JP5627921B2

JP5627921B2 - 樹脂用グリース組成物

Info

Publication number: JP5627921B2
Application number: JP2010099222A
Authority: JP
Inventors: 林　健司; 健司林
Original assignee: Cosmo Oil Lubricants Co Ltd
Current assignee: Cosmo Oil Lubricants Co Ltd
Priority date: 2010-04-22
Filing date: 2010-04-22
Publication date: 2014-11-19
Anticipated expiration: 2030-04-22
Also published as: JP2011225781A

Description

本発明は、樹脂を使用した軸受、ギヤ等の樹脂摺動部の潤滑箇所へ適用できる低摩擦性に優れた樹脂用グリース組成物に関する。

樹脂を使用した軸受やギヤ等の樹脂摺動部に適用するグリース組成物には、潤滑膜を形成するＺｎＤＴＰ・硫黄系及びリン系等の極圧添加剤を配合しても、金属表面と反応する等して潤滑効果が期待できない。そのため、樹脂用グリースでは、良好な潤滑性を得るために、しばしばポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末や窒化ホウ素・黒鉛等の無機粉末などの固体潤滑剤が配合される対策が採られている（例えば特許文献１、２、３参照。）。

ところで、軸受やギヤ等の摺動部に用いられる樹脂としては、ポリブチレンテレフタレート樹脂やナイロン樹脂等が用いられる場合がある。これらの樹脂は耐摩耗性に優れる一方、摺動部でスティックスリップを起こしやすい傾向にあり、このことにより摩擦係数が上昇する傾向にある。そのため、このような樹脂を使用する箇所では、樹脂摺動部のスティックスリップを抑制することによる低摩擦化が求められる。ポリブチレンテレフタレート樹脂（以下、ＰＢＴ樹脂ということがある。）の樹脂摺動部の低摩擦化に着目したグリースとしては、例えば特許文献４があるが、ＰＢＴ樹脂に対する低摩擦性の向上と共に、ＰＢＴ樹脂とは摺動特性が異なるＰＴＦＥ樹脂の摩耗防止性の向上を目的とした技術であるため、ＰＢＴ樹脂にのみ着目した場合には、より一層の向上を図ることが望ましい。

特開２００１−８９７７８号公報特開２００５−２４７９７１号公報特開２００８−３１４１６号公報特開２００９−２２１３０７号公報

本発明は、樹脂を使用した軸受、ギヤ等の樹脂摺動部の潤滑箇所へ適用できる低摩擦性に優れた樹脂用グリース組成物を提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、特定の４０℃動粘度を有する基油５０〜９０質量％に、リチウム石けん系増ちょう剤からなる増ちょう剤５〜５０質量％と、ポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末を５〜２０質量％、エチレンビスステアリン酸アマイドを４〜１０質量％配合することによって、樹脂を使用した軸受、ギヤ等の樹脂摺動部の潤滑箇所へ適用できる低摩擦性に優れた樹脂用グリース組成物が得られることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明は、４０℃の動粘度が１〜２０００ｍｍ^２／ｓの鉱油系潤滑油基油及び合成系潤滑油基油から選ばれる少なくとも１種の基油をグリース組成物全量に対して５０〜９０質量％、リチウム石けん系増ちょう剤からなる増ちょう剤をグリース組成物全量に対して５〜５０質量％、ポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末をグリース組成物全量に対して５〜２０質量％、及びエチレンビスステアリン酸アマイドをグリース組成物全量に対して４〜１０質量％含有していることを特徴とする樹脂摺動部で使用される樹脂用グリース組成物を提供するものである。
また、本発明は、上記樹脂用グリース組成物において、さらに、層状構造を有する化合物粉末をグリース組成物全量に対して１〜２０質量％含有する樹脂用グリース組成物を提供するものである。

また、本発明は、上記樹脂用グリース組成物において、前記基油が、シリコーン油である樹脂用グリース組成物を提供するものである。
また、本発明は、上記樹脂用グリース組成物において、前記エチレンビスステアリン酸アマイドの含有量がグリース組成物全量に対して５〜１０質量％である樹脂用グリース組成物を提供するものである。
さらに、本発明は、上記樹脂用グリース組成物において、樹脂摺動部が、ポリブチレンテレフタレート樹脂を使用している摺動部である樹脂用グリース組成物を提供するものである。

本発明の樹脂用グリース組成物は、樹脂摺動部における樹脂の耐摩耗性、摩擦特性に優れている。従って、本発明の樹脂用グリース組成物は、実用上極めて有用である。

（１）基油
本発明に使用する基油としては、通常グリースに使用される鉱油系潤滑油基油、合成系潤滑油基油又はこれらの混合系のものなどの種々の潤滑油基油が用いられるが、４０℃における動粘度の値が、１〜２０００ｍｍ^２／ｓであり、好ましくは５〜１５００ｍｍ^２／ｓであり、特に好ましくは１０〜１５００ｍｍ^２／ｓである。動粘度が、あまり小さすぎると耐摩耗性が低くなる傾向にある。動粘度が大きすぎると流動性が悪くなり、グリース本来の性能が出にくくなる傾向にある。

鉱油系潤滑油基油としては、例えば原油の潤滑油留分を溶剤精製、水素化精製など適宜組み合わせて精製したものが挙げられる。
合成系潤滑油基油としては、例えば炭素数３〜１２のα−オレフィンの重合体であるα−オレフィンオリゴマー、２−エチルヘキシルセバケート、ジオクチルセバケートを始めとするセバケート、アゼレート、アジペートなどの炭素数４〜１２のジアルキルジエステル類、１−トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールと炭素数３〜１２の一塩基酸から得られるエステルを始めとするポリオール類、炭素数９〜４０のアルキル基を有するアルキルベンゼン類、ブチルアルコールをプロピレンオキシドと縮合させることにより得られるポリグリコールなどのポリグリコール類、約２〜５個のエーテル連鎖及び約３〜６個のフェニル基を有するポリフェニルエーテルなどのフェニルエーテル類、ジメチルシリコーン、メチルフェニルシリコーンなどのシリコーン油が挙げられる。

上記鉱油系潤滑油基油及び合成系潤滑油基油は１種単独であるいは２種以上を混合して使用することができるが、グリースを使用する摺動部の樹脂の種類によっては、基油により樹脂自体の強度を低下させる可能性があるため、樹脂用グリースとしては、αオレフィンオリゴマーまたはシリコーン油を使用することが好ましい。また、耐摩耗性及び耐熱性の観点からは、シリコーン油を使用することが特に好ましい。
また、基油の含有量は、グリース組成物全量に対して５０〜９０質量％の範囲であり、５５〜９０質量％の範囲がより好ましく、６０〜９０質量％の範囲がさらに好ましい。

（２）増ちょう剤
本発明のグリース組成物において使用される増ちょう剤はリチウム石けん系増ちょう剤である。
リチウム石けん系増ちょう剤としては、リチウム−１２−ヒドロキシステアレート等の水酸基を有する脂肪族カルボン酸リチウム塩、リチウム−ステアレート等の脂肪族カルボン酸リチウム塩またはそれらの混合物などが挙げられるが、耐久性の観点からリチウム−ステアレートが特に好ましい。

また、リチウム石けん系増ちょう剤は、通常、鱗片状粒子状のリチウム石けんを基油からなる溶媒中に配合し、２００℃付近まで加熱させ、基油中にリチウム石けんを溶解させた後、冷却して結晶化させる、いわゆる再結晶をさせることにより、リチウム石けん系増ちょう剤自体が繊維状になるように製造されるが、本発明においては、摩擦特性向上の観点から繊維状のリチウム石けん系増ちょう剤ではなく、９０〜１５０℃付近で基油中に分散させた鱗片状粒子状のリチウム石けん系増ちょう剤を用いることがより好ましい。鱗片状粒子状のリチウム石けんを油中へ撹拌分散させるための温度については、好ましくは９０〜１５０℃であり、より好ましくは９０〜１４０℃であり、更に好ましくは９５〜１３０℃である。温度が低すぎるとリチウム石けんの基油中への分散性が低下する傾向にある。また、温度が高すぎるとリチウム石けんの一部が繊維状となる可能性があり、所定の鱗片状粒子状のリチウム石けん系増ちょう剤ができなくなる可能性がある。

本発明の樹脂用グリース組成物において使用される増ちょう剤は、本発明にちょう度を付与させるもので、含有量はグリース組成物全量に対して５〜５０質量％、より好ましくは１０〜４０質量％である。増ちょう剤の含有量が少なすぎると、摩擦係数が高くなる傾向にある。一方、増ちょう剤の含有量が多すぎると、製品グリースの寿命が低下する傾向にある。

（３）ポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末
本発明の樹脂用グリース組成物はポリテトラフルオロエチレン樹脂（以下、ＰＴＦＥということがある。）の粉末を含有する。ＰＴＦＥは、全体として帯状構造を持っており、その帯が板状結晶部分と非晶質部分がサンドイッチ状に交互に配置されているバンド構造といわれる構造をとっているものである。
ＰＴＦＥ粉末の平均粒径は、０．１〜２５μｍが好ましく、０．５〜１５μｍがより好ましく、１．０〜１０μｍが特に好ましい。
ＰＴＦＥ粉末のグリース組成物全量に対する含有量は、５〜２０質量％であり、さらに好ましくは８〜１８質量％である。含有量が少なすぎると低摩擦性に優れるグリースとすることができず、含有量が多すぎても効果が飽和してしまう傾向にある。

（４）エチレンビスステアリン酸アマイドについて
本発明においては、摩擦特性の向上（低摩擦化）のため、エチレンビスステアリン酸アマイドを使用する。

エチレンビスステアリン酸アマイドのグリース組成物全量に対する含有量は、４〜１０質量％である。含有量が少なすぎると低摩擦性に優れるグリースとすることができず、含有量が多すぎても効果が飽和してしまう傾向にある。

（５）層状構造を持つ化合物粉末
本発明の樹脂用グリース組成物では、さらに層状構造を持つ化合物粉末を併用してもよい。層状化合物を併用することにより、低摩擦性を向上させることができる。
この層状構造を持つ化合物粉末の具体例としては、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、黒鉛（グラファイト）、フッ化黒鉛、雲母、ＭＣＡ（ＭｅｌａｍｉｎｅＣｙａｎｕｒｉｃＡｃｉｄの略称）、窒化ホウ素、遷移金属ジカルコゲナイドのインカレーション化合物等の粉末が挙げられるが、好ましいものとしては、窒化ホウ素の粉末が挙げられる。

層状構造を持つ化合物粉末の平均粒径は、０．５〜２０μｍが好ましく、０．５〜１０μｍが更に好ましく、１〜５μｍが特に好ましい。
層状構造を持つ化合物粉末のグリース組成物全量に対する含有量は、その下限値は１質量％であるが、好ましくは３質量％である。層状構造を持つ化合物粉末の含有量の上限値は、２０質量％であり、好ましくは１５質量％であり、更に好ましくは１０質量％である。
また、本発明の樹脂用グリース組成物は、上記各成分と基油と増ちょう剤を配合することにより製造されるものであるが、必要に応じて、その他の各種添加剤を適宜配合することができる。

（６）その他の添加剤
本発明の樹脂用グリース組成物は、上記各成分と基油と増ちょう剤を配合することにより製造されるものであるが、必要に応じて、各種添加剤を適宜配合することができる。
このような添加剤としては、例えば、アルカリ土類金属スルホネート、アルカリ土類金属フェネート、アルカリ土類金属サリシレートなどの金属系清浄剤；アルケニルこはく酸イミド、アルケニルこはく酸イミド硼素化変性物、ベンジルアミン、アルキルポリアミンなどの分散剤；亜鉛系、硫黄系、リン系、アミン系、エステル系などの各種摩耗防止剤；ポリメタクリレート系、エチレンプロピレン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体の水素化物あるいはポリイソブチレン等の各種粘度指数向上剤；２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾールなどのアルキルフェノール類、４，４’−メチレンビス−（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）などのビスフェノール類、ｎ−オクタデシル−３−（４’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）プロピオネートなどのフェノール系化合物、ナフチルアミン類やジアルキルジフェニルアミン類などの芳香族アミン化合物などの各種酸化防止剤；硫化オレフィン、硫化油脂、メチルトリクロロステアレート、塩素化ナフタレン、ヨウ素化ベンジル、フルオロアルキルポリシロキサン、ナフテン酸鉛などの極圧剤；ステアリン酸などのカルボン酸、ジカルボン酸、金属石鹸、カルボン酸アミン塩、重質スルホン酸の金属塩、多価アルコールのカルボン酸部分エステルなどの各種錆止め剤；ベンゾトリアゾール、ベンゾイミダゾールなどの各種腐食防止剤などが挙げられる。添加剤は、１種単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

（６）用途
本発明の樹脂用グリース組成物は、種々の樹脂を使用している摺動部に用いることができるが、特にＰＢＴ樹脂、ナイロン樹脂又はポリアセタール樹脂を使用している摺動部に好適に用いることができ、ＰＢＴ樹脂を使用している摺動部に最も好適に用いることができる。

次に、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明は、これらの実施例により何ら限定されるものではない。

（実施例１〜３及び比較例１〜５）
実施例及び比較例では、以下に示す＊１〜＊７成分を表１〜２に示した配合量（質量）の割合で含有させたグリース組成物を調製した。なお、グリース組成物は、＊１〜＊７の各成分を適宜混合し、ミル処理を行ってグリース中に増ちょう剤を均一に分散させ、調製した。
得られたグリース組成物は、それぞれ樹脂の耐摩耗性評価を行った。
なお、表１〜２に示した各成分の配合量の数値の単位は、質量％である。

（成分）
＊１：リチウム−ステアレート（耐熱容器に表中の基油、固体潤滑剤及びその他添加剤とリチウム−ステアレート（堺化学製；商品名；Ｓ７０００Ｈ）を同時に投入し、約１００℃付近でリチウムステアレートを充分に攪拌分散させた後、ミル処理を行うことにより鱗片状構造のリチウム−ステアレートを基油中に混合分散させたグリースを調製した。）
＊２：シリコーン油（４０℃動粘度：３８０ｍｍ^２／ｓのジメチルシリコーン）
＊３：エチレンビスステアリン酸アマイド（下記構造を有する）
Ｃ_１７Ｈ_３５−ＣＯＮＨ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−ＮＨＣＯ−Ｃ_１７Ｈ_３５
＊４：ステアリン酸アマイド（下記構造を有する）
Ｃ_１７Ｈ_３５−ＣＯＮＨ_２
＊５：窒化ホウ素粉末（電気化学工業社製、ＨＧＰ）、平均粒径１．５μｍ
＊６：ＰＴＦＥ粉末、平均粒径２．０μｍ
＊７：酸化防止剤：アミン系酸化防止剤

（測定方法）
（１）摩擦特性試験
ＳＲＶ試験を用いて行った。試験は、鋼製の玉とＰＢＴ樹脂製のディスクを用いて摺動部にグリース０．２ｇ塗布し、荷重２０Ｎ、振動数１０Ｈｚ、温度４０℃、ストローク３ｍｍ、試験時間６０ｍｉｎの条件で実施した。評価は、６０ｍｉｎ後の摩擦係数（μ）を測定した。

Claims

４０℃の動粘度が１〜２０００ｍｍ^２／ｓの鉱油系潤滑油基油及び合成系潤滑油基油から選ばれる少なくとも１種の基油をグリース組成物全量に対して５０〜９０質量％、リチウム石けん系増ちょう剤からなる増ちょう剤をグリース組成物全量に対して５〜５０質量％、ポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末をグリース組成物全量に対して５〜２０質量％、及びエチレンビスステアリン酸アマイドをグリース組成物全量に対して４〜１０質量％含有していることを特徴とする樹脂摺動部で使用される樹脂用グリース組成物。
さらに、層状構造を有する化合物粉末をグリース組成物全量に対して１〜２０質量％含有する請求項１記載の樹脂用グリース組成物。
前記基油が、シリコーン油である請求項１または２に記載の樹脂用グリース組成物。
前記エチレンビスステアリン酸アマイドの含有量がグリース組成物全量に対して５〜１０質量％である請求項１〜３のいずれかに記載の樹脂用グリース組成物。
前記樹脂摺動部が、ポリブチレンテレフタレート樹脂を使用している摺動部である請求項１〜４のいずれかに記載の樹脂用グリース組成物。