JP4464495B2 - 樹脂用グリース組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、グリース組成物に関し、特に樹脂製部材の潤滑に好適な樹脂用グリース組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車部品や家電製品、ＯＡ、ＡＶ機器などの潤滑部には軽量化や低コスト化などの要求から、樹脂製のギヤやカムが多く使用されている。最近、この小型軽量化の要求が一段と厳しくなり、これらの樹脂製潤滑部材にかかる荷重や速度が増加することにより、摩耗が増加し、寿命が短くなるという問題が生じている。したがって、材料面では耐摩耗性に優れる樹脂材の開発などがなされているが、この樹脂製部材の潤滑に使用されるグリース組成物に対しても、樹脂の応力割れなどの悪影響がなく、より耐摩耗性に優れるものが要求されている。このような樹脂製部材の潤滑を目的としたグリース組成物が、特開平４−２６６９９５号公報、特開平９−１９４８６７号公報に開示されている。前者は基油としてポリオキシアルキレンおよび／またはポリオキシアルキレンのエーテル誘導体を使用することを特徴とするものであり、後者は分子量が９００〜１００００のポリオレフィンワックスを使用することを特徴とするものであるが、耐摩耗性の点で充分満足すべきものとはいえない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、苛酷な潤滑条件で使用される樹脂製部材の摩耗を低減させる耐摩耗性に優れた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、平均１次粒径が0.2μｍ未満のポリテトラフルオロエチレン微粉末を含有することを特徴とする樹脂用グリース組成物である。
本発明のグリース組成物は、好ましくは、ポリテトラフルオロエチレン微粉末を0.5〜20重量％含有する。
本発明のグリース組成物に使用する増ちょう剤は、好ましくはウレア化合物である。
本発明のグリース組成物の特に好ましい例は、樹脂製ギヤ用グリース組成物である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
基油
本発明のグリース組成物に使用される基油は、特に限定されない。例えば、合成炭化水素油、パラフィン系鉱油、アルキルジフェニルエーテル油、シリコーン油、ナフテン系鉱油、ポリオキシアルキレンおよび／またはポリオキシアルキレンのエーテル誘導体、すなわちポリグリコール系合成油（特開平４−２６６９９５号公報）、及びジエステルやポリオールエステルに代表されるエステル油等が挙げられる。しかし、樹脂材の応力割れを引き起こしにくい点で、合成炭化水素油が最も好ましい。合成炭化水素油の代表例としては、ポリαオレフィン、エチレンとαオレフィンのコオリゴマー、ポリブテンなどが挙げられる。樹脂材の応力割れを引き起こしにくい点で、合成炭化水素油に次いで好ましい基油は、パラフィン系鉱油、アルキルジフェニルエーテル油、シリコーン油である。これらの基油は２種以上を混合して使用してもよい。
【０００６】
増ちょう剤
本発明のグリース組成物に使用される増ちょう剤としては、現在グリース組成物に使用されている全ての増ちょう剤が挙げられる。好ましい例としては、リチウム石けん、カルシウム石けんに代表される金属石けん、カルシウムコンプレックス石けん、リチウムコンプレックス石けん、アルミニウムコンプレックス石けんに代表されるコンプレックス石けんや、ナトリウムテレフタレート、ウレア化合物、有機化ベントナイト、シリカなどが挙げられる。これらの増ちょう剤のうちさらに好ましいものは、欠点が少ないことから汎用的に使用されるリチウム石けん、リチウムコンプレックス石けんおよびウレア化合物である。一般に荷重の増加によって潤滑部が発熱するため、高温での耐酸化劣化性能が優れるウレア化合物が最も好ましい増ちょう剤である。
【０００７】
ポリテトラフルオロエチレン微粉末
本発明のグリース組成物に使用するポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）微粉末は、平均１次粒径が0.2μｍ未満のものである。
ＰＴＦＥは、グリース組成物、ゴム、塗料、インク、潤滑剤等に一般的に使用されているものであり、分子量が数千〜数10万のものが用いられる。ＰＴＦＥの凝集エネルギーは他の高分子化合物に較べて小さく、しかも臨界界面張力が非常に低いため、摺動部に存在するＰＴＦＥ粒子は摺動によるせん断応力によって微小薄片となり、摺動部の相手材に展着しやすい性質を持っており、これにより優れた潤滑性を与えるものと考えられている。
【０００８】
特開平４−２６６９９５号公報には、ポリオキシアルキレン及び／又はポリオキシアルキレンのエーテル誘導体とＰＴＦＥを配合してなるグリース組成物が樹脂製部材の耐摩耗性に優れることが開示されている。しかし、ＰＴＦＥを単独で配合したグリース組成物が樹脂製部材の耐摩耗性に優れることはこれまでに知られていない。本発明者は、平均１次粒径が0.2μｍ未満のＰＴＦＥ微粉末のみが樹脂製部材の摩耗を顕著に抑制することを見出し本発明を完成したものである。
平均１次粒子の測定は、透過電子顕微鏡による観察により行う。この方法は、粒径測定方法としては一般的ではないが、２次凝集の影響を受けず、１次粒径を比較的簡便且つ正確に測定できる。
平均１次粒径が0.2μｍ未満の市販のＰＴＦＥ微粉末としては、ダイニオン社製ダイニオンＴＦＸ９２０７が挙げられる。
本発明のグリース組成物中、平均１次粒径が0.2μｍ未満のＰＴＦＥ微粉末の含有量は、好ましくは0.5〜20重量％、さらに好ましくは１〜15重量％である。0.5重量％未満では添加効果が充分でなく、また20重量％を超えても効果のさらなる増大はない。
【０００９】
樹脂潤滑では、金属潤滑と異なり反応被膜を形成しないため反応型の極圧剤、耐摩耗剤は潤滑効果がない。したがって、樹脂潤滑で耐摩耗性などの潤滑性能を向上させる場合には、通常はグリースに固体潤滑剤を添加する。しかし、樹脂潤滑で耐摩擦性を付与することが知られているＰＴＦＥを添加しても、平均１次粒径の大きいＰＴＦＥでは効果がない。平均１次粒径が0.2μｍ未満のＰＴＦＥ微粉末のみが所期の効果を発現する。
この理由としては、樹脂に高荷重が掛かると弾性変形が大きく、相手材と密着してしまい、潤滑剤がそのすきまに流入し難くなり、速度が高速になるほど、より流入が難しくなる。しかし、平均１次粒径が0.2μｍ未満という小さなＰＴＦＥ微粉末は、このすきまにも充分入り込むことができ、潤滑効果を発揮するものと推定される。
【００１０】
その他の添加剤について
本発明のグリース組成物は、必要に応じて酸化防止剤、錆止め剤、金属腐食防止剤、油性剤、耐摩耗剤、極圧剤、固体潤滑剤などの添加剤を含有することができる。
【００１１】
本発明のグリース組成物は、樹脂部材の潤滑に特に好適であるが、本発明のグリース組成物の用途はこれに限定されるものではなく、樹脂の他、鋼、銅、銅合金等の非鉄金属、セラミックス等の潤滑部にも問題なく使用可能である。
本発明のグリース組成物を用いて潤滑する樹脂部材の樹脂としては、全ての汎用プラスチック、エンジニアリングプラスチックが使用可能であり、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ＡＢＳ樹脂(ABS)、フェノール樹脂(PF)、エポキシ樹脂(EP)、ポリアセタール(POM)、ナイロン(PA)、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)等が挙げられる。特に、高荷重用で良く使用されるナイロン樹脂製部材に好適である。
さらに具体的な例としては、コラムタイプ電動パワーステアリング（ウォームホイールは樹脂（ナイロン）製、相手側のウォームは鋼製）が挙げられる。
【００１２】
【実施例】
実施例、比較例のグリースは、以下に示す方法で調製し評価した。得られた結果を表１及び表２に示す。
［実施例１〜５、比較例１〜６］
下記のベースグリースに表１及び表２に示す固体潤滑剤および基油を加え、３本ロールミルを用いてちょう度No.２グレードに調整した。

【００１３】
［評価方法］
Falex Block-on-Ring 摩耗試験
目的：グリースによる樹脂の耐摩耗性の評価
試験方法：ASTM D2714に規定されたFalex Block-on-Ring試験機を使用する。規定の鋼製リングに特別に製作したナイロン製樹脂ブロックをあてがい、このリングを規定の荷重、速度で回転させる。規定時間後、樹脂ブロックに生じた摩耗痕の深さを測定する。

【００１４】
【表１】

【００１５】
【表２】

【００１６】
PTFE¹⁾: ダイニオン TFX9207(商品名:ダイニオン社製)
PTFE²⁾: ルブロンL-5(商品名:ダイキン工業株式会社製)
PTFE³⁾: KTL610(商品名:喜多村製)
MoS₂ ⁴⁾: Molysulfide(テクニカルファイングレード)(商品名：CLIMAX MOLYBDENUM COMPANY社製)
MCA⁵⁾:メラミンシアヌレート(商品名：三菱化学株式会社製)
【００１７】
平均１次粒径０．１μmのＰＴＦＥを用いた実施例１〜５では摩耗が小さいことがわかる。これに対して平均１次粒径が０．２５μm、５．０μmのＰＴＦＥを用いた比較例１及び２では、摩耗が大きい。また、二硫化モリブデンを用いた比較例３、メラミンシアヌレートを用いた比較例４、グラファイトを用いた比較例５、固体潤滑剤を含まない比較例６も摩耗が大きい。
比較例１及び２において、ＰＴＦＥの粒径の大きい比較例２の方が摩耗が小さい。これは潤滑面の持ち上げにより、グリース油分を潤滑面に供給できたためと考えられるが、詳細は不明である。しかし、いずれも化学的には同一である実施例の微小粒径ＰＴＦＥより大きな摩耗となっている。
以上のことから、微小粒径のＰＴＦＥを用いることにより摩耗を顕著に小さくできることがわかる。

Claims (4)

1. 平均１次粒径が０．１μｍのポリテトラフルオロエチレン微粉末を含有し、増ちょう剤としてウレア化合物を含有することを特徴とするナイロン樹脂製部材用グリース組成物。
2. ポリテトラフルオロエチレン微粉末を０．５〜２０重量％含有する請求項１記載の樹脂用グリース組成物。
3. ナイロン樹脂製部材が電動パワーステアリングに用いられるウォームホイールである請求項１又は２に記載の樹脂用グリース組成物。
4. ウォームホイールの相手側のウォームが鋼製である請求項３に記載の樹脂用グリース組成物。