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JPH08209178A - 潤滑油組成物 - Google Patents

潤滑油組成物

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Publication number
JPH08209178A
JPH08209178A JP7037699A JP3769995A JPH08209178A JP H08209178 A JPH08209178 A JP H08209178A JP 7037699 A JP7037699 A JP 7037699A JP 3769995 A JP3769995 A JP 3769995A JP H08209178 A JPH08209178 A JP H08209178A
Authority
JP
Japan
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group
weight
oil
molybdenum
carbon atoms
Prior art date
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Pending
Application number
JP7037699A
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English (en)
Inventor
Hirotaka Tomizawa
広隆 富沢
Toshikazu Tsukada
敏和 塚田
Michiya Yamada
美智也 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tonen General Sekiyu KK
Original Assignee
Tonen Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tonen Corp filed Critical Tonen Corp
Priority to JP7037699A priority Critical patent/JPH08209178A/ja
Priority to AU45480/96A priority patent/AU4548096A/en
Priority to PCT/JP1996/000201 priority patent/WO1996023856A1/ja
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】 潤滑油基油に、潤滑油組成物全重量基準で、
(a)ジチオカルバミン酸モリブデン及びジチオリン酸
モリブデンからなる群から選択される少なくとも一種の
有機モリブデン化合物0.075〜2重量%、(b)脂
肪酸エステル0.05〜1.5重量%及び/又は有機ア
ミド化合物0.05〜0.5重量%、並びに(c)ジチ
オリン酸亜鉛及びジチオカルバミン酸亜鉛からなる群か
ら選択される少なくとも一種の有機亜鉛化合物を0.1
〜3重量%含有させてなることを特徴とする潤滑油組成
物。 【効果】 摩擦特性及び耐摩耗性に優れ、特に、低摩擦
性を有するため、低燃費内燃機関用潤滑油組成物として
好適である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、潤滑油組成物に関し、
さらに詳しくは、低摩擦係数と良好な耐摩耗性を有する
内燃機関用潤滑油組成物に関する。特に本発明は、摩擦
特性を改善した内燃機関用低燃費潤滑油組成物に関す
る。
【0002】
【従来の技術】内燃機関用潤滑油(以下必要に応じ「エ
ンジン油」と略称する。)は、主としてピストンリング
とシリンダーライナー、クランク軸や連接棒(コネクテ
ィングロッド)の軸受、カムとバルブリフターを含む動
弁機構、オイルポンプやディストリビュータ等の駆動装
置など各種摺動部分の潤滑のほか、エンジン内の冷却や
清浄、燃焼生成物の分散、錆や腐食の防止などの作用を
果たす。
【0003】このようにエンジン油には、多様な性能が
要求され、しかも内燃機関の高性能化、高出力化、運転
条件の苛酷化等に伴い、要求性能も変化している。この
ため、エンジン油には、多種の性能を満たす目的で摩擦
低減剤、摩耗防止剤、金属清浄剤、無灰分散剤、酸化防
止剤等の種々の添加剤が配合されている。
【0004】内燃機用潤滑油の基本的機能として、特
に、あらゆる条件下で内燃機関を円滑に作動させ、摩耗
防止作用を行うことが重要である。内燃機関内の潤滑部
は、大部分、流体潤滑状態にあるが、動弁機構やピスト
ンの上下死点などでは境界潤滑状態となり易い。内燃機
関用潤滑油の境界潤滑下における摩耗防止性は、一般
に、ジチオリン酸亜鉛(ZnDTP)などの摩耗防止剤
の添加によって付与される。
【0005】ところで、内燃機関では、潤滑油が関与す
る摩擦部分でのエネルギー損失が大きいため、摩擦損失
低減及び燃費低減の対策として、摩擦低減剤が添加され
ている。摩擦低減剤としては、従来、ジチオカルバミン
酸モリブデン、脂肪酸エステル、オクタデシルアミンな
どの化合物が使用されている。
【0006】しかしながら、摩耗防止剤と摩擦低減剤を
併用すると、金属表面での競争吸着により、両者の機能
が十分に発揮されないという問題が生じる。即ちZnD
TPは、金属表面に保護膜(境界潤滑膜)を形成させる
ことにより、金属―金属接触による摩耗を防止するが、
摩擦低減剤も金属表面への吸着やそれとの反応、又は金
属表面でのポリマー生成などにより表面被膜を形成する
ことにより、摩擦を低減する作用を発揮する。そこで、
エンジン油にZnDTPと摩擦低減剤を添加すると、金
属表面での両者の競争吸着により、ZnDTPの吸着量
が少なくなって耐摩耗性が悪化したり、或いは摩擦低減
剤を添加したにもかかわらず、十分な摩擦低減効果が得
られないことがある。
【0007】一方、ZnDTPは、ある種の清浄分散剤
と相互作用を起こして、耐摩耗性が損なわれることがあ
る。又、摩擦低減剤の効果にも影響を及ぼすことがあ
る。したがって、清浄分散剤などの他の添加剤の選定や
その添加濃度などにも十分な配慮が必要とされる。
【0008】従来、ZnDTPと各種添加剤との併用に
よる耐摩耗性や摩擦特性の改善について、各種の提案が
なされているが、耐摩耗性と摩擦低減効果を共に満足
し、かつ、清浄分散性などの諸機能を満足するエンジン
油を提供するという点では、いまだ満足のできるもので
はない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、摩擦
特性と耐摩耗性が共に優れ、しかも内燃機関用潤滑油と
してのその他の必要な特性を保持した内燃機関用潤滑油
組成物を提供することにある。
【0010】本発明者は、前記従来技術の問題点を克服
するために鋭意研究した結果、各々特定量の有機モリブ
デン化合物、脂肪酸エステル及び/又は有機アミド化合
物並びにジチオリン酸亜鉛及び/又はジチオカルバミン
酸亜鉛の如き有機亜鉛化合物を必須成分として用いるこ
とにより、耐摩耗性やその他の特性を損なうことなく、
摩擦特性を改善できることを見いだし、その知見に基づ
いて本発明を完成するに至った。更に、有機モリブデン
化合物、脂肪酸エステル及び/又は有機アミド化合物並
びに有機亜鉛化合物に、金属清浄剤としてカルシウムス
ルホネート、マグネシウムスルホネート、カルシウムフ
ェネート、マグネシウムフェネート、カルシウムサリシ
レート及びマグネシウムサリシレートの一種以上を、無
灰清浄分散剤としてベンジルアミンやポリアルケニルコ
ハク酸イミド、ベンジルアミンのホウ素誘導体又はポリ
アルケニルコハク酸イミドのホウ素誘導体の一種以上と
を併用することにより耐摩耗性及び摩擦特性並びにエン
ジン油としてのその他必要な品質も向上させることを見
い出した。
【0011】
【課題を解決するための手段】かくして、本発明によれ
ば、潤滑油基油に、潤滑油組成物全重量基準で、(a)
ジチオカルバミン酸モリブデン及びジチオリン酸モリブ
デンからなる群から選択される少なくとも一種の有機モ
リブデン化合物0.075〜2重量%、(b)脂肪酸エ
ステル0.05〜1.5重量%、及び/又は有機アミド
化合物0.05〜0.5重量%、及び(c)ジチオリン
酸亜鉛及びジチオカルバミン酸亜鉛からなる群から選択
される少なくとも一種の有機亜鉛化合物0.1〜3重量
%を含有させてなることを特徴とする潤滑油組成物が提
供される。更に、前記(a)、(b)及び(c)の成分
に(d)カルシウムスルホネート、マグネシウムスルホ
ネート、カルシウムフェネート、マグネシウムフェネー
ト、カルシウムサリシレート及びマグネシウムサリシレ
ートの群から選択される少なくとも一種の化合物を0.
1〜10重量%、並びに(e)ベンジルアミン、ベンジ
ルアミンのホウ素誘導体、ポリアルケニルコハク酸イミ
ド及びポリアルケニルコハク酸イミドのホウ素誘導体の
群から選択される少なくとも一種の化合物を0.5〜1
5重量%含有させてなる潤滑油組成物が提供される。
【0012】以下、本発明について詳述する。本発明で
用いる基油としては、鉱油及び合成油及び植物油を用い
ることができる。鉱油としては、原油の常圧又は減圧蒸
留により誘導される潤滑油原料をフェノール、フルフラ
ール、N−メチルピロリドンの如き芳香族成分抽出溶剤
と接触させることにより得られる溶剤精製ラフィネー
ト、又は、潤滑油原料を水素化処理条件下において水素
化処理して得られる水素化処理油、石油系ワックスを異
性化存在下において水素と接触させることにより得られ
る異性化油、又は溶剤精製工程と水素化処理工程とを組
み合わせた潤滑油精製工程から得られる精製油などを挙
げることができる。溶剤精製、水素化処理及び異性化処
理のいずれの製造法によっても脱蝋工程、水素化仕上げ
工程、白土処理工程等の工程は常法により任意に採用す
ることができる。鉱油の具体例としては、例えば、軽質
ニュートラル油、中質ニュートラル油、重質ニュートラ
ル油、ブライトストックなどが挙げられる。合成油とし
ては、例えば、ポリα−オレフィン、ポリブテン、アル
キルベンゼン、ポリオールエステル、二塩基酸エステ
ル、リン酸エステル、シリコーン油などが挙げられる。
これらの基油は、それぞれ単独で、或いは二種以上を混
合して使用することができ、鉱油と合成油を混合使用し
てもよい。基油の粘度は制限されるものではないが、1
00℃での動粘度が通常3〜20mm /s、特に
3.5〜12mm2 /sの範囲内にあることが好まし
い。摩擦低減剤としては、これまでに、例えば、モリブ
デンのジチオリン酸塩やジチオカルバミン酸塩、脂肪酸
やそれらのエステル、アミド化合物、アミン化合物、リ
ン酸エステル、硫化エステルなど各種のものが知られて
いるが、本発明では、特定量の(a)ジチオカルバミン
酸モリブデン(MoDTC)及びジチオリン酸モリブデ
ン(MoDTP)からなる群から選択される少なくとも
一種の化合物と、(b)脂肪酸エステル及び/又は有機
アミド化合物と特定量の(c)ジチオリン酸亜鉛及びジ
チオカルバミン酸亜鉛からなる群より選ばれる少なくと
も1種の有機亜鉛化合物を併用する。本発明で使用する
MoDTC及びMoDTPは、それぞれ下記の一般式
[I]及び[II]で表わされる有機モリブデン化合物
である。 一般式[I}
【化1】 一般式[II]
【化2】
【0017】一般式[I]及び[II]中、各記号の意
味は、次のとおりである。 R1 〜R4:水素原子;炭素数1〜18の飽和又は不飽
和アルキル基:炭素数6〜18のシクロアルキル基;炭
素数6〜26のアリール基、アルキルアリール基又はア
リールアルキル基;又はエステル結合、エーテル結合、
アルコール基又はカルボキシル基を含む炭化水素基であ
り、互いに同一又は異なっていてもよい。 X1及びX2:酸素原子又は硫黄原子であり、互いに同一
又は異なっていてもよい。 Y1 及びY2:酸素原子又は硫黄原子であり、互いに同
一又は異なっていてもよい。
【0018】一般式[I]及び[II]中、R1 〜R4
は、好ましくは炭素数3〜18の飽和又は不飽和のアル
キル基、炭素数6〜18のシクロアルキル基、又は炭素
数6〜18のアルキルアリール基である。これらの好ま
しい具体例としては、例えば、n−プロピル、イソプロ
ピル、n−ブチル、イソブチル、n−ペンチル、n−ヘ
キシル、2−エチルヘキシル、n−オクチル、ノニル、
デシル、ラウリル、トリデシル、オレイル、リノレイル
などの炭素数3〜18のアルキル基又はアルケニル基、
ノニルフェニルなどのアルキルアリール基が挙げられ
る。
【0019】MoDTC又はMoDTPは、それぞれ単
独で、あるいは2種以上を組み合わせて、さらには、M
oDTCとMoDTPを組み合わせて使用することがで
きる。MoDTC及び/又はMoDTPは、組成物全重
量基準で0.075〜2重量%好ましくは0.075〜
1.7重量%の割合で使用する。この使用割合が過少で
あると、摩擦特性の改善が少なく、過大であると、耐摩
耗性が悪化する。
【0020】本発明によれば脂肪酸エステルとしては、
脂肪酸とグリセリンのモノ又はジエステル、ソルビタン
のモノ又はジエステル等が挙げられる。脂肪酸グリセラ
イドは、下記の一般式[III]又は[IV]で表され
るモノ又はジエステルである。 一般式[III]
【化3】 一般式[IV]
【化4】 但し、R5 〜R7 は、炭素数8〜22の飽和又は不飽和
のアルキル基である。脂肪酸エステルは、それぞれ単独
で、或いは二種以上を組み合わせて使用することがで
き、その使用割合は、組成物全重量基準で0.05〜
1.5重量%である。この使用割合が過少であると、摩
擦特性の改善効果が少なく、過大であると、耐摩耗性が
悪化する。好ましい使用割合は0.075〜1.5重量
%である。本発明で使用する有機アミド化合物は、下記
の一般式[V]で表される化合物である。 一般式[V]
【化5】 一般式[V]中、各記号の意味は、次のとおりである。 R8 、R9:水素原子;炭素数1〜20の飽和又は不飽
和のアルキル基;炭素数6〜26のシクロアルキル基;
炭素数6〜26のアリール基、アルキルアリール基又は
アリールアルキル基;又は炭素数2〜30のアルキレン
オキシド基であり、互いに同一又は異なっていてもよ
い。 R10 :水素原子;炭素数1〜20の飽和又は不飽和の
アルキル基;炭素数6〜26のシクロアルキル基;炭素
数6〜26のアリール基、アルキルアリール基又はアリ
ールアルキル基;又はエステル結合、エーテル結合、ア
ルコール基又はカルボキシル基を含む炭化水素基であ
る。ここで、アルキレンオキシド基とは、次の一般式
[VI]及び/または[VII]で表される基である。 一般式[VI]
【化6】 一般式[VII]
【化7】 一般式[VI]及び[VII]中、各記号の意味は、次
のとおりである。 n:1〜10の整数 R11及びR12:水素原子又はメチル基である。 一般式[V]中、R8 及びR9 は、好ましくは水素原
子、炭素数2〜8の飽和又は不飽和のアルキル基、炭素
数8〜14のシクロアルキル基、炭素数8〜14のアル
キルアリール基、エチレンオキシド、プロピレンオキシ
ドなど(n=1〜5)のアルキレンオキシド基である。
又、一般式[V]中、R10 は、好ましくは炭素数6〜
18の飽和又は不飽和のアルキル基、炭素数12〜24
のシクロアルキル基、又は炭素数12〜24のアルキル
アリール基である。このような有機アミド化合物の具体
例としては、例えば、オレイン酸アミド、ラウリン酸ア
ミドなどが挙げられる。有機アミド化合物の使用割合
は、0.05〜0.5重量%であり、好ましくは0.0
5〜0.3重量%である。有機アミド化合物を添加する
ことにより、銅腐食性を抑制しつつ、初期から摩擦係数
を低減させることができる。この使用割合が過少である
と、初期からの摩擦係数低減効果は小さく、逆に、多過
ぎると、効果が飽和する。
【0037】本発明の有機亜鉛化合物(c)としては、
下記一般式[VIII]及び[IX]で表されるジチオ
リン酸亜鉛(ZnDTP)及びジチオカルバミン酸亜鉛
(ZnDTC)を使用する。
【0038】一般式[VIII]
【化8】
【0039】一般式[IX]
【化9】
【0040】一般式[VIII]及び[IX]式中、各
記号の意味は、次のとおりである。R13 及びR14:水
素原子;炭素数1〜18の第1級(pr)又は第2級
(sec)飽和又は不飽和のアルキル基;炭素数6〜1
8のシクロアルキル基;炭素数6〜18のアリール基、
アルキルアリール基又はアリールアルキル基;又はエス
テル結合、エーテル結合、アルコール基又はカルボキシ
ル基を含む炭化水素基であり、互いに同一であっても異
なっていてもよい。一般式[VIII]及び[IX]
中、R13 及びR14 は、好ましくは炭素数3〜12の飽
和又は不飽和のアルキル基、炭素数8〜18のシクロア
ルキル基、炭素数8〜18のアルキルアリール基であ
る。ZnDTP及びZnDTCは、それぞれ単独で、或
いはこれらを組み合わせて使用することができ、その使
用割合は、組成物全重量基準で0.1〜3重量%であ
る。好ましい使用割合は0.1〜2重量%である。
【0041】金属清浄剤としては、これまでに、バリウ
ム、カルシウム、マグネシウムなどのフェネート、スル
ホネート、サリシレート、ホスホネートなど各種のもの
が知られているが、本発明ではカルシウムスルホネー
ト、マグネシウムスルホネート、カルシウムフェネー
ト、マグネシウムフェネート、カルシウムサリシレート
及びマグネシウムサリシレートからなる群から選択され
る少なくとも一種の化合物を使用する。
【0042】これらの金属清浄剤は、組成物全重量基準
で0.1〜10重量%好ましくは0.2〜5%の割合で
使用する。
【0043】本発明では、無灰清浄分散剤として、ベン
ジルアミン、ベンジルアミンのホウ素誘導体、ポリアル
ケニルコハク酸イミド及びポリアルケニルコハク酸イミ
ドのホウ素誘導体からなる群から選択される少なくとも
一種の化合物を使用する。
【0044】無灰清浄分散剤は、組成物全重量基準で
0.5〜15重量%好ましくは1.0〜7.5重量%の
割合で使用する。
【0045】本発明の内燃機関用潤滑油組成物には、本
発明の目的を損なわない限り、必要に応じてその他の添
加剤、例えば、酸化防止剤、粘度指数向上剤、流動点降
下剤、防錆剤、消泡剤、腐食防止剤などを適宜添加する
ことができる。
【0046】酸化防止剤としては、例えば、アルキル化
ジフェニルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、ア
ルキル化−α−ナフチルアミン等のアミン系酸化防止
剤、2,6−ジ−t−ブチルフェノール、4,4´−メ
チレンビス−(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)、
4,4´−チオビス−(6−t−ブチル−o−クレゾー
ル)等のフェノール系酸化防止剤等を挙げることがで
き、これらは、通常、0.05〜2.0重量%の割合で
使用される。
【0047】粘度指数向上剤としては、例えば、ポリメ
チルメタクリレート系、ポリイソブチレン系、エチレン
−プロピレン共重合体系、スチレン−ブタジエン水添共
重合体系等が挙げられ、通常、0.5〜35重量%の割
合で使用される。
【0048】防錆剤としては、例えば、ポリアルケニル
コハク酸又はその部分エステル等が挙げられ、適宜添加
するこができる。消泡剤としては、例えば、ジメチルポ
リシロキサン、ポリアクリレート等が挙げられ、適宜添
加することができる。
【0049】
【実施例】以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明
について更に具体的に説明するが、本発明は、これらの
実施例のみに限定されるものではない。なお、物性の測
定法は、下記の通りである。
【0050】<摩擦・摩耗特性>シェル四球式試験機を
用いて、試験開始30分後の摩擦係数及び摩耗痕径(m
m)を測定した。試験条件は、下記の通りである。
【0051】荷重:40kg 油温:90℃ 回転数:1800rpm 試験時間:30分
【0052】実施例1−35、比較例1−14 表1〜表4に示す基油と各成分を混合して各試験油を調
製した。使用した各成分は、以下のとおりである。
【0053】(1)基油 鉱油:150ニュートラル鉱油;100℃での動粘度
5.1cSt. 水素化処理油:150ニュートラル相当の水素化処理油 合成油:ポリα−オレフィン80重量%とジイソデシル
アジペート20重量% 鉱油/水素化処理油:鉱油50重量%と水素化処理油5
0重量% (2)MoDTC:ジチオカルバミン酸モリブデン(ア
ルキル基の炭素数8) (3)MoDTP:ジチオリン酸モリブデン(アルキル
基の炭素数8) (4)脂肪酸グリセライド:オレイルモノグリセライド
50重量%及びオレイルジグリセライド50重量%の混
合物
【0054】 (5)有機アミド化合物:オレイン酸アミド (6)Ca−S(過塩基):過塩基性カルシウムスルホ
ネート (7)Ca−S(中性):中性カルシウムスルホネート (8)Ca−P(過塩基):過塩基性カルシウムフェネ
ート (9)Mg−S(過塩基):過塩基性マグネシウムスル
ホネート (10)ボロン系ベンジルアミン (11)ポリアルケニルコハク酸イミド:
【0055】一般式[X]
【化10】 (ただし、PiBは、ポリイソブチレンを表わす。) (12)ボロン系ポリアルケニルコハク酸イミド (13)sec−C3-6 ZnDTP:ジチオリン酸亜鉛
(アルキル基が第2級で、炭素数3及び6) (14)pr−C3-6 ZnDTP:ジチオリン酸亜鉛
(アルキル基が第1級で、炭素数3及び6) (15)sec−C3-6 ZnDTC:ジチオカルバミン
酸亜鉛(アルキル基が第2級で、炭素数3及び6) 表1〜表4中の各添加剤成分の使用割合は、組成物全量
基準の重量%であり、残余は基油である(合計100重
量%)。
【0056】
【表1】
【表2】
【表3】
【表4】 表1〜表4から明らかなように、摩擦低減剤としてMo
DTC及び/又はMoDTPと脂肪酸エステル及び/又
は有機アミド化合物と摩耗防止剤としてZnDTP及び
/又はZnDTCを特定割合で併用し、更に、金属清浄
剤及び無灰清浄分散剤と組み合わせることにより、摩擦
係数が小さく、かつ、摩耗痕径の小さな潤滑油組成物を
得ることができる。上記の特定割合の範囲外では比較例
で示す如く摩擦特性及び耐摩耗性が著しく低下し実用的
価値に難点のあることが明らかとなった。
【0057】
【発明の効果】本発明によれば、摩擦特性と耐摩耗性が
共に優れ、しかも内燃機関用潤滑油としてその他の必要
な特性を保持した内燃機関用潤滑油組成物が提供され
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 C10M 133:16) (C10M 169/04 137:10 135:18 129:74 133:16 159:22 159:24) C10N 10:04 10:12 30:04 30:06 40:25

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 潤滑油基油に、潤滑油組成物全重量基準
    で、(a)ジチオカルバミン酸モリブデン及びジチオリ
    ン酸モリブデンからなる群から選択される少なくとも一
    種の有機モリブデン化合物0.075〜2重量%、
    (b)脂肪酸エステル0.05〜1.5重量%及び/又
    は有機アミド化合物0.05〜0.5重量%、並びに
    (c)ジチオリン酸亜鉛及びジチオカルバミン酸亜鉛か
    らなる群から選択される少なくとも一種の有機亜鉛化合
    物を0.1〜3重量%含有させてなることを特徴とする
    潤滑油組成物。
  2. 【請求項2】更に、(d)カルシウムスルホネート、マ
    グネシウムスルホネート、カルシウムフェネート、マグ
    ネシウムフェネート、カルシウムサリシレート及びマグ
    ネシウムサリシレートの群から選択される少なくとも一
    種の化合物を0.1〜10重量%、並びに(e)ベンジ
    ルアミン、ベンジルアミンのホウ素誘導体、ポリアルケ
    ニルコハク酸イミド及びポリアルケニルコハク酸イミド
    のホウ素誘導体の群から選択される少なくとも一種の化
    合物を0.5〜15重量%含有させてなる請求項1記載
    の潤滑油組成物。
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