JPH0329839B2

JPH0329839B2 -

Info

Publication number: JPH0329839B2
Application number: JP58114334A
Authority: JP
Priority date: 1983-06-27
Filing date: 1983-06-27
Publication date: 1991-04-25
Also published as: JPH05295382A; JPH0670236B2; JPS606790A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はデイーゼルエンジン用の潤滑油組成物
に関し、更に詳しくは、エンジン駆動時、不可避
的に発生する煤などの固形不純物をフイルター等
のろ過手段で除去可能な粒径に凝集せしめること
ができ、ひいては固形不純物による動弁系の摩耗
を大幅に抑制し、したがつて、更油期間が長く使
用寿命の延長した固形不純物凝集性デイーゼルエ
ンジン用潤滑油組成物に関する。デイーゼルエンジンは、ガソリンエンジンに比
べるとその燃焼圧力が高く燃焼室内はより高温に
なり、また燃焼機構上不完全燃焼が起り易いの
で、燃焼残渣若しくは潤滑油の酸化分解による煤
など油に不溶解の固形不純物（0.2μｍ程度の大き
さ）を多量に発生し、これらが潤滑油や潤滑系に
混入するという事態を不可避的に生ずる。この混入量が増大すると、まず何よりもロツカ
ーアーム、カムなどの動弁系の摩耗が激しくな
り、更には潤滑油自体の粘度の著増に基づく動力
損失の増大、ピストン−ライナー間の冷却能の低
下、潤滑系内での目詰り現象が起生してデイーゼ
ルエンジンの円滑な潤滑管理が阻害される。このような問題を解決するために、従来から、
潤滑油の酸化分解を防止するための、例えばジチ
オりん酸亜鉛、及び上記した固形不純物を微細粒
子として油中に分散させ、それらが凝集して沈積
物になることを防止するために、いわゆる清浄分
散剤と指称される各種の化合物を潤滑油自体に添
加してその清浄性を高めるということが行なわれ
ている（日本潤滑学会編、「潤滑ハンドブツク」、
増訂後の第６版、310〜315頁，1982年参照）。しかしながら、この場合でも、煤など固形不純
物の悪影響を解消するには限度があり、結局は比
較的短期間（通常、5000〜10000Km）で潤滑油を
更油しているのが現状である。とりわけ、排気ガス対策として近年登場してい
るEGR（exhaust gas Recirculation：排気ガス
再循環装置）装置のデイーゼルエンジンの場合に
は、発生する煤の量が一段と多量になるため、上
記した方法では対処しきれず潤滑管理が事実上不
可能となつている。そのため、更に清浄性が向上し動弁系の摩耗を
一層抑制し得る潤滑油の開発は強く望まれている
ことである。本発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意研
究を重ねる中で、固形不純物を油中に分散させる
という従来の技術思想とは正反対の技術思想、す
なわち、沈降・堆積が起らない程度に固形不純物
を凝集せしめて粗大化しこれを循環系に配設した
バイパスフイルタで捕促・除去すれば、潤滑油は
常時清浄な状態で循環し得るとの着想を得、該着
想に基づいてかかる効果を発揮する化合物の探索
を行なつたところ、驚くべきことには、常用され
ている基油に清浄分散剤として既に知られている
カルシウムフエネート，マグネシウムスルホネー
トであつても特定範囲の塩基価のものを所定量配
合してなる潤滑油は、約0.2μｍの固形不純物を約
1μｍに凝集せしめるとの事実を見出し本発明の
潤滑油組成物を開発するに到つた。すなわち、本発明の固形不純物凝集性デイーゼ
ルエンジン用潤滑油組成物は、鉱油又は／及び合
成油から成る基油に、塩基価60以上のカルシウム
フエネート１〜７重量％、塩基価100以上のマグ
ネシウムスルホネート0.1〜５重量％及びアルケ
ニルこはく酸イミド１〜５重量％を添加した組成
であることを特徴とする。本発明の潤滑油組成物において、用いる基油は
格別限定されず、潤滑油の基油として常用されて
いる鉱油、合成油又は両者を適宜な比率で混合し
た混合油であれば何であつてもよい。この場合、
潤滑性の維持・向上、動力損失の低減、過大なオ
イル消費の防止などの点から基油の100℃での動
粘度を３〜30センチストークス（cSt）の範囲に
調整することが好ましい。上記した基油に、後述するカルシウムフエネー
ト、マグネシウムスルホネート及びアルケニルこ
はく酸イミドが添加されて本発明の潤滑油組成物
が構成される。まず、本発明で用いられるカルシウムフエネー
トは、その塩基価が60以上の範囲に設定される。
塩基価の上限は特に限定されないが300以下のも
のが容易に入手できて便利である。好ましくは
100〜250である。なお、本発明でいう塩基価と
は、塩基性成分の量の尺度であつてその１ｇに相
当する水酸化カリウムのmg数で表示するもので、
その単位はmgKOH／ｇである。塩基価が60未満の場合には、燃焼生成物中の硫
酸に対する中和作用が充分に発揮されず、その結
果動弁系の腐食若しくは摩耗を防止する機能が減
退すること、又は、固形不純物が凝集し、多量に
エンジン内部に沈積するなどの不都合な事態を生
ずる。このようなカルシウムフエネートは、通常の公
知の方法、例えば各種のアルキルフエノール若し
くは硫化アルキルフエノールのカルシウム塩又は
該カルシウム塩を炭酸化して調製される。このと
き、用いる原料の種類（例えばアルキル基の種
類）、量比、炭酸化の度合などを適宜に調節する
ことによつて全体の塩基価を上記した範囲内に設
定する。カルシウムフエネートの添加量は調製すべき潤
滑油の全重量に対し１〜７重量％に設定される。
好ましくは３〜６重量％である。添加量が１重量
％未満のときはその効果があらわれず、逆に７重
量％を超えると動弁系の摩耗を促進するなど不都
合な事態が生ずる。次に、本発明で用いられるマグネシウムスルホ
ネートは、その塩基価が100以上の範囲、添加量
が0.1〜５重量％に設定される。塩基価の上限は
特に限定されないが450以下のものが容易に入手
できる。好ましくは、それぞれ、200〜450、0.5
〜４重量％である。塩基価が100未満の場合には、凝集効果が小さ
くなり、固形不純物が細かく分散されるため動弁
系の摩耗抑制効果が減退するという不都合な事態
が生ずる。また、添加量が0.1重量％未満又は、５重量％
を超えると上記した凝集効果が発揮されない。このようなマグネシウムスルホネートは、各種
の脂肪族スルホン酸若しくは芳香族スルホン酸の
マグネシウム塩又は該マグネシウム塩を炭酸化す
ることによつて調製することができるが、このと
きカルシウムフエネート調製の場合と同様の態様
でその塩基価を上記した100以上の範囲に調整す
ることが必要である。本発明にかかる添加剤の第３成分であるアルケ
ニルこはく酸イミドは、主としてエンジン駆動時
の低温スラツジ対策と同時に、前記カルシウムフ
エネート、マグネシウムスルホネートと共に固形
不純物の凝集力を調節する目的で添加される。そ
の添加量は潤滑油組成物の全重量に対し１〜５重
量％に設定される。好ましくは２〜４重量％であ
る。添加量が１重量％未満の場合には、その添加効
果が表われず、逆に５重量％を超えると固形不純
物の凝集効果を妨げるという不都合な事態を生ず
る。アルケニルこはく酸イミドとしては、例えば、
分子量300〜5000のポリオレフインを無水マレイ
ン酸と反応させてモノアルケニル無水こはく酸と
した後、更にテトラエチレンペンタミンのような
ポリアミンを反応させてイミド化したものが用い
られる。また、特公昭42−8013，特公昭42−
8014，特開昭51−52381，特開昭51−130408，特
開昭54−87705で記載されているようなアルケニ
ルこはく酸イミドのホウ素化合物誘導体も使用す
ることができる。本発明にあつては、テトラエチ
ルペンタミンのポリプテニルこはく酸イミドが好
ましい。本発明の潤滑油組成物は以上の成分を基本とし
て構成されるが、効果をさらに増大させるため
に、塩基価80以下のカルシウムスルホネートを20
重量％以下好ましくは0.5〜10重量％添加すれば
潤滑油中のすすや動弁系の摩耗状態がより一層改
善される。また常用されている油性剤（高級アル
コールなど）、極圧剤（鉛石けんなど）、粘度指数
向上剤（イソブチレンポリマーなど）、消泡剤
（シリコン油など）、酸化防止剤（ジチオリン酸亜
鉛など）のような各種添加剤を更にここに添加し
てもよいことは言うまでもない。本発明の潤滑油組成物を用いれば、燃焼室で
発生した微細な固形不純物を凝集せしめて粗大化
でき、したがつて該不純物のフイルタ除去が容
易となり、潤滑油又は潤滑系への該不純物の混
入を防止できるので、動弁系の摩耗を著しく抑制
することができ、しかも潤滑油自体の劣化も抑
制されてその使用寿命は延長し、したがつて更
油期間も長くなつて経済的である、などの有益な
効果を得ることが可能となり、各種内燃機関とり
わけデイーゼルエンジン用の潤滑油としてその工
業的価値は極めて大である。以下に、本発明を実施例に基づいて更に詳細に
説明する。実施例第１表に示した組成の各種潤滑油を調製した。

【表】

【表】各潤滑油につき、潤滑系に網目寸法0.8μｍのバ
イパスフイルタを備え、かつEGRを装着したト
ヨタＬ型デイーゼルエンジン（排気量2200c.c.）を
用いて、第２表に示した条件でサイクルテストを
行なつて性能を評価した。

【表】 48サイクル運転後、各潤滑油を取り出し、その
100℃における動粘度（cSt）をJISK2283法で測
定し、潤滑油中に混入している固形不純物を
ASTM D893B法に従つて計量した。また、試験
後のロツカーパツドの損傷状態を０〜100のデメ
リツト評点で表わし（０：最良，100：最悪）動
弁系の摩耗状態を評定した。以上の結果を第１表
に一括して示した。なお、第１表中参考例の試験結果は、潤滑系に
バイパスフイルタを設けなかつたときのデータで
ある。試験例試料として以下のものを用いた。 (イ) 実施例１の組成物 (ロ) 実施例６の〃 (ハ) 鉱油88.2％、塩基価330のカルシウムスルホ
ネート3.0％、テトラエチレンペンタミンのポ
リブテニルこはく酸イミド（ポリブテニル基の
分子量1000）3.0％、ジチオリン酸亜鉛0.8％及
びエチレン−プロピレン共重合体5.0％（いず
れも重量％）の組成物 (ニ) 鉱油85.7％、塩基価25のカルシウムスルホネ
ート2.5％、塩基価330のカルシウムスルホネー
ト3.0％、テトラエチレンペンタミンのポリブ
テニルこはく酸イミド（ポリブテニル基の分子
量1000）3.0％、ジチオリン酸亜鉛0.8％及びエ
チレン−プロピレン共重合体5.0％（いずれも
重量％）の組成物 (ホ) 比較例３の組成物試料99ｇと標準煤（カーボンブラツクHAF，
旭カーボン(株)製）１ｇとを混合し、80℃で８時間
加熱撹拌した。このものをセル上に滴下し、昇温機構付顕微鏡
にセツトした後、10℃／分で昇温させながら倍率
200倍で観察した。100〜150℃における煤の分散
状態で凝集性の有無を判断した。顕微鏡視野の様
子をスケツチしたものを第１図ｂ〜ｄに示した。
実施例の組成物である試料イ及び試料ロのそれぞ
れを用いて昇温させた後の煤は、双方とも良好に
凝集した。そのときの煤の概略図を第１図ｄに示
す。比較例の組成物である試料ハを用いて昇温さ
せた後の煤は、凝集が不十分であつた。そのとき
の煤の概略図を第１図ｂに示す。比較例の組成物
である試料ニ及び試料ホのそれぞれを用いて昇温
させた後の煤は、双方ともほとんど凝集しなかつ
た。そのときの煤の概略図を第１図Ｃに示す。な
お、第１図ａには、試料イ〜ホを用いて昇温する
前の煤の概略図を示す。第１図ａ〜ｄより、本発明の組成物である試料
イ及びロは温度を上げると明らかに凝集すること
がわかる。それに対し、従来のタイプの組成物で
ある試料ハ，ニ及びホは凝集性が小さく、分散剤
として働いていることがわかる。評価本発明の組成物とマグネシウムスルホネート
を含有しない組成物との対比（比較例２と実施
例１〜12）マグネシウムスルホネートを含有しない比較例
２の動弁系摩耗評点（デメリツト評点）は49であ
り、潤滑油中の固形不純物量は3.3重量％である。
これに対し、実施例１〜12では、いずれも摩耗評
点が、6.0以下であり、固形不純物量が、1.4重量
％以下である。つまり、カルシウムフエネートのみでは、固形
不純物に対し、凝集効果を示さない。本発明の組成物とマグネシウムスルホネート
に代えてカルシウムスルホネートを用いた組成
物との対比（比較例３及び12と実施例10）マグネシウムスルホネートを塩基価330のカル
シウムスルホネートに置き換えた比較例12では、
摩耗評点が、48であり、固形不純物量が、3.4重
量％である。これは、マグネシウムスルホネートを用いた実
施例10の摩耗評点が、1.0であり、固形不純物量
が、1.0重量％であることからも明らかなように、
この置き換えによつて、潤滑油中の固形不純物量
が増加し、動弁系の摩耗が著しくなつたことを示
す。また、マグネシウムスルホネートを塩基価25の
カルシウムスルホネートに置き換えた比較例３も
同様の傾向を示す（摩耗評点40、固形不純物量
2.2重量％）。つまり、カルシウムフエネートとカルシウムス
ルホネートとを組み合わせても固形不純物に対
し、凝集効果を示さない。本発明の組成物とマグネシウムスルホネート
の塩基価が100未満の組成物との対比（比較例
８及び９と実施例１〜12）マグネシウムスルホネートの塩基価が50及び80
の比較例８及び９の摩耗評点は、32及び45であ
り、また固形不純物量は、2.3及び3.2であつて、
実施例１〜12のいずれよりも大幅に高い値を示
す。つまり、カルシウムフエネートとマグネシウム
スルホネートとの組み合わせであつても、マグネ
シウムスルホネートの塩基価が100未満では、固
形不純物に対し、凝集効果を示さない。本発明の組成物とカルシウムフエネートに代
えてマグネシウムフエネートを用いた組成物と
の対比（比較例７と実施例10）マグネシウムフエネートを用いた比較例７で
は、摩耗評点が32であり、固形不純物量が2.3重
量％である。これは、カルシウムフエネートを用いた実施例
10と対比すると、効果の差が著しい。つまり、マグネシウムフエネートと塩基価が
100以上のマグネシウムスルホネートとの組み合
わせでは、固形不純物に対し、凝集効果を示さな
い。本発明の組成物とカルシウムフエネートの塩
基価が60未満の組成物との対比（比較例５及び
６と実施例１〜12）カルシウムフエネートの塩基価が25及び50の比
較例６及び５の摩耗評点は、ともに36であり、ま
た固形不純物量は、2.8及び2.0であつて、実施例
１〜12のいずれよりも高い値を示す。つまり、塩基価が60未満のカルシウムフエネー
トと塩基価が100以上のマグネシウムスルホネー
トとの組み合わせでは、固形不純物に対し、凝集
効果を示さない。その他カルシウムフエネートの配合量が１重量％未満
の組成物（比較例10及び11）、またアルケニルこ
はく酸イミドを含有しない組成物（比較例４及び
５）も上記〜と同様の傾向を示す。以上のことからも明らかなように、塩基価が60
以上のカルシウムフエネートと、塩基価が100以
上のマグネシウムスルホネートと、アルケニルこ
はく酸イミドとを特定の配合量で組み合わせてな
る本発明の固形不純物凝集性デイーゼルエンジン
用潤滑油組成物は、固形不純物を良好に凝集させ
ることによりこれをろ過することができ、デイー
ゼルエンジンにおける動弁系の摩耗を大幅に抑制
している。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｄは、デイーゼルエンジン潤滑油組
成物と標準煤を混合して昇温した際の試料を顕微
鏡で観察した時の概略図（スケツチ）である。第
１図ａはコントロールで、試験例中の各試料の昇
温前の状態、第１図ｂは試料ハ、第１図ｃは試料
ニ及びホ、第１図ｄは試料イ及びロに対応してい
る。

Claims

【特許請求の範囲】１鉱油又は／及び合成油から成る基油に、塩基
価60以上のカルシウムフエネート１〜７重量％、
塩基価100以上のマグネシウムスルホネート0.1〜
５重量％及びアルケニルこはく酸イミド１〜５重
量％を添加した組成であることを特徴とする固形
不純物凝集性デイーゼルエンジン用潤滑油組成
物。２該基油の動粘度が、100℃で３〜30センチス
トークスである特許請求の範囲第１項記載の固形
不純物凝集性デイーゼルエンジン用潤滑油組成
物。