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JPH03131690A - 潤滑剤組成物 - Google Patents

潤滑剤組成物

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JPH03131690A
JPH03131690A JP2252083A JP25208390A JPH03131690A JP H03131690 A JPH03131690 A JP H03131690A JP 2252083 A JP2252083 A JP 2252083A JP 25208390 A JP25208390 A JP 25208390A JP H03131690 A JPH03131690 A JP H03131690A
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thiosulfate
phosphate
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metal
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James P King
ジエームス　ピー．キング
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DESILUBE TECHNOL Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 １１■−礼人１１ 本発明は、基礎潤滑剤に極圧性および耐摩耗性の両者を
付与するための金属チオ硫酸塩と金属燐酸塩の相乗性混
合物を含有している潤滑剤組成物に関するものである。
１肌０貨遣− グリース類、油類、金属処理用流体類、並びに例えば線
延伸および金属鋳造の如き金属製造操作において使用さ
れる例えば鉱油および水を基にした合成流体類用の高性
能で非毒性のしかも環境上安全な潤滑剤添加剤に関する
要望が増大している。
食品と接触しがちのグリース類および油類の場合には、
要求される非毒性と近代的機械に必要な性能の両方を満
たす潤滑剤添加剤はほとんど入手できていない。切断、
粉砕、ブローチ削り、ねじ切り等用の金居加工用流体の
調合においては、ある種の硫黄−１塩素−１および燐−
含有化合物類が一般的に極圧および耐摩耗添加剤として
使用されている。しかしながら、塩素−含有［ヒ合物類
の存在は腐食および廃棄問題などのある種の難点を生じ
る。金属延伸および鋳造のような金属製造操作において
は、二硫化モリブデンおよび他の金属硫（上物類が一般
的に使用されている。酸洗い浴または機械的剥離により
残存硫化物類を除去するためのその後の加工片の処理が
一般的に必要である。
酸洗い浴から出るスラジの廃棄は環境公害となるかもし
れず、そして重金属類の存在のために非常に高価につく
ことがあり得る。
従って、本発明の一目的は基礎潤滑剤に極圧性および耐
摩耗性の両者を付与する相乗性添加剤を含有している潤
滑剤を提供することである。他の目的は、無害で環境上
安全でしかも使用後に容易に廃棄される相乗剤添加剤を
含有している潤滑剤を提供することである。
ツテ立１１」 多くの従来の潤滑剤添加剤は、塩素化されそして硫化さ
れた油類、二硫化モリブデンおよびアンチモン１ヒ合物
類を基にしている。金属チオ硫酸塩類が、種々の潤滑剤
中でのく米国特許３．５０５２２２および３，５０５，
２２３）並びに金属処理および繰延伸用調合物中での（
米国特許２，９０３．３８４．３，９５７，８２５およ
び３，０８２゜１２９）ｉ圧添加剤として開示されてい
る。しかしながら、これらの開示では、金属チオ硫酸塩
類の存在は横圧性だけを与えるが耐摩耗性は与えていな
い。
米国特許４，６７５．１２１は、燐酸塩−油溶性硫黄系
が極圧潤滑剤用の添加剤として有用であるとを開示して
いる。米国特許３，１８６，９４５は、粘着性の可溶性
ポリ燐酸カリウムと１種以上のアルカリ金属ホウ酸塩類
、アルカリ金属硫酸塩類、アルカリ金属塩化物類、アル
カリ金属弗化物類またはアルカリ金属クロム酸類との混
合物を開示しており、該混合物は有用な水を基にした油
および脂を含まない潤滑剤であると言われている。しか
しながら、そのような系はチオ硫酸塩成分を用いて得ら
れる極圧性は与えない。
米国特許２，５８８，２３４は、炭素鋼および段階的潤
滑剤膜上に置かれている一体性の燐酸塩コーティングも
沈着されている水溶性の燐酸塩性潤滑剤を開示している
。使用される浴は、有機膜生成用物質（グリコールステ
アリン酸ジエチレンまたはステアリン酸すＩ・リウム）
、燐酸−ナトリウムおよびチオ硫酸すｌ−リウムからな
っている。
体性の燐酸鉄コーティングは、チオ硫酸すｌ−リウムと
燐酸すｌ・リウムの反応により得られる重亜硫酸すトリ
ウムにより促進される燐酸−ナトリウムによって酸性媒
体中で製造される。乾燥時の最終的コーティングは、燐
酸塩、（重亜硫酸塩の分解からの）硫黄およびステアリ
ン酸塩潤滑剤の１種である。
圧用！４目［（２裁２ 本発明は、上記の如く、金属チオ硫酸塩と金属燐酸塩の
相乗性混合物を含有している潤滑剤並びにそれの使用に
関するものであり、該潤滑剤は金属チオ硫酸塩の優れた
横圧性を与えるだけでなく成分類の一方だけの使用によ
っては得られない耐摩耗特性も付与する。これらの相乗
性混合物は一般的に非毒性でありそして安全である。二
硫化モリブデン、グラファイト、塩素化されそして硫化
された炭化水素類とは異なり、それらは無色であり、無
臭であり、水溶性であり、且つ環境上安全な方法で容易
に廃棄される。延伸または鋳造操作後に加工片上に沈着
している残存膜をアルカリ浴を用いて容易に除去できる
ため、酸洗い浴の使用または機械的剥離が省略される。
このことは、本発明で使用されるチオ硫酸塩類と燐酸塩
類の両者はＧ　ＲＡ　Ｓリストにありしかも残存膜除去
操作から出る排水は環境問題を伴わずに容易に廃棄でき
るので本発明を食品等級潤滑剤用に使用できるために、
特に有利である。
本発明の相乗性混合物の１および金属チオ硫酸塩対金属
燐酸塩の比は、使用される基礎潤滑剤および潤滑剤に設
定されている指定用途により広範囲にわたり変えること
ができる。−船釣には、約０．０１〜３０重区％の相乗
性混合物が潤滑剤に加えられる。好適範囲は約０．０５
〜２０重量％で９Ｆ）る。金属チオ硫酸塩対金属燐酸塩
の重量比は約１：９９〜約９９；】で変えることができ
る。
好適比は約３０　：　７０〜約７０　：　３０であり、
そしてさらに好適には約２０　：　８０〜約８０　：　
２０である。これらの混合物は基礎液体潤滑剤中に可）
容性であってもまたはそうでなくてもよく、そして必要
に応じて例えば油溶性琥珀酸イミドの如き懸濁剤分用い
て微細粉末状で懸濁させることもできる。
本発明で使用される金属チオ硫酸塩類は、金属ヂオ硫酸
塩を生成可能ないずれかの金属を用いて製造される。代
表例は、リチウム、ナトリウム、カリウム、マンガン、
カルシウム、バリウム、ストロンチウム、チタン、ジル
コニウム、カドミウム、亜鈴、ニッケル、コバルト、銅
、鉄、マグネシウム、鉛、易、銀など、並びに上記のも
のの混合物である。水が基礎潤滑剤である時には、アル
カリ金属またはアンモニウムチオ硫酸塩を使用すること
が最も望ましい。
他の使用できる種類の金属チオ硫酸塩は、下式［式中、 Ｒは炭素数が１〜約３０の炭化水素基を表わし、Ｍは上
記の千オ硫酸塩−生成用金工預を故む金属であり、そし
てｎはＭの原子価である］ に示されているブンテ酸類の金属塩類により表わされる
。基Ｒは例えばクロロ、ブロモ、ヒドロキシル、カルボ
キシル、カルボニルなどの如き非−炭化水素基で置換さ
れていてもよい、ブンテ！ｌｆｆ類の数種の代表例は、
エチルチオ硫酸すトリウム、ベンジルチオ硫酸カリウム
およびイソアミルチオ硫酸バリウムである。これらの（
ヒ合杓は、アルカリハライドをチオ硫酸す）〜リウムと
反応させることにより製造できる。
好適な金属千オ（ｉ！酸塩類は、アルカリ金属チオ硫酸
塩類、アルカリ土類千オ硫酸塩およびアンモニウムチオ
硫酸塩である。
本発明で使用される金属燐酸ｊＢは、アルカリ、アルカ
リ土類、およびアンモニウム燐酸塩類の１種から選択で
きる。これらの燐酸塩類の数種の代表例は、燐酸すトリ
ウム（−、二および三塩基性）、ピロ燐酸ナトリウム、
七燐酸すｌ〜ツリウム三ポリ燐酸す（・リウム、六メタ
燐酸ナトリウム、次亜燐酸ナトリウム、三メタ燐酸すＩ
・リウム、メタ燐酸カリウム、燐酸第二鉄すｌ・リウム
、およびグリコ燐酸カルシウムである。
相乗性混合物は、例えば脂類、グリース類、合成潤滑剤
、水を基にした潤滑剤、潤滑剤粉末などの如き多種の基
礎潤滑剤と共に使用することができる。本発明は特にグ
リース類、特にリチウムを基にしたグリース類、粘土グ
リース類、尿素グリース類、およびアルミニウム錯体グ
リース類、と共に使用され、そして切断および粉砕操作
で使用されている潤滑粘度を有する油類および水を基に
した合成流体類と共に用いても特に価値がある。
下記の実施例は本発明の広い有用性を説明するものであ
る。
Ｘ１且 実施例１゜ リチウムグリースを（ａ）１％ピロ燐酸すトリウＪ、十
水塩、（ｂ）１％チオ硫酸ナトリウム五木塩、および（
ｃ）０．５％チオ硫酸すｌ−リウム五水塩と０．５％ピ
ロ燐酸すｌ・リウム＋水塩との混合物と配合した。デー
タは表１に記録されている、混合物を含有しているグリ
ースは１％チオ硫酸ナトリウム五木塩を含有しているグ
リースまたは１％ピロ燐酸すＩ−リウム＋水塩を有する
グリースより小さい摩耗直径を与え、そのことは相当な
相乗性効果を示している。
実施例２゜ 同様にして、リチウムグリースを（ａ）１％燐酸す■・
リウム（三塩基性）−二水塩、（ｂ）１％チオ硫酸すｌ
・リウム五水塩、および（ｃ）０．５％チオ硫酸す１〜
リウム五水塩と０．５％燐酸すｌ−リウム（三塩井性）
−二水塩との混合物と配合した。
表Ｉ中のデータから、本発明の混合物を含有しているグ
リースが最良の耐摩耗特性を与えることがわかり、そし
てデータは明らかに相乗性効果を示している。
実施例３ （ａ）１％ピロ燐酸す）・リウム＋水塩、（ｂ）１１′
５チオ硫酸す１−リウム五水塩、および（Ｃ）　０　。
５′？６チオ硫酸すｌ−リウム五水塩と０　、５　Ｓ’
ｓピロ燐酸ナトリウム十水塩との混合物を含有している
アルミニウム錯体グリースに対して摩耗直径を得た。
表ｕ中のデータは、混合物を３有しているグリースが最
小の摩耗直径を与えることを示している。
実施例４゜ １６０ＳＵＳ粘度の白色鉱油中に、（ａ）２％チオ硫酸
ナトリウム（無水）、（１，））２％ピロ燐酸す１〜リ
ウムモ水塩、および（Ｃ）１％千オ硫酸ナトリウノ、（
無水）と１％ピロ燐酸すトリウム＋水塩との混合物を懸
濁させた。これらの３種全ての懸濁液中では、油溶性琥
珀酸イミド（２％）を懸濁剤として使用した。摩耗直径
は４ボ一ル摩耗試験機−Ｌで７１られな。データは表■
に記録されている。
１％チオ硫酸すトリウム（無水）と１％ピロ燐酸すＩ・
リウム＋水塩との混合物を含有しているグリ−・スに対
して最小の摩耗直径が得られ、このことも潤滑剤の耐摩
耗特性に関する２種の成分類の（１乗性を示している。
実施例５゜ ４０ｃｓの粘度を有する合成炭化水素流体（ポリアルフ
ァーオレフィン）中に、（ａ）２％チオ硫酸すｌ・リウ
ム（無水）、（ｂ）２％ピロ燐酸すトリウム、および（
Ｃ）１％チオ硫酸ナトリウム（無水）と１％ビＯ燐酸ナ
トリウム＋水塩との混合物を懸濁させた。表組中に示さ
れている如く、本発明の混合物を３有している懸濁）夜
で最小の摩耗直径が得られそして相乗性効果が明らかで
ある。
実施例６〜９ ４種の水を基にした相乗性流体を調合し、そしてこれら
の流体の潤滑性をファしツクス試験（代」二で測定１〜
な。実験データは人４゛中に記録されている。これらの
実施例は、チオＫＭすＩ・リウムどピロ燐酸すトリウム
との混合物を用いると水性媒体中での耐摩耗特性に関す
る相乗性が得られることを示しており、そして該実施例
はボランクスまたは曲のアルカリがこの水性系のｒ、、
ｌ　１（を系の潤滑性に悪影響を与えずに上昇させるの
に有用であることも示している。チオ硫酸塩は水性系中
で還元剤として作用しそしてこれは、、）　０　ｊ！：
少なくとも約７〜約９の値に上昇させることにより容易
に妨害さｈるため、ｐＨの上昇が望ましい。ポラックス
の代わりに使用できる他の典型的な試薬は、亜硫酸すト
リウム、亜硫酸水素すトリウム、および安、ａ、香酸す
ｌ・リウムである。チオ硫酸す１〜リウムの還元性を緩
和するためにアミルアルコールを使用することもできる
。水性の酸性条件下で起きるであろうチオ硫酸塩の分解
を避けるためには、本発明の水を基にした流体に対し”
Ｃは少なくとも約７のｐ　Ｉ−（を使用することが重要
である。データは、チオ硫酸り゛トリウムおよびピロ燐
酸すＩ・リウム自体は優れたＥ　Ｐ性質は示すが劣悪な
耐摩耗特性を示すことを、表わしている。チオ硫酸ナト
リウムとピロ燐酸すトリウムとの混合物を古有している
流体（実施例６および７）の耐摩耗特性は、チオ硫酸す
１−リウムまたはピロ燐酸すｌ〜ツリウム０をき有して
いるもの（実施例８および９）と比較して少ない数の歯
およびビン重量損失により示されている。
実施例１０゜ ９５重旦％のステアリン酸カルシウム、２．５％のチオ
硫酸ナトリウムおよび２．５％の燐酸三すｈリウムから
なる線延伸用の固体潤滑剤３製造した。顆粒状のこの潤
滑剤を、ステンレス鋼延伸用の線延伸装置のホッパー中
に入れた。鋼は容易に線に延伸され、ぞして残存コーテ
ィングは水性のアルカリ性浴を用いて除去された。
この実施例の固体潤滑剤は従来の二硫化モリブデンの有
効な代用品となり、後者は延伸された線を清浄にするた
めの酸浴を必要としそして浴は鋼からクロム３除いてし
まって廃棄するのが難しい環境公害をもたらしている。
チオ硫酸塩および燐酸塩を予備混合して上記で使用され
る潤滑剤添加剤を製造することもできる。
士、記の如く、チオ硫酸塩と燐酸塩の混合物は多くの用
途を有する多種の潤滑剤組成物中で使用することができ
る。当技術の専門家に明らかなように、特殊目的用の添
加剤との種々の調合物を本発明の潤滑剤中で使用できる
ことは理解されよう。
人士 り、に、＊　　＋　　１１ＥＮａ、Ｐｚｏ　、４０Ｈ２
０Ｌ、Ｇ、　＋ｌ＄Ｎａ２５２０３−５）１２０Ｌ、Ｇ
、　”　０．５＄Ｎａ−Ｐ　２０，４０１１゜ＯＬ、Ｇ
、”　０．８＄Ｎａ４ＰｚＯ１−１０１１ｚＯＬ、Ｇ、
　”　０．２＄Ｎａ−Ｐ２０ｔ４０１１ｚ０”　０．５
％ＮａｚＳｚＯ：＋・５１１ｚＯ”　０．２％Ｎａ２５
ｚ０３・５１１２０＋０．８２Ｎａ２Ｓ、０．−５１１
２００．６３ ０．６２ ４５ ０．５２ ０．５５ ２（ａ） １、、に、　＋１％Ｎａ−ＰＯ４・１２１１ｚ０Ｌ　、
Ｇ　、　”　１＄Ｎａ２５ｚＯｉ　・５１１２０Ｌ、（
：。
＋０．５＄Ｎａ＝ＰＯ＝４２ｔｌ、Ｏ”　０．５ＺＮａ
２Ｓ２０３・５ｔ１２００．８８ ０．６２ ０．５５ ＊［５゜Ｇ、＝リチウムグリース ΔＳＴＭ　Ｄ　２２６６−１．２００ｒｐｎ＋、４０ｋ
ｇ負荷、７５℃で６０分間、へｌ５Ｉ−５２１００鋼ボ
ール使用 ■ 種々の添　　を　有しているアルミニウムｊＨ本グ升ニ
ス例對℃待慄 実施例グリース組成　　　　　　　　　　　　　　摩耗
直径１３（ａ） ＾、Ｃ，＊　”　１＄Ｎａ４Ｐ２０７４０１１２０＾、
Ｃ，”　ｌＸＮａ２Ｓ２０ｘ・５１（，０＾、Ｃ，”　
０．５！Ｈａ−Ｐ２０７４０１１ｚＯ＋　０．５＄Ｎａ
２Ｓ２０．　・５１１２００．６８ ６７ ６５ ＊＾、Ｃ１−アルミニウム錯体グリース＾ＳＴＭ　Ｄ　
２２６６−１２００ｒｐｍ、４０ｋｇ負荷、７５℃て６
０分間、＾ｌ５Ｉ−５２１００鋼ボール使用 に皿 ４　　（ａ） （ｂ） 白色鉱油（ＷＨＯ）　＋　２＄Ｎａ２５ｚＯ＋ＷＨＯ”
　２＄Ｎａ４Ｐ　ｚＯｔ　・１０Ｈｚ０（ｃ） ＷＨＯ＋　１＄Ｎａ２５ｚＯ，＋　１＄Ｎａ４Ｐ２０ｔ
’１ＯＨｚ００．７９ ０．７４ ０．６８ ５（ａ） ポリアルファーオレフィン（Ｐｈ３） ＋　Ｎａ２５ｚＯ３ ０，８７ （ｂ） Ｐｈ３　、２＄Ｎａ、Ｐ２Ｏ，・１ｏ１１２００．９８ （ｃ） Ｐｈ３　”　１＄ＮａｚＳｚＯｉ　”　１ｚＮａ−Ｐｚ
Ｏｔ　４０ｔ１２００．７２ ＾ＳＴＭ　Ｄ　２２６６ １２００ｒｐｎ＋、４０ｋｇ負荷、７５℃で６０分間、
＾ｌ５Ｉ−５２１００鋼ボール使用 々の を に尾 している　性媒　の横圧　および 実施例二〇　　　Ｌ８ 五艮処Ｉ Ｃ １，０２，０ １，００ １，００ ３，０３，０ １，５１，５ １２，０１２，０ ８０，５８１，５ １００、Ｑ　　１００．０ 成分 Ｎａ２Ｓ２０：＋ Ｎａ、ｒ’２０ｔ　’１０１１□０ ボラックス カプリル酸 エタノールアミン ポリプロピレングリコール 水 ２．０ ３．０ １．５ １２．０ ８１．５ １０Ｑ、Ｑ ＾ １．０ １．０ ３．０ １．５ １２．０ ８１．５ ｔｏｏ、。
Ｎａ２Ｓ２Ｏ３、％ Ｈａ＜Ｐ２Ｏ７４０１１２０ｊ Ｈ ５ｚＡ　か川　ヰＣ Ｏ，０５０，０５０ ０，０５０，０５０，１０ ７−８８，５−９７−８ ５＄Ｄ ｏ、１０ −８ １にがすを屑幇果 摩耗１５分間÷１０００１Ｌ＋ｓ。
歯の数 ビン重量損失、ｔａｇ ［ＥＰ負負荷２５０　ｌｂ、増加２ １２　　　１８　　　２８　　　４３ ３．１　　５．３　　３５．６　５９．６３７５０　３
７５０　　＞４５００　３７５０性 八５ＴＩ４　　Ｄ−２６７０−８１ ２＾ＳＴＭ　Ｄ−３２３３−８６（方法Ｂ）　５ＡＥ−
３１３５鋼ヒンオよび＾ｌ５１１１３７１４Ｖ塊使用

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、基礎潤滑剤並びに該潤滑剤の約０．０１〜約３０重
    量％の金属チオ硫酸塩と金属燐酸塩の混合物からなつて
    おりチオ硫酸塩対燐酸塩の重量比が約１：９９〜約９９
    ：１である相乗剤添加物混合物からなる、極圧性および
    耐摩耗性を有する潤滑剤組成物。 ２、基礎潤滑剤並びに該潤滑剤の約０．０５〜約２０重
    量％のアルカリ金属、アンモニウムまたはアルカリ土類
    チオ硫酸塩とアルカリ金属、アンモニウムまたはアルカ
    リ土類金属燐酸塩の混合物からなっておりチオ硫酸塩対
    燐酸塩の重量比が約３０：７０〜約７０：３０である相
    乗性添加剤混合物からなる、極圧性および耐摩耗性を有
    する潤滑剤組成物。 ３、潤滑剤がグリースである、請求項２記載の潤滑剤組
    成物。 ４、潤滑剤がリチウムグリースまたはアルミニウム錯体
    グリースである、請求項２記載の潤滑剤組成物。 ５、潤滑剤が鉱油または潤滑性粘度を有する炭化水素流
    体である、請求項２記載の潤滑剤組成物。 ６、潤滑剤が潤滑剤粉末である、請求項２記載の潤滑剤
    組成物。 ７、潤滑剤が少なくとも約７．０のｐＨを有する水性合
    成流体である、請求項２記載の潤滑剤組成物。 ８、アルカリ金属またはアンモニウムチオ硫酸塩とアル
    カリ金属、アンモニウムまたはアルカリ土類金属燐酸塩
    の混合物からなっておりチオ硫酸塩対燐酸塩の重量比が
    約３０：７０〜約７０：３０である混合物からなる、極
    圧性および耐摩耗性を有する潤滑剤添加剤として有用な
    相乗性混合物。 ９、基礎潤滑剤を該潤滑剤の約０．０５〜約２０重量％
    の量のアルカリ金属、アンモニウムまたはアルカリ土類
    チオ硫酸塩とアルカリ金属、アンモニウムまたはアルカ
    リ土類金属燐酸塩の混合物からなつておりチオ硫酸塩対
    燐酸塩の重量比が約３０：７０〜約７０：３０である添
    加剤混合物と配合することからなる、潤滑剤に極圧性お
    よび耐摩耗性を付与する方法。 １０、基礎潤滑剤がリチウムグリースまたはアルミニウ
    ム錯体グリースである、請求項９記載の方法。 １１、潤滑剤が潤滑剤粉末である、請求項９記載の方法
    。 １２、潤滑剤が少なくとも約７．０のｐＨを有する水性
    合成流体である、請求項９記載の方法。
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