JP2020050683A - グリース組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】、例えばギヤ摺動面に塗布して用いられ、その摺動面での摺動時における飛散を有効に抑制することができ、優れた潤滑性を奏するグリースを提供する。【解決手段】本発明に係るグリース組成物は、基油と、増ちょう剤と、増粘剤としての重量平均分子量６０００〜１２０００であるオレフィンコポリマーと、を含有することを特徴とする。オレフィンコポリマーとしては、例えば、エチレンα−オレフィンコポリマーである。また、基油は、４０℃における動粘度が４００ｍｍ２／ｓ以下である。【選択図】なし

Description

本発明は、グリース組成物に関し、より詳しくは、例えばギヤの摺動面等に塗布して用いられ、グリースの飛散を有効に抑制することができるグリース組成物に関する。

近年、軽量化等を目的として、例えば自動車等における種々の金属製部材に代えて、樹脂製部材が使用されている。例えば、自動車の電動パワーステアリング装置の減速機構部には、樹脂製ギヤと、鋼等の金属製とが使用されている。

このような樹脂性ギヤの摺動面には、摺動特性を向上させるためにグリース等の潤滑剤組成物が塗布される。例えば、特許文献１には、樹脂製部材の間や、樹脂製部材と金属製部材との間の潤滑に使用されるグリース組成物が提案されている。

さて、樹脂性ギヤ等の高速に回転する部材に塗布されるグリースにおいては、グリースを塗布した摺動面からその摺動時にグリースが飛び散るという問題がある。摺動に伴ってグリースが飛び散ると、その摺動面におけるグリース塗布量が急速に減少し、摺動特性を保持することができなくなる。

特開平８−２０９１６７号公報

本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、例えばギヤ摺動面に塗布して用いられ、その摺動面での摺動時における飛散を有効に抑制することができ、優れた潤滑性を奏するグリースを提供することを目的とする。

本発明者は、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、特定の分子量のオレフィンコポリマーを増粘剤として含むグリース組成物によれば、飛散が小さく、かつ良好な潤滑性を発揮することを見出し、本発明を完成するに至った。

（１）本発明の第１の発明は、基油と、増ちょう剤と、増粘剤としての重量平均分子量６０００〜１２０００であるオレフィンコポリマーと、を含有する、グリース組成物である。

（２）本発明の第２の発明は、第１の発明において、前記オレフィンコポリマーは、エチレンα−オレフィンコポリマーである、グリース組成物である。

（３）本発明の第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記増粘剤を含む前記基油の動粘度（４０℃における動粘度）が２００ｍｍ^２／ｓ以上４００ｍｍ^２／ｓ以下である、グリース組成物である。

本発明によれば、摺動面での摺動時における飛散を有効に抑制することができ、優れた潤滑性を奏するグリースを提供することができる。

以下、本発明の具体的な実施形態（以下、「本実施の形態」という）について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。

≪１．グリース組成物≫
本実施の形態に係るグリース組成物は、基油と、増ちょう剤と、増粘剤とを含有する。そして、その増粘剤として、重量平均分子量が６０００〜１２０００であるオレフィンコポリマーを含有することを特徴としている。

このグリース組成物は、例えば、２種類のギヤが噛み合う領域等のギヤの摺動面に塗布して用いられる。このグリース組成物によれば、ギヤが摺動する際における飛散や糸引きの発生を有効に抑えることができるとともに、その摺動面に良好な潤滑性を付与することができる。

［基油］
基油（ベースオイル）は、グリースの主成分をなすものであり、後述する増ちょう剤と共にベースグリース（基グリース）を構成する。この基油としては、特に限定されるものではなく、従来から一般的に使用されているものを用いることができる。例えば、鉱物油、エーテル油系合成油、エステル系合成油、及び炭化水素合成油等の潤滑油、又はそれらの合成油が挙げられる。その中でも、ポリα−オレフィン（ＰＡＯ）等の炭化水素合成油を用いることが好ましい。

なお、基油としては、１種類のものを含有させることに限られず、例えば粘度の異なる２種類以上を併用してもよい。

組成物中における基油の含有量としては、特に限定されず、ベースグリースを構成する後述の増ちょう剤や増粘剤との配合割合を考慮して決定することができる。例えば、組成物中に５０質量％以上の割合とすることができる。

［増ちょう剤］
増ちょう剤は、グリースにおいて油を保持するために必要な材料であり、基油と共にベースグリースを構成する。増ちょう剤としては、特に限定されるものではなく従来から一般的に使用されているものを用いることができる。

具体的に、増ちょう剤としては、石鹸系と非石鹸系との大別でき、石鹸系としては、例えばリチウム石鹸、リチウム複合石鹸、カルシウム石鹸、カルシウム複合石鹸、アルミニウム石鹸、アルミニウム複合石鹸が挙げられ、非石鹸系としては、例えばウレア、ナトリウムテレフタラート、フッ素樹脂、有機ベントナイト、シリカゲル等が挙げられる。これらの増ちょう剤は、１種単独で又は２種以上を併せて用いることができる。

組成物中における増ちょう剤の含有量としては、特に限定されず、ベースグリースを構成する上述の増ちょう剤との配合割合を考慮して決定することができる。

［増粘剤］
本実施の形態に係るグリース組成物は、増粘剤として、特定の分子量のオレフィンコポリマーを含有することを特徴とする。具体的には、重量平均分子量が６０００〜１２０００の範囲であるオレフィンコポリマーを含有する。このようなオレフィンコポリマーを含有するグリース組成物によれば、例えばギヤの摺動面に塗布した際に、そのギヤの摺動時にグリースが飛散することや、いわゆる糸引きの発生を防ぐことができる。

オレフィンコポリマーは、例えば、エチレンとα−オレフィンとの共重合体が挙げられ、化学構造が直線性であるものが好ましい。直線性の化学構造を有するオレフィンコポリマーによれば、グリース組成物の潤滑性をより向上させることができる。

エチレン−α−オレフィン共重合体（エチレン−α−オレフィンコポリマー）は、エチレンと、炭素数３以上のα−オレフィンの１種又は２種以上と、を構成モノマーとする共重合体である。エチレン−α−オレフィン共重合体におけるα−オレフィンとしては、特に限定されないが、好ましくは炭素数３〜３０、より好ましくは炭素数４〜２０、さらに好ましくは６〜１６の直鎖状末端オレフィンが挙げられる。例えば、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン等が挙げられる。

より具体的に、本実施の形態に係るグリース組成物において、増粘剤として用いることができるエチレン−α−オレフィン共重合体としては、三井化学製のルーカント（登録商標）ＨＣ−６００等を好適に用いることができる。なお、ルーカントＨＣ−６００は、重量平均分子量が９０００であり、極性基を含有しない共重合体である。

なお、ポリ−α−オレフィンは、１種を単独でもよく、２種以上を併用してもよい。なお、エチレン−α−オレフィン共重合体は、ランダム共重合体、交互共重合体、周期的共重合体、ブロック共重合体のいずれの構造を有していてもよい。

オレフィンコポリマーは、上述したように、重量平均分子量が６０００〜１２０００の範囲である。オレフィンコポリマーの重量平均分子量が６０００未満であると、摩擦係数が高くなり良好な潤滑性を保持することができない。一方で、重量平均分子量が１２０００、例えばギヤの摺動面に塗布した際、摺動時の飛散等を有効に抑えることができない。

オレフィンコポリマーの含有量は、グリース組成物全体に対して１０質量％〜４０質量％の範囲であることが好ましく、１５質量％〜３５質量％の範囲であることがより好ましい。オレフィンコポリマーの含有量が１０質量％未満であると、基油を効果的に増粘させることができず、グリースの飛散等を有効に抑制できない可能性がある。一方で、含有量が４０質量％を超えると、粘度が高くなり過ぎ、塗布性を悪化させる可能性がある。

［その他の添加剤］
本実施の形態に係るグリース組成物においては、上述した各成分に加え、さらに、潤滑油やグリースに一般的に用いられている各種添加剤、例えば固体潤滑剤、極圧剤、酸化防止剤、防錆剤、耐摩耗剤、ポリマー添加剤等を必要に応じて添加配合することができる。

例えば、固体潤滑剤としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、グラファイト、二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）、二硫化タングステン（ＷＳ_２）、窒化ホウ素（ＢＮ）、メラミンシアヌレート（ＭＣＡ）等が挙げられる。これらの固体潤滑剤は、１種単独で又は２種以上を併せて用いることができる。

また、極圧剤としては、硫黄−リン系極圧剤等が挙げられる。硫黄−リン系極圧剤は、リン原子及び硫黄原子を有する化合物であり、分子中にリン原子及び硫黄原子の双方を有するチオフォスフェート類、チオフォスファイト類等が挙げられる。これらの酸化防止剤は、１種単独で又は２種以上を併せて用いることができる。

また、酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、チオエーテル系酸化防止剤等が挙げられる。これらの酸化防止剤は、１種単独で又は２種以上を併せて用いることができる。

また、防錆剤としては、例えば、中性金属塩、アミン塩、塩基性金属塩等が挙げられる。具体的には、カルシウムスルホネート、バリウムスルホネート等が挙げられる。これらの防錆剤は、１種単独で又は２種以上を併せて用いることができる。

なお、上述した他の添加剤は、基油と増ちょう剤と共に、ベースグリースを構成する成分として添加してもよいことは言うまでもない。

［基油動粘度について］
本実施の形態に係るグリース組成物において、基油の動粘度（基油動粘度）（４０℃における動粘度）としては、２００ｍｍ^２／ｓ以上４００ｍｍ^２／ｓ以下であることが好ましく、２００ｍｍ^２／ｓ以上３００ｍｍ^２／ｓ以下であることがより好ましい。

ここで、「基油動粘度」とは、上述した増粘剤を含んだ状態の基油の動粘度をいい、グリース組成物中における含有割合で増粘剤を含む基油の動粘度をいう。なお、基油動粘度は、ＪＩＳ Ｋ ２２８３の規定に準拠した方法により測定することができる。

基油動粘度が４００ｍｍ^２／ｓを超えると、グリースの潤滑性が低下することがあり、また例えばギヤが摺動する摺動面への塗布性が低下する。また、基油動粘度が２００ｍｍ^２／ｓ未満であると、グリースの飛散や糸引きの抑制効果が低下する可能性がある。

以上のように、本実施の形態に係るグリース組成物は、ベースグリースに、重量平均分子量が６０００〜１２０００であるオレフィンコポリマーを増粘剤として含有してなる。このようなグリース組成物によれば、例えばギヤの摺動面に塗布した際、そのギヤ摺動時に塗布したグリースが飛散することや、糸引きの発生を有効に抑えることができるとともに、優れた潤滑性を発揮する。したがって、ギヤの摺動面に塗布するギヤ用グリース組成物として、極めて有効に適用できる。

≪２．グリース組成物の製造方法≫
本実施の形態に係るグリース組成物は、上述したように、基油と増ちょう剤とを含むベースグリースに、重量平均分子量が６０００〜１２０００であるオレフィンコポリマーを含有してなる。このグリース組成物は、従来のグリース組成物と同様に、周知の方法により製造することができる。

具体的には、例えば、基油と、金属石鹸等の増ちょう剤とを混練してベースグリースを作製し、このベースグリースに、増粘剤であるオレフィンコポリマーを添加して分散させ、さらに必要に応じて各種の添加剤を加えて混練することにより得ることができる。

混練処理においては、例えば三本ロール、万能撹拌機、ホモジナイザー、コロイドミル等の周知の撹拌・分散処理装置を用いて行うことができる。なお、上述のように各成分を順に添加して混練することに限られず、各成分を同時に添加し混練してもよい。

以下に、本発明の具体的な実施例を示してより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。

≪グリースの作製≫
実施例、比較例において、下記表１に示す配合割合で含有させたグリース組成物を作製した。なお、配合量は「質量％」で表され、組成物を構成する成分材料としてはそれぞれ「基油」、「増ちょう剤」、「粘度指数向上剤」に分類する。

［組成物を構成する成分］
（基油）
合成炭化水素油Ａ：Ｓｐｅｃｔｒａｓｙｎ Ｐｌｕｓ６（エクソンモービル社製）
合成炭化水素油Ｂ：Ｓｐｅｃｔｒａｓｙｎ Ｐｌｕｓ４０（エクソンモービル社製）

（増ちょう剤）
増ちょう剤（リチウム石鹸）：Ｓ−７０００Ｈ（堺化学工業社製）

（増粘剤）
オレフィンコポリマーＡ：ルーカント（登録商標）ＨＣ−６００（三井化学社製）
（重量平均分子量：９０００）
オレフィンコポリマーＢ：ルーカント（登録商標）ＨＣ−２０００（三井化学社製）
（重量平均分子量：１３０００）
オレフィンコポリマーＣ：ＬＺ２０１９（ルーブリゾール社製）
（重量平均分子量：３００００）
ポリイソブチレンＡ ：テトラックス（登録商標）３Ｔ（ＪＸＴＧエネルギー社製）
（重量平均分子量：３００００）
ポリイソブチレンＢ ：テトラックス（登録商標）６Ｔ（ＪＸＴＧエネルギー社製）
（重量平均分子量：６００００）
ポリブテンＡ ：ニッサンポリブテン１０Ｎ（日油社製）
（重量平均分子量：２００００）
ポリブテンＢ ：ニッサンポリブテン３０Ｎ（日油社製）
（重量平均分子量：６００００）

（固体潤滑剤）
ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）
：ＦＬＵＯＮ ＰＴＦＥ Ｌ１７３ＪＥ（旭硝子社製）
ＭＣＡ（メラミンシアヌレート）：ＭＣ−６０００（日産化学社製）

［基グリースの製造］
先ず、以下のようにして基グリース（ベースグリース）を製造した。すなわち、基油及びリチウム石鹸をビーカーに一定量秤量し、リチウム石鹸が溶融するまで撹拌しながら加熱した。リチウム石鹸の溶融後、加熱を止め、撹拌しながら１００℃まで自然冷却した。

［グリース組成物の作製］
次に、作製した基グリースと、基油と、粘度指数向上剤とを秤量し、撹拌処理及び分散処理を施してグリース組成物を製造した。固体状の粘度指数向上剤は、あらかじめ基油に加熱溶解させ、それを基グリースに分散させた。撹拌は、万能撹拌機を用いて行った。また、分散処理は、三本ロールミルを用いて行った。

≪評価≫
作製したグリース組成物について、以下の飛散性試験と潤滑性試験を実施して、飛散性及び潤滑性の評価を行った。

［飛散性試験］
飛散性の評価のため、大小２種類のギヤを噛み合わせてなる飛散性試験機を作製した。下記表１に、ギヤ及び試験条件を示す。

ギヤ１の中心から上下左右の歯面４点及びギヤ２の中心から上下の歯面２点の合計６点に、シリンジを用いグリースを均等に塗布した。塗布量は合計で約１ｇとした。

グリース塗布後のギヤを試験機にセットし、ギヤ１を５０ｒｐｍ×１分で回転させてならし運転を行った。その後、試験条件である１７８．８ｒｐｍ×１分で回転させた。そして、試験前後でのグリース重量を測定し、以下の式に従ってグリース残存率を算出した。
残存率（％）
＝試験後ギヤに残存したグリース重量／試験前グリース塗布重量×１００

［潤滑性試験］
ＳＲＶ試験機を用い、各グリースに対して下記表２に示し試験条件で潤滑性試験を行った。この試験により、３０分間の平均摩擦係数を測定した。

≪結果≫
下記表３に、実施例、比較例のグリースの組成と、そのグリースを用いて行った試験結果を示す。なお、飛散性試験の評価において、残存率が９５質量％以上であったものを『○』として飛散が抑制されていると評価した。

表３の結果に示されるように、増粘剤として分子量９０００のオレフィンコポリマーを含有させた実施例のグリースでは、飛散性試験による残存率が非常に高く、ギヤの摺動によってもその摺動面からの飛散を有効に抑制できることが分かった。これに対して、分子量１３０００以上のオレフィンコポリマーを含有させた比較例のグリースでは、飛散性試験による残存率が９５質量％未満となり、摺動面からグリースが飛散して減少したことが分かる。

Claims (3)

1. 基油と、増ちょう剤と、増粘剤としての重量平均分子量６０００〜１２０００であるオレフィンコポリマーと、を含有する
   グリース組成物。
2. 前記オレフィンコポリマーは、エチレンα−オレフィンコポリマーである
   請求項１に記載のグリース組成物。
3. 前記増粘剤を含む前記基油の動粘度（４０℃における動粘度）が２００ｍｍ^２／ｓ以上４００ｍｍ^２／ｓ以下である
   請求項１又は２に記載のグリース組成物。