JP5265297B2

JP5265297B2 - グリース組成物

Info

Publication number: JP5265297B2
Application number: JP2008270069A
Authority: JP
Inventors: 英治秋山; 孝荒井
Original assignee: JXTG Nippon Oil and Energy Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 2008-10-20
Filing date: 2008-10-20
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2028-10-20
Also published as: JP2010095684A

Description

本発明は、自動車用コントロールケーブル等に好適に用いられるグリース組成物に関する。

従来、自動車用コントロールケーブル等の摺動部に使用されるグリースとして、基油及び増ちょう剤と共に固体潤滑剤を配合したグリースが知られている。固体潤滑剤としては、ステアリン酸バリウム（特許文献１）、メラミン（イソ）シアヌル酸付加物（特許文献２）、超高密度ポリエチレンパウダー（特許文献３）、テトラフルオロエチレンマイクロパウダー（特許文献４）、ステアリン酸リチウムあるいは窒化硼素粒子（特許文献５）などが使用されている。
特開平１−２７１４９３号公報特開平２−１６１９３号公報特開平８−２０７８７号公報特開平１１−１０５０９７号公報特開２００６−０８９５７５号公報

近年、自動車用コントロールケーブルに対しては、広範囲な温度領域で使用できることに加え、優れた耐久性能が一段と要求されている。しかし、上記従来のグリースを用いた場合には上記の要求に十分に応えることができない。特に、ポリテトラフルオロエチレン製のライナーが備えられた導管をガイド部材とする自動車用コントロールケーブルの場合、高温時の耐久性能、内索（ワイヤロープ）とライナーとの潤滑性などが不十分となりやすい。例えば、上記特許文献４に記載されているようなテトラフルオロエチレンマイクロパウダーを固体潤滑剤として用いる場合、耐熱性は優れているもの耐摩耗性能に難点がある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、広い温度領域で適度な粘性を有し、優れた潤滑性および耐摩耗性があり、ケーブルの荷重効率が高く、無負荷抵抗の低いグリース組成物を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、２５℃における動粘度が３００〜５，０００ｍｍ ^２／ｓのシリコーンオイルと、平均粒子径が５０〜３５０μｍのポリウレタンパウダーと、ウレア系増ちょう剤とを含有し、ポリウレタンパウダーの含有量が、グリース組成物全量基準で３〜２０質量％であり、ウレア系増ちょう剤の含有量が、グリース組成物全量基準で３５質量％以下であり、内周面にチューブ状のポリテトラフルオロエチレン製のライナーが設けられた導管をガイド部材とし、ワイヤロープを内索とした自動車用コントロールケーブルにおいて、内索とライナーの間に充填して使用されることを特徴とするグリース組成物を提供する。

本発明によれば、シリコーンオイル、ポリウレタンパウダー及び増ちょう剤を必須成分とすることで、広い温度領域で適度な粘性を有し、優れた潤滑性および耐摩耗性があり、ケーブルの荷重効率が高く、無負荷抵抗が低いグリース組成物が実現可能となる。

本発明のグリース組成物においては、ポリウレタンパウダーの平均粒子径が１０〜４００μｍであり、ポリウレタンパウダーの含有量がグリース組成物全量を基準として１〜３０質量％であることが好ましい。

本発明のグリース組成物は、上記のように優れた特性を有するため、内周面にチューブ状のポリテトラフルオロエチレン製のライナーが設けられた導管をガイド部材とし、ワイヤロープを内索とした自動車用コントロールケーブルにおいて、内索とライナーの間に充填して使用されるグリース組成物として好適である。すなわち、本発明のグリース組成物によって、ポリテトラフルオロエチレン製のライナーと内索（ワイヤロープ）との間の摩擦を十分に低減し、ケーブルの荷重効率を十分に高くすることが出来る。また、ライナーの摩擦特性が優れているため無負荷抵抗が小さくなる。更に、耐久性能が向上する。

以上の通り、本発明によれば、広い温度領域で適度な粘性を有し、優れた潤滑性および耐摩耗性があり、ケーブルの荷重効率が高く、無負荷抵抗の低いグリース組成物が提供される。特に、本発明のグリース組成物は、ポリテトラフルオロエチレン製のライナーが設けられた導管をガイド部材とし、内索（ワイヤロープ）を備えた自動車用コントロールケーブルにおいて、ライナーと内索との間の摩擦及び摩耗を十分に低減できるグリース組成物として、非常に有用である。

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

本発明のグリース組成物に用いられるシリコーンオイルは潤滑油基油としての機能を担う。シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、フェニルシリコーンオイル、フルオロシリコーン油、あるいは変性シリコーンオイル等が挙げられる。これらの中でも、摩擦特性の点から、ジメチルシリコーンオイルが好ましく用いられる。シリコーンオイルの２５℃における動粘度は、グリース組成物が適度な粘性を保つために、３００〜５，０００ｍｍ^２／ｓであることが好ましく、３５０〜４，０００ｍｍ^２／ｓであることがより好ましく、５００〜３，０００ｍｍ^２／ｓであることが最も好ましい。

また、本発明のグリース組成物に用いられるポリウレタンパウダーとしては、その平均粒子径が１０〜４００μｍであることが好ましく、５０〜３５０μｍであることがより好ましく、１００〜３００μｍであることがさらに好ましい。ポリウレタンパウダーの平均粒子径が４００μｍを超えると耐久性能が低下する傾向にある。

ポリウレタンパウダーの含有量は、摩耗性能の点から、組成物全量基準で１〜３０質量％であることが好ましく、３〜２０質量％であることがより好ましく、５〜１５質量％であることがさらに好ましい。ポリウレタンパウダーの含有量が１質量以下であると耐久性能が悪くなるため好ましくなく、また３０質量％を超えると摩擦係数が増加して耐久性能が悪くなるため好ましくない。

ポリウレタンパウダーの形状は任意であり、球形又は楕円形、板状、不定形のもの何れもが使用可能である。

本発明のグリース組成物に用いられる増ちょう剤としては、金属石けん、複合金属石けん等の石けん系増ちょう剤、ベントン、シリカゲル、ウレア系増ちょう剤（ウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ウレタン化合物等）の非石けん系増ちょう剤などのあらゆる増ちょう剤が使用可能である。これらの中でも、ライナー部材を損傷させるおそれが小さいことから、石けん系増ちょう剤、ウレア系増ちょう剤が好ましく用いられる。

石けん系増ちょう剤としては、例えば、ナトリウム石けん、カルシウム石けん、アルミニウム石けん、リチウム石けん等が挙げられるが、これらの中でも、摩擦低減の点から、リチウム石けんが好ましい。リチウム石けんとしては、例えば、リチウムステアレートやリチウム−１２−ヒドロキシステアレート等が挙げられる。

また、ウレア系増ちょう剤としては、耐熱性の点から、例えばウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ウレタン化合物またはこれらの混合物等が挙げられる。

ウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物およびウレタン化合物としては、例えば、ジウレア化合物、トリウレア化合物、テトラウレア化合物、ポリウレア化合物(ジウレア化合物、トリウレア化合物およびテトラウレア化合物は除く)、ウレア・ウレタン化合物、ジウレタン化合物又はこれらの混合物等が挙げられる。好ましくはジウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ジウレタン化合物又はこれらの混合物が挙げられる。更に具体的には、例えば、下記式(１)で表される化合物単独もしくはこれらの混合系が好ましい。

Ａ−ＣＯＮＨ−Ｒ¹−ＮＨＣＯ−Ｂ（１）
一般式（１）中、Ｒ^１は２価の有機基を表し、好ましくは２価の炭化水素基を表す。かかる２価の炭化水素基としては、具体的には、直鎖又は分枝状のアルキレン基、直鎖又は分枝状のアルケニレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、アルキルアリーレン基、アリールアルキレン基等が挙げられる。Ｒ^１で表される２価の有機基の炭素数は、好ましくは６〜２０、より好ましくは６〜１５である。

Ｒ^１で表される２価の有機基の好ましい例としては、エチレン基、２，２−ジメチル−４−メチルヘキシレン基、並びに下記式（２）〜（１１）で表される基が挙げられ、中でも式（３）、（５）で表される基が好ましい。

また、一般式（１）中、Ａ及びＢは同一でも異なっていてもよく、それぞれ−ＮＨＲ^２、
−ＮＲ^３Ｒ^４又は−ＯＲ^５で表される基を表す。ここで、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５は同一でも異なっていてもよく、それぞれ１価の有機基であり、好ましくは炭素数６〜２０の１価の炭化水素基を表す。

Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５で表される炭素数６〜２０の１価の炭化水素基としては、例えば、直鎖又は分枝状のアルキル基、直鎖又は分枝状のアルケニル基、シクロアルキル基、アルキルシクロアルキル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基等が挙げられる。より具体的には、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基などの直鎖又は分枝状のアルキル基；ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基、ノナデセニル基、エイコセニル基等の直鎖又は分枝状のアルケニル基；シクロヘキシル基；メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基、エチルシクロヘキシル基、ジエチルシクロヘキシル基、プロピルシクロヘキシル基、イソプロピルシクロヘキシル基、１−メチル−３−プロピルシクロヘキシル基、ブチルシクロヘキシル基、アミルシクロヘキシル基、アミルメチルシクロヘキシル基、ヘキシルシクロヘキシル基、ヘプチルシクロヘキシル基、オクチルシクロヘキシル基、ノニルシクロヘキシル基、デシルシクロヘキシル基、ウンデシルシクロヘキシル基、ドデシルシクロヘキシル基、トリデシルシクロヘキシル基、テトラデシルシクロヘキシル基等のアルキルシクロヘキシル基；フェニル基、ナフチル基等のアリール基；トルイル基、エチルフェニル基、キシリル基、プロピルフェニル基、クメニル基、メチルナフチル基、エチルナフチル基、ジメチルナフチル基、プロピルナフチル基等のアルキルアリール基；ベンジル基、メチルベンジル基、エチルベンジル基などのアリールアルキル基等が挙げられる、これらの中でも、耐熱性及び音響防止性の点から、アルキル基、シクロアルキル基、アルキルシクロアルキル基、アリール基及びアルキルアリール基が好ましい。

一般式（１）で表される化合物は、例えば、ＯＣＮ−Ｒ^１−ＮＣＯで表されるジイソシアネートと、Ｒ^２ＮＨ_２、Ｒ^３Ｒ^４ＮＨ又はＲ^５ＯＨで表される化合物もしくはこれらの混合物とを、基油中、１０〜２００℃で反応させることにより得られる。なお、原料化合物を表す式中のＲ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５は、それぞれ一般式（１）で表される化合物に係るＲ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５と同義である。

増ちょう剤の含有量は、組成物全量基準で、好ましくは３５質量％以下、より好ましくは３０質量％以下、更に好ましくは２５質量％以下である。増ちょう剤の含有量が３５質量％を超えると、グリース組成物が過剰に硬くなって十分な潤滑性能を得ることが困難となる。なお、増ちょう剤の含有量は、基油の動粘度及び固体潤滑剤であるポリウレタンパウダーの含有量に応じて適宜選定することが好ましい。具体的には、基油の動粘度が低く、また固体潤滑剤の配合量が少ないほど増ちょう剤の含有量を多くすることが好ましい。

本発明のグリース組成物においては、その性質を損なうことがない限りにおいて、必要に応じて、ポリウレタンパウダー以外の固体潤滑剤、ワックス、極圧剤、酸化防止剤、油性剤、さび止め剤、粘度指数向上剤等を含有させることができる。

上記以外の固体潤滑剤としては、例えば、黒鉛、フッ化黒鉛、メラミンシアヌレート、二硫化モリブデン、Ｍｏ−ジチオカーバメート、硫化アンチモン、アルカリ(土類)金属ほう酸塩等が挙げられる。

ワックスとしては、例えば、天然ワックス、鉱油系ないしは合成系の各種ワックスが例示でき、具体的にはモンタンワックス、カルナウバワックス、高級脂肪酸のアミド化合物、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス、ポリオレフィンワックス、エステルワックス等が挙げられる。

極圧剤としては、例えば、ジアルキルジチオリン酸亜鉛、ジアリールジチオリン酸亜鉛等の有機亜鉛化合物；ホスフェート、ホスファイト類等が挙げられる。

酸化防止剤としては、例えば、２,６−ジ−ｔ−ブチルフェノール、２,６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール等のフェノール系化合物；ジアルキルジフェニルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、ｐ−アルキルフェニル−α−ナフチルアミン等のアミン系化合物；硫黄系化合物；フェノチアジン系化合物等が挙げられる。

油性剤としては、例えば、ラウリルアミン、ミリスチルアミン、パルミチルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン等のアミン類；ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール等の高級アルコール類；ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等の高級脂肪酸類；ラウリン酸メチル、ミリスチン酸メチル、パルミチン酸メチル、ステアリン酸メチル、オレイン酸メチル等の脂肪酸エステル類；ラウリルアミド、ミリスチルアミド、パルミチルアミド、ステアリルアミド、オレイルアミド等のアミド類；油脂等が挙げられる。

さび止め剤としては、例えば、金属石けん類；ソルビタン脂肪酸エステル等の多価アルコール部分エステル類；アミン類；リン酸；リン酸塩等が挙げられる。

増粘剤としては、例えば、ポリメタクリレート、ポリイソブチレン、ポリスチレン等が挙げられる。

本発明のグリース組成物は、例えばシリコーンオイルを基油として、増ちょう剤、ポリウレタンパウダーと必要に応じてその他の添加剤を混合して混練することにより製造することができる。また、シリコーンオイルに予め増ちょう剤の原料成分を添加して溶融し、撹拌混合することにより、シリコーンオイル中で増ちょう剤を調製した後に、必要に応じてその他の添加剤を混合撹拌し、ロールミル等を通し更にポリウレタンパウダーを混練することにより製造することもできる。

本発明のグリース組成物の用途は特に制限されないが、その良好な潤滑性と耐久性を最大限に発揮できることから、コントロールケーブルに用いることが好ましい。特に、内周面にチューブ状のポリテトラフルオロエチレン製のライナーが設けられた導管をガイド部材とし、ワイヤロープを内索とした自動車用コントロールケーブルにおいて、内索とライナーの間に充填して使用すると、従来のグリースを用いた場合と比較して、内索とライナーの潤滑性及び耐久性を飛躍的に向上させることができる。

以下、実施例及び比較例に基づき本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。

［実施例１〜３、比較例１〜７］
実施例１〜３及び比較例１〜７においては、それぞれ以下に示す基油及び添加剤を用いて表１、２に示す組成を有するグリース組成物を調製した。

（基油）
基油：ジメチルシリコーンオイル（２５℃における動粘度：５００mm²／ｓ）
（増ちょう剤）
Ｔ１：ウレア・ウレタン系
Ｔ２：リチウム系
（固体潤滑剤）
Ｓ１：ポリウレタンパウダー（平均粒子径１５０μｍ）
Ｓ２：ポリテトラフルオロエチレン（平均粒子径１μｍ）
Ｓ３：ポリテトラフルオロエチレン（平均粒子径１０μｍ）
Ｓ４：Ｌｉ−ステアレート
Ｓ５：ポリウレタンパウダー（平均粒子径５００μｍ）

次に、実施例１〜３及び比較例１〜４のグリース組成物について以下の試験を行った。得られた結果を表１、２に示す。

（ちょう度）
ＪＩＳＫ２２２０に準拠して測定した。

（耐久試験）
グリース組成物を充填した試験用コントロールケーブルを半径１５ｃｍ、曲げ角度１８０°で恒温槽内に固定した。コントロールケーブルの負荷側のケーブルワイヤをモーターで駆動して牽引用レバーを操作し、もう一端の操作側のケーブルワイヤはスプリングを介して固定した。試験は、温度１２０℃、繰返摺動速度３０回／ｍｉｎ、ストローク３０ｍｍの条件で１００万回の牽引−弛緩の摺動を繰り返した。
ライナー減少率（％）は、摺動試験前のポリテトラフルオロエチレン製のライナーの質量（基準ライナー質量，ｇ）を測定しておき、１００万回摺動試験を行った後に、グリース組成物を洗浄したポリテトラフルオロエチレン製のライナーの質量（耐久試験後ライナー質量，ｇ）を測定し、下式により算出した。
ライナー減少率（％）＝（基準ライナー質量−耐久試験後ライナー質量）／基準ライナー質量×１００
無負荷抵抗（Ｎ）は、１００万回の摺動試験後に、牽引用のレバー及びスプリングをはずし、フリーにした状態で、ケーブル全体を馴染ませるためにケーブルワイヤを１０回摺動させて室温に冷却した後、ケーブルワイヤを徐々に引き抜きながら引っ張り抵抗力をバネばかりを用いて１０回測定しその平均値を求めた。
荷重効率（％）は、試験用コントロールケーブルを室温に冷却後、ケーブルワイヤを牽引して３００Ｎの負荷を掛け、反対側の操作力（Ｎ）を測定して下式により算出した。
荷重効率（％）＝（３００／操作力）×１００
耐久試験条件は以下の通りである。
ライナー材質：ポリテトラフルオロエチレン製
ケーブルワイヤ径：直径２．３ｍｍ
コントロールケーブルの配策：Ｕ字（半径１５ｃｍ，曲げ角度１８０°）
負荷：３００Ｎ，摺動速度３０回／ｍｉｎ
温度：１２０℃

Claims

２５℃における動粘度が３００〜５，０００ｍｍ ^２／ｓのシリコーンオイルと、平均粒子径が５０〜３５０μｍのポリウレタンパウダーと、ウレア系増ちょう剤とを含有し、
前記ポリウレタンパウダーの含有量が、グリース組成物全量基準で３〜２０質量％であり、
前記ウレア系増ちょう剤の含有量が、グリース組成物全量基準で３５質量％以下であり、
内周面にチューブ状のポリテトラフルオロエチレン製のライナーが設けられた導管をガイド部材とし、ワイヤロープを内索とした自動車用コントロールケーブルにおいて、前記内索と前記ライナーの間に充填して使用されることを特徴とするグリース組成物。