JP4037067B2

JP4037067B2 - Grease composition for resin lubrication

Info

Publication number: JP4037067B2
Application number: JP2001179768A
Authority: JP
Inventors: 敏明遠藤; 孝瀧澤; 聡山崎; 武士山本; 敏行岩野; 広恵田
Original assignee: NSK Ltd; Kyodo Yushi Co Ltd
Current assignee: NSK Ltd; Kyodo Yushi Co Ltd
Priority date: 2001-06-14
Filing date: 2001-06-14
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2021-06-14
Also published as: JP2002371290A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂潤滑用グリース組成物に関する。さらに詳細には、樹脂製部材間、樹脂製部材と他の素材製部材例えば、金属製部材との間の潤滑に使用するのに適した樹脂潤滑用グリース組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車等の軽量化を目的として、種々の金属製部材に代えて樹脂製部材が使用されることが多くなってきている。例えば、自動車の電動パワーステアリング（ＥＰＳ）の減速機構部には、樹脂（ポリアミド）製ウォームホイールギヤと、鋼製ウォームギヤが使用されている。これらの樹脂製部材間、及び樹脂製部材と金属製部材間の潤滑に使用されるグリース組成物として、特開平８−２０９１６７号公報には、水酸基を含む脂肪酸又は多価アルコールの脂肪酸エステルを含む樹脂潤滑用グリース組成物が記載されている。このグリース組成物は、自動車の電動パワーステアリングの減速機構部に使用した場合、長時間使用後にもトルクの変動が抑制され、長時間運転しても、ハンドル操作に違和感がないという点で優れている。
しかしながら、このグリース組成物を大型車のＥＰＳに適用すると、潤滑箇所が高荷重になって使用条件が厳しくなり、静摩擦力の増大からハンドルをゆっくり切った時に引っ掛かりを生じたり、耐久寿命が短い等の問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、潤滑部の静摩擦係数を低くし、潤滑部の耐久寿命を長くすることができる樹脂潤滑用グリース組成物を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、増ちょう剤と基油を含むグリースに、モンタンワックスを含有させたことを特徴とする樹脂潤滑用グリース組成物である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
【０００６】
本発明のグリース組成物に使用する基油は、特に制限されず、全ての基油が使用可能である。例えば、鉱油、ジエステル、ポリオールエステルに代表されるエステル系合成油、ポリαオレフィン、ポリブテンに代表される合成炭化水素油、アルキルジフェニルエーテル、ポリプロピレングリコールに代表されるエーテル系合成油、シリコーン油、フッ素化油等が挙げられる。これらのうち、特に好ましいものは、合成炭化水素油である。合成炭化水素油は、各種樹脂との適合性が高く、耐熱性と低温流動性のバランスが取れているためである。合成炭化水素油の動粘度は６〜１５mm²/s（１００℃）が望ましい。
【０００７】
本発明のグリース組成物に使用する増ちょう剤は、特に制限されず、全ての増ちょう剤が使用可能である。例えば、Ｌｉ石けんや複合Ｌｉ石けんに代表される石けん系増ちょう剤、ジウレアに代表されるウレア系増ちょう剤、有機クレイやシリカに代表される無機系増ちょう剤、ＰＴＦＥに代表される有機系増ちょう剤等が挙げられる。これらのうち、特に好ましいものは、ウレア系増ちょう剤である。ウレア系増ちょう剤は、高荷重下の潤滑による発熱に対する耐性に優れ、他の増ちょう剤と比較して安価であり、従って実用性が大きい。
本発明のグリース組成物中の増ちょう剤の含有量は、増ちょう剤の種類により異なる。本発明のグリース組成物のちょう度は、２００〜４００が好適であり、増ちょう剤の含有量はこのちょう度を得るのに必要な量となる。本発明のグリース組成物中、増ちょう剤の含有量は、通常３〜３０質量％、好ましくは５〜２５質量％である。
【０００８】
本発明に使用するモンタンワックスは、褐炭を原料とし、これを精製、酸化して得られるモンタン酸をベースとするワックスの総称である。市販品としては、クラリアント社製のモンタンワックス、例えば、Licowax Ｕ、Licowax Ｓ等の酸ワックス、Licowax Ｅ、Licowax ＫＰＳ等のエステルワックス、Licowax ＯＰ、Licowax Ｏ等の部分ケン化エステルワックス等が挙げられる。
【０００９】
モンタンワックスを初めとするワックスを、樹脂の滑剤として使用することは既知である。滑剤は、ポリマー（樹脂）への溶解度によって、内部滑剤と外部滑剤に分類されるが、いずれも樹脂内部へ添加して使用するものである。この使用法は、系外の潤滑剤であるグリース組成物に添加して使用する方法とは大きく異なる。
また、モンタンワックスをグリース組成物に添加することは、特公昭６３−２６７９９号公報に記載されている。しかし、このグリース組成物は金属製部材間、具体的には鋼製部材間の潤滑性の向上を目的とするものであって、本発明のように樹脂製部材の潤滑を目的としたものではない。
【００１０】
本発明のグリース組成物中、モンタンワックスの含有量は、好ましくは０．５〜２０質量％、より好ましくは１〜１０質量％である。０．５質量％未満では、目的とする効果の発現が不十分であり、２０質量％を超えると、グリース組成物が硬くなりすぎて、使用が困難になる。
【００１１】
本発明のグリース組成物には必要に応じて種々の添加剤を添加することができる。このような添加剤としては、例えば、酸化防止剤、錆止め剤、金属腐食防止剤、油性剤、耐摩耗剤、極圧剤、固体潤滑剤等が挙げられる。
本発明のグリース組成物は、基油、増ちょう剤、モンタンワックス及びその他の添加剤を所望の配合割合で混合することにより容易に製造することができる。
【００１２】
本発明のグリース組成物により潤滑される樹脂の種類は特に限定されない。例えば、自動車の電動パワーステアリングの減速機構部のウォームホイールギヤに使用されているポリアミド樹脂（ナイロン）の他、ポリアミドイミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂等が挙げられる。これらのうち、酸または酸誘導体の基、すなわち極性基を有する樹脂が好ましい。
【００１３】
本発明のグリース組成物が、樹脂製部材の静摩擦係数を低くし、耐久寿命を長くする理由は明らかではないが、モンタンワックスも極性基を有していることから、樹脂製部材表面上でこれらの極性基が相互作用を及ぼし、本発明のグリース組成物が樹脂製部材表面に吸着することによって、より強固な潤滑膜を形成することが考えられる。
【００１４】
【実施例】
実施例１〜３及び比較例１〜５
表１及び表２に示す成分を表１及び表２に示す割合で配合し、実施例１〜３、比較例１〜４のグリース組成物を調製した。比較例５のグリース組成物は、従来（低荷重）条件下での実績グリースである。
【００１５】
・増ちょう剤
ジウレアＡ…ジフェニルメタン−４，４´−ジイソシアネートと、オクチルアミンから得られたジウレアグリース
ジウレアＢ…ジフェニルメタン−４，４´−ジイソシアネートと、オクチルアミンとオクタデシルアミンのモル比３：1の混合アミンから得られたジウレアグリース
・基油
ＰＡＯ…ポリαオレフィン油
・添加剤
モンタンワックスＡ…モンタン酸エステルワックツス
滴点：78−85℃、ケン化価：130−140
モンタンワックスＢ…モンタン酸部分ケン化エステルワックス
滴点：96−192℃、ケン化価：102−122
パラフィンワックツス…石油ワックスから精製されたワックス、融点：69℃、
平均分子量：472
アミドミワックス …ビスアミドワックス、融点143℃
【００１６】
試験・評価方法
・静摩擦係数
実機ＥＰＳの「ハンドルをゆっくり切った時の引っ掛かり」に相関する評価方法として実施する。摩擦係数が０．１以下を合格とする。

【００１７】
・ＥＰＳ耐久寿命
実機ＥＰＳを用いた台上耐久試験。ポリアミド樹脂製ウォームホイールギヤの摩耗による耐久寿命を求める。なお、耐久寿命試験は、静摩擦試験で合格したグリース組成物についてのみ行った。
（試験法）実機ＥＰＳのポリアミド樹脂製ウォームホイール部に試験グリースを塗布し、運転を行う。一定時間ごとにポリアミド樹脂製ギヤの摩耗(バックラッシ)を計測し、これが急激に増大した時間を耐久寿命時間とした。試験は、負荷であるＰ値を従来条件（Ｐ：１）、従来条件の１．６倍（Ｐ：１．６）の２水準で実施した。
合格基準：Ｐ：１．６の条件下での耐久寿命が、基準の耐久寿命に対して５以上のものを合格とする。ここで「基準の耐久寿命」とは、従来のグリース（比較例５）を、従来のＰ値（Ｐ：１）条件下で試験したときの耐久寿命を１としたときの相対寿命時間を意味する。
試験結果を表１及び表２に示す。
【００１８】
【表１】
＜実施例＞

【００１９】
【表２】
＜比較例＞

【００２０】
試験結果
モンタンワックスを含有する本発明の実施例１〜３のグリース組成物はすべて静摩擦係数は０．０７、ＥＰＳ耐久寿命はＰ：１で１０、Ｐ：１．６で５以上であった。
これに対して、モンタンワックス及び他の添加剤を含まない比較例１のグリース組成物は、静摩擦係数が０．２５と高く、不合格であった。
モンタンワックス以外のワックスを含有する比較例２及び３のグリース組成物は、静摩擦係数がそれぞれ０．２５及び０．２０と高く、これらのワックスは静摩擦係数を低減させる効果がないことがわかる。
鋼の潤滑作用が顕著であることが知られているＺｎＤＴＰを含有する比較例４のグリース組成物の静摩擦係数は０．２５であり、ＺｎＤＴＰは樹脂潤滑効果を示さないことがわかる。
現行実績品である比較例５のグリース組成物は、静摩擦係数は０．０７と合格であるが、ＥＰＳ耐久寿命が０．０５と低く、本発明の目的を達成し得ないことがわかる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明のグリース組成物は、モンタンワックスを含有しているため、従来より高荷重の条件下で、樹脂製部材の静摩擦係数を低くし、従来のグリース組成物と比較して耐久寿命をはるかに長くすることができる。従って、大型車のＥＰＳに適用した場合には、ハンドルをゆっくり切っても引っ掛かりを生じたりすることはなく、また、樹脂製ギヤの耐摩耗性を顕著に向上させ、耐久寿命を長くする。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a grease composition for resin lubrication. More specifically, the present invention relates to a grease composition for resin lubrication suitable for use in lubrication between resin members and between resin members and other material members such as metal members.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in order to reduce the weight of automobiles and the like, resin members are increasingly used instead of various metal members. For example, a worm wheel gear made of resin (polyamide) and a steel worm gear are used in a reduction mechanism of an electric power steering (EPS) of an automobile. As a grease composition used for lubrication between these resin members and between a resin member and a metal member, JP-A-8-209167 contains a fatty acid containing a hydroxyl group or a fatty acid ester of a polyhydric alcohol. A grease composition for resin lubrication is described. This grease composition is excellent in that when used in a deceleration mechanism of an electric power steering of an automobile, torque fluctuations are suppressed even after long-term use, and there is no sense of incongruity in steering even after long-term operation. Yes.
However, when this grease composition is applied to EPS of large vehicles, the lubrication location becomes heavy and the conditions of use become severe, and when the handle is slowly turned off due to increased static frictional force, the service life is short, etc. There is a problem.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a grease composition for resin lubrication that can reduce the static friction coefficient of the lubrication part and extend the durability life of the lubrication part.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a grease composition for resin lubrication characterized by containing a montan wax in a grease containing a thickener and a base oil.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0006]
The base oil used in the grease composition of the present invention is not particularly limited, and all base oils can be used. For example, mineral oils, diesters, ester synthetic oils typified by polyol esters, polyalphaolefins, synthetic hydrocarbon oils typified by polybutene, alkyl diphenyl ethers, ether synthetic oils typified by polypropylene glycol, silicone oils, fluorinated Oil etc. are mentioned. Of these, synthetic hydrocarbon oils are particularly preferred. This is because the synthetic hydrocarbon oil is highly compatible with various resins and has a good balance between heat resistance and low temperature fluidity. The kinematic viscosity of the synthetic hydrocarbon oil is desirably 6 to 15 mm ² / s (100 ° C.).
[0007]
The thickener used in the grease composition of the present invention is not particularly limited, and all thickeners can be used. For example, soap thickeners represented by Li soap and composite Li soap, urea thickeners represented by diurea, inorganic thickeners represented by organic clay and silica, and organic systems represented by PTFE Examples include thickeners. Of these, urea-based thickeners are particularly preferable. Urea thickeners are excellent in resistance to heat generated by lubrication under a high load, are cheaper than other thickeners, and are therefore highly practical.
The content of the thickener in the grease composition of the present invention varies depending on the type of the thickener. The consistency of the grease composition of the present invention is preferably 200 to 400, and the content of the thickener is an amount necessary to obtain this consistency. In the grease composition of the present invention, the content of the thickener is usually 3 to 30% by mass, preferably 5 to 25% by mass.
[0008]
The montan wax used in the present invention is a general term for a wax based on montanic acid obtained by using lignite as a raw material and purifying and oxidizing it. Examples of commercially available products include Montan wax manufactured by Clariant, for example, acid waxes such as Licowax U and Licowax S, ester waxes such as Licowax E and Licowax KPS, and partially saponified ester waxes such as Licowax OP and Licowax O. .
[0009]
It is known to use waxes such as montan wax as resin lubricants. The lubricant is classified into an internal lubricant and an external lubricant depending on the solubility in the polymer (resin), and both are used by being added to the inside of the resin. This method of use is greatly different from the method of adding to a grease composition which is a lubricant outside the system.
Addition of montan wax to a grease composition is described in Japanese Patent Publication No. 63-26799. However, this grease composition is intended to improve the lubricity between metal members, specifically between steel members, and is not intended to lubricate resin members as in the present invention. Absent.
[0010]
In the grease composition of the present invention, the content of the montan wax is preferably 0.5 to 20% by mass, more preferably 1 to 10% by mass. If the amount is less than 0.5% by mass, the desired effect is not sufficiently exhibited. If the amount exceeds 20% by mass, the grease composition becomes too hard and difficult to use.
[0011]
Various additives can be added to the grease composition of the present invention as necessary. Examples of such additives include antioxidants, rust inhibitors, metal corrosion inhibitors, oiliness agents, antiwear agents, extreme pressure agents, solid lubricants, and the like.
The grease composition of the present invention can be easily produced by mixing base oil, thickener, montan wax and other additives in a desired blending ratio.
[0012]
The kind of resin lubricated with the grease composition of the present invention is not particularly limited. For example, in addition to the polyamide resin (nylon) used in the worm wheel gear of the reduction mechanism of an automobile electric power steering, polyamide imide resin, polyacetal resin, polybutylene terephthalate resin, polyether ether ketone resin, polyphenylene sulfide resin, etc. Is mentioned. Of these, resins having acid or acid derivative groups, that is, polar groups are preferred.
[0013]
The reason why the grease composition of the present invention lowers the coefficient of static friction of the resin member and extends the durability life is not clear, but since montan wax also has a polar group, It is considered that a stronger lubricating film is formed by the interaction of the polar groups of the present invention and the adsorption of the grease composition of the present invention onto the surface of the resin member.
[0014]
【Example】
Examples 1-3 and Comparative Examples 1-5
The components shown in Tables 1 and 2 were blended in the proportions shown in Tables 1 and 2, and grease compositions of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 were prepared. The grease composition of Comparative Example 5 is a proven grease under conventional (low load) conditions.
[0015]
Thickener diurea A ... diphenylmethane-4,4'-diisocyanate and diurea grease obtained from octylamine diurea B ... diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, and a molar ratio of octylamine and octadecylamine of 3: 1 Diurea grease, base oil PAO obtained from mixed amines ... Poly alpha olefin oil, additive Montan wax A ... Montanate ester wax point Drop point: 78-85 ° C, Saponification number: 130-140
Montan wax B ... Montanic acid partially saponified ester wax Drop point: 96-192 ° C, Saponification value: 102-122
Paraffin wax ... wax refined from petroleum wax, melting point: 69 ° C,
Average molecular weight: 472
Amido wax… Bisamide wax, melting point 143 ℃
[0016]
Test / Evaluation Method / Static Friction Coefficient This is implemented as an evaluation method that correlates to “Hook when the handle is slowly turned” of the actual EPS. A coefficient of friction of 0.1 or less is accepted.

[0017]
-EPS endurance life A bench durability test using the actual EPS. The durability life due to wear of the polyamide resin worm wheel gear is obtained. The durability life test was conducted only for the grease composition that passed the static friction test.
(Test method) Test grease is applied to a worm wheel portion made of polyamide resin of an actual EPS, and operation is performed. The wear (backlash) of the polyamide resin gear was measured at regular intervals, and the time when this increased rapidly was defined as the durable life time. In the test, the load P value was implemented at two levels of the conventional condition (P: 1) and 1.6 times the conventional condition (P: 1.6).
Acceptance criteria: P: The durability life under the condition of 1.6 is 5 or more with respect to the reference durability life. Here, the “standard durable life” means a relative life time when the conventional grease (Comparative Example 5) is tested under the conventional P value (P: 1) condition and the durable life is 1. To do.
The test results are shown in Tables 1 and 2.
[0018]
[Table 1]
<Example>

[0019]
[Table 2]
<Comparative example>

[0020]
Test Results All the grease compositions of Examples 1 to 3 of the present invention containing montan wax had a coefficient of static friction of 0.07, an EPS durability life of 10 at P: 1 and 5 or more at P: 1.6.
On the other hand, the grease composition of Comparative Example 1 containing no montan wax and other additives had a high coefficient of static friction of 0.25 and failed.
The grease compositions of Comparative Examples 2 and 3 containing a wax other than montan wax have high static friction coefficients of 0.25 and 0.20, respectively, indicating that these waxes have no effect of reducing the static friction coefficient.
The coefficient of static friction of the grease composition of Comparative Example 4 containing ZnDTP, which is known to have a remarkable lubricating action of steel, is 0.25, indicating that ZnDTP does not show a resin lubricating effect.
It can be seen that the grease composition of Comparative Example 5, which is an actual product, has a coefficient of static friction of 0.07, but has an EPS durability life as low as 0.05, and cannot achieve the object of the present invention.
[0021]
【The invention's effect】
Since the grease composition of the present invention contains montan wax, the coefficient of static friction of the resin member is lowered under a higher load condition than before, and the durability life is much longer than that of the conventional grease composition. Can be long. Therefore, when applied to EPS of a large vehicle, even if the steering wheel is turned slowly, it does not get caught, and the wear resistance of the resin gear is remarkably improved and the durability life is extended.

Claims

Grease containing a thickener and a base oil, was contained montan wax, a grease composition for resin lubrication for use in lubrication of a resin member and a metal member, thickener di urea compound A grease composition for resin lubrication characterized by

2. The grease composition for resin lubrication according to claim 1 , wherein the content of the montan wax is 0.5 to 20% by mass with respect to the entire grease composition for resin lubrication, and the metal member is a steel member. object.

3. The grease composition for resin lubrication according to claim 1, wherein the base oil is a synthetic hydrocarbon oil.

The grease composition for resin lubrication according to any one of claims 1 to 3, wherein the resin to be lubricated is polyamide.