JP2011173997A - Lubricating method using water - Google Patents

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Yuji Shidara
裕治 設楽
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lubricating method using water that improves lubricity (extreme pressure properties and low friction) and also has low environmental load when water is used as a lubricant from the aspect of safety and good hygiene. <P>SOLUTION: In the lubricating method, a gel-like lubricant or grease, which is obtained by blending 1-60 mass% of a thickener based on the total composition with mineral oil-based, synthetic oil-based and/or animal and vegetable oil-based lubricating oil and producing a semisolid state, is applied to a sliding part, and subsequently the sliding part is lubricated with water. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、安全性ならびに低環境負荷という点から、最も好ましい液体である水を使用する潤滑方法に関する。   The present invention relates to a lubrication method using water, which is the most preferred liquid, in terms of safety and low environmental load.

水を油に代わる潤滑剤のベースに用いる試みが行われているが、水の粘度が低すぎて必要な潤滑性が得られないため、水潤滑による汎用的トライボシステムの実現には現状至っていない。水を潤滑剤のベースとして用いて高い潤滑効果を得るために、かつエコロジーの観点から環境への影響の小さい添加剤を含む水潤滑システムの開発が不可欠と言われている。しかし、実用にたえるシステムは見いだされておらず、水を如何に潤滑剤として活用するかが課題となっている。   Attempts have been made to use water as a base for lubricants instead of oils, but since the viscosity of water is too low to provide the required lubricity, there has been no realization of a general-purpose tribo system using water lubrication. . In order to obtain a high lubrication effect using water as a base for the lubricant, it is said that it is essential to develop a water lubrication system including an additive having a small impact on the environment from the viewpoint of ecology. However, no practical system has been found, and how to use water as a lubricant has become a problem.

水を潤滑剤とした試みとして、低負荷領域であれば、ある程度実用に耐える水圧作動システムが報告されている。しかし、稼動時に高い接触面圧を受ける転がり軸受のような機械要素の場合、たとえ軸受材料がセラミックスであったとしても、水潤滑は油潤滑の場合の数%程度の軸受寿命しか示さないことも報告されている(非特許文献1)。水潤滑については、しゅう動材料面からの対応が主であり(特許文献1、2)、潤滑方法での対応のほとんど見られない。つまり、水潤滑の技術はまだまだ実用からは程遠い段階であると言える。   As an attempt to use water as a lubricant, there has been reported a hydraulic operation system that can withstand practical use to some extent in a low load region. However, in the case of a machine element such as a rolling bearing that receives a high contact surface pressure during operation, even if the bearing material is ceramics, water lubrication may only show a bearing life of about a few percent that of oil lubrication. It has been reported (Non-Patent Document 1). Water lubrication is mainly handled from the sliding material surface (Patent Documents 1 and 2), and almost no correspondence is observed in the lubrication method. In other words, it can be said that the water lubrication technology is still far from practical use.

特開平7−293556JP-A-7-293556 特開平10−101461JP-A-10-101461

「水系潤滑を活用した低環境負荷トライボシステムに関する研究開発」(財)香川県科学技術振興財団・産学官共同研究開発事業報告書(2001)"Research and development on low environmental load tribo system using water-based lubrication" Kagawa Prefectural Science and Technology Foundation, Industry-Academia-Government Joint Research and Development Project Report (2001)

本発明は、安全面、衛生面より水を潤滑剤として使用する場合において、潤滑性、特には極圧性を向上し、さらに低摩擦化して効率を向上し、しかも低環境負荷である潤滑方法を提供することを目的とする。   The present invention provides a lubrication method that improves lubricity, particularly extreme pressure properties, and further improves efficiency by reducing friction when water is used as a lubricant for safety and hygiene purposes. The purpose is to provide.

本発明者らは、上記の課題を解決する潤滑方法を開発するにあたり、グリースなどの半固体化した潤滑剤、特にはゲル状潤滑剤に着目し、それを塗布したしゅう動材料を水で潤滑することにより、摩耗が低減され、低摩擦となることを見出し、本発明を完成するに至った。
ゲル状潤滑剤は、極性のあるゲル化剤が水素結合により三次元のマトリックス(ミセル)を形成し、その中に潤滑油(基油と添加剤)が取り込まれて半固体状になっており、かつゲル化剤が水には溶けにくいためミセルは破壊されず、機器・機械の運転時のしゅう動部はゲル化剤の被膜で覆われ、水はそのまわりを流動し、主には冷却、密封のための働きをする。一方、ゲル状潤滑剤は、それ自体が油性剤であるゲル化剤を大量に含んでおり、また状態が半固体状であるため各種の添加剤を取り込みながら強固な吸着被膜を形成し、摩耗を低減し、低摩擦とすることができる。
これらのことから、しゅう動部に半固体潤滑剤、特にはゲル状潤滑剤を塗布した後、当該しゅう動部に水を使用する潤滑方法が極めて有用な水潤滑の方法であることを見出した。
In developing a lubrication method that solves the above-mentioned problems, the inventors focused on a semi-solid lubricant such as grease, particularly a gel lubricant, and lubricated the sliding material coated with water with water. As a result, the present inventors have found that wear is reduced and friction is reduced, and the present invention has been completed.
The gel lubricant is a semi-solid, with a polar gelling agent forming a three-dimensional matrix (micelle) by hydrogen bonding, and lubricating oil (base oil and additive) is taken into it. In addition, since the gelling agent is difficult to dissolve in water, the micelle is not destroyed, and the sliding part during operation of the equipment / machine is covered with a coating of gelling agent, and the water flows around it, mainly cooling Work for sealing. On the other hand, gel-like lubricants contain a large amount of gelling agent, which is an oily agent itself, and because it is in a semi-solid state, it forms a strong adsorption film while incorporating various additives, and wears. Can be reduced and the friction can be reduced.
From these facts, it was found that a lubrication method using water for the sliding portion after applying a semi-solid lubricant, particularly a gel lubricant, to the sliding portion is an extremely useful water lubrication method. .

すなわち、本発明は、以下のとおりの潤滑方法である。
(1)鉱油系、合成油系および/または動植物油系の潤滑油に、増ちょう剤を組成物全体に対し1〜60質量%配合して半固体化して得たゲル状潤滑剤あるいはグリースをしゅう動部に塗布した後、該しゅう動部を水を用いて潤滑する潤滑方法。
That is, the present invention is a lubrication method as follows.
(1) A gel-like lubricant or grease obtained by semi-solidifying a mineral oil, synthetic oil and / or animal and vegetable oil based lubricant with 1 to 60% by mass of a thickener based on the total composition. A lubrication method in which the sliding part is lubricated with water after being applied to the sliding part.

特には、(2)増ちょう剤が、50〜300℃の融点を有するアミド化合物である上記(1)に記載の潤滑方法。   In particular, (2) The lubricating method according to the above (1), wherein the thickener is an amide compound having a melting point of 50 to 300 ° C.

さらには、(3)半固体化したゲル状潤滑剤の液体化温度が、作動中のしゅう動部における水温より高い上記(1)または(2)に記載の潤滑方法。   Furthermore, (3) The lubrication method according to the above (1) or (2), wherein the liquefying temperature of the semi-solid gel lubricant is higher than the water temperature in the sliding portion during operation.

また、(4)ゲル状潤滑剤の基油が生分解性である上記(1)〜(3)いずれかに記載の潤滑方法。   (4) The lubricating method according to any one of (1) to (3), wherein the base oil of the gel lubricant is biodegradable.

本発明の潤滑方法によれば、油剤と比べて潤滑性に劣る水を液状の潤滑剤として使用する場合でも、しゅう動部に塗布されたゲル状潤滑剤あるいはグリースが、金属などのしゅう動材料の相互接触を妨げる充分な被膜を形成するため、油剤に匹敵する潤滑性、さらには低摩擦化して機械の効率を高めることができる。また、液体が水であることから、極めて安全な作業環境を作ると同時に、ゲル状潤滑剤あるいはグリースが大気に蒸散されないので、周囲の環境を汚すことが防止される。
この潤滑方法は、塗布した半固体化したゲル状潤滑剤あるいはグリースが消費されてしゅう動材料表面の被膜がなくなるまで、メインの潤滑剤として働き、摩耗を低減することから水潤滑の幅広い用途に有用である。また、被膜がなくなるまでの機器・機械の運転により、しゅう動材料の表面を平滑化することから摩耗低減・低摩擦の効果は持続される。被膜が消耗され、水潤滑のみでは不充分な場合は、再度、ゲル状潤滑剤をしゅう動部に塗布すれば長期にわたり効果は持続する。
According to the lubricating method of the present invention, even when water that is inferior in lubricity as compared with an oil agent is used as a liquid lubricant, the gel lubricant or grease applied to the sliding portion is a sliding material such as a metal. In order to form a sufficient film that prevents mutual contact, the lubricity comparable to that of an oil agent, and further, the friction can be reduced to increase the efficiency of the machine. Further, since the liquid is water, an extremely safe working environment is created, and at the same time, the gel-like lubricant or grease is not evaporated to the atmosphere, so that the surrounding environment is prevented from being contaminated.
This lubrication method works as a main lubricant until the coated semi-solid gel lubricant or grease is consumed and there is no coating on the sliding material surface. Useful. Further, since the surface of the sliding material is smoothed by the operation of the equipment / machine until the coating disappears, the effect of wear reduction and low friction is maintained. If the coating is consumed and water lubrication alone is insufficient, the effect can be maintained over a long period of time by applying the gel lubricant to the sliding portion again.

本発明で用いる半固体化したゲル状潤滑剤およびグリースは、基油と所望により添加剤とからなる潤滑油と増ちょう剤とから調製される。
潤滑油に用いる基油としては鉱油系、合成油系、動植物油系などの潤滑油基油を用いることができる。さらに、これらの潤滑油基油は、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。
鉱油系の基油としてはパラフィン鉱油、ナフテン鉱油などが、合成油系としては、ポリ−α−オレフィン、ポリブテン、アルキルベンゼン、エステル、エーテル、シリコーン油などが、動植物油系としては牛脂、鯨油、にしん油、大豆油、菜種油、パーム油あるいはそれらを変性させたものなどが挙げられる。
The semi-solid gel lubricant and grease used in the present invention are prepared from a lubricant and a thickener comprising a base oil and optionally an additive.
As the base oil used for the lubricating oil, a lubricating base oil such as a mineral oil, a synthetic oil, an animal or vegetable oil can be used. Furthermore, these lubricating base oils may be used alone or in combination of two or more.
Mineral oil base oils include paraffin mineral oil and naphthene mineral oil, synthetic oil systems include poly-α-olefins, polybutenes, alkylbenzenes, esters, ethers, silicone oils, and animal and vegetable oil systems include beef tallow and whale oil. Examples include oil, soybean oil, rapeseed oil, palm oil, and modified oils thereof.

これらの基油の中で、極性のある基油が強固なゲルを形成することから好ましい。このような基油としては、エステル系、エーテル系あるいは動植物系などの基油や、極性のあるゲル化剤でゲル化した基油が挙げられ、通常その水素結合により強固なゲルを形成する。
また、少量であれ半固体化したゲル状潤滑剤が水に混入し廃棄されるケースを想定すると、基油は生分解性であることがより好ましい。生分解性の基準としては(財)日本環境協会が認定する「エコマーク」取得のための認定基準がひとつの目安であり、OECD法(OECD301B、C、FまたはASTM D5864、D6731)で生分解度60%以上となっている。基油のうち鉱油等の炭化水素系油は生分解性が無いが、エステル、エーテルのうち特定構造のもの、および動植物油はほとんどは生分解性である。
Among these base oils, a polar base oil is preferable because it forms a strong gel. Examples of such base oils include base oils such as ester-based, ether-based, or animal-plant systems, and base oils that are gelled with a polar gelling agent, and usually form a strong gel by hydrogen bonding.
In addition, it is more preferable that the base oil is biodegradable, assuming a case where a semi-solid gel lubricant mixed in water is discarded even if a small amount. As a standard for biodegradability, the certification standard for obtaining the “Eco Mark” certified by the Japan Environment Association is one guideline, and biodegradation is performed by the OECD method (OECD 301B, C, F or ASTM D5864, D6731). The degree is over 60%. Among the base oils, hydrocarbon oils such as mineral oils are not biodegradable, but most of esters, ethers having a specific structure, and animal and vegetable oils are biodegradable.

基油の40℃における動粘度としては8〜1000mm2/sが好ましく、32〜500mm2/sがより好ましい。基油の粘度が低すぎると形成される被膜が薄くなり潤滑性が悪くなり、基油の粘度が高すぎるとゲルの流動性がなくなって取り扱いにくくなる。引火点は安全面から高いほど良く、200℃以上が好ましく、250℃以上がより好ましい。 Preferably 8~1000mm 2 / s as the kinematic viscosity at 40 ° C. of the base oil, 32~500mm 2 / s is more preferable. When the viscosity of the base oil is too low, the coating film formed becomes thin and the lubricity becomes poor. When the viscosity of the base oil is too high, the gel fluidity is lost and the handling becomes difficult. The higher the flash point, the better from the viewpoint of safety, preferably 200 ° C or higher, more preferably 250 ° C or higher.

基油に添加する添加剤としては、従来から潤滑油、グリースなどに用いられている、アルキル土類金属系清浄剤、摩耗防止剤、極圧剤、分散剤、酸化防止剤、防錆剤、金属不活性剤、消泡剤などの添加剤をより性能を向上させるために配合させることができる。
アルカリ土類金属系清浄剤としては、マグネシウム、カルシウム、バリウムなどのアルカリ土類金属を含有するもので、例えばアルカリ土類金属のスルホネート、フェネート、サリシレートなどが挙げられる。摩耗防止剤としては、リン酸エステル、酸性リン酸エステル、リン酸エステルアミン塩、亜リン酸アミン塩、ジアルキルジチオリン酸亜鉛などが挙げられる。
As additives to be added to the base oil, alkyl earth metal detergents, antiwear agents, extreme pressure agents, dispersants, antioxidants, rust inhibitors, conventionally used in lubricating oils, greases, etc. Additives such as metal deactivators and antifoaming agents can be added to improve performance.
Examples of the alkaline earth metal detergents include alkaline earth metals such as magnesium, calcium, and barium, and examples thereof include alkaline earth metal sulfonates, phenates, and salicylates. Examples of the antiwear agent include phosphate esters, acidic phosphate esters, phosphate ester amine salts, phosphite amine salts, zinc dialkyldithiophosphates, and the like.

その他の添加剤は、極圧剤としては硫化オレフィン、硫化油脂など、分散剤としてはポリアルケニルコハク酸イミド、ポリアルケニルコハク酸エステルおよびそれぞれのホウ酸変性物などが使用できる。また、酸化防止剤としてはアミン系、フェノール系の酸化防止剤など、金属不活性剤としてはベンゾトリアゾールなど、防錆剤としてはアルケニルコハク酸エステルまたは部分エステルなど、消泡剤としてはシリコーン化合物などがそれぞれ挙げられる。   Other additives include sulfurized olefins and sulfurized fats and oils as extreme pressure agents, and polyalkenyl succinimides, polyalkenyl succinic acid esters and their respective boric acid modified products as dispersants. Antioxidants such as amine and phenolic antioxidants, metal deactivators such as benzotriazole, rust inhibitors such as alkenyl succinic acid esters or partial esters, antifoaming agents such as silicone compounds, etc. Respectively.

添加剤により低摩擦化をはかるためには、つまり摩擦係数を下げるためには摩擦緩和剤の添加が有効である。摩擦緩和剤にはしゅう動材料に吸着し、その吸着被膜により金属等の直接接触を防止するエステル、アルコール、アミド化合物などの有機系摩擦緩和剤と、しゅう動部材と反応することにより表面に低せん断の被膜を形成することにより摩擦を低減させるモリブデン化合物などの含金属摩擦緩和剤がある。モリブデン化合物としては二硫化モリブデン、モリブデンジチオカーバメート、モリブデンジチオフォスフェートなどがある。特にはモリブデン化合物の添加が有効であり、ゲル状潤滑剤への配合量としては0.5〜20質量%が好ましく、1〜10質量%がより好ましい。添加量が少なすぎると低摩擦化の効果がなく、多すぎると他の添加剤とのバランスが悪くなり安定性が低下する。   In order to reduce the friction with the additive, that is, to reduce the friction coefficient, it is effective to add a friction modifier. The friction modifier is adsorbed on the sliding material, and its adsorption coating prevents organic metals such as esters, alcohols and amide compounds from reacting with the sliding member. There are metal-containing friction modifiers such as molybdenum compounds that reduce friction by forming a shear coating. Examples of the molybdenum compound include molybdenum disulfide, molybdenum dithiocarbamate, and molybdenum dithiophosphate. In particular, the addition of a molybdenum compound is effective, and the blending amount in the gel lubricant is preferably 0.5 to 20% by mass, more preferably 1 to 10% by mass. If the addition amount is too small, there is no effect of reducing friction, and if it is too much, the balance with other additives is deteriorated and the stability is lowered.

基油に添加剤を配合した潤滑油を半固体化する増ちょう剤のうち、ゲル状潤滑剤をつくるゲル化剤としてはアミド化合物が適している。アミド化合物としては、アミド基を1個以上有する脂肪酸アミドが好ましく、特にアミド基が1個のモノアミドおよびアミド基を2個有するビスアミドを好ましく用いることができる。モノアミド化合物としては、ラウリン酸アミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸アミドなどの飽和脂肪酸アミド、エルカ酸アミドなどの不飽和脂肪酸アミドおよびステアリルステアリン酸アミド、オレイルオレイン酸アミド、オレイルステアリン酸アミドなどの飽和または不飽和の長鎖脂肪酸と長鎖アミンによる置換アミド類などが挙げられる。通常、脂肪酸アミドの脂肪酸部分の炭素数は8〜20である。
ビスアミド化合物としては、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、メチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、m-キシレンビスステアリン酸アミドなどが挙げられる。
Of the thickeners that semisolidify lubricating oils containing additives in base oils, amide compounds are suitable as gelling agents for producing gel lubricants. As the amide compound, a fatty acid amide having one or more amide groups is preferable, and a monoamide having one amide group and a bisamide having two amide groups can be preferably used. Monoamide compounds include lauric acid amide, palmitic acid amide, stearic acid amide, behenic acid amide, saturated fatty acid amides such as hydroxy stearic acid amide, unsaturated fatty acid amides such as erucic acid amide, stearyl stearic acid amide, oleyl oleic acid amide And amides substituted with a saturated or unsaturated long-chain fatty acid and a long-chain amine, such as oleyl stearamide. Usually, the fatty acid amide has 8 to 20 carbon atoms in the fatty acid moiety.
Examples of the bisamide compound include ethylene bis stearic acid amide, ethylene bis oleic acid amide, methylene bis lauric acid amide, hexamethylene bis oleic acid amide, hexamethylene bishydroxy stearic acid amide, m-xylene bis stearic acid amide and the like.

アミド化合物の融点は50〜300℃であり、好ましくは100〜200℃で、用途に応じて適切な融点の化合物を選定すればよく、場合によっては2種以上のアミド化合物を混合し、融解する温度を調整してもよい。増ちょう剤であるのアミド化合物は、組成物(ゲル状潤滑剤)全体に対して1〜60質量%、好ましくは5〜40質量%、より好ましくは10〜35質量%配合する。である。仕上がりのゲル状潤滑剤の硬さはゲル化剤の配合量に依存し、配合量が少なすぎると柔らかすぎて形成する被膜が薄くなり、逆に多すぎると硬くなりすぎて取り扱いにくくなる。   The melting point of the amide compound is 50 to 300 ° C., preferably 100 to 200 ° C., and a compound having an appropriate melting point may be selected according to the use. In some cases, two or more amide compounds are mixed and melted. The temperature may be adjusted. The amide compound as a thickener is blended in an amount of 1 to 60% by mass, preferably 5 to 40% by mass, and more preferably 10 to 35% by mass with respect to the entire composition (gel lubricant). It is. The hardness of the finished gel lubricant depends on the blending amount of the gelling agent. If the blending amount is too small, the film formed is too soft and the formed film becomes thin. On the other hand, if it is too large, it becomes too hard and difficult to handle.

ゲル状潤滑剤が液体化する温度はゲル化剤の融点より数度低い温度であることから、使用中の、しゅう動部における水潤滑剤の温度より高い液体化温度となるようにゲル化剤を選定することが望ましい。しゅう動部における水潤滑剤の温度は、非接触温度計で測定することができる。また、水潤滑剤をリサイクル使用するような場合には、しゅう動部から流出する水潤滑剤の温度で代用することができる。   Since the temperature at which the gel-like lubricant is liquefied is several degrees lower than the melting point of the gelling agent, the gelling agent is used so that the liquefaction temperature is higher than the temperature of the water lubricant in the sliding portion during use. It is desirable to select The temperature of the water lubricant in the sliding portion can be measured with a non-contact thermometer. Further, when the water lubricant is recycled, the temperature of the water lubricant flowing out from the sliding portion can be substituted.

また、グリースは、潤滑油に増ちょう剤をブレンドして半固体化したものであるが、この増ちょう剤として、尿素化合物、金属石けんを使うことができる。
尿素化合物としては、ジウレア化合物、トリウレア化合物、テトラウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物などがあり、目的に応じて適宜用いることができる。
金属石けんは、カルボン酸またはそのエステルをアルカリ金属あるいはアルカリ土類金属等の金属水酸化物でケン化したものである。ここで、金属としてはナトリウム、カルシウム、リチウム、アルミニウム等が好適であり、カルボン酸としては油脂を加水分解してグリセリンを除いた粗製脂肪酸、ステアリン酸等のモノカルボン酸や、12−ヒドロキシステアリン酸等のモノヒドロキシカルボン酸、アゼライン酸等の二塩基酸、テレフタル酸、サリチル酸、安息香酸等の芳香族カルボン酸などが好適である。これらは1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。具体的には、リチウム石けんが好ましく、特には12−ヒドロキシステアリン酸を用いたリチウム石けんが好ましい。
In addition, the grease is semi-solid obtained by blending a lubricant with a thickener. As this thickener, a urea compound or a metal soap can be used.
Examples of the urea compound include a diurea compound, a triurea compound, a tetraurea compound, a urea / urethane compound, and the like, which can be appropriately used depending on the purpose.
Metal soap is a saponified carboxylic acid or ester thereof with a metal hydroxide such as an alkali metal or alkaline earth metal. Here, sodium, calcium, lithium, aluminum and the like are preferable as the metal, and the carboxylic acid is a crude fatty acid obtained by hydrolyzing fats and oils to remove glycerin, monocarboxylic acid such as stearic acid, and 12-hydroxystearic acid. Suitable are monohydroxycarboxylic acids such as dibasic acids such as azelaic acid, and aromatic carboxylic acids such as terephthalic acid, salicylic acid and benzoic acid. These may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type. Specifically, lithium soap is preferable, and lithium soap using 12-hydroxystearic acid is particularly preferable.

増ちょう剤は、組成物(グリース)全体に対して1〜60質量%、好ましくは5〜40質量%、より好ましくは10〜35質量%配合する。仕上がりのグリースの硬さは増ちょう剤の配合量に依存し、配合量が少なすぎると柔らかすぎて形成する被膜が薄くなり、逆に多すぎると硬くなりすぎて取り扱いにくくなる。   The thickener is blended in an amount of 1 to 60% by mass, preferably 5 to 40% by mass, and more preferably 10 to 35% by mass with respect to the entire composition (grease). The hardness of the finished grease depends on the blending amount of the thickener. If the blending amount is too small, the film formed becomes too soft and the formed film becomes thin. On the contrary, if the blending amount is too large, it becomes too hard and difficult to handle.

本発明で用いる水については特に規定はないが、ゴミ、微生物、金属分がなるべく少ないほうがよい。その点からはイオン交換水や蒸留水が好ましい。これらの水は、水溶性のアルコール、カルボン酸、リン酸などの耐摩耗剤、極圧剤や、菌、黴の発生を抑えるために、防腐剤、防黴剤を適量添加した水潤滑剤として用いることもできる。   The water used in the present invention is not particularly limited, but it is preferable that the amount of dust, microorganisms, and metals is as small as possible. From this point, ion-exchanged water or distilled water is preferable. These waters are anti-wear agents such as water-soluble alcohols, carboxylic acids, and phosphoric acids, extreme pressure agents, and water lubricants with appropriate amounts of preservatives and antifungal agents added to prevent the generation of bacteria and soot. It can also be used.

本発明の潤滑方法をしゅう動部に適用する具体的な手順は、まず、しゅう動材料に半固体潤滑剤、特にはゲル状潤滑剤を塗布してゲル状潤滑剤の塗膜を形成する。塗布は、従来から行われている適宜の方法で、一般的には、はけやブラシ、コーター等を用いて行うことができる。昇温して液体状態のゲル状潤滑剤中にしゅう動材料を浸漬した後、取り出して冷却する方法や、液体状態のゲル状潤滑剤をスプレイで噴霧した後、冷却する方法等でゲル状潤滑剤の膜を形成してもよい。
ゲル状潤滑剤で覆われたしゅう動部を潤滑剤として水を用いて潤滑するには、液体の潤滑油でしゅう動部を潤滑する従来の方法、例えば、滴下、吹きかけ、スプレイ、浸漬などの方法を、潤滑油を水に替えて適用すればよい。しゅう動部全体が水で覆われていることが好ましい。
A specific procedure for applying the lubrication method of the present invention to a sliding part is as follows. First, a semi-solid lubricant, particularly a gel lubricant is applied to the sliding material to form a gel lubricant coating. The application can be performed by an appropriate method conventionally used, and generally using a brush, a brush, a coater or the like. Gel lubrication with a method in which the temperature rises and the sliding material is immersed in a liquid gel lubricant and then taken out and cooled, or after spraying the liquid gel lubricant with a spray and then cooled An agent film may be formed.
To lubricate a sliding part covered with a gel lubricant with water as a lubricant, conventional methods of lubricating the sliding part with a liquid lubricant, for example, dripping, spraying, spraying, dipping, etc. The method may be applied by replacing the lubricating oil with water. It is preferable that the entire sliding portion is covered with water.

本発明の潤滑方法は、水を用いて潤滑する、摩耗を低減させ、さらに低摩擦化して効率向上を図り、安全で、しかも低環境負荷を低した潤滑方法であり、幅広い水潤滑の用途に有用に適用できる。なお、機械に使用されるしゅう動材料としては、細孔が存在するリン酸マンガン処理やリン酸亜鉛処理のような表面処理された材料が好ましく、半固体化したゲル状潤滑剤が細孔に浸透するため、剥離されにくくなり、その効果がより長時間にわたり持続される。   The lubrication method of the present invention is a lubrication method that is lubricated with water, reduces wear, further reduces friction and improves efficiency, is safe and has low environmental load, and is used in a wide range of water lubrication applications. Can be usefully applied. The sliding material used in the machine is preferably a surface-treated material such as manganese phosphate treatment or zinc phosphate treatment in which pores exist, and a semi-solid gel lubricant is present in the pores. Since it penetrates, it becomes difficult to peel off, and the effect is maintained for a longer time.

以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例によって何ら制限されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples. In addition, this invention is not restrict | limited at all by the following examples.

〔ゲル状潤滑剤の調製〕
次に示す潤滑油基油、増ちょう剤(ゲル化剤)、添加剤を用いて表1に記載の配合割合によりゲル状潤滑剤(ゲル−1〜ゲル−4)を調製した。配合割合は組成物全体基準での質量%で示した。
(A)基油
パラフィン系鉱油基油(動粘度(40℃)97mm2/s、粘度指数98、流動点−12.5℃、引火点274℃、(株)ジャパンエナジー製、VG100)
ポリオールエステル基油(ペンタエリスリトールと2−エチルヘキサン酸および3,5,5−トリメチルヘキサン酸(モル比で1:1)とのエステル、動粘度(40℃)69mm2/s、粘度指数89、流動点−40℃、引火点252℃、日油(株)製、VG68)
(B)添加剤
トリクレジルホスフェート(TCP、味の素(株)製のDURAD TCP)
塩基性カルシウムスルホネート(日本ルブリゾール(株)製のLZ−74、Ca含有量12質量%、塩基価305mgKOH/g)
モリブデンジチオカーバメート(MoDTC、(株)ADEKA製のサクラルーブ165、Mo含有量4.6質量%、S含有量5.1質量%)
(C)ゲル化剤
エチレンビスステアリルビスアミド(融点145℃、和光純薬工業(株)製試薬)
N−ラウリルラウリン酸アミド(融点77℃、和光純薬工業(株)製試薬)。
(Preparation of gel lubricant)
Gel lubricants (Gel-1 to Gel-4) were prepared at the blending ratios shown in Table 1 using the following lubricant base oil, thickener (gelling agent), and additives. The blending ratio was expressed as mass% based on the whole composition.
(A) Base oil / paraffinic mineral oil base oil (kinematic viscosity (40 ° C.) 97 mm 2 / s, viscosity index 98, pour point −12.5 ° C., flash point 274 ° C., VG100, manufactured by Japan Energy Co., Ltd.)
Polyol ester base oil (an ester of pentaerythritol with 2-ethylhexanoic acid and 3,5,5-trimethylhexanoic acid (1: 1 in molar ratio), kinematic viscosity (40 ° C.) 69 mm 2 / s, viscosity index 89 , Pour point -40 ° C, flash point 252 ° C, manufactured by NOF Corporation, VG68)
(B) Additive / tricresyl phosphate (TCP, DURAD TCP manufactured by Ajinomoto Co., Inc.)
Basic calcium sulfonate (LZ-74 manufactured by Nippon Lubrizol Co., Ca content: 12% by mass, base number: 305 mgKOH / g)
Molybdenum dithiocarbamate (MoDTC, Sakuralube 165 manufactured by ADEKA Corporation, Mo content 4.6% by mass, S content 5.1% by mass)
(C) Gelling agent / ethylene bisstearyl bisamide (melting point 145 ° C., reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
N-lauryl lauric acid amide (melting point 77 ° C., reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)

〔グリースおよび潤滑油〕
グリースとしては市販のJOMOリゾニックグリース NO.2(リチウム(Li)石けん系)と、JOMOウレアグリース NO.2(尿素系)を用いた。潤滑油としては市販の「JOMOハイドラックスA46」(鉱油系作動油)と、「JOMOスクリュー32」(鉱油系空気圧縮機油)を用いた。いずれも(株)ジャパンエナジー製である。
[Grease and lubricating oil]
As the grease, commercially available JOMO lysonic grease No. 2 (lithium (Li) soap type) and JOMO urea grease No. 2 (urea type) were used. As the lubricating oil, commercially available “JOMO Hydrax A46” (mineral oil-based hydraulic oil) and “JOMO screw 32” (mineral oil-based air compressor oil) were used. Both are manufactured by Japan Energy.

〔水〕
水は精製水(イオン交換法により精製した水を蒸留により製造した精製水、共栄製薬(株)製試薬)をそのまま用いた。
〔water〕
As the water, purified water (purified water produced by distillation of water purified by an ion exchange method, reagent manufactured by Kyoei Pharmaceutical Co., Ltd.) was used as it was.

Figure 2011173997
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〔潤滑性評価〕
調製して得られた4種のゲル状潤滑剤および2種のグリースをそれぞれ実施例1〜4および実施例5〜6として、テストピースに塗布し、その後、精製水の水浴中で潤滑性(FALEX焼付荷重)を測定し、曽田式振子型油性試験機を用い摩擦係数を測定した。得られた結果を表2に示した。一方、比較例として、比較例1、2及び3は、ゲル状の潤滑材を使用せず、水、作動油及び圧縮機油中で、それぞれ実施例と同様にFALEX焼付荷重及び摩擦係数を測定した。また、比較例4〜6は、水潤滑を併用せず、ゲル状潤滑剤を塗布しただけでそれぞれ同様にFALEX焼付荷重及び摩擦係数を測定した。得られた比較例1〜6の結果を表3に示した。
(FALEX試験)
摩耗量:ASTM D2670を参考に、Vブロックにゲル状潤滑剤、グリースあるいは潤滑油を塗布し、ピンと組み合わせてセットした後、水槽に浸して試験し、焼付荷重を測定した。測定は水温20℃、回転数100rpmで、ならし運転(荷重250Lbf、1分)の条件で行った。ただし、比較例4についてのみ、槽に油を入れて試験を行った。
(曽田式振子試験)
曽田式振子型油性試験機を用いた摩擦係数の測定は室温で行った。ローラーピンに半固体化したゲル状潤滑剤、グリースあるいは潤滑油を塗布し、一方、油槽にボールをセットし、油のかわりに精製水を入れて浸るようにした後、振子のローラーピンを静かにのせて摩擦係数の測定を行った。ただし、比較例4については油槽に油を入れた試験とした。
なお比較例1については、FALEX試験のならし運転で焼付を起こし、高い摩擦係数が予想されることから、機器保全のため測定しなかった。
(Lubricity evaluation)
The four types of gel lubricants and two types of greases thus prepared were applied to test pieces as Examples 1 to 4 and Examples 5 to 6, respectively, and then lubricated in a purified water bath ( FALEX seizure load) was measured, and the coefficient of friction was measured using an Iwata-type pendulum type oiliness tester. The obtained results are shown in Table 2. On the other hand, as Comparative Examples, Comparative Examples 1, 2 and 3 measured the FALEX seizure load and the friction coefficient in the same manner as in Examples in water, hydraulic oil and compressor oil without using a gel-like lubricant. . In Comparative Examples 4 to 6, the FALEB seizure load and the friction coefficient were measured in the same manner by applying the gel lubricant without using water lubrication. The results of Comparative Examples 1 to 6 obtained are shown in Table 3.
(FALEX test)
Abrasion amount: With reference to ASTM D2670, a gel lubricant, grease or lubricating oil was applied to the V block, set in combination with pins, then immersed in a water bath and tested, and the seizure load was measured. The measurement was performed under conditions of a water temperature of 20 ° C., a rotation speed of 100 rpm, and a leveling operation (load 250 Lbf, 1 minute). However, only Comparative Example 4 was tested by putting oil in the tank.
(Iwata pendulum test)
The coefficient of friction was measured at room temperature using a Kamata pendulum type oiliness tester. Apply semi-solid gel lubricant, grease or lubricating oil to the roller pin, set the ball in the oil tank, put purified water in place of the oil and immerse it, and gently push the roller pin of the pendulum The friction coefficient was measured on the surface. However, about the comparative example 4, it was set as the test which put oil in the oil tank.
Note that Comparative Example 1 was not measured for equipment maintenance because seizure occurred during the FALEX test break-in and a high coefficient of friction was expected.

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表2と表3からわかるように、本発明の潤滑方法は焼付荷重を向上させ、かつ低摩擦化できることから、極めて良好な潤滑方法であると言える。特に実施例1〜4の塗布用潤滑剤としてゲル状潤滑剤を用いた場合は、焼付荷重が高く、摩擦係数が低いことから極めて良好な結果であり、優れている。また、実施例5、6の塗布用にグリースを用いた場合でも、比較例2、3の潤滑油と比べるとはるかに良好な結果であった。比較例1の潤滑剤の塗布がない場合は極めて低い潤滑性しか示さなかった。比較例4〜6のゲル状潤滑剤のみを用い、水を用いない場合も低い潤滑性しか示さなかった。   As can be seen from Tables 2 and 3, the lubrication method of the present invention can be said to be a very good lubrication method because it can improve the seizure load and reduce the friction. In particular, when a gel lubricant is used as the coating lubricant of Examples 1 to 4, the seizure load is high and the friction coefficient is low, which is an excellent result and is excellent. Even when grease was used for application in Examples 5 and 6, the results were much better than the lubricating oils in Comparative Examples 2 and 3. When the lubricant of Comparative Example 1 was not applied, only a very low lubricity was shown. Only the gel lubricants of Comparative Examples 4 to 6 were used, and even when water was not used, only low lubricity was shown.

本発明の潤滑方法は、水での潤滑のみでは機器・機械の摩耗が多い場合や、水潤滑における長所である省エネルギー化、安全化をはかる際に極圧性がネックになる場合の潤滑性を向上させ、さらに低摩擦化し効率向上がはかれる方法であり、幅広い用途に有用に適用できる。   The lubrication method of the present invention improves lubricity when there is a lot of wear on equipment and machinery only with lubrication with water, or when extreme pressure becomes a bottleneck in achieving energy saving and safety, which are the advantages of water lubrication. In addition, it is a method of reducing friction and improving efficiency, and can be usefully applied to a wide range of applications.

Claims (4)

鉱油系、合成油系および/または動植物油系の潤滑油に、増ちょう剤を組成物全体に対して1〜60質量%配合して半固体化して得たゲル状潤滑剤あるいはグリースをしゅう動部に塗布した後、該しゅう動部を水で潤滑する潤滑方法。   Sliding gel lubricant or grease obtained by blending 1-60 mass% of thickener with mineral oil, synthetic oil and / or animal and vegetable oils based on the total composition. A method of lubricating the sliding portion with water after being applied to the portion. 増ちょう剤が、50〜300℃の融点を有するアミド化合物である請求項1に記載の潤滑方法。   The lubricating method according to claim 1, wherein the thickener is an amide compound having a melting point of 50 to 300 ° C. 半固体化したゲル状潤滑剤の液体化温度が、作動中のしゅう動部における水温より高い請求項1または2に記載の潤滑方法。   The lubrication method according to claim 1 or 2, wherein the liquefaction temperature of the semi-solid gel lubricant is higher than the water temperature in the sliding portion during operation. ゲル状潤滑剤の基油が生分解性である請求項1〜3のいずれかに記載の潤滑方法。   The lubricating method according to any one of claims 1 to 3, wherein the base oil of the gel lubricant is biodegradable.
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