JPH10130678A - 潤滑油 - Google Patents
潤滑油Info
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- JPH10130678A JPH10130678A JP30105196A JP30105196A JPH10130678A JP H10130678 A JPH10130678 A JP H10130678A JP 30105196 A JP30105196 A JP 30105196A JP 30105196 A JP30105196 A JP 30105196A JP H10130678 A JPH10130678 A JP H10130678A
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- Japan
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- lubricating oil
- powder
- boron nitride
- compd
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 均一微細なh−BN粉末を分散してなり、沈
降物や層分離がなく、広い温度域において潤滑特性に優
れた潤滑油を提供する。 【解決手段】 潤滑油中に、平均粒子径が20〜200
nmであり、平均粒子径±30%以内に80重量%以上
の粒子が含まれる六方晶窒化ホウ素粉末を分散してなる
潤滑油。
降物や層分離がなく、広い温度域において潤滑特性に優
れた潤滑油を提供する。 【解決手段】 潤滑油中に、平均粒子径が20〜200
nmであり、平均粒子径±30%以内に80重量%以上
の粒子が含まれる六方晶窒化ホウ素粉末を分散してなる
潤滑油。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、潤滑油中に新規な
形状を有する微細な六方晶窒化ホウ素(以下h−BNと
称する)粉末を分散させた潤滑油に関する。
形状を有する微細な六方晶窒化ホウ素(以下h−BNと
称する)粉末を分散させた潤滑油に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車の燃費効率やエンジンの耐
久性を高めるため、モーターオイルに各種添加剤が加え
られている。例えばガスタービン、ジェットエンジンに
おいては高温高圧の苛酷な条件下での潤滑性を得るため
固体潤滑剤が広く用いられている。潤滑特性を示す固体
としては黒鉛、二硫化モリブデン、窒化ホウ素、PTF
E(ポリテトラフルオロエチレン)などが知られてい
る。とくに窒化ホウ素は耐熱性に優れており、他の固体
潤滑剤に比べて高温度域までその潤滑特性を失わないた
め優れている。加えて窒化ホウ素は白色であり、同品を
分散してなる潤滑油も白色もしくは乳白色であるという
利点を有する。即ち、黒鉛や二硫化モリブデンは黒色で
あり、それらを分散してなる潤滑油も黒色もしくは黒褐
色であるため、黒色度でその劣化が判断されるモーター
オイルにおいては、交換時期を判定できない。他方、P
TFEの場合は白色であるが、耐熱性に限界がある。
久性を高めるため、モーターオイルに各種添加剤が加え
られている。例えばガスタービン、ジェットエンジンに
おいては高温高圧の苛酷な条件下での潤滑性を得るため
固体潤滑剤が広く用いられている。潤滑特性を示す固体
としては黒鉛、二硫化モリブデン、窒化ホウ素、PTF
E(ポリテトラフルオロエチレン)などが知られてい
る。とくに窒化ホウ素は耐熱性に優れており、他の固体
潤滑剤に比べて高温度域までその潤滑特性を失わないた
め優れている。加えて窒化ホウ素は白色であり、同品を
分散してなる潤滑油も白色もしくは乳白色であるという
利点を有する。即ち、黒鉛や二硫化モリブデンは黒色で
あり、それらを分散してなる潤滑油も黒色もしくは黒褐
色であるため、黒色度でその劣化が判断されるモーター
オイルにおいては、交換時期を判定できない。他方、P
TFEの場合は白色であるが、耐熱性に限界がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このようにh−BNは
優れた特性を有する固体潤滑剤であるが、市販のh−B
Nはリン片状で粒径0.5〜5μmと粗大であり、そのう
ち結晶化が進んだものは3〜5μm程度の粒径を有する
粉砕困難なものである。また、結晶化が進んでいないも
のは比較的粉砕が容易ながら粗大な粒子の残存は避け難
く、更に全体重量に対する1μm以下の微粒子収率は低
く、加えて物理的な粉砕工程によっては、せいぜい0.
3〜0.5μm程度の粒子径までしか粉砕できない。その
ため、粉砕工程を経た窒化ホウ素粉末であっても粒径分
布が広いため有効な微細粒子が全体に占める割合が少な
く、モーターオイル等に分散した場合、沈降が起きてし
まい保存中に油単独層とBN分散層とに分離してしまう
という欠点を有していた。
優れた特性を有する固体潤滑剤であるが、市販のh−B
Nはリン片状で粒径0.5〜5μmと粗大であり、そのう
ち結晶化が進んだものは3〜5μm程度の粒径を有する
粉砕困難なものである。また、結晶化が進んでいないも
のは比較的粉砕が容易ながら粗大な粒子の残存は避け難
く、更に全体重量に対する1μm以下の微粒子収率は低
く、加えて物理的な粉砕工程によっては、せいぜい0.
3〜0.5μm程度の粒子径までしか粉砕できない。その
ため、粉砕工程を経た窒化ホウ素粉末であっても粒径分
布が広いため有効な微細粒子が全体に占める割合が少な
く、モーターオイル等に分散した場合、沈降が起きてし
まい保存中に油単独層とBN分散層とに分離してしまう
という欠点を有していた。
【0004】長期保存でも沈降がおきず、層分離のない
潤滑油を得るためには、均一微細な粒径のh−BN粉末
を用いることが肝要である。しかるにこのような粉末は
従来のh−BN製法では得られないものであった。なぜ
なら、従来法では、粗製h−BNを経て高純度h−BN
を製造するものであるが、この粗製h−BNを電子顕微
鏡観察すると一次粒子は微細(粒径は不均一)ながら既
にリン片状の凝集体を形成しているのが観察される。こ
の状態のまま高温加熱を行えば、結晶粒成長により当然
にリン片状の一次粒子が形成されてしまう。また粗製h
−BNの段階で粉砕し添加物混合を行う前述の方法でも
一次粒子の成長が報告されている。
潤滑油を得るためには、均一微細な粒径のh−BN粉末
を用いることが肝要である。しかるにこのような粉末は
従来のh−BN製法では得られないものであった。なぜ
なら、従来法では、粗製h−BNを経て高純度h−BN
を製造するものであるが、この粗製h−BNを電子顕微
鏡観察すると一次粒子は微細(粒径は不均一)ながら既
にリン片状の凝集体を形成しているのが観察される。こ
の状態のまま高温加熱を行えば、結晶粒成長により当然
にリン片状の一次粒子が形成されてしまう。また粗製h
−BNの段階で粉砕し添加物混合を行う前述の方法でも
一次粒子の成長が報告されている。
【0005】本発明の目的は均一微細なh−BN粉末を
分散してなり、沈降物や層分離がなく、広い温度域にお
いて潤滑特性に優れた潤滑油を提供することにある。
分散してなり、沈降物や層分離がなく、広い温度域にお
いて潤滑特性に優れた潤滑油を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は潤滑油中に、平
均粒子径が20〜200nmであり、平均粒子径±30
%以内に80重量%以上の粒子が含まれる六方晶窒化ホ
ウ素粉末を分散してなる潤滑油に係る。本発明者らは均
一微細な粒径のh−BNを得るためには粗製h−BNを
経るルートは不適と考え、未だ試みられていない方法を
種々検討した結果、優れた特性を有する均一微細なh−
BNの製造に成功し、これを潤滑油に応用することによ
り本発明を完成させた。本発明で用いるh−BN粒子は
例えばモーターオイル用固体潤滑剤として優れた特性を
もつものである。この均一微細なh−BN粉末を潤滑油
に分散せしめることにより広い温度域において優れた潤
滑特性をもつ潤滑油が得られる。
均粒子径が20〜200nmであり、平均粒子径±30
%以内に80重量%以上の粒子が含まれる六方晶窒化ホ
ウ素粉末を分散してなる潤滑油に係る。本発明者らは均
一微細な粒径のh−BNを得るためには粗製h−BNを
経るルートは不適と考え、未だ試みられていない方法を
種々検討した結果、優れた特性を有する均一微細なh−
BNの製造に成功し、これを潤滑油に応用することによ
り本発明を完成させた。本発明で用いるh−BN粒子は
例えばモーターオイル用固体潤滑剤として優れた特性を
もつものである。この均一微細なh−BN粉末を潤滑油
に分散せしめることにより広い温度域において優れた潤
滑特性をもつ潤滑油が得られる。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明において、用いることので
きる潤滑油としては特に制限はなく、例えばJIS K
2215に規定されるような主としてガソリン機関及び
ディーゼル機関の潤滑油として適切な品質の精製鉱油、
精製植物油、各種合成油等もしくはそれらに後述の添加
剤を加えたものを例示できる。具体的には例えばニッサ
ンオイルスーパー、SAE20W−40等を挙げること
ができる。
きる潤滑油としては特に制限はなく、例えばJIS K
2215に規定されるような主としてガソリン機関及び
ディーゼル機関の潤滑油として適切な品質の精製鉱油、
精製植物油、各種合成油等もしくはそれらに後述の添加
剤を加えたものを例示できる。具体的には例えばニッサ
ンオイルスーパー、SAE20W−40等を挙げること
ができる。
【0008】本発明に用いるh−BNは、例えば以下の
方法で得ることができる。第一の製造方法は特願平8−
227715号に記載された方法で、含ホウ素化合物と
含窒素化合物にアルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭
酸塩、硫酸塩もしくは硝酸塩を混合し、非酸化性ガス雰
囲気下、1000℃〜1500℃で加熱する方法であ
る。第一の製造方法によれば、平均粒子径20〜200
μm、条件を適宜制御することにより40〜80nmの
微細なh−BNを製造できる。また、このものは平均粒
子径±30%以内に80重量%以上の粒子が含まれ、極
めて均一微細な形状を有するとともに高純度、高結晶性
であるから潤滑性、耐熱性等に優れ、潤滑油に配合した
場合、極めて優れた特性を発揮する。第一の製造方法に
おいては、まず含ホウ素化合物と含窒素化合物にアルカ
リ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、硫酸塩もしくは
硝酸塩を混合する。
方法で得ることができる。第一の製造方法は特願平8−
227715号に記載された方法で、含ホウ素化合物と
含窒素化合物にアルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭
酸塩、硫酸塩もしくは硝酸塩を混合し、非酸化性ガス雰
囲気下、1000℃〜1500℃で加熱する方法であ
る。第一の製造方法によれば、平均粒子径20〜200
μm、条件を適宜制御することにより40〜80nmの
微細なh−BNを製造できる。また、このものは平均粒
子径±30%以内に80重量%以上の粒子が含まれ、極
めて均一微細な形状を有するとともに高純度、高結晶性
であるから潤滑性、耐熱性等に優れ、潤滑油に配合した
場合、極めて優れた特性を発揮する。第一の製造方法に
おいては、まず含ホウ素化合物と含窒素化合物にアルカ
リ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、硫酸塩もしくは
硝酸塩を混合する。
【0009】本発明において含ホウ素化合物としては、
オルトホウ酸、メタホウ酸、四ホウ酸等のホウ酸類、三
酸化二ホウ素、二酸化二ホウ素、三酸化四ホウ素、五酸
化四ホウ素等の酸化ホウ素類、三塩化ホウ素等の塩化ホ
ウ素類、ホウ砂(ホウ酸ナトリウム)、ホウ酸アンモニ
ウム、ジボラン、ホウフッ化カリウム等を例示できる。
これらは二種以上を併用してもよい。第一の製造方法に
おいて用いることのできる含窒素化合物としては、メラ
ミン、アンメリン、アンメリド、メラム、メロン、ジシ
アンジアミド、尿素等の化合物を例示できる。中でもメ
ラミンが好ましい。これらは二種以上を併用してもよ
い。第一の製造方法において、アルカリ金属又はアルカ
リ土類金属の炭酸塩、硫酸塩もしくは硝酸塩としては、
カリウム、ナトリウム、リチウム、バリウム、ストロン
チウム、カルシウムの炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩を例示で
きる。中でもアルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸
塩、特に炭酸カリウム、炭酸ナトリウムが好ましい。こ
れらは二種以上を併用してもよい。
オルトホウ酸、メタホウ酸、四ホウ酸等のホウ酸類、三
酸化二ホウ素、二酸化二ホウ素、三酸化四ホウ素、五酸
化四ホウ素等の酸化ホウ素類、三塩化ホウ素等の塩化ホ
ウ素類、ホウ砂(ホウ酸ナトリウム)、ホウ酸アンモニ
ウム、ジボラン、ホウフッ化カリウム等を例示できる。
これらは二種以上を併用してもよい。第一の製造方法に
おいて用いることのできる含窒素化合物としては、メラ
ミン、アンメリン、アンメリド、メラム、メロン、ジシ
アンジアミド、尿素等の化合物を例示できる。中でもメ
ラミンが好ましい。これらは二種以上を併用してもよ
い。第一の製造方法において、アルカリ金属又はアルカ
リ土類金属の炭酸塩、硫酸塩もしくは硝酸塩としては、
カリウム、ナトリウム、リチウム、バリウム、ストロン
チウム、カルシウムの炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩を例示で
きる。中でもアルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸
塩、特に炭酸カリウム、炭酸ナトリウムが好ましい。こ
れらは二種以上を併用してもよい。
【0010】第一の製造方法において含ホウ素化合物と
含窒素化合物の混合比率としては、ホウ素:窒素のモル
比で1:10〜10:1程度、好ましくは1:2〜2:
1程度、更に好ましくは当モル量とするのがよい。含ホ
ウ素化合物と含窒素化合物の合計量に対するアルカリ金
属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、硫酸塩もしくは硝酸
塩の配合割合としては、前者に対して後者を0.01〜
3倍重量程度、好ましくは0.1〜0.5倍重量程度配合
するのがよい。配合にあたっては、ヘンシェルミキサ
ー、スーパーミキサー等を用いることができる。
含窒素化合物の混合比率としては、ホウ素:窒素のモル
比で1:10〜10:1程度、好ましくは1:2〜2:
1程度、更に好ましくは当モル量とするのがよい。含ホ
ウ素化合物と含窒素化合物の合計量に対するアルカリ金
属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、硫酸塩もしくは硝酸
塩の配合割合としては、前者に対して後者を0.01〜
3倍重量程度、好ましくは0.1〜0.5倍重量程度配合
するのがよい。配合にあたっては、ヘンシェルミキサ
ー、スーパーミキサー等を用いることができる。
【0011】得られた混合物を非酸化性ガス雰囲気下、
温度1000℃〜1500℃、好ましくは1000℃〜
1200℃で15分〜24時間程度、好ましくは1〜6
時間程度焼成することにより目的のh−BNを得ること
ができる。非酸化性ガス雰囲気としては、窒素ガス、ア
ルゴンガス、アンモニアガス等の雰囲気を例示できる。
加熱温度が1000℃を下回ると結晶性、純度が不十分
となる虞があり、好ましくない。また加熱温度が150
0℃を超えても本発明に用いることのできるh−BNを
得ることができるが経済的に不利である。得られたh−
BNは、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン
等を除去するため水洗もしくは希塩酸等による希酸洗浄
を行って用いてもよい。上記方法で得られた六方晶窒化
ホウ素は、そのX線回折図形において、(002)面ピ
ークが3.33〜3.36Å内にあり、(102)面ピー
クが、(002)面ピークに対して強度比100:3以
上で出現するものが好ましい。
温度1000℃〜1500℃、好ましくは1000℃〜
1200℃で15分〜24時間程度、好ましくは1〜6
時間程度焼成することにより目的のh−BNを得ること
ができる。非酸化性ガス雰囲気としては、窒素ガス、ア
ルゴンガス、アンモニアガス等の雰囲気を例示できる。
加熱温度が1000℃を下回ると結晶性、純度が不十分
となる虞があり、好ましくない。また加熱温度が150
0℃を超えても本発明に用いることのできるh−BNを
得ることができるが経済的に不利である。得られたh−
BNは、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン
等を除去するため水洗もしくは希塩酸等による希酸洗浄
を行って用いてもよい。上記方法で得られた六方晶窒化
ホウ素は、そのX線回折図形において、(002)面ピ
ークが3.33〜3.36Å内にあり、(102)面ピー
クが、(002)面ピークに対して強度比100:3以
上で出現するものが好ましい。
【0012】本発明に用いるh−BNの第二の製造方法
は特願平8−248751号に記載された方法で、メラ
ミン系化合物とホウ酸又は酸化ホウ素を適当な溶媒中で
加温反応し、冷却時に結晶を成長させ、析出した繊維状
化合物をろ別し、好ましくは急速乾燥することにより得
られる化学式C3N6H12B2O6の組成を有し、実質的に
格子定数a=3.600Å、b=20.143Å、c=1
4.121Å、β=92.11°で示され、単斜晶系に属
する単結晶構造を有する繊維状化合物(前駆体化合物と
いう)を非酸化性雰囲気中400〜800℃で加熱処理
することにより繊維形状を保持した低結晶性もしくは乱
層構造のBN(t−BNという)を得、次いでこれを粉
砕し、非酸化性ガス雰囲気下で1000〜1800℃で
加熱処理することを特徴とする。第二の製造方法におけ
る前駆体化合物の製造において、メラミン系化合物とし
てはNH2基を有するメラミン、アンメリン、アンメリ
ド、メラム、メロン等のメラミン系化合物を使用でき
る。ホウ酸としてはオルトホウ酸、メタホウ酸、四ホウ
酸等、酸化ホウ素としては、三酸化ホウ素、二酸化二ホ
ウ素、三酸化四ホウ素、五酸化四ホウ素等が使用でき
る。
は特願平8−248751号に記載された方法で、メラ
ミン系化合物とホウ酸又は酸化ホウ素を適当な溶媒中で
加温反応し、冷却時に結晶を成長させ、析出した繊維状
化合物をろ別し、好ましくは急速乾燥することにより得
られる化学式C3N6H12B2O6の組成を有し、実質的に
格子定数a=3.600Å、b=20.143Å、c=1
4.121Å、β=92.11°で示され、単斜晶系に属
する単結晶構造を有する繊維状化合物(前駆体化合物と
いう)を非酸化性雰囲気中400〜800℃で加熱処理
することにより繊維形状を保持した低結晶性もしくは乱
層構造のBN(t−BNという)を得、次いでこれを粉
砕し、非酸化性ガス雰囲気下で1000〜1800℃で
加熱処理することを特徴とする。第二の製造方法におけ
る前駆体化合物の製造において、メラミン系化合物とし
てはNH2基を有するメラミン、アンメリン、アンメリ
ド、メラム、メロン等のメラミン系化合物を使用でき
る。ホウ酸としてはオルトホウ酸、メタホウ酸、四ホウ
酸等、酸化ホウ素としては、三酸化ホウ素、二酸化二ホ
ウ素、三酸化四ホウ素、五酸化四ホウ素等が使用でき
る。
【0013】第二の製造方法における前駆体化合物の製
造においては、ホウ酸又は酸化ホウ素及びメラミン系化
合物を単独に又は同時に溶媒中で加温し、ホウ酸又は酸
化ホウ素、メラミン系化合物を完全に溶解させた後に、
冷却過程で結晶析出に伴って、メラミン系化合物1モル
に対し、ホウ酸2モルが水素結合により分子性結晶を形
成し、その化合物を結晶成長させることができる。ホウ
酸及びメラミン系化合物を単独に溶解させた場合には、
前駆体化合物を得るために、ホウ酸溶液及びメラミン系
化合物溶液を混合する必要があるが、その混合比率は、
ホウ酸/メラミン系化合物のモル比が2/1になるよう
に所定量混合するのが好ましい。ホウ酸過剰、又はメラ
ミン系化合物過剰の場合にも前駆体化合物を得ることは
可能であるが、冷却時温度での溶解度以上のホウ酸、メ
ラミン系化合物が溶解していた場合には、各々の結晶と
して再結晶し(粒子状)、ろ別・急速乾燥後に得られる
前駆体化合物は繊維状化合物と粒子状化合物の混在した
ものとなる。メラミン系化合物は熱処理時に分解し、消
失するが、ホウ酸は前駆体化合物にとっては、不純物と
して残存する恐れがあり、また、原料の効率的利用の点
からも計算された所定量の溶解を実施することが望まし
い。
造においては、ホウ酸又は酸化ホウ素及びメラミン系化
合物を単独に又は同時に溶媒中で加温し、ホウ酸又は酸
化ホウ素、メラミン系化合物を完全に溶解させた後に、
冷却過程で結晶析出に伴って、メラミン系化合物1モル
に対し、ホウ酸2モルが水素結合により分子性結晶を形
成し、その化合物を結晶成長させることができる。ホウ
酸及びメラミン系化合物を単独に溶解させた場合には、
前駆体化合物を得るために、ホウ酸溶液及びメラミン系
化合物溶液を混合する必要があるが、その混合比率は、
ホウ酸/メラミン系化合物のモル比が2/1になるよう
に所定量混合するのが好ましい。ホウ酸過剰、又はメラ
ミン系化合物過剰の場合にも前駆体化合物を得ることは
可能であるが、冷却時温度での溶解度以上のホウ酸、メ
ラミン系化合物が溶解していた場合には、各々の結晶と
して再結晶し(粒子状)、ろ別・急速乾燥後に得られる
前駆体化合物は繊維状化合物と粒子状化合物の混在した
ものとなる。メラミン系化合物は熱処理時に分解し、消
失するが、ホウ酸は前駆体化合物にとっては、不純物と
して残存する恐れがあり、また、原料の効率的利用の点
からも計算された所定量の溶解を実施することが望まし
い。
【0014】得られた繊維状の前駆体化合物を非酸化性
ガス雰囲気下、温度400〜800℃で0.5〜5時
間、好ましくは1〜3時間加熱することでt−BNを得
ることができる。非酸化性ガス雰囲気としては窒素ガ
ス、アルゴンガス、アンモニアガス等の雰囲気を例示で
きる。加熱温度を400〜800℃とすることによりリ
ン片状化を防ぎ、繊維形状を維持できる。次に、ボール
ミル等で同繊維物を十分に粉砕する。粉砕は0.5時間
以上、好ましくは2時間以上行うのがよい。この段階で
はnmオーダーの領域で反応生成したt−BNが弱い結
合力で針状形状を保っているため、その粉砕は極めて容
易であって、均一なt−BN粉末が得られる。ここで単
なる無定形前駆体の粉砕でなく、均一サイズ針状前駆体
を粉砕する点が重要である。次に得られた粉末を非酸化
性ガス雰囲気下、温度1000〜1800℃で0.5〜
5時間、好ましくは1〜3時間加熱を行う。通常はt−
BNからはh−BNへの変化は高温(1800〜220
0℃)で行われるが、この均一微細なt−BNの変化は
低温(1000℃以上)で進行する。なぜならば、t−
BNからh−BNへの移行はBN網面群でなされる乱層
の秩序化であるから、網面の面積が微細であるほど表面
積が大きく低温で効率的な反応が起こるからである。ま
た粒子の過剰加熱がないため、高温での粒子成長を防ぐ
ことができることも微細h−BN粉末を得るのに有利で
ある。
ガス雰囲気下、温度400〜800℃で0.5〜5時
間、好ましくは1〜3時間加熱することでt−BNを得
ることができる。非酸化性ガス雰囲気としては窒素ガ
ス、アルゴンガス、アンモニアガス等の雰囲気を例示で
きる。加熱温度を400〜800℃とすることによりリ
ン片状化を防ぎ、繊維形状を維持できる。次に、ボール
ミル等で同繊維物を十分に粉砕する。粉砕は0.5時間
以上、好ましくは2時間以上行うのがよい。この段階で
はnmオーダーの領域で反応生成したt−BNが弱い結
合力で針状形状を保っているため、その粉砕は極めて容
易であって、均一なt−BN粉末が得られる。ここで単
なる無定形前駆体の粉砕でなく、均一サイズ針状前駆体
を粉砕する点が重要である。次に得られた粉末を非酸化
性ガス雰囲気下、温度1000〜1800℃で0.5〜
5時間、好ましくは1〜3時間加熱を行う。通常はt−
BNからはh−BNへの変化は高温(1800〜220
0℃)で行われるが、この均一微細なt−BNの変化は
低温(1000℃以上)で進行する。なぜならば、t−
BNからh−BNへの移行はBN網面群でなされる乱層
の秩序化であるから、網面の面積が微細であるほど表面
積が大きく低温で効率的な反応が起こるからである。ま
た粒子の過剰加熱がないため、高温での粒子成長を防ぐ
ことができることも微細h−BN粉末を得るのに有利で
ある。
【0015】このようにして得られるh−BNは楕円盤
状(円盤状を含む)の形状を有し、楕円の短軸(L
a)、長軸(Lb)および厚さ(t)が、 50nm≦La≦Lb≦400nm、 20nm≦t≦150nm、 t≦La、 0.5≦La/Lb≦1.0 の条件を満たす。また、このものはその厚さ方向にBN
六角網面が積層しているという特徴を有しているため、
潤滑性の発揮が要求される基材間に配置された場合、そ
の厚み方向で挟持され容易に網面剥離を生じるため、本
発明に用いた場合極めて優れた潤滑性能を発揮する。
状(円盤状を含む)の形状を有し、楕円の短軸(L
a)、長軸(Lb)および厚さ(t)が、 50nm≦La≦Lb≦400nm、 20nm≦t≦150nm、 t≦La、 0.5≦La/Lb≦1.0 の条件を満たす。また、このものはその厚さ方向にBN
六角網面が積層しているという特徴を有しているため、
潤滑性の発揮が要求される基材間に配置された場合、そ
の厚み方向で挟持され容易に網面剥離を生じるため、本
発明に用いた場合極めて優れた潤滑性能を発揮する。
【0016】本発明において、潤滑油へのh−BN粉末
の分散は、通常の分散方法により容易に行うことがで
き、例えばホモジナイザー等の各種ミキサーなどを用い
て行うことができる。h−BNの潤滑油への配合量は広
い範囲から選択でき、例えば潤滑油に対して0.01〜
30重量%、好ましくは0.1〜5重量%程度が良い。
潤滑油が0.01〜30重量%の範囲では分散性、粘度
等に優れるとともに、潤滑効果にも優れる。本発明で得
られるh−BNは高純度、高結晶性であり、通常98%
以上の高純度を有するものが得られる。得られた潤滑油
には、本発明の効果を損なわない範囲で、他の固体潤滑
剤、酸化防止剤、洗浄剤、難燃剤、着色剤等各種の添加
剤を添加してもよい。
の分散は、通常の分散方法により容易に行うことがで
き、例えばホモジナイザー等の各種ミキサーなどを用い
て行うことができる。h−BNの潤滑油への配合量は広
い範囲から選択でき、例えば潤滑油に対して0.01〜
30重量%、好ましくは0.1〜5重量%程度が良い。
潤滑油が0.01〜30重量%の範囲では分散性、粘度
等に優れるとともに、潤滑効果にも優れる。本発明で得
られるh−BNは高純度、高結晶性であり、通常98%
以上の高純度を有するものが得られる。得られた潤滑油
には、本発明の効果を損なわない範囲で、他の固体潤滑
剤、酸化防止剤、洗浄剤、難燃剤、着色剤等各種の添加
剤を添加してもよい。
【0017】
【実施例】以下に実施例を挙げて、本発明を更に詳細に
説明する。 実施例1 本実施例は請求項1、2、3および6に対応する。メラ
ミンとオルトホウ酸と炭酸カリウムを1:1:0.5の
重量比率で混合し、窒素雰囲気中で1200℃、2時間
加熱処理し、放冷した後、温水中で水洗・乾燥した。得
られた化合物は純度99.5%、粒子径の平均値が43.
74nm、標準偏差が7.39nm(平均値の17%)
の均一な粒子状白色粉末で、そのX線回析チャートを示
す図1より、三次元秩序を示す(102)面のピークが
認められ、その他のピークもシャープである。(00
2)面ピークは2θ=26.660=3.341Åに出現
している。また(102)面ピークは(002)面ピー
クに対して強度比100:4で出現している。c軸格子
定数は3.34Å、結晶子サイズLcは2000Å以上
である。これらのX線データは本品が高結晶性のh−B
Nであることを示している。図2に得られた粒子状h−
BNの透過型電子顕微鏡(TEM)写真、 図3にその
粒子の粒度分布のチャートを示す。次にこのh−BN粉
末を市販のモーターオイル(商品名トヨタ純正エンジン
オイル)に3wt%の割合でホモジナイザーにより混合す
る。得られた潤滑油を曽田式四球試験機により焼き付け
荷重と平均摩擦係数を測定した。また同様にして得られ
た潤滑油を50ccガラス瓶中に30cc注入し、静置状態
にて一ヶ月放置した後、目視検査を行ったところガラス
瓶底に沈降物は全く認められず層分離も認められなかっ
た。同サンプルに対しても曽田式四球試験機により焼き
付け荷重と平均摩擦係数を測定した。
説明する。 実施例1 本実施例は請求項1、2、3および6に対応する。メラ
ミンとオルトホウ酸と炭酸カリウムを1:1:0.5の
重量比率で混合し、窒素雰囲気中で1200℃、2時間
加熱処理し、放冷した後、温水中で水洗・乾燥した。得
られた化合物は純度99.5%、粒子径の平均値が43.
74nm、標準偏差が7.39nm(平均値の17%)
の均一な粒子状白色粉末で、そのX線回析チャートを示
す図1より、三次元秩序を示す(102)面のピークが
認められ、その他のピークもシャープである。(00
2)面ピークは2θ=26.660=3.341Åに出現
している。また(102)面ピークは(002)面ピー
クに対して強度比100:4で出現している。c軸格子
定数は3.34Å、結晶子サイズLcは2000Å以上
である。これらのX線データは本品が高結晶性のh−B
Nであることを示している。図2に得られた粒子状h−
BNの透過型電子顕微鏡(TEM)写真、 図3にその
粒子の粒度分布のチャートを示す。次にこのh−BN粉
末を市販のモーターオイル(商品名トヨタ純正エンジン
オイル)に3wt%の割合でホモジナイザーにより混合す
る。得られた潤滑油を曽田式四球試験機により焼き付け
荷重と平均摩擦係数を測定した。また同様にして得られ
た潤滑油を50ccガラス瓶中に30cc注入し、静置状態
にて一ヶ月放置した後、目視検査を行ったところガラス
瓶底に沈降物は全く認められず層分離も認められなかっ
た。同サンプルに対しても曽田式四球試験機により焼き
付け荷重と平均摩擦係数を測定した。
【0018】実施例2 本実施例は請求項1、4、5および6に対応する。まず
脱イオン水 400mlを500ml容のガラス製ビーカー
に入れ、それにメラミン 12gを加え、撹拌しながら8
0℃まで加温し、完全に溶解させ、それにオルトホウ酸
15gを加え、均一に溶解し、反応させた後、徐々に室
温まで冷却して繊維状化合物を生成せしめ、濾別した
後、50℃で真空乾燥した。得られた繊維状化合物は2
4gであり、平均繊維長さは60μmであり、分析により
この化合物はメラミン1モルに対しホウ酸2モルが化合
したC3N6H12B2O6の組成であることが確認された。
脱イオン水 400mlを500ml容のガラス製ビーカー
に入れ、それにメラミン 12gを加え、撹拌しながら8
0℃まで加温し、完全に溶解させ、それにオルトホウ酸
15gを加え、均一に溶解し、反応させた後、徐々に室
温まで冷却して繊維状化合物を生成せしめ、濾別した
後、50℃で真空乾燥した。得られた繊維状化合物は2
4gであり、平均繊維長さは60μmであり、分析により
この化合物はメラミン1モルに対しホウ酸2モルが化合
したC3N6H12B2O6の組成であることが確認された。
【0019】次いで、その繊維状化合物を窒素雰囲気
下、700℃で1時間熱処理後、冷却、自動乳鉢で1時
間粉砕し、窒素雰囲気下、1400℃で1時間熱処理し
た。得られたものはX線回析(XRD)からh−BNで
あることを確認した。化学分析によりBN純度97%以
上であることを確認した。また、TEM観察から、微細
均一な楕円盤状粉末であって、その平均サイズは短軸が
180nm、長軸が240nm、厚さが80nmであっ
た。またTEM 電子線回折法により厚み方向がc軸で
あること、即ちその厚み方向にBN六角網面が積層して
なることが確認された。図4に得られた化合物のTEM
写真を示す。
下、700℃で1時間熱処理後、冷却、自動乳鉢で1時
間粉砕し、窒素雰囲気下、1400℃で1時間熱処理し
た。得られたものはX線回析(XRD)からh−BNで
あることを確認した。化学分析によりBN純度97%以
上であることを確認した。また、TEM観察から、微細
均一な楕円盤状粉末であって、その平均サイズは短軸が
180nm、長軸が240nm、厚さが80nmであっ
た。またTEM 電子線回折法により厚み方向がc軸で
あること、即ちその厚み方向にBN六角網面が積層して
なることが確認された。図4に得られた化合物のTEM
写真を示す。
【0020】次にこのh−BN粉末を市販のモーターオ
イル(商品名トヨタ純正エンジンオイル)に3wt%の割
合でホモジナイザーにより混合する。得られた潤滑油を
曽田式四球試験機により焼き付け荷重と平均摩擦係数を
測定した。また同様にして得られた潤滑油を50ccガラ
ス瓶中に30cc注入し、静置状態にて一ヶ月放置した
後、目視検査を行ったところガラス瓶底に沈降物は全く
認められず層分離も認められなかった。同サンプルに対
しても曽田式四球試験機により焼き付け荷重と平均摩擦
係数を測定した。
イル(商品名トヨタ純正エンジンオイル)に3wt%の割
合でホモジナイザーにより混合する。得られた潤滑油を
曽田式四球試験機により焼き付け荷重と平均摩擦係数を
測定した。また同様にして得られた潤滑油を50ccガラ
ス瓶中に30cc注入し、静置状態にて一ヶ月放置した
後、目視検査を行ったところガラス瓶底に沈降物は全く
認められず層分離も認められなかった。同サンプルに対
しても曽田式四球試験機により焼き付け荷重と平均摩擦
係数を測定した。
【0021】比較例1 市販のh−BN粉末(電気化学工業株式会社製、ボロン
ナイトライド SPグレード)を5wt%の割合で実施例
1と同一の市販のモーターオイルにホモジナイザーにて
混合した。またこのh−BN粉末について化学分析を行
ったところ純度97%以上の高結晶性のものであり、X
線回折を行ったところ、(002)面ピークは2θ=2
6.640=3.343Åに出現しているが、(102)
面ピークは(002)面ピークに対して強度比100:
2で出現するものであった。得られた潤滑油を曽田式四
球試験機により焼き付け荷重と平均摩擦係数を測定し
た。また同様にして得た潤滑油を実施例1と同様にガラ
ス瓶中静置状態にて一ヶ月放置した後、目視検査を行っ
たところガラス瓶底に沈降物が認められた。加えて上部
にはオイル単独層が認められた。同サンプルに対しても
曽田式四球試験機により焼き付け荷重と平均摩擦係数を
測定した。図5に用いた市販h−BN粉末のTEM写真
を示す。
ナイトライド SPグレード)を5wt%の割合で実施例
1と同一の市販のモーターオイルにホモジナイザーにて
混合した。またこのh−BN粉末について化学分析を行
ったところ純度97%以上の高結晶性のものであり、X
線回折を行ったところ、(002)面ピークは2θ=2
6.640=3.343Åに出現しているが、(102)
面ピークは(002)面ピークに対して強度比100:
2で出現するものであった。得られた潤滑油を曽田式四
球試験機により焼き付け荷重と平均摩擦係数を測定し
た。また同様にして得た潤滑油を実施例1と同様にガラ
ス瓶中静置状態にて一ヶ月放置した後、目視検査を行っ
たところガラス瓶底に沈降物が認められた。加えて上部
にはオイル単独層が認められた。同サンプルに対しても
曽田式四球試験機により焼き付け荷重と平均摩擦係数を
測定した。図5に用いた市販h−BN粉末のTEM写真
を示す。
【0022】比較例2 市販のh−BN粉末(電気化学工業株式会社製、ボロン
ナイトライド SPグレード)をボールミルにて8時間
粉砕を行った。次いで同粉末を5wt%の割合で実施例1
と同一の市販のモーターオイルにホモジナイザーにて混
合した。得られた潤滑油を曽田式四球試験機により焼き
付け荷重と平均摩擦係数を測定した。また同様にして得
た潤滑油をガラス瓶中静置状態にて一ヶ月放置した後、
目視検査を行ったところガラス瓶底に沈降物が認められ
た。同サンプルに対しても曽田式四球試験機により焼き
付け荷重と平均摩擦係数を測定した。図6に用いたh−
BN粉末の粉砕品のTEM写真を示す。
ナイトライド SPグレード)をボールミルにて8時間
粉砕を行った。次いで同粉末を5wt%の割合で実施例1
と同一の市販のモーターオイルにホモジナイザーにて混
合した。得られた潤滑油を曽田式四球試験機により焼き
付け荷重と平均摩擦係数を測定した。また同様にして得
た潤滑油をガラス瓶中静置状態にて一ヶ月放置した後、
目視検査を行ったところガラス瓶底に沈降物が認められ
た。同サンプルに対しても曽田式四球試験機により焼き
付け荷重と平均摩擦係数を測定した。図6に用いたh−
BN粉末の粉砕品のTEM写真を示す。
【0023】
【表1】
【0024】
【発明の効果】本発明によれば均一微細なh−BN粉末
を分散してなる潤滑油が得られ、沈降物や層分離がな
く、広い温度域において潤滑特性に優れた潤滑油が得ら
れる。
を分散してなる潤滑油が得られ、沈降物や層分離がな
く、広い温度域において潤滑特性に優れた潤滑油が得ら
れる。
【図1】実施例1で得られたh−BNのX線回折チャー
トである。
トである。
【図2】実施例1で得られたh−BNのTEM写真であ
る。
る。
【図3】実施例1で得られたh−BNの粒度分布チャー
トである。
トである。
【図4】実施例2で得られたh−BNのTEM写真であ
る。
る。
【図5】比較例1で用いた市販h−BNのTEM写真で
ある。
ある。
【図6】比較例2で用いた市販h−BNの粉砕品のTE
M写真である。
M写真である。
Claims (6)
- 【請求項1】 潤滑油中に、平均粒子径が20〜200
nmであり、平均粒子径±30%以内に80重量%以上
の粒子が含まれる六方晶窒化ホウ素粉末を分散してなる
潤滑油。 - 【請求項2】 潤滑油中、に平均粒子径が40〜80n
mであり、平均粒子径±30%以内に80重量%以上の
粒子が含まれる六方晶窒化ホウ素粉末を分散してなる請
求項1記載の潤滑油。 - 【請求項3】 六方晶窒化ホウ素が、そのX線回折図形
において、(002)面ピークが3.33〜3.36Å内
にあり、(102)面ピークが、(002)面ピークに
対して強度比100:3以上で出現する六方晶窒化ホウ
素である請求項1〜2記載の潤滑油。 - 【請求項4】 六方晶窒化ホウ素が、その形状が楕円盤
状であって、楕円の短軸(La)、長軸(Lb)および
厚さ(t)が下式を満たす楕円盤状六方晶窒化ホウ素で
ある請求項1〜2記載の潤滑油。 50nm≦La≦Lb≦400nm、 20nm≦t≦150nm、 t≦La、 0.5≦La/Lb≦1.0 - 【請求項5】 六方晶窒化ホウ素が、その厚さ方向に窒
化ホウ素六角網面が積層する楕円盤状六方晶窒化ホウ素
である請求項4記載の潤滑油。 - 【請求項6】 潤滑油中に純度98%以上である六方晶
窒化ホウ素粉末を分散してなる請求項1〜5記載の潤滑
油。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30105196A JPH10130678A (ja) | 1996-10-24 | 1996-10-24 | 潤滑油 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30105196A JPH10130678A (ja) | 1996-10-24 | 1996-10-24 | 潤滑油 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10130678A true JPH10130678A (ja) | 1998-05-19 |
Family
ID=17892277
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30105196A Pending JPH10130678A (ja) | 1996-10-24 | 1996-10-24 | 潤滑油 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10130678A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005534762A (ja) * | 2002-07-30 | 2005-11-17 | シェブロン・オロナイト・エス.アー. | 水和アルカリ金属ホウ酸塩と六方晶系窒化ホウ素を含む変速機油用添加剤組成物 |
JP2007051228A (ja) * | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Denki Kagaku Kogyo Kk | エンジンオイル |
JP2007514048A (ja) * | 2003-12-16 | 2007-05-31 | シェブロン・オロナイト・エス.アー. | 変速機油用添加剤組成物 |
JP2008539316A (ja) * | 2005-04-26 | 2008-11-13 | リニューアブル リューブリカンツ インコーポレーテッド | 窒化ホウ素を含む高温バイオベース潤滑剤組成物 |
JP2009523863A (ja) * | 2006-01-12 | 2009-06-25 | ザ ボード オブ トラスティーズ オブ ザ ユニバーシティ オブ アーカンソー | ナノ粒子組成物およびその製法並びに使用法 |
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US9359575B2 (en) | 2012-07-02 | 2016-06-07 | Nanomech, Inc. | Nanoparticle macro-compositions |
US10100266B2 (en) | 2006-01-12 | 2018-10-16 | The Board Of Trustees Of The University Of Arkansas | Dielectric nanolubricant compositions |
JP2021512189A (ja) * | 2018-01-23 | 2021-05-13 | エボニック オペレーションズ ゲーエムベーハー | 高分子無機ナノ粒子組成物、それらの製造方法、及び潤滑剤としてのそれらの使用 |
-
1996
- 1996-10-24 JP JP30105196A patent/JPH10130678A/ja active Pending
Cited By (21)
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JP2012522876A (ja) * | 2009-04-06 | 2012-09-27 | ザ・ボーイング・カンパニー | 互いに接触する表面の摩耗を低減する方法及び装置 |
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