JP2005272764A - 低発塵グリース組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】 製造コストが低く、金属成分を含まず、ゴリ感のない低発塵グリース組成物を提供すること。
【解決手段】 基油と増ちょう剤を含む直動案内装置用グリース組成物であって、基油中に占めるエステル油の割合が５０質量％以上であり、脂肪族炭化水素末端基を有し金属を含まない化合物を含む増ちょう剤を２０質量％以上含み、混和ちょう度が２２０〜３００であるグリース組成物。
【解決手段】 基油と増ちょう剤を含む直動案内装置用グリース組成物であって、基油中に占めるエステル油の割合が５０質量％以上であり、脂肪族炭化水素末端基を有し金属を含まない化合物を含む増ちょう剤を２０質量％以上含み、混和ちょう度が２２０〜３００であるグリース組成物。
Description
本発明は、グリース組成物に関し、特に清浄な環境が要求される直動案内装置に組み込れまる潤滑部品に使用するのに好適な低発塵グリース組成物に関する。
半導体製造装置、液晶製造装置、電子計算機、プリント基板製造装置など清浄な環境が要求される装置に組み込まれる潤滑部品に使用される潤滑剤は、飛散しても周辺機器や製造された製品を汚染することがないようにする必要がある。特に潤滑装置の中でも直動装置（直動ガイドまたはボールねじまたは直動玉軸受）は潤滑面が外部に晒されている状態であるため、飛散に対して密封軸受よりも厳しい環境にあり、潤滑剤は特に低発塵性能に優れている必要がある。また、たとえば潤滑剤が飛散して製品に付着しても通電への影響が無いように、潤滑剤中に金属成分を含まないことも要求されている。
このような要求の個所に使用されるグリースとして、従来からフッ素グリース（例えば、特許文献１）や、エーテル基油のウレアグリース（例えば、特許文献２、特許文献３）が知られている。
しかし、これらのグリースと低発塵性能が特に要求されない一般のグリースとを比較した場合、フッ素グリースでは製造コストが高くなり、高トルク化し、取り扱いが困難になるという問題があり、エーテル基油のウレアグリースでは転がり抵抗（以下、通称である「ゴリ感」と記する）が高いという問題があり、低発塵性能を満足させるために他の性能が犠牲となっていた。
また、転がり抵抗に対処した低発塵グリースとして、ステアリン酸リチウムを増ちょう剤とするものが知られている（例えば、特許文献４）。しかし、このグリースは金属元素を含むため半導体製造装置等に使用される直動案内装置では金属元素が製品に転移して製品不良を起こすおそれがある。
このため、従来の低発塵グリースと同等の低発塵性能を維持しつつ、製造コストが低く、金属成分を含まず、ゴリ感のない低発塵グリースが望まれている。
このような要求の個所に使用されるグリースとして、従来からフッ素グリース（例えば、特許文献１）や、エーテル基油のウレアグリース（例えば、特許文献２、特許文献３）が知られている。
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また、転がり抵抗に対処した低発塵グリースとして、ステアリン酸リチウムを増ちょう剤とするものが知られている（例えば、特許文献４）。しかし、このグリースは金属元素を含むため半導体製造装置等に使用される直動案内装置では金属元素が製品に転移して製品不良を起こすおそれがある。
このため、従来の低発塵グリースと同等の低発塵性能を維持しつつ、製造コストが低く、金属成分を含まず、ゴリ感のない低発塵グリースが望まれている。
本発明の目的は、低発塵グリース組成物であって、特に製造コストが低く、金属成分を含まず、ゴリ感のない低発塵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、発塵性能が１００個／Ｌ以下、転がり抵抗が２５Ｎ以下であって、金属成分を含まない低発塵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、発塵性能が１００個／Ｌ以下、転がり抵抗が２５Ｎ以下であって、金属成分を含まない低発塵グリース組成物を提供することである。
本発明は以下の低発塵グリース組成物を提供するものである。
１．基油と増ちょう剤を含む直動案内装置用グリース組成物であって、
基油中に占めるエステル油の割合が５０質量％以上であり、脂肪族炭化水素末端基を有し金属を含まない化合物を含む増ちょう剤を２０質量％以上含み、混和ちょう度が２２０〜３００であるグリース組成物。
２．脂肪族炭化水素末端基を有し金属を含まない化合物が脂肪族ジウレア化合物である上記１記載のグリース組成物。
３．脂肪族炭化水素末端基を有するジウレア化合物が、一般式：Ｒ1ＮＨＣＯＮＨＲ2ＮＨＣＯＮＨＲ3（式中、Ｒ1及びＲ3は同一でも異なっていてもよく、炭素数１２〜２４の脂肪族炭化水素基を示し、Ｒ2は炭素数６〜１３の２価の芳香族炭化水素基を示す）で示される、上記２記載のグリース組成物。
４．エステル油が次の一般式の中から選ばれる少なくとも１種類である、上記１〜３のいずれか１項記載のグリース組成物。
(1) Ｒ4ＯＣＯ（ＣＨ2）nＣＯＯＲ5（式中、Ｒ4及びＲ5は同一でも異なっていてもよく、炭素数３〜１８の脂肪族炭化水素基を示し、ｎは３〜１２を示す）で表されるジエステル系合成油、
(2) Ｃ2Ｈ5Ｃ（ＣＨ2ＯＣＯＲ6）3（式中、３つのＲ6は同一でも異なっていてもよく、炭素数３〜１０の脂肪族炭化水素基を示す）で表されるトリエステル系合成油、
(3) Ｃ（ＣＨ2ＯＣＯＲ7）4（式中、４つのＲ7は同一でも異なっていてもよく、炭素数３〜１０の脂肪族炭化水素基を示す）で表されるテトラエステル系合成油、
(4) Ｃ（ＣＨ2ＯＣＯＲ8）3ＣＨ2ＯＣＨ2Ｃ（ＣＨ2ＯＣＯＲ8）3（式中、６つのＲ8は同一でも異なっていてもよく、炭素数３〜１０の脂肪族炭化水素基を示す）で表されるジペンタエリスリトール系合成油、及び
(5) 及び他のネオンペンチルポリオールエステル系合成油。
５．直動案内装置が、直動ガイド、ボールねじ、直動玉軸受、又はボールスプラインである上記１〜４のいずれか１項記載のグリース組成物。
１．基油と増ちょう剤を含む直動案内装置用グリース組成物であって、
基油中に占めるエステル油の割合が５０質量％以上であり、脂肪族炭化水素末端基を有し金属を含まない化合物を含む増ちょう剤を２０質量％以上含み、混和ちょう度が２２０〜３００であるグリース組成物。
２．脂肪族炭化水素末端基を有し金属を含まない化合物が脂肪族ジウレア化合物である上記１記載のグリース組成物。
３．脂肪族炭化水素末端基を有するジウレア化合物が、一般式：Ｒ1ＮＨＣＯＮＨＲ2ＮＨＣＯＮＨＲ3（式中、Ｒ1及びＲ3は同一でも異なっていてもよく、炭素数１２〜２４の脂肪族炭化水素基を示し、Ｒ2は炭素数６〜１３の２価の芳香族炭化水素基を示す）で示される、上記２記載のグリース組成物。
４．エステル油が次の一般式の中から選ばれる少なくとも１種類である、上記１〜３のいずれか１項記載のグリース組成物。
(1) Ｒ4ＯＣＯ（ＣＨ2）nＣＯＯＲ5（式中、Ｒ4及びＲ5は同一でも異なっていてもよく、炭素数３〜１８の脂肪族炭化水素基を示し、ｎは３〜１２を示す）で表されるジエステル系合成油、
(2) Ｃ2Ｈ5Ｃ（ＣＨ2ＯＣＯＲ6）3（式中、３つのＲ6は同一でも異なっていてもよく、炭素数３〜１０の脂肪族炭化水素基を示す）で表されるトリエステル系合成油、
(3) Ｃ（ＣＨ2ＯＣＯＲ7）4（式中、４つのＲ7は同一でも異なっていてもよく、炭素数３〜１０の脂肪族炭化水素基を示す）で表されるテトラエステル系合成油、
(4) Ｃ（ＣＨ2ＯＣＯＲ8）3ＣＨ2ＯＣＨ2Ｃ（ＣＨ2ＯＣＯＲ8）3（式中、６つのＲ8は同一でも異なっていてもよく、炭素数３〜１０の脂肪族炭化水素基を示す）で表されるジペンタエリスリトール系合成油、及び
(5) 及び他のネオンペンチルポリオールエステル系合成油。
５．直動案内装置が、直動ガイド、ボールねじ、直動玉軸受、又はボールスプラインである上記１〜４のいずれか１項記載のグリース組成物。
本発明の低発塵グリース組成物は、発塵量が少なく、転がり抵抗が低い。また、製造コストが低く、金属成分を含まず、ゴリ感がない。
本発明に使用する基油は、エステル油を５０質量％以上、好ましくは６０質量％以上、さらに好ましくは８０質量％以上含有する。エステル油の割合が５０質量％未満では、増ちょう剤の量が２０質量％でも、ちょう度２２０より硬くなってしまう。このため、ちょう度を２２０〜３００とするためには、増ちょう剤量を２０質量％以下にしなければならず、その結果発塵量が多くなってしまうという問題がある。
エステル油としては、脂肪族炭化水素系のエステル油が好ましい。特に好ましいエステル油は、上記一般式(1)〜(5)の中から選ばれる少なくとも１種類である。
一般式(1)で表されるジエステル系合成油としては、ジ−２−エチルヘキシルセバケート、ジ−２−エチルヘキシルアゼレート、ジ−２−エチルヘキシルアジペート等が、一般式(2)で表されるトリエステル系合成油としては、トリメチロールプロパンカルボン酸エステル等が、一般式(3)で表されるテトラエステル系合成油としては、ペンタエリスリトールカルボン酸エステル等が、一般式(4)で表されるジペンタエリスリトール系合成油としては、ジペンタエリスリトールカルボン酸エステル等が、一般式(5)で表される他のネオンペンチルポリオールエステル系合成油としては、ネオンペンチルポリオールカルボン酸エステル等が挙げられる。
本発明のグリース組成物に使用する基油の４０℃における動粘度は、好ましくは２０〜５００ｍｍ2／ｓ、さらに好ましくは５０〜２００ｍｍ2／ｓである。
エステル油としては、脂肪族炭化水素系のエステル油が好ましい。特に好ましいエステル油は、上記一般式(1)〜(5)の中から選ばれる少なくとも１種類である。
一般式(1)で表されるジエステル系合成油としては、ジ−２−エチルヘキシルセバケート、ジ−２−エチルヘキシルアゼレート、ジ−２−エチルヘキシルアジペート等が、一般式(2)で表されるトリエステル系合成油としては、トリメチロールプロパンカルボン酸エステル等が、一般式(3)で表されるテトラエステル系合成油としては、ペンタエリスリトールカルボン酸エステル等が、一般式(4)で表されるジペンタエリスリトール系合成油としては、ジペンタエリスリトールカルボン酸エステル等が、一般式(5)で表される他のネオンペンチルポリオールエステル系合成油としては、ネオンペンチルポリオールカルボン酸エステル等が挙げられる。
本発明のグリース組成物に使用する基油の４０℃における動粘度は、好ましくは２０〜５００ｍｍ2／ｓ、さらに好ましくは５０〜２００ｍｍ2／ｓである。
本発明に増ちょう剤として使用する脂肪族炭化水素末端基を有するジウレア化合物としては、一般式：Ｒ1ＮＨＣＯＮＨＲ2ＮＨＣＯＮＨＲ3（式中、Ｒ1及びＲ3は同一でも異なっていてもよく、炭素数１２〜２４の脂肪族炭化水素基を示し、Ｒ2は炭素数６〜１３の２価の芳香族炭化水素基を示す）で示されるものが好ましい。このような化合物は、芳香族ジイソシアネートと脂肪族モノアミンとの反応により容易に製造することができる。芳香族ジイソシアネートとしては、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４，４’ジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート等が挙げられるが、ジフェニルメタン４，４’ジイソシアネート、トリレンジイソシアネートが世界で広く使用されておりコスト的に有利である。
脂肪族モノアミンとしては、炭素原子数１２〜２４の脂肪族モノアミン、例えば、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、ベヘニルアミン等が挙げられる。
脂肪族モノアミンとしては、炭素原子数１２〜２４の脂肪族モノアミン、例えば、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、ベヘニルアミン等が挙げられる。
本発明のグリース組成物中の、増ちょう剤として使用する脂肪族炭化水素末端基を有し金属を含まない化合物の量は、好ましくは２０質量％以上、さらに好ましくは２５質量％以上である。この化合物の上限は、ちょう度が２２０以上となる量である。硬いほど、発塵を少なくするには有利であるが、ちょう度が２２０未満になると流入性が不足して本来の潤滑を維持できなくなる。増ちょう剤として使用する脂肪族炭化水素末端基を有し金属を含まない化合物の量が２０質量％未満では、発塵量が増加し、本発明の目的が達成できなくなることがある。
本発明のグリース組成物において、基油と増ちょう剤としての脂肪族炭化水素末端基を有し金属を含まない化合物の比率は、基油６０〜８０質量％、脂肪族炭化水素末端基を有し金属を含まない化合物２０〜４０質量％であるものが好ましい。
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出来る。このような添加剤としては、例えば、酸化防止剤（例えば、アミン系酸化防止剤）、防錆剤（例えば、コハク酸系防錆剤）、金属腐食防止剤、油性剤、耐摩耗剤、極圧剤、固体潤滑剤等が挙げられるが、金属成分を含まないものが好ましい。
本発明のグリース組成物は、上記各成分及びその他の添加剤を所望の配合割合で混合することにより容易に製造することができる。
本発明のグリース組成物は、直動案内装置、例えば、直動ガイド、ボールねじ、直動玉軸受、ボールスプライン等の直動装置に特に適している。
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出来る。このような添加剤としては、例えば、酸化防止剤（例えば、アミン系酸化防止剤）、防錆剤（例えば、コハク酸系防錆剤）、金属腐食防止剤、油性剤、耐摩耗剤、極圧剤、固体潤滑剤等が挙げられるが、金属成分を含まないものが好ましい。
本発明のグリース組成物は、上記各成分及びその他の添加剤を所望の配合割合で混合することにより容易に製造することができる。
本発明のグリース組成物は、直動案内装置、例えば、直動ガイド、ボールねじ、直動玉軸受、ボールスプライン等の直動装置に特に適している。
実施例及び比較例
表１に示すように、増ちょう剤としてジウレア化合物を使用し、基油として、夫々表１に示した成分を表１に示した割合で混合した油を使用してグリース組成物を調製した。
発塵量は、直動ガイド〔ＴＨＫ株式会社製SR20W1+280LP〕の振幅２００ｍｍ、直動ガイドの最高速度３０ｍ／分で５０時間運転中に、直動ガイドから発生する０．３μｍ以上の粒子数をパーティクルカウンタ（RION社製KC-01D）で測定する。グリース量は初期封入のみで１ｃｍ3／１ブロック。
ゴリ感は、直動ガイド〔ＴＨＫ株式会社製HSR35R1UUC0+440LSP〕を使用し、振幅３ｍｍ、送り速度１ｍｍ／秒、停止時間０．１秒、時定数７ｍｓ（０．０１Ｇ）で６０分間運転中における微小ストローク時の転がり抵抗で判定する。グリース量は初期封入のみで４ｃｍ3。
判定 ○：２５Ｎ未満、△：５０Ｎ未満、×：５０Ｎ以上
表１に示すように、増ちょう剤としてジウレア化合物を使用し、基油として、夫々表１に示した成分を表１に示した割合で混合した油を使用してグリース組成物を調製した。
発塵量は、直動ガイド〔ＴＨＫ株式会社製SR20W1+280LP〕の振幅２００ｍｍ、直動ガイドの最高速度３０ｍ／分で５０時間運転中に、直動ガイドから発生する０．３μｍ以上の粒子数をパーティクルカウンタ（RION社製KC-01D）で測定する。グリース量は初期封入のみで１ｃｍ3／１ブロック。
ゴリ感は、直動ガイド〔ＴＨＫ株式会社製HSR35R1UUC0+440LSP〕を使用し、振幅３ｍｍ、送り速度１ｍｍ／秒、停止時間０．１秒、時定数７ｍｓ（０．０１Ｇ）で６０分間運転中における微小ストローク時の転がり抵抗で判定する。グリース量は初期封入のみで４ｃｍ3。
判定 ○：２５Ｎ未満、△：５０Ｎ未満、×：５０Ｎ以上
エステル：ジペンタエリスリトールカルボン酸エステル油
ＰＡＯ：ポリαオレフィン油
エーテル：アルキルジフェニルエーテル油
脂肪族ジウレア：ジフェニルメタン４，４’ジイソシアネートとオクタデシルアミンとのジウレア化合物
芳香族ジウレア：トリレンジイソシアネートとアニリンとのジウレア化合物
酸化防止剤：アミン系酸化防止剤
防錆剤：コハク酸系防錆剤
ＰＡＯ：ポリαオレフィン油
エーテル：アルキルジフェニルエーテル油
脂肪族ジウレア：ジフェニルメタン４，４’ジイソシアネートとオクタデシルアミンとのジウレア化合物
芳香族ジウレア：トリレンジイソシアネートとアニリンとのジウレア化合物
酸化防止剤：アミン系酸化防止剤
防錆剤：コハク酸系防錆剤
Claims (5)
- 基油と増ちょう剤を含む直動案内装置用グリース組成物であって、
基油中に占めるエステル油の割合が５０質量％以上であり、脂肪族炭化水素末端基を有し金属を含まない化合物を含む増ちょう剤を２０質量％以上含み、混和ちょう度が２２０〜３００であるグリース組成物。 - 脂肪族炭化水素末端基を有し金属を含まない化合物が脂肪族ジウレア化合物である請求項１記載のグリース組成物。
- 脂肪族炭化水素末端基を有するジウレア化合物が、一般式：Ｒ1ＮＨＣＯＮＨＲ2ＮＨＣＯＮＨＲ3（式中、Ｒ1及びＲ3は同一でも異なっていてもよく、炭素数１２〜２４の脂肪族炭化水素基を示し、Ｒ2は炭素数６〜１３の２価の芳香族炭化水素基を示す）で示される、請求項２記載のグリース組成物。
- エステル油が次の一般式の中から選ばれる少なくとも１種類である、請求項１〜３のいずれか１項記載のグリース組成物。
(1) Ｒ4ＯＣＯ（ＣＨ2）nＣＯＯＲ5（式中、Ｒ4及びＲ5は同一でも異なっていてもよく、炭素数３〜１８の脂肪族炭化水素基を示し、ｎは３〜１２を示す）で表されるジエステル系合成油、
(2) Ｃ2Ｈ5Ｃ（ＣＨ2ＯＣＯＲ6）3（式中、３つのＲ6は同一でも異なっていてもよく、炭素数３〜１０の脂肪族炭化水素基を示す）で表されるトリエステル系合成油、
(3) Ｃ（ＣＨ2ＯＣＯＲ7）4（式中、４つのＲ7は同一でも異なっていてもよく、炭素数３〜１０の脂肪族炭化水素基を示す）で表されるテトラエステル系合成油、
(4) Ｃ（ＣＨ2ＯＣＯＲ8）3ＣＨ2ＯＣＨ2Ｃ（ＣＨ2ＯＣＯＲ8）3（式中、６つのＲ8は同一でも異なっていてもよく、炭素数３〜１０の脂肪族炭化水素基を示す）で表されるジペンタエリスリトール系合成油、及び
(5) 及び他のネオンペンチルポリオールエステル系合成油。 - 直動案内装置が、直動ガイド、ボールねじ、直動玉軸受、又はボールスプラインである請求項１〜４のいずれか１項記載のグリース組成物。
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