JP4510867B2 - グリース組成物及びその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は，グリースに少なくともワックスと水を配合したものであり，特に，対環境対応が必要な要素部品に対する防錆，防泥，耐汚染，潤滑等の機能を持つ生成物として有効であり，特に，防錆能力に優れたグリース組成物及びその製造方法に関する。

従来，グリース組成物については，防錆能力を持たせるには非常に大量のグリースを塗布しなければならず，グリースを塗布する部材への密着力も低いため，回転運動，往復運動等によってグリースが飛散したり，グリースに対する環境への配慮が必要であった。グリースと同等の防錆力を有する材料には，古くから防錆油が使用されているが，防錆油は溶剤希釈型であり，火気による引火の問題，揮発溶剤による環境問題，廃棄方法等のさまざまな問題が発生している。その為，防錆油は，防錆能力に優れているが，その除去が困難になることもしばしば発生し，製品の品質にも悪影響を及ぼしている。その理由は，これらの防錆油の除去が完全に行われないと，除去できなかった防錆油の膜厚分の寸法差が発生し，取付け部材の相手部材への締結に精度上影響を及ぼし，グリースの塗布時に下地処理がまだらになり，グリースの塗布においての品質が低下する等の問題が実際に発生している。また，グリース組成物の防錆能力を高めるためには，乾燥時のグリース皮膜の欠損を防止しなければならず，皮膜の硬さの向上や，ゲル状にする必要がある。

本出願人が開発してグリース組成物として，低温から高温までの広範囲の温度領域で使用でき，防錆性に優れているものが知られている。該グリース組成物は，低温性，防錆性，耐熱性及び耐荷重性に優れた合成又は鉱油の潤滑油基油に，増ちょう剤として低温性に優れたカルシウムスルフォネートコンプレックス化合物を５〜５０ｗｔ％配合し，カルシウムスルフォネートコンプレックス化合物の特性を活かし，低温性を向上させたものである。（例えば，特許文献１参照）。

グリース組成物として，チオ硫酸ソーダを含有し，極圧性を十分に維持しつつ，錆の発生を抑制すると共に耐摩耗性を向上させたものが知られている。該グリース組成物は，チオ硫酸ソーダを０．０５〜３０ｗｔ％含有したグリース組成物において，（Ａ）カルシウムサリシレート，マグネシウムサリシレート，カルシウムフェネート及びカルシウムスルフォネートよりなる群から選ばれた少なくとも１種類の添加剤を全組成物に対し０．１〜５ｗｔ％および必要に応じて（Ｂ）ベンゾトリアゾールを全組成物に対し０．１〜５ｗｔ％配合したものである（例えば，特許文献２参照）。
特開２００２−２６５９６９号公報 特開２００２−５３８８９号公報

従来のグリース組成物として，防錆能力を持たせるのに適正量のグリースを塗布することで達成でき，グリースを塗布した部材への密着力が高く，回転運動，往復運動等によってグリースが飛散することなく，環境にやさしいグリース組成物を提供する必要があった。また，種々の問題が有る防錆油を用いることなく，防錆能力に優れているグリース組成物を提供することが望まれていた。また，塗布されたグリース組成物の乾燥時に，グリース皮膜の欠損を防止するため，グリース皮膜の硬さや密着性を向上させ，グリース組成物の塗布性を向上させるため，エマルジョン状態にし，乾燥後は防錆能力を高めることが望まれていた。

そこで，本発明者は，防錆能力の非常に高いカルシウムスルフォネートコンプレックス系の増ちょう剤をベースとしたグリースに水を高速攪拌させ，エマルジョン状態のグリース組成物を開発し，該グリース組成物は，特に，乾燥後，防錆性に優れた特性を発揮できることを確認した。即ち，このグリース組成物は，塗布した後の乾燥時に，塗布表面にカルシウムスルフォネートコンプレックスの膜が形成され，該膜が高い防錆能力を有することが確認された。このグリース組成物は，硬さについては，これまでの希釈型防錆油とは異なり，やわらかくすることにより，固化する前に除去し易い除去性能を向上させることもできた。

この発明の目的は，上記の課題を解決することであり，基油にカルシウムスルフォネートコンプレックス等の増ちょう剤を配合したグリースに，特に，ワックスを配合し，水をエマルジョン状態で存在させるため界面活性剤を配合すると共に，塗布時における泡の発生を防止するため消泡剤を配合し，それらの混合物をペースト状に生成し，それに３０〜７０ｗｔ％の水を添加しつつ，高速攪拌させることによって良好なエマルジョン状態に生成したものであり，防錆能力に優れ，防泥性，耐汚染性，潤滑機能の性能を発揮でき，環境への影響が懸念されない除去が容易な非溶剤希釈型であって，添加剤として，界面活性剤，消泡剤の他に，極圧剤や油性剤を添加することを可能としたグリース組成物及びその製造方法を提供することである。

この発明は，鉱油系潤滑剤基油，合成系潤滑基油及び生分解系潤滑油基油から選択される少なくとも一種類の基油に増ちょう剤を配合して生成したグリースと，ワックスと，添加剤として少なくともエマルジョン生成機能の界面活性剤と，水とを含有し，組成物の重量を基準として，前記グリースの配合量が１５〜４０ｗｔ％であり，前記ワックスの配合量が１５〜３０ｗｔ％であり，前記界面活性剤が０〜１０ｗｔ％であり，前記水の配合量が３０〜７０ｗｔ％であり，前記組成物がエマルジョンの形態で存在していることを特徴とするグリース組成物に関する。

このグリース組成物において，前記増ちょう剤は，少なくともカルシウムスルフォネートコンプレックスを含む石けん及び／又はウレア系の非石けんである。

このグリース組成物において，前記ワックスとしては，カルナウバワックス及び／又は蝋である。

また，このグリース組成物は，前記添加剤として消泡剤が０〜５ｗｔ％配合されている。更に，このグリース組成物は，前記添加剤として固体潤滑剤，極圧添加剤及び／又は油性剤を配合可能である。

このグリース組成物において，前記エマルジョンは，前記水以外の成分により成る組成物に前記水を混合する際に，ミキサー又はホモジェナイザーを用いて攪拌することによって生成される。

このグリース組成物は，前記ワックスと前記グリースとの配合割合を２：１に調整して，潤滑用グリースに作製されているものである。又は，このグリース組成物は，前記ワックスと前記グリースとの配合割合を１：２に調整して，防泥又は海洋生物付着防止の鋼材表面処理用グリースに作製されているものである。

また，この発明は，基油に増ちょう剤のカルシウムスルフォネートコンプレックスを配合して得たグリースに，徐々に水と界面活性剤とを加えながら攪拌してエマルジョンを生成する第１工程，前記エマルジョンにワックスを攪拌しつつ徐々に加えて全体をペーストに生成する第２工程，前記ペーストに残りの水を加えてエマルジョン状態の水溶液を生成する第３工程から成り，及び前記水溶液を濾過してグリース組成物を作製する第４工程から成り，
組成物の重量を基準として，前記グリースの配合量が１５〜４０ｗｔ％であり，前記ワックスの配合量が１５〜３０ｗｔ％であり，前記界面活性剤が０〜１０ｗｔ％であり，前記水の配合量が３０〜７０ｗｔ％であり，前記組成物が前記エマルジョンの形態で存在していることを特徴とするグリース組成物の製造方法に関する。

また，このグリース組成物の製造方法は，前記第３工程において生成した前記水溶液に消泡剤を加えるものである。

この発明によるグリース組成物及びその製造方法は，上記のように構成したので，優れた防錆能力を有するカルシウムスルフォネートコンプレックスの増ちょう剤を用いているため，その働きにより高い防錆能力を有することができ，ワックスによって鋼材への付着力が強固になり，グリース組成物の飛散を防止でき，ペースト状にするため水をベースとしているので，非溶剤系のグリース組成物となり，引火の恐れはほとんど生じず，取り扱いや鋼材への塗布性が容易であり，更に，グリースとワックスが主成分であるため，塩化メチレン等溶剤による除去が非常に簡便であり，環境にもやさしいグリース組成物を提供でき，また，ベースとなるカルシウムスルフォネートコンプレックスは非常に優れた面圧特性を有しており，グリース組成物を除去せずに歯車やギア等に使用することが可能になる。

以下，この発明によるグリース組成物及びその製造方法について説明する。このグリース組成物は，特に，鉱油系潤滑剤基油，合成系潤滑基油及び生分解系潤滑油基油から選ばれる少なくとも一種類の基油に増ちょう剤を配合して生成したグリースに，ワックス，添加剤，及び水が配合されていることを特徴としている。このグリース組成物におけるグリースとしては，例えば，本出願人に係る特開２００２−２６５９６９号公報に開示されているものを使用することができる。また，ワックスとしては，蝋の中でも，植物由来のカルナウバヤシの木の葉から採取して作製されたカルナウバワックスが最も好ましい。また，ワックスとして，パラフィン系ワックスを用いた場合には，塗布した後に乾燥させるが，乾燥した後でも再乳化し，塗布面の膜を維持できない現象が発生するので，適用箇所を考慮する必要がある。

この発明によるグリース組成物は，最初に，ベースとなるカルシウムスルフォネートを増ちょう剤とするグリースを作製する。このグリースの主な働きは，防錆効果と極圧性である。その後，植物由来の蝋を主成分とするワックス，界面活性剤の１つであるアルキルスルホン酸ナトリウム，消泡剤であるシリコン油を添加してベースとなる潤滑剤を作る。ワックスは乾燥後のべたつきを抑えるために必要である。ワックス無しでは非常にべたつき，ごみの付着を誘発し保護部材の表面を損傷する恐れがあり，消泡剤，界面活性剤が無いと，乾燥時の皮膜の品質が安定せず，防錆性能が落ちることが判明している。

グリースと水とを１：１の割合でホモジェナイザーを用いてエマルジョンにする。この形態では，潤滑剤と水は乳化状態で存在しているため，塗布後乾燥することにより潤滑剤だけが残り，防錆性能を有する皮膜ができる。膜厚のコントロールは，水の割合により行っているので，必要な防錆性能の割合を用途に応じて変えることが可能である。水：潤滑剤の割合が１：１であると防錆油と同じ防錆能力を有することができるが，２：１になると防錆能力が落ちるが塗布の作業性の高いグリース組成物となる。

次に，この発明によるグリース組成物の製造方法について説明する。このグリース組成物の製造方法は，基油に増ちょう剤のカルシウムスルフォネートコンプレックスを配合して得たグリースに，徐々に水と共に界面活性剤を加えてエマルジョンの生成を促進させながら良好なエマルジョンを生成し，次いで，該エマルジョンにワックスを攪拌しつつ徐々に加えて全体がペーストを生成し，更に，前記ペーストに残りの水を加えてエマルジョン状態の水溶液を生成すると共に，前記水溶液に消泡剤を加え，最後に，前記水溶液を，例えば，６０〜１００メッシュのフィルタを用いて濾過してグリース組成物を作製し，容器に移し，容器を密封して製品を完成させた。また，ここで使用したグリースの混和ちょう度は，Ｎｏ．２（２６５〜２９５）である。しかしながら，グリースの使用ちょう度範囲としては，Ｎｏ．０〜Ｎｏ．３（３８５〜２２０）程度のものが使用でき，このちょう度範囲が適正なグリースの硬さの範囲になると思料される。

このグリース組成物の製造方法において，グリースに水を徐々に加える場合には，界面活性剤を加えてエマルジョン状態にすることが好ましい。界面活性剤としては，例えば，アニオン系，ノニオン系，両性イオン系，陽イオン系のうち少なくとも１種を含むものを使用する。界面活性剤は，グリースと水との混合を容易にするため必要であるが，増ちょう剤としてカルシウムスルフォネートコンプレックスグリースで有る場合には，界面活性剤が無くても混合が可能である。また，ワックスは，水とグリースとのエマルジョンに混合させる場合には，加熱等によって溶解させることによって容易に混合させてペーストにすることができる。また，グリースと水及び界面活性剤とを混合するための攪拌は，高速ミキサー又は超音波ミキサーを用いて，最初は５００〜８００ｒｐｍで攪拌し，徐々に回転速度を上げ，最終的には２０００〜３０００ｒｐｍ程度の高速で全体が均一なエマルジョンになるまで攪拌する。或いは，グリースと水及び界面活性剤とをホモジェナイザーを用いて混合し，全体が均一なエマルジョン状態になるようにする。特に，水とグリースとのエマルジョンにワックスを混合してワックスエマルジョンを生成する場合に，初めは低速で攪拌し，徐々に高速に混合することによって，攪拌時にワックスエマルジョンが飛散して攪拌容器へ付着して固化することを避けることができる。このグリース組成物は，固化し易いワックスエマルジョンを，水とグリースとのエマルジョンに良好に混合し，更に水を加えることによって溶剤タイプの製品にし，鋼部材の表面への塗布性を良好にしたものである。

表１及び表２には，基油の増ちょう剤を配合して得たグリースに，各種の添加剤を配合した実施例１〜８，及び比較例１〜４に対して塩水噴霧試験を行った結果が示されている。表１及び表２において，各試料（実施例１〜８，比較例１〜４）のグリース組成物を，鋼板に刷毛塗りした結果について，塗布が非常に容易にできるものを◎，良好なものを○，困難なものを×で表わしている。鋼板に各試料を塗布した後に，該鋼板を塩水噴霧試験槽内にセットし，５％塩水を１〜３ｍｌ／ｈｒの割合で噴霧し続け，７２時間，１４４時間，５００時間経過した後に，鋼板上の発錆度合いを比較した。鋼板上の発錆度合いは，Ａ級は錆無し，Ｂ級からＤ級へと発錆面積が多いことを示している。

表１から分かるように，実施例１は，水の割合が多く，界面活性剤と消泡剤を含んでいないが，塗布性は良好であり，防錆性が若干悪化することが分かる。従って，実施例１のグリース組成物は，使用される対象物によっては防錆性を十分に発揮でき，使用可能であることが分かる。実施例２〜４は，段々に水の割合が少なくなっており，界面活性剤が添加されているが，消泡剤は添加されていない。実施例２〜４のグリース組成物については，塗布性は良好であり，実施例２は水が多いことによって塩水噴霧試験が若干低下するが，実施例３，４は塩水噴霧試験がまずまずであることが分かる。実施例５〜８は，水が５０〜３０ｗｔ％であり，界面活性剤と消泡剤とを添加したものである。実施例５〜８は，塩水噴霧試験は良好であって防錆性に優れていることが分かる。実施例８は，水の割合が少ないため，塗布性に困難さがあったが，十分に実用価値のあることが分かる。

表２から分かるように，比較例１〜４のグリース組成物は，塗布性が困難なものであった。比較例１は，ワックス，界面活性剤，消泡剤が添加されておらず，グリース単独である場合の塗布性と塩水噴霧試験結果を示している。比較例２は，ワックスと界面活性剤とが僅かに添加されているが，ほとんどグリース単独の性状を示した。比較例３は，ワックスの添加割合は３０ｗｔ％であったが，水の割合が２７ｗｔ％と少なく，塗布性が困難であり，塩水噴霧試験も十分ではなかった。また，比較例４は，ワックスの割合が多く，水の割合がワックスの割合に比べて少なく，塗布性と防錆性では良い結果は得られなかった。

上記のことより，このグリース組成物は，水の割合は３０〜７０ｗｔ％であればよく，５０〜４５ｗｔ％前後であることが好ましいことが分かる。また，界面活性剤はエマルジョン状態にするためには添加することが好ましく，消泡剤はグリース組成物の塗布時に泡の発生を抑制し，好ましいことが分かる。この発明によるグリース組成物について，塩水噴霧試験が良好な理由は，消泡剤を混合した点も大きいと考えられる。このことは，これまでの試験結果から，錆の発生パターンが，塗布時に生じる気泡と似ていたことを発見したからである。そこで，油系の潤滑剤ではよく採用されるが，グリース組成物には採用されない消泡剤を混合したところ，塗布時に気泡の発生が皆無になり，均一な膜が得られたため，上記のように，防錆性に非常に良好な結果を得ることができた。

上記の各実施例については，防錆性の特性を持つグリース組成物について述べたが，ワックスとカルシウムスルフォネートコンプレックスグリースの配合割合を変更するだけで，全く違う性能を持つ形態のグリース組成物としての生成物を作製することが可能である。例えば，ワックスとカルシウムスルフォネートコンプレックスグリースとの配合割合を２：１程度に調整すると，べたつきが非常に少ないスラスト軸受用即ち潤滑用のグリース組成物として使用することが可能である。また，ワックスとカルシウムスルフォネートコンプレックスグリースとの配合割合を１：２程度に調整すると，鋼材の表面に油膜ができるため，防泥用グリースの鋼材の表面処理としての生成物に適用することができ，また，海洋生物付着防止用の鋼材の表面処理としての生成物に応用することも可能である。

この発明によるグリース組成物は，例えば，建設機械，土木機械，車両，自動車，船舶等の各種の機械装置における部材間の摺動部，軸受，鋼材表面への塗布，噴霧等によって適用でき，特に，摺動部に用いて好ましいものである。

Claims (10)

1. 鉱油系潤滑剤基油，合成系潤滑基油及び生分解系潤滑油基油から選択される少なくとも一種類の基油に増ちょう剤を配合して生成したグリースと，ワックスと，添加剤として少なくともエマルジョン生成機能の界面活性剤と，水とを含有し，組成物の重量を基準として，前記グリースの配合量が１５〜４０ｗｔ％であり，前記ワックスの配合量が１５〜３０ｗｔ％であり，前記界面活性剤が０〜１０ｗｔ％であり，前記水の配合量が３０〜７０ｗｔ％であり，前記組成物がエマルジョンの形態で存在していることを特徴とするグリース組成物。
2. 前記増ちょう剤は，少なくともカルシウムスルフォネートコンプレックスを含む石けん及び／又はウレア系の非石けんであることを特徴とする請求項１に記載のグリース組成物。
3. 前記ワックスは，カルナウバワックス及び／又は蝋であることを特徴とする請求項１又は２に記載のグリース組成物。
4. 前記添加剤として消泡剤が０〜５ｗｔ％配合されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のグリース組成物。
5. 前記添加剤として固体潤滑剤，極圧添加剤及び／又は油性剤を配合できることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のグリース組成物。
6. 前記エマルジョンは，前記水以外の成分により成る組成物に前記水を混合する際に，ミキサー又はホモジェナイザーを用いて攪拌することによって生成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のグリース組成物。
7. 前記ワックスと前記グリースとの配合割合を２：１に調整して，潤滑用グリースに作製されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のグリース組成物。
8. 前記ワックスと前記グリースとの配合割合を１：２に調整して，防泥又は海洋生物付着防止の鋼材表面処理用グリースに作製されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のグリース組成物。
9. 基油に増ちょう剤のカルシウムスルフォネートコンプレックスを配合して得たグリースに，徐々に水と界面活性剤とを加えながら攪拌してエマルジョンを生成する第１工程，前記エマルジョンにワックスを攪拌しつつ徐々に加えて全体をペーストに生成する第２工程，前記ペーストに残りの水を加えてエマルジョン状態の水溶液を生成する第３工程から成り，及び前記水溶液を濾過してグリース組成物を作製する第４工程から成り，
   組成物の重量を基準として，前記グリースの配合量が１５〜４０ｗｔ％であり，前記ワックスの配合量が１５〜３０ｗｔ％であり，前記界面活性剤が０〜１０ｗｔ％であり，前記水の配合量が３０〜７０ｗｔ％であり，前記組成物が前記エマルジョンの形態で存在していることを特徴とするグリース組成物の製造方法。
10. 前記第３工程において生成した前記水溶液に消泡剤を加えることを特徴とする請求項９に記載のグリース組成物の製造方法。