WO2014046203A1 - 潤滑剤組成物 - Google Patents

潤滑剤組成物 Download PDF

Info

Publication number
WO2014046203A1
WO2014046203A1 PCT/JP2013/075348 JP2013075348W WO2014046203A1 WO 2014046203 A1 WO2014046203 A1 WO 2014046203A1 JP 2013075348 W JP2013075348 W JP 2013075348W WO 2014046203 A1 WO2014046203 A1 WO 2014046203A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
lignin
lubricant composition
grease
compound
alkali treatment
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/075348
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
孝典 科野
啓介 茅野
Original Assignee
住鉱潤滑剤株式会社
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 住鉱潤滑剤株式会社 filed Critical 住鉱潤滑剤株式会社
Publication of WO2014046203A1 publication Critical patent/WO2014046203A1/ja

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
    • C10M145/00Lubricating compositions characterised by the additive being a macromolecular compound containing oxygen
    • C10M145/40Polysaccharides, e.g. cellulose
    • 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
    • C10M159/00Lubricating compositions characterised by the additive being of unknown or incompletely defined constitution
    • C10M159/12Reaction products
    • 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
    • C10M2201/00Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2201/06Metal compounds
    • C10M2201/065Sulfides; Selenides; Tellurides
    • C10M2201/066Molybdenum sulfide
    • 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
    • C10M2205/20Natural rubber; Natural resins
    • 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
    • C10M2205/20Natural rubber; Natural resins
    • C10M2205/206Natural rubber; Natural resins used as thickening agents
    • 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
    • C10M2207/1256Carboxylix 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 used as thickening agent
    • 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
    • C10N2010/00Metal present as such or in compounds
    • C10N2010/02Groups 1 or 11
    • 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
    • C10N2010/00Metal present as such or in compounds
    • C10N2010/04Groups 2 or 12
    • 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
    • C10N2030/00Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/68Shear stability
    • 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/66Special parts or details in view of lubrication
    • F16C33/6637Special parts or details in view of lubrication with liquid lubricant
    • F16C33/6688Lubricant compositions or properties, e.g. viscosity

Definitions

  • the present invention relates to a lubricant composition, and more particularly to a lubricant composition having a high load resistance in which a lignin compound derived from an alkali treatment is dispersed.
  • Lubricant is used to reduce friction on the machine contact surface. In recent years, with the harsh lubrication environment, higher performance of the lubricant is required.
  • MoS 2 molybdenum disulfide
  • graphite graphite
  • ZnDTP zinc dialkyldithiophosphate
  • Non-Patent Documents 8 and 9 there is a demand for lubricants using renewable resources that have good raw material supply stability and are environmentally friendly.
  • the lignin sulfonic acid metal salt is a compound derived from a lignin-containing material containing natural lignin by a sulfurous acid method in which high-temperature and high-pressure treatment is performed using sulfurous acid or calcium hydrogensulfite. Specifically, in the production process by the sulfite reaction system, first, the benzyl position of natural lignin is cleaved, and a sulfone group is introduced (sulfonated) at the benzyl position.
  • the obtained lignin derivative is a water-soluble compound and is dissolved in the reaction solution, and a part of the natural lignin dissolved in the reaction solution reacts with the thiosulfate ion of the lignin derivative to form a sulfide bond. Is done.
  • the lignin sulfonic acid metal salt derived in this manner is known to have a microgel structure, and is used as a dispersant for concrete and pigment, and as a soil modifier.
  • the lubricant added with the lignin sulfonic acid metal salt has a problem that the shear stability is not good. For this reason, for example, when a lubricant is applied to a mechanical mechanism such as a sliding member to which mechanical shear is constantly applied, the form of the grease deteriorates due to the shear, and stable and high resistance is obtained over a long period of time. The load performance cannot be maintained.
  • the present invention has been proposed in view of such circumstances, and uses environmentally conscious components to have high load-bearing performance and shear stability. It is an object of the present invention to provide a lubricant composition capable of maintaining load bearing performance.
  • a lignin compound obtained by subjecting a natural lignin-containing material (lignin-containing material) such as a herbaceous or woody plant resource to an alkali treatment.
  • lignin-containing material such as a herbaceous or woody plant resource
  • the lubricant composition according to the present invention is characterized in that a grease base contains a lignin compound derived from an alkali treatment of a lignin-containing material.
  • the lignin compound is preferably herbaceous soda lignin or kraft lignin.
  • the lubricant composition contains the lignin compound in a proportion of 1 to 30% by mass.
  • the grease base further contains a lignin sulfonic acid metal salt derived by a sulfurous acid method.
  • the lubricant composition according to the present invention has high load resistance (extreme pressure property) and shear stability. And according to such a lubricant composition, in a lubricated member to which a lubricant is applied, even under an environment where mechanical shear is applied, a high load-bearing performance is maintained over a long period of time, thereby extending the mechanical life. Can be made. Moreover, since this lubricant composition contains a lignin compound derived from natural resources, it is extremely effective as a resource utilization.
  • Lubricant composition The lubricant composition according to the present embodiment has high load resistance and shear stability, and when the lubricant composition is applied to various mechanisms such as construction machinery, constant velocity joints, and bearings. This makes it possible to stably maintain a high load-bearing performance over a long period of time, and to realize a long life of these various mechanisms.
  • this lubricant composition is characterized in that a grease base contains a lignin compound derived from an alkali treatment of a lignin-containing material.
  • the grease base refers to a mixture containing a thickener and optionally an additive with respect to the base oil.
  • the base oil is the main component of the grease base, and those conventionally used in general can be used.
  • specific examples include synthetic oils such as paraffinic and naphthenic mineral oils, synthetic hydrocarbon oils, ester oils, fluorine oils, and silicone oils.
  • the thickener constituting the grease base is a material necessary for retaining the oil, and those conventionally used in general can be used.
  • Thickeners can be broadly classified into soap and non-soap systems. Examples of soap systems include lithium soap, lithium composite soap, calcium soap, calcium composite soap, aluminum soap, and aluminum composite soap. Examples thereof include urea, sodium terephthalate, fluororesin, organic bentonite, and silica gel. These thickeners can be used alone or in combination of two or more.
  • the blending ratio of the base oil and the thickener in the grease base is not particularly limited, and can be arbitrarily determined to obtain a desired grease hardness.
  • the base oil ratio can be reduced to increase the grease hardness, while the base oil ratio can be increased to increase the grease hardness.
  • the grease base may be added to various additives generally used in the lubricating oil and grease fields, for example, an antioxidant, a corrosion inhibitor, a rust inhibitor, and an antifriction wear additive.
  • an agent, an extreme pressure additive, an oily agent, a solid lubricant and the like can be added and blended.
  • the lignin compound is a condensed organic polymer compound derived from a herbaceous or woody plant containing natural lignin as a raw material (lignin-containing material) and subjected to alkali treatment on the lignin-containing material (
  • lignin compound derived by alkali treatment of the lignin-containing material
  • This lignin compound is a by-product produced in the manufacture of paper / pulp and bioethanol.
  • This lignin compound has been studied for conversion to aromatic raw materials, application to carbon-based materials, application to phenolic resins, adhesives, and the like (see, for example, Non-Patent Documents 1 and 2). .
  • Natural lignin exists in cell walls of plants and forms a strong interpenetrating polymer stitch (IPN) structure with cellulose microfibrils, and its IPN structure is a low molecular weight in pulp production and bioethanol production. To be released.
  • Various methods are known for releasing the IPN structure of natural lignin (see, for example, Non-Patent Documents 3 to 5). Among them, by using a method of subjecting a lignin-containing material to an alkali treatment, the IPN structure of natural lignin is released, and a condensation reaction by a low molecular chain generated by the release occurs. It becomes a polymer compound (lignin compound) in which a simple network polymer is formed.
  • the alkali treatment refers to a method of treating under high temperature and high pressure conditions using an aqueous alkali solution such as sodium hydroxide, as will be described in detail later.
  • Condensation self-condensation refers to the C—C bond between the aromatic nuclei of the primary molecular chain and the cleaved benzyl position or S by the primary molecular chains of natural lignin released (decomposed) by natural lignin with alkali. This refers to a binding reaction (secondary reaction) via an S bond or the like.
  • a lignin-containing material containing natural lignin is treated with alkali
  • the IPN structure in the molecule of the natural lignin is released to generate primary molecular chains, and the decomposed primary molecular chains cause self-condensation.
  • a polymer compound (lignin compound) having an advanced network polymer that is structurally hardened and imparted durability is generated by the C—C bond based on this condensation.
  • a sulfur-based bond is a flexible bond having a longer interatomic distance than a C—C bond, so that a network polymer that is durable and flexible is formed.
  • the lignin sulfonic acid metal salt is a compound derived by treating a lignin-containing material by a sulfite method (using sulfite or bisulfite) instead of the alkali treatment using the alkaline aqueous solution as described above.
  • a sulfone group is introduced at the cleaved benzyl position before the primary molecular chains of the released natural lignin self-condensate. Not formed. Even if a condensation reaction occurs, there is very little probability, and a network polymer that is structurally hard and has durability and the like does not occur unlike a lignin compound derived by alkali treatment.
  • a lignin compound derived from such an alkali treatment is contained in the grease base. Then, the durable and flexible advanced network polymer which the lignin compound has becomes bound to the gap of the thickener constituting the grease base.
  • the lignin compound comes to have a solid lubricant-like action to relieve the extreme pressure state of the grease base. It has high load resistance and exhibits excellent lubrication performance equivalent to or better than conventional grease added with extreme pressure agent and grease added with solid lubricant such as molybdenum disulfide.
  • a lubricant composition containing a lignin compound derived by such alkali treatment has a very advantageous effect of having shear stability. This is also considered to be due to the fact that the lignin compound has an advanced network polymer having durability based on a strong structure as described above. Therefore, for example, even when a lubricant is applied to a mechanical mechanism in which mechanical shear is constantly applied, such as a sliding member, it exhibits high stability without causing a change in grease form (change in consistency, etc.). In addition, a high load bearing performance can be maintained over a long period of time.
  • a lignin compound is an environmentally friendly polymer that can be derived from any plant such as a tree plant or a herbaceous plant, the supply stability as a raw material is high, and the cost of the lubricant composition is high. Can be effectively reduced and the load on the environment can also be reduced.
  • plant resources are used, the social significance of effective use of resources is great, and it can greatly contribute to the formation of a resource recycling society.
  • lignin compound derived by alkali treatment of lignin-containing material soda lignin induced by treatment using only an alkaline aqueous solution such as sodium hydroxide, alkaline aqueous solution such as sodium hydroxide and sodium sulfide Kraft lignin derived from a treatment using (sodium sulfide-containing alkaline aqueous solution) is preferable.
  • derived by an alkali treatment can be made to contain in a grease base individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • the content of the lignin compound induced by the alkali treatment is not particularly limited, but it is preferably contained in the lubricant composition at a ratio of 1 to 30% by mass, and has a higher load resistance (extremely high). Pressure) and the stability of the grease composition, it is more preferably contained in a proportion of 3 to 20% by mass, particularly preferably 5 to 10% by mass. If the content is less than 1% by mass, the load bearing performance may not be sufficiently improved. On the other hand, if the content exceeds 30% by mass, it may become a paste, and a good lubricating environment may not be formed.
  • a lignin sulfonate metal salt such as calcium lignin sulfonate or sodium lignin sulfonate can be mixed together with a lignin compound derived by alkali treatment.
  • lignin compounds such as soda lignin and kraft lignin and lignin sulfonic acid metal salt are mixed and contained, thereby providing a synergistic effect on load bearing performance, and high load bearing performance with a small amount of each added. It can be demonstrated.
  • the network polymer of the lignin compound bound to the gap between the thickeners constituting the grease base has the effect of relaxing the extreme pressure state of the grease and is high. It is considered that the reaction of the reactive lignin sulfonic acid metal salt is delayed to increase the stability of the lignin sulfonic acid metal salt.
  • lignin compounds derived by alkali treatment of the lignin-containing material added to the grease base in the lubricant composition according to the present embodiment, the soda lignin (herbaceous soda lignin) described above is used. The craft lignin will be described.
  • Herbaceous soda lignin Soda lignin is derived from a lignin-containing material such as a herbaceous plant containing natural lignin by high-temperature and high-pressure treatment (soda cooking method) using only an alkaline aqueous solution such as sodium hydroxide. It is a compound (for example, refer nonpatent literature 4). Therefore, soda lignin does not contain a sulfur component.
  • the soda cooking method is suitably used for pulping herbaceous resources having a loose cell wall structure and a small primary molecular chain of natural lignin, such as bamboo, inawara, wheat straw, oil palm air bunch, coconut fiber, cucumber, etc.
  • Soda lignin (hereinafter referred to as “herbaceous soda lignin”) is obtained by acidifying the resulting black liquor.
  • the herbaceous soda lignin is a section obtained by acidifying and precipitating the black liquor obtained by releasing, converting, and extracting the molecular chain of the herbaceous plant-containing natural lignin by alkali treatment using an alkaline aqueous solution.
  • a condensed structure is formed by primary molecular chains of degraded natural lignin at the end of the reaction by treatment with an aqueous alkali solution such as sodium hydroxide. Resulting in the formation of advanced network polymers. That is, self-condensation occurs between the decomposed primary molecular chains to form a C—C bond, and a highly network polymer having structural durability and durability is formed.
  • the molecular weight of the herbaceous soda lignin is not particularly limited as long as it is condensed with an alkali treatment to form a polymer.
  • a molecular weight of about 1,000 to 100,000 can be used.
  • Kraft lignin Kraft lignin is derived from lignin-containing materials such as tree-based (woody) plants containing natural lignin by high-temperature and high-pressure treatment (kraft cooking) using an aqueous alkali solution such as sodium hydroxide and sodium sulfide.
  • Lignin compound see, for example, Non-Patent Document 6
  • this kraft lignin is a segment obtained by acidifying and precipitating the black liquor obtained by releasing, converting and extracting the molecular chain of natural lignin by alkali treatment using an aqueous sodium sulfide-containing alkaline solution.
  • kraft cooking involves, for example, immersing a wood chip, which is a lignin-containing material, in an alkaline aqueous solution containing sodium sulfide, and performing an alkali treatment for 1.5 hours under a temperature condition of 170 ° C. in a closed system.
  • a wood chip which is a lignin-containing material
  • alkaline aqueous solution containing sodium sulfide an alkali treatment for 1.5 hours under a temperature condition of 170 ° C.
  • One is the cleavage of benzyl aryl ether and the formation of quinone methide accompanying the electron transfer of the phenolic hydroxyl group in the benzyl aryl ether structure having a phenolic hydroxyl group.
  • the other is an addition reaction of hydrogen sulfide ion to the quinone methide structure accompanied by cleavage of ⁇ -O-4 bond.
  • cleavage at the ⁇ -position proceeds by a reaction involving an adjacent group in the hydroxide ion at the ⁇ -position.
  • this alkali treatment it is also known that an alcohol at the ⁇ position is oxidized to be converted into a carboxylic acid, and a carbonyl group is present at the ⁇ position (see, for example, Non-Patent Document 6).
  • the molecular weight of kraft lignin is not particularly limited as long as it is condensed with an alkali treatment to form a polymer.
  • a molecular weight of about 1,000 to 100,000 can be used.
  • the lubricant composition according to the present embodiment contains a lignin compound derived from an alkali treatment of a lignin-containing material in a grease base.
  • This lubricant composition can be produced by a well-known general method as in the case of conventional lubricant compositions.
  • a base oil and a thickener such as a metal soap are kneaded to prepare a grease base, and the resulting grease base is induced by an alkaline treatment of herbaceous soda lignin or kraft lignin.
  • the lubricant composition containing these lignin compounds can be obtained by adding and dispersing the lignin compound to be dispersed, adding various additives as necessary, and kneading.
  • the lignin compound When the lignin compound is added to the grease base and dispersed, it is not particularly limited, but it can be added as a solution in which the lignin compound is dissolved in an appropriate organic solvent.
  • kraft lignin when kraft lignin is used as the lignin compound, for example, since kraft lignin does not dissolve in an organic solvent as it is because of molecular association, pretreatment with a silylating agent such as trimethylsilylacetamide is preferable. .
  • the kneading treatment can be performed using a known stirring / dispersing apparatus such as a universal stirrer, a homogenizer, a colloid mill, and a roll mill.
  • a stirring / dispersing apparatus such as a universal stirrer, a homogenizer, a colloid mill, and a roll mill.
  • it is not restricted to adding and kneading each component in order as mentioned above, You may make it knead
  • Example> Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.
  • the herbic soda lignin (A), kraft lignin (B), or these lignin compounds ((A) or (B )) And lignin sulfonic acid calcium salt were further blended, mixed, dispersed using a three-roll mill, mixed and defoamed to produce a grease composition.
  • the calcium lignin sulfonate used for complexing with the metal salt of lignin sulfonate was “calcium lignin sulfonate (trade name)” manufactured by Sigma-Aldrich Japan Co., Ltd.
  • Comparative Examples 1 to 6 In Comparative Example 1, the same grease base as in the example was used at 100% by mass. In Comparative Example 2, a grease composition (Sumigres EP No. 2, manufactured by Sumiko Lubricant Co., Ltd.) obtained by adding an extreme pressure agent or the like to the same thickener component as in the example was used. In Comparative Example 3, a grease composition (Morillitum S Grease No. 2, manufactured by Sumiko Lubricant Co., Ltd.) in which molybdenum disulfide and the like were added to the same thickener component as in the example was used. In Comparative Example 4, a grease composition was prepared by adding 5.0% by mass of calcium lignin sulfonate to the same grease base as in the example.
  • Comparative Example 5 a lignin sulfonic acid sodium salt was added to the same grease base as in the example at a ratio of 5.0% by mass to obtain a grease composition.
  • Comparative Example 6 a grease composition was prepared by adding calcium lignin sulfonate and sodium lignin sulfonate at a ratio of 2.5% by mass to the same grease base as in the example.
  • lignin sulfonate calcium salt “Lignin sulfonate calcium salt (trade name)” manufactured by Sigma-Aldrich Japan Co., Ltd. was used. Moreover, the lignin sulfonic acid sodium salt used the "lignin sulfonic acid sodium salt (brand name)" by Sigma-Aldrich Japan KK.
  • Table 2 summarizes the results of the load bearing test and the shear stability test.
  • the amount of change in grease consistency before and after the test was measured, and the “+ value” notation indicated that the consistency was higher by that value than before the test. Indicates that the grease has become softer.
  • this change in consistency is a result after a test time of 2 hrs, it was estimated that the grease did not return as it was broken by shearing.
  • Example 9 by mixing the lignin sulfonic acid metal salt with the lignin compound derived from the alkali treatment, a synergistic effect was brought about on the load bearing performance, and the herbaceous system Even if the content of soda lignin and kraft lignin was small, it showed high load bearing performance.
  • the lubricant composition (grease composition) containing a lignin compound derived by alkali treatment has high load resistance (extreme pressure property) and excellent shear stability. It was clearly confirmed. According to such a lubricant composition, even when applied to a mechanical member to which mechanical shear is applied, such as a sliding member, the grease form is maintained with high stability and the load bearing performance is maintained over a long period of time. It turns out that it can be maintained.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

 環境調和型の成分を活用して、高い耐荷重性能を有するとともにせん断安定性を有し、長期間に亘ってその耐荷重性を維持することができる潤滑剤組成物を提供することを目的とする。本発明にかかる潤滑剤組成物は、グリース基剤に、リグニン含有材料をアルカリ処理により誘導されるリグニン化合物を含有してなることを特徴とする。そのリグニン化合物は、草本系ソーダリグニン、クラフトリグニンから選ばれる1種以上である。また、リグニン化合物の潤滑剤組成物中における含有量としては、好ましくは1~30質量%とする。

Description

潤滑剤組成物
 本発明は、潤滑剤組成物に関し、より詳しくはアルカリ処理により誘導されるリグニン化合物を分散させた、高耐荷重性を有する潤滑剤組成物に関する。
 本出願は、日本国において2012年9月24日に出願された日本特許出願番号特願2012-209760を基礎として優先権を主張するものであり、これらの出願を参照することにより、本出願に援用される。
 潤滑剤は、機械の接触面の摩擦を少なくするために使用される。近年、潤滑環境が過酷化する中で、潤滑剤のますますの高性能化が要求されている。
 現在、潤滑剤組成物の主要成分として、無機系固体潤滑剤である二硫化モリブデン(MoS)や、グラファイト、石油系由来原料であるジアルキルジチオリン酸亜鉛(ZnDTP)などが多用されているが、多種多様な潤滑環境に対応するには十分ではない(例えば、非特許文献8、9を参照)。また、今後は、原料の供給安定性が良く、環境にやさしい再生可能資源による潤滑剤が求められている。
 そのなかで、樹木等の天然資源から得られる工業リグニンであって、リグニンスルホン酸カルシウム塩やリグニンスルホン酸ナトリウム塩等の、構造中にスルホン酸基等を有するリグニンスルホン酸金属塩(リグノスルホン酸金属塩)を、潤滑剤用添加剤として利用する方法が提案されている(特許文献1又は2を参照。)。
 リグニンスルホン酸金属塩は、天然リグニンを含むリグニン含有材料から、亜硫酸又は亜硫酸水素カルシウム等を用いて高温高圧処理する亜硫酸法によって誘導される化合物である。具体的に、その亜硫酸反応系による生成過程においては、先ず、天然リグニンのベンジル位が解裂し、そのベンジル位にスルホン基が導入(スルホン化)される。得られたリグニン誘導体は、水溶性化合物であって反応液中に溶解しており、反応液中に溶解した天然リグニンの一部が、そのリグニン誘導体のチオ硫酸イオンと反応してスルフィド結合の形成が行われる。このようにして誘導されるリグニンスルホン酸金属塩は、ミクロゲル構造をとることが知られており、コンクリートや顔料の分散剤、土壌の改質剤として使用されている。
 しかしながら、このリグニンスルホン酸金属塩を添加した潤滑剤では、せん断安定性が良好ではないという問題がある。そのため、例えば摺動部材等の常に機械的なせん断が加わるような機械機構に対して潤滑剤を適用した場合、そのせん断によってグリースの形態が悪化して、長期間に亘って安定的に高い耐荷重性能を維持することができない。
米国特許出願公開2011/0191077号公報 米国特許3249537号公報
Tai、 S.、 J. Nakano and N. Migita、 The Japan Wood Research Society、 13(6)、 257-262(1967) Abe、 I. and M. Funaoka、 The Japan Wood Research Society、 36(7)、 545-552(1990) Meshitsuka、 G.、 K. Kawakami and J. Nakano、 The Japan Wood Research Society、 17(8)、362-367(1971) Mohamad Ibrahim、M.N.、S.B. Chuah and W.D. Wan Rosli、AJSTD、21(1)、57-67(2004) Funaoka、 M. and I. Abe、 Bulletin of the Mie University Forests、 12、 27-39 (1983) Kagino、 T.、 J. Nakano、 A. Ishizu、 T. Ogino and N. Migita、 The Japan Wood Research Society、 9(3)、 85-89(1963) Ishizu、 A.、 O. Oita、 J. Nakano and N. Migita、 The Japan Wood Research Society、 11(3)、 114-121(1965) Fish、 G.、 NLGI SPOKESMAN、 63(9)、14-29 (1999) Risdon、 T. J.、NLGI SPOKESMAN、69(12)、14-17 (2006)
 そこで、本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、環境調和型の成分を活用して、高い耐荷重性能を有するとともにせん断安定性を有し、長期間に亘ってその耐荷重性能を維持することができる潤滑剤組成物を提供することを目的とする。
 本発明者らは、上述した目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、草本系や木質系植物資源等の天然リグニンを含有する材料(リグニン含有材料)をアルカリ処理して得られるリグニン化合物をグリース基剤中に分散させることで、高耐荷重性を有するとともにせん断安定性を有する潤滑剤となることを見出し、本発明を完成させた。
 すなわち、本発明に係る潤滑剤組成物は、グリース基剤に、リグニン含有材料をアルカリ処理して誘導されるリグニン化合物を含有してなることを特徴とする。
 ここで、上記リグニン化合物は、草本系ソーダリグニン又はクラフトリグニンであることが好ましい。
 また、当該潤滑剤組成物中に、上記リグニン化合物を1~30質量%の割合で含有してなることが好ましい。
 また、上記グリース基剤に、亜硫酸法により誘導されるリグニンスルホン酸金属塩をさらに含有することが好ましい。
 本発明に係る潤滑剤組成物によれば、高い耐荷重性(極圧性)を有するとともにせん断安定性を有するものとなる。そして、このような潤滑剤組成物によれば、潤滑剤を塗布した被潤滑部材において、機械的なせん断が加わる環境下でも、長期間に亘って高い耐荷重性能を維持して機械寿命を延長させることができる。また、この潤滑剤組成物では、天然資源から誘導されるリグニン化合物を含有させたものであることから、資源の活用として極めて有効である。
 以下、本発明に係る潤滑剤組成物の具体的な実施形態(以下、「本実施の形態」という。)について、以下の順序で詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において変更が可能である。
 1.潤滑剤組成物
  1-1.グリース基剤について
  1-2.アルカリ処理により誘導されるリグニン化合物について
  1-3.リグニン化合物の具体例
  (1)草本系ソーダリグニン
  (2)クラフトリグニン
 2.潤滑剤組成物の製造方法
 3.実施例
 <1.潤滑剤組成物>
 本実施の形態に係る潤滑剤組成物は、高耐荷重性を有するとともにせん断安定性を有するものであり、建機、等速ジョイント、ベアリング等の各種機構に潤滑剤組成物を適用したときに、長期間に亘って安定的に高い耐荷重性能を維持することを可能にし、これら各種機構の長寿命化を実現するものである。
 具体的に、この潤滑剤組成物は、グリース基剤に、リグニン含有材料をアルカリ処理して誘導されるリグニン化合物を含有してなることを特徴とする。
  <1-1.グリース基剤について>
 先ず、潤滑剤組成物を構成する成分として、グリース基剤とは、基油に対して増ちょう剤と、任意に添加剤を含有させた混合物をいう。
 基油(ベースオイル)は、上述のように、グリース基剤の主成分をなすものであり、従来から一般的に使用されているものを用いることができる。具体的には、例えば、パラフィン系やナフテン系の鉱物油、合成炭化水素油、エステル油、フッ素オイル、シリコーンオイルのような合成油等が挙げられる。
 グリース基剤を構成する増ちょう剤は、油を保持するために必要な素材であり、従来から一般的に使用されているものを用いることができる。増ちょう剤は、石鹸系と非石鹸系とに大別でき、石鹸系としては、例えばリチウム石鹸、リチウム複合石鹸、カルシウム石鹸、カルシウム複合石鹸、アルミニウム石鹸、アルミニウム複合石鹸が挙げられ、非石鹸系としては、例えばウレア、ナトリウムテレフタラート、フッ素樹脂、有機ベントナイト、シリカゲル等が挙げられる。これらの増ちょう剤は、1種単独で又は2種以上を併せて用いることができる。
 なお、グリース基剤における基油と増ちょう剤との配合割合は、特に限定されるものではなく、所望のグリース硬度を得るために任意に定めることができる。例えば、グリース硬度を硬くするためには基油の割合を少なくし、一方で柔らかくするためには基油の割合を多くすることで調整することができる。
 また、このグリース基剤には、必要に応じて、一般的に潤滑油やグリースの分野で使用される各種の添加剤、例えば、酸化防止剤、腐食防止剤、防錆剤、耐摩擦摩耗添加剤、極圧添加剤、油性剤、固体潤滑剤等を添加配合することができる。
  <1-2.アルカリ処理により誘導されるリグニン化合物について>
 次に、リグニン化合物は、天然リグニンを含有する草本系、木本系植物を原料(リグニン含有材料)として、そのリグニン含有材料をアルカリ処理することによって誘導される縮合系有機高分子化合物である(以下、このリグニン含有材料をアルカリ処置して誘導されるリグニン化合物を、単に「リグニン化合物」ともいう。)。このリグニン化合物は、紙・パルプ製造やバイオエタノール製造等において産出される副産物である。なお、このリグニン化合物は、芳香族系原料への変換、炭素系素材への応用、フェノール樹脂及び接着剤等への応用活用が検討されている(例えば、非特許文献1及び2を参照。)。
 天然リグニンは、植物の細胞壁等の中に存在し、セルロースミクロフィブリルと強固な相互侵入高分子編目(IPN)構造を形成しており、パルプ製造やバイオエタノール製造等において、そのIPN構造が低分子に解放される。この天然リグニンのIPN構造の解放のための手法としては、様々な方法が知られている(例えば、非特許文献3~5を参照。)。そのなかで、リグニン含有材料に対してアルカリ処理を施す方法を用いることによって、天然リグニンのIPN構造が解放されるとともに、解放されて生じた低分子の分子鎖による縮合反応が生じ、これにより高度なネットワークポリマーが形成された高分子化合物(リグニン化合物)となる。
 ここで、アルカリ処理とは、詳しくは後述するように、水酸化ナトリウム等のアルカリ水溶液を用いて高温高圧条件で処理する方法をいう。また、縮合(自己縮合)とは、天然リグニンをアルカリによって解放(分解)された天然リグニンの一次分子鎖同士による、一次分子鎖の芳香核と解裂したベンジル位とのC-C結合やS-S結合等を介した結合反応(二次反応)をいう。
 より具体的には、天然リグニンを含有するリグニン含有材料をアルカリ処理すると、その天然リグニンの分子におけるIPN構造が解放して一次分子鎖を生成するとともに、分解した一次分子鎖同士が自己縮合を起こしてC-C結合を形成する。すると、この縮合に基づくC-C結合により、構造的に硬くなって耐久性が付与された高度なネットワークポリマーを有する高分子化合物(リグニン化合物)を生成する。また、例えば後述する硫化ナトリウム含有アルカリ水溶液によるアルカリ処理(クラフト蒸解)では、上述のC-C結合によるネットワーク形成と共に、その反応後期にスルフィド結合やジスルフィド結合の形成が生じる。このような硫黄系の結合は、C-C結合よりも原子間距離が長くフレキシブルな結合であるため、耐久性と共に柔軟性にも富んだネットワークポリマーが形成されるようになる。
 なお、リグニンスルホン酸金属塩は、上述のようなアルカリ水溶液を用いたアルカリ処理ではなく、リグニン含有材料を亜硫酸法(亜硫酸又は亜硫酸水素塩を使用)によって処理することで誘導される化合物である。この亜硫酸法により誘導される化合物では、解放された天然リグニンの一次分子鎖同士が自己縮合する前に、解裂したベンジル位にスルホン基が導入されてしまうため、上述のような高度なネットワークが形成されない。仮に、縮合反応が生じたとしても、極僅かな確率であり、アルカリ処理して誘導されるリグニン化合物のように、構造的に硬く耐久性等を備えたネットワークポリマーは生じない。
 本実施の形態に係る潤滑剤組成物では、このようなアルカリ処理して誘導されるリグニン化合物をグリース基剤に含有させる。すると、そのリグニン化合物が有する、耐久性があって、また柔軟性を備えた高度なネットワークポリマーが、グリース基剤を構成する増ちょう剤の隙間にバインドされるようになる。
 そして、このようにしてリグニン化合物が有する高度なネットワークポリマーがバインドされると、そのリグニン化合物がグリース基剤の極圧状態を緩和させる固体潤滑剤様の作用を奏するようになり、このことにより、従来の極圧剤を添加したグリースや二硫化モリブデン等の固体潤滑剤を添加したグリースと同等以上に、高い耐荷重性を有し、優れた潤滑性能を発揮するようになる。
 また、このようなアルカリ処理により誘導されるリグニン化合物を含有してなる潤滑剤組成物は、せん断安定性を有するという極めて有利な効果がある。このことも、リグニン化合物が、上述のように強度な構造に基づく耐久性を備えた高度なネットワークポリマーを有することによると考えられる。そのため、例えば摺動部材等の常時に機械的なせん断が加わる機械機構に対して潤滑剤を適用した場合でも、高い安定性を発揮してグリース形態の変化(ちょう度変化等)を生じさせずに、長期間に亘って高耐荷重性能を維持することができる。
 さらに、このようなリグニン化合物は、樹木系植物や草本系植物等の何れの植物からも誘導可能な環境調和型高分子であるため、原料としての供給安定性が高く、潤滑剤組成物のコストを効果的に低減させるとともに環境への負荷も低減させることができる。そして、当然の如く、植物資源を活用するものであるため、資源の有効活用としての社会的意義は大きく、資源循環型社会の形成に大きく貢献することができる。
 具体的に、リグニン含有材料をアルカリ処理して誘導されるリグニン化合物としては、水酸化ナトリウム等のアルカリ水溶液のみを用いた処理により誘導されるソーダリグニンや、水酸化ナトリウム等のアルカリ水溶液及び硫化ナトリウム(硫化ナトリウム含有アルカリ水溶液)を用いた処理により誘導されるクラフトリグニンであることが好ましい。
 また、アルカリ処理により誘導されるリグニン化合物は、1種を単独で、又は2種以上を併せて、グリース基剤に含有させることができる。
 また、アルカリ処理により誘導されるリグニン化合物の含有量としては、特に限定されないが、当該潤滑剤組成物中に1~30質量%の割合で含有させることが好ましく、またより高い耐荷重性(極圧性)並びにグリース組成物の安定性の観点を考慮すると3~20質量%の割合で含有させることがより好ましく、5~10質量%の割合で含有させることが特に好ましい。含有量が1質量%未満であると、耐荷重性能が十分に向上しない可能性がある。一方で、含有量が30質量%を超えると、ペースト状になってしまう可能性があり、良好な潤滑環境を形成できなくなることがある。
 また、本実施の形態に係る潤滑剤組成物においては、アルカリ処理により誘導されるリグニン化合物と共に、リグニンスルホン酸カルシウム塩やリグニンスルホン酸ナトリウム塩等のリグニンスルホン酸金属塩を混合させることができる。このようにソーダリグニンやクラフトリグニン等のリグニン化合物と、リグニンスルホン酸金属塩とを混合させて含有させることにより、耐荷重性能に対して相乗効果をもたらし、それぞれ少ない添加量で高い耐荷重性能を発揮させることができる。
 この相乗効果のメカニズムは定かではないが、上述のようにグリース基剤を構成する増ちょう剤の隙間にバインドされたリグニン化合物のネットワークポリマーがグリースの極圧状態を緩和させる作用を奏するとともに、高い反応性のリグニンスルホン酸金属塩の反応を遅らせて、リグニンスルホン酸金属塩の安定性を高めることによると考えられる。
  <1-3.リグニン化合物の具体例>
 次に、本実施の形態に係る潤滑剤組成物においてグリース基剤に添加される、リグニン含有材料をアルカリ処理して誘導されるリグニン化合物の具体例として、上述したソーダリグニン(草本系ソーダリグニン)、クラフトリグニンについて説明する。
 (1)草本系ソーダリグニン
 ソーダリグニンは、天然リグニンを含有する草本系植物等のリグニン含有材料から、水酸化ナトリウム等のアルカリ水溶液のみを用いた高温高圧処理(ソーダ蒸解法)により誘導されるリグニン化合物である(例えば、非特許文献4を参照。)。そのため、ソーダリグニンは、硫黄成分を含まない。
 ソーダ蒸解法は、細胞壁構造が緩く、天然リグニンの一次分子鎖が小さい草本系資源、例えば竹、イナワラ、ムギワラ、油椰子空房、ココナッツ繊維、コウリャン等のパルプ化に好適に用いられ、この処理により得られる黒液を酸性化することでソーダリグニン(以下、「草本系ソーダリグニン」という。)が得られる。つまり、草本系ソーダリグニンは、草本系植物含有天然リグニンの分子鎖を、アルカリ水溶液を用いたアルカリ処理によって解放、変換、抽出して得られた黒液を酸性化して沈殿させた区分である。
 このソーダ蒸解法では、後述するクラフトリグニンを誘導するクラフト蒸解法と同様に、水酸化ナトリウム等のアルカリ水溶液を用いた処理による反応末期において、分解した天然リグニンの一次分子鎖同士による縮合構造の形成が行われ、その結果として高度なネットワークポリマーが形成される。すなわち、分解した一次分子鎖同士による自己縮合が生じてC-C結合が形成され、構造的に硬くなって耐久性を備えた高度なネットワークポリマーが形成される。
 ここで、以下に、草本系植物に含有され、アルカリ水溶液を用いたアルカリ処理(ソーダ蒸解)によってソーダリグニンに誘導される天然リグニンの部分構造式の一例を示す(化学式1)。
 



























Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 また、上記化学式1に示す部分構造式を有する天然リグニンをアルカリ処理することによって誘導される草本系ソーダリグニンの部分構造式の例を示す。
 














Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003






Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 草本系ソーダリグニンの分子量としては、特に限定されるものではなく、アルカリ処理によって縮合してポリマーを形成しているものであればよい。なお、分子量の一例としては、例えば1,000~100,000程度のものを用いることができる。
 (2)クラフトリグニン
 クラフトリグニンは、天然リグニンを含有する樹木系(木質系)植物等のリグニン含有材料から、水酸化ナトリウム等のアルカリ水溶液及び硫化ナトリウムを用いた高温高圧処理(クラフト蒸解)により誘導されるリグニン化合物である(例えば、非特許文献6を参照。)。つまり、このクラフトリグニンは、天然リグニンの分子鎖を、硫化ナトリウム含有アルカリ水溶液を用いたアルカリ処理によって解放、変換、抽出して得られた黒液を酸性化して沈殿させた区分である。
 具体的に、クラフト蒸解は、例えばリグニン含有材料である木材チップを、硫化ナトリウムを含有したアルカリ水溶液に浸漬し、密閉系において170℃の温度条件で1.5時間のアルカリ処理を行う。天然リグニンの分子構造解放パターンとしては、主に2種類あり、1つは、フェノール性水酸基を有するベンジルアリールエーテル構造におけるフェノール性水酸基の電子移動に伴うベンジルアリールエーテルの解裂及びキノンメチドの形成であり、もう1つは、β-O-4結合の解裂を伴う硫化水素イオンのキノンメチド構造への付加反応である。例えば、非フェノール性水酸基を有するベンジルアリールエーテル構造の場合には、α位の水酸化物イオンにおける隣接基関与反応によってβ位の解裂が進行する。また、このアルカリ処理では、γ位のアルコールは酸化を受けてカルボン酸に変換され、α位にカルボニル基が存在するようなることも知られている(例えば、非特許文献6を参照。)。
 そして、このクラフト蒸解においては、ソーダ蒸解と同様に、天然リグニンの分子鎖の解放だけではなく、硫化ナトリウム含有アルカリ水溶液を用いた処理による反応末期において、分解した天然リグニンの一次分子鎖同士による縮合構造の形成が行われ、その結果として高度なネットワークポリマーが形成される(例えば、非特許文献5及び7を参照。)。すなわち、分解した一次分子鎖同士による自己縮合が生じてC-C結合が形成され、また硫化ナトリウムに基づく硫黄系の結合(スルフィド結合やジスルフィド結合)が形成され、構造的に硬くなって耐久性を備えるとともに柔軟性を有した高度なネットワークポリマーが形成される。
 なお、このクラフトリグニンでは、分子の会合によりそのままでは有機溶剤に溶解しない。このことから、クラフト蒸解では、反応後期における一次分子鎖の縮合反応に際し、上述したC-C結合や硫黄系結合のほかに水素結合が形成され、この水素結合も高度なネットワークポリマーの耐久性等に寄与しているものと推測される。
 ここで、以下に、樹木系(木質系)植物に含有され、硫化ナトリウム含有アルカリ水溶液を用いたアルカリ処理(クラフト蒸解)によってクラフトリグニンに誘導される天然リグニンの部分構造式の一例を示す(化学式5)。






































Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 また、上記化学式5に示す部分構造式を有する天然リグニンをアルカリ処理することによって誘導されるクラフトリグニンの部分構造式の例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006








Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 クラフトリグニンの分子量としては、特に限定されるものではなく、アルカリ処理によって縮合してポリマーを形成しているものであればよい。なお、分子量の一例としては、例えば1,000~100,000程度のものを用いることができる。
 <2.潤滑剤組成物の製造方法>
 本実施の形態に係る潤滑剤組成物は、上述したように、グリース基剤に、リグニン含有材料をアルカリ処理して誘導されるリグニン化合物を含有してなる。この潤滑剤組成物は、従来の潤滑剤組成物と同様に周知の一般的な方法により製造することができる。
 具体的には、例えば、基油と金属石鹸等の増ちょう剤とを混練してグリース基剤を作製し、得られたグリース基剤に草本系ソーダリグニンやクラフトリグニンの、アルカリ処理して誘導されるリグニン化合物を添加して分散させ、さらに必要に応じて各種の添加剤を加えて混練することにより、これらリグニン化合物を含有した潤滑剤組成物を得ることができる。
 リグニン化合物をグリース基剤に添加して分散させるに際しては、特に限定されないが、リグニン化合物を適当な有機溶剤に溶解させた溶液として添加することができる。なお、リグニン化合物として、例えばクラフトリグニンを用いる場合、クラフトリグニンは分子の会合があるためにそのままでは有機溶媒に溶解しないことから、例えばトリメチルシリルアセトアミド等のシリル化剤を用いて前処理することが好ましい。
 混練処理においては、例えば万能撹拌機、ホモジナイザー、コロイドミル、ロールミル等の周知の撹拌・分散処理装置を用いて行うことができる。なお、上述のように各成分を順に添加して混練することに限られず、各成分を同時に混練するようにしてもよい。
 <3.実施例>
 以下に本発明についての実施例を説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
 [潤滑剤組成物(グリース組成物)の製造]
 (実施例1~9)
 基油、増ちょう剤(リチウム石鹸)、及び添加剤(酸化防止剤、防錆剤、及び清浄分散剤)を、稠度がNLGI No.2(JIS規格に定められた稠度)程度になるように配合し、コロイドミルで混錬して分散させた。得られたグリース基剤に、下記表1に示す割合(単位は質量%)で、草本系ソーダリグニン(A)、又は、クラフトリグニン(B)、又は、これらリグニン化合物((A)又は(B))と共にさらにリグニンスルホン酸カルシウム塩を配合し、混合後、3本ロールミルを用いて分散処理し、混合・脱泡することによってグリース組成物を製造した。
 なお、草本系ソーダリグニン(A)は、讃岐化成株式会社製の「孟宗竹ソーダリグニン(商品名)」を使用した。また、クラフトリグニン(B)は、シグマアルドリッチジャパン株式会社製の「リグニン、 アルカリ(商品名、別名:リグニン、クラフト)」を使用した。また、リグニンスルホン酸金属塩との複合化に際して使用したリグニンスルホン酸カルシウム塩は、シグマアルドリッチジャパン株式会社製の「リグニンスルホン酸カルシウム塩(商品名)」を使用した。
 (比較例1~6)
 比較例1では、実施例と同じグリース基剤を100質量%で用いた。比較例2では、実施例と同じ増ちょう剤成分に極圧剤等を添加したグリース組成物(スミグリスEP No.2、住鉱潤滑剤株式会社製)を用いた。比較例3では、実施例と同じ増ちょう剤成分に二硫化モリブデン等を添加したグリース組成物(モリリチュームSグリース No.2、住鉱潤滑剤株式会社製)を用いた。比較例4では、実施例と同じグリース基剤にリグニンスルホン酸カルシウム塩を5.0質量%の割合で添加してグリース組成物とした。比較例5では、実施例と同じグリース基剤にリグニンスルホン酸ナトリウム塩を5.0質量%の割合で添加してグリース組成物とした。比較例6では、実施例と同じグリース基剤にリグニンスルホン酸カルシウム塩及びリグニンスルホン酸ナトリウム塩をそれぞれ2.5質量%の割合で添加してグリース組成物とした。
 なお、リグニンスルホン酸カルシウム塩は、シグマアルドリッチジャパン株式会社製の「リグニンスルホン酸カルシウム塩(商品名)」を使用した。また、リグニンスルホン酸ナトリウム塩は、シグマアルドリッチジャパン株式会社製の「リグニンスルホン酸ナトリウム塩(商品名)」を使用した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 [耐荷重性試験、せん断安定性試験、並びにその結果]
 上述の実施例1~9及び比較例1~6のグリース組成物について、耐荷重性試験及びせん断安定性試験を行った。耐荷重性試験としては、ASTM D 2596により規定された方法によりシェル式四球試験を実施した。また、せん断安定性試験としては、実施例3、7、8、比較例1~4、6のグリース組成物について、ASTM D 1831に準拠したロール安定度試験を、試験温度80℃、試験時間2hrsとして実施した。
 下記表2に、耐荷重性試験及びせん断安定性試験の結果をまとめて示す。なお、せん断安定性についてのロール安定度試験では、試験前後におけるグリースちょう度の変化量を測定し、「+数値」表記は試験前に比してその数値分だけちょう度が高くなった、つまりグリースが軟らかくなったことを示す。また、このちょう度変化は、試験時間2hrs後の結果であることから、グリースはせん断によって壊れたまま戻らないものと推定した。




Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
 先ず、耐荷重性試験について、表2に示されるように、リグニン含有材料をアルカリ処理して誘導されるリグニン化合物である草本系ソーダリグニンやクラフトリグニンを含有させた実施例1~9のグリース組成物では、比較例2及び3の従来の極圧剤や固体潤滑剤を含有するグリース組成物と同等以上の耐荷重性能を示した。また、そのリグニン化合物の含有量が多くなるに従って、融着荷重(WL)が大きくなり、その性能が高くなることが分かった。
 さらに、実施例7、実施例9の結果に示されるように、アルカリ処理により誘導されるリグニン化合物と共にリグニンスルホン酸金属塩を混合することによって、耐荷重性能に対して相乗効果をもたらし、草本系ソーダリグニンやクラフトリグニンの含有量が少なくても高い耐荷重性能を示した。
 次に、せん断安定性試験について、アルカリ処理により誘導されるリグニン化合物である草本系ソーダリグニン又はクラフトリグニンを含有させた実施例3、7、8のグリース組成物では、2時間の試験時間が経過してもそのちょう度変化量は少なく、機械的なせん断が加わる環境下においても安定性が高いことが分かった。
 これに対して、リグニンスルホン酸金属塩のみを含有させた比較例4、比較例6では、そのちょう度変化量がそれぞれ「+59」、「+48」と極めて大きくなり、グリースが軟らかくなって、機械的なせん断が加わることによって漏れ(垂れ落ち)の可能性が高くなることが分かった。
 以上の結果から分かるように、アルカリ処理により誘導されるリグニン化合物を含有させた潤滑剤組成物(グリース組成物)では、高い耐荷重性(極圧性)を有するとともに、優れたせん断安定性を有することが明確に確認された。このような潤滑剤組成物によれば、摺動部材等の機械的なせん断が加わる機械部材に適用した場合でも、高い安定性でもってグリース形態を保持し、耐荷重性能を長期間に亘って維持できることが分かった。

Claims (5)

  1.  グリース基剤に、リグニン含有材料をアルカリ処理して誘導されるリグニン化合物を含有してなることを特徴とする潤滑剤組成物。
  2.  上記リグニン化合物は、草本系ソーダリグニンであることを特徴とする請求項1に記載の潤滑剤組成物。
  3.  上記リグニン化合物は、クラフトリグニンであることを特徴とする請求項1に記載の潤滑剤組成物。
  4.  当該潤滑剤組成物中に、上記リグニン化合物を1~30質量%の割合で含有してなることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の潤滑剤組成物。
  5.  上記グリース基剤に、亜硫酸法により誘導されるリグニンスルホン酸金属塩をさらに含有することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の潤滑剤組成物。
PCT/JP2013/075348 2012-09-24 2013-09-19 潤滑剤組成物 WO2014046203A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012209760A JP5704574B2 (ja) 2012-09-24 2012-09-24 潤滑剤組成物
JP2012-209760 2012-09-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014046203A1 true WO2014046203A1 (ja) 2014-03-27

Family

ID=50341507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/075348 WO2014046203A1 (ja) 2012-09-24 2013-09-19 潤滑剤組成物

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP5704574B2 (ja)
WO (1) WO2014046203A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016171275A1 (ja) * 2015-04-24 2016-10-27 花王株式会社 樹脂用添加剤
JP2016204664A (ja) * 2015-04-24 2016-12-08 花王株式会社 樹脂用添加剤
JP2018507948A (ja) * 2015-03-09 2018-03-22 フックス ペイトロルブ エスエー ポリ尿素により増粘され、リグニン誘導体を基材とする潤滑グリースの調製方法、その潤滑グリース、及びその使用

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6265910A (ja) * 1985-09-13 1987-03-25 Nippon Cement Co Ltd 窒化けい素・炭化けい素複合粉末の製造方法
JP2016084483A (ja) * 2016-02-16 2016-05-19 住鉱潤滑剤株式会社 グリース組成物、並びに等速ジョイント
JP2016130318A (ja) * 2016-03-16 2016-07-21 住鉱潤滑剤株式会社 グリース組成物、並びに等速ジョイント

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04331293A (ja) * 1991-05-02 1992-11-19 Yushiro Chem Ind Co Ltd 熱間加工用潤滑剤
JPH05874A (ja) * 1991-02-01 1993-01-08 Nippon Hiryo Kk 植物生育促進剤とその製造方法および植物生育促進剤を含有する肥料
JP2004131672A (ja) * 2002-10-15 2004-04-30 Yamagata Public Corp For The Development Of Industry 紫外線吸収剤
JP2008013448A (ja) * 2006-07-03 2008-01-24 Gifu Prefecture 視神経細胞保護剤

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010006745A1 (de) * 2010-02-02 2011-08-04 Fuchs Petrolub AG, 68169 Schmierfette enthaltend Ligninsulfonat, deren Herstellung und Verwendung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05874A (ja) * 1991-02-01 1993-01-08 Nippon Hiryo Kk 植物生育促進剤とその製造方法および植物生育促進剤を含有する肥料
JPH04331293A (ja) * 1991-05-02 1992-11-19 Yushiro Chem Ind Co Ltd 熱間加工用潤滑剤
JP2004131672A (ja) * 2002-10-15 2004-04-30 Yamagata Public Corp For The Development Of Industry 紫外線吸収剤
JP2008013448A (ja) * 2006-07-03 2008-01-24 Gifu Prefecture 視神経細胞保護剤

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018507948A (ja) * 2015-03-09 2018-03-22 フックス ペイトロルブ エスエー ポリ尿素により増粘され、リグニン誘導体を基材とする潤滑グリースの調製方法、その潤滑グリース、及びその使用
WO2016171275A1 (ja) * 2015-04-24 2016-10-27 花王株式会社 樹脂用添加剤
JP2016204664A (ja) * 2015-04-24 2016-12-08 花王株式会社 樹脂用添加剤
US10717852B2 (en) 2015-04-24 2020-07-21 Kao Corporation Additive for resins

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014065755A (ja) 2014-04-17
JP5704574B2 (ja) 2015-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5704574B2 (ja) 潤滑剤組成物
CN102770513B (zh) 含木质素磺酸盐的润滑脂、其制造及应用
CN102634400B (zh) 一种高性能复合磺酸钙基润滑脂及其制备方法
CN103396865B (zh) 一种环境友好高抗磨润滑油及其制备方法
CN101063061A (zh) 纳米稠化剂润滑脂及其制备方法
WO2005093023A1 (en) A process for meking metal working fluid from heavy alkylate
EP3268455B1 (de) Verfahren zur herstellung von polyharnstoff-verdickten schmierfetten auf basis von lignin-derivaten, derartige schmierfette und deren verwendung
CN102433208A (zh) 环境友好型钢丝拉拔润滑剂及其生产方法
CN102604715A (zh) 一种复合锂基润滑脂组合物及其制备方法
CN1260332C (zh) 全损耗机械润滑油
JP5659390B2 (ja) 潤滑剤組成物
JP5916654B2 (ja) 等速ジョイント用グリース組成物、並びに等速ジョイント
CN102888263A (zh) 一种纳米级高碱度烷基水杨酸钙添加剂制备
JP5889823B2 (ja) 等速ジョイント用グリース組成物、並びに等速ジョイント
JP2016084483A (ja) グリース組成物、並びに等速ジョイント
CN106590898A (zh) 一种含有纳米银抗菌的半合成切削液及其制备方法
CN104862033A (zh) 一种润滑油添加剂
JP2017008218A (ja) 潤滑剤組成物
JPS62185792A (ja) 自動車用ギア油組成物
JP6274435B2 (ja) 潤滑剤組成物
JP2016130318A (ja) グリース組成物、並びに等速ジョイント
JP2019131675A (ja) グリース組成物
CN107474903A (zh) 一种石油添加剂及其制备方法
CN116496828A (zh) 一种环保微量润滑油及其制备方法
CN114657008A (zh) 开式齿轮合成润滑剂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13839450

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13839450

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1