JP3923100B2

JP3923100B2 - 建設機械用グリース組成物

Info

Publication number: JP3923100B2
Application number: JP19934995A
Authority: JP
Inventors: 聰大川; 晶美木村; 浩木村
Original assignee: Kyodo Yushi Co Ltd; Komatsu Ltd
Current assignee: Kyodo Yushi Co Ltd; Komatsu Ltd
Priority date: 1995-08-04
Filing date: 1995-08-04
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2015-08-04
Also published as: US5576272A; JPH0948986A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設機械用グリース組成物に関する。
【従来の技術およびその問題点】
従来、建設機械の潤滑部位には、その潤滑性能が優れていることから、二硫化モリブデンやグラファイト等の黒色固体潤滑剤を添加したグリースが使用されてきている。しかしこのようなグリースは、その外観が黒いため、近年の美しく多色塗装化された建設機械の潤滑グリースとして使用した場合、著しくその外観を損ない、さらに、作業従事者の被服、身体を汚してしまうという欠点があった。このような問題点を解決するために、有機モリブデンやポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、メラミンとシアヌル酸の付加物（ＭＣＡ）や、その他、非黒色の極圧剤等を使用した多くの試みがなされた。しかし、このような非黒色の潤滑剤を使用することによって、建設機械の外観や作業環境の汚染という問題は改善されるものの、二硫化モリブデン入りグリースと同等の潤滑性能を有するグリース組成物を得ることは出来なかった。また特開平７−８２５８３号公報には、合成雲母を潤滑性向上剤として使用したグリース組成物が開示されているが、潤滑性能が低く、建設機械用グリース組成物として十分な性能を備えているとはいえない。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、このような問題のない建設機械用グリース組成物、特に、作業環境の向上のために二硫化モリブデンやグラファイト等の黒色固体潤滑剤を使用せず、なおかつ、これらと同等の潤滑性能を示し、油圧パワーショベルやホイールローダー等の建設機械のピン−ブッシュ部位の鳴き、焼付き等の発生を軽減ないし防止することのできる建設機械用グリース組成物を提供することである。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、潤滑グリース組成物中に、ａ）リン酸塩ガラスを１〜５重量％、及びｂ）硫黄−燐系極圧剤を１〜５重量％含有することを特徴とする建設機械用グリース組成物である。
本発明の好ましい実施態様では、本発明のグリース組成物は、ａ）成分及びｂ）成分に加えてさらに、ｃ）芳香族スルホン酸塩を0.５〜３重量％含有している。
本発明のさらに他の好ましい実施態様では、本発明のグリース組成物は、ａ）成分及びｂ）成分に加えてさらに、ｄ）トリアゾール化合物を0.１〜３重量％含有している。
本発明のさらに他の好ましい実施態様では、本発明のグリース組成物は、ａ）成分、ｂ）成分及びｃ）成分に加えてさらに、ｄ）トリアゾール化合物を0.１〜３重量％含有している。
【０００４】
特開平７−４１７８１号公報には、リン酸塩ガラスを含有する潤滑剤組成物が開示されている。この潤滑剤組成物は従来のものと比較して耐荷重性能が優れているが、本発明者はさらに、極めて高い耐荷重性能が要求される建設機械用の潤滑剤組成物の開発を目的として、リン酸塩ガラスと各種添加剤との組み合わせについて鋭意検討の結果、硫黄−燐系の極圧添加剤等を併用することによって、建設機械において特に優れた潤滑性能を発揮する建設機械用グリース組成物が得られることを見出し本発明を完成するに至ったものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明のグリース組成物に使用される基油は、特に限定されず、例えば、動物油、植物油、鉱物油、合成潤滑油などが挙げられる。
本発明のグリース組成物に使用される増ちょう剤は、特に制限は無く、通常のグリース組成物に使用されているものを使用できる。例えば、金属石けん、ウレア、有機化ベントナイト、シリカ等が挙げられる。金属石けんとしては、１２−ヒドロキシステアリン酸リチウム、ヒドロキシステアリン酸カルシウム、リチウムコンプレックス、ウレアとしては、脂肪族ジウレア、脂環式ジウレア、芳香族ジウレア、有機化ベントナイトとしては第４級アンモニウム塩で処理したモンモリロナイト、シリカとしては、気相反応にて製造された超微粒子のシリカ粉末またはそれらの表面をメタノールのような低級アルコールで処理したものが挙げられる。
【０００６】
本発明に使用される成分ａ）のリン酸塩ガラスの組成は、Ｐ₂Ｏ₅４５〜７５モル％、Ｍ₂Ｏ（Ｍはアルカリ金属を示す）１０〜３５モル％及びＢ₂Ｏ₃０〜４５モル％を含むものが適当であり、さらに Al₂O₃、Ti₂O₂、MgO 、SiO₂などを含んでいてもよい。このようなリン酸塩ガラスは、市場で入手でき、例えば商品名でＭ─１、Ｌ−５、ＳＭ−５、Ｍ−３、Ｍ−１０として販売されていて、これらはいずれも太平化学産業（株）の製品である。具体的には、Ｍ−１の組成はＰ₂Ｏ₅が６３モル％、Ｎａ₂Ｏが１６モル％、Ｋ₂Ｏが１９モル％、Ｂ₂Ｏ₃が２モル％であり、Ｌ−５の組成はＰ₂Ｏ₅が４８モル％、Ｎａ₂Ｏが１０モル％、Ｋ₂Ｏが１５モル％、Ｔｉ₂Ｏ₂ が７モル％であり、Ｍ−３の組成はＰ₂Ｏ₅が６０モル％、Ｎａ₂Ｏが１９モル％、Ｋ₂Ｏが２１モル％であり、Ｍ−１０の組成はＰ₂Ｏ₅が５７モル％、Ｎａ₂Ｏが１４モル％、Ｋ₂Ｏが１７モル％、Ｂ₂Ｏ₃が２モル％である。また、ＳＭ−５は、Ｐ、Ａｌ、Ｎａ、Ｆ等を主成分とするものである。
【０００７】
本発明で使用するリン酸塩ガラスはまた、当該分野で慣用の製造方法に従って製造することができる。例えば、（イ）リン酸及びその塩から選ばれた少なくとも一つの化合物、（ロ）アルカリ金属の炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩及び水酸化物から選ばれた少なくとも一つの化合物、及び（ハ）ホウ酸及びその塩から選ばれた少なくとも一つの化合物を、上記（イ）〜（ハ）の化合物の混合物が酸化物換算でＰ₂Ｏ₅が４５〜７５モル％、Ｍ₂Ｏ（Ｍはアルカリ金属を表す) が１０〜３５モル％及びＢ₂Ｏ₃が０〜４５モル％となるように混合し、該混合物を溶融し、その後、冷却することによって得ることができる。
【０００８】
このようなリン酸塩ガラスの原料としては、当該分野で通常使用されるものを使用することができる。
上記（イ）の化合物としては、例えばリン酸、第一リン酸ナトリウム、第一リン酸カリウム、メタリン酸ナトリウム、第二リン酸ナトリウム、第二リン酸カリウム、縮合リン酸ナトリウム及び縮合リン酸カリウムなどのリン酸塩が挙げられる。
上記（ロ）の化合物としては、例えば炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙げられる。
上記（ハ）の化合物としては、例えばホウ酸、ホウ酸ナトリウム及びホウ酸カリウムなどのホウ酸塩が挙げられる。
これらの各化合物は、粉末状であってもよいし、水に溶解したり、懸濁した状態でも用いることができる。
成分ａ）の使用量は１〜５重量％である。５重量％を越えても、添加による効果の更なる向上がほとんどなく経済性に劣り、１重量％未満では潤滑性能が十分に向上しない。
【０００９】
本発明に使用される成分ｂ）の硫黄−燐系極圧剤は、その分子中に硫黄と燐を含む化合物であり、例えば、市販品日本ルーブリゾール社製 Lubrizol ８１０が挙げられる。
成分ｂ）の使用量は１〜５重量％であり、５重量％を越えても、添加による効果の更なる向上がほとんどなく経済性に劣り、１重量％未満では極圧性付与が十分でない。
【００１０】
本発明に使用される成分ｃ）の芳香族スルホン酸塩としては、ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸等の金属塩、例えば、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、例えば、ジノニルナフタレンスルホン酸リチウム塩が挙げられる。これらの化合物は、防錆剤であり、例えば、市販品として、ＫＩＮＧＩＮＤＵＳＴＲＹ社製ＮＡ−ＳＵＬ７０７、同ＮＡ−ＳＵＬＣＡ５０等が挙げられる。
成分ｃ）の使用量は０．５〜３重量％が適当であり、３重量％を越えても、添加による効果の更なる向上がほとんどなく経済性に劣り、０．５重量％未満では防錆効果が十分でない。
本発明に使用される成分ｄ）のトリアゾール化合物としては、例えば、ベンゾトリアゾールが挙げられる。この化合物は、銅腐食防止剤であり、市販品としては、城北化学工業（株）製ＢＴ−１２０、川口化学工業（株）製ＢＴ、ＣＩＢＡ−ＧＥＩＧＹ社製Ｒｅｏｍｅｔ３９等が挙げられる。
成分ｄ）の使用量は０．１〜３重量％が適当であり、３重量％を越えても、添加による効果の更なる向上がほとんどなく経済性に劣り、０．１重量％未満では腐食防止効果が十分でない。
【００１１】
本発明のグリース組成物は、上記成分の他に、一般的に配合されるような各種の添加剤を含有してもよい。例えば、成分ｂ）以外の極圧添加剤、酸化防止剤、油性剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、付着性向上剤などが挙げられる。これらの添加剤の配合量は通常使用される量でよい。
成分ｂ）以外の極圧添加剤としては、ジンクジチオホスフェートやジンクジアルキルジチオカーバメート等、酸化防止剤としては、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ジオクチルジフェニルアミン等、油性剤としては、ヒマシ油等、粘度指数向上剤としては、ポリイソブチレンやエチレン−α−オレフィン共重合体（ＯＣＰ）等、流動点降下剤および付着性向上剤としては、ポリメタクリレート等が挙げられる。
【発明の効果】
本発明のグリース組成物は耐荷重性能に優れている。
【００１２】
【実施例】
以下実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
実施例１：リチウムコンプレックスグリース
１２−ヒドロキシステアリン酸リチウム塩を主成分とするリチウム石けんと、アゼライン酸リチウム塩から成るリチウムコンプレックス石けんを増ちょう剤とし、パラフィン系鉱物油（基油動粘度４０℃／１００℃：１６０／１6.８mm²/ｓ）を基油としたグリースに、表１に示す各種の添加剤を添加してグリース組成物を調製した。
実施例２および比較例１〜６：リチウム石けんグリース
１２−ヒドロキシステアリン酸リチウム塩を主成分とするリチウム石けんを増ちょう剤とし、パラフィン系鉱物油（基油動粘度４０℃／１００℃：１６０／１6.８mm²/ｓ）を基油としたグリースに、表１に示す各種の添加剤を添加してグリース組成物を調製した。
【００１３】
固体潤滑剤として、実施例１及び２はリン酸塩ガラス（太平化学産業（株）製Ｍ−１）を使用し、比較例１は二硫化モリブデン、比較例２はグラファイト、比較例３は、固体潤滑剤を未使用、比較例４は、有機モリブデンをそれぞれ使用した。比較例５は、実施例２の添加剤処方のうち固体潤滑剤のリン酸塩ガラスの使用量を0.５重量％に減量、比較例６は、実施例２の添加剤処方のうち硫黄−燐系の極圧剤の使用量を0.５重量％に減量した。また比較例７は、実施例１の添加剤処方のうち、防錆剤を使用せず、比較例８は、実施例１の添加剤処方のうち、腐食防止剤を使用していない。なお防錆剤としてはジノニルナフタレンスルホン酸リチウム塩を、腐食防止剤としてはベンゾトリアゾールを使用した。得られたグリース組成物について、外観を調べると共に、３種の極圧性試験を行った。結果を表１に合わせて示す。
【００１４】
【表１】

【００１５】
【表２】

【００１６】
試験結果について
外観：目視にて評価。
実施例１、２、比較例３〜８は非黒色、比較例１及び２は黒色を呈する。
極圧性試験：建設機械の潤滑部位（油圧パワーショベルのバケット取り付け部のピン−ブッシュ部や、他のピン−ブッシュ部、ホイールローダーのピン−ブッシュ部）での焼付き、摩耗、鳴きの防止効果を評価する。
ｉ）高速４球試験（ＡＳＴＭＤ２５９６）での評価：荷重摩耗指数で比較。
・実施例１、２比較例６〜８は荷重摩耗指数が大きく、極圧性が高い。
・比較例１〜５は、荷重摩耗指数が小さく、極圧性が低い。
ii) ダスト混入グリースの高速４球試験での評価：バケット取り付け部のピンの土砂摩耗の評価について、荷重摩耗指数で比較。
関東ローム土（JIS ８種）１％を混ぜたグリースでｉ）の試験を行う。
・実施例１、２、比較例７、８は荷重摩耗指数の低下が少ない。
・比較例１〜６は荷重摩耗指数の低下が大きい。
【００１７】
iii) 実車試験での評価：実際の油圧パワーショベルを用いて、ブームシリンダーフートのピン−ブッシュ部の耐久性を評価した。
ブームシリンダー下部のピン−ブッシュ部に各供試グリースを塗布し、ブームアームシリンダーを一杯に延ばした（真っ直ぐにした）状態で、作業機を一定速度、一定間隔で上下動させ、ブームシリンダー下部のピン−ブッシュ部に鳴き（キーキー音）が発生するまでの上下動回数を測定する。
尚、試験部位であるブームシリンダー下部のピン−ブッシュ部以外の潤滑部には適宜、給脂を行う。
・実施例１、２は鳴きまでの回数が多く、耐久性に優れている。
【００１８】
防錆性試験：グリース類軸受防錆性能試験方法（ＡＳＴＭＤ１７４３−７３）での評価。
♯１：発錆無し
♯２：発錆１点以上〜３点以内
♯３：発錆４点以上
・実施例１、２、比較例１〜６、８は防錆性に優れる。比較例７は防錆性に劣る。
銅板腐食試験：ＪＩＳＫ２２２０５．５Ｂでの評価。１００℃、２４時間後の、黒色および緑色変化の有無を観察した。
・実施例１、２、比較例１〜７は変色が認められないが、比較例８は黒色への変色が見られる。

Claims

潤滑グリース組成物中に、ａ）リン酸塩ガラスを１〜５重量％、及びｂ）硫黄−燐系極圧剤を１〜５重量％含有することを特徴とする建設機械用グリース組成物。
さらに、ｃ）芳香族スルホン酸塩を0.５〜３重量％含有することを特徴とする請求項１記載の建設機械用グリース組成物。
さらに、ｄ）トリアゾール化合物を0.１〜３重量％含有することを特徴とする請求項１または２記載の建設機械用グリース組成物。