JP2008274091A - 耐火性グリース組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑性及び耐火性に優れ、特に着火するおそれがある箇所に好適に使用することができるグリース組成物を提供する。
【解決手段】基油と増ちょう剤を含むグリース組成物であって、さらに、吸水性樹脂を０．０１〜５．０質量％、水を１０〜６０質量％、及び平均粒径が０．０１〜２０μｍである炭酸カルシウムを３〜３０質量％含有することを特徴とするグリース組成物。好ましくは、前記吸水性樹脂として、ポリアクリル酸塩架橋物又はポリアクリル酸塩部分中和物の架橋物を含む。
【選択図】なし

Description

本発明は、産業用機械等の潤滑箇所へ適用することができる、耐火性及び潤滑性に優れたグリース組成物に関する。

近年、機械技術が益々発展する中で、機器は高速・高温・高荷重の条件下で運転されるようになってきている。このような条件下で稼働する機械等に使用するグリースは、劣化や異物の混入等により軟化し、高温箇所へ垂れ落ちることなどを想定しなければならない。また、鉄鋼設備等の火元のあるような苛酷な条件下で、ころがり軸受、すべり軸受、ギヤー駆動部等へのグリース充填作業が行われるような場合もある。そこで、これらの火災危険性のある箇所に用いるグリースは、より難燃性であるとともに、例え着火したとしても継続燃焼しないこと、すなわち耐火性に優れていることが望まれる。

従来、グリースの耐火性等を向上させるため、配合を工夫した技術、例えば、基油に対して、水、乳化剤、及び水酸化アルミニウムをそれぞれ所定の配合割合で添加したグリース組成物（特許文献１参照）や、増ちょう剤及び基油の組成を改良したグリース組成物（特許文献２参照）、また、吸水性ポリマーと水とをグリースに使用したグリース組成物（特許文献３参照）等が開示されている。
特開平８−１９９１８３号公報 特開２００４−６７８４３号公報 特開２００２−１４６３７６号公報

火災危険性のある箇所に用いる耐火性グリースは十分な耐火性が求められる。しかし、耐火性向上のために水を配合したグリースではグリース本来の潤滑性が低下する傾向にあり、耐火性とともに潤滑性のより一層の向上が望まれる。

本発明は、潤滑性及び耐火性に優れ、特に着火するおそれがある箇所に好適に使用することができるグリース組成物を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、以下のグリース組成物が提供される。
＜１＞ 基油と増ちょう剤を含むグリース組成物であって、さらに、吸水性樹脂を０．０１〜５．０質量％、水を１０〜６０質量％、及び平均粒径が０．０１〜２０μｍである炭酸カルシウムを３〜３０質量％含有することを特徴とするグリース組成物。

＜２＞ 前記吸水性樹脂として、ポリアクリル酸塩架橋物又はポリアクリル酸塩部分中和物の架橋物を含むことを特徴とする＜１＞記載のグリース組成物。

本発明によれば、潤滑性及び耐火性に優れたグリース組成物が提供される。本発明に係るグリース組成物は、特に着火の可能性のある箇所に好適に使用することができ、実用上極めて有用である。

以下、本発明に係るグリース組成物について詳細に説明する。
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、水を含有させた耐火性グリースの潤滑性を向上させるためには、特に炭酸カルシウムを配合することが有効であることを見出した。さらに本発明者らが精査したところ、必須成分として、基油及び増ちょう剤のほか、吸水性樹脂を０．０１〜５．０質量％、水を１０〜６０質量％、及び平均粒径が０．０１〜２０μｍである炭酸カルシウムを３〜３０質量％含有するグリース組成物とすることにより、耐火性が向上し、かつ水が配合されているにもかかわらず潤滑性も良好となることを見出した。更に、吸水性樹脂として、ポリアクリル酸塩架橋物又はポリアクリル酸塩部分中和物の架橋物を用いることにより耐火性を一層向上させることができることも見出し、本発明の完成に至った。

＜吸水性樹脂＞
本発明に係るグリース組成物中に配合する吸水性樹脂は、グリースに安定的に水を保持できる程度の吸水性を有するものであれば特に限定されないが、好ましくは５０ｇ／ｇ以上であり、より好ましくは１００ｇ／ｇ以上であり、更に好ましくは２００ｇ／ｇ以上であり、特に好ましくは４００ｇ／ｇ以上である。吸水性樹脂１ｇあたりの吸水量が５０ｇ／ｇ以上のものを用いることで、耐火性に必要な水をグリース中に安定して配合しやすくなる。この吸水量は高い程好ましいが、現在入手しうる吸水性樹脂としては１５００ｇ／ｇ以下の樹脂となる。また、効果の面からも吸水量は１５００ｇ／ｇあれば十分であるが、吸水量が１５００ｇ／ｇ以下の吸水性樹脂に限定されるものではない。

本発明では、好ましくは上記の吸水量を満たす吸水性樹脂であれば、限定することなく使用することができる。このような吸水性樹脂としては、例えば、ポリアクリル酸塩架橋物、ポリアクリル酸塩部分中和物の架橋物、自己架橋型ポリアクリル酸塩、デンプン−アクリル酸塩グラフト共重合体架橋物、ビニルアルコール−アクリル酸塩共重合体、アクリルアミド共重合体架橋物の加水分解物、架橋イソブチレン−無水マレイン酸共重合体の中和物、カルボキシメチルセルロース塩の架橋物等が挙げられる。このうち、好ましいものはアクリル酸又はアクリル酸塩を主構成単位とする架橋重合物であり、特に好ましいものはポリアクリル酸塩架橋物及びポリアクリル酸塩部分中和物の架橋物である。本発明のグリース組成物は、吸水性樹脂として、ポリアクリル酸塩架橋物又はポリアクリル酸塩部分中和物の架橋物を含有することにより、グリース中の水を確実に保持して耐火性を一層向上させることができるとともに、高い潤滑性を確実に発揮させることができる。また、上記における塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、アミン塩等が挙げられる。

本発明に係る吸水性樹脂の平均粒径は、水を安定して保持するとともに、要求されるグリース本来の潤滑性を保つことができれば特に限定されないが、好ましくは１５〜７５０μｍであり、より好ましくは１５〜４５０μｍである。吸水性樹脂の平均粒径が１５μｍ以上であれば、配合された水をより安定して保持し易くなる。一方、吸水性樹脂の平均粒径が７５０μｍ以下であれば、グリース本来の特性である潤滑性の低下を防ぐとともに、グリース状にし易い。

本発明に係るグリース組成物中の吸水性樹脂の配合量は、グリース全量に対して０．０１〜５．０質量％、好ましくは０．１〜５．０質量％、特に好ましくは０．１〜３．０質量％である。吸水性樹脂の配合量が０．０１質量％未満では十分な保水力が得られず、耐火性に必要な所定量の水を配合することができない。一方、吸水性樹脂を５質量％を超える量で配合しても耐火性の効果は飽和する傾向にあるほか、グリース本来の特性である潤滑性が低下してしまう。

＜水＞
本発明に係るグリース組成物中の水は、水道水、純水、イオン交換水などを特に限定することなく使用することができる。
水の配合量は、グリース全量に対して１０〜６０質量％、好ましくは１５〜５５質量％、特に好ましくは２５〜５５質量％である。水の配合量は、１０質量％未満では十分な耐火性を得ることができず、一方、６０質量％を超える量で配合しても耐火性の効果は飽和する傾向にあるほか、グリース本来の特性である潤滑性が低下してしまう。

＜炭酸カルシウム＞
本発明に係るグリース組成物は、炭酸カルシウムを含有することにより、水が配合されているにもかかわらず、グリースとして十分な潤滑性を維持することができる。
本発明では、平均粒径が０．０１〜２０μｍの炭酸カルシウムを使用する。炭酸カルシウムの平均粒径が０．０１μｍ未満の場合や、２０μｍを超える場合は十分な潤滑性が得られない。本発明に係るグリース組成物中の炭酸カルシウムの平均粒径は、好ましくは０．０１〜１０μｍ、より好ましくは０．０１〜５μｍ、更に好ましくは０．０１〜３μｍ、特に好ましくは０．０１〜１．５μｍである。

炭酸カルシウムの配合量は、グリース全量に対して３〜３０質量％であり、好ましくは５〜２０質量％、より好ましくは５〜１５質量％である。炭酸カルシウムの配合量が３質量％未満では、炭酸カルシウムにより潤滑性を向上させる効果が十分得られず、水の影響により十分な潤滑性を維持することができない。一方、炭酸カルシウムの配合量が３０質量％を超えると効果が飽和する傾向にあるほか、グリースの潤滑性を低下させてしまう。

＜基油＞
本発明に係るグリース組成物の基油としては、通常のグリースに使用される公知の基油、すなわち、鉱油系潤滑油基油、合成系潤滑油基油、又はこれらの混合系のものなどの種々の潤滑油基油を用いることができる。

鉱油系潤滑油基油としては、例えば原油の潤滑油留分を溶剤精製、水素化精製など適宜組み合わせて精製したものが挙げられる。合成系潤滑油基油としては、例えば、ポリα−オレフィン、ジエステル類、ポリオールエステル類、アルキルベンゼン類、ポリグリコール類、フェニルエーテル類などが挙げられる。
上記鉱油系潤滑油基油及び合成系潤滑油基油は、それぞれ１種単独であるいは２種以上を混合して使用することができる。
なお、基油の配合量としては、グリースとして潤滑性等の観点から、グリース全量に対して、好ましくは１０〜８７質量％であり、より好ましくは１５〜７０質量％、特に好ましくは２０〜６０質量％である。

＜増ちょう剤＞
本発明に係るグリース組成物の増ちょう剤としては、一般的なグリースに使用される公知の増ちょう剤を用いることができる。例えば、カルシウム石けん、リチウム石けん、ナトリウム石けん、アルミニウム石けん等の金属石けん系増ちょう剤、複合体リチウム石けん、複合体アルミニウム石けん等の複合体金属石けん系増ちょう剤、及びポリウレア等が挙げられる。増ちょう剤の配合量は、グリース全量に対して３〜２５質量％配合することが好ましい。

＜その他の成分＞
本発明に係るグリース組成物は、必要に応じて、他の各種添加剤（任意成分）を適宜配合することもできる。
任意成分である添加剤としては、例えば、アルカリ土類金属スルホネート、アルカリ土類金属フェネート、アルカリ土類金属サリシレートなどの金属系清浄剤；アルケニルこはく酸イミド、アルケニルこはく酸イミド硼素化変性物、亜鉛系、硫黄系、アミン系、エステル系などの各種摩耗防止剤；２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾールなどのアルキルフェノール類、４，４’−メチレンビス−（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）などのビスフェノール類、ｎ−オクタデシル−３−（４’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）プロピオネートなどのフェノール系化合物、ナフチルアミン類やジアルキルジフェニルアミン類などの芳香族アミン化合物などの各種酸化防止剤；ベンゾトリアゾール、ベンゾイミダゾールなどの各種腐食防止剤などが挙げられる。
上記のような各添加剤は、それぞれ１種単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの任意成分の配合量は、グリース全量に対して、好ましくは１０質量％以下であり、より好ましくは５質量％以下である。

以上のように、本発明に係るグリース組成物は、耐火性向上のため水を含んでいるにもかかわらず、耐火性が極めて優れるだけでなく、グリース本来の潤滑性も優れているため、特に着火の可能性のある箇所に好適に使用することができる。

次に、本発明に係るグリース組成物の実施例及び比較例について説明する。なお、本発明は、下記の実施例及び比較例に限定されるものではない。

＜実施例１〜５及び比較例１〜４＞
実施例及び比較例では、以下に示す＊１〜＊９の各成分を表１に示した配合量（質量）の割合で含有させたグリース組成物を調製した。

＊１〜＊９の各成分のうち、増ちょう剤＊１及び＊２については、その増ちょう剤の原料を基油に混合し、基油中でその原料を反応させて増ちょう剤を合成し、結果として＊１〜＊９の各成分を表１に示すような配合割合で含有するグリース組成物を調製した。なお、グリース組成物は、＊１〜＊９の各成分を適宜混合し、ミル処理を行ってグリース中に増ちょう剤を均一に分散させて調製した。

＊１．リチウム−１２−ヒドロキシステアレート
耐熱容器に基油とリチウム−１２−ヒドロキシステアレート（堺化学社製、商品名；Ｓ７０００Ｈ）を投入して加熱し、約２００℃付近で溶解させた。次いで、さらに基油を加え、冷却し、ミル処理を行うことによりリチウム−１２−ヒドロキシステアレートの結晶を最適なものとし、基油中に混合分散させたグリースを調製した。

＊２．脂肪族ジウレア
耐熱容器に基油とジフェニルメタン−４，４−ジイソシアネートを投入して加熱した。次に、オクチルアミンを約６０℃付近で添加し、約４０分間反応させた。その後、撹拌しながら１７０℃に加熱し、さらに基油を加え、冷却した後、ミル処理を行うことによりジウレアの結晶を最適なものとし、基油中に混合分散させたグリースを調製した。

＊３．鉱油
４０℃動粘度が１００ｍｍ^２／ｓである水素化精製鉱油を用いた。

＊４．吸水性樹脂
ポリアクリル酸部分ナトリウム塩架橋物（吸水量は約７００ｇ／ｇ、平均粒径（カタログ値）２０〜５０μｍ）。

＊５．水
イオン交換水を用いた。

＊６．炭酸カルシウムＡ（平均粒径０．０４μｍ）

＊７．炭酸カルシウムＢ（平均粒径２．００μｍ）

＊８．硫化油脂

＊９．酸化防止剤（ジフェニルアミン）

＜評価方法＞
得られたグリース組成物は、それぞれ以下のような燃焼性試験及び潤滑性試験により評価を行った。

−燃焼性試験１−
５００℃に温めたホットプレートの上に内径１００ｍｍ、厚さ２ｍｍの筒型の鋼製皿を載せた。そして、この鋼製皿に実施例１〜５及び比較例１〜４で調整した各グリースを３ｇ入れ、３分間観察し、着火の有無を調べた。評価は以下の基準で行った。
○：着火なし
×：着火あり

−燃焼性試験２−
内径１００ｍｍ、厚さ２ｍｍの筒型の鋼製皿を８００℃の電気炉で２０分間加熱した。その後、加熱した鋼製皿を５００℃に温めたホットプレートの上に載せ、実施例１〜５及び比較例１〜４で調整した各グリースを３ｇ入れ、３分間観察し、着火の有無を調べた。評価は以下の基準で行った。
○：着火なし
×：着火あり

−潤滑性試験−
ＡＳＴＭ Ｄ２５９６に準拠し、シェル四球試験を行った。評価は融着荷重で行った。数値が高いほど潤滑性が良好であることを示す。

実施例１〜５のグリース組成物は、表１に示すように、潤滑性及び耐火性がともに良好であり、特に実施例２〜５のグリース組成物は耐火性が優れていた。
一方、比較例のグリース組成物は、比較例１では潤滑性は高いものの耐火性が低かった。また、比較例２〜４のグリース組成物では、水の配合により耐火性は良好であったが、潤滑性が不十分であった。

Claims (2)

1. 基油と増ちょう剤を含むグリース組成物であって、さらに、吸水性樹脂を０．０１〜５．０質量％、水を１０〜６０質量％、及び平均粒径が０．０１〜２０μｍである炭酸カルシウムを３〜３０質量％含有することを特徴とするグリース組成物。
2. 前記吸水性樹脂として、ポリアクリル酸塩架橋物又はポリアクリル酸塩部分中和物の架橋物を含むことを特徴とする請求項１記載のグリース組成物。