JPS6372791A - 自己潤滑性組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、潤滑油と超高分子量ポリエチレンとからな
る自己潤滑性組成物に係り、特に低速高荷重の条件下で
優れた潤滑性能を発揮する自己潤滑性組成物に関する。

［従来の技術］ 潤滑油を直接適用するのが困難な場所、例えばブツシュ
ライナー等では通常二硫化モリブデン、グラファイト等
の固体潤滑剤が使用されるが、このような固体潤滑剤は
潤滑油が有するようなりサビ効果に乏しく、低速かつ高
荷重の条件下で長期間に亘って優れた潤滑性能を付与す
るのが困難でおり、また、例えば回転要素、軸受、種々
のタイプの摺動軸受、ワイヤロープ、スクリュー、鎖駆
動、歯車等のような伝導装置に関するは械要素での潤滑
についても、その摺動面に長期間に亘って継続的かつ効
果的に潤滑油を供給し優れた潤滑性能を付与するのは困
難なことである。

そこで、従来においては、このような問題を解決し得る
ものとして、超高分子量ポリオレフィン類に鉱質潤滑油
を含浸させ、ゲル化させて含浸された鉱質潤滑油が滲み
出るようにした自己潤滑組成物（特公昭４７−３．４５
５号公報）等が提案されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は、低温領域での潤滑油の滲み出し性が良
好で、低速高荷重の条件下での負荷荷重に対する摩擦係
数やブロック摩耗量等において優れた潤滑性能を発揮す
ると共に、長期間に亘って継続的かつ効果的に潤滑油を
供給し得る新規な自己潤滑組成物を提供することにある
。

［問題点を解決するための手段］ すなわち、本発明は、トラクション係数の値が０．０６
以上の潤滑油１０〜９０重量％と、固形化して上記潤滑
油を含浸すると共にこの含浸された潤滑油が滲み出る結
果として潤滑性を発揮する超高分子量ポリエチレン９０
〜１ｏ＠ｍ％とからなる自己潤滑性組成物である。

本発明で使用する潤滑油は、例えば曾田式円筒式摩擦試
験機を使用して測定されるそのトラクション係数（特公
昭６０−４３．３９１号公報参照）の値が０．０６以上
であればよいが、好ましくは０．０７以上、より好まし
くは０．０８以上でおる。このトラクション係数の値が
大きくなると圧力粘度指数の値も大きくなる傾向を示し
、この圧力粘度指数が大きいと低速高荷重の条件下での
負荷荷重に対する摩擦係数やブロック摩耗量等で示され
る潤滑性能が向上する。

このような条件を満足する潤滑油としては、具体的には
、鉱油（特公昭３９−２４．６３５Ｍ公報〉、ジアルキ
ル芳香族炭化水素とジアリルアルカンとの混合油（特公
昭４７−４０．５２５号公報）、ポリメチルメタクリレ
ート（特公昭４８−３１　、８２８号公報）、ピバリン
酸モノエステル（特公昭４９−１１，３０９＠公報）、
ハロゲン化アルキルナフタレン（特公昭４９−１６、９
００号公報）、アダマンタン類（特公昭４８−４２．０
６７号及び特公昭４Ｂ−４２，０６８＠公報）及びアル
キルナアタレン（米国特許第２．５４９．３７７＠明細
書）等を一挙げることができるほか、水素化された環を
有するナフテン系油からなる潤滑油として、ジシクロヘ
キシルエタン（特公昭４８−２９．７１５＠公報）、ジ
シクロヘキシルプロパン（特公昭５３−３６．１０５号
公報）、水素化縮合環化合物（米国特許第３，４１１．
３６９号明細囚）、１個以上の飽和の炭素含有環状リン
グを有するナフテン（米国特許第３．４４０．８９４号
明細書）、２個以上の飽和の炭素含有環状リングを有す
るナフテン（米国特許第３，９２５．２１７＠明細書）
、ナフテンとパラフィンの混合油（米国特許第３．５９
５．７９６号及び米国特許第３．５９５．７９７号明細
書）、キシレン及び／又はトルエンとスチレンのアルキ
ル化反応生成物を水素化して得られる主として１．１−
ジアリルエタン系化合物からなるもの（特開昭５５−４
３．１０８号公報）及びその他のナツツテン系油（特開
昭５５−４０．７２６＠、特開昭５５−６０．５９５号
、特開昭５７−１７２，９９２号、特開昭５７−１７２
，９９３号及び特開昭５８−１２２．９９４＠公報並び
に特公昭５８−２７．８３８号及び特公昭６０−４３．
３９１＠公報等）等を挙げることができるが、好ましく
は水素化ペンジルビフ工二ル、水素化ジベンジルトルエ
ン、水素化アルキルベンゼン等の水素化された環を有す
るナフテン系油である。

また、上記潤滑油中には、そのトラクション係数の値を
より大きくするために、例えば特開昭６１−１９，６９
７号公報に記載されているようなシクロヘキシル（メタ
）アクリレート系ポリマー等のトラクション係数を向上
させることができる添加剤を添加することができるほか
、一般の潤滑油に要求される種々の性能、例えば酸化安
定性、防錆性、粘度指数向上性、消泡性、耐腐蝕性、耐
摩原性、ゴム膨潤性等を付与しまた向上させるために、
例えば２，６−シーｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール
等のアルキルフェノール、ジアルキルジチオ燐酸亜鉛等
の硫黄や燐化合物等の酸化防止剤、アミン類、エステル
類、全屈塩類等の防錆剤、粘度指数向上剤、シリコーン
系重合物等の消泡剤、その他耐腐蝕剤、耐摩擦剤、ゴム
膨潤剤等を添加することができる。

また、本発明で使用する超高分子量ポリエチレンは、そ
の平均分子量が１Ｘ１０６程度以上、好ましくは２Ｘ１
０　〜５Ｘ１０６程度のものであり、例えばトリアルキ
ルアルミニウムと塩化チタンとからなる系のチーグラー
触媒を使用して常圧下でエチレンを液相重合させるチー
グラー法（低圧法）等で製造することができる。このよ
うな超高分子量ポリエチレンは、固形化して上記潤滑油
を含浸することができると共にそれ自体自己潤滑性を発
揮し、種々の機械要素等に適用した場合この含浸された
潤滑油が滲み出る結果として潤滑性を発揮することがで
きる。

さらに、上記潤滑油と超高分子量ポリエチレンとから自
己潤滑性組成物を製造する際の両者の配合割合は、製造
される自己潤滑性組成物に対して要求される□滑剤保持
量、機械的強度、硬度、寸法安定性等によって異なるが
、通常潤滑剤が１０〜９０重回％、好ましくは２０〜７
０重８％であり、超高分子量ポリエチレンが９０〜１０
重】％、好ましくは８０〜３０ｆｆｌｆｉ％である。

ざらに、本発明の自己ｉｍ滑性組成物においては、その
潤滑性、機械的強度、硬度、寸法安定性、難燃性、安定
性等を改善する目的で二硫化モリブデンやテフロン等の
固体潤滑剤や種々の添加剤、例えばガラス繊維、ケイソ
ウ土、ナイロン粉末、染料、顔料、安定剤、難燃剤等の
添加剤を通常１０重回置以下の範囲内で添加することが
できる。

本発明の自己潤滑性組成物を製造するに当っては、先ず
上記潤滑油と超高分子量ポリエチレン並びに必要に応じ
て添加される添加剤を所定の割合で配合し、均一に混合
して１００〜２５０℃、好ましくは１５０〜２００℃の
範囲で加熱しゲル化させて所望の形状に固形化させる。

この際、上記各原料の配合割合を変えることにより、ゼ
リー状、半固形状、固体状等に形成することができるほ
か、潤滑油の配合ｍに応じてこのａ￥１ｆｆｌ油の滲み
出し母を調整することができる。

［実施例］ 以下、実施例に基いて、本発明の自己潤滑性組成物を具
体的に説明する。

実施例１ パーヒドロベンジルビフェニル系潤滑油（トラクション
係数：０．０９、ＩＳＯ粘度４０℃：６８ｃｓｔ、＞７
０９と平均分子量３Ｘ１０６の超高分子量ポリエチレン
３０ｇとを充分に混合し、得られた混合物を２８ａｎφ
の試験管に入れ、これを前もって１７０℃に設定したオ
ーブン中に設置し２時間加熱した。次いで、オーブン中
から取出した試験管を約５分間水冷し、ゼリー状に固形
化して潤滑油が滲み出す潤滑性組成物を得た。

実施例２ パーヒドロジベンジルトルエン系潤滑油（トラクション
係数：０．０９、ＩＳＯ粘度４０℃：８ｃｓｔ、＞５０
ｇと実施例１と同じ超高分子量ポリエチレン５０ｇとを
充分に混合し、得られた混合物をビーカーに入れ、これ
を前もって１７０℃に設定したオーブン中に設置し１時
間加熱した。次いで、オーブン中から取出したビーカー
を約５分間水冷し、ビーカーの形状と同じ形状の固体状
の潤滑性組成物を得た。この潤滑性組成物は、室温下で
も潤滑油が滲み出るものであった。

この実施例２で得られた自己潤滑性組成物について、低
速高荷重で動く製鉄設備のライナーをシュミレートして
作ったライナー試験装置を使用し、実際のライナー装置
と同じ条件でライナーの寿命テストを行った。結果は、
グリースを用いた従来品に比べ、その寿命が約１０倍に
も達した。

実施例３ 実施例１と同じパーヒドロベンジルビフェニル系潤滑油
７（ｌと超高分子量ポリエチレン３０ｇとを充分に混合
し、１ｑられた混合物をベアリングの内輪と外輪の間に
流し込んでこの内外輪の間を埋め、これを前もって１７
０℃に設定したオーブン中に設置し１時間３０分加熱し
た。加熱終了後、オーブンから取出して室温で８時間冷
却し、内外輪間に固体状の潤滑性組成物が埋め込まれた
ベアリングを調製することができた。内外輪間に形成さ
れた潤滑性組成物は内外輪間に配設されたボールの回転
の妨げにならないだけでなく、強度的にも充分であり、
また、長期間に亘って潤滑油を供給することができるも
のであった。

実施例４ ３種類（Ａ、Ｂ及びＣ）の水素化アルキルベンゼン系潤
滑油（トラクション係数０．０７〜０゜０８、ＩＳＯ粘
度４０℃：Ａが１Ｑｃｓｔ、、　３が３２　ｃｓｔ、及
びＣが１００ｃｓｔ、　）を用意し、各種類Ａ、Ｂ又は
０６０９と実施例１と同じ超高分子ロポリエチレン３０
ｇと二硫化モリブデン（ＭＯ３２＞５９とテフロン粉末
５ｇとを充分に混合し、得られた混合物を２８Ｍφの試
験管に入れ、これを前もって１７０℃に設定したオーブ
ン中に設置し２時間加熱した。次いで、オーブン中から
取出した試験管を約５分間水冷し、硬くて密な構造を有
する３種類（Ａ、Ｂ及びＣ）の潤滑性組成物を得た。

得られた各潤滑性組成物（Ａ、Ｂ及びＣ）について、テ
イムケンテスターを使用し、荷重３０Ｌｂ１リング回転
数３００　ｒｔ）ｍ、、テスト時間：無負荷３分及び負
荷１０分の条件で潤滑性能の試験を行い、摩擦係数とブ
ロック摩耗量を調べた。

上記潤滑性能試験の結果を、鉱油系■滑油（トラクショ
ン係数：０．０５、ＩＳＯ粘度４０℃：Ｄが４５０ｃｓ
ｔ、、Ｅが１５　ｏｃｓｔ、、Ｆが９．３６ｃｓｔ、、
Ｇが２Ｂ、　７Ｃ３ｔ、及びトＩが７６、５Ｃ３ｔ、）
を実施例１と同じ超高分子量ポリエチレンに同口含油さ
せて行った比較例１の潤滑性組成物の場合の結果と併せ
て、第１表に示す。

第　　１　　表 ざらに、上記各潤滑性組成物を径１／２インチ、長さ５
＃の小片にし、一定温度に保たれたオーブン中に６０分
間保持することにより温度（℃）と油滲み出しω（ｑ＞
との関係を調べた。この実施例４に係る潤滑性組成物（
Ａ、Ｂ及びＣ）は、２８℃前後でＡが１９７ＦｊＳＦ、
Ｂが１２ｍ！ｊ、Ｃが９ｍ３であるのに対し、比較例１
の各潤滑性組成物（Ｄ、ＥＦ、Ｇ及びト１）はいずれも
２〜４Ｉｒ１ｇであり、各比較例１の潤滑性組成物の場
合に比べて、低温での油滲み出し性が良好であることが
判明した。また、８０℃前後の高温時では、比較例１の
潤滑性組成物（Ｄ、ＥＦ、Ｇ及びト１）はいずれも４０
〜１００■であって温度の上昇に伴って急激に増大する
のに対し、この実施例４の潤滑性組成物（Ａ、Ｂ及びＣ
）はいずれも２０ＩＲｇ前後であり、油滲み出しωが比
較的安定しているのが認められた。

実施例５ 実施例１と同じパーヒドロベンジルビフェニル系潤滑油
５０ｇと超高分子Ｒポリエチレン４０ｇと二硫化モリブ
デン（ＭＯ３２＞５ｇとテフロン粉末５ｇとを充分に混
合し、得られた混合物を２８鯨φの試験管に入れ、これ
を前もって１７０℃に設定したオーブン中に設置し２時
間加熱した。

次いで、オーブン中から取出した試験管を約５分間水冷
し、硬くて密な構造を有する潤滑性組成物を得た。

得られた潤滑性組成物をリングへ２Ｋｓｆの力で押付け
、テイムケンテスターを使用し、荷重を３０Ｌｂ、６０
１ｂ及び９０Ｌｂの３段階で変化させ、リング回転数３
５　ｒｌ）ｍ、、テスト時間：無負荷３分及び負荷７分
の条件で潤滑性能の試験を行い、荷重の変化に対する摩
擦係数とブロック摩耗量を調べた。

上記潤滑性能試験の結果を、パラフィン系鉱油（ＩＳＯ
粘度４０℃：６Ｂｃｓｔ、）を使用して行った比較例２
の潤滑性組成物の場合の結果と併せて、第２表に示す。

第２表 ［発明の効果］ 本発明の自己潤滑性組成物は、低湿領域での潤滑油の滲
み出し性が良好であって低速高荷重の条件下で優れた潤
滑性能を発揮すると共に、長期間に亘って継続的かつ効
果的に潤滑油を供給し得るものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）トラクション係数０．０６以上の潤滑油１０〜９
   ０重量％と、固形化して上記潤滑油を含浸すると共にこ
   の含浸された潤滑油が滲み出る結果として潤滑性を発揮
   する超高分子量ポリエチレン９０〜１０重量％とからな
   ることを特徴とする自己潤滑性組成物。
2. （２）潤滑油のトラクション係数が０．０７以上である
   特許請求の範囲第１項記載の自己潤滑性組成物。