(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１００℃における動粘度が２.００〜３.００ｍｍ2／ｓで、粘度指数が１３０以上、及び蒸発ロスが１８％以下のエステル系基油を用いる、１００℃における動粘度が８.７０ｍｍ2／ｓ以下で、粘度指数が２５０以上、及び蒸発ロスが３％以上１５.３％以下の超省燃費エンジン油組成物。
【請求項２】
エステル系基油が、ネオペンチルグリコールと炭素数９〜１２の直鎖飽和１価脂肪酸の少なくとも１種とからなる請求項１に記載の超省燃費エンジン油組成物。
【請求項３】
エステル系基油が、３‐メチル‐１,５‐ペンタンジオールと炭素数８の分岐飽和１価脂肪酸および炭素数１０の直鎖飽和１価脂肪酸の混合エステルである請求項１に記載の超省燃費エンジン油組成物。
【請求項４】
エステル系基油にポリアルファオレフィンを配合する請求項１〜３のいずれか１項に記載の超省燃費エンジン油組成物。
【請求項５】
エステル系基油に粘度指数１２０以上の鉱油系基油を配合する請求項１〜３のいずれか１項に記載の超省燃費エンジン油組成物。
【請求項６】
粘度指数向上剤としてポリメタクリレート系添加剤を添加する請求項１〜５のいずれか１項に記載の超省燃費エンジン油組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超低粘度エステル系基油を用いる超省燃費エンジン油組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化防止のために自動車の燃費を向上させ、ＣＯ2の排出を抑制する要求が非常に高まっている。自動車の燃費を向上させるにはエンジンの効率向上が重要であり、ガソリンエンジンにおいてはリーンバーン化や直噴化あるいは動弁系のローラーフォロワ化及び各種可変化技術が採用されている。さらに、エンジンの摩擦を低減することも燃費向上に貢献できることから、しゅう動部品への低摩擦材料の使用やピストンリングの低張力化等、様々なアプローチによる低フリクション型エンジンの開発などの低燃費化が計られている。
【０００３】
一方、省燃費型エンジン油を使用することでもエンジンの燃費は向上が可能である。この省燃費型エンジン油を製造するには、ＳＡＥ（米国自動車技術会）Ｊ３００に規定されている粘度分類記載の５Ｗ−２０や０Ｗ−２０という低粘度化をはかると共に、摩擦を低下させる添加剤（摩擦調整剤、以下ＦＭと称することもある）を配合することが有効であることが知られている（非特許文献１）。しかし、上述の省燃費エンジン油技術中のＦＭによる摩擦低減は、エンジン部品への低摩擦部品の採用に伴いその効果は少なくなり、エンジン油による省燃費化はエンジン油の低粘度化、特に低油温での低粘度化が有効となってきている。
【０００４】
本出願人は、ローラーフォロワ型動弁系エンジンで最適の省燃費効果を発揮する潤滑油として、１００℃における動粘度が５.５mm2/s以下、粘度指数が１２０以上、１５０℃における高温高せん断粘度が２.２mPa以上かつ２.５mPa未満のローラーフォロワ型動弁系エンジン用潤滑油組成物を提案した（特許文献１）。しかし、この潤滑油組成物は、特に粘度指数が低く、高温での粘度が低くなり耐摩耗性の点で、十分なものではなかった。
一方、特定のジカルボン酸ジエステルを基油とし、あるいは、これにポリオールエステルを配合する潤滑油組成物（特許文献２）や特定のモノエステル化合物を含む内燃機関用潤滑油基油（特許文献３）が提案されている。しかし、これらの潤滑油組成物或いは基油も、エステルの動粘度が高く、蒸発ロスも多く、省燃費性に劣り、さらに潤滑油組成物の粘度指数も低くて高温での粘度が低くなり耐摩耗性の点でも、十分なものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２４７９７８号公報
【特許文献２】特開２００９−１２６８７１号公報
【特許文献３】特開２００８−２８０３８１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】上野ら、ガソリンエンジン用0W‐2 0油の開発、自動車技術会、学術講演会前刷集N o.79‐00、２１頁、２０００年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記状況に鑑み、本発明は、最新のエンジン、例えばローラーフォロワ型や低摩擦材を用いたスリッパー型動弁系エンジンで超省燃費性能を発揮する超省燃費エンジン油組成物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意研究を進めた結果、特定の性状を有するエステル系潤滑油基油を用いることにより、１００℃における動粘度を低くするとともに、粘度指数を非常に高くでき、最新のエンジンで省燃費効果を発揮できることを見いだし、本発明に想到した。
すなわち、本発明は次の通りのものである。
（１）１００℃における動粘度が２.００〜３.００ｍｍ2／ｓで、粘度指数が１３０以上、及び蒸発ロスが１８％以下のエステル系基油を用いる、１００℃における動粘度が８.７０mm2/s以下で、粘度指数が２５０以上、及び蒸発ロスが１５.３％以下の超省燃費エンジン油組成物。
（２）エステル系基油が、ネオペンチルグリコールと炭素数９〜１２の直鎖飽和１価脂肪酸の少なくとも１種とからなる上記（１）に記載の超省燃費エンジン油組成物。
（３）エステル系基油が、３‐メチル‐１,５‐ペンタンジオールと炭素数８の分岐飽和１価脂肪酸および炭素数１０の直鎖飽和１価脂肪酸の混合エステルである上記（１）に記載の超省燃費エンジン油組成物。
（４）エステル系基油にポリアルファオレフィンを配合する上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載の超省燃費エンジン油組成物。
（５）エステル系基油に粘度指数１２０以上の鉱油系基油を配合する上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載の超省燃費エンジン油組成物。
（６）粘度指数向上剤としてポリメタクリレート系添加剤を添加する上記（１）〜（５）のいずれか１つに記載の超省燃費エンジン油組成物。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、最新のエンジンに使用することにより、非常に良好な省燃費効果が得られるという格別の効果を奏する。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に用いるエステル系基油や組成物の動粘度及び粘度指数は、ＪＩＳ  Ｋ２２８３で測定される値である。また、蒸発ロスは、−２０mmH2Oの減圧度、油温２５０℃で、供試油を１時間放置したときに蒸発する割合でＡＳＴＭ  Ｄ５８００に規定された試験方法により測定される値である。
【００１１】
本発明で使用されるエステル系基油は、１００℃における動粘度が２.００〜３.００ｍｍ2／ｓで、粘度指数が１３０以上、及び蒸発ロスが１８％以下のものである。１００℃における動粘度が２.００ｍｍ2／ｓ未満であれば、蒸発ロスが多くなり、また、３.００ｍｍ2／ｓを超えると、省燃費性に劣る。
また、粘度指数が１３０未満であれば、低温での粘度が高くなり省燃費性に劣る。この粘度指数は、高ければ高いほど好ましいが、高くなれば、一般に動粘度も高くなるため、２００以下が好ましい。
蒸発ロスが１８％を超えるとエンジン油組成物の蒸発ロスを１５.３％以下にすることが困難となる。この蒸発ロスは低ければ低いほど好ましいが、低すぎると動粘度が高くなり、５％以上が好ましい。
【００１２】
上記のようなエステル系基油としては、各種のエステル化合物、例えば、モノカルボン酸と１価アルコールとのエステルであるモノエステル化合物、ジカルボン酸と１価アルコールとのエステルであるジエステル化合物、モノカルボン酸と多価アルコールとのエステルであるポリオールエステル化合物のいずれからも選択することができるが、特に２価のアルコールと１価の飽和脂肪酸とのエステル化合物に該当するものが多々あるので、この中から適宜選定すればよい。特には、ネオペンチルグリコールと少なくとも１種の炭素数９〜１２の直鎖飽和１価脂肪酸のエステルが好適である。この１価脂肪酸は、化学的安定性、耐熱性の面から不飽和結合を含まない飽和脂肪酸を用いると良い。炭素数が５以下の１価脂肪酸とエステルは粘度が低くかつ蒸発ロスも多いため好ましくない。一方、炭素数が１３以上の１価脂肪酸とのエステルは粘度が高く、省燃費性に劣る。
【００１３】
具体的なエステルの例として、ネオペンチルグリコールとカプリン酸、ラウリン酸の混合エステルや３‐メチル‐１,５‐ペンタンジオールと炭素数８の分岐飽和１価脂肪酸および炭素数１０の直鎖飽和１価脂肪酸の混合物である粘度指数１３０以上のエステルを挙げることができる。炭素数８のみの脂肪酸であると蒸発ロスが多く好ましくない。また、炭素数１０のみであると目的の低粘度が得られない。さらに、３‐メチル‐１,５‐ペンタジオールとカプリン酸及び２‐エチルヘキサン酸の混合エステルなども好適である。
【００１４】
本発明のエンジン油組成物は、１００℃における動粘度が８.７０ｍｍ2／ｓ以下で、粘度指数が２５０℃以上、蒸発ロスが１５.３％以下のものである。１００℃における動粘度が８.７０ｍｍ2／ｓを超えると、省燃費効果が低減する。この１００℃における動粘度は、蒸発ロスとの関連から５.６０ｍｍ2／ｓ以上が好ましい。また、粘度指数が２５０未満であると高温での粘度が低くなり、耐摩耗性に問題が生じる。この粘度指数は、好ましくは２７０以上、より好ましくは３００以上が、また、この粘度指数は高ければ高いほどよいが、高くなれば一般に動粘度も高くなるため、３５０以下であることが好ましい。蒸発ロスが１５.３％を超えると、使用中に動粘度が上昇し、省燃費効果が低下する。この蒸発ロスは、低ければ低いほど良いが、低すぎると粘度を低くすることが難しくなるので、３％以上とすることが好ましい。
【００１５】
上記エステル系基油は単独で用いてもよいが、ポリアルファオレフィンや粘度指数が１２０以上の鉱油系基油を配合してもよい。
ポリアルファオレフィンは、重合度や側鎖の長さの違いにより多種のものが存在するが、一般に潤滑油用として用いられているものを用いることができる。すなわち、ＣＨ2＝ＣＨ−（ＣＨ2）n−ＣＨ3の構造式で表されるα‐オレフィンが３〜５分子程度重合したもので、側鎖長のｎが６〜１２の分子を主成分としたもので、具体的には、１−オクテンオリゴマー、１‐デセンオリゴマー等の炭素数４〜１６、好ましくは炭素数８〜１２のα−オレフィンのオリゴマー又はそれらの水素化物等が好適である。
【００１６】
鉱油系基油としては、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、ＧＴＬ ＷＡＸ（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基油等が好適である。なお、鉱油系基油中の硫黄分は、特に制限はないが、０.２質量％以下であることが好ましく、０.０５質量％以下であることがさらに好ましい。この鉱油系基油は、蒸発ロスの低減と省燃費性とを鑑み、粘度指数が１２０以上のものを用いることが好ましい。
【００１７】
本発明においては、ポリアルファオレフィン及び鉱油系基油は、それぞれ単独で、エステル系基油に配合しても、また両者を共に配合しても良い。このポリアルファオレフィン及び／又は鉱油系基油の配合量は、両者の合計量として、エンジン油組成物全量基準で、好ましくは、６０質量％以下、より好ましくは４０質量％以下とする。配合量が、６０質量％を超えると、エンジン油組成物の粘度指数を２５０以上にすることが困難となるので、好ましくない。したがって、エステル系基油は、エンジン油組成物全量基準で、好ましくは４０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上配合するとよい。
【００１８】
また、エンジン油組成物の粘度指数は、上述のエステル系基油、或いはこれにポリアルファオレフィン及び／又は粘度指数が１２０以上の鉱油系基油を配合した基油に、粘度指数向上剤を添加して２５０以上に、１００℃における動粘度が８.７０mm2/s以下にしても良い。
この場合の粘度指数向上剤としては、ポリメタクリレート系粘度指数向上剤が好ましい。オレフィン共重合体などの炭化水素系粘度指数向上剤では目的とした組成物の粘度指数が得られない場合がある。
このポリメタクリレート系粘度指数向上剤は５〜１５質量％、特には８〜１５質量％配合することが好ましい。この場合のポリメタクリレートは、非分散型、分散型いずれも使用できる。非分散型ポリメタクリレートは、ポリメタクリレート化合物の重合体を用いるものであり、一方、分散型ポリメタクリレートは、アルキルメタクリレートモノマーと、極性モノマーとの共重合で得ることができる。極性モノマーとしては、ジエチルアミノエチルメタクリレート、２−メチル−５−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルピロリドン、モルホリノエチルメタクリレートから選ばれる１種以上が好適に使用できる。
また、ポリマーの分子量であるが、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）によりポリスチレン換算値として求められた重量平均分子量において、１５０,０００以上のものが好ましく、２００,０００以上がさらに好ましい。重量平均分子量が小さいと、粘度指数向上効果が小さい。重量平均分子量の上限は、特に制限されるものではないが、１,０００,０００を超えると剪断安定性が低下し、粘度指数向上効果が低下する。このため、重量平均分子量１５０,０００〜１,０００,０００のものが好適である。
【００１９】
さらに、本発明のエンジン油組成物には、ＦＭとしてグリセオールモノオレートやオレイルアミドあるいはモリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）を配合することもできる。本発明の潤滑油組成物に使用されるＭｏＤＴＣは下記の構造のものが使用できる。
【００２０】
【化１】
0005507932.tif 000002
【００２１】
上記式中、Ｒは、炭素数４〜１８個を有する直鎖及び又は分岐のアルキル基及び／又はアルケニル基を表し、Ｘは酸素原子又は硫黄原子を表し、その酸素原子と硫黄原子との比は１／３〜３／１である。Ｒは、好ましくはアルキル基であり、具体的にはブチル基、２−エチルヘキシル基、イソトリデシル基、ステアリル基等が挙げられる。１分子中に存在する４個のＲは、同一であってもよく、異なっていてもよい。また、Ｒの異なるＭｏＤＴＣを２種以上混合して用いることもできる。
この場合のＭｏＤＴＣの添加量は、エンジン油組成物全量基準で、０.１〜５質量％、特には０.５〜２質量％で配合することが好ましく、良好な摩擦低減効果を潤滑油組成物に付与することができる。
【００２２】
本発明のエンジン油組成物には、さらに、所望により、アルキルジチオリン酸亜鉛（ＺｎＤＴＰ）、フェノール化合物、ジフェニルアミン化合物等の酸化防止剤、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｎａ等の金属スルホネート、フェネート、サリシレート、ホスホネート等の清浄剤、アルケニルコハク酸イミド等の無灰系分散剤、その他流動点降下剤や防錆剤等の添加剤を添加することができる。
【実施例】
【００２３】
次に、実施例により本発明を具体的に説明する。
用いたエステル系基油、ポリアルファオレフィン、鉱油系基油の性状を表１及び表２に示す。
【００２４】
【表１】
0005507932.tif 000003
【００２５】
エステル系基油１：ネオペンチルグリコールと炭素数１０の直鎖飽和１価脂肪酸と炭素数１２の直鎖飽和１価脂肪酸の混合エステル
エステル系基油２：３‐メチル‐１,５‐ペンタンジオールと炭素数８の分岐飽和１価脂肪酸と炭素数１０の直鎖飽和１価脂肪酸の混合エステル
エステル系基油３：炭素数１０の直鎖飽和２価脂肪酸と炭素数８のアルコールのエステル
エステル系基油４：トリメチロールプロパンと炭素数７の直鎖飽和１価脂肪酸のエステル
【００２６】
【表２】
0005507932.tif 000004
【００２７】
表１及び２の基油を用いて試作した実施例１〜５及び比較例１、２のエンジン油組成物と性状を表３に示す。
粘度指数向上剤は次のものを用いた。
PMA1:ポリスチレン換算の重量平均分子量が245,000のポリメタクリレート
PMA2:ポリスチレン換算の重量平均分子量が312,000のポリメタクリレート
なお、その他の添加剤は、清浄剤、分散剤などを組み合わせた市販のパッケージ添加剤である。
【００２８】
【表３】
0005507932.tif 000005
【００２９】
次に、表２の組成物について、排気量１.５Ｌのローラーフォロワ型動弁系を有するエンジンをモータで駆動し、１０００回転／分、油温６０℃及９０℃でのフリクショントルクを測定した。ILSAC  GF‐4  0W‐20油に対するフリクショントルクの低減率（％）を表４に示す。
【００３０】
【表４】
0005507932.tif 000006
【００３１】
以上の結果から明らかなように、実施例に示す１００℃における動粘度が２.００〜３.００ｍｍ2／ｓで、粘度指数が１３０以上、及び蒸発ロスが１８％以下のエステル系基油を用いて調製した、動粘度１００℃が８.７０ｍｍ2／ｓ以下、粘度指数が２５０以上、蒸発ロス１５.３％以下のエンジン油組成物は、最新のローラーフォロワ型エンジンで格段の省燃費効果を有することが分かる。なお、１００℃における粘度が高く、蒸発ロスの多いエステル系基油を用いた比較例１は、実施例３と比較して、油温６０℃では省燃費効果が高いが、実用温度に近い油温９０℃では低くなっており、比較例１の油は、実施例３の油に比べて実用レベルで劣っている。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、特には最新のローラーフォロワ型エンジン用の潤滑油として利用できるが、ローラーフォロワ型エンジン以外の高性能の内燃機関用エンジン、例えば、低摩擦材を用いたスリッパー型動弁系エンジン等の最新のエンジン用潤滑油としても利用することができる。