JP5652634B2 - 樹脂潤滑用グリース組成物 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂潤滑性に優れるグリース組成物に関する。

近年、自動車部品や家電製品、ＯＡ、ＡＶ機器などは、軽量化や低コスト化などの要求から、従来の金属部品に代わり樹脂部品の使用が増加している。この傾向はギヤやカム軸受などに代表される潤滑部品も例外ではなく、樹脂化が進んでいる。このような樹脂製材料では、操作感や異常音の原因となるスティックスリップの発生が問題となっている。このスティックスリップは、物体を滑らす際に、途中で引っかかったり、滑ったりを繰り返すような現象のことを示す。

増ちょう剤としてのシリカは樹脂潤滑においてよく使用されるが、スティックスリップの発生が問題となることが多い。
スティックスリップの対策としては、固体潤滑剤を使用したものがほとんどである。例えば、添加剤としてカルボン酸アマイド系ワックスを含有するグリース組成物（特許文献１）、モンタン酸ワックスを含有させた樹脂潤滑用グリース組成物（特許文献２）、平均分子量が９００〜１００００のポリオレフィンワックスを０．５〜４０重量％含有させた潤滑グリース組成物（特許文献３）、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させた樹脂用グリース組成物（特許文献４）などがある。
しかし、上記従来の処方は、いずれも増ちょう剤としてウレア化合物やＬｉ石けんを使用したグリースであり、グリース中での増ちょう剤量が多くなるため低温性に劣るという欠点がある。

特開２００８−２０８１９９ 特許第４０３７０６７ 特開平９−１９４８６７ 特開２００１−８９７７８

本発明の目的は、樹脂潤滑用グリース組成物を提供することである。
本発明の他の目的は、スティックスリップの発生を少なく抑え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。

シリカは、樹脂潤滑性は劣るものの、低温性は良好な増ちょう剤である。本発明者は、増ちょう剤としてシリカを使用した際の樹脂潤滑性を改善するために種々検討した結果、特定の添加剤を添加することにより、これを改善できることを見いだし本発明を完成するに至った。
本発明は下記の樹脂潤滑用グリース組成物を提供するものである。
１．増ちょう剤、基油および添加剤を含む樹脂潤滑用グリース組成物において、増ちょう剤がシリカを含み、添加剤が固体潤滑剤及びワックスからなる群から選ばれる少なくとも１種を含む樹脂潤滑用グリース組成物。
２．固体潤滑剤がポリテトラフルオロエチレン、有機ベントナイト及びメラミンシアヌレート（ＭＣＡ）からなる群から選ばれる少なくとも１種を含む上記１記載の樹脂潤滑用グリース組成物。
３．ワックスが酸化ポリエチレンワックス及びモンタン酸ワックスからなる群から選ばれる少なくとも１種を含む上記１又は２記載の樹脂潤滑用グリース組成物。
４．脂肪族リン酸エステル及び芳香族リン酸エステルからなる群から選ばれる少なくとも１種の有機リン酸エステルをさらに含有する上記１〜３のいずれか１項記載の樹脂潤滑用グリース組成物。
５．固体潤滑剤の含有量が全グリース組成物の質量に対して、０．１〜１０質量％であり、ワックスの含有量が全グリース組成物の質量に対して、０．１〜１０質量％である上記１〜４のいずれか１項記載の樹脂潤滑用グリース組成物。
６．有機リン酸エステルの含有量が全グリース組成物の質量に対して、０．１〜１０質量％である上記５記載の樹脂潤滑用グリース組成物。
７．基油が合成炭化水素油である上記１〜６のいずれか１項記載の樹脂潤滑用グリース組成物。

本発明の樹脂潤滑用グリース組成物は、樹脂潤滑性及び低温性に優れている。
本発明の樹脂潤滑用グリース組成物は、特定の固体潤滑剤が樹脂材同士の接触を妨げ、スティックスリップ性を改善するものと考えられる。
本発明の樹脂潤滑用グリース組成物は、有機リン酸エステルを含有する場合には、これが樹脂に吸着することにより、スティックスリップ性がさらに改善される。

本発明のグリース組成物に使用する増ちょう剤は、シリカを含有する。シリカは、耐熱性、消音性及び低温性に優れた増ちょう剤である。シリカとしては、１次粒径が好ましくは０．５μｍ以下、さらに好ましくは０．１μｍ以下、最も好ましくは０．０５μｍ以下であるものが望ましい。
増ちょう剤としてはシリカのみであることが最も好ましいが、増ちょう剤全体に対して、好ましくは５質量％以下、さらに好ましくは３質量％以下で他の増ちょう剤を含有しても良い。他の増ちょう剤は特に限定されず、全ての増ちょう剤が使用可能である。例えば、Ｌｉ石けんやＬｉコンプレックス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、有機化クレイ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などが挙げられる。
増ちょう剤の含有量はグリース組成物の質量に対して、好ましくは３〜２０質量％、さらに好ましくは５〜１５質量％である。

本発明のグリース組成物の基油としては合成油が好ましい。基油中の合成油の含有量は好ましくは５０質量％以上、さらに好ましくは８０質量％以上、最も好ましくは１００質量％である。
本発明のグリース組成物に使用する基油の動粘度は４０℃で好ましくは２００〜１０００ｍｍ²／ｓ、さらに好ましくは４００〜６００ｍｍ²／ｓである。
合成油としては、エステル、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、フッ素油などが挙げられる。好ましくは合成炭化水素油であり、特に好ましくはポリ−α−オレフィンとポリブテンの混合物である。ポリ−α−オレフィンは良好な低温特性を示し、ポリブテンは粘度−圧力係数（α）が約３０と高いため、優れた消音効果を発揮する。ポリ−α−オレフィンとポリブテンの混合割合は、質量比で９０：１０〜９９：１が適当である。

本発明のグリース組成物の添加剤として使用される固体潤滑剤としては、ポリテトラフルオロエチレン、有機ベントナイト及びメラミンシアヌレート（ＭＣＡ）からなる群から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。
また、ワックスとしては、酸化ポリエチレンワックス及びモンタン酸ワックスからなる群から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。
固体潤滑剤の含有量は全グリース組成物の質量に対して、好ましくは０．１〜１０質量％、さらに好ましくは２〜７質量％である。
ワックスの含有量は全グリース組成物の質量に対して、好ましくは０．１〜１０質量％、さらに好ましくは２〜７質量％である。
固体潤滑剤とワックスの合計の含有量は全グリース組成物の質量に対して、好ましくは０．１〜１０質量％、さらに好ましくは２〜７質量％である。０．１質量％未満では効果が少なく、１０質量％を超えると低温性が低下する傾向がある。
固体潤滑剤であるポリテトラフルオロエチレン、有機ベントナイト、ＭＣＡ、酸化ポリエチレンワックス、モンタン酸ワックスは、樹脂材間に介在することにより、摩擦を低減すると考えられる。

本発明のグリース組成物は、脂肪族リン酸エステル及び芳香族リン酸エステルからなる群から選ばれる少なくとも１種の有機リン酸エステルをさらに含有することが望ましい。
有機リン酸エステルの含有量は、全グリース組成物の質量に対して、好ましくは０．１〜１０質量％、さらに好ましくは０．５〜３質量％である。
有機リン酸エステルは、その極性基が樹脂材と吸着することにより、摩擦を低減すると考えられる。
０．１質量％未満では効果が少なく、１０質量％を超えると低温性が低下する傾向がある。

本発明のグリース組成物には、上記添加剤に加え、必要に応じてその他の添加剤が使用可能である。例えば、フェノール系およびアミン系に代表される酸化防止剤、ベンゾトリアゾールに代表される金属腐食防止剤などが挙げられる。

実施例
実施例１−１１及び比較例１−４
表１〜表３に示す処方の試験グリースを調製した。
増ちょう剤としてはシリカ（外観：白色粉体／融点：約1700℃／かさ密度(見掛け比重)：＜2g/L／比表面積：170±20m²/g／pH：3.8〜5.0／HCl含有率：0.05%以下／1次粒径：0.012μm以下）を、基油としては、合成炭化水素油とポリブテンの混合油（質量比９５：５）を使用した。
合成炭化水素油の動粘度は４０℃で３９０ｍｍ²／ｓ、ポリブテンの動粘度は４０℃で１６０，０００ｍｍ²／ｓであり、基油全体の動粘度は４０℃で５１８ｍｍ²／ｓに統一した。
添加剤としては、実施例では、ポリテトラフルオロエチレン、有機ベントナイト、ＭＣＡ、酸化ポリエチレンワックス、モンタン酸ワックス、リン酸トリクレジルを、比較例では、無添加、リン酸トリクレジル、ジアルキルジチオリン酸亜鉛、ひまし油を使用した。

混和ちょう度（ＪＩＳ Ｋ２２２０ ７．）
混和ちょう度は２８０に統一した。
バーベルプレート試験（スティックスリップ性）
トライボロジー会議予稿集（佐賀2007-9 D37）「スプライン用高潤滑性グリースの開発」2007年9月、株式会社デンソー 分根聖司）記載のバーベルとプレートに試験グリースを塗布し、既定の条件で試験を行い、摩擦係数（Δμ＝静摩擦係数−動摩擦係数）を測定し、スティックスリップ性を評価した。
試験条件
バーベル：ＰＢＴ（ウィンテックスポリマー ジュラネックス２００２）
プレート：ＰＯＭ（ポリプラスチックス ジュラコンＭ９０ＸＡＰ）
荷重：１００Ｎ
速度：０．１２ｍ／ｓ
温度：６０℃
評価 （Δμ値） ○：0.150未満、×：0.150以上

添加剤として、本発明の添加剤（ポリテトラフルオロエチレン、有機ベントナイト、ＭＣＡ、酸化ポリエチレンワックス、モンタン酸ワックス）を添加した実施例１〜５、および２種以上の添加剤を組み合わせて添加した実施例６〜１１のグリース組成物はΔμが０．１５０未満であり、本発明の添加剤を含まない比較例及び本発明の添加剤以外の添加剤を添加した比較例のグリース組成物に比べてスティックスリップ性が顕著に改善されている。

Claims (3)

1. 増ちょう剤、基油および添加剤を含む樹脂潤滑用グリース組成物において、
   増ちょう剤がシリカを含み、
   添加剤が固体潤滑剤及びワックスを含み、
   固体潤滑剤がポリテトラフルオロエチレン、有機ベントナイト及びメラミンシアヌレート（ＭＣＡ）からなる群から選ばれる少なくとも１種を含み、
   ワックスが酸化ポリエチレンワックス及びモンタン酸ワックスからなる群から選ばれる少なくとも１種を含み、
   固体潤滑剤の含有量が全グリース組成物の質量に対して、０．１〜１０質量％であり、ワックスの含有量が全グリース組成物の質量に対して、０．１〜１０質量％であり、固体潤滑剤とワックスの合計量が全グリース組成物の質量に対して０．２〜１０質量％である前記グリース組成物。
2. 脂肪族リン酸エステル及び芳香族リン酸エステルからなる群から選ばれる少なくとも１種の有機リン酸エステルをさらに含有し、前記有機リン酸エステルの含有量が全グリース組成物の質量に対して、０．１〜１０質量％である請求項１記載の樹脂潤滑用グリース組成物。
3. 基油が合成炭化水素油である請求項１又は２記載の樹脂潤滑用グリース組成物。