JP2004518014A - 防錆性及び耐摩耗性を改良したグリース組成物 - Google Patents

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幸洋 尾崎
憲明 篠田
貢一 中沢
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
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Abstract

基油及び増粘剤を含むグリース組成物において、更にチオ硫酸ナトリウムを全グリース組成物に対し０．０５〜３０重量％と、サリチル酸カルシウム、サリチル酸マグネシウム、カルシウムフェネート及び／又はスルホン酸カルシウムよりなる群から選ばれた１種以上の添加剤（Ａ）を全グリース組成物に対し少なくとも０．１重量％とを含有するグリース組成物、防錆性及び耐摩耗性を改良するための前記グリース組成物の使用、並びに該グリース組成物の製造方法。

Description

【０００１】
本発明は、防錆性及び耐摩耗性を改良したグリース組成物に関する。
【０００２】
例えば自動車、鉄鋼、鉄道及びその他の各種工業の機械装置におけるベアリング及びギアには、耐摩耗性や耐荷重性に優れていることから、極圧グリースが多く使用されている。
代表的な極圧グリース組成物は、各種のグリースに硫化オレフィン、硫化油脂、硫黄−燐系極圧剤、二硫化モリブデン、有機モリブデン化合物、鉛化合物、及びジチオ燐酸亜鉛のような添加剤を含有するものが一般的である。
最近の技術として、特開平３−１３１６９０号公報、特開平１１−３５９６５号公報及びＵＳＰ４，９２３，６２５の明細書には、チオ硫酸ナトリウムを含有する極圧性に優れたグリース組成物が開示されている。
【０００３】
しかし、これら従来技術の文献では耐摩耗性が不充分であり、またチオ硫酸ナトリウムが吸湿性を有することから錆が誘発される可能性がある。特に鉄鋼設備や食品機械のベアリング及びギアは、多量の水と接触した条件下で潤滑されるため錆の発生が促進され、潤滑に関する問題が起こり易い。
【０００４】
したがって、チオ硫酸ナトリウムを含有するグリース組成物の極圧性を充分に維持しながら、錆の発生を抑制すると共に耐摩耗性も改良されたグリース組成物を提供することが非常に望まれる。
【０００５】
本発明は、基油及び増粘剤を含むグリース組成物において、更にチオ硫酸ナトリウムを全グリース組成物に対し０．０５〜３０重量％と、サリチル酸カルシウム、サリチル酸マグネシウム、カルシウムフェネート及び／又はスルホン酸カルシウムよりなる群から選ばれた１種以上の添加剤（Ａ）を全グリース組成物に対し少なくとも０．１重量％とを含有するグリース組成物を提供する。
【０００６】
好ましい実施態様では、本発明のグリース組成物は、更にベンゾトリアゾール化合物（Ｂ）を全グリース組成物に対し少なくとも０．１重量％含有する。
本発明のグリース組成物において、増粘剤は、ユリア化合物、リチウム石鹸、リチウム複合石鹸及びアルミニウム複合石鹸のような試剤であってよく、これらは単独で又は混合物として使用できる。ユリア化合物は、ユリア結合を有する化合物の他、ユリア結合及びウレタン結合の両方を含む化合物であってもよいことは当然である。
本発明の好ましい実施態様では、増粘剤は全グリース組成物に対し２〜３５重量％使用される。
【０００７】
本発明で使用される基油は、植物油、鉱油、並びにエステル油、エーテル油及び炭化水素油のような合成油であってよい。
本発明で使用されるチオ硫酸ナトリウムは、Ｎａ２ Ｓ２ Ｏ３ （無水）、Ｎａ２ Ｓ２ Ｏ３ ・５Ｈ２ Ｏ（五水和物）又はそれらの混合物であってよい。チオ硫酸ナトリウムを含む市販の添加剤（例えばＤｅｓｉｌｕｂｅ ８８，Ｄｅｓｉｌｕｂｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ，ＵＳＡ）も使用できる。
【０００８】
チオ硫酸ナトリウムの添加量は、全グリース組成物に対し好ましくは０．２〜２０重量％の範囲、更に好ましくは０．２〜１０重量％の範囲、更に好ましくは０．２〜８重量％の範囲、最も好ましくは０．５〜６重量％の範囲である。
サリチル酸カルシウム、サリチル酸マグネシウム、カルシウムフェネート及び／又はスルホン酸カルシウムよりなる群から選ばれた１種以上の添加剤（Ａ）は、各々、全グリース組成物に対し、好ましくは０．１〜５重量％の範囲、更に好ましくは０．２〜３重量％の範囲の量で存在する。
【０００９】
前記添加剤（Ａ）が０．１重量％未満の場合には、防錆効果が不充分であり、前記添加剤（Ｂ）が０．１重量％未満の場合には、耐摩耗性促進効果が不充分である。
いずれの添加剤も５重量％を越えると、それらの効果は限定されるか、或いは更に増大することがない。
【００１０】
前記ベンゾトリアゾール（Ｂ）の具体例としては、１，２，３−ベンゾトリアゾール、２−（２′−ヒドロキシ−５′−メチルフエニル）ベンゾトリアゾール、２−〔２′−ヒドロキシ−３′−（３″，４″，５″，６″−テトラヒドロフタルイミドメチル）−５′−メチルフェニル〕ベンゾトリアゾール、２−（２′−ヒドロキシ−３′，５′−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２′−ヒドロキシ−５′−ｔ−オクチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２′−ヒドロキシ−３′，５′−ジ−ｔ−アミルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−〔２−ヒドロキシ−３，５−ビス（α，α−ジメチルベンジル）フェニル〕−２Ｈ−ベンゾトリアゾール及び２−（２′−ヒドロキシ−３′−ウンデシル−５′−メチルフェニル）ベンゾトリアゾールが挙げられる。
【００１１】
本発明のグリース組成物は、更に他の添加剤、例えばアミン及びフェノールのような酸化防止剤、硫化オレフィン及び硫化油脂のような極圧添加剤、ホスファイト及びホスフェートのような極圧／耐摩耗剤、ポリブテン及びポリメタクリレートのような増粘剤、窒化ほう素及び二硫化モリブデンのような固体潤滑剤、及びその他の各種添加剤を含有してよい。
【００１２】
本発明のグリース組成物は、チオ硫酸ナトリウムと、サリチル酸カルシウム、サリチル酸マグネシウム、カルシウムフェネート及び／又はスルホン酸カルシウムよりなる群から選ばれた１種以上の添加剤（Ａ）と、基油に取り入れる他の添加剤とを予備混合し、該混合物を基油及び増粘剤を含む基（ｂａｓｅ）グリースに添加するか、或いは各添加剤を個々に前記基グリース中に取り入れることにより製造できる。
【００１３】
本発明のグリース組成物は、ベアリング、ギア、及び定速ジョイントのようなジョイントに便利に使用できる。
本発明を以下の実施例について説明するが、これらの実施例は本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【００１４】
【実施例】
実施例
グリース組成物の製造
表１〜表９に示す処方に従って、基グリースに前記（Ａ）及び（Ｂ）に相当する添加剤又はその他の添加剤を加え、次いでこれらを三本ロールミルで処理することにより、実施例及び比較例のグリースを製造した。基グリースの組成を以下に示す。
【００１５】
Ｉ．ユリア基グリース
精製鉱油（１００℃での動粘度は約１５ｍｍ２ ／ｓ；５４００ｇ）中でジフェニルメタン−４，４′−ジイソシアネート（２９５．２ｇ）とオクチルアミン（３０４．８ｇ）とを反応させ、得られたユリア化合物を均一に分散して、稠度２８９（２５℃、６０Ｗで）及び滴点２６３℃のユリア基グリースを得た。ユリア化合物の含有量は、１０重量％であった。
【００１６】
ＩＩ．リチウム石鹸基グリース
精製鉱油（１００℃での動粘度は約１５ｍｍ２ ／ｓ；５４００ｇ）に１２−ヒドロキシステアリン酸リチウム（６００ｇ）を溶解し、均一に分散することにより、稠度２６８（２５℃、６０Ｗで）及び滴点１９９℃のリチウム石鹸基グリースを得た。リチウム石鹸の含有量は、１０重量％であった。
【００１７】
ＩＩＩ．リチウム複合石鹸基グリース
精製鉱油（１００℃での動粘度は約１１ｍｍ２ ／ｓ；４１６５ｇ）中で１２−ヒドロキシステアリン酸（３５０ｇ）と水酸化リチウム（５０．５ｇ）とを反応させた後、アゼライン酸（１２０．６５ｇ）と水酸化リチウム（５９．０ｇ）とを反応させ、次いで均一に分散処理することにより、稠度２８１（２５℃、６０Ｗで）及び滴点２５９℃の複合リチウム石鹸基グリースを得た。リチウム複合石鹸の含有量は、１０．４重量％であった。
【００１８】
ＩＶ．アルミニウム複合石鹸基グリース
精製鉱油（１００℃での動粘度は約１１ｍｍ２ ／ｓ；４２７２ｇ）に安息香酸（１５８．２２ｇ）及びステアリン酸（３３４．８ｇ）を溶解した後、市販の環状アルミニウムオキサイドプロピレート潤滑液（商品名：川研ファインケミカル（株）製アルゴマー（Ａｌｇｏｍｅｒ））を加えて反応を行い、生成した石鹸を均一に分散処理し、稠度２７９（２５℃、６０Ｗで）及び滴点２５８℃のアルミニウム複合石鹸基グリースを得た。アルミニウム複合石鹸の含有量は、１１重量％とした。安息香酸（ＢＡ）とステアリン酸（ＦＡ）とのモル比はＢＡ／ＦＡ＝１．１：１とみなし、また安息香酸＋ステアリン酸とアルミニウム（Ａｌ）とのモル比は（ＢＡ＋ＦＡ）／Ａｌ＝１．９：１とみなした。
防錆試験（湿潤試験）及び四球試験（ＥＰ試験及び耐摩耗試験）を行なうことにより、防錆性、極圧性及び耐摩耗性を確認した。
【００１９】
湿潤試験
ＪＩＳ（日本工業規格）Ｋ２２２０ ５．１７の湿潤試験に規定されるように、試験片の表面のグリース塗布量が０．３０ｇ±０．０５ｇになるように試験片全面にグリースの試料を均一に塗布した。グリースを塗布した鋼板を、温度４９℃及び相対湿度９５％以上の湿潤箱内につり下げ、２週間後の錆発生度をＪＩＳ Ｋ２２４６の等級で表示した。
【００２０】
Figure 2004518014
【００２１】
ＥＰ試験
ＡＳＴＭ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ） Ｄ２５９６に従って四球試験により膨張荷重（Ｎ）を試験した。
Figure 2004518014
【００２２】
耐摩耗試験
ＡＳＴＭ Ｄ２２６６に従って四球試験で使用したボール上の摩耗跡の直径を測定した。
Figure 2004518014
【００２３】
添加剤
下記表中、 ＊１〜 ＊１０は次のとおりである。
＊１のＤｅｓｉｌｕｂｅ８８は、Ｄｅｓｉｌｕｂｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄのチオ硫酸ナトリウム含有無機Ｓ−Ｐ添加剤に対する商品名である。
以下の製品は、本発明の前記添加剤（Ａ）に相当する。
＊２のＳＡＰ００１は、Ｉｎｆｉｎｅｕｍ Ｌｉｍｉｔｅｄのサリチル酸カルシウムに対する商品名である。
＊３のＳＡＰ００７は、Ｉｎｆｉｎｅｕｍ Ｌｉｍｉｔｅｄのサリチル酸マグネシウムに対する商品名である。
＊４のＯＬＯＡ２１９は、オロナイト（Ｏｒｏｎａｉｔｏ）ジャパン（株）のカルシウムフェネートに対する商品名である。
＊５のＮＡ−ＳＵＬ ７２９はＫｉｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄのスルホン酸カルシウムに対する商品名である。
【００２４】
以下の製品は、本発明の前記添加剤（Ｂ）に相当する。
＊６のＢＴ−１２０は、城北（Ｓｈｉｒｏｋｉｔａ）化学（株）の１，２，３−ベンゾトリアゾールに対する商品名である。
以下は（Ａ）、（Ｂ）以外の添加剤である。
＊７のＮＡ−ＳＵＬ ＺＳは、Ｋｉｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄのスルホン酸亜鉛に対する商品名である。
＊８のＤａｉｌｕｂｅ Ｚ−５００は、大日本インキ化学工業（株）の鉱油希釈ナフテン酸亜鉛（亜鉛金属 ５％）に対する商品名である。
＊９のＮＡ−ＳＵＬ ＳＳは、Ｋｉｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄのスルホン酸ナトリウムに対する商品名である。
＊１０のＮＡ−ＳＵＬ ７０７は、Ｋｉｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄのスルホン酸リチウムに対する商品名である。
【００２５】
【表１】
Figure 2004518014
【００２６】
【表２】
Figure 2004518014
【００２７】
【表３】
Figure 2004518014
【００２８】
【表４】
Figure 2004518014
【００２９】
【表５】
Figure 2004518014
【００３０】
【表６】
Figure 2004518014
【００３１】
【表７】
Figure 2004518014
【００３２】
【表８】
Figure 2004518014
【００３３】
【表９】
Figure 2004518014
【００３４】
発明の効果
本発明は表１〜５の実施例及び表６〜９の比較例から明らかなように、チオ硫酸ナトリウムを配合したグリース組成物に前記添加剤（Ａ）を添加したグリース組成物は、優れた極圧性を有すると共に、防錆性が大幅に向上している。チオ硫酸ナトリウムを配合したグリースに前記添加剤（Ａ）及び前記ベンゾトリアゾール化合物（Ｂ）を添加したグリース組成物も、優れた極圧性及び防錆性を有する上、優れた耐磨耗性を有する。特にユリアグリース、リチウム石鹸グリース及びリチウム複合石鹸グリースでは耐摩耗性の向上が顕著である。チオ硫酸ナトリウムは食品添加剤として長い間認められ、しかも解毒剤としても知られているから、人体ばかりでなく地球環境にも優しい添加物である。したがって、本発明は、環境に適合し得る優れたグリース組成物である。

Claims (10)

  1. 基油及び増粘剤を含むグリース組成物において、更にチオ硫酸ナトリウムを全グリース組成物に対し０．０５〜３０重量％と、サリチル酸カルシウム、サリチル酸マグネシウム、カルシウムフェネート及び／又はスルホン酸カルシウムよりなる群から選ばれた１種以上の添加剤（Ａ）を全グリース組成物に対し少なくとも０．１重量％とを含有するグリース組成物。
  2. 前記１種以上の添加剤（Ａ）が各々、全グリース組成物に対し０．１〜５重量％の範囲の量で存在する請求項１に記載のグリース組成物。
  3. 前記１種以上の添加剤（Ａ）が各々、全グリース組成物に対し０．２〜３重量％の範囲の量で存在する請求項１又は２に記載のグリース組成物。
  4. 前記組成物が、更にベンゾトリアゾール化合物（Ｂ）を全グリース組成物に対し少なくとも０．１重量％含有する請求項１〜３のいずれか１項に記載のグリース組成物。
  5. 前記ベンゾトリアゾール化合物（Ｂ）が、全グリース組成物に対し０．１〜５重量％の範囲の量で存在する請求項４に記載のグリース組成物。
  6. 前記ベンゾトリアゾール化合物（Ｂ）が、全グリース組成物に対し０．２〜３重量％の範囲の量で存在する請求項４又は５に記載のグリース組成物。
  7. 前記ベンゾトリアゾール化合物（Ｂ）が、１，２，３−ベンゾトリアゾール、２−（２′−ヒドロキシ−５′−メチルフエニル）ベンゾトリアゾール、２−〔２′−ヒドロキシ−３′−（３″，４″，５″，６″−テトラヒドロフタルイミドメチル）−５′−メチルフェニル〕ベンゾトリアゾール、２−（２′−ヒドロキシ−３′，５′−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２′−ヒドロキシ−５′−ｔ−オクチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２′−ヒドロキシ−３′，５′−ジ−ｔ−アミルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−〔２−ヒドロキシ−３，５−ビス（α，α−ジメチルベンジル）フェニル〕−２Ｈ−ベンゾトリアゾール及び２−（２′−ヒドロキシ−３′−ウンデシル−５′−メチルフェニル）ベンゾトリアゾールから選ばれる請求項４〜６のいずれか１項に記載のグリース組成物。
  8. 前記増粘剤が、１種以上のユリア化合物、１種以上のリチウム石鹸及び／又はリチウム複合石鹸、又は１種以上のアルミニウム複合石鹸である請求項１〜７のいずれか１項に記載のグリース組成物。
  9. 防錆性及び耐摩耗性を改良するための請求項１〜８のいずれか１項に記載のグリース組成物の使用。
  10. チオ硫酸ナトリウムと、サリチル酸カルシウム、サリチル酸マグネシウム、カルシウムフェネート及び／又はスルホン酸カルシウムよりなる群から選ばれた１種以上の添加剤（Ａ）とを予備混合し、該混合物を基油及び増粘剤を含む基グリースに添加するか、或いはチオ硫酸ナトリウム及び前記１種以上の添加剤（Ａ）を個々に前記基グリース中に取り入れる請求項１〜８のいずれか１項に記載のグリース組成物の製造方法。
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