JPH06271882A - Lubricating material using ultrafine quartz particle - Google Patents
Lubricating material using ultrafine quartz particleInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、石英超微粒子の利用に
係り、特に各種の滑材として広範囲に応用可能な石英超
微粒子を利用した潤滑用材に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the use of ultrafine quartz particles, and more particularly to a lubricating material using ultrafine quartz particles which is widely applicable as various lubricants.
【０００２】[0002]
【従来の技術】石英は、一般的に水晶またはクォーツと
して知られており、その組成は二酸化硅素Ｓi Ｏ2 から
なる。また、石英は、その物理的性質として、硬度７、
比重２．６５０で圧電気特性を有し、また化学的性質と
して、フッ化水素酸以外の酸には溶けず、装飾品、耐熱
製品、電子デバイス、光学部品の素材として各種の用途
を有している。Quartz, commonly known as quartz or quartz, has a composition of silicon dioxide, SiO 2 . Quartz has a physical property of hardness 7,
It has a piezoelectric property with a specific gravity of 2.650, and as a chemical property, it does not dissolve in acids other than hydrofluoric acid, and has various uses as a material for ornaments, heat-resistant products, electronic devices, and optical parts. ing.
【０００３】また、従来より、金属系およびセラミック
系の超微粒子の製造方法としては、物理的粉砕法、
液相法および気相法が知られ、特にシリカ系の超微粒
子の生成にはプラズマ反応器やレーザービームを使用し
た気相法を適用し得ることが知られている。例えば、市
販のＳi Ｃ粉末（α−Ｓi Ｃ）をＡr ガス雰囲気でＣＯ
2 レーザービームを照射して蒸発を行うことができ、こ
れによりＳi Ｃの超微粒子が得られることが発表されて
いる。この場合、雰囲気ガスの上昇と共に、粒径は大き
くなるが、Ａr ガス１０トール中でのＳi Ｃ超微粒子の
粒径は、約０．０２μｍとなり、またＳi Ｃ超微粒子中
のＳi の割合は、雰囲気ガス圧が高くなるほど多くなる
ことが確認されている。Conventionally, as a method for producing metal-based and ceramic-based ultrafine particles, a physical pulverization method,
A liquid phase method and a gas phase method are known, and it is known that a gas phase method using a plasma reactor or a laser beam can be applied especially to the production of silica-based ultrafine particles. For example, commercially available Si C powder (α-Si C) is CO in an Ar gas atmosphere.
It has been announced that evaporation can be performed by irradiating with 2 laser beams, whereby ultrafine particles of SiC can be obtained. In this case, the particle size increases as the atmosphere gas rises, but the particle size of the SiC ultrafine particles in Ar gas 10 Torr is about 0.02 μm, and the ratio of Si in the SiC ultrafine particles is It has been confirmed that the higher the atmospheric gas pressure, the higher the pressure.
【０００４】今日、相対的に動作する物体あるいは部品
間ににおける摩擦抵抗や摩耗を減少させたり、消費エネ
ルギーの節約のために、多種多様な潤滑剤が使用されて
いる。このような潤滑剤としては、液状の潤滑油、常温
で半固体状あるいは粘稠なペースト状のグリースおよび
粉末状の固体潤滑材があるが、いずれもいかなる使用条
件にも適合し得るような潤滑剤はなく、その用途や目的
に応じて潤滑剤の性質を向上すべく改良して実用に供さ
れている。そして、このような観点から、非常に大きな
荷重が作用するような軸および軸受、歯車等の種々の機
械要素や塑性加工等において使用される潤滑油やグリー
スにおいては、従来よりその極圧性や潤滑性能等の性質
向上を目的として、添加剤として固体潤滑材（グラファ
イト、二硫化モリブデン、窒化ホウ素、二硫化タングス
テン、フッ化黒鉛、ポリテトラフルオロエチレン粉末、
雲母、滑石等）を配合することも行われている（特開平
１−９２２９６号公報）。[0004] Today, a wide variety of lubricants are used to reduce frictional resistance and wear between relatively moving objects or parts and to save energy consumption. Such lubricants include liquid lubricants, semi-solid or viscous paste-like greases at room temperature, and powdered solid lubricants, all of which are suitable for any use condition. There is no lubricant, and it has been put to practical use after being improved to improve the properties of the lubricant according to its use and purpose. From this point of view, the lubricating oil and grease used in various mechanical elements such as shafts and bearings, gears, etc. on which a very large load acts, plastic working, etc., are more extreme than the conventional ones in terms of extreme pressure and lubrication. Solid lubricants (graphite, molybdenum disulfide, boron nitride, tungsten disulfide, graphite fluoride, polytetrafluoroethylene powder, additives, etc.) as additives for the purpose of improving properties such as performance.
(Mica, talc, etc.) is also blended (Japanese Patent Laid-Open No. 1-92296).
【０００５】しかるに、このような添加剤としての固体
潤滑材は、一般に潤滑油やグリースに対して親和性が悪
く、しかも比重に大きな差があること等から、潤滑油や
グリース中での分散安定性が悪く、このため潤滑油やグ
リース中に固体潤滑材を添加剤として配合する場合に、
無機あるいは有機物からなる分散剤を多量に必要とし、
また分散剤の添加があまり好ましくないような場合に
は、潤滑油やグリース中に固体潤滑材を使用することが
できなかったり、あるいは添加しても分離が起きて均一
な混合が困難になり、十分な極圧性や潤滑性能を発揮し
得ない場合があった。このため、例えば粉末状固体潤滑
材の表面を改質すること等が提案されているが（特開昭
５６−１１２９９５号公報）、その製造工程が複雑とな
る等の問題がある。However, such solid lubricants as additives generally have a poor affinity for lubricating oils and greases, and also have a large difference in specific gravity. Therefore, dispersion stability in lubricating oils and greases is stable. It has poor performance, so when solid lubricants are added as additives in lubricating oil or grease,
Requires a large amount of dispersant consisting of inorganic or organic substances,
When the addition of a dispersant is not so preferable, it is impossible to use a solid lubricant in a lubricating oil or grease, or even if it is added, separation occurs and uniform mixing becomes difficult, In some cases, sufficient extreme pressure and lubrication performance could not be exhibited. For this reason, for example, it has been proposed to modify the surface of the powdery solid lubricant (Japanese Patent Laid-Open No. 56-112995), but there is a problem that the manufacturing process becomes complicated.
【０００６】そして、このような粉末固体潤滑材を基油
に対し、長期間安定に分散できるように、前記基油の一
部または全部として、特定のナフテン系油を使用するこ
とが提案されている（特開平１−９２２９６号公報）。
しかしながら、この場合、使用する基油に制限されるた
め、その用途の範囲も制限される難点がある。It has been proposed to use a specific naphthenic oil as a part or all of the base oil so that such a powder solid lubricant can be stably dispersed in the base oil for a long period of time. (JP-A-1-92296).
However, in this case, since the base oil to be used is limited, the range of its application is also limited.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、高純度の石英ガラスより、球形でしかも高強度であ
り、耐熱性および耐薬品性を有し、高分散性、無害性、
無菌性である石英超微粒子を製造し、そしてこの石英超
微粒子を使用した最も効果的な潤滑用材を提供すること
にある。Therefore, the object of the present invention is to have a spherical shape and higher strength than high-purity quartz glass, to have heat resistance and chemical resistance, to have high dispersibility, harmlessness, and
The object is to produce aseptic ultrafine quartz particles and to provide the most effective lubricating material using the ultrafine quartz particles.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明に係る石英超微粒
子を使用する潤滑用材は、高純度の石英ガラスに対し、
約３５，０００〜４０，０００℃の高温レーザー光線を
照射し、これにより発生する蒸発気体を回収し、冷却し
て得られた球形でしかも約０．２〜０．４μｍを中心と
する不均一な粒径を有する混合粒子として得られる石英
超微粒子を、摩擦抵抗の少ない超微粒子物質と混合し
て、潤滑油に添加することを特徴とする。A lubrication material using ultrafine silica particles according to the present invention is a high-purity silica glass,
A spherical laser beam obtained by irradiating a high temperature laser beam of about 35,000 to 40,000 ° C., collecting the vaporized gas generated by this, and cooling it, and having a non-uniform shape centered on about 0.2 to 0.4 μm It is characterized in that ultrafine silica particles obtained as mixed particles having a particle size are mixed with an ultrafine particle substance having a low frictional resistance and added to a lubricating oil.
【０００９】前記の潤滑用材において、石英超微粒子
と、摩擦抵抗の少ない超微粒子物質とをエンジンオイル
に添加することができる。In the above-mentioned lubricating material, it is possible to add ultrafine quartz particles and ultrafine particles having a low frictional resistance to engine oil.
【００１０】また、前記の石英超微粒子と、摩擦抵抗の
少ない超微粒子物質とをグリースに添加することもでき
る。It is also possible to add the above-mentioned quartz ultrafine particles and an ultrafine particle substance having a small frictional resistance to the grease.
【００１１】なお、前記摩擦抵抗の少ない超微粒子物質
としては、フッ素系樹脂超微粒子を使用することができ
る。Fluorine resin ultrafine particles may be used as the ultrafine particle substance having a small frictional resistance.
【００１２】さらに、前記の不均一な粒径を有する混合
粒子として得られる石英超微粒子は、これを燃料用ガソ
リンに添加して潤滑用材として使用することができる。Further, the ultrafine quartz particles obtained as mixed particles having the above-mentioned nonuniform particle size can be added to gasoline for fuel and used as a lubricant.
【００１３】[0013]
【作用】本発明に係る石英超微粒子を使用する潤滑用材
によれば、球形でしかも約０．２〜０．４μｍを中心と
する不均一な粒径を有する混合粒子として得られる石英
超微粒子と、摩擦抵抗の少ない超微粒子物質、例えばフ
ッ素系樹脂超微粒子とを混合して、この混合物を潤滑油
に添加して使用することにより、石英超微粒子による転
がり作用と、フッ素系樹脂超微粒子による潤滑油の劣化
防止および油性増大作用とから、摺動部材の摺動面に対
する潤滑剤として適用した場合、鉱物粉体等の混入異物
を効果的にブロックして摺動面の潤滑効果を増大し、か
つ摺動面の摩耗や損傷の発生を確実に防止することがで
きる。According to the lubricating material using the ultrafine silica particles of the present invention, the ultrafine silica particles are obtained as mixed particles which are spherical and have a non-uniform particle diameter centered at about 0.2 to 0.4 μm. By mixing ultrafine particles with low frictional resistance, such as ultrafine particles of fluorocarbon resin, and adding this mixture to lubricating oil, the rolling action of ultrafine quartz particles and lubrication by ultrafine particles of fluorocarbon resin When applied as a lubricant to the sliding surface of the sliding member, it effectively blocks foreign substances such as mineral powder to increase the lubrication effect on the sliding surface from the viewpoint of preventing oil deterioration and increasing oiliness. Moreover, it is possible to reliably prevent the sliding surface from being worn or damaged.
【００１４】従って、本発明に係る潤滑用材は、例えば
エンジンのシリンダとピストンとに対して供給するエン
ジンオイル、あるいは燃料用ガソリンに添加して使用し
た場合、エンジン部品の寿命を増大させると共に、燃費
の節減、エンジンオイルの劣化防止、排気ガスの浄化作
用等に有効である。Therefore, when the lubricating material according to the present invention is used by being added to, for example, engine oil to be supplied to the cylinder and piston of the engine or gasoline for fuel, the life of engine parts is increased and the fuel consumption is improved. It is effective for saving the engine, preventing deterioration of engine oil, and purifying exhaust gas.
【００１５】また、本発明に係る潤滑用材を、各種のベ
アリング機構に適用するグリース等の潤滑油に添加して
使用した場合にも、前記と同様に摺動面における潤滑効
果を増大させると共に、摺動面の摩耗や損傷の発生を防
止し、機械部品の寿命を増大させることができる。Also, when the lubricating material according to the present invention is used by adding it to a lubricating oil such as grease applied to various bearing mechanisms, the lubricating effect on the sliding surface is increased as described above, and It is possible to prevent wear and damage of the sliding surface and increase the life of the mechanical parts.
【００１６】[0016]
【実施例】次に、本発明に係る石英超微粒子を使用する
潤滑用材の実施例につき、添付図面を参照しながら以下
詳細に説明する。EXAMPLES Examples of a lubricating material using quartz ultrafine particles according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
【００１７】図１は、本発明に係る石英超微粒子を使用
する潤滑用材を、所要の摺動面に適用した場合におけ
る、要部拡大構造の概略説明図である。すなわち、図１
において、参照符号１０ａ、１０ｂ、１０ｃはそれぞれ
粒径の異なる石英超微粒子、１２は摩擦抵抗の少ない超
微粒子物質としてのフッ素系樹脂超微粒子を示し、これ
ら超微粒子を混合して潤滑油１４に添加した構成が示さ
れている。この場合、参照符号１６は固定部材であり、
また参照符号１８は摺動部材を示す。FIG. 1 is a schematic explanatory view of a main part enlarged structure in the case where a lubricating material using ultrafine quartz particles according to the present invention is applied to a required sliding surface. That is, FIG.
In FIG. 1, reference numerals 10a, 10b, and 10c denote quartz ultrafine particles having different particle diameters, and 12 denotes a fluororesin ultrafine particle as an ultrafine particle substance having a small frictional resistance. These ultrafine particles are mixed and added to the lubricating oil 14. The configuration is shown. In this case, reference numeral 16 is a fixed member,
Further, reference numeral 18 indicates a sliding member.
【００１８】しかるに、本発明において、前記石英超微
粒子は、例えば高純度の石英ガラスに対し、約３５，０
００〜４０，０００℃の高温レーザー光線を照射し、こ
れにより発生する蒸発気体を回収し、冷却して得られた
球形でしかも約０．２〜０．４μｍを中心とする不均一
な粒径を有する混合粒子（図３参照）として製造するこ
とができる。However, in the present invention, the quartz ultrafine particles are about 35,0 with respect to, for example, high-purity quartz glass.
Irradiation with a high temperature laser beam of 00-40,000 ℃, the vaporized gas generated by this is collected and cooled to obtain a spherical shape with a non-uniform particle size centered on about 0.2 to 0.4 μm. Can be produced as mixed particles having (see FIG. 3).
【００１９】また、本発明において、摩擦抵抗の少ない
超微粒子物質としては、例えばフッ素系樹脂すなわちフ
ロロカーボン（ＣＦ）n 〔正式名：ポリカーボンモノフ
ルオライド〕を好適に使用することができる。この場
合、このフッ素系樹脂超微粒子の大きさは、特に限定さ
れないが、前記石英超微粒子と混合された場合に、例え
ば０．３μｍ以下の大きさに分断されて分散する。In the present invention, as the ultrafine particle substance having a low frictional resistance, for example, a fluorocarbon resin, that is, fluorocarbon (CF) n [formal name: polycarbon monofluoride] can be preferably used. In this case, the size of the fluorine-based resin ultrafine particles is not particularly limited, but when mixed with the quartz ultrafine particles, they are divided into, for example, 0.3 μm or less and dispersed.
【００２０】次に、図１に示す構成からなる潤滑用材の
機能について説明する。一般的に、固定部材１６と摺動
部材１８との間隙に、図１に示すような潤滑用材を含む
潤滑剤を供給した場合、複数の大粒径の石英超微粒子１
０ａ、１０ａ間に、複数の中粒径の石英超微粒子１０ｂ
および小粒径の石英超微粒子１０ｃ並びにフッ素系樹脂
超微粒子１２がそれぞれ潤滑油１４中に適宜分散した状
態となる。Next, the function of the lubricating material having the structure shown in FIG. 1 will be described. Generally, when a lubricant containing a lubricating material as shown in FIG. 1 is supplied to the gap between the fixed member 16 and the sliding member 18, a plurality of large-sized silica ultrafine particles 1
0a, 10a, a plurality of medium-sized quartz ultrafine particles 10b
And the quartz ultrafine particles 10c having a small particle diameter and the fluororesin ultrafine particles 12 are appropriately dispersed in the lubricating oil 14.
【００２１】そこで、この場合、前記摺動部材１８が矢
印Ａ方向に移動すると、この摺動部材１８と固定部材１
６との間で、前記大粒径の石英超微粒子１０ａがそれぞ
れ図示の方向に転動する。これと同時に、前記大粒径の
石英超微粒子１０ａ、１０ａ間において、前記複数の中
粒径の石英超微粒子１０ｂおよび小粒径の石英超微粒子
１０ｃ並びにフッ素系樹脂超微粒子１２がそれぞれ潤滑
油１４と共に転動ないしは揺動する。Therefore, in this case, when the sliding member 18 moves in the direction of arrow A, the sliding member 18 and the fixed member 1
6, the ultrafine quartz particles 10a having a large particle diameter roll in the directions shown in the drawing. At the same time, between the large-sized quartz ultrafine particles 10a and 10a, the plurality of medium-sized quartz ultrafine particles 10b, the small-sized quartz ultrafine particles 10c, and the fluororesin ultrafine particles 12 are respectively lubricated oil 14 Along with it, it rolls or rocks.
【００２２】しかるに、これら石英超微粒子１０ａ、１
０ｂ、１０ｃの転動は、摺動部材１８と固定部材１６の
表面に対して転がり摩擦抵抗を生じると共に、フッ素系
樹脂超微粒子１２および潤滑油１４の揺動は、摺動部材
１８と固定部材１６の表面に対して滑り摩擦抵抗を生じ
る。しかし、前記転がり摩擦抵抗を生じる大粒径の石英
超微粒子１０ａは、固定部材１６と摺動部材１８との間
隙を常に一定状態に保持し得ることから、この一定状態
に保持された間隙に位置する中粒径および小粒径の石英
超微粒子１０ｂ、１０ｃ並びにフッ素系樹脂超微粒子１
２と潤滑油１４とは、前記転がり摩擦抵抗および滑り摩
擦抵抗を低減させる作用を発揮させることができ、全体
的に摩擦抵抗の低減に寄与する。因みに、転がり摩擦抵
抗は、滑り摩擦抵抗に較べて１／８０〜１／１００とな
ることが知られている。However, these quartz ultrafine particles 10a, 1
The rolling of 0b and 10c causes rolling frictional resistance with respect to the surfaces of the sliding member 18 and the fixing member 16, and the swinging of the fluororesin ultrafine particles 12 and the lubricating oil 14 causes the sliding member 18 and the fixing member to swing. A sliding frictional resistance is generated for 16 surfaces. However, since the quartz ultrafine particles 10a having a large particle size that cause the rolling frictional resistance can always keep the gap between the fixed member 16 and the sliding member 18 constant, the quartz ultrafine particles 10a are located in the gap kept in this constant state. Quartz ultrafine particles 10b and 10c of medium particle size and small particle size and fluorine resin ultrafine particles 1
2 and the lubricating oil 14 can exert the action of reducing the rolling friction resistance and the sliding friction resistance, and contribute to the reduction of the friction resistance as a whole. Incidentally, it is known that the rolling friction resistance is 1/80 to 1/100 as compared with the sliding friction resistance.
【００２３】従って、前記構成からなる本発明の潤滑用
材は、エンジンのシリンダとピストンとに対して供給す
るエンジンオイルに添加して使用した場合、エンジン部
品の寿命を増大させると共に、燃費の節減、エンジンオ
イルの劣化防止、排気ガスの浄化作用等に有効であるこ
とが確認された。Therefore, when the lubricating material of the present invention having the above-mentioned structure is used by being added to the engine oil supplied to the cylinder and piston of the engine, the life of the engine parts is increased and the fuel consumption is reduced. It was confirmed that it is effective in preventing deterioration of engine oil and purifying exhaust gas.
【００２４】また、前記構成からなる本発明の潤滑用
材、特に石英超微粒子１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、これ
を直接燃料用ガソリンに添加して使用することができ
る。この場合、エンジンの燃焼部における爆発に際し
て、ブローバイガスとしてガソリンに添加された前記石
英超微粒子がクランクケースの中に侵入して、エンジン
オイルと混合され、前記とエンジンオイルに添加した場
合と同様の作用と効果を発揮させることができる。Further, the lubricating material of the present invention having the above-mentioned constitution, particularly the quartz ultrafine particles 10a, 10b, 10c, can be used by directly adding it to gasoline for fuel. In this case, at the time of explosion in the combustion section of the engine, the quartz ultrafine particles added to gasoline as blow-by gas enter into the crankcase and are mixed with engine oil. The action and effect can be exerted.
【００２５】さらに、本発明の潤滑用材は、各種のベア
リング機構に適用するグリース等の潤滑油に添加して使
用した場合においても、摺動面における潤滑効果をほ増
大し、摺動面の摩耗や損傷の発生を防止し得ると共に潤
滑油の劣化を防止し、機械部品の寿命を増大し得ること
が確認された。Further, even when the lubricating material of the present invention is used by adding it to a lubricating oil such as grease applied to various bearing mechanisms, the lubricating effect on the sliding surface is greatly increased and the sliding surface is worn. It has been confirmed that the occurrence of damage and damage can be prevented, the deterioration of lubricating oil can be prevented, and the life of mechanical parts can be extended.
【００２６】次に、図１に示す潤滑用材に対し、異物の
混入すなわち異物としての鉱物粉体が混入した場合の潤
滑用材の機能について、図２を参照しながら説明する。Next, the function of the lubricating material when foreign matter, that is, mineral powder as foreign matter is mixed into the lubricating material shown in FIG. 1, will be described with reference to FIG.
【００２７】すなわち、図１に示す潤滑用材に対する異
物の混入としては、図２に示すように、大粒径の石英超
微粒子１０ａよりも小さな寸法の鉱物粉体２０が混入す
る可能性が大きい。この場合、摺動部材１８が矢印Ａ方
向に移動すれば、この摺動部材１８と固定部材１６との
間で、前記大粒径の石英超微粒子１０ａがそれぞれ図示
の方向に転動し、しかもこれら大粒径の石英超微粒子１
０ａ、１０ａ間において、前記複数の中粒径の石英超微
粒子１０ｂおよび小粒径の石英超微粒子１０ｃ並びにフ
ッ素系樹脂超微粒子１２がそれぞれ潤滑油１４と共に転
動ないし揺動する。この結果、前記異物としての鉱物粉
体２０は、大粒径の石英超微粒子１０ａ、１０ａによっ
て保持される一定状態の間隙に位置する前記複数の中粒
径の石英超微粒子１０ｂおよび小粒径の石英超微粒子１
０ｃにより好適に囲繞ブロックされ、これら鉱物粉体２
０により摺動部材１８と固定部材１６の表面が損傷を受
ける危険を確実に回避することができる。That is, as the foreign matter mixed into the lubricating material shown in FIG. 1, as shown in FIG. 2, there is a high possibility that the mineral powder 20 having a size smaller than that of the quartz ultrafine particles 10a having a large particle size is mixed. In this case, when the sliding member 18 moves in the direction of arrow A, the large-sized quartz ultrafine particles 10a roll between the sliding member 18 and the fixing member 16 in the directions shown in the drawing, and These large-sized quartz ultrafine particles 1
Between 0a and 10a, the plurality of medium-sized quartz ultrafine particles 10b, the small-sized quartz ultrafine particles 10c, and the fluorine-based resin ultrafine particles 12 roll or swing together with the lubricating oil 14, respectively. As a result, the mineral powder 20 as the foreign matter has a plurality of medium-sized quartz ultrafine particles 10b and small-sized quartz ultrafine particles 10b which are located in the gaps in a fixed state held by the large-sized quartz ultrafine particles 10a, 10a. Quartz ultrafine particles 1
0c, which is preferably surrounded by a block, these mineral powders 2
With 0, the risk that the surfaces of the sliding member 18 and the fixing member 16 are damaged can be reliably avoided.
【００２８】[0028]
【発明の効果】前述した実施例から明らかなように、本
発明に係る石英超微粒子を使用する潤滑用材は、球形で
しかも約０．２〜０．４μｍを中心とする不均一な粒径
を有する混合粒子からなる石英超微粒子と、摩擦抵抗の
少ない超微粒子物質とを混合し、これら混合物を潤滑油
に添加することにより得られる潤滑剤は、これを所要の
摺動部材に適用することにより、石英超微粒子の転がり
摩擦抵抗と摩擦抵抗の少ないフッ素系樹脂超微粒子の滑
り摩擦抵抗とが、相剰的に作用して摺動部材全体に対す
る摩擦抵抗を著しく低減することができる。すなわち、
本発明においては、球形でしかも約０．２〜０．４μｍ
を中心とする不均一な粒径を有する混合粒子からなる石
英超微粒子が、摺動部材の摺動面に形成される約０．１
μｍの潤滑油の油面と適合して、摺動面に対する滑り摩
擦および転がり摩擦による抵抗を著しく低減して、その
摩耗や損傷並びに焼き付き等を有効に防止することがで
きる。As is apparent from the above-mentioned embodiments, the lubricating material using the ultrafine silica particles according to the present invention is spherical and has a non-uniform particle diameter centered at about 0.2 to 0.4 μm. Lubricants obtained by mixing quartz ultrafine particles composed of mixed particles and ultrafine particle substances with low frictional resistance, and adding the mixture to a lubricating oil are obtained by applying this to a required sliding member. The rolling frictional resistance of the ultrafine quartz particles and the sliding frictional resistance of the fluororesin ultrafine particles having a small frictional resistance act on each other to significantly reduce the frictional resistance to the entire sliding member. That is,
In the present invention, it is spherical and about 0.2 to 0.4 μm.
Ultrafine quartz particles composed of mixed particles having a non-uniform particle diameter centered on
By matching the oil surface of the lubricating oil of μm, the resistance due to sliding friction and rolling friction on the sliding surface can be significantly reduced, and the wear, damage, and seizure can be effectively prevented.
【００２９】しかも、この場合、摺動部材に鉱物粉体等
の異物が混入しても、前記石英超微粒子とフッ素系樹脂
超微粒子との相互作用により、異物を確実に囲繞ブロッ
クしてこれによる摺動部材の表面の損傷を防止し、摺動
部材の耐久性を向上することができる。Further, in this case, even if foreign matter such as mineral powder is mixed in the sliding member, the interaction between the quartz ultrafine particles and the fluororesin ultrafine particles reliably blocks and blocks the foreign matter. It is possible to prevent damage to the surface of the sliding member and improve the durability of the sliding member.
【００３０】さらに、石英超微粒子およびフッ素系樹脂
超微粒子は、耐久性、耐薬品性、無害性を有すると共
に、潤滑油に対する劣化防止作用を有することから、長
期間安定に使用することができるので、これに伴う潤滑
剤の適用機械部品の寿命の増大とその機能の向上に資す
る効果は極めて大きい。Further, since the ultrafine quartz particles and the ultrafine fluorocarbon resin particles have durability, chemical resistance, and harmlessness, and have an action of preventing deterioration of lubricating oil, they can be used stably for a long period of time. Therefore, the effect of contributing to the increase of the life of the mechanical parts to which the lubricant is applied and the improvement of its function is extremely large.
【００３１】例えば、本発明に係る潤滑用材をエンジン
オイルに適用した場合、エンジンの燃焼室を形成するピ
ストンとシリンダの間隙に介在する石英超微粒子は、熱
伝導率が低く、オイルの燃焼を防止して、燃焼室の気密
性を高めることができる。すなわち、エンジンオイルの
ような流体による気密性の保持から、石英超微粒子から
なる固体による気密性の保持を達成することができる。
なお、石英超微粒子は、非晶質であるため、磁器（結晶
質）に比べて熱伝導率は約１／１０である。また、エン
ジンオイルの油膜だけでは耐えられない荷重の場合に
は、石英超微粒子の存在により、摺動面（金属表面）に
おける滑りと転がりを円滑してそれらの摩擦抵抗を著し
く低減して、摺動部材相互の摩耗や損傷、さらには焼き
付きを有効に防止することができる。そして、石英超微
粒子を構成する石英ガラスは、膨脹係数が極めて小さ
く、例えば磁器や硬質ガラスの１／２０（１０００℃）
であり、また石英ガラスの安全使用温度も１１００℃で
あり、硬質ガラスの４９０℃に比べて非常に高いという
利点を有している。しかも、石英超微粒子の機械的強度
は、温度が高くなればなる程強くなるという、金属には
ない特性を有しており、その他弾性率、引張り強さ、剛
性率等は、温度が上昇するに従って増大し、これらは８
００〜９００℃で最高となる等、エンジンオイルに適用
した場合において、全て有利となることが確認された。For example, when the lubricating material according to the present invention is applied to engine oil, the ultrafine quartz particles present in the gap between the piston and the cylinder forming the combustion chamber of the engine have low thermal conductivity and prevent oil combustion. Thus, the airtightness of the combustion chamber can be improved. That is, the airtightness can be maintained by a solid such as ultrafine quartz particles because the airtightness can be maintained by a fluid such as engine oil.
Since the ultrafine quartz particles are amorphous, their thermal conductivity is about 1/10 that of porcelain (crystalline). Also, in the case of a load that cannot be withstood only by the oil film of engine oil, the presence of ultrafine quartz particles facilitates smooth sliding and rolling on the sliding surface (metal surface) and significantly reduces their frictional resistance. It is possible to effectively prevent mutual wear and damage of the moving members, and further prevent seizure. Quartz glass that constitutes ultrafine quartz particles has an extremely small expansion coefficient, and is, for example, 1/20 (1000 ° C) of porcelain and hard glass.
Further, the safe use temperature of quartz glass is 1100 ° C., which is an advantage that it is much higher than 490 ° C. of hard glass. Moreover, the mechanical strength of ultrafine quartz particles increases as the temperature rises, which is a characteristic not found in metals, and other factors such as elastic modulus, tensile strength, and rigidity increase with temperature. According to 8
It has been confirmed that all of them are advantageous when applied to engine oil, such as the maximum at 00 to 900 ° C.
【００３２】また、本発明に係る潤滑用材を燃料用ガソ
リンに適用した場合、ガソリンよりも比重の重い石英は
通常沈澱してしまうが、本発明における約０．２〜０．
４μｍを中心とする不均一な粒径を有する混合粒子から
なる石英超微粒子は、ガソリン中にほぼ均一に分散させ
ることができる。従って、例えばエンジン用ガソリンの
場合、石英超微粒子は走行中の自動車の燃料タンク内に
おいてほぼ均一に分散し、気化器をを介してエンジン内
部に供給することができる。このようにして、エンジン
の燃焼室に導入されたガソリンは、その爆発と同時にガ
ソリン中に分散されていた石英超微粒子がピストンとシ
リンダの間隙に侵入し、エンジンオイルに混入されて潤
滑剤となる。なお、この燃焼室内でのガソリンの爆発に
際して発生するＮＯｘは、石英超微粒子と共にエンジン
のブローバイガス（シリンダからの吹き抜けガス）とし
てクランクケース中に入り、ＮＯｘはエンジンオイルの
劣化を引き起こし、ブラックスラッジを生成してオイル
の潤滑性能を悪化させてしまう。しかし、この場合、Ｎ
Ｏｘと共にエンジンオイル内に混入した石英超微粒子
は、オイルの潤滑性能を高めることができ、前記ＮＯｘ
はこれを異物として潤滑剤中に囲繞ブロックしてしまい
（図２参照）、オイルの劣化で摩擦抵抗が増大する問題
を有効に解消することができる。このため、本発明に係
る潤滑用材としての石英超微粒子は、高オクタン価ガソ
リンの潤滑剤として添加し、使用することもできる。When the lubrication material according to the present invention is applied to gasoline for fuel, quartz, which has a higher specific gravity than gasoline, usually precipitates, but in the present invention, about 0.2 to 0.
Quartz ultrafine particles composed of mixed particles having a nonuniform particle diameter centered on 4 μm can be dispersed almost uniformly in gasoline. Therefore, for example, in the case of engine gasoline, the ultrafine quartz particles can be almost evenly dispersed in the fuel tank of a running automobile and can be supplied into the engine through the vaporizer. In this way, when the gasoline introduced into the combustion chamber of the engine explodes, the ultrafine quartz particles dispersed in the gasoline enter the gap between the piston and the cylinder at the same time as the gasoline and are mixed with the engine oil to become a lubricant. . NOx generated when the gasoline explodes in the combustion chamber enters the crankcase as blow-by gas (blowing gas from the cylinder) of the engine together with the ultrafine silica particles, and NOx causes deterioration of engine oil and causes black sludge. They are generated and deteriorate the lubrication performance of oil. But in this case N
The ultrafine quartz particles mixed in the engine oil together with Ox can enhance the lubricating performance of the oil.
Can be effectively blocked as a foreign matter, which is surrounded and blocked in the lubricant (see FIG. 2), and the frictional resistance increases due to deterioration of the oil. Therefore, the ultrafine quartz particles as a lubricant for use in the present invention can be added and used as a lubricant for high-octane gasoline.
【００３３】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、本
発明の精神を逸脱しない範囲内において種々の設計変更
をなし得ることは勿論である。Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various design changes can be made without departing from the spirit of the present invention. Is.
【図１】本発明に係る石英超微粒子を使用する潤滑用材
の一実施例を示す潤滑用材の適用状態の要部拡大構造概
略説明図である。FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an enlarged structure of a main part of a lubrication material in an applied state, showing an embodiment of a lubrication material using ultrafine quartz particles according to the present invention.
【図２】本発明に係る石英超微粒子を使用する潤滑用材
の作用を示す潤滑用材の適用状態の要部拡大構造概略説
明図である。FIG. 2 is a schematic explanatory view showing an enlarged structure of a main part of a lubrication material in an applied state showing an operation of the lubrication material using ultrafine quartz particles according to the present invention.
【図３】本発明に係る潤滑用材に使用する石英超微粒子
の形状を示す拡大構造概略説明図である。FIG. 3 is an enlarged structural schematic explanatory view showing the shape of ultrafine quartz particles used in the lubricant for use in the present invention.
１０ａ 大粒径の石英超微粒子 １０ｂ 中粒径の石英超微粒子 １０ｃ 小粒径の石英超微粒子 １２ フッ素系樹脂超微粒子 １４ 潤滑油 １６ 固定部材 １８ 摺動部材 ２０ 鉱物粉体（異物） 10a Large-sized quartz ultrafine particles 10b Medium-sized quartz ultrafine particles 10c Small-sized quartz ultrafine particles 12 Fluorine-based resin ultrafine particles 14 Lubricating oil 16 Fixing member 18 Sliding member 20 Mineral powder (foreign matter)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｎ 20:06 Ｚ 8217−4Ｈ 30:06 40:02 40:25 50:10 70:00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location C10N 20:06 Z 8217-4H 30:06 40:02 40:25 50:10 70:00
Claims (5)
００〜４０，０００℃の高温レーザー光線を照射し、こ
れにより発生する蒸発気体を回収し、冷却して得られた
球形でしかも約０．２〜０．４μｍを中心とする不均一
な粒径を有する混合粒子として得られる石英超微粒子
を、摩擦抵抗の少ない超微粒子物質と混合して、潤滑油
に添加することを特徴とする石英超微粒子を使用する潤
滑用材。1. About 35,0 for high-purity quartz glass
Irradiation with a high temperature laser beam of 00-40,000 ℃, the vaporized gas generated by this is collected and cooled to obtain a spherical shape with a non-uniform particle size centered on about 0.2 to 0.4 μm. A lubricating material using ultrafine silica particles, characterized in that ultrafine silica particles obtained as mixed particles are mixed with ultrafine particle substances having low frictional resistance and added to a lubricating oil.
抗の少ない超微粒子物質とをエンジンオイルに添加して
なる潤滑用材。2. A lubricating material obtained by adding the ultrafine quartz particles according to claim 1 and ultrafine particle substances having low frictional resistance to engine oil.
抗の少ない超微粒子物質とをグリースに添加してなる潤
滑用材。3. A lubricating material obtained by adding the quartz ultrafine particles according to claim 1 and ultrafine particles having a low frictional resistance to grease.
素系樹脂超微粒子からなる請求項１ないし３のいずれか
に記載の石英超微粒子を使用する潤滑用材。4. A lubricating material using ultrafine quartz particles according to claim 1, wherein the ultrafine particle substance having a low frictional resistance comprises ultrafine fluorine resin particles.
００〜４０，０００℃の高温レーザー光線を照射し、こ
れにより発生する蒸発気体を回収し、冷却して得られた
球形でしかも約０．２〜０．４μｍを中心とする不均一
な粒径を有する混合粒子として得られる石英超微粒子
を、燃料用ガソリンに添加することを特徴とする石英超
微粒子を使用する潤滑用材。5. About 35,0 for high-purity quartz glass
Irradiation with a high temperature laser beam of 00-40,000 ℃, the vaporized gas generated by this is collected and cooled to obtain a spherical shape with a non-uniform particle size centered on about 0.2 to 0.4 μm. A lubricating material using ultrafine quartz particles, which comprises adding ultrafine quartz particles obtained as mixed particles to gasoline for fuel.
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|---|---|---|---|
| JP6438093A JP3411972B2 (en) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | Lubricating materials using ultrafine quartz particles |
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| JP3411972B2 JP3411972B2 (en) | 2003-06-03 |
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-
1993
- 1993-03-23 JP JP6438093A patent/JP3411972B2/en not_active Expired - Lifetime
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