(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属石けん系増ちょう剤及びウレア系増ちょう剤からなる群から選ばれる少なくとも１種の増ちょう剤と、
基油として、４０℃における動粘度が３００〜１０００ｍｍ2／ｓの鉱物油と、
金属とリンとを含まない硫黄系耐荷重添加剤とを含有し、
前記耐荷重添加剤として少なくとも硫化オレフィンを含有し、グリース燃焼性試験において、900℃で着火しない難燃性グリース組成物。
【請求項２】
さらに、耐荷重添加剤として硫化油脂を含有する請求項１記載の難燃性グリース組成物。
【請求項３】
組成物の全質量を基準として、硫化オレフィンを１〜２０質量％含む請求項１又は２記載の難燃性グリース組成物。
【請求項４】
増ちょう剤がリチウム石けんである請求項１〜３のいずれか１項記載の難燃性グリース組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の難燃性グリース組成物を封入してなる軸受又は歯車。
【請求項６】
製鉄設備用である請求項５記載の軸受又は歯車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は製鉄設備等の軸受や歯車に使用される難燃性グリース組成物に関する。詳しくは、高温のスケール等が飛散して、グリースに着火し、火災が懸念される箇所に使用可能な難燃性グリース組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄設備、鍛造設備などの塑性加工設備の軸受や歯車の潤滑にはグリースが多用されている。しかし、これらの設備は高温に曝されるため、使用済みのグリースが設備の下に垂れ落ちて堆積し、堆積したグリースが高温に曝されたり、スケールが飛散した場合にグリースに着火し、それに起因する火災が問題視されている。このような火災が発生しないよう、通常、垂れ落ちたグリースを人手で除去するが、人が入り難いような狭い場所に垂れ落ちて堆積したグリースの除去は困難である。万一火災が発生したとしても、火災が直ちに発見されれば消火は容易であるが、自動化が進んだ設備では人手が少なく、必ずしも火災が直ちに発見されるとは限らない。火災の発見が遅れると、消火が困難となり、あるいは不可能となることも起こり得る。従って、難燃性及び自己消火性に優れた潤滑グリース組成物が求められている。
難燃性に優れたグリース組成物として、特許文献１および特許文献２には難燃性に有効な粉体を添加したグリースが開示されているが、集中給脂方式で使用すると、添加した粉体により配管及び分配弁内でプラッギングが発生する恐れがある。
特許文献３には、グリースに吸水性ポリマーと水を含ませた難燃性グリース組成物が開示されているが、１００℃を越す高温環境に長時間放置されると、水が蒸発して難燃性が消失してしまう恐れがある。
特許文献４には軟膏缶燃焼試験で自己消火時間が５分以内の自己消火性グリース組成物が開示されている。
他方、製鉄設備に使用される軸受や歯車は通常高荷重、衝撃荷重の条件下で運転されるため、難燃性及び自己消火性だけでなく、軸受や歯車等の損傷を防ぐために、グリース組成物には優れた耐荷重性も同時に求められている。
特許文献５には耐荷重性が優れ、かつ自己消火性に優れるグリース組成物が開示されており、製鉄設備等の火災の減少に大きく貢献したが、更なる安全性の確保のため、より着火し難い自己消火性グリースの要求は後を絶たない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２９９９５５３号
【特許文献２】特開平４−２０２４９７号公報
【特許文献３】特開２００２−１４６３７６号公報
【特許文献４】特許第４２６８７８９号
【特許文献５】特開２００６−２２５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、製鉄設備等の火災の危険性を下げるため、従来のグリース組成物よりも着火温度を高くし、且つ耐荷重性および自己消火性を向上させた難燃性グリース組成物を提供することである。
本発明の他の目的は、上記難燃性グリース組成物を封入した軸受又は歯車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下の難燃性グリース組成物及び軸受又は歯車を提供する。
（１）金属石けん系増ちょう剤及びウレア系増ちょう剤からなる群から選ばれる少なくとも１種の増ちょう剤と、
基油として、４０℃における動粘度が３００〜１０００ｍｍ2／ｓの鉱物油と、
金属とリンとを含まない硫黄系耐荷重添加剤とを含有し、
前記耐荷重添加剤として少なくとも硫化オレフィンを含有する難燃性グリース組成物。
（２）さらに、硫化油脂及びポリスルフィドからなる群から選ばれる少なくとも１種の耐荷重添加剤を含有する上記（１）記載の難燃性グリース組成物。
（３）組成物の全質量を基準として、硫化オレフィンを１〜２０質量％含む上記（１）又は（２）記載の難燃性グリース組成物。
（４）増ちょう剤がリチウム石けんである上記（１）〜（３）のいずれか１項記載の難燃性グリース組成物。
（５）上記（１）〜（４）のいずれか１項記載の難燃性グリース組成物を封入してなる軸受又は歯車。
（６）製鉄設備用である上記（５）記載の軸受又は歯車。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の難燃性グリース組成物は、従来のグリース組成物よりも着火温度が高く、且つ耐荷重性および自己消火性も向上しており、製鉄設備等の火災の危険性が低く、高荷重、衝撃荷重条件下の運転にも耐えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
〔増ちょう剤〕
本発明で使用する増ちょう剤は、金属石けん系増ちょう剤及びウレア系増ちょう剤からなる群から選ばれる少なくとも１種である。
金属石けん系増ちょう剤としては、アルカリ金属石けん（例えば、リチウム石けん、ナトリウム石けん）、アルカリ土類金属石けん（例えば、カルシウム石けん）、複合アルカリ金属石けん（例えば、複合リチウム石けん）、複合アルカリ土類金属石けん（例えば、複合カルシウム石けん）、これらの２種以上の組み合わせが挙げられる。
ウレア系増ちょう剤としては、芳香族ウレア化合物、脂肪族ウレア化合物、脂環式ウレア化合物、これらの２種以上の組み合わせが挙げられる。
金属石けん系増ちょう剤が好ましく、特にリチウム石けんが好ましい。
本発明の組成物中の増ちょう剤の含有量は、所望のちょう度が得られれば良く、例えば、グリース組成物全体に対して好ましくは１〜３０質量％、さらに好ましくは１〜１５％である。
【０００８】
〔基油〕
本発明で使用する基油は、４０℃における動粘度が３００〜１０００ｍｍ2／ｓ、好ましくは４２０〜１０００ｍｍ2／ｓ、さらに好ましくは４８０〜１０００ｍｍ2／ｓの鉱物油である。４０℃における動粘度が３００ｍｍ2／ｓ未満の鉱物油は、後述する軟膏缶燃焼試験で燃焼時間が５分を超えてしまい、自己消火性が低下してしまうことがある。
鉱物油としては、例えば、減圧蒸留残渣油やポリスチレン換算で１０００から３０００の分子量を示す鉱物油を使用することができる。４０℃における動粘度が３００ｍｍ2／ｓ以上であっても、エステル系やフェニルエーテル系といった合成油の場合、コストが多くかかり、製鉄設備用としては適さない。
本発明の組成物中の基油の含有量は、好ましくは５０〜９９質量％、さらに好ましくは８０〜９９％である。
【０００９】
〔耐荷重添加剤〕
本発明で使用する耐荷重添加剤は、金属とリンとを含まない硫黄系耐荷重添加剤であり、下記一般式で示される硫化オレフィンを必須とする。
Ｒ1Ｓ−（Ｓx−Ｒ2−Ｓy）n−Ｒ1
（式中ｘは０または１から２の整数、ｙは１〜３の整数、ｎは１〜１０の整数を表し、Ｒ1およびＲ2はそれぞれ炭素原子数４〜１０の一価または二価のアルキル基またはアルケニル基を表す。）
硫化オレフィンは、公知の方法により合成しても市販品を用いても良い。市販品として、ＡＮＧＬＡＭＯＬ３３（日本ルブリゾール（株））、ＮＡ−ＬＵＢＥ  ＥＰ−５１２０（ＫＩＮＧ ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ社）、ＮＡ−ＬＵＢＥ  ＥＰ−５１３０ＬＣ（ＫＩＮＧ ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ社）等があげられる。
上記耐荷重添加剤としては、硫化オレフィンに加えて、硫化油脂及びポリスルフィド等の金属とリンとを含まない硫黄系耐荷重添加剤をさらに含んでいてもよい。市販の硫化油脂としては、ＤＡＩＬＵＢＥ  Ｓ−３１０ＫＤ（大日本インキ化学工業（株））等があげられる。市販のポリスルフィドとしては、ＴＰＳ−２０（アルケマ（株））等があげられる。
本発明の組成物中の硫化オレフィンの含有量は、好ましくは０．８〜２０質量％、さらに好ましくは１〜１０質量％である。このような範囲で硫化オレフィンを含むことにより、難燃性、耐荷重性が良好であるので好ましい。
更なる金属とリンとを含まない硫黄系耐荷重添加剤を含む場合、本発明の組成物中の前記耐荷重添加剤の含有量の合計は、好ましくは１．０〜２０質量％、さらに好ましくは１．２〜１０質量％である。このような範囲で金属とリンとを含まない耐荷重添加剤を含むことにより、難燃性、耐荷重性が良好であるので好ましい。
〔任意成分〕
本発明の難燃性グリース組成物には、グリース組成物に通常用いられる添加剤、例えば、錆止め剤、酸化防止剤、油性剤などを必要に応じて添加することができる。これらの成分の使用量の合計は、通常０．５〜１０質量％程度、好ましくは１〜５質量％である。
【００１０】
〔錆止め剤〕
錆止め剤を含むことにより、水がかかる場合でも発錆しないグリース組成物を提供することができる。錆止め剤としては、例えばカルボン酸及びその誘導体やスルフォン酸塩などを好適に使用することができる。
【００１１】
〔酸化防止剤〕
酸化防止剤は、グリースの酸化劣化抑制剤として知られている。本発明において使用可能な酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤等が挙げられる。
フェノール系酸化防止剤としては、２,６-ジ-ターシャリーブチル-ｐ-クレゾール（ＢＨＴ）、２,２’-メチレンビス(４-メチル-６-ターシャリーブチルフェノール)、４,４’-ブチリデンビス(３-メチル-６-ターシャリーブチルフェノール)、２,６-ジ-ターシャリーブチル-フェノール、２,４-ジメチル-６-ターシャリーブチルフェノール、ターシャリーブチルヒドロキシアニソール（ＢＨＡ）、４,４’-ブチリデンビス(３-メチル-６-ターシャリーブチルフェノール)、４,４’-メチレンビス(２,３-ジ-ターシャリーブチルフェノール)、４,４’-チオビス(３-メチル-６-ターシャリーブチルフェノール)等があげられる。
アミン系酸化防止剤としては、Ｎ-ｎ-ブチル-ｐ-アミノフェノール、４,４’-テトラメチル-ジ-アミノジフェニルメタン、α-ナフチルアミン、Ｎ-フェニル-α-ナフチルアミン、フェノチアジン等が挙げられる。
【００１２】
〔油性剤〕
さらに油性剤を含むことができる。本発明に使用可能な油性剤としては、高級脂肪酸、高級アルコール、油脂、エステル等があげられる。
【００１３】
本発明の組成物のちょう度は、JIS K 2220に従って測定することができ、好ましくは２２０〜４３０、より好ましくは２６５〜４３０であると、機械設備の集中給脂ではグリースの圧送が容易なので好ましい。
本発明の自己消火性グリース組成物は、グリース組成物の通常の製造方法に従って製造できる。例えば、増ちょう剤として金属石けんを使用する場合、基油中で油脂又は脂肪酸等とアルカリを反応させ、生成した石けんを基油中に加熱分散させるケン化法、既に合成された金属石けんを基油中に加熱分散させる混合法などを用いて製造することができる。増ちょう剤がウレア化合物の場合、基油中で相当するアミンとイソシアネートを反応させ、その後加熱分散させる方法を用いて製造することができる。耐荷重添加剤は、製造工程中に添加することができる。
本発明の難燃性グリース組成物は、集中給脂用として使用するのに好適であり、特に製鉄設備用グリース組成物として使用するのに好適である。
【実施例】
【００１４】
表１及び表２に示す増ちょう剤、基油、耐荷重添加剤を、各表に示す量（質量％）で使用して実施例及び比較例のグリース組成物を製造し、燃焼性及び耐荷重性を評価した。なお、基油の４０℃における動粘度は、JIS K 2283に準じて測定した。
１．難燃性の評価
実施例及び比較例のグリース組成物の難燃性（着火温度及び自己消火性）はグリース燃焼性試験により評価した。
燃焼性は、グリース組成物２０ｇを内径６５ｍｍ、深さ１３ｍｍの筒型の金属容器（軟膏缶）に入れ、これに各温度（９００、９５０℃）に加熱した鋼球（直径１９．０５mm）を入れ、着火の有無、及び着火した場合の燃焼が終わるまでの時間を計測した。燃焼時間が３００秒を越えた場合は自己消火性なしと判断して消火し、試験を中止した。
【００１５】
２．耐荷重性の評価
本発明の難燃性グリース組成物の耐荷重性はASTM  D２５９６で評価した。
３．総合判定
次の内容を全て満たす場合に合格（○）とした：
難燃性評価はグリース燃焼性試験において、900℃で着火しないこと；
自己消火性評価は300秒以内に自己消火すること；及び
耐荷重性評価はASTM D２５９６で融着荷重が2452N以上であること。
【００１６】
【表１】
0005557240.tif 000002
【００１７】
【表２】
0005557240.tif 000003
【００１８】
Li石けん：ヒドロキシステアリン酸リチウム
脂肪族ウレア：４,４’−ジフェニルメタンジイソシアネートとオクチルアミンを付加反応させて得られるウレア化合物
硫化オレフィンＡ：ＡＮＧＬＡＭＯＬ３３（日本ルブリゾール（株））
硫化オレフィンＢ：ＮＡ−ＬＵＢＥ  ＥＰ−５１２０（ＫＩＮＧ ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ社）
硫化油脂：ＤＡＩＬＵＢＥ  Ｓ−３１０ＫＤ（大日本インキ化学工業（株））
【００１９】
比較例１及び２の組成物は、それぞれ、高粘度鉱物油に代えて中粘度鉱物油を使用したこと以外は実施例２及び５の組成物と同じであるが、自己消火性に劣る。（耐荷重性は同等以上）
比較例３の組成物は、硫化オレフィンを含まないため、難燃性、耐荷重性に劣る。
比較例４の組成物は、耐荷重添加剤として、硫化オレフィンＡに代えてＺｎＤＴＣを使用したこと以外は実施例２の組成物と同じであるが、難燃性に劣る。（耐荷重性は同等以上）