説明

潤滑油組成物

【課題】粘度指数が十分に高く、省燃費性および潤滑性に優れた潤滑油組成物を提供すること。
【解決手段】100℃における動粘度が1〜20mm/sである潤滑油基油と、エステル化合物と、13C−NMRにより得られるスペクトルにおいて、全ピークの合計面積に対する化学シフト36−38ppmの間のピークの合計面積M1と化学シフト64−66ppmの間のピークの合計面積M2の比M1/M2が0.20以上である粘度指数向上剤と、を含有する潤滑油組成物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は潤滑油組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、内燃機関や変速機、その他機械装置には、その作用を円滑にするために潤滑油が用いられる。特に内燃機関用潤滑油(エンジン油)は内燃機関の高性能化、高出力化、運転条件の苛酷化などに伴い、高度な性能が要求される。したがって、従来のエンジン油にはこうした要求性能を満たすため、摩耗防止剤、金属系清浄剤、無灰分散剤、酸化防止剤などの種々の添加剤が配合されている(例えば、下記特許文献1〜3を参照。)。また近時、潤滑油に求められる省燃費性能は益々高くなっており、高粘度指数基油の適用や各種摩擦調整剤の適用などが検討されている(例えば、下記特許文献4を参照。)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2001−279287号公報
【特許文献2】特開2002−129182号公報
【特許文献3】特開平08−302378号公報
【特許文献4】特開平06−306384号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来の潤滑油基油および粘度指数向上剤は、省燃費性および低温粘度特性の点で必ずしも十分とは言えない。
【0005】
一般的な省燃費化の手法として、製品の動粘度の低減や、粘度指数向上つまり基油粘度の低減と粘度指数向上剤の添加を組み合わせることによるマルチグレード化などが知られている。しかしながら、製品粘度の低減や、基油粘度の低減は、高温高せん断条件等の厳しい潤滑条件における潤滑性能を低下させ、摩耗や焼き付き、疲労破壊等の不具合が発生原因となることが懸念される。
【0006】
そこで、それら不具合を防止し、耐久性を維持するためには、高温における粘度を維持しながら、常温域の粘度を低減することが必要となる。つまり、他の実用性能を維持しながらさらに省燃費性を付与するためには、粘度指数を向上することが重要となる。
【0007】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、粘度指数が十分に高く、省燃費性および潤滑性に優れた潤滑油組成物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】
【0008】
上記課題を解決するために、本発明は、100℃における動粘度が1〜20mm/sである潤滑油基油と、エステル化合物と、13C−NMRにより得られるスペクトルにおいて、全ピークの合計面積に対する化学シフト36−38ppmの間のピークの合計面積M1と化学シフト64−66ppmの間のピークの合計面積M2の比M1/M2が0.20以上である粘度指数向上剤と、を含有することを特徴とする潤滑油組成物を提供する。
【0009】
上記粘度指数向上剤は、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤であることが好ましい。
【0010】
さらに、上記粘度指数向上剤は、PSSIが40以下、重量平均分子量とPSSIの比が1×10以上のものであることが好ましい。
【0011】
ここで、本発明でいう「PSSI」とは、ASTM D 6022−01(Standard Practice for Calculation of Permanent Shear Stability Index)に準拠し、ASTM D 6278−02(Test Metohd for Shear Stability of Polymer Containing Fluids Using a European Diesel Injector Apparatus)により測定されたデータに基づき計算された、ポリマーの永久せん断安定性指数(Permanent Shear
Stability Index)を意味する。
【0012】
また、本発明の潤滑油組成物は、有機モリブデン化合物および無灰摩擦調整剤から選ばれる少なくとも1種の摩擦調整剤をさらに含有することが好ましい。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、粘度指数が十分に高く、省燃費性と潤滑性に優れる潤滑油組成物を提供することが可能となる。
【0014】
また、本発明の潤滑油組成物は、二輪車用、四輪車用、発電用、コジェネレーション用等のガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ガスエンジン、にも好適に使用でき、さらには、硫黄分が50質量ppm以下の燃料を使用するこれらの各種エンジンに対しても好適に使用することができるだけでなく、船舶用、船外機用の各種エンジンに対しても有用である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【0016】
本発明の潤滑油組成物においては、100℃における動粘度が1〜20mm/sである(A)潤滑油基油(以下、「本発明に係る潤滑油基油」という。)が用いられる。
【0017】
本発明に係る潤滑油基油は、100℃における動粘度が上記条件を満たしていれば特に制限されない。具体的には、原油を常圧蒸留および/または減圧蒸留して得られた潤滑油留分を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化精製、硫酸洗浄、白土処理等の精製処理のうちの1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて精製したパラフィン系鉱油、あるいはノルマルパラフィン系基油、イソパラフィン系基油などのうち、100℃における動粘度、%Cおよび%Cが上記条件を満たす基油が使用できる。
【0018】
本発明に係る潤滑油基油の好ましい例としては、以下に示す基油(1)〜(8)を原料とし、この原料油および/またはこの原料油から回収された潤滑油留分を、所定の精製方法によって精製し、潤滑油留分を回収することによって得られる基油を挙げることができる。
(1)パラフィン基系原油および/または混合基系原油の常圧蒸留による留出油
(2)パラフィン基系原油および/または混合基系原油の常圧蒸留残渣油の減圧蒸留による留出油(WVGO)
(3)潤滑油脱ろう工程により得られるワックス(スラックワックス等)および/またはガストゥリキッド(GTL)プロセス等により得られる合成ワックス(フィッシャートロプシュワックス、GTLワックス等)
(4)基油(1)〜(3)から選ばれる1種または2種以上の混合油および/または当該混合油のマイルドハイドロクラッキング処理油
(5)基油(1)〜(4)から選ばれる2種以上の混合油
(6)基油(1)、(2)、(3)、(4)または(5)の脱れき油(DAO)
(7)基油(6)のマイルドハイドロクラッキング処理油(MHC)
(8)基油(1)〜(7)から選ばれる2種以上の混合油。
【0019】
なお、上記所定の精製方法としては、水素化分解、水素化仕上げなどの水素化精製;フルフラール溶剤抽出などの溶剤精製;溶剤脱ろうや接触脱ろうなどの脱ろう;酸性白土や活性白土などによる白土精製;硫酸洗浄、苛性ソーダ洗浄などの薬品(酸またはアルカリ)洗浄などが好ましい。本発明では、これらの精製方法のうちの1種を単独で行ってもよく、2種以上を組み合わせて行ってもよい。また、2種以上の精製方法を組み合わせる場合、その順序は特に制限されず、適宜選定することができる。
【0020】
さらに、本発明に係る潤滑油基油としては、上記基油(1)〜(8)から選ばれる基油または当該基油から回収された潤滑油留分について所定の処理を行うことにより得られる下記基油(9)または(10)が特に好ましい。
(9)上記基油(1)〜(8)から選ばれる基油または当該基油から回収された潤滑油留分を水素化分解し、その生成物またはその生成物から蒸留等により回収される潤滑油留分について溶剤脱ろうや接触脱ろうなどの脱ろう処理を行い、または当該脱ろう処理をした後に蒸留することによって得られる水素化分解鉱油
(10)上記基油(1)〜(8)から選ばれる基油または当該基油から回収された潤滑油留分を水素化異性化し、その生成物またはその生成物から蒸留等により回収される潤滑油留分について溶剤脱ろうや接触脱ろうなどの脱ろう処理を行い、または、当該脱ろう処理をしたあとに蒸留することによって得られる水素化異性化鉱油。
【0021】
また、上記(9)または(10)の潤滑油基油を得るに際して、好都合なステップで、必要に応じて溶剤精製処理および/または水素化仕上げ処理工程をさらに設けてもよい。
【0022】
また、上記水素化分解・水素化異性化に使用される触媒は特に制限されないが、分解活性を有する複合酸化物(例えば、シリカアルミナ、アルミナボリア、シリカジルコニアなど)または当該複合酸化物の1種類以上を組み合わせてバインダーで結着させたものを担体とし、水素化能を有する金属(例えば周期律表第VIa族の金属や第VIII族の金属などの1種類以上)を担持させた水素化分解触媒、あるいはゼオライト(例えばZSM−5、ゼオライトベータ、SAPO−11など)を含む担体に第VIII族の金属のうち少なくとも1種類以上を含む水素化能を有する金属を担持させた水素化異性化触媒が好ましく使用される。水素化分解触媒および水素化異性化触媒は、積層または混合などにより組み合わせて用いてもよい。
【0023】
水素化分解・水素化異性化の際の反応条件は特に制限されないが、水素分圧0.1〜20MPa、平均反応温度150〜450℃、LHSV0.1〜3.0hr−1、水素/油比50〜20000scf/bとすることが好ましい。
【0024】
本発明に係る潤滑油基油の100℃動粘度は、20mm/s以下であることが必要であり、好ましくは10mm/s以下、より好ましくは7mm/s以下、さらに好ましくは5.0mm/s以下、特に好ましくは4.5mm/s以下、最も好ましくは4.0mm/s以下である。一方、当該100℃動粘度は、1mm/s以上であることが必要であり、1.5mm/s以上であることが好ましく、より好ましくは2mm/s以上、さらに好ましくは2.5mm/s以上、特に好ましくは3mm/s以上である。ここでいう100℃における動粘度とは、ASTM D−445に規定される100℃での動粘度を示す。潤滑油基油成分の100℃動粘度が20mm/sを超える場合には、低温粘度特性が悪化し、また十分な省燃費性が得られないおそれがあり、1mm/s以下の場合は潤滑箇所での油膜形成が不十分であるため潤滑性に劣り、また潤滑油組成物の蒸発損失が大きくなるおそれがある。
【0025】
本発明においては、100℃における動粘度が下記の範囲にある潤滑油基油を蒸留等により分取し、使用することが好ましい。
(I)100℃における動粘度が1.5mm/s以上3.5mm/s未満、より好ましくは2.0〜3.0mm/sの潤滑油基油
(II)100℃における動粘度が3.5mm/s以上4.5mm/s未満、より好ましくは3.5〜4.1mm/sの潤滑油基油
(III)100℃における動粘度が4.5〜10mm/s、より好ましくは4.8〜9mm/s、特に好ましくは5.5〜8.0mm/sの潤滑油基油。
【0026】
また、本発明に係る潤滑油基油の40℃における動粘度は、好ましくは80mm/s以下、より好ましくは50mm/s以下、さらに好ましくは20mm/s以下、特に好ましくは18mm/s以下、最も好ましくは16mm/s以下である。一方、当該40℃動粘度は、好ましくは6.0mm/s以上、より好ましくは8.0mm/s以上、さらに好ましくは12mm/s以上、特に好ましくは14mm/s以上、最も好ましくは15mm/s以上である。潤滑油基油成分の40℃動粘度が80mm/sを超える場合には、低温粘度特性が悪化し、また十分な省燃費性が得られないおそれがあり、6.0mm/s以下の場合は潤滑箇所での油膜形成が不十分であるため潤滑性に劣り、また潤滑油組成物の蒸発損失が大きくなるおそれがある。また、本発明においては、40℃における動粘度が下記の範囲にある潤滑油留分を蒸留等により分取し、使用することが好ましい。
(IV)40℃における動粘度が6.0mm/s以上12mm/s未満、より好ましくは8.0〜12mm/sの潤滑油基油
(V)40℃における動粘度が12mm/s以上28mm/s未満、より好ましくは13〜19mm/sの潤滑油基油
(VI)40℃における動粘度が28〜50mm/s、より好ましくは29〜45mm/s、特に好ましくは30〜40mm/sの潤滑油基油。
【0027】
本発明に係る潤滑油基油の粘度指数は、120以上であることが好ましい。また、上記潤滑油基油(I)および(IV)の粘度指数は、好ましくは120〜135、より好ましくは120〜130である。また、上記潤滑油基油(II)および(V)の粘度指数は、好ましくは120〜160、より好ましくは125〜150、さらに好ましくは135〜145である。また、上記潤滑油基油(III)および(VI)の粘度指数は、好ましくは120〜180、より好ましくは125〜160である。粘度指数が前記下限値未満であると、粘度−温度特性および熱・酸化安定性、揮発防止性が悪化するだけでなく、摩擦係数が上昇する傾向にあり、また、摩耗防止性が低下する傾向にある。また、粘度指数が前記上限値を超えると、低温粘度特性が低下する傾向にある。
【0028】
なお、本発明でいう粘度指数とは、JIS K 2283−1993に準拠して測定された粘度指数を意味する。
【0029】
また、本発明に係る潤滑油基油の15℃における密度(ρ15)は、潤滑油基油成分の粘度グレードによるが、下記式(A)で表されるρの値以下であること、すなわちρ15≦ρであることが好ましい。
ρ=0.0025×kv100+0.816 (A)
[式中、kv100は潤滑油基油成分の100℃における動粘度(mm/s)を示す。]
【0030】
なお、ρ15>ρとなる場合、粘度−温度特性および熱・酸化安定性、さらには揮発防止性および低温粘度特性が低下する傾向にあり、省燃費性を悪化させるおそれがある。また、潤滑油基油成分に添加剤が配合された場合に当該添加剤の効き目が低下するおそれがある。
【0031】
具体的には、本発明に係る潤滑油基油の15℃における密度(ρ15)は、好ましくは0.860以下、より好ましくは0.850以下、さらに好ましくは0.840以下、特に好ましくは0.822以下である。
【0032】
なお、本発明でいう15℃における密度とは、JIS K 2249−1995に準拠して15℃において測定された密度を意味する。
【0033】
また、本発明に係る潤滑油基油の流動点は、潤滑油基油の粘度グレードにもよるが、例えば、上記潤滑油基油(I)および(IV)の流動点は、好ましくは−10℃以下、より好ましくは−12.5℃以下、さらに好ましくは−15℃以下である。また、上記潤滑油基油(II)および(V)の流動点は、好ましくは−10℃以下、より好ましくは−15℃以下、さらに好ましくは−17.5℃以下である。また、上記潤滑油基油(III)および(VI)の流動点は、好ましくは−10℃以下、より好ましくは−12.5℃以下、さらに好ましくは−15℃以下である。流動点が前記上限値を超えると、その潤滑油基油を用いた潤滑油全体の低温流動性が低下する傾向にある。なお、本発明でいう流動点とは、JIS K 2269−1987に準拠して測定された流動点を意味する。
【0034】
また、本発明の潤滑油基油のアニリン点(AP(℃))は、潤滑油基油の粘度グレードによるが、下記式(B)で表されるAの値以上であること、すなわちAP≧Aであることが好ましい。
A=4.3×kv100+100 (B)
[式中、kv100は潤滑油基油の100℃における動粘度(mm/s)を示す。]
【0035】
なお、AP<Aとなる場合、粘度−温度特性および熱・酸化安定性、さらには揮発防止性および低温粘度特性が低下する傾向にあり、また、潤滑油基油に添加剤が配合された場合に当該添加剤の効き目が低下する傾向にある。
【0036】
例えば、上記潤滑油基油(I)および(IV)のAPは、好ましくは108℃以上、より好ましくは110℃以上である。また、上記潤滑油基油(II)および(V)のAPは、好ましくは113℃以上、より好ましくは119℃以上である。また、上記潤滑油基油(III)および(VI)のAPは、好ましくは125℃以上、より好ましくは128℃以上である。なお、本発明でいうアニリン点とは、JIS K 2256−1985に準拠して測定されたアニリン点を意味する。
【0037】
本発明に係る潤滑油基油のヨウ素価は、好ましくは3以下であり、より好ましくは2以下であり、さらに好ましくは1以下、特に好ましくは0.9以下であり、最も好ましくは0.8以下である。また、0.01未満であってもよいが、それに見合うだけの効果が小さい点および経済性との関係から、好ましくは0.001以上、より好ましくは0.01以上、さらに好ましくは0.03以上、特に好ましくは0.05以上である。潤滑油基油成分のヨウ素価を3以下とすることで、熱・酸化安定性を飛躍的に向上させることができる。なお、本発明でいうヨウ素価とは、JIS K 0070「化学製品の酸価、ケン化価、ヨウ素価、水酸基価および不ケン化価」の指示薬滴定法により測定したヨウ素価を意味する。
【0038】
また、本発明に係る潤滑油基油における硫黄分の含有量は、その原料の硫黄分の含有量に依存する。例えば、フィッシャートロプシュ反応等により得られる合成ワックス成分のように実質的に硫黄を含まない原料を用いる場合には、実質的に硫黄を含まない潤滑油基油を得ることができる。また、潤滑油基油の精製過程で得られるスラックワックスや精ろう過程で得られるマイクロワックス等の硫黄を含む原料を用いる場合には、得られる潤滑油基油中の硫黄分は通常100質量ppm以上となる。本発明に係る潤滑油基油においては、熱・酸化安定性の更なる向上および低硫黄化の点から、硫黄分の含有量が100質量ppm以下であることが好ましく、50質量ppm以下であることがより好ましく、10質量ppm以下であることがさらに好ましく、5質量ppm以下であることが特に好ましい。
【0039】
また、本発明に係る潤滑油基油における窒素分の含有量は、特に制限されないが、好ましくは7質量ppm以下、より好ましくは5質量ppm以下、さらに好ましくは3質量ppm以下である。窒素分の含有量が5質量ppmを超えると、熱・酸化安定性が低下する傾向にある。なお、本発明でいう窒素分とは、JIS K 2609−1990に準拠して測定される窒素分を意味する。
【0040】
また、本発明に係る潤滑油基油の%Cは、70以上であることが好ましく、好ましくは80〜99、より好ましくは85〜95、さらに好ましくは87〜94、特に好ましくは90〜94である。潤滑油基油の%Cが上記下限値未満の場合、粘度−温度特性、熱・酸化安定性および摩擦特性が低下する傾向にあり、さらに、潤滑油基油に添加剤が配合された場合に当該添加剤の効き目が低下する傾向にある。また、潤滑油基油の%Cが上記上限値を超えると、添加剤の溶解性が低下する傾向にある。
【0041】
また、本発明に係る潤滑油基油の%Cは、2以下であることが好ましく、より好ましくは1以下、さらに好ましくは0.8以下、特に好ましくは0.5以下である。潤滑油基油の%Cが上記上限値を超えると、粘度−温度特性、熱・酸化安定性および省燃費性が低下する傾向にある。
【0042】
また、本発明に係る潤滑油基油の%Cは、好ましくは30以下、より好ましくは4〜25、さらに好ましくは5〜13、特に好ましくは5〜8である。潤滑油基油の%Cが上記上限値を超えると、粘度−温度特性、熱・酸化安定性および摩擦特性が低下する傾向にある。また、%Cが上記下限値未満であると、添加剤の溶解性が低下する傾向にある。
【0043】
なお、本発明でいう%C、%Cおよび%Cとは、それぞれASTM D 3238−85に準拠した方法(n−d−M環分析)により求められる、パラフィン炭素数の全炭素数に対する百分率、ナフテン炭素数の全炭素数に対する百分率、および芳香族炭素数の全炭素数に対する百分率を意味する。つまり、上述した%C、%Cおよび%Cの好ましい範囲は上記方法により求められる値に基づくものであり、例えばナフテン分を含まない潤滑油基油であっても、上記方法により求められる%Cが0を超える値を示すことがある。
【0044】
また、本発明に係る潤滑油基油における飽和分の含有量は、特に制限されないが、潤滑油基油全量を基準として、好ましくは90質量%以上であり、好ましくは95質量%以上、より好ましくは99質量%以上であり、また、当該飽和分に占める環状飽和分の割合は、好ましくは40質量%以下であり、好ましくは35質量%以下であり、好ましくは30質量%以下であり、より好ましくは25質量%以下であり、さらに好ましくは21質量%以下である。また、当該飽和分に占める環状飽和分の割合は、好ましくは5質量%以上であり、より好ましくは10質量%以上である。飽和分の含有量および当該飽和分に占める環状飽和分の割合がそれぞれ上記条件を満たすことにより、粘度−温度特性および熱・酸化安定性を向上することができ、また、当該潤滑油基油に添加剤が配合された場合には、当該添加剤を潤滑油基油中に十分に安定的に溶解保持しつつ、当該添加剤の機能をより高水準で発現させることができる。さらに、本発明によれば、潤滑油基油自体の摩擦特性を改善することができ、その結果、摩擦低減効果の向上、ひいては省エネルギー性の向上を達成することができる。
【0045】
なお、本発明でいう飽和分とは、前記ASTM D 2007−93に記載された方法により測定される。
【0046】
また、飽和分の分離方法、あるいは環状飽和分、非環状飽和分等の組成分析の際には、同様の結果が得られる類似の方法を使用することができる。例えば、上記の他、ASTM
D 2425−93に記載の方法、ASTM D 2549−91に記載の方法、高速液体クロマトグラフィ(HPLC)による方法、あるいはこれらの方法を改良した方法等を挙げることができる。
【0047】
また、本発明に係る潤滑油基油における芳香族分は特に制限されないが、潤滑油基油全量を基準として、好ましくは5質量%以下、より好ましくは4質量%以下、さらに好ましくは3質量%以下、特に好ましくは2質量%以下であり、また、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、さらに好ましくは1質量%以上、特に好ましくは1.5質量%以上である。芳香族分の含有量が上記上限値を超えると、粘度−温度特性、熱・酸化安定性および摩擦特性、さらには揮発防止性および低温粘度特性が低下する傾向にあり、さらに、潤滑油基油に添加剤が配合された場合に当該添加剤の効き目が低下する傾向にある。また、本発明に係る潤滑油基油は芳香族分を含有しないものであってもよいが、芳香族分の含有量を上記下限値以上とすることにより、添加剤の溶解性をさらに高めることができる。
【0048】
なお、本発明でいう芳香族分とは、ASTM D 2007−93に準拠して測定された値を意味する。芳香族分には、通常、アルキルベンゼン、アルキルナフタレンの他、アントラセン、フェナントレンおよびこれらのアルキル化物、さらにはベンゼン環が四環以上縮合した化合物、ピリジン類、キノリン類、フェノール類、ナフトール類等のヘテロ原子を有する芳香族化合物などが含まれる。
【0049】
本発明の潤滑油組成物においては、上記本発明に係る潤滑油基油を単独で用いてもよく、また、本発明に係る潤滑油基油を他の基油の1種または2種以上と併用してもよい。なお、本発明に係る潤滑油基油と他の基油とを併用する場合、それらの混合基油中に占める本発明に係る潤滑油基油の割合は、30質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることがさらに好ましい。
【0050】
本発明に係る潤滑油基油と併用される他の基油としては、特に制限されないが、鉱油系基油としては、例えば100℃における動粘度が1〜100mm/sであって、%Cおよび%Cが上記条件を満たしていない、溶剤精製鉱油、水素化分解鉱油、水素化精製鉱油、溶剤脱ろう基油などが挙げられる。
【0051】
また、合成系基油としては、100℃における動粘度が上記条件を満たしていない、ポリα−オレフィンまたはその水素化物、イソブテンオリゴマーまたはその水素化物、イソパラフィン、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、ポリオキシアルキレングリコール、ジアルキルジフェニルエーテル、ポリフェニルエーテル等が挙げられ、中でも、ポリα−オレフィンが好ましい。ポリα−オレフィンとしては、典型的には、炭素数2〜32、好ましくは6〜16のα−オレフィンのオリゴマーまたはコオリゴマー(1−オクテンオリゴマー、デセンオリゴマー、エチレン−プロピレンコオリゴマー等)およびそれらの水素化物が挙げられる。
【0052】
ポリ−α−オレフィンの製法は特に制限されないが、例えば、三塩化アルミニウムまたは三フッ化ホウ素と、水、アルコール(エタノール、プロパノール、ブタノール等)、カルボン酸またはエステルとの錯体を含むフリーデル・クラフツ触媒のような重合触媒の存在下、α−オレフィンを重合する方法が挙げられる。
【0053】
本発明になる潤滑油組成物は(B)エステル化合物を含有する。
【0054】
(B)エステル化合物を構成するアルコールとしては1価アルコールでも多価アルコールでもよく、また、エステル系基油を構成する酸としては一塩基酸でも多塩基酸であってもよい。また、エステル結合を含有する基油であれば、複合エステル化合物であってもよい。
【0055】
1価アルコールとしては、通常炭素数1〜24、好ましくは1〜12、より好ましくは1〜8のものが用いられ、このようなアルコールとしては直鎖のものでも分枝のものでもよく、また飽和のものであっても不飽和のものであってもよい。炭素数1〜24のアルコールとしては、具体的には例えば、メタノール、エタノール、直鎖状または分枝状のプロパノール、直鎖状または分枝状のブタノール、直鎖状または分枝状のペンタノール、直鎖状または分枝状のヘキサノール、直鎖状または分枝状のヘプタノール、直鎖状または分枝状のオクタノール、直鎖状または分枝状のノナノール、直鎖状または分枝状のデカノール、直鎖状または分枝状のウンデカノール、直鎖状または分枝状のドデカノール、直鎖状または分枝状のトリデカノール、直鎖状または分枝状のテトラデカノール、直鎖状または分枝状のペンタデカノール、直鎖状または分枝状のヘキサデカノール、直鎖状または分枝状のヘプタデカノール、直鎖状または分枝状のオクタデカノール、直鎖状または分枝状のノナデカノール、直鎖状または分枝状のイコサノール、直鎖状または分枝状のヘンイコサノール、直鎖状または分枝状のトリコサノール、直鎖状または分枝状のテトラコサノールおよびこれらの混合物等が挙げられる。
【0056】
多価アルコールとしては、通常2〜10価、好ましくは2〜6価のものが用いられる。2〜10価の多価アルコールとしては、具体的には例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール(エチレングリコールの3〜15量体)、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール(プロピレングリコールの3〜15量体)、1,3−プロパンジオール、1,2−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2−メチル−1,2−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,3−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール等の2価アルコール;グリセリン、ポリグリセリン(グリセリンの2〜8量体、例えばジグリセリン、トリグリセリン、テトラグリセリン等)、トリメチロールアルカン(トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン等)およびこれらの2〜8量体、ペンタエリスリトールおよびこれらの2〜4量体、1,2,4−ブタントリオール、1,3,5−ペンタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,3,4−ブタンテトロール、ソルビトール、ソルビタン、ソルビトールグリセリン縮合物、アドニトール、アラビトール、キシリトール、マンニトール等の多価アルコール;キシロース、アラビノース、リボース、ラムノース、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース、ソルボース、セロビオース、マルトース、イソマルトース、トレハロース、スクロース等の糖類、およびこれらの混合物等が挙げられる。
【0057】
これらの多価アルコールの中でも、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール(エチレングリコールの3〜10量体)、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール(プロピレングリコールの3〜10量体)、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,2−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン、トリメチロールアルカン(トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン等)およびこれらの2〜4量体、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,3,5−ペンタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,3,4−ブタンテトロール、ソルビトール、ソルビタン、ソルビトールグリセリン縮合物、アドニトール、アラビトール、キシリトール、マンニトール等の2〜6価の多価アルコールおよびこれらの混合物等が好ましい。さらにエチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビタン、およびこれらの混合物等がより好ましい。これらの中でも、より高い熱・酸化安定性が得られることから、ネオペンチルグリコール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、およびこれらの混合物等が最も好ましい。
【0058】
また、本発明において用いるエステル化合物を構成する酸のうち、一塩基酸としては、通常炭素数2〜24の脂肪酸が用いられ、その脂肪酸は直鎖のものでも分枝のものでもよく、また飽和のものでも不飽和のものでもよい。具体的には、例えば、酢酸、プロピオン酸、直鎖状または分枝状のブタン酸、直鎖状または分枝状のペンタン酸、直鎖状または分枝状のヘキサン酸、直鎖状または分枝状のヘプタン酸、直鎖状または分枝状のオクタン酸、直鎖状または分枝状のノナン酸、直鎖状または分枝状のデカン酸、直鎖状または分枝状のウンデカン酸、直鎖状または分枝状のドデカン酸、直鎖状または分枝状のトリデカン酸、直鎖状または分枝状のテトラデカン酸、直鎖状または分枝状のペンタデカン酸、直鎖状または分枝状のヘキサデカン酸、直鎖状または分枝状のヘプタデカン酸、直鎖状または分枝状のオクタデカン酸、直鎖状または分枝状のノナデカン酸、直鎖状または分枝状のイコサン酸、直鎖状または分枝状のヘンイコサン酸、直鎖状または分枝状のドコサン酸、直鎖状または分枝状のトリコサン酸、直鎖状または分枝状のテトラコサン酸等の飽和脂肪酸、アクリル酸、直鎖状または分枝状のブテン酸、直鎖状または分枝状のペンテン酸、直鎖状または分枝状のヘキセン酸、直鎖状または分枝状のヘプテン酸、直鎖状または分枝状のオクテン酸、直鎖状または分枝状のノネン酸、直鎖状または分枝状のデセン酸、直鎖状または分枝状のウンデセン酸、直鎖状または分枝状のドデセン酸、直鎖状または分枝状のトリデセン酸、直鎖状または分枝状のテトラデセン酸、直鎖状または分枝状のペンタデセン酸、直鎖状または分枝状のヘキサデセン酸、直鎖状または分枝状のヘプタデセン酸、直鎖状または分枝状のオクタデセン酸、直鎖状または分枝状のノナデセン酸、直鎖状または分枝状のイコセン酸、直鎖状または分枝状のヘンイコセン酸、直鎖状または分枝状のドコセン酸、直鎖状または分枝状のトリコセン酸、直鎖状または分枝状のテトラコセン酸等の不飽和脂肪酸、およびこれらの混合物等が挙げられる。これらの中でも、潤滑性および取扱性がより高められる点から、特に炭素数3〜20の飽和脂肪酸、炭素数3〜22の不飽和脂肪酸およびこれらの混合物が好ましく、炭素数4〜18の飽和脂肪酸、炭素数4〜18の不飽和脂肪酸およびこれらの混合物がより好ましく、酸化安定性の点からは、炭素数4〜18の飽和脂肪酸が最も好ましい。
【0059】
多塩基酸としては炭素数2〜16の二塩基酸およびトリメリット酸等が挙げられる。炭素数2〜16の二塩基酸としては、直鎖のものでも分枝のものでもよく、また飽和のものでも不飽和のものでもよい。具体的には例えば、エタン二酸、プロパン二酸、直鎖状または分枝状のブタン二酸、直鎖状または分枝状のペンタン二酸、直鎖状または分枝状のヘキサン二酸、直鎖状または分枝状のヘプタン二酸、直鎖状または分枝状のオクタン二酸、直鎖状または分枝状のノナン二酸、直鎖状または分枝状のデカン二酸、直鎖状または分枝状のウンデカン二酸、直鎖状または分枝状のドデカン二酸、直鎖状または分枝状のトリデカン二酸、直鎖状または分枝状のテトラデカン二酸、直鎖状または分枝状のヘプタデカン二酸、直鎖状または分枝状のヘキサデカン二酸、直鎖状または分枝状のヘキセン二酸、直鎖状または分枝状のヘプテン二酸、直鎖状または分枝状のオクテン二酸、直鎖状または分枝状のノネン二酸、直鎖状または分枝状のデセン二酸、直鎖状または分枝状のウンデセン二酸、直鎖状または分枝状のドデセン二酸、直鎖状または分枝状のトリデセン二酸、直鎖状または分枝状のテトラデセン二酸、直鎖状または分枝状のヘプタデセン二酸、直鎖状または分枝状のヘキサデセン二酸およびこれらの混合物等が挙げられる。
【0060】
(B)エステル化合物を形成するアルコールと酸との組み合わせは任意であって特に制限されないが、本発明で使用可能なエステルとしては、例えば下記のエステルを挙げることができ、これらのエステルは単独でもよく、また2種以上を組み合わせてもよい。
(a)一価アルコールと一塩基酸とのエステル
(b)多価アルコールと一塩基酸とのエステル
(c)一価アルコールと多塩基酸とのエステル
(d)多価アルコールと多塩基酸とのエステル
(e)一価アルコール、多価アルコールとの混合物と多塩基酸との混合エステル
(f)多価アルコールと一塩基酸、多塩基酸との混合物との混合エステル
(g)一価アルコール、多価アルコールとの混合物と一塩基酸、多塩基酸との混合エステル
【0061】
(B)エステル化合物としては、(a)一価アルコールと一塩基酸とのエステル、(b)多価アルコールと一塩基酸とのエステル、(c)一価アルコールと多塩基酸とのエステルを含有することが好ましく、(b)多価アルコールと一塩基酸とのエステルを含有することがより好ましい。また、エステルの形態としては、ジエステルまたはモノエステルが好ましく、その中ではジエステルがより好ましく、グリコールのジエステルが特に好ましい。
【0062】
本発明において、アルコール成分として多価アルコールを用いた場合に得られるエステルは、多価アルコール中の水酸基全てがエステル化された完全エステルでもよく、水酸基の一部がエステル化されず水酸基のまま残存する部分エステルでもよい。また、酸成分として多塩基酸を用いた場合に得られる有機酸エステルは、多塩基酸中のカルボキシル基全てがエステル化された完全エステルでもよく、あるいはカルボキシル基の一部がエステル化されずカルボキシル基のままで残っている部分エステルであってもよい。
【0063】
(B)エステル化合物は、流動性をより向上できる点において、炭素数が100以下であることが好ましく、炭素数が70以下であることがより好ましく、炭素数が50以下であることがさらに好ましく、炭素数が40以下であることが特に好ましく、炭素数が30以下であることが最も好ましい。
【0064】
本発明に用いられる(B)エステル化合物は上記したエステル化合物1種類のみから構成されるものであってもよいし、また2種以上の混合物から構成されるものであってもよい。
【0065】
(B)エステル化合物の100℃における動粘度は1〜50mm2/sであることが好ましく、好ましくは10mm2/s以下、より好ましくは5.0mm2/s以下、さらに好ましくは4.0mm2/s以下、特に好ましくは3.5mm2/s以下、最も好ましくは3.0mm2/s以下である。(B)エステル化合物の100℃における動粘度が50mm2/s以上であると、粘度温度特性が悪化し、省燃費性が悪化する傾向にあり、低温粘度特性が不十分となる傾向にある。また、(B)エステル化合物の100℃における動粘度は、好ましくは1mm2/s以上、より好ましくは1.5mm2/s以上、さらに好ましくは2.0mm2/s以上、特に好ましくは2.5mm2/s以上である。(B)エステル化合物の100℃における動粘度が1mm2/s未満の場合には、潤滑部位における油膜形成が不十分となって潤滑性が低下する傾向にあり、また、潤滑油基油の蒸発損失量が増加する傾向にある。(B)エステル化合物としては、個別に100℃における動粘度1〜50mm2/sを満たす限りにおいては、1種または2種以上を併用してもよい。
【0066】
(B)エステル化合物の40℃における動粘度は、好ましくは100mm2/s以下、より好ましくは30mm2/s以下、さらに好ましくは20mm2/s以下、特に好ましくは15mm2/s以下、最も好ましくは10mm2/s以下である。(B)エステル化合物の40℃における動粘度が100mm2/s以上であると、粘度温度特性が悪化し、必要とする省燃費性が得られないばかりでなく、低温粘度特性が不十分となる可能性がある。また、(B)エステル化合物の40℃における動粘度は、好ましくは1mm2/s以上、より好ましくは3mm2/s以上、さらに好ましくは5mm2/s以上、特に好ましくは6mm2/s以上である。基油(A−1)の40℃における動粘度が1mm2/s未満の場合には、潤滑部位における油膜形成が不十分となって潤滑性が低下する傾向にあり、また、潤滑油基油の蒸発損失量が増加する傾向にある
【0067】
(B)エステル化合物の粘度指数は特に制限はないが、好ましくは40以上、より好ましくは100以上、さらに好ましくは110以上、特に好ましくは130以上、最も好ましくは150以上である。また好ましくは250以下、より好ましくは220以下、さらに好ましくは200以下、特に好ましくは190以下である。粘度指数が前記下限値未満であると、省燃費性や低温粘度特性が悪化するだけでなく熱・酸化安定性、揮発防止性が悪化する傾向にある。また、粘度指数が前記上限値を超えると、省燃費性や低温粘度特性が大幅に悪化する傾向にある。なお、本発明でいう粘度指数とは、JISK 2283−1993に準拠して測定された粘度指数を意味する。
【0068】
(B)エステル化合物の酸価については、その上限値に特に制限はないが、5mgKOH以下であることが好ましく、より好ましくは3mgKOH以下、さらに好ましくは2mgKOH以下、特に好ましくは1.5mgKOH以下、最も好ましくは1.0mgKOH以下である。また、本発明の1つの様態として0.2mgKOH以下でもよいが、製造における経済性の点で好ましくは0.2mgKOH以上、より好ましくは0.5mgKOH以上である。なお、前記(B)成分の酸価を5mgKOH以下とすることで酸化安定性に優れた潤滑油組成物を得ることができる。
【0069】
(B)エステル化合物の含有量は、基油全量基準で0.1〜90質量%であることが好ましく、より好ましくは50質量%以下、さらに好ましくは20質量%以下、特に好ましくは15質量%以下、最も好ましくは10質量%以下である。また、下限値は好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1.0質量%以上、さらに好ましくは2.0質量%以上、特に好ましくは4.0質量%以上である。(B)エステル化合物の混合割合が90質量%を超えると、酸化安定性や貯蔵安定性さらに省燃費性が悪化する恐れがあり、また(B)エステル化合物の混合割合が0.1質量%未満の場合には、粘度温度特性が悪化し、必要とする省燃費性が得られないおそれがある。
【0070】
本発明になる潤滑油組成物は、核磁気共鳴分析(13C−NMR)により得られるスペクトルにおいて、全ピークの合計面積に対する化学シフト36−38ppmの間のピークの合計面積M1と化学シフト64−66ppmの間のピークの合計面積M2の比M1/M2が0.20以上である粘度指数向上剤(C)を含有する。
【0071】
M1/M2は好ましくは0.3以上であり、さらに好ましくは0.4以上であり、特に好ましくは0.5以上であり、最も好ましくは0.6以上である。また、M1/M2は好ましくは3.0以下であり、さらに好ましくは2.0以下であり、特に好ましくは1.0以下であり、最も好ましくは0.8以下である。M1/M2が0.20未満の場合は、必要とする省燃費性が得られないばかりでなく、低温粘度特性が悪化するおそれがある。また、M1/M2が3.0を超える場合は、必要とする省燃費性が得られない恐れがあり、溶解性や貯蔵安定性が悪化する恐れがある。
【0072】
なお、核磁気共鳴分析(13C−NMR)スペクトルは、粘度指数向上剤に希釈油が含まれる場合は、希釈油をゴム膜透析等により分離したポリマーについて得られるものである。
【0073】
全ピークの合計面積に対する化学シフト36−38ppmの間のピークの合計面積M1は、13C−NMRにより測定される、全炭素の積分強度の合計に対するポリメタアクリレート側鎖の特定のβ分岐構造に由来する積分強度の割合を意味し、全ピークの合計面積に対する化学シフト64−66ppmの間のピークの合計面積M2は、13C−NMRにより測定される、全炭素の積分強度の合計に対するポリメタアクリレート側鎖の特定の直鎖構造に由来する積分強度の割合を意味する。
【0074】
M1/M2はポリメタクリレート側鎖の特定のβ分岐構造と特定の直鎖構造の割合を意味するが、同等の結果が得られるのであればその他の方法を用いてもよい。なお、13C−NMR測定にあたっては、サンプルとして試料0.5gに3gの重クロロホルムを加えて希釈したものを使用し、測定温度は室温、共鳴周波数は125MHzとし、測定法はゲート付デカップリング法を使用した。
【0075】
上記分析により、
(a)化学シフト約10−70ppmの積分強度の合計(炭化水素の全炭素に起因する積分強度の合計)、及び
(b)化学シフト36−38ppmの積分強度の合計(特定のβ分岐構造に起因する積分強度の合計)、及び
(c)化学シフト64−66ppmの積分強度の合計(特定の直鎖構造に起因する積分強度の合計)
をそれぞれ測定し、(a)100%とした時の(b)の割合(%)を算出しM1とした。また、(a)100%とした時の(c)の割合(%)を算出しM2とした。
【0076】
本発明において用いられる(C)粘度指数向上剤は、上記の条件を満たす限りにおいて化合物に制限はなく、非分散型または分散型ポリ(メタ)アクリレート、非分散型または分散型エチレン−α−オレフィン共重合体またはその水素化物、ポリイソブチレンまたはその水素化物、スチレン−ジエン水素化共重合体を、スチレン−無水マレイン酸エステル共重合体およびポリアルキルスチレン等、またはこれらの混合物を用いることができる。
【0077】
本発明において用いられる(C)粘度指数向上剤としては、ポリ(メタ)アクリレートが好ましく、かつ、下記式(1)で表される構造単位の割合が0.5〜70モル%の重合体であることが好ましい。粘度指数向上剤は、非分散型あるいは分散型のいずれであっても良い。
【化1】

[式(1)中、Rは水素またはメチル基を示し、Rは炭素数16以上の直鎖または分枝状の炭化水素基、あるいは、酸素および/または窒素を含有する炭素数16以上の直鎖または分枝状の有機基を示す。]
【0078】
式(1)中のRは、炭素数16以上の直鎖状または分枝状の炭化水素基であることが好ましく、より好ましくは炭素数18以上の直鎖状または分枝状の炭化水素であり、さらに好ましくは炭素数20以上の直鎖状または分枝状の炭化水素であり、特に好ましくは炭素数20以上の分枝状炭化水素基である。また、Rで表される炭化水素基の上限は特に制限されないが、炭素数100以下の直鎖状または分枝状の炭化水素基であることが好ましい。より好ましくは50以下の直鎖状または分枝状の炭化水素であり、さらに好ましくは30以下の直鎖状または分枝状の炭化水素であり、特に好ましくは30以下の分枝状の炭化水素であり、最も好ましくは25以下の分枝状の炭化水素である。
【0079】
また、上記粘度指数向上剤において、ポリマー中の一般式(1)で表される(メタ)アクリレート構造単位の割合は、上述の通り0.5〜70モル%であることが好ましく、好ましくは60モル%以下であり、より好ましくは50モル%以下であり、さらに好ましくは40モル%以下であり、特に好ましくは30モル%以下である。また、好ましくは1モル%以上であり、より好ましくは3モル%以上であり、さらに好ましくは5モル%以上であり、特に好ましくは10モル%以上である。70モル%を超える場合は粘度温度特性の向上効果や低温粘度特性に劣るおそれがあり、0.5モル%を下回る場合は粘度温度特性の向上効果に劣るおそれがある。
【0080】
上記粘度指数向上剤は、一般式(1)で表される(メタ)アクリレート構造単位以外に任意の(メタ)アクリレート構造単位もしくは任意のオレフィン等に由来する構造単位を含むことができる。
【0081】
上記粘度指数向上剤の製造法は任意であるが、例えば、ベンゾイルパーオキシド等の重合開始剤の存在下で、モノマー(M−1)とモノマー(M−2)〜(M−4)の混合物をラジカル溶液重合させることにより容易に得ることができる。
【0082】
上記粘度指数向上剤のPSSI(パーマネントシアスタビリティインデックス)は50以下であることが好ましく、より好ましくは40以下であり、さらに好ましくは35以下であり、特に好ましくは30以下である。また、5以上であることが好ましく、より好ましくは10以上であり、さらに好ましくは15以上であり、特に好ましくは20以上である。PSSIが5未満の場合には粘度指数向上効果が小さくコストが上昇するおそれがあり、PSSIが50を超える場合にはせん断安定性や貯蔵安定性が悪くなるおそれがある。
【0083】
上記粘度指数向上剤の重量平均分子量(M)は100,000以上であることが好ましく、より好ましくは200,000以上であり、さらに好ましくは250,000以上であり、特に好ましくは300,000以上である。また、好ましくは1,000,000以下であり、より好ましくは700,000以下であり、さらに好ましくは600,000以下であり、特に好ましくは500,000以下である。重量平均分子量が100,000未満の場合には粘度温度特性の向上効果や粘度指数向上効果が小さくコストが上昇するおそれがあり、重量平均分子量が1,000,000を超える場合にはせん断安定性や基油への溶解性、貯蔵安定性が悪くなるおそれがある。
【0084】
上記粘度指数向上剤の数平均分子量(M)は50,000以上であることが好ましく、より好ましくは800,000以上であり、さらに好ましくは100,000以上であり、特に好ましくは120,000以上である。また、好ましくは500,000以下であり、より好ましくは300,000以下であり、さらに好ましくは250,000以下であり、特に好ましくは200,000以下である。数平均分子量が50,000未満の場合には粘度温度特性の向上効果や粘度指数向上効果が小さくコストが上昇するおそれがあり、重量平均分子量が500,000を超える場合にはせん断安定性や基油への溶解性、貯蔵安定性が悪くなるおそれがある。
【0085】
上記粘度指数向上剤の重量平均分子量とPSSIの比(M/PSSI)は、0.8×10以上であることが好ましく、好ましくは1.0×10以上、より好ましくは1.5×10以上、さらに好ましくは1.8×10以上、特に好ましくは2.0×10以上である。M/PSSIが0.8×10未満の場合には、粘度温度特性が悪化すなわち省燃費性が悪化するおそれがある。
【0086】
上記粘度指数向上剤の重量平均分子量と数平均分子量の比(M/M)は、0.5以上であることが好ましく、好ましくは1.0以上、より好ましくは1.5以上、さらに好ましくは2.0以上、特に好ましくは2.1以上である。また、M/Mは6.0以下であることが好ましく、より好ましくは4.0以下、さらに好ましくは3.5以下、特に好ましくは3.0以下である。M/Mが0.5未満や6.0を超える場合には、粘度温度特性が悪化すなわち省燃費性が悪化するおそれがある。
【0087】
上記粘度指数向上剤の40℃と100℃における動粘度の増粘比ΔKV40/ΔKV100は、4.0以下であることが好ましく、より好ましくは3.5以下、さらに好ましくは3.0以下、特に好ましくは2.5以下、もっとも好ましくは2.3以下である。また、ΔKV40/ΔKV100は、0.5以上であることが好ましく、より好ましくは1.0 以上であり、さらに好ましくは1.5以上であり、特に好ましくは2.0以上である。
ΔKV40/ΔKV100が0.5未満の場合には、粘度の増加効果や溶解性が小さくコストが上昇するおそれがあり、4.0を超える場合には、粘度温度特性の向上効果や低温粘度特性に劣るおそれがある。なお、ΔKV40はSK社製YUBASE4に粘度指数向上剤を3.0%添加したときの、40℃における動粘度の増加分を意味し、ΔKV100はSK社製YUBASE4に粘度指数向上剤を3.0%添加したときの、100℃における動粘度の増加分を意味する。
【0088】
上記粘度指数向上剤の100℃と150℃におけるHTHS粘度の増粘比ΔHTHS100/ΔHTHS150は、2.0以下であることが好ましく、より好ましくは1.7以下、さらに好ましくは1.6以下、特に好ましくは1.55以下である。また、ΔHTHS100/ΔHTHS150は、0.5以上であることが好ましく、より好ましくは1.0 以上であり、さらに好ましくは1.2以上であり、特に好ましくは1.4以上である。
0.5未満の場合には、粘度の増加効果や溶解性が小さくコストが上昇するおそれがあり、2.0を超える場合には、粘度温度特性の向上効果や低温粘度特性に劣るおそれがある。なお、ΔHTHS100はSK社製YUBASE4に粘度指数向上剤を3.0%添加したときの、100℃におけるHTHS粘度の増加分を意味し、ΔHTHS150はSK社製YUBASE4に粘度指数向上剤を3.0%添加したときの、150℃におけるHTHS粘度の増加分を意味する。また、ΔHTHS100/ΔHTHS150は100℃におけるHTHS粘度の増加分と150℃におけるHTHS粘度の増加分の比を意味する。ここでいう100℃におけるHTHS粘度とは、ASTM D4683に規定される100℃での高温高せん断粘度を示す。また、150℃におけるHTHS粘度とは、ASTM D4683に規定される150℃での高温高せん断粘度を示す。
【0089】
本発明の潤滑油組成物における上記の粘度指数向上剤の含有量は、組成物全量基準で0.01〜50質量%であることが好ましく、より好ましくは0.5〜40質量%、さらに好ましくは1〜30質量%、特に好ましくは5〜20質量%である。上記粘度指数向上剤の含有量が0.1質量%より少なくなると、粘度指数向上効果や製品粘度の低減効果が小さくなることから、省燃費性の向上が図れなくなるおそれがある。また、50質量%よりも多くなると、製品コストが大幅に上昇すると共に、基油粘度を低下させる必要が出てくることから、厳しい潤滑条件(高温高せん断条件)における潤滑性能を低下させ、摩耗や焼き付き、疲労破壊等の不具合が発生原因となることが懸念される。
【0090】
本発明の潤滑油組成物においては、省燃費性能を高めるために、有機モリブデン化合物および無灰摩擦調整剤から選ばれる化合物をさらに含有させることができる。
【0091】
本発明で用いる有機モリブデン化合物としては、モリブデンジチオホスフェート、モリブデンジチオカーバメート等の硫黄を含有する有機モリブデン化合物、モリブデン化合物(例えば、二酸化モリブデン、三酸化モリブデン等の酸化モリブデン、オルトモリブデン酸、パラモリブデン酸、(ポリ)硫化モリブデン酸等のモリブデン酸、これらモリブデン酸の金属塩、アンモニウム塩等のモリブデン酸塩、二硫化モリブデン、三硫化モリブデン、五硫化モリブデン、ポリ硫化モリブデン等の硫化モリブデン、硫化モリブデン酸、硫化モリブデン酸の金属塩またはアミン塩、塩化モリブデン等のハロゲン化モリブデン等)と、硫黄含有有機化合物(例えば、アルキル(チオ)キサンテート、チアジアゾール、メルカプトチアジアゾール、チオカーボネート、テトラハイドロカルビルチウラムジスルフィド、ビス(ジ(チオ)ハイドロカルビルジチオホスホネート)ジスルフィド、有機(ポリ)サルファイド、硫化エステル等)あるいはその他の有機化合物との錯体等、あるいは、上記硫化モリブデン、硫化モリブデン酸等の硫黄含有モリブデン化合物とアルケニルコハク酸イミドとの錯体等を挙げることができる。
【0092】
また、有機モリブデン化合物としては、構成元素として硫黄を含まない有機モリブデン化合物を用いることができる。構成元素として硫黄を含まない有機モリブデン化合物としては、具体的には、モリブデン−アミン錯体、モリブデン−コハク酸イミド錯体、有機酸のモリブデン塩、アルコールのモリブデン塩などが挙げられ、中でも、モリブデン−アミン錯体、有機酸のモリブデン塩およびアルコールのモリブデン塩が好ましい。
【0093】
本発明の潤滑油組成物において、有機モリブデン化合物を用いる場合、その含有量は特に制限されないが、組成物全量を基準として、モリブデン元素換算で、好ましくは0.001質量%以上、より好ましくは0.005質量%以上、さらに好ましくは0.01質量%以上、特に好ましくは0.03質量%以上であり、また、好ましくは0.2質量%以下、より好ましくは0.1質量%以下、さらに好ましくは0.08質量%以下、特に好ましくは0.06質量%以下である。その含有量が0.001質量%未満の場合、潤滑油組成物の熱・酸化安定性が不十分となり、特に、長期間に渡って優れた清浄性を維持させることができなくなる傾向にある。一方、含有量が0.2質量%を超える場合、含有量に見合う効果が得られず、また、潤滑油組成物の貯蔵安定性が低下する傾向にある。
【0094】
また、無灰摩擦調整剤としては、潤滑油用の摩擦調整剤として通常用いられる任意の化合物が使用可能であり、例えば、分子中に酸素原子、窒素原子、硫黄原子から選ばれる1種もしくは2種以上のヘテロ元素を含有する、炭素数6〜50の化合物が挙げられる。さらに具体的には、炭素数6〜30のアルキル基またはアルケニル基、特に炭素数6〜30の直鎖アルキル基、直鎖アルケニル基、分岐アルキル基、分岐アルケニル基を分子中に少なくとも1個有する、アミン化合物、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、脂肪酸、脂肪族アルコール、脂肪族エーテル、ウレア系化合物、ヒドラジド系化合物等の無灰摩擦調整剤等が挙げられる。
【0095】
本発明の潤滑油組成物における無灰摩擦調整剤の含有量は、組成物全量を基準として、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、さらに好ましくは0.3質量%以上であり、また、好ましくは3質量%以下、より好ましくは2質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下である。無灰摩擦調整剤の含有量が0.01質量%未満であると、その添加による摩擦低減効果が不十分となる傾向にあり、また3質量%を超えると、耐摩耗性添加剤などの効果が阻害されやすく、あるいは添加剤の溶解性が悪化する傾向にある。摩擦調整剤としては、無灰摩擦調整剤の使用がより好ましい。
【0096】
本発明の潤滑油組成物には、さらにその性能を向上させるために、その目的に応じて潤滑油に一般的に使用されている任意の添加剤を含有させることができる。このような添加剤としては、例えば、金属系清浄剤、無灰分散剤、酸化防止剤、摩耗防止剤(または極圧剤)、腐食防止剤、防錆剤、抗乳化剤、金属不活性化剤、消泡剤等の添加剤等を挙げることができる。
【0097】
金属系清浄剤としては、アルカリ金属スルホネートまたはアルカリ土類金属スルホネート、アルカリ金属フェネートまたはアルカリ土類金属フェネート、およびアルカリ金属サリシレートまたはアルカリ土類金属サリシレート等の正塩、塩基正塩または過塩基性塩等が挙げられる。本発明では、これらからなる群より選ばれる1種または2種以上のアルカリ金属またはアルカリ土類金属系清浄剤、特にアルカリ土類金属系清浄剤を好ましく使用することができる。特にマグネシウム塩および/またはカルシウム塩が好ましく、カルシウム塩がより好ましく用いられる。
【0098】
無灰分散剤としては、潤滑油に用いられる任意の無灰分散剤が使用でき、例えば、炭素数40〜400の直鎖もしくは分枝状のアルキル基またはアルケニル基を分子中に少なくとも1個有するモノまたはビスコハク酸イミド、炭素数40〜400のアルキル基またはアルケニル基を分子中に少なくとも1個有するベンジルアミン、あるいは炭素数40〜400のアルキル基またはアルケニル基を分子中に少なくとも1個有するポリアミン、あるいはこれらのホウ素化合物、カルボン酸、リン酸等による変成品等が挙げられる。使用に際してはこれらの中から任意に選ばれる1種類あるいは2種類以上を配合することができる。
【0099】
酸化防止剤としては、フェノール系、アミン系等の無灰酸化防止剤、銅系、モリブデン系等の金属系酸化防止剤が挙げられる。具体的には、例えば、フェノール系無灰酸化防止剤としては、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)等が、アミン系無灰酸化防止剤としては、フェニル−α−ナフチルアミン、アルキルフェニル−α−ナフチルアミン、ジアルキルジフェニルアミン等が挙げられる。
【0100】
摩耗防止剤(または極圧剤)としては、潤滑油に用いられる任意の摩耗防止剤・極圧剤が使用できる。例えば、硫黄系、リン系、硫黄−リン系の極圧剤等が使用でき、具体的には、亜リン酸エステル類、チオ亜リン酸エステル類、ジチオ亜リン酸エステル類、トリチオ亜リン酸エステル類、リン酸エステル類、チオリン酸エステル類、ジチオリン酸エステル類、トリチオリン酸エステル類、これらのアミン塩、これらの金属塩、これらの誘導体、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、ジサルファイド類、ポリサルファイド類、硫化オレフィン類、硫化油脂類等が挙げられる。これらの中では硫黄系極圧剤の添加が好ましく、特に硫化油脂が好ましい。
【0101】
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、チアジアゾール系、またはイミダゾール系化合物等が挙げられる。
【0102】
防錆剤としては、例えば、石油スルホネート、アルキルベンゼンスルホネート、ジノニルナフタレンスルホネート、アルケニルコハク酸エステル、または多価アルコールエステル等が挙げられる。
【0103】
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、または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。
【0104】
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またはその誘導体、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、または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。
【0105】
消泡剤としては、例えば、25℃における動粘度が1000〜10万mm/sのシリコーンオイル、アルケニルコハク酸誘導体、ポリヒドロキシ脂肪族アルコールと長鎖脂肪酸のエステル、メチルサリチレートとo−ヒドロキシベンジルアルコール等が挙げられる。
【0106】
これらの添加剤を本発明の潤滑油組成物に含有させる場合には、それぞれその含有量は組成物全量基準で、0.01〜10質量%である。
【0107】
本発明の潤滑油組成物の100℃における動粘度は、4〜12mm/sであることが好ましく、好ましくは10mm/s以下、より好ましくは9.5mm/s以下、さらに好ましくは9.0mm/s以下、特に好ましくは8.5mm/s以下である。また、本発明の潤滑油組成物の100℃における動粘度は、好ましくは5mm/s以上、より好ましくは6mm/s以上、さらに好ましくは6.5mm/s以上、特に好ましくは7mm/s以上である。ここでいう100℃における動粘度とは、ASTM D−445に規定される100℃での動粘度を示す。100℃における動粘度が4mm/s未満の場合には、潤滑性不足を来たすおそれがあり、12mm/sを超える場合には必要な低温粘度および十分な省燃費性能が得られないおそれがある。
【0108】
本発明の潤滑油組成物の40℃における動粘度は、4〜50mm/sであることが好ましく、好ましくは40mm/s以下、より好ましくは37mm/s以下、特に好ましくは35mm/s以下、最も好ましくは32mm/s以下である。また、本発明の潤滑油組成物の40℃における動粘度は、好ましくは10mm/s以上、より好ましくは20mm/s以上、さらに好ましくは25mm/s以上、特に好ましくは27mm/s以上である。ここでいう40℃における動粘度とは、ASTM D−445に規定される40℃での動粘度を示す。40℃における動粘度が4mm/s未満の場合には、潤滑性不足を来たすおそれがあり、50mm/sを超える場合には必要な低温粘度および十分な省燃費性能が得られないおそれがある。
【0109】
本発明の潤滑油組成物の粘度指数は、140〜400の範囲であることが好ましく、好ましくは190以上、より好ましくは200以上、さらに好ましくは210以上、特に好ましくは220以上である。本発明の潤滑油組成物の粘度指数が140未満の場合には、150℃のHTHS粘度を維持しながら、省燃費性を向上させることが困難となるおそれがあり、さらに−35℃における低温粘度を低減させることが困難となるおそれがある。また、本発明の潤滑油組成物の粘度指数が400以上の場合には、蒸発性が悪化するおそれがあり、さらに添加剤の溶解性やシール材料との適合性が不足することによる不具合が発生するおそれがある。
【0110】
本発明の潤滑油組成物の100℃におけるHTHS粘度は、5.5mPa・s以下であることが好ましく、より好ましくは5.0mPa・s以下、さらに好ましくは4.8mPa・s以下、特に好ましくは4.7mPa・s以下である。また、好ましくは3.0mPa・s以上、さらに好ましくは3.5mPa・s以上、特に好ましくは4.0mPa・s以上、最も好ましくは4.2mPa・s以上である。ここでいう100℃におけるHTHS粘度とは、ASTM D4683に規定される100℃での高温高せん断粘度を示す。100℃におけるHTHS粘度が3.0mPa・s未満の場合には、潤滑性不足を来たすおそれがあり、5.5mPa・sを超える場合には必要な低温粘度および十分な省燃費性能が得られないおそれがある。
【0111】
本発明の潤滑油組成物の150℃におけるHTHS粘度は、3.5mPa・s以下であることが好ましく、より好ましくは3.0mPa・s以下、さらに好ましくは2.8mPa・s以下、特に好ましくは2.7mPa・s以下である。また、好ましくは2.0mPa・s以上、より好ましくは2.3mPa・s以上、さらに好ましくは2.4mPa・s以上、特に好ましくは2.5mPa・s以上、最も好ましくは2.6mPa・s以上である。ここでいう150℃におけるHTHS粘度とは、ASTM D4683に規定される150℃での高温高せん断粘度を示す。150℃におけるHTHS粘度が2.0mPa・s未満の場合には、潤滑性不足を来たすおそれがあり、3.5mPa・sを超える場合には必要な低温粘度および十分な省燃費性能が得られないおそれがある。
【0112】
本発明の潤滑油組成物は、省燃費性、潤滑性に優れ、HTHS粘度を一定レベルに維持しながら、燃費向上にとって効果的である、粘度指数を著しく向上させたものである。このような優れた特性を有する本発明の潤滑油組成物は、省燃費ガソリンエンジン油、省燃費ディーゼルエンジン油等の省燃費エンジン油として好適に使用することができる。
【実施例】
【0113】
以下、実施例および比較例に基づき本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【0114】
(実施例1〜4、比較例1〜2)
実施例1〜4および比較例1〜2においては、以下に示す基油および添加剤を用いて潤滑油組成物を調製した。基油A−1の性状を表1に、潤滑油組成物の組成を表2に、それぞれ示す。
(基油)
A−1(基油1):n−パラフィン含有油を水素化分解/水素化異性化した鉱油
(添加剤)
B−1(エステル1):オレイン酸−2−エチルヘキシルエステル、100℃動粘度:2.67mm/s、40℃動粘度:8.26mm/s、粘度指数183
B−2(エステル2):ネオペンチルグリコール−2−エチルヘキシルエステル、100℃動粘度:2.05mm/s、40℃動粘度:7.47mm/s、粘度指数52
B−3(エステル3):アゼライン酸−2−エチルヘキシルエステル、100℃動粘度:3.01mm/s、40℃動粘度:10.7mm/s、粘度指数146
B−4(エステル4):トリメチロールプロパントリエステル、100℃動粘度:4.41mm/s、40℃動粘度:19.6mm/s、粘度指数139
C−1:ポリメタアクリレート(メチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレートおよび、上述の式(2)中のRが炭素数12〜20のアルキル基であるメタクリレートを合計して90モル%と、式(2)中のRが炭素数22の分岐鎖状アルキル基であるメタクリレート10モル%との共重合体、M1=0.60、M2=0.95、M1/M2=0.64、ΔKV40/ΔKV100=2.2、ΔHTHS100/ΔHTHS150=1.51、MW=400,000、PSSI=20、Mw/Mn=2.2、Mw/PSSI=20000)
C−2:分散型ポリメタクリレート(メチルメタクリレート、上述の式(3)中のRが炭素数12の直鎖状アルキル基であるメタクリレート、式(3)中のRが炭素数13の直鎖状アルキル基であるメタクリレート、式(3)中のRが炭素数14の直鎖状アルキル基であるメタクリレート、式(3)中のRが炭素数15の直鎖状アルキル基であるメタアクリレート、およびジメチルアミノエチルメタクリレートの共重合体、M1=0.46、M2=3.52、M1/M2=0.13、ΔKV40/ΔKV100=3.3、ΔHTHS100/ΔHTHS150=1.79、MW=300,000、PSSI=40、Mw/Mn=4.0、Mw/PSSI=7500)
D−1:グリセリンモノオレエート
D−2:モリブデンジチオカーバメート
E−1:金属清浄剤、無灰分散剤、酸化防止剤、摩耗防止剤、流動点降下剤、消泡剤等。
【0115】
【表1】

【0116】
[潤滑油組成物の評価]
実施例1〜4および比較例1〜2の各潤滑油組成物について、40℃または100℃における動粘度、粘度指数、150℃におけるHTHS粘度を測定した。各物性値の測定は以下の評価方法により行った。得られた結果を表2に示す。
(1)動粘度:ASTM D−445
(2)粘度指数:JIS K 2283−1993
(3)HTHS粘度:ASTM D−4683
【0117】
【表2】

【0118】
表2に示したように、エステル化合物を含有し、所定の粘度指数向上剤を添加した実施例1〜4の組成物は、エステル化合物を含有しない比較例1の組成物ならびにM1/M2比の低い粘度指数向上剤を用いた比較例2の組成物に比べて、150℃における高温高せん断粘度を維持しながら、粘度指数が高く、省燃費性に優れていることを示す。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
100℃における動粘度が1〜20mm/sである潤滑油基油と、
エステル化合物と、
13C−NMRにより得られるスペクトルにおいて、全ピークの合計面積に対する化学シフト36−38ppmの間のピークの合計面積M1と化学シフト64−66ppmの間のピークの合計面積M2の比M1/M2が0.20以上である粘度指数向上剤と、
を含有することを特徴とする潤滑油組成物。
【請求項2】
前記粘度指数向上剤が、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤であることを特徴とする請求項1に記載の潤滑油組成物。
【請求項3】
前記粘度指数向上剤が、PSSIが40以下、重量平均分子量とPSSIの比が1×10以上のものであるであることを特徴とする請求項1または2に記載の潤滑油組成物。
【請求項4】
有機モリブデン化合物および無灰摩擦調整剤から選ばれる少なくとも1種の化合物をさらに含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。

【公開番号】特開2010−280825(P2010−280825A)
【公開日】平成22年12月16日(2010.12.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−135460(P2009−135460)
【出願日】平成21年6月4日(2009.6.4)
【出願人】(000004444)JX日鉱日石エネルギー株式会社 (1,898)
【Fターム(参考)】