JP7336411B2 - グリース組成物 - Google Patents

グリース組成物 Download PDF

Info

Publication number
JP7336411B2
JP7336411B2 JP2020065439A JP2020065439A JP7336411B2 JP 7336411 B2 JP7336411 B2 JP 7336411B2 JP 2020065439 A JP2020065439 A JP 2020065439A JP 2020065439 A JP2020065439 A JP 2020065439A JP 7336411 B2 JP7336411 B2 JP 7336411B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
grease composition
mass
viscosity
grease
synthetic oil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020065439A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021161296A (ja
Inventor
剛 渡邊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Idemitsu Kosan Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Idemitsu Kosan Co Ltd filed Critical Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority to JP2020065439A priority Critical patent/JP7336411B2/ja
Priority to EP21778893.4A priority patent/EP4130209A4/en
Priority to US17/907,371 priority patent/US20230124121A1/en
Priority to PCT/JP2021/010665 priority patent/WO2021200125A1/ja
Priority to CN202180024774.6A priority patent/CN115279874B/zh
Publication of JP2021161296A publication Critical patent/JP2021161296A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7336411B2 publication Critical patent/JP7336411B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M169/00Lubricating compositions characterised by containing as components a mixture of at least two types of ingredient selected from base-materials, thickeners or additives, covered by the preceding groups, each of these compounds being essential
    • C10M169/02Mixtures of base-materials and thickeners
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M169/00Lubricating compositions characterised by containing as components a mixture of at least two types of ingredient selected from base-materials, thickeners or additives, covered by the preceding groups, each of these compounds being essential
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M107/00Lubricating compositions characterised by the base-material being a macromolecular compound
    • C10M107/02Hydrocarbon polymers; Hydrocarbon polymers modified by oxidation
    • C10M107/08Hydrocarbon polymers; Hydrocarbon polymers modified by oxidation containing butene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M115/00Lubricating compositions characterised by the thickener being a non-macromolecular organic compound other than a carboxylic acid or salt thereof
    • C10M115/08Lubricating compositions characterised by the thickener being a non-macromolecular organic compound other than a carboxylic acid or salt thereof containing nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M129/00Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing oxygen
    • C10M129/02Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing oxygen having a carbon chain of less than 30 atoms
    • C10M129/26Carboxylic acids; Salts thereof
    • C10M129/28Carboxylic acids; Salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms
    • C10M129/38Carboxylic acids; Salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms having 8 or more carbon atoms
    • C10M129/40Carboxylic acids; Salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms having 8 or more carbon atoms monocarboxylic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M133/00Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing nitrogen
    • C10M133/02Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing nitrogen having a carbon chain of less than 30 atoms
    • C10M133/16Amides; Imides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M141/00Lubricating compositions characterised by the additive being a mixture of two or more compounds covered by more than one of the main groups C10M125/00 - C10M139/00, each of these compounds being essential
    • C10M141/06Lubricating compositions characterised by the additive being a mixture of two or more compounds covered by more than one of the main groups C10M125/00 - C10M139/00, each of these compounds being essential at least one of them being an organic nitrogen-containing compound
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2205/00Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2205/02Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing acyclic monomers
    • C10M2205/0206Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing acyclic monomers used as base material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2205/00Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2205/02Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing acyclic monomers
    • C10M2205/026Butene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2205/00Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2205/02Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing acyclic monomers
    • C10M2205/026Butene
    • C10M2205/0265Butene used as base material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2205/00Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2205/02Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing acyclic monomers
    • C10M2205/028Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing acyclic monomers containing aliphatic monomers having more than four carbon atoms
    • C10M2205/0285Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing acyclic monomers containing aliphatic monomers having more than four carbon atoms used as base material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/10Carboxylix acids; Neutral salts thereof
    • C10M2207/12Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms
    • C10M2207/125Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms having hydrocarbon chains of eight up to twenty-nine carbon atoms, i.e. fatty acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/10Carboxylix acids; Neutral salts thereof
    • C10M2207/12Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms
    • C10M2207/125Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms having hydrocarbon chains of eight up to twenty-nine carbon atoms, i.e. fatty acids
    • C10M2207/126Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms having hydrocarbon chains of eight up to twenty-nine carbon atoms, i.e. fatty acids monocarboxylic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2215/00Organic non-macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2215/02Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines
    • C10M2215/04Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines having amino groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2215/00Organic non-macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2215/10Amides of carbonic or haloformic acids
    • C10M2215/102Ureas; Semicarbazides; Allophanates
    • C10M2215/1026Ureas; Semicarbazides; Allophanates used as thickening material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2215/00Organic non-macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2215/28Amides; Imides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2020/00Specified physical or chemical properties or characteristics, i.e. function, of component of lubricating compositions
    • C10N2020/01Physico-chemical properties
    • C10N2020/02Viscosity; Viscosity index
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2020/00Specified physical or chemical properties or characteristics, i.e. function, of component of lubricating compositions
    • C10N2020/01Physico-chemical properties
    • C10N2020/04Molecular weight; Molecular weight distribution
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2020/00Specified physical or chemical properties or characteristics, i.e. function, of component of lubricating compositions
    • C10N2020/01Physico-chemical properties
    • C10N2020/055Particles related characteristics
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2020/00Specified physical or chemical properties or characteristics, i.e. function, of component of lubricating compositions
    • C10N2020/01Physico-chemical properties
    • C10N2020/055Particles related characteristics
    • C10N2020/06Particles of special shape or size
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/02Pour-point; Viscosity index
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/06Oiliness; Film-strength; Anti-wear; Resistance to extreme pressure
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2050/00Form in which the lubricant is applied to the material being lubricated
    • C10N2050/10Semi-solids; greasy

Description

本発明は、グリース組成物に関する。
グリース組成物は、潤滑油に比べて封止が容易であり、適用される機械の小型化及び軽量化が可能である。そのため、自動車、電気機器、産業機械、及び工業機械等の種々の摺動部分の潤滑のために従来から広く用いられている。
例えば、自動車において、金属材と樹脂材とで構成されたボールジョイントは、サスペンションのリンク機構の結合及びステアリングのリンク機構等の結合に用いられ、摩擦面間に生じる摩擦面の付着と滑りとの繰り返し、即ちスティックスリップによって振動が生じると、自動車の乗り心地性に大きな影響を与える。したがって、ボールジョイントに用いられる潤滑剤は、低摩擦特性に加え、スティックスリップを抑制できることが求められる。
金属材の一例である鋼とポリオキシメチレン等の樹脂とで構成されたボールジョイントに用いられる潤滑剤としては、グリース組成物や固体潤滑剤が知られている。
ボールジョイント等での使用を踏まえたグリース組成物としては、例えば、特許文献1には、高温で離油が少なく潤滑性能を有する、ウレア系増ちょう剤を用いたグリース組成物が開示されている。
特開2009-293042号公報
ここで、自動車に用いられるグリース組成物は、冬場のエンジン始動前の外気温である-40℃程度から夏場のエンジンルーム内の80℃程度まで、幅広い温度範囲で使用される。
しかしながら、特許文献1のグリース組成物は、低温でのグリース組成物の性能(低温特性)について、何ら検討されていない。
また、前記ボールジョイントに用いられる潤滑剤として、アミド化合物等の固体潤滑剤が知られている。
しかしながら、アミド化合物等の固体潤滑剤は、常温(40℃)程度での起動トルク及び回転トルクは優れるものの、低温(-40℃)では固化してしまい、固体潤滑剤としての機能を果たさない。また、高温(80℃以上)でも、溶融により固体潤滑剤としての機能を果たさない。即ち、アミド化合物等の固体潤滑剤は、温度特性が劣るという問題がある。
そこで、本発明は、低温特性に優れ、更にスティックスリップを抑制することができる、グリース組成物を提供することを目的とする。
本発明者は、基油及びウレア系増ちょう剤を含有するグリース組成物において、当該グリース組成物中のウレア系増ちょう剤を含む粒子の粒子径に着目した。そして、当該粒子をレーザー回折・散乱法により測定した際の面積基準での算術平均粒子径を所定の範囲に調整すると共に、特定の基油、サルコシン誘導体、及び脂肪酸亜鉛塩を含有するグリース組成物が、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成させた。
即ち、本発明は、下記[1]~[15]に関する。
[1] 基油(A)、ウレア系増ちょう剤(B)、サルコシン誘導体(C)、及び脂肪酸亜鉛塩(D)を含有するグリース組成物であって、
前記グリース組成物中の前記ウレア系増ちょう剤(B)を含む粒子が下記要件(I)を満たし、
・要件(I):前記粒子をレーザー回折・散乱法により測定した際の面積基準での算術平均粒子径が2.0μm以下である。
前記基油(A)が、40℃動粘度が200mm/s~600mm/sの高粘度炭化水素系合成油(A1)、40℃動粘度が5.0~110mm/sの低粘度炭化水素系合成油(A2)、及び数平均分子量(Mn)が2,500~4,500であって40℃動粘度が25,000~50,000mm/sの超高粘度炭化水素系合成油(A3)を含む混合基油であり、
前記基油(A)の40℃動粘度が500mm/s~1,500mm/sであり、
前記基油(A)の粘度指数が140以上であり、
前記脂肪酸亜鉛塩(D)の含有量が、グリース組成物の全量基準で、10質量%~20質量%である、グリース組成物。
[2] 前記グリース組成物中の前記ウレア系増ちょう剤(B)を含む粒子が、さらに下記要件(II)を満たす、上記[1]に記載のグリース組成物。
・要件(II):前記粒子をレーザー回折・散乱法により測定した際の比表面積が、0.5×10cm/cm以上である。
[3] 前記サルコシン誘導体(C)と前記脂肪酸亜鉛塩(D)との含有比率[(C)/(D)]が、質量比で、0.03~0.3である、上記[1]又は[2]に記載のグリース組成物。
[4] 前記サルコシン誘導体(C)が、N-オレオイルサルコシンを含む、上記[1]~[3]のいずれか1つに記載のグリース組成物。
[5] 前記脂肪酸亜鉛塩(D)が、ステアリン酸亜鉛を含む、上記[1]~[4]のいずれか1つに記載のグリース組成物。
[6] 前記ウレア系増ちょう剤(B)と前記脂肪酸亜鉛塩(D)との含有比率[(B)/(D)]が、質量比で、0.1~0.6である、上記[1]~[5]のいずれか1つに記載のグリース組成物。
[7] 前記ウレア系増ちょう剤(B)の含有量が、グリース組成物の全量基準で、1.0質量%~15.0質量%であり、
混和ちょう度が265~340である、上記[1]~[6]のいずれか1つに記載のグリース組成物。
[8] グリース組成物全量基準で、
前記高粘度炭化水素系合成油(A1)の含有量が25質量%~55質量%であり、
前記低粘度炭化水素系合成油(A2)の含有量が5質量%~35質量%であり、
前記超高粘度炭化水素系合成油(A3)の含有量が5質量%~30質量%である、上記[1]~[7]のいずれか1つに記載のグリース組成物。
[9] 前記高粘度炭化水素系合成油(A1)と前記低粘度炭化水素系合成油(A2)との含有比率[(A1)/(A2)]が、質量比で、0.5~12である、上記[1]~[8]のいずれか1つに記載のグリース組成物。
[10] 前記低粘度炭化水素系合成油(A2)と前記超高粘度炭化水素系合成油(A3)との含有比率[(A3)/(A2)]が、質量比で、1.0~10である、上記[1]~[9]のいずれか1つに記載のグリース組成物。
[11] 前記高粘度炭化水素系合成油(A1)と前記超高粘度炭化水素系合成油(A3)との含有比率[(A1)/(A3)]が、質量比で、1.0~11である、上記[1]~[10]のいずれか1つに記載のグリース組成物。
[12] 金属材と樹脂材とが摺動する摺動機構の潤滑に用いられる、上記[1]~[11]のいずれか1つに記載のグリース組成物。
[13] 前記摺動機構が、金属製のボールスタッド、ハウジング、及び前記ボールスタッドと前記ハウジングとの間に配置される樹脂製のボールシートを有するボールジョイントである、上記[12]に記載のグリース組成物。
[14] 上記[1]~[13]のいずれか1つに記載のグリース組成物により、金属材と樹脂材とが摺動する摺動機構を潤滑する、潤滑方法。
[15] 前記摺動機構が、金属製のボールスタッド、ハウジング、及び前記ボールスタッドと前記ハウジングとの間に配置される樹脂製のボールシートを有するボールジョイントである、上記[14]に記載の潤滑方法。
本発明によれば、低温特性に優れ、更にスティックスリップを抑制することができる、グリース組成物を提供することが可能になる。
本発明の一態様で使用される、グリース製造装置の断面の模式図である。 図1のグリース製造装置の容器本体側の第一凹凸部における、回転軸に直交する方向の断面の模式図である。 比較例1で使用した、グリース製造装置の断面の模式図である。 スティックスリップ抑制の評価に使用した測定装置の概略図である。 実施例1のグリース組成物のスティックスリップ抑制の評価において得られたリサージュ波形である。 比較例2のグリース組成物のスティックスリップ抑制の評価において得られたリサージュ波形である。
本明細書において、好ましい数値範囲(例えば、含有量等の範囲)について、段階的に記載された下限値及び上限値は、それぞれ独立して組み合わせることができる。例えば、「好ましくは10~90、より好ましくは30~60」という記載から、「好ましい下限値(10)」と「より好ましい上限値(60)」とを組み合わせて、「10~60」とすることができる。
また、本明細書において、実施例の数値は、上限値又は下限値として用いられ得る数値である。
[グリース組成物]
本発明のグリース組成物は、基油(A)、ウレア系増ちょう剤(B)、サルコシン誘導体(C)、及び脂肪酸亜鉛塩(D)を含有するグリース組成物であって、前記グリース組成物中の前記ウレア系増ちょう剤(B)を含む粒子が下記要件(I)を満たし、前記基油(A)が、40℃動粘度が200mm/s~600mm/sの高粘度炭化水素系合成油(A1)、40℃動粘度が5.0~110mm/sの低粘度炭化水素系合成油(A2)、及び数平均分子量(Mn)が2,500~4,500であって40℃動粘度が25,000~50,000mm/sの超高粘度炭化水素系合成油(A3)を含む混合基油であり、前記基油(A)の40℃動粘度が500mm/s~1,500mm/sであり、前記基油(A)の粘度指数が140以上であり、前記脂肪酸亜鉛塩(D)の含有量が、グリース組成物の全量基準で、10質量%~20質量%である、グリース組成物である。
・要件(I):前記粒子をレーザー回折・散乱法により測定した際の面積基準での算術平均粒子径が2.0μm以下である。
以降の説明では、「基油(A)」、「ウレア系増ちょう剤(B)」、「サルコシン誘導体(C)」、及び「脂肪酸亜鉛塩(D)」を、それぞれ「成分(A)」、「成分(B)」、「成分(C)」、及び「成分(D)」ともいう。
本発明の一態様のグリース組成物において、成分(A)、成分(B)、成分(C)、及び成分(D)の合計含有量は、当該グリース組成物の全量(100質量%)基準で、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上、より更に好ましくは90質量%以上である。また、通常100質量%以下、好ましくは100質量%未満、より好ましくは99質量%以下、更に好ましくは98質量%以下である。
なお、本発明の一態様のグリース組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、成分(A)、(B)、(C)、及び(D)以外の他の成分を含んでいてもよい。
<要件(I)>
本発明のグリース組成物は、前記グリース組成物中の前記ウレア系増ちょう剤(B)を含む粒子が、下記要件(I)を満たす。
・要件(I):前記粒子をレーザー回折・散乱法により測定した際の面積基準での算術平均粒子径が2.0μm以下である。
上記要件(I)を満たすことで、低温特性に優れるグリース組成物となる。
上記要件(I)は、グリース組成物中のウレア系増ちょう剤(B)の凝集の状態を示したパラメータともいえる。
ここで、レーザー回折・散乱法により測定する対象となる「ウレア系増ちょう剤(B)を含む粒子」とは、グリース組成物に含まれるウレア系増ちょう剤(B)が凝集してなる粒子を指す。
なお、グリース組成物中にウレア系増ちょう剤(B)以外の添加剤が含まれる場合、上記要件(I)で規定する粒子径は、当該添加剤を配合せずに同一条件で調製したグリース組成物をレーザー回折・散乱法により測定することで得られる。但し、当該添加剤が室温(25℃)で液状である場合、又は当該添加剤が基油(A)に溶解する場合には、当該添加剤が配合されたグリース組成物を測定対象としても構わない。
ウレア系増ちょう剤(B)は、通常、イソシアネート化合物と、モノアミンとを反応させることによって得られるが、反応速度が非常に速いため、ウレア系増ちょう剤(B)が凝集し、大きな粒子(ミセル粒子、所謂「ダマ」)が過剰に生じ易い。本発明者が鋭意検討した結果、上記要件(I)で規定する粒子径が2.0μmを超えると、グリース組成物の混和ちょう度を高めた場合に、グリース組成物の低温特性を確保できないことがわかった。つまり、上記要件(I)で規定する粒子径が2.0μmを超えると、後述する特定の基油(A)を用いても、低温特性に優れるグリース組成物とすることは困難であることがわかった。
これに対し、本発明者が鋭意検討した結果、上記要件(I)で規定する粒子径を2.0μm以下に微細化することで、後述する特定の基油(A)との組合せにより、低温特性に優れるグリース組成物とできることがわかった。しかも、上記要件(I)で規定する粒子径を2.0μm以下に微細化することで、サルコシン誘導体(C)及び脂肪酸亜鉛塩(D)の効果を高めることができることもわかった。
この効果は、上記要件(I)で規定する粒子径を2.0μm以下に微細化することで、基油(A)の粘度が高くなる低温の場合でも、ウレア系増ちょう剤(B)を含む粒子が、ボールジョイント等の潤滑部位(摩擦面)に入り込みやすくなると共に、当該潤滑部位からも除去されにくくなることにより、当該潤滑部位におけるグリース組成物の保持力が向上することで奏されるものと推察される。また、上記要件(I)で規定する粒子径を2.0μm以下に微細化することで、当該粒子による基油(A)の保持力が向上する。そのため、ボールジョイント等の潤滑部位(摩擦面)に基油(A)を良好に行き渡らせると共に、これに随伴してサルコシン誘導体(C)及び脂肪酸亜鉛塩(D)も潤滑部位に良好に行き渡らせる作用が向上し、スティックスリップの抑制性が向上するものと推察される。
上記観点から、本発明の一態様のグリース組成物において、上記要件(I)で規定する粒子径は、好ましくは1.5μm以下、より好ましくは1.0μm以下、更に好ましくは0.9μm以下、より更に好ましくは0.8μm以下、更になお好ましくは0.7μm以下、一層好ましくは0.6μm以下、より一層好ましくは0.5μm以下、更に一層好ましくは0.4μm以下である。また、通常0.01μm以上である。
<要件(II)>
ここで、本発明の一態様のグリース組成物は、更に下記要件(II)を満たすことが好ましい。
・要件(II):前記粒子をレーザー回折・散乱法により測定した際の比表面積が0.5×10cm/cm以上である。
上記要件(II)で規定する比表面積は、グリース組成物中のウレア系増ちょう剤(B)を含む粒子の微細化の状態と大きな粒子(ダマ)の存在とを示す副次的な指標である。即ち、上記要件(I)を満たし、更に上記要件(II)を満たすことで、グリース組成物中のウレア系増ちょう剤(B)を含む粒子の微細化の状態がより良好であり、大きな粒子(ダマ)の存在もより抑えられていることを表す。したがって、低温特性に優れ、サルコシン誘導体(C)及び脂肪酸亜鉛塩(D)の効果が発揮されやすいグリース組成物とすることができる。
上記観点から、上記要件(II)で規定する比表面積は、好ましくは0.7×10cm/cm以上、より好ましくは0.8×10cm/cm以上、更に好ましくは1.2×10cm/cm以上、より更に好ましくは1.5×10cm/cm以上、更になお好ましくは1.8×10cm/cm以上、一層好ましくは2.0×10cm/cm以上である。なお、比表面積は、通常、1.0×10cm/cm以下である。
本明細書において、上記要件(I)、更には上記要件(II)で規定する値は、後述する実施例に記載の方法により測定される値である。
また、上記要件(I)、更には上記要件(II)で規定する値は、主にウレア系増ちょう剤(B)の製造条件により調整可能である。
以下、上記要件(I)、更には上記要件(II)で規定する値の調整するための具体的な手段に着目しながら、本発明のグリース組成物に含まれる各成分の詳細について説明する。
<基油(A)>
本発明のグリース組成物に含まれる基油(A)としては、40℃動粘度が200mm/s~600mm/sの高粘度炭化水素系合成油(A1)、40℃動粘度が5.0~110mm/sの低粘度炭化水素系合成油(A2)、及び数平均分子量(Mn)が2,500~4,500であって40℃動粘度が25,000~50,000mm/sの超高粘度炭化水素系合成油(A3)を含む混合基油である。
本発明者が鋭意検討した結果、高粘度炭化水素系合成油(A1)、低粘度炭化水素系合成油(A2)、及び超高粘度炭化水素系合成油(A3)を適切に組み合わせることにより、グリース組成物の低温特性を向上させ、更にスティックスリップを抑制することができる、グリース組成物を得られることを見出した。
基油(A)は、40℃動粘度が500mm/s~1,500mm/sであることを要する。
基油(A)の40℃動粘度が500mm/s未満の場合、グリース組成物の耐摩耗性及び耐疲労寿命等が不十分となってしまう。また、前記基油(A)の40℃動粘度が1,500mm/sを超える場合、低温トルク(起動トルク及び回転トルク)が高くなり、低温特性が不十分となってしまう。
本発明の一態様の基油(A)の(A)の40℃動粘度は、600~1,400mm/sが好ましく、700~1,300mm/sがより好ましく、900~1,100mm/sが更に好ましい。
なお、混合基油である基油(A)の40℃動粘度が上記範囲を満たせばよく、混合基油を構成する各基油の40℃動粘度が上記範囲でなくてもよい。
基油(A)は、粘度指数が140以上であることを要する。
本発明の基油(A)の粘度指数は、本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、好ましくは150以上、より好ましくは160以上である。
基油(A)の粘度指数が上記範囲であることにより、温度変化に伴う基油(A)の動粘度の変化を抑えやすくすることができ、低温特性及びスティックスリップを抑制する効果を両立させやすくすることができる。
基油(A)の100℃動粘度は、本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、30~180mm/sが好ましく、50~150mm/sがより好ましく、80~120mm/sが更に好ましい。
なお、本明細書において、40℃動粘度、100℃動粘度、及び粘度指数は、JIS K2283:2000に準拠して測定又は算出した値を意味する。
<<高粘度炭化水素系合成油(A1)>>
高粘度炭化水素系合成油(A1)は、基油(A)の動粘度を高く維持することで、グリース組成物の耐摩耗性及び耐疲労寿命等の向上に資する。
ここで、グリース組成物の耐摩耗性及び耐疲労寿命等をより向上させやすくする観点から、高粘度炭化水素系合成油(A1)の40℃における動粘度(以下、「40℃動粘度」ともいう)は、200mm/s以上600mm/s以下であり、好ましくは250mm/s以上550mm/s以下、より好ましくは300mm/s以上500mm/s以下、更に好ましくは350mm/s以上450mm/s以下である。
高粘度炭化水素系合成油(A1)としては、40℃動粘度が200m/s以上600mm/s以下を満たすものであれば、従来、潤滑油基油として用いられている合成油を特に制限なく使用することができる。
高粘度炭化水素系合成油に用いられる合成油としては、例えば、炭化水素系油、芳香族系油、エステル系油、エーテル系油、及び天然ガスからフィッシャー・トロプシュ法等により製造されるワックスを水素化異性化脱ロウすることで得られるGTL(Gas To Liquids)基油等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
炭化水素系油としては、例えば、ノルマルパラフィン、イソパラフィン、ポリブテン、ポリイソブチレン、1-デセンオリゴマー、1-デセンとエチレンコオリゴマー等のポリ-α-オレフィン(PAO)及びこれらの水素化物等が挙げられる。
芳香族系油としては、例えば、モノアルキルベンゼン、ジアルキルベンゼン等のアルキルベンゼン;モノアルキルナフタレン、ジアルキルナフタレン、ポリアルキルナフタレン等のアルキルナフタレン;等が挙げられる。
エステル系油としては、例えば、ジブチルセバケート、ジ-2-エチルヘキシルセバケート、ジオクチルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジトリデシルグルタレート、メチルアセチルリシノレート等のジエステル系油;トリオクチルトリメリテート、トリデシルトリメリテート、テトラオクチルピロメリテート等の芳香族エステル系油;トリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンベラルゴネート、ペンタエリスリトール-2-エチルヘキサノエート、ペンタエリスリトールベラルゴネート等のポリオールエステル系油;多価アルコールと二塩基酸及び一塩基酸の混合脂肪酸とのオリゴエステル等のコンプレックスエステル系油;等が挙げられる。
エーテル系油としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコールモノエーテル、ポリプロピレングリコールモノエーテル等のポリグリコール;モノアルキルトリフェニルエーテル、アルキルジフェニルエーテル、ジアルキルジフェニルエーテル、ペンタフェニルエーテル、テトラフェニルエーテル、モノアルキルテトラフェニルエーテル、ジアルキルテトラフェニルエーテル等のフェニルエーテル系油;等が挙げられる。
これらの中でも、炭化水素系油が好ましく、ポリ-α-オレフィン(PAO)がより好ましい。
高粘度炭化水素系合成油(A1)の100℃動粘度としては、本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、10~70mm/sが好ましく、25~55mm/sがより好ましい。
高粘度炭化水素系合成油(A1)の粘度指数は、好ましくは100~300、より好ましくは120~250である。
本発明の一態様のグリース組成物において、グリース組成物の耐摩耗性及び耐疲労寿命等を向上させる観点から、高粘度炭化水素系合成油(A1)の含有量は、前記基油(A)の全量基準で、好ましくは35質量%~85質量%、より好ましくは45質量%~75質量%、更に好ましくは50質量%~70質量%である。
本発明の一態様のグリース組成物において、高粘度炭化水素系合成油(A1)の含有量は、グリース組成物全量基準で、好ましくは10質量%~70質量%、より好ましくは25質量%~55質量%、更に好ましくは30質量%~50質量%である。高粘度炭化水素系合成油(A1)の含有量が上記範囲であると、グリース組成物の動粘度を高く維持しやすく、耐摩耗性及び耐疲労寿命に優れるグリース組成物を調製しやすい。
高粘度炭化水素系合成油(A1)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<<低粘度炭化水素系合成油(A2)>>
低粘度炭化水素系合成油(A2)は、グリース組成物の低温特性の確保に資する。
ここで、グリース組成物の低温特性の向上の観点から、低粘度炭化水素系合成油(A2)の40℃動粘度は、5.0~110mm/sであり、好ましくは6.0~90.0mm/s、より好ましくは7.0~80.0mm/s、更に好ましくは8.0~75.0mm/s、より更に好ましくは10.0~70.0mm/s、更になお好ましくは20.0~50.0mm/s、一層好ましくは25.0~40.0mm/sである。
低粘度炭化水素系合成油(A2)としては、40℃動粘度が上記範囲を満たすものであれば、従来、潤滑油基油として用いられている基油を特に制限なく使用することができ、例えば、高粘度炭化水素系合成油(A1)と同様の基油を用いることができる。
低粘度炭化水素系合成油(A2)の100℃動粘度としては、本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、2.0~10.0mm/sが好ましく、4.0~8.0mm/sがより好ましい。
なお、低粘度炭化水素系合成油(A2)の粘度指数は、好ましくは80以上、より好ましくは90以上、更に好ましくは100以上、より更に好ましくは110以上、より更に好ましくは120以上であり、また、その上限値は特に制限はないが、例えば、200である。
本発明の一態様のグリース組成物において、グリース組成物の低温特性を確保しやすくする観点から、低粘度炭化水素系合成油(A2)の含有量は、前記基油(A)の全量基準で、好ましくは7質量%~35質量%、より好ましくは10質量%~30質量%、更に好ましくは13質量%~20質量%である。
本発明の一態様のグリース組成物において、グリース組成物の低温特性を確保しやすくする観点から、低粘度炭化水素系合成油(A2)の含有量は、グリース組成物全量基準で、好ましくは3質量%~35質量%、より好ましくは5質量%~35質量%、更に好ましくは5質量%~25質量%、より更に好ましくは5質量%~20質量%、更になお好ましくは8質量%~14質量%である。
低粘度炭化水素系合成油(A2)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<<超高粘度炭化水素系合成油(A3)>>
本明細書において、「超高粘度炭化水素系合成油」とは、数平均分子量(Mn)としては、2,500~4,500であり、40℃動粘度は、25,000~50,000mm/sである基油を意味する。
超高粘度炭化水素系合成油(A3)の数平均分子量(Mn)としては、2,500~4,500であり、好ましくは3,000~4,250、より好ましくは3,500~4,500、更に好ましくは3,500~4,000である。
本明細書において、数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法で測定される標準ポリスチレン換算の値であり、具体的には実施例に記載の方法により測定された値を意味する。
超高粘度炭化水素系合成油(A3)の40℃動粘度は、25,000~50,000mm/sであり、30,000~45,000mm/sが好ましく、35,000~40,000mm/sがより好ましい。
超高粘度炭化水素系合成油(A3)としては、40℃動粘度が上記範囲を満たすものであれば、従来、潤滑油基油として用いられている基油を特に制限なく使用することができ、例えば、高粘度炭化水素系合成油(A1)と同様の基油を用いることができる。
超高粘度炭化水素系合成油(A3)の100℃動粘度は、1,000~3,000mm/sが好ましく、1,500~2,500mm/sがより好ましい。
超高粘度炭化水素系合成油(A3)の粘度指数としては、150以上が好ましく、200以上がより好ましく、250以上が更に好ましい。
本発明の一態様のグリース組成物において、本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、超高粘度炭化水素系合成油(A3)の含有量は、前記基油(A)の全量基準で、好ましくは5質量%~40質量%、より好ましくは10質量%~30質量%、更に好ましくは15質量%~27質量%である。
本発明の一態様のグリース組成物において、本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、超高粘度炭化水素系合成油(A3)の含有量は、グリース組成物全量基準で、好ましくは5質量%~30質量%、より好ましくは6質量%~25質量%、更に好ましくは7質量%~25質量%、より更に好ましくは10質量%~20質量%である。
超高粘度炭化水素系合成油(A3)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記高粘度炭化水素系合成油(A1)と前記低粘度炭化水素系合成油(A2)との含有比率[(A1)/(A2)]としては、質量比で、好ましくは0.5~12、より好ましくは1.0~7.0、更に好ましくは2.0~5.0、より更に好ましくは3.0~4.5である。
前記低粘度炭化水素系合成油(A2)と前記超高粘度炭化水素系合成油(A3)との含有比率[(A3)/(A2)]としては、質量比で、好ましくは0.1~12、より好ましくは0.5~11、更に好ましくは1.0~10、より更に好ましくは1.5~5である。
前記高粘度炭化水素系合成油(A1)と前記超高粘度炭化水素系合成油(A3)との含有比率[(A1)/(A3)としては、質量比で、好ましくは1.0~11、より好ましくは1.0~5.5、更に好ましくは2.0~5.0、より更に好ましくは2.1~4.5である。
本発明の一態様のグリース組成物において、基油(A)の含有量は、当該グリース組成物の全量(100質量%)基準で、好ましくは50質量%以上、より好ましくは55質量%以上、更に好ましくは60質量%以上、より更に好ましくは65質量%以上であり、また、好ましくは98.5質量%以下、より好ましくは97質量%以下、更に好ましくは95質量%以下、より更に好ましくは93質量%以下である。
<ウレア系増ちょう剤(B)>
本発明のグリース組成物に含まれるウレア系増ちょう剤(B)としては、ウレア結合を有する化合物であればよいが、2つのウレア結合を有するジウレア化合物が好ましく、下記一般式(b1)で表されるジウレア化合物がより好ましい。
-NHCONH-R-NHCONH-R (b1)
なお、本発明の一態様で用いるウレア系増ちょう剤(B)は、1種からなるものであってもよく、2種以上の混合物であってもよい。
上記一般式(b1)中、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数6~24の1価の炭化水素基を示す。R及びRは、同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。Rは、炭素数6~18の2価の芳香族炭化水素基を示す。
前記一般式(b1)中のR及びRとして選択し得る1価の炭化水素基の炭素数としては、6~24であるが、好ましくは6~20、より好ましくは6~18である。
また、R及びRとして選択し得る1価の炭化水素基としては、飽和又は不飽和の1価の鎖式炭化水素基、飽和又は不飽和の1価の脂環式炭化水素基、1価の芳香族炭化水素基が挙げられる。
ここで、前記一般式(b1)中のR及びRにおける、鎖式炭化水素基の含有率をXモル当量、脂環式炭化水素基の含有率をYモル当量、及び芳香族炭化水素基の含有率をZモル当量とした際、下記要件(a)及び(b)を満たすことが好ましい。
・要件(a):[(X+Y)/(X+Y+Z)]×100の値が90以上(好ましくは95以上、より好ましくは98以上、更に好ましくは100)である。
・要件(b):X/Y比が、0/100(X=0、Y=100)~100/0(X=100、Y=0)(好ましくは10/90~90/10、より好ましくは80/20~20/80、更に好ましくは70/30~40/60)である。
なお、前記脂環式炭化水素基、前記鎖式炭化水素基、及び前記芳香族炭化水素基は、上記一般式(b1)中のR及びRとして選択される基であることから、X、Y、及びZの値の総和は、上記一般式(b1)で示される化合物1モルに対して、2モル当量である。また、上記要件(a)及び(b)の値は、グリース組成物中に含まれる、上記一般式(b1)で示される化合物群全量に対する平均値を意味する。
上記要件(a)及び(b)を満たす、上記一般式(b1)で表される化合物を用いることで、低温特性に優れるグリース組成物としやすい。
なお、X、Y、及びZの値は、原料として使用する各アミンのモル当量から算出することができる。
1価の飽和鎖式炭化水素基としては、炭素数6~24の直鎖又は分岐鎖のアルキル基が挙げられ、具体的には、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、オクタデセニル基、ノナデシル基、イコシル基等が挙げられる。
1価の不飽和鎖式炭化水素基としては、炭素数6~24の直鎖又は分岐鎖のアルケニル基が挙げられ、具体的には、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基、ノナデセニル基、イコセニル基、オレイル基、ゲラニル基、ファルネシル基、リノレイル基等が挙げられる。
なお、1価の飽和鎖式炭化水素基及び1価の不飽和鎖式炭化水素基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。
1価の飽和脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基等のシクロアルキル基;メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基、エチルシクロヘキシル基、ジエチルシクロヘキシル基、プロピルシクロヘキシル基、イソプロピルシクロヘキシル基、1-メチル-プロピルシクロヘキシル基、ブチルシクロヘキシル基、ペンチルシクロヘキシル基、ペンチル-メチルシクロヘキシル基、ヘキシルシクロヘキシル基等の炭素数1~6のアルキル基で置換されたシクロアルキル基(好ましくは、炭素数1~6のアルキル基で置換されたシクロヘキシル基);等が挙げられる。
1価の不飽和脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、シクロオクテニル基等のシクロアルケニル基;メチルシクロヘキセニル基、ジメチルシクロヘキセニル基、エチルシクロヘキセニル基、ジエチルシクロヘキセニル基、プロピルシクロヘキセニル基等の炭素数1~6のアルキル基で置換されたシクロアルケニル基(好ましくは、炭素数1~6のアルキル基で置換されたシクロヘキセニル基);等が挙げられる。
1価の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、ジフェニルメチル基、ジフェニルエチル基、ジフェニルプロピル基、メチルフェニル基、ジメチルフェニル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基等が挙げられる。
前記一般式(b1)中のRとして選択し得る2価の芳香族炭化水素基の炭素数としては、6~18であるが、好ましくは6~15、より好ましくは6~13である。
として選択し得る2価の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニレン基、ジフェニルメチレン基、ジフェニルエチレン基、ジフェニルプロピレン基、メチルフェニレン基、ジメチルフェニレン基、エチルフェニレン基等が挙げられる。
これらの中でも、フェニレン基、ジフェニルメチレン基、ジフェニルエチレン基、又はジフェニルプロピレン基が好ましく、ジフェニルメチレン基がより好ましい。
本発明の一態様のグリース組成物において、成分(B)の含有量は、当該グリース組成物の全量(100質量%)基準で、好ましくは1.0~15.0質量%、より好ましくは1.5~13.0質量%、更に好ましくは2.0~10.0質量%、より更に好ましくは2.5~8.0質量%、更になお好ましくは4.0質量%~7.0質量%、一層好ましくは4.0質量%~5.0質量%である。
成分(B)の含有量が1.0質量%以上であれば、得られるグリース組成物の混和ちょう度を適度な範囲に調製し易い。
一方、成分(B)の含有量が15.0質量%以下であれば、得られるグリース組成物を軟らかく調整できるため、潤滑性を良好なものとしやすく、低温特性を向上させやすい。
<ウレア系増ちょう剤(B)の製造方法>
ウレア系増ちょう剤(B)は、通常、イソシアネート化合物と、モノアミンとを反応させることによって得ることができる。当該反応は、上述の基油(A)にイソシアネート化合物を溶解させて得られる加熱した溶液αに、基油(A)にモノアミンを溶解させた溶液βを添加する方法が好ましい。
例えば、前記一般式(b1)で表される化合物を合成する場合に、イソシアネート化合物としては、前記一般式(b1)中のRで示される2価の芳香族炭化水素基に対応する基を有するジイソシアネートを用い、モノアミンとしては、R及びRで示される1価の炭化水素基に対応する基を有するアミンを用いて、上記の方法により、所望のウレア系増ちょう剤(B)を合成することができる。
なお、上記要件(I)、更には上記要件(II)を満たすように、グリース組成物中のウレア系増ちょう剤(B)を微細化する観点から、下記[1]に示すようなグリース製造装置を用いて、成分(A)及び成分(B)を含むグリース組成物を製造することが好ましい。
[1]グリース原料が導入される導入部、及び外部にグリースを吐出させる吐出部を有する容器本体と、
前記容器本体の内周の軸方向に回転軸を有し、前記容器本体の内部に回転可能に設けられた回転子とを備え、
前記回転子は、
(i)前記回転子の表面に沿って、凹凸が交互に設けられ、当該凹凸が前記回転軸に対して傾斜し、
(ii)前記導入部から前記吐出部方向への送り能力を有する
第一凹凸部を備えている、グリース製造装置。
以下、上記[1]に記載のグリース製造装置について説明するが、以下の記載の「好ましい」とされる規定は、特に断りが無い限り、上記要件(I)、更には上記要件(II)を満たすように、グリース組成物中のウレア系増ちょう剤(B)を微細化する観点からの態様である。
図1は、本発明の一態様で使用し得る、上記[1]のグリース製造装置の断面の模式図である。
図1に示すグリース製造装置1は、グリース原料を内部に導入する容器本体2と、容器本体2の内周の中心軸線上に回転軸12を有し、回転軸12を中心軸として回転する回転子3とを備える。
回転子3は、回転軸12を中心軸として高速回転し、容器本体2の内部でグリース原料に高いせん断力を与える。これにより、ウレア系増ちょう剤(B)を含むグリースが製造される。
容器本体2は、図1に示すように、上流側から順に、導入部4、滞留部5、第一内周面6、第二内周面7、及び吐出部8に区画されていることが好ましい。
容器本体2は、図1に示すように、導入部4から吐出部8に向かうにしたがって、次第に内径が拡径する円錐台状の内周面を有していることが好ましい。
容器本体2の一端となる導入部4は、容器本体2の外部からグリース原料を導入する複数の溶液導入管4A、4Bを備える。
滞留部5は、導入部4の下流部に配置され、導入部4から導入されたグリース原料を一時的に滞留させる空間である。この滞留部5にグリース原料が長時間滞留すると、滞留部5の内周面に付着したグリースが、大きなダマを形成してしまうので、なるべく短時間で下流側の第一内周面6に搬送するのが好ましい。更に好ましくは、滞留部5を経ず、直接第一内周面6に搬送することが好ましい。
第一内周面6は、滞留部5に隣接した下流部に配置され、第二内周面7は、第一内周面6に隣接した下流部に配置される。詳しくは後述するが、第一内周面6に第一凹凸部9を設けること、及び第二内周面7に第二凹凸部10を設けることが、第一内周面6及び第二内周面7をグリース原料又はグリースに高いせん断力を付与する高せん断部として機能させる上で好ましい。
容器本体2の他端となる吐出部8は、第一内周面6と第二内周面7で撹拌されたグリースを吐出する部分であり、グリースを吐出する吐出口11を備える。吐出口11は、回転軸12に直交する方向又は略直交する方向に形成されている。これにより、グリースが吐出口11から回転軸12に直交する方向又は略直交する方向に吐出される。但し、吐出口11は、必ずしも回転軸12に直交せずともよく、回転軸12と平行方向又は略平行方向に形成されていてもよい。
回転子3は、容器本体2の円錐台状の内周面の中心軸線を回転軸12として回転可能に設けられ、図1に示すように容器本体2を上流部から下流部に向けてみたときに、反時計回りに回転する。
回転子3は、容器本体2の円錐台の内径の拡大に応じて拡大する外周面を有し、回転子3の外周面と、容器本体2の円錐台の内周面とは、一定の間隔が維持されている。
回転子3の外周面には、回転子3の表面に沿って凹凸が交互に設けられた回転子の第一凹凸部13が設けられている。
回転子の第一凹凸部13は、導入部4から吐出部8方向に、回転子3の回転軸12に対して傾斜し、導入部4から吐出部8方向への送り能力を有する。即ち、回転子の第一凹凸部13は、回転子3が図1に示された方向に回転する時に、溶液を下流側に押し出す方向に傾斜している。
回転子の第一凹凸部13の凹部13Aと凸部13Bの段差は、回転子3の外周面の凹部13Aの直径を100とした際、好ましくは0.3~30、より好ましくは0.5~15、更に好ましくは2~7である。
円周方向における回転子の第一凹凸部13の凸部13Bの数は、好ましくは2~1000個、より好ましくは6~500個、更に好ましくは12~200個である。
回転子3の回転軸12に直交する断面における回転子の第一凹凸部13の凸部13Bの幅と、凹部13Aの幅との比〔凸部の幅/凹部の幅〕は、好ましくは0.01~100、より好ましくは0.1~10、更に好ましくは0.5~2である。
回転軸12に対する、回転子の第一凹凸部13の傾斜角度は、好ましくは2~85度、より好ましくは3~45度、更に好ましくは5~20度である。
容器本体2の第一内周面6には、内周面に沿って凹凸が複数形成された第一凹凸部9が備えられていることが好ましい。
また、容器本体2側の第一凹凸部9の凹凸は、回転子の第一凹凸部13とは逆向きに傾斜していることが好ましい。
即ち、容器本体2側の第一凹凸部9の複数の凹凸は、回転子3の回転軸12が図1に示される方向に回転する時に、溶液を下流側に押し出す方向に傾斜していることが好ましい。容器本体2の第一内周面6に備えられた複数の凹凸を有する第一凹凸部9によって、撹拌能力と吐出能力が更に増強される。
容器本体2側の第一凹凸部9の凹凸の深さは、容器内径(直径)を100とした際、好ましくは0.2~30、より好ましくは0.5~15、更に好ましくは1~5である。
容器本体2側の第一凹凸部9の凹凸の本数は、好ましくは2~1000本、より好ましくは6~500本、更に好ましくは12~200本である。
容器本体2側の第一凹凸部9の凹凸の凹部の幅と、溝間の凸部の幅との比〔凹部の幅/凸部の幅〕は、好ましくは0.01~100、より好ましくは0.1~10、更に好ましくは0.5~2以下である。
回転軸12に対する、容器本体2側の第一凹凸部9の凹凸の傾斜角度は、好ましくは2~85度、より好ましくは3~45度、更に好ましくは5~20度である。
なお、容器本体2の第一内周面6に第一凹凸部9を備えることによって、第一内周面6をグリース原料又はグリースに高いせん断力を付与するせん断部として機能させることができるが、第一凹凸部9は必ずしも設けずともよい。
回転子の第一凹凸部13の下流部の外周面には、回転子3の表面に沿って、凹凸が交互に設けられた回転子の第二凹凸部14が設けられていることが好ましい。
回転子の第二凹凸部14は、回転子3の回転軸12に対して傾斜し、導入部4から吐出部8に向けて、溶液を上流側に押し戻す送り抑制能力を有する。
回転子の第二凹凸部14の段差は、回転子3の外周面の凹部の直径を100として際、好ましくは0.3~30、より好ましくは0.5~15、更に好ましくは2~7である。
円周方向における回転子の第二凹凸部14の凸部の数は、好ましくは2~1000個、より好ましくは6~500個、更に好ましくは12~200個である。
回転子3の回転軸に直交する断面における回転子の第二凹凸部14の凸部の幅と、凹部の幅との比〔凸部の幅/凹部の幅〕は、好ましくは0.01~100、より好ましくは0.1~10、更に好ましくは0.5~2である。
回転軸12に対する、回転子の第二凹凸部14の傾斜角度は、好ましくは2~85度、より好ましくは3~45度、更に好ましくは5~20度である。
容器本体2の第二内周面7には、容器本体2側の第一凹凸部9における凹凸の下流部に隣接して、複数の凹凸が形成された第二凹凸部10が備えられていることが好ましい。
凹凸は、容器本体2の内周面に複数形成され、それぞれの凹凸は、回転子の第二凹凸部14の傾斜方向とは逆向きに傾斜していることが好ましい。
即ち、容器本体2側の第二凹凸部10の複数の凹凸は、回転子3の回転軸12が図1に示される方向に回転する時に、溶液を上流側に押し戻す方向に傾斜していることが好ましい。容器本体2の第二内周面7に備えられた第二凹凸部10の凹凸によって、撹拌能力が更に増強される。また、容器本体の第二内周面7をグリース原料又はグリースに高いせん断力を付与するせん断部として機能させ得る。
容器本体2側の第二凹凸部10の凹部の深さは、容器本体2の内径(直径)を100とした際、好ましくは0.2~30、より好ましくは0.5~15、更に好ましくは1~5である。
容器本体2側の第二凹凸部10の凹部の本数は、好ましくは2~1000本、より好ましくは6~500本、更に好ましくは12~200本である。
回転子3の回転軸12に直交する断面における容器本体2側の第二凹凸部10の凹凸の凸部の幅と、凹部の幅との比〔凸部の幅/凹部の幅〕は、好ましくは0.01~100、より好ましくは0.1~10、更に好ましくは0.5~2以下である。
回転軸12に対する、容器本体2側の第二凹凸部10の傾斜角度は、好ましくは2~85度、より好ましくは3~45度、更に好ましくは5~20度である。
容器本体2側の第一凹凸部9の長さと、容器本体2側の第二凹凸部10の長さとの比〔第一凹凸部の長さ/第二凹凸部の長さ〕は、好ましくは2/1~20/1である。
図2は、グリース製造装置1の容器本体2側の第一凹凸部9における、回転軸12に直交する方向の断面の図である。
図2に示す、回転子の第一凹凸部13には、第一凹凸部13の凸部13Bの突出方向先端よりも、先端が容器本体2の内周面側に突出したスクレーパー15が複数設けられている。また、図示を省略するが、第二凹凸部14にも、第一凹凸部13と同様、凸部の先端が容器本体2の内周面側に突出したスクレーパーが複数設けられている。
スクレーパー15は、容器本体2側の第一凹凸部9、及び、容器本体2側の第二凹凸部10の内周面に付着したグリースを掻き取るものである。
回転子の第一凹凸部13の凸部13Bの突出量に対する、スクレーパー15の先端の突出量は、スクレーパー15の先端の半径(R2)と、凸部13Bの先端の半径(R1)との比〔R2/R1〕が、1.005を超え、2.0未満となることが好ましい。
スクレーパー15の数は、好ましくは2~500箇所、より好ましくは2~50箇所、更に好ましくは2~10箇所である。
なお、図2に示すグリース製造装置1では、スクレーパー15を設けているが、スクレーパー15を設けないものであってもよく、間欠的にスクレーパー15を設けたものであってもよい。
グリース製造装置1により、ウレア系増ちょう剤(B)を含むグリースを製造するには、前述したグリース原料である、溶液αと溶液βとを、容器本体2の導入部4の溶液導入管4A、4Bからそれぞれ導入し、回転子3を高速回転させることにより、ウレア系増ちょう剤(B)を含むグリース基材を製造することができる。
そして、このようにして得られたグリース基材に、硫黄-リン系極圧剤(C)、及び他の添加剤(D)を配合しても、上記要件(I)、更には上記要件(II)を満たすように、グリース組成物中のウレア系増ちょう剤(B)を微細化することができる。
回転子3の高速回転条件として、グリース原料に与えるせん断速度としては、好ましくは10-1以上、より好ましくは10-1以上、更に好ましくは10-1以上であり、また、通常10-1以下である。
また、回転子3の高速回転する際のせん断における、最高せん断速度(Max)と最低せん断速度(Min)の比(Max/Min)は、好ましくは100以下、より好ましくは50以下、更に好ましくは10以下である。
混合液に対するせん断速度ができるだけ均一であることにより、グリース組成物中のウレア系増ちょう剤(B)やその前駆体を微細化しやすくなり、より均一なグリース構造となる。
ここで、最高せん断速度(Max)とは、混合液に対して付与される最高のせん断速度であり、最低せん断速度(Min)とは、混合液に対して付与される最低のせん断速度であって、下記のように定義されるものである。
・最高せん断速度(Max)=(回転子の第一凹凸部13の凸部13B先端の線速度)/(回転子の第一凹凸部13の凸部13B先端と容器本体2の第一内周面6の第一凹凸部9の凸部のギャップA1)
・最低せん断速度(Min)=(回転子の第一凹凸部13の凹部13Aの線速度)/(回転子の第一凹凸部13の凹部13Aと容器本体2の第一内周面6の第一凹凸部9の凹部のギャップA2)
なお、ギャップA1とギャップA2は、図2に示されるとおりである。
グリース製造装置1がスクレーパー15を備えていることにより、容器本体2の内周面に付着したグリースを掻き取ることができるため、混練中にダマが発生することを防止することができ、ウレア系増ちょう剤(B)を微細化したグリースを連続して短時間で製造することができる。
また、スクレーパー15が、付着したグリースを掻き取ることにより、滞留グリースが回転子3の回転の抵抗となるのを防止することができるため、回転子3の回転トルクを低減することができ、駆動源の消費電力を低減して、効率的にグリースの連続製造を行うことができる。
容器本体2の内周面が、導入部4から吐出部8に向かうにしたがって、内径が拡大する円錐台状であるので、遠心力がグリース又はグリース原料を下流方向に排出する効果を持ち、回転子3の回転トルクを低減して、グリースの連続製造を行うことができる。
回転子3の外周面に、回転子の第一凹凸部13が設けられ、回転子の第一凹凸部13が回転子3の回転軸12に対して傾斜し、導入部4から吐出部8への送り能力を有し、回転子の第二凹凸部14が回転子3の回転軸12に対して傾斜し、導入部4から吐出部8への送り抑制能力を有しているため、溶液に高いせん断力を付与することができ、添加剤を配合後も、上記要件(I)、更には上記要件(II)を満たすように、グリース組成物中のウレア系増ちょう剤(B)を微細化することができる。
容器本体2の第一内周面6に第一凹凸部9が形成され、回転子の第一凹凸部13とは逆向きに傾斜しているため、回転子の第一凹凸部13の効果に加え、更に、グリース又はグリース原料を下流方向に押し出しながら、十分なグリース原料の撹拌を行うことができ、添加剤を配合後も、上記要件(I)、更には上記要件(II)を満たすように、グリース組成物中のウレア系増ちょう剤(B)を微細化することができる。
また、容器本体2の第二内周面7に第二凹凸部10が設けられると共に、回転子3の外周面に回転子の第二凹凸部14が設けられることにより、グリース原料が必要以上に容器本体の第一内周面6から流出することを防止できるので、溶液に高いせん断力を与えてグリース原料を高分散化して、添加剤を配合後も、上記要件(I)、更には上記要件(II)を満たすように、ウレア系増ちょう剤(B)を微細化することができる。
<サルコシン誘導体(C)>
本発明のグリース組成物は、成分(A)及び(B)と共に、サルコシン誘導体(C)を含む。
本発明のグリース組成物がサルコシン誘導体(C)を含むことにより、金属材と樹脂材とで構成されたボールジョイント等での潤滑性が向上するため、スティックスリップを抑制することができる。
サルコシン誘導体(C)としては、カルボキシル基が結合している炭素原子にメチル基を有するアミノ基が結合しているα-アミノ酸であり、N―メチルグリシン又はN―メチルグリシン骨格を有する脂肪族アミノ酸であればよい。
サルコシン誘導体(C)としては、例えば、N-オレオイルサルコシン、N-ステアロイルサルコシン、N-ラウロイルサルコシン、N-ミリストイルサルコシン及びN-パルミトイルサルコシン等が挙げられる。
これらのサルコシン誘導体(C)は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
サルコシン誘導体(C)としては、下記一般式(c-1)で表される化合物であることが好ましい。

[上記一般式(c-1)中、Rは、炭素数1~30のアルキル基、又は、炭素数1~30のアルケニル基である。]
一般式(c-1)のRのアルキル基及びアルケニル基の炭素数は1~30であるが、好ましくは6~27、より好ましくは10~24、更に好ましくは12~20である。当該アルキル基は、直鎖アルキル基であってもよく、分岐鎖アルキル基であってもよい。また、当該アルケニル基も、直鎖アルケニル基であってもよく、分岐鎖アルケニル基であってもよい。
サルコシン誘導体(C)としては、N-オレオイルサルコシンが好ましい。
本発明の一態様のグリース組成物において、サルコシン誘導体(C)に由来する窒素原子の含有量としては、スティックスリップを抑制する効果をより良好にする観点から、グリース組成物の全量(100質量%)基準で、1質量%~10質量%が好ましく、1.5質量%~8質量%がより好ましく、2質量%~5質量%が更に好ましい。
本発明のグリース組成物において、サルコシン誘導体(C)の含有量としては、スティックスリップを抑制する観点から、グリース組成物の全量(100質量%)基準で、好ましくは0.1~10.0質量%であり、より好ましくは1.0~8.0質量%、更に好ましくは1.5~6.0質量%である。
<脂肪酸亜鉛塩(D)>
本発明のグリース組成物は、成分(A)、(B)、及び(C)と共に、脂肪酸亜鉛塩(D)を含む。
また、本発明のグリース組成物は、脂肪酸亜鉛塩(D)の含有量が、グリース組成物の全量基準で、10質量%~20質量%である。
本発明のグリース組成物が脂肪酸亜鉛塩(D)をグリース組成物の全量基準で10質量%~20質量%含むことにより、金属材と樹脂材とで構成されたボールジョイント等での潤滑性が向上するため、スティックスリップを抑制することができる。
脂肪酸亜鉛塩(D)を構成する脂肪酸としては、一塩基酸であってもよいし、多塩基酸であってもよい。また、脂肪酸亜鉛塩(D)を構成する脂肪酸は、飽和脂肪酸であってもよく、不飽和脂肪酸であってもよい。また、脂肪酸亜鉛塩(D)を構成する脂肪酸は、直鎖であってもよいし、分岐鎖を有していてもよい。
脂肪酸亜鉛塩(D)を構成する脂肪酸の炭素数としては、8~30が好ましく、12~24がより好ましく、15~20が更に好ましい。
一塩基酸(飽和脂肪酸)としては、例えば、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、トリデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸、オクタデカン酸、ノナデカン酸、イコサン酸、ヘンイコサン酸、ドコサン酸、トリコサン酸、テトラコサン酸、ペンタコサン酸、ヘキサコサン酸、ヘプタコサン酸、オクタコサン酸、ノナコサン酸、トリアコンタン酸等が挙げられる。
一塩基酸(不飽和脂肪酸)としては、例えば、オクテン酸、ノネン酸、デセン酸、ウンデセン酸、ドデセン酸、トリデセン酸、テトラデセン酸、ペンタデセン酸、ヘキサデセン酸、ヘプタデセン酸、オクタデセン酸、ノナデセン酸、イコセン酸、ヘンイコセン酸、ドコセン酸、トリコセン酸、テトラコセン酸、ペンタコセン酸、ヘキサコセン酸、ヘプタコセン酸、オクタコセン酸、ノナコセン酸、トリアコンテン酸等が挙げられる。
多塩基酸(飽和脂肪酸)としては、例えば、オクタン二酸、ノナン二酸、デカン二酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカン二酸、ヘプタデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、イコサン二酸、ヘンイコサン二酸、ドコサン二酸、トリコサン二酸、テトラコサン二酸、ペンタコサン二酸、ヘキサコサン二酸、ヘプタコサン二酸、オクタコサン二酸、ノナコサン二酸、トリアコンタン二酸等が挙げられる。
多塩基酸(不飽和脂肪酸)としては、例えば、オクテン二酸、ノネン二酸、デセン二酸、ウンデセン二酸、ドデセン二酸、トリデセン二酸、テトラデセン二酸、ペンタデセン二酸、ヘキサデセン二酸、ヘプタデセン二酸、オクタデセン二酸、ノナデセン二酸、イコセン二酸、ヘンイコセン二酸、ドコセン二酸、トリコセン二酸、テトラコセン二酸、ペンタコセン二酸、ヘキサコセン二酸、ヘプタコセン二酸、オクタコセン二酸、ノナコセン二酸、トリアコンテン二酸等が挙げられる。
これらの中でも、オクタデカン酸(ステアリン酸)が好ましい。
本発明の一態様のグリース組成物において、脂肪酸亜鉛塩(D)に由来する亜鉛原子の含有量としては、スティックスリップを抑制する効果をより良好にする観点から、グリース組成物の全量(100質量%)基準で、0.1質量%~3.0質量%が好ましく、0.5質量%~2.5質量%がより好ましく、1.0質量%~2.0質量%が更に好ましい。
本発明のグリース組成物において、脂肪酸亜鉛塩(D)の含有量としては、グリース組成物の全量(100質量%)基準で、10質量%~20質量%であり、11質量%~18質量%が好ましく、13質量%~17質量%がより好ましい。
ウレア系増ちょう剤(B)と脂肪酸亜鉛塩(D)との含有比率[(B)/(D)]としては、低温特性及びスティックスリップを抑制する効果を両立する観点から、質量比で、0.1~1.0が好ましく、0.1~0.8がより好ましく、0.1~0.6が更に好ましく、0.15~0.6がより更に好ましく、0.2~0.5が更になお好ましい。
サルコシン誘導体(C)と脂肪酸亜鉛塩(D)との含有比率[(C)/(D)]としては、スティックスリップを抑制する観点から、質量比で、0.03~0.4が好ましく、0.03~0.3がより好ましく、0.05~0.3が更に好ましく、0.1~0.3がより更に好ましく、0.15~0.25が更になお好ましい。
<添加剤(E)>
本発明の一態様のグリース組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、一般的なグリースに配合される、成分(B)、成分(C)、及び成分(D)以外の添加剤(E)を含有していてもよい。
添加剤(E)としては、例えば、油性剤、酸化防止剤、合成ワックス、増粘剤、防錆剤、分散剤、金属不活性化剤、及び極圧剤等が挙げられる。
添加剤(E)は、それぞれ、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
油性剤としては、脂肪族アルコール;脂肪酸及び脂肪酸金属塩等の脂肪酸化合物;脂肪酸エステル、ポリオールエステル、ソルビタンエステル、及びグリセライド等のエステル化合物;脂肪族アミン等のアミン化合物;アミド化合物等を挙げることができる。
酸化防止剤としては、例えば、ジフェニルアミン系化合物及びナフチルアミン系化合物等のアミン系酸化防止剤、単環フェノール系化合物及び多環フェノール系化合物等のフェノール系酸化防止剤等が挙げられる。
合成ワックスとしては、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、エチレン・プロピレン・ヘキセン・酢酸ビニル、アクリル酸などの共重合体ワックス、フィッシャートロプッシュワックス、ポリメチレンワックスなどの炭化水素ワックス、合成アマイドワックス等が挙げられる。
本発明の一態様のグリース組成物が合成ワックスを含む場合、合成ワックスの含有量としては、低温特性の向上の観点から、グリース組成物の全量(100質量%)基準で、0.2質量%~2.0質量%が好ましく、0.5質量%~1.5質量%がより好ましく、0.8質量%~1.2質量%が更に好ましい。
増粘剤としては、例えば、ポリメタクリレート(PMA)、オレフィン共重合体(OCP)、ポリアルキルスチレン(PAS)、スチレン-ジエン共重合体(SCP)等が挙げられる。
防錆剤としては、例えば、アルケニルコハク酸多価アルコールエステル等のカルボン酸系防錆剤、チアジアゾール及びその誘導体、ベンゾトリアゾール及びその誘導体等が挙げられる。
分散剤としては、例えば、コハク酸イミド、ボロン系コハク酸イミド等の無灰分散剤が挙げられる。
金属不活性剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系化合物等が挙げられる。
極圧剤としては、例えば、ジアルキルジチオリン酸亜鉛,ジアルキルジチオリン酸モリブデン,無灰系ジチオカーバメートや亜鉛ジチオカーバメート、モリブデンジチオカーバメート等のチオカルバミン酸類;硫化油脂、硫化オレフィン、ポリサルファイド、チオリン酸類、チオテルペン類、ジアルキルチオジピロピオネート類等の硫黄化合物;トリクレジルホスフェート等のリン酸エステル;トリフェニルフォスファイト等の亜リン酸エステル;等が挙げられる。
本発明の一態様のグリース組成物において、添加剤(E)の含有量は、それぞれ独立に、グリース組成物の全量(100質量%)基準で、通常0.01~20質量%、好ましくは0.01~15質量%、より好ましくは0.01~10質量%、更に好ましくは0.01~7質量%である。
<脂肪酸亜鉛塩(D)以外の亜鉛含有化合物>
本発明の一態様のグリース組成物は、本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、脂肪酸亜鉛塩(D)以外の亜鉛含有化合物の含有量を少なくすることが好ましい。
脂肪酸亜鉛塩(D)以外の亜鉛含有化合物の含有量としては、当該グリース組成物の全量(100質量%)基準で、好ましくは1.0質量%未満、より好ましくは0.1質量%未満、更に好ましくは0.01質量%未満、最も好ましくは脂肪酸亜鉛塩(D)以外の亜鉛含有化合物を含まないことである。
<グリース組成物の物性>
(混和ちょう度)
本発明の一態様のグリース組成物の25℃における混和ちょう度としては、低温特性を優れたものとする観点から、好ましくは240~450、より好ましくは260~450、更に好ましくは265~340である。
なお、本明細書において、グリース組成物の混和ちょう度は、JIS K2220:2013に準拠して、25℃にて測定された値を意味する。
(滴点)
本発明の一態様のグリース組成物の滴点としては、好ましくは100~300、より好ましくは120~280、更に好ましくは150~270、より更に好ましくは180~260、更になお好ましくは190~250である。
なお、本明細書において、グリース組成物の滴点は、JIS K2220:2013に準拠して測定された値を意味する。
(グリース組成物中の亜鉛原子の含有量)
本発明の一態様のグリース組成物中の亜鉛原子の含有量としては、本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、グリース組成物の全量(100質量%)基準で、0.1質量%~3.0質量%が好ましく、0.5質量%~2.5質量%がより好ましく、1.0質量%~2.0質量%が更に好ましい。
亜鉛原子の含有量は、JPI-5S-38-03に準拠して測定することができる。
(低温トルク)
本発明の一態様のグリース組成物の低温での起動トルクとしては、好ましくは600以下、より好ましくは580以下である。
本発明の一態様のグリース組成物の低温での回転トルクとしては、好ましくは460以下、より好ましくは450以下である。
なお、本明細書において、グリース組成物の低温トルクは、JIS K2220:2013に準拠して、温度:-40℃で求められた起動トルク(単位:N・m)及び回転トルク(単位:N・m)を意味する。
なお、起動トルクは、静止状態から動力を出力するために必要なトルクであり、小さいほど好ましい。また、回転トルクは、連続で動力が出力され続けるために必要なトルクであり、小さいほど好ましい。
(スティックスリップの抑制)
本発明の一態様のグリース組成物について、後述する実施例に記載の方法により得られるリサージュ波形は、X軸回りの角度が-10°の付近において、スティックスリップの程度が小さいほど好ましく、滑らかにつながることがより好ましい。
<グリース組成物の製造方法>
本発明のグリース組成物は、基油(A)、ウレア系増ちょう剤(B)を含むグリース(ベースグリース)、サルコシン誘導体(C)、脂肪酸亜鉛塩(D)、及び必要に応じて添加剤(E)を混合することにより製造することができる。
例えば、基油(A)と脂肪酸亜鉛塩(D)とを混合した後、サルコシン誘導体(C)、及び添加剤(E)添加し、その後、ウレア系増ちょう剤(B)を含むグリース(ベースグリース)と混合することにより製造することができる。
<グリース組成物の用途>
本発明のグリース組成物は、低温特性に優れ、更にスティックスリップを抑制することができる。特に、金属材と樹脂材とで構成された摺動部分の潤滑に用いた際に、低温特性に優れ、更にスティックスリップを抑制する効果が優れる。
そのため、本発明の一態様のグリース組成物は、各種装置の摺動部分の潤滑用途に好適に用いることができるが、特に、金属材と樹脂材とで構成された摺動部分を有する装置の潤滑用途に用いることが好ましい。
金属材は、ステンレス合金、アルミニウム合金等の各種合金や銅が好ましい。なお、金属材は、強度が高い材料(例えば、セラミック材等)に置き換えてもよい。
樹脂材としては、天然樹脂でもよく、合成樹脂でもよいが、合成樹脂の汎用プラスチック(ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニール等)及びエンジニアリングプラスチックが好ましく、耐熱性及び機械的強度の観点から、エンジニアプラスチックがより好ましい。
エンジニアリングプラスチックとしては、例えば、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等の合成樹脂が挙げられる。
本発明のグリース組成物を好適に使用し得る装置の分野としては、自動車分野、事務機器分野、工作機械分野、風車分野、建設用分野、農業機械用分野又は産業ロボット分野等が挙げられる。
本発明のグリース組成物を好適に使用し得る、自動車用分野の装置内での潤滑部分としては、例えば、ラジエータファンモータ、ファンカップリング、オルターネータ、アイドラプーリ、ハブユニット、ウォーターポンプ、パワーウィンドウ、ワイパ、電動パワーステアリング、駆動用電動モータフライホイール、ボールジョイント、ホイールベアリング、スプライン部、等速ジョイント等の装置内の軸受部分;ドアロック、ドアヒンジ、クラッチブースター等の装置内の軸受部分、ギヤ部分、摺動部分;等が挙げられる。
より具体的には、ハブユニット、電動パワーステアリング、駆動用電動モータフライホイール、ボールジョイント、ホイールベアリング、スプライン部、等速ジョイント、クラッチブースター、サーボモータ、ブレードベアリング又は発電機の軸受部分等が挙げられる。
本発明のグリース組成物を好適に使用し得る、事務機器分野の装置内での潤滑部分としては、例えば、プリンタ等の装置内の定着ロール、ポリゴンモーター等の装置内の軸受及びギヤ部分等が挙げられる。
本発明のグリース組成物を好適に使用し得る、工作機械分野の装置内での潤滑部分としては、例えば、スピンドル、サーボモータ、工作用ロボット等の減速機内の軸受部分等が挙げられる。
本発明のグリース組成物を好適に使用し得る、風車分野の装置内での潤滑部分としては、例えば、ブレードベアリング及び発電機等の軸受部分等が挙げられる。
本発明のグリース組成物を好適に使用し得る、建設用又は農業機械用分野の装置内での潤滑部分としては、例えば、ボールジョイント、スプライン部等の軸受部分、ギヤ部分及び摺動部分等が挙げられる。
本発明のグリース組成物が適用可能な装置の一態様は、前記摺動機構が、金属製のボールスタッド、ハウジング、及び前記ボールスタッドと前記ハウジングとの間に配置される樹脂製のボールシートを有するボールジョイントであることが好ましい。装置を当該構成とすることにより、低温特性に優れ、更にスティックスリップを抑制することができるので、車両に用いた場合に、優れた乗り心地性を長期に渡って維持できる効果を顕著に発揮することができる。
本発明のグリース組成物が適用可能な装置の一態様は、前記摺動機構が、金属製の保持器、金属製のころ、及び樹脂製の保持器を有するボールベアリングであることが好ましい。装置を当該構成とすることにより、温特性に優れ、更にスティックスリップを抑制することができるので、車両に用いた場合に、優れた乗り心地性を長期に渡って維持できる効果を顕著に発揮することができる。
[摺動機構の潤滑方法]
本発明のグリース組成物に適用可能な摺動機構の潤滑方法は、金属材と樹脂材とが摺動する摺動機構を、上述した本発明のグリース組成物により潤滑する方法である。
本発明のグリース組成物に適用可能な摺動機構の潤滑方法によれば、潤滑部における動摩擦力を適切に維持することができる。当該効果は、前記摺動機構が、金属製のボールスタッド、ハウジング、及び前記ボールスタッドと前記ハウジングとの間に配置される樹脂製のボールシートを有するボールジョイントである場合に、温特性に優れ、更にスティックスリップを抑制することができるので、車両に用いた場合に、優れた乗り心地性を長期に渡って維持できる効果をより顕著なものとすることができる。
本発明について、以下の実施例により具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
[各種物性値]
各種物性値の測定法は、以下のとおりとした。
(1)基油(A)(混合基油)の40℃動粘度、100℃動粘度、及び粘度指数
JIS K2283:2000に準拠して測定及び算出した。
(2)超高粘度炭化水素系合成油(A3)の数平均分子量(Mn)
ゲル浸透クロマトグラフ装置(アジレント社製、装置名「1260型HPLC」)を用いて、下記の測定条件にしたがい、標準ポリスチレン換算にて測定した値を用いた。
-測定条件-
・カラム:「Shodex LF404」を2本、順次連結したもの。
・カラム温度:35℃
・展開溶媒:クロロホルム
・流速:0.3mL/min
(3)グリース組成物の混和ちょう度
JIS K2220:2013に準拠して、25℃にて測定した。
(4)グリース組成物の滴点
JIS K2220:2013に準拠して測定した。
(5)グリース組成物中の亜鉛原子の含有量
亜鉛原子の含有量を、JPI-5S-38-03に準拠して測定した。
まず、以下に示す実施例1及び比較例1により、低温特性について評価する。
[原料]
実施例1及び比較例1において、グリース組成物を調製するための原料として使用した基油(A)、サルコシン誘導体(C)、脂肪酸亜鉛塩(D)、及び添加剤(E)は、以下のとおりとした。
なお、実施例1及び比較例1で用いる基油(A)は、下記の基油(A1)、基油(A2)、及び基油(A3)を、表1に記載の量で配合し混合して調製した。
<基油(A)>
・高粘度炭化水素系合成油(A1)(重量平均分子量1,400のポリ-α-オレフィン、40℃動粘度:400mm/s、100℃動粘度:40mm/s、粘度指数:149)
・低粘度炭化水素系合成油(A2)(重量平均分子量555のポリ-α-オレフィン、40℃動粘度:30mm/s、100℃動粘度:6mm/s、粘度指数:132)
・超高粘度炭化水素系合成油(A3-1)(数平均分子量(Mn):3,500~4,500、40℃動粘度:37,500mm/s、100℃動粘度:2,000mm/s、粘度指数:300)
・超高粘度炭化水素系合成油(A3-2)(製品名「ポリブテン2000H」、出光興産株式会社製、100℃動粘度:4,300mm/s)
<サルコシン誘導体(C)>
・サルコシン誘導体(C1):N-オレオイルサルコシン
<脂肪酸亜鉛塩(D)>
・脂肪酸亜鉛塩(D1):ステアリン酸亜鉛
<添加剤(E)>
油性剤、酸化防止剤、及び増粘剤を所定量用いた。
(実施例1)
(1)ウレアグリースの合成
まず、高粘度炭化水素系合成油(A1)41.5質量部、低粘度炭化水素系合成油(A2)11.0質量部、超高粘度炭化水素系合成油(A3-1)12.5質量部、及び超高粘度炭化水素系合成油(A3-2)6.0質量部を混合した基油(A)を同量3つに取り分けた。
次に、1/3に取り分けた1番目の基油(A)を70℃に加熱した。加熱した基油(A)に、ジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート1.97質量部を加えて、溶液αを調製した。
また、1/3に取り分けた2番目の基油(A)を70℃に加熱し、オクタデシルアミン2.47質量部と、シクロヘキシルアミン0.60質量部とを加えて、溶液βを調製した。
そして、図1に示すグリース製造装置1を用いて、70℃に加熱した溶液αを溶液導入管4Aから流量150L/hで、70℃に加熱した溶液βを溶液導入管4Bから流量150L/hで、それぞれを同時に容器本体2内へ導入し、回転子3を回転させた状態で溶液αと溶液βとを容器本体2内へ連続的に導入し続けて、ウレアグリース(b1)を合成した。
なお、使用したグリース製造装置1の回転子3の回転数は8,000rpmとした。また、この際の最高せん断速度(Max)は10,500s-1であり、最高せん断速度(Max)と最低せん断速度(Min)との比〔Max/Min〕は3.5として、撹拌を行った。
ウレアグリース(b1)に含まれるウレア系増ちょう剤(B1)は、前記一般式(b1)中のR及びRがシクロヘキシル基及びオクタデシル基から選択され、Rがジフェニルメチレン基である化合物に相当する。
また、原料として用いたオクタデシルアミンとシクロヘキシルアミンのモル比(オクタデシルアミン/シクロヘキシルアミン)は、60/40である。
(2)グリース組成物の調製
上記(1)において、図1に示すグリース製造装置1から吐出されたウレアグリース(b1)を撹拌した後、自然放冷で冷却した。
次に、1/3に取り分けた3番目の基油(A)と脂肪酸亜鉛塩(D1)15.5質量部とを混合した後、サルコシン誘導体(C1)、及び添加剤(E)を、表1に示す配合量で添加した。その後、自然放冷で冷却したウレアグリース(b1)と混合し、実施例1のグリース組成物を得た。
(比較例1)
(1)ウレアグリースの合成
まず、高粘度炭化水素系合成油(A1)41.5質量部、低粘度炭化水素系合成油(A2)11.0質量部、超高粘度炭化水素系合成油(A3-1)12.5質量部、及び超高粘度炭化水素系合成油(A3-2)6.0質量部を混合した基油(A)を同量3つに取り分けた。
次に、1/3に取り分けた1番目の基油(A)を70℃に加熱した。加熱した基油(A)に、ジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート1.97質量部を加えて、溶液αを調製した。
また、1/3に取り分けた2番目の基油(A)を70℃に加熱し、オクタデシルアミン2.47質量部と、シクロヘキシルアミン0.60質量部とを加えて、溶液βを調製した。
そして、図3に示すグリース製造装置1を用いて、70℃に加熱した溶液αを溶液導入管から流量504L/hで容器本体内へ導入した。その後、70℃に加熱した溶液βを溶液導入管から流量144L/hで溶液αの入った容器本体内へ導入した。全ての溶液βを容器本体内へ導入した後、撹拌翼を回転させ、撹拌を継続しながら160℃に昇温し、1時間保持してウレアグリース(b2)を合成した。
なお、この際の最高せん断速度(Max)は42,000s-1であり、最高せん断速度(Max)と最低せん断速度(Min)との比〔Max/Min〕は1.03として、撹拌を行った。
ウレアグリース(b2)に含まれるウレア系増ちょう剤(B2)は、前記一般式(b1)中のR及びRがシクロヘキシル基及びオクタデシル基から選択され、Rがジフェニルメチレン基である化合物に相当する。
また、原料として用いたオクタデシルアミンとシクロヘキシルアミンのモル比(オクタデシルアミン/シクロヘキシルアミン)は、60/40である。
(2)グリース組成物の調製
次に、1/3に取り分けた3番目の基油(A)と脂肪酸亜鉛塩(D1)15.5質量部とを混合した後、サルコシン誘導体(C1)、及び添加剤(E)を、表1に示す配合量で添加した。その後、ウレアグリース(b2)と混合し、比較例1のグリース組成物を得た。
[要件]
実施例1及び比較例1において合成したウレアグリースについて、下記の算出を行った。
(1)ウレア系増ちょう剤を含む粒子の粒子径の算出:要件(I)
グリース組成物中のウレア系増ちょう剤を含む粒子の粒子径を評価した。具体的には、実施例1において合成したウレアグリース及び比較例1において合成したウレアグリースを測定試料とし、以下の手順によりウレア系増ちょう剤(B)を含む粒子の粒子径を含む粒子の粒子径を求めた。
まず、測定試料を真空脱泡した後1mLシリンジに充填し、シリンジから0.10~0.15mLの試料を押し出し、ペーストセル用固定治具の板状のセルの表面に押し出した試料を載せた。次に、試料の上に、更に別の板状のセルを重ねて、2枚のセルで試料を挟持した測定用セルを得た。次に、レーザー回折型粒径測定機(株式会社堀場製作所製、商品名:LA-920)を用いて、測定用セルの試料中の粒子の面積基準での算術平均粒子径を測定した。
ここで、「面積基準での算術平均粒子径」とは、面積基準での粒子径分布を算術平均した値を意味する。面積基準での粒子径分布は、測定対象である粒子全体における粒子径の頻度分布を、当該粒子径から算出される面積(詳細には、当該粒子径を有する粒子の断面積)を基準として示したものである。また、面積基準での粒子径分布を算術平均した値は、下記式(1)により計算することができる。

上記式(1)中、Jは、粒子径の分割番号を意味する。q(J)は、頻度分布値(単位:%)を意味する。X(J)は、J番目の粒子径範囲の代表径(単位:μm)である。
(2)ウレア系増ちょう剤を含む粒子の比表面積の算出:要件(II)
上記の要件(I)の欄において測定した、グリース組成物中の増ちょう剤を含む粒子の粒子径分布を用い、比表面積を算出した。具体的には、当該粒子径分布を用い、単位体積(1cm)当たりの粒子の表面積(単位:cm)の総計を算出し、これを比表面積(単位:cm/cm)とした。
[低温特性の評価]-低温トルク-
実施例1及び比較例1のグリース組成物について、下記の評価を行った。
JIS K2220:2013に準拠して、調製したグリース組成物を用いて、低温(-40℃)での起動トルク(単位:N・m)及び回転トルク(単位:N・m)を求めた。
なお、起動トルクは、静止状態から動力を出力するために必要なトルクであり、小さいほど好ましい。また、回転トルクは、連続で動力が出力され続けるために必要なトルクであり、小さいほど好ましい。
評価結果を表1に示す。
表1に示す結果から、以下のことがわかる。
比較例1は、ウレア系増ちょう剤を含む粒子の粒子径が、要件(I)を満たさないことから、-40℃での低温トルクの評価において、起動トルク及び回転トルクが高くなり、低温特性を確保できていないことがわかる。
これに対し、実施例1は、比較例1よりも起動トルク及び回転トルクのいずれも小さいことから、低温特性に優れることがわかる。
次に、上記の実施例1、比較例1、及び以下に示す比較例2により、スティックスリップの抑制について評価する。
(比較例2)
(1)ウレアグリースの合成
高粘度炭化水素系合成油(A1)17.0質量部、低粘度炭化水素系合成油(A2)10.5質量部、超高粘度炭化水素系合成油(A3-1)7.5質量部、及び超高粘度炭化水素系合成油(A3-2)5.0質量部を混合した基油(A)を70℃に加熱した。加熱した基油(A)に、ジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート3.75質量部を加えて、溶液αを調製した。
また、別に用意した、高粘度炭化水素系合成油(A1)17.0質量部、低粘度炭化水素系合成油(A2)10.5質量部、超高粘度炭化水素系合成油(A3-1)7.5質量部、及び超高粘度炭化水素系合成油(A3-2)5.0質量部を混合し、70℃に加熱した基油(A)に、オクタデシルアミン4.70質量部と、シクロヘキシルアミン1.15質量部とを加えて、溶液βを調製した。
そして、図1に示すグリース製造装置1を用いて、70℃に加熱した溶液αを溶液導入管4Aから流量150L/hで、70℃に加熱した溶液βを溶液導入管4Bから流量150L/hで、それぞれを同時に容器本体2内へ導入し、回転子3を回転させた状態で溶液αと溶液βとを容器本体2内へ連続的に導入し続けて、ウレアグリース(b3)を合成した。
なお、使用したグリース製造装置1の回転子3の回転数は8,000rpmとした。また、この際の最高せん断速度(Max)は10,500s-1であり、最高せん断速度(Max)と最低せん断速度(Min)との比〔Max/Min〕は3.5として、撹拌を行った。
ウレアグリース(b3)に含まれるウレア系増ちょう剤(B3)は、前記一般式(b1)中のR及びRがシクロヘキシル基及びオクタデシル基から選択され、Rがジフェニルメチレン基である化合物に相当する。
また、原料として用いたオクタデシルアミンとシクロヘキシルアミンのモル比(オクタデシルアミン/シクロヘキシルアミン)は、60/40である。
(2)グリース組成物の調製
上記(1)において、図1に示すグリース製造装置1から吐出されたウレアグリース(b3)を撹拌した後、自然放冷で冷却し、サルコシン誘導体(C1)、及び添加剤(E)を、表2に示す配合量で添加し、比較例2のグリース組成物を得た。
[要件]
上記実施例1及び比較例1と同様にして、比較例2のウレアグリースについても、ウレア系増ちょう剤を含む粒子の粒子径の算出、及びウレア系増ちょう剤を含む粒子の比表面積の算出を行った。
[スティックスリップ抑制の評価]
図4は、ボールジョイント試験機を用いて、スティックスリップ抑制の評価に使用した装置の概略図である。
図4に示す測定装置100は、樹脂製のソケット部112、及び金属製のボール部114からなるボールジョイントを備える。ソケット部112はX方向に軸を有するようにサーボモータ111と連結し、X軸回りに±25°回転可能である。また、金属製のボール部114は、Y方向に軸を有し、トルクセル116の腕部117と連結する。また、荷重115を変更することにより、ボール部114に任意(最大10kg)の荷重をかけることができる。なお、測定装置100は、最大周波数:1Hz、最大計測トルク:0.5N・mである。
ソケット部112の内側に厚みが均一になるように1~2mLのグリース組成物113を塗布した後、金属製のボール部114をソケット部112の内側にはめ込み、上述したように、測定装置100にボールジョイントを連結した。
次に、室温(25℃)環境下で温度を制御せずに、試験機にテストピース(ボール部114はテストピースとして扱い、使い捨て)を設置してから10分間経過後、ソケット部112の上面が水平となる位置を0°とし、X軸回りに-10°から+10°まで傾けたときのトルクを下記条件にて測定した。X軸回りの角度に対するトルクを1往復毎に波形を記録し、10往復行うまで繰り返した。10往復目に得られたリサージュ波形を図5~図6に示す。
得られたリサージュ波形から、1往復毎の最大トルクの絶対値を算出し、10往復での平均値を起動トルクとして求めた。また、1往復毎のトルクの絶対値を算出し、10往復での平均値を定常トルクとして求めた。更に、下記評価基準にしたがって、スティックスリップの程度について評価した。なお、下記評価基準において、「A」以上が実施可能レベルである。
-トルクの測定条件-
・ボール部114の重さも含めた、グリース面にかかる荷重:1.0kg
・周波数:0.1Hz
・角度:±10°(三角波)
・1サイクルデータ点数:200
-スティックスリップの程度の評価基準-
A:得られたリサージュ波形にがたつき(スティックスリップ)が現れたが、軽度であった。
B:得られたリサージュ波形に中程度のがたつき(スティックスリップ)が現れた。
C:得られたリサージュ波形に大きながたつき(スティックスリップ)が現れた。
低温特性の評価結果を表2に、スティックスリップ抑制の評価結果を図5~図6に示す。
表2及び図5~図6に示す結果から、以下のことがわかる。
比較例2は、X軸回りの角度が-10°の付近においてスティックスリップが発生し、評価は「C」であった。図示しないが、比較例1は中程度のスティックスリップが発生し、評価は「B」であった。また、起動トルク及び定常トルクの少なくとも一方が3.40を超える高い値となった。
これに対し、実施例1のグリース組成物は、スティックスリップの程度が小さく、評価が「A」であり、また、起動トルク及び定常トルクも、比較例1及び2よりも小さくなった。
1 グリース製造装置
2 容器本体
3 回転子
4 導入部
4A、4B 溶液導入管
5 滞留部
6 第一凹凸部
7 第二凹凸部
8 吐出部
9 容器本体側の第一凹凸部
10 容器本体側の第二凹凸部
11 吐出口
12 回転軸
13 回転子の第一凹凸部
13A 凹部
13B 凸部
14 回転子の第二凹凸部
15 スクレーパー
A1、A2 ギャップ

Claims (15)

  1. 基油(A)、ウレア系増ちょう剤(B)、サルコシン誘導体(C)、及び脂肪酸亜鉛塩(D)を含有するグリース組成物であって、
    前記グリース組成物中の前記ウレア系増ちょう剤(B)を含む粒子が下記要件(I)を満たし、
    ・要件(I):前記粒子をレーザー回折・散乱法により測定した際の面積基準での算術平均粒子径が2.0μm以下である。
    前記基油(A)が、40℃動粘度が200mm/s~600mm/sの高粘度炭化水素系合成油(A1)、40℃動粘度が5.0~110mm/sの低粘度炭化水素系合成油(A2)、及び数平均分子量(Mn)が2,500~4,500であって40℃動粘度が25,000~50,000mm/sの超高粘度炭化水素系合成油(A3)を含む混合基油であり、
    前記基油(A)の40℃動粘度が500mm/s~1,500mm/sであり、
    前記基油(A)の粘度指数が140以上であり、
    前記脂肪酸亜鉛塩(D)の含有量が、グリース組成物の全量基準で、10質量%~20質量%である、グリース組成物。
  2. 前記グリース組成物中の前記ウレア系増ちょう剤(B)を含む粒子が、さらに下記要件(II)を満たす、請求項1に記載のグリース組成物。
    ・要件(II):前記粒子をレーザー回折・散乱法により測定した際の比表面積が、0.5×10cm/cm以上である。
  3. 前記サルコシン誘導体(C)と前記脂肪酸亜鉛塩(D)との含有比率[(C)/(D)]が、質量比で、0.03~0.3である、請求項1又は2に記載のグリース組成物。
  4. 前記サルコシン誘導体(C)が、N-オレオイルサルコシンを含む、請求項1~3のいずれか1項に記載のグリース組成物。
  5. 前記脂肪酸亜鉛塩(D)が、ステアリン酸亜鉛を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載のグリース組成物。
  6. 前記ウレア系増ちょう剤(B)と前記脂肪酸亜鉛塩(D)との含有比率[(B)/(D)]が、質量比で、0.1~0.6である、請求項1~5のいずれか1項に記載のグリース組成物。
  7. 前記ウレア系増ちょう剤(B)の含有量が、グリース組成物の全量基準で、1.0質量%~15.0質量%であり、
    混和ちょう度が265~340である、請求項1~6のいずれか1項に記載のグリース組成物。
  8. グリース組成物全量基準で、
    前記高粘度炭化水素系合成油(A1)の含有量が25質量%~55質量%であり、
    前記低粘度炭化水素系合成油(A2)の含有量が5質量%~35質量%であり、
    前記超高粘度炭化水素系合成油(A3)の含有量が5質量%~30質量%である、請求項1~7のいずれか1項に記載のグリース組成物。
  9. 前記高粘度炭化水素系合成油(A1)と前記低粘度炭化水素系合成油(A2)との含有比率[(A1)/(A2)]が、質量比で、0.5~12である、請求項1~8のいずれか1項に記載のグリース組成物。
  10. 前記低粘度炭化水素系合成油(A2)と前記超高粘度炭化水素系合成油(A3)との含有比率[(A3)/(A2)]が、質量比で、1.0~10である、請求項1~9のいずれか1項に記載のグリース組成物。
  11. 前記高粘度炭化水素系合成油(A1)と前記超高粘度炭化水素系合成油(A3)との含有比率[(A1)/(A3)]が、質量比で、1.0~11である、請求項1~10のいずれか1項に記載のグリース組成物。
  12. 金属材と樹脂材とが摺動する摺動機構の潤滑に用いられる、請求項1~11のいずれか1項に記載のグリース組成物。
  13. 前記摺動機構が、金属製のボールスタッド、ハウジング、及び前記ボールスタッドと前記ハウジングとの間に配置される樹脂製のボールシートを有するボールジョイントである、請求項12に記載のグリース組成物。
  14. 請求項1~13のいずれか1項に記載のグリース組成物により、金属材と樹脂材とが摺動する摺動機構を潤滑する、潤滑方法。
  15. 前記摺動機構が、金属製のボールスタッド、ハウジング、及び前記ボールスタッドと前記ハウジングとの間に配置される樹脂製のボールシートを有するボールジョイントである、請求項14に記載の潤滑方法。
JP2020065439A 2020-03-31 2020-03-31 グリース組成物 Active JP7336411B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020065439A JP7336411B2 (ja) 2020-03-31 2020-03-31 グリース組成物
EP21778893.4A EP4130209A4 (en) 2020-03-31 2021-03-16 FAT COMPOSITION
US17/907,371 US20230124121A1 (en) 2020-03-31 2021-03-16 Grease composition
PCT/JP2021/010665 WO2021200125A1 (ja) 2020-03-31 2021-03-16 グリース組成物
CN202180024774.6A CN115279874B (zh) 2020-03-31 2021-03-16 润滑脂组合物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020065439A JP7336411B2 (ja) 2020-03-31 2020-03-31 グリース組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021161296A JP2021161296A (ja) 2021-10-11
JP7336411B2 true JP7336411B2 (ja) 2023-08-31

Family

ID=77930222

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020065439A Active JP7336411B2 (ja) 2020-03-31 2020-03-31 グリース組成物

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230124121A1 (ja)
EP (1) EP4130209A4 (ja)
JP (1) JP7336411B2 (ja)
CN (1) CN115279874B (ja)
WO (1) WO2021200125A1 (ja)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003006590A1 (fr) 2001-07-09 2003-01-23 Nippon Oil Corporation Composition lubrifiante pour joint spherique et joint spherique
JP2010248442A (ja) 2009-04-20 2010-11-04 Kyodo Yushi Co Ltd グリース組成物及び機械部品
JP2010270864A (ja) 2009-05-22 2010-12-02 Ntn Corp 等速自在継手
WO2016104010A1 (ja) 2014-12-25 2016-06-30 株式会社ジェイテクト グリース組成物およびスプライン伸縮軸
WO2016125859A1 (ja) 2015-02-05 2016-08-11 出光興産株式会社 グリースおよびグリースの製造方法
JP2016204623A (ja) 2015-04-15 2016-12-08 株式会社ジェイテクト グリース組成物および当該グリース組成物が封入された転がり軸受
WO2017126703A1 (ja) 2016-01-22 2017-07-27 Jxエネルギー株式会社 樹脂用潤滑剤組成物及び樹脂の潤滑方法
JP2017145284A (ja) 2016-02-15 2017-08-24 協同油脂株式会社 プロペラシャフトスプライン用グリース組成物およびプロペラシャフトスプライン
WO2017146257A1 (ja) 2016-02-26 2017-08-31 協同油脂株式会社 ボールジョイント用グリース組成物
JP2019172984A (ja) 2018-03-27 2019-10-10 三洋化成工業株式会社 グリース用摩擦調整剤及びグリース組成物

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5237550B2 (ja) * 2006-12-28 2013-07-17 出光興産株式会社 グリース
US20100105585A1 (en) * 2008-10-28 2010-04-29 Carey James T Low sulfur and ashless formulations for high performance industrial oils
KR101438916B1 (ko) * 2012-11-02 2014-09-11 현대자동차주식회사 저온에서 윤활 성능이 우수한 그리이스 조성물
JP6026971B2 (ja) * 2013-08-06 2016-11-16 出光興産株式会社 グリースの製造方法
JP6326340B2 (ja) * 2014-09-26 2018-05-16 三井化学株式会社 グリース組成物
WO2018043744A1 (ja) * 2016-09-05 2018-03-08 出光興産株式会社 グリース
WO2018092806A1 (ja) * 2016-11-16 2018-05-24 出光興産株式会社 自動給脂装置を備えた機器用のグリース組成物及びその製造方法
JP2018188541A (ja) * 2017-05-01 2018-11-29 出光興産株式会社 グリース組成物
KR102563576B1 (ko) * 2017-12-22 2023-08-03 현대자동차주식회사 신규 리튬계 증주제와 이를 포함하는 그리스 조성물
JP7281416B2 (ja) * 2018-01-31 2023-05-25 出光興産株式会社 グリース組成物
EP3936590A4 (en) * 2019-03-05 2022-11-30 Idemitsu Kosan Co., Ltd. GREASE COMPOSITION, AND METHOD AND DEVICE FOR SLIDING MECHANISM LUBRICATION USING SUCH GREASE COMPOSITION

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003006590A1 (fr) 2001-07-09 2003-01-23 Nippon Oil Corporation Composition lubrifiante pour joint spherique et joint spherique
JP2010248442A (ja) 2009-04-20 2010-11-04 Kyodo Yushi Co Ltd グリース組成物及び機械部品
JP2010270864A (ja) 2009-05-22 2010-12-02 Ntn Corp 等速自在継手
WO2016104010A1 (ja) 2014-12-25 2016-06-30 株式会社ジェイテクト グリース組成物およびスプライン伸縮軸
WO2016125859A1 (ja) 2015-02-05 2016-08-11 出光興産株式会社 グリースおよびグリースの製造方法
JP2016204623A (ja) 2015-04-15 2016-12-08 株式会社ジェイテクト グリース組成物および当該グリース組成物が封入された転がり軸受
WO2017126703A1 (ja) 2016-01-22 2017-07-27 Jxエネルギー株式会社 樹脂用潤滑剤組成物及び樹脂の潤滑方法
JP2017145284A (ja) 2016-02-15 2017-08-24 協同油脂株式会社 プロペラシャフトスプライン用グリース組成物およびプロペラシャフトスプライン
WO2017146257A1 (ja) 2016-02-26 2017-08-31 協同油脂株式会社 ボールジョイント用グリース組成物
JP2019172984A (ja) 2018-03-27 2019-10-10 三洋化成工業株式会社 グリース用摩擦調整剤及びグリース組成物

Also Published As

Publication number Publication date
US20230124121A1 (en) 2023-04-20
CN115279874B (zh) 2024-02-13
JP2021161296A (ja) 2021-10-11
CN115279874A (zh) 2022-11-01
EP4130209A1 (en) 2023-02-08
WO2021200125A1 (ja) 2021-10-07
EP4130209A4 (en) 2024-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7389790B2 (ja) グリース組成物、該グリース組成物を用いた摺動機構の潤滑方法及び装置
JP7281416B2 (ja) グリース組成物
JP7467410B2 (ja) グリース組成物
JP7442453B2 (ja) 等速ジョイント用グリース組成物
WO2019044624A1 (ja) グリース組成物
WO2020158907A1 (ja) グリース組成物
JP7341940B2 (ja) グリース組成物
JP7336411B2 (ja) グリース組成物
WO2022211119A1 (ja) グリース組成物
WO2023277044A1 (ja) グリース組成物
WO2022211117A1 (ja) グリース組成物
JP2023151693A (ja) グリース組成物

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220826

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230725

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230821

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7336411

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150