JP2005298735A - 潤滑油組成物、グリース組成物、転がり軸受および酸化防止剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 転がり軸受に用いられる潤滑油組成物は、潤滑油組成物全体に対してフラーレンを 0.05〜10 重量%配合し、また、グリース組成物は、基油と増ちょう剤とを含有し、該グリース組成物全体に対してフラーレンを 0.05〜10 重量%配合し、上記増ちょう剤はウレア系増ちょう剤であり、該ウレア系増ちょう剤がグリース組成物全体に対して 5〜30 重量%配合する。
【選択図】 図1
Description
自動車は小型軽量化を目的としたFF(フロントエンジン・フロント駆動)車の普及により、またさらに居住空間の拡大により、エンジンルームの縮小を余儀なくされ、オルタネータ、カーエアコン用電磁クラッチ、中間プーリ、電動ファンモータ等の電装部品、補機等の小型軽量化が一層進められている。加えて電装部品、補機自体は高性能、高出力のものがますます求められており、例えばオルタネータでは、小型化による出力低下分を設計上高速化することにより補っている。さらに、静粛性向上の要望によりエンジンルームの密閉化が進み、エンジンルーム内の高温化が促進されるため、より一層高温に耐える仕様の部品が必要となっている。
しかしながら、焼き付き現象が生じる潤滑油組成物またはグリース組成物等におけるフラーレンの挙動は知られていない。
また、上記増ちょう剤がウレア系増ちょう剤であり、該ウレア系増ちょう剤をグリース組成物全体に対して 5〜30 重量%配合したことを特徴とする。
フラーレン添加の効果については、明確に解明されていないが、その球形に由来するマイクロボールベアリング効果が提唱されており、また前述の抗酸化作用による潤滑油組成物またはグリース組成物の熱分解抑制作用等が複合的に作用しているものと考えられる。
一方、近年、経済的で効率のよい大量製造法として燃焼法が実用化されている。燃焼法の例としては、バーナーが減圧チャンバー内に設置された装置を使用し、系内を真空ポンプにて換気しつつ炭化水素原料と酸素とを混合してバーナーに供給し、火炎を生成する。その後、上記火炎により生成した煤状物質を下流に設けた回収装置により回収する。この製造法において、フラーレンは煤中の溶媒可溶分として得られ、溶媒抽出、昇華等により単離される。得られたフラーレンは通常C60、C70および高次フラーレンの混含物であり、さらに精製してC60、C70等を単離することもできる。また、分離精製したフラーレンを、機能性付与や親和性向上を目的に、水素化などにより化学修飾する試みもなされている。
本発明で用いるフラーレンとしては、構造や製造法を特に限定するものではないが、特にC60、C70の炭素数のもの、あるいはこれらの混合物が好ましい。
また、グリース組成物に対するフラーレンの配合割合は、グリース組成物全体に対して 0.05〜10 重量%、好ましくは 0.1〜5 重量%配合する。配合割合が 0.05 重量%未満であると酸化防止などの配合効果がなく、10 重量%をこえると基油分が減少するため寿命が短くなるなど好ましくない。
金属石けんとしては、12−ヒドロキシステアリン酸リチウム、ステアリン酸リチウム、リチウムコンプレックス、ウレア系としては、脂肪族ジウレア、脂環族ジウレア、芳香族ジウレア、トリウレア、テトラウレア、ウレアウレタンが挙げられる。有機ベントナイトとしては、第4級アンモニウム塩で処理したモンモリロナイト、シリカとしては、気相反応にて製造された超微粒子のシリカ粉末またはそれらの表面を例えば、メタノールのような低級アルコールで処理したものが挙げられる。その他、スルホネートコンプレックスやポリテトラフルオロエチレン等が挙げられる。
ウレア系増ちょう剤は、例えば、ジウレア化合物、ポリウレア化合物が挙げられ、末端基の化学構造により脂肪族、脂環族、芳香族などに分類される。ジウレア化合物は、例えば、ジイソシアネートとモノアミンの反応で得られる。ジイソシアネートとしては、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、オクタデカンジイソシアネート、デカンジイソシアネート、ヘキサンジイソシアネー卜等が挙げられ、モノアミンとしては、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン、アニリン、p−トルイジン、シクロヘキシルアミン等が挙げられる。
ポリウレア化合物は、例えば、ジイソシアネートとモノアミン、ジアミンとの反応で得られる。ジイソシアネート、モノアミンとしては、ジウレア化合物の生成に用いられるものと同様のものが挙げられ、ジアミンとしては、エチレンジアミン、プロパンジアミン、ブタンジアミン、ヘキサンジアミン、オクタンジアミン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン等が挙げられる。
ウレア系増ちょう剤は、単独で用いることもできるが、2種類以上を混合したり、1分子に2種類の基を結合させて用いることができる。これらのうち、耐熱性の点から好ましいものとして脂環族および/または芳香族ジウレアを挙げることができる。
基油にウレア化合物を配合して各種配合剤を配合するためのベースグリースが得られる。ベースグリースは、基油中でイソシアネート化合物とアミン化合物とを反応させて作製する。
金属不活性化剤として、例えばベンゾトリアゾールやトリルトリアゾール等のトリアゾール系化合物を使用することができる。
本発明の潤滑油組成物が用いられる転がり軸受の一例を図1に示す。図1はシェル型針状ころ軸受の一例を示す斜視図である。
針状ころ軸受1は、鋼板から精密深絞り加工等で作製された外輪2に、保持器4付針状ころ3が組み込まれている。針状ころ軸受1は、軸を直接軌道面にすることができ、潤滑油組成物により潤滑されることが多い。
グリース封入軸受5は、外周面に内輪転走面6aを有する内輪6と内周面に外輪転走面7aを有する外輪7とが同心に配置され、内輪転走面6aと外輪転走面7aとの間に複数個の転動体8が配置される。この複数個の転動体8を保持する保持器9および外輪7等に固定されるシール部材10とにより構成される。少なくとも転動体8の周囲にグリース組成物11が封入される。
ポリ−α−オレフィン油(新日鐵化学社製:シンフルードS601)を基油として、この基油に表1に示す種類の添加剤を表1に示す割合で添加して潤滑油組成物を得た。
用いた添加剤を以下に示す。[ ]内は表中の名称である。
(1)混合フラーレン[ミックスフラーレン]:フロンティアカーボン社製混合フラーレン(C60(直径:0.71nm )が約 60 重量%、C70(長軸径:0.796nm、短軸径:0.712nm)が約 25 重量%で残部が高次フラーレンの混合物である。)
(2)セバシン酸ナトリウム[セバシン酸Na]
(3)フェノール系酸化防止剤[BP101]:ヘキスト社製BP−101
表2に示した基油の半量に、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアナート(MDI)を表2に示す割合で溶解し、残りの半量の基油に4,4’−ジフェニルメタンジイソシアナートの2倍当量となるモノアミンを溶解した。それぞれの配合割合および種類は表2の通りである。
4,4’−ジフェニルメタンジイソシアナートを溶解した溶液を撹拌しながらモノアミンを溶解した溶液を加えた後、100〜120 ℃で 30 分間撹拌を続けて反応させて、ジウレア化合物を基油中に生成させた。
これに防錆剤および実施例1で用いた混合フラーレンを表2に示す配合割合で加えてさらに 100〜120 ℃で 10 分間撹拌した。その後冷却し、三本ロールで均質化し、グリース組成物を得た。
(1)高温高速試験
転がり軸受(6204)に各試験グリース 0.7g 封入し、軸受外輪外径部温度 150 ℃、ラジアル荷重 67 N 、アキシアル荷重 67 N の下で 10000 rpm の回転数で回転させ、焼き付きに至るまでの時間を測定した。
(2)防錆試験
ASTMD1743の錆試験法をさらに厳しくした方法を採用した。すなわち、円すいころ軸受30204に、試料グリースを 1.9〜2.1 g 封入して、アキシャル荷重を 98 N 加えて毎分 1800 回転で 1 分間慣らし運転した。次に、1 %食塩水中に 10 秒間浸漬した。この軸受をデシケータに入れて 40 ℃で 48 時間放置した後、発錆状況を調べた。発錆状況は外輪レースを周方向に 32 等分し、これらのうち錆のあった区間を数え、n= 4 回の平均を錆評点とし、その個数で防錆性を評価した。
2 外輪
3 針状ころ
4 保持器
5 グリース封入軸受
6 内輪
7 外輪
8 転動体
9 保持器
10 シール部材
11 グリース組成物
Claims (5)
- 転がり軸受の潤滑に用いられる潤滑油組成物であって、該組成物は、潤滑油組成物全体に対してフラーレンを 0.05〜10 重量%配合したことを特徴とする潤滑油組成物。
- 基油と増ちょう剤とを含有するグリース組成物であって、該組成物は、グリース組成物全体に対してフラーレンを 0.05〜10 重量%配合したことを特徴とするグリース組成物。
- 前記増ちょう剤がウレア系増ちょう剤であり、該ウレア系増ちょう剤をグリース組成物全体に対して 5〜30 重量%配合したことを特徴とする請求項2記載のグリース組成物。
- 潤滑油で潤滑された転がり軸受またはグリース組成物が封入された転がり軸受であって、前記潤滑油が請求項1記載の潤滑油組成物であり、前記グリース組成物が請求項2または請求項3記載のグリース組成物であることを特徴とする転がり軸受。
- 潤滑油組成物またはグリース組成物に配合され、前記各組成物の酸化を防ぐ酸化防止剤であって、該酸化防止剤がフラーレンを含むことを特徴とする酸化防止剤。
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