(57)【要約】【課題】本発明の目的は、耐熱性、耐荷重能及び焼付き潤滑寿命に優れたグリース組成物を提供することにある。【解決手段】本発明は、基油及び増ちょう剤を少なくとも含有するグリース組成物であって、前記基油が、芳香族エステル油又はチオエーテル油の少なくとも一種であり、前記増ちょう剤が、カルシウム・スルフォネート・コンプレックスであることを特徴とするグリース組成物を提供する。また、本発明は、該グリース組成物を封入したことを特徴とする転がり軸受を提供する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基油及び増ちょう剤を少なくとも含有するグリース組成物であって、前記基油が、芳香族エステル油又はチオエーテル油の少なくとも一種であり、前記増ちょう剤が、カルシウム・スルフォネート・コンプレックスであることを特徴とするグリース組成物。
【請求項２】
前記カルシウム・スルフォネート・コンプレックスが、カルシウム・スルフォネート及び炭酸カルシウムを少なくとも含むとともに、カルシウム・ジベヘネート、カルシウム・ジステアレート、カルシウム・ジヒドロキシステアレート、ホウ酸カルシウム及び酢酸カルシウムからなる群より選ばれる少なくとも２種の成分を含んでなる、請求項１記載のグリース組成物。
【請求項３】
前記カルシウム・スルフォネート・コンプレックスの含有量が、２０〜４０重量％である、請求項１又は２記載のグリース組成物。
【請求項４】
前記芳香族エステル油がトリメリット酸エステルであり、前記チオエーテル油がジフィニルスルフィドの炭化水素置換体である、請求項１〜３の何れかに記載のグリース組成物。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載のグリース組成物を封入したことを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、耐熱性、耐荷重能及び焼付き潤滑寿命に優れたグリース組成物に関し、詳しくは、耐熱性、耐荷重能、耐水性及び耐久性が要求される製鉄用機械、建設用機械、及び自動車等の過酷な荷重のかかる回転、摺動機構に係る潤滑個所に使用されるグリース組成物並びにそれを用いた高性能な転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の機械技術の進歩に伴い、機械装置は小型軽量化・高速回転化の傾向が著しい。そのため、ベアリングやギヤー等の機械部分は従来にも増して、高温化の傾向にある。一方、最近の省資源化・省力化の要望から、機械装置はメンテナンスフリー化が進展している。そのため、これら機械装置に使用されるグリースも従来にも増して、高温に対する耐熱性・長寿命性が要求されている。これらの機械装置の中でも、圧延機のワークロール、建設機械、自動車ホイールベアリング等は常に水分と接触しながら稼動しているため、高い耐水性、耐荷重能及び耐久性が要求される。
【０００３】
現在、高温用グリースとしては、Ｃａ、Ａｌ及びＬｉコンプレックスの金属石けん系のものや、ポリウレア系、テレフタラメート及びＰＴＦＥ等の有機系、及びベントナイト等の無機系のもの等がある。しかし、これらのグリースについては、それぞれ短所がある。例えば、金属石けん系のコンプレックスグリースは、多量の水分を含有すると、グリース構造の維持ができない。また、ポリウレア系のグリースでは、硬化現象が起こる。テレフタラメートでは油分離が大きく、ベントナイトでは潤滑性、防錆性が悪い等の欠点がある。更に、ウレアグリース等は、それ自体では防錆性に乏しく、防錆添加剤を添加する必要がある。
【０００４】
また、特公平５−８７６０号公報に開示される、耐水性、防錆性、耐熱性及び耐荷重能を満たすグリースとして、炭酸カルシウムを含有するカルシウム・スルフォネート・コンプレックスを増ちょう剤として含むグリースが知られている（特許文献１）。しかし、従来より使用されているカルシウム・スルフォネート・コンプレックスグリースは、基油として鉱油を使用しており、高温での耐熱性や焼付き潤滑耐久性に欠けるという問題点があった。
【０００５】
尚、グリース用の耐熱性に優れた基油としては、ポリフェニルエーテル油、シリコーン油、フッ素油等が知られているが、これらのポリフェニルエーテル油、シリコーン油、フッ素油は、非常に高価であり、特にシリコーン油やフッ素油は、一般的に潤滑性が悪い。
【０００６】
【特許文献１】
特公平５−８７６０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、耐熱性、耐荷重能及び焼付き潤滑寿命に優れたグリース組成物を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意研究した結果、カルシウム・スルフォネート・コンプレックスグリースの耐水性、防錆性、耐熱性及び耐加重能に優れた性能を更に向上させるべく、該コンプレックスと特定の合成油からなる基油と組み合わせたグリース組成物が、格段に良好な性能を有しており、前記目的を達成し得ることの知見を得た。
【０００９】
本発明は、前記知見に基づきなされたもので、基油及び増ちょう剤を少なくとも含有するグリース組成物であって、前記基油が、芳香族エステル油又はチオエーテル油の少なくとも一種であり、前記増ちょう剤が、カルシウム・スルフォネート・コンプレックスであることを特徴とするグリース組成物を提供するものである。本発明のグリース組成物は、かかる構成からなるため、耐熱性、耐荷重能及び焼付き潤滑寿命に優れた効果が得られる。
【００１０】
また、本発明は、前記グリース組成物を封入したことを特徴とする転がり軸受を提供するものである。本発明の転がり軸受は、かかる構成からなるため、耐熱性、耐荷重能、耐水性及び耐久性を有する高性能なものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
〔グリース組成物〕
以下、本発明のグリース組成物について、その好ましい実施形態に基づき詳細に説明する。
【００１２】
本発明のグリース組成物に使用される増ちょう剤は、カルシウム・スルフォネート・コンプレックスである。かかるカルシウム・スルフォネート・コンプレックスは、カルシウム・スルフォネートを必須成分とし、該カルシウム・スルフォネートに、無機塩又は有機塩（カルシウム塩等）を組み合わせてなるものである。カルシウム・スルフォネート・コンプレックスは、具体的には、これらの複数の成分の錯体ないし複合体等からなるものである。
【００１３】
増ちょう剤としてのカルシウム・スルフォネート・コンプレックスについて、その必須成分であるカルシウム・スルフォネートとともに組み合わせて使用される成分としては、（ｉ）炭酸カルシウム、（ｉｉ）カルシウム・ジベヘネート、カルシウム・ジステアレート、カルシウム・ジヒドロキシステアレート等の高級脂肪酸カルシウム塩、（ｉｉｉ）酢酸カルシウム塩等の低級脂肪酸カルシウム塩、（ｉｖ）ホウ酸カルシウム塩等が挙げられ、適宜選択して使用される。
【００１４】
このカルシウム・スルフォネート・コンプレックスとしては、中でも、製造工程が容易で工業的に安価である点から、カルシウム・スルフォネート及び炭酸カルシウムの２成分を少なくとも含むとともに、カルシウム・ジベヘネート、カルシウム・ジステアレート、カルシウム・ジヒドロキシステアレート、ホウ酸カルシウム及び酢酸カルシウムからなる群より選ばれる少なくとも２種の成分（合計４成分以上）を含んでなるものが好ましい。
【００１５】
本発明のグリース組成物における増ちょう剤としてのカルシウム・スルフォネート・コンプレックスの含有量は、好ましくはグリース組成物総量の２０〜４０重量％であり、更に好ましくは２５〜３５重量％である。該含有量が２０重量％未満であると、本発明のグリース組成物を転がり軸受等の潤滑箇所に適用した際に軸受からのグリース漏洩が多くなるおそれがある。一方、該含有量が４０重量％を超えると、同様に潤滑箇所に適用した際にグリースが硬化し過ぎて十分な潤滑効果を発揮できないおそれがある。
【００１６】
また、カルシウム・スルフォネート・コンプレックスは、その塩基価が５０〜５００ｍｇ／ＫＯＨ、特に３００〜５００ｍｇ／ＫＯＨである高塩基性のものが、グリースの増ちょう効果を向上させる観点から好ましい。
【００１７】
本発明のグリース組成物に使用される基油は、芳香族エステル油又はチオエーテル油の少なくとも一種である。
そのうち、芳香族エステル油としては、特に制限されるものではないが、グリースの耐熱性、耐酸化性、耐摩擦性を向上し得る点から、トリメリット酸エステルやピロメリット酸エステル等が挙げられる。特に、耐熱性や低温での流動性の点で、トリメリット酸エステルが好ましく挙げられる。トリメリット酸エステルとしては、例えば、下記一般式（Ｉ）で表される化合物が好ましい。
【００１８】
【化１】
2004346120.tif 000002
（式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、飽和又は不飽和の直鎖又は分岐の炭化水素基であり、これらのＲ１、Ｒ２及びＲ３は互いに同一であっても異なるものであってもよい。これらの炭化水素基としては、その炭素数が６〜１２のものが好ましく、またアルキルが好ましい。）
【００１９】
このようなトリメリット酸エステルは、市販品を用いることもできる。具体的には、「トリメリックスＴ−０８」、「同Ｎ−０８」（以上、花王株式会社製）、「アデカプルーバーＴ−４５」、「同Ｔ−９０」、「同ＰＴ−５０」、「同ＰＴ−１００」、「ＵＮＩＱＥＭＡ  ＥＭＫＡＲＡＴＥ８１３０」、「同ＥＭＫＡＲＡＴＥ９１３０」、「同ＥＭＫＡＲＡＴＥ８０３０」、「同ＥＭＫＡＲＡＴＥ１３２０」（以上、旭電化工業株式会社製）等が好適に用いられる。
【００２０】
また、芳香族エステル油として用いることのできるピロメリット酸エステルとしては、例えば、下記一般式（ＩＩ）で表される化合物が挙げられる。
【００２１】
【化２】
2004346120.tif 000003
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、飽和又は不飽和の直鎖又は分岐の炭化水素基であり、これらのＲ１、Ｒ２及びＲ３は互いに同一であっても異なるものであってもよい。これらの炭化水素基としては、その炭素数が６〜１２のものが好ましく、またアルキルが好ましい。）
【００２２】
このようなピロメリット酸エステルは、市販品を用いることもできる。具体的には、「アデカプルーバーＬＸ−１８９１」、「同ＬＸ−１８９２」（以上、旭電化工業株式会社製）等が好適に用いられる。
【００２３】
一方、チオエーテル油としては、特に制限されるものではないが、耐熱性や潤滑特性の点で、ジフィニルスルフィドの炭化水素置換体等が好ましく挙げられる。ジフィニルスルフィドの炭化水素置換体としては、例えば、下記一般式（ＩＩＩ）もしくは（ＩＶ）で表される化合物が好ましい。
【００２４】
【化３】
2004346120.tif 000004
【化４】
2004346120.tif 000005
（各式中、Ｒ１及びＲ２は、炭素数が１０〜２０の炭化水素基であり、これらのＲ１及びＲ２は互いに同一であっても異なるものであってもよい。これらのＲ１及びＲ２としては、共にその炭素数が１２又は１４のものが好ましく、またアルキルが好ましい。）
【００２５】
本発明に使用される基油としての芳香族エステル油及びチオエーテル油は、各々単独で使用しても、適宜混合して使用してもよい。
【００２６】
更に、本発明のグリース組成物においては、その各種性能をさらに向上させるために、所望により種々の添加剤を混合してもよい。添加剤としては、アミン系、フェノール系、硫黄系、ジチオリン酸亜鉛等の酸化防止剤、石油スルフォン酸、Ｃａスルフォネート、ソルビタンエステル等の防錆剤、リン系、ジチオリン酸亜鉛、有機モリブテン等の極圧剤、脂肪酸、動植物油等の油性向上剤、ベンゾトリアゾール等の金属不活性化剤等、グリースで使用される添加剤を単独又は２種以上混合して用いることができる。なお、これらの添加剤の添加量は、本発明の目的を損なわない程度であれば特に限定されるものではない。
【００２７】
尚、本発明のグリース組成物は、防錆剤が添加されていなくても、優れた防錆性を保持することができる。これは、既述のカルシウム・スルフォネート・コンプレックスが防錆性に優れていることによる。
【００２８】
本発明のグリース組成物を製造する方法としては、予め別に製造されたカルシウム・スルフォネート・コンプレックスを基油中に加え、攪拌して、該基油中に分散される方法、及び基油中でカルシウム・スルフォネート・コンプレックスを形成させる方法がある。本発明においては、両方法何れで行ってもよいが、前者の方法よりも後者の方法の方が増ちょう剤を基油中に良好に分散させやすく、工業的に製造しやすいため好ましい。尚、添加剤は、必要に応じて所望の工程で組成物中に加えられる。
【００２９】
本発明のグリース組成物は、その用途に制限を受けるものではないが、特に、耐熱性、耐荷重能、耐水性及び耐久性が要求される製鉄用機械、建設用機械、及び自動車等の過酷な荷重のかかる回転、摺動機構に係る潤滑個所に好適に使用される。例えば、転がり軸受、特に後述する実施形態の転がり軸受等に好適に使用される。
【００３０】
〔転がり軸受〕
次に、本発明の転がり軸受について詳細に説明する。
本発明の転がり軸受は、前述したグリース組成物を封入したものである。本発明の転がり軸受は、かかる構成からなるため、その潤滑個所が、耐熱性、耐荷重能、耐水性及び耐久性が要求される場合でも有用なものである。本発明の転がり軸受における前記グリース組成物の封入箇所としては、特に制限されないが、過酷な荷重のかかる回転、摺動機構に係る潤滑個所等の所定の個所である。
【００３１】
本発明の転がり軸受としては、その一実施形態として、図１に示す玉軸受が好適に挙げられる。図１に示すように、本実施形態の玉軸受１は、内輪１０と外輪１１との間に保持器１２を介して複数の転動体である玉１３を略等間隔で回動自在に保持してなり、更に内輪１０、外輪１１及び玉１３で形成される空所Ｓに、前述したグリース組成物（図示せず）を充填し、シール１４で封止して構成されるものである。
【００３２】
【実施例】
次に、実施例を挙げて本発明のグリース組成物を更に具体的に説明する。しかしながら、本発明はかかる実施例によって何等制限を受けるものではない。尚、特に詳述しない限り、「％」は「重量％」を意味する。
【００３３】
（実施例１）
芳香族エステル油であるトリイソノニルトリメリテート（動粘度：９１ｍｍ２／ｓ＠４０℃）（基油）３３０ｇに、塩基価４００ｍｇ／ＫＯＨの高塩基カルシウム・スルフォネート１２６．９ｇとメタノール１３．６ｇとを入れ、８０〜９５℃に加熱してメタノールを揮発させ除去した。これに、炭酸カルシウム１０ｇを入れ、コロイド状に分散させた。次いで、酢酸６．９ｇ、ベヘン酸３．１ｇ、ステアリン酸２．３ｇ、ヒドロキシステアリン酸５ｇ、及び５０％水酸化カルシウム水溶液１１．７ｇを添加し、十分攪拌した。そして、最高温度１５０℃で３０分間保持し、ミセル構造の成長、即ち結晶構造を均一化した。その後、アミン系酸化防止剤１０ｇを加え、ミル処理及び脱泡処理を行い、カルシウム・スルフォネート・コンプレックス（増ちょう剤）３０重量％を含有したグリース組成物を得た。
【００３４】
（実施例２〜５）
基油の種類を表１に示すものに変更し、増ちょう剤の量が表１に示す量となるように配合した以外の点は、実施例１と同様にしてグリース組成物を得た。
【００３５】
（比較例１〜３）
基油及び増ちょう剤の種類を表１に示す組合せに変更して増ちょう剤の量が表１に示す量となるように配合し、添加剤として更にスルホネート系防錆剤を全量の３重量％となる量添加した。それ以外の点は、実施例と同様にしてグリース組成物を得た。
【００３６】
調製した各グリース組成物の性状（基油動粘度、混和ちょう度）を表１に示す。
【００３７】
実施例１〜５及び比較例１〜３のグリース組成物について、焼付け潤滑寿命評価及びグリース漏洩評価をそれぞれ次に示す評価法に従って行った。その結果を表１に示す。
【００３８】
〔焼付き潤滑寿命評価〕
転がり軸受（日本精工社製、型番６３０５ＶＶ）の所定箇所に、グリース組成物を３．５ｇ封入し、温度１６０℃、ラジアル荷重９８Ｎ、アキシアル荷重１４７０Ｎの下、３，０００ｍｉｎ−１の回転数で回転させ、モーターが過負荷にて停止するか又は軸受温度が１０℃上昇した時点を焼付き潤滑寿命時間とした。比較例１のグリース組成物の焼付き潤滑寿命を１として、相対的な焼付き寿命比により評価した。
【００３９】
【表１】
2004346120.tif 000006
【００４０】
表１中の基油の詳細は、次に示す通りである。
ＡＥ−１：トリイソノニルトリメリテート
ＡＤＳ：ジフェニルスルフィドのアルキル置換体
（前記式（ＩＩＩ）で表される化合物：Ｒ１及びＲ２が２，３位もしくは２，４位に置換され、共に炭素数１２，１４のアルキル基）
ＡＥ−２：前記式（Ｉ）で表されるトリメリット酸エステル
（式（Ｉ）中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３が炭素数７〜１０のアルキル基である混合物）
ＡＥ−３：前記式（Ｉ）で表されるトリメリット酸エステル
（式（Ｉ）中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３が炭素数９〜１２のアルキル基である混合物）
ＭＯ：鉱油
【００４１】
また、実施例１のグリース組成物（増ちょう剤量３０重量％）における増ちょう剤の量を、それぞれ１５重量％、２０重量％、２５重量％、３５重量％、４０重量％及び４５重量％に変更した以外は同様の組成のグリース組成物について、焼付き寿命比を測定した。このときの各グリース組成物の増ちょう剤量と焼付き寿命比との関係をプロットし、図２に示すグラフにした。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、耐熱性、耐荷重能及び焼付き潤滑寿命に優れたグリース組成物が提供される。また、本発明によれば、耐熱性、耐荷重能、耐水性及び耐久性を有する高性能な転がり軸受が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のグリース組成物を封入した転がり軸受の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明のグリース組成物の実施例及び比較例における増ちょう剤量と焼付き寿命比との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１…玉軸受、１０…内輪、１１…外輪、１２…保持器、１３…玉、１４…シール
【図１】
2004346120.tif 000007
【図２】
2004346120.tif 000008