JP2014091762A - Sliding grease composition - Google Patents

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浩二 斉藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide means capable of substantialLy preventing or reducing the seizure, excessive wear and/or the increase of friction force, and the like of a slide part even in a boundary lubrication region to a mixed lubrication region, particularly, in an ordinary temperature environment.SOLUTION: Provided is a sliding grease composition comprising: a base oil; and a porous organic fiber having opening holes at the surface, in which the average fiber size lies in the range of 0.2 to 5 μm, the average fiber length lies in the range of 5 to 50 μm, the average diameter of the opening holes lies in the range of 5 to 100 nm, and the percentage of the area of the opening holes to the total surface area of the organic fiber lies in the range of 1 to 10%.

Description

本発明は、摺動グリース組成物に関する。   The present invention relates to a sliding grease composition.

自動車等に用いられる摺動用グリースは、通常、基油及び増ちょう剤を含有する。摺動用グリースに含有される増ちょう剤としては、石鹸系材料及び非石鹸系材料を挙げることができる。石鹸系材料としては、例えば、リチウム石鹸等が使用される。また、非石鹸系材料としては、例えば、ジウレア化合物又はフッ素粉末のような有機系材料に加えて、シリカ粉末、チタニア、アルミナ又は炭素繊維のような無機系材料が使用される。これらの増ちょう剤は、通常は平滑な表面を有しており、多孔質ではない。   Sliding grease used in automobiles usually contains a base oil and a thickener. Examples of the thickener contained in the sliding grease include soap-based materials and non-soap-based materials. As the soap material, for example, lithium soap or the like is used. As the non-soap material, for example, an inorganic material such as silica powder, titania, alumina, or carbon fiber is used in addition to an organic material such as a diurea compound or fluorine powder. These thickeners usually have a smooth surface and are not porous.

例えば、特許文献1は、増ちょう剤と、微小粒子とを含む潤滑剤組成物であって、増ちょう剤としてシリカと、それ以外の他の増ちょう剤とを併用したことを特徴とする潤滑剤組成物を記載する。当該文献は、シリカ以外の他の増ちょう剤として、ベントナイト及び亜硝酸ホウ素のような無機系の非石鹸系材料、並びにジウレア化合物、アリルウレア化合物、ポリウレア化合物、フタロシアニン化合物、テレフタラメート化合物、インダンスレン及びアメリンのような有機系の非石鹸系材料を記載する。   For example, Patent Document 1 is a lubricant composition containing a thickener and fine particles, wherein the lubricant is a combination of silica and another thickener as a thickener. The agent composition is described. The reference describes, as thickeners other than silica, inorganic non-soap materials such as bentonite and boron nitrite, diurea compounds, allyl urea compounds, polyurea compounds, phthalocyanine compounds, terephthalamate compounds, Organic non-soap materials such as Len and Ameline are described.

特許文献2は、基油、導電性付与添加剤、分散剤、及び平均粒子径が2μm以下の無機化合物微粒子を含有する導電性グリース組成物において、前記導電性付与添加剤の含有量を組成物全体の0.1〜10質量%、前記分散剤の含有量を組成物全体の0.1〜10質量%、前記無機化合物微粒子の含有量を組成物全体の0.05〜7質量%としたことを特徴とする導電性グリース組成物を記載する。当該文献は、増ちょう剤として、ウレア化合物又は金属石鹸等が好ましいことを記載する。   Patent Document 2 describes the composition of the content of the conductivity-imparting additive in a conductive grease composition containing a base oil, a conductivity-imparting additive, a dispersant, and inorganic compound fine particles having an average particle size of 2 μm or less. 0.1 to 10% by mass of the total, the content of the dispersant is 0.1 to 10% by mass of the entire composition, and the content of the inorganic compound fine particles is 0.05 to 7% by mass of the total composition. A functional grease composition is described. This document describes that urea compounds or metal soaps are preferred as thickeners.

摺動用グリースは、基油及び増ちょう剤に加えて、摺動特性を維持又は向上させる手段として、極圧剤又は摩耗防止剤等の添加剤を含有する場合がある。前記添加剤としては、例えば、S系添加剤、P系添加剤及びMo系添加剤を挙げることができる。   In addition to the base oil and the thickener, the sliding grease may contain an additive such as an extreme pressure agent or an antiwear agent as a means for maintaining or improving the sliding characteristics. Examples of the additive include an S-based additive, a P-based additive, and a Mo-based additive.

特開2005-47938号公報JP 2005-47938 A 特開2004-123954号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-123954

摺動用グリースに含有される前記のような添加剤は、化学反応によって摺動特性を維持又は向上させる。このため、化学反応が急速に進行する高温領域(例えば40〜120℃)においてのみその効果を顕著に発現する。常温(例えば約30℃)環境下で摺動用グリースが使用される場合、前記化学反応が穏やかにしか進行しない。それ故、常温環境下では、添加剤による摺動特性の維持又は向上効果は限定的となる。   The above-mentioned additives contained in the sliding grease maintain or improve the sliding characteristics by a chemical reaction. For this reason, the effect is remarkably exhibited only in a high temperature region (for example, 40 to 120 ° C.) where the chemical reaction proceeds rapidly. When sliding grease is used in a room temperature (for example, about 30 ° C.) environment, the chemical reaction proceeds only moderately. Therefore, in the normal temperature environment, the effect of maintaining or improving the sliding characteristics by the additive is limited.

境界潤滑域〜混合潤滑域で摺動用グリースが使用される場合、摺動部において油膜層が全く形成されないか、又は該摺動部の一部しか油膜層が形成されない。このため、前記の潤滑域で摺動し続けると、摺動部の焼付、過大摩耗及び/又は摩擦力増加等が発生する可能性がある。例えば、シリカ、チタニア又はアルミナのような無機系材料の増ちょう剤は、硬度が高い。このため、境界潤滑域〜混合潤滑域で、これらの増ちょう剤を含有する摺動用グリースが使用される場合、該増ちょう剤が異物として作用(アブレシブ作用)し、摺動部の焼付、過大摩耗及び/又は摩擦力増加等が発生する可能性が更に高くなる。また、炭素繊維の増ちょう剤には多孔質の炭素繊維も存在するが、多孔質の炭素繊維は剛性が低い。このため、前記の潤滑域でこのような多孔質の炭素繊維を増ちょう剤として含有する摺動用グリースが使用される場合、摺動部の高面圧力下によって繊維構造が破壊されるおそれがある。   When the sliding grease is used in the boundary lubrication region to the mixed lubrication region, the oil film layer is not formed at all in the sliding portion, or the oil film layer is formed only in a part of the sliding portion. For this reason, if sliding continues in the above-mentioned lubrication region, seizure of the sliding portion, excessive wear and / or increase in frictional force may occur. For example, thickeners of inorganic materials such as silica, titania or alumina have high hardness. For this reason, when a sliding grease containing these thickeners is used in the boundary lubrication region to the mixed lubrication region, the thickener acts as a foreign substance (abstractive action), and seizure of the sliding portion is excessive. The possibility of occurrence of wear and / or increased frictional force is further increased. In addition, although carbon fiber thickeners include porous carbon fibers, porous carbon fibers have low rigidity. For this reason, when a sliding grease containing such porous carbon fiber as a thickener is used in the lubricating region, the fiber structure may be destroyed by the high surface pressure of the sliding portion. .

それ故、本発明は、境界潤滑域〜混合潤滑域、特に常温環境下であっても摺動部の焼付、過大摩耗及び/又は摩擦力増加等を実質的に防止又は軽減し得る手段を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides means capable of substantially preventing or reducing seizure of the sliding portion, excessive wear and / or increase in frictional force even in the boundary lubrication region to the mixed lubrication region, particularly in a room temperature environment. The purpose is to do.

本発明者は、前記課題を解決するための手段を種々検討した結果、摺動用グリースに含有される増ちょう剤の形状及び材料を最適化することにより、該摺動用グリースの剪断安定性及び焼付特性を向上し得ることを見いだし、本発明を完成した。   As a result of various studies on means for solving the above-mentioned problems, the present inventor has optimized the shape and material of the thickener contained in the sliding grease to thereby determine the shear stability and seizure of the sliding grease. The inventors have found that the characteristics can be improved and completed the present invention.

すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。   That is, the gist of the present invention is as follows.

(1) 基油と、表面に開放孔を有する多孔質の有機繊維であって、平均繊維径が0.2〜5μmの範囲であり、平均繊維長が5〜50μmの範囲であり、該開放孔の平均直径が5〜100 nmの範囲であり、該有機繊維の総表面積に対する該開放孔の面積の百分率が1〜10%の範囲である前記有機繊維とを含有する摺動グリース組成物。   (1) Base oil and porous organic fibers having open pores on the surface, the average fiber diameter is in the range of 0.2 to 5 μm, the average fiber length is in the range of 5 to 50 μm, A sliding grease composition comprising the organic fiber having an average diameter in the range of 5 to 100 nm and a percentage of the area of the open pores in the range of 1 to 10% with respect to the total surface area of the organic fiber.

(2) 前記有機繊維が、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート及びポリブチレンナフタレートからなる群より選択されるポリエステル繊維である、前記(1)に記載の摺動グリース組成物。   (2) The sliding grease according to (1), wherein the organic fiber is a polyester fiber selected from the group consisting of polyethylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and polybutylene naphthalate. Composition.

本発明により、境界潤滑域〜混合潤滑域、特に常温環境下であっても摺動部の焼付、過大摩耗及び/又は摩擦力増加等を実質的に防止又は軽減し得る手段を提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide means capable of substantially preventing or reducing seizure of a sliding portion, excessive wear and / or increase in frictional force even in a boundary lubrication region to a mixed lubrication region, particularly in a normal temperature environment. It becomes possible.

図1は、実施例1〜4及び比較例1〜9のグリースの焼付特性の試験結果を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing test results of seizure characteristics of greases of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 9.

<1. 摺動グリース組成物>
本発明は、基油と、有機繊維とを含有する摺動グリース組成物に関する。
<1. Sliding grease composition>
The present invention relates to a sliding grease composition containing a base oil and organic fibers.

本発明の摺動グリース組成物に含有される有機繊維は、表面に開放孔を有する多孔質の有機繊維であることが必要である。本発明者は、摺動用グリースに含有される増ちょう剤として、表面に特定の直径の開放孔を有する特定の形状の多孔質の有機繊維を用いることにより、該摺動用グリースの焼付特性を向上し得ることを見出した。本発明の摺動グリース組成物が高い焼付特性を示す理由は、以下のように説明することができる。なお、本発明の作用効果は、以下の原理に限定されるものではない。本発明の摺動グリース組成物に含有される、表面に開放孔を有する多孔質の有機繊維は、その表面に存在する開放孔の内部に基油を保持し得る。境界潤滑域〜混合潤滑域において、開放孔の内部に基油を保持した有機繊維は、摺動部材と接触することによって弾性変形する。このとき、開放孔の内部に保持された基油が浸出し、摺動部材の表面に供給される。その後、摺動部材との接触が解除されると、弾性変形した有機繊維は元の形状を回復する。このとき、開放孔の内部の圧力が低下するため、開放孔の内部に基油が充填される。これにより、有機繊維は、開放孔の内部に再び基油を保持し得る。このようにして連続的に供給される基油によって摺動特性が維持されるため、結果として高い焼付特性を示すことが可能となる。   The organic fiber contained in the sliding grease composition of the present invention needs to be a porous organic fiber having an open hole on the surface. The inventor has improved the seizure characteristics of the sliding grease by using a porous organic fiber having a specific shape having an open hole on the surface as a thickener contained in the sliding grease. I found out that I could do it. The reason why the sliding grease composition of the present invention exhibits high seizure characteristics can be explained as follows. In addition, the effect of this invention is not limited to the following principles. The porous organic fiber having an open hole on the surface thereof contained in the sliding grease composition of the present invention can retain the base oil inside the open hole existing on the surface. In the boundary lubrication region to the mixed lubrication region, the organic fiber holding the base oil inside the open hole is elastically deformed by coming into contact with the sliding member. At this time, the base oil held inside the open hole is leached and supplied to the surface of the sliding member. Thereafter, when the contact with the sliding member is released, the elastically deformed organic fiber recovers its original shape. At this time, since the pressure inside the open hole is lowered, the base oil is filled inside the open hole. Thereby, the organic fiber can hold | maintain base oil again inside an open hole. In this way, the sliding characteristics are maintained by the continuously supplied base oil, and as a result, high seizure characteristics can be exhibited.

なお、摺動グリース組成物の焼付特性は、限定するものではないが、例えば、SRV摩擦摩耗試験機を用いるボールオンプレート試験により、評価することができる。   The seizure characteristics of the sliding grease composition are not limited, but can be evaluated by, for example, a ball-on-plate test using an SRV friction and wear tester.

本発明の摺動グリース組成物に含有される有機繊維は、平均繊維径が0.2〜5μmの範囲であることが必要である。前記有機繊維の平均繊維径は、1〜5μmの範囲であることが好ましい。平均繊維径が0.2μm以上の場合、有機繊維の繊維強度が高くなる。このため、摺動による機械的剪断に対する安定性が向上する。有機繊維の剪断安定性が向上すると、機械的剪断による有機繊維の切断が実質的に防止又は抑制される。それ故、結果として摺動グリース組成物の急激なちょう度変化を防止又は抑制することができる。平均繊維径が5μm以下の場合、有機繊維間に基油を保持する増ちょう効果が高くなる。このため、例えば遠心力等の外力が作用した場合であっても、有機繊維と基油とが分離する現象を抑制することができる。   The organic fiber contained in the sliding grease composition of the present invention needs to have an average fiber diameter in the range of 0.2 to 5 μm. The average fiber diameter of the organic fibers is preferably in the range of 1 to 5 μm. When the average fiber diameter is 0.2 μm or more, the fiber strength of the organic fiber is increased. For this reason, the stability with respect to the mechanical shear by sliding improves. When the shear stability of the organic fiber is improved, cutting of the organic fiber due to mechanical shearing is substantially prevented or suppressed. Therefore, as a result, a rapid change in consistency of the sliding grease composition can be prevented or suppressed. When the average fiber diameter is 5 μm or less, the thickening effect of retaining the base oil between the organic fibers becomes high. For this reason, even if it is a case where external forces, such as a centrifugal force, act, for example, the phenomenon which an organic fiber and base oil isolate | separate can be suppressed.

なお、有機繊維の平均繊維径は、限定するものではないが、例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)により該有機繊維を観察し、数点の繊維径の実測値を平均化することによって決定することができる。   The average fiber diameter of the organic fiber is not limited, but is determined by, for example, observing the organic fiber with a scanning electron microscope (SEM) and averaging measured values of several fiber diameters. be able to.

また、摺動グリース組成物の剪断安定性は、限定するものではないが、例えば、4球式摩擦摩耗試験機を用いる摺動試験により、評価することができる。   The shear stability of the sliding grease composition is not limited, but can be evaluated by, for example, a sliding test using a four-ball frictional wear tester.

本発明の摺動グリース組成物に含有される有機繊維は、平均繊維長が5〜50μmの範囲であることが必要である。前記有機繊維の平均繊維長は、20〜50μmの範囲であることが好ましい。平均繊維長が5μm以上の場合、有機繊維間に基油を保持する増ちょう効果が高くなる。このため、例えば遠心力等の外力が作用した場合であっても、有機繊維と基油とが分離する現象を抑制することができる。平均繊維長が50μm以下の場合、摺動グリース組成物中で有機繊維が偏在することなく、実質的に均質に分散することができる。このため、例えば遠心力等の外力が作用した場合であっても、有機繊維と基油とが分離する現象を抑制することができる。また、平均繊維長が50μm以下の場合、摺動による機械的剪断に対する安定性が向上する。   The organic fiber contained in the sliding grease composition of the present invention needs to have an average fiber length in the range of 5 to 50 μm. The average fiber length of the organic fibers is preferably in the range of 20 to 50 μm. When the average fiber length is 5 μm or more, the thickening effect for retaining the base oil between the organic fibers becomes high. For this reason, even if it is a case where external forces, such as a centrifugal force, act, for example, the phenomenon which an organic fiber and base oil isolate | separate can be suppressed. When the average fiber length is 50 μm or less, organic fibers can be dispersed substantially uniformly in the sliding grease composition without being unevenly distributed. For this reason, even if it is a case where external forces, such as a centrifugal force, act, for example, the phenomenon which an organic fiber and base oil isolate | separate can be suppressed. Further, when the average fiber length is 50 μm or less, stability against mechanical shear due to sliding is improved.

なお、有機繊維の平均繊維長は、限定するものではないが、例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)により該有機繊維を観察し、数点の繊維長の実測値を平均化することによって決定することができる。   The average fiber length of the organic fibers is not limited, but is determined by, for example, observing the organic fibers with a scanning electron microscope (SEM) and averaging measured values of several fiber lengths. be able to.

本発明の摺動グリース組成物に含有される有機繊維は、開放孔の平均直径が5〜100 nmの範囲であることが必要である。前記有機繊維の開放孔の平均直径は、30〜100 nmの範囲であることが好ましい。開放孔の平均直径が5 nm以上の場合、該開放孔の内部に有効量の基油を保持し得る。このため、有機繊維の弾性変形によって基油が浸出し、摺動部材の表面に供給することができる。また、開放孔の平均直径が100 nm以下の場合、有機繊維の繊維強度が高くなる。このため、摺動による機械的剪断に対する安定性が向上する。   The organic fiber contained in the sliding grease composition of the present invention needs to have an average diameter of open holes in the range of 5 to 100 nm. The average diameter of the open holes of the organic fibers is preferably in the range of 30 to 100 nm. When the average diameter of the open holes is 5 nm or more, an effective amount of base oil can be retained inside the open holes. For this reason, the base oil can be leached by the elastic deformation of the organic fiber and supplied to the surface of the sliding member. In addition, when the average diameter of the open holes is 100 nm or less, the fiber strength of the organic fiber is increased. For this reason, the stability with respect to the mechanical shear by sliding improves.

なお、開放孔の平均直径は、限定するものではないが、例えば、以下の方法によって決定することができる。有機繊維の表面を、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて10000〜30000倍の倍率で撮影する。得られた有機繊維の表面のSEM画像を、画像処理ソフトウェアを用いて解析する。SEM画像中に存在する開放孔を疑似円として検出して、疑似円の直径を該開放孔の直径として記録する。また、前記開放孔のうち、前記ソフトウェアによって疑似円として検出されなかったものは、X方向及びY方向の寸法を測定し、両寸法を平均した値を該開放孔の直径として記録すればよい。このようにして記録された値を平均することにより、開放孔の平均直径を決定する。   In addition, although the average diameter of an open hole is not limited, For example, it can determine with the following method. The surface of the organic fiber is photographed at a magnification of 10,000 to 30,000 times using a scanning electron microscope (SEM). The SEM image of the surface of the obtained organic fiber is analyzed using image processing software. An open hole existing in the SEM image is detected as a pseudo circle, and the diameter of the pseudo circle is recorded as the diameter of the open hole. Of the open holes, those not detected as pseudo circles by the software may be measured by measuring the dimensions in the X direction and the Y direction and recording the average of both dimensions as the diameter of the open holes. By averaging the values thus recorded, the average diameter of the open holes is determined.

本発明の摺動グリース組成物に含有される有機繊維は、開放孔の平均直径が平均繊維径に対して1/10以下であることが好ましく、1/40以下であることがより好ましく、1/50以下であることが特に好ましい。開放孔の平均直径が前記比を満たす場合、摺動による機械的剪断に対する安定性が向上する。   The organic fiber contained in the sliding grease composition of the present invention preferably has an average diameter of open holes of 1/10 or less with respect to the average fiber diameter, more preferably 1/40 or less, Particularly preferred is / 50 or less. When the average diameter of the open holes satisfies the above ratio, stability against mechanical shear due to sliding is improved.

本発明の摺動グリース組成物に含有される有機繊維は、該有機繊維の総表面積に対する該開放孔の面積の百分率(以下、「孔面積比」とも記載する)が1〜10%の範囲であることが必要である。前記孔面積比は、5〜10%の範囲であることが好ましい。孔面積比が1%以上の場合、開放孔の内部に有効量の基油を保持し得る。このため、有機繊維の弾性変形によって基油が浸出し、摺動部材の表面に供給することができる。また、孔面積比が10%以下の場合、有機繊維の繊維強度が高くなる。このため、摺動による機械的剪断に対する安定性が向上する。   The organic fiber contained in the sliding grease composition of the present invention has a percentage of the area of the open pores relative to the total surface area of the organic fibers (hereinafter also referred to as “pore area ratio”) in the range of 1 to 10%. It is necessary to be. The pore area ratio is preferably in the range of 5 to 10%. When the pore area ratio is 1% or more, an effective amount of base oil can be retained inside the open pores. For this reason, the base oil can be leached by the elastic deformation of the organic fiber and supplied to the surface of the sliding member. Further, when the pore area ratio is 10% or less, the fiber strength of the organic fiber is increased. For this reason, the stability with respect to the mechanical shear by sliding improves.

なお、有機繊維の総表面積は、限定するものではないが、例えば、前記で説明した手段によって決定された該有機繊維の平均繊維径及び平均繊維長に基づき、算出することができる。また、開放孔の面積は、限定するものではないが、例えば、前記で説明した手段によって決定された該開放孔の平均直径に基づき、算出することができる。   In addition, although the total surface area of an organic fiber is not limited, For example, it can calculate based on the average fiber diameter and average fiber length of this organic fiber determined by the means demonstrated above. Moreover, the area of the open hole is not limited, but can be calculated based on the average diameter of the open hole determined by the means described above, for example.

前記で説明したように、本発明の摺動用グリース組成物が高い剪断安定性及び焼付特性を示すのは、該開放孔の内部に保持された基油が、有機繊維の弾性変形によって浸出し、摺動部材の表面に供給されることに起因すると考えられる。それ故、本発明の摺動グリース組成物に含有される有機繊維は、前記の作用効果を発現し得る多孔質の有機繊維、例えば、当該技術分野で増ちょう剤として通常使用される各種材料の多孔質の有機繊維を使用することができる。前記有機繊維としては、限定するものではないが、例えば、ポリエステル繊維、ポリウレタン繊維、ナイロン繊維(特開平2-175965号公報)若しくはポリフェニレンサルファイド繊維、又はそれらの共重合体からなる多孔質の有機繊維を挙げることができる。前記有機繊維は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)及びポリブチレンナフタレート(PBN)からなる群より選択されるポリエステル繊維であることが好ましく、PET繊維であることがより好ましい。   As explained above, the sliding grease composition of the present invention exhibits high shear stability and seizure characteristics because the base oil held inside the open hole is leached by elastic deformation of the organic fiber, This is considered to be caused by being supplied to the surface of the sliding member. Therefore, the organic fiber contained in the sliding grease composition of the present invention is a porous organic fiber capable of expressing the above-described effects, for example, various materials usually used as a thickener in the technical field. Porous organic fibers can be used. Examples of the organic fibers include, but are not limited to, for example, polyester fibers, polyurethane fibers, nylon fibers (Japanese Patent Laid-Open No. 2-175965), polyphenylene sulfide fibers, or porous organic fibers made of copolymers thereof. Can be mentioned. The organic fiber is a polyester fiber selected from the group consisting of polyethylene terephthalate (PET), polytrimethylene terephthalate (PTT), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene naphthalate (PEN), and polybutylene naphthalate (PBN). It is preferable that it is a PET fiber, and more preferably a PET fiber.

本発明の摺動グリース組成物に含有される基油は、特に限定されず、当該技術分野で通常使用される基油を使用することができる。   The base oil contained in the sliding grease composition of the present invention is not particularly limited, and a base oil usually used in the technical field can be used.

本発明の摺動グリース組成物は、その総体積に対して70〜90体積%の基油を含有することが好ましい。また、その総体積に対して5〜20体積%の有機繊維を含有することが好ましい。基油及び有機繊維を前記範囲で含有する場合、摺動用グリース組成物の剪断安定性及び焼付特性を向上させることができる。   The sliding grease composition of the present invention preferably contains 70 to 90% by volume of the base oil based on the total volume. Moreover, it is preferable to contain 5-20 volume% organic fiber with respect to the total volume. When the base oil and the organic fiber are contained in the above ranges, the shear stability and seizure characteristics of the sliding grease composition can be improved.

本発明の摺動グリース組成物は、当該技術分野で通常使用される方法を用いて製造することができる。増ちょう剤として使用する多孔質の有機繊維の材料は、例えば、前記樹脂原料を熱水可溶性ポリマーのような開放孔形成剤とともに溶融紡糸した後、開放孔形成剤を除去して多孔質の連続紡糸品を調製するか、又は前記樹脂原料からなる多孔質の長繊維性製品を購入等して準備すればよい。次いで、前記多孔質の有機繊維の材料を凍結後、数段階の条件に設定された粉砕手段(例えば、質量及び/又は材質の異なる数種類の落下球)によって該凍結材料を粉砕することにより、前記の形状を有する多孔質の有機繊維を調製することができる。その後、前記多孔質の有機繊維と基油とを混合することにより、本発明の摺動グリース組成物を得ることができる。   The sliding grease composition of the present invention can be produced using a method usually used in the art. The porous organic fiber material used as a thickener is, for example, melt-spun the resin raw material together with an open pore forming agent such as a hot water soluble polymer, and then removing the open pore forming agent to obtain a continuous porous material. A spun product may be prepared, or a porous long-fiber product made of the resin raw material may be purchased and prepared. Next, after freezing the porous organic fiber material, the frozen material is pulverized by pulverizing means (for example, several types of falling spheres having different masses and / or materials) set in several stages of conditions. A porous organic fiber having the following shape can be prepared. Then, the sliding grease composition of this invention can be obtained by mixing the said porous organic fiber and base oil.

以上のように、本発明の摺動グリース組成物は、境界潤滑域〜混合潤滑域、特に常温環境下であっても高い剪断安定性及び焼付特性を発現することができる。それ故、本発明の摺動グリース組成物を自動車等の潤滑剤として使用することにより、摺動部の焼付、過大摩耗及び/又は摩擦力増加等を実質的に防止又は軽減することが可能となる。   As described above, the sliding grease composition of the present invention can exhibit high shear stability and seizure characteristics even in a boundary lubrication region to a mixed lubrication region, particularly in a room temperature environment. Therefore, by using the sliding grease composition of the present invention as a lubricant for automobiles and the like, it is possible to substantially prevent or reduce seizure of the sliding portion, excessive wear and / or increase in frictional force, etc. Become.

以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれら実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the technical scope of the present invention is not limited to these examples.

<I:グリースの調製>
[実施例1-3及び比較例1-8]
PET粉末(三井ペット;三井化学製)及び熱水可溶性ポリマー(パオゲンPP-15;第一工業製薬製)を特定の比で混合し、二軸押出混練機(HK25D;パーカーコーポレーション)を用いて275℃で溶融混練することにより、ポリマーアロイを調製した。次に、溶融部温度(270〜275℃)、紡糸温度(250〜275℃)及び吐出量(引出量)(5〜10 m/分)を前記範囲で変化させながら、前記ポリマーアロイを溶融紡糸した。得られたポリマーアロイの繊維を、100℃の熱水に2時間浸漬させて該繊維に含まれる熱水可溶性ポリマーを除去した。これにより、表面に開放孔を有する多孔質のPET繊維を得た。得られたPET繊維を、液体窒素を用いて凍結した。冷凍粉砕機(JFC-300;日本分析工業製)を用いて、得られた凍結PET繊維を、質量の異なる数種類の落下球によって粉砕し、所定の形状を有するPET繊維を得た。得られたPET繊維を、総体積に対して10体積%の含有量となるように基油(PAO10;INEOS製)に添加して、実施例及び比較例のグリースを調製した。
<I: Preparation of grease>
[Example 1-3 and Comparative Example 1-8]
PET powder (Mitsui Pet; manufactured by Mitsui Chemicals) and hot water soluble polymer (Paogen PP-15; manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) are mixed at a specific ratio and 275 using a twin screw extruder kneader (HK25D; Parker Corporation). A polymer alloy was prepared by melt-kneading at ° C. Next, the polymer alloy is melt-spun while changing the melting part temperature (270 to 275 ° C.), the spinning temperature (250 to 275 ° C.) and the discharge amount (drawing amount) (5 to 10 m / min) within the above ranges. did. The obtained polymer alloy fiber was immersed in hot water at 100 ° C. for 2 hours to remove the hot water-soluble polymer contained in the fiber. As a result, porous PET fibers having open pores on the surface were obtained. The obtained PET fiber was frozen using liquid nitrogen. Using a freeze pulverizer (JFC-300; manufactured by Nihon Analytical Industrial Co., Ltd.), the obtained frozen PET fibers were pulverized with several types of falling balls having different masses to obtain PET fibers having a predetermined shape. The obtained PET fibers were added to a base oil (PAO10; manufactured by INEOS) so as to have a content of 10% by volume with respect to the total volume to prepare greases of Examples and Comparative Examples.

[実施例4]
表面に開放孔を有する市販のポリエステル繊維(ウエルキィ;帝人製)を用いて、本発明の摺動グリース組成物を調製した。前記ポリエステル繊維を実施例1-3と同様の手順で凍結粉砕し、所定の形状を有するポリエステル繊維を得た。得られたポリエステル繊維を、総体積に対して10体積%の含有量となるように基油(PAO10;INEOS製)に添加して、実施例4のグリースを調製した。
[Example 4]
The sliding grease composition of the present invention was prepared using a commercially available polyester fiber (Welky; manufactured by Teijin) having an open hole on the surface. The polyester fiber was freeze-ground by the same procedure as in Example 1-3 to obtain a polyester fiber having a predetermined shape. The obtained polyester fiber was added to a base oil (PAO10; manufactured by INEOS) so as to have a content of 10% by volume with respect to the total volume to prepare a grease of Example 4.

[比較例9]
特許文献1に記載の潤滑剤組成物のように、ジウレア化合物を増ちょう剤として含有する従来技術の摺動グリースの比較例である。
[Comparative Example 9]
This is a comparative example of a sliding grease of the prior art containing a diurea compound as a thickener, like the lubricant composition described in Patent Document 1.

2 mol(129 g)のアミン(オクチルアミン;東京化成工業製)及び1 mol(125 g)のイソシアネート(ジフェニルメタン-4,4-ジイソシアネート;日化トレーディング製)を反応させて、ジウレア化合物を調製した。得られたジウレア化合物を、総体積に対して10体積%の含有量となるように2000 gの基油(PAO10;INEOS製)に添加した。得られた混合物を、シェルロール試験機(870-02;株式会社離合社)を用いて剪断処理して、21μmの平均繊維長を有するジウレア化合物を増ちょう剤として含有する比較例9のグリースを調製した。   A diurea compound was prepared by reacting 2 mol (129 g) of amine (octylamine; manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 1 mol (125 g) of isocyanate (diphenylmethane-4,4-diisocyanate; manufactured by Nikka Trading). . The obtained diurea compound was added to 2000 g of base oil (PAO10; manufactured by INEOS) to a content of 10% by volume with respect to the total volume. The obtained mixture was subjected to shearing using a shell roll tester (870-02; Co., Ltd.) and the grease of Comparative Example 9 containing a diurea compound having an average fiber length of 21 μm as a thickener. Prepared.

<II:有機繊維の形状分析>
実施例1〜4及び比較例1〜9のグリースに含有される有機繊維の形状を分析した。各グリースの調製に使用した有機繊維の表面を、走査型電子顕微鏡(SEM)(JSM-6610;日本電子製)を用いて10000〜30000倍の倍率で撮影した。得られた有機繊維の表面のSEM画像を、画像処理ソフトウェア(WINROOF;三谷商事)を用いて解析した。SEM画像中に存在する開放孔のうち、前記ソフトウェアによって疑似円として検出されたものは、疑似円の直径を該開放孔の直径として記録した。また、前記開放孔のうち、前記ソフトウェアによって疑似円として検出されなかったものは、X方向及びY方向の寸法を測定し、両寸法を平均した値を該開放孔の直径として記録した。前記処理は、SEM画像中に存在する開放孔のうち、1 nm以上の測定が可能な開放孔のみを対象とした。
<II: Organic fiber shape analysis>
The shapes of the organic fibers contained in the greases of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 9 were analyzed. The surface of the organic fiber used for the preparation of each grease was photographed at a magnification of 10,000 to 30,000 times using a scanning electron microscope (SEM) (JSM-6610; manufactured by JEOL). The SEM image of the surface of the obtained organic fiber was analyzed using image processing software (WINROOF; Mitani Corp.). Among the open holes present in the SEM image, those detected as pseudo circles by the software were recorded as the diameter of the open holes. Of the open holes, those not detected as pseudo circles by the software were measured for the dimensions in the X and Y directions, and the average of both dimensions was recorded as the diameter of the open holes. The processing was only performed on open holes capable of measuring 1 nm or more among open holes existing in the SEM image.

前記の形状分析によって得られた実施例1〜4及び比較例1〜9のグリースに含有される有機繊維の形状を表1に示す。表中、孔面積比は、有機繊維の総表面積に対する該開放孔の面積の百分率を意味する。   Table 1 shows the shapes of the organic fibers contained in the greases of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 9 obtained by the shape analysis. In the table, the pore area ratio means the percentage of the area of the open pores with respect to the total surface area of the organic fibers.

Figure 2014091762
Figure 2014091762

<III:グリースの性能評価>
[剪断安定性の測定試験]
剪断安定性の測定試験は、以下の手順で行った。試験対象のグリースを、4球式摩擦摩耗試験機(神鋼造機株式会社)の試験ホルダー内に充填し、50 Nの荷重、室温、1時間の条件で摺動試験を行った。その後、試験ホルダーからグリースを回収し、ちょう度計(800M-01;株式会社離合社)を用いて摺動試験後のちょう度を測定した。予め測定した摺動試験前のちょう度と比較して、摺動試験後のちょう度が実質的に変化しなかった場合を「○」、摺動試験後のちょう度が上昇した場合を「△」、摺動試験後のちょう度が著しく上昇(粘度が低下)した場合を「×」と評価した。
<III: Performance evaluation of grease>
[Measurement test of shear stability]
The shear stability measurement test was performed according to the following procedure. The grease to be tested was filled in a test holder of a four-ball friction and wear tester (Shinko Engineering Co., Ltd.), and a sliding test was conducted under the conditions of 50 N load, room temperature, and 1 hour. Thereafter, the grease was collected from the test holder, and the consistency after the sliding test was measured using a consistency meter (800M-01; Co., Ltd.). Compared to the pre-measured consistency before the sliding test, “○” indicates that the consistency after the sliding test has not substantially changed, and “△” indicates that the consistency after the sliding test has increased. The case where the consistency after the sliding test was remarkably increased (viscosity decreased) was evaluated as “x”.

実施例1〜4及び比較例1〜9のグリースの剪断安定性の測定試験結果を表2に示す。   Table 2 shows the measurement test results of the shear stability of the greases of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 9.

Figure 2014091762
Figure 2014091762

表2に示すように、実施例1〜4のグリースは、いずれも摺動試験の前後でちょう度が実質的に変化しなかった。それ故、実施例1〜4のグリースは、高い剪断安定性を有することが明らかとなった。これに対し、ポリエステル繊維の平均繊維径が細い場合(比較例1)、ポリエステル繊維の平均繊維長が長い場合(比較例4)、ポリエステル繊維の開放孔の平均直径が大きい場合(比較例6)、及びポリエステル繊維の開放孔面積比が大きい場合(比較例8)、剪断安定性は低下した。また、ポリエステル繊維の平均繊維径が太い場合(比較例2)、及びポリエステル繊維の平均繊維長が短い場合(比較例3)にも、剪断安定性はやや低下した。   As shown in Table 2, the greases of Examples 1 to 4 did not substantially change the consistency before and after the sliding test. Therefore, it was revealed that the greases of Examples 1 to 4 have high shear stability. In contrast, when the average fiber diameter of the polyester fiber is thin (Comparative Example 1), when the average fiber length of the polyester fiber is long (Comparative Example 4), when the average diameter of the open holes of the polyester fiber is large (Comparative Example 6) When the open pore area ratio of the polyester fiber was large (Comparative Example 8), the shear stability was lowered. Further, when the average fiber diameter of the polyester fiber was large (Comparative Example 2) and when the average fiber length of the polyester fiber was short (Comparative Example 3), the shear stability was slightly lowered.

[焼付特性試験]
焼付特性試験は、以下の手順で行った。試験対象のグリースを、SRV摩擦摩耗試験機(SRV4;オプティモール社製)の摺動部に塗布し、試験荷重を上昇させながら、50 Hzの試験周波数、5 mmの試験振幅、室温の条件でボールオンプレート試験を行った。焼付が発生した時点で試験を終了し、その時点の試験荷重を「焼付荷重」として記録した。比較例9のグリースを用いて測定した場合の焼付荷重を1として、その値に対する指数を「焼付荷重指数」として算出した。
[Baking characteristics test]
The seizure characteristic test was performed according to the following procedure. Apply the grease to be tested to the sliding part of the SRV friction and wear tester (SRV4; manufactured by Optimol), and increase the test load while maintaining the test frequency of 50 Hz, test amplitude of 5 mm, and room temperature. A ball-on-plate test was performed. The test was terminated when seizure occurred, and the test load at that time was recorded as “seizure load”. The seizure load when measured using the grease of Comparative Example 9 was taken as 1, and the index for that value was calculated as the “seizure load index”.

実施例1〜4及び比較例1〜9のグリースの焼付特性の試験結果を図1に示す。   The test results of the seizure characteristics of the greases of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 9 are shown in FIG.

図1に示すように、実施例1〜4のグリースは、ジウレア化合物を増ちょう剤として含有する従来技術の摺動グリースである比較例9のグリースと比較して、焼付特性が40〜60%向上した。一方、ポリエステル繊維を増ちょう剤として含有するが該ポリエステル繊維の平均繊維径、平均繊維長、開放孔の平均直径及び/又は開放孔面積比が所定の範囲に含まれない比較例1〜8のグリースは、比較例9のグリースと略同程度又はそれを下回る焼付特性を示した。   As shown in FIG. 1, the greases of Examples 1 to 4 have a seizure characteristic of 40 to 60% as compared with the grease of Comparative Example 9 which is a sliding grease of the prior art containing a diurea compound as a thickener. Improved. On the other hand, the polyester fiber is contained as a thickener, but the average fiber diameter, the average fiber length, the average diameter of the open holes and / or the open hole area ratio of the polyester fibers is not included in the predetermined range. The grease exhibited a seizure characteristic substantially the same as or lower than that of Comparative Example 9.

前記のように、本発明の摺動グリース組成物が高い焼付特性を示すのは、増ちょう剤として含有する有機繊維の表面に存在する開放孔の内部に基油が保持されていることに起因すると考えられる。境界潤滑域〜混合潤滑域において、開放孔の内部に基油を保持した有機繊維は、摺動部材と接触することによって弾性変形する。このとき、開放孔の内部に保持された基油が浸出し、摺動部材の表面に供給される。このようにして供給された基油によって摺動特性が維持されるため、結果として高い焼付特性を示すと考えられる。   As described above, the sliding grease composition of the present invention exhibits high seizure characteristics because the base oil is held inside the open holes present on the surface of the organic fiber contained as the thickener. I think that. In the boundary lubrication region to the mixed lubrication region, the organic fiber holding the base oil inside the open hole is elastically deformed by coming into contact with the sliding member. At this time, the base oil held inside the open hole is leached and supplied to the surface of the sliding member. Since the sliding characteristics are maintained by the base oil supplied in this manner, it is considered that high seizure characteristics are exhibited as a result.

Claims (2)

基油と、表面に開放孔を有する多孔質の有機繊維であって、平均繊維径が0.2〜5μmの範囲であり、平均繊維長が5〜50μmの範囲であり、該開放孔の平均直径が5〜100 nmの範囲であり、該有機繊維の総表面積に対する該開放孔の面積の百分率が1〜10%の範囲である前記有機繊維とを含有する摺動グリース組成物。   Base oil and porous organic fibers having open pores on the surface, the average fiber diameter is in the range of 0.2 to 5 μm, the average fiber length is in the range of 5 to 50 μm, and the average diameter of the open pores is A sliding grease composition comprising the organic fiber in a range of 5 to 100 nm and a percentage of the area of the open pores in the range of 1 to 10% with respect to the total surface area of the organic fiber. 前記有機繊維が、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート及びポリブチレンナフタレートからなる群より選択されるポリエステル繊維である、請求項1に記載の摺動グリース組成物。


2. The sliding grease composition according to claim 1, wherein the organic fiber is a polyester fiber selected from the group consisting of polyethylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and polybutylene naphthalate.


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