(57)【要約】消耗潤滑油組成物は、基油およびアシル化窒素含有化合物を含有する。それは、５〜２５０ｐｐｍのイオウ含量を有し、そして金属およびリンから構成された極圧添加剤が存在しないことにより、特徴付けられる。この組成物は、内燃機関エンジンから上記潤滑油組成物の一部を除去することにより、そして、それを、上記エンジンを操作するにつれて消費される燃料と配合するか、上記エンジンから出てくる排気ガスと配合することにより、排気ガス後処理装置を備えた上記エンジンを潤滑させるのに使用できる。
2004510839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低イオウ消耗潤滑油組成物であって、該組成物は、以下を含有する：
基油；
少なくとも１０種の脂肪族炭素原子の置換基を有するアシル化窒素含有化合物；および
５〜２５０ｐｐｍのイオウ含量；
該組成物は、金属およびリンから構成された極圧添加剤が存在しないことにより、特徴付けられる、
組成物。
【請求項２】
前記潤滑油組成物が、該組成物にＣ、Ｈ、ＯまたはＮだけ、および必要に応じて、Ｓｉを添加する成分から構成される、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記低イオウ消耗潤滑油組成物が、鉱物性基油またはポリα−オレフィン基油から構成される、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
前記アシル化窒素含有化合物が、カルボン酸アシル化剤および少なくとも１種のアミノ化合物から誘導され、該アミノ化合物が、少なくとも１個の−ＮＨ−基を含有し、該アシル化剤が、イミド結合、アミド結合、アミジン結合または塩結合を介して、該アミノ化合物に連結されている、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
前記アシル化窒素含有化合物が、ポリイソブテン置換スクシンイミドであり、該ポリイソブテン置換スクシンイミドが、該ポリイソブテン基中に、少なくとも５０個の脂肪族炭素原子を含有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
前記低イオウ消耗潤滑油組成物が、少なくとも１種の無灰清浄剤または分散剤、腐食防止剤、酸化防止剤、粘度調節剤、流動点降下剤、摩擦調節剤、流動性調節剤または消泡剤の少なくとも１種から構成される、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
排気ガス後処理装置を備えた内燃機関エンジンを操作する方法であって、該方法は、以下の工程を包含する：
（Ａ）通常液状または気体状の燃料を使用して、該エンジンを操作する工程；
（Ｂ）前出の請求項のいずれかの低イオウ消耗潤滑油組成物を使用して、該エンジンを潤滑させる工程；
（Ｃ）該エンジンから、該低イオウ消耗潤滑油組成物の一部を除去する工程であって、該低イオウ消耗潤滑油組成物の該除去部分が、（ｉ）該燃料と配合され、そして該エンジンを操作するにつれて該燃料と共に消費されるか、（ｉｉ）該エンジンからの排気ガスと配合され、そして該排気ガスと共に該エンジンから除去される工程；および
（Ｄ）該低イオウ消耗潤滑油組成物の該除去部分を補充するために、該エンジンに、追加量の該低イオウ消耗潤滑油組成物を添加する工程。
【請求項８】
前記工程（Ｃ）で形成された前記燃料組成物および前記低イオウ消耗潤滑油組成物の組合せが、０．０１重量％〜５重量％の該低イオウ消耗潤滑油組成物から構成される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記工程（Ｃ）中にて、前記低イオウ消耗潤滑油組成物の前記除去部分が、前記エンジンの燃料タンク、燃料戻り配管、燃料噴射器、吸気マニホルド、ブローバイガス還元装置、排気再循環系または空気取り入れ系で、前記燃料組成物に導入されるか、または該低イオウ消耗潤滑油組成物の該除去部分が、前記排気ガス後処理装置の上流にある前記排気ガスと配合される、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記エンジンが、圧縮点火エンジンまたは火花点火エンジンである、請求項７〜９のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本願は、米国速達郵便表示番号第ＥＦ２９７１６６７２６ＵＳで２０００年１２月１日に出願された米国特許出願（これは、Ｗｉｌｌｉａｍ　Ｂｒｉｃｋｅｒ　Ｃｈａｍｂｅｒｌｉｎ，ＩＩＩらの名で、「Ａ　Ｌｏｗ−Ｓｕｌｆｕｒ　Ｃｏｎｓｕｍａｂｌｅ　Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ　Ｏｉｌ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ａｎ　Ｉｎｔｅｒｎａｌ　Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅ　Ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　Ｓａｍｅ」の表題である）の部分継続出願（代理人登録番号３０４９）および２０００年９月１９日に出願された米国特許出願第０９／６６４，８３４号の部分継続出願である。これらの先願の内容は、本明細書中で参考として援用されている。
【０００２】
（技術分野）
本発明は、低イオウ消耗潤滑油組成物およびそれを使用して内燃機関エンジンを操作する方法に関する。本発明の方法は、次のオイル交換までの時間間隔を長くし排気ガス中のＮＯｘレベルを少なくするという利点がある。
【０００３】
（発明の背景）
排気ガス後処理装置（例えば、触媒コンバータ、微粒子トラップ、触媒トラップなど）を備えた内燃機関エンジンに付随した問題には、このようなエンジン用の潤滑油がクランク室だけでなく高摩耗領域（例えば、弁機構）でも使用されていることにある。これらのオイルは、高摩耗領域で使用されるので、通常、極圧（ＥＰ）剤を含有し、それらは、典型的には、有効にするために、金属（例えば、亜鉛）およびリンを含有する。このエンジンの操作中にて、これらのＥＰ剤は、分解し、得られた分解生成物は、最終的には、この後処理装置に入り、その装置に損傷を生じる。従って、問題は、排気ガス後処理装置の損傷を回避する潤滑油組成物を提供することにある。
【０００４】
従来の内燃機関エンジンに付随した他の問題は、代表的に、次のオイル交換までの時間間隔が他の整備品目（例えば、エアフィルタ交換、冷却剤交換、ブレーキ交換など）に必要な時間間隔よりも短いことにある。オイル交換は、自動車の所有者にとって、最も面倒で、時には、最も費用のかかる整備局面の１つと見なされている。伝統的には、オイル交換の間隔は、ベースストックおよび添加剤の質を良くすることによって、長くされている。１９２０年代以降、例えば、その間隔は、約１５倍以上になっている。それにも係わらず、次のオイル交換までの時間間隔は、他の整備品目に必要な時間間隔より、引き続いて短くなっている。従って、問題は、次のオイル交換までの時間間隔が他の整備の間隔と一致するまでに長くできるように、内燃機関エンジンの潤滑技術を向上させることにある。
【０００５】
内燃機関エンジンの操作に付随した他の問題には、このようなエンジンから出てくる排気ガスが有害な汚染物質であるＮＯｘを含有することにある。内燃機関エンジンの排気ガス中のＮＯｘレベルを少なくできれば、有利となる。
【０００６】
本発明は、これらの問題の各々の解決法を提供する。本発明では、金属およびリンを含有するＥＰ剤が存在しないことにより特徴付けられる低イオウ消耗潤滑油組成物が使用され、その結果として、その排気ガス後処理装置は、このようなＥＰ剤およびそれらの分解生成物に曝されて損傷を受けることから保護される。本発明の方法によれば、そのエンジンの操作中にて、使用するエンジン油がエンジンから連続的または定期的に除去されて新しいオイルで置き換えられるという事実から、必要なオイル交換の間隔が長くなる。予想外なことに、本発明の方法に従って操作されるエンジンから出てくる排気ガス中のＮＯｘレベルは、低くなる。
【０００７】
米国特許第５，９５５，４０３号は、無イオウ消耗潤滑油組成物を開示しており、これは、主要量の合成ベース潤滑油と、少量のトリ（アルキルフェニル）ホスフェートまたはジ（アルキルフェニル）リン酸耐摩耗剤、アミン酸化防止剤、置換スクシンイミド錆止め剤およびトリルトリアゾールとを含有する。このトリ（アルキルフェニル）ホスフェート耐摩耗剤は、約０．１〜２．０重量％の量で、また、このアミン酸化防止剤は、約０．１〜５重量％の量で、この潤滑油に混合されており、このスクシンイミドは、約０．０１〜０．５重量％の量で、また、このトリルトリアゾールは、約０．０１〜０．５重量％の量で、存在している。
【０００８】
米国特許第４，３９２，４６３号は、第一潤滑装置および第二潤滑装置を有するディーゼルエンジンを開示しており、第一潤滑装置は、通常のエンジン油を含有し、そのエンジンのうち過度の摩耗を受ける部分−カムシャフト、バルブリフタ、ロッカーアーム、バルブステムなどを含めた弁機構を潤滑させるのに使用されており、また、第二潤滑装置は、ディーゼル燃料を使用して、このエンジンの残りの部分−クランクシャフトおよびそれに付随した部品、ピストン、連接棒などを潤滑する。クランクシャフトなどを潤滑するのに使用されるディーゼル燃料は、クランクシャフトブローバイ排気ガスに曝されることにより、その中に含有される汚染物質を吸収し、これらの汚染物質を燃料系に再循環して、それらは、燃焼され排気される。新鮮な潤滑剤で絶えず潤滑させることにより、これらの特定の部品における摩耗は、少なくなる。参考文献では、このディーゼル燃料／潤滑剤が燃料系を通って連続的に交換され循環するので、頻繁に潤滑剤を交換しなくてもすむようになることが示されている。このエンジン油および第一潤滑系は、クランクケースブローバイ排気ガスに曝されないので、その有効寿命が長くなり、それゆえ、必要なオイル交換の回数が少なくなる。
【０００９】
（発明の要旨）
本発明は、低イオウ消耗潤滑油組成物に関し、上記組成物は、以下を含有する：基油；少なくとも１０種の脂肪族炭素原子の置換基を有するアシル化窒素含有化合物；および５〜２５０ｐｐｍのイオウ含量；上記組成物は、金属およびリンから構成された極圧添加剤が存在しないことにより、特徴付けられる。
【００１０】
本発明は、さらに、排気ガス後処理装置を備えた内燃機関エンジンを操作する方法に関し、上記方法は、以下の工程を包含する：
（Ａ）通常液状または気体状の燃料を使用して、上記エンジンを操作する工程；
（Ｂ）前出の低イオウ消耗潤滑油組成物を使用して、上記エンジンを潤滑させる工程；
（Ｃ）上記エンジンから、上記低イオウ消耗潤滑油組成物の一部を除去する工程であって、上記低イオウ消耗潤滑油組成物の上記除去部分は、（ｉ）上記燃料と配合され、そして上記エンジンを操作するにつれて上記燃料と共に消費されるか、（ｉｉ）上記エンジンからの排気ガスと配合され、そして上記排気ガスと共に上記エンジンから除去される工程；および
（Ｄ）上記低イオウ消耗潤滑油組成物の上記除去部分を補充するために、上記エンジンに、追加量の上記低イオウ消耗潤滑油組成物を添加する工程。
【００１１】
（好ましい実施形態の説明）
「低イオウ」との用語は、本発明の消耗潤滑油組成物に関連して使用するとき、その潤滑油組成物が、約５ｐｐｍ〜約２５０ｐｐｍの範囲のイオウ含量を有することを意味する。
【００１２】
「消耗」との用語は、本発明の潤滑油組成物に関連して使用するとき、その潤滑油組成物が、（ｉ）本発明の方法で使用される燃料組成物と混合されて消費されるか、または（ｉｉ）本発明の方法の操作中に生成される排気ガスと混合され、そして本発明の方法を実行するにつれて排気ガスと共にエンジンから除去されるか、いずれかを意味する。
【００１３】
「排気ガス後処理装置」との用語は、本明細書中において、排気ガス中の汚染物質を少なくするために内燃機関エンジンの排気ガス系で使用される任意の装置を意味するように使用される。これらには、触媒コンバータ、微粒子トラップ、触媒トラップなどが挙げられる。
【００１４】
「無イオウ」との用語は、本発明の低イオウ消耗潤滑油組成物と併用される添加剤またはこのような添加剤用の希釈剤に言及するとき、元素イオウを含まないか不純物レベルの元素イオウ（約２５ｐｐｍを超えず、１実施形態では、約１５ｐｐｍを超えない）を含有する物質を意味する。
【００１５】
「ヒドロカルビル」との用語は、本発明の文脈内で、分子の残部に直接結合した炭素原子を有しそして炭化水素的性質または主として炭化水素的な性質を有する基を示す。このような基には、以下が挙げられる：
（１）純粋な炭化水素置換基、すなわち、脂肪族基（例えば、アルキルまたはアルケニル）、脂環族基（例えば、シクロアルキル、シクロアルケニル）、芳香族基、脂肪族置換された芳香族置換基および脂環族置換された芳香族置換基、芳香族置換された脂肪族基および脂環族基などだけでなく、環状置換基。ここで、この環は、分子の他の部分により、完成されている（すなわち、例えば、いずれか２個の指示された置換基は、一緒になって、脂環族基を形成し得る）。このような基は、当業者に公知である。例には、メチル、エチル、オクチル、デシル、オクタデシル、シクロヘキシル、フェニルなどが挙げられる。
【００１６】
（２）置換された炭化水素基、すなわち、これらの基は、非炭化水素置換基を含有する。この非炭化水素置換基は、主として、基の炭化水素的性質を変えない。適当な置換基は、当業者に知られている。例には、ニトロ、シアノ、アルコキシ、アシルなどが挙げられる。
【００１７】
（３）ヘテロ基、すなわち、主として、炭化水素的性質を有しながら、鎖または環の中に存在する炭素以外の原子を有するが、その他は炭素原子で構成されている。適当なヘテロ原子は当業者に明らかであり、例えば、窒素または酸素が挙げられる。
【００１８】
一般に、このヒドロカルビル基では、各１０個の炭素原子に対し、約３個以下の置換基またはヘテロ原子、好ましくは、１個以下の置換基またはヘテロ原子が存在する。
【００１９】
「アルキルベースの」、「アリールベースの」などのような用語は、アルキル基、アリール基などに関する上記の用語と類似した意味を有する。
【００２０】
「炭化水素ベースの」との用語もまた同じ意味を有し、そして分子の残基に直接結合した炭素原子を有する分子基に援用されるとき、用語「ヒドロカルビル」と交換可能に用いられ得る。
【００２１】
本明細書中で使用する「低級の」との用語は、ヒドロカルビル、アルキル、アルケニル、アルコキシなどのような用語と関連して、全体で７個までの炭素原子を有するこのような基を記述するべく意図されている。
【００２２】
「油溶性の」との用語は、物質が２５℃で１リットルあたり少なくとも約１グラムの範囲まで、鉱油に溶解することをいう。
【００２３】
（低イオウ消耗潤滑油組成物）
この低イオウ消耗潤滑油組成物は、１実施形態では、その潤滑油組成物にＣ、Ｈ、ＯまたはＮだけを添加する成分から構成され得る。１実施形態では、Ｓｉが存在し得る。イオウを除くと、以下で述べるように、存在し得る任意の他の元素は、不純物として存在し、それゆえ、比較的に低い濃度である。（このオイルをエンジンで使用する前の）これらの不純物の各々の濃度は、典型的には、約５００ｐｐｍ未満、１実施形態では、約２５０ｐｐｍ未満、１実施形態では、約１００ｐｐｍ未満、１実施形態では、約５０ｐｐｍ未満、１実施形態では、約２５ｐｐｍ未満、１実施形態では、約１０ｐｐｍ未満である。この潤滑油組成物は、金属（例えば、亜鉛）およびリンから構成されるＥＰ添加剤が存在しないことにより、特徴付けられる。１実施形態では、この潤滑油組成物は、灰分生成型の清浄剤または分散剤が存在しないことにより、特徴付けられる。
【００２４】
本発明の潤滑油組成物中のイオウは、任意の形状であり得る。このイオウは、元素イオウであり得るか、または潤滑油組成物中で存在し得るか、またはイオウ含有化合物の一部として、その潤滑油組成物に添加され得る。このイオウ含有化合物は、無機イオウ化合物または有機イオウ化合物であり得る。このイオウ含有化合物は、以下の基の１種またはそれ以上を含有する化合物であり得る：スルファモイル、スルフェナモイル、スルフェノ、スルフィド、スルフィナモイル、スルフィノ、スルフィニル、スルホ、スルホニオ、スルホニル、スルホニルジオキシ、サルフェート、チオ、チオカルバモイル、チオカルボニル、チオカルボニルアミノ、チオカルボキシ、チオシアナト、チオホルミル、チオキソ、チオケトン、チオアルデヒド、チオエステルなど。このイオウは、ヘテロ基中に存在し得るか、または鎖または環に炭素原子およびイオウ原子（および必要に応じて、他のヘテロ原子（例えば、酸素または窒素））を含有する化合物中に存在し得る。このイオウ含有化合物は、イオウ酸化物（例えば、二酸化イオウまたは三酸化イオウ）であり得る。このイオウまたはイオウ含有化合物は、本発明の潤滑油組成物に意図的に添加され得るか、本発明の潤滑油組成物用の基油または１種またはそれ以上の添加剤中に不純物として存在し得る。本発明の潤滑油組成物中のイオウ含量は、重要であり、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）またはＸ線技術により測定したとき、約５〜約２５０ｐｐｍの範囲、１実施形態では、約５〜約２００ｐｐｍの範囲、１実施形態では、約５〜約１５０ｐｐｍの範囲、１実施形態では、約５〜約１００ｐｐｍの範囲、１実施形態では、約５〜約５０ｐｐｍの範囲、１実施形態では、約５〜約２５ｐｐｍの範囲、１実施形態では、約５〜約１５ｐｐｍの範囲である。
【００２５】
この低イオウ消耗潤滑油組成物は、主要量（すなわち、約５０重量％より多い量）で一般に存在している１種またはそれ以上の基油から構成される。一般に、この基油は、この潤滑油組成物の約６０重量％より多い量、または約７０重量％より多い量、または約８０重量％より多い量で、存在している。
【００２６】
この低イオウ消耗潤滑油組成物は、１００℃で約１６．３ｃＳｔまでの粘度、１実施形態では、１００℃で約５〜約１６．３ｃＳｔの粘度、１実施形態では、１００℃で約６〜約１３ｃＳｔの粘度を有し得る。１実施形態では、この潤滑油組成物は、０Ｗ、０Ｗ−２０、０Ｗ−３０、０Ｗ−４０、０Ｗ−５０、０Ｗ−６０、５Ｗ、５Ｗ−２０、５Ｗ−３０、５Ｗ−４０、５Ｗ−５０、５Ｗ−６０、１０Ｗ、１０Ｗ−２０、１０Ｗ−３０、１０Ｗ−４０または１０Ｗ−５０のＳＡＥ粘度等級を有する。
【００２７】
この低イオウ消耗潤滑油組成物は、ＡＳＴＭ　Ｄ４６８３の方法で測定したとき、１５０℃で、約４センチポアズまで、１実施形態では、約３．７センチポアズまで、１実施形態では、約２〜約４センチポアズ、１実施形態では、約２．２〜約３．７センチポアズ、１実施形態では、約２．７〜約３．５センチポアズの高温／高剪断粘度を有し得る。
【００２８】
この低イオウ消耗潤滑油組成物で使用される基油は、天然油、合成油またはそれらの混合物であり得るが、但し、このような基油のイオウ含量は、本発明の低イオウ消耗潤滑油組成物に必要な上記イオウ濃度限界を超えない。有用な天然油には、動物性油および植物性油（例えば、ヒマシ油、ラード油）、ならびに鉱物性潤滑油（例えば、石油）、およびパラフィンタイプ、ナフテンタイプまたは混合型パラフィン−ナフテンタイプの溶媒処理された鉱物性潤滑油または酸処理された鉱物性潤滑油が挙げられる。石炭またはけつ岩から誘導されるオイルもまた、有用である。合成の潤滑油には、例えば、炭化水素油（例えば、重合されたオレフィンおよびインターポリマー化されたオレフィン（例えば、ポリブチレン、ポリプロピレン、プロピレン−イソブチレン共重合体など））；ポリ（１−ヘキセン）、ポリ（１−オクテン）、ポリ（１−デセン）など、およびそれらの混合物；アルキルベンゼン（例えば、ドデシルベンゼン、テトラデシルベンゼン、ジノニルベンゼン、ジ（２−エチルヘキシル）ベンゼンなど）；ポリフェニル（例えば、ビフェニル、テルフェニル、アルキル化されたポリフェニルなど）；アルキル化されたジフェニルエーテルおよびそれらの誘導体、それらのアナログおよび同族体などが挙げられる。
【００２９】
アルキレンオキシド重合体およびインターポリマーおよびそれらの誘導体（この誘導体では、その末端ヒドロキシル基は、エステル化、エーテル化などにより修飾されている）は、使用できる公知の別の種類の合成潤滑油を構成する。これらは、エチレンオキシドまたはプロピレンオキシドの重合により調製されるオイル、これらのポリオキシアルキレン重合体のアルキルエーテルおよびアリールエーテル（例えば、約１０００の平均分子量を有するメチルポリイソプロピレングリコールエーテル、約５００〜１０００の分子量を有するポリエチレングリコールのジフェニルエーテル、約１０００〜１５００の分子量を有するポリプロピレングリコールのジエチルエーテルなど）、またはそれらのモノ−およびポリカルボン酸エステル（例えば、テトラエチレングリコールの酢酸エステル、混合したＣ３〜８脂肪酸エステルまたはＣ１３オキソ酸ジエステル）により例示される。
【００３０】
使用できる他の適切な種類の合成潤滑油には、ジカルボン酸（例えば、フタル酸、コハク酸、アルキルコハク酸、アルケニルコハク酸、マレイン酸、アゼライン酸、スベリン酸、セバシン酸、フマル酸、アジピン酸、リノール酸ダイマー、マロン酸、アルキルマロン酸、アルケニルマロン酸など）と、種々のアルコール（例えば、ブチルアルコール、ヘキシルアルコール、ドデシルアルコール、２−エチルヘキシルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコールモノエーテル、プロピレングリコールなど）とのエステルが挙げられる。これらエステルの特定の例には、アジピン酸ジブチル、セバシン酸ジ（２−エチルヘキシル）、フマル酸ジ−ｎ−ヘキシル、セバシン酸ジオクチル、アゼライン酸ジイソオクチル、アゼライン酸ジイソデシル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジデシル、セバシン酸ジエイコシル、リノール酸ダイマーの２−エチルヘキシルジエステル、セバシン酸１モルとテトラエチレングリコール２モルおよび２−エチルヘキサン酸２モルとの反応により形成される複合エステルなどが挙げられる。
【００３１】
合成油として有用なエステルには、Ｃ５〜Ｃ１２モノカルボン酸と、ポリオールおよびポリオールエーテル（例えば、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトールなど）とから製造されるエステルも挙げられる。
【００３２】
このオイルは、ポリ−α−オレフィン（ＰＡＯ）であり得る。典型的には、このＰＡＯは、約４個〜約３０個の炭素原子、または約４個〜約２０個の炭素原子、または約６個〜約１６個の炭素原子を有するモノマーから誘導される。有用なＰＡＯの例には、オクテン、デセン、それらの混合物などから誘導したものが挙げられる。これらのＰＡＯは、１００℃で、約２〜約１５ｃＳｔ、または約３〜約１２ｃＳｔ、または約４〜約８ｃＳｔの粘度を有し得る。有用なＰＡＯの例には、１００℃で４ｃＳｔのポリ−α−オレフィン、１００℃で６ｃＳｔのポリ−α−オレフィン、およびそれらの混合物が挙げられる。鉱油と１種またはそれ以上の前記ＰＡＯとの混合物が、使用され得る。
【００３３】
未精製油、精製油および再精製油（これは、上で開示のタイプの天然油または合成油のいずれか）、およびこれらのいずれかの２種またはそれ以上の混合物は、本発明の潤滑剤中で使用できる。未精製油とは、天然原料または合成原料から、さらに精製処理することなく、直接得られるオイルである。例えば、レトルト操作から直接得られるけつ岩油、第１段の蒸留から直接得られる石油、またはエステル化工程から直接得られ、かつさらに処理せずに用いられるエステル油は、未精製油である。精製油は、１種またはそれ以上の特性を改良するべく、１段またはそれ以上の精製段階でさらに処理されたこと以外は、未精製油と類似している。このような精製方法の多くは、当業者には周知である。この方法には、例えば、溶媒抽出、二次蒸留、酸または塩基抽出、濾過、浸透などがある。再精製油は、すでに使用された精製油に、精製油を得るのに用いた工程と類似の工程を適用することにより、得られる。このような再精製油もまた、再生された油または再生加工された油として周知であり、そして消費された添加剤および油の分解生成物を除去するべく指示された方法により、しばしばさらに処理される。
【００３４】
本発明の低イオウ消耗潤滑油組成物で使用されるアシル化窒素含有化合物は、典型的には、無灰分散剤として機能する。少なくとも約１０個の脂肪族炭素原子の置換基を有しカルボン酸アシル化剤とアミノ化合物とを反応させることにより製造される多数のアシル化窒素含有化合物は、当業者に公知である。このような化合物では、このアシル化剤は、イミド結合、アミド結合、アミジン結合または塩結合を介して、このアミノ化合物に結合されている。少なくとも約１０個の脂肪族炭素原子の置換基は、この分子のカルボン酸アシル化剤から誘導した部分にあるか、またはこの分子のアミノ化合物から誘導した部分にあるか、いずれかであり得る。１実施形態では、それは、このアシル化剤部分にある。このアシル化剤は、ギ酸およびそのアシル化誘導体から、約５，０００個まで、１０，０００個までまたは２０，０００個までの炭素原子の高分子量脂肪族置換基を有するアシル化剤まで、変わり得る。このアミノ化合物は、その構造内に、少なくとも１個のＨＮ＜基が存在することにより、特徴づけられる。
【００３５】
１実施形態では、このアシル化剤は、モノカルボン酸またはポリカルボン酸（または、それらの反応性等価物）、例えば、置換コハク酸またはプロピオン酸であり、このアミノ化合物は、ポリアミンまたはポリアミン混合物、最も典型的には、エチレンポリアミン混合物である。このアミンはまた、ヒドロキシアルキル置換ポリアミンであり得る。このようなアシル化剤の脂肪族置換基は、典型的には、平均して、少なくとも約３０個または少なくとも約５０個で約４００個までの炭素原子を有する。
【００３６】
少なくとも１０個の炭素原子を含有する例示の炭化水素ベースの基には、ｎ−デシル、ｎ−ドデシル、テトラプロピレン、ｎ−オクタデシル、オレイル、クロロオクタデシル、トリイコンタニルなどがある。一般に、この炭化水素ベースの置換基は、２個〜１０個の炭素原子を有するモノオレフィンおよびジオレフィンの単独重合体またはインターポリマー（例えば、共重合体、ターポリマー）、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン、イソブテン、ブタジエン、イソプレン、１−ヘキセン、１−オクテンなどから製造される。典型的には、これらのオレフィンは、１−モノオレフィンである。この置換基はまた、このような単独重合体またはインターポリマーのハロゲン化（例えば、塩素化または臭素化）アナログから誘導できる。しかしながら、この置換基は、他の原料、例えば、単量体状の高分子量アルケン（例えば、１−テトラコンテン）、およびそれらの塩素化アナログおよび塩化水素化アナログ、脂肪族石油留分（特に、パラフィンワックスおよびそれらの分解アナログおよび塩素化アナログおよび塩化水素化アナログ）、ホワイト油、合成アルケン（例えば、チーグラー−ナッタ方法により製造したもの（例えば、ポリ（エチレン）グリース））、および当業者に公知の他の原料から製造できる。この置換基のいずれの不飽和も、当業者に公知の方法に従って、水素化により、低減されるか取り除くことができる。
【００３７】
この炭化水素ベースの置換基は、実質的に飽和であり、すなわち、それらは、存在する各１０個の炭素−炭素単一結合に対して、１個より多い炭素−炭素不飽和結合を含有しない。通常、これらは、存在する各５０個の炭素−炭素結合に対して、１個より多い非芳香族性の炭素−炭素不飽和結合を含有しない。
【００３８】
この炭化水素ベースの置換基はまた、事実上、実質的に脂肪族であり、すなわち、それらは、この置換基の各１０個の炭素原子に対して、６個以下の炭素原子を有する非脂肪族性部分（シクロアルキル、シクロアルケニルまたは芳香族）基を１個より多く含有しない。しかしながら、通常、この置換基は、各５０個の炭素原子に対して、１個より多いこのような非脂肪族基を含有せず、多くの場合、それらは、このような非脂肪族基を全く含有しない。すなわち、典型的な置換基は、純粋に脂肪族である。典型的には、これらの純粋な脂肪族置換基は、アルキル基またはアルケニル基である。
【００３９】
平均して、約３０個より多い炭素原子を含有する実質的に飽和な炭化水素ベースの置換基の特定の例には、以下がある：
約３５個〜約７０個の炭素原子を有するポリ（エチレン／プロピレン）基の混合物；
約３５個〜約７０個の炭素原子を有する、酸化的または機械的に劣化させたポリ（エチレン／プロピレン）基の混合物；
約８０個〜約１５０個の炭素原子を有するポリ（プロピレン／１−ヘキセン）基の混合物；
平均して、約５０個〜約２００個の炭素原子を有するポリ（イソブテン）基の混合物。
【００４０】
この置換基の有用な供給源には、ルイス酸触媒（例えば、三塩化アルミニウムまたは三フッ化ホウ素）の存在下にて、約３５〜約７５重量％のブテン含量および約３０〜約６０重量％のイソブテン含量を有するＣ４精製流の重合により得られるポリ（イソブテン）類がある。これらのポリブテン類は、以下の配置のイソブテン繰り返し単位を、主として（全繰り返し単位の８０％より多く）含有する：
【００４１】
【化１】
2004510839.tif 000003
１実施形態では、この置換基は、高メチルビニリデン異性体含量、すなわち、少なくとも約７０％メチルビニリデン含量、１実施形態では、少なくとも約８０％のメチルビニリデン含量を有するポリイソブテンからに誘導した基である。適切な高メチルビニリデンポリイソブテンには、三フッ化ホウ素触媒を使用して調製されたものが挙げられる。このようなポリイソブテン（ここで、そのメチルビニリデン異性体は、高い割合の全オレフィン組成を含有する）の調製は、米国特許第４，１５２，４９９号および第４，６０５，８０８号で記述されており、各開示内容は、本明細書中で参考として援用されている。
【００４２】
１実施形態では、このカルボン酸アシル化剤は、炭化水素置換コハク酸またはその酸無水物である。この置換コハク酸またはその酸無水物は、炭化水素ベースの置換基およびコハク酸基からなり、ここで、この置換基は、ポリアルケンから誘導され、該酸またはその酸無水物は、置換基の各当量重量に対して、その構造内に、平均して、少なくとも約０．９個のコハク酸基、１実施形態では、約０．９個〜約２．５個のコハク酸基が存在することにより、特徴づけられる。このポリアルケンは、一般に、少なくとも約７００の数平均分子量
【００４３】
【数１】
2004510839.tif 000004
１実施形態では、約７００〜約２０００の数平均分子量、１実施形態では、約９００〜約１８００の数平均分子量を有する。その重量平均分子量
【００４４】
【数２】
2004510839.tif 000005
との間の比
【００４５】
【数３】
2004510839.tif 000006
は、約１〜約１０、または約１．５〜約５の範囲であり得る。１実施形態では、このポリアルケンは、約２．５〜約５の
【００４６】
【数４】
2004510839.tif 000007
を有する。本発明の目的上、置換基の当量重量数は、この置換コハク酸中に存在する置換基の全重量を、置換基が誘導されるポリアルケンの
【００４７】
【数５】
2004510839.tif 000008
で割ることにより得られる商に相当する数値であると考えられる。それゆえ、置換コハク酸が、置換基の全重量４０，０００、およびその置換基が誘導されるポリアルケンの
【００４８】
【数６】
2004510839.tif 000009
２０００により特徴づけられるなら、この置換コハク酸アシル化剤は、置換基の全当量重量２０（４０，０００／２０００＝２０）により特徴づけられる。
【００４９】
１実施形態では、このカルボン酸アシル化剤は、置換コハク酸またはその酸無水物であり、該置換コハク酸またはその酸無水物は、炭化水素ベースの置換基およびコハク酸基からなり、ここで、この置換基はポリブテンから誘導され、このポリブテンでは、ブテンから誘導される全単位の少なくとも約５０％は、イソブチレンから誘導される。このポリブテンは、約１５００〜約２０００の
【００５０】
【数７】
2004510839.tif 000010
および約３〜約４の
【００５１】
【数８】
2004510839.tif 000011
により、特徴づけられる。これらの酸またはその酸無水物は、その構造内に、該置換基の各当量重量に対し、平均して、約１．５個〜約２．５個のコハク酸基が存在することにより、特徴づけられる。
【００５２】
１実施形態では、このカルボン酸は、少なくとも１種の置換コハク酸またはその酸無水物であり、該置換コハク酸またはその酸無水物は、置換基およびコハク酸基からなり、ここで、この置換基はポリブテンから誘導され、このポリブテンでは、ブテンから誘導される全単位の少なくとも約５０％は、イソブチレンから誘導される。このポリブテンは、約８００〜約１２００の
【００５３】
【数９】
2004510839.tif 000012
および約２〜約３の
【００５４】
【数１０】
2004510839.tif 000013
を有する。これらの酸またはその酸無水物は、その構造内に、該置換基の各当量重量に対し、平均して、約０．９個〜約１．２個のコハク酸基が存在することにより、特徴づけられる。
【００５５】
このアミノ化合物は、その構造内に、少なくとも１個のＮＨ＜基が存在することにより特徴づけられ、モノアミンまたはポリアミンであり得る。２種またはそれ以上のアミノ化合物の混合物は、１種またはそれ以上のアシル化試薬との反応に使用できる。１実施形態では、このアミノ化合物は、少なくとも１個の第一級アミノ基（すなわち、−ＮＨ２）を含有し、さらに好ましくは、このアミンは、ポリアミンであり、特に、少なくとも２個の−ＮＨ−基を含有するポリアミンであり、そのいずれかまたは両方は、第一級アミンまたは第二級アミンである。このアミンは、脂肪族アミン、脂環式アミン、芳香族アミンまたは複素環アミンであり得る。
【００５６】
有用なアミンのうちには、ポリアルキレンポリアミンを含めたアルキレンポリアミンがある。このアルキレンポリアミンには、次式に一致するものが挙げられる：
【００５７】
【化２】
2004510839.tif 000014
ここで、ｎは１〜約１０である；各Ｒは、独立して、水素原子、ヒドロカルビル基またはヒドロキシ置換ヒドロカルビル基またはアミン置換ヒドロカルビル基（これらは、約３０個までの原子を有する）であり、または異なる窒素原子上の２個のＲ基は、共に結合して、Ｕ基を形成できるが、但し、少なくとも１個のＲ基は水素原子であり、Ｕは、約２個〜１０個の炭素原子を有するアルキレン基である。好ましくは、Ｕは、エチレンまたはプロピレンであり得る。各Ｒが、水素またはアミノ置換ヒドロカルビル基であるアルキレンポリアミンは、エチレンポリアミンおよびエチレンポリアミン混合物と共に、有用である。通常、ｎは、約２〜約７の平均値を有する。このようなアルキレンポリアミンには、メチレンポリアミン、エチレンポリアミン、プロピレンポリアミン、ブチレンポリアミン、ペンチレンポリアミン、ヘキシレンポリアミン、ヘプチレンポリアミンなどが挙げられる。このようなアミンのより高級な同族体、および関連したアミノアルキル置換ピペラジンもまた、挙げられる。
【００５８】
有用なアルキレンポリアミンには、エチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、プロピレンジアミン、トリメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ジ（ヘプタメチレン）トリアミン、トリプロピレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、トリメチレンジアミン、ペンタエチレンヘキサミン、ジ（トリメチレン）トリアミン、Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジン、１，４−ビス（２−アミノエチル）ピペラジンなどが挙げられる。２種またはそれ以上の上記アルキレンアミンの縮合により得られるより高級な同族体は、上記ポリアミンのいずれかの２種またはそれ以上の混合物と同様に、有用である。
【００５９】
エチレンポリアミン（例えば、上で述べたもの）は、価格および有効性のために、特に有用である。このようなポリアミンは、「Ｄｉａｍｉｎｅｓ　ａｎｄ　Ｈｉｇｈｅｒ　Ａｍｉｎｅｓ」の表題で、Ｔｈｅ　Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（２版、Ｋｉｒｋ　ａｎｄ　Ｏｔｈｍｅｒ、７巻、２７〜３９ページ、Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ　Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ、Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　ｏｆ　Ｊｏｈｎ　Ｗｉｌｅｙ　ａｎｄ　Ｓｏｎｓ、１９６５）に詳細に記述され、これらの内容は、有用なポリアミンの開示について、本明細書中で参考として援用されている。このような化合物は、アルキレンクロライドとアンモニアとの反応により、またはエチレンイミンと開環試薬（例えば、アンモニアなど）との反応により、最も都合よく調製される。これらの反応により、アルキレンポリアミンの１種の錯体混合物（これには、ピペラジンのような環状の縮合生成物が含まれる）が生成する。
【００６０】
他の有用なタイプのポリアミン混合物には、上記ポリアミン混合物のストリッピングにより得られるものがある。この場合には、低分子量ポリアミンおよび揮発性の不純物は、アルキレンポリアミン混合物から除去され、しばしば「ポリアミンボトムス」と呼ばれる残渣が残る。一般に、アルキレンポリアミンボトムスは、約２００℃以下で沸騰する物質を、２重量％より少ない量、通常は１重量％より少ない量で有するものとして、特徴づけられ得る。エチレンポリアミンボトムス（これは、容易に入手可能であり、極めて有用であることが分かっている）の場合には、このボトムスは、全体で約２重量％より少ない量のジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）またはトリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）を含有する。Ｄｏｗ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｆｒｅｅｐｏｒｔ、Ｔｅｘａｓ）から得られるこのようなエチレンポリアミンボトムスの典型的な試料（これは、「Ｅ−１００」と呼ばれている）は、１５．６℃で１．０１６８の比重、３３．１５重量％の窒素割合、および４０℃で１２１センチストークスの粘度を示した。このような試料のガスクロマトグラフィー分析から、これが、約０．９３％の「ライトエンド」（ほとんどは、ＤＥＴＡである）、０．７２％のＴＥＴＡ、２１．７４％のテトラエチレンペンタミン、および７６．６１％およびそれ以上のペンタエチレンヘキサミンを含有することが示された（重量基準）。これらのアルキレンポリアミンボトムスには、環状の縮合生成物（例えば、ピペラジン）、およびジエチレントリアミンやトリエチレンテトラアミンなどのより高級なアナログが挙げられる。
【００６１】
これらのアルキレンポリアミンボトムスは、単独で、このアシル化剤と反応し得（この場合、このアミノ反応物は、本質的に、アルキレンポリアミンボトムスからなる）、またはそれらは、他のアミンおよびポリアミンと共に使用し得、またはアルコールまたはそれらの混合物と共に使用し得る。後者の場合には、少なくとも１種のアミノ反応物は、アルキレンポリアミンボトムスを含有する。
【００６２】
他のポリアミンは、例えば、米国特許第３，２１９，６６６号および第４，２３４，４３５号に記述され、これらの特許の内容は、上記アシル化剤と反応して有用なアシル化窒素含有化合物を形成し得るアミンの開示について、本明細書中で参考として援用されている。
【００６３】
１実施形態では、このアミンはヒドロキシアミンであり得る。典型的には、このヒドロキシアミンは、第一級、第二級または第三級のアルカノールアミンまたはそれらの混合物である。このようなアミンは、次式により表わされ得る：
【００６４】
【化３】
2004510839.tif 000015
ここで、各Ｒは、別個に、１個〜約８個の炭素原子を有するヒドロカルビル基、または２個〜約８個の炭素原子、好ましくは、１個〜約４個の炭素原子を有するヒドロキシヒドロカルビル基であり、そしてＲ’は、約２個〜約１８個の炭素原子、好ましくは、２個〜約４個の炭素原子を有する二価ヒドロカルビル基である。このような式の−Ｒ’−ＯＨ基は、ヒドロキシヒドロカルビル基を表わす。Ｒ’は、非環式基、脂環族基または芳香族基であり得る。典型的には、Ｒ’は、非環式の直鎖または分枝鎖アルキレン基（例えば、エチレン基、１，２−プロピレン基、１，２−ブチレン基、１，２−オクタデシレン基など）である。同じ分子内に２個のＲ基が存在する場合、それらは、直接の炭素−炭素結合により、またはヘテロ原子（例えば、酸素または窒素）を介して結合し、五員環構造、六員環構造、七員環構造または八員環構造を形成し得る。このような複素環アミンの例には、Ｎ−（ヒドロキシル低級アルキル）−モルホリン、−ピペリジン、−オキサゾリジンなどが挙げられる。しかしながら、典型的には、各Ｒ’は、別個に、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基またはヘキシル基である。
【００６５】
これらのアルカノールアミンの例には、モノ−、ジ−およびトリエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、エチルエタノールアミン、ブチルジエタノールアミンなどが挙げられる。
【００６６】
このヒドロキシアミンはまた、エーテルＮ−（ヒドロキシヒドロカルビル）−アミンであり得る。これらは、上記ヒドロキシアミンのヒドロキシポリ（ヒドロカルビルオキシ）アナログ（これらのアナログにはまた、ヒドロキシル置換されたオキシアルキレンアナログも挙げられる）である。このようなＮ−（ヒドロキシヒドロカルビル）アミンは、エポキシドと上記アミンとの反応により、都合よく調製され得、そして次式により表わされ得る：
【００６７】
【化４】
2004510839.tif 000016
ここで、ｘは、約２〜約１５の数であり、そしてＲおよびＲ’は、上で記述のものと同じである。Ｒはまた、ヒドロキシポリ（ヒドロカルビルオキシ）基であり得る。
【００６８】
このアシル化窒素含有化合物には、アミン塩、アミド、イミド、アミジン、アミジン酸、アミジン塩およびイミダゾリン、ならびにそれらの混合物が挙げられる。このアシル化剤およびアミノ化合物から、このアシル化窒素含有化合物を調製するためには、１種またはそれ以上のアシル化剤および１種またはそれ以上のアミノ化合物は、必要に応じて、実質的に不活性で通常液体の有機液体溶媒／希釈剤の存在下にて、約８０℃から、これらの反応物またはカルボン酸誘導体のいずれかの分解点までの範囲の温度であるが、通常、約１００℃から約３００℃までの範囲の温度（但し、３００℃は、この分解点を越えない）で、加熱される。約１２５℃〜約２５０℃の温度が、通常、使用される。このアシル化剤およびアミノ化合物は、このアシル化剤１当量あたり、約１／２当量から約２モルまでのアミノ化合物を提供するのに充分な量で、反応される。
【００６９】
多くの特許は、有用なアシル化窒素含有化合物を記述しており、これには、米国特許第３，１７２，８９２号；同第３，２１９，６６６号；同第３，２７２，７４６号；同第３，３１０，４９２号；同第３，３４１，５４２号；同第３，４４４，１７０号；同第３，４５５，８３１号；同第３，４５５，８３２号；同第３，５７６，７４３号；同第３，６３０，９０４号；同第３，６３２，５１１号；同第３，８０４，７６３号；および同第４，２３４，４３５号が含まれる。この種類の典型的なアシル化窒素含有化合物には、ポリ（イソブテン）置換コハク酸アシル化剤（例えば、無水物、酸、エステルなどであり、ここで、このポリ（イソブテン）置換基は、約５０個と約４００個の間の炭素原子を有する）と、エチレンポリアミンの混合物（これは、エチレンポリアミン１個あたり約３個〜約７個のアミノ窒素原子、および約１個〜約６個のエチレン単位を有する）とを反応させることにより製造したものがある。上述の米国特許の内容は、アシル化アミノ化合物およびそれらの調製方法の開示について、本明細書中で参考として援用されている。
【００７０】
この種類に属する他のタイプのアシル化窒素含有化合物には、カルボン酸アシル化剤とポリアミンとを反応させることより製造したものがあり、ここで、このポリアミンは、ヒドロキシ物質をアミンで縮合することにより製造した生成物である。これらの化合物は、米国特許第５，０５３，１５２号に記述され、その内容は、このような化合物の開示について、本明細書中で参考として援用されている。
【００７１】
この種類に属する他のタイプのアシル化窒素含有化合物には、上記アルキレンアミンと、上記置換コハク酸または無水物、および２個〜約２２個の炭素原子を有する脂肪族モノカルボン酸とを反応させることにより製造したものがある。これらのタイプのアシル化窒素化合物では、コハク酸とモノカルボン酸とのモル比は、約１：０．１〜約１：１の範囲である。このモノカルボン酸の典型には、ギ酸、酢酸、ドデカン酸、ブタン酸、オレイン酸、ステアリン酸、ステアリン酸異性体の市販混合物（これは、イソステアリン酸として知られている）、トール油酸などがある。このような物質は、米国特許第３，２１６，９３６号および同第３，２５０，７１５号にさらに詳しく記述されており、その内容は、このことに関する開示について、本明細書中で参考として援用されている。
【００７２】
有用であり得るさらに他の種類のアシル化窒素含有化合物には、約１２個〜３０個の炭素原子を有する脂肪モノカルボン酸および上記アルキレンアミン（典型的には、２個〜８個のアミノ基を含有するエチレンポリアミン、プロピレンポリアミンまたはトリメチレンポリアミンおよびそれらの混合物）との反応生成物がある。この脂肪モノカルボン酸は、一般に、１２個〜３０個の炭素原子を含有する直鎖および分枝鎖の脂肪カルボン酸の混合物である。広く用いられるタイプのアシル化窒素化合物は、上記アルキレンポリアミンと、５〜約３０モル％の直鎖の酸および約７０〜約９５モル％の分枝鎖脂肪酸を有する脂肪酸混合物とを反応させることにより、製造される。この市販混合物には、イソステアリン酸として市場で広く知られているものがある。これらの混合物は、米国特許第２，８１２，３４２号および同第３，２６０，６７１号に記述のように、不飽和脂肪酸の二量化の副生成物として、製造される。
【００７３】
この分枝鎖脂肪酸には、また、その分枝が、事実上、アルキルではないもの（例えば、フェニルステアリン酸およびシクロヘキシルステアリン酸およびクロロステアリン酸に見出されるもの）が挙げられ得る。分枝鎖脂肪カルボン酸／アルキレンポリアミン生成物は、当該技術分野で広く記述されている。例えば、米国特許第３，１１０，６７３号；同第３，２５１，８５３号；同第３，３２６，８０１号；同第３，３３７，４５９号；同第３，４０５，０６４号；同第３，４２９，６７４号；同第３，４６８，６３９号；同第３，８５７，７９１号を参照のこと。これらの特許の内容は、潤滑油調合物に用いる脂肪酸／ポリアミン縮合物の開示について、本明細書中で参考として援用されている。
【００７４】
１実施形態では、本発明の低イオウ消耗潤滑油組成物は、約１０ｐｐｍ以下、１実施形態では、約７ｐｐｍ以下、１実施形態では、約５ｐｐｍ以下の塩素レベルにより、特徴付けられる。このアシル化窒素含有化合物は、塩素を含まないか、またはこの潤滑油組成物にこのような化合物を添加すると約１０ｐｐｍ以下の塩素レベルを有する潤滑油組成物が形成されるような低塩素レベルを含有する必要がある。１実施形態では、このアシル化窒素含有化合物は、約５０ｐｐｍ以下、１実施形態では、約２５ｐｐｍ以下、１実施形態では、約１０ｐｐｍ以下の塩素含量を有する。１実施形態では、このアシル化窒素含有化合物は、塩素を含まない。
【００７５】
このアシル化窒素含有化合物は、典型的には、約１重量％〜約２５重量％の範囲、１実施形態では、約５重量％〜約１５重量％の範囲の濃度で、この低イオウ消耗潤滑油組成物中で使用される。これらの化合物は、この潤滑油組成物に直接添加し得る。１実施形態では、しかしながら、それらは、実質的に不活性で通常液体の有機希釈剤（例えば、鉱油、ナフサ、ベンゼン、トルエンまたはキシレン）で希釈されて、添加剤濃縮物を形成する。これらの濃縮物は、通常、約１重量％〜約９９重量％、１実施形態では、約１０重量％〜約９０重量％の希釈剤を含有する。１実施形態では、この有機希釈剤は、無イオウ組成物である。
【００７６】
本発明の低イオウ消耗潤滑油組成物の利点には、これらの潤滑油組成物が従来の潤滑油よりも環境上の観点から簡単に捨て得ることがある。これは、これらの潤滑油組成物中のリンおよび金属を含有するＥＰ添加剤が存在しないことに起因する。他方、従来の潤滑油組成物は、典型的には、比較的に高い濃度のこのようなＥＰ添加剤を含有する。
【００７７】
この低イオウ消耗潤滑油組成物は、基油に加えて、イオウおよびアシル化窒素含有化合物（これは、上で言及した）、１種またはそれ以上の無灰分型の界面活性剤または分散剤を含有し得る。無灰分の界面活性剤および分散剤は、その組成に依存して、この分散剤が、燃焼すると不揮発性物質（例えば、酸化ホウ素）を生じ得るという事実にもかかわらず、そう呼ばれている；しかしながら、それは、通常、金属を含有せず、従って、燃焼すると、金属を含有する灰を生じることはない。多くのタイプの物質が、当該技術分野で公知であり、これらの潤滑油組成物での使用に適している。これらには、以下が挙げられる：
（１）少なくとも約３４個の炭素原子（１実施形態では、少なくとも約５４個の炭素原子）を含有するカルボン酸（またはそれらの誘導体）と、例えば、フェノールおよびアルコールのような有機ヒドロキシ化合物、ならびに／または塩基性無機物質との反応生成物。これらの「カルボン酸分散剤」の例は、多くの米国特許（第３，２１９，６６６号；第４，２３４，４３５号；および第４，９３８，８８１号を含めて）に記述されている。
【００７８】
（２）比較的高分子量の脂肪族または脂環族ハロゲン化物と、アミン（好ましくはオキシアルキレンポリアミン）との反応生成物。これらは、「アミン分散剤」として特徴づけられ得、それらの例は、例えば、以下の米国特許に記述されている：第３，２７５，５５４号；第３，４３８，７５７号；第３，４５４，５５５号；および第３，５６５，８０４号。
【００７９】
（３）アルキルフェノール（ここで、このアルキル基は、少なくとも約３０個の炭素原子を含有する）と、アルデヒド（特に、ホルムアルデヒド）およびアミン（特に、ポリアルキレンポリアミン）との反応生成物。これは、「マンニッヒ分散剤」として特徴づけられ得る。以下の米国特許に記述の物質は、例示である：第３，６４９，２２９号；第３，６９７，５７４号；第３，７２５，２７７号；第３，７２５，４８０号；第３，７２６，８８２号；および第３，９８０，５６９号。
【００８０】
（４）アミンまたはマンニッヒ分散剤を、以下のような試薬で後処理することにより得られる生成物；尿素、アルデヒド、ケトン、カルボン酸、炭化水素置換の無水コハク酸、ニトリル、エポキシド、ホウ素化合物、リン化合物など。この種の例示の物質は、以下の米国特許に記述されている：第３，６３９，２４２号；第３，６４９，２２９号；第３，６４９，６５９号；第３，６５８，８３６号；第３，６９７，５７４号；第３，７０２，７５７号；第３，７０３，５３６号；第３，７０４，３０８号；および第３，７０８，４２２号。
【００８１】
（５）油溶性モノマー（例えば、メタクリル酸デシル、ビニルデシルエーテル、および高分子量オレフィン）と、極性置換基を含有するモノマー（例えば、アミノアルキルアクリレートまたはアクリルアミドおよびポリ−（オキシエチレン）置換アクリレート）とのインターポリマー。これらは、「重合体分散剤」として特徴づけられ得、それらの例は、以下の米国特許で開示されている：第３，３２９，６５８号；第３，４４９，２５０号；第３，５１９，５６５号；第３，６６６，７３０号；第３，６８７，８４９号；および第３，７０２，３００号。
【００８２】
上で記した特許の内容は、無灰分散剤の開示に関して、本明細書中で参考として援用されている。
【００８３】
この低イオウ消耗潤滑油組成物はまた、当該技術分野で公知の他の潤滑剤添加剤を含有し得る。これらには、例えば、腐食防止剤、酸化防止剤、粘度調節剤、流動点降下剤、摩擦調節剤、流動性調節剤、消泡剤などが挙げられる。
【００８４】
流動点降下剤は、オイルベース組成物の低温特性を改良するのに使用される。例えば、Ｃ．Ｖ．ＳｍａｌｈｅｅｒおよびＲ．Ｋｅｎｎｅｄｙ　Ｓｍｉｔｈの「Ｌｕｂｒｉｃａｎｔ　Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ」（Ｌｅｚｉｕｓ　Ｈｉｌｅｓ　Ｃｏ．ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ、Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ、Ｏｈｉｏ、１９６７年）の８ページを参照のこと。有用な流動点降下剤の例には、ポリメタクリレート；ポリアクリレート；ポリアクリルアミド；ハロパラフィンワックスと芳香族化合物との縮合生成物；ビニルカルボキシレート重合体；ジアルキルフマレート、脂肪酸のビニルエステルおよびアルキルビニルエーテルの三元共重合体がある。流動点降下剤は、米国特許第２，３８７，５０１号；第２，０１５，７４８号；第２，６５５，４７９号；第１，８１５，０２２号；第２，１９１，４９８号；第２，６６６，７４６号；第２，７２１，８７７号；第２，７２１，８７８号；および第３，２５０，７１５号に記述され、その内容は、その関連した開示について、本明細書中で参考として援用されている。
【００８５】
消泡剤は、安定した泡の形成を低減させるかまたは防止するために、用いられる。典型的な消泡剤には、シリコーンまたは有機重合体が挙げられる。さらなる消泡組成物は、Ｈｅｎｒｙ　Ｔ．Ｋｅｒｎｅｒによる「Ｆｏａｍ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ａｇｅｎｔｓ」（Ｎｏｙｅｓ　Ｄａｔａ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，１９７６年）の１２５〜１６２ページに記述されている。
【００８６】
前述の各添加剤は、それが用いられるとき、この潤滑剤に所望の特性を与えるのに機能的に効果的な量で、使用される。それゆえ、例えば、添加剤が腐食防止剤なら、この腐食防止剤の機能的に効果的な量は、その潤滑剤に所望の腐食防止特性を与えるのに十分な量である。一般に、これらの各添加剤の濃度は、それが用いられるとき、この低イオウ消耗潤滑油組成物の全重量を基準にして、約０．００１重量％〜約２０重量％の範囲、１実施形態では、約０．０１重量％〜約１０重量％の範囲である。
【００８７】
これらの添加剤は、この低イオウ消耗潤滑油組成物に直接添加され得る。しかしながら、１実施形態では、これらは、実質的に不活性で通常液体の有機希釈剤（例えば、鉱油、ナフサ、ベンゼン、トルエンまたはキシレン）で希釈されて、添加剤濃縮物を形成する。これらの濃縮物は、通常、約１重量％〜約９９重量％、１実施形態では、約１０重量％〜約９０重量％のこのような希釈剤を含有する。１実施形態では、この希釈剤は、無イオウ組成物である。
【００８８】
（内燃機関エンジンを操作する方法）
まず最初に、本発明の方法を、図１を参照して述べる。エンジン１０は、火花点火内燃機関エンジン（これは、ガソリン出力エンジンと呼ばれ得る）または圧縮点火内燃機関エンジン（これは、ディーゼルエンジンと呼ばれ得る）であり得る。この火花点火エンジンは、４ストローク内燃機関エンジンであり得る。
【００８９】
エンジン１０は、そのエンジンの高摩耗領域または部品が通常の潤滑油組成物を使用して潤滑されるスプリット潤滑装置を使用し得、そのクランク室は、本発明の低イオウ消耗潤滑油組成物を使用して潤滑される。通常の潤滑油組成物を使用して潤滑される高摩耗領域は、弁機構（これには、カムシャフトおよびそれに付随した部品（これには、例えば、カムローブ、タペット、従車、バルブ先端、ロッカーアーム、ロッカーアーム機構などが挙げられる））を含む。本発明の低イオウ消耗潤滑油組成物を使用して潤滑されるクランク室は、クランクシャフトおよびそれに付随した部品、ピストン、連接棒などを潤滑する。この種のスプリット潤滑装置を使用するエンジンは、米国特許第４，３９２，４６３号；第５，１９５，４７４号；および第５，７０９，１８６号；およびフランス特許第２，６０５，６７７号で開示されている。これらの特許の内容は、スプリット潤滑装置を使用するエンジンの開示について、本明細書中で参考として援用されている。
【００９０】
エンジン１０は、固体膜潤滑剤を使用する高摩耗領域および本発明の低イオウ消耗潤滑油組成物を使用する残りの領域で、潤滑され得る。この高摩耗領域は、固体膜潤滑剤および本発明の低イオウ消耗潤滑油組成物の組合せを使用して、潤滑され得る。この固体膜潤滑剤は、固体膜潤滑剤が存在しないときと比較して、摩耗界面または接点に塗布したとき、高い耐摩耗特性および高い潤滑特性を与える任意の固体膜潤滑剤であり得る。この固体膜潤滑剤は、約５〜約１００ミクロン、１実施形態では、約５〜約７５ミクロンの膜厚を有し得る。この固体膜潤滑剤は、エンジン製造業者により、所望のエンジン部品に塗布され得る。そのように潤滑され得るこれらのエンジンの高摩耗領域または部品には、その弁機構にある界面または接点がある。これらには、カムローブ、タペット、従車、バルブ先端、ロッカーアーム、ロッカーアーム機構などの界面または接点が挙げられる。このようにして潤滑され得るその他のエンジン部品には、シリンダボア、シリンダー壁、ピストンリング、スカート、ベアリング、連接棒などの界面または接点が挙げられる。使用され得る固体膜潤滑剤のうちには、米国特許第５，４８２，６３７号で開示されたものが挙げられ、これは、グラファイト、ＭｏＳ２およびＢＮから選択される少なくとも２種の固形潤滑剤から構成される。米国特許第５，３５８，７５３号は、グラファイトおよびＭｏＳ２から構成される固体膜潤滑剤を開示している。国際公開ＷＯ９７／１３８８４は、金属および金属酸化物の複合材料被覆を開示しており、ここで、この酸化物は、その金属酸化物形状のいずれよりも酸素含量が低く、この金属は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｆｅまたはそれらの合金から選択される。ドイツ特許ＤＥ　１９５　４８　７１８　Ｃ１は、金属酸化物被覆から構成された固体膜潤滑剤を開示しており、ここで、この金属は、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｏ、ＶまたはＣｒである。この固体膜潤滑剤は、真空中でレーザーにより塗布された炭素被覆であり得る。前述の特許の内容は、固体膜潤滑剤の開示について、本明細書中で参考として援用されている。
【００９１】
エンジン１０は、カムレス（ｃａｍｌｅｓｓ）内燃機関エンジンであり得る。カムレス内燃機関エンジンは、そのエンジンの吸気弁および排気弁のタイミングおよびリフティングを制御するカムシャフトを使用しない。これらのエンジンは、典型的には、電気始動、油圧始動または電気油圧始動される吸気弁および排気弁を使用する。このようなエンジンの例は、米国特許第５，２５５，６４１号；第５，３１１，７１１号；第５，３６７，９９０号；第５，３７３，８１７号；第５，３７７，６３１号；第５，４０４，８４４号；第５，４１９，３０１号；第５，４５６，２２１号；第５，４５６，２２２，第５，５６２，０７０号；第５，５７２，９６１号；第５，６１５，６４６号；第５，６１９，９６５号；第５，６９４，８９３号；第５，７０９，１７８号；第５，７５８，６２５号；第５，９７０，９５６号；および第６，０２４，０６０号で開示されており、これらの内容は、カムレスエンジンの開示について、本明細書中で参考として援用されている。
【００９２】
エンジン１０は、クランク室１２および燃料供給装置１４を含み、この燃料供給装置は、燃料タンク、燃料ポンプ、燃料噴射器、燃料フィルターなどを含む。その燃料は、空気と混ざり、このエンジンの燃焼室において、燃焼を受ける。このエンジンからは、矢印１６で示したようにして、排気ガスが除去される。このエンジンから排気ガスを除去するために、排気系の一部として、排気ガス後処理装置１８（例えば、触媒コンバータ、微粒子トラップ、触媒トラップなど）および排気マフラー２０が設けられている。エンジン１０は、このエンジンの全体にわたってオイルを循環させるポンプ（図示せず）とオイルサンプ２２とを含む。エンジン１０は、補給オイルレザバ２４およびポンプまたは計量装置２６（これは、補給オイルレザバ２４からクランク室１２へと新しいオイルを前進させる）を備えている。
【００９３】
エンジン１０は、通常の順序で作動し、その燃料は、このエンジンの燃料供給装置１４から燃焼室へと前進され、この場所で、この燃料および空気の混合物が燃焼を受ける。このエンジンからの排気ガスは、排気ガス後処理装置１８および排気ガスマフラー２０を通って除去される。このエンジンの操作中にて、この低イオウ消耗潤滑油組成物は、所望のエンジン部品を通常の様式で潤滑させる際に、このエンジンを通って循環する。このエンジンで使用される低イオウ消耗潤滑油組成物の一部は、オイルサンプ２２に集まり、方向指示矢印２８で示されるように、オイルサンプ２２から燃料供給装置１４へとポンプ上げされ、この場所で、それは、この燃料と配合される。このオイルの燃料への導入は、エンジン１０の燃料タンク、燃料戻り配管、燃料噴射器、吸気マニホルド、ブローバイガス還元（ＰＣＶ）装置、排気再循環（ＥＧＲ）系および／または排気弁ガイドまたは空気取り入れ系の１個またはそれ以上で、起こり得る。
【００９４】
燃料およびオイルの得られた配合物は、約０．０１重量％〜約５重量％、１実施形態では、約０．０５重量％〜約３重量％、１実施形態では、約０．１重量％〜約１．５重量％、１実施形態では、約０．１重量％〜約１重量％、１実施形態では、約０．１重量％〜約０．７重量％、１実施形態では、約０．１重量％〜約０．５重量％、１実施形態では、約０．２重量％〜約０．３重量％の該オイルから構成され、残りは、燃料である。
【００９５】
あるいは（図１にて点線３０で示すように）、オイルサンプ２２から除去された低イオウ消耗潤滑油組成物の一部は、この排気ガス系に前進され得、この場所で、それは、その排気ガス系のうち排気ガス後処理装置１８から上流側（すなわち、そこに入る前）の任意の地点で、この排気ガスと配合される。
【００９６】
このエンジンから使用済オイルを除去して新しいオイルと交換する順序は、このエンジンの操作中にて、連続的または断続的に実行され得る。
【００９７】
この燃料は、通常液状または気体状の燃料であり得る。これらには、炭化水素質の石油留出物燃料（例えば、ＡＳＴＭ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｄ４３９で規定された自動車用ガソリンおよびＡＳＴＭ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｄ３９６で規定されたディーゼル燃料）が挙げられる。アルコール、エーテル、有機窒素化合物など（例えば、メタノール、エタノール、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル、ニトロメタン）のような物質を含有する通常液状の炭化水素燃料もまた、植物源または鉱物源（例えば、トウモロコシ、アルファルファ、頁岩および石炭）から誘導した液状燃料と同様に、本発明の範囲内に入る。このような混合物の例には、ガソリンとエタノールとの混合物、およびディーゼル燃料とエーテルとの混合物が挙げられる。
【００９８】
１実施形態では、この燃料は、ガソリン、すなわち、１０％蒸留点で約６０℃から９０％蒸留点で約２０５℃までのＡＳＴＭ蒸留範囲を有する炭化水素の混合物である。１実施形態では、そのガソリン燃料組成物は、無鉛燃料組成物である。１実施形態では、このガソリンは、約１０ｐｐｍ以下の塩素含量により特徴付けられる無塩素または低塩素ガソリンである。１実施形態では、このガソリンは、約３００ｐｐｍ以下、１実施形態では、約１５０ｐｐｍ以下、１実施形態では、約１００ｐｐｍ以下、１実施形態では、約５０ｐｐｍ以下、１実施形態では、約２５ｐｐｍ以下、１実施形態では、約１０ｐｐｍ以下のイオウ含量により特徴付けられる低イオウ燃料である。
【００９９】
有用なディーゼル燃料は、任意のディーゼル燃料であり得る。これらのディーゼル燃料は、典型的には、約３００℃〜約３９０℃、１実施形態では、約３３０℃〜約３５０℃の範囲の９０％ポイント蒸留温度を有する。これらの燃料に対する粘度は、典型的には、４０℃で、約１．３〜約２４センチストークスの範囲である。これらのディーゼル燃料は、ＡＳＴＭ　Ｄ９７５で明記される等級番号１−Ｄ、２−Ｄまたは４−Ｄとして、分類できる。これらのディーゼル燃料は、アルコールおよびエステルを含有し得る。１実施形態では、このディーゼル燃料は、ＡＳＴＭ　Ｄ２６２２−８７で明記される試験方法で決定した約０．０５重量％までのイオウ含量を有する（低イオウティーゼル燃料）。
【０１００】
これらの燃料組成物は、その燃料の性能を向上させるために、当業者に公知の１種またはそれ以上の添加剤を含有し得る。これらには、堆積物防止剤または調節剤、セタン価改良剤、酸化防止剤（例えば、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール）、腐食防止剤（例えば、アルキル化コハク酸およびその無水物）、静菌剤、ゴム化防止剤、金属不活性化剤、抗乳化剤、上部シリンダー潤滑剤、氷結防止剤、無灰分散剤などが挙げられる。
【０１０１】
これらの燃料添加剤は、その燃料に直接添加され得るか、または燃料に添加する前に、通常液状の希釈剤（例えば、ナフサ、ベンゼン、トルエンまたはキシレン）で希釈され得、添加剤濃縮物を形成し得る。これらの濃縮物は、典型的には、約１０重量％〜約９０重量％の希釈剤を含有する。
【０１０２】
この燃料は、気体状燃料（例えば、天然ガス）であり得る。この燃料は、液体として保存され得、その気体形状で使用され得る。例には、プロパンおよびジメチルエーテルが挙げられる。
【０１０３】
（実施例１）
２．３リットルのオーバーヘッドカムの４サイクルシリンダーＦｏｒｄ電子燃料噴射エンジンを使用して、エンジン試験を行う。このエンジンを、ストップアンドゴーの市街地の適度なフリーウェイ運転をシミュレートさせ、低いおよび中程度の速度および温度で、２８８時間操作する。この試験条件は、２８８時間の総試験時間の間、７２サイクルを含み、１サイクルは、４時間であり、３段階を有する。各段階の時間の長さおよび操作条件は、以下のとおりである：
【０１０４】
【表１】
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分割エンジン設計をシミュレートするために、そのクランク室（例えば、クランクシャフト、ピストン、連接棒など）から、この弁機構（すなわち、カムシャフト、バルブリフタ、ロッカーアーム、バルブステムなど）を分離する。標準的なＣｕ−Ｐｂベアリングを、Ａｌ−Ｓｎベアリングで置き換える。この排気系に、Ｊｏｈｎｓｏｎ　Ｍａｔｔｈｅｙ　ＪＭ２２０Ｋ触媒を導入する。
【０１０５】
この燃料は、２８ｐｐｍのイオウ含量を有する無鉛ガソリン燃料組成物である。この弁機構は、通常の潤滑油組成物を使用して、潤滑される。このクランク室は、以下の無灰潤滑油組成物を使用して、潤滑される（以下の表では、この組成物の成分（消泡剤を除いて）について提示した全ての番号は、重量％である）。
【０１０６】
【表２】
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このエンジンのクランク室を、潤滑油組成物Ａを使用して潤滑する。第一蠕動ポンプは、２４時間あたり０．５５リットルの速度（１時間あたり０．０２２９リットル）で、このエンジンのクランク室から使用済潤滑油組成物Ａを連続的に除去し、そして使用済潤滑油を燃料タンクに前進させ、この場所で、それを、燃料タンク中のガソリンと混合する。第二蠕動ポンプは、２４時間あたり０．５５リットルの速度で、このエンジンのクランク室に、新鮮な潤滑油組成物Ａを連続的に加えて、除去された使用済潤滑油を補充する。２４時間あたりの燃料使用量は、１１０リットルであり、２４時間あたりのオイルの使用量は、０．５５リットルである。燃料中の潤滑油含量は、０．５重量％である。この排気ガス中のＮＯｘレベルは、その触媒に入る前および触媒を通った後に測定され、それらの結果は、図２でプロットする。
【０１０７】
比較試験の作業時にて、このエンジンのクランク室を、潤滑組成物Ｂを使用して潤滑させた。そのガソリン燃料組成物は、０．５重量％の潤滑油組成物Ｂの新たにブレンドした試料を含有する。２４時間あたりの燃料使用量は、１１０リットルであり、２４時間あたりの潤滑油使用量は、０．５５リットルである。２４時間で、０．７１リットルのクランクケース油試料を除去し、そして０．５５リットルの新しい潤滑油＋０．１６リットルの除去した潤滑油と交換する。この排気ガス中のＮＯｘレベルは、その触媒に入る前および触媒を通った後に測定され、それらの結果は、図３でプロットする。この試験は、比較の目的のために提供する。
【０１０８】
前記のものは、本発明の方法の利点を説明しており、これは、排気ガス後処理装置を備えた内燃機関エンジンの排気ガス中において、低いレベルのＮＯｘを提供することにある。
【０１０９】
本発明は、その好ましい実施形態に関連して説明しているものの、それらの種々の変更は、本明細書を読めば、当業者に明らかなことが理解されるべきである。従って、本明細書中で開示の発明は、添付の請求の範囲に入るこれらの変更を含むべく意図されていることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、本発明の方法に従って使用される内燃機関エンジンの概略図であり、上記エンジンは、排気ガス後処理装置を備えている。
【図２】
本発明の範囲内の潤滑油組成物（これは、１１ｐｐｍのイオウ含量を有する）を使用する実施例１で開示したエンジン試験で発生した排気ガス中のＮＯｘレベルのプロットである。
【図３】
図３は、本発明の範囲外の潤滑油組成物（これは、２７２ｐｐｍのイオウ含量を有する）を使用する実施例１で開示したエンジン試験で発生した排気ガス中のＮＯｘレベルのプロットである。図３でプロットしたデータが得られたエンジン試験は、比較の目的のため開示されている。
【図２】
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【図３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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