WO2014017556A1 - 潤滑油組成物 - Google Patents

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WO2014017556A1
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viscosity
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lubricating oil
lubricating
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松井 茂樹
大也 宮本
裕充 松田
一生 田川
彰 高木
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Jx日鉱日石エネルギー株式会社
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    • C10N2040/25Internal-combustion engines
    • C10N2040/255Gasoline engines

Definitions

  • the present invention relates to a lubricating oil composition.
  • lubricating oil is used in internal combustion engines, transmissions, and other mechanical devices in order to make their operations smooth.
  • lubricating oil (engine oil) for internal combustion engines is required to have high performance as the performance of the internal combustion engine increases, the output increases, and the operating conditions become severe. Therefore, various additives such as antiwear agents, metal detergents, ashless dispersants, and antioxidants are blended in conventional engine oils in order to satisfy these required performances (for example, Patent Documents 1 to 5 listed below). 3).
  • Patent Documents 1 to 5 listed below listed below. 3
  • HTHS viscosity is also called “high temperature high shear viscosity”
  • it is effective to lower the kinematic viscosity at 40 ° C., the kinematic viscosity at 100 ° C., and the HTHS viscosity at 100 ° C., but it has been very difficult to satisfy all these requirements with conventional lubricating oils.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and the kinematic viscosity at 40 ° C. and the kinematic viscosity at 100 ° C. can be lowered over a long period from the initial stage to after use, and the viscosity after shearing.
  • An object of the present invention is to provide a lubricating oil composition excellent in durability and fuel-saving properties capable of suppressing the decrease.
  • the present invention provides a lubricating base oil having a kinematic viscosity at 100 ° C. of 1 to 10 mm 2 / s, and (A) one type of structural unit represented by the following general formula (1) Or a lubricating oil composition comprising a branched poly (meth) acrylate viscosity index improver having a ratio of two or more of 30 to 90 mol% and a degree of branching of 0.1 to 8.0. Offer things.
  • R 1 represents hydrogen or a methyl group
  • R 2 represents a linear or branched hydrocarbon group having 6 or less carbon atoms.
  • the (A) viscosity index improver is preferably a viscosity index improver having a PSSI of 5 or less and a ratio of molecular weight to PSSI (Mw / PSSI) of 2 ⁇ 10 4 or more.
  • the lubricating oil composition preferably further contains (B) a friction modifier.
  • PSSI as used in the present invention conforms to ASTM D 6022-01 (Standard Practicing for Calculation of Permanent Shear Stable Property Index), and is ASTM D 6278-02 (Test MetalstoSheetMoldShortSordfordP Means the permanent shear stability index of a polymer, calculated based on data measured by European Diesel Injector Apparatus.
  • the kinematic viscosity at 40 ° C. and the kinematic viscosity at 100 ° C. can be sufficiently lowered over a long period from the beginning to after use. It is possible to provide a lubricating oil composition that can sufficiently suppress a decrease in viscosity after shearing and is excellent in durability and fuel saving.
  • the lubricating oil composition of the present invention can also be suitably used for gasoline engines, diesel engines, gas engines, etc. for motorcycles, automobiles, power generation, cogeneration, etc. Not only can it be suitably used for these various engines using fuel of ppm or less, but it is also useful for various engines for ships and outboard motors.
  • the lubricating oil composition according to this embodiment comprises a lubricating base oil having a kinematic viscosity at 100 ° C. of 1 to 10 mm 2 / s and (A) one of structural units represented by the following general formula (1): A branched poly (meth) acrylate viscosity index improver having a ratio of two or more of 30 to 90 mol% and a degree of branching of 0.1 to 8.0 is contained. [In the formula (1), R 1 represents hydrogen or a methyl group, and R 2 represents a linear or branched hydrocarbon group having 6 or less carbon atoms. ]
  • a lubricating base oil (hereinafter referred to as “the lubricating base oil according to the present embodiment”) having a kinematic viscosity at 100 ° C. of 1 to 10 mm 2 / s is used. .
  • a lubricating oil fraction obtained by subjecting crude oil to atmospheric distillation and / or vacuum distillation is subjected to solvent removal, solvent extraction, hydrocracking, solvent dewaxing, Paraffinic mineral oil, or normal paraffinic base oil, isoparaffinic base oil, etc., refined by combining one or more of refining treatments such as catalytic dewaxing, hydrorefining, sulfuric acid washing, clay treatment, etc.
  • refining treatments such as catalytic dewaxing, hydrorefining, sulfuric acid washing, clay treatment, etc.
  • those having a kinematic viscosity at 100 ° C. of 1 to 5 mm 2 / s can be mentioned.
  • the following base oils (1) to (8) are used as raw materials, and the raw oil and / or the lubricating oil fraction recovered from the raw oil is The base oil obtained by refine
  • recovering lubricating oil fractions can be mentioned.
  • Distilled oil by atmospheric distillation of paraffinic crude oil and / or mixed base crude oil (2) Distilled oil by vacuum distillation of atmospheric distillation residue of paraffinic crude oil and / or mixed base crude oil ( WVGO) (3) Wax (slack wax, etc.) obtained by the lubricant dewaxing process and / or synthetic wax (Fischer-Tropsch wax, GTL wax, etc.) obtained by the gas-to-liquid (GTL) process, etc.
  • the above-mentioned predetermined purification methods include hydrorefining such as hydrocracking and hydrofinishing; solvent refining such as furfural solvent extraction; dewaxing such as solvent dewaxing and catalytic dewaxing; acid clay and activated clay White clay refining; chemical (acid or alkali) cleaning such as sulfuric acid cleaning and caustic soda cleaning are preferred.
  • one of these purification methods may be performed alone, or two or more may be combined.
  • the order in particular is not restrict
  • the lubricating base oil according to the present embodiment is obtained by subjecting a base oil selected from the above base oils (1) to (8) or a lubricating oil fraction recovered from the base oil to a predetermined treatment.
  • the following base oil (9) or (10) is particularly preferred.
  • the base oil selected from the above base oils (1) to (8) or the lubricating oil fraction recovered from the base oil is hydrocracked and recovered from the product or the product by distillation or the like.
  • Hydrocracking base oil (10) obtained by subjecting the lubricating oil fraction to dewaxing treatment such as solvent dewaxing or catalytic dewaxing, or distillation after the dewaxing treatment, and the above base oils (1) to (The base oil selected from 8) or the lubricating oil fraction recovered from the base oil is hydroisomerized, and the product or the lubricating oil fraction recovered from the product by distillation or the like is subjected to solvent dewaxing or catalytic desorption. Hydroisomerized base oil obtained by performing dewaxing treatment such as wax or by distillation after the dewaxing treatment.
  • a solvent refining treatment and / or a hydrofinishing treatment step may be further provided as necessary at a convenient step.
  • the catalyst used for the hydrocracking / hydroisomerization is not particularly limited, but a composite oxide having cracking activity (for example, silica alumina, alumina boria, silica zirconia, etc.) or one kind of the composite oxide.
  • Hydrogenolysis with a combination of the above combined with a binder and supporting a metal having hydrogenation ability for example, one or more metals such as Group VIa metal or Group VIII metal in the periodic table
  • a hydroisomerization catalyst in which a catalyst or a support containing zeolite (eg, ZSM-5, zeolite beta, SAPO-11, etc.) is loaded with a metal having a hydrogenation ability containing at least one of the Group VIII metals are preferably used.
  • the hydrocracking catalyst and the hydroisomerization catalyst may be used in combination by stacking or mixing.
  • reaction conditions for hydrocracking and hydroisomerization are not particularly limited, but hydrogen partial pressure 0.1 to 20 MPa, average reaction temperature 150 to 450 ° C., LHSV 0.1 to 3.0 hr-1, hydrogen / oil ratio 50 to 20000 scf / b is preferable.
  • the kinematic viscosity at 100 ° C. of the lubricating base oil according to this embodiment needs to be 10 mm 2 / s or less, preferably 4.5 mm 2 / s or less, more preferably 4 mm 2 / s or less, preferably 3.8 mm 2 / s or less, particularly preferably 3.7 mm 2 / s or less, and most preferably not more than 3.6 mm 2 / s.
  • the kinematic viscosity at 100 ° C. needs to be 1 mm 2 / s or more, preferably 1.5 mm 2 / s or more, more preferably 2 mm 2 / s or more, and still more preferably 2.
  • the kinematic viscosity at 100 ° C. here refers to the kinematic viscosity at 100 ° C. as defined in ASTM D-445.
  • the kinematic viscosity at 100 ° C. of the lubricating base oil exceeds 10 mm 2 / s, the worse the low temperature viscosity characteristics, also there is a risk that can not be obtained sufficient fuel saving properties, the following cases 1 mm 2 / s Since the formation of an oil film at the lubrication site is insufficient, the lubricity is inferior, and the evaporation loss of the lubricating oil composition may increase.
  • the kinematic viscosity at 40 ° C. of the lubricating base oil according to the present embodiment is preferably 40 mm 2 / s or less, more preferably 30 mm 2 / s or less, still more preferably 25 mm 2 / s or less, and particularly preferably 20 mm 2. / S or less, and most preferably 17 mm 2 / s or less.
  • kinematic viscosity at 40 ° C. is preferably 6.0 mm 2 / s or more, more preferably 8.0 mm 2 / s or more, further preferably 10 mm 2 / s or more, particularly preferably 12 mm 2 / s or more, most preferably Preferably it is 14 mm ⁇ 2 > / s or more.
  • the lubricating base oil exceeds 40 mm 2 / s, the low temperature viscosity characteristics are deteriorated, and there may not be obtained sufficient fuel economy, less 6.0 mm 2 / s In such a case, the oil film formation at the lubrication site is insufficient, so that the lubricity is poor, and the evaporation loss of the lubricating oil composition may be increased.
  • the viscosity index of the lubricating base oil according to this embodiment is preferably 100 or more. More preferably, it is 105 or more, More preferably, it is 110 or more, Especially preferably, it is 115 or more, Most preferably, it is 120 or more.
  • the viscosity index is less than 100, not only the viscosity-temperature characteristics, thermal / oxidative stability, and volatilization prevention properties deteriorate, but also the friction coefficient tends to increase, and the wear prevention properties tend to decrease. .
  • the viscosity index as used in the present invention means a viscosity index measured according to JIS K 2283-1993.
  • the lubricating base oil used in the lubricating oil composition according to the present embodiment has a first lubricating base oil component having a kinematic viscosity at 100 ° C. of 3.5 mm 2 / s or more and a viscosity index of 120 or more, and 100 A mixture of the second lubricating base oil component having a kinematic viscosity at less than 3.5 mm 2 / s is preferred.
  • a mixture of the first lubricating base oil component and the second lubricating base oil component it is possible to impart excellent viscosity temperature characteristics and further improve fuel economy.
  • the density ( ⁇ 15 ) at 15 ° C. of the first lubricating base oil component used in the lubricating oil composition according to this embodiment is preferably 0.860 or less, more preferably 0.850 or less, and still more preferably 0.00. It is 840 or less, particularly preferably 0.822 or less.
  • the density at 15 ° C. in the present invention means a density measured at 15 ° C. in accordance with JIS K 2249-1995.
  • the pour point of the first lubricating base oil component used in the lubricating oil composition according to this embodiment is preferably ⁇ 10 ° C. or lower, more preferably ⁇ 12.5 ° C. or lower, even more preferably ⁇ 15 ° C. or lower, especially Preferably, it is ⁇ 20 ° C. or lower.
  • the pour point as used in the present invention means a pour point measured according to JIS K 2269-1987.
  • the kinematic viscosity at 100 ° C. of the first lubricating base oil component used in the lubricating oil composition according to this embodiment is preferably 5 mm 2 / s or less, more preferably 4.5 mm 2 / s or less, and further Preferably it is 4.0 mm ⁇ 2 > / s or less, Most preferably, it is 3.9 mm ⁇ 2 > / s or less.
  • the kinematic viscosity at 100 ° C. is preferably 3.5 mm 2 / s or more, more preferably 3.6 mm 2 / s or more, still more preferably 3.7 mm 2 / s or more, and particularly preferably 3. 8 mm 2 / s or more.
  • the kinematic viscosity at 100 ° C. is more than 5 mm 2 / s, the low temperature viscosity characteristics are deteriorated, and there may not be obtained sufficient fuel economy, in the case of less than 3.5 mm 2 / s at lubricating sites Insufficient oil film formation may result in poor lubricity and increase in evaporation loss of the lubricating oil composition.
  • the kinematic viscosity at 40 ° C. of the first lubricating base oil component used in the lubricating oil composition according to this embodiment is preferably 40 mm 2 / s or less, more preferably 30 mm 2 / s or less, and even more preferably 25 mm 2 / s. s or less, particularly preferably 20 mm 2 / s or less, and most preferably 17 mm 2 / s or less.
  • kinematic viscosity at 40 ° C. is more than 40 mm 2 / s, the low temperature viscosity characteristics are deteriorated, and there may not be obtained sufficient fuel saving properties, the following cases 6.0 mm 2 / s at lubricating sites Insufficient oil film formation may result in poor lubricity and increase in evaporation loss of the lubricating oil composition.
  • the viscosity index of the first lubricating base oil component used in the lubricating oil composition according to this embodiment is preferably 100 or more. More preferably, it is 110 or more, More preferably, it is 120 or more, Especially preferably, it is 130 or more, Most preferably, it is 140 or more. Further, it is preferably 170 or less, more preferably 160 or less, further preferably 155 or less, and particularly preferably 150 or less.
  • the viscosity index is less than 100, not only the viscosity-temperature characteristics, thermal / oxidative stability, and volatilization prevention properties deteriorate, but also the friction coefficient tends to increase, and the wear prevention properties tend to decrease. .
  • the viscosity index exceeds 170, the low-temperature viscosity increases, and the fuel efficiency at low oil temperature tends to deteriorate, and the startability tends to deteriorate.
  • the density ( ⁇ 15 ) at 15 ° C. of the second lubricating base oil component used in the lubricating oil composition according to this embodiment is preferably 0.860 or less, more preferably 0.850 or less, and even more preferably 0.8. It is 840 or less, particularly preferably 0.835 or less.
  • the pour point of the second lubricating base oil component used in the lubricating oil composition according to this embodiment is preferably ⁇ 10 ° C. or lower, more preferably ⁇ 12.5 ° C. or lower, even more preferably ⁇ 15 ° C. or lower, particularly Preferably, it is ⁇ 20 ° C. or lower.
  • the pour point exceeds the upper limit, the low temperature fluidity of the entire lubricating oil using the lubricating base oil tends to decrease.
  • the kinematic viscosity at 100 ° C. of the second lubricating base oil component used in the lubricating oil composition according to this embodiment is preferably less than 3.5 mm 2 / s, more preferably 3.4 mm 2 / s or less. More preferably, it is 3.3 mm 2 / s or less.
  • the kinematic viscosity at the 100 ° C. is preferably 2 mm 2 / s or more, more preferably 2.5 mm 2 / s or more, further preferably 3.0 mm 2 / s or more.
  • the kinematic viscosity at 40 ° C. of the second lubricating base oil component used in the lubricating oil composition according to this embodiment is preferably 20 mm 2 / s or less, more preferably 18 mm 2 / s or less, and even more preferably 16 mm 2 / s. s or less, particularly preferably 14 mm 2 / s or less.
  • kinematic viscosity at 40 ° C. is more than 20 mm 2 / s, the low temperature viscosity characteristics are deteriorated, and there may not be obtained sufficient fuel saving properties, the following cases 6.0 mm 2 / s at lubricating sites Insufficient oil film formation may result in poor lubricity and increase in evaporation loss of the lubricating oil composition.
  • the viscosity index of the second lubricating base oil component used in the lubricating oil composition according to this embodiment is preferably 100 or more. More preferably, it is 105 or more, More preferably, it is 110 or more. Further, it is preferably 160 or less, more preferably 150 or less, further preferably 140 or less, and particularly preferably 135 or less.
  • the viscosity index is less than 100, not only the viscosity-temperature characteristics, thermal / oxidative stability, and volatilization prevention properties deteriorate, but also the friction coefficient tends to increase, and the wear prevention properties tend to decrease. .
  • the viscosity index exceeds 160, the low-temperature viscosity increases, and the fuel economy at low oil temperature tends to deteriorate, and the startability tends to deteriorate.
  • the sulfur content in the lubricating base oil used in this embodiment depends on the sulfur content of the raw material.
  • a raw material that does not substantially contain sulfur such as a synthetic wax component obtained by a Fischer-Tropsch reaction or the like
  • a lubricating base oil that does not substantially contain sulfur can be obtained.
  • the sulfur content in the obtained lubricating base oil is usually 100 mass ppm. That's it.
  • the content of sulfur is preferably 100 ppm by mass or less, and 50 ppm by mass or less, from the viewpoint of further improvement in thermal and oxidation stability and low sulfur content. More preferably, it is more preferably 10 ppm by mass or less, and particularly preferably 5 ppm by mass or less.
  • the nitrogen content in the lubricating base oil used in the present embodiment is preferably 7 mass ppm or less, more preferably 5 mass ppm or less, and even more preferably 3 mass ppm or less. If the nitrogen content exceeds 5 ppm by mass, the thermal and oxidation stability tends to decrease.
  • the nitrogen content in the present invention means a nitrogen content measured according to JIS K 2609-1990.
  • The% C p of the lubricating base oil used in the present embodiment is preferably 70 or more, preferably 80 or more, more preferably 85 or more, still more preferably 87 or more, and particularly preferably 90 or more. . Further, it is preferably 99.9 or less, more preferably 98 or less, still more preferably 96 or less, and particularly preferably 94 or less.
  • % C p of lubricating base oil is less than the above lower limit, viscosity-temperature characteristics, thermal / oxidative stability, and friction characteristics tend to decrease, and when additives are added to lubricating base oil In addition, the effectiveness of the additive tends to decrease. Further, when the% C p value of the lubricating base oil exceeds the upper limit value, the additive solubility will tend to be lower.
  • % C A of the lubricating base oil used in the present embodiment is preferably 2 or less, more preferably 1 or less, more preferably 0.8 or less, particularly preferably 0.5 or less.
  • % C A of the lubricating base oil exceeds the upper limit value, the viscosity - temperature characteristic, thermal and oxidation stability and fuel efficiency tends to decrease.
  • % C N of the lubricating base oil used in the present embodiment is preferably 30 or less, preferably 25 or less, more preferably 20 or less, more preferably 15 or less, particularly preferably 10 or less . Further, it is preferably 1 or more, more preferably 3 or more, further preferably 5 or more, and particularly preferably 6 or more. If the% C N value of the lubricating base oil exceeds the upper limit value, the viscosity - temperature characteristic, thermal and oxidation stability and frictional properties will tend to be reduced. Moreover, when% CN is less than the said lower limit, it exists in the tendency for the solubility of an additive to fall.
  • % C P in the present invention % C A N and% C A, obtained by a method in accordance with ASTM D 3238-85, respectively (n-d-M ring analysis), the total carbon number of the paraffin carbon number
  • the preferred ranges of% C P ,% C N and% C A described above are based on the values obtained by the above method. For example, even for a lubricating base oil containing no naphthene, it can be obtained by the above method.
  • is% C N may indicate a value greater than zero.
  • the content of the saturated component in the lubricating base oil used in the present embodiment is preferably 90% by mass or more, preferably 95% by mass or more, more preferably 99% by mass based on the total amount of the lubricating oil base oil.
  • the ratio of the cyclic saturated component in the saturated component is preferably 40% by mass or less, preferably 35% by mass or less, preferably 30% by mass or less, more preferably 25%. It is at most 21% by mass, more preferably at most 21% by mass.
  • annular saturated part which occupies for the said saturated part becomes like this. Preferably it is 5 mass% or more, More preferably, it is 10 mass% or more.
  • the viscosity-temperature characteristics and the heat / oxidation stability can be improved.
  • the function of the additive can be expressed at a higher level while the additive is sufficiently stably dissolved and held in the lubricating base oil. Furthermore, according to the present embodiment, it is possible to improve the friction characteristics of the lubricating base oil itself, and as a result, it is possible to achieve an improvement in friction reduction effect and an improvement in energy saving.
  • the saturated part as used in the field of this invention is measured by the method described in said ASTM D 2007-93.
  • a similar method that can obtain the same result can be used for the separation method of the saturated component or the composition analysis of the cyclic saturated component and the non-cyclic saturated component.
  • a method described in ASTM D 2425-93, a method described in ASTM D 2549-91, a method using high performance liquid chromatography (HPLC), a method obtained by improving these methods, and the like can be given.
  • the aromatic content in the lubricating base oil used in the present embodiment is preferably 5% by mass or less, more preferably 4% by mass or less, and still more preferably 2% by mass or less, based on the total amount of the lubricating oil base oil. Especially preferably, it is 1 mass% or less, Preferably it is 0.1 mass% or more, More preferably, it is 0.2 mass% or more. If the aromatic content exceeds the above upper limit, the viscosity-temperature characteristics, thermal / oxidative stability, friction characteristics, volatilization prevention characteristics and low-temperature viscosity characteristics tend to decrease. When an additive is blended with the additive, the effectiveness of the additive tends to decrease. Further, the lubricating base oil according to the present embodiment may not contain an aromatic component, but the solubility of the additive is further increased by setting the aromatic content to be equal to or higher than the above lower limit value. be able to.
  • the aromatic content in the present invention means a value measured according to ASTM D 2007-93.
  • the aromatic component includes alkylbenzene, alkylnaphthalene, anthracene, phenanthrene and alkylated products thereof, as well as compounds in which four or more benzene rings are condensed, pyridines, quinolines, phenols and naphthols. Aromatic compounds having atoms are included.
  • a synthetic base oil may be used as the lubricating base oil according to the present embodiment.
  • Synthetic base oils include poly ⁇ -olefins or hydrides thereof, isobutene oligomers or hydrides thereof, isoparaffins, alkylbenzenes, alkylnaphthalenes, diesters (ditridecylglutarate) having a kinematic viscosity at 100 ° C. of 1 to 10 mm 2 / s.
  • the production method of poly- ⁇ -olefin is not particularly limited.
  • Friedel Crafts containing a complex of aluminum trichloride or boron trifluoride with water, alcohol (ethanol, propanol, butanol, etc.), carboxylic acid or ester examples thereof include a method of polymerizing ⁇ -olefin in the presence of a polymerization catalyst such as a catalyst.
  • the lubricating base oil according to the present embodiment may be used alone, and the lubricating base oil according to the present embodiment may be one of other base oils or You may use together with 2 or more types.
  • the ratio of the lubricating base oil which concerns on this embodiment in those mixed base oils is 30 mass% or more Is more preferable, it is more preferable that it is 50 mass% or more, and it is still more preferable that it is 70 mass% or more.
  • a kinematic viscosity at 100 ° C. is 10 mm 2 / s, greater 1000 mm 2 / s or less Solvent refined mineral oil, hydrocracked mineral oil, hydrorefined mineral oil, solvent dewaxing base oil, and the like.
  • Other synthetic base oils used in combination with the lubricating base oil according to this embodiment include the above-described synthetic base oils having a kinematic viscosity at 100 ° C. outside the range of 1 to 10 mm 2 / s. It is done.
  • (A) the proportion of one or more structural units represented by the following general formula (1) is 30 to 90 mol%, and the degree of branching is 0. 1 to 8.0 of a branched poly (meth) acrylate viscosity index improver (hereinafter referred to as “viscosity index improver according to the present embodiment” for convenience).
  • viscosity index improver a branched poly (meth) acrylate viscosity index improver
  • the branched poly (meth) acrylate viscosity index improver having a proportion of structural units represented by the following general formula (1) of 30 to 90 mol% and a degree of branching of 0.1 to 8.0.
  • the form of the compound is arbitrary.
  • Specific examples of the compound include non-dispersed or dispersed poly (meth) acrylate viscosity index improvers, (meth) acrylate-olefin copolymers, and mixtures thereof.
  • R 1 represents hydrogen or a methyl group
  • R 2 represents a linear or branched hydrocarbon group having 6 or less carbon atoms.
  • R 2 in the structural unit represented by the formula (1) is a linear or branched hydrocarbon group having 6 or less carbon atoms as described above, and may be one kind or a mixture of two or more kinds. Preferably, it is a linear or branched hydrocarbon having 4 or less carbon atoms, more preferably a linear or branched hydrocarbon having 3 or less carbon atoms, more preferably a carbon having 2 or less carbon atoms. It is a hydrogen group.
  • the proportion of the (meth) acrylate structural unit represented by the general formula (1) in the polymer is 30 to 90 mol% as described above, but preferably 85 The mol% or less, more preferably 80 mol% or less, still more preferably 75 mol% or less, and particularly preferably 70 mol% or less. Moreover, it is 30 mol% or more preferably, More preferably, it is 35 mol% or more, More preferably, it is 40 mol% or more.
  • the solubility in base oil and the effect of improving viscosity temperature characteristics and low temperature viscosity characteristics may be inferior, and if it is less than 30 mol%, the effect of improving viscosity temperature characteristics may be inferior.
  • (A) the proportion of one or more structural units represented by the following general formula (2) is preferably 0.1 to 50 mol%.
  • R 3 represents hydrogen or a methyl group
  • R 4 represents a linear or branched hydrocarbon group having 16 or more carbon atoms.
  • R 4 in the structural unit represented by the formula (2) is preferably one or a mixture of two or more linear or branched hydrocarbon groups having 16 or more carbon atoms.
  • a linear or branched hydrocarbon group having 17 or more carbon atoms is more preferable, and a linear or branched hydrocarbon group having 18 or more carbon atoms is more preferable.
  • the proportion of the (meth) acrylate structural unit represented by the general formula (2) in the polymer is preferably 0.1 to 50 mol% as described above. More preferably, it is 45 mol% or less, More preferably, it is 40 mol% or less, Especially preferably, it is 35 mol% or less, Most preferably, it is 30 mol% or less. Further, it is preferably 0.2 mol% or more, more preferably 1 mol% or more, further preferably 5 mol% or more, particularly preferably 10 mol% or more, and most preferably 20 mol% or more. .
  • the effect of improving viscosity temperature characteristics may be inferior, and if it is less than 0.1 mol%, it may be inferior in solubility in base oil, low-temperature viscosity characteristics, or even the effect of improving viscosity temperature characteristics. There is.
  • the viscosity index improver according to this embodiment may be a copolymer having an arbitrary (meth) acrylate structural unit in addition to the (meth) acrylate structural unit represented by the general formulas (1) and (2). .
  • Such a copolymer is represented by one or more monomers represented by the following general formula (3) (hereinafter referred to as “monomer (M-1)”) and the following general formula (4). Obtained by copolymerizing one or more monomers (hereinafter referred to as “monomer (M-2)”) with a monomer other than the monomer (M-1) and the monomer (M-2). Can do.
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 2 represents a linear or branched hydrocarbon group having 6 or less carbon atoms.
  • R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 4 represents a linear or branched hydrocarbon group having 16 or more carbon atoms.
  • Monomers to be combined with the monomer (M-1) and the monomer (M-2) are arbitrary, but for example, a monomer represented by the following general formula (5) (hereinafter referred to as “monomer (M-3)”) is preferable. It is.
  • the monomer (M-1) and the copolymer of the monomer (M-2) and the monomer (M-3) are so-called non-dispersed poly (meth) acrylate viscosity index improvers.
  • R 5 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 6 represents a linear or branched hydrocarbon group having 7 to 15 carbon atoms.
  • R 6 in the structural unit represented by the formula (5) is a linear or branched hydrocarbon group having 7 to 15 carbon atoms, preferably a linear or branched group having 10 or more carbon atoms. More preferably, it is a linear or branched hydrocarbon having 11 or more carbon atoms, and more preferably a branched hydrocarbon group having 12 or more carbon atoms.
  • the (meth) acrylate structural unit represented by the general formula (5) in the polymer may be one type or a mixture of two or more types, but the ratio is 60 mol% or less, more preferably 50 mol% or less, still more preferably 45 mol% or less, particularly preferably 40 mol% or less, and most preferably 30 mol% or less. . If it exceeds 60 mol%, the effect of improving viscosity temperature characteristics and low temperature viscosity characteristics may be inferior, and if it is less than 0.5 mol%, the effect of improving viscosity temperature characteristics may be inferior.
  • a monomer represented by the following general formula (6) hereinafter referred to as “monomer (M-4)”
  • monomer (M-5) One or more selected from monomers represented by formula (7)
  • the copolymer of the monomer (M-1), (M-2) and the monomer (M-4) and / or (M-5) is a so-called dispersed poly (meth) acrylate viscosity index improver.
  • the dispersion type poly (meth) acrylate viscosity index improver may further contain a monomer (M-3) as a constituent monomer.
  • R 5 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 6 represents an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms
  • E 1 represents 1 to 2 nitrogen atoms and 0 to 0 oxygen atoms
  • 2 represents an amine residue or a heterocyclic residue
  • a represents 0 or 1.
  • alkylene group having 1 to 18 carbon atoms represented by R 6 include ethylene group, propylene group, butylene group, pentylene group, hexylene group, heptylene group, octylene group, nonylene group, decylene group, Examples include an undecylene group, a dodecylene group, a tridecylene group, a tetradecylene group, a pentadecylene group, a hexadecylene group, a heptadecylene group, and an octadecylene group (these alkylene groups may be linear or branched).
  • Specific examples of the group represented by E 1 include a dimethylamino group, a diethylamino group, a dipropylamino group, a dibutylamino group, an anilino group, a toluidino group, a xylidino group, an acetylamino group, a benzoylamino group, Examples thereof include morpholino group, pyrrolyl group, pyrrolino group, pyridyl group, methylpyridyl group, pyrrolidinyl group, piperidinyl group, quinonyl group, pyrrolidonyl group, pyrrolidono group, imidazolino group, and pyrazino group.
  • R 7 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group
  • E 2 represents an amine residue or a heterocyclic ring containing 1 to 2 hydrocarbon groups or nitrogen atoms and 0 to 2 oxygen atoms. Indicates residue.
  • Specific examples of the group represented by E 2 include a dimethylamino group, a diethylamino group, a dipropylamino group, a dibutylamino group, an anilino group, a toluidino group, a xylidino group, an acetylamino group, a benzoylamino group, and a morpholino group.
  • Preferable examples of the monomers (M-4) and (M-5) include dimethylaminomethyl methacrylate, diethylaminomethyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, 2-methyl-5-vinylpyridine, Examples thereof include morpholinomethyl methacrylate, morpholinoethyl methacrylate, N-vinylpyrrolidone and a mixture thereof.
  • the method for producing the viscosity index improver according to the present embodiment is not particularly limited.
  • an alkyl methacrylate that forms an arm part (polymer chain of alkyl methacrylate) is polymerized, and then, Examples include a method of reacting a polyalkyl methacrylate with a polyfunctional compound having two or more ethylenically unsaturated double bonds.
  • Controlled radical polymerization processes include atom transfer radical polymerization (ATRP) processes, reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) processes, or nitrogen oxide mediated polymerization processes.
  • ATRP atom transfer radical polymerization
  • RAFT reversible addition-fragmentation chain transfer
  • nitrogen oxide mediated polymerization processes A discussion of the polymer mechanism of ATRP polymerization is given by Matyjaszewski et al., Reaction Scheme 11.1 on page 524, Reaction Scheme 11.1 on page 564, Reaction Scheme 11.4 on page 571, Reaction Scheme 11 on page 571, Reaction Schemes 11.8 and 575 on page 572. The reaction scheme on page 11.9 is shown.
  • a discussion of the polymer mechanism of RAFT polymerization is given in Matjajaszewski et al., Section 12.4.4, pages 664-665.
  • the above synthesis can be performed as a batch operation, semi-batch operation, continuous process, feed process or bulk process.
  • the synthesis can also be made in an emulsion, solution or suspension.
  • the average molecular weight of the resulting polymethacrylate or viscosity index improver is adjusted by changing the amount of initiator and polyfunctional compound having two or more ethylenically unsaturated double bonds. can do.
  • the reaction rate to the viscosity index improver using the synthesized arm portion is 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 85% or more, based on the amount of the polymer reacted with the viscosity index improver. is there. If the reaction rate is low, the arm portion remains and the molecular weight cannot be increased.
  • the PSSI (Permanent Cystability Index) in the diesel injector method of the viscosity index improver according to this embodiment is preferably 20 or less, more preferably 15 or less, still more preferably 10 or less, particularly preferably 5 or less, and most preferably 3 It is as follows. When PSSI exceeds 20, the shear stability is poor, and the kinematic viscosity and HTHS viscosity after use are kept at a certain level or more, so that the initial fuel economy may be deteriorated.
  • the “PSSI in the Diesel Injector Method” here is based on ASTM D 6022-01 (Standard Practication for Calculation of Permanent Shear Stability Index). Means the permanent shear stability index of the polymer, calculated based on the data measured by USING a European Diesel Injector Apparatus.
  • the weight average molecular weight (M w ) of the viscosity index improver is preferably 100,000 or more, more preferably 200,000 or more, still more preferably 300,000 or more, particularly Preferably it is 400,000 or more. Moreover, it is preferable that it is 1,000,000 or less, More preferably, it is 900,000 or less, More preferably, it is 700,000 or less, Especially preferably, it is 600,000 or less.
  • the weight average molecular weight is less than 100,000, the effect of improving the viscosity index when dissolved in a lubricating base oil is small, and the fuel economy and low temperature viscosity characteristics are inferior, and the cost may increase.
  • M W / PSSI PSSI ratio of the weight average molecular weight and diesel injectors method of viscosity index improver according to the present embodiment
  • M W / PSSI is preferably 1.0 ⁇ 10 4 or more, more preferably 2.0 ⁇ 10 4 or more, more preferably 5.0 ⁇ 10 4 or more, and particularly preferably 8.0 ⁇ 10 4 or more. If M W / PSSI is below 1.0 ⁇ 10 4, there is a possibility that fuel saving properties and low-temperature startability i.e. viscosity temperature characteristics and low temperature viscosity characteristics are deteriorated.
  • the ratio (M W / M N ) between the weight average molecular weight (M W ) and the number average molecular weight (M N ) of the viscosity index improver according to this embodiment is preferably 5.0 or less, more preferably 4. It is 0 or less, more preferably 3.5 or less, particularly preferably 3.0 or less, and most preferably 2.0 or less. Further, it is preferred that the M W / M N is 1.0 or more, more preferably 1.1 or more, more preferably 1.2 or more. When M W / M N is 4.0 or more or 1.0 or less, there is a possibility that sufficient storage stability and fuel economy cannot be maintained due to deterioration of solubility and viscosity temperature characteristics. .
  • the degree of branching of the viscosity index improver according to this embodiment is 0.1 to 8.0, more preferably 6.0 or less, more preferably 4.0 or less, even more preferably 3.0 or less, particularly Preferably it is 2.5 or less, Most preferably, it is 2.0 or less. Moreover, Preferably it is 0.2 or more, More preferably, it is 0.5 or more, More preferably, it is 1.0 or more.
  • the degree of branching exceeds 8.0, the viscosity temperature characteristic and the fuel efficiency are deteriorated.
  • the degree of branching is less than 0.1, the viscosity-temperature characteristics and fuel economy are deteriorated, and the shear stability and durability may be deteriorated.
  • the “branch degree” as used in the present invention is the ratio of the number of carbon atoms derived from the monomer constituting the main chain which is the longest atomic chain in the molecule and the number of carbon atoms derived from the monomer constituting the arm branched therefrom. (Number of carbon atoms in the arm portion / number of carbon atoms constituting the main chain).
  • the number of carbon atoms derived from the monomer constituting the main chain refers to the number of carbon atoms in the two longest arm parts, and constitutes a branched arm part
  • the number of carbon atoms derived from the monomer to be used refers to the number of carbon atoms in the other arm portion.
  • the degree of branching is a value calculated based on the number of carbon atoms in the arm part, and does not include the number of carbon atoms in the core part.
  • the following formula schematically shows an example of a star polymer.
  • This star-shaped polymer has six arm parts connected to the core part, and the carbon number of the longest arm part is A, and the carbon number of the second longest arm part is B.
  • the degree of branching in this case is (C + D + E + F) / (A + B).
  • the content of the viscosity index improver according to this embodiment is preferably 0.1 to 50% by mass, more preferably 0.5 to 40% by mass, still more preferably 1 to 30% by mass, based on the total amount of the composition. Particularly preferred is 5 to 20% by mass.
  • the content of the viscosity index improver is less than 0.1% by mass, the effect of improving the viscosity index and the effect of reducing the product viscosity are reduced, and thus there is a possibility that the fuel economy cannot be improved.
  • it exceeds 50% by mass the product cost will increase significantly and the viscosity of the base oil will need to be reduced. Therefore, the lubrication performance under severe lubrication conditions (high temperature and high shear conditions) will be reduced and wear will be reduced. There is a concern that defects such as burn-in, seizure and fatigue failure may be the cause.
  • the lubricating oil composition according to the present embodiment is not only the viscosity index improver according to the present embodiment described above, but also a normal general non-dispersion type or dispersion type poly (meth) acrylate, non-dispersion type or dispersion type.
  • the content of the viscosity index improver in the lubricating oil composition according to this embodiment is preferably 0.1 to 50% by mass, more preferably 0.5 to 20% by mass, based on the total amount of the composition.
  • the amount is preferably 1.0 to 15% by mass, more preferably 1.5 to 12% by mass. If the content is less than 0.1% by mass, the low temperature characteristics may be insufficient, and if the content exceeds 50% by mass, the shear stability of the composition may be deteriorated.
  • the lubricating oil composition according to the present embodiment preferably contains (B) a friction modifier.
  • B a friction modifier
  • As a friction modifier 1 or more types of friction modifiers chosen from an organic molybdenum compound and an ashless friction modifier are mentioned.
  • organic molybdenum compound used in the present embodiment examples include sulfur-containing organic molybdenum compounds such as molybdenum dithiophosphate and molybdenum dithiocarbamate (MoDTC), molybdenum compounds (for example, molybdenum oxide such as molybdenum dioxide and molybdenum trioxide, and orthomolybdic acid.
  • sulfur-containing organic molybdenum compounds such as molybdenum dithiophosphate and molybdenum dithiocarbamate (MoDTC)
  • molybdenum compounds for example, molybdenum oxide such as molybdenum dioxide and molybdenum trioxide
  • orthomolybdic acid examples include sulfur-containing organic molybdenum compounds such as molybdenum dithiophosphate and molybdenum dithiocarbamate (MoDTC), molybdenum compounds (for example, molybdenum oxide such as molybdenum dioxide and molybdenum trioxid
  • Molybdate such as paramolybdic acid, (poly) sulfurized molybdate, metal salts of these molybdates, molybdate such as ammonium salt, molybdenum disulfide, molybdenum trisulfide, molybdenum pentasulfide, molybdenum sulfide such as polysulfide molybdenum , Sulfurized molybdic acid, metal salts or amine salts of sulfurized molybdic acid, molybdenum halides such as molybdenum chloride, etc.) and sulfur-containing organic compounds (eg, alkyl (thio) xanthate, thiadiazole, mercaptothia Azoles, thiocarbonates, tetrahydrocarbyl thiuram disulfides, bis (di (thio) hydrocarbyl dithiophosphonates) disulfides, organic (poly) sulfides, sulf
  • organic molybdenum compound an organic molybdenum compound that does not contain sulfur as a constituent element can be used.
  • organic molybdenum compounds that do not contain sulfur as a constituent element include molybdenum-amine complexes, molybdenum-succinimide complexes, molybdenum salts of organic acids, and molybdenum salts of alcohols. Complexes, molybdenum salts of organic acids and molybdenum salts of alcohols are preferred.
  • the lubricating oil composition when an organic molybdenum compound is used, its content is not particularly limited, but based on the total amount of the lubricating oil composition, preferably in terms of molybdenum element, preferably 0.001% by mass or more, More preferably 0.005% by mass or more, further preferably 0.01% by mass or more, particularly preferably 0.03% by mass or more, and preferably 0.2% by mass or less, more preferably 0.1% by mass. % Or less, more preferably 0.08 mass% or less, and particularly preferably 0.06 mass% or less.
  • the content When the content is less than 0.001% by mass, the friction reduction effect due to the addition tends to be insufficient, and the fuel economy and thermal / oxidation stability of the lubricating oil composition tend to be insufficient. . On the other hand, when the content exceeds 0.2% by mass, an effect commensurate with the content cannot be obtained, and the storage stability of the lubricating oil composition tends to decrease.
  • any compound usually used as a friction modifier for lubricating oil can be used.
  • one or two selected from oxygen atom, nitrogen atom, sulfur atom in the molecule examples thereof include compounds having 6 to 50 carbon atoms and containing at least a hetero element. More specifically, it has at least one alkyl group or alkenyl group having 6 to 30 carbon atoms, particularly a straight chain alkyl group, straight chain alkenyl group, branched alkyl group or branched alkenyl group having 6 to 30 carbon atoms in the molecule.
  • Ashless friction modifiers such as amine compounds, fatty acid esters, fatty acid amides, fatty acids, fatty alcohols, aliphatic ethers, urea compounds, hydrazide compounds, and the like.
  • the content of the ashless friction modifier in the lubricating oil composition according to this embodiment is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and still more preferably, based on the total amount of the lubricating oil composition. Is 0.3% by mass or more, preferably 3% by mass or less, more preferably 2% by mass or less, and still more preferably 1% by mass or less.
  • the content of the ashless friction modifier is less than 0.01% by mass, the effect of reducing friction due to the addition tends to be insufficient, and when the content exceeds 3% by mass, the effect of an antiwear additive or the like. Tends to be inhibited, or the solubility of the additive tends to deteriorate.
  • the (B) friction modifier is preferably an organic molybdenum friction modifier, more preferably an organic molybdenum compound containing sulfur, and even more preferably molybdenum dithiocarbamate.
  • the lubricating oil composition according to this embodiment may contain any additive generally used in lubricating oils depending on the purpose in order to further improve its performance.
  • additives include metal detergents, ashless dispersants, antiwear agents (or extreme pressure agents), antioxidants, corrosion inhibitors, rust inhibitors, demulsifiers, metal deactivators, Examples thereof include additives such as an antifoaming agent.
  • the content thereof is preferably 0.01 to 10% by mass based on the total amount of the lubricating oil composition.
  • the kinematic viscosity at 100 ° C. of the lubricating oil composition according to this embodiment is preferably 4 to 12 mm 2 / s, preferably 9.0 mm 2 / s or less, more preferably 8.0 mm 2 / s or less, More preferably, it is 7.0 mm ⁇ 2 > / s or less, Most preferably, it is 6.8 mm ⁇ 2 > / s or less.
  • the kinematic viscosity at 100 ° C. of the lubricating oil composition according to the present embodiment is preferably 4.5 mm 2 / s or more, more preferably 5.0 mm 2 / s or more, and further preferably 5.5 mm 2 / s or more.
  • the kinematic viscosity at 100 ° C. here refers to the kinematic viscosity at 100 ° C. as defined in ASTM D-445. If the kinematic viscosity at 100 ° C. is less than 4 mm 2 / s, there is a risk of insufficient lubricity, and if it exceeds 12 mm 2 / s, the necessary low temperature viscosity and sufficient fuel saving performance may not be obtained. is there.
  • the kinematic viscosity at 40 ° C. of the lubricating oil composition according to this embodiment is preferably 4 to 50 mm 2 / s, preferably 40 mm 2 / s or less, more preferably 35 mm 2 / s or less, particularly preferably 30 mm. 2 / s or less, most preferably 28 mm 2 / s or less.
  • the kinematic viscosity at 40 ° C. of the lubricating oil composition according to the present embodiment is preferably 15 mm 2 / s or more, more preferably 18 mm 2 / s or more, further preferably 20 mm 2 / s or more, and particularly preferably 22 mm 2.
  • the kinematic viscosity at 40 ° C. here refers to the kinematic viscosity at 40 ° C. as defined in ASTM D-445. If the kinematic viscosity at 40 ° C. is less than 4 mm 2 / s, there is a risk of insufficient lubricity, and if it exceeds 50 mm 2 / s, the necessary low temperature viscosity and sufficient fuel saving performance may not be obtained. is there.
  • the viscosity index of the lubricating oil composition according to this embodiment is preferably in the range of 140 to 400, preferably 180 or more, more preferably 190 or more, still more preferably 200 or more, particularly preferably 210 or more, and most preferably. Is 215 or more.
  • the viscosity index of the lubricating oil composition according to this embodiment is less than 140, it may be difficult to improve fuel economy while maintaining the HTHS viscosity of 150 ° C., and further at ⁇ 35 ° C. It may be difficult to reduce the low temperature viscosity.
  • the viscosity index of the lubricating oil composition according to the present embodiment is 400 or more, there is a possibility that the evaporability may be deteriorated, and further, a problem due to insufficient solubility of the additive and compatibility with the sealing material. May occur.
  • the HTHS viscosity at 100 ° C. of the lubricating oil composition according to this embodiment is preferably 5.5 mPa ⁇ s or less, more preferably 5.0 mPa ⁇ s or less, even more preferably 4.7 mPa ⁇ s or less, particularly Preferably it is 4.5 mPa * s or less, Most preferably, it is 4.4 mPa * s or less. Further, it is preferably 3.0 mPa ⁇ s or more, more preferably 3.5 mPa ⁇ s or more, particularly preferably 4.0 mPa ⁇ s or more, and most preferably 4.1 mPa ⁇ s or more.
  • the HTHS viscosity at 100 ° C. referred to in the present embodiment refers to the high temperature and high shear viscosity at 100 ° C. defined in ASTM D4683.
  • the HTHS viscosity at 100 ° C. is less than 3.0 mPa ⁇ s, there is a risk of insufficient lubricity, and when it exceeds 5.5 mPa ⁇ s, the necessary low temperature viscosity and sufficient fuel saving performance cannot be obtained. There is a fear.
  • the HTHS viscosity at 150 ° C. of the lubricating oil composition according to the present embodiment is preferably less than 4.0 mPa ⁇ s, more preferably 2.7 mPa ⁇ s or less, further preferably 2.5 mPa ⁇ s or less, Particularly preferably, it is 2.4 mPa ⁇ s or less. Further, it is preferably 2.0 mPa ⁇ s or more, more preferably 2.1 mPa ⁇ s or more, further preferably 2.2 mPa ⁇ s or more, and particularly preferably 2.3 mPa ⁇ s or more.
  • HTHS viscosity at 150 ° C. is less than 2.0 mPa ⁇ s, the lubricity may be insufficient, and if it exceeds 4.0 mPa ⁇ s, sufficient fuel saving performance may not be obtained.
  • the ratio of the HTHS viscosity at 150 ° C. to the HTHS viscosity at 100 ° C. (HTHS viscosity at 150 ° C./HTHS viscosity at 100 ° C.) of the lubricating oil composition according to the present embodiment is preferably 0.50 or more. More preferably, it is 0.52 or more, More preferably, it is 0.53, Most preferably, it is 0.54 or more. If the ratio is less than 0.50, the necessary low temperature viscosity and sufficient fuel saving performance may not be obtained.
  • the lubricating oil composition according to the present embodiment sufficiently reduces the kinematic viscosity at 40 ° C., the kinematic viscosity at 100 ° C., and the HTHS viscosity at 100 ° C. in an engine oil having an HTHS viscosity at 150 ° C. of less than 2.6 mPa ⁇ s.
  • the increase in the friction coefficient in the boundary lubrication region can be sufficiently suppressed, and the fuel efficiency is excellent.
  • the lubricating oil composition according to this embodiment having such excellent characteristics can be suitably used as a fuel-saving engine oil such as a fuel-saving gasoline engine oil and a fuel-saving diesel engine oil.
  • the obtained arm molecule had a weight average molecular weight of 87400, a number average molecular weight (Mn) of 62000, and a dispersity (Mw / Mn) of 1.41.
  • ⁇ Synthesis of star polymer> After adding 0.07 parts by mass of azobisisobutyronitrile (AIBN) and 2.14 parts by mass of ethylene glycol dimethacrylate to the above arm solution, polymerization reaction was carried out at a solution temperature of 80 ° C. for 12 hours in a nitrogen atmosphere.
  • AIBN azobisisobutyronitrile
  • non-dispersed PMA viscosity index improver A-1 a target star-shaped polymer (hereinafter referred to as “non-dispersed PMA viscosity index improver A-1”) solution was obtained.
  • the obtained non-dispersed PMA viscosity index improver A-1 has a weight average molecular weight (Mw) of 570,000, a number average molecular weight (Mn) of 470,000, and a dispersion degree ( Mw / Mn) was 1.23, PSSI was 3.8, and Mw / PSSI was 1.5 ⁇ 10 5 .
  • the non-dispersed PMA viscosity index improver A-1 had an arm conversion of 64% by mass, an average number of arms of 8, and a degree of branching of 3.0.
  • the arm conversion rate and the average number of arms are values calculated based on the following equations, respectively.
  • the weight average molecular weight and number average molecular weight were determined by using three TSKgel Super MultiPore HZ-M columns (4.6 mm ID ⁇ 15 cm) manufactured by Tosoh Corporation in series with an HLC-8220 GPC apparatus manufactured by Tosoh Corporation. Tetrahydrofuran was used as the solvent.
  • Synthesis Example 2 Synthesis of non-dispersed PMA viscosity index improver A-2) Instead of the arm molecule solution of Synthesis Example 1, 70 mol% of methyl methacrylate and 30 mol% of the methacrylate molecule in which R4 in the general formula (4) is an alkyl group having 18 carbon atoms (weight average molecular weight 54000, number average molecular weight) (Mn) 42000, dispersity (Mw / Mn) 1.29) except that an arm molecule solution was used, and a star-shaped polymer (hereinafter referred to as “non-dispersed PMA system”) in the same manner as in Synthesis Example 1. Viscosity index improver A-2 ”) was synthesized.
  • the obtained non-dispersed PMA viscosity index improver A-2 has Mw of 490,000, Mn of 410,000, Mw / Mn of 1.19, PSSI of 2.2, and Mw / PSSI of 2.2 ⁇ 10 5.
  • the degree of branching was 3.9.
  • Synthesis Example 3 Synthesis of non-dispersed PMA viscosity index improver A-3) Instead of the arm molecule solution of Synthesis Example 1, 70 mol% of methyl methacrylate and 30 mol% of the methacrylate molecule in which R4 in the general formula (4) is an alkyl group having 18 carbon atoms (weight average molecular weight 85000, number average molecular weight) (Mn) 60000, dispersity (Mw / Mn) 1.42) Except that an arm molecule solution was used, a star-shaped polymer (hereinafter referred to as “non-dispersed PMA system” was used in the same manner as in Synthesis Example 1. Viscosity index improver A-3 ”) was synthesized.
  • the obtained non-dispersed PMA viscosity index improver A-3 had Mw of 450,000, Mn of 380,000, Mw / Mn of 1.19, PSSI of 3.0, and Mw / PSSI of 1.5 ⁇ 10 5.
  • the degree of branching was 2.0.
  • Example 1 Comparative Examples 1 to 4
  • lubricating oil compositions having the compositions shown in Table 2 were prepared using the following base oils and additives, respectively.
  • Table 1 shows the properties of the base oils O-1, O-2, and O-3.
  • A-2 Non-dispersed PMA viscosity index improver (70 mol% methyl methacrylate, 30 mol% methacrylate in which R 2 in the general formula (3) is an alkyl group having 18 carbon atoms, a small amount of polymerization Copoly
  • the lubricating oil compositions of Examples 1 to 4 containing the component (A) have a low kinematic viscosity and a HTHS viscosity at 100 ° C., and a small decrease in viscosity after the ultrasonic shear test.

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Abstract

 100℃における動粘度が1~10mm/sである潤滑油基油と、下記一般式(1)で表される構造単位の割合が30~90モル%であり、分岐度が0.1~8.0である分岐型ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤と、を含有する潤滑油組成物。[式(1)中、Rは水素またはメチル基を示し、Rは炭素数6以下の直鎖状または分枝状の炭化水素基を示す。] 

Description

潤滑油組成物
 本発明は潤滑油組成物に関する。
 従来、内燃機関や変速機、その他機械装置には、その作用を円滑にするために潤滑油が用いられる。特に内燃機関用潤滑油(エンジン油)は内燃機関の高性能化、高出力化、運転条件の苛酷化などに伴い、高度な性能が要求される。したがって、従来のエンジン油にはこうした要求性能を満たすため、摩耗防止剤、金属系清浄剤、無灰分散剤、酸化防止剤などの種々の添加剤が配合されている(例えば、下記特許文献1~3を参照。)。また近時、潤滑油に求められる省燃費性能は益々高くなっており、高粘度指数基油の適用や各種摩擦調整剤の適用などが検討されている(例えば、下記特許文献4を参照。)。
特開2001-279287号公報 特開2002-129182号公報 特開平08-302378号公報 特開平06-306384号公報
 しかしながら、従来の潤滑油は省燃費性の点で必ずしも十分とは言えない。
 例えば、一般的な省燃費化の手法として、潤滑油の動粘度の低減および粘度指数の向上(低粘度基油と粘度指数向上剤の組合せによるマルチグレード化)や摩擦低減剤の配合が知られている。低粘度化の場合、潤滑油またはそれを構成する基油の粘度の低減に起因して、厳しい潤滑条件下(高温高せん断条件下)での潤滑性能が低下し、摩耗や焼付き、疲労破壊等の不具合の発生が懸念される。また、摩擦低減剤の配合については、無灰系やモリブデン系の摩擦調整剤が知られているが、一般的なこれら摩擦低減剤配合油をさらに上回る省燃費油が求められている。
 低粘度化の不具合を防止して耐久性を維持しつつ、省燃費性を付与するためには、150℃におけるHTHS粘度(「HTHS粘度」は「高温高せん断粘度」とも呼ばれる。)を高く、その一方で40℃における動粘度、100℃における動粘度および100℃におけるHTHS粘度を低くすることが有効であるが、従来の潤滑油ではこれらの要件全てを満たすことが非常に困難であった。
 更に省燃費性を向上しつつ、耐久性を維持するためには新油時の動粘度や100℃におけるHTHS粘度を低減しつつ、使用による粘度低下を低減することが重要である。また、可能な限り動粘度を低減しつつ、境界潤滑領域の摩擦係数を低減することも重要となる。
 本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、40℃における動粘度、100℃における動粘度を初期から使用後まで長期に亘って低くすることができ、また、せん断後の粘度低下を抑制することができる、耐久性と省燃費性に優れた潤滑油組成物を提供することを目的とする。
 上記課題を解決するために、本発明は、100℃における動粘度が1~10mm/sである潤滑油基油と、(A)下記一般式(1)で表される構造単位の1種または2種以上の割合が30~90モル%であり、分岐度が0.1~8.0である分岐型ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を含有することを特徴とする潤滑油組成物を提供する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
[式(1)中、Rは水素またはメチル基を示し、Rは炭素数6以下の直鎖状または分枝状の炭化水素基を示す。]
 上記(A)粘度指数向上剤は、PSSIが5以下、分子量とPSSIの比(Mw/PSSI)が2×10以上である粘度指数向上剤であることが好ましい。
 上記潤滑油組成物は、さらに(B)摩擦調整剤を含有することが好ましい。
 ここで、本発明でいう「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 Metohd 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。
 以上の通り、本発明によれば、150℃におけるHTHS粘度を維持しながら、40℃における動粘度、100℃における動粘度を初期から使用後まで長期に亘って十分に低くすることができ、また、せん断後の粘度低下を十分に抑制することができる、耐久性と省燃費性に優れた潤滑油組成物を提供することができる。
 また、本発明の潤滑油組成物は、二輪車用、四輪車用、発電用、コジェネレーション用等のガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ガスエンジン等にも好適に使用でき、さらに、硫黄分が50質量ppm以下の燃料を使用するこれらの各種エンジンに対しても好適に使用することができるだけでなく、船舶用、船外機用の各種エンジンに対しても有用である。
 以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
 本実施形態に係る潤滑油組成物は、100℃における動粘度が1~10mm/sである潤滑油基油と、(A)下記一般式(1)で表される構造単位の1種または2種以上の割合が30~90モル%であり、分岐度が0.1~8.0である分岐型ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を含有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
[式(1)中、Rは水素またはメチル基を示し、Rは炭素数6以下の直鎖状または分枝状の炭化水素基を示す。]
 本実施形態に係る潤滑油組成物においては、100℃における動粘度が1~10mm/sである潤滑油基油(以下、「本実施形態に係る潤滑油基油」という。)が用いられる。
 本実施形態に係る潤滑油基油としては、例えば、原油を常圧蒸留および/または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、接触脱ろう、水素化精製、硫酸洗浄、白土処理等の精製処理のうちの1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて精製したパラフィン系鉱油、あるいはノルマルパラフィン系基油、イソパラフィン系基油などのうち、100℃における動粘度が1~5mm/sのものが挙げられる。
 本実施形態に係る潤滑油基油の好ましい例としては、以下に示す基油(1)~(8)を原料とし、この原料油および/またはこの原料油から回収された潤滑油留分を、所定の精製方法によって精製し、潤滑油留分を回収することによって得られる基油を挙げることができる。
(1)パラフィン基系原油および/または混合基系原油の常圧蒸留による留出油
(2)パラフィン基系原油および/または混合基系原油の常圧蒸留残渣油の減圧蒸留による留出油(WVGO)
(3)潤滑油脱ろう工程により得られるワックス(スラックワックス等)および/またはガストゥリキッド(GTL)プロセス等により得られる合成ワックス(フィッシャートロプシュワックス、GTLワックス等)
(4)基油(1)~(3)から選ばれる1種または2種以上の混合油および/または当該混合油のマイルドハイドロクラッキング処理油
(5)基油(1)~(4)から選ばれる2種以上の混合油
(6)基油(1)、(2)、(3)、(4)または(5)の脱れき油(DAO)
(7)基油(6)のマイルドハイドロクラッキング処理油(MHC)
(8)基油(1)~(7)から選ばれる2種以上の混合油。
 なお、上記所定の精製方法としては、水素化分解、水素化仕上げなどの水素化精製;フルフラール溶剤抽出などの溶剤精製;溶剤脱ろうや接触脱ろうなどの脱ろう;酸性白土や活性白土などによる白土精製;硫酸洗浄、苛性ソーダ洗浄などの薬品(酸またはアルカリ)洗浄などが好ましい。本実施形態では、これらの精製方法のうちの1種を単独で行ってもよく、2種以上を組み合わせて行ってもよい。また、2種以上の精製方法を組み合わせる場合、その順序は特に制限されず、適宜選定することができる。
 更に、本実施形態に係る潤滑油基油としては、上記基油(1)~(8)から選ばれる基油または当該基油から回収された潤滑油留分について所定の処理を行うことにより得られる下記基油(9)または(10)が特に好ましい。
(9)上記基油(1)~(8)から選ばれる基油または当該基油から回収された潤滑油留分を水素化分解し、その生成物またはその生成物から蒸留等により回収される潤滑油留分について溶剤脱ろうや接触脱ろうなどの脱ろう処理を行い、または当該脱ろう処理をした後に蒸留することによって得られる水素化分解基油
(10)上記基油(1)~(8)から選ばれる基油または当該基油から回収された潤滑油留分を水素化異性化し、その生成物またはその生成物から蒸留等により回収される潤滑油留分について溶剤脱ろうや接触脱ろうなどの脱ろう処理を行い、または、当該脱ろう処理をしたあとに蒸留することによって得られる水素化異性化基油。
 また、上記(9)または(10)の潤滑油基油を得るに際して、好都合なステップで、必要に応じて溶剤精製処理および/または水素化仕上げ処理工程を更に設けてもよい。
 また、上記水素化分解・水素化異性化に使用される触媒は特に制限されないが、分解活性を有する複合酸化物(例えば、シリカアルミナ、アルミナボリア、シリカジルコニアなど)または当該複合酸化物の1種類以上を組み合わせてバインダーで結着させたものを担体とし、水素化能を有する金属(例えば周期律表第VIa族の金属や第VIII族の金属などの1種類以上)を担持させた水素化分解触媒、あるいはゼオライト(例えばZSM-5、ゼオライトベータ、SAPO-11など)を含む担体に第VIII族の金属のうち少なくとも1種類以上を含む水素化能を有する金属を担持させた水素化異性化触媒が好ましく使用される。水素化分解触媒および水素化異性化触媒は、積層または混合などにより組み合わせて用いてもよい。
 水素化分解・水素化異性化の際の反応条件は特に制限されないが、水素分圧0.1~20MPa、平均反応温度150~450℃、LHSV0.1~3.0hr-1、水素/油比50~20000scf/bとすることが好ましい。
 本実施形態に係る潤滑油基油の100℃における動粘度は、10mm/s以下であることが必要であり、好ましくは4.5mm/s以下、より好ましくは4mm/s以下、さらに好ましくは3.8mm/s以下、特に好ましくは3.7mm/s以下、最も好ましくは3.6mm/s以下である。一方、当該100℃における動粘度は、1mm/s以上であることが必要であり、1.5mm/s以上であることが好ましく、より好ましくは2mm/s以上、さらに好ましくは2.5mm/s以上、特に好ましくは3mm/s以上である。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。潤滑油基油の100℃における動粘度が10mm/sを超える場合には、低温粘度特性が悪化し、また十分な省燃費性が得られないおそれがあり、1mm/s以下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、また潤滑油組成物の蒸発損失が大きくなるおそれがある。
 また、本実施形態に係る潤滑油基油の40℃における動粘度は、好ましくは40mm/s以下、より好ましくは30mm/s以下、さらに好ましくは25mm/s以下、特に好ましくは20mm/s以下、最も好ましくは17mm/s以下である。一方、当該40℃における動粘度は、好ましくは6.0mm/s以上、より好ましくは8.0mm/s以上、さらに好ましくは10mm/s以上、特に好ましくは12mm/s以上、最も好ましくは14mm/s以上である。潤滑油基油の40℃における動粘度が40mm/sを超える場合には、低温粘度特性が悪化し、また十分な省燃費性が得られないおそれがあり、6.0mm/s以下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、また潤滑油組成物の蒸発損失が大きくなるおそれがある。
 本実施形態に係る潤滑油基油の粘度指数は、100以上であることが好ましい。より好ましくは105以上、さらに好ましくは110以上、特に好ましくは115以上、最も好ましくは120以上である。粘度指数が100未満であると、粘度-温度特性および熱・酸化安定性、揮発防止性が悪化するだけでなく、摩擦係数が上昇する傾向にあり、また、摩耗防止性が低下する傾向にある。
 なお、本発明でいう粘度指数とは、JIS K 2283-1993に準拠して測定された粘度指数を意味する。
 本実施形態に係る潤滑油組成物において用いる潤滑油基油は、100℃における動粘度が3.5mm/s以上、粘度指数が120以上である第1の潤滑油基油成分、および、100℃における動粘度が3.5mm/s未満である第2の潤滑油基油成分の混合物であることが好ましい。第1の潤滑油基油成分と、第2の潤滑油基油成分の混合物とすることにより、優れた粘度温度特性を付与し、省燃費性をより向上することが可能となる。
 本実施形態に係る潤滑油組成物において用いる第1の潤滑油基油成分の15℃における密度(ρ15)は、好ましくは0.860以下、より好ましくは0.850以下、さらに好ましくは0.840以下、特に好ましくは0.822以下である。
 なお、本発明でいう15℃における密度とは、JIS K 2249-1995に準拠して15℃において測定された密度を意味する。
 本実施形態に係る潤滑油組成物において用いる第1の潤滑油基油成分の流動点は、好ましくは-10℃以下、より好ましくは-12.5℃以下、更に好ましくは-15℃以下、特に好ましくは-20℃以下である。流動点が前記上限値を超えると、その潤滑油基油を用いた潤滑油全体の低温流動性が低下する傾向にある。なお、本発明でいう流動点とは、JIS K 2269-1987に準拠して測定された流動点を意味する。
 本実施形態に係る潤滑油組成物において用いる第1の潤滑油基油成分の100℃における動粘度は、5mm/s以下であることが好ましく、より好ましくは4.5mm/s以下、さらに好ましくは4.0mm/s以下、特に好ましくは3.9mm/s以下である。一方、当該100℃における動粘度は、3.5mm/s以上であることが好ましく、より好ましくは3.6mm/s以上、さらに好ましくは3.7mm/s以上、特に好ましくは3.8mm/s以上である。100℃における動粘度が5mm/sを超える場合には、低温粘度特性が悪化し、また十分な省燃費性が得られないおそれがあり、3.5mm/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、また潤滑油組成物の蒸発損失が大きくなるおそれがある。
 本実施形態に係る潤滑油組成物において用いる第1の潤滑油基油成分の40℃における動粘度は、好ましくは40mm/s以下、より好ましくは30mm/s以下、さらに好ましくは25mm/s以下、特に好ましくは20mm/s以下、最も好ましくは17mm/s以下である。一方、当該40℃における動粘度は、好ましくは6.0mm/s以上、より好ましくは8.0mm/s以上、さらに好ましくは10mm/s以上、特に好ましくは12mm/s以上、最も好ましくは14mm/s以上である。40℃における動粘度が40mm/sを超える場合には、低温粘度特性が悪化し、また十分な省燃費性が得られないおそれがあり、6.0mm/s以下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、また潤滑油組成物の蒸発損失が大きくなるおそれがある。
 本実施形態に係る潤滑油組成物において用いる第1の潤滑油基油成分の粘度指数は、100以上であることが好ましい。より好ましくは110以上、さらに好ましくは120以上、特に好ましくは130以上、最も好ましくは140以上である。また、好ましくは170以下、より好ましくは160以下、さらに好ましくは155以下、特に好ましくは150以下である。粘度指数が100未満であると、粘度-温度特性および熱・酸化安定性、揮発防止性が悪化するだけでなく、摩擦係数が上昇する傾向にあり、また、摩耗防止性が低下する傾向にある。また、粘度指数が170を越えると低温粘度が上昇し、低油温時の省燃費性を悪化させまた、始動性を悪化させる傾向にある。
 本実施形態に係る潤滑油組成物において用いる第2の潤滑油基油成分の15℃における密度(ρ15)は、好ましくは0.860以下、より好ましくは0.850以下、さらに好ましくは0.840以下、特に好ましくは0.835以下である。
 本実施形態に係る潤滑油組成物において用いる第2の潤滑油基油成分の流動点は、好ましくは-10℃以下、より好ましくは-12.5℃以下、更に好ましくは-15℃以下、特に好ましくは-20℃以下である。流動点が前記上限値を超えると、その潤滑油基油を用いた潤滑油全体の低温流動性が低下する傾向にある。
 本実施形態に係る潤滑油組成物において用いる第2の潤滑油基油成分の100℃における動粘度は、3.5mm/s未満であることが好ましく、より好ましくは3.4mm/s以下、さらに好ましくは3.3mm/s以下である。一方、当該100℃における動粘度は、2mm/s以上であることが好ましく、より好ましくは2.5mm/s以上、さらに好ましくは3.0mm/s以上である。100℃における動粘度が3.5mm/sを超える場合には、低温粘度特性が悪化し、また十分な省燃費性が得られないおそれがあり、2mm/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、また潤滑油組成物の蒸発損失が大きくなるおそれがある。
 本実施形態に係る潤滑油組成物において用いる第2の潤滑油基油成分の40℃における動粘度は、好ましくは20mm/s以下、より好ましくは18mm/s以下、さらに好ましくは16mm/s以下、特に好ましくは14mm/s以下である。一方、当該40℃における動粘度は、好ましくは6.0mm/s以上、より好ましくは8.0mm/s以上、さらに好ましくは10mm/s以上、特に好ましくは12mm/s以上、最も好ましくは13mm/s以上である。40℃における動粘度が20mm/sを超える場合には、低温粘度特性が悪化し、また十分な省燃費性が得られないおそれがあり、6.0mm/s以下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、また潤滑油組成物の蒸発損失が大きくなるおそれがある。
 本実施形態に係る潤滑油組成物において用いる第2の潤滑油基油成分の粘度指数は、100以上であることが好ましい。より好ましくは105以上、さらに好ましくは110以上である。また、好ましくは160以下、より好ましくは150以下、さらに好ましくは140以下、特に好ましくは135以下である。粘度指数が100未満であると、粘度-温度特性および熱・酸化安定性、揮発防止性が悪化するだけでなく、摩擦係数が上昇する傾向にあり、また、摩耗防止性が低下する傾向にある。また、粘度指数が160を越えると低温粘度が上昇し、低油温時の省燃費性を悪化させまた、始動性を悪化させる傾向にある。
 また、本実施形態に用いられる潤滑油基油における硫黄分の含有量は、その原料の硫黄分の含有量に依存する。例えば、フィッシャートロプシュ反応等により得られる合成ワックス成分のように実質的に硫黄を含まない原料を用いる場合には、実質的に硫黄を含まない潤滑油基油を得ることができる。また、潤滑油基油の精製過程で得られるスラックワックスや精ろう過程で得られるマイクロワックス等の硫黄を含む原料を用いる場合には、得られる潤滑油基油中の硫黄分は通常100質量ppm以上となる。本実施形態に係る潤滑油基油においては、熱・酸化安定性の更なる向上および低硫黄化の点から、硫黄分の含有量が100質量ppm以下であることが好ましく、50質量ppm以下であることがより好ましく、10質量ppm以下であることが更に好ましく、5質量ppm以下であることが特に好ましい。
 また、本実施形態に用いられる潤滑油基油における窒素分の含有量は、好ましくは7質量ppm以下、より好ましくは5質量ppm以下、更に好ましくは3質量ppm以下である。窒素分の含有量が5質量ppmを超えると、熱・酸化安定性が低下する傾向にある。なお、本発明でいう窒素分とは、JIS K 2609-1990に準拠して測定される窒素分を意味する。
 また、本実施形態に用いられる潤滑油基油の%Cは、70以上であることが好ましく、好ましくは80以上、より好ましくは85以上、さらに好ましくは87以上、特に好ましくは90以上である。また、好ましくは99.9以下、より好ましくは98以下、さらに好ましくは96以下、特に好ましくは94以下である。潤滑油基油の%Cが上記下限値未満の場合、粘度-温度特性、熱・酸化安定性および摩擦特性が低下する傾向にあり、更に、潤滑油基油に添加剤が配合された場合に当該添加剤の効き目が低下する傾向にある。また、潤滑油基油の%Cが上記上限値を超えると、添加剤の溶解性が低下する傾向にある。
 また、本実施形態に用いられる潤滑油基油の%Cは、2以下であることが好ましく、より好ましくは1以下、更に好ましくは0.8以下、特に好ましくは0.5以下である。潤滑油基油の%Cが上記上限値を超えると、粘度-温度特性、熱・酸化安定性および省燃費性が低下する傾向にある。
 また、本実施形態に用いられる潤滑油基油の%Cは、30以下であることが好ましく、好ましくは25以下、より好ましくは20以下、さらに好ましくは15以下、特に好ましくは10以下である。また、好ましくは1以上、より好ましくは3以上、さらに好ましくは5以上、特に好ましくは6以上である。潤滑油基油の%Cが上記上限値を超えると、粘度-温度特性、熱・酸化安定性および摩擦特性が低下する傾向にある。また、%Cが上記下限値未満であると、添加剤の溶解性が低下する傾向にある。
 なお、本発明でいう%C、%Cおよび%Cとは、それぞれASTM D 3238-85に準拠した方法(n-d-M環分析)により求められる、パラフィン炭素数の全炭素数に対する百分率、ナフテン炭素数の全炭素数に対する百分率、および芳香族炭素数の全炭素数に対する百分率を意味する。つまり、上述した%C、%Cおよび%Cの好ましい範囲は上記方法により求められる値に基づくものであり、例えばナフテン分を含まない潤滑油基油であっても、上記方法により求められる%Cが0を超える値を示すことがある。
 また、本実施形態に用いられる潤滑油基油における飽和分の含有量は、潤滑油基油全量を基準として、好ましくは90質量%以上であり、好ましくは95質量%以上、より好ましくは99質量%以上であり、また、当該飽和分に占める環状飽和分の割合は、好ましくは40質量%以下であり、好ましくは35質量%以下であり、好ましくは30質量%以下であり、より好ましくは25質量%以下であり、更に好ましくは21質量%以下である。また、当該飽和分に占める環状飽和分の割合は、好ましくは5質量%以上であり、より好ましくは10質量%以上である。飽和分の含有量および当該飽和分に占める環状飽和分の割合がそれぞれ上記条件を満たすことにより、粘度-温度特性および熱・酸化安定性を向上することができ、また、当該潤滑油基油に添加剤が配合された場合には、当該添加剤を潤滑油基油中に十分に安定的に溶解保持しつつ、当該添加剤の機能をより高水準で発現させることができる。更に、本実施形態によれば、潤滑油基油自体の摩擦特性を改善することができ、その結果、摩擦低減効果の向上、ひいては省エネルギー性の向上を達成することができる。
 なお、本発明でいう飽和分とは、前記ASTM D 2007-93に記載された方法により測定される。
 また、飽和分の分離方法、あるいは環状飽和分、非環状飽和分等の組成分析の際には、同様の結果が得られる類似の方法を使用することができる。例えば、上記の他、ASTM D 2425-93に記載の方法、ASTM D 2549-91に記載の方法、高速液体クロマトグラフィ(HPLC)による方法、あるいはこれらの方法を改良した方法等を挙げることができる。
 また、本実施形態に用いられる潤滑油基油における芳香族分は、潤滑油基油全量を基準として、好ましくは5質量%以下、より好ましくは4質量%以下、更に好ましくは2質量%以下、特に好ましくは1質量%以下であり、また、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。芳香族分の含有量が上記上限値を超えると、粘度-温度特性、熱・酸化安定性および摩擦特性、更には揮発防止性および低温粘度特性が低下する傾向にあり、更に、潤滑油基油に添加剤が配合された場合に当該添加剤の効き目が低下する傾向にある。また、本実施形態に係る潤滑油基油は芳香族分を含有しないものであってもよいが、芳香族分の含有量を上記下限値以上とすることにより、添加剤の溶解性を更に高めることができる。
 なお、本発明でいう芳香族分とは、ASTM D 2007-93に準拠して測定された値を意味する。芳香族分には、通常、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、フェナントレンおよびこれらのアルキル化物、更にはベンゼン環が四環以上縮合した化合物、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原子を有する芳香族化合物などが含まれる。
 本実施形態に係る潤滑油基油として合成系基油を用いてもよい。合成系基油としては、100℃における動粘度が1~10mm/sである、ポリα-オレフィンまたはその水素化物、イソブテンオリゴマーまたはその水素化物、イソパラフィン、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、ジエステル(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)、ポリオールエステル(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)、ポリオキシアルキレングリコール、ジアルキルジフェニルエーテル、ポリフェニルエーテル等が挙げられ、中でも、ポリα-オレフィンが好ましい。ポリα-オレフィンとしては、典型的には、炭素数2~32、好ましくは6~16のα-オレフィンのオリゴマーまたはコオリゴマー(1-オクテンオリゴマー、デセンオリゴマー、エチレン-プロピレンコオリゴマー等)およびそれらの水素化物が挙げられる。
 ポリ-α-オレフィンの製法は特に制限されないが、例えば、三塩化アルミニウムまたは三フッ化ホウ素と、水、アルコール(エタノール、プロパノール、ブタノール等)、カルボン酸またはエステルとの錯体を含むフリーデル・クラフツ触媒のような重合触媒の存在下、α-オレフィンを重合する方法が挙げられる。
 本実施形態に係る潤滑油組成物においては、上記本実施形態に係る潤滑油基油を単独で用いてもよく、また、本実施形態に係る潤滑油基油を他の基油の1種または2種以上と併用してもよい。なお、本実施形態に係る潤滑油基油と他の基油とを併用する場合、それらの混合基油中に占める本実施形態に係る潤滑油基油の割合は、30質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることが更に好ましい。
 本実施形態に係る潤滑油基油と併用される他の基油としては、特に制限されないが、鉱油系基油としては、例えば100℃における動粘度が10mm/sを超え1000mm/s以下の、溶剤精製鉱油、水素化分解鉱油、水素化精製鉱油、溶剤脱ろう基油などが挙げられる。
 また、本実施形態に係る潤滑油基油と併用される他の合成系基油としては、100℃における動粘度が1~10mm/sの範囲外である、前記した合成系基油が挙げられる。
 また、本実施形態に係る潤滑油組成物は、(A)下記一般式(1)で表される構造単位の1種または2種以上の割合が30~90モル%であり分岐度が0.1~8.0である分岐型ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤(以下、便宜的に「本実施形態に係る粘度指数向上剤」という。)を含有する。これにより、本構成を有していない場合と比較して、省燃費性、省燃費性の維持性や耐久性を高めることができる。また、下記一般式(1)で表される構造単位の割合が30~90モル%であり、分岐度が0.1~8.0である分岐型ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤という条件を満たす限りにおいては、化合物の形態は任意である。具体的な化合物としては、非分散型または分散型ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤、(メタ)アクリレート-オレフィン共重合体またはこれらの混合物等を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
[式(1)中、Rは水素またはメチル基を示し、Rは炭素数6以下の直鎖状または分枝状の炭化水素基を示す。]
 式(1)で示す構造単位中のRは、上述の通り炭素数6以下の直鎖状または分枝状の炭化水素基であり1種または2種以上の混合物であっても良いが、好ましくは炭素数4以下の直鎖状または分枝状の炭化水素であり、さらに好ましくは炭素数3以下の直鎖状または分枝状の炭化水素であり、より好ましくは炭素数2以下の炭化水素基である。
 また、本実施形態に係る粘度指数向上剤において、ポリマー中の一般式(1)で表される(メタ)アクリレート構造単位の割合は、上述の通り30~90モル%であるが、好ましくは85モル%以下であり、より好ましくは80モル%以下であり、さらに好ましくは75モル%以下であり、特に好ましくは70モル%以下である。また、好ましくは30モル%以上であり、より好ましくは35モル%以上であり、さらに好ましくは40モル%以上である。90モル%を超える場合は、基油への溶解性や粘度温度特性の向上効果や低温粘度特性に劣るおそれがあり、30モル%を下回る場合は粘度温度特性の向上効果に劣るおそれがある。
 また、本実施形態に係る粘度指数向上剤は、(A)下記一般式(2)で表される構造単位の1種または2種以上の割合が0.1~50モル%であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
[式(2)中、Rは水素またはメチル基を示し、Rは炭素数16以上の直鎖状または分枝状の炭化水素基を示す。]
 式(2)で示す構造単位中のRは、上述の通り、炭素数16以上の直鎖状または分枝状の炭化水素基の1種または2種以上の混合物であることが好ましく、炭素数17以上の直鎖状または分枝状の炭化水素基であることがより好ましく、炭素数18以上の直鎖状または分枝状の炭化水素基であることがさらに好ましい。
 また、本実施形態に係る粘度指数向上剤において、ポリマー中の一般式(2)で表される(メタ)アクリレート構造単位の割合は、上述の通り0.1~50モル%であることが好ましく、より好ましくは45モル%以下であり、さらに好ましくは40モル%以下であり、特に好ましくは35モル%以下であり、最も好ましくは30モル%以下である。また、好ましくは0.2モル%以上であり、より好ましくは1モル%以上であり、さらに好ましくは5モル%以上、特に好ましくは10モル%以上であり、最も好ましくは20モル%以上である。50モル%を超える場合は、粘度温度特性の向上効果に劣るおそれがあり、0.1モル%を下回る場合は基油への溶解性や低温粘度特性さらには粘度温度特性の向上効果に劣るおそれがある。
 本実施形態に係る粘度指数向上剤は、一般式(1)および(2)で表される(メタ)アクリレート構造単位以外に任意の(メタ)アクリレート構造単位を有する共重合体であってもよい。このような共重合体は下記一般式(3)で表されるモノマー(以下、「モノマー(M-1)」という。)の1種または2種以上と、下記一般式(4)で表されるモノマー(以下、「モノマー(M-2)」という。)の1種または2種以上と、モノマー(M-1)およびモノマー(M-2)以外のモノマーとを共重合させることによって得ることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
[上記一般式(3)中、Rは水素原子またはメチル基を示し、Rは炭素数6以下の直鎖状または分枝状の炭化水素基を示す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
[上記一般式(4)中、Rは水素原子またはメチル基を示し、Rは炭素数16以上の直鎖状または分枝状の炭化水素基を示す。]
 モノマー(M-1)およびモノマー(M-2)と組み合わせるモノマーは任意であるが、例えば下記一般式(5)で表されるモノマー(以下、「モノマー(M-3)」という。)が好適である。モノマー(M-1)およびモノマー(M-2)とモノマー(M-3)との共重合体は、いわゆる非分散型ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
[上記一般式(5)中、Rは水素原子またはメチル基を示し、Rは炭素数7以上、15以下の直鎖状または分枝状の炭化水素基を示す。]
 式(5)で示す構造単位中のRは、炭素数7以上、15以下の直鎖状または分枝状の炭化水素基であり、好ましくは炭素数10以上の直鎖状または分枝状の炭化水素であり、さらに好ましくは炭素数11以上の直鎖状または分枝状の炭化水素であり、より好ましくは炭素数12以上の分枝状炭化水素基である。
 また、本実施形態に係る粘度指数向上剤において、ポリマー中の一般式(5)で表される(メタ)アクリレート構造単位は1種もしくは2種以上の混合物であっても良いが、その割合は、60モル%以下であることが好ましく、より好ましくは50モル%以下であり、さらに好ましくは45モル%以下であり、特に好ましくは40モル%以下であり、最も好ましくは30モル%以下である。60モル%を超える場合は粘度温度特性の向上効果や低温粘度特性に劣るおそれがあり、0.5モル%を下回る場合は粘度温度特性の向上効果に劣るおそれがある。
 また、モノマー(M-1)、(M-2)と組み合わせるその他のモノマーとしては、下記一般式(6)で表されるモノマー(以下、「モノマー(M-4)」という。)および下記一般式(7)で表されるモノマー(以下、「モノマー(M-5)」という)から選ばれる1種または2種以上が好適である。モノマー(M-1)、(M-2)とモノマー(M-4)および/または(M-5)との共重合体は、いわゆる分散型ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤である。なお、当該分散型ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤は、構成モノマーとしてモノマー(M-3)をさらに含んでいてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
[上記一般式(4)中、Rは水素原子またはメチル基を示し、Rは炭素数1~18のアルキレン基を示し、Eは窒素原子を1~2個、酸素原子を0~2個含有するアミン残基または複素環残基を示し、aは0または1を示す。]
 Rで表される炭素数1~18のアルキレン基としては、具体的には、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、へプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基、トリデシレン基、テトラデシレン基、ペンタデシレン基、ヘキサデシレン基、ヘプタデシレン基、およびオクタデシレン基(これらアルキレン基は直鎖状でも分枝状でもよい。)等が例示できる。
 また、Eで表される基としては、具体的には、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジブチルアミノ基、アニリノ基、トルイジノ基、キシリジノ基、アセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、モルホリノ基、ピロリル基、ピロリノ基、ピリジル基、メチルピリジル基、ピロリジニル基、ピペリジニル基、キノニル基、ピロリドニル基、ピロリドノ基、イミダゾリノ基、およびピラジノ基等が例示できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
[一般式(7)中、Rは水素原子または炭化水素基を示し、Eは炭化水素基または窒素原子を1~2個、酸素原子を0~2個含有するアミン残基または複素環残基を示す。]
 Eで表される基としては、具体的には、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジブチルアミノ基、アニリノ基、トルイジノ基、キシリジノ基、アセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、モルホリノ基、ピロリル基、ピロリノ基、ピリジル基、メチルピリジル基、ピロリジニル基、ピペリジニル基、キノニル基、ピロリドニル基、ピロリドノ基、イミダゾリノ基、およびピラジノ基等が例示できる。
 モノマー(M-4)、(M-5)の好ましい例としては、具体的には、ジメチルアミノメチルメタクリレート、ジエチルアミノメチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、2-メチル-5-ビニルピリジン、モルホリノメチルメタクリレート、モルホリノエチルメタクリレート、N-ビニルピロリドンおよびこれらの混合物等が例示できる。
 モノマー(M-1)および(M-2)とモノマー(M-3)~(M-5)との共重合体の共重合モル比については特に制限はないが、モノマー(M-1)、(M-2):モノマー(M-2)~(M-4)=20:80~90:10程度が好ましく、より好ましくは30:70~80:20、さらに好ましくは40:60~70:30である。
 本実施形態に係る粘度指数向上剤の製造法は特に制限されないが、例えば、制御ラジカル重合プロセスを利用して、アーム部(アルキルメタアクリレートの重合鎖)となるアルキルメタアクリレートを重合し、次いで、ポリアルキルメタアクリレートと2つ以上のエチレン性不飽和二重結合を有する多官能化合物とを反応させる方法が挙げられる。
 制御ラジカル重合プロセスには、原子移動ラジカル重合(ATRP)プロセス、可逆的付加-開裂連鎖移動(RAFT)プロセスまたは窒素酸化物媒介重合プロセスなどが包含される。
 ATRP重合の重合体機構の論述は、Matyjaszewskiらの524ページの反応スキーム11.1、566ページの反応スキーム11.4、571ページの反応スキーム11、7、572ページの反応スキーム11.8および575ページの反応スキーム11.9で示されている。
 RAFT重合の重合体機構の論述は、Matyjaszewskiらの12.4.4節の664~665ページで示されている。
 窒素酸化物媒介重合(10章、463~522ページ)、ATRP(11章、523~628ページ)およびRAFT(12章、629~690ページ)の詳細な説明は、「Handbookof Radical Polymerization」(Krzysztof Matyjaszewski and Thomas P.Davis著、著作権2002、JohnWiley and Sons Inc.により出版(以下、「Matyjaszewskiら」と呼ぶ)で示されている。
 また、上記の合成は、バッチ操作、半バッチ操作、連続工程、フィード工程またはバルク工程として、実行され得る。また、この合成は、乳濁液、溶液または懸濁液中でなされ得る。
 なお、上記の合成においては、開始剤および2つ以上のエチレン性不飽和二重結合を有する多官能化合物の使用量を変えることにより、得られるポリメタアクリレートまたは粘度指数向上剤の平均分子量を調整することができる。
 合成されたアーム部を用いた粘度指数向上剤への反応率は、粘度指数向上剤に反応した重合体の量を基準として、70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは85%以上である。反応率が低いとアーム部が残存し、分子量を上げることができない。
 本実施形態に係る粘度指数向上剤のディーゼルインジェクター法におけるPSSI(パーマネントシアスタビリティインデックス)は、好ましくは20以下、より好ましくは15以下、さらに好ましくは10以下、特に好ましくは5以下、最も好ましくは3以下である。PSSIが20を超える場合にはせん断安定性が悪く、使用後の動粘度やHTHS粘度を一定以上に保つために、初期の省燃費性が悪化するおそれがある。
 なお、ここでいう「ディーゼルインジェクター法における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 Metohd 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。
 本実施形態に係る粘度指数向上剤の重量平均分子量(M)は、100,000以上であることが好ましく、より好ましくは200,000以上であり、さらに好ましくは300,000以上であり、特に好ましくは400,000以上である。また、1,000,000以下であることが好ましく、より好ましくは900,000以下であり、さらに好ましくは700,000以下であり、特に好ましくは600,000以下である。重量平均分子量が100,000未満の場合には潤滑油基油に溶解させた場合の粘度指数向上効果が小さく省燃費性や低温粘度特性に劣るだけでなく、コストが上昇するおそれがある。また、重量平均分子量が1,000,000を超える場合には、粘度増加効果が大きくなりすぎ、省燃費性や低温粘度特性に劣るだけでなく、せん断安定性や潤滑油基油への溶解性、貯蔵安定性が悪くなる。
 本実施形態に係る粘度指数向上剤の重量平均分子量とディーゼルインジェクター法におけるPSSIの比(M/PSSI)は、1.0×10以上であることが好ましく、より好ましくは2.0×10以上、さらに好ましくは5.0×10以上、特に好ましくは8.0×10以上である。M/PSSIが1.0×10未満の場合には、省燃費性や低温始動性すなわち粘度温度特性や低温粘度特性が悪化するおそれがある。
 本実施形態に係る粘度指数向上剤の重量平均分子量(M)と数平均分子量(M)の比(M/M)は5.0以下であることが好ましく、より好ましくは4.0以下、さらに好ましくは3.5以下、特に好ましくは3.0以下、最も好ましくは2.0以下である。また、M/Mは1.0以上であることが好ましく、より好ましくは1.1以上、さらに好ましくは1.2以上である。M/Mが4.0以上もしくは1.0以下になると、溶解性と粘度温度特性の向上効果が悪化することにより、十分な貯蔵安定性や、省燃費性が維持できなくなる恐れがある。
 本実施形態に係る粘度指数向上剤の分岐度は、0.1~8.0であるが、より好ましくは6.0以下、より好ましくは4.0以下、さらに好ましくは3.0以下、特に好ましくは2.5以下、最も好ましくは2.0以下である。また、好ましくは0.2以上であり、より好ましくは0.5以上であり、さらに好ましくは1.0以上である。分岐度が8.0を越える場合には、粘度温度特性や省燃費性が悪化する。また、分岐度が0.1を下回る場合には、粘度温度特性や省燃費性が悪化するとともに、せん断安定性や耐久性が悪化する恐れがある。
 本発明でいう「分岐度」とは、分子中の最も長い原子鎖である主鎖を構成するモノマー由来の炭素原子数と、そこから分岐した腕を構成するモノマー由来の炭素原子の数の比(アーム部の炭素原子数/主鎖を構成する炭素原子数)を意味する。
 例えば星形ポリメタクリレートの場合、分子中の最も長い原子鎖である主鎖を構成するモノマー由来の炭素原子数は、最も長い2本のアーム部の炭素原子数を指し、分岐したアーム部を構成するモノマー由来の炭素原子の数はその他のアーム部の炭素原子数を指す。なお、分岐度は、アーム部の炭素数に基づいて算出される値であり、コア部の炭素原子数は含まれない。
 下記式は星型ポリマーの一例を模式的に示したものである。この星型ポリマーはコア部に連結した6個のアーム部を有するものであり、そのうち最も長いアーム部の炭素数がA、2番目に長いアーム部の炭素数がBである。この場合の分岐度は、(C+D+E+F)/(A+B)である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 本実施形態に係る粘度指数向上剤の含有量は、組成物全量基準で、好ましくは0.1~50質量%、より好ましくは0.5~40質量%、更に好ましくは1~30質量%、特に好ましくは5~20質量%である。粘度指数向上剤の含有量が0.1質量%より少なくなると、粘度指数向上効果や製品粘度の低減効果が小さくなることから、省燃費性の向上が図れなくなるおそれがある。また、50質量%よりも多くなると、製品コストが大幅に上昇すると共に、基油粘度を低下させる必要が出てくることから、厳しい潤滑条件(高温高せん断条件)における潤滑性能を低下させ、摩耗や焼き付き、疲労破壊等の不具合が発生原因となることが懸念される。
 なお、本実施形態に係る潤滑油組成物は、前記した本実施形態に係る粘度指数向上剤のほか、通常の一般的な非分散型または分散型ポリ(メタ)アクリレート、非分散型または分散型エチレン-α-オレフィン共重合体またはその水素化物、ポリイソブチレンまたはその水素化物、スチレン-ジエン水素化共重合体を、スチレン-無水マレイン酸エステル共重合体およびポリアルキルスチレン等をさらに含有してもよい。
 本実施形態に係る潤滑油組成物中における粘度指数向上剤の含有量は、組成物全量基準で、0.1~50質量%であることが好ましく、好ましくは0.5~20質量%、より好ましくは1.0~15質量%、さらに好ましくは1.5~12質量%である。含有量が0.1質量%より少ない場合には低温特性が不十分となるおそれがあり、また含有量が50質量%を超える場合には組成物のせん断安定性が悪化するおそれがある。
 本実施形態に係る潤滑油組成物は、(B)摩擦調整剤を含有することが好ましい。これにより、本構成を有していない場合と比較して、省燃費性能を高めることができる。(B)摩擦調整剤としては、有機モリブデン化合物および無灰摩擦調整剤から選ばれる1種以上の摩擦調整剤が挙げられる。
 本実施形態で用いる有機モリブデン化合物としては、モリブデンジチオホスフェート、モリブデンジチオカーバメート(MoDTC)等の硫黄を含有する有機モリブデン化合物、モリブデン化合物(例えば、二酸化モリブデン、三酸化モリブデン等の酸化モリブデン、オルトモリブデン酸、パラモリブデン酸、(ポリ)硫化モリブデン酸等のモリブデン酸、これらモリブデン酸の金属塩、アンモニウム塩等のモリブデン酸塩、二硫化モリブデン、三硫化モリブデン、五硫化モリブデン、ポリ硫化モリブデン等の硫化モリブデン、硫化モリブデン酸、硫化モリブデン酸の金属塩またはアミン塩、塩化モリブデン等のハロゲン化モリブデン等)と、硫黄含有有機化合物(例えば、アルキル(チオ)キサンテート、チアジアゾール、メルカプトチアジアゾール、チオカーボネート、テトラハイドロカルビルチウラムジスルフィド、ビス(ジ(チオ)ハイドロカルビルジチオホスホネート)ジスルフィド、有機(ポリ)サルファイド、硫化エステル等)あるいはその他の有機化合物との錯体等、あるいは、上記硫化モリブデン、硫化モリブデン酸等の硫黄含有モリブデン化合物とアルケニルコハク酸イミドとの錯体等を挙げることができる。
 また、有機モリブデン化合物としては、構成元素として硫黄を含まない有機モリブデン化合物を用いることができる。構成元素として硫黄を含まない有機モリブデン化合物としては、具体的には、モリブデン-アミン錯体、モリブデン-コハク酸イミド錯体、有機酸のモリブデン塩、アルコールのモリブデン塩などが挙げられ、中でも、モリブデン-アミン錯体、有機酸のモリブデン塩およびアルコールのモリブデン塩が好ましい。
 本実施形態に係る潤滑油組成物において、有機モリブデン化合物を用いる場合、その含有量は特に制限されないが、潤滑油組成物全量を基準として、モリブデン元素換算で、好ましくは0.001質量%以上、より好ましくは0.005質量%以上、更に好ましくは0.01質量%以上、特に好ましくは0.03質量%以上であり、また、好ましくは0.2質量%以下、より好ましくは0.1質量%以下、さらに好ましくは0.08質量%以下、特に好ましくは0.06質量%以下である。その含有量が0.001質量%未満の場合、その添加による摩擦低減効果が不十分となる傾向にあり、潤滑油組成物の省燃費性および熱・酸化安定性が不十分となる傾向にある。一方、含有量が0.2質量%を超える場合、含有量に見合う効果が得られず、また、潤滑油組成物の貯蔵安定性が低下する傾向にある。
 また、無灰摩擦調整剤としては、潤滑油用の摩擦調整剤として通常用いられる任意の化合物が使用可能であり、例えば、分子中に酸素原子、窒素原子、硫黄原子から選ばれる1種もしくは2種以上のヘテロ元素を含有する、炭素数6~50の化合物が挙げられる。さらに具体的には、炭素数6~30のアルキル基またはアルケニル基、特に炭素数6~30の直鎖アルキル基、直鎖アルケニル基、分岐アルキル基、分岐アルケニル基を分子中に少なくとも1個有する、アミン化合物、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、脂肪酸、脂肪族アルコール、脂肪族エーテル、ウレア系化合物、ヒドラジド系化合物等の無灰摩擦調整剤等が挙げられる。
 本実施形態に係る潤滑油組成物における無灰摩擦調整剤の含有量は、潤滑油組成物全量を基準として、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、更に好ましくは0.3質量%以上であり、また、好ましくは3質量%以下、より好ましくは2質量%以下、更に好ましくは1質量%以下である。無灰摩擦調整剤の含有量が0.01質量%未満であると、その添加による摩擦低減効果が不十分となる傾向にあり、また3質量%を超えると、耐摩耗性添加剤などの効果が阻害されやすく、あるいは添加剤の溶解性が悪化する傾向にある。
 本実施形態において、(B)摩擦調整剤としては、有機モリブデン系摩擦調整剤であることが好ましく、硫黄を含有する有機モリブデン化合物であることがより好ましく、モリブデンジチオカーバメートであることがさらに好ましい。
 本実施形態に係る潤滑油組成物には、さらにその性能を向上させるために、そ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含有させることができる。このような添加剤としては、例えば、金属系清浄剤、無灰分散剤、摩耗防止剤(または極圧剤)、酸化防止剤、腐食防止剤、防錆剤、抗乳化剤、金属不活性化剤、消泡剤等の添加剤等を挙げることができる。
 これらの添加剤を本実施形態に係る潤滑油組成物に含有させる場合には、それぞれその含有量は潤滑油組成物全量基準で、0.01~10質量%であることが好ましい。
 本実施形態に係る潤滑油組成物の100℃における動粘度は、4~12mm/sであることが好ましく、好ましくは9.0mm/s以下、より好ましくは8.0mm/s以下、さらに好ましくは7.0mm/s以下、特に好ましくは6.8mm/s以下である。また、本実施形態に係る潤滑油組成物の100℃における動粘度は、好ましくは4.5mm/s以上、より好ましくは5.0mm/s以上、さらに好ましくは5.5mm/s以上、特に好ましくは6.0mm/s以上である。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。100℃における動粘度が4mm/s未満の場合には、潤滑性不足を来たすおそれがあり、12mm/sを超える場合には必要な低温粘度および十分な省燃費性能が得られないおそれがある。
 本実施形態に係る潤滑油組成物の40℃における動粘度は、4~50mm/sであることが好ましく、好ましくは40mm/s以下、より好ましくは35mm/s以下、特に好ましくは30mm/s以下、最も好ましくは28mm/s以下である。また、本実施形態に係る潤滑油組成物の40℃における動粘度は、好ましくは15mm/s以上、より好ましくは18mm/s以上、さらに好ましくは20mm/s以上、特に好ましくは22mm/s以上、最も好ましくは25mm/s以上である。ここでいう40℃における動粘度とは、ASTM D-445に規定される40℃での動粘度を示す。40℃における動粘度が4mm/s未満の場合には、潤滑性不足を来たすおそれがあり、50mm/sを超える場合には必要な低温粘度および十分な省燃費性能が得られないおそれがある。
 本実施形態に係る潤滑油組成物の粘度指数は、140~400の範囲であることが好ましく、好ましくは180以上、より好ましくは190以上、さらに好ましくは200以上、特に好ましくは210以上、最も好ましくは215以上である。本実施形態に係る潤滑油組成物の粘度指数が140未満の場合には、150℃のHTHS粘度を維持しながら、省燃費性を向上させることが困難となるおそれがあり、さらに-35℃における低温粘度を低減させることが困難となるおそれがある。また、本実施形態に係る潤滑油組成物の粘度指数が400以上の場合には、蒸発性が悪化するおそれがあり、更に添加剤の溶解性やシール材料との適合性が不足することによる不具合が発生するおそれがある。
 本実施形態に係る潤滑油組成物の100℃におけるHTHS粘度は、5.5mPa・s以下であることが好ましく、より好ましくは5.0mPa・s以下、さらに好ましくは4.7mPa・s以下、特に好ましくは4.5mPa・s以下、最も好ましくは4.4mPa・s以下である。また、好ましくは3.0mPa・s以上、更に好ましくは3.5mPa・s以上、特に好ましくは4.0mPa・s以上、最も好ましくは4.1mPa・s以上である。本実施形態でいう100℃におけるHTHS粘度とは、ASTM D4683に規定される100℃での高温高せん断粘度を示す。100℃におけるHTHS粘度が3.0mPa・s未満の場合には、潤滑性不足を来たすおそれがあり、5.5mPa・sを超える場合には必要な低温粘度および十分な省燃費性能が得られないおそれがある。
 本実施形態に係る潤滑油組成物の150℃におけるHTHS粘度は、4.0mPa・s未満であるがことが好ましく、より好ましくは2.7mPa・s以下、さらに好ましくは2.5mPa・s以下、特に好ましくは2.4mPa・s以下である。また、好ましくは2.0mPa・s以上、より好ましくは2.1mPa・s以上、さらに好ましくは2.2mPa・s以上、特に好ましくは2.3mPa・s以上である。ここでいう150℃におけるHTHS粘度とは、ASTM D4683に規定される150℃での高温高せん断粘度を示す。150℃におけるHTHS粘度が2.0mPa・s未満の場合には、潤滑性不足を来たすおそれがあり、4.0mPa・sを超える場合には十分な省燃費性能が得られないおそれがある。
 また、本実施形態に係る潤滑油組成物の150℃におけるHTHS粘度と100℃におけるHTHS粘度との比(150℃におけるHTHS粘度/100℃におけるHTHS粘度)は、0.50以上であることが好ましく、より好ましくは0.52以上、さらに好ましくは0.53、特に好ましくは0.54以上である。当該比が0.50未満であると、必要な低温粘度および十分な省燃費性能が得られないおそれがある。
 本実施形態に係る潤滑油組成物は、150℃におけるHTHS粘度が2.6mPa・s未満のエンジン油において、40℃における動粘度、100℃における動粘度および100℃におけるHTHS粘度を十分に低くすることができ、また、境界潤滑領域の摩擦係数の上昇を十分に抑制することができ、省燃費性に優れるものである。このような優れた特性を有する本実施形態に係る潤滑油組成物は、省燃費ガソリンエンジン油、省燃費ディーゼルエンジン油等の省燃費エンジン油として好適に使用することができる。
 以下、実施例および比較例に基づき本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
(合成例1:非分散型PMA系粘度指数向上剤A-1の合成)
<アーム(腕)分子の合成>
 錨型金属製攪拌翼(真空シール付)、ジムロート冷却器、窒素導入用3方コック、およびサンプル導入口を装着した300ml 5口セパラブルフラスコに、メチルメタクリレート25.2質量部、一般式(3)中のRが炭素数18のアルキル基であるメタクリレート36.5質量部、溶媒として炭化水素系溶剤(SAE10)120質量部を投入し、攪拌下に均一溶液とした。本溶液を氷浴にて0℃まで冷却し、ダイヤフラムポンプを用いて反応系の真空脱気/窒素パージを5回実施した。さらに窒素フロー下にサンプル導入口よりラジカル開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を0.27質量部、1,4-シクロヘキサジエン0.013質量部およびヨウ素0.11質量部を投入した後、窒素雰囲気下にて溶液温度80℃にて12時間重合を実施し、アーム分子溶液を得た。
 GPC分析(標準物質:ポリスチレン)の結果、得られたアーム分子の重量平均分子量は87400、数平均分子量(Mn)は62000、分散度(Mw/Mn)は1.41であった。
<星型高分子の合成>
 上記アーム溶液にアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.07質量部、およびエチレングリコールジメタクリレート2.14質量部を添加した後、窒素雰囲気下で溶液温度80℃にて12時間重合反を実施し、目的とする星形高分子(以下、「非分散型PMA系粘度指数向上剤A-1」という。)の溶液を得た。
 GPC分析(標準物質:ポリスチレン)の結果、得られた非分散型PMA系粘度指数向上剤A-1の重量平均分子量(Mw)は57万、数平均分子量(Mn)は47万、分散度(Mw/Mn)は1.23、PSSIは3.8、Mw/PSSIは1.5×10であった。また、非分散型PMA系粘度指数向上剤A-1のアーム転化率は64質量%、平均アーム数は8本、分岐度は3.0であった。
 ここで、アーム転化率及び平均アーム数はそれぞれ以下の式に基いて算出される値である。
アーム転化率=星形高分子のGPC面積/(星形高分子のGPC面積+残存アーム分子のGPC面積)×100
平均アーム数=星型高分子のMn/アーム分子のMn(小数点以下は四捨五入)
 また、重量平均分子量及び数平均分子量は、東ソー社製HLC-8220GPC装置に東ソー社製のTSKgel Super MultiPore HZ-Mのカラム(4.6mmID×15cm)を3本直列に使用し、溶媒としてはテトラヒドロフラン、温度40℃、流速0.35mL/分、試料濃度1質量%、試料注入量5μL、検出器示差屈折率計(RI)で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量及び数平均分子量である。
(合成例2:非分散型PMA系粘度指数向上剤A-2の合成)
 合成例1のアーム分子溶液に代えて、メチルメタクリレート70モル%、一般式(4)中のR4が炭素数18のアルキル基であるメタクリレート30モル%のアーム分子(重量平均分子量54000、数平均分子量(Mn)42000、分散度(Mw/Mn)1.29)を含有するアーム分子溶液を用いたこと以外は、合成例1と同様にして、星型高分子(以下、「非分散型PMA系粘度指数向上剤A-2」という。)を合成した。
 得られた非分散型PMA系粘度指数向上剤A-2のMwは49万、Mnは41万、Mw/Mnは1.19、PSSIは2.2、Mw/PSSIは2.2×10、分岐度は3.9であった。
(合成例3:非分散型PMA系粘度指数向上剤A-3の合成)
 合成例1のアーム分子溶液に代えて、メチルメタクリレート70モル%、一般式(4)中のR4が炭素数18のアルキル基であるメタクリレート30モル%のアーム分子(重量平均分子量85000、数平均分子量(Mn)60000、分散度(Mw/Mn)1.42)を含有するアーム分子溶液を用いたこと以外は、合成例1と同様にして、星型高分子(以下、「非分散型PMA系粘度指数向上剤A-3」という。)を合成した。
 得られた非分散型PMA系粘度指数向上剤A-3のMwは45万、Mnは38万、Mw/Mnは1.19、PSSIは3.0、Mw/PSSIは1.5×10、分岐度は2.0であった。
(実施例1~5、比較例1~4)
 実施例1~5および比較例1~4においては、それぞれ以下に示す基油および添加剤を用いて表2に示す組成を有する潤滑油組成物を調製した。基油O-1、O-2、O-3の性状を表1に示す。
(基油)
O-1(基油1):n-パラフィン含有油を水素化分解/水素化異性化した鉱油
O-2(基油2):水素化分解鉱油
O-3(基油3):水素化分解鉱油
(添加剤)
A-1:非分散型PMA系粘度指数向上剤(メチルメタアクリレート70モル%と、一般式(3)中のRが炭素数18のアルキル基であるメタアクリレート30モル%と、少量の重合開始剤、グリコールジメタクリレートを反応させて得られる共重合体。Mw=57万,Mn=47万,Mw/Mn=1.23,PSSI=3.8,Mw/PSSI=1.5×10,分岐度=3.0)
A-2:非分散型PMA系粘度指数向上剤(メチルメタアクリレート70モル%と、一般式(3)中のRが炭素数18のアルキル基であるメタアクリレート30モル%と、少量の重合開始剤、グリコールジメタクリレートを反応させて得られる共重合体。Mw=49万,Mn=41万,Mw/Mn=1.19,PSSI=2.2,Mw/PSSI=2.2×10,分岐度=3.9)
A-3:非分散型PMA系粘度指数向上剤(メチルメタアクリレート70モル%と、一般式(3)中のRが炭素数18のアルキル基であるメタアクリレート30モル%と、少量の重合開始剤、グリコールジメタクリレートを反応させて得られる共重合体。Mw=45万,Mn=38万,Mw/Mn=1.19,PSSI=3.0,Mw/PSSI=1.5×10,分岐度=2.0)
a-1:非分散型PMA系粘度指数向上剤(メチルメタアクリレート70モル%と、一般式(3)中のRが炭素数18のアルキル基であるメタアクリレート30モル%と、少量の重合開始剤、グリコールジメタクリレートを反応させて得られる共重合体。Mw=62万,Mn=44万,Mw/Mn=1.41,PSSI=5.7,Mw/PSSI=1.1×10,分岐度=9.0)
a-2:分散型PMA系粘度指数向上剤(メチルメタアクリレート20モル%と、一般式(3)中のRが炭素数12~15のアルキル基であるメタアクリレート80モル%と、少量の分散基および重合開始剤を反応させて得られる共重合体。Mw=30万,Mn=7万,Mw/Mn=4.0,PSSI=40,Mw/PSSI=7.5×10,分岐度=0)
a-3:分散型PMA系粘度指数向上剤(メチルメタアクリレート20モル%と、一般式(3)中のRが炭素数12~15のアルキル基であるメタアクリレート80モル%と、少量の分散基および重合開始剤を反応させて得られる共重合体。Mw=8万,Mn=3万,Mw/Mn=2.7,PSSI=10,Mw/PSSI=8.0×10,分岐度=0)
B-1:MoDTC(アルキル基鎖長C8/C13、Mo含有量10mass%、硫黄量11mass%)
B-2:グリセリンモノオレート
C-1:その他添加剤(コハク酸イミド系分散剤、ZnDTP、酸化防止剤、摩耗防止剤、流動点降下剤、消泡剤等)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
[潤滑油組成物の評価]
 実施例1~4および比較例1~3の各潤滑油組成物について、40℃または100℃における動粘度、粘度指数、100℃または150℃におけるHTHS粘度、超音波せん断試験後の粘度低下率を測定した。
(1)動粘度:ASTM D-445
(2)粘度指数:JIS K 2283-1993
(3)HTHS粘度:ASTM D-4683
(4)超音波せん断試験:JASO M347-95に準拠し、ASTMの試験法に規定されている標準油Aにて出力調整を行った後、振幅28μm、振動数10KHz、照射時間10分、試料容量を60mLによりせん断試験を実施し、100℃動粘度を測定し、粘度低下率を算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
 表2に示すように、(A)成分を含有する、実施例1~4の潤滑油組成物は、動粘度や100℃におけるHTHS粘度が低く、さらに超音波せん断試験後の粘度低下率が小さく、分岐度が8.0を越える粘度指数向上剤を配合した比較例1の潤滑油組成物や、C6以下のメタクリレート含有比率が低く、分岐度が0の比較例2~3の潤滑油組成物に比べて、省燃費性に優れるとともに、使用後の耐久性に優れることを示す。
 

Claims (3)

  1.  100℃における動粘度が1~10mm/sである潤滑油基油と、
     下記一般式(1)で表される構造単位の割合が30~90モル%であり、分岐度が0.1~8.0である分岐型ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤と、
    を含有する潤滑油組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    [式(1)中、Rは水素またはメチル基を示し、Rは炭素数6以下の直鎖状または分枝状の炭化水素基を示す。]
  2.  前記粘度指数向上剤が、PSSIが5以下、分子量とPSSIの比(Mw/PSSI)が2×10以上である粘度指数向上剤であることを特徴とする、請求項1に記載の潤滑油組成物。
  3.  摩擦調整剤をさらに含有することを特徴とする、請求項1または2に記載の潤滑油組成物。
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