JP2003082374A - グリース組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 転がり運動及び転がり滑り運動を行う鋼製の
被潤滑部を有する機械部品の潤滑に使用するグリース組
成物であって、油膜の薄膜化により発生する金属疲労に
よる剥離を、油膜の厚膜化によらずに防止し、剥離寿命
を延長することができるグリース組成物を提供するこ
と。 【解決手段】 転がり運動及び転がり滑り運動を行う鋼
製の被潤滑部を有する機械部品の潤滑に使用されるグリ
ース組成物であって、基油、増ちょう剤、及びベンゾト
リアゾール及び／又はその誘導体を含有することを特徴
とするグリース組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、転がり運動及び転
がり滑り運動を行う鋼製の被潤滑部を有する機械部品の
潤滑に使用するグリース組成物に関し、特に被潤滑部の
剥離寿命を長くすることができるグリース組成物に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】転がり運動、転がり滑り運動を行う鋼製
の被潤滑部を有する機械部品の代表的なものとしては、
転がり軸受、ボールねじ、直動案内軸受、各種のギヤ、
カム、及び等速ジョイントなどが挙げられる。一方、転
がり運動及び転がり滑り運動の対向には、滑り運動があ
る。こちらの寿命は、剥離ではなく、主に摩耗や焼付き
となる。滑り運動の機械部品の代表例としては、ジャー
ナル軸受（滑り軸受）、ピストン、ねじ、ロープ、チェ
ーンなどが挙げられる。転がり運動、転がり滑り運動を
行う鋼製の被潤滑部の剥離寿命は、金属の疲労による寿
命であり、この寿命を全うするためには潤滑油膜を厚く
することが古くから唯一の手段とされている。従って、
この被潤滑部の潤滑に使用されるグリースには、従来、
油膜を充分に厚くすること、すなわち充分に高い粘度を
有する基油を使用することのみが求められていた。

【０００３】一方では最近、特許第２８７８７４９号
（特開平３−２１０３９４）に記載されているように、
自動車オルタネータ用軸受に、上記のような通常の金属
疲労によらない早期寿命を引き起こす特異性剥離が見ら
れ、問題視された。これは水素脆化による剥離とされ、
同公報には不働態化酸化剤を添加したグリースを使用す
ることによりこの特異性剥離を解消ないし軽減しようと
する試みが提案され、具体例としては、亜硝酸ソーダの
添加例が開示されている。しかし、一般の金属疲労剥離
では、油膜が薄くなった場合、表面の微小突起が接触
し、表面起点剥離が生じ易くなり寿命が短くなる。油膜
厚さは機械部品の速度がゼロの際、限りなくゼロに近づ
く。この速度ゼロの状態は、実際の機械部品ではスター
ト・ストップの繰り返しや往復揺動運動などで頻繁に見
られる状態である。この油膜が薄くなった場合の剥離寿
命を延長するようなグリース組成物は知られていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、転が
り運動及び転がり滑り運動を行う鋼製の被潤滑部を有す
る機械部品の潤滑に使用するグリース組成物を提供する
ことである。本発明の他の目的は、油膜の薄膜化により
発生する金属疲労による剥離を、油膜の厚膜化によらず
に防止し、剥離寿命を延長することができるグリース組
成物を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、転がり運動及
び転がり滑り運動を行う鋼製の被潤滑部を有する機械部
品の潤滑に使用されるグリース組成物であって、基油、
増ちょう剤、及びベンゾトリアゾール及び／又はその誘
導体を含有することを特徴とするグリース組成物を提供
するものである。上述のように、金属疲労による剥離寿
命は、従来、グリースの油膜を厚くすることで全うして
いたが、本発明は、特定の添加剤を添加することによ
り、油膜を厚くしなくても所期の目的を達成しうるグリ
ース組成物を提供するものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明に使用するベンゾトリアゾ
ール及び／又はその誘導体は、銅及び銅合金の腐食抑制
剤として広く使用されているものである。ベンゾトリア
ゾール及び／又はその誘導体をグリース中に添加するこ
とにより、鋼の金属剥離寿命を大幅に延長させることが
できる。ベンゾトリアゾール及びその誘導体の好ましい
例としては、以下の式で示されるもの、及びその塩(ア
ルカリ金属塩、銀塩等)が挙げられるが、これらに限定
されるものではない。

【０００７】

【化１】

【０００８】式中、R¹は、H、ハロゲン（例えば、塩
素）、炭素原子数1〜１８のアルキル基（例えば、メチ
ル、エチル）又はCOOR³を示し、R²は、H、ハロゲン（例
えば、塩素）、CH₂CH₂COOH、CH₂CH(OH)CH₂OH、CH(COOH)
CH₂COOH、CH₂CH(COOH)CH₂COOH、又はCH₂NR⁴R⁵を示し、R
³、R⁴、R⁵は、H又は炭素原子数１〜１８のアルキル基
（例えば、２−エチルヘキシル、オクチル）を示す。

【０００９】ベンゾトリアゾール及びその誘導体の具体
例としては、１，２，３−ベンゾトリアゾール、１，Ｈ
−ベンゾトリアゾール、４−メチル−１，Ｈ−ベンゾト
リアゾール、４−カルボキシル−１，Ｈ−ベンゾトリア
ゾール、ナトリウムトリルトリアゾール、５−メチル−
１，Ｈ−ベンゾトリアゾール、ベンゾトリアゾールブチ
ルエーテル、銀ベンゾトリアゾール、５−クロロ−１，
Ｈ−ベンゾトリアゾール、１−クロロ−ベンゾトリアゾ
ール、１−ジ（Ｃ₈Ｈ₁₇）アミノメチル−ベンゾトリア
ゾール、２，３−ジヒドロキシプロピル−ベンゾトリア
ゾール、１，２−ジカルボキシエチル−ベンゾトリアゾ
ール、（Ｃ₈Ｈ₁₇）アミノメチル−ベンゾトリアゾー
ル、ビス（ベンゾトリアゾール−１−イル−メチル）
（Ｃ₈Ｈ₁₇）アミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシ
ル）−４−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メ
チルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）−５
−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メチルアミ
ン等が挙げられる。

【００１０】ベンゾトリアゾール及びその誘導体は、銅
及び銅合金に対する腐食抑制剤の中で最も効果的なもの
であり、広く利用されており、銅系金属の腐食抑制剤と
しては、グリースにも一般的に使われている添加剤であ
る。しかし、被潤滑部またはその近傍に、銅または銅合
金がなければ、通常は使用されることのない添加剤であ
る。また、耐摩耗性や摩擦緩和などの効果はなく、潤滑
性向上の目的で使われる添加剤でもない。銅系金属の腐
食抑制剤としてグリース組成物中に添加されるベンゾト
リアゾール及びその誘導体の量は、通常は０．０１〜
０．１質量％である。

【００１１】従来、ベンゾトリアゾール及びその誘導体
が剥離寿命向上剤として使用されたことはなく、また剥
離寿命を向上する旨の報告・開示も全くない。さらに、
上述した通り、剥離寿命延長に関与すると考えられる潤
滑性を向上させる働き、すなわち耐摩耗性を付与した
り、摩擦を緩和させるための添加剤としての働きも全く
報告されていない。さらに、これらの腐食抑制作用は銅
及び銅合金に対してのものであり、鋼、すなわち鉄系の
金属（銅系以外の金属）に対する腐食抑制作用は全く報
告されていない。以上のように、銅系金属に対する腐食
抑制剤としてのベンゾトリアゾール及び／又はその誘導
体が、鉄系金属の金属疲労寿命を向上させることは、全
く予想されなかったことである。

【００１２】本発明のグリース組成物中、ベンゾトリア
ゾール及び／又はその誘導体の含有量は、好ましくは
０．１〜１０質量％、より好ましくは、０．５〜５質量
％である。０．１質量％未満では効果が不充分であり、
１０質量％以上添加しても効果が飽和してしまう。

【００１３】本発明のグリース組成物に使用される増ち
ょう剤は、特に限定されない。好ましい例としては、Ｌ
ｉ石けんや複合Ｌｉ石けんに代表される石けん系増ちょ
う剤、ジウレアに代表されるウレア系増ちょう剤、有機
化クレイやシリカに代表される無機系増ちょう剤、ＰＴ
ＦＥに代表される有機系増ちょう剤などが挙げられる。
特に好ましいものは、ウレア系増ちょう剤である。最近
耐剥離性が要求される用途にはウレア系増ちょう剤を使
用したグリース組成物を使用することが多い。これは、
ウレア化合物の転動面保護によるものと推察されてお
り、本発明においてウレア系増ちょう剤を使用すると、
剥離寿命向上効果がさらに顕著である。また、ウレア系
増ちょう剤は、他の増ちょう剤と比較して欠点が少な
く、比較的安価であり、実用性も高い。本発明のグリー
ス組成物中の増ちょう剤の含有量は、増ちょう剤の種類
により異なる。本発明のグリース組成物のちょう度は、
２００〜４００が好適であり、増ちょう剤の含有量はこ
のちょう度を得るのに必要な量となる。本発明のグリー
ス組成物中、増ちょう剤の含有量は、通常３〜３０質量
％、好ましくは５〜２５質量％である。

【００１４】本発明のグリース組成物に使用される基油
も、特に限定されない。例えば、鉱油をはじめとする全
ての基油が使用できる。鉱油の他、ジエステル、ポリオ
ールエステルに代表されるエステル系合成油、ポリαオ
レフィン、ポリブテンに代表される合成炭化水素油、ア
ルキルジフェニルエーテル、ポリプロピレングリコール
に代表されるエーテル系合成油、シリコーン油、フッ素
化油など各種合成油が使用できる。

【００１５】本発明のグリース組成物には必要に応じて
種々の添加剤を添加することができる。このような添加
剤としては、例えば、酸化防止剤、錆止め剤、金属腐食
防止剤、油性剤、耐摩耗剤、極圧剤、固体潤滑剤などが
挙げられる。

【００１６】本発明のグリース組成物において、ベンゾ
トリアゾール及び／又はその誘導体が金属疲労寿命を向
上させるメカニズムについては未だ不明の部分が多い
が、現段階では下記の推論が考えられる。ベンゾトリア
ゾールの銅腐食防止のメカニズムは、下地の銅が緻密な
酸化銅（Ｃｕ₂ Ｏ）となった上に有効な銅／ベンゾトリ
アゾール被膜を形成するためであるとされている。一
方、鋼の表面起点剥離を防止するには、鋼表面を緻密で
硬くすることが求められる。これには表面を酸化鉄にす
ることが有効である。通常、潤滑により鉄新生面が酸化
されて酸化鉄層が形成されるが、油膜が薄い場合、この
層は接触により取り去られてしまう。その結果、鉄新生
面が露出し、剥離が発生する。しかし、ベンゾトリアゾ
ール及び誘導体は、酸化鉄層の上に被膜を形成し、この
硬く緻密な酸化鉄層を保護するため、油膜が薄い場合で
も剥離発生を防止することができるものと考えられる。

【００１７】実施例１〜５、比較例１〜４ 表１及び表２に記載したように、ベースグリースに、所
定量の添加剤を加えてよく混ぜ、３本ロールミルで混練
し、グリース組成物を製造した。 ベースグリース Ａ 増ちょう剤：ジウレア 基油：Ｐ系鉱油，２３０mm² ／ｓ＠４０℃ ちょう度：No. １グレード Ｂ 増ちょう剤：Ｌｉ石けん 基油：Ｐ系鉱油，２３０mm² ／ｓ＠４０℃ ちょう度：No. １グレード 添加剤 Ｃ ベンゾトリアゾール（城北化学製、商品名：BT-12
0) Ｄ ベンゾトリアゾール誘導体(CIBA製、商品名:Irgamet
39)(N,N-ビス(2-エチルヘキシル)-4(又は5)-メチル-1H
-ベンゾトリアゾール-1-メチルアミン) Ｅ チアジアゾール誘導体 (R.T.Vanderbilt製、商品
名：VANLUBE 829) 5,5-ジチオビス(1,3,4-チアジアゾー
ル-2-チオール) Ｆ アルキルチアジアゾール（大日本インキ製、Dailub
e R-100) (2,5−ビス（アルキルジチオ）1,3,4−チアジ
アゾール）

【００１８】評価試験方法 転がり４球試験 試験方法の概略 φ１５mmの軸受用鋼球を３個用意し、底面の内径３６．
０mm、上端部の内径３１．６３mm、深さ１０．９５mmの
円筒状容器内に置き、試験グリースを２０ｇ塗布する。
この３個の鋼球の上にφ５／８インチの軸受用鋼球１個
を接触させ、所定の回転数で回転させると、下側の３個
の鋼球は自転しながら公転する。これを鋼球面に剥離が
生じるまで連続回転させる。 ※剥離は、最も面圧の高い球−球間に生じる。 ※寿命は、剥離が生じた時点の総回転数とする。 試験条件 試験鋼球：φ５／８in軸受用鋼球（回転球）、φ１５mm
軸受用鋼球（従動球） 試験荷重（Ｗ）：４００kgf （6.５ＧPa ）※ 回転速度（ｎ）：１５００rpm 試験繰り返し数：５（平均寿命：ｎ＝５の平均） ※球−球間の最大ヘルツ圧。6.５ＧPa という値は、非
常に高い面圧であり、油膜はかなりの薄膜になっている
状態である。グリースの組成及び試験結果を表１及び表
２に示す。

【００１９】

【表１】＜実施例＞

【００２０】

【表２】＜比較例＞

【００２１】考察 ウレア系ベースグリースＡを使用したもの（実施例１〜
４、比較例１）は、Ｌｉ石けん系ベースグリースＢを使
用したもの（実施例５、比較例２）よりも、剥離寿命が
長いことが分かる（実施例２と実施例５の対比、及び比
較例１と比較例２の対比）。ベースグリースによって多
少の差は認められるものの、ベンゾトリアゾールまたは
その誘導体を添加すると、剥離寿命は１質量％添加で約
２倍に延び、２質量％添加で約３倍に延びることが分か
る（実施例１、２、３と比較例１の対比、及び実施例５
と比較例２の対比）。また、剥離寿命の延長効果は添加
量が多くなるほど大きいが、５質量％添加ではその効果
の増大は少なくなる（実施例２、３、５の対比）。

【００２２】比較例３及び４で使用した添加剤はチアジ
アゾール系のものである。このチアジアゾール系添加剤
は、ベンゾトリアゾールと同様に、銅の腐食防止剤とし
てよく知られている。しかし、チアジアゾール系の添加
剤の、剥離寿命向上効果は小さい。以上のとおり、ベン
ゾトリアゾール及び／又はその誘導体の剥離寿命延長効
果は、顕著であり、ウレア系増ちょう剤を使用した場合
（実施例１〜４）は、特に優れていることが分かる。

【００２３】

【発明の効果】本発明のグリース組成物は、油膜の厚膜
化によらず、剥離寿命を向上させることができる。

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 30:00 Ｃ１０Ｎ 30:00 Ｚ 40:02 40:02 50:10 50:10 (72)発明者 近藤 信也 神奈川県藤沢市辻堂神台１丁目４番地１号 協同油脂株式会社辻堂工場内 (72)発明者 今井 淳一 神奈川県藤沢市辻堂神台１丁目４番地１号 協同油脂株式会社辻堂工場内 Ｆターム(参考） 3J011 AA06 JA02 MA22 PA10 QA20 3J101 AA01 CA40 EA63 FA32 4H104 BE13B BG17C DA02A EB02 LA20 PA01 QA18

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転がり運動及び転がり滑り運動を行う鋼
   製の被潤滑部を有する機械部品の潤滑に使用されるグリ
   ース組成物であって、基油、増ちょう剤、及びベンゾト
   リアゾール及び／又はその誘導体を含有することを特徴
   とするグリース組成物。
2. 【請求項２】 増ちょう剤がウレア化合物であることを
   特徴とする請求項１記載のグリース組成物。