JP4955321B2 - グリース組成物及び軸受 - Google Patents

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Description

本発明は、グリース組成物及び軸受に関する。更に詳しくは、高温条件にある転がり軸受に使用するのに好適な、蒸発減量が低く、優れた錆止め性を有するフッ素系グリース組成物、及びこれを封入した軸受に関する。
高温条件において、グリース組成物の潤滑寿命を向上する為にグリース組成物に求められる性能は、低蒸発減量、高い酸化安定性、優れた錆止め性及び優れた潤滑性などである。今までにも、グリース組成物の錆止め性及び潤滑寿命の向上に関する各種の提案がなされている。
例えば、温度関数としての動粘度安定性と低い蒸気圧と限界条件下での良好な潤滑特性とに関し非官能性ペルフルオロポリエーテルに基づくグリースの良好な性能を保持しうるようなペルフルオロポリエーテル若しくはフルオロポリエーテル誘導体からなる、分子末端官能基を有する含フッ素油を用いることにより、高速度で操作されるような用途にて優秀な潤滑性を示し、さらに高い腐食耐性を有する潤滑グリースが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
さらに、パーフルオロポリエーテル基油に、増ちょう剤として脂肪族ジカルボン酸金属塩、モノアミドモノカルボン酸金属塩又はモノエステルカルボン酸金属塩の少なくとも一種を添加することにより、相手材に対する耐摩耗性、耐漏洩性、洗浄性などにすぐれ、しかもコスト的にも満足し得る潤滑グリース組成物が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
グリース組成物に錆止め性能を付与するには、錆止め剤を添加することが一般的である。高温用転がり軸受用フッ素系グリースの錆止め剤の成分としては無機不働態化剤を用いることが多く、とりわけ亜硝酸ナトリウムが最も効果的な錆止め剤として今まで広く使用されてきた。しかしながら、亜硝酸ナトリウムは第二級アミンと酸性条件下で反応してＮ−ニトロソアミンを生成することが知られている。ニトロソアミンは環境負荷物質であることから亜硝酸ナトリウムに代わりうる錆止め剤が求められている。
特開平１−２７２６９６ 特開２００１−３５４９８６
本発明の目的は、高温条件にある転がり軸受に好適であり、また優れた錆止め性及び安定した潤滑性を長期間示し、さらに環境負荷の低減を考慮したフッ素系グリース組成物及びこれを封入した軸受を提供することである。即ち、高温条件において、蒸発減量が少なく、優れた錆止め性を有している低環境負荷型フッ素系グリース組成物とこれを封入した軸受を提供することである。
本発明者らは上記目的を達成するために鋭意研究の結果、フッ素系合成油を含む基油、低環境負荷型錆止め剤である二塩基酸塩を用いることにより、優れた錆止め性を有し、さらに、この二塩基酸塩を特定量添加することで、高温条件において蒸発減量に優れた高温下にある転がり軸受に好適な、さらに環境負荷の低減を考慮したグリース組成物を完成させた。
本発明は以下に示すフッ素系グリース組成物及び軸受を提供するものである。
１．基油がフッ素系合成油からなるグリース組成物であって、錆止め剤として一般式（１）で表される脂肪族二塩基酸塩を０．１質量％以上１．０質量％未満含有することを特徴とするグリース組成物。
（ＣＨ2）n（ＣＯＯ）2Ｍm （１）
（式中、ｎは１〜１９の整数、Ｍはアルカリ金属又はアルカリ土類金属を示し、ｍはＭがアルカリ金属のときは２、アルカリ土類金属のときは１を示す。）
２．フッ素系合成油がパーフルオロアルキルポリエーテル油である上記１記載のグリース組成物。
３．脂肪族二塩基酸塩がアルカリ金属塩である上記１又は２記載のグリース組成物。
４．上記１〜３のいずれか１項記載のグリース組成物を封入した軸受。
本発明の環境負荷低減を考慮したフッ素系グリース組成物は、蒸発減量が少なく、錆止め性に優れており、高温条件にある転がり軸受に使用するのに好適であり、また安定した潤滑性を長期間示すため、非常に有用である。特に、錆止め剤としてセバシン酸ナトリウム、アゼライン酸ナトリウム、スベリン酸ナトリウムなどの二塩基酸塩を使用すると亜硝酸ナトリウムと異なり、人体や環境に悪影響を及ぼすことがなく、優れた錆び止め性を発揮し、二塩基酸塩を特定量添加することで高温条件でも蒸発減量が少ないという優れた特性を有する。
本発明は、基油としてフッ素系合成油を使用し、錆止め剤として特定の低環境負荷型二塩基酸塩系錆止め剤を特定量添加することにより、錆止め剤として亜硝酸ナトリウムを使用したグリース組成物と同等の優れた錆止め性を有し、高温条件でも蒸発減量が少なく、耐熱性を損なわないグリース組成物が得られるという知見に基づいてなされたものである。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のフッ素系グリース組成物において、基油として使用されるフッ素系合成油は、その分子中にフッ素を含有し、且つ耐熱性に優れ、潤滑油として使用出来るフッ素系合成油であれば全て使用可能である。特に、不活性で、蒸気圧が低い、パーフルオロアルキルポリエーテル油が好ましい。パーフルオロアルキルポリエーテル油としては、動粘度（４０℃）が好ましくは５〜１５００mm2/s、さらに好ましくは５０〜１０００mm2/s、特に好ましくは７０〜８００mm2/sのものが好ましい。動粘度（４０℃）が５mm2/s未満のものは、流動点は低いが、蒸発量が多くなり、一方、動粘度（４０℃）が１５００mm2/sを超えると、蒸発量は低いが、流動点が高くなる傾向がある。蒸発量が多くなると耐熱性が損なわれ、流動点が高くなると低温で使用できなくなる。
本発明のグリース組成物中の基油、増ちょう剤及び錆止め剤の合計量に対する基油の割合は好ましくは５０〜９８質量％、さらに好ましくは６５〜８５質量％である。
本発明のグリース組成物に使用する増ちょう剤としては、フッ素系合成油に分散して、グリース状（半固体状）に出来る固体であれば、全て使用可能である。例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ三フッ化エチレンに代表されるフッ素樹脂、Ｌｉ石けん、Ｃａ石けん、Ａｌ石けんに代表される金属石けん、Ｌｉ複合石けん、Ｃａ複合石けん、Ａｌ複合石けんに代表される複合石けん、ウレア化合物、ウレタン化合物、ベントナイト、珪素化合物、ナトリウムテレフタレート、メラミンシアヌレート、カーボンブラックなどが挙げられる。特に耐熱性に優れているポリテトラフルオロエチレン、シリカ、メラミンシアヌレート、カーボンブラックなどが好ましい。
本発明のグリース組成物中の増ちょう剤の割合は、好ましくは１〜４９質量％、さらに好ましくは１０〜４０質量％である。これは、増ちょう剤量が１質量％未満では流動性が高くなり、４９質量％を超えると硬くなりすぎで、いずれの場合でも、グリースとして使用しにくいためである。
本発明のグリース組成物は、錆止め剤として一般式（１）で表される脂肪族二塩基酸金属塩を０．１質量％以上１．０質量％未満配合することを特徴とする。０．１質量％未満では錆止め効果がなく、１．０質量％以上では、１．０質量％未満の場合と比較して蒸発量が多くなり、耐熱性が損なわれる。
（ＣＨ2）n（ＣＯＯ）2Ｍm （１）
（式中、ｎは１〜１９の整数、Ｍはアルカリ金属又はアルカリ土類金属を示し、ｍはＭがアルカリ金属のときは２，アルカリ土類金属のときは１を示す。）
脂肪族二塩基酸金属塩の具体例としては、セバシン酸ナトリウム、セバシン酸リチウム、アジピン酸ナトリウム、アジピン酸リチウム、アゼライン酸ナトリウム、アゼライン酸リチウムなどがあり、特に、セバシン酸ナトリウムが有効である。
以下実施例を示し本発明を具体的に説明する。
表に示す成分を使用して試験グリースを調製した。
増ちょう剤としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、シリカ、メラミンシアヌレート（ＭＣＡ）とＰＴＦＥの混合物、カーボンブラックの４種を使用した。
基油としては、パーフルオロアルキルポリエーテル油の動粘度（４０℃）が４２０mm2/s、８０mm2/s、７００mm2/sの３種を使用した。
錆止め剤としてはセバシン酸ナトリウムを０．２質量％、０．５質量％、０．８質量％、２．０質量％、Ｂａスルホネート（Ｂａジノニルナフタレンスルホネート）、コハク酸無水物、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸ナトリウムを各０．５質量％使用した。
＜試験方法＞
・錆止め性 ： Ｅｍｃｏｒ防錆試験（ＩＰ２２０）
評価基準
０：錆無し
４：外輪レース面の５〜１０％の範囲で錆発生
５：外輪レース面の１０％以上の範囲で錆発生
・蒸発減量 ：
（試験条件）
６０×８０×１mm のＳＰＣＣ鋼板に試験グリースを厚さ約 ２mmに均一に塗布し、規定温度の恒温空気浴に規定時間放置し、重量減（すなわち蒸発減量）を測定する。
規定温度 ： ２３０℃
規定時間 ： １２００ｈ
※蒸発減量が１０％以上は不良である。
結果
０．２〜０．８質量％のセバシン酸ナトリウムを配合した実施例１〜８はいずれも錆止め性は良好であった。０．５質量％のセバシン酸ナトリウム以外の二塩基酸塩を配合した実施例９〜１１はいずれも錆止め性は良好であった。
セバシン酸ナトリウムを含まない比較例１、二塩基酸塩以外の錆止め剤を含む比較例２〜５では錆止め性が劣っている。
また、セバシン酸ナトリウムの配合量を変化させた実施例１〜３、比較例１及び比較例６についてみると、セバシン酸ナトリウムを０．１質量％以上１．０質量％未満含む実施例１〜３では錆止め性に優れ、かつ、蒸発減量も１０％以下であり、耐熱性に優れているが、セバシン酸ナトリウムを含まない比較例１では錆止め性が劣り、セバシン酸ナトリウムを２．０質量％含む比較例６では、蒸発減量が１０％を超え、耐熱性に劣ることがわかる。
Figure 0004955321
Figure 0004955321
Figure 0004955321
 表中、蒸発減量の項の「−」は測定しなかったことを示す。

Claims (3)

  1. 基油がフッ素系合成油からなるグリース組成物であって、セバシン酸ナトリウム、セバシン酸リチウム、アジピン酸ナトリウム、アジピン酸リチウム、アゼライン酸ナトリウム及びアゼライン酸リチウムからなる群より選ばれる錆止め剤を０．１質量％以上１．０質量％未満含有することを特徴とするグリース組成物。
  2. フッ素系合成油がパーフルオロアルキルポリエーテル油である請求項１記載のグリース組成物。
  3. 請求項１又は２記載のグリース組成物を封入した軸受。
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