JP7007383B2 - カルシウム複合潤滑グリースの使用及びワイヤーロープの潤滑のためのカルシウムスルホネート複合潤滑グリース - Google Patents
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Description
(i)石灰性構造の炭酸カルシウムを含むカルシウムスルホネート複合潤滑グリース組成物(カルシウムスルホネート複合体)、及び、凝固点が70℃を超えるワックスを可能な限り含むカルシウムスルホネート複合潤滑グリース組成物(ハイブリッドカルシウムスルホネート複合体)、又は
(ii)凝固点が70℃を超える少なくとも1つのワックスをさらに含むカルシウム複合潤滑グリース組成物(ハイブリッドカルシウム複合体)、又は
(iii)前記(i)及び前記(ii)の混合物
を含むワイヤーロープに関する。また本発明は、前記潤滑グリースを含むワイヤーロープの製造方法及びワイヤーロープのための潤滑グリース組成物の使用に関する。前記ワイヤーロープは、好ましくは、エレベータ、空中ケーブル、又はスキーリフトに使用される。
前記カルシウムスルホネート複合潤滑剤は、以下の成分を含む。
(A)例えば、5重量%~80重量%、特には20重量%~55重量%の基油;
(B)例えば、10重量%~80重量%の量で存在し、少なくとも部分的に、恐らくは完全に、石灰性構造の炭酸カルシウムを含む、少なくとも1つの、有機スルホン酸の過塩基化カルシウム塩(以下、簡潔にカルシウムスルホネートという);
(C)可能な限り、それぞれ特にゲル化プロセス又は活性化のための、さらなるスルホン酸、好ましくはC12のアルキルスルホン酸;
(D)可能な限り、例えば以下に示す1つ以上の活性化剤:
i)1重量%~20重量%の、C1~C4のアルコール等の他のアルコールを含む水;
ii)1重量%~20重量%の、C1~C4のアルコール、アルコキシアルカノール、及び/又はグリコール等のポリアルコール;
iii)1重量%~20重量%の、ヒドロキシカルボン酸を含む水;並びに
iv)1重量%~20重量%の、前記i)及び前記ii)、又は、前記ii)及び前記iii)、又は、前記i)、前記ii)及び前記iii)からなる混合物
(ここで、前記活性化剤は、生産中に潤滑グリース組成物中に存在し、可能な限り熱処理によって少なくとも部分的に排除され得る);並びに
(E)可能な限り、凝固点が70℃を超えるワックス(ハイブリッドカルシウムスルホネート複合潤滑グリース)。
使用される本発明のカルシウム複合潤滑グリースは、少なくとも以下の成分を有する。
(a)40重量%~90重量%、特には60重量%~80重量%の基油;
(b)少なくとも1つの、ヒドロキシ脂肪酸を含む少なくとも1つの脂肪酸のカルシウム石鹸;
(c)少なくとも1つの錯化剤;並びに
(d)凝固点が70℃を超えるワックス。
潤滑グリース添加物;
他の増粘剤、例えば、
C10~C36の、ヒドロキシカルボン酸に加えてカルボン酸の、他の金属石鹸、
リン酸、酢酸、ホウ酸、及び/又はジカルボン酸の塩、並びに/もしくは
ポリ尿素増粘剤。
いずれも置換されていてもよい、炭素数2~8、特には炭素数2~4の飽和又は不飽和モノカルボン酸もしくはヒドロキシカルボン酸、あるいは、炭素数2~16、特には炭素数2~12のジカルボン酸の、カルシウム塩;及び/又は
ホウ酸のカルシウム塩又はリチウム塩、及び/又は、リン酸のナトリウム塩又はカルシウム塩;及び/又は
酢酸、又は酢酸カルシウム等の酢酸塩
である。
・酸化防止剤
アミン化合物類(例えば、アルキルアミン類又は1-フェニルアミノナフタリン)、芳香族アミン類(フェニルナフチルアミン又はジフェニルアミン等)、フェノール化合物類(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール等)、硫黄酸化防止剤類
・高圧添加物
有機塩素、硫黄、及び/又はリン化合物類、もしくは、有機ビスマス化合物類
・接着促進剤
C2~C6のポリオール、ポリグリコール、脂肪酸、脂肪酸エステル、もしくは、動物性又は植物性油
・腐食防止剤
石油スルホネート、ジノニルナフタレンスルホネート、ソルビタンエステル類、サルコシン、スクシンイミド、脂肪酸誘導体、又はイミダゾリン
・金属不活性化剤
ベンゾトリアゾール及びその誘導体、メルカプトチアジアオール、又は亜硝酸ナトリウム
・粘性増強剤
ポリメチルアクリレート、ポリイソブチレン、ポリ-α-オレフィン類(オリゴ-dec-1-エン(オリゴデセン))、オリゴコポリマー類(エチレンとプロピレンとの共重合化物)、及びポリスチレン類
・摩耗保護添加物及び摩擦低減剤
モリブデン化合物類(有機モリブデン複合体(OMC)等、ジアルキルジチオリン酸モリブデン、ジアルキルジチオカルバミド酸モリブデン、又はジアルキルジチオカルバミド酸モリブデンスルフィド)、特に、ジ-n-ブチルジチオカルバミド酸モリブデン及びジアルキルジチオカルバミド酸モリブデンジスルフィド(Mo2OmSn(ジアルキルカルバミド酸)2(m=0~3及びn=4~1))、又はジチオカルバミド酸金属(例えば、亜鉛)塩又はアンモニウム塩
・摩擦低減剤
機能性ポリマー類(オレイルアミド類)、ポリエーテル類及びアミド類をベースとする有機化合物類(アルキル(ポリエチレングリコール)(テトラデシレングリコール)エーテル等)、アルキル及び/又はアリールリン酸エステル類、ホスホン酸エステル類、並びにチオリン酸エステル類
・光及びUV保護用添加物
A.1 カルシウムスルホネート複合石鹸(Ca-Sul-X)をベースとするロープ潤滑剤
潤滑グリース容器において、25重量%のBrightstock BS 150を50重量%のCa-Sul-Xに添加し、撹拌しながら80℃に加熱した。次いで、凝固点が70℃のパラフィンワックス(25重量%)を滴下した。均質となるように混合した後、約60℃まで冷却した。次いで、3ロールミルで均質化した。
・ANTICORIT ERC 7540 EU
FUCHS(ドイツ連邦共和国、マンハイム)製
腐食保護及び摩耗低減の向上のための、基油ワックス及び添加物からの製品
・ELASKON SK 21-04
Elaskon(ドイツ連邦共和国、ドレスデン)製
ワックスベースのロープ潤滑剤
・ELASKON 20 BB 94
Elaskon(ドイツ連邦共和国、ドレスデン)製
ワックスベースのロープ潤滑剤
・NYROSTEN T55
Nyrosten(ドイツ連邦共和国、ゲルダーン)製
ワックスベースのロープ潤滑剤
・RENOLIT LC-WP 2
FUCHS(ドイツ連邦共和国、マンハイム)製
12-ヒドロキシステアリン酸リチウム/カルシウム(腐食保護添加物あり)
・RENOLIT CA-FG 50
FUCHS(ドイツ連邦共和国、マンハイム)製
12-ヒドロキシステアリン酸カルシウム(腐食保護添加物なし)
・Elaskon SK-U
Elaskon(ドイツ連邦共和国、ドレスデン)製
ワックスベースのロープ潤滑剤
・Elaskon SK-CE
Elaskon(ドイツ連邦共和国、ドレスデン)製
ワックスベースのロープ潤滑剤
・Berucoat AK 376
Beechem(ドイツ連邦共和国、ハーゲン)製
PTFEベースの水性ペースト(有機バインダーあり)
・Macromelt
Henkel(ドイツ連邦共和国、デュッセルドルフ)製
・Bio Grease MP 2
INTERFLON(オランダ王国、ローゼンダール)製
PTFE機能化リチウム石鹸グリース(リン含有摩耗保護添加物あり)
・OKS 450
OKS Spezialschmierstoffe(ドイツ連邦共和国、マイザッハ-ゲルンリンデン)製
ZnDTPを用いた合成油(モリブデン摩耗保護添加物及び腐食保護添加物としてのカルシウムスルホネートあり)
スパチュラを用い、充分な量の潤滑グリースを、気泡が生じないようにプレートに適用した。測定システムとコーン及びプレートとを組み合わせた後、過剰量の潤滑グリースを拭い取った。一定の温度での回転速度の作用としてトルクを測定することにより、潤滑グリースのせん断粘度を決定した。せん断応力及びせん断速度は、回転のトルク及び速度から算出する。Anton Paar社製のコーン/プレート粘度計を用い、以下のパラメータにて測定を行った。
温度範囲:30℃~100℃
加熱速度:1℃/min
コーン径:50mm
コーン角:1°
せん断率:500sec-1
本発明に係るCa-Sul-Xグリースだけでなく、ANTICORIT ERC 7540 EU、ELASKON SK 21-04、及びELASKON 20 BB 94も調査した。
気泡がなく清浄な、融解したサンプルを、テストシリンダー内に注入し、所定の条件下で冷却した。貫入試験機を用い、負荷が与えられ、平衡化されたテストコーン(総質量:150g)の貫入深さを、一定温度での5秒間のテスト時間の間に決定した。ここで、図2に示すように、ハイブリッドCa-X、ハイブリッドCa-Sul-Xだけでなく、特にCa-Sul-Xはまた、油/ワックスベースのロープ潤滑剤(ELASKON SK 21-04)と比較して、より良好な稠度及び温度特性を有していた。また、コーン貫入値は、温度と共に、可能な限り僅かに増加することが望ましいが、少なくとも、高温においてのみ増加が起こることが望ましい。図3よって、油/ワックスベースのロープ潤滑剤と比較して、著しく良好なせん断安定性があることが明らかとなっている。せん断安定性の温度依存に関する測定を、DIN 51580(図3)及びDIN ISO 2137(図2及び3)に準拠して行なった。
フラットブランクに適用したビチューメン層をここで、1分間につき1℃の割合で冷却し、各々1分間後に規定のとおりに屈曲させた。Fraassに準拠した破断点は、規定のテスト条件下で屈曲させている間に、ビチューメン層が破断又は欠損する温度(摂氏)である。
15cm×10cmの大きさの冷却したロール状スチールテストサンプルを、30%のロープ潤滑剤及び溶媒の溶液に浸漬させ、非金属材料(合成ファイバー、綿ファイバー又は他の絶縁材料)に掛けて保存し、溶液を蒸発させた。サンプルのホルダーもまた、耐性を有する非金属材料からなるものであった。チャンバーにおいて、4つのサンプルを、4つの四分円内に20°(±5°)の角度で垂直に載置した。テスト温度は35℃、スプレー体積は1.5(±0.5)mL/h、スプレー溶液の濃度は50(±5)g/L NaClであった。
潤滑グリースに水を添加し、自動調心型玉軸受内にてテストを行った。加熱及び負荷なしで、規定のアイドル時間を設け、80min-1の回転速度にて規定の実行時間で所定のサイクルを実施した後、テスト軸受のための外部リングのトラックの腐食をチェックした。
発振テスト装置のテストチャンバー内に挿入し、潤滑剤で湿らせたテストサンプルに、所定のテスト周波数及び所定の振動工程を有する所定の垂直力で機械的に負荷をかけた。連続的に摩擦力(摩擦係数)を測定した。
選択可能なテスト荷重にて、同型の3つの球の上を滑って動く回転球で構成される四球テスターにおいて、粘稠性潤滑剤をテストした。四球テスターの溶接が起こるまで、テスト荷重を段階的に増加させた。
摩耗保護性を決定するために、規定の荷重で耐久テストを行った後、3つの静止球のキャロット径を測定し、平均値を得た。
ロープ潤滑剤サンプルを、テンプレートを用いてプレート/プレートレオメータに供給し、80℃まで加熱した。この温度に達した後、スパチュラを用いて過剰量のサンプルを除去した。40℃まで冷却した後、テンプレートを除去し、予め規定したギャップに到達するまで、上部プレートを凝固した潤滑剤サンプルの上に下降させた。次いで、下部プレートから予め規定した距離の上部プレートへと到達した後、再び後退してサンプルから急激に動き出る前に、プリセットプログラムを用い、上部プレートを潤滑剤サンプル中へとゆっくりと下降させた。潤滑剤組成物から上部プレートを引っ張り出すのに必要な力を測定した。ここで、図5に示すように、ハイブリッドCa-X及びCa-Sul-Xベースの潤滑剤組成物は、従来の油/ワックスベースの潤滑剤よりも、著しく良好な接着性を有することが分かった。グリースはロープ中に保持されている必要があるので、接着性はロープ潤滑剤にとって特に重要な特性である。
グリースを供給したテスト用のロープのループをローラーシステムに導入し、振子運動をさせてローラー上で動かせた。各々同じ負荷にて、合計1.2ミリオンのロールオーバーが行われた。破損したワイヤー数の計測、腐食の形成、及びホワイトペーパーテストにより、ロープを評価した。ホワイトペーパーテストは、テスト機器の下に載置された紙の上に落下した粒子の量又は数に関する。ホワイトペーパーテスト及び腐食形成についての評価スケールは、以下のとおりである。
0:粒子又は腐食がない
1:粒子又は腐食が殆どない
2:粒子又は腐食が少しある
3:粒子又は腐食が多い
4:粒子又は腐食が著しい度合いである
Claims (21)
- ワイヤーロープのための潤滑剤としての潤滑グリース組成物の使用であって、
前記潤滑グリース組成物は、
(i)基油、有機スルホン酸の少なくとも1つの過塩基化カルシウム塩、少なくとも1つの錯化剤、及び石灰性構造の炭酸カルシウムからなるカルシウムスルホネート複合ハイブリッド潤滑グリース組成物、又は
(ii)基油、ヒドロキシ脂肪酸を含む少なくとも1つの脂肪酸の少なくとも1つのカルシウム石鹸、及び少なくとも1つの錯化剤からなるカルシウム複合ハイブリッド潤滑グリース組成物、又は
(iii)前記(i)及び前記(ii)の混合物
であり、
前記(i)、前記(ii)、及び前記(iii)による前記潤滑グリース組成物は、各々、10重量%~50重量%のワックスを含み、該ワックスは、炭化水素ワックスであり、かつ、70℃を超える凝固点を有し、
前記錯化剤として、少なくとも酢酸、ジカルボン酸、又はリン酸が使用される、使用。 - 前記ワックスの量が、20重量%~35重量%である、請求項1に記載の使用。
- ワイヤーロープの製造中に、多重より糸及び/又はワイヤーがより合わせられてワイヤーロープを形成する前に、前記潤滑グリース組成物は前記ワイヤーロープに導入される、請求項1又は2に記載の使用。
- 前記カルシウムスルホネート複合ハイブリッド潤滑グリース組成物(i)は、
(a)5重量%~80重量%の基油、
(b)10重量%~80重量%の、少なくとも部分的に石灰性構造の炭酸カルシウムを含むカルシウムスルホネート、
(c)さらなるスルホン酸、及び
(d)10重量%~50重量%のワックス
からなり、
前記潤滑グリース組成物は過塩基化されている、請求項1、2、又は3に記載の使用。 - 前記カルシウムスルホネート複合ハイブリッド潤滑グリース組成物(i)は、
(a)20重量%~55重量%の基油、
(b)10重量%~80重量%の、少なくとも部分的に石灰性構造の炭酸カルシウムを含むカルシウムスルホネート、
(c)さらなるスルホン酸、及び
(d)20重量%~35重量%のワックス
からなり、
前記潤滑グリース組成物は過塩基化されている、請求項1、2、又は3に記載の使用。 - 前記カルシウムスルホネート複合ハイブリッド潤滑グリース組成物(i)は、以下に示す活性化剤の1つ以上からなり、これらは、カルシウムスルホネート複合ハイブリッド潤滑グリース組成物(i)の生産中に該カルシウムスルホネート複合ハイブリッド潤滑グリース組成物(i)に添加され、
前記活性化剤は、潤滑グリース組成物の生産中に該潤滑グリース組成物中に存在し、熱処理によって少なくとも部分的に排除される、請求項1に記載の使用:
i)1重量%~20重量%の、C1~C4のアルコールを含む水;
ii)1重量%~20重量%の、C1~C4のアルコール、アルコキシアルカノール、及び/又はグリコールであるポリアルコール;
iii)1重量%~20重量%の、ヒドロキシカルボン酸を含む水;並びに
iv)1重量%~20重量%の、前記i)及び前記ii)、又は、前記ii)及び前記iii)、又は、前記i)、前記ii)及び前記iii)からなる混合物。 - 前記カルシウムスルホネートは、Ca(OH)2及びCaCO3からなる有機スルホン酸の過塩基化カルシウム塩である、請求項4又は5に記載の使用。
- 前記カルシウム複合ハイブリッド潤滑グリース組成物(ii)は、
(a)40重量%~90重量%の基油、
(b)少なくとも1つの、ヒドロキシ脂肪酸を含む脂肪酸のカルシウム石鹸、
(c)少なくとも1つの錯化剤、及び
(d)10重量%~50重量%のワックス
からなる、請求項1、2、又は3に記載の使用。 - 前記カルシウム複合ハイブリッド潤滑グリース組成物(ii)は、
(a)60重量%~80重量%の基油、
(b)少なくとも1つの、ヒドロキシ脂肪酸を含む脂肪酸のカルシウム石鹸、
(c)少なくとも1つの錯化剤、及び
(d)20重量%~35重量%のワックス
からなる、請求項1、2、又は3に記載の使用。 - 前記潤滑グリース組成物はまた、以下の成分の1つ以上からなる、請求項1~9のいずれか1つに記載の使用:
潤滑グリース添加物;
他の増粘剤である
C12~C36の、ヒドロキシカルボン酸に加えてカルボン酸の、他の金属石鹸、
リン酸、酢酸、ホウ酸又はジカルボン酸、及び/又はこれらの塩での金属水酸化物の変換物、並びに/もしくは
ポリ尿素増粘剤。 - 前記潤滑グリース組成物は、200~260(0.1mm単位、25℃)のコーン貫入値を有する、請求項1~10のいずれか1つに記載の使用。
- 前記潤滑グリース組成物は、220~250(0.1mm単位、25℃)のコーン貫入値を有する、請求項1~11のいずれか1つに記載の使用。
- 前記カルシウム複合ハイブリッド潤滑グリース組成物(ii)及び/又は前記カルシウムスルホネート複合ハイブリッド潤滑グリース組成物(i)は、ロープのコアに注入され、
前記カルシウム複合ハイブリッド潤滑グリース組成物(ii)及び前記カルシウムスルホネート複合ハイブリッド潤滑グリース組成物(i)はそれぞれ、400~475(0.1mm単位、25℃)のコーン貫入値を有する、請求項1~12のいずれか1つに記載の使用。 - 前記カルシウム複合ハイブリッド潤滑グリース組成物(ii)及び/又は前記カルシウムスルホネート複合ハイブリッド潤滑グリース組成物(i)は、ロープのコアに注入され、
前記カルシウム複合ハイブリッド潤滑グリース組成物(ii)及び前記カルシウムスルホネート複合ハイブリッド潤滑グリース組成物(i)はそれぞれ、420~460(0.1mm単位、25℃)のコーン貫入値を有する、請求項1~12のいずれか1つに記載の使用。 - 前記炭化水素ワックスは、パラフィンワックス、イソパラフィンワックス、ポリオレフィンワックス、FTワックス、GTLワックス、又はオゾケライトである、請求項1~14のいずれか1つに記載の使用。
- 噴霧、拡散、吸入、ディップコーティング、フローコーティング、ローラーアプリケーション、又はパウダーコーティングの手段にてワイヤーへ適用することにより、
(i)基油、有機スルホン酸の少なくとも1つの過塩基化カルシウム塩、少なくとも1つの錯化剤、及び石灰性構造の炭酸カルシウムからなるカルシウムスルホネート複合ハイブリッド潤滑グリース組成物、又は
(ii)基油、ヒドロキシ脂肪酸を含む少なくとも1つの脂肪酸の少なくとも1つのカルシウム石鹸、及び少なくとも1つの錯化剤からなるカルシウム複合ハイブリッド潤滑グリース組成物、又は
(iii)前記(i)及び前記(ii)の混合物
を、ワイヤーロープのための潤滑剤として適用する方法で、
前記(i)、前記(ii)、及び前記(iii)による前記潤滑グリース組成物は、各々、10重量%~50重量%のワックスを含み、該ワックスは、炭化水素ワックスであり、かつ、70℃を超える凝固点を有し、
前記錯化剤として、少なくとも酢酸、ジカルボン酸、又はリン酸が使用される、方法。 - 前記噴霧を、エアロゾルとして、無気で、又は静電手段によって起こす、請求項16に記載の方法。
- ワイヤーロープは、多重ワイヤーからなり、ワイヤー及び/又はより糸が結び合わさる前に、前記潤滑グリース組成物を前記ワイヤーロープの部材に適用する、請求項16に記載の方法。
- 前記炭化水素ワックスは、パラフィンワックス、イソパラフィンワックス、ポリオレフィンワックス、FTワックス、GTLワックス、又はオゾケライトである、請求項16、17、又は18に記載の方法。
- (i)基油、有機スルホン酸の少なくとも1つの過塩基化カルシウム塩、少なくとも1つの錯化剤、及び石灰性構造の炭酸カルシウムからなるカルシウムスルホネート複合ハイブリッド潤滑グリース組成物、又は
(ii)基油、ヒドロキシ脂肪酸を含む少なくとも1つの脂肪酸の少なくとも1つのカルシウム石鹸、及び少なくとも1つの錯化剤からなるカルシウム複合ハイブリッド潤滑グリース組成物、又は
(iii)前記(i)及び前記(ii)の混合物
が適用されてなるワイヤーロープで、
前記(i)、前記(ii)、及び前記(iii)による前記潤滑グリース組成物は、各々、10重量%~50重量%のワックスを含み、該ワックスは、炭化水素ワックスであり、かつ、70℃を超える凝固点を有し、
前記錯化剤として、少なくとも酢酸、ジカルボン酸、又はリン酸が使用される、ワイヤーロープ。 - 前記潤滑グリース組成物(i)、(ii)、又は(iii)はさらに、請求項2~15に記載の特性の1つによって特徴付けられる、請求項20に記載のワイヤーロープ。
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