JP2015183152A - 潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】ターボチャージャーを装着した内燃機関における、省燃費性とターボチャージャーにおけるコーキング低減性とを両立させることのできる内燃機関用潤滑油組成物を提供する。【解決手段】基油に、(A)塩基価100mgKOH/g以上の過塩基性フェネート系清浄剤、(B)塩基価150mgKOH/g以下のスルフォネート系清浄剤、および(C)ジチオリン酸亜鉛を含有してなり、下記条件(i)および(ii)を満たすことを特徴とする潤滑油組成物。[M]≧1100 (i)[M]+2?[P]≧2600 (ii)(式中、[M]は潤滑油組成物における(A)成分および(B)成分由来の金属量(質量ppm)を表し、[P]は潤滑油組成物における(C)成分由来のリン量(質量ppm)を表す。)【選択図】なし
Description
本発明は、ターボチャージャーを装着した内燃機関用潤滑油組成物に関する。
近年、自動車に対して、エンジンの小型高出力化、省燃費化、排ガス規制対応など、様々な要求がなされているが、これらに対応するための1つの手段として、過給機、特にターボチャージャーをエンジンに装着することが多くなってきた。
一方、近年の環境問題、特に二酸化炭素の排出量削減の観点から、自動車の省燃費化は重要課題の1つであり、そのために自動車の軽量化、燃焼の改善及びエンジンの低摩擦化、駆動系装置の開発・改良等が検討されている。例えば、エンジンの低摩擦化では、可変動弁系機構等の動弁系構造の改良、ピストンリングの本数低減、摺動部材の表面粗さ低減等の材料面からの改良とともに、希薄燃焼エンジンや燃料直接噴射エンジンの開発、ターボチャージャーの装着、省燃費エンジン油の適用が進められている。
一方、近年の環境問題、特に二酸化炭素の排出量削減の観点から、自動車の省燃費化は重要課題の1つであり、そのために自動車の軽量化、燃焼の改善及びエンジンの低摩擦化、駆動系装置の開発・改良等が検討されている。例えば、エンジンの低摩擦化では、可変動弁系機構等の動弁系構造の改良、ピストンリングの本数低減、摺動部材の表面粗さ低減等の材料面からの改良とともに、希薄燃焼エンジンや燃料直接噴射エンジンの開発、ターボチャージャーの装着、省燃費エンジン油の適用が進められている。
ターボチャージャーを装着することで効率よく出力を上げることが可能になるが、反面、ターボチャージャーは高温余熱にさらされることから、油劣化、特にターボチャージャー内での油のコーキングによるデポジットの生成を引き起こす危険が生ずる。特に、高速、高負荷でターボチャージャー装着エンジンを運転した後にエンジンを急停止した時、すなわちターボチャージャーのヒートソークバック時には、タービン側壁温度は300℃以上にもなるため、ターボチャージャー内でエンジン油のコーキングが起こりやすい。その結果、油の流路が閉塞し、フローティングメタルが焼き付いたり、コーキングによるデポジットがフローティングメタルとシャフトの間に入り込んでフローティングメタルの動きを異常ならしめたり、またフローティングメタルを摩耗せしめ、タービン翼やコンプレッサー翼がケーシングと接触して破損したりするなどのトラブルを生ずる。
したがって、ターボチャージャー装着エンジンに使用されるエンジン油としては、熱・酸化安定性に優れるとともに、300℃以上の高温においてもコーキングしにくいものが求められる。
したがって、ターボチャージャー装着エンジンに使用されるエンジン油としては、熱・酸化安定性に優れるとともに、300℃以上の高温においてもコーキングしにくいものが求められる。
コーキングを大幅に抑制しうるエンジン油としては、例えば特許文献1に、100℃における動粘度が16〜45cStの基油等の特定の高粘度基油を配合したマルチグレードエンジン油が開示されている。しかし、特定の高粘度基油を配合しない場合にはコーキングが顕著であり、これを抑制することは極めて困難であった。また、ターボチャージャー装着エンジンに好適な潤滑油としては、特許文献2において、有機酸エステル、アルキルジフェニルエーテルから選ばれた少なくとも1種の基油に、リン系摩耗防止剤、及びベンゾトリアゾール又はベンゾトリアゾール誘導体を特定割合で配合した耐摩耗性に優れる潤滑油組成物が開示されている。しかし、コーキング抑制については検討されていない。特許文献3には、潤滑油基油に特定のチオリン酸エステル若しくはリン酸エステルの金属塩、特定のジチオリン酸エステルの金属塩又はアミン塩、金属系清浄剤、無灰分散剤、酸化防止剤等を添加した、塩基価維持性や高温清浄性に優れる内燃機関用潤滑油組成物が記載されている。しかし、この文献にも、ターボチャージャー装着エンジンのコーキング防止性に関する開示や示唆はない。
エンジン油の省燃費性を向上させるには、粘性抵抗を減らすための基油の低粘度化と、境界潤滑下の摩擦を低減するモリブデンジチオカーバメート(MoDTC)等の摩擦低減剤を配合することが有効とされる。摩擦低減剤の中ではMoDTCが最も効果的な添加剤であり、MoDTCを配合したエンジン油は高い省燃費性を持つことが知られている。
しかし、MoDTCを高濃度で配合すると、高温におけるデポジット量が著しく増加することが報告されている(非特許文献1)。従って、ターボチャージャー装着エンジンの潤滑油組成物として、従来、MoDTCを配合したものによる、省燃費性とターボコーキング性能とを両立させることは不可能であった。
しかし、MoDTCを高濃度で配合すると、高温におけるデポジット量が著しく増加することが報告されている(非特許文献1)。従って、ターボチャージャー装着エンジンの潤滑油組成物として、従来、MoDTCを配合したものによる、省燃費性とターボコーキング性能とを両立させることは不可能であった。
自動車技術会2008年学術講演会前刷集153−20085146
本発明は、ターボチャージャーを装着した内燃機関における、省燃費性とターボチャージャーにおけるコーキング低減性とを両立させることのできる潤滑油組成物を提供することを目的とする。
本発明者らは前記課題について鋭意研究した結果、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、基油に、(A)塩基価100mgKOH/g以上の過塩基性フェネート系清浄剤、(B)塩基価150mgKOH/g以下のスルフォネート系清浄剤、および(C)ジチオリン酸亜鉛を含有してなり、下記条件(i)および(ii)を満たすことを特徴とするターボチャージャーを装着した内燃機関に用いられる潤滑油組成物である。
[M]≧1100 (i)
[M]+2×[P]≧2600 (ii)
(式中、[M]は潤滑油組成物における(A)成分および(B)成分由来の金属量(質量ppm)を表し、[P]は潤滑油組成物における(C)成分由来のリン量(質量ppm)を表す。)
[M]≧1100 (i)
[M]+2×[P]≧2600 (ii)
(式中、[M]は潤滑油組成物における(A)成分および(B)成分由来の金属量(質量ppm)を表し、[P]は潤滑油組成物における(C)成分由来のリン量(質量ppm)を表す。)
本発明の潤滑油組成物は、高温にさらされることの多いターボチャージャーを備えた内燃機関において、高い省燃費性と効果的なコーキング抑制とを両立させることができる。
以下、本発明について詳述する。
本発明の潤滑油組成物に係る基油としては、特に制限はなく通常使用されるものが使用できる。例えば、鉱油または合成油が挙げられる。
鉱油としては、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、フィッシャートロプシュプロセス等により製造されるGTLWAX(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鉱油系基油が挙げられる。
合成油としては、例えば、ポリα−オレフィン(エチレン−プロピレン共重合体、ポリブテン、1−オクテンオリゴマー、1−デセンオリゴマー、およびこれらの水素化物等)、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、モノエステル(ブチルステアレート、オクチルラウレート)、ジエステル(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−エチルヘキシルセパケート等)、ポリエステル(トリメリット酸エステル等)、ポリオールエステル(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)、ポリオキシアルキレングリコール、ポリフェニルエーテル、ジアルキルジフェニルエーテル、リン酸エステル(トリクレジルホスフェート等)、含フッ素化合物(パーフルオロポリエーテル、フッ素化ポリオレフィン等)、シリコーン油、FT反応などの合成ワックスおよび/または石油精製工程から得られるワックス(好ましくは溶剤脱ロウ工程で得られるスラックワックス)を異性化、水素化して得られる高性能炭化水素基油、テルペン類のような天然由来の不飽和炭化水素を水添して得られる炭化水素基油等が例示できる。
本発明の潤滑油組成物の基油としては、上記した基油を単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせてもよい。
基油の100℃における動粘度は、特に制限はないが、8.5mm2/s以上であることが好ましく、9.0mm2/s以上がより好ましい。一方、20.0mm2/s以下であることが好ましく、15.0mm2/s以下がより好ましく、12.0mm2/s以下がさらに好ましい。
基油の100℃における動粘度が8.5mm2/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おそれがある。一方、該動粘度が20.0mm2/sを超える場合は、省燃費性およびターボチャージャーにおけるコーキング低減性が悪化する。
なお、本発明でいう100℃における動粘度とは、JIS K2283に規定される100℃における動粘度を意味する。
基油の100℃における動粘度が8.5mm2/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おそれがある。一方、該動粘度が20.0mm2/sを超える場合は、省燃費性およびターボチャージャーにおけるコーキング低減性が悪化する。
なお、本発明でいう100℃における動粘度とは、JIS K2283に規定される100℃における動粘度を意味する。
基油の粘度指数は、特に制限はないが、90以上が好ましく、100以上がより好ましく、120以上がさらに好ましい。特にノルマルパラフィン、スラックワックスやGTLワックス等、あるいはこれらを異性化したイソパラフィン系鉱油のような粘度指数135〜180程度のものを使用することが好ましい。粘度指数が90未満の場合には、省燃費性およびターボチャージャーにおけるコーキング低減性が悪化するおそれがある。
なお、本発明でいう粘度指数とは、JIS K2283に規定される粘度指数を意味する。
なお、本発明でいう粘度指数とは、JIS K2283に規定される粘度指数を意味する。
基油の全芳香族分は、特に制限はないが、1.0質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以下がより好ましく、0.3質量%以下がさらに好ましい。全芳香族分が1.0質量%より多い場合は酸化安定性が劣る。一方、全芳香族分は0質量%でもよいが、添加剤の溶解性の点で0.05質量%以上であることが好ましい。
なお、本発明でいう全芳香族分とは、ASTM D2549に準拠して測定した芳香族留分(aromatic fraction)含有量を意味する。
なお、本発明でいう全芳香族分とは、ASTM D2549に準拠して測定した芳香族留分(aromatic fraction)含有量を意味する。
基油の硫黄分は、特に制限はないが、1.0質量%以下が好ましく、0.5質量%以下がより好ましく、0.2質量%以下がさらに好ましい。
なお、本発明でいう硫黄分とは、JIS K 2541−1996に準拠して測定される硫黄分を意味する。
なお、本発明でいう硫黄分とは、JIS K 2541−1996に準拠して測定される硫黄分を意味する。
本発明の潤滑油組成物は、(A)成分として、塩基価100mgKOH/g以上の過塩基性フェネート系清浄剤を含有する。
過塩基性フェネート系清浄剤としては、例えば、アルキルフェノールサルファイドのアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩の過塩基性塩が挙げられる。
アルキル基の炭素数は、通常8〜30であり、好ましくは12〜20である。炭素数が8より短いと基油に対する溶解性に劣るおそれがあり、炭素数が30より長いと製造が難しくまた耐熱性に劣るおそれがある。
アルキル基の炭素数は、通常8〜30であり、好ましくは12〜20である。炭素数が8より短いと基油に対する溶解性に劣るおそれがあり、炭素数が30より長いと製造が難しくまた耐熱性に劣るおそれがある。
アルカリ金属又はアルカリ土類金属としては、例えば、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、バリウム、カルシウムが挙げられ、マグネシウム又はカルシウムが好ましく、カルシウムが特に好ましい。
(A)成分の塩基価は、100mgKOH/g以上であり、150mgKOH/g以上が好ましく、250mgKOH/g以上がより好ましい。一方、450mgKOH/g以下が好ましく、350mgKOH/g以下がより好ましい。塩基価が100mgKOH/g未満の場合は、ターボコーキング性能が悪化するおそれがあり、450mgKOH/gを超える場合は溶解性に問題を生ずるおそれがある。
なお、本発明でいう塩基価とは、JIS K2501「石油製品及び潤滑油−中和価試験法」の7.に準拠して測定される過塩素酸法による塩基価を意味する。
なお、本発明でいう塩基価とは、JIS K2501「石油製品及び潤滑油−中和価試験法」の7.に準拠して測定される過塩素酸法による塩基価を意味する。
(A)成分の金属比は、特に制限はないが、1以上が好ましく、2以上がより好ましく、2.5以上がさらに好ましい、一方、20以下が好ましく、15以下がより好ましく、10以下がさらに好ましい。
なお、本発明において金属比とは、金属元素の価数×金属元素含有量(モル%)/せっけん基含有量(モル%)で表され、金属元素とは、カルシウム、マグネシウム等、せっけん基とはスルホン酸基、フェノール基、サリチル酸基等を意味する。
なお、本発明において金属比とは、金属元素の価数×金属元素含有量(モル%)/せっけん基含有量(モル%)で表され、金属元素とは、カルシウム、マグネシウム等、せっけん基とはスルホン酸基、フェノール基、サリチル酸基等を意味する。
(A)成分の含有量は、特に制限はないが、組成物全量基準、金属量換算で、500質量ppm以上であることが好ましく、1000質量ppm以上がより好ましく、2000質量ppm以上がさらに好ましい。一方、10000質量ppm以下が好ましく、5000質量ppm以下がより好ましく、4000質量ppm以下がさらに好ましい。
含有量が500質量ppm未満の場合は、必要とする清浄性および酸中和性が得られないおそれがあり、10000質量ppmを超える場合は、過剰な金属成分が堆積するおそれがある。
含有量が500質量ppm未満の場合は、必要とする清浄性および酸中和性が得られないおそれがあり、10000質量ppmを超える場合は、過剰な金属成分が堆積するおそれがある。
本発明の潤滑油組成物は、(B)成分として、塩基価150mgKOH/g以下のスルフォネート系清浄剤を含有する。
スルフォネート系清浄剤としては、例えば、重量平均分子量300〜1500、好ましくは400〜700のアルキル芳香族化合物をスルホン化することによって得られるアルキル芳香族スルホン酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩を用いることができる。
アルキル芳香族スルホン酸としては、例えば、いわゆる石油スルホン酸や合成スルホン酸が挙げられる。石油スルホン酸としては、一般に鉱油の潤滑油留分のアルキル芳香族化合物をスルホン化したものや、ホワイトオイル製造時に副生する、いわゆるマホガニー酸等が挙げられる。合成スルホン酸としては、例えば、洗剤の原料となるアルキルベンゼン製造プラントから副生したり、ポリオレフィンをベンゼンにアルキル化することにより得られる、直鎖状や分枝状のアルキル基を有するアルキルベンゼンをスルホン化したもの、あるいはジノニルナフタレン等のアルキルナフタレンをスルホン化したものが挙げられる。
これらアルキル芳香族化合物をスルホン化する際のスルホン化剤としては特に制限はないが、通常、発煙硫酸や無水硫酸が用いられる。
これらアルキル芳香族化合物をスルホン化する際のスルホン化剤としては特に制限はないが、通常、発煙硫酸や無水硫酸が用いられる。
アルカリ金属又はアルカリ土類金属としては、例えば、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、バリウム、カルシウムが挙げられ、マグネシウム又はカルシウムが好ましく、カルシウムが特に好ましい。
(B)成分の塩基価は、150mgKOH/g以下であるが、50mgKOH/g未満の中性スルフォネートであることが好ましく、40mgKOH/g以下がより好ましく、30mgKOH/g以下がさらに好ましい。塩基価が150mgKOH/gを超える場合は石けん基成分による清浄分散作用が十分に得られない。
(B)成分の金属比は1以上であることが好ましい。また、10以下が好ましく、5以下がより好ましく、2以下がさらに好ましい。
(B)成分の含有量は、特に制限はないが、組成物全量基準、金属量換算で、30質量ppm以上が好ましく、50質量ppm以上がより好ましく、100質量ppm以上がさらに好ましく、150質量ppm以上が特に好ましい。一方、1000質量ppm以下が好ましく、800質量ppm以下がより好ましく、500質量ppm以下がさらに好ましい。
含有量が30質量ppm未満の場合は、必要とする清浄性および酸中和性が得られないおそれがあり、1000質量ppmを超える場合は、粘度特性が悪化し、省燃費性が悪化する。
含有量が30質量ppm未満の場合は、必要とする清浄性および酸中和性が得られないおそれがあり、1000質量ppmを超える場合は、粘度特性が悪化し、省燃費性が悪化する。
本発明の潤滑油組成物は、(C)成分として、ジチオリン酸亜鉛を含有する。ジチオリン酸亜鉛としては下記一般式(1)で示される化合物が挙げられる。
R1〜R4で表される炭化水素基としては、例えば、炭素数1〜24のアルキル基、炭素数5〜7のシクロアルキル基、炭素数6〜11のアルキルシクロアルキル基、炭素数2〜24のアルケニル基、炭素数6〜18のアリール基、炭素数7〜24のアルキルアリール基及び炭素数7〜12のアリールアルキル基を挙げることができる。
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、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、3−ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、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、2−エチルブチル基、1−メチルフェニル基、1,3−ジメチルブチル基、1,1,3,3−テトラメチルブチル基、1−メチルヘキシル基、イソヘプチル基、1−メチルヘプチル基、1,1,3−トリメチルヘキシル基及び1−メチルウンデシル基などが挙げられる。
これらの中でも炭素数3〜12のアルキル基が好ましく、炭素数4〜8のアルキル基がより好ましい。
これらの中でも炭素数3〜12のアルキル基が好ましく、炭素数4〜8のアルキル基がより好ましい。
シクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基又はシクロドデシル基などが挙げられる。
シクロアルキルアルキル基としては、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基などが挙げられる。
シクロアルキルアルキル基としては、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基などが挙げられる。
アリール基としては、フェニル基、トリル基、キシリル基等が挙げられる。
アルキルアリール基としては、エチルフェニル基、ビニルフェニル基、メチルフェニル基、ジメチルフェニル基、トリメチルフェニル基、エチルフェニル基、イソプロピルフェニル基、第三ブチルフェニル基、ジ−第三ブチルフェニル基、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル基等が挙げられる。
アリールアルキル基としては、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基、フェニルペンチル基、フェニルヘキシル基、ナフチルエチル基などが挙げられる。
アルキルアリール基としては、エチルフェニル基、ビニルフェニル基、メチルフェニル基、ジメチルフェニル基、トリメチルフェニル基、エチルフェニル基、イソプロピルフェニル基、第三ブチルフェニル基、ジ−第三ブチルフェニル基、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル基等が挙げられる。
アリールアルキル基としては、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基、フェニルペンチル基、フェニルヘキシル基、ナフチルエチル基などが挙げられる。
これらのなかでもアルキル基が好ましく、1級のアルキル基が特に好ましい。1級のアルキル基とは、R1〜R4の炭素のうち酸素と結合している炭素が1級炭素であることを意味する。すなわち、アルキル基としては、−CH2−R′で示される基(R′は水素原子もしくは直鎖状又は分枝状のアルキル基)が好ましい。
(C)ジチオリン酸亜鉛としてはジアルキルジチオリン酸亜鉛が特に好ましく、具体的には、ジ−pri−プロピルジチオリン酸亜鉛、ジ−sec−プロピルジチオリン酸亜鉛、ジ−pri−ブチルジチオリン酸亜鉛、ジ−sec−ブチルジチオリン酸亜鉛、ジ−pri−ペンチルジチオリン酸亜鉛、ジ−sec−ペンチルジチオリン酸亜鉛、ジ−pri−ヘキシルジチオリン酸亜鉛、ジ−sec−ヘキシルジチオリン酸亜鉛、ジ−pri−オクチルジチオリン酸亜鉛、ジ−sec−オクチルジチオリン酸亜鉛などが挙げられる。
(C)成分の含有量は、特に制限はないが、組成物全量基準、リン量換算で、300質量ppm以上であることが好ましく、500質量ppm以上がより好ましく、800質量ppm以上がさらに好ましい。一方、2000質量ppm以下が好ましく、1500質量ppm以下がより好ましく、1200質量ppm以下がさらに好ましい。
含有量が300質量ppm未満の場合は、十分な耐摩耗性が得られないおそれがあり、2000質量ppmを超える場合は、排ガス処理触媒に悪影響を与えるおそれがある。
含有量が300質量ppm未満の場合は、十分な耐摩耗性が得られないおそれがあり、2000質量ppmを超える場合は、排ガス処理触媒に悪影響を与えるおそれがある。
本発明の潤滑油組成物は下記条件(i)および(ii)を満たすことが必要である。
[M]≧1100 (i)
[M]+2×[P]≧2600 (ii)
[M]≧1100 (i)
[M]+2×[P]≧2600 (ii)
式中の[M]は、潤滑油組成物の組成物全量基準における、(A)成分および(B)成分由来の金属量(質量ppm)を表す。
式中の[P]は、潤滑油組成物の組成物全量基準における、(C)成分由来のリン量(質量ppm)を表す。
式中の[P]は、潤滑油組成物の組成物全量基準における、(C)成分由来のリン量(質量ppm)を表す。
[M]は、1100以上であり、1500以上が好ましく、2000以上がより好ましく、3000以上がさらに好ましい。[M]を1100以上とすることでターボチャージャーに対する耐コーキング性を向上することができる。一方、10000以下が好ましく、5000以下がより好ましく、4000以下がさらに好ましい。10000を超えると過剰な金属成分が堆積するおそれがあるため好ましくない。
[M]+2×[P]は2600以上であり、3000以上が好ましく、4000以上がさらに好ましい。[M]+2×[P]を2600以上とすることでターボチャージャーに対する耐コーキング性を向上することができる。一方、10000以下が好ましく、7000以下がより好ましい。10000を超えると排ガス処理触媒に悪影響を与えるおそれがあるため好ましくない。
本発明の潤滑油組成物は、さらに(D)成分として、無灰分散剤を含有しても良い。
無灰分散剤は、特に制限はなく通常使用されるものが使用できるが、例えば、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個有する含窒素化合物または誘導体等が例示できる。
これらは1種の化合物を単独で用いても良く、2種以上の化合物の任意混合割合での混合物等を用いても良い。
無灰分散剤は、特に制限はなく通常使用されるものが使用できるが、例えば、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個有する含窒素化合物または誘導体等が例示できる。
これらは1種の化合物を単独で用いても良く、2種以上の化合物の任意混合割合での混合物等を用いても良い。
アルキル基またはアルケニル基としては、直鎖状でも分枝状でも良いが、好ましいものとしては、プロピレン、1−ブテン、イソブチレンなどのオレフィンのオリゴマーやエチレンとプロピレン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が挙げられる。
アルキル基又はアルケニル基の炭素数は、通常40〜400、好ましくは60〜350である。40未満の場合は基油に対する溶解性が低下するおそれがあり、一方、炭素数が400を超える場合は、潤滑油組成物の低温流動性が悪化するおそれがある。
(D)成分としては、より具体的には、
(D1)炭素数40〜400のアルキル基若しく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、またはその誘導体
(D2)炭素数40〜400のアルキル基若しく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、またはその誘導体
(D3)炭素数40〜400のアルキル基若しく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、またはその誘導体
の中から選ばれる1種または2種以上の化合物等が例示できる。
本発明においては、分散性能の点から(D1)が好ましい。
(D1)炭素数40〜400のアルキル基若しく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、またはその誘導体
(D2)炭素数40〜400のアルキル基若しく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、またはその誘導体
(D3)炭素数40〜400のアルキル基若しく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、またはその誘導体
の中から選ばれる1種または2種以上の化合物等が例示できる。
本発明においては、分散性能の点から(D1)が好ましい。
(D1)コハク酸イミドとしては、さらに具体的には、下記の一般式(2)または(3)で表される化合物が挙げられる。
上記一般式(2)及び(3)中で、R5、R6及びR7は、それぞれ個別に、炭素数40〜400、好ましくは60〜350のアルキル基またはアルケニル基を示し、bは1〜5、好ましくは2〜4の数を、cは0〜4、好ましくは1〜3の数をそれぞれ示している。
このコハク酸イミドの製造方法は何ら限定されるものではないが、例えば、プロピレンオリゴマー、ポリブテン、エチレン−プロピレン共重合等のポリオレフィンを無水マレイン酸と反応させて無水アルケニルコハク酸を得た後、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン等のポリアミンを用いてイミド化したもの等が挙げられる。
なお、コハク酸イミドには、イミド化に際しては、ポリアミンの一端に無水コハク酸が付加した、一般式(2)のようないわゆるモノタイプのコハク酸イミドと、ポリアミンの両端に無水コハク酸が付加した、一般式(3)のようないわゆるビスタイプのコハク酸イミドがある。(D1)成分としては、そのいずれでも、またこれらの混合物でも使用可能であるが、高温清浄性の点から式(3)で示されるビスタイプのコハク酸イミドが好ましい。
(D2)ベンジルアミンとしては、より具体的には、下記の一般式(4)で表される化合物等が例示できる。
上記一般式(4)中で、R8は、炭素数40〜400、好ましくは60〜350のアルキル基またはアルケニル基を示し、dは1〜5、好ましくは2〜4の数をそれぞれ示している。
このベンジルアミンの製造方法は何ら限定されるものではないが、例えば、プロピレンオリゴマー、ポリブテン、エチレン−プロピレン共重合等のポリオレフィンをフェノールと反応させてアルキルフェノールとした後、これにホルムアルデヒドとジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン等のポリアミンをマンニッヒ反応により反応させることにより得ることができる。
(D3)ポリアミンとしては、より具体的には、下記の一般式(5)で表される化合物等が例示できる。
上記一般式(5)中で、R9は、炭素数40〜400、好ましくは60〜350のアルキル基またはアルケニル基を示し、eは1〜5、好ましくは2〜4の数をそれぞれ示している。
このポリアミンの製造方法は何ら限定されるものではないが、例えば、プロピレンオリゴマー、ポリブテン、エチレン−プロピレン共重合等のポリオレフィンを塩素化した後、これにアンモニアやエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミ
ン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン等のポリアミンを反応させることにより得ることができる。
ン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン等のポリアミンを反応させることにより得ることができる。
また(D)成分としては、これら含窒素化合物の誘導体も好ましく用いられる。(D)成分の誘導体としては、具体的には例えば、これら含窒素化合物に炭素数2〜30のモノカルボン酸(脂肪酸など)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、残存するアミノ基および/またはイミノ基の一部また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;これら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/またはイミノ基の一部または全部を中和した、いわゆるホウ素変性化合物;これら含窒素化合物に硫黄化合物を作用させた、いわゆる硫黄変性化合物;及びこれら含窒素化合物に酸変性、ホウ素変性、硫黄変性から選ばれる2種以上の変性を組み合わせた変性化合物;等が例示できる。
無灰分散剤は含有していなくても良いが、含有させる場合その含有量は、組成物全量基準で通常0.1〜5質量%、好ましくは0.5〜4.5質量%、さらに好ましくは1〜4質量%である。該含有量が0.1質量%未満の場合は、ターボコーキング性能が悪化するおそれがあり、また、5質量%を超える場合は、含有量に見合う効果が得られないばかりか、清浄性が悪化する傾向にある。
本発明の潤滑油組成物には、これら以外にも潤滑油に一般的に使用されている任意の添加剤をさらに添加することができる。このような添加剤としては、例えば、極圧剤、酸化防止剤、摩擦調整剤、粘度指数向上剤、腐食防止剤、防錆剤、抗乳化剤、金属不活性化剤、消泡剤、又は着色剤を挙げることができる。
極圧剤としては、例えば、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((C)成分を除く)、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、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、硫化油脂類が挙げられる。
極圧剤の含有量は、組成物全量基準で、通常0.01〜5質量%である。
極圧剤の含有量は、組成物全量基準で、通常0.01〜5質量%である。
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あるいは金属系酸化防止剤が挙げられる。これらの中ではコーキング防止性に優れることからフェノール系酸化防止剤が好ましく、ビスフェノール系あるいはエステル結合を有するフェノール系酸化防止剤が好ましい。具体的には、オクチル−3−(3,5−ジターシャリーブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートや、オクチル−3−(3−メチル−5−ターシャリーブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート等の3,5−ジアルキル−4−ヒドロキシフェニル置換脂肪酸エステル類(アルキル基は、1つがターシャリーブチル基であり、残りがメチル基又はターシャリーブチル基)が特に好ましい。
酸化防止剤の含有量は、組成物全量基準で、通常0.1〜5質量%、好ましくは0.5〜2質量%である。
酸化防止剤の含有量は、組成物全量基準で、通常0.1〜5質量%、好ましくは0.5〜2質量%である。
摩擦調整剤としては、例えば、有機モリブデン化合物、脂肪酸エステル、脂肪族アミン、脂肪酸アミド等が挙げられる。
摩擦調整剤の含有量は、組成物全量基準で、通常0.01〜5質量%である。
摩擦調整剤の含有量は、組成物全量基準で、通常0.01〜5質量%である。
粘度指数向上剤としては、例えば、ポリメタクリレート系粘度指数向上剤、オレフィン共重合体系粘度指数向上剤、スチレン−ジエン共重合体系粘度指数向上剤、スチレン−無水マレイン酸エステル共重合体系粘度指数向上剤又はポリアルキルスチレン系粘度指数向上剤が挙げられる。これらの中でも、コーキング防止性により優れることから、オレフィン共重合体系粘度指数向上剤あるいはスチレン−ジエン共重合体系粘度指数向上剤が好ましく、中でも、エチレン−α−オレフィン共重合体系粘度指数向上剤が特に好ましい。これら粘度指数向上剤の重量平均分子量は、通常800〜1000000、好ましくは100000〜900000である。
粘度指数向上剤の含有量は、組成物全量基準で、通常0.1〜20質量%である。
粘度指数向上剤の含有量は、組成物全量基準で、通常0.1〜20質量%である。
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、又はイミダゾール系化合物が挙げられる。
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、又は多価アルコールエステルが挙げられる。
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、又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が挙げられる。
腐食防止剤、防錆剤、抗乳化剤の含有量は、組成物全量基準で、通常0.005〜5質量%である。
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、又は多価アルコールエステルが挙げられる。
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、又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が挙げられる。
腐食防止剤、防錆剤、抗乳化剤の含有量は、組成物全量基準で、通常0.005〜5質量%である。
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、又はβ−(o−カルボキシベンジルチオ)プロピオンニトリルが挙げられる。
金属不活性化剤の含有量は、組成物全量基準で、通常0.005〜1質量%である。
金属不活性化剤の含有量は、組成物全量基準で、通常0.005〜1質量%である。
消泡剤としては、例えば、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、メチルサリシレート、o−ヒドロキシベンジルアルコール、アルミニウムステアレート、オレイン酸カリウム、N−ジアルキル−アリルアミンニトロアミノアルカノール、イソアミルオクチルホスフェートの芳香族アミン塩、アルキルアルキレンジホスフェート、チオエーテルの金属誘導体、ジスルフィドの金属誘導体、脂肪族炭化水素のフッ素化合物、トリエチルシラン、ジクロロシラン、アルキルフェニルポリエチレングリコールエーテルスルフィド、フルオロアルキルエーテルが挙げられる。
消泡剤の含有量は、組成物全量基準で、通常0.0005〜1質量%である。
消泡剤の含有量は、組成物全量基準で、通常0.0005〜1質量%である。
本発明の潤滑油組成物の100℃における動粘度は、通常5.5〜21.9mm2/sであり、好ましくは9.3〜16.3mm2/sである。
本発明の潤滑油組成物は、高い省燃費性およびコーキング防止性を発揮する。したがって、特に高温にさらされることの多いターボチャージャーを備えた内燃機関用の潤滑油組成物として好適に使用することができ、内燃機関において、効果的にコーキングを抑制することができる。
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(実施例1〜8、比較例1〜6)
表1に示す組成の潤滑油組成物を調製した。基油の割合(容量%)は基油全量基準、各添加剤の添加量(質量%)は組成物全量基準である。各潤滑油組成物のコーキング防止性を下記パネルコーキング試験により評価した。
表1に示す組成の潤滑油組成物を調製した。基油の割合(容量%)は基油全量基準、各添加剤の添加量(質量%)は組成物全量基準である。各潤滑油組成物のコーキング防止性を下記パネルコーキング試験により評価した。
(パネルコーキング試験)
スプラッシャーを備えた試験容器に潤滑油組成物300mLを入れ、アルミ製パネルを取り付ける。試料油とパネルを油温100℃、パネル温度320℃になるまで加熱する。条件温度に達した時点でスプラッシャーを1000rpmで回転させパネルに油を跳ねかける。跳ねかけは15秒、次いで45秒停止のサイクルで行う。3時間後にアルミパネルに付着したカーボンなどの重量(mg)を測定する。
スプラッシャーを備えた試験容器に潤滑油組成物300mLを入れ、アルミ製パネルを取り付ける。試料油とパネルを油温100℃、パネル温度320℃になるまで加熱する。条件温度に達した時点でスプラッシャーを1000rpmで回転させパネルに油を跳ねかける。跳ねかけは15秒、次いで45秒停止のサイクルで行う。3時間後にアルミパネルに付着したカーボンなどの重量(mg)を測定する。
Claims (5)
- 基油に、(A)塩基価100mgKOH/g以上の過塩基性フェネート系清浄剤、(B)塩基価150mgKOH/g以下のスルフォネート系清浄剤、および(C)ジチオリン酸亜鉛を含有してなり、下記条件(i)および(ii)を満たすことを特徴とするターボチャージャーを装着した内燃機関に用いられる潤滑油組成物。
[M]≧1100 (i)
[M]+2×[P]≧2600 (ii)
(式中、[M]は潤滑油組成物における(A)成分および(B)成分由来の金属量(質量ppm)を表し、[P]は潤滑油組成物における(C)成分由来のリン量(質量ppm)を表す。) - (B)成分のスルフォネート系清浄剤が、塩基価50mgKOH/g未満の中性スルフォネート系清浄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。
- フェネート系清浄剤がカルシウムフェネート、スルフォネート系清浄剤がカルシウムスルフォネート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。
- 基油の100℃における動粘度が8.5mm2/s以上20.0mm2/s以下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潤滑油組成物。
- さらに、(D)無灰分散剤を0.1質量%以上5質量%以下含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の潤滑油組成物。
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