特許ウォッチ

公開番号2025150724
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024051762
出願日2024-03-27
発明の名称非延焼性グリース組成物
出願人協同油脂株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類C10M 169/02 20060101AFI20251002BHJP(石油,ガスまたはコークス工業;一酸化炭素を含有する工業ガス;燃料;潤滑剤;でい炭)
要約【課題】本発明の目的は、非延焼性及び耐水性に優れた非延焼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、前記非延焼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。
【解決手段】(a)増ちょう剤として、下記式(1)で表されるジウレア化合物、
R¹-NHCONH-R²-NHCONH-R³ (1)
(式中、R²は、炭素数6～15の芳香族炭化水素基を示し、R¹及びR³は、同一でも異なっていても良く、炭素数8～20の脂肪族炭化水素基、又は炭素数6～15の芳香族炭化水素基を示し、R¹及びR³の合計に占める脂肪族炭化水素基の割合は50～100モル%である。)
(b)40℃における動粘度が300mm²/s以上である基油、
(c)ライスワックス、カルナバワックス、及びモンタン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種、及び
(c)有機スルホン酸金属塩、セバシン酸ナトリウム、及びグリセリンからなる群から選ばれる少なくとも1種、
を含有する、非延焼性グリース組成物。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
（ａ）増ちょう剤として、下記式（１）で表されるジウレア化合物、
Ｒ
1
－ＮＨＣＯＮＨ－Ｒ
2
－ＮＨＣＯＮＨ－Ｒ
3
（１）
（式中、Ｒ
2
は、炭素数６～１５の芳香族炭化水素基を示し、Ｒ
1
及びＲ
3
は、同一でも異なっていても良く、炭素数８～２０の脂肪族炭化水素基、又は炭素数６～１５の芳香族炭化水素基を示し、Ｒ
1
及びＲ
3
の合計に占める脂肪族炭化水素基の割合は５０～１００モル％である。）
（ｂ）４０℃における動粘度が３００ｍｍ
2
／ｓ以上である基油、
（ｃ）ライスワックス、カルナバワックス、及びモンタン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも１種、及び
（ｄ）有機スルホン酸金属塩、セバシン酸ナトリウム、及びグリセリンからなる群から選ばれる少なくとも１種、
を含有する、非延焼性グリース組成物。
続きを表示（約 430 文字）【請求項２】
（ｃ）の含有量が、グリース組成物の全質量に対し、０．１～２．０質量％である、請求項１記載のグリース組成物。
【請求項３】
（ｄ）の含有量が、グリース組成物の全質量に対し、０．１～１．０質量％である、請求項１記載のグリース組成物。
【請求項４】
有機スルホン酸金属塩が、亜鉛塩又はカルシウム塩である、請求項１記載のグリース組成物。
【請求項５】
（ａ）の含有量が、グリース組成物の全質量に対し、２．５～８．０質量％である、請求項１記載のグリース組成物。
【請求項６】
０℃、せん断率１０Ｓ
-1
における見かけ粘度が１５０Ｐａ・ｓ以下である、請求項１記載のグリース組成物。
【請求項７】
集中給脂用である、請求項１記載のグリース組成物。
【請求項８】
請求項１～７のいずれか１項記載のグリース組成物を封入してなる軸受又は歯車。

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することができる非延焼性グリース組成物に関する。詳しくは、本発明は、鋼片加工時に表面から剥がれ落ちる高温のスケール等が飛散してグリースに着火・延焼することで起こる火災が懸念される箇所又は鋼材の圧延・加工時に水が使用されている箇所に使用可能な非延焼性グリース組成物に関する。
続きを表示（約 6,100 文字）【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使用されている。
製鉄工程における製鋼又は圧延設備の軸受には高熱になった鋼材を加工することから、熱によりグリースが軟化して軸受から漏えいし、又は熱によりグリースが劣化する。これら問題に対処するため、耐熱性を持つグリースを選定することに加えて、集中給脂によりグリースを頻繁に軸受に補給している。
また、圧延工程における鋼材の加工には水による冷却も必要とされるため、軸受にも水がかかる。軸受に封入されたグリースが水に洗い流されないよう、グリースには耐水洗性が要求される。グリースにはまた、軸受内で水と一緒にせん断を受けても軟化しない含水せん断安定性も要求される。
さらに、軸受から排脂されたグリースが設備の下に垂れ落ちて堆積し、飛散した高温のスケールが堆積したグリースに接触することでグリースが着火し延焼することを原因と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、排脂されたグリースを除去することが必要である。しかし、狭い場所に垂れ落ちたグリースや、高温の鋼材を加工するため通常時に立ち寄ることができない箇所は設備が止まる定期修理時にしかグリースの除去ができないため。常に堆積グリースがない状態にすることは難しい。
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、消火が困難となることも起こり得ることから、使用されるグリースには燃え広がらないために非延焼性能が求められている。従来の非延焼性グリースは、基油を高粘度鉱油、増ちょう剤をリチウム石けんにして、熱分解しにくい添加剤を配合している（非特許文献１）。しかし、高温に曝される設備、又はそのような設備にグリースを給脂している配管にはリチウムグリースでは耐熱性を満足することができていない。
そのため、リチウム石けんグリースよりも耐熱性が優れるウレアグリースへの切り替えが検討されている。しかし、ウレアグリースでは、増ちょう剤自体の熱分解温度がリチウム石けんより低く、蒸発しにくい基油や添加剤の配合でも非延焼性グリースにすることが困難であった。
例えば特許文献１は、設備用ウレアグリースとして耐荷重性及び非延焼性を有するウレアグリースを開示している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
潤滑経済２０１６１１月号Ｎｏ．６１９４６
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－０３０５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、非延焼性及び耐水性に優れた非延焼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、前記非延焼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】
【０００６】
１．（ａ）増ちょう剤として、下記式（１）で表されるジウレア化合物、
Ｒ
1
－ＮＨＣＯＮＨ－Ｒ
2
－ＮＨＣＯＮＨ－Ｒ
3
（１）
（式中、Ｒ
2
は、炭素数６～１５の芳香族炭化水素基を示し、Ｒ
1
及びＲ
3
は、同一でも異なっていても良く、炭素数８～２０の脂肪族炭化水素基、又は炭素数６～１５の芳香族炭化水素基を示し、Ｒ
1
及びＲ
3
の合計に占める脂肪族炭化水素基の割合は５０～１００モル％である。）
（ｂ）４０℃における動粘度が３００ｍｍ
2
／ｓ以上である基油、
（ｃ）ライスワックス、カルナバワックス、及びモンタン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも１種、及び
（ｄ）有機スルホン酸金属塩、セバシン酸ナトリウム、及びグリセリンからなる群から選ばれる少なくとも１種、
を含有する、非延焼性グリース組成物。
２．（ｃ）の含有量が、グリース組成物の全質量に対し、０．１～２．０質量％である、前記１に記載のグリース組成物。
３．（ｄ）の含有量が、グリース組成物の全質量に対し、０．１～１．０質量％である、前記１に記載のグリース組成物。
４．有機スルホン酸金属塩が、亜鉛塩又はカルシウム塩である、前記１に記載のグリース組成物。
５．（ａ）の含有量が、グリース組成物の全質量に対し、２．５～８．０質量％である、前記１に記載のグリース組成物。
６．０℃、せん断率１０Ｓ
-1
における見かけ粘度が１５０Ｐａ・ｓ以下である、前記１に記載のグリース組成物。
７．集中給脂用である、前記１に記載のグリース組成物。
８．前記１～７のいずれかに記載のグリース組成物を封入してなる軸受又は歯車。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のウレアグリース組成物は、非延焼性及び耐水性に優れる。本発明の特定の態様は、集中給脂による圧送性にも優れる。
如何なる理論にも拘束されることを望むものではないが、本発明のグリース組成物が非延焼性能を有する理由は、以下のように説明できると考える。
すなわち、従来のウレアグリースは例え基油が引火点の高い高粘度鉱油が配合されていても、増ちょう剤が熱分解し、発生した分解ガスが発火し、基油に引火することで燃焼しているものと考える。
本発明の（ｄ）成分のようなスルホン酸基、カルボキシル基、ヒドロキシル基等の官能基をもつ化合物を添加することで、増ちょう剤であるウレアの熱分解を促進させ、継続燃焼の原因である増ちょう剤の分解ガスを着火直後の燃焼の初期段階で消費させ、熱源温度が下がるころには分解ガスの供給が減ることで鎮火させることができる。
しかし、スルホン酸基、カルボキシル基、ヒドロキシル基等の官能基をもつ化合物は、水が存在するとグリースを乳化させ、水によるグリースの軟化を促進させてしまう。特に増ちょう剤である脂肪族ウレアは水の存在下でせん断を加えることで軟化する。
本発明の（ｃ）成分を入れることで、増ちょう剤であるウレア化合物を（ｃ）成分が保護し、増ちょう剤と水による接触を抑制することで、含水せん断安定性を向上することができる。
（ｃ）成分は、高分子化合物であるために容易に引火しない。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〔（ａ）増ちょう剤〕
本発明において用いる増ちょう剤は、下記式（１）で表わされるジウレア化合物である。
Ｒ
1
－ＮＨＣＯＮＨ－Ｒ
2
－ＮＨＣＯＮＨ－Ｒ
3
（１）
式中、Ｒ
2
は、炭素数６～１５の芳香族炭化水素基を示し、Ｒ
1
及びＲ
3
は、同一でも異なっていても良く、炭素数８～２０の脂肪族炭化水素基、炭素数６～１５の芳香族炭化水素基を示し、Ｒ
1
及びＲ
3
の合計に占める脂肪族炭化水素基の割合は５０～１００モル％である。
ジウレア化合物は、ジイソシアネートとモノアミンとの反応物であるところ、本発明において用いる増ちょう剤は、
- 原料のアミンが脂肪族アミンである脂肪族ウレア化合物、又は
- 原料のアミンが芳香族アミン及び脂肪族アミンの混合物である芳香族-脂肪族ウレア化合物（詳しくは、芳香族-芳香族ウレアと、芳香族-脂肪族ウレアと、及び脂肪族-脂肪族ウレアとの混合物、換言すれば、下記式（１－１）、（１－２）、（１－３）で表されるジウレア化合物の混合物
Ｒ
1
－ＮＨＣＯＮＨ－Ｒ
2
－ＮＨＣＯＮＨ－Ｒ
3
（１－１）
Ｒ
1
－ＮＨＣＯＮＨ－Ｒ
2
－ＮＨＣＯＮＨ－Ｒ
3
（１－２）
Ｒ
3
－ＮＨＣＯＮＨ－Ｒ
2
－ＮＨＣＯＮＨ－Ｒ
3
（１－３）
式中、Ｒ
1
～Ｒ
3
は、上に定義したとおりである。）
である。
芳香族-脂肪族ウレア化合物がより好ましい。
ジウレア化合物が、式（１）中、Ｒ
1
及びＲ
3
が、同一でも異なっていても良く、炭素数８～２０の脂肪族炭化水素基（好ましくは炭素数８～２０直鎖アルキル基、より好ましくは８又は１８の直鎖アルキル基）、又は炭素数６～１５の芳香族炭化水素基（好ましくは炭素数６又は７のアリール基）を示し、Ｒ
1
及びＲ
3
の合計に占める脂肪族炭化水素基の割合が５０～１００モル％であるジウレア化合物であるのが好ましい。Ｒ
1
及びＲ
3
の合計に占める脂肪族炭化水素基の割合が７０～９０モル％であるジウレア化合物であるのがより好ましい。
ジウレア化合物が、式（１）中、Ｒ
1
及びＲ
3
が、同一でも異なっていても良く、炭素数８の直鎖アルキル基、又は炭素数６のアリール基を示し、Ｒ
2
が、ジフェニルメタン－４，４’－ジイソシアネート由来の基であり、Ｒ
1
及びＲ
3
の合計に占める炭素数８の直鎖アルキル基の割合が８０モル％であるジウレア化合物であるのが最も好ましい。
本発明の組成物中の増ちょう剤の含有量は、用途に応じて所望のちょう度が得られれば良く、例えば本発明のグリース組成物を集中給脂用グリースとして用いる場合、組成物の全質量を基準として、好ましくは２．０～９．０質量％、より好ましくは２．５～８．０質量％、さらに好ましくは３．０～８．０％である。このような範囲の含有量にすることにより、非延焼性、圧送性、及び耐水性をより満足することができる。集中給脂用でない場合、好ましくは６．０～１７．０質量％、より好ましくは６．０～１２．０質量％、さらに好ましくは６．０～１０．０質量％である。このような範囲の含有量にすることにより、耐水性や軸受の潤滑寿命をより向上させることができる。
【０００９】
〔（ｂ）基油〕
本発明に使用する基油は、４０℃における動粘度が３００ｍｍ
2
／ｓ以上である。本発明の基油の４０℃における動粘度は、好ましくは３００～１０００ｍｍ
2
／ｓ、より好ましくは４００～５５０ｍｍ
2
／ｓである。４０℃における動粘度が３００ｍｍ
2
／ｓ以上であれば、十分な非延焼性が発揮できる。
基油としては、鉱油、合成油、又はこれらの混合物が使用できる。鉱油としては、パラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油などがあげられる。合成油としては、ジエステル、ポリオールエステル等のエステル系合成油；ポリαオレフィン、ポリブデン等の合成炭化水素油；アルキルジフェニルエーテル、ポリプロピレングリコ－ル等のエーテル系合成油；シリコーン油；フッ素化油などがあげられる。なお、合成油は、動植物などから生まれた生物資源を原料として製造される、所謂バイオマス油でもよい。例えば、植物油を原料とする各種脂肪酸とアルコールとから合成されるバイオマスエステル油や、パーム油、コーン油、大豆油などの植物油を用いたバイオマス炭化水素油を使用することもできる。このうち、本発明のグリース組成物を集中給脂用グリースとして用いる場合、経済性の観点から、鉱油が好ましい。集中給脂用でない場合、軸受の潤滑寿命を向上させる観点から、合成炭化水素油、エステル油、又はエーテル油が好ましい。
本発明のグリース組成物における基油の含有量は、集中給脂用グリースとして用いる場合、７５.０～９７．０質量％であるのが好ましく、８２．０～９６．０％であるのがより好ましい。基油の含有量がこのような範囲内にあると、圧送性と非延焼性の点で好ましい。
本発明のグリース組成物における基油の含有量は、集中給脂用でない場合、７０．０～９３．０質量％であるのが好ましく、７５．０～９３．０％であるのがより好ましい。基油の含有量がこのような範囲内にあると、圧送性と非延焼性の点で好ましい。
【００１０】
〔（ｃ）ライスワックス、カルナバワックス、モンタン酸誘導体〕
本発明において用いるライスワックス、カルナバワックス、及びモンタン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも１種は、ワックスに分類される。
本明細書において、ワックスは、常温（２５℃）で固体又は半固体のアルキル基をもつ有機物であり、３５℃から１１０℃付近までの温度範囲で（基油に溶かさなくても）溶融し、溶融粘度の低いものをいう。
ライスワックスとは、米ぬか、米油から精製する際に分離したろう油を精製したワックスのことをいい、ＣＡＳ番号は８０１６－６０－２である。ライスワックスは、脂肪酸（Ｃ１６（約５％）、Ｃ２２（約２０％）、Ｃ２４（約６０％）、残部はその他）とアルコールとのエステルが主成分である。ライスワックスは、好ましくは、酸価が１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下（例えば、７ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、３ｍｇＫＯＨ／ｇ以下）であり、かつ、ケン化価が７０～９５ｍｇＫＯＨ／ｇであるかかつ融点は７７～８３℃である。より好ましくはケン化価が８０～９５ｍｇＫＯＨ／ｇであれば、非延焼性が向上する。ライスワックスとしては、部分ケン化したライスワックス（例えば、Ｃａ部分鹸化ライスワックスのＣＡＳ番号は、１８５０３５７－５７－１である。）を用いることもできる。部分ケン化したライスワックスは、好ましくは、酸価が６～１５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であり、かつ、ケン化価が６３～８５ｍｇＫＯＨ／ｇであり、かつ融点は９６～１０７℃である。なお、上記脂肪酸の比率は、ガスクロマトグラフ分析により測定することができる。また、酸価はＩＳＯ２１１４により測定することができる。ケン化価はＩＳＯ３６８１により測定することができる。ライスワックスとしては、ケン化していないライスワックスを用いるのが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許