TWI432566B

TWI432566B - 傳動元件用半固體狀潤滑劑組成物及具備該組成物之機械系統

Info

Publication number: TWI432566B
Application number: TW096110060A
Authority: TW
Inventors: Yuji Shitara; Koichi Yoshida
Original assignee: Japan Energy Corp
Priority date: 2006-03-24
Filing date: 2007-03-23
Publication date: 2014-04-01
Also published as: US7973000B2; EP2000524A2; JPWO2007116642A1; CN101405375B; TW200736382A; EP2000524B1; CN101405375A; KR20090009207A; WO2007116642A1; EP2000524A4; KR101389180B1; US20090176668A1; EP2000524A9

Description

傳動元件用半固體狀潤滑劑組成物及具備該組成物之機械系統

本發明係關於傳動元件用半固體狀潤滑劑組成物及具備該組成物之機械系統，尤其是關於可作為渦輪機油、工作機油、金屬加工油、塑性加工油、切割油、壓縮機油、真空泵油、電性接點油、或是潤滑油的替代潤滑劑而使用，並用以潤滑如齒輪、運動螺釘、凸輪、皮帶、鏈條、鋼絲索等之以機械性方式傳達動力之傳動元件之傳動元件用半固體狀潤滑劑組成物及使用該組成物之機械系統。

於汽車、建設機械、農業機械、列車、飛機、船舶或家庭電氣化製品、OA機器、精密機械等中，不僅要求具有高可靠度，更強烈要求具有省資源及省能源之特性。於這些機械的組裝或構件等的製造加工中，係採用有塑性加工機、工作機、射出成型機、模壓機、鍛壓機、研磨機、壓縮機、真空泵等之各種機械系統，因而要求可進行高精密度的加工，以及具有高可靠度、省資源及省能源之特性。此外，於這些機械系統中，係使用有利用滑動、摩擦、潤滑等作用，而以機械性方式傳達動力之傳動機械元件之齒輪、運動螺釘、凸輪、皮帶、鏈條、鋼絲索等。並因應各種用途，單獨或組合2種以上之渦輪機油、工作機油、金屬加工油、塑性加工油、切割油、壓縮機油、真空泵油、電性接點油、或是亦可總稱為潤滑油之各種潤滑油、潤滑劑、滑脂、固體潤滑劑而使用。如此之機械系統中所使用之潤滑油或滑脂等，較理想為具有高可靠度以及優良的潤滑性及省能源性，並且為不易污染環境者。

此外，滑脂(grease)一般係專門使用有，於礦物油、聚－α－烯烴(Poly－α－Olefin)、矽油、氟化醚、脂肪酸酯等之合成油、及植物油等之液狀基油中，調配金屬肥皂或尿素化合物作為增稠劑而成者。

專利文獻1：日本特公昭50－027047號公報專利文獻2：日本特開昭58－053991號公報專利文獻3：日本特開昭56－053194號公報專利文獻4：日本特開昭56－032594號公報專利文獻5：日本特開平06－116581號公報專利文獻6：日本特開2000－2300186號公報

本發明者們係提出有，包含礦物系及/或合成系的液狀潤滑基油、雙醯胺及/或單醯胺、及摩擦調整劑之具有熱可逆性膠狀的潤滑性之組成物(日本國際公開WO2006/051671號公報)。

然而，近年來對於上述機械系統之高功能、小型化以及長壽命化的要求變得更強，因此，對於潤滑劑亦要求具有更高的性能，尤其是要求具有優良的省能源性，即使在極少量的油量下亦可抑制摩耗而進行潤滑。

因此，本發明之課題在於提供一種，具有優良的潤滑性、耐摩耗性、及省能源性，並具有高可靠度之可作為渦輪機油、工作機油、金屬加工油、塑性加工油、切割油、壓縮機油、真空泵油、電性接點油、滑脂或是潤滑油的代替品而使用，並且具有低摩擦係數及優良的耐摩耗性之傳動元件用半固體狀潤滑劑組成物及具備該組成物之機械系統。

本發明者們係發現到，包含有顯現出熱可逆性的半固體狀物質之潤滑劑組成物，係與以往的滑脂同樣為半固體狀，且具有同樣的硬度，並且具有較滑脂更為優良的潤滑性，具體而言，由於具有優良的耐摩耗性且對於長壽命化有所貢獻，並具有低摩擦的特性，因此有益於各種用途之摩擦阻力的降低以及省能源性。再且，與以往的滑脂不同，即使重複幾次，均可任意以加熱．冷卻而形成為液狀與半固體狀，且潤滑性等之基本特性亦不受到影響。因此，可利用此特性，於加熱本發明的潤滑劑組成物而形成為液狀之狀態下進行精密的過濾，而藉此去除潤滑劑中之極細微的雜質與異物，因此可獲得經由高度精製後的潤滑劑組成物。如此獲得之潤滑劑組成物，亦極為適用於要求極窄的間隙之精密的機械系統中。本發明係根據此發現而完成。

亦即，本發明為下列所述之傳動元件用半固體狀潤滑劑組成物及具備該組成物之機械系統。

(1)一種傳動元件用半固體狀潤滑劑組成物，係用以降低傳動元件之滑動部分的摩耗之傳動元件用半固體狀潤滑劑組成物，其特徵為：係由包含1個或2個醯胺(Amide)基，且形成為立體網目狀構造之醯胺化合物；及在100℃之動黏性係數為25mm² /s以下，且黏度指數為120以上之液狀基油成分所構成；實質上並不包含上述醯胺化合物及液狀基油成分以外之成分。

(2)如上述(1)所記載之傳動元件用半固體狀潤滑劑組成物，其中，上述醯胺化合物及液狀基油成分以外之成分，為分子量1000以上的高分子成分，該含有量為3質量%以下。

(3)如上述(1)所記載之傳動元件用半固體狀潤滑劑組成物，其中，醯胺化合物為以下列一般式(1)至(3)所表示之至少1種化合物；[化學式1]R¹ －CO－NH－R² (1) [化學式2]R³ －CO－NH－A¹ －NH－CO－R⁴ (2) [化學式3]R⁵ －NH－CO－A² －CO－NH－R⁶ (3)(於一般式(1)至(3)中，R¹ 、R³ 、R⁴ 、R⁵ 及R⁶ 係各自獨立且碳數為5至25之飽和或不飽和的鏈狀烴基；R² 為氫或是碳數為5至25之飽和或不飽和的鏈狀烴基；A¹ 及A² 為從碳數1至10之伸烷(Alkylene)基、伸苯(Phenylene)基、或是碳數7至10之烷基伸苯基(Alkyl Phenylene)中所選擇之碳數為1至10的2價烴基)；該含有量為0.1至70質量%。

(4)如上述(1)所記載之傳動元件用半固體狀潤滑劑組成物，其中，液狀基油成分，為以從聚－α－烯烴(Poly－α－Olefin)、脂肪酸酯、矽油當中所選擇之至少1種而組成之合成油。

(5)如上述(1)所記載之傳動元件用半固體狀潤滑劑組成物，其中，傳動元件為齒輪、運動螺釘、及鏈條當中至少1種。

(6)一種機械系統，其特徵為：係包含齒輪、運動螺釘、及鏈條當中至少1種傳動元件，且於傳動元件的滑動部分中，具備如上述(1)、(2)、(3)、(4)或(5)所記載之傳動元件用半固體狀潤滑劑組成物。

由於本發明為以特定的醯胺化合物及液狀基油成分所構成之傳動元件用半固體狀潤滑劑組成物，因此可藉由機械系統於運轉中之滑動部的溫度上升，成為液狀的潤滑油劑而顯現出良好的潤滑性(高耐摩耗性以及低摩擦係數)，並且於運轉停止時或是取下滑動部時，隨著冷卻的進行而成為半固體狀。因此，除了具有優良的潤滑性、省能源性及長壽命的特徵之外，更可防止因漏油及滴油等對環境所造成之污染。

[醯胺化合物]

本發明中所使用之醯胺化合物，為包含1個或2個醯胺基，且形成為立體網目狀構造之膠體狀化合物，並與液狀基油成分混合而形成為半固體狀物質(本發明之傳動元件用半固體狀潤滑劑組成物)之半固體化成分。例如可使用脂肪酸單醯胺、脂肪酸雙醯胺或是這些化合物的混合物。此外，亦可包含具有3個醯胺基之化合物的脂肪酸三醯胺。

包含1個醯胺基之脂肪酸單醯胺，可由下列一般式(1)所表示。

[化學式4]R¹ －CO－NH－R² (1)

在此，R¹ 為碳數5至25之飽和或不飽和的鏈狀烴基，R² 為氫或是碳數為5至25之飽和或不飽和的鏈狀烴基。鏈狀烴基之氫的一部分，在不損及本發明的效果之範圍內，可由氫氧基等的置換基加以置換。

具體而言，可為月桂醯胺(Lauramide)、棕櫚醯胺(Palmitamide)、硬脂醯胺(Stearamide)、山萮醯胺(Behenamide)、羥硬脂醯胺(Hydroxy stearamide)等之飽和脂肪酸醯胺、油醯胺(Oleamide)或芥酸醯胺(Erucamide)等之不飽和脂肪酸醯胺、以及硬脂酸硬脂醯胺(Stearyl Stearamide)或油烯油醯胺(Oleyl Oleamide)等之以長鏈脂肪酸與長鏈胺所形成之置換醯胺類(於上述一般式(1)中，R² 為非氫之單醯胺)當中任一種。然而，若考量到於高溫下使用，則較理想為具有接近雙醯胺的分子量之置換醯胺。理想的單醯胺，較理想為熔點50至200℃，更理想為熔點80至180℃，此外，分子量為100至1000，較理想為150至180。

關於包含2個醯胺基之化合物的脂肪酸雙醯胺，可為雙胺的酸醯胺或是二酸的酸醯胺當中任一種。理想的雙醯胺，較理想為熔點80至250℃，更理想為熔點100至200℃，此外，分子量為240至2000，較理想為290至1500。較理想之雙胺的酸醯胺，可由下列一般式(2)所表示。

[化學式5]R³ －CO－NH－A¹ －NH－CO－R⁴ (2)

在此，R³ 、R⁴ 係各自獨立且碳數為5至25之飽和或不飽和的鏈狀烴基，A¹ 為從碳數1至10之伸烷基、伸苯基、或是碳數7至10之烷基伸苯基中所選擇之碳數為1至10的2價烴基。

較理想之二酸的酸醯胺，可由下列一般式(3)所表示。

[化學式6]R⁵ －NH－CO－A² －CO－NH－R⁶ (3)

在此，R⁵ 及R⁶ 係各自獨立且碳數為5至25之飽和或不飽和的鏈狀烴基，A² 為從碳數1至10之伸烷基、伸苯基、或是碳數7至10之烷基伸苯基中所選擇之碳數為1至10的2價烴基。

關於雙胺的醯胺，較理想為乙撐雙硬脂醯胺、乙撐雙異硬脂醯胺、乙撐雙油醯胺、亞甲基雙月桂醯胺、六亞甲基雙油醯胺、六亞甲基雙羥基硬脂醯胺、m－苯二甲基雙硬脂醯胺等，此外、關於二酸的醯胺，較理想為N,N’－二硬脂基皮脂醯胺(N,N’－Distearyl Sebacamide)等。在這當中，尤其理想為乙撐雙硬脂醯胺。

此外，關於包含3個醯胺基之化合物的脂肪酸三醯胺，可由下列一般式(4)所表示。

[化學式7]R⁷ －M－A³ －CH(A⁴ －M－R⁸ )－A⁵ －M－R⁹ (4)

在此，R⁷ 、R⁸ 及R⁹ 係互為獨立且碳數為5至25之飽和或不飽和的鏈狀烴基、脂環式烴基、或是芳香族烴基，M為醯胺基(－CO－NH－)，A³ 、A⁴ 、A⁵ 係互為獨立且為單鍵合或碳數5以下之伸烷基。

以一般式(4)所表示之化合物係具有多數種，於本發明中較理想的化合物，具體而言有N－醯基胺基酸二醯胺(N－Acylamino Acid Diamide)化合物。此化合物的N－醯基，較理想為由碳數1至30之直鏈或分枝的飽和或不飽和脂肪族醯基或芳香族醯基，尤其是由己醯基(Caproyl)、辛醯基(Capryloyl)、月桂醯基(Lauroyl)、肉豆蔻醯基(Myristoyl)、硬脂醯基(Stearoyl)所組成者，此外，胺基酸較理想為由天冬胺酸(Aspartic Acid)、麩胺酸(Glutamic Acid)所組成者，此外，醯基的胺較理想為碳數1至30之直鏈或分枝的飽和或不飽和脂肪族胺、芳香族胺或脂環式胺，尤其是丁胺、辛胺、月桂胺、異硬脂胺、硬脂胺、環己胺、苯甲胺等。尤其是，較理想的具體化合物為N－月桂醯基－L－麩胺酸－α,γ－二－n－丁醯胺。

[液狀基油成分]

於本發明中，液狀基油成分較理想為使用100℃之動黏性係數為25mm² /s以下，且黏度指數為90以上者。動黏性係數更理想為1.0至25mm² /s，尤其理想為1.7至25mm² /s。黏度指數更理想為90至160，尤其理想為120至150。關於其他的物性，流動點較理想為－10℃以下，更理想為－20℃以下，引火點較理想為150℃以上，更理想為155℃以上。

液狀基油成分，具體而言可使用礦物油、聚－α－烯烴、乙烯．α－烯烴共聚物、烷基萘、脂肪酸酯(例如雙酯、多元酯(Polyol Ester)等)、醚(例如聚烷撐二醇(Polyalkylene Glycol)、苯基醚(Phenyl Ether)、氟化醚等)、矽油、氟化油等之合成油。可適當的各自混合數種的礦物油及合成油而使用，亦可於適當的比例下混合礦物油及合成油而使用。再者，亦可使用於這些液狀基油中調配有種種添加劑而成者。

礦物油一般而言，係將對原油進行常壓蒸餾，或是再進行減壓蒸餾後所獲得之餾出油，於各種精製製程中進行精製，以所獲得之潤滑油餾分為基油，並可直接使用或調配各種添加劑而調製出。上述精製製程為氫化精製、溶劑抽出、溶劑脫臘、氫化脫臘、硫酸洗淨、白土(terra abla)處理等，可於適當的順序下加以適當組合而進行處理，藉此可獲得本發明之較理想的礦物系潤滑基油。此外，於不同的製程組合及順序下所獲得之性狀不同的多數種精製油的混合物，亦可作為適當的基油而適用。

合成油可單獨使用耐熱性較高之例如聚－α－烯烴(PAO)、低分子量乙烯．α－烯烴共聚物、烷基萘、脂肪酸酯、醚類、矽、氟化油等，或是加以組合而作為基油。於合成油當中，聚－α－烯烴(PAO)及乙烯．α－烯烴共聚物均為烯烴單體的聚合物，可藉由控制反應聚合度而調整黏度及其他物性，因此係較適合用為液狀基油成分。關於PAO，較理想為使用對1－癸烯或1－十二烯、或1－十四烯等之烯烴寡聚物進行聚合，並於聚合度為2至10的範圍內，適當調配這些聚合物以進行黏度調整(100℃之動黏性係數為1至25mm² /s)而成者。此外，關於乙烯．α－烯烴共聚物，較理想為使用對乙烯及碳數3至10之烯烴寡聚物進行共聚合，並調整為100℃之動黏性係數在1至25mm² /s的範圍內而成者。

脂肪酸酯，可藉由對醇類及脂肪酸進行脫水縮合反應而獲得，於本發明中，就化學安定性的方面來看，例如可使用雙酯及多元酯以做為較理想的液狀基油成分。關於雙酯，較理想為使用由碳數4至14的二元酸(Dibasic Acid)與碳數5至18的醇類所獲得之酯類。在此，二元酸具體有己二酸(Adipic Acid)、壬二酸(Azelaic Acid)、皮脂酸、十一烷二酸(Undecane Diacid)、十二烷二酸(Dodecane Diacid)等，較理想為己二酸、壬二酸、皮脂酸。關於醇類，較理想為使用碳數6至12之1價醇類，尤其為於8至10的烴基上具有分枝之1價醇類。具體而言，有2－乙基己醇、3,5,5－三甲基己醇、癸醇、月桂醇、油醇等。

此外，關於多元酯，較理想為由新戊二醇(Neopentyl Glycol)、三甲醇乙烷(Trimethylolethane)、三甲醇丙烷、三甲醇丁烷、二－(三甲醇丙烷)、三－(三甲醇丙烷)、異戊四醇(Pentaerythritol)、二－(異戊四醇)、三－(異戊四醇)等之受阻醇類與碳數1至24的脂肪酸所獲得之酯類。於脂肪酸中，雖然該碳數無特別限制，但於碳數1至24的脂肪酸中，就潤滑性的方面來看，較理想為碳數3以上者，更理想為碳數4以上者，尤其理想為碳數5以上者，最理想為碳數7以上者。具體而言有戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一酸、十二酸、十三酸、十四酸、十五酸、十六酸、十七酸、十八酸、十九酸、二十酸、油酸等，這些脂肪酸可為直鏈狀脂肪酸及分枝狀脂肪酸當中任一種，此外，α碳原子亦可為4級碳原子之脂肪酸(新酸)。

醚類為具有醚鍵合之有機化合物，代表性者有由下列一般式(5)或一般式(6)所表示者。

[化學式8]R¹⁰ －O－A⁶ －R¹¹ (5)

在此，R¹⁰ 及R¹¹ 係互為獨立之氫或是碳數為1至8之烷基，A⁶ 為由1種或2種以上之碳數2至4的氧化亞烷基單位5至300個所構成之聚合鏈。

於上述一般式(6)中，R¹² 至R¹⁴ 係互為獨立之氫或是碳數為1至8之烷基，A⁷ 至A⁹ 係互為獨立且由1種或2種以上之碳數2至4的氧化亞烷基單位5至300個所構成之聚合鏈。R¹⁰ 至R¹⁴ 較理想各自為氫、甲基、異丙基、異丁基或是三級丁基，尤其理想者均為甲基。A⁶ 至A⁹ 之氧化亞烷基單位，較理想為氧化乙烯單位或氧化丙烯單位，聚合鏈可為塊體共聚合鏈、隨意共聚合鏈或交互共聚合鏈。聚合鏈之氧化亞烷基單位的個數，可使聚醚的黏度成為特定範圍而設定。

具體的聚醚，例如有聚烯烴基二醇或是該衍生物、聚乙烯醚等，較理想為兩個末端為烷基之聚烯烴基二醇衍生物或聚乙烯醚。

為矽酮之聚矽氧烷(Polyorganosiloxane)，係具有由下列一般式(7)所表示之Si－O－之主鏈，並因該聚合度的不同而使黏度有所不同。

在此，R¹⁵ 、R¹⁶ 係互為獨立之氫或是碳數為1至8之烷基，B¹ 至B⁴ 係互為獨立之氫、烴基(甲基、異丙基、異丁基、三級丁基或苯基等)、或是鹵素基(氟、碘、溴等)，就價格面來看，尤其理想者均為甲基或是一部分為苯基者。

氟化油可由下列一般式(8)或一般式(9)所表示。

於上述一般式(8)或一般式(9)中，R¹⁷ 、R¹⁸ 、R¹⁹ 、R²⁰ 係互為獨立之氫及/或烷基(碳數為1至6)。此外，B⁵ 、B⁶ 、B⁷ 、B⁸ 係互為獨立之F、CF₃ 、C₂ F₅ 、C₆ H₅ 、C₆ F₅ 等。

[半固體狀物質]

本發明中所謂的半固體狀物質，並非指與以往滑脂同樣般之液體的流動性，而是指只要在不加熱至液化的溫度下，可維持某種程度的硬度之狀態。較理想為，若以JIS K2220「滑脂」中所規定之稠度來分類該硬度，則本發明之傳動元件用半固體狀潤滑劑組成物，該混合稠度為20至475，尤其是40至475者，係被分類為適用於滑脂之稠度號碼000號至6號的範圍，以及超過此範圍之硬度中。

半固體狀物質的調製方法並無特別限定，可量取特定量的液狀基油成分及醯胺化合物(半固體化成分)，一邊加熱至醯胺化合物的熔點以上，一邊攪拌而均勻溶解後，進行冷卻而形成為半固體狀。此外，亦可先將醯胺化合物溶解於醇系、酮系、烴系等的溶劑中，將這些溶解液調配於液狀基油並均勻混合後，以一般所知的適當方法去除溶劑，而獲得半固體狀動作媒體。之後可調配種種的添加劑而使用。

此外，本發明之半固體狀潤滑劑組成物之特徵為，實質上並不包含上述液狀基油成分及醯胺化合物(半固體化成分)以外之成分。亦即，不包含黏著劑或黏稠物等之高分子化合物，尤其是實質上並不包含分子量1000以上的高分子成分。即使包含該高分子成分，較理想為該含有量為3質量%以下。關於如此的高分子成分，具體有微晶蠟、凡士林、石油內醯胺、聚異戊二烯橡膠、聚異丁烯橡膠等。

本發明之半固體狀潤滑劑組成物，可於液狀基油成分/半固體化成分比(質量)為30/70至99.9/0.1的比例下，調配液狀基油成分及半固體化成分(醯胺化合物)而調製出。較理想為液狀基油成分/半固體化成分比(質量)為50/50至99.5/0.5，更理想為60/40至99/1。若於如此的比例下混合液狀基油成分及醯胺化合物，則可形成半固體狀潤滑劑組成物。液狀基油成分及醯胺化合物可各自單獨使用，亦可各自以2種以上的適當比例加以組合而使用。

此外，由於本發明之半固體狀潤滑劑組成物，若加熱至醯胺化合物的熔點以上則會成為液狀，因此可進行精密過濾，而獲得不純物及雜質極少之高度精製後的潤滑劑組成物。在此所謂的精密過濾，是指將進入於各種傳動元件系統的空隙中，所可能產生潤滑特性上的缺失之異物加以去除，該異物的大小為5至100μm，並以具有1至10μm的過濾孔之過濾器而可物理性過濾之意。因此，如此高度精製後的半固體狀潤滑劑組成物，係極為適用於要求極窄的間隙之高度精密的機械系統中，尤其極為適用於電子機器等。

[其他添加劑]

本發明之半固體狀潤滑劑組成物，亦可於半固體狀物質中，適當的調配用以賦予作為一般的潤滑劑功能所使用之一般所知的氧化防止劑、防銹劑、摩耗防止劑、極壓劑、油性劑、消泡劑、金屬非活性劑等而調製出。

[可適應之系統]

本發明之半固體狀潤滑劑組成物，不僅具有良好的潤滑性(高耐摩耗性、低摩擦係數)，並且能夠半永久性地重複進行依據環境的熱能量所形成之狀態變化(依據升溫之液化與依據降溫之半固體化(膠體化))。具體而言，於所使用之機械的滑動部分中，由於在整體溫度區域(室溫至數十℃、例如0至80℃)中保持半固體狀(膠體狀)，並且僅在局部的高溫區域(例如50至250℃、或是較所使用之機械的整體溫度還高20℃以上的溫度)中成為液狀，因此可防止因漏油及滴油等對環境所造成之污染。

因此，除了以往的滑脂所能夠使用之用途外，亦可使用於下列用途。例如可使用於，以水力、火力、核能為首之發電廠之渦輪發電裝置獲各種輔助機械的潤滑部位中。此外，亦可使用於以煉鋼廠為首之金屬加工領域中所使用之各種產業機械系統，具體而言為壓延機及塑性加工機等之平台滾輪、鏈條驅動、齒輪連結等。再者，亦可適用於工作機器、射出成形機、模壓機、鍛壓機、研磨機等之運動螺釘、齒輪、皮帶、鏈條等之精密驅動機構部位的潤滑。此外，亦可適用於輸送系統中使用滑脂潤滑之部位，例如於汽車中，等速接頭、萬向接頭等之動力傳輸系，或是致動器、啟動器、齒輪、交流發電機、栓槽、超速機構等之引擎部周邊、齒條與小齒輪、傾斜與伸縮等之轉向周邊、懸吊的球形接頭機構、制動裝置及底盤、門的握把部、門緩閉器、門鉸鍊、門鎖致動器、門棘輪、鎖芯、電動後照鏡、座位安全帶、座椅、車窗升降器、及各種開關等的潤滑部位。此外、亦可適用於機車、自行車等之鏈條驅動部位、油壓汽鏟、鏟土機、推土機、起重機等之建設機械的導引推進部、農業機械、割草機、鏈鋸等的齒輪部、鏈驅動部等。再者，作為鐵路系統，亦適用於以變速齒輪部為首之軌道的軌道轉轍處等。此外亦適用於飛機及船舶的齒輪與滑動部等。

此外，關於身邊的機械系統，用以驅動FD、CD、DVD、磁帶、數位磁帶等的記錄媒體之旋轉機械的滑動部，印表機、傳真機、影印機等之OA機器，以及冷氣、冰箱、吸塵器、微波爐、洗衣機、健康按摩機等之家庭電化製品的滑動部，電腦內的硬碟驅動部、磁帶攝影機、數位攝影機等之快門機構部、透鏡驅動部、及時鐘的滑動部等，亦均為進行精密過濾而高度精製後的潤滑劑組成物之理想的用途。此外，亦可於真空泵裝置、半導體製造裝置、航太關聯機器中，作為真空用滑脂而使用。

實施例

以下係顯示本發明之實施例，但是本發明並不限定於此。

[液狀基油成分]

液狀基油成分係使用下列4種的基油A至D。

基油A：聚－α－烯烴(PAO；為1－癸烯聚合物之聚－α－烯烴合成基油、EXXon Mobile(美國)製、Spectrasyn 8)基油B：脂肪酸酯(異硬脂新戊二醇酯(Isostearyl Neopentyl Glycol Ester))基油C：矽酮油(二甲基矽合成基油、信越化學(日本)製、KF96－100cs)基油D：於礦物油中調配S－P系極壓劑之市面上所販售之工作機用多目的油、Japan Energy(日本)製、JOMO Lathus 220

基油A至D的性狀如第1表所示。

[醯胺化合物]

為了調配於液狀基油並形成半固體狀膠體，係使用下列醯胺A及醯胺B之2種醯胺化合物，作為半固體化成分。

醯胺A：乙烯雙硬脂醯胺(日本化成(日本)製、 E)、熔點145℃醯胺B：硬脂酸硬脂醯胺(日本化成(日本)製、 S)、熔點100℃

[增稠劑]

為了以與以往的泛用滑脂進行比較為目的，而製作出一般的滑脂作為比較例，係使用鋰肥皂(硬脂酸鋰)與二尿素作為增稠劑。

[半固體狀潤滑劑組成物的調製]

本發明之半固體狀潤滑劑組成物(實施例1至6)，係使用上述液狀基油成分及醯胺化合物(半固體化成分)，並以下列步驟而調製出。

各自以第2表的上部所表示之比例(重量部)，量取特定量的液狀基油及醯胺化合物並放入於不銹鋼製的燒杯中，使用桌上型電磁爐一邊加熱至醯胺化合物的熔點以上(熔點＋20℃)，一邊進行攪拌(溫度係以熱電偶進行測定)。於以目視觀察並判斷為均勻溶解後，將大約為100mL的均勻溶解液移至耐熱玻璃容器(內徑60mm×高度90mm)，放置冷卻而調製出半固體狀潤滑劑組成物。

此外，關於比較例1及比較例2的滑脂，係各自以第2表的上部所表示之比例(重量部)，量取特定量的液狀基油及增稠劑(鋰肥皂與二尿素)，以混練機充分混練而調製出。

此外，關於比較例3，並不調配醯胺化合物及增稠劑，而是直接使用市面上所販售之SP系工作機用多目的油。

[評估方法]

對於以上所調製出之半固體狀潤滑劑組成物(實施例1至6)，以及滑脂及SP系工作機用多目的油(比較例1至3)，進行以下的性能評估試驗並進行評估。關於稠度及可否進行精密過濾之試驗結果，係於第2表中表示，潤滑性的評估結果於第3表中表示。

[稠度]

依循JIS K2220，以1/4稠度計測定不混合稠度。於第2表中亦同時表示相當於此稠度之稠度號碼。

[可否進行精密過濾]

在此評估可否進行精密過濾，以及過濾後的樣本狀態。將50g的樣本油注入於放置有具四氟乙烯製的精密濾紙(Membrane社製、過濾孔5 μ m)之漏斗上，於150℃的高溫槽中靜置1小時以實施過濾。於不會阻塞精密濾紙而進行過濾，且可回復至過濾前的狀態(因冷卻而成為半固體狀)時，係判斷為「可」過濾，另一方面，於產生阻塞而無法通過精密濾紙，或是因過濾而使液狀基油成分與增稠劑成分產生分離(油性分離)等，無法回復至原先之均勻的半固體狀時，判斷為「不可」過濾。

[潤滑性]

對於實施例1及7以及比較例1至3的樣本油，實施Shell四球式摩耗試驗及SRV摩擦試驗，以評估該潤滑性(耐摩耗性及摩擦係數)。

Shell四球式摩耗試驗，係依循ASTM D4172B，將充滿4個試驗球的量之樣本油注入於杯形夾座，並以下列的試驗條件對各項樣本油進行試驗，測定試驗球的摩耗痕跡口徑。關於可進行精密過濾之樣本油，亦對該進行精密過濾後的樣本油進行Shell四球式摩耗試驗。

實施例1、比較例1及2：速度：1200rpm、油壓荷重：2.94MPa(30kgf/cm² )、溫度：室溫、時間：30分鐘

比較例3：速度：1800rpm、油壓荷重：3.94MPa(40kgf/cm² )、溫度：室溫、時間：30分鐘

SRV摩擦試驗，係採用使用有依循ASTM D5706的SRV裝置之鋼球接觸鋼盤(Ball On Disk)摩擦試驗器，於鋼盤(材質SUJ－2)表面上塗佈0.5g的上述5項樣本油，於特定的試驗條件(荷重：100N(10.17 kgf/cm² )、振幅數：50Hz、振幅寬度：1.5mm、溫度：40℃、時間：30分鐘)下，測定常態狀態(經過30分鐘時)下的摩擦係數及試驗後的鋼盤摩耗痕跡寬度。

此外，以實體顯微鏡觀察鋼盤表面的摩耗狀態。第1圖係顯示該光學顯微鏡照片。第1圖(a)、(b)及(c)係各自顯示實施例1、比較例1及2之潤滑劑組成物的SRV摩擦試驗之各個鋼盤表面的摩耗痕跡之實體顯微鏡照片。

於第2表的實施例1至6之任一種液狀基油中，均調配有醯胺化合物，而調製出半固體狀潤滑劑組成物。此外，這些實施例1至6的潤滑劑組成物，為具有稠度號碼為000號至6號或是超過6號之硬度者。比較例1及2的稠度號碼為2號，比較例3並未顯現出半固體狀。

若比較稠度號碼為2號之實施例1與比較例1及2的潤滑性，則於實施例1中，Shell四球式摩耗試驗的摩耗痕跡口徑較小，係具有優良的耐摩耗性。此外，SRV試驗下的摩擦係數亦較低，試驗球及鋼盤的摩耗痕跡較小且輕微(參照第1圖)。此外，於精密過濾試驗中，實施例均可進行精密過濾，且過濾後亦可因冷卻而回復至原先的半固體狀，耐摩耗性亦無改變。

另一方面，於比較例1的鋰肥皂滑脂中，雖然可通過精密濾紙，但於冷卻時，液狀基油成分與增稠劑成分產生分離而無法回復至原先的狀態。此外，比較例2的尿素滑脂，無法通過精密濾紙而無法進行精密過濾。比較例3的SP系工作機用多目的油，雖然進行精密過濾，但耐摩耗性及摩擦係數較差。

(產業利用可能性)

從以上所述的內容中可得知，本發明之半固體狀潤滑劑組成物，由於較泛用的滑脂更具有優良的潤滑性能，尤其是可達到摩耗的降低以及低摩擦化，因此，若是將本發明之組成物，作為渦輪機油、工作機油、金屬加工油、塑性加工油、切割油、壓縮機油、真空泵油、電性接點油、或是潤滑油，適用於以傳動元件，例如以齒輪、運動螺釘、凸輪、皮帶、鏈條、鋼絲索等的機構所組成之機械系統中而使用，則藉此可令人期待能夠達成省能源之效果，並且由於具有高耐摩耗性，因此可令人期待能夠有益於機械系統之長壽命化。此外，由於可進行精密的過濾，因此可去除半固體狀潤滑劑組成物中之極細微的雜質，如此之經由高度精製後的潤滑劑組成物，乃極為適用於精密的機械系統中，尤其極為適用於電子機器等之用途。

第1圖係顯示，對潤滑劑組成物進行SRV摩擦試驗後，透過實體顯微鏡(倍率：約30倍)拍攝各個鋼盤表面上所產生的摩擦痕跡之照片，第1圖(a)、(b)及(c)係各自顯示實施例1、比較例1及2之照片。

Claims

一種傳動元件用半固體狀潤滑劑組成物，係用以降低傳動元件之滑動部分的摩耗之傳動元件用半固體狀潤滑劑組成物，其特徵為：係由包含1個或2個醯胺(Amide)基，且形成為立體網目狀構造之醯胺化合物；及100℃之動黏性係數為25mm² /s以下，且黏度指數為120以上之液狀基油成分所構成；該醯胺化合物為以下列一般式(1)至(3)所表示之至少1種化合物；[化學式1]R¹ -CO-NH-R² (1) [化學式2]R³ -CO-NH-A¹ -NH-CO-R⁴ (2) [化學式3]R⁵ -NH-CO-A² -CO-NH-R⁶ (3)(於一般式(1)至(3)中，R¹ 、R³ 、R⁴ 、R⁵ 及R⁶ 係各自獨立且碳數為5至25之飽和或不飽和的鏈狀烴基；R² 為氫或是碳數為5至25之飽和或不飽和的鏈狀烴基；A¹ 及A² 為碳數1至10之伸烷基)而且實質上並不包含上述醯胺化合物及液狀基油成分以外之成分。
如申請專利範圍第1項所記載之傳動元件用半固體狀潤滑劑組成物，其中，上述醯胺化合物及液狀基油成分以外之成分，為分子量1000以上的高分子成分，而其含有量為3質量%以下。
如申請專利範圍第1項所記載之傳動元件用半固體狀潤滑劑組成物，其中，醯胺化合物為以下列一般式(1)或(2)所表示之至少1種化合物；[化學式1]R¹ -CO-NH-R² (1) [化學式2]R³ -CO-NH-A¹ -NH-CO-R⁴ (2)(於一般式(1)或(2)中，R¹ 、R³ 及R⁴ 係各自獨立且碳數為5至25之飽和或不飽和的鏈狀烴基；R² 為氫或是碳數為5至25之飽和或不飽和的鏈狀烴基；A¹ 為碳數1至10之伸烷(Alkylene)基)；該含有量為0.1至70質量%。
如申請專利範圍第1項所記載之傳動元件用半固體狀潤滑劑組成物，其中，液狀基油成分，為以從聚-α-烯烴(Poly-α-Olefin)、脂肪酸酯、矽油當中所選擇之至少1種而組成之合成油。
如申請專利範圍第1項所記載之傳動元件用半固體狀潤滑劑組成物，其中，傳動元件為齒輪、運動螺釘、及鏈條當中至少1種。
一種機械系統，其特徵為：係包含齒輪、運動螺釘、及鏈條當中至少1種傳動元件，且於傳動元件的滑動部分中，具備如申請專利範圍第1、2、3、4或5項所記載之傳動元件用半固體狀潤滑劑組成物。