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JP4076634B2 - 二輪車用4サイクルエンジン油組成物 - Google Patents

二輪車用4サイクルエンジン油組成物 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は二輪車用4サイクルエンジン油組成物に関し、詳しくは二輪4サイクルエンジンのオイル消費性の低減効果及び省燃費性に優れた二輪車用4サイクルエンジン油組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
二輪車は、同じ4サイクルエンジンでも、四輪車と比べてエンジン回転数が高く、さらには燃焼温度も高いという特徴がある。このため、既存の四輪車用4サイクルエンジン油を二輪車用4サイクルエンジンに用いると、オイル消費が激しく、大気中に排出される排気ガス中のオイル分が多くなるということがあり、その対策としてエンジン油の改良が強く求められていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、オイル消費量が少なく、また燃費性向上効果に優れる等、良好な性能を兼ね備えた二輪車用4サイクルエンジン油組成物を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明(第1発明)は、基油として100℃の動粘度が3〜10mm/s及び粘度指数が120以上の炭素数2〜16のオレフィンの重合体又はその水素化物である炭化水素系潤滑油基油又は当該基油を基油全量基準で15質量%以上含有する混合基油を用い、かつ(A)亜鉛ジアルキルジチオホスフェート、(B)金属系清浄剤、(C)無灰分散剤、(D)摩擦調整剤、及び(E)組成物の100℃における動粘度を9.3〜16.5mm/sにする粘度指数向上剤を含有することを特徴とする二輪車用4サイクルエンジン油組成物にある。
また本発明(第2発明)は、基油として100℃の動粘度が3〜10mm/s及び粘度指数が120以上の炭素数2〜16のオレフィンの重合体又はその水素化物である炭化水素系潤滑油基油又は当該基油を基油全量基準で15質量%以上含有する混合基油を用い、かつ(A)亜鉛ジアルキルジチオホスフェート、(B)アルカリ土類金属サリシレート、(C)無灰分散剤、(D)摩擦調整剤、及び(E)組成物の100℃における動粘度を9.3〜16.5mm/sにする粘度指数向上剤を含有することを特徴とする二輪車用4サイクルエンジン油組成物にある。
さらに本発明(第3発明)は、基油として100℃の動粘度が3〜10mm/s及び粘度指数が120以上の炭素数2〜16のオレフィンの重合体又はその水素化物である炭化水素系潤滑油基油又は当該基油を基油全量基準で15質量%以上含有する混合基油を用い、かつ(A)亜鉛ジアルキルジチオホスフェート、(B)金属系清浄剤、(C)数平均分子量1000〜3500のポリブテニル基を有する、ビスタイプのポリブテニルコハク酸イミド、ポリブテニルベンジルアミン、ポリブテニルコハク酸エステル、及びこれらの変性化合物からなる群より選ばれる少なくも一種の無灰分散剤、(D)摩擦調整剤、及び(E)組成物の100℃における動粘度を9.3〜16.5mm/sにする粘度指数向上剤を含有することを特徴とする二輪車用4サイクルエンジン油組成物にある。
さらにまた本発明(第4発明)は、基油として100℃の動粘度が3〜10mm/s及び粘度指数が120以上の炭素数2〜16のオレフィンの重合体又はその水素化物である炭化水素系潤滑油基油又は当該基油を基油全量基準で15質量%以上含有する混合基油を用い、かつ(A)亜鉛ジアルキルジチオホスフェート、(B)金属系清浄剤、(C)無灰分散剤、(D)有機金属系摩擦調整剤及び無灰系摩擦調整剤、及び(E)組成物の100℃における動粘度を9.3〜16.5mm/sにする粘度指数向上剤を含有することを特徴とする二輪車用4サイクルエンジン油組成物にある。
本発明は、上記第3及び4の発明において、(B)金属系清浄剤は、アルカリ土類金属サリシレートであることが好ましい。
本発明は、上記第2及び3の発明において、(D)摩擦調整剤は、有機金属系摩擦調整剤及び無灰系摩擦調整剤であることが好ましい。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の内容をより詳細に説明する。
本発明の二輪車用4サイクルエンジン油組成物における基油は、100℃の動粘度が3〜10mm2/s及び粘度指数が120以上の炭化水素系潤滑油基油又は当該基油を基油全量基準で15質量%以上含有する混合基油である。
ここでいう炭化水素系潤滑油基油としては、例えば、パラフィン系原油やナフテン原油を常圧蒸留及び減圧蒸留して得られる潤滑油留分に、水素化精製、溶剤精製、脱ろう、白土精製、薬品(酸・アルカリ)精製などの1種もしくは2種以上の精製処理(2種以上の精製処理を施す場合は、各精製処理は任意の順序で組み合せることができ、同じ精製処理を条件を変えて複数回繰り返しても差し支えない)を施すことで得られるパラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油やノルマルパラフィン等の鉱油系潤滑油基油や、ポリα−オレフィン(ポリブテン、1−オクテンオリゴマー、1−デセンオリゴマーなど)、イソパラフィン、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン等の合成油系潤滑油基油が使用できる。
【0006】
これらの炭化水素系基油の中でも、本発明においては、オイル消費性および省燃費性に優れる点から、下記の(a)及び(b)からなる群から選ばれる1種または2種以上を任意の割合で混合した基油を用いるのが好ましい。
(a)全芳香族含有量が15質量%以下の鉱油、
(b)炭素数2〜16のオレフィンの重合体またはその水素化物、
(a)成分の全芳香族含有量は、上限値が15質量%、好ましくは10質量%、より好ましくは7質量%である。全芳香族含有量が上限値を超える場合は、エンジン油組成物の酸化安定性が悪化する恐れがある。(a)成分の全芳香族含有量の下限値は格別な限定はないが、全芳香族含有量が0質量%または0質量%を超え、2質量%未満の場合は、使用中に発生するスラッジがエンジン油組成物中に溶け難いので、全芳香族含有量は2質量%以上であるのが好ましい。
なお、ここでいう全芳香族含有量とは、ASTM D 2549に規定されるStandard Test Method for Separation of Representative Aromatics and Nonaromatics Fractions of High-Boiling Oils by Elution Chromatography に準拠して測定した芳香族留分(aromatics fraction)含有量を意味し、通常、この芳香族留分(aromatics fraction)には、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、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、四環以上のベンゼン環が縮合した化合物、またはピリジン類、キノリン類、フェノール類、ナフトール類などのヘテロ芳香族を有する化合物などが含まれる。
上記の(a)成分は公知の任意の方法で製造することができる。例えば、
▲1▼:パラフィン基系原油及び/又は混合基系原油の常圧蒸留による留出油、
▲2▼:パラフィン基系原油及び/又は混合基系原油の常圧蒸留残渣油の減圧蒸留留出油(WVGO)、
▲3▼:▲1▼及び/又は▲2▼のマイルドハイドロクラッキング処理油、
▲4▼:▲1▼〜▲3▼の中から選ばれる2種以上の油の混合油、
▲5▼:▲1▼、▲2▼、▲3▼又は▲4▼の脱れき油(DAO)、
▲6▼:▲5▼のマイルドハイドロクラッキング処理油、
▲7▼:▲1▼〜▲6▼の中から選ばれる2種以上の油の混合油
等を原料油とし、この原料油をそのまま精製して潤滑油留分を回収するか、あるいは前記原料油から潤滑油留分を回収してから、その潤滑油留分を精製し、必要に応じてさらにその精製物から潤滑油留分を回収する方法によって製造することができる。
上記した原料油又は潤滑油留分の精製には、任意の手段が採用可能であって、例えば、
(1) 水素化分解、水素化仕上げ等の水素化精製、
(2) フルフラール溶剤抽出等の溶剤精製、
(3) 溶剤脱ろうや接触脱ろう等の脱ろう処理、
(4) 酸性白土や活性白土等による白土精製、
(5) 硫酸洗浄、苛性ソーダ洗浄等の薬品(酸・アルカリ)精製
等を単独又は組み合せて採用することができる。そして、2種以上の精製手段を組み合せて採用する場合には、個々の精製手段を任意の順序で組み合せることができ、同種の精製手段を2回以上繰り返すことも可能である。
また(a)成分としては、特にオイル消費性および省燃費性に優れる点から、上記▲1▼〜▲6▼から選ばれる原料油またはその潤滑油留分に水素化分解処理を施し、その生成物に、または当該生成物から回収される潤滑油留分に、脱ろう処理と溶剤精製処理を施して得られる鉱油を用いるのが好ましい。
尚、上記の水素化分解は水素化分解触媒の存在下に任意の条件で実施することができるが、通常は全圧力60〜250kg/cm2、温度350〜500℃、LHS0.1〜2.0hr-1の反応条件下で、分解率が40質量%以上になるよう上記の原料油またはその潤滑油留分を水素化分解する。水素化分解触媒の活性成分としては、例えば、モリブデン、クロム、タングステン、バナジウム、白金、ニッケル、銅、鉄、コバルト等の金属、これらの酸化物及び硫化物からなる群から選ばれる1種もしくは2種以上を使用することができ、これら活性成分は必要に応じてシリカ−アルミナ、活性アルミナ、ゼオライトなどの担体に担持されることもできる。また、水素化分解生成物又はその潤滑油留分に、脱ろう処理と溶剤精製処理を施すに際しては、これら両処理の順序と、その処理回数を任意に選ぶことができる。そして、ここで言う脱ろう処理には溶剤脱ろうと接触脱ろうの両方が包含される。
【0007】
一方、上記(b)成分には、オレフィン重合体またはその水素化物が使用される。ここで、オレフィン重合体とは、炭素数2〜16、好ましくは2〜12のオレフィンの単独重合体及び上記オレフィン同志の共重合体を意味し、その共重合体は、ランダム共重合体、交互共重合体またはブロック共重合体のいずれであっても差し支えない。そして、オレフィン重合体を形成するオレフィンモノマーは、α−オレフィンであっても、内部オレフィンであっても良く、また直鎖状オレフィンであっても、分枝状オレフィンであっても良い。
本発明のオレフィン重合体を製造する際に使用可能なオレフィンを具体的に例示すれば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、2−ブテン、イソブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデセン、トリデセン、テトラデセン、ペンタデセン、ヘキサデセン(いずれも直鎖状でも分枝状でも良く、またα−オレフィンでも内部オレフィンでも良い)及びこれらの混合物などを挙げることができるが、なかでも、エチレン、プロピレン、1−ブテン、2−ブテン、イソブテン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン及びこれらの混合物が好ましく用いられる。
このオレフィン重合体は任意の方法で製造することができる。例えば、無触媒による熱反応によって製造することができるほか、過酸化ベンゾイルなどの有機過酸化物触媒;塩化アルミニウム、塩化アルミニウム−多価アルコール系、塩化アルミニウム−四塩化チタン系、塩化アルミニウム−アルキル錫ハライド系、フッ化ホウ素などのフリーデルクラフツ型触媒;有機塩化アルミニウム−四塩化チタン系、有機アルミニウム−四塩化チタン系などのチーグラー型触媒;アルミノキサン−ジルコノセン系、イオン性化合物−ジルコノセン系などのメタロセン型触媒;塩化アルミニウム−塩基系、フッ化ホウ素−塩基系などのルイス酸コンプレックス型触媒などの公知の触媒系を用いて、上記のオレフィンを単独重合または共重合させることで製造することができる。
(b)成分には、上記したオレフィン重合体を用いることができるが、当該重合体は通常二重結合を有しているので、その熱・酸化安定性を考慮すると、重合体中の二重結合を水素化したオレフィン重合体の水素化物を、(b)成分として用いるのが好ましい。オレフィン重合体の水素化物を取得するには、適宜の方法が採用可能であり、例えば、オレフィン重合体を公知の水素化触媒の存在下で水素で水素化し、オレフィン重合体中に存在する二重結合を飽和化することによって得ることができる。また、使用触媒を選択することによって、オレフィンの重合と重合体の水素化という2工程を経ることなく、オレフィンの重合と重合体中に存在する二重結合の水素化を1工程で完遂させることも可能である。
使用可能なオレフィン重合体またはその水素化物の中にあって、エチレン−プロピレン共重合体、ポリブテン(ナフサ熱分解の際に副生するブタン−ブテン(1−ブテン、2−ブテン及びイソブテンの混合物)留分の重合によって得られる共重合体)、1−オクテンオリゴマー、1−デセンオリゴマー、1−ドデセンオリゴマー並びにこれらの水素化物、さらにはこれらの混合物などが、熱・酸化安定性、粘度−温度特性、低温流動性に優れている点で(b)成分として好ましく、特に、エチレン−プロピレン共重合体水素化物、ポリブテン水素化物、1−オクテンオリゴマー水素化物、1−デセンオリゴマー水素化物、1−ドデセンオリゴマー水素化物並びにこれらの混合物がより好ましい。
なお、潤滑油用基油として現在市販されているエチレン−プロピレン共重合体、ポリブテン及びポリ−α−オレフィンなどの合成系炭化水素系基油は、通常、その二重結合が既に水素化されているものであり、これらの市販品も(b)成分として用いることができる。
【0008】
本発明の炭化水素系潤滑油基油の100℃における動粘度の下限値は3mm2/s、好ましくは4.0mm2/sであり、一方、上限値は10mm2/s、好ましくは6.0mm2/sである。100℃での動粘度が3mm2/s未満の場合はオイル消費性が劣る。一方、10mm2/sを超える場合は低温の粘度特性および省燃費性が劣るため、それぞれ好ましくない。
また、その粘度指数は120以上、好ましくは125以上である。炭化水素系潤滑油基油の粘度指数が120未満の場合は、オイル消費性が劣るため好ましくない。
【0009】
本発明の二輪車用4サイクルエンジン油組成物における基油としては、上記の性状を有する炭化水素系潤滑油基油を単独で用いるか、または当該基油を基油全量基準で15質量%以上、好ましくは20質量%以上含有する混合基油を用いる。
なお、混合基油として用いる場合には、上記炭化水素系潤滑油基油に対して、各種の潤滑油基油を混合することができる。
これら潤滑油基油は、特に限定されるものではなく、通常潤滑油の基油として使用されているものであれば鉱油系、合成系を問わず使用できる。
鉱油系潤滑油基油としては、具体的には例えば、原油を常圧蒸留及び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、接触脱ろう、水素化精製、硫酸洗浄、白土処理等の精製処理等を適宜組み合わせて精製したパラフィン系、ナフテン系等の油やノルマルパラフィン等が使用できる。
また、合成系潤滑油基油としては、具体的には例えば、ポリα−オレフィン(ポリブテン、1−オクテンオリゴマー、1−デセンオリゴマー等)、イソパラフィン、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、二塩基酸エステル(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、ジ2−エチルヘキシルセバケート等)、三塩基酸エステル(トリメリット酸エステル等)、ポリオールエステル(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、ペンタエリスリトールペラルゴネート等)、ポリオキシアルキレングリコール、ジアルキルジフェニルエーテル、ポリフェニルエーテル等が使用できる。
なお、これらの鉱油系基油や合成系基油は単独で使用しても良く、またこれらの中から選ばれる2種以上の基油を任意の混合割合で組み合わせて使用してもよい。
また、これら潤滑油基油の粘度は任意であるが、潤滑性、冷却性(熱除去性)に優れ、かつ攪拌抵抗による摩擦ロスが少ない等の点から、通常、40℃における動粘度が好ましくは5〜150mm2/s、より好ましくは10〜110mm2/sのものを用いるのが望ましい。
【0010】
本発明の二輪車用4サイクルエンジン油組成物における(A)成分は、亜鉛ジアルキルジチオホスフェートである。
亜鉛ジアルキルジチオホスフェートとしては、具体的には例えば、次の一般式(1)で表される化合物等が挙げられる。
【化1】
式中、R1、R2 、R3及びR4はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、炭素数2〜18、好ましくは3〜8の直鎖または分枝アルキル基を示し、具体的にはエチル基、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、オクタデシル基等が挙げられ、これらは直鎖でも分枝でもよい。これらはまた1級アルキル基、2級アルキル基または3級アルキル基でもよい。
1、R2、R3及びR4を導入する際にα−オレフィンの混合物を原料とする場合があるが、この場合、(A)成分としては異なる構造のアルキル基を有する亜鉛ジアルキルジチオホスフェートの混合物となる。
より好ましい亜鉛ジアルキルジチオホスフェートとしては、具体的には、亜鉛ジプロピルジチオホスフェート、亜鉛ジブチルジチオホスフェート、亜鉛ジペンチルジチオホスフェート、亜鉛ジヘキシルジチオホスフェート、亜鉛ジヘプチルジチオホスフェート、亜鉛ジオクチルジチオホスフェート(これらのアルキル基は直鎖状でも分枝状でも良い)及びこれらの混合物等が例示できるが、1分子中に異なる炭素数(炭素数3〜8)及び/又は構造のアルキル基を有する亜鉛ジアルキルジチオホスフェートも好ましく用いることができる。
本発明の二輪車用4サイクルエンジン油組成物における(A)成分の含有量は任意であるが、通常、組成物全量基準で、0.5〜2.0質量%、このましくは0.5〜1.5質量%、より好ましくは0.6〜1.2質量%である。(A)成分の含有量が0.5量%未満である場合は、エンジン油劣化後に摩擦係数が高くなってしまうため低燃費性を維持できず、また、2.0質量%を超える場合は、排気ガスに悪影響がでる恐れがある。
【0011】
本発明の二輪車用4サイクルエンジン油組成物における(B)成分は、金属系清浄剤である。
金属系清浄剤としては、潤滑油の金属系清浄剤として用いられる任意の化合物が使用可能であるが、具体的には例えば、アルカリ土類金属スルフォネート、アルカリ土類金属フェネート、アルカリ土類金属サリシレートの中から選ばれる1種または2種以上の金属系清浄剤等が挙げられる。
アルカリ土類金属スルフォネートとは、分子量1300〜1500、好ましくは400〜700のアルキル芳香族化合物をスルフォン化することによって得られるアルキル芳香族スルフォン酸のアルカリ土類金属塩、特にマグネシウム塩及び/またはカルシウム塩であり、カルシウム塩が好ましく用いられる。
上記アルキル芳香族スルフォン酸としては、具体的にはいわゆる石油スルフォン酸や合成スルフォン酸等が挙げられる。
ここでいう石油スルフォン酸としては、一般に鉱油の潤滑油留分のアルキル芳香族化合物をスルフォン化したものやホワイトオイル製造時に副生する、いわゆるマホガニー酸等が用いられる。また合成スルフォン酸としては、例えば洗剤の原料となるアルキルベンゼン製造プラントから副生したり、ポリオレフィンをベンゼンにアルキル化することにより得られる、直鎖状や分枝状のアルキル基を有するアルキルベンゼンをスルフォン化したもの、あるいはジノニルナフタレン等のアルキルナフタレンをスルフォン化したもの等が用いられる。またこれらアルキル芳香族化合物をスルフォン化する際のスルフォン化剤としては特に制限はないが、通常、発煙硫酸や無水硫酸が用いられる。
アルカリ土類金属フェネートとしては、アルキルフェノール、アルキルフェノールサルファイド、アルキルフェノールのマンニッヒ反応物のアルカリ土類金属塩、特にマグネシウム塩及び/またはカルシウム塩が挙げられ、例えば下記の一般式(2)〜(4)で表されるものを挙げることができる。
【化2】
【化3】
【化4】
式中、R5、R6、R7、R8、R9及びR10は同一でも異なっていてもよく、それぞれ炭素数4〜30、好ましくは6〜18の直鎖または分枝アルキル基を示し、M1、M2及びM3は、それぞれアルカリ土類金属、好ましくはカルシウム及び/又はマグネシウムを、xは1〜2の整数を示す。
上式中、R5、R6、R7、R8、R9及びR10としては、具体的には、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、これらは直鎖でも分枝でもよい。これらはまた1級アルキル基、2級アルキル基又は3級アルキル基でもよい。
アルカリ土類金属サリシレートとしては、アリキルサリチル酸のアルカリ土類金属塩、特にマグネシウム塩及び/またはカルシウム塩が挙げられ、例えば下記の一般式(5)で表されるものを挙げることができる。
【化5】
式中、R11は炭素数4〜30、好ましくは6〜18の直鎖アルキル基を示し、M4はアルカリ土類金属、好ましくはカルシウム及び/またはマグネシウムを示す。
11としては、具体的には、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、これらは直鎖でも分枝でもよい。これらはまた1級アルキル基、2級アルキル基又は3級アルキル基でもよい。
また、アルカリ土類金属スルフォネート、アルカリ土類金属フェネート及びアルカリ土類金属サリシレートとしては、上記のアルキル芳香族スルフォン酸、アルキルフェノール、アルキルフェノールサルファイド、アルキルフェノールのマンニッヒ反応物、アリキルサリチル酸等を直接、マグネシウム及び/またはカルシウムのアルカリ土類金属の酸化物や水酸化物等のアルカリ土類金属塩基と反応させたり、または一度ナトリウム塩やカリウム塩等のアルカリ金属塩としてからアルカリ土類金属塩と置換させること等により得られる中性(正塩)アルカリ土類金属スルフォネート、中性(正塩)アルカリ土類金属フェネート及び中性(正塩)アルカリ土類金属サリシレートだけでなく、中性アルカリ土類金属スルフォネート、中性アルカリ土類金属フェネート及び中性アルカリ土類金属サリシレートと過剰のアルカリ土類金属塩やアルカリ土類金属塩基を水の存在下で加熱することにより得られる塩基性アルカリ土類金属スルフォネート、塩基性アルカリ土類金属フェネート及び塩基性アルカリ土類金属サリシレートや、炭酸ガスの存在下で中性アルカリ土類金属スルフォネート、中性アルカリ土類金属フェネート及び中性アルカリ土類金属サリシレートをアルカリ土類金属の塩基と反応させることにより得られる過塩基性(超塩基性)アルカリ土類金属スルフォネート、過塩基性(超塩基性)アルカリ土類金属フェネート及び過塩基性(超塩基性)アルカリ土類金属サリシレートも含まれる。
本発明でいう清浄剤としては、上記の中性アルカリ土類金属塩、塩基性アルカリ土類金属塩、過塩基性(超塩基性)アルカリ土類金属塩及びこれらの混合物等を用いることができる。
金属系清浄剤は、通常、軽質潤滑油基油等で希釈された状態で市販されており、また入手可能であるが、一般的に、その金属含有量が1.0〜20質量%、好ましくは2.0〜16質量%のものを用いるのが望ましい。
本発明で用いる金属系清浄剤の全塩基価は任意であるが、酸化防止性および省燃費性に優れる点から、通常、全塩基価が30〜400mgKOH/g、好ましくは150〜300mgKOH/gのものを用いるのが望ましい。
なおここでいう全塩基価は、JIS K2501(1992)の「石油製品及び潤滑油−中和価試験方法」の7.に準拠して測定される過塩素酸法による全塩基価を意味している。
本発明の二輪車用4サイクルエンジン油組成物における(B)成分の含有量は任意であるが、通常、組成物全量基準で、1.0〜10.0質量%、好ましくは1.0〜8.0質量%、より好ましくは1.5〜5.0質量%である。(B)成分の含有量が1.0質量%未満である場合は、エンジン油劣化後に摩擦係数が高くなってしまうため低燃費性を維持できず、また、10.0質量%を超える場合は、燃費低減効果に劣る恐れがある。
【0012】
本発明の二輪車用4サイクルエンジン油組成物における(C)成分は、無灰分散剤である。
無灰分散剤は、通常、数平均分子量900〜3500、好ましくは1000〜2000のポリブテニル基を有するものであり、具体例としては、ポリブテニルコハク酸イミド、ポリブテニルベンジルアミン、ポリブテニルコハク酸エステルまたはこれらの混合物等が挙げられる。
ポリブテニルコハク酸イミドの例としては、次の一般式(6)で示されるモノイミドまたは一般式(7)で示されるビスイミド等が挙げられる。
【化6】
【化7】
一般式(6)及び一般式(7)においてR12、R13及びR14は、それぞれ数平均分子量900〜3500、好ましくは1000〜2000のポリブテニル基を示し、a及びbは、それぞれ1〜5の整数を示す。
ポリブテニルベンジルアミンの例としては、次の一般式(8)で示されるものが挙げられる。
【化8】
一般式(8)においてR15及びR16は、それぞれ数平均分子量900〜3500、好ましくは1000〜2000のポリブテニル基を示し、cは1〜5の整数を示す。
ポリブテニルコハク酸エステルの例としては、次の一般式(9)で示されるものが挙げられる。
【化9】
一般式(9)においてR17は、数平均分子量900〜3500、好ましくは1000〜2000のポリブテニル基を示す。
また、本発明の(C)成分としては、上述したポリブテニルコハク酸イミド、ポリブテニルベンジルアミン、ポリブテニルコハク酸エステル等の含窒素化合物に炭素数2〜30のモノカルボン酸(脂肪酸等)やシュウ酸、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の炭素数2〜30のポリカルボン酸を作用させて、残存するアミノ基及び/又はイミノ基の一部又は全部を中和したり、アミド化した、いわゆる酸変性化合物;前述したような含窒素化合物にホウ酸を作用させて、残存するアミノ基及び/又はイミノ基の一部又は全部を中和したり、アミド化した、いわゆるホウ素変性化合物;前述したような含窒素化合物に硫黄化合物を作用させた硫黄変性化合物;及び前述したような含窒素化合物に酸変性、ホウ素変性、硫黄変性から選ばれた2種以上の変性を組み合わせた変性化合物;及びこれらの混合物等も好ましく用いることができる。
本発明の二輪車用4サイクルエンジン油組成物における(C)成分の含有量は任意であるが、通常、組成物全量基準で、2.0〜10.0質量%、好ましくは2.0〜8.0質量%、より好ましくは3.0〜5.0質量%である。(C)成分の含有量が1.0質量%未満である場合は、十分な摩擦低減効果が得られず、また、10.0質量%を超える場合は、ゴムシール材に悪影響を与える恐れがある。
【0013】
本発明の二輪車用4サイクルエンジン油組成物における(D)成分は、摩擦調整剤である。
(D)成分としては、有機モリブデン化合物等の有機金属系摩擦調整剤や、炭素数6〜30のアルキル基又はアルケニル基を少なくとも1個有するアルコール、脂肪酸又はその誘導体、アミン又はその誘導体等の無灰系摩擦調整剤等が挙げられるが、これらの中でも、モリブデンジチオホスフェート及びモリブデンジチオカーバメートの中より選ばれる1種または2種以上の有機モリブデン化合物を用いるのが好ましい。
モリブデンジチオホスフェートとしては、具体的には例えば、次の一般式(10)で表される化合物を用いることができる。
【化10】
上記(10)式中、R18、R19、R20及びR21は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、炭素数2〜30、好ましくは炭素数5〜18、より好ましくは炭素数5〜12のアルキル基や炭素数6〜18、好ましくは炭素数10〜15の(アルキル)アリール基等の炭化水素基を示し、またX1、X2、X3及びX4は、それぞれ硫黄原子または酸素原子を示している。なお、ここでいうアルキル基には1級アルキル基、2級アルキル基または3級アルキル基が含まれ、これらは直鎖状でも分枝状でもよい。
アルキル基として好ましい例としては、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、オクタデシル基等が挙げられ、これらは1級アルキル基、2級アルキル基又は3級アルキル基でも良く、また直鎖状でも分枝状でもよい。
(アルキル)アリール基の好ましい例としては、フェニル基、トリル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基、ペンチルフェニル基、ヘキシルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、デシルフェニル基、ウンデシルフェニル基、ドデシルフェニル基等が挙げられ、そのアルキル基は1級アルキル基、2級アルキル基又は3級アルキル基でも良く、また直鎖状でも分枝状でもよい。さらにこれら(アルキル)アリール基には、アリール基へのアルキル基の置換位置が異なる、全ての置換異性体が含まれる。
より好ましいモリブデンジチオホスフェートとしては、具体的には、硫化モリブデンジエチルジチオホスフェート、硫化モリブデンジプロピルジチオホスフェート、硫化モリブデンジブチルジチオホスフェート、硫化モリブデンジペンチルジチオホスフェート、硫化モリブデンジヘキシルジチオホスフェート、硫化モリブデンジオクチルジチオホスフェート、硫化モリブデンジデシルジチオホスフェート、硫化モリブデンジドデシルジチオホスフェート、硫化モリブデンジ(ブチルフェニル)ジチオホスフェート、硫化モリブデンジ(ノニルフェニル)ジチオホスフェート、硫化オキシモリブデンジエチルジチオホスフェート、硫化オキシモリブデンジプロピルジチオホスフェート、硫化オキシモリブデンジブチルジチオホスフェート、硫化オキシモリブデンジペンチルジチオホスフェート、硫化オキシモリブデンジヘキシルジチオホスフェート、硫化オキシモリブデンジオクチルジチオホスフェート、硫化オキシモリブデンジデシルジチオホスフェート、硫化オキシモリブデンジドデシルジチオホスフェート、硫化オキシモリブデンジ(ブチルフェニル)ジチオホスフェート、硫化オキシモリブデンジ(ノニルフェニル)ジチオホスフェート(アルキル基は直鎖状でも分枝状でも良く、また、アルキルフェニル基のアルキル基の結合位置は任意である)、及びこれらの混合物等が例示できる。なお、これらモリブデンジチオホスフェートとしては、1分子中に異なる炭素数及び/または構造の炭化水素基を有する化合物も、好ましく用いることができる。
【0014】
一方、モリブデンジチオカーバメートとしては、具体的には例えば、次の一般式(11)で表される化合物を用いることができる。
【化11】
上記(11)式中、R22、R23、R24及びR25は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、炭素数2〜24、好ましくは炭素数4〜13のアルキル基や炭素数6〜24、好ましくは炭素数10〜15の(アルキル)アリール基等の炭化水素基を示し、またX、X、X及びXは、それぞれ硫黄原子または酸素原子を示している。なおここでいうアルキル基には1級アルキル基、2級アルキル基または3級アルキル基が含まれ、これらは直鎖状でも分枝状でもよい。アルキル基として好ましい例としては、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、オクタデシル基等が挙げられ、これらは1級アルキル基、2級アルキル基又は3級アルキル基でも良く、また直鎖状でも分枝状でもよい。
(アルキル)アリール基の好ましい例としては、フェニル基、トリル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基、ペンチルフェニル基、ヘキシルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、デシルフェニル基、ウンデシルフェニル基、ドデシルフェニル基等が挙げられ、そのアルキル基は1級アルキル基、2級アルキル基又は3級アルキル基でも良く、また直鎖状でも分枝状でもよい。さらにこれら(アルキル)アリール基には、アリール基へのアルキル基の置換位置が異なる、全ての置換異性体が含まれる。より好ましいモリブデンジチオカーバメートとしては、具体的には、硫化モリブデンジエチルジチオカーバメート、硫化モリブデンジプロピルジチオカーバメート、硫化モリブデンジブチルジチオカーバメート、硫化モリブデンジペンチルジチオカーバメート、硫化モリブデンジヘキシルジチオカーバメート、硫化モリブデンジオクチルジチオカーバメート、硫化モリブデンジデシルジチオカーバメート、硫化モリブデンジドデシルジチオカーバメート、硫化モリブデンジ(ブチルフェニル)ジチオカーバメート、硫化モリブデンジ(ノニルフェニル)ジチオカーバメート、硫化オキシモリブデンジエチルジチオカーバメート、硫化オキシモリブデンジプロピルジチオカーバメート、硫化オキシモリブデンジブチルジチオカーバメート、硫化オキシモリブデンジペンチルジチオカーバメート、硫化オキシモリブデンジヘキシルジチオカーバメート、硫化オキシモリブデンジオクチルジチオカーバメート、硫化オキシモリブデンジデシルジチオカーバメート、硫化オキシモリブデンジドデシルジチオカーバメート、硫化オキシモリブデンジ(ブチルフェニル)ジチオカーバメート、硫化オキシモリブデンジ(ノニルフェニル)ジチオカーバメート(アルキル基は直鎖状でも分枝状でも良く、また、アルキルフェニル基のアルキル基の結合位置は任意である)、及びこれらの混合物等が例示できる。なお、これらモリブデンジチオカーバメートとしては、1分子中に異なる炭素数及び/または構造の炭化水素基を有する化合物も、好ましく用いることができる。また本発明の(D)成分としては、これらの中から選ばれる1種以上のモリブデンジチオホスフェートと1種以上のモリブデンジチオカーバメートとの任意の混合割合での混合物も、好ましいものとして用いることができる。本発明の(D)成分として、上記の有機モリブデン化合物以外の摩擦調整剤としては、前述したとおり、炭素数6〜30のアルキル基又はアルケニル基を少なくとも1個有するアルコール、脂肪酸又はその誘導体、アミン又はその誘導体等を用いることができる。このアルキル基又はアルケニル基としては、直鎖状でも分枝状でも良いが、炭素数は6〜30、好ましくは9〜24の化合物が望ましい。アルキル基又はアルケニル基の炭素数が6未満や30を越える場合は、燃費向上効果に劣る恐れがある。このアルキル基又はアルケニル基としては、具体的には、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のアルキル基(いずれも直鎖状でも分枝状でも良い);ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基、ノナデセニル基、イコセニル基、ヘンイコセニル基、ドコセニル基、トリコセニル基、テトラコセニル基、ペンタコセニル基、ヘキサコセニル基、ヘプタコセニル基、オクタコセニル基、ノナコセニル基、トリアコンテニル基等のアルケニル基いずれも直鎖状でも分枝状でも良く、また二重結合の位置も任意である);等が挙げられるが、これらの中でも、特に燃費性向上効果に優れる点から、ラウリル基、ミリスチル基、パルミチル基、ステアリル基、オレイル基等の炭素数12〜18の直鎖アルキル基又はアルケニル基が特に好ましい。炭素数6〜30のアルキル基又はアルケニル基を少なくとも1個有するアルコール、脂肪酸又はその誘導体、アミン又はその誘導体等の無灰系摩擦調整剤として特に好ましいものとしては、炭素数12〜18の直鎖アルキル基又は直鎖アルケニル基を有するものであり、具体的には、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール等の直鎖脂肪族アルコール;ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、各種油脂から誘導される直鎖脂肪酸(ヤシ油脂肪酸など)等の直鎖脂肪酸;これら直鎖脂肪酸と炭素数1〜10のモノアルコール又は多価アルコールとのエステル(部分エステルを含む);これら脂肪酸と炭素数1〜10のモノアミン、ジアミン、ポリアミン等とのアミド又は塩;ラウリルアミン、ラウリルジエチルアミン、ラウリルジエタノールアミン、ドデシルジプロパノールアミン、パルミチルアミン、ステアリルアミン、ステアリルテトラエチレンペンタミン、オレイルアミン、オレイルプロピレンジアミン、オレイルジエタノールアミン、N−ヒドロキシエチルオレイルイミダゾリン等の直鎖脂肪族アミン化合物;これら直鎖脂肪族アミン化合物のアルキレンオキシド付加物;これら直鎖脂肪族アミン化合物と酸性リン酸エステル(例えばジ2−エチルヘキシルリン酸エステル)、酸性亜リン酸エステル(例えばジ2−エチルヘキシル亜リン酸エステル)との塩;これら直鎖脂肪族アミン化合物、直鎖脂肪族アミン化合物のアルキレンオキシド付加物または直鎖脂肪族アミン化合物と(亜)リン酸エステルとの塩等とホウ酸の反応により得られるホウ酸変性物;これら直鎖脂肪族アミン化合物と炭素数1〜10の脂肪酸とのアミド又は塩等が挙げられる。本発明の二輪車用4サイクルエンジン油組成物における(D)成分の含有量は任意であるが、通常、組成物全量基準で、0.3〜1.5質量%、好ましくは0.6〜1.2質量%である。(D)成分の含有量が0.3質量%未満である場合は、エンジン油劣化後に摩擦係数が高くなってしまうため低燃費性を維持できず、また、1.5質量%を超える場合は、湿式クラッチ機構でクラッチ滑りの恐れがある。
【0015】
本発明の二輪車用4サイクルエンジン油組成物における(E)成分は、粘度指数向上剤である。
粘度指数向上剤としては、ポリメタクリレート、オレフィンコポリマー又はその水素化物、スチレン−ジエンコポリマー、ポリメタクリレート及びオレフィンコポリマーのグラフトコポリマー又はその水素化物、並びに、ポリメタクリレートとオレフィンコポリマー又はその水素化物との混合物等が挙げられる。
ここでいうオレフィンコポリマーとしては、エチレンと炭素数3〜18のα−オレフィンのコポリマーが具体的な例として挙げられる。またここでいうスチレン−ジエンコポリマーでいうジエンとしては炭素数4〜10のジエン、好適にはブタジエンやペンタジエンが挙げられる。
ポリメタクリレート、オレフィンコポリマーもしくはその水素化物、スチレン−ジエンコポリマー、並びにポリメタクリレート及びオレフィンコポリマーのグラフトコポリマーもしくはその水素化物の分子量は任意であるが、その重量平均分子量は、通常、ポリメタクリレートで50,000〜1,000,000、オレフィンコポリマーもしくはその水素化物で10,000〜500,000、スチレン−ジエンコポリマーで10,000〜1,000,000、ポリメタクリレート及びオレフィンコポリマーのグラフトコポリマーで50,000〜1,000,000の範囲である。
本発明の二輪車用4サイクルエンジン油組成物における(E)成分の含有量は、潤滑油組成物の100℃における動粘度が9.3〜16.5mm2/s、好ましくは9.5〜16.3になるような量である。(E)成分の含有量が、潤滑油組成物の100℃における動粘度で9.3mm2/s未満となる量の場合は、動弁系および変速機の耐摩耗性に問題が起き、また、潤滑油組成物の100℃における動粘度で16.5mm2/sを超える量の場合は、燃費性が劣る恐れがある。
(E)成分の含有量は、本発明の二輪車用4サイクルエンジン油組成物で用いる基油の粘度のよって変化し、上述したとおり、潤滑油組成物の100℃における動粘度が9.3〜16.5mm2/sとなるような量であるが、通常、組成物全量基準で、4.0〜10.0質量%、好ましくは6.0〜9.0質量%である。
【0016】
本発明においては、特定の基油に上述した(A)〜(E)成分を配合するだけで、オイル消費性の低減効果及び省燃費性に優れた二輪車用4サイクルエンジン油組成物を得ることができるが、その各種性能をさらに高める目的で、公知の潤滑油添加剤、例えば、極圧添加剤、耐摩耗剤、錆止め剤、腐食防止剤、流動点降下剤、ゴム膨潤剤、消泡剤、着色剤等を単独で、または数種類組み合わせた形で使用することができる。
極圧添加剤および耐摩耗剤としては、例えば、硫黄系化合物が使用できる。硫黄系化合物としては、具体的には例えば、ジスルフィド類、硫化オレフィン類、硫化油脂類等が挙げられる。
錆止め剤としては、具体的には例えば、アルケニルコハク酸、アルケニルコハク酸エステル、多価アルコールエステル、石油スルフォネート、ジノニルナフタレンスルフォネートなどのが挙げられる。
腐食防止剤としては、具体的には例えば、ベンゾトリアゾール系、チアジアゾール系、イミダゾール系の化合物などが挙げられる。
流動点降下剤としては、具体的には例えば、使用する潤滑油基油に適合するポリメタクリレート系のポリマーなどが挙げられる。
消泡剤としては、具体的には例えば、ジメチルシリコーンやフルオロシリコーンなどのシリコーン類等が挙げられる。
これらの添加剤の添加量は任意であるが、通常、潤滑油組成物全量基準で、消泡剤の含有量は0.0005〜1重量%、腐食防止剤の含有量は0.005〜1重量%、その他の添加剤の含有量は、それぞれ0.1〜15重量%程度である。
【0017】
【実施例】
以下、本発明の内容を実施例および比較例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに何ら限定されるものではない。
【0018】
実施例1〜8及び比較例1〜2
表1および表2の各例に示すような組成を有する各種組成物を調整(表1に示す例は10W−30油に、表2に示す例は10w−40油にそれぞれ調整)し、これらの組成物につき、以下に示す性能評価試験を行い、その結果も表1および表2に併記した。
【0019】
[オイル消費性]
DIN51581に規定する蒸発性試験に準拠し、250℃で1時間試験を行った後のオイル減少量を測定した。
[省燃費性]
排気量399CC、水冷4気筒の二輪車用エンジンを用い、水温80℃、油温80℃一定の条件でモータリング試験を行い、その際のクランク軸トルクを、エンジン回転数3000〜13000rpmの範囲で1000rpm毎に測定した。なお、実施例1〜4は比較例1に対する摩擦低減率、実施例5〜8は比較例2に対する摩擦低減率で示す。
【0020】
【表1】
【0021】
【表2】
【0022】
表1および表2の結果から明らかなとおり、本発明に係る実施例1〜8の二輪車用4サイクルエンジン油組成物は、本発明の基油以外の基油を用いた比較例1および2の組成物と比べ、いずれもオイル消費量が少なく、また省燃費性にも優れるという性能を示すものである。
従って、本発明の二輪車用4サイクルエンジン油組成物は、既存の4サイクルエンジン油に欠けていた、オイル消費の低減と低摩擦性能とからの燃費向上という両性能面から、排ガス総量の低減にも大きく貢献するものである。
【0023】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、オイル消費性の低減効果及び省燃費性に優れた二輪車用4サイクルエンジン油組成物が得られる。

Claims (8)

  1. 基油として100℃の動粘度が3〜10mm/s及び粘度指数が120以上の炭素数2〜16のオレフィンの重合体又はその水素化物である炭化水素系潤滑油基油又は当該基油を基油全量基準で15質量%以上含有する混合基油を用い、かつ(A)亜鉛ジアルキルジチオホスフェート、(B)金属系清浄剤、(C)無灰分散剤、(D)摩擦調整剤、及び(E)組成物の100℃における動粘度を9.3〜16.5mm/sにする粘度指数向上剤を含有することを特徴とする二輪車用4サイクルエンジン油組成物。
  2. 基油として100℃の動粘度が3〜10mm/s及び粘度指数が120以上の炭素数2〜16のオレフィンの重合体又はその水素化物である炭化水素系潤滑油基油又は当該基油を基油全量基準で15質量%以上含有する混合基油を用い、かつ(A)亜鉛ジアルキルジチオホスフェート、(B)アルカリ土類金属サリシレート、(C)無灰分散剤、(D)摩擦調整剤、及び(E)組成物の100℃における動粘度を9.3〜16.5mm/sにする粘度指数向上剤を含有することを特徴とする二輪車用4サイクルエンジン油組成物。
  3. 基油として100℃の動粘度が3〜10mm/s及び粘度指数が120以上の炭素数2〜16のオレフィンの重合体又はその水素化物である炭化水素系潤滑油基油又は当該基油を基油全量基準で15質量%以上含有する混合基油を用い、かつ(A)亜鉛ジアルキルジチオホスフェート、(B)金属系清浄剤、(C)数平均分子量1000〜3500のポリブテニル基を有する、ビスタイプのポリブテニルコハク酸イミド、ポリブテニルベンジルアミン、ポリブテニルコハク酸エステル、及びこれらの変性化合物からなる群より選ばれる少なくも一種の無灰分散剤、(D)摩擦調整剤、及び(E)組成物の100℃における動粘度を9.3〜16.5mm/sにする粘度指数向上剤を含有することを特徴とする二輪車用4サイクルエンジン油組成物。
  4. 基油として100℃の動粘度が3〜10mm/s及び粘度指数が120以上の炭素数2〜16のオレフィンの重合体又はその水素化物である炭化水素系潤滑油基油又は当該基油を基油全量基準で15質量%以上含有する混合基油を用い、かつ(A)亜鉛ジアルキルジチオホスフェート、(B)金属系清浄剤、(C)無灰分散剤、(D)有機金属系摩擦調整剤及び無灰系摩擦調整剤、及び(E)組成物の100℃における動粘度を9.3〜16.5mm/sにする粘度指数向上剤を含有することを特徴とする二輪車用4サイクルエンジン油組成物。
  5. (B)金属系清浄剤がアルカリ土類金属サリシレートであることを特徴とする請求項3又は4に記載の二輪車用4サイクルエンジン油組成物。
  6. (D)摩擦調整剤が、有機金属系摩擦調整剤及び無灰系摩擦調整剤であることを特徴とする請求項2又は3に記載の二輪車用4サイクルエンジン油組成物。
  7. 粘度指数向上剤が、重量平均分子量50,000〜1,000,000のポリメタクリレート、重量平均分子量10,000〜500,000オレフィンコポリマーもしくはその水素化物、重量平均分子量10,000〜1,000,000のスチレン−ジエンコポリマー、重量平均分子量50,000〜1,000,000の、ポリメタクリレート及びオレフィンコポリマーのグラフトコポリマー並びに、該ポリメタクリレートと該オレフィンコポリマー又はその水素化物との混合物から選ばれることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかの項に記載の二輪車用4サイクルエンジン油組成物。
  8. エンジンの回転数が3000〜13000rpmの範囲を有する4サイクルエンジン用であること特徴とする請求項1乃至7のいずれかの項に記載の二輪車用4サイクルエンジン油組成物。
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