(57)【要約】【課題】低粘度で、かつ蒸発ロスが極端に低く、高粘度指数で、長期間省燃費性が持続する内燃機関用潤滑油を提供すること。【解決手段】ガスクロマトグラフィー蒸留法による沸点３７１℃未満の留分が１０容量％以下であり、かつ３７１℃以上４９１℃未満の留分が７０容量％以上、かつ２０容量％留出温度が３９７℃以上、１００℃の動粘度が５．５ｍｍ２／ｓ以下、かつ粘度指数が１２０以上である鉱油系潤滑油基油を用いる省燃費型内燃機関用潤滑油。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスクロマトグラフィー蒸留法による沸点３７１℃未満の留分が１０％容量以下であり、かつ３７１℃以上４９１℃未満の留分が７０容量％以上、かつ２０容量％留出温度が３９７℃以上、１００℃の動粘度が５．５ｍｍ２／ｓ以下、かつ粘度指数が１２０以上である鉱油系潤滑油基油を用いることを特徴とする省燃費型内燃機関用潤滑油。
【請求項２】
ガスクロマトグラフィー蒸留法による沸点３７１℃未満の留分が１０容量％以下であり、かつ３７１℃以上４９１℃未満の留分が７０容量％以上、かつ２０容量％留出温度が３９７℃以上、１００℃の動粘度が５．５ｍｍ２／ｓ以下、粘度指数が１２０以上、流動点が−１０℃以下、硫黄分が５０質量ｐｐｍ以下、窒素分が１０質量ｐｐｍ以下、％ＣＰが８０以上である鉱油系潤滑油基油を用いることを特徴とする省燃費型内燃機関用潤滑油。
【請求項３】
ガスクロマトグラフィー蒸留法による沸点３７１℃未満の留分が１０容量％以下であり、かつ３７１℃以上４９１℃未満の留分が７０容量％以上、かつ２０容量％留出温度が３９７℃以上、１００℃の動粘度が５．５ｍｍ２／ｓ以下、かつ粘度指数が１２０以上である鉱油系潤滑油基油に永久せん断安定性指数が３５〜５５％の粘度指数向上剤を含有させたことを特徴とする省燃費型内燃機関用潤滑油。
【請求項４】
ガスクロマトグラフィー蒸留法による沸点３７１℃未満の留分が１０容量％以下であり、かつ３７１℃以上４９１℃未満の留分が７０容量％以上、かつ２０容量％留出温度が３９７℃以上、１００℃の動粘度が５．５ｍｍ２／ｓ以下、粘度指数が１２０以上、流動点が−１０℃以下、硫黄分が５０質量ｐｐｍ以下、窒素分が１０質量ｐｐｍ以下、％ＣＰが８０以上である鉱油系潤滑油基油に永久せん断安定性指数が３５〜５５％の粘度指数向上剤を含有させたことを特徴とする省燃費型内燃機関潤滑油。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は低粘度で、かつ蒸発性が低く、省エネルギー持続性に優れた省燃費型の内燃機関用潤滑油に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、省エネルギーの観点から潤滑油の低粘度化が行われるようになってきている。通常、油を低粘度化するためには沸点の低い留分（軽質な留分）を多く含む油を使用することになる。
【０００３】
一方、最近、ロングドレイン化及び排ガス規制強化に伴う排気対策装置への適合性が問題になり、潤滑油、特に内燃機関用の潤滑油で蒸発ロスを抑制する方向に進んでいる。例えば、潤滑油国際標準化及び認証委員会（ＩＬＳＡＣ）は、ガソリンエンジン油についてＧＦ−３規格を制定し、ＮＯＡＣＫ法（ＡＳＴＭ　Ｄ５８００；１時間、２５０℃）で１５質量％以下、かつガスクロ法（ＡＳＴＭ　Ｄ６４１７；３７１℃）で１０質量％以下の蒸発ロスを規定した。また、ＧＦ−３規格では初期の省燃費性に加えて長期間使用後の省燃費性、所謂省燃費持続性も要求されている。
【０００４】
従来の鉱油系潤滑油で、かかる規定を満足するためには低沸点留分の含有量を極端に減らす必要があるが、低沸点留分を極端に低減させると粘度が著しく上昇し、省エネルギー性が悪化することになる。また、粘度指数がある程度高くないと低温での動粘度上昇が激しく、さらに省燃費性が悪化する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、上記状況に鑑み、鋭意研究を進めた結果、粘度指数が１２０を超えるような高粘度指数の潤滑油基油を用いて、特定の沸点留分を所定量含有させることにより、低粘度を維持したままで、ガスクロ法による蒸発ロスが１０質量％以下で、かつＮＯＡＣＫ法による蒸発ロスが１５質量％以下の潤滑油基油が得られ、さらに、この基油を使用することで、低粘度で蒸発ロスが低く、長期間省燃費性が持続できる内燃機関用潤滑油が得られることを見いだした。
本発明はかかる知見に基づきなされたもので、本発明の目的は低粘度で、かつ蒸発ロスが極端に低く、省燃費持続性に優れた内燃機関用潤滑油を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ガスクロマトグラフィー蒸留法による沸点３７１℃未満の留分が１０容量％以下であり、かつ３７１℃以上４９１℃未満の留分が７０容量％以上、かつ２０容量％留出温度が３９７℃以上、１００℃の動粘度が５．５ｍｍ２／ｓ以下、かつ粘度指数が１２０以上であり、特には、流動点が−１０℃以下、硫黄分が５０質量ｐｐｍ以下、窒素分が１０質量ｐｐｍ以下、％ＣＰが８０以上である鉱油系潤滑油基油を用いる省燃費型内燃機関用潤滑油である。さらに好ましくは、前記鉱油系潤滑油基油に永久せん断安定性指数が３５〜５５％の粘度指数向上剤を含有させた省燃費型内燃機関用潤滑油である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明において、ガスクロマトグラフィー蒸留法による蒸留性状はＪＩＳ　Ｋ２２５４　の「６．ガスクロマトグラフ法蒸留試験方法」、動粘度及び粘度指数はＪＩＳ　Ｋ２２８３、流動点はＪＩＳ　Ｋ２２６９、硫黄分はＪＩＳ　Ｋ２５４１、窒素分はＪＩＳ　Ｋ２６０９、％ＣＰはＡＳＴＭ　Ｄ３２３８、ＮＯＡＣＫ法による蒸発ロスはＡＳＴＭ　Ｄ５８００、及びガスクロ法による蒸発ロスはＡＳＴＭ　Ｄ６４１７に、それぞれ規定された試験方法により測定される値である。
【０００８】
また、粘度指数向上剤の永久せん断安定性指数（ＰＳＳＩ）は下記の式で定義される。
永久せん断安定性指数　％　＝　（［動粘度１００℃〔せん断試験後の粘度指数向上剤添加油〕］　−　［動粘度１００℃〔粘度指数向上剤未添加油〕］）／（［動粘度１００℃〔粘度指数向上剤添加油〕］　−　［動粘度１００℃〔粘度指数向上剤未添加油〕］）　×　１００
上式のせん断試験は、ＡＳＴＭ　Ｄ６２７８に規定される方法で実施されるものである。
【０００９】
本発明における粘度指数が１２０以上の高粘度指数潤滑油基油は、ワックスの水素異性化或いは重質油の水素化分解で得られた生成油を溶剤脱ロウまたは水素化脱ロウすることにより得ることができる。これらの製法について、次により具体的に述べる。
【００１０】
ワックスの水素異性化は、沸点範囲が３００〜６００℃、炭素数として２０〜７０の範囲にあるワックス、例えば、鉱油系潤滑油の溶剤脱ロウ工程で得られるスラックワックスやフィッシャー・トロプシュ合成で得られたワックス等を、水素異性化触媒、例えばアルミナ、或いはシリカ−アルミナ担体上にニッケル、コバルト等の８族金属、及びモリブデン、タングステン等の６Ａ族金属の１種以上を担持した触媒やゼオライト触媒もしくはゼオライト含有担体に白金等を担持した触媒と、水素分圧５〜１４ＭＰａの水素存在下、３００〜４５０℃の温度、０．１〜２ｈｒ−１のＬＨＳＶ（液空間速度）で接触させ、直鎖状のパラフィンの転化率が８０％以上、軽質留分への転化率が４０％以下となるようにすることが好ましい。
【００１１】
一方、水素化分解は、必要により水素化脱硫及び脱窒素を行った沸点が３００〜６００℃の範囲の常圧留出油、減圧留出油またはブライトストックを、水素化分解触媒、例えばシリカ−アルミナ担体上にニッケル、コバルト等の８族金属の１種以上、及びモリブデン、タングステン等の６Ａ族金属の１種以上を担持した触媒と、水素分圧７〜１４ＭＰａの水素存在下、３５０〜４５０℃の温度、０．１〜２ｈｒ−１のＬＨＳＶ（液空間速度）で接触させ、分解率（１００−水素化分解生成物中の３６０℃以上の留分の容量％）が４０〜９０％となるようにすることが好ましい。
【００１２】
上記方法で得られる水素異性化生成油または水素化分解生成油から軽質留分を留去して潤滑油留分を得るが、この留分は、このままでは一般に流動点や粘度が高く、また粘度指数が十分に高くないため、脱ロウ処理を行い、ワックス分を除去すると、ｎ−ｄ−Ｍ環分析による％ＣＰが８０以上、流動点が−１０℃以下、１００℃動粘度が５．５ｍｍ２／ｓ以下の潤滑油基油を得ることができる。
【００１３】
このワックス分の除去を溶剤脱ロウ処理で行う場合、上記の軽質留分の留去に際して精密蒸留装置を用いて蒸留分離し、あらかじめガスクロマトグラフィー蒸留法による沸点３７１℃以上４９１℃未満の留分が７０容量％以上になるようにカットすることが、溶剤脱ロウ処理をより効率的に行うために好ましい。この溶剤脱ロウ処理は、脱ロウ溶剤、例えばメチルエチルケトン／トルエン（容量比１／１）を用い、溶剤／油比２／１〜４／１の範囲で、−１５〜−４０℃の温度下に行うと良い。
【００１４】
一方、ワックス分の除去を水素化脱ロウ法で行う場合は、軽質留分の留去は水素化脱ロウに支障とならない程度とし、水素化脱ロウ後に、精密蒸留装置を用いて蒸留分離してガスクロマトグラフィー蒸留法による沸点３７１℃以上４９１℃未満の留分が７０容量％以上になるようにカットすることが、効率的で好ましい。この水素化脱ロウは、ゼオライト触媒と、水素分圧３〜１５ＭＰａの水素存在下、３２０〜４３０℃の温度、０．２〜４ｈｒ−１のＬＨＳＶ（液空間速度）で接触させ、最終的な潤滑油基油における流動点が−１０℃以下となるようにするとよい。
以上のような方法で得られた潤滑油留分は、所望により、さらに溶剤精製或いは水素化精製を行うことができる。
【００１５】
上記方法により、ガスクロマトグラフィー蒸留法による沸点３７１℃未満の留分が１０容量％以下であり、かつ３７１℃以上４９１℃未満の留分が７０容量％以上、かつ２０容量％留出温度を３９７℃以上とすることにより、ガスクロ法による蒸発ロスが１０質量％以下で、かつＮＯＡＣＫ法による蒸発ロスが１５質量％以下、１００℃の動粘度が５．５ｍｍ２／ｓ以下、かつ粘度指数１２０以上の潤滑油基油を得ることができるが、条件を適宜選定することにより、流動点−１０℃以下、硫黄分５０質量ｐｐｍ以下、窒素分１０質量ｐｐｍ以下、％ＣＰ８０以上の潤滑油基油をも得ることができる。
【００１６】
本発明に使用される粘度指数向上剤は、永久せん断安定性指数が３５〜５５％のものであるが、特には前記安定性指数が４０〜５０％のものが好ましい。これらの粘度指数向上剤のタイプは特に限定する必要はなく、オレフィンコポリマー（ＯＣＰ）、ポリメタクリレート（ＰＭＡ）及びポリメタクリレートとオレフィンコポリマーを分子内で結合させたミックスポリマー（ＭＩＸ）等、いずれも使用できる。また、分散型粘度指数向上剤でも非分散型粘度指数向上剤でも何ら支障はない。しかし、これらの粘度指数向上剤で永久せん断安定性指数が３５％未満のものでは、長期間使用したときの粘度の増加が大きく省燃費性が悪化するので、また、５５％を越えるものの場合は逆に粘度低下が著しくなり、摩耗の増加を引き起こすので、永久せん断安定性指数が３５〜５５％のものを用いる。
また、粘度指数向上剤の添加量は、限定するものではなく、その効果があらわれる適宜の量を添加すればよい。一般的には、通常潤滑油に用いる他の添加剤と同様に、仕上がりの潤滑油製品を基準にして好ましくは０．０１〜１５質量％、より好ましくは０．１〜１０質量％程度添加する。
【００１７】
本発明の内燃機関用潤滑油には、所望により、モリブデンジチオホスフェイト（ＭｏＤＴＰ）、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）或いはモリブデンアミン錯体等の有機モリブデン化合物等の摩擦低減剤、アルキルジチオリン酸亜鉛（ＺｎＤＴＰ）、ビスフェノール化合物、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、サルシレート、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。
【００１８】
【実施例】
次に、実施例により本発明を具体的に説明する。先ず、潤滑油基油１〜４を次のように調製し、それぞれの物性、ＮＯＡＣＫ法蒸発ロス及びガスクロ法蒸発ロスを測定した。
【００１９】
潤滑油基油１（参考例）
沸点４００〜６００℃のスラックワックスをニッケル及びモリブデンを担持したアルミナ触媒の存在下に、水素分圧８ＭＰａ、平均反応温度３７０℃、ＬＨＳＶ０．３ｈｒ−１の条件で水素異性化反応を行い、この水素異性化油を高温低圧分離槽、蒸留塔サージベッセルを介して、精密蒸留塔へ２９０℃で張り込み、塔頂温度１８５℃で軽質留分を除去した。得られた塔底油を、メチルエチルケトン／トルエン混合溶媒（１／１容量比）で、油／溶媒の比が１／４、−２０℃の温度で、溶剤脱ロウし、潤滑油基油１を得た。得られた潤滑油基油１の性状を表１に示す。
【００２０】
潤滑油基油２（比較例１）
上記潤滑油基油１の調製において、精密蒸留塔への張り込み温度を２８０℃、塔頂温度１３５℃で軽質留分を除去した以外は、参考例と全く同様にして、潤滑油基油２を調製した。得られた潤滑油基油２の性状を表１に示す。
【００２１】
潤滑油基油３（比較例２）
上記潤滑油基油１の調製において、精密蒸留塔への張り込み温度を２８０℃、塔頂温度１３２℃で軽質留分を除去した以外は、参考例と全く同様にして、潤滑油基油３を調製した。得られた潤滑油基油３の性状を表１に示す。
【００２２】
潤滑油基油４（比較例３）
アラビアンライト原油を常圧蒸留し、その残査を減圧蒸留して得られた１００℃の動粘度５．３ｍｍ２／ｓの潤滑油留分を回転円板式抽出機を用いて、油／フルフラール比１／２、１００℃の条件で、溶媒抽出して収率６０％でラフィネートを得た。このラフィネートをＣｏ、Ｎｉ、Ｍｏを担持したシリカアルミナ担体からなる触媒を使用して、水素分圧８ＭＰａ、平均反応温度３２０℃、ＬＨＳＶ２．０ｈｒ−１で水素化精製を行った。得られたこの水素化精製油をメチルエチルケトン／トルエン混合溶媒（１／１容量比）で、油／溶媒の比が１／４、−２０℃の温度で、溶剤脱ロウし、潤滑油基油４を得た。得られた潤滑油基油４の性状を表１に示す。
【００２３】
【表１】
2004137317.tif 000002
【００２４】
潤滑油基油１は、低粘度で、かつＮＯＡＣＫ法及びガスクロ法の両蒸発ロスも低く、内燃機関用潤滑油の基油として優れていることが分かる。一方、潤滑油基油２〜４は、低粘度ではあるが、蒸留性状或いは％ＣＰ等の違いにより、いずれもＮＯＡＣＫ法及びガスクロ法の両蒸発ロスが多く、省燃費性を長期に亘って持続できないことは明らかである。
【００２５】
実施例１〜２及び比較例４〜５
次に示す粘度指数向上剤を参考例の潤滑油基油１及び比較例１の基油２に添加し、さらにエンジン油用パッケージ添加剤を添加して、実施例１〜２及び比較例４〜５の内燃機関用潤滑油組成物を調製し、性状として動粘度、ＮＯＡＣＫ法蒸発ロス及びガスクロ法蒸発ロスを測定した。
粘度指数向上剤Ａ：永久せん断安定性指数　５０％の非分散型ＯＣＰ
粘度指数向上剤Ｂ：永久せん断安定性指数　４０％の分散型ＭＩＸ
粘度指数向上剤Ｃ：永久せん断安定性指数　３０％の分散型ＭＩＸ
【００２６】
また、次に示す条件でエンジン試験を実施し、使用油の動粘度（４０℃）を測定し、新油の粘度に対する粘度比を求めた。
エンジン試験条件
エンジン：排気量４．６Ｌ　Ｖ８　ＳＯＨＣ
試験条件
エンジン回転数：２２５０ｒ／ｍｉｎ
軸トルク　　　：　　１０ｋｇｆ・ｍ
エンジン油温　：　１３５℃
冷却水温　　　：　１０５℃
試験時間　　　：　　９６ｈｒ
組成物の性状及び上記の試験結果を表２に示す。
【００２７】
【表２】
2004137317.tif 000003
【００２８】
以上の結果から明らかなように、粘度指数が１２０以下またはガスクロ蒸留法による２０容量％留出温度が３９７℃以下であると、ガスクロ法による蒸留性状において３７１〜４９１℃の沸点留分が７０容量％以上であっても、また、粘度指数が１４０以上の場合でも、ガスクロ法による蒸留性状において３７１〜４９１℃の沸点留分が７０容量％以下であると、１００℃の動粘度を５．５ｍｍ２／ｓ以下とすると蒸発ロスが増大することが分かる。
【００２９】
また、ガスクロ蒸留法による沸点３７１℃未満の留分が１０容量％以下であり、かつ３７１℃以上４９１℃未満の留分が７０容量％以上、かつ２０容量％留出温度３９７℃以上、１００℃の動粘度が５．５ｍｍ２／ｓ以下、かつ粘度指数１２０以上の基油と、永久せん断安定性指数が３５〜５５％の粘度指数向上剤を組み合わせて使用することにより、低粘度で蒸発ロスが少なく、かつ長期間使用しても粘度増加が少ない、すなわち省燃費持続性の高い内燃機関用潤滑組成物になることが分かる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のような本発明の省燃費型内燃機関用潤滑油は低粘度で蒸発ロスが少なく、また、特定の粘度指数向上剤を添加した内燃機関用潤滑油は内燃機関の省燃費性を長期間に亘って持続できるという格別の効果を奏する。