JP6775770B1 - 潤滑グリース組成物 - Google Patents

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Abstract

摺動部材間の静摩擦係数を高くでき、起動性、耐久性及び低温性に優れた潤滑グリース組成物を提供する。潤滑グリース組成物は、40℃動粘度が10mm2/s以上60mm2/s以下の基油と、金属石鹸及び金属複合石鹸からなる群から選択された少なくとも1種の石鹸を含む増稠剤と、多孔質ポリアミド粒子を含む固体潤滑剤と、を含有する。多孔質ポリアミド粒子の配合量は、潤滑グリース組成物の全質量に対して、1質量%以上20質量%以下である。

Description

本発明は、潤滑グリース組成物に関する。
従来、歯車及び摺動部材の摺動部では、潤滑剤として潤滑グリース組成物が使用されている。このような潤滑グリース組成物としては、基油、増稠剤及び固体潤滑剤としてのメラミンシアヌレート(MCA)及びポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を含有するグリース組成物が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載のグリース組成物においては、メラミンシアヌレート及びポリテトラフルオロエチレンの配合量がグリース組成物の全質量に対して所定範囲内であると共に、メラミンシアヌレート及びポリテトラフルオロエチレンの配合比率が所定範囲内である。これにより、動摩擦係数を低減して潤滑性能を有すると共に、静摩擦係数を増大して静止機能を併せ持つグリース組成物を実現している。
特開2009−13351号公報
近年、自動車部品では、軽量化及び低コスト化のために、歯車及び摺動部材の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、自動車の減速装置内の減速ギア部では、安全性及び防犯の観点から、静止時のすべり防止のために、摺動部材間に高い静摩擦係数が得られるグリースが必要とされている。さらに、このような摺動部材としての樹脂部材間又は樹脂部材と金属部材との間の摺動部に使用されるグリースでは、耐久性に優れることも必要とされている。ここでの耐久性とは、長時間摺動後の静止摩擦係数が低下しないことである。また、近年の省電力化の観点から、起動時の起動電圧を下げるために、グリースには優れた起動性が要求されるようになってきている。ここでの起動性とは、高荷重下で長時間静止後の起動時の静摩擦係数が低いことである。さらに、低温性の要求も厳しくなっており、グリースには、低温性に優れることも必要とされている。
特許文献1に記載のグリース組成物は、潤滑機能及び静止機能を併せ持つ一方、近年要求されている静止機能、耐久性及び低温性については必ずしも十分でない場合がある。そこで、摺動部材間の静摩擦係数を高くでき、静止機能、耐久性及び低温性に優れた潤滑グリース組成物が望まれている。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、摺動部材間の静摩擦係数を高くでき、起動性、耐久性及び低温性に優れた潤滑グリース組成物を提供する。
本発明に係る潤滑グリース組成物は、40℃動粘度が10mm/s以上60mm/s以下の基油と、金属石鹸及び金属複合石鹸からなる群から選択された少なくとも1種の石鹸を含む増稠剤と、多孔質ポリアミド粒子を含む固体潤滑剤と、を含有し、前記多孔質ポリアミド粒子の配合量は、潤滑グリース組成物の全質量に対して、1質量%以上20質量%以下であることを特徴とする。
本発明に係る潤滑グリース組成物によれば、基油の40℃動粘度が10mm/s以上であるので、基油の粘度が適度に低くなり摺動部材が高荷重下で長時間静止した場合であっても、起動性が悪化することがない。また、潤滑グリース組成物は、基油の40℃動粘度が60mm/s以下であるので、基油の粘度が適度に増大し、摺動部材間の摺動を長時間行った場合であっても、摺動部の静摩擦係数を高く維持して耐久性が向上すると共に、低温条件下でもトルクの増大を抑制して低温性が向上する。さらに、潤滑グリース組成物は、多孔質ポリアミド粒子の配合量が、潤滑グリース組成物の全質量に対して、1質量%以上20質量%以下であるので、潤滑グリース組成物中に多孔質ポリアミド粒子が適度な範囲に含まれ、静摩擦係数が増大して耐久性及び起動性が向上する。したがって、潤滑グリース組成物は、摺動部材間の静摩擦係数を高くでき、しかも、優れた起動性、耐久性及び低温性を付与することが可能となる。
上記潤滑グリース組成物においては、前記多孔質ポリアミド粒子は、比表面積が2.0m/g以上であって、平均粒子径が1μm以上30μm以下であることが好ましい。この構成により、潤滑グリース組成物に含まれる多孔質ポリアミド粒子の比表面積が2.0m/g以上であるので、固体潤滑剤の平均粒子径が適度に大きくなり、固体潤滑剤と基油とのなじみがよくなる。これにより、潤滑グリース組成物は、高荷重下で長時間静止した場合であっても、起動時の静摩擦係数が低くなり起動性が向上する。また、潤滑グリース組成物は、多孔質ポリアミド粒子の平均粒子径が1μm以上であるので、多孔質ポリアミド粒子の平均粒子径が適度に大きくなり潤滑グリース組成物を用いた摺動部材間の静摩擦係数が増大する。また、潤滑グリース組成物は、多孔質ポリアミド粒子の平均粒子径が30μm以下であるので、多孔質ポリアミド粒子が摺動部材の摺動部間に入りやすくなり静摩擦係数が増大する。したがって、潤滑グリース組成物は、より一層摺動部材間の静摩擦係数を高くでき、優れた起動性、耐久性及び低温性を示すことが可能となる。
上記潤滑グリース組成物においては、前記増稠剤は、リチウム石鹸及びリチウム複合石鹸からなる群から選択された少なくとも1種の石鹸であることが好ましい。この構成により、潤滑グリース組成物は、増稠剤が耐熱性に優れたリチウム石鹸及びリチウム複合石鹸を含むので、摺動部材間の静摩擦係数を更に高くすることが可能となる。
上記潤滑グリース組成物においては、前記基油が、合成炭化水素油、エステル系合成油、エーテル系合成油及びグリコール系合成油からなる群から選択された少なくとも1種の合成油を含むことが好ましい。これにより、潤滑グリース組成物に、これらの基油を介して適度な範囲の粘度が付与されるので、静摩擦係数をより高くでき、起動性、耐久性及び低温性がより一層向上する。
上記潤滑グリース組成物においては、前記基油が、ポリ−α−オレフィン、エチレン−α―オレフィンオリゴマー、エチレン−α―オレフィン共重合体、ポリブテン、アルキルベンゼン及びアルキルナフタレンからなる群から選択された少なくとも1種の合成炭化水素油を含むことが好ましい。これにより、潤滑グリース組成物に、これらの基油を介して適度な範囲の粘度が付与されるので、静摩擦係数をより高くでき、起動性、耐久性及び低温性がより一層向上する。
上記潤滑グリース組成物においては、前記多孔質ポリアミド粒子が、ナイロン6(PA6)、ナイロン66(PA66)及びナイロン12(PA12)からなる群から選択された少なくとも1種のポリアミド粒子を含むことが好ましい。これにより、これらのポリアミド粒子を介して潤滑グリース組成物の耐摩耗性、耐寒冷性、耐衝撃性及び耐油性が向上するので、静摩擦係数をより高くでき、起動性、耐久性及び低温性がより一層向上する。
上記潤滑グリース組成物は、樹脂部材間又は樹脂部材と金属部材との間の潤滑用であることが好ましい。これにより、潤滑グリース組成物は、樹脂部材間及び樹脂部材と金属部材との間の摺動部に用いられた場合であっても、摺動部における静摩擦係数をより高くできると共に、摺動部材としての樹脂部材及び金属部材の起動性、耐久性及び低温性が向上する。
上記潤滑グリース組成物は、樹脂部材の歯車間及び樹脂部材の歯車と金属部材の歯車との間の潤滑用であることが好ましい。これにより、潤滑グリース組成物が、樹脂部材の歯車間及び樹脂部材の歯車と金属部材の歯車との間の摺動部に用いられた場合であっても、摺動部における静摩擦係数をより高くできると共に、摺動部材としての樹脂部材間及び樹脂部材と金属部材との間の起動性、耐久性及び低温性が向上する。
本発明によれば、摺動部材間の静摩擦係数を高くでき、起動性、耐久性及び低温性に優れた潤滑グリース組成物を実現できる。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明に係る潤滑グリース組成物は、40℃動粘度が10mm/s以上60mm/s以下の基油と、金属石鹸及び金属複合石鹸からなる群から選択された少なくとも1種の石鹸を含む増稠剤と、多孔質ポリアミド粒子を含む固体潤滑剤と、を含有し、前記多孔質ポリアミド粒子は、潤滑グリース組成物の全質量に対して、1質量%以上20質量%以下である。
本発明に係る潤滑グリース組成物によれば、基油の40℃動粘度が10mm/s以上であるので、基油の粘度が適度に低くなり、高荷重下で長時間静止した場合であっても、摺動部材の起動性が悪化することがない。また、基油の40℃動粘度が60mm/s以下であるので、基油の粘度が適度に増大し、摺動部分が部材間の摺動を長時間行った場合であっても静摩擦係数を高く維持して耐久性が向上すると共に、低温条件下でもトルクの増大を抑制して低温性が向上する。さらに、多孔質ポリアミド粒子の配合量が、潤滑グリース組成物の全質量に対して、1質量%以上20質量%以下であるので、潤滑グリース組成物中に多孔質ポリアミド粒子が適度な範囲に含まれ、静摩擦係数が増大して耐久性が向上する。したがって、摺動部材間の静摩擦係数を高くでき、しかも、起動性、耐久性及び低温性に優れた潤滑グリース組成物を実現することが可能となる。以下、潤滑グリース組成物の各種構成要素について詳細に説明する。
<基油>
基油としては、40℃動粘度が10mm/s以上60mm/s以下のものを用いられる。基油は、40℃動粘度が10mm/s以上であれば、潤滑グリース組成物の粘度が適度に低くなり、高荷重下で長時間静止した場合であっても、摺動部材の起動性が悪化することがない。また、基油は、40℃動粘度が60mm/s以下であれば、潤滑グリース組成物の粘度が適度に増大し、摺動部材が長時間摺動した場合であっても、静摩擦係数の低下を防いで耐久性が向上すると共に、低温条件下においてもトルクの増大を抑制して低温性が向上する。基油の40℃動粘度は、上述した効果がより一層向上する観点から、12.5mm/s以上であることが好ましく、15mm/s以上であることがより好ましく、17.5mm/s以上であることが更に好ましく、また55mm/s以下であることが好ましく、50mm/s以下であることがより好ましく、47.5mm/s以下であることが更に好ましい。
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の少なくとも1種の合成油を含むことが好ましい。これらの合成油は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これにより、潤滑グリース組成物の動粘度が容易に上記範囲内に調整されるので、静摩擦係数をより高くでき、起動性、耐久性及び低温性がより一層向上する。
合成炭化水素油としては、本発明の効果を奏する範囲で各種合成炭化水素油を用いることができる。これらの合成炭化水素油は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらの中でも、ポリ−α−オレフィン(PAO)、エチレン−α―オレフィンオリゴマー、エチレン−α―オレフィン共重合体、ポリブテン、アルキルベンゼン及びアルキルナフタレンからなる群から選択された少なくとも1種の合成炭化水素油が好ましく、ポリ−α−オレフィン、エチレン−α―オレフィンオリゴマー、エチレン−α―オレフィン共重合体及びポリブテンからなる群から選択された少なくとも1種合成炭化水素油がより好ましい。これにより、潤滑グリース組成物中に、適度な範囲の粘度を有する基油が含まれるので、静摩擦係数をより高くでき、起動性、耐久性及び低温性がより一層向上する。また、潤滑対象物となる摺動部材としての樹脂部材の樹脂に対する影響を低減でき、樹脂部材の劣化を防ぐことができる。また、合成炭化水素油としては、摺動部材としての樹脂部材の樹脂に対する影響を低減して樹脂部材の劣化を防ぐことができる観点から、ポリ−α−オレフィンが更に好ましい。
エステル系合成油としては、例えば、ジエステル、ポリオールエステル及び芳香族エステルなどの各種エステル油が挙げられる。これらのエステル系合成油は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
エーテル系合成油としては、例えば、アルキルジフェニルエーテルなどの各種エーテル油が挙げられる。これらのエーテル系合成油は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
グリコール系合成油としては、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコールなどの各種グリコール油が挙げられる。これらのグリコール系合成油は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
基油の配合量は、摺動部材間の静摩擦係数を高くでき、優れた起動性、耐久性及び低温性を付与する観点から、潤滑グリース組成物の全質量に対して、50質量%以上100質量%以下であることが好ましく、60質量%以上95質量%以下であることが好ましく、70質量%以上90質量%以下であることが好ましく、75質量%以上87.5質量%以下であることが好ましい。
<増稠剤>
増稠剤としては、金属石鹸及び金属複合石鹸からなる群から選択される少なくとも1種の石鹸が用いられる。金属石鹸及び金属複合石鹸は、1種類の金属石鹸又は金属複合石鹸を単独で用いてもよく、2種類以上の金属石鹸及び金属複合石鹸を併用してもよい。
金属石鹸及び金属複合石鹸は、12−ヒドロキシステアリン酸などのステアリン酸類、アゼライン酸などのアゼライン酸類、ラウリン酸類、リシノール酸類、オクチル酸類などの脂肪酸又は脂肪酸誘導体と、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、アルミニウムなどの金属との化合物である。
金属石鹸としては、例えば、リチウム石鹸、ナトリウム石鹸、カリウム石鹸、カルシウム石鹸、バリウム石鹸、アルミニウム石鹸などが挙げられる。これらの金属石鹸は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。リチウム石鹸としては、例えば、12−ヒドロキシステアリン酸を使用したステアリン酸類の石鹸などが挙げられる。
また、金属複合石鹸としては、例えば、リチウム複合石鹸、カルシウム複合石鹸、バリウム複合石鹸などが挙げられる。これらの金属複合石鹸は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。リチウム複合石鹸としては、例えば、12−ヒドロキシステアリン酸及びステアリン酸を使用したステアリン酸類の石鹸などが挙げられる。
増稠剤としては、これらの中でも、リチウム石鹸及びリチウム複合石鹸からなる群から選択された少なくとも1種の石鹸を含むことが好ましい。これにより、潤滑グリース組成物は、増稠剤として耐熱性に優れたリチウム石鹸及びリチウム複合石鹸を含むので、摺動部材間の静摩擦係数を更に高くすることが可能となる。
増稠剤の配合量は、摺動部材間の静摩擦係数を高くでき、優れた起動性及び耐久性を付与する観点から、潤滑グリース組成物の全質量に対して、3質量%以上であることが好ましく、5質量%以上であることがより好ましく、7.5質量%以上であることが更に好ましく、また稠度が高くなり低温トルクが低減されて優れた低温性を付与する観点から、20質量%以下であることが好ましく、19質量%以下であることがより好ましく、17質量%以下であることが更に好ましい。以上を考慮すると、増稠剤の配合量は、潤滑グリース組成物の全質量に対して、3質量%以上20質量%以下であることが好ましく、5質量%以上19質量%以下であることがより好ましく、7.5質量%以上17質量%以下であることが更に好ましい。
増稠剤の配合量は、摺動部材間の静摩擦係数を高くでき、優れた起動性、耐久性及び低温性を付与する観点から、基油100質量部に対して、5質量%以上30質量%以下であることが好ましく、7.5質量%以上25質量%以下であることが好ましく、10質量%以上21質量%以下であることが好ましい。
<固体潤滑剤>
固体潤滑剤は、多孔質ポリアミド粒子を含有する。多孔質ポリアミド粒子としては、本発明の効果を奏する範囲で各種多孔質ポリアミド粒子を用いることができる。多孔質ポリアミド粒子は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、多孔質ポリアミド粒子としては、摺動部材間の静摩擦係数を高くでき、優れた起動性、耐久性及び低温性を付与する観点から、ナイロン6(PA6)、ナイロン66(PA66)及びナイロン12(PA12)からなる群から選択された少なくとも1種のポリアミド粒子を含むことが好ましく、ナイロン6(PA6)及びナイロン12(PA12)がより好ましい。これにより、潤滑グリース組成物は、耐摩耗性、耐寒冷性、耐衝撃性及び耐油性が向上するので、静摩擦係数をより高くでき、起動性、耐久性及び低温性がより一層向上する。
多孔質ポリアミド粒子は、球状ポリアミド粒子とは全体形状及び表面形状が異なる。球状ポリアミド粒子は、表面が平滑な完全な球状であるのに対し、多孔質ポリアミド粒子は、完全な球状ではなく、表面に多数の孔がある。多孔質ポリアミド粒子は、多孔質で比表面積が大きいので、平均粒子径がある程度大きくても基油とのなじみがよい状態で潤滑グリース組成物中に含まれ得る。この多孔質ポリアミド粒子を固体潤滑剤として用いることにより、潤滑グリース組成物を摺動部材に使用する際、摺動部材の静摩擦係数を増大させることができ、長時間高荷重下で静止後の起動時の静摩擦係数が低くなり、起動性が向上する。これに対して、球状ポリアミド粒子では、平均粒子径が5μm以上となると基油とのなじみが悪くなり、静摩擦係数が減少して摺動部材の起動性が悪化する。また、球状ポリアミド粒子では、平均粒子径が50μm以上になると、球状ポリアミド粒子が摺動部材の摺動部に入れなくなるので、静摩擦係数が低くなる。
多孔質ポリアミド粒子は、平均粒子径が1μm以上30μm以下であることが好ましい。これにより、多孔質ポリアミド粒子は、平均粒子径が1μm以上であるので、多孔質ポリアミド粒子の平均粒子径が適度に大きくなり、潤滑グリース組成物を用いた摺動部材間の静摩擦係数を高く維持した状態で基油とのなじみがよくなり、潤滑グリース組成物を用いた摺動部材の起動性が増大する。また、多孔質ポリアミド粒子は、平均粒子径が30μm以下であるので、多孔質ポリアミド粒子が摺動部材の摺動部間に入りやすくなり静摩擦係数が増大する。多孔質ポリアミド粒子の平均粒子径は、摺動部材間の静摩擦係数を高くでき、より一層優れた起動性、耐久性及び低温性を付与する観点から、2μm以上であることが好ましく、3μm以上であることがより好ましく、4μm以上であることが更に好ましく、また20μm以下であることが好ましく、15μm以下であることがより好ましく、12.5μm以下であることが更に好ましい。なお、本実施の形態において、平均粒子径は、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置(型番「LA−920」、株式会社堀場製作所製、測定原理:レーザー回折法)によって測定された値である。
また、多孔質ポリアミド粒子は、摺動部材間の静摩擦係数を高くでき、優れた起動性、耐久性及び低温性を付与する観点から、比表面積が2.0m/g以上であることが好ましい。これにより、多孔質ポリアミド粒子は、平均粒子径が適度に大きくなって基油とのなじみがよくなるので、潤滑グリース組成物は、高荷重下で長時間静止した場合であっても、起動時の静摩擦係数が低くなり起動性が向上する。多孔質ポリアミド粒子の比表面積は、上述した効果がより一層向上する観点から、2.2m/g以上であることが好ましく、2.3m/g以上であることがより好ましく、2.4m/g以上であることが更に好ましい。また、固体潤滑剤の比表面積の上限値に特に制限はない。固体潤滑剤の比表面積は、潤滑グリース組成物の稠度の低下を防いで低温トルクを低減する観点化から、20m/g以下であることが好ましく、15m/g以下であることがより好ましく、12.5m/g以下であることが更に好ましく、10m/g以下であることがより更に好ましく、また多孔質ポリアミド粒子の粒子径が適度に大きく静摩擦係数を増大する観点から、8.7m/g以下であることが特に好ましい。なお、本実施の形態において、比表面積は、比表面積・細孔分布:比表面積/細孔分布測定装置(型番「BELSORP−miniII」、マイクロトラック・ベル株式会社製、測定原理:(定容量式ガス吸着法))によって測定された値である。
多孔質ポリアミド粒子の配合量は、潤滑グリース組成物の全質量に対して、1質量%以上20質量%以下である。多孔質ポリアミド粒子の配合量は、潤滑グリース組成物の全質量に対して、1質量%以上20質量%以下であれば、潤滑グリース組成物中に多孔質ポリアミド粒子が適度な範囲で含まれるので、静摩擦係数が増大して耐久性及び起動性が向上する。多孔質ポリアミド粒子の配合量は、上述した効果がより一層向上する観点から、潤滑グリース組成物の全質量に対して、1.25質量%以上であることが好ましく、1.5質量%以上であることがより好ましく、1.75質量%以上であることが更に好ましく、また17.5質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましく、12.5質量%以下であることが更に好ましい。
また、多孔質ポリアミド粒子の配合量は、摺動部材間の静摩擦係数を高くでき、優れた起動性、耐久性及び低温性を付与する観点から、基油100質量部に対して、1質量%以上であることが好ましく、1.5質量%以上であることがより好ましく、2質量%以上であることが更に好ましく、また22.5質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましく、17.5質量%以下であることが更に好ましい。
潤滑グリース組成物は、本発明の効果を奏する範囲で他の物質を含有してもよい。他の物質としては、例えば、酸化防止剤、極圧剤、防錆剤、腐食防止剤、粘度指数向上剤、油性剤などが適宜選択して用いられる。
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酸化防止剤、炭素数4以上20以下のアルキル基を有するアルキルジフェニルアミン、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る。これらの酸化防止剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
極圧剤としては、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。これらの極圧添加剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
防錆剤としては、例えば、脂肪酸、脂肪酸石鹸、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。これらの防錆材は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
腐食防止剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール、ベンゾイミダゾール、チアジアゾールなどが挙げられる。これらの腐食防止剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
粘度指数向上剤としては、例えば、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。これらの粘度指数向上剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
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。これらの油性剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
潤滑グリース組成物においては、摺動部材としての樹脂部材間及び樹脂部材と金属部材との間の潤滑用であることが好ましい。これにより、潤滑グリース組成物が、樹脂部材間及び樹脂部材と金属部材との間の摺動部に用いられた場合であっても、摺動部における静摩擦係数をより高くできると共に、摺動部材としての樹脂部材及び金属部材の起動性、耐久性及び低温性が向上する。
潤滑グリース組成物においては、樹脂部材同士の歯車間及び樹脂部材の歯車と金属部材の歯車との間の潤滑用であることが好ましい。これにより、潤滑グリース組成物が、樹脂部材同士の歯車間及び樹脂部材の歯車と金属部材の歯車との間の摺動部に用いられた場合であっても、摺動部における静摩擦係数をより高くできると共に、摺動部材としての樹脂部材の歯車及び金属部材の歯車の起動性、耐久性及び低温性が向上する。
潤滑グリース組成物が用いられる摺動部材としての樹脂部材の樹脂としては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体(ABS樹脂)、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)などの各種樹脂が挙げられる。また、潤滑グリース組成物が用いられる摺動部材としての金属部材の金属としては、例えば、ステンレス、鉄、鋼、銅などの各種金属が挙げられる。
潤滑グリース組成物は、付着滑り試験機(往復動試験機)(神鋼造機株式会社製)を用いて、各種試験条件により試験片としての金属プレート上にグリースを塗布し、その上から樹脂製の上部試験片を押しつけて往復摺動させたときに、樹脂製ボールと金属プレートとの間に発生する摩擦力から静摩擦係数を測定できる。
潤滑グリース組成物は、十分な静止機能を得る観点から、下記条件で実施した往復動試験における摺動1回目の静摩擦係数が0.15以上であることが好ましい。
<試験条件>
上部試験片 :POMシリンダー(直径10mm、長さ10mm)
下部試験片 :S45Cプレート(金属プレート)
試験荷重 :1kgf
グリース塗布量 :0.05g
摺動速度 :5mm/sec
試験温度 :80℃
摺動距離 :10mm
また、潤滑グリース組成物は、十分な耐久性を得る観点から、下記条件で実施した往復動試験における摺動100回目の静摩擦係数が0.15以上であることが好ましい。
<試験条件>
上部試験片 :POMシリンダー(直径10mm、長さ10mm)
下部試験片 :S45Cプレート(金属プレート)
試験荷重 :1kgf
グリース塗布量 :0.05g
摺動速度 :5mm/sec
試験温度 :80℃
摺動距離 :10mm
さらに、潤滑グリース組成物は、十分な起動性を得る観点から、下記条件で実施した往復動試験における高荷重負荷状態で16時間静止後の摺動1回目の静摩擦係数が、0.1以下であることが好ましい。
<試験条件>
上部試験片 :POMボール(直径10mm)
下部試験片 :S45Cプレート(金属プレート)
試験荷重 :10kgf
グリース塗布量 :0.05g
摺動速度 :5mm/sec
試験温度 :80℃
摺動距離 :10mm
潤滑グリース組成物は、十分な低温トルク性能を得る観点から、試験温度を−40℃とし、JIS K2220.18の低温トルク試験方法に準拠して測定された起動時の低温トルクが20N・cm以下であることが好ましい。
本発明に係る潤滑グリース組成物は、複写機、プリンター等の事務機器用部品、減速機・増速機、ギヤ、チェーン、モーター等の動力伝達装置、走行系部品、アンチロックブレーキシステム(ABS)などの制御系部品、操舵系部品、変速機などの駆動系部品、パワーウィンドモーター、パワーシートモーター、サンルーフモーターなどの自動車補強部品、電子情報機器、携帯電話などのヒンジ部品、食品・薬品工業、鉄鋼、建設、ガラス工業、セメント工業、フィルムテンター、化学・ゴム・樹脂工業、環境・動力設備、製紙・印刷工業、木材工業、繊維・アパレル工業における各種部品や相対運動する機械部品などに広く適用可能である。また、本発明に係る潤滑グリース組成物は、転がり軸受、スラスト軸受、動圧軸受、樹脂軸受、直動装置などの軸受などにも適用可能である。
以上説明したように、上記実施の形態に係る潤滑グリース組成物によれば、基油の40℃動粘度が10mm/s以上であるので、基油の粘度が適度に低くなり摺動部材が高荷重下で長時間静止した場合であっても、起動性が悪化することがない。また、潤滑グリース組成物は、基油の40℃動粘度が60mm/s以下であるので、基油の粘度が適度に増大し、摺動部材間の摺動を長時間行った場合であっても、摺動部の静摩擦係数を高く維持して耐久性が向上すると共に、低温条件下でもトルクの増大を抑制して低温性が向上する。さらに、潤滑グリース組成物は、多孔質ポリアミド粒子の配合量が潤滑グリース組成物の全質量に対して、1質量%以上20質量%以下であるので、潤滑グリース組成物中に多孔質ポリアミド粒子が適度な範囲で含まれるため、静摩擦係数が増大して耐久性が向上する。したがって、潤滑グリース組成物は、摺動部材間の静摩擦係数を高くでき、しかも、起動性、耐久性及び低温性に優れることが可能となる。
以下、本発明の効果を明確にするために行った実施例に基づいて本発明をより詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施例及び比較例によって何ら限定されるものではない。
(実施例1)
基油としては、ポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:18mms、商品名「DURASYN(登録商標) 164」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)を用いた。増稠剤としては、12−ヒドロキシステアリン酸(ケイエフ・トレーディング社製)と、水酸化リチウムとを混合したリチウム石鹸を用いた。ポリ−α−オレフィン84質量部と、リチウム石鹸13質量部となるように、12−ヒドロキシステアリン酸(ケイエフ・トレーディング株式会社製)と、水酸化リチウム(本荘ケミカル株式会社製)とを混合攪拌釜にて、80℃以上130℃以下で加熱攪拌してけん化反応を行った。次に、溶融温度まで加熱攪拌した後、約100℃に冷却した。続いて、生成したゲル状物質に固体潤滑剤としての多孔質ポリアミド粒子(PA6)(平均粒子径13μm、比表面積3.6m/g、商品名「TR1」、東レ株式会社製)2質量部と、酸化防止剤としてのフェニルナフチルアミン(商品名「VANLUBE(登録商標) 81」、三洋化成工業株式会社製)1質量部とを加えて攪拌した。攪拌後のゲル状物質をロールミル又は高圧ホモジナイザーに通して潤滑グリース組成物を調製し、調製した潤滑グリース組成物を評価した。各評価における静止摩擦係数は、静止機能評価では0.16であり、耐久性評価では0.16であり、起動性評価では0.08であった。また、低温性評価は、低温トルクが18N・cmであった。潤滑グリース組成物の配合量及び評価結果を下記表1に示す。なお、増稠剤を構成する各成分の量は、増稠剤の全質量に対し、12−ヒドロキシステアリン酸が88質量%であり、水酸化リチウムが12質量%であった。
(実施例2)
リチウム石鹸の配合量が11質量部となり、固体潤滑剤が4質量部となるように配合したこと以外は、実施例1と同様にして潤滑グリース組成物を調製して評価した。各評価における静止摩擦係数は、静止機能評価では0.17であり、耐久性評価では0.18であり、起動性評価では0.06であった。また、低温性評価は、低温トルクが16N・cmであった。潤滑グリース組成物の配合量及び評価結果を下記表1に示す。
(実施例3)
ポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:18mms、商品名「DURASYN(登録商標) 164」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)の配合量が78質量部となり、リチウム石鹸の配合量が16質量部となり、固体潤滑剤としての多孔質ポリアミド粒子(PA6)(平均粒子径13μm、比表面積3.6m/g、商品名「TR1」、東レ株式会社製)6質量部となるように配合したこと以外は、実施例1と同様にして潤滑グリース組成物を調製して評価した。各評価における静止摩擦係数は、静止機能評価では0.19であり、耐久性評価では0.20であり、起動性評価では0.08であった。また、低温性評価は、低温トルクが19N・cmであった。潤滑グリース組成物の配合量及び評価結果を下記表1に示す。
(実施例4)
ポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:18mms、商品名「DURASYN(登録商標) 164」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)の配合量が82質量部となり、リチウム石鹸の配合量が9質量部となり、固体潤滑剤が8質量部となるように配合したこと以外は、実施例1と同様にして潤滑グリース組成物を調製して評価した。各評価における静止摩擦係数は、静止機能評価では0.18であり、耐久性評価では0.18であり、起動性評価では0.07であった。また、低温性評価は、低温トルクが15N・cmであった。潤滑グリース組成物の配合量及び評価結果を下記表1に示す。
(実施例5)
リチウム石鹸の配合量が11質量部となり、固体潤滑剤としての多孔質ポリアミド粒子(PA6)(平均粒子径13μm、比表面積3.6m/g、商品名「TR1」、東レ株式会社製)2質量部に代えて、多孔質ポリアミド粒子(PA6)(平均粒子径13μm、比表面積2.5m/g、商品名「TR2」、東レ株式会社製)が4質量部となるように配合したこと以外は、実施例1と同様にして潤滑グリース組成物を調製して評価した。各評価における静止摩擦係数は、静止機能評価では0.20であり、耐久性評価では0.21であり、起動性評価では0.09であった。また、低温性評価は、低温トルクが16N・cmであった。潤滑グリース組成物の配合量及び評価結果を下記表1に示す。
(実施例6)
ポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:18mms、商品名「DURASYN(登録商標) 164」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)の配合量が85質量部となり、リチウム石鹸の配合量が10質量部となり、固体潤滑剤としての多孔質ポリアミド粒子(PA6)(平均粒子径13μm、比表面積3.6m/g、商品名「TR1」、東レ株式会社製)2質量部に代えて、多孔質ポリアミド粒子(PA12)(平均粒子径5μm、比表面積8.7m/g、商品名「ORGASOL(登録商標) 2001 UD」、アルケマ株式会社製)が4質量部となるように配合したこと以外は、実施例1と同様にして潤滑グリース組成物を調製して評価した。各評価における静止摩擦係数は、静止機能評価では0.17であり、耐久性評価では0.16であり、起動性評価では0.08であった。また、低温性評価は、低温トルクが16N・cmであった。潤滑グリース組成物の配合量及び評価結果を下記表1に示す。
(実施例7)
ポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:18mms、商品名「DURASYN(登録商標) 164」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)の配合量が85質量部となり、リチウム石鹸の配合量が10質量部となり、固体潤滑剤としての多孔質ポリアミド粒子(PA6)(平均粒子径13μm、比表面積3.6m/g、商品名「TR1」、東レ株式会社製)2質量部に代えて、多孔質ポリアミド粒子(PA12)(平均粒子径10μm、比表面積2.5m/g、商品名「ORGASOL(登録商標) 2001 EXD」、アルケマ株式会社製)が4質量部となるように配合したこと以外は、実施例1と同様にして潤滑グリース組成物を調製して評価した。各評価における静止摩擦係数は、静止機能評価では0.17であり、耐久性評価では0.18であり、起動性評価では0.08であった。また、低温性評価は、低温トルクが16N・cmであった。潤滑グリース組成物の配合量及び評価結果を下記表1に示す。
(実施例8)
基油としては、ポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:18mms、商品名「DURASYN(登録商標) 164」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)を用いた。増稠剤としては、12−ヒドロキシステアリン酸(ケイエフ・トレーディング株式会社製)と、水酸化リチウム(本庄ケミカル株式会社製)と、アゼライン酸(エメリーオレオケミカルズジャパン社製)とを混合したリチウム複合石鹸を用いた。上記ポリ−α−オレフィン82質量部と、リチウム複合石鹸が13質量部となるように、12−ヒドロキシステアリン酸と、水酸化リチウムとを混合攪拌釜にて、80℃以上130℃以下で加熱攪拌してけん化反応を行った。次に、アゼライン酸を加えて、80℃以上200℃以下で加熱攪拌し、水酸化リチウム(本庄ケミカル株式会社製)を加えて再度けん化反応を行ってリチウム複合石鹸を形成した後、約100℃に冷却した。続いて、生成したゲル状物質に固体潤滑剤としての多孔質ポリアミド粒子(PA6)(平均粒子径13μm、比表面積3.6m/g、商品名「TR1」、東レ株式会社製)4質量部と、酸化防止剤としてのフェニルナフチルアミン(商品名「VANLUBE(登録商標) 81」、三洋化成工業株式会社製)1質量部とを加えて攪拌した。攪拌後のゲル状物質をロールミル又は高圧ホモジナイザーに通して潤滑グリース組成物を調製し、調製した潤滑グリース組成物を評価した。各評価における静止摩擦係数は、静止機能評価では0.17であり、耐久性評価では0.17であり、起動性評価では0.06であった。また、低温性評価は、低温トルクが17N・cmであった。潤滑グリース組成物の配合量及び評価結果を下記表1に示す。なお、増稠剤を構成する各成分の量は、いずれも、増稠剤の全質量に対し、12−ヒドロキシステアリン酸が63.5質量%であり、アゼライン酸が19質量%であり、水酸化リチウムが17.5質量%であった。
(実施例9)
基油としてポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:18mms、商品名「DURASYN(登録商標) 164」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)84質量部に代えて、ポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:30mm、商品名「DURASYN(登録商標) 166」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)79質量部を配合し、リチウム石鹸の配合量が8質量部となり、多孔質ポリアミド粒子(PA6)(平均粒子径13μm、比表面積3.6m/g、商品名「TR1」、東レ株式会社製)の配合量が12質量部となるように配合したこと以外は、実施例1と同様にして潤滑グリース組成物を調製して評価した。各評価における静止摩擦係数は、静止機能評価では0.20であり、耐久性評価では0.19であり、起動性評価では0.09であった。また、低温性評価は、低温トルクが18N・cmであった。潤滑グリース組成物の配合量及び評価結果を下記表1に示す。
(実施例10)
基油としてポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:18mms、商品名「DURASYN(登録商標) 164」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)82質量部に代えて、ポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:30mm、商品名「DURASYN(登録商標) 166」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)82質量部を配合し、リチウム複合石鹸の配合量が9質量部となり、固体潤滑剤としての多孔質ポリアミド粒子(PA6)(平均粒子径13μm、比表面積3.6m/g、商品名「TR1」、東レ株式会社製)4質量部に代えて、多孔質ポリアミド粒子(PA12)(平均粒子径10μm、比表面積2.5m/g、商品名「ORGASOL(登録商標) 2001 EXD」、アルケマ株式会社製)を8質量部配合したこと以外は、実施例8と同様にして潤滑グリース組成物を調製して評価した。各評価における静止摩擦係数は、静止機能評価では0.19であり、耐久性評価では0.19であり、起動性評価では0.09であった。また、低温性評価は、低温トルクが18N・cmであった。潤滑グリース組成物の配合量及び評価結果を下記表1に示す。
(実施例11)
基油としてポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:18mms、商品名「DURASYN(登録商標) 164」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)82質量部に代えて、ポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:30mm、商品名「DURASYN(登録商標) 166」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)81質量部を配合し、リチウム複合石鹸の配合量が10質量部となり、多孔質ポリアミド粒子(PA6)(平均粒子径13μm、比表面積3.6m/g、商品名「TR1」、東レ株式会社製)の配合量を8質量部配合したこと以外は、実施例8と同様にして潤滑グリース組成物を調製して評価した。各評価における静止摩擦係数は、静止機能評価では0.19であり、耐久性評価では0.18であり、起動性評価では0.06であった。また、低温性評価は、低温トルクが18N・cmであった。潤滑グリース組成物の配合量及び評価結果を下記表1に示す。
(実施例12)
基油としてポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:18mms、商品名「DURASYN(登録商標) 164」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)84質量部に代えて、ポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:46mm、商品名「DURASYN(登録商標) 168」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)85質量部を配合し、リチウム石鹸の配合量が10質量部となり、多孔質ポリアミド粒子(PA6)(平均粒子径13μm、比表面積3.6m/g、商品名「TR1」、東レ株式会社製)の配合量が4質量部となるように配合したこと以外は、実施例1と同様にして潤滑グリース組成物を調製して評価した。各評価における静止摩擦係数は、静止機能評価では0.16であり、耐久性評価では0.16であり、起動性評価では0.07であった。また、低温性評価は、低温トルクが19N・cmであった。潤滑グリース組成物の配合量及び評価結果を下記表1に示す。
(比較例1)
基油としてポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:18mms、商品名「DURASYN(登録商標) 164」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)を82質量部配合し、リチウム石鹸の配合量が9質量部となり、固体潤滑剤として多孔質ポリアミド粒子(PA6)(平均粒子径13μm、比表面積3.6m/g、商品名「TR1」、東レ株式会社製)2質量部に代えて、球状ポリアミド粒子(PA12)(平均粒子径5μm、比表面積1.2m/g、商品名「SP−500」、東レ株式会社製)を8質量部配合したこと以外は、実施例1と同様にして潤滑グリース組成物を調製して評価した。各評価における静止摩擦係数は、静止機能評価では0.18であり、耐久性評価では0.20であり、起動性評価では0.12であった。また、低温性評価は、低温トルクが16N・cmであった。潤滑グリース組成物の配合量及び評価結果を下記表2に示す。
(比較例2)
固体潤滑剤として球状ポリアミド粒子(PA12)(平均粒子径5μm、比表面積1.2m/g、商品名「SP−500」、東レ株式会社製)8質量部配合に代えて、球状ポリアミド粒子(PA12)(平均粒子径10μm、比表面積0.7m/g、商品名「SP−10」、東レ株式会社製)を8質量部配合したこと以外は、比較例1と同様にして潤滑グリース組成物を調製して評価した。各評価における静止摩擦係数は、静止機能評価では0.19であり、耐久性評価では0.20であり、起動性評価では0.12であった。また、低温性評価は、低温トルクが17N・cmであった。潤滑グリース組成物の配合量及び評価結果を下記表2に示す。
(比較例3)
固体潤滑剤として球状ポリアミド粒子(PA12)(平均粒子径5μm、比表面積1.2m/g、商品名「SP−500」、東レ株式会社製)8質量部に代えて、球状ポリアミド粒子(PA6)(平均粒子径50μm、比表面積0.1m/g、商品名「1001P」、東レ株式会社製)を8質量部配合したこと以外は、比較例1と同様にして潤滑グリース組成物を調製して評価した。各評価における静止摩擦係数は、静止機能評価では0.13であり、耐久性評価では0.13であり、起動性評価では0.09であった。また、低温性評価は、低温トルクが16N・cmであった。潤滑グリース組成物の配合量及び評価結果を下記表2に示す。
(比較例4)
固体潤滑剤として多孔質ポリアミド粒子(PA6)(平均粒子径13μm、比表面積3.6m/g、商品名「TR1」、東レ株式会社製)4質量部に代えて、球状ポリアミド粒子(PA12)(平均粒子径5μm、比表面積1.2m/g、商品名「SP−500」、東レ株式会社製)を4質量部配合したこと以外は、実施例8と同様にして潤滑グリース組成物を調製して評価した。各評価における静止摩擦係数は、静止機能評価では0.18であり、耐久性評価では0.19であり、起動性評価では0.11であった。また、低温性評価は、低温トルクが16N・cmであった。潤滑グリース組成物の配合量及び評価結果を下記表2に示す。
(比較例5)
基油としてポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:18mms、商品名「DURASYN(登録商標) 164」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)を84質量部に代えて、ポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:30mm、商品名「DURASYN(登録商標) 166」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)を90.5質量部配合し、リチウム石鹸の配合量が8質量部となり、多孔質ポリアミド粒子(PA6)(平均粒子径13μm、比表面積3.6m/g、商品名「TR1」、東レ株式会社製)の配合量を0.5質量部としたこと以外は、実施例1と同様にして潤滑グリース組成物を調製して評価した。各評価における静止摩擦係数は、静止機能評価では0.16であり、耐久性評価では0.12であり、起動性評価では0.08であった。また、低温性評価は、低温トルクが18N・cmであった。潤滑グリース組成物の配合量及び評価結果を下記表2に示す。
(比較例6)
基油としてポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:18mms、商品名「DURASYN(登録商標) 164」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)を84質量部に代えて、ポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:30mms、商品名「DURASYN(登録商標) 166」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)を70質量部配合し、リチウム石鹸の配合量が8質量部となり、多孔質ポリアミド粒子(PA6)(平均粒子径13μm、比表面積3.6m/g、商品名「TR1」、東レ株式会社製)の配合量を21質量部としたこと以外は、実施例1と同様にして潤滑グリース組成物を調製して評価した。各評価における静止摩擦係数は、静止機能評価では0.22であり、耐久性評価では0.20であり、起動性評価では0.11であった。また、低温性評価は、低温トルクが20N・cmであった。潤滑グリース組成物の配合量及び評価結果を下記表2に示す。
(比較例7)
基油としてポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:18mms、商品名「DURASYN(登録商標) 164」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)を84質量部に代えて、ポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:68mm、商品名「DURASYN(登録商標) 170」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)を84質量部配合し、リチウム石鹸の配合量が11質量部となり、固体潤滑剤として多孔質ポリアミド粒子(PA6)(平均粒子径13μm、比表面積3.6m/g、商品名「TR1」、東レ株式会社製)の配合量を4質量部としたこと以外は、実施例1と同様にして潤滑グリース組成物を調製して評価した。各評価における静止摩擦係数は、静止機能評価では0.16であり、耐久性評価では0.13であり、起動性評価では0.06であった。また、低温性評価は、低温トルクが30N・cmであった。潤滑グリース組成物の配合量及び評価結果を下記表2に示す。
(比較例8)
基油としてポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:18mms、商品名「DURASYN(登録商標) 164」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)を84質量部に代えて、ポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:5mm、商品名「DURASYN(登録商標) 162」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)を84質量部配合し、リチウム石鹸の配合量が11質量部となり、固体潤滑剤として多孔質ポリアミド粒子(PA6)(平均粒子径13μm、比表面積3.6m/g、商品名「TR1」、東レ株式会社製)の配合量を4質量部としたこと以外は、実施例1と同様にして潤滑グリース組成物を調製して評価した。各評価における静止摩擦係数は、静止機能評価では0.16であり、耐久性評価では0.19であり、起動性評価では0.12であった。また、低温性評価は、低温トルクが14N・cmであった。潤滑グリース組成物の配合量及び評価結果を下記表2に示す。
(比較例9)
基油としてポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:18mms、商品名「DURASYN(登録商標) 164」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)を84質量部に代えて、ポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:30mms、商品名「DURASYN(登録商標) 166」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)を81質量部配合し、リチウム石鹸の配合量が8質量部となり、固体潤滑剤として多孔質ポリアミド粒子(PA6)(平均粒子径13μm、比表面積3.6m/g、商品名「TR1」、東レ株式会社製)2質量部に代えて、炭酸カルシウム(平均粒子径30μm、商品名「SFT−2000」、三共粉株式会社製)10質量部を配合したこと以外は、実施例1と同様にして潤滑グリース組成物を調製して評価した。各評価における静止摩擦係数は、静止機能評価では0.24であり、耐久性評価では0.21であり、起動性評価では0.15であった。また、低温性評価は、低温トルクが17N・cmであった。潤滑グリース組成物の配合量及び評価結果を下記表2に示す。
(比較例10)
基油としてポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:18mms、商品名「DURASYN(登録商標) 164」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)を84質量部に代えて、ポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:30mm、商品名「DURASYN(登録商標) 166」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)を80質量部配合し、リチウム石鹸の配合量が8質量部となり、固体潤滑剤として多孔質ポリアミド粒子(PA6)(平均粒子径13μm、比表面積3.6m/g、商品名「TR1」、東レ株式会社製)の配合量を2質量部に代えて、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)(商品名「ダイニオン(登録商標)TF9207」、スリーエムジャパン株式会社製)1質量部と、メラミンシアヌレート(MCA)(商品名「MC−6000」、日産化学株式会社製)10質量部を併用したこと以外は、実施例1と同様にして潤滑グリース組成物を調製して評価した。各評価における静止摩擦係数は、静止機能評価では0.13であり、耐久性評価では0.21であり、起動性評価では0.13であった。また、低温性評価は、低温トルクが18N・cmであった。潤滑グリース組成物の配合量及び評価結果を下記表2に示す。
<評価方法>
以下の試験により、静止機能評価、耐久性評価及び動性評価を実施した。各評価は、付着滑り試験機(往復動試験機)(神鋼造機株式会社製)を用いて、各種試験条件下、下部試験片としての金属プレート上にグリースを塗布し、上から樹脂製の上部試験片を押しつけて往復摺動させたときに、樹脂製ボールと金属プレートとの間に発生する摩擦力から測定した摩擦係数に基づいて実施した。
(静止機能評価)
下記条件で往復動試験を実施した。摺動1回目の静摩擦係数について、以下の基準で評価した。
0.15以上:○
0.15未満:×
<試験条件>
上部試験片 :POMシリンダー(直径10mm、長さ10mm)
下部試験片 :S45Cプレート(金属プレート)
試験荷重 :1kgf
グリース塗布量 :0.05g
摺動速度 :5mm/sec
試験温度 :80℃
摺動距離 :10mm
(耐久性評価)
下記条件で往復動試験を実施した。摺動100回目の静摩擦係数について、以下の基準で評価した。
0.15以上:○
0.15未満:×
<試験条件>
上部試験片 :POMシリンダー(直径10mm、長さ10mm)
下部試験片 :S45Cプレート(金属プレート)
試験荷重 :1kgf
グリース塗布量 :0.05g
摺動速度 :5mm/sec
試験温度 :80℃
摺動距離 :10mm
(起動性評価)
下記条件で往復動試験を実施した。過重負荷状態で16時間静止後の摺動1回目の静摩擦係数について、以下の基準で評価した。
0.1以下:○
0.1超え:×
<試験条件>
上部試験片 :POMボール(直径10mm)
下部試験片 :S45Cプレート(金属プレート)
試験荷重 :10kgf
グリース塗布量 :0.05g
摺動速度 :5mm/sec
試験温度 :80℃
摺動距離 :10mm
(低温性評価)
試験温度を−40℃とし、JIS K2220.18の低温トルク試験方法に準拠して実施した。起動トルクについて以下の基準で評価した。
20N・cm以下:○
20N・cm超え:×
Figure 0006775770
Figure 0006775770
上記表1における各成分の配合量は、下記の通りである。
基油A:ポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:18mms、商品名「DURASYN(登録商標) 164」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)
基油B:ポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:30mms、商品名「DURASYN(登録商標) 166」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)
基油C:ポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:46mms、商品名「DURASYN(登録商標) 168」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)
基油D:ポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:68mms、商品名「DURASYN(登録商標) 170」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)
基油E:ポリ−α−オレフィン(40℃動粘度:5mms、商品名「DURASYN(登録商標) 162」、イネオスオリゴマーズジャパン社製)
増稠剤A:リチウム石鹸(自社合成物)
増稠剤B:リチウム複合石鹸(自社合成物)
固体潤滑剤A:多孔質ポリアミド粒子(PA6)(平均粒子径13μm、比表面積3.6m/g、商品名「TR1」、東レ株式会社製)
固体潤滑剤B:多孔質ポリアミド粒子(PA6)(平均粒子径13μm、比表面積2.5m/g、商品名「TR2」、東レ株式会社製)
固体潤滑剤C:多孔質ポリアミド粒子(PA12)(平均粒子径5μm、比表面積8.7m/g、商品名「ORGASOL(登録商標) 2001 UD」、アルケマ株式会社製)
固体潤滑剤D:多孔質ポリアミド粒子(PA12)(平均粒子径10μm、比表面積2.5m/g、商品名「ORGASOL(登録商標) 2001 EXD」、アルケマ株式会社製)
固体潤滑剤E:球状ポリアミド粒子(PA12)(平均粒子径5μm、比表面積1.2m/g、商品名「SP−500」、東レ株式会社製)
固体潤滑剤F:球状ポリアミド粒子(PA12)(平均粒子径10μm、比表面積0.7m/g、商品名「SP−10」、東レ株式会社製)
固体潤滑剤G:球状ポリアミド粒子(PA6)(平均粒子径50μm、比表面積0.1m/g、商品名「1001P」、東レ株式会社製)
固体潤滑剤H:炭酸カルシウム(平均粒子径30μm、商品名「SFT−2000」、三共粉株式会社製)
固体潤滑剤I:ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)(商品名「ダイニオン(登録商標)TF9207」、スリーエムジャパン株式会社製)
固体潤滑剤J:メラミンシアヌレート(MCA)(商品名「MC−6000」、日産化学株式会社製)
酸化防止剤:フェニルナフチルアミン(商品名「VANLUBE(登録商標) 81」、三洋化成工業株式会社製)
表1から分かるように、潤滑グリース組成物は、40℃動粘度が10mm/s以上60mm/s以下の合成炭化水素油を含む基油と、リチウム石鹸及びリチウム複合石鹸からなる群から選択された少なくとも1種を含む増稠剤と、比表面積が2.0m/g以上であって、平均粒子径が1μm以上30μm以下の多孔質ポリアミド粒子を潤滑グリース組成物の全質量に対して、1質量%以上20質量%以下含む固体潤滑剤と、を含有することにより、静止機能評価、耐久性評価、起動性評価及び低温性評価で優れた結果が得られることが分かる(実施例1〜実施例12)。この結果から、本実施例に係る潤滑グリース組成物によれば、静止機能が高く、耐久性、動性、低温性に優れた潤滑グリース組成物を実現できることが分かる。
これに対して、表2から分かるように、比表面積が2.0m/g未満の球状ポリアミド粒子の固体潤滑剤を含む場合には、起動性評価が悪化することが分かる(比較例1、比較例2及び比較例4)。この結果は、固体潤滑剤として用いた球状ポリアミド粒子の比表面積が小さすぎたために基油とのなじみが悪化し、高荷重下で長時間静止した後の起動時の静摩擦係数が高くなり起動性が悪化したためと考えられる。また、固体潤滑剤の平均粒子径が30μm超えの場合には、静止機能評価及び耐久性評価が悪化することが分かる(比較例3)。この結果は、固体潤滑剤の平均粒子径が大きすぎるために、球状ポリアミド粒子が摺動部材間に十分に入れずに静止摩擦係数が増大して十分な静止機能及び耐久性が得られなかったためと考えられる。
また、固体潤滑剤の比表面積が2.0m/g以上であって、平均粒子径が1μm以上30μm以下の多孔質ポリアミド粒子を含む場合であっても、固体潤滑剤の配合量が潤滑グリース組成物の全質量に対して1質量部未満の場合には、耐久性評価が悪化することが分かる(比較例5)。この結果は、多孔質ポリアミド粒子が少なすぎるために、十分な静止摩擦係数が得られずに耐久性が低くなったためと考えられる。さらに、また、固体潤滑剤の比表面積が2.0m/g以上であって、平均粒子径が1μm以上30μm以下の多孔質ポリアミド粒子を含む場合であっても、固体潤滑剤の配合量が潤滑グリース組成物の全質量に対して20質量部超えの場合には、起動性評価が悪化することが分かる(比較例6)。この結果は、多孔質ポリアミド粒子が多すぎるために、動時の静止摩擦係数が高くなりすぎて機動性が悪化したためと考えられる。
また、基油の40℃動粘度が60mm/s超えの場合には、耐久性評価及び低温性評価が悪化することが分かる(比較例7)。この結果は、基油の粘度が高すぎたために、十分な潤滑性能が得られなかったためと考えられる。さらに、40℃動粘度が10mm/s未満の場合には、起動性評価が悪化することが分かる(比較例8)。この結果は、基油の粘度が低すぎるために、起動時に十分な静摩擦係数が得られなかったためと考えられる。また、固体潤滑剤として炭酸カルシウムを含む場合には、起動性評価が悪化することが分かる(比較例9)。この結果は、炭酸カルシウムでは、十分な潤滑性が得られなかったために、起動時に十分な静摩擦係数が得られなかったためと考えられる。さらに、固体潤滑剤として、従来より用いられているポリテトラフルオロエチレン及びメラミンシアヌレートを含む場合には、静止機能評価及び起動性評価が悪化することが分かる(比較例10)。この結果は、従来の固体潤滑剤では、静止状態及び起動時に十分な潤滑性能が得られなかったためと考えられる。
以上説明したように、本実施例によれば、摺動部材間の静摩擦係数を高くでき、起動性、耐久性及び低温性に優れた潤滑グリース組成物を実現できることが分かる。
本発明は、摺動部材間の静摩擦係数を高くでき、起動性、耐久性及び低温性に優れた潤滑グリース組成物を実現できるという効果を有し、例えば、減速機、増速機、ギヤ、チェーン、モーターなどの動力伝達装置、走行系部品、ABSなどの制動系部品、操舵系部品、変速機などの駆動系部品、パワーウィンドモーター、パワーシートモーター、サンルーフモーターなどの自動車補強部品などに好適に使用できる。
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本実施の形態の内容により本発明の実施の形態が限定されるものではない。また、上述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

Claims (8)

  1. 40℃動粘度が10mm/s以上60mm/s以下の基油と、
    金属石鹸及び金属複合石鹸からなる群から選択された少なくとも1種の石鹸を含む増稠剤と、
    多孔質ポリアミド粒子を含む固体潤滑剤と、を含有し、
    前記多孔質ポリアミド粒子の配合量は、潤滑グリース組成物の全質量に対して、1質量%以上20質量%以下であることを特徴とする潤滑グリース組成物。
  2. 前記多孔質ポリアミド粒子は、比表面積が2.0m/g以上であって、平均粒子径が1μm以上30μm以下である、請求項1に記載の潤滑グリース組成物。
  3. 前記増稠剤は、リチウム石鹸及びリチウム複合石鹸からなる群から選択された少なくとも1種の石鹸である、請求項1又は請求項2に記載の潤滑グリース組成物。
  4. 前記基油が、合成炭化水素油、エステル系合成油、エーテル系合成油及びグリコール系合成油からなる群から選択された少なくとも1種の合成油を含む、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の潤滑グリース組成物。
  5. 前記基油が、ポリ−α−オレフィン、エチレン−α―オレフィンオリゴマー、エチレン−α―オレフィン共重合体、ポリブテン、アルキルベンゼン及びアルキルナフタレンからなる群から選択された少なくとも1種の合成炭化水素油を含む、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の潤滑グリース組成物。
  6. 前記多孔質ポリアミド粒子が、ナイロン6(PA6)、ナイロン66(PA66)及びナイロン12(PA12)からなる群から選択された少なくとも1種のポリアミド粒子を含む、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の潤滑グリース組成物。
  7. 樹脂部材間及び樹脂部材と金属部材との間の潤滑用である、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の潤滑グリース組成物。
  8. 樹脂部材の歯車間及び樹脂部材の歯車と金属部材の歯車との間の潤滑用である、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の潤滑グリース組成物。
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