JP6730838B2

JP6730838B2 - 難燃性半固体状潤滑剤組成物、並びにそれを封入してなる軸受及び歯車

Info

Publication number: JP6730838B2
Application number: JP2016088142A
Authority: JP
Inventors: 雅治吉田; 建太苅部; 慎悟渡邉; 史章西塚
Original assignee: JFE Steel Corp; Kyodo Yushi Co Ltd
Current assignee: JFE Steel Corp; Kyodo Yushi Co Ltd
Priority date: 2016-04-26
Filing date: 2016-04-26
Publication date: 2020-07-29
Anticipated expiration: 2036-04-26
Also published as: JP2017197624A

Description

本発明は、水、界面活性剤、および潤滑油を含む難燃性に優れた半固体状潤滑剤組成物に関する。また、本発明は、前記難燃性半固体状潤滑剤組成物を封入してなる軸受又は歯車に関する。製鉄設備や鍛造設備等にその軸受や歯車を使用することにより、高温のスケールの飛散等により、潤滑剤に着火し、火災が懸念される場合においても、難燃性であるため使用することが可能である。

製鉄設備、鍛造設備などの塑性加工設備の軸受や歯車の潤滑にはグリースが多用されている。しかしながら、これらの設備は高温に曝されるため、使用済みのグリースが設備の下に垂れ落ちて堆積し、堆積したグリースが高温に曝されたり、スケールが飛散した場合にグリースに着火し、それに起因する火災が問題視されている。
特開２００４−６７８４３号公報には、自己消火性グリース組成物として、グリース組成物の液体成分の引火点が２７０ ℃以上であるグリース組成物が開示されている。特開２００４−６７８４３号公報に記載の自己消火性グリース組成物は、着火した後燃焼が止まる時間までの時間が５分以下であるが、着火自体を防ぐことは出来ない。
特開２０１０−１８６４８号公報には、基油と増ちょう剤からなるグリースに水を配合することにより、難燃性グリース組成物が開示されている。しかしながら、基油及び増ちょう剤と水との馴染みがわるいために、製造時の作業性が悪く、水が分離するという問題がある。
特開平５−１３２６９０号公報には、水とアルキレングリコールと二酸化珪素からなる潤滑剤が開示されている。しかしながら、二酸化珪素は粉体であるため、配管内でプラッギングが発生する恐れがある。
したがって、難燃性に優れた潤滑剤組成物が求められている。

特開２００４−６７８４３号公報特開２０１０−１８６４８号公報特開平５−１３２６９０号公報

本発明の目的は、堆積した潤滑剤組成物に高温のスケールが飛散した場合にも着火しない難燃性に優れた半固体状潤滑剤組成物を提供することである。また、本発明の目的は、製鉄設備や鍛造設備等においては、高温のスケールの飛散などにより、潤滑剤に着火し、火災が懸念されるケースが多々あるが、そのような状況下での使用を可能にする、難燃性半固体状潤滑剤組成物を封入してなる軸受や歯車を提供することである。

本発明は、水、界面活性剤、および潤滑油を含む難燃性半固体状潤滑剤組成物であって、水と界面活性剤の合計含有量が難燃性半固体状潤滑剤組成物の総質量を基準として７〜９０質量％であり、界面活性剤と水の質量比が界面活性剤１に対して水１．６〜１８倍である、難燃性半固体状潤滑剤組成物を提供する。
また、本発明は、前記難燃性半固体状潤滑剤組成物を封入してなる軸受又は歯車を提供する。

本発明により、難燃性に優れた半固体状潤滑剤組成物を提供することができる。

本発明の半固体状潤滑剤組成物は、水、界面活性剤、および潤滑油を含む。
本発明の難燃性半固体状潤滑剤組成物において、水は、その冷却効果によって、火種及びその周囲の温度を下げて燃焼の継続を断ち切るという効果を有している。このような効果を充分に発揮するには、組成物中に水を含有することが必要である。水の含有量は、好ましくは界面活性剤と水の質量比が界面活性剤１に対して水１．６〜１８倍となる量であり、より好ましくは界面活性剤１に対して水１．７〜１２倍となる量であり、さらに好ましくは界面活性剤１に対して水１．８〜５倍となる量である。

本発明の難燃性半固体状潤滑剤組成物において、潤滑油を水中に分散させ、かつ半固体状に固めるための成分として界面活性剤を使用する。本発明において使用する界面活性剤は、好ましくは水と混合するとゲル化する濃度（質量％）領域を有するものである。また、本発明において使用する界面活性剤のＨＬＢは、好ましくは３〜１６である。本発明において使用する界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルなどが挙げられるがこれらに限定されない。ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルの脂肪酸の炭素数は、好ましくは１０〜２４であり、より好ましくは１２〜１８である。また、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルのオキシエチレンの付加モル数は、好ましくは４〜１００（４〜１００ＥＯ）であり、より好ましくは６〜６０（６〜６０ＥＯ）であり、特に好ましくは６〜３０（６〜３０ＥＯ）である。
本発明において使用する界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンソルビタントリオレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンジステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリイソステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンジイソステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノイソステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンジラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートなどが挙げられる。界面活性剤は、好ましくはポリオキシエチレンソルビタンモノオレート、ポリオキシエチレンソルビタンジステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリイソステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンジイソステアレートある。また、活性剤は、さらに好ましくはポリオキシエチレンソルビタンモノオレート、ポリオキシエチレンソルビタンジステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレートである。
本発明の難燃性半固体状潤滑剤組成物における水と界面活性剤の合計含有量は、好ましくは７〜９０質量％であり、より好ましくは２０〜９０質量％であり、さらに好ましくは５０〜９０質量％である。

本発明において使用する潤滑油には、鉱油をはじめとした全ての潤滑油が使用可能である。本発明において使用する合成潤滑油の例としては、ジエステル、ポリオールエステルに代表されるエステル系合成油；ポリαオレフィン、ポリブデンに代表される合成炭化水素油；アルキルジフェニルエーテル、ポリプロピレングリコールに代表されるエーテル系合成油；シリコーン油；フッ素化油などが挙げられる。潤滑油は、好ましくは鉱油、ポリαオレフィン、ポリブデンである。潤滑油は、特に好ましくは鉱油である。本発明において使用する潤滑油の動粘度（４０℃）は、好ましくは１００〜３０００ｍｍ²／ｓであ、より好ましくは３００〜１０００ｍｍ²／ｓである。
本発明の難燃性半固体状潤滑剤組成物における潤滑油の含有量は、好ましくは２０〜４５質量％であり、より好ましくは２０〜３５質量％である。

本発明の難燃性半固体状潤滑剤組成物には、上記成分に加えて、極圧添加剤、酸化防止剤、錆止め剤、摩擦緩和剤、防食剤、固体潤滑剤などの通常グリース組成物に使用される添加剤を含有させることができる。また、一般的にグリースに使用される増ちょう剤も含有させることができるが、本発明の難燃性半固体状潤滑剤組成物におけるそのような増ちょう剤の含有量は、好ましくは１０質量％以下であり、より好ましくは５質量％以下であり、さらに好ましくはそのような増ちょう剤を含まない。
本発明の難燃性半固体状潤滑剤組成物の混和ちょう度は、好ましくは２２０〜４３０であり、より好ましくは２６５〜４３０である。
本発明の難燃性半固体状潤滑剤組成物は、好ましくは軟膏缶燃焼試験において９５０℃で難燃性である。ここで、「難燃性」とは、着火しない又は着火しても１分以内に消えることを意味する。
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。なお、本発明の範囲は、かかる実施例に限定されないことはいうまでもない。

（実施例１及び２、並びに比較例１及び２）
水、界面活性剤、及び潤滑油を下記表１に記載した配合量で混合して半固体状潤滑剤組成物を調製した。下記に示す方法により、半固体状潤滑剤組成物の特性を評価した。結果を表１に示す。
（混和ちょう度）
ＪＩＳＫ２２２０７に従って測定した。
（基油の動粘度）
ＪＩＳＫ２２２０２３に従って測定した。
（軟膏缶燃焼試験）
実施例及び比較例の半固体状潤滑剤組成物の難燃性はグリース燃焼性試験により評価した。燃焼性は、半固体状潤滑剤組成物２０ｇを内径６５ｍｍ、深さ１３ｍｍの筒型の金属容器（軟膏缶）に入れ、これに９５０℃に加熱した鋼球（直径１９．０５ｍｍ）を入れ、着火の有無を確認した。

表１

界面活性剤：ポリオキシエチレン（２０ＥＯ）ソルビタントリステアート（花王株式会社製レオドールＴＷ−Ｓ３２０Ｖ、ＨＬＢ＝１０．５）
市販の自己消火性グリース：協同油脂株式会社製ＦＲグリースＬＮｏ．０

比較例１の結果から、半固体状潤滑剤組成物を得ることができなかった。比較例２の市販の自己消火性グリースは、着火が認められた。実施例１及び２の結果から、本発明の半固体状潤滑剤組成物は、軟膏缶燃焼試験において未着火であり、難燃性を満足することが出来ることがわかった。

Claims

水、界面活性剤、および潤滑油を含み、ワックスおよびナノ粒子成分を含まない難燃性半固体状潤滑剤組成物であって、水と界面活性剤の合計含有量が難燃性半固体状潤滑剤組成物の総質量を基準として５０〜９０質量％であり、界面活性剤と水の質量比が界面活性剤１に対して水１．６〜１８倍であり、界面活性剤がポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルである、難燃性半固体状潤滑剤組成物。
請求項１記載の界面活性剤が水と混合するとゲル化する濃度（質量％）領域を有する、請求項１記載の難燃性半固体状潤滑剤組成物。
ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルの脂肪酸の炭素数が１０〜２４である、請求項１又は２記載の難燃性半固体状潤滑剤組成物。
ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルのオキシエチレンの付加モル数が４〜１００（４〜１００ＥＯ）である、請求項１〜３のいずれか１項記載の難燃性半固体状潤滑剤組成物。
軟膏缶燃焼試験において９５０℃で難燃性である請求項１〜４のいずれか１項記載の難燃性半固体状潤滑剤組成物。
増ちょう剤の含有量が１０質量％以下である、請求項１〜５のいずれか１項記載の難燃性半固体状潤滑剤組成物。
請求項１〜６のいずれか１項記載の難燃性半固体状潤滑剤組成物を封入してなる軸受。
請求項１〜６のいずれか１項記載の難燃性半固体状潤滑剤組成物を封入してなる歯車。