JP2010138320A

JP2010138320A - グリース組成物

Info

Publication number: JP2010138320A
Application number: JP2008317247A
Authority: JP
Inventors: Eiji Akiyama; 英治秋山; Takashi Arai; 孝荒井; Kiyomi Sakamoto; 清美坂本
Original assignee: Nippon Oil Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2008-12-12
Publication date: 2010-06-24
Anticipated expiration: 2028-12-12
Also published as: JP5265322B2

Abstract

【課題】広い温度領域で適度な粘性を有し、優れた潤滑性および耐摩耗性があり、ケーブルの荷重効率が高く、無負荷抵抗の低いグリース組成物を提供すること。
【解決手段】シリコーンオイルと、ポリウレタンパウダーと、合成マイカとを含有することを特徴とするグリース組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、自動車用コントロールケーブル等に用いられるグリース組成物に関する。

従来、自動車用コントロールケーブル等の摺動部に使用されるグリースは、基油として、鉱油、合成炭化水素油、シリコーン油、フッソ化油等、増ちょう剤としては、金属石けん、複合金属石けん等の石けん系増ちょう剤、ベントン、シリカゲル、ウレア系増ちょう剤の非石けん系増ちょう剤等が多く使用されている。

また、固体潤滑剤として、ステアリン酸バリウム（特許文献１参照）、メラミン（イソ）シアヌル酸付加物（特許文献２参照）、超高密度ポリエチレンパウダー（特許文献３参照）、テトラフルオロエチレンマイクロパウダー（特許文献４参照）、ステアリン酸リチウムあるいは窒化硼素粒子（特許文献５参照）などが使用されている。
特開平１−２７１４９３号公報特開平２−１６１９３号公報特開平８−２０７８７号公報特開平１１−１０５０９７号公報特開２００６−０８９５７５号公報

近年、自動車用コントロールケーブルに対しては、広範囲な温度領域で使用できることに加え、優れた耐久性能が一段と要求されている。しかし、上記従来のグリースを用いた場合には上記の要求に十分に応えることができない。特に、合成樹脂製のライナーを備える導管をガイド部材とする自動車用コントロールケーブルの場合、高温時の耐久性能、内索（ワイヤロープ）とライナーとの潤滑性などが不十分となりやすい。例えば、上記特許文献４に記載されているようなテトラフルオロエチレンマイクロパウダーを固体潤滑剤として用いる場合、耐熱性は優れているもの耐摩耗性能に難点がある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、広い温度領域で適度な粘性を有し、優れた潤滑性および耐摩耗性があり、ケーブルの荷重効率が高く、無負荷抵抗の低いグリース組成物を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、シリコーンオイルと、ポリウレタンパウダーと、合成マイカとを含有することを特徴とするグリース組成物を提供する。

本発明によれば、シリコーンオイル、ポリウレタンパウダー及び合成マイカを必須成分とすることで、広い温度領域で適度な粘性を有し、優れた潤滑性および耐摩耗性があり、ケーブルの荷重効率が高く、無負荷抵抗が低いグリース組成物が実現可能となる。

本発明のグリース組成物においては、ポリウレタンパウダーの平均粒子径が１０〜４００μｍであり、ポリウレタンパウダーの含有量がグリース組成物全量を基準として１〜３０質量％であることが好ましい。

また、上記の合成マイカは親油性の合成マイカであることが好ましい。

本発明のグリース組成物は、上記のように優れた特性を有するため、内周面に合成樹脂製のチューブ状ライナーが設けられた導管をガイド部材とし、ワイヤロープを内索とした自動車用コントロールケーブルにおいて、内索とライナーの間に充填して使用されるグリース組成物として好適である。すなわち、本発明のグリース組成物によって、合成樹脂製のチューブ状ライナーと内索（ワイヤロープ）との間の摩擦を十分に低減し、ケーブルの荷重効率を十分に高くすることが出来る。また、ライナーの摩擦特性が優れているため無負荷抵抗が小さくなる。更に、耐久性能が向上する。

以上の通り、本発明によれば、広い温度領域で適度な粘性を有し、優れた潤滑性および耐摩耗性があり、ケーブルの荷重効率が高く、無負荷抵抗の低いグリース組成物が提供される。特に、本発明のグリース組成物は、合成樹脂製のチューブ状ライナーが設けられた導管をガイド部材とし、内索（ワイヤロープ）を備えた自動車用コントロールケーブルにおいて、ライナーと内索との間の摩擦及び摩耗を十分に低減できるグリース組成物として、非常に有用である。

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

本発明のグリース組成物に用いられるシリコーンオイルは潤滑油基油としての機能を担う。シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、フェニルシリコーンオイル、フルオロシリコーン油、あるいは変性シリコーンオイル等が挙げられる。これらの中でも、摩擦特性の点から、ジメチルシリコーンオイル、が好ましく用いられる。シリコーンオイルの２５℃における動粘度は、グリース組成物が適度な粘性を保つために、５００〜２００，０００ｍｍ^２／ｓであることが好ましく、１，０００〜１００，０００ｍｍ^２／ｓであることがより好ましく、３，０００〜７０，００００ｍｍ^２／ｓであることが最も好ましい。

また、本発明のグリース組成物に用いられるポリウレタンパウダーは固体潤滑剤としての機能を担う。ポリウレタンパウダーとしては、その平均粒子径は１０〜４００μｍであることが好ましく、５０〜３５０μｍであることがより好ましく、１００〜３００μｍであることがさらに好ましい。ポリウレタンパウダーの平均粒子径が４００μｍを超えると耐久性能が悪くなるため好ましくない。

ポリウレタンパウダーの含有量は、摩耗性能の点から、グリース組成物全量基準で１〜３０質量％であることが好ましく、３〜２０質量％であることがより好ましく、５〜１５質量％であることがさらに好ましい。ポリウレタンパウダーの含有量が１質量以下であると耐久性能が悪くなるため好ましくなく、また３０質量％を超えると摩擦係数が増加して耐久性能が悪くなるため好ましくない。

ポリウレタンパウダーの形状は任意であり、球形又は楕円形、板状、不定形のもの何れもが使用可能である。

本発明のグリース組成物に用いられる合成マイカは増ちょう剤としての機能を担う。合成マイカであればいずれのタイプでもよいが、新油性を有する合成マイカあるいは親水性及び膨潤性を有する合成マイカが好ましく、新油性を有する合成マイカがより好ましい。さらに、新油性を有する合成マイカとしては、層間Ｎａイオンを有機陽イオンとイオン交換した有機マイカが特に好ましい。

なお、本発明のグリース組成物は合成マイカ以外の増ちょう剤を更に含有してもよい。合成マイカ以外の増ちょう剤としては、金属石けん、複合金属石けん等の石けん系増ちょう剤、ベントン、シリカゲル、ウレア系増ちょう剤（ウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ウレタン化合物等）の非石けん系増ちょう剤などのあらゆる増ちょう剤を使用することができる。合成マイカの含有量は、増ちょう剤全量基準で３０〜１００質量％が好ましく、５０〜１００質量％がより好ましく、７０〜１００質量％がさらに好ましく、９０〜１００質量％が最も好ましい。

合成マイカ以外の増ちょう剤のうち、ウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物およびウレタン化合物としては、例えば、ジウレア化合物、トリウレア化合物、テトラウレア化合物、ポリウレア化合物(ジウレア化合物、トリウレア化合物およびテトラウレア化合物は除く)、ウレア・ウレタン化合物、ウレタン化合物又はこれらの混合物等が挙げられる。好ましくはジウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ジウレタン化合物又はこれらの混合物が挙げられる。

また、合成マイカ及び必要に応じて用いられる合成マイカ以外の増ちょう剤の含有量の合計は、基油の動粘度及び固体潤滑剤であるポリウレタンパウダーの配合量に依存するが、基油の動粘度が低く、また固体潤滑剤の配合量が少ないほど増ちょう剤の含有量を多くする必要がある。増ちょう剤の含有量は、具体的には、組成物全量基準で、好ましくは３５質量％以下、より好ましくは３０質量％以下、更に好ましくは２５質量％以下である。増ちょう剤の含有量が３５質量％を超えると、グリース組成物が過剰に硬くなって十分な潤滑性能を得ることが困難となる。

本発明のグリース組成物においては、その性質を損なうことがない限りにおいて、必要に応じて、ポリウレタンパウダー以外の固体潤滑剤、ワックス、極圧剤、酸化防止剤、油性剤、さび止め剤、増粘剤等を含有させることができる。

ポリウレタンパウダー以外の固体潤滑剤としては、例えば、黒鉛、フッ化黒鉛、メラミンシアヌレート、二硫化モリブデン、Ｍｏ−ジチオカーバメート、硫化アンチモン、アルカリ(土類)金属ほう酸塩等が挙げられる。

ワックスとしては、例えば、天然ワックス、鉱油系ないしは合成系の各種ワックスが例示でき、具体的にはモンタンワックス、カルナウバワックス、高級脂肪酸のアミド化合物、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス、ポリオレフィンワックス、エステルワックス等が挙げられる。

極圧剤としては、例えば、ジアルキルジチオリン酸亜鉛、ジアリールジチオリン酸亜鉛等の有機亜鉛化合物；ホスフェート、ホスファイト類等が挙げられる。

酸化防止剤としては、例えば、２,６−ジ−ｔ−ブチルフェノール、２,６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール等のフェノール系化合物；ジアルキルジフェニルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、ｐ−アルキルフェニル−α−ナフチルアミン等のアミン系化合物；硫黄系化合物；フェノチアジン系化合物等が挙げられる。

油性剤としては、例えば、ラウリルアミン、ミリスチルアミン、パルミチルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン等のアミン類；ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール等の高級アルコール類；ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等の高級脂肪酸類；ラウリン酸メチル、ミリスチン酸メチル、パルミチン酸メチル、ステアリン酸メチル、オレイン酸メチル等の脂肪酸エステル類；ラウリルアミド、ミリスチルアミド、パルミチルアミド、ステアリルアミド、オレイルアミド等のアミド類；油脂等が挙げられる。

さび止め剤としては、例えば、金属石けん類；ソルビタン脂肪酸エステル等の多価アルコール部分エステル類；アミン類；リン酸；リン酸塩等が挙げられる。

増粘剤としては、例えば、ポリメタクリレート、ポリイソブチレン、ポリスチレン等が挙げられる。

本発明のグリース組成物は、例えば、シリコーンオイルを基油として、合成マイカ、ポリウレタンパウダーと必要に応じてその他の添加剤を混合して混練することにより製造することができる。また、シリコーンオイルに予め増ちょう剤として合成マイカを添加して撹拌混合することにより、シリコーンオイル中で合成マイカを調製した後に、必要に応じてその他の添加剤を混合撹拌し、ロールミル等を通し更にポリウレタンパウダーを混練することにより製造することもできる。

本発明のグリース組成物の用途は特に制限されないが、その良好な潤滑性と耐久性を最大限に発揮できることから、コントロールケーブルに用いることが好ましい。特に、内周面に合成樹脂製（ポリテトラフルオロエチレン製、ポリブチレンテレフタレート製など）のチューブ状ライナーが設けられた導管をガイド部材とし、ワイヤロープを内索とした自動車用コントロールケーブルにおいて、内索とライナーの間に充填して使用すると、従来のグリースを用いた場合と比較して、内索とライナーの潤滑性及び耐久性を飛躍的に向上させることができる。

以下、実施例及び比較例に基づき本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。

［実施例１〜４、比較例１〜１０］
実施例１〜４及び比較例１〜１０においては、それぞれ以下に示す基油及び添加剤を用いて表１、２に示す組成を有するグリース組成物を調製した。
（基油）
基油：ジメチルシリコーンオイル
（増ちょう剤）
Ｔ１：合成マイカ（コープケミカル株式会社製、ソマシフMAE）
Ｔ２：ウレア・ウレタン系
Ｔ３：リチウム系
（固体潤滑剤）
Ｓ１：ポリウレタンパウダー（平均粒子径１５０μｍ）
Ｓ２：ポリテトラフルオロエチレンパウダー（平均粒子径１μｍ）
Ｓ３：ポリテトラフルオロエチレンパウダー（平均粒子径１０μｍ）
Ｓ４：Ｌｉ−ステアレート
Ｓ５：ポリウレタンパウダー（平均粒子径５００μｍ）

次に、実施例１〜４及び比較例１〜１０のグリース組成物について以下の試験を行った。

（ちょう度）
ＪＩＳＫ２２２０に準拠して測定した。得られた結果を表１〜３に示す。
（耐熱性試験）
鋼板（６ｃｍ×８ｃｍ）にグリースを約２ｇ塗布し、２００℃の空気恒温槽中で２４時間加熱試験をしたのち、放冷後２５℃の広がりちょう度を測定した。下式により、加熱試験前のちょう度及び加熱試験後の広がりちょう度から耐熱性を求めた。
ここで、「広がりちょう度」とは、微量試料による硬さの簡易測定法で、２平板間の試料（０．０５ｇ）を荷重１８０ｇで５秒間押しつぶしたときの試料の広がり径（ｍｍ）で表す。広がりちょう度と１／４不混和ちょう度（ＪＩＳＫ２２２０）とは、次の関係式が成り立つ。
広がりちょう度＝５．２０６×（１／４不混和ちょう度）−９．１５
耐熱性＝（加熱試験前のちょう度−加熱試験後の広がりちょう度）／加熱試験前のちょう度×１００
得られた結果を表１〜３に示す。

（耐久試験）
グリース組成物を充填した試験用コントロールケーブルを半径１５ｃｍ、曲げ角度１８０°で恒温槽内に固定した。コントロールケーブルの負荷側のケーブルワイヤをモーターで駆動して牽引用レバーを操作し、もう一端の操作側のケーブルワイヤはスプリングを介して固定した。試験は、温度１２０℃、繰返摺動速度３０回／ｍｉｎ、ストローク３０ｍｍの条件で１００万回および２００万回の牽引−弛緩の摺動を繰り返した。
ライナー減少率（％）は、摺動試験前のポリテトラフルオロエチレン製のライナーの質量（基準ライナー質量，ｇ）を測定しておき、１００万回又は２００万回摺動試験を行った後に、グリース組成物を洗浄したポリテトラフルオロエチレン製のライナーの質量（耐久試験後ライナー質量，ｇ）を測定し、下式により算出した。
ライナー減少率（％）＝（基準ライナー質量−耐久試験後ライナー質量）／基準ライナー質量×１００
無負荷抵抗（Ｎ）は、１００万回又は２００万回の摺動試験後に、牽引用のレバー及びスプリングをはずし、フリーにした状態で、ケーブル全体を馴染ませるためにケーブルワイヤを１０回摺動させ、室温に冷却した後、バネばかりを用いてケーブルワイヤの引っ張り抵抗力を１０回測定しその平均値を求めた。
荷重効率（％）は、試験用コントロールケーブルを室温に冷却後、ケーブルワイヤを牽引して３００Ｎの負荷を掛け、反対側の操作力（Ｎ）を測定して下式により算出した。
荷重効率＝（３００／操作力）×１００
耐久試験条件：
ライナー材質：ポリテトラフルオロエチレンおよびポリブチレンテレフタレート製
ケーブルワイヤ径：直径２．３ｍｍ
コントロールケーブルの配策：Ｕ字（半径１５ｃｍ，曲げ角度１８０°）
負荷：３００Ｎ，摺動速度３０回／ｍｉｎ
温度：１２０℃
得られた結果を表１〜３に示す。なお、表１〜３中、「ＰＴＦＥ」はポリテトラフルオロエチレンを、「ＰＢＴ」はポリブチレンテレフタレートをそれぞれ意味する。また、比較例１〜１０の欄中、括弧書きで数値が記載されているものは１００万回に到達する前に測定不能となったものであり、括弧内の数値は５０万回摺動試験の結果を示している。

本発明は良好な潤滑性と耐久性を発揮するコントロールケーブル用グリース組成物に利用でき、さらに詳しくは、特に、内周面に合成樹脂製のチューブ状ライナーが備えられた導管をガイド部材としワイヤロープを内索とした自動車用コントロールケーブルにおいて、内索とライナーの間に充填して使用し、その間の潤滑性と優れた耐久性を発揮するグリース組成物として利用することができる。

Claims

シリコーンオイルと、ポリウレタンパウダーと、合成マイカとを含有することを特徴とするグリース組成物。
前記ポリウレタンパウダーの平均粒子径が１０〜４００μｍであり、前記ポリウレタンパウダーの含有量がグリース組成物全量を基準として１〜３０質量％であることを特徴とする、請求項１に記載のグリース組成物。
前記合成マイカが新油性を有する合成マイカであることを特徴とする、請求項１又は２に記載のグリース組成物。
内周面に合成樹脂製のチューブ状ライナーが設けられた導管をガイド部材とし、ワイヤロープを内索とした自動車用コントロールケーブルにおいて、前記内索と前記ライナーの間に充填して使用されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のグリース組成物。