KR20040015713A - 윤활 그리스, 그의 제조 및 용도, 특히 엘라스토머를수반하는 접촉면의 윤활 용도 - Google Patents

윤활 그리스, 그의 제조 및 용도, 특히 엘라스토머를수반하는 접촉면의 윤활 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지방산과 소르비탄의 일종 이상의 제 1 에스테르 및 지방산과 폴리옥시알킬화 소르비탄의 일종 이상 제 2 에스테르를 함유하는 혼합물 70 내지 95 중량%, 이들 에스테르는 상기 혼합물의 중량에 대해 각각 10 내지 90 중량% 그리고 90 내지 10 중량%의 양으로 존재함; 및 - 일종 이상의 증점제 5 내지 30 중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 윤활 그리스에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 본 발명에 따른 그리스의 제조 방법 그리고 윤활제로서 그리스의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 더 나아가 본 발명의 그리스를 함유하는 수송수단 바퀴에 관한 것이다.

Description

윤활 그리스, 그의 제조 및 용도, 특히 엘라스토머를 수반하는 접촉면의 윤활 용도{LUBRICATING GREASE, PREPARATION AND USE THEREOF, IN PARTICULAR FOR LUBRICATING CONTACTS INVOLVING ELASTOMERS}
본 발명은 윤활 그리스, 즉 상온 상압에서 고체 내지 반 유체인 윤활 조성물에 관한 것이다. 더욱 정확하게는, 본 발명은 금속과 예컨대 고무와 같은 엘라스토머 간에 마찰이 발생하는 접촉면의 윤활에 특히 적합하다.
본 발명은 또한 상기 윤활 그리스의 제조 방법 그리고 특히 잘 작동된다고 입증된 분야에서의 상기 그리스의 용도에 관한 것이다.
윤활 그리스의 용도는 광범위하며, 아주 많은 수의 조성물이 선행 기술에 기술되어 있다.
따라서, 미국특허 제 4,298,481 호는 디에스테르(C5 내지 C16 알콜과 수소첨가된 C32 내지 C52 이량산으로부터 수득된)에 의해 구성된 베이스 오일 80 내지 94 중량%, 유기기에 의해 그라프트된 개질 점토(바람직하게는 벤토나이트)에 기초한 증점제(thickening agent) 5 내지 20 중량%, 녹 방지제(바람직하게는 소르비탄 모노올레에이트) 0.08 내지 2 중량%를 포함하는 첨가제 혼합물 0.2 내지 6 중량%를 함유하는 그리스에 대해 개시하고 있다. 이 그리스는 고온(200℃ 이상)에서 장기간 사용시에도 그의 특성을 유지하는 장점을 가지고 있으며, 특히 항공기 또는 로케트 엔진에서 사용하기에 적합하다.
미국특허 제 3,647,690 호는 리튬 비누에 의해 증점화된 천연 또는 합성 베이스 오일로 구성된 윤활 그리스를 기재하고 있는데, 그의 녹 방지성은 1 내지 6의 HLB("친수성-친유성 밸런스")계수를 갖는 계면활성제와 조합된 나프텐 또는 방향족산의 금속염으로 구성된 부식 방지제 2 내지 5 중량%의 첨가에 의해 개선되었다. 표면활성제로서, 특히 알킬화 및 에톡실화 페놀, 또는 지방산과 소르비톨의 에스테르(특히 소르비톨 모노올레에이트)의 사용이 추천된다.
따라서, 상기에 기재된 문헌은 그리스에 부식 방지 첨가제로서 작용하는 소량의 지방산과 소르비탄의 에스테르를 첨가하는 것이 공지되어 있다는 것을 보여준다.
더욱이, 상기에 기술된 그리스 배합물은 금속간의 접촉면을 본질적으로 윤활시키기위한 그리스의 특정 표준 성질을 개선하기위해 최적화된 것이다. 그러나, 엘라스토머를 포함하는 접촉면의 윤활에 의해 야기되는 특정 문제에 대해서는 해결책이 제시되지 않았다.
아주 일반적인 방식으로, 특허 ES 8801941 호는 5 내지 100℃ 사이의 온도에서 3 내지 20 중량%의 실리카 기재 증점제와 0.3 내지 6 중량%의 안정화제가 첨가되는 각종 표준 유체를 증점화시킴으로써 높은 적점(dropping point)을 가진 그리스의 제조 방법을 기재하고 있다. 베이스 유체는 특히, 폴리올(1 내지 4개의 히드록실기를 함유) 및 모노산(4 내지 20개의 탄소원자 함유)의 에스테르에 기초한 오일류를 포함하는 9종류의 오일에서 선택될 수 있다. 대응하는 예(실시예 4)는 특히 고무에 대해 공격적인 화합물인 펜타에리트리톨의 에스테르로부터 그리스의제조에 대해 기술하고 있다. 그러한 그리스는 엘라스토머가 수반되는 접촉면의 윤활에 대해 전혀 사용될수 없다.
일반적으로, 선행 기술에 공지된 그리스는 금속과 엘라스토머간의 접촉면의 마찰을 윤활시키는데 거의 적합하지 않다. 이러한 유형의 분야에 적합한 그리스는 표준특성(예컨대, 윤활성, 기계적인 안정성, 열적 안정성) 뿐만아니라 특히 엘라스토머와 우수한 상용성, 그리고 심지어 특정 분야에서는 무독성과 생분해성을 포함하는 보조특성을 나타내야한다.
신규 윤활 그리스의 배합에 대한 연구를 수행함으로써, 본 출원인은 상기한 문제점이 해결될 수 있는 조성물을 개발하기에 이르렀다. 특히, 본 출원인은 증점제가 첨가된 두종류의 소르비탄 에스테르에 기초한 그리스 신규 조성물을 개발하였으며, 윤활성, 기계적 열적 안정성에 대해 우수한 특성을 가지고 있는 특히 유용한 제품을 구성한다는 것을 입증하였다.
따라서, 본 출원인은 윤활 그리스를 개발하였으며, 이 윤활 그리스는
지방산과 소르비탄의 적어도 제 1 에스테르, 그리고 지방산과 폴리옥시알킬화 소르비탄의 적어도 제 2 에스테르를 함유하는 혼합물 70 내지 95 중량% (이들 에스테르는 상기 혼합물의 중량에 대해 각각 10 내지 90 중량% 그리고 90 내지 10 중량%의 양으로 존재함) 그리고
적어도 하나의 증점제 5 내지 30 중량%를 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 그리스는 엘라스토머 및 플라스틱과 완전히 상용성이 있는 주요 장점을 가지고 있다. 이러한 종류의 재료를 수반하는 접촉면의 윤활, 특히금속과 엘라스토머간, 혹은 상이한 종류의 엘라스토머 또는 플라스틱간의 접촉면의 윤활에 특히 더 적합하다.
이러한 고유의 특성에 덧붙여, 본 발명에 따른 그리스는 특히 광범위한 온도에 걸쳐 우수한 윤활성, 아주 뛰어난 기계적 안정성, 높은 적점, 및 안정한 주도(consistency)를 포함하여 그리스에 통상적으로 요구되는 모든 표준 성질을 나타낸다. 그 결과, 본 그리스는 아주 상이한 재료간의 접촉면을 윤활하는데 사용될 수 있으며, 그의 용도는 엘라스토머가 포함된 접촉면의 윤활에 국한되지 않는다.
본 발명의 다른 장점은 하기에 더욱 상세하게 기술한 바람직한 구현예에 나타나 있다.
본 발명에 따른 그리스의 대부분은 소르비탄으로부터 유도된 적어도 두종류의 에스테르의 혼합물로 구성되어 있다. 당업계 숙련자들에게 널리 알려진 소르비탄이란 용어는 소르비톨의 무수물인 고리형 테트라올이며, 소르비톨의 탈수에 의해 수득될 수 있다. 테트라올은 4개의 히드록실기를 함유하는 폴리올을 의미한다.
제 1 에스테르는 일종 이상의 지방산과 소르비탄의 에스테르화에 의해 수득된다.
제 2 에스테르는 일종 이상의 지방산과 일종 이상의 소르비탄의 폴리옥시알킬화 유도체의 에스테르화, 혹은 일종 이상의 지방산과 소르비탄의 에스테르의 폴리옥시알킬화에 의해 수득된다. 일반적으로, 폴리옥시알킬기는 1 내지 50, 바람직하게는 1 내지 30개의 단위를 함유하고 있다. 일반적으로, 알킬 단위는 1 내지 6개, 바람직하게는 2 내지 4개의 탄소원자를 함유하고 있다. 바람직하게는, 제 2에스테르에 존재하는 폴리옥시알킬기는 적어도 하나의 폴리에톡시기를 함유한다.
두 종류 에스테르의 각각은 모노에스테르 또는 폴리에스테르를 함유할수 있다. 바람직하게는 상기 에스테르는 두종류의 에스테르의 혼합물이 25℃와 상압에서 액체가 되도록 하는 방식으로 선택된다.
다양한 지방산이 상기 에스테르의 조성물내에서 작용할수 있다. 더욱이, 상기 제 1 에스테르의 조성물내에서 작용하는 지방산은 상기 제 2 에스테르의 조성물에 작용하는 지방산과 동일하거나 상이할수 있다. 선형 또는 분지형, 포화 또는 불포화인 이들 지방산은 유리하게는 6 내지 18개의 탄소원자, 바람직하게는 12 내지 18개의 탄소원자를 함유하고 있다. 예컨대, 비제한적인 방식으로, 상기 지방산은 라우르, 팔미트, 스테아르, 올레산에서 선택될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제 1 에스테르는 소르비탄 모노올레에이트를 함유한다. 동일하게, 바람직하게는 상기 제 2 에스테르는 폴리에톡실화 소르비탄 모노올레에이트를 함유한다.
두종류의 에스테르의 혼합물은 예컨대 20 내지 80 중량 %, 유리하게는 30 내지 70 중량%, 바람직하게는 40 내지 60 중량%의 상기 제 1 에스테르(지방산과 소르비탄의 에스테르) 그리고 예컨대 20 내지 80 중량 %, 유리하게는 30 내지 70 중량%, 바람직하게는 40 내지 60 중량%의 상기 제 2 에스테르(지방산과 폴리옥시알킬화 소르비탄의 에스테르)를 함유한다. 더욱 더 바람직하게는, 혼합물내 상기 두종류의 에스테르의 각 함량은 다소 동일하다.
본 발명에 따른 그리스는 또한, 적어도 하나의 증점제를 함유하는데, 그의역활은 고체 특성(texture)을 부여하는 것이다. 증점제의 함량은 그리스에 대해 요구되는 경도(hardness)에 의존하며, 5 내지 30 중량%, 바람직하게는 10 내지 20 중량%이다. 당업계 숙련자는 상기 범위내에서 필수적인 경도를 수득하기위해 증점제의 함량을 최적화시킬 수 있는 방법을 완전히 숙지하고 있다.
유기 또는 무기성의 각종 증점제가 사용될 수 있다. 비제한적인 예로는, 증점제는 리튬 비누, 칼슘 비누, 폴리우레아, 실리카, 점토 기재의 증점제로부터 선택될 수 있다.
첫 번째 바람직한 구현예에 따라, 증점제는 유기기로 그라프트된 적어도 하나의 점토를 함유한다. 바람직하게는 상기 점토는 벤토나이트이다. 벤토나이트란 용어는 그자체 공지된 바와 같이, 본질적으로 스멕타이트 군(smectities group)의 점토를 함유하고 있는 점토질 물질을 나타낸다(참고, "Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry", 1986, A7권, 2장 2번 116 페이지).
이러한 종류의 점토는 수성 매질에서 팽윤되는 특성을 가지고 있으며, 유기 매질내에서 분산될수 있는 재료를 수득하기위해 이들 점토를 유기기상에서 그라프팅에 의해 개질하는 것이 통상적이다. 그라프팅은 일반적으로 점토의 표면에 천연적으로 존재하는 무기 이온을 알킬-암모늄형 이온으로 대체하는 이온 교환에 의해 수행된다.
두 번째 바람직한 구현예에 따라, 증점제는 70 내지 100 중량%의 실리카를 함유한다. 실리카란 용어는 그 자체 공지되어 있는 바와 같이, 산화규소를 나타낸다. 유리하게 사용되는 실리카는 높은 비표면, 바람직하게는 150 m2/g 이상의 비표면을 가지고 있다. 기상내에서 염화규소(SiCl4)의 불꽃 가수분해에 의해 수득된 콜로이드형 실리카를 사용하는 것이 특히 유리하다.
바람직하게는, 조성물에 사용되는 실리카는 극성 매질에 적합한 것이다. 실리카-기재 증점제는 또한 다른 성분, 바람직하게는 다른 산화물을 30 중량% 이하로 함유할수 있다. 이들은 바람직하게는 산화알루미늄을 함유한다.
실리카가 그리스의 증점제로 사용될 경우, 실리카 입자의 표면에 존재하는 실라놀기들 사이에 수소결합을 형성하여 실리카의 증점력을 증가시키는 기능을 가지고 있는 보조제를 실리카에 첨가하는 것이 보통이다. 본 발명에 따른 그리스는 유리하게는 그러한 보조제를 전체 그리스의 총 중량에 대해 0.5 내지 2 중량%의 범위로 함유하고 있다. 비제한적인 예로는, 이러한 보조제는 물, 글리세롤, 에틸렌 글리세롤, 글리콜, 에틸렌 글리콜에서 선택될 수 있다. 그러한 분야에서 공지된 보조제, 즉 폴리에톡실화 스테아레이트 또는 소르비탄의 폴리스테아레이트가 필요에 따라 그리스의 베이스를 구성하는 에스테르의 혼합물의 일부(단독 혹은 폴리알콕실화 지방산의 다른 에스테르와 혼합된)가 아직 형성되는 동안 보조제의 그러한 기능을 유리하게는 수행할수 있다.
상기에 기술된 두 바람직한 구현예에서, 그리스는 환경에 대해 완벽함을 나타내는 다른 장점을 가지고 있다. 이들 그리스의 두 배합물은 사실상 생분해성이며, 특히 이들은 지하수의 오염을 유발하지 않는다.
지하수에 대한 오염물질 특성은 1996년 4월 18일자 독일 장관령(내무연방장관, 환경연방장관, 자연 및 반응기 안전 보호; 잠재적 물 오염 물질 관리령 1996년 4월18일)에서 정의된 WGK(독일어로 "Wasser Gefahrdigungsklasse")지수로 정량화될 수 있다.
증점제가 유기 벤토나이트 혹은 실리카에 기초한 상기에 기술된 두가지 그리스 배합물은 WGK 지수가 1로서, 그의 비오염물질 특성을 반영해주고 있다.
필요할 경우, 본 발명에 따른 그리스는 또한 에스테르의 혼합물과 증점제에 덧붙여, 윤활 조성물에 통상 사용되는 특정수의 첨가제를 함유할수 있다. 이들 첨가제는 그리스가 목적하는 분야에 따라 일부 특성을 개선할 수 있도록 통상 소량 첨가된다.
예컨대, 그리스는 유리하게는 0.25 내지 1.5 중량%의 산화방지 첨가제, 특히 페놀성 또는 아미노 화합물인 표준 산화방지 첨가제, 금속 디티오카르바메이트, 금속 디티오포스페이트에서 선택될 수 있다.
다른 유형의 첨가제, 특히 부식 방지 첨가제, 녹방지 첨가제, 금속 보호제, 마찰 개질제, 접착제, 유동(pour)점 개선 첨가제가 또한 본 발명에 따른 그리스에 첨가될 수 있다.
본 발명에 따른 그리스는 고안한 분야에서 흐름에 따라 등급을 가지고 있다. 그리스의 등급은 전문가에게 공지된 바와 같이, 통상 표준 ASTM D-217에 따라 수행되는 "콘 침투 시험"(cone penetrability test)이라고 부르는 시험에 의해 결정된다. 본 발명에 따른 그리스는 유리하게는 265 내지 340 1/10thmm의 콘 침투도를 가진다.
더욱이, 그리스의 적점은 액화되지 않고 온도가 증가될때 그의 기능을 연속적으로 수행할수 있도록 충분히 높은 것이 바람직하다. 예컨대, 그리스는 바람직하게는 접촉되는 재료간의 마찰과 연관된 열 현상으로 인해 나타나는 때로는 큰 온도 국소증가에 견딜 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 그리스는 유리하게는, 200℃ 이상의 적점을 가지고 있으며, 예컨대 260℃ 정도일 수 있다. 본 명세서에서, 인용된 적점은 표준 IP-396에 따라 측정된 것이다.
본 발명에 따른 그리스는 다양한 방식으로 제조될 수 있다. 유리한 절차는 첫 번째 단계에서 상기 제 1 및 제 2 에스테르(지방산과 소르비탄의 에스테르 그리고 지방산과 폴리옥시알킬화 소르비탄의 에스테르)를 혼합한 다음, 두번째 단계에서 증점제를 첨가하고 증점화에 적합한 조건하에서 혼합물을 증점화시키는 것이다.
두 번째 증점화 단계가 수행되는 조건은 사용되는 증점제의 유형과 요구되는 등급에 의존한다.
특히, 증점제가 유기기로 그라프트된 벤토나이트에 기초한 것일 경우, 그의 표면상에 그라프트된 유기 사슬을 사용함으로써 벤토나이트의 팽윤을 허용하는 극성형 팽윤제를 사용하는 것이 통상적이다. 각종 화합물, 예컨대 물, 알콜, 아세톤, 프로필렌 카보네이트가 이러한 목적으로 사용될 수 있다. 팽윤제의 사용량은바람직하게는 그라프트된 벤토나이트의 중량에 대해 약 10 중량%의 범위이다.
따라서, 증점 단계는 하기 단계로 수행될 수 있다:
30 내지 60℃의 온도에서 두 에스테르의 액상 혼합물내에서 그라프트된 벤토나이트를 분산시키고 교반시키는 단계,
30 내지 60℃의 온도로 가열하고, 이 온도에서 벤토나이트의 중량에 대해 5 내지 20 중량%의 양의 팽윤제를 첨가하는 단계,
30 내지 60℃의 온도에서 고 전단속도로 1 내지 4시간동안 혼합시키는 단계,
다른 첨가제를 첨가하는 단계,
콜로이드 밀에서 분쇄함으로써 최종 혼합하는 단계.
한편, 증점제가 실리카를 기초로 한 것일 경우, 증점 단계는 하기 단계로 수행될 수 있다:
30 내지 80℃의 온도에서 두 에스테르의 액상 혼합물내에서 실리카를 분산 시키고 교반시키는 단계,
그리스의 중량에 대해 0.5 내지 2 중량%의 양으로 다른 보조제를 첨가시키는 단계,
30 내지 80℃의 온도에서 고 전단속도로 1 내지 4시간동안 교반시키는 단계,
다른 첨가제를 첨가하고 최종 혼합시키는 단계,
당업계 숙련자는 통상적인 지식을 기초로 사용된 성분과 장치, 목적하는 최종 경도 등에 따라 용이하게 최적의 전단 및 분쇄조건을 결정할수 있다.
그의 뛰어난 특성으로 인해, 본 발명의 주제인 그리스는 극히 다양한 분야에서 윤활제로서 사용될수 있으며, 아주 상이한 재료, 금속 또는 비금속이 관련된 접촉에 대해서는 아주 우수한 효능으로 윤활시킬 수 있다.
엘라스토머와의 상용성으로 인해, 본 발명에 따른 그리스는 특히 합성 또는 천연 엘라스토머(예컨대 고무), 심지어는 플라스틱에 기초한 일종 이상의 재료를 포함하는 접촉면의 윤활에 아주 적합하다.
본 발명에 따른 그리스가 특히 잘 수행하는 분야의 예로는 타이어의 안티-림-롤-오프 시스템(anti-rim-roll-off systems)에서 발생할 수 있는 금속-고무 마찰 접촉면의 윤활에 관한 것이다. 이들 시스템의 일부는 펑크가 날 경우 정지되는 타이어와 림 사이에 타이어의 강철 보스(boss)의 존재하에 기초한 것으로, 한편으로는 림의 회전중단을 막고 다른 한편으로는 한번에 바퀴(wheel)가 변화할 필요없이 연속적으로 주행하도록 해준다. 따라서, 수송수단은 80 km.h1의 최대속도에서 200 km까지 먼 거리를 주행할수 있다.
그러나, 그러한 시스템은 마찰에 의한 타이어의 아주 급속한 파괴와 보스와 접촉시 가열을 피할수 있도록 금속 보스와 고무 타이어간의 접촉이 적절하게 윤활되어 있는 범위내에서만 효과적이다. 본 발명에 따른 그리스는 특히 이러한 문제의 해결에 적합하다. 타이어의 고무와 상용성이 있어서, 타이어와 보스간의 효과적인 윤활이 보장된다. 따라서, 안티-림-롤-오프 보스의 외부 표면 및/또는 타이어의 내부 표면에 그리스의 층을 충분히 위치시킬 수 있다. 본 발명에 따른 그리스는 높은 적점을 가지고 있기 때문에, (펑크가 나지 않는) 정상 조작시 타이어의 내부에 도달할 수 있는 최대 온도(160℃ 영역)에서 고체로 남아 있을 수 있다. 따라서, 그리스 층은 액화되지 않고, 임의의 펑크(그 순간 윤활기능을 수행하기시작함)가 날때까지 타이어의 수명 기간동안 분해되지 않고 그대로 유지된다.
따라서, 본 발명은 또한 타이어와 림 그리고 이들 사이에 펑크가 날 경우 정지되는 타이어의 금속 보스를 포함하며, 또한 보스의 외부 표면 및/또는 타이어의 내부 표면상에 본 발명에 따른 그리스를 함유하는 수송수단의 바퀴를 제공한다.
성격상 비제한적인 하기 실시예는 단지 본 발명의 수행 및 그의 장점을 예시하기위해 의도된 것이다.
실시예
본 발명에 따른 그리스의 제조
그리스 1(리튬 비누에 의해 증점화됨):
소르비탄 모노올레에이트 326 g과 폴리에톡실화 소르비탄 모노올레에이트(POE20) 326g을 혼합기에 도입시켰다. 이후 12-히드로스테아르산 180 g을 첨가한 후, 산이 용융될때까지 혼합물을 가열시켰고, 그후 수산화리튬의 10% 용액 144 g을 첨가하였다. 이후 이 혼합물을 195℃로 가열한 다음, 중량으로 소르비탄/폴리에톡실화 소르비탄 50/50의 혼합물 652 g을 첨가함으로써 80℃로 냉각시켰다. 이후 그리스를 Fryma 콜로이드 밀에서 분쇄하였다.
그리스 2(유기 점토에 의해 증점화됨):
소르비탄 모노올레에이트 582 g과 폴리에톡실화 소르비탄 모노올레에이트 582 g을 혼합기에 도입시켰다. 유기개질된 벤토나이트 270 g을 첨가한 다음 소르비탄의 두 에스테르의 혼합물내에서 상온에서 1시간동안 분산시켰다. 이후 프로필렌 카보네이트 30 g을 첨가한 다음, 이 혼합물을 제어된 전단속도로 혼합하면서 45℃의 온도로 상승시켰다. 생성물을 증점화될때가지 이 온도에서 혼합하고, Fryma 콜로이드 밀에서 분쇄하였다.
그리스 3(실리카에 의해 증점화됨):
소르비탄 모노올레에이트 652 g과 폴리에톡실화 소르비탄 모노올레에이트 652 g을 혼합기에 도입시켰다. 혼합물을 65℃로 상승시키고, Tween 65(실리카-안정화제) 15 g을 첨가한지 15분후, 극성 매질에 적합한 조성물의 실리카 180 g을 첨가하였다. 모두를 증점화될때까지 65℃에서 혼합시켰다.
본 발명에 따른 그리스의 특성과 성능
하기 표 1은 상기 그리스 1 내지 3의 특징적인 성질을 보여준다.
  그리스 1 그리스 2 그리스 3 그리스 4
PO(1/10thmm내) 320 288 286 303
P60(1/10thmm내) 332 302 310 314
P100,000-P60(1/10thmm내) 26 42 46 /
적점 195℃ 〉300℃ 〉300℃ 195℃
여기에서 PO=그리스의 콘 침투도, 미작업(표준 ASTM-D 217)
P60=그리스의 콘 침투도, 작업, 60회(표준 ASTM-D 217)
P100,000=그리스의 콘 침투도, 작업, 100,000회(표준 ASTM-D 217)이다.
P100,000 - P60의 차이는 그리스의 기계적 안정성을 특징적으로 보여준다. 적점은 표준 IP-396에 따라 측정하였다.
그리스 4는 여기에서 참고로 언급한 상용 그리스이다. 이것은 리튬 비누로증점화된 폴리글리콜 기재로 구성된 것으로, 특히 엘라스토머를 수반하는 접촉면의 윤활용으로 현재 시판중인 것이다.
상기 결과는 참고 그리스와 유사한 수치값으로 본 발명에 따른 그리스 1 내지 3이 우수한 기계적 안정성과 높은 적점을 나타낸다는 것을 보여준다.
그리스 1 내지 4의 윤활력의 관점에서 성능은 Cameron Plint TE77 왕복 마찰계를 사용하여 수행한 시험에 의해 측정하였다. 조작 원리는 예컨대 "고온에서 엔진 오일의 마찰 특성의 신속한 평가 시험절차"(A.G. Plint, M.A. Plint, Tribology International, 17권. 4호, 1984년 8월 209-213 페이지)에 기재되어 있다.
이들 시험은 금속/엘라스토머 윤활 분야의 대표적인 재료로 만들어진 시편으로 다양한 온도조건과 시간동안, 일정하고 대표적인 서비스의 초기 압력과 슬라이딩 속도에서 수행하였다.
하기 표 2는 예로써 선택된 4가지 그리스의 상대 거동을 80℃에서 장기간 시험에 대한 마찰 계수(μ)의 평균 값으로 표현하였다.
마찰 계수가 낮을 수록, 그리스의 윤활력은 커진다.
  그리스 1 그리스 2 그리스 3 그리스 4
μ최대(시험 시작시) 0.127 0.158 0.147 0.142
μ평균(시험 4분째과 14분째간) 0.038 0.031 0.035 0.054
μ평균(시험 14분 초과) 0.035 0.027 0.027 0.050
이들 결과는 본 발명의 주제인 그리스의 우수한 성능을 예시한다. 그리스 1 내지 3은 참고 그리스(그리스 4) 보다도 명확하게 아주 우수한 정도로 안정화하는 시험의 마지막 몇분간 우수한 윤활력을 보여준다.

Claims (24)

  1. - 지방산과 소르비탄의 일종 이상의 제 1 에스테르 및 지방산과 폴리옥시알킬화 소르비탄의 일종 이상의 제 2 에스테르를 함유하는 혼합물 70 내지 95 중량% (이들 에스테르는 상기 혼합물의 중량에 대해 각각 10 내지 90 중량% 그리고 90 내지 10 중량%의 양으로 존재함); 및
    - 일종 이상의 증점제 5 내지 30 중량%
    를 함유하는 것을 특징으로 하는 윤활 그리스.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 두 종류의 에스테르의 혼합물은 30 내지 70 중량%, 바람직하게는 40 내지 60 중량%의 상기 제 1 에스테르 그리고 70 내지 30 중량%, 바람직하게는 60 내지 40 중량%의 상기 제 2 에스테르를 함유하는 것을 특징으로 하는 그리스.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 두 종류의 에스테르 각각은 혼합물내 중량에 의한 양이 다소 동등한 것을 특징으로 하는 그리스.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 에스테르는 두종류의 에스테르의 혼합물이 25℃와 상압에서 액체가 되도록 하는 방식으로 선택되는 것을 특징으로 하는 그리스.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 에스테르의 조성물내에서 지방산은 6 내지 18개의 탄소원자, 바람직하게는 12 내지 18개의 탄소원자를 함유하는 것을 특징으로 하는 그리스.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 에스테르의 조성물내에서 지방산은 라우르, 팔미트, 스테아르, 올레 산에서 선택되는 것을 특징으로 하는 그리스.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 에스테르에 존재하는 폴리옥시알킬기는 일종 이상의 폴리에톡시기를 함유하는 것을 특징으로 하는 그리스.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 에스테르는 소르비탄 모노올레에이트를 함유하는 것을 특징으로 하는 그리스.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 에스테르는 폴리에톡실화 소르비탄 모노올레에이트를 함유하는 것을 특징으로 하는 그리스.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서, 증점제는 유기기에 의해 그라프트된 일종 이상의 점토를 함유하는 것을 특징으로 하는 그리스.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 점토는 벤토나이트인 것을 특징으로 하는 그리스.
  12. 제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서, 증점제가 70 내지 100 중량%의 실리카를 함유하는 것을 특징으로 하는 그리스.
  13. 제 12 항에 있어서, 보조제를 0.5 내지 2 중량% 함유하며, 그의 기능은 실리카의 증점력을 증가시키는 것임을 특징으로 하는 그리스.
  14. 제 13 항에 있어서, 보조제가 물, 글리세롤, 에틸렌 글리세롤, 글리콜, 에틸렌 글리콜에서 선택되는 것을 특징으로 하는 그리스.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항중 어느 한 항에 있어서, 증점제의 함량은 10 내지 20 중량%인 것을 특징으로 하는 그리스.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항중 어느 한 항에 있어서, 산화방지 첨가제 0.25 내지 1.5중량 %를 함유하는 것을 특징으로 하는 그리스.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항중 어느 한 항에 있어서, 콘 침투도가 265 내지 3401/10thmm인 것을 특징으로 하는 그리스.
  18. 제 1 및 제 2 에스테르를 혼합하는 제 1 단계 그리고 증점제를 첨가하며 증점화에 적합한 조건하에서 혼합물을 증점화시키는 것을 포함하는 제 2 증점화 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제 1 항 내지 제 17 항중 어느 한 항에 따른 그리스의 제조 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 증점제는 유기기에 의해 그라프트된 벤토나이트를 기초로 한 것이며,
    증점 단계가
    30 내지 60℃의 온도에서 두 에스테르의 액상 혼합물내에서 그라프트된 벤토나이트를 분산시키고 교반시키는 단계,
    30 내지 60℃의 온도로 가열하고, 이 온도에서 벤토나이트의 중량에 대해 5 내지 20 중량%의 양의 팽윤제를 첨가하는 단계,
    30 내지 60℃의 온도에서 고 전단속도로 1 내지 4시간동안 교반시키는 단계,
    다른 첨가제를 첨가하는 단계,
    콜로이드 밀에서 분쇄함으로써 최종 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 18 항에 있어서, 증점제는 실리카를 기초로 한 것이고
    증점 단계가
    30 내지 80℃의 온도에서 두 에스테르의 액상 혼합물내에서 실리카를 분산시키고 교반시키는 단계,
    그리스의 중량에 대해 0.5 내지 2 중량%의 양으로 다른 보조제를 첨가시키는 단계,
    30 내지 80℃의 온도에서 고 전단속도로 1 내지 4시간동안 혼합시키는 단계,
    다른 첨가제를 첨가하고 최종 혼합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 1 항 내지 제 17 항중 어느 한 항에 따른 그리스의 윤활제로서의 용도
  22. 합성 또는 천연 엘라스토머 및/또는 플라스틱에 기초한 일종 이상의 재료를 포함하는 접촉면의 윤활을 위한 제 1 항 내지 제 17 항중 어느 한 항에 따른 그리스의 용도.
  23. 타이어의 안티-림-롤-오프(anti-rim-roll-off) 시스템내 제 1 항 내지 제 17 항중 어느 한 항에 따른 그리스의 용도
  24. 타이어와 림 그리고 이들 사이에 펑크시 정지되는 타이어의 금속 보스를 포함하며, 또한 보스의 외부 표면 및/또는 타이어의 내부 표면상에 제 1 항 내지 제 17 항중 어느 한 항에 따른 그리스를 함유하는 수송수단 바퀴.
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