JP2012031282A

JP2012031282A - 潤滑剤組成物及び転動装置

Info

Publication number: JP2012031282A
Application number: JP2010172033A
Authority: JP
Inventors: Koichi Yatani; 耕一八谷
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2010-07-30
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2012-02-16
Anticipated expiration: 2030-07-30
Also published as: JP5672824B2

Abstract

【課題】環境負荷が少なく、酸化防止効果により優れる潤滑剤組成物、並びに前記潤滑剤組成物により潤滑され、耐久性に優れる転動装置を提供する。
【解決手段】潤滑成分と、チオクト酸とを含有する潤滑剤組成物、並びに前記潤滑剤組成物で潤滑される転動装置。
【選択図】図１

Description

本発明は耐酸化性に優れる潤滑剤組成物、並びに前記潤滑剤組成物で潤滑される転動装置に関する。

従来から、各種機械装置の摺動部分や、回転もしくは転動部分には、増ちょう剤と基油とを含むグリース組成物が使用されている。摺動部分や回転部分、転動部分を有する装置の代表的なものとして、転動装置の一つである転がり軸受が挙げられる。転がり軸受の一例として玉軸受１を図１に示すが、図示されるように、内輪１０と外輪１１との間に保持器１２を介して複数の玉１３を転動自在に保持してなり、シール部材１４により潤滑グリースＧを封止して構成されている。

また、グリース組成物は、転動装置の運転に伴い温度上昇するため、抗酸化剤を添加して耐久性を向上させることが多いが、近年では環境保全の観点から抗酸化剤として食品添加剤にも使用されているトコフェロール、ジブチルパラクレゾール（ＤＢＰＣ）、ブチルヒドロキシアニソール（ＢＨＡ）、ブチルヒドロキノン（ＴＢＨＱ）、没食子酸イソプロピル、カテキン等も使用されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開平４−７２３９２号公報特開２００８−２４８９９０号公報

上記のような環境負荷の少ないグリース組成物において、酸化防止効果の更なる向上は必至であり、本発明は、酸化防止効果の更なる向上を目的とする。また、前記潤滑剤組成物により潤滑され、耐久性に優れる転動装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明者が鋭意検討したところ、酸化防止効果の向上にはチオクト酸が有効であり、更にカテキン等のポリフェノール類や、ｄ−α−トコフェノール等のビタミンＥ類を併用することにより酸化防止効果が高まることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、上記課題を解決するために以下の潤滑剤組成物及び転動装置を提供する。
（１）潤滑成分と、チオクト酸とを含有することを特徴とする潤滑剤組成物。
（２）ビタミンＥ類及びポリフェノール類から選ばれる少なくとも１種を含有することを特徴とする上記（１）記載の潤滑剤組成物。
（３）ビタミンＥ類がｄ−α−トコフェロールであることを特徴とする上記（２）記載の潤滑剤組成物。
（４）ポリフェノール類がカテキンであることを特徴とする上記（２）または（３）記載の潤滑剤組成物。
（５）上記（１）〜（４）の何れか１項に記載の潤滑剤組成物で潤滑されることを特徴とする転動装置。

本発明の潤滑剤組成物では、チオクト酸を含有することにより酸化防止効果が向上し、更にカテキン等のポリフェノール類や、ｄ−α−トコフェロール等のビタミンＥ類を併用することにより酸化防止効果がより高まる。また、本発明の潤滑剤組成物は環境負荷も少ない。

また、本発明の転動装置は、上記の潤滑剤組成物で潤滑されるため、耐久性に優れたものとなり、環境負荷も少ない。

本発明の転動装置の一例である玉軸受を示す断面図である。試験−１の結果を示すグラフである。試験−２の実施例４、５、６及び比較例２０、２１の試験グリースについて、軸受寿命を測定した結果を示すグラフである。試験−２の実施例７、８及び比較例２２、２３の試験グリースについて、軸受寿命を測定した結果を示すグラフである。

以下、本発明に関して詳細に説明する。

（潤滑剤組成物）
本発明の潤滑剤組成物は、潤滑成分と、チオクト酸とを含有する。潤滑成分には制限はなく、一般的な潤滑油を用いることができるが、生分解性を有する潤滑油を用いることにより環境負荷を少なくすることができる。例えば、植物油やポリオールエステル油、飽和脂肪酸とグリセリンとのエステルからなる飽和脂肪酸トリグリセライド等が好適である。

尚、飽和脂肪酸トリグリセライドの脂肪酸は、直鎖構造のものが好ましく、また炭素数が６〜１２のものが好ましく、中でも炭素数８〜１０の脂肪酸は市場から入手しやすく、安価であるためより好ましい。更に、脂肪酸は炭素数の異なるものを複数種混合してもよく、例えば、炭素数８の脂肪酸と炭素数１０の脂肪酸とを、モル比で、炭素数８の脂肪酸：炭素数１０の脂肪酸＝６０：４０〜９０：１０とすることが好ましく、７０：３０〜８０：２０とすることがより好ましい。

チオクト酸はα−リボ酸とも呼ばれており、生体の抗酸化剤として機能する酵素として知られており、本発明でも潤滑成分に添加して環境負荷が少なく、酸化安定性にも優れる潤滑剤組成物とする。従って、潤滑剤組成物におけるチオクト酸の含有量は、酸化防止効果を付与できる量であり、潤滑成分の種類や用途等により調整できる。例えば、軸受に封入されるグリース組成物については、グリース全量の０．１〜１０質量％含有することにより十分な酸化防止効果が得られる。

また、潤滑剤組成物は、ビタミンＥ類及びポリフェノール類から選ばれる少なくとも１種をチオクト酸と併用することにより、酸化防止効果が更に高まる。従って、ビタミンＥ類及びポリフェノール類の少なくとも一種は、酸化防止効果の更なる向上を図れる量が添加される。ビタミンＥ類及びポリフェノール類も食品用酸化防止剤として使用されており、チオクト酸と共に環境負荷が少ない。

ビタミンＥ類としてはｄ−α−トコフェロール、ｄ−β−トコフェロール、ｄ−γ−トコフェロール、ｄ−δ−トコフェロール、ｄｌ−α−トコフェロール等が挙げられるが、ｄ−α−トコフェロールが好ましい。また、ポリフェノール類としてはフラバン類、カルコン酸、フラバノン類、フラボン類、フラボノール類、フラバノノール類、フラバノール（カテキン）類、イソフラボン類、アントシアニジン類等が挙げられるが、カテキンが好ましい。また、水溶性の強いポリフェノール類においては、脂溶化させるために界面活性剤を用いてもよい。

また、潤滑成分は、上記の潤滑油を基油とし、増ちょう剤を配合してグリース性状の潤滑剤組成物にすることもできる。増ちょう剤量は、基油を増ちょうできる範囲であれば制限はなく、目的とする混和ちょう度やトルク等に応じて適宜設定できるが、グリース全量の１０〜４０質量％が好ましい。

尚、基油に、飽和脂肪酸とグリセリンとのエステルからなる飽和脂肪酸トリグリセライドを用いた場合、増ちょう剤に、脂肪酸とデキストリンとからなるデキストリン脂肪酸エステル、または脂肪酸とイヌリンとからなるイヌリン脂肪酸エステルを用いることにより、天然物由来材料であることから環境負荷が少なくなる。

但し、飽和脂肪酸トリグリセライドを基油とし、デキストリン脂肪酸エステルまたはイヌリン脂肪酸エステルを増ちょう剤とする潤滑グリース組成物は、各種細菌類が繁殖しやすく、細菌類の繁殖により劣化しやすい。そこで、チオクト酸、更にはビタミンＥ類及びポリフェノール類から選ばれる少なくとも１種を併用することにより、細菌類による潤滑グリース組成物の劣化を抑えることができる。即ち、チオクト酸、更にはビタミンＥ類及びポリフェノール類から選ばれる少なくとも１種を併用することは、環境面で有利な飽和脂肪酸トリグリセライドと、デキストリン脂肪酸エステルまたはイヌリン脂肪酸エステルとの組み合わせにおいて、特に有効といえる。

基油粘度は、用途等により設定できるが、例えば低トルク性が要求される場合には４０℃において８〜１２０ｍｍ^２／ｓとすることが好ましい。基油粘度が８ｍｍ^２／ｓ（４０℃）未満では耐熱性に劣るようになり、１２０ｍｍ^２／ｓ（４０℃）超では基油自体のせん断抵抗が大きくなり、転がり軸受等に封入したときに起動トルクや回転トルクを増加させるおそれがある。耐熱性やトルクを考慮すると、基油粘度は８〜５０ｍｍ^２／ｓ（４０℃）であることがより好ましく、１０〜３５mm^２／ｓ（４０℃）が更に好ましく、１０〜２０mm^２／ｓ（４０℃）が特に好ましい。

また、デキストリン脂肪酸エステル及びイヌリン脂肪酸エステルの脂肪酸は、炭素数６〜２４の飽和脂肪酸であることが好ましく、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸、オクタデカン酸、ナノデカン酸、イコサン酸、ドコサン酸、テトラドコサン酸等を挙げることができ、中でもペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸が好ましい。また、これら飽和脂肪酸は直鎖構造であることが好ましい。

尚、デキストリンは、複数個のα−グルコースがグリコシド結合によって重合した糖類であり、一般的にはデンプンの加水分解により得られる。また、イヌリンも多糖類の一種であり、ＣＡＳの番号９００５−８−５で示されている。従って、増ちょう剤も環境に影響を与えるものではない。

また、グリース組成物には、目的に応じて他の添加剤を添加してもよい。但し、環境面を考慮して、金属元素を含む添加剤は好ましくない。

（転動装置）
本発明の転動装置は、上記の潤滑剤組成物やグリース組成物で潤滑される。転動装置の種類には制限はなく、図１に示したような玉軸受を例示することができ、上記のグリース組成物を封入して構成される。従って、本発明の転動装置は、耐久性に優れ、環境への影響も少ない。

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。

（試験−１：実施例１〜３、比較例１〜１９）
表１に示すように、チオクト酸（α−ＬＩ）、ｄ−α−トコフェロール（Ｖ．Ｅ．）、カテキン（Ｋａｔ）、ジブチルヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）、イソフラボン（ＩＦ）、β−カロテン（Ｃａｒ）及びブチルヒドロキシアニソール（ＢＨＡ）を、単独または表記のように組み合わせ、飽和中鎖脂肪酸トリグリセリド（日油製「パナセート８７５」）に添加して試験潤滑油を調製した。尚、これら抗酸化剤の添加量は、単独の場合は２．５質量％、２種混合の場合はそれぞれ１．２５質量％で合計２．５質量％である。

そして、ステンレスシャーレに試験潤滑油を４０ｇ入れて１６０℃のオーブンで加熱し、一定時間経過後に試験潤滑油の粘度を測定し、加熱前からの粘度上昇値を求めた。結果を図２に示すが、実施例１〜３の試験潤滑油は、チオクト酸単独、あるいはチオクト酸とカテキンまたはｄ−α−トコフェロールとの混合物を添加しており、何れも加熱による粘度上昇が抑えられているのがわかる。

（試験−２：実施例４〜８、比較例２０〜２３）
表２に示すように、基油及び増ちょう剤を含むベースグリースに、チオクト酸、カテキン、ｄ−α−トコフェロール、ブチルヒドロキシアニソール（ＢＨＡ）、ジブチルヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）またはフェニルα−ナフチルアミン（ＰＡＮ）を添加して試験グリースを調製した。尚、基油には飽和中鎖脂肪酸トリグリセリド（ＭＣＴ）、ポリオールエステル油を用い、増ちょう剤にはヘキサデカン酸デキストリン、１２−ヒドロキシステアリン酸リチウム、ステアリルアミンと４，４´−ジフェニルメタンジイソシアネートとの反応生成物（Ｃ１８−ＭＤＩウレア）を用いた。また、ベースグリースにおける増ちょう剤量は、ヘキサデカン酸デキストリンは１５質量％、１２−ヒドロキシステアリン酸リチウムは１２質量％、ウレアは１５質量％とし、表記のちょう度とした。

そして、日本精工〈株〉製軸受「６３０５ＶＶＣ３E」に試験グリースを３．４ｇ封入し、表３に示す条件１、２にて軸受を回転させ、寿命を測定した。試験は各条件で２回ずつ行った。

条件１での結果を図３、条件２での結果を図４に示すが、実施例４〜８のようにチオクト酸単独、チオクト酸とカテキンまたはｄ−α−トコフェロールとの混合物を添加することにより、高温耐久性が増して寿命が高まることがわかる。特に、図４に示すように、高温下でも、従来工業用添加剤として用いられているフェノール＋アミンよりも酸化防止効果が高く、寿命が高まっている。また、基油や増ちょう剤の違いによる差も少ない。

１玉軸受
１０内輪
１１外輪
１２保持器
１３玉
１４シール部材

Claims

潤滑成分と、チオクト酸とを含有することを特徴とする潤滑剤組成物。
ビタミンＥ類及びポリフェノール類から選ばれる少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１記載の潤滑剤組成物。
ビタミンＥ類がｄ−α−トコフェロールであることを特徴とする請求項２記載の潤滑剤組成物。
ポリフェノール類がカテキンであることを特徴とする請求項２または３記載の潤滑剤組成物。
請求項１〜４の何れか１項に記載の潤滑剤組成物で潤滑されることを特徴とする転動装置。