位と、前記式(1)におけるXが炭素数1〜30の炭化水素基であるヒドロカルビル(メタ)アクリレートに由来の単位とを有する共重合体(A12)を含む、請求項11に記載の潤滑油組成物。
- 前記(A)ポリ(メタ)アクリレートにおける、前記官能基含有(メタ)アクリレートと前記ヒドロカルビル(メタ)アクリレートとの共重合比が、モル比で10:90〜90:10である請求項12に記載の潤滑油組成物。
- 筒内燃料噴射手段を備えた直噴エンジンに用いられる、請求項1〜13のいずれかに記載の潤滑油組成物。
- ピストンリング及びライナーを備えた摺動機構を有し、該摺動機構の摺動部に、請求項1〜14のいずれかに記載の潤滑油組成物が存在する内燃機関。
- 前記ピストンリングは、窒化クロム処理された摺動面を有する、請求項15に記載の内燃機関。
- さらに、過給機を有する請求項15又は16に記載の内燃機関。
- さらに、筒内燃料噴射手段を有する請求項15〜17のいずれかに記載の内燃機関。
- 内燃機関における、ピストンリング及びライナーを備えた摺動機構の潤滑方法であって、該ピストンリング及びライナーを、請求項1〜13のいずれかに記載の潤滑油組成物を用いて潤滑する内燃機関の潤滑方法。
- 前記ピストンリングは、窒化クロム処理された摺動面を有する、請求項19に記載の内燃機関の潤滑方法。
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