JP2007224134A - 難燃性潤滑グリース組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】この難燃性潤滑グリース組成物は，高温の物質が飛散してきても着火し難く，極圧性を有し，作業環境の安全性を確保でき，配管でのプラッキングを起こし難く，機械設備の耐久性を向上できる。
【解決手段】この難燃性潤滑グリース組成物は，基油に増ちょう剤の金属石けんやウレア化合物及び過塩基性カルシウムスルフォネートを含有している。過塩基性カルシウムスルフォネートは０．１〜３０質量％が含有されている。基油の動粘度は４０℃で４００ｍｍ² ／ｓ以上であり，過塩基性カルシウムスルフォネートの全塩基価は５０〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇであり，極圧剤の動粘度は４０℃で４００ｍｍ² ／ｓ以上である。

Description

この発明は，例えば，高温スケール等の高温物質が飛散する製鉄機械設備等の潤滑領域に使用されて難燃性を発揮できる難燃性潤滑グリース組成物に関する。

従来，製鉄設備等の機械装置では，高温環境下に設置されている機械装置における軸受に，潤滑するため潤滑グリースが給脂されている。

また，機械装置に給脂される難燃性を示すグリース組成物が知られている。該グリース組成物は，潤滑ベース油に，増粘剤としてリチウム石けん，カルシウム石けん，ナトリウム石けん，単純リチウム石けんから選ばれたものを含有し，難燃添加剤として酸化カルシウム，炭酸カリウム，炭酸水素カリウム，及び硫酸カリウムから選ばれたグリース組成物を基にしてカリウム化合物を含有するものである（例えば，特許文献１参照）。

また，機械装置における潤滑部位から漏れ出て堆積した潤滑グリース組成物が，高温に晒されたり，高温のスケールが飛散した場合にも着火し難いという自己消火性グリース組成物が知られている。該自己消火性グリース組成物は，基油に増ちょう剤として金属石けんやウレア化合物を含有しており，自己消火時間が５分間以内であり，その液体成分の引火点が２７０℃であり，着火後に自己消火性を示すものである（例えば，特許文献２参照）。
特許第２９９９５５３号公報 特開２００４−６７８４３号公報

しかしながら，従来の難燃性潤滑グリース組成物は，着火し難い難燃性を持たせるのに，炭酸カリウム等の粉体の添加剤が添加されているため，機械装置の潤滑部位へグリースを給脂するという集中給脂方法に使用されている配管で，プラッキングが起こってしまう恐れがあった。また，機械装置におけるすべり軸受では，従来の難燃性潤滑グリースを給脂すると，軸受の部材が早期に摩耗し，そのため機械設備の寿命を短くする恐れがあった。

また，上記自己消火性を示す潤滑グリースは，軸受等からこぼれ落ちて堆積したグリースが高温に晒されたり，高温のスケールが飛散して付着した場合に，潤滑グリースそのものが着火してしまい，火災が起きてしまう恐れがあり，特に，潤滑グリースに極圧性を持たせるため，極圧剤等の添加剤を潤滑グリースに添加するので，そのため潤滑グリースが着火し易くなるという問題があった。

この発明の目的は，上記の問題を解決することであり，たとえ潤滑グリースに高温のスケールが飛散してきたり，高温雰囲気に晒されたりしても，潤滑グリースが着火し難く，機械装置に給脂するための集中給脂の配管においてプラッキングが起こり難く，更に，潤滑グリースに極圧性を持たせることができ，難燃性で安全性に富んだ難燃性潤滑グリース組成物を提供することである。

この発明は，基油に，増ちょう剤として金属石けん及び／又はウレア化合物，並びに難燃性物質として過塩基性カルシウムスルフォネートを含有していることを特徴とする難燃性潤滑グリース組成物に関する。

この難燃性潤滑グリース組成物において，前記過塩基性カルシウムスルフォネートは，０．１〜３０質量％が含有されているものである。

また，前記基油は，鉱油及び／又は合成油である。更に，前記基油は，動粘度が４０℃で４００〜１０００００ｍｍ² ／ｓ以上であることが好ましい。

更に，前記過塩基性カルシウムスルフォネートは，全塩基価が５０〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。

この難燃性潤滑グリース組成物は，動粘度が４０℃で４００〜２０００ｍｍ² ／ｓである極圧剤が０．１〜３０質量％添加されていることが好ましい。

この難燃性潤滑グリース組成物は，上記のように構成されているので，高温のスケール等の物質が潤滑グリース中に飛散してきたり，高温雰囲気に晒されたりしても，潤滑グリースが着火し難く，製鉄設備等の作業現場の安全性を向上させることができる。また，この難燃性潤滑グリース組成物は，例えば，機械装置に給脂するための集中給脂の配管でプラッキングを起こし難く，極圧性を有しており，潤滑グリースが着火して発生する火災等で機械設備が損傷することなく，機械設備の寿命を長くすることができる。

この発明による難燃性潤滑グリース組成物は，主として，基油に増ちょう剤として金属石けん及び／又はウレア化合物，並びに過塩基性カルシウムスルフォネートを含有しているものである。潤滑グリースに所定量の過塩基性カルシウムスルフォネートを添加することによって，潤滑グリース中で過塩基性カルシウムスルフォネートが難燃性物質として作用し，潤滑グリースが難燃性を発揮できるものになる。過塩基性カルシウムスルフォネートは，特に，潤滑グリース中に０．１〜３０質量％が含有されていることが所望な難燃性を発揮でき，好ましいものである。

また，この難燃性潤滑グリース組成物について，基油は，鉱油及び／又は合成油，即ち，鉱油単独，合成油単独，或いはこれらの混合物で構成されているものである。更に，この難燃性潤滑グリース組成物で使用されている基油は，動粘度が４０℃で４００ｍｍ² ／ｓ（ｃＳｔ）以上であり，特に，４００〜１０００００ｍｍ² ／ｓであることが給脂した場合に機械装置の潤滑部位に留めることができて好ましいものである。
基油の動粘度が４０℃で４００ｍｍ² ／ｓ未満であると，該基油を潤滑グリースに用いた場合に難燃性を保てず，着火し易くなってしまうので，使用することができない。
また，基油の動粘度が４０℃で１０００００ｍｍ² ／ｓ以上であると，粘着性が高すぎる状態になり，該基油を潤滑グリースに用いた場合に潤滑グリースとしての機能を発揮できなくなってしまう。

この発明による難燃性潤滑グリース組成物について，増ちょう剤としては，金属石けん及び／又はウレア化合物，即ち，金属石けん単独，ウレア化合物単独，又はこれらの混合物を用いることができる。

更に，この難燃性潤滑グリース組成物で使用されている過塩基性カルシウムスルフォネートは，全塩基価が５０〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇであることが，所望の難燃性を発揮でき好ましいものである。過塩基性カルシウムスルフォネートが０．１〜３０質量％含有していることが所望の難燃性を確保でき，好ましいものである。
過塩基性カルシウムスルフォネートの全塩基価が５０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であると，グリース組成物に所望の難燃性を持たせることができない。
過塩基性カルシウムスルフォネートの全塩基価が５００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であると，そのような過塩基性カルシウムスルフォネートを入手することが困難である。
過塩基性カルシウムスルフォネートが０．１質量％未満であると，グリース組成物に所望の難燃性を持たせることができない。
過塩基性カルシウムスルフォネートが３０質量％以上であると，低温性に支障をきたすおそれがある。

この難燃性潤滑グリース組成物は，極圧剤が０．１〜３０質量％が添加されており，前記極圧剤の動粘度が４０℃で４００ｍｍ² ／ｓ（ｃＳｔ）以上であり，特に，４００〜
２０００ｍｍ² ／ｓ（ｃＳｔ）であることが好ましい。また，極圧剤は，例えば，ジアルキルジチオリン酸亜鉛，硫化油脂，アルキルリン酸エステル，リン酸トリアリールを使用されることが，難燃性を発揮できると共に，機械装置の潤滑部位で大きな押圧力を受けても摺動部位で潤滑膜の形成を良好に形成でき好ましいものである。
極圧剤が０．１質量％未満であると，グリース組成物に十分な極圧性を確保することができない。
また，極圧剤が３０質量％以上であると，潤滑グリースは難燃性を保てずに着火し易くなるおそれがある。
極圧剤の動粘度が４０℃で４００ｍｍ² ／ｓ未満であると，これを含有する潤滑グリースに難燃性物質の過塩基性カルシウムスルフォネートを添加したとしても，難燃性を保てずに着火し易くなるおそれがある。
また，極圧剤の動粘度が４０℃で２０００ｍｍ² ／ｓ以上であると，低温性に支障をきたすおそれがある。
従って，この難燃性潤滑グリース組成物は，極圧剤を添加する場合には，極圧剤の動粘度も考慮する必要がある。

この難燃性潤滑グリース組成物において，金属石けんを構成する金属は，典型金属及び遷移金属から選択されるものであり，好ましくは，アルミニウム，カルシウム，ナトリウム，バリウム，マグネシウム，リチウムから選択される少なくとも１種から成るものである。

この難燃性潤滑グリース組成物において，金属石けんで用いられる脂肪酸は，炭素数が４〜２２の飽和又は不飽和の脂肪酸及びそれらの誘導体から選択される少なくとも１種から成るものであり，好ましくは，ラウリン酸，ミリスチン酸，パルミチン酸，ステアリン酸，ベヘニン酸，１２ヒドロキシステアリン酸から選択される少なくとも１種であることが好ましい。

この難燃性潤滑グリース組成物における増ちょう剤としてのウレア化合物は，脂肪族ウレア化合物，脂環属ウレア化合物，芳香族ウレア化合物から選択される少なくとも１種から成るものであることが好ましい。また，基油としての合成油は，合成炭化水素油，エステル系油，フェニルエーテル系油，シリコーン系油，フッ素系油から選択される少なくとも１種から成るものであることが好ましい。

以下，この難燃性潤滑グリース組成物について，難燃性の評価方法を説明する。
まず，容器，即ち，内径４０ｍｍ，深さ３６ｍｍのるつぼにグリース組成物１５ｇを入れる。高温物質として，縦１０ｍｍ，横１５ｍｍ，高さ１０ｍｍの鉄の直方体を予め９５０℃に加熱し，該高温物質を，グリース組成物を入れたるつぼの中へ入れる。この時に，グリース組成物の着火の有無を確認した。

この難燃性潤滑グリース組成物として，表１に示す配合組成のグリース組成物である実施例１，実施例２，実施例３及び実施例４を調製し，それらのグリース組成物が着火するか否かの性能を評価した。また，この難燃性潤滑グリース組成物の実施例１，実施例２，実施例３及び実施例４を，難燃性物質を含んでいないグリース組成物と比較するため，難燃性物質を含んでいないグリース組成物として比較例１及び比較例２を調製した。

表１から分かるように，実施例１，実施例２，実施例３，実施例４，比較例１及び比較例２は次のとおりである。
実施例１は，基油として鉱油Ａを用い，増ちょう剤として増ちょう剤Ａを用い，過塩基性カルシウムスルフォネートを添加して調製した。
実施例２は，基油として鉱油Ａを用い，増ちょう剤して増ちょう剤Ａを用い，過塩基性カルシウムスルフォネートを添加し，更に極圧剤として極圧剤Ａを用いて調製した。
実施例３は，基油として動粘度が異なる鉱油Ａと鉱油Ｂとを用い，増ちょう剤として増ちょう剤Ｂを用い，過塩基性カルシウムスルフォネートを添加して調製した。
実施例４は，基油として合成油からなる基油Ｃを用い，増ちょう剤として増ちょう剤Ａを用い，過塩基性カルシウムスルフォネートを添加して調製した。
比較例１は，基油として鉱油Ａを用い，増ちょう剤として増ちょう剤Ａを用いて調製した。
比較例２は，基油として鉱油Ａを用い，増ちょう剤として増ちょう剤Ｂを用い，過塩基性カルシウムスルフォネートを添加し，極圧剤として極圧剤Ｂを用いて調製した。
但し，基油Ａ，Ｂ，Ｃ，増ちょう剤Ａ，Ｂ，及び極圧剤Ａ，Ｂは，次のとおりである。 増ちょう剤Ａ：リチウム石けん
増ちょう剤Ｂ：脂肪族ウレア
基油Ａ：鉱油，４０℃の動粘度４３０ｍｍ² ／ｓ
基油Ｂ：鉱油，４０℃の動粘度４６０ｍｍ² ／ｓ
基油Ｃ：合成油，４０℃の動粘度１３００ｍｍ² ／ｓ
過塩基性カルシウムスルフォネート：全塩基価４００ｍｇＫＯＨ／ｇ
極圧剤Ａ：硫黄系極圧剤，４０℃の動粘度４００ｍｍ² ／ｓ
極圧剤Ｂ：硫黄リン系極圧剤，４０℃の動粘度３２０ｍｍ² ／ｓ

表１から分かるように，実施例１，実施例２，実施例３及び実施例４は着火せず，比較例１及び比較例２は着火した。即ち，実施例１及び実施例３は，基油に対して増ちょう剤と過塩基性カルシウムスルフォネートが適正量に配合されており，また，実施例２は，基油に対して増ちょう剤と過塩基性カルシウムスルフォネートが適正量に配合されていると共に，極圧剤として４０℃で動粘度４００ｍｍ² ／ｓの硫黄系極圧剤を選択し，更に，実施例４は，基油の合成油に対して増ちょう剤と過塩基性カルシウムスルフォネートが適正量に配合されているので，９５０℃の高温に晒されて着火することがなく，難燃性の効果を発揮させることができた。
これに対して，比較例１は，難燃性物質が添加されていないので，９５０℃の高温に晒されて着火し，難燃性を発揮できなかった。また，比較例２は，難燃性物質である過塩基性カルシウムスルフォネートが添加されているが，添加した極圧剤が硫黄リン系極圧剤であり，４０℃の動粘度３２０ｍｍ² ／ｓであったので，９５０℃の高温に晒されて着火し，難燃性を発揮できなかった。

この発明による難燃性潤滑グリース組成物は，例えば，製鉄設備等における高温作業現場に設置されている機械装置に給脂する難燃性潤滑グリースに使用して有効である。

Claims (6)

1. 基油に，増ちょう剤として金属石けん及び／又はウレア化合物，並びに難燃性物質として過塩基性カルシウムスルフォネートが含有していることを特徴とする難燃性潤滑グリース組成物。
2. 前記過塩基性カルシウムスルフォネートは，０．１〜３０質量％が含有されていることを特徴とする請求項１に記載の難燃性潤滑グリース組成物。
3. 前記基油は，鉱油及び／又は合成油であることを特徴とする請求項１又は２に記載の難燃性潤滑グリース組成物。
4. 前記基油は，動粘度が４０℃で４００〜１０００００ｍｍ² ／ｓであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の難燃性潤滑グリース組成物。
5. 前記過塩基性カルシウムスルフォネートは，全塩基価が５０〜５００
   ｍｇＫＯＨ／ｇであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の難燃性潤滑グリース組成物。
6. 動粘度が４０℃で４００〜２０００ｍｍ² ／ｓである極圧剤が，０．１〜３０質量％添加されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の難燃性潤滑グリース組成物。