JP5842434B2 - 潤滑剤組成物及び転がり軸受 - Google Patents

Description

本発明は、基油をゲル化剤で増ちょうした潤滑剤組成物、並びに前記潤滑剤組成物を封入した転がり軸受に関する。

例えば、各種機器や装置の回転部位を支持するための転がり軸受では、潤滑のために、基油をゲル化剤で増ちょうした潤滑剤組成物が使用されることがある。ゲル化剤としては、アミノ酸系ゲル化剤やベンジリデンソルビトール系ゲル剤等が使用されている。これらゲル化剤では、ネットワーク形成要因が水素結合力であるが、水素結合力は弱い結合力であるため、せん断力が付与されると容易に結合が切れてゲル化剤が基油中に分散し、粘性が大きく低下する。また、せん断力が無くなると、水素結合が点と点とで形成されて速やかにネットワークを再形成して粘性を回復するようになる。ゲル剤のこのような作用を利用して、本出願人も特許文献１〜３等を出願している。

特開２０１１−２６４３２号公報 特開２０１０−２０９１２９号公報 特開２０１０−１９６７２７号公報

潤滑剤組成物には、各種の添加剤が添加されるのが一般的であるが、添加剤の種類によっては、ゲル化剤によるネットワークの再形成に時間がかかり、粘性が早期に回復せず、適用箇所や軸受から漏洩しやすくなり、安定した潤滑が長期に渡り維持できなくなる場合がある。また、添加剤の効果が十分に発現しないこともある。

そこで本発明は、基油をゲル化剤で増ちょうした潤滑剤組成物に添加される添加剤を特定して、ネットワークの再形成を早期に回復させ、更には添加剤の効果も発現して適用箇所における潤滑を長期間良好に維持することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、下記の潤滑剤組成物及び転がり軸受を提供する。
（１）基油と、ゲル化剤と、添加剤とを含有する潤滑剤組成物であって、
前記ゲル化剤が、アミノ酸系ゲル化剤及びベンジリデンソルビトール系ゲル化剤の少なくとも１種であり、
前記添加剤が、１０００Ｈｚ時の比誘電率が１０００以上であるジフェニルハイドロゲンフォスファイト、モノｎ−オクチルホスフェート及びジエチルホスホノ酢酸から選ばれる少なくとも１種と、１０００Ｈｚ時の比誘電率が１０００未満であるソルビタンモノオレート、オレオイルザルコシン及びポリオキシエチレンラウリルエーテルから選ばれる少なくとも１種との混合物であることを特徴とする潤滑剤組成物。
（２）下記式で表わされる粘性回復率が９８％以上であることを特徴とする上記（１）記載の潤滑剤組成物。

（但し、せん断後不混和ちょう度は、自転−公転式攪拌機により自転１３７０ｒ／ｍｉｎ、公転１３７０ｒ／ｍｉｎにて３分間攪拌した後の不混和ちょう度であり、放置後不混和ちょう度は、自転−公転式攪拌機により自転１３７０ｒ／ｍｉｎ、公転１３７０ｒ／ｍｉｎにて３分間攪拌した後、４０℃で１時間放置した後の不混和ちょう度である。）
（３）内輪と外輪との間に、保持器により複数の転動体を回動自在に保持してなり、かつ、上記（１）または（２）記載の潤滑剤組成物を封入したことを特徴とする転がり軸受。

本発明の潤滑剤組成物によれば、粘性の早期回復と、防錆効果や摩耗防止効果とがバランスよく得られ、適用箇所における潤滑を長期間良好に維持できる。

以下、本発明に関して詳細に説明する。

本発明の潤滑剤組成物は、基油をゲル化剤で増ちょうし、更に１０００Ｈｚ時の比誘電率が１０００以上であるジフェニルハイドロゲンフォスファイト、モノｎ−オクチルホスフェート及びジエチルホスホノ酢酸から選ばれる少なくとも１種（以下、「高比誘電率添加剤」という）と、１０００Ｈｚ時の比誘電率が１０００未満であるソルビタンモノオレート、オレオイルザルコシン及びポリオキシエチレンラウリルエーテルから選ばれる少なくとも１種（以下、「低比誘電率添加剤」という）との混合物を添加したものである。

（ゲル化剤）
ゲル化剤としては、アミノ酸系ゲル化剤及びベンジリデンソルビトール系ゲル化剤を、それぞれ単独で、もしくは両者を混合して使用する。せん断付与後の回復性を考慮すると、アミノ酸系ゲル化剤とベンジリデンソルビトール系ゲル化剤とを併用することが好ましい。

アミノ酸系ゲル化剤としては、基油中に分散させてゲルを形成できるものであれば制限はないが、Ｎ−２−エチルヘキサノイル−Ｌ−グルタミン酸ジブチルアミド、Ｎ−ラウロイル−Ｌ−グルタミン酸−α，γ−ｎ−ジブチルアミド等が好適である。また、これらを併用してもよい。

ベンジリデンソルビトール系ゲル化剤としては、基油中に分散させてゲルを形成できるものであれば制限はないが、ベンジリデンソルビトール、ジトリリデンソルビトール、非対称のジアルキルベンジリデンソルビトール等が好適である。また、これらを併用してもよい。

また、アミノ酸系ゲル化剤とベンジリデンソルビトール系ゲル化剤とを併用する場合は、アミノ酸系ゲル化剤：ベンジリデンソルビトール系ゲル化剤＝２０〜８０：８０〜２０の配合比とすることが好ましく、４０〜６０：６０〜４０の配合比とすることがより好ましい。アミノ酸系ゲル化剤とベンジリデンソルビトール系ゲル化剤とを併用することにより相乗効果が得られるが、上記の配合比から外れると相乗効果が低くなり、粘性回復の向上度合が低下する。

アミノ酸系ゲル化剤及びベンジリデンソルビトール系ゲル化剤の配合量は、それぞれ単独で使用した場合も、両者を併用した場合も、潤滑剤組成物全量の２〜８質量％とすることが好ましく、３〜６質量％とすることがより好ましい。ゲル化剤の配合量が２質量％未満では、潤滑剤組成物が初期から柔らかすぎて適用箇所から漏洩しやすくなる。一方、ゲル化剤の配合量が８質量％を超えると、潤滑剤組成物の初期ちょう度が硬くなりすぎるため、ハンドリングが悪くなり、更にはせん断を付与しても油状に流動せず、適用箇所に基油が行き渡らずに潤滑性が悪くなる。

（基油）
基油は、ゲル化剤を溶解でき、ゲル化剤によりゲル化される潤滑油であれば制限は無く、鉱油系、合成油系または天然油計の潤滑剤を目的に応じて選択することができる。鉱油系潤滑油としては、減圧蒸留、油剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、硫酸洗浄、白土精製、水素化精製等を適宜組み合わせて精製したものが好ましい。合成油系潤滑油としては、炭化水素系油、芳香族系油、エステル系油、エーテル系油等が挙げられる。天然油系潤滑油としては、牛脂、豚脂、大豆油、菜種油、米ぬか油、ヤシ油、パーム油、パーム核油等の油脂系油またはこれらの水素化物が挙げられる。これらの基油はそれぞれ単独でも、２種以上を混合して使用することもできる。これらの潤滑油の中でも、せん断付与後の粘性の回復性を考慮すると、エステル系油が最も好適である。

また、基油の動粘度は、潤滑性や低トルク等を考慮すると１０〜４００ｍｍ^２／ｓ（４０℃）が好ましく、２０〜２００ｍｍ^２／ｓ（４０℃）がより好ましい。

（添加剤）
高比誘電率添加剤として、１０００Ｈｚ時の比誘電率が１０００以上であるジフェニルハイドロゲンフォスファイト、モノｎ−オクチルホスフェート及びジエチルホスホノ酢酸から選ばれる少なくとも１種を用いる。また、低比誘電率添加剤として、１０００Ｈｚ時の比誘電率が１０００未満であるソルビタンモノオレート、オレオイルザルコシン及びポリオキシエチレンラウリルエーテルから選ばれる少なくとも１種を用いる。尚、これら添加剤の添加量は、本発明の目的を損なわない程度であれば特に限定されるものではない。

上記した各添加剤は、防錆剤や摩耗防止剤の一種でもあるが、これらは化学構造的に極性部位と無極性部位とを有しており、ゲル化剤には極性部位をゲル化剤側に向け、無極性部位が基油側を向くように吸着する。そのため、ゲル化剤は、表面を防錆剤や摩耗防止剤の無極性部位で取り囲まれた形となり、水素結合力を形成し難くなり、せん断により分散したゲル化剤がネットワークを再形成するのに時間がかかり、粘性の回復性が低下する。しかし、高比誘電率添加剤は、極性部位を多く有するため、ゲル化剤に吸着しても、吸着していない部位にも極性部位が多数有し、それらが水素結合を形成することでネットワークが再形成され、粘性が早期に回復するようになる。高比誘電率添加剤は、低比誘電添加剤よりも多く極性部分を有するためゲル化剤に優先的に吸着し、ネットワークを再形成しやすくなり、粘性の回復を早くすることができる。

一方で、高比誘電率添加剤は、基油中での分散性に劣り、防錆効果や摩耗防止効果が十分に発現しない。そこで、低比誘電率添加剤を併用して防錆効果や摩耗防止効果を補償する。そのため、高比誘電率添加剤と、低比誘電率添加剤とを当量ずつ混合することで、粘性の早期回復と、防錆効果や摩耗防止効果とをバランスよく発現することができる。

（製造方法）
本発明の潤滑剤組成物を製造する方法には、先ず、基油にゲル化剤を所定量添加し、ゲル化剤が完全に溶解するまで加熱攪拌する。次いで、予め水冷したアルミニウム製バットに流し込み、バットを冷水で冷却する。そして、ゲル状に硬化した硬化物に高比誘電率添加剤と、低誘電率添加止剤とを所定量添加し、撹拌後、３本ロールミルにかけて混練して潤滑剤組成物を得る。

（転がり軸受）
上記した本発明の潤滑剤組成物は、増ちょう性を有し、かつ、早期に粘性を回復するため、転がり軸受に封入して使用することも好適であり、長寿命の転がり軸受となる。尚、転がり軸受自体の構成には制限はない。

以下に、実施例及び比較例により本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。

（実施例１〜４、比較例１〜３）
表１に示すように、基油にゲル化剤を表記の量添加し、ゲル化剤が完全に溶解するまで加熱攪拌した後、予め水冷したアルミニウム製バットに流し込み、バットを冷水で冷却してゲル状の硬化物を得た。そして、硬化物に、表記の添加剤を添加し、撹拌後、３本ロールミルにかけて潤滑剤組成物を得た。

そして、各潤滑剤組成物について、せん断を付与する前の不混和ちょう度（せん断前不混和ちょう度）を測定した。また、各潤滑剤組成物に、自転−公転式攪拌機により自転１３７０ｒ／ｍｉｎ、公転１３７０ｒ／ｍｉｎにて３分間攪拌してせん断を加えた後、不混和ちょう度（せん断後不混和ちょう度）を測定した。更に、せん断付与後、４０℃で１時間放置した後、不混和ちょう度（放置後不混和ちょう度）を測定した。そして、下記式から、粘性回復率を求めた。この粘性回復率は、せん断付与後１時間経過したときに何％まで粘性が回復したかを示した値であり、この値が高い潤滑剤組成物ほど粘性が回復しやすいことを示している。粘性回復率が１００％では、１時間でせん断付与前のちょう度まで回復していることを示す。また、添加剤を添加しない潤滑剤組成物の粘性回復率は１００％である。結果を表１に併記する。

表１の実施例から、高比誘電率添加剤と、低比誘電率添加剤との混合物を添加することにより、粘性回復率がほぼ１００％であり、粘性の回復が早いことがわかる。特に、実施例１〜３のように、アミノ酸系ゲル化剤とベンジリデンソルビトール系ゲル化剤とを併用することにより、両者の相乗効果により、粘性の回復がより早まることがわかる。

これに対し比較例では、低比誘電率添加剤のみを添加しているため、粘性の回復が遅くなっている。

Claims (3)

1. 基油と、ゲル化剤と、添加剤とを含有する潤滑剤組成物であって、
   前記ゲル化剤が、アミノ酸系ゲル化剤及びベンジリデンソルビトール系ゲル化剤の少なくとも１種であり、
   前記添加剤が、１０００Ｈｚ時の比誘電率が１０００以上であるジフェニルハイドロゲンフォスファイト、モノｎ−オクチルホスフェート及びジエチルホスホノ酢酸から選ばれる少なくとも１種と、１０００Ｈｚ時の比誘電率が１０００未満であるソルビタンモノオレート、オレオイルザルコシン及びポリオキシエチレンラウリルエーテルから選ばれる少なくとも１種との混合物であることを特徴とする潤滑剤組成物。
2. 下記式で表わされる粘性回復率が９８％以上であることを特徴とする請求項１記載の潤滑剤組成物。
   

   

   （但し、せん断後不混和ちょう度は、自転−公転式攪拌機により自転１３７０ｒ／ｍｉｎ、公転１３７０ｒ／ｍｉｎにて３分間攪拌した後の不混和ちょう度であり、放置後不混和ちょう度は、自転−公転式攪拌機により自転１３７０ｒ／ｍｉｎ、公転１３７０ｒ／ｍｉｎにて３分間攪拌した後、４０℃で１時間放置した後の不混和ちょう度である。）
3. 内輪と外輪との間に、保持器により複数の転動体を回動自在に保持してなり、かつ、請求項１または２記載の潤滑剤組成物を封入したことを特徴とする転がり軸受。