アルミ部材エンジン用潤滑油
【課題】無リン又は無灰型のエンジン油とした場合でも、アルミニウム系材料、特にカムシャフトをアルミ系ブロックで直接支える構造のエンジンにおける該アルミ系ブロックの摩耗防止に有効なエンジン用潤滑油を提供すること。
【解決手段】本発明のエンジン用潤滑油は、基油７０〜１００質量％を含み、該基油が、(Ａ)数平均分子量１０００〜３０００の式(１)で表されるポリオキシアルキレングリコールモノエーテル系基油を、基油全量基準で１０〜３０質量％含有することを特徴とする。
Ｒ1−Ｏ−(Ｘ)nＨ (１)
(Ｒ1：C１〜１８の炭化水素基、(Ｘ)n：Ｘが[ＣＨ2ＣＨ(Ｃ2Ｈ5)−Ｏ−]を主とするものであり、ｎが１０〜５０である基等)
【解決手段】本発明のエンジン用潤滑油は、基油７０〜１００質量％を含み、該基油が、(Ａ)数平均分子量１０００〜３０００の式(１)で表されるポリオキシアルキレングリコールモノエーテル系基油を、基油全量基準で１０〜３０質量％含有することを特徴とする。
Ｒ1−Ｏ−(Ｘ)nＨ (１)
(Ｒ1：C１〜１８の炭化水素基、(Ｘ)n：Ｘが[ＣＨ2ＣＨ(Ｃ2Ｈ5)−Ｏ−]を主とするものであり、ｎが１０〜５０である基等)
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン用潤滑油に関し、詳しくは金属及び／又はリンを実質的に含まない場合であっても、アルミニウム系材料の摩耗防止に優れたアルミ部材エンジンに有用なエンジン用潤滑油に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジン用潤滑油には、摩耗防止剤兼酸化防止剤としてのジアルキルジチオリン酸亜鉛(ＺＤＴＰ)と、高温清浄性を高めるための金属系清浄剤とが必須成分として配合されてきた。しかし、近年、排ガス浄化装置への影響を極力低減するために、リン量が０．０５質量％以下の低リン、硫酸灰分量が０．５質量％以下の低灰あるいは実質的にリンを含有しない無リン、実質的に金属を含有しない無灰型の環境配慮型エンジン用潤滑油の開発が求められている。このような無リン、無灰型のエンジン用潤滑油は、リン系摩耗防止剤や金属系清浄剤を実質的に配合できないため、摩耗防止性能や高温清浄性能を付与することが極めて困難である。
そこで、例えば、特許文献１〜３において、高温清浄性や鋼材の摩耗防止性を改善するために、無灰型清浄剤やホウ素含有分散剤を用いた無リン、無灰型エンジン用潤滑油が提案されている。
しかし、このような潤滑油は、アルミニウム系材料、特にカムシャフトをアルミニウム系ブロックで直接支える構造のエンジンにおける該アルミニウム系ブロックの摩耗防止性において未だ十分な性能が得られないことが本発明者による検討において判明した。
【特許文献１】特開平４−３５３５９８号公報
【特許文献２】特開２００１−００２４３３号公報
【特許文献３】特開２００１−２６９６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、ＺＤＴＰや金属系清浄剤を実質的に含まない、無リン又は無灰型のエンジン油とした場合であっても、アルミニウム系材料、特にカムシャフトをアルミ系ブロックで直接支える構造のエンジンにおける該アルミ系ブロックの摩耗防止に有効なエンジン用潤滑油を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
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、潤滑油基油として、特定のアルキレングリコール系基油を特定量含有するエンジン用潤滑油が、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明によれば、基油７０〜１００質量％を含み、該基油が、(Ａ)数平均分子量１０００〜３０００の式(１)で表されるポリオキシアルキレングリコールモノエーテル系基油(以下、(Ａ)成分という)を、基油全量基準で１０〜３０質量％含有することを特徴とするエンジン用潤滑油が提供される。
Ｒ1−Ｏ−(Ｘ)nＨ (１)
(式中、Ｒ1は炭素数１〜１８の炭化水素基を示す。また、(Ｘ)nはＸが[ＣＨ2ＣＨ(Ｃ2Ｈ5)−Ｏ−]であり、ｎが１０〜５０である基、若しくはＸが[ＣＨ2ＣＨ(Ｃ2Ｈ5)−Ｏ−]と、[ＣＨ2ＣＨ2−Ｏ−]、[ＣＨ2ＣＨ(ＣＨ3)−Ｏ−]及び[ＣＨ2ＣＨ(ＣＨ2ＯＲ2)−Ｏ−](ここで、Ｒ2は炭素数１〜１８の炭化水素基を示す。)の少なくとも１種との組合せからなり、ｎが１０〜５０である基を示す。)
【発明の効果】
【０００５】
本発明のエンジン用潤滑油は、前記(Ａ)成分を特定割合で含有するので、リン系摩耗防止剤及び／又は金属系清浄剤を含有しない無リン及び／又は無灰型エンジン用潤滑油とした場合であっても、アルミニウム系材料、特にカムシャフトをアルミ系ブロックで直接支える構造のエンジンにおける該アルミ系ブロックの摩耗防止性を大幅に改善することができる。また、スラッジ評点、ワニス評点、ピストントップリング摩耗防止性、クランクピン軸受摩耗防止性、主軸受摩耗防止性ともに優れている。
従って、アルミニウム系材料だけでなく各種鋼材への適合性や清浄性等のエンジン用潤滑油としての要求性能を満たすことができ、更に、リン及び／又は金属を実質的に含まない構成とすることにより、リンや金属による排ガス浄化装置への影響を極力排除することができ、環境配慮型エンジン用潤滑油等としても有用である。
また、本発明のエンジン用潤滑油は、摩擦調整剤として無灰系摩擦調整剤、特にグリセリンモノオレートを配合することでリン及び金属を含有させることなく、アルミニウム系材料の摩耗防止性を維持しながら低摩擦性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明について詳述する。
本発明の潤滑油は、基油として(Ａ)成分、即ち、前記式(１)で表される特定分子量のポリオキシアルキレングリコールモノエーテル系基油を特定割合で含有する。
(Ａ)成分の分子量は、数平均分子量で１０００〜３０００、好ましくは１３００〜２５００、より好ましくは１５００〜２２００であり、また分子量分布は、好ましくは１０００〜５０００、特に好ましくは１３００〜３０００である。(Ａ)成分の数平均分子量が１０００〜３０００の範囲外の場合には、本発明における所望の性能が得られ難い。
【０００７】
式(１)において、Ｒ1は炭素数１〜１８の炭化水素基を示し、該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、アルキルシクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、アルキルアリール基又はアリールアルキル基が挙げられ、特に炭素数１〜１８のアルキル基であることが好ましく、炭素数２〜６のアルキル基であることが更に好ましい。該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、オクタデシル基等が挙げられ、これらは直鎖状でも分枝状であってもよい。
式(１)において、(Ｘ)nはＸが[ＣＨ2ＣＨ(Ｃ2Ｈ5)−Ｏ−]であり、ｎが１０〜５０である基、若しくはＸが[ＣＨ2ＣＨ(Ｃ2Ｈ5)−Ｏ−]と、[ＣＨ2ＣＨ2−Ｏ−]、[ＣＨ2ＣＨ(ＣＨ3)−Ｏ−]及び[ＣＨ2ＣＨ(ＣＨ2ＯＲ2)−Ｏ−]の少なくとも１種との組合せからなり、ｎが１０〜５０である基を示す。ここで、Ｒ2は炭素数１〜１８の炭化水素基を示し、具体例としては、上記Ｒ1において列挙した基が挙げられる。
【０００８】
(Ａ)成分としては、例えば、以下の式(Ａ1)〜(Ａ4)で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上が挙げられる。
Ｒ1−Ｏ−[ＣＨ2ＣＨ(Ｃ2Ｈ5)−Ｏ−]nＨ (Ａ1)
式(Ａ1)においてＲ1は上記炭素数１〜１８の炭化水素基、ｎは１０〜５０、好ましくは１５〜４０を示す。
Ｒ1−Ｏ−[ＣＨ2ＣＨ2−Ｏ−]s[ＣＨ2ＣＨ(Ｃ2Ｈ5)−Ｏ−]tＨ (Ａ2)
Ｒ1−Ｏ−[ＣＨ2ＣＨ(ＣＨ3)−Ｏ−]s[ＣＨ2ＣＨ(Ｃ2Ｈ5)−Ｏ−]tＨ (Ａ3)
Ｒ1−Ｏ−[ＣＨ2ＣＨ(ＣＨ2−Ｏ−Ｒ2)−Ｏ−]s[ＣＨ2ＣＨ(Ｃ2Ｈ5)−Ｏ−]tＨ (Ａ4)
式(Ａ2)〜(Ａ4)においてＲ1は、独立に上記炭素数１〜１８の炭化水素基を示す。ｓ＋ｔは独立に１０〜５０を示し、ｓは特に制限はないが、通常５以下、好ましくは２以下、特に好ましくは１であり、ｔは通常９〜４５、好ましくは１５〜４０を示す。
式(Ａ2)〜(Ａ4)で示される化合物は、式(Ａ1)で示される化合物を合成する際に意図的に、あるいは副生成物として混在させることができ、オキシブチレン単位と、その他のオキシエチレン単位、オキシプロピレン単位又は[ＣＨ2ＣＨ(ＣＨ2−Ｏ−Ｒ2)−Ｏ−])とは、ランダム重合体であってもブロック重合体であっても良いが、上記のような分子の序列となるよう合成されることがより好ましい。
(Ａ)成分は、上記式(Ａ1)、(Ａ3)及び(Ａ4)で示される化合物から選ばれる１種又は２種以上が好ましく、式(Ａ1)及び／又は式(Ａ3)で示される化合物がより好ましく、式(Ａ3)で示される化合物が特に好ましい。
【０００９】
(Ａ)成分の１００℃における動粘度は特に制限はないが、通常１０〜５０ｍｍ2／ｓ、好ましくは１５〜３５ｍｍ2／ｓ、特に好ましくは２０〜３０ｍｍ2／ｓである。(Ａ)成分の１００℃における動粘度が１０ｍｍ2／ｓ未満の場合、アルミニウム系材料の摩耗防止効果が小さい傾向にあり、５０ｍｍ2／ｓを超える場合、潤滑油の低温粘度特性が悪化する傾向にある。
(Ａ)成分の粘度指数は特に制限はないが、通常１２０以上、好ましくは１４０以上であり、その上限値は通常２００以下である。粘度指数が高い(Ａ)成分を使用することで潤滑油の粘度−温度特性を改善でき、省燃費性能にも優れたエンジン用潤滑油が得られる。
【００１０】
本発明のエンジン用潤滑油において基油の含有割合は、通常７０〜１００質量％、好ましくは８０〜９５質量％である。また、基油に含まれる前記(Ａ)成分の含有割合は、基油全量基準として１０〜３０質量％、好ましくは１０〜２０質量％である。(Ａ)成分の含有割合を上記範囲とすることで、無リン無灰型エンジン油では困難であった、アルミニウム材、特に、カムシャフトをアルミ系ブロックで直接支える構造のエンジンにおける該アルミ系ブロックの摩耗防止性を大幅に改善することができる。
【００１１】
本発明のエンジン用潤滑油において、前記(Ａ)成分以外の基油(以下、(Ｂ)成分という)としては、例えば、鉱油系基油及び／又は合成系基油が使用できる。
鉱油系基油としては、例えば、原油を常圧蒸留して得られる常圧残油を減圧蒸留して得られた潤滑油留分を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、水素化精製等の処理を１つ以上行って精製したもの、あるいはワックス異性化鉱油、GTL WAX(ガストゥリキッドワックス)を異性化する手法で製造される基油等が挙げられる。
【００１２】
合成系基油としては、例えば、ポリブテン又はその水素化物；１−オクテンオリゴマー、１−デセンオリゴマー等のポリ−α−オレフィン又はその水素化物；ジトリデシルグルタレート、ジ−２−エチルヘキシルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジ−２−エチルヘキシルセバケート等のジエステル；ネオペンチルグリコールエステル、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のポリオールエステル；アルキルナフタレン、アルキルベンゼン、芳香族エステル等の芳香族系合成油又はこれら２種以上の混合物等が挙げられる。
【００１３】
本発明のエンジン用潤滑油において、(Ｂ)成分として、上記鉱油系基油及び合成系基油のうち、鉱油系基油及びエステル以外の合成系基油である炭化水素系基油を使用することで、アルミニウム材の摩耗を大幅に改善できるとともに、エステル系基油を併用した場合よりも摩耗量を小さくすることができる。中でも、APIに規定される、粘度指数１２０以上、硫黄分０．０５質量％以下であるグループIIIの鉱油系基油又はポリα−オレフィン系基油であるグループIV油の使用が好ましく、コストの点からグループIIIの鉱油系基油の使用が特に好ましい。
【００１４】
(Ｂ)成分の動粘度は特に制限はないが、その１００℃での動粘度は、通常２〜８ｍｍ2／ｓ、好ましくは２．５〜６ｍｍ2／ｓ、特に好ましくは３〜４．５ｍｍ2／ｓである。(Ｂ)成分の１００℃での動粘度が８ｍｍ2／ｓを越える場合は、低温粘度特性が悪化し、一方、その動粘度が２ｍｍ2／ｓ未満の場合は、潤滑箇所での油膜形成が不十分であるため潤滑性に劣り、また基油の蒸発損失が大きくなる恐れがある。
(Ｂ)成分の粘度指数は特に制限はないが、通常９０以上、好ましくは１００以上、さらに好ましくは１２０以上であり、その上限値は通常２５０、好ましくは２００である。
(Ｂ)成分の硫黄含有量は特に制限はないが、通常０．１質量％以下、好ましくは０．０５質量％以下、さらに好ましくは０．０１質量％以下である。
(Ｂ)成分の蒸発損失量は特に制限はないが、NOACK蒸発量で、通常２０質量％以下、好ましくは１６質量％以下、特に好ましくは８〜１５質量％である。(Ｂ)成分のNOACK蒸発量を上記範囲とすることで低温特性と摩耗防止性を両立しうる。ここで、NOACK蒸発量とは、CEL L-40-T-87に準拠して測定される蒸発量を意味する。
本発明のエンジン用潤滑油において(Ｂ)成分の含有割合は、基油全量基準で、通常７０〜９０質量％、好ましくは８０〜９０質量％である。
【００１５】
本発明のエンジン用潤滑油は、上記基油に加えて、通常潤滑油に使用される各種添加剤を含有していても良い。該添加剤としては、例えば、無灰分散剤、無灰酸化防止剤、摩擦調整剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、腐食防止剤、防錆剤、抗乳化剤、金属不活性化剤、消泡剤、着色剤、ゴム膨潤剤、摩耗防止剤、金属系清浄剤等が挙げられる。
これら添加剤の含有割合は、後述する各添加剤の好ましい含有割合の範囲内において、合計量で本発明の潤滑油全量基準で通常３０質量％以下、特に２０質量％以下とすることが、本発明の所望の効果が得られ易い点から好ましい。
【００１６】
無灰分散剤としては、潤滑油用の無灰分散剤として通常用いられる任意の化合物が使用可能である。例えば、炭素数４０〜４００、好ましくは６０〜３５０のアルキル基又はアルケニル基を分子中に少なくとも１個有する、コハク酸イミド、ベンジルアミン、ポリアミン等の含窒素化合物、又はその誘導体若しくは変性品等が挙げられる。前記アルキル基又はアルケニル基は、直鎖状でも分枝状でもよく、好ましくは、プロピレン、１−ブテン、イソブチレン等のオレフィンのオリゴマーや、エチレンとプロピレンとのコオリゴマーから誘導される分枝状アルキル基や分枝状アルケニル基等が挙げられる。アルキル基又はアルケニル基の炭素数が４０未満の場合は化合物の基油に対する溶解性が低下し、一方、アルキル基又はアルケニル基の炭素数が４００を越える場合は、潤滑油の低温流動性が悪化する恐れがある。
【００１７】
無灰分散剤の１例として挙げた含窒素化合物の誘導体若しくは変性品としては、例えば、前述したような含窒素化合物に、炭素数２〜３０のモノカルボン酸(脂肪酸等)や、シュウ酸、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の炭素数２〜３０のポリカルボン酸を作用させて、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したり、アミド化した、いわゆる酸変性化合物；前述したような含窒素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したり、アミド化した、いわゆるホウ素変性化合物；前述したような含窒素化合物にリン酸を作用させて、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したり、アミド化した、いわゆるリン変性化合物；前述したような含窒素化合物に硫黄化合物を作用させた硫黄変性化合物；前述したような含窒素化合物に、酸変性、ホウ素変性及び硫黄変性から選ばれた２種以上の変性を組合わせた変性化合物等が挙げられる。これらの中では、摩耗防止性と高温清浄性をより高めるためにホウ酸変性コハク酸イミド系無灰分散剤及び／又はビスタイプのコハク酸イミド系無灰分散剤を使用することが好ましい。
本発明のエンジン用潤滑油には、これらの中から任意に選ばれた１種類あるいは２種類以上の無灰分散剤を任意の量で使用することができる。無灰分散剤を含有させる場合の割合は、通常、潤滑油全量基準で１〜１５質量％、好ましくは３〜１０質量％である。
【００１８】
無灰酸化防止剤としては、フェノール系化合物やアミン系化合物等、潤滑油に一般的に使用されるものが使用可能である。
具体的には、２−６−ジ−tert−ブチル−４−メチルフェノール等のアルキルフェノール類、メチレン−４，４−ビスフェノール(２，６−ジ−tert−ブチル−４−メチルフェノール)等のビスフェノール類、フェニル−α−ナフチルアミン等のナフチルアミン類、ジアルキルジフェニルアミン類、(３，５−ジ−tert−ブチル−４−ヒドロキシフェニル)脂肪酸(プロピオン酸等)又は(３−メチル−５−tert−ブチル−４−ヒドロキシフェニル)脂肪酸(プロピオン酸等)と、１価又は多価アルコール、例えば、メタノール、オクタノール、オクタデカノール、１，６−ヘキサジオール、ネオペンチルグリコール、チオジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ペンタエリスリトール等とのエステル、フェノチアジン類、又はこれらの２種以上の混合物等が挙げられる。
これらの中から任意に選ばれた１種類あるいは２種類以上の無灰酸化防止剤は、任意の量を含有させることができる。無灰酸化防止剤を含有させる場合の割合は、通常、潤滑油全量基準で０．１〜１０質量％、好ましくは２〜６質量％である。
本発明のエンジン用潤滑油に無灰酸化防止剤を含有させる場合には、フェノール系酸化防止剤及びアミン系酸化防止剤を併用することが好ましい。フェノール系酸化防止剤及びアミン系酸化防止剤を併用する場合の質量比は、通常１：５〜１０：１、好ましくは１：１〜５：１、さらに好ましくは１．３：１〜３：１である。アミン系酸化防止剤が多すぎるとワニス評点が悪化する傾向にある。
【００１９】
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る。例えば、炭素数６〜３０のアルキル基又はアルケニル基、特に炭素数６〜３０の直鎖アルキル基又は直鎖アルケニル基を分子中に少なくとも１個有する、アミン系摩擦調整剤、イミド系摩擦調整剤、アミド系摩擦調整剤、脂肪酸エステル系摩擦調整剤、あるいはモリブデンジチオカーバメート、モリブデンジチオホスフェート等のモリブデン系摩擦調整剤等が挙げられるが、無リン又は無灰型のエンジン用潤滑油を得るためには、金属を含有しない無灰系の摩擦調整剤を使用することが好ましい。
これらの中では、炭素数６〜３０のアルキル基又はアルケニル基を有する脂肪酸エステル系摩擦調整剤が好ましく、グリセリン脂肪酸エステル系摩擦調整剤がより好ましく、グリセリンオレイン酸エステルがさらに好ましく、グリセリンモノオレイン酸エステル(グリセリンモノオレート)が特に好ましい。グリセリンオレイン酸エステルを使用することでアルミニウム系材料の摩耗防止性を維持しながら低摩擦性をさらに付与することができる。
これらの摩擦調整剤の中から任意に選ばれた１種類あるいは２種類以上の摩擦調整剤を任意の量で含有させることができる。摩擦調整剤を含有させる場合の割合は、通常、潤滑油全量基準で０．０１〜５質量％、好ましくは０．１〜１質量％である。
【００２０】
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共重合体若しくはその水添物等のいわゆる非分散型粘度指数向上剤、又はさらに窒素化合物を含む各種メタクリル酸エステルを共重合させたいわゆる分散型粘度指数向上剤等が挙げられる。他の粘度指数向上剤としては、例えば、非分散型又は分散型エチレン−α−オレフィン共重合体又はその水素化物、ポリイソブチレン又はその水添物、スチレン−ジエン水素化共重合体、スチレン−無水マレイン酸エステル共重合体、ポリアルキルスチレン等を挙げることができる。ここで、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。
これらの中から任意に選ばれた１種類あるいは２種類以上の粘度指数向上剤を任意の量で含有させることができる。粘度指数向上剤をを含有させる場合の割合は、通常、潤滑油全量基準で０．１〜２０質量％である。
【００２１】
流動点降下剤としては、例えば、使用する潤滑油基油に適合するポリメタクリレート系のポリマー等が挙げられる。流動点降下剤を含有させる場合の割合は、通常、潤滑油全量基準で０．０５〜２質量％である。
摩耗防止剤としてはリン酸エステル、亜リン酸エステル又はこれらのアミン塩、アルキルリン酸亜鉛等のリン系摩耗防止剤、ジチオリン酸亜鉛、ジチオホスフェート、βジチオホスホリル化プロピオン酸、モリブデンジチオホスフェート等のリン−硫黄系摩耗防止剤、ジチオカーバメート、亜鉛ジチオカーバメート、モリブデンジチオカーバメート等のジチオカーバメート類、ジスルフィド類、硫化オレフィン類、硫化油脂類等の硫黄系摩耗防止剤、ホウ酸エステル類等のホウ素系摩耗防止剤等が挙げられ、これらの摩耗防止剤の中から任意に選ばれた１種類あるいは２種類以上を任意の量で含有させることができる。
【００２２】
摩耗防止剤としては、低リン、低灰型、又は無リン、無灰型のエンジン用潤滑油を得るために、リン及び／又は金属を含有しないものの使用が好ましい。摩耗防止剤を含有させる場合の割合は、通常、潤滑油全量基準で０．０１〜５質量％、好ましくは０．１〜１質量％である。
金属系清浄剤としては、例えば、アルカリ土類金属スルホネート、アルカリ土類金属フェネート、アルカリ土類金属サリシレート等の金属系清浄剤が挙げられる。金属系清浄剤を含有させる場合の割合は、通常、潤滑油全量基準で０．０１〜１０質量％、好ましくは０．１〜５質量％である。しかし、本発明のエンジン用潤滑油を、低灰又は無灰型とする場合には、これらを実質的に含有しないことが好ましい。
【００２３】
腐食防止剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系、トリルトリアゾール系、イミダゾール系の化合物等が挙げられる。
防錆剤としては、例えば、アルケニルコハク酸、アルケニルコハク酸エステル、多価アルコールエステル、石油スルホネート、ジノニルナフタレンスルホネート等が挙げられる。
抗乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルナフチルエーテル等のポリアルキレングリコール系非イオン系界面活性剤等が挙げられる。
金属不活性化剤としては、例えば、イミダゾリン、ピリミジン誘導体、アルキルチアジアゾール、メルカプトベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール又はその誘導体、１，３，４−チアジアゾールポリスルフィド、１，３，４−チアジアゾリル−２，５−ビスジアルキルジチオカーバメート、２−(アルキルジチオ)ベンゾイミダゾール、β−(ｏ−カルボキシベンジルチオ)プロピオンニトリル等が挙げられる。
消泡剤としては、例えば、ジメチルシリコーンやフルオロシリコーン等のシリコーン類が挙げられる。
ゴム膨潤剤としては、例えば、芳香族系やエステル系のゴム膨潤剤等が挙げられる。
これらの添加剤の含有量は任意であるが、本発明の潤滑油に含有させる場合には、潤滑油全量基準で、通常、腐食防止剤の場合、０．００５〜０．２質量％、消泡剤の場合、０．０００５〜０．０１質量％、その他の添加剤の場合、それぞれ０．００５〜１０質量％程度である。
【００２４】
本発明のエンジン用潤滑油は、酸中和特性を付与するために、その塩基価が通常０．５〜５ｍｇＫＯＨ／ｇ、特に１〜３ｍｇＫＯＨ／ｇとなるように組成を調整することが好ましい。ここで、塩基価とは、JIS K2501「石油製品及び潤滑油−中和価試験法」に準拠して測定される塩酸法による塩基価を意味する。
本発明のエンジン用潤滑油のAIP粘度グレードは特に制限はなく、通常ＸＷ−２０、ＸＷ−３０、ＸＷ−４０、ＸＷ−５０(Ｘは０、５、１０を示す)とすることができ、省燃費性の観点から、０Ｗ−２０、５Ｗ−２０、５Ｗ−３０、１０Ｗ−３０とすることが好ましく、０Ｗ−２０、５Ｗ−２０とすることが特に好ましい。
【００２５】
本発明のエンジン用潤滑油は、無リン又は無灰型エンジン用潤滑油とするために、添加剤として、リン系摩耗防止剤等のリン含有化合物、金属系清浄剤等の金属含有化合物を実質的に含有しないことが好ましく、実質的に無リン、無灰型(金属を含有しない：ホウ素起因の灰分を除く)のエンジン用潤滑油とすることで、排ガス浄化装置への影響を極力低減することができ、そのようなエンジン油であってもアルミニウム系材料の摩耗防止性能に優れ、スラッジ評点、ワニス評点等も優れた性能を示す。従って、本発明のエンジン用潤滑油は、(Ａ)成分を所定量含有させ、無リン又は無灰型エンジン用潤滑油とすることで、(Ａ)成分を含有させる最大限のメリットとしてのアルミ部材エンジン用潤滑油としての性能が享受できる。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに何ら限定されない。
実施例１、比較例１及び２
表２に示す組成の無リン無灰型エンジン用潤滑油を調製し、以下のエンジン試験を行った。結果を表２に示す。
エンジン試験は、エンジン用潤滑油の性能を評価する代表的な試験として、JASO M 332-91の中低温清浄性試験に準拠し、日産製ＶＧ２０Ｅエンジン(排気量２．０Ｌ、SOHC、 V型エンジン：カムシャフトをアルミニウム系ブロックで直接支える構造のエンジン)を用い、表１に示すサイクル運転条件で３００時間運転し、ロッカーアームカバーに生成するスラッジを主として、表２に示す各評価を行い、同時にアルミニウム(Al)摩耗粉による油劣化の程度も調査した。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】
表２より、比較例１及び２の潤滑油は、スラッジ及びワニス評価には優れているものの、使用油中にAl摩耗紛が多く検出された。ピストンリング摩耗、軸受摩耗に関しては問題のない数値であったため、このAlはカムシャフトを支えるアルミ材ブロックに由来するものと考えられた。これに対し、実施例１の潤滑油は、基油として(Ａ)成分を所定量含有するので、スラッジ、ワニス等の清浄性やピストンリング摩耗、軸受摩耗に悪影響を及ぼさずにAl摩耗紛を従来の無リン無灰型エンジン用潤滑油に比べ約半分以下に抑えることができた。
【００３０】
実施例２〜５及び比較例３〜５
表３に示す組成の無リン無灰型エンジン用潤滑油(実施例２〜５、比較例４及び５)、並びに低リン低灰型エンジン用潤滑油(比較例３)を調製し、以下のFalex摩耗試験を行った。結果を表３に示す。
Falex摩耗試験は、図１に示すFalex摩耗試験装置を用い、潤滑油として上記で調製した潤滑油を用いて行った。図１において、１０はロックピン、１１ａ及び１１ｂは鋼材製Ｖブロック、１２はAl材製回転体(Alピン)、１３はモーター軸をそれぞれ示す。
試験条件は、まず図１の鋼材製Ｖブロック(１１ａ、１１ｂ)によりAlピン１２に矢印方向から荷重を負荷し、５分間、真荷重２００Ｌｂ(９１ｋｇ)の条件でならし運転をした後、３０分間、真荷重４００Ｌｂ(１８１ｋｇ)の条件で本運転を行って実施した。この際、Alピン１２は２９０ｒｐｍで回転させた。本試験後にAlピン１２の摩耗量を測定した。結果を表３に示す。また、本運転中に見掛け荷重が１０Ｌｂ下がった場合は、ラチェット盤の歯数を進め荷重を戻すことを行い、その操作回数を記録した。結果を表３に示す。
なお、試験は鋼材製VブロックとAlピンの摺動部が潤滑油に浸漬された状態で行なった。また、実施例３(実施例１の潤滑油における粘度指数向上剤だけの添加量を増やして５W-20から５W-30にしたもの)及び比較例４(比較例１と同一)の組成物について本Falex摩耗試験を行った結果、Alピンの摩耗量がそれぞれ８９ｍｇ及び１５０ｍｇ、ラチェット盤戻し回数が２０回及び３７回であり、また、Alピンの摩耗量とラチェット盤戻し回数との間には良好な相関がみられたことから、本Falex摩耗試験においてAlピンの摩耗量が１２０ｍｇ以下、ラチェット盤戻し回数が２５回以下であれば上述の３００時間にも及ぶエンジン試験においても優れたアルミ材摩耗防止性が発揮されるものと推定された。
【００３１】
【表３】
【００３２】
表３より、比較例３で調製した低リン低灰型エンジン用潤滑油は、Falex摩耗試験においてAlピン摩耗量が少なく、ラチェット盤戻し回数も少なかったが、リン系摩耗防止剤による摩耗防止効果によるものであって、比較例２との対比から、無リン化によるアルミ材摩耗抑制が困難であることがわかる。
実施例２及び３で調製した潤滑油は、(Ａ)成分を基油組成として１３質量％含み、摩擦調整剤としてのグリセリンモノオレートの添加の有無が異なるそれぞれ無リン無灰型エンジン用潤滑油であるが、いずれもAlピン摩耗量が少なく、ラチェット盤戻し回数も少なく、アルミ材摩耗防止性を維持しながら省燃費性を付与可能であることがわかった。
また実施例４及び比較例４で調製した潤滑油では、エステル系合成油を基油組成として５２質量％含有するものであるが、実施例４の潤滑油では(Ａ)成分を基油組成として１３質量％含有することにより、Alピン摩耗量が少なく、ラチェット盤戻し回数も少なかった。従って、Al摩耗防止性は、(Ａ)成分であるポリオキシブチレングリコールモノエーテル系基油により発現されることが明らかとなった。
比較例５で調製した潤滑油は、(Ａ)成分を含有するが、その基油割合が６質量％と１０質量%未満であるので、Al摩耗防止性が発現されなかった。
また実施例５で調製した潤滑油は、(Ａ)成分を基油割合で２６質量%含むので、Alピン摩耗量が少なく、ラチェット盤戻し回数も少なかった。
なお、(Ａ)成分が、基油組成中３０質量%を越える場合は、実施例で例示した(Ａ)成分自身の１００℃動粘度が２３ｍｍ2／sと高いために、潤滑油としての１００℃動粘度がSAE30の粘度範囲(９．３〜１２．５ｍｍ2／s)を越えることが予想される。これは、アルミ摩耗防止性の点では問題ないと考えられるものの、省燃費性の観点から言えば好ましくない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施例２〜５及び比較例３〜５で用いたFalex摩耗試験装置を説明するための概略分解図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン用潤滑油に関し、詳しくは金属及び／又はリンを実質的に含まない場合であっても、アルミニウム系材料の摩耗防止に優れたアルミ部材エンジンに有用なエンジン用潤滑油に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジン用潤滑油には、摩耗防止剤兼酸化防止剤としてのジアルキルジチオリン酸亜鉛(ＺＤＴＰ)と、高温清浄性を高めるための金属系清浄剤とが必須成分として配合されてきた。しかし、近年、排ガス浄化装置への影響を極力低減するために、リン量が０．０５質量％以下の低リン、硫酸灰分量が０．５質量％以下の低灰あるいは実質的にリンを含有しない無リン、実質的に金属を含有しない無灰型の環境配慮型エンジン用潤滑油の開発が求められている。このような無リン、無灰型のエンジン用潤滑油は、リン系摩耗防止剤や金属系清浄剤を実質的に配合できないため、摩耗防止性能や高温清浄性能を付与することが極めて困難である。
そこで、例えば、特許文献１〜３において、高温清浄性や鋼材の摩耗防止性を改善するために、無灰型清浄剤やホウ素含有分散剤を用いた無リン、無灰型エンジン用潤滑油が提案されている。
しかし、このような潤滑油は、アルミニウム系材料、特にカムシャフトをアルミニウム系ブロックで直接支える構造のエンジンにおける該アルミニウム系ブロックの摩耗防止性において未だ十分な性能が得られないことが本発明者による検討において判明した。
【特許文献１】特開平４−３５３５９８号公報
【特許文献２】特開２００１−００２４３３号公報
【特許文献３】特開２００１−２６９６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、ＺＤＴＰや金属系清浄剤を実質的に含まない、無リン又は無灰型のエンジン油とした場合であっても、アルミニウム系材料、特にカムシャフトをアルミ系ブロックで直接支える構造のエンジンにおける該アルミ系ブロックの摩耗防止に有効なエンジン用潤滑油を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
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、潤滑油基油として、特定のアルキレングリコール系基油を特定量含有するエンジン用潤滑油が、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明によれば、基油７０〜１００質量％を含み、該基油が、(Ａ)数平均分子量１０００〜３０００の式(１)で表されるポリオキシアルキレングリコールモノエーテル系基油(以下、(Ａ)成分という)を、基油全量基準で１０〜３０質量％含有することを特徴とするエンジン用潤滑油が提供される。
Ｒ1−Ｏ−(Ｘ)nＨ (１)
(式中、Ｒ1は炭素数１〜１８の炭化水素基を示す。また、(Ｘ)nはＸが[ＣＨ2ＣＨ(Ｃ2Ｈ5)−Ｏ−]であり、ｎが１０〜５０である基、若しくはＸが[ＣＨ2ＣＨ(Ｃ2Ｈ5)−Ｏ−]と、[ＣＨ2ＣＨ2−Ｏ−]、[ＣＨ2ＣＨ(ＣＨ3)−Ｏ−]及び[ＣＨ2ＣＨ(ＣＨ2ＯＲ2)−Ｏ−](ここで、Ｒ2は炭素数１〜１８の炭化水素基を示す。)の少なくとも１種との組合せからなり、ｎが１０〜５０である基を示す。)
【発明の効果】
【０００５】
本発明のエンジン用潤滑油は、前記(Ａ)成分を特定割合で含有するので、リン系摩耗防止剤及び／又は金属系清浄剤を含有しない無リン及び／又は無灰型エンジン用潤滑油とした場合であっても、アルミニウム系材料、特にカムシャフトをアルミ系ブロックで直接支える構造のエンジンにおける該アルミ系ブロックの摩耗防止性を大幅に改善することができる。また、スラッジ評点、ワニス評点、ピストントップリング摩耗防止性、クランクピン軸受摩耗防止性、主軸受摩耗防止性ともに優れている。
従って、アルミニウム系材料だけでなく各種鋼材への適合性や清浄性等のエンジン用潤滑油としての要求性能を満たすことができ、更に、リン及び／又は金属を実質的に含まない構成とすることにより、リンや金属による排ガス浄化装置への影響を極力排除することができ、環境配慮型エンジン用潤滑油等としても有用である。
また、本発明のエンジン用潤滑油は、摩擦調整剤として無灰系摩擦調整剤、特にグリセリンモノオレートを配合することでリン及び金属を含有させることなく、アルミニウム系材料の摩耗防止性を維持しながら低摩擦性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明について詳述する。
本発明の潤滑油は、基油として(Ａ)成分、即ち、前記式(１)で表される特定分子量のポリオキシアルキレングリコールモノエーテル系基油を特定割合で含有する。
(Ａ)成分の分子量は、数平均分子量で１０００〜３０００、好ましくは１３００〜２５００、より好ましくは１５００〜２２００であり、また分子量分布は、好ましくは１０００〜５０００、特に好ましくは１３００〜３０００である。(Ａ)成分の数平均分子量が１０００〜３０００の範囲外の場合には、本発明における所望の性能が得られ難い。
【０００７】
式(１)において、Ｒ1は炭素数１〜１８の炭化水素基を示し、該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、アルキルシクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、アルキルアリール基又はアリールアルキル基が挙げられ、特に炭素数１〜１８のアルキル基であることが好ましく、炭素数２〜６のアルキル基であることが更に好ましい。該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、オクタデシル基等が挙げられ、これらは直鎖状でも分枝状であってもよい。
式(１)において、(Ｘ)nはＸが[ＣＨ2ＣＨ(Ｃ2Ｈ5)−Ｏ−]であり、ｎが１０〜５０である基、若しくはＸが[ＣＨ2ＣＨ(Ｃ2Ｈ5)−Ｏ−]と、[ＣＨ2ＣＨ2−Ｏ−]、[ＣＨ2ＣＨ(ＣＨ3)−Ｏ−]及び[ＣＨ2ＣＨ(ＣＨ2ＯＲ2)−Ｏ−]の少なくとも１種との組合せからなり、ｎが１０〜５０である基を示す。ここで、Ｒ2は炭素数１〜１８の炭化水素基を示し、具体例としては、上記Ｒ1において列挙した基が挙げられる。
【０００８】
(Ａ)成分としては、例えば、以下の式(Ａ1)〜(Ａ4)で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上が挙げられる。
Ｒ1−Ｏ−[ＣＨ2ＣＨ(Ｃ2Ｈ5)−Ｏ−]nＨ (Ａ1)
式(Ａ1)においてＲ1は上記炭素数１〜１８の炭化水素基、ｎは１０〜５０、好ましくは１５〜４０を示す。
Ｒ1−Ｏ−[ＣＨ2ＣＨ2−Ｏ−]s[ＣＨ2ＣＨ(Ｃ2Ｈ5)−Ｏ−]tＨ (Ａ2)
Ｒ1−Ｏ−[ＣＨ2ＣＨ(ＣＨ3)−Ｏ−]s[ＣＨ2ＣＨ(Ｃ2Ｈ5)−Ｏ−]tＨ (Ａ3)
Ｒ1−Ｏ−[ＣＨ2ＣＨ(ＣＨ2−Ｏ−Ｒ2)−Ｏ−]s[ＣＨ2ＣＨ(Ｃ2Ｈ5)−Ｏ−]tＨ (Ａ4)
式(Ａ2)〜(Ａ4)においてＲ1は、独立に上記炭素数１〜１８の炭化水素基を示す。ｓ＋ｔは独立に１０〜５０を示し、ｓは特に制限はないが、通常５以下、好ましくは２以下、特に好ましくは１であり、ｔは通常９〜４５、好ましくは１５〜４０を示す。
式(Ａ2)〜(Ａ4)で示される化合物は、式(Ａ1)で示される化合物を合成する際に意図的に、あるいは副生成物として混在させることができ、オキシブチレン単位と、その他のオキシエチレン単位、オキシプロピレン単位又は[ＣＨ2ＣＨ(ＣＨ2−Ｏ−Ｒ2)−Ｏ−])とは、ランダム重合体であってもブロック重合体であっても良いが、上記のような分子の序列となるよう合成されることがより好ましい。
(Ａ)成分は、上記式(Ａ1)、(Ａ3)及び(Ａ4)で示される化合物から選ばれる１種又は２種以上が好ましく、式(Ａ1)及び／又は式(Ａ3)で示される化合物がより好ましく、式(Ａ3)で示される化合物が特に好ましい。
【０００９】
(Ａ)成分の１００℃における動粘度は特に制限はないが、通常１０〜５０ｍｍ2／ｓ、好ましくは１５〜３５ｍｍ2／ｓ、特に好ましくは２０〜３０ｍｍ2／ｓである。(Ａ)成分の１００℃における動粘度が１０ｍｍ2／ｓ未満の場合、アルミニウム系材料の摩耗防止効果が小さい傾向にあり、５０ｍｍ2／ｓを超える場合、潤滑油の低温粘度特性が悪化する傾向にある。
(Ａ)成分の粘度指数は特に制限はないが、通常１２０以上、好ましくは１４０以上であり、その上限値は通常２００以下である。粘度指数が高い(Ａ)成分を使用することで潤滑油の粘度−温度特性を改善でき、省燃費性能にも優れたエンジン用潤滑油が得られる。
【００１０】
本発明のエンジン用潤滑油において基油の含有割合は、通常７０〜１００質量％、好ましくは８０〜９５質量％である。また、基油に含まれる前記(Ａ)成分の含有割合は、基油全量基準として１０〜３０質量％、好ましくは１０〜２０質量％である。(Ａ)成分の含有割合を上記範囲とすることで、無リン無灰型エンジン油では困難であった、アルミニウム材、特に、カムシャフトをアルミ系ブロックで直接支える構造のエンジンにおける該アルミ系ブロックの摩耗防止性を大幅に改善することができる。
【００１１】
本発明のエンジン用潤滑油において、前記(Ａ)成分以外の基油(以下、(Ｂ)成分という)としては、例えば、鉱油系基油及び／又は合成系基油が使用できる。
鉱油系基油としては、例えば、原油を常圧蒸留して得られる常圧残油を減圧蒸留して得られた潤滑油留分を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、水素化精製等の処理を１つ以上行って精製したもの、あるいはワックス異性化鉱油、GTL WAX(ガストゥリキッドワックス)を異性化する手法で製造される基油等が挙げられる。
【００１２】
合成系基油としては、例えば、ポリブテン又はその水素化物；１−オクテンオリゴマー、１−デセンオリゴマー等のポリ−α−オレフィン又はその水素化物；ジトリデシルグルタレート、ジ−２−エチルヘキシルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジ−２−エチルヘキシルセバケート等のジエステル；ネオペンチルグリコールエステル、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のポリオールエステル；アルキルナフタレン、アルキルベンゼン、芳香族エステル等の芳香族系合成油又はこれら２種以上の混合物等が挙げられる。
【００１３】
本発明のエンジン用潤滑油において、(Ｂ)成分として、上記鉱油系基油及び合成系基油のうち、鉱油系基油及びエステル以外の合成系基油である炭化水素系基油を使用することで、アルミニウム材の摩耗を大幅に改善できるとともに、エステル系基油を併用した場合よりも摩耗量を小さくすることができる。中でも、APIに規定される、粘度指数１２０以上、硫黄分０．０５質量％以下であるグループIIIの鉱油系基油又はポリα−オレフィン系基油であるグループIV油の使用が好ましく、コストの点からグループIIIの鉱油系基油の使用が特に好ましい。
【００１４】
(Ｂ)成分の動粘度は特に制限はないが、その１００℃での動粘度は、通常２〜８ｍｍ2／ｓ、好ましくは２．５〜６ｍｍ2／ｓ、特に好ましくは３〜４．５ｍｍ2／ｓである。(Ｂ)成分の１００℃での動粘度が８ｍｍ2／ｓを越える場合は、低温粘度特性が悪化し、一方、その動粘度が２ｍｍ2／ｓ未満の場合は、潤滑箇所での油膜形成が不十分であるため潤滑性に劣り、また基油の蒸発損失が大きくなる恐れがある。
(Ｂ)成分の粘度指数は特に制限はないが、通常９０以上、好ましくは１００以上、さらに好ましくは１２０以上であり、その上限値は通常２５０、好ましくは２００である。
(Ｂ)成分の硫黄含有量は特に制限はないが、通常０．１質量％以下、好ましくは０．０５質量％以下、さらに好ましくは０．０１質量％以下である。
(Ｂ)成分の蒸発損失量は特に制限はないが、NOACK蒸発量で、通常２０質量％以下、好ましくは１６質量％以下、特に好ましくは８〜１５質量％である。(Ｂ)成分のNOACK蒸発量を上記範囲とすることで低温特性と摩耗防止性を両立しうる。ここで、NOACK蒸発量とは、CEL L-40-T-87に準拠して測定される蒸発量を意味する。
本発明のエンジン用潤滑油において(Ｂ)成分の含有割合は、基油全量基準で、通常７０〜９０質量％、好ましくは８０〜９０質量％である。
【００１５】
本発明のエンジン用潤滑油は、上記基油に加えて、通常潤滑油に使用される各種添加剤を含有していても良い。該添加剤としては、例えば、無灰分散剤、無灰酸化防止剤、摩擦調整剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、腐食防止剤、防錆剤、抗乳化剤、金属不活性化剤、消泡剤、着色剤、ゴム膨潤剤、摩耗防止剤、金属系清浄剤等が挙げられる。
これら添加剤の含有割合は、後述する各添加剤の好ましい含有割合の範囲内において、合計量で本発明の潤滑油全量基準で通常３０質量％以下、特に２０質量％以下とすることが、本発明の所望の効果が得られ易い点から好ましい。
【００１６】
無灰分散剤としては、潤滑油用の無灰分散剤として通常用いられる任意の化合物が使用可能である。例えば、炭素数４０〜４００、好ましくは６０〜３５０のアルキル基又はアルケニル基を分子中に少なくとも１個有する、コハク酸イミド、ベンジルアミン、ポリアミン等の含窒素化合物、又はその誘導体若しくは変性品等が挙げられる。前記アルキル基又はアルケニル基は、直鎖状でも分枝状でもよく、好ましくは、プロピレン、１−ブテン、イソブチレン等のオレフィンのオリゴマーや、エチレンとプロピレンとのコオリゴマーから誘導される分枝状アルキル基や分枝状アルケニル基等が挙げられる。アルキル基又はアルケニル基の炭素数が４０未満の場合は化合物の基油に対する溶解性が低下し、一方、アルキル基又はアルケニル基の炭素数が４００を越える場合は、潤滑油の低温流動性が悪化する恐れがある。
【００１７】
無灰分散剤の１例として挙げた含窒素化合物の誘導体若しくは変性品としては、例えば、前述したような含窒素化合物に、炭素数２〜３０のモノカルボン酸(脂肪酸等)や、シュウ酸、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の炭素数２〜３０のポリカルボン酸を作用させて、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したり、アミド化した、いわゆる酸変性化合物；前述したような含窒素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したり、アミド化した、いわゆるホウ素変性化合物；前述したような含窒素化合物にリン酸を作用させて、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したり、アミド化した、いわゆるリン変性化合物；前述したような含窒素化合物に硫黄化合物を作用させた硫黄変性化合物；前述したような含窒素化合物に、酸変性、ホウ素変性及び硫黄変性から選ばれた２種以上の変性を組合わせた変性化合物等が挙げられる。これらの中では、摩耗防止性と高温清浄性をより高めるためにホウ酸変性コハク酸イミド系無灰分散剤及び／又はビスタイプのコハク酸イミド系無灰分散剤を使用することが好ましい。
本発明のエンジン用潤滑油には、これらの中から任意に選ばれた１種類あるいは２種類以上の無灰分散剤を任意の量で使用することができる。無灰分散剤を含有させる場合の割合は、通常、潤滑油全量基準で１〜１５質量％、好ましくは３〜１０質量％である。
【００１８】
無灰酸化防止剤としては、フェノール系化合物やアミン系化合物等、潤滑油に一般的に使用されるものが使用可能である。
具体的には、２−６−ジ−tert−ブチル−４−メチルフェノール等のアルキルフェノール類、メチレン−４，４−ビスフェノール(２，６−ジ−tert−ブチル−４−メチルフェノール)等のビスフェノール類、フェニル−α−ナフチルアミン等のナフチルアミン類、ジアルキルジフェニルアミン類、(３，５−ジ−tert−ブチル−４−ヒドロキシフェニル)脂肪酸(プロピオン酸等)又は(３−メチル−５−tert−ブチル−４−ヒドロキシフェニル)脂肪酸(プロピオン酸等)と、１価又は多価アルコール、例えば、メタノール、オクタノール、オクタデカノール、１，６−ヘキサジオール、ネオペンチルグリコール、チオジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ペンタエリスリトール等とのエステル、フェノチアジン類、又はこれらの２種以上の混合物等が挙げられる。
これらの中から任意に選ばれた１種類あるいは２種類以上の無灰酸化防止剤は、任意の量を含有させることができる。無灰酸化防止剤を含有させる場合の割合は、通常、潤滑油全量基準で０．１〜１０質量％、好ましくは２〜６質量％である。
本発明のエンジン用潤滑油に無灰酸化防止剤を含有させる場合には、フェノール系酸化防止剤及びアミン系酸化防止剤を併用することが好ましい。フェノール系酸化防止剤及びアミン系酸化防止剤を併用する場合の質量比は、通常１：５〜１０：１、好ましくは１：１〜５：１、さらに好ましくは１．３：１〜３：１である。アミン系酸化防止剤が多すぎるとワニス評点が悪化する傾向にある。
【００１９】
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る。例えば、炭素数６〜３０のアルキル基又はアルケニル基、特に炭素数６〜３０の直鎖アルキル基又は直鎖アルケニル基を分子中に少なくとも１個有する、アミン系摩擦調整剤、イミド系摩擦調整剤、アミド系摩擦調整剤、脂肪酸エステル系摩擦調整剤、あるいはモリブデンジチオカーバメート、モリブデンジチオホスフェート等のモリブデン系摩擦調整剤等が挙げられるが、無リン又は無灰型のエンジン用潤滑油を得るためには、金属を含有しない無灰系の摩擦調整剤を使用することが好ましい。
これらの中では、炭素数６〜３０のアルキル基又はアルケニル基を有する脂肪酸エステル系摩擦調整剤が好ましく、グリセリン脂肪酸エステル系摩擦調整剤がより好ましく、グリセリンオレイン酸エステルがさらに好ましく、グリセリンモノオレイン酸エステル(グリセリンモノオレート)が特に好ましい。グリセリンオレイン酸エステルを使用することでアルミニウム系材料の摩耗防止性を維持しながら低摩擦性をさらに付与することができる。
これらの摩擦調整剤の中から任意に選ばれた１種類あるいは２種類以上の摩擦調整剤を任意の量で含有させることができる。摩擦調整剤を含有させる場合の割合は、通常、潤滑油全量基準で０．０１〜５質量％、好ましくは０．１〜１質量％である。
【００２０】
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共重合体若しくはその水添物等のいわゆる非分散型粘度指数向上剤、又はさらに窒素化合物を含む各種メタクリル酸エステルを共重合させたいわゆる分散型粘度指数向上剤等が挙げられる。他の粘度指数向上剤としては、例えば、非分散型又は分散型エチレン−α−オレフィン共重合体又はその水素化物、ポリイソブチレン又はその水添物、スチレン−ジエン水素化共重合体、スチレン−無水マレイン酸エステル共重合体、ポリアルキルスチレン等を挙げることができる。ここで、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。
これらの中から任意に選ばれた１種類あるいは２種類以上の粘度指数向上剤を任意の量で含有させることができる。粘度指数向上剤をを含有させる場合の割合は、通常、潤滑油全量基準で０．１〜２０質量％である。
【００２１】
流動点降下剤としては、例えば、使用する潤滑油基油に適合するポリメタクリレート系のポリマー等が挙げられる。流動点降下剤を含有させる場合の割合は、通常、潤滑油全量基準で０．０５〜２質量％である。
摩耗防止剤としてはリン酸エステル、亜リン酸エステル又はこれらのアミン塩、アルキルリン酸亜鉛等のリン系摩耗防止剤、ジチオリン酸亜鉛、ジチオホスフェート、βジチオホスホリル化プロピオン酸、モリブデンジチオホスフェート等のリン−硫黄系摩耗防止剤、ジチオカーバメート、亜鉛ジチオカーバメート、モリブデンジチオカーバメート等のジチオカーバメート類、ジスルフィド類、硫化オレフィン類、硫化油脂類等の硫黄系摩耗防止剤、ホウ酸エステル類等のホウ素系摩耗防止剤等が挙げられ、これらの摩耗防止剤の中から任意に選ばれた１種類あるいは２種類以上を任意の量で含有させることができる。
【００２２】
摩耗防止剤としては、低リン、低灰型、又は無リン、無灰型のエンジン用潤滑油を得るために、リン及び／又は金属を含有しないものの使用が好ましい。摩耗防止剤を含有させる場合の割合は、通常、潤滑油全量基準で０．０１〜５質量％、好ましくは０．１〜１質量％である。
金属系清浄剤としては、例えば、アルカリ土類金属スルホネート、アルカリ土類金属フェネート、アルカリ土類金属サリシレート等の金属系清浄剤が挙げられる。金属系清浄剤を含有させる場合の割合は、通常、潤滑油全量基準で０．０１〜１０質量％、好ましくは０．１〜５質量％である。しかし、本発明のエンジン用潤滑油を、低灰又は無灰型とする場合には、これらを実質的に含有しないことが好ましい。
【００２３】
腐食防止剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系、トリルトリアゾール系、イミダゾール系の化合物等が挙げられる。
防錆剤としては、例えば、アルケニルコハク酸、アルケニルコハク酸エステル、多価アルコールエステル、石油スルホネート、ジノニルナフタレンスルホネート等が挙げられる。
抗乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルナフチルエーテル等のポリアルキレングリコール系非イオン系界面活性剤等が挙げられる。
金属不活性化剤としては、例えば、イミダゾリン、ピリミジン誘導体、アルキルチアジアゾール、メルカプトベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール又はその誘導体、１，３，４−チアジアゾールポリスルフィド、１，３，４−チアジアゾリル−２，５−ビスジアルキルジチオカーバメート、２−(アルキルジチオ)ベンゾイミダゾール、β−(ｏ−カルボキシベンジルチオ)プロピオンニトリル等が挙げられる。
消泡剤としては、例えば、ジメチルシリコーンやフルオロシリコーン等のシリコーン類が挙げられる。
ゴム膨潤剤としては、例えば、芳香族系やエステル系のゴム膨潤剤等が挙げられる。
これらの添加剤の含有量は任意であるが、本発明の潤滑油に含有させる場合には、潤滑油全量基準で、通常、腐食防止剤の場合、０．００５〜０．２質量％、消泡剤の場合、０．０００５〜０．０１質量％、その他の添加剤の場合、それぞれ０．００５〜１０質量％程度である。
【００２４】
本発明のエンジン用潤滑油は、酸中和特性を付与するために、その塩基価が通常０．５〜５ｍｇＫＯＨ／ｇ、特に１〜３ｍｇＫＯＨ／ｇとなるように組成を調整することが好ましい。ここで、塩基価とは、JIS K2501「石油製品及び潤滑油−中和価試験法」に準拠して測定される塩酸法による塩基価を意味する。
本発明のエンジン用潤滑油のAIP粘度グレードは特に制限はなく、通常ＸＷ−２０、ＸＷ−３０、ＸＷ−４０、ＸＷ−５０(Ｘは０、５、１０を示す)とすることができ、省燃費性の観点から、０Ｗ−２０、５Ｗ−２０、５Ｗ−３０、１０Ｗ−３０とすることが好ましく、０Ｗ−２０、５Ｗ−２０とすることが特に好ましい。
【００２５】
本発明のエンジン用潤滑油は、無リン又は無灰型エンジン用潤滑油とするために、添加剤として、リン系摩耗防止剤等のリン含有化合物、金属系清浄剤等の金属含有化合物を実質的に含有しないことが好ましく、実質的に無リン、無灰型(金属を含有しない：ホウ素起因の灰分を除く)のエンジン用潤滑油とすることで、排ガス浄化装置への影響を極力低減することができ、そのようなエンジン油であってもアルミニウム系材料の摩耗防止性能に優れ、スラッジ評点、ワニス評点等も優れた性能を示す。従って、本発明のエンジン用潤滑油は、(Ａ)成分を所定量含有させ、無リン又は無灰型エンジン用潤滑油とすることで、(Ａ)成分を含有させる最大限のメリットとしてのアルミ部材エンジン用潤滑油としての性能が享受できる。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに何ら限定されない。
実施例１、比較例１及び２
表２に示す組成の無リン無灰型エンジン用潤滑油を調製し、以下のエンジン試験を行った。結果を表２に示す。
エンジン試験は、エンジン用潤滑油の性能を評価する代表的な試験として、JASO M 332-91の中低温清浄性試験に準拠し、日産製ＶＧ２０Ｅエンジン(排気量２．０Ｌ、SOHC、 V型エンジン：カムシャフトをアルミニウム系ブロックで直接支える構造のエンジン)を用い、表１に示すサイクル運転条件で３００時間運転し、ロッカーアームカバーに生成するスラッジを主として、表２に示す各評価を行い、同時にアルミニウム(Al)摩耗粉による油劣化の程度も調査した。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】
表２より、比較例１及び２の潤滑油は、スラッジ及びワニス評価には優れているものの、使用油中にAl摩耗紛が多く検出された。ピストンリング摩耗、軸受摩耗に関しては問題のない数値であったため、このAlはカムシャフトを支えるアルミ材ブロックに由来するものと考えられた。これに対し、実施例１の潤滑油は、基油として(Ａ)成分を所定量含有するので、スラッジ、ワニス等の清浄性やピストンリング摩耗、軸受摩耗に悪影響を及ぼさずにAl摩耗紛を従来の無リン無灰型エンジン用潤滑油に比べ約半分以下に抑えることができた。
【００３０】
実施例２〜５及び比較例３〜５
表３に示す組成の無リン無灰型エンジン用潤滑油(実施例２〜５、比較例４及び５)、並びに低リン低灰型エンジン用潤滑油(比較例３)を調製し、以下のFalex摩耗試験を行った。結果を表３に示す。
Falex摩耗試験は、図１に示すFalex摩耗試験装置を用い、潤滑油として上記で調製した潤滑油を用いて行った。図１において、１０はロックピン、１１ａ及び１１ｂは鋼材製Ｖブロック、１２はAl材製回転体(Alピン)、１３はモーター軸をそれぞれ示す。
試験条件は、まず図１の鋼材製Ｖブロック(１１ａ、１１ｂ)によりAlピン１２に矢印方向から荷重を負荷し、５分間、真荷重２００Ｌｂ(９１ｋｇ)の条件でならし運転をした後、３０分間、真荷重４００Ｌｂ(１８１ｋｇ)の条件で本運転を行って実施した。この際、Alピン１２は２９０ｒｐｍで回転させた。本試験後にAlピン１２の摩耗量を測定した。結果を表３に示す。また、本運転中に見掛け荷重が１０Ｌｂ下がった場合は、ラチェット盤の歯数を進め荷重を戻すことを行い、その操作回数を記録した。結果を表３に示す。
なお、試験は鋼材製VブロックとAlピンの摺動部が潤滑油に浸漬された状態で行なった。また、実施例３(実施例１の潤滑油における粘度指数向上剤だけの添加量を増やして５W-20から５W-30にしたもの)及び比較例４(比較例１と同一)の組成物について本Falex摩耗試験を行った結果、Alピンの摩耗量がそれぞれ８９ｍｇ及び１５０ｍｇ、ラチェット盤戻し回数が２０回及び３７回であり、また、Alピンの摩耗量とラチェット盤戻し回数との間には良好な相関がみられたことから、本Falex摩耗試験においてAlピンの摩耗量が１２０ｍｇ以下、ラチェット盤戻し回数が２５回以下であれば上述の３００時間にも及ぶエンジン試験においても優れたアルミ材摩耗防止性が発揮されるものと推定された。
【００３１】
【表３】
【００３２】
表３より、比較例３で調製した低リン低灰型エンジン用潤滑油は、Falex摩耗試験においてAlピン摩耗量が少なく、ラチェット盤戻し回数も少なかったが、リン系摩耗防止剤による摩耗防止効果によるものであって、比較例２との対比から、無リン化によるアルミ材摩耗抑制が困難であることがわかる。
実施例２及び３で調製した潤滑油は、(Ａ)成分を基油組成として１３質量％含み、摩擦調整剤としてのグリセリンモノオレートの添加の有無が異なるそれぞれ無リン無灰型エンジン用潤滑油であるが、いずれもAlピン摩耗量が少なく、ラチェット盤戻し回数も少なく、アルミ材摩耗防止性を維持しながら省燃費性を付与可能であることがわかった。
また実施例４及び比較例４で調製した潤滑油では、エステル系合成油を基油組成として５２質量％含有するものであるが、実施例４の潤滑油では(Ａ)成分を基油組成として１３質量％含有することにより、Alピン摩耗量が少なく、ラチェット盤戻し回数も少なかった。従って、Al摩耗防止性は、(Ａ)成分であるポリオキシブチレングリコールモノエーテル系基油により発現されることが明らかとなった。
比較例５で調製した潤滑油は、(Ａ)成分を含有するが、その基油割合が６質量％と１０質量%未満であるので、Al摩耗防止性が発現されなかった。
また実施例５で調製した潤滑油は、(Ａ)成分を基油割合で２６質量%含むので、Alピン摩耗量が少なく、ラチェット盤戻し回数も少なかった。
なお、(Ａ)成分が、基油組成中３０質量%を越える場合は、実施例で例示した(Ａ)成分自身の１００℃動粘度が２３ｍｍ2／sと高いために、潤滑油としての１００℃動粘度がSAE30の粘度範囲(９．３〜１２．５ｍｍ2／s)を越えることが予想される。これは、アルミ摩耗防止性の点では問題ないと考えられるものの、省燃費性の観点から言えば好ましくない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施例２〜５及び比較例３〜５で用いたFalex摩耗試験装置を説明するための概略分解図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基油７０〜１００質量％を含み、該基油が、(Ａ)数平均分子量１０００〜３０００の式(１)で表されるポリオキシアルキレングリコールモノエーテル系基油を、基油全量基準で１０〜３０質量％含有することを特徴とするエンジン用潤滑油。
Ｒ1−Ｏ−(Ｘ)nＨ (１)
(式中、Ｒ1は炭素数１〜１８の炭化水素基を示す。また、(Ｘ)nはＸが[ＣＨ2ＣＨ(Ｃ2Ｈ5)−Ｏ−]であり、ｎが１０〜５０である基、若しくはＸが[ＣＨ2ＣＨ(Ｃ2Ｈ5)−Ｏ−]と、[ＣＨ2ＣＨ2−Ｏ−]、[ＣＨ2ＣＨ(ＣＨ3)−Ｏ−]及び[ＣＨ2ＣＨ(ＣＨ2ＯＲ2)−Ｏ−](ここで、Ｒ2は炭素数１〜１８の炭化水素基を示す。)の少なくとも１種との組合せからなり、ｎが１０〜５０である基を示す。)
【請求項１】
基油７０〜１００質量％を含み、該基油が、(Ａ)数平均分子量１０００〜３０００の式(１)で表されるポリオキシアルキレングリコールモノエーテル系基油を、基油全量基準で１０〜３０質量％含有することを特徴とするエンジン用潤滑油。
Ｒ1−Ｏ−(Ｘ)nＨ (１)
(式中、Ｒ1は炭素数１〜１８の炭化水素基を示す。また、(Ｘ)nはＸが[ＣＨ2ＣＨ(Ｃ2Ｈ5)−Ｏ−]であり、ｎが１０〜５０である基、若しくはＸが[ＣＨ2ＣＨ(Ｃ2Ｈ5)−Ｏ−]と、[ＣＨ2ＣＨ2−Ｏ−]、[ＣＨ2ＣＨ(ＣＨ3)−Ｏ−]及び[ＣＨ2ＣＨ(ＣＨ2ＯＲ2)−Ｏ−](ここで、Ｒ2は炭素数１〜１８の炭化水素基を示す。)の少なくとも１種との組合せからなり、ｎが１０〜５０である基を示す。)
【図１】
【公開番号】特開２００７−１０６８５５（Ｐ２００７−１０６８５５Ａ）
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２９８４４０（Ｐ２００５−２９８４４０）
【出願日】平成１７年１０月１３日（２００５．１０．１３）
【出願人】（０００００４４４４）新日本石油株式会社 (1,898)
【出願人】（５９００００４５５）財団法人石油産業活性化センター (249)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月１３日（２００５．１０．１３）
【出願人】（０００００４４４４）新日本石油株式会社 (1,898)
【出願人】（５９００００４５５）財団法人石油産業活性化センター (249)
【Ｆターム（参考）】
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