JP2000160180A - ディーゼルエンジン用潤滑油組成物 - Google Patents

ディーゼルエンジン用潤滑油組成物

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JP2000160180A
JP2000160180A JP34242098A JP34242098A JP2000160180A JP 2000160180 A JP2000160180 A JP 2000160180A JP 34242098 A JP34242098 A JP 34242098A JP 34242098 A JP34242098 A JP 34242098A JP 2000160180 A JP2000160180 A JP 2000160180A
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Japan
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oil
lubricating oil
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lubricating
oil composition
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JP34242098A
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Kunihiko Hosonuma
邦彦 細沼
Keiichi Tamura
啓一 田村
Yasushi Naito
康司 内藤
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Japan Energy Corp
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 潤滑油中に混入した煤等の燃焼残渣を効果的
に除去し、潤滑性能、清浄性を長期間維持できるディー
ゼルエンジン用潤滑油組成物の提供。 【解決手段】 鉱油、合成油又はこれらの混合油からな
る基油に、(1) ポリアルケニルコハク酸エステルを0.5
〜5.0 重量%、(2) ジチオリン酸亜鉛を0.5 〜5.0 重量
%、及び(3) Caスルホネート、Caフェネート及びCaサリ
シレートからなる群より選ばれる1種以上の清浄剤を3
〜10重量%添加してなるディーゼルエンジン用潤滑油
組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、長寿命な潤滑油組
成物に関し、さらに詳しくは、油中に混入した煤等の燃
焼残渣を効果的に除去することを可能とした長寿命なデ
ィーゼルエンジン用の潤滑油組成物に関する。
【従来の技術】
【0002】ディーゼルエンジンは、ガソリンエンジン
と燃焼過程が異なるため、不完全燃焼しやすく、煤や未
燃焼物を発生しやすい。発生した煤の大半は、排気ガス
中のパテキュレートの主成分として大気中に排出され、
さらに、煤、未燃焼物は潤滑油の劣化物などとともに、
潤滑油に不溶解な固形物として混入し、ピストンまわり
や高温の摺動部に堆積したり、潤滑油の粘度を増加さ
せ、摩耗や動力損失を増大するといった問題を引き起こ
す。この潤滑油中に混入した不溶解な固形物(以下、燃
焼残渣と呼ぶ)による前記問題を如何に抑制するかが、
オイル交換期間、オイル交換距離の延長を図る上で、大
きな課題の一つとなっている。
【0003】ディーゼルエンジン用の潤滑油における燃
焼残渣の対策としては、従来は専ら、潤滑油中に混入し
た燃焼残渣を清浄分散剤によって潤滑油中に微細かつ均
一に分散させる方法が取られてきたが、最近これとは逆
に分散性をほどほどに抑え、燃焼残渣など固形不純物を
フィルターで捕捉除去する方法も提案されてきている
(例えば、特開昭60- 6790号公報、特開昭63-15895号公
報)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来のいずれの方法においても、無灰型分散剤として
は、アルケニルコハク酸イミド、ベンジルアミンなどの
イミド系あるいはアミン系添加剤が使用されている。潤
滑油中の燃焼残渣等の固形不純物をフィルタで捕捉除去
しようとする場合、このようなイミド系、アミン系分散
剤は高い分散性能を有し、燃焼残渣等は極めて微細な塊
で分散されるため、フィルタを素通りしやすくなる。こ
のため、前記分散剤を用いてその添加量を調整しても適
当な分散状態が得られないため、混入した燃焼残渣をフ
ィルタで効率良く除去することは困難である。しかも分
散剤は一般に、金属スルホネート、フェネート等の清浄
剤とともに用いて、両者の相乗作用によって、ピストン
まわりの汚れを除去する清浄作用を助長する作用も持っ
ているので、分散剤の使用量によって分散性を調整しよ
うとしても、分散剤の添加量を極端に減じるとピストン
まわりの清浄性の低下や残存全塩基価の低下等の弊害を
生じる。
【0005】そこで、本発明の目的は、これら従来法の
欠点を除き、ピストンまわりの汚れ等を洗浄する清浄効
果を従来油と同等以上に有し、かつ適度に分散性能を抑
え、フィルタでの燃焼残渣の捕捉に優れた性能を発揮
し、オイル交換期間、オイル交換距離の長い潤滑油を提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】清浄分散剤の中には分散
機能の優れたもの、清浄機能の優れたものなどがあり、
その特性は個々の清浄分散剤によってまちまちである
が、本発明者らは、高い清浄機能を維持しつつ、分散性
を適度に抑え、フィルタにおける燃焼残渣の捕捉効率の
優れた清浄分散剤を探索した結果、ポリアルケニルコハ
ク酸エステルと、ジチオリン酸亜鉛及び Ca スルホネー
ト、Caフェネート、Caサリシレート等のカルシウム化合
物の3成分を併用使用することによって優れた清浄分散
効果を示すことを見出し本発明を完成するに至った。
【0007】すなわち、本発明は、鉱油、合成油又はこ
れらの混合油からなる基油に、(1) ポリアルケニルコハ
ク酸エステルを0.5 〜5.0 重量%、(2) ジチオリン酸亜
鉛を0.5 〜5.0 重量%、及び(3) Caスルホネート、Caフ
ェネート及びCaサリシレートからなる群より選ばれる1
種以上の清浄剤を3〜10重量%添加してなるディーゼ
ルエンジン用潤滑油組成物である。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明において、基油となる鉱油
及び合成油は、通常潤滑油の基油として用いられている
ものであれば特に問題なく使用することができ、40℃
における動粘度が20〜300cSt、粘度指数90以
上のものが好適に使用できる。このような基油には、鉱
油としては、石油精製業の潤滑油製造プロセスで通常行
われている方法により得られる、いわゆる150ニュー
トラル油、500ニュートラル油、プライトストック等
の潤滑油基材が挙げられ、また、合成油としては、潤滑
油基材として一般的なポリ−α−オレフィン、エステル
油、ポリアルキレングリコール等が挙げられる。これら
の基材は、単独で使用することも、又は適宜な割合で混
合して用いることもできる。
【0009】本発明において、分散剤として用いられる
ポリアルケニルコハク酸エステルは低分子量のポリオレ
フィンを無水マレイン酸等によりマレイン化して得られ
たポリアルケニルコハク酸とペンタエリスリトールなど
の多価アルコールあるいはエチレンオキシド等との反応
によって合成される。このようなポリアルケニルコハク
酸エステルとしては、ポリアルケニル基が分子量1000〜
2000のポリブテニルまたはポリイソブテニル基のエステ
ルが好適である。
【0010】本発明組成物においては鉱油、合成油又は
これらの混合油からなる基油に対し、ポリアルケニルコ
ハク酸エステルを0.5 〜5.0 重量%を添加する。添加量
が0.5 重量%未満では、十分な清浄効果が得られないの
で好ましくなく、一方添加量が5.0 重量%を超えた場合
は、アルケニルコハク酸イミドやベンジルアミンなど、
高分散性の分散剤と異なり、分散性が良くなり過ぎてフ
ィルタで捕捉されなくなるという問題は起こらないが、
添加量に見合うほどの分散効果は得られない。
【0011】さらに、本発明において、Caスルホネー
ト、Caフェネート及びCaサリシレートの群より選ばれる
1種あるいは2種以上の清浄剤を添加する。これらは金
属型清浄剤として公知のものを用いる。
【0012】これらのCa化合物は主として清浄剤として
添加するものであり、分散剤との併用によりその性能を
より発揮する。また、Ca化合物の種類によりその作用が
異なるので、2種以上のCa化合物を添加する方が好まし
く、また、個々の化合物においても、清浄作用のほかに
それぞれの持つ塩基価によって防錆効果が大きいものや
酸の中和に効果的なもの等異なった副次的な作用を有す
るため、異なる塩基価のものを適当な割合で添加するこ
とが好ましい。
【0013】Ca化合物の添加量は、合計で3〜10重量
%範囲で添加することが好ましく、3重量%未満では清
浄性が不足し、また燃焼により生じ潤滑油に混入した酸
が十分中和されない。一方、10重量%を超えてもそれ
に見合う清浄効果の向上が見られず、経済的に好ましく
ない。
【0014】また本発明において、ジチオリン酸亜鉛を
0.5 〜5.0 重量%添加する。ジチオリン酸亜鉛は次の一
般式(I)で示される化合物で、パーオキサイドを分解す
る酸化防止剤、及び極圧剤として作用するものである。
【化1】 (ただしRは同一もしくは異なる炭化水素基)
【0015】ジチオリン酸亜鉛の添加量が0.5 重量%未
満であると耐摩耗性が不足し、また5.0 重量%を超えて
も添加量に見合う効果を得ることができない。
【0016】なお、本発明においては、必要に応じて上
記の添加剤の他に、例えば、ポリイソブチレン、ポリメ
タアクリレート等の粘度指数向上剤、シリコン油などの
消泡剤、フェノール系、アミン系の酸化防止剤、あるい
は油性剤、極圧剤、腐食防止剤等の添加剤を適宜添加す
ることができる。しかし、本発明の潤滑油は、洗浄効果
を損なわずに適度の分散抑制が必要であるため、分散性
能の高いポリアルケニルコハク酸イミドやベンジルアミ
ン等のような塩基系の分散剤は、実質的に添加しないこ
とが好ましい。
【0017】
【実施例】以下実施例により本発明をさらに詳しくに説
明する。潤滑油基油に種々の添加剤を配合して潤滑油組
成物を調製し、清浄性及び燃焼残渣の捕捉性を評価し
た。各実施例、比較例の潤滑油組成物の調製に使用した
基油、添加物の種類および潤滑油の各評価試験方法はつ
ぎのとおりである。
【0018】1.潤滑油基油 各実施例、比較例とも、石油精製業で一般的な潤滑油製
造プロセスから得たいわゆる150ニュートラル油10
重量部と500ニュートラル油90重量部を混合して調
製した鉱油を用いた。
【0019】2.添加物 (1) ポリアルケニルコハク酸エステル 日本ルブリゾール社製、Lz939
【0020】(2) ポリアルケニルコハク酸イミド 日本ルブリゾール社製、Lz6418
【0021】(3) 清浄剤 Ca スルホネート(全塩基価20及び全塩基価300
のもの)、 Caフェネート(全塩基価100 及び全塩基価250 のも
の)、 Caサリシレ−ト(全塩基価250 のもの)
【0022】(4) 酸化防止剤 ジチオリン酸亜鉛 以上いずれも市販品を使用。
【0023】3.潤滑油の各評価試験 動粘度:JIS K2283 に準拠して行った。
【0024】粘度指数:JIS K2283 に準拠して行っ
た。
【0025】全酸価、全塩基価:JIS K2501 に準拠し
て行った。
【0026】さらに、実際にディーゼルエンジンをまわ
し、清浄性試験及びフィルタの燃焼残渣捕捉性試験にて
潤滑油の実用性能を評価した。
【0027】清浄性 直列4気筒、渦流室式、 2.2Lのディーゼルエンジンを
次の運転条件で操作し、 回転数 4000 rpm 出力 56 PS 油温 120 ℃ 試験時間 100 hr エンジン停止後、開放してピストンリング溝の詰り及び
リンググランドデポジットを陸用ディーゼル機関ピスト
ン評価法(JPI-55-15-85)に準拠して、供試潤滑油の清
浄性を評価した。なお、本エンジン試験においては、オ
イルフィルタとして、フルフローフィルタのみを設置し
てテストした。
【0028】燃焼残渣捕捉性 直列4気筒、直噴式、 3.3Lのディーゼルエンジンを次
の運転条件で操作し、 回転数 2000 rpm 出力 75 PS 油温 90 ℃ 試験時間 100 hr 潤滑油の循環系に設けたオイルフィルタに補足された燃
焼残渣及び油中の燃焼残渣濃度を定量して、オイルフィ
ルタでの燃焼残渣の捕捉性を評価した。
【0029】なお、このエンジン試験で用いたオイルフ
ィルタの仕様は次のとおりである。
【0030】フィルタの燃焼残渣捕捉率、油中の燃焼残
渣濃度は、次のようにして求めた。エンジン試験後のオ
イルフィルタを回収し、次いでn-ヘキサンを用いて油分
を除去した後の乾燥フィルタの重量を測定し、新品のオ
イルフィルタとの重量差を燃焼残渣の捕捉量とした。そ
して、フィルタの燃焼残渣捕捉率(%)を次式により求
めた。
【0031】
【0032】また、油中の燃焼残渣濃度は、所定のエン
ジン試験後、燃焼残渣の含有した潤滑油をn-ヘキサンで
希釈し、12400Gの条件で3時間遠心分離処理を施して得
た固形物よりn-ヘキサンを蒸発除去して得た固形物の回
収重量百分率を油中の燃焼残渣濃度とした。
【0033】[実施例1]前記の潤滑油基油に各種添加
剤を表1上段に示す割合(重量%)で添加して潤滑油組
成物を調製した。得られた潤滑油組成物の物性は表1下
段に示す通りである。またこれらの潤滑油の実用性能を
評価するために行ったエンジン試験の結果を表2に示
す。同表の上段に清浄性の試験結果を、全酸価の増加、
全塩基価の残存とともに示し、下段に捕捉性試験結果を
示す。
【0034】[比較例1、2]従来のCD級エンジン油
に相当するポリアルケニルコハク酸イミド含有潤滑油組
成物を調製し、比較例1とした。また比較例1に添加さ
れているコハク酸イミドを 0.5%まで減量した組成物を
比較例2とし、それぞれ実施例の結果と比較した。結果
を表1および表2にあわせて示した。
【0035】表2の結果から明らかなように、本発明の
潤滑油(実施例1)は従来のディーゼルエンジン用の潤
滑油(比較例1)と比較してエンジン清浄性、全塩基価
の残存性能は同等以上であり、かつ燃焼残渣の捕捉性能
は3〜4倍に向上していることがわかる。一方、コハク
酸イミドの添加量を従来油に添加している量よりも少な
くした比較例2では、コハク酸イミドの減量により捕捉
性能の向上はみられるものの、本発明のレベルまでには
至らず、しかもエンジン清浄性は悪化している。
【0036】
【表1】
【0037】
【表2】
【0038】
【発明の効果】本発明は、ディーゼルエンジン用の潤滑
油において、分散能を適度に抑えた分散剤を特定量添加
することにより、オイルフィルタにおける固形物の捕捉
効率を大幅に向上させたものであり、従来油以上の潤滑
性能、清浄性を、新油時はもとより、長期間使用後にお
いても損なうことがないので、燃焼残渣の混入が避けら
れないディーゼルエンジン用潤滑油のオイル交換距離を
延長し、該潤滑油寿命の改善に格段の効果を奏するもの
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C10M 159/24 C10M 159/24 163/00 163/00 // C10N 10:04 30:04 40:25 (72)発明者 内藤 康司 埼玉県戸田市新曾南三丁目17ー35 株式会 社共石製品技術研究所内 Fターム(参考) 4H104 BC09C BH07C DA02A DB06C DB07C EB02 FA02 LA02 PA42

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉱油、合成油又はこれらの混合油からな
    る基油に、(1) ポリアルケニルコハク酸エステルを0.5
    〜5.0 重量%、(2) ジチオリン酸亜鉛を0.5 〜5.0 重量
    %、及び(3) Caスルホネート、Caフェネート及びCaサリ
    シレートからなる群より選ばれる1種以上の清浄剤を3
    〜10重量%添加してなるディーゼルエンジン用潤滑油
    組成物。
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