WO2012141222A1 - グリース組成物、および該グリース組成物で潤滑された運動案内装置 - Google Patents

グリース組成物、および該グリース組成物で潤滑された運動案内装置 Download PDF

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速水輝元
三瓶洋志
藤浪行敏
高根孝仁
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Thk株式会社
出光興産株式会社
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04—Ball or roller bearings
    • F16C29/06—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load

Definitions

  • the present invention relates to a clean environment grease composition and a motion guide device lubricated with the clean environment grease composition.
  • semiconductor manufacturing apparatuses liquid crystal manufacturing apparatuses, electronic computers, printed circuit board manufacturing apparatuses, and the like are manufactured in a clean environment such as a clean room.
  • motion guide devices linear guides, ball screws, rolling bearings, table devices using cross-roller rings, etc.
  • Fluorine grease has been known as a grease with excellent low dust generation.
  • greases using perfluoropolyether (PFPE) as a base oil and polytetrafluoroethylene (PTFE) having a specific particle size as a thickener are commercially available.
  • PFPE perfluoropolyether
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • Patent Document 1 discloses a lubricating grease in which mineral oil or poly- ⁇ -olefin is blended as a base oil, and lithium stearate and lithium 12-hydroxystearate are blended as thickeners.
  • Patent Document 2 proposes a grease in which synthetic hydrocarbon oil or ether oil is blended as a base oil, a urea compound is blended as a thickener, and the metal element content and blending consistency are in a specific range.
  • Patent Document 3 proposes a grease composition using an ester-based base oil and poly- ⁇ -olefin, and an aliphatic diurea as a thickener.
  • these low dust generation greases may have difficulty in terms of load resistance.
  • JP-A-6-330070 Japanese Patent Laid-Open No. 11-166191 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-272768 JP 2009-256401 A
  • a grease composition for lubricating a motion guide device incorporated in a large clean robot used in a clean environment requires high load resistance in addition to low dust generation as described above.
  • the conventional technology uses a grease composition that is excellent in low dust generation but does not have sufficient load resistance to withstand the use of a larger clean robot, or at the expense of some dust generation performance. There was a problem that only one of the grease compositions with improved load resistance could be selected.
  • the present invention solves the above-mentioned problems, has a low dust generation enough to be used in a clean environment such as a clean room, and lubricates a motion guide device incorporated in a larger clean robot.
  • the present invention provides a grease composition having sufficient load bearing capacity.
  • the inventors of the present invention have made extensive studies to solve the above problems, and in a clean environment grease composition containing a base oil, a thickener, and an extreme pressure agent, the base oil has a kinematic viscosity at 40 ° C. of 100. -300 mm 2 / s, including lithium complex soap as the thickener, and blending so that the content of the thickener is 10 to 40% by mass with respect to the total amount of the composition, It has been found that the above problems can be solved.
  • the present invention relates to the following grease composition.
  • a grease composition for clean environment containing a base oil, a thickener and an extreme pressure agent,
  • the kinematic viscosity of the base oil at 40 ° C. is 100 to 300 mm 2 / s
  • As the thickener, including lithium complex soap A grease composition for a clean environment, wherein the content of the thickener is 10 to 40% by mass with respect to the total amount of the composition.
  • the present invention in a production site where particularly severe air-conditioning management is performed, when used for lubrication of a heavy load device such as a large industrial robot, it has excellent low dust generation and high load resistance.
  • a grease composition exhibiting properties can be provided.
  • FIG. (A) shows the result in the rotational speed of at 1200min -1
  • (b) shows the results in the rotational speed at 3600 min -1
  • FIG. (A) shows the result in the rotational speed of at 1200min -1
  • (b) shows the results in the rotational speed at 3600 min -1.
  • FIG. (A) shows the result in the rotational speed of at 1200min -1
  • (b) shows the results in the rotational speed at 3600 min -1.
  • movement guide apparatus which can apply the grease for clean environments of this invention.
  • the kinematic viscosity at 40 ° C. of the contained base oil is 100 to 300 mm 2 / s (cSt ).
  • the kinematic viscosity at 40 ° C. of the base oil is less than 100 mm 2 / s, load resistance may be lowered and low dust generation may not be sufficiently exhibited.
  • the kinematic viscosity at 40 ° C. of the base oil exceeds 300 mm 2 / s, the wear resistance under fine reciprocating conditions may be reduced, and fretting wear may be increased.
  • the kinematic viscosity at 40 ° C. of the base oil in the grease composition is in such a range, low dust generation and high load resistance can be obtained.
  • the kinematic viscosity at 40 ° C. of the base oil is more preferably 115 to 290 mm 2 / s, and particularly preferably 150 to 260 mm 2 / s.
  • the clean environment grease composition of this embodiment has a kinematic viscosity at 100 ° C. of the contained base oil of 13 to 41 mm 2 / s, which not only improves load resistance but also wear resistance. From the viewpoint of securing the property and low dust generation.
  • the base oil contained in the grease composition of the present invention can be used in combination with a plurality of base oils described later such that the kinematic viscosity at 40 ° C. and 100 ° C. falls within the above range.
  • the kinematic viscosity of the base oil at 40 ° C. and 100 ° C. can be determined by the method defined in JIS K 2283.
  • the base oil contained in the clean environment grease composition of the present embodiment can be used without any particular limitation as long as the kinematic viscosity at 40 ° C. can be adjusted to 100 to 300 mm 2 / s.
  • Such a base oil is preferably contained in an amount of 40 to 95% by mass with respect to the total amount of the grease composition, and the content of 60 to 90% by mass is within a specific range defined in the present invention. It is preferable from the viewpoint of adjustment.
  • poly- ⁇ -olefins such as polybutene, 1-octene oligomers, 1-decene oligomers, 1-dodecene oligomers or their hydrides (including ⁇ -olefin copolymers) and 1-decene Examples include hydrocarbon-based synthetic oils such as ethylene co-oligomers.
  • Poly- ⁇ -olefin is preferable as a base oil because it generates less dust, has a small change in viscosity of the composition with respect to a change in temperature, and hardly changes its characteristics over a wide range of temperatures.
  • the hydrocarbon-based synthetic oil is preferably contained in an amount of 50% by mass or more, more preferably 55% by mass or more based on the total amount of the base oil. It is particularly preferable that 60% by mass or more is blended.
  • oils As the base oil contained in the clean environment grease composition of the present embodiment, other synthetic oils, mineral oils, and animal and vegetable oils may be further blended as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • various conventionally known oils can be used, such as esters, phosphate esters, polyethers, alkyl diphenyl ethers, alkyl polyphenyl ethers, diphenyl ethers, alkyl benzenes, alkyl naphthalenes, polyoxyalkylene glycols, Neopentyl glycol and silicone oil can be used.
  • ester oil examples include dibutyl sebacate, di-2-ethylhexyl sebacate, dioctyl adipate, diisodecyl adipate, ditridecyl adipate, ditridecyl glutarate, methyl acetyl cinnolate and the like, or trioctyl trimellitate , Aromatic ester oils such as tridecyl trimellitate, tetraoctyl pyromellitate, trimethylolpropane caprylate, trimethylolpropane verargonate, pentaerythritol-2-ethylhexanoate, pentaerythritol verargonate, etc. Polyol ester oils, and also complex ester oils that are oligoesters of polyhydric alcohols and mixed fatty acids of dibasic acids and monobasic acids.
  • polyether examples include polyglycol, polyoxyalkylene glycol, polyphenyl ether, and alkyl phenyl ethers such as alkyl diphenyl ether, dialkyl diphenyl ether, and tetraalkyl diphenyl ether.
  • alkyl phenyl ether is preferably used.
  • mineral oil For example, paraffin type mineral oil, intermediate group type mineral oil, naphthenic type mineral oil, etc. are mentioned. Among these, a paraffinic mineral oil containing a paraffin content of 80% by mass or more is preferably used.
  • Animal oils include whale oil and squalane.
  • oils can be used as the vegetable oil, and examples thereof include rapeseed oil, corn oil, sunflower oil, and castor oil.
  • examples thereof include rapeseed oil, corn oil, sunflower oil, and castor oil.
  • at least one selected from the group consisting of mineral oils having a paraffin content of 80% by mass or more, hydrocarbon-based synthetic oils, ester oils, and alkylphenyl ethers can exhibit the effects of the present invention better. And from the viewpoint of ensuring lubricity.
  • the total amount of the base oil in the base oil of the grease composition in the present embodiment is preferable that the high viscosity base oil having a kinematic viscosity at 40 ° C. of 350 to 1600 mm 2 / s accounts for 25% by mass or more.
  • the kinematic viscosity at 40 ° C. of such a high-viscosity base oil is more preferably 360 to 1600 mm 2 / s, and particularly preferably 370 to 1400 mm 2 / s.
  • the high viscosity base oil having a kinematic viscosity at 40 ° C. of 350 to 1600 mm 2 / s is used for the total amount of the base oil.
  • the base oil in the grease composition of the present embodiment is a mixture of a high viscosity base oil having a kinematic viscosity at 40 ° C. of 350 to 1600 mm 2 / s and a low viscosity base oil of less than 350 mm 2 / s.
  • the lithium complex soap content which has conventionally been difficult to contain at a high content, can be increased within such a range of blending.
  • the grease composition for a clean environment according to the present embodiment contains lithium complex soap as a thickener.
  • the lithium complex soap is obtained by a reaction between (1) a fatty acid and (2) a complexing agent and lithium hydroxide.
  • fatty acids constituting the lithium complex soap in the present embodiment include hydroxycarboxylic acids and monocarboxylic acids.
  • it is preferable that 50% by mass or more of the fatty acids constituting the lithium complex soap is hydroxycarboxylic acid.
  • dust generation and load resistance are further improved.
  • the content of hydroxycarboxylic acid in the fatty acid constituting the lithium complex soap is more preferably 80% by mass or more, and particularly preferably 100% by mass.
  • the hydroxycarboxylic acid include monohydroxycarboxylic acids having 12 to 22 carbon atoms.
  • the monocarboxylic acid include monocarboxylic acids having 12 to 22 carbon atoms.
  • the complexing agent is preferably a substance selected from aliphatic dicarboxylic acids having 6 to 16 carbon atoms, aromatic dicarboxylic acids and salicylic acid. By using in such a combination, it contributes to low dust generation and high load resistance of the grease composition of the present embodiment.
  • Examples of the monocarboxylic acid include lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, arachidic acid, and behenic acid.
  • Examples of the monohydroxycarboxylic acid include 12-hydroxystearic acid.
  • Examples of the aliphatic dicarboxylic acid include dodecanedioic acid, azelaic acid, adipic acid, and sebacic acid.
  • Examples of the aromatic carboxylic acid include phthalic acid, m-phthalic acid, terephthalic acid, and benzoic acid. Examples include acids and salicylic acid. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the use of 12-hydroxystearic acid as the fatty acid constituting the lithium complex soap and the use of an aliphatic dicarboxylic acid having 6 to 10 carbon atoms as the complexing agent are particularly effective for achieving the effects of the present invention.
  • a carboxylic acid selected from monohydroxycarboxylic acids having 12 to 22 carbon atoms is selected as the carboxylic acid used as the complexing agent, it is preferably 0.1 to 5.0 by weight ratio to the carboxylic acid, Preferably, an amount of 0.2 to 2.5 is used.
  • soap-based thickeners other than lithium complex soap other than lithium complex soap, fluororesin-based thickeners, inorganic thickeners, carbon-based thickeners and the like may be included as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the lithium complex soap is preferably contained in an amount of 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and more preferably 100% by mass with respect to the total amount of the thickener. It is particularly preferable.
  • soap-type thickeners other than the above-mentioned lithium complex soap calcium soap, aluminum soap, sodium soap, lithium soap, magnesium soap, zinc obtained by the reaction of carboxylic acid (including glyceride) and metal hydroxide.
  • Metal soap-based thickeners such as soaps; composite soap-based thickeners such as calcium complex soaps, aluminum complex soaps, sodium complex soaps.
  • the carboxylic acid used as the complexing agent is preferably 0.1 to 5.0, more preferably 0.2 by weight, relative to the carboxylic acid (fatty acid) not used as the complexing agent. ⁇ 2.5 is used.
  • the content of the thickener in the grease composition of the present embodiment is in the range of 10 to 40% by mass with respect to the total amount of the grease composition. Within this range, low dust generation can be ensured, and it is easy to obtain a blending consistency often used as grease, and torque and sliding resistance as grease can be made suitable. Further, from the viewpoint of further improving the low dust generation property, the content of the thickener is more preferably 15 to 35% by mass, and particularly preferably 17 to 27% by mass.
  • the grease composition of the present embodiment contains lithium complex soap as a thickener, and the total amount of fatty acid components and complexing agents constituting the lithium complex soap contains lithium complex soap as a thickener. Calculate as a quantity. When other soap-based thickener is contained, the content is calculated in the same manner.
  • the grease composition of this embodiment contains an extreme pressure agent.
  • extreme pressure agents include phosphorous extreme pressure agents such as phosphate esters, acidic phosphate esters, phosphite esters, acidic phosphite esters and their amine salts, sulfurized fats and oils, thiadiazole compounds, dialkyl disulfides.
  • Sulfur-based extreme pressure agents such as methylenebisdialkyldithiocarbamate, and extreme pressure agents composed of organometallic compounds such as molybdenum dithiocarbamate, molybdenum dithiophosphate, zinc dithiocarbamate, zinc dithiophosphate, and nickel dithiocarbamate.
  • an extreme pressure agent composed of an organometallic compound is preferably used, and is selected from the group consisting of molybdenum dithiocarbamate, molybdenum dithiophosphate, zinc dithiocarbamate, and zinc dithiophosphate from the viewpoint of obtaining a friction reducing effect and an antiwear effect. It is more preferable to use one or more in combination.
  • the content of the extreme pressure agent is preferably 10.0% by mass or less, and more preferably 6.0% by mass or less, based on the total amount of the grease composition, from the viewpoint of maintaining low dust generation.
  • the content of the extreme pressure agent is preferably 0.1% by mass or more, and more preferably 0.5% by mass or more.
  • the grease composition of the present embodiment may further contain an additive commonly used in grease compositions.
  • additives include antioxidants (eg, amine-based antioxidants such as alkylated diphenylamines such as p, p′-dioctyldiphenylamine, phenyl- ⁇ -naphthylamine, alkylated- ⁇ -naphthylamine, etc.) 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, phenolic antioxidants such as 4,4′-methylenebis (2,6-di-t-butylphenol), etc.), rust inhibitors (eg calcium sulfonate) Metal sulfonates such as lanolin derivatives, sodium nitrite, succinic acid esters, fatty acid zinc, amines, sorbitan monooleate), structural stabilizers, metal deactivators (eg benzotriazole), wear reducers ( For example, phosphate esters, dithiocarbamate esters),
  • the preparation method of the grease composition of this embodiment may be prepared by using a technique that is usually used in the technical field. However, in order to contain lithium complex soap in a high content as a thickener, for example, the following steps are performed.
  • the method containing is mentioned. For example, (1) a first reaction step in which a base oil and a fatty acid are mixed and reacted with an aqueous lithium hydroxide solution, and (2) a complexing agent is added to the reaction product obtained in (1) and mixed. Then, a second reaction step of reacting this with an aqueous lithium hydroxide solution, a step of heating and stirring the reaction product obtained in (3) and (2), and then adding the remaining base oil and cooling, were further obtained.
  • Examples thereof include a method including a finishing step in which the grease is homogenized using a roll mill or a colloid mill.
  • a finishing step in which the grease is homogenized using a roll mill or a colloid mill.
  • (1) a step of mixing a part of a base oil with a fatty acid and a complexing agent and reacting this mixture with a lithium hydroxide aqueous solution at a time, (2) a reaction product obtained in (1) And a step of adding the remaining base oil to cool after heating and stirring, and (3) a finishing step of homogenizing the obtained grease using a roll mill or a colloid mill.
  • the kinematic viscosity at 40 ° C.
  • the kinematic viscosity at 40 ° C. of the base oil at this time is more preferably 300 mm 2 / s or more, and particularly preferably 350 mm 2 / s or more.
  • the grease composition of the present embodiment contains lithium complex soap as a thickener, and in the step of containing lithium complex soap in the grease composition, carboxylic acid (fatty acid and complexing agent) and It is preferable to include a step of performing the reaction of lithium hydroxide in a base oil having a kinematic viscosity at 40 ° C. of 250 to 1600 mm 2 / s.
  • a thickener such as lithium complex soap, which has been difficult to be included in the grease composition in the past with a high content, should be included in the grease composition with a high content. Is possible.
  • the consistency at 25 ° C. is preferably 200 to 400 from the viewpoint of suppressing oil scattering, more preferably 220 to 350, and more preferably 250 to 340. It is particularly preferred that If this penetration is too high, oil scattering increases, while if it becomes too low, the torque and sliding resistance increase, so that the original function of grease cannot be exhibited.
  • This consistency can be measured by using a method defined in JIS K 2220.
  • the consistency of the grease composition can be adjusted by adjusting the content of the thickener described above. However, the content of the grease composition is based on the base used when the lithium complex soap to be contained as the thickener is generated by the reaction.
  • the grease composition of the present embodiment preferably has a dropping point of 200 ° C. or higher in order to make it difficult for grease to scatter under conditions of high speed and high acceleration, and more preferably 220 ° C. or higher. It is particularly preferable that the temperature is 240 ° C. or higher. On the other hand, the dropping point of the grease composition is preferably 1000 ° C. or lower. The dropping point of the grease composition can be measured according to JIS K2220: 2003.
  • the clean environment as used in the present invention means an environment having a cleanliness class of class 3 or higher (class value is small and cleanliness is high) in a clean room defined by ISO 14644-1.
  • Examples of such a clean environment include an industrial clean room that is used for manufacturing semiconductors, electronic devices, precision devices, and the like, and in which substances such as dust floating in the air are controlled.
  • the grease composition of this embodiment is used in such a clean environment.
  • Example 1 The high-viscosity base oil (PAO-A), 12-hydroxystearic acid, azelaic acid and rust preventive agent shown in Table 1 were heated to 95 ° C. with stirring in a reaction kettle. (2) Then, lithium hydroxide (hydrate) in the amount shown in Table 1 was dissolved in 5 times the amount (mass ratio) of water. This aqueous solution was blended with the solution (1) and mixed by heating. After the temperature of the mixture reached 195 ° C., it was held for 5 minutes. (3) Next, after blending the low viscosity base oil (PAO-B), it was cooled to 60 ° C.
  • PAO-A high-viscosity base oil
  • PAO-B low viscosity base oil
  • ⁇ Comparative example 2> (1) 50% by mass of mineral oil-B, 11% by mass of 12-hydroxystearic acid, and a rust preventive agent were placed in a reaction kettle and dissolved by heating at 95 ° C. (2) 1% by mass of lithium hydroxide (monohydrate) in an amount shown in Table 1 was dissolved in 5 times the amount (mass ratio) of water of lithium hydroxide. This aqueous solution was added to the solution of (1), reacted, and mixed by heating. After the temperature of the mixture reached 205 ° C., it was held for 5 minutes. (3) Next, after adding the remaining amount of mineral oil-B (21.3 mass%) and mineral oil-C, the mixture was cooled to 60 ° C. at a rate of 50 ° C./1 hour, and an antioxidant was added and mixed. did. (4) Further, after naturally cooling to room temperature, a finishing treatment was performed using a three-roll apparatus to obtain a grease composition of Comparative Example 2.
  • Dust generation test apparatus A downflow type dust generation test apparatus equipped with a particle counter (KC-01D; manufactured by Rion Corporation) and a recorder (GL-200; manufactured by Graphtec Corporation) was used as a measuring instrument. Clean air (temperature 23 ⁇ 1 ° C., cleanliness: JIS class 2) is supplied into the dust generation test apparatus by the downflow method. The flow rate at the opening is 0.25 m / s, and the sampling air amount is 0.5 L / min. ⁇ Operating conditions of dust generation test equipment> Clean air was allowed to flow into the particle counter at a flow rate of 0.25 mL / s while entraining oil (dust generation) scattered from the ball screw.
  • the operation conditions of the ball screw at this time are as follows: speed (1) 100 mm / s (1200 min ⁇ 1 ) or (2) 300 mm / s (3600 min ⁇ 1 ), acceleration 2.94 m / s 2 (0.3 G), stroke 200 mm It was.
  • speed (1) of 100 mm / s the operation pattern was a repetitive operation of stopping for 3 minutes after three strokes, and (2) in the case of 300 mm / s, a repetitive operation of driving for 15 seconds and stopping for 180 seconds.
  • ⁇ Measurement conditions of particles> The sampling time was 75 seconds, the suction amount was 1 L, the stop was repeated for 120 seconds, and the measurement was performed for 24 hours or 75 hours.
  • Example 2> (4-ball load resistance test, 4-ball wear resistance test, fretting wear test) According to the method defined in ASTM D2596, the four-ball load resistance test was performed on each grease composition of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3, and the maximum non-seizure load (LNL), fusion load (WL), and load wear index. (LWI) was measured. The results are shown in Table 1. Similarly, each grease composition of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 was subjected to a four-ball wear resistance test in accordance with ASTM D2266, and a fretting wear test was performed in accordance with ASTM D4170. The results are shown in Table 1, respectively.
  • the measurement results of dust generation are obtained by applying the evaluation results of Level 1 to 4 established by THK Corporation and applying the measurement results of dust generation in Experiment 1 above. is there.
  • the evaluation of levels 1 to 4 is as follows. Level 1: JIS class 3 equivalent Level 2: JIS class 4 equivalent Level 3: JIS class 5 equivalent Level 4: Levels that cannot be used in a clean environment
  • the grease composition of the present embodiment has low dust generation enough to withstand use in a clean environment and sufficient load resistance to withstand high loads.
  • the application of the grease composition of the present embodiment is not particularly limited, but is used for imparting lubricity in, for example, a motion guide device.
  • a rolling element ball or roller
  • a raceway shaft track rail
  • a drive shaft screw shaft, etc.
  • a moving member moving block, nut member, etc.
  • it is used in motion guide devices such as linear guides, ball screws, and ball splines.
  • the rolling surface of the track shaft of the motion guide device and the load rolling surface of the moving member are lubricated.
  • the method and means for lubricating the motion guide device using the grease composition of the present embodiment are not particularly limited.
  • a linear guide which is a motion guide device will be described as an example as follows. That is, as shown in FIG. 2, the linear guide is reciprocally movable through a track rail (1) installed as a track shaft and balls (3) installed as a number of rolling elements on the track rail. And a moving block (2) as an attached moving member.
  • the track rail has a substantially rectangular cross section perpendicular to the longitudinal direction, and is provided with bolt holes for bolting from the upper surface to the lower surface to the base. Further, in the vicinity of the corner portion composed of the upper surface and both side surfaces, two rolling element rolling grooves (1a, 1b) are formed over the entire length in the longitudinal direction of the track rail so as to sandwich the corner portion.
  • the moving block is composed of a moving block main body made of a metal material and a pair of lids (5) made of a resin material installed on both end surfaces of the moving block main body in the moving direction.
  • Loaded rolling element rolling grooves (2a, 2b, 4a, 4b) are provided in the moving block main body at positions corresponding to the rolling element rolling grooves of the track rail.
  • a rolling element rolling path is formed by the rolling element rolling groove of the track rail and the loaded rolling element rolling groove formed in the main body of the moving block, and a plurality of balls introduced into this passage roll while receiving a load. Will do.
  • the moving block main-body part is provided with the unloaded rolling-element rolling path extended in parallel with a load rolling-element rolling groove.
  • each of a pair of cover body is provided with the direction change path which connects each unloaded rolling-element rolling path and each loaded rolling-element rolling path.
  • One infinite circuit is constituted by a combination of one loaded rolling element rolling path and an unloaded rolling element rolling path and a pair of direction changing paths connecting them.
  • a plurality of balls are installed in an infinite circulation path composed of a loaded rolling element rolling path, an unloaded rolling element rolling path, and a pair of direction changing paths so as to be capable of infinite circulation. Reciprocal movement is possible.
  • Either one of the lids (5) is provided with a grease nipple (9) for supplying a grease composition to the direction change path.
  • the supply of the grease composition to the linear guide is performed, for example, by loading the grease composition into a grease gun and filling the direction change path from the grease nipple (9) of the linear guide.
  • the grease composition of the present embodiment can also be applied to a linear actuator with a dustproof mechanism described in, for example, International Publication No. 2009 / 034804A1 and International Publication No. 2009 / 020075A1.
  • the linear actuator (100) of FIG. 3 has a ball screw and a ball screw nut provided with a grease nipple screwed to the ball screw, and the shaft of the ball screw is rotated along with the rotational movement of the ball screw.
  • a moving stage (10) that is reciprocally linearly movable in a direction, a housing member (11) that is installed so as to cover at least the ball screw, and an opening formed in the housing member along a moving locus of the moving stage Part (12, 13) and a dustproof belt (14, 15) disposed inside the housing member for sealing the opening, while maintaining the sealing of the opening by the dustproof belt
  • the dust-proof belt In order to realize movement of the moving stage along the opening, the dust-proof belt at a position overlapping the moving stage is bypassed.
  • the grease composition of this embodiment is sealed by using a linear guide with the belt of the linear actuator removed, a grease screw or the like used for a ball screw (not shown), and the like. it can.
  • the motion guide device described above includes a motion guide device including a cross roller ring described below.
  • Examples of the cross roller ring lubricated with the grease composition of the present embodiment include those described in JP-A-11-245128.
  • each of the outer ring side roller rolling part and the inner ring side roller transfer part is a groove having a V-shape of approximately 90 °, and the adjacent rollers are interposed by a retainer (23).
  • the aspect which is mentioned is mentioned. In this aspect, since loads in all directions such as radial load, axial load, and moment load can be applied to one ring, it can be suitably used for a large-sized apparatus with a high load.
  • Examples of the motion guide device provided with the cross roller ring lubricated with the grease composition of the present embodiment include a precision table device.
  • An example of the precision table device is a two-axis parallel / one-axis turning table device described in JP-A-11-245128. As shown in FIG. 5, the two-axis parallel / single-axis turning table device can relatively move the table (25) relative to the base (24) in a biaxial direction intersecting each other in the same posture.
  • a motion guide mechanism having a motion guide section (27) is provided. In the motion guide mechanism, the mode in which the above-described linear guide is used as the biaxial parallel motion guide portion and the cross roller ring is incorporated in the turning motion guide portion (27) can be exemplified from the viewpoint of obtaining high rigidity.
  • the grease composition of the present embodiment can also be applied to a rotational drive device, a machining center, a manipulator, a semiconductor manufacturing device, and the like used for a joint portion and a turning portion of an industrial robot in which the above-described cross roller ring is incorporated. is there.
  • a rotational drive device examples include those described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-84842.
  • the grease composition of the present invention is excellent in low dust generation and high when used for lubrication of a device that requires a high load such as a large industrial robot in a production site where particularly severe air conditioning management is performed. Has load resistance. In particular, for industrial robots and the like used in a clean environment, flaking can be prevented from occurring in the Z-axis and indirect parts.

Abstract

　クリーンルームなどのクリーン環境で使用するのに十分な低発塵性を有し、かつ、大型化したクリーンロボットに組み込まれる運動案内装置を潤滑するのに十分な耐荷重性を有するグリース組成物を提供することを課題とする。　基油と増ちょう剤と極圧剤を含有するクリーン環境用グリース組成物であって、前記基油の４０℃における動粘度が１００～３００ｍｍ２／ｓであり、前記増ちょう剤として、リチウムコンプレックス石けんを含み、前記増ちょう剤の含有量が、前記組成物全量に対して１０～４０質量％であるクリーン環境用グリース組成物により、課題を解決する。

Description

グリース組成物、および該グリース組成物で潤滑された運動案内装置
　本発明は、クリーン環境用グリース組成物、及び該クリーン環境用グリース組成物で潤滑された運動案内装置に関する。
　一般に、半導体製造装置、液晶製造装置、電子計算機、プリント基板製造装置などは、クリーンルームなどのクリーン環境で製造がなされている。このような環境において用いられる装置に組み込まれる運動案内装置（リニアガイド、ボールねじ、転がり軸受、クロスローラーリングを用いたテーブル装置等）には、潤滑剤として封入されるグリースとして、潤滑部分での油飛散が低減された、すなわち発塵量が低減されたグリースが好ましく用いられている。
　一方、ガラス基板など、クリーンロボットにより搬送される精密機器素材が大型化していることに伴い、そのような精密機器素材を搬送するためのクリーンロボットも大型化している。大型化したクリーンロボットに組み込まれる運動案内装置を潤滑するためのグリースには、上述した低発塵性に加え、高い耐荷重性が要求される。大型化したクリーンロボットに組み込まれる運動案内装置を潤滑するために耐荷重性の低いグリースを用いた場合には、クリーンロボットのＺ軸や間接部の部品にいわゆるフレーキングが多く発生するようになる。
　低発塵性に優れたグリースとしては、従来からフッ素系グリースが知られている。一般的には、基油としてパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）を用い、増ちょう剤として特定の粒径を有するポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を用いたグリースが市販されている。確かに、ＰＦＰＥを基油として用いたグリースは発塵性の観点からは優れているものの、基油として用いるＰＦＰＥは高価であり、グリースの製造にＰＦＰＥを用いると製造コストが高くなってしまうという問題があった。さらに、このようなフッ素系グリースは、耐荷重性に難があった。
　また、低発塵性に優れたグリースとして、特許文献１では、鉱油やポリ－α－オレフィンを基油として配合し、ステアリン酸リチウム及び１２－ヒドロキシステアリン酸リチウムを増ちょう剤として配合した潤滑グリースが提案されている。また、特許文献２では、合成炭化水素油またはエーテル油を基油として配合し、増ちょう剤としてウレア化合物を配合し、かつ、金属元素の含有量及び混和ちょう度が特定範囲にあるグリースが提案されている。さらに、特許文献３では、基油としてエステル系のものとポリ－α－オレフィンを用い、増ちょう剤として脂肪族ジウレアを用いたグリース組成物が提案されている。
　しかしながら、これらの低発塵グリースについても耐荷重性という点については、難がある場合があった。
　一般的に、グリース組成物の耐荷重性を高めるために、添加物として極圧剤を添加する技術が知られている。しかし、極圧剤をグリース組成物に添加すると、発塵性が悪化する場合があり、低発塵性と耐荷重性の双方の要求を満たしたグリース組成物を製造することは困難であった。
　このような背景から、良好な低発塵性と耐荷重性を備えたグリース組成物の研究開発も行われている。特許文献４では、低発塵性に加えて耐荷重性も考慮に入れ、基油として４０℃における動粘度が６０～３２０ｍｍ２／ｓのポリ－α－オレフィンを用い、増ちょう剤として水酸基を有さない炭素数１０～２２の脂肪酸リチウム塩を用いたグリース組成物が提案されているが、このグリース組成物においても耐荷重性には更なる改善の余地があった。
特開平６－３３００７０号公報 特開平１１－１６６１９１号公報 特開２００５－２７２７６４号公報 特開２００９－２５６４０１号公報
　クリーン環境において使用される大型化したクリーンロボットに組み込まれる運動案内装置を潤滑するためのグリース組成物には、上記のように低発塵性に加え、高い耐荷重性が要求される。従来技術では、低発塵性には優れるものの、大型化したクリーンロボットへの使用に耐えうるほどの耐荷重性は持たないグリース組成物を用いるか、あるいは、発塵に関する性能を多少犠牲にして耐荷重性を高めたグリース組成物を用いるかのどちらかしか選択できないという問題があった。
　本発明は上記のような問題を解決するものであり、クリーンルームなどのクリーン環境で使用するのに十分な低発塵性を有し、かつ、大型化したクリーンロボットに組み込まれる運動案内装置を潤滑するのに十分な耐荷重性を有するグリース組成物を提供するものである。
　本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ね、基油と増ちょう剤と極圧剤を含有するクリーン環境用のグリース組成物において、前記基油の４０℃における動粘度が１００～３００ｍｍ２／ｓであり、前記増ちょう剤として、リチウムコンプレックス石けんを含み、前記増ちょう剤の含有量が、前記組成物全量に対して１０～４０質量％となるように配合することで、上記の課題を解決できることを見出した。
　本発明は、以下に示すグリース組成物に関する。
　基油と増ちょう剤と極圧剤を含有するクリーン環境用グリース組成物であって、
前記基油の４０℃における動粘度が１００～３００ｍｍ２／ｓであり、
前記増ちょう剤として、リチウムコンプレックス石けんを含み、
前記増ちょう剤の含有量が、前記組成物全量に対して１０～４０質量％であるクリーン環境用グリース組成物。
　本発明によれば、特に厳しい空調管理が行われる生産現場において、大型化した産業用ロボット等の高負荷がかかる装置の潤滑に用いられた場合に、優れた低発塵性と、高い耐荷重性を奏するグリース組成物を提供することができる。
発塵量測定１において、実施例１のグリース組成物に係る発塵量の結果を示す図である。（ａ）は１２００ｍｉｎ－１での回転数における結果を示し、（ｂ）は３６００ｍｉｎ－１での回転数における結果を示す。 発塵量測定１において、比較例１のグリース組成物に係る発塵量の結果を示す図である。（ａ）は１２００ｍｉｎ－１での回転数における結果を示し、（ｂ）は３６００ｍｉｎ－１での回転数における結果を示す。 本発明のクリーン環境用グリースを適用できる運動案内装置の第一の形態を示す図である。 本発明のクリーン環境用グリースを適用できる運動案内装置の第二の形態を示す図である。 本発明のクリーン環境用グリースを適用できるクロスローラーリングの一実施形態を示す図である。 本発明のクリーン環境用グリースを適用できる運動案内機構の一実施形態を示す図であり、（ａ）は一部破断正面図、（ｂ）は一部破断側面図である。
　以下に本発明を具体的に実施形態として説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
＜基油＞
　本実施形態のクリーン環境用グリース組成物（以下、本実施形態のグリース組成物あるいは単にグリース組成物ともいう）では、含有される基油の４０℃における動粘度が１００～３００ｍｍ２／ｓ（ｃＳｔ）である。基油の４０℃における動粘度が１００ｍｍ２／ｓ未満であると、耐荷重性が低下するとともに低発塵性を十分に発揮できないことがある。一方、基油の４０℃における動粘度が３００ｍｍ２／ｓを超えると、微往復条件下での耐摩耗性が低下し、フレッチング摩耗が大きくなるおそれがある。また、グリース組成物中の基油の４０℃における動粘度がこのような範囲にあることで、低発塵性と高い耐荷重性を得ることができる。
　基油の４０℃における動粘度は１１５～２９０ｍｍ２／ｓであることがより好ましく、１５０～２６０ｍｍ２／ｓであることが特に好ましい。
　一方、本実施形態のクリーン環境用グリース組成物は、含有される基油の１００℃における動粘度が１３～４１ｍｍ２／ｓであることが、耐荷重性を良好にするだけでなく、耐摩耗性及び低発塵性を確保する観点からも好ましい。基油の１００℃における動粘度は１５～３９ｍｍ２／ｓであることがより好ましく、１８～３５ｍｍ２／ｓであることが特に好ましい。
　本発明のグリース組成物に含有される基油は、４０℃及び１００℃における動粘度が上記範囲となるように、後述する基油の複数を組み合わせて用いることができる。
　なお、基油の４０℃及び１００℃における基油の動粘度は、ＪＩＳ　Ｋ　２２８３で定められた方法により求めることができる。
　本実施形態のクリーン環境用グリース組成物に含有される基油としては、４０℃における動粘度が１００～３００ｍｍ２／ｓとなるように調整されうるものであれば特段の限定なく使用できる。
　このような基油をグリース組成物全量に対して、４０～９５質量％含有することが好ましく、６０～９０質量％含有することが、リチウムコンプレックス石けんの含有量を本発明で規定する特定範囲に調整する観点から好ましい。
　例えば、ポリブテン、１－オクテンオリゴマー、１－デセンオリゴマー、１－ドデセンオリゴマー等のポリ－α－オレフィン（ＰＡＯ）又はこれらの水素化物（α－オレフィン共重合体を含む）及び，１－デセンとエチレンのコオリゴマーのような炭化水素系合成油が挙げられる。
　ポリ－α－オレフィンは、発塵が少ないうえに、温度変化に対する組成物の粘度変化が小さく、広範囲な温度に対して特性が変化しにくいので基油として好ましい。
　本実施形態のクリーン環境用グリース組成物には、基油の全量に対して上記炭化水素系合成油が５０質量％以上含有されていることが好ましく、５５質量％以上配合されていることがより好ましく、６０質量％以上配合されていることが特に好ましい。
　本実施形態のクリーン環境用グリース組成物に含有される基油として、本発明の効果を損なわない限り、他の合成油や鉱油、動植物油がさらに配合されていてもよい。他の合成油としては、従来公知の種々のものが使用可能であり、例えば、エステル、リン酸エステル、ポリエーテル、アルキルジフェニルエーテル、アルキルポリフェニルエーテル、ジフェニルエーテル、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、ポリオキシアルキレングリコール、ネオペンチルグリコール、シリコーンオイルを用いることができる。
　上記エステル系油としては、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・アセチルシノレート等のジエステル油、あるいは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油、更には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油、更にはまた、多価アルコールと二塩基酸・一塩基酸の混合脂肪酸とのオリゴエステルであるコンプレックスエステル油等が挙げられる。
　上記のポリエーテルには、ポリグリコール、ポリオキシアルキレングリコール、ポリフェニルエーテルや、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、テトラアルキルジフェニルエーテルなどのアルキルフェニルエーテルが含まれ、この中でもアルキルフェニルエーテルが好ましく用いられる。
　また、鉱油としては、従来公知の種々のものが使用可能であり、例えば、パラフィン系鉱油、中間基系鉱油、ナフテン系鉱油等が挙げられる。この中でもパラフィン分を８０質量％以上含有するパラフィン系鉱油が好ましく用いられる。
　動物油としては、鯨油、スクワランなどが挙げられる。
　植物油としては、従来公知の種々のものが使用可能であり、例えば、菜種油、コーン油、ひまわり油、ひまし油などが挙げられる。
　上記の基油の中では、パラフィン分が８０質量％以上の鉱物油、炭化水素系合成油、エステル油及びアルキルフェニルエーテルからなる群から選ばれる１以上が、本発明の効果をよりよく奏することや、潤滑性を確保する観点から好ましい。
　本実施形態のグリース組成物に増ちょう剤を効率よく混合させ、グリース組成物中の基油の動粘度を好適に調整する観点から、本実施形態におけるグリース組成物の基油について、基油全量に対して、４０℃における動粘度が３５０～１６００ｍｍ２／ｓの高粘度の基油が２５質量％以上を占めるように配合することが好ましい。このような高粘度の基油の４０℃における動粘度は、３６０～１６００ｍｍ２／ｓであることがより好ましく、３７０～１４００ｍｍ２／ｓであることが特に好ましい。
　本実施形態のグリース組成物において、基油を例えば高粘度のものと低粘度のものの２種類を用いる場合、４０℃における動粘度が３５０～１６００ｍｍ２／ｓの高粘度基油を基油全量に対して２５～８０質量％、好ましくは３５～７５質量％、特に好ましくは６０～７５質量％含有させ、残りを４０℃における動粘度が３５０ｍｍ２／ｓ未満、より好ましくは１０～２００ｍｍ２／ｓ、特に好ましくは２５～１００ｍｍ２／ｓの低粘度基油とする態様が挙げられる。
　このように、本実施形態のグリース組成物における基油が、特に４０℃の動粘度が３５０～１６００ｍｍ２／ｓの高粘度の基油と、３５０ｍｍ２／ｓ未満の低粘度の基油の混合によって得られ、基油全体の２５質量％以上が高粘度の基油である態様とすることで、本実施形態のグリース組成物の混和ちょう度を後述する好適な範囲に制御できるばかりでなく、そのような混和ちょう度の範囲において従来では高含有量で含有させることが難しかったリチウムコンプレックス石けんの含有量を高めることができる。
＜増ちょう剤＞
　本実施形態のクリーン環境用グリース組成物は、増ちょう剤として、リチウムコンプレックス石けんを含む。
　リチウムコンプレックス石けんは、（１）脂肪酸及び（２）コンプレックス化剤と、水酸化リチウムとの反応によって得られるものである。
　本実施形態におけるリチウムコンプレックス石けんを構成する脂肪酸としては、ヒドロキシカルボン酸やモノカルボン酸が挙げられる。本実施形態のグリース組成物では、リチウムコンプレックス石けんを構成する脂肪酸の５０質量％以上が、ヒドロキシカルボン酸であることが好ましい。リチウムコンプレックス石けんを構成する脂肪酸の５０質量％以上がヒドロキシカルボン酸であることで、発塵性と耐荷重性がより良好になる。
　上記リチウムコンプレックス石けんを構成する脂肪酸における、ヒドロキシカルボン酸の含有量は、８０質量％以上であることがより好ましく、１００質量％であることが特に好ましい。
　前記ヒドロキシカルボン酸としては、炭素数１２～２２のモノヒドロキシカルボン酸が挙げられる。前記モノカルボン酸としては、炭素数１２～２２のモノカルボン酸が挙げられる。
　一方、コンプレックス化剤は、炭素数６～１６の脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸及びサリチル酸から選ばれた物質であることが好ましい。このような組み合わせで用いることで、本実施形態のグリース組成物の低発塵性と高耐荷重性に寄与する。
　前記モノカルボン酸としては、例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、アラキジン酸、ベヘン酸等が挙げられ、前記モノヒドロキシカルボン酸としては、１２－ヒドロキシステアリン酸等が挙げられ、前記脂肪族ジカルボン酸としては、ドデカン二酸、アゼライン酸、アジピン酸、セバシン酸等が挙げられ、前記芳香族カルボン酸としては、フタル酸、ｍ－フタル酸、テレフタル酸、安息香酸、サリチル酸等が挙げられる。
　これらは、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。
　この中でも、前記リチウムコンプレックス石けんを構成する脂肪酸として１２－ヒドロキシステアリン酸を用い、コンプレックス化剤として、炭素数が６～１０の脂肪族ジカルボン酸を用いることが、本発明の効果を奏する上で特に好ましい。
　コンプレックス化剤として用いられるカルボン酸として炭素数１２～２２のモノヒドロキシカルボン酸から選ばれたカルボン酸を選択する場合、そのカルボン酸に対して重量比で好ましくは０．１～５．０、さらに好ましくは０．２～２．５となる量が用いられる。
　本発明では、リチウムコンプレックス石けん以外の石けん系の増ちょう剤、フッ素樹脂系増ちょう剤、無機系増ちょう剤、カーボン系増ちょう剤などを本発明の効果を損なわない限り含んでいてもよい。本実施形態のグリース組成物では、増ちょう剤全量に対してリチウムコンプレックス石けんを８０質量％以上含有していることが好ましく、９０質量％以上含有していることがさらに好ましく、１００質量％含有していることが特に好ましい。
　上記のリチウムコンプレックス石けん以外の石けん系増ちょう剤としては、カルボン酸（グリセライドを含む）と金属水酸化物との反応によって得られる、カルシウム石けん、アルミニウム石けん、ナトリウム石けん、リチウム石けん、マグネシウム石けん、亜鉛石けん等の金属石けん系増ちょう剤；カルシウムコンプレックス石けん、アルミニウムコンプレックス石けん、ナトリウムコンプレックス石けん等の複合型石けん系増ちょう剤が挙げられる。
　コンプレックス石けんを選択する場合、コンプレックス化剤として用いられるカルボン酸は、コンプレックス化剤として用いないカルボン酸（脂肪酸）に対して重量比で好ましくは０．１～５．０、さらに好ましくは０．２～２．５が用いられる。
　本実施形態のグリース組成物中における、上記増ちょう剤の含有量は、グリース組成物全量に対して１０～４０質量％の範囲である。この範囲であれば低発塵性を確保でき、かつ、グリースとして多用される混和ちょう度を得やすく、グリースとしてのトルクや摺動抵抗を好適なものとすることができる。また、低発塵性をさらに高める観点から、上記増ちょう剤の含有量は、１５～３５質量％であることがより好ましく、１７～２７質量％であることが特に好ましい。
　なお、本実施形態のグリース組成物には、増ちょう剤としてリチウムコンプレックス石けんを含有させるが、このリチウムコンプレックス石けんを構成する脂肪酸成分とコンプレックス化剤の総量を増ちょう剤としてのリチウムコンプレックス石けんの含有量として算出する。その他の石けん系の増ちょう剤を含有させる場合にも同様にして含有量を計算する。
　また、本実施形態のグリース組成物は、極圧剤を含有する。極圧剤としては、例えば、リン酸エステル、酸性リン酸エステル、亜リン酸エステル、酸性亜リン酸エステル及びこれらのアミン塩などのリン系極圧剤、硫化油脂、チアジアゾール系化合物、ジアルキルジサルファイド、メチレンビスジアルキルジチオカーバメートなどの硫黄系極圧剤、モリブデンジチオカーバメート、モリブデンジチオホスフェート、亜鉛ジチオカーバメート、亜鉛ジチオホスフェート、ニッケルジチオカーバメートなどの有機金属化合物からなる極圧剤が挙げられる。
　この中でも、有機金属化合物からなる極圧剤が好ましく用いられ、摩擦低減効果と摩耗防止効果を得る観点から、モリブデンジチオカーバメート、モリブデンジチオホスフェート、亜鉛ジチオカーバメート及び亜鉛ジチオホスフェートとからなる群から選ばれる１以上を組み合わせて用いることがより好ましい。
　極圧剤の含有量は、低発塵性を保つ観点から、グリース組成物全量に対して、１０．０質量％以下であることが好ましく、６．０質量％以下であることがより好ましい。一方、極圧剤としての効果を発揮させる観点から、極圧剤の含有量は０．１質量％以上であることが好ましく、０．５質量％以上であることがより好ましい。
　本実施形態のグリース組成物は、グリース組成物に慣用されている添加剤をさらに含有してもよい。
　このような添加剤としては、例えば、酸化防止剤（例えば、ｐ，ｐ’－ジオクチルジフェニルアミンのようなアルキル化ジフェニルアミン、フェニル－α－ナフチルアミン、アルキル化－α－ナフチルアミン等のアミン系酸化防止剤、２，６－ジ－ｔ－ブチル－４－メチルフェノール、４，４’－メチレンビス（２，６－ジ－ｔ－ブチルフェノール）等のフェノール系酸化防止剤等）、防錆剤（例えば、カルシウムスルホネートのような金属スルホネート、ラノリン系誘導体、亜硝酸ナトリウム、こはく酸エステル、脂肪酸亜鉛、アミン類、ソルビタンモノオレエート）、構造安定剤、金属不活性化剤（例えば、ベンゾトリアゾール）、摩耗低減剤（例えば、リン酸エステル、ジチオカルバミン酸エステル）、および固体潤滑剤（例えば、ポリイミド、ＰＴＦＥ、黒鉛、金属酸化物、窒化硼素、メラミンシアヌレート、二硫化モリブデン）が例示される。
　添加剤は、単独で用いてもよいし、２種以上の混合物としても用いてもよい。本発明のグリース組成物が極圧剤以外の添加剤を含有する場合、その含有量は０．３質量％～１０．０質量％であることが好ましい。
＜本実施形態のグリース組成物の作製方法＞
　本実施形態のグリース組成物は、当該技術分野で通常用いられる手法を用いて作製してよいが、増ちょう剤としてリチウムコンプレックス石けんを高含有量で含有させるために、例えば、次のような工程を含む方法が挙げられる。
　例えば、（１）基油と脂肪酸とを混合し、これを水酸化リチウム水溶液と反応させる第一の反応工程と、（２）（１）で得られた反応物にコンプレックス化剤を加えて混合し、これと水酸化リチウム水溶液とを反応させる第二の反応工程と、（３）（２）で得られる反応物を加熱撹拌後，残りの基油を加えて冷却する工程、さらに得られたグリースを、ロールミルやコロイドミルを用いて均質にする仕上げ工程を含む方法が挙げられる。
　この他の方法として、（１）基油の一部と脂肪酸及びコンプレックス化剤とを混合し、この混合物と水酸化リチウム水溶液を一度で反応させる工程、（２）（１）で得られる反応物を加熱撹拌後，残りの基油を加えて冷却する工程、さらに、（３）得られたグリースを、ロールミルやコロイドミルを用いて均質にする仕上げ工程を含む方法が挙げられる。
　なお、リチウムコンプレックス石けんの生成時に、脂肪酸及びコンプレックス化剤と、水酸化リチウムとを反応させる際に用いる基油の４０℃における動粘度が、２５０ｍｍ２／ｓ以上となるように調整されたものであることが、リチウムコンプレックス石けんの含有量を本願発明で規定する特定の範囲に調整する上で好ましい。なお、この際の基油の４０℃における動粘度は３００ｍｍ２／ｓ以上であることがより好ましく、３５０ｍｍ２／ｓ以上であることが特に好ましい。
　上記のとおり、本実施形態のグリース組成物には増ちょう剤としてリチウムコンプレックス石けんを含有させるが、そのグリース組成物にリチウムコンプレックス石けんを含有させる工程には、カルボン酸（脂肪酸及びコンプレックス化剤）と水酸化リチウムの反応を、４０℃における動粘度が２５０～１６００ｍｍ２／ｓの基油の中で行う工程が含まれるのが好ましい。このような工程を含むことにより、リチウムコンプレックス石けんのような、従来では高い含有量でグリース組成物に含有させることが困難であった増ちょう剤を、高い含有量でグリース組成物に含有させることが可能となる。
＜本実施形態のグリース組成物＞
　本実施形態のグリース組成物は、２５℃におけるちょう度（混和ちょう度）が、２００～４００であることが油飛散を抑制する観点から好ましく、２２０～３５０であることがより好ましく，２５０～３４０であることが特に好ましい。この混和ちょう度が大きくなりすぎると油飛散が多くなり、一方小さくなりすぎると、トルクや摺動抵抗が大きくなることで、グリース本来の機能が発揮されなくなる。
　このちょう度はＪＩＳ　Ｋ　２２２０で定められた方法を用いることにより測定できる。
　グリース組成物のちょう度は、上記で説明した増ちょう剤の含有量を調節することにより調整できるが、その含有量は、増ちょう剤として含有させるリチウムコンプレックス石けんを反応により生成させる際に用いる基油として、上記のように高粘度と低粘度のものを併用することによって調整できる。
　また、本実施形態のグリース組成物は、滴点が２００℃以上であることが高速・高加速の条件下でのグリースの飛散が生じにくくさせるために好ましく、２２０℃以上であることがより好ましく、２４０℃以上であることが特に好ましい。一方、グリース組成物の滴点は１０００℃以下であることが好ましい。
　グリース組成物の滴点についてはＪＩＳ　Ｋ２２２０：２００３に準拠して測定できる。
＜クリーン環境＞
　本発明でいうクリーン環境とは、ＩＳＯ１４６４４－１で定義されるクリーンルームにおいて、清浄度のクラスがクラス３以上（クラスの数値が小さく清浄度が高い）の環境を意味する。このようなクリーン環境としては、例えば、半導体や電子機器、精密機器などの製造に使用され、空気中を浮遊する塵埃などの物質が制御されているインダストリアルクリーンルームが挙げられる。本実施形態のグリース組成物はこのようなクリーン環境で使用される。
　以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、これらは本発明をなんら限定するものではない。
＜グリース組成物の作製＞
（実施例１）
（１）表１に示す量の、高粘度基油（ＰＡＯ－Ａ）、１２－ヒドロキシステアリン酸、アゼライン酸および防錆剤を反応釜中で、撹拌しながら９５℃に加熱した。
（２）そして、表１に示す量の、水酸化リチウム（水和物）を、その５倍量（質量比）の水に溶解させた。この水溶液を（１）の溶液に配合し、加熱混合した。混合物の温度が１９５℃に達した後、５分間保持した。
（３）次に、低粘度基油（ＰＡＯ－Ｂ）を配合した後、５０℃／時間で６０℃まで冷却し、表１、２に示した量の酸化防止剤、極圧剤を添加混合した。
（４）さらに、室温まで自然放冷した後、３本ロール装置を用いて仕上げ処理を行って実施例１のグリース組成物を得た。
実施例１と同様にして、グリース組成物に含有される基油の動粘度または増ちょう剤の含有量を変えたものを実施例２～７として作製した。一方、比較例１～３については以下の手順により作製し、比較例４～７については実施例１と同様にして、グリース組成物に含有される基油の動粘度または増ちょう剤の含有量を変えて作製した。
＜比較例１＞
（１）表１に示す量のＰＡＯ－Ｃ、１２－ヒドロキシステアリン酸、ステアリン酸及び防錆剤を反応釜に入れ、９５℃で加熱溶解させた。
（２）表１に示す量の水酸化リチウム（１水和物）を、その５倍量（質量比）の水に溶解させた。この水溶液を（１）の溶液に配合し、加熱混合した。混合物の温度が２０５℃に達した後、５分間保持した。
（３）次に、鉱物油－Ａを配合した後、５０℃／時間で６０℃まで冷却し、表１に示した量の酸化防止剤を添加混合した。
（４）さらに、室温まで自然放冷した後、３本ロール装置を用いて仕上げ処理を行って比較例１のグリース組成物を得た。
＜比較例２＞
（１）鉱物油－Ｂを５０質量％、１２－ヒドロキシステアリン酸１１質量％及び防錆剤を反応釜に入れ、９５℃で加熱溶解させた。
（２）表１に示す量の水酸化リチウム（１水和物）１質量％を、水酸化リチウムの５倍量（質量比）の水に溶解させた。この水溶液を（１）の溶液に添加して反応し、加熱混合した。混合物の温度が２０５℃に達した後、５分間保持した。
（３）次に、鉱物油－Ｂの残量（２１．３質量％）及び鉱物油－Ｃを添加した後、５０℃／１時間の速度で６０℃まで冷却し、酸化防止剤を添加混合した。
（４）さらに、室温まで自然放冷した後、３本ロール装置を用いて仕上げ処理を行って、比較例２のグリース組成物を得た。
＜比較例３＞
（１）表１に示す量の鉱物油－Ｂ、１２－ヒドロキシステアリン酸及び防錆剤を反応釜に入れ、９５℃で加熱溶解させた。
（２）表１に示す量の水酸化リチウム(１水和物)を、その５倍量(質量比)の水に溶解させた。この水溶液を（１）の溶液に配合し、加熱混合した。混合物の温度が２０５℃に達した後、５分間保持した。
（３）次に、鉱物油－Ｃを配合した後、５０℃／時間で６０℃まで冷却し、表１に示した量の酸化防止剤及び極圧剤を添加混合した。
（４）さらに、室温まで自然放冷した後、３本ロール装置を用いて仕上げ処理を行って比較例３のグリース組成物を得た。
＜実験１＞（発塵量測定１）
　発塵試験はボールねじを備えるリニアガイド（ＴＨＫ社製）が設置されている発塵試験装置を用いて行った。ボールねじの軸径は２５ｍｍ、リード径は５ｍｍ、精度 Ｃ０のものを使用した。グリース組成物の封入量は６ｃｃ／ナットとした。発塵量測定には、実施例１のグリース組成物と、比較例１のグリース組成物とを供した。結果を図１－１及び図１－２に示す。これらの結果は、実施例１のものについては後述するレベル２、比較例１については、レベル４を示した。
　発塵試験装置：測定機器としてパーティクルカウンター（ＫＣ－０１Ｄ；リオン株式会社製）とレコーダ（ＧＬ－２００；グラフテック株式会社製）を備えるダウンフロー式発塵試験装置を用いた。
　上記発塵試験装置内にクリーンエアー（温度２３±１℃、清浄度：ＪＩＳクラス２）をダウンフロー方式により供給する。
　なお、開口部の流速を０．２５ｍ／ｓとし、サンプリング空気量を０．５Ｌ／ｍｉｎとする。
＜発塵試験装置の運転条件＞
　クリーンエアーを、ボールねじより飛散した油分等（発塵）を巻き込みながら上記パーティクルカウンターへ流速０．２５ｍＬ／ｓで流入させた。このときのボールねじの動作条件は、速度（１）１００ｍｍ／ｓ（１２００ｍｉｎ－1）または（２）３００ｍｍ／ｓ（３６００ｍｉｎ－1）、加速度２．９４ｍ／ｓ２（０．３Ｇ）、ストローク２００ｍｍとした。動作パターンは、速度（１）１００ｍｍ／ｓの場合、ストローク３往復後、３分間停止の繰り返し動作とし、（２）３００ｍｍ／ｓの場合、１５秒駆動、１８０秒停止の繰り返し動作とした。
＜パーティクルの測定条件＞
　サンプリング時間を７５秒とし、吸引量を１Ｌとし、１２０秒停止を繰り返し、２４時間または７５時間の測定を行った。
＜実験２＞（四球式耐荷重試験、四球式耐摩耗試験、フレッチング摩耗試験）
　ＡＳＴＭ　Ｄ２５９６で規定される方法に従い、実施例１、比較例１～３の各グリース組成物について四球式耐荷重試験を行い、最大非焼付荷重（ＬＮＬ）、融着荷重（ＷＬ）及び荷重摩耗指数（ＬＷＩ）の測定を行った。結果を表１に示す。
　同様に、ＡＳＴＭ　Ｄ２２６６に準拠して、実施例１、比較例１～３の各グリース組成物について、四球式耐摩耗試験を行い、ＡＳＴＭ　Ｄ４１７０に準拠して、フレッチング摩耗試験を行った。結果をそれぞれ表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
　実施例１と同様の方法で作製され、４０℃における動粘度と増ちょう剤の含有量の異なる実施例１～７と比較例４～７のグリースについて、上記の試験のうち、発塵量を測定する試験と、融着荷重を測定する試験について試験を行った。結果を以下の表２及び表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
  
　表２中、比較例４（基油の動粘度が７０mm2/sのもの）については、基油の動粘度が低すぎて、流動性が上がるため、基油が液滴として飛散し、発塵量が極めて多かった。また、比較例５（基油の動粘度が４００mm2/sのもの）については、基油の動粘度が高すぎて、高速領域ではトルクや摺動抵抗が増大化し、発塵量が極めて多かった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
  
　表３中、比較例６（増ちょう剤の含有量が８質量％のもの）については、混和ちょう度が大きくなりすぎて、増ちょう能力（油保持能力）が劣り、油が飛散（発塵）し易く発塵量が極めて多かった。また、比較例７（増ちょう剤の含有量が４２質量％のもの）については、混和ちょう度が小さくなりすぎて（グリースが固くなりすぎて）トルクや摺動抵抗が増大化し、グリース本来の機能が発揮されず、試験に供するのに適さなかった。
　表２及び３において、発塵量の測定結果については、ＴＨＫ株式会社にて策定したレベル１～４の評価基準を用い、上記実験１の発塵量の測定結果を当てはめて得られたものである。なお、レベル１～４の評価は以下のとおりである。
レベル１：ＪＩＳクラス３相当
レベル２：ＪＩＳクラス４相当
レベル３：ＪＩＳクラス５相当
レベル４：クリーン環境では使用できないレベル
　以上の試験結果より、本実施形態のグリース組成物は、クリーン環境での使用に十分に耐えられる低発塵性と、高負荷に耐えられる十分な耐荷重性を有することがわかる。
　本実施形態のグリース組成物の用途は、特に制限されるものではないが、例えば運動案内装置において潤滑性を付与するために用いられる。具体的には、転動体（ボール又はローラ）と、転動体を転走させる転走面を有する軌道軸（軌道レール）や駆動軸（ねじ軸等）と、上記転走面に相対する転動体の負荷転動体転走面を有し、上記転動体を介して上記軌道軸や駆動軸に設けられると共にこの軸に沿って相対的に往復移動する移動部材（移動ブロックやナット部材等）とを備え、例えば、リニアガイド、ボールねじ、ボールスプライン等の運動案内装置に用いられる。
　そして、本実施形態のグリース組成物の使用に際しては、運動案内装置の軌道軸の転走面と移動部材の負荷転走面を潤滑させる。本実施形態のグリース組成物を用いて運動案内装置を潤滑させる方法及び手段については、特に制限されるものではない。
　例えば運動案内装置であるリニアガイドを例にして説明すると、以下の通りである。
　すなわち、図２に示されているように、リニアガイドは軌道軸として設置される軌道レール（１）と、軌道レールに多数の転動体として設置されるボール（３）を介して往復運動自在に取り付けられた移動部材としての移動ブロック（２）と、を備えて構成されている。
　軌道レールは、その長手方向と直行する断面が概略矩形状であり、上面から下面にベースにボルトで取り付けるためのボルト穴が設けられる。また、上面と両側面からなるコーナー部近傍には、コーナー部を挟むように二条の転動体転走溝（１ａ、１ｂ）が軌道レールの長手方向全長に渡って合計４条形成されている。
　一方、移動ブロックは金属材料からなる移動ブロック本体と移動ブロック本体部における移動方向の両端面に対して設置される樹脂材料からなる一対の蓋体（５）から構成されている。
　移動ブロック本体には軌道レールの転動体転走溝とそれぞれ対応する位置に負荷転動体転走溝(２ａ、２ｂ、４ａ、４ｂ)が設けられている。軌道レールの転動体転走溝と移動ブロック本体部に形成された負荷転動体転走溝とによって負荷転動体転走路が形成され、この通路に導入された複数のボールは負荷を受けながら転走することになる。また、移動ブロック本体部は負荷転動体転走溝と平行に延びる無負荷転動体転走路を備えている。さらに、一対の蓋体のそれぞれには各無負荷転動体転走路と各負荷転動体転走路とを結ぶ方向転換路が設けられている。１つの負荷転動体転走路および無負荷転動体転走路とそれらを結ぶ一対の方向転換路との組み合わせによって、１つの無限循環路が構成されることとなる。
　そして、複数のボールが負荷転動体転走路と無負荷転動体転走路と一対の方向転換路とから構成される無限循環路に無限循環可能に設置されることにより、移動ブロックの軌道レールに対する相対的な往復運動が可能となっている。
いずれか一方の蓋体（５）には方向転換路にグリース組成物を供給するためのグリースニップル（９）が設けられている。
　このリニアガイドへのグリース組成物の供給は、例えば、グリースガンに当該グリース組成物を装填し、リニアガイドのグリースニップル（９）から方向転換路に充填することにより行われる。
　本実施形態のグリース組成物は、例えば国際公開第２００９／０３４８０４Ａ１号パンフレット及び国際公開第２００９／０２００７５Ａ１号パンフレットなどに記載される防塵機構付きリニアアクチュエータにも適用できる。一方、図３のリニアアクチュエータ（１００）は、ボールねじと、前記ボールねじに螺合するグリースニップルが設けられたボールねじナットを有し、前記ボールねじの回転運動にともなって該ボールねじの軸方向に往復直線運動自在とされる移動ステージ（１０）と、少なくとも前記ボールねじを覆って設置されるハウジング部材（１１）と、前記移動ステージの移動軌跡に沿って前記ハウジング部材に形成される開口部（１２，１３）と、前記開口部を封鎖するために前記ハウジング部材の内側に配置される防塵ベルト（１４，１５）と、を備え、前記防塵ベルトによる前記開口部の封鎖を維持しながら前記移動ステージの前記開口部に沿った移動を実現するために、前記移動ステージと重畳する位置にある前記防塵ベルトを迂回させるための迂回手段を前記移動ステージに設けてなるものであり、本実施形態のグリース組成物はこのリニアアクチュエータのベルトを外したリニアガイド、ボールねじ（不図示）にグリースガン等を用いることにより封入できる。
　国際公開第２００９／０２００７５Ａ１号パンフレットに記載されている上記防塵機構付きリニアアクチュエータに吸引口がさらに設置されているリニアアクチュエータに本実施形態のグリース組成物を適用した場合には、従来と同様のクリーン度を維持しながら、従来の吸引量を削減できる。
　上記した運動案内装置には、以下で説明するクロスローラーリングを備える運動案内装置を含む。
　本実施形態のグリース組成物で潤滑されるクロスローラーリングとしては、例えば特開平１１－２４５１２８号公報に記載されているものが挙げられる。具体的には、図４に記載される、外輪（２１）と、外輪に対して相対的に回転可能な内輪（２０）と、前記外輪に形成された外輪側ローラー転走部、及び前記内輪に形成された内輪側ローラー転走部との間のローラー循環路に、ローラーの回転軸が交差するように収容された複数のローラー（２２）とを備える態様が挙げられる。
　このようなクロスローラーリングにおいて、上記外輪側ローラー転走部と内輪側ローラー転送部はそれぞれ略９０°のＶ字形状を有する溝であり、隣接するローラー間はリテーナ（２３）で介装されている態様が挙げられる。この態様では、１個のリングにラジアル荷重、アキシャル荷重及びモーメント荷重などのあらゆる方向の荷重を負荷できることから、高負荷のかかる大型化した装置に好適に用いることができる。
　クロスローラーリングをグリースで潤滑するに際には、例えば、クロスローラーリングの外輪に潤滑剤溜まり溝などを設けると、グリースが長期にわたって保持され、給油を行わずとも潤滑状態が長期間保たれ、いわゆるメンテナンスフリーに寄与できる。
　クロスローラーリングへの本実施形態のグリース組成物の付与は、グリースガン等を使用する方法を用いることができ、リテーナ自体に本実施形態のグリース組成物を浸漬する方法を用いることもできる。
　本実施形態のグリース組成物で潤滑される上記クロスローラーリングを備えた運動案内装置としては、例えば、精密テーブル装置が挙げられる。
精密テーブル装置としては、特開平１１－２４５１２８号公報に記載の２軸平行・１軸旋回テーブル装置が例示できる。該２軸平行・１軸旋回テーブル装置には、図５に示されるように、基台（２４）に対してテーブル（２５）を同一姿勢で互いに交差する２軸方向に相対的に平行運動可能に支持するための２軸平行運動案内部（２７）と、２軸平行運動案内部（２７）に基台（２４）とは反対側で装着されてテーブル（２５）を回転可能に支持する旋回運動案内部（２７）を有する運動案内機構が備えられている。該運動案内機構において、２軸平行運動案内部として上述したリニアガイドが用いられ、旋回運動案内部（２７）に上記クロスローラーリングが組み込まれている態様が、高剛性を得る観点から例示できる。
　また、本実施形態のグリース組成物は、上記したクロスローラーリングが組み込まれている工業用ロボットの関節部や旋回部に用いられる回転駆動装置、マシニングセンタ、マニピュレータ及び半導体製造装置等にも適用可能である。
　回転駆動装置としては、例えば、特開２０１０－８４８４２号公報に記載のものが例示できる。
　本発明のグリース組成物は、特に厳しい空調管理が行われる生産現場において、大型化した産業用ロボット等の高負荷がかかる装置の潤滑に用いられた場合に、優れた低発塵性と、高い耐荷重性を奏する。特に、クリーン環境で使用される産業用ロボット等については、そのＺ軸や間接部の部品等にフレーキングが発生することを防げる。
１　軌道レール、　１ａ、１ｂ　転動体転走溝、　２　移動ブロック、　２ａ、２ｂ　負荷転動体転走溝、３　ボール、　４ａ、４ｂ　負荷転動体転走溝、　５　蓋体、　６　エンドシール、　７　インナーシール、　８　サイドシール、　９　グリースニップル、　１０　移動ステージ、　１１　ハウジング部材、　１２、１３　開口部、　１４、１５　防塵ベルト、　２０　内輪、２１　外輪、２２　ローラー、２３　リテーナ、２４　基台、２５　テーブル、２６　２軸平行運動案内部、２７　旋回運動案内部　１００　リニアアクチュエータ

Claims (10)

  1. 　基油と増ちょう剤と極圧剤を含有するクリーン環境用グリース組成物であって、
    前記基油の４０℃における動粘度が１００～３００ｍｍ２／ｓであり、
    前記増ちょう剤として、リチウムコンプレックス石けんを含み、
    前記増ちょう剤の含有量が、前記組成物全量に対して１０～４０質量％であるクリーン環境用グリース組成物。
  2. 　前記リチウムコンプレックス石けんを構成する脂肪酸成分の５０質量％以上が、ヒドロキシカルボン酸である、請求項１に記載のクリーン環境用グリース組成物。
  3. 　前記グリースの混和ちょう度が、２００～４００である、請求項１または２に記載のクリーン環境用グリース組成物。
  4. 　前記基油が、パラフィン分が８０質量％以上の鉱物油、炭化水素系合成油、アルキルフェニルエーテル及びエステルからなる群から選ばれる１以上を含む請求項１～３のいずれか一項に記載のクリーン環境用グリース組成物。
  5. 　前記基油の全量に対して炭化水素系合成油を５０質量％以上含有することを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載のクリーン環境用グリース組成物。
  6. 　前記増ちょう剤の含有量が、前記組成物全量に対して１５～３５質量％である請求項１～５のいずれか１項に記載のクリーン環境用グリース組成物。
  7. 　前記極圧剤が、モリブデンジチオカーバメート、モリブデンジチオホスフェート及び亜鉛ジチオホスフェート、亜鉛ジチオカーバメートからなる群から選ばれる１以上を含む、請求項１～６のいずれか１項に記載のクリーン環境用グリース組成物。
  8. 　前記基油が、４０℃における動粘度が３５０～１６００ｍｍ２／ｓの高粘度の基油と、３５０ｍｍ２／ｓ未満の低粘度の基油の混合物であり、基油全体の２５質量％以上が、前記高粘度の基油である、請求項１～７のいずれか１項に記載のクリーン環境用グリース組成物。
  9. 　前記リチウムコンプレックス石けんが、その生成時に、４０℃における動粘度が２５０ｍｍ２／ｓ以上となるように調整された基油の中で、脂肪酸及びコンプレックス化剤と、水酸化リチウムとの反応を行うことにより得られる、請求項１～８のいずれか１項に記載のクリーン環境用グリース組成物。
  10. 　請求項１～９のいずれか一項に記載のクリーン環境用グリース組成物で潤滑されている運動案内装置。
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