JP2014526578A

JP2014526578A - 耐熱グリース

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Publication number: JP2014526578A
Application number: JP2014530108A
Authority: JP
Inventors: ヴィアテンゾーンガブリエレ; シュヴァイクコーフラーマーティン; シュミット−アメルンクセンマーティン
Original assignee: Klueber Lubrication Muenchen SE and Co KG
Current assignee: Klueber Lubrication Muenchen GmbH and Co KG
Priority date: 2011-09-15
Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2014-10-06
Anticipated expiration: 2032-08-27
Also published as: JP5930343B2; MX2014002352A; WO2013037456A1; CA2847709C; MX358375B; CN103946354B; BR112014006050A2; CL2014000483A1; CA2847709A1; RU2014114597A; CN103946354A; US9334461B2; EP2756059A1; US20140213492A1

Abstract

本発明は、耐熱グリースであって、とりわけコルゲートマシンで使用され、もっぱらフッ素不含の基油を含有する前記耐熱グリースに関する。

Description

本発明は、フッ素不含の耐熱グリースであって、とりわけコルゲートマシン（Wellpappenanlage）で使用される耐熱グリースに関する。

コルゲートマシンにおいて段ボール紙を製造する際に、中芯の紙は、圧力下および熱蒸気下で波状成形ローラ（Riffelwalze）によって所望の形状にもたらされる。従って前記波状成形ローラは高温にさらされるため、使用される潤滑グリースは高い要求を満たさねばならない。

雑誌Machinery Lubrication (9/2001)において、著者のJohn Graham氏は、コルゲートマシンで必要とされるような高温用途のために、唯一満足のいく製品としてペルフルオロポリエーテルグリースを使用できることを記載している。

既に上述したように、コルゲートマシンにおいて、波状成形ローラは、そこでは中芯を高圧および高温で接着するために高温を使用せねばならないので重要な潤滑箇所である。その波状成形ローラは、蒸気加熱式ローラであって、典型的な作業温度が１５０〜１８０℃の範囲にあるローラである。

波状成形ローラをコルゲートマシンにおいて連続的に駆動させることを保証するために、オイル潤滑は循環潤滑によって行われる。これは、多くのオイルを消費する手間も費用もかかる方法である。その代わりに、鉱油系グリースも使用できるが、ここでも連続的な後潤滑によりグリースの消費量は非常に多い。

過去には、波状成形ローラにおける高圧と高温の要求に対して、増粘剤としてポリテトラフルオロエチレンまたはセッケンを含有するポリフルオロポリエーテルオイル（PFPE）ベースのグリースのみが適合していたにすぎない。その代わりに、少なくとも高められた割合のＰＦＰＥを含有する潤滑グリース（いわゆるハイブリッドグリース）が使用される。ＰＦＰＥグリースでの使用に際しても、３週間全てにわたり後潤滑が必要である。

絶え間ない後潤滑によって多量のグリース消費があることと、ＰＦＰＥグリースが非常に高価であることを理由として、費用的に好ましいグリースであって、例えばコルゲートマシンの波状成形ローラで使用できるグリースに高い要求がある。高温での摩耗が生ずるべきではないので、これらのグリースへの要求は非常に高く、かつ該グリースは固まってはならず、更に前記グリースは、耐食性および耐酸化性であることが望ましい。

従って、本発明の課題は、フッ素化された基油を含まない、特にＰＦＰＥ含有の基油を含まないグリースを提供することである。これらのグリースは、費用的に好ましく製造できることが望ましく、フッ素化された基油の使用を省けるので環境への負荷が最小限となることが望ましい。また、後潤滑間隔は縮まらないことが望ましい。

前記課題は、驚くべきことに、基油としてアルキル化ナフタリンまたはジペンタエリトリットエステルならびにその混合物を使用して、フッ素化された基油の使用を省いた耐熱グリースが提供されることによって解決される。

本発明による耐熱グリースは、
（Ａ）２０〜８８質量％のフッ素不含の基油と、
（Ｂ）４５〜１０質量％の増粘剤と、
（Ｃ）１５〜２質量％の添加剤と、
（Ｄ）２０〜０質量％の更なるフッ素不含のオイル成分と、
を含む。

特に好ましい耐熱グリースは、
（Ａ）６０質量％のフッ素不含の基油と、
（Ｂ）３１質量％の増粘剤と、
（Ｃ）９質量％の添加剤と、
を含む。

基油として使用される成分（Ａ）は、アルキル化されたナフタリン、ジペンタエリトリットエステルまたはそれらの混合物からなる群から選択される。好ましくは、コルゲーター（Corrugator）の製造のために成分（Ａ）としてアルキル化されたナフタリンが使用される。タイヤセグメント摺動部（Reifensegmentschieber）用の耐熱グリースを製造する場合には、成分（Ａ）としてジペンタエリトリットエステルを使用することが推奨される。

成分（Ｂ）としては、ＰＴＦＥ、金属セッケン、例えばリチウム錯体セッケン、アルミニウム錯体セッケン、ナトリウム錯体セッケン、窒化ホウ素、エアロシル、ケイ酸塩、例えばベントナイト、有機耐熱ポリマー、例えばポリイミドおよびポリアミドイミドが単独または組み合わせて使用される。

成分（Ｃ）としては、摩耗、酸化、腐食に対する添加剤ならびに減摩用のまたは高圧特性の向上のための添加剤が使用される。

酸化防止剤としては、特に、硫黄および／または窒素および／またはリンを分子中に含んでよい酸化防止剤が使用される。これらは、芳香族アミン系酸化防止剤、例えばアルキル化されたフェニル−α−ナフチルアミン、ジアルキルジフェニルアミン、アラルキル化されたジフェニルアミン、立体障害フェノール、例えばブチルヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）、チオエーテル基を有するフェノール系酸化防止剤、亜鉛（Ｚｎ）もしくはモリブデン（Ｍｏ）もしくはタングステン（Ｗ）のジアルキルジチオリン酸塩および亜リン酸塩からなる群から選択され、それらは単独でまたは組み合わせて使用される。

摩耗防止剤としては、ジフェニルクレシルホスフェート、アミン中和されたホスフェート、アルキル化されたおよびアルキル化されていないトリアリールホスフェート、アルキル化されたおよびアルキル化されていないトリアリールチオホスフェート、亜鉛もしくはモリブデン（Ｍｏ）もしくはタングステン（Ｗ）のジアルキルジチオリン酸塩、カルバミン酸塩、チオカルバミン酸塩、亜鉛もしくはモリブデン（Ｍｏ）もしくはタングステン（Ｗ）のジチオカルバミン酸塩、ジメルカプト−チアジアゾール、スルホン酸カルシウムおよびベンゾトリアゾール誘導体をベースとする耐摩耗添加剤からなる群から選択され、それらは、単独または組み合わせて使用される。

腐食防止剤は、１００〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇのＴＢＮを有する"過塩基化"されたスルホン酸カルシウム、アミン中和されたホスフェート、アルキル化されたナフタリンスルホン酸カルシウム、オキサゾリン誘導体、イミダゾール誘導体、コハク酸半エステル、Ｎ−アルキル化されたベンゾトリアゾールをベースとする添加剤からなる群から選択され、それらは、単独でまたは組み合わせて使用される。

更なるオイル成分（Ｄ）としては、エステル類、合成炭化水素類、天然オイル類、グループＩＩＩのオイル類からなる群から選択される化合物が使用され、それらは単独でまたは組み合わせて使用される。グループＩＩＩのオイル類とは、特殊な後処理がなされた鉱油を指す。鉱油としては、ポリグリコール、シリコーン油またはアルキル化されたベンゼンを使用できる。

本発明による耐熱グリースは、コルゲートマシンの波状成形ローラの潤滑のために使用できるだけでなく、最高２００℃の温度に達する持続潤滑のための転がり軸受けおよび摺動部での高温用途のためにも使用することができる。更に、本発明による耐熱グリースは、タイヤセグメント摺動部において使用できる。

本発明によるグリースが満たすべき上記要求は、１５０℃での円すいころ軸受けにおける、かつ１８０℃での球面ころ軸受けにおけるＦＥ８試験によって表される（DIN 51819 FAG）。それらの結果は、第１表と第２表に示されている。

これらの調査において、驚くべきことに、ＰＦＰＥを含まないグリースは、優れた特性を有することが判明した。

本発明による耐熱グリースを、以下の実施例によってより詳細に特徴付ける。

全ての場合において、コーン／プレート形状において３００１／ｓの剪断速度で測定された、約５０００ｍＰａｓと約１００００ｍＰａｓの間の剪断粘度を有する潤滑グリースに関連するものである。ＰＦＰＥ参照試料としては、例５および例６が引き合いにだされ、そのうち例６は、しばしばコルゲートマシンの波状成形ローラの潤滑のために使用される。例示グリースの基油を潤滑膜厚の点で比較できるようにするために、４０℃での動的粘性率は、１６０ｍＰａｓと５５０ｍＰａｓの間で選択した。

特に記載がない限り、実施例におけるパーセント表示は、質量％に対するものである。

実施例
例１：
３１％のＰＴＦＥ
６０％のアルキル化されたナフタリン
４％のアミン系酸化防止剤
５％の腐食防止剤としての金属セッケン
アルキル化されたナフタリンを、タンクにおいて約１００℃に加熱する。次いで、酸化防止剤を添加し、澄明な溶液が得られるまで撹拌する。タンク内容物を冷却し、引き続き金属セッケンとＰＴＦＥを加え均質に撹拌する。引き続き、前記グリースを、三本ロール練り機で均質化する。

例２：
３４％のＰＴＦＥ
２８．５％のエステル
２８．５％のアルキル化されたナフタリン
４％のアミン系酸化防止剤
５％の腐食防止剤としての金属セッケン
アルキル化されたナフタリンおよびエステルを、タンクにおいて約１００℃に加熱する。次いで、酸化防止剤を添加し、澄明な溶液が得られるまで撹拌する。タンク内容物を冷却し、引き続き金属セッケンとＰＴＦＥを加え均質に撹拌する。引き続き、前記グリースを、三本ロール練り機で均質化する。

例３：
３３％のＰＴＦＥ
５９％のエステル
４％のアミン系酸化防止剤
４％の腐食防止剤としての金属セッケン
エステルを、タンクにおいて約１００℃に加熱する。次いで、酸化防止剤を添加し、澄明な溶液が得られるまで撹拌する。タンク内容物を冷却し、引き続き金属セッケンとＰＴＦＥを加え均質に撹拌する。引き続き、前記グリースを、三本ロール練り機で均質化する。

例４：
３１％の窒化ホウ素
６０％のアルキル化されたナフタリン
４％のアミン系酸化防止剤
５％の腐食防止剤としての金属セッケン
アルキル化されたナフタリンを、タンクにおいて約１００℃に加熱する。次いで、酸化防止剤を添加し、澄明な溶液が得られるまで撹拌する。タンク内容物を冷却し、引き続き金属セッケンと窒化ホウ素を加え均質に撹拌する。引き続き、前記グリースを、三本ロール練り機で均質化する。

比較例１：
２１％のＰＴＦＥ
７７％のＰＦＰＥ
２％の腐食防止剤としての金属セッケン
ＰＦＰＥ、ＰＴＦＥおよび金属セッケンを均質に撹拌し、そして得られたグリースを三本ロール練り機で均質化する。

比較例２：
１８％の金属セッケン
８２％のＰＦＰＥ
金属セッケンをＰＦＰＥに加えて撹拌し、そして得られたグリースを三本ロール練り機で均質化する。

比較例３：
６４％の、酸化防止剤、腐食保護剤および摩耗防止剤を添加剤として加えたジペンタエリトリットエステルベースの尿素グリース
５％のＰＴＦＥ
３１％のＰＦＰＥ
尿素グリースをＰＴＦＥおよびＰＦＰＥと一緒に均質に撹拌し、そして得られたグリースを三本ロール練り機で均質化する。

第１表

第２表

驚くべきことに、本発明による例１〜例３の耐熱グリースは、１８０℃で７日の貯蔵後でさえも、比較例２からのＰＦＰＥグリースと同じような潤滑性であることが判明した。上記の場合に、剪断粘度は、２００００ｍＰａｓ未満であった。また例示グリース４は、２３６００ｍＰａｓでなおも潤滑性であった。

上記の試験条件下で、例１〜例４のグリースの蒸発損失は、１０．２％を上回らず、更にＰＦＰＥ比較グリース１および２の範囲にあり、部分的にＰＦＰＥを含む比較例３よりも明らかに良好であった。

１８０℃で３０時間後に測定した例示グリース１〜４のオイル分離値は、全ての場合において、比較例１および２によるＰＦＰＥグリースのオイル分離値よりも相当低いか、または比較例３のオイル分離と同値であった。低いオイル分離値は、ベアリングでより低いオイル漏れしかもたらさず、長時間潤滑のために好ましい。

コルゲートマシンの波状成形ローラにおける負荷サイクルを再現するために、例示グリース１および３ならびに比較例１、２および３について、１８０℃で球面ころ軸受けを用いてＦＥ８試験を行った。全ての５種のグリースは、５００時間の得ようとされるべき貯蔵時間を達成した。特に例示グリース１は、比較例２または３などの規定のＰＦＰＥ含有のグリースの優れた摩耗状況に近いか、またはそれどころか比較例１を凌駕していた。

例示グリース１と比較例２および３の１５０℃での円すいころ軸受けでのＦＥ８試験では、同等の摩耗挙動が確認された。同時に、これらの試験では、それどころか、波状成形ローラの実際において定評のあるＰＦＰＥ含有のグリース（比較例２および３）の優れた摩耗挙動を、例示グリース１が凌駕することが実証できた。

Claims

耐熱グリースであって、
（Ａ）２０〜８８質量％のフッ素不含の基油と、
（Ｂ）４５〜１０質量％の増粘剤と、
（Ｃ）１５〜２質量％の添加剤と、
（Ｄ）２０〜０質量％の更なるフッ素不含のオイル成分と、
を含む前記耐熱グリース。
請求項１に記載の耐熱グリースであって、前記成分（Ａ）が、アルキル化されたナフタリン、ジペンタエリトリットエステルまたはそれらの混合物からなる群から選択される前記耐熱グリース。
請求項１に記載の耐熱グリースであって、前記成分（Ｂ）が、ＰＴＦＥ、金属セッケン、特にリチウム錯体セッケン、アルミニウム錯体セッケン、ナトリウム錯体セッケン、窒化ホウ素、エアロシル、ケイ酸塩、例えばベントナイト、有機耐熱ポリマー、特にポリイミドおよびポリアミドイミドからなる群から選択され、それらは、単独または組み合わせて使用される前記耐熱グリース。
請求項１に記載の耐熱グリースであって、成分（Ｃ）として、摩耗、酸化、腐食に対する添加剤ならびに減摩用のまたは高圧特性の向上のための添加剤が使用される前記耐熱グリース。
請求項４に記載の耐熱グリースであって、添加剤として、硫黄および／または窒素および／またはリンを分子中に含む酸化防止剤が使用され、前記酸化防止剤は、単独でまたは組み合わせて使用され、かつ芳香族アミン系酸化防止剤、特にアルキル化されたフェニル−α−ナフチルアミン、ジアルキルジフェニルアミン、アラルキル化されたジフェニルアミン、立体障害フェノール、特にブチルヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）、チオエーテル基を有するフェノール系酸化防止剤、亜鉛（Ｚｎ）もしくはモリブデン（Ｍｏ）もしくはタングステン（Ｗ）のジアルキルジチオリン酸塩および亜リン酸塩からなる群から選択され、それらは単独でまたは組み合わせて使用される前記耐熱グリース。
請求項４に記載の耐熱グリースであって、添加剤として摩耗防止剤が使用され、前記摩耗防止剤は、ジフェニルクレシルホスフェート、アミン中和されたホスフェート、アルキル化されたおよびアルキル化されていないトリアリールホスフェート、アルキル化されたおよびアルキル化されていないトリアリールチオホスフェート、亜鉛もしくはモリブデン（Ｍｏ）もしくはタングステン（Ｗ）のジアルキルジチオリン酸塩、カルバミン酸塩、チオカルバミン酸塩、亜鉛もしくはモリブデン（Ｍｏ）もしくはタングステン（Ｗ）のジチオカルバミン酸塩、ジメルカプト−チアジアゾール、スルホン酸カルシウムおよびベンゾトリアゾール誘導体をベースとする添加剤からなる群から選択され、それらは、単独または組み合わせて使用される前記耐熱グリース。
請求項４に記載の耐熱グリースであって、添加剤として腐食保護剤が使用され、前記腐食防止剤は、１００〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇのＴＢＮを有する"過塩基化"されたスルホン酸カルシウム、アミン中和されたホスフェート、アルキル化されたナフタリンスルホン酸カルシウム、オキサゾリン誘導体、イミダゾール誘導体、コハク酸半エステル、Ｎ−アルキル化されたベンゾトリアゾールをベースとする添加剤からなる群から選択され、それらは、単独でまたは組み合わせて使用される前記耐熱グリース。
請求項１に記載の耐熱グリースであって、更なるオイル成分（Ｄ）として、エステル類、合成炭化水素類、天然オイル類、グループＩＩＩのオイル類からなる群から選択される化合物が使用され、それらは単独でまたは組み合わせて使用される前記耐熱グリース。
請求項１から８までのいずれか１項に記載の耐熱グリースであって、最高２００℃の温度に達する持続潤滑のための転がり軸受けまたは摺動部で使用される前記耐熱グリース。
請求項１から８までのいずれか１項に記載の耐熱グリースであって、コルゲートマシンの波状成形ローラにおいて使用される前記耐熱グリース。
請求項１から８までのいずれか１項に記載の耐熱グリースであって、タイヤセグメント摺動部において使用される前記耐熱グリース。
請求項１から８までのいずれか１項に記載の耐熱グリースであって、成分（Ａ）の動粘度は、４０℃で測定して、少なくとも１００ｍｍ²／秒である前記耐熱グリース。