JP2020094097A - 潤滑剤組成物、潤滑剤希釈溶液 - Google Patents

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Abstract

【課題】基油にフッ素系油を用いながら、高粘度で付着性に優れた潤滑剤組成物等を提供する。【解決手段】本発明の潤滑剤組成物として、末端置換基の少なくとも一方が、フッ素原子を含まない極性官能基、または、前記極性官能基を有する有機基となるパーフルオロポリエーテル誘導体と、(メタ)アクリレートポリマーと、を含有するようにした。【選択図】なし

Description

本発明は潤滑剤組成物等に関し、さらに詳しくは高粘度で付着性に優れた潤滑剤組成物等に関する。
潤滑剤の基油粘度を高くして油膜形成能力を高めることにより、高面圧条件下での油膜厚さの減少や油膜の破断を防ぎ、潤滑性を向上したり摩耗を防止したりできることは一般的に知られている。また上記以外にも、潤滑剤の基油粘度を高くすることは、対象物への付着性を向上させ、機械要素の騒音を防ぐこと、離油・油滲みを防ぐこと等の機能を付与することも判っている。このように、潤滑剤の基油粘度を高くするメリットは大きい。
さらに、電子部品やオーディオ装置の回転ボリュームや、自動車のギアシフトレバー等に適度な操作フィーリングと潤滑性とを付与する目的でも高粘度の潤滑剤が求められており、基油中に高分子化合物を配合することで潤滑剤基油を高粘度化する方法が提案されている(特許文献1、2および3)。
特許文献1には鉱物油とポリメタクリレートとからなる潤滑剤組成物が、特許文献2には合成炭化水素油とエチレン・プロピレン共重合体とからなる潤滑剤組成物が、それぞれ提案されている。しかしながら、本発明者らの検討によれば、これらの潤滑剤組成物は基油の主成分である鉱物油や合成炭化水素油が各種の樹脂部材を膨潤させたり、またはクラックを生じさせたりするという問題があり、その適用範囲は限定される。
また、特許文献3にはシリコーン油とポリブテンおよび/またはポリブタジエンとからなる潤滑剤組成物が提案されている。しかしながら、シリコーン油は、低分子量の低沸点成分を不純物として含有しており、この成分が揮発して、例えば電気接点等に付着して通電不良を起こすため、電子部品近傍での使用に適さないという問題がある。
樹脂部材に対する攻撃性や、電子部品の絶縁障害といった問題を生じない潤滑剤およびグリースの基油として、パーフルオロポリエーテル等のフッ素油が挙げられる。しかしながら、このフッ素油を高粘度化しようとしても、上述したポリメタクリレート、エチレン・プロピレン共重合体、ポリブテン、ポリブタジエン等の高分子化合物は、フッ素油に対する溶解性を示さないので、高粘度化が困難である。また、グリース組成物であれば、増稠剤を多量に配合することで低せん断速度下での粘度を向上させることは可能であるが、高面圧および高速摺動条件で想定される高せん断速度下での粘度は、基油粘度の影響が支配的となるためその効果は極めて限定的となる。
特開2010−174117号公報 特開2010−248442号公報 特開2007−211070号公報
本発明は上記の問題点に鑑み、基油にフッ素系油を用いながら、高粘度で付着性に優れた潤滑剤組成物等を提供することを目的とする。
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、以下の手段によって上記課題を解決できることを見出した。
即ち、上記目的を達成する本発明は、末端置換基の少なくとも一方が、フッ素原子を含まない極性官能基、または、前記極性官能基を有する有機基となるパーフルオロポリエーテル誘導体と、(メタ)アクリレートポリマーと、を含有することを特徴とする潤滑剤組成物である。
本発明のパーフルオロポリエーテル誘導体と(メタ)アクリレートポリマーを配合することで、高粘度且つ付着性に優れたフッ素系基油の潤滑剤組成物が提供される。
上記潤滑剤組成物に関連して、前記パーフルオロポリエーテル誘導体が、下記化学式(1)または(2)で表されることを特徴とする。
ここで、m+n=3〜500、m:n=10〜90:90〜10、末端置換基Xは、一方或いは両方が、フッ素原子を含まない極性官能基、または、前記極性官能基を有する有機基であり、一方の末端置換基Xのみが前記極性官能基または前記有機基となる場合、他方側の前記末端置換基Xはフッ素(F)化合物である。
上記潤滑剤組成物に関連して、前記極性官能基または前記有機基が、ヒドロキシ基、アルデヒド基、カルボキシ基、ニトロ基、アミノ基、スルホ基、カルボン酸塩、アルキルエステル、アルキルアミド、ポリアルキルアミド、アルキルウレタン、ポリアルキルウレタン、ウレタン(メタ)アクリレート、リン酸アルキルエステル、アルコキシシラン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルの、少なくともいずれか1種を含むことを特徴とする。
前記m+nが3未満の場合は分子量が過小となり、高温環境下においてパーフルオロポリエーテル誘導体が揮発し、潤滑性を損なうことがある。また、前記m+nが500を超える場合は、パーフルオロポリエーテル誘導体の粘度の温度依存性が大きくなり、特に低温環境下での潤滑性を損なうことがある。更に、末端置換基Xに前記の選択肢を含めることで、(メタ)アクリレートポリマーとの相溶性を向上させることができる。
上記潤滑剤組成物に関連して、前記パーフルオロポリエーテル誘導体と前記(メタ)アクリレートポリマーとの質量比が99.5:0.5〜10:90であることを特徴とする。
上記潤滑剤組成物に関連して、さらにフッ素油を配合してなることを特徴とする。
上記潤滑剤組成物に関連して、前記パーフルオロポリエーテル誘導体と前記(メタ)アクリレートポリマーとの質量が99.5:0.5〜10:90であり、かつ前記パーフルオロポリエーテル誘導体と前記(メタ)アクリレートポリマーと前記フッ素油との合計量に対する前記フッ素油の含有割合が、97質量%以下であることを特徴とする。
上記潤滑剤組成物に関連して、さらに増稠剤を配合してなることを特徴とする。
上記目的を達成する潤滑剤希釈溶液は、上記の潤滑剤組成物と、以下のフッ素系溶媒の選択群から選ばれる一種又は複数種を含む希釈剤と、を有することを特徴とする。
選択群:パーフルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロオレフィン、ハイドロフルオロクロロオレフィン、ヘキサフルオロメタキシレン、パーフルオロポリエーテル
以上の通り、本発明によれば、パーフルオロポリエーテル誘導体と、(メタ)アクリレートポリマーとを配合することで、高粘度のフッ素系基油を用いた潤滑剤組成物が提供される。本発明の潤滑剤組成物は、高面圧下での潤滑性の向上や摩耗の防止に有効であり、付着性に優れることから、機械要素の騒音防止や回転・摺動部品の操作フィーリング調整といった機能も付与可能である。
以下、本発明の実施の形態について説明する。本実施形態におけるパーフルオロポリエーテル誘導体(以下、PFPE誘導体)としては、下記化学式(1)または(2)で表される化合物を挙げることができる。
ここで、m+n=3〜500、m:n=10〜90:90〜10、末端置換基Xは、一方或いは両方が、フッ素原子を含まない極性官能基、または、この極性官能基を有する有機基となる。一方の末端置換基Xのみが極性官能基または有機基に変性される場合、反対側の末端置換基Xは、フッ素(F)化合物とすることが好ましい。両末端置換基Xが極性官能基または有機基に変性される場合、これらの末端変性基は同一であっても異なっていても良いが、通常は同一とされる。フッ素原子を含まない極性官能基としては、ヒドロキシ基、アルデヒド基、カルボキシ基、ニトロ基、アミノ基、スルホ基、カルボン酸塩等が挙げられる。また、これらの極性官能基を有する有機基としては、アルキルエステル、アルキルアミド、ポリアルキルアミド、アルキルウレタン、ポリアルキルウレタン、ウレタン、(メタ)アクリレート、リン酸アルキルエステル、アルコキシシラン、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等が挙げられる。これらのPFPE誘導体は、単独で或いは2種以上を組み合わせて用いることができる。PFPE誘導体はその末端の一方或いは両方に、フッ素原子を含まない極性官能基、同極性官能基を有する有機基を有するため、エステル結合に由来する極性高分子である(メタ)アクリレートポリマーと高い相溶性を示す。
本実施形態における(メタ)アクリレートポリマーとしては、(メタ)アクリレートモノマーの重合体、アクリレートとメタクリレートの共重合体、および、(メタ)アクリレートモノマーと共重合性を有する他のモノマーとの共重合によって得られる共重合体が好適に用いられる。なお、本明細書において「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートおよび/またはメタクリレートを意味し、「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸および/またはメタクリル酸を意味する。
(メタ)アクリレートモノマーとしては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸イソルボニル等の(メタ)アクリル酸エステルモノマーや、(メタ)アクリル酸、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、アクリルアミド、グリシジルメタクリレート、2−(トリフルオロメチル)アクリル酸等の(メタ)アクリレートモノマー、更には(メタ)アクリル酸2,2,2−トリフルオロエチル、(メタ)アクリル酸2,2,3,3−テトラフルオロプロピル、(メタ)アクリル酸2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル、(メタ)アクリル酸1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロピル、(メタ)アクリル酸2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブチル、(メタ)アクリル酸2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロブチル、(メタ)アクリル酸 1H,1H,5H−オクタフルオロペンチル、(メタ)アクリル酸1H,1H,2H,2H−ノナフルオロヘキシル、(メタ)アクリル酸2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7−ドデカフルオロヘプチル、(メタ)アクリル酸1H,1H,2H,2H−トリデカフルオロ−n−オクチル、アクリル酸1H,1H−ペンタデカフルオロ−n−オクチル、アクリル酸1H,1H,2H,2H−ヘプタデカフルオロデシル、(メタ)アクリル酸ペンタフルオロフェニル、メタクリル酸ペンタフルオロベンジル等のフッ化(メタ)アクリレートモノマーが挙げられ、これらのモノマーは単独で用いられていても、2種以上が併用されていてもよい。これらのモノマーからなるポリマーは、本実施形態のPFPE誘導体に対して高い相溶性を示し、少量配合するだけでもその粘度を向上させることができるため、摺動部材上での高い油膜形成能力を付与することができる。中でもフッ化(メタ)アクリレートモノマーからなるフッ化(メタ)アクリレートポリマーは、各種の樹脂部材や金属部材に対して優れた付着性を付与できるため特に好ましい。
本実施形態の(メタ)アクリレートポリマーには、共重合性モノマーが共重合されていても良い。(メタ)アクリレートモノマーと共重合される共重合性モノマーとしては、例えば、イタコン酸、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ビニルエーテル、スチレン、アクリロニトリル、パーフルオロブチルエチレン、パーフルオロヘキシルエチレン、3−(パーフルオロヘキシル)−1−プロペン、2−(パーフルオロヘキシル)エチルビニルエーテル、トリフルオロ酢酸ビニルなどが挙げられる。これらの共重合性モノマーの構成比が過大となると、この(メタ)アクリレートポリマーのPFPE誘導体に対する溶解性を損なうことがあるため、ポリマー全体における共重合性モノマーのモル比は70%以下であることが好ましく、より好ましくは50%以下である。
本実施形態の(メタ)アクリレートポリマーとしては重量平均分子量(Mw)が、3,000以上のものであることが好ましい。低分子量の(メタ)アクリレートポリマーは、増粘効果を得るためには多量に配合する必要があり、その結果潤滑性能を損なうことがある。より好ましい(メタ)アクリレートポリマーの重量分子量は(Mw)は5,000以上、更に好ましくは10,000以上、特に好ましくは30,000以上である。
上記(メタ)アクリレートポリマーの市販品としては日本カーバイド工業株式会社製「ニッセツ」、トーヨーケム株式会社製「オリバイン」、東亞合成株式会社製「アロンタック」および「アルフォン」、サイデン化学株式会社製「サイビノール」、綜研化学株式会社製「SKダイン」、日本触媒株式会社製「アクリセット」、一方社油脂工業株式会社製「バインゾール」、昭和電工株式会社製「ビニロール」、DIC株式会社製「ファインディック」、スリーエム ジャパン株式会社製「ノベック」、AGCセイケミカル株式会社製「エスエフコート」、ダイキン工業株式会社製「ユニダイン」、株式会社フロロテクノロジー製「フロロサーフ」、ユニマテック株式会社製「ノックスバリアー」、日油株式会社製「モディパー」などを挙げることができる。これら(メタ)アクリレートポリマーの市販品は各種の溶剤により希釈されていることがあるが、当該(メタ)アクリレートポリマー製品と上記PFPE誘導体とを撹拌・混合する過程で加熱および/または減圧し希釈溶剤を除去することで、本実施形態の潤滑剤組成物として用いることができる。一方、ペレット状やビーズ状の固形物として提供される市販品については、PFPE誘導体と混合した後、(メタ)アクリレートポリマーの軟化点程度まで加温しながら撹拌することで(メタ)アクリレートポリマーを溶解し、本実施形態の潤滑剤組成物としてもよいし、固形の(メタ)アクリレートポリマーを各種の溶剤に溶解したものとPFPE誘導体とを撹拌・混合する過程で、加熱および/または減圧し溶剤を除去することで、本実施形態の潤滑剤組成物としてもよい。
上記のPFPE誘導体と(メタ)アクリレートポリマーとの配合比率は特に限定されないが、両者の合計量を100質量部とした場合99.5:0.5〜10:90の範囲であることが好ましく、より望ましくは、99.5:0.5〜30:70とする。付着性を一層良好にする際には、PFPE誘導体の配合比率を、(メタ)アクリレートポリマーよりも大きくなるようにすることが好ましい。すでに述べたように、(メタ)アクリレートポリマーを配合し過ぎると、潤滑性能が低下しやすい。毛細管式粘度計や円錐円板粘度計等により測定されるPFPE誘導体の粘度値を参照し、低粘度のものには多量の(メタ)アクリレートポリマーを、高粘度のものには少量の(メタ)アクリレートポリマーを配合するなどして、所望の粘度が得られるように調整すればよい。
本実施形態の潤滑剤組成物は、PFPE誘導体と(メタ)アクリレートポリマーとの混合物に、さらにパーフルオロポリエーテル等のフッ素油を配合することが可能である。PFPE誘導体と(メタ)アクリレートポリマーとの混合物を他のフッ素油に配合することにより、高粘度の基油を得ることができる。この他のフッ素油と同様、PFPE誘導体自体は、フッ素系油として特段に高粘度なものではなく、これのみに対して、他のフッ素油と混合しても両者の粘度を向上させる効果は限定的である。一方、(メタ)アクリレートポリマーは、単独では、パーフルオロポリエーテル等のフッ素油に溶解しないため、増粘効果や付着性向上効果が得られない。そこで本実施形態では、増粘効果や付着性向上効果を発現させる主体としての(メタ)アクリレートポリマーを、パーフルオロポリエーテル等のフッ素油に溶解せしめることを目的として、これら両者に対して同時に相溶性を発揮し得る、PFPE誘導体を介在させている。結果、PFPE誘導体と、(メタ)アクリレートポリマーと、他のフッ素油全体の混合物全体として、増粘効果や付着性向上効果を得ることが可能となる。
なお、フッ素油と併用する場合、PFPE誘導体と(メタ)アクリレートポリマーの配合比率は、両者の合計量を100質量部とした場合99.5:0.5〜10:90の範囲であることが好ましく、より望ましくは、99.5:0.5〜30:70とし、特に好ましくは99:1〜50:50の範囲である。なお、PFPE誘導体の配合比率を下げる分だけ、汎用的なフッ素油の配合量(併用量)を増やすことが可能となり、低コスト化も実現できる。PFPE誘導体と(メタ)アクリレートポリマーとフッ素油との混合物におけるフッ素油割合は特に限定されないが、前記3成分の合計量に対して、97質量%以下が好ましく、より好ましくは95質量%以下、特に好ましくは90質量%以下である。PFPE誘導体と(メタ)アクリレートポリマーとの混合物は、比較的高粘度なフッ素油と併用する場合は少量配合し、比較的低粘度なフッ素油と併用する場合は多量配合するのがよい。ここまでに述べた組成の潤滑剤組成物において、25℃測定時のせん断速度100s−1における粘度は2.0Pa・s以上であることが好ましく、各種の樹脂部材や金属部材に対して優れた付着性を付与するために、更に好ましくは4.0Pa・s以上、各種の機械要素に操作フィーリングを付与するために更に好ましくは6.0Pa・s以上である。
PFPE誘導体と(メタ)アクリレートポリマーとの混合物と併用するフッ素油としてはパーフルオロポリエーテルが挙げられる。パーフルオロポリエーテルの市販品としてはKrytox(クライトックス)GPL 100、同GPL 101、同GPL 102、同GPL 103、同GPL 104、同GPL 105、同GPL 106、同GPL 107(以上、ケマーズ株式会社製)、FOMBLIN(フォンブリン)M03、同M07、同M15、同M30、同M60、同M100、同Y04、同Y06、同Y15、同Y45、同YU700、同YR、同YPL1500、同YR1800、同YLVAC06/6、同YLVAC16/6、同W150、同W500、同W800、同Z03、同Z15、同Z25、同Z60(以上、ソルベイジャパン株式会社製)DEMNUM(デムナム)S−20、同S−65、同S−200(以上、ダイキン工業株式会社製)、BARRIERTA(バリエルタ)J25 FLUID、同J60 FLUID、同J100 FLUID、同J180 FLUID、同J400 FLUID、同J800 FLUID、同J25、同J60、同J100、同J180、同J400、同J60EP(以上、NOKクリューバー株式会社製)などが挙げられる。
本実施形態の潤滑剤組成物は、さらに増稠剤を配合しグリースとして使用することができる。増稠剤としては公知のものが使用でき特に限定されないが、一般にフッ素系グリースに使用されるフッ素樹脂、メラミンシアヌレートが好適に用いられる。グリースとして好ましいせん断速度100s−1における粘度は25.0Pa・s以上であり、各種の樹脂部材や金属部材に対して優れた付着性を付与するために更に好ましくは35.0Pa・s以上、各種の機械要素に操作フィーリングを付与するために更に好ましくは45.0Pa・s以上である。
フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)と、その共重合体が挙げられる。本実施形態に使用する場合は、平均粒子径0.1〜30μmのものが好ましい。この際、潤滑剤組成物中に含有するフッ素樹脂の好ましい配合量は5〜50質量%、より好ましくは10〜40質量%である。フッ素系樹脂は、市販されているKTL,KTシリーズKT−300M、同KT−400M、同KT−600M、同KTL−450、同KTL−610、同KTL−620、同KTL−20N、同KTL−10N、同KTL−8N、同KTL−4N、同KTL−2N、同KTL−8F、同KTL−500F(以上、喜多村社製)、ドライフィルムRA、同RA/IPA、同RA/W、同2000/IPA、同LW−1200(以上、ケマーズ株式会社製)、ダイニオンTF1700、同TF1705、同TF1750、同TF9201Z、同TF9205、同TF9207Z(以上、スリーエム ジャパン株式会社製)、セフラルルーブI、同V(以上、セントラル硝子株式会社製)、アルゴフロンL100、同L101−1、同L106、同L203、同L206、同L600、ポリミストF284、同F5A、同F5 A EX、同XPP 511、同XPP 515、同XPP 535、同XPP 538、同XPP 552(以上、ソルベイジャパン株式会社製)、ルブロンL−2、同L−5、同L−5F、同LDW−410(以上、ダイキン工業株式会社製)、ゾニールTLP−10F−1、同MP1300、同MP1500−J、(以上、三井・デュポン フロロケミカル株式会社製)などが挙げられる。
メラミンシアヌレートは、メラミンとシアヌル酸の付加物からなる白色粉末である。本実施形態に使用する場合は、平均粒子径30μm以下のものが好ましい。具体的には、メラミンシアヌレート ProFlame−MC15、同MC25(NOVISTA社製)、MC−4000、MC−4500、MC−6000(日産化学工業株式会社製)、MELAPUR MC25、同200/70(BASF社製)などが挙げられる。
その他の増稠剤としてはカルシウム石けん、アルミニウム石けん、ナトリウム石けん、リチウム石けん、カルシウムコンプレックス、カルシウムスルフォネートコンプレックス、アルミニウムコンプレックス、リチウムコンプレックス等の石けん系増稠剤;芳香族ジウレア、脂肪族ジウレア、脂環式ジウレア、テトラウレア等のウレア系増稠剤;ナトリウムテレフタラメート等の有機系増稠剤;有機化ベントナイト、シリカ等の無機系増稠剤などが挙げられる。
本実施形態の潤滑剤組成物は、適宜溶媒で希釈した溶媒希釈型潤滑剤組成物として使用することもできる。溶媒としてはフッ素系溶媒を使用することができ、例えば、パーフルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロオレフィン、ハイドロフルオロクロロオレフィン、ヘキサフルオロメタキシレン、パーフルオロポリエーテル、などが挙げられる。これらの溶媒は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
また本実施形態の潤滑剤組成物には、必要な添加剤として、使用される用途に応じ一般的に使用される添加剤が添加されることを妨げない。添加剤としては、酸化防止剤、極圧剤、油性剤、防錆剤、腐食防止剤、金属不活性剤、染料、色相安定剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、構造安定剤、消泡剤、導電剤等が挙げられる。これらの添加剤は、本実施形態による効果を阻害しない範囲内であれば、配合量も特に制限されない。
本実施形態の潤滑剤組成物は通常の方法により製造できる。例えばPFPE誘導体と(メタ)アクリレートポリマーとの混合物に対して、他の基油や増稠剤、溶媒、必要に応じて各種添加剤を添加し、撹拌、混練する方法が挙げられる。撹拌、混練には公知の種々の方法、たとえばロールミル、コロイドミル、ボールミル、ダイノーミル、ニーダー、ホモミキサーによる方法を挙げることができる。
以下、実施例及び比較例を用いて本実施形態を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
下記の材料を用い、表1に示されるように潤滑剤組成物を調整した。以下の記載において「部」は特に断らない限り「質量部」を表す。なお、(メタ)アクリレートポリマーについて、表1には希釈溶剤除去後の有効成分量を記載した。
<PFPE誘導体>
A:フォンブリンDA901(両末端置換基にヒドロキシ基を有するパーフルオロポリエーテル誘導体、ソルベイジャパン株式会社製)
B:フォンブリンDA305(両末端置換基にカルボキシ基を有するパーフルオロポリエーテル誘導体、ソルベイジャパン株式会社製)
C:フォンブリンDA401(両末端置換基にジニトロベンゼンを有するパーフルオロポリエーテル誘導体、ソルベイジャパン株式会社製)
D:フルオロリンクS10(両末端置換基にアルコキシシランを有するパーフルオロポリエーテル誘導体、ソルベイジャパン株式会社製)
<(メタ)アクリレートポリマー>
A:アクリル酸ブチルの重合体(重量平均分子量(Mw)=1,700、有効成分100質量%)
B:メタクリル酸ブチルとスチレンの共重合体(重量平均分子量(Mw)=55,000、有効成分15質量%のヘキサフルオロメタキシレン溶液)
C:メタクリル酸2,2,2−トリフルオロエチルの重合体(重量平均分子量(Mw)=6,500、有効成分30質量%のメチルイソブチルケトン溶液)
D:メタクリル酸1H,1H,2H,2H−トリデカフルオロ−n−オクチルとメタクリル酸2,2,2−トリフルオロエチルとメタクリル酸イソブチルの共重合体(重量平均分子量(Mw)=50,000、有効成分15%のヘキサフルオロメタキシレン溶液)
E:メタクリル酸2,2,2−トリフルオロエチルの重合体(重量平均分子量(Mw)=70,000、有効成分15%のヘキサフルオロメタキシレン溶液)
<フッ素油>
A:バリエルタJ400(側鎖構造のパーフルオロポリエーテル油、NOKクリューバー株式会社製)
B:フォンブリンYLVAC16/6(側鎖構造のパーフルオロポリエーテル油、ソルベイジャパン株式会社製)
C:フォンブリンM−100(直鎖構造のパーフルオロポリエーテル油、ソルベイジャパン株式会社製)
<増稠剤>
ポリテトラフルオロエチレン(平均粒子径=0.3μm)
<溶媒>
ハイドロフルオロエーテル
<試料の調製>
(基本的事項の確認作業)
上記の(メタ)アクリレートポリマーのA〜Eの5種それぞれと、フッ素油A〜Cの3種それぞれを、(メタ)アクリレートポリマーとフッ素油の重量比が0.1:99.9および20:80(有効成分重量比)となるよう計量した。これらを真空加熱式ニーダーに投入し、釜内を80℃に保ちながら60分間撹拌して(メタ)アクリレートポリマーの希釈溶剤を除去し、試料とした。冷却後目視確認したところ、いずれの試料も(メタ)アクリレートポリマーが析出または分離しており、潤滑剤組成物として実用に供しないと判断した。つまり、フッ素油と(メタ)アクリレートポリマーは、相溶性が無いことが確認できた。
(実施例1〜12、比較例1〜8/表1参照)
全材料を真空加熱式ニーダーに投入し、釜内を80℃に保ちながら60分間撹拌して(メタ)アクリレートポリマーの希釈溶剤を除去し、試料とした。
(実施例13〜24、比較例9〜20/表1参照)
全材料を真空加熱式ニーダーに投入し、釜内を80℃に保ちながら60分間撹拌して(メタ)アクリレートポリマーの希釈溶剤を除去し、冷却後取り出した。これをさらに3本ロールミルで処理し、試料とした。
(実施例25〜30、比較例21〜26/表1参照)
上記実施例及び比較例の一部について、更に溶媒を混合してホモミキサーで撹拌し、試料とした。
実施例、比較例において得られた試料の粘度及び付着性は、下記の方法により測定又は評価した。
<粘度>
装置:Physica MCR302 (Anton Paar社製)
冶具:コーンプレート(Φ25mm)
せん断速度:100s−1
温度:25℃
<付着性>
(1)きれいなガラス板にそれぞれの潤滑剤組成物をギャップ20μmのフィルムアプリケーターを用いて塗布した。実施例25〜30、比較例21〜26の潤滑剤組成物については塗布後、室温で充分に乾燥させた。
(2)塗膜の上に厚さ12μm、幅25mmのPETフィルムを貼り付け、ゴムローラーで上から約2Nで押し付けた後、1分間放置した。
(3)PETフィルムを、500mm/minの速度で、180度剥離し、その剥離強度の最大値を各10回測定した。得られた剥離強度最大値を平均し、初期剥離強度とした。
(4)次に、初期剥離強度測定後の試料について、塗布面を紙製ウエスで払拭し、払拭後の試料とした。この上に新しいPETフィルムを貼り付け、初期剥離強度の測定と同様に剥離強度を測定し、払拭後剥離強度とした。
(5)下記基準に基づき評価を行った
◎:払拭後剥離強度が初期剥離強度の200%以上
○:払拭後剥離強度が初期剥離強度の100%以上〜200%未満
△:払拭後剥離強度が初期剥離強度の50%以上〜100%未満
×:払拭後剥離強度が初期剥離強度の50%未満
表1の実施例から明らかなように、PFPE誘導体と(メタ)アクリレートとの混合物を用いることで、PFPE誘導体を単体で用いる場合と比較して、高粘度で付着性に優れた潤滑剤組成物が得られることが分かる。また、PFPE誘導体と(メタ)アクリレートとフッ素油とを併用した場合にも、フッ素油のみを基油とした潤滑剤組成物に比べて、粘度や付着性が向上することが分かる。
また上記(基本的事項の確認作業)から明らかなように、(メタ)アクリレートポリマーとフッ素油とのみからなる配合では(メタ)アクリレートポリマーが析出または分離するため高粘度で付着性に優れた潤滑剤組成物は得られない。また、比較例から明らかなように、PFPE誘導体単体やフッ素油単体に対して、単に増稠剤を混合しても、付着性を向上させる効果が得られないことがわかる。
なお、比較例6、14、23、24に示されるように、PFPE誘導体の素材Cについては、単体として、比較的高粘度で付着性に優れたものとなっているが、PFPE誘導体単体を潤滑剤組成物にしようとすると、製造コストが高くなりすぎて現実的でないと同時に、(メタ)アクリレートポリマーとを併用した場合に比べ、高粘度と付着性の効果は限定的であることも分かる。
つまり、PFPE誘導体と(メタ)アクリレートポリマーを配合することで、高粘度と付着性を合理的に高めることが可能となり、更に、これらの組成に対して、汎用性の高いフッ素油を含有させても、その高粘度と付着性の効果を維持し続けることが可能であることが明らかとなっている。潤滑剤希釈溶液としても用いることも可能であることが明らかとなっている。
尚、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

Claims (8)

  1. 末端置換基の少なくとも一方が、フッ素原子を含まない極性官能基、または、前記極性官能基を有する有機基となるパーフルオロポリエーテル誘導体と、
    (メタ)アクリレートポリマーと、
    を含有することを特徴とする潤滑剤組成物。
  2. 前記パーフルオロポリエーテル誘導体が、下記化学式(1)または(2)で表されることを特徴とする請求項1に記載の潤滑剤組成物。
    ここで、m+n=3〜500、m:n=10〜90:90〜10、末端置換基Xは、一方或いは両方が、フッ素原子を含まない極性官能基、または、前記極性官能基を有する有機基であり、一方の末端置換基Xのみが前記極性官能基または前記有機基となる場合、他方側の前記末端置換基Xはフッ素(F)化合物である。
  3. 前記極性官能基または前記有機基が、ヒドロキシ基、アルデヒド基、カルボキシ基、ニトロ基、アミノ基、スルホ基、カルボン酸塩、アルキルエステル、アルキルアミド、ポリアルキルアミド、アルキルウレタン、ポリアルキルウレタン、ウレタン(メタ)アクリレート、リン酸アルキルエステル、アルコキシシラン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルの、少なくともいずれか1種を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の潤滑剤組成物。
  4. 前記パーフルオロポリエーテル誘導体と前記(メタ)アクリレートポリマーとの質量比が99.5:0.5〜10:90であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の潤滑剤組成物。
  5. さらにフッ素油を配合してなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の潤滑剤組成物。
  6. 前記パーフルオロポリエーテル誘導体と前記(メタ)アクリレートポリマーとの質量が99.5:0.5〜10:90であり、かつ前記パーフルオロポリエーテル誘導体と前記(メタ)アクリレートポリマーと前記フッ素油との合計量に対する前記フッ素油の含有割合が、97質量%以下であることを特徴とする請求項5に記載の潤滑剤組成物。
  7. さらに増稠剤を配合してなることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の潤滑剤組成物。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の潤滑剤組成物と、
    以下のフッ素系溶媒の選択群から選ばれる一種又は複数種を含む希釈剤と、を有することを特徴とする潤滑剤希釈溶液。
    選択群:パーフルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロオレフィン、ハイドロフルオロクロロオレフィン、ヘキサフルオロメタキシレン、パーフルオロポリエーテル
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