DE60102330T2

DE60102330T2 - Plastische Formkörper mit antikorrosiver Schmierschicht

Info

Publication number: DE60102330T2
Application number: DE60102330T
Authority: DE
Inventors: Motoharu Kitasaku-gun Akiyama
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 2000-09-01
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2021-03-30
Also published as: US20020052299A1; JP4559601B2; US6703354B2; JP2002069474A; DE60102330D1; EP1186647B1; EP1186647A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft geformte Kunststoffprodukte mit antikorrosiver Schmierstoffzusammensetzung, die darauf aufgetragen ist. Insbesondere betrifft die Erfindung ein antikorrosives Schmieröl für geformte Kunststoffprodukte, welches bewirkt, daß kein chemischer Angriff auf mechanische Komponenten, wie Getriebe, Wellen und so weiter, statt findet, die aus geformten Harzen gebildet sind, sogar wenn sie dafür verwendet werden, und mit mechanischen Komponenten, wie Getriebe, Wellen und so weiter, auf welche dieselbe aufgetragen wird.
US 5,250,122 offenbart eine Ölzusammensetzung zur Wärmebehandlung, welche wenigstens ein Basisöl umfaßt, das ausgewählt ist aus einem Mineralöl und einem synthetischen Öl, jeweils mit einem Schwefelgehalt von nicht mehr als 300 ppm und einem Erdalkalimetallsalz der Salicylsäure.
EP 0 578 435 A1 offenbart ein Getriebeölschmiermittel mit einer kinematischen Viskosität bei 100°C in dem Bereich von 4 bis 32 mm²·s^–1, umfassend ein Basisöl, eine Getriebeöladditivpackung und wenigstens ein Alkali- oder Erdalkalimetallsalz einer öllöslichen Sulfonsäure.
WO 87/05927 offenbart eine synthetische Schmierstoffmischung, die für ein manuelles Transmissionsfluid geeignet ist, umfassend ein Erdalkalimetallsalz, einen Reibungsmodifizierer, ein mit Schwefel versetztes Olefin und einen synthetischen Schmierstoff.
In der EP 0 544 933 A1 wird eine druckempfindliche Klebstoffzusammensetzung offenbart, welche bevorzugt zur Laminierung von geformten Kunststoffgegenständen verwendet wird.
EP 0 564 242 A1 offenbart Polymermischungen, welche einen verminderten Oberflächenglanz zeigen, während Stoß- und Fließeigenschaften erhalten bleiben. Die Mischungen sind geeignet als Formungsharze zum Herstellen geformter Kunststoffteile, welche einen reduzierten Oberflächenglanz zeigen.
Geformte Harze aus Polycarbonatharzen, ABS-Harzen, Polystyrolharzen, Polycarbonat-ABS-Harzen und so weiter sind in letzter Zeit in weitverbreiteter Verwendung gewesen für mechanische Komponenten, wie Getriebe, Wellen und so weiter, von Kopiermaschinen, Faxmaschinen, Spielzeugen und so weiter aufgrund ihrer mechanischen Festigkeit, des leichten Gewichtes und der niedrigen Kosten, alleine oder in Kombination mit mechanischen Komponenten, die aus Metall hergestellt sind.
Antikorrosive Schmierstoffzusammensetzungen, die durch Zufügen eines antikorrosiven Mittels zu einem Esteröl oder einem Diesteröl oder zu einem Schmieröl, welches ein Mineralöl als einen Hauptbestandteil desselben enthält, hergestellt werden, sind zur Korrosionsverhinderung und Schmierung dieser mechanischen Komponenten verwendet worden.
Es hat sich jedoch kürzlich herausgestellt, daß die antikorrosiven Schmierstoffzusammensetzungen, die durch Zufügen eines antikorrosiven Mittels zu einem Ester oder einem Diester hergestellt werden, einen Effekt aufweisen, der als chemischer Angriff auf Kunststoffprodukte genannt wird, wodurch Schäden und Risse an den mechanischen Komponenten, wie Getrieben, Wellen und so weiter, die aus Kunststoffen hergestellt sind, bewirkt werden.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, geformte Kunststoffprodukte mit antikorrosiver Schmierstoffzusammensetzung bereitzustellen, die darauf aufgetragen ist, welche keinen chemischen Angriff auf mechanische Komponenten, wie Getriebe, Wellen und so weiter, die aus Kunststoffprodukten hergestellt sind, bewirkt.
Insbesondere ist die Erfindung beabsichtigt, um eine antikorrosive Schmierstoffzusammensetzung bereitzustellen, die die gewünschten Effekte zeigt, insbesondere auf geformten Harzprodukten, die aus Harzen hergestellt sind, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polycarbonatharzen, ABS-Harzen, Polystyrolharzen und Polycarbonat-ABS-Harzen.
Der Erfinder hat intensive Studien zum Lösen des oben beschriebenen Problems durchgeführt und hat die Tatsache gefunden, daß eine Zusammensetzung, welche ein synthetisches Kohlenwasserstofföl mit einer kinematischen Viskosität von 10 bis 500 mm²/s bei 40°C, insbesondere Poly-α-Olefin als einen Hauptbestandteil, enthält und kombiniert mit einem antikorrosiven Mittel, keinen chemischen Angriff auf geformte Kunststoffprodukte bewirkt, und er hat somit erfolgreich diese Erfindung entwickelt. Insbesondere wird wünschenswerterweise ein antikorrosives Mittel auf Sulfonatbasis als das antikorrosive Mittel bei der Durchführung der Erfindung verwendet.
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung, die beim Durchführen eines viertelelliptischen Testverfahrens verwendet wird.
Als ein synthetisches Kohlenwasserstofföl mit einer kinematischen Viskosität von 10 bis 500 mm²/s bei 40°C, das bei der Durchführung der Erfindung verwendet wird, sind Polybuten und Poly-α-Olefin verfügbar. Insbesondere kann Poly-α-Olefin geeigneterweise verwendet werden.
Mit einer kinematischen Viskosität von nicht mehr als 10 mm²/s bei 40°C gibt es keinen Effekt zur Verhinderung eines chemischen Angriffs, während es mit einer kinematischen Viskosität von nicht weniger als 500 mm²/s bei 40°C die Verarbeitbarkeit verschlechtern wird.
Für das Poly-α-Olefin, das zur Durchführung der Erfindung verwendet wird, werden Oligomere genannt, einschließlich ein Dimer, Trimer, Tetramer und so weiter, wie 1-Octan, 1-Nonan, 1-Decen, 1-Dodecen, 1-Tridecen, 1-Tetradecen, 1-Pentadecen, 1-Hexadecen, 1-Heptadecen, 1-Octadecen, 1-Nonadecen, 1-Eicosan, 1-Docosan und so weiter.
Insbesondere wünschenswert ist ein Oligomer (im folgenden als ein PAO bezeichnet), wie ein Dimer, Trimer, Tetramer und so weiter, von Decen-1, was durch die allgemeine Formel
ausgedrückt wird.
Ein antikorrosives Mittel kann breit in ein nicht adsorptionsartiges antikorrosives Mittel und ein adsorptionsartiges antikorrosives Mittel klassifiziert werden. Das nicht adsorptionsartige antikorrosive Mittel ist eines zum Überprüfen einer Korrosionsrate durch aktives Oxidieren und Stabilisieren (Passivieren) lediglich einer dünnen Oberflächenschicht eines Metalls, während das adsorptionsartige antikorrosive Mittel eines zum Verhindern einer Korrosionsiniziierung durch Bilden eines antikorrosiven Films ist, hergestellt durch eine Adsorptionsschicht und einen Ölfilm des antikorrosiven Mittels, wodurch eine Permeation von Wasser und Sauerstoff verhindert wird, und ein Isolieren der Oberfläche eines Metalls von einer korrosiven Umgebung.
Für das antikorrosive Mittel, das bei der Durchführung der Erfindung verwendet wird, gibt es entweder die Adsorptionsart oder die Nicht-Adsorptionsart, und für die Adsorptionsart können ein antikorrosives Mittel auf Sulfonatbasis, ein antikorrosives Mittel auf Sorbitanesterbasis, ein antikorrosives Mittel auf Carbonsäurebasis, ein antikorrosives Mittel auf Carboxylatbasis, ein antikorrosives Mittel auf Aminbasis, ein antikorrosives Mittel auf Phosphorbasis und ein antikorrosives Mittel auf Phosphatbasis genannt werden.
Für das antikorrosive Mittel auf Sulfonatbasis, das in der Erfindung verwendet wird, sind Li-Sulfonat, Ba-Sulfonat, Ca-Sulfonat, Zn-Sulfonat und dergleichen verfügbar, für das antikorrosive Mittel auf Aminbasis sind Octadecenylamin, Cyclohexylamin und dergleichen verfügbar, und für das antikorrosive Mittel auf Phosphorbasis sind tri-P-Cresylphosphat, Cetylmethylazidphosphat und dergleichen verfügbar.
Für das antikorrosive Mittel auf Sorbitanesterbasis, das in der Erfindung verwendet wird, sind Sorbitanmonolaurat, Sorbitantrilaurat, Sorbitanmonostearat, Sorbitantristearat, Sorbitanmonooleat, Sorbitantrioleat und so weiter verfügbar, und es sind ebenfalls eine Mischungsart oder nicht weniger als zwei Mischungsarten dieser Salze verfügbar.
Für das antikorrosive Mittel auf Carbonsäurebasis sind Undecansäure, Myristinsäure, Stearinsäure, Dodecylphenylstearinsäure, p-n-Dodecylhydroxybenzoesäure, α-Hydroxy palmitinsäure und dergleichen verfügbar, und für das antikorrosive Mittel auf Carboxylatbasis sind Zn-Laurate, Zn-Naphthenat, Ba-Phenylstearat, Ca-Naphthenat und so weiter verfügbar.
Insbesondere ist das adsorptionsartige antikorrosive Mittel, das bevorzugt bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, das antikorrosive Mittel auf Sulfonatbasis, insbesondere basierend auf Zn-Sulfonat, Ba-Sulfonat, Ca-Sulfonat oder Li-Sulfonat, und spezieller basierend auf Zn-Erdölsulfonat, Ba- Erdölsulfonat, Ca- Erdölsulfonat oder Li- Erdölsulfonat und so weiter.
Ferner kann die antikorrosive Schmierstoffzusammensetzung für geformte Kunststoffprodukte gemäß der Erfindung verschiedene Stabilisatoren, Antioxidationsmittel, oberflächenaktive Mittel und so weiter einschließen, welche normalerweise von Fachleuten auf diesem Gebiet verwendet werden, ohne von dem Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Es wird offensichtlich sein, daß nicht adsorptionsartige Korrosionsverhinderungsadditive ebenfalls verwendet werden können.
Das antikorrosive Mittel, das bevorzugt bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist in den Anteilen von 0,1 bis 10 Gewichtsteilen zu 100 Gewichtsteilen synthetischen Kohlenwasserstofföls, und falls das antikorrosive Mittel, das verwendet wird, in den Anteilen kleiner ist als 0,1 Gewichtsteile, wird es kaum einen Effekt der Korrosionsverhinderung geben, während, wenn das gleiche in den Anteilen im Überschuß von 10 Gewichtsteilen vorliegt, es nicht nur die Schmierfähigkeit verschlechtern wird, sondern ebenfalls ökonomisch unerwünscht sein wird.
Die Erfindung wird im größeren Detail im folgenden basierend auf den folgenden Beispielen beschrieben.
Beispiele von antikorrosiven Schmierstoffzusammensetzungen, 1 bis 7
Poly-α-Olefin, ein PAO wurde verwendet, wurde mit verschiedenen antikorrosiven Mitteln auf Sulfonatbasis in einem Behälter in den Anteilen, die in Tabelle 1 gezeigt sind, vermischt und die Mischungen, die so erhalten wurden, wurden homogenisiert, wodurch antikorrosive Schmierstoffzusammensetzungen erhalten wurden.
Tabelle 1 zeigt das Bestandteilverhältnis und den Korrosionsverhinderungseffekt der jeweiligen antikorrosiven Schmierstoffzusammensetzungen.
Tabelle 1
(Bemerkung: Korrosionsverhinderungsadditiv, kinematische Viskosität und Sulfonat stehen für Korrosionsveränderungsadditiv, kinematische Viskosität bzw. Sulfonat)
Vergleichsbeispiel
Für Vergleichszwecke wird ein Fall gezeigt, wo ein Schmieröl auf Diesterbasis verwendet wird, welches in der Vergangenheit verwendet worden ist.
Ausführungsformen der antikorrosiven Schmierstoffzusammensetzungen: Die antikorrosive Schmierstoffzusammensetzung nach den Beispielen 1 bis 8 wird auf Kunststofffeststücke aufgetragen, und die Ergebnisse der Tests, welche ein Auftreten von Rissen zeigen, sind in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2
Rißtests wurden unter den folgenden Testbedingungen durch Verwendung eines viertelelliptischen Testverfahrens unter Verwendung einer Vorrichtung, die in 1 gezeigt ist, durchgeführt.

1. eine Ellipse: (X/12)² + (Y/4)² = 1
2. Teststück: 35 mm × 120 mm × 2 mm
3. Testbedingungen: Die Teststücke, auf welche die jeweiligen antikorrosiven Schmierstoffzusammensetzungen aufgetragen wurden, wurden bei 20°C für 4 Std. so wie sie waren belassen.
4. Einstufung: Nach den Tests wurden die antikorrosiven Schmierstoffzusammensetzungen entfernt, die Teststücke wurden gebogen und Rißzustände wurden unter Verwendung eines Mikroskops beobachtet, wodurch eine Einstufung des Rißzustands auf den jeweiligen Teststücken bestimmt wurde.

Insbesondere wurde ein Teststück 1 auf der elliptischen Oberfläche einer viertelelliptischen Testvorrichtung, die in 1 gezeigt ist, angeordnet und fest mit Riemen 2, befestigt entlang der elliptischen Oberfläche, gehalten. Anschließend wurde eine antikorrosive Schmierstoffzusammensetzung 3 für geformte Kunststoffprodukte auf das Teststück 1 aufgetragen, und das Teststück mit der darauf aufgetragenen antikorrosiven Schmierstoffzusammensetzung 3 wurde so wie es war bei 20°C für die Dauer von 4 Std. belassen, woraufhin Teile der elliptischen Oberfläche, reichend von leicht gewellten bis zu stark gewellten, künstlich gebildet wurden, und wodurch die Zustände von Rissen 4, die auf der elliptischen Oberfläche auftraten, durch Verwendung eines Mikroskops zur Bestimmung einer Einstufung beobachtet wurden.
Die Einstufung der Rißzustände wurde durch Einordnen in den folgenden vier Stufen durchgeführt:

A bezeichnet einen ausgezeichneten Oberflächenzustand ohne jeden darauf auftretenden Riß;
B bezeichnet einen Oberflächenzustand, bei welchem Risse an stark gewellten Bereichen lediglich auf der Oberfläche beobachtet wurden, was demonstriert, daß das Teststück für eine normale Verwendung passend ist;
C bezeichnet einen Oberflächenzustand, bei welchem Risse auf verhältnismäßig stark gewellten Bereichen lediglich auf der Oberfläche beobachtet wurden, was demonstriert, daß das Teststück zur Verwendung unter gegebenen Bedingungen passend ist; und
D bezeichnet einen Oberflächenzustand, bei welchem Risse auf sogar leicht gewellten Bereichen der Oberfläche beobachtet wurden, was demonstriert, daß das Teststück zur Verwendung nicht passend ist.

Die Einstufung des Korrosionsverhinderungseffekts wurde durch Einordnen in die folgenden drei Stufen vorgenommen:

bezeichnet einen ausgezeichneten Korrosionsverhinderungseffekt;
O bezeichnet einen guten Korrosionsverhinderungseffekt; und
Δ bezeichnet einen gewöhnlichen Korrosionsverhinderungseffekt.
Somit ist bestätigt worden, wie es aus Tabellen 1 und 2 offensichtlich ist, daß Teststücke, die aus Kunststoffen hergestellt sind, die mit den jeweiligen antikorrosiven Schmierstoffzusammensetzungen für geformte Kunststoffprodukte gemäß der Erfindung behandelt sind, das Auftreten von Rissen zu einem großen Ausmaß im Vergleich zu den Teststücken kontrollieren können, die aus Kunststoffen hergestellt sind, die mit den herkömmlichen antikorrosiven Schmierstoffzusammensetzungen für geformte Kunststoffprodukte behandelt sind.

Claims

Geformte Kunststoffprodukte mit antikorrosiver Schmierstoffzusammensetzung, die darauf aufgetragen ist, enthaltend 100 Gewichtsteile Poly-α-Olefin mit einer kinematischen Viskosität von 10 bis 500 mm²/Sekunde bei 40°C und 0,1 bis 10 Gewichtsteile antikorrosiven Schmierstoff auf Sulfonatbasis, wobei die geformten Kunststoffprodukte, auf welche die antikorrosive Schmierstoffzusammensetzung aufgetragen ist, zusammengesetzt sind aus einer Art eines Harzes, oder nicht weniger als zwei Arten von Harzen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polycarbonatharzen, ABS-Harzen, Arcylnitril : Butadien : Styrol-Harzen, Polystyrolharzen und Polycarbonat-ABS-Harzen.
Geformte Kunststoffprodukte mit antikorrosiver Schmierstoffzusammensetzung, die darauf aufgetragen ist, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geformten Kunststoffprodukte mechanische Komponenten sind, welche Getriebe und Wellen einschließen.
Geformte Kunststoffprodukte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Poly-α-Olefin eine Mischung aus einer Art ist oder nicht weniger als zwei Arten sind, ausgewählt aus der Gruppe von Oligomeren von Decen-1, wie Dimer, Trimer, Tetramer und so weiter von Decen-1.
Geformte Kunststoffprodukte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das antikorrosive Mittel auf Sulfonatbasis eine Art ist, oder nicht weniger als zwei Arten, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Li-Sulfonat, Ba-Sulfonat, Ca-Sulfonat und Zn-Sulfonat.