JP2006265510A - 減摩用潤滑剤 - Google Patents

Abstract

【課題】 材料同士が互いに擦り合う場合、その減摩策として、従来の鉱物油あるいはセタノール等の潤滑剤を用いた場合、潤滑性不良、あるいは油処理などの後処理などにおいて、作業がしにくいなどのいろいろな課題が生じる。
【解決手段】 材料同士が擦り合う場合、摩擦を軽減させるために材料の表面に潤滑剤を用いるが、従来の潤滑剤の代わりに適量の脂質および炭酸カルシウムを含み、その他の成分が炭水化物、タンパク質よりなる潤滑剤を塗布、乾燥させて用いることにより、塗布付着性も良好で、かつ従来に比べて良好な作業を行うことができる。

Description

本発明は、金属などの材料と材料とが互いに擦り合うような際に、材料の表面に従来のような鉱物油、セタノール等の潤滑剤を使用するのではなくて、脂質および炭酸カルシウムを適正量含み、かつ炭水化物、タンパク質を主成分とする潤滑剤、さらにこれに小麦粉を混合させたものを、互いに擦り合う材料の表面に塗布して潤滑性を向上させることのできる潤滑剤に関するものである。この潤滑剤を用いることにより、例えば、ボルト、ナットの締め付けの際の減摩効果を向上させ、締め付け不足などの問題を解決する、あるいは薄板のプレス成形性を向上させることができる。

従来、金属材料などの材料同士が擦り合うような場合、例えば、ボルト、ナットを締め付けるような場合、あるいは薄板のプレス成形時、あるいは線材を減面加工するような場合、両材料の間には、潤滑剤がないと良好な作業ができないなど具合が悪い場合が多い。このような場合、従来の作業工程では、材料表面に鉱物油あるいはアルコール系のセタノールなどを潤滑剤として塗布して減摩し作業が行われている。

これら従来使用されている潤滑剤は、特に、金属あるいはプラスチックなどのボルト、ナットの締め付け作業、あるいは薄板のプレス作業などにおいては摩擦が大きいなどの点から、充分な締め付けあるいは良好な成形加工が行われないなど、作業において、多くの課題を含んでいる。またこのようにして作られた部材は、その用途が多様であり、重要部品として使用される場合が多いために、ボルトあるいは薄板材などの表面性状は、良好なものでなければならない。また、これらに使用される潤滑剤は、使用後の後処理が必要であり、取り除くか、あるいはボルト、ナットの締め付け作業終了後もそのまま付着したままになる場合が多い。これらの潤滑剤は、このままの状態でも環境に害を与えるものであってはならない。

本発明は、材料と材料とが擦り合う場合について、上記問題点を解決すべく種々検討した結果、従来の潤滑剤に代わって、脂質、炭酸カルシウムを適正量含み、この他の成分が炭水化物、適当量のタンパク質を主成分とするものを乳化した液とし、これを擦り合う材料の表面に塗布、乾燥させ、潤滑性能を発揮させる。さらに、この液に炭水化物、タンパク質を主成分とする小麦粉などを適正量添加することにより、さらに潤滑性能が向上し、かつ付着性も良好なことを見いだし、本発明を完成させた。

本発明は、材料と材料とが擦り合う場合について、その潤滑剤として脂質と炭酸カルシウムを適正量含み、かつ炭水化物、タンパク質を主成分とする潤滑剤に関するものである。すなわち、潤滑剤として脂質と炭酸カルシウムを適正量含む、主に植物系を主成分とするものを乳化した液とし、互いに擦り合う材料の表面に塗布、乾燥させて使用する潤滑剤に関するものである。

本発明において、互いに擦り合う材料とは、チタン系、ステンレス系、その他の鉄鋼、アルミ系、銅系あるいは非金属材料などのことであり、その材料の形状については特定しない。本発明での脂質と炭酸カルシウムを含み、かつ炭水化物、タンパク質を主成分とする潤滑剤とは、植物性油脂の脂質と、炭酸カルシウムを含み、その他コーンシロップなどの炭水化物、そして適量の乳タンパクであるタンパク質を主成分とする粉末状のものを、溶媒に混ぜて乳化した液とし、これを互いに擦り合う材料の表面に塗布、あるいは乾燥させて使用するものである。塗布後の付着性も良好である。また、この液に、炭水化物、タンパク質を主成分とする小麦粉など穀物粉を適正量添加することで、さらに潤滑性能は向上する。

本発明における潤滑剤の適正な組成は、脂質が２０％およびこれ以上が望ましく、また４０％を超えると効果が飽和してこれ以上含有させることは好ましくない。よって潤滑剤中での脂質の適正な含有量は、２０％およびこれ以上で、また４０％およびこれ以下とする。炭酸カルシウムは、０．２％およびこれ以上、１．０％およびこれ以下を含み、かつ炭水化物を４０％およびこれ以上、７０％およびこれ以下、タンパク質を１％およびこれ以上、６％およびこれ以下を主成分とし、これらを適正に組み合わせた潤滑剤を４％およびこれ以上、３４％およびこれ以下を含ませた乳化した液として用いる。このときの溶媒は水などでよく、特に限定しない。また、用途に応じてこの液に小麦粉を４％およびこれ以上、２４％およびこれ以下を含む潤滑剤である。

本発明剤を潤滑剤として材料表面へ塗布するときの塗布量は、特に限定しないが、例えば、厚さが約２μｍ以上および２０μｍ以下が望ましい。これより少ないと、加工途中で剥離したりする場合があり、またこれより大きくしても潤滑効果は飽和し、例えば、ボルト、ナットの締め付け初期の両材料の間隔が狭くなり、作業を難しくする場合があって好ましくない。ただし、この乳化した液に炭水化物、タンパク質を主成分とする小麦粉を４％もしくはこれ以上、２４％もしくはこれ以下を添加すると、潤滑性能はさらに向上するが、このときの適正な塗布厚さは大きくなり、６０μｍ程度になる場合もある。この厚さは用途に応じて変わるので、その上限は特に限定しない。

塗布後の処理はそのときの状況に応じて塗布後直ちに加工する場合、あるいは両材料表面に予め塗布乾燥しておく、いわゆる潤滑剤被覆型としておいて、作業時そのまますぐに使用できるような場合のいずれでもよい。後者の場合は、潤滑剤の付着性が必要であるが、本発明潤滑剤は、付着性は良好である。また本発明潤滑剤は、被加工板の両面、あるいは片面に塗布のいずれにも適用される。薄板をプレス成形加工後は、水などによって容易に洗い落とすことができる。

本発明は、材料と材料とが擦り合う際に両材料の表面に塗布して使われるもので、適量の脂質、炭酸カルシウム、炭水化物、タンパク質を含むものを乳化した液とし、これを塗布、あるいはその後乾燥させて使用する潤滑剤を提供するものである。

材料と材料とが擦り合う場合に、材料表面に、脂質１９％から４１％、炭酸カルシウム０．１％から１．１％、炭水化物を３９％から７１％、タンパク質を０．８％から７％までを含むものを、３％から３６％の範囲で含む水との乳化した液として塗布乾燥させて（厚さ約４μｍ）、その摩擦係数（動摩擦係数）を測定した。その結果を表１に示す。

この結果からもわかるように、脂質２０％から４０％まで、炭酸カルシウムを０．２％から１．０％までを含み、その他の主成分が炭水化物を４０％から７０％、タンパク質を１％から６％を含む潤滑剤を、４％から３４％までを含む乳化液として、これを材料表面に塗布、乾燥させると、摩擦係数は著しく低くなり、優れた潤滑性を示すことがわかる。

材料と材料とが擦り合う例として、ボルト、ナットの締め付け作業の場合を示す。この場合のボルトとナットの材料の減摩の評価方法の一例として、ネジ部の締め付け試験を行い、摩擦係数を測定した。ボルト、ナットの材料として通常締め付けにくいとされるチタン、チタン合金（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金）のボルト（ネジ部の直径１０ｍｍ）およびこれに見合ったナットを用い、そのネジ部に潤滑剤として、本発明範囲内の脂質および炭酸カルシウムを含み、そして、炭水化物を６０％、タンパク質２％を含む潤滑剤を、溶媒としての水の中に、６％から２４％を混ぜて乳化した液とし、これを平均厚さ５μｍ塗布、乾燥させて試験を行った。なお、従来のセタノール系潤滑剤を用いた場合も比較として行った。同様の試験をステンレス（ＳＵＳ３０４）および鉄鋼材についても行った。その結果、表２に示すような結果が得られた。

この結果からもわかるように、脂質を２０％以上、４０％以下を含み、かつ炭酸カルシウムを０．２％以上、１．０％以下を含み、炭水化物、タンパク質を含んだ潤滑剤を、４％以上、３４％以下の範囲で混ぜて乳化した液を塗布、乾燥させたものは、適正な付着性と極めて低い摩擦係数を示し、良好な潤滑性が得られることがわかる。

材料をチタン、ステンレス、アルミ薄板および亜鉛メッキ鋼板として、これらに本発明範囲内の脂質３０％、炭酸カルシウム０．６％、炭水化物６０％、タンパク質２％を含む潤滑剤を１０％、２０％含む乳化した液として、これを薄板に各々塗布乾燥（厚さ約５μｍ）させて、エリクセン（Ｅｒ）試験を行った結果を表３に示す。

いずれも本発明範囲の潤滑剤を使用すると、高いＥｒ値を示している。

材料にチタン、亜鉛メッキ鋼板およびステンレス鋼板を用い、本発明の脂質３０％、炭酸カルシウム０．６％、炭水化物６０％、タンパク質２％を含むものを水に混ぜて乳化した液とし、かつ、これに小麦粉を４％から２６％含ませた懸濁液とし、これを材料表面に両面、もしくは片面塗布、乾燥させて円筒深絞り試験を行った。そのときの深絞り深さ（ストローク）を測定した。その結果を表４に示す。

本発明範囲において良好な結果が得られた。この内、懸濁液中の小麦粉濃度は、２４％以上（例えば２６％）においても良好な結果が得られているが、ストローク値も飽和しており、かつ懸濁液が固くなり、取り扱いにくくなるので、最適な上限は２４％とした。
また、亜鉛メッキ鋼板において、板の両面に塗布した場合も良好な結果が得られたが、円筒の外面に当たる片面に塗布した場合は、さらに良好な値が得られた。

本発明は、以上のように構成されているので、以下に記載されるような産業上の利用可能性を有する。

すなわち、産業上において材料と材料とが擦り合うことは非常に多くあり、このときに、本発明のように材料の表面に適量の脂質、炭酸カルシウム、炭水化物およびタンパク質を含む潤滑剤を乳化した液として塗布、乾燥して使用すると、材料同士の摩擦を軽減し、良好な潤滑性能を発揮することができる。

Claims (3)

1. 材料と材料とが擦り合う際に、減摩のための潤滑剤として、脂質を２０％およびこれ以上、４０％およびこれ以下、炭酸カルシウムを０．２％およびこれ以上、１．０％およびこれ以下を含み、かつ炭水化物を４０％およびこれ以上、７０％およびこれ以下、タンパク質を１％およびこれ以上、６％およびこれ以下を主成分とする潤滑剤。
2. 請求項１記載の潤滑剤を４％およびこれ以上、３４％及びこれ以下を含む乳化した液として擦り合う材料表面に塗布、あるいはその後乾燥させて使用する潤滑剤。
3. 請求項２記載の乳化液に、小麦粉を４％およびこれ以上、２４％およびこれ以下を添加した懸濁液とし、これを擦り合う材料表面に塗布、あるいはその後乾燥させて使用する潤滑剤。