JPH0631386B2 - 離漿を改良した摺動接点用グリース組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電気スイッチの接点摺動部に用いられるグリー
ス組成物に関するもので、離漿を特に少なくしたグリー
ス組成物に関するものである。

［従来の技術とその問題点］ 従来から電気スイッチの摺動接点部にはグリースが使用
されており、スイッチの滑らかな操作性、耐久性等を保
有するために必要かくべからざるものであるが幾多の問
題点もあげられている。

すなわち 1)接点面のグリース付着量が少なく又はグリースが消失
してしまい接点表面に酸化膜が形成され、それがために
電圧降下が増大してしまう。

2)アークによる接点金属の蒸発、飛散及びグリース炭化
物の絶縁体への付着により絶縁劣化が起る。

3)接点のチャッタリングによって誘起電圧が発生する。

4)基油の種類によってプラスチック製の絶縁体が膨潤し
てまう。

以上のような問題点があげられこれを解決する手段とし
て以下のような特性を有するグリースの開発が要望され
ている。

1)電気アークの発生に際し接点面に高い電圧降下をもた
らす異物を生成しない。

2)電気アーク等の高温下においても接点消耗や摩耗が少
ない。

3)電気アーク等の高温で加熱されても炭化物残渣が少な
い。

4)高温で低い抵抗値を示す負特性を示す抵抗体であり、
接点チャタリングによっても誘起電圧を発生させない。

5)低温から高温までの広い温度範囲（−30度Ｃ〜150度
Ｃ）で使用可能である。

6)ポリカーボネート、ＡＢＳ等のプラスチックをおかさ
ない。

7)離油度が小さくグリースの経日変化が少ない。

このような特性を満足させるグリース組成物として、ア
ルキレンオキサイド−多価アルコール付加重合オリゴマ
ー及び鎖状炭化水素オリゴマーの混合油をベース油に用
い、有機親油性の第４級アンモニウム塩含有粘土物と高
級脂肪酸のリチウム塩を含有する摺動接点用グリースを
本出願人等が提案した（特開平１−152197号）。

近年になって接点部の機構及び構造がより精密化されよ
り高性能化が要求されてくると、この部分に使用される
グリース類もその性能に合致したよりきびしい性状が求
められてくる。

その中で年々向上を要求される性状にグリースの離漿防
止がある。摺動接点部に塗布されたグリースの中から油
分がニジミでてそれが接点以外の部分にまで抽出し汚染
するばかりでなく性能低下をもたらすトラブルが生じる
ため、このようなおそれのない、すなわち離漿の少ない
グリース組成物が強く要望されてくる。

本発明はこのような要望をみたす目的で摺動接点の潤滑
に対しより有効な性能を保持しつつ離漿のより少ないグ
リース組成物を提供する。

［問題点を解決するための手段］ 本発明に係る摺動接点用グリース組成物は次のように構
成したことを特徴とする。

すなわち、アルキレンオキサイド−アルコール付加重合
オリゴマー80〜95重量部及び鎖状炭化水素オリゴマー５
〜20重量部からなる基油100重量部、有機親油性の第４
級アンモニウム塩含有粘土鉱物５〜20重量部及び高級脂
肪酸のリチウム塩５〜30重量部、アルキレンビス脂肪族
モノカルボン酸アマイド0.2〜20重量部を含有すること
を特徴とする。

本発明に使用するアルキレンオキサイド−アルコール付
加重合オリゴマーは、アルキレンオキサイド、例えばエ
チレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオ
キサイド等から選択される１種もしくはそれ以上の化合
物をアルコールを開始剤として開環重合して作られる。
分子量は通常300〜4000好ましくは1000〜2000である。
特に好適なこの種の付加重合オリゴマーとしては、ポリ
オキシプロピレングリコールモノエーテルが例示され
る。当該ポリオキシプロピレングリコールモノエーテル
は一般に市販されているものを使用することができ、例
えば、三洋化成工業株式会社製造のニューポール（商
標）LBシリーズを挙げることができる。

本発明に使用する鎖状炭化水素オリゴマーとしては、パ
ラフィン系精製鉱油、α−オレフィン重合油、エチレン
・α−オレフィン重合油等が挙げられるが、これらのオ
リゴマーの分子量は通常400〜3000好ましくは500〜1500
である。特に好適なこの種のオリゴマーとしては炭素原
子数６〜12の水素化されたα−オレフィンオリゴマーが
例示される。

α−オレフィン重合油は、一般に使用されているものを
使用することができ、例えば、ブレイオイル カンパニ
ー インコーポレイテッド製造のパオール（商標）やラ
イオン油脂株式会社製造のリポルーボ（商標）を挙げる
ことができる。

本発明に係る基油は、上記のアルキレンオキサイド−ア
ルコール付加重合オリゴマー80〜95重量部及び鎖状炭化
水素オリゴマー５〜20重量部からなる。

当該グリース組成物に用いられる基油の内α−オレフィ
ンオリゴマーが低温特性を保持するために必要である
が、これの配合割合がこの範囲よりも多過ぎると接点の
摩耗量が増し絶縁体への摩耗粉の粘着がみられる。逆に
少なすぎると開閉電力が大きく開閉時アークを発生する
場合はアーク熱による基油の炭化物残渣が増し絶縁体に
付着し、絶縁劣化をおこす。このように本発明を構成す
る成分の内２種の基油とそれの混合割合は接点グリース
の特性を発揮する上で重要な役割を演じている。

本発明に係るグリースは、上記のアルキレンオキサイド
−アルコール付加重合オリゴマー80〜95重量部及び鎖状
炭化水素オリゴマー５〜20重量部からなる基油100重量
部あたり、有機親油性の第４級アンモニウム塩含有粘土
鉱物５〜20重量部および高級脂肪酸のリチウム塩５〜30
重量部、アルキレンビス脂肪族モノカルボン酸アマイド
0.2〜20重量部を配合することによって調整される。

グリースの増ちょう剤には従来から金属石けん、無機
系、有機系の増ちょう剤等各種知られている。

金属石けんの金属部分には、ナトリウム、カリウム、カ
ルシウム、バリウム、ストロンチウム、アルミニウム、
リチウムなどが挙げられ、該金属石けんの脂肪酸部分に
は、各種の脂肪酸、または脂肪酸混合物、更に脂肪酸と
他の酸、例えば酢酸、安息香酸、ホウ酸、ジカルボン
酸、サリチル酸などを組み合せたいわゆるコンプレック
ス石けんタイプを挙げることができる。これらの脂肪酸
類は、一般的に動物油脂、植物油、ワックス等に含まれ
るグリセリンエステルを分解して得たもの、あるいは人
工的に生成した鎖状の脂肪酸類である。かかる脂肪酸類
の代表的な例としては、ミリスチン酸、パルミチン酸、
ステアリン酸等の飽和脂肪酸、オレイン酸等の不飽和脂
肪酸、12−ヒドロキシステアリン酸等の脂肪酸を挙げる
ことができる。

本発明は高級脂肪酸のリチウム塩を構成要件とする。高
級脂肪酸のリチウム塩は増稠剤としての効果のほかに、
境界潤滑性を高めるために配合するが、これは絶縁体用
樹脂としてモネラルやガラス繊維等の無機質添加剤を配
合した樹脂を使用する場合があるからである。

このようなチリウム塩としてはステアリン酸リチウム、
12−ヒドロキシステアリン酸リチウム及びステアリン酸
リチウムと12−ヒドロキシステアリン酸リチウムの混合
石けんが特に好適であり、その配合量は上記の基油100
重量部に対して５〜30重量部であって５重量部以下では
接点及び絶縁体の摩耗が劣り、30重量部以上ではグリー
スの塗布性が悪くなる。

無機系増ちょう剤としては、ベントナイト、コロイドシ
リカ、シリカエアロゲル、アルミナ、黒鉛、雲母、タル
ク、クレー、ケイソウ土、第４級アンモニウム塩含有粘
土鉱物などが挙げられる。

また有機系増ちょう剤としては、ウレア系増ちょう剤等
を挙げることができる。その代表的なものに、ジウレア
系、テトラウレア系等が例示できる。この他の有機系増
ちょう剤としては、尿素系、インダンスレン系、フタロ
シアニン系、アメリン系等を挙げることができる。

本発明は有機親油性の第４級アンモニウム塩含有粘土鉱
物を構成要素とする。第４級アンモニウム塩含有粘土鉱
物としては、クニミネ工業株式会社製造のジメチルオク
タデシルアンモニウムモンモリロナイトおよびジメチル
ペンチルオクタデシルアンモニウムヘクトライト、ナシ
ョナルレッドコーポレーション製造のバラゲール（商
標）すなわちモノアルキルベンジルトリアルキルアンモ
ニウムを吸着させた有機ベントナイト、日本有機粘土株
式会社製造のオルガナイト（商標）すなわちジメチルア
ルキルベンジルアンモニウムを吸着させた有機ベントナ
イト等を挙げることができるが、これらは所望により２
種以上併合してもよい。

第４級アンモニウム塩含有粘土鉱物は使用に当り、基油
に加えて十分混合した後に、メチルアルコールを加えて
更に十分混合し、再度加熱して混合物の温度を180度Ｃ
まで高める。これにより、第４級アンモニウム塩含有粘
土鉱物は基油中でよく膨潤する。メチルアルコール以外
には、アセトン、エチルアルコールなども用いられる。

該第４級アンモニウム塩含有粘土鉱物の配合量が５重量
部以下の場合にはグリースに十分な稠度を付与すること
ができず、また20重量部以上になるとグリースの稠度が
増しグリースの塗布性が悪くなると共にこの成分はアー
ク熱の高温にさらされた場合灰分として残り、電気接点
間に残ることもあるので好ましくない。

さらに本発明を特徴づけるものにアルキレンビス脂肪族
モノカルボン酸アマイドがある。ここで、アルキレン基
は炭素数１〜６の２価の炭化水素基であり、脂肪族モノ
カルボン酸は炭素数６〜24の脂肪族モノカルボン酸であ
る。なお脂肪族モノカルボン酸は１分子中に２個ある
が、それらは互いに同じであっても異なっていてもよ
い。この例として、伊藤製油株式会社製造の有機アマイ
ドワックスを挙げることができる。当該有機アマイドワ
ックスは、硬化ひまし油脂肪酸などを原料としている。
なお硬化ひまし油脂肪酸の主成分は12−ヒドロキシステ
アリン酸である。伊藤製油株式会社製造の有機アマイド
ワックスはA-S-A T-300-20AK,A-S-A D-10A,A-S-A T-75F
などの番号を付して市販されており、これらは塗料に添
加すると編目構造を形成し強い揺変性を発揮し、優れた
垂れ防止性能、顔料沈降防止性能を塗料に付与するとい
われている。なおA-S-A T-300-20AKは有効成分20％、溶
剤キシレン−アルコールのペーストであり、A-S-A D-10
Aは有効成分20％、溶剤キシレンのペーストであり、A-S
-A T-75Fは白色微細粉末である。

前述の通り、当該グリース組成物に用いられる基油の内
α−オレフィンオリゴマーは低温特性を保持するために
必要であるが、これの配合割合を多くすると接点の摩耗
量が増し絶縁体への摩耗粉の粘着がみられる。逆に少な
すぎると開閉電力が大きく開閉時アークを発生する場合
はアーク熱による基油の炭化物残渣が増し絶縁体に付着
し、絶縁劣化をおこす。このように本発明を構成する成
分の内２種の基油とそれの混合割合は接点グリースの特
性を発揮する上で重要な役割を演じている。

ところが、このアルキレングリコール系合成油とα−オ
レフィンオリゴマーとは相溶性がないため、このままの
状態である種の増ちょう剤でグリース化すると離漿が多
く、付着性の悪いグリースになってしまう。

又離油が多い事により一方の油が多く流出してしまうと
ゆう現象が生じこれがために配合面でのバランスがくず
れグリースの経日変化による接点不良をおこすトラブル
が発生する要因となる。

これを防止する目的で添加されたものが第４級アンモニ
ウム塩含有粘土鉱物、いわゆるベントナイト系増ちょう
剤で、これを添加する事により相溶性のない２種以上で
ベース油を基油で用いても良好なグリース組成物を生成
できる。但し、この特性をもたせるめにはベントナイト
系増ちょう剤を基油中で膨潤させる必要があり、いわゆ
るベントングリースを生成させないと求める特性がえら
れない。

このような方法で、溶解しない２種以上の油を基油に用
いて良好なグリース組成物を調整するが、より以上に離
漿の少ないグリース組成物を求められた場合これでは充
分な満足が得られない。

そこで当該グリース組成物の離漿現象をさらに少なくす
る目的でアルキレンビス脂肪族モノカルボン酸アマイド
を添加する。

アルキレンビス脂肪族モノカルボン酸アマイドを、当該
グリース組成物に添加するとベントナイト系増ちょう剤
の分散をより良好なものにすると共に基油中に網目構造
を形成し基油をしっかりと保持する。このためグリース
中より離漿する油をアルキレンビス脂肪族モノカルボン
酸アマイドが形成する網目構造が保持し分離を防止する
結果となる。

このようにアルキレンビス脂肪族モノカルボン酸アマイ
ドは、第１にベントナイト系増ちょう剤の分散をよくし
より良好なグリース構造を形成させ、ついでアルキレン
ビス脂肪族モノカルボン酸アマイド自体がしっかりとし
た網目構造を形成する事によりグリースの離油、離漿を
少なくする効果を発揮する。

本発明においては、更に酸化防止剤等各種の添加剤を使
用することができる。

酸化防止剤としては、フェノール系、アミン系、有機酸
系、硫黄化合物系等各種の酸化防止剤が知られており、
いずれも使用可能であるが、中でもフェノール系の2,6
−ジターシャリーブチル−４−メチルフェノールは最も
適している。

潤滑性をさらに向上させるために有機モリブデン化合
物、例えばモリブデンジチオカーバネートを0.1〜５重
量部配合してもよい。

本発明によるグリースには所望によりさらに常套の各種
の添加剤、ポリマー増粘剤等を適宜配合してグリースの
粘土指数や離油度等を調整してもよい。

本発明のグリース組成物はつぎのような方法で調整され
る。ポリオキシプロピレングリコールモノエーテル、α
−オレフィン重合油及びステアリン酸リチウムを十分に
攪拌混合した後、加熱下で混合物の温度が185度Ｃにな
るまで攪拌をつづける。その後加熱を止めて放冷しなが
ら攪拌を続け混合物の温度が60度Ｃになった時点で第４
級アンモニウム粘土鉱物を加えて十分に混合する。よく
まざった時点でメチルアルコールとアルキレンビス脂肪
族モノカルボン酸アマイドを加えてさらに十分に混合し
膨潤を促進させる。その後加熱を開始し混合物の温度が
100度Ｃになった時点で消火する。酸化防止剤等の添加
剤をこの時点で添加した後よく混合しその後室温まで放
冷する。最後に三段ロールによる仕上げ処理を行い製品
をつくり上げる。

［実施例］ 以下本発明の実施例を示して詳細に説明する。なお、本
実施例において使用したポリオキシプロピレングリコー
ルモノエーテルは三洋化成工業株式会社製造のニューポ
ール（商標）LB-625であり、40度Ｃの粘度が約62cSt、1
00度Ｃの粘土が約12cStであって平均分子量が約1200で
ある。α−オレフィン重合油はブレイ オイル カンパ
ニー インコーポレイテッド製造のパオール（商標）−
60であり、約32度Ｃの粘度が約33cSt、100度Ｃの粘土が
約6cStのものである。第４級アルモニウム塩含有粘土鉱
物は日本有機粘土株式会社製造のオルガナイト（商標）
すなわちジメチルアルキルベンジルアンモニウムを吸着
させた有機ベントナイトである。アルキレンビス脂肪族
モノカルボン酸アマイドは伊藤製油株式会社製造の有機
アマイドワックスであり、A-S-A T-300-20AK,A-S-A D-1
0A,A-S-A T-75Fを使用した。

実施例１〜３ 第１表の配合処方により以下の方法で調整した。ポリオ
キシプロピレングリコールモノエーテル、α−オレフィ
ン重合油、ステアリン酸リチウムを十分に攪拌混合した
後加熱下で混合物の温度が185度Ｃになるまで攪拌を続
行する。

温度が185度Ｃになったら加熱をとめて放冷しながら攪
拌を続け混合物の温度が60度Ｃになった時点で第４級ア
ンモニウム塩含有粘土鉱物を加えて十分に混合する。

よくまざった時点でメチルアルコールを加えて少し攪拌
した後アルキレンビス脂肪族モノカルボン酸アマイドを
入れさらに攪拌をつづけ膨潤させる。再度加熱して混合
物の温度が100度Ｃになった時点で加熱を止め、2,6−ジ
ターシャリーブチル−４−メチルフェノールを入れ混合
する。

混合物を室温まで放冷した後三段ロールによる仕上げ処
理に付した。

実施例４ 第１表の配合処方により以下の方法で調整した。ポリオ
キシプロピレングリコールモノエーテル、α−オフレイ
ン重合油、12−ヒドロキシステアリン酸を入れた後直ち
に加熱し攪拌する。85〜95度Ｃで水酸化ナトリウム水溶
液を入れついで脱水工程にいたる。

脱水工程終了後さらに加熱攪拌をつづけ、195度Ｃまで
上げその後加熱を止めて放冷しながら攪拌を続け混合物
の温度が60度Ｃになった時点で第４級アンモニウム塩含
有粘土鉱物を加える。以後は実施例１〜３と同じであ
る。

比較例１〜３ 第１表の配合処方により比較例１は実施例１〜３と同じ
方法で比較例２〜３は通常の方法で調整した。

スイッチの耐久試験を始めとする前記グリースの性質を
第１表に示す。ここで、スイッチの耐久試験は次のよう
にして行った。固定子は中央固定接点とその周囲に90度
間隔をあけて配設した摺動固定接点を有し、回転させる
ことができる。当該固定子の上方に基台に固定した２個
の可動接点を配置し、一方の可動接点の接触面を固定子
の中央固定接点に常時接触させるとともに、他方の可動
接点の接触部を固定子の摺動固定接点と接離させる。な
お、摺動固定接点の両側部にはエアーギャップを設け
る。固定子を回転させることにより、スイッチの開閉が
起り、スイッチの耐久試験が行なわれる。なお、上記接
点には銅接点を使用した。上記のようにして調製した各
々のグリースを固定子の樹脂絶縁体の表面並びに中央固
定接点および摺動固定接点の表面に塗布した（塗布量10
mg／cm²）。試験条件は、スイッチ開閉時に十分な電気
アークを発生させるためにDC24.5V、120W、開閉速度１cm
/secとし、該条件下で５万回転以上の耐久試験を行って
スイッチの耐久性を調べた。試験ＩおよびIIは絶縁体と
してそれぞれミネラル配合ナイロン66樹脂（カオリン／
タルク）（20/20％）およびガラス繊維20％配合不飽和
ポリエステル樹脂を使用したときの評価である。

(a)電圧降下が50mV以下の場合をＡ、それ以上の場合を
Ｂとする。

(b)15mgの可動接点を５万回摺動させたときの接点摩耗
量が2.5mg以下の場合をＡ、それ以上の場合をＢとす
る。

(c)エアーギャップから３mm点の絶縁抵抗が10ＭΩ以上
の場合をＡ、それ以下の場合をＢとする。

(d)接点の数μのチャッタリングによって誘起電圧が発
生しない場合をＡ、誘起電圧が発生する場合をＢとす
る。

(e)−30度Ｃにおける始動トルクおよび回転トルクがそ
れぞれ2000gcm以下および1000gcm以下の場合をＡ、それ
以上の場合をＢとする。

第１表から明らかなように、本実施例に係るグリースは
良好な性質を示す。一方比較例はいずれもニジミ試験の
おいて離油度試験とニジミ試験が劣り、また比較例２、
３は更に上記(b)(c)の結果が劣っていた。

［発明の効果］ 基油に用いているポリオキシプロピレングリコールモノ
エーテルとα−オレフィン重合油は相溶性がなく単に混
合しただけでは分離してしまいこのままの状態でグリー
ス化してもシックナーとの結びつきが悪い方のベース油
が分離してしまう現象がみられる。

これを解決する手段としてベントナイト系増ちょう剤を
組み合わせて使用し、グリースから油が分離する現象を
抑制する方策がある。

しかし使用条件がさらにきびしい箇所ではグリースから
油分が分離する現象を極端にきらうためベントナイト系
増ちょう剤を組み合わせただけのものでは満足できな
い。

本発明のグリース組成物はこのような極端に油分離をき
らう箇所に使用しても満足のゆくものであって、グリー
スの油分離現象を少なくしさらに摺動接点用としての必
要条件を十分にみたすグリース組成物である。

実施例に示したようにアルキレンビス脂肪族モノカルボ
ン酸アマイドを添加する事によりベントナイト系増ちょ
う剤の分散をよくしその結果としてグリース油分離現象
を向上させる事に成功した。

この結果を証明する試験項目に離油度試験とニジミ試験
があるが実施例１〜４と比較例１と比較してみるとわか
るようにいずれも大きな差がみられ本発明の効果が大き
い事が証明される。

しかもグリースとしての一般性及び摺動接点用グリース
としての性能を損う事なく十分にその性能を発揮すると
ゆう優位なグリース組成物である。比較例２〜３はポリ
オキシプロプレングリコールモノエーテル及びα−オレ
フィン重合油を各々単体で使用したものを例示してある
が離油が大きく接点用としての性能も保持しえない事を
示している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 71/08 ＬＱＥ 9167−4Ｊ //(Ｃ１０Ｍ 169/00 105:18 105:04 113:16 117:02 117:04 133:16） Ｃ１０Ｎ 10:02 30:00 Ｚ 8217−4Ｈ 30:08 40:14 50:10

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アルキレンオキサイド−アルコール付加重
   合オリゴマー80〜95重量部及び鎖状炭化水素オリゴマー
   ５〜20重量部からなる基油100重量部、有機親油性の第
   ４級アンモニウム塩含有粘土鉱物５〜20重量部及び高級
   脂肪酸のリチウム塩５〜30重量部、アルキレンビス脂肪
   族モノカルボン酸アマイド0.2〜20重量部を含有するこ
   とを特徴とする離漿を改良した摺動接点用グリース組成
   物。