JP2011184680A - グリース組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(a)鉱油および/または合成油の基油に、(b)増ちょう剤と、(c)第三リン酸カルシウムと、更に(d)酸化ワックス、石油スルホン酸、アルキル芳香族スルホン酸、サリシレートまたはフェネートのアルカリ土類金属塩、アルカリ金属塩、アミン塩または亜鉛塩からなる群から選択される少なくとも1種以上を加えてグリース組成物とする。上記第三リン酸カルシウムは全組成物に対して0.1〜20質量%、また、上記アルカリ土類金属塩、アルカリ金属塩、アミン塩或いは亜鉛塩などの塩類は、0.1〜10質量%使用する。このグリース組成物は、耐フレッチングコロージョン特性に優れており、微振動を伴う苛酷な条件下においても十分な潤滑機能を果たすことができる。
【選択図】なし
Description
すなわち、従来からフレッチングコロージョンが発生する潤滑箇所に用いられる潤滑グリースとしては、高パラフィン系低粘度基油、高ちょう度(柔らかいグリース:ちょう度は320以上が特に有効である。非特許文献1)の組成グリースが使用されているが、必ずしも十分な効果が得られていない。
亜鉛塩としては、酸化ワックスの亜鉛塩、石油スルホン酸の亜鉛塩、アルキル芳香族スルホン酸の亜鉛塩、サリシレートの亜鉛塩、フェネートの亜鉛塩から選ばれる少なくとも1種がある。
この(d)のアルカリ土類金属塩類、アルカリ金属塩類、アミン塩類、亜鉛塩類は、グリース組成物の全組成物に対し、約0.1〜10質量%の割合で使用される。
また、上記(c)の第三リン酸カルシウムはグリース組成物の全組成物に対し、約0.1〜20質量%程度で使用される。
このグリース組成物は、その用途として、一般に使用される機械、軸受、歯車等に使用可能であることは当然ながら、より微振動を伴う苛酷な条件下で優れた性能を発揮することができる。例えば、自動車のユニバーサルジョイントのニードルベアリング、等速ジョイント(CVJ)、ホイールベアリング、ボールねじ、ねじ、フレキシブルカップリング、各種ギヤ、カム、チェーン等の部位に好適に用いることができる。
特に、API(American Petroleum Institute;米国石油協会)基油カテゴリーでグループ1、グループ2、グループ3、グループ4、グループ5に属する基油を、単独でまたは混合物として使用することができる。
グループ2基油には、例えば、原油を常圧蒸留して得られる潤滑油留分に対して、水素化分解、脱ろうなどの精製手段を適宜組み合わせて適用することにより得られたパラフィン系鉱油がある。ガルフ社法などの水素化精製法により精製されたグループ2基油は、全イオウ分が10ppm未満、アロマ分が5%以下であり、本発明において好適に用いることができる。
また、天然ガスの液体燃料化技術のフィッシャートロプッシュ法により合成されたGTL(ガストゥリキッド)は、原油から精製された鉱油基油と比較して、硫黄分や芳香族分が極めて低く、パラフィン構成比率が極めて高いため、酸化安定性に優れ、蒸発損失も非常に小さいため、本発明の基油として好適に用いることができる。
また、前述のパラフィン系鉱油とナフテン系鉱油との混合油も使用することができる。
本発明において下記する実施例などにおいては、〔Ca3(PO4)2〕3・Ca(OH)2を用いており、含有量もこれに基づく質量で表示している。
上記第三リン酸カルシウムは、平均粒径5μm以下のものがグリースのちょう度収率を高めるために好ましいが、平均粒径100μm以下のものであれば、問題なく使用することができる。
上記基油に、上記第三酸リン酸カルシウムを配合した場合、第三リン酸カルシウムによって増ちょう効果も発現し、上述したリチウム石けんやウレア、その他の増ちょう剤を減少させても組成物をグリース状態に、更にペーストやコンパウンドなどの状態にすることができる。
更に、これらの過塩基性化物である酸化ワックスの過塩基性アルカリ土類金属塩、石油スルホン酸の過塩基性アルカリ土類金属塩、アルキル芳香族スルホン酸の過塩基性アルカリ土類金属塩、サリシレートの過塩基性アルカリ土類金属塩、及びフェネートの過塩基性アルカリ土類金属塩などがある。上記石油スルホン酸とアルキル芳香族スルホン酸の塩は一般にスルフォネートと呼ばれているものである。
上記のアルカリ土類金属としては、例えば、カルシウム、マグネシウム、バリウムなどが挙げられる。
このアルカリ土類金属塩類は、上記したものの1種、または2種以上のものを併用することができる。
上記のアルカリ金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウムなどが挙げられる。
このアルカリ金属塩類は、上記したものの1種、または2種以上のものを併用することができる。
上記のアミン塩を生成するものとしては、例えば、アンモニア、エチレンジアミン、ジエチレントリアミンなどが挙げられる。
このアミン塩類は、上記したものの1種または2種以上のものを併用することができる。
この亜鉛塩類は、同様に上記したものの1種、または2種以上のものを併用することができる。
本発明で使用するには、カルシウム及びマグネシウムフェネートが好ましい。また、上記の分離した式に相対して多重フェネート環が形成されていてもよい。
この添加配合量が0.1質量%未満の場合には、優れた耐フレッチングコロージョン特性を維持することができないし、配合量が10質量%を越える場合には、耐フレッチングコロージョン特性の向上に関し、効果の増大が見られないことが多い。
また、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルメルカプト−オクチルアセテート、n−オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート(吉富製薬社製:トミノックスSS)、n−ドデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2’−エチルヘキシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ベンゼンプロパン酸3,5−ビス(1,1−ジメチル−エチル)−4−ヒドロキシ−C7〜C9側鎖アルキルエステル(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製:IrganoxL135)などのアルキル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート類、2,6−ジ−t−ブチル−α−ジメチルアミノ−p−クレゾール、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)(川口化学社製:アンテージW−400)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)(川口化学社製:アンテージW−500)などの2,2’−メチレンビス(4−アルキル−6−t−ブチルフェノール)類がある。
そして、テトラキス[メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製:IrganoxL101)、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン(吉富製薬社製:ヨシノックス930)、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン(シェル・ジャパン社製:Ionox330)、ビス−[3,3’−ビス−(4’−ヒドロキシ−3’−t−ブチルフェニル)ブチリックアシッド]グリコールエステル、2−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)メチル−4−(2”,4”−ジ−t−ブチル−3”−ヒドロキシフェニル)メチル−6−t−ブチルフェノール、2,6−ビス(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチル−ベンジル)−4−メチルフェノールなどのポリフェノール類、p−t−ブチルフェノールとホルムアルデヒドの縮合体、p−t−ブチルフェノールとアセトアルデヒドの縮合体などのフェノールアルデヒド縮合体などが挙げられる。
また、有機アミン誘導体や有機アミド誘導体、中でも、ジエタノールアミン、モノアルキル一級アミン、ジアミン・ジ脂肪酸塩、ジアミン、イソステアリン酸のアミド、オレイン酸のアミド等が好ましいものとして挙げられる。
その他のものとして、硫化脂肪酸、界面活性剤(ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート、ソルビタンモノラウレート、ステアリン酸・オレイン酸のモノ・ジグリセライド等)等も好ましいものとして挙げられる。
他にも、ナフテン酸塩、二塩基酸のアルカリ金属塩、二塩基酸のアルカリ土類金属塩若しくはベンゾトリアゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、チオカーバメートから選ばれるものも良く、好ましいものとして、セバシン酸ナトリウム及びベンゾトリアゾール、或いはそれらを併用したものも挙げられる。
上記したその他の添加剤は、勿論、市販の潤滑油または半固体状潤滑油中に、予め添加されている状態でも使用することができる。
実施例及び比較例の調製にあたり、下記の組成材料を用意した。
(1)基油A:パラフィン系鉱油で、40℃の動粘度が144.1mm2/s、粘度指数が96のもの。
(2)基油B:パラフィン系鉱油とナフテン系鉱油の混合油で、40℃の動粘度が130.2mm2/s、粘度指数が79のもの。
(3)基油C:原油を常圧蒸留して得られる潤滑油留分に対して、高度水素化精製により製造されるパラフィン系鉱油でありAPI分類グループ3に属する基油で、40℃の動粘度が46.87mm2/s、粘度指数が127のもの。
(4)基油D:ポリα−オレフィン(PAO)で、40℃の動粘度が46.24mm2/s、粘度指数が137のもの。
(6)ジウレア化合物:オクチルアミン(C8H17NH2)2モルとMDI(4,4’‐ジフェニルメタンジイソシアネート)1モルとの反応物。
(7)第三リン酸カルシウム:〔Ca3(PO4)2〕3・Ca(OH)2、平均粒径約5μm。
(8)カルシウムスルフォネート(King Industries,Inc.;商品名Na−SUL 729)。
(9)カルシウムサリシレート(Infineum Japan Ltd.;商品名Infineum M7121)。
(10)カルシウムフェネート(Oronite Chemical Co.;商品名Oloa 229)。
(11)酸化ワックスのカルシウム塩(Lubrizol Corporation;商品名ALOX 165)。
(12)バリウムスルフォネート(King Industries, Inc.;商品名Na−SUL BSN)。
(13)リチウムスルフォネート(King Industries, Inc.;商品名Na−SUL 707)。
(14)ナトリウムスルフォネート(King Industries, Inc.;商品名Na−SUL SS)。
(15)アンモニウムスルフォネート(King Industries, Inc.;商品名Na−SUL AS)。
(16)ジエチレントリアミンスルフォネート(King Industries, Inc.;商品名Na−SUL DTA)。
(17)エチレンジアミンスルフォネート(King Industries, Inc.;商品名Na−SUL EDS)。
(18)亜鉛スルフォネート(King Industries, Inc.;商品名Na−SUL ZS−HT)。
表1〜表3に示す配合割合で組成材料を混合し、三本ロールミルで処理し、均一状態に仕上げて実施例1〜22のグリース組成物を得た。
また、表4〜表6に示す配合割合とし、上記実施例と同様にして比較例1〜20を得た。
実施例1〜22及び比較例1〜20について、その特性を比較するために下記の試験を行った。
(1)ちょう度:JIS K2220(ASTM D1403)に規定するグリースの性状のちょう度について、混和ちょう度(25℃、60W)を測定した。
このちょう度は、数値の小さいものが、粘ちょう性が高いことを示している。
(2)フレッチングコロージョン試験:ASTM D4170に準拠し、試験を行った。
試験 軸受: スラスト軸受51203(日本精工株式会社製)
グリース量: 上下の試験軸受に1.0±0.05g
スラスト荷重:2450N(550lb)
振 幅: 0.21radian(12°)
振 動 数: 30Hz〈1800サイクル/分〉
試験 温度: 室温
試験 時間: 22hours
耐フレッチングコロージョン特性は、
(上部軸受レース摩耗量+下部軸受レース摩耗量)/2
の計算式で軸受1組当たりのレース質量減(摩耗量)(mg)を算出した。
また、次の基準により評価を評点1〜4で表示した。摩耗量の少ないものが好ましい。
評点1:耐フレッチング摩耗量 3.0mg以下
評点2:耐フレッチング摩耗量 3.0mg超〜4.5mg未満
評点3:耐フレッチング摩耗量 4.5mg以上〜10.0mg未満
評点4:耐フレッチング摩耗量 10.0mg以上
各試験の結果を、表1〜表6に記載した。
実施例1〜実施例22及び比較例1〜比較例20に示すものは、ちょう度が272〜295であって、いずれもNLGI(米国のグリース協会)分類のちょう度番号2号(混和ちょう度で265〜295)のグリースの硬さを示している。
実施例1〜実施例14、実施例18〜22の耐フレッチングコロージョン特性は、いずれも「評点1」を示し極めて優れていることが判る。また、実施例15〜実施例17のものは「評点2」を示しており、「評点1」程ではないが優れており、実用上は遜色がない。
更に、各種の基油を使用した場合にも、良好な結果が得られている。
一方、比較例2〜比較例7、比較例9、比較例11〜比較例15及び比較例17〜比較例20では「評点3」であり、比較例1、比較例8、比較例10及び比較例16では「評点4」であって、実施例に比べて摩耗量が多くその特性において劣っていることが判る。
Claims (10)
- (a)基油、(b)増ちょう剤、(c)第三リン酸カルシウム、及び
(d)酸化ワックス、石油スルホン酸、アルキル芳香族スルホン酸、サリシレートまたはフェネートのアルカリ土類金属塩、アルカリ金属塩、アミン塩または亜鉛塩からなる群から選択される少なくとも1種を含有するグリース組成物。 - 上記(d)のアルカリ土類金属塩が酸化ワックスのアルカリ土類金属塩、石油スルホン酸のアルカリ土類金属塩、アルキル芳香族スルホン酸のアルカリ土類金属塩、サリシレートのアルカリ土類金属塩、フェネートのアルカリ土類金属塩、酸化ワックスの過塩基性アルカリ土類金属塩、石油スルホン酸の過塩基性アルカリ土類金属塩、アルキル芳香族スルホン酸の過塩基性アルカリ土類金属塩、サリシレートの過塩基性アルカリ土類金属塩、及びフェネートの過塩基性アルカリ土類金属塩からなる群から選択される少なくとも1種を含有したものであることを特徴とする請求項1に記載のグリース組成物。
- 上記(d)のアルカリ土類金属塩類のアルカリ土類金属がカルシウム、マグネシウムまたはバリウムのいずれかである請求項2に記載のグリース組成物。
- 上記(d)のアルカリ金属塩が酸化ワックスのアルカリ金属塩、石油スルホン酸のアルカリ金属塩、アルキル芳香族スルホン酸のアルカリ金属塩、サリシレートのアルカリ金属塩、フェネートのアルカリ金属塩、酸化ワックスの過塩基性アルカリ金属塩、石油スルホン酸の過塩基性アルカリ金属塩、アルキル芳香族スルホン酸の過塩基性アルカリ金属塩、サリシレートの過塩基性アルカリ金属塩、及びフェネートの過塩基性アルカリ金属塩からなる群から選択される少なくとも1種を含有したものであることを特徴とする請求項1に記載のグリース組成物。
- 上記(d)のアルカリ金属塩類のアルカリ金属がリチウムまたはナトリウムのいずれかである請求項4に記載のグリース組成物。
- 上記(d)のアミン塩が酸化ワックスのアミン塩、石油スルホン酸のアミン塩、アルキル芳香族スルホン酸のアミン塩、サリシレートのアミン塩、フェネートのアミン塩、酸化ワックスの過塩基性アミン塩、石油スルホン酸の過塩基性アミン塩、アルキル芳香族スルホン酸の過塩基性アミン塩、サリシレートの過塩基性アミン塩、及びフェネートの過塩基性アミン塩からなる群から選択される少なくとも1種を含有したものであることを特徴とする請求項1に記載のグリース組成物。
- 上記(d)の亜鉛塩が酸化ワックスの亜鉛塩、石油スルホン酸の亜鉛塩、アルキル芳香族スルホン酸の亜鉛塩、サリシレートの亜鉛塩、フェネートの亜鉛塩からなる群から選択される少なくとも1種を含有したものであることを特徴とする請求項1に記載のグリース組成物。
- 上記増ちょう剤がリチウム石けん又はウレア化合物であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のグリース組成物。
- 上記第三リン酸カルシウムがグリース組成物に対し、0.1〜20質量%含有されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のグリース組成物。
- 上記(d)のアルカリ土類金属塩、アルカリ金属塩、アミン塩及び亜鉛塩からなる群から選択される少なくとも1種の含有量が、グリース組成物に対し0.1〜10質量%であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のグリース組成物。
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