KR101412268B1

KR101412268B1 - 고체 윤활제 및 접동 부재

Info

Publication number: KR101412268B1
Application number: KR1020097004636A
Authority: KR
Inventors: 요시아끼 야마모토
Original assignee: 오이레스 고교 가부시끼가이샤
Priority date: 2006-09-06
Filing date: 2007-09-04
Publication date: 2014-06-25
Also published as: EP2060620B1; CN101522874A; WO2008029510A1; JPWO2008029510A1; EP2060620A4; JP2013108096A; CA2662334A1; CN101522874B; US20100048433A1; US8202825B2; JP5414275B2; JP5696983B2; EP2060620A1; KR20090049059A; CA2662334C

Abstract

해도 구조를 갖는 고체 윤활제로서, 해상을 강화하여 고하중 조건하에서의 사용에도 결손 등의 문제를 일으키지 않는 고체 윤활제 및 이 고체 윤활제를 매립한 접동 부재를 제공한다. 본 발명은 폴리에틸렌 수지 1 내지 10 부피％, 탄화수소계 왁스 20 내지 60 부피％, 멜라민시아누레이트 10 내지 60 부피％, 폴리아미드 수지 5 내지 15 부피％ 및 변성 폴리에틸렌 수지 2 내지 10 부피％를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 윤활제, 및 접동 부재 기체의 접동면에 형성된 구멍 또는 홈에, 상기 고체 윤활제을 매립하여 이루어지는 접동 부재에 관한 것이다.

고체 윤활제, 접동 부재, 접동면

Description

고체 윤활제 및 접동 부재 {SOLID LUBRICANT AND SLIDABLE MEMBER}

본 발명은 고체 윤활제 및 접동 부재에 관한 것이고, 상세하게는 고하중 조건하에서의 사용에도 결손 등의 문제를 일으키지 않는 고체 윤활제 및 이 고체 윤활제를 매립한 접동 부재에 관한 것이다.

베어링 접동면에 형성된 구멍 또는 홈 등에 매립하여 사용되는 고체 윤활제에 있어서는, 상기 고체 윤활제가 상대재(회전축 등)와의 슬립(slip)에 의해 베어링 접동면에 도입되기 쉬우며, 거기에 강고한 고체 윤활 피막을 형성하며, 형성된 상기 피막은 반복되는 마찰에 장시간 견디고, 또한 피막에 파단이 발생한 경우에는, 상기 피막의 자기 보수성에도 우수한 것이 요구된다. 이 종류의 고체 윤활제로서는, 흑연을 주성분으로 하는 고체 윤활제가 상용되고 있다. 이는, 흑연은 그 결정 구조가 층상 구조를 갖기 때문에, 하중 방향에 대해서는 큰 저항력을 나타내지만, 슬립 방향에 대해서는 저항력이 작고, 또한 연질이며, 상온으로부터 상당한 고온까지 윤활 성능을 더욱 유지할 수 있다고 하는 이점을 갖기 때문이다.

그러나, 흑연을 주성분으로 한 고체 윤활제는, 흑연 피막의 형성능이 약간 부족함과 동시에 반복 마찰에 대한 피막의 수명이 충분하지 않기 때문에, 접동 부재(베어링)의 사용 조건이 제약되고, 예를 들면 고하중 조건에서는 사용에 견디기 어렵다고 하는 문제가 있다.

다른 고체 윤활제로서는, 납과 4불화에틸렌 수지와 폴리올레핀 수지 및 왁스류로 이루어지는 고체 윤활제가 제안되어 있다(예를 들면 특허 문헌 1 참조). 이 고체 윤활제는 고하중 조건하에서 마찰 계수가 매우 낮고, 또한 피막의 형성능이 우수하며, 상기 피막의 수명도 길고, 또한 피막의 자기 보수성도 우수하여, 고체 윤활제에 요구되는 여러 조건을 전부 만족시키지만, 최근의 기계 장치의 대형화나 고성능화에 따라서, 고체 윤활제를 매립한 접동 부재에는 부하 능력, 마찰 마모 특성의 향상 등이 한층 더 요구되고 있다.

또한, 다른 관점에서는, 최근 재료 개발의 동향은 환경 문제에 대한 배려가 고려되어야 하므로, 상기 고체 윤활제로서의 요구를 전부 만족시키는 납 성분이어도, 상기 납은 환경 부하 물질이기 때문에 그의 사용이 제한된다고 하는 문제가 있다.

상기 실정을 감안하여, 본 출원인은 먼저, 폴리에틸렌 수지와 탄화수소계 왁스와 멜라민시아누레이트를 포함하는 고체 윤활제를 제안하였다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조). 상기 고체 윤활제는 성분 중에 환경 부하 물질인 납을 함유하지 않고, 상기 납을 함유한 고체 윤활제와 동등하거나 또는 그 이상의 마찰 마모 특성을 나타내는 것이어서, 우선은 해결을 보았다. 그러나, 그 후의 실험에 의해 새로운 문제점이 제기되었다. 즉, 이 고체 윤활제는 폴리에틸렌 수지와 탄화수소계 왁스로 해상(海相)(연속상)을 형성하고, 이 해상 내에 멜라민시아누레이트의 도상(島相)(분산상)이 분산되어 있는 해도(sea-island) 구조를 가지고 있다. 이 고체 윤 활제를 접동 부재 기체에 형성된 구멍에 매립한 상태로 접동 시험을 시도한 결과, 접동면에 발생하는 마찰열의 영향으로 상기 고체 윤활제에 팽창 및 연화를 일으키고, 이 상태로 반복 마찰을 받음으로써 상기 고체 윤활제에 소성 유동을 일으켜, 이에 따라 고체 윤활제의 일부가 결손되는 문제점이 있었다.

특허 문헌 1: 일본 특허 공고 (소)62-12839호 공보

특허 문헌 2: 국제 공개 WO2004/046285호 공보

<발명의 개시>

<발명이 해결하고자 하는 과제>

본 발명은 상기 발견에 기초하여 이루어진 것이며, 그의 목적은 해도 구조를 갖는 고체 윤활제로서, 해상을 강화하여 고하중 조건하에서의 사용에도 결손 등의 문제를 일으키지 않는 고체 윤활제 및 이 고체 윤활제를 매립한 접동 부재를 제공하는 것에 있다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

본 발명자는 상기 문제점을 해결하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 자기 윤활성을 갖는 폴리아미드 수지에 주목하고, 이 폴리아미드 수지와 해상에 대하여, 상용화제를 함유하여 양자의 상용성을 높이고, 상기 폴리아미드 수지를 해상에 결합시켜 상기 해상의 강화를 도모함으로써, 상기 문제점을 해결할 수 있는 것을 발견하였다.

본 발명의 제1 요지는 폴리에틸렌 수지 1 내지 10 부피％, 탄화수소계 왁스 20 내지 60 부피％, 멜라민시아누레이트 10 내지 60 부피％, 폴리아미드 수지 5 내지 15 부피％ 및 변성 폴리에틸렌 수지 2 내지 10 부피％를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 윤활제에 있다.

본 발명의 제2 요지는 접동 부재 기체의 접동면에 형성된 구멍 또는 홈에, 상기 고체 윤활제를 매립하여 이루어지는 접동 부재에 있다.

<발명의 효과>

본 발명에 따르면, 폴리에틸렌 수지와 탄화수소계 왁스로 해상을 형성하고, 이 해상 내에 멜라민시아누레이트의 도상이 분산된 해도 구조를 가지고, 이 해상과 폴리아미드 수지가 상용화제로서의 변성 폴리에틸렌 수지에 의해 상용성이 높아지고, 폴리아미드 수지가 해상에 결합함으로써 상기 해상의 강화가 도모되어 기계적 강도가 높아짐으로써, 고하중 조건하에서의 사용에도 결손 등의 문제를 일으키지 않고, 안정된 접동 특성을 발휘하는 고체 윤활제 및 이 고체 윤활제를 매립한 접동 부재를 제공할 수 있다.

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명의 고체 윤활제는 바람직하게는 접동 부재 기체의 접동면에 형성된 구멍 또는 홈에 매립되는 고체 윤활제로서, 폴리에틸렌 수지 1 내지 10 부피％, 탄화수소계 왁스 20 내지 60 부피％, 멜라민시아누레이트 10 내지 60 부피％, 폴리아미드 수지 5 내지 15 부피％ 및 변성 폴리에틸렌 수지 2 내지 10 부피％를 포함한다. 본 발명의 고체 윤활제는 통상, 폴리에틸렌 수지, 탄화수소계 왁스, 폴리아미드 수지 및 변성 폴리에틸렌 수지를 포함하는 해상과, 상기 해상 내에 분산되는 멜라민시아누레이트의 도상의 해도 구조를 갖는다.

본 발명의 고체 윤활제에 있어서, 폴리에틸렌 수지는 결합재로서 작용하여 해상을 형성한다. 폴리에틸렌 수지로서는, 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE), 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(LLDPE), 초저밀도 폴리에틸렌 수지(VLDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌 수지(HDPE), 고분자량 폴리에틸렌 수지(HMWPE), 초고분자량 폴리에틸렌 수지(UHMWPE) 중 어느 것도 사용할 수 있다.

이들 폴리에틸렌 수지의 구체적인 예로서는, 미쓰이 가가꾸사 제조 「하이젝스(상품명): 고밀도 폴리에틸렌 수지)」, 「하이젝스 밀리언(상품명): 초고분자량 폴리에틸렌 수지」 및 「류브머(상품명): 고분자량 폴리에틸렌 수지」, 헥스트사 제조 「호스탈렌(상품명): 초고분자량 폴리에틸렌 수지」, 스미토모 세이까사 제조 「플루오센(상품명): 저밀도 폴리에틸렌 수지」 등을 들 수 있다. 이들 폴리에틸렌 수지는 단독으로 사용할 수도 2종 이상의 혼합물로서 사용할 수도 있다.

폴리에틸렌 수지의 배합량은 1 내지 10 부피％, 바람직하게는 3 내지 7 부피％이다. 배합량이 1 부피％ 미만이면, 결합재로서의 작용을 충분히 발휘할 수 없고, 또한 10 부피％를 초과하여 배합한 경우, 양호한 접동 특성을 얻는 것이 곤란해진다.

본 발명의 고체 윤활제에 있어서, 탄화수소계 왁스는 해도 구조의 고체 윤활제에 있어서 상기 폴리에틸렌 수지와 해상을 형성하고, 주로 고체 윤활제에 저마찰성을 부여하는 것이다. 탄화수소계 왁스로서는, 탄소수가 대략 24 이상인 파라핀계 왁스, 탄소수가 대략 26 이상인 폴리에틸렌 왁스, 탄소수가 대략 28 이상인 알킬벤젠, 마이크로크리스탈린 왁스를 들 수 있고, 이들 탄화수소계 왁스는 단독으로 사용할 수도 2종 이상의 혼합물로서 사용할 수도 있다.

탄화수소계 왁스의 배합량은 20 내지 60 부피％, 바람직하게는 25 내지 45 부피％이다. 배합량이 20 부피％ 미만이면, 원하는 저마찰성이 얻어지지 않고, 또한 60 부피％를 초과하여 배합한 경우에는, 고체 윤활제의 강도를 저하시킬 뿐만 아니라 성형성을 악화시킨다.

본 발명의 고체 윤활제에 있어서, 멜라민시아누레이트는 멜라민과 시아누르산 또는 이소시아누르산의 부가 화합물이고, 6원환 구조의 멜라민 분자와 시아누르산(이소시아누르산) 분자가 수소 결합에 의해 평면상으로 배열되며, 그 평면이 약한 결합력으로 층상으로 서로 겹쳐져 있고, 이황화몰리브덴이나 흑연과 같은 벽개(壁開)성을 갖는다. 이 멜라민시아누레이트는 해상 내에 분산되어 배치되는 도상을 형성하고, 특히 내마모성, 내하중성을 향상시키는 작용을 발휘한다.

멜라민시아누레이트의 배합량은 10 내지 60 부피％, 바람직하게는 20 내지 50 부피％이다. 배합량이 10 부피％ 미만이면, 원하는 내마모성, 내하중성의 효과가 발휘되지 않고, 또한 40 중량％를 초과하여 배합하면, 오히려 내마모성을 손상시킬 우려가 있다.

본 발명의 고체 윤활제에 있어서, 폴리아미드 수지는 후술하는 상용화제로서의 변성 폴리에틸렌 수지와 상용화되어 해상을 형성함과 동시에 해상을 강화하고, 고체 윤활제의 기계적 강도를 높임과 동시에 내마모성을 향상시키는 작용을 갖는다. 폴리아미드 수지로서는, 바람직하게는 폴리라우릴락탐(나일론-12) 및/또는 폴리운데칸아미드(나일론-11)이다.

폴리아미드 수지의 배합량은 5 내지 15 부피％, 바람직하게는 7 내지 12 부피％이다. 배합량이 5 중량％ 미만이면, 해상의 충분한 강화에 효과가 나타나지 않고, 또한 15 부피％를 초과하여 배합하면 내마모성을 저하시킨다.

본 발명의 고체 윤활제에 있어서, 변성 폴리에틸렌 수지는 해상을 형성하는 폴리에틸렌 수지 및 탄화수소계 왁스와 폴리아미드 수지(나일론-12 및 나일론-11)와의 상용화를 높이는 상용화제로서 작용하고, 폴리에틸렌 수지 및 탄화수소계 왁스와 폴리아미드 수지(나일론-12 및 나일론-11)의 결합력을 높여, 해상을 강화시키는 작용을 갖는다. 변성 폴리에틸렌 수지로서는, 그래프트 단량체를 폴리에틸렌 수지에 그래프트 중합하여 얻어지는 그래프트 변성 폴리에틸렌 수지가 바람직하다.

그래프트 변성 폴리에틸렌 수지에서의 폴리에틸렌 수지로서는, 상기 저밀도 폴리에틸렌, 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌, 초저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 고분자량 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌 중 어느 것도 사용할 수 있다.

그래프트 단량체로서는, α,β-불포화 카르복실산, α,β-불포화 카르복실산 무수물, α,β-불포화 카르복실산 유도체 또는 이들 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다. 그래프트 단량체로서의 α,β-불포화 카르복실산, 그의 무수물 또는 그의 유도체로서는, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산 등의 일염기성 카르복실산, 말레산, 푸말산, 이타콘산, 시트라콘산 등의 이염기성 카르복실산, 및 이들의 산 무수물 또는 염이다. 바람직하게는 아크릴산, 메타크릴산, 무수 말레산, 무수 이타콘산 및 이들의 아연염이나 나트륨염, 특히 바람직하게는 무수 말레산, 무수 이타콘산이다.

변성 폴리에틸렌 수지의 구체적인 예로서는, 미쓰이 가가꾸사 제조의 「아드머(상품명)」, 미쯔비시 가가꾸사 제조의 「모디쯔꾸 AP(상품명)」 등을 들 수 있다. 변성 폴리에틸렌 수지의 배합량은 2 내지 10 부피％, 바람직하게는 4 내지 7 부피％이다. 배합량이 2 부피％ 미만이면, 폴리아미드 수지 및 해상을 형성하는 폴리에틸렌 수지, 탄화수소계 왁스 등과 상용화되고, 이들을 결합하여 해상을 강화시키는 효과가 충분히 발휘되지 않고, 또한 10 부피％를 초과하여 배합하면 해상의 접동 특성을 손상시킬 우려가 있다.

상술한 폴리에틸렌 수지, 탄화수소계 왁스, 멜라민시아누레이트, 폴리아미드 수지 및 변성 폴리에틸렌 수지로 이루어지는 고체 윤활제에 대하여, 소정량의 비율로 추가 성분으로서 고급 지방산, 고급 지방산 에스테르, 고급 지방산 아미드, 금속 비누, 인산염 및 4불화에틸렌 수지를 배합할 수 있다.

추가 성분으로서의 고급 지방산, 고급 지방산 에스테르 및 고급 지방산 아미드는 해상을 형성하고, 마찰 계수를 감소시킴과 동시에 성형성을 향상시키는 작용을 갖는다. 이들은 단독 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용할 수 있다.

고급 지방산은 바람직하게는 탄소수가 12 이상인 포화 또는 불포화 지방산이고, 구체적으로는 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 아라크산, 베헨산, 세로트산, 몬탄산, 멜리스산, 라우롤레산, 미리스톨레산, 올레산, 엘라이드산, 리놀산, 리놀렌산, 아라키돈산, 가돌레인산, 에루크산 등을 들 수 있다.

고급 지방산 에스테르는, 상기 고급 지방산과 1가 또는 다가 알코올과의 에스테르이다. 1가 알코올로서는, 카프릴알코올, 라우릴알코올, 미리스틸알코올, 팔미틸알코올, 스테아릴알코올, 베헤닐알코올 등을 들 수 있고, 다가 알코올로서는, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부탄디올, 글리세린, 펜타에리트리톨, 소르비트 등을 들 수 있다. 고급 지방산 에스테르의 구체적인 예로서는, 스테아릴스테아레이트, 펜타에리트리톨테트라스테아레이트, 스테아르산모노글리세라이드, 베헨산모노글리세라이드, 몬탄산 왁스 등을 들 수 있다.

고급 지방산 아미드의 구체적인 예로서는, 라우르산아미드, 팔미트산아미드, 스테아르산아미드, 베헨산아미드 등의 포화 고급 지방산 아미드, 에루크산아미드, 올레산아미드, 브라시드산아미드, 엘라이드산아미드 등의 불포화 고급 지방산 아미드 및 메틸렌비스스테아르산아미드, 에틸렌비스스테아르산아미드, 에틸렌비스올레산아미드 등의 고급 지방산 비스아미드를 들 수 있다(고급 지방산 메틸아미드, 고급 지방산 에틸아미드 등의 포화 또는 불포화 고급 지방산 알킬아미드도 포함함).

이들 고급 지방산, 고급 지방산 에스테르 및 고급 지방산 아미드의 배합량은 통상 1 내지 10 부피％, 바람직하게는 3 내지 7 부피％이다. 배합량이 1 부피％ 미만이면, 원하는 마찰 계수의 감소 및 성형성의 향상 효과가 충분히 발휘되지 않고, 또한 10 부피％를 초과하여 배합하면, 성형성을 악화시킴과 동시에 고체 윤활제의 강도 저하를 야기한다.

추가 성분으로서의 금속 비누는 해상 내에 분산 함유되는 도상을 형성하고, 마찰 계수를 감소시킴과 동시에 열 안정성을 향상시키는 작용을 갖는다. 이 금속 비누는 상기 고급 지방산과 알칼리 금속 또는 알칼리 토류 금속과의 염이다. 구체적으로는 스테아르산리튬, 스테아르산칼슘 등을 들 수 있다. 금속 비누의 배합량은 통상 3 내지 20 부피％, 바람직하게는 5 내지 15 부피％이다. 금속 비누의 배합량이 3 부피％ 미만이면, 마찰 계수의 감소 및 열 안정성의 향상의 효과가 충분히 발휘되지 않고, 또한 20 부피％를 초과하여 배합하면 성형성을 저하시킨다.

추가 성분으로서의 인산염은 해상 내에 분산 함유되는 도상을 형성한다. 인산염은 그 자체로는 윤활성을 나타내지 않지만, 상대재와의 접동에 있어서 상대재 표면에의 윤활 피막의 조막성을 조장하는 효과를 발휘한다. 인산염으로서는, 알칼리 금속 또는 알칼리 토류 금속의 제3 인산염, 제2 인산염, 피롤린산염, 아인산염 또는 메타인산염을 들 수 있다. 구체적으로는, 인산삼리튬, 인산수소이리튬, 피롤린산리튬, 인산삼칼슘, 인산일수소칼슘, 피롤린산칼슘, 메타인산리튬, 메타인산마그네슘, 메타인산칼슘 등을 들 수 있다. 인산염의 배합량은 통상 3 내지 15 부피％, 바람직하게는 5 내지 10 부피％이다. 인산염의 배합량이 3 부피％ 미만이면, 상대재 표면에의 윤활 피막의 조막성을 조장하는 효과가 충분히 발휘되지 않고, 또한 15 부피％를 초과하여 배합하면, 상대재 표면에의 윤활 피막의 이착량(移着量)이 너무 많아져 오히려 내마모성을 저하시킨다.

추가 성분으로서의 4불화에틸렌 수지는 몰딩 파우더 또는 파인 파우더로서 주로 성형용으로 사용되고, 또한 전단력을 가함으로써 섬유상화되는 고분자량 4불화에틸렌 수지(이하 「고분자량 PTFE」라고 약칭함)가 사용된다. 고분자량 PTFE는 미세한 섬유상이며 해상으로 분산되어, 주로 저마찰성을 부여함과 동시에 고체 윤활제의 인성을 향상시키는 작용을 갖는다. 이 고분자량 PTFE는 미소성(未燒成) 형태로, 또는 융점 이상의 온도에서 소성시킨 후에 분쇄한 형태로 사용한다. 고분자량 PTFE의 구체적인 예로서는, 미쯔이 듀퐁 플루오로케미칼사 제조 「테플론(등록 상표) 7-J」, 「테플론(등록 상표) 7A-J」, 「테플론(등록 상표) 6-J」, 「테플론(등록 상표) 6C-J」 등, 다이킨 고교사 제조 「폴리플론 M-12(상품명)」, 「폴리플론 F-201(상품명)」 등, 아사히 가라스 플루오로폴리머즈사 제조 「플루온 G163(상품명)」, 「플루온 G190(상품명)」, 「플루온 CDO76(상품명)」, 「플루온 CD090(상품명)」 등, 기타무라사 제조 「KT-30OM(상품명)」 등을 들 수 있다. 또한, 상기 이외에, 예를 들면 스티렌계, 아크릴산에스테르계, 메타크릴산에스테르계, 아크릴로니트릴계 중합체 등으로 변성된 PTFE도 사용할 수 있다. 구체적으로는, 미츠비시 레이온사 제조 「메타블렌 A-3000(상품명)」 등을 들 수 있다. 고분자량 PTFE의 배합량은 통상 0.5 내지 10 부피％, 바람직하게는 0.5 내지 5 부피％이다. 고분자량 PTFE의 배합량이 0.5 부피％ 미만이면, 상기 작용이 충분히 발휘되지 않고, 또한 10 부피％를 초과하여 배합하면 내마모성을 손상시킬 뿐 아니라 성형성의 저하를 초래할 우려가 있다.

본 발명의 고체 윤활제는 헨셀 믹서, 수퍼 믹서, 볼 밀, 텀블러 등의 혼합기에 의해서 상기 각 성분의 소정량을 혼합하고, 얻어진 혼합물을 성형하여 얻어진다. 성형 방법은 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 상기 혼합물을 압출 성형기에 공급하고, 폴리아미드 수지가 용융되는 온도에서 용융 혼련하여 펠릿을 제조하고, 이 펠릿을 사출 성형기에 공급하여, 결합재인 폴리에틸렌 수지의 융점 이상의 온도에서 성형하는 방법이 채용된다.

본 발명의 접동 부재는 금속 재료 또는 합성 수지 재료로 이루어지는 접동 부재 기체의 접동면에 형성된 구멍 또는 홈에, 상기 제조 방법에 의해 얻어진 고체 윤활제를 매립하여 이루어진다. 상기 기체에 형성된 구멍 또는 홈에 고체 윤활제를 매립하는 방법은 압입 고정시키는 방법, 고체 윤활제에 접착제를 도포하고, 이것을 구멍 또는 홈에 고정시키는 방법 등을 들 수 있다. 본 발명의 접동 부재는, 상대재와의 접동에 있어서, 접동면에 상기 접동면에 매립된 고체 윤활제의 피막이 형성되기 때문에, 반복 마찰에 있어서도 저마찰성을 발휘하고, 우수한 내마모성을 발휘함과 동시에 접동면에 매립된 고체 윤활제는 기계적 강도가 높아지기 때문에, 접동 부재의 사용 중에서의 상기 고체 윤활제의 결손 등의 문제를 일으키지 않는다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 그의 요지를 벗어나지 않는 한, 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 및 2:

폴리에틸렌 수지로서 저밀도 폴리에틸렌 수지(스미토모 세이까사 제조 「플우로센(상품명)」 및/또는 고분자량 폴리에틸렌 수지(미쓰이 가가꾸사 제조 「류브머(상품명)」의 합계량으로서 5 부피％와, 멜라민시아누레이트(미쯔비시 가가꾸사 제조 「MCA(상품명)」) 40 부피％, 탄화수소계 왁스로서 파라핀 왁스 20 부피％ 및 폴리에틸렌 왁스 20 부피％와, 폴리아미드 수지(나일론-12, 다이셀ㆍ데구사사 제조 「베스트진트 (상품명)」) 10 부피％와, 변성 폴리에틸렌 수지(미쓰이 가가꾸사 제조 「아드머(상품명)」) 5 부피％를 헨셀 믹서에 투입하여 혼합하고, 얻어진 혼합물을 압출 성형기에 공급하고, 상기 혼합물을 폴리아미드 수지가 용융되는 온도에서 용융 혼련하여 펠릿을 제조하였다. 이어서, 이 펠릿을 사출 성형기에 공급하고, 폴리에틸렌 수지가 용융되는 온도에서 성형하여 직경 6 mm, 길이 5 mm의 원주상 고체 윤활제를 제조하였다.

실시예 3 내지 9:

실시예 1 및 2에 있어서, 표 2 내지 표 3에 나타낸 바와 같이 성분 조성을 변경한 것 이외에는, 실시예 1 및 2와 동일한 방법에 의해 직경 6 mm, 길이 5 mm의 원주상 고체 윤활제를 제조하였다.

비교예 1:

폴리에틸렌 수지로서 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(LLDPE) 50 부피％와, 멜라민시아누레이트 50 부피％를 헨셀 믹서에 투입하여 혼합하고, 얻어진 혼합물을 압출 성형기에 공급하여 펠릿을 제조하였다. 이어서, 이 펠릿을 사출 성형기에 공급하여 직경 6 mm, 길이 5 mm의 원주상 고체 윤활제를 제조하였다.

비교예 2:

폴리에틸렌 수지로서 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE) 10 부피％, 탄화수소계 왁스로서 파라핀 왁스 13 부피％, 금속 비누로서 스테아르산리튬 7 부피％, 납 40 부피％ 및 사불화에틸렌 수지로서 저분자량 사불화에틸렌 수지 30 부피％를 헨셀 믹서에 투입하여 혼합하고, 얻어진 혼합물을 압출 성형기에 공급하여 펠릿을 제조 하였다. 이어서, 이 펠릿을 사출 성형기에 공급하여 직경 6 mm, 길이 5 mm의 원주상 고체 윤활제를 제조하였다.

비교예 3:

폴리에틸렌 수지로서 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE) 20 부피％와, 탄화수소계 왁스로서 파라핀 왁스 12.5 부피％ 및 폴리에틸렌 왁스 12.5 부피％와, 멜라민시아누레이트 30 부피％와, 고급 지방산 에스테르로서 몬탄산 왁스 5 부피％와, 금속 비누로서 스테아르산리튬 10 부피％와, 인산염으로서 인산삼리튬 5 부피％ 및 고분자량 PTFE5 부피％를 헨셀 믹서에 투입하여 혼합하고, 얻어진 혼합물을 압출 성형기에 공급하고, 상기 혼합물을 탄화수소계 왁스가 용융되는 온도에서 용융 혼련하여 펠릿을 제조하였다. 이어서, 이 펠릿을 사출 성형기에 공급하고, 폴리에틸렌 수지의 융점 이상의 온도에서 성형하여 직경 6 mm, 길이 5 mm의 원주상 고체 윤활제를 제조하였다.

비교예 4:

비교예 3에 있어서, 폴리에틸렌 수지 20 부피％ 대신에 폴리아미드 수지(나일론-12) 20 부피％를 사용한 것 이외에는, 비교예 3과 동일한 성분으로 이루어지는 혼합물을 압출 성형기에 공급하고, 상기 혼합물을 폴리아미드가 용융되는 온도에서 용융 혼련하여 펠릿을 제조하였다. 이어서, 이 펠릿을 사출 성형기에 공급하고, 폴리아미드 수지가 용융되는 온도에서 성형하여 직경 6 mm, 길이 5 mm의 원주상 고체 윤활제를 제조하였다.

비교예 5:

폴리에틸렌 수지로서 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE) 10 부피％, 탄화수소계 왁스로서 파라핀 왁스 20 부피％ 및 폴리에틸렌 왁스 20 부피％, 멜라민시아누레이트 40 부피％ 및 폴리아미드 수지(나일론-12) 10 부피％를 헨셀 믹서에 투입하여 혼합하고, 얻어진 혼합물을 압출 성형기에 공급하며, 상기 혼합물을 폴리아미드 수지가 용융되는 온도에서 용융 혼련하여 펠릿을 제조하였다. 이어서, 이 펠릿을 사출 성형기에 공급하고, 폴리에틸렌 수지의 융점 이상의 온도에서 성형하여 직경 6 mm, 길이 5 mm의 원주상 고체 윤활제를 제조하였다.

상술한 실시예 및 비교예에서 얻어진 고체 윤활제를 구리 합금으로 이루어지는 평판상 기체의 접동면에 형성된 구멍에 매립하여 접동 부재 시험편으로 하고, 표 1에 나타내는 시험 조건에서 추력(thrust) 시험에 의해 마찰 계수 및 마모량을 시험하였다. 또한, 고체 윤활제의 기계적 성질로서 압축 강도(N/mm²)를 측정하였다. 추력 시험의 결과 및 압축 강도의 측정 결과를 표 2 내지 표 4에 나타내었다.

이상의 시험 결과로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 고체 윤활제(실시예 1 내지 실시예 9)는, 압축 강도가 비교예 3(본 출원인이 앞서 제안한 특허 문헌 2에 기재된 고체 윤활제)과의 비교에서 대폭 높아졌고, 시험 후의 접동면에 매립된 고체 윤활제의 결손은 전혀 확인되지 않았던 것에 대하여, 비교예 3 및 비교예 5의 고체 윤활제에 있어서는, 시험 후의 접동면에 매립된 몇몇 고체 윤활제에 개간된 듯한 결손이 확인되었다. 접동 특성의 시험 결과로부터, 본 발명의 고체 윤활제를 매립하여 이루어지는 접동 부재는 우수한 접동 특성을 나타내고, 비교예 2에 나타내는 종래의 납을 함유하는 고체 윤활제를 매립한 접동 부재와 동등하거나 또는 그 이상의 성능을 나타내며, 또한 특허 문헌 2에 기재된 고체 윤활제와의 비교에서도 동등한 성능을 나타내었다. 또한, 비교예 1 및 비교예 4의 고체 윤활제를 매립한 접동 부재는, 시험 도중에 마찰 계수가 0.2를 초과하였기 때문에 시험을 중지하였다.

Claims

폴리에틸렌 수지 1 내지 10 부피％, 탄화수소계 왁스 20 내지 60 부피％, 멜라민시아누레이트 10 내지 60 부피％, 폴리아미드 수지 5 내지 15 부피％, 및 그래프트 단량체를 폴리에틸렌 수지에 그래프트 중합하여 얻어지는 그래프트 변성 폴리에틸렌 수지 2 내지 10 부피％를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 윤활제.
제1항에 있어서, 탄화수소계 왁스가 파라핀 왁스, 폴리에틸렌 왁스, 알킬벤젠, 마이크로크리스탈린 왁스 또는 이들 2종 이상의 혼합물인 고체 윤활제.
제1항에 있어서, 폴리아미드 수지가 폴리라우릴락탐, 또는 폴리운데칸아미드, 또는 폴리라우릴락탐 및 폴리운데칸아미드인 고체 윤활제.
삭제
제1항에 있어서, 그래프트 단량체가 α,β-불포화 카르복실산, α,β-불포화 카르복실산 무수물, α,β-불포화 카르복실산 유도체 또는 이들 2종 이상인 고체 윤활제.
제1항에 있어서, 추가 성분으로서, 고급 지방산, 고급 지방산 에스테르, 고급 지방산 아미드 또는 이들 2종 이상을 1 내지 10 부피％ 더 함유하는 고체 윤활제.
제1항에 있어서, 추가 성분으로서 금속 비누를 3 내지 20 부피％ 더 함유하는 고체 윤활제.
제1항에 있어서, 추가 성분으로서 인산염을 3 내지 15 부피％ 더 함유하는 고체 윤활제.
제1항에 있어서, 추가 성분으로서 고분자량 4불화에틸렌 수지를 0.5 내지 10 부피％ 더 함유하는 고체 윤활제.
제1항에 있어서, 접동 부재 기체의 접동면에 형성된 구멍 또는 홈에 매립되는 고체 윤활제.
접동 부재 기체의 접동면에 형성된 구멍 또는 홈에, 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 고체 윤활제를 매립하여 이루어지는 접동 부재.