(57)【要約】【課題】  生分解性を有し、かつ、食品機械用にも使用できる可能性を有すると共に、必要なトラクション性能を有する生分解性トラクショングリース組成物を提供する。【解決手段】１００℃での動粘度が１ｍｍ2 ／ｓ以上、６ｍｍ2 ／ｓ以下の飽和炭化水素系合成炭化水素を基油とし、カルシウム石鹸を増ちょう剤とすること、を特徴とする生分解性トラクショングリース組成物であり、カルシウム石鹸は、増ちょう剤量が５〜１７％で混和ちょう度が３６０〜２００となり、グリース状となり、トラクション係数は、０．１４〜０．１０となり、必要なトラクション性能を確保できる。【選択図】図１
2005029721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１００℃での動粘度が１ｍｍ2 ／ｓ以上、６ｍｍ2 ／ｓ以下の飽和炭化水素系合成炭化水素を基油とし、
カルシウム石鹸を増ちょう剤とすること、
を特徴とする生分解性トラクショングリース組成物。
【請求項２】
請求項１に記載の生分解性トラクショングリース組成物において、
前記飽和炭化水素系合成炭化水素は、シクロヘキサン環，デカリン環，ビシクロヘプタン環，ビシクロオクタン環のいずれかの環状構造を分子内に有すること、
を特徴とする生分解性トラクショングリース組成物。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の生分解性トラクショングリース組成物において、
前記カルシウム石鹸は、水酸基を有せず、かつ、炭素数が１０以上、２４以下であること、
を特徴とする生分解性トラクショングリース組成物。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の生分解性トラクショングリース組成物において、
前記カルシウム石鹸の含有量は、５〜１７重量％であること、
を特徴とする生分解性トラクショングリース組成物。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の生分解性トラクショングリース組成物において、
この組成物の混和ちょう度が２００〜３６０であること、
を特徴とする生分解性トラクショングリース組成物。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の生分解性トラクショングリース組成物において、
前記基油は、この組成物中の８０重量％以上を占めること、
を特徴とする生分解性トラクショングリース組成物。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の生分解性トラクショングリース組成物において、
酸化防止剤、油性剤、極圧剤又は防錆剤の少なくとも１つの添加剤を含み、
前記添加剤は、合計で５重量％以下であること、
を特徴とする生分解性トラクショングリース組成物。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の生分解性トラクショングリース組成物において、
カルシウム以外の金属元素を含有しないこと、
を特徴とする生分解性トラクショングリース組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種産業機械に利用されるトラクションドライブ装置用のグリース組成物に関し、特に、生分解性を有する生分解性トラクショングリース組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トラクションドライブ装置は、例えば、自動車の無段変速機や産業機械用無段変速機、水圧機器等に使用されており、一般に、トラクションドライブ用流体が封入され、動力の伝達が行われている。
【０００３】
また、近年では、動力の伝達能力を高めたり、トラクション油の飛散や流出を抑える等を目的として、トラクション油に増ちょう剤や添加剤を添加した所謂トラクションドライブ用グリースを用いることも行われている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
さらに、トラクションドライブ装置は、小型軽量化に対する要望も強く、特に、自動車用途を中心に検討がなされている。トラクションドライブ装置のサイズは、使用するトラクション油のトラクション係数の０．４５乗に反比例することが知られており、使用温度域での最低トラクション係数がより高いトラクション油を使用することが有利となる。
しかし、トラクションドライブ用グリースは、増ちょう剤や添加物を含むため、トラクション係数の加法性により（非特許文献１）、トラクション油が本来有するトラクション係数よりも、それらの添加量応分だけトラクション係数が減少するという根本的な問題を抱えている。
【０００５】
一方、トラクションドライブ装置は、最近では、食品製造用機械等にも使用されることもあり（例えば、特許文献２）、人体への安全性も考慮しなくてはならない。
さらに、機械等が廃却される場合は、分別されリサイクルされるのが理想であるが、万一、自然環境へ投げ出された場合に備えて、グリースにも生分解性があった方がよいのは明らかである。
しかし、特許文献２には、食品機械用に使用できるグリースの例示があるが、単に、ＮＳＦのＨ１もしくはＨ２グレードのものが安全であることを開示するものであり、トラクション性能についての開示はない。また、生分解性についての開示も不十分である。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１２３１９３号公報
【特許文献２】特開２００２−２０９７６６号公報
【非特許文献１】ＡＳＬＥ  Ｔｒａｎｓ，１３，１０５〜１１６（１９６９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、生分解性を有し、かつ、食品機械用にも使用できる可能性を有すると共に、必要なトラクション性能を有する生分解性トラクショングリース組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、請求項１の発明は、１００℃での動粘度が１ｍｍ2 ／ｓ以上、６ｍｍ2 ／ｓ以下の飽和炭化水素系合成炭化水素を基油とし、カルシウム石鹸を増ちょう剤とすること、を特徴とする生分解性トラクショングリース組成物である。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の生分解性トラクショングリース組成物において、前記飽和炭化水素系合成炭化水素は、シクロヘキサン環，デカリン環，ビシクロヘプタン環，ビシクロオクタン環のいずれかの環状構造を分子内に有すること、を特徴とする生分解性トラクショングリース組成物である。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の生分解性トラクショングリース組成物において、前記カルシウム石鹸は、水酸基を有せず、かつ、炭素数が１０を越え、２４以下であること、を特徴とする生分解性トラクショングリース組成物である。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の生分解性トラクショングリース組成物において、前記カルシウム石鹸の含有量は、５〜１７重量％であること、を特徴とする生分解性トラクショングリース組成物である。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の生分解性トラクショングリース組成物において、この組成物の混和ちょう度が２００〜３６０であること、を特徴とする生分解性トラクショングリース組成物である。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の生分解性トラクショングリース組成物において、前記基油は、この組成物中の８０重量％以上を占めること、を特徴とする生分解性トラクショングリース組成物である。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の生分解性トラクショングリース組成物において、酸化防止剤、油性剤、極圧剤又は防錆剤の少なくとも１つの添加剤を含み、前記添加剤は、合計で５重量％以下であること、を特徴とする生分解性トラクショングリース組成物である。
請求項８の発明は、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の生分解性トラクショングリース組成物において、カルシウム以外の金属元素を含有しないこと、を特徴とする生分解性トラクショングリース組成物である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のグリースは、グリース状を得にくいトラクション油についても良好なグリースとすることができると共に、特定の組成のトラクション油とすることで生分解性も有するグリースとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明者は、鋭意努力検討した結果、特定の組成のグリース組成物が生分解性を有し、かつ、必要なトラクション性能をもち、さらには、食品機械用にも使用できる可能性を有することをつきとめ、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、１００℃での動粘度が６ｍｍ2 ／ｓ以下の飽和炭化水素系合成炭化水素油を基油とし、カルシウム石鹸を増ちょう剤とすることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の最良の実施形態としては、カルシウム以外の金属元素を含有しないことであり、これによれば、生分解性、トラクション性能、低毒性を兼ね備えたグリース組成物が得られ、食品機械用にも安全に使用できる効率の良いトラクションドライブ装置を構成することが可能となる。以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】
（飽和炭化水素化合物）
飽和炭化水素としては、シクロヘキサン環，デカリン環，ビシクロヘプタン環，ビシクロオクタン環等の環状構造を分子内に有するものが好ましい（特開２０００−１０９８７１参照）。
例えば、シクロヘキサン環を有する飽和炭化水素化合物としては、特公平３−８０１９１号、特公平２−５２９５８号、特公平６−３９４１９、特公平６−９２３２３号等各公報に記載の化合物が、デカリン環を有する飽和炭化水素化合物としては、特公昭６０−４３３９２号、特公平６−５１８７４公報に記載の化合物が、ビシクロヘプタン環を有する飽和炭化水素化合物としては、特公平５−３１９１４号、特公平７−１０３３８７号等各公報に記載の化合物、例えば、１−（１−デカリル）−２−シクロヘキシルプロパン；１−シクロヘキシル−１−デカリルエタン；１，３−ジシクロヘキシル−３−メチルブタン；２，４−ジシクロヘキシルペンタン；１，２−ビス（メチルシクロヘキシル）−２−メチルプロパン；１，１−ビス（メチルシクロヘキシル）−２−メチルプロパン；２，４−ジシクロヘキシルー２−メチルペンタンが、また、ビシクロオクタン環を有する飽和炭化水素化合物としては、特開平５−９１３４号等公報に記載の公知の化合物を用いることができる。
なお、不飽和炭化水素、特にベンゼン環を有するものは、環境へ悪い影響を及ぼすことが多いので好ましくない。
【００１９】
（動粘度）
飽和炭化水素系合成炭化水素油は、１００℃での動粘度が４ｍｍ2 ／ｓ以下の場合には、生分解性を有しているので好ましく使用できる。１００℃での動粘度が６ｍｍ2 ／ｓを超えると、生分解性が劣ってくるので、好ましくない。
また、グリース組成物として使用する場合は、蒸発や耐熱性の観点から１００℃での動粘度が１ｍｍ2 ／ｓ以上であることが好ましい。
【００２０】
（カルシウム石鹸）
カルシウム石鹸としては、炭素数が１０以上の水酸基を有しないカルシウム石鹸が好適に使用できる。
炭素数が１０未満では、基油への溶解度が劣り、完全溶解させてグリース組成物を得るためには、加熱温度を上げる必要がある。また、水酸基を有する場合も、基油への溶解度が少なくなり、これを補うために、加熱温度を上げる必要がある。
逆に、炭素数が２４を超えると、同じちょう度を得るための石鹸量が多くなってしまうので好ましくない。
したがって、カルシウム石鹸としては、水酸基を有せず、かつ、炭素数が１０〜２４である物が好ましい。また、さらに好ましくは、ステアリン酸カルシウム（Ｃ１８）を主成分とするカルシウム石鹸を使用する。
【００２１】
これらのカルシウム石鹸は、それぞれ該当する脂肪酸と水酸化カルシウムの鹸化反応により合成することができる。また、工業用あるいは試薬として市販されているもの（例えば、堺化学工業等より市販されている）を使用しても良い。
【００２２】
このカルシウム石鹸は、その他の金属石鹸類、例えば、リチウム石鹸などに比べてグリース製造時の温度を低く設定できる。例えば、リチウム石鹸の場合に、グリース化の温度が２００℃を超えるのに対し、脂肪酸と水酸化カルシウムとを反応させるカルシウム石鹸の場合には、グリース化の温度がおよそ１９５℃以下程度である。それゆえ、カルシウム石鹸は、比較的引火点の低いトラクション油でも完全溶解してグリース化できるため、安定性、潤滑寿命及び使用可能温度などの特性を低下させるおそれがない。
また、このカルシウム石鹸は、その他の金属石鹸類やウレア化合物に比べて毒性が少なく安全性が高いために、機器外に流出するなどした場合に、自然環境に及ぼす影響が小さいという利点もある。
【００２３】
（グリース組成物の混和ちょう度）
グリース組成物の混和ちょう度は、適用される器機に応じて適宜調整できる。
例えば、漏洩を嫌う場合は、混和ちょう度を２００〜２８０とする。器機の側でオイルシール等の漏洩を防ぐ機構がある場合などは、混和ちょう度を２８０〜３６０とすることができる。
【００２４】
（カルシウム石鹸の含有量）
従って、増ちょう剤であるカルシウム石鹸の含有量としては、５〜１７重量％が好ましい。
この理由は、５％以下では、グリース状が得られず、１７重量％を超えると、グリース組成物中の基油の比率が相対的に小さくなり、トラクション係数に影響が出る可能性があるからである。
【００２５】
（各種添加剤）
本発明のグリース組成物には、各種添加剤を使用できるが、重金属を含有する物、毒性の疑いのある物は避けるべきである。
酸化防止剤として、トコフェロール系化合物、油性剤あるいは極圧剤として、ヒマシ油等の動植物油、防錆剤として、グリセリンエステル系化合物等が好適に使用できる。これら添加剤も、増ちょう剤と同様に、添加量が増えるとトラクション係数に影響するので、好ましくは、合計で５％以下とする。
従って、グリース組成物としては、基油（トラクション油）がグリース組成物中の８０重量％以上を占めることが好ましい。さらに好ましくは、８５重量％以上、最も好ましくは９０重量％以上を基油とする。
【実施例１】
【００２６】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら制限されるものではない。
トラクション油Ａ；１−（１−デカリル）−２−シクロヘキシルプロパン、トラクション油Ｂ；（シクロヘキシルメチル）パーヒドロアセナフテンを基油とし、カルシウム石鹸、リチウム石鹸を加えて、１９０℃まで混合加熱した。その後、冷却し、ベースグリースを得た。
３本ロールミルを３回通した後に、脱泡処理をして、試験グリース（実施例１、比較例１、２）とした。トラクションドライブ用グリースの配合及び混和ちょう度は、［表１］に示す通りである。
【００２７】
そして、各トラクションドライブ用グリースのトラクション係数を、二円筒型摩擦係数試験器を用いて測定した。
即ち、互いに接している同サイズの２円筒（それぞれ直径５２ｍｍ、厚さ６ｍｍであり、被駆動側は、曲率半径１０ｍｍのタイコ型、駆動側はクラウニング無しのフラット型）の一方を、一定速度（１５００ｒｐｍ）で、他方を１５００ｒｐｍから１７５０ｒｐｍまで連続的に回転させ、両円筒の接触部分をバネにより６８．６Ｎの荷重を与え、両円筒間に発生する接線力（＝トラクション力）を測定し、トラクション係数を求めた。
測定は、２５℃に維持した容器内で行い、その結果を下記の［表１］に併記する。
【００２８】
また、ＯＥＣＤ  ３０１Ｂ法で生分解度を測定したところ、トラクション油Ａを用いた実施例１、比較例１では、６０％以上となったが、トラクション油Ｂを用いた比較例２では、４５％であった。
【００２９】
【表１】
2005029721.tif 000003
【００３０】
さらに、実施例１、比較例１の組成で、増ちょう剤量を変化させたときのトラクション係数（測定条件は上記と同じ）と混和ちょう度のグラフを図１に示す。
表１、図１からわかるように、カルシウム石鹸は、増ちょう剤量が５〜１７％で混和ちょう度が３６０〜２００となり、グリース状となる。このとき、トラクション係数は、０．１４〜０．１０となり、必要なトラクション性能を確保できることがわかった。
一方、リチウム石鹸では、増ちょう剤量が１０％でも混和ちょう度が４００となり、グリース状ではなく液状に近い。これは、グリース制作時の溶解温度が１９０℃であるため、リチウム石鹸が完全溶解しなかったためである。
【００３１】
以上のように、実施例１のグリースは、グリース製造時の溶解過熱が１９０℃であっても、グリースとしての良好な性状を保つことができるため、通常引火点が低く、グリース状を得にくいトラクション油についても良好なグリースとすることができた。
しかも、特定の組成のトラクション油とすることで、生分解性も有するグリースとすることができた。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による生分解性トラクショングリース組成物の実施例１、比較例１の組成で、増ちょう剤量を変化させたときのトラクション係数と混和ちょう度の関係を示すグラフである。
【図１】
2005029721.tif 000004