JP5450934B2 - グリース組成物 - Google Patents
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Description
本発明は、グリース組成物に関し、詳しくは、ゴム部材同士またはゴム部材と樹脂部材との摺動箇所において、エネルギー効率の向上のための低トルク化および摺動部品の長寿命化を実現できるグリース組成物に関する。
従来から歯車および摺動部に使用される潤滑剤組成物としてグリースが使用されているが、近年の自動車部品、家電製品、ＯＡ機器などでは軽量化、低コスト化を目的として歯車（ギアなど）および摺動部に樹脂部材が使用されることが多くなってきている。
また、樹脂部材近傍にはシール部材としてゴム部材が使用されているが、かかるゴム部材は、従来の大型のギアユニットでは、樹脂製ギアに直接接触することはなかった。
しかし、近年、ギアユニットの軽量化、低コスト化を目的とし小型化が進んだ結果、樹脂部材に直接ゴム部材が接触し、摺動せざるを得なくなり、ゴム部材が、樹脂部材に接触、摺動すると、その摺動部で動摩擦係数が予想以上に高くなって、摺動トルクが増加するばかりか、ゴム部材が摩耗してしまうという新たな問題が発生した。
かかる課題はギアユニットの小型化によって新たに生じた問題である。かかる新たな問題を解決するために、摩擦係数を下げようとしてグリース組成物に油性剤を必要以上に配合すると、グリース組成物が柔かくなり、充填部分からにじみ出るという問題が発生する恐れがある。
特許文献１−４には、樹脂部材と金属部材あるいは金属部材と金属部材との摺動箇所に用いるグリース組成物が開示されている。
特許第２９６２５６１号公報
特開昭６１−１２７９１号公報
特開２００６−０８９９５７５号公報
特開２００４−１８８６０７号公報
特開２００６−２３２９１号公報：ＭＣＡが１０重量％以上配合され高温下で用いられるグリース組成物。
しかし、特許文献１−４記載のグリース組成物は、樹脂部材と金属部材あるいは金属部材と金属部材との摺動箇所に用いるグリース組成物であり、ゴム部材同士またはゴム部材と樹脂部材の摺動箇所におけるエネルギー効率の向上のための低トルク化及び摺動部品の長寿命化についての課題は開示されておらず、ゴム部材同士またはゴム部材と樹脂部材の摺動における低動摩擦係数についての開示もない。
そこで、本発明の課題は、ゴム部材同士またはゴム部材と樹脂部材との摺動箇所において、エネルギー効率の向上のための低トルク化および摺動部品の長寿命化を実現できるグリース組成物を提供することにある。
また本発明の他の課題は、以下の記載により明らかになる。
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
（請求項１）
ポリ−α−オレフィン、エチレン−α−オレフィン共重合体、ポリブテン、アルキルベンゼン、アルキルナフタレンから選ばれる少なくとも１種又は２種以上の混合物からなる合成炭化水素油からなる基油と、
リチウム石けんからなる増稠剤と、
メラミンシアヌレート（ＭＣＡ）からなる固体潤滑剤と、
を含むグリース組成物であって、
前記基油、前記増稠剤及び前記固体潤滑剤の合計量に対して、前記基油を８１．８〜９０．９ｗｔ％、前記増稠剤を６．１〜８．１ｗｔ％、前記固体潤滑剤を１．０〜１２．１ｗｔ％配合してなり、
下記測定方法による動摩擦係数が、０．０１〜０．２０であるグリース組成物を、
ゴム部材同士またはゴム部材と樹脂部材の摺動箇所に用いられることを特徴とするグリース組成物。
（動摩擦係数の測定方法）
往復動試験機を用い、ＮＢＲシート（下部試験片）上に当該グリース組成物を塗布量０．０５ｇとなるように塗布し、上から樹脂製ボール（上部試験片、直径１０ｍｍ）を試験荷重０．５ｋｇｆで押しつけ、摺動速度４ｍｍ／ｓｅｃで往復動させる（摺動距離１０ｍｍ、試験温度：７０℃）。往復摺動させた時の上部試験片と下部試験片の間に発生する摩擦力から摩擦係数を測定した。
ポリ−α−オレフィン、エチレン−α−オレフィン共重合体、ポリブテン、アルキルベンゼン、アルキルナフタレンから選ばれる少なくとも１種又は２種以上の混合物からなる合成炭化水素油からなる基油と、
リチウム石けんからなる増稠剤と、
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前記基油、前記増稠剤及び前記固体潤滑剤の合計量に対して、前記基油を８１．８〜９０．９ｗｔ％、前記増稠剤を６．１〜８．１ｗｔ％、前記固体潤滑剤を１．０〜１２．１ｗｔ％配合してなり、
下記測定方法による動摩擦係数が、０．０１〜０．２０であるグリース組成物を、
ゴム部材同士またはゴム部材と樹脂部材の摺動箇所に用いられることを特徴とするグリース組成物。
（動摩擦係数の測定方法）
往復動試験機を用い、ＮＢＲシート（下部試験片）上に当該グリース組成物を塗布量０．０５ｇとなるように塗布し、上から樹脂製ボール（上部試験片、直径１０ｍｍ）を試験荷重０．５ｋｇｆで押しつけ、摺動速度４ｍｍ／ｓｅｃで往復動させる（摺動距離１０ｍｍ、試験温度：７０℃）。往復摺動させた時の上部試験片と下部試験片の間に発生する摩擦力から摩擦係数を測定した。
（請求項２）
前記動摩擦係数が、０．０５〜０．１５であることを特徴とする請求項１記載のグリース組成物。
前記動摩擦係数が、０．０５〜０．１５であることを特徴とする請求項１記載のグリース組成物。
本発明によると、ゴム部材同士またはゴム部材と樹脂部材との摺動箇所において、エネルギー効率の向上のための低トルク化および摺動部品の長寿命化を実現できるグリース組成物を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明に用いられるグリース組成物は、基油、増稠剤及び固体潤滑剤からなり、ゴム部材同士またはゴム部材と樹脂部材との摺動箇所に用いられ、低動摩擦係数であることを特徴とする。
本発明に用いられる基油としては、合成炭化水素油、エステル系合成油、エーテル系合成油、グリコール系合成油、フッ素油から選ばれる少なくとも１種又は２種以上の合成油を用いることが好ましい。
合成炭化水素油としては、例えばポリ−α−オレフィン、エチレン−α−オレフィン共
重合体、ポリブテン、アルキルベンゼン、アルキルナフタレンなどから選ばれる少なくとも１種又は２種以上の混合物を用いることができる。
重合体、ポリブテン、アルキルベンゼン、アルキルナフタレンなどから選ばれる少なくとも１種又は２種以上の混合物を用いることができる。
エステル系合成油としては、例えば、ジエステルやポリオールエステル、芳香族エステル等のエステル油などから選ばれる少なくとも１種又は２種以上の混合物を用いることができる。
エーテル系合成油としてはアルキルジフェニルエーテル等などから選ばれる少なくとも１種又は２種以上の混合物を用いることができる。
グリコール系合成油としてはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどから選ばれる少なくとも１種又は２種以上の混合物を用いることができる。
フッ素油としては、下記一般式（１）、（２）、（３）で表されるパーフルオロポリエーテル油から選ばれる少なくとも１種又は２種以上の混合物を用いることができる。
ＲｆＯ［ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ］ａ（ＣＦ２Ｏ）ｂＲｆ ・・・（１）
式（１）中、Ｒｆはパーフルオロ低級アルキル基であり、ａおよびｂは自然数であり、ａ＋ｂ＝３〜２００で、ｂは０でもよい。ａ:ｂ＝１００:０〜５０:５０であり、ＣＦ(ＣＦ３)ＣＦ２Ｏ基およびＣＦ２Ｏ基は主鎖中にランダムに結合されている。
ＲｆＯ（ＣＦ２ＣＦ２Ｏ）ｍ（ＣＦ２Ｏ）ｎＲｆ ・・・（２）
式（２）中、Ｒｆはパーフルオロ低級アルキル基であり、ｍおよびｎは自然数であり、ｍ＋ｎ＝３〜２００、ｍ:ｎ＝１０〜９０:９０〜１０であり、ＣＦ２ＣＦ２Ｏ基およびＣＦ２Ｏ基は主鎖中にランダムに結合されている。
Ｆ(ＣＦ２ＣＦ２Ｃｆ２Ｏ)ｍＣＦ２ＣＦ３ ・・・（３）
式（３）中、ｍは２〜１００の整数である。
一般式（１）、（２）、（３）において、パーフルオロ低級アルキル基は、例えば、パーフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基等の炭素数１〜５、好ましくは１〜３のパーフルオロ低級アルキル基である。
本発明に用いられる基油としては、樹脂、ゴムに対する影響（樹脂、ゴムが劣化しない）を考慮し、合成炭化水素油、フッ素油がより好ましく、樹脂、ゴムに対する影響（樹脂、ゴムが劣化しない）に加え、低コスト化も考慮すると、合成炭化水素油が更に好ましい。特に好ましくは、ポリ−α−オレフィン（ＰＡＯ）である。
本発明に用いられる増稠剤としては、金属石けん、金属複合石けんが挙げられ、金属石けんとしては、Ｌｉ石けん、Ｃａ石けん、アルミニウム石けんなどが挙げられ、Ｌｉ石けんでは１２−ヒドロキシステアリン酸やステアリン酸を使用したものなどが挙げられる。また、金属複合石けんでは、Ｌｉ複合石けん、Ｃａ複合石けん、Ｂａ複合石けんなどが挙げられる。
本発明に用いられる増稠剤としては、Ｌｉ石けんが好ましい。
本発明のグリース組成物は、固体潤滑剤としてメラミンシアヌレート（ＭＣＡ）を用いると、ゴム部材と樹脂部材との摺動において、低摩擦係数を有する潤滑グリース組成物を作成する上で好ましい。
メラミンシアヌレート（ＭＣＡ）は、０．１〜２０ｗｔ％の範囲で配合され、好ましくは、１〜５ｗｔ％の範囲で配合され、さらに好ましくは２〜５ｗｔ％の範囲で配合される。
上記範囲で配合することでゴム部材同士またはゴム部材と樹脂部材の摺動箇所の摩擦係数を低減することができる。摩擦係数の低減は、ＭＣＡがゴム部材に吸着することにより行なわれる。
配合量が０．１ｗｔ％未満では、ゴム部材に対するＭＣＡの吸着が少ないため、摩擦係数を低減することができず、ＭＣＡの配合量が２０ｗｔ％以上ではグリース組成物そのものが硬くなってしまうので、摩擦係数が上昇してしまうという問題がある。
固体潤滑剤はＭＣＡ単独でもよいが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、二硫化モリブデン、有機モリブデン、グラファイト、窒化ホウ素、窒化シラン等他の固体潤滑剤と併用してもよく、本発明においては、ＰＴＦＥと併用されることが好ましい。
本発明のグリース組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で酸化防止剤、極圧剤、防錆剤、腐食防止剤、粘度指数向上剤、油性剤等を適宜選択して添加することができる。
酸化防止剤としては、例えば２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）などのフェノール系や、アルキルジフェニルアミン（アルキル基は炭素数４〜２０のもの）、トリフェニルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、フェノチアジン、アルキル化フェニル−α−ナフチルアミン、フェニチアジン、アルキル化フェノチアジンなどのアミン系酸化防止剤などが挙げられ、単独又は２種以上を混合して用いることができる。
極圧添加剤としては、例えば、酸性リン酸エステル、亜リン酸エステル、酸性リン酸エステルアミン塩などのリン系化合物、スルフィド類、ジスルフィド類などの硫黄系化合物、塩素化パラフィン、塩素化ジフェニルなどの塩素系化合物、及びジアルキルジチオリン酸亜鉛（ＺｎＤＴＰ）、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン（ＭｏＤＴＰ）などの金属有機化合物などが挙げられる。
防錆剤としては、例えば、脂肪酸、脂肪酸石けん、アルキルスルホン酸塩、脂肪酸アミン、酸化パラフィン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなどが挙げられる。
腐食防止剤としては、例えば、ベンゾトリアゾールやベンゾイミダゾール、チアジアゾールなどが挙げられる。
粘度指数向上剤としては、ポリメタクリレート、エチレン-プロピレン共重合体、ポリイソブチレン、ポリアルキルスチレン、スチレン-イソプレン共重合体水素化物などが挙げられる。
油性剤としては、例えば、脂肪酸、高級アルコール、多価アルコール、多価アルコールエステル、脂肪族エステル、脂肪族アミン、脂肪酸モノグリセライドなどが挙げられる。
本発明のグリース組成物を用いて潤滑するゴム部材のゴムとしては、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素添加ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、シリコーンゴム（ＶＭＱ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ウレタンゴム（Ｕ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）等が挙げられる。
本発明のグリース組成物を用いて潤滑する樹脂部材の樹脂としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ＡＢＳ樹脂（ＡＢＳ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ナイロン（ＰＡ）、ポリカーボネート〈ＰＣ〉、フェノール樹脂（ＰＦ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等が挙げられる。
本発明のグリース組成物は、ゴム部材同士またはゴム部材と樹脂部材との摺動箇所において、動摩擦係数が０．０１〜０．２０となる物性を有し、好ましくは０．０５〜０．１５となる物性を有するものである。
動摩擦係数が本発明の範囲外であると、本発明の課題を解決できない。
上記動摩擦係数は、往復動試験機を用い、ＮＢＲシート（下部試験片）上にグリース組成物を塗布量０．０５ｇとなるように塗布し、上から樹脂製ＰＯＭボール（上部試験片、直径１０ｍｍ）を試験荷重０．５ｋｇｆで押しつけ、摺動速度４ｍｍ／ｓｅｃで往復動させる（摺動距離１０ｍｍ、試験温度：７０℃）。往復摺動させた時の上部試験片と下部試験片の間に発生する摩擦力から摩擦係数を測定した。
以下、本発明を実施例に基づき説明するが、本発明はかかる実施例によって限定されない。
実施例１
＜配合成分とその配合量＞
（１）基油
ポリ−α−オレフィン
（イオネスオリゴマーズ社製「ＤＵＲＡＳＹＮ １６６」） ９０重量％（２）増稠剤
Ｌｉ石けん（勝田化工社製「Ｌｉ−ＯＨＳＴ」） ８重量％（３）固体潤滑剤
ＭＣＡ（日産化学工業社製「ＭＣ−６０００」） １重量％（４）酸化防止剤
フェニルナフチルアミン（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製
「イルガノックス Ｌ０６」） １重量％
＜配合成分とその配合量＞
（１）基油
ポリ−α−オレフィン
（イオネスオリゴマーズ社製「ＤＵＲＡＳＹＮ １６６」） ９０重量％（２）増稠剤
Ｌｉ石けん（勝田化工社製「Ｌｉ−ＯＨＳＴ」） ８重量％（３）固体潤滑剤
ＭＣＡ（日産化学工業社製「ＭＣ−６０００」） １重量％（４）酸化防止剤
フェニルナフチルアミン（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製
「イルガノックス Ｌ０６」） １重量％
＜グリースの調製＞
上記基油及び増稠剤を混合撹拌釜に配合し、加熱攪拌した。溶融温度まで加熱攪拌した
後、冷却を行った。生成したゲル状物質に各種添加剤を加え、攪拌した後、ロールミルに
通し、グリース組成物を調製した。
上記基油及び増稠剤を混合撹拌釜に配合し、加熱攪拌した。溶融温度まで加熱攪拌した
後、冷却を行った。生成したゲル状物質に各種添加剤を加え、攪拌した後、ロールミルに
通し、グリース組成物を調製した。
得られたグリース組成物について、混和稠度、動摩擦係数を測定した。その結果を表１に示す。
＜測定方法＞
（稠度）
試験温度：２５℃
試験方法：ＪＩＳ Ｋ２２２０に準拠し、稠度測定を行った。
（稠度）
試験温度：２５℃
試験方法：ＪＩＳ Ｋ２２２０に準拠し、稠度測定を行った。
（動摩擦係数）
潤滑グリース組成物の潤滑性は往復動試験機で評価した。ゴムシート上にグリースを塗布し、上から樹脂製のボールを押しつけ往復動させる。往復摺動させた時の樹脂製ボールとゴムシートの間に発生する摩擦カから摩擦係数を測定した。
潤滑グリース組成物の潤滑性は往復動試験機で評価した。ゴムシート上にグリースを塗布し、上から樹脂製のボールを押しつけ往復動させる。往復摺動させた時の樹脂製ボールとゴムシートの間に発生する摩擦カから摩擦係数を測定した。
往復動試験機
上部試験片 ：ＰＯＭボール（直径１０ｍｍ）（樹脂製ボール）
下部試験片 ：ＮＢＲシート（ゴムシート）
試験荷重 ：０．５ｋｇｆ
グリース塗布量：０．０５ｇ
摺動速度 ：４ｍｍ／ｓｅｃ
試験温度 ：７０℃
摺動距離 ：１０ｍｍ
上部試験片 ：ＰＯＭボール（直径１０ｍｍ）（樹脂製ボール）
下部試験片 ：ＮＢＲシート（ゴムシート）
試験荷重 ：０．５ｋｇｆ
グリース塗布量：０．０５ｇ
摺動速度 ：４ｍｍ／ｓｅｃ
試験温度 ：７０℃
摺動距離 ：１０ｍｍ
実施例２−実施例３
実施例１において、基油の配合量と、増稠剤の配合量と、固体潤滑剤であるＭＣＡの配合量を表１のように代えた以外は同様にして評価した結果を表１に示す。
実施例１において、基油の配合量と、増稠剤の配合量と、固体潤滑剤であるＭＣＡの配合量を表１のように代えた以外は同様にして評価した結果を表１に示す。
実施例４
実施例１において、基油の配合量と、固体潤滑剤であるＭＣＡおよびＰＴＦＥの配合量を表１のように代えた以外は同様にして評価した結果を表１に示す。
実施例１において、基油の配合量と、固体潤滑剤であるＭＣＡおよびＰＴＦＥの配合量を表１のように代えた以外は同様にして評価した結果を表１に示す。
実施例５
実施例１において、基油の配合量と、増稠剤の配合量と、固体潤滑剤であるＭＣＡおよびＰＴＦＥの配合量を表１のように代えた以外は同様にして評価した結果を表１に示す。
実施例１において、基油の配合量と、増稠剤の配合量と、固体潤滑剤であるＭＣＡおよびＰＴＦＥの配合量を表１のように代えた以外は同様にして評価した結果を表１に示す。
比較例１、比較例４
実施例１において、基油の配合量と、固体潤滑剤であるＭＣＡの配合量を表１のように代えた以外は同様にして評価した結果を表１に示す。
実施例１において、基油の配合量と、固体潤滑剤であるＭＣＡの配合量を表１のように代えた以外は同様にして評価した結果を表１に示す。
比較例２、比較例３
実施例１において、基油の配合量と、固体潤滑剤であるＭＣＡおよびＰＴＦＥの配合量を表１のように代えた以外は同様にして評価した結果を表１に示す。
実施例１において、基油の配合量と、固体潤滑剤であるＭＣＡおよびＰＴＦＥの配合量を表１のように代えた以外は同様にして評価した結果を表１に示す。
Claims (2)
- ポリ−α−オレフィン、エチレン−α−オレフィン共重合体、ポリブテン、アルキルベンゼン、アルキルナフタレンから選ばれる少なくとも１種又は２種以上の混合物からなる合成炭化水素油からなる基油と、
リチウム石けんからなる増稠剤と、
メラミンシアヌレート（ＭＣＡ）からなる固体潤滑剤と、
を含むグリース組成物であって、
前記基油、前記増稠剤及び前記固体潤滑剤の合計量に対して、前記基油を８１．８〜９０．９ｗｔ％、前記増稠剤を６．１〜８．１ｗｔ％、前記固体潤滑剤を１．０〜１２．１ｗｔ％配合してなり、
下記測定方法による動摩擦係数が、０．０１〜０．２０であるグリース組成物を、
ゴム部材同士またはゴム部材と樹脂部材の摺動箇所に用いられることを特徴とするグリース組成物。
（動摩擦係数の測定方法）
往復動試験機を用い、ＮＢＲシート（下部試験片）上に当該グリース組成物を塗布量０．０５ｇとなるように塗布し、上から樹脂製ボール（上部試験片、直径１０ｍｍ）を試験荷重０．５ｋｇｆで押しつけ、摺動速度４ｍｍ／ｓｅｃで往復動させる（摺動距離１０ｍｍ、試験温度：７０℃）。往復摺動させた時の上部試験片と下部試験片の間に発生する摩擦力から摩擦係数を測定した。 - 前記動摩擦係数が、０．０５〜０．１５であることを特徴とする請求項１記載のグリース組成物。
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