JP2002265969A - グリース組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 このグリース組成物は，特に，−４０℃の低
温から高温までの広範囲の温度領域で使用でき，防錆
性，耐熱性及び耐荷重性に優れている。 【解決手段】 このグリース組成物は，低温性，防錆
性，耐熱性及び耐荷重性に優れた合成又は鉱油の潤滑油
基油に，増ちょう剤として鉱油を含まない低温性に優れ
たカルシウムスルフォネートコンプレックス化合物を５
〜５０重量％配合し，特に，カルシウムスルフォネート
コンプレックス化合物の特性を活かし，低温性を向上さ
せたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は，低温性，耐熱
性，防錆性，耐荷重性等の特性が要求される摺動部材，
例えば，自動車のコントロールケーブル，ウインドレギ
ュレータ装置等の摺動部に使用される潤滑剤を構成する
グリース組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，自動車部品，例えば，コントロー
ルケーブル，ウインドレギュレータ等の摺動部に使用さ
れる潤滑グリースは，増ちょう剤としてはリチウム石け
ん，リチウムコンプレックス石けん等の金属石けん，基
油としてはシリコーン油，合成炭化水素油，鉱油等を用
い，必要に応じて酸化防止剤，防錆剤等を配合したもの
が多く用いられいる。

【０００３】例えば，耐ブレーキング性等に優れるグリ
ース組成物として，特開２０００−８７０７１号公報に
開示されたものが知られている。該グリース組成物は，
潤滑油基油に組成物全量を基準として，ウレア系増ちょ
う剤２〜３０質量％，硫黄系極圧剤０．１〜２０質量
％，及び全塩基価が１００〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇの過
塩基性マグネシウムスルフォネート０．０５〜１０質量
％を含有するものである。

【０００４】また，従来のカルシウムスルフォネートコ
ンプレックスグリースは，鉱物油を基油としているが，
防錆性，耐荷重性，耐熱性に優れるということで潤滑グ
リースとして市販されている。また，従来のシリコーン
油を基油にしたグリースは，低温から高温まで使用で
き，温度特性は良好である。また，従来の合成炭化水素
油を基油にしたグリースは，防錆力を付与し易く，実用
上十分な耐荷重性を有しているということで使用されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，シリコ
ーン油を基油にしたグリースは，液状の石油系防錆添加
剤がシリコーン油にほとんど溶解しないため，防錆性を
付与するのが難しいこと，及びシリコーン油自体が鉱物
油や合成炭化水素油に比べて著しく耐荷重性が劣るた
め，固体潤滑剤等を補わない限り，高荷重で使用される
ようなコントロールケーブル等には使い難いという問題
を有している。

【０００６】また，従来の合成炭化水素油を基油にした
グリースは，防錆力を付与するため，防錆添力加剤を処
方すると，長時間にわたって高温に晒された場合の安定
性に劣るという問題を有している。

【０００７】市販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，基油として鉱物油を使用し
ているため，鉱物油中のパラフィン等が低温で固化する
という性質を有するため，低温，例えば，−４０℃とい
うような低温状態では固化してしまい，潤滑剤として機
能しないという問題がある。

【０００８】そこで，自動車等に使用するグリースとし
て，その組成物について，シリコーン油を基油としたリ
チウム石けんグリースでは防錆能と耐荷重性が劣る問題
を解決し，合成炭化水素油を基油としたリチウム石けん
グリースが長期にわたる耐熱性に劣るという問題を解決
し，更には従来のカルシウムスルフォネートコンプレッ
クスグリースでは増ちょう剤の組成中に鉱油自体が含ま
れているため，低温性能が劣るという問題を解決しなけ
ればならないという課題がある。

【０００９】この発明の目的は，上記の問題を解決する
ことであり，カルシウムスルフォネートコンプレックス
グリースが有する特性を活かすと共に，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中の鉱油
を排除することによって，例えば，−４０℃の低温でも
固化することがなく，低温から高温まで広温度範囲で使
用でき，しかも，低温性，耐熱性，防錆性及び耐荷重性
に優れた合成油又は鉱油，好ましくは，合成潤滑油を基
油にして，低温性に優れた増ちょう剤としてカルシウム
スルフォネートコンプレックス化合物を配合し，少なく
とも低温特性を向上させたグリース組成物を提供するこ
とである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は，一般式が下
記化学式で表される増ちょう剤５〜５０重量％と潤滑油
５０〜９５重量％とから成るグリース組成物。 （Ｒ−ＳＯ₃ ）₂ Ｃａ・ｎＣａＣＯ₃ 但し，Ｒ：炭素数６〜２８の炭化水素基，ｎ：６〜５０
の整数。

【００１１】前記潤滑油は，合成油又は鉱油であり，特
に，合成油が好ましいものである。

【００１２】前記潤滑油は，少なくとも低温，例えば，
−４０℃において固化しない低温性潤滑油である。

【００１３】前記潤滑油は，ポリαオレフィンから成る
合成潤滑油，ジエステルから成る合成潤滑油，或いはポ
リオールエステルから成る合成潤滑油である。

【００１４】前記増ちょう剤は，カルシウムスルフォネ
ートコンプレックス化合物である。また，前記カルシウ
ムスルフォネートコンプレックス化合物は，中性である
アルキル又はアルキルベンゼンスルフォン酸カルシウム
を処理して高い全塩基価を付与したものを加工して成る
ものである。更に，前記カルシウムスルフォネートコン
プレックス化合物は，溶媒中で合成したアルキル又はア
ルキルベンゼンスルフォン酸カルシウムに対して炭酸ガ
スを導入することによって生成されたものを加工したも
のである。

【００１５】このグリース組成物は，上記のように構成
されているので，防錆性，耐荷重性，耐熱性，低温性に
優れたものである。即ち，このグリース組成物は，耐熱
性，耐荷重性，防錆性に優れたカルシウムスルフォネー
トコンプレックス化合物を増ちょう剤とし，その増ちょ
う剤中の鉱油を排除して低温性を向上させ，それに合成
潤滑油を基油としたものであり，従来の問題点を解決し
た組成物である。

【００１６】

【発明の実施の形態】この発明によるグリース組成物
は，基油として用いる潤滑油は，従来から潤滑油又はグ
リースの基油として用いられているものであり，特に，
合成潤滑油のポリαオレフィン，ジエステル，ポリオー
ルエステルを使用できるものである。ただし，ジエステ
ル，ポリオールエステルは，合成ゴム及び合成樹脂に影
響する場合があり，使用個所が制限されることがあるの
で，そのような部分への使用は避けることが好ましい。
合成炭化水素油としては，ボリαオレフィンが代表的で
あり，この発明によるグリース組成物に使用するポリα
オレフィンは，αオレフィンを低重合し，その末端二重
結合に水素を添加した構造で，以下の式のものが例示で
きる。

【化１】

【００１７】また，この発明によるグリース組成物に使
用するジエステルは，二塩基酸１モルとアルコール２モ
ルを反応させて得られる化合物であり，ジ−２−エチル
ヘキシルアゼレート（アゼライン酸と２−エチルヘキサ
ノールの反応物）が例示できる。

【００１８】本発明に用いるポリオールエステルは分子
内に３〜４個のエステル結合を有する化合物で３ないし
４価のアルコールと脂肪酸の反応によって得られる。構
造式としては以下のものが例示できる。

【化２】

【００１９】また，このグリース組成物に使用する合成
潤滑油の動粘度範囲は，４０℃で６ｍｍ² ／ｓ〜２００
０ｍｍ² ／ｓであるが，特に，４０℃で１０ｍｍ² ／ｓ
〜３００ｍｍ² ／ｓであり，しかも流動点が−４２．５
℃以下ものが好ましい。

【００２０】このグリース組成物において，増ちょう剤
原料として用いるカルシウムスルフォネートは，中性で
あるアルキル又はアルキルベンゼンスルフォン酸カルシ
ウムを処理して４００ｍｇＫＯＨ／ｇという高い全塩基
価（測定方法：ＪｌＳ Ｋ２５０１）を付与したもので
あり，高塩基性カルシウムスルフォネートとも呼ばれ
る。これは溶媒中で合成したアルキル又はアルキルベン
ゼンスルフォン酸カルシウムに対して炭酸ガスを導入す
ることによって生成され，次の一般式で表される。 （Ｒ−ＳＯ₃ ）₂ Ｃａ・ｎＣａＣＯ₃ 但し，Ｒ：炭素数６〜２８の炭化水素基，ｎ：６〜５０
の整数。

【００２１】Ｒ基は直鎖状の飽和炭化水素，分岐を有す
る飽和炭化水素，直鎖状のアルキルベンゼン，分岐を有
するアルキルベンゼンのうち，炭素数６〜２８のもので
ある。この発明によるグリース組成物において，Ｒ基は
直鎖状のアルキルベンゼンが好ましい。炭酸カルシウム
はアルキルベンゼンスルフォン酸カルシウム分子が形成
する集合体（ミセル）中に存在すると推定されている。
溶媒に分散した状態の高塩基性カルシウムスルフォネー
トは，その含有率として，通常１５〜６０重量％のもの
が市販されており，粘ちょうな物質であるが，グリース
のような半固体状ではない。高塩基性カルシウムスルフ
ォネートを原料にして半固体状のグリースを得るには，
下記のような加工工程が必要である。

【００２２】次に，高塩基性カルシウムスルフォネート
を半固体状にする加工工程について説明する。最初に，
基油と基油に分散させた高塩基性カルシウムスルフォネ
ートを混合し，その混合物の加熱攪拌を行い，６０℃で
水を加える。次いで，混合物が８５℃になると，混合物
に炭素数１〜４の脂肪族アルコールと炭素数２〜４の脂
肪酸を加え，加熱攪拌しながら，水と脂肪族アルコー
ル，及び脂肪酸を蒸発させる。この工程で高塩基性カル
シウムスルフォネート中の炭酸カルシウムの結晶形態に
変化が生じ，全体が粘ちょうな半固体状に変化してい
く。この工程には約１時間を要する。

【００２３】次いで，半固体状の混合物に，水と水酸化
カルシウムを加えて加熱を継続し，揮発性成分を完全に
除去する。この後，炭酸カルシウムの結晶形態の変化に
伴って生成する水酸化カルシウム又は酸化カルシウム
と，後から加えた水酸化カルシウムを金属石けんにする
ことを主目的に，高級脂肪酸を加えて反応させる。この
反応は，赤外吸収スペクトルによって脂肪酸の吸収が減
少し，金属石けんの吸収が増大することによって確認で
きる。この工程にも約１時間を要する。この後も半固体
状の混合物の加熱を継続し，１６５℃まで昇温させる。
混合物が１６５℃まで達した後に，室温まで冷却し，ホ
モジナイザー，３本ロール等のグリースの一般的な分散
処理装置によって処理することによりグリース組成物を
得る。

【００２４】以下，この発明によるグリース組成物につ
いての具体的な実施例と，該実施例のグリース組成物と
比較するための具体的な比較例を説明する。各実施例，
各比較例で用いた基油成分は，下記の通りである。 ポリαオレフィン：４０℃における動粘度２６ｍｍ² ／
ｓ，及び流動点−６０℃ 鉱油：パラフィン系鉱油，４０℃における動粘度６８ｍ
ｍ² ／ｓ，及び流動点−１５℃ ジエステル：ジ−２−エチルヘキシルアゼレート，４０
℃における動粘度１２ｍｍ² ／ｓ，及び流動点−６５℃ ポリオールエステル：ベンタエリスリトールテトラエス
テル，４０℃における動粘度３１ｍｍ² ／ｓ，及び流動
点−５０℃ メチルフェニルシリコン：４０℃における動粘度６２ｍ
ｍ² ／ｓ，及び流動点−６５℃

【００２５】また，実施例及び比較例における評価試験
方法は，以下のとおりである。 （ｌ）ちょう度試験方法 ＪｌＳ Ｋ２２２０ ５．３による （２）滴点試験方法 ＪｌＳ Ｋ２２２０ ５．４による。耐熱性の目安とな
る試験で滴点が高い方が耐熱温度が高い。 （３）低温トルク試験方法 ＪｌＳ Ｋ２２２０ ５．１４による。試料を封入した
軸受の低温でのトルクを測定する試験であり，数値が低
い方が低温で使用し易いことを示している。起動トルク
は６０Ｎ・ｃｍ以下であり，回転トルクが３０Ｎ・ｃｍ
以下の方が好ましい。 （４）鋼板静置試験 ５０ｍｍ×３０ｍｍ×２ｍｍの鋼板上に３ｍｍの厚さで
試料を塗布し，１２０℃の恒温槽内に３００時問静置し
ておく。試験後，取り出した鋼板上の試料について，Ｊ
ｌＳＫ２２２０，参考１の１／４ちょう度試験方法によ
って混和ちょう度を測定する。初期ちょう度との差を計
算して％で表現する。変化率として士２０％以内である
ことが望ましい。 （５）塩水噴霧試験方法 １ｍｍ×６０ｍｍ×８０ｍｍの大きさの冷間圧延鋼板
（ＪｌＳ Ｇ３１４１１種）を＃２４０のサンドペーパ
で研磨し，洗浄後，試料を表面に均一に０．３０ｇ塗布
する。鋼板を樹脂製容器内に３０度の角度をつけて静置
する。容器内部を３５℃に保ち，５ｗｔ％塩水を１００
ｃｍ² の平面あたり毎時３ｍｌの量が噴霧されるように
調節して７２時間試験を行う。試験終了後，鋼板を取り
出して石油系溶剤で洗浄し，錆の発生を観察する。この
試験では錆発生がないものが好ましい。 （６）高速４球試験（ＡＳＴＭ Ｄ２５９６準拠） 試験容器に試料を詰め，直径１０ｍｍの３個の試験鋼球
を固定する。荷重をかけ，回転軸に取り付けた１個の固
定球を毎分１７７０回転で回転させる。ｌ０秒間の試験
を融着が生じるまで荷重を変えて行う。この試験では融
着荷重として，９８０Ｎ以上であれば，実用上は十分で
ある。

【００２６】−実施例１− ボリαオレフィンを５０重量％含有する高塩基性カルシ
ウムスルフォネート（アルキルベンゼンスルフォン酸カ
ルシウム）４５０重量部，ポリαオレフィン３５０重量
部を反応釜に仕込む。反応釜内の原料即ち内容物の昇温
を開始し，６０℃で水１０重量部を加える。８５℃で酢
酸３重量部とメチルセロソルブ１２重量部を加える。内
容物の温度を９１℃で１時間保つ。水酸化カルシウム５
重量部と水ｌ０重量部を加える。内容物を加熱して水を
蒸発させた後に，反応釜内の内容物を昇温させる。１３
０℃でステアリン酸２６重量部を加える。応釜内の内容
物の加熱を継続し，１６５℃まで昇温させる。酸化防止
剤として，２，６−ジーターシャリーブチル−４−メチ
ルフェノール２重量部を内容物に添加し混合する。次い
で，内容物を室温まで放冷し，３本ロールミルで処理し
て実施例ｌのグリースが得られた。

【００２７】−実施例２− 実施例１で用いた原料のポリαオレフィンを，ジエステ
ルに変更して，実施例１と同じ方法で製造することによ
り，実施例２のグリースが得られた。

【００２８】−実施例３ 実施例ｌで用いた原料のポリαオレフィンを，ポリオー
ルエステルに変更して実施例１と同じ方法で製造するこ
とにより，実施例３のグリースが得られた。

【００２９】−比較例１ 比較例１は，鉱物油を基油にした市販のカルシウムスル
フォネートコンプレックスグリースを増ちょう剤とした
ものであり，該増ちょう剤には，鉱油が含まれているも
のである。

【００３０】−比較例２− 比較例２は，ポリαオレフィンを基油にして防錆剤を配
合した市販のリチウム石けんグリースである。

【００３１】−比較例３− 比較例３は，シリコン油を基油にした市販のリチウム右
けんグリースである。

【００３２】−比較例４− 比較例４は，ジエステル油を基油にして防錆剤を配合し
た市販のリチウム石けんグリースである。

【００３３】−比較例５ 比較例５は，ポリオールエステル油を基油にして防錆剤
を配合した市販のリチウム石けんグリースである。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【表２】

【００３６】

【表３】

【００３７】

【発明の効果】この発明によるグリース組成物は，上記
のように構成されており，滴点が高いという耐熱性を有
し，低温，例えば，−４０℃の雰囲気中で使用が可能で
あり，低温性を向上させたものであり，長時間にわたっ
て高温に晒された場合でも，混和ちょう度の変化が少な
いという安定性を有し，防錆剤を添加しなくても，防錆
力に優れ，高荷重での耐焼き付き性に優れるという性能
を有している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１０Ｍ 115/10 Ｃ１０Ｍ 115/10 // Ｃ１０Ｎ 30:06 Ｃ１０Ｎ 30:06 30:08 30:08 30:12 30:12 40:02 40:02 50:10 50:10 Ｆターム(参考） 4H104 BA07A BB33A BB34A BG06B CA01A DA02A DB07B EB02 FA02 LA03 LA04 LA06 PA01 QA18

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式が下記化学式で表される増ちょう
   剤５〜５０重量％と潤滑油５０〜９５重量％とから成る
   グリース組成物。 （Ｒ−ＳＯ₃ ）₂ Ｃａ・ｎＣａＣＯ₃ 但し，Ｒ：炭素数６〜２８の炭化水素基，ｎ：６〜５０
   の整数。
2. 【請求項２】 前記潤滑油は，合成油又は鉱油であるこ
   とから成る請求項１に記載のグリース組成物。
3. 【請求項３】 前記潤滑油は，少なくとも低温雰囲気に
   おいて固化しない低温性潤滑油であることから成る請求
   項１に記載のグリース組成物。
4. 【請求項４】 前記潤滑油は，ポリαオレフィンから成
   る合成潤滑油であることから成る請求項１に記載のグリ
   ース組成物。
5. 【請求項５】 前記潤滑油は，ジエステルから成る合成
   潤滑油であることから成る請求項１に記載のグリース組
   成物。
6. 【請求項６】 前記潤滑油は，ポリオールエステルから
   成る合成潤滑油であることから成る請求項１に記載のグ
   リース組成物。
7. 【請求項７】 前記増ちょう剤は，カルシウムスルフォ
   ネートコンプレックス化合物であることから成る請求項
   １に記載のグリース組成物。
8. 【請求項８】 前記カルシウムスルフォネートコンプレ
   ックス化合物は，中性であるアルキル又はアルキルベン
   ゼンスルフォン酸カルシウムを処理して高い全塩基価を
   付与したものを加工して製造されたことから成る請求項
   に７記載のグリース組成物。
9. 【請求項９】 前記カルシウムスルフォネートコンプレ
   ックス化合物は，溶媒中で合成したアルキル又はアルキ
   ルベンゼンスルフォン酸カルシウムに対して炭酸ガスを
   導入することによって生成されたものを加工して製造さ
   れたことから成る請求項７に記載のグリース組成物。