JP5665448B2 - ネジ焼付き防止グリース - Google Patents
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Description
リン酸塩で表面が被覆されてなる黒鉛材料を、グリース基材と共に、特定の割合で含有する潤滑剤が、ネジ焼付き防止グリースとしてその目的に適合し得ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
(1) グリース基材と、固体潤滑剤とを必須成分とするネジ焼付き防止グリースであって、該固体潤滑剤として、酸洗処理が施された後、リン酸塩で被覆されてなる黒鉛材料を5〜60質量%含むことを特徴とするネジ焼付き防止グリース、
(2) リン酸塩で被覆される前の黒鉛材料の平均粒径が5〜40μmである、上記(1)項に記載のネジ焼付き防止グリース、
(3) リン酸塩で被覆されてなる黒鉛材料が、黒鉛材料を、濃度0.5〜10質量%のリン酸塩水溶液で処理したものである、上記(1)または(2)項に記載のネジ焼付き防止グリース、
(4) リン酸塩水溶液100質量部当たり、黒鉛材料40〜50質量部を用いる、上記(3)項に記載のネジ焼付き防止グリース、および
(5) グリース基材と、固体潤滑剤とを必須成分とするネジ焼付き防止グリースを製造する方法であって、該固体潤滑剤として、酸洗処理が施された後、リン酸塩で被覆されてなる黒鉛材料を5〜60質量%含有させることを特徴とするネジ焼付き防止グリースの製造方法、
を提供するものである。
[グリース基材]
本発明のネジ焼付き防止グリースに用いられるグリース基材は、耐摩耗性や耐焼付き性に優れるリン酸塩で被覆された黒鉛材料を運搬するものであって、グリース基剤自身に耐摩耗性や耐焼付き性等の特性を期待するものではない。
本発明のネジ焼付き防止グリースにおいて、前述したグリース基材と共に用いられるリン酸塩で被覆された黒鉛材料としては、原料の黒鉛材料をリン酸塩水溶液で接触処理してなるものを使用することができる。
湿式法による黒鉛材料の前処理としては、例えば酸洗処理や陽極酸化処理などを用いることができる。酸洗処理の場合、具体的には、酸として濃度85質量%以上のリン酸を用い、黒鉛材料1質量部に対して1〜5質量部程度の上記リン酸を加え、40〜60℃程度の温度で1〜10分間程度酸洗処理を行う。酸洗処理後の黒鉛材料は、充分に水洗したのち、リン酸塩による表面処理に供する。
乾式法による黒鉛材料の前処理としては、例えば大気圧プラズマ処理、加熱処理、マイクロ波照射処理などを用いることができる。大気圧プラズマ処理の場合は、大気圧プラズマ発生装置を用いて、黒鉛材料にプラズマを照射することにより行われる。
本発明においては、リン酸塩で被覆される黒鉛材料の平均粒径は、5〜40μmであることが好ましく、10〜30μmであることがより好ましい。
本発明において、原料の黒鉛材料としては、黒鉛材料をそのまま用いてもよいし、前述したように湿式法や乾式法により、前処理を施してから用いてもよいが、得られるリン酸塩で被覆された黒鉛材料の性能の観点から、予め前処理を施してなる黒鉛材料を用いることが好ましい。
本発明において、黒鉛材料に被覆されるリン酸塩としては、その塩を構成する金属が、周期表(長周期型)1族、2族、12族または13族に属する金属であることが好ましい。具体的には1族に属するNa、K;2族に属するMg;12族に属するZn;13族に属するAl;などを好ましく挙げることができる。黒鉛材料の被覆に用いるリン酸塩としては、例えばリン酸アルミニウム類、リン酸マグネシウム類、リン酸カルシウム類、リン酸カリウム類、リン酸ナトリウム類およびリン酸亜鉛類の中から選ばれる少なくとも1種を挙げることができる。これらのリン酸塩は、水溶性やpHなどの観点から、リン酸水素塩が好ましい。
リン酸塩としては、好ましくはリン酸水素塩、特に好ましくはリン酸二水素アルミニウムおよび/またはリン酸二水素マグネシウムが用いられる。
本発明のネジ焼付き防止グリースは、必須成分として、前述したグリース基材と共に、リン酸塩で被覆されてなる黒鉛材料を含み、かつ前記のリン酸塩被覆黒鉛材料の含有量が5〜60質量%であることを要する。この含有量が5質量%未満では、所望の性能を有するネジ焼付き防止グリースが得られず、一方60質量%を超えるとネジ焼付き防止グリースが固形状になりやすく、ネジ面に部分的にしか塗布されず、その結果部分的に焼付きが生じる場合がある。好ましい含有量は10〜55質量%、より好ましくは30〜50質量%である。
本発明のネジ焼付き防止グリースにおいては、前記必須成分以外に、本発明の効果が損なわれない範囲で必要に応じ、黒鉛、雲母、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、ベントナイト、リン酸カリウム、高分子ポリマーなどを適宜量含んでもよい。
これらの任意成分は1種を単独で含んでいてもよく、2種以上を組み合わせて含んでいてもよい。
なお、各例で使用する原料黒鉛粒子の平均粒径及び各例で得られたネジ焼付き防止グリースの性能は、以下に示す方法に従って求めた。
原料黒鉛粒子の平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置[島津製作所製、機種名「SALD−2000A」]を用いて測定した。測定方法は、分散媒、分散剤として選定した水、リノール酸ナトリウム、エチルアルコール水溶液中に黒鉛粒子を投入し、超音波洗浄器で5分間均一に分散させた後、屈折率パラメータとして標準屈折率2.00−0.20iを選択し測定した。
ネジ焼付き防止グリースの耐焼付き性を評価するため、JIS B 1084「ネジ部品の締め付け試験方法」に準拠し、耐焼付き試験を実施した。
<リン酸アルミニウムを被覆した黒鉛を配合したグリースの作製>
(1)リン酸アルミニウム被覆黒鉛の作製
第一リン酸アルミニウム(純正化学製リン酸二水素アルミニウム(一級)形状:粉末)を蒸留水に混ぜて溶解した水溶液(リン酸二水素アルミニウム濃度は1質量%)を作製した。次に、新日本テクノカーボン製人造黒鉛(平均粒径75μm)を45μm以下に分級した微細黒鉛粒子(平均粒径20μm)を出発原料に用いた。
前記水溶液100質量部に対し、上記微細黒鉛粒子42質量部を加え、回転翼式攪拌機[アズワン社製、機種名「PM−203」]により、温度50℃にて1時間攪拌した。
得られた混合物を大気中、110℃、24時間乾燥後、解砕したのち、真空中で800℃にて3時間熱処理を行った。熱処理後、乳鉢にて解砕し、粒子表面がリン酸二水素アルミニウムで被覆された黒鉛粉末を得た。
上記作製したリン酸アルミニウム被覆黒鉛粉末を株式会社エーゼット製リチウムグリースと質量比率で10:90になるよう混合した。混合方法は回転翼式攪拌機「PM−203」(前出)で100rpmで10分間攪拌を行い、目的とするリン酸アルミニウム被覆黒鉛粉末を配合したネジ焼付き防止グリースを作製した。
実施例1(2)において、リン酸アルミニウム被覆黒鉛粉末とリチウムグリースの質量比率を30:70(実施例2)、40:60(実施例3)および55:45(実施例4)に変更した以外は、実施例1と同様な操作を行い、各リン酸アルミニウム被覆黒鉛粉末を配合したネジ焼付き防止グリースを作製した。
実施例3において、リン酸アルミニウム被覆黒鉛粉末作製時のリン酸アルミニウム水溶液濃度を0.5(実施例5)、5.0(実施例6)および10.0(実施例7)質量%に変更した以外は、実施例3と同様な操作を行い、リン酸アルミニウム被覆黒鉛粉末を配合したネジ焼付き防止グリースを作製した。
実施例3において、リン酸アルミニウムを被覆する前に、予め湿式法前処理として黒鉛表面を活性化させるために酸洗処理を施した以外は、実施例3と同様な操作を行い、リン酸アルミニウム被覆黒鉛粉末を配合したネジ焼付き防止グリースを作製した。
なお、上記酸洗処理は、以下に示す方法により行った。
<未処理黒鉛を配合したグリースの作製>
新日本テクノカーボン製人造黒鉛(平均粒径75μm)を45μm以下に分級した平均粒径20μmの微細黒鉛粒子をリチウムグリースと質量比率で40:60になるよう混合してネジ焼付き防止グリースを作製した。
<二硫化モリブデンを配合したグリースの作製>
比較例1において、黒鉛を純正化学製二硫化モリブデン(平均粒径4μm)に変更した以外は、比較例1と同様にしてネジ焼付き防止グリースを作製した。
<固体潤滑剤を配合していないグリース>
株式会社エーゼット製リチウムグリース100%を使用して、ネジ焼付き防止グリースとした。
<リン酸アルミニウムを被覆した黒鉛を配合したグリースの作製>
実施例1(2)において、リン酸アルミニウム被覆黒鉛粉末とリチウムグリースの質量比率を70:30に変更した以外は、実施例1と同様な操作を行い、リン酸アルミニウム被覆黒鉛粉末を配合したネジ焼付き防止グリースを作製した。
実施例1〜8のネジ焼付き防止グリースは、いずれも800℃の熱処理においても焼付きせず、トルクレンチで緩めることができた。特に、黒鉛粒子を予め湿式法前処理として酸洗処理を施して得られた実施例8のネジ焼付き防止グリースは、他の実施例のものに比べて性能が優れている。
Claims (5)
- グリース基材と、固体潤滑剤とを必須成分とするネジ焼付き防止グリースであって、該固体潤滑剤として、酸洗処理が施された後、リン酸塩で被覆されてなる黒鉛材料を5〜60質量%含むことを特徴とするネジ焼付き防止グリース。
- リン酸塩で被覆される前の黒鉛材料の平均粒径が5〜40μmである、請求項1に記載のネジ焼付き防止グリース。
- リン酸塩で被覆されてなる黒鉛材料が、黒鉛材料を、濃度0.5〜10質量%のリン酸塩水溶液で処理したものである、請求項1または2に記載のネジ焼付き防止グリース。
- リン酸塩水溶液100質量部当たり、黒鉛材料40〜50質量部を用いる、請求項3に記載のネジ焼付き防止グリース。
- グリース基材と、固体潤滑剤とを必須成分とするネジ焼付き防止グリースを製造する方法であって、該固体潤滑剤として、酸洗処理が施された後、リン酸塩で被覆されてなる黒鉛材料を5〜60質量%含有させることを特徴とするネジ焼付き防止グリースの製造方法。
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