JP2015504933A - グリース組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】環境への負荷が少なく、良好な極圧特性を示し、さらに、腐食性が抑えられたグリース組成物を提供する。【解決手段】グリース組成物は、少なくとも１種のポリオールエステル系基油と、少なくとも１種の脂肪酸金属セッケンと、少なくとも１種の含フッ素ポリマーと、少なくとも１種の硫化脂肪酸エステルとを含む。前記硫化脂肪酸エステルに由来する活性硫黄量が、ＡＳＴＭ Ｄ１６６２規格に準拠した１５０℃における測定値で、そのグリース組成物の総質量に対して０．１５％以上である。【選択図】なし

Description

本発明は、グリース組成物に関する。詳細には、本発明は、環境への影響が少なく、良好な極圧特性を示し、さらに、金属や合金に対する腐食性も抑えられたグリース組成物に関する。

近年、環境問題は、世界規模で重大さを増しており、あらゆる産業分野において、陸上生物圏の保護規制の履行が重要な課題となっている。グリースの分野も規制の例外ではなく、河川や土壌の汚染リスク、特に、グリースの主成分である基油が自然環境に排出されることによって生じる、河川や土壌の汚染リスクに対し、グリースの外部漏出の可能性を伴う用途においは、グリースの基油の改良、特に、生分解性の面での改良が目下期待されている。同時に、これまで以上に厳しい条件下で、さらに高出力の機械装置の使用が必要とされており、このような機械装置で用いる潤滑材料においては、生分解性に加えて、極圧特性や腐食特性の面での大幅な改良が要求されている。

特許文献１は、抗腐食性の改善されたグリース組成物であって、少なくとも１種の基油と、脂肪酸金属セッケンと、極圧剤とを含み、前記極圧剤が硫化脂肪酸エステルおよびＰＴＦＥから選択され得る、グリース組成物を記載している。しかし、この文献には、含フッ素ポリマーと硫化脂肪酸エステルとの具体的な組合せは記載されていない。またこの文献は、上記硫化脂肪酸エステルに由来する活性硫黄の量はなんら示していない。

米国特許第６３１６３９２号明細書

本発明は、自動車、建設機械、農業機械など、グリースの外部環境への漏出リスクを有する装置において使用可能なグリース組成物であって、環境への負荷が低減されていると同時に、極圧条件下で良好な特性を示し、金属や合金に対する腐食性の低いグリース組成物に関する。

出願人は、ＡＳＴＭ Ｄ１６６２規格に準拠した測定値で、１５０℃での活性硫黄量を特定量有する硫化脂肪酸エステルと、含フッ素ポリマーとを組合せて、ポリオールエステル系の基油に配合してなるグリース組成物は、驚くべきことに、環境負荷が低減されていると同時に、きわめて良好な極圧特性を有し、かつ金属や合金、特に銅に対する腐食性が低いことを見出した。

本発明は、少なくとも１種のポリオールエステル系基油と、少なくとも１種の脂肪酸金属セッケンと、少なくとも１種の含フッ素ポリマーと、少なくとも１種の硫化脂肪酸エステルと、を含むグリース組成物であって、前記硫化脂肪酸エステルに由来する活性硫黄量が、ＡＳＴＭ Ｄ１６６２規格に準拠した１５０℃における測定値で、当該グリース組成物の総質量に対し、０．１５％以上である、グリース組成物に関する。

好ましくは、前記ポリオールエステルは、ネオペンチルグリコールエステル、トリメチロールエタンエステル、トリメチロールプロパンエステル、ペンタエリスリトールエステルおよびジペンタエリスリトールエステルから選択される少なくとも一種である。

好ましくは、前記グリース組成物は、ポリオールエステル系基油を、当該グリース組成物の総質量に対し、質量％で、５０〜９５％、より好ましくは６０〜９０％、さらに好ましくは７０〜８０％含む。

好ましくは、前記含フッ素ポリマーは、ポリテトラフルオロエチレンである。

好ましくは、前記グリース組成物は、含フッ素ポリマーを、当該グリース組成物の総質量に対し、質量％で、１〜１０％、より好ましくは２〜８％、さらに好ましくは３〜５％含む。

好ましくは、前記硫化脂肪酸エステルは、脂肪酸トリグリセリド類および脂肪酸メチルエステル類から選択される少なくとも一種である。

好ましくは、前記グリース組成物は、硫化脂肪酸エステルを、当該グリース組成物の総質量に対し、質量％で、０．５〜５％、より好ましくは１〜４％、さらに好ましくは２〜３％含む。

好ましくは、脂肪酸金属セッケンは、単一型の脂肪酸金属セッケン、より好ましくは脂肪酸リチウムセッケンまたは脂肪酸カルシウムセッケンである。

好ましくは、脂肪酸金属セッケンは、リチウム＝１２−ヒドロキシステアレートである。

好ましくは、前記グリース組成物は、脂肪酸金属セッケンを、当該グリース組成物の総質量に対し、質量％で、１〜２０％、より好ましくは２〜１５％、さらに好ましくは４〜１２％含む。

好ましくは、前記ポリオールエステルまたは複数のポリオールエステルの混合物は、ＡＳＴＭ Ｄ４４５規格に準拠して測定される４０℃での動粘度が、３〜２，０００ｃＳｔ、より好ましくは１０〜１，５００ｃＳｔ、さらに好ましくは４０〜５００ｃＳｔ、なおいっそう好ましくは５０〜２００ｃＳｔである。

好ましくは、前記グリース組成物は、ＡＳＴＭ Ｄ２１７規格に準拠して測定されるちょう度（１／１０ｍｍ）が、２２０〜４３０、より好ましくは２６５〜２９５である。

好ましくは、硫化脂肪酸エステルに由来する活性硫黄量は、ＡＳＴＭ Ｄ１６６２規格に準拠した１５０℃における測定値で、前記グリース組成物の総質量に対し、質量％で０．１５％以上、より好ましくは０．１８％以上、さらに好ましくは０．２０％以上である。

好ましくは、前記グリース組成物は、ＡＳＴＭ Ｄ２５９６規格に準拠して測定される融着荷重が、３１５ｋｇを超えており、より好ましくは４００ｋｇ以上である。

好ましくは、前記グリース組成物は、ＤＩＮ ５１３５０／４規格に準拠して測定される融着荷重が、３００ｄａＮを超えており、より好ましくは３２０ｄａＮ以上、さらに好ましくは３４０ｄａＮ以上、なおいっそう好ましくは３６０ｄａＮ以上である。

好ましくは、前記グリース組成物は、ＡＳＴＭ Ｄ４０４８規格に準拠した分類で、銅の腐食度が１または２である。

本発明は、さらに、少なくとも１種のポリオールエステル系基油および少なくとも１種の脂肪酸金属セッケンを含むグリース組成物のＡＳＴＭ Ｄ２５９６規格および／またはＤＩＮ ５１３５０／４規格に準拠して測定される極圧特性を向上させるための、前記グリース組成物中における、少なくとも１種の含フッ素ポリマーおよび少なくとも１種の硫化脂肪酸エステルの使用であって、前記硫化脂肪酸エステルに由来する活性硫黄量が、ＡＳＴＭ Ｄ１６６２規格に準拠した１５０℃における測定値で、前記グリース組成物の総質量に対して０．１５％以上となる使用に関する。

（硫化脂肪酸エステル）
本発明にかかるグリースは、少なくとも１種の硫化脂肪酸エステルを含む。

前記硫化脂肪酸エステルは、脂肪酸エステルを硫化させることによって得られる。そのような脂肪酸エステルは、少なくとも１種の脂肪酸と任意の種類のアルコールとを反応させることによって、あるいは、少なくとも１種の脂肪酸エステルと任意の種類のアルコールとのエステル交換反応によって調製可能である。硫化脂肪酸エステルとは、少なくとも１種の硫化脂肪酸によるエステルであり、通常は、脂肪酸の硫化混合物によるエステルである。

前記硫化脂肪酸エステルを調製するにあたっては、炭素数６〜２４、好ましくは炭素数１４〜２２、さらに好ましくは炭素数１６〜２０の、いかなる脂肪酸も使用可能である。主成分となる脂肪酸、すなわち、硫化脂肪酸エステルの総質量に対して５０％以上となる脂肪酸は、炭素数１８の脂肪酸であってもよい。

前記硫化脂肪酸エステルは、硫化脂肪酸モノエステル、硫化脂肪酸ジエステル、硫化脂肪酸トリエステルおよび硫化脂肪酸多価エステルから選択される少なくとも一種であってもよい。

好適な硫化脂肪酸モノエステルとしては、Ｃ_１〜Ｃ_４アルキルモノエステル類が挙げられ、例えば：メチルモノエステル類；エチルモノエステル類；ｎ−プロピルモノエステル類；ｉ−プロピルモノエステル類；ｎ−ブチルモノエステル類；ｓ−ブチルモノエステル類；ｔ−ブチルモノエステル類；などが挙げられる。好ましくは、前記モノエステルは、メチルモノエステルである。好ましくは、前記硫化脂肪酸エステルは、硫化脂肪酸メチルエステルである。

硫化脂肪酸トリエステルとしては、例えば硫化脂肪酸トリグリセリドなどが挙げられる。その場合のグリセリドは、完全にエステル化されているか、あるいは、部分的にエステル化されている。つまり、場合によっては、前記トリエステルに加えて、ジエステルおよび／またはモノエステルも含まれることがある。

硫化脂肪酸多価エステルとしては、例えば硫化ペンタエリスリトール脂肪酸エステルなどが挙げられる。

本発明の利点は、硫化オレフィンおよび／またはポリスルフィドを含まないグリース組成物を提供できる点である。硫化脂肪酸エステルは、再生利用可能資源（油脂や脂肪酸）由来の化合物であり、再生利用可能な炭素を大幅な割合で有するので、環境負荷が少ない。炭化水素由来の生成物であるオレフィンを硫化して得られる硫化オレフィンや、炭化水素原料を硫化して得られるポリスルフィドでは、これは当てはまらない。特に、良好な極圧特性をもたらすことが知られている硫化オレフィンやポリスルフィドではなく、硫化脂肪酸エステルを使用することによって良好な極圧特性を実現している点は注目に値する。具体的に説明すると、この極圧特性は、その硫化脂肪酸エステルに加えて、前記グリース組成物中に含フッ素ポリマーが配合されることによって実現される。

本発明において「活性硫黄」とは、ＡＳＴＭ Ｄ１６６２規格の条件下で、所与の化合物が結合を解く又は放出する硫黄を指す。ＡＳＴＭ Ｄ１６６２規格は、所定温度における化合物の活性硫黄レベルを、その硫化化合物を所定量の銅と一定時間反応させた場合に、反応前後における硫黄含有量の差を重量％で表示したものと定義している。

前記グリース組成物における１５０℃での活性硫黄量（ＡＳＴＭ Ｄ１６６２規格）は、当該グリース組成物が良好な性能を発揮するための、特に、極圧下で良好な性能を発揮するための重要なパラメータの一つである。前記グリース組成物における１５０℃での活性硫黄量（ＡＳＴＭ Ｄ１６６２規格）が少なすぎると、極圧下での良好な挙動を得ることができない。他方、この活性硫黄量が多すぎると、グリースの腐食性、特には、金属や金属合金に対する腐食性、より特には、銅に対する腐食性が問題となる。また、含フッ素ポリマーを配合しない状態では、１５０℃での活性硫黄量（ＡＳＴＭ Ｄ１６６２規格）が多すぎても、良好な性能、特に、極圧下で良好な性能を得ることはできない。

好ましくは、前記グリース組成物中の前記硫化脂肪酸エステルに由来する、ＡＳＴＭ Ｄ１６６２規格に準拠して測定される１５０℃での活性硫黄量は、当該グリース組成物の総質量に対し、質量％で、０．１５％以上、より好ましくは０．１８％以上、さらに好ましくは０．２０％以上である。

好ましくは、前記グリース組成物中の前記硫化脂肪酸エステルに由来する活性硫黄量は、ＡＳＴＭ Ｄ１６６２規格に準拠した１５０℃での測定で、当該グリース組成物の総質量に対し、質量％で、５％以下、より好ましくは４％以下、さらに好ましくは２％以下、なおいっそう好ましくは１％以下である。

好ましくは、前記グリース組成物中の前記硫化脂肪酸エステルに由来する硫黄量は、ＡＳＴＭ Ｄ２６６２規格に準拠した測定で、当該グリース組成物の総質量に対し、質量％で、０．３％より大、より好ましくは０．３４％以上である。

好ましくは、前記グリース組成物は、硫化脂肪酸エステルを、当該グリース組成物の総質量に対し、質量％で、０．５〜５％、より好ましくは１〜４％、さらに好ましくは２〜３％含む。

好ましくは、本発明にかかるグリース組成物は、極圧特性を向上させるために、少なくとも２種類の異なる硫化脂肪酸エステル、より好ましくは、少なくとも１種の硫化脂肪酸メチルエステルおよび少なくとも１種の硫化脂肪酸トリグリセリドを含む。所定の１５０℃での前記活性硫黄量に対し、２種類の異なる硫化脂肪酸エステル、特に、硫化脂肪酸メチルエステルと硫化脂肪酸トリグリセリドとの組合せを用いた場合、硫黄の放出挙動が異なるために、耐極圧機能を向上させることができる。硫化脂肪酸メチルエステルなどの、
立体障害が小さいエステルは先に活性硫黄を放出し、硫化脂肪酸トリグリセリドなどの立体障害が大きいエステルは、これより遅れて活性硫黄を放出する。

本発明において使用される硫化脂肪酸エステルには、市販品を用いてもよく、例えば、ＰＣＡＳ社、Ｋｉｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ社、Ｄｏｖｅｒ社、Ｍａｇｎａ社、Ａｒｋｅｍａ社、Ｒｈｅｉｎ Ｃｈｅｍｉｅ社などの製造元から入手可能である。

（含フッ素ポリマー）
本発明にかかるグリース組成物は、少なくとも１種の含フッ素ポリマー（フルオロポリマー）を、良好な極圧性能を実現するための必須成分として、含む。

前記フルオロポリマーは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリ（テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロペン）（ＦＥＰ）、ポリ（テトラフルオロエチレン／ペルフルオロ化ビニルエーテル）（ＰＦＡ）、ペルフルオロ化ポリエーテル、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）（ＰＣＴＦＥ）、ポリ（フッ化ビニリデン）（ＰＶＤＦ）、ポリ（エチレン／テトラフルオロエチレン）（ＥＴＦＥ）、ポリ（エチレン／クロロトリフルオロエチレン）（ＥＣＴＦＥ）、ポリ（フッ化ビニル）（ＰＶＦ）、ポリ（フッ化ビニリデン／ヘキサフルオロプロペン）、ポリ（テトラフルオロエチレン／ペルフルオロ化ビニルエーテル）、ポリ（テトラフルオロエチレン／プロピレン）、フルオロシリコーンおよびポリフルオロホスファゼンから選択してもよい。

好ましくは、前記フルオロポリマーは、炭素原子およびフッ素原子のみで構成されたフルオロポリマーである。

好ましくは、前記フルオロポリマーは、ポリテトラフルオロエチレンである。

好ましくは、前記ポリテトラフルオロエチレンは、その平均粒子径が、０．１〜１００μｍ、より好ましくは０．２〜５０μｍ、さらに好ましくは０．２〜１０μｍ、なおいっそう好ましくは０．２〜５μｍ、なおいっそう好ましくは０．２〜１μｍ、なおいっそう好ましくは０．２〜０．５μｍである。

本発明にかかるグリース組成物は、前記含フッ素ポリマーを、当該グリース組成物の総質量に対し、質量％で、１〜１０％、好ましくは２〜８％、より好ましくは３〜５％含んでいてもよい。前記フルオロポリマーの含有量が少なすぎると、良好な極圧特性を実現することができず、前記フルオロポリマーの含有量が多すぎると、環境への負荷が大きくなる。

本発明において使用される含フッ素ポリマーとしては、市販品を用いてもよく、例えば、Ｄｕｐｏｎｔ社、Ｓｏｌｖａｙ社、Ｍａｆｌｏｎ社、Ｘｅｎｏｎ社、Ｓｈａｍｒｏｃｋ社などの製造元から入手できる。

（ポリオールエステル系基油）
本発明にかかるグリース組成物は、再生利用可能原料由来の少なくとも１種のポリオールエステル系基油を含む。

基油として使用可能なポリオールエステルは、ジエステル、トリエステル、テトラエステル、または５つ以上のエステル官能基を有するコンプレックスエステルである。

前記エステルを調製するにあたって使用する酸としては、モノカルボン酸またはジカルボン酸を用いることができる。

好ましくは、前記モノカルボン酸は、炭素数が３〜２２、より好ましくは炭素数４〜２０、さらに好ましくは炭素数６〜１８、なおいっそう好ましくは炭素数８〜１６、なおいっそう好ましくは炭素数１０〜１２のモノカルボン酸である。

前記モノカルボン酸としては、例えば：ヘキサン酸；オクタン酸；２−エチルヘキサン酸；イソオクタン酸；ノナン酸；デカン酸；イソデカン酸；オレイン酸；ステアリン酸；などが挙げられる。好ましくは、不飽和部を有さない飽和酸が使用される。

好ましくは、前記ジカルボン酸は、炭素数が３〜２２、より好ましくは炭素数４〜２０、さらに好ましくは炭素数６〜１８、なお好ましくは炭素数８〜１６、なおいっそう好ましくは炭素数１０〜１２のジカルボン酸である。このようなジカルボン酸としては、例えば：コハク酸；アジピン酸；アゼライン酸；セバシン酸；などが挙げられる。

前記エステルを調製するにあたっては、アルコールとしては、一価アルコール（一価アルコールの場合には、ジカルボン酸と反応させることでジエステルを生成する）、二価アルコール、三価アルコール、または四価アルコールを使用することができる。好適なアルコールとしては、例えば：ネオペンチルグリコール；トリメチロールプロパン；ペンタエリスリトール；などのポリオールが挙げられる。

本発明にかかるグリース組成物は、十分な生分解性を呈するために、前記ポリオールエステルを、当該グリース組成物の総質量に対し、質量％で、５０〜９５％、好ましくは６０〜９０％、より好ましくは７０〜８０％含んでもよい。

前記エステル系基油を採用するのは、一般的に使用される石油由来の基油とは異なり、環境への負荷が無視し得る程度であるからである。他方、ポリオールエステル系基油は、潤滑対象となる部品の表面に向かって移動する傾向があり、他種の添加剤と競合してしまうので、極圧特性に悪影響を及ぼす可能性がある。そのため、前記フルオロポリマーと前記硫化脂肪酸エステルとの特定の組合せを利用する。

前記ポリオールエステル系基油または前記ポリオールエステル系基油の混合物は、４０℃での動粘度（ＡＳＴＭ Ｄ４４５規格）が、３〜２，０００ｃＳｔ、好ましくは１０〜１，５００ｃＳｔ、より好ましくは２０〜１，０００ｃＳｔ、さらに好ましくは４０〜５００ｃＳｔ、なおいっそう好ましくは５０〜２００ｃＳｔであってもよい。これらの粘度範囲、特に、５０〜２００ｃＳｔの粘度範囲では、極圧特性と生分解性とを良好に両立させることができる。

本発明において使用する基油としては、市販品を用いてもよく、例えば、Ｕｎｉｑｕｅｍａ社、Ｃｒｏｄａ社、Ｏｌｅｏｎ社、Ａｋｚｏ社、Ｎｙｃｏ社などの製造元から入手可能である。

（セッケン）
本発明にかかるグリース組成物は、脂肪酸金属セッケンで増ちょうされている。この脂肪酸金属セッケンは、グリースの製造とは別に、あるいは、グリース製造の過程で調製されてもよい（後者の場合、基油中に脂肪酸を溶解させてから、これに適切な金属水酸化物を添加する）。

このような増ちょう剤には、グリースの分野でよく使用される、簡単に入手可能で、且つ経済的な製品を用いることができる。脂肪酸金属セッケンで増ちょうされたグリースは、例えばポリウレア系の増ちょう剤で増ちょうされたグリースと比べ、極めて良好な機械安定性を示すので、開放された空間でグリースを使用する際にも、容易に適用することができる。また、ポリウレアは、極めて有毒な化合物であるイソシアネートから製造される。そのため、生分解性を示し、無毒であり、さらに、ＣＬＰ規則Ｎｏ．１２７２／２００８（ＥＣ）によって規制された物質を含まないグリースを得たい場合、ポリウレア系の増ちょう剤を配合することは望ましくない。したがって、本発明にかかるグリースは、増ちょう剤として、ポリウレア系の増ちょう剤を含まず、脂肪酸金属セッケン系の増ちょう剤のみを含む。

好ましくは、長鎖脂肪酸、典型的には炭素数が１０〜２８の飽和脂肪酸または不飽和脂肪酸が使用される。この長鎖脂肪酸は、任意でヒドロキシ化されていてもよい。

前記長鎖脂肪酸（典型的には炭素数１０〜２８の脂肪酸）としては、例えば：カプリン酸；ラウリン酸；ミリスチン酸；パルミチン酸；ステアリン酸；アラキジン酸；ベヘン酸；オレイン酸；リノール酸；エルカ酸；これらのヒドロキシ化誘導体；などが挙げられる。ヒドロキシ化誘導体のなかでも、１２−ヒドロキシステアリン酸が最もよく知られており、かつ、好ましい。好適な増ちょう剤は、リチウム＝１２−ヒドロキシステアレートである。

一般的に、前記長鎖脂肪酸は、パーム油、ヒマシ油、なたね油、ひまわり油などの植物油に由来する長鎖脂肪酸、あるいは、動物油脂（獣脂、鯨油など）に由来する長鎖脂肪酸である。

少なくとも１種の長鎖脂肪酸を使用して、単一型のセッケンと称されるセッケンを調製することが可能である。単一型のセッケンは、コンプレックス型のセッケンよりも容易に生分解可能であり、さらに、生体内に蓄積しないので、コンプレックス型のセッケンよりも好ましい。

炭素数８以下の短い炭化水素鎖を有する少なくとも１種のカルボン酸と、少なくとも１種の長鎖脂肪酸との組合せを使用して、コンプレックス型のセッケンと称されるセッケンを調製してもよい。

セッケンを調製するにあたって使用されるケン化剤としては、リチウム、ナトリウム、カルシウム、アルミニウムなどの金属の金属化合物、好ましくはリチウムやカルシウムの化合物が挙げられ、好ましくはこれらの金属の水酸化物、酸化物または炭酸塩が挙げられる。

本発明にかかるグリースには、同一または異なる金属カチオンを有する少なくとも１種の金属化合物が配合されていてもよい。よって、リチウムセッケンと、これよりも少ない割合のカルシウムセッケンとを組み合わせて配合することも可能である。

前記金属セッケンは、当該グリース組成物の総質量に対し、質量％で、約１〜約２０％、好ましくは２〜１５％、より好ましくは４〜１２％の含有量で用いられてもよい。

（グリースの調製方法）
本発明にかかるグリースは、金属セッケンの製造工程を含む工程で調製してもよく、あるいは、予め製造されたセッケンを使用して調製してもよい。

金属セッケンをその場で（in situ）製造しながら、グリースを調整するには、以下のような方法を用いることができる。

少なくとも１種の長鎖脂肪酸および／または少なくとも１種の短鎖脂肪酸を、８０〜９０℃の温度の、基油または基油の混合物の一部（一般的に、最終的なグリース中に含まれる基油の総質量の４０〜６０質量％程度）に溶解させる。

次いで、前記金属化合物（好ましくは、金属酸化物、金属水酸化物または金属炭酸塩）を、同じ温度条件下で添加する。

このようにして、単一種の金属を添加することもできるし、複数種の金属を組み合わせることもできる。本発明にかかるグリース組成物にとって好適な金属化合物は、リチウム化合物であるが、必要に応じ、リチウム化合物と、これよりも少ない割合のカルシウム化合物と組み合わせて添加してもよい。

前記長鎖脂肪酸および／または前記短鎖脂肪酸と少なくとも１種の前記金属化合物とのケン化反応を、８０〜９０℃の温度で進行させる。

ついで、混合物を約１００〜約２００℃の温度で加熱することにより、生成された水を蒸発させる。

残りの割合の基油を添加することにより、グリースを冷却する。

次に、約８０℃の温度で、前記含フッ素ポリマー、前記硫化脂肪酸エステル、および任意でその他の添加剤を投入する。

十分な時間のあいだ撹拌を行い、グリース組成物を得る。次いで、得られたグリース組成物をミリング処理にかけることにより、当該グリース組成物の均質性を向上させる。

予め製造されたセッケンを使用する場合のグリースの調製方法は、セッケンが既に形成されているのでケン化反応が不要である点を除き、上述した調製方法と同じである。いずれの場合の調製方法も、当業者にとって周知の調製方法である。

グリースのちょう度とは、静置時でのグリースの硬さ、または流動性を測定したものであり、所与の寸法および重量のコーン（円錐体）の進入深さによる数値が与えられる。グリースは予め混練しておく。グリースのちょう度の測定条件については、ＡＳＴＭ Ｄ２１７規格に規定されている。

（グリースのちょう度）
グリースをそのちょうどに応じて９種類（９つのグレード）に分類するＮＬＧＩ（米国潤滑グリース協会）のちょう度番号が、グリースの分野では一般的に使用されている。下記の表に、そのちょう度分類を示す。

好ましくは、本発明にかかるグリース組成物は、ＡＳＴＭ Ｄ２１７規格に準拠して測定されるちょう度（１／１０ｍｍ）が、２２０〜４３０であり、これは、ちょう度番号で、００、０、１、２または３となるものを含む。

好ましくは、本発明にかかるグリース組成物は、ＡＳＴＭ Ｄ２１７規格に準拠して測定されるちょう度（１／１０ｍｍ）が、２６５〜２９５であり、これは、ちょう度番号２に相当する。

（その他の添加剤）
本発明にかかるグリース組成物は、さらに、酸化防止剤（例えば、フェノール系の酸化防止剤など）、さび止め剤（例えば、酸化ワックス、リン酸アミンなど）、腐食抑制剤（例えば、トリルトリアゾール類、ジメルカプトチアジアゾール誘導体など）などを含んでもよい。

（グリースの技術的性能）
本発明にかかるグリース組成物は、良好な極圧特性を示す。一具体例として、本発明にかかるグリース組成物は、ＡＳＴＭ Ｄ２５９６規格に準拠して測定される融着荷重が、３１５ｋｇを超え、好ましくは４００ｋｇ以上である。他の具体例として、本発明にかかるグリース組成物は、ＤＩＮ ５１３５０／４規格に準拠して測定される融着荷重が、３００ｄａＮを超え、好ましくは３２０ｄａＮ以上、より好ましくは３４０ｄａＮ以上、さらに好ましくは３６０ｄａＮ以上である。

本発明にかかるグリース組成物は、腐食性が抑えられおり、特には、金属や金属合金に対する腐食性が抑えられおり、より特には、銅に対する腐食性が抑えられている。一具体例として、本発明にかかるグリース組成物は、銅片をごくわずかにしか変色させない（ＡＳＴＭ Ｄ４０４８規格による分類が１である）か、あるいは、銅片をあまり変色させない（ＡＳＴＭ Ｄ４０４８規格による分類が２である）。

本発明にかかるグリース組成物は、良好な極圧特性を有し、金属や金属合金、特に、銅に対する腐食性が小さいことに加え、環境への負荷が少ない。具体的には、本発明にかかるグリース組成物は、生分解性を呈し、体内に蓄積せず、水圏環境にとって無毒であり、さらに、再生利用可能である。

好ましくは、本発明にかかるグリース組成物は、環境および人体に害のない添加剤を含有していてもよい。

好ましくは、本発明にかかるグリース組成物は：有機ハロゲン化化合物；亜硝酸系化合物；ならびにナトリウムおよび／またはカリウムおよび／またはマグネシウムおよび／またはカルシウムおよび／またはリチウムおよび／またはアルミニウム以外の金属または金属の化合物は含まない。

好ましくは、本発明にかかるグリース組成物は、水圏環境にとって毒性がない。

具体的には、本発明にかかるグリース組成物が藻類、ミジンコ、および魚類に対して有する水性毒性は、それぞれＯＥＣＤ ２０１、２０２、２０３による測定値で、１，０００ｍｇ／Ｌ以上であってもよい。

同様に、前記グリース組成物中の主要な成分、すなわち、前記グリース組成物中に当該グリース組成物の総質量に対し、質量％で、５％超含まれる成分、例えば、前記基油、前記セッケン等の、藻類、およびミジンコに対する水性毒性は、それぞれＯＥＣＤ ２０１、ＯＥＣＤ ２０２による測定値で、１００ｍｇ/Ｌ以上である。

同様に、前記グリース組成物中の成分であって、藻類およびミジンコに対する水生毒性値が、ＯＥＣＤ ２０１およびＯＥＣＤ ２０２による測定値で、１００ｍｇ／Ｌ以上（カテゴリーＤ）である成分については、当該グリース組成物中にどのような濃度で含まれていてもよい。本発明にかかるグリース組成物中における、藻類およびミジンコに対する水性毒性がＯＥＣＤ ２０１、ＯＥＣＤ ２０２による測定値で１０〜１００ｍｇ/Ｌとなる（カテゴリーＥ）成分の濃度は、２５％以下であってもよい。本発明にかかるグリース組成物中における、藻類およびミジンコに対する水性毒性がＯＥＣＤ ２０１、ＯＥＣＤ２０２による測定値で１〜１０ｍｇ/Ｌとなる（カテゴリーＦ）成分の濃度は、質量％で、２％以下であってもよく、好ましくは１％以下である。上記の条件は、前記グリース組成物中の濃度が、質量で０．１％以上である成分にのみ関係する条件である。

本発明にかかるグリース組成物は、生分解性を呈し、体内に蓄積しない。具体的には、本発明にかかるグリース組成物は、好気的条件下で生分解性の優れた成分（ＯＥＣＤ ３０１Ａ〜３０１Ｅ、ＯＥＣＤ ３０６、ＯＥＣＤ ３０１によるカテゴリーＡ）の濃度が７５質量％を超え、好気的条件下で本質的に生分解可能な成分（ＯＥＣＤ ３０２Ｂ、ＯＥＣＤ ３０２ＣによるカテゴリーＢ）、または生分解可能ではないが体内に蓄積しない成分（カテゴリーＣ）の濃度が、２５質量％以下であり、さらに、生分解可能でなく且つ体内に蓄積する（カテゴリーＸ）成分の濃度が０．１質量％以下であってもよい。上記の条件は、前記グリース組成物中の濃度が、質量％で、０．１％以上である成分についてのみ関係する条件である。

本発明にかかるグリース組成物は、再生利用可能原料に由来する炭素を、当該グリース組成物の総質量に対し、質量％で、４５％以上含有する。

本発明は、さらに、前記グリース組成物を用いた潤滑方法に関する。この潤滑方法は、潤滑対象の部品を前記グリース組成物と接触させる過程を含む。

複数の異なるグリース組成物を、下記の物質を用いて、後述の表１に示す割合（質量％）により調製した：
・リチウム＝１２−ヒドロキシステアレート（増ちょう剤）［藻類及びミジンコに対する水性毒性が、ＯＥＣＤ ２０１、２０２による測定値で、１００ｍｇ／Ｌ超（カテゴリーＤ）であり、さらに、ＯＥＣＤ ３０１Ｂに準拠して測定される生分解性が８３．８％（カテゴリーＡ）である］；
・ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）［藻類及びミジンコに対する水生毒性が、ＯＥＣＤ ２０１、ＯＥＣＤ ２０２による測定値で１００ｍｇ／Ｌ超（カテゴリーＤ）であり、さらに、ＯＥＣＤ ３０１Ｂに準拠して測定される生分解性がカテゴリーＣである］；
・硫化脂肪酸メチルエステル（硫化エステル１）［総質量に対し、１７質量％の硫黄を含有し、硫黄の総量に対する、１５０℃における活性硫黄量が４８質量％であり、藻類及びミジンコに対する水性毒性が、ＯＥＣＤ２０１およびＯＥＣＤ２０２による測定値で１０〜１００ｍｇ／Ｌ（カテゴリーＥ）であり、ＯＥＣＤ ３０１Ｂに準拠して測定される生分解性がカテゴリーＣであり、炭素の総量に対する、再生可能な炭素の量が、９５質量％である］；
・硫化脂肪酸トリグリセリド（硫化エステル２）［総質量に対し、１５質量％の硫黄を含有し、硫黄の総量に対する、１５０℃における活性硫黄量が３３質量％であり、総質量の６０％の成分は、藻類及びミジンコに対する水性毒性が、ＯＥＣＤ２０１およびＯＥＣＤ２０２による測定値で１０〜１００ｍｇ／Ｌ（カテゴリーＥ）であり、総質量の４０％の成分は、藻類及びミジンコに対する水性毒性が、ＯＥＣＤ２０１およびＯＥＣＤ２０２による測定値で１〜１０ｍｇ／Ｌ（カテゴリーＦ）であり、ＯＥＣＤ ３０１Ｂに準拠して測定される生分解性がカテゴリーＣであり、炭素の総量に対する、再生可能な炭素の量が、９５質量％である］；
・トリメチロールプロパンと飽和脂肪酸とのエステル（基油１）［１００℃での動粘度（ＡＳＴＭ Ｄ４４５規格）が４．４ｃＳｔであり、４０℃での動粘度（ＡＳＴＭ Ｄ４４５規格）が１９．６ｃＳｔであり、藻類及びミジンコに対する水性毒性が、ＯＥＣＤ２０１およびＯＥＣＤ２０２による測定値で１００ｍｇ／Ｌ超（カテゴリーＤ）であり、ＯＥＣＤ ３０１Ｂに準拠して測定される生分解性が７９％（カテゴリーＡ）であり、さらに、再生利用可能な炭素を、炭素の総量に対して８１質量％含有する］；
・トリメチロールプロパンと飽和脂肪酸とのエステル（基油２）［１００℃での動粘度（ＡＳＴＭ Ｄ４４５規格）が３２．２ｃＳｔであり、４０℃での動粘度（ＡＳＴＭ Ｄ４４５規格）が３１６ｃＳｔであり、藻類及びミジンコに対する水性毒性が、ＯＥＣＤ２０１およびＯＥＣＤ２０２による測定値で１００ｍｇ／Ｌ超（カテゴリーＤ）であり、ＯＥＣＤ ３０１Ｂに準拠して測定される生分解性が６７％（カテゴリーＡ）であり、さらに、再生利用可能な炭素を炭素の総量に対して５５％有する］；
・４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）（酸化防止剤１）；
・オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパノエート（酸化防止剤２）［藻類及びミジンコに対する水性毒性が、ＯＥＣＤ２０１およびＯＥＣＤ２０２による測定値で１００ｍｇ／Ｌ超（カテゴリーＤ）であり、ＯＥＣＤ ３０１Ｂに準拠して測定される生分解性がカテゴリーＢである］；
・酸化炭化水素ワックス（腐食抑制剤１）［藻類及びミジンコに対する水性毒性が、ＯＥＣＤ２０１およびＯＥＣＤ２０２による測定値で１０〜１００ｍｇ／Ｌ（カテゴリーＥ）であり、ＯＥＣＤ ３０１Ｂに準拠して測定される生分解性が５５％（カテゴリーＢ）である］；および
・トリルトリアゾール（腐食抑制剤２）［ＯＥＣＤ ２０１に準拠して測定される藻類に対する水生毒性値およびＯＥＣＤ ２０２に準拠して測定されるミジンコに対する水生毒性値が１〜１０ｍｇ／Ｌ（カテゴリーＦ）であり、ＯＥＣＤ ３０１Ｂに準拠して測定される生分解性が４％（カテゴリーＣ）である］。

対照用のグリースおよび本発明にかかるグリースは、下記の生化学的特性を有する（以下の表２）：

これらのグリースについて、極圧試験および腐食性試験を行った（以下の表３）：

対照用のグリース組成物１は、融着荷重が１６０ｋｇ（ＡＳＴＭ Ｄ２５９６規格）又は１６０ｄａＮ（ＤＩＮ ５１３５０／４規格）と極めて低く、グリース組成物中のＰＴＦＥの存在では、良好な極圧特性を付与するには不十分であることがわかる。

対照用のグリース組成物５は、融着荷重が３１５ｋｇ（ＡＳＴＭ Ｄ２５９６規格）又は３００ｄａＮ（ＤＩＮ ５１３５０／４規格）と低く、硫化脂肪酸エステルが単独でグリース組成物中に存在するだけでは、良好な極圧特性を保証できないことがわかる。

対照用のグリース組成物３の融着荷重は３１５ｋｇ（ＡＳＴＭ Ｄ２５９６規格）又は３００ｄａＮ（ＤＩＮ ５１３５０／４規格）であり、硫化エステル２を２％添加すると、融着荷重が少し改善しているが、１５０℃での活性硫黄量が少なすぎるため、性能は依然不十分である。

本発明にかかるグリース組成物２には、４％の硫化エステル２と、ＰＴＦＥが存在するため、融着荷重は、ＡＳＴＭ Ｄ２５９６規格で４００ｋｇ、ＤＩＮ ５１３５０／４規格で３６０ｋｇとすることができる。

本発明にかかるグリース組成物４には、２％の硫化エステル１と、ＰＴＦＥが存在することにより、融着荷重はＡＳＴＭ Ｄ２５９６規格で４００ｋｇ、ＤＩＮ ５１３５０／４規格で３４０ｄａＮとすることができる。

対照用のグリース６の試験結果は、硫化脂肪酸エステルに由来する活性硫黄量が、ＡＳＴＭ Ｄ１６６２規格に準拠した１５０℃における測定値で、０．１５％未満である場合には、硫化脂肪酸エステルとＰＴＦＥとを組み合わせただけでは、良好な極圧特性を確保するには不十分であることを示している。

本発明にかかるグリース７の試験結果は、グリース組成物中で硫化脂肪酸エステルとＰＴＦＥとを組み合わせ、さらに、その硫化脂肪酸エステルに由来する活性硫黄量がＡＳＴＭ Ｄ１６６２規格に準拠した１５０℃における測定値で、０．１５％以上である場合には、極圧性能を向上し得ることが分かる。

さらに、本発明にかかるグリース組成物は、銅に対する腐食性が極く小さい。

以上の結果は、高い極圧性能の獲得は、１５０℃での活性硫黄量が当該グリース組成物の総質量に対して質量％で、０．１５％以上となる硫化脂極圧特性肪酸エステルと、含フッ素ポリマーとを組み合わせて配合することにより得られたことを示している。このようなグリースは、良好な極圧特性を示すと同時に、腐食性が抑えられており、生分解性を呈し、体内に蓄積せず、無毒であり、さらに、再生利用可能原料に由来するものである。

Claims (17)

1. グリース組成物であって、少なくとも１種のポリオールエステル系基油と、少なくとも１種の脂肪酸金属セッケンと、少なくとも１種の含フッ素ポリマーと、少なくとも１種の硫化脂肪酸エステルと、を含み、
   前記硫化脂肪酸エステルに由来する活性硫黄量が、ＡＳＴＭ Ｄ１６６２規格に準拠した１５０℃における測定値で、当該グリース組成物の総質量に対し、０．１５％以上である、グリース組成物。
2. 請求項１に記載のグリース組成物であって、ポリオールエステルが、ネオペンチルグリコールエステル、トリメチロールエタンエステル、トリメチロールプロパンエステル、ペンタエリスリトールエステルおよびジペンタエリスリトールエステルから選択される少なくとも一種である、グリース組成物。
3. 請求項１または２に記載のグリース組成物であって、ポリオールエステル系基油を、当該グリース組成物の総質量に対し、質量％で、５０〜９５％（好ましくは６０〜９０％、より好ましくは７０〜８０％）含有する、グリース組成物。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のグリース組成物であって、前記含フッ素ポリマーが、ポリテトラフルオロエチレンである、グリース組成物。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のグリース組成物であって、前記含フッ素ポリマーを、当該グリース組成物の総質量に対し、質量％で、１〜１０％（好ましくは２〜８％、より好ましくは３〜５％）含有する、グリース組成物。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載のグリース組成物であって、前記硫化脂肪酸エステルが、脂肪酸トリグリセリド類および脂肪酸メチルエステル類から選択される少なくとも一種である、グリース組成物。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載のグリース組成物であって、前記硫化脂肪酸エステルを、当該グリース組成物の総質量に対し、質量％で、０．５〜５％（好ましくは１〜４％、より好ましくは２〜３％）含有する、グリース組成物。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載のグリース組成物であって、前記肪酸金属セッケンが、単一型の脂肪酸金属セッケン（好ましくは脂肪酸リチウムセッケンまたは脂肪酸カルシウムセッケンである）である、グリース組成物。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載のグリース組成物であって、前記脂肪酸金属セッケンが、リチウム＝１２−ヒドロキシステアレートである、グリース組成物。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載のグリース組成物であって、前記脂肪酸金属セッケンを、当該グリース組成物の総質量に対し、質量％で、１〜２０％（好ましくは２〜１５％、より好ましくは４〜１２％）含有する、グリース組成物。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載のグリース組成物であって、含有されるポリオールエステルまたは複数のポリオールエステルの混合物の、４０℃における動粘度が、ＡＳＴＭ Ｄ４４５規格に準拠した測定値で、３〜２，０００ｃＳｔ（好ましくは１０〜１，５００ｃＳｔ、より好ましくは４０〜５００ｃＳｔ、さらに好ましくは５０〜２００ｃＳｔ）である、グリース組成物。
12. 請求項１から１１のいずれか一項に記載のグリース組成物であって、ＡＳＴＭ Ｄ２１７規格に準拠して測定されるちょう度（１／１０ｍｍ）が、２２０〜４３０（好ましくは２６５〜２９５）である、グリース組成物。
13. 請求項１から１２のいずれか一項に記載のグリース組成物において、硫化脂肪酸エステルに由来する活性硫黄量が、ＡＳＴＭ Ｄ１６６２規格に準拠した１５０℃における測定値で、当該グリース組成物の総質量に対し、質量％で、０．１８％以上（好ましくは０．２０％以上）である、グリース組成物。
14. 請求項１から１３のいずれか一項に記載のグリース組成物であって、ＡＳＴＭ Ｄ２５９６規格に準拠して測定される融着荷重が、３１５ｋｇを超える（好ましくは４００ｋｇ以上である）、グリース組成物。
15. 請求項１から１４のいずれか一項に記載のグリース組成物であって、ＤＩＮ ５１３５０／４規格に準拠して測定される融着荷重が、３００ｄａＮを超える（好ましくは３２０ｄａＮ以上、より好ましくは３４０ｄａＮ以上、さらに好ましくは３６０ｄａＮ以上である）、グリース組成物。
16. 請求項１から１５のいずれか一項に記載のグリース組成物であって、ＡＳＴＭ Ｄ４０４８規格に準拠して測定される銅に対する腐食性の分類が、１または２である、グリース組成物。
17. 少なくとも１種のポリオールエステル系基油および少なくとも１種の脂肪酸金属セッケンを含むグリース組成物のＡＳＴＭ Ｄ２５９６規格および／またはＤＩＮ ５１３５０／４規格に準拠して測定される極圧特性を向上させるための、前記グリース組成物中における、少なくとも１種の含フッ素ポリマーおよび少なくとも１種の硫化脂肪酸エステルの使用であって、前記硫化脂肪酸エステルに由来する活性硫黄量が、ＡＳＴＭ Ｄ１６６２規格に準拠した１５０℃における測定値で、当該グリース組成物の総質量に対し、０．１５％以上となる使用。