JP7104200B1 - 潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
上記一般式(1)中、R1~R4は、C11~C14イソアルキル基である。Xは、酸素及び/又は硫黄原子を表す。R1~R4は、平均して98%超のC13を含む。
低温下において、MoDTC等のモリブデン系摩擦調整剤に起因するくもりや沈殿が潤滑油組成物に発生すると、オイルフィルターの閉塞及びモリブデン系摩擦調整剤に基づく摩擦低減効果の損失に繋がる。そのため、潤滑油組成物の低温貯蔵安定性を良好なものとすることは極めて重要である。
また、潤滑油組成物には、更なる省燃費性能の改善も求められている。
なお、本明細書において、「耐銅腐食性」とは、銅系部材が腐食した場合であっても油中への銅溶出が起こり難いことを意味する。
[1] 基油(A)、モリブデン系摩擦調整剤(B)、及びベンゾトリアゾール系化合物(C)を含有する潤滑油組成物であって、
前記モリブデン系摩擦調整剤(B)は、下記一般式(b1)で表される化合物(B1)を含み、
[前記一般式(b1)中、R1、R2、R3、及びR4は、各々独立に、炭素数4~12の脂肪族炭化水素基である短鎖置換基群(α)又は炭素数13~22の脂肪族炭化水素基である長鎖置換基群(β)を示す。但し、前記化合物(B1)の全分子中における前記短鎖置換基群(α)と前記長鎖置換基群(β)とのモル比[(α)/(β)]は、0.10~0.50である。また、前記一般式(b1)中、X1、X2、X3、及びX4は、各々独立に、酸素原子又は硫黄原子を示す。]
前記ベンゾトリアゾール系化合物(C)の含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、0.03質量%以下であり、
100℃における動粘度が9.3mm2/s以下である、潤滑油組成物。
また、本明細書に記載された数値範囲「下限値~上限値」は、特に断りのない限り、下限値以上、上限値以下であることを意味する。
また、本明細書において、実施例の数値は、上限値又は下限値として用いられ得る数値である。
本実施形態の潤滑油組成物は、基油(A)、モリブデン系摩擦調整剤(B)、及びベンゾトリアゾール系化合物(C)を含有する。
本実施形態の潤滑油組成物において、前記モリブデン系摩擦調整剤(B)は、下記一般式(b1)で表される化合物(B1)を含む。
前記一般式(b1)中、R1、R2、R3、及びR4は、各々独立に、炭素数4~12の脂肪族炭化水素基である短鎖置換基群(α)又は炭素数13~22の脂肪族炭化水素基である長鎖置換基群(β)を示す。但し、前記化合物(B1)の全分子中における前記短鎖置換基群(α)と前記長鎖置換基群(β)とのモル比[(α)/(β)]は、0.10~0.50である。また、前記一般式(b1)中、X1、X2、X3、及びX4は、各々独立に、酸素原子又は硫黄原子を示す。
本実施形態の潤滑油組成物において、前記ベンゾトリアゾール系化合物(C)の含有量は、前記潤滑油組成物の全量基準で、0.03質量%以下である。
そして、本実施形態の潤滑油組成物は、100℃における動粘度が9.3mm2/s以下である。
まず、一般式(b1)において、R1、R2、R3、及びR4を炭素数13のアルキル基とし、短鎖置換基群(α)を実質的に含まず、長鎖置換基群(β)のみを実質的に含む化合物を配合した潤滑油組成物について検討した。その結果、潤滑油組成物の低温貯蔵安定性は良好となる一方で、耐銅腐食性が劣ることがわかった。
そこで、当該化合物に加えて、金属不活性化剤であるベンゾトリアゾール系化合物を配合した潤滑油組成物について検討した。しかし、耐銅腐食性の十分な改善には至らなかった。
次に、一般式(b1)において、R1、R2、R3、及びR4を炭素数8のアルキル基とし、長鎖置換基群(β)を実質的に含まず、短鎖置換基群(α)のみを実質的に含む化合物を配合した潤滑油組成物について検討した。その結果、潤滑油組成物の耐銅腐食性は良好となる一方で低温貯蔵安定性が劣ることがわかった。
本発明者らは、上記検討結果を踏まえ、さらに種々検討を行った。その結果、一般式(b1)で表される化合物(B1)における短鎖置換基群(α)及び長鎖置換基群(β)のモル比と、潤滑油組成物中のベンゾトリアゾール系化合物の含有量とが、上記課題を解決する上で重要であることを見出すに至り、さらに種々検討を重ねて、本発明を完成するに至った。
なお、本実施形態にかかる潤滑油組成物において、成分(A)、成分(B)、及び成分(C)の合計含有量の上限値は、成分(A)、成分(B)、及び成分(C)以外の潤滑油用添加剤との関係で調整すればよく、通常100質量%未満、好ましくは99質量%以下、より好ましくは97質量%以下、更に好ましくは95質量%以下である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは80質量%~100質量%未満、より好ましくは85質量%~99質量%以下、更に好ましくは88質量%~97質量%、より更に好ましくは88質量%~95質量%である。
本実施形態にかかる潤滑油組成物は、基油(A)を含有する。
基油(A)としては、従来、潤滑油の基油として用いられている鉱油及び合成油から選択される1種以上を、特に制限なく使用することができる。
基油(A)の100℃動粘度が2.0mm2/s以上であると、潤滑油組成物の蒸発損失を抑制しやすい。
また、基油(A)の100℃動粘度が9.0mm2/s以下であると、潤滑油組成物の粘性抵抗による動力損失を抑えやすく、燃費改善効果が得られやすい。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは75質量%~97質量%、より好ましくは80質量%~95質量%、更に好ましくは85質量%~93質量%である。
具体的には、例えば、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基が挙げられる。これらは、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。
なお、短鎖置換基群(α)として選択し得る、脂肪族炭化水素基の炭素数は、本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、好ましくは5~11、より好ましくは6~10、更に好ましくは7~9である。
具体的には、例えば、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、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基、オレイル基、ノナデセニル基、イコセニル基、ヘンイコセニル基、ドコセニル基、が挙げられる。これらは、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。
なお、長鎖置換基群(β)として選択し得る、脂肪族炭化水素基の炭素数は、本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、好ましくは13~20、より好ましくは13~16、更に好ましくは13~14である。
ここで、耐銅腐食性をより発揮させやすくする観点、省燃費性能を向上させやすくする観点から、モル比[(α)/(β)]は、好ましくは0.15以上、より好ましくは0.20以上である。また、低温貯蔵安定性をより発揮させやすくする観点から、モル比[(α)/(β)]は、好ましくは0.45以下、より好ましくは0.42以下、更に好ましくは0.40以下である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは0.15~0.45、より好ましくは0.20~0.42、更に好ましくは0.20~0.40である。
したがって、化合物(B1)には、前記一般式(b1)中、R1、R2、R3、及びR4が全て短鎖置換基群(α)である分子群(B1-1)が混在していてもよく、R1、R2、R3、及びR4が全て長鎖置換基群(β)である分子群(B1-2)が混在していてもよく、R1、R2、R3、及びR4の一部が短鎖置換基群(α)であり、残部が長鎖置換基群(β)である分子群(B1-3)が混在していてもよい。
分子群(B1-3)における短鎖置換基群(α)と長鎖置換基群(β)とのモル比[(α)/(β)]は、好ましくは0.3以上、より好ましくは0.5以上、更に好ましくは0.8以上である。また、好ましくは3.0以下、より好ましくは2.0以下、更に好ましくは1.5以下である。これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは0.3~3.0、より好ましくは0.5~2.0、更に好ましくは0.8~1.5である。
化合物(B1)中の分子群(B1-3)の含有量としては、化合物(B1)の全量基準で、好ましくは10モル%以上、より好ましくは15モル%以上、更に好ましくは20モル%以上である。また、好ましくは40モル%以下、より好ましくは35モル%以下、更に好ましくは30モル%以下である。これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは10モル%~40モル%、より好ましくは15モル%~35モル%、更に好ましくは20モル%~30モル%である。
化合物(B1)中の分子群(B1-2)の含有量としては、化合物(B1)の全量基準で、好ましくは50モル%以上、より好ましくは55モル%以上、更に好ましくは60モル%以上である。また、好ましくは75モル%以下、より好ましくは70モル%以下、更に好ましくは65モル%以下である。これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは50モル%~75モル%、より好ましくは55モル%~70モル%、更に好ましくは60モル%~65モル%である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは0.30質量%~1.50質量%、より好ましくは0.40質量%~1.25質量%、更に好ましくは0.50質量%~1.00質量%、より更に好ましくは0.60質量%~1.00質量%である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは0.04質量%~0.18質量%、より好ましくは0.05質量%~0.15質量%、更に好ましくは0.06質量%~0.12質量%、より更に好ましくは0.07質量%~0.12質量%である。
本実施形態の潤滑油組成物は、ベンゾトリアゾール系化合物(C)を含有する。
潤滑油組成物がベンゾトリアゾール系化合物(C)を含有しない場合、潤滑油組成物が耐銅腐食性に劣るものとなる。
また、本実施形態の潤滑油組成物は、ベンゾトリアゾール系化合物(C)の含有量が、潤滑油組成物の全量基準で、0.03質量%以下であることを要する。ベンゾトリアゾール系化合物(C)の含有量が、潤滑油組成物の全量基準で、0.03質量%超である場合、潤滑油組成物の省燃費性の向上効果が発揮されなくなる。
ここで、本実施形態において、潤滑油組成物の省燃費性の向上効果をより発揮させやすくする観点から、ベンゾトリアゾール系化合物(C)の含有量は、潤滑油組成物の全量基準で、好ましくは0.02質量%以下、より好ましくは0.015質量%以下である。また、耐銅腐食性をより向上させやすくする観点から、ベンゾトリアゾール系化合物(C)の含有量は、潤滑油組成物の全量基準で、好ましくは0.003質量%以上、より好ましくは0.005質量%以上である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは0.003質量%~0.02質量%、より好ましくは0.005質量%~0.015質量%である。
ここで、本実施形態において、本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、ベンゾトリアゾール系化合物(C)は、下記一般式(c1)で表される化合物(C1)を含むことが好ましい。
本実施形態の潤滑油組成物において、前記モリブデン系摩擦調整剤(B)と前記ベンゾトリアゾール系化合物(C)との含有比率[(B)/(C)]は、本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、質量比で、好ましくは20以上、より好ましくは30以上、更に好ましくは40以上、より更に好ましくは50以上、更になお好ましくは60以上である。また、好ましくは120以下、より好ましくは110以下、更に好ましくは100以下、より更に好ましくは90以下、更になお好ましくは80以下である。これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは20~120、より好ましくは30~110、更に好ましくは40~100、より更に好ましくは50~90、更になお好ましくは60~80である。
本実施形態の潤滑油組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、成分(B)及び成分(C)には該当しない、その他潤滑油用添加剤を含有していてもよい。
その他潤滑油用添加剤としては、例えば、粘度指数向上剤、流動点降下剤、金属系清浄剤、無灰系分散剤、酸化防止剤、耐摩耗剤、極圧剤、防錆剤、消泡剤、抗乳化剤、溶解助剤、及び無灰系摩擦調整剤等が挙げられ、好ましくは、粘度指数向上剤、流動点降下剤、金属系清浄剤、無灰系分散剤、酸化防止剤、耐摩耗剤、及び極圧剤等が挙げられる。
これらの各潤滑油用添加剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施形態の潤滑油組成物は、粘度指数向上剤を含有していてもよく、含有していなくてもよい。
粘度指数向上剤としては、例えば、非分散型ポリアルキル(メタ)アクリレート、分散型ポリアルキル(メタ)アクリレート等のPMA系;オレフィン系共重合体(例えば、エチレン-プロピレン共重合体など)、分散型オレフィン系共重合体等のOCP系;スチレン系共重合体(例えば、スチレン-ジエン共重合体、スチレン-イソプレン共重合体など)などが挙げられる。
なお、本明細書中、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート又はメタクリレートを意味する。
各成分の質量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法で測定される標準ポリスチレン換算の値である。
また、粘度指数向上剤は、樹脂分として、例えば、前述の重合体を含むものであるが、通常はハンドリング性や前述の基油への溶解性を考慮し、重合体を含む樹脂分が鉱油等の希釈剤により希釈された溶液の状態で市販されていることが多い。
本実施形態の潤滑油組成物が粘度指数向上剤を含有する場合、粘度指数向上剤の含有量は、樹脂分換算での含有量として、潤滑油組成物の全量基準で、好ましくは0.1質量%~2.6質量%、より好ましくは0.2質量%~1.0質量%、更に好ましくは0.3質量%~0.7質量%である。
本実施形態の潤滑油組成物は、流動点降下剤を含有することが好ましい。
流動点降下剤としては、例えば、エチレン-酢酸ビニル共重合体、塩素化パラフィンとナフタレンとの縮合物、塩素化パラフィンとフェノールとの縮合物、ポリメタクリレート系(PMA系;ポリアルキル(メタ)アクリレート等)、ポリビニルアセテート、ポリブテン、ポリアルキルスチレン等が挙げられ、ポリメタクリレート系が好ましく用いられる。
これらの流動点降下剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施形態の潤滑油組成物が流動点降下剤を含有する場合、流動点降下剤の含有量は、樹脂分換算での含有量として、潤滑油組成物の全量基準で、好ましくは0.01質量%~0.12質量%、より好ましくは0.03質量%~0.09質量%、更に好ましくは0.05質量%~0.07質量%である。
本実施形態の潤滑油組成物は、金属系清浄剤を含有することが好ましい。潤滑油組成物が金属系清浄剤を含有することで、高温運転時のエンジン内部のデポジットの生成を抑制し、スラッジの堆積を防止してエンジン内部を清浄に保つとともに、エンジン油の劣化等に起因して生じる酸性物質を中和し、腐食摩耗を防止することができる。
なお、本明細書において、「アルカリ金属」は、ナトリウム及びカリウムを指す。
また、「アルカリ土類金属」は、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、及びバリウムを指す。
金属系清浄剤に含まれる金属原子としては、高温での清浄性の向上の観点から、アルカリ土類金属が好ましく、アルカリ土類金属の中でもマグネシウム及びカルシウムが好ましく、カルシウムがより好ましい。
MEは、アルカリ土類金属であり、マグネシウム又はカルシウムが好ましい。
pは、Mの価数であり、1又は2である。Rd1は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~18の炭化水素基である。
qは、0以上の整数であり、好ましくは0~3の整数、より好ましくは1又は2である。
Rd1として選択し得る炭化水素基としては、例えば、炭素数1~18のアルキル基、炭素数1~18のアルケニル基、環形成炭素数3~18のシクロアルキル基、環形成炭素数6~18のアリール基、炭素数7~18のアルキルアリール基、炭素数7~18のアリールアルキル基等が挙げられる。
金属系清浄剤の塩基価としては、好ましくは0~600mgKOH/gである。
ここで、本実施形態において、金属系清浄剤は、中性、塩基性、過塩基性のいずれであっても良いが、潤滑油組成物の清浄性向上の観点から、塩基性又は過塩基性であることが好ましく、過塩基性であることが更に好ましい。金属系清浄剤が過塩基性である場合、塩基価は、好ましくは150mgKOH/g以上、より好ましくは200mgKOH/g以上、更に好ましくは250mgKOH/g以上である。また、好ましくは600mgKOH/g以下、より好ましくは500mgKOH/g以下、更に好ましくは450mgKOH/g以下である。これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは150mgKOH/g~600mgKOH/g、より好ましくは200mgKOH/g~500mgKOH/g、更に好ましくは250mgKOH/g~450mgKOH/gである。
なお、本明細書において、「塩基価」とは、JIS K2501:2003の9に準拠して、電位差滴定法(塩基価・過塩素酸法)により測定した値を意味する。
また、本実施形態の潤滑油組成物が金属系清浄剤を含有する場合、金属系清浄剤の含有量は、金属系清浄剤に由来する金属原子(アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子)の含有量が、上記範囲を充足するように調整すればよい。金属系清浄剤の含有量は、潤滑油組成物の全量基準で、好ましくは0.5質量%~4.0質量%、より好ましくは0.7質量%~3.0質量%、更に好ましくは1.0質量%~2.0質量%である。
本実施形態の潤滑油組成物は、無灰系分散剤を含有することが好ましい。潤滑油組成物が無灰系分散剤を含有することで、比較的低温で発生するスラッジ等を油中に分散して、エンジン内部を清浄に保つことができる。
これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの中でも、エンジン内部の清浄性向上の観点から、ホウ素非含有アルケニルコハク酸イミド及びホウ素含有アルケニルコハク酸イミドから選択される1種以上のコハク酸イミド類が好ましく、ホウ素非含有アルケニルコハク酸イミド及びホウ素含有アルケニルコハク酸イミドを併用することがより好ましい。
また、本実施形態の潤滑油組成物が無灰系分散剤を含有する場合、無灰系分散剤の含有量は、無灰系分散剤に由来する窒素原子の含有量が、上記範囲を充足するように調整すればよい。無灰系分散剤の含有量は、潤滑油組成物の全量基準で、好ましくは1.0質量%~6.0質量%、より好ましくは2.0質量%~5.0質量%、更に好ましくは3.0質量%~4.0質量%である。
酸化防止剤としては、例えば、アミン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、及びリン系酸化防止剤等が挙げられる。
これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの中でも、アミン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤を用いることが好ましく、アミン系酸化防止剤及びフェノール系酸化防止剤を併用することがより好ましい。
アミン系酸化防止剤としては、例えば、ジフェニルアミン、炭素数3~20のアルキル基を有するアルキル化ジフェニルアミン等のジフェニルアミン系酸化防止剤;α-ナフチルアミン、炭素数3~20のアルキル置換フェニル-α-ナフチルアミン等のナフチルアミン系酸化防止剤等が挙げられる。
フェノール系酸化防止剤としては、例えば、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール、2,6-ジ-tert-ブチル-4-エチルフェノール、オクタデシル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート等のモノフェノール系酸化防止剤;4,4'-メチレンビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)、2,2'-メチレンビス(4-エチル-6-tert-ブチルフェノール)等のジフェノール系酸化防止剤;ヒンダードフェノール系酸化防止剤等が挙げられる。
耐摩耗剤又は極圧剤としては、例えば、ジアルキルジチオリン酸亜鉛(ZnDTP)、リン酸亜鉛、ジチオカルバミン酸亜鉛、ジスルフィド類、硫化オレフィン類、硫化油脂類、硫化エステル類、チオカーボネート類、チオカーバメート類、ポリサルファイド類等の硫黄含有化合物;亜リン酸エステル類、リン酸エステル類、ホスホン酸エステル類、及びこれらのアミン塩又は金属塩等のリン含有化合物;チオ亜リン酸エステル類、チオリン酸エステル類、チオホスホン酸エステル類、及びこれらのアミン塩又は金属塩等の硫黄及びリン含有耐摩耗剤が挙げられる。
これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
防錆剤としては、例えば、脂肪酸、アルケニルコハク酸ハーフエステル、脂肪酸セッケン、アルキルスルホン酸塩、多価アルコール脂肪酸エステル、脂肪酸アミン、酸化パラフィン、アルキルポリオキシエチレンエーテル等が挙げられる。
これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
消泡剤としては、例えば、シリコーン油、フルオロシリコーン油、フルオロアルキルエーテル等が挙げられる。
これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
抗乳化剤としては、例えば、ひまし油の硫酸エステル塩、石油スルフォン酸塩等のアニオン性界面活性剤;第四級アンモニウム塩、イミダゾリン類等のカチオン性界面活性剤;ポリオキシアルキレンポリグリコール及びそのジカルボン酸のエステル;アルキルフェノール-ホルムアルデヒド重縮合物のアルキレンオキシド付加物;等が挙げられる。
これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
溶解助剤としては、例えば、脂肪酸エステル等のエステル化合物や芳香族含有化合物が挙げられる。
これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ここで、本実施形態の潤滑油組成物において、モリブデン系摩擦調整剤(B)に含まれる化合物(B1)は、溶解助剤を用いずとも、溶解性(油溶性)に優れ、低温貯蔵安定性を優れたものとできる。したがって、モリブデン系摩擦調整剤(B)の溶解性を向上させる観点での溶解助剤の使用量は少ないことが好ましい。
具体的には、溶解助剤の含有量は、モリブデン系摩擦調整剤(B)100質量部に対し、好ましくは5質量部未満、より好ましくは0.5質量部未満、更に好ましくは0.05質量部未満、より更に好ましくは溶解助剤を含有しないことである。
無灰系摩擦調整剤としては、例えば、エステル系摩擦調整剤、アミン系摩擦調整剤、アミド系摩擦調整剤、及びエーテル系摩擦調整剤が挙げられる。
これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ここで、本実施形態の潤滑油組成物は、無灰系摩擦調整剤を用いずとも、省燃費性能を十分に向上させることができる。したがって、無灰系摩擦調整剤の含有量は少ないことが好ましい。
具体的には、無灰系摩擦調整剤の含有量は、モリブデン系摩擦調整剤(B)100質量部に対し、好ましくは10質量部未満、より好ましくは1.0質量部未満、更に好ましくは0.1質量部未満、より更に好ましくは0.01質量部未満、更になお好ましくは無灰系摩擦調整剤を含有しないことである。
<100℃動粘度>
本実施形態にかかる潤滑油組成物は、100℃動粘度が、9.3mm2/s以下であることを要する。潤滑油組成物の100℃動粘度が9.3mm2/s超であると、潤滑油組成物の粘性抵抗による動力損失により、燃費改善効果が得られにくくなる。
なお、燃費改善効果をより得やすくする観点から、潤滑油組成物の100℃動粘度は、好ましくは8.2mm2/s以下、より好ましくは7.1mm2/s以下、更に好ましくは6.1mm2/s以下である。
また、潤滑油組成物の蒸発損失を抑制しやすくする観点から、潤滑油組成物の100℃動粘度は、好ましくは3.8mm2/s以上、より好ましくは4.0mm2/s以上、更に好ましくは5.0mm2/s以上である。
本実施形態にかかる潤滑油組成物は、油膜保持性の観点から、150℃におけるHTHS粘度(高温高せん断粘度)が、好ましくは1.7mPa・s以上である。また、本実施形態にかかる潤滑油組成物は、省燃費性向上の観点から、150℃におけるHTHS粘度が、好ましくは2.9mPa・s未満、より好ましくは2.6mPa・s未満、更に好ましくは2.3mPa・s未満、更により好ましくは2.0mPa・s未満である。
本明細書において、潤滑油組成物の150℃におけるHTHS粘度は、ASTM D4683に準拠し、TBS高温粘度計(Tapered Bearing Simulator Viscometer)を用いて、150℃の温度条件下、せん断速度106/sにて測定した値である。
本実施形態にかかる潤滑油組成物は、後述する実施例に記載の低温貯蔵安定性試験において、くもり及び沈殿が発生しないことが好ましい。
本実施形態にかかる潤滑油組成物は、後述する実施例に記載の銅板腐食試験おいて、変色番号が1であることが好ましい。
また、本実施形態にかかる潤滑油組成物は、後述する実施例に記載のISOT試験後の銅溶出量が、潤滑油組成物の全量基準で、好ましくは90質量ppm以下、より好ましくは70質量ppm以下、更に好ましくは60質量ppm以下である。
本実施形態にかかる潤滑油組成物は、後述する実施例に記載の省燃費性試験において、JASO BC(ベースキャリブレーションオイル)に対する燃費の向上性(FEI% vs JASO BC)が、1.05以上であることが好ましく、1.10以上であることがより好ましい。
本実施形態にかかる潤滑油組成物の製造方法は、特に制限されない。
例えば、本実施形態にかかる潤滑油組成物の製造方法は、基油(A)、モリブデン系摩擦調整剤(B)、及びベンゾトリアゾール系化合物(C)を混合する工程を有する。
前記モリブデン系摩擦調整剤(B)は、下記一般式(b1)で表される化合物(B1)を含む。
[前記一般式(b1)中、R1、R2、R3、及びR4は、各々独立に、炭素数4~12の脂肪族炭化水素基である短鎖置換基群(α)又は炭素数13~22の脂肪族炭化水素基である長鎖置換基群(β)を示す。但し、前記化合物(B1)の全分子中における前記短鎖置換基群(α)と前記長鎖置換基群(β)とのモル比[(α)/(β)]は、0.10~0.50である。また、前記一般式(b1)中、X1、X2、X3、及びX4は、各々独立に、酸素原子又は硫黄原子を示す。]
また、前記工程において、前記ベンゾトリアゾール系化合物(C)の含有量は、前記潤滑油組成物の全量基準で、0.03質量%以下となるように調整される。
さらに、前記工程において、潤滑油組成物は、100℃における動粘度が9.3mm2/s以下となるように調整される。
本実施形態にかかる潤滑油組成物は、低温貯蔵安定性に優れるとともに、耐銅腐食性に優れ、しかも高い省燃費性能を有する。
そのため、本実施形態にかかる潤滑油組成物は、好ましくは内燃機関に用いられ、より好ましくはガソリンエンジンに用いられ、更に好ましくは自動車用エンジンに用いられる。
したがって、本実施形態にかかる潤滑油組成物は、下記(1)~(3)を提供する。
(1)本実施形態にかかる潤滑油組成物を、内燃機関に用いる、使用方法。
(2)本実施形態にかかる潤滑油組成物を、ガソリンエンジンに用いる、使用方法。
(3)本実施形態にかかる潤滑油組成物を、自動車用エンジンに用いる、使用方法。
本発明の一態様によれば、下記[1]~[9]が提供される。
[1] 基油(A)、モリブデン系摩擦調整剤(B)、及びベンゾトリアゾール系化合物(C)を含有する潤滑油組成物であって、
前記モリブデン系摩擦調整剤(B)は、下記一般式(b1)で表される化合物(B1)を含み、
[前記一般式(b1)中、R1、R2、R3、及びR4は、各々独立に、炭素数4~12の脂肪族炭化水素基である短鎖置換基群(α)又は炭素数13~22の脂肪族炭化水素基である長鎖置換基群(β)を示す。但し、前記化合物(B1)の全分子中における前記短鎖置換基群(α)と前記長鎖置換基群(β)とのモル比[(α)/(β)]は、0.10~0.50である。また、前記一般式(b1)中、X1、X2、X3、及びX4は、各々独立に、酸素原子又は硫黄原子を示す。]
前記ベンゾトリアゾール系化合物(C)の含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、0.03質量%以下であり、
100℃における動粘度が9.3mm2/s以下である、潤滑油組成物。
[2] 前記ベンゾトリアゾール系化合物(C)は、下記一般式(c1)で表される化合物(C1)を含む、上記[1]に記載の潤滑油組成物。
[前記一般式(c1)中、Rc1は、炭素数1~4のアルキル基である。pは0~4の整数である。Rc1が複数存在する場合、複数のRc1は、互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。Rc2は、メチレン基又はエチレン基である。Rc3及びRc4は、各々独立に、水素原子又は炭素数1~18のアルキル基である。]
[3] 前記モリブデン系摩擦調整剤(B)の含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、0.30質量%~1.50質量%である、上記[1]又は[2]に記載の潤滑油組成物。
[4] 前記モリブデン系摩擦調整剤(B)と前記ベンゾトリアゾール系化合物(C)との含有比率[(B)/(C)]が、質量比で、20~120である、上記[1]~[3]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
[5] さらに、粘度指数向上剤、流動点降下剤、金属系清浄剤、無灰系分散剤、酸化防止剤、耐摩耗剤、及び極圧剤からなる群から選択される1種以上の潤滑油用添加剤を含有する、上記[1]~[4]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
[6] 溶解助剤の含有量が、前記モリブデン系摩擦調整剤(B)100質量部に対し、5質量部未満である、上記[1]~[5]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
[7] 無灰系摩擦調整剤の含有量が、前記モリブデン系摩擦調整剤(B)100質量部に対し、10質量部未満である、上記[1]~[6]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
[8] 内燃機関に用いられる、上記[1]~[7]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
[9] ガソリンエンジンに用いられる、上記[1]~[8]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
各実施例及び各比較例で用いた各原料並びに各実施例及び各比較例の潤滑油組成物の各性状の測定は、以下に示す要領に従って行ったものである。
基油及び潤滑油組成物の40℃動粘度、100℃動粘度、及び粘度指数は、JIS K2283:2000に準拠して測定又は算出した。
(2)150℃におけるHTHS粘度
潤滑油組成物の150℃におけるHTHS粘度は、ASTM D4683に準拠し、TBS高温粘度計(Tapered Bearing Simulator Viscometer)を用いて、150℃の温度条件下、せん断速度106/sにて測定した。
(3)モリブデン原子含有量
潤滑油組成物のモリブデン量は、JPI-5S-38-92に準拠して測定した。
(4)窒素原子含有量
潤滑油組成物の窒素量は、JIS K2609:1998に準拠して測定した。
(5)質量平均分子量(Mw)
粘度指数向上剤及び流動点降下剤の質量平均分子量(Mw)は、ゲル浸透クロマトグラフ装置(アジレント社製、「1260型HPLC」)を用いて、下記の条件下で測定し、標準ポリスチレン換算にて測定した値を用いた。
(測定条件)
・カラム:「Shodex LF404」を2本、順次連結したもの。
・カラム温度:35℃
・展開溶媒:クロロホルム
・流速:0.3mL/min
以下に示す基油及び添加剤を、表1に示す配合量(質量%)で十分に混合し、実施例1~3及び比較例1~8の潤滑油組成物をそれぞれ調製した。
実施例1~3、比較例1~8で用いた基油及び添加剤の詳細は、以下に示すとおりである。
・「100N鉱油」
100℃動粘度:4.3mm2/s、粘度指数:123、API分類:グループIII
・「MoDTC-1」
MoDTC-1は、一般式(b1)中、短鎖置換基群(α)の脂肪族炭化水素基の炭素数が8であり、長鎖置換基群(β)の脂肪族炭化水素基の炭素数が13である化合物である。一般式(b1)中、X1、X2、X3、及びX4は、硫黄原子である。MoDTC-1の全分子中における短鎖置換基群(α)と長鎖置換基群(β)とのモル比[(α)/(β)]は、1.0である。
・「MoDTC-2」
MoDTC-2は、一般式(b1)中、短鎖置換基群(α)が実質的に存在せず、実質的には長鎖置換基群(β)からなり、当該長鎖置換基群(β)の脂肪族炭化水素基の炭素数が13である化合物である。一般式(b1)中、X1、X2、X3、及びX4は、硫黄原子である。
・「MoDTC-3」
MoDTC-3は、一般式(b1)中、長鎖置換基群(β)が実質的に存在せず、実質的に短鎖置換基群(α)からなり、当該短鎖置換基群(α)の脂肪族炭化水素基の炭素数が8である化合物である。一般式(b1)中、X1、X2、X3、及びX4は、硫黄原子である。
本実施例では、実施例1~3及び比較例5における、MoDTC-1とMoDTC-2との組み合わせが、化合物(B1)に該当する。
・「1-[N,N-ビス(2-エチルヘキシル)アミノメチル]-4-メチル-1H-ベンゾトリアゾール」
下記構造式で表される化合物である。
1-[N,N-ビス(2-エチルヘキシル)アミノメチル]-4-メチル-1H-ベンゾトリアゾールは、一般式(c1)中、Rc1が、メチル基であり、pが1であり、Rc2が、メチレン基であり、Rc3及びRc4が、2-エチルヘキシル基である化合物であり、化合物(C1)に該当する。
・「粘度指数向上剤」
ポリメタクリレート(PMA)(質量平均分子量(Mw):310,000、樹脂分:22.7質量%)
ポリメタクリレート(PMA)は、実施例1並びに比較例1及び2にのみ添加した。添加量は、潤滑油組成物の全量基準で、1.5質量%(樹脂分:0.34質量%、希釈油:1.16質量%)とした。
・「流動点降下剤」
ポリメタクリレート(PMA)(質量平均分子量(Mw):62,000、樹脂分:55.0質量%)
添加量は、潤滑油組成物の全量基準で、0.1質量%(樹脂分:0.06質量%、希釈油:0.04質量%)とした。
カルシウムスルフォネート(塩基価:305mgKOH/g)
カルシウムスルフォネートは、潤滑油組成物中のカルシウムスルフォネート由来のカルシウム原子含有量が、0.16質量%となるように添加した。
・「無灰系分散剤」
コハク酸イミド(窒素含有量:1.4質量%)
コハク酸イミドは、潤滑油組成物中のコハク酸イミド由来の窒素原子含有量が0.05質量%となるように添加した。
アミン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、ジアルキルジチオリン酸亜鉛(ZnDTP)
以下に説明する試験を実施し、低温貯蔵安定性、耐銅腐食性、及び省燃費性について評価を行った。
(1)試験方法
100mL容のガラス瓶に実施例1~3及び比較例1~8の潤滑油組成物を100mL入れて、-5℃で2週間静置した際のくもりの発生の有無と、沈殿の発生の有無を判定した。
くもりの発生の有無は、可視光吸光度における透過率40%以下(JIS K0115:2004の吸光光度分析通則に準拠し、測定波長は500~550nmである。)となれば、くもり発生有りと判定した。
沈殿の発生の有無は、目視で判定した。
(2)評価基準
くもりも沈殿も発生しなかった潤滑油組成物を合格とした。くもり及び沈殿の少なくともいずれか一方が発生した潤滑油組成物は不合格とした。
(1)試験方法1:銅板腐食試験
JIS K2513:2000(石油製品-銅板腐食試験法-)に準拠して、銅板腐食試験を実施し、実施例1~3及び比較例1~8の潤滑油組成物の耐銅腐食性を評価した。
(2)試験方法2:ISOT試験後の銅溶出評価
試験油(実施例1~3及び比較例1~8の潤滑油組成物)のぞれぞれに触媒として銅片と鉄片を入れ、JIS K2514-1:2013に準拠するISOT試験を、試験温度は165.5℃で72時間実施して、試験油を強制劣化させた。そして、強制劣化させた試験油の銅濃度を、JPI-5S-44-11に準拠して測定し、これをISOT試験後の銅溶出量とした。
(3)評価基準
変色番号が「1」であり、かつISOT試験後の銅溶出量が90質量ppm以下である潤滑油組成物を合格とした。
(1)試験方法
JASO M366:2019「自動車用ガソリン機関潤滑油-ファイアリング燃費試験方法」に準拠して、実施例1~3及び比較例1~7の潤滑油組成物を対象にして試験を行い、JASO BC(ベースキャリブレーションオイル、粘度グレード:0W20)に対する燃費の向上性(FEI% vs JASO BC)を測定した。
(2)評価基準
「FEI% vs JASO BC」が1.05以下である潤滑油組成物を合格とした。
なお、表1に示す評価結果における「評価A」は合格であることを意味し、「評価B」は不合格であることを意味する。
実施例1~3の潤滑油組成物は、低温貯蔵安定性、耐銅腐食性、及び省燃費性のいずれも優れていることがわかる。
短鎖置換基群(α)を実質的に含まず、実質的に長鎖置換基群(β)から構成される化合物(すなわち、モル比[(α)/(β)]が0.00である化合物)をモリブデン系摩擦調整剤として含有し、ベンゾトリアゾール系化合物(C)(化合物(C1))を含有しない潤滑油組成物は、耐銅腐食性及び省燃費性に劣ることがわかる(比較例2)。そして、当該化合物をモリブデン系摩擦調整剤として含有し、さらにベンゾトリアゾール系化合物(C)(化合物(C1))を含有する潤滑油組成物とした場合であっても、耐銅腐食性は十分に改善されないことがわかる(比較例7)。
モル比[(α)/(β)]が0.50超(1.00)である化合物をモリブデン系摩擦調整剤として含有し、ベンゾトリアゾール系化合物(C)(化合物(C1))を含有しない潤滑油組成物は、低温貯蔵安定性及び耐銅腐食性のいずれも劣ることがわかる(比較例1及び3)。そして、当該化合物を含有し、さらにベンゾトリアゾール系化合物(C)(化合物(C1))を含有する潤滑油組成物とした場合であっても、耐銅腐食性は改善されて良好になるものの、低温貯蔵安定性は劣ることがわかる(比較例4及び6)。
Claims (11)
- 基油(A)、モリブデン系摩擦調整剤(B)、及びベンゾトリアゾール系化合物(C)を含有する潤滑油組成物であって、
前記モリブデン系摩擦調整剤(B)は、下記一般式(b1)で表される化合物(B1)を含み、
[前記一般式(b1)中、R1、R2、R3、及びR4は、各々独立に、炭素数4~12の脂肪族炭化水素基である短鎖置換基群(α)又は炭素数13~22の脂肪族炭化水素基である長鎖置換基群(β)を示す。但し、前記化合物(B1)の全分子中における前記短鎖置換基群(α)と前記長鎖置換基群(β)とのモル比[(α)/(β)]は、0.10~0.50である。また、前記一般式(b1)中、X1、X2、X3、及びX4は、各々独立に、酸素原子又は硫黄原子を示す。]
前記ベンゾトリアゾール系化合物(C)の含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、0.03質量%以下であり、
100℃における動粘度が9.3mm2/s以下である、潤滑油組成物。 - 前記モリブデン系摩擦調整剤(B)の含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、0.30質量%~1.50質量%である、請求項1又は2に記載の潤滑油組成物。
- 前記モリブデン系摩擦調整剤(B)と前記ベンゾトリアゾール系化合物(C)との含有比率[(B)/(C)]が、質量比で、20~120である、請求項1~3のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- さらに、粘度指数向上剤、流動点降下剤、金属系清浄剤、無灰系分散剤、酸化防止剤、耐摩耗剤、及び極圧剤からなる群から選択される1種以上の潤滑油用添加剤を含有する、請求項1~4のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 溶解助剤の含有量が、前記モリブデン系摩擦調整剤(B)100質量部に対し、5質量部未満である、請求項1~5のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 無灰系摩擦調整剤の含有量が、前記モリブデン系摩擦調整剤(B)100質量部に対し、10質量部未満である、請求項1~6のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 内燃機関に用いられる、請求項1~7のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- ガソリンエンジンに用いられる、請求項1~8のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 請求項1~7のいずれか1項に記載の潤滑油組成物を、内燃機関に用いる、使用方法。
- 基油(A)、モリブデン系摩擦調整剤(B)、及びベンゾトリアゾール系化合物(C)を混合する工程を有し、
前記モリブデン系摩擦調整剤(B)は、下記一般式(b1)で表される化合物(B1)を含み、
[前記一般式(b1)中、R 1 、R 2 、R 3 、及びR 4 は、各々独立に、炭素数4~12の脂肪族炭化水素基である短鎖置換基群(α)又は炭素数13~22の脂肪族炭化水素基である長鎖置換基群(β)を示す。但し、前記化合物(B1)の全分子中における前記短鎖置換基群(α)と前記長鎖置換基群(β)とのモル比[(α)/(β)]は、0.10~0.50である。また、前記一般式(b1)中、X 1 、X 2 、X 3 、及びX 4 は、各々独立に、酸素原子又は硫黄原子を示す。]
前記工程において、前記ベンゾトリアゾール系化合物(C)の含有量は、前記潤滑油組成物の全量基準で、0.03質量%以下となるように調整され、
前記工程において、潤滑油組成物は、100℃における動粘度が9.3mm 2 /s以下となるように調整される、潤滑油組成物の製造方法。
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