JP2009235341A - Solid lubricant magnetoattractive onto sliding surface, and lubricating oil composition containing the solid lubricant - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車などの各種機械製品において、摩擦低減効果および保存安定性に優れる固体潤滑剤ならびに該固体粉潤滑剤を含む潤滑油組成物に関する。 The present invention relates to a solid lubricant excellent in friction reduction effect and storage stability in various machine products such as automobiles, and a lubricating oil composition containing the solid powder lubricant.
自動車などの多くの機械製品の動作効率を低下させる要因に摩擦の存在がある。通常、機械製品には摩擦を低減させるために潤滑油が利用されるが、潤滑油には粘性抵抗があるため、摩擦損失が無くなるわけではない。また、自動車などのエンジンのように高温・高圧に晒される条件下では、いわゆる「油膜切れ」が発生して摩擦損失が急上昇し、場合によっては機械そのものを破壊してしまうこともある。 Friction exists as a factor that reduces the operating efficiency of many machine products such as automobiles. Normally, lubricating oil is used to reduce friction in machine products. However, since lubricating oil has viscous resistance, friction loss is not eliminated. Also, under the condition of being exposed to high temperature and high pressure as in an engine such as an automobile, a so-called “oil film break” occurs, and the friction loss increases rapidly, and in some cases, the machine itself may be destroyed.
このような問題を有する液体の潤滑油が研究される一方で、近年、固体の潤滑剤(固体潤滑剤)が研究されている(例えば、特許文献1参照)。固体潤滑剤は、必ずしも通常用いられている潤滑油ほどの摩擦低減効果を持たないが、その摩擦低減メカニズムが液体の潤滑油のそれとは根本的に異なるため、(i)摺動面のせん断速度に関わらず一定の摩擦低減効果が得られる、(ii)高温の条件下においても摩擦特性がさほど劣化しない、などの特性を有する。 While liquid lubricants having such problems have been studied, in recent years, solid lubricants (solid lubricants) have been studied (see, for example, Patent Document 1). Solid lubricants do not necessarily have the effect of reducing friction as that of commonly used lubricants, but because the friction reduction mechanism is fundamentally different from that of liquid lubricants, (i) the shear rate of the sliding surface Regardless of the characteristics, a constant friction reducing effect can be obtained, and (ii) the friction characteristics do not deteriorate so much even under high temperature conditions.
このような特性を有する固体潤滑剤と潤滑油とを併用し、両者の欠点を上手く補完することが出来れば、各種機械製品において優れた摩擦低減効果を有する潤滑油組成物が得られることが期待されている。 If a solid lubricant and a lubricating oil having such characteristics are used in combination, and if both defects can be complemented well, it is expected that a lubricating oil composition having an excellent friction reducing effect in various machine products can be obtained. Has been.
しかしながら、従来技術では固体潤滑剤の効果が十分発揮出来るだけの粉末を安定に潤滑油中に保持することは困難であり、例えば自動車業界などでも潤滑油中に固体潤滑剤を添加することに対して消極的である。
本発明が解決しようとする課題は、潤滑油中において保存安定性に優れ、かつ自動車などの各種機械製品の摩擦低減効果に優れる固体潤滑剤を提供することにある。また、各種機械製品への腐食作用が少なく、長時間の使用後においても潤滑油の摩擦損失を低く維持しうる固体潤滑剤を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a solid lubricant that is excellent in storage stability in a lubricating oil and excellent in friction reduction effect of various machine products such as automobiles. Another object of the present invention is to provide a solid lubricant that has little corrosive action on various machine products and can keep the friction loss of lubricating oil low even after long-term use.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、従来の固体潤滑剤には以下のような問題があることを見出した。
(1)従来知られている固体潤滑剤は、潤滑油中にいかに安定に「分散」させるか、という発想で製造されているが、多くの固体潤滑剤はいわゆる無機粉末である。しかしながら、有機物質である潤滑油中で、前記無機粉末を長時間安定分散させることは困難である。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the conventional solid lubricant has the following problems.
(1) Conventionally known solid lubricants are produced with the idea of how to stably “disperse” in a lubricating oil, but many solid lubricants are so-called inorganic powders. However, it is difficult to stably disperse the inorganic powder for a long time in a lubricating oil that is an organic substance.
(2)従来知られている固体潤滑剤は、自動車などの各種機械製品の摺動面に対して「静電的に」吸着することにより、潤滑作用を発現しているものと考えられる。しかしながら、このような静電作用においては、温度変化や、固体潤滑剤の粉末が磨耗して粉末表面の特性が変化することにより、長時間安定的に吸着状態を維持することは困難である。 (2) It is considered that a conventionally known solid lubricant exhibits a lubricating action by “electrostatically” adsorbing to sliding surfaces of various machine products such as automobiles. However, in such an electrostatic action, it is difficult to maintain the adsorption state stably for a long time due to a change in temperature or a change in characteristics of the powder surface due to wear of the solid lubricant powder.
本発明者らは、上記知見の元、従来の固体潤滑剤とは全く異なる「磁着」というメカニズムにより、固体潤滑剤と潤滑油とが安定に共存でき、かつ摩擦低減効果に優れることを見出し、本発明を完成するに至った。なお、上記特許文献1では、セラミックスとして少なくともフェライトを含有し、該フェライトが磁化されている潤滑油用添加剤が記載されている。しかしながら、前記磁化されているフェライトについては具体的に開示されておらず、また磁化されることによる効果も分散性に関するものである。 Based on the above knowledge, the present inventors have found that the solid lubricant and the lubricating oil can coexist stably and have an excellent friction reducing effect by a mechanism called “magnetization” which is completely different from the conventional solid lubricant. The present invention has been completed. Note that Patent Document 1 describes a lubricant additive containing at least ferrite as ceramics and magnetizing the ferrite. However, the magnetized ferrite is not specifically disclosed, and the effect of being magnetized also relates to dispersibility.
すなわち、本発明は以下の事項に関する。
[1]鉄酸化物系強磁性体、コバルト酸化物系強磁性体、クロム酸化物系強磁性体および希土類系強磁性体からなる群から選択される少なくとも1種の強磁性体粉末を含むことを特徴とする摺動面に磁着可能な固体潤滑剤。
That is, the present invention relates to the following matters.
[1] including at least one ferromagnetic powder selected from the group consisting of iron oxide ferromagnets, cobalt oxide ferromagnets, chromium oxide ferromagnets, and rare earth ferromagnets Solid lubricant that can be magnetically attached to the sliding surface.
[2]上記鉄酸化物系強磁性体が、バリウム・フェライト系強磁性体およびストロンチウム・フェライト系強磁性体からなる群から選択される少なくとも1種の強磁性体であることを特徴とする上記[1]に記載の摺動面に磁着可能な固体潤滑剤。 [2] The iron oxide ferromagnet is at least one ferromagnet selected from the group consisting of a barium / ferrite ferromagnet and a strontium / ferrite ferromagnet. The solid lubricant that can be magnetically attached to the sliding surface according to [1].
[3]上記希土類系強磁性体が、サマリウム−コバルト系強磁性体および鉄−ネオジウム系強磁性体からなる群から選択される少なくとも1種の強磁性体であることを特徴とする上記[1]または[2]に記載の摺動面に磁着可能な固体潤滑剤。 [3] The rare earth ferromagnet is at least one ferromagnet selected from the group consisting of a samarium-cobalt ferromagnet and an iron-neodymium ferromagnet [1] ] Or a solid lubricant that can be magnetically attached to the sliding surface according to [2].
[4]上記[1]〜[3]の何れかに記載の摺動面に磁着可能な固体潤滑剤を、0.001〜5重量%含むことを特徴とする潤滑油組成物。 [4] A lubricating oil composition comprising 0.001 to 5% by weight of a solid lubricant that can be magnetically attached to the sliding surface according to any one of [1] to [3].
本発明によれば、潤滑油中において保存安定性に優れ、かつ自動車などの各種機械製品の摩擦低減効果に優れる固体潤滑剤を提供することが出来る。また、各種機械製品への腐食作用が少なく、長時間の使用後においても潤滑油の摩擦損失を低く維持しうる固体潤滑剤を提供することが出来る。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the solid lubricant which is excellent in storage stability in lubricating oil, and excellent in the friction reduction effect of various machine products, such as a motor vehicle, can be provided. Further, it is possible to provide a solid lubricant that has little corrosive action on various machine products and can keep the friction loss of the lubricating oil low even after long-term use.
特に、従来に比べて極めて微量の固体潤滑剤を潤滑油に添加するだけで、長時間安定的に固体潤滑剤の効果が維持出来る。 In particular, the effect of the solid lubricant can be maintained stably for a long time only by adding a very small amount of solid lubricant to the lubricating oil as compared with the conventional case.
次に、本発明の摺動面に磁着可能な固体潤滑剤および該固体潤滑剤を含む潤滑油組成物について具体的に説明する。
〔摺動面に磁着可能な固体潤滑剤〕
本発明の摺動面に磁着可能な固体潤滑剤は、鉄酸化物系強磁性体、コバルト酸化物系強磁性体、クロム酸化物系強磁性体および希土類系強磁性体からなる群から選択される少なくとも1種の強磁性体粉末を含むことを特徴とする。なお、本発明において「磁着」とは、強磁性体の有する磁力により、強磁性体粉末が鉄などの各種機械製品の摺動面に吸着することをいう。具体的には、保持力(iHc)が2000(Oe)以上、または最大エネルギー積(BH積)が0.5(M.G.Oe)以上の磁力を有する強磁性体粉末であれば,鉄などの各種機械製品に良好に吸着する。
Next, the solid lubricant that can be magnetically attached to the sliding surface of the present invention and the lubricating oil composition containing the solid lubricant will be specifically described.
[Solid lubricant that can be magnetically attached to the sliding surface]
The solid lubricant that can be magnetically attached to the sliding surface of the present invention is selected from the group consisting of iron oxide ferromagnets, cobalt oxide ferromagnets, chromium oxide ferromagnets, and rare earth ferromagnets And at least one ferromagnetic powder. In the present invention, “magnetization” means that the ferromagnetic powder is attracted to the sliding surface of various mechanical products such as iron by the magnetic force of the ferromagnetic material. Specifically, if the ferromagnetic powder has a magnetic force having a holding force (iHc) of 2000 (Oe) or more, or a maximum energy product (BH product) of 0.5 (MGOE) or more, iron Adsorbs well to various machine products such as
上記鉄酸化物系強磁性体としては、例えばバリウム・フェライト系、ストロンチウム・フェライト系の強磁性体が挙げられる。上記希土類系強磁性体としては、例えばサマリウム−コバルト系、鉄−ネオジウム系の強磁性体が挙げられる。これらの中では、鉄酸化物系強磁性体が好ましく、バリウム・フェライト系強磁性体が特に好ましい。 Examples of the iron oxide ferromagnetic material include barium / ferrite and strontium / ferrite ferromagnetic materials. Examples of the rare earth ferromagnets include samarium-cobalt and iron-neodium ferromagnets. Among these, iron oxide ferromagnets are preferable, and barium / ferrite ferromagnets are particularly preferable.
また、本発明の固体潤滑剤には、本発明の目的を損なわない範囲で、窒化硼素(BN)
、テフロン(登録商標)、アルミナ、酸化硼素(B2O3)、炭素などが含まれていてもよい。
Further, the solid lubricant of the present invention includes boron nitride (BN) as long as the object of the present invention is not impaired.
, Teflon (registered trademark), alumina, boron oxide (B 2 O 3 ), carbon and the like may be contained.
本発明で用いられる上記強磁性体粉末の一次粒子の平均粒径は、通常20μm以下、好ましくは0.1〜3μm、より好ましくは0.5〜2μmの範囲にある。上記強磁性体粉末の一次粒子の平均粒径が前記範囲にあると、該粒子が狭小な空間に入り込みやすく、少ない添加量でも固体潤滑剤としての機能がよりよく発揮される。なお、本発明において上記強磁性体粉末の一次粒子の平均粒径は、レーザー回析・散乱法によって測定され、平均粒径は重量積算粒度分布の積算重量が50重量%の位置の粒径をいう。 The average particle size of the primary particles of the ferromagnetic powder used in the present invention is usually 20 μm or less, preferably 0.1 to 3 μm, more preferably 0.5 to 2 μm. When the average particle size of the primary particles of the ferromagnetic powder is in the above range, the particles can easily enter a narrow space, and the function as a solid lubricant is more effectively exhibited even with a small addition amount. In the present invention, the average particle size of the primary particles of the ferromagnetic powder is measured by a laser diffraction / scattering method, and the average particle size is a particle size at a position where the integrated weight of the weight integrated particle size distribution is 50% by weight. Say.
上記強磁性体粉末の一次粒子の平均粒径は、必要に応じてセラミックスのビーズやボールを粉砕メディアとするアトリションミル、ボールミル、その他2本式または3本式を含むロール式のせん断性ミルなどを用いての湿式粉砕、あるいはジェットミルなどの乾式粉砕により、上記範囲に調節することが出来る。 The average particle size of the primary particles of the ferromagnetic powder is determined by an attrition mill, a ball mill, or other roll type shearing mill including two or three types of ceramic beads or balls as necessary. The above range can be adjusted by wet pulverization using a pulverizer or the like, or dry pulverization such as a jet mill.
本発明で用いられる上記強磁性体粉末の形状は特に限定されないが、走査型電子顕微鏡(SEM)による拡大写真で観察される一次粒子の形状が、破砕状でも十分に機能するが、略円板状または略球形状であると、固体潤滑剤としての機能がよりよく発揮される。 The shape of the ferromagnetic powder used in the present invention is not particularly limited, but the shape of the primary particles observed in an enlarged photograph by a scanning electron microscope (SEM) works well even in a crushed shape, but is substantially a disc. When the shape is substantially spherical or substantially spherical, the function as a solid lubricant is better exhibited.
一般的に、すべり速度が遅くなる条件下では、油膜に生じる圧力が低下するため、機械製品の部材同士の接触の機会が増えることが知られている(境界潤滑)。本発明の固体潤滑剤は、特に前記の境界潤滑における摩擦低減効果に優れる。このように、本発明において上記強磁性体粉末を含む固体潤滑剤が潤滑油中において保存安定性に優れ、かつ自動車などの各種機械製品の摩擦低減効果に優れる理由は、以下のように考えられる。 In general, it is known that, under conditions where the sliding speed is slow, the pressure generated in the oil film decreases, so that the chances of contact between members of the machine product increase (boundary lubrication). The solid lubricant of the present invention is particularly excellent in the friction reducing effect in the boundary lubrication. As described above, the reason why the solid lubricant containing the ferromagnetic powder in the present invention is excellent in storage stability in the lubricating oil and excellent in the friction reducing effect of various machine products such as automobiles is considered as follows. .
上記強磁性体粉末を1種単独で、あるいは2種以上を組み合わせて潤滑油中に添加し、該潤滑油を例えばエンジンなどの各種機械製品に用いると、潤滑油中の強磁性体粉末が早い段階で、例えばA部材とB部材とからなる機械製品のA部材あるいはB部材の摺動面に磁着、すなわち強磁性体粉末が摩擦面に偏在する。従来知られている固体潤滑剤は、自動車などの各種機械製品の摺動面に対して「静電的に」吸着することにより、潤滑作用を発現しているものと考えられる。これに対して本発明の固体潤滑剤は、固体潤滑剤に含まれる強磁性体粉末自体が有する性質である磁着を利用するため、強磁性体粉末が磨耗しても、あるいはある程度の高温に晒されたりしても特性の劣化が少ない。また、上記強磁性体粉末は、鉄酸化物系あるいは金属間化合物であるため基本的に鉄系材料と親和性が低く、鉄系材料と反応して溶け込んだりせず、かつ高硬度な粉末である。 When the above-mentioned ferromagnetic powder is added singly or in combination of two or more to lubricating oil, and the lubricating oil is used in various mechanical products such as engines, the ferromagnetic powder in the lubricating oil is fast. In the stage, for example, magnetic adhesion, that is, ferromagnetic powder is unevenly distributed on the friction surface on the sliding surface of the A member or B member of the machine product composed of the A member and the B member. Conventionally known solid lubricants are considered to exhibit a lubricating action by “electrostatically” adsorbing to sliding surfaces of various machine products such as automobiles. On the other hand, the solid lubricant of the present invention uses magnetic adhesion, which is a property of the ferromagnetic powder contained in the solid lubricant, so that even if the ferromagnetic powder is worn or at a certain high temperature. Even when exposed, there is little deterioration in properties. In addition, since the ferromagnetic powder is an iron oxide or intermetallic compound, it basically has a low affinity with the iron-based material, does not react with the iron-based material and does not melt, and is a high-hardness powder. is there.
以上の理由により、従来よりも潤滑油中における固体潤滑剤の添加量が極めて微量であっても、長時間にわたって摩擦低減効果を持続することが出来ると考えられる。また、固体潤滑剤の添加量が極めて微量であるため、固体潤滑剤同士が凝集することなく保存安定性に優れると考えられる。 For the above reasons, it is considered that the friction reducing effect can be maintained for a long time even if the amount of the solid lubricant added in the lubricating oil is extremely small compared to the conventional case. Further, since the amount of the solid lubricant added is extremely small, it is considered that the solid lubricant is excellent in storage stability without aggregation.
〔摺動面に磁着可能な固体潤滑剤を含む潤滑油組成物〕
本発明の潤滑油組成物は、上記摺動面に磁着可能な固体潤滑剤と潤滑油とを含み、さらに任意成分である各種添加剤を含んでいてもよい。
[Lubricating oil composition containing solid lubricant magnetically attachable to sliding surface]
The lubricating oil composition of the present invention includes a solid lubricant that can be magnetically attached to the sliding surface and a lubricating oil, and may further include various additives as optional components.
<摺動面に磁着可能な固体潤滑剤>
潤滑油組成物中における上記摺動面に磁着可能な固体潤滑剤の含有量は、上記の磁着を利用した潤滑作用を利用するため、極微量でよい。潤滑油組成物の使用条件によって適切で経済的な含有量が存在するが、良好な潤滑効果を付与出来ると共に広範な使用条件をカバー出来ることから、潤滑油組成物中における上記摺動面に磁着可能な固体潤滑剤の含有
量は、通常0.001〜5重量%、好ましくは0.01〜0.5重量%、より好ましくは0.02〜0.1重量%の範囲にある。上記摺動面に磁着可能な固体潤滑剤の含有量が前記範囲を下回ると、潤滑効果が充分ではなく、前記範囲を上回ると、均一な懸濁液にすることが難しく、添加時に沈降してオイルパンに付着して残留する問題が生じ、またコストパーフォーマンスの観点から好ましくない。
<Solid lubricant that can be magnetically attached to the sliding surface>
The amount of the solid lubricant that can be magnetically adhered to the sliding surface in the lubricating oil composition may be in a very small amount because the lubricating action utilizing the magnetic adhesion is utilized. Although there is an appropriate and economical content depending on the usage conditions of the lubricating oil composition, it can provide a good lubricating effect and cover a wide range of usage conditions. The content of the solid lubricant that can be worn is usually 0.001 to 5% by weight, preferably 0.01 to 0.5% by weight, more preferably 0.02 to 0.1% by weight. If the content of the solid lubricant that can be magnetically attached to the sliding surface is below the above range, the lubricating effect is not sufficient, and if it exceeds the above range, it is difficult to form a uniform suspension and settles upon addition. This causes a problem of remaining on the oil pan and is not preferable from the viewpoint of cost performance.
潤滑油組成物は、好ましくは高濃度の摺動面に磁着可能な固体潤滑剤の懸濁液を予め調製して保存しておき、使用に際して必要とする濃度となるように潤滑油で薄めて使用すると、運搬あるいは保存に際して嵩張らないため便利である。 The lubricating oil composition is preferably prepared by preliminarily preparing and storing a suspension of solid lubricant that can be magnetically attached to a high concentration sliding surface, and diluted with a lubricating oil so as to obtain a concentration required for use. It is convenient because it is not bulky during transportation or storage.
<潤滑油>
本発明で用いられる潤滑油としては、通常使用される潤滑油であれば特に制限されない。このような潤滑油としては、例えばニュートラルオイル、ブライトストック、水素接触精製油、接触脱漏精製油などの鉱物油;液状ポリブテン、液状デセンオリゴマーなどのα−オレフィンオリゴマー、液状エチレン・α−オレフィンコオリゴマーなどの炭化水素系合成油;アジピン酸ジイソオクチル、セバチン酸ジイソオクチル、セバチン酸ジラウリルなどの2塩基酸エステル;トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールなどのポリオールを脂肪酸でエステル化したポリオールエステル系合成油などが挙げられる。これらは1種単独で、または2種以上を組み合せて用いることが出来る。
<Lubricating oil>
The lubricating oil used in the present invention is not particularly limited as long as it is a commonly used lubricating oil. Such lubricating oils include, for example, mineral oils, bright stocks, hydrogen contact refined oils, contact leak-free refined oils, etc .; α-olefin oligomers such as liquid polybutene and liquid decene oligomers, and liquid ethylene / α-olefin co-oligomers Hydrocarbon synthetic oils such as: Dibasic acid esters such as diisooctyl adipate, diisooctyl sebacate, dilauryl sebacate; Polyol ester synthetic oils obtained by esterifying polyols such as trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol with fatty acids Etc. These can be used alone or in combination of two or more.
<添加剤>
本発明で任意成分として用いられる潤滑油の添加剤としては、それぞれの目的に応じて各種添加剤を用いることが出来る。このような添加剤としては、例えば耐荷重添加剤、酸化防止剤、金属不活性化剤、消泡剤、清浄分散剤、耐摩耗添加剤、防錆剤、腐食防止剤、流動性向上剤などが挙げられる。また、ポリ(メタ)アクリレート系、エチレンープロピレン共重合体、スチレンーイソプレン共重合体の水添物に代表されるOCP系などの粘度指数向上剤;ポリ(メタ)アクリレート系、スチレン−フマレート系、ナフタリンと塩素化パラフィンとの縮合物系などの流動点降下剤;スルフォネート系、サリチレート系、フェネート系、ナフテネート系などの清浄剤;ジンクジチオフォスフェート、アミン系、ヒンダードフェノール系などの抗酸化剤;脂肪酸系、脂肪酸エステル系などの油性剤;モリブデンジチオフォスフェート、モリブデンカーバメイトなどの摩擦摩耗調整剤;硫黄リン系、クロル系などの極圧剤などが挙げられる。
<Additives>
As the additive for the lubricating oil used as an optional component in the present invention, various additives can be used according to each purpose. Examples of such additives include load bearing additives, antioxidants, metal deactivators, antifoaming agents, detergent dispersants, antiwear additives, rust inhibitors, corrosion inhibitors, fluidity improvers and the like. Is mentioned. Also, viscosity index improvers such as OCP type represented by hydrogenated poly (meth) acrylate, ethylene-propylene copolymer, styrene-isoprene copolymer; poly (meth) acrylate, styrene-fumarate Pour point depressants such as condensates of naphthalene and chlorinated paraffins; detergents such as sulfonates, salicylates, phenates and naphthenates; antioxidants such as zinc dithiophosphate, amines and hindered phenols Agents: Oil-based agents such as fatty acid-based and fatty acid ester-based materials; Friction / wear adjusting agents such as molybdenum dithiophosphate and molybdenum carbamate; Extreme pressure agents such as sulfur-phosphorus-based and chlor-based materials.
本発明の潤滑油に含まれる上記固体潤滑剤は上記のように極微量であるため、特に分散剤を用いることなく潤滑油中において安定な懸濁状態を保つことが出来る。しかしながら、一般に、上記固体潤滑剤に含まれる強磁性体粉末は親水性が強いため、そのままでは潤滑油中で凝集することがある。そこで、強磁性体粉末の表面に界面活性剤などの分散剤を吸着させて、親油性を付与することが好ましい。また、潤滑油に分散剤を添加しておけば、潤滑油との比重差によって上記固体潤滑剤が潤滑油中で沈降分離することがあっても、容易に再分散を行うことが出来る。 Since the solid lubricant contained in the lubricating oil of the present invention is extremely small as described above, a stable suspended state can be maintained in the lubricating oil without using a dispersant. However, in general, the ferromagnetic powder contained in the solid lubricant has strong hydrophilicity, and may be aggregated in the lubricating oil as it is. Therefore, it is preferable to impart lipophilicity by adsorbing a dispersant such as a surfactant on the surface of the ferromagnetic powder. Further, if a dispersant is added to the lubricating oil, even if the solid lubricant is settled and separated in the lubricating oil due to a difference in specific gravity with the lubricating oil, it can be easily redispersed.
上記分散剤としては、非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤、油溶性界面活性剤などが挙げられる。これらの中では、特に両性界面活性剤あるいは油溶性界面活性剤が好ましい。 Examples of the dispersant include nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, and oil-soluble surfactants. Of these, amphoteric surfactants and oil-soluble surfactants are particularly preferable.
〔用途〕
本発明の固体潤滑剤あるいは潤滑油組成物は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンを搭載している乗用車、トラック、作業車、トラクター、2輪車などの車両用エンジン油、ギヤ油または自動変速機油、耕運機・コンバインなどの農耕機用エンジン油、その他船
舶用エンジン油、ショックアブソーバー油、工業用作動油、工業用ギヤ油、真空ポンプ油、軸受け油などの工業用潤滑油、発電機用潤滑油、コンプレッサー用潤滑油、人工衛星の軸受け部の潤滑油などに利用することが出来る。これらの中では特に、近年要求が増大した省燃費型自動車用エンジン油に添加した場合、優れた性能を発揮する。
[Use]
The solid lubricant or lubricating oil composition of the present invention is used in engine oils for vehicles such as passenger cars, trucks, work vehicles, tractors, and two-wheeled vehicles equipped with gasoline engines and diesel engines, gear oils, automatic transmission oils, and tillers.・ Engine oil for agricultural machinery such as combine, other marine engine oil, shock absorber oil, industrial hydraulic oil, industrial gear oil, vacuum pump oil, bearing oil, and other industrial lubricating oil, generator lubricating oil, compressor It can be used as a lubricant for industrial use and as a lubricant for bearings of artificial satellites. Among these, particularly when added to a fuel-saving automotive engine oil, which has recently been increasing in demand, it exhibits excellent performance.
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本実施例で摩擦力測定用に用いたジグを図1に示す。ジグはa:ローテータ,b:ステータ、c:ステージ、d:歪みゲージ、の四つの部品から構成されており、全体が汎用ボール盤の上に乗せられている。なお、a:ローテータは、外形φ100、内径φ56、幅22mmのドーナツ状の摺動面を有する。また、a:ローテータおよびb:ステータの材質はいずれもS45Cである。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further more concretely based on an Example, this invention is not limited to these.
FIG. 1 shows a jig used for measuring the frictional force in this example. The jig is composed of four parts: a: rotator, b: stator, c: stage, d: strain gauge, and the whole is placed on a general-purpose drilling machine. A: The rotator has a donut-shaped sliding surface having an outer diameter of φ100, an inner diameter of φ56, and a width of 22 mm. The materials of a: rotator and b: stator are both S45C.
上記の汎用ボール盤には、インバーターが組み合わされており、回転数が5〜160rpmまで変化でき、この時の摺動面の接線速度(すべり速度)は0.04〜1.28m/sに対応する。 The above general-purpose drilling machine is combined with an inverter, and the rotational speed can be changed from 5 to 160 rpm, and the tangential speed (sliding speed) of the sliding surface at this time corresponds to 0.04 to 1.28 m / s. .
[実施例1]
潤滑油としてSvelt(スヴェルト)(日本サン石油(株)製、SAE規格で5W−50)を用い、固体潤滑剤としてバリウム・フェライト系粉末(戸田工業(株)製、GP‐500;一次粒子の平均粒径が1μm、保持力が2050(Oe)、BH積が0.64(M.G.Oe))を用い、潤滑油組成物中における固体潤滑剤の濃度が、潤滑油組成物4Lに対して2g(0.07重量%)となるように調製した。なお、平均粒径はレーザー回折・散乱法によって測定された値である。
[Example 1]
Svelt (manufactured by Nippon San Oil Co., Ltd., SAE standard 5W-50) as a lubricant, barium-ferrite powder (manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd., GP-500) as a solid lubricant The average particle diameter is 1 μm, the holding power is 2050 (Oe), and the BH product is 0.64 (MG Oe)). The concentration of the solid lubricant in the lubricating oil composition is 4 L in the lubricating oil composition. It prepared so that it might become 2g (0.07 weight%) with respect to it. The average particle diameter is a value measured by a laser diffraction / scattering method.
上記潤滑油組成物を図1に示すジグに注ぎ、該潤滑油組成物の温度が40℃の条件で、摺動面におけるすべり速度に対する摩擦係数の測定を行った。結果を図2に示す。
[比較例1]
固体潤滑剤を添加しないこと以外は実施例1と同様に潤滑油組成物を調製し、摺動面におけるすべり速度に対する摩擦係数の測定を行った。結果を図2に示す。
The lubricating oil composition was poured into a jig shown in FIG. 1, and the coefficient of friction with respect to the sliding speed on the sliding surface was measured under the condition that the temperature of the lubricating oil composition was 40 ° C. The results are shown in FIG.
[Comparative Example 1]
A lubricating oil composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that no solid lubricant was added, and the coefficient of friction with respect to the sliding speed on the sliding surface was measured. The results are shown in FIG.
上記実施例1および比較例1の結果(図2)から、固体潤滑剤(バリウム・フェライト系粉末)の添加により、明らかに摩擦係数が低減していることが分かる。しかも、摩擦係数の低減は、すべり速度が小さい条件で顕著になる。図2の結果において、すべり速度が小さい領域(境界潤滑)でより顕著な摩擦係数の低減が見られていることから、固体潤滑剤は、固体同士の接触による摩擦(乾性摩擦)の値を主に低減させていると解釈することが出来る。 From the results of Example 1 and Comparative Example 1 (FIG. 2), it can be seen that the friction coefficient is clearly reduced by the addition of the solid lubricant (barium / ferrite powder). In addition, the reduction of the friction coefficient becomes remarkable under the condition that the sliding speed is small. In the result of FIG. 2, since the friction coefficient is more markedly reduced in the region where the sliding speed is low (boundary lubrication), the solid lubricant mainly exhibits the friction (dry friction) value due to contact between solids. It can be interpreted that it is reduced.
また、図3に比較例1に対する実施例1の摩擦係数低減量および割合を示す。固体潤滑剤を用いた実施例1は該固体潤滑剤を用いない比較例1に対して、境界潤滑が顕著になる領域で30%以上の摩擦係数の低減効果が得られている。 FIG. 3 shows the amount of friction coefficient reduction and the ratio of Example 1 with respect to Comparative Example 1. In Example 1 using the solid lubricant, compared with Comparative Example 1 not using the solid lubricant, an effect of reducing the friction coefficient by 30% or more is obtained in a region where boundary lubrication becomes remarkable.
摩擦係数の低減効果の原因を明らかにするために、摺動面をSEMを用いて観察した結果を図4に示す。多くのバリウム・フェライト系粉末が摺動面に磁着していることが分かり、さらに摺動実験後でも、それらが摺動面に擦りつけられて崩れたり、凝着していないことが分かる。 In order to clarify the cause of the effect of reducing the friction coefficient, the result of observing the sliding surface using SEM is shown in FIG. It can be seen that many barium / ferrite powders are magnetically attached to the sliding surface, and that even after the sliding test, they are rubbed against the sliding surface and do not collapse or adhere.
以上のように、本発明の固体潤滑剤に含まれる強磁性体粉末は、磁性の他に鉄系材料との親和性が低く高硬度であるという特徴を有するため、潤滑油に対して極めて微量の添加
でも、効率よく鉄などの摺動面に吸着し、さらに元々の形状を保持しながら長時間安定して固体潤滑剤として機能したものと考えられる。
As described above, the ferromagnetic powder contained in the solid lubricant of the present invention has a characteristic that it has low hardness and high hardness in addition to magnetism, and therefore has a very small amount with respect to the lubricating oil. Even with the addition of, it is considered that the solid lubricant functioned as a solid lubricant stably for a long time while adsorbing efficiently on a sliding surface such as iron and maintaining the original shape.
a・・・ローテータ
b・・・ステータ
c・・・ステージ
d・・・歪ゲージ
a ... rotator b ... stator c ... stage d ... strain gauge
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