JP5704574B2

JP5704574B2 - 潤滑剤組成物

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Publication number: JP5704574B2
Application number: JP2012209760A
Authority: JP
Inventors: 孝典科野; 啓介茅野
Original assignee: Sumico Lubricant Co Ltd
Current assignee: Sumico Lubricant Co Ltd
Priority date: 2012-09-24
Filing date: 2012-09-24
Publication date: 2015-04-22
Anticipated expiration: 2032-09-24
Also published as: WO2014046203A1; JP2014065755A

Description

本発明は、潤滑剤組成物に関し、より詳しくはアルカリ処理により誘導されるリグニン化合物を分散させた、高耐荷重性を有する潤滑剤組成物に関する。

潤滑剤は、機械の接触面の摩擦を少なくするために使用される。近年、潤滑環境が過酷化する中で、潤滑剤のますますの高性能化が要求されている。

現在、潤滑剤組成物の主要成分として、無機系固体潤滑剤である二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）や、グラファイト、石油系由来原料であるジアルキルジチオリン酸亜鉛（ＺｎＤＴＰ）などが多用されているが、多種多様な潤滑環境に対応するには十分ではない（例えば、非特許文献８、９を参照）。また、今後は、原料の供給安定性が良く、環境にやさしい再生可能資源による潤滑剤が求められている。

そのなかで、樹木等の天然資源から得られる工業リグニンであって、リグニンスルホン酸カルシウム塩やリグニンスルホン酸ナトリウム塩等の、構造中にスルホン酸基を有するリグニンスルホン酸金属塩（リグノスルホン酸金属塩）を、潤滑剤用添加剤として利用する方法が提案されている（特許文献１又は２を参照。）。

リグニンスルホン酸金属塩は、天然リグニンを含むリグニン含有材料から、亜硫酸又は亜硫酸水素カルシウム等を用いて高温高圧処理する亜硫酸法によって誘導される化合物である。具体的に、その亜硫酸反応系による生成過程においては、先ず、天然リグニンのベンジル位が解裂し、そのベンジル位にスルホン基が導入（スルホン化）される。得られたリグニン誘導体は、水溶性化合物であって反応液中に溶解しており、反応液中に溶解した天然リグニンの一部が、そのリグニン誘導体のチオ硫酸イオンと反応してスルフィド結合の形成が行われる。このようにして誘導されるリグニンスルホン酸金属塩は、ミクロゲル構造をとることが知られており、コンクリートや顔料の分散剤、土壌の改質剤として使用されている。

しかしながら、このリグニンスルホン酸金属塩を添加した潤滑剤では、せん断安定性が良好ではないという問題がある。そのため、例えば摺動部材等の常に機械的なせん断が加わるような機械機構に対して潤滑剤を適用した場合、そのせん断によってグリースの形態が悪化して、長期間に亘って安定的に高い耐荷重性能を維持することができない。

米国特許出願公開２０１１／０１９１０７７号公報米国特許３２４９５３７号公報

Tai、 S.、 J. Nakano and N. Migita、 The Japan Wood Research Society、 13(6)、 257-262(1967) Abe、 I. and M. Funaoka、 The Japan Wood Research Society、 36(7)、 545-552(1990) Meshitsuka、 G.、 K. Kawakami and J. Nakano、 The Japan Wood Research Society、 17(8)、362-367(1971) Mohamad Ibrahim、M.N.、S.B. Chuah and W.D. Wan Rosli、AJSTD、21(1)、57-67（2004） Funaoka、 M. and I. Abe、 Bulletin of the Mie University Forests、 12、 27-39 (1983) Kagino、 T.、 J. Nakano、 A. Ishizu、 T. Ogino and N. Migita、 The Japan Wood Research Society、 9(3)、 85-89(1963) Ishizu、 A.、 O. Oita、 J. Nakano and N. Migita、 The Japan Wood Research Society、 11(3)、 114-121(1965) Fish、 G.、 NLGI SPOKESMAN、 63(9)、14-29 (1999) Risdon、 T. J.、NLGI SPOKESMAN、69(12)、14-17 (2006)

そこで、本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、環境調和型の成分を活用して、高い耐荷重性能を有するとともにせん断安定性を有し、長期間に亘ってその耐荷重性能を維持することができる潤滑剤組成物を提供することを目的とする。

本発明者らは、上述した目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、草本系や木質系植物資源等の天然リグニンを含有する材料（リグニン含有材料）をアルカリ処理して得られるリグニン化合物をグリース基剤中に分散させることで、高耐荷重性を有するとともにせん断安定性を有する潤滑剤となることを見出し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明に係る潤滑剤組成物は、グリース基剤に、草本系ソーダリグニン又はクラフトリグニンを含有してなることを特徴とする。

ここで、上記リグニン化合物は、草本系ソーダリグニン又はクラフトリグニンであることが好ましい。

また、当該潤滑剤組成物中に、上記リグニン化合物を１〜３０質量％の割合で含有してなることが好ましい。

また、上記グリース基剤に、亜硫酸法により誘導されるリグニンスルホン酸金属塩をさらに含有することが好ましい。

本発明に係る潤滑剤組成物によれば、高い耐荷重性（極圧性）を有するとともにせん断安定性を有するものとなる。そして、このような潤滑剤組成物によれば、潤滑剤を塗布した被潤滑部材において、機械的なせん断が加わる環境下でも、長期間に亘って高い耐荷重性能を維持して機械寿命を延長させることができる。また、この潤滑剤組成物では、天然資源から誘導されるリグニン化合物を含有させたものであることから、資源の活用として極めて有効である。

以下、本発明に係る潤滑剤組成物の具体的な実施形態（以下、「本実施の形態」という。）について、以下の順序で詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明に要旨を変更しない範囲において変更が可能である。
１．潤滑剤組成物
１−１．グリース基剤について
１−２．アルカリ処理により誘導されるリグニン化合物について
１−３．リグニン化合物の具体例
（１）草本系ソーダリグニン
（２）クラフトリグニン
２．潤滑剤組成物の製造方法
３．実施例

＜１．潤滑剤組成物＞
本実施の形態に係る潤滑剤組成物は、高耐荷重性を有するとともにせん断安定性を有するものであり、建機、等速ジョイント、ベアリング等の各種機構に潤滑剤組成物を適用したときに、長期間に亘って安定的に高い耐荷重性能を維持することを可能にし、これら各種機構の長寿命化を実現するものである。

具体的に、この潤滑剤組成物は、グリース基剤に、リグニン含有材料をアルカリ処理して誘導されるリグニン化合物を含有してなることを特徴とする。

＜１−１．グリース基剤について＞
先ず、潤滑剤組成物を構成する成分として、グリース基剤とは、基油に対して増ちょう剤と、任意に添加剤を含有させた混合物をいう。

基油（ベースオイル）は、上述のように、グリース基剤の主成分をなすものであり、従来から一般的に使用されているものを用いることができる。具体的には、例えば、パラフィン系やナフテン系の鉱物油、合成炭化水素油、エステル油、フッ素オイル、シリコーンオイルのような合成油等が挙げられる。

グリース基剤を構成する増ちょう剤は、油を保持するために必要な素材であり、従来から一般的に使用されているものを用いることができる。増ちょう剤は、石鹸系と非石鹸系との大別でき、石鹸系としては、例えばリチウム石鹸、リチウム複合石鹸、カルシウム石鹸、カルシウム複合石鹸、アルミニウム石鹸、アルミニウム複合石鹸が挙げられ、非石鹸系としては、例えばウレア、ナトリウムテレフタラート、フッ素、有機ベントナイト、シリカゲル等が挙げられる。これらの増ちょう剤は、１種単独で又は２種以上を併せて用いることができる。

なお、グリース基剤における基油と増ちょう剤との配合割合は、特に限定されるものではなく、所望のグリース硬度を得るために任意に定めることができる。例えば、グリース硬度を硬くするためには基油の割合を少なくし、一方で柔らかくするためには基油の割合を多くすることで調整することができる。

また、このグリース基剤には、必要に応じて、一般的に潤滑油やグリースの分野で使用される各種の添加剤、例えば、酸化防止剤、腐食防止剤、防錆剤、耐摩擦摩耗添加剤、極圧添加剤、油性剤、固体潤滑剤等を添加配合することができる。

＜１−２．アルカリ処理により誘導されるリグニン化合物について＞
次に、リグニン化合物は、天然リグニンを含有する草本系、木本系植物を原料（リグニン含有材料）として、そのリグニン含有材料をアルカリ処理することによって誘導される縮合系有機高分子化合物である（以下、このリグニン含有材料をアルカリ処置して誘導されるリグニン化合物を、単に「リグニン化合物」ともいう。）。このリグニン化合物は、紙・パルプ製造やバイオエタノール製造等において産出される副産物である。なお、このリグニン化合物は、芳香族系原料への変換、炭素系素材への応用、フェノール樹脂及び接着剤等への応用活用が検討されている（例えば、非特許文献１及び２を参照。）。

天然リグニンは、植物の細胞壁等の中に存在し、セルロースミクロフィブリルと強固な相互侵入高分子編目（ＩＰＮ）構造を形成しており、パルプ製造やバイオエタノール製造等において、そのＩＰＮ構造が低分子に解放される。この天然リグニンのＩＰＮ構造の解放のための手法としては、様々な方法が知られている（例えば、非特許文献３〜５を参照。）。そのなかで、リグニン含有材料に対してアルカリ処理を施す方法を用いることによって、天然リグニンのＩＰＮ構造が解放されるとともに、解放されて生じた低分子の分子鎖による縮合反応が生じ、これにより高度なネットワークポリマーが形成された高分子化合物（リグニン化合物）となる。

ここで、アルカリ処理とは、詳しくは後述するように、水酸化ナトリウム等のアルカリ水溶液を用いて高温高圧条件で処理する方法をいう。また、縮合（自己縮合）とは、天然リグニンをアルカリによって解放（分解）された天然リグニンの一次分子鎖同士による、一次分子鎖の芳香核と解裂したベンジル位とのＣ−Ｃ結合やＳ−Ｓ結合等を介した結合反応（二次反応）をいう。

より具体的には、天然リグニンを含有するリグニン含有材料をアルカリ処理すると、その天然リグニンの分子におけるＩＰＮ構造が解放して一次分子鎖を生成するとともに、分解した一次分子鎖同士が自己縮合を起こしてＣ−Ｃ結合を形成する。すると、この縮合に基づくＣ−Ｃ結合により、構造的に硬くなって耐久性が付与された高度なネットワークポリマーを有する高分子化合物（リグニン化合物）を生成する。また、例えば後述する硫化ナトリウム含有アルカリ水溶液によるアルカリ処理（クラフト蒸解）では、上述のＣ−Ｃ結合によるネットワーク形成と共に、その反応後期にスルフィド結合やジスルフィド結合の形成が生じる。このような硫黄系の結合は、Ｃ−Ｃ結合よりも原子間距離が長くフレキシブルな結合であるため、耐久性と共に柔軟性にも富んだネットワークポリマーが形成されるようになる。

なお、リグニンスルホン酸金属塩は、上述のようなアルカリ水溶液を用いたアルカリ処理ではなく、リグニン含有材料を亜硫酸法（亜硫酸又は亜硫酸水素塩を使用）によって処理することで誘導される化合物である。この亜硫酸法による誘導される化合物では、解放された天然リグニンの一次分子鎖同士が自己縮合する前に、解裂したベンジル位にスルホン基が導入されてしまうため、上述のような高度なネットワークが形成されない。仮に、縮合反応が生じたとしても、極僅かな確率であり、アルカリ処理して誘導されるリグニン化合物のように、構造的に硬く耐久性等を備えたネットワークポリマーは生じない。

本実施の形態に係る潤滑剤組成物では、このようなアルカリ処理して誘導されるリグニン化合物をグリース基剤に含有させる。すると、そのリグニン化合物が有する、耐久性があって、また柔軟性を備えた高度なネットワークポリマーが、グリース基剤を構成する増ちょう剤の隙間にバインドされるようになる。

そして、このようにしてリグニン化合物が有する高度なネットワークポリマーがバインドされると、そのリグニン化合物がグリース基剤の極圧状態を緩和させる固体潤滑剤様の作用を奏するようになり、このことにより、従来の極圧剤を添加したグリースや二硫化モリブデン等の固体潤滑剤を添加したグリースと同等以上に、高い耐荷重性を有し、優れた潤滑性能を発揮するようになる。

また、このようなアルカリ処理により誘導されるリグニン化合物を含有してなる潤滑剤組成物は、せん断安定性を有するという極めて有利な効果がある。このことも、リグニン化合物が、上述のように強度な構造に基づく耐久性を備えた高度なネットワークポリマーを有することによると考えられる。そのため、例えば摺動部材等の常時に機械的なせん断が加わる機械機構に対して潤滑剤を適用した場合でも、高い安定性を発揮してグリース形態の変化（ちょう度変化等）を生じさせずに、長期間に亘って高耐荷重性能を維持することができる。

さらに、このようなリグニン化合物は、樹木系植物や草本系植物等の何れの植物からも誘導可能な環境調和型高分子であるため、原料としての供給安定性が高く、潤滑剤組成物のコストを効果的に低減させるとともに環境への負荷も低減させることができる。そして、当然の如く、植物資源を活用するものであるため、資源の有効活用としての社会的意義は大きく、資源循環型社会の形成に大きく貢献することができる。

具体的に、リグニン含有材料をアルカリ処理して誘導されるリグニン化合物としては、水酸化ナトリウム等のアルカリ水溶液のみを用いた処理により誘導されるソーダリグニンや、水酸化ナトリウム等のアルカリ水溶液及び硫化ナトリウム（硫化ナトリウム含有アルカリ水溶液）を用いた処理により誘導されるクラフトリグニンであることが好ましい。

また、アルカリ処理により誘導されるリグニン化合物は、１種を単独で、又は２種以上を併せて、グリース基剤に含有させることができる。

また、アルカリ処理により誘導されるリグニン化合物の含有量としては、特に限定されないが、当該潤滑剤組成物中に１〜３０質量％の割合で含有させることが好ましく、またより高い耐荷重性（極圧性）並びにグリース組成物の安定性の観点を考慮すると３〜２０質量％の割合で含有させることがより好ましく、５〜１０質量％の割合で含有させることが特に好ましい。含有量が１質量％未満であると、耐荷重性能が十分に向上しない可能性がある。一方で、含有量が３０質量％を超えると、ペースト状になってしまう可能性があり、良好な潤滑環境を形成できなくなることがある。

また、本実施の形態に係る潤滑剤組成物においては、アルカリ処理により誘導されるリグニン化合物と共に、リグニンスルホン酸カルシウム塩やリグニンスルホン酸ナトリウム塩等のリグニンスルホン酸金属塩を混合させることができる。このようにソーダリグニンやクラフトリグニン等のリグニン化合物と、リグニンスルホン酸金属塩とを混合させて含有させることにより、耐荷重性能に対して相乗効果をもたらし、それぞれ少ない添加量で高い耐荷重性能を発揮させることができる。

この相乗効果のメカニズムは定かではないが、上述のようにグリース基剤を構成する増ちょう剤の隙間にバインドされたリグニン化合物のネットワークポリマーがグリースの極圧状態を緩和させる作用を奏するとともに、高い反応性のリグニンスルホン酸金属塩の反応を遅らせて、リグニンスルホン酸金属塩の安定性を高めることによると考えられる。

＜１−３．リグニン化合物の具体例＞
次に、本実施の形態に係る潤滑剤組成物においてグリース基剤に添加される、リグニン含有材料をアルカリ処理して誘導されるリグニン化合物の具体例として、上述したソーダリグニン（草本系ソーダリグニン）、クラフトリグニンについて説明する。

（１）草本系ソーダリグニン
ソーダリグニンは、天然リグニンを含有する草本系植物等のリグニン含有材料から、水酸化ナトリウム等のアルカリ水溶液のみを用いた高温高圧処理（ソーダ蒸解法）により誘導されるリグニン化合物である（例えば、非特許文献４を参照。）。そのため、ソーダリグニンは、硫黄成分を含まない。

ソーダ蒸解法は、細胞壁構造が緩く、天然リグニンの一次分子鎖が小さい草本系資源、例えば竹、イナワラ、ムギワラ、油椰子空房、ココナッツ繊維、コウリャン等のパルプ化に好適に用いられ、この処理により得られる黒液を酸性化することでソーダリグニン（以下、「草本系ソーダリグニン」という。）が得られる。つまり、草本系ソーダリグニンは、草本系植物含有天然リグニンの分子鎖を、アルカリ水溶液を用いたアルカリ処理によって解放、変換、抽出して得られた黒液を酸性化して沈殿させた区分である。

このソーダ蒸解法では、後述するクラフトリグニンを誘導するクラフト蒸解法と同様に、水酸化ナトリウム等のアルカリ水溶液を用いた処理による反応末期において、分解した天然リグニンの一次分子鎖同士による縮合構造の形成が行われ、その結果として高度なネットワークポリマーが形成される。すなわち、分解した一次分子鎖同士による自己縮合が生じてＣ−Ｃ結合が形成され、構造的に硬くなって耐久性を備えた高度なネットワークポリマーが形成される。

ここで、以下に、草本系植物に含有され、アルカリ水溶液を用いたアルカリ処理（ソーダ蒸解）によってソーダリグニンに誘導される天然リグニンの部分構造式の一例を示す（化学式１）。

また、上記化学式１に示す部分構造式を有する天然リグニンをアルカリ処理することによって誘導される草本系ソーダリグニンの部分構造式の例を示す。

草本系ソーダリグニンの分子量としては、特に限定されるものではなく、アルカリ処理によって縮合してポリマーを形成しているものであればよい。なお、分子量の一例としては、例えば１，０００〜１００，０００程度のものを用いることができる。

（２）クラフトリグニン
クラフトリグニンは、天然リグニンを含有する樹木系（木質系）植物等のリグニン含有材料から、水酸化ナトリウム等のアルカリ水溶液及び硫化ナトリウムを用いた高温高圧処理（クラフト蒸解）により誘導されるリグニン化合物である（例えば、非特許文献６を参照。）。つまり、このクラフトリグニンは、天然リグニンの分子鎖を、硫化ナトリウム含有アルカリ水溶液を用いたアルカリ処理によって解放、変換、抽出して得られた黒液を酸性化して沈殿させた区分である。

具体的に、クラフト蒸解は、例えばリグニン含有材料である木材チップを、硫化ナトリウムを含有したアルカリ水溶液に浸漬し、密閉系において１７０℃の温度条件で１．５時間のアルカリ処理を行う。天然リグニンの分子構造解放パターンとしては、主に２種類あり、１つは、フェノール性水酸基を有するベンジルアリールエーテル構造におけるフェノール性水酸基の電子移動に伴うベンジルアリールエーテルの解裂及びキノンメチドの形成であり、もう１つは、β−Ｏ−４結合の解裂を伴う硫化水素イオンのキノンメチド構造への付加反応である。例えば、非フェノール性水酸基を有するベンジルアリールエーテル構造の場合には、α位の水酸化物イオンにおける隣接基関与反応によってβ位の解裂が進行する。また、このアルカリ処理では、γ位のアルコールは酸化を受けてカルボン酸に変換され、α位にカルボニル基が存在するようなることも知られている（例えば、非特許文献６を参照。）。

そして、このクラフト蒸解においては、ソーダ蒸解と同様に、天然リグニンの分子鎖の解放だけではなく、硫化ナトリウム含有アルカリ水溶液を用いた処理による反応末期において、分解した天然リグニンの一次分子鎖同士による縮合構造の形成が行われ、その結果として高度なネットワークポリマーが形成される（例えば、非特許文献５及び７を参照。）。すなわち、分解した一次分子鎖同士による自己縮合が生じてＣ−Ｃ結合が形成され、また硫化ナトリウムに基づく硫黄系の結合（スルフィド結合やジスルフィド結合）が形成され、構造的に硬くなって耐久性を備えるとともに柔軟性を有した高度なネットワークポリマーが形成される。

なお、このクラフトリグニンでは、分子の会合によりそのままでは有機溶剤に溶解しない。このことから、クラフト蒸解では、反応後期における一次分子鎖の縮合反応に際し、上述したＣ−Ｃ結合や硫黄系結合のほかに水素結合が形成され、この水素結合も高度なネットワークポリマーの耐久性等に寄与しているものと推測される。

ここで、以下に、樹木系（木質系）植物に含有され、硫化ナトリウム含有アルカリ水溶液を用いたアルカリ処理（クラフト蒸解）によってクラフトリグニンに誘導される天然リグニンの部分構造式の一例を示す（化学式５）。

また、上記化学式５に示す部分構造式を有する天然リグニンをアルカリ処理することによって誘導されるクラフトリグニンの部分構造式の例を示す。

クラフトリグニンの分子量としては、特に限定されるものではなく、アルカリ処理によって縮合してポリマーを形成しているものであればよい。なお、分子量の一例としては、例えば１，０００〜１００，０００程度のものを用いることができる。

＜２．潤滑剤組成物の製造方法＞
本実施の形態に係る潤滑剤組成物は、上述したように、グリース基剤に、リグニン含有材料をアルカリ処理して誘導されるリグニン化合物を含有してなる。この潤滑剤組成物は、従来の潤滑剤組成物と同様に周知の一般的な方法により製造することができる。

具体的には、例えば、基油と金属石鹸等の増ちょう剤とを混練してグリース基剤を作製し、得られたグリース基剤に草本系ソーダリグニンやクラフトリグニンの、アルカリ処理して誘導されるリグニン化合物を添加して分散させ、さらに必要に応じて各種の添加剤を加えて混練することにより、これらリグニン化合物を含有した潤滑剤組成物を得ることができる。

リグニン化合物をグリース基剤に添加して分散させるに際しては、特に限定されないが、リグニン化合物を適当な有機溶剤に溶解させた溶液として添加することができる。なお、リグニン化合物として、例えばクラフトリグニンを用いる場合、クラフトリグニンは分子の会合があるためにそのままでは有機溶媒に溶解しないことから、例えばトリメチルシリルアセトアミド等のシリル化剤を用いて前処理することが好ましい。

混練処理においては、例えば万能撹拌機、ホモジナイザー、コロイドミル、ロールミル等の周知の撹拌・分散処理装置を用いて行うことができる。なお、上述のように各成分を順に添加して混練することに限られず、各成分を同時に混練するようにしてもよい。

＜３．実施例＞
以下に本発明についての実施例を説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。

［潤滑剤組成物（グリース組成物）の製造］
（実施例１〜９）
基油、増ちょう剤（リチウム石鹸）、及び添加剤（酸化防止剤、防錆剤、及び清浄分散剤）を、稠度がＮＬＧＩＮｏ．２（ＪＩＳ規格に定められた稠度）程度になるように配合し、コロイドミルで混錬して分散させた。得られたグリース基剤に、下記表１に示す割合（単位は質量％）で、草本系ソーダリグニン（Ａ）、又は、クラフトリグニン（Ｂ）、又は、これらリグニン化合物（（Ａ）又は（Ｂ））と共にさらにリグニンスルホン酸カルシウム塩を配合し、混合後、３本ロールミルを用いて分散処理し、混合・脱泡することによってグリース組成物を製造した。

なお、草本系ソーダリグニン（Ａ）は、讃岐化成株式会社製の「孟宗竹ソーダリグニン（商品名）」を使用した。また、クラフトリグニン（Ｂ）は、シグマアルドリッチジャパン株式会社製の「リグニンクラフト（商品名）」を使用した。また、リグニンスルホン酸金属塩との複合化に際して使用したリグニンスルホン酸カルシウム塩は、シグマアルドリッチジャパン株式会社製の「リグニンスルホン酸カルシウム塩（商品名）」を使用した。

（比較例１〜６）
比較例１では、実施例と同じグリース基剤を１００質量％で用いた。比較例２では、実施例と同じ増ちょう剤成分に極圧剤等を添加したグリース組成物（スミグリスＥＰＮｏ.２、住鉱潤滑剤株式会社製）を用いた。比較例３では、実施例と同じ増ちょう剤成分に二硫化モリブデン等を添加したグリース組成物（モリリチュームＳグリースＮｏ.２、住鉱潤滑剤株式会社製）を用いた。比較例４では、実施例と同じグリース基剤にリグニンスルホン酸カルシウム塩を５．０質量％の割合で添加してグリース組成物とした。比較例５では、実施例と同じグリース基剤にリグニンスルホン酸ナトリウム塩を５．０質量％の割合で添加してグリース組成物とした。比較例６では、実施例と同じグリース基剤にリグニンスルホン酸カルシウム塩及びリグニンスルホン酸ナトリウム塩をそれぞれ２．５質量％の割合で添加してグリース組成物とした。

なお、リグニンスルホン酸カルシウム塩は、シグマアルドリッチジャパン株式会社製の「リグニンスルホン酸カルシウム塩（商品名）」を使用した。また、リグニンスルホン酸ナトリウム塩は、シグマアルドリッチジャパン株式会社製の「リグニンスルホン酸ナトリウム塩（商品名）」を使用した。

［耐荷重性試験、せん断安定性試験、並びにその結果］
上述の実施例１〜９及び比較例１〜６のグリース組成物について、耐荷重性試験及びせん断安定性試験を行った。耐荷重性試験としては、ＡＳＴＭＤ２５９６により規定された方法によりシェル式四球試験を実施した。また、せん断安定性試験としては、実施例３、７、８、比較例１〜４、６のグリース組成物について、ＡＳＴＭＤ１８３１に準拠したロール安定度試験を、試験温度８０℃、試験時間２ｈｒｓとして実施した。

下記表２に、耐荷重性試験及びせん断安定性試験の結果をまとめて示す。なお、せん断安定性についてのロール安定度試験では、試験前後におけるグリースちょう度の変化量を測定し、「＋数値」表記は試験前に比してその数値分だけちょう度が高くなった、つまりグリースが軟らかくなったことを示す。また、このちょう度変化は、試験時間２ｈｒｓ後の結果であることから、グリースはせん断によって壊れたまま戻らないものと推定した。

先ず、耐荷重性試験について、表２に示されるように、リグニン含有材料をアルカリ処理して誘導されるリグニン化合物である草本系ソーダリグニンやクラフトリグニンを含有させた実施例１〜９のグリース組成物では、比較例２及び３の従来の極圧剤や固体潤滑剤を含有するグリース組成物と同等以上の耐荷重性能を示した。また、そのリグニン化合物の含有量が多くなるに従って、融着荷重（ＷＬ）が大きくなり、その性能が高くなることが分かった。

さらに、実施例７、実施例９の結果に示されるように、アルカリ処理により誘導されるリグニン化合物と共にリグニンスルホン酸金属塩を混合することによって、耐荷重性能に対して相乗効果をもたらし、草本系ソーダリグニンやクラフトリグニンの含有量が少なくても高い耐荷重性能を示した。

次に、せん断安定性試験について、アルカリ処理により誘導されるリグニン化合物である草本系ソーダリグニン又はクラフトリグニンを含有させた実施例３、７、８のグリース組成物では、２時間の試験時間が経過してもそのちょう度変化量は少なく、機械的なせん断が加わる環境下においても安定性が高いことが分かった。

これに対して、リグニンスルホン酸金属塩のみを含有させた比較例４、比較例６では、そのちょう度変化量がそれぞれ「＋５９」、「＋４８」と極めて大きくなり、グリースが軟らかくなって、機械的なせん断が加わることによって漏れ（垂れ落ち）の可能性が高くなることが分かった。

以上の結果から分かるように、アルカリ処理により誘導されるリグニン化合物を含有させた潤滑剤組成物（グリース組成物）では、高い耐荷重性（極圧性）を有するとともに、優れたせん断安定性を有することが明確に確認された。このような潤滑剤組成物によれば、摺動部材等の機械的なせん断が加わる機械部材に適用した場合でも、高い安定性でもってグリース形態を保持し、耐荷重性能を長期間に亘って維持できることが分かった。

Claims

グリース基剤に、草本系ソーダリグニン又はクラフトリグニンを含有してなることを特徴とする潤滑剤組成物。
当該潤滑剤組成物中に、上記草本系ソーダリグニン又はクラフトリグニンを１〜３０質量％の割合で含有してなることを特徴とする請求項１に記載の潤滑剤組成物。
上記グリース基剤に、亜硫酸法により誘導されるリグニンスルホン酸金属塩をさらに含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の潤滑剤組成物。