潤滑劑組合物和滾動裝置的製作方法

2023-10-06 15:27:14

專利名稱：潤滑劑組合物和滾動裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及潤滑劑組合物。並且，本發明還涉及滾動軸承、滾珠絲槓、直線導軌裝置、直動軸承等運轉裝置。
背景技術：
一直以來，在各種機械裝置的滑動部分、旋轉或滾動部分，使用潤滑油或潤滑脂(grease)等潤滑劑組合物(例如，參照專利文獻I 3)。但是,包括專利文獻I 3在內，現有的已知潤滑劑組合物幾乎都是不能食用的，幾乎無人知曉在可用於滾動軸承等機械部件的潤滑用途的潤滑劑組合物中，存在著即使食用也無害的物質。此外，由於潤滑劑組合物的溫度將隨著滾動裝置的運轉而上升，因此，添加抗氧化·劑提高耐久性的方案很多。作為向潤滑劑組合物中添加的抗氧化劑，作為工業用途，多採用胺系抗氧化劑、酚類抗氧化劑、吩噻嗪；作為食品機械用途，雖然很少但也使用生育酚(維生素E)、二丁基對甲酚(DBPC)、丁基羥基茴香醚(BHA)、丁基對苯二酚(TBHQ)、沒食子酸異丙酯等(例如，參照專利文獻4 6)。但是，對環境保護的要求提高，儘管環境負荷少，進一步提高抗氧化效果的要求仍然很強烈。專利文獻專利文獻I :日本國專利第4730714號公報專利文獻2 :日本國特表2004-510020號公報專利文獻3 :日本國特開2007-64456號公報專利文獻4 :日本國特開2002-323053號公報專利文獻5 :日本國特開2008-248990號公報專利文獻6 :日本國特開平4-72392號公報

發明內容
發明要解決的課題本發明鑑於上述情況而做出，其目的在於提供即使食用也無害，潤滑性能優異，並且，不僅環境負荷小，而且抗氧化性能優異的潤滑劑組合物。此外，其目的還在於提供一種通過上述潤滑劑組合物而被潤滑，環境負荷小，潤滑性能和耐久性優異的滾動裝置。用於解決課題的手段為了解決上述課題，本發明提供下述潤滑劑組合物和滾動裝置。(I) 一種潤滑劑組合物，其特徵在於，含有飽和脂肪酸甘油三酸酯和抗氧化劑。(2)上述(I)所述的潤滑劑組合物，其特徵在於，抗氧化劑為選自酚類、多酚類、類黃酮類、類胡蘿蔔素類、維生素類、偽維生素類和有機酸中的至少一種。(3)上述⑴或⑵所述的潤滑劑組合物，其特徵在於，含有輔酶Q。(4)上述⑴ (3)中任一項所述的潤滑劑組合物，其特徵在於，含有脂肪酸酯、金屬皂或脲化合物作為增稠劑。
(5) 一種潤滑劑組合物，其特徵在於，含有飽和脂肪酸甘油三酸酯作為基油，硬脂酸鎂或硬脂酸鈣作為增稠劑。(6) 一種滾動裝置，其特徵在於，具備外表面具有滾道的內側部件；具有與該內側部件的滾道對向的滾道，並配置在所述內側部件的外側的外側部件；配置在兩個所述滾道之間，能夠自由滾動的多個滾動體；和進行所述兩個滾道面和所述滾動體之間的潤滑的潤滑劑，所述潤滑劑為上述(I) (5)中任一項所述的潤滑劑組合物。發明效果本發明的潤滑劑組合物即使食用也無害，環境負荷小且抗氧化性能優異。此外，本發明的滾動裝置的耐久性優異，環境負荷也小，即使食用該潤滑劑組合物的情況下也無害。



圖I為表示本發明的滾動裝置的一例的深溝球軸承的截面圖。圖2為表示實施例A中(試驗-I)的結果的曲線圖。圖3為表示對實施例A中(試驗-2)的實施例4A、5A、6A和比較例20A、21A的試驗潤滑脂，測定軸承壽命的結果的曲線圖。圖4為表示對實施例A (試驗-2)的實施例7A、8A和比較例22A、23A的試驗潤滑月旨，測定軸承壽命的結果的曲線圖。圖5為表示實施例B的壽命試驗的結果的曲線圖。圖6為表示實施例B的壽命試驗的結果的曲線圖。圖7為表示實施例B的壽命試驗的結果的曲線圖。圖8為表示實施例C的結果的曲線圖。圖9為表示實施例D的結果的曲線圖。符號說明I 內圈Ia 滾道2 外圈2a 滾道3滾動體G潤滑劑組合物
具體實施例方式下面，對本發明進行詳細說明。潤滑劑組合物本發明的潤滑劑組合物，含有作為潤滑成分的飽和脂肪酸甘油三酸酯，和作為防氧化劑的抗氧化劑。飽和脂肪酸甘油三酸酯是飽和脂肪酸和甘油生成的酯類，具有生物降解性。飽和脂肪酸的種類沒有特別限定，不過，優選直鏈脂肪酸，且優選碳原子數6以上12以下的飽和脂肪酸。當碳原子數在5以下時，有基油的耐熱性變得不充分的擔心；當碳原子數超過12時，有基油的粘度變得過高的擔心。其中，更優選為碳原子數8以上12以下的飽和脂肪酸，進一步優選為碳原子數8以上10以下的飽和脂肪酸。這樣的飽和脂肪酸不僅潤滑性能優異，而且能夠從市場上以比較便宜的價格得到。此外，飽和脂肪酸甘油三酸酯可以單獨使用I種，也可以混合多種使用。此外，飽和脂肪酸甘油三酸酯可以是單獨一種飽和脂肪酸3分子與甘油I分子反應得到的飽和脂肪酸甘油三酸酯，也可以是2種或3種飽和脂肪酸合計3分子與甘油I分子反應得到的飽和脂肪酸甘油三酸酯。在混合多種飽和脂肪酸甘油三酸酯進行使用的情況下，優選為作為碳原子數8的飽和脂肪酸與甘油得到的酯的飽和脂肪酸甘油三酸酯(稱為飽和脂肪酸甘油三酸酯A)、和作為碳原子數10的飽和脂肪酸與甘油的酯的飽和脂肪酸甘油三酸酯(稱為飽和脂肪酸甘油三酸酯B)的混合物。此時，飽和脂肪酸甘油三酸酯A與飽和脂肪酸甘油三酸酯B的摩爾比(A B)優選為在60 40 90 10的範圍內，更優選為在70 30 80 20的範
圍內。如果在該範圍內，不僅潤滑劑組合物的低轉矩性能更優異，而且耐熱性、耐久性等化學性能、機械性能也更優異。此外，使用2種或3種飽和脂肪酸合計3分子與甘油I分子反應得到的飽和脂肪酸甘油三酸酯的情況下，優選為碳原子數8的飽和脂肪酸和碳原子數10的飽和脂肪酸合計3分子與甘油I分子反應得到的飽和脂肪酸甘油三酸酯。此時，碳原子數8的飽和脂肪酸成分(C)與碳原子數10的飽和脂肪酸成分(D)的摩爾比(C D)優選為在60 40 90 10的範圍內，更優選為在70 30 80 20的範圍內。如果在這樣的範圍內，不僅潤滑劑組合物的低轉矩性能更優異，而且耐熱性、耐久性等化學性能、機械性能也更優異。該摩爾比(C D)，例如可通過以適當比例將碳原子數8的飽和脂肪酸I分子和碳原子數10的飽和脂肪酸2分子與甘油I分子反應得到的飽和脂肪酸甘油三酸酯，和碳原子數8的飽和脂肪酸2分子和碳原子數10的飽和脂肪酸I分子與甘油I分子反應得到的飽和脂肪酸甘油三酸酯混合來調節。飽和脂肪酸甘油三酸酯的40°C下的運動粘度優選為8mm2/S以上120mm2/s以下。當40°C下的運動粘度不足8mm2/s時,有耐熱性變得不充分的擔心；當超過120mm2/s時,有基油的抗剪阻力增加，例如在滾動軸承中使用的情況下，有起動力矩和/或轉矩變高的擔心。為了不易產生如上所述的不利情況，飽和脂肪酸甘油三酸酯的40°C下的運動粘度更優選為在8mm2/s以上50mm2/s以下,進一步優選為10mm2/s以上35mm2/s以下，最優選為10mm2/s以上20mm2/s 以下。潤滑劑組合物優選為僅含有飽和脂肪酸甘油三酸酯或以飽和脂肪酸甘油三酸酯為主要成分，但是只要是能夠實現本發明的目的的範圍的量，也可以混合在通常的潤滑油中作為基油使用的其它種類的油。例如，優選為動植物油等天然油系潤滑油。作為具體例，可舉出牛脂、豬脂、大豆油、菜籽油、米糠油、椰子油、棕櫚油、棕櫚仁油或其氫化物等。抗氧化劑通過使用作為食品添加劑使用的抗氧化劑，將潤滑劑組合物或者具備該組合物的滾動軸承等滾動裝置用於食品機械或醫藥品用機械等中。具體而言，可舉出酚類、多酚類、類黃酮類、類胡蘿蔔素類、維生素類、偽維生素類和有機酸。作為酚類的具體例子，可以舉出BHA、丁基羥基甲苯(BHT)、TBHQ等。作為多酹類的具體例，可以舉出葡萄種籽提取物、原花色素(Proanthocyanidin)、油溶性兒茶素等。
作為類黃酮類的具體例，可以舉出大豆異黃酮等。作為類胡蘿蔔素類(力〒口、卜''類)的具體例，可以舉出β-胡蘿蔔素、番茄紅
素、蝦青素等。作為維生素類的具體例，可以舉出維生素A類、維生素B類、維生素C類、維生素D類、維生素E類、維生素K類等。作為維生素A類，例如，可以舉出視黃醛、視黃醇、視黃酸、脫氫維生素A醛等。作為維生素B類，例如，可以舉出硫胺素、二硫化硫胺、地塞硫胺(dicethiamine)、辛硫胺、賽可硫胺、雙異丁硫胺、雙苯醯硫胺、丙舒硫胺、苯磷硫胺、呋喃硫胺、核黃素、黃素腺嘌呤二核苷酸、吡哆醇、吡哆醛、羥鈷胺、氰鈷胺、甲基鈷胺素、脫氧腺苷鈷胺素、葉酸、四氫葉酸、二氫葉酸、煙酸、煙醯胺、煙醇、泛酸、泛醇、生物素、膽鹼、肌醇等。此外，作為維生素C類，例如，可以舉出抗壞血酸及其衍生物、異抗壞血酸及其衍生物等。作為維生素D類，例如，可以舉出麥角鈣化固醇、膽鈣化固醇、羥基膽骨化醇、二羥基膽骨化醇、二氫速留醇等。作為維生素E類，例如，可以舉出生育酚及其衍生物、泛醌衍生 物等。作為生育酚，沒有特別限定，不過可以舉出d- α -生育酚、d-β-生育酚、d- Y -生育酚、d- δ -生育酚、dl-α-生育酚等，也可以使用它們的混合物。作為維生素K類，例如，可以舉出植物甲萘醌(維生素Kl)、甲基萘醌類(維生素K2)、甲萘醌(維生素K3)、甲萘氫醌(維生素K4)、納豆提取物、納豆菌提取物等。另外，作為其它的維生素類，可以舉出肉鹼、阿魏酸、Y-谷維素、乳清酸、芸香苷、聖草枸櫞苷、橙皮苷等。作為偽維生素類物質的具體例，可以舉出硫辛酸(a -硫辛酸)、泛醇(ubiquinol)
坐寸ο作為有機酸的具體例，可以舉出植酸等。這些抗氧化劑，可以單獨使用I種，也可以適當組合2種以上使用。通過組合2種以上，進一步提聞防氧化效果。潤滑劑組合物中的抗氧化劑的含量，為能夠賦予防氧化效果的量，可根據潤滑成分的種類和用途等調節。例如，封入軸承的潤滑脂組合物，通過含有潤滑脂總量的O. I 10質量％的抗氧化劑，能夠得到充分的防氧化效果。此外，通過在潤滑劑組合物中添加輔酶Q，能夠進一步提高防氧化效果，故為優選。輔酶Q的種類沒有特別限定，不過特別優選為輔酶Q 10。輔酶Q可以單獨使用，也可以適當組合2種以上使用。另外，還可以配合增稠劑形成潤滑脂組合物。作為增稠劑，例如，可以舉出鋁皂、鋇皂、鈣皂、鋰皂、鈉皂、鋰複合皂、鈣複合皂、鋁複合皂等金屬皂。此外，也可以採用雙脲、三脲、四脲、聚脲等脲化合物，氨基甲酸酯化合物，脲·氨基甲酸酯化合物，對苯二胺酸鈉等。而且，還可以使用胺基酸系凝膠化劑和多糖類酯類等凝膠化劑。此外，作為增稠劑，也可以使用由脂肪酸和糊精形成的糊精脂肪酸酯、或者脂肪酸和菊粉形成的菊粉脂肪酸酯。由於這些增稠劑為來自天然物的材料，因此，環境負荷減少。但是，在使用糊精脂肪酸酯或菊粉脂肪酸酯的情況下，各種細菌類易於繁殖，由於細菌類的繁殖而容易發生劣化。為此，作為抗氧化劑使用硫辛酸，甚而將其與選自維生素E類和多酚類的至少I種並用，藉此就能夠抑制由細菌類導致的潤滑脂組合物的劣化。糊精脂肪酸酯和菊粉脂肪酸酯的脂肪酸優選為碳原子數6 24的飽和脂肪酸，可舉出己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十二碳烷酸、十四碳烷酸、十五碳烷酸、十六碳烷酸、十七碳烷酸、十八碳烷酸、十九碳烷酸、二十碳烷酸、二十二碳烷酸、二十四碳烷酸等。其中，優選為十五碳烷酸、十六碳烷酸、十七碳烷酸。此外，這些飽和脂肪酸優選為直鏈結構。此外，糊精為多個α -葡萄糖通過甙鍵聚合的糖類，通常通過澱粉的水解得到。此夕卜，菊粉也是多糖類的一種，以CAS的編號9005-8-5表示。因此，它們不是會對環境造成影響的物質。只要是在能夠將飽和脂肪酸甘油三酸酯增稠的範圍內，則對增稠劑量沒有限制，可根據作為目的混合稠度、轉矩等適當設定，優選為潤滑脂總量的10 40質量％。此外，在形成潤滑脂組合物時，也可以將飽和脂肪酸甘油三酸酯用作基油，將硬脂酸鎂或硬脂酸鈣用作增稠劑。硬脂酸鎂和硬脂酸鈣，優選使用符合《日本食品添加劑規格》、《日本醫典》收載品等規格的食品添加劑或醫藥品添加劑。硬脂酸鎂或硬脂酸鈣在潤滑脂組合物中的含量，沒有特別限定，不過優選在12質
量％以上35質量％以下。如果在這樣的範圍內，在應用於滾動裝置的情況下，能夠抑制從滑動部分或滾動部分的潤滑脂組合物的漏洩。其結果，能夠在長時間內對滾動裝置進行潤滑。此外，當含量不足12質量％時，潤滑脂組合物的剪切穩定性降低，因此，在應用於滾動裝置的情況下，滑動部分或滾動部分中因剪切作用使得潤滑脂組合物軟化，將助長從滑動部分或滾動部分的潤滑脂組合物的漏洩。其結果，有無法長時間對滾動裝置進行潤滑的擔心。另一方面，當增稠劑的含量超過35質量％時，潤滑脂組合物中的基油比例變低，有潤滑脂組合物的潤滑性能不充分的擔心。為了使上述不利狀況難以發生，潤滑脂組合物中的增稠劑含量更優選為在12質量％以上28質量％以下、進一步優選為在12質量％以上25質量％以下、最優選為在15質量％以上25質量％以下。此外，為了提高其各種性能，也可以在潤滑劑組合物中添加通常用於潤滑劑中的添加劑。例如，防鏽劑、高壓潤滑油添加劑、摩擦改良劑、PH值調節劑、抗磨劑、增油劑、金屬鈍化劑等。但是，考慮到環境方面，含有金屬元素的添加劑不是優選。這些添加劑可以單獨使用I種，也可以適當組合2種以上使用。潤滑劑組合物中的添加劑的合計含量，只要是在無損於本發明目的的程度下，就沒有特別限制。滾動裝置本發明的滾動裝置，由上述的潤滑劑組合物或潤滑脂組合物進行潤滑。對滾動裝置的種類沒有限制，能夠例示出如圖I所示的深溝球軸承。圖示的深溝球軸承具備在外周面具有滾道Ia的內圈I ;在其內周面具有與滾道Ia對向的滾道2a，並配置在內圈I的徑向外側的外圈2 ;配置在兩個滾道la、2a之間，能夠自由滾動的多個滾動體(球)3 ;將多個滾動體3保持在內圈I和外圈2之間的保持架4 ;覆蓋內圈I和外圈2之間的縫隙的開口的密封墊(seal)型的密封構件5、5。此外，也可以不設置保持架4和密封構件5。而且，形成於內圈I和外圈2之間的內設有滾動體3的空隙部(軸承空間)內，為了施行滾道la、2a與滾動體3之間的潤滑，封入有上述潤滑脂組合物。因此，本發明的滾動裝置的耐久性優異，對環境的影響也很小。此外，本實施方式表示了本發明的一例，但本發明並不限於本實施方式。例如，可適用於其它種類的各種各樣的滾動軸承，能夠適用於角接觸球軸承、自動調心球軸承、圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承、滾針軸承、自動調心滾子軸承等向心型滾動軸承；和推力球軸承、推力滾子軸承等推力型滾動軸承。並且，不限於滾動軸承，也能夠適用於其它種類的各種各樣的滾動裝置，例如滾珠絲槓、直線導向裝置、直動軸承等。實施例下面，舉出實施例和比較例進一步說明本發明，但本發明並不因此受到任何限制。試驗-I :實施例IA 3A、比較例IA 19A如表1所示，將硫辛酸(0-1^1)、(1-(1-生育酚(￥]·:維生素E)、兒茶素(Kat)、二丁基羥基甲苯(BHT)、異黃酮(IF)、β -胡蘿蔔素(Car)和丁基羥基茴香醚(BHA)單獨使用或如下表所示組合，添加到飽和中鏈脂肪酸甘油三酯(日油制「PANASATE 875」)中，調製試驗潤滑油。此外，這些抗氧化劑的添加量，單獨使用的情況下為2. 5質量％、2種混合的情況 下分別為I. 25質量合計為2. 5質量％。表I
實施例實施例實施例
IA__2A__3A
α-Ll__α-Ll__Q-Ll
V.E.Kat
比較例比較例比較例比較例
IA__2A__3A__4A
—BHT —V.E.IFKat
—BHT BHT BHT
比較例比較例比較例比較例8A
5A__6A__7A__
一 Car 一BHA V.E.IF
—BHTBHTV.E.
比較例 ~比較例~ 比較例 ~比較例
9A__1 Α__UA__12A
Car ^BHAIFCar
V.E.V.E.IF
比較例 ~比較例~~比較例~~比較例
13A__14A__15A__16A
^BHA Kat Car BHA IF___Kat__Kat
~比較例~~比較例~~比較例
17A__18A__19A
Car ~ BHABHA —
__Car__
BHT : 二丁基羥基甲苯V. E. :d-a-生育酚IF :異黃酮Kat :兒茶素Carj-胡蘿蔔素α -LI :硫羊酸BHA: 丁基羥基茴香醚然後，在不鏽鋼試驗盤中放入試驗潤滑油40g，在160°C的烤箱中加熱，經過一定時間後，測定試驗潤滑油的粘度，求出從加熱前上升的粘度值。結果示於表2，實施例IA ·3A的試驗潤滑油，單獨添加了硫辛酸，或者添加了硫辛酸與兒茶素或硫辛酸與d-α -生育酚的混合物。由此可知，任一實施例均抑制了加熱所導致的粘度上升。試驗-2 :實施例4A 8A，比較例20A 23A如表2所示，向含有基油和增稠劑的基礎油脂內，添加硫辛酸、兒茶素、d-α -生育酚、丁基羥基茴香醚(BHA)、二丁基羥基甲苯(BHT)或苯基-α-萘胺(PAN)調製試驗潤滑月旨。此外，基油使用飽和中鏈脂肪酸甘油三酸酯(MCT)、多元醇酯油，增稠劑使用十六碳烷酸糊精、12-羥基硬脂酸鋰、硬脂醯胺與4，4』_二苯基甲烷二異氰酸酯的反應生成物(C18-MDI脲)。此外，基礎油脂中的增稠劑的劑量為十六碳烷酸糊精為15質量％、12-羥基硬脂酸鋰為12質量％、脲類為15質量％，形成表中所記載的稠度。表 權利要求
1.一種潤滑劑組合物，其特徵在於，含有飽和脂肪酸甘油三酸酯和抗氧化劑。
2.如權利要求I所述的潤滑劑組合物，其特徵在於，所述抗氧化劑為選自酚類、多酚類、類黃酮類、類胡蘿蔔素類、維生素類、偽維生素類和有機酸中的至少一種。
3.如權利要求I或2所述的潤滑劑組合物，其特徵在於，含有輔酶Q。
4.如權利要求I 3中任一項所述的潤滑劑組合物，其特徵在於，含有脂肪酸酯、金屬皂或脲化合物作為增稠劑。
5.一種潤滑劑組合物，其特徵在於，含有飽和脂肪酸甘油三酸酯作為基油，硬脂酸鎂或硬脂酸鈣作為增稠劑。
6.一種轉動裝置，其特徵在於，具備 外表面具有滾道的內側部件； 具有與該內側部件的滾道對向的滾道面，並配置在所述內側部件的外側的外側部件； 配置在兩個所述滾道之間，能夠自由滾動的多個滾動體；和 進行所述兩個滾道和所述滾動體之間的潤滑的潤滑劑， 所述潤滑劑為權利要求I 5中任一項所述的潤滑劑組合物。
全文摘要
本發明的潤滑劑組合物以飽和脂肪酸甘油三酸酯為潤滑成分，含有抗氧化劑和/或含有硬脂酸鎂或硬脂酸鈣作為增稠劑，因此，即使食用也無害，潤滑性能優異，並且環境負荷小。此外，本發明的滾動裝置由於由這樣的潤滑劑組合物進行潤滑，因此，不僅環境負荷小，而且耐久性優異。
文檔編號F16C19/02GK102959063SQ201280000032
公開日2013年3月6日 申請日期2012年1月23日 優先權日2011年6月15日
發明者八谷耕一, 森加奈子, 橫內敦 申請人:日本精工株式會社