JP5165921B2

JP5165921B2 - グリース組成物

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Publication number: JP5165921B2
Application number: JP2007120236A
Authority: JP
Inventors: 洋介吉澤; 幸橋田; 敏夫新田
Original assignee: Nok Klueber Co Ltd
Current assignee: Nok Klueber Co Ltd
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2007-04-27
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2027-04-27
Also published as: JP2008274140A

Description

本発明は、グリース組成物に関し、詳しくは、アルミニウム−鉄、鉄−鉄摺動下に用いる工作機械用又は電動工具用として適するグリース組成物に関する。

グリースは、自動車、電気機器、建設機械、情報機器、産業機械、工作機械などの各種機械およびそれらを構成する各部品の潤滑に広く使われている。

近年、これらの機械の高速化、小型化、軽量化、省エネルギー化、長寿命化、環境や人への負荷が少ないことなどが求められている。これに伴い、前記機械に使用されるグリース組成物への要求も年々多岐にわたり、これらの要求を全て満足させることが要求されている。

例えば、ハンマードリル、インパクトドライバーなどの電動工具は、上記のような観点より、摺動部材としてアルミニウムが使用されている場合が多い。よって、これに使用されるグリース組成物には、鉄およびアルミニウム部材の両部材に対しても良好な摺動特性を得られることを併せもつ必要が生じている。

しかしながら、従来使用されているグリース組成物は、一般用途で使用させている汎用のグリース組成物が転用されている場合が多く、特にアルミニウム部材に対して十分な摺動特性を得られていない。

アルミニウムに対しての摺動特性を改善するための技術として、特許文献１には、アルミニウムの加工用潤滑剤として、酸性リン酸エステルを添加した潤滑剤が提案されており、特許文献２には、亜リン酸エステルを添加した潤滑剤が提案されている。また、特許文献３には、亜リン酸エステルとホスホン酸エステルを添加した潤滑剤が提案されており、特許文献４には、アルミニウムの加工潤滑油として、中性亜リン酸エステルを添加した潤滑油が記載されている。

しかしながら、これらの従来技術に用いられる添加剤は、極圧下での条件では効果がなく、要求特性を満たすことができない。

なお、特許文献５、６及び７には、酸性リン酸エステルアミン塩を用いた潤滑油が記載されているが、増稠剤が配合されておらず、グリース組成物において酸性リン酸エステルアミン塩がいかなる作用をするか明らかでない。
特開昭５４−３６３０３号公報特開昭５７−２３９７号公報特開昭６１−８５４９２号公報特開平７−１８２８４号公報特開平２０００−２５６６９２号公報特開平２００４−０２６９２１号公報特開平２００５−２９０１６１号公報

本発明は、鉄およびアルミニウム部材に対して摺動摩耗を低減し得る、工作機械および電動工具用として適するグリース組成物を提供することを課題とする。

本発明の他の課題は以下の記載によって明らかとなる。

上記課題は以下の各発明によって解決される。

（請求項１）
鉱油および又は合成炭化水素油からなる基油に、金属せっけん及び又は金属複合せっけんからなる増稠剤を１〜４０重量％および酸性リン酸エステルアミン塩を１．５〜１０重量％配合してなり、
摺動部材の一方がアルミニウムである電動工具の当該摺動箇所に用いられることを特徴とするグリース組成物。

（請求項２）
前記酸性リン酸エステルアミン塩を２〜６重量％配合してなることを特徴とする請求項１記載のグリース組成物。

本発明によれば、アルミニウム部材に対して摺動摩耗を低減し得るグリース組成物を提供することができる。また本発明によれば、工作機械および電動工具用として適するグリース組成物を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

本発明のグリース組成物は、基油、増稠剤及び酸性リン酸エステルアミン塩を含む。

本発明に用いられる基油としては、鉱油、合成炭化水素油又は鉱油と合成炭化水素油の混合物を用いることができる。

鉱油としては、パラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油、あるいはこれらを精製した精製鉱油類などの少なくとも１種又は２種以上の混合物を用いることができる。

合成炭化水素油としては、例えばポリ−α−オレフィン、エチレン−α−オレフィン共重合体、ポリブテン、アルキルベンゼン、アルキルナフタレンなどの少なくとも１種又は２種以上の混合物を用いることができる。

本発明に用いられる増稠剤としては、金属石けん、金属複合石けん、有機化ベントナイトやシリカゲルなどの無機系増稠剤、ポリウレアなどのウレア化合物、ポリテトラフルオロエチレンなどの高分子系増稠剤などのうちの１種又は２種以上の混合物が挙げられる。

金属石けんとしては、Ｌｉ石けん、Ｃａ石けん、アルミニウム石けんなどが挙げられ、Ｌｉ石けんでは１２−ヒドロキシステアリン酸やステアリン酸を使用したものなどが挙げられる。また、金属複合石けんでは、Ｌｉ複合石けん、Ｃａ複合石けん、Ｂａ複合石けんなどが挙げられる。

増稠剤はグリース組成物全体の１〜４０重量％の割合で配合され、好ましくは３〜３０重量％の割合で配合される。１重量％未満の配合量ではグリース組成物として軟らかすぎてしまい、一方、４０重量％を越えるとグリース組成物が硬くなりすぎてしまうので潤滑性に劣るものとなってしまう。

本発明のグリース組成物には、酸性リン酸エステルアミン塩を０．５〜１５重量％配合される。

本発明に用いられる酸性リン酸エステルアミン塩は、下記一般式（１）で表される化合物を好ましく用いることができる。

一般式（１）（ＲＯ）_ｎＰＯ（ＯＨ）_{（３−ｎ）}・（ＨＮＲ’_２）_{（３−ｎ）}

一般式（１）において、ｎは１又は２であり、Ｒは炭素数1〜３０の直鎖状又は分岐状のアルキル基（例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基など）、アルケニル基（例えば、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基など）若しくは芳香族基（例えばフェニル基、ナフチル基などのアリール基）である。

ｎ＝２の場合は、ＲＯ基はそれぞれ同じでも、異なっていてもよいが、少なくとも一方が芳香族基であることが好ましい。

また、Ｒ’は炭素数１〜３０の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルケニル基（上記Ｒで挙げたものと同様な基を挙げることができる）である。

酸性リン酸エステルのアミン塩としては、酸性リン酸エステルのメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミンなどが挙げられる。

本発明において、酸性リン酸エステルアミン塩は、グリース組成物全体の０．５〜１５重量％、好ましくは１．５〜１０重量％の割合で配合される。０．５重量％未満では添加剤の能力が十分発揮されず、一方、１５重量％より多いと添加剤の配合量を増加してもアルミニウム摺動部材との耐摩耗性は向上せず経済的に不利である。

酸性リン酸エステルアミン塩を用いることにより他の特性を阻害することなく鉄およびアルミニウム部材の両部材に対して摺動摩耗を低減し得ることができ、耐摩耗性、耐久性に優れたグリース組成物となる。また、摺動部材の一方がアルミニウムの場合に優れた耐摩耗性、耐久性を発揮する。

本発明において、添加剤には、必要に応じ、酸化防止剤、防錆剤、腐食防止剤、油性剤、固体潤滑剤などの従来潤滑剤に使用されている公知の添加剤を用途に応じて配合することができる。

酸化防止剤としては、例えば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）などのフェノール系や、アルキルジフェニルアミン（アルキル基は炭素数４〜２０のもの）、トリフェニルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、フェノチアジン、アルキル化フェニル−α−ナフチルアミン、アルキル化フェノチアジンなどのアミン系酸化防止剤などが挙げられ、単独又は２種以上を混合して用いることができる。

防錆剤としては、例えば、脂肪酸、脂肪酸石けん、アルキルスルホン酸塩、脂肪酸アミン、酸化パラフィン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなどを挙げることができる。

腐食防止剤としては、例えば、ベンゾトリアゾールやベンゾイミダゾール、チアジアゾールなどを挙げることができる。

油性剤としては、例えば、脂肪酸、高級アルコール、多価アルコール、多価アルコールエステル、脂肪族エステル、脂肪族アミン、脂肪酸モノグリセライドなどを挙げることができる。

固体潤滑剤としては、例えば、二硫化モリブデン、グラファイト、窒化ホウ素、窒化シランなどを挙げることができる。

本発明のグリース組成物は、酸性リン酸エステルアミン塩を配合することで、鉄およびアルミニウム部材の両材質に対して摺動摩耗を低減させることができる。

また、極圧条件下においても、鉄およびアルミニウム部材の両材質に対して摺動摩耗を低減させることができる。

また、本発明のグリース組成物を電動工具に用いると、潤滑油にない付着性の良さがあるため、オイルシールなどで漏れ防止をできないアルミニウム−鉄および鉄−鉄の摺動箇所に対しても、摺動摩耗を低減させることができる。これは、本発明のグリース組成物には増稠剤が１〜４０重量％の割合で配合されているため、硬すぎず、軟らかすぎないという性質も持つためである。

本発明のグリース組成物を電動工具に用いると、使用者が電動工具をどのような角度で使用してもグリース組成物が、アルミニウム−鉄および鉄−鉄の摺動箇所に付着しているため、鉄およびアルミニウム部材の両材質に対して摺動摩耗を低減させることができる。

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はかかる実施例によって限定されるものではない。

比較例９
＜配合成分とその配合量＞
（１）基油
ポリ−α−オレフィン
；（イオネスオリゴマーズ社製「ＤＵＲＡＳＹＮ１６６」）
；（１００℃動粘度５．６ｍｍ^２／ｓ）・・・６４重量％
エチレン−α−オレフィン共重合体
；（三井化学株式会社製「ルーカントＨＣ−１００」）
；（１００℃動粘度１００ｍｍ^２／ｓ）・・・２７重量％
（２）増稠剤
Ｌｉ石けん；（勝田化工株式会社製「Ｌｉ−ＯＨＳＴ」）
・・・７．５重量％
（３）添加剤
酸性リン酸エステルアミン塩
；（チバ・スペシャルティー・ケミカルズ株式会社製
「ＩＲＧＡＬＵＢＥ３４９」）
・・・０．５重量％
ジフェニルアミン系酸化防止剤
；（チバ・スペシャルティー・ケミカルズ株式会社製
「ＩＲＧＡＮＯＸＬ５７」）
・・・１重量％

＜グリースの調製＞
上記基油及び増稠剤を混合撹拌釜に配合し、加熱攪拌した。溶融温度まで加熱攪拌した後、冷却を行った。生成したゲル状物質に各種添加剤を加え、攪拌した後、ロールミルに通し、グリース組成物を調製した。

得られたグリース組成物について、混和稠度および耐摩耗性を測定した。その結果を表１に示す。

＜測定方法＞
（稠度）
試験温度：２５℃
試験方法：ＪＩＳＫ２２２０に準拠し、稠度測定を行った。
（耐摩耗性試験）
試験方法：シェル四球試験機を使用し、下記条件下で試験した後の下部試験
球３個の摩耗痕径（単位ｍｍ）を測定した。
試験条件：試験片：上・下部試験球ＳＵＪ２（鋼材）（１／２インチ）、
２０等級
回転数：１２００ｒｐｍ
荷重：４０ｋｇｆ
温度：２５℃
試験時間：６０分
試験条件：試験片：上部試験ＳＵＪ２（鋼材）（１／２インチ）、
２０等級
下部試験Ａ２０１４（アルミニウム材）
（１／２インチ）
回転数：１２００ｒｐｍ
荷重：１０ｋｇｆ
温度：２５℃
試験時間：３０分

比較例１０（増稠剤および酸性リン酸エステルアミン塩の配合量が異なる）
比較例９において、基油に１００℃動粘度８ｍｍ^２／ｓのポリ−α−オレフィン（イオネスオリゴマーズ社製「ＤＵＲＡＳＹＮ１６８」）のみを用い、その配合量を７６重量％とし、増稠剤をＬｉ複合石けんに代え、その配合量を２２重量％にし、添加剤の酸性リン酸エステルアミン塩の配合量を１重量％に代えた以外は比較例９と同様にして、グリース組成物の調製を行い、物性評価を行った。

比較例１１（増稠剤および酸性リン酸エステルアミン塩の配合量が異なる）
比較例９において、基油に１００℃動粘度５．６ｍｍ^２／ｓのポリ−α−オレフィン（イオネスオリゴマーズ社製「ＤＵＲＡＳＹＮ１６６」）５５．２重量％と、１００℃動粘度２０００ｍｍ^２／ｓのエチレン−α−オレフィン共重合体（三井化学株式会社製「ルーカントＨＣ−２０００」）３９．２重量％を用い、増稠剤のＬｉ石けんの配合量を４重量％にし、添加剤の酸性リン酸エステルアミン塩の配合量を１重量％にし、ジフェニルアミン系酸化防止剤の配合量を０．６重量％に代えた以外は比較例９と同様にしてグリース組成物の調製を行い、物性評価を行った。

実施例１（増稠剤および酸性リン酸エステルアミン塩の配合量が異なる）
比較例９において、基油に１００℃動粘度８ｍｍ^２／ｓのポリ−α−オレフィン（イオネスオリゴマーズ社製「ＤＵＲＡＳＹＮ１６８」）のみを用い、その配合量を７０．５重量％とし、増稠剤にＢａ複合石けんを用い、その配合量を２６．５重量％とし、添加剤の酸性リン酸エステルアミン塩の配合量を２重量％に代えた以外は比較例９と同様にしてグリース組成物の調製を行い、物性評価を行った。

実施例２（増稠剤および酸性リン酸エステルアミン塩の配合量が異なる）
比較例９において、基油に１００℃動粘度８ｍｍ^２／ｓのポリ−α−オレフィン（イオネスオリゴマーズ社製「ＤＵＲＡＳＹＮ１６８」）のみを用い、その配合量を８４．５重量％とし、増稠剤にＬｉ複合石けんを用い、その配合量を１２．５重量％とし、添加剤の酸性リン酸エステルアミン塩の配合量を２重量％に代えた以外は比較例９と同様にしてグリース組成物の調製を行い、物性評価を行った。

実施例３（鉱物系基油を用いていること、増稠剤および酸性リン酸エステルアミン塩の配合量が異なる）
比較例９において、基油にパラフィン系鉱油（新日本石油株式会社製「タービンオイル４６」：１００℃動粘度６．８ｍｍ^２／ｓ）のみを用い、その配合量を８２．５重量％にし、増稠剤にＬｉ複合石けんを用い、その配合量を１３．５重量％にし、添加剤の酸性リン酸エステルアミン塩の配合量を３重量％に代えた以外は比較例９と同様にして、グリース組成物の調製を行い、物性評価を行った。

実施例４（基油に鉱物系基油と合成炭化水素油を併用していること、および、酸性リン酸エステルアミン塩の配合量が異なる）
比較例９において、基油に１００℃動粘度５．６ｍｍ^２／ｓのポリ−α−オレフィン（イオネスオリゴマーズ社製「ＤＵＲＡＳＹＮ１６６」）を５４重量％と、パラフィン系鉱油３３．５重量％とを用い、添加剤の酸性リン酸エステルアミン塩の配合量を４重量％に代えた以外は比較例９と同様にして、グリース組成物の調製を行い、物性評価を行った。

実施例５（増稠剤および酸性リン酸エステルアミン塩の配合量が異なる）
比較例９において、基油に１００℃動粘度５．６ｍｍ^２／ｓのポリ−α−オレフィン（イオネスオリゴマーズ社製「ＤＵＲＡＳＹＮ１６６」）のみを用い、その配合量を８８重量％とし、増稠剤のＬｉ石けんの配合量を７重量％にし、添加剤の酸性リン酸エステルアミン塩の配合量を４重量％に代えた以外は比較例９と同様にして、グリース組成物の調製を行い、物性評価を行った。

実施例６（増稠剤および酸性リン酸エステルアミン塩の配合量が異なる）
比較例９において、基油に１００℃動粘度５．６ｍｍ^２／ｓのポリ−α−オレフィン（イオネスオリゴマーズ社製「ＤＵＲＡＳＹＮ１６６」）のみを用い、その配合量を８６重量％とし、増稠剤にＬｉ石けんを用い、その配合量を９重量％とし、添加剤の酸性リン酸エステルアミン塩の配合量を４重量％に代えた以外は比較例９と同様にしてグリース組成物の調製を行い、物性評価を行った。

実施例７（増稠剤および酸性リン酸エステルアミン塩の配合量が異なる）
比較例９において、基油に１００℃動粘度５．６ｍｍ^２／ｓのポリ−α−オレフィン（イオネスオリゴマーズ社製「ＤＵＲＡＳＹＮ１６６」）を４３重量％と、１００℃動粘度４０ｍｍ^２／ｓのエチレン−α−オレフィン共重合体を４２．５重量％用い、増稠剤にＣａ石けんを用い、その配合量を７．５重量％とし、添加剤の酸性リン酸エステルアミン塩の配合量を６重量％に代えた以外は比較例９と同様にしてグリース組成物の調製を行い、物性評価を行った。

比較例１（酸性リン酸エステルアミン塩を用いていないもの）
比較例９において、基油を１００℃動粘度５．６ｍｍ^２／ｓのポリ−α−オレフィン（イオネスオリゴマーズ社製「ＤＵＲＡＳＹＮ１６６」）のみを用い、その配合量を８８重量％とし、増稠剤にウレアを用い、その配合量を８重量％とし、添加剤の酸性リン酸エステルアミン塩をＭｏＤＴＣ（旭電化工業株式会社製「サクラルーブ６００」）に代え、その配合量を３重量％にした以外は比較例９と同様にしてグリース組成物の調製を行い、物性評価を行った。

比較例２（酸性リン酸エステルアミン塩を用いていないもの）
比較例９において、基油に精製鉱油のみを用い、その配合量を８６重量％にし、増稠剤にＣａ石けんを用い、その配合量を８重量％にし、添加剤の酸性リン酸エステルアミン塩をＭｏＤＴＣに代え、その配合量を５重量％にした以外は比較例９と同様にして、グリース組成物の調製を行い、物性評価を行った。

比較例３（酸性リン酸エステルアミン塩を用いていないもの）
比較例９において、基油に１００℃動粘度１．７ｍｍ^２／ｓのポリ−α−オレフィンのみを用い、その配合量を８４重量％とし、増稠剤にＬｉ複合石けんを用い、その配合量を１３重量％とし、添加剤の酸性リン酸エステルアミン塩を酸性リン酸エステルに代え、その配合量を２重量％に代えた以外は比較例９と同様にしてグリース組成物の調製を行い、物性評価を行った。

比較例４（酸性リン酸エステルアミン塩を用いていないもの）
比較例９において、基油に精製鉱油（市販の潤滑油から抽出分離したもの：１００℃動粘度６．８ｍｍ^２／ｓ）のみを用い、その配合量を７０．５重量％にし、増稠剤にＢａ複合石けんを用い、その配合量を２６．５重量％にし、添加剤の酸性リン酸エステルアミン塩を酸性リン酸エステルに代え、その配合量を２重量％にした以外は比較例９と同様にして、グリース組成物の調製を行い、物性評価を行った。

比較例５（酸性リン酸エステルアミン塩を用いていないもの）
比較例９において、基油に１００℃動粘度５．６ｍｍ^２／ｓのポリ−α−オレフィン（イオネスオリゴマーズ社製「ＤＵＲＡＳＹＮ１６６」）のみを用い、その配合量を８８重量％とし、増稠剤のＬｉ石けんの配合量を８重量％にし、添加剤の酸性リン酸エステルアミン塩を、Ｚｎ−ＤＴＰに代え、その配合量を３重量％にした以外は比較例９と同様にして、グリース組成物の調製を行い、物性評価を行った。

比較例６（酸性リン酸エステルアミン塩を用いていないもの）
比較例９において、基油に１００℃動粘度５．６ｍｍ^２／ｓのポリ−α−オレフィン（イオネスオリゴマーズ社製「ＤＵＲＡＳＹＮ１６６」）のみを用い、その配合量を８７重量％とし、増稠剤のＬｉ石けんの配合量を９重量％にし、添加剤の酸性リン酸エステルアミン塩を、ホスホン酸エステルに代え、その配合量を３重量％にした以外は比較例９と同様にして、グリース組成物の調製を行い、物性評価を行った。

比較例７（酸性リン酸エステルアミン塩を用いていないもの）
比較例９において、基油に１００℃動粘度８ｍｍ^２／ｓのポリ−α−オレフィン（イオネスオリゴマーズ社製「ＤＵＲＡＳＹＮ１６８」）のみを用い、その配合量を８６重量％とし、増稠剤としてＣａ石けんを用い、その配合量を１０重量％とし、添加剤の酸性リン酸エステルアミン塩を亜リン酸エステルに代え、その配合量を３重量％にした以外は比較例９と同様にして、グリース組成物の調製を行い、物性評価を行った。

比較例８（酸性リン酸エステルアミン塩を用いていないもの）
比較例９において、基油に１００℃動粘度５．６ｍｍ^２／ｓのポリ−α−オレフィン（イオネスオリゴマーズ社製「ＤＵＲＡＳＹＮ１６６」）のみを用い、その配合量を８６重量％とし、増稠剤のＬｉ石けんの配合量を９重量％とに代え、添加剤の酸性リン酸エステルアミン塩を亜リン酸エステル２重量％およびホスホン酸エステル２重量％に代えた以外は比較例９と同様にして、グリース組成物の調製を行い、物性評価を行った。

上記表１より、酸性リン酸エステルアミン塩を添加した実施例１〜実施例７のグリース組成物は、鉄−鉄の摺動および鉄−アルミニウムの摺動における耐摩耗性試験結果は、共に摩耗痕径が小さく、鉄およびアルミニウムの摺動摩耗を低くするグリース組成物であることがわかる。

また、酸性リン酸エステルアミン塩を添加していない比較例１〜比較例８のグリース組成物は、鉄−鉄の摺動および鉄−アルミニウムの摺動における耐摩耗性試験結果は、片方又は両方の摩耗痕径が大きく、鉄およびアルミニウムの両方の部材に対して摺動摩耗を低くすることができないことがわかる。

Claims

鉱油および又は合成炭化水素油からなる基油に、金属せっけん及び又は金属複合せっけんからなる増稠剤を１〜４０重量％および酸性リン酸エステルアミン塩を１．５〜１０重量％配合してなり、
摺動部材の一方がアルミニウムである電動工具の当該摺動箇所に用いられることを特徴とするグリース組成物。
前記酸性リン酸エステルアミン塩を２〜６重量％配合してなることを特徴とする請求項１記載のグリース組成物。