JP2774282B2 - 潤滑性に優れるシリコーングリース組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 近年の機械技術の進歩は著しく、機械部品の小型化、
軽量化および高効率化による軸受の高速化が進み、潤滑
箇所が高温となる傾向がある。

また、機械そのものの使用が、世界的規模におよぶた
め、寒冷地に対しての対策も必要である。さらに、最近
は、メンテナンスフリー化や省資源といった考え方が浸
透し、軸受の密封化が進んでいる。この密封軸受は、初
めに充填したグリースで、途中補給することなく、機械
寿命まで使用に耐えることを必要とする。このため、潤
滑剤であるグリースに対してもこれらの要求、すなわ
ち、低温から高温まで広温度範囲で使用でき、かつ長寿
命を有する事を満足する必要に迫られている。本発明
は、このような要求に応える潤滑性に優れるシリコーン
グリース組成物に関するものである。

（従来の技術） グリースの耐熱性で、その物理的変化に対するもの
は、増ちょう剤の種類、組成にも依存するが、その他の
耐熱性の項目、即ち、蒸発、酸化安定性や、低温性は、
グリースの使用している基油に依存するところが大き
い。現在、市場にある多くのグリースは、鉱油を基油と
している。鉱油は、一般に高温にある程度耐え得るもの
は、流動点が高い等、低温性に劣り、低温性に優れるも
のは、蒸発が大きく酸化安定性に劣る等、高温での使用
に耐え得ない。この為、このような広範囲の温度で使用
可能なグリースの基油には、合成油を使用する事が通常
である。グリースの基油として使用される代表的な合成
油としては、ジエステル、テトラエステルに代表される
エステル系合成油、ポリアルファーオレフィン油、シリ
コーン油、フッ素化油等が掲げられる。これは、いずれ
も流動点が低く、良好な低温性を示すが、エステル系合
成油、ポリαオレフィン油は、シリコーン油やフッ素化
油に比べ、耐熱性で劣る。またフッ素化油は、シリコー
ン油に比べ、現状で、かなり割高になる事より、広温度
範囲で使用するグリースの基油としては、シリコーン油
が最適と言う事ができる。

（発明が解決しようとする課題） しかし、シリコーングリースなど、シリコーン油を潤
滑目的で使用する場合に、最大の欠点は、鋼−鋼間のす
べりに対する潤滑性能に劣る事である。シリコーングリ
ースが、広い温度範囲で使用が可能であるのに、さして
一般的でないのは、偏に、この潤滑性に劣るという欠点
を有する為と述べても過言ではなく、鉱油程度の潤滑性
能を有するのであれば、汎用のグリースとなり得る。

従って本発明は、シリコーングリースの特徴である、
良好な低温性、耐熱性を損うことなく、鋼−鋼間のすべ
りに対する潤滑性能を鉱油系グリース程度まで向上さ
せ、広温度範囲で使用でき、長寿命という要求に対し応
える潤滑特性に優れるシリコーングリースを提供するこ
とを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を満足する本発明の潤滑性に優れるシリコー
ングリース組成物は、シリコーン油を有効成分とした基
油100重量部に対して、増ちょう剤としての固体潤滑剤
を25〜150重量部含有せしめてなり、該固体潤滑油が、
メラミン（イソ）シアヌル酸付加物とポリテトラフルオ
ロエチレンを必須成分とし、各々の重量比が95:5ないし
10:90であることを特徴とする。

本発明におけるシリコーン油とは、ジメチルシリコー
ン油、メチルフェニルシリコーン油等のストレートシリ
コーン油およびアルキル基、アミノプロピル基、ポリエ
ーテル基およびフッ素等を含有した変性シリコーン油で
ある。また、メラミン（イソ）シアヌル酸付加物とはメ
ラミンとシアヌル酸の付加物およびメラミンとイソシア
ヌル酸の付加物の総称である。メラミン（イソ）シアヌ
ル酸付加物は、固体潤滑剤として公知の物質であり昇華
温度は約440℃で熱的、化学的に安定な化合物であり、
詳細は特開昭54−141792号公報に記載されている。ここ
で、シアヌル酸とイソシアヌル酸は、互いに異性体の関
係にあり、通常市販されているものは、ケト型のイソシ
アヌル酸である。したがって、メラミンシアヌル酸付加
物は、イソシアヌル酸を使用したメラミンイソシアヌル
酸付加物が、一般に市販されている。

また、ポリテトラフルオロエチレンとは、成形用とし
てのモールディングパウダー、乳化重合・懸濁重合によ
って得られたファインパウダー等であり、主に白色の粉
体である。これらは、融点が、約320℃で熱的・化学的
に安定な化合物である。

所で前記シリコーン油に前記ポリテトラフルオロエチ
レンを単独に加えてもグリースになるが、前記メラミン
（イソ）シアヌル酸付加物は単独では増ちょう効果がな
く均一なグリースにはならない。

然るにこの両固体潤滑剤を特定の比率で併用すると優
れた増ちょう効果を示して、均一で安定なグリースにな
る。一方、共に耐熱性の優れた両固体潤滑剤を特定の比
率に併用する事によって、特に耐熱性の優れたメラミン
（イソ）シアヌル酸付加物の作用によって、優れた高温
潤滑性を発揮するのである。これらの事は本発明者が研
究の結果見出したものである。

さらに、本発明におけるシリコーングリース組成物に
は、酸化防止剤、防錆剤および、グラファイトに代表さ
れる潤滑性をさらに向上させる為の固体潤滑剤を使用す
る事ができる。

（作 用） 本発明によるシリコーングリース組成物は、増ちょう
剤として、熱的・化学的に安定な固体潤滑剤であるメラ
ミン（イソ）シアヌル酸付加物と、ポリテトラフルオロ
エチレンを併用する事で、シリコーン油本来の低温性お
よび耐熱性を損ねることなしに、鋼−鋼間のすべりに対
する潤滑性能を鉱油系グリースと同等以上に向上し得
た。又それらの混合比は、メラミン（イソ）シアヌル酸
付加物と、ポリテトラフルオロエチレンが重量比で95:5
ないし10:90であることが条件である。ここで、増ちょ
う剤としての固体潤滑剤が、メラミン（イソ）シアヌル
酸付加物のみ、又はポリテトラフルオロエチレンが重量
比で５重量％未満であると、グリースとしての均質性が
得られないため、増ちょう剤として適さない。また、ポ
リテトラフルオロエチレンのみ、又はメラミン（イソ）
シアヌル酸付加物が重量比で10重量％未満であると、鋼
−鋼間のすべり潤滑性能を鉱油系グリースと同等に向上
し得ず、目的を達し得ないため、両者を併用すること
で、解決に至った。

シリコーングリースの潤滑性能を向上させるために
は、極圧添加剤や耐摩耗剤の添加も考えられるが、通常
の鉱油系グリースには効果が認められるこれらの添加剤
も、シリコーングリースには効果が認められない場合が
多い。さらに、効果の認められる場合でも、これらの添
加剤は、熱による分解生成物が、金属表面に作用し、潤
滑性能を向上させる為、その分解生成物が、グリースの
劣化を促進する事になる。即ち、極圧添加剤や耐摩耗剤
の分解温度が、そのままグリースの耐熱温度になってし
まう為、高温での使用を考えたシリコーングリースに適
用する事はできない。また、ポリテトラフルオロエチレ
ン、メラミン（イソ）シアヌル酸以外の固体潤滑剤の使
用も例外ではなく、例えば、モリブデンジチオカーバメ
イトは、粉体ではあるが、作用機構は、耐摩耗剤のもの
であるし、二硫化モリブデンは、それ自体400℃まで酸
化に対し安定と言われているが、本発明者等の検討で
は、二硫化モリブデンを添加したシリコーングリース
は、200℃での使用ができないとの結果を得ている。こ
れは、200℃の温度下で、僅かながら生成した、硫黄を
含む二硫化モリブデンの酸化、分解生成物が、シリコー
ングリースを劣化させたと推察できる。本発明において
使用するポリテトラフルオロエチレンとメラミン（イ
ソ）シアヌル酸付加物は、耐熱性にも優れており、少な
くとも200℃までは、シリコーングリースを劣化させる
ことはない。

（実施例） 以下に、本発明を実施例に基付き、具体的に説明す
る。尚、例中の「部」は特記しない限り重量部を表わ
す。

表１に実施例及び比較例の配合を示す。表１のグリー
スは以下の方法でNLGIグレードNo.2に調整した。

実施例1,2および比較例３〜７ 表１に示したシリコーン油全量に、増ちょう剤となる
固体潤滑剤を全量加え、均一に攪拌した。これを３段ロ
ールミルにて混練し、目的のグリースとした。

比較例１ 鉱油300部にリチウムステアレート全量を加え、攪拌
しながら昇温した。200〜220℃でリチウムステアレート
は鉱油に完全溶解するので加熱を止め、鉱油110部を加
えた。冷却後、３段ロールミルにて混練し、目的のグリ
ースとした。

比較例２ メチルフェニルシリコーン油250部にリチウム（12−
ハイドロキシ）ステアレート全量を加え、攪拌しながら
昇温した。200℃で加熱を止め、メチルフェニルシリコ
ーン油190部を加えた。冷却後、３段ロールミルにて混
練し、目的のグリースとした。

表１に示す基油の動粘度と、温度粘度係数又は粘度指
数は、次のものを使用した。

メチルフェニルシリコーン油………25℃の動粘度450cS
t,温度粘度係数0.82 ジメチルシリコーン油………25℃の動粘度500cSt,温度
粘度係数0.60 鉱油………40℃の動粘度101.0cSt、粘度指数98 また、表１にて使用した固体潤滑剤は、表２の通りで
ある。

さらに、上記実施例1,2および比較例１〜７のグリー
スにつき以下に示す測定方法により性状を評価し得た結
果を表１に併記する。

ちょう度………JIS K 2220による。

チムケンOK値（塗布法）………JIS K 2220に準拠する。
但し、グリースはカッブ及びブロックに約1gを塗布し、
途中での給脂は行なわない。

低温トルク………JIS K 2220による。

高温薄膜試験………60×80×1mmのSPCC鋼板にグリース
を約2mmの厚さで均一に塗布し、200℃の恒温槽に静置
し、500hr後の外観、ちょう度、蒸発減量を測定する。

軸受潤滑寿命………ASTM D 1741に準拠、試験温度を210
℃として試験する。

表１に示す結果の通り、本発明による実施例1,2は、
チムケン試験で比較例１に示す鉱油系グリースと同様の
潤滑性能を示した。さらに低温トルク、高温薄膜試験に
おいても良好な値を示し、軸受潤滑寿命試験でも長寿命
を示すことが確認された。

これに対し、比較例１の鉱油系グリースは低温性・耐
熱性共に劣り、高温下での潤滑寿命も極端に短かい。比
較例２は、リチウム石けんを増ちょう剤としたシリコー
ングリースであるが、耐熱性に劣るため、潤滑寿命が短
かい。これは、増ちょう剤であるリチウム石けんが耐熱
性に劣る為と言える。この増ちょう剤をポリテトラフル
オロエチレンに変えた比較例3,4では、低温性・耐熱性
は良好であるが、鋼−鋼間のすべりに対する潤滑性に劣
る。高温下での潤滑寿命が、実施例1,2に比較し、若干
短いのは、この潤滑性に起因する事も考えられる。ま
た、この潤滑性を向上させる為にメラミン（イソ）シア
ヌル酸付加物のみで、シリコーン油を増ちょうした比較
例５は、硬さをNLGIグレードNo.2に仕上げる為に、メラ
ミン（イソ）シアヌル酸付加物を多量に要するだげでな
く、外観は不均一であり、グリースとして成り得なかっ
た。これはメラミン（イソ）シアヌル酸付加物のみを増
ちょう剤として使用することが適当でないと結論づけら
れる。さらに、固体潤滑剤として、その効果が公知であ
る二硫化モリブデン、モリブデンジチオカーバイメイト
とポリテトラフルオロエチレンを併用した比較例6,7
は、潤滑性には優れるが、耐熱性が劣る。これは、これ
らの固体潤滑剤の耐熱性が、メラミン（イソ）シアヌル
酸付加物より劣ること、これら及びこれらの熱による分
解生成物が、基油に対しての酸化触媒として働くこと等
が原因として考えられる。したがって、比較例6,7は、
実施例1,2と比較して、非常に短い潤滑寿命時間となっ
ている。

（発明の効果） 本発明の効果を示すと次の通りである。本発明のシリ
コーングリース組成物は、シリコーングリースの特徴で
ある良好な低温性、耐熱性を損なうことなしに、鋼−鋼
間のすべりに対する潤滑性能を鉱油系グリースと同等程
度まで向上させた。これによって、広温度範囲で使用で
き、長寿命であるという要求に応えた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ１０Ｎ 30:08 40:02 50:10 (56)参考文献 特開 昭55−110194（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−43171（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−141792（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−12791（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C10M 169/02 C10M 107/50 C10M 119/22 C10M 115/08 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリコーン油を有効成分とした基油100重
   量部に対して、増ちょう剤としての固体潤滑剤を25〜15
   0重量部含有せしめてなり、該固体潤滑剤が、メラミン
   （イソ）シアヌル酸付加物とポリテトラフルオロエチレ
   ンを必須成分とし、各々の重量比が95:5ないし10:90で
   あることを特徴とする潤滑性に優れるシリコーングリー
   ス組成物。