説明

自動車エンジン潤滑用潤滑油組成物

【課題】二輪自動車用4サイクルガソリンエンジンや排出ガス後処理装置を備えたディーゼルエンジン搭載車のエンジンの潤滑に特に適した、省燃費性と耐摩耗性が高い潤滑油組成物を提供する。
【解決手段】基油、そして窒素含有無灰性分散剤、アルカリ土類金属含有清浄剤、リン含有摩耗防止剤、酸化防止剤、及び粘度指数向上剤からなる添加剤成分をそれぞれ所定量含むSAE粘度グレードが0W20の潤滑油組成物であって、粘度指数が200〜240の範囲にあり、150℃での高剪断粘度が2.9mPa・s以上である潤滑油組成物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、省燃費性が優れる低粘度タイプの自動車エンジン潤滑用潤滑油組成物に関し、特に省燃費性が優れる低粘度タイプのエンジン潤滑用潤滑油組成物でありながら、高い耐摩耗性を示す自動車エンジン潤滑用潤滑油組成物に関する。本発明は特に、二輪自動車用4サイクルガソリンエンジンおよび排出ガス後処理装置を装着したディーゼルエンジンの潤滑に適した低粘度タイプの潤滑油組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、自動車に対する省燃費性の向上の要求はますます高まっている。このため、ガソリンエンジン搭載車やディーゼルエンジン搭載車のエンジンの潤滑に使用される潤滑油組成物(エンジン油)については、省燃費性が優れる低粘度のエンジン油が求められており、たとえば、四輪乗用車用の省燃費型のガソリンエンジン用潤滑油組成物としては既に、SAE粘度グレードが0W20であって、高温高剪断粘度(剪断速度もしくはずり速度を106-1とした場合の150℃での測定値)が2.6mPa・s程度のエンジン油が実用化されている。
【0003】
しかし、二輪自動車用4サイクルガソリンエンジンでは、エンジン油がトランスミッション系統の潤滑にも使用されるため、エンジン油の低粘度化に伴うトランスミッションギヤ等のエネルギー伝達装置の摩耗の増加(耐摩耗性の低下)が懸念され、この点を考慮して、JASO T903−2006では、二輪自動車用4サイクルガソリンエンジンのエンジン油については高温高剪断(106-1)粘度が2.9mPa・s以上であることを規定している。しかしながら、このような高い高温高剪断粘度を、これまでに知られているSAE0W20のエンジン油に持たせることは困難であるため、今日使用されている二輪自動車用4サイクルガソリンエンジンのエンジン油は、低粘度のものでも、SAE粘度グレードで10W30、5W30、あるいは0W30のエンジン油があるに過ぎない。
【0004】
一方、ディーゼルパティキュレートフィルター付きディーゼルエンジン搭載車の潤滑に適したエンジン油に関するヨーロッパ規格であるACEA C1-08およびC2-08でも、エンジン油が提供する耐摩耗性の必要性を考慮して、エンジン油の高温高剪断(106-1)粘度の下限値を2.9mPa・sとしており、さらにエンジン油の蒸発損失を抑えるために、Noack蒸発損失の上限を13%としている。
【0005】
特許文献1には、100℃における動粘度が3〜5cStであり、粘度指数が135以上であり、かつ全炭素に対するパラフィンを構成する比率(%Cp)が90%以上である鉱物系基油に特定量の有機モリブデン化合物を配合した内燃機関用の省燃費型潤滑油が記載されている。
【0006】
特許文献2には、モリブデン添加剤を含有しない省燃費型のNOACK揮発性が15重量%以下の低揮発性潤滑油組成物として、少なくとも50重量%の鉱油を含み、100℃における動粘度が4.0〜5.5mm2/sであり、95重量%以上の飽和物及び25重量%以下のナフテン類を含有し、粘度指数が少なくとも120であり、NOACK揮発性が15.5重量%以下である基油、特定量のカルシウム清浄剤、そして特定量の油溶性有機摩擦改質剤を含有する潤滑油組成物が記載されている。
【0007】
特許文献3には、100℃の動粘度が3〜10mm2/s及び粘度指数が120以上の炭化水素系潤滑油基油または当該基油を15質量%以上含有する混合基油を用い、亜鉛ジアルキルジチオホスフェート、金属系清浄剤、無灰分散剤、摩擦調整剤、そして組成物に100℃における動粘度を9.3〜16.5mm2/sにする粘度指数向上剤を含有するオイル消費の低減効果及び省燃費性に優れた二輪車用4サイクルエンジン組成物が記載されている。そして、具体的には、SAE粘度グレードが、10W30、10W40の二輪車用4サイクルエンジン組成物が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開平6−306384号公報
【特許文献2】特表2003−505533号公報
【特許文献3】特開2000−87070号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
自動車用エンジンの燃費を向上させるための方法として、エンジン構造の改良が重要であることは勿論であるが、潤滑油の低粘度化も燃費向上のために有効であることが知られている。このため、前述のように、既に四輪乗用車用省燃費型のガソリンエンジン油としては、SAE粘度グレードが0W20で、高温高剪断(106-1)粘度が2.6mPa・s程度のエンジン油が実用化されている。しかしながら、このSAE粘度グレードが0W20の四輪乗用車用省燃費型のガソリンエンジン油は、その高温高剪断粘度が2.6mPa・s程度と充分な高さを持っていないことから、エンジン油がトランスミッション系統の潤滑にも使用される二輪自動車用4サイクルガソリンエンジンでエンジン油として用いた場合には、耐摩耗性が不充分となるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明者は、最近になって市場に供給されるようになった、スラックワックスあるいはフィシャー・トロプシュ法による合成ワックスのいずれかを水素化異性化し、分留と脱蝋処理とを行なって得られた粘度指数が約133〜160の範囲にある超高粘度指数の基油を用い、そして基油に添加する添加剤成分の組合わせと各潤滑剤成分の添加量の最適化を行なうことにより、SAE粘度グレードが0W20でありながら、粘度指数が200〜240の範囲にあって、150℃での高剪断(106-1)粘度が2.9mPa・s以上であり、Noack蒸発損失が13%以下であって、優れた耐摩耗性を示す潤滑油組成物を製造することができることを見出し、本発明に到達した。なお、SAE粘度グレードが0W20の潤滑油組成物は、低温と高温のいずれの温度条件でも相対的に低い動粘度を示すため、前述のように、省燃費特性に優れることは既に知られている。
【0011】
従って、本発明は、基油と下記の添加剤成分とを含むSAE粘度グレードが0W20の潤滑油組成物であって、粘度指数が200〜240の範囲にあり、150℃での高剪断粘度が2.9mPa・s以上であって、Noack蒸発損失が13%以下である自動車エンジン潤滑用の潤滑油組成物にある。
添加剤成分:
a)窒素含有無灰性分散剤を窒素量換算値で0.01〜0.3質量%、
b)アルカリ土類金属含有清浄剤をアルカリ土類金属量換算値で0.08〜0.3質量%、
c)リン含有摩耗防止剤をリン量換算値で0.05〜0.12質量%、
d)アミン化合物、フェノール化合物およびモリブデン化合物からなる群より選ばれる酸化防止剤を0.1〜7質量%、および、
e)粘度指数向上剤を0.5〜20質量%。
【0012】
ただし、上記の添加剤成分の量は、潤滑油組成物の全量に対する質量%である。
なお、本発明のSAE粘度グレードが0W20の潤滑油組成物とは、米国石油協会(API)が制定(2007年に改訂)した「エンジン油のためのSAE粘度グレード」の表に記載された「0W20」の粘度特性を満足する潤滑油組成物を意味する。また、高剪断粘度とは、剪断速度もしくはずり速度を106-1とした場合の測定値(剪断粘度)を意味する。
【0013】
本発明はまた、上記の本発明の潤滑油組成物を用いて、二輪自動車用4サイクルガソリンエンジンあるいは排出ガス後処理装置を備えたディーゼルエンジン搭載車のエンジンの潤滑を行なう方法にもある。
【発明の効果】
【0014】
本発明が提供する自動車エンジン潤滑用潤滑油組成物は、SAE粘度グレードが0W20と低粘度でありながら、高温高剪断粘度が2.9mPa・s以上を示す潤滑油組成物であって、優れた省燃費性と耐摩耗性とを示す。このため、本発明の潤滑油組成物は、二輪自動車用4サイクルガソリンエンジンや排出ガス後処理装置を備えたディーゼルエンジン搭載車のエンジンの潤滑に特に適した、省燃費型で耐摩耗性の優れた潤滑油組成物である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明の自動車エンジン潤滑用潤滑油組成物の好ましい態様を次に記載する。
(1)100℃における動粘度が8.5mm2/s以上、9.3mm2/s未満の範囲にある。
(2)基油が、100℃での動粘度が2〜9mm2/sの範囲にあって、粘度指数が13
3〜160の鉱物系基油である。
(3)基油が、基油成分として、100℃での動粘度が2〜9mm2/s(特に好ましくは5〜9mm2/s)の範囲にあって、粘度指数が133〜160の鉱物系基油を80質量%以上含む基油である。
(4)基油が、スラックワックスあるいはフィシャー・トロプシュ法による合成ワックスのいずれかを水素化異性化し、分留と脱蝋処理とを行なって得られた粘度指数が133〜160の基油である。
(5)基油が、共に粘度指数が130以上で、かつ互いに粘度が異なる二種以上の基油成分を含む。
(6)添加剤成分としてさらに有機硫黄化合物を含む。
【0016】
(7)窒素含有無灰性分散剤がビス構造を持つこはく酸イミド化合物である。
(8)アルカリ土類金属含有清浄剤が、過塩基性カルシウムスルホネートおよび過塩基性カルシウムフェネートからなる群より選ばれる過塩基性カルシウム含有化合物である。
(9)リン含有摩耗防止剤が、ジヒドロカルビルジチオリン酸亜鉛およびジヒドロカルビルリン酸亜鉛からなる群より選ばれるリン含有化合物である。
【0017】
(10)粘度指数向上剤が、ポリメタクリレート系粘度指数向上剤である。
(11)二輪自動車用4サイクルガソリンエンジンの潤滑用である。
(12)排出ガス後処理装置を備えたディーゼルエンジン搭載車のエンジンの潤滑用である。
【0018】
次に、本発明の潤滑油組成物を構成する基油および添加剤成分について説明する。
【0019】
[基油]
本発明の潤滑油組成物における基油としては、経済性を考慮すると鉱物油であることが好ましい。あるいは、相対的に多量(50質量%以上)の鉱物油と相対的に少量(50質量%未満)の合成油との混合物であってもよい。
本発明の潤滑油組成物に用いる基油としては、100℃での動粘度が2〜9mm2/sであって、飽和分含有量が95質量%以上(特には98質量%以上)であり、粘度指数が133以上(特には135以上、さらには145以上)の基油(特に鉱油)が好ましい。このような性状と組成を示す基油は単独で用いてもよいが、二種類以上組合わせて用いてもよい。また、このような性状と組成の基油に対して相対的に少量の他の性状と組成の基油を混合して使用してもよい。ただし、混合した後の基油組成物もまた、上述の性状と組成とを示すことが好ましい。
【0020】
上記の性状と組成とを示す基油はまた、その蒸発損失(ASTM D5800)が16%以下(特には15%以下、さらには13%以下)であることが好ましい。基油の蒸発損失が大きいと、その基油を用いたエンジン油(潤滑油組成物)を高温下で長時間使用した場合にオイル消費量が高くなり、また粘度上昇が大きくなるため、省燃費性の低下をもたらす。
【0021】
上記の性状と組成とを示す基油の種類については特に制限はないが、基油が鉱物油である場合には、鉱物油系潤滑油基油を製造する際の脱蝋工程で副生するスラックワックスあるいは天然ガスを原料として合成された合成ワックス(フィッシャー・トロプシュ法合成ワックス)を水素化異性化し、分留、脱蝋して得られるイソパラフィンを主成分とする高粘度指数基油(粘度指数が133〜160の基油)であることが好ましい。このような高粘度指数基油は、100℃の動粘度が比較的高く、一方では良好な低温粘度特性も示すため、蒸発損失の低減が可能となり、本発明の潤滑油組成物の基油として好適に使用することができる。
【0022】
なお、前述のように、上記の鉱物油である高粘度指数基油は合成油と併用することができる。合成油も前述の性状と組成とを示すことが望ましい。好ましい合成油は公知の各種の合成油から選ぶことができ、そのような合成油の例としては、各種のエステル類、アルキルベンゼン類、そしてポリアルファオレフィン(PAO)類を用いることができる。特に好ましいのは、ポリアルファオレフィン(PAO)類である。
【0023】
本発明の潤滑油組成物は、窒素含有無灰性分散剤(a成分)を窒素量換算値で0.01〜0.3質量%の範囲の量にて含む。窒素含有無灰性分散剤は質量平均分子量が4500〜20000の範囲にあることが好ましい。本明細書で云う「質量平均分子量」とは、GPC分析を利用し、ポリスチレンを標準物質として測定した分子量である。
【0024】
[窒素含有無灰性分散剤]
本発明の潤滑油組成物で用いる窒素含有無灰性分散剤の代表例としては、ポリオレフィンから誘導されるアルケニルもしくはアルキルこはく酸イミドあるいはその誘導体を挙げることができる。その添加量は、潤滑油組成物の全質量に基づき窒素量換算値で0.01〜0.3質量%の範囲とする。代表的なこはく酸イミドは、高分子量のアルケニルもしくはアルキル基で置換されたこはく酸無水物と、1分子当り平均4〜10個(好ましくは5〜7個)の窒素原子を含むポリアルキレンポリアミンとの反応により得ることができる。高分子量のアルケニルもしくはアルキル基で置換されたこはく酸無水物は、数平均分子量が約900〜5000のポリオレフィンであることが好ましく、特にポリブテンであることが好ましい。
【0025】
ポリブテンと無水マレインとの反応によりポリブテニルこはく酸無水物を得る工程では、多くの場合、塩素を用いる塩素化法が用いられている。しかし、この方法では、反応率は良いものの、こはく酸イミド最終生成物中に多量の塩素(例えば約2000ppm)が残留する結果となる。一方、塩素を用いない熱反応法を利用すれば、最終生成物中に残る塩素を極めて低いレベル(例えば30ppm以下)に抑えることができる。また、従来のポリブテン(β−オレフィン構造が主体である)に比べて、高反応性ポリブテン(少なくとも約50%がメチルビニリデン構造を有するもの)を用いると、熱反応法でも反応率が向上して有利である。反応率が高ければ、分散剤中の未反応のポリブテンが減るため、有効分(こはく酸イミド)濃度の高い分散剤を得ることができる。従って、高反応性ポリブテンを用いて熱反応法によりポリブテニルこはく酸無水物を得た後、このポリブテニルこはく酸無水物を、平均窒素原子数4〜10個(1分子当たり)のポリアルキレンポリアミンと反応させて製造したこはく酸イミドを使用することが好ましい。こはく酸イミドは、更にホウ酸、アルコール、アルデヒド、ケトン、アルキルフェノール、環状カーボネート、有機酸等と反応させて、いわゆる変性こはく酸イミドとして用いることができる。特に、ホウ酸あるいはホウ素化合物との反応で得られるホウ素含有アルケニル(もしくはアルキル)こはく酸イミドは、熱・酸化安定性が高いため有利に用いることができる。こはく酸イミドとしては、1分子中のイミド構造の数に応じて、モノタイプ、ビスタイプ、およびポリタイプがあるが、本発明の目的で使用するこはく酸イミドとしては、ビスタイプ及びポリタイプのものが好ましい。
【0026】
窒素含有無灰性分散剤の別の例としては、エチレン−α−オレフィンコポリマ−(例えば、分子量1000〜15000)から誘導されるポリマー性こはく酸イミド分散剤、およびアルケニルベンジルアミン系の無灰性分散剤を挙げることができる。
【0027】
本発明の潤滑油組成物では窒素含有無灰性分散剤の代わりに窒素含有分散型粘度指数向上剤を用いることもできる。窒素含有分散型粘度指数向上剤としては、質量平均分子量が90000以上(GPC分析でポリスチレン換算分子量)の窒素含有オレフィン共重合体あるいは窒素含有ポリメタクリレートが使用される。熱安定性を考慮すると、前者の窒素含有オレフィン共重合体が有利である。
【0028】
本発明の潤滑油組成物は、窒素含有無灰性分散剤及び/又は窒素含有分散型粘度指数向上剤を必須成分として含有するが、これら以外の無灰性分散剤であるアルケニルこはく酸エステル系の無灰性分散剤などの他の無灰性分散剤を組み合わせて用いることもできる。
【0029】
[金属含有清浄剤]
本発明の潤滑油組成物は、金属含有清浄剤として、アルカリ土類金属含有清浄剤(b成分)をアルカリ土類金属量換算値で0.08〜0.3質量%の範囲の量にて含む。アルカリ土類金属の例としては、カルシウム、バリウム、マグネシウムなどを挙げることができるが、カルシウムが好ましい。また、金属含有清浄剤としては、アルカリ土類金属のスルホネートまたはフェネートを用いることが好ましい。アルカリ土類金属のスルホネートとアルカリ土類金属のフェネートとを併用してもよい。また、これらの金属含有清浄剤に、アルカリ土類金属(特にカルシウム)のアルキルサリシレート及び/又はアルキルカルボキシレートなどの金属含有清浄剤を併用してもよい。
【0030】
カルシウムスルホネートとしては、一般に全塩基価が150〜500mgKOH/gの過塩基性カルシウムスルホネートおよび全塩基価が5〜60mgKOH/gの低塩基価カルシウムスルホネートが知られている。過塩基性カルシウムスルホネートは、炭素原子数10以上のアルキル基を有するアルキル化ベンゼンスルホン酸カルシウムもしくはアルキル化トルエンスルホン酸カルシウムを過塩基化したもの(通常、過塩基化度が5〜25の範囲)が好適に用いられる。一方、低塩基化カルシウムスルホネートは、炭素原子数10以上のアルキル基を有するアルキル化ベンゼンスルホン酸カルシウムもしくはアルキル化トルエンスルホン酸カルシウムであり、通常、過塩基化工程を殆ど実施しない中性塩に近いもの(好ましくは、過塩基化度が0.1〜1.5の範囲)が好適に用いられる。ただし、過塩基性カルシウムスルホネートと低塩基性カルシウムスルホネートとを組合わせて使用することが好ましい。なお、スルホネートは、上記のような合成スルホネートであってもよく、または鉱物油の潤滑油留分等をスルホン化してカルシウム塩にする石油系スルホネートであってもよい。従って、上記のような石油系の低塩基性カルシウムスルホネート及び/又は過塩基性カルシウムスルホネートも本発明の目的に好適に用いられる。
【0031】
カルシウムフェネートとしては、全塩基価が120〜350mgKOH/gの過塩基性硫化カルシウムフェネートが知られている。炭素原子数10以上のアルキル基を有する硫化アルキルフェノールカルシウムを過塩基化したものが好適に用いられる。
【0032】
[リン含有摩耗防止剤]
本発明の潤滑油組成物は、リン含有摩耗防止剤(c成分)をリン量換算値で0.05〜0.12質量%の範囲の量を含む。リン含有摩耗防止剤としては、酸化防止機能と摩耗防止機能などの多機能を有する潤滑油添加剤として知られているジヒドロカルビルジチオリン酸亜鉛又はジヒドロカルビルリン酸亜鉛を用いることが好ましい。
【0033】
ジヒドロカルビルジチオリン酸亜鉛としては通常、第一級あるいは第二級アルキル基タイプのジアルキルジチオリン酸亜鉛が用いられる。炭素原子数3〜18の第二級アルコールから誘導される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が、摩耗防止性能の面から有利である。これに対して、炭素原子数3〜18の第一級アルコールから誘導される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は、耐熱性や摩擦低減作用において優れる傾向がある。また、第二級アルキル基タイプのジアルキルジチオリン酸亜鉛と第一級アルキル基タイプのジアルキルジチオリン酸亜鉛を組合わせて使用してもよい。さらに、第一級アルコールと第二級アルコールとの混合アルコールから誘導される第一級と第二級アルキル基の混合タイプのジアルキルジチオリン酸亜鉛も良好に用いることができる。
【0034】
リン含有摩耗防止剤としては、ジアルキルアリールジチオリン酸亜鉛(例、ドデシルフェノールから誘導されるジアルキルアリールジチオリン酸亜鉛)も用いることができる。
【0035】
あるいは、リン含有摩耗防止剤として、リン酸エステル、亜リン酸エステル、チオリン酸エステルを用いることもできる。
【0036】
[酸化防止剤]
本発明の潤滑油組成物はさらに、フェノール化合物(フェノール系酸化防止剤)、アミン化合物(アミン系酸化防止剤)、およびモリブデン化合物(モリブデン系酸化防止剤)からなる群より選ばれる少なくとも一種の酸化防止剤(d成分)を0.1〜7質量%の範囲の量で含む。
【0037】
フェノール酸化防止剤としては一般にヒンダードフェノール化合物が用いられ、アミン酸化防止剤としては一般にジアリールアミン化合物が用いられる。ヒンダードフェノール系酸化防止剤およびジアリールアミン系酸化防止剤は共に高温清浄性の向上にも効果的である。特にジアリールアミン系酸化防止剤は、窒素に由来する塩基価を有しているので、高温清浄性の向上のために有利である。一方、ヒンダードフェノール系酸化防止剤は、NOxによる酸化劣化の防止に有効である。
【0038】
ヒンダードフェノール系酸化防止剤の例としては、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)、4,4’−メチレンビス(6−t−ブチル−o−クレゾール)、4,4’−イソプロピリデンビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)、4,4’−ビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス(2−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2−チオ−ジエチレンビス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、そして3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸オクチル、3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸オクタデシル、3−(5−t−ブチル−4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロピオン酸オクチルを挙げることができる。
【0039】
アミン系酸化防止剤の例としては、炭素原子数が4〜9の混合アルキルジフェニルアミン、p,p’−ジオクチルジフェニルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、フェニル−β−ナフチルアミン、アルキル化−α−ナフチルアミン、そしてアルキル化−フェニル−α−ナフチルアミンを挙げることができる。
【0040】
モリブデン系酸化防止剤としては、塩基性窒素化合物のオキシモリブデン錯体を挙げることができる。塩基性窒素化合物のオキシモリブデン錯体の好ましい例としては、こはく酸イミドのオキシモリブデン錯体およびカルボン酸アミドのオキシモリブデン錯体がある。塩基性窒素化合物のオキシモリブデン錯体は、例えば、下記の方法を利用して製造することができる。酸性モリブデン化合物もしくはその塩と、こはく酸イミド、カルボン酸アミド、炭化水素モノアミン、炭化水素ポリアミン、マンニッヒ塩基、ホスホン酸アミド、チオホスホン酸アミド、リン酸アミド、分散剤型粘度指数向上剤などの塩基性窒素化合物(混合物であってもよい)を反応温度を120℃以下に維持して反応させてモリブデン錯体とする方法。
【0041】
また、上記の塩基性窒素化合物のオキシモリブデン錯体の代わりに、あるいは塩基性窒素化合物のオキシモリブデン錯体に加えて、塩基性窒素化合物のオキシモリブデン錯体以外のモリブデン含有化合物を併用することもできる。併用できるモリブデン含有化合物の例としては、硫化オキシモリブデンジチオカルバメート及び硫化オキシモリブデンジチオホスフェートを挙げることができる。
【0042】
フェノール系酸化防止剤(特にヒンダードフェノール系酸化防止剤)、アミン系酸化防止剤(特にジアリールアミン系酸化防止剤)、そしてモリブデン系酸化防止剤(特に塩基性窒素化合物のオキシモリブデン錯体)は、それぞれ単独で使用することができるが、所望により任意の組合わせで組合せて使用することもできる。また、これら以外の油溶性酸化防止剤を併用してもよい。
【0043】
[粘度指数向上剤]
本発明の潤滑油組成物はさらに、粘度指数向上剤(e成分)を0.5〜20質量%の範囲の量で含む。粘度指数向上剤の例としては、ポリアルキルメタクリレートなどのポリメタクリル系粘度指数向上剤、そしてエチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、そしてポリイソプレンなどのオレフィンコポリマー系粘度指数向上剤を挙げることができる。これらの粘度指数向上剤の内、オレフィンコポリマー系粘度指数向上剤は、熱安定性が高いという特性があり、一方、ポリメタクリル系粘度指数向上剤は粘度・温度特性が優れているという特性がある。また、これらの高分子化合物に分散性能を付与した分散型の粘度指数向上剤もしくは多機能型粘度指数向上剤を用いることも好ましい。これらの粘度指数向上剤は単独で用いることができるが、任意の粘度指数向上剤を二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【0044】
[有機硫黄化合物]
本発明の潤滑油組成物はさらに、耐摩耗性や酸化防止性に有効な有機硫黄化合物を含むことが好ましい。このような特性を持つ有機硫黄化合物の例としては、硫化オレフィン、硫化エステル、硫化油脂、ポリスルフィド化合物、ジメルカプトチアジアゾール、ジチオリン酸エステル、ジチオカーバメート類などを挙げることができる。
【0045】
[その他の添加剤]
本発明の潤滑油組成物において、アルカリ金属ホウ酸塩水和物の添加も高温清浄性あるいは塩基価の付与の点で効果的である。アルカリ金属ホウ酸塩水和物は5質量%以下、特に0.01〜5質量%含有することができる。アルカリ金属ホウ酸塩水和物は灰分あるいは硫黄分等を含むものが多いが、本発明の潤滑油組成物全体の性状を考慮しながら、添加量を調整することにより効果的に使用することができる。
【0046】
本発明の潤滑油組成物は更に各種の補助的な添加剤を少量含んでいてもよい。そのような補助的な添加剤の例としては、酸化防止剤あるいは摩耗防止剤として機能する亜鉛ジチオカーバメートやメチレンビス(ジブチルジチオカーバメート)、油溶性銅化合物、有機アミド化合物(例、オレイルアミド)などを挙げることができる。また金属不活性剤として機能するベンゾトリアゾール系化合物やチアジアゾール系化合物などの化合物を添加することもできる。また、防錆剤あるいは抗乳化剤として機能するポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとの共重合体などのポリオキシアルキレン非イオン性の界面活性剤を添加することもできる。さらに、摩擦調整剤として機能する各種のアミド、あるいは多価アルコールの脂肪酸エステル、あるいはそれらの誘導体を添加することもできる。さらにまた、消泡剤や流動点降下剤として機能する各種化合物を添加することもできる。なお、これらの補助的な添加剤は、潤滑油組成物に対して、それぞれ3質量%以下(特に、0.001〜3質量%の範囲)の量にて使用することが望ましい。
【実施例】
【0047】
[実施例1、2、比較例および参考例]
(1)潤滑油組成物の製造
下記の基油そして添加剤(下記の添加量にて)を用いて本発明の潤滑油組成物(SAE粘度グレード:0W20、高温高剪断粘度が2.9mPa・s以上)を製造した(実施例1、2)。また、比較例として、SAE粘度グレードが0W20(高温高剪断粘度が約2.6mPa・s)の潤滑油組成物を製造し、さらに参考例として、SAE粘度グレードが10W30(高温高剪断粘度が2.9mPa・s以上)の潤滑油組成物を製造した。
【0048】
(2)基油
基油−1:スラックワックスを原料として、水素化異性化、分留、そして脱蝋処理を行なうことによって得られた鉱油系基油a(粘度指数:137、100℃の動粘度:4.1mm2/s、Noack蒸発損失:13.6%)とスラックワックスを原料として、水素化異性化、分留、そして脱蝋処理を行なうことによって得られた鉱油系基油b(粘度指数:148、100℃の動粘度:6.6mm2/s、Noack蒸発損失:5.0%)との重量比60:40(基油a:基油b)の混合物(粘度指数:142、100℃の動粘度:4.9mm2/s、Noack蒸発損失:10.1%)
基油−2:水素化分解鉱油(粘度指数:128、100℃の動粘度:4.2mm2/s、Noack蒸発損失:14.2%)
基油−3:水素化分解鉱油a(粘度指数:122、100℃の動粘度:5.6mm2/s、Noack蒸発損失:12.4%)と水素化分解鉱油b(粘度指数:99、100℃の動粘度:10.7mm2/s、Noack蒸発損失:6.0%)との重量比73:27(鉱油a:鉱油b)の混合物(粘度指数:115、100℃の動粘度:6.7mm2/s、Noack蒸発損失:10.8%)
注:基油の使用量は、下記の添加剤の全体量と合計して100質量%となる量である。
【0049】
(3)添加剤
[窒素含有無灰性分散剤]
1)無灰性分散剤−1(質量平均分子量:5100、窒素含量:1.95質量%、ホウ素含量:0.63質量%、塩素含量:5質量ppm未満、数平均分子量が約1300の高反応性ポリイソブテン(少なくとも約50%がメチルビニリデン構造を有する)と無水マレイン酸とを熱反応法で反応させて得られたポリイソブテニルこはく酸無水物を、平均窒素原子数6.5個(1分子当たり)のポリアルキレンポリアミンと反応させてビスタイプのこはく酸イミドとし、次いでこのビスタイプのこはく酸イミドをホウ酸で反応処理したもの)
添加量:0.06質量%(Nとして)
2)無灰性分散剤−2(質量平均分子量:12800(GPC分析でのポリスチレン換算値、以下同じ)、窒素含量:1.0質量%、塩素含量:30質量ppm、数平均分子量が約2300の高反応性ポリイソブテン(少なくとも約50%がメチルビニリデン構造を有する)と無水マレイン酸とを熱反応法で反応させて得られたポリイソブテニルこはく酸無水物を、平均窒素原子数6.5個(1分子当たり)のポリアルキレンポリアミンと反応させてビスタイプのこはく酸イミドとし、次いでこのビスタイプのこはく酸イミドを炭酸エチレンで反応処理したもの)
添加量:0.01質量%(Nとして)
【0050】
[アルカリ土類金属含有清浄剤]
1)過塩基性カルシウムフェネート(炭素原子数12の分岐アルキル基を有する硫化フェネート、Ca:9.6質量%、S:3.4質量%、TBN:264mgKOH/g)
添加量:0.15質量%(Caとして)
2)過塩基性カルシウムスルホネート(炭素原子数20〜24のアルキル基を有するアルキルトルエンスルホネート、Ca:16.0質量%、S:1.6質量%、TBN:425mgKOH/g、過塩基化度:19)
添加量:0.07質量%(Caとして)
3)低塩基性カルシウムスルホネート(炭素原子数14〜24のアルキル基を有するアルキルベンゼンスルホネート、Ca:2.4質量%、S:2.9質量%、TBN:17mgKOH/g、過塩基化度:0.34)
添加量:0.01質量%(Caとして)
【0051】
[ジチオリン酸亜鉛]
ジ(第二級アルキル)ジチオリン酸亜鉛(P:7.2質量%、Zn:7.8質量%、S:14質量%、炭素原子数3〜8の第二級アルコールから誘導された生成物)
添加量:0.06質量%(Pとして)
ジ(第一級アルキル)ジチオリン酸亜鉛(P:7.3質量%、Zn:8.4質量%、S:14質量%、炭素原子数8の第一級アルコールから誘導された生成物)
添加量:0.03質量%(Pとして)
【0052】
[酸化防止剤]
ジアルキルジフェニルアミン(アルキル基:C4とC8の混合、N:4.6質量%)
添加量:0.45質量%
【0053】
[有機硫黄化合物](実施例2でのみ使用)
硫化イソブチレン(S:42質量%)
添加量:0.3質量%
【0054】
[粘度指数向上剤]
ポリメタクリレート系粘度指数向上剤(SSI=23)−実施例1、2そして比較例で使用
添加量:5.4質量%(実施例1)、5.5質量%(実施例2)、5.0質量%(比較例)
エチレンプロピレン共重合体系粘度指数向上剤(SSI=24)−参考例で使用
添加量:4.5質量%
【0055】
[流動点降下剤]
ポリメタクリレート系流動点降下剤:0.3質量%
【0056】
[その他の添加剤]
各々少量の摩耗防止剤、防錆剤、消泡剤等の添加剤の組合わせ(各例共通)
添加量:0.6質量%
【0057】
[潤滑油組成物の評価試験]
耐摩耗性評価試験としてシェル四球試験を実施した。シェル四球試験では試験油を75℃に加温し、荷重40kgf、毎分1200回転にて60分間の試験を行ない、試験球の表面に生成した摩耗痕の直径を測定した。
【0058】
実施例1と2、比較例、そして参考例のそれぞれの潤滑油基油の性状とシェル四球試験の結果を第1表に示す。
【0059】
第1表
────────────────────────────────────
実施例1 実施例2 比較例 参考例
────────────────────────────────────
粘度グレード 0W20 0W20 0W20 10W30
────────────────────────────────────
基油 基油−1 基油−1 基油−2 基油−3
────────────────────────────────────
高温高剪断粘度 2.97 3.00 2.62 3.15
────────────────────────────────────
動粘度(100℃) 9.16 9.20 8.02 10.1
動粘度(40℃) 41.9 42.2 36.3 65.7
────────────────────────────────────
粘度指数 209 209 203 139
────────────────────────────────────
クランキング粘度
−25℃ − − − 5815
−35℃ 5854 5859 5254 −
────────────────────────────────────
−40℃でのポンピング粘度
合格 合格 合格 合格*
────────────────────────────────────
Noack
蒸発損失(%) 9.9 10.3 14.0 11.5
────────────────────────────────────
シェル摩耗試験
平均摩耗径(mm)0.49 0.48 0.55 0.49
────────────────────────────────────
【0060】
注記:高温高剪断粘度は、剪断速度106-1、温度150℃での粘度(単位:mPa・s)である。動粘度の単位はmm2/sであり、クランキング粘度の単位はいずれもmPa・sである。また、ポンピング粘度が「合格」とは、SAE粘度グレード0W20についてのポンピング粘度(測定温度:−40℃)の規定値を満足するポンピング粘度を示したことを意味する。ただし、10W30で要求されるポンピング粘度の測定温度は−30℃であり、「 合格*」は−30℃でのポンピング粘度の規定値に合格したことを意味する。
【0061】
表1に示した実施例1、2、比較例、そして参考例の各潤滑油組成物の性状と評価結果から、次のことが分かる。
(1)実施例1、2の潤滑油組成物は、省燃費性が優れるSAEグレード0W20の潤滑油組成物でありながら、省燃費性が相対的に劣る参考例のSAEグレード10W30の潤滑油組成物と略同等な耐摩耗性を示す。
(2)一方、比較例の潤滑油組成物は、Noack蒸発損失が大きく、高温高剪断粘度が低く、また耐摩耗性も劣る。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基油と下記の添加剤成分とを含むSAE粘度グレードが0W20の潤滑油組成物であって、粘度指数が200〜240の範囲にあり、150℃での高剪断粘度が2.9mPa・s以上であって、Noack蒸発損失が13%以下である自動車エンジン潤滑用の潤滑油組成物:
添加剤成分:
a)窒素含有無灰性分散剤を窒素量換算値で0.01〜0.3質量%、
b)アルカリ土類金属含有清浄剤をアルカリ土類金属量換算値で0.08〜0.3質量%、
c)リン含有摩耗防止剤をリン量換算値で0.05〜0.12質量%、
d)アミン化合物、フェノール化合物およびモリブデン化合物からなる群より選ばれる酸化防止剤を0.1〜7質量%、および、
e)粘度指数向上剤を0.5〜20質量%、
ただし、上記の添加剤成分の量は、潤滑油組成物の全量に対する質量%である。
【請求項2】
100℃における動粘度が8.5mm2/s以上、9.3mm2/s未満の範囲にある請求項1に記載の潤滑油組成物。
【請求項3】
基油が、基油成分として、100℃での動粘度が2〜9mm2/sの範囲にあって、粘度指数が133〜160の鉱物系基油を80質量%以上含む請求項1に記載の潤滑油組成物。
【請求項4】
基油が、100℃での動粘度が5〜9mm2/sの範囲にあって、粘度指数が133〜160の鉱物系基油である請求項3に記載の潤滑油組成物。
【請求項5】
基油が、スラックワックスあるいはフィシャー・トロプシュ法による合成ワックスのいずれかを水素化異性化し、分留と脱蝋処理とを行なって得られた粘度指数が133〜160の基油である請求項1に記載の潤滑油組成物。
【請求項6】
添加剤成分としてさらに有機硫黄化合物を含む請求項1に記載の潤滑油組成物。
【請求項7】
二輪自動車用4サイクルガソリンエンジンの潤滑用である請求項1に記載の潤滑油組成物。
【請求項8】
排出ガス後処理装置を備えたディーゼルエンジン搭載車のエンジンの潤滑用である請求項1に記載の潤滑油組成物。
【請求項9】
請求項1に記載の潤滑油組成物を用いて、二輪自動車用4サイクルガソリンエンジンの潤滑を行なう方法。
【請求項10】
請求項1に記載の潤滑油組成物を用いて、排出ガス後処理装置を備えたディーゼルエンジン搭載車のエンジンの潤滑を行なう方法。

【公開番号】特開2012−131986(P2012−131986A)
【公開日】平成24年7月12日(2012.7.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−260071(P2011−260071)
【出願日】平成23年11月29日(2011.11.29)
【出願人】(391050525)シェブロンジャパン株式会社 (26)
【Fターム(参考)】