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公開番号2025072303
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-09
出願番号2024175134
出願日2024-10-04
発明の名称内燃エンジンのジャーナル軸受耐久性を向上させるための潤滑油組成物及びこれらの使用
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 20060101AFI20250430BHJP(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】内燃エンジンのジャーナル軸受摩耗及び耐久性が向上させる潤滑油組成物を提供する。
【解決手段】(i)基油、(ii)1つ又は複数の過塩基性金属系清浄剤、及び(3)組成物の0.2～1.0質量%の、モノオレイン酸グリセロール、ジオレイン酸グリセロール、トリオレイン酸グリセロール、又はこれらの組合せを含む摩擦調整剤を含む又は混合することから得られる潤滑油組成物に関する。組成物は、1.0質量%以下の総硫酸灰分、ASTM D4683-20に従って決定して1.8mPa.s以上及び2.9mPa.s以下の150℃における高温高剪断粘度(HTHS)、並びに0.080質量%以下の総リンレベルを有する。また、内燃エンジンのジャーナル軸受摩耗を減少させるための方法及び潤滑油組成物を製作するための方法が提供される。
【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、
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、又はこれらの組合せを含む、前記組成物の５０質量％よりも多くの潤滑粘度の油、
９以上及び５００以下の全塩基価（ＫＯＨ／ｇ）を有し、１０００～２０００質量ｐｐｍの金属を前記組成物に送達する処理レベルの１つ又は複数の過塩基性金属系清浄剤、並びに
前記組成物の０．２～１．０質量％の、モノオレイン酸グリセロール、ジオレイン酸グリセロール、トリオレイン酸グリセロール、又はこれらの組合せを含む摩擦調整剤
を含む又は混合することから得られる潤滑油組成物であり、
前記潤滑油組成物は、１．０質量％以下の総硫酸灰分、ＡＳＴＭＤ４６８３－２０に従って決定して１．８ｍＰａ．ｓ以上及び２．９ｍＰａ．ｓ以下の１５０℃における高温高剪断粘度（ＨＴＨＳ）、並びに０．０８０質量％以下の総リンレベルを有し、
前記潤滑油組成物は、同等のＨＴＨＳを有するが、組成物の０．２～１．０質量％の、モノオレイン酸グリセロール、ジオレイン酸グリセロール、トリオレイン酸グリセロール、又はこれらの組合せを含む摩擦調整剤を含まない潤滑油組成物と比較して、ＭＴＭ－Ｒ試験法を使用してμｍ
3
単位の摩耗痕容積で測定されるジャーナル軸受摩耗の１０％～８０％減少を提供する、潤滑油組成物。
続きを表示（約 930 文字）【請求項２】
同等のＨＴＨＳを有するが、組成物の０．２～１．０質量％の、モノオレイン酸グリセロール、ジオレイン酸グリセロール、トリオレイン酸グリセロール、又はこれらの組合せを含む摩擦調整剤を含まない潤滑油組成物と比較して、ＴＥ－９２始動／停止試験法を使用したミクロン単位の最大平均摩耗量により測定したジャーナル軸受摩耗の１０％～７０％減少を提供する、請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項３】
前記摩擦調整剤は、モノオレイン酸グリセロールを含む、請求項１又は２に記載の潤滑油組成物。
【請求項４】
前記摩擦調整剤は、前記組成物の０．３～０．５重量％を構成する、請求項１～３のいずれか一項に記載の潤滑油組成物。
【請求項５】
５～２０ｃＳｔの１００℃における動粘度、及び０．３５質量％以下の総硫黄レベルを有する、請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項６】
前記潤滑粘度の油は、前記組成物の６０質量％～９５質量％であり、グループＩＩＩ基油、グループＩＶ基油、又はこれらの組合せを含む、請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項７】
前記１つ又は複数の過塩基性金属系清浄剤は、スルホネート、サリシレート、フェネート、又はこれらの組合せである、請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項８】
前記１つ又は複数の過塩基性金属清浄剤の金属は、ナトリウム、カリウム、リチウム、カルシウム、及びマグネシウム、並びにこれらの組合せからなる群から選択される、請求項７に記載の潤滑油組成物。
【請求項９】
ヘビーデューティーディーゼル油、ライトデューティーディーゼル油、水素エンジン油、火花点火式燃焼エンジン油、又は天然ガスエンジン油である、請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項１０】
０Ｗ－８、０Ｗ－１２、０Ｗ－１６、０Ｗ－２０、０Ｗ－３０、５Ｗ－２０、５Ｗ－３０、１０Ｗ－３０、１５Ｗ－４０、５Ｗ－４０、及び１０Ｗ－４０からなる群から選択されるＳＡＥグレードである、請求項１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】
優先権
本出願は、２０２３年１０月５日に出願された米国特許仮出願第６３／５８８，２４２号明細書の優先権及び利益を主張するものである。
続きを表示（約 4,700 文字）【０００２】
本開示は潤滑油組成物に関する。より詳細には、本開示は、内燃エンジンに使用するための、ジャーナル軸受摩耗及び耐久性が向上された潤滑油組成物に関する。
【背景技術】
【０００３】
乗用車両応用（ＰＶＬ）及び商用車両応用（ＣＶＬ）では、工場充填油及び整備充填油の両方において、よりいっそう低粘度のＳＡＥ（自動車技術者協会）グレードが継続的に採用される傾向が高まっている。これは、地域排気規制のため燃費（ＦＥ）の向上に対する要望が増加したことから生じている。これに関連して、業界では、ＩＣＥ（内燃エンジン）応用及びハイブリッド応用の両方で始動／停止技術の確立された使用が広く普及している。
しかしながら、内燃エンジンの主ジャーナル軸受及びコンロッド（ビッグエンド）ジャーナル軸受耐久性は、こうした低粘度流体（＜０Ｗ－２０）を導入するための根本的な問題であるとみなされることが多い。それは、この系のジャーナル軸受が非鉄材料（例えば、アルミニウムバイメタル、ＳｎＣｕ及びポリマーでコーティング）であり、鉄及び鋼鉄材料に比べて摩耗に対する耐性がより低く、従来の潤滑油添加剤成分に対する応答も異なるためである。歴史的に、ベアリング系は、接触という性質上、より低粘度流体の使用及び始動／停止技術の導入により特に摩耗の影響を受けやすいと考えられている。従来、流体力学的潤滑系であるジャーナル軸受は、表面間の接触を最小限に抑えて、摩耗を制御下に置くために潤滑剤粘度に依存する。エンジン油粘度低減環境では、この系は、始動／停止事象が増加すると共に、境界潤滑に曝されることがより多くなり、接触に対する応力増加を引き起こし、内燃エンジンのジャーナル軸受の摩耗レベルの上昇がもたらされる。
【０００４】
従って、所望の燃費利益及びエンジン排気低減を維持しつつ、エンジン摩耗保護の向上の点でこうした要件を満たす低粘度グレードを示す新しいエンジン油、特にガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、天然ガスエンジン、及び水素エンジン用のエンジン油に対する必要性が存在する。こうした必要性は、乗用車両のエンジン及びそれらを潤滑するための関連した油に関して特に顕著である。より詳細には、燃費の向上を提供するだけでなく、内燃エンジンのジャーナル軸受摩耗抵抗性の向上も提供する、より低粘度のＰＶＬエンジン油に対する必要性が存在する。
本発明は、エンジン摩耗特質の向上を呈する潤滑油組成物に関する。より詳細には、本発明は、圧縮点火式又は火花点火式内燃エンジン、並びに水素及び天然ガスエンジンに使用するための、クランクケース潤滑剤と呼ばれるクランクケース潤滑油組成物、並びに内燃エンジンのジャーナル軸受の摩耗を低減し耐久性を向上させるためのそのような潤滑油組成物及び特に低粘度エンジン油における特定の添加剤の使用に関する。
今や、本発明者らは、驚くべきことに、基油と、モノオレイン酸グリセロール、ジオレイン酸グリセロール、トリオレイン酸グリセロール、又はこれらの組合せ含む、組成物の０．２～１．０質量％の摩擦調整剤との特定の組合せを、内燃エンジン用の潤滑剤組成物に使用すると、ＴＥ－９２始動／停止試験法を使用して、同等の粘度を有するが、組成物の０．２～１．０質量％の、モノオレイン酸グリセロール、ジオレイン酸グリセロール、トリオレイン酸グリセロール、又はこれらの組合せを含む摩擦調整剤を含まない潤滑剤組成物と比較して、ジャーナル軸受のエンジン摩耗保護の向上を提供することができることを見出した。
【０００５】
また、本発明者らは、驚くべきことに、基油と、組成物の０．２～１．０質量％の、モノオレイン酸グリセロール、ジオレイン酸グリセロール、トリオレイン酸グリセロール、又はこれらの組合せを含む摩擦調整剤との特定の組合せを、内燃エンジン用の潤滑剤組成物に使用すると、同等のＨＴＨＳを有するが、組成物の０．２～１．０質量％の、モノオレイン酸グリセロール、ジオレイン酸グリセロール、トリオレイン酸グリセロール、又はこれらの組合せを含む摩擦調整剤を含まない潤滑油組成物と比較して、ＭＴＭ－Ｒ法を使用してμｍ３単位の摩耗痕容積で測定されるジャーナル軸受摩耗の減少を提供することができることを見出した。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、潤滑油組成物であって、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、又はこれらの組合せを含む、組成物の５０質量％よりも多くの潤滑粘度の油；９以上及び５００以下の全塩基価（ＫＯＨ／ｇ）を有し、組成物に１０００～２０００質量ｐｐｍの金属を送達する処理レベルの１つ又は複数の過塩基性金属系清浄剤；及び組成物の０．２～１．０質量％の、モノオレイン酸グリセロール、ジオレイン酸グリセロール、トリオレイン酸グリセロール、又はこれらの組合せを含む摩擦調整剤を含む又は混合することから得られる潤滑油組成物であり、潤滑油組成物は、１．０質量％以下の総硫酸灰分、ＡＳＴＭＤ４６８３－２０に従って測定して１．８ｍＰａ．ｓ以上及び２．９ｍＰａ．ｓ以下の１５０℃における高温高剪断粘度（ＨＴＨＳ）、並びに０．０８０質量％以下の総リンレベルを有し、潤滑油組成物は、同等のＨＴＨＳを有するが、組成物の０．２～１．０質量％の、モノオレイン酸グリセロール、ジオレイン酸グリセロール、トリオレイン酸グリセロール、又はこれらの組合せを含む摩擦調整剤を含まない潤滑油組成物と比較して、ＭＴＭ－Ｒ試験法を用いてμｍ
3
単位の摩耗痕容積で測定されるジャーナル軸受摩耗の１０％～８０％減少を提供する、潤滑油組成物に関する。
【０００７】
本発明の別の態様によると、内燃エンジンのジャーナル軸受摩耗を低減するための方法であって、内燃エンジンに、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、又はこれらの組合せを含む、組成物の５０質量％よりも多くの潤滑粘度の油；９以上及び５００以下の全塩基価（ＫＯＨ／ｇ）を有し、組成物に１０００～２０００質量ｐｐｍの金属を送達する処理レベルの１つ又は複数の過塩基性金属系清浄剤；及び組成物の０．２～１．０質量％の、モノオレイン酸グリセロール、ジオレイン酸グリセロール、トリオレイン酸グリセロール、又はこれらの組合せを含む摩擦調整剤を含む又は混合することから得られる潤滑油組成物であり、潤滑油組成物は、１．０質量％以下の総硫酸灰分、ＡＳＴＭＤ４６８３－２０に従って測定して１．８ｍＰａ．ｓ以上及び２．９ｍＰａ．ｓ以下の１５０℃における高温高剪断粘度（ＨＴＨＳ）、並びに０．０８０質量％以下の総リンレベルを有し、潤滑油組成物は、同等のＨＴＨＳを有するが、組成物の０．２～１．０質量％の、モノオレイン酸グリセロール、ジオレイン酸グリセロール、トリオレイン酸グリセロール、又はこれらの組合せを含む摩擦調整剤を含まない潤滑油組成物と比較して、ＭＴＭ－Ｒ試験法を使用してμｍ
3
単位の摩耗痕容積で測定されるジャーナル軸受摩耗の１０％～８０％減少を提供する、潤滑油組成物を供給するステップを含む、方法が提供される。
【０００８】
本発明のなお更なる態様によると、（ｉ）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、又はこれらの組合せを含む、組成物の５０質量％よりも多くの潤滑粘度の油、（ｉｉ）９以上及び５００以下の全塩基価（ＫＯＨ／ｇ）を有し、組成物に１０００～２０００質量ｐｐｍの金属を送達する処理レベルの１つ又は複数の過塩基性金属系清浄剤、並びに（ｉｉｉ）組成物の０．２～１．０質量％の、モノオレイン酸グリセロール、ジオレイン酸グリセロール、トリオレイン酸グリセロール、又はこれらの組合せを含む摩擦調整剤を含む又は混合することから得られる潤滑油組成物であり、潤滑油組成物は、１．０質量％以下の総硫酸灰分、ＡＳＴＭＤ４６８３－２０に従って決定して１．８ｍＰａ．ｓ以上及び２．９ｍＰａ．ｓ以下の１５０℃における高温高剪断粘度（ＨＴＨＳ）、並びに０．０８０質量％以下の総リンレベルを有し、潤滑油組成物は、同等のＨＴＨＳを有するが、組成物の０．２～１．０質量％の、モノオレイン酸グリセロール、ジオレイン酸グリセロール、トリオレイン酸グリセロール、又はこれらの組合せを含む摩擦調整剤を含まない潤滑油組成物と比較して、ＭＴＭ－Ｒ試験法を使用してμｍ
3
単位の摩耗痕容積で測定されるジャーナル軸受摩耗の１０％～８０％減少を提供する、潤滑油組成物を製作するための方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
代表的な内燃エンジンの断面斜視図であり、潤滑を必要とするエンジンの種々の軸受の位置が示されている。
ソリッド軸受（ｓｏｌｉｄｂｅａｒｉｎｇ）、バイメタル軸受、及び三材料／トリメタル軸受のジャーナル軸受胴材料の断面概略図である。
鋼鉄及びアルミニウムバイメタル摩耗面用の潤滑油組成物に０．３質量％のＧＭＯ有機摩擦調整剤を添加することに基づき、ＭＴＭ－Ｒ試験法で摩耗痕容積により測定したジャーナル軸受摩耗の棒グラフである。
鋼鉄及びアルミニウムバイメタル摩耗面用の潤滑油組成物に０．３質量％のＮ－ＯＤＳＡ有機摩擦調整剤を添加することに基づき、ＭＴＭ－Ｒ試験法で摩耗痕容積により測定したジャーナル軸受摩耗の棒グラフである。
鋼鉄及びアルミニウムバイメタル摩耗面用の潤滑油組成物に０．３質量％のオレアミド有機摩擦調整剤を添加することに基づき、ＭＴＭ－Ｒ試験法で摩耗痕容積により測定したジャーナル軸受摩耗の棒グラフである。
発明実施例２（０．３質量％ＧＭＯ）及び比較例５（０質量％ＧＭＯ）の潤滑油組成物について、ＴＥ－９２始動／停止試験法を使用したミクロン単位の最大平均摩耗量により測定したジャーナル軸受摩耗の棒グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
定義
本明細書及び本発明の全ての請求項の目的では、以下の単語及び表現は、使用される場合及び使用される際には、下記に記載の意味を有する。
本明細書の目的では、ＣＨＥＭＩＣＡＬＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＮＥＷＳ、６３巻（５号）、２７頁（１９８５年）に示されている、新しい付番スキームの元素周期表が使用される。つまり、アルカリ金属は、第１族金属（例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ等）であり、アルカリ土類金属は第２族金属（例えば、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ等）である。
「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語又はあらゆる同族語は、記載の特徴、ステップ、又は整数、又は成分の存在を指定するが、１つ又は複数の他の特徴、ステップ、整数、成分、又はこれらの群の存在又は追加を排除しない。「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆ）」若しくは「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｓｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙｏｆ）」という表現又は同族語は、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」又は同族語内に包含され得る。「から本質的になる」は、それが適用される組成物の特質に実質的に影響を及ぼさない物質が含まれることを許容する。
（【００１１】以降は省略されています）

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