KR20170063575A - 윤활유 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 기유와 함께, 빗살모양 폴리머를 함유하고, SSI(전단 안정성 지수)가 30 이하인 점도 지수 향상제(A)를 포함하며, 150℃에 있어서의 HTHS 점도(고온 고전단 점도)(T150)가 1.6∼2.9mPa·s이고, 또한 40℃에 있어서의 동점도(V40)[mm2/s]와 150℃에 있어서의 HTHS 점도(T150)[mPa·s]의 비(V40/T150)가 12.4 이하인 윤활유 조성물을 제공한다. 본 발명의 윤활유 조성물은, 엔진의 고속 운전 시를 상정한 고온 영역하에서의 점도 등의 각종 성상을 양호하게 하면서도, 엔진 시동 시를 상정한 저온 영역하에서의 연비 절약 성능이 우수하다.

Description

윤활유 조성물{LUBRICATING OIL COMPOSITION}
본 발명은, 윤활유 조성물에 관한 것이다.
근년, 석유 자원의 유효 활용, 및 CO2의 배출 삭감을 목적으로 하여, 자동차등의 차량의 연비 절약화는 강하게 요구되고 있다. 그 때문에, 자동차 등의 차량의 엔진에 이용되는 윤활유 조성물에 대해서도, 연비 절약화의 요망이 강해지고 있다.
예를 들어, 특허문헌 1에는, 윤활유 기유에, 무회 분산제, 및 PSSI(영구 전단 안정성 지수)가 소정 범위인 폴리메타크릴레이트계의 점도 지수 향상제 등을 포함시켜, 점도 지수와 100℃에 있어서의 HTHS 점도(고온 고전단 점도)의 비를 소정 범위로 조정한 내연 기관용 윤활유 조성물이 개시되어 있다.
특허문헌 1에는, 당해 내연 기관용 윤활유 조성물이, 종래의 것에 비해, 유온이 80℃인 조건에 있어서 토크 저감률이 높아, 고온 영역하에서의 연비 절약성이 양호하다는 취지가 나타나 있다.
일본 특허공개 2007-217494호 공보
종래, 엔진유의 연비 절약성으로서는, 주로 엔진의 난기 운전이 종료된 후를 상정한 80∼100℃ 정도의 온도 영역하에서의 연비 성능을 대상으로 하는 것이 일반적이었다. 그렇지만, 근년, 엔진 시동 시를 상정한 25∼60℃ 정도의 저온 영역하에서의 연비 절약성도 요구되고 있다.
특허문헌 1에 있어서는, 엔진의 난기 운전 종료 후를 상정한 80℃에서의 연비 절약성에 대한 검토는 있지만, 엔진 시동 시를 상정한 저온 영역하에서의 연비 절약성의 검토가 이루어지지 않았다. 또한, 본 발명자들의 검토에 의해, 특허문헌 1에 기재된 내연 기관용 윤활유 조성물은, 엔진 시동 시를 상정한 저온 영역하에 있어서 연비 절약성이 뒤떨어진다는 문제가 있다는 것이 판명되었다.
본 발명은, 엔진의 고속 운전 시를 상정한 고온 영역하에서의 점도 등의 각종 성상을 양호하게 하면서도, 엔진 시동 시를 상정한 저온 영역하에서의 연비 절약 성능이 우수한 윤활유 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 기유와 함께, 빗살모양 폴리머를 함유하고, SSI(전단 안정성 지수)를 소정 범위로 조정한 점도 지수 향상제를 포함하며, 150℃에 있어서의 HTHS 점도 및 40℃에 있어서의 동점도를 소정 범위로 조정한 윤활유 조성물이, 상기 과제를 해결할 수 있다는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.
즉 본 발명은, 하기 [1]∼[3]을 제공한다.
[1] 상기 기유와 함께, 빗살모양 폴리머를 함유하고, SSI(전단 안정성 지수)가 30 이하인 점도 지수 향상제(A)를 포함하며,
150℃에 있어서의 HTHS 점도(고온 고전단 점도)(T150)가 1.6∼2.9mPa·s이고, 또한 40℃에 있어서의 동점도(V40)[mm2/s]와 150℃에 있어서의 HTHS 점도(T150)[mPa·s]의 비(V40/T150)가 12.4 이하인, 윤활유 조성물.
[2] 상기 [1]에 기재된 윤활유 조성물을 10∼60℃의 저온 영역하에서 사용하는, 윤활유 조성물의 사용 방법.
[3] 기유에, 빗살모양 폴리머를 함유하고, SSI(전단 안정성 지수)가 30 이하인 점도 지수 향상제(A)를 배합하여,
150℃에 있어서의 HTHS 점도(고온 고전단 점도)(T150)가 1.6∼2.9mPa·s이고, 또한 40℃에 있어서의 동점도(V40)[mm2/s]와 150℃에 있어서의 HTHS 점도(T150)[mPa·s]의 비(V40/T150)가 12.4 이하가 되는 윤활유 조성물을 조제하는 공정(I)을 갖는, 윤활유 조성물의 제조 방법.
본 발명의 윤활유 조성물은, 엔진의 고속 운전 시를 상정한 고온 영역하에서의 점도 등의 각종 성상을 양호하게 하면서도, 엔진 시동 시를 상정한 저온 영역하에서의 연비 절약 성능이 우수하다.
본 명세서에 있어서, 「40℃ 또는 100℃에 있어서의 동점도」 및 「점도 지수」는, JIS K 2283에 준거하여 측정된 값을 의미한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 「150℃ 또는 100℃에 있어서의 HTHS 점도」는, ASTM D 4741에 준거하여 측정된, 150℃ 또는 100℃에 있어서의 고온 고전단 점도의 값이며, 구체적으로는, 실시예에 기재된 측정 방법에 의해 얻어지는 값을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 중량 평균 분자량(Mw) 및 수 평균 분자량(Mn)은, 겔 퍼미에이션 크로마토그래피(GPC)법으로 측정되는 표준 폴리스타이렌 환산의 값이며, 구체적으로는, 실시예에 기재된 측정 장치 및 측정 조건에서 측정된 값을 의미한다.
한편, 본 명세서에 있어서, 「엔진의 고속 운전 시를 상정한 고온 영역하」란, 통상 80∼180℃(바람직하게는 80∼150℃)의 온도 범위의 환경하를 가리킨다.
한편, 「엔진 시동 시를 상정한 저온 영역하」란, 통상 10∼60℃(바람직하게는 20∼60℃)의 온도 범위의 환경하를 가리킨다.
또한, 본 명세서에 있어서, 예를 들어, 「(메트)아크릴레이트」란, 「아크릴레이트」 및 「메타크릴레이트」의 쌍방을 나타내는 말로서 이용하고 있고, 다른 유사 용어나 마찬가지의 표기에 대해서도, 동일하다.
본 명세서에 있어서, 「알칼리 금속 원자」로서는, 리튬 원자(Li), 나트륨 원자(Na), 칼륨 원자(K), 루비듐 원자(Rb), 세슘 원자(Cs), 및 프란슘 원자(Fr)를 가리킨다.
또한, 「알칼리 토류 금속 원자」로서는, 베릴륨 원자(Be), 마그네슘 원자(Mg), 칼슘 원자(Ca), 스트론튬 원자(Sr), 및 바륨 원자(Ba)를 가리킨다.
〔윤활유 조성물〕
본 발명의 윤활유 조성물은, 기유와 함께, 빗살모양 폴리머를 함유하고, SSI(전단 안정성 지수)가 30 이하인 점도 지수 향상제(A)를 포함하며, 150℃에 있어서의 HTHS 점도(고온 고전단 점도)(T150)가 1.6∼2.9mPa·s이고, 또한 40℃에 있어서의 동점도(V40)[mm2/s]와 150℃에 있어서의 HTHS 점도(T150)[mPa·s]의 비(V40/T150)가 12.4 이하이다.
본 발명의 윤활유 조성물은, 150℃에 있어서의 HTHS 점도(T150)가 1.6∼2.9mPa·s일 것을 요한다.
당해 HTHS 점도(T150)가 1.6mPa·s 미만이면, 윤활 성능이 저하되는 경향이 있기 때문에 바람직하지 않다. 한편, 당해 HTHS 점도(T150)가 2.9mPa·s를 초과하면, 저온에서의 점도 특성이 저하되는 경향이 있음과 함께, 연비 절약 성능이 저하되기 때문에 바람직하지 않다.
상기 관점에서, 본 발명의 일 태양에 있어서, 당해 윤활유 조성물의 150℃에 있어서의 HTHS 점도(T150)로서는, 바람직하게는 1.7∼2.8mPa·s, 보다 바람직하게는 1.8∼2.8mPa·s, 더 바람직하게는 1.9∼2.7mPa·s, 보다 더 바람직하게는 2.0∼2.7mPa·s이다.
한편, 당해 HTHS 점도(T150)는, 엔진의 고속 운전 시의 고온 영역하에서의 점도로서 상정할 수도 있다. 즉, 얻어진 윤활유 조성물의 150℃에 있어서의 HTHS 점도(T150)가 상기 범위에 속하고 있으면, 당해 윤활유 조성물은, 엔진의 고속 운전 시를 상정한 고온 영역하에서의 점도 등의 각종 성상이 양호하다고 할 수 있다.
또한, 본 발명의 윤활유 조성물은, 40℃에 있어서의 동점도(V40)와 150℃에 있어서의 HTHS 점도(T150)의 비(V40/T150)가 12.4 이하일 것을 요한다.
본 발명자들은, 당해 비(V40/T150)가, 엔진 시동 시를 상정한 저온 영역하에서의 연비 절약 성능의 지표가 된다는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시킨 것이다. 즉, 당해 비(V40/T150)가 12.4를 초과하는 윤활유 조성물은, 엔진 시동 시를 상정한 저온 영역하에서의 연비 절약 성능이 불충분하다.
상기 관점에서, 본 발명의 일 태양의 윤활유 조성물의 40℃에 있어서의 동점도(V40)와 150℃에 있어서의 HTHS 점도(T150)의 비(V40/T150)로서는, 바람직하게는 12.2 이하, 보다 바람직하게는 12.0 이하, 더 바람직하게는 11.7 이하, 보다 더 바람직하게는 11.5 이하이다.
또한, 본 발명의 일 태양의 윤활유 조성물에 있어서, 당해 비(V40/T150)의 하한치는 특별히 제한은 없지만, 당해 비(V40/T150)는, 통상 6.00 이상, 바람직하게는 8.00 이상이다.
한편, 본 발명의 윤활유 조성물에 있어서, HTHS 점도(T150)나 상기 비(V40/T150)의 값은, 주로, 이용하는 기유의 정제도, 함유량, 동점도 및 점도 지수나, 빗살모양 폴리머의 함유량, 중량 평균 분자량(Mw) 및 분자량 분포(Mw/Mn), 및 점도 지수 향상제(A)의 SSI, 점도 지수 향상제(A)의 함유량 등을 적절히 설정하는 것에 의해 조정하는 것이 가능하다.
보다 구체적으로는, 예를 들어, 이하의 (a)∼(b)의 사항을 고려함으로써, 원하는 범위로 조정할 수 있다.
(a) 점도 지수 향상제(A)의 함유량을 늘림으로써, HTHS 점도(T150)는 상승하는 경향이 있다. 그 때문에, HTHS 점도(T150)의 값은, 점도 지수 향상제(A)의 함유량을 적절히 조정함으로써, 용이하게 조정할 수 있다.
(b) 점도 지수 향상제(A)의 함유량을 늘릴수록, 동점도(V40)도 상승하는 경향이 있다. 특히, 빗살모양 폴리머에 해당하지 않는 PMA 등의 점도 지수 향상제나 SSI의 값이 높은 점도 지수 향상제를 이용하는 경우, 그 경향은 현저하게 나타난다.
또한, 점도 지수 향상제로서 빗살모양 폴리머를 이용함으로써, HTHS 점도(T150)나 상기 비(V40/T150)의 값의 조정에 기여하고 있다고도 할 수 있고, 예를 들어, 이하의 (c)∼(e)의 사항을 고려하는 것에 의해서도, 이들 값을 원하는 범위로 조정할 수 있다.
(c) 빗살모양 폴리머는, 저온 영역하에 있어서는, 점성이 발현되기 어려운 성질을 갖는다. 그 때문에, 점도 지수 향상제(A) 중의 빗살모양 폴리머의 함유량의 비율을 늘림으로써, 얻어지는 윤활유 조성물의 저온 영역하의 동점도인 동점도(V40)의 값은 낮아져, 상기 비(V40/T150)를 작은 값으로 조정하기 쉬워진다.
(d) 한편, 빗살모양 폴리머는, 고온 영역하에서는, 전단을 받아도 저점도화되지 않고, 일정 이상의 점도를 유지할 수 있는 성질을 갖는다. 그 때문에, 점도 지수 향상제(A) 중의 빗살모양 폴리머의 함유량의 비율을 늘림으로써, 점도 지수 향상제(A)의 총량이 비교적 적어도, HTHS 점도(T150)의 값을 높게 조정하기 쉽다.
(e) 분자량 분포(Mw/Mn)가 낮은 빗살모양 폴리머일수록, 저온 영역하 및 고온 영역하에서의 상기 성질이 발현되기 쉬워, HTHS 점도(T150)나 상기 비(V40/T150)를 전술한 범위로 조정하기 쉬운 경향이 있다.
한편, 상기의 (a)∼(e)의 사항은 적절히 조합하여 고려함으로써, HTHS 점도(T150)나 상기 비(V40/T150)의 값을 조정할 수 있다. 단, 이들 값을 조정함에 있어서, 상기의 (a)∼(e)의 사항은 어디까지나 예시이며, 이들 사항에 한정되지 않고, 예를 들어, 후술하는 본 실시예의 결과를 적절히 참작하는 것으로도 조정 가능하다.
본 발명의 일 태양의 윤활유 조성물의 100℃에 있어서의 HTHS 점도(T100)로서는, 윤활 성능, 점도 특성, 및 연비 절약성의 향상의 관점에서, 바람직하게는 3.0∼6.0mPa·s, 보다 바람직하게는 3.5∼5.8mPa·s, 더 바람직하게는 4.0∼5.6mPa·s, 보다 더 바람직하게는 4.2∼5.3mPa·s이다.
본 발명의 일 태양의 윤활유 조성물의 150℃에 있어서의 HTHS 점도(T150)와 100℃에 있어서의 HTHS 점도(T100)의 비율(T150/T100)로서는, 저온에서의 점도 특성, 및 연비 절약성의 향상의 관점에서, 바람직하게는 0.50 이상, 보다 바람직하게는 0.51 이상, 더 바람직하게는 0.53 이상, 보다 더 바람직하게는 0.54 이상이다.
본 발명의 일 태양의 윤활유 조성물의 40℃에 있어서의 동점도(V40)로서는, 윤활 성능, 점도 특성, 및 연비 절약성의 향상의 관점에서, 바람직하게는 10.0∼40.0mm2/s, 보다 바람직하게는 15.0∼38.0mm2/s, 더 바람직하게는 20.0∼35.0mm2/s, 보다 더 바람직하게는 22.0∼32.0mm2/s, 보다 더 바람직하게는 24.0∼29.9mm2/s이다.
본 발명의 일 태양의 윤활유 조성물의 100℃에 있어서의 동점도(V100)로서는, 윤활 성능, 점도 특성, 및 연비 절약성의 향상의 관점에서, 바람직하게는 4.0∼12.5mm2/s, 보다 바람직하게는 5.0∼11.0mm2/s, 더 바람직하게는 5.5∼10.0mm2/s, 보다 더 바람직하게는 6.0∼9.3mm2/s이다.
본 발명의 일 태양의 윤활유 조성물의 점도 지수로서는, 온도 변화에 의한 점도 변화를 억제하고, 연비 절약성의 향상의 관점에서, 바람직하게는 140 이상, 보다 바람직하게는 155 이상, 더 바람직하게는 170 이상, 보다 더 바람직하게는 190 이상이다.
본 발명의 일 태양의 윤활유 조성물은, 기유와 함께, 빗살모양 폴리머를 함유하는 점도 지수 향상제(A)를 포함하지만, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서, 일반적인 윤활유에 사용되는 윤활유용 첨가제 등을 추가로 함유해도 된다.
본 발명의 일 태양의 윤활유 조성물에 있어서, 기유 및 점도 지수 향상제(A)의 합계 함유량은, 당해 윤활유 조성물의 전량(100질량%) 기준으로, 바람직하게는 70질량% 이상, 보다 바람직하게는 75질량% 이상, 보다 바람직하게는 80질량% 이상, 더 바람직하게는 85질량% 이상, 보다 더 바람직하게는 90질량% 이상이며, 또한, 통상 100질량% 이하, 보다 바람직하게는 99.9질량% 이하, 더 바람직하게는 99질량% 이하이다.
이하, 본 발명의 일 태양의 윤활유 조성물에 포함되는 각 성분에 대해 설명한다.
＜기유＞
본 발명의 일 태양의 윤활유 조성물에 포함되는 기유로서는, 광유여도 되고, 합성유여도 되고, 광유와 합성유의 혼합유를 이용해도 된다.
광유로서는, 예를 들어, 파라핀기계, 중간기계, 나프텐기계 등의 원유를 상압 증류하여 얻어지는 상압 잔유; 당해 상압 잔유를 감압 증류하여 얻어지는 유출유; 당해 유출유를, 용제 탈력, 용제 추출, 수소화 분해, 용제 탈랍, 접촉 탈랍, 수소화 정제 등의 정제 처리의 하나 이상의 처리를 실시한 광유 및 왁스; 피셔·트롭쉬법 등에 의해 제조되는 왁스(GTL 왁스(Gas To Liquids WAX))를 이성화함으로써 얻어지는 광유 등을 들 수 있다.
이들 중에서도, 용제 탈력, 용제 추출, 수소화 분해, 용제 탈랍, 접촉 탈랍, 수소화 정제 등의 정제 처리의 하나 이상의 처리를 실시한 광유 및 왁스가 바람직하고, API(미국석유협회) 기유 카테고리의 그룹 2 및 그룹 3으로 분류되는 광유가 보다 바람직하고, 당해 그룹 3으로 분류되는 광유가 더 바람직하다.
합성유로서는, 예를 들어, 폴리뷰텐, 및 α-올레핀 단독중합체 또는 공중합체(예를 들어, 에틸렌-α-올레핀 공중합체 등의 탄소수 8∼14의 α-올레핀 단독중합체 또는 공중합체) 등의 폴리α-올레핀; 폴리올 에스터, 이염기산 에스터, 인산 에스터 등의 각종 에스터; 폴리페닐 에터 등의 각종 에터; 폴리글리콜; 알킬벤젠; 알킬나프탈렌; 피셔·트롭쉬법 등에 의해 제조되는 왁스(GTL 왁스)를 이성화함으로써 얻어지는 합성유 등을 들 수 있다.
이들 합성유 중에서도, 폴리α-올레핀이 바람직하다.
본 발명의 일 태양에서 이용하는 기유로서는, 기유 자신의 산화 안정성의 관점에서, API(미국석유협회) 기유 카테고리의 그룹 2 및 그룹 3으로 분류되는 광유, 및 합성유로부터 선택되는 1종 이상이 바람직하고, 당해 그룹 3으로 분류되는 광유, 및 폴리α-올레핀으로부터 선택되는 1종 이상이 보다 바람직하다.
한편, 본 발명의 일 태양에 있어서, 이들 기유는, 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.
본 발명의 일 태양에서 이용하는 기유의 100℃에 있어서의 동점도로서는, 바람직하게는 2.0∼20.0mm2/s, 보다 바람직하게는 2.0∼15.0mm2/s, 더 바람직하게는 2.0∼10.0mm2/s, 보다 더 바람직하게는 2.0∼7.0mm2/s이다.
당해 기유의 100℃에 있어서의 동점도가 2.0mm2/s 이상이면, 증발 손실이 적기 때문에 바람직하다. 한편, 당해 기유의 100℃에 있어서의 동점도가 20.0mm2/s 이하이면, 점성 저항에 의한 동력 손실을 억제할 수 있어, 연비 개선 효과가 얻어지기 때문에 바람직하다.
또한, 본 발명의 일 태양에서 이용하는 기유의 점도 지수로서는, 온도 변화에 의한 점도 변화를 억제함과 함께, 연비 절약성의 향상의 관점에서, 바람직하게는 80 이상, 보다 바람직하게는 90 이상, 더 바람직하게는 100 이상이다.
한편, 본 발명의 일 태양의 윤활유 조성물에 있어서, 2종 이상의 기유를 조합한 혼합유를 이용하는 경우, 당해 혼합유의 동점도 및 점도 지수가 상기 범위인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 태양의 윤활유 조성물에 있어서, 기유의 함유량은, 당해 윤활유 조성물의 전량(100질량%) 기준으로, 바람직하게는 55질량% 이상, 보다 바람직하게는 60질량% 이상, 더 바람직하게는 65질량% 이상, 보다 더 바람직하게는 70질량% 이상이며, 또한, 바람직하게는 99질량% 이하, 보다 바람직하게는 95질량% 이하이다.
＜점도 지수 향상제(A)＞
본 발명의 윤활유 조성물은, 빗살모양 폴리머를 함유하고, SSI가 30 이하인 점도 지수 향상제(A)를 포함한다.
본 발명에서는, 상기의 점도 지수 향상제(A)를 이용함으로써, 엔진의 고속 운전 시를 상정한 고온 영역하에서의 점도 등의 각종 성상을 양호하게 유지하면서, 엔진 시동 시를 상정한 저온 영역하에서의 연비 절약 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 태양에서 이용하는 점도 지수 향상제(A)는, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에 있어서, 빗살모양 폴리머에는 해당하지 않는 다른 수지분이나, 빗살모양 폴리머의 합성 시에 사용한 미반응의 원료 화합물, 촉매, 및 합성 시에 생긴 빗살모양 폴리머에는 해당하지 않는 수지분 등의 부생성물을 함유해도 된다.
한편, 본 명세서에 있어서, 상기의 「수지분」이란, 중량 평균 분자량(Mw)이 1000 이상이고, 일정한 반복 단위를 갖는 중합체를 의미한다.
빗살모양 폴리머에는 해당하지 않는 다른 수지분으로서는, 예를 들어, 폴리메타크릴레이트, 분산형 폴리메타크릴레이트, 올레핀계 공중합체(예를 들어, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등), 분산형 올레핀계 공중합체, 스타이렌계 공중합체(예를 들어, 스타이렌-다이엔 공중합체, 스타이렌-아이소프렌 공중합체 등) 등의 빗살모양 폴리머에는 해당하지 않는 중합체를 들 수 있다.
이들 다른 수지분은, 점도 지수 향상제(A)로서는 아니고, 예를 들어, 폴리메타크릴레이트계 화합물이면, 유동점 강하제 등의 범용 첨가제로서 함유하는 경우도 있다.
단, 본 발명의 일 태양의 윤활유 조성물에 있어서, 점도 지수 향상제의 SSI의 값을 조정하는 관점, 및 엔진 시동 시를 상정한 저온 영역하에서의 연비 절약 성능을 향상시키는 관점에서, 빗살모양 폴리머에는 해당하지 않는 다른 수지분 (특히, 폴리메타크릴레이트계 화합물)의 함유량은, 적을수록 바람직하다.
빗살모양 폴리머에는 해당하지 않는 폴리메타크릴레이트계 화합물의 함유량은, 상기 관점에서, 윤활유 조성물 중에 포함되는 빗살모양 폴리머 100질량부에 대해서, 바람직하게는 0∼30질량부, 보다 바람직하게는 0∼25질량부, 더 바람직하게는 0∼20질량부, 보다 더 바람직하게는 0∼15질량부이다.
또한, 전술한 부생성물의 함유량은, 점도 지수 향상제(A) 중의 고형분의 전량(100질량%) 기준으로, 바람직하게는 10질량% 이하, 보다 바람직하게는 5질량% 이하, 더 바람직하게는 1질량% 이하, 보다 더 바람직하게는 0.1질량% 이하이다.
한편, 상기의 「점도 지수 향상제(A) 중의 고형분」이란, 점도 지수 향상제(A)로부터 희석유를 제외한 성분을 의미하고, 빗살모양 폴리머뿐만 아니라, 전술한 빗살모양 폴리머에는 해당하지 않는 다른 수지분이나 부생성물도 포함된다.
본 발명의 일 태양에서 이용하는 점도 지수 향상제(A) 중의 빗살모양 폴리머의 함유량은, 점도 지수 향상제(A) 중의 상기 고형분의 전량(100질량%) 기준으로, 바람직하게는 60∼100질량%, 보다 바람직하게는 70∼100질량%, 보다 바람직하게는 80∼100질량%, 더 바람직하게는 90∼100질량%, 더 바람직하게는 95∼100질량%, 보다 더 바람직하게는 99∼100질량%이다.
본 발명의 일 태양에서 이용하는 점도 지수 향상제(A)는, 수지분으로서 빗살모양 폴리머를 포함하는 것이지만, 통상은 핸들링성이나 전술한 기유에 대한 용해성을 고려하여, 이 빗살모양 폴리머 등의 수지분을 포함하는 상기 고형분이, 광유나 합성유 등의 희석유에 의해 용해된 용액의 형태로 시판되고 있는 경우가 많다.
본 발명의 일 태양에서 이용하는 점도 지수 향상제(A)가 상기 용액의 형태인 경우, 당해 용액의 상기 고형분 농도로서는, 당해 용액의 전량(100질량%) 기준으로, 통상 10∼50질량%이다.
본 발명의 일 태양의 윤활유 조성물에 있어서, 점도 지수 향상제(A)의 함유량은, 점도 특성을 향상시켜, 고온 영역하 및 저온 영역하의 어느 것에 있어서도 연비 절약 성능을 양호하게 하는 관점에서, 당해 윤활유 조성물의 전량(100질량%) 기준으로, 바람직하게는 0.01∼10.00질량%, 보다 바람직하게는 0.05∼8.00질량%, 보다 바람직하게는 0.10∼6.50질량%, 더 바람직하게는 0.50∼5.00질량%, 보다 더 바람직하게는 0.90∼4.00질량%이다.
한편, 본 명세서에 있어서, 상기 「점도 지수 향상제(A)의 함유량」은, 빗살모양 폴리머나 전술한 다른 수지분을 포함하는 고형분량이며, 희석유의 질량은 포함되지 않는다.
본 명세서에 있어서, SSI란, 전단 안정성 지수(Shear Stability Index)를 의미하고, 점도 지수 향상제 중의 수지분에서 유래하는 전단에 의한 점도 저하를 퍼센티지로 나타내는 것이다.
본 명세서에 있어서, 점도 지수 향상제(A)의 SSI는, ASTM D6278에 준거하여 측정된 값이며, 구체적으로는, 하기 계산식(1)로부터 산출된 값이다.
Figure pct00001
상기 식(1) 중, Kv0은, 수지분을 포함한 점도 지수 향상제의 100℃에 있어서의 동점도의 값이며, Kv1은, 당해 점도 지수 향상제를, ASTM D6278의 순서에 따라, 30사이클 고전단 보쉬·디젤 인젝터에 통과시킨 후의 100℃에 있어서의 동점도의 값이다. 또한, Kvoil은, 당해 점도 지수 향상제와 희석유의 조성물의 100℃에 있어서의 동점도의 값이다.
본 발명에서 이용하는 점도 지수 향상제(A)의 SSI는, 엔진 시동 시를 상정한 저온 영역하에서의 연비 절약 성능의 향상의 관점에서, 30 이하이지만, 바람직하게는 25 이하, 보다 바람직하게는 20 이하, 더 바람직하게는 15 이하, 보다 더 바람직하게는 10 이하이다.
점도 지수 향상제(A)의 SSI가 30을 초과하면, 엔진 시동 시를 상정한 저온 영역하에서의 연비 절약 성능이 불충분해지는 경향이 있다. 또한, 얻어지는 윤활유 조성물에 대해, 경시(經時)에 따라, 고온에서의 점도의 저하를 초래하여, 부품의 마모나 손상이 생기기 쉬워진다.
한편, 점도 지수 향상제(A)의 SSI의 하한치로서는, 특별히 제한은 없지만, 점도 지수 향상제(A)의 SSI는, 통상 1 이상, 바람직하게는 2 이상이다.
한편, 점도 지수 향상제(A)의 SSI의 값은, 점도 지수 향상제(A)의 수지분의 구조에 따라 변화되는 것이다. 구체적으로는, 이하에 나타내는 경향이 있어, 이들 사항을 고려함으로써, 점도 지수 향상제(A)의 SSI의 값을 용이하게 조정할 수 있다. 단, 이하의 사항은 어디까지나 예시이며, 이들 사항에 한정되지 않고, 예를 들어, 후술하는 본 실시예의 결과를 적절히 참작하는 것으로도 조정 가능하다.
· 일반적으로 점도 지수 향상제로서 사용되는 PMA 등의 SSI의 값은, 높아지는 경향이 있다.
· 점도 지수 향상제의 분자량이 작아질수록, 당해 점도 지수 향상제의 SSI가 낮아지는 경향이 있다.
· 한편, 본 발명에서 이용하는 빗살모양 폴리머는, 그 빗살모양 구조에 의해 SSI의 값이 낮아지는 경향이 있다. 그 때문에, 점도 지수 향상제(A) 중의 빗살모양 폴리머의 함유 비율을 늘림으로써, 점도 지수 향상제(A)의 SSI의 값은 낮아지는 경향이 있다.
· 빗살모양 폴리머의 측쇄에 해당하는 매크로모노머(I')에서 유래하는 구성 단위(I)의 함유량이 많은 빗살모양 폴리머의 함유 비율이 증가할수록, SSI의 값이 낮아지는 경향이 있다.
· 고분자량의 측쇄를 갖는 빗살모양 폴리머의 함유 비율이 증가할수록, SSI의 값이 낮아지는 경향이 있다.
이하, 본 발명의 일 태양에서 이용하는 점도 지수 향상제(A)가 함유하는 「빗살모양 폴리머」에 대해 설명한다.
＜빗살모양 폴리머＞
본 발명에서 이용하는 점도 지수 향상제(A)가 함유하는 「빗살모양 폴리머」란, 고분자량의 측쇄가 나와 있는 삼차(三叉) 분기점을 주쇄에 많이 가지는 구조를 갖는 폴리머를 가리킨다.
이와 같은 구조를 갖는 빗살모양 폴리머로서는, 매크로모노머(I')에서 유래하는 구성 단위(I)을 적어도 갖는 중합체가 바람직하다. 이 구성 단위(I)이, 상기의 「고분자량의 측쇄」에 해당한다.
한편, 본 발명에 있어서, 상기의 「매크로모노머」란, 중합성 작용기를 갖는 고분자량 모노머를 의미하고, 말단에 중합성 작용기를 갖는 고분자량 모노머인 것이 바람직하다.
빗살모양 폴리머는, 주쇄의 삼차 분기점간의 거리가 길어, 극성이 높은 주쇄가 당해 기유와 접촉하기 쉬운 구조를 갖고 있지만, 저온 영역하에서는, 이 주쇄가 기유에 용해되기 어렵다. 그 때문에, 빗살모양 폴리머는, 저온 영역하에 있어서는, 증점하기 어려운 성질이 발현되어, 빗살모양 폴리머를 함유하는 윤활유 조성물은, 저온 영역하의 동점도인 동점도(V40)의 값은 낮아지기 쉽다.
한편, 빗살모양 폴리머는, 고온 영역하에서는, 주쇄가 기유 중에 퍼지기 쉬워, 증점되기 쉬운 성질이 발현되어, 일정 이상의 점도를 유지할 수 있는 성질을 갖는다. 그 때문에, 빗살모양 폴리머를 함유하는 윤활유 조성물의 HTHS 점도(T150)의 값이 높아지기 쉽다.
매크로모노머(I')의 수 평균 분자량(Mn)으로서는, 바람직하게는 200 이상, 보다 바람직하게는 500 이상, 더 바람직하게는 600 이상, 보다 더 바람직하게는 700 이상이며, 또한, 바람직하게는 200,000 이하, 보다 바람직하게는 100,000 이하, 더 바람직하게는 50,000 이하, 보다 더 바람직하게는 20,000 이하이다.
매크로모노머(I')가 갖는 중합성 작용기로서는, 예를 들어, 아크릴로일기(CH2=CH-COO-), 메타크릴로일기(CH2=CCH3-COO-), 에텐일기(CH2=CH-), 바이닐 에터기(CH2=CH-O-), 알릴기(CH2=CH-CH2-), 알릴 에터기(CH2=CH-CH2-O-), CH2=CH-CONH-로 표시되는 기, CH2=CCH3-CONH-로 표시되는 기 등을 들 수 있다.
매크로모노머(I')는, 상기 중합성 작용기 이외에, 예를 들어, 이하의 화학식(i)∼(iii)으로 표시되는 반복 단위를 1종 이상 갖고 있어도 된다.
Figure pct00002
상기 화학식(i) 중, R1은, 탄소수 1∼10의 직쇄 또는 분기의 알킬렌기를 나타내고, 구체적으로는, 메틸렌기, 에틸렌기, 1,2-프로필렌기, 1,3-프로필렌기, 1,2-뷰틸렌기, 1,3-뷰틸렌기, 1,4-뷰틸렌기, 펜틸렌기, 헥실렌기, 헵틸렌기, 옥틸렌기, 노닐렌기, 데실렌기, 아이소프로필기, 아이소뷰틸기, 2-에틸헥실렌기 등을 들 수 있다.
상기 화학식(ii) 중, R2는, 탄소수 2∼4의 직쇄 또는 분기의 알킬렌기를 나타내고, 구체적으로는, 에틸렌기, 1,2-프로필렌기, 1,3-프로필렌기, 1,2-뷰틸렌기, 1,3-뷰틸렌기, 1,4-뷰틸렌기 등을 들 수 있다.
상기 화학식(iii) 중, R3은, 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다.
또한, R4는 탄소수 1∼10의 직쇄 또는 분기의 알킬기를 나타내고, 구체적으로는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, n-뷰틸기, n-펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기, n-노닐기, n-데실기, 아이소프로필기, 아이소뷰틸기, sec-뷰틸기, t-뷰틸기, 아이소펜틸기, t-펜틸기, 아이소헥실기, t-헥실기, 아이소헵틸기, t-헵틸기, 2-에틸헥실기, 아이소옥틸기, 아이소노닐기, 아이소데실기 등을 들 수 있다.
한편, 상기 화학식(i)∼(iii)으로 표시되는 반복 단위를 각각 복수 갖는 경우에는, R1, R2, R3, R4는, 각각 동일해도 되고, 서로 상이한 것이어도 된다.
한편, 매크로모노머(I')가, 상기 화학식(i)∼(iii)으로부터 선택되는 2종 이상의 반복 단위를 갖는 공중합체인 경우, 공중합의 형태로서는, 블록 공중합체여도 되고, 랜덤 공중합체여도 된다.
본 발명의 일 태양에서 이용하는 빗살모양 폴리머는, 1종류의 매크로모노머(I')에서 유래하는 구성 단위(I)만으로 이루어지는 단독중합체여도 되고, 2종류 이상의 매크로모노머(I')에서 유래하는 구성 단위(I)을 포함하는 공중합체여도 된다.
또한, 본 발명의 일 태양에서 이용하는 빗살모양 폴리머는, 매크로모노머(I')에서 유래하는 구성 단위(I)와 함께, 매크로모노머(I') 이외의 다른 모노머(II')에서 유래하는 구성 단위(II)를 포함하는 공중합체여도 된다.
이와 같은 빗살모양 폴리머의 구체적인 구조로서는, 모노머(II')에서 유래하는 구성 단위(II)를 포함하는 주쇄에 대해서, 매크로모노머(I')에서 유래하는 구성 단위(I)을 포함하는 측쇄를 갖는 공중합체가 바람직하다.
한편, 본 발명에서 이용하는 빗살모양 폴리머에 있어서, 구성 단위(II)의 함유량이 증가할수록, 매크로모노머(I')에서 유래하는 고분자량의 측쇄를 갖는 주쇄의 삼차 분기점간의 거리가 길어진다. 그 결과, 저온 영역하에서는 저점성이 되기 때문에, 동점도(V40)의 값을 낮게 조정하기 쉽고, 고온 영역하에서는 고점도가 되기 때문에 HTHS 점도(T150)의 값을 높게 조정하기 쉬워진다.
모노머(II')로서는, 예를 들어, 하기 화학식(a1)로 표시되는 단량체(a), 알킬 (메트)아크릴레이트(b), 질소 원자 함유 바이닐 단량체(c), 수산기 함유 바이닐 단량체(d), 인 원자 함유 단량체(e), 지방족 탄화수소계 바이닐 단량체(f), 지환식 탄화수소계 바이닐 단량체(g), 방향족 탄화수소계 바이닐 단량체(h), 바이닐 에스터류(i), 바이닐 에터류(j), 바이닐 케톤류(k), 에폭시기 함유 바이닐 단량체(l), 할로젠 원소 함유 바이닐 단량체(m), 불포화 폴리카복실산의 에스터(n), (다이)알킬푸마레이트(o), 및 (다이)알킬말레에이트(p) 등을 들 수 있다.
한편, 모노머(II')로서는, 방향족 탄화수소계 바이닐 단량체(h) 이외의 단량체가 바람직하다.
(하기 화학식(a1)로 표시되는 단량체(a))
Figure pct00003
상기 화학식(a1) 중, R11은, 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다.
R12는, 단일결합, 탄소수 1∼10의 직쇄 또는 분기의 알킬렌기, -O-, 또는 -NH-를 나타낸다.
R13은, 탄소수 2∼4의 직쇄 또는 분기의 알킬렌기를 나타낸다. 또한, n은 1이상의 정수(바람직하게는 1∼20의 정수, 보다 바람직하게는 1∼5의 정수)를 나타낸다. 한편, n이 2 이상의 정수인 경우, 복수의 R13은, 동일해도 되고, 상이해도 되고, 더욱이, (R13O)n 부분은, 랜덤 결합이어도 블록 결합이어도 된다.
R14는, 탄소수 1∼60(바람직하게는 10∼50, 보다 바람직하게는 20∼40)의 직쇄 또는 분기의 알킬기를 나타낸다.
상기의 「탄소수 1∼10의 직쇄 또는 분기의 알킬렌기」, 「탄소수 2∼4의 직쇄 또는 분기의 알킬렌기」, 및 「탄소수 1∼60의 직쇄 또는 분기의 알킬기」의 구체적인 기로서는, 전술한 화학식(i)∼(iii)에 관한 기재에서 예시한 기와 동일한 것을 들 수 있다.
(알킬 (메트)아크릴레이트(b))
알킬 (메트)아크릴레이트(b)로서는, 예를 들어, 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, n-프로필 (메트)아크릴레이트, 아이소-프로필 (메트)아크릴레이트, n-뷰틸 (메트)아크릴레이트, t-뷰틸 (메트)아크릴레이트, 펜틸 (메트)아크릴레이트, 헥실 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 헵틸 (메트)아크릴레이트, 2-t-뷰틸헵틸 (메트)아크릴레이트, 옥틸 (메트)아크릴레이트, 3-아이소프로필헵틸 (메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
알킬 (메트)아크릴레이트(b)가 갖는 알킬기의 탄소수로서는, 바람직하게는 1∼30, 보다 바람직하게는 1∼26, 더 바람직하게는 1∼10이다.
(질소 원자 함유 바이닐 단량체(c))
질소 원자 함유 바이닐 단량체(c)로서는, 예를 들어, 아마이드기 함유 바이닐 단량체(c1), 나이트로기 함유 단량체(c2), 1급 아미노기 함유 바이닐 단량체(c3), 2급 아미노기 함유 바이닐 단량체(c4), 3급 아미노기 함유 바이닐 단량체(c5), 및 나이트릴기 함유 바이닐 단량체(c6) 등을 들 수 있다.
아마이드기 함유 바이닐 단량체(c1)로서는, 예를 들어, (메트)아크릴아마이드; N-메틸 (메트)아크릴아마이드, N-에틸 (메트)아크릴아마이드, N-아이소프로필 (메트)아크릴아마이드 및 N-n- 또는 아이소뷰틸 (메트)아크릴아마이드 등의 모노알킬아미노 (메트)아크릴아마이드; N-메틸아미노에틸 (메트)아크릴아마이드, N-에틸아미노에틸 (메트)아크릴아마이드, N-아이소프로필아미노-n-뷰틸 (메트)아크릴아마이드 및 N-n- 또는 아이소뷰틸아미노-n-뷰틸 (메트)아크릴아마이드 등의 모노알킬아미노알킬 (메트)아크릴아마이드; N,N-다이메틸 (메트)아크릴아마이드, N,N-다이에틸 (메트)아크릴아마이드, N,N-다이아이소프로필 (메트)아크릴아마이드 및 N,N-다이-n-뷰틸 (메트)아크릴아마이드 등의 다이알킬아미노 (메트)아크릴아마이드; N,N-다이메틸아미노에틸 (메트)아크릴아마이드, N,N-다이에틸아미노에틸 (메트)아크릴아마이드, N,N-다이메틸아미노프로필 (메트)아크릴아마이드 및 N,N-다이-n-뷰틸아미노뷰틸 (메트)아크릴아마이드 등의 다이알킬아미노알킬 (메트)아크릴아마이드; N-바이닐폼아마이드, N-바이닐아세트아마이드, N-바이닐-n- 또는 아이소프로피온일아마이드 및 N-바이닐하이드록시아세트아마이드 등의 N-바이닐카복실산 아마이드; 등을 들 수 있다.
나이트로기 함유 단량체(c2)로서는, 예를 들어, 4-나이트로스타이렌 등을 들 수 있다.
1급 아미노기 함유 바이닐 단량체(c3)로서는, 예를 들어, (메트)알릴아민 및 크로틸아민 등의 탄소수 3∼6의 알켄일기를 갖는 알켄일아민; 아미노에틸 (메트)아크릴레이트 등의 탄소수 2∼6의 알킬기를 갖는 아미노알킬 (메트)아크릴레이트; 등을 들 수 있다.
2급 아미노기 함유 바이닐 단량체(c4)로서는, 예를 들어, t-뷰틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트 및 메틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트 등의 모노알킬아미노알킬 (메트)아크릴레이트; 다이(메트)알릴아민 등의 탄소수 6∼12의 다이알켄일아민; 등을 들 수 있다.
3급 아미노기 함유 바이닐 단량체(c5)로서는, 예를 들어, 다이메틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트 및 다이에틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트 등의 다이알킬아미노알킬 (메트)아크릴레이트; 모폴리노에틸 (메트)아크릴레이트 등의 질소 원자를 갖는 지환식 (메트)아크릴레이트; 다이페닐아민 (메트)아크릴아마이드, N,N-다이메틸아미노스타이렌, 4-바이닐피리딘, 2-바이닐피리딘, N-바이닐피롤, N-바이닐피롤리돈 및 N-바이닐싸이오피롤리돈 등의 방향족 바이닐계 단량체; 및 이들의 염산염, 황산염, 인산염 또는 저급 알킬(탄소수 1∼8) 모노카복실산(아세트산 및 프로피온산 등)염; 등을 들 수 있다.
나이트릴기 함유 바이닐 단량체(c6)으로서는, 예를 들어, (메트)아크릴로나이트릴 등을 들 수 있다.
(수산기 함유 바이닐 단량체(d))
수산기 함유 바이닐 단량체(d)로서는, 예를 들어, 하이드록실기 함유 바이닐 단량체(d1), 및 폴리옥시알킬렌쇄 함유 바이닐 단량체(d2) 등을 들 수 있다.
하이드록실기 함유 바이닐 단량체(d1)로서는, 예를 들어, p-하이드록시스타이렌 등의 하이드록실기 함유 방향족 바이닐 단량체; 2-하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 및 2- 또는 3-하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트 등의 탄소수 2∼6의 알킬기를 갖는 하이드록시알킬 (메트)아크릴레이트; N,N-다이하이드록시메틸 (메트)아크릴아마이드, N,N-다이하이드록시프로필 (메트)아크릴아마이드, N,N-다이-2-하이드록시뷰틸 (메트)아크릴아마이드 등의 탄소수 1∼4의 알킬기를 갖는 모노- 또는 다이-하이드록시알킬 치환 (메트)아크릴아마이드; 바이닐알코올; (메트)알릴알코올, 크로틸알코올, 아이소크로틸알코올, 1-옥텐올 및 1-운데센올 등의 탄소수 3∼12의 알켄올; 1-뷰텐-3-올, 2-뷰텐-1-올 및 2-뷰텐-1,4-다이올 등의 탄소수 4∼12의 알켄모노올 또는 알켄다이올; 2-하이드록시에틸 프로펜일 에터 등의 탄소수 1∼6의 알킬기 및 탄소수 3∼10의 알켄일기를 갖는 하이드록시알킬 알켄일 에터; 글리세린, 펜타에리트리톨, 소르비톨, 소르비탄, 다이글리세린, 당류 및 자당 등의 다가 알코올의 알켄일 에터 또는 (메트)아크릴레이트; 등을 들 수 있다.
폴리옥시알킬렌쇄 함유 바이닐 단량체(d2)로서는, 예를 들어, 폴리옥시알킬렌 글리콜(알킬렌기의 탄소수 2∼4, 중합도 2∼50), 폴리옥시알킬렌 폴리올(전술한 다가 알코올의 폴리옥시알킬렌 에터(알킬렌기의 탄소수 2∼4, 중합도 2∼100)), 폴리옥시알킬렌 글리콜 또는 폴리옥시알킬렌 폴리올의 알킬(탄소수 1∼4) 에터의 모노(메트)아크릴레이트[폴리에틸렌 글리콜(Mn: 100∼300) 모노(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌 글리콜(Mn: 130∼500) 모노(메트)아크릴레이트, 메톡시 폴리에틸렌 글리콜(Mn: 110∼310) (메트)아크릴레이트, 라우릴 알코올 에틸렌 옥사이드 부가물(2∼30몰) (메트)아크릴레이트 및 모노(메트)아크릴산 폴리옥시에틸렌(Mn: 150∼230) 소르비탄 등] 등을 들 수 있다.
(인 원자 함유 단량체(e))
인 원자 함유 단량체(e)로서는, 예를 들어, 인산 에스터기 함유 단량체(e1), 및 포스포노기 함유 단량체(e2) 등을 들 수 있다.
인산 에스터기 함유 단량체(e1)로서는, 예를 들어, (메트)아크릴로일옥시에틸포스페이트 및 (메트)아크릴로일옥시아이소프로필포스페이트 등의 탄소수 2∼4의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴로일옥시알킬인산 에스터; 인산 바이닐, 인산 알릴, 인산 프로펜일, 인산 아이소프로펜일, 인산 뷰텐일, 인산 펜텐일, 인산 옥텐일, 인산 데센일 및 인산 도데센일 등의 탄소수 2∼12의 알켄일기를 갖는 인산 알켄일 에스터; 등을 들 수 있다.
포스포노기 함유 단량체(e2)로서는, 예를 들어, (메트)아크릴로일옥시에틸포스폰산 등의 탄소수 2∼4의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴로일옥시알킬포스폰산; 바이닐 포스폰산, 알릴 포스폰산 및 옥텐일 포스폰산 등의 탄소수 2∼12의 알켄일기를 갖는 알켄일 포스폰산; 등을 들 수 있다.
(지방족 탄화수소계 바이닐 단량체(f))
지방족 탄화수소계 바이닐 단량체(f)로서는, 예를 들어, 에틸렌, 프로필렌, 뷰텐, 아이소뷰틸렌, 펜텐, 헵텐, 다이아이소뷰틸렌, 옥텐, 도데센 및 옥타데센 등의 탄소수 2∼20의 알켄; 뷰타다이엔, 아이소프렌, 1,4-펜타다이엔, 1,6-헵타다이엔 및 1,7-옥타다이엔 등의 탄소수 4∼12의 알카다이엔; 등을 들 수 있다.
지방족 탄화수소계 바이닐 단량체(f)의 탄소수로서는, 바람직하게는 2∼30, 보다 바람직하게는 2∼20, 더 바람직하게는 2∼12이다.
(지환식 탄화수소계 바이닐 단량체(g))
지환식 탄화수소계 바이닐 단량체(g)로서는, 예를 들어, 사이클로헥센, (다이)사이클로펜타다이엔, 피넨, 리모넨, 바이닐사이클로헥센 및 에틸리덴바이사이클로헵텐 등을 들 수 있다.
지환식 탄화수소계 바이닐 단량체(g)의 탄소수로서는, 바람직하게는 3∼30, 보다 바람직하게는 3∼20, 더 바람직하게는 3∼12이다.
(방향족 탄화수소계 바이닐 단량체(h))
방향족 탄화수소계 바이닐 단량체(h)로서는, 예를 들어, 스타이렌, α-메틸스타이렌, α-에틸스타이렌, 바이닐톨루엔, 2,4-다이메틸스타이렌, 4-에틸스타이렌, 4-아이소프로필스타이렌, 4-뷰틸스타이렌, 4-페닐스타이렌, 4-사이클로헥실스타이렌, 4-벤질스타이렌, p-메틸스타이렌, 모노클로로스타이렌, 다이클로로스타이렌, 트라이브로모스타이렌, 테트라브로모스타이렌, 4-크로틸벤젠, 인덴 및 2-바이닐나프탈렌 등을 들 수 있다.
방향족 탄화수소계 바이닐 단량체(h)의 탄소수로서는, 바람직하게는 8∼30, 보다 바람직하게는 8∼20, 더 바람직하게는 8∼18이다.
(바이닐 에스터류(i))
바이닐 에스터류(i)로서는, 예를 들어, 아세트산 바이닐, 프로피온산 바이닐, 뷰티르산 바이닐 및 옥탄산 바이닐 등의 탄소수 2∼12의 포화 지방산의 바이닐 에스터 등을 들 수 있다.
(바이닐 에터류(j))
바이닐 에터류(j)로서는, 예를 들어, 메틸 바이닐 에터, 에틸 바이닐 에터, 프로필 바이닐 에터, 뷰틸 바이닐 에터, 및 2-에틸헥실 바이닐 에터 등의 탄소수 1∼12의 알킬 바이닐 에터; 페닐 바이닐 에터 등의 탄소수 6∼12의 아릴 바이닐 에터; 바이닐-2-메톡시에틸 에터, 및 바이닐-2-뷰톡시에틸 에터 등의 탄소수 1∼12의 알콕시알킬 바이닐 에터; 등을 들 수 있다.
(바이닐 케톤류(k))
바이닐 케톤류(k)로서는, 예를 들어, 메틸 바이닐 케톤, 및 에틸 바이닐 케톤 등의 탄소수 1∼8의 알킬 바이닐 케톤; 페닐 바이닐 케톤 등의 탄소수 6∼12의 아릴 바이닐 케톤 등을 들 수 있다.
(에폭시기 함유 바이닐 단량체(l))
에폭시기 함유 바이닐 단량체(l)로서는, 예를 들어, 글리시딜 (메트)아크릴레이트, 글리시딜 (메트)알릴 에터 등을 들 수 있다.
(할로젠 원소 함유 바이닐 단량체(m))
할로젠 원소 함유 바이닐 단량체(m)으로서는, 예를 들어, 염화 바이닐, 브로민화 바이닐, 염화 바이닐리덴, 염화 (메트)알릴 및 할로젠화 스타이렌(다이클로로스타이렌 등) 등을 들 수 있다.
(불포화 폴리카복실산의 에스터(n))
불포화 폴리카복실산의 에스터(n)로서는, 예를 들어, 불포화 폴리카복실산의 알킬 에스터, 불포화 폴리카복실산의 사이클로알킬 에스터, 불포화 폴리카복실산의 아르알킬 에스터 등을 들 수 있고, 불포화 카복실산으로서는, 예를 들어, 말레산, 푸마르산, 이타콘산 등을 들 수 있다.
((다이)알킬푸마레이트(o))
(다이)알킬푸마레이트(o)로서는, 예를 들어, 모노메틸푸마레이트, 다이메틸푸마레이트, 모노에틸푸마레이트, 다이에틸푸마레이트, 메틸에틸푸마레이트, 모노뷰틸푸마레이트, 다이뷰틸푸마레이트, 다이펜틸푸마레이트, 다이헥실푸마레이트 등을 들 수 있다.
((다이)알킬말레에이트(p))
(다이)알킬말레에이트(p)로서는, 예를 들어, 모노메틸말레에이트, 다이메틸말레에이트, 모노에틸말레에이트, 다이에틸말레에이트, 메틸에틸말레에이트, 모노뷰틸말레에이트, 다이뷰틸말레에이트 등을 들 수 있다.
본 발명의 일 태양에서 이용하는 빗살모양 폴리머의 중량 평균 분자량(Mw)으로서는, 엔진 시동 시를 상정한 저온 영역하에서의 연비 절약 성능을 양호하게 하는 관점에서, 바람직하게는 1만∼100만, 보다 바람직하게는 3만∼70만, 더 바람직하게는 6만∼60만, 보다 더 바람직하게는 10만∼55만이다.
본 발명의 일 태양에서 이용하는 빗살모양 폴리머의 분자량 분포(Mw/Mn)로서는, 엔진 시동 시를 상정한 저온 영역하에서의 연비 절약 성능을 양호하게 하는 관점에서, 바람직하게는 6.00 이하, 보다 바람직하게는 4.00 이하, 더 바람직하게는 3.00 이하, 보다 더 바람직하게는 2.00 이하, 특히 바람직하게는 2.00 미만이다.
당해 빗살모양 폴리머의 분자량 분포가 작아질수록, 저온 영역하 및 고온 영역하에서의 전술한 빗살모양 폴리머의 성질이 발현되기 쉬워, HTHS 점도(T150)나 상기 비(V40/T150)를 전술한 범위로 조정하기 쉽다. 그 때문에, 분자량 분포가 작은 빗살모양 폴리머를 포함한 윤활유 조성물은, 엔진 시동 시를 상정한 저온 영역하에서의 연비 절약 성능을 보다 향상시킨 것이 될 수 있다.
또한, 빗살모양 폴리머의 분자량 분포의 하한치로서는 특별히 제한은 없지만, 빗살모양 폴리머의 분자량 분포(Mw/Mn)로서는, 통상 1.01 이상, 바람직하게는 1.05 이상, 보다 바람직하게는 1.10 이상이다.
본 발명의 일 태양의 윤활유 조성물에 있어서, 빗살모양 폴리머의 함유량은, HTHS 점도(T150)나 상기 비(V40/T150)를 전술한 범위로 조정하여, 엔진 시동 시를 상정한 저온 영역하에서의 연비 절약 성능을 양호하게 하는 관점에서, 당해 윤활유 조성물의 전량(100질량%) 기준으로, 바람직하게는 0.01∼10.00질량%, 보다 바람직하게는 0.05∼8.00질량%, 보다 바람직하게는 0.10∼6.50질량%, 더 바람직하게는 0.50∼5.00질량%, 보다 더 바람직하게는 0.90∼4.00질량%이다.
한편, 본 명세서에 있어서, 상기 「빗살모양 폴리머의 함유량」에는, 당해 빗살모양 폴리머와 함께 함유되는 경우가 있는 희석유 등의 질량은 포함되지 않는다.
＜윤활유용 첨가제＞
본 발명의 일 태양의 윤활유 조성물은, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서, 필요에 따라서, 추가로 점도 지수 향상제 이외의 윤활유용 첨가제를 함유해도 된다.
당해 윤활유용 첨가제로서는, 예를 들어, 금속계 청정제, 분산제, 내마모제, 극압제, 산화 방지제, 유동점 강하제, 소포제, 마찰 조정제, 방청제, 금속 불활성화제 등을 들 수 있다.
이들 중에서도, 금속계 청정제, 분산제, 내마모제, 극압제, 산화 방지제, 유동점 강하제, 및 소포제로부터 선택되는 1종 이상의 윤활유용 첨가제를 함유하는 것이 바람직하다.
한편, 당해 윤활유용 첨가제로서 API/ILSAC 규격이나 SN/GF-5 규격 등에 적합한, 복수의 첨가제를 함유하는 혼합물인 시판품의 첨가제 패키지를 이용해도 된다.
이들 윤활유용 첨가제의 각각의 함유량은, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위 내에서, 적절히 조정할 수 있지만, 윤활유 조성물의 전량(100질량%) 기준으로, 통상 0.001∼15질량%, 바람직하게는 0.005∼10질량%, 보다 바람직하게는 0.01∼5질량%이다.
한편, 본 발명의 일 태양의 윤활유 조성물에 있어서, 이들 윤활유용 첨가제의 합계 함유량은, 당해 윤활유 조성물의 전량(100질량%) 기준으로, 바람직하게는 30질량% 이하, 보다 바람직하게는 25질량% 이하, 더 바람직하게는 20질량% 이하, 보다 더 바람직하게는 15질량% 이하이다.
(금속계 청정제)
금속계 청정제로서는, 예를 들어, 알칼리 금속 원자 및 알칼리 토류 금속 원자로부터 선택되는 금속 원자를 함유하는 유기 금속계 화합물을 들 수 있고, 구체적으로는, 금속 살리실레이트, 금속 페네이트, 및 금속 설포네이트 등을 들 수 있다.
금속계 청정제에 포함되는 금속 원자로서는, 고온에서의 청정성의 향상의 관점에서, 나트륨 원자, 칼슘 원자, 마그네슘 원자, 또는 바륨 원자가 바람직하고, 칼슘 원자가 보다 바람직하다.
금속 살리실레이트로서는, 하기 화학식(1)로 표시되는 화합물이 바람직하고, 당해 금속 페네이트로서는, 하기 화학식(2)로 표시되는 화합물이 바람직하고, 당해 금속 설포네이트로서는, 하기 화학식(3)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00004
상기 화학식(1)∼(3) 중, M은, 알칼리 금속 원자 및 알칼리 토류 금속 원자로부터 선택되는 금속 원자이며, 나트륨 원자(Na), 칼슘 원자(Ca), 마그네슘 원자(Mg), 또는 바륨 원자(Ba)가 바람직하고, 칼슘 원자(Ca)가 보다 바람직하다. p는 M의 가수이며, 1 또는 2이다. q는, 0 이상의 정수이며, 바람직하게는 0∼3의 정수이다. R은, 수소 원자 또는 탄소수 1∼18의 탄화수소기이다.
R로서 선택할 수 있는 탄화수소기로서는, 예를 들어, 탄소수 1∼18의 알킬기, 탄소수 1∼18의 알켄일기, 환형성 탄소수 3∼18의 사이클로알킬기, 환형성 탄소수 6∼18의 아릴기, 탄소수 7∼18의 알킬아릴기, 탄소수 7∼18의 아릴알킬기 등을 들 수 있다.
본 발명의 일 태양에서 이용하는 금속계 청정제는, 1종 단독으로 또는 2종 이상을 병용해도 된다.
이들 중에서도, 고온에서의 청정성의 향상의 관점, 및 기유에 대한 용해성의 관점에서, 칼슘 살리실레이트, 칼슘 페네이트, 및 칼슘 설포네이트로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 일 태양에서 이용하는 금속계 청정제는, 중성염, 염기성염, 과염기성염 및 이들의 혼합물 중 어느 것이어도 된다.
본 발명의 일 태양에서 이용하는 금속계 청정제가 염기성염 또는 과염기성염인 경우, 당해 금속계 청정제의 염기가로서는, 바람직하게는 10∼600mgKOH/g, 보다 바람직하게는 20∼500mgKOH/g이다.
한편, 본 명세서에 있어서, 「염기가」란, JIS K2501 「석유 제품 및 윤활유-중화가 시험 방법」의 7.에 준거하여 측정되는 과염소산법에 의한 염기가를 의미한다.
(분산제)
분산제로서는, 예를 들어, 석신산 이미드, 벤질아민, 석신산 에스터 또는 이들의 붕소 변성물 등을 들 수 있다.
석신산 이미드로서는, 예를 들어, 분자량 300∼4,000의 폴리뷰텐일기 등의 폴리알켄일기를 갖는 석신산과 에틸렌다이아민, 다이에틸렌트라이아민, 트라이에틸렌테트라민, 테트라에틸렌펜타민, 펜타에틸렌헥사민 등의 폴리에틸렌폴리아민의 모노이미드 또는 비스이미드, 또는 이들의 붕산 변성물; 폴리알켄일기를 갖는 페놀과 폼알데하이드와 폴리에틸렌폴리아민의 마니히 반응물 등을 들 수 있다.
(내마모제)
내마모제 또는 극압제로서는, 예를 들어, 다이알킬다이싸이오인산 아연(ZnDTP), 인산 아연, 다이싸이오카밤산 아연, 다이싸이오카밤산 몰리브데넘, 다이싸이오인산 몰리브데넘, 다이설파이드류, 황화 올레핀류, 황화 유지류, 황화 에스터류, 싸이오카보네이트류, 싸이오카바메이트류, 폴리설파이드류 등의 황 함유 화합물; 아인산 에스터류, 인산 에스터류, 포스폰산 에스터류, 및 이들의 아민염 또는 금속염 등의 인 함유 화합물; 싸이오아인산 에스터류, 싸이오인산 에스터류, 싸이오포스폰산 에스터류, 및 이들의 아민염 또는 금속염 등의 황 및 인 함유 내마모제를 들 수 있다.
이들 중에서도, 다이알킬다이싸이오인산 아연(ZnDTP)이 바람직하다.
(극압제)
극압제로서는, 예를 들어, 설파이드류, 설폭사이드류, 설폰류, 싸이오포스피네이트류 등의 황계 극압제, 염소화 탄화수소 등의 할로젠계 극압제, 유기 금속계 극압제 등을 들 수 있다.
(산화 방지제)
산화 방지제로서는, 종래 윤활유의 산화 방지제로서 사용되고 있는 공지된 산화 방지제 중에서 임의의 것을 적절히 선택하여 이용할 수 있고, 예를 들어, 아민계 산화 방지제, 페놀계 산화 방지제, 몰리브데넘계 산화 방지제, 황계 산화 방지제, 인계 산화 방지제등을 들 수 있다.
아민계 산화 방지제로서는, 예를 들어 다이페닐아민, 탄소수 3∼20의 알킬기를 갖는 알킬화 다이페닐아민 등의 다이페닐아민계 산화 방지제; α-나프틸아민, 탄소수 3∼20의 알킬 치환 페닐-α-나프틸아민 등의 나프틸아민계 산화 방지제; 등을 들 수 있다.
페놀계 산화 방지제로서는, 예를 들어, 2,6-다이-tert-뷰틸-4-메틸페놀, 2,6-다이-tert-뷰틸-4-에틸페놀, 옥타데실-3-(3,5-다이-tert-뷰틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트 등의 모노페놀계 산화 방지제; 4,4'-메틸렌비스(2,6-다이-tert-뷰틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-에틸-6-tert-뷰틸페놀) 등의 다이페놀계 산화 방지제; 힌더드 페놀계 산화 방지제; 등을 들 수 있다.
몰리브데넘계 산화 방지제로서는, 예를 들어, 삼산화 몰리브데넘 및/또는 몰리브데넘산과 아민 화합물을 반응시켜 이루어지는 몰리브데넘 아민 착체 등을 들 수 있다.
황계 산화 방지제로서는, 예를 들어, 다이라우릴-3,3'-싸이오다이프로피오네이트 등을 들 수 있다.
인계 산화 방지제로서는, 예를 들어, 포스파이트 등을 들 수 있다.
이들 산화 방지제는, 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용해도 되지만, 통상 2종 이상을 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.
(유동점 강하제)
유동점 강하제로서는, 예를 들어, 에틸렌-아세트산 바이닐 공중합체, 염소화 파라핀과 나프탈렌의 축합물, 염소화 파라핀과 페놀의 축합물, 폴리메타크릴레이트, 폴리알킬스타이렌 등을 들 수 있다.
(소포제)
소포제로서는, 예를 들어, 실리콘유, 플루오로실리콘유 및 플루오로알킬 에터 등을 들 수 있다.
(마찰 조정제)
마찰 조정제로서는, 예를 들어, 다이싸이오카밤산 몰리브데넘(MoDTC), 다이싸이오인산 몰리브데넘(MoDTP), 몰리브데넘산의 아민염 등의 몰리브데넘계 마찰 조정제; 탄소수 6∼30의 알킬기 또는 알켄일기를 분자 중에 적어도 1개 갖는, 지방족 아민, 지방산 에스터, 지방산 아마이드, 지방산, 지방족 알코올, 지방족 에터 등의 무회 마찰 조정제; 등을 들 수 있다.
(방청제)
방청제로서는, 예를 들어, 석유 설포네이트, 알킬벤젠 설포네이트, 다이노닐나프탈렌 설포네이트, 알켄일석신산 에스터, 다가 알코올 에스터 등을 들 수 있다.
(금속 불활성화제)
금속 불활성화제로서는, 예를 들어, 벤조트라이아졸계 화합물, 톨릴트라이아졸계 화합물, 싸이아다이아졸계 화합물, 이미다졸계 화합물, 피리미딘계 화합물 등을 들 수 있다.
〔윤활유 조성물의 용도〕
본 발명의 윤활유 조성물은, 엔진의 고속 운전 시를 상정한 고온 영역하에서의 점도 등의 각종 성상을 양호하게 하면서도, 엔진 시동 시를 상정한 저온 영역하에서의 연비 절약 성능이 우수하다.
그 때문에, 본 발명의 윤활유 조성물을 충전한 엔진은, 고속 운전 시뿐만 아니라, 엔진 시동 시의 저온 영역하에서의 사용 시에 있어서도 연비 절약 성능이 우수한 것이 될 수 있다. 당해 엔진으로서는, 특별히 제한은 없지만, 자동차용 엔진이 적합하다.
그 때문에, 본 발명은, 전술한 본 발명의 윤활유 조성물을 10∼60℃의 저온 영역하에서 사용하는, 윤활유 조성물의 사용 방법에 대해서도 제공한다.
한편, 상기의 저온 영역하의 온도로서는, 엔진 시동 시를 상정한 온도 범위이며, 통상 10∼60℃이며, 바람직하게는 20∼60℃이다.
한편, 본 발명의 일 태양의 윤활유 조성물은, 자동차용 엔진 오일로서의 용도가 적합하지만, 다른 용도에도 적용할 수 있다.
본 발명의 일 태양의 윤활유 조성물에 대해 생각할 수 있는 다른 용도로서는, 예를 들어, 파워 스티어링 오일, 자동 변속기유(ATF), 무단 변속기유(CVTF), 유압 작동유, 터빈유, 압축기유, 공작기계용 윤활유, 절삭유, 치차유, 유체 베어링유, 구름 베어링유 등을 들 수 있다.
〔윤활유 조성물의 제조 방법〕
본 발명은, 이하의 공정(I)을 갖는 윤활유 조성물의 제조 방법도 제공한다.
공정(I): 기유에, 빗살모양 폴리머를 함유하고, SSI(전단 안정성 지수)가 30 이하인 점도 지수 향상제(A)를 배합하여,
150℃에 있어서의 HTHS 점도(고온 고전단 점도)(T150)가 1.6∼2.9mPa·s이고, 또한 40℃에 있어서의 동점도(V40)[mm2/s]와 150℃에 있어서의 HTHS 점도(T150)[mPa·s]의 비(V40/T150)가 12.4 이하가 되는 윤활유 조성물을 조제하는 공정.
상기 공정(I)에 있어서, 배합하는 기유 및 성분(A)는, 전술한 바와 같으며, 적합한 성분, 각 성분의 함유량도 전술한 바와 같다.
또한, 본 공정에 있어서, 기유 및 성분(A) 이외의 전술한 윤활유용 첨가제 등을 배합해도 된다.
한편, 성분(A)는, 빗살모양 폴리머를 포함한 수지분을 희석유에 용해한 용액의 형태로 배합해도 된다. 당해 용액의 고형분 농도로서는, 통상 10∼50질량%이다.
본 발명의 일 태양에 있어서, 성분(A)를 고형분 농도가 10∼50질량%인 점도 지수 향상제(A)의 용액의 형태로 배합하는 경우, 당해 용액의 배합량으로서는, 당해 윤활유 조성물의 전량(100질량%)에 대해서, 바람직하게는 0.1∼30질량%, 보다 바람직하게는 1∼25질량%, 더 바람직하게는 2∼20질량%이다.
또한, 성분(A)뿐만 아니라, 전술한 윤활유용 첨가제에 대해서도, 희석유 등을 가하여 용액(분산체)의 형태로 한 다음, 배합해도 된다.
각 성분을 배합한 후, 공지의 방법에 의해, 교반하여 균일하게 분산시키는 것이 바람직하다.
한편, 각 성분을 배합 후에, 성분의 일부가 변성되거나 2성분이 서로 반응하여, 다른 성분을 생성한 경우의 얻어지는 윤활유 조성물에 대해서도, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이다.
실시예
다음에, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 전혀 한정되는 것은 아니다. 한편, 이하의 각종 물성은, 하기의 방법에 의해 측정 및 평가했다.
(1) 중량 평균 분자량(Mw), 수 평균 분자량(Mn)
겔 침투 크로마토그래프 장치(아질런트사제, 「1260형 HPLC」)를 이용하여, 하기의 조건하에서 측정하여, 표준 폴리스타이렌 환산으로 측정한 값을 이용했다.
(측정 조건)
· 컬럼: 「Shodex LF404」를 2개 순차적으로 연결한 것
· 컬럼 온도: 35℃
· 전개 용매: 클로로폼
· 유속: 0.3mL/min
(2) SSI(전단 안정성 지수)
ASTM D6278에 준거하여 측정했다. 구체적으로는, 대상이 되는 점도 지수 향상제에 대해, 상기 계산식(1) 중의 Kv0, Kv1, Kvoil의 각 값을 측정하여, 당해 계산식(1)로부터 산출했다.
(3) 40℃ 및 100℃의 동점도
JIS K 2283에 준거하여 측정했다.
(4) 점도 지수
JIS K 2283에 준거하여 측정했다.
(5) 100℃ 및 150℃의 HTHS 점도(고온 고전단 점도)
ASTM D 4741에 준거하여, 대상이 되는 윤활유 조성물을, 100℃ 또는 150℃에서, 전단 속도 106/s로, 전단한 후의 점도를 측정했다.
(6) 구동 토크 개선율
배기량 1.5L의 SOHC(Single OverHead Camshaft) 엔진의 메인 샤프트를 모터로 구동하여, 그 때에 캠축에 걸리는 토크를 측정했다. 캠축의 회전수는, 1,500rpm, 엔진 유온 및 수온은 40℃로 했다.
실시예 1∼8 및 비교예 1∼3에서는, 비교예 1의 윤활유 조성물을 이용했을 때의 토크의 측정치를 기준으로 하고, 실시예 9∼16 및 비교예 4∼6에서는, 비교예 4의 윤활유 조성물을 이용했을 때의 토크의 측정치를 기준으로 하여, 하기 식으로부터 구동 토크 개선율(%)을 산출하여 평가했다.
· 구동 토크 개선율(%)=([평가 대상의 윤활유 조성물의 토크의 측정치]-[비교예 1 또는 4의 윤활유 조성물의 토크의 측정치])/[비교예 1 또는 4의 윤활유 조성물의 토크의 측정치]×100
숫자가 클수록 구동 토크가 개선되어 연비 절약성이 높다는 것을 나타낸다.
본 실시예 및 비교예에서 조제한 윤활유 조성물의 각 성분의 상세는 이하와 같다.
＜기유＞
· 「100N 광유」=40℃ 동점도: 17.8mm2/s, 100℃ 동점도: 4.07mm2/s, 점도 지수: 131, 밀도: 0.824g/cm3.
· 「70N 광유」=40℃ 동점도: 12.5mm2/s, 100℃ 동점도: 3.12mm2/s, 점도 지수: 110, 밀도: 0.832g/cm3.
＜점도 지수 향상제＞
· 「점도 지수 향상제-A」=주제 수지분으로서, Mn이 500 이상인 매크로모노머에서 유래하는 구성 단위를 적어도 갖는 빗살모양 폴리머(Mw: 25만, Mw/Mn: 2.08)를 포함하는, 주제 수지분 농도가 19질량%, SSI가 3인 점도 지수 향상제.
· 「점도 지수 향상제-B」=주제 수지분으로서, Mn이 500 이상인 매크로모노머에서 유래하는 구성 단위를 적어도 갖는 빗살모양 폴리머(Mw: 42만, Mw/Mn: 5.92)를 포함하는, 주제 수지분 농도가 19질량%, SSI가 5인 점도 지수 향상제.
· 「점도 지수 향상제-C」=주제 수지분으로서, Mn이 500 이상인 매크로모노머에서 유래하는 구성 단위를 적어도 갖는 빗살모양 폴리머(Mw: 33만, Mw/Mn: 2.00 이상)를 포함하는, 주제 수지분 농도가 25질량%, SSI가 5인 점도 지수 향상제.
· 「점도 지수 향상제-D」=주제 수지분으로서, Mn이 500 이상인 매크로모노머에서 유래하는 구성 단위를 적어도 갖는 빗살모양 폴리머(Mw: 44만, Mw/Mn: 2.00 이상)를 포함하는, 주제 수지분 농도가 25질량%, SSI가 8인 점도 지수 향상제.
· 「점도 지수 향상제-E」=주제 수지분으로서, Mn이 500 이상인 매크로모노머에서 유래하는 구성 단위를 적어도 갖는 빗살모양 폴리머(Mw: 48만, Mw/Mn: 2.00 이상)를 포함하는, 주제 수지분 농도가 25질량%, SSI가 10인 점도 지수 향상제.
· 「점도 지수 향상제-F」=주제 수지분으로서, Mn이 500 이상인 매크로모노머에서 유래하는 구성 단위를 적어도 갖는 빗살모양 폴리머(Mw: 36만, Mw/Mn: 2.00 미만)를 포함하는, 주제 수지분 농도가 23질량%, SSI가 4인 점도 지수 향상제.
· 「점도 지수 향상제-G」=주제 수지분으로서, Mn이 500 이상인 매크로모노머에서 유래하는 구성 단위를 적어도 갖는 빗살모양 폴리머(Mw: 41만, Mw/Mn: 1.78)를 포함하는, 주제 수지분 농도가 23질량%, SSI가 5인 점도 지수 향상제.
· 「점도 지수 향상제-H」=주제 수지분으로서, Mn이 500 이상인 매크로모노머에서 유래하는 구성 단위를 적어도 갖는 빗살모양 폴리머(Mw: 48만, Mw/Mn: 1.92)를 포함하는, 주제 수지분 농도가 23질량%, SSI가 7인 점도 지수 향상제.
· 「점도 지수 향상제-I」=주제 수지분으로서, 폴리메타크릴레이트(PMA)(Mw: 51만, Mw/Mn: 3.19)를 포함하는, 주제 수지분 농도가 19질량%, SSI가 30인 점도 지수 향상제.
· 「점도 지수 향상제-J」=주제 수지분으로서, 폴리메타크릴레이트(PMA)(Mw: 38만, Mw/Mn: 2.71)를 포함하는, 주제 수지분 농도가 19질량%, SSI가 30인 점도 지수 향상제.
＜유동점 강하제＞
· 「PMA계 유동점 강하제」=Mw: 6.2만의 폴리메타아크릴레이트계 유동점 강하제.
＜각종 첨가제＞
· 「엔진유용 첨가제 패키지」: API/ILSAC 규격, 및 SN/GF-5 규격에 적합한 첨가제 패키지이며, 이하의 각종 첨가제 등을 포함한다.
금속계 청정제: 과염기성 칼슘 살리실레이트
분산제: 고분자 비스이미드, 붕소 변성 모노이미드
내마모제: 제1급의 ZnDTP, 및 제2급의 ZnDTP
산화 방지제: 다이페닐아민계 산화 방지제, 힌더드 페놀계 산화 방지제, 몰리브데넘계 산화 방지제
소포제: 실리콘계 소포제
실시예 1∼8, 비교예 1∼2
표 1에 나타내는 종류 및 배합량의 기유, 점도 지수 향상제, 유동점 강하제, 및 엔진유용 첨가제 패키지를 배합하여, SAE 점도 그레이드가 「0W-20」이 되도록 윤활유 조성물을 조제했다. 한편, 표 1 중의 「점도 지수 향상제-A∼K」의 배합량은, 주제 수지분인 빗살모양 폴리머 또는 PMA뿐만 아니라, 희석유 등도 포함한 양이다.
그리고, 조제한 윤활유 조성물에 대해, 상기의 방법에 기초하여, 40℃ 및 100℃에 있어서의 동점도, 점도 지수, 100℃ 및 150℃에 있어서의 HTHS 점도, 및 구동 토크 개선율(비교예 1을 기준)을 각각 측정했다. 이들 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 9∼16, 비교예 3∼4
표 2에 나타내는 종류 및 배합량의 기유, 점도 지수 향상제, 유동점 강하제, 및 엔진유용 첨가제 패키지를 배합하여, SAE 점도 그레이드가 「0W-16」이 되도록 윤활유 조성물을 조제했다. 한편, 표 2 중의 「점도 지수 향상제-A∼K」의 배합량은, 주제 수지분인 빗살모양 폴리머 또는 PMA뿐만 아니라, 희석유 등도 포함한 양이다.
그리고, 조제한 윤활유 조성물에 대해, 상기의 방법에 기초하여, 40℃ 및 100℃의 동점도, 점도 지수, 100℃ 및 150℃의 HTHS 점도, 및 구동 토크 개선율(비교예 4를 기준)을 각각 측정했다. 이들의 측정 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure pct00005
Figure pct00006
표 1 및 표 2로부터, 본 발명의 일 태양인 실시예 1∼16의 윤활유 조성물은, 비교예 1∼4의 윤활유 조성물에 비해, 유온이 40℃라고 하는 엔진 시동 시를 상정한 저온 영역하에서의 구동 토크 개선율이 높아, 연비 절약 성능이 우수하다는 것을 알 수 있다.

Claims (16)

  1. 기유와 함께, 빗살모양 폴리머를 함유하고, SSI(전단 안정성 지수)가 30 이하인 점도 지수 향상제(A)를 포함하며,
    150℃에 있어서의 HTHS 점도(고온 고전단 점도)(T150)가 1.6∼2.9mPa·s이고, 또한 40℃에 있어서의 동점도(V40)[mm2/s]와 150℃에 있어서의 HTHS 점도(T150)[mPa·s]의 비(V40/T150)가 12.4 이하인, 윤활유 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 빗살모양 폴리머의 함유량이, 상기 윤활유 조성물의 전량 기준으로, 0.01∼10.00질량%인 윤활유 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 빗살모양 폴리머의 중량 평균 분자량(Mw)이 1만∼100만인 윤활유 조성물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 빗살모양 폴리머의 분자량 분포(Mw/Mn)(단, Mw는 당해 빗살모양 폴리머의 중량 평균 분자량, Mn는 당해 빗살모양 폴리머의 수 평균 분자량을 나타낸다)가 6.00 이하인 윤활유 조성물.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 빗살모양 폴리머가, 매크로모노머(I')에서 유래하는 구성 단위(I)을 적어도 갖는 중합체인 윤활유 조성물.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    추가로 금속계 청정제, 분산제, 내마모제, 극압제, 산화 방지제, 유동점 강하제, 및 소포제로부터 선택되는 1종 이상의 윤활유용 첨가제를 포함하는 윤활유 조성물.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 금속계 청정제가, 알칼리 금속 원자 및 알칼리 토류 금속 원자로부터 선택되는 금속 원자를 함유하는 유기 금속계 화합물인 윤활유 조성물.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기유의 100℃에 있어서의 동점도가 2.0∼20.0mm2/s인 윤활유 조성물.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기유가, API(미국석유협회) 기유 카테고리에서 그룹 2 및 그룹 3으로 분류되는 광유, 및 합성유로부터 선택되는 1종 이상인 윤활유 조성물.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    100℃에 있어서의 동점도(V100)가 4.0∼12.5mm2/s인 윤활유 조성물.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    40℃에 있어서의 동점도(V40)가 10.0∼40.0mm2/s인 윤활유 조성물.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    점도 지수가 140 이상인 윤활유 조성물.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    빗살모양 폴리머에는 해당하지 않는 폴리메타크릴레이트계 화합물의 함유량이, 상기 윤활유 조성물 중에 포함되는 빗살모양 폴리머 100질량부에 대해서, 0∼30질량부인 윤활유 조성물.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    점도 지수 향상제(A) 중의 빗살모양 폴리머의 함유량이, 점도 지수 향상제(A) 중의 고형분의 전량(100질량%) 기준으로, 60∼100질량%인 윤활유 조성물.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 윤활유 조성물을 10∼60℃의 저온 영역하에서 사용하는, 윤활유 조성물의 사용 방법.
  16. 기유에, 빗살모양 폴리머를 함유하고, SSI(전단 안정성 지수)가 30 이하인 점도 지수 향상제(A)를 배합하여,
    150℃에 있어서의 HTHS 점도(고온 고전단 점도)(T150)가 1.6∼2.9mPa·s이고, 또한 40℃에 있어서의 동점도(V40)[mm2/s]와 150℃에 있어서의 HTHS 점도(T150)[mPa·s]의 비(V40/T150)가 12.4 이하가 되는 윤활유 조성물을 조제하는 공정(I)을 갖는, 윤활유 조성물의 제조 방법.
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