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JPH0742469B2 - 改良された潤滑油用耐摩耗性添加剤 - Google Patents

改良された潤滑油用耐摩耗性添加剤

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Publication number
JPH0742469B2
JPH0742469B2 JP61305599A JP30559986A JPH0742469B2 JP H0742469 B2 JPH0742469 B2 JP H0742469B2 JP 61305599 A JP61305599 A JP 61305599A JP 30559986 A JP30559986 A JP 30559986A JP H0742469 B2 JPH0742469 B2 JP H0742469B2
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wear
test
diphenyl carbonate
dialkyldithiophosphate
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、満足な耐摩耗性及び摩擦減少性を有ししかも
燐含量が減少した潤滑油に関する。より具体的に言え
ば、本発明は、ベース原料油、ジアルキルジチオ燐酸金
属塩及びアリールカーボネートエステルを含む潤滑油に
関する。
発明の背景 典型的には、内燃エンジン用の現在の潤滑油組成物にお
いては、改良された耐摩耗性を与えるためにジアルキル
ジチオ燐酸亜鉛（ZDDP）の如き燐含有化合物がかゝる潤
滑油組成物に添加されている。しかしながら、燐含有化
合物からの燐は接触転化器にある触媒に付着した状態に
なり、これによつて時間を経過すると接触転化器の効率
が低下することが判明している。現時点では、自動車用
潤滑油は典型的には最大限約0.10〜約0.14重量％の燐を
含有している。接触転化器が燐によつて汚染状態になる
速度を低下させるために、潤滑油の最高燐含量は約0.05
〜約0.08重量％の範囲に減少させるべきであることが提
案された。
カーボネート類を潤滑油中に使用することは知られてい
る。米国特許第2,340,331号及び同第2,387,999号は、潤
滑油の極圧特性を向上させ且つ摩耗速度を低下させるた
めに該潤滑油中にジエチル、ジアミル、ジラウリル、ジ
フエニル、ジクレジル、ジ−Ｏ−クレジル、ジベンジ
ル、モノエチル及びモノフエニルカーボネートを使用す
ることを開示している。
ヨーロツパ特許公報第89,709号は、内燃エンジン用の潤
滑油中に高級アルコールの有機カルボン酸エステルを使
用することを開示している。摩耗及び摩擦係数の試験デ
ータが報告されている。
潤滑油中に存在するジアルキルジチオ燐酸亜鉛の如き燐
含有化合物の濃度を低下させこれによつて燐酸塩が触媒
上に付着状態になる速度を低下させるのが望ましい。
また、現在入手可能な潤滑油に匹敵する耐摩耗性を有し
しかも燐含量が減少した潤滑油を提供するのが望まし
い。
更に、現在入手可能な潤滑油に匹敵する摩擦係数を有し
しかも燐含量が減少した潤滑油を提供するのも望まし
い。
本発明は、 （ａ）ベース原料油、 （ｂ）ジフエニルカーボネート及び （ｃ）燐酸金属塩、 を含む潤滑油及びその製造法に関するものである。
発明の概要 本発明は、 （ａ）ベース原料油、 （ｂ）ジフェニルカーボネート及び （ｃ）ジアルキルジチオ燐酸金属塩、 を含む改良された耐摩耗性を有する潤滑油に関する。
ジチオ燐酸金属塩（MDDP）の濃度は好ましくは潤滑油の
約0.5〜約1.0重量％の範囲に限定され、かくして燐の濃
度は潤滑油の約0.08重量％よりも少なく好ましくは0.06
重量％以下になる。
また、本発明は、潤滑油ベース原料油に、有効量の （ａ）ジフエニルカーボネート及び （ｂ）ジアルキルジチオ燐酸金属塩、 を添加することからなる潤滑油ベース原料油の耐摩耗性
を向上させる方法に関する。
好ましい具体例では、ジアルキルジチオ燐酸金属塩は、
第II B族金属又は銅、モリブデン、アンチモン及びこれ
らの混合物よりなる群から選択される金属を含むが、亜
鉛が特に好ましい。アルキル基は、好ましくは、C3〜C
10アルキルからなる。ベース原料油に対するジフエニル
カーボネートの濃度は、約0.1〜約1.5重量％好ましくは
約0.5〜約1.2重量％の範囲内である。ジアルキルジチオ
燐酸金属塩の濃度は、約0.5〜約2.0重量％好ましくは約
0.5〜約1.0重量％の範囲内であつてよい。
発明の詳細な記述 本発明は、燐含量が減少されしかも満足な耐摩耗性及び
摩擦減少性を示す潤滑油組成物及びその製造法に関す
る。
本発明は、潤滑油ベース原料油中においてジフエニルカ
ーボネートとジアルキルジチオ燐酸金属塩とを組み合わ
せることに向けられている。
25℃で17.7mPa.sの粘度を有するホワイトオイルである
潤滑油“Marcol72"において先ず幾つかのカーボネート
エステルを1.0重量％レベルで試験して初期焼付き荷重
及び摩耗傷直径（WSD）を減小させる際のそれらの有効
性を調べた。初期焼付き荷重は、比較的低い荷重での比
較的低い摩耗からのWSDを測定したときに摩耗の急速な
増加があるときの荷重である。この初期焼付き荷重は、
四球摩耗試験を使用して測定された。用いた四球摩耗試
験は、Friction and Wear Devices〔第二版、American
Society of Lubricating Engineers（1976）、第21頁〕
においてアール・ベンジング氏外が記載した試験を僅か
に変更した方法である。この四球試験では、油で満たさ
れたボールホルダーに３つのボールが固定されそして回
転するチヤツクに固定された第四のボールがその３つの
固定ボールの上で滑動する。試験は、25℃で５分間の試
験時間において52100鋼球を使用して1,200rpmで行われ
た。15kgの荷重下に行なつた試験について摩耗傷の直径
を報告する。試験は、1.0重量％のエステルを含有する
油でもつて乾燥空気及び湿つた空気の両方のブランケツ
トを使用して行われた。広範囲の現場操作条件にわたつ
て添加剤の有益な効果が認められたことを示すために乾
燥及び湿つた両方の空気雰囲気を使用した。加えて、試
験の再現性を向上させるために大気制御を使用した。こ
れらの試験の結果を表１に要約する。
この表から、ホワイトオイルへのカーボネートエステル
の添加は、特に湿気の存在下における一般に向上した初
期焼付き荷重及び一般に減少した摩耗を提供したことが
分かる。
配合電車用潤滑油中において同じカーボネートエステル
添加剤のうちの幾つかを使用して追加的な試験を実施し
た。回転チヤツクに固定された52100鋼トツプボール及
び３つの固定ボールの代わりに３つの銀板を使用しそし
て20kg荷重を600rpmにおいて177℃で30分間使用して四
球摩耗試験を行なつた。初期においてボールを銀板に対
して60kgで負荷しそしてその荷重を20kgに減じる前に回
転させた。以下の表２は、摩耗傷の直径及び相対的摩耗
容量を要約したものである。
また、“Corrosive Wear as a Failure Mode in Lubric
ated Gear Contacts"〔Wear、14第431頁（1969）〕にお
いてアイ・ビー・ゴールドマン氏が記載したミクロライ
ダー・ギヤー・テスト（Micro−Ryder Gear test）を使
用して試験を行なつた。この試験（これは、ギヤー作動
における潤滑油性能を評価するように設計されたもので
ある）では、傷（スカツフイング）つけられたギヤー表
面の百分率は、適用した荷重の函数として測定される。
不合格の基準は、ギヤー表面の22％が傷つけられたとき
の荷重とされる。この試験を使用すると、1.0重量％の
ジフエニルカーボネート及び1.0重量％のZDDPの両方が
最高の適用荷重に耐え抜いた。
ASTM D2882試験に類似の試験方法を33℃で使用して、ビ
ツカーズ・ベイン・ポンプ（Vickers Vane Pump）を使
用した幾つかの試験も実施した。この試験は、ビツカー
ズ・ベイン・ポンプの滑り羽根及び固定リングの両方に
ついての摩耗量を測定するように設計されている。この
試験では、羽根上の荷重は、添加剤の不在下において受
け入れできない程に高いレベルの摩耗を生じる程のもの
である。試験は、25℃において2.4mPa.sの粘度を有する
合成液を使用して湿つた空気のブランケツト下に実施さ
れた。これらの試験の結果を表３に示す。
表２及び３から、カーボネートを使用した最良の総合結
果はエチレンカーボネート及びジフエニルカーボネート
を添加剤として使用して得られたことが分かる。
以下の表４は、ベース油液中における摩耗及び摩擦を減
少させるのにエチレンカーボネート及びジフエニルカー
ボネートを様々の濃度で使用した場合の追加的なデータ
を示している。用いた潤滑液は、25℃において2.4mPa.s
の粘度を有する合成液に研究したエステルを様々の濃度
で添加したものであつた。試験は、ボール・オン・シリ
ンダー機を240rpmで回転しながら500gの荷重を25℃で32
分間適用することによつて乾燥空気のブランケツト下に
操作して実施された。ボール及びシリンダーの両方に関
して使用した金属は、52100鋼であつた。この試験機
は、上記のベンジング氏外の文献の第280頁に詳細に記
載されており、そして試験油につかつた回転シリンダー
上で滑る固定ボールからなり、シリンダーが回転すると
きに試験油がボールとシリンダーとの間で接触するよう
になつている。
しかしながら、エチレンカーバイトの如き環状カーボネ
ートは、潤滑油中において比較的低い溶解度を有し、そ
れ故に好ましくない。ベース原料油においてエチレンカ
ーボネートの溶解度は25℃において約0.04重量％であ
り、これに対して完全配合モーター油では25℃における
その溶解度は約0.2重量％である。しかしながら、モー
ター油を低温にさらすと、エチレンカーボネートの溶解
度が下がりそしてモーター油からエチレンカーボネート
を沈殿させる場合がある。
次の比較例及び実施例に示されるようにジフエニルカー
ボネートの如きカーボネートを使用すると一般に潤滑油
の摩耗及び摩擦がジアルキルジチオ燐酸金属塩によつて
得られるレベルに減少されるけれども、これらの化合物
の組み合わせは、優れた耐摩耗性及び（又は）摩擦減少
性を有ししかもジアルキルジチオ燐酸金属塩の単独使用
と比較して燐含量が減少した潤滑油をもたらす。これら
の比較例及び実施例では、摩耗及び摩擦係数は、先に記
載したベンジング氏外の報文の第280頁に記載されるボ
ール・オン・シリンダー（BOC）テストを使用して測定
された。これらのテストでは、シリンダー速度を0.25rp
mに維持した改良ボール・オン・シリンダー・テストに
おいて約60℃の溜め温度に維持された油を用いて実験を
行なつた。試験は、摩耗を促進する条件下に実施され
た。テスト時間の経過後、先端にダイヤモンドが付いた
プロフイロメーターを使用してシリンダー上に付けられ
た摩耗を分析した。試験油のシリンダー摩耗容積を基準
液の使用で得られたものと比較することによつて相対的
シリンダー摩耗を定めた。摩擦係数は、ボール運動によ
るスプリング撓みを紙上にプロツトされた電子シグナル
に変換する線形可変示差変圧器によつて連続的に測定さ
れた。
比較例 比較例１ 粘度指数向上剤、酸化防止剤、分散剤、清浄剤及び消泡
剤を有するがしかしそのまゝでは耐摩耗性添加剤を有し
ない市販の鉱物基潤滑油をボール・オン・シリンダー・
テストにおいて用いた。摩擦係数を測定すると、0.28で
あつた。
比較例II 0.75重量％のジアルキルジチオ燐酸亜鉛（ZDDP）だけを
添付加した比較例Ｉの潤滑油を用いた。摩擦係数は0.23
に減小され、そして比較例Ｉと比較した摩耗は僅か0.22
であつた。
比較例III 1.5重量％のジアルキルジチオ燐酸亜鉛だけを添加した
比較例Ｉの潤滑油を用いた。ボール・オン・シリンダー
・テストにおいて摩擦係数は0.18に減小され、これに対
して相対摩耗は比較例Ｉで認められた摩耗の僅か0.16で
あつた。
比較例IV 再び、1.0重量％のジフエニルカーボネート（DPC）を添
加した比較例Ｉの潤滑油を用いた。摩擦係数を測定する
と、0.23であつた。比較例Ｉと比較した摩耗は0.29であ
つた。
比較例Ｖ 再び、1.5重量％のジフエニルカーボネートを添加した
比較例Ｉの潤滑油を用いた。摩擦係数を測定すると0.23
であり、そして比較例Ｉと比較した摩耗は0.50であつ
た。
実施例 実施例Ｉ 0.75重量％のZDDP及び0.75重量％のジフエニルカーボネ
ートだけを加えた比較例Ｉの潤滑油を用いた。摩擦係数
は0.15に減小され、そして比較例Ｉと比較した摩耗は僅
か0.08であつた。
実施例II 再び、1.0重量％のZDDP及び0.75重量％のジフエニルカ
ーボネートだけを添加した比較例Ｉの潤滑油を用いた。
摩擦係数は0.18に減小され、そして比較例Ｉと比較した
摩耗は僅か0.06であつた。
比較例Ｉ〜Ｖ及び実施例Ｉ〜IIの結果を表５に示す。
上記の比較例III及びＶ並びに実施例Ｉ（これらのすべ
ては試験添加剤を1.5重量％の総量で使用する）を基に
して、潤滑油へのジフエニルカーボネートの添加は、有
効な耐摩耗性及び摩擦係数の減小を得るのに必要とされ
るジアルキルジチオ燐酸金属塩の量を、ZDDPを単独で高
レベルにおいて使用して得られるレベルに匹敵するレベ
ルまで減少させたことが分かる。
ジフエニルカーボネートの所要量は、所望の摩耗減少
度、所望の摩擦係数、存在するジアルキルジチオ燐酸金
属塩の量及び特定の操作パラメータに依存して変動す
る。
典型的には、ジフエニルカーボネート対ジアルキルジチ
オ燐酸金属塩の重量比は、約0.3:1〜約10:1好ましくは
約0.5:1〜約1.5:1の範囲内である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｎ 10:10 10:12 30:06 40:25

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（ａ）ベース原料油 （ｂ）ジフェニルカーボネート、及び （ｃ）ジアルキルジチオ燐酸金属塩、 を含む改良された耐摩耗性を有する潤滑油。
  2. 【請求項２】ジフェニルカーボネートの濃度がベース原
    料油を基にして約0.10〜約1.5重量％の範囲内である特
    許請求の範囲第１項記載の潤滑油。
  3. 【請求項３】ジフェニルカーボネートの濃度がベース原
    料油を基にして約0.50〜約1.2重量％の範囲内である特
    許請求の範囲第２項記載の潤滑油。
  4. 【請求項４】ジアルキルジチオ燐酸金属塩が第II B族、
    銅、モリブデン、アンチモン及びこれらの混合物よりな
    る群から選択される金属の塩からなる特許請求の範囲第
    ２項記載の潤滑油。
  5. 【請求項５】ジアルキルジチオ燐酸金属塩中に存在する
    金属が亜鉛、モリブデン、銅、アンチモン及びそれらの
    混合物よりなる群から選択される特許請求の範囲第４項
    記載の潤滑油。
  6. 【請求項６】ジフェニルカーボネート対ジアルキルジチ
    オ燐酸金属塩の重量比が約0.3:1〜約10:1の範囲内であ
    る特許請求の範囲第５項記載の潤滑油。
  7. 【請求項７】ジフェニルカーボネート対ジアルキルジチ
    オ燐酸金属塩の重量比が約0.5:1〜約1.5:1の範囲内であ
    る特許請求の範囲第６項記載の潤滑油。
  8. 【請求項８】ジアルキルジチオ燐酸塩がジアルキルジチ
    オ燐酸亜鉛からなり、そしてジアルキルジチオ燐酸亜鉛
    の濃度がベース原料油を基にして約0.5〜約1.0重量％の
    範囲内である特許請求の範囲第７項記載の潤滑油。
JP61305599A 1985-12-23 1986-12-23 改良された潤滑油用耐摩耗性添加剤 Expired - Lifetime JPH0742469B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/811,999 US4707284A (en) 1985-12-23 1985-12-23 Lube oil anti-wear agent
US811999 1991-12-23

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Publication Number Publication Date
JPS62195094A JPS62195094A (ja) 1987-08-27
JPH0742469B2 true JPH0742469B2 (ja) 1995-05-10

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US (1) US4707284A (ja)
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JP (1) JPH0742469B2 (ja)
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CA (1) CA1284988C (ja)
DE (1) DE3676172D1 (ja)
NO (1) NO865186L (ja)

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