JPS6121592B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高い極圧性、高い滴点、長い潤滑寿命
を有する高品質のリチウムコンプレツクスグリー
ス組成物に関する。

従来、リチウム石けんグリースは耐熱性、耐水
性が比較的良好で、また、あらゆるタイプの潤滑
油基剤への石けんの分散が容易であり、価格的に
も適当である等の利点によつて広く用いられてき
た。しかし、リチウム石けんグリースの場合、使
用環境・条件が130℃以上の高温になると、酸化
劣化によるミセルの破壊、付着力の減少、軟化や
離油度増加などにより、グリースの潤滑作用が急
速に失われる欠点がある。

これらの欠点を補う耐熱性グリースとして、滴
点が極めて高い非石けん基グリースや各種コンプ
レツクスグリースなどが開発されているが、長期
間の使用で増ちよう剤が硬化したり、極度に軟化
したりする等の欠点がある。しかも、極めて高価
であるなどの欠点もあり、用途がおのずから限定
されている。

一方、グリースの使用環境は機械装置の小型化
や作動部の高速化に伴い悪化しつつある。例え
ば、自動車などの電装部品用軸受のように、エン
ジンの熱源を近くにひかえた部位で使用する場
合、その軸受を潤滑するグリースは特に高い温度
条件に長時間さらされる。こうした場合、グリー
スは充分な耐高温性、耐久性等を備えている必要
がある。また、工業の発達に伴い、機械はより高
荷重で苛酷な条件で運転されるようになり、それ
に耐えうる潤滑グリースを必要としている。現在
高荷重用グリースとしては高荷重の条件を満たす
ために多量の極圧添加剤を添加している。しか
し、極圧添加剤は一般に環境を汚染したり腐食を
伴つたりする欠点を持つている。例えば、良好な
極圧性を有する添加剤のうちで、カドミウム、ア
ンチモン等を含むものは毒物として使用できなく
なつている。また、腐食という点では塩素系の極
圧添加剤は100℃以上で鉄、銅等を発錆、腐食さ
せる傾向を持つている。他の極圧添加剤も同様の
性質を持つものが少なくない。

本発明の目的は、前記の要望に応えるために、
耐高温性、耐久性、耐水性、極圧性（耐荷重性）
等の特性を有する優秀な高品質のリチウムコンプ
レツクスグリースを提供することである。

前記の目的は、基油に、増ちよう剤としての
C₁₂〜C₂₄ヒドロキシ脂肪酸のリチウム石けん、ホ
ウ酸リチウム及びホウ酸カリウムの３成分を必須
成分として混合分散させることにより得られたリ
チウムコンプレツクスグリースによつて達成しう
ることが見い出され、本発明を完成するに至つ
た。本発明により提供されるグリースは、上記特
定の３成分の組合わせに基く非常に高極圧性を有
しており、同時に耐高温性の指標となる高い滴点
を有する点で最も特徴的である。

以下、本発明により提供されるリチウムコンプ
レツクスグリース組成物につきさらに詳細に説明
する。

基 油： 本発明の組成物に使用される基油は、従来から
潤滑油に使用されている公知の潤滑性粘度を有す
る油がいずれも使用可能であり、最も代表的なも
のは石油精製品の一つである鉱油であるが、エス
テル油〔例：ジオクチルセバケートのようなジエ
ステル油、脂肪族モノカルボン酸のペンタエリス
リトールエステル（例：ペンタエリスリトールテ
トラアミルエステル）のようなテトラエステ
ル〕、ポリα−オレフインオリゴマ−類（例：粘
度41.0cSt／37.8℃、粘度指数130、流動点−60
℃、引火点223℃のオクテン−１／デセン−１共
重合体など）、ポリグリコール油、シリコーン
油、ポリフエニルエーテル油、ハロゲン化炭化水
素油、アルキルベンゼン油などの合成油もまた単
独或いは鉱油と組み合わせて使用することができ
る。

ここで、「潤滑性粘度を有する油」とは、一般
に40℃において約２〜500cSt、好ましくは約20〜
200cStの範囲内の粘度を有する油をいう。

(a) 成分： 本発明に従い基油に添加されるリチウム石け
んは、C₁₂〜C₂₄ヒドロキシ脂肪酸のリチウム塩
から選ばれる。かかるリチウム塩の形成に用い
られるC₁₂〜C₂₄ヒドロキシ脂肪酸は分子中にヒ
ドロキシル基を有する通常は直鎖状の飽和又は
不飽和の脂肪族モノカルボン酸であり、具体的
には、例えば、２−ヒドロキシドデカン酸、２
−ヒドロキシテトラデカン酸、２−ヒドロキシ
ヘキサデカン酸、11−ヒドロキシヘキサデカン
酸、アンブレトリツク酸、リシノール酸、リシ
ノステアロリツク酸、９−ヒドロキシステアリ
ン酸、10−ヒドロキシステアリン酸、12−ヒド
ロキシステアリン酸等が挙げられ、中でも炭素
原子数が18個のもの及びヒドロキシル基９−、
10−、もしくは12−位に結合しているもの、就
中、12−ヒドロキシステアリン酸及びリシノー
ル酸が好適である。

上記のヒドロキシ脂肪酸のリチウム塩はそれ
ぞれ単独で使用することができ、或いは２種又
はそれ以上の組み合わせで使用することもでき
る。なお、上記のヒドロキシ脂肪酸からそのリ
チウム塩を形成するに際しては、該ヒドロキシ
脂肪酸は遊離酸の形のみならずグリセリドの形
で水酸化リチウムと反応させることができる。

(b) 成分： 本発明に従い基油に添加される第２の成分は
ホウ酸のリチウム塩である。このリチウム塩は
ホウ酸モノリチウム、メタホウ酸リチウム、四
ホウ酸リチウム、五ホウ酸リチウム、過ホウ酸
リチウム等或いはこれらの２種もしくはそれ以
上の混合物の形態で存在しうる。

(c) 成分： 本発明に従い基油に添加される第３の成分
は、ホウ酸のカリウム塩である。このカリウム
塩もまたオルトホウ酸カリウム、二ホウ酸カリ
ウム、メタホウ酸カリウム、四ホウ酸カリウ
ム、五ホウ酸カリウム、八ホウ酸カリウム等或
いはこれらの２種もしくはそれ以上の混合物の
形態で存在しうる。

なお、ホウ酸のリチウム塩及びホウ酸のカリ
ウム塩はそれぞれ別個独立の単独塩の形態で存
在していてもよく、或いはホウ酸のリチウム−
カリウム混合金属塩の形態で存在することもで
きる。後者の混合金属塩は(b)成分と(c)成分の役
割を同時に果す成分として使用できる。

グリース組成物の調製： 本発明のグリース組成物は、前述した基油中
に、(a)、(b)、及び(c)の３成分を均一に混合し、か
つ微細に分散させることにより製造することがで
きる。その際の(a)、(b)及び(c)の３成分の基油に対
する配合量は厳密なものではなく、各成分の種類
により異なるが、基油100重量部当り、一般に下
記の割合で用いるのが有利である（カツコ内は好
適な範囲である）。

(a) 成分：２〜40重量部（５〜20重量部） (b) 成分：0.05〜20重量部（0.1〜10重量部） (c) 成分：0.05〜20重量部（0.1〜10重量部） 本発明のグリース組成物には上記(a)、(b)及び(c)
の３成分に加えて、必要に応じて通常の潤滑油添
加剤、例えば、酸化防止剤（例：２、６−ジター
−シヤリブチル−４−メチルフエノール、Ｎ−フ
エニル−α−ナフチルアミン、オクチル化ジフエ
ニルアミンなど）、防錆剤（例：酸化パラフイ
ン、アミノイミダゾリン、ジノニルナフタレンス
ルホン酸カルシウム、ジノニルナフタレンスルホ
ン酸バリウムなど）等を通常使用されている量で
配合することもできる。

次に本発明のグリースの一般的な製造法につい
て述べる。

本発明のグリースは基油に、(a)成分を形成する
ためのヒドロキシ脂肪酸を加え、70〜80℃の温度
で溶解させる。次に80〜90℃で上記ヒドロキシ脂
肪酸とほぼ当量の水酸化リチウムを投入し、石け
んを生成させる。次いで少し冷却させ、70〜80℃
で(b)成分を形成するためのホウ酸を投入し、これ
とほぼ当量の水酸化リチウムを加える。さらに、
(c)成分を形成するためのホウ酸を投入し、これと
ほぼ当量の水酸化カリウムを加える。なお、ここ
でホウ酸の全量を一度に投入し、次いで水酸化リ
チウム及び水酸化カリウムの両者を加えるように
してもよい。しかる後加熱、加圧しながら140〜
150℃まで昇温させ、140〜150℃に達したら脱水
を開始する。完全に脱水が終われば195〜220℃ま
で加熱し、次いで175〜193℃まで冷却し、その温
度で10分〜40分間維持し、冷却する。

以上に述べた本発明により提供されるリチウム
コンプレツクスグリース組成物は、耐高温性の指
標となる非常に高い滴点及び長い潤滑寿命を持
ち、かつ高い極圧性を有しており、グリースとし
て極めて高性能のものである。

以下、本発明を実施例によつてさらに説明す
る。なお、実施例及び比較例で使用する水酸化リ
チウムは１水塩であり、水酸化カリウムは無塩水
である。

実施例 １ 精製鉱油（パラフインベース、粘度指数102、
流動点−15℃、動粘度37.8℃で44.9cSt、98.9℃で
6.4cSt）2497.8ｇ及び12−ヒドロキシステアリン
酸270ｇを５のオートクレーブに仕込み、撹拌
しながら30〜40分間かけて80℃に加熱し、12−ヒ
ドロキシステアリン酸を完全に溶解させる。次い
で水酸化リチウム38.5ｇを溶解した熱水溶液（95
℃）300ｇを加え、撹拌しながら90℃で５〜15分
間維持する。次いで75℃まで冷却し、ホウ酸44.4
ｇを溶解した熱水溶液（95℃）300ｇを加え撹拌
し溶解させる。５〜15分間撹拌後、水酸化リチウ
ム31.4ｇを溶解した熱水溶液（95℃）250ｇを加
え５〜15分間撹拌する。温度を75〜80℃に保つた
ままホウ酸44.4ｇを溶解した熱水溶液（95℃）
300ｇを加え撹拌し溶解させる。５〜15分間撹拌
後水酸化カリウム13.5ｇを溶解した水溶液（30
℃）50ｇを加え撹拌しながら除々に加熱を続け
る。145〜150℃まで約１〜1.5時間をかけてゆつ
くり加熱し、加圧し、同温度に達したらオートク
レーブを開放し、同温度で15〜25分間かけて脱水
する。脱水が終わつたらオートクレーブの内容物
を205〜220℃の温度まで加熱し、次いで撹拌しな
がら185〜192℃まで冷却し、この温度に20〜30分
間維持した後さらに冷却し、約160℃になつたら
酸化防止剤60ｇを添加する。さらに30〜60分間撹
拌を続け約85℃の温度に下つたら、マントン・ゴ
ーリング型のホモジナイザーで処理する。

このようにして得られたグリース組成物の性状
は次の通りであつた。

ちよう度^*1（不混和） 279 （60回混和） 296 シエルロールテスト^*2（100℃×5h） 試験前：140 試験後：160 差：＋20 滴点（℃）^*1：254 離油度^*1（100℃×24h）：2.8％ 加熱銅板腐食^*1（100℃×24h）：合格 シエル式４球試験^*3 融着荷重：355Kg 初期焼付荷重：79Kg 平均ヘルツ荷重：44.2Kg ＊１ JIS K2220による。

＊２ ASTM D1831に準拠するロール安定度
試験。

＊３ IP239による。

比較例 １ ホウ酸リチウムを形成するためのホウ酸44.4ｇ
と水酸化リチウム31.4ｇを加える代わりに精製鉱
油を2573.6ｇを使用する以外は実施例１と同様に
してグリース組成物を調製した。得られたグリー
ス組成物の性状は次のとおりであつた。

ちよう度（不混和）：＞500 シエル式４球試験 融着荷量：282Kg これは、ちよう度が500以上となり、グリース
の形態を示していないフルード状のものでグリー
スとしては全く実用性を有していない。

比較例 ２ ホウ酸カリウムを形成するためのホウ酸44.4ｇ
と水酸化カリウム13.5ｇを加える代わりに精製鉱
油を2555.7ｇ使用する以外は実施例１と同様にし
てグリース組成物を調製した。得られたグリース
組成物の性状は次のとおりであつた。

ちよう度（不混和）：246 （60回混和）：236 シエルロールテスト（100℃×5h） 試験前：123 試験後：148 差：＋25 滴点（℃）：＞260 シエル式４球試験 融着荷重：251Kg 比較例 ３ ホウ酸リチウムを形成するためのホウ酸44.4ｇ
と水酸化リチウム31.4ｇ及びホウ酸カリウムを形
成するためのホウ酸44.4ｇと水酸化カリウム13.5
ｇを加える代わりに精製鉱油を2631.5ｇ使用する
以外は実施例１と同様にしてグリース組成物を調
製した。得られたグリース組成物の性状は次のと
おりであつた。

ちよう度（不混和）：235 （60回混和）：233 シエルロールテスト（100℃×5h） 試験前：117 試験後：165 差：＋48 滴点（℃）：200 シエル式４球試験 融着荷重：158Kg 比較例 ４ 12−ヒドロキシステアリン酸リチウムを形成す
るための12−ヒドロキシステアリン酸270ｇと水
酸化リチウム38.5ｇを加える代わりにステアリン
酸リチウムを形成するためのステアリン酸360ｇ
と水酸化リチウム54.4ｇを加え、精製鉱油を
2391.8ｇ使用する以外は実施例１と同様にしてグ
リース組成物を調製した。得られたグリース組成
物の性状は次のとおりであつた。

ちよう度（不混和）：240 （60回混和）：275 シエルロールテスト（100℃×5h） 試験前：120 試験後：255 差：＋135 滴点（℃）：197 シエル式４球試験 融着荷重：251Kg 比較例 ５ 極圧性添加剤を含まない市販の汎用12−ヒドロ
キシステアリン酸リチウム石けんグリースの性状
は次のとおりであつた。

ちよう度（不混和）：272 （60回混和）：273 シエルロールテスト（100℃×5h） 試験前：137 試験後：168 差：＋31 滴点（℃）：180 シエル式４球試験 融着荷重：200Kg 初期焼付荷重：63Kg 平均ヘルツ荷重：29.6Kg 比較例 ６ 極圧添加剤として硫化物及び鉛化合物を含んで
いる市販の12−ヒドロキシステアリン酸リチウム
石けんグリースの性状は次のとおりであつた。

ちよう度（不混和）：282 （60回混和）：276 シエルロールテスト（100℃×5h） 試験前：141 試験後：180 差：＋39 滴点（℃）：184 シエル式４球試験 融着荷重：355Kg 初期焼付荷重：89Kg 平均ヘルツ荷重：47.8Kg 実施例 ２ 実施例１で調製するグリースのホウ酸リチウ
ム、ホウ酸カリウムを半量にするため、ホウ酸リ
チウムを形成するためのホウ酸を22.2ｇ、水酸化
リチウムを15.7ｇとし、ホウ酸カリウムを形成す
るためのホウ酸を22.2ｇ、水酸化カリウムを6.8
ｇとし、精製鉱油を2564.5ｇ使用する以外は実施
例１と同様にしてグリース組成物を調製した。得
られたグリース組成物の性状は次のとおりであつ
た。

ちよう度（不混和）：262 （60回混和）：265 シエルロールテスト（100℃×5h） 試験前：131 試験後：149 差：＋18 滴点（℃）：＞260 シエル式４球試験 融着荷重：282Kg 実施例 ３ 実施例１で調製するグリースのホウ酸リチウ
ム、ホウ酸カリウムを１倍半の量にするため、ホ
ウ酸リチウムを形成するためのホウ酸を66.6ｇ、
水酸化リチウムを47.6ｇとし、ホウ酸カリウムを
形成するためのホウ酸を66.6ｇ、水酸化カリウム
を20.7ｇとし、精製鉱油を2430ｇ使用する以外は
実施例１と同様にしてグリース組成物を調製し
た。

得られたグリース組成物の性状は次のとおりで
あつた。

ちよう度（不混和）：262 （60回混和）：283 シエルロールテスト（100℃×5h） 試験前：131 試験後：155 差：＋24 滴点（℃）：247 シエル式４球試験 融着荷重：355Kg 実施例 ４ 実施例１で調製するグリースの組成は全く変え
ずに、ホウ酸リチウムとホウ酸カリウムを形成す
るためのホウ酸を一緒にし、88.8ｇを一度に投入
した後約10分間かきまぜ、ホウ酸リチウム及びホ
ウ酸カリウムを形成するための水酸化リチウム及
び水酸化カリウムを同時に投入すること以外は実
施例１と同様にしてグリース組成物を調製した。

得られたグリース組成物の性状は次のとおりで
あつた。

ちよう度（不混和）：273 （60回混和）：283 シエルロールテスト（100℃×5h） 試験前：137 試験後：153 差：＋16 滴点（℃）：252 シエル式４球試験 融着荷重：355Kg

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 潤滑性粘度を有する油から成る基油に、増ち
   よう剤として下記の３成分、すなわち、 (a) C₁₂〜C₂₄ヒドロキシ脂肪酸のリチウム石け
   ん、 (b) ホウ酸のリチウム塩、及び (c) ホウ酸のカリウム塩 を必須成分として均一に混合分散させたことを特
   徴とする高い極圧性を有する高滴点リチウムコン
   プレツクスグリース組成物。