(57)【要約】本発明に係る火花点火式内燃機関用潤滑油組成物は、ピストンリングを有するピストンを備え、該ピストンリングにかかる張力の該ピストンあたりの合計張力が３０Ｎ以下である火花点火式内燃機関に用いられる潤滑油組成物であって、基油と、（Ａ）アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属を含む有機金属系添加剤と、（Ｂ）有機亜鉛系添加剤とを含有し、潤滑油組成物全量基準における該（Ａ）成分の濃度が金属含有量換算で０．１５質量％以下であり、潤滑油組成物全量基準における該（Ｂ）成分の濃度が亜鉛含有量換算で０．１５質量％以下であり、該（Ａ）成分の濃度（質量％）と、該潤滑油組成物の塩基価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）との積が１．３以下であり、該（Ｂ）成分の濃度（質量％）と、該潤滑油組成物の酸価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）との積が１．２以下であり、該潤滑油組成物のＮｏａｃｋ蒸発減量が１０質量％以上であり、１００℃における動粘度が９．３ｍｍ２／ｓ以下であることを特徴とすることにより、点火式内燃機関の燃焼状態の悪化を防止することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンリングを有するピストンを備え、該ピストンリングにかかる張力の該ピストンあたりの合計張力が３０Ｎ以下である火花点火式内燃機関に用いられる潤滑油組成物であって、
基油と、
（Ａ）アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属を含む有機金属系添加剤と、
（Ｂ）有機亜鉛系添加剤とを含有する潤滑油組成物であり、
潤滑油組成物全量基準における該（Ａ）成分の濃度が金属含有量換算で０．１５質量％以下であり、
潤滑油組成物全量基準における該（Ｂ）成分の濃度が亜鉛含有量換算で０．１５質量％以下であり、
該（Ａ）成分の濃度（質量％）と、該潤滑油組成物の塩基価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）との積が１．３以下であり、
該（Ｂ）成分の濃度（質量％）と、該潤滑油組成物の酸価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）との積が１．２以下であり、
該潤滑油組成物のＮｏａｃｋ蒸発減量が１０質量％以上であり、１００℃における動粘度が９．３ｍｍ２／ｓ以下である
ことを特徴とする火花点火式内燃機関用潤滑油組成物。
【請求項２】
塩基価が１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である無灰塩基価向上剤を、潤滑油組成物全量基準において窒素含有量換算で０．０１質量％以上含有する請求項１に記載の火花点火式内燃機関用潤滑油組成物。
【請求項３】
前記（Ａ）成分は、塩基価が１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上６００ｍｇＫＯＨ／ｇ以下の金属系清浄剤である請求項１又は２に記載の火花点火式内燃機関用潤滑油組成物。
【請求項４】
前記（Ｂ）成分は、ジアルキルジチオフォスフェート亜鉛及び／又はジアルキルジオキシフォスフェート亜鉛である請求項１〜３のいずれかに記載の火花点火式内燃機関用潤滑油組成物。
【請求項５】
さらに、有機モリブデン系添加剤を含有し、
該有機モリブデン系添加剤の含有量が潤滑油組成物の全量基準におけるモリブデン含有量換算で０．０１質量％以上０．０７質量％以下である請求項１〜４のいずれかに記載の火花点火式内燃機関用潤滑油組成物。
【請求項６】
火花点火式内燃機関がガソリンエンジンである請求項１〜５のいずれかに記載の火花点火式内燃機関用潤滑油組成物。
【請求項７】
ピストンリングを有するピストンを備え、該ピストンリングにかかる張力の該ピストンあたりの合計張力が３０Ｎ以下である火花点火式内燃機関に用いられる潤滑油組成物の製造方法であって、
基油に、
（Ａ）アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属を含む有機金属系添加剤と、
（Ｂ）有機亜鉛系添加剤とを、
潤滑油組成物全量基準における該（Ａ）成分の濃度が金属含有量換算で０．１５質量％以下であり、
潤滑油組成物全量基準における該（Ｂ）成分の濃度が亜鉛含有量換算で０．１５質量％以下であり、
該（Ａ）成分の濃度（質量％）と、該潤滑油組成物の塩基価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）との積が１．３以下であり、
該（Ｂ）成分の濃度（質量％）と、該潤滑油組成物の酸価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）との積が１．２以下であり、
該潤滑油組成物のＮｏａｃｋ蒸発減量が１０質量％以上であり、１００℃における動粘度が９．３ｍｍ２／ｓ以下
になるように配合する火花点火式内燃機関用潤滑油組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンリングを有するピストンを備え、該ピストンリングにかかる張力の該ピストンあたりの合計張力が３０Ｎ以下である火花点火式内燃機関に用いられる潤滑油組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境問題への意識の高まりから、内燃機関を有する自動車等の燃費性能の向上が求められている。燃費性能の向上のための一例として、内燃機関のピストンリングとシリンダ内壁との摩擦による摩擦損失を低減する方法が知られている（特許文献１参照）。この方法では、ピストンリングにかかる張力を低減することによって、摩擦損失を低減している。
一方、内燃機関に用いられる潤滑油組成物の粘度を低く設定することによっても、燃費性能を向上することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２１５２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ピストンリング張力を低減し過ぎると、潤滑油組成物が燃焼室内に侵入する、いわゆるオイル上がりが起きやすくなる。低粘度の潤滑油組成物を使用した場合も同様に、流動抵抗が少なくオイルリングにおける透過量が増えることから、オイル上がりが起こりやすくなる。
往復ピストンを備えた内燃機関では、燃料と酸化剤とからなる混合気は、シリンダ内部においてピストンで圧縮されて、温度及び圧力が上昇する。このとき、明確な発熱を伴う本来の着火が生じる前に、圧縮によって混合気が自ずから着火して燃焼が起こっている。これを低温度自着火という。低温度自着火には、冷炎、青炎と呼ばれる低温度炎が発現する段階があり、活性化学種が生成され、急激な発熱を伴う熱炎の発生と伝播に至る。
火花点火式内燃機関においては、電気火花等の点火源により強制的に活性化学種が提供され、熱炎の発生と伝播に至る。このため、低温度自着火反応の進行が、点火に由来する熱炎の発生及び伝播よりも早い場合、燃焼状態の悪化や、ノッキングの原因となる急激な圧力振動が発生する。
オイル上がりにより燃焼室内に侵入した潤滑油組成物は、高熱に晒されて、基油が蒸発し、金属系添加剤が濃縮される。濃縮された金属系添加剤は、燃焼状態の悪化を引き起こすと考えられている。
このため、オイル上がりを防止するという観点から、ピストンリング張力を低減する場合には潤滑油組成物を高粘度に設定し、潤滑油組成物の粘度を低く設定する場合にはピストンリング張力を高い設定にすることが考えられる。
以上のように、燃費性能の向上と、燃焼状態の悪化との間には二律背反の課題があるために、これを解消して、燃費性能の向上できる内燃機関用潤滑油組成物が求められていた。
そこで、本発明は、オイル上がりが発生し易い火花点火式内燃機関においても、冷炎の発生タイミングを遅らせる、すなわち、通常の火花放電のタイミングに近づけることができる内燃機関用潤滑油組成物の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、燃焼室内に侵入し、濃縮された金属系添加剤が冷炎の発生タイミングを早め、自着火を促進し、ノック強度を増大させるという知見を得た。
そこで、潤滑油組成物における特定の添加剤を添加して、さらにその含有量を調整することにより、オイル上がりが発生しても、冷炎の発生タイミングを遅らせる、すなわち、通常の火花放電のタイミングに近づけることができることを見出した。【０００６】
本発明は、
［１］ピストンリングを有するピストンを備え、該ピストンリングにかかる張力の該ピストンあたりの合計張力が３０Ｎ以下である火花点火式内燃機関に用いられる潤滑油組成物であって、基油と、（Ａ）アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属を含む有機金属系添加剤と、（Ｂ）有機亜鉛系添加剤とを含有する潤滑油組成物であり、潤滑油組成物全量基準における該（Ａ）成分の濃度が金属含有量換算で０．１５質量％以下であり、潤滑油組成物全量基準における該（Ｂ）成分の濃度が亜鉛含有量換算で０．１５質量％以下であり、該（Ａ）成分の濃度（質量％）と、該潤滑油組成物の塩基価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）との積が１．３以下であり、該（Ｂ）成分の濃度（質量％）と、該潤滑油組成物の酸価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）との積が１．２以下であり、該潤滑油組成物のＮｏａｃｋ蒸発減量が１０質量％以上であり、１００℃における動粘度が９．３ｍｍ２／ｓ以下であることを特徴とする火花点火式内燃機関用潤滑油組成物、【０００７】
［２］塩基価が１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である無灰塩基価向上剤を、潤滑油組成物全量基準において窒素含有量換算で０．０１質量％以上含有する前記［１］に記載の火花点火式内燃機関用潤滑油組成物、
［３］前記（Ａ）成分は、塩基価が１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上６００ｍｇＫＯＨ／ｇ以下の金属系清浄剤である前記［１］又は［２］に記載の火花点火式内燃機関用潤滑油組成物、
［４］前記（Ｂ）成分は、ジアルキルジチオフォスフェート亜鉛及び／又はジアルキルジオキシフォスフェート亜鉛である前記［１］〜［３］のいずれかに記載の火花点火式内燃機関用潤滑油組成物、
［５］さらに、有機モリブデン系添加剤を含有し、該有機モリブデン系添加剤の含有量が潤滑油組成物の全量基準におけるモリブデン含有量換算で０．０１質量％以上０．０７質量％以下である前記［１］〜［４］のいずれかに記載の火花点火式内燃機関用潤滑油組成物、
［６］火花点火式内燃機関がガソリンエンジンである前記［１］〜［５］のいずれかに記載の火花点火式内燃機関用潤滑油組成物、【０００８】
［７］ピストンリングを有するピストンを備え、該ピストンリングにかかる張力の該ピストンあたりの合計張力が３０Ｎ以下である火花点火式内燃機関に用いられる潤滑油組成物の製造方法であって、基油に、（Ａ）アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属を含む有機金属系添加剤と、（Ｂ）有機亜鉛系添加剤とを、潤滑油組成物全量基準における該（Ａ）成分の濃度が金属含有量換算で０．１５質量％以下であり、潤滑油組成物全量基準における該（Ｂ）成分の濃度が亜鉛含有量換算で０．１５質量％以下であり、該（Ａ）成分の濃度（質量％）と、該潤滑油組成物の塩基価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）との積が１．３以下であり、該（Ｂ）成分の濃度（質量％）と、該潤滑油組成物の酸価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）との積が１．２以下であり、該潤滑油組成物のＮｏａｃｋ蒸発減量が１０質量％以上であり、１００℃における動粘度が９．３ｍｍ２／ｓ以下であるように配合する火花点火式内燃機関用潤滑油組成物の製造方法、
を提供するものである。【０００９】
［８］オイルリングを含む複数のリングから構成されたピストンリングを有するピストンを備え、該ピストンリングにかかる張力の該ピストンあたりの合計張力が３０Ｎ以下であり、潤滑油組成物によって潤滑される火花点火式内燃機関であって、該潤滑油組成物が、基油と、（Ａ）アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属を含む有機金属系添加剤と、（Ｂ）有機亜鉛系添加剤とを含有し、潤滑油組成物全量基準における該（Ａ）成分の濃度が金属含有量換算で０．１５質量％以下であり、潤滑油組成物全量基準における該（Ｂ）成分の濃度が亜鉛含有量換算で０．１５質量％以下であり、該（Ａ）成分の濃度（質量％）と、該潤滑油組成物の塩基価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）との積が１．３以下であり、該（Ｂ）成分の濃度（質量％）と、該潤滑油組成物の酸価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）との積が１．２以下であり、該潤滑油組成物のＮｏａｃｋ蒸発減量が１０質量％以上であり、１００℃における動粘度が９．３ｍｍ２／ｓ以下である火花点火式内燃機関、【００１０】
［９］オイルリングを含む複数のリングから構成されたピストンリングを有するピストンを備え、該ピストンリングにかかる張力の該ピストンあたりの合計張力が３０Ｎ以下である火花点火式内燃機関の潤滑方法であって、該潤滑油組成物が、基油と、（Ａ）アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属を含む有機金属系添加剤と、（Ｂ）有機亜鉛系添加剤とを含有し、潤滑油組成物全量基準における該（Ａ）成分の濃度が金属含有量換算で０．１５質量％以下であり、潤滑油組成物全量基準における該（Ｂ）成分の濃度が亜鉛含有量換算で０．１５質量％以下であり、該（Ａ）成分の濃度（質量％）と、該潤滑油組成物の塩基価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）との積が１．３以下であり、該（Ｂ）成分の濃度（質量％）と、該潤滑油組成物の酸価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）との積が１．２以下であり、該潤滑油組成物のＮｏａｃｋ蒸発減量が１０質量％以上であり、１００℃における動粘度が９．３ｍｍ２／ｓ以下である火花点火式内燃機関の潤滑方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、点火式内燃機関の燃焼状態の悪化を防止する内燃機関用潤滑油組成物を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る火花点火式内燃機関１を説明する構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
［火花点火式内燃機関用潤滑油組成物］
本発明の実施形態に係る火花点火式内燃機関用潤滑油組成物は、ピストンリングを有するピストンを備え、該ピストンリングにかかる張力の該ピストンあたりの合計張力が３０Ｎ以下である火花点火式内燃機関に用いられる潤滑油組成物であって、基油と、（Ａ）アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属を含む有機金属系添加剤と、（Ｂ）有機亜鉛系添加剤とを含有する潤滑油組成物であり、潤滑油組成物全量基準における該（Ａ）成分の濃度が金属含有量換算で０．１５質量％以下であり、潤滑油組成物全量基準における該（Ｂ）成分の濃度が亜鉛含有量換算で０．１５質量％以下であり、該（Ａ）成分の濃度と、該潤滑油組成物の塩基価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）との積が１．３以下であり、該（Ｂ）成分の濃度と、該潤滑油組成物の酸価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）との積が１．２以下であり、該潤滑油組成物のＮｏａｃｋ蒸発減量が１０質量％以上であり、１００℃における動粘度が９．３ｍｍ２／ｓ以下であることを特徴とする。
なお、以下では、（Ａ）成分の濃度とは「質量％」で表すものである。（Ｂ）成分についても同様である。
【００１４】
＜火花点火式内燃機関用潤滑油組成物の性状＞
本発明は、低粘度の潤滑油組成物の課題を解決するものであって、本発明の実施形態に係る火花点火式内燃機関用潤滑油組成物のＮｏａｃｋ蒸発減量は１０質量％以上であり、１００℃における動粘度は９．３ｍｍ２／ｓ以下である。
火花点火式内燃機関用潤滑油組成物のＮｏａｃｋ蒸発減量が１０質量％未満であると、低燃費性能に寄与する十分な低粘度化が達成できない。一方、過度のオイル上がりを抑制するため、Ｎｏａｃｋ蒸発減量、１５質量％以下にするとよい。
火花点火式内燃機関用潤滑油組成物の１００℃における動粘度が９．３ｍｍ２／ｓを超えると、十分な低燃費性能が得られない。一方、過度のオイル上がりを抑制するため、１００℃における動粘度は、５．６ｍｍ２／ｓ以上にするとよい。
Ｎｏａｃｋ蒸発減量及び１００℃における動粘度が前記範囲である潤滑油組成物を、ピストンリングにかかる張力のピストンあたりの合計張力が３０Ｎ以下である火花点火式内燃機関に用いた場合、オイル上がりが起こりやすくなる。
なお、１００℃の動粘度は、ＪＩＳ Ｋ ２２８３に規定される「石油製品動粘度試験方法」に準拠して測定される値であり、Ｎｏａｃｋ蒸発減量は、ＪＰＩ−５Ｓ−４１−２００４に準拠して測定される値である。
【００１５】
＜基油＞
本発明の火花点火式内燃機関用潤滑油組成物の基油については、従来、内燃機関用潤滑油の基油として使用されている鉱油や合成油の中から任意のものを適宜選択して使用することができる。
鉱油としては、例えば、パラフィン基系原油、中間基系原油あるいはナフテン基系原油を常圧蒸留するか、あるいは常圧蒸留の残渣油を減圧蒸留して得られる留出油、またはこれを常法にしたがって精製することによって得られる精製油、例えば、溶剤精製油、水添精製油、脱蝋処理油、白土処理油などを挙げることができる。
【００１６】
また、合成油としては、例えば、炭素数８〜１４のα−オレフィンオリゴマーであるポリ−α−オレフィン、ポリブテン、各種のエステル（例えば、ポリオールエステル、二塩基酸エステル、リン酸エステルなど）、各種のエーテル（例えば、ポリフェニルエーテルなど）、ポリグリコール、アルキルベンゼン、アルキルナフタレンなどが挙げられる。
本発明においては、基油として上記鉱油、合成油をそれぞれ一種用いてもよく、二種以上組み合わせて用いてもよい。また、鉱油と合成油を混合して使用してもよい。
【００１７】
基油の粘度については、潤滑油組成物の用途に応じて適宜決定しうるが、通常１００℃の動粘度が２ｍｍ２／ｓ以上３０ｍｍ２／ｓ以下、好ましくは２ｍｍ２／ｓ以上１５ｍｍ２／ｓ以下、より好ましくは２ｍｍ２／ｓ以上１０ｍｍ２／ｓ以下である。１００℃における動粘度が２ｍｍ２／ｓ以上であると蒸発損失が少なく、一方、３０ｍｍ２／ｓ以下であると、粘性抵抗による動力損失があまり大きくないので、燃費改善効果が得られる。
また、基油としては、粘度指数が通常８０以上、好ましくは１００以上、より好ましくは１２０以上である。粘度指数が８０以上の基油は、温度の変化による粘度変化が小さいため好ましい。
【００１８】
基油として鉱油同士、合成油同士、及び鉱油と合成油とを混合して使用する場合には、混合した後の粘度が上記範囲に含まれるものであればよい。一例として、ＡＰＩ分類グループ３に該当する粘度指数１２０以上の鉱物油又はポリ−α−オレフィンを含有するものであればよい。
なお、火花点火式内燃機関用潤滑油組成物の全量基準に対する基油の含有量は、７０質量％以上９０質量％以下であることが好ましい。
【００１９】
＜（Ａ）有機金属系添加剤＞
本発明の火花点火式内燃機関用潤滑油組成物における（Ａ）成分は、アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属を含む有機金属系添加剤である。なお、ここでいう金属には、亜鉛は含まれない。
（Ａ）成分としては、潤滑油に用いられる任意の金属系清浄剤が使用可能であり、金属系清浄剤としては、アルカリ土類金属系清浄剤が使用可能であり、例えば、アルカリ土類金属スルフォネート、アルカリ土類金属サリシレート、アルカリ土類金属フェネート及びこれらの中から選ばれる二種類以上の混合物等が挙げられる。
【００２０】
アルカリ土類金属フェネートとしては、アルキルフェノール、アルキルフェノールサルファイド、アルキルフェノールのマンニッヒ反応物のアルカリ土類金属塩、特にマグネシウム塩及び／又はカルシウム塩等が挙げられ、中でもカルシウム塩が特に好ましく用いられる。
アルカリ土類金属スルフォネートとしては、分子量３００以上１，５００以下、好ましくは、４００以上７００以下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土類金属塩、特にマグネシウム塩及び／又はカルシウム塩等が挙げられ、中でもカルシウム塩が好ましく用いられる。
アルカリ土類金属サリシレートとしては、アルキルサリチル酸のアルカリ土類金属塩、特にマグネシウム塩及び／又はカルシウム塩等が挙げられ、中でもカルシウム塩が好ましく用いられる。
【００２１】
アルカリ土類金属系清浄剤を構成するアルキル基としては、炭素数４〜３０のものが好ましく、より好ましくは６〜１８のアルキル基であり、これらは直鎖状でも分枝状でもよい。これらはまた、１級アルキル基、２級アルキル基又は３級アルキル基でもよい。
【００２２】
また、アルカリ土類金属スルフォネート、アルカリ土類金属フェネート及びアルカリ土類金属サリシレートとしては、前記のアルキル芳香族スルホン酸、アルキルフェノール、アルキルフェノールサルファイド、アルキルフェノールのマンニッヒ反応物、アルキルサリチル酸等を、直接マグネシウム及び／又はカルシウムのアルカリ土類金属の酸化物や水酸化物等のアルカリ土類金属塩基と反応させたり、又は一度ナトリウム塩やカリウム塩等のアルカリ金属塩としてからアルカリ土類金属塩と置換させること等により得られる中性アルカリ土類金属スルフォネート、中性アルカリ土類金属フェネート及び中性アルカリ土類金属サリシレートだけでなく、中性アルカリ土類金属スルフォネート、中性アルカリ土類金属フェネート及び中性アルカリ土類金属サリシレートと過剰のアルカリ土類金属塩やアルカリ土類金属塩基を水の存在下で加熱することにより得られる塩基性アルカリ土類金属スルフォネート、塩基性アルカリ土類金属フェネート及び塩基性アルカリ土類金属サリシレートや、炭酸ガスの存在下で中性アルカリ土類金属スルフォネート、中性アルカリ土類金属フェネート及び中性アルカリ土類金属サリシレートをアルカリ土類金属の炭酸塩又はホウ酸塩を反応させることにより得られる過塩基性アルカリ土類金属スルフォネート、過塩基性アルカリ土類金属フェネート及び過塩基性アルカリ土類金属サリシレートも含まれる。
【００２３】
また、本発明において用いる有機金属系添加剤の金属比は、通常２０以下のものを一種又は二種以上混合して使用できるが、好ましくは、金属比が３以下、より好ましく１．５以下、特に好ましくは１．２以下の金属系清浄剤を用いることが、酸化安定性や塩基価維持性及び高温清浄性等により優れるため特に好ましい。
なお、ここでいう金属比とは、金属系清浄剤における金属元素の価数×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、フェノール基及びサリチル酸基等を意味する。
【００２４】
本発明の火花点火式内燃機関用潤滑油組成物においては、ピストン清浄性、及び酸中和性能の観点から、スルフォネート、サリシレートまたはフェネートのＣａ塩が、好ましく用いられ、サリシレートのＣａ塩が特に好ましく用いられる。
【００２５】
本実施形態において使用し得る（Ａ）有機金属系添加剤の潤滑油組成物全量基準における濃度は、金属含有量換算で０．１５質量％以下である。
（Ａ）成分の濃度が金属含有量換算で０．１５質量％を超えると冷炎発生及び自着火の早期化とノック強度の増大が問題になる。この観点から、潤滑油組成物全量基準における（Ａ）成分の濃度は、金属含有量換算で、０．１５質量％以下であり、好ましくは、０．１１質量％以下であり、より好ましくは、０．０６質量％以下である。
なお、０．０２質量％以下にすると、燃焼状態の改善の度合いが低調になることと、ピストン清浄性及び酸中和性能を維持することができなくなる観点から、下限値は、０．０２質量％である。
【００２６】
また、本実施形態において使用し得る（Ａ）有機金属系添加剤の塩基価は、ピストン清浄性及び酸中和性能の観点から、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上６００ｍｇＫＯＨ／ｇ以下が好ましい。さらに、前記（Ａ）成分の濃度と、該潤滑油組成物の塩基価との積が１．３以下となる潤滑油組成物が得られやすい点から、５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上３００ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることがより好ましく、１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上２５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることがさらに好ましい。
さらに、本実施形態において使用し得る（Ａ）有機金属系添加剤の酸価は、冷炎発生及び自着火の早期化を抑えやすい点から、０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが好ましく、１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることがより好ましく、５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることがさらに好ましい。
なお、ここでいう塩基価とは、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塩酸法による塩基価を意味し、酸価とは、ＪＩＳ  Ｋ２５０１「石油製品及び潤滑油−中和価試験法」  電位差滴定法に準拠して測定される酸価を意味する。
【００２７】
＜（Ｂ）有機亜鉛系添加剤＞
本発明の火花点火式内燃機関用潤滑油組成物は、（Ｂ）有機亜鉛系添加剤を含有し、潤滑油組成物全量基準における（Ｂ）成分の濃度は、亜鉛含有量換算で０．１５質量％以下である。
（Ｂ）成分の濃度が亜鉛含有量換算で０．１５質量％を超えると冷炎発生及び自着火の早期化とノック強度の増大が問題になる。
この観点から、潤滑油組成物全量基準における（Ｂ）成分の濃度は、亜鉛含有量換算で、０．１５質量％以下であり、好ましくは、０．１０質量％以下であり、より好ましくは、０．０５質量％である。
なお、０．０１質量％以下にすると燃焼状態の改善の度合いが低調になることと、耐摩耗性を維持することができなくなる観点から、下限値は、０．０１質量％である。
【００２８】
また、本実施形態において使用し得る（Ｂ）有機亜鉛系添加剤の酸価は、前記（Ｂ）成分の濃度と、該潤滑油組成物の酸価との積が１．２以下となる潤滑油組成物が得られやすい点から、０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上３０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが好ましく、０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることがより好ましく、１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることがさらに好ましい。
さらに、本実施形態において使用し得る（Ｂ）有機亜鉛系添加剤の塩基価は、冷炎発生及び自着火の早期化を抑えやすい点から、５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上４００ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが好ましく、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上３００ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることがより好ましく、５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることがさらに好ましい。
【００２９】
（Ｂ）成分としては、下記一般式（Ｉ）で表されるジアルキルジチオフォスフェート亜鉛及び／又はジアルキルジオキシフォスフェート亜鉛を用いることができる。
【００３０】
【化１】
2015076417.tif 000003
式中、Ｘは、それぞれ独立に、Ｏ又はＳのいずれか一方であり、少なくとも２つは同じ元素である。Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に炭素数３〜２２の第１級もしくは第２級のアルキル基又は炭素数３〜１８のアルキル基で置換されたアルキルアリール基を示す。
【００３１】
ここで、炭素数３〜２２の第１級もしくは第２級のアルキル基としては、第１級もしくは第２級のプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、へプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、イコシル基などが挙げられる。また、炭素数３〜１８のアルキル基で置換されたアルキルアリール基としては、例えばプロピルフェニル基、ペンチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、ドデシルフェニル基などが挙げられる。
本発明の火花点火式内燃機関用潤滑油組成物においては、（Ｂ）成分として、上記ジチオフォスフェート亜鉛を単独で用いてもよく、２種以上組み合わせて用いてもよいが、耐摩耗性を高める点から、特に第２級のアルキル基のジアルキルジチオフォスフェート亜鉛を主成分とするものが好ましい。
【００３２】
＜（Ａ）成分と（Ｂ）成分の含有量について＞
燃焼室内に侵入した潤滑油組成物は、基油が蒸発して金属系添加剤の濃縮が起こり、燃焼性能を低下させると考えられる。
本発明者らは、潤滑油由来の有機金属系添加剤成分が燃焼室内に存在すると、冷炎の発生を過度に早期化することを見出した。一部の有機金属系添加剤は潤滑油の酸価または塩基価に大きく寄与していることが知られている。本発明者らは、有機金属系添加剤の中でも潤滑油組成物の酸価または塩基価に大きく寄与する添加剤が、特に冷炎の発生タイミングを早期化させる効果が高いことを見出した。
したがって、冷炎の発生タイミングの早期化を抑制するためには、このような金属系添加剤の含有量を低減するとともに、これらの金属系添加剤に由来する酸価及び塩基価を低減する必要がある。また、潤滑油組成物においては、添加剤の濃度と酸価または塩基価の積を低減することが、冷炎の発生タイミングの早期化を抑制できる点で好ましい。
【００３３】
上記観点から、本発明の火花点火式内燃機関用潤滑油組成物においては、（Ａ）成分の濃度と該潤滑油組成物の塩基価との積が１．３以下であり、該（Ｂ）成分の濃度と該潤滑油組成物の酸価との積が１．２以下であることが要求される。
（Ａ）成分の濃度と該潤滑油組成物の塩基価との積が１．３を超えると、冷炎発生及び自着火が早期化し、ノッキングが発生しやすくなる。この観点から、（Ａ）成分の濃度と、該潤滑油組成物の塩基価との積は、１．０以下であることが好ましく、０．７以下であることがより好ましい、０．４以下であることがさらに好ましい。
（Ｂ）成分の濃度と該潤滑油組成物の酸価との積が１．２を超えると、冷炎発生及び自着火が早期化し、ノッキングが発生しやすくなる。この観点から、（Ｂ）成分の濃度と該潤滑油組成物の塩基価との積は、０．８以下であることが好ましく、０．４以下であることがより好ましく、０．２以下であることがさらに好ましい。
（Ａ）成分の濃度と該潤滑油組成物の塩基価との積の下限は、ピストン清浄性及び酸中和性能を維持することができなくなる観点から、０．１とすることが好ましい。また、（Ｂ）成分の濃度と該潤滑油組成物の酸価との積の下限は、耐摩耗性を維持することができなくなる観点から、０．０５とすることが好ましい。
なお、本実施形態においては、（Ａ）成分の濃度と潤滑油組成物の塩基価との積、及び（Ｂ）成分の濃度と潤滑油組成物の酸価との積は、小数点以下第２位を四捨五入して表すものとする。
【００３４】
＜無灰塩基価向上剤＞
本発明の火花点火式内燃機関用潤滑油組成物は、有機金属系添加剤及び有機亜鉛系添加剤の含有量を低減するとともに、これらの金属系添加剤に由来する酸価及び塩基価を低減し、添加剤の濃度と酸価または塩基価の積を低減しているため、冷炎の発生タイミングの早期化を抑制することができる。
本発明の火花点火式内燃機関用潤滑油組成物は、無灰塩基価向上剤を含有させるとよい。本発明の火花点火式内燃機関用潤滑油組成物は、無灰塩基価向上剤を含有させることにより、潤滑油としての性能を損なうことなく、潤滑油組成物としての金属系添加剤に由来する塩基価を低下することができる。そのため、本発明の火花点火式内燃機関用潤滑油組成物は、潤滑油としての性能低下を回避できるとともに、火花点火式内燃機関用潤滑油組成物が燃焼室内で濃縮された場合であっても、冷炎の発生タイミングの早期化を起こすことがない。
【００３５】
本発明の実施形態に係る火花点火式内燃機関用潤滑油組成物は、塩基価が１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である無灰塩基価向上剤を、潤滑油組成物全量基準において窒素含有量換算で０．０１質量％以上含有することが好ましい。
【００３６】
無灰塩基価向上剤としては、アミン類、イミド類等の窒素含有化合物が挙げられる。一例としては、ポリブテニルコハク酸イミド等の分散剤、これらのホウ素変性物、またはヒンダードアミン等の窒素含有化合物などが挙げられる。なかでも、潤滑油としての性能を損なうことなく、潤滑油組成物としての塩基価を低下しやすい点から、ヒンダードアミンを用いることが好ましい。
イミド系の窒素含有化合物としては、ホウ素化イミド系分散剤、及び必要に応じて非ホウ素化イミド系分散剤を用いることができる。非ホウ素化イミド系分散剤は、通常、イミド系分散剤といわれるものである。該イミド系分散剤としては、ポリブテニルコハク酸イミドを用いることが好適である。上記ポリブテニルコハク酸イミドとしては、次の一般式（１）及び（２）で表される化合物が挙げられる。
【００３７】
【化２】
2015076417.tif 000004
【００３８】
【化３】
2015076417.tif 000005
【００３９】
これら一般式（１）及び（２）におけるＰＩＢは、ポリブテニル基を示し、その数平均分子量は、通常９００以上３５００以下であり、好ましくは１０００以上２０００以下である。上記平均分子量が９００以上であれば、分散性が劣るおそれがなく、３５００以下であれば、貯蔵安定性が劣るおそれもない。また、上記一般式（１）及び（２）におけるｎは、通常１〜５の整数であり、より好ましくは２〜４の整数である。
【００４０】
上記ポリブテニルコハク酸イミドの製造方法としては、特に限定はないが、公知の方法によって製造することができる。例えば、ポリブテンと無水マレイン酸とを１００℃以上２００℃以下で反応させて得られるポリブテニルコハク酸を、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及びペンタエチレンヘキサミン等のポリアミンと反応させることにより得ることができる。
【００４１】
ホウ素化イミド系分散剤としては、上記一般式（１）及び（２）で例示する非ホウ素化イミド系分散剤に、ホウ素化合物を作用させて得られるホウ素化ポリブテニルコハク酸イミドを用いることが好ましい。
【００４２】
上記ホウ素化合物としては、ホウ酸、ホウ酸塩及びホウ酸エステル等が挙げられる。上記ホウ酸としては、例えばオルトホウ酸、メタホウ酸及びパラホウ酸等が挙げられる。また、上記ホウ酸塩としては、アンモニウム塩等、例えばメタホウ酸アンモニウム、四ホウ酸アンモニウム、五ホウ酸アンモニウム及び八ホウ酸アンモニウム等のホウ酸アンモニウム等が好適例として挙げられる。また、ホウ酸エステルとしては、ホウ酸とアルキルアルコール（望ましくは炭素数１〜６）とのエステル、例えばホウ酸モノメチル、ホウ酸ジメチル、ホウ酸トリメチル、ホウ酸モノエチル、ホウ酸ジエチル、ホウ酸トリエチル、ホウ酸モノプロピル、ホウ酸ジプロピル、ホウ酸トリプロピル、ホウ酸モノブチル、ホウ酸ジブチル及びホウ酸トリブチル等が好適例として挙げられる。
なお、ホウ素化ポリブテニルコハク酸イミドにおけるホウ素含有量Ｂと窒素含有量Ｎとの質量比、Ｂ／Ｎは、通常０．１〜３が好ましく、０．２〜１であるものが好ましい。
【００４３】
アミン系の窒素含有化合物としては、下記一般式（３）、（４）で表される化合物が好ましい。
【００４４】
【化４】
2015076417.tif 000006
Ｒ３は、直鎖状又は枝分かれした７〜１７個の炭素原子からなるアルキル基を表し、ｎは６〜１８を表す。前記アルキル基は、例えば、炭素数７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６又は１７個の炭素原子からなるものである。ｎは、好ましくは、６，８，１０，１２，１４，１６又は１８である。
【００４５】
前記複素環化合物は、周知の方法により製造することができる。例えば、脂肪族カルボン酸の２，２，６，６−テトラメチルピペリジノ−４−オールエステル、ラウリン酸又はステアリン酸のエステルである。（Ｂ）複素環化合物としては、下記式で表されるヒンダードアミンが好ましい。
【００４６】
【化５】
2015076417.tif 000007
【００４７】
無灰塩基価向上剤の好ましい含有量としては、組成物全量基準、窒素量換算で０．０１質量％以上、好ましくは０．０５質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上である。なお、上限値は、０．５質量％である。
【００４８】
また、本実施形態において使用し得る無灰塩基価向上剤の塩基価は、無灰塩基価向上剤の含有量にもよるが、潤滑油としての性能を損なうことなく、潤滑油組成物としての塩基価を低下しやすい点から、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の塩基価を有するものが好ましく、５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の塩基性を有するものがより好ましく、１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の塩基価を有するものがさらに好ましい。
【００４９】
＜有機モリブデン系添加剤＞
本実施形態に係る火花点火式内燃機関用潤滑油組成物においては、有機モリブデン系添加剤を含有することができ、潤滑油組成物全量基準における有機モリブデン系添加剤の含有量がモリブデン含有量換算で、０．０１質量％以上０．０７質量％以下であることが好ましい。耐摩耗性を維持する観点から、より好ましくは０．０４質量％以上０．０７質量％以下である。抗酸化性の観点から、より好ましくは０．０１質量％以上０．０２質量％以下である。
有機モリブデン系添加剤としては、モリブデン系摩擦調整剤、モリブデン系酸化防止剤を使用することができる。
【００５０】
モリブデン系摩擦調整剤としては、内燃機関用潤滑油の摩擦調整剤として通常用いられる任意の化合物がいずれも使用可能であり、例えば、モリブデンアミン錯体及び／又は硫化オキシモリブデンジチオカーバーメート、三核モリブデン硫黄化合物、モリブデンジチオフォスフェートから選択される少なくとも１種が挙げられ、より具体的には、ジチオカルバミン酸モリブデン（ＭｏＤＴＣ）、ジチオリン酸モリブデン（ＭｏＤＴＰともいう）及びモリブデン酸のアミン塩から選ばれる少なくとも一種を用いることができる。
【００５１】
モリブデン系酸化防止剤としては、モリブデンアミン錯体が好ましいものとして挙げられ、該モリブデンアミン錯体としては、６価のモリブデン化合物、具体的には三酸化モリブデン及び／又はモリブデン酸とアミン化合物とを反応させてなるもの、例えば特開２００３−２５２８８７号公報に記載の製造方法で得られる化合物を用いることができる。
前記６価のモリブデン化合物とアミン化合物との反応比は、アミン化合物１モルに対し、モリブデン化合物のＭｏ原子のモル比が、０．７〜５であることが好ましく、０．８〜４であることがより好ましく、１〜２．５であることがさらに好ましい。反応方法については、従来公知の方法、例えば特開２００３−２５２８８７号公報に記載されている方法を採用することができる。
また本発明においては、モリブデン系酸化防止剤として、上記モリブデンアミン錯体以外に、特公平３−２２４３８号公報、特開２００４−２８６６号公報などに記載されているコハク酸イミドの硫黄含有モリブデン錯体を用いることもできる。
【００５２】
＜その他の添加剤＞
本発明の実施形態に係る火花点火式内燃機関用潤滑油組成物には、さらに、粘度指数向上剤、酸化防止剤、及び摩擦調整剤から選ばれる少なくとも１種が含有されることが好ましい。
粘度指数向上剤としては、例えば、ポリメタクリレート、分散型ポリメタクリレート、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、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）等が挙げられる。
これら粘度指数向上剤の配合量は、配合効果の点から、潤滑油組成物基準で、通常０．５質量％以上１５質量％以下であり、好ましくは１質量％以上１０質量％以下である。
酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤等を好適に使用することができる。
フェノール系酸化防止剤としては、従来内燃機関用潤滑油の酸化防止剤として使用されている公知のフェノール系酸化防止剤の中から、任意のものを適宜選択して用いることができる。具体的には、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、２，４，６−トリ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシメチルフェノール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、２，４−ジメチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノメチル）フェノール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−アミル−４−メチルフェノール、４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−ビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−ビス（２−メチル−６−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）、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−イソプロピリデンビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ノニルフェノール）、２，２’−イソブチリデンビス（４，６−ジメチルフェノール）、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−シクロヘキシルフェノール）、２，４−ジメチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、４，４’−チオビス（２−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、２，２’−チオビス（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、ビス（３−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔｅｒｔ−ブチルベンジル）スルフィド、ビス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）スルフィド、２，２’−チオ−ジエチレンビス［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］、トリデシル−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、ペンタエリスリチル−テトラキス［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］、オクチル−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、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、オクチル−３−（３−メチル−５−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート等を好ましい例として挙げることができる。
【００５３】
また、アミン系酸化防止剤としては、従来内燃機関用潤滑油の酸化防止剤として使用されている公知のアミン系酸化防止剤の中から、任意のものを適宜選択して用いることができる。このアミン系酸化防止剤としては、例えばジフェニルアミン系のもの、具体的にはジフェニルアミンやモノオクチルジフェニルアミン、モノノニルジフェニルアミン、４，４’−ジブチルジフェニルアミン、４，４’−ジヘキシルジフェニルアミン、４，４’−ジオクチルジフェニルアミン、４，４’−ジノニルジフェニルアミン、テトラブチルジフェニルアミン、テトラヘキシルジフェニルアミン、テトラオクチルジフェニルアミン、テトラノニルジフェニルアミンなどの炭素数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など；及びナフチルアミン系のもの、具体的にはα−ナフチルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、さらにはブチルフェニル−α−ナフチルアミン、ヘキシルフェニル−α−ナフチルアミン、オクチルフェニル−α−ナフチルアミン、ノニルフェニル−α−ナフチルアミンなどの炭素数３〜２０のアルキル置換フェニル−α−ナフチルアミン；等が挙げられる。これらの中で、ジフェニルアミン系が、効果の点から好ましく、特に炭素数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、とりわけ４，４’−ジ（Ｃ３〜Ｃ２０アルキル）ジフェニルアミンが好適である。
【００５４】
本発明の火花点火式内燃機関用潤滑油組成物においては、前記した酸化防止剤を１種用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
酸化防止剤の配合量は、効果及び経済性のバランスなどの点から、潤滑油組成物全量基準で、好ましくは０．０５質量％以上７質量％以下、より好ましくは０．０５質量％以上５質量％以下の範囲で選定される。
【００５５】
本発明の火花点火式内燃機関用潤滑油組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じ、さらに他の添加剤を配合することができる。
他の添加剤としては、例えば前記（Ａ）成分以外の金属系清浄剤；イオウ系（スルフィド類、スルフォキシド類、スルフォン類、チオホスフィネート類など）、ハロゲン系（塩素化炭化水素など）、有機金属系等の極圧剤；硼素含有無灰分散剤又は硼素含有無灰分散剤と硼素未含有無灰分散剤との組み合わせ等の無灰分散剤；さらには石油スルフォネート、アルキルベンゼンスルフォネート、ジノニルナフタレンスルフォネート、アルケニルコハク酸エステル、及び多価アルコールエステル等の防錆剤；腐食防止剤；硫黄含有摩耗防止剤、リン含有摩耗防止剤、硫黄及びリン含有摩耗防止剤、炭素数６〜３０のアルキル基またはアルケニル基、特に炭素数６〜３０の直鎖アルキル基または直鎖アルケニル基を分子中に少なくとも１個有する、脂肪族アミン、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、脂肪酸、脂肪族アルコール、脂肪族エーテル等の無灰摩擦調整剤等の耐摩耗剤；シリコーン、フルオロシリコール、及びフルオロアルキルエーテル等の消泡剤；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、及び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等の界面活性剤；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、及びイミダゾール系化合物等の金属不活性化剤；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、ポリアルキルスチレン等の流動点降下剤；などを挙げることができる。
上記他の添加剤は、本発明の目的を損なわない範囲内の量で適宜潤滑油組成物に配合することができる。
【００５６】
＜火花点火式内燃機関用潤滑油組成物の製造方法＞
本発明の実施形態に係る潤滑油組成物の製造方法は、ピストンリングを有するピストンを備え、該ピストンリングにかかる張力の該ピストンあたりの合計張力が３０Ｎ以下である火花点火式内燃機関に用いられる潤滑油組成物の製造方法であって、基油に、（Ａ）アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属を含む有機金属系添加剤と、（Ｂ）有機亜鉛系添加剤とを、潤滑油組成物全量基準における該（Ａ）成分の濃度が金属含有量換算で０．１５質量％以下であり、潤滑油組成物全量基準における該（Ｂ）成分の濃度が亜鉛含有量換算で０．１５質量％以下であり、該（Ａ）成分の濃度（質量％）と、該潤滑油組成物の塩基価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）との積が１．３以下であり、該（Ｂ）成分の濃度（質量％）と、該潤滑油組成物の酸価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）との積が１．２以下であり、該潤滑油組成物のＮｏａｃｋ蒸発減量が１０質量％以上であり、１００℃における動粘度が９．３ｍｍ２／ｓ以下であるように配合するものである。
火花点火式内燃機関用潤滑油組成物を製造するに際し、少なくとも上記（Ａ）成分及び（Ｂ）成分が上記配合になっていればよく、本発明の効果を妨げない範囲で、その他の添加剤を配合してもよい。（Ａ）成分及び（Ｂ）成分、場合によってはさらにその他の添加剤は、別途混合された後、この混合物を基油に導入してもよいし、それぞれを基油に逐次添加し混合してもよい。なお、この場合の添加順序は問わない。
【００５７】
＜火花点火式内燃機関及び該火花点火式内燃機関の潤滑方法＞
本実施形態に係る火花点火式内燃機関１を、図１を用いて説明する。
本実施形態における火花点火式内燃機関１には、ガソリンエンジンが含まれる。火花点火式内燃機関に用いられる燃料としては、第１種石油類に分類される燃料油のほか、石油、バイオマスエタノール、アルコール燃料、液化石油ガス、天然ガス、合成ガス、水素燃料、バイフューエル等が挙げられる。
火花点火式内燃機関１は、シリンダブロック１１、シリンダブロック１１に組み込まれたピストンクランク機構１２、及びシリンダブロック１１内への混合気の吸気及び燃焼ガスの排気を行う動弁機構１３を有する。
シリンダブロック１１は、シリンダ２１とクランクケース２２とを備える。火花点火式内燃機関１は、シリンダ２１の上部に、点火プラグＦを有する。また、ピストンクランク機構１２は、ピストン２３と、クランクシャフト２４とを有する。ピストン２３には、ピストンリング３０が配置されている。ピストンリング３０は、トップリング３１、セカンドリング３２、オイルリング３３から構成されている。火花点火式内燃機関１では、ピストンリング３０にかかる張力のピストンあたりの合計張力は、３０Ｎ以下に設定されている。
【００５８】
ピストンリング３０にかかる張力のピストンあたりの合計張力とは、複数のリングのそれぞれにかかる張力の合計したものである。例えば、図１に示す火花点火式内燃機関１においては、トップリング３１、セカンドリング３２及びオイルリング３３の各ピストンリングに係る張力（ｎ）を合計したものである。
また、火花点火式内燃機関１は、潤滑油組成物Ｌを有する。潤滑油組成物Ｌは、クランクケース２２内のオイルパン４１或いはオイルタンク（図示せず）に貯蔵されており、火花点火式内燃機関１の稼働に伴って、ピストンクランク機構１２及び動弁機構１３等を循環し、これら各部を潤滑及び冷却している。火花点火式内燃機関１では、潤滑油組成物Ｌとして、上述した火花点火式内燃機関用潤滑油組成物が適用される。
すなわち、上述した火花点火式内燃機関用潤滑油組成物によって、ピストンリング３０にかかる張力のピストンあたりの合計張力が３０Ｎ以下である火花点火式内燃機関１を潤滑する方法は、本発明に含まれる。
【００５９】
上述のように、本実施形態における火花点火式内燃機関では、ピストンリング３０にかかる張力のピストンあたりの合計張力が３０Ｎ以下である。このような低張力の内燃機関では、クランクケース２２から燃焼室Ｃへのオイル上がりが発生しやすい。これに対して、本実施形態に係る火花点火式内燃機関用潤滑油組成物は、オイル上がりが発生しても、冷炎の発生タイミングを遅らせることができる。このため、ピストンリング３０にかかる張力のピストンあたりの合計張力が２０Ｎ以下、さらには１５Ｎ以下の低張力の火花点火式内燃機関に、好ましく用いることができる。
火花点火式内燃機関のピストンリングにかかる張力のピストンあたりの合計張力を低下させることができれば、該火花点火式内燃機関を自動車に装備した場合には、該自動車の燃費性能の向上を図ることができる。
【実施例】
【００６０】
次に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら制限されるものではない。以下の実施例等において、潤滑油組成物の性状の測定、性能評価は、下記のように行った。
［評価方法］
＜潤滑油組成物の性状＞
基油、添加剤及び潤滑油組成物の各性状は、以下の方法で測定した。
（１）動粘度
ＪＩＳ Ｋ ２２８３に規定される「石油製品動粘度試験方法」に準拠して測定した。
（２）潤滑油組成物のＮｏａｃｋ蒸発減量
ＪＰＩ−５Ｓ−４１−２００４に準拠して測定した。
（３）塩基価
ＪＩＳ  Ｋ２５０１「石油製品及び潤滑油−中和価試験法」  塩酸法に準拠して測定した。
（４）酸価
ＪＩＳ  Ｋ２５０１「石油製品及び潤滑油−中和価試験法」  電位差滴定法に準拠して測定した。
（５）モリブデン含有量
ＪＰＩ−５Ｓ−３８−９２に準拠して測定した。
（６）カルシウム、亜鉛、モリブデン及びリン量
ＪＰＩ−５Ｓ−３８−９２に準拠して測定した。【００６１】
＜燃焼性試験＞
燃焼性試験に用いた火花点火式内燃機関の仕様及び運転条件を以下に示す。
（１）ボア径  ８５ｍｍ
（２）ストローク長  ７０ｍｍ
（３）排気量  ３９７ｃｍ２
（４）圧縮比  ８：１
（５）エンジン回転数  １４００ｒｐｍ
（６）空燃比  理論空燃比
（７）点火時期  −５°ａＴＤＣ【００６２】
上記機関にシリンダヘッドに小型の石英窓を設け、燃焼室右端部にキセノン光源からの光を透過させることにより、末端部での吸光測定を実施した。燃焼室を透過したキセノン光を、光ファイバによって分光器に導き、２９３．１ｎｍの波長に分光した。この波長は、ホルムアルデヒドに強い吸収が起こる波長である。ホルムアルデヒドは、冷炎発生時に生成され、青炎への移行と熱炎の発生とともに急激に減少する重要な化学種である。分光した光を光電子増倍管によって電気信号に変換し、反応が起こっていない状態での透過光強度Ｅ０と、任意のクランク角度での透過光強度Ｅ１を用い、吸光度を（Ｅ０−Ｅ１）／Ｅ０と定義して算出した。この吸光度が増大を開始する時期を冷炎発生時期、吸光度が急激に減少する時期を自着火時期と定義した。また、燃焼室内に圧力センサを設け、ノッキング時に発生する圧力振動の振幅を測定し、ノック強度の指標とした。上記機関を暖気運転し点火栓座金温度を４５０〜４７０Ｋとした後、表１に示す試料を下記の方法で導入し、試験を実施した。【００６３】
ピストンリングにかかる張力のピストンあたりの合計張力が３０Ｎ以下であって、潤滑油組成物の１００℃における動粘度が９．３ｍｍ２／ｓ以下であり、Ｎｏａｃｋ蒸発減量が１０質量％以上である場合は、クランク室からのオイル上がりが起きやすいが、クランク室からのオイル上がりを定量的に制御することは困難である。クランク室からのオイル上がりにより燃焼室内へ潤滑油組成物が侵入する量は、恒常的でなく、確率に支配されるところが大きい。そして、偶発的に大量の潤滑油組成物が燃焼室内に侵入し、潤滑油組成物そのものの液滴が燃焼室内部に飛散された際に、潤滑油組成物が燃焼に与える影響が最大になる。そのため、特定の性状の液滴を燃焼室内部に強制的に飛散させ、燃焼状態を解析することによって、組成物が与え得る最大の影響を評価することができる。
そこで、本燃焼性試験では、ピストンリングにかかる張力のピストンあたりの合計張力が３０Ｎ以下であるような低張力の火花点火式内燃機関において、潤滑油組成物が燃焼室内に侵入した場合を想定し、強制的に試料を燃焼室に導入した。
なお、燃焼性試験に用いた火花点火式内燃機関には、一般的な潤滑油組成物がクランク室等に充填されているが、当該潤滑油組成物のクランク室から燃焼室内への侵入は制限されているため、本試験結果への影響を考慮する必要はない。【００６４】
燃料油を第１表に示す試料に置換し、燃料噴射器を通じて該試料を燃焼室内に導入し燃焼させた。潤滑油基油は燃料油と比較して高粘度であるため潤滑油組成物を燃料噴射器で噴霧することは困難である。そこで、潤滑油基油の代わりにオクタン価５０の燃料油であるＰＲＦ５０に添加剤を混合し第１表に示す試料とした。
これにより、ピストンリングにかかる張力のピストンあたりの合計張力が３０Ｎ以下であるような低張力の火花点火式内燃機関において生じ得る、潤滑油組成物が燃焼室内に侵入した状況を想定した試験が可能になる。なお、潤滑油基油と燃料油は双方とも炭化水素であることから、添加剤との反応性についての相違は小さいと考えられる。
、一定濃度の有機金属系添加剤を含有する燃料油の液滴が燃焼に与える影響は、該添加剤を含む潤滑油基油の液滴が燃焼室内に飛散した場合と近しいと考えられる。そのため、該試験の結果、所定の添加剤を含む燃料油が燃焼に影響を与えていなければ、当該所定の添加剤を同様に含む潤滑油組成物が燃焼室に侵入した場合であっても、燃焼に影響を与えないと判断できる。反対に、燃焼に影響を与えていれば、実機にて潤滑油組成物として燃焼室に侵入すると、燃焼に影響を与える可能性があると判断できる。
燃焼試験の結果を第１表及び第２表に示す。
第１表には、成分（Ａ）の含有量を変えたときの冷炎発生時期の早期化の有無、圧力振動の値を示す。また、第２表には、成分（Ｂ）及び有機モリブデン系添加剤を含有させたときの冷炎発生時期の早期化の有無、圧力振動の値を示す。【００６５】
総合評価は、以下の基準で行った。評価がＡ及びＢの場合、冷炎の発生時期が通常の火花放電のタイミングと同等又は近く、圧力振動の値が低いため、燃焼状態の悪化が抑制され、ノッキングが抑制されているといえる。一方、評価がＣの場合、炎の発生時期が通常の火花放電のタイミングよりも早く、圧力振動の値が高いため、燃焼状態が悪化し、ノッキングが促進されているといえる。
＜総合評価の基準＞
Ａ：基準試料と比較して冷炎の発生時期が早期化せず、圧力振動の増加が基準対比０．０４以下である
Ｂ：基準試料と比較して冷炎の発生時期は早期化するが、圧力振動の増加が基準対比０．０４以下である
Ｃ：基準試料と比較して冷炎の発生時期が早期化し、圧力振動の増加が基準対比０．０４超である【００６６】
【表１】
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【００６７】
【表２】
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【００６８】
第１表及び第２表において、試料組成物中におけるカルシウム含有量（質量％）を［Ａ］と表し、試料組成物中における亜鉛含有量（質量％）を［Ｂ］と表す。また、酸価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）をＡＮと表し、塩基価（ＨＣｌ）（ｍｇＫＯＨ／ｇ）をＢＮと表す。【００６９】
なお、使用した各添加剤は以下の通りである。
・燃料油：ノルマルヘプタンとイソオクタンの等量混合物（ＰＲＦ５０）
・（Ａ）成分：カルシウム系清浄剤：Ｃａサリシレート（Ｃａ含有量７．８質量％、塩基価２２５、酸価１６．１）
・（Ｂ）成分：ジアルキルジチオフォスフェート亜鉛（Ｚｎ含有量：８．９質量％、リン含有量：７．４質量％、硫黄含有量：１５．０質量％）
・（Ｃ）成分：モリブデンジチオカーバメイト（Ｍｏ含有量：１．０質量％）【００７０】
表１の結果から、（Ａ）成分の含有量が高いほど、冷炎発生時期及び自着火時期が早く、圧力振動の値が増大することが理解できる。【００７１】
表２の結果から、（Ｂ）成分を所定の量を含有する場合、冷炎発生時期は早くなるものの、圧力振動の値は低いことが理解できる。
また、有機モリブデン系添加剤を、滑油組成物として含有し得る０．０７質量％含有させても冷炎発生時期及び圧力振動はいずれも、ほとんど変化しなかった。このため、金属系添加剤であっても塩基価及び酸価を実質的に有しないＭｏ系添加剤については、冷炎発生時期等に影響を与えないことが理解できる。【００７２】
表１及び表２の結果は、燃焼室内に侵入した潤滑油組成物のうち、塩基価を有する前記（Ａ）の金属系添加剤または酸価を有する前記（Ｂ）の金属系添加剤の濃度を低くするほど、冷炎発生時期を遅くし、圧力振動を減弱できることを示している。また、金属系添加剤に由来する塩基価及び酸価を減少させることによっても、冷炎発生時期及び自着火時期を遅くし、圧力振動を減弱できることが示唆される。これは、前記（Ａ）に由来する金属量と塩基価の積と、前記（Ｂ）に由来する金属量と酸価の積を指標とできる。【００７３】
前記の燃焼性試験に基づき、本発明の課題を解決する潤滑油組成物を調製した。結果を表３に示す。【００７４】
【表３】
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【００７５】
第１表及び第２表において、試料組成物中におけるカルシウム含有量（質量％）を［Ａ］と表し、試料組成物中における亜鉛含有量（質量％）を［Ｂ］と表す。また、酸価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）をＡＮと表し、塩基価（ＨＣｌ）（ｍｇＫＯＨ／ｇ）をＢＮと表す。【００７６】
なお、使用した各添加剤は以下の通りである。
・基油：１００℃における動粘度が４．１ｍｍ２／ｓで４０℃における動粘度が１７．８ｍｍ２／ｓであるパラフィン系鉱物油と、１００℃における動粘度が５．１ｍｍ２／ｓで４０℃における動粘度が２５．３ｍｍ２／ｓであるポリ−α−オレフィンの質量比が７：１である混合物
・（Ａ）成分：カルシウム系清浄剤：Ｃａサリシレート（Ｃａ含有量７．８質量％、塩基価２２５、酸価１６．１ｍｇＫＯＨ／ｇ）
・（Ｂ）成分：ジチオフォスフェート亜鉛（Ｚｎ含有量：８．９質量％、リン含有量：７．４質量％、硫黄含有量：１５．０質量％）
・（Ｃ）成分：モリブデンジチオカーバメイト（Ｍｏ含有量：１．０質量％）
・粘度指数向上剤：ポリメタアクリレート（重量平均分子量：４００，０００）、配合量は、潤滑油組成物の１５０℃ＨＴＨＳ粘度が２．６ｍＰａ・ｓとなる量とした。
・無灰塩基価向上剤：高分子アルキルコハク酸イミド：塩基価２４、ホウ素変性アルキルコハク酸イミド：２５、Ｂ含有量１．３質量％、ヒンダードアミン：塩基価１６４
・その他添加剤：ジフェニルアミン、アルキルフェノール、銅不活性化剤、シリコーン系消泡剤、ポリメタクリレート系流動点降下剤【００７７】
第１，２表の結果から、オイル上がりが起こったとしても、最も多く見積もって、シリンダの燃焼室内に第１，２表に表す添加剤量が含まれた場合であっても、燃焼状態の悪化が起こらないことがわかった。
このことから、第３表に示した潤滑油組成物が調整できる。
表３に示した潤滑油組成物によれば、基油と、（Ａ）アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属を含む有機金属系添加剤と、（Ｂ）有機亜鉛系添加剤とを含有し、潤滑油組成物全量基準における該（Ａ）成分の濃度が金属含有量換算で０．１５質量％以下であり、潤滑油組成物全量基準における該（Ｂ）成分の濃度が亜鉛含有量換算で０．１５質量％以下であり、該（Ａ）成分の濃度（質量％）と、該潤滑油組成物の塩基価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）との積が１．３以下であり、該（Ｂ）成分の濃度（質量％）と、該潤滑油組成物の酸価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）との積が１．２以下であるため、オイル上がりが起こったとしても、燃焼状態の悪化が起こらない。
【符号の説明】
【００７８】
１  火花点火式内燃機関、１１  シリンダブロック、１２  ピストンクランク機構、１３  動弁機構、２１  シリンダ、２２  クランクケース、２３  ピストン、２４  クランクシャフト、３０  ピストンリング、３１  トップリング、３２  セカンドリング、３３  オイルリング、４１  オイルパン、Ｃ  燃焼室、Ｆ  点火プラグ、Ｌ  潤滑油組成物
【図１】
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【国際調査報告】
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