(57)【要約】【課題】染色されたエンジンオイル中に存在する染料の量を定量分析によって決定する新しい方法を提供する。【解決手段】この方法は、分光測光などのイメージング手法、ならびに希釈手法と標準的な追加手法との組合せを使用して、エンジンオイル中の染料の量を定量的に決定し、エンジンオイル中の染料濃度が元の指定と比較して減少しているかどうかを確認し、さらに、染料濃度を元の濃度にするために染色されたエンジンオイルに追加される染料の量を定量化する。【選択図】図１
2008164614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
染料を含むエンジンオイルの定量分析の方法であって、
エンジンオイルの試験サンプルを収集するステップと、
分光測光に少なくとも一部基づいて、前記試験サンプル中の染料の濃度を計算するステップと、
前記試験サンプル中の前記染料の濃度に少なくとも一部基づいて、前記エンジンオイル中に存在する染料の濃度を計算するステップと、
前記染料の濃度を元の濃度にするために前記染色されたエンジンオイルに追加される染料の量を定量化するように、前記エンジンオイル中の前記計算された染料の濃度を前記エンジンオイル中の染料の元の濃度と比較するステップと、
を含む定量分析方法。
【請求項２】
前記エンジンオイル中に存在する前記染料の濃度に少なくとも一部基づいて、エンジン上のオイルがエンジンオイルであるか、それともビルドオイルであるかを判定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の定量分析方法。
【請求項３】
非反応性溶剤を用いて前記染色されたエンジンオイルの前記試験サンプルを希釈し、式、すなわち、
試験サンプルの希釈係数＝希釈試験サンプルの総質量（グラム）÷元の試験サンプルの質量（グラム）
により希釈係数を計算することによって、希釈試験サンプルを調製するステップと、
既知の重量の染料を既知の重量の新品のエンジンオイルに追加することにより、染色されたエンジンオイルの貯蔵溶液を調製するステップと、
漸進的に増加する重量の前記貯蔵溶液を前記希釈試験サンプルに追加する標準的な追加手法を使用して、染色されたエンジンオイルの２つ以上の標準的な溶液を調製するステップと、
分光測光により、予め選択されたピーク波長における前記２つ以上の標準的な溶液の吸光度値を測定するステップと、
前記分光測光により、前記予め選択されたピーク波長における前記希釈試験サンプルの吸光度値を測定するステップと、
追加された染料の濃度に対する前記２つ以上の標準的な溶液の測定された吸光度値をプロットするステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の定量分析方法。
【請求項４】
ｙが前記測定された吸光度値であり、ｘが前記貯蔵溶液に追加される漸進的に増加する重量の染料の任意の１つの濃度であり、ｍがベストフィットラインの傾きであり、ｂが前記予め選択されたピーク波長における吸光度値のｙ軸切片であるとして、ｙ＝ｍｘ＋ｂの形態を有する、前記２つ以上の標準的な溶液に対してプロットされる前記測定された吸光度値の前記ベストフィットラインの方程式を計算するステップと、
以下の式、すなわち、
［染料の濃度］＝ｂ÷ｍ×希釈係数
により前記試験サンプル中の前記染料の濃度を計算するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の定量分析方法。
【請求項５】
前記染色されたエンジンオイル中に存在する前記染料の濃度が元の基準値の範囲内になるように染料の任意の損失を補うために、以下の式、すなわち、
Ａ＝追加される染料の量＝染色されたエンジンオイル中の染料の元の濃度（約１５０ｐｐｍ）−染料の現在の計算された濃度
Ｂ＝１ガロンのオイルの質量＝３７６６（グラム）
Ｃ＝追加する染料の質量（グラム）＝Ｂ×Ａ÷１０6（パーツ・パー・ミリオン）
Ｄ＝オイル１ガロン当たりに追加する染料の量（単位ミリリットル、ｍＬ）＝Ｃ÷０．９６（ｇ／ｍＬ）、ただし、オイルの密度は０．９６ｇ／ｍＬ
を使用して、前記エンジンオイルに追加される染料の量を計算するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の定量分析方法。
【請求項６】
前記染料が、紫外−可視範囲内に１つの吸光度ピークを有することを特徴とする請求項１に記載の定量分析方法。
【請求項７】
前記染料が、青色染料、赤色染料、緑色染料、青銅色染料、橙色染料からなる群から選択されることを特徴とする請求項６に記載の定量分析方法。
【請求項８】
前記染料が、青色染料であることを特徴とする請求項７に記載の定量分析方法。
【請求項９】
約１１０〜１９０パーツ・パー・ミリオン（ｐｐｍ）の染料濃度を達成するために、前記染料を前記エンジンオイルに追加することを特徴とする請求項１に記載の定量分析方法。
【請求項１０】
約１５０ｐｐｍの染料濃度を達成するために、前記染料を前記エンジンオイルに追加することを特徴とする請求項９に記載の定量分析方法。
【請求項１１】
前記試験サンプルを希釈するのに使用される前記非反応性溶剤が、前記エンジンオイルと類似の極性を有することを特徴とする請求項３に記載の定量分析方法。
【請求項１２】
前記試験サンプルを希釈するのに使用される前記非反応性溶剤が、アセトンまたはヘキサンであることを特徴とする請求項１１に記載の定量分析方法。
【請求項１３】
前記非反応性溶剤を用いて８倍（１：８）〜１２倍（１：１２）の率で前記染色されたエンジンオイルから抜き取られた前記試験サンプルを希釈することにより、前記希釈試験サンプルを調製することを特徴とする請求項３に記載の定量分析方法。
【請求項１４】
前記非反応性溶剤を用いて１０倍（１：１０）の率で前記試験サンプルを希釈することにより、前記希釈試験サンプルを調製することを特徴とする請求項１３に記載の定量分析方法。
【請求項１５】
前記分光測光が、紫外−可視（ＵＶ−Ｖｉｓ）分光測光であることを特徴とする請求項１に記載の定量分析方法。
【請求項１６】
新品のエンジンオイル中の染料を約８０００〜１２０００ｐｐｍまでの濃度に新品のエンジンオイル中の染料を希釈することにより、前記貯蔵溶液を調製することを特徴とする請求項３に記載の定量分析方法。
【請求項１７】
前記貯蔵溶液が、約１００００ｐｐｍの染料濃度を有することを特徴とする請求項１６に記載の定量分析方法。
【請求項１８】
前記新品のエンジンオイルが、合成のタービン用潤滑オイルであることを特徴とする請求項３に記載の定量分析方法。
【請求項１９】
前記貯蔵溶液を用いて約１０グラムの総重量の前記２つ以上の標準的な溶液のそれぞれにまで一連の漸進的に増加する重量の前記希釈試験サンプルを希釈することにより、前記２つ以上の標準的な溶液を調製し、該２つ以上の標準的な溶液のそれぞれの実際の濃度を、以下の式、すなわち、
［標準的な溶液の濃度（ｐｐｍ）］＝貯蔵溶液の質量（グラム）×貯蔵溶液の濃度（ｐｐｍ）÷希釈試験サンプルの質量（グラム）
を使用して計算することを特徴とする請求項３に記載の定量分析方法。
【請求項２０】
前記希釈試験サンプルの前記一連の漸進的に増加する重量が、０．００（ゼロ）グラム、０．０２グラム、０．０４グラム、０．０６グラムまたはこれらの任意の組合せであることを特徴とする請求項１９に記載の定量分析方法。
【請求項２１】
前記標準的な溶液は、予め選択されたピーク波長が約６５５ナノメートルである青色染料を含むことを特徴とする請求項３に記載の定量分析方法。
【請求項２２】
前記２つ以上の標準的な溶液が、約０〜８０ｐｐｍの濃度の青色染料を有し、前記予め選択されたピーク波長において紫外−可視分光測光によって前記２つ以上の標準的な溶液に対する前記吸光度値を測定し、さらに線形回帰分析によりベストフィットラインを生成するためにデータ点として使用することを特徴とする請求項２１に記載の定量分析方法。
【請求項２３】
前記エンジンオイルが、新品のオイル、使用済みのオイル、混合されたオイルおよび再利用されるオイルからなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の定量分析方法。
【請求項２４】
エンジンオイルと、
前記エンジンオイルに追加される染料と、
を備え、
前記エンジンオイルの試験サンプルを収集し、分光測光に少なくとも一部基づいて前記試験サンプル中の前記染料の濃度を計算し、前記試験サンプル中の前記染料の濃度に少なくとも一部基づいて前記エンジンオイル中に存在する染料の濃度を計算し、前記染料の濃度を元の濃度にするために前記エンジンオイルに追加される染料の量を定量化するように、前記エンジンオイル中の染料の前記計算された濃度を前記エンジンオイル中の染料の元の濃度と比較し、前記染料の量を前記エンジンオイルに追加するプロセスによって、前記染料が前記エンジンオイルに追加されることを特徴とする染色されたエンジンオイル。
【請求項２５】
染色されたエンジンオイル中の染料の含有量を決定する方法であって、
染色されたエンジンオイルの試験サンプルを収集するステップと、
既知の量の染料を採取して、既知の重量の新品のエンジンオイルを用いて該染料を約１００倍に希釈して、さらに、貯蔵溶液の濃度を方程式、すなわち、
［貯蔵溶液の濃度（パーツ・パー・ミリオン（ｐｐｍ））］＝染料の質量（グラム（ｇ））÷新品のエンジンオイルの質量（ｇ）×１０6（ｐｐｍ）
によって計算することにより、前記染色されたエンジンオイルの前記貯蔵溶液を調製するステップと、
前記染色されたエンジンオイルに類似の極性の非反応性溶剤を用いて前記試験サンプルを８〜１２倍に希釈することにより希釈試験サンプルを調製するステップであって、希釈係数を式、すなわち、
試験サンプルの希釈係数＝希釈試験サンプルの総質量（グラム）÷元の試験サンプルの質量（グラム）
によって計算することができる、調製ステップと、
前記染色されたエンジンオイルの２つ以上の標準的な溶液を調製するステップであって、２つ以上の標準的な溶液が、前記希釈試験サンプルの追加により同一の最終重量まで希釈される漸進的に増加する重量の貯蔵溶液を含み、前記標準的な溶液のそれぞれの実際の濃度を式、すなわち、
貯蔵溶液の質量（グラム）×貯蔵溶液の濃度（ｐｐｍ）÷希釈試験サンプルの質量（グラム）
により計算する、調製ステップと、
予め選択されたピーク波長における前記２つ以上の標準的な溶液のそれぞれの吸光度値を分光測光により測定するステップと、
前記標準的な溶液中に追加される染料の濃度に対して該標準的な溶液の測定された最大の吸光度値をプロットするステップと、
線形回帰分析により、前記２つ以上の標準的な溶液に対応するデータ点を通るベストフィットラインをプロットする、または該ベストフィットラインの方程式を計算するステップであって、前記ベストフィットラインが方程式ｙ＝ｍｘ＋ｂの方程式として表され、ｘが前記標準的な溶液中の前記染料の濃度であり、ｙが前記吸光度値であり、ｍが前記ベストフィットラインの傾きであり、ｂが追加される染料がゼロのときの標準的な溶液に対応するｙ軸切片である、プロットまたは計算ステップと、
前記切片ｂの傾きｍとして前記試験サンプル中の前記染料の濃度を計算するステップであって、さらに、前記エンジンオイル中の前記染料の濃度を式、すなわち、
［染料の濃度］＝ｂ÷ｍ×希釈係数
によって計算する、計算ステップと、
前記染色されたエンジンオイル中の前記染料の濃度を元の染料の濃度の範囲内にするために前記エンジンオイルに追加される染料の質量および量を以下の式、すなわち、
Ａ＝追加される染料の量＝染色されたエンジンオイル中の染料の元の濃度（約１５０ｐｐｍ）−染料の現在の計算された濃度
Ｂ＝１ガロンのオイルの質量＝３７６６（グラム）
Ｃ＝追加する染料の質量（グラム）＝Ｂ×Ａ÷１０6（パーツ・パー・ミリオン）
Ｄ＝オイル１ガロン当たりに追加する染料の量（単位ミリリットル、ｍＬ）＝Ｃ÷０．９６（ｇ／ｍＬ）、ただし、オイルの密度は０．９６ｇ／ｍＬ
により計算するステップと、
を含む染料含有量の決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、エンジンオイルや潤滑オイルなどのオイルに関し、具体的には、染色されたオイルの分析および使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン、タービンなどでのオイルリークの出所の判定は、その機器が最近に構築された、試験された、修理された、あるいは再構築されたかどうかにかかわらず、困難な問題になり得る。この問題は、もとからエンジンの外側表面にあるビルドオイルつまりアッセンブリオイルの存在により悪化するので、オイルの出所の判定を困難にする可能性がある。特に、仮想のオイルリークの問題は、不必要なエンジン分解を招くことが多い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この問題に対する１つの対処は、エンジン試験中にエンジンオイルに染料を追加し、エンジンの外側での染色されたオイルの検出によりオイルリークの存在を示すようにすることであった。しかし、この方法は、リークがあるか否かを定性的に示すことができるが、いくつかの問題がある。視覚的検出の１つの問題は、染料が様々な銘柄や古さのオイルと混合されることが多いことである。これらのオイルは、浅黄色からこげ茶色まで色が変化し（オイルの組成、ならびに古さおよび磨耗の影響に依存する）、エンジンの表面上の少量の染料の存在を確認することを困難にする。この問題は、さらに染料を希釈する、あるいは染料を観測できなくする可能性がある、エンジンの表面上のアッセンブリオイルの存在により悪化する。染料を検出するための視覚的な方法は、古さや使用によるオイルの黒化のために効果的ではない。
【０００４】
したがって、染色されたエンジンオイル中に存在する染料の量を決定する方法が求められている。さらに、エンジンの外側表面上で観測されるオイルの出所を、エンジンオイルまたはビルドオイルからのものとして識別するのに使用することができる方法が求められている。さらに、オイルを後続のエンジン試験で使用することができるように、染料の濃度を指定された濃度範囲内に戻すためにエンジンオイルに追加されることを必要とする染料の量を定量化する方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書に開示する方法は、定量分析により、染色されたエンジンオイル中に存在する染料の量を決定する。定量分析は、エンジンオイルから抜き取られたスパイクト試験サンプル（ｓｐｉｋｅｄ  ｔｅｓｔ  ｓａｍｐｌｅ）中の染料の吸光度値を測定するために、紫外−可視分光測光などのイメージング方法を使用し、さらに、スパイクト試験サンプルの吸光度値を、標準的な追加手法により調製された染色されたエンジンオイルおよび染料の２つ以上の標準的な溶液に対して測定された吸光度値と比較する。その後、アルゴリズム分析、数学モデル分析、または、例えば線形回帰分析などの他のこのような分析を使用して試験サンプル中の染料の濃度を決定し、現在エンジンオイル中に存在する染料の量を計算する。このデータは、エンジンオイル中の染料の濃度を指定された濃度範囲内に戻すために必要とされる染料の正確な量を計算するのに使用することができる。その後、必要とされる染料の任意の追加がエンジンオイルに対して行われ、このエンジンオイルは後続のエンジン試験で使用することができるようになる。本発明は、概して、オイルを使用するエンジンについて言及するが、当業者には、この用語が、オイルや潤滑剤を使用し、さらに本発明が適用可能である装置やシステムや機器の非限定的な一例であることが理解されよう。本発明は、概して、染色されるエンジンオイルについて言及するが、当業者には、この用語が、本発明が適用可能であるオイルつまり潤滑剤のタイプの非限定的な一例であることが理解されよう。
【０００６】
本明細書に開示する方法は、従来の方法に対しての複数の利点を提供する。開示する方法は、エンジンオイルの背景色が染料の視覚的検出または器具による検出を困難または不可能にする場合でさえ、染色されたエンジンオイルをより容易に検出する。この方法は、エンジンが最近に構築された、試験された、修理された、あるいは再構築されたかどうかにかかわらず、染色されたエンジンオイルが使用される場合に、効果的に使用することができる。加えて、この方法は、他の供給源からのオイルが追加される場合においての希釈のために損失する染料の量を補うためにエンジンオイルに追加されなければならない染料の正確な量を計算する手段を提供する。本明細書に開示する方法は、染色されたエンジンオイルの定量分析のために有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、エンジンオイル中に存在する染料の量を定量的に分析する方法を提供する。染色されたエンジンオイルは、仮想のオイルリークによる不必要なエンジン分解を減少させる。加えて、この方法は、エンジンオイル中の染料の濃度を指定された濃度範囲内に戻すために、再利用されるオイルに追加される染料の量を計算する手段を提供する。また、この方法は、エンジンオイル中の染料の必要とされる濃度を維持する品質管理の方法として使用される。
【０００８】
本明細書に開示する方法は、以下の、（ａ）染料が予め追加されているエンジンオイルの試験サンプルを収集するステップと、（ｂ）既知の量（重量）の染料を採取して既知の重量の新品のエンジンオイルを用いてこの染料を約１００倍に希釈することにより、染色されたエンジンオイルの貯蔵溶液を調製するステップであって、さらに、式（記号「×」は乗法を示す）、すなわち、
［貯蔵溶液の濃度（パーツ・パー・ミリオン（ｐｐｍ））］＝染料の質量（グラム（ｇ））÷新品のエンジンオイルの質量（ｇ）×１０6（ｐｐｍ）
により、この貯蔵溶液の濃度を計算する、調製ステップと、
（ｃ）非反応性溶剤を用いて試験サンプルを８〜１２倍に希釈することにより、希釈された試験サンプルを調製するステップと、
（ｄ）染色されたエンジンオイルの２つ以上の標準的な溶液を調製するステップであって、上記２つ以上の標準的な溶液が、上記希釈試験サンプルの追加により同一の最終重量にまで希釈される、漸進的に増加する重量（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌｌｙ−ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ  ｗｅｉｇｈｔｓ）の貯蔵溶液（０．０２グラム、０．０４グラム、０．０６グラムなど）を含み、各標準的な溶液の実際の濃度を式、すなわち、
貯蔵溶液の質量（ｇ）×貯蔵溶液の濃度（ｐｐｍ）÷希釈試験サンプルの質量（ｇ）
により計算することができる、調製ステップと、
（ｅ）使用される染料に明確に対応する予め選択されたピーク波長において、上記希釈試験サンプルおよび上記２つ以上の標準的な溶液中の染料の吸光度値を分光測光により測定するステップと、
（ｆ）上記標準的な溶液に追加される染料の濃度に対して、上記標準的な溶液の測定された最大吸光度値をプロットするステップであって、さらに、上記２つ以上の標準的な溶液に対応するデータ点を通るベストフィットラインの方程式を線形回帰分析によりプロットまたは計算するステップであって、上記ベストフィットラインが式ｙ＝ｍｘ＋ｂの方程式として表され、ｘが標準的な溶液中の染料の濃度であり、ｙが吸光度値であり、ｍが線の傾きであり、ｂが追加される染料がゼロの場合の標準的な溶液に対応するｙ軸切片である、プロットステップと、
（ｇ）上記希釈試験サンプルの吸光度値をベストフィットライン上にプロットすることにより、あるいは別法として、ｙ＝ｍｘ＋ｂがベストフィットラインの方程式であり、エンジンオイル中の染料の濃度が、
ｂ÷ｍ×希釈係数
である場合に、切片ｂの傾きｍによって濃度を計算することにより、元の試験サンプル中の染料の濃度を決定するステップと、
（ｈ）以下の式、すなわち、
Ａ＝追加される染料の量＝染料の開始濃度（約１５０ｐｐｍ）−染料の現在の計算された濃度
Ｂ＝１ガロンのオイルの質量＝３７６６（グラム）
Ｃ＝追加する染料の質量（グラム）＝Ｂ×Ａ÷１０6（パーツ・パー・ミリオン）
Ｄ＝オイル１ガロン当たりに追加する染料の量（単位ミリリットル、ｍＬ）＝Ｃ÷０．９６（ｇ／ｍＬ）
を使用して、染料の濃度を元の基準値の範囲内にするためにエンジンオイルに再び追加される染料の量を計算により決定するステップと、
を含むが、これらに限定されない。
【０００９】
図１に、この方法のフローチャート図を示す。この方法のステップを特定の順序で上に記載したが、本発明は、これらのステップはエンジンオイル中に存在する染料の量を定量的に分析するために異なる順序で行うことができることを企図する。
【００１０】
染色されたオイルは、実際のオイルリークと、非実在つまり仮想のオイルリークと、を判別し、これにより、仮想のオイルリークに起因する不必要なエンジン分解の必要性を著しく低減する。
【００１１】
本発明は、希釈手法と標準的な追加手法との特定の組合せを使用して、エンジンオイル中に存在する染料の量を正確に決定する。この方法は、エンジンオイルの背景色が、染料による光の吸収の測定を遮蔽する、あるいはそうでないときは妨害する場合でさえ、分光測光による測定に適した試験サンプルを提供する。
【００１２】
また、この方法における希釈手法と標準的な追加手法との組合せは、以下に記載する希釈試験サンプルおよび標準的な溶液の分光測光分析を行う場合に様々なグレードのオイル、ならびに新品のオイルや使用済みのオイルや再利用のオイルの混合物を使用することにより背景の妨害の問題を克服する。
【００１３】
この方法は、ある量の染料が予め追加されているエンジンオイルの収集および定量分析を含む（図１）。この特殊な紫外−可視分光測光分析においては、染料は、紫外−可視範囲内でピーク吸光度波長を有する任意の染料でよい。紫外−可視範囲は、約４００〜７００ｎｍの波長として定義される。例えば、この方法で使用される染料は、青色染料、赤色染料、青銅色染料、橙色染料または緑色染料でよい。しかし、この方法は、様々な染料または他の検査用添加剤と共に使用されるとともに、これらに適合させることもできる。青色染料は、米国国防総省の性能規格ＭＩＬ−ＰＲＦ−２３６９９（Ｇａｓ  Ｔｕｒｂｉｎｅ  Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ  Ｏｉｌｓ）において、使用が現在承認されている唯一の染料である。この方法に有用である青色染料の一例として、市販のＯＣＴＥＬ−ＳＴＡＲＲＥＯＮ  ＯＩＬ  ＢＬＵＥ  Ｂ  ＬＩＱＵＩＤ  ＤＹＥ（商標）（Ｏｃｔｅｌ−Ｓｔａｒｒｅｏｎ  ＬＬＣ、米国、コロラド州リトルトン）がある。この方法で使用される青色染料の指定濃度は、約１５０パーツ・パー・ミリオン（ｐｐｍ）であり、許容範囲が約１１０〜１９０ｐｐｍである。
【００１４】
分光測光によって分析される場合、各色または各タイプの染料は、これらが最も強い吸光度信号を示すときの波長を有する。これが起こるときの波長は、定量分析の場合、予め選択されたピーク波長と呼ばれる。特定の色の染料に対して予め選択されたピーク波長を決定する１つの方法は、０．０５の閾値および２４０ｎｍ／分の走査速度を有する、４００〜７００ｎｍの波長に及ぶ紫外−可視分光測光走査に染料のサンプルをさらして、図２に示すような紫外−可視走査の典型的なグラフを生成することである。最も強い吸光度値つまりピーク値は、その特定の染料に対する予め選択されたピーク波長としてみなされる波長に対応する。例えば、市販されている炭化水素溶解性の青色染料のＯＣＴＥＬ−ＳＴＡＲＲＥＯＮ  ＯＩＬ  ＢＬＵＥ  Ｂ  ＬＩＱＵＩＤ  ＤＹＥ（商標）は、やはり図２に示すように、紫外−可視（ＵＶ−Ｖｉｓ）分光測光によって測定した場合に約６５５ナノメートル（ｎｍ）の波長でピーク吸光度値を有する。各色および各タイプの染料は、紫外−可視分光測光によって測定した場合に、予め選択されたピーク波長としてみなされる特定の波長において、それ自体の特有の対応するピーク吸光度値を有する。
【００１５】
本明細書に開示する方法は、新品のオイル、使用済みのオイル、混合されたオイルおよび再利用のオイルを含む様々なグレードのエンジンオイルと共に使用することができる。また、この方法は、米国国防総省によって公表されているＭｉｌ−ＰＲＦ−２３６９９Ｆ規格（１９９７年５月２１日から有効）に適合する潤滑オイルを含むが、これらに限定されない任意の潤滑オイルに適用可能である。これらの潤滑オイルは、主として飛行機エンジン用に使用される３つのクラスのガスタービンエンジン用潤滑オイルを含み、これらは１００℃で５センチストークの公称粘度を有し、さらに、これらは一般的にはネオペンチルポリオールエステルベースの原料を使用して作られる。このようなオイルの例には、ＥＸＸＯＮ／ＭＯＢＩＬ  ＪＥＴ  ＯＩＬ  ＩＩ（商標）およびＭＯＢＩＬ  ２５４（商標）（モービル・オイル・コーポレーション（Ｍｏｂｉｌ  Ｏｉｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、米国、バージニア州フェアファックス）、ＢＰ  ＴＵＲＢＯ  ＯＩＬ  ２１９７（商標）およびＢＰ  ＴＵＲＢＯ  ＯＩＬ  ２９８３（商標）（Ａｉｒ  ＢＰ  Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ、米国、ニュージャージー州パーシッパニー）が含まれる。
【００１６】
本明細書に開示する方法は、産業用および飛行機用ガスタービンエンジンを含む任意のタイプのガスタービンエンジン、さらに他のタイプのオイル／潤滑剤が必要とされる装置やシステムに使用することができる。
【００１７】
定量分析で使用される貯蔵溶液は、新品のエンジンオイルの溶液中の既知の量の染料を約１００００ｐｐｍの濃度まで希釈することによって調製される（図１、（ｂ））。ここで、許容濃度範囲は約８０００〜１２０００ｐｐｍである。実際の濃度は、以下の式、すなわち、
貯蔵溶液の濃度（ｐｐｍ）＝染料の質量（グラム）÷オイルの質量（グラム）×１０6
を使用して決定される。この方法に使用される貯蔵溶液を生成するのに有用である好適な新品のオイルは、市販の製品であるＥＸＸＯＮ／ＭＯＢＩＬ  ＪＥＴ  ＯＩＬ  ＩＩ（商標）（モービル・オイル・コーポレーション（Ｍｏｂｉｌ  Ｏｉｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、米国、バージニア州フェアファックス）およびＢＰ  ＴＵＲＢＯ  ＯＩＬ  ２１９７（商標）（Ａｉｒ  ＢＰ  Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ、米国、ニュージャージー州パーシッパニー）などの合成のタービン用潤滑オイルである。
【００１８】
ベストフィットラインを生成するために紫外−可視分光測光によって分析される２つ以上の標準的な溶液は、上述した漸進的に増加する量の貯蔵溶液（０．０２グラム、０．０４グラム、０．０６グラムなど）を追加して、さらにこれらのそれぞれを希釈試験サンプル溶液の一部を用いて１０グラムの総質量まで希釈することにより調製される（図１、（ｄ））。得られる標準的な溶液は、それぞれ「０．０２」、「０．０４」、「０．０６」などの標準的な溶液と表される。貯蔵溶液の追加がまったくない希釈試験サンプルの一部を含むこれらの標準的な溶液の１つは、「０．００」の標準的な溶液と表される。
【００１９】
漸進的に増加する量は、試験サンプルに追加され、かつ標準的な追加に対して有用になるようにグラフ化した場合に線形型に連結される、貯蔵溶液の０．０２グラム、０．０４グラム、０．０６グラム、０．０８グラムなどの一連の量として定義される。
【００２０】
この方法では、線形回帰によってベストフィットラインをプロットするのに使用されるエンジンオイル中の染料の標準的な溶液自体は、標準的な追加の手法によって調製される。好ましくは、最小３つの吸光度値が、線形回帰分析によりベストフィットラインを正確に生成するのに使用される。これは、それぞれ、０．０２グラム、０．０４グラム、０．０６グラムの量の染料を、染色されたエンジンオイルから抜き取られた希釈試験サンプルの一部に追加することにより３つ以上の標準的な溶液を調製することによって達成される。しかし、「０．００」（すなわち、追加された染料がゼログラム）とラベル付けされた貯蔵溶液が、予め選択されたピーク波長において強い吸光度信号（例えば、≧０．２ＡＢＳつまり吸光度）を有する場合、２つのみの追加の標準的な溶液が調製されることが必要とされ、０．０６グラム以上の染料を追加する標準的な溶液は、時間および物資の節約のために省略されてよい。
【００２１】
「０．０２」、「０．０４」、「０．０６」の標準的な溶液のそれぞれの実際の濃度は、以下の式、すなわち、
濃度（ｐｐｍ）＝貯蔵溶液の質量（グラム）×貯蔵溶液の濃度（ｐｐｍ）÷希釈試験サンプルの質量（グラム）
により計算される。
【００２２】
例えば、市販の青色染料のＯＣＴＥＬ−ＳＴＡＲＲＥＯＮ  ＯＩＬ  ＢＬＵＥ  Ｂ  ＬＩＱＵＩＤ  ＤＹＥ（商標）がこの方法で使用される場合、０．００の標準的な溶液（すなわち、追加される付加的な染料がゼロの貯蔵溶液）が、紫外−可視分光測光によって測定した場合に、約６５５ナノメートル（ｎｍ）において少なくとも０．２ＡＢＳの吸光度値を有するときは、０．０６の標準的な溶液は、時間および物資の節約のために省略されてよい。
【００２３】
エンジンオイルから試験サンプルが収集された後（図１、（ａ））、「希釈試験サンプル」は、好ましくは８〜１２倍で変動し、１０倍の希釈を使用して最善の結果が得られる比率で、非反応性溶剤中の試験サンプルを希釈することによって調製される（図１、（ｃ））。一例として、希釈試験サンプルは、５．０グラムの試験サンプルを計量して非反応性溶媒を用いてこの試験サンプルを５０グラムの総重量まで希釈することにより調製されてもよい。試験サンプルの希釈係数は、以下の式、すなわち、
試験サンプルの希釈係数＝希釈試験サンプルの総質量（グラム）÷元の試験サンプルの質量（グラム）
により計算される。希釈ステップは、希釈により試験サンプル中のエンジンオイルが薄まり、分光測光による吸光度値の測定での背景の妨害が低減されることと、希釈により染料が希釈されて、染料の吸光度信号の強さが、ベストフィットラインを構成する２つ以上の標準的な溶液によって生成される吸光度信号の範囲に接近し、ばらつきが低減されることと、の少なくとも２つの利点をこの方法にもたらす。他の利益は、この方法のために調製された２つ以上の標準的な溶液は、ベストフィットライン用のデータを生成するために、追加される染料をより少なくすることである。比較によると、試験サンプルの２倍（１：２）の希釈は、背景のオイルおよび染料が原因で暗すぎる、あるいは不透明すぎるサンプルを一般的に生成し、分光測光による吸光度の有用な測定を可能にすることができない。反対に、１５倍（１：１５）または２０倍（１：２０）以上の希釈は、染料からの信号をこの方法の定量分析には弱すぎる信号にする。しかし、本発明は、特に、他の比率が、背景の妨害を低減したり、本明細書に記載する紫外−可視分光測光などの採用される特定の分析方法の正確性を向上させる場合、このような他の希釈比率の使用を企図する。
【００２４】
この方法において試験サンプルを希釈するのに使用される非反応性溶剤は、ほとんどのエステルベースの合成オイルに対しては好ましくはアセトンであり、あるいはアセトンに類似の極性を備えた他の非反応性溶剤から選択することができる。１０／１０グレードのオイルの場合、好適な非反応性溶剤はヘキサンである。好ましくは、互いに類似の極性を有するオイル／溶剤の組合せなどの他のオイル／溶剤の組合せも使用することができる。
【００２５】
その後、試験サンプルの吸光度値を測定するために、予め選択されたピーク波長（使用される染料に対応する）において希釈試験サンプルを分光測光によって分析することができる。（図１、（ｅ））。
【００２６】
予め選択されたピーク波長における３つの標準的な溶液の吸光度値を示す最小３つのデータ点が、定量分析のために線形回帰により許容可能なベストフィットラインを生成するのに使用される。上述した標準的な追加手法（０．０１グラム、０．０３グラム、０．０５グラムなどを追加するなど）により追加の標準的な溶液を調製することは、線形回帰分析によって形成される線の正確性を向上させるが、一般的には、この方法を効果的にするのに必要ではない。吸光度値は、検出器を飽和させるのを回避するために、好ましくは、２．０未満を維持するべきである。
【００２７】
この方法の一例として、０．００、０．０２、０．０４、０．０６とラベル付けされた４つの標準的な溶液が、非反応性溶剤（アセトンなど）をそれぞれのＵＶセル内に配置して背景補正のためにそれぞれを分析することによる背景補正を先ず行うことにより、紫外−可視分光測光によって分析される。分光測光測定の正確性のために、高品質適合セル（ｇｏｏｄ−ｑｕａｌｉｔｙ  ｍａｔｃｈｅｄ  ｃｅｌｌｓ）が使用されなければならず、セルの窓上の指紋は回避されなければならない。セルは、分析される溶液をセルの窓に３回流すことによって分析の合間に洗われなければならない。紫外−可視分光測光は、０．０５の閾値および２４０ｎｍ／分の走査速度を用いて５６０〜７４０ｎｍで走査を行うように設定されなければならない。
【００２８】
その後、４つの標準的な溶液（０．００、０．０２、０．０４、０．０６とラベル付けされる）の吸光度値は、予め選択されたピーク波長において測定され（図１、（ｅ））、これらの結果はグラフ上にプロットされる（図１、（ｆ））。この定量的な方法で使用される染料が青色染料のＯＣＴＥＬ−ＳＴＡＲＲＥＯＮ  ＯＩＬ  ＢＬＵＥ  Ｂ  ＬＩＱＵＩＤ  ＤＹＥ（商標）である場合、約６５５ｎｍの予め選択されたピーク波長における４つの標準的な溶液の吸光度値は、追加された染料の吸光度対濃度のグラフ上にプロットされる。非反応性溶剤（上記参照）の背景補正は統合されなければならない。
【００２９】
これらのデータ点に対してのベストフィットラインは、線形回帰手法を使用して生成され（図１、（ｆ））、より高い正確性のために、方程式ｙ＝ｍｘ＋ｂのベストフィットラインに対しての数学的な方程式が計算されなければならない。図３に、線形回帰によって生成されたベストフィットラインの一例を示す。
【００３０】
その後、試験サンプル中の染料の濃度が、切片ｂの傾きｍから計算され、ここでは、ベストフィットラインは、方程式ｙ＝ｍｘ＋ｂによって表される（図１、（ｇ））。エンジンオイル中の染料の濃度は、以下の式、すなわち、
［染料の濃度］＝ｂ÷ｍ×希釈係数
によって計算される。
【００３１】
また、この方法は、染料の濃度をこの例示的な方法のための約１５０ｐｐｍ（±４０ｐｐｍ）の染料濃度を示す元の基準値の範囲内にするために、１ガロンのエンジンオイル当たりにつきエンジンオイルに追加される染料の量を決定する手段を提供する。この目的のために必要とされる染料の量および質量は、以下のように計算される（図１、（ｈ））。すなわち、
Ａ＝追加される染料の量＝染料の開始濃度（約１５０ｐｐｍ）−染料の現在の計算された濃度
Ｂ＝１ガロンのオイルの質量＝３７６６（グラム）
Ｃ＝追加する染料の質量（グラム）＝Ｂ×Ａ÷１０6（パーツ・パー・ミリオン）
Ｄ＝オイル１ガロン当たりに追加する染料の量（単位ミリリットル、ｍＬ）＝Ｃ÷０．９６（ｇ／ｍＬ）（備考−０．９６ｇ／ｍＬ＝オイルの密度）。
【００３２】
その後、任意の必要とされる染料の追加がエンジンオイルに施され、後続のエンジン試験で再度使用されるように染料の濃度を指定された限度範囲内に戻す。
実施例１
オイルリークの検出を容易にするために、ＯＣＴＥＬ−ＳＴＡＲＲＥＯＮ  ＯＩＬ  ＢＬＵＥ  Ｂ  ＬＩＱＵＩＤ  ＤＹＥ（商標）（Ｏｃｔｅｌ−Ｓｔａｒｒｅｏｎ  ＬＬＣ、米国、コロラド州リトルトン）を約１５０ｐｐｍ（±４０ｐｐｍ）の濃度でエンジンオイルに追加する。エンジンオイルは、新品のオイル、使用済みのオイル、混合のオイルおよび再利用のオイルの組合せである。
【００３３】
染色されたエンジンオイルの試験サンプルを分析のために収集する。その後、試験サンプルをアセトン中で１０倍に希釈して希釈試験サンプルを生成する。
【００３４】
別に、約１グラムのＯＣＴＥＬ−ＳＴＡＲＲＥＯＮ  ＯＩＬ  ＢＬＵＥ  Ｂ  ＬＩＱＵＩＤ  ＤＹＥ（商標）を約１００グラムの新品のＥＸＸＯＮ／ＭＯＢＩＬ  ＪＥＴ  ＯＩＬ  ＩＩ（商標）（モービル・オイル・コーポレーション（Ｍｏｂｉｌ  Ｏｉｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、米国、バージニア州フェアファックス）に追加して、標準的な追加により２つ以上の標準的な溶液を調製するのに使用される約１００００ｐｐｍの染料の濃度を有する貯蔵溶液を生成する。
【００３５】
０．０２グラム、０．０４グラム、０．０６グラムの貯蔵溶液を計量して、さらに３つの標準的な溶液（それぞれ、「０．０２」、「０．０４」、「０．０６」と表される）を生成するために希釈試験サンプルを用いてそれぞれを１０グラムまで希釈することにより、３つの標準的な溶液を調製する。貯蔵溶液をまったく追加することなく、１０グラムの希釈試験サンプルから４番目の標準的な溶液を生成する。これは、「０．００ｐｐｍ」と表される。０．０２グラムの貯蔵溶液が追加された標準的な溶液中の実際の染料の濃度は２１．１５ｐｐｍである。０．０４グラムの貯蔵溶液が追加された標準的な溶液の濃度を計算すると３６．４８ｐｐｍになる。０．０６グラムの貯蔵溶液が追加された標準的な溶液の濃度を計算すると６３．４１ｐｐｍになる。これらの３つの標準的な溶液を、６５５ｎｍの予め選択されたピーク波長（この特定の青色染料に対応する）における吸光度値のために、紫外−可視分光測光によって測定する。
【００３６】
【表１】
2008164614.tif 000003
【００３７】
標準的な溶液（０．０２、０．０４、０．０６）の吸光度値をグラフ上にプロットして、線形回帰手法により方程式ｙ＝ｍｘ＋ｂのベストフィットラインを生成する。実施例１からのデータを使用したベストフィットラインを図３に示す。このベストフィットラインは、方程式ｙ＝０．０１４９ｘ＋０．１３５８を有する。この方程式および希釈試験サンプルの吸光度値を使用して、試験サンプル中の青色染料の現在の濃度を計算すると９０．２ｐｐｍになる。
【００３８】
エンジンオイル中に再度追加する青色染料の量は、上に示す方程式を使用して計算すると、１ガロンのオイル当たり０．２３ｍＬの青色染料であることが分かる。本明細書に記載する方法は、紫外−可視分光測光を使用して、染色されたエンジンオイル用に生成された標準的な溶液を分析する。しかし、本発明は、染色されたエンジンオイル用に生成された標準的な溶液を分析するための、他のイメージングやケミカルイメージングや分光測光の使用を伴う上記の方法の用途も企図する。
【００３９】
本明細書に記載する方法は、線形回帰分析を使用して、紫外−可視分光測光により標準的な溶液で得られたデータを基にして、エンジンオイル中の染料の濃度を決定する。しかし、本発明は、染料または他の添加剤の濃度を決定するための他のデータ分析の手法やモデルやアルゴリズムの使用も企図しており、これらの手法やモデルやアルゴリズムは、特定のオイルや添加剤や使用されるイメージングに基づいたこの方法を助ける。
【００４０】
本明細書に記載する方法は、標準的な追加を使用して標準的な溶液を生成し、この溶液を、ベストフィットカーブのためのデータを供給する吸光度値のために測定し、その後、このベストフィットカーブを線形回帰を使用して分析してエンジンオイル中に存在する染料の濃度を決定する。しかし、本発明は、試験サンプル中の染料の濃度をプロットあるいは計算することができる基準曲線つまり「ベストフィット」ラインを生成するのに使用されるデータを生成するための別の方法の使用も企図する。
【００４１】
本発明は、エンジンオイルや潤滑剤用のマーカーつまり添加剤として染料を使用し、このことにより、エンジンオイルと、ビルドオイルと、を識別することによりエンジンにリークがあるかどうかを判定することが可能になる。しかし、本発明は、上述の方法または上述の方法の一部を他のタイプのマーカーつまり添加剤と共に使用し、これにより、マーカーつまり添加剤の検出および定量化を可能にすることも企図する。
【００４２】
本発明を１つまたは複数の例示的な実施形態を参照して説明してきたが、当業者には、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更を加えることができること、ならびに均等物を１つまたは複数の例示的な実施形態の要素の代わりに用いることができることが理解されるであろう。加えて、特定の状況または物質を本発明の教示内容に適合させるために、本発明の範囲から逸脱することなく、多数の修正を加えることができる。したがって、本発明は、考えられる最良の形態として開示した特定の１つまたは複数の実施形態に限定されず、本発明は添付の特許請求の範囲内にあるすべての実施形態を包含するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】エンジンオイル中に存在する染料の量を定量分析により決定する方法のフローチャートである。
【図２】青色染料に対して約６５５ナノメートルのピーク吸光度値を示すエンジンオイル中の青色染料の溶液の吸光度値に対しての典型的な紫外−可視分光測光の走査のグラフである。
【図３】標準的な追加によって生成された標準的な溶液からの３点を使用する線形回帰手法によって生成された、方程式ｙ＝ｍｘ＋ｂの典型的なベストフィットラインのグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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