KR20070015526A - 저발진 그리스 조성물 및 그것을 포함하는 직동 안내 장치 - Google Patents

저발진 그리스 조성물 및 그것을 포함하는 직동 안내 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 베이스 오일과 증점제를 포함하는 직동 안내 장치용 그리스 조성물이며, 베이스 오일 중에서 차지하는 에스테르유의 비율이 50 질량％ 이상이고, 지방족 탄화수소 말단기를 갖고 금속을 포함하지 않는 화합물을 포함하는 증점제를 20 질량％ 이상 포함하며, 혼화 조도가 220 내지 300인 그리스 조성물, 이것을 포함하는 직동 안내 장치를 제공한다. 본 발명의 그리스 조성물은 발진량이 적고, 제조 비용이 낮으며, 금속 성분을 포함하지 않고, 뻑뻑한 감이 없는 우수한 특징을 갖는다.
직동 안내 장치, 그리스 조성물

Description

저발진 그리스 조성물 및 그것을 포함하는 직동 안내 장치 {Grease Composition Reduced in Dusting and Linear-Motion Guide Employing the Same}
본 발명은 그리스 조성물에 관한 것이며, 특히 청정한 환경이 요구되는 직동 안내 장치에 삽입되는 윤활 부품에 사용하는데 바람직한 저발진 그리스 조성물에 관한 것이다.
반도체 제조 장치, 액정 제조 장치, 전자 계산기, 인쇄 기판 제조 장치 등 청정한 환경이 요구되는 장치에 삽입되는 윤활 부품에 사용되는 윤활제는, 비산되어도 주변 기기나 제조된 제품을 오염시키지 않도록 할 필요가 있다. 특히 윤활 장치 중에서도 직동 장치(직동 가이드 또는 볼 나사(screw) 또는 직동 볼 베어링(ball bearing))는 윤활면이 외부에 노출되어 있는 상태이기 때문에, 비산에 대하여 밀봉 베어링보다 엄격한 환경에 있으며, 윤활제는 특히 저발진 성능이 우수할 필요가 있다. 또한, 예를 들면 윤활제가 비산하여 제품에 부착되어도 통전으로의 영향이 없도록 윤활제 중에 금속 성분을 포함하지 않는 것도 요구되고 있다.
이러한 요구 부분에 사용되는 그리스로서, 종래부터 불소 그리스(예를 들면, 특허 문헌 1)나 에테르 베이스 오일(base oil)의 우레아 그리스(예를 들면, 특허 문헌 2, 특허 문헌 3)가 알려져 있다.
그러나, 이들 그리스와 저발진 성능이 특히 요구되지 않는 일반적인 그리스를 비교한 경우, 불소 그리스에서는 제조 비용이 높아지고, 고토크화하며, 취급이 곤란해진다는 문제가 있고, 에테르 베이스 오일의 우레아 그리스에서는 회전 저항(이하, 통칭인 「뻑뻑한 감」이라고 함)이 높다는 문제가 있어, 저발진 성능을 만족시키기 위해 다른 성능이 희생되고 있었다.
또한, 회전 저항에 대처한 저발진 그리스로서 스테아르산 리튬을 증점제로 하는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 4). 그러나, 이 그리스는 금속 원소를 포함하기 때문에 반도체 제조 장치 등에 사용되는 직동 안내 장치에서는 금속 원소가 제품으로 전이되어 제품 불량을 일으킬 우려가 있다.
따라서, 종래의 저발진 그리스와 동등한 저발진 성능을 유지하면서, 제조 비용이 낮고, 금속 성분을 포함하지 않으며, 뻑뻑한 감이 없는 저발진 그리스가 요구되고 있다.
특허 문헌 1: 일본 특허 공개 (평)6-229426호 공보
특허 문헌 2: 일본 특허 공개 제2000-192973호
특허 문헌 3: 일본 특허 공개 제2001-139975호
특허 문헌 4: 일본 특허 공개 (평)11-166191호 공보
본 발명의 목적은 저발진 그리스 조성물이며, 특히 제조 비용이 낮고, 금속 성분을 포함하지 않으며, 뻑뻑한 감이 없는 저발진 그리스 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 발진 성능이 100개/L 이하, 회전 저항이 25 N 이하이며, 금속 성분을 포함하지 않는 저발진 그리스 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 그리스 조성물을 포함하는 직동 안내 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 이하의 저발진 그리스 조성물을 제공하는 것이다.
1. 베이스 오일과 증점제를 포함하는 직동 안내 장치용 그리스 조성물이며,
베이스 오일 중에서 차지하는 에스테르유의 비율이 50 질량％ 이상이고, 지방족 탄화수소 말단기를 갖고, 금속을 포함하지 않는 화합물을 포함하는 증점제를 20 질량％ 이상 포함하며, 혼화 정도가 220 내지 300인 그리스 조성물.
2. 상기 1에 있어서, 지방족 탄화수소 말단기를 갖고, 금속을 포함하지 않는 화합물이 지방족 디우레아 화합물인 그리스 조성물.
3. 상기 2에 있어서, 지방족 탄화수소 말단기를 갖는 디우레아 화합물이 화학식 R1NHCONHR2NHCONHR3(식 중, R1 및 R3은 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 탄소수 12 내지 24의 지방족 탄화수소기를 나타내고, R2는 탄소수 6 내지 13의 2가 방향족 탄화수소기를 나타냄)으로 표시되는 그리스 조성물.
4. 상기 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 에스테르유가 하기 화학식 중에서 선택되는 1종 이상인 그리스 조성물.
(1) R4OCO(CH2)nCOOR5(식 중, R4 및 R5는 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 탄소수 3 내지 18의 지방족 탄화수소기를 나타내고, n은 3 내지 12를 나타냄)로 표시되는 디에스테르계 합성유,
(2) C2H5C(CH2OCOR6)3(식 중, 3개의 R6은 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 탄소수 3 내지 10의 지방족 탄화수소기를 나타냄)으로 표시되는 트리에스테르계 합성유,
(3) C(CH2OCOR7)4(식 중, 4개의 R7은 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 탄소수 3 내지 10의 지방족 탄화수소기를 나타냄)로 표시되는 테트라에스테르계 합성유,
(4) C(CH2OCOR8)3CH2OCH2C(CH2OCOR8)3(식 중, 6개의 R8은 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 탄소수 3 내지 10의 지방족 탄화수소기를 나타냄)으로 표시되는 디펜타에리트리톨계 합성유, 및
(5) 다른 네온펜틸폴리올에스테르계 합성유.
5. 상기 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 직동 안내 장치가 직동 가이드, 볼 나사, 직동 볼 베어링 또는 볼 스플라인인 그리스 조성물.
6. 상기 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 그리스 조성물을 포함하는 직동 안내 장치.
<발명의 효과>
본 발명의 저발진 그리스 조성물은 발진량이 적고, 회전 저항이 낮다. 또한, 제조 비용이 낮고, 금속 성분을 포함하지 않으며, 뻑뻑한 감이 없다.
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
본 발명에 사용하는 베이스 오일은 에스테르유를 50 질량％ 이상, 바람직하게는 60 질량％ 이상, 더욱 바람직하게는 80 질량％ 이상 함유한다. 에스테르유의 비율이 50 질량％ 미만에서는 증점제의 양이 20 질량％라도 조도 220보다 단단해진다. 따라서, 조도를 220 내지 300으로 하기 위해서는 증점제량을 20 질량％ 이하로 해야만 하며, 그 결과 발진량이 많아진다는 문제가 있다.
에스테르유로서는 지방족 탄화수소계 에스테르유가 바람직하다. 특히 바람직한 에스테르유는, 상기 화학식 1 내지 5 중에서 선택되는 1종 이상이다.
화학식 1로 표시되는 디에스테르계 합성유로서는 디-2-에틸헥실세바케이트, 디-2-에틸헥실아젤레이트, 디-2-에틸헥실아디페이트 등을, 화학식 2로 표시되는 트리에스테르계 합성유로서는 트리메틸올프로판카르복실산 에스테르 등을, 화학식 3으로 표시되는 테트라에스테르계 합성유로서는 펜타에리트리톨카르복실산 에스테르 등을, 화학식 4로 표시되는 디펜타에리트리톨계 합성유로서는 디펜타에리트리톨카르복실산 에스테르 등을, 화학식 5로 표시되는 다른 네온펜틸폴리올에스테르계 합성유로서는 네온펜틸폴리올카르복실산 에스테르 등을 들 수 있다.
본 발명의 그리스 조성물에 사용하는 베이스 오일의 40 ℃에서의 동점도는 바람직하게는 20 내지 500 mm2/s, 더욱 바람직하게는 50 내지 200 mm2/s이다.
본 발명에 증점제로서 사용하는 지방족 탄화수소 말단기를 갖는 디우레아 화합물로서는, 화학식 R1NHCONHR2NHCONHR3(식 중, R1 및 R3은 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 탄소수 12 내지 24의 지방족 탄화수소기를 나타내고, R2는 탄소수 6 내지 13의 2가 방향족 탄화수소기를 나타냄)으로 표시되는 것이 바람직하다. 이러한 화합물은 방향족 디이소시아네이트와 지방족 모노아민의 반응에 의해 쉽게 제조할 수 있다. 방향족 디이소시아네이트로서는 페닐렌 디이소시아네이트, 디페닐 디이소시아네이트, 페닐 디이소시아네이트, 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트, 톨릴렌 디이소시아네이트, 나프탈렌 디이소시아네이트, 트리딘 디이소시아네이트 등을 들 수 있지만, 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트, 톨릴렌 디이소시아네이트가 세계에서 널리 사용되고 있고, 비용적으로 유리하다.
지방족 모노아민으로서는 탄소 원자수 12 내지 24의 지방족 모노아민, 예를 들면 도데실아민, 테트라데실아민, 헥사데실아민, 옥타데실아민, 베헤닐아민 등을 들 수 있다.
본 발명의 그리스 조성물 중의 증점제로서 사용하는 지방족 탄화수소 말단기를 갖고, 금속을 포함하지 않는 화합물의 양은 바람직하게는 20 질량％ 이상, 더욱 바람직하게는 25 질량％ 이상이다. 상기 화합물의 상한은 조도가 220 이상이 되는 양이다. 단단할수록 발진을 적게 하기 위해서는 유리하지만, 조도가 220 미만이 되면 유입성이 부족하여 본래의 윤활을 유지할 수 없게 된다. 증점제로서 사용하는 지방족 탄화수소 말단기를 갖고, 금속을 포함하지 않는 화합물의 양이 20 질량％ 미만에서는, 발진량이 증가하여 본 발명의 목적을 달성할 수 없게 되는 경우가 있다.
본 발명의 그리스 조성물에 있어서, 베이스 오일과 증점제로서의 지방족 탄화수소 말단기를 갖고, 금속을 포함하지 않는 화합물의 비율은 베이스 오일 60 내지 80 질량％, 지방족 탄화수소 말단기를 갖고, 금속을 포함하지 않는 화합물 20 내지 40 질량％인 것이 바람직하다.
본 발명의 그리스 조성물에는 필요에 따라 여러가지 첨가제를 첨가할 수 있다. 이러한 첨가제로서는, 예를 들면 산화 방지제(예를 들면, 아민계 산화 방지제), 방청제(예를 들면, 숙신산계 방청제), 금속 부식 방지제, 유성제, 내마모제, 극압제, 고체 윤활제 등을 들 수 있지만, 금속 성분을 포함하지 않는 것이 바람직하다.
본 발명의 그리스 조성물은, 상기 각 성분 및 그 밖의 첨가제를 원하는 배합 비율로 혼합함으로써 쉽게 제조할 수 있다.
본 발명의 그리스 조성물은 직동 안내 장치, 예를 들면 직동 가이드, 볼 나사, 직동 볼 베어링, 볼 스플라인 등의 직동 장치에 특히 적합하다
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 증점제로서 디우레아 화합물을 사용하고, 베이스 오일로서 각각 표 1에 나타낸 성분을 표 1에 나타낸 비율로 혼합한 오일을 사용하여 그리스 조성물을 제조하였다.
발진량은 직동 가이드[THK 가부시끼 가이샤 제조의 SR20W1+280LP]의 진폭 200 mm, 직동 가이드의 최고 속도 30 m/분으로 50 시간 운전 중에 직동 가이드로부 터 발생하는 0.3 ㎛ 이상의 입자수를 파티클 카운터(리온사 제조의 KC-01D)로 측정한다. 그리스량은 초기 봉입에서만 1 cm3/1 블럭.
뻑뻑한 감은 직동 가이드[THK 가부시끼 가이샤 제조의 HSR35R1UUC0+440LSP]를 사용하고, 진폭 3 mm, 이송 속도 1 mm/초, 정지 시간 0.1 초, 시상수 7 ms(0.01 G)로 60 분간 운전 중의 미소 스트로크시의 회전 저항으로 판정한다. 그리스량은 초기 봉입에서만 4 cm3.
판정 ○: 25 N 미만, △: 50 N 미만, ×: 50 N 이상
Figure 112006069150382-PCT00001
에스테르: 디펜타에리트리톨카르복실산 에스테르유
PAO: 폴리 α-올레핀유
에테르: 알킬디페닐에테르유
지방족 디우레아: 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트와 옥타데실아민의 디우레아 화합물
방향족 디우레아: 톨릴렌 디이소시아네이트와 아닐린의 디우레아 화합물
산화 방지제: 아민계 산화 방지제
방청제: 숙신산계 방청제
본 발명의 그리스 조성물은 베이스 오일 중에서 차지하는 에스테르유의 비율이 50 질량％ 이상이며, 지방족 탄화수소 말단기를 갖고, 금속을 포함하지 않는 화합물을 포함하는 증점제를 20 질량％ 이상 포함하고, 혼화 조도가 220 내지 300인 그리스 조성물이며, 발진량이 적고, 제조 비용이 낮으며, 금속 성분을 포함하지 않고, 뻑뻑한 감이 없는 우수한 특징을 갖는다. 따라서, 직동 가이드, 볼 나사, 직동 볼 베어링, 볼 스플라인 등의 직동 안내 장치의 그리스 조성물로서 특히 적합하다.

Claims (6)

  1. 베이스 오일(base oil)과 증점제(thickener)를 포함하며,
    베이스 오일 중에 존재하는 에스테르유의 비율이 50 질량％ 이상이고, 지방족 탄화수소 말단기를 갖고, 금속을 포함하지 않는 화합물을 포함하는 증점제를 20 질량％ 이상 포함하며, 혼화 정도가 220 내지 300인, 직동 안내 장치용 그리스 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 지방족 탄화수소 말단기를 갖고, 금속을 포함하지 않는 화합물이 지방족 디우레아 화합물인 그리스 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 지방족 탄화수소 말단기를 갖는 디우레아 화합물이 화학식 R1NHCONHR2NHCONHR3(식 중, R1 및 R3은 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 탄소수 12 내지 24의 지방족 탄화수소기를 나타내고, R2는 탄소수 6 내지 13의 2가 방향족 탄화수소기를 나타냄)으로 표시되는 그리스 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 에스테르유가 하기 화학식 중에서 선택되는 1종 이상인 그리스 조성물.
    (1) R4OCO(CH2)nCOOR5(식 중, R4 및 R5는 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 탄소수 3 내지 18의 지방족 탄화수소기를 나타내고, n은 3 내지 12를 나타냄)로 표시되는 디에스테르계 합성유,
    (2) C2H5C(CH2OCOR6)3(식 중, 3개의 R6은 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 탄소수 3 내지 10의 지방족 탄화수소기를 나타냄)으로 표시되는 트리에스테르계 합성유,
    (3) C(CH2OCOR7)4(식 중, 4개의 R7은 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 탄소수 3 내지 10의 지방족 탄화수소기를 나타냄)로 표시되는 테트라에스테르계 합성유,
    (4) C(CH2OCOR8)3CH2OCH2C(CH2OCOR8)3(식 중, 6개의 R8은 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 탄소수 3 내지 10의 지방족 탄화수소기를 나타냄)으로 표시되는 디펜타에리트리톨계 합성유, 및
    (5) 다른 네온펜틸폴리올에스테르계 합성유.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 직동 안내 장치가 직동 가이드, 볼 나사(screw), 직동 볼 베어링(bearing) 또는 볼 스플라인(spline)인 그리스 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 그리스 조성물을 포함하는 직동 안내 장치.
KR1020067019757A 2004-03-26 2005-03-24 저발진 그리스 조성물 및 그것을 포함하는 직동 안내 장치 KR100852051B1 (ko)

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