(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉱油系潤滑油および増ちょう剤からなるグリース組成物に有機モリブデン化合物１〜５ｗｔ％、有機亜鉛化合物０．５〜１．５ｗｔ％、黒鉛５〜１５ｗｔ％、炭酸カルシウム１〜５ｗｔ％、植物油脂２〜６ｗｔ％を添加してなるオープンギヤー用グリース組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、オープンギヤー用グリース組成物、特にセメントプラントのロータリーキルン、鉱山機械や建設機械のミルなどの大型開放歯車の潤滑部分に加熱および溶剤で希釈することなく噴霧給油ができ、潤滑性の優れたグリースの組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、開放歯車の潤滑方法には、手塗、オイルバスへの浸漬などがあるが、油膜が不充分で歯面を破損する場合や使用される潤滑剤の粘性により遠心力で振り飛ばされ、周囲を汚すことがあり、これらを防ぐため高粘性で付着性の優れた潤滑剤が必要となる。さらに大型開放歯車になると、労力や機械稼働率から過不足を防ぎ均一に噴霧給油できる潤滑剤が要求される。
【０００３】
これらの使用個所に対し、アスファルトをベースにして溶剤で希釈されたコンバウンドが使用されてきた。この溶剤型アスファルト系コンパウンドは、溶剤で流動性を高め、圧送、噴霧給油を容易にし、噴霧後、溶剤が蒸発してアスファルトのもつ優れた付着性、高粘性の潤滑油膜が形成される。最近、環境問題から溶剤の廃止あるいは作業環境のクリーン化の面から脱アスファルトの要求がある。
【０００４】
これらの要求に対し、鉱油系グリースで対応することは非常に困難なことである。極圧性を主体とした極圧グリースでは、付着性および粘着性などが劣り、歯面の摩擦が大きく、また、多量のポリマー入りギヤ用グリースでは、圧送性などが劣り、給脂できない問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、溶剤およびアスファルトを含まない圧送性、潤滑性に優れたオーブンギヤー用グリース組成物を提供する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鉱油系潤滑油を用いる場合に、アスファルトと同様な潤滑性を維持するためには、強固で安定な油膜をいかに形成させるかを課題として、ラボ評価試験では、シェル４球試験機、チムケン試験機を用いて各種添加剤、固体潤滑剤または各添加剤の組み合わせの潤滑特性について検討し、一方で、見掛け粘度試験機を用いて圧送性を確認した。本発明者らはその結果、添加剤、固体潤滑剤およびそれらの組み合わせにより、鉱油系潤滑油を用いても、極めて強固で安定な油膜が形成され、優れた潤滑性能が得られることを見出した。更に、実機試験を行い、鉱油系潤滑油を用いてもアスファルト系コンパウンドと同等以上の性能を発揮できることを確認し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、鉱油系潤滑油および増ちょう剤からなるグリース組成物に有機モリブデン化合物１〜５ｗｔ％、有機亜鉛化合物０．５〜１．５ｗｔ％、黒鉛５〜１５ｗｔ％、炭酸カルシウム１〜５ｗｔ％、植物油脂２〜６ｗｔ％を添加してなるオープンギヤー用グリース組成物に関する。
【０００８】
本発明は鉱油系潤滑油と増ちょう剤を基剤とするが、鉱油系潤滑油、増ちょう剤の種類を問わず使用可能である。例えば、鉱油系潤滑油としては、通常グリースに使用されるものであり、また、増ちょう剤としては、Ｌｉ石けんに代表される石けん系増ちょう剤、および複合石けん系増ちょう剤、ジウレアに代表されるウレア系増ちょう剤、ベントナイト、シリカなどの無機系増ちょう剤があげられる。
これら基材となる基グリースは、使用される温度条件などに配慮し、選定されることが好ましい。
【０００９】
本発明に使用する有機モリデブン化合物とは有機金属系耐荷重添加剤の内、金属基がモリデブンであるものの総称であり、その代表としては、下記の構造式（Ｉ）で示されている硫化オキシモリブデンオルガノホスホロジチオエート類
【化１】
0003954662.tif 000002
（式中、Ｒ1およびＲ2は同一もしくは相異なり、それぞれ炭素原子数１〜３０個の飽和もしくは不飽和の炭化水素基を表し、ｍは１〜３の数であり、ｎは、１〜３の数であり且つｍとｎの和は４である）
および、下記の構造式（II）で示される硫化オキシモリブデンジアルキルジチオカーバメイト類
【化２】
0003954662.tif 000003
（式中、Ｒ3およびＲ4は同一もしくは相異なり、それぞれ炭素原子数１〜２４個のアルキル基を表わし、ｘは１〜３の数でありｙは１〜３の数であり且つｘとｙの和は４である）
を挙げることができる。
【００１０】
前記式（Ｉ）において、Ｒ1およびＲ2によって表わされる炭化水素基は飽和のものであってもよくまたは不飽和結合を含むものであってもよく、また、直鎖状、分岐鎖状もしくは鎖状またはこれらの組合わせのいずれのタイプのものであってもよく、炭素原子数は１〜３０個、好ましくは１〜２０個のものが好適である。しかし、かかる炭化水素基としては、脂肪族系、芳香族系及び芳香−脂肪族系のものが包含され、具体的には、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ペンチル、２−メチルブチル、ヘキシル、２−エチルヘキシル、オクチル、ノニル、ステアリン等の炭素原子数１〜２０個、特に３〜８個のアルキル基；プロペニル、ブテニル、イソブテニル、ペンテニル、２−エチルヘキセニル、オクテニル、オレイル等の炭素原子数２〜２０個、好ましくは３〜８個のアルケニル基；シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロペンチル、エチルシクロペンチル、トルイル、ノニルフエニル、等の炭素原子数５〜８個のシクロアルキル基；フェニル、ナフチル、アルキル置換フェニル基（このアルキル置換基としては炭素原子数１〜２０個、好ましくは４〜９個のものが挙げられる。）等のアリール基；ベンジル、フェネチル、ＣＨ3−Ｃ6Ｈ4ＣＨ2−，Ｃ2Ｈ5−Ｃ6Ｈ4ＣＨ2−，Ｃ2Ｈ5−Ｃ6Ｈ4Ｃ2Ｈ4−，Ｃ2Ｈ5−Ｃ6Ｈ4Ｃ3Ｈ6−，Ｃ2Ｈ5−Ｃ6Ｈ4Ｃ4Ｈ8−，Ｃ2Ｈ5−Ｃ6Ｈ4Ｃ5Ｈ10−，ＣＨ3−Ｃ6Ｈ4Ｃ5Ｈ10−等の炭素原子数７〜２０個、特に７〜２０個のアラルキル基、等が挙げられる。
中でも、Ｒ1及びＲ2としては、プロピル、ブチル、ペンチル、イソペンチル、ヘキシル、２−エチルブチル、２−エチルヒキシル、２−プロピルヘキシル、ノニルフェニル等が好適である。
また、式（Ｉ）におけるｍおよびｎは通常それぞれ２であるが、製造条件によってはｍ＝１及びｎ＝３，またはｍ＝３及びｎ＝１のものも生成することがあり、式（Ｉ）の化合物はｍ＝２及びｎ＝２、ｍ＝１及びｎ＝３及びｍ＝３及びｎ＝１の任意の混合物として存在しうる〔式（Ｉ）の化合物の製造法については特公昭４５−２４５６２号公報参照。〕。
【００１１】
本発明において使用しうる式（Ｉ）の有機モリブデン化合物の代表例としては以下のものを挙げることができる：
硫化オキシモリブデンプロピルホスホロジチオエート、
硫化オキシモリブデンブチルホスホロジチオエート、
硫化オキシモリブデンペンチルホスホロジチオエート、
硫化オキシモリブデンヘキシルホスホロジチオエート、
硫化オキシモリブデンオクチルホスホロジチオエート、
硫化オキシモリブデン２エチルヘキシルホスホロジチオエート
硫化オキシモリブデンデシルホスホロジチオエート、
硫化オキシモリブデンラウリルホスホロジチオエート、
硫化オキシモリブデンステアリルホスホロジチオエート、
硫化オキシモリブデンブテニルホスホロジチオエート、
硫化オキシモリブデンペンテニルホスホロジチオエート、
硫化オキシモリブデン２エチルヘキセニルホスホロジチオエート、
硫化オキシモリブデンオレイルホスホロジチオエート、
硫化オキシモリブデンシクロペンチルホスホロジチオエート、
硫化オキシモリブデンシクロヘキシルホスホロジチオエート、
硫化オキシモリブデンメチルベンジルホスホロジチオエート、
硫化オキシモリブデンエチルフェニルホスホロジチエート、
硫化オキシモリブデンブチルフェニルホスホロジチオエート、
硫化オキシモリブデンノニルフェニルホスホロジチオエート、
硫化オキシモリブデンヘキシルフェニルホスホロジチオエート、
硫化オキシモリブデンフェネチルホスホロジチオエート、
硫化オキシモリブデンステアリルフェニルホスホロジチオエート、
硫化オキシモリブデンエチルシクロペンチルホスホロジチオエート、
硫化オキシモリブデンプロピルシクロペンチルホスホロジチオエートなど。
【００１２】
一方、式（II）においてＲ3及びＲ4によって表わされる炭素原子数１〜２４個のアルキル基は直鎖状もしくは分岐鎖状のいずれのタイプのものであってもよく、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ペンチル、イソペンチル、ヘキシル、２エチルプロピル、２エチルヘキシル、ラウリル、パルミチル、２プロピルラウリル、ステアリル、デシル、等があげられ、中でも炭素原子数３〜８個のものが好適である。
また、式（II）におけるｘ及びｙは式（Ｉ）におけるｍ及びｎと同様の意味を有する。
しかして、本発明で使用しうる式（II）の有機モリブデン化合物の代表例としては以下のものを挙げることができる。
硫化オキシモリブデン２エチルヘキシルジチオカーバメイト、
硫化オキシモリブデンエチルジチオカーバメイト、
硫化オキシモリブデンプロピルジチオカーバメイト、
硫化オキシモリブデンイソプロピルジチオカーバメイト、
硫化オキシモリブデンブチルジチオカーバメイト、
硫化オキシモリブデンイソブチルジチオカーバメイト、
硫化オキシモリブデンペンチルジチオカーバメイト、
硫化オキシモリブデンイソペンチルジチオカーバメイト、
硫化オキシモリブデンヘキシルジチオカーバメイト、
硫化オキシモリブデン２エチルプロピルジチオカーバメイト、
硫化オキシモリブデンノニルジチオカーバメイト、
硫化オキシモリブデン２プロピルヘキシルジチオカーバメイト、
硫化オキシモリブデン２プロピルペンチルジチオカーバメイト、
硫化オキシモリブデンラウリルジチオカーバメイト、
硫化オキシモリブデンパルミチルジチオカーバメイト、
硫化オキシモリブデンステアリルジチオカーバメイト、
硫化オキシモリブデン２メチルラウリルジチオカーバメイト、
硫化オキシモリブデン２メチルステアリルジチオカーバメイト、
硫化オキシモリブデン２ブチルパルミチルジチオカーバメイト、
硫化オキシモリブデン２ブチルステアリルジチオカーバメイトなど。
【００１３】
以上に述べた式（Ｉ）または（II）で示される有機モリブデン化合物はそれぞれ単独で使用することができ、或いは２種もしくはそれ以上併用してもよい。
【００１４】
本発明に使用する有機亜鉛化合物とは有機金属系耐荷重添加剤の内、金属基が亜鉛であるものの総称であり、その代表としては、下記一般式（III）で示される構造を有する有機金属化合物である。
【化３】
0003954662.tif 000004
〔式中のＲ5、Ｒ6、Ｒ7およびＲ8は、それぞれ同一もしくは相異なる炭素数１〜２０の第一級、第二級および第三級のアルキル基あるいはアリール基を表わすが、とくにアルキル基が好ましい。〕
【００１５】
前記有機亜鉛化合物の具体例としては、例えばジンクジアルキルジチオフォスフェート、ジンクジアリールジチオフォスフェートなどのジンクジチオフォスフェートなどが挙げられる。
【００１６】
本発明に使用する黒鉛とは、固体潤滑剤として既知の黒鉛粉末であり、天然に産出されたものを精製した天然グラファイトと合成による人造グラファイトに大別されるが、両者とも使用可能である。
【００１７】
本発明に使用する炭酸カルシウムとは、ゴム、塗料などの充填剤として広く用いられているもので、重質炭酸カルシウムや軽質炭酸カルシウムに大別されるが、軽質炭酸カルシウムがより好ましい。
【００１８】
本発明に使用する植物油脂としては、ひまし油、大豆油、菜種油、やし油等のグリセロイド含有物が挙げられる。
【００１９】
さらに、本発明のグリース組成物には、必要に応じて、ポリマー、酸化防止剤、防錆剤などの各種添加剤を含有させることができる。
【００２０】
本発明に使用される添加量についてみると、有機モリブデン化合物と有機亜鉛化合物の有機金属系耐荷重添加剤の添加は、特にチムケン式潤滑性試験の評価でその効果を調べることができる。しかし、それぞれ、１ｗｔ％、０．５ｗｔ％未満の添加量では効果が少なく、また、それぞれ５ｗｔ％、１．５ｗｔ％より多く添加してもより以上の効果の増大がなく、腐食性が増大するというような副作用が生じることから、それぞれ、１〜５ｗｔ％、０．５〜１．５ｗｔ％の範囲が適する。
【００２１】
黒鉛および炭酸カルシウムの固体潤滑剤の添加は、特に、シェル４球のＷ．Ｐ．を上げる効果が見られる。しかし、それぞれ、５ｗｔ％、１ｗｔ％未満の添加量では効果が少なく、また、それぞれ１５ｗｔ％、５ｗｔ％より多く添加してもより以上の効果の増大がなく、粉体のもつ増ちょう性により圧送性の低下、および防錆性に悪影響を与えることから、それぞれ、５〜１５ｗｔ％、１〜５ｗｔ％の範囲が適する。
【００２２】
植物油脂の油性剤の添加は、チムケン式潤滑性試験の評価で、黒鉛などの固体潤滑剤と併用した場合、特に効果が見られ、この結果、２〜６ｗｔ％の範囲が好ましい。
【００２３】
【実施例】
本発明を次の実施例および比較例を上げて説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。
ベースグリースに表１、表２に示す添加剤を加え、３段ロールミルで混練し、各実施例および比較例のグリースを製造した。
【００２４】
また、次に示す方法により、物性および性能を評価した。結果を表３、表４に示す。
（１）混和ちょう度                  ＪＩＳ  Ｋ  ２２２０  ５．３
（２）滴点                          ＪＩＳ  Ｋ  ２２２０  ５．４
（３）シェル  ４球試験  Ｗ．Ｐ．1)  ＡＳＴＭ  Ｄ  ２５９６
（４）チムケン式潤滑性試験          ＪＩＳ  Ｋ  ２２２０  ５．１６準拠
チムケン式耐荷重性能（ＪＩＳ  Ｋ  ２２２０  ５．１６）の試験機を用いて、カップ、ブロックにグリースを１ｇ塗布し３０Ｌｂで１０分間運転する。
運転時は、グリースの補強なし、またブロックの温度を測定する。
１０分後のブロックの摩耗こんのスコーリングの有無、温度で評価する。
（５）見かけ粘度                    ＪＩＳ  Ｋ  ２２２０  ５．１５
（６）実機試験
Ａ社セメント工場
キルン（粘度ドライヤー）／日本海重工製
測定項目    混和ちょう度、滴点、鉄分（原子吸光法）
1)Ｗ．Ｐ．  ｗｅｌｄ  ｐｏｉｎｔ  融着荷重
【００２５】
【表１】
0003954662.tif 000005
【００２６】
【表２】
0003954662.tif 000006
【００２７】
【表３】
0003954662.tif 000007
1)  Ｗ．Ｐ．  ｗｅｌｄ  ｐｏｉｎｔ  融着荷重
2)      Ｎ    ニュートン（荷重単位）
3)    ２Ｗ    ２週間後にサンプリング
4)    ４Ｗ    ４週間後にサンプリング
【００２８】
【表４】
0003954662.tif 000008
【００２９】
0003954662.tif 000009
0003954662.tif 000010
【００３０】
【発明の効果】
本発明のオープンギヤー用グリース組成物は、有機金属系耐荷重添加剤、固体潤滑剤及び油性剤の適量の組み合わせが、鉱物系潤滑油を使用していても、安定した強固な油膜を形成させ、アスファルト系コンパウンドと同等以上の性能を有し、大型開放歯車の潤滑部に充分適用できるグリースが得られた。