JP2017197624A - Flame-retardant semi-solid lubricant composition, and bearing and gear filled with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水、界面活性剤、および潤滑油を含む難燃性に優れた半固体状潤滑剤組成物に関する。また、本発明は、前記難燃性半固体状潤滑剤組成物を封入してなる軸受又は歯車に関する。製鉄設備や鍛造設備等にその軸受や歯車を使用することにより、高温のスケールの飛散等により、潤滑剤に着火し、火災が懸念される場合においても、難燃性であるため使用することが可能である。 The present invention relates to a semi-solid lubricant composition having excellent flame retardancy, including water, a surfactant, and a lubricating oil. Moreover, this invention relates to the bearing or gearwheel which encloses the said flame-retardant semi-solid lubricant composition. The use of bearings and gears in steelmaking equipment and forging equipment, etc. ignites the lubricant due to high-temperature scale scattering, etc. Is possible.
製鉄設備、鍛造設備などの塑性加工設備の軸受や歯車の潤滑にはグリースが多用されている。しかしながら、これらの設備は高温に曝されるため、使用済みのグリースが設備の下に垂れ落ちて堆積し、堆積したグリースが高温に曝されたり、スケールが飛散した場合にグリースに着火し、それに起因する火災が問題視されている。
特開2004−67843号公報には、自己消火性グリース組成物として、グリース組成物の液体成分の引火点が270 ℃以上であるグリース組成物が開示されている。特開2004−67843号公報に記載の自己消火性グリース組成物は、着火した後燃焼が止まる時間までの時間が5分以下であるが、着火自体を防ぐことは出来ない。
特開2010−18648号公報には、基油と増ちょう剤からなるグリースに水を配合することにより、難燃性グリース組成物が開示されている。しかしながら、基油及び増ちょう剤と水との馴染みがわるいために、製造時の作業性が悪く、水が分離するという問題がある。
特開平5−132690号公報には、水とアルキレングリコールと二酸化珪素からなる潤滑剤が開示されている。しかしながら、二酸化珪素は粉体であるため、配管内でプラッギングが発生する恐れがある。
したがって、難燃性に優れた潤滑剤組成物が求められている。
Grease is often used to lubricate bearings and gears in plastic processing equipment such as steelmaking and forging equipment. However, because these facilities are exposed to high temperatures, used grease drips and accumulates under the facilities, and when the accumulated grease is exposed to high temperatures or the scales scatter, the grease ignites, The resulting fire is regarded as a problem.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-67843 discloses a grease composition in which the flash point of the liquid component of the grease composition is 270 ° C. or more as a self-extinguishing grease composition. The self-extinguishing grease composition described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-67843 has a time of 5 minutes or less until ignition stops after ignition, but ignition itself cannot be prevented.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-18648 discloses a flame retardant grease composition by blending water with grease composed of a base oil and a thickener. However, since the familiarity between base oil and thickener and water is poor, there is a problem that workability at the time of production is poor and water is separated.
JP-A-5-132690 discloses a lubricant composed of water, alkylene glycol and silicon dioxide. However, since silicon dioxide is a powder, plugging may occur in the pipe.
Therefore, there is a demand for a lubricant composition having excellent flame retardancy.
本発明の目的は、堆積した潤滑剤組成物に高温のスケールが飛散した場合にも着火しない難燃性に優れた半固体状潤滑剤組成物を提供することである。また、本発明の目的は、製鉄設備や鍛造設備等においては、高温のスケールの飛散などにより、潤滑剤に着火し、火災が懸念されるケースが多々あるが、そのような状況下での使用を可能にする、難燃性半固体状潤滑剤組成物を封入してなる軸受や歯車を提供することである。 An object of the present invention is to provide a semi-solid lubricant composition excellent in flame retardancy that does not ignite even when a high-temperature scale is scattered in the deposited lubricant composition. In addition, the object of the present invention is that there are many cases in which the lubricant is ignited due to high-temperature scale scattering, etc. in steelmaking facilities and forging facilities, etc. It is possible to provide a bearing and a gear formed by encapsulating a flame retardant semi-solid lubricant composition.
本発明は、水、界面活性剤、および潤滑油を含む難燃性半固体状潤滑剤組成物であって、水と界面活性剤の合計含有量が難燃性半固体状潤滑剤組成物の総質量を基準として7〜90質量%であり、界面活性剤と水の質量比が界面活性剤1に対して水1.6〜18倍である、難燃性半固体状潤滑剤組成物を提供する。
また、本発明は、前記難燃性半固体状潤滑剤組成物を封入してなる軸受又は歯車を提供する。
The present invention is a flame retardant semi-solid lubricant composition comprising water, a surfactant, and a lubricating oil, wherein the total content of water and surfactant is a flame retardant semi-solid lubricant composition. A flame retardant semi-solid lubricant composition, which is 7 to 90% by mass based on the total mass, and the mass ratio of the surfactant to water is 1.6 to 18 times that of the surfactant 1. provide.
Moreover, this invention provides the bearing or gearwheel which encloses the said flame-retardant semi-solid lubricant composition.
本発明により、難燃性に優れた半固体状潤滑剤組成物を提供することができる。 According to the present invention, a semi-solid lubricant composition having excellent flame retardancy can be provided.
本発明の半固体状潤滑剤組成物は、水、界面活性剤、および潤滑油を含む。
本発明の難燃性半固体状潤滑剤組成物において、水は、その冷却効果によって、火種及びその周囲の温度を下げて燃焼の継続を断ち切るという効果を有している。このような効果を充分に発揮するには、組成物中に水を含有することが必要である。水の含有量は、好ましくは界面活性剤と水の質量比が界面活性剤1に対して水1.6〜18倍となる量であり、より好ましくは界面活性剤1に対して水1.7〜12倍となる量であり、さらに好ましくは界面活性剤1に対して水1.8〜5倍となる量である。
The semi-solid lubricant composition of the present invention includes water, a surfactant, and a lubricating oil.
In the flame-retardant semi-solid lubricant composition of the present invention, water has the effect of cutting the continuation of combustion by lowering the fire type and its surrounding temperature due to its cooling effect. In order to fully exhibit such an effect, it is necessary to contain water in the composition. The water content is preferably an amount such that the mass ratio of the surfactant to water is 1.6 to 18 times that of the surfactant 1, and more preferably 1. The amount is 7 to 12 times, and more preferably 1.8 to 5 times the amount of water relative to the surfactant 1.
本発明の難燃性半固体状潤滑剤組成物において、潤滑油を水中に分散させ、かつ半固体状に固めるための成分として界面活性剤を使用する。本発明において使用する界面活性剤は、好ましくは水と混合するとゲル化する濃度(質量%)領域を有するものである。また、本発明において使用する界面活性剤のHLBは、好ましくは3〜16である。本発明において使用する界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルなどが挙げられるがこれらに限定されない。ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルの脂肪酸の炭素数は、好ましくは10〜24であり、より好ましくは12〜18である。また、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルのオキシエチレンの付加モル数は、好ましくは4〜100(4〜100EO)であり、より好ましくは6〜60(6〜60EO)であり、特に好ましくは6〜30(6〜30EO)である。
本発明において使用する界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンソルビタントリオレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンジステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリイソステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンジイソステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノイソステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンジラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートなどが挙げられる。界面活性剤は、好ましくはポリオキシエチレンソルビタンモノオレート、ポリオキシエチレンソルビタンジステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリイソステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンジイソステアレートある。また、活性剤は、さらに好ましくはポリオキシエチレンソルビタンモノオレート、ポリオキシエチレンソルビタンジステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレートである。
本発明の難燃性半固体状潤滑剤組成物における水と界面活性剤の合計含有量は、好ましくは7〜90質量%であり、より好ましくは20〜90質量%であり、さらに好ましくは50〜90質量%である。
In the flame-retardant semi-solid lubricant composition of the present invention, a surfactant is used as a component for dispersing the lubricating oil in water and solidifying it into a semi-solid state. The surfactant used in the present invention preferably has a concentration (mass%) region that gels when mixed with water. The HLB of the surfactant used in the present invention is preferably 3-16. Examples of the surfactant used in the present invention include, but are not limited to, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester. The carbon number of the fatty acid of the polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester is preferably 10-24, more preferably 12-18. The number of moles of oxyethylene added to the polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester is preferably 4 to 100 (4 to 100 EO), more preferably 6 to 60 (6 to 60 EO), and particularly preferably 6 to 30. (6-30 EO).
Examples of the surfactant used in the present invention include polyoxyethylene sorbitan trioleate, polyoxyethylene sorbitan monooleate, polyoxyethylene sorbitan tristearate, polyoxyethylene sorbitan distearate, polyoxyethylene sorbitan monostearate. , Polyoxyethylene sorbitan triisostearate, polyoxyethylene sorbitan diisostearate, polyoxyethylene sorbitan monoisostearate, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan dilaurate, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, etc. Is mentioned. The surfactant is preferably polyoxyethylene sorbitan monooleate, polyoxyethylene sorbitan distearate, polyoxyethylene sorbitan tristearate, polyoxyethylene sorbitan triisostearate, polyoxyethylene sorbitan diisostearate. The activator is more preferably polyoxyethylene sorbitan monooleate, polyoxyethylene sorbitan distearate, or polyoxyethylene sorbitan tristearate.
The total content of water and surfactant in the flame retardant semi-solid lubricant composition of the present invention is preferably 7 to 90% by mass, more preferably 20 to 90% by mass, and even more preferably 50. It is -90 mass%.
本発明において使用する潤滑油には、鉱油をはじめとした全ての潤滑油が使用可能である。本発明において使用する合成潤滑油の例としては、ジエステル、ポリオールエステルに代表されるエステル系合成油;ポリαオレフィン、ポリブデンに代表される合成炭化水素油;アルキルジフェニルエーテル、ポリプロピレングリコールに代表されるエーテル系合成油;シリコーン油;フッ素化油などが挙げられる。潤滑油は、好ましくは鉱油、ポリαオレフィン、ポリブデンである。潤滑油は、特に好ましくは鉱油である。本発明において使用する潤滑油の動粘度(40℃)は、好ましくは100〜3000mm2/sであ、より好ましくは300〜1000mm2/sである。
本発明の難燃性半固体状潤滑剤組成物における潤滑油の含有量は、好ましくは20〜45質量%であり、より好ましくは20〜35質量%である。
As the lubricating oil used in the present invention, all lubricating oils including mineral oil can be used. Examples of synthetic lubricating oils used in the present invention include ester-based synthetic oils typified by diesters and polyol esters; synthetic hydrocarbon oils typified by polyalphaolefins and polybutenes; ethers typified by alkyl diphenyl ethers and polypropylene glycols Synthetic oils; silicone oils; fluorinated oils. The lubricating oil is preferably mineral oil, polyalphaolefin, or polybuden. The lubricating oil is particularly preferably a mineral oil. The kinematic viscosity (40 ° C.) of the lubricating oil used in the present invention is preferably 100 to 3000 mm 2 / s, more preferably 300 to 1000 mm 2 / s.
The content of the lubricating oil in the flame retardant semi-solid lubricant composition of the present invention is preferably 20 to 45% by mass, more preferably 20 to 35% by mass.
本発明の難燃性半固体状潤滑剤組成物には、上記成分に加えて、極圧添加剤、酸化防止剤、錆止め剤、摩擦緩和剤、防食剤、固体潤滑剤などの通常グリース組成物に使用される添加剤を含有させることができる。また、一般的にグリースに使用される増ちょう剤も含有させることができるが、本発明の難燃性半固体状潤滑剤組成物におけるそのような増ちょう剤の含有量は、好ましくは10質量%以下であり、より好ましくは5質量%以下であり、さらに好ましくはそのような増ちょう剤を含まない。
本発明の難燃性半固体状潤滑剤組成物の混和ちょう度は、好ましくは220〜430であり、より好ましくは265〜430である。
本発明の難燃性半固体状潤滑剤組成物は、好ましくは軟膏缶燃焼試験において950℃で難燃性である。ここで、「難燃性」とは、着火しない又は着火しても1分以内に消えることを意味する。
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。なお、本発明の範囲は、かかる実施例に限定されないことはいうまでもない。
In addition to the above components, the flame retardant semi-solid lubricant composition of the present invention includes conventional grease compositions such as extreme pressure additives, antioxidants, rust inhibitors, friction modifiers, anticorrosives, and solid lubricants. Additives used in can be included. Further, a thickener generally used in grease can also be contained, but the content of such a thickener in the flame retardant semi-solid lubricant composition of the present invention is preferably 10 mass. % Or less, more preferably 5% by mass or less, and even more preferably no such thickener.
The blending degree of the flame retardant semi-solid lubricant composition of the present invention is preferably 220 to 430, more preferably 265 to 430.
The flame retardant semi-solid lubricant composition of the present invention is preferably flame retardant at 950 ° C. in an ointment can burn test. Here, “flame retardant” means not igniting or disappearing within 1 minute even when ignited.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. Needless to say, the scope of the present invention is not limited to such examples.
(実施例1及び2、並びに比較例1及び2)
水、界面活性剤、及び潤滑油を下記表1に記載した配合量で混合して半固体状潤滑剤組成物を調製した。下記に示す方法により、半固体状潤滑剤組成物の特性を評価した。結果を表1に示す。
(混和ちょう度)
JIS K 2220 7に従って測定した。
(基油の動粘度)
JIS K 2220 23に従って測定した。
(軟膏缶燃焼試験)
実施例及び比較例の半固体状潤滑剤組成物の難燃性はグリース燃焼性試験により評価した。燃焼性は、半固体状潤滑剤組成物20gを内径65mm、深さ13mmの筒型の金属容器(軟膏缶)に入れ、これに950℃に加熱した鋼球(直径19.05mm)を入れ、着火の有無を確認した。
(Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2)
A semi-solid lubricant composition was prepared by mixing water, surfactant, and lubricating oil in the blending amounts shown in Table 1 below. The properties of the semisolid lubricant composition were evaluated by the method described below. The results are shown in Table 1.
(Mixed penetration)
Measured according to JIS K 22207.
(Kinematic viscosity of base oil)
It measured according to JIS K 222023.
(Ointment can combustion test)
The flame retardancy of the semi-solid lubricant compositions of Examples and Comparative Examples was evaluated by a grease flammability test. The combustibility is as follows: 20 g of a semi-solid lubricant composition is placed in a cylindrical metal container (ointment can) having an inner diameter of 65 mm and a depth of 13 mm, and a steel ball (diameter 19.05 mm) heated to 950 ° C. is placed therein. The presence or absence of ignition was confirmed.
表1
界面活性剤:ポリオキシエチレン(20EO)ソルビタントリステアート(花王株式会社製レオドール TW−S320V、HLB=10.5)
市販の自己消火性グリース:協同油脂株式会社製 FRグリースL No.0
Table 1
Surfactant: Polyoxyethylene (20EO) sorbitan tristearate (Reodol TW-S320V, HLB = 10.5 manufactured by Kao Corporation)
Commercially available self-extinguishing grease: FR grease L No. manufactured by Kyodo Yushi Co., Ltd. 0
比較例1の結果から、半固体状潤滑剤組成物を得ることができなかった。比較例2の市販の自己消火性グリースは、着火が認められた。実施例1及び2の結果から、本発明の半固体状潤滑剤組成物は、軟膏缶燃焼試験において未着火であり、難燃性を満足することが出来ることがわかった。 From the result of Comparative Example 1, a semi-solid lubricant composition could not be obtained. The commercially available self-extinguishing grease of Comparative Example 2 was ignited. From the results of Examples 1 and 2, it was found that the semi-solid lubricant composition of the present invention was not ignited in the ointment can combustion test and could satisfy the flame retardancy.
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