JP2000198994A - 水と接触する環境下で使用する耐水性ウレア系グリ―ス組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水がグリース中に混入する使用環境下におい
て、グリース構造が破壊し難く、攪拌により水がグリー
ス中に混入した場合においても水の粒子は微細な状態で
存在し安定した潤滑膜を維持することにより、潤滑寿命
を延長できる耐水性ウレア系グリース組成物の提供。 【解決手段】 ウレア系グリースに、下記一般式（Ｉ） 【化１】 （式中、Ｒは炭素数８〜２２のアルキル基、Ｍは２価の
金属である。）で示される金属サリシレートを０．２〜
１５重量％含有することを特徴とする水と接触する環境
下で使用する耐水性ウレア系グリース組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウレア系グリース
に水が混入した時に、グリース構造が破壊し難く、本来
持つ潤滑性能が損なわれることなく安定した潤滑膜を維
持し、潤滑寿命を延長することが可能な耐水性ウレア系
グリース組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】多量に水が混入する使用環境下で駆動す
る装置に用いられているグリース、例えば、屋外で使用
される建設機械の各種バッケットピンやクレーンの摺動
部、ウォーターポンプや洗濯機の軸受、あるいは製鉄所
の圧延機等の軸受に用いられているグリースは、水と接
触する環境下にあり、水が混入することは避けられな
い。

【０００３】従来、この様な使用環境下で用いる耐水性
グリースは、付着性を向上させたり、含水時のせん断安
定性を改善し、グリースが潤滑部位より流れ難くした処
方のグリースが使用されていた。

【０００４】例えば、耐水性グリースに関する技術につ
いてみると、特公平２−８６３９号公報では、金属フェ
ネートを含有させることにより、含水時のせん断安定性
を向上させたグリース組成物が開示されており、特公平
３−２６７１７号公報では、ベースグリースに脂肪酸の
カルシウム塩やマグネシウム塩を添加し、含水時のせん
断安定性を向上させたグリース組成物が開示されてい
る。しかしながら、これらの耐水性グリースは、物理的
にグリースを流出し難くしたものが多く、実際の使用環
境下では十分な潤滑性能を得るには至ってない。実際の
使用環境下において潤滑部位に多くのグリースが存在し
ていても潤滑不良を起こすケースがある。これは、雨水
が降り掛かるような環境の比較的静的な条件下において
は、潤滑部位より流れ難いグリースは良好な効果を与え
るが、これらのグリースは往々にして水を取り込み難
く、どちらかと言えば溌水性の傾向にあり、動的環境下
の場合においては逆にこれが弊害をもたらす。この動的
環境下において溌水性の傾向があるグリースが水と接触
した場合、グリースの流動と共に表面に存在していた水
は次第に攪拌によりグリース中に取り込まれる。この
時、グリースの特性が極めて親水性の強い性質であれ
ば、水は微細な状態で存在し潤滑性能に影響をもたらす
ことは少ないが、上述したような溌水性の傾向のグリー
スは、混入した水の粒子は大きく、また不均一に存在す
るため、潤滑部位の摺動面に形成されている油膜を排除
し潤滑不良を引き起こす。この場合、潤滑部位の周辺の
グリース量と潤滑不良との間には相関性がなく、これら
のケースでは往々にしてグリースは多く存在していて
も、潤滑不良を引き起こすのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように潤滑部位の
周辺にグリースが多く存在していても、その潤滑部位の
摺動面に介入するグリース中に大粒の水の粒が存在して
いるようなものであれば、満足する潤滑性を得ることは
できない。勿論、グリースが水の影響により潤滑部位よ
り流れ落ちてしまえば本来のグリース潤滑の機能は果た
さなくなるため、耐水性グリースには軟化流失し難い性
質を備えていることは必須である。従って、本発明の目
的は、水がグリース中に混入する使用環境下において、
グリース構造が破壊し難く、攪拌により水がグリース中
に混入した場合においても水の粒子は微細な状態で存在
し安定した潤滑膜を維持することにより、潤滑寿命を延
長できる耐水性ウレア系グリース組成物を提供する点に
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ウレア系グリ
ースに下記一般式（Ｉ）

【化２】 （式中、Ｒは炭素数８〜２２のアルキル基、Ｍは２価の
金属である。）で示される金属サリシレートを０．２〜
１５重量％含有させることを特徴とする水と接触する環
境下で使用する耐水性ウレア系グリース組成物に関す
る。

【０００７】なお、グリース中にサリシレートの過塩基
性カルシウム塩を含有させたウレア系の等速ジョイント
用グリース組成物は、特開平９−１９４８７号公報や特
開平９−３２４１８９号公報に開示されているが、等速
ジョイント用グリース組成物は絶対に水と接触する環境
下で使用されるものではなく、またこれら等速ジョイン
ト用グリース組成物に関する発明は、グリース組成物の
摩耗防止およびフレーキング防止を意図したものであ
り、本発明の目的とは全く異っている。

【０００８】本発明に用いる一般式（Ｉ）で示される金
属サリシレートは、主にエンジンオイル等の清浄分散剤
としてよく知られており、グリースにも一部使用されて
いるものであるが、このものがグリースに耐水性を与え
ることは全く知られていないし、ましてや、これを配合
したグリースが動的状態で水と接触したとき、すぐれた
耐水性を発揮することは全く知られていないことであ
る。

【０００９】本発明を具体的に説明すれば、本発明は，
少なくとも（イ）基油、（ロ）ウレア系増ちょう剤およ
び（ハ）前記一般式（Ｉ）で示される金属サリシレー
ト、を含有する水と接触する環境下で使用する耐水性ウ
レア系グリース組成物である。

【００１０】前記（イ）の基油としては、グリースの基
油として一般的に使われている全ての潤滑油が使用で
き、特に制限はないが、例を挙げれば、鉱物系油のパラ
フィン系鉱油やナフテン系鉱油、炭化水素系合成油のポ
リα−オレフィン、アルキレングリコール系のポリエチ
レングリコールやポリプロピレングリコールまたはエス
テル系のジエステル、ポリオールエステル、ケイ酸エス
テルまたはエーテル系のアルキルジフェニルエーテルあ
るいはシリコン系のジメチルシリコーン等あるいはこれ
らの混合物があげられる。

【００１１】本発明に使用する（ロ）のウレア系増ちょ
う剤は尿素結合を含む全ての増ちょう剤をいい、この尿
素結合は一般にイソシアネートとアミンを反応させるこ
とにより得られる。ウレア系増ちょう剤としては、例え
ば、モノウレア、モノウレアモノウレタン、ジウレア化
合物、ジウレアモノウレタン、ジウレアジウレタンなど
のジウレア系化合物、トリウレア、トリウレアモノウレ
タン、トリウレアジウレタン、トリウレアトリウレタ
ン、テトラウレア、テトラウレアモノウレタン、テトラ
ウレアジウレタン、テトラウレアトリウレタン、テトラ
ウレアテトラウレタンなどのポリウレア系化合物が挙げ
られるが、特に限定されるものではない。ジウレア系化
合物は、例えば、ジイソシアネートとモノアミンとの反
応で得られる。ジイソシアネートとしては、トリレンジ
イソシアネート、ビトリレンジイソシアネート、ｍ−キ
シレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネー
ト、ジフェニルジイソシアネート、フェニルジイソシア
ネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、オクカデ
カンジイソシアネート、デカンジイソシアネート、ヘキ
サンジイソシアネート等が挙げられ、モノアミンとして
は、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルア
ミン、オクタデシルアミン、オレイルアミン、アニリ
ン、ｐ−クロロアニリン、ベンジルアミン、ｍ−キシリ
ジン、ｐ−トルイジン、ｏ−トルイジン、シクロヘキシ
ルアミン、フルフリルアミン等が挙げられる。ポリウレ
ア化合物は、例えば、ジイソシアネートとジアミンおよ
びモノアミンとの反応で得られる。ジイソシアネートと
モノアミンは、ジウレア化合物の生成に用いられるもの
と同様のものが挙げられ、ジアミンとしては、エチレン
ジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジア
ミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミ
ン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシレン
ジアミン等が挙げられる。更にウレア結合に加えウレタ
ン結合を含む化合物としては、イソシアネートにアルコ
ールを反応させることが必要である。そのアルコールと
しては、オクチルアルコール、ラウリルアルコール、セ
チルアルコール、ステアリルアルコール、エイコシンア
ルコールなどが挙げられる。

【００１２】本発明が増ちょう剤としてウレア系化合物
に限定した理由は、一般的な金属石けん系グリースに金
属サリシレートを加えても特別な効果が得られないにも
かかわらず、ウレア系化合物よりなる増ちょう剤を用い
たグリースに限って本発明の目的が達成されるからであ
る。

【００１３】本発明に使用する（ハ）の金属サリシレー
トは、主にエンジンオイル等の清浄分散剤として広く使
われているものであり、化学組成は一般式（II）の構造
を有し、式中のＲは炭素数８〜２２のアルキル基で、Ｍ
は２価の金属を示し、通常、金属としてはマグネシウム
やカルシウム等が用いられている。これらの金属サリシ
レートはウレア系グリースを軟化させることなく、グリ
ースに混合した水分を適度に分散させ、水が混入するこ
とによる潤滑性能の低下を極力抑える効果がある。ま
た、この金属サリシレートの添加量は０．２重量％〜１
５重量％の範囲で効果が有り、特に１〜５重量％の添加
が好ましい。金属サリシレートの添加量が０．２重量％
未満では、水を分散させる効果が弱く寿命の延長が期待
できず、また１５重量％よりも多いとグリースが軟化し
易くなったり、酸化安定性やその他の諸性能の点で悪影
響を与える可能性がある。また価格が高価になり、経済
性も損なわれるので好ましくない。

【００１４】更に、グリースの諸性能を付加させるため
に、必要に応じて酸化防止剤や腐食防止剤、防錆剤、油
性向上剤、耐摩耗剤、極圧剤および固体潤滑剤などを添
加することができる。

【００１５】

【実施例】以下に、実施例および比較例を記載し、本発
明を更に具体的に説明するが本発明はこれにより何等限
定されるものではない。実施例１〜５と比較例１のウレ
ア系増ちょう剤はジウレアを使用し、実施例６〜７と比
較例２のウレア系増ちょう剤はトリウレアモノウレタン
を使用し、更に実施例８と比較例３はテトラウレアを使
用した。

【００１６】実施例１〜５、比較例１ （１）ベースグリースの調合 ２．５Ｋｇのグリース試作釜に、１００℃で１０．７１
ｍｍ^２/ｓｅｃのナフテン系鉱油８７７．５ｇと、ジフ
ェニルメタンジイソシアネート７０．６１ｇをとり、攪
拌しながら６０℃まで加熱昇温させた。次に、あらかじ
め１０００ｍｌのビーカーに１００℃で３１．５６ｍｍ
^２/ｓｅｃのパラフィン系鉱油３００ｇとオクチルアミ
ン５７．０４ｇを計量混合し、これを前記釜に充填し
た。この時、内容物の温度は反応熱により、一気に８０
℃まで上昇した。この温度を２０分保間持した後、さら
に、同様のパラフィン系鉱油１７２．５ｇとオクチルア
ミン２２．３５ｇを８０℃で溶解した溶液を添加し、内
容物をよく攪拌混合しながら加熱を続け、１８０℃まで
昇温した。その後、徐々に冷却し内容物を釜から取り出
し、三本ロールで処理を行なった。このジウレアのベー
スグリースのちょう度は２８０であり、滴点は２４２℃
であった。また、このグリースの増ちょう剤量は１０％
であり、基油粘度は４０℃で２２５．７ｍｍ^２/ｓｅｃ
で１００℃では１５．８６ｍｍ^２/ｓｅｃである。 （２）金属サリシレートの配合 前記ベースグリースに、表１および表２に示す市販品の
金属サリシレートを表１および表２に示す量を添加し、
混合攪拌後、三本ロールで混練し、ウレアグリース組成
物を得た。表中の金属サリシレートの量は上段が市販品
の添加量であるが、市販品は金属サリシレートが鉱油等
に溶解した形であるため、市販品１中のカルシウムサリ
シレート分は約３８重量％、市販品２中のカルシウムサ
リシレート分は約３４重量％、市販品３中のカルシウム
サリシレート分は約３０重量％であるので、下段の
（ ）内の数字は正味のカルシウムサリシレートの分で
ある。

【００１７】実施例６〜７、比較例２ （１）ベースグリースの調合 ２．５Ｋｇのグリース試作釜に、１００℃で１１．１３
ｍｍ^２/ｓｅｃのパラフィン系鉱油９００ｇと、トルエ
ンジイソシアネート６０．６ｇおよびステアリルアルコ
ール４６．９５ｇをとり、攪拌しながら７０℃まで加熱
した。次に、あらかじめ１０００ｍｌのビーカーに同一
のパラフィン系鉱油４２０ｇとエチレンジアミン１０．
５ｇおよびステアリルアミン６１．９５ｇを計量し７０
℃まで加熱して溶解したものを前記釜に充填した。この
時、内容物の温度は反応熱により、一気に８５℃まで上
昇した。更に内容物をよく攪拌混合しながら加熱を続
け、１２０℃まで昇温し、その温度で１時間保持した。
その後、徐々に冷却し内容物を釜から取り出し、三本ロ
ールで処理を行なった。このトリウレアモノウレタンの
ベースグリースのちょう度は３１１であり、滴点は２４
１℃であった。また、このグリースの増ちょう剤量は１
１％であり、基油粘度は４０℃で９９．０５ｍｍ^２/ｓ
ｅｃで１００℃では１１．１３ｍｍ^２/ｓｅｃである。 （２）金属サリシレートの配合 前記ベースグリースに、表１および表２に示す市販品の
金属サリシレートを表１および表２に示す量を添加し、
混合攪拌後、三本ロールで混練し、ウレアグリース組成
物を得た。表中の金属サリシレートの量は上段が市販品
の添加量であるが、市販品は金属サリシレートが鉱油等
に溶解した形であるため、市販品１中のカルシウムサリ
シレート分は約３８重量％、市販品２中のカルシウムサ
リシレート分は約３４重量％、市販品３中のカルシウム
サリシレート分は約３０重量％であるので、下段の
（ ）内の数字は正味のカルシウムサリシレートの分で
ある。

【００１８】実施例８、比較例３〜５（比較例４と５は
市販品） ２．５Ｋｇのグリース試作釜に、１００℃で１１．１３
ｍｍ^２/ｓｅｃのパラフィン系鉱油８１０ｇと、ジフェ
ニルメタンジイソシアネート１０２．９ｇをとり、攪拌
しながら６０℃まで加熱した。次に、あらかじめ１００
０ｍｌのビーカーに同じパラフィン系鉱油５１０ｇ、エ
チレンジアミン１２．４ｇ、オクチルアミン２６．６ｇ
およびラウリルアミン３８．１ｇを計量し、加熱溶解
し、これを前記釜に充填した。この時、内容物の温度は
反応熱により、一気に８０℃まで上昇した。更に内容物
をよく攪拌混合しながら加熱を続け、１７０℃まで昇温
し、その温度で３０分間保持させた。その後、徐々に冷
却し内容物を釜から取り出し三本ロールで処理を行なっ
た。このテトラウレアのベースグリースのちょう度は２
９２であり、滴点は２５８℃であった。また、このグリ
ースの増ちょう剤量は１２％であり、基油粘度は４０℃
で９９．０５ｍｍ^２/ｓｅｃで、１００℃では１１．１
３ｍｍ^２/ｓｅｃである。比較例３のグリースはこのベ
ースグリースをそのまま試験に供したものであり、実施
例８のグリースはこのテトラウレアのベースグリースに
市販の過塩基性カルシウムサレシレートを３．０重量％
添加し混合攪拌後三本ロール処理にて仕上げたものであ
る。

【００１９】[試験方法]実施例ならびに比較例に記載し
たグリースの耐水性の評価は図１に示す大型水洗耐水度
寿命試験機により評価を行なった。この大型水洗耐水度
寿命試験機はハウジング内に水を注入しながら、軸受の
潤滑寿命を評価する試験機である。この方法はＪＩＳ
Ｋ ２２２０ ５．１２に規定する水洗耐水度試験を改良
したものであるが、ＪＩＳのように、循環水を試験用玉
軸受外輪押さえ（シール板）に噴射（３００ｍｌ／ｍｉ
ｎ）するのではなく、直接ハウジング内に蒸留水を注入
することで、清浄で確実に、より正確な量の水を注入す
ることができ、試験の信頼性が向上し、正確な潤滑寿命
を測定できるように改良したものである。具体的な方法
としては、予めグリースに水を３０重量％混合したもの
を供試グリースとし、試験軸受に５．０ｇグリースを充
填する。軸受をハウジングに組み付け後、４０℃に加温
した蒸留水を毎分５０ｍｌ軸箱に注入しながら、３，０
００ｒｐｍで運転する。注入した水は試験軸受内を通っ
て外に放出される。グリースの寿命は、供試グリースの
潤滑不良により軸受が高トルクになり、駆動モーターの
電流が安定回転時の２５０％以上に達し、制御装置が作
動しモーターが停止した時間をもって寿命時間として評
価した。 （試験条件） 試験軸受：Ｎｏ．２２２０８（自動調心ころ軸受） グリース充填量：５．０ｇ（含水３０％） 回転数：３，０００ｒｐｍ ラジアル荷重：１５Ｋｇｆ 水温：４０℃ 水量：５０ｍｌ／ｍｉｎ

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】

【発明の効果】本発明により、従来のグリース組成物を
用いた場合に較べてグリース組成物の寿命が２〜１０倍
以上向上するのは、正に驚くべき効果である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の寿命試験に用いた測定装置の概略を示
す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１０Ｎ 10:04 30:00 50:10 (72)発明者 益森 隆一 東京都港区台場二丁目３番２号 昭和シェ ル石油株式会社内 Ｆターム(参考） 4H104 BB24C BE13B DA02A DB06C EB02 FA02 LA13 PA01 QA18

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウレア系グリースに、下記一般式（Ｉ） 【化１】 （式中、Ｒは炭素数８〜２２のアルキル基、Ｍは２価の
   金属である。）で示される金属サリシレートを０．２〜
   １５重量％含有させることを特徴とする水と接触する環
   境下で使用する耐水性ウレア系グリース組成物。