WO2020090964A1 - 潤滑油組成物を有する加工部品 - Google Patents

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WO2020090964A1
WO2020090964A1 PCT/JP2019/042741 JP2019042741W WO2020090964A1 WO 2020090964 A1 WO2020090964 A1 WO 2020090964A1 JP 2019042741 W JP2019042741 W JP 2019042741W WO 2020090964 A1 WO2020090964 A1 WO 2020090964A1
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oil
fullerene
assembly
processing
processed
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PCT/JP2019/042741
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門田 隆二
近藤 邦夫
Original Assignee
昭和電工株式会社
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/10Arrangements for cooling or lubricating tools or work
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M125/00Lubricating compositions characterised by the additive being an inorganic material
    • C10M125/02Carbon; Graphite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C26/00Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/12Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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    • F16C33/66Special parts or details in view of lubrication
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15Nano-sized carbon materials
    • C01B32/152Fullerenes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/06Use of materials; Use of treatments of toothed members or worms to affect their intrinsic material properties
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Definitions

  • the present invention relates to a machined part having a lubricating oil composition, a stored part and a machine device stored with the lubricant oil composition, a method of processing a machined part, a method of storing a machined part and a method of manufacturing a machine device.
  • the present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2018-207610 filed in Japan on November 2, 2018, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • lubricating base oils such as mineral oil and ester oil, fullerene which is nano carbon particles, organic solvent, viscosity index
  • An additive composition for engine lubricating oils containing an improver, a friction modifier, and a detergent dispersant is known (see, for example, Patent Document 1).
  • parts such as metal are manufactured through various processing steps such as cutting, and mechanical devices are manufactured by assembling a plurality of the above parts.
  • an aqueous solvent or dispersion containing base oil for example, for the purpose of reducing friction between the work material such as metal and the tool, cooling and protecting the tool, etc., an aqueous solvent or dispersion containing base oil.
  • An aqueous lubricant composition containing a nanocarbon material such as fullerene in an aqueous solvent containing at least one of a lubricant and an anticorrosive agent has been proposed (for example, see Patent Document 3).
  • the assembly oil also called assembling oil
  • the assembly oil is applied to the parts or oil is injected into the mechanical device at the time of assembly to complete the device. It is possible to prevent rust and wear of parts that occur during work.
  • a lubricating oil composition having the same component as or a different component from the lubricating oil composition injected into the mechanical device after assembling (for example, see Patent Document 4), or a solid lubricant is used ( For example, see Patent Document 5).
  • JP 2008-266501 A International Publication No. 2017/141825 JP-A-2009-173814 Japanese Patent Laid-Open No. 05-157379 Japanese Patent Laid-Open No. 11-303754
  • An object of the present invention is to reduce a noise and a vibration during operation, and a machined part having a lubricating oil composition capable of improving wear resistance, a storage part and a mechanical device stored with the lubricating oil composition, and An object of the present invention is to provide a method for processing a processed part, a method for storing a processed part, and a method for manufacturing a mechanical device.
  • a plurality of parts including the processed part according to [1] or [2] and the storage part according to claim 2, Having a sliding part between any of the processed parts and the storage parts and other parts, A mechanical device assembled in a state where an assembly oil composed of a lubricant composition containing fullerene is added to the sliding portion.
  • a plurality of parts are provided, A sliding part between the first part and the second part of the plurality of parts, Assembling oil composed of a lubricant composition containing fullerene is assembled in a state of being added to the sliding portion, At least one of the first component and the second component in the sliding portion has a machined surface on which nanometer-order fullerenes are present at a coverage of 0.1 area% or more and 90.0 area% or less.
  • apparatus [6] A method of processing a processed part, which comprises forming a processed surface by applying a processing oil composed of a lubricant composition containing fullerene to the processed part.
  • a working oil composed of a fullerene-containing lubricant composition is applied to at least one of the first part and the second part, and the first part and the second part.
  • using at least one of the first part and the second part an assembly oil composed of a fullerene-containing lubricant composition or a fullerene-free lubricant composition.
  • the method for manufacturing a mechanical device according to the above [9] or [10] further including a storage step of storing.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows an example of the manufacturing method of the mechanical device which concerns on embodiment of this invention. It is a figure explaining the test method which imitated the cutting process of FIG. It is a figure explaining the test method which simulated the storage process of FIG. It is a figure explaining the test method which simulated the assembly process of FIG. It is a figure which shows the vibration measured by the friction wear test which simulated the friction and wear which arise in the mechanical device after the filling process of FIG. (A) is an electron microscope image showing the machined surface of the machined part in the example, and (b) is an electron microscope image showing the machined surface of the machined part in the comparative example.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of a method for manufacturing a mechanical device according to an embodiment of the present invention.
  • the method for manufacturing a mechanical device according to the present embodiment mainly includes a processing process, a storage process, and an assembly process.
  • the mechanical device is not particularly limited, but examples thereof include an engine and a transmission mounted on a moving body such as a vehicle.
  • There are no particular restrictions on the processed parts that make up the mechanical device but examples include pistons and gears.
  • working oil composed of a lubricant composition containing fullerene is applied to a work piece to form a worked surface.
  • a working oil composed of a lubricant composition containing fullerene is applied to a work piece to form a worked surface.
  • the work piece is cut or ground to form a cut surface or a ground surface as the work surface.
  • the processing oil By injecting the above-mentioned processing oil into the processed parts, it is possible to disperse the nanometer-order fullerenes contained in the processing oil onto the processed surface, particularly the new surface formed by cutting / grinding, and to adsorb it. It can also be dispersed and adsorbed on the unprocessed surface.
  • the new surface appears by scraping the surface of the processed parts, especially the metal surface, but this comes into direct contact with the processing oil. If fullerene is present in the processing oil, it will be adsorbed on the new surface. Since the fullerene once adsorbed on the new surface is not easily desorbed, at least a part of the fullerene is retained on the new surface through the assembly process described below and after the filling process described below in which hydraulic oil is filled.
  • the processed parts are not particularly limited, and examples thereof include metal parts, ceramic parts, and parts made of composite materials thereof.
  • the processed surface may be washed with cleaning oil as needed (cleaning step). Even in this case, since the fullerene dispersed and adsorbed on the processed surface has a size of nanometer order (size of 1 nm or more and 100 nm or less), it is not washed away by the cleaning liquid and is retained on the processed surface.
  • the processing oil containing fullerene is used.However, when using the assembly oil containing fullerene in either the storage step or the additional step described below, the processing oil containing no fullerene is used in this processing step. You may use.
  • the processing step is performed as one step of the method for manufacturing the mechanical device, but the present invention is not limited to this, and the main processing step may be performed independently as a method for processing a processed component. That is, in the method of processing a part to be processed, a working surface may be formed by lubricating a part to be processed with a processing oil composed of a lubricant composition containing fullerene.
  • the processed part processed by this processing process has a processed surface in which nanometer-order fullerenes are present on the surface at a coverage of 0.1 area% or more and 90.0 area% or less.
  • This processed surface has a coverage of nanometer-order fullerenes of preferably 2.0 area% or more and 90.0 area% or less, more preferably more than 35 area% and 90 area% or less. Further, this processed surface is preferably a cutting surface or a grinding surface as described above. Details of the processing oil will be described later.
  • the processed part having the above-mentioned processed surface is stored using an assembly oil composed of a lubricant composition containing fullerene or a lubricant composition not containing fullerene (storage step).
  • a tank filled with the assembly oil is prepared, and the processed component is immersed in the assembly oil in the tank for a predetermined time.
  • assembly oil may be applied to the processed parts, or paper or cloth absorbing the assembly oil may be applied to the processed surface.
  • the fullerene adsorbed on the machined surface and the unmachined surface in the machining step can be retained.
  • the fullerene adsorbed on the processed surface and the unprocessed surface in the processing step or the main storage step can be stored for a long time in a state of being adsorbed on the processed surface and the unprocessed surface.
  • the assembly oil contains fullerenes, it is possible to retain the fullerenes on the new surface and to adsorb the fullerenes anew. Even when the assembled oil does not contain fullerene, the fullerene adsorbed on the new surface in the processing step is retained on the new surface without being desorbed. Even if processing oil that does not contain fullerene is used in the processing process, if the assembly oil contains fullerene, the new surface will remain active for some time and should be stored in the assembly oil. Thus, the fullerene contained in the assembled oil can be adsorbed on the new surface.
  • the storage step is performed after the processing step, but the present invention is not limited to this, and after the processing step is performed using processing oil containing no fullerene, the main storage step is performed. May be.
  • the main storing step may be performed independently. That is, in the method of storing processed parts, the processed parts may be stored with the assembly oil composed of the lubricant composition containing fullerene.
  • the storage parts stored in this storage step are stored using the assembly oil composed of the lubricant composition containing fullerene, and the fullerene of nanometer order has a coverage of 0.1 area% or more and 90 area or more.
  • % Of the processed surface This processed surface has a coverage of nanometer-order fullerenes of preferably 2.0 area% or more and 90.0 area% or less, more preferably more than 35.0 area% and 90.0 area% or less.
  • the composition of the assembled oil will be described later.
  • an assembling oil composed of a lubricant composition containing fullerene is added to the sliding portion (adding step).
  • an assembly oil composed of a lubricant composition containing a fullerene is added to a part or all of the plurality of parts.
  • the composition of the assembly oil used in this addition step may be the same as or different from the composition of the assembly oil used in the storage step.
  • the parts are fitted in predetermined positions and assembly oil is injected before and after this.
  • assembly oil is added while operating the parts constituting the mechanical device as required.
  • parts are rubbed with each other, or the parts are assembled while being moved by a person or machine, so that the surfaces of the parts rub against other parts. At this time, a small amount of wear occurs between the parts, so that a new new surface is formed. Therefore, when fullerene is included in the assembly oil, the fullerene can be adsorbed on the new surface formed in the assembly step.
  • the mechanical device that has gone through the assembling step and the adding step includes a plurality of parts including any of the processed part and the stored part, and a sliding part between any of the processed part and the stored part and another part. And the assembling oil composed of the lubricant composition containing the fullerene is added to the sliding portion.
  • the assembly process or additional process may have a filling process for filling the mechanical device with hydraulic oil through temporary operation.
  • the mechanical device By filling the mechanical device with the hydraulic oil containing fullerene on the order of nanometers, the fullerene contained in the hydraulic oil can be dispersed and adsorbed on the surfaces of a plurality of parts constituting the mechanical device. As a result, vibration and wear when the mechanical device is operated are suppressed.
  • the composition of the assembled oil will be described later.
  • the assembly step and the additional step are performed after the processing step and the storage step, but the present invention is not limited to this, and the processing step and the storage step are not performed.
  • the assembling step and the adding step may be performed. That is, a method of manufacturing a mechanical device includes an assembling step of assembling a sliding part between a first part and a second part of a plurality of parts constituting the mechanical device, and during or after the assembling step.
  • an additional step of adding an assembling oil composed of a lubricant composition containing fullerene to the sliding portion may be included.
  • processing oil composed of a lubricant composition containing fullerene is added to the first part and the second part. At least one can be lubricated to form a machined surface on at least one of the first component and the second component.
  • the storage step before the assembly step, at least one of the first component and the second component is assembled with a lubricant composition containing fullerene or a lubricant composition containing no fullerene. Can be stored in oil.
  • the processing step, the storage step and the assembly step may be performed in this order, or the storage step and the assembly step may be performed in this order without performing the processing step. Good. Further, the processing step and the assembly step may be performed in this order without performing the storage step.
  • a mechanical device manufactured by the present manufacturing method includes a plurality of parts, has a sliding portion between a first part and a second part of the plurality of parts, and is a fullerene-containing lubricant composition. Is assembled in a state in which the assembly oil composed of the above is added to the plurality of parts, and at least one of the first part and the second part in the sliding part has a nanometer-order fullerene coverage of 0.1 area%.
  • the machined surface exists in the range of 90.0 area% or less. This processed surface has a coverage of nanometer-order fullerenes of preferably 2.0 area% or more and 90.0 area% or less, more preferably more than 35.0 area% and 90.0 area% or less.
  • the lubricating oil composition constituting the processing oil contains a base oil and fullerene, and the concentration of fullerene is, for example, 0.1 ppm or more and less than 10000 ppm, preferably 0.5 ppm or more and less than 1000 ppm, and more preferably It is 1 ppm or more and less than 100 ppm.
  • concentration of fullerene in the lubricating oil composition is 0.1 ppm or more, the effect of reducing noise and vibration is easily obtained.
  • it is less than 10000 ppm fullerenes are easily dissolved. Therefore, the concentration of fullerene is set to a value within the above range.
  • the base oil contained in the lubricating oil composition constituting the processing oil is not particularly limited, and normally, mineral oil and synthetic oil widely used as the base oil of the lubricating oil are preferably used.
  • Mineral oil used as a lubricating oil is generally one in which the carbon-carbon double bond contained inside is saturated by hydrogenation and converted to saturated hydrocarbon.
  • mineral oils include paraffinic base oils and naphthenic base oils.
  • -Synthetic oils include synthetic hydrocarbon oils, ether oils, ester oils and the like. Specifically, poly ⁇ -olefin, diester, polyalkylene glycol, polyalphaolefin, polyalkyl vinyl ether, polybutene, isoparaffin, olefin copolymer, alkylbenzene, alkylnaphthalene, diisodecyl adipate, monoester, dibasic acid ester, tribasic base.
  • Acid ester polyol ester (trimethylolpropane caprylate, trimethylolpropane pelargonate, pentaerythritol 2-ethylhexanoate, pentaerythritol pelargonate, etc.), dialkyldiphenyl ether, alkyldiphenyl sulfide, polyphenyl ether, silicone lubricating oil (dimethyl Silicone and the like), perfluoropolyether and the like are preferably used.
  • poly ⁇ -olefin, diester, polyol ester, polyalkylene glycol and polyalkyl vinyl ether are more preferably used.
  • One of these mineral oils and synthetic oils may be used alone, or two or more selected from these may be mixed and used at an arbitrary ratio.
  • the fullerene contained in the lubricating oil composition constituting the processing oil is not particularly limited in structure and manufacturing method, and various ones can be used.
  • Examples of fullerenes include C 60 and C 70 , which are relatively easily available, and higher fullerenes, or a mixture thereof.
  • C 60 and C 70 are preferable from the viewpoint of high solubility in lubricating oil, and C 60 is more preferable from the viewpoint of less coloring to lubricating oil.
  • C 60 is preferably contained in an amount of 50% by mass or more.
  • fullerene is dissolved in a concentration range of 1 mass ppm (0.0001 mass%) or more and less than 50 mass ppm (0.005 mass%), and 5 mass ppm or more and 25 mass% or less. It is preferably dissolved in the range of ppm or less, and more preferably in the range of 7.5 mass ppm or more and 20 mass ppm or less.
  • concentration of fullerene is within the above range, the effect of reducing frictional resistance can be expected by addition of fullerene, and the frictional resistance can be kept low even during use.
  • the fullerene in the fullerene lubricating oil composition filtered with a 0.1 ⁇ m mesh membrane filter can be regarded as dissolved.
  • the fullerene concentration should be sufficient with respect to the saturated concentration of fullerene so that the fullerenes do not precipitate as aggregates. This can be achieved by using a processing oil composed of a lowered fullerene-containing lubricating oil composition.
  • the fact that the friction resistance is high in the processed portion (processing surface) where the lubricant composition constituting the processing oil is injected indicates that the lubricating oil composition is inferior in lubricity.
  • low frictional resistance means that the lubricating oil composition has excellent lubricity.
  • the lubricating oil composition that constitutes the processing oil may contain additives other than the base oil and the fullerene within the range that does not impair the effects of the present embodiment.
  • Additives to be added to the fullerene-containing lubricating oil composition constituting the processing oil are not particularly limited.
  • the additives include commercially available antioxidants, viscosity index improvers, extreme pressure additives, detergent dispersants, pour point depressants, corrosion inhibitors, solid lubricants, oiliness improvers, rust preventive additives, and anti-oxidants.
  • examples include emulsifiers, defoamers, hydrolysis inhibitors and the like. These additives may be used alone or in combination of two or more.
  • antioxidants having an aromatic ring are more preferable.
  • examples of the antioxidant having an aromatic ring include dibutylhydroxytoluene (BHT), butylhydroxyanisole (BHA), 2,6-di-tert-butyl-p-cresol (DBPC), 3-arylbenzofuran-2 Examples include --one (intramolecular cyclic ester of hydroxycarboxylic acid), phenyl- ⁇ -naphthylamine, dialkyldiphenylamine, benzotriazole and the like.
  • examples of the viscosity index improver having an aromatic ring include polyalkylstyrene, a styrene-diene copolymer hydride additive, and the like.
  • Examples of the extreme pressure additive having an aromatic ring include dibenzyl disulfide, allyl phosphoric acid ester, allyl phosphorous acid ester, amine salt of allyl phosphoric acid ester, allyl thiophosphoric acid ester, amine salt of allyl thiophosphoric acid ester, and naphthenic acid. Be done.
  • Examples of the detergent-dispersing agent having an aromatic ring include benzylamine succinic acid derivatives and alkylphenolamines.
  • Examples of the pour point depressant having an aromatic ring include chlorinated paraffin-naphthalene condensate, chlorinated paraffin-phenol condensate, polyalkylstyrene type and the like.
  • Examples of the demulsifier having an aromatic ring include alkylbenzene sulfonate.
  • Examples of the corrosion inhibitor having an aromatic ring include dialkylnaphthalene sulfonate and the like.
  • the lubricating oil composition that constitutes the processing oil is manufactured by the method for manufacturing the lubricating oil composition that constitutes the processing oil described below.
  • the lubricant composition constituting the processing oil may be a non-aqueous (oil-based) lubricant composition, or a nanocarbon material such as fullerene in an aqueous solvent containing a base oil or an aqueous solvent containing an additive. It may be an aqueous lubricant composition containing it. When the lubricant composition is an aqueous lubricant composition, hydroxylated fullerenes can be used.
  • the lubricating oil composition that constitutes the processing oil contains a base oil and fullerene, and the fullerene is dissolved in a concentration range of 1 mass ppm or more and less than 50 mass ppm, so that an effect of reducing frictional resistance can be expected. At the same time, the friction resistance can be kept low even during use.
  • Lubricating oil compositions that constitute processing oils include cutting oils, grinding oils, rolling oils, pressing oils, forging oils, drawing oils, drawing oils, plastic working oils such as punching oils, and metal processing such as electrical discharge machining oils. It can be used for various purposes such as oil.
  • the lubricant composition constituting the assembled oil may be the same as the processing oil containing the nanometer-order fullerene, or may be a lubricant composition containing no fullerene.
  • the fullerene-free lubricant composition may be composed of a base oil and an additive among the assembled oils.
  • fullerene agglomerates are present in the lubricating oil composition that constitutes the assembly oil, they may enter the sliding parts of machines and the like during assembly and damage and abrade the metal parts of those machines and the like. This causes problems such as vibration and damage in the operation of the mechanical device and the like. Such a defect can be detected by an increase in friction resistance.
  • a lubricating oil composition containing fullerene is present in the sliding parts of automobiles, home appliances, industrial machinery, etc. and the machinery is kept in operation, fullerene will be applied to areas with extremely high pressure, such as the interface of the sliding parts.
  • the fullerene dissolved therein may be gradually precipitated as an aggregate and drift in the fullerene-containing lubricating oil composition. Whether or not aggregates are present in the fullerene-containing lubricating oil composition is judged in the same manner as for the processing oil.
  • fullerene in which the concentration of fullerenes is sufficiently low with respect to the saturated concentration of fullerenes so that fullerenes do not precipitate as aggregates This can be achieved by using an assembly oil composed of the contained lubricating oil composition.
  • the fact that the friction resistance is high in the sliding portion of a machine or the like where the fullerene-containing lubricating oil composition is present indicates that the fullerene-containing lubricating oil composition is inferior in lubricity.
  • a low frictional resistance means that the fullerene-containing lubricating oil composition has excellent lubricity.
  • the lubricating oil composition that constitutes the assembly oil can be used for various applications such as industrial gear oil, compressor oil, refrigerating machine oil, heat treatment oil, sliding guide surface oil, bearing oil, rust preventive oil, heat carrier oil and the like.
  • the lubricant composition constituting the hydraulic oil has, for example, a configuration in which a base oil is added to the above-mentioned assembled oil.
  • the lubricant composition that constitutes the hydraulic oil may be the same as the lubricant composition that constitutes the assembled oil.
  • the components other than the base oil of the hydraulic oil may be different from the components other than the base oil of the assembly oil.
  • the concentration of fullerenes should be lower than that of the assembled oil so that fullerenes do not precipitate as aggregates. It can be realized by using a hydraulic oil composed of the fullerene-containing lubricating oil composition.
  • the lubricating oil composition that constitutes the hydraulic oil can be used in various applications such as hydraulic oil for machinery, hydraulic oil, and cooling oil for machinery.
  • the method for producing a fullerene-containing lubricating oil composition that constitutes a processing oil is a method for producing the fullerene-containing lubricating oil composition of the above-described embodiment, in which a base oil and a fullerene raw material are mixed, and a dissolved component of the fullerene raw material is used.
  • first step a mixture of base oil and fullerene
  • second step a step of removing insoluble components contained in the mixture to obtain a fullerene-containing lubricating oil composition
  • the method for producing a fullerene-containing lubricating oil composition of the present embodiment after the step of removing insoluble components, in order to obtain a fullerene-containing lubricating oil composition having a desired fullerene concentration, the obtained fullerene-containing lubricating oil composition May be diluted with a base oil (hereinafter, referred to as “third step”).
  • third step a base oil
  • the fullerene raw material is added to the base oil, and a dispersing means such as a stirrer is used to carry out a dispersing treatment for about 3 to 48 hours at around room temperature or while heating as necessary.
  • the charging amount of the fullerene raw material is, for example, 1.2 times the fullerene amount that gives a desired fullerene concentration to the base oil in consideration of the fullerene concentration of the fullerene-containing lubricating oil composition to be finally prepared. It is set to 5 times, more preferably 1.2 times to 3 times. Within this range, the desired fullerene concentration can be easily satisfied in a short time, and the burden of removing the insoluble component in the second step can be reduced.
  • dispersing means examples include a stirrer, an ultrasonic dispersing device, a homogenizer, a ball mill, a bead mill and the like.
  • the mixture obtained in the first step contains, as insoluble components, agglomerates of fullerenes, which are insolubles derived from the fullerene raw material, undissolved fullerenes, impurities in the base oil, particles mixed in the manufacturing process, and the like. Therefore, if the mixture is used as it is, problems such as abrasion of the sliding portion in contact with the fullerene-containing lubricating oil composition may occur. Therefore, after the first step, a second step for removing insoluble components is provided.
  • Examples of the second step include (1) a removal step using a membrane filter, (2) a removal step using a centrifuge, and (3) a removal step using a membrane filter in combination with a centrifuge. ..
  • the removal step using a membrane filter is preferable when obtaining a small amount of fullerene-containing lubricating oil composition, and when obtaining a large amount of fullerene-containing lubricating oil composition.
  • a removal step using a centrifuge is preferred.
  • the mixture of the base oil and fullerene obtained in the first step is used with a filter having a small mesh (for example, a membrane filter having a mesh size of 0.1 ⁇ m to 1 ⁇ m). And filtered to recover the fullerene-containing lubricating oil composition after removal of impurities.
  • a filter having a small mesh for example, a membrane filter having a mesh size of 0.1 ⁇ m to 1 ⁇ m.
  • suction filtration is preferable.
  • the mixture of the base oil and fullerene obtained in the first step is subjected to centrifugal separation treatment, and the supernatant is recovered as a lubricating oil composition after insoluble matter removal. To do.
  • a third step of diluting the fullerene-containing lubricating oil composition with a base oil can also be included.
  • the base oil used in the third step include the same type of base oil as the base oil contained in the fullerene-containing lubricating oil composition obtained in the second step, or a different type of base oil.
  • Method for producing lubricant composition constituting assembled oil The method for producing the lubricant composition that constitutes the assembled oil is the same as the method for producing the lubricant composition that constitutes the processing oil, so a description thereof will be omitted.
  • a base oil is further added to the above assembled oil.
  • the base oil added to the assembling oil may be the same as the base oil used when producing the processed oil.
  • the machined part has the machined surface on which nanometer-order fullerenes are present at a coverage of 0.1 area% or more and 90.0 area% or less. Noise and vibration can be reduced and wear resistance can be improved.
  • the storage component is stored in an assembly oil composed of a lubricant composition containing a fullerene, and fullerene of nanometer order exists at a coverage of 0.1 area% or more and 90.0 area% or less. Since it has a machined surface, it is possible to reduce noise and vibration during operation and improve wear resistance.
  • the mechanical device comprises a plurality of parts including at least one of the work part and the storage part, and at least one sliding part is provided between at least one of the work part and the storage part and another part. Since the assembling oil composed of the lubricant composition containing the fullerene is added to the above multiple parts, noise and vibration during operation of the mechanical device are reduced, and wear resistance is improved. can do.
  • the mechanical device includes a plurality of parts, has a sliding portion between the first part and the second part of the plurality of parts, and is composed of a lubricant composition containing fullerene. Oil is assembled to the sliding portion, and at least one of the first component and the second component in the sliding portion has a nanometer-order fullerene of 0.1 area% or more and 90.0 area% or less. Since the machined surface is scattered around, the noise and vibration during the operation of the mechanical device can be reduced and the wear resistance can be improved as in the above case.
  • a working oil composed of a lubricant composition containing a fullerene is applied to the surface to be processed to form the processed surface, so that the processed surface is interspersed with nanometer-order fullerenes. It is possible to reduce noise and vibration during operation and improve wear resistance. In particular, the above effect can be further exhibited by forming a cutting surface or a grinding surface as the processing surface by cutting or grinding the processing component while injecting the processing oil into the processing component.
  • the processed parts are stored in the assembly oil composed of the lubricant composition containing fullerene, nanometer-order fullerenes can be scattered on the processed surface, reducing noise and vibration during operation.
  • the wear resistance can be improved.
  • an assembly step of assembling so as to have a sliding part between a first part and a second part of a plurality of parts constituting a mechanical device, and before or before the above-mentioned assembly step.
  • processing oil 0.5 g of a fullerene compound (NM-ST, manufactured by Frontier Carbon Co., Ltd.) was mixed with 1 L of cutting oil A (MP15, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.), and the mixture was stirred at room temperature for 6 hours using a stirrer. Next, a non-aqueous processing oil A was prepared by filtering by passing through a membrane filter (0.1 ⁇ m). The fullerene concentration in processing oil A was 0.3% by mass.
  • NM-ST manufactured by Frontier Carbon Co., Ltd.
  • cutting oil A MP15, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.
  • fullerene hydroxide manufactured by Frontier Carbon Co., Ltd.
  • cutting oil B manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd., Alpha Cool EW
  • the fullerene concentration in processing oil B was 0.7% by mass.
  • a metal pin material SUJ2, diameter ⁇ 2 mm, length 30 mm
  • the cutting conditions were a rotation speed of 100 rpm, a feed rate of 10 mm / min, and a cutting dimension of 0.5 mm), and a new surface was formed on the end surface.
  • the processing oil A or the processing oil B was supplied to the cutting surface, so that the processing oil immediately came into contact with the new surface.
  • propanol was poured over to remove the processing oil adhering to the surface of the metal pin, and it was dried.
  • the metal substrate was slid on the one main surface of the metal substrate so that the metal pins drew a concentric orbit.
  • the speed of the metal pin on one main surface of the metal substrate was 5 cm / sec
  • the load on the one main surface of the metal substrate by the metal pin was 1 N
  • the sliding distance was 5 meters.
  • the detection part of the AE device was brought into contact with the pin to measure the vibration generated by the sliding surface.
  • the average amplitude of the signal captured from the AE was measured in the sliding distance range of 100 to 500 meters.
  • the value of the example is a relative value with respect to the average amplitude of Comparative Example 1 (the maximum value of the example and the comparative example), and the smaller the relative value, the better the vibration characteristics.
  • the relative value with respect to the average amplitude of Comparative Example 1 is 0.53 or less, it is extremely good, 0.53 or more and less than 0.62 is better, and 0.62 or more is good.
  • the mechanical device completed through the assembly process is filled with hydraulic oil (lubricating oil).
  • hydraulic oil lubricating oil
  • a large amount of hydraulic oil is added to a small amount of assembled oil.
  • the stable operation is confirmed by operating the mechanical device at the maximum load during operation. Therefore, in the vibration measurement of the present embodiment, the operation of the mechanical device was reproduced by wiping off the assembly oil A, pouring the working oil A onto it, and running it for a long distance at high speed and high load.
  • the metal substrate was taken out of the friction and wear test device after a sliding distance of 1000 meters, and the maximum depth of scraping (groove) of this sliding portion was measured.
  • the maximum depth was measured with a confocal laser microscope (manufactured by KEYENCE CORPORATION, device name "VK8550").
  • the value of the example is a relative value with respect to the maximum depth of the comparative example 1 (the maximum value of the example and the comparative example), and the smaller the relative value, the better the wear resistance property.
  • the relative value with respect to the maximum depth of Comparative Example 1 is 0.53 or less, it is extremely good, when it exceeds 0.53 and 0.76 or less is very good, and when it exceeds 0.76 and 0.87. Less than was considered better, and 0.87 or more was considered better.
  • Table 1 shows the types of processing oil, assembling oil, and hydraulic oil used in Examples 1 to 23 and Comparative Example 1, and the measurement results thereof.
  • Example 1 From the results of Table 1, in Example 1, the processing oil A, the assembly oil A, and the hydraulic oil A were used by using the processing oil A during processing, the assembly oil A during storage and assembly, and the hydraulic oil A during operation, respectively.
  • the fullerene contained in was adsorbed on the new surface, and both vibration characteristics and wear resistance were extremely good.
  • Example 2 is the same as Example 1 except that fullerene-free hydraulic oil (Diana Fresia P-46, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) was used in place of hydraulic oil A, and hydraulic oil A was not used. Also, the fullerene contained in the processing oil A and the assembly oil A was adsorbed on the new surface, and both vibration characteristics and wear resistance characteristics were extremely good.
  • fullerene-free hydraulic oil Diana Fresia P-46, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.
  • Example 3 a fullerene-free assembly oil (Diana Fresia P-46, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) was used in place of the assembly oil A at the time of assembly, and a fullerene-free hydraulic oil (Idemitsu Idemitsu Co., Ltd.) was used during operation.
  • a fullerene-free hydraulic oil Idemitsu Idemitsu Co., Ltd.
  • the fullerene contained in the assembled oil A was adsorbed on the new surface, and both vibration characteristics and wear resistance characteristics were extremely good.
  • Example 4 is the same as Example 3 except that the storage time of the assembly oil A during storage was 28 days. Even if the storage time is long, the processing oil A and the assembly oil A during storage are included. Fullerene adsorbed on the new surface, vibration characteristics were very good, and wear resistance characteristics were very good.
  • Example 5 is the same as Example 1 except that a fullerene-free assembly oil (Diana Fresia P-46, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) was used in place of the assembly oil A during storage, and a fullerene-free oil. Even when stored in, the fullerene contained in the processing oil A is adsorbed on the new surface, and the fullerene contained in the assembly oil A during assembly and the working oil A during operation is also adsorbed on the new surface, resulting in extremely good vibration characteristics. Yes, the wear resistance was very good.
  • a fullerene-free assembly oil (Diana Fresia P-46, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) was used in place of the assembly oil A during storage, and a fullerene-free oil. Even when stored in, the fullerene contained in the processing oil A is adsorbed on the new surface, and the fullerene contained in the assembly oil A during assembly and the working oil A during operation is also adsorbed
  • Example 6 is the same as Example 5 except that fullerene-free hydraulic oil (Diana Fresia P-46 manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) was used in place of hydraulic oil A during operation, and fullerene-free oil was used.
  • fullerene contained in the processing oil A is adsorbed on the new surface even when stored and operated at, and the fullerene contained in the assembly oil A during assembly is adsorbed on the new surface, resulting in extremely good vibration characteristics and wear resistance. Was very good.
  • Example 7 the processing oil A was used during processing, the assembly oil containing no fullerene (Diana Fresia P-46 manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) was used in place of the assembly oil A during storage and assembly, and the operating oil was also used during operation. Instead of A, a working oil containing no fullerene (Diana Fresia P-46, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) was used. Even in this case, the fullerene contained in the processing oil A was adsorbed to the new surface, the adsorbed state was maintained, and both the vibration characteristics and the wear resistance characteristics were good.
  • the assembly oil containing no fullerene Diana Fresia P-46 manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.
  • Example 8 a working oil containing no fullerene (MP15 manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) was used in place of the processing oil A during processing, the storage time of the assembly oil A was set to 1 day during storage, and the assembly oil A was stored during assembly.
  • fullerene-free hydraulic oil (Diana Fresia P-46, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) was used instead of hydraulic oil A. Even in this case, the fullerene contained in the assembly oil A during storage and assembly was adsorbed on the new surface, the vibration characteristics were extremely good, and the wear resistance characteristics were very good.
  • Example 9 was the same as Example 8 except that the storage time of the assembly oil A was 14 days at the time of storage, and as the storage time became longer, both vibration characteristics and wear resistance characteristics improved.
  • Example 10 was the same as Example 8 except that the storage time of the assembled oil A was 28 days at the time of storage, and when the storage time was longer, both vibration characteristics and wear resistance characteristics were further improved.
  • Example 11 the working oil containing no fullerene was used without using the working oil A during processing, the assembly oil A was used during storage, and the assembly oil containing no fullerene was used without using the assembly oil A during assembly. Sometimes, working oil A was not used, and working oil containing no fullerene was used. Even in this case, the fullerene contained in the assembled oil A was adsorbed on the new surface, the adsorbed state was maintained, the vibration characteristics were extremely good, and the wear resistance characteristics were good.
  • Example 12 the working oil containing no fullerene was used without using the working oil A during processing, the assembly oil containing no fullerene was used without storing the assembly oil A, and the assembly oil A was used during assembly. Occasionally, hydraulic oil A was not used and fullerene-free hydraulic oil was used. Even in this case, the fullerene contained in the assembled oil A was adsorbed on the new surface, the adsorbed state was maintained, the vibration characteristics were extremely good, and the wear resistance characteristics were very good.
  • Example 13 is the same as Example 12 except that the storage time of the assembly oil containing no fullerene at the time of storage was 7 days. Even if the storage time was long, the fullerene contained in assembly oil A at the time of assembly was large.
  • Example 14 is the same as Example 12 except that the storage time of the assembly oil containing no fullerene at the time of storage was 14 days, and even if the storage time was longer, it was included in the assembly oil A at the time of assembly. Fullerene was adsorbed on the new surface and the adsorbed state was maintained, and although it was inferior to that of Example 13, the vibration characteristics were good and the abrasion resistance was very good.
  • Example 15 is the same as Example 12 except that the storage time of the assembly oil containing no fullerene at the time of storage was 28 days, and even if the storage time becomes longer, it is contained in the assembly oil A at the time of assembly.
  • Example 16 is the same as Example 12 except that the storage time of the assembly oil containing no fullerene at the time of storage was 36 days, and even if the storage time was longer, it was included in the assembly oil A at the time of assembly. Fullerene was adsorbed on the new surface and the adsorbed state was maintained, and although it was inferior to that of Example 15, the vibration characteristics were good and the wear resistance was very good.
  • Example 17 is the same as Example 1 except that the processing oil A was changed to the processing oil B, and the processing oil B of the water system at the time of processing, the assembly oil A at the time of storage and assembly, and the hydraulic oil A at the time of operation were used. By using each, the fullerene contained in the processing oil B, the assembly oil A, and the hydraulic oil A was adsorbed on the new surface, and both vibration characteristics and wear resistance characteristics were extremely good.
  • Example 18 is the same as Example 2 except that the processing oil A was changed to the processing oil B. Even if the working oil containing no fullerene was used without using the working oil A, the working oil B and the assembled oil were used. The fullerene contained in A was adsorbed on the new surface, and both vibration characteristics and wear resistance characteristics were extremely good.
  • Example 19 is the same as Example 3 except that the processing oil A was changed to the processing oil B.
  • the assembly oil that does not include the fullerene was used without using the assembly oil A during assembly, and the hydraulic oil A was used during operation. Even if the working oil containing no fullerene is used, the fullerene contained in the processing oil B and the assembly oil A during storage is adsorbed on the new surface, the vibration characteristics are extremely good, and the wear resistance is very good. there were.
  • Example 20 is the same as Example 19 except that the storage time during storage was changed to 28 days. Even if the storage time was long, the fullerene contained in the processing oil B and the assembly oil A during storage was Adsorbed on the new surface, the vibration characteristics were very good, and the abrasion resistance was very good.
  • Example 21 is the same as Example 5 except that the processing oil A was changed to the processing oil B, and the fullerene contained in the processing oil B was adsorbed on the new surface even when stored in the assembly oil containing no fullerene. Further, the fullerene contained in the assembling oil A during assembly and the operating oil A during operation was adsorbed on the new surface, and both vibration characteristics and wear resistance characteristics were extremely good.
  • Example 22 is the same as Example 6 except that the processing oil A was changed to the processing oil B, and the processing oil B was stored in the assembly oil containing no fullerene and operated with the working oil containing no fullerene. The fullerene contained in No. 2 was adsorbed on the new surface, and the fullerene contained in the assembling oil A at the time of assembly was adsorbed on the new surface, and the vibration characteristics were extremely good and the wear resistance characteristics were very good.
  • Example 23 is the same as Example 7 except that the processing oil A was changed to the processing oil B, and the fullerene contained in the processing oil B was adsorbed on the new surface, the adsorption state was maintained, and the vibration characteristics and the resistance were improved. Both wear properties were good.
  • Example 7 a G band peak was clearly observed at around 1590 cm ⁇ 1 immediately after processing, immediately after storage, and immediately after assembly, and fullerene C 60 was present on the processed surface. confirmed.
  • Example 11 no G band peak was observed immediately after processing, but a G band peak was observed near 1590 cm ⁇ 1 on both processed surfaces immediately after storage and immediately after assembly, and fullerene C 60 was found on the processed surface.
  • Example 14 although not observed immediately after processing and immediately after storage, a G band peak was observed near 1590 cm ⁇ 1 on the processed surface immediately after assembly, and fullerene C 60 was present on the processed surface. was confirmed.
  • Example 23 the processing oil B was an aqueous lubricant composition, and the peak position of the hydroxylated fullerene was unknown, so the peak could not be confirmed.
  • the average brightness of the image is binarized as a threshold value, and the total area of the plurality of granular bodies is measured, whereby the ratio (area%) of the total area of the plurality of granular bodies to the entire measurement area is determined by fullerene. It was calculated as the coverage. Further, in Examples 1 to 6, 8 to 10, 12, 13, 15, and 16, the coverage on the surface (processed surface) of the processed portion of the metal pin immediately after assembly was calculated by the same method as described above. The results are shown in Table 1 and FIGS. 6 (a) and 6 (b).
  • Example 1 nanometer-order particles were observed on the processed surface immediately after assembly, and the coverage was a value in the range of 50.0 area% or more and 90.0 area% or less.
  • Example 4 to 6 nanometer-order particles were observed on the processed surfaces immediately after processing and immediately after assembly, and the coverage was a value in the range of 25.0 area% or more and 35.0 area% or less. ..
  • Example 7 nanometer-order particles were observed on the processed surface immediately after processing, immediately after storage, and immediately after assembly.
  • the coverage immediately after processing was 90.0 area%, and the coverage immediately after storage was 85.0.
  • the area% and the coverage immediately after assembly were 0.9 area%. From this, it was found that the adsorption state of the fullerenes adsorbed in the processing step was sufficiently maintained immediately after the processing and immediately after the storage without using the assembly oil containing the fullerene.
  • nanometer-order particles were observed on the processed surface after assembly, and the coverage was a value in the range of 16.0 area% or more and 21.0 area% or less.
  • Example 11 no granular material was observed on the processed surface immediately after processing, but nanometer-order granular material was observed on the processed surface immediately after storage and immediately after assembly, and the coverage ratio immediately after storage was 50. 0% by mass, the coverage immediately after assembly was 0.1% by area. From this fact, fullerene is adsorbed by bringing it into contact with the assembly oil containing fullerene in the storage step even if it is not adsorbed in the processing step, and this adsorption state does not require the use of assembly oil containing fullerene in the assembly step. , Found to be maintained.
  • nanometer-order particles were observed on the processed surface immediately after assembly, and the coverage was a value in the range of 2.0 area% or more and 11.0 area% or less.
  • Example 14 the nanometer-order particles were not observed on the processed surface immediately after processing and immediately after storage, but were observed on the processed surface immediately after assembly, and the coverage was 4.0% by area. there were. From this, it was found that fullerene is adsorbed on the processed surface by being brought into contact with the processing oil containing fullerene in the assembly process even if it is not adsorbed on the processed surface in the processing step and the storage step.
  • Example 23 nanometer-order particles were observed on the processed surface immediately after processing, immediately after storage, and immediately after assembly.
  • the coverage immediately after processing and immediately after storage was 1.1 area%, and the coverage immediately after assembly was It was 0.2 area%.
  • Comparative Example 1 no granular material was observed on the processed surface immediately after processing and immediately after assembly.
  • the coverage of the machined surface immediately after assembly is at least within the range of 0.1 to 90.0 area%. To be done.
  • the present invention is useful for mechanical devices in which sliding parts may occur between parts, for example, moving bodies such as vehicles, industrial products, industrial machines, and industrial equipment.
  • moving bodies such as vehicles, industrial products, industrial machines, and industrial equipment.
  • engine, a transmission, etc. mounted on a moving body such as a vehicle.

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Abstract

動作時の騒音や振動を軽減し、耐摩耗性を向上することができる潤滑油組成物を有する加工部品、および潤滑油組成物で保管された保管部品を提供する。 加工部品は、ナノメートルオーダーのフラーレンが被覆率1.0面積%以上90.0面積%以下で表面に存在している加工面を有する。また、保管部品は、フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される組立油を用いて保管されており、ナノメートルオーダーのフラーレンが被覆率0.1面積%以上90.0面積%以下で表面に存在している加工面を有する。

Description

潤滑油組成物を有する加工部品
 本発明は、潤滑油組成物を有する加工部品、潤滑油組成物で保管された保管部品および機械装置、並びに被加工部品の加工方法、加工部品の保管方法および機械装置の製造方法に関する。
 本願は、2018年11月2日に、日本に出願された特願2018-207610号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 近年、高速化、高効率化、省エネルギーに伴い、車両などの移動体、工業製品、産業機械、産業機器等に使用される潤滑油の性能向上が強く求められている。その用途に適するように特性を改善するために、潤滑油には、酸化防止剤、極圧添加剤、錆び止め添加剤、腐食防止剤等様々な添加剤が配合されている。一方、安全性上には、高引火点を有する潤滑剤が求められている。
 これらの要求に応えるため、低フリクション、トルクアップ、省燃費化といった複数の性能を同時に改善するため、鉱物油やエステル油等の潤滑基油に、ナノカーボン粒子であるフラーレン、有機溶媒、粘度指数向上剤、摩擦調整剤、清浄分散剤を配合したエンジン潤滑油用添加剤組成物が知られている(例えば、特許文献1参照)。
 また、冷媒圧縮機の摺動部を潤滑させる冷凍機油に、直径が100pmから10nmのフラーレンを添加することにより、冷媒圧縮機の摩擦や摩耗を抑制する技術が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
 また、様々な工業分野において、金属などの部品が切削加工などの各種処理工程を経て製造され、また、複数の上記部品を組み立てることで機械装置が製造されている。例えば、金属などの部品に切削加工を施す際に、金属等の被加工材と工具等との間の摩擦の低減並びに工具等の冷却及び保護等の目的で、基油を含む水系溶媒又は分散剤及び防錆剤の少なくとも一方を含む水系溶媒中にフラーレン等のナノカーボン材料を含有する水系潤滑剤組成物が提案されている(例えば、特許文献3参照)。
 また、2つの部品間に摺動部を有する機械装置を組み立てる際には、組立油(アッセンブルオイルともいう)を部品に塗布するかあるいは組立時に機械装置内に注油することで、装置完成までの作業中に発生する部品の錆発生や摩耗等を防止することができる。組立油としては、組立後の機械装置に注入される潤滑油組成物と同じ成分であるかもしくは異なる成分である潤滑油組成物(例えば、特許文献4参照)、または固体潤滑剤が用いられる(例えば、特許文献5参照)。
特開2008-266501号公報 国際公開第2017/141825号 特開2009-173814号公報 特開平05-157379号公報 特開平11-303754号公報
 しかしながら、上記特許文献1~5に記載された発明では、部品が組み込まれた機械装置の動作時における騒音、振動の軽減や耐摩耗性の向上という点において、充分な効果が得られなかった。
 本発明の目的は、動作時の騒音や振動を軽減し、耐摩耗性を向上することができる潤滑油組成物を有する加工部品、潤滑油組成物で保管された保管部品および機械装置、並びに被加工部品の加工方法、加工部品の保管方法および機械装置の製造方法を提供することにある。
 本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。
[1]ナノメートルオーダーのフラーレンが被覆率0.1面積%以上90.0面積%以下で表面に存在している加工面を有する加工部品。
[2]前記加工面は、切削面または研削面である、上記[1]に記載の加工部品。
[3]フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される組立油を用いて保管されており、ナノメートルオーダーのフラーレンが被覆率0.1面積%以上90.0面積%以下で存在している加工面を有する保管部品。
[4]上記[1]または[2]に記載の加工部品および請求項2に記載の保管部品のいずれかを含む複数の部品を備え、
 前記加工部品および前記保管部品のいずれかと他の部品との間に摺動部を有し、
 フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される組立油が前記摺動部に付加された状態で組み立てられた、機械装置。
[5]複数の部品を備え、
 前記複数の部品のうちの第1部品と第2部品との間に摺動部を有し、
 フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される組立油が前記摺動部に付加された状態で組み立てられ、
 前記摺動部における前記第1部品および前記第2部品の少なくとも一方が、ナノメートルオーダーのフラーレンが被覆率0.1面積%以上90.0面積%以下で存在している加工面を有する、機械装置。
[6]フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される加工油を被加工部品に注油して、加工面を形成する、被加工部品の加工方法。
[7]前記加工油を前記被加工部品に注油しながら、当該被加工部品を切削または研削して、前記加工面としての切削面または研削面を形成する、上記[6]に記載の被加工部品の加工方法。
[8]加工部品を、フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される組立油を用いて保管する、加工部品の保管方法。
[9]機械装置を構成する複数の部品のうちの第1部品と第2部品の間に摺動部を有するように組み立てる組立工程と、
 前記組立工程の前か、当該組立工程の際、またはその後に、フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される組立油を前記摺動部に付加する付加工程と、
 を有する、機械装置の製造方法。
[10]前記組立工程の前に、フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される加工油を前記第1部品および前記第2部品の少なくとも一方に注油して、前記第1部品および前記第2部品の少なくとも一方に加工面を形成する加工工程を更に有する、上記[9]に記載の機械装置の製造方法。
[11]前記組立工程の前に、前記第1部品および前記第2部品の少なくとも一方を、フラーレンを含有する潤滑剤組成物またはフラーレンを含有しない潤滑剤組成物で構成される組立油を用いて保管する保管工程を更に有する、上記[9]または[10]に記載の機械装置の製造方法。
 本発明によれば、動作時の騒音や振動を軽減し、耐摩耗性を向上することができる。
本発明の実施形態に係る機械装置の製造方法の一例を示すブロック図である。 図1の切削工程を模擬した試験方法を説明する図である。 図1の保管工程を模擬した試験方法を説明する図である。 図1の組立工程を模擬した試験方法を説明する図である。 図1の充填工程後の機械装置で生じる摩擦、摩耗を模擬した摩擦摩耗試験で測定される振動を示す図である。 (a)は、実施例における加工部品の加工面を示す電子顕微鏡画像であり、(b)は、比較例における加工部品の加工面を示す電子顕微鏡画像である。
 以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
[機械装置の製造方法]
 図1は、本発明の実施形態に係る機械装置の製造方法の一例を示すブロック図である。
 図1に示すように、本実施形態に係る機械装置の製造方法は、主として、加工工程、保管工程および組立工程を有する。機械装置としては、特に制限されないが、車両などの移動体に搭載されるエンジン、トランスミッション等が挙げられる。機械装置を構成する加工部品としては、特に限定されないが、ピストン、ギヤ等が挙げられる。
(加工工程)
 本製造方法では、先ず、フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される加工油を被加工部品に注油して、加工面を形成する。具体的には、例えばフラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される加工油を被加工部品に注油しながら、当該被加工部品を切削または研削して、上記加工面としての切削面または研削面を形成する。上記加工油を加工部品に注油することにより、加工油に含まれるナノメートルオーダーのフラーレンを、加工面、特に切削/研削によって形成された新生面に分散して吸着させることができ、また、加工部品の未加工面にも分散して吸着させることができる。
 加工部品の表面、特に金属表面を削ることで新生面が現れるが、これが直ちに加工油に触れる。加工油にフラーレンが存在すると、新生面にフラーレンが吸着する。新生面に一旦吸着したフラーレンは容易には脱離しないため、後述の組立工程を経て、作動油が充填される後述の充填工程後まで、上記フラーレンの少なくとも一部が新生面に保持される。
 本工程を繰り返すことにより、一又は複数の加工面を有する加工部品を得ることができ、また、複数の加工部品を得ることができる。上記加工部品としては、特に制限は無いが、例えば金属部品、セラミックス部品、あるいはこれらの複合材料で構成される部品などが挙げられる。
 本加工工程後、保管工程前に、必要に応じて洗浄油で加工面を洗浄してもよい(洗浄工程)。この場合でも、加工面に分散して吸着したフラーレンがナノメートルオーダー(サイズ1nm以上100nm以下)の大きさであるため、洗浄液で洗い流されることが無く、当該加工面に保持される。
 本実施形態の加工工程では、フラーレンを含む加工油を用いているが、後述の保管工程あるいは付加工程のいずれかでフラーレンを含む組立油を用いる場合、本加工工程でフラーレンを含まない加工油を用いてもよい。また、本実施形態では、機械装置の製造方法の一工程として加工工程を行っているが、これに限らず、加工部品の加工方法として、単独で本加工工程を行ってもよい。すなわち、被加工部品の加工方法において、フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される加工油を被加工部品に注油して、加工面を形成してもよい。
 本加工工程により加工された加工部品は、ナノメートルオーダーのフラーレンが被覆率0.1面積%以上90.0面積%以下で表面に存在している加工面を有する。この加工面は、ナノメートルオーダーのフラーレンの被覆率が、好ましくは2.0面積%以上90.0面積%以下で、より好ましくは35面積%を超え90面積%以下である。また、この加工面は、上述のように、切削面または研削面であるのが好ましい。加工油の詳細については、後述する。
(保管工程)
 次に、上記加工面を有する加工部品を、フラーレンを含有する潤滑剤組成物またはフラーレンを含有しない潤滑剤組成物で構成される組立油を用いて保管する(保管工程)。具体的には、例えば上記組立油を満たした槽を準備し、槽内の組立油に上記加工部品を所定時間浸漬する。あるいは加工部品に組立油を塗布したり、組立油を吸油している紙や布を加工面に貼布してもよい。加工部品を上記組立油中で保管することにより、上記加工工程で加工面および未加工面に吸着したフラーレンを保持できる。また、上記加工工程あるいは本保管工程で加工面および未加工面に吸着したフラーレンを、当該加工面および未加工面に吸着した状態で長期間保存することができる。
 組立油にフラーレンが含まれる場合、新生面にフラーレンを保持することができ、また、フラーレンを新たに吸着させることが可能となる。また、組立油にフラーレンが含まれない場合であっても、加工工程で新生面に吸着したフラーレンは、脱離せず新生面に保持される。また、加工工程でフラーレンを含まない加工油を用いた場合であっても、組立油にフラーレンが含まれていれば、新生面はしばらくの期間で活性であるために、組立油内で保管することで、組立油に含まれるフラーレンを新生面に吸着させることができる。
 本実施形態の機械装置の製造方法では、上記加工工程の後に保管工程を行っているが、これに限らず、加工工程でフラーレンを含まない加工油を用いて加工した後、本保管工程を行ってもよい。加工部品を上記組立油で保管することにより、組立油に含まれるナノメートルオーダーのフラーレンを、加工面および未加工面に分散して吸着させることができる。また、機械装置の製造方法に限らず、加工部品の保管方法として、単独で本保管工程を行ってもよい。すなわち、加工部品の保管方法において、加工部品を、フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される組立油で保管してもよい。
 また、本保管工程において、上記加工部品に加えて、上記加工工程で加工されていない未加工部品(以下、保管部品ともいう)を上記組立油で保管してもよい。
 本保管工程において保管されている保管部品は、フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される組立油を用いて保管されており、ナノメートルオーダーのフラーレンが被覆率0.1面積%以上90面積%以下で存在している加工面を有する。この加工面は、ナノメートルオーダーのフラーレンの被覆率が、好ましくは2.0面積%以上90.0面積%以下で、より好ましくは35.0面積%を超え90.0面積%以下である。組立油の組成については、後述する。
(組立工程)
 その後、上記加工面を有する加工部品および上記組立油に保管された保管部品のいずれかを含む複数の部品を、加工部品および保管部品のいずれかと他の部品との間に摺動部を有するように組み立てる(組立工程)。
(付加工程)
 次いで、上記組立工程の前か、当該工程の際、またはその後に、フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される組立油を上記摺動部に付加する(付加工程)。本実施形態では、機械装置を構成する複数の部品を組み立てる際に、フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される組立油を、複数の部品の一部又は全部に付加する。本付加工程で使用される組立油の組成は、保管工程で使用される組立油の組成と同じであってもよいし、異なっていてもよい。組立油を上記複数の部品に付加することにより、組立油に含まれるナノメートルオーダーのフラーレンを、複数の部品の表面に分散して吸着させることができる。
 加工工程で形成された新生面の活性は徐々に低下するが、本付加工程で、組立油に含まれるフラーレンが新生面に触れることにより、当該新生面にフラーレンを吸着させることができる。また、通常の機械装置の製造工程では、部品から装置を組み立てる際に、部品を所定の位置に嵌め込み、この前後で組立油を注油する。また、必要に応じて機械装置を構成する部品を動作させながら組立油を注油する。本組立工程では、部品同士が擦れたり、あるいは、部品を人や機械で動かしながら組み立てるため、部品の表面が他の部品と擦れる。このとき部品間に僅かに摩耗が発生することで、新たな新生面が形成される。よって、組立油にフラーレンが含まれる場合、組立工程で形成された新生面にフラーレンを吸着させることができる。
 上記組立工程および付加工程を経た機械装置は、上記加工部品および上記保管部品のいずれかを含む複数の部品を備え、上記加工部品および上記保管部品のいずれかと他の部品との間に摺動部を有し、フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される組立油が上記摺動部に付加された状態で組み立てられている。
 上記組立工程あるいは付加工程の後、仮運転を経て、機械装置に作動油を充填する充填工程を有してもよい。機械装置にナノメートルオーダーのフラーレンを含有する作動油を充填することにより、作動油に含まれるフラーレンを、機械装置を構成する複数の部品の表面に分散して吸着させることができる。これにより、機械装置を動作させた際の振動、摩耗が抑制される。組立油の組成については、後述する。
 本実施形態の機械装置の製造方法では、上記加工工程および上記保管工程の後に、上記組立工程および上記付加工程を行っているが、これに限られず、上記加工工程および上記保管工程を行わずに、上記組立工程および上記付加工程を行ってもよい。すなわち、機械装置の製造方法は、機械装置を構成する複数の部品のうちの第1部品と第2部品の間に摺動部を有するように組み立てる組立工程と、該組立工程の際、またはその後に、フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される組立油を上記摺動部に付加する付加工程とを有していてもよい。
 また、上記加工工程および上記保管工程を行う場合、上記加工工程では、上記組立工程の前に、フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される加工油を上記第1部品および上記第2部品の少なくとも一方に注油して、上記第1部品および上記第2部品の少なくとも一方に加工面を形成することができる。また、上記保管工程では、上記組立工程の前に、上記第1部品および上記第2部品の少なくとも一方を、フラーレンを含有する潤滑剤組成物またはフラーレンを含有しない潤滑剤組成物で構成される組立油で保管することができる。この場合、機械装置の製造方法では、上記加工工程、上記保管工程および上記組立工程をこの順に行ってもよいし、上記加工工程を行わず、上記保管工程および上記組立工程をこの順に行ってもよい。また、上記保管工程を行わず、上記加工工程および上記組立工程をこの順に行ってもよい。
 本製造方法によって製造された機械装置は、複数の部品を備え、上記複数の部品のうちの第1部品と第2部品との間に摺動部を有し、フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される組立油が上記複数の部品に付加された状態で組み立てられ、上記摺動部における第1部品および第2部品の少なくとも一方が、ナノメートルオーダーのフラーレンが被覆率0.1面積%以上90.0面積%以下で存在している加工面を有する。この加工面は、ナノメートルオーダーのフラーレンの被覆率が、好ましくは2.0面積%以上90.0面積%以下で、より好ましくは35.0面積%を超え90.0面積%以下である。
 次に、上記機械装置の製造方法で用いられる各油を構成する潤滑剤組成物を説明する。
[加工油を構成する潤滑剤組成物]
 加工油を構成する潤滑油組成物は、基油と、フラーレンと、を含み、フラーレンの濃度が、例えば0.1ppm以上10000ppm未満であり、好ましくは0.5ppm以上1000ppm未満であり、より好ましくは1ppm以上100ppm未満である。潤滑油組成物におけるフラーレンの濃度が0.1ppm以上であると、騒音や振動を軽減する効果が得やすい。10000ppm未満であるとフラーレンを溶解しやすい。よって、フラーレンの濃度を上記範囲内の値とする。
(基油)
 加工油を構成する潤滑油組成物に含まれる基油は、特に限定されるものではなく、通常、潤滑油の基油として広く使用されている鉱油及び合成油が好適に用いられる。
 潤滑油として用いられる鉱油は、一般的に、内部に含まれる炭素-炭素二重結合を水素添加により飽和して、飽和炭化水素に変換したものである。このような鉱油としては、パラフィン系基油、ナフテン系基油等が挙げられる。
 合成油としては、合成炭化水素油、エーテル油、エステル油等が挙げられる。具体的には、ポリα-オレフィン、ジエステル、ポリアルキレングリコール、ポリアルファオレフィン、ポリアルキルビニールエーテル、ポリブテン、イソパラフィン、オレフィンコポリマー、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、ジイソデシルアジペート、モノエステル、二塩基酸エステル、三塩基酸エステル、ポリオールエステル(トリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンペラルゴネート、ペンタエリスリトール2-エチルヘキサノエート、ペンタエリスリトールペラルゴネート等)、ジアルキルジフェニルエーテル、アルキルジフェニルサルファイド、ポリフェニルエーテル、シリコーン潤滑油(ジメチルシリコーン等)、パーフルオロポリエーテル等が好適に用いられる。これらの中でも、ポリα-オレフィン、ジエステル、ポリオールエステル、ポリアルキレングリコール、ポリアルキルビニールエーテルがより好適に用いられる。
 これらの鉱油や合成油は、1種を単独で用いてもよく、これらの中から選ばれる2種以上を任意の割合で混合して用いてもよい。
(フラーレン)
 加工油を構成する潤滑油組成物に含まれるフラーレンは、構造や製造法が特に限定されず、種々のものを用いることができる。フラーレンとしては、例えば、比較的入手しやすいC60やC70、さらに高次のフラーレン、あるいはそれらの混合物が挙げられる。フラーレンの中でも、潤滑油への溶解性の高さの点から、C60及びC70が好ましく、潤滑油への着色が少ない点から、C60がより好ましい。混合物の場合は、C60が50質量%以上含まれることが好ましい。
 加工油を構成する潤滑油組成物は、フラーレンが濃度1質量ppm(0.0001質量%)以上50質量ppm(0.005質量%)未満の範囲で溶解しており、5質量ppm以上25質量ppm以下の範囲で溶解していることが好ましく、7.5質量ppm以上20質量ppm以下の範囲で溶解していることがより好ましい。
 フラーレンの濃度が上記範囲であれば、フラーレンの添加により、摩擦抵抗低減の効果が期待できるとともに、使用時においても、摩擦抵抗が低い状態を維持することができる。
 使用時において摩擦抵抗が高いと、例えば、潤滑油組成物内にフラーレンの凝集物が存在し、これが加工部に供給され、加工時に加工面を傷つけ、摩耗させる。これにより、機械等の動作に振動、破損等の不具合が生じる。このような不具合は、摩擦抵抗が高くなることで検知できる。
 加工油を構成する潤滑油組成物中にフラーレンの凝集物が存在するかどうかは、0.1μmメッシュのメンブランフィルターで濾過し、濾過前後のフラーレン濃度を比較することにより判断できる。濾過前のフラーレン濃度に対し濾過後のフラーレン濃度が減少した場合は、その減少分が凝集物の濃度と言える。逆に、0.1μmメッシュのメンブランフィルターで濾過されたフラーレン潤滑油組成物中のフラーレンは溶解しているとみなせる。
 このようなフラーレンの凝集物の生成を抑制し、機械等の不具合の発生を回避するためには、フラーレンが凝集物として析出しないように、フラーレンの飽和濃度に対して、フラーレンの濃度を充分に低くしたフラーレン含有潤滑油組成物で構成される加工油を用いることにより実現できる。
 なお、加工油を構成する潤滑剤組成物を注油する加工部(加工面)において、摩擦抵抗が高いということは、潤滑油組成物は潤滑性に劣ることを示す。一方、摩擦抵抗が低いということは、潤滑油組成物は潤滑性に優れることを示す。
(添加剤)
 加工油を構成する潤滑油組成物は、基油とフラーレン以外にも、本実施形態の効果を損なわない範囲で、添加剤を含有することができる。
 加工油を構成するフラーレン含有潤滑油組成物に配合する添加剤は、特に限定されない。添加剤としては、例えば、市販の酸化防止剤、粘度指数向上剤、極圧添加剤、清浄分散剤、流動点降下剤、腐食防止剤、固体潤滑剤、油性向上剤、錆び止め添加剤、抗乳化剤、消泡剤、加水分解抑制剤等が挙げられる。これらの添加剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 添加剤としては、芳香族環を有するものがより好ましい。
 芳香族環を有する酸化防止剤としては、例えば、ジブチルヒドロキシトルエン(BHT)、ブチルヒドロキシアニソール(BHA)、2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾール(DBPC)、3-アリールベンゾフランー2-オン(ヒドロキシカルボン酸の分子内環状エステル)、フェニル-α-ナフチルアミン、ジアルキルジフェニルアミン、ベンゾトリアゾール等が挙げられる。
 芳香族環を有する粘度指数向上剤としては、例えば、ポリアルキルスチレン、スチレン-ジエンコポリマーの水素化物添加剤等が挙げられる。
 芳香族環を有する極圧添加剤としては、ジベンジルジサルファイド、アリルリン酸エステル、アリル亜リン酸エステル、アリルリン酸エステルのアミン塩、アリルチオリン酸エステル、アリルチオリン酸エステルのアミン塩、ナフテン酸等が挙げられる。
 芳香族環を有する清浄分散剤としては、ベンジルアミンコハク酸誘導体、アルキルフェノールアミン類等が挙げられる。
 芳香族環を有する流動点降下剤としては、塩素化パラフィン-ナフタレン縮合物、塩素化パラフィン-フェノール縮合物、ポリアルキルスチレン系等が挙げられる。
 芳香族環を有する抗乳化剤には、アルキルベンゼンスルホン酸塩等が挙げられる。
 芳香族環を有する腐食防止剤としては、ジアルキルナフタレンスルホン酸塩等が挙げられる。
 加工油を構成する潤滑油組成物は、後述する加工油を構成する潤滑油組成物の製造方法により製造される。
 加工油を構成する潤滑剤組成物は、非水系(油系)潤滑剤組成物であってもよいし、基油を含む水系溶媒又は添加剤を含む水系溶媒中にフラーレン等のナノカーボン材料を含有する水系潤滑剤組成物であってもよい。潤滑剤組成物が水系潤滑剤組成物である場合、水酸化フラーレンを用いることができる。
 加工油を構成する潤滑油組成物は、基油と、フラーレンと、を含み、フラーレンを濃度1質量ppm以上50質量ppm未満の範囲で溶解していることにより、摩擦抵抗低減の効果が期待できるとともに、使用時においても、摩擦抵抗が低い状態を維持することができる。
 加工油を構成する潤滑油組成物は、切削油、研削油の他、圧延油、プレス油、鍛造油、絞り加工油、引き抜き油、打ち抜き油等の塑性加工油、放電加工油等の金属加工油等の各種用途に使用することができる。
[組立油を構成する潤滑剤組成物]
 組立油を構成する潤滑剤組成物は、前記ナノメートルオーダーのフラーレンを含有する加工油と同様のものであってもよいし、フラーレンを含まない潤滑剤組成物であってもよい。フラーレンを含まない潤滑剤組成物は、前記組立油の内、基油および添加剤からなるものとすることができる。
 組立油を構成する潤滑油組成物内にフラーレンの凝集物が存在すると、これが組立時に機械等の摺動部に入り込み、その部分の機械等の金属部分を傷つけ、摩耗させることがある。これにより、機械装置等の動作に振動、破損等の不具合が生じる。このような不具合は、摩擦抵抗が高くなることで検知できる。
 自動車、家電、工業機械等の摺動部にフラーレン含有潤滑油組成物を存在させて、機械装置を動作した状態にしておくと、摺動部の界面のような極端に圧力が高い領域にフラーレン含有潤滑油組成物が存在する場合、ここに溶解しているフラーレンが凝集物となって徐々に析出し、フラーレン含有潤滑油組成物内に漂う可能性がある。フラーレン含有潤滑油組成物中に凝集物が存在するかどうかは、加工油と同様の方法で判断される。
 フラーレンの凝集物の生成を抑制し、機械等の不具合の発生を回避するためには、フラーレンが凝集物として析出しないように、フラーレンの飽和濃度に対して、フラーレンの濃度を充分に低くしたフラーレン含有潤滑油組成物で構成される組立油を用いることにより実現できる。
 なお、フラーレン含有潤滑油組成物が存在する機械等の摺動部において、摩擦抵抗が高いということは、フラーレン含有潤滑油組成物は潤滑性に劣ることを示す。一方、摩擦抵抗が低いということは、フラーレン含有潤滑油組成物は潤滑性に優れることを示す。
 組立油を構成する潤滑油組成物は、工業用ギヤ油、圧縮機油、冷凍機油、熱処理油、すべり案内面油、軸受け油、錆止め油、熱媒体油等の各種用途に使用することができる。
[作動油を構成する潤滑剤組成物]
 作動油を構成する潤滑剤組成物は、例えば上記組立油に、更に基油が添加された構成を有する。但し、作動油を構成する潤滑剤組成物は、組立油を構成する潤滑剤組成物と同じであってもよい。また、作動油の基油以外の他の成分が、組立油の基油以外の他の成分と異なっていてもよい。
 フラーレンの凝集物の生成を抑制し、機械等の不具合の発生を回避するためには、フラーレンが凝集物として析出しないように、フラーレンの飽和濃度に対して、フラーレンの濃度を組立油よりも低くしたフラーレン含有潤滑油組成物で構成される作動油を用いることにより実現できる。
 作動油を構成する潤滑油組成物は、機械装置の作動油、油圧作動油、機械装置の冷却油等の各種用途に使用することができる。
 次に、各油を構成する潤滑剤組成物の製造方法を説明する。
[加工油を構成する潤滑油組成物の製造方法]
 加工油を構成するフラーレン含有潤滑油組成物の製造方法は、上述の本実施形態のフラーレン含有潤滑油組成物の製造方法であって、基油とフラーレン原料とを混合し、フラーレン原料の溶解成分を基油中に溶解し、基油とフラーレンの混合物を得る工程(以下、「第一工程」という。)と、混合物に含まれる不溶成分を除去し、フラーレン含有潤滑油組成物を得る工程(以下、「第二工程」という。)と、を含む。さらに、本実施形態のフラーレン含有潤滑油組成物の製造方法は、不溶成分を除去する工程後に、所望のフラーレン濃度のフラーレン含有潤滑油組成物を得るために、得られたフラーレン含有潤滑油組成物を基油で希釈する工程(以下、「第三工程」という。)を含んでもよい。
 以下、本実施形態のフラーレン含有潤滑油組成物の製造方法を詳細に説明する。
(第一工程)
 フラーレン原料を基油に投入して攪拌機等の分散手段を用いて、室温付近または必要に応じて加温しながら3時間~48時間の分散処理を施す。
 フラーレン原料の仕込み量は、例えば、最終的に調製したいフラーレン含有潤滑油組成物のフラーレン濃度を考慮して、計算上、基油に対して所望のフラーレン濃度が得られるフラーレン量の1.2倍~5倍、より好ましくは1.2倍~3倍とする。この範囲であれば、所望のフラーレン濃度を短時間で満たしやすく、かつ、第二工程で不溶成分を除去する負担が軽くて済む。
 前記分散手段としては、例えば、撹拌機、超音波分散装置、ホモジナイザー、ボールミル、ビーズミル等が挙げられる。
(第二工程)
 第一工程で得られた混合物には、不溶成分として、フラーレン原料由来の不溶物であるフラーレンの凝集物、未溶解のフラーレン、基油の不純物、製造過程で混入した粒子等が含まれる。そのため、その混合物をそのまま用いると、フラーレン含有潤滑油組成物と接触している摺動部等が摩耗する等の不具合が生じることがある。そこで、第一工程の後に、不溶成分を除去する第二工程を設ける。
 第二工程としては、例えば、(1)メンブランフィルターを用いた除去工程、(2)遠心分離器を用いた除去工程、(3)メンブランフィルターと遠心分離器を組み合わせて用いる除去工程等が挙げられる。これらの除去工程の中でも、濾過時間の点から、少量のフラーレン含有潤滑油組成物を得る場合は(1)メンブランフィルターを用いた除去工程が好ましく、大量のフラーレン含有潤滑油組成物を得る場合は(2)遠心分離器を用いた除去工程が好ましい。
 (1)メンブランフィルターを用いた除去工程では、例えば、第一工程で得られた基油とフラーレンの混合物を、目の小さいメッシュのフィルター(例えば、0.1μm~1μmメッシュのメンブランフィルター)を用いて濾過し、不純物除去後のフラーレン含有潤滑油組成物として回収する。濾過時間の短縮を図るには、例えば、吸引濾過をすることが好ましい。
 (2)遠心分離器を用いた除去工程では、例えば、第一工程で得られた基油とフラーレンの混合物に対して遠心分離処理を施し、上澄みを不溶物除去後の潤滑油組成物として回収する。
(第三工程)
 さらに、第二工程後に、第二工程で得られたフラーレン含有潤滑油組成物のフラーレン濃度を測定し、所望のフラーレン濃度のフラーレン含有潤滑油組成物を得るために、第二工程で得られたフラーレン含有潤滑油組成物を基油で希釈する第三工程を含むこともできる。
 第三工程で用いられる基油としては、第二工程で得られたフラーレン含有潤滑油組成物に含まれる基油と同種類の基油または異種類の基油が挙げられる。
[組立油を構成する潤滑剤組成物の製造方法]
 組立油を構成する潤滑剤組成物の製造方法は、加工油を構成する潤滑剤組成物の製造方法と同様であるので、その説明を省略する。
[作動油を構成する潤滑剤組成物の製造方法]
 作動油を構成する潤滑剤組成物の製造方法は、上記組立油に更に基油を添加する。組立油に添加される基油は、加工油を製造する際に用いられる上記基油と同じものを用いることができる。
 上述したように、本実施形態によれば、加工部品が、ナノメートルオーダーのフラーレンが被覆率0.1面積%以上90.0面積%以下で存在している加工面を有するので、動作時の騒音や振動を軽減し、耐摩耗性を向上することができる。
 また、保管部品が、フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される組立油で保管されており、ナノメートルオーダーのフラーレンが被覆率0.1面積%以上90.0面積%以下で存在している加工面を有するので、動作時の騒音や振動を軽減し、耐摩耗性を向上することができる。
 更に、機械装置が、上記加工部品および上記保管部品の少なくとも1つを含む複数の部品を備え、上記加工部品および上記保管部品の少なくとも1つと他の部品との間に少なくとも1つの摺動部を有し、フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される組立油が上記複数の部品に付加された状態で組み立てられるので、機械装置の動作時の騒音や振動を軽減し、耐摩耗性を向上することができる。
 また、機械装置が、複数の部品を備え、上記複数の部品のうちの第1部品と第2部品との間に摺動部を有し、フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される組立油が上記摺動部に付加された状態で組み立てられ、上記摺動部における第1部品および第2部品の少なくとも一方が、ナノメートルオーダーのフラーレンが0.1面積%以上90.0面積%以下で点在している加工面を有するので、上記と同様、機械装置の動作時の騒音や振動を軽減し、耐摩耗性を向上することができる。
 また、本実施形態によれば、フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される加工油を被加工面に注油して、加工面を形成するので、加工面にナノメートルオーダーのフラーレンを点在させることができ、動作時の騒音や振動を軽減し、耐摩耗性を向上することができる。特に、加工油を加工部品に注油しながら、当該加工部品を切削または研削して、上記加工面としての切削面または研削面を形成することで、上記効果を更に奏することができる。
 また、加工部品を、フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される組立油で保管するので、加工面にナノメートルオーダーのフラーレンを点在させることができ、動作時の騒音や振動を軽減し、耐摩耗性を向上することができる。
 更に、本実施形態によれば、機械装置を構成する複数の部品のうちの第1部品と第2部品の間に摺動部を有するように組み立てる組立工程と、上記組立工程の前か、当該組立工程の際、またはその後に、フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される組立油を上記摺動部に付加する付加工程とを有するので、機械装置の動作時の騒音や振動を軽減し、耐摩耗性を向上することができる。
 以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形あるいは変更が可能である。
 以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
(加工油の作製)
 切削油A(出光興産社製、MP15)1Lに、フラーレン化合物(フロンティアカーボン社製、NM-ST)を0.5g混合し、室温にて、スターラーを用いて6時間で撹拌した。次に、メンブランフィルター(0.1μm)を通すことで濾過し非水系の加工油Aを調製した。加工油A中のフラーレン濃度は0.3質量%であった。
 同様に、切削油B(出光興産社製、アルファクールEW)1Lに水酸化フラーレン(フロンティアカーボン社製)を1g添加し、室温で6時間攪拌した。次に、メンブランフィルター(0.1μm)を通すことで濾過し、水系の加工油Bを調製した。加工油B中のフラーレン濃度は0.7質量%であった。
(組立油の作製)
 鉱油A(出光興産社製、ダイアナフレシアP-46)1Lに、フラーレン原料(フロンティアカーボン社製、NP-SUT)0.5gを混合し、室温にて、スターラーを用いて6時間で撹拌した。次に、メンブランフィルター(0.1μm)を通すことで濾過し、組立油Aを調製した。組立油A中のフラーレン濃度は0.3質量%であった。
(作動油の作製)
 組立油A0.1リットルに、鉱油Aを1L添加し、室温にて、スターラーを用いて1時間で撹拌し、作動油Aを調製した。作動油A中のフラーレン濃度は0.03質量%であった。
(加工部品の作製)
 図2に示すように、あらかじめ円柱に加工した金属ピン(材質SUJ2、直径φ2mm、長さ30mm)をバイスを用いて垂直に保持し、その上端部端面を高速度鋼エンドミル(アサヒ工具製作所製、STN-6NT、φ6mm)で切削した。切削条件は、回転数100rpm、送り速度10mm/分、削り寸法0.5mm)し、端面に新生面を形成した。この際、切削面に加工油Aまたは加工油Bを供給しながら実施したことで、新生面に直ちに加工油が触れるようにした。その後、プロパノールをかけ流して金属ピンの表面に付着した加工油を除去し、乾燥させた。
(保管部品の作製)
 図3に示すように、切削後の金属ピンを組立油Aで満たした容器に移し、組立油Aに浸漬させ、容器を密栓した状態で、表1に示す日数で静置した。
 次に、上記で作製された加工部品および保管部品を用いて、各特性を以下のように測定、評価した。
(組立工程の疑似試験)
 容器から金属ピンを取り出し、金属ピンに付着した加工油AもしくはBまたは組立油Aをウェスで十分にふき取った後、摩擦摩耗試験機(製品名:ボールオンディスクトライボメーター、Anton Paar社製)を用いて、図4に示すように、加工を行った金属ピンの端面を、金属基板(材質SUJ2、25mm角、厚さ5mm)に押し当てた(この接触部分を摺動面と呼ぶ)。次に、金属ピンと金属基板とが接する部分に、組立油Aをおよそ1ml添加した。次いで、金属基板の一主面上にて、金属ピンが同心円状の軌道を描くように、金属基板を摺動させた。金属基板の一主面上における金属ピンの速度を5cm/秒、金属ピンによる金属基板の一主面に対する荷重を1N、摺動距離を5メートルとした。
(充填工程後の作動の疑似試験)
 上記組立工程の疑似試験に続いて、金属ピンが金属基板に接触した状態で、これらに付着した組立油Aをウェスでふき取った。次に、金属ピンと金属基板とが接する部分に、作動油Aをおよそ1ml添加した。次いで、金属基板の一主面上にて、金属ピンが同心円状の軌道を描くように、金属基板を摺動させた。金属基板の一主面上におけるピンの速度を50cm/秒、金属ピンによる金属基板の一主面に対する荷重を10Nとした。そして、アコースティックエミッション(AE)装置(日本フィジカルアコースティクス社製、PocketAE)を用いて、AE装置の検出部をピンに接触させることで、摺動面が発する振動を計測した。具体的には、図5に示すように、摺動距離が100~500メートルの範囲での、AEから取り込んだ信号の平均振幅を測定した。実施例の値は、比較例1の平均振幅(実施例および比較例の最大値)に対する相対値とし、相対値が小さい程、振動特性が良好であるとした。具体的には、比較例1の平均振幅に対する相対値が、0.53以下である場合を極めて良好、0.53以上0.62未満をより良好、0.62以上を良好とした。
 通常、組立工程を経て完成した機械装置に、作動油(潤滑油)が充填される。ここで、機械装置内部では、少量の組立油に、多量の作動油が加わることになる。その後、検査工程にて機械装置を動作時の最大負荷で運転することで安定動作を確認する。そこで、本実施例の振動測定では、組立油Aをふき取り、これに作動油Aを注油し、高速度および高荷重で長距離を走らせることで、機械装置の作動を再現した。
 また、摩耗測定では、摺動距離1000メートル後に金属基板を摩擦摩耗試験装置から取り出し、この摺動部分の削れ(溝)の最大深さを測定した。最大深さは、共焦点レーザー顕微鏡(キーエンス社製、装置名「VK8550」)で測定した。実施例の値は、比較例1の最大深さ(実施例および比較例の最大値)に対する相対値とし、相対値が小さい程、耐摩耗特性が良好であるとした。具体的には、比較例1の最大深さに対する相対値が、0.53以下である場合を極めて良好、0.53を超え0.76以下を非常に良好、0.76を超え0.87未満をより良好、0.87以上を良好とした。
 実施例1~23および比較例1で使用された加工油、組立油、作動油の種類と、その測定結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1の結果から、実施例1では、加工時に加工油A、保管時および組立時に組立油A、並びに作動時に作動油Aをそれぞれ用いたことで、加工油A、組立油Aおよび作動油Aに含まれるフラーレンが新生面に吸着し、振動特性および耐摩耗特性の双方が極めて良好であった。
 実施例2は、作動油Aの代わりにフラーレンを含まない作動油(出光興産社製、ダイアナフレシアP-46)を用いたこと以外は実施例1と同じであり、作動油Aを用いなくても、加工油Aおよび組立油Aに含まれるフラーレンが新生面に吸着し、振動特性および耐摩耗特性の双方が極めて良好であった。
 実施例3は、組立時に組立油Aの代わりにフラーレンを含まない組立油(出光興産社製、ダイアナフレシアP-46)を用いかつ作動時に作動油Aの代わりにフラーレンを含まない作動油(出光興産社製、ダイアナフレシアP-46)を用いたこと以外は実施例1と同じであり、組立時に組立油Aを用いず、作動時に作動油Aを用いなくても、加工油Aおよび保管時の組立油Aに含まれるフラーレンが新生面に吸着し、振動特性および耐摩耗特性の双方が極めて良好であった。
 実施例4は、保管時に組立油Aでの保管時間を28日としたこと以外は実施例3と同じであり、保管時間が長くなっても、加工油Aおよび保管時の組立油Aに含まれるフラーレンが新生面に吸着し、振動特性が極めて良好であり、耐摩耗特性が非常に良好であった。
 実施例5は、保管時に組立油Aの代わりにフラーレンを含まない組立油(出光興産社製、ダイアナフレシアP-46)を用いたこと以外は実施例1と同じであり、フラーレンを含まない油で保管しても、加工油Aに含まれるフラーレンが新生面に吸着し、また、組立時の組立油Aおよび作動時の作動油Aに含まれるフラーレンが新生面に吸着し、振動特性が極めて良好であり、耐摩耗特性が非常に良好であった。
 実施例6は、作動時に作動油Aの代わりにフラーレンを含まない作動油(出光興産社製、ダイアナフレシアP-46)を用いたこと以外は実施例5と同じであり、フラーレンを含まない油で保管および作動しても、加工油Aに含まれるフラーレンが新生面に吸着し、また、組立時の組立油Aに含まれるフラーレンが新生面に吸着し、振動特性が極めて良好であり、耐摩耗特性が非常に良好であった。
 実施例7では、加工時に加工油Aを用い、保管時や組立時には組立油Aの代わりにフラーレンを含まない組立油(出光興産社製、ダイアナフレシアP-46)を用い、作動時にも作動油Aの代わりにフラーレンを含まない作動油(出光興産社製、ダイアナフレシアP-46)を用いた。この場合でも、加工油Aに含まれるフラーレンが新生面に吸着し、吸着状態が維持されて、振動特性および耐摩耗特性の双方が良好であった。
 実施例8は、加工時に加工油Aの代わりにフラーレンを含まない加工油(出光興産社製、MP15)を用い、保管時に組立油Aでの保管時間を1日とし、組立時に組立油Aを用い、作動時に作動油Aの代わりにフラーレンを含まない作動油(出光興産社製、ダイアナフレシアP-46)を用いた。この場合でも、保管時および組立時の組立油Aに含まれるフラーレンが新生面に吸着し、振動特性が極めて良好であり、耐摩耗特性が非常に良好であった。
 実施例9は、保管時に組立油Aでの保管時間を14日としたこと以外は実施例8と同じであり、保管時間が長くなると、振動特性および耐摩耗特性の双方が向上した。
 実施例10は、保管時に組立油Aでの保管時間を28日としたこと以外は実施例8と同じであり、保管時間が更に長くなると、振動特性および耐摩耗特性の双方が更に向上した。
 実施例11では、加工時には加工油Aを用いずにフラーレンを含まない加工油を用い、保管時に組立油Aを用い、組立時に組立油Aを用いずにフラーレンを含まない組立油を用い、作動時にも作動油Aを用いずにフラーレンを含まない作動油を用いた。この場合でも、組立油Aに含まれるフラーレンが新生面に吸着し、吸着状態が維持されて、振動特性が極めて良好であり、耐摩耗特性が良好であった。
 実施例12では、加工時に加工油Aを用いずにフラーレンを含まない加工油を用い、保管時に組立油Aを用いずにフラーレンを含まない組立油を用い、組立時には組立油Aを用い、作動時には作動油Aを用いずにフラーレンを含まない作動油を用いた。この場合でも、組立油Aに含まれるフラーレンが新生面に吸着し、吸着状態が維持されて、振動特性が極めて良好であり、耐摩耗特性が非常に良好であった。
 実施例13は、保管時にフラーレンを含まない組立油での保管時間を7日としたこと以外は実施例12と同じであり、保管時間が長くなっても、組立時に組立油Aに含まれるフラーレンが新生面に吸着し、吸着状態が維持されて、振動特性が極めて良好であり、耐摩耗特性が非常に良好であった。
 実施例14は、保管時にフラーレンを含まない組立油での保管時間を14日としたこと以外は実施例12と同じであり、保管時間が更に長くなっても、組立時に組立油Aに含まれるフラーレンが新生面に吸着し、吸着状態が維持されて、実施例13よりは劣るものの振動特性が良好であり、耐摩耗特性が非常に良好であった。
 実施例15は、保管時にフラーレンを含まない組立油での保管時間を28日としたこと以外は実施例12と同じであり、保管時間が更に長くなっても、組立時に組立油Aに含まれるフラーレンが新生面に吸着し、吸着状態が維持されて、実施例14よりは劣るものの振動特性が良好であり、耐摩耗特性が非常に良好であった。
 実施例16は、保管時にフラーレンを含まない組立油での保管時間を36日としたこと以外は実施例12と同じであり、保管時間が更に長くなっても、組立時に組立油Aに含まれるフラーレンが新生面に吸着し、吸着状態が維持されて、実施例15よりは劣るものの振動特性が良好であり、耐摩耗特性が非常に良好であった。
 比較例1では、いずれもフラーレンを含まない加工油、組立油および作動油を用いた。この場合、良好な振動特性および良好な耐摩耗特性のいずれも得られなかった。
 実施例17は、加工油Aを加工油Bに変えたこと以外は実施例1と同じであり、加工時に水系の加工油B、保管時および組立時に組立油A、並びに作動時に作動油Aをそれぞれ用いたことで、加工油B、組立油Aおよび作動油Aに含まれるフラーレンが新生面に吸着し、振動特性および耐摩耗特性の双方が極めて良好であった。
 実施例18は、加工油Aを加工油Bに変えたこと以外は実施例2と同じであり、作動油Aを用いずにフラーレンを含まない作動油を用いても、加工油Bおよび組立油Aに含まれるフラーレンが新生面に吸着しており、振動特性および耐摩耗特性の双方が極めて良好であった。
 実施例19は、加工油Aを加工油Bに変えたこと以外は実施例3と同じであり、組立時に組立油Aを用いずにフラーレンを含まない組立油を用い、作動時に作動油Aを用いずにフラーレンを含まない作動油を用いても、加工油Bおよび保管時の組立油Aに含まれるフラーレンが新生面に吸着し、振動特性が極めて良好であり、耐摩耗特性が非常に良好であった。
 実施例20は、保管時の保管時間を28日に変えたこと以外は実施例19と同じであり、保管時間が長くなっても、加工油Bおよび保管時の組立油Aに含まれるフラーレンが新生面に吸着し、振動特性が極めて良好であり、耐摩耗特性が非常に良好であった。
 実施例21は、加工油Aを加工油Bに変えたこと以外は実施例5と同じであり、フラーレンを含まない組立油で保管しても、加工油Bに含まれるフラーレンが新生面に吸着し、また、組立時の組立油Aおよび作動時の作動油Aに含まれるフラーレンが新生面に吸着し、振動特性および耐摩耗特性の双方が極めて良好であった。
 実施例22は、加工油Aを加工油Bに変えたこと以外は実施例6と同じであり、フラーレンを含まない組立油で保管およびフラーレンを含まない作動油で作動しても、加工油Bに含まれるフラーレンが新生面に吸着し、また、組立時の組立油Aに含まれるフラーレンが新生面に吸着し、振動特性が極めて良好であり、耐摩耗特性が非常に良好であった。
 実施例23では、加工油Aを加工油Bに変えたこと以外は実施例7と同じであり、加工油Bに含まれるフラーレンが新生面に吸着し、吸着状態が維持されて、振動特性および耐摩耗特性の双方が良好であった。
(加工面に存在するフラーレンの定性的評価)
 次に、実施例7、11、14、23および比較例1について、上記金属ピンの加工面に吸着した化学種を判定するために、(1)加工後、保管前と、(2)保管後、組立前と、(3)組立後、機械装置の作動の疑似試験を行う前とで、ラマン分光法による測定を行った。ラマン分光装置は、トリプル分光器(堀場製作所製、T64000)を用いた。金属ピンは、測定前に100mlのトルエンに浸漬して10分間振とうすることで、表面の余分な付着物を除去し、フラーレンのみを残した。
 フラーレンC60が金属面に存在すると、1590cm-1付近に鋭いピーク(Gバンド)が観察されるため、このGバンドのピークの存在によって加工面におけるフラーレンC60の存在を評価した。
 その結果、実施例7では、加工直後、保管直後、および組立直後のいずれの加工面でも、1590cm-1付近にGバンドのピークが明確に観察され、加工面にフラーレンC60が存在することが確認された。
実施例11では、加工直後ではGバンドのピークが観察されなかったが、保管直後および組立直後の双方の加工面で、1590cm-1付近にGバンドのピークが観察され、加工面にフラーレンC60が存在することが確認された。
また、実施例14では、加工直後と、保管直後では観察されなかったが、組立直後の加工面で、1590cm-1付近にGバンドのピークが観察され、加工面にフラーレンC60が存在することが確認された。
 一方、比較例1ではGバンドのピークが観察されなかった。また、実施例23では、加工油Bが水系潤滑剤組成物であり、水酸化フラーレンのピーク位置が不明であるため、ピークを確認することができなかった。
(加工面に存在するフラーレンの定量的評価)
 次に、実施例7、11、14、23および比較例1について、上記ラマン分析と同様にして、付着物を十分に除去した加工直後、保管直後、および組立直後の金属ピンの加工部の表面(加工面)を原子間力顕微鏡(AFM)(ブルカー社製、装置名「Multimode 8-HR」)を用い、測定条件:ピークフォースタッピング法、カンチレバー:スキャンアシストフルーイッド、L(70μm)、バネ定数0.7N/mで観察した。得られたAFM画像を、周波数フィルタリング手法により、5nm~50nmの範囲の凹凸を切り出すことで、サイズがナノメートルオーダーの粒状体を抽出した。そして、画像の平均明るさを閾値として二値化し、複数の粒状体の面積の合計を測定することにより、測定面積全体に対する上記複数の粒状体の面積の合計の割合(面積%)をフラーレンによる被覆率として算出した。また、実施例1~6、8~10、12、13、15、16についても、上記と同様の方法で、組立直後の金属ピンの加工部の表面(加工面)における被覆率を算出した。結果を表1並びに図6(a)および図6(b)に示す。
 その結果、実施例1~3では、組立直後の加工面にナノメートルオーダーの粒状体が観察され、被覆率は50.0面積%以上90.0面積%以下の範囲の値であった。実施例4~6では、加工直後および組立直後の双方の加工面にナノメートルオーダーの粒状体が観察され、被覆率は25.0面積%以上35.0面積%以下の範囲の値であった。
 実施例7では、加工直後、保管直後、および組立直後の加工面に、ナノメートルオーダーの粒状体が観察され、加工直後の被覆率は90.0面積%、保管直後の被覆率は85.0面積%、組立直後の被覆率は0.9面積%であった。このことから、加工工程で吸着したフラーレンの吸着状態が、加工直後および保管直後で、フラーレンを含む組立油を用いなくても、十分に維持されることがわかった。
 また、実施例8~10では、組立後の加工面に、ナノメートルオーダーの粒状体が観察され、被覆率は16.0面積%以上21.0面積%以下の範囲の値であった。
 また、実施例11では、加工直後の加工面に粒状体は観察されなかったが、保管直後および組立直後の加工面に、ナノメートルオーダーの粒状体が観察され、保管直後の被覆率は50.0質量%、組立直後の被覆率は0.1面積%であった。このことから、フラーレンは、加工工程で吸着していなくても、保管工程でフラーレン含む組立油に接触させることで吸着し、この吸着状態が、組立工程でフラーレンを含む組立油を用いなくても、維持されることがわかった。
 また、実施例12~16では、組立直後の加工面にナノメートルオーダーの粒状体が観察され、被覆率は2.0面積%以上11.0面積%以下の範囲の値であった。
 また、実施例14では、ナノメートルオーダーの粒状体が、加工直後と保管直後の加工面には観察されなかったが、組立直後の加工面には観察され、被覆率は4.0面積%であった。このことから、フラーレンは、加工工程および保管工程で加工面に吸着していなくても、組立工程でフラーレンを含む加工油と接触させることで、加工面に吸着することがわかった。
 また、実施例23では、加工直後、保管直後および組立直後の加工面にナノメートルオーダーの粒状体が観察され、加工直後及び保管直後の被覆率は1.1面積%、組立直後の被覆率は0.2面積%であった。
 一方、比較例1では、加工直後および組立直後の加工面に粒状体は観察されなかった。
 また、実施例17~22では、その結果が他の実施例の範疇であることから、少なくとも組立直後の加工面の被覆率が0.1~90.0面積%の範囲内であることが推定される。
 本発明は、部品間に摺動部が生じ得る機械装置、例えば車両などの移動体、工業製品、産業機械、産業機器等に有用である。特に、車両などの移動体に搭載されるエンジン、トランスミッション等に有用である。

Claims (11)

  1.  ナノメートルオーダーのフラーレンが被覆率0.1面積%以上90.0面積%以下で表面に存在している加工面を有する加工部品。
  2.  前記加工面は、切削面または研削面である、請求項1に記載の加工部品。
  3.  フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される組立油を用いて保管されており、ナノメートルオーダーのフラーレンが被覆率0.1面積%以上90.0面積%以下で存在している加工面を有する、保管部品。
  4.  請求項1または2に記載の加工部品および請求項3に記載の保管部品のいずれかを含む複数の部品を備え、
     前記加工部品および前記保管部品のいずれかと他の部品との間に摺動部を有し、
     フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される組立油が前記摺動部に付加された状態で組み立てられた、機械装置。
  5.  複数の部品を備え、
     前記複数の部品のうちの第1部品と第2部品との間に摺動部を有し、
     フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される組立油が前記摺動部に付加された状態で組み立てられ、
     前記摺動部における前記第1部品および前記第2部品の少なくとも一方が、ナノメートルオーダーのフラーレンが被覆率0.1面積%以上90.0面積%以下で存在している加工面を有する、機械装置。
  6.  フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される加工油を被加工部品に注油して、加工面を形成する、被加工部品の加工方法。
  7.  前記加工油を前記被加工部品に注油しながら、当該被加工部品を切削または研削して、前記加工面としての切削面または研削面を形成する、請求項6に記載の被加工部品の加工方法。
  8.  加工部品を、フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される組立油を用いて保管する、加工部品の保管方法。
  9.  機械装置を構成する複数の部品のうちの第1部品と第2部品の間に摺動部を有するように組み立てる組立工程と、
     前記組立工程の前か、当該組立工程の際、またはその後に、フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される組立油を前記摺動部に付加する付加工程と、
     を有する、機械装置の製造方法。
  10.  前記組立工程の前に、フラーレンを含有する潤滑剤組成物で構成される加工油を前記第1部品および前記第2部品の少なくとも一方に注油して、前記第1部品および前記第2部品の少なくとも一方に加工面を形成する加工工程を更に有する、請求項9に記載の機械装置の製造方法。
  11.  前記組立工程の前に、前記第1部品および前記第2部品の少なくとも一方を、フラーレンを含有する潤滑剤組成物またはフラーレンを含有しない潤滑剤組成物で構成される組立油を用いて保管する保管工程を更に有する、請求項9または10に記載の機械装置の製造方法。
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