エンジンオイル用添加剤組成物
【課題】 低フリクション、トルクアップ、省燃費化といった複数の性能を同時に改善し、特にコールドスタート時に相当する低温域から通常又は高速走行時の高温域にかけて広温度範囲での低フリクション化を実現するエンジンオイル用添加剤組成物を提供する。
【解決手段】 鉱物油やエステル油などの潤滑基油に、ナノカーボン粒子であるフラーレン、有機溶媒、粘度指数向上剤、摩擦調整剤、清浄分散剤を配合したエンジンオイル用添加剤組成物であり、フラーレンはＣ６０及び／又はＣ７０が好ましい。また、フラーレンの分散媒としては、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、テトラヒドロナフタレン、キシレン、トルエンから選ばれた少なくとも１種の有機溶媒が好ましい。
【解決手段】 鉱物油やエステル油などの潤滑基油に、ナノカーボン粒子であるフラーレン、有機溶媒、粘度指数向上剤、摩擦調整剤、清浄分散剤を配合したエンジンオイル用添加剤組成物であり、フラーレンはＣ６０及び／又はＣ７０が好ましい。また、フラーレンの分散媒としては、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、テトラヒドロナフタレン、キシレン、トルエンから選ばれた少なくとも１種の有機溶媒が好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や建設機械などのエンジンオイルに使用する添加剤組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や建設機械のエンジンやギヤボックスに使用されるエンジンオイルには低摩擦係数、耐摩耗性、耐久特性が要求される。この場合の耐久特性とは、主としてエンジンオイルの劣化速度を示す。これらの諸特性を達成するため、エンジンオイルとして、種々のベースオイル（基油）に摩擦調整剤、粘度指数向上剤、酸化防止剤、清浄分散剤といった添加剤を配合している。
【０００３】
エンジンオイルの潤滑基油には主として鉱物油が用いられるが、高級グレードのエンジンオイルには合成油が用いられることもある。ガソリンエンジンオイルのグレードを表す指標として、一般的にＡＰＩグレードが用いられ、現在の最高級グレードはＳＭである。また、ＡＰＩグレードは種々のベンチ試験や配合される成分量によりグレードが分けられる。
【０００４】
特に自動車の動力部であるエンジンの潤滑を担うエンジンオイルは、種々の性能が求められるため、それに応じた各種の添加剤を配合する。また、それに加えて更にエンジンオイルの性能を向上させるため、例えば省燃費、低フリクション、高トルク、高レスポンスと様々な性能を付与させるため、エンジンオイルに添加して使用する種々の添加剤が市販されている。
【０００５】
また、近年では、エンジンオイルに予め固体潤滑剤や金属酸化物等を加え、より潤滑性能を向上させた製品も市販されている。その固体潤滑剤や金属酸化物には、ポリテトラフルオロエチレン、窒化ホウ素、酸化チタンなどがある。例えば、特開昭６３−５７６９４号公報には、燃費向上、作動音の低減、走行性能の向上のため、ポリテトラフルオロエチレンを配合したエンジンオイルが記載されている。しかし、記載された粒径のポリテトラフルオロエチレンを用いた場合、ディーゼルエンジンなど目の細かいフィルタにおいてはろ過される可能性があるため、その場合は添加剤として機能しない。
【０００６】
特開２００３−１１３３９０号公報には、ポリテトラフルオロエチレンを粉砕し、オイルフィルタを十分に通過できるようにしたエンジンオイルが記載されている。しかし、ポリテトラフルオロエチレンを溶解させる溶媒を用いないため、油中で分散させる必要が生じ、実際に経年によりポリテトラフルオロエチレンが沈降するケースが多い。また、ポリテトラフルオロエチレンは２６０℃以上の温度で分解し、人体に有害なガスを発生させる恐れがある。また、エンジンを構成する金属を腐食するフッ化水素も発生するため、このタイプの添加剤では逆にエンジンにダメージを与える可能性も懸念される。
【０００７】
また、特表２００１−５１６３７０号公報には、シリコーンオイルに有機チタネートを配合した燃料油及び潤滑油用の添加剤が記載されている。シリコーンオイルは耐熱性、温度−粘度特性といった種々の優れた性能を有する。しかし、シリコーンオイルは、特に鋼対鋼の摺動については潤滑性に乏しいため、油膜が破断して金属焼付を生じやすい。また、同時に配合する有機チタネートはシリコーン油や他溶媒への溶解性が乏しいため、固体潤滑剤と同様に均一に分散するのが困難であり、特性が十分に反映されない可能性がある。
【０００８】
特表平１１−５０７６７６号公報には、固体結晶酸化ホウ酸を含む潤滑剤が開示されている。ホウ酸は高温において脱水して無水ホウ酸に変わるが、分解しないため安定な物質である。しかし、エンジンが稼動する際に燃料の燃焼によって水が発生してオイルに混入し、この水にホウ酸が溶解して酸性になるため、金属を腐食する問題が生じる。
【０００９】
特開昭５５−２３１４８号公報には、窒化ホウ素が分散したモーターオイルが提案されている。窒化ホウ素も１０００度付近の高温まで安定な物質である。窒化ホウ素がエンジンオイル添加剤として優れた潤滑性能を有するのは、結晶構造に由来する鱗片状の粒子形状と、粒子の面の平行方向に劈開しやすい性質を有することによる。しかしながら、上記公報に記載のように１μｍ以下まで粉砕すると、固体潤滑剤としての鱗片状構造は維持されないため、潤滑性が発揮されない可能性が高い。
【００１０】
また、高濃度の摩擦調整剤や清浄分散剤を配合したタイプのエンジンオイル添加剤も多種市販されている。更に近年では、燃料添加剤でよく使用され、燃料油の燃焼効率を向上させる助燃剤を配合したタイプのエンジンオイル添加剤も販売されており、非常に多品種に及ぶ。この助燃剤を配合したタイプのエンジンオイル添加剤は、助燃剤の効果により燃焼室での燃焼効率を向上し、燃費特性を改善するものである。しかし、このタイプの添加剤では、摩擦調整剤等の添加剤が配合されていないため、ピストン摺動部のフリクション低下が望めず、期待される効果は小さい。
【００１１】
【特許文献１】特開昭６３−５７６９４号公報
【特許文献２】特許３８１８８８７特開２００３−３０６９７４号公報
【特許文献３】特表２００１−５１６３７０号公報
【特許文献４】特表平１１−５０７６７６号公報
【特許文献５】特開昭５５−２３１４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記したように従来のエンジンオイル用添加剤はいずれも一長一短である点に鑑みて、広温度域での低フリクション、トルクアップ、省燃費化を同時に達成できるエンジンオイル用添加剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明は、潤滑基油に、ナノカーボン粒子であるフラーレン、有機溶媒、粘度指数向上剤、摩擦調整剤、清浄分散剤を配合したことを特徴とするエンジンオイル用添加剤組成物を提供する。このエンジンオイル用添加剤組成物において、前記フラーレンは、Ｃ６０及び／又はＣ７０であることが好ましい。
【００１４】
上記本発明のエンジンオイル用添加剤組成物においては、前記潤滑基油が、鉱物油、ポリαオレフィン油、フェニルエーテル油、エステル油からなるから選ばれた少なくとも１種であることが好ましい。また、前記有機溶媒は、フラーレンの分散媒であり、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、テトラヒドロナフタレン、キシレン、トルエンから選ばれた少なくとも１種であることが好ましい。
【００１５】
また、上記本発明のエンジンオイル用添加剤組成物においては、前記摩擦調整剤が、アルキルジチオリン酸亜鉛、アルキルジチオカルバミン酸亜鉛、アルキルジチオリン酸モリブデン、アルキルジチオカルバミン酸モリブデン、モリブデン酸アルキルアミン塩、トリクレジルフォスフェート、トリフェニルフォスフェートから選ばれた少なくとも１種であることが好ましい。
【００１６】
更に、上記本発明のエンジンオイル用添加剤組成物においては、前記清浄分散剤が、スルフォネート系、フェネート系、サリシレート系、フォスフォネート系、コハク酸イミド系から選ばれた少なくとも１種であることが好ましい。また、前記粘度指数向上剤が、ポリメタクリレート、ポリイソブチレン、オレフィンコポリマーから選ばれた少なくとも１種であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、従来一長一短であったエンジンオイル添加剤の特性を改善し、低フリクション、トルクアップ、省燃費化といった複数の性能を同時に付与することができる。特に、コールドスタート時に相当する低温域から、通常または高速走行時における高温域にかけて、広い温度範囲での低フリクション化を実現することができる。
【００１８】
また、一般にエンジンオイル添加剤を適用する場合には、新しいエンジンオイルと共に添加する場合と、一定走行距離走行後のエンジンオイルに添加する場合とがあるが、本発明のエンジンオイル用添加剤は、いずれの場合でも効果を発揮することができ、特にエンジンオイル交換時に新しいエンジンオイルに添加することによって一層効果が持続する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明のエンジンオイル用添加剤組成物は、潤滑基油中に、ナノカーボン粒子と、有機溶媒と、粘度指数向上剤と、摩擦調整剤と、清浄分散剤とを配合したものであり、上記ナノカーボン粒子としてフラーレンを用いる。フラーレン（Ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ）とは、グラファイト（黒鉛）・ダイヤモンドに次ぐ第３の炭素であり、炭素原子が球状あるいはチューブ状に閉じたネットワーク構造を形成している物質である。
【００２０】
フラーレンは１９８５年に発見され、１９９１年に米国のＡＴＴベル研究所がフラーレンにカリウムを添加して超伝導を作り出してから、その特性が注目を集めている。フラーレンには、Ｃ６０と呼ばれる炭素数６０のサッカーボール型の構造をした物質をはじめ、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ２４０、Ｃ５４０など高次の構造を持った物質が存在する。また、フラーレンは、（１）電子的特性、（２）水素吸蔵特性、（３）機械的特性、（４）光学的特性といった性能を有しており、これらの特性を利用してリチウムイオン電池、燃料電池用水素貯蔵、次世代ディスプレイ、キャパシタ、耐摩耗材料、抗がん剤、エイズ治療薬など広範囲な分野への応用が期待されている。
【００２１】
本発明において、ナノカーボン粒子であるフラーレンに注目したのは、その多機能性と球状構造である。フラーレンは非常に小さい構造を有しており、例えばＣ６０の直径は約０.７ナノメートルというナノサイズである。このナノサイズのフラーレンが摺動面において回転することによって、マイクロベアリング効果による潤滑性を発揮するものと考えられる。特に摩擦調整剤との相互作用により、低温域から高温域の広い温度範囲での低フリクション化に貢献する。
【００２２】
本発明のエンジンオイル用添加剤組成物に用いるフラーレンとしては、全てのフラーレンが使用可能である。フラーレンの中でもＣ６０及びＣ７０が好ましく、特にＣ６０が好ましい。これはＣ６０が最も球状に近く、上記マイクロベアリング効果を発揮しやすいためである。また、異なるタイプのフラーレンを２種以上混合して用いることも可能である。
【００２３】
また、本発明におけるエンジンオイル用添加剤組成物中のフラーレンの配合量は、０.００５〜１０.０質量％が好ましい。フラーレンは０.００５質量％の配合量から性能を発現し、１０.０質量％以上の配合では性能が頭打ちとなる。また、フラーレンの配合量が１０.０質量％を越えると、分散媒として必要な有機溶媒の量も大きくなり、添加剤組成のバランスが崩れてしまうという不都合がある。
【００２４】
本発明のエンジンオイル用添加剤組成物に用いる潤滑基油としては、鉱物油、ポリαオレフィン油、フェニルエーテル油、エステル油のいずれも使用することができるが、添加剤の溶解性に優れる鉱物油あるいはエステル油を用いることが好ましい。潤滑基油の粘度は、特に制限されることはなく、いずれのものでも良い。添加の対象となるエンジンオイルのベースオイルは鉱物油、ポリαオレフィン油をベースとしたものが多いが、本発明の添加剤はいずれのベース油にも相溶するため、どのエンジンオイルにも適用することが可能である。
【００２５】
フラーレンは、上記した潤滑基油にはほとんど溶解せず、またナノサイズの粒子であるため凝集しやすいという性質を有する。従って、フラーレンを潤滑基油に分散させた状態では、粒子の浮遊や凝集による沈降により性能が不均一になってしまう。そこで本発明では、フラーレンの分散媒として有機溶剤を用いる。ここで「分散」とは、所望する利用形態における組成物中において、フラーレン粒子がほぼ均一に含有されることを意味する。例えば、組成物中に粒子が均一に浮遊して存在する状態、あるいは組成物中に粒子が実質的に溶解されている状態（高度な分散状態）が挙げられる。
【００２６】
上記有機溶媒としては、アルキルベンゼン、テトラヒドロナフタレン、アルキルナフタレンが好ましく、これらを単一で若しくは混合して用いることができる。これらの有機溶媒は、フラーレンへの溶解性及びフラーレンの分散性が高く、少量でフラーレンを分散させることができる。上記有機溶媒の配合量は、フラーレン１質量％に対して５〜５０質量％が好ましい。有機溶媒の配合量が５質量％より小さい場合には、好ましい分散状態を得ることが困難となる。また、有機溶媒の配合量が５０質量％を越えると、他の添加剤とのバランスが崩れると共に、有機溶媒の物性が強くなり、期待される潤滑性、耐熱性が得られない。
【００２７】
また、本発明のエンジンオイル用添加剤組成物は、主配合成分の一つとして、摩擦調整剤を含有する。摩擦調整剤としては、アルキルジチオリン酸亜鉛、アルキルジチオカルバミン酸亜鉛、アルキルジチオリン酸モリブデン、アルキルジチオカルバミン酸モリブデン、モリブデン酸ジアルキルアミン塩、トリクレジルフォスフェート、トリフェニルフォスフェートから選ばれた少なくとも１種が好ましい。これらの摩擦調整剤はいずれも潤滑基油に溶解するタイプのものであり、潤滑基油に溶解しないものは浮遊及び沈降の原因となるため好ましくない。
【００２８】
上記摩擦調整剤の配合量は、０.１〜３０.０質量％が好ましい。０.１質量％未満の配合量ではほとんど添加効果は認められず、３０.０質量％を超えると効果が頭打ちになると共に、添加剤の配合バランスが崩れるため期待される効果が発揮できない。また、上記摩擦調整剤は、アルキルジチオリン酸亜鉛又はアルキルジチオカルバミン酸亜鉛と、アルキルジチオリン酸モリブデン又はアルキルジチオカルバミン酸モリブデンとの組み合わせが好ましい。この組み合わせによる相互作用によって、更なる低フリクションが得られる。
【００２９】
また、本発明のエンジンオイル用添加剤組成物は、主配合成分の一つとして、清浄分散剤を含んでいる。清浄分散剤としては、スルフォネート系、フェネート系、フォスフォネート系、コハク酸イミド系から選ばれた少なくとも１種が好ましい。清浄分散剤の配合量としては、０.１〜２０質量％が好ましい。配合量が０.１質量％未満では期待される清浄分散性能が得られず、逆に２０質量％を越えると効果が頭打ちになる。
【００３０】
また、スルフォネート系、フェネート系、フォスフォネート系の各清浄分散剤は、主としてアルキル土類金属塩又はアルカリ金属塩を用い、その中でもカルシウム塩及びバリウム塩が好ましい。いずれも過塩基タイプのものを用いることで、酸中和性能を付与することが可能となる。コハク酸イミド系清浄分散剤は、ホウ素化コハク酸イミドを用いるのが好ましい。清浄分散剤は単一でも十分効果を発揮するが、複数組み合わせることで相乗的な効果が認められる。例えば、カルシウムスルフォネートとホウ素化コハク酸イミドを組み合わせることで、酸中和性能及び清浄分散性能の両方に優れたものとなる。
【００３１】
本発明のエンジンオイル用添加剤組成物では、主配合成分の一つとして、粘度指数向上剤を配合する。粘度指数向上剤としては、ポリメタクリレート、ポリイソブチレン、オレフィンコポリマーから選ばれた少なくとも１種が好ましい。また、粘度指数向上剤の配合量は、１.０〜５０.０質量％が好ましく、１.０質量％未満では増粘効果に乏しく、５０.０質量％を超えると流動性が悪くなり、エンジンオイルへ添加し難くなるため好ましくない。
【００３２】
本発明のエンジンオイル用添加剤組成物は、上記した主配合成分以外にも、必要に応じて、酸化防止剤、摩耗防止剤、腐食防止剤など、公知の種々の添加剤を配合することができる。
【実施例】
【００３３】
下記表１に示す配合比（質量％）となるように各成分を配合して、本発明による試料Ａ〜Ｅのエンジンオイル用添加剤組成物を作製した。即ち、各配合成分を秤量し、プロペラ式撹拌機で混合して各試料の添加剤組成物を得た。尚、粘度指数向上剤の配合量が高い試料については、加熱しながら混合した。
【００３４】
使用した基油Ａは高精製鉱物油であり、出光興産(株)製のダイアナフレシア（商品名）Ｗ−９０を用いた。また、基油Ｂはエステル油であり、日本油脂(株)製のユニスター（商品名）Ｃ３８１Ｅ−５００を用いた。フラーレンとしては、フロンティアカーボン(株)製のナノモミックス（ｎａｎｏｍ ｍｉｘ：商品名）ＳＴ−Ｆを用いた。フラーレンを分散させる有機溶媒Ａはテトラヒドロナフタレンであり、新日鐵化学(株)製のテトラヒドロナフタリンを用いた。また、有機溶媒Ｂはアルキルベンゼン油であり、(株)ライオン製の拡散ポンプ油を用いた。
【００３５】
粘度指数向上剤としてはポリメタクリレート(ＰＭＡ)を選択し、三洋化成工業(株)製のサンエリス（商品名）９６４を用いた。清浄分散剤は、コハク酸イミド系とし、シェブロンジャパン(株)製のＯＬＯＡ５０８０（商品名）を用いた。摩擦調整剤Ａはアルキルジチオカルバミン酸モリブデンであり、(株)ＡＤＥＫＡ製のサクラルーブ（商品名）１６５を用いた。また、摩擦調整剤Ｂはアルキルジチオリン酸亜鉛であり、ラインケミー(株)製のアディティン（商品名）ＲＣ３０４８を用いた。尚、下記表１における動粘度の単位はｍｍ２／ｓである。
【００３６】
【表１】
【００３７】
上記本発明によるエンジンオイル用添加剤組成物は、試料Ａ及び試料Ｂともに良好な分散状態を示し、有機溶媒種の違いにかかわらず、安定な分散状態が得られた。試料Ｂは、５質量％のフラーレンに対しても、有機溶媒量を調節することで良好な分散状態が得られた。また、試料Ｄは基油を化学合成油であるエステル油にした例であるが、試料Ａと同じく良好な分散状態が得られた。試料Ｅは粘度指数向上剤を増量して粘度を調整したものであるが、良好な分散状態が得られており、粘度の違いによる分散不良は認められなかった。
【００３８】
［台上評価・ＳＲＶ試験］
上記した本発明による試料Ａ〜Ｅの添加剤組成物について、それぞれエンジンオイルに添加して、台上評価により特性を評価した。評価にあたり使用したエンジンオイルは、カストロール社製のＦＯＲＭＵＬＡ ＲＳ ＳＭ１０Ｗ−５０であり、その新油と３５２４ｋｍ走行後の使用油を用いた。即ち、台上評価用に、各エンジンオイルと各添加剤組成物を下記表２に示す実施例１〜６の配合比（質量％）で配合した。
【００３９】
【表２】
【００４０】
また、比較例の添加剤組成物として、市販品のエンジンオイル用添加剤を準備した。即ち、市販品ａ及び市販品ｂは、助燃剤を配合したタイプのエンジンオイル用添加剤である。市販品ｃは、固体潤滑剤であるポリテトラフルオロエチレンを配合したタイプのエンジンオイル用添加剤である。市販品ｄは、摩擦調整剤を高濃度に配合したタイプのエンジンオイル用添加剤である。
【００４１】
これら市販品ａ〜ｄの添加剤についても、上記と同様にして、下記表３に示す比較例３〜６の配合比（質量％）でエンジンオイルに添加配合し、台上評価により特性を評価した。尚、市販品の配合比は推奨値に基づき配合した。また、上記の新油及び使用油そのものについても、エンジンオイル用添加剤を一切添加せずに、比較例１〜２として上記と同様に評価した。
【００４２】
【表３】
【００４３】
台上評価手段として、オプチモール社製のＳＲＶ試験機を用いた。ＳＲＶ試験機は、様々な接触形態において、微振動による摩耗や摩擦に関するデータを取得可能な試験機である。試験温度２０℃〜１２０℃、振動数６０Ｈｚ、振幅１ｍｍとし、各温度における摩擦係数を測定した。テストピースの材質はＳＵＪ２鋼であり、片方は直径２４ｍｍ×厚さ７ｍｍの円板状、他方は直径１５ｍｍ×長さ２２ｍｍの円柱状であり、両テストピースの接触形態は線接触とした。得られた試験結果を図１〜３に示す。
【００４４】
図１から、実施例１と比較例１を比較すると、実施例１の方が各試験温度における摩擦係数が小さく、摩擦係数の減少が認められた。また、実施例２と比較例２を比較しても、実施例２の方が各試験温度における摩擦係数が小さく、摩擦係数の減少が認められた。これらの結果から、本発明の添加剤組成物はエンジンオイル交換時の新油に添加しても、一定距離走行後の使用油に添加しても、十分に低フリクション化を実現できることが分った。また、実施例３は実施例２におけるフラーレン分散のための有機溶媒のみを変えたものであるが、摩擦係数は実施例２とほぼ同じ傾向を示しており、有機溶媒の違いにより添加剤効果は変化しないことが確認できた。
【００４５】
また図２から、実施例４はフラーレンの配合量を増加させたタイプであるが、比較例２と比較して摩擦係数が大きく減少し、特に２０〜６０℃の低温域でのフリクションの低下が認められた。このことから、エンジン始動時、即ちコールドスタート時からフリクション低減効果が期待できることが分る。実施例５は実施例２の基油をエステル油に変えたものであるが、エステル油に変更しても実施例２と同様の効果を発揮しており、基油の種類が変化することによる性能への影響は認められなかった。
【００４６】
また、実施例６は粘度指数向上剤の配合量を増加させ、粘度増加作用を大きくしたタイプであるが、比較例２と比較して摩擦係数の大幅な減少が認められた。実施例６を実施例５と比較すると、低温時からの摩擦係数の減少が認められた。これは、実施例６で添加した試料Ｅの粘度が高いため、エンジンオイルの粘度が増加し、即ち油膜が厚くなることにより、エンジン内部での摺動による直接接触が低減されたためと考えられる。また、実施例６を実施例４、５と比較すると、６０℃以降の摩擦係数が逆転している。これは、粘度増加によって生じる粘性抵抗が摩擦係数を増加させたためと考えられる。尚、実施例６は、広温度範囲において摩擦係数の変化が小さい傾向を示した。
【００４７】
一方、比較例３、４は、助燃剤配合タイプの市販の添加剤を添加したものである。これを比較例１、２と比較すると、図３から分るように、大きな摩擦係数の減少は認められなかった。これは、比較例３及び４の市販の添加剤が、フリクション低減には作用しないことを示している。比較例５はポリテトラフルオロエチレンを配合したタイプの添加剤によるが、比較例１、２と比較すると、固体潤滑剤の潤滑作用によりわずかながら摩擦係数の減少は認められたが、実施例１〜６と比較するとその減少値ははるかに小さい。
【００４８】
比較例６は、比較例１、２と比較して摩擦係数の減少が認められた。これは、高濃度に添加した摩擦調整剤の効果によるものと考えられる。しかし、この比較例６も、実施例１〜６と比較すると摩擦係数の低減効果は小さく、特に摩擦調整剤が効果を発揮し始める８０℃以上の温度からは低摩擦係数となるが、２０℃〜６０℃付近の低温度域では効果を発揮できないため、摩擦係数が高いという欠点がある。
【００４９】
［シャシー・ダイナモ試験］
添加剤によるエンジン出力及びトルク増減を確認するため、シャシー・ダイナモ試験を行った。シャシー・ダイナモ試験は、自動車に計測器を取り付け、回転数、エンジン出力、トルク、排ガス量等の自動車性能を計測する試験である。試験は５速にて行い、約２５００〜７８００ｒｐｍの回転数におけるトルク及び出力を計測した。
【００５０】
シャシー・ダイナモ試験に供した自動車は、富士重工業(株)製の２００２年式インプレッサＷＲＸ Ｓｔｉ ｔｙｐｅＲＡ ｓｐｅｃＣである。エンジン型式はＥＪ２０７、排気量は１９９７ＣＣである。また、エンジンオイルは、カストロール社製のＦＯＲＭＵＬＡ ＲＳ ＳＭ１０Ｗ−５０で新油を用いた。即ち、エンジンオイルの新油（無添加）と、同じエンジンオイルに試料Ａ、試料Ｅ、市販品ａ、市販品ｄの４種の組成物又は市販品を添加配合し、１０分間のアイドリング後に測定を行った。得られた試験結果を下記表４に示す。
【００５１】
【表４】
【００５２】
本発明による試料Ａ及び試料Ｅの添加剤組成物では、無添加と比較すると、トルク及び出力が共に２％近く増加した。また、市販品ａと市販品ｄについては、無添加と比較して、いずれも１％以下であったが増加が認められた。本発明による試料Ａ及び試料Ｅは、市販品ａ及びｄと比較してより高いトルク及びエンジン出力の向上が認められた。
【００５３】
［１０・１５モード試験］
燃費を測定するにあたり、１０・１５モード試験を実施した。ゴー＆ストップの多い市街地をサンプリングしたものが１０モード試験であるが、最近では都市内の高速道路やバイパスなども整備されているので、燃費をより現実に近づけるために案出されたのが１０・１５モード試験である。即ち、１０・１５モード試験とは、市街地パターンの１０モードを３回繰り返した後、高速パターンの１５モード測定を行う試験法である。
【００５４】
１０・１５モード試験に用いた自動車は、本田技研工業(株)製の２００５年式フィットＤＡ１を用いた。エンジン型式はＬ１３Ａ、及び排気量は１３３９ＣＣである。エンジンオイルとしては、ホンダ純正エンジンオイル ＳＭ ０Ｗ−２０を用いた。エンジンオイルを新油に交換した後、試料Ａ、試料Ｅ、市販品ａ、市販品ｄの５種の添加剤を添加し、１０分間のアイドリング後に測定を行った。また、無添加のエンジンオイル（新油）についても同様に試験した。得られた試験結果を下記表５に示す。
【００５５】
【表５】
【００５６】
無添加に対して、本発明による試料Ａが２.９％及び試料Ｅが２.４％の燃費向上が得られた。また、市販品ａ及び市販品ｄは、共に１.４％の燃費向上が認められた。しかも、本発明による試料Ａ及び試料Ｅは、市販品ａ及び市販品ｄと比較して約１％以上の燃費向上効果が認められ、燃費についても従来品よりも高い添加効果を示した。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】エンジンオイル用添加剤を用いた台上評価・ＳＲＶ試験について、実施例１〜３と比較例における温度と摩擦係数の関係を示すグラフである。
【図２】エンジンオイル用添加剤を用いた台上評価・ＳＲＶ試験について、実施例４〜６と比較例における温度と摩擦係数の関係を示すグラフである
【図３】エンジンオイル用添加剤を用いた台上評価・ＳＲＶ試験について、比較例１〜６における温度と摩擦係数の関係を示すグラフである
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や建設機械などのエンジンオイルに使用する添加剤組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や建設機械のエンジンやギヤボックスに使用されるエンジンオイルには低摩擦係数、耐摩耗性、耐久特性が要求される。この場合の耐久特性とは、主としてエンジンオイルの劣化速度を示す。これらの諸特性を達成するため、エンジンオイルとして、種々のベースオイル（基油）に摩擦調整剤、粘度指数向上剤、酸化防止剤、清浄分散剤といった添加剤を配合している。
【０００３】
エンジンオイルの潤滑基油には主として鉱物油が用いられるが、高級グレードのエンジンオイルには合成油が用いられることもある。ガソリンエンジンオイルのグレードを表す指標として、一般的にＡＰＩグレードが用いられ、現在の最高級グレードはＳＭである。また、ＡＰＩグレードは種々のベンチ試験や配合される成分量によりグレードが分けられる。
【０００４】
特に自動車の動力部であるエンジンの潤滑を担うエンジンオイルは、種々の性能が求められるため、それに応じた各種の添加剤を配合する。また、それに加えて更にエンジンオイルの性能を向上させるため、例えば省燃費、低フリクション、高トルク、高レスポンスと様々な性能を付与させるため、エンジンオイルに添加して使用する種々の添加剤が市販されている。
【０００５】
また、近年では、エンジンオイルに予め固体潤滑剤や金属酸化物等を加え、より潤滑性能を向上させた製品も市販されている。その固体潤滑剤や金属酸化物には、ポリテトラフルオロエチレン、窒化ホウ素、酸化チタンなどがある。例えば、特開昭６３−５７６９４号公報には、燃費向上、作動音の低減、走行性能の向上のため、ポリテトラフルオロエチレンを配合したエンジンオイルが記載されている。しかし、記載された粒径のポリテトラフルオロエチレンを用いた場合、ディーゼルエンジンなど目の細かいフィルタにおいてはろ過される可能性があるため、その場合は添加剤として機能しない。
【０００６】
特開２００３−１１３３９０号公報には、ポリテトラフルオロエチレンを粉砕し、オイルフィルタを十分に通過できるようにしたエンジンオイルが記載されている。しかし、ポリテトラフルオロエチレンを溶解させる溶媒を用いないため、油中で分散させる必要が生じ、実際に経年によりポリテトラフルオロエチレンが沈降するケースが多い。また、ポリテトラフルオロエチレンは２６０℃以上の温度で分解し、人体に有害なガスを発生させる恐れがある。また、エンジンを構成する金属を腐食するフッ化水素も発生するため、このタイプの添加剤では逆にエンジンにダメージを与える可能性も懸念される。
【０００７】
また、特表２００１−５１６３７０号公報には、シリコーンオイルに有機チタネートを配合した燃料油及び潤滑油用の添加剤が記載されている。シリコーンオイルは耐熱性、温度−粘度特性といった種々の優れた性能を有する。しかし、シリコーンオイルは、特に鋼対鋼の摺動については潤滑性に乏しいため、油膜が破断して金属焼付を生じやすい。また、同時に配合する有機チタネートはシリコーン油や他溶媒への溶解性が乏しいため、固体潤滑剤と同様に均一に分散するのが困難であり、特性が十分に反映されない可能性がある。
【０００８】
特表平１１−５０７６７６号公報には、固体結晶酸化ホウ酸を含む潤滑剤が開示されている。ホウ酸は高温において脱水して無水ホウ酸に変わるが、分解しないため安定な物質である。しかし、エンジンが稼動する際に燃料の燃焼によって水が発生してオイルに混入し、この水にホウ酸が溶解して酸性になるため、金属を腐食する問題が生じる。
【０００９】
特開昭５５−２３１４８号公報には、窒化ホウ素が分散したモーターオイルが提案されている。窒化ホウ素も１０００度付近の高温まで安定な物質である。窒化ホウ素がエンジンオイル添加剤として優れた潤滑性能を有するのは、結晶構造に由来する鱗片状の粒子形状と、粒子の面の平行方向に劈開しやすい性質を有することによる。しかしながら、上記公報に記載のように１μｍ以下まで粉砕すると、固体潤滑剤としての鱗片状構造は維持されないため、潤滑性が発揮されない可能性が高い。
【００１０】
また、高濃度の摩擦調整剤や清浄分散剤を配合したタイプのエンジンオイル添加剤も多種市販されている。更に近年では、燃料添加剤でよく使用され、燃料油の燃焼効率を向上させる助燃剤を配合したタイプのエンジンオイル添加剤も販売されており、非常に多品種に及ぶ。この助燃剤を配合したタイプのエンジンオイル添加剤は、助燃剤の効果により燃焼室での燃焼効率を向上し、燃費特性を改善するものである。しかし、このタイプの添加剤では、摩擦調整剤等の添加剤が配合されていないため、ピストン摺動部のフリクション低下が望めず、期待される効果は小さい。
【００１１】
【特許文献１】特開昭６３−５７６９４号公報
【特許文献２】特許３８１８８８７特開２００３−３０６９７４号公報
【特許文献３】特表２００１−５１６３７０号公報
【特許文献４】特表平１１−５０７６７６号公報
【特許文献５】特開昭５５−２３１４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記したように従来のエンジンオイル用添加剤はいずれも一長一短である点に鑑みて、広温度域での低フリクション、トルクアップ、省燃費化を同時に達成できるエンジンオイル用添加剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明は、潤滑基油に、ナノカーボン粒子であるフラーレン、有機溶媒、粘度指数向上剤、摩擦調整剤、清浄分散剤を配合したことを特徴とするエンジンオイル用添加剤組成物を提供する。このエンジンオイル用添加剤組成物において、前記フラーレンは、Ｃ６０及び／又はＣ７０であることが好ましい。
【００１４】
上記本発明のエンジンオイル用添加剤組成物においては、前記潤滑基油が、鉱物油、ポリαオレフィン油、フェニルエーテル油、エステル油からなるから選ばれた少なくとも１種であることが好ましい。また、前記有機溶媒は、フラーレンの分散媒であり、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、テトラヒドロナフタレン、キシレン、トルエンから選ばれた少なくとも１種であることが好ましい。
【００１５】
また、上記本発明のエンジンオイル用添加剤組成物においては、前記摩擦調整剤が、アルキルジチオリン酸亜鉛、アルキルジチオカルバミン酸亜鉛、アルキルジチオリン酸モリブデン、アルキルジチオカルバミン酸モリブデン、モリブデン酸アルキルアミン塩、トリクレジルフォスフェート、トリフェニルフォスフェートから選ばれた少なくとも１種であることが好ましい。
【００１６】
更に、上記本発明のエンジンオイル用添加剤組成物においては、前記清浄分散剤が、スルフォネート系、フェネート系、サリシレート系、フォスフォネート系、コハク酸イミド系から選ばれた少なくとも１種であることが好ましい。また、前記粘度指数向上剤が、ポリメタクリレート、ポリイソブチレン、オレフィンコポリマーから選ばれた少なくとも１種であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、従来一長一短であったエンジンオイル添加剤の特性を改善し、低フリクション、トルクアップ、省燃費化といった複数の性能を同時に付与することができる。特に、コールドスタート時に相当する低温域から、通常または高速走行時における高温域にかけて、広い温度範囲での低フリクション化を実現することができる。
【００１８】
また、一般にエンジンオイル添加剤を適用する場合には、新しいエンジンオイルと共に添加する場合と、一定走行距離走行後のエンジンオイルに添加する場合とがあるが、本発明のエンジンオイル用添加剤は、いずれの場合でも効果を発揮することができ、特にエンジンオイル交換時に新しいエンジンオイルに添加することによって一層効果が持続する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明のエンジンオイル用添加剤組成物は、潤滑基油中に、ナノカーボン粒子と、有機溶媒と、粘度指数向上剤と、摩擦調整剤と、清浄分散剤とを配合したものであり、上記ナノカーボン粒子としてフラーレンを用いる。フラーレン（Ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ）とは、グラファイト（黒鉛）・ダイヤモンドに次ぐ第３の炭素であり、炭素原子が球状あるいはチューブ状に閉じたネットワーク構造を形成している物質である。
【００２０】
フラーレンは１９８５年に発見され、１９９１年に米国のＡＴＴベル研究所がフラーレンにカリウムを添加して超伝導を作り出してから、その特性が注目を集めている。フラーレンには、Ｃ６０と呼ばれる炭素数６０のサッカーボール型の構造をした物質をはじめ、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ２４０、Ｃ５４０など高次の構造を持った物質が存在する。また、フラーレンは、（１）電子的特性、（２）水素吸蔵特性、（３）機械的特性、（４）光学的特性といった性能を有しており、これらの特性を利用してリチウムイオン電池、燃料電池用水素貯蔵、次世代ディスプレイ、キャパシタ、耐摩耗材料、抗がん剤、エイズ治療薬など広範囲な分野への応用が期待されている。
【００２１】
本発明において、ナノカーボン粒子であるフラーレンに注目したのは、その多機能性と球状構造である。フラーレンは非常に小さい構造を有しており、例えばＣ６０の直径は約０.７ナノメートルというナノサイズである。このナノサイズのフラーレンが摺動面において回転することによって、マイクロベアリング効果による潤滑性を発揮するものと考えられる。特に摩擦調整剤との相互作用により、低温域から高温域の広い温度範囲での低フリクション化に貢献する。
【００２２】
本発明のエンジンオイル用添加剤組成物に用いるフラーレンとしては、全てのフラーレンが使用可能である。フラーレンの中でもＣ６０及びＣ７０が好ましく、特にＣ６０が好ましい。これはＣ６０が最も球状に近く、上記マイクロベアリング効果を発揮しやすいためである。また、異なるタイプのフラーレンを２種以上混合して用いることも可能である。
【００２３】
また、本発明におけるエンジンオイル用添加剤組成物中のフラーレンの配合量は、０.００５〜１０.０質量％が好ましい。フラーレンは０.００５質量％の配合量から性能を発現し、１０.０質量％以上の配合では性能が頭打ちとなる。また、フラーレンの配合量が１０.０質量％を越えると、分散媒として必要な有機溶媒の量も大きくなり、添加剤組成のバランスが崩れてしまうという不都合がある。
【００２４】
本発明のエンジンオイル用添加剤組成物に用いる潤滑基油としては、鉱物油、ポリαオレフィン油、フェニルエーテル油、エステル油のいずれも使用することができるが、添加剤の溶解性に優れる鉱物油あるいはエステル油を用いることが好ましい。潤滑基油の粘度は、特に制限されることはなく、いずれのものでも良い。添加の対象となるエンジンオイルのベースオイルは鉱物油、ポリαオレフィン油をベースとしたものが多いが、本発明の添加剤はいずれのベース油にも相溶するため、どのエンジンオイルにも適用することが可能である。
【００２５】
フラーレンは、上記した潤滑基油にはほとんど溶解せず、またナノサイズの粒子であるため凝集しやすいという性質を有する。従って、フラーレンを潤滑基油に分散させた状態では、粒子の浮遊や凝集による沈降により性能が不均一になってしまう。そこで本発明では、フラーレンの分散媒として有機溶剤を用いる。ここで「分散」とは、所望する利用形態における組成物中において、フラーレン粒子がほぼ均一に含有されることを意味する。例えば、組成物中に粒子が均一に浮遊して存在する状態、あるいは組成物中に粒子が実質的に溶解されている状態（高度な分散状態）が挙げられる。
【００２６】
上記有機溶媒としては、アルキルベンゼン、テトラヒドロナフタレン、アルキルナフタレンが好ましく、これらを単一で若しくは混合して用いることができる。これらの有機溶媒は、フラーレンへの溶解性及びフラーレンの分散性が高く、少量でフラーレンを分散させることができる。上記有機溶媒の配合量は、フラーレン１質量％に対して５〜５０質量％が好ましい。有機溶媒の配合量が５質量％より小さい場合には、好ましい分散状態を得ることが困難となる。また、有機溶媒の配合量が５０質量％を越えると、他の添加剤とのバランスが崩れると共に、有機溶媒の物性が強くなり、期待される潤滑性、耐熱性が得られない。
【００２７】
また、本発明のエンジンオイル用添加剤組成物は、主配合成分の一つとして、摩擦調整剤を含有する。摩擦調整剤としては、アルキルジチオリン酸亜鉛、アルキルジチオカルバミン酸亜鉛、アルキルジチオリン酸モリブデン、アルキルジチオカルバミン酸モリブデン、モリブデン酸ジアルキルアミン塩、トリクレジルフォスフェート、トリフェニルフォスフェートから選ばれた少なくとも１種が好ましい。これらの摩擦調整剤はいずれも潤滑基油に溶解するタイプのものであり、潤滑基油に溶解しないものは浮遊及び沈降の原因となるため好ましくない。
【００２８】
上記摩擦調整剤の配合量は、０.１〜３０.０質量％が好ましい。０.１質量％未満の配合量ではほとんど添加効果は認められず、３０.０質量％を超えると効果が頭打ちになると共に、添加剤の配合バランスが崩れるため期待される効果が発揮できない。また、上記摩擦調整剤は、アルキルジチオリン酸亜鉛又はアルキルジチオカルバミン酸亜鉛と、アルキルジチオリン酸モリブデン又はアルキルジチオカルバミン酸モリブデンとの組み合わせが好ましい。この組み合わせによる相互作用によって、更なる低フリクションが得られる。
【００２９】
また、本発明のエンジンオイル用添加剤組成物は、主配合成分の一つとして、清浄分散剤を含んでいる。清浄分散剤としては、スルフォネート系、フェネート系、フォスフォネート系、コハク酸イミド系から選ばれた少なくとも１種が好ましい。清浄分散剤の配合量としては、０.１〜２０質量％が好ましい。配合量が０.１質量％未満では期待される清浄分散性能が得られず、逆に２０質量％を越えると効果が頭打ちになる。
【００３０】
また、スルフォネート系、フェネート系、フォスフォネート系の各清浄分散剤は、主としてアルキル土類金属塩又はアルカリ金属塩を用い、その中でもカルシウム塩及びバリウム塩が好ましい。いずれも過塩基タイプのものを用いることで、酸中和性能を付与することが可能となる。コハク酸イミド系清浄分散剤は、ホウ素化コハク酸イミドを用いるのが好ましい。清浄分散剤は単一でも十分効果を発揮するが、複数組み合わせることで相乗的な効果が認められる。例えば、カルシウムスルフォネートとホウ素化コハク酸イミドを組み合わせることで、酸中和性能及び清浄分散性能の両方に優れたものとなる。
【００３１】
本発明のエンジンオイル用添加剤組成物では、主配合成分の一つとして、粘度指数向上剤を配合する。粘度指数向上剤としては、ポリメタクリレート、ポリイソブチレン、オレフィンコポリマーから選ばれた少なくとも１種が好ましい。また、粘度指数向上剤の配合量は、１.０〜５０.０質量％が好ましく、１.０質量％未満では増粘効果に乏しく、５０.０質量％を超えると流動性が悪くなり、エンジンオイルへ添加し難くなるため好ましくない。
【００３２】
本発明のエンジンオイル用添加剤組成物は、上記した主配合成分以外にも、必要に応じて、酸化防止剤、摩耗防止剤、腐食防止剤など、公知の種々の添加剤を配合することができる。
【実施例】
【００３３】
下記表１に示す配合比（質量％）となるように各成分を配合して、本発明による試料Ａ〜Ｅのエンジンオイル用添加剤組成物を作製した。即ち、各配合成分を秤量し、プロペラ式撹拌機で混合して各試料の添加剤組成物を得た。尚、粘度指数向上剤の配合量が高い試料については、加熱しながら混合した。
【００３４】
使用した基油Ａは高精製鉱物油であり、出光興産(株)製のダイアナフレシア（商品名）Ｗ−９０を用いた。また、基油Ｂはエステル油であり、日本油脂(株)製のユニスター（商品名）Ｃ３８１Ｅ−５００を用いた。フラーレンとしては、フロンティアカーボン(株)製のナノモミックス（ｎａｎｏｍ ｍｉｘ：商品名）ＳＴ−Ｆを用いた。フラーレンを分散させる有機溶媒Ａはテトラヒドロナフタレンであり、新日鐵化学(株)製のテトラヒドロナフタリンを用いた。また、有機溶媒Ｂはアルキルベンゼン油であり、(株)ライオン製の拡散ポンプ油を用いた。
【００３５】
粘度指数向上剤としてはポリメタクリレート(ＰＭＡ)を選択し、三洋化成工業(株)製のサンエリス（商品名）９６４を用いた。清浄分散剤は、コハク酸イミド系とし、シェブロンジャパン(株)製のＯＬＯＡ５０８０（商品名）を用いた。摩擦調整剤Ａはアルキルジチオカルバミン酸モリブデンであり、(株)ＡＤＥＫＡ製のサクラルーブ（商品名）１６５を用いた。また、摩擦調整剤Ｂはアルキルジチオリン酸亜鉛であり、ラインケミー(株)製のアディティン（商品名）ＲＣ３０４８を用いた。尚、下記表１における動粘度の単位はｍｍ２／ｓである。
【００３６】
【表１】
【００３７】
上記本発明によるエンジンオイル用添加剤組成物は、試料Ａ及び試料Ｂともに良好な分散状態を示し、有機溶媒種の違いにかかわらず、安定な分散状態が得られた。試料Ｂは、５質量％のフラーレンに対しても、有機溶媒量を調節することで良好な分散状態が得られた。また、試料Ｄは基油を化学合成油であるエステル油にした例であるが、試料Ａと同じく良好な分散状態が得られた。試料Ｅは粘度指数向上剤を増量して粘度を調整したものであるが、良好な分散状態が得られており、粘度の違いによる分散不良は認められなかった。
【００３８】
［台上評価・ＳＲＶ試験］
上記した本発明による試料Ａ〜Ｅの添加剤組成物について、それぞれエンジンオイルに添加して、台上評価により特性を評価した。評価にあたり使用したエンジンオイルは、カストロール社製のＦＯＲＭＵＬＡ ＲＳ ＳＭ１０Ｗ−５０であり、その新油と３５２４ｋｍ走行後の使用油を用いた。即ち、台上評価用に、各エンジンオイルと各添加剤組成物を下記表２に示す実施例１〜６の配合比（質量％）で配合した。
【００３９】
【表２】
【００４０】
また、比較例の添加剤組成物として、市販品のエンジンオイル用添加剤を準備した。即ち、市販品ａ及び市販品ｂは、助燃剤を配合したタイプのエンジンオイル用添加剤である。市販品ｃは、固体潤滑剤であるポリテトラフルオロエチレンを配合したタイプのエンジンオイル用添加剤である。市販品ｄは、摩擦調整剤を高濃度に配合したタイプのエンジンオイル用添加剤である。
【００４１】
これら市販品ａ〜ｄの添加剤についても、上記と同様にして、下記表３に示す比較例３〜６の配合比（質量％）でエンジンオイルに添加配合し、台上評価により特性を評価した。尚、市販品の配合比は推奨値に基づき配合した。また、上記の新油及び使用油そのものについても、エンジンオイル用添加剤を一切添加せずに、比較例１〜２として上記と同様に評価した。
【００４２】
【表３】
【００４３】
台上評価手段として、オプチモール社製のＳＲＶ試験機を用いた。ＳＲＶ試験機は、様々な接触形態において、微振動による摩耗や摩擦に関するデータを取得可能な試験機である。試験温度２０℃〜１２０℃、振動数６０Ｈｚ、振幅１ｍｍとし、各温度における摩擦係数を測定した。テストピースの材質はＳＵＪ２鋼であり、片方は直径２４ｍｍ×厚さ７ｍｍの円板状、他方は直径１５ｍｍ×長さ２２ｍｍの円柱状であり、両テストピースの接触形態は線接触とした。得られた試験結果を図１〜３に示す。
【００４４】
図１から、実施例１と比較例１を比較すると、実施例１の方が各試験温度における摩擦係数が小さく、摩擦係数の減少が認められた。また、実施例２と比較例２を比較しても、実施例２の方が各試験温度における摩擦係数が小さく、摩擦係数の減少が認められた。これらの結果から、本発明の添加剤組成物はエンジンオイル交換時の新油に添加しても、一定距離走行後の使用油に添加しても、十分に低フリクション化を実現できることが分った。また、実施例３は実施例２におけるフラーレン分散のための有機溶媒のみを変えたものであるが、摩擦係数は実施例２とほぼ同じ傾向を示しており、有機溶媒の違いにより添加剤効果は変化しないことが確認できた。
【００４５】
また図２から、実施例４はフラーレンの配合量を増加させたタイプであるが、比較例２と比較して摩擦係数が大きく減少し、特に２０〜６０℃の低温域でのフリクションの低下が認められた。このことから、エンジン始動時、即ちコールドスタート時からフリクション低減効果が期待できることが分る。実施例５は実施例２の基油をエステル油に変えたものであるが、エステル油に変更しても実施例２と同様の効果を発揮しており、基油の種類が変化することによる性能への影響は認められなかった。
【００４６】
また、実施例６は粘度指数向上剤の配合量を増加させ、粘度増加作用を大きくしたタイプであるが、比較例２と比較して摩擦係数の大幅な減少が認められた。実施例６を実施例５と比較すると、低温時からの摩擦係数の減少が認められた。これは、実施例６で添加した試料Ｅの粘度が高いため、エンジンオイルの粘度が増加し、即ち油膜が厚くなることにより、エンジン内部での摺動による直接接触が低減されたためと考えられる。また、実施例６を実施例４、５と比較すると、６０℃以降の摩擦係数が逆転している。これは、粘度増加によって生じる粘性抵抗が摩擦係数を増加させたためと考えられる。尚、実施例６は、広温度範囲において摩擦係数の変化が小さい傾向を示した。
【００４７】
一方、比較例３、４は、助燃剤配合タイプの市販の添加剤を添加したものである。これを比較例１、２と比較すると、図３から分るように、大きな摩擦係数の減少は認められなかった。これは、比較例３及び４の市販の添加剤が、フリクション低減には作用しないことを示している。比較例５はポリテトラフルオロエチレンを配合したタイプの添加剤によるが、比較例１、２と比較すると、固体潤滑剤の潤滑作用によりわずかながら摩擦係数の減少は認められたが、実施例１〜６と比較するとその減少値ははるかに小さい。
【００４８】
比較例６は、比較例１、２と比較して摩擦係数の減少が認められた。これは、高濃度に添加した摩擦調整剤の効果によるものと考えられる。しかし、この比較例６も、実施例１〜６と比較すると摩擦係数の低減効果は小さく、特に摩擦調整剤が効果を発揮し始める８０℃以上の温度からは低摩擦係数となるが、２０℃〜６０℃付近の低温度域では効果を発揮できないため、摩擦係数が高いという欠点がある。
【００４９】
［シャシー・ダイナモ試験］
添加剤によるエンジン出力及びトルク増減を確認するため、シャシー・ダイナモ試験を行った。シャシー・ダイナモ試験は、自動車に計測器を取り付け、回転数、エンジン出力、トルク、排ガス量等の自動車性能を計測する試験である。試験は５速にて行い、約２５００〜７８００ｒｐｍの回転数におけるトルク及び出力を計測した。
【００５０】
シャシー・ダイナモ試験に供した自動車は、富士重工業(株)製の２００２年式インプレッサＷＲＸ Ｓｔｉ ｔｙｐｅＲＡ ｓｐｅｃＣである。エンジン型式はＥＪ２０７、排気量は１９９７ＣＣである。また、エンジンオイルは、カストロール社製のＦＯＲＭＵＬＡ ＲＳ ＳＭ１０Ｗ−５０で新油を用いた。即ち、エンジンオイルの新油（無添加）と、同じエンジンオイルに試料Ａ、試料Ｅ、市販品ａ、市販品ｄの４種の組成物又は市販品を添加配合し、１０分間のアイドリング後に測定を行った。得られた試験結果を下記表４に示す。
【００５１】
【表４】
【００５２】
本発明による試料Ａ及び試料Ｅの添加剤組成物では、無添加と比較すると、トルク及び出力が共に２％近く増加した。また、市販品ａと市販品ｄについては、無添加と比較して、いずれも１％以下であったが増加が認められた。本発明による試料Ａ及び試料Ｅは、市販品ａ及びｄと比較してより高いトルク及びエンジン出力の向上が認められた。
【００５３】
［１０・１５モード試験］
燃費を測定するにあたり、１０・１５モード試験を実施した。ゴー＆ストップの多い市街地をサンプリングしたものが１０モード試験であるが、最近では都市内の高速道路やバイパスなども整備されているので、燃費をより現実に近づけるために案出されたのが１０・１５モード試験である。即ち、１０・１５モード試験とは、市街地パターンの１０モードを３回繰り返した後、高速パターンの１５モード測定を行う試験法である。
【００５４】
１０・１５モード試験に用いた自動車は、本田技研工業(株)製の２００５年式フィットＤＡ１を用いた。エンジン型式はＬ１３Ａ、及び排気量は１３３９ＣＣである。エンジンオイルとしては、ホンダ純正エンジンオイル ＳＭ ０Ｗ−２０を用いた。エンジンオイルを新油に交換した後、試料Ａ、試料Ｅ、市販品ａ、市販品ｄの５種の添加剤を添加し、１０分間のアイドリング後に測定を行った。また、無添加のエンジンオイル（新油）についても同様に試験した。得られた試験結果を下記表５に示す。
【００５５】
【表５】
【００５６】
無添加に対して、本発明による試料Ａが２.９％及び試料Ｅが２.４％の燃費向上が得られた。また、市販品ａ及び市販品ｄは、共に１.４％の燃費向上が認められた。しかも、本発明による試料Ａ及び試料Ｅは、市販品ａ及び市販品ｄと比較して約１％以上の燃費向上効果が認められ、燃費についても従来品よりも高い添加効果を示した。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】エンジンオイル用添加剤を用いた台上評価・ＳＲＶ試験について、実施例１〜３と比較例における温度と摩擦係数の関係を示すグラフである。
【図２】エンジンオイル用添加剤を用いた台上評価・ＳＲＶ試験について、実施例４〜６と比較例における温度と摩擦係数の関係を示すグラフである
【図３】エンジンオイル用添加剤を用いた台上評価・ＳＲＶ試験について、比較例１〜６における温度と摩擦係数の関係を示すグラフである
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑基油に、ナノカーボン粒子であるフラーレン、有機溶媒、粘度指数向上剤、摩擦調整剤、清浄分散剤を配合したことを特徴とするエンジンオイル用添加剤組成物。
【請求項２】
前記フラーレンが、Ｃ６０及び／又はＣ７０であることを特徴とする、請求項１に記載のエンジンオイル用添加剤組成物。
【請求項３】
前記潤滑基油が、鉱物油、ポリαオレフィン油、フェニルエーテル油、エステル油からなるから選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のエンジンオイル用添加剤組成物。
【請求項４】
前記有機溶媒が、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、テトラヒドロナフタレン、キシレン、トルエンから選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のエンジンオイル用添加剤組成物。
【請求項５】
前記摩擦調整剤が、アルキルジチオリン酸亜鉛、アルキルジチオカルバミン酸亜鉛、アルキルジチオリン酸モリブデン、アルキルジチオカルバミン酸モリブデン、モリブデン酸アルキルアミン塩、トリクレジルフォスフェート、トリフェニルフォスフェートから選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のエンジンオイル用添加剤組成物。
【請求項６】
前記清浄分散剤が、スルフォネート系、フェネート系、サリシレート系、フォスフォネート系、コハク酸イミド系から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のエンジンオイル用添加剤組成物。
【請求項７】
前記粘度指数向上剤が、ポリメタクリレート、ポリイソブチレン、オレフィンコポリマーから選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のエンジンオイル用添加剤組成物。
【請求項１】
潤滑基油に、ナノカーボン粒子であるフラーレン、有機溶媒、粘度指数向上剤、摩擦調整剤、清浄分散剤を配合したことを特徴とするエンジンオイル用添加剤組成物。
【請求項２】
前記フラーレンが、Ｃ６０及び／又はＣ７０であることを特徴とする、請求項１に記載のエンジンオイル用添加剤組成物。
【請求項３】
前記潤滑基油が、鉱物油、ポリαオレフィン油、フェニルエーテル油、エステル油からなるから選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のエンジンオイル用添加剤組成物。
【請求項４】
前記有機溶媒が、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、テトラヒドロナフタレン、キシレン、トルエンから選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のエンジンオイル用添加剤組成物。
【請求項５】
前記摩擦調整剤が、アルキルジチオリン酸亜鉛、アルキルジチオカルバミン酸亜鉛、アルキルジチオリン酸モリブデン、アルキルジチオカルバミン酸モリブデン、モリブデン酸アルキルアミン塩、トリクレジルフォスフェート、トリフェニルフォスフェートから選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のエンジンオイル用添加剤組成物。
【請求項６】
前記清浄分散剤が、スルフォネート系、フェネート系、サリシレート系、フォスフォネート系、コハク酸イミド系から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のエンジンオイル用添加剤組成物。
【請求項７】
前記粘度指数向上剤が、ポリメタクリレート、ポリイソブチレン、オレフィンコポリマーから選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のエンジンオイル用添加剤組成物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−２６６５０１（Ｐ２００８−２６６５０１Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１３６１８（Ｐ２００７−１１３６１８）
【出願日】平成１９年４月２４日（２００７．４．２４）
【出願人】（５９１２１３１７３）住鉱潤滑剤株式会社 (42)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２４日（２００７．４．２４）
【出願人】（５９１２１３１７３）住鉱潤滑剤株式会社 (42)
【Ｆターム（参考）】
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