WO1981001011A1 - Lubricant - Google Patents

Description

明 細

剤

技 術 分 野

本発明は非鉄材料、 と く にア ル ミ ニ ウ ム 、 鉛、 銅等の 非鉄金属またはブ ラ スチ ッ ク 材料の摺動面に使用する潤 滑剤に関す る。

冃 乐 術

近年、 機械または装置を構成する部品の輊量化や価格 の低廉化を 目的 と して四フ ツイヒポ リ エ チ レ ン 、 ポ リ ア ミ ド 、 ボ リ エ チ レ ン 、 ポ リ プ ロ ピ レ ン 、 ポ リ ア セ タ ール 、 ポ リ カ ー ボネ ー ト 、 A B S な どの結晶性プ ラ ス チッ クスぉ よびフ エ ノ ールに始ま るポ リ ジァ リ ル フ タ レ ー ト 、 ポ リ ィ ミ ドな ど の熱硬化性プ ラ ス チックス材料が歯車類、 と く にギア 一 ドモー タ ー等に使用 される歯車、 軸受、 と く に ころが り 軸受、 自 動車のス ピ ー ドメ ータ 一用ケ ー ブル等 に広 く 使用される よ う になった。 これらのプ ラ ス チックス 材料はいづれもす ぐれた自 己潤滑性を有してお り 、 複合 化に よって材料が改質される と共に乾燥状態における摺 動部材と して使用 されているが、 さ ら に摩擦、 摩耗の よ う な潤滑特性を改善するため に従来は鉱油系潤滑油、 合 成炭化水素油、 エ ス テ ル系合成潤滑油等の潤滑油やそれ ら を基油と したグ リ ー ス等が使用 されていた。 しかし摩 擦、 騷-音、 摩擦部分の発熱防止等の点で従来使用されて きた上記の潤滑剤よ り も 尚一層摩擦係数の小さい新規な

OMPI 潤滑剤の出現が待望されていた 。

本発明者達は鋭意研究を重ねた結果、 こは く 酸、 . マ レ イ ン酸、 グル タ ル酸お よびフ タ ル酸から選ばれた二塩基 酸またはその無水物と炭素数 8 - 1 8 の炭化水素残基を 有する 1 級ァ ミ ンとの反応生成物と して得られる ィ ミ''ド 化合物が従来の潤滑剤に見られなかった非鉄材料間摺動 面お よび鉄 -非鉄材料間摺動面に低摩擦性を示すこ とを 見出 した。

発 明 の 開 示

本発明はこの発見に基づいたも のであって、 本発明の 目的は上記の非鉄材料間の摺動面における摩擦、 摩 '耗の よ う な潤滑特性を改善した潤滑剤を提供する こ と にある 本発明の も う 一つの 目 的は上記潤滑剤を安価に しかも 工業的に製造し得る方法を提供する こ とにある 。

図面の簡単な説明

添付第 1 図は本発明の潤滑剤 F と市販グ リ — ス B をボ — ルジョ イ ン ト 1 に封入した場合の静作動 ト リ クおよび 動作動 ト ル ク を示す曲線である 。

第 1 図においてそれぞれの場合における ト ル ク 曲線 X および- 0 は.次の如 く である 。

Ο ΡΙ

V/IPO 静摇動トルク 静回 トルク 動回転トルク 本発明の X = 0. 1 3 5 X = 0. 0 9 6 X = 0. 1 2 3 グリース F II II び = 0. 0 1 2 σ = 0. 0 0 8 σ = 0. 0 1 2 o d

市販グリ X = 0. 4 CO 7 rH 8 X = 0. 3 1 6 X = 0. 1 4 X = 0. 1 3 4 ース Β σ = o. 0 3 4 σ = 0. 0 3 7 び = 0. 0 1 5 び = 0. 0 1 6

第 2 図は本発明の潤滑'剤 と市販グ リ ー ス Αお よび Β を ボ ール ジ ョ イ ン ト 2 に封入 し た場合の静摇動 ト ルク と 動 摇動 ト ルク を示す曲線である 。

第 2 図の、 それぞれの場合におけ る ト ル ク 曲線の お よ び び は次の如 く であ る 。

一-第 1· 図お よび第 2 図において斜線を施した曲線は動作 動 ト ルク 、 斜線を施してない曲線は静作動 ト ルクを示す 第 3 図は本発明の潤滑剤 C および D と市販の L i 石け んグ リ ース を使用 した場合の耐久性能を示すグ ラ フ であ る。

第 3 図において本発明の潤滑剤 C お よび Dの使用 した 場合の耐久性能と リ フ ト 増加量との関係は実線で示した 同一直線上にあ り 、 市販の L i 石けんグ リ ー スを使用し た場合のグ ラ フは破線で示した直線となる 。

発明を実施するための最良の形態

本発明の潤滑剤は、 こは く 酸、 マ レ イ ン酸、 グル タ ル 酸またはフ タ ル酸から選ばれた二塩基酸またはその無水 物と 、 炭素数 8 - 1 8 の飽和または不飽和炭化水素基を 有する 1 級ア ミ ン と の反応生成物である ィ ミ ド化合物か らな り その他に各種の添加剤、 例えば酸化防止剤、 金属 不活性化剤、 さび止め剤等を適宜配合する こ とができ 、 本発明の潤滑油に添加する場合には、 潤滑剤組成物を基 準と して酸化防止剤な らば 0. 1 〜 3 w t %、 金属不活性 ィ匕剤 0. 0 1 〜 0. 1 w t %、 さび止め剤 0. 1 〜 5 w t %が 適当であ る 。

本発明で謂 う 1 級ア ミ ンとは炭素数 8 ― 1 8 の炭化水 素基を有する飽和およびノまたは不飽和 1 級ァ ミ ンを謂 い、 その単一化合物またはその混合物でよ く好ま し く は ォレ イ ルア ミ ン 、 お よびこれを主成分とする牛脂ア ミ ン が好適に使用 される 。

二塩基性酸と 1 級ァ ミ ン と の反応はそ の モ ル比が 1 ：

O PI 一 一

1 - 1 ： 2 未満の割合で行なわれ反応条件は常圧で温度

H H

1 0 0 - 1 8 0 °C で行なわれる 。 ア ミ ン の モ ル比が酸 1 モ ル に対 cc =して 2 モ ル以上の場合は反応生成物が固形の ジ ミ ドの形と なる恐れがあ り 、 潤滑剤と して適当でない。 上記のこ は く 酸、 マ レ イ ン酸、 グ ル タ ル酸およびフ タ ル酸またはそれらの R—無 1 水物と C₈ -₁₈ の飽和または不飽 和 1 級ァ ミ ン と をモ ル比 1 - 2 未満の範囲で加熱して得 られる反応生成物はそれぞれ式

0

CH₂ 一 C

(1)

CH₂ ― C

\ 0

0

C

N 一 R- (2)

C

\ 0

0

CH a 一 C CH 2 N R (3) お よび

CH 2 一 C

\

0

( 式中の Ι^ , Ι^ , ί^ お よび R₄ は C_s — ₁₈ の飽和また は不飽和炭化水素残基である 。 ） のィ ミ ド化合物であって、 これらの反応生成物は油状ま たは半固体のグ リ 一 ス状で得られる 。 反応は上記した よ う に常圧で 1 0 0 - 1 8 0 °Cで行な われるが、 こ の際通常の脱水剤、 例えば五酸化 リ ン （ P ₂ 0 ₅ )の よ う な脱水剤を使用する こ と もでき るが、 脱水 剤を使用 しな く と も反応の際生じた水は加熱に よって反 応系外に去 り 反応は順調に進行する 。 しかも脱水剤を使 用しなければ-反応生成物中に脱水剤の使用に基 く 不純物 が混合しないため に反応生成物をそのま ま潤滑剤組成物 の母体と して使用し得る利点がある 。 本発明に よれば無水マ レ イ ン酸と 牛脂ア ミ ン との反応 生成物を基材と してボ ールジ ョ イ ン ト 用潤滑剤を得る こ とができ る 。

ボール ジ ョ イ ン ト 用潤滑剤の場合.には無水マ レ イ ン 酸 (A)と牛脂ア ミ ン （B)と をモ ル比で 1 2 < (A) （B)≤ 1 の範 囲内で反応させて得られるィ ミ ド化合物（5)を基材と し 、

0

C H C

C H C ( 但し R！ は牛脂ァ ミ ン の炭

\

0

化水素残基 ） 式（6)の ジア ミ ド化合物

OMPI R ₅ C 丽 CH ₂ CH ₂ NH C R ₅ (6)

II II

o o

(但し R ₅ は C _{1 4}〜_{1 8} のアルキ ル基又はァル ケ -ル基） を配合する 。

式（5)の イ ミ ド化合物 は 、 無水マ レイ ン酸と牛脂ア ミ ン とを従来公知の方法で反応させれば合成する こ とがで き るが通常は、 反応温度 1 0 0 〜 1 7 0 °C で実施する 。 ト ルク の測定は ソ ケ ッ ト を固定し 、 ス タ ツ ド球中心力 らある一定の長さ と なる治具をス タ ツ ドに取付け、 その 長さ部分における摇動ないしは回転する時の力を計測す る こ と に よ り 摇動 ト ルクないしは回転 ト ルク と した。 ま たア セ ン ブ リ 一を放置した状態で初めて揺動あるいは回 耘させる時の ト ルク を静 ト ルク 、 ス タ ッ ドを 5 〜 1 0 回 捻回させた後の ト ルク を動 ト ルク と した。 下記の表 I に示した各潤滑剤を上記ボー ルジ ョ イ ン ト 1 お よび 2 に封入して測定した作動 ト ルク特性結果を添 付図 1 お よび 2 に示した。 本発明の潤滑剤の製造例

無水マ レイ ン酸 1 0 0 ^ を反応容器に採り 加熱溶解さ せ、 予め加熱溶解させた牛脂ア ミ ン 4 0 0 ^ を加え攪拌 しながら 1 5 0 °C に加熱し 1 時間反応させた。 この反応 生成物にエ チ レ ン ビ ス ォ レ イ ル ア ミ ド 1 0 0 を配合し た。 （ 以下これを潤滑剤 A と呼ぶ。 ） 次に潤滑剤 A を基材と して添加剤を配合した潤滑剤 B

OMPI W^IPO を常法に従って調合した。

潤滑剤 B

フ エ ノ ー ル系酸化防止剤 1 重量％

金属不活性化剤 0. 1 重量 %

潤 滑 剤 A 残 余

潤滑剤 C "

無水マ レ イ ン酸 1 0 0 ^ と牛脂ア ミ ン 2 6 7 ^ を 1 5 0 °C で 1 時間反応させて得ら れる反応生成物にエ チ レ ン ビ ス ォ レ イ ル ア ミ ド 1 5 0 ^ を添加配合した。

潤滑剤 D ·

フ エ ノ ー ル系酸化防止剤 1. 0 w t % 金属不活性化剤 ' 0. 0 5 w ί % 潤 滑 剤 C 残 余

潤滑剤 E

無水マ レ イ ン酸 1 0 0 ^ と 牛月旨ア ミ ン 4 8 0 ^ を 1 7 0 °Cで 1 時間反応させて得たも のを潤滑剤 E とする 。

本発明の潤滑剤を下記の実施例について更に詳細に説 明する 。

実施例 1 , 2

鋼鉄製ボ ー ル ス タ ッ ドと合成樹脂製ボ ー ル シ — ト で構 成されている ボー ル ジ ョ イ ン ト を使用 して、 潤滑剤の作 動 ト ル ク特性を評価した。

~ ボ ニ ル ジ ョ イ ン ト 1

"ヽ ル ス タ ツ ド 鋼鉄製

ΟΜΡΙ

Υ/ΙΡΟ 球状頭部の直径 2 0 MM

ボ ル シ ポ リ エ チ レ ン製

商品名 0ILES #81

( ォィ レ ス工業㈱製 ）

ボ ー ル ジ ョ イ ン ト

ボ 一 ル ス タ ツ ド 鋼鉄製 - 球状頭部の直径 3 6 m

ボ ル シ ポ リ アセ タ ー ル製

商品名 0 I LES #80

( 才 ィ レ ス工業㈱製 ）

潤滑剤 F

ァ ミ ン系酸化防止剤 1. 0 t %

金属不活性化剤 0. 0 5

さび止め剤

潤滑剤 E 残 余

ト ルク の測定は ソ ケ ッ ト を固定し 、 ス タ ツ ド球中心か らある一定の長さ と な る治具をス タ ツ ドに取付け、 その 長さ部分に け る摇動ないしは回転する時の力を計測す る こ と に よ り 摇動 ト ルクないしは回転 ト ルク と した。 ま た測定装置を放置した状態で初めて摇動ある いは回耘さ せる時の ト ルクを静 ト ル ク 、 ス タ ツ ドを ⁵ 〜 1 0 回捻回 させた後の ト ル ク を動 ト ルク と した。

—下記表 I に示した各潤滑剤を上記ボールジ ョ イ ン ト 1 お よび 2 に封入して測定した作動 ト ル ク特性結果を添付

〇ϊίΡΙ 第 1 図お よび第 2 図に示す

表 I 潤滑剤

本発明品 潤滑剤 B , F

比較品 市販グ リ ー ス A . .

( フ ォ ー ド社規格 M I C - 5 2 A租当品 比較 an 市販グ リ ー ス B

( 日本石油㈱製

商品名 リ ノ ック D X # 2 ) 添付第 1図 から 明らかな様に本発明の潤滑剤を使用した 場合には従来の潤滑剤を使用した場合に比べて摇動 ト ル クぉ よび回転 ト ルク共に静作動 ト ルク 値が大き く 減少し バ ラ ツ キも著し く 低減している 。 その う え動作動 ト ルク と静作動 ト ルク との差も極めて小さい。

こ のこ とは従来のグ リ ー ス 、 例えば市販のグ リ 一 ス A リ チ ゥ ム系グ リ 一ス に比べて極めて優秀な潤滑剤である こ と を示している 。

また本発明の潤滑剤を用いた場合 ト ルク 値が低く 抑え られるだけでな く 、 動作動 ト ルク においては摇動 ト ルク よ り も回転 ト ルクを大き くする こ と力 でき るので、 例え ば自 動車のサ ス ペ ン シ ョ ン機構に使用する と走行中のタ ィ ャ の振れな どが原因で発生する と言われる シ ミ 一現象 を抑制する こ とができ るなどの付随的効果も得られた。 実施例 3

鋼鉄製ボール ス タ ツ ド （ 球状頭部の直径 3 6 腿 ） と ポ

O ?I 一 リ ア セ タ ー ル製 （ 商品名 O I LE S # 8 0 、 才 ィ レ ス ェ 業 （株） 製 ） のボー ル シ ー ト からなる ボ ー ル ジ ョ イ ン ト を 使用し て潤滑剤 C ， D お よび市販品 B を封入した後耐久 試験を行なった。

耐久試験条件は次表の通 り である 。

試験条件

1. 荷重 ボールス タ ッ ド アク シャル方向

士 4 5 0 1 , 4 0 c m

ラ ジアル方向士 9 0 0 , 6 0 c m

2. ボールスタツド 摇動 土 3 0 ， 5 0 c m

回 ± 3 0 , 6 0 cpm

試験結果を第 3 図に、 耐久度をボー ル ス タ ッ ドの リ フ ト 量変化で示す。

リ フ ト 量とは、 ハ ウ ジ ングを固定しボールス タ ツ ドに 所定方向の所定荷重を静的に加えたと きのハ ウ ジ ングに 対するボール ス タ ツ ドの相対移動量を言い、 本試験では ボ ー ル ス タ ッ ド に ハ ゥ ジ ング軸線方向の引抜き荷重 450 を加えて測定した場合の .リ フ ト 量を云 う 。

第 3 図から 明らかな よ う に本発明にな る潤滑剤を封入 した場合は従来の L i 石けんダ リ — ス を封入 した場合に 比べ著し く 耐久性が向上している 。 すなわち、 所望の作 動 ト ル クを得 よ う とする場合、 合成樹脂製ボ ー ル シ — ト の締代を大き く して ボ ー ル シ 一 ト 内部応力'を大き く する こ とができ 、 ひいてはボー ルジョ イ ン 卜 の耐久性が向上 一 - する 。

上記実施例において用いる ジア ミ ド化合物（6)は基材と なる イ ミ ド化合物 ）を増稠する為に配合する も ので、 0 〜 3 0 w t % ( 内数 ） の範囲で混合する 。 無水マ レ イ ン 酸と牛脂ア ミ ン の反応で得られる ィ ミ ド化合物（1)は通常 は液状であるが、 ボー ル ジ ョ イ ン ト 用潤滑—剤の要求、 例 えば高温ないしは高圧下でも漏筏等の問題を防止するた めにはグ リ ース状である こ と が望まれ、 増稠する必要が 生じた場合、 牛脂ァ ミ ン の炭化水素残基中に通常存在す る炭素間の二重結合を部分水添すれば良いが、 これだけ では十分でない場合は上記の ジア ミ ド化合物（⁶)を配合す る こ と に よ り所望の稠度を与える こ とができ る 。

更に、 上記の潤滑剤は、 各種のボー ルジ ョ イ ン ト 用 と して使用でき るが、 好ま し く は金属製のボール スタ ツ ド と合成樹脂製のボー ル シ ー ト に よ り構成される ボー ルジ ョ イ ン ト に適した潤滑剤である 。 ボー ル シ ー ト を形成し ている合成樹脂と しては、 本発明の潤滑剤を使用する こ と に よ り 必ずしも軟質の樹脂を選ぶ必要がな く 、 例えば ふつ素樹脂、 ボ リ エ ス テ ル樹脂、 ポ リ エ チ レ ン等のボ リ ォ レ フ ィ ン樹脂、 ポ リ アセ タ ール等の広い範囲の合成樹 脂群から選択でき る 。

実施例 ' 4

一攪拌機付き ⁵ 0 0 /^ ビ ー カ —中に溶融無水マ レ イ ン酸 6 5. 3 ^ お よび才 レ イ ル ァ ミ ン 2 8 0 ^ を入れ、 1 5 0

OMPI

V IPO °C で 1 時間攪拌下で加熱した。 反応終了後放置して室温 ま で冷却する と式（²)に示すィ ミ ド化合物を主成分とする 黄色粘稠状物質 2 4 0 ^ を得た。 得られたィ ミ ド化合物をバ ウ ン — レ ー ベ ン型摩擦試 験機を使用して、 荷重 2 、 すべ り速度 ³. 6 ノ秒の条 件で鋼球 （ S U J - 2 - , 3 拿 ） と ボ リ ァ セ タ ールおよ び ポ リ プ ロ ピ レ ン製薄板 （ 3 露厚 ） 間の摩擦係数を測定す る と ポ リ アセ タ ー ル シー ト の場合は 0. 0 3 0 、 ポ リ プ ロ ピレ ン シー ト の場合は 0. 0 1 であった。 一方ポ リ アセ タ —ル製球 （ 3 ∞ ） と ポ リ アセ タ ール製薄板間の摩擦係 数を測定する と 0. 0 4 0 であった。 実施例 5

無水フ タ ル酸 1 2 1 と ォ レ イ ル ア ミ ン 2 2 8 を使 用した以外は実施例 1 と 同様の方法に よ り 式 ）のィ ミ ド ィヒ合物 ^{3 4} 0 ^ を得た。

4

得られたィ ミ ド化合物を実施例 と 同様の方法に よつ て鋼球と ポ リ ァセタ ー ル薄板お よびボ リ ブ ロゼレ ン薄板 と の間の摩擦係数を測定する と それぞれ 0. 0 3 5 お よび 0. 0 2 5 であった。 実施例 6

無水グ ル タ ル酸 1 1 9- と 2 — ェ チ ルへ キ シ ル ア ミ ン 1 2 9 ^ を使用した以外は実施例 1 と 同様の方法に よ り 式 ）の ィ ミ ド化合物 2 4 0 ^ を得た。 こ の ィ ミ ド化合物 を実施例 1 と 同様の方法に よって鋼球と ポ リ アセ タ ル シ

，REA OMPI — ト お よびポ リ ブ 口 ピレ ン シ 一 ト と の間の摩擦係数を測 定する と それぞれ 0. 0 4 0 お よび 0. 0 2 8 であった。

実施例 7

無水コ ハ ク 酸 1 0 0 とォ レ イ ル ア ミ ン 3 3 7 ^ を使 用した以外は実施例 1 と 同様の方法で式（1)の化合物 3 9 5 ^を得た。 ―

4

このィ ミ ド化合物を実施例 /に記載したと 同様の方法 に よって鋼球と ポ リ アセ タ ル シ 一 ト お よびボ リ プ ロ ピ レ ン シ — ト と の間の摩擦係数を測定する と それぞれ 0. 0 3 7 お よ び 0. 0 2 6 であった。

ノ

比較例 1

ミ ナ ス原油から水素化精製に よ り得られた潤滑油留分 を実施例 ズ に記載したと 同様の方法で鋼球と ポ リ ァ セ タ ル シ 一 ト お よ びボ リ プロ ピ レ ン シ 一 ト との間の摩擦係数 を測定した と ころ 、 それぞれ 0. 0 5 7 お よび 0. 0 3 5 で

フ ⁷こ

一方、 ポ リ ア.セ タ ル 球と ポ リ ア セ タ ー ル製薄板間の 摩擦係数は、 0, 0 6 0 を示した。

以上の各実施例お よび比較例の示すデータから本発明 のィ ミ ド化合物を含有する潤滑油組成物は非鉄材料と く にプ ラ ス チ ッ ク材料と鉄と の間の潤滑作用に極めて有用 である こ と が分った。

Ο ΡΙ

ん WIPO

Claims

請 求 の 範 囲 こ は く 酸、 マ レ イ ン酸、 グル タ ル酸お よび フ タ ル酸

H H

からな る群か ら選ばれた二塩基酸ま たはその無水物と

C C =

炭素数 8 - 1 8 の炭化水素残基を有する 1 級ア ミ ン と の反応に よ り 得ら れる下記の式

0

CH C

N (1)

CH C

\ 0

0

C

N - R (2)

- C

\ 0

0

CH₂ c

CH₂ N — R. (3) CH₂ c

\

0

( 式中の ； R i ， R ₂ ， I¾ ₃ お よ び R₄ は C _s - ！ ₈ の飽和また は不飽和炭化水素残基であ る 。 ） を 有す る ィ ミ ド化合物から な る潤滑剤。

2. 上記潤滑剤は式

R₅ C 匪 CH₂ CH₂ NH C R₅

II II

0 0

( 式中の R₅ は C₁₄一 i ₈のアル キル基またはァルケ - ル基である 。 ）

のジア ミ ン誘導体を含有する こ とを特徵とする特許請 求の範囲第 1 項記載の潤滑剤。

3. 上記二塩基酸と上記 1 級ア ミ ンは常圧で 1 0 0 -

1 8 0 °Cで反応せしめる こ と を特徵とする特許請求の 範囲第 1 項記載の潤滑剤。

4. 上記二塩基酸と上記 1 級ァ ミ ン と の モ ル比は 1 : 1 - 1 ： 2 未満の範囲であ る こ と を特徵とする特許請求 の範囲第 1 項記載の潤滑剤。