(57)【要約】【課題】再生式ＤＰＦの内壁に固着し易い成分の蓄積を抑制することで該ＤＰＦの寿命を延長できる、再生式ＤＰＦを備えたディーゼルエンジン用潤滑油組成物、再生式ＤＰＦの寿命が延長された再生式ＤＰＦを備えたディーゼルエンジンシステム及び該システムにおける再生式ＤＰＦへの固着成分蓄積抑制方法を提供すること。【解決手段】本発明のディーゼルエンジン用の潤滑油組成物は、再生式ＤＰＦを備え、且つ燃料として硫黄分１０質量ｐｐｍ以下のディーゼル燃料を使用するディーゼルエンジン用であり、潤滑油基油に、(Ａ)金属系清浄剤、(Ｂ)無灰分散剤及び(Ｃ)リン系摩耗防止剤を含む添加剤を配合し、且つ硫酸灰分０．４〜２質量％、全リン量に対する(Ａ)成分起因の金属量の原子比(Ｍ／Ｐ比)０．２〜３、(Ａ)成分起因の金属量に対する全ホウ素量の原子比(Ｂ／Ｍ比)０．２〜２、(Ａ)成分起因の金属量に対する全硫黄量の原子比(Ｓ／Ｍ比)０〜４の要件の全てを満たす物性を有することを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
再生式ＤＰＦを備え、且つ燃料として硫黄分１０質量ｐｐｍ以下のディーゼル燃料を使用するディーゼルエンジン用の潤滑油組成物であって、
潤滑油基油に、(Ａ)金属系清浄剤、(Ｂ)無灰分散剤及び(Ｃ)リン系摩耗防止剤を含む添加剤を配合し、且つ下記要件(１)〜(４)の全てを満たす物性を有することを特徴とするディーゼルエンジン用潤滑油組成物。
(１)硫酸灰分０．４〜２質量％、
(２)全リン量に対する(Ａ)成分起因の金属量の原子比(Ｍ／Ｐ比)０．２〜３、
(３)(Ａ)成分起因の金属量に対する全ホウ素量の原子比(Ｂ／Ｍ比)０．２〜２、
(４)(Ａ)成分起因の金属量に対する全硫黄量の原子比(Ｓ／Ｍ比)０〜４。
【請求項２】
前記要件(１)の硫酸灰分が０．８質量％を超え１．２質量％以下であることを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジン用潤滑油組成物。
【請求項３】
前記要件(１)の硫酸灰分が０．４〜０．８質量％であることを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジン用潤滑油組成物。
【請求項４】
前記要件(１)の硫酸灰分が１．２質量％を超え２質量％以下であることを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジン用潤滑油組成物。
【請求項５】
(Ａ)金属系清浄剤が、アルカリ土類金属サリシレート及び／又はその(過)塩基性塩であることを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジン用潤滑油組成物。
【請求項６】
前記再生式ＤＰＦが、車両搭載を目的とした連続再生式ＤＰＦであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のディーゼルエンジン用潤滑油組成物。
【請求項７】
燃料として硫黄分１０質量ｐｐｍ以下のディーゼル燃料を使用するディーゼルエンジンシステムであって、
再生式ＤＰＦを備え、且つエンジン用潤滑油として、請求項１〜５のいずれか１項記載の潤滑油組成物を有することを特徴とするディーゼルエンジンシステム。
【請求項８】
再生式ＤＰＦを備えたディーゼルエンジンシステムにおいて、燃料として硫黄分１０質量ｐｐｍ以下のディーゼル燃料を使用し、前記ディーゼルエンジンシステムの潤滑油として、請求項１〜５のいずれか１項記載の潤滑油組成物を使用することを特徴とする再生式ＤＰＦへの固着成分蓄積抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再生式ＤＰＦを備えたディーゼルエンジン用潤滑油組成物、再生式ＤＰＦの寿命が延長された再生式ＤＰＦを備えたディーゼルエンジンシステム及び該システムにおける再生式ＤＰＦへの固着成分蓄積抑制方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境問題を背景に、世界各国の排ガス規制は年々厳しくなってきており、特にディーゼルエンジンからの排ガスについては、ＮＯｘや粒子状物質(ＰＭ)の低減が急務となっている。これらの排ガスを低減させる目的で、高圧噴射、排ガス再循環システム(ＥＧＲ)などの燃焼改善技術や、酸化触媒、ディーゼルパティキュレートフィルター(ＤＰＦ)、あるいはＮＯｘ吸蔵型還元触媒などの排ガス処理技術の開発が進められている。
ＤＰＦは排ガス中のＰＭをフィルターで捕集除去するものであるが、その構造については各種様々なものが開発されている。中でも、ハニカムモノリスの両端を交互に目封じしたウォールフロー構造を有するＤＰＦにおいては、捕集したＰＭが蓄積することで圧力損失の増大やエンジン出力の低下、あるいは燃費の悪化を引き起こすことが問題となっている。この問題を解決するために、一定距離走行後にＤＰＦ自体を交換するか、一旦外してＰＭを酸化・燃焼除去する再生処理手段等が行なわれてきたが、最近になって、車両搭載を目的とし、走行中にＤＰＦを連続再生する機能を備えた連続再生式ＤＰＦが開発されている。
なお、自動車用ディーゼル燃料としては、ＳＯｘ、ＮＯｘ及びＰＭの規制に応じ、硫黄分が０．２質量％から０．０５質量％へと除々に低減され、ごく最近になって０．００５質量％の軽油が一般的になってきた状況にある。
一方、ディーゼルエンジン用潤滑油は、潤滑油基油に各種添加剤が配合され、金属や硫黄、リン等の各種有効成分が含まれており、例えば、特許文献１〜６には、ＤＰＦのＰＭ蓄積を減らすために金属分を低減した低灰分のディーゼルエンジン用潤滑油が提案されている。
【特許文献１】特開平６−４９４７６号公報
【特許文献２】特開平７−１０２７３号公報
【特許文献３】特開平８−４８９８９号公報
【特許文献４】特開２０００−１１９６８０号公報
【特許文献５】特開２０００−２５６６９０号公報
【特許文献６】特開平３−６２８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来提案されている低灰分のディーゼルエンジン用潤滑油は、ＤＰＦの灰分堆積量を低減するには効果的である。しかし、単純に低灰化してもＤＰＦ内への灰分の固着を抑制することはできないことがわかってきた。この固着灰分はＤＰＦの再生処理過程においてエアーブローによる逆洗洗浄を行ったとしても容易に除去できず、特に連続再生式ＤＰＦにおいては固着灰分がＤＰＦの寿命に大きな影響を及ぼす。そのため、固着灰分の生成をコントロールすることが重要であるが、その詳細についてはこれまで十分に検討されておらず、ましてや再生式ＤＰＦを装着したディーゼルエンジンに対し、燃料と潤滑油の影響を実際に評価し、最適化された報告はほとんどされていない。
【０００４】
本発明の課題は、潤滑油における灰分量を単純に低減してＤＰＦに蓄積する粒子状物質の絶対量を低減するのではなく、再生式ＤＰＦの内壁に固着し易い成分の蓄積を抑制することで、当該ＤＰＦの寿命を延長することができる、再生式ＤＰＦを備えたディーゼルエンジン用潤滑油組成物、再生式ＤＰＦの寿命が延長された再生式ＤＰＦを備えたディーゼルエンジンシステム及び該システムにおける再生式ＤＰＦへの固着成分蓄積抑制方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の構成成分の比率を特定範囲に規定した潤滑油組成物が、再生式ＤＰＦを備えたディーゼルエンジンにおいて、燃料として硫黄分１０質量ｐｐｍ以下のディーゼル燃料を使用した場合に、該ＤＰＦへの固着成分の蓄積をより顕著に抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。ここで、硫黄分１０質量ｐｐｍを超えるディーゼル燃料を使用した場合には、このような顕著な効果は見られない。
すなわち、本発明によれば、再生式ＤＰＦを備え、且つ燃料として硫黄分１０質量ｐｐｍ以下のディーゼル燃料を使用するディーゼルエンジン用の潤滑油組成物であって、潤滑油基油に、(Ａ)金属系清浄剤、(Ｂ)無灰分散剤及び(Ｃ)リン系摩耗防止剤を含む添加剤を配合し、且つ下記要件(１)〜(４)の全てを満たす物性を有することを特徴とするディーゼルエンジン用潤滑油組成物が提供される。
(１)硫酸灰分０．４〜２質量％、(２)全リン量に対する(Ａ)成分起因の金属量の原子比(Ｍ／Ｐ比)０．２〜３、(３)(Ａ)成分起因の金属量に対する全ホウ素量の原子比(Ｂ／Ｍ比)０．２〜２、(４)(Ａ)成分起因の金属量に対する全硫黄量の原子比(Ｓ／Ｍ比)０〜４。
また本発明によれば、燃料として硫黄分１０質量ｐｐｍ以下のディーゼル燃料を使用するディーゼルエンジンシステムであって、再生式ＤＰＦを備え、且つエンジン用潤滑油として、前記ディーゼルエンジン用潤滑油組成物を有することを特徴とするディーゼルエンジンシステムが提供される。
更に本発明によれば、再生式ＤＰＦを備えたディーゼルエンジンシステムにおいて、燃料として硫黄分１０質量ｐｐｍ以下のディーゼル燃料を使用し、前記ディーゼルエンジンシステムの潤滑油として、前記ディーゼルエンジン用潤滑油組成物を使用することを特徴とする再生式ＤＰＦへの固着成分蓄積抑制方法が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のディーゼルエンジン用潤滑油組成物は、(Ａ)金属系清浄剤、(Ｂ)無灰分散剤及び(Ｃ)リン系摩耗防止剤を含み、且つ特定の物性を有するので、硫黄分１０質量ｐｐｍ以下のディーゼル燃料を使用するディーゼルエンジンにおいて、再生式ＤＰＦの内壁に固着し易い成分の蓄積を抑制し、当該ＤＰＦの寿命を延長することができる。従って、再生式ＤＰＦ、特に連続再生式ＤＰＦを装着したディーゼルエンジンシステムにおいて、再生式ＤＰＦへの固着成分蓄積を抑制し、該ＤＰＦの寿命が延長された該システムや該ＤＰＦへの固着成分蓄積抑制方法として極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下本発明を更に詳細に説明する。
本発明のディーゼルエンジン用潤滑油組成物(以下、単に潤滑油組成物あるいは組成物ということもある)に用いる潤滑油基油は、特に制限はなく、通常の潤滑油に使用される鉱油系基油及び／又は合成系基油が使用できる。
鉱油系基油としては、具体的には、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潤滑油基油等が例示できる。
【０００８】
鉱油系基油中の硫黄分は、本発明の規定を満たす限り特に制限はなく、通常１質量％以下、好ましくは０．２質量％以下、特に好ましくは０．１質量％以下、さらに好ましくは０．０５質量％以下である。
鉱油系基油としては、硫黄分０．００１質量％以下の鉱油系基油を主要量、通常７０質量％以上、更には８０質量％以上、特に９０質量％以上含有させ、あるいは単独で使用することが望ましい。鉱油系基油の硫黄分を低減することで、ＤＰＦへの固着成分の生成を抑制し易くなる。
鉱油系基油において全芳香族含有量は、特に制限はなく、通常５０質量％以下、好ましくは１５質量％以下、より好ましくは１０質量％以下、さらに好ましくは８質量％以下であり、０質量％程度のものも好ましく使用できるが、添加剤の溶解性やスラッジ溶解性の点で通常１質量％以上、好ましくは２質量％以上、より好ましくは３質量％以上、特に好ましくは５質量％以上である。上記基油の全芳香族含有量を１５質量％以下とすることでより酸化安定性に優れる組成物を得ることができる。
ここで全芳香族含有量とは、ASTMD2549に準拠して測定した芳香族留分(aromatic fraction)含有量を意味する。通常この芳香族留分には、アルキルベンゼン、アルキルナフタレンの他、アントラセン、フェナントレン、及びこれらのアルキル化物、ベンゼン環が四環以上縮合した化合物、又はピリジン類、キノリン類、フェノール類、ナフトール類等のヘテロ芳香族を有する化合物等が含まれる。
【０００９】
合成系基油としては、具体的には、ポリブテン又はその水素化物；１−オクテンオリゴマー、１−デセンオリゴマー等のポリα−オレフィン又はその水素化物；ジトリデシルグルタレート、ジ−２−エチルヘキシルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、又はジ−２−エチルヘキシルセバケート等のジエステル；ネオペンチルグリコールエステル、トリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンペラルゴネート、ペンタエリスリトール−２−エチルヘキサノエート、又はペンタエリスリトールペラルゴネート等のポリオールエステル；アルキルナフタレン、アルキルベンゼン、又は芳香族エステル等の芳香族系合成油又はこれら２種以上の混合物等が例示できる。
【００１０】
本発明に用いる潤滑油基油としては、上記鉱油系基油、上記合成系基油又はこれらの中から選ばれる２種以上の任意混合物等が使用できる。例えば、１種以上の鉱油系基油、１種以上の合成系基油、１種以上の鉱油系基油と１種以上の合成系基油との混合油等を挙げることができる。
【００１１】
本発明に用いる潤滑油基油の動粘度は特に制限はないが、その１００℃での動粘度は、３ｍｍ2／ｓ以上２０ｍｍ2／ｓ以下が好ましく、４ｍｍ2／ｓ以上１０ｍｍ2／ｓ以下がより好ましくは、５ｍｍ2／ｓ以上７ｍｍ2／ｓ以下が特に好ましく、６ｍｍ2／ｓ以上７ｍｍ2／ｓ以下が最も好ましい。前記動粘度が２０ｍｍ2／ｓを越える場合は、低温粘度特性が悪化し、一方、その動粘度が３ｍｍ2／ｓ未満の場合は、潤滑箇所での油膜形成が不十分であるため潤滑性に劣り、また潤滑油基油の蒸発損失が大きくなるためそれぞれ好ましくない。
【００１２】
潤滑油基油の蒸発損失量としては、ＮＯＡＣＫ蒸発量で２０質量％以下が好ましく、１６質量％以下がさらに好ましく、１０質量％以下が特に好ましい。潤滑油基油のＮＯＡＣＫ蒸発量が２０質量％を超える場合、潤滑油の蒸発損失が大きいだけでなく、組成物中の硫黄化合物やリン化合物、あるいは金属分が潤滑油基油とともにＤＰＦへ堆積する恐れがあり、固着成分の生成への悪影響が懸念されるため好ましくない。ここでＮＯＡＣＫ蒸発量とは、CECL-40-T-87に準拠して測定したものである。
潤滑油基油の粘度指数は特に制限はないが、低温から高温まで優れた粘度特性が得られるようにその値は、通常８０以上、好ましくは１００以上、更に好ましくは１２０以上、特に好ましくは１３０以上である。その粘度指数が８０未満である場合、低温粘度特性が悪化するため好ましくない。
【００１３】
本発明の組成物に用いる(Ａ)成分は、金属系清浄剤である。(Ａ)成分としては、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のスルホネート、フェネート、サリシレート等の金属系清浄剤が挙げられる。
前記(Ａ)成分としては、アルカリ金属又はアルカリ土類金属スルホネート系清浄剤及び／又はアルカリ金属又はアルカリ土類金属サリシレート系清浄剤の使用が好ましく、アルカリ金属又はアルカリ土類金属サリシレート系清浄剤の使用がより好ましい。特に、式(１)で表わされる化合物から選ばれる少なくとも１種を、通常５５モル％以上、好ましくは６０モル％以上含有するアルカリ金属又はアルカリ土類金属サリシレート及び／又はその(過)塩基性塩の使用が、潤滑油基油への溶解性、貯蔵安定性に優れる点で特に望ましい。
【００１４】
【化１】
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式(１)中、Ｒ1は炭素数１〜４０のアルキル基、Ｒ2は水素原子又は炭素数１〜４０のアルキル基、Ｍはナトリウム、カリウム、マグネシウム、バリウム、カルシウム等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属を示し、特にマグネシウム及び／又はカルシウムが好ましい。また、ｎは金属Ｍの価数により１又は２を示す。
【００１５】
上記炭素数１〜４０のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラコシル基、ペンタコシル基、ヘキサコシル基、ヘプタコシル基、オクタコシル基、ノナコシル基、トリアコンチル基等が挙げられ、これらは直鎮状であっても分枝状であっても良い。
上記炭素数１〜４０のアルキル基において、特に炭素数１０〜４０のアルキル基に関しては、エチレン、プロピレン、１−ブテン等の重合体又は共重合体から誘導される炭素数１０〜４０の第２級アルキル基、特にエチレン重合体から誘導される炭素数１０〜４０の第２級アルキル基が好ましく、炭素数１４〜１８の第２級アルキル基が特に好ましい。
【００１６】
(Ａ)成分において、前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属サリシレートとしては、溶解性及び貯蔵安定性に優れる点で、前記式(１)におけるＲ1が炭素数１０〜１９の第２級アルキル基、Ｒ2が水素原子である化合物(A-1)と、Ｒ1及びＲ2が炭素数１０〜１９の第２級アルキル基である化合物(A-2)との合計が５５ｍｏｌ％以上、好ましくは６０ｍｏｌ％以上含むアルカリ金属又はアルカリ土類金属サリシレートが好ましく、更に低温流動性に優れる点から、モノアルキルサリシレートを主体、例えば８５ｍｏｌ％以上、好ましくは９０ｍｏｌ％以上とするアルカリ金属又はアルカリ土類金属サリシレートが望ましい。
前記化合物(A-1)及び(A-2)の構成比は、化合物(A-1)が通常４０ｍｏｌ％以上、好ましくは５０ｍｏｌ％以上であり、化合物(A-2)が通常１５ｍｏｌ％以下、好ましくは１０ｍｏｌ％以下である。また、化合物(A-1)に対する化合物(A-2)のモル比((A-2)／(A-1))は、特に制限はないが、低温流動性により優れる点で好ましくは０．３以下、より好ましくは０．２以下である。
【００１７】
(Ａ)成分としては、炭酸カルシウム及び／又はホウ酸カルシウム等の(過)塩基性塩を含む過塩基性金属系清浄剤の使用が好ましい。その塩基価は、通常１５０〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇであるが、サリシレート系清浄剤を使用する場合の塩基価は、好ましくは１５０〜４００ｍｇＫＯＨ／ｇ、より好ましくは１５０〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇであり、スルホネート系清浄剤又はフェネート系清浄剤を使用する場合の塩基価は、好ましくは２００〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇ、より好ましくは２５０〜４００ｍｇＫＯＨ／ｇである。ここで塩基価とは、JIS K 2501「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過塩素酸法による塩基価を意味する。
【００１８】
本発明の組成物において(Ａ)成分の含有量は、組成物の硫酸灰分、Ｍ／Ｐ比、Ｂ／Ｍ比及びＳ／Ｍ比が後述する本発明で規定する範囲内となる限り特に制限はないが、組成物全量基準で、アルカリ金属又はアルカリ土類金属量として、通常０．０１質量％以上０．５質量％以下、好ましくは０．０５質量％以上０．３質量％以下、特に好ましくは０．１５質量％以上０．２質量％以下である。
【００１９】
本発明に用いる(Ｂ)成分は、無灰分散剤である。(Ｂ)成分としては、例えば、炭素数４０〜４００、好ましくは６０〜３５０の直鎖若しくは分枝状のアルキル基又はアルケニル基を分子中に少なくとも１個有する含窒素化合物又はその誘導体、具体的には、コハク酸イミド、ベンジルアミン、ポリアミン等、及びそれらのホウ素、リン、硫黄、有機酸等で変性された誘導体等が挙げられる。使用に際してはこれらの中から任意に選ばれる１種又は２種以上を配合することができる。
前記アルキル基又はアルケニル基の炭素数が４０未満の場合は(Ｂ)成分の潤滑油基油に対する溶解性が低下し、一方、炭素数が４００を越える場合は、潤滑油組成物の低温流動性が悪化するため、それぞれ好ましくない。このアルキル基又はアルケニル基は、直鎖状でも分枝状でもよいが、好ましくは、プロピレン、１−ブテン、イソブチレン等のオレフィンのオリゴマーや、エチレンとプロピレンのコオリゴマーから誘導される分枝状アルキル基や分枝状アルケニル基等が挙げられる。
【００２０】
(Ｂ)成分としては、ホウ素含有無灰分散剤を含有させることができ、ホウ素含有無灰分散剤としては、例えば、ホウ素含有ポリ(イソ)ブテニルコハク酸イミドが望ましい。ここで、ポリ(イソ)ブテニルコハク酸イミドには、モノタイプ及びビスタイプがあるが、これらはいずれも使用可能であるが、ビスタイプのポリ(イソ)ブテニルコハク酸イミドの使用が特に好ましい。
本発明の組成物において(Ｂ)成分の含有量は、特に制限はないが、組成物全量基準で、窒素量として、通常０．０１質量％以上０．４質量％以下、好ましくは０．０２質量％以上０．２質量％以下、特に好ましくは０．０２質量％以上０．１５質量％以下である。
本発明の組成物において(Ｂ)成分起因のホウ素量は、Ｂ／Ｍ比が後述する本発明に規定する範囲となる限り特に制限はないが、組成物全量基準で、通常０．０１５質量％以上０．２質量％以下、好ましくは０．０１８質量％以上０．１質量％未満、より好ましくは０．０４質量％未満であり、特に好ましくは０．０３質量％以下である。(Ｂ)成分起因のホウ素量を０．０１５質量％以上とすることで顕著な効果が得られ、０．０４質量％以上となった場合でも、さほど顕著な効果が得られるわけではなく、硫酸灰分が増加する点やコストの点を考慮すると、０．０１５質量％以上０．０４質量％未満とするのが最も望ましい。
【００２１】
(Ｂ)成分には、ホウ素を含まない無灰分散剤、特にホウ素を含まないコハク酸イミド系無灰分散剤を併用することが望ましい。その含有量は、特に制限はないが、組成物全量基準で、窒素量として好ましくは０．０１質量％以上０．０８質量％未満、より好ましくは０．０２質量％以上０．０７質量％以下である。なお、(Ｂ)成分におけるホウ素と窒素の質量比(Ｂ／Ｎ比)は特に制限はないが、通常０．１以上０．５以下、好ましくは０．１４以上０．３以下、特に好ましくは０．２以下である。
【００２２】
本発明に用いる(Ｃ)成分は、リン系摩耗防止剤であり、潤滑油に使用される公知のリン系摩耗防止剤を使用することができる。
(Ｃ)成分としては、具体的には、リン酸エステル、亜リン酸エステル、チオリン酸エステル、チオ亜リン酸エステル、これらの誘導体、これらの金属塩、アミン塩等が挙げられる。これらの中でも、モノ又はジヒドロカルビルジチオリン酸金属塩及び／又はモノ又はジヒドロカルビルリン酸金属塩が好適な例として挙げられる。
ここで、前記金属塩における金属としては、亜鉛、モリブデン、アルカリ金属、アルカリ土類金属等の金属が挙げられ、亜鉛が特に好ましい。
前記アミン塩におけるアミンとしては、炭素数１〜３０、好ましくは炭素数８〜２４の炭化水素基を有するアミン化合物が挙げられる。当該炭化水素基としては、アルキル基又はアルケニル基等が望ましく挙げられる。
前記ヒドロカルビル基としては、炭素数１〜３０、好ましくは炭素数３〜８、より好ましくは炭素数３〜６の炭化水素基を有することが望ましく、該炭化水素基としては、第１級又は第２級のアルキル基が好ましく、第２級アルキル基が特に好ましい。
【００２３】
(Ｃ)成分としては、摩耗防止性に特に優れた組成物を得ることができるとともにＤＰＦへの固着成分の生成を抑制することから、炭素数３〜８のアルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛の使用が好ましい。また、ＤＰＦへの固着成分の生成を抑制するだけでなく、低硫黄性及びロングドレイン性に優れ、かつ、低硫黄の潤滑油とすることができるため、排ガス浄化触媒に対する硫黄被毒の影響を極めて小さくすることができることから、炭素数３〜８のアルキル基を有するジアルキルリン酸亜鉛の使用が特に好ましい。
【００２４】
本発明の組成物において(Ｃ)成分の含有量は、特に制限はないが、組成物全量基準で、リン量として通常０．０１質量％以上０．２質量％以下、好ましくは０．０４質量％以上０．１５質量％以下、より好ましくは０．０８質量％以上０．１５質量％以下、特に好ましくは０．１質量％以上０．１５質量％以下である。
【００２５】
本発明の潤滑油組成物は、上記(Ａ)〜(Ｃ)成分を含有するだけでなく、下記要件(１)〜(４)の全てを満たす物性を有することが重要である。
(１)硫酸灰分０．４〜２質量％、(２)全リン量に対する(Ａ)成分起因の金属量の原子比(Ｍ／Ｐ比)０．２〜３、(３)(Ａ)成分起因の金属量に対する全ホウ素量の原子比(Ｂ／Ｍ比)０．２〜２、(４)(Ａ)成分起因の金属量に対する全硫黄量の原子比(Ｓ／Ｍ比)０〜４。
要件(１)の硫酸灰分は、要求される組成物の性能やディーゼルエンジン油規格等に応じて０．８質量％を超え１．２質量％以下、好ましくは０．９質量％以上１．１質量％以下、より好ましくは１．０質量％以上１．１質量％以下とすることができる。この際、要件(２）のＭ／Ｐ比は、０．２〜３、好ましくは１以上２．５以下、より好ましくは１．２以上２以下、特に好ましくは１．２以上１．６以下であり、要件(３)のＢ／Ｍ比は、０．２〜２、好ましくは０．２５以上１．２以下、より好ましくは０．３以上０．７以下、特に好ましくは０．３以上０．６以下以下であり、要件(４)のＳ／Ｍ比は、０〜４、好ましくは０．２以上３以下、より好ましくは１以上２．２以下、特に好ましくは１．５以上２以下である。
【００２６】
また、要件(１)の硫酸灰分は、要求される組成物の性能やディーゼルエンジン油規格等に応じて０．４〜０．８質量％、好ましくは０．４５質量％以上０．６質量％以下、より好ましくは０．５質量％以上０．５５質量％以下とすることができる。この際、要件(２)のＭ／Ｐ比は、０．２〜３、好ましくは０．４以上２以下、より好ましくは０．６以上１．５以下、特に好ましくは０．６以上１以下であり、要件(３)のＢ／Ｍ比は、０．２〜２、好ましくは０．５以上２．５以下、より好ましくは０．８以上１．５以下、特に好ましくは０．８以上１．２以下であり、要件(４)のＳ／Ｍ比は、０〜４、好ましくは０．５以上３．８以下、より好ましくは１．５以上３．８以下、特に好ましくは３以上３．８以下である。
【００２７】
更に、要件(１)の硫酸灰分は、要求される組成物の性能やディーゼルエンジン油規格等に応じて１．２質量％を超え２質量％以下、好ましくは１．３質量％以上１．６質量％以下、より好ましくは１．４質量％以上１．５質量％以下とすることができる。この際、要件(２)のＭ／Ｐ比は、０．２〜３、好ましくは１．５以上３以下、より好ましくは２以上２．６以下であり、要件(３)のＢ／Ｍ比は、０．２〜２、好ましくは１以下、より好ましくは０．５以下、特に好ましくは０．４以下であり、要件(４)のＳ／Ｍ比は、０〜４、好ましくは０．２以上２以下、より好ましくは０．８以上１．５以下である。
【００２８】
本発明のディーゼルエンジン用潤滑油組成物は、上記構成により再生式ＤＰＦ、特に連続再生式ＤＰＦへ蓄積する固着灰分の生成を抑制し、再生処理後の差圧発生を抑制することができ、その結果、ＤＰＦの閉塞による寿命を延長することができるが、硫黄分が１０質量ｐｐｍを大幅に超えるディーゼル燃料、例えば、硫黄分が５０質量ｐｐｍ程度以上のディーゼル燃料を使用する場合には、その効果を十分発揮することができない。従って、本発明の組成物は、硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下、好ましくは５質量ｐｐｍ以下のディーゼル燃料を使用するディーゼルエンジンに適用することが必要である。このような燃料を使用する場合にＤＰＦへの固着成分の生成を顕著に抑制することができる。
【００２９】
硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下のディーゼル燃料としては、特に制限はないが、高度に脱硫精製された、硫黄分が１０質量ｐｐｍ以下の灯油、軽油等の鉱油系燃料の他に、飽和又は不飽和脂肪酸アルキルエステル等のいわゆるバイオディーゼル燃料やジメチルエーテル(ＤＭＥ)、フィッシャートロプシュ反応等により合成されたＧＴＬ(ガストゥリキッド)灯油、ＧＴＬ軽油等の実質的に硫黄を含有しない燃料等が挙げられる。
【００３０】
本発明のディーゼルエンジン用潤滑油組成物には、さらに必要に応じて、潤滑油に使用可能な添加剤、例えば、酸化防止剤、摩擦調整剤、(Ｃ)成分以外の摩耗防止剤、粘度指数向上剤、腐食防止剤、防錆剤、抗乳化剤、金属不活性化剤、消泡剤又は着色剤等の添加剤を適宜選択して１種又は２種以上配合することができる。
酸化防止剤としては、フェノール系、アミン系等の公知の酸化防止剤を使用することができる。
摩擦調整剤としては、モリブデンジチオカーバメート、モリブデンジチオホスフェート等の有機モリブデン化合物、炭素数６〜３０のアルキル基又はアルケニル基を有する脂肪酸、脂肪酸エステル、脂肪族アミン、脂肪族エーテル、脂肪酸アミド等の無灰系摩擦調整剤等を使用することができる。
(Ｃ)成分以外の摩耗防止剤としては、例えば、硫化油脂、硫化エステル、硫化オレフィン、ポリスルフィド、ジチオカーバメート、亜鉛ジチオカーバメート等の硫黄系摩耗防止剤等を使用することができる。
粘度指数向上剤としては、例えば、重量平均分子量が１０００〜１００００００のポリメタクリレート系、エチレン−α−オレフインコポリマー系、スチレン−ジエンコポリマー系、ポリ(イソ)ブテン系等の公知の粘度指数向上剤を使用することができる。
腐食防止剤としては、例えば、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、イミダゾール系化合物等を使用することができる。
防錆剤としては、例えば、石油スルホネート、アルキルベンゼンスルホネート、ジノニルナフタレンスルホネート、アルケニルコハク酸エステル、多価アルコールエステル等を使用することができる。
抗乳化剤としては、例えば、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、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を使用することができる。
金属不活性化剤としては、例えば、イミダゾリン、ピリミジン誘導体、アルキルチアジアゾール、メルカプトベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール又はその誘導体、１，３，４−チアジアゾールポリスルフィド、１，３，４−チアジアゾリル−２，５−ビスジアルキルジチオカーバメート、２−(アルキルジチオ)ベンゾイミダゾール、及びβ−(０−カルポキシベンジルチオ)プロピオンニトリル等を使用することができる。
消泡剤としては、例えば、シリコーン、フルオロシリコーン、フルオロアルキルエーテル等を使用することができる。
【００３１】
これら任意の添加剤を本発明の潤滑油組成物に含有させる場合には、その含有量は組成物全量基準で、酸化防止剤、摩擦調整剤及び(Ｃ)成分以外の摩耗防止剤の場合、それぞれ０．０１〜５質量％が好ましい。粘度指数向上剤の場合は、０．１〜１５質量％が好ましく、腐食防止剤、防錆剤及び抗乳化剤の場合は、それぞれ０．００５〜５質量％が好ましい。金属不活性化剤の場合は、０．００５〜１質量％が好ましく、消泡剤の場合は、０．０００５〜１質量％が好ましい。
【００３２】
本発明のディーゼルエンジンシステムは、再生式ＤＰＦ、特に連続再生式ＤＰＦを備え、燃料として前記硫黄分１０質量ｐｐｍ以下のディーゼル燃料を使用し、該システム用の潤滑油組成物として、前述の本発明の潤滑油組成物を使用することで、再生式ＤＰＦへの固着成分の蓄積が抑制され、該ＤＰＦの寿命が延長されるディーゼルエンジンシステムである。システムの構成は、公知の構成に準じて適宜選択することができる。
再生式ＤＰＦには、三元触媒、酸化触媒、ＮＯｘ吸蔵型還元触、尿素還元型ＮＯｘ触媒等の触媒が併用されていても良い。
【００３３】
本発明の再生式ＤＰＦへの固着成分蓄積抑制方法は、再生式ＤＰＦ、特に連続再生式ＤＰＦを備え、且つ燃料として硫黄分１０質量ｐｐｍ以下のディーゼル燃料を使用するディーゼルエンジンシステムにおける該再生式ＤＰＦへの固着成分蓄積を抑制する方法であって、ディーゼルエンジンシステムの潤滑油として、前述の本発明の潤滑油組成物を使用することにより行なうことができ、該ＤＰＦの寿命を延長することができる。
【実施例】
【００３４】
以下、本発明の内容を実施例及び比較例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例になんら限定されない。
実施例１〜７、比較例１〜４
表１に示す組成のディーゼルエンジン用潤滑油組成物を調製した。なお、実施例６と比較例４の組成物は同一である。
得られた実施例１〜７及び比較例１〜３の各潤滑油組成物を用いて、以下の試験を行なった。
【００３５】
試験には、４００ｃｃ単気筒汎用ディーゼルエンジンを用い、排気部に炭化珪素製の外部再生型ＤＰＦを取り付け、２４００ｒｐｍ、１／２負荷、１００時間の運転を行い、ＤＰＦの入り口及び出口の差圧を測定した。なお、それぞれの試験は、表１に示す各潤滑油組成物をオイルパンに入れ、燃料として、硫黄分４質量ｐｐｍのディーゼル燃料に表１の各潤滑油組成物における「その他添加剤」を除いた組成物を４質量％配合したものを使用した。
試験途中にＤＰＦの入り口と出口の差圧が急激に立ち上がった場合には、外部再生炉にてＤＰＦに蓄積したすすを燃焼した上で、灰分を除去せずに試験を再開する操作を繰り返し、最後の再生処理直後の差圧を結果として表１に示す。ここで、ＤＰＦに蓄積したすすには、燃料及び燃料に配合した潤滑油成分の燃焼残査物の他、オイルパンから燃焼室へ混入した潤滑油成分の燃焼残査物が含まれていた。
比較例４の潤滑油組成物(実施例６と組成が同一)の場合には、ディーゼル燃料として硫黄分４５質量ｐｐｍのディーゼル燃料を用いた以外は上記他の例と同様の操作を行い、試験再開直後のＤＰＦの入り口及び出口の差圧を測定した。結果を表１に示す。
【００３６】
尚、表中の各成分は以下のとおりである。
1)潤滑油基油：水素化分解鉱油(１００℃動粘度：６．５mm2／s、硫黄含有量：０．０００１質量％以下、芳香族分５．５質量％、ＮＯＡＣＫ蒸発量：８質量％、粘度指数：１３０)
2)潤滑油基油：溶剤精製鉱油(１００℃動粘度：５．３mm2／s、硫黄含有量：０．３５質量％、粘度指数：１０３)
3)炭酸カルシウム含有過塩基性カルシウムサリシレート(全塩基価：１６６mgKOH／g、カルシウム含有量：５．８質量％、硫黄含有量：０．４質量％、硫酸灰分量１９．７質量％、(A-1)３−アルキルサリシレート５３mol％、(A-2)３，５−ジアルキルサリシレート８mol％、モノアルキルサリシレート合計９１mol％、アルキル基：Ｃ１４〜１８第２級アルキル基)
4)ホウ酸カルシウム含有過塩基性カルシウムサリシレート(全塩基価：１９０mgKOH／g、カルシウム含有量：６．８質量％、ホウ素含有量：２．７質量％、硫黄含有量：０．３質量％、(A-1)３−アルキルサリシレート５３mol％、(A-2)３，５−ジアルキルサリシレート８mol％、モノアルキルサリシレート合計９１mol％、アルキル基：Ｃ１４〜１８第２級アルキル基)
5)炭酸カルシウム含有過塩基性カルシウムスルホネート(全塩基価：３００mgKOH／g、カルシウム含有量：１２質量％、硫黄含有量：３．８質量％、硫酸灰分量４２．５質量％)
6)炭酸カルシウム含有過塩基性カルシウムフェネート(全塩基価：２５０mgKOH／g、カルシウム含有量：５．２５質量％、硫黄含有量：２．５質量％、硫酸灰分量３１．５質量％)
7)ポリブテニルコハク酸イミド(ビスタイプ、ポリブテニル基の数平均分子量１５００、窒素含有量１．３質量％)
8)ポリブテニルコハク酸イミドのホウ素化合物(ビスタイプ、ポリブテニル基の数平均分子量１３００、窒素含有量１．６質量％、ホウ素含有量０．５質量％)
9)ジ(１，３−ジメチルブチル)ジチオリン酸亜鉛(亜鉛含有量：７．８質量％、リン含有量７．２質量％、硫黄含有量１４．０質量％)
10)アルキルリン酸亜鉛(亜鉛含有量：６．７質量％、リン含有量６．０質量％)
11)フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、粘度指数向上剤及び流動点降下剤からなる添加剤
【００３７】
【表１】
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【００３８】
表１から明らかなとおり、硫黄分１０質量ｐｐｍ以下のディーゼル燃料を用いた場合の実施例１〜７の潤滑油組成物は、再生処理後のＤＰＦの差圧が小さく、ＤＰＦに堆積する固着成分の生成量が少ないと判断される。
硫酸灰分が０．８〜１．２質量％である実施例１〜５、比較例１〜３の潤滑油組成物は、再生処理直後の差圧は小さく、特にサリシレート系清浄剤を使用した場合に顕著な効果が得られることがわかる。またＢ／Ｍ比又はＳ／Ｍ比が本発明の規定を充足していない比較例１〜３の潤滑油組成物では、再生処理直後の差圧が高くなり、固着成分が蓄積し易いことがわかる。
硫酸灰分が０．４〜０．８質量％である実施例６及び比較例４の潤滑油組成物では、硫黄分１０質量ｐｐｍ以下のディーゼル燃料を用いた実施例６で再生直後の差圧が小さくなったが、硫黄分４５質量ｐｐｍのディーゼル燃料を用いた比較例４では再生直後の差圧が高くなり、固着成分が蓄積し易いことがわかる。
硫酸灰分が１．２〜２質量％である実施例７の潤滑油組成物では、再生処理回数は増えるが、再生処理後のＤＰＦの差圧は低く、本発明に規定する特定の物性を満たせば組成物中の硫酸灰分が、ＤＰＦの固着成分の生成に与える影響は小さいものと判断できる。
なお、これらの実施例では、硫酸灰分が１質量％程度あるいはそれ以上(実施例１〜５、７)であっでも、硫酸灰分が０．５質量％まで半減された実施例６と比べて全く遜色のない結果が得られていることがわかる。また、組成物のホウ素含有量は０．０４質量％未満であっても十分な性能を発揮できることが示唆され、実施例３のように、全ホウ素量が０．１質量％となった場合でもその効果があまり変わらないことから、低ホウ素量の組成物とすることができ、ホウ素による硫酸灰分の増加を抑制するとともに、コスト的に有利な組成物を得ることができる。
従って、本発明のディーゼルエンジン用潤滑油組成物は、硫黄分の極めて少ないディーゼル燃料との相乗効果により再生式ＤＰＦへの固着成分の蓄積を抑制することができ、当該ＤＰＦの閉塞による寿命を格段に延長することができると考えられる。