JP5065661B2

JP5065661B2 - グリース組成物

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Publication number: JP5065661B2
Application number: JP2006329054A
Authority: JP
Inventors: 行敏藤浪
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 2006-12-06
Filing date: 2006-12-06
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2026-12-06
Also published as: JP2008143927A

Description

本発明は、グリース組成物に関する。詳しくは、モータ等と一体化した変速機、例えばギヤードモータ等に用いられるグリース組成物に関する。

歯車や軸受等の潤滑には、摩擦を防止して駆動効率や機械寿命を向上させるため、グリースが使用される。
特に、ギヤードモータの減速機のように、負荷の大きい部分に使用されるグリースには、耐摩耗性だけでなく、高荷重や衝撃荷重に耐えうる極圧性をも要求される。また、近年、ギヤードモータでは小形化・高トルク化の要求が一層高まり、ギヤ歯面の面圧やすべり速度が大きくなり、運転中の歯面温度も高まる傾向にある。
このような用途に使用されるグリースには、従来、硫黄−りん系添加剤、ジチオフォスフェート（ＤＴＰ）系添加剤、金属ジチオカーバメート（ＤＴＣ）系添加剤等を加えることで極圧性を付与してきた。
極圧性を付与されたグリース組成物として、例えば、特許文献１および２には、有機モリブデン化合物（ＭｏＤＴＣ）を含有した耐摩耗性に優れるグリース組成物が開示されている。また、ギヤードモータ用としては、例えば、特許文献３に、超高分子量ポリオレフィン粉末を添加して消音性を付与したグリース組成物が開示されている。
特開平６−３１３１８４特開２００４−２６９７２２特開平７−１７３４８３

しかし、上述のような従来のグリース組成物は、加熱によって硬化する場合があるため、小型かつ負荷が大きく発熱しやすいギヤードモータに用いた場合、寿命が短いという欠点があった。
そこで、本発明の目的は、優れた耐摩耗性および極圧性を有するとともに、熱によって硬化する可能性が低く、熱の発生しやすいギヤードモータ等に使用した場合にも寿命の長いグリース組成物を提供することである。

本発明のグリース組成物は、基油および増ちょう剤を含むグリース組成物であって、極圧剤として、硫黄分換算で０．０１〜１質量％（組成物全量基準）のジチオカーバメートおよび亜鉛ジチオカーバメートの少なくともいずれか一方と、りん量換算で１５０〜４０００質量ｐｐｍ（組成物全量基準）のりん系極圧剤と、を含有することを特徴とする。

本発明のグリース組成物は、硫黄分換算で０．０１〜１質量％（組成物全量基準）のジチオカーバメートおよび亜鉛ジチオカーバメートの少なくともいずれか一方を含有するので、潤滑性を向上させ対象物（歯車の歯面等）の発熱を抑制するとともに、グリース組成物の熱硬化を抑制することができ、また、りん量換算で１５０〜４０００質量ｐｐｍのりん系極圧剤を含有するので、極圧性に優れる。このように、優れた耐摩耗性および極圧性を有し、熱によって硬化する可能性が低い本発明のグリース組成物は、熱の発生しやすいギヤードモータ等に使用した場合にも寿命が長くなる。

本発明のグリース組成物は、極圧剤として、さらにチアジアゾール系化合物およびジベンジルジサルファイドの少なくともいずれか一方を含有する。
このような構成によれば、極圧剤として、さらにチアジアゾール系化合物およびジベンジルジサルファイドの少なくともいずれか一方を含有するので、グリース組成物がより良好な極圧性を示す。

本発明のグリース組成物は、極圧剤として、亜鉛ジチオカーバメートおよびチアジアゾール系化合物を含有する。
このような構成によれば、極圧剤として、亜鉛ジチオカーバメートおよびチアジアゾール系化合物を共に含有するので、グリース組成物が、より優れた耐摩耗性および極圧性を有するとともに、熱によって硬化する可能性が低く、熱の発生しやすいギヤードモータ等に使用した場合にも寿命が長くなる。

本発明のグリース組成物において、前記増ちょう剤は、複合リチウム石けんである。
このような構成によれば、増ちょう剤が、ギヤの発熱に伴う劣化が少ない複合リチウム石けんであるから、一般的で安価な増ちょう剤を用いて優れた特性を備えたグリース組成物を提供することができる。

本発明のグリース組成物において、前記基油は、４０℃での動粘度が１００ｍｍ^２／ｓ以上である。また、該グリース組成物のちょう度番号が、１号以下であることが好ましい。
このような構成によれば、基油の４０℃での動粘度が、１００ｍｍ^２／ｓ以上であるので高温時にも潤滑油膜を形成しやすく、グリースからの離油も少ない。また、ちょう度番号が１号以下であると、ギヤボックス内での流動性に優れ、歯面へのグリース供給がスムーズに行なえるので、優れた潤滑性が得られる。

本発明のグリース組成物において、該グリース組成物は、モータまたは発電機が一体となった変速機に用いられる。
本発明のグリース組成物は、上述のような構成を備え、優れた耐摩耗性および極圧性を有するとともに、熱によって硬化する可能性が低いので、モータまたは発電機が一体となった変速機、例えば、小型かつ負荷が大きく発熱しやすいギヤードモータに用いた場合でも、従来のグリース組成物のように熱で硬化するおそれが少なく、長期間継続的に使用することができる。

本発明のグリース組成物において、前記変速機の変速比は、１：１０以上であることが好ましく、１：２０以上であることがより好ましく、１：３０以上であることがさらに好ましい。
本発明のグリース組成物は、上述のような構成を備え、優れた耐摩耗性および極圧性を有するとともに、熱によって硬化する可能性が低いので、モータまたは発電機が一体となった変速機であって、変速機の変速比が１：１０以上でより発熱が起こりやすい変速機に用いた場合でも、従来のグリース組成物のように熱で硬化するおそれが少なく、長期間継続的に使用することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について詳述する。
本実施形態のグリース組成物（以下「本組成物」ともいう。）は、基油と、増ちょう剤と、所定の極圧剤と、を含有する。
基油は、鉱油や合成系基油のいずれでもよく、これらの混合油でもよい。
基油として用いられる鉱油としては、従来公知の種々のものが使用可能であり、例えば、パラフィン基系鉱油、中間基系鉱油、ナフテン基系鉱油等が挙げられる。
具体例としては、溶剤精製または水素精製による軽質ニュートラル油、中間ニュートラル油、重質ニュートラル油またはブライトストック等を挙げることができる。

また合成油としては、やはり従来公知の種々のものが使用可能であり、例えば、ポリα―オレフィン（α―オレフィン共重合体を含む）、ポリブテン、ポリオールエステル、二塩基酸エステル、リン酸エステル、ポリフェニルエーテル、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、ポリオキシアルキレングリコール、ネオペンチルグリコール、シリコーンオイル、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、更にはヒンダードエステル等を用いることができる。
これらの基油は、単独で、あるいは二種以上組み合わせて使用することができ、鉱油と合成油とを組み合わせて使用してもよい。

このような基油としては、４０℃での動粘度が１００ｍｍ^２／ｓ以上であるものが好ましい。基油の４０℃での動粘度が１００ｍｍ^２／ｓ以上であれば、高温時にも潤滑油膜を形成しやすく、グリースからの離油も少ない。また、ちょう度番号が１号以下であると、ギヤボックス内での流動性に優れ、歯面へのグリース供給がスムーズに行なえるので、優れた潤滑性が得られる。
なお、基油の４０℃における動粘度は３００ｍｍ^２／ｓ以上であることがより好ましく、グリース組成物のちょう度は、０〜０００号であることがより好ましい。

本組成物に使用される増ちょう剤は、石けん系増ちょう剤またはウレア化合物であることが好ましい。
石けん系増ちょう剤としては、例えば、アルミニウム、バリウム、カルシウム、リチウム、ナトリウム、複合リチウム、複合カルシウム、複合アルミニウム等の石けんを用いることができる。これらのうち複合石けんが好ましく、特に、複合リチウム石けんが好適に用いられる。歯面からの発熱に伴う軟化・硬化が少なく、耐熱性に優れる特長があるからである。
ウレア化合物としては、従来、増ちょう剤として使用されているウレア化合物の中から、任意のものを用いることができる。このウレア化合物には、ジウレア化合物、トリウレア化合物、テトラウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物などがある。これらの増ちょう剤は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

本組成物は、極圧剤として、硫黄分換算で０．０１〜１質量％（組成物全量基準）のジチオカーバメートおよび亜鉛ジチオカーバメートの少なくともいずれか一方と、りん量換算で１５０〜４０００質量ｐｐｍ（組成物全量基準）のりん系極圧剤と、を含有する。
ジチオカーバメートとしては、メチレンビスジエチルジチオカーバメート、メチレンビスジブチルジチオカーバメート、メチレンビスジアミルジチオカーバメート、メチレンビスジアリールジチオカーバメート、チオカーバメート誘導体等が挙げられる。
亜鉛ジチオカーバメートとしては、亜鉛ジアミルジチオカーバメート、亜鉛ジアリールジチオカーバメート、亜鉛オキシサルファイドジチオカーバメート、亜鉛サルファイドジチオカーバメート等が挙げられる。特に、広く市販されており入手が容易な亜鉛ジアミルジチオカーバメートが好適である。
これらの化合物は、１種単独で用いても良いし、２種以上を複合的に用いても良い。

ここで、ジチオカーバメートおよび亜鉛ジチオカーバメートの少なくともいずれか一方の配合量が、硫黄分換算で０．０１質量％未満の場合、十分な極圧性を得ることができず、１．０質量％を超える場合、熱硬化が起こりやすくなるためグリース組成物の寿命が短くなる。なお、ジチオカーバメートおよび亜鉛ジチオカーバメートの少なくともいずれか一方の配合量は、硫黄分換算で０．０３〜０．６質量％であることがより好ましく、０．０５〜０．５質量％であることがさらに好ましい。

りん系極圧剤としては、例えば、リン酸エステル、酸性リン酸エステル、亜リン酸エステル、酸性亜リン酸エステル、これらのアミン塩等を用いることができる。
リン酸エステルとしては、アリールホスフェート、アルキルホスフェート、アルキルアリールホスフェート、アラルキルホスフェート、アルケニルホスフェート等があり、例えば、トリフェニルホスフェート、アルキル化トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、ベンジルジフェニルホスフェート、エチルジフェニルホスフェート、トリブチルホスフェート、エチルジブチルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、ジクレジルフェニルホスフェート、エチルフェニルジフェニルホスフェート、ジエチルフェニルフェニルホスフェート、プロピルフェニルジフェニルホスフェート、ジプロピルフェニルフェニルホスフェート、トリエチルフェニルホスフェート、トリプロピルフェニルホスフェート、ブチルフェニルジフェニルホスフェート、ジブチルフェニルフェニルホスフェート、トリブチルフェニルホスフェート、トリヘキシルホスフェート、トリ（２−エチルヘキシル）ホスフェート、トリデシルホスフェート、トリラウリルホスフェート、トリミリスチルホスフェート、トリパルミチルホスフェート、トリステアリルホスフェート、トリオレイルホスフェート、トリフェニルホスホロチオエート等を挙げることができる。
以上のりん系極圧剤の中で、酸化安定性や熱安定性に優れるアルキル化トリフェニルホスフェートが好適である。

なお、りん系極圧剤の配合量がりん量換算で１５０質量ｐｐｍ未満では、良好な極圧性が得られず、４０００質量ｐｐｍを超えた場合は、添加量に見合った極圧効果が得られない上、熱安定性が低くなるので好ましくない。なお、りん系極圧剤の配合量は、りん量換算で１５０〜２０００質量ｐｐｍであることがより好ましく、２００〜１０００質量ｐｐｍであることがさらに好ましい。

本組成物は、極圧剤として、さらにチアジアゾール系化合物およびジベンジルジサルファイドの少なくともいずれか一方を含有することが好ましい。
チアジアゾール系化合物としては、２，５−ジメルカプト−１，３，４−チアジアゾールおよびその重合体、２，５−ビス（アルキルジチオ）−１，３，４−チアジアゾール、１，３，４−チアジアゾールポリスルフィド、２，５−ビス（アルキルジチオカルバメート）−１，３，４−チアジアゾール等が挙げられる。特に、酸化安定性に優れ、グリースの硬化も防げる２，５−ビス（１，１，３，３−テトラメチルブタンジチオ）−１，３，４−チアジアゾールが好適である。

チアジアゾール系化合物およびジベンジルジサルファイドの少なくともいずれか一方の配合量は、硫黄分換算で１０〜９０００質量ｐｐｍであることが好ましく、３００〜３０００質量ｐｐｍであることがより好ましい。ここで、チアジアゾール系化合物およびジベンジルジサルファイドの少なくともいずれか一方の配合量が硫黄分換算で１０質量ｐｐｍ未満では、極圧性が不十分であり、９０００質量ｐｐｍを超えると添加量に見合った極圧効果が得られない上、熱安定性が低下するので好ましくない。
なお、本組成物は、上述の各種極圧剤のうち、特に、酸化安定性に優れるため、亜鉛ジチオカーバメートと、チアジアゾール系化合物と、を共に含有することが好ましい。

上述の構成を備えるグリース組成物は、優れた耐摩耗性および極圧性を有するとともに、熱によって硬化する可能性が低いので、モータまたは発電機が一体となった変速機、例えば、小型かつ負荷が大きく発熱しやすいモータに用いる場合に好ましい。例えば、変速機の変速比が１：１０以上でより発熱が起こりやすい変速機に用いた場合でも、従来のグリース組成物のように熱で硬化するおそれが少なく、長期間継続的に使用することができる。また、本発明のグリース組成物は、さらに熱が起こりやすい変速比が１：３０以上の変速機やハイポイドタイプのギヤにも好適に使用することができる。それゆえ、本発明のグリース組成物は、特に、モータ（又は発電機）が一体となった変速機、例えば、ギヤードモータ等に好適に用いることができる。

本発明のグリース組成物においては、本発明の目的が達成される範囲内で、必要に応じて、酸化防止剤、防錆剤、固体潤滑剤等の添加剤を配合してもよい。
酸化防止剤としては、例えばアルキル化ジフェニルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、アルキル化−α−ナフチルアミン等のアミン系酸化防止剤、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）等のフェノール系酸化防止剤等が挙げられ、これらは、通常０．０５〜２質量％の割合で使用される。
防錆剤としては、亜硝酸ナトリウム、石油スルホネート、ポリオキシエチレンソーヤアミン、ソルビタンモノオレエート等が挙げられる。

固体潤滑剤としては、ポリイミド、ＰＴＦＥ、黒鉛、金属酸化物、窒化硼素、メラミンシアヌレート（ＭＣＡ）、二硫化モリブデン等が挙げられる。特に、固体潤滑剤としてメラミンシアヌレートを加えると、歯面のピッチングを減らすことができるので、より効果的に発熱を抑え、グリース組成物の寿命を長くすることができる。
以上のような各種添加剤は、単独で、または数種組み合わせて配合してもよく、本発明の潤滑油添加剤はこれらの効果を阻害するものではない。

次に、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例の記載内容に何ら制限されるものではない。
実施例および比較例の各グリース組成物を、以下の表１に示す配合で調製し、各種の特性を評価した。

表１中、極圧剤中の元素量とは、極圧剤に由来する硫黄またはりんのグリース組成物全量に対する含有率を示す。よって、例えば、基油中に含まれる硫黄分や、基油中のナチュラルインヒビターとしての硫黄分等は、含まれない。

基油１：出光興産株式会社製ダイアナフレシアＰ−４３０
基油２：出光興産株式会社製ダイアナフレシアＰ−１５０
増ちょう剤：表１中に個別に記載
酸化防止剤：ジオクチルジフェニルアミン
防錆剤：Ｃａスルホネート

ＤＴＣ１：亜鉛ジアミルジチオカーバメート
ＤＴＣ２：ジチオカーバメート（メチレンビスジブチルジチオカーバメート）
りん系極圧剤１：トリクレジルフォスフェート
りん系極圧剤２：アルキルアシッドフォスフェートアミン塩
硫黄系極圧剤１：２，５ビス−（１，１，３，３−テトラメチルブタンジチオ）−１，３，４−チアジアゾール
硫黄系極圧剤２：ジベンジルジサルファイド
ＳＰ系極圧剤：Lubrizol社製、ANGLAMOL99
ＭｏＤＴＣ：モリブデンジブチルジチオカーバメート
メラミンシアヌレート：三菱化学（株）製、ＭＣＡグレードＣ１

［実施例１，３，４，５および、比較例１，２］
（１）表１に示す配合量の１／３の質量の基油、１２−ヒドロキシステアリン酸４．０８質量％およびＣａスルホネート１．０質量％を反応釜中で、撹拌しながら加熱溶解させた。
（２）水酸化リチウム（一水和物）０．８４質量％を、水酸化リチウムの５倍（質量比）の水に溶解し、さらにテレフタル酸１．０８質量％を溶解させた。この水溶液を（１）のグリース組成物に添加し、加熱混合した。グリース組成物の温度が２０５℃に達した後、５分間保持した。
（３）次に、残りの基油を添加した後、５０℃／１時間で８０℃まで冷却し、表１に示すように、酸化防止剤、極圧剤、（実施例５については）固体潤滑剤を添加混合した。
（４）さらに、室温まで自然放冷した後、３本ロール装置を用いて仕上げ処理を行ってグリース組成物を得た。

［実施例２］
１２−ヒドロキシステアリン酸を２．７２質量％、水酸化リチウム（一水和物）を０．５６質量％、テレフタル酸を０．７２質量％とした以外は、上記の各実施例、比較例と同様にしてグリース組成物を得た。
［比較例３］
増ちょう剤としてＬｉ石けんを配合する市販のグリース組成物である。ジチオカーバメートおよび亜鉛ジチオカーバメートは含有していない。
［比較例４］
増ちょう剤としてウレアを配合する市販のグリース組成物である。ジチオカーバメートおよび亜鉛ジチオカーバメートは含有していない。

［評価方法］
酸化安定性：ＪＩＳＫ２２２０．１２の酸化安定性試験により評価した。温度のみ１２５℃に変更した。
潤滑性：ＡＳＴＭＤ２７１４に規定される試験機を用いたブロックオンリング試験により評価した。Ｈ−６０のブロックと、Ｓ−１０のリングを使用し、定量ポンプを用いて０．２ｃｃ／ｇの流速でグリース組成物をリングに供給した。６分間のならし運転（１００Ｌｂｓ、５００ｒｐｍ、）の後、１５０Ｌｂｓ、５００ｒｐｍの条件で１５分間の本試験を行った。本試験後のブロック中心部の温度、摩耗幅を計測した。

熱硬化試験：ＪＩＳＫ２２２０．７のちょう度試験により評価した。１／２スケールのちょう度計容器にグリースを詰め、２５℃での混和ちょう度を測定した。また、同様に容器に詰めたグリースを１９０℃で２時間静置した後、２５℃での混和ちょう度を測定した。後者のちょう度から前者のちょう度を引いた数値を記録した。数値が大きいほど、熱硬化が大きい。なお、加熱後のちょう度が４００以上の場合には、１／２スケールちょう度計の適用範囲外のため、１／４スケールのちょう度計容器に移して測定した。
上記の各評価の結果を表１に示す。

［評価結果］
表１から明らかなように、比較例１〜４に対し、実施例１〜５のグリース組成物は、優れた耐摩耗性、極圧性および酸化安定性を有し、熱硬化も起こりにくい。

本発明は、モータ等と一体化した変速機、例えばギヤードモータ等のグリース組成物として好適に使用することができる。

Claims

基油および増ちょう剤を含み、モータまたは発電機が一体となった変速機に用いられるグリース組成物であって、
前記基油は、４０℃での動粘度が１００ｍｍ^２／ｓ以上であり、
前記増ちょう剤は、複合リチウム石けんであり、
極圧剤として、
硫黄分換算で０．０１〜１質量％（組成物全量基準）のジチオカーバメートおよび亜鉛ジチオカーバメートの少なくともいずれか一方と、
りん量換算で１５０〜４０００質量ｐｐｍ（組成物全量基準）のりん系極圧剤と、
硫黄分換算で１０〜９０００質量ｐｐｍのチアジアゾール系化合物およびジベンジルジサルファイドの少なくともいずれか一方とを含有する
ことを特徴としたグリース組成物。
請求項１に記載のグリース組成物であって、
該グリース組成物のちょう度番号が、１号以下である
ことを特徴としたグリース組成物。
請求項１または請求項２に記載のグリース組成物であって、
前記変速機の変速比は、１：１０以上である
ことを特徴としたグリース組成物。