WO2018143365A1 - 潤滑油組成物 - Google Patents

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WO2018143365A1
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oil composition
mass
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保奈美 渡邉
康 小野寺
剛久 佐藤
山守 一雄
豊治 金子
和幹 眞鍋
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エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー
トヨタ自動車株式会社
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    • C10N2040/00Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/25Internal-combustion engines

Definitions

  • the present invention relates to a lubricating oil composition, and more specifically, provides a lubricating oil composition for a sliding member, particularly a lubricating oil composition for a sliding member of an internal combustion engine.
  • Lubricating oil compositions are widely used in the automotive field such as for internal combustion engines, automatic transmissions, and gear oils.
  • Friction reduction is important for improving fuel efficiency, and for this reason, surface modification technology for sliding members has attracted attention.
  • various hard films have been studied as a countermeasure for reducing friction and wear of sliding parts, and various developments using diamond-like carbon (hereinafter abbreviated as DLC) films have been attempted. For example, it has been studied to obtain a higher friction reduction effect by optimizing the combination of the DLC film and the lubricating oil composition interposed in the sliding portion.
  • DLC diamond-like carbon
  • Patent Document 1 uses an oil-soluble organomolybdenum friction modifier and active sulfur as a surface active sulfur donor component to reduce friction and improve the wear of a DLC coating. Is described. Molybdenum dithiocarbamate is used as an oil-soluble organic molybdenum friction modifier.
  • Patent Document 2 uses an oil-soluble molybdenum compound having a chemical structure composed of a coated surface coated with DLC doped with a specific element and a trinuclear body of Mo. It is described to reduce friction. Furthermore, Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
  • Patent Document 3 describes a lubricating oil composition containing molybdenum dithiophosphate and an amine or amide friction modifier as essential components. It is described that it has low friction and wear resistance against DLC films, particularly DLC films made of hydrogenated amorphous carbon.
  • a lubricating oil composition containing molybdenum dithiocarbamate or Mo trinuclear structure compound as a friction modifier is not yet sufficient in reducing friction.
  • a lubricating oil composition containing molybdenum dithiocarbamate is effective in sliding contact between a steel material and a steel material, but there is a problem that the amount of wear increases in sliding contact between the DLC film and the steel material.
  • a lubricating oil composition containing an amine-based or amide-based friction modifier in the amount described in the examples of JP-A-2016-216653 (Patent Document 3) is used on the DLC film surface containing boron, There is a problem that the friction coefficient is high and the amount of wear increases.
  • the present invention is a lubricating oil composition interposed between a DLC coating surface and another metal member (particularly steel) in a sliding member, and includes a conventional molybdenum friction modifier.
  • An object of the present invention is to provide a lubricating oil composition that has a more excellent friction reducing effect than the lubricating oil composition and has both good wear resistance.
  • the present invention contains a lubricating base oil, (A) molybdenum dialkyldithiophosphate, and (B) zinc dialkyldithiophosphate, and the amount of phosphorus is 300 to 1500 ppm by mass relative to the total mass of the lubricating oil composition.
  • a lubricating oil composition is provided.
  • the present invention provides a lubricating oil composition further having at least one of the following features (a) to (h).
  • (A) (A ′) at least one selected from the group consisting of an amine friction modifier and an amide friction modifier in an amount that is less than 0.1 mass% with respect to the total mass of the lubricating oil composition
  • the lubricating oil composition comprising or none.
  • the amount of the component (A) is 400 to 1300 ppm by mass with respect to the total mass of the lubricating oil composition as the amount of molybdenum, and the amount of the component (B) is a lubricating oil composition as the amount of phosphorus.
  • the lubricating oil composition wherein the lubricating oil composition is 200 to 1000 ppm by mass with respect to the mass of the whole product.
  • C A lubricating oil composition for lubricating a diamond-like carbon (DLC) film.
  • DLC diamond-like carbon
  • DLC diamond-like carbon
  • E The lubricating oil composition of (c) or (d), wherein DLC has boron.
  • F The lubricating oil composition having a high temperature high shear viscosity (HTHS viscosity) at 150 ° C.
  • HTHS viscosity high temperature high shear viscosity
  • the sliding member in the present invention means a pair of members having opposed sliding surfaces that can move relative to each other, such as a shaft and a bearing, and a piston and a liner.
  • the sliding member formed of a surface in which at least one sliding surface is coated with a diamond-like carbon (DLC) film is a surface in sliding contact with a mating member in one of a pair of opposing members. It means that it is covered with a DLC film.
  • the lubricating oil composition for lubricating the opposing sliding surfaces means that the lubricating oil composition is used for lubricating between the opposing sliding surfaces of a pair of members.
  • the lubricating oil composition may be interposed between the opposing sliding surfaces.
  • the lubricating oil composition of the present invention can reduce the coefficient of friction that occurs between sliding surfaces.
  • a lower coefficient of friction can be given, and the wear resistance is also excellent.
  • the lubricating oil composition of the present invention can be suitably used particularly as a lubricating oil composition for internal combustion engines.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a block-on-ring friction test.
  • Lubricating oil base oil Conventionally known lubricating oil base oil can be used, and it may be mineral oil, synthetic oil, or a mixed oil thereof.
  • mineral base oils lubricating oil fractions obtained by subjecting crude oil to atmospheric distillation and reduced pressure distillation are subjected to solvent deburring, solvent extraction, hydrocracking, solvent dewaxing, catalytic dewaxing, hydrorefining, sulfuric acid
  • lubricating base oils obtained by isomerizing and dewaxing waxes obtained by solvent dewaxing such as paraffinic and naphthenic lubricating base oils, which are refined by appropriate combination of washing, refining treatment such as clay, etc. Can be mentioned.
  • the kinematic viscosity at 100 ° C. of the mineral oil base oil is not particularly limited, but in order to obtain a lubricating oil composition having a low viscosity, it is preferably 1 to 6 mm 2 / s, more preferably 2 to 6 mm 2 / s.
  • isoparaffin, alkylbenzene, alkylnaphthalene, monoester, diester, polyol ester, polyoxyalkylene glycol, dialkyldiphenyl ether, and polyphenyl ether can be used.
  • GTL Gas to Liquid
  • ATL Ad to Liquid
  • BTL Biomass to Liquid
  • CTL Coal to Liquid
  • the kinematic viscosity of the synthetic base oil is not particularly limited.
  • the kinematic viscosity of the synthetic base oil is preferably 1 to 6 mm 2 / s, and more preferably 2 to 6 mm 2 / s.
  • the above base oils that can be used in combination may be used alone or in combination of two or more.
  • use of two or more mineral base oils, use of two or more synthetic base oils, and use of one or more mineral base oils and one or more synthetic base oils is possible.
  • the entire lubricating base oil has a kinematic viscosity at 100 ° C. of 1 to 6 mm 2 / s, preferably 2 to 6 mm 2 / s, particularly 2.5. Preferably it has ⁇ 6 mm 2 / s.
  • MoDTP molybdenum dialkyldithiophosphate
  • friction modifiers include organic molybdenum compounds, complexes of molybdenum compounds with sulfur-containing organic compounds or other organic compounds, and complexes of sulfur-containing molybdenum compounds such as sulfurized molybdic acid with alkenyl succinimides. It has been.
  • molybdenum dialkyldithiophosphate (MoDTP) and molybdenum dithiocarbamate (MoDTC) are known, and among them, molybdenum dithiocarbamate (MoDTC) has been suitably used.
  • MoDTP has phosphorus as shown in the above formula (1). Since phosphorus poisons the exhaust gas purification three-way catalyst, the phosphorus content in the lubricating oil composition is regulated.
  • organophosphorus compounds have often been incorporated into lubricating oil compositions as antiwear agents, and molybdenum dithiophosphates should not be actively used to reduce the amount of phosphorus contained in lubricating oil compositions.
  • molybdenum dithiocarbamate MoDTC
  • MoDTC molybdenum dithiocarbamate
  • the lubricating oil composition containing molybdenum dithiocarbamate has a problem that large wear occurs between the sliding surface between the DLC coating surface and the steel material. Also, the friction reducing effect is not sufficient.
  • the lubricating oil composition containing molybdenum dithiophosphate gives an excellent friction reducing effect on the sliding surface having the DLC film, and also has wear resistance compared to the lubricating oil composition containing molybdenum dithiocarbamate. It can be improved.
  • the lubricating oil composition of the present invention contains molybdenum dialkyldithiophosphate and zinc dialkyldithiophosphate as described above.
  • the total amount of phosphorus contained in the lubricating oil composition is 300 mass ppm to 1500 mass ppm, preferably 400 to 1400 mass ppm, more preferably 500 to 1300 mass ppm, based on the total mass of the lubricating oil composition. Particularly preferred is 600 to 1200 ppm by mass, and most preferred is 600 to 1000 ppm by mass.
  • R is independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms.
  • the hydrocarbon group may be linear or branched.
  • Examples of the monovalent hydrocarbon group include a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms; an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms; a cycloalkyl group having 4 to 30 carbon atoms; and an aryl having 6 to 30 carbon atoms.
  • examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, an undecyl group, a dodecyl group, and a tridecyl group.
  • X 1 and X 2 are an oxygen atom or a sulfur atom, preferably an oxygen atom.
  • Y 1 and Y 2 are an oxygen atom or a sulfur atom, preferably a sulfur atom.
  • the amount of (A) MoDTP in the lubricating oil composition of the present invention is 400 to 1300 ppm by mass, preferably 500 to 1200 ppm by mass, more preferably 600 to 1100 ppm by mass, based on the total mass of the lubricating oil composition.
  • the amount is particularly preferably 650 to 1050 ppm by mass. If the amount of MoDTP is less than the above lower limit, the effect of reducing friction between sliding surfaces cannot be sufficiently obtained. Further, if the amount of MoDTP exceeds the above upper limit, wear increases between the sliding surfaces, which is not preferable.
  • the lubricating oil composition of the present invention comprises a molybdenum-dialkyldithiophosphate (Mo) containing a conventionally known molybdenum friction modifier other than (A), such as molybdenum dithiocarbamate (MoDTC) and a molybdenum trinuclear compound. MoDTP) and can be contained.
  • the blending amount of the molybdenum-based friction modifier other than (A) may be in a range that does not impair the friction reduction effect and wear resistance exhibited by the present invention, and may be appropriately adjusted in a range that does not exceed the amount of MoDTP.
  • the friction reduction effect is insufficient between the sliding surface between the DLC coating surface and the steel material, and large wear occurs.
  • MoDTC molybdenum dithiocarbamate
  • the blending amount of MoDTC is preferably 100 ppm by mass or less, preferably 70 ppm by mass or less, more preferably 50 ppm by mass or less, as the amount of molybdenum derived from MoDTC with respect to the total mass of the lubricating oil composition. Is good.
  • the lower limit is not particularly limited, but is an amount that is 1 mass ppm or more, preferably 5 mass ppm or more, particularly preferably 10 mass ppm or more. If the amount of MoDTC exceeds the above upper limit value, wear between the sliding surfaces may be increased, which is not preferable.
  • Molybdenum trinuclear compound can also be contained together with MoDTP. Thereby, compared with the lubricating oil composition containing only a molybdenum trinuclear compound, the friction between sliding surfaces can be reduced more. However, a lubricating oil composition containing a molybdenum trinuclear compound may be worn significantly even when used in combination with MoDTP. Therefore, when a molybdenum trinuclear compound is included, the amount should be very small as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the molybdenum amount derived from molybdenum dithiocarbamate relative to the total mass of the lubricating oil composition is less than 50 ppm by mass, preferably 40 ppm by mass or less, and more preferably 20 ppm by mass or less.
  • the lower limit is not particularly limited. For example, it may be contained in an amount of 1 ppm by mass or more, further 5 ppm by mass or more, and more preferably 10 ppm by mass or more.
  • the lubricating oil composition of the present invention further comprises at least one selected from amide friction modifiers and amine friction modifiers in less than a specific amount. It may be included or none of these may be included.
  • the total content is preferably less than 0.1% by mass, more preferably less than 0.05% by mass, based on the total amount of the lubricating oil composition. Yes, more preferably less than 0.01% by mass.
  • a lubricating oil composition containing an amide friction modifier or an amine friction modifier in the above content or more is used particularly for a DLC film doped with boron, it is preferable because the friction coefficient is increased and wear is increased. Absent.
  • the content of the amide-based friction modifier and the amine-based friction modifier is preferably as small as possible, and the most preferable is an embodiment that does not contain any of them.
  • a conventionally known amine-based friction modifier and amide-based friction modifier may be used.
  • methylamine, ethylamine, propylamine, etc. alkyl having 1 to 30 carbon atoms, preferably 4 to 28 carbon atoms, more preferably 6 to 25 carbon atoms, and having a linear or branched alkyl group
  • An alicyclic amine such as cyclohexylamine; an alkylenediamine having an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms such as butylenediamine; a polyamine such as pentaethylenehexamine; and a mixture thereof.
  • amide friction modifier examples include, for example, ethanoic acid amide, propanoic acid amide, etc., having 1 to 30 carbon atoms, preferably 4 to 28 carbon atoms, more preferably 6 to 25 carbon atoms, Saturated fatty acid amide having a branched alkyl group; oleic acid amide, erucic acid amide, etc., having 2 to 30 carbon atoms, preferably 4 to 28 carbon atoms, more preferably 6 to 25 carbon atoms, and having a branch And unsaturated fatty acid amides having alkenyl groups which may be present; and mixtures thereof.
  • the lubricating oil composition of the present invention contains zinc dialkyldithiophosphate (ZnDTP (also referred to as ZDDP)).
  • ZnDTP zinc dialkyldithiophosphate
  • This compound is known as an antiwear agent for lubricating oil compositions and is represented by the following formula (2).
  • R 1 and R 2 may be the same as or different from each other, and are a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 26 carbon atoms.
  • the monovalent hydrocarbon group includes a primary (primary) or secondary (secondary) alkyl group having 1 to 26 carbon atoms; an alkenyl group having 2 to 26 carbon atoms; a cycloalkyl group having 6 to 26 carbon atoms; carbon An aryl group, an alkylaryl group or an arylalkyl group of formula 6 to 26; or a hydrocarbon group containing an ester bond, an ether bond, an alcohol group or a carboxyl group.
  • R 1 and R 2 are preferably a primary or secondary alkyl group having 2 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 8 to 18 carbon atoms, and an alkylaryl group having 8 to 18 carbon atoms, They may be the same or different.
  • zinc dialkyldithiophosphate is preferable, and the primary alkyl group preferably has 3 to 12 carbon atoms, more preferably 4 to 10 carbon atoms.
  • the secondary alkyl group preferably has 3 to 12 carbon atoms, more preferably 3 to 10 carbon atoms.
  • zinc dithiocarbamate (ZnDTC) may be used in combination.
  • the amount of the zinc dialkyldithiophosphate is such that the total amount of phosphorus with respect to the total mass of the lubricating oil composition satisfies the above-described range.
  • the amount of phosphorus derived from ZnDTP with respect to the total mass of the lubricating oil composition is 200 to 1000 ppm by mass, preferably 300 to 900 ppm by mass, more preferably 350 to 850 ppm by mass, The amount is particularly preferably 400 to 800 ppm by mass.
  • one kind of zinc dialkyldithiophosphate having a primary alkyl group (Pri-ZnDTP) and zinc dialkyldithiophosphate having a secondary alkyl group (Sec-ZnDTP) is used alone. These may be used, or two or more of these may be mixed and used.
  • the mixing ratio in the case of mixing and using is not particularly limited.
  • an embodiment in which Sec-ZnDTP is essential is particularly preferable, and an amount in which the amount of phosphorus derived from Sec-ZnDTP is 200 to 1000 ppm by mass relative to the total mass of the lubricating oil composition is preferable, and more preferable. Is preferably in an amount of 250 to 900 ppm by mass, particularly preferably 300 to 800 ppm by mass.
  • phosphates represented by the following formula (3), (4) or (5) phosphite-based phosphorus compounds, and metal salts and amine salts thereof.
  • these compounds can also be used.
  • the amount of these compounds is limited to an amount in which the total mass of phosphorus in the entire lubricating oil composition satisfies the above range. For example, it is preferably less than 0.1% by weight, more preferably less than 0.05% by weight, still more preferably less than 0.01% by weight, and most preferably not contained at all, based on the total amount of the lubricating oil composition. .
  • R 3 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms
  • R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms.
  • m is 0 or 1.
  • R 6 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms
  • R 7 and R 8 are independently a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms.
  • N is 0 or 1.
  • R 6 is as described above.
  • examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms represented by R 3 to R 8 include an alkyl group, a cycloalkyl group, and an alkenyl group. , Alkyl-substituted cycloalkyl groups, aryl groups, alkyl-substituted aryl groups, and arylalkyl groups. In particular, it is preferably an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms or an aryl group having 6 to 24 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 3 to 18 carbon atoms, and most preferably an alkyl group having 4 to 15 carbon atoms. It is.
  • Examples of the phosphorus compound represented by the general formula (3) include phosphorous acid monoester and (hydrocarbyl) phosphonous acid having one hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms; A phosphite diester having two hydrocarbon groups, a monothiophosphite diester, and a (hydrocarbyl) phosphonous monoester; a phosphite triester having three hydrocarbon groups having 1 to 30 carbon atoms, and (Hydrocarbyl) phosphonous acid diesters; and mixtures thereof.
  • the lubricating oil composition of the present invention essentially comprises a lubricating oil base oil, (A) molybdenum dialkyldithiophosphate, and (B) zinc dialkyldithiophosphate.
  • the amide friction modifier and the amine friction modifier can be further contained in less than the specific amount described above, but most preferably they are not included.
  • one or more selected from (C) a viscosity index improver, (D) an ashless dispersant, and (E) a metal detergent may be included.
  • Viscosity index improver for example, a polymer or copolymer of one or more monomers selected from various methacrylic acid esters, or a hydride thereof, so-called non-dispersion type Viscosity index improvers, or so-called dispersed viscosity index improvers copolymerized with various methacrylic esters containing nitrogen compounds, non-dispersed or dispersed ethylene- ⁇ -olefin copolymers ( ⁇ -olefin is propylene, 1-butene, 1-pentene, etc.), or hydrides thereof, polyisobutenes or hydrides thereof, hydrides of styrene-diene copolymers, styrene-maleic anhydride ester copolymers, star-shaped isoprene, and the like Examples thereof include alkyl styrene.
  • a comb polymer containing at least a repeating unit based on a polyolefin macromer and a repeating unit based on an alkyl (meth) acrylate having an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms in the main chain can also be used.
  • the viscosity index improver has a weight average molecular weight of usually 5,000 to 1,000,000, preferably 100,000 to 900,000 in the case of dispersed and non-dispersed polymethacrylates.
  • a hydride thereof usually 800 to 5,000, preferably 1,000 to 4,000, and in the case of an ethylene- ⁇ -olefin copolymer or a hydride thereof, usually 800 to 500,000, preferably 3,000 to 200,000 are used.
  • a lubricating oil composition having particularly excellent shear stability can be obtained.
  • One or two or more compounds arbitrarily selected from the above viscosity index improvers can be contained in any amount.
  • the content of the viscosity index improver in the lubricating oil composition is 0.01 to 20% by mass, preferably 0.02 to 10% by mass, more preferably 0.05 to 5% by mass, based on the total amount of the composition. is there.
  • Ashless dispersant may further contain an ashless dispersant.
  • a conventionally known ashless dispersant may be used and is not particularly limited. Examples thereof include nitrogen-containing compounds having 40 to 400 carbon atoms and having at least one alkyl group or alkenyl group having a straight chain structure or a branched structure in the molecule or derivatives thereof, or succinimides and modified products thereof. .
  • Ashless dispersants may be used alone or in combination of two or more.
  • a borated ashless dispersant can also be used.
  • the boronated ashless dispersant is a borated version of any ashless dispersant used in lubricating oils. Boronation is generally performed by allowing boric acid to act on an imide compound to neutralize part or all of the remaining amino group and / or imino group.
  • the carbon number of the alkyl group or alkenyl group is preferably 40 to 400, more preferably 60 to 350.
  • the solubility of the compound in the lubricating base oil tends to decrease.
  • the carbon number of an alkyl group and an alkenyl group exceeds the said upper limit, it exists in the tendency for the low-temperature fluidity
  • the alkyl group and alkenyl group may have a straight chain structure or a branched structure.
  • Preferable embodiments include, for example, oligomers of olefins such as propylene, 1-butene and isobutene, branched alkyl groups or branched alkenyl groups derived from ethylene and propylene co-oligomers.
  • oligomers of olefins such as propylene, 1-butene and isobutene, branched alkyl groups or branched alkenyl groups derived from ethylene and propylene co-oligomers.
  • the succinimide is a reaction product of one end of a polyamine and succinic anhydride, a so-called monotype succinimide, and a reaction product of both ends of the polyamine and succinic anhydride. And succinimide.
  • the lubricating oil composition of the present invention may contain one of monotype and bistype, or may contain both.
  • the modified product of succinimide is, for example, a product obtained by modifying succinimide with a boron compound (hereinafter sometimes referred to as boronated succinimide).
  • Modifying with a boron compound means boronation.
  • a boronated succinimide may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together. When used in combination, it may be a combination of two or more of boronated succinimides. Moreover, both a monotype and a bis type may be included, the combined use of monotypes, or the combined use of bistypes may be sufficient.
  • a boronated succinimide and a non-borated succinimide may be used in combination.
  • a boron compound such as boric acid, boric acid ester, or boric acid salt is added to polyamine and succinic anhydride (derivative) to organic solvents such as alcohols, hexane and xylene, light lubricating oil base oil, etc. It can be obtained by mixing and heat-treating under appropriate conditions.
  • the boron content contained in the boronated succinimide thus obtained can usually be 0.1 to 4% by mass.
  • a boron-modified compound of an alkenyl succinimide compound is particularly preferable because of excellent heat resistance, antioxidant properties, and antiwear properties.
  • the boron content contained in the boronated ashless dispersant is not particularly limited. Usually, it is 0.1 to 3% by mass with respect to the mass of the ashless dispersant. As one aspect of the present invention, the boron content in the ashless dispersant is preferably 0.2% by mass or more, more preferably 0.4% by mass or more, and preferably 2.5% by mass or less. More preferably, it is 2.3 mass% or less, More preferably, it is 2.0 mass% or less.
  • the boronated ashless dispersant is preferably a boronated succinimide, and particularly preferably a boronated bissuccinimide.
  • the borated ashless dispersant has a boron / nitrogen mass ratio (B / N ratio) of 0.1 or more, preferably 0.2 or more, preferably less than 1.0, more preferably 0.8 or less. What has is preferable.
  • the content of the ashless dispersant may be appropriately adjusted.
  • the content of the ashless dispersant is preferably 0.01 to 20% by mass, and more preferably 0.1 to 10% by mass with respect to the total mass of the lubricating oil composition. It is. If the content of the ashless dispersant is less than the above lower limit, the sludge dispersibility may be insufficient. Moreover, when content exceeds the said upper limit, there exists a possibility of deteriorating a specific rubber material or making low temperature fluidity worse.
  • the metal detergent includes a detergent having an alkali metal or an alkaline earth metal.
  • examples include, but are not limited to, sulfonates containing alkali metals or alkaline earth metals, salicylates containing alkali metals or alkaline earth metals, and phenates containing alkali metals or alkaline earth metals.
  • examples of the alkali metal or alkaline earth metal include, but are not limited to, magnesium, barium, sodium, and calcium.
  • a metal detergent may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
  • the amount of alkali metal or alkaline earth metal contained in the metal detergent is not limited, but is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 15% by mass, and 1.0 to 15%. More preferred is mass%.
  • the metal detergent is not limited, but preferably has a total base number of 20 to 600 mgKOH / g, more preferably 50 to 500 mgKOH / g, still more preferably 100 to 450 mgKOH / g, particularly preferably 150 to 400 mgKOH / g. g.
  • the acid neutralization property, high temperature cleanliness property, and rust prevention property which are required for lubricating oil are securable.
  • the metal detergent may be contained in the lubricating oil composition at an arbitrary ratio. For example, it is 0.01 to 5% by mass, more preferably 0.1 to 4% by mass, and still more preferably 0.2 to 3% by mass.
  • the lubricating oil composition of the present invention may further contain other additives other than those described above.
  • additives include oiliness agents, rust inhibitors, antioxidants, extreme pressure agents, corrosion inhibitors, metal deactivators, pour point depressants, antifoaming agents, colorants, and package additives for automatic transmission oils. .
  • package additives for lubricating oils containing at least one of these can also be added.
  • the total amount of phosphorus with respect to the total mass of the lubricating oil composition is 300 to 1500 mass ppm, preferably 400 to 1400 mass ppm, more preferably 500 to 1300 mass ppm, especially It is preferably adjusted within a range of 600 to 1200 mass ppm, most preferably 600 to 1000 mass ppm.
  • the high temperature high shear viscosity (HTHS viscosity) at 150 ° C. of the lubricating oil composition of the present invention is not limited, but is preferably 1.4 to 2.9 mPa.s. s, more preferably 1.7 to 2.6 mPa.s. s.
  • Kinematic viscosity at 100 ° C. of the lubricating oil composition of the present invention be but are not limited to, to be 3 ⁇ 9.3mm 2 / s and preferably, 3 ⁇ 8.2mm 2 / s More preferably, it is 4 to 8.2 mm 2 / s.
  • the friction coefficient at 100 ° C. of the lubricating oil composition is less than the above lower limit value, the friction coefficient may not be sufficiently ensured.
  • it exceeds the above upper limit value the viscous resistance increases and the fuel consumption deteriorates.
  • the viscosity index of the lubricating oil composition of the present invention is not limited, but is preferably 120 or more, and more preferably 160 or more. If the viscosity index of the lubricating oil composition is less than the above lower limit, the low temperature characteristics may not be sufficiently secured.
  • the upper limit is not limited, but is preferably 250.
  • the lubricating oil composition of the present invention exhibits an excellent friction reducing effect and has excellent wear resistance despite its low viscosity.
  • the lubricating oil composition of the present invention is suitably used as an oil agent that intervenes between sliding surfaces in a sliding member.
  • the lubricating oil composition of the present invention functions suitably for lubricating diamond-like carbon (DLC) films.
  • DLC diamond-like carbon
  • the lubricating oil composition of the present invention is provided between the DLC coating surface and the sliding surface of another metal member (particularly steel).
  • a particularly preferred embodiment in the present invention is a combination of a diamond-like carbon (DLC) film and the above lubricating oil composition.
  • the diamond-like carbon (DLC) film according to the present invention has an amorphous structure and may be a conventionally known DLC film.
  • the DLC film is formed on at least one sliding surface of the sliding member.
  • the DLC film is preferably doped with a predetermined element. Examples of the element include boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), and molybdenum (Mo), and boron is particularly preferable.
  • a further preferred embodiment of the present invention is a combination of a DLC film doped with boron and the above lubricating oil composition, thereby achieving both a superior friction reduction effect and wear resistance.
  • the amount of boron is preferably 1 to 30%, more preferably 4 to 25% when the entire DLC film is 100 atomic%. If the amount of boron is less than the lower limit, the friction reducing effect and the wear resistance may be insufficient. Further, if the amount of boron exceeds the above upper limit value, a good DLC film may not be formed.
  • the DLC film according to the present invention may be a so-called hydrogen-free DLC that does not contain hydrogen, but a DLC containing hydrogen is preferable because a friction reducing effect can be easily obtained.
  • the amount of hydrogen is preferably 0 to 25%, 5 to 25%, 10 to 22%, and more preferably 15 to 20% when the entire film is 100 atomic%. As the amount of hydrogen in the DLC film increases, the low friction characteristics tend to be improved. However, if the amount of hydrogen is too large, the DLC film may become excessively soft and wear resistance may be reduced.
  • the DLC film in the present invention may contain a modifying element or an inevitable impurity that improves its sliding characteristics.
  • the element include O, Al, Mn, Si, Cr, W, and Ni.
  • the content of these elements is not particularly limited, and may be adjusted as long as the effects of the present invention are not impaired. In particular, it is good that it is less than 8 atomic%, further less than 4 atomic%.
  • the composition of the DLC film may be homogeneous, slightly changed, or even gradient with respect to its thickness direction.
  • the base material on which the DLC film is formed (that is, the base material of the sliding member) is not particularly limited, but the DLC film is preferably harder than the base material and has a smaller elastic modulus than the base material.
  • the DLC film according to the present invention preferably has a hardness of 10 to 30 GPa, more preferably 14 to 25 GPa. If the hardness is too low, the wear resistance is lowered, and if the hardness is too high, the DLC film is liable to crack.
  • the elastic modulus of the DLC film is preferably, for example, 100 to 200 GPa, 110 to 190 GPa, 120 to 180 GPa, and further 130 to 170 GPa.
  • the DLC film may be formed by a conventionally known method. For example, it is possible to follow the method described in JP 2014-224239 A. Specifically, a sputtering method, particularly an unbalanced magnetron sputtering (UBMS) method is preferable, and a dense DLC film can be formed efficiently. Before forming the DLC film, it is preferable to evacuate the chamber to 10 ⁇ 5 Pa or less, or introduce hydrogen gas into the chamber to remove oxygen and moisture remaining in the chamber before film formation. The amount of hydrogen gas introduced may be adjusted according to the amount of H in the DLC film.
  • UBMS unbalanced magnetron sputtering
  • the sputtering gas for example, one or more of rare gases such as argon (Ar) gas, helium (He) gas, and nitrogen (N 2 ) gas can be used.
  • the H-containing gas one or more hydrocarbon-based gases such as methane (CH 4 ), acetylene (C 2 H 2 ), and benzene (C 6 H 6 ) can be used.
  • the gas flow rate, the DLC film deposition temperature, and the like may be appropriately selected according to a conventionally known method.
  • the lubricating oil composition of the present invention can be applied to sliding parts in a wide variety of machines.
  • a sliding machine including the lubricating oil composition of the present invention and a sliding member coated with a DLC film (particularly, a boron-containing DLC film) has a very low coefficient of friction between the sliding surfaces and is resistant to damage. Since it is excellent in wear, it is suitable for applications that require a reduction in mechanical loss due to sliding.
  • a sliding machine including the lubricating oil composition of the present invention and a sliding member coated with a DLC film particularly, a boron-containing DLC film
  • the lubricating oil composition of the present invention can be suitably used particularly for an internal combustion engine.
  • test materials were prepared as test materials to be sliding members.
  • a base material a block-shaped (6.3 mm ⁇ 15.7 mm ⁇ 10.1 mm) steel material (SUS440C) subjected to quenching treatment was prepared.
  • a DLC film was formed on the mirror-finished surface (surface roughness Rzjis 0.1 ⁇ m / sliding surface) of the steel material by using an unbalanced magnetron sputtering apparatus (UBMS504 manufactured by Kobe Steel, Ltd.).
  • B4C was used as a doping target.
  • the DLC film was formed by sputtering according to the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-224239. Thus, an evaluation material on which a DLC film (including hydrogen) doped with boron was formed was obtained. The thickness of each DLC film was about 2 ⁇ m. As for the composition of the obtained film, the boron content in the DLC film doped with boron was 6% as the boron content when the entire film was taken as 100 atomic%.
  • FALEX standard test pieces (hardness RC58-63) made of steel (SAE4620) are prepared as ring test pieces, and FALEEX made of steel (SAE O1) as block test pieces.
  • a standard test piece (hardness RC58-63) was also prepared.
  • test piece covered with a DLC film doped with boron is represented as “B-DLC”
  • a test piece (steel) not coated with the DLC film is represented as “Steel”.
  • Molybdenum dialkyldithiophosphate Molybdenum content 9% by mass, represented by the above formula (1), X 1 and X 2 are oxygen atoms, Y 1 and Y 2 are sulfur atoms, and R is a monovalent hydrocarbon group having 8 carbon atoms.
  • MoDTP Molybdenum dialkyldithiophosphate
  • Friction modifier other than the above Molybdenum dithiocarbamate MoDTC (molybdenum content 10% by mass) ⁇ Mo trinuclear compound (Molybdenum content 5.5% by mass) ⁇ Oleylamine ⁇ Oleic acid amide
  • a lubricating oil composition was prepared by mixing the components described above in the compositions and amounts shown in the table. Each amount described in the table will be described below.
  • the amount of the molybdenum-based friction modifier is ppm by mass with respect to the total amount of the lubricating oil composition converted to the molybdenum content.
  • MoDTP mass ppm of the amount of phosphorus derived from MoDTP with respect to the total amount of the lubricating oil composition is also described.
  • the amount of zinc dialkyldithiophosphate is ppm by weight of the amount of phosphorus derived from the zinc dialkyldithiophosphate relative to the total amount of the lubricating oil composition.
  • the amount of oleylamine, oleic amide, and acidic phosphate ester is mass% based on the total amount of the lubricating oil composition.
  • the amount of the metal detergent is mass% with respect to the total amount of the lubricating oil composition in terms of calcium and magnesium contents.
  • the amount of the ashless dispersant is ppm by mass with respect to the total amount of the lubricating oil composition converted to the amount of boron, and ppm by mass with respect to the total amount of the lubricating oil composition converted to the amount of nitrogen. In the table, the total mass ppm of phosphorus with respect to the total amount of the lubricating oil composition is also described.
  • Block test piece having a sliding surface width of 6 mm (test piece covered with DLC film or test piece not covered with DLC film (standard specimen made of FALEX (steel material (SAE O1))) Hardness RC58-63)) and a ring test piece made of steel having an outer diameter of 35 mm and a width of 9 mm (standard test piece made of FALEEX made of steel (SAE4620) (hardness RC58-63))
  • a block-on-ring friction test is shown in Fig. 1.
  • the block-on-ring friction test is schematically shown in Fig. 1.
  • the test load is 294 N
  • the sliding speed is 0.3 m / s
  • the oil temperature is 80 ° C (constant).
  • a block-on-ring friction test was performed for 30 minutes, and the minimum friction coefficient in 30 minutes was defined as the minimum friction coefficient in the test.
  • (4) Evaluation of wear amount For each of the block test pieces before and after the block on-ring friction test, the surface roughness was measured with a surface roughness meter (SURFTEST SV-3200, manufactured by Mitutoyo Corporation). The amount of wear was calculated. The amount of wear was measured at a total of three locations, one in the center of the sliding trace and two in the central portion of 1 mm from both ends of the sliding trace, and the average value was taken as the amount of wear in this test.
  • the lubricating oil composition of the present invention contains only molybdenum dithiocarbamate or Mo trinuclear structure compound as a friction modifier, especially between the sliding surfaces of the DLC coating surface and other metal members (especially steel materials). Compared to the lubricating oil composition, a lower coefficient of friction can be given, and the wear resistance is also excellent.
  • the lubricating oil composition of the present invention is particularly preferably used as a lubricating oil composition for internal combustion engines.

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Abstract

本発明は、上記事情に鑑み、摺動部材において、DLC被膜面と他の金属部材(特には鋼材)との間に介在される潤滑油組成物であって、従来のモリブデン摩擦調整剤を含む潤滑油組成物に比べて、より優れた摩擦低減効果を有し、且つ良好な耐摩耗性を両立する潤滑油組成物を提供することを目的とする。本発明は、潤滑油基油と、(A)モリブデンジアルキルジチオホスフェート、及び(B)ジアルキルジチオリン酸亜鉛とを含有し、該潤滑油組成物全体の質量に対するリンの量が300~1500質量ppmであることを特徴とする潤滑油組成物を提供する。

Description

潤滑油組成物
 本発明は潤滑油組成物に関し、より詳細には摺動部材用の潤滑油組成物、特には内燃機関の摺動部材用である潤滑油組成物を提供する。
 潤滑油組成物は、内燃機関用、自動変速機用、ギヤ油用など自動車分野で幅広く使用されている。近年、燃費を向上させるために潤滑油組成物の低粘度化が求められているが、低粘度化により油膜が薄くなり、境界摩擦が増えるので摩擦を十分に低減することができないという問題がある。燃費向上のためには摩擦低減が重要であり、そのために摺動部材の表面改質技術が注目されている。例えば摺動部の摩擦・摩耗低減対策として各種硬質膜が検討されており、中でもダイヤモンドライクカーボン(以下、DLCと略す)膜を用いた様々な開発が試みられている。例えば、DLC膜と、摺動部に介在する潤滑油組成物の組合せを最適化することで、より高い摩擦低減効果を得ることが検討されている。
 特表2014-513173号公報(特許文献1)には、油溶性有機モリブデン摩擦調整剤と表面活性硫黄ドナー成分の活性硫黄を使用し、摩擦低減と共にDLC被膜の摩耗性を改善する潤滑油組成物が記載されている。油溶性有機モリブデン摩擦調整剤としてモリブデンジチオカーバメートが使用されている。また、特開2014-224239号公報(特許文献2)には、特定の元素をドープしたDLCで被覆された被覆面と、Moの三核体からなる化学構造を有する油溶性モリブデン化合物を用いて摩擦を低減することが記載されている。さらに、特開2016-216653号公報(特許文献3)にはモリブデンジチオホスフェートと、アミン系あるいはアミド系摩擦調整剤を必須に含有する潤滑油組成物が記載されており、該潤滑油組成物はDLC膜、特には水素化アモルファスカーボンからなるDLC膜に対する低摩擦性及び耐摩耗性を有することが記載されている。
特表2014-513173号公報 特開2014-224239号公報 特開2016-216653号公報
 しかし、摩擦調整剤としてモリブデンジチオカーバメートやMo三核体構造化合物を含有する潤滑油組成物では、摩擦低減効果が未だ十分ではない。また、モリブデンジチオカーバメートを含む潤滑油組成物は、鋼材と鋼材とのすべり接触においては有効であるが、DLC膜と鋼材とのすべり接触においては、摩耗量が大きくなるという問題がある。さらに、特開2016-216653号公報(特許文献3)の実施例に記載される量でアミン系あるいはアミド系摩擦調整剤を含有する潤滑油組成物をホウ素を含有するDLC膜面に使用すると、摩擦係数が高く摩耗量が大きくなるという問題がある。
 本発明は、上記事情に鑑み、摺動部材において、DLC被膜面と他の金属部材(特には鋼材)との間に介在される潤滑油組成物であって、従来のモリブデン摩擦調整剤を含む潤滑油組成物に比べて、より優れた摩擦低減効果を有し、且つ良好な耐摩耗性を両立する潤滑油組成物を提供することを目的とする。
 本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討した結果、モリブデンジアルキルジチオホスフェートとジアルキルジチオリン酸亜鉛を含有する潤滑油組成物が、上記課題を達成できることを見出し、本発明を成すに至った。
 すなわち本発明は、潤滑油基油と、(A)モリブデンジアルキルジチオホスフェート、及び(B)ジアルキルジチオリン酸亜鉛とを含有し、該潤滑油組成物全体の質量に対するリンの量が300~1500質量ppmであることを特徴とする潤滑油組成物を提供する。
 更に本発明は、下記(a)~(h)のうち少なくとも1の特徴を更に有する潤滑油組成物を提供する。
 (a)(A’)アミン系摩擦調整剤及びアミド系摩擦調整剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を、潤滑油組成物全体の質量に対して0.1質量%未満である量でさらに含む、又はいずれも含まない、前記潤滑油組成物。
 (b)上記(A)成分の量が、モリブデン量として潤滑油組成物全体の質量に対して400~1300質量ppmであり、及び、上記(B)成分の量が、リン量として潤滑油組成物全体の質量に対して200~1000質量ppmである、前記潤滑油組成物。
 (c)ダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜の潤滑用である、潤滑油組成物。
 (d)相対移動し得る対向した摺動面を有する一対の摺動部材であり、少なくとも1の摺動面がダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜で被覆された面からなる前記摺動部材において、該対向する摺動面の潤滑用である、潤滑油組成物。
 (e)DLCがホウ素を有する、前記(c)又は(d)の潤滑油組成物。
 (f)150℃での高温高せん断粘度(HTHS粘度)1.4~2.9mPa・sを有する前記潤滑油組成物。
 (g)100℃における動粘度9.3mm/s以下を有する前記潤滑油組成物。
 (h)内燃機関用である前記潤滑油組成物。
 本発明における摺動部材とは、軸と軸受、ピストンとライナーのように摺接しつつ相対移動し得る対向した摺動面を有する一対の部材を意味する。上記(d)における、少なくとも1の摺動面がダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜で被覆された面からなる前記摺動部材とは、対向する一対の部材の一において、相手部材と摺接する面がDLC膜で被覆されていることを意味する。該対向する摺動面の潤滑用である潤滑油組成物とは、一対の部材の対向する摺動面間を潤滑するために使用される潤滑油組成物であることを意味する。該潤滑油組成物は、該対向する摺動面間に介在し得る。
 本発明の潤滑油組成物は摺動面間におきる摩擦係数を低減することができる。特には、DLC被膜面と他の金属部材(特には鋼材)との摺動面間において、摩擦調整剤としてモリブデンジチオカーバメートやMo三核体構造化合物のみを含有する潤滑油組成物に比較して、より低い摩擦係数を与えることができ、且つ、耐摩耗性にも優れる。本発明の潤滑油組成物は、特に内燃機関用の潤滑油組成物として好適に使用できる。
図1は、ブロックオンリング摩擦試験の模式図である。
 以下、本発明の潤滑油組成物についてより詳細に説明する。
潤滑油基油
 潤滑油基油は従来公知のものを使用でき、鉱油、合成油、あるいはこれらの混合油であってよい。鉱油系基油としては、原油を常圧蒸留及び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等を適宜組み合わせて精製した、パラフィン系、ナフテン系等の潤滑油基油や、溶剤脱ロウで得たワックスを異性化、脱ろうして得られる潤滑油基油が挙げられる。該鉱油系基油の100℃での動粘度は特に制限されるものでないが、低粘度を有する潤滑油組成物を得るためには、1~6mm/sであるのが好ましく、より好ましくは2~6mm/sである。
 合成系基油としては、イソパラフィン、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、モノエステル、ジエステル、ポリオールエステル、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を用いることができる。更にGTL(Gas to Liquid)基油、ATL(Asphalt to Liquid)基油、BTL(Biomass to Liquid)基油及びCTL(Coal to Liquid)基油を用いることもでき、これを原料として使用する過程は、米国特許No.4,594,172や米国特許No.4,943,672に記載されている。該合成系基油の動粘度は特に制限されるものでない。また、100℃での動粘度が6mm/s未満又は80mm/s超であるポリα-オレフィン又はα-オレフィン共重合体を使用することも可能である。低粘度を有する潤滑油組成物を得るためには、合成系基油の動粘度は1~6mm/sであるのが好ましく、2~6mm/sであるのがより好ましい。
 上記併用できる基油は、1種を単独で使用しても、2種以上を使用してもよい。2種以上を使用する場合、2種以上の鉱油系基油の使用、2種以上の合成系基油の使用、及び1種以上の鉱油系基油と1種以上の合成系基油の使用が可能である。
 また、低粘度を有する潤滑油組成物を得るためには、潤滑油基油全体として、100℃での動粘度1~6mm/s、好ましくは2~6mm/s、特には2.5~6mm/sを有することが好ましい。
(A)モリブデンジアルキルジチオホスフェート
 本発明は、潤滑油組成物が、モリブデンジアルキルジチオホスフェート(MoDTP)を必須に含有することを特徴とする。MoDTPは例えば下記式(1)で表される化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 摩擦調整剤としては、従来より、有機モリブデン化合物、モリブデン化合物と硫黄含有有機化合物又はその他の有機化合物との錯体、ならびに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が知られている。有機モリブデン化合物としては、モリブデンジアルキルジチオホスフェート(MoDTP)、及びモリブデンジチオカーバメート(MoDTC)が知られており、中でも、従来より、モリブデンジチオカーバメート(MoDTC)が好適に使用されてきた。これは、MoDTPが上記式(1)に示される通りリンを有しているためである。リンは排ガス浄化の三元触媒を被毒することから、潤滑油組成物中のリン含有量は規制されている。また、従来、潤滑油組成物には摩耗防止剤として有機リン化合物が配合されることが多く、潤滑油組成物に含まれるリン量を抑えるためにも、モリブデンジチオホスフェートは積極的な使用を避けられていた。これらの点から、従来、摩擦調整剤としてはモリブデンジチオカーバメート(MoDTC)を使用するのが一般的であった。しかし上述した通り、モリブデンジチオカーバメート(MoDTC)を含む潤滑油組成物は、DLC被膜面と鋼材との摺動面間において大きな摩耗が生じるという問題がある。また摩擦低減効果も十分ではない。これに対し、モリブデンジチオホスフェートを含む潤滑油組成物は、モリブデンジチオカーバメートを含む潤滑油組成物に比べて、DLC膜を有する摺動面に優れた摩擦低減効果を与え、且つ、耐摩耗性も向上できる。
 本発明の潤滑油組成物は上記の通りモリブデンジアルキルジチオホスフェートとジアルキルジチオリン酸亜鉛とを含有する。該潤滑油組成物中に含まれるリンの合計量は、潤滑油組成物全体の質量に対して300質量ppm~1500質量ppm、好ましくは400~1400質量ppm、より好ましくは500~1300質量ppm、特に好ましくは600~1200質量ppm、最も好ましくは600~1000質量ppmである。リンの合計量が上記範囲内となる量でモリブデンジアルキルジチオホスフェートとジアルキルジチオリン酸亜鉛とを組合せることにより、触媒被毒を起こすことなく、摺動面間における摩擦低減効果の向上及び優れた耐摩耗性を両立することができる。
 上記一般式(1)において、Rは、互いに独立に、炭素数1~30の一価炭化水素基である。炭化水素基は直鎖状でも分岐状でもよい。該一価炭化水素基としては、炭素数1~30の直鎖状または分岐状アルキル基;炭素数2~30のアルケニル基;炭素数4~30のシクロアルキル基;炭素数6~30のアリール基、アルキルアリール基またはアリールアルキル基等を挙げることができる。アリールアルキル基において、アルキル基の結合位置は任意である。より詳細には、アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基およびオクタデシル基等、およびこれらの分岐状アルキル基を挙げることができ、特に炭素数3~8のアルキル基が好ましい。また、XおよびXは酸素原子または硫黄原子であり、好ましくは酸素原子である。YおよびYは酸素原子または硫黄原子であり、好ましくは硫黄原子である。
 本発明の潤滑油組成物における上記(A)MoDTPの量は、潤滑油組成物全体の質量に対するモリブデン量として400~1300質量ppm、好ましくは500~1200質量ppm、より好ましくは600~1100質量ppm、特に好ましくは650~1050質量ppmとなる量であるのがよい。MoDTPの量が上記下限値未満では摺動面間の摩擦低減効果を十分に得ることができない。また、MoDTPの量が上記上限超では摺動面間にて摩耗が大きくなるため好ましくない。
 本発明の潤滑油組成物は、(A)以外の従来公知のモリブデン系摩擦調整剤、例えばモリブデンジチオカーバメート(MoDTC)、及びモリブデン三核体化合物等を、任意成分として、上記モリブデンジアルキルジチオホスフェート(MoDTP)と併せて含有することができる。(A)以外のモリブデン系摩擦調整剤の配合量は、本発明の奏する摩擦低減効果及び耐摩耗性を損ねない範囲であればよく、MoDTPの量を超えない範囲で適宜調整されればよい。
 上述した通り、従来のモリブデンジチオカーバメート(MoDTC)のみを含有する潤滑油組成物では、DLC被膜面と鋼材との摺動面間において摩擦低減効果が不十分であり、また大きな摩耗を生じてしまう。しかし、MoDTCをMoDTPと併用することにより、DLC被膜面と鋼材との摺動面間における摩擦をより低減し、且つ、摩耗を少なくすることができる。MoDTCの配合量は、好ましくは、潤滑油組成物全体の質量に対するMoDTC由来のモリブデン量として100質量ppm以下であるのがよく、好ましくは70質量ppm以下、更に好ましくは50質量ppm以下であるのがよい。下限値は特に制限されるものでないが、1質量ppm以上、好ましくは5質量ppm以上、特に好ましくは10質量ppm以上となる量である。MoDTCの量が上記上限値を超えると、摺動面間において摩耗が大きくなるおそれがあるため好ましくない。
 モリブデン三核体化合物もMoDTPと併せて含有されることができる。これにより、モリブデン三核体化合物のみを含む潤滑油組成物に比べて、摺動面間の摩擦をより低減することができる。しかしモリブデン三核体化合物を含む潤滑油組成物はMoDTPとの併用であっても摩耗が大きくなるおそれがある。したがって、モリブデン三核体化合物を含む場合、その量は本発明の効果を損ねない限りの極めて少量であるのがよい。より詳細には、潤滑油組成物全体の質量に対するモリブデンジチオカーバメート由来のモリブデン量として、50質量ppm未満、好ましくは40質量ppm以下、更に好ましくは20質量ppm以下であるのがよい。下限値は特に制限されるものでない。例えば1質量ppm以上が好ましく、さらには5質量ppm以上、さらに好ましくは10質量ppm以上となる量で含有してもよい。
(A’)アミド系摩擦調整剤及びアミン系摩擦調整剤
 本発明の潤滑油組成物は、上記以外にアミド系摩擦調整剤及びアミン系摩擦調整剤から選ばれる少なくとも1種を特定量未満でさらに含んでも良く、又はこれらのいずれも全く含まないものでも良い。アミド系摩擦調整剤又はアミン系摩擦調整剤を含む場合のこれらの含有量は、潤滑油組成物の全量に対して合計0.1質量%未満が好ましく、より好ましくは0.05質量%未満であり、更に好ましくは0.01質量%未満である。アミド系摩擦調整剤又はアミン系摩擦調整剤を上記含有量以上で含む潤滑油組成物を、特にホウ素がドープされたDLC膜に対して用いると、摩擦係数が高くなり、摩耗も大きくなるため好ましくない。アミド系摩擦調整剤及びアミン系摩擦調整剤の含有量はできるだけ少ないことが好ましく、最も好ましいのはこれらのいずれも全く含まない態様である。
 アミン系摩擦調整剤及びアミド系摩擦調整剤は従来公知のものであればよい。例えば、メチルアミン、エチルアミン、及びプロピルアミン等、炭素数1~30、好ましくは炭素数4~28、より好ましくは炭素数6~25を有し、直鎖状又は分枝状アルキル基を有するアルキルアミン;エテニルアミン、プロペニルアミン、及びオレイルアミン等、炭素数2~30、好ましくは炭素数4~28、より好ましくは炭素数6~25を有し、分岐を有していてよいアルケニル基を有するアルケニルアミン;シクロヘキシルアミン等の脂環式アミン;ブチレンジアミン等、炭素数1~30のアルキレン基を有するアルキレンジアミン;ペンタエチレンヘキサミン等のポリアミン;及びこれらの混合物が挙げられる。アミド系摩擦調整剤としては、例えば、エタン酸アミド、及びプロパン酸アミド等、炭素数1~30、好ましくは炭素数4~28、より好ましくは炭素数6~25を有し、直鎖状又は分枝状アルキル基を有する飽和脂肪酸アミド;オレイン酸アミド、及びエルカ酸アミド等、炭素数2~30、好ましくは炭素数4~28、より好ましくは炭素数6~25を有し、分岐を有していてよいアルケニル基を有する不飽和脂肪酸アミド;及びこれらの混合物が挙げられる。
(B)ジアルキルジチオリン酸亜鉛
 本発明の潤滑油組成物はジアルキルジチオリン酸亜鉛(ZnDTP(ZDDPともいう))を含む。該化合物は、潤滑油組成物の摩耗防止剤として知られているものであり下記式(2)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 上記式において、R及びRは、各々、互いに同一であっても異なっていてもよく、水素原子または炭素数1~26の一価炭化水素基である。一価炭化水素基としては、炭素数1~26の第1級(プライマリー)または第2級(セカンダリー)アルキル基;炭素数2~26のアルケニル基;炭素数6~26のシクロアルキル基;炭素数6~26のアリール基、アルキルアリール基またはアリールアルキル基;またはエステル結合、エーテル結合、アルコール基またはカルボキシル基を含む炭化水素基である。R及びRは、好ましくは炭素数2~12の、第1級または第2級アルキル基、炭素数8~18のシクロアルキル基、炭素数8~18のアルキルアリール基であり、各々、互いに同一であっても異なっていてもよい。特にはジアルキルジチオリン酸亜鉛が好ましく、第1級アルキル基は、炭素数3~12を有することが好ましく、より好ましくは炭素数4~10である。第2級アルキル基は、炭素数3~12を有することが好ましく、より好ましくは炭素数3~10である。また、ジチオカルバミン酸亜鉛(ZnDTC)を組合せて使用してもよい。
 本潤滑油組成物において該ジアルキルジチオリン酸亜鉛の量は、潤滑油組成物全体の質量に対するリンの合計量が上記した範囲を満たす量である。好ましくは、潤滑油組成物全体の質量に対するZnDTP由来のリンの量が200~1000質量ppmとなる量、好ましくは300~900質量ppmとなる量、より好ましくは350~850質量ppmとなる量、特に好ましくは400~800質量ppmとなる量であればよい。該ジアルキルジチオリン酸亜鉛を上記範囲となる量で含有することにより、触媒被毒を起こすことなく、摺動面間における摩擦低減効果の向上及び優れた耐摩耗性を両立することができる。尚、本発明の潤滑油組成物において、第1級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛(Pri-ZnDTP)及び第2級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛(Sec-ZnDTP)のうち1種を単独で使用してもよいし、これらの2種以上を混合して使用してもよい。混合して使用する場合の混合比率は特に制限されない。モリブデンジアルキルジチオホスフェートと組合せることにより、Pri-ZnDTP及びSec-ZnDTPのいずれを使用しても、同等に、優れた摩擦低減効果及び耐摩耗性を両立することができる。なお、限定的ではないが、Sec-ZnDTPを必須とする態様が特に好ましく、潤滑油組成物全体の質量に対するSec-ZnDTP由来のリンの量が200~1000質量ppmとなる量が好ましく、より好ましくは250~900質量ppm、特に好ましくは300~800質量ppmとなる量がよい。
 また、ジアルキルジチオリン酸亜鉛と併用して、下記式(3)、(4)又は(5)で示されるホスフェート、ホスファイト系のリン化合物、並びにそれらの金属塩及びアミン塩から選ばれる少なくとも1種の化合物を使用することもできる。但し、これらの化合物の量は、潤滑油組成物全体中のリンの合計質量が上記した範囲を満たす量に限られる。例えば、該潤滑油組成物の全量に対して0.1質量%未満が好ましく、より好ましくは0.05質量%未満、更に好ましくは0.01質量%未満であり、全く含まないのが最も好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 上記一般式(3)中、Rは炭素数1~30の一価炭化水素基であり、R及びRは互いに独立に、水素原子又は炭素数1~30の一価炭化水素基であり、mは0又は1である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 上記一般式(4)中、Rは炭素数1~30の一価炭化水素基であり、R及びRは互いに独立に水素原子又は炭素数1~30の一価炭化水素基であり、nは0又は1である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 上記一般式(5)中、Rは上記の通りである。
 上記一般式(3)、(4)および(5)中、R~Rで表される炭素数1~30の一価炭化水素基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキル置換シクロアルキル基、アリール基、アルキル置換アリール基、及びアリールアルキル基を挙げることができる。特には、炭素数1~30のアルキル基、又は炭素数6~24のアリール基であることが好ましく、より好ましくは炭素数3~18のアルキル基、最も好ましくは炭素数4~15のアルキル基である。
 上記一般式(3)で表されるリン化合物としては、例えば、上記炭素数1~30の炭化水素基を1つ有する亜リン酸モノエステル及び(ヒドロカルビル)亜ホスホン酸;上記炭素数1~30の炭化水素基を2つ有する亜リン酸ジエステル、モノチオ亜リン酸ジエステル、及び(ヒドロカルビル)亜ホスホン酸モノエステル;上記炭素数1~30の炭化水素基を3つ有する亜リン酸トリエステル、及び(ヒドロカルビル)亜ホスホン酸ジエステル;及びこれらの混合物等が挙げられる。
 本発明の潤滑油組成物は、上記の通り、潤滑油基油、(A)モリブデンジアルキルジチオホスフェート、及び(B)ジアルキルジチオリン酸亜鉛を必須とする。アミド系摩擦調整剤及びアミン系摩擦調整剤は上記した特定量未満でさらに含有できるが、含まないのが最も好ましい。さらにこれらに加えて任意成分として、(C)粘度指数向上剤、(D)無灰分散剤、および(E)金属清浄剤から選ばれる1種以上を含んでいてもよい。
(C)粘度指数向上剤
 粘度指数向上剤としては、例えば、各種メタクリル酸エステルから選ばれる1種又は2種以上のモノマーの重合体又は共重合体、若しくはその水素化物などの、いわゆる非分散型粘度指数向上剤、又は、窒素化合物を含む各種メタクリル酸エステルを共重合させたいわゆる分散型粘度指数向上剤、非分散型又は分散型エチレン-α-オレフィン共重合体(α-オレフィンとしてはプロピレン、1-ブテン、1-ペンテン等が例示できる)、若しくはその水素化物、ポリイソブテン若しくはその水素化物、スチレン-ジエン共重合体の水素化物、スチレン-無水マレイン酸エステル共重合体、星状イソプレン等及びポリアルキルスチレン等が挙げられる。さらに、少なくともポリオレフィンマクロマーに基づく繰返し単位と炭素数1~30のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートに基づく繰返し単位とを主鎖に含む櫛型ポリマーを用いることもできる。
 粘度指数向上剤の分子量は、潤滑油組成物のせん断安定性を考慮して選定することが必要である。例えば、粘度指数向上剤の重量平均分子量は、分散型及び非分散型ポリメタクリレートの場合には、通常5,000~1,000,000、好ましくは100,000~900,000のものが、ポリイソブテン又はその水素化物の場合は通常800~5,000、好ましくは1,000~4,000のものが、エチレン-α-オレフィン共重合体又はその水素化物の場合は通常800~500,000、好ましくは3,000~200,000のものが用いられる。
 粘度指数向上剤の中でもエチレン-α-オレフィン共重合体又はその水素化物を用いた場合には、特にせん断安定性に優れた潤滑油組成物を得ることができる。上記粘度指数向上剤の中から任意に選ばれた1種類あるいは2種類以上の化合物を任意の量で含有させることができる。
 潤滑油組成物中の粘度指数向上剤の含有量は、組成物全量基準で、0.01~20質量%、好ましくは0.02~10質量%、より好ましくは0.05~5質量%である。
(D)無灰分散剤
 本発明の潤滑剤組成物はさらに無灰分散剤を含有することができる。無灰分散剤は従来公知のものを使用すればよく、特に制限されるものでない。例えば、炭素数40~400の、直鎖構造又は分枝構造を有するアルキル基又はアルケニル基を分子中に少なくとも1個有する含窒素化合物又はその誘導体、あるいはコハク酸イミド及びその変性品等が挙げられる。無灰分散剤は1種類を単独で使用しても、2種類以上を併用してもよい。また、ホウ素化無灰分散剤を使用することもできる。ホウ素化無灰分散剤は潤滑油に用いられている任意の無灰分散剤をホウ素化したものである。ホウ素化は一般に、イミド化合物にホウ酸を作用させて、残存するアミノ基及び/又はイミノ基の一部又は全部を中和することにより行われる。
 上記アルキル基又はアルケニル基の炭素数は、好ましくは40~400であり、より好ましくは60~350である。アルキル基及びアルケニル基の炭素数が前記下限値未満であると、化合物の潤滑油基油に対する溶解性が低下する傾向にある。また、アルキル基及びアルケニル基の炭素数が上記上限値を超えると、潤滑油組成物の低温流動性が悪化する傾向にある。上記アルキル基及びアルケニル基は、直鎖構造を有していても分枝構造を有していてもよい。好ましい態様としては、例えば、プロピレン、1-ブテン、イソブテン等のオレフィンのオリゴマー、エチレンとプロピレンのコオリゴマーから誘導される分枝状アルキル基又は分枝状アルケニル基等が挙げられる。
 前記コハク酸イミドには、ポリアミンの一端と無水コハク酸との反応生成物である、いわゆるモノタイプのコハク酸イミドと、ポリアミンの両端と無水コハク酸との反応生成物である、いわゆるビスタイプのコハク酸イミドとがある。本発明の潤滑油組成物は、モノタイプ及びビスタイプのうちいずれか一方を含有してもよいし、あるいは双方を含有してもよい。
 上記コハク酸イミドの変性品とは、例えば、コハク酸イミドをホウ素化合物で変性したものである(以下、ホウ素化コハク酸イミドということがある)。ホウ素化合物で変性するとは、ホウ素化することを意味する。ホウ素化コハク酸イミドは1種を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。併用する場合は、ホウ素化コハク酸イミドの2種以上の組合せであってもよい。また、モノタイプ及びビスタイプの両方を含んでもよいし、モノタイプ同士の併用、又はビスタイプ同士の併用であってもよい。ホウ素化コハク酸イミドと非ホウ素化コハク酸イミドとを併用してもよい。
 例えば、ホウ素化コハク酸イミドの製造方法としては、特公昭42-8013号公報及び同42-8014号公報、特開昭51-52381号公報、及び特開昭51-130408号公報等に開示されている方法等が挙げられる。具体的には例えば、アルコール類やヘキサン、キシレン等の有機溶媒、軽質潤滑油基油等にポリアミンとコハク酸無水物(誘導体)にホウ酸、ホウ酸エステル、又はホウ酸塩等のホウ素化合物を混合し、適当な条件で加熱処理することにより得ることができる。この様にして得られるホウ素化コハク酸イミドに含まれるホウ素含有量は通常0.1~4質量%とすることができる。本発明においては、特に、アルケニルコハク酸イミド化合物のホウ素変性化合物(ホウ素化コハク酸イミド)は耐熱性、酸化防止性及び摩耗防止性に優れるため好ましい。
 ホウ素化無灰分散剤中に含まれるホウ素含有量は特に制限はない。通常無灰分散剤の質量に対して0.1~3質量%である。本発明の1つの態様としては、無灰分散剤中のホウ素含有量は、好ましくは0.2質量%以上、より好ましくは0.4質量%以上であり、また好ましくは2.5質量%以下、より好ましくは2.3質量%以下、さらに好ましくは2.0質量%以下であるのがよい。ホウ素化無灰分散剤として好ましくはホウ素化コハク酸イミドであり、特にはホウ素化ビスコハク酸イミドが好ましい。
 ホウ素化無灰分散剤は、ホウ素/窒素質量比(B/N比)0.1以上、好ましくは0.2以上を有するものであり、好ましくは1.0未満、より好ましくは0.8以下を有するものが好ましい。
 無灰分散剤の含有量は適宜調整されればよいが、例えば潤滑油組成物全体の質量に対して、0.01~20質量%であるのが好ましく、より好ましくは0.1~10質量%である。無灰分散剤の含有量が上記下限値未満であると、スラッジ分散性が不十分となるおそれがある。また含有量が上記上限値を超えると、特定のゴム材料を劣化させたり、低温流動性を悪化させるおそれがある。
(E)金属清浄剤
 金属清浄剤としてはアルカリ金属又はアルカリ土類金属を有する清浄剤が挙げられる。例えば、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有するスルホネート、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有するサリシレート、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有するフェネートが挙げられるが、これに限定されない。また、アルカリ金属又はアルカリ土類金属としては、マグネシウム、バリウム、ナトリウム、及びカルシウムが挙げられるが、これに限定されない。
 より詳細には、カルシウムスルホネート、マグネシウムスルホネート、カルシウムサリシレート、マグネシウムサリシレート、カルシウムフェネート、及びマグネシウムフェネートが好ましく用いられる。金属清浄剤は、1種を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。金属清浄剤中に含まれるアルカリ金属又はアルカリ土類金属の量は、限定的ではないが、0.1~20質量%が好ましく、0.5~15質量%がより好ましく、1.0~15質量%がさらに好ましい。
 金属清浄剤は、限定的ではないが、全塩基価20~600mgKOH/gを有するのが好ましく、50~500mgKOH/gがより好ましく、100~450mgKOH/gがさらに好ましく、特に好ましくは150~400mgKOH/gである。これにより、潤滑油に必要な酸中和性、高温清浄性、防錆性を確保することができる。
 金属清浄剤は、潤滑油組成物中に任意の割合で含有されればよい。例えば、0.01~5質量%であり、より好ましくは0.1~4質量%であり、さらに好ましくは0.2~3質量%である。
 本発明の潤滑油組成物中は、上記以外のその他の添加剤をさらに含んでもよい。たとえば、油性剤、さび止め剤、酸化防止剤、極圧剤、腐食防止剤、金属不活性化剤、流動点降下剤、消泡剤、着色剤、及び自動変速機油用パッケージ添加剤が挙げられる。これらのうち少なくとも1種を含有する各種潤滑油用パッケージ添加剤を添加することもできる。但し、リンを有する添加剤を使用する場合は、潤滑油組成物全体の質量に対するリンの合計量が300~1500質量ppm、好ましくは400~1400質量ppm、より好ましくは500~1300質量ppm、特に好ましくは600~1200質量ppm、最も好ましくは600~1000質量ppmとなる範囲内で調整する。
 本発明の潤滑油組成物の150℃での高温高せん断粘度(HTHS粘度)は制限されないが、好ましくは1.4~2.9mPa.s、より好ましくは1.7~2.6mPa.sである。
 本発明の潤滑油組成物の100℃での動粘度は、限定されることはないが、3~9.3mm/sであることが好ましく、3~8.2mm/sであることがより好ましく、4~8.2mm/sであることがさらに好ましい。潤滑油組成物の100℃での動粘度が上記下限値未満であると、摩擦係数を十分に確保することができない可能性がある。また、上記上限値超であると、粘性抵抗が大きくなり、燃費が悪化する。
 本発明の潤滑油組成物の粘度指数は、限定されることはないが、120以上であることが好ましく、160以上であることがより好ましい。潤滑油組成物の粘度指数が上記下限値未満であると、低温特性を十分に確保できない可能性がある。また、上限は限定されることはないが、250であることが好ましい。
 本発明の潤滑油組成物は、低粘度化されているにもかかわらず、優れた摩擦低減効果を奏し、且つ、優れた耐摩耗性も有する。本発明の潤滑油組成物は摺動部材において摺動面間を介在する油剤として好適に使用される。また、本発明の潤滑油組成物はダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜の潤滑用として好適に機能する。特には、少なくとも1の摺動面にダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜を有する摺動部材において、該DLC被膜面と他の金属部材(特には鋼材)の摺動面間に本発明の潤滑油組成物を介在させることにより、該摺動面間における摩擦をより低減し、且つ、優れた耐摩耗性を与えることができる。即ち、本発明における特に好ましい態様は、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜と上記潤滑油組成物との組合せである。
 本発明に係るダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜とはアモルファス構造からなるものであり、従来公知のDLC膜であればよい。該DLC膜は摺動部材における少なくとも一方の摺動面上に形成される。該DLC膜は所定の元素がドープされたものであるのが好ましい。該元素としては、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、及びモリブデン(Mo)等が挙げられるが、特に好ましくはホウ素である。本発明におけるさらに好ましい態様は、ホウ素がドープされたDLC膜と上記潤滑油組成物との組合せであり、これにより、より優れた摩擦低減効果及び耐摩耗性を両立する。
 ホウ素の量は、DLC膜全体を100原子%としたときに、1~30%さらには4~25%となる量がよい。ホウ素の量が上記下限値未満では摩擦低減効果及び耐摩耗性が不十分になる恐れがある。また、ホウ素の量が上記上限値超えでは良好なDLC膜を形成できないおそれがある。
 本発明に係るDLC膜は、水素を含まない、いわゆる水素フリーDLCであってもよいが、水素を含むDLCの方が、摩擦低減効果が得られやすいため好ましい。水素の量は、膜全体を100原子%としたときに0~25%、5~25%、10~22%、さらには15~20%であるのがよい。DLC膜中の水素量が多いほど低摩擦特性を向上できる傾向にある。ただし水素量が多すぎるとDLC膜が過度に軟質となって耐摩耗性が低下するおそれがある。
 本発明におけるDLC膜はその摺動特性等を改善する改質元素や不可避不純物を含んでいてよい。該元素としては、O、Al、Mn、Si、Cr、W、Ni等があげられる。これら元素の含有量は特に制限されるものでなく、本発明の効果を損ねない限りで調整されればよい。特には、8原子%未満、さらには4原子%未満であるのがよい。DLC膜の組成は、その厚さ方向に関して、均質的でも、多少変化していても、さらには傾斜的でもよい。
 DLC膜が形成される基材(即ち、摺動部材の基材)は特に制限されないが、DLC膜は基材よりも硬質であり、基材よりも弾性率が小さいのが好ましい。これによりDLC被覆面の耐摩耗性、靱性または耐衝撃性等が向上できる。例えば、本発明に係るDLC膜は、硬さが10~30GPa、さらには14~25GPaであるのが好ましい。硬さが過小では耐摩耗性が低下し、硬さが過大ではDLC膜の割れ等を生じ易くなる。また同じ観点より、DLC膜の弾性率は、例えば100~200GPa、110~190GPa、120~180GPa、さらには130~170GPaであるのが好ましい。
 DLC膜の成膜は従来公知の方法に従えばよい。例えば特開2014-224239号公報に記載されている方法に従うことができる。詳細には、スパッタリング法、特にアンバランスドマグネトロンスパッタリング(UBMS)法が好ましく、緻密なDLC膜を効率的に形成できる。DLC膜の成膜前に、チャンバー内を10-5Pa以下まで真空排気するか、チャンバー内に水素ガスを導入して、成膜前のチャンバー内に残存する酸素および水分を除去すると好ましい。水素ガスの導入量は、DLC膜中のH量に応じて調整するとよい。
 スパッタガスは、例えば、アルゴン(Ar)ガス、ヘリウム(He)ガス、窒素(N)ガスなどの希ガスの一種以上を用いることができる。H含有ガスとしては、メタン(CH)、アセチレン(C)、ベンゼン(C)などの炭化水素系ガスの一種以上を用いることができる。ガスの流量、DLC膜の成膜温度等は、従来公知の方法に従い適宜選択されればよい。
 本発明の潤滑油組成物は多種多様な機械における摺動部に適用することができる。特に、本発明の潤滑油組成物とDLC膜(特にはホウ素含有DLC膜)で被覆された摺動部材とを備える摺動機械は、摺動間面の摩擦係数が非常に小さく、且つ、耐摩耗性に優れるため、摺動による機械損失の低減が要求される用途に好適である。例えば、ピストン、ピストンリング、ピストンピン、クランクシャフト、歯車、ロータ、ロータハウジング、カム、バルブリフタ等である。本発明の潤滑油組成物は特には内燃機関用として好適に用いることができる。
 以下、実施例及び比較例を示し、本発明をより詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
 下記実施例及び比較例にて、摺動部材となる供試材として、下記に示す、ブロックオンリング摩擦試験用の評価材を用意した。
 基材として、焼入れ処理を施したブロック状(6.3mm×15.7mm×10.1mm)の鋼材(SUS440C)を用意した。その鋼材の鏡面仕上げ面(表面粗さRzjis0.1μm/摺動面)に、アンバランスドマグネトロンスパッタリング装置(株式会社神戸製鋼所製UBMS504)を用いて、DLC膜を成膜した。ホウ素をドープしたDLC膜を形成するためにドープターゲットとしてB4Cを用いた。スパッタリングによるDLC膜の成膜は特開2014-224239号公報に記載されている方法に従った。こうしてホウ素をドープしたDLC膜(水素を含む)を成膜した評価材を得た。尚、各DLC膜の厚さは約2μmであった。得られた膜の組成は、ホウ素をドープしたDLC膜におけるホウ素量は膜全体を100原子%としたときのホウ素量として6%であった。
 さらにDLC膜で被膜しない評価材として、リング試験片に鋼材(SAE4620)からなるFALEX社製標準試験片(硬さ RC58-63)を用意し、ブロック試験片に鋼材(SAE O1)からなるFALEX社製標準試験片(硬さ RC58-63)も用意した。
 下記表において、ホウ素をドープしたDLC膜で被覆した試験片を「B-DLC」と表し、DLC膜で被膜しない試験片(鋼材)を「Steel」と表す。
 実施例及び比較例の潤滑油組成物を構成する各成分は以下の通りである。
・潤滑油基油
 GTL由来基油(100℃動粘度=4.1mm/s、VI=127)
(A)モリブデンジアルキルジチオホスフェート(MoDTP)
 モリブデン含有量9質量%、上記式(1)で表され、XおよびXが酸素原子であり、YおよびYが硫黄原子であり、Rが炭素数8の一価炭化水素基である化合物。
上記(A)以外の摩擦調整剤
 ・モリブデンジチオカーバメートMoDTC(モリブデン含有量10質量%)
 ・Mo三核体化合物(モリブデン含有量5.5質量%)
 ・オレイルアミン
 ・オレイン酸アミド
(B)ジアルキルジチオリン酸亜鉛
 ・Pri-ZnDTP(第一級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛)
 ・Sec-ZnDTP(第二級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛)
(B’)酸性リン酸エステル
 ・下記式(6)で表されRが2-エチルヘキシル基であり、nが1又は2である化合物の混合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(C)金属清浄剤
 ・Caサリシレート(全塩基価180mgKOH/g、Ca含有量6.3質量%)
 ・Mgスルホネート(全塩基価400mgKOH/g、Mg含有量9.4質量%)
(D)無灰分散剤
 ・ホウ素化コハク酸イミド(B含有量0.7質量%、N含有量2.0質量%)
 ・非ホウ素化コハク酸イミド(N含有量1.0質量%)
(E)粘度指数向上剤
 ・ポリメタクリレート(Mw=300,000)
(F)その他の添加剤パッケージ
 ・酸化防止剤:フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤
 ・消泡剤:ジメチルシリコーン
[実施例1~14及び比較例1~5]
 上記した各成分を表に記載の組成及び量で混合して潤滑油組成物を調製した。
 表に記載の各量について、以下に説明する。
 モリブデン系摩擦調整剤の量は、モリブデンの含有量に換算した潤滑油組成物の総量に対する質量ppmである。MoDTPについては、潤滑油組成物の総量に対するMoDTP由来のリン量の質量ppmも記載した。
 ジアルキルジチオリン酸亜鉛の量は、潤滑油組成物の総量に対するジアルキルジチオリン酸亜鉛由来のリン量の質量ppmである。
 オレイルアミン、オレイン酸アミド、及び酸性リン酸エステルの量は潤滑油組成物の総量に対する質量%である。
 金属清浄剤の量は、カルシウム、及びマグネシウムの含有量に換算した潤滑油組成物の総量に対する質量%である。
 無灰分散剤の量は、ホウ素の量に換算した潤滑油組成物の総量に対する質量ppmと、窒素の量に換算した潤滑油組成物の総量に対する質量ppmである。
 また、表中には、潤滑油組成物の総量に対する、リンの合計質量ppmも記載した。
 これらの潤滑油組成物について、下記の試験を行った。結果を表に示す。
(1)100℃における動粘度(KV100)は、ASTM D445に従い測定した。
(2)150℃での高温高せん断粘度(HTHS粘度)は、ASTM D4683に従い測定した。
(3)最低摩擦係数の測定
 摺動面幅6mmのブロック試験片(DLC膜で被覆した試験片又はDLC膜で被覆していない試験片(鋼材(SAE O1)からなるFALEX社製標準試験片(硬さ RC58-63))と、相手となる外径35mm、幅9mmを有し鋼材からなるリング試験片(鋼材(SAE4620)からなるFALEX社製標準試験片(硬さ RC58-63))を用いて、ブロックオンリング摩擦試験を行った。図1に、ブロックオンリング摩擦試験の様子を模式図で示す。試験荷重294N、すべり速度0.3m/s、油温80℃(一定)として、30分間のブロックオンリング摩擦試験を行い、30分間における最低摩擦係数を本試験における最低摩擦係数とした。
(4)摩耗量の評価
 上記ブロックオンリング摩擦試験前と試験後のブロック試験片の各々について、表面粗さ計(株式会社ミツトヨ社製、SURFTEST SV-3200)にて表面粗さ測定をし、摩耗量を算出した。摩耗量は、摺動痕の中央部1か所、及び摺動痕の両端から1mm中心部の部分2か所の合計3箇所の測定を行い、平均値を本試験の摩耗量とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 比較例2に示す通り、モリブデンジチオカーバメート(MoDTC)のみを含有する潤滑油組成物では、DLC被膜面と鋼材との摺動面間において摩擦低減効果が不十分であり、また大きな摩耗を生じてしまう。比較例1に示す通り、モリブデン三核体化合物のみを含む潤滑油組成物は、摺動面間の摩擦が大きい。また、DLC被膜面と鋼材との摺動面間において、大きな摩耗を生じる。また、比較例3に示す通り、モリブデン三核体化合物のみを含む潤滑油組成物において、モリブデン三核体化合物の量を減らしても、摺動面間の摩擦が大きい。さらに、比較例6~8に示す通り、アミノ系摩擦調整剤又はアミド系摩擦調整剤を特開2016-216653号公報(特許文献3)の実施例記載の量で含む潤滑油組成物では、B-DLC被膜面と鋼材との摺動面間において摩擦係数が高く、摩耗量も大きい。
 これに対し、本発明の潤滑油組成物は、表1及び2に示す通り、鋼材と鋼材との摺動面間のみならず、B-DLC被膜面と鋼材との摺動面間においても優れた摩擦低減効果を与え、且つ、耐摩耗性も向上できる。
 本発明の潤滑油組成物は、特には、DLC被膜面と他の金属部材(特には鋼材)との摺動面間において、摩擦調整剤としてモリブデンジチオカーバメートやMo三核体構造化合物のみを含有する潤滑油組成物に比較して、より低い摩擦係数を与えることができ、且つ、耐摩耗性にも優れる。本発明の潤滑油組成物は、特に内燃機関用の潤滑油組成物として好適に使用される。
 1 荷重
 2 ブロック試験片
 3 リング試験片
 4 潤滑油組成物

Claims (9)

  1.  潤滑油基油と、(A)モリブデンジアルキルジチオホスフェート、及び(B)ジアルキルジチオリン酸亜鉛とを含有し、該潤滑油組成物全体の質量に対するリンの量が300~1500質量ppmであることを特徴とする潤滑油組成物。
  2.  (A’)アミン系摩擦調整剤及びアミド系摩擦調整剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を、潤滑油組成物全体の質量に対して0.1質量%未満である量でさらに含む、又はいずれも含まない、請求項1記載の前記潤滑油組成物。
  3.  上記(A)成分の量が、モリブデン量として潤滑油組成物全体の質量に対して400~1300質量ppmであり、及び、上記(B)成分の量が、リン量として潤滑油組成物全体の質量に対して200~1000質量ppmである、請求項1又は2記載の潤滑油組成物。
  4.  ダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜の潤滑用である、請求項1~3のいずれか1項記載の潤滑油組成物。
  5.  相対移動し得る対向した摺動面を有する一対の摺動部材であり少なくとも1の摺動面がダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜で被覆された面からなる前記摺動部材における該対向する摺動面の潤滑用である、請求項1~3のいずれか1項記載の潤滑油組成物。
  6.  DLC膜がホウ素を含有する、請求項4または5に記載の潤滑油組成物。
  7.  150℃での高温高せん断粘度(HTHS粘度)1.4~2.9mPa・sを有する、請求項1~6のいずれか1項記載の潤滑油組成物。
  8.  100℃における動粘度9.3mm/s以下を有する、請求項1~7のいずれか1項記載の潤滑油組成物。
  9.  内燃機関用である、請求項1~8のいずれか1項記載の潤滑油組成物。
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