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公開番号2025069061
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-30
出願番号2024164158
出願日2024-09-20
発明の名称摩耗性能及びエンジン清浄度が改善された潤滑油組成物
出願人インフィニュームインターナショナルリミテッド
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類C10M 169/04 20060101AFI20250422BHJP(石油,ガスまたはコークス工業;一酸化炭素を含有する工業ガス;燃料;潤滑剤;でい炭)
要約【課題】潤滑油組成物、ディーゼルエンジンを潤滑する方法、及び潤滑油組成物の製造方法を提供する。
【解決手段】以下を含むか、又は以下を混和して得られるディーゼルエンジン用潤滑油組成物に関する:(i)基油;(ii)官能化重合体;(iii)過塩基性マグネシウム系清浄剤;及び(iv)1種以上の任意にホウ酸化されていてもよい高分子量及び/又は低分子量PIBSA‐PAM分散剤。前記組成物の総硫酸塩灰分は0.9質量%以下であり、100℃での動粘度は5～20cStであり、総リンレベルは0.120質量%以下であり、総硫黄レベルは0.35質量%以下であり、DetroitDD‐13スカッフィング試験結果は少なくとも31時間である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
潤滑油組成物であって、以下：
グループＩＩ基油、グループＩＩＩ基油、グループＩＶ基油、又はこれらの組み合わせを含む、前記組成物の５０質量％を超える量の潤滑粘度のオイル；
前記組成物に対して０．１～２０質量％、あるいは０．２～２．０質量％、又は０．３～５質量％の官能化重合体であって、以下：
ｖｉｉ）２未満であるＭｗ／Ｍｎ、
ｖｉｉｉ）３．５以下である官能基分布（Ｆｄ）値、及び
ｉｉｉ）１０，０００ｇ／モル以上（ＧＰＣ‐ＰＳ）である官能化前の重合体のＭｎ
を有する、Ｃ
4‐5
オレフィンを含むアミド、イミド、及び／又はエステル官能化部分飽和又は完全飽和重合体を含み、
但し、官能化前の重合体がイソプレンとブタジエンとの共重合体である場合、前記共重合体のＭｎは２５，０００ｇ／モル超（ＧＰＣ‐ＰＳ）である、官能化重合体；
総塩基価（ＫＯＨ／ｇ）が９以上５００以下であり、前記組成物に少なくとも５００質量ｐｐｍのカルシウムを送れる処理レベルの過塩基性カルシウム系清浄剤；
総塩基価（ＫＯＨ／ｇ）が９以上５００以下であり、前記組成物に少なくとも２００質量ｐｐｍのマグネシウムを送れる処理レベルの過塩基性マグネシウム系清浄剤；
任意に含まれていてもよい、１種以上の任意にホウ酸化されていてもよい高分子量ポリイソブチレンコハク酸イミド（ＰＩＢＳＡ‐ＰＡＭ）分散剤（Ｍｎ：１６００ｇ／モル以上）；及び
１種以上の任意にホウ酸化されていてもよい低分子量ポリイソブチレンコハク酸イミド（ＰＩＢＳＡ‐ＰＡＭ）分散剤（Ｍｎ：１６００ｇ／モル未満）、ここで、前記高分子量ＰＩＢＳＡ‐ＰＡＭと前記低分子量ＰＩＢＳＡ‐ＰＡＭとの組み合わせの処理レベルは前記組成物の１．０～６．０質量％であり、前記高分子量ＰＩＢＳＡ‐ＰＡＭの処理レベルは前記組成物の４．０質量％以下である；
を含むか、又は混和して得られる、潤滑油組成物であり、
ここで、前記潤滑油組成物の総硫酸塩灰分は０．９質量％以下であり、１００℃での動粘度は５～２０ｃＳｔであり、総リンレベルは０．１２０質量％以下であり、総硫黄レベルは０．３５質量％以下であり、
前記潤滑油組成物の、ＤｅｔｒｏｉｔＤＤ‐１３スカッフィング（ＡＳＴＭＤ８０７４‐２２）試験結果は少なくとも３１時間である、
潤滑油組成物。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
前記高分子量ＰＩＢＳＡ‐ＰＡＭはホウ酸化されているか、前記低分子量ＰＩＢＳＡ‐ＰＡＭはホウ酸化されているか、或いはこれらの組み合わせであり、前記組成物に２０～７００質量ｐｐｍのホウ素を送れる処理レベルで含まれる、請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項３】
前記高分子量ＰＩＢＳＡ‐ＰＡＭを実質的に含まない請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項４】
前記潤滑粘度のオイルは前記組成物に対して６０～９５質量％で含まれ、グループＩＩ基油を含み、グループＩＩＩ基油及びグループＩＶ基油を実質的に含まない、請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項５】
前記過塩基性マグネシウム系清浄剤はスルホネート、サリチレート、フェネート、又はこれらの組み合わせである、請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項６】
前記過塩基性カルシウム系清浄剤はスルホネート、サリチレート、フェネート、又はこれらの組み合わせである、請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項７】
前記潤滑油組成物の、ＡＳＴＭＤ４６８３‐２０に従って測定する１５０℃における高温高せん断粘度（ＨＴＨＳ）は２．６ｍＰａ・ｓ以上３．２ｍＰａ・ｓ以下であるか、又は前記潤滑油組成物のＨＴＨＳは３．５ｍＰａ・ｓ以上である、請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項８】
ＤａｉｍｌｅｒＯＭ４７１エンジン試験（ＣＥＣＬ‐１１８‐２１）において、前記潤滑油組成物のターボチャージャ＃１沈殿物評価が５０以上であり、ピストン清浄度評価が７４以上である、請求項１～７のいずれか１項に記載の潤滑油組成物。
【請求項９】
圧力示差走査熱量分析（ＰＤＳＣ）酸化安定性試験（ＣＥＣＬ‐８５＿Ｔ‐９９）において、前記潤滑油組成物の酸化誘導時間が６５分以上である、請求項１～７のいずれか１項に記載の潤滑油組成物。
【請求項１０】
Ｆｏｒｄ６．７Ｌ動弁系摩耗試験において、１００℃における動粘度が９～２０ｃＳｔである前記潤滑油組成物のロッカーアーム質量損失は１００ｍｇ以下である、請求項１～６のいずれか１項に記載の潤滑油組成物。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、米国特許商標局における２０２３年９月２２日出願の米国特許出願番号第６３／５８４，６８２号に対する優先権及びその利益を主張する。
続きを表示（約 6,500 文字）【０００２】
本開示は、潤滑油組成物に関する。より詳細には、摩耗性能、エンジン清浄度、煤煙誘発粘度の制御、及びガス排出低減が改善された潤滑油組成物に関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、燃費がますます重視されてきている。車両の燃費を向上させるための１つのアプローチとしては、耐久性及び摩耗保護のために良好な膜厚を維持しながら摩擦を低減し、同時に沈殿物の形成や煤煙が誘発する粘度の上昇も防止する新規な潤滑油を設計することである。燃費を向上させる試みとして、他社ブランド製品製造（ＯＥＭ）による低粘度グレードの使用及び規定化が徐々に広まりつつある。これらの低粘度グレードのディーゼルエンジンを提供するための課題の１つは、清浄度の維持及びエンジン摩耗保護である。このようなディーゼルエンジンオイルは、スラッジを低減し、煤煙を良好に処理し、摩耗から保護する一方で、望ましい燃費の利点を提供し、エンジンのガス排出も削減することが可能でなければならない。これらの目標は、排気の後処理装置と適合させるために硫酸塩灰分及びリンを低レベルに維持し、シール適合性を確保しながら達成することが好ましい。
従って、望ましい燃費の利点を維持しながらエンジン摩耗保護の改善、煤煙誘発粘度制御の改善、及びエンジンガス排出の削減という点で、これらの要件を満たす低粘度グレードである新規なエンジンオイル、特にディーゼルエンジン及び天然ガスエンジン用のエンジンオイルを提供することへの需要がある。これらの需要は、特にヘビーデューティー（heavy duty）ディーゼルエンジン及びそのエンジンを潤滑するための関連オイルで顕著である。
本発明は、エンジン摩耗特性が改善された潤滑油組成物に関する。より具体的には、本発明は、ディーゼル（圧縮点火式又は火花補助圧縮点火式）内燃エンジンや、水素エンジン及び天然ガスエンジンで使用するための、クランクケース潤滑剤と称する自動車用クランクケース潤滑油組成物；並びにこのようなエンジンの使用において摩耗を低減し、煤煙誘発粘度制御を改善し、ガス排出を低減し、また／あるいは潤滑油組成物で潤滑したエンジンの摩耗性能及び煤煙誘発粘度制御を改善するための、このような潤滑油組成物における特定の添加剤の使用に関する。
現在驚くべきことに、本発明者らは、基油、官能化重合体、過塩基性カルシウム清浄剤、過塩基性マグネシウム系清浄剤、及び１種以上の任意にホウ酸化されていてもよい高分子量及び／又は低分子量ＰＩＢＳＡ‐ＰＡＭ分散剤の特定の組み合わせを、潤滑剤組成物、例えば圧縮点火式内燃エンジンや天然ガスエンジンに使用することにより、低粘度油グレードによる卓越した燃費を維持しながら、エンジン摩耗保護、エンジン清浄度、煤煙誘発粘度制御を改善し、ガス排出を低減できることを見出している。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、組成物、例えば潤滑油組成物であって、以下：グループＩ基油、グループＩＩ基油、グループＩＩＩ基油、グループＩＶ基油、又はこれらの組み合わせを含む、組成物の５０質量％を超える量の潤滑粘度のオイル；組成物に対して０．２～２．０質量％の官能化重合体であって、以下：
ｉ）２未満であるＭｗ／Ｍｎ、
ｉｉ）３．５以下である官能基分布（Ｆｄ）値、及び
ｉｉｉ）１０，０００ｇ／モル以上（ＧＰＣ‐ＰＳ）である官能化前の重合体のＭｎ
を有する、Ｃ
4‐5
オレフィンを含むアミド、イミド、及び／又はエステル官能化部分飽和又は完全飽和重合体を含み、但し、官能化前の重合体がイソプレンとブタジエンとの共重合体である場合、共重合体のＭｎは２５，０００ｇ／モル超（ＧＰＣ‐ＰＳ）である、官能化重合体；総塩基価（ＫＯＨ／ｇ）が９以上５００以下であり、組成物に少なくとも５００質量ｐｐｍのカルシウムを送れる処理レベルの過塩基性カルシウム系清浄剤；総塩基価（ＫＯＨ／ｇ）が９以上５００以下であり、組成物に少なくとも２００質量ｐｐｍのマグネシウムを送れる処理レベルの過塩基性マグネシウム系清浄剤；１種以上の任意にホウ酸化されていてもよい高分子量ポリイソブチレンコハク酸イミド（ＰＩＢＳＡ‐ＰＡＭ）分散剤（Ｍｎ：１６００ｇ／モル以上）、及び１種以上の任意にホウ酸化されていてもよい低分子量ポリイソブチレンコハク酸イミド（ＰＩＢＳＡ‐ＰＡＭ）分散剤（Ｍｎ：１６００ｇ／モル未満）、ここで、高分子量ＰＩＢＳＡ‐ＰＡＭと低分子量ＰＩＢＳＡ‐ＰＡＭとの組み合わせの処理レベルは組成物の１．０～６．０質量％であり、高分子量ＰＩＢＳＡ‐ＰＡＭの処理レベルは組成物の４．０質量％以下（例えば０～４．０質量％）である；を含むか、又は混和して得られる組成物、例えば潤滑油組成物であり、ここで、潤滑油組成物の総硫酸塩灰分は０．９質量％以下であり、１００℃での動粘度は５～２０ｃＳｔであり、総リンレベルは０．１２０質量％以下であり、総硫黄レベルは０．３５質量％以下であり、且つ潤滑油組成物の、ＤｅｔｒｏｉｔＤＤ１３スカッフィング（ＡＳＴＭＤ８０７４‐２２）試験結果は少なくとも３１時間である、組成物、例えば潤滑油組成物に関する。
【０００５】
本発明はまた、濃縮物であって、以下：１～５０質量％以下の１種以上の基油；濃縮物の質量に対して１～３０質量％、例えば２～２０質量％の、組成物の１種以上の官能化重合体であって、以下：
ｉ）２未満であるＭｗ／Ｍｎ、
ｉｉ）３．５以下である官能基分布（Ｆｄ）値、及び
ｉｉｉ）１０，０００ｇ／モル以上（ＧＰＣ‐ＰＳ）である官能化前の重合体のＭｎ
を有する、Ｃ
4‐5
オレフィンを含むアミド、イミド、及び／又はエステル官能化部分飽和又は完全飽和重合体を含み、但し、官能化前の重合体がイソプレンとブタジエンとの共重合体である場合、共重合体のＭｎは２５，０００ｇ／モル超（ＧＰＣ‐ＰＳ）である、官能化重合体；総塩基価（ＫＯＨ／ｇ）が９以上５００以下である２～２０質量％の過塩基性マグネシム系清浄剤；総塩基価（ＫＯＨ／ｇ）が９以上５００以下である２～２０質量％の過塩基性カルシウム系清浄剤；並びに２～４０質量％の、任意に含まれていてもよい、１種以上の任意にホウ酸化されていてもよい高分子量ポリイソブチレンコハク酸イミド（ＰＩＢＳＡ‐ＰＡＭ）分散剤（Ｍｎ：１６００ｇ／モル以上）及び／又は１種以上の任意にホウ酸化されていてもよい低分子量ポリイソブチレンコハク酸イミド（ＰＩＢＳＡ‐ＰＡＭ）分散剤（Ｍｎ：１６００ｇ／モル未満）、を含むか、又は混和して得られる濃縮物に関する。
【０００６】
本発明の別の態様によれば、潤滑油組成物の製造方法であって、以下を組み合わせる工程を含む製造方法を提供する：（１）グループＩ基油、グループＩＩ基油、グループＩＩＩ基油、グループＩＶ基油（好ましくは、グループＩＩ基油、グループＩＩＩ基油、グループＩＶ基油）、又はこれらの組み合わせを含む、組成物の５０質量％を超える量の潤滑粘度のオイル；（２）組成物に対して０．０５～２０質量％、例えば０．２～２．０質量％の官能化重合体であって、以下：
ｉ）２未満であるＭｗ／Ｍｎ、
ｉｉ）３．５以下である官能基分布（Ｆｄ）値、及び
ｉｉｉ）１０，０００ｇ／モル以上（ＧＰＣ‐ＰＳ）である官能化前の重合体のＭｎ
を有する、Ｃ
4‐5
オレフィンを含むアミド、イミド、及び／又はエステル官能化部分飽和又は完全飽和重合体を含み、但し、官能化前の重合体がイソプレンとブタジエンとの共重合体である場合、共重合体のＭｎは２５，０００ｇ／モル超（ＧＰＣ‐ＰＳ）である、官能化重合体；（３）総塩基価（ＫＯＨ／ｇ）が９以上５００以下であり、組成物に少なくとも５００質量ｐｐｍのカルシウムを送れる処理レベルの過塩基性カルシウム系清浄剤；（４）総塩基価（ＫＯＨ／ｇ）が９以上５００以下であり、組成物に少なくとも２００質量ｐｐｍのマグネシウムを送れる処理レベルの過塩基性マグネシウム系清浄剤；（５）任意に含まれていてもよい、１種以上の任意にホウ酸化されていてもよい高分子量ポリイソブチレンコハク酸イミド（ＰＩＢＳＡ‐ＰＡＭ）分散剤（Ｍｎ：１６００ｇ／モル以上）、及び（６）１種以上の任意にホウ酸化されていてもよい低分子量ポリイソブチレンコハク酸イミド（ＰＩＢＳＡ‐ＰＡＭ）分散剤（Ｍｎ：１６００ｇ／モル未満）、ここで、高分子量ＰＩＢＳＡ‐ＰＡＭと低分子量ＰＩＢＳＡ‐ＰＡＭとの組み合わせの処理レベルは組成物の１．０～６．０質量％であり、高分子量ＰＩＢＳＡ‐ＰＡＭの処理レベルは組成物の４．０質量％以下（例えば０～４ｗｔ％）である；ここで、潤滑油組成物の総硫酸塩灰分は０．９質量％以下であり、１００℃での動粘度は５～２０ｃＳｔであり、総リンレベルは０．１２０質量％以下であり、総硫黄レベルは０．３５質量％以下であり、且つ、潤滑油組成物の、ＤｅｔｒｏｉｔＤＤ‐１３スカッフィング（ＡＳＴＭＤ８０７４‐２２）試験結果は少なくとも３１時間である。
【０００７】
本発明の更に別の態様によれば、潤滑油組成物であって、以下：グループＩ基油、グループＩＩ基油、グループＩＩＩ基油、グループＩＶ基油（好ましくは、グループＩＩ基油、グループＩＩＩ基油、グループＩＶ基油）、又はこれらの組み合わせを含む、組成物の５０質量％を超える量の潤滑粘度のオイル；組成物に対して０．１～２０質量％、例えば０．２～２．０質量％の官能化重合体であって、以下：
ｉ）２未満であるＭｗ／Ｍｎ、
ｉｉ）３．５以下である官能基分布（Ｆｄ）値、及び
ｉｉｉ）１０，０００ｇ／モル以上（ＧＰＣ‐ＰＳ）である官能化前の重合体のＭｎ
を有する、Ｃ
4‐5
オレフィンを含むアミド、イミド、及び／又はエステル官能化部分飽和又は完全飽和重合体を含み、但し、官能化前の重合体がイソプレンとブタジエンとの共重合体である場合、共重合体のＭｎは２５，０００ｇ／モル超（ＧＰＣ‐ＰＳ）である、官能化重合体；総塩基価（ＫＯＨ／ｇ）が９以上５００以下であり、組成物に少なくとも５００質量ｐｐｍのカルシウムを送れる処理レベルの過塩基性カルシウム系清浄剤；総塩基価（ＫＯＨ／ｇ）が９以上５００以下であり、組成物に少なくとも２００質量ｐｐｍのマグネシウムを送れる処理レベルの過塩基性マグネシウム系清浄剤；任意に含まれていてもよい、１種以上の任意にホウ酸化されていてもよい高分子量ポリイソブチレンコハク酸イミド（ＰＩＢＳＡ‐ＰＡＭ）分散剤（Ｍｎ：１６００ｇ／モル以上）、及び１種以上の任意にホウ酸化されていてもよい低分子量ポリイソブチレンコハク酸イミド（ＰＩＢＳＡ‐ＰＡＭ）分散剤（Ｍｎ：１６００ｇ／モル未満）、ここで、高分子量ＰＩＢＳＡ‐ＰＡＭと低分子量ＰＩＢＳＡ‐ＰＡＭとの組み合わせの処理レベルは組成物の１．０～６．０質量％であり、高分子量ＰＩＢＳＡ‐ＰＡＭの処理レベルは組成物の４．０質量％以下である、を含むか、又は混和して得られる潤滑油組成物であって、ここで、潤滑油組成物の総硫酸塩灰分は０．９質量％以下であり、１００℃での動粘度は５～２０ｃＳｔであり、総リンレベルは０．１２０質量％以下であり、総硫黄レベルは０．３５質量％以下であり；ここで、潤滑油組成物は、以下：１）ＤｅｔｒｏｉｔＤＤ‐１３スカッフィング（ＡＳＴＭＤ８０７４‐２２）試験結果は少なくとも３１時間であり、２）ＡＳＴＭＤ４６８３‐２０に従って測定した１５０℃における高温高せん断粘度（ＨＴＨＳ）は２．６ｍＰａ・ｓ以上３．２ｍＰａ・ｓ以下であり、又は潤滑油組成物のＨＴＨＳは３．５ｍＰａ・ｓ以上であり、３）ＤａｉｍｌｅｒＯＭ４７１エンジン試験（ＣＥＣＬ‐１１８‐２１）において、ターボチャージャ＃１沈殿物評価は５０以上であり、ピストン清浄度評価は７４以上であり、４）圧力示差走査熱量分析（ＰＤＳＣ）酸化安定性試験（ＣＥＣＬ‐８５＿Ｔ‐９９）において、酸化誘導時間は６５分以上であり、５）潤滑油組成物の１００℃における動粘度が９～２０ｃＳｔである場合、Ｆｏｒｄ６．７Ｌ動弁系摩耗試験において、ロッカーアーム質量損失は１００ｍｇ以下である、潤滑油組成物を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
ＯＭ４７１エンジン試験を用いてエンジン性能について調製及び試験した、比較例の１０Ｗ‐４０（官能化重合体を含まない）潤滑油及び発明例の１０Ｗ‐３０（官能化重合体を含む）潤滑油の配合表である。
Ｆｏｒｄ６．７Ｌ動弁系摩耗試験を用いてエンジン摩耗性能について調製及び試験した比較例の１０Ｗ‐３０（官能化重合体を含まない）潤滑油及び発明例の１０Ｗ‐３０潤滑油（官能化重合体を含む）の配合表である。
圧力示差走査熱量分析（ＰＤＳＣ）性能（ＣＥＣＬ‐８５＿Ｔ‐９９）、特に分単位での酸化誘導時間（ＯＩＴ）について調製及び試験した比較例の１０Ｗ‐３０（官能化重合体を含まない）潤滑油及び発明例の５Ｗ‐２０潤滑油（官能化重合体を含む）の配合表である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
定義
本明細書及び本発明に対する全ての特許請求の範囲の目的上、以下の語句及び表現を使用することになれば、及び使用する場合には、以下の語句及び表現は下記の意味を有する。
本明細書における目的上、「ＣＨＥＭＩＣＡＬＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＮＥＷＳ」、１９８５年、６３（５）、２７に記載されているように、元素周期表の新規なナンバリングスキームを使用しており、即ち、アルカリ金属は１族金属（例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ等）であり、アルカリ土類金属は２族金属（例えば、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ等）である。
【００１０】
用語「含む」又はその任意の同義語は、記載した特徴、工程、又は整数もしくは構成要素の存在を特定するが、１つ以上の他の特徴、工程、整数、構成要素、又はこれらの群の存在又は追加を排除するものではない。表現「から成る」、「から本質的に成る」、又はその同義語は、「含む」又はその同義語に包含されてもよく、「から本質的に成る」は、それが適用される組成物の特徴に著しく影響を与えない物質の包含を許容する。
用語「ＬＯＣ」とは、潤滑油組成物を意味する。
用語「主要量」（major amount）とは、組成物の質量に対して５０質量％超、例えば６０質量％超、例えば７０質量％超、例えば８０～９９．００９質量％、例えば８０～９９．９質量％、８０～９９．００９質量％を意味する。
用語「少量」（minor amount）とは、組成物の質量に対して５０質量％以下；例えば４０質量％以下；例えば３０質量％以下、例えば２０～０．００１質量％、例えば２０～０．１質量％を意味する。
用語「質量％」とは、別段の指定がない限り、グラム単位で測定される組成物の質量に対する成分の質量パーセントを意味し、質量パーセント（「質量％」、「ｗｔ％」、又は「％ｗ／ｗ」）と置き換えられる。
用語「有効成分」（「ａ．ｉ．」又は「Ａ．Ｉ．」とも称する）とは、希釈剤でも溶媒でもない添加材料を指す。別段の指定がない限り、本明細書における量は有効成分として記載している。
（【００１１】以降は省略されています）

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