WO2022211117A1 - グリース組成物 - Google Patents

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grease
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polymer compound
urea
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圭典 隠田
剛 渡邊
孝仁 高根
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出光興産株式会社
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    • C10N2050/10Semi-solids; greasy

Definitions

  • the present invention relates to grease compositions.
  • a grease composition is easier to seal than a lubricating oil, and can reduce the size and weight of machines to which it is applied. Therefore, it has been widely used for lubricating various sliding parts of automobiles, electrical equipment, industrial machinery, and the like.
  • resin materials for sliding parts has been studied.
  • the material of the worm is generally metal from the viewpoint of strength.
  • the material of the worm wheel is selected from the viewpoints of reducing the weight of automobile parts, preventing unpleasant sounds such as rattling noise and vibration noise caused by contact with the worm (quietness), and preventing seizure with the worm. is often used.
  • resins to be used for example, polyamide-based resins are known.
  • the EPS is a mechanism that assists the turning steering force of the steering wheel when the automobile is traveling at low speed.
  • centrifugal force acts on the vehicle that is about to turn, and the steering wheel can be turned by minute steering movements. It is In this way, the worm gear operates at a lower speed and with a lower load when the worm gear is not assisted than when assisted. Therefore, there is a demand for a grease composition that can lubricate sliding portions composed of metal materials such as worms and resin materials such as worm wheels even under conditions of low speed and low load.
  • Patent Literature 1 discloses a grease composition for reducing steering torque when EPS is not assisted.
  • an object of the present invention is to provide a grease composition that is excellent in reducing the coefficient of friction under conditions of low speed and low load.
  • the present inventors focused on the particle size of the particles containing the urea-based thickener in the grease composition containing the base oil and the urea-based thickener. Then, a grease composition containing a specific polymer compound while adjusting the arithmetic mean particle size on an area basis when the particles are measured by a laser diffraction/scattering method to solve the above problems. I found that I could get it, and completed the present invention.
  • the particles containing the urea-based thickener (B) in the grease composition satisfy the following requirement (I), Requirement (I):
  • the arithmetic mean particle size on an area basis when the particles are measured by a laser diffraction/scattering method is 2.0 ⁇ m or less.
  • the number average molecular weight (Mn) of the polymer compound (C) is 30,000 or more
  • FIG. 1 is a cross-sectional schematic diagram of a grease manufacturing apparatus used in one aspect of the present invention
  • FIG. 1 It is a schematic diagram of the cross section in the direction orthogonal to a rotating shaft in the first uneven part by the side of the container main body of the grease manufacturing apparatus of FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a grease manufacturing apparatus used in Comparative Example 3.
  • FIG. 1 is a cross-sectional schematic diagram of a grease manufacturing apparatus used in one aspect of the present invention
  • FIG. 1 It is a schematic diagram of the cross section in the direction orthogonal to a rotating shaft in the first uneven part by the side of the container main body of the grease manufacturing apparatus of FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a grease manufacturing apparatus used in Comparative Example 3.
  • the mass average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) of each component are values converted to standard polystyrene measured by a gel permeation chromatography (GPC) method. means the value measured by the method described in .
  • GPC gel permeation chromatography
  • (meth)acrylate is used as a term indicating both "acrylate” and “methacrylate”, and the same applies to other similar terms and similar labels.
  • the grease composition of the present invention is a grease composition containing a base oil (A), a urea-based thickener (B), and a polymer compound (C), wherein the urea-based thickener in the grease composition
  • the particles containing the consistency agent (B) satisfy the following requirement (I), the number average molecular weight (Mn) of the polymer compound (C) is 30,000 or more, and the molecular weight distribution of the polymer compound (C)
  • the grease composition has a (Mw/Mn) of 2.20 or less.
  • base oil (A) urea-based thickener (B)
  • polymer compound (C) are respectively referred to as “component (A)”, “component (B)”, and also referred to as “component (C)”.
  • the total content of component (A), component (B), and component (C) is preferably 60 mass based on the total amount (100 mass%) of the grease composition. % or more, more preferably 70 mass % or more, still more preferably 80 mass % or more, and even more preferably 90 mass % or more. Also, it is usually 100% by mass or less, preferably less than 100% by mass, more preferably 99% by mass or less, and even more preferably 98% by mass or less. Note that the grease composition of one embodiment of the present invention may contain components other than components (A), (B), and (C) within a range that does not impair the effects of the present invention.
  • the number average molecular weight (Mn) of the polymer compound (C) in the grease composition is 30,000 or more, and the polymer compound ( It has been found that when the molecular weight distribution (Mw/Mn) of C) is 2.20 or less, a grease composition excellent in reducing the coefficient of friction can be obtained.
  • Polymer compounds have a mixture of various molecular weights, from low molecular weight to high molecular weight, depending on the degree of polymerization.
  • Mw/Mn molecular weight distribution of the polymer compound
  • the present inventors found that when the number average molecular weight (Mn) of the polymer compound in the grease composition is 30,000 or more and the molecular weight distribution (Mw/Mn) of the polymer compound is 2.20 or less, , in the grease composition, high-molecular-weight high-molecular-weight compounds are bulky and overlap (in other words, high-molecular-weight high-molecular-weight compounds overlap in a rough state containing many voids), and the high-molecular-weight compounds generate elastic force. guessed. In addition, it was speculated that the elastic force of this polymer compound in the grease composition pushes up the boundary surface of friction, thereby improving the oil film thickness of the base oil. As a result, the inventors have found that the coefficient of friction can be reduced.
  • the molecular weight distribution (Mw/Mn) of the polymer compound exceeds 2.20, various molecular weights from low molecular weight to high molecular weight are mixed. Therefore, it is presumed that the small particles tend to enter the gaps between the large particles, so that the polymer compounds are densely overlapped, resulting in insufficient film thickness of the base oil and insufficient friction characteristics. Further, even if the molecular weight distribution (Mw/Mn) of the polymer compound is 2.20 or less, if the number average molecular weight (Mn) of the polymer compound is less than 30,000, the small particles overlap each other. It is presumed that the oil film thickness is insufficient and the frictional characteristics are also insufficient.
  • Requirement (I) In the grease composition of the present invention, particles containing the urea-based thickener (B) in the grease composition satisfy the following requirement (I).
  • Requirement (I) above can also be said to be a parameter indicating the state of aggregation of the urea-based thickener (B) in the grease composition.
  • the "particles containing the urea-based thickener (B)" to be measured by the laser diffraction/scattering method are particles formed by aggregation of the urea-based thickener (B) contained in the grease composition.
  • the particle size specified in the above requirement (I) is the same as the grease prepared under the same conditions without the additive. Obtained by measuring the composition by a laser diffraction/scattering method.
  • the additive is liquid at room temperature (25° C.), or when the additive dissolves in the base oil (A), the grease composition containing the additive may be measured. do not have.
  • the urea-based thickener (B) is usually obtained by reacting an isocyanate compound with a monoamine. However, since the reaction rate is very fast, the urea-based thickener (B) aggregates and forms large particles ( Micellar particles, so-called "lumps") are likely to be excessively generated. As a result of intensive studies by the present inventors, it was found that if the particle size defined by the requirement (I) exceeds 2.0 ⁇ m, the frictional properties of the grease composition cannot be ensured when the worked penetration of the grease composition is increased. I understood it.
  • This effect is achieved by miniaturizing the particle diameter defined in the above requirement (I) to 2.0 ⁇ m or less, so that the particles containing the urea-based thickener (B) enter the lubrication site (friction surface) of the worm gear or the like. It is presumed that this is achieved by improving the holding power of the grease composition in the lubricated portion by making the grease composition easier to remove and less likely to be removed from the lubricated portion. Further, by miniaturizing the particle diameter defined in the above requirement (I) to 2.0 ⁇ m or less, the holding power of the base oil (A) by the particles is improved.
  • the base oil (A) is spread well over the lubricating portion (friction surface) of the worm gear, etc., and the effect of spreading the polymer compound (C) well over the lubricating portion is improved, resulting in improved friction characteristics. is expected to improve.
  • the particle size defined by the above requirement (I) is preferably 1.5 ⁇ m or less, more preferably 1.0 ⁇ m or less, still more preferably 0.9 ⁇ m or less, It is even more preferably 0.8 ⁇ m or less, still more preferably 0.7 ⁇ m or less, still more preferably 0.6 ⁇ m or less, still more preferably 0.5 ⁇ m or less, and even more preferably 0.4 ⁇ m or less. Moreover, it is usually 0.01 ⁇ m or more.
  • the grease composition of one aspect of the present invention preferably further satisfies the following requirement (II).
  • the specific surface area of the particles measured by a laser diffraction/scattering method is 0.5 ⁇ 10 5 cm 2 /cm 3 or more.
  • the specific surface area defined in the above requirement (II) is a secondary index indicating the state of refinement of particles containing the urea-based thickener (B) in the grease composition and the presence of large particles (lumps). be.
  • the particles containing the urea-based thickener (B) in the grease composition are finely divided, and the particles are large.
  • the presence of (dama) is also suppressed. Therefore, it is possible to obtain a grease composition which is excellent in frictional properties and in which the effect of the polymer compound (C) is likely to be exhibited.
  • the specific surface area defined by the requirement (II) is preferably 0.7 ⁇ 10 5 cm 2 /cm 3 or more, more preferably 0.8 ⁇ 10 5 cm 2 /cm 3 or more, and still more preferably 1.2 ⁇ 10 5 cm 2 /cm 3 or more, more preferably 1.5 ⁇ 10 5 cm 2 /cm 3 or more, still more preferably 1.8 ⁇ 10 5 cm 2 /cm 3 or more, still more preferably It is 2.0 ⁇ 10 5 cm 2 /cm 3 or more.
  • the specific surface area is usually 1.0 ⁇ 10 6 cm 2 /cm 3 or less.
  • the values defined in the requirements (I) and (II) above are values measured by the method described in the examples below. Moreover, the values specified in the requirements (I) and (II) can be adjusted mainly by the production conditions of the urea-based thickener (B). The details of each component contained in the grease composition of the present invention will be described below, focusing on specific means for adjusting the values specified in requirement (I) and requirement (II) above.
  • the base oil (A) contained in the grease composition of the present invention may be one or more selected from mineral oils and synthetic oils.
  • Mineral oils include, for example, distillates obtained by atmospheric distillation or vacuum distillation of paraffinic crude oils, intermediate crude oils, or naphthenic crude oils, and refined oils obtained by refining these distillates according to conventional methods. oil. Examples of the purification method include solvent dewaxing treatment, hydroisomerization treatment, hydrofinishing treatment, and clay treatment.
  • Synthetic oils include, for example, hydrocarbon-based oils, aromatic oils, ester-based oils, ether-based oils, synthetic oils obtained by isomerizing wax (GTL wax) produced by the Fischer-Tropsch process, etc. is mentioned.
  • hydrocarbon oils include normal paraffin, isoparaffin, polybutene, polyisobutylene, 1-decene oligomer, poly- ⁇ -olefin (PAO) such as 1-decene and ethylene co-oligomer, and hydrides thereof. .
  • aromatic oils examples include alkylbenzenes such as monoalkylbenzene and dialkylbenzene; alkylnaphthalenes such as monoalkylnaphthalene, dialkylnaphthalene and polyalkylnaphthalene; and the like.
  • ester oils include diester oils such as dibutyl sebacate, di-2-ethylhexyl sebacate, dioctyl adipate, diisodecyl adipate, ditridecyl adipate, ditridecyl glutarate, and methyl acetyl ricinoleate; Aromatic ester oils such as decyl trimellitate and tetraoctyl pyromellitate; polyol esters such as trimethylolpropane caprylate, trimethylolpropane beralgonate, pentaerythritol-2-ethylhexanoate, and pentaerythritol beralgonate complex ester oils such as oligoesters of polyhydric alcohols and mixed fatty acids of dibasic and monobasic acids; and the like.
  • diester oils such as dibutyl sebacate, di-2-ethylhexyl sebacate, dio
  • ether oils include polyglycols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene glycol monoether, polypropylene glycol monoether; monoalkyltriphenyl ether, alkyldiphenyl ether, dialkyldiphenyl ether, pentaphenyl ether, tetraphenyl ether, monoalkyl phenyl ether oils such as tetraphenyl ether and dialkyltetraphenyl ether;
  • the base oil (A) of the present embodiment preferably has a 40° C. kinematic viscosity of 10 mm 2 /s or more, more preferably 15 mm 2 /s or more, and even more preferably 20 mm 2 /s or more.
  • the 40° C. kinematic viscosity of the base oil (A) is 10 mm 2 /s or more, the effect of the present invention can be exhibited more easily.
  • the base oil (A) of the present embodiment has a kinematic viscosity at 40° C.
  • the base oil (A) used in one aspect of the present invention may be a mixed base oil in which a high-viscosity base oil and a low-viscosity base oil are combined to adjust the kinematic viscosity to the above range.
  • the viscosity index of the base oil (A) used in one aspect of the present invention is preferably 80 or higher, more preferably 100 or higher, and even more preferably 120 or higher.
  • a kinematic viscosity and a viscosity index mean the value measured or calculated based on JISK2283:2000.
  • the content of the base oil (A) is preferably 50% by mass or more, more preferably 55% by mass or more, based on the total amount (100% by mass) of the grease composition, More preferably 60% by mass or more, still more preferably 65% by mass or more, preferably 98.5% by mass or less, more preferably 97% by mass or less, still more preferably 95% by mass or less, still more preferably It is 93% by mass or less.
  • the urea-based thickener (B) contained in the grease composition of the present invention may be any compound having a urea bond, but is preferably a diurea compound having two urea bonds, represented by the following general formula (b1). are more preferred.
  • R 1 -NHCONH-R 3 -NHCONH-R 2 (b1) The urea-based thickener (B) used in one aspect of the present invention may consist of one type or may be a mixture of two or more types.
  • R 1 and R 2 each independently represent a monovalent hydrocarbon group having 6 to 24 carbon atoms.
  • R 1 and R 2 may be the same or different from each other.
  • R 3 represents a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms.
  • the number of carbon atoms in the monovalent hydrocarbon group that can be selected as R 1 and R 2 in the general formula (b1) is 6 to 24, preferably 6 to 20, more preferably 6 to 18.
  • Monovalent hydrocarbon groups that can be selected as R 1 and R 2 include saturated or unsaturated monovalent chain hydrocarbon groups, saturated or unsaturated monovalent alicyclic hydrocarbon groups, valent aromatic hydrocarbon groups.
  • the content of the chain hydrocarbon group is X molar equivalents
  • the content of the alicyclic hydrocarbon group is Y molar equivalents
  • the aromatic hydrocarbon It is preferable that the following requirements (a) and (b) are satisfied when the group content is Z molar equivalent.
  • alicyclic hydrocarbon group, the chain hydrocarbon group, and the aromatic hydrocarbon group are groups selected as R 1 and R 2 in the general formula (b1), X , Y, and Z are 2 molar equivalents with respect to 1 mol of the compound represented by the general formula (b1).
  • the values of the above requirements (a) and (b) mean the average values for the total amount of the compound group represented by the general formula (b1) contained in the grease composition.
  • the compound represented by the general formula (b1) that satisfies the above requirements (a) and (b) it is easy to obtain a grease composition having excellent low-temperature properties.
  • the values of X, Y, and Z can be calculated from the molar equivalents of each amine used as raw materials.
  • Examples of monovalent saturated chain hydrocarbon groups include linear or branched alkyl groups having 6 to 24 carbon atoms, specifically, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, octadecenyl group, nonadecyl group, icosyl group and the like.
  • Examples of the monovalent unsaturated chain hydrocarbon group include linear or branched alkenyl groups having 6 to 24 carbon atoms, specifically hexenyl group, heptenyl group, octenyl group, nonenyl group and decenyl group.
  • the monovalent saturated chain hydrocarbon group and the monovalent unsaturated chain hydrocarbon group may be linear or branched.
  • Examples of monovalent saturated alicyclic hydrocarbon groups include cycloalkyl groups such as cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, and cyclononyl groups; methylcyclohexyl, dimethylcyclohexyl, ethylcyclohexyl, diethylcyclohexyl, Cycloalkyl groups substituted with alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms such as propylcyclohexyl group, isopropylcyclohexyl group, 1-methyl-propylcyclohexyl group, butylcyclohexyl group, pentylcyclohexyl group, pentyl-methylcyclohexyl group and hexylcyclohexyl group (preferably a cyclohexyl group substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms);
  • Examples of monovalent unsaturated alicyclic hydrocarbon groups include cycloalkenyl groups such as cyclohexenyl, cycloheptenyl, and cyclooctenyl; methylcyclohexenyl, dimethylcyclohexenyl, ethylcyclohexenyl, and diethylcyclohexenyl; , a cycloalkenyl group substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as a propylcyclohexenyl group (preferably a cyclohexenyl group substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms);
  • Examples of monovalent aromatic hydrocarbon groups include phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, naphthyl group, diphenylmethyl group, diphenylethyl group, diphenylpropyl group, methylphenyl group, dimethylphenyl group, ethylphenyl group, A propylphenyl group and the like can be mentioned.
  • the number of carbon atoms in the divalent aromatic hydrocarbon group that can be selected as R 3 in general formula (b1) is 6-18, preferably 6-15, more preferably 6-13.
  • Examples of divalent aromatic hydrocarbon groups that can be selected as R 3 include phenylene group, diphenylmethylene group, diphenylethylene group, diphenylpropylene group, methylphenylene group, dimethylphenylene group and ethylphenylene group. Among these, a phenylene group, a diphenylmethylene group, a diphenylethylene group, or a diphenylpropylene group is preferable, and a diphenylmethylene group is more preferable.
  • the content of component (B) is preferably 1.0 to 15.0% by mass, more preferably 1% by mass, based on the total amount (100% by mass) of the grease composition. .5 to 13.0% by mass, more preferably 2.0 to 10.0% by mass, even more preferably 2.5 to 8.0% by mass, still more preferably 4.0% to 7.0% by mass %. If the content of component (B) is 1.0% by mass or more, it is easy to adjust the worked penetration of the resulting grease composition to an appropriate range. On the other hand, when the content of the component (B) is 15.0% by mass or less, the obtained grease composition can be adjusted to be soft, so that it is easy to improve the lubricity and improve the friction characteristics.
  • the urea-based thickener (B) can usually be obtained by reacting an isocyanate compound with a monoamine.
  • the reaction is preferably carried out by adding a solution ⁇ obtained by dissolving a monoamine in the base oil (A) to the heated solution ⁇ obtained by dissolving the isocyanate compound in the base oil (A).
  • the isocyanate compound is a group corresponding to the divalent aromatic hydrocarbon group represented by R 3 in the general formula (b1).
  • the apparatus is used to produce a grease composition comprising component (A) and component (B).
  • a container body having an introduction part into which the grease raw material is introduced and a discharge part for discharging the grease to the outside;
  • a rotor having a rotation axis in the axial direction of the inner circumference of the container body and rotatably provided inside the container body, The rotor is (i) irregularities are alternately provided along the surface of the rotor, and the irregularities are inclined with respect to the rotation axis; (ii)
  • the grease manufacturing apparatus includes a first concave-convex portion capable of feeding from the introduction portion toward the discharge portion.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the grease manufacturing apparatus of [1] above, which can be used in one aspect of the present invention.
  • the grease manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 1 has a container body 2 into which a grease raw material is introduced, and a rotating shaft 12 on the central axis of the inner circumference of the container body 2. a child 3; The rotor 3 rotates at high speed around the rotating shaft 12 and applies a high shearing force to the grease raw material inside the container body 2 . Thereby, a grease containing the urea-based thickener (B) is produced. As shown in FIG.
  • the container body 2 is divided into an introduction portion 4, a retention portion 5, a first inner peripheral surface 6, a second inner peripheral surface 7, and a discharge portion 8 in order from the upstream side. preferable.
  • the container body 2 preferably has a truncated cone-shaped inner peripheral surface whose inner diameter gradually increases from the introduction portion 4 toward the discharge portion 8 .
  • An introduction part 4 which is one end of the container body 2 includes a plurality of solution introduction pipes 4A and 4B for introducing grease raw materials from the outside of the container body 2 .
  • the retaining portion 5 is a space that is arranged downstream of the introducing portion 4 and temporarily retains the grease raw material introduced from the introducing portion 4 . If the grease material stays in this retaining portion 5 for a long time, the grease adhering to the inner peripheral surface of the retaining portion 5 forms large lumps. preferably. More preferably, it is conveyed directly to the first inner peripheral surface 6 without going through the retention section 5 .
  • the first inner peripheral surface 6 is arranged downstream adjacent to the retention portion 5
  • the second inner peripheral surface 7 is arranged downstream adjacent to the first inner peripheral surface 6 .
  • the peripheral surface 7 is a high shearing portion that applies a high shearing force to the grease raw material or grease.
  • the discharge port 11 is formed in a direction perpendicular to or substantially perpendicular to the rotating shaft 12 .
  • the discharge port 11 does not necessarily have to be perpendicular to the rotating shaft 12 and may be formed in a direction parallel or substantially parallel to the rotating shaft 12 .
  • the rotor 3 is rotatable about the central axis of the truncated cone-shaped inner peripheral surface of the container body 2 as a rotation axis 12. As shown in FIG. , rotating counterclockwise.
  • the rotor 3 has an outer peripheral surface that expands as the inner diameter of the truncated cone of the container body 2 expands. is maintained.
  • the outer peripheral surface of the rotor 3 is provided with first uneven portions 13 of the rotor that are alternately provided with unevenness along the surface of the rotor 3 .
  • the first uneven portion 13 of the rotor is inclined with respect to the rotation axis 12 of the rotor 3 in the direction from the introduction portion 4 to the discharge portion 8, and has the ability to feed from the introduction portion 4 to the discharge portion 8 direction. That is, the first concave-convex portion 13 of the rotor is inclined in the direction of pushing the solution downstream when the rotor 3 rotates in the direction shown in FIG.
  • the step between the concave portion 13A and the convex portion 13B of the first uneven portion 13 of the rotor is preferably 0.3 to 30, more preferably 0.5 when the diameter of the concave portion 13A on the outer peripheral surface of the rotor 3 is 100. ⁇ 15, more preferably 2-7.
  • the number of projections 13B of the first uneven portion 13 of the rotor in the circumferential direction is preferably 2 to 1000, more preferably 6 to 500, still more preferably 12 to 200.
  • the ratio of the width of the convex portion 13B to the width of the concave portion 13A of the first concave-convex portion 13 of the rotor 3 in a cross section orthogonal to the rotating shaft 12 of the rotor 3 [width of convex portion/width of concave portion] is preferably 0. 0.01 to 100, more preferably 0.1 to 10, more preferably 0.5 to 2.
  • the inclination angle of the first uneven portion 13 of the rotor with respect to the rotating shaft 12 is preferably 2 to 85 degrees, more preferably 3 to 45 degrees, and even more preferably 5 to 20 degrees.
  • the first inner peripheral surface 6 of the container body 2 is provided with a first uneven portion 9 having a plurality of unevennesses formed along the inner peripheral surface.
  • the unevenness of the first uneven portion 9 on the container body 2 side is inclined in the opposite direction to the first uneven portion 13 of the rotor. That is, the plurality of unevennesses of the first unevenness portion 9 on the container body 2 side are inclined in the direction of pushing out the solution downstream when the rotating shaft 12 of the rotor 3 rotates in the direction shown in FIG. is preferred.
  • the first uneven portion 9 having a plurality of unevenness provided on the first inner peripheral surface 6 of the container body 2 further enhances the stirring capability and the discharge capability.
  • the depth of the unevenness of the first uneven portion 9 on the container body 2 side is preferably 0.2 to 30, more preferably 0.5 to 15, and still more preferably 1 to 100 when the inner diameter (diameter) of the container is taken as 100. 5.
  • the number of irregularities of the first irregularities 9 on the container body 2 side is preferably 2 to 1000, more preferably 6 to 500, and still more preferably 12 to 200.
  • the ratio of the width of the concave portion of the unevenness of the first uneven portion 9 on the container body 2 side to the width of the convex portion between the grooves [width of concave portion/width of convex portion] is preferably 0.01 to 100, more preferably is 0.1 to 10, more preferably 0.5 to 2 or less.
  • the inclination angle of the unevenness of the first uneven portion 9 on the container body 2 side with respect to the rotating shaft 12 is preferably 2 to 85 degrees, more preferably 3 to 45 degrees, and even more preferably 5 to 20 degrees.
  • second uneven portions 14 of the rotor having unevenness alternately provided along the surface of the rotor 3 are provided on the outer peripheral surface of the downstream portion of the first uneven portions 13 of the rotor.
  • the second concave-convex portion 14 of the rotor is inclined with respect to the rotating shaft 12 of the rotor 3 and has a feeding suppression capability of pushing back the solution upstream from the introduction portion 4 toward the discharge portion 8 .
  • the step of the second uneven portion 14 of the rotor is preferably 0.3 to 30, more preferably 0.5 to 15, still more preferably 2 to 7, when the diameter of the recess on the outer peripheral surface of the rotor 3 is taken as 100. is.
  • the number of protrusions of the second uneven portion 14 of the rotor in the circumferential direction is preferably 2 to 1000, more preferably 6 to 500, still more preferably 12 to 200.
  • the ratio of the width of the protrusion to the width of the recess of the second uneven portion 14 of the rotor in the cross section orthogonal to the rotation axis of the rotor 3 [width of the protrusion/width of the recess] is preferably 0.01 to 0.01. 100, more preferably 0.1 to 10, more preferably 0.5 to 2.
  • the inclination angle of the second concave-convex portion 14 of the rotor with respect to the rotating shaft 12 is preferably 2 to 85 degrees, more preferably 3 to 45 degrees, and even more preferably 5 to 20 degrees.
  • the second inner peripheral surface 7 of the container body 2 is provided with a second uneven portion 10 having a plurality of unevenness formed adjacent to the downstream portion of the unevenness of the first uneven portion 9 on the container body 2 side. is preferred.
  • a plurality of unevennesses are formed on the inner peripheral surface of the container body 2, and it is preferable that each unevenness is inclined in a direction opposite to the inclination direction of the second unevenness portion 14 of the rotor. That is, the plurality of unevennesses of the second unevenness portion 10 on the container body 2 side are inclined in the direction of pushing back the solution upstream when the rotating shaft 12 of the rotor 3 rotates in the direction shown in FIG. is preferred.
  • the unevenness of the second uneven portion 10 provided on the second inner peripheral surface 7 of the container body 2 further enhances the stirring ability.
  • the second inner peripheral surface 7 of the container body can function as a shearing portion that applies a high shearing force to the grease raw material or grease.
  • the depth of the recess of the second uneven portion 10 on the container body 2 side is preferably 0.2 to 30, more preferably 0.5 to 15, more preferably 0.5 to 15, when the inner diameter (diameter) of the container body 2 is 100. is 1-5.
  • the number of concave portions of the second uneven portion 10 on the container body 2 side is preferably 2 to 1000, more preferably 6 to 500, still more preferably 12 to 200.
  • the ratio of the width of the convex portion to the width of the concave portion of the second concave-convex portion 10 on the container body 2 side in the cross section orthogonal to the rotation axis 12 of the rotor 3 [width of the convex portion/width of the concave portion] is preferably is 0.01 to 100, more preferably 0.1 to 10, still more preferably 0.5 to 2 or less.
  • the inclination angle of the second concave-convex portion 10 on the container body 2 side with respect to the rotating shaft 12 is preferably 2 to 85 degrees, more preferably 3 to 45 degrees, and even more preferably 5 to 20 degrees.
  • the ratio of the length of the first uneven portion 9 on the container body 2 side to the length of the second uneven portion 10 on the container body 2 side [length of the first uneven portion/length of the second uneven portion] is preferably 2/1 to 20/1.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the first concave-convex portion 9 on the container body 2 side of the grease manufacturing apparatus 1 in the direction perpendicular to the rotating shaft 12 .
  • a plurality of scrapers 15 are provided on the first concave-convex portion 13 of the rotor shown in FIG.
  • the second uneven portion 14 is also provided with a plurality of scrapers with the tips of the protrusions protruding toward the inner peripheral surface of the container body 2 in the same manner as the first uneven portion 13 .
  • the scraper 15 scrapes off the grease adhering to the inner peripheral surfaces of the first uneven portion 9 on the container body 2 side and the second uneven portion 10 on the container body 2 side.
  • the amount of protrusion of the tip of the scraper 15 with respect to the amount of protrusion of the protrusion 13B of the first uneven portion 13 of the rotor is the ratio of the radius (R2) of the tip of the scraper 15 to the radius (R1) of the tip of the protrusion 13B. [R2/R1] is preferably greater than 1.005 and less than 2.0.
  • the number of scrapers 15 is preferably 2-500, more preferably 2-50, still more preferably 2-10. Although the grease manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 2 is provided with the scraper 15, the scraper 15 may be omitted, or the scraper 15 may be intermittently provided.
  • the solution ⁇ and the solution ⁇ which are the grease raw materials described above, are introduced into the solution introduction pipe 4A of the introduction portion 4 of the container main body 2. , 4B, and rotating the rotor 3 at high speed, a grease base material containing the urea-based thickener (B) can be produced. Even if the sulfur-phosphorus extreme pressure agent (C) and other additives (D) are added to the grease base material thus obtained, the requirement (I) and the requirement ( The urea-based thickener (B) in the grease composition can be finely divided so as to satisfy II).
  • the shear rate applied to the grease raw material is preferably 10 2 s -1 or more, more preferably 10 3 s -1 or more, still more preferably 10 4 s -1 or more, and , usually less than or equal to 10 7 s ⁇ 1 .
  • the ratio (Max/Min) of the maximum shear rate (Max) to the minimum shear rate (Min) in the shear when the rotor 3 rotates at high speed is preferably 100 or less, more preferably 50 or less, and still more preferably 10 or less.
  • the shear rate for the mixed liquid is as uniform as possible, the urea-based thickener (B) and its precursor in the grease composition can be easily refined, resulting in a more uniform grease structure.
  • ⁇ Maximum shear rate (Max) (Linear velocity of tip of convex portion 13B of first concave-convex portion 13 of rotor)/(tip of convex portion 13B of first concave-convex portion 13 of rotor and first inner circumference of container body 2) Gap A1) between the protrusions of the first uneven portion 9 of the surface 6)
  • Minimum shear rate (Min) (Linear velocity of recess 13A of first uneven portion 13 of rotor) / (Recess 13A of first uneven portion 13 of rotor and first inner peripheral surface 6 of container body 2 Gap A2 of the concave portion of the concave-convex portion 9) Note that the gap A1 and the gap A2 are as shown in FIG.
  • the grease manufacturing apparatus 1 Since the grease manufacturing apparatus 1 is provided with the scraper 15, the grease adhering to the inner peripheral surface of the container body 2 can be scraped off, so that the generation of lumps during kneading can be prevented.
  • Grease containing finely divided thickener (B) can be continuously produced in a short period of time.
  • the scraper 15 scrapes off the adhered grease, it is possible to prevent the accumulated grease from acting as a resistance to the rotation of the rotor 3, so that the rotational torque of the rotor 3 can be reduced. The power consumption of the source can be reduced, and the continuous production of grease can be efficiently performed.
  • the centrifugal force has the effect of discharging the grease or the grease raw material in the downstream direction.
  • the rotation torque of the element 3 can be reduced, and continuous production of grease can be performed.
  • a first uneven portion 13 of the rotor is provided on the outer peripheral surface of the rotor 3 .
  • the urea-based thickener (B) in the grease composition is finely divided so that a high shearing force can be imparted and the above requirement (I) and further the above requirement (II) are satisfied even after the additives are blended. can be
  • the first uneven portion 9 is formed on the first inner peripheral surface 6 of the container body 2 and is inclined in the opposite direction to the first uneven portion 13 of the rotor, the effect of the first uneven portion 13 of the rotor is obtained.
  • the urea-based thickener (B) in the grease composition can be finely divided. Further, by providing the second uneven portion 10 on the second inner peripheral surface 7 of the container body 2 and providing the second uneven portion 14 of the rotor on the outer peripheral surface of the rotor 3, the grease raw material is more than necessary.
  • the above requirement (I) and further the above The urea-based thickener (B) can be finely divided so as to satisfy the requirement (II).
  • the grease composition of the present invention contains a polymer compound (C) along with components (A) and (B). Moreover, the number average molecular weight (Mn) of the polymer compound (C) is 30,000 or more, and the molecular weight distribution (Mw/Mn) of the polymer compound (C) is 2.20 or less.
  • the grease composition of the present invention contains a polymer compound (C), and the number average molecular weight (Mn) and molecular weight distribution (Mw/Mn) of the polymer compound (C) satisfy the above ranges, can reduce the friction coefficient of When the molecular weight distribution (Mw/Mn) of the polymer compound (C) exceeds 2.20, or when the number average molecular weight (Mn) of the polymer compound (C) is less than 30,000, sufficient friction reducing effect can't get
  • the mass average molecular weight (Mw) of the polymer compound (C) is preferably 50,000 or more, more preferably 100,000 or more, from the viewpoint of frictional properties. Moreover, the mass average molecular weight (Mw) of the polymer compound (C) is preferably 1,000,000 or less from the viewpoint of availability of the polymer compound (C).
  • the upper and lower limits of these numerical ranges can be combined arbitrarily. Specifically, it is preferably 50,000 to 1,000,000, more preferably 100,000 to 1,000,000.
  • the number average molecular weight (Mn) of the polymer compound (C) is 30,000 or more, preferably 50,000 or more, more preferably 80,000 or more, from the viewpoint of frictional properties. Moreover, the number average molecular weight (Mn) of the polymer compound (C) is preferably 500,000 or less from the viewpoint of availability of the polymer compound (C). The upper and lower limits of these numerical ranges can be combined arbitrarily. Specifically, it is preferably 30,000 to 500,000, more preferably 50,000 to 500,000, still more preferably 80,000 to 500,000.
  • the molecular weight distribution (Mw/Mn) of the polymer compound (C) is 2.20 or less, preferably 2.00 or less, more preferably 1.90 or less, still more preferably 1.90 or less, from the viewpoint of friction characteristics. 85 or less.
  • the molecular weight distribution (Mw/Mn) of the polymer compound (C) is preferably 1.10 or more from the viewpoint of availability of the polymer compound (C).
  • the upper and lower limits of these numerical ranges can be combined arbitrarily. Specifically, it is preferably 1.10 to 2.20, more preferably 1.10 to 2.00, even more preferably 1.10 to 1.90, and even more preferably 1.10 to 1.85. .
  • the polymer compound (C) is not particularly limited as long as it satisfies the conditions of a number average molecular weight (Mn) of 30,000 or more and a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 2.20 or less.
  • the polymer compound used can be applied.
  • the polymer compound (C) include non-dispersed poly(meth)acrylates, dispersed poly(meth)acrylates, star polymers, olefinic copolymers, dispersed olefinic copolymers, polyalkylstyrenes, Examples include polymers such as styrene copolymers.
  • olefinic copolymers include ethylene-propylene copolymers and ethylene-butylene copolymers.
  • styrene copolymers examples include styrene-diene copolymers and styrene-isoprene copolymers. These may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. Moreover, these may be either random copolymers or block copolymers. Among these, ethylene-propylene copolymers and ethylene-butylene copolymers are preferred.
  • the ethylene content is preferably based on the total amount of the ethylene-containing polymer. is 30% to 70% by mass, more preferably 40% to 60% by mass.
  • the content of ethylene in the polymer containing ethylene can be measured by the method described in Examples below.
  • the content of the polymer compound (C) in terms of resin is preferably 0.1 to 10.0% by mass, based on the total amount (100% by mass) of the grease composition, from the viewpoint of reducing the coefficient of friction.
  • the content ratio [(B)/(C)] of the urea-based thickener (B) and the polymer compound (C) is preferably 0.5 to 5.0 in mass ratio from the viewpoint of friction characteristics. , more preferably 1.0 to 4.5, still more preferably 2.0 to 4.0, even more preferably 2.5 to 3.8, even more preferably 2.8 to 3.4.
  • the grease composition of one embodiment of the present invention contains an additive (D) other than the component (B) and the component (C), which is blended in general grease, within a range that does not impair the effects of the present invention.
  • an additive (D) include antioxidants, rust inhibitors, extreme pressure agents, solid lubricants, detergent dispersants, corrosion inhibitors, and metal deactivators.
  • Additives (D) may be used alone or in combination of two or more.
  • Antioxidants include, for example, phenolic antioxidants.
  • rust inhibitors include carboxylic acid rust inhibitors such as alkenyl succinic acid polyhydric alcohol esters, zinc stearate, thiadiazole and its derivatives, benzotriazole and its derivatives, and the like.
  • extreme pressure agents include zinc dialkyldithiophosphate, molybdenum dialkyldithiophosphate, ashless dithiocarbamate, zinc dithiocarbamate, molybdenum dithiocarbamate and other thiocarbamic acids; sulfurized oils and fats, sulfurized olefins, polysulfides, thiophosphoric acids, thioterpenes , sulfur compounds such as dialkylthio dipyropionates; phosphoric esters such as tricresyl phosphate; phosphites such as triphenyl phosphite; Examples of solid lubricants include polyimide, PTFE, graphite, metal oxides, boron nitride, melamine cyanurate (MCA), and molybdenum disulfide.
  • MCA melamine cyanurate
  • detergent-dispersants include ashless dispersants such as succinimide and boron-based succinimide.
  • corrosion inhibitors include benzotriazole-based compounds and thiazole-based compounds.
  • metal deactivators include benzotriazole compounds.
  • the content of these additives (D) is appropriately set according to the type of additive, but each independently represents the total amount of the grease composition (100% by mass ), it is usually 0.01 to 20% by mass, preferably 0.01 to 15% by mass, more preferably 0.01 to 10% by mass, still more preferably 0.01 to 7% by mass.
  • the worked penetration at 25° C. of the grease composition of one embodiment of the present invention is preferably 220 to 430, more preferably 240 to 360, still more preferably 250 to 350, from the viewpoint of providing excellent friction characteristics. More preferably 260-330.
  • the worked penetration of the grease composition means a value measured at 25°C in accordance with JIS K2220:2013 (Clause 7).
  • the grease composition of one embodiment of the present invention can be evaluated by determining the reduction rate of the friction coefficient by the method described in Examples below.
  • the reduction rate of the coefficient of friction obtained by the method described in Examples described later is preferably 45% or more.
  • the grease composition of the present invention is prepared by mixing a base oil (A), a grease (base grease) containing a urea-based thickener (B), a polymer compound (C), and optionally an additive (D). It can be manufactured by For example, after mixing the base oil (A) and the additive (D), they are mixed with a grease (base grease) containing a urea-based thickener (B), and then the polymer compound (C) is added. It can be manufactured by mixing with
  • the grease composition of the present invention is excellent in reducing the coefficient of friction.
  • the grease composition of one aspect of the present invention can be suitably used for lubricating sliding parts of various devices, and is particularly suitable for devices having sliding parts made of a metal material and a resin material. It is preferably used for lubrication.
  • the metal material is preferably carbon steel, various steels such as stainless steel, various alloys such as aluminum alloys, and copper. Note that the metal material may be replaced with a material having high strength (for example, a ceramic material or the like).
  • the resin material may be either natural resin or synthetic resin, but general-purpose synthetic plastics (polyethylene, polystyrene, polypropylene, polyvinyl chloride, etc.) and engineering plastics are preferred. Plastic is more preferred. Examples of engineering plastics include synthetic resins such as polyamide resins, polyacetal resins, polycarbonate resins, polysulfone resins, polyphenylene sulfide resins, polyamideimide resins, polyether ether ketone resins, phenol resins, polyester resins, and epoxy resins. Moreover, as the resin material, a fiber-reinforced resin material is preferable. Examples of fiber-reinforced resin materials include glass fiber-reinforced resin materials.
  • Apparatus fields in which the grease composition of the present invention can be preferably used include the fields of automobiles, office equipment, machine tools, wind turbines, construction, agricultural machinery, and industrial robots.
  • Examples of lubricating parts in devices in the field of automobiles in which the grease composition of the present invention can be suitably used include radiator fan motors, fan couplings, alternators, idler pulleys, hub units, water pumps, and power windows.
  • wipers electric power steering, drive electric motor flywheels, ball joints, wheel bearings, splines, constant velocity joints, etc.; door locks, door hinges, clutch boosters, etc. part, sliding part; and the like.
  • hub units, electric power steering, drive electric motor flywheels, ball joints, wheel bearings, splines, constant velocity joints, clutch boosters, servo motors, blade bearings, generator bearings, etc. be done.
  • Examples of lubricating parts in devices in the field of office equipment to which the grease composition of the present invention can be preferably applied include fixing rolls in devices such as printers, bearings and gears in devices such as polygon motors, and the like. mentioned.
  • Examples of lubricating parts in devices in the field of machine tools to which the grease composition of the present invention can be preferably applied include bearing parts in reduction gears of spindles, servomotors, working robots and the like.
  • Lubricating parts in devices in the field of wind turbines, in which the grease composition of the present invention can be suitably used include, for example, bearing parts such as blade bearings and generators.
  • Examples of lubricating parts in equipment in the field of construction or agricultural machinery to which the grease composition of the present invention can be suitably applied include bearing parts such as ball joints and spline parts, gear parts and sliding parts. mentioned.
  • One aspect of a device to which the grease composition of the present invention can be applied is preferably a speed reducer (worm gear) for electric power steering, in which the sliding mechanism has a metal worm and a resin worm wheel. .
  • the coefficient of friction is excellent under low-speed and low-load conditions, so even during high-speed running when the EPS is not assisted, the friction characteristics are excellent.
  • a sliding mechanism lubrication method applicable to the grease composition of the present invention is a method of lubricating a sliding mechanism in which a metal material and a resin material slide with the grease composition of the present invention described above.
  • the method for lubricating a sliding mechanism that can be applied to the grease composition of the present invention, it is possible to appropriately maintain the dynamic friction force in the lubricating portion.
  • the effect is reduced friction coefficient under low speed and low load conditions when the sliding mechanism is a reducer (worm gear) of an electric power steering having a metal worm and a resin worm wheel. Therefore, the friction characteristics can be excellent even during high-speed running where the EPS is controlled so as not to assist.
  • the particles containing the urea-based thickener (B) in the grease composition satisfy the following requirement (I), Requirement (I):
  • the arithmetic mean particle size on an area basis when the particles are measured by a laser diffraction/scattering method is 2.0 ⁇ m or less.
  • the number average molecular weight (Mn) of the polymer compound (C) is 30,000 or more
  • Example 1 (1) Synthesis of Urea Grease To 89.26 parts by mass of the base oil (A1) heated to 70° C. was added 10.74 parts by mass of diphenylmethane-4,4'-diisocyanate (MDI) to prepare a solution ⁇ . In addition, 3.40 parts by mass of cyclohexylamine and 13.88 parts by mass of octadecylamine (stearylamine) were added to 82.72 parts by mass of the base oil (A1) heated to 70°C, which was separately prepared, to form a solution ⁇ . was prepared. Then, using the grease manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 1, the same amount of the solution ⁇ heated to 70° C.
  • MDI diphenylmethane-4,4'-diisocyanate
  • the solution introduction pipe 4A is supplied from the solution introduction pipe 4A, and the solution ⁇ heated to 70° C. is supplied from the solution introduction pipe 4B.
  • the solution ⁇ and the solution ⁇ were continuously introduced into the container main body 2 while the rotor 3 was being rotated. Thereafter, this mixture was heated to 160° C. with the stirring device shown in FIG. 3, stirred for 1 hour, and homogenized by roll mill treatment to synthesize urea grease (b1).
  • the rotation speed of the rotor 3 of the grease manufacturing apparatus 1 used was set to 8,000 rpm. Further, the maximum shear rate (Max) at this time is 10,500 s -1 , and the ratio [Max/Min] between the maximum shear rate (Max) and the minimum shear rate (Min) is 3.5, and the stirring is performed. rice field.
  • R 1 and R 2 in the general formula (b1) are cyclohexyl groups or octadecyl groups (stearyl groups), and R 3 is It corresponds to a compound that is a diphenylmethylene group.
  • the molar ratio of cyclohexylamine and octadecylamine (cyclohexylamine/octadecylamine) used as raw materials is 40/60.
  • Example 2 A grease composition of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1, except that in the synthesis of (1) urea grease of Example 1, the content of each component was changed as follows. - 87.29 parts by mass of base oil (A1) heated to 70°C - 12.71 parts by mass of diphenylmethane-4,4'-diisocyanate (MDI) - 86 parts by mass of separately prepared base oil (A1) heated to 70°C.
  • base oil A1 heated to 70°C
  • MDI diphenylmethane-4,4'-diisocyanate
  • the urea-based thickener (B2) contained in the obtained urea grease is are a cyclohexyl group or an octadecyl group (stearyl group) , and R 3 is a diphenylmethylene group.
  • the molar ratio (cyclohexylamine/octadecylamine) of cyclohexylamine and octadecylamine used as starting materials is 80/20.
  • Example 4 In the synthesis of (1) urea grease of Example 1, octylamine was used instead of cyclohexylamine, and the content of each component was changed as follows. was obtained. 89.91 parts by mass of base oil (A1) heated to 70° C. 10.09 parts by mass of diphenylmethane-4,4'-diisocyanate (MDI) Separately prepared base oil (A1) heated to 70° C. 83.
  • base oil (A1) heated to 70° C. 83 1.
  • the urea-based thickener (B3) contained in the obtained urea grease is are an octyl group or an octadecyl group (stearyl group) , and R 3 is a diphenylmethylene group.
  • the molar ratio of octylamine and octadecylamine (octylamine/octadecylamine) used as raw materials is 50/50.
  • the solution ⁇ heated to 70° C. was introduced into the container main body containing the solution ⁇ from the solution introduction tube.
  • the stirring blade was rotated, the temperature was raised to 160°C while stirring was continued, and the urea grease (b2) was synthesized by holding for 1 hour to synthesize the grease of Comparative Example 3. composition.
  • the maximum shear rate (Max) at this time was about 100 s -1 and the minimum shear rate was 1.23 s -1 .
  • the ratio (Max/Min) of the maximum shear rate (Max) to the minimum shear rate (Min) was about 81.
  • R 1 and R 2 in the general formula (b1) are a cyclohexyl group or an octadecyl group (stearyl group), and R 3 is a diphenylmethylene group. corresponds to a compound that is The molar ratio of cyclohexylamine and octadecylamine (cyclohexylamine/octadecylamine) used as raw materials is 40/60.
  • Comparative Example 4 In Comparative Example 3, the polymer compound (C1) was further added and mixed to obtain a grease composition of Comparative Example 4.
  • the sample to be measured was degassed under vacuum and then filled in a 1 mL syringe, 0.10 to 0.15 mL of the sample was extruded from the syringe, and the extruded sample was placed on the surface of the plate-shaped cell of the paste cell fixing jig. .
  • another plate-shaped cell was stacked on the sample to obtain a measurement cell in which the sample was sandwiched between two cells.
  • a laser diffraction particle size analyzer manufactured by Horiba, Ltd., product name: LA-920
  • the "arithmetic mean particle size on the basis of area” means the value obtained by arithmetically averaging the particle size distribution on the basis of area.
  • the area-based particle size distribution indicates the frequency distribution of the particle size of the entire particle to be measured, based on the area calculated from the particle size (specifically, the cross-sectional area of the particle having the particle size). It is a thing.
  • the value obtained by arithmetically averaging the particle size distribution on the basis of area can be calculated by the following formula (1).
  • J means the division number of the particle size.
  • q(J) means a frequency distribution value (unit: %).
  • X(J) is the representative diameter (unit: ⁇ m) of the J-th particle diameter range.
  • a sliding test was conducted under the following test conditions according to JIS K7218-A method to measure the friction coefficient of the sliding portion between the metal material and the resin material. (When the test is performed under conditions of high speed and high load according to this test method, for example, it can be performed at a sliding speed of 1.0 m / s and a load of 350 N.
  • Comparative Example 4 Comparative Example 3 containing the thickener (B′) without containing the polymer compound (C) was used as a reference value.
  • -Test conditions- ⁇ Test device: Thrust type sliding tester (device name: EFM-III-F-ADX-S, manufactured by A&D Co., Ltd.)
  • ⁇ Metal test piece Roller shape, diameter 10 mm, material S45C ⁇
  • Resin test piece ring shape, outer diameter 25.6 mm, inner diameter 20 mm, material is polyamide 66 mixed with 15% by mass of glass fiber
  • Sliding speed 0.2 m / s ⁇ Load: 50N
  • ⁇ Test time 5 minutes
  • ⁇ Test temperature Room temperature (25°C)
  • B The ratio of the friction coefficient that has decreased from the standard friction coefficient (ratio

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Abstract

基油(A)、ウレア系増ちょう剤(B)、及び高分子化合物(C)を含有するグリース組成物であって、前記グリース組成物中の前記ウレア系増ちょう剤(B)を含む粒子が下記要件(I)を満たし、前記高分子化合物(C)の数平均分子量(Mn)が、30,000以上であり、前記高分子化合物(C)の分子量分布(Mw/Mn)が、2.20以下であり、低速かつ低荷重の条件下における摩擦係数の低減に優れる、グリース組成物の提供。・要件(I):前記粒子をレーザー回折・散乱法により測定した際の面積基準での算術平均粒子径が2.0μm以下である。

Description

グリース組成物
 本発明は、グリース組成物に関する。
 グリース組成物は、潤滑油に比べて封止が容易であり、適用される機械の小型化及び軽量化が可能である。そのため、自動車、電気機器、産業機械、及び工業機械等の種々の摺動部分の潤滑のために従来から広く用いられている。
 近年、軽量化や静粛性等の観点から、摺動部分の部材として樹脂材の使用が検討されている。
 例えば、自動車の電動パワーステアリング(Electric Power Steering、EPS)のウォームギアにおいて、ウォームの材質は、強度の観点から金属が一般的である。一方、ウォームホイールの材質は、自動車部品の軽量化、ウォームとの接触による歯打ち音や振動音等の不快な音の発生の防止(静粛性)、ウォームとの焼き付き防止等の観点から、樹脂が多く用いられている。そして、使用される樹脂としては、例えば、ポリアミド系樹脂などが知られている。
 EPSは、自動車が低速走行の場合にハンドルの旋回の操舵力をアシストする機構である。一方、自動車が高速走行の場合、旋回しようとする自動車には遠心力がはたらいてハンドルの微小な操舵で自動車を旋回させることができるため、高速走行時はEPSによるアシストが掛らないように制御されている。
 このように、アシストが掛らない場合のウォームギアの作動は、アシストが掛る場合に比べて低速かつ低荷重となる。したがって、低速かつ低荷重の条件下でも、ウォーム等の金属材とウォームホイール等の樹脂材とで構成された摺動部分の潤滑に適合し得るグリース組成物が求められている。
 例えば、特許文献1には、EPS非アシスト時における操舵トルクの低減を課題とするグリース組成物が開示されている。
国際公開第2016/104812号
 ウォームギアは、樹脂材の寿命向上も望まれている。そのためには、金属材と樹脂材との摺動では、樹脂材に長期間荷重がかかることにより、樹脂材の歪みが増大する現象(クリープ)を抑制する必要がある。特に、高温環境下ほど、樹脂材は変形しやすくなる。
 そこで、クリープを抑制し、樹脂材の寿命を向上させるためには、摩擦熱の抑制、即ち、摩擦係数の低減が重要である。
 また、近年、樹脂材の寿命を向上させるために、ウォームホイールの材質として、ガラス繊維(glass fiber)を混合し、強度を向上させた樹脂が使用されるようになってきた。
 ガラス繊維を含有する強化樹脂は、樹脂の表面等でガラス繊維が垂直配向する傾向にあるため、ガラス繊維がウォームの接触金属面を引っかき、摩擦係数が増大してしまう。したがって、金属材と、従来と異なる性能を有する樹脂材とで構成された摺動部分の潤滑にも適合できるグリース組成物が求められている。
 しかしながら、特許文献1のグリース組成物は、ガラス繊維を含有する強化樹脂材等、従来と異なる樹脂材と金属材との潤滑性能について何ら検討されておらず、樹脂材料の変遷に伴い、摩擦特性が不十分となる場合があった。
 そこで、本発明は、低速かつ低荷重の条件下における摩擦係数の低減に優れる、グリース組成物を提供することを目的とする。
 本発明者らは、基油及びウレア系増ちょう剤を含有するグリース組成物において、当該グリース組成物中のウレア系増ちょう剤を含む粒子の粒子径に着目した。そして、当該粒子をレーザー回折・散乱法により測定した際の面積基準での算術平均粒子径を所定の範囲に調整すると共に、特定の高分子化合物を含有するグリース組成物が、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成させた。
 即ち、本発明は、下記[1]を提供する。
 [1] 基油(A)、ウレア系増ちょう剤(B)、及び高分子化合物(C)を含有するグリース組成物であって、
 前記グリース組成物中の前記ウレア系増ちょう剤(B)を含む粒子が下記要件(I)を満たし、
・要件(I):前記粒子をレーザー回折・散乱法により測定した際の面積基準での算術平均粒子径が2.0μm以下である。
 前記高分子化合物(C)の数平均分子量(Mn)が、30,000以上であり、
 前記高分子化合物(C)の分子量分布(Mw/Mn)が、2.20以下である、グリース組成物。
 本発明によれば、低速かつ低荷重の条件下における摩擦係数の低減に優れる、グリース組成物を提供することが可能になる。
本発明の一態様で使用される、グリース製造装置の断面の模式図である。 図1のグリース製造装置の容器本体側の第一凹凸部における、回転軸に直交する方向の断面の模式図である。 比較例3で使用した、グリース製造装置の断面の模式図である。
 本明細書において、好ましい数値範囲(例えば、含有量等の範囲)について、段階的に記載された下限値及び上限値は、それぞれ独立して組み合わせることができる。例えば、「好ましくは10~90、より好ましくは30~60」という記載から、「好ましい下限値(10)」と「より好ましい上限値(60)」とを組み合わせて、「10~60」とすることができる。
 また、本明細書において、実施例の数値は、上限値又は下限値として用いられ得る数値である。
 本明細書において、各成分の質量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法で測定される標準ポリスチレン換算の値であり、具体的には実施例に記載の方法により測定された値を意味する。
 本明細書において、例えば、「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」及び「メタクリレート」の双方を示す語として用いており、他の類似用語や同様の標記についても、同じである。
[グリース組成物]
 本発明のグリース組成物は、基油(A)、ウレア系増ちょう剤(B)、及び高分子化合物(C)を含有するグリース組成物であって、前記グリース組成物中の前記ウレア系増ちょう剤(B)を含む粒子が下記要件(I)を満たし、前記高分子化合物(C)の数平均分子量(Mn)が、30,000以上であり、前記高分子化合物(C)の分子量分布(Mw/Mn)が、2.20以下である、グリース組成物である。
・要件(I):前記粒子をレーザー回折・散乱法により測定した際の面積基準での算術平均粒子径が2.0μm以下である。
 以降の説明では、「基油(A)」、「ウレア系増ちょう剤(B)」、及び「高分子化合物(C)」を、それぞれ「成分(A)」、「成分(B)」、及び「成分(C)」ともいう。
 本発明の一態様のグリース組成物において、成分(A)、成分(B)、及び成分(C)の合計含有量は、当該グリース組成物の全量(100質量%)基準で、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上、より更に好ましくは90質量%以上である。また、通常100質量%以下、好ましくは100質量%未満、より好ましくは99質量%以下、更に好ましくは98質量%以下である。
 なお、本発明の一態様のグリース組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、成分(A)、(B)、及び(C)以外の他の成分を含んでいてもよい。
 上記課題を解決すべく、本発明者らが鋭意検討した結果、グリース組成物中の高分子化合物(C)の数平均分子量(Mn)が、30,000以上であり、更に、高分子化合物(C)の分子量分布(Mw/Mn)が、2.20以下である場合、摩擦係数の低減に優れるグリース組成物が得られることを見出した。
 具体的には、本発明者らは、以下のことを見出した。
 高分子化合物は、重合の程度により、低分子量のものから高分子量のものまで、様々な分子量のものが混在している。そして、高分子化合物の分子量分布(Mw/Mn)が小さい数値であるほど、特定の分子量の分子の存在比率が高く、それ以外の分子量の化合物の存在比率が低くなる。即ち、高分子化合物の分子量分布(Mw/Mn)が小さい数値であるほど、特定の分子量に揃い、分子の大きさを均一に近づけることができる。
 本発明者らは、グリース組成物中の高分子化合物の数平均分子量(Mn)が30,000以上であり、更に、高分子化合物の分子量分布(Mw/Mn)が2.20以下である場合、グリース組成物中で、分子量の大きい高分子化合物がかさ高く重なり合い(換言すれば、分子量の大きい高分子化合物が空隙を多く含む粗な状態で重なり合い)、高分子化合物が弾性力を生じさせると推察した。また、グリース組成物中、この高分子化合物の弾性力が摩擦の境界面を押し上げることにより、基油の油膜厚さを向上させると推察した。そして、発明者らは、この結果として、摩擦係数が低減できると知見するに至った。
 一方、高分子化合物の分子量分布(Mw/Mn)が2.20を超える場合、低分子量のものから高分子量のものまで、様々な分子量のものが混在する。したがって、大きい粒子のすき間に、小さい粒子が入り込みやすくなるため、高分子化合物が密な状態で重なり合って、基油の油膜厚さが不十分となり、摩擦特性も十分ではないと推察される。
 また、高分子化合物の分子量分布(Mw/Mn)が2.20以下であっても、高分子化合物の数平均分子量(Mn)が30,000未満の場合、小さい粒子が重なり合うため、基油の油膜厚さが不十分となり、摩擦特性も十分ではないと推察される。
<要件(I)>
 本発明のグリース組成物は、前記グリース組成物中の前記ウレア系増ちょう剤(B)を含む粒子が、下記要件(I)を満たす。
・要件(I):前記粒子をレーザー回折・散乱法により測定した際の面積基準での算術平均粒子径が2.0μm以下である。
 上記要件(I)を満たすことで、摩擦係数の低減に優れるグリース組成物となる。
 上記要件(I)は、グリース組成物中のウレア系増ちょう剤(B)の凝集の状態を示したパラメータともいえる。
 ここで、レーザー回折・散乱法により測定する対象となる「ウレア系増ちょう剤(B)を含む粒子」とは、グリース組成物に含まれるウレア系増ちょう剤(B)が凝集してなる粒子を指す。
 なお、グリース組成物中にウレア系増ちょう剤(B)以外の添加剤が含まれる場合、上記要件(I)で規定する粒子径は、当該添加剤を配合せずに同一条件で調製したグリース組成物をレーザー回折・散乱法により測定することで得られる。但し、当該添加剤が室温(25℃)で液状である場合、又は当該添加剤が基油(A)に溶解する場合には、当該添加剤が配合されたグリース組成物を測定対象としても構わない。
 ウレア系増ちょう剤(B)は、通常、イソシアネート化合物と、モノアミンとを反応させることによって得られるが、反応速度が非常に速いため、ウレア系増ちょう剤(B)が凝集し、大きな粒子(ミセル粒子、所謂「ダマ」)が過剰に生じ易い。本発明者らが鋭意検討した結果、上記要件(I)で規定する粒子径が2.0μmを超えると、グリース組成物の混和ちょう度を高めた場合に、グリース組成物の摩擦特性を確保できないことがわかった。つまり、上記要件(I)で規定する粒子径が2.0μmを超えると、特定の高分子化合物(C)を用いても、摩擦特性に優れるグリース組成物とすることは困難であることがわかった。
 これに対し、本発明者らが鋭意検討した結果、上記要件(I)で規定する粒子径を2.0μm以下に微細化することで、特定の高分子化合物(C)との組合せにより、摩擦特性に優れるグリース組成物とできることがわかった。
 この効果は、上記要件(I)で規定する粒子径を2.0μm以下に微細化することで、ウレア系増ちょう剤(B)を含む粒子が、ウォームギア等の潤滑部位(摩擦面)に入り込みやすくなると共に、当該潤滑部位からも除去されにくくなることにより、当該潤滑部位におけるグリース組成物の保持力が向上することで奏されるものと推察される。また、上記要件(I)で規定する粒子径を2.0μm以下に微細化することで、当該粒子による基油(A)の保持力が向上する。そのため、ウォームギア等の潤滑部位(摩擦面)に基油(A)を良好に行き渡らせると共に、これに随伴して高分子化合物(C)も潤滑部位に良好に行き渡らせる作用が向上し、摩擦特性が向上するものと推察される。
 上記観点から、本発明の一態様のグリース組成物において、上記要件(I)で規定する粒子径は、好ましくは1.5μm以下、より好ましくは1.0μm以下、更に好ましくは0.9μm以下、より更に好ましくは0.8μm以下、更になお好ましくは0.7μm以下、一層好ましくは0.6μm以下、より一層好ましくは0.5μm以下、更に一層好ましくは0.4μm以下である。また、通常0.01μm以上である。
<要件(II)>
 ここで、本発明の一態様のグリース組成物は、更に下記要件(II)を満たすことが好ましい。
・要件(II):前記粒子をレーザー回折・散乱法により測定した際の比表面積が0.5×10cm/cm以上である。
 上記要件(II)で規定する比表面積は、グリース組成物中のウレア系増ちょう剤(B)を含む粒子の微細化の状態と大きな粒子(ダマ)の存在とを示す副次的な指標である。即ち、上記要件(I)を満たし、更に上記要件(II)を満たすことで、グリース組成物中のウレア系増ちょう剤(B)を含む粒子の微細化の状態がより良好であり、大きな粒子(ダマ)の存在もより抑えられていることを表す。したがって、摩擦特性に優れ、高分子化合物(C)による効果が発揮されやすいグリース組成物とすることができる。
 上記観点から、上記要件(II)で規定する比表面積は、好ましくは0.7×10cm/cm以上、より好ましくは0.8×10cm/cm以上、更に好ましくは1.2×10cm/cm以上、より更に好ましくは1.5×10cm/cm以上、更になお好ましくは1.8×10cm/cm以上、一層好ましくは2.0×10cm/cm以上である。なお、比表面積は、通常、1.0×10cm/cm以下である。
 本明細書において、上記要件(I)、更には上記要件(II)で規定する値は、後述する実施例に記載の方法により測定される値である。
 また、上記要件(I)、更には上記要件(II)で規定する値は、主にウレア系増ちょう剤(B)の製造条件により調整可能である。
 以下、上記要件(I)、更には上記要件(II)で規定する値の調整するための具体的な手段に着目しながら、本発明のグリース組成物に含まれる各成分の詳細について説明する。
<基油(A)>
 本発明のグリース組成物に含まれる基油(A)としては、鉱油及び合成油から選ばれる1種以上であればよい。
 鉱油としては、例えば、パラフィン系原油、中間基系原油、又はナフテン系原油を常圧蒸留もしくは減圧蒸留して得られる留出油、これらの留出油を常法に従って精製することによって得られる精製油が挙げられる。
 精製方法としては、例えば、溶剤脱ろう処理、水素化異性化処理、水素化仕上げ処理、白土処理等が挙げられる。
 合成油としては、例えば、炭化水素系油、芳香族系油、エステル系油、エーテル系油、フィッシャー・トロプシュ法等により製造されるワックス(GTLワックス)を異性化することで得られる合成油等が挙げられる。
 炭化水素系油としては、例えば、ノルマルパラフィン、イソパラフィン、ポリブテン、ポリイソブチレン、1-デセンオリゴマー、1-デセンとエチレンコオリゴマー等のポリ-α-オレフィン(PAO)及びこれらの水素化物等が挙げられる。
 芳香族系油としては、例えば、モノアルキルベンゼン、ジアルキルベンゼン等のアルキルベンゼン;モノアルキルナフタレン、ジアルキルナフタレン、ポリアルキルナフタレン等のアルキルナフタレン;等が挙げられる。
 エステル系油としては、ジブチルセバケート、ジ-2-エチルヘキシルセバケート、ジオクチルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジトリデシルグルタレート、メチルアセチルリシノレート等のジエステル系油;トリオクチルトリメリテート、トリデシルトリメリテート、テトラオクチルピロメリテート等の芳香族エステル系油;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ベラルゴネート、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ベラルゴネート等のポリオールエステル系油;多価アルコールと二塩基酸及び一塩基酸の混合脂肪酸とのオリゴエステル等のコンプレックスエステル系油;等が挙げられる。
 エーテル系油としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコールモノエーテル、ポリプロピレングリコールモノエーテル等のポリグリコール;モノアルキルトリフェニルエーテル、アルキルジフェニルエーテル、ジアルキルジフェニルエーテル、ペンタフェニルエーテル、テトラフェニルエーテル、モノアルキルテトラフェニルエーテル、ジアルキルテトラフェニルエーテル等のフェニルエーテル系油;等が挙げられる。
 本実施形態の基油(A)は、40℃動粘度が、好ましくは10mm/s以上、より好ましくは15mm/s以上、更に好ましくは20mm/s以上である。基油(A)の40℃動粘度が10mm/s以上であると、本発明の効果をより発揮させやすい。
 また、本実施形態の基油(A)は、40℃動粘度が、好ましくは150mm/s以下、より好ましくは130mm/s以下、更に好ましくは110mm/s以下、より更に好ましくは100mm/s以下である。基油(A)の40℃動粘度が150mm/s以下であると、本発明の効果をより発揮させやすい。
 これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは10~150mm/s、より好ましくは10~130mm/s、更に好ましくは15~110mm/s、より更に好ましくは20~100mm/sである。
 なお、本発明の一態様で用いる基油(A)は、高粘度の基油と、低粘度の基油とを組み合わせて、動粘度を上記範囲に調製した混合基油を用いてもよい。
 本発明の一態様で用いる基油(A)の粘度指数としては、好ましくは80以上、より好ましくは100以上、更に好ましくは120以上である。
 なお、本明細書において、動粘度及び粘度指数は、JIS K2283:2000に準拠して測定又は算出した値を意味する。
 本発明の一態様のグリース組成物において、基油(A)の含有量は、当該グリース組成物の全量(100質量%)基準で、好ましくは50質量%以上、より好ましくは55質量%以上、更に好ましくは60質量%以上、より更に好ましくは65質量%以上であり、また、好ましくは98.5質量%以下、より好ましくは97質量%以下、更に好ましくは95質量%以下、より更に好ましくは93質量%以下である。
<ウレア系増ちょう剤(B)>
 本発明のグリース組成物に含まれるウレア系増ちょう剤(B)としては、ウレア結合を有する化合物であればよいが、2つのウレア結合を有するジウレア化合物が好ましく、下記一般式(b1)で表されるジウレア化合物がより好ましい。
  R-NHCONH-R-NHCONH-R    (b1)
 なお、本発明の一態様で用いるウレア系増ちょう剤(B)は、1種からなるものであってもよく、2種以上の混合物であってもよい。
 上記一般式(b1)中、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数6~24の1価の炭化水素基を示す。R及びRは、同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。Rは、炭素数6~18の2価の芳香族炭化水素基を示す。
 前記一般式(b1)中のR及びRとして選択し得る1価の炭化水素基の炭素数としては、6~24であるが、好ましくは6~20、より好ましくは6~18である。
 また、R及びRとして選択し得る1価の炭化水素基としては、飽和又は不飽和の1価の鎖式炭化水素基、飽和又は不飽和の1価の脂環式炭化水素基、1価の芳香族炭化水素基が挙げられる。
 ここで、前記一般式(b1)中のR及びRにおける、鎖式炭化水素基の含有率をXモル当量、脂環式炭化水素基の含有率をYモル当量、及び芳香族炭化水素基の含有率をZモル当量とした際、下記要件(a)及び(b)を満たすことが好ましい。
・要件(a):[(X+Y)/(X+Y+Z)]×100の値が90以上(好ましくは95以上、より好ましくは98以上、更に好ましくは100)である。
・要件(b):X/Y比が、0/100(X=0、Y=100)~100/0(X=100、Y=0)(好ましくは10/90~90/10、より好ましくは80/20~20/80、更に好ましくは70/30~40/60)である。
 なお、前記脂環式炭化水素基、前記鎖式炭化水素基、及び前記芳香族炭化水素基は、上記一般式(b1)中のR及びRとして選択される基であることから、X、Y、及びZの値の総和は、上記一般式(b1)で示される化合物1モルに対して、2モル当量である。また、上記要件(a)及び(b)の値は、グリース組成物中に含まれる、上記一般式(b1)で示される化合物群全量に対する平均値を意味する。
 上記要件(a)及び(b)を満たす、上記一般式(b1)で表される化合物を用いることで、低温特性に優れるグリース組成物としやすい。
 なお、X、Y、及びZの値は、原料として使用する各アミンのモル当量から算出することができる。
 1価の飽和鎖式炭化水素基としては、炭素数6~24の直鎖又は分岐鎖のアルキル基が挙げられ、具体的には、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、オクタデセニル基、ノナデシル基、イコシル基等が挙げられる。
 1価の不飽和鎖式炭化水素基としては、炭素数6~24の直鎖又は分岐鎖のアルケニル基が挙げられ、具体的には、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基、ノナデセニル基、イコセニル基、オレイル基、ゲラニル基、ファルネシル基、リノレイル基等が挙げられる。
 なお、1価の飽和鎖式炭化水素基及び1価の不飽和鎖式炭化水素基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。
 1価の飽和脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基等のシクロアルキル基;メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基、エチルシクロヘキシル基、ジエチルシクロヘキシル基、プロピルシクロヘキシル基、イソプロピルシクロヘキシル基、1-メチル-プロピルシクロヘキシル基、ブチルシクロヘキシル基、ペンチルシクロヘキシル基、ペンチル-メチルシクロヘキシル基、ヘキシルシクロヘキシル基等の炭素数1~6のアルキル基で置換されたシクロアルキル基(好ましくは、炭素数1~6のアルキル基で置換されたシクロヘキシル基);等が挙げられる。
 1価の不飽和脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、シクロオクテニル基等のシクロアルケニル基;メチルシクロヘキセニル基、ジメチルシクロヘキセニル基、エチルシクロヘキセニル基、ジエチルシクロヘキセニル基、プロピルシクロヘキセニル基等の炭素数1~6のアルキル基で置換されたシクロアルケニル基(好ましくは、炭素数1~6のアルキル基で置換されたシクロヘキセニル基);等が挙げられる。
 1価の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、ジフェニルメチル基、ジフェニルエチル基、ジフェニルプロピル基、メチルフェニル基、ジメチルフェニル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基等が挙げられる。
 前記一般式(b1)中のRとして選択し得る2価の芳香族炭化水素基の炭素数としては、6~18であるが、好ましくは6~15、より好ましくは6~13である。
 Rとして選択し得る2価の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニレン基、ジフェニルメチレン基、ジフェニルエチレン基、ジフェニルプロピレン基、メチルフェニレン基、ジメチルフェニレン基、エチルフェニレン基等が挙げられる。
 これらの中でも、フェニレン基、ジフェニルメチレン基、ジフェニルエチレン基、又はジフェニルプロピレン基が好ましく、ジフェニルメチレン基がより好ましい。
 本発明の一態様のグリース組成物において、成分(B)の含有量は、当該グリース組成物の全量(100質量%)基準で、好ましくは1.0~15.0質量%、より好ましくは1.5~13.0質量%、更に好ましくは2.0~10.0質量%、より更に好ましくは2.5~8.0質量%、更になお好ましくは4.0質量%~7.0質量%である。
 成分(B)の含有量が1.0質量%以上であれば、得られるグリース組成物の混和ちょう度を適度な範囲に調製し易い。
 一方、成分(B)の含有量が15.0質量%以下であれば、得られるグリース組成物を軟らかく調整できるため、潤滑性を良好なものとしやすく、摩擦特性を向上させやすい。
<ウレア系増ちょう剤(B)の製造方法>
 ウレア系増ちょう剤(B)は、通常、イソシアネート化合物と、モノアミンとを反応させることによって得ることができる。当該反応は、上述の基油(A)にイソシアネート化合物を溶解させて得られる加熱した溶液αに、基油(A)にモノアミンを溶解させた溶液βを添加する方法が好ましい。
 例えば、前記一般式(b1)で表される化合物を合成する場合に、イソシアネート化合物としては、前記一般式(b1)中のRで示される2価の芳香族炭化水素基に対応する基を有するジイソシアネートを用い、モノアミンとしては、R及びRで示される1価の炭化水素基に対応する基を有するアミンを用いて、上記の方法により、所望のウレア系増ちょう剤(B)を合成することができる。
 なお、上記要件(I)、更には上記要件(II)を満たすように、グリース組成物中のウレア系増ちょう剤(B)を微細化する観点から、下記[1]に示すようなグリース製造装置を用いて、成分(A)及び成分(B)を含むグリース組成物を製造することが好ましい。
[1]グリース原料が導入される導入部、及び外部にグリースを吐出させる吐出部を有する容器本体と、
 前記容器本体の内周の軸方向に回転軸を有し、前記容器本体の内部に回転可能に設けられた回転子とを備え、
 前記回転子は、
 (i)前記回転子の表面に沿って、凹凸が交互に設けられ、当該凹凸が前記回転軸に対して傾斜し、
 (ii)前記導入部から前記吐出部方向への送り能力を有する
第一凹凸部を備えている、グリース製造装置。
 以下、上記[1]に記載のグリース製造装置について説明するが、以下の記載の「好ましい」とされる規定は、特に断りが無い限り、上記要件(I)、更には上記要件(II)を満たすように、グリース組成物中のウレア系増ちょう剤(B)を微細化する観点からの態様である。
 図1は、本発明の一態様で使用し得る、上記[1]のグリース製造装置の断面の模式図である。
 図1に示すグリース製造装置1は、グリース原料を内部に導入する容器本体2と、容器本体2の内周の中心軸線上に回転軸12を有し、回転軸12を中心軸として回転する回転子3とを備える。
 回転子3は、回転軸12を中心軸として高速回転し、容器本体2の内部でグリース原料に高いせん断力を与える。これにより、ウレア系増ちょう剤(B)を含むグリースが製造される。
 容器本体2は、図1に示すように、上流側から順に、導入部4、滞留部5、第一内周面6、第二内周面7、及び吐出部8に区画されていることが好ましい。
 容器本体2は、図1に示すように、導入部4から吐出部8に向かうにしたがって、次第に内径が拡径する円錐台状の内周面を有していることが好ましい。
 容器本体2の一端となる導入部4は、容器本体2の外部からグリース原料を導入する複数の溶液導入管4A、4Bを備える。
 滞留部5は、導入部4の下流部に配置され、導入部4から導入されたグリース原料を一時的に滞留させる空間である。この滞留部5にグリース原料が長時間滞留すると、滞留部5の内周面に付着したグリースが、大きなダマを形成してしまうので、なるべく短時間で下流側の第一内周面6に搬送するのが好ましい。更に好ましくは、滞留部5を経ず、直接第一内周面6に搬送することが好ましい。
 第一内周面6は、滞留部5に隣接した下流部に配置され、第二内周面7は、第一内周面6に隣接した下流部に配置される。詳しくは後述するが、第一内周面6に第一凹凸部9を設けること、及び第二内周面7に第二凹凸部10を設けることが、第一内周面6及び第二内周面7をグリース原料又はグリースに高いせん断力を付与する高せん断部として機能させる上で好ましい。
 容器本体2の他端となる吐出部8は、第一内周面6と第二内周面7で撹拌されたグリースを吐出する部分であり、グリースを吐出する吐出口11を備える。吐出口11は、回転軸12に直交する方向又は略直交する方向に形成されている。これにより、グリースが吐出口11から回転軸12に直交する方向又は略直交する方向に吐出される。但し、吐出口11は、必ずしも回転軸12に直交せずともよく、回転軸12と平行方向又は略平行方向に形成されていてもよい。
 回転子3は、容器本体2の円錐台状の内周面の中心軸線を回転軸12として回転可能に設けられ、図1に示すように容器本体2を上流部から下流部に向けてみたときに、反時計回りに回転する。
 回転子3は、容器本体2の円錐台の内径の拡大に応じて拡大する外周面を有し、回転子3の外周面と、容器本体2の円錐台の内周面とは、一定の間隔が維持されている。
 回転子3の外周面には、回転子3の表面に沿って凹凸が交互に設けられた回転子の第一凹凸部13が設けられている。
 回転子の第一凹凸部13は、導入部4から吐出部8方向に、回転子3の回転軸12に対して傾斜し、導入部4から吐出部8方向への送り能力を有する。即ち、回転子の第一凹凸部13は、回転子3が図1に示された方向に回転する時に、溶液を下流側に押し出す方向に傾斜している。
 回転子の第一凹凸部13の凹部13Aと凸部13Bの段差は、回転子3の外周面の凹部13Aの直径を100とした際、好ましくは0.3~30、より好ましくは0.5~15、更に好ましくは2~7である。
 円周方向における回転子の第一凹凸部13の凸部13Bの数は、好ましくは2~1000個、より好ましくは6~500個、更に好ましくは12~200個である。
 回転子3の回転軸12に直交する断面における回転子の第一凹凸部13の凸部13Bの幅と、凹部13Aの幅との比〔凸部の幅/凹部の幅〕は、好ましくは0.01~100、より好ましくは0.1~10、更に好ましくは0.5~2である。
 回転軸12に対する、回転子の第一凹凸部13の傾斜角度は、好ましくは2~85度、より好ましくは3~45度、更に好ましくは5~20度である。
 容器本体2の第一内周面6には、内周面に沿って凹凸が複数形成された第一凹凸部9が備えられていることが好ましい。
 また、容器本体2側の第一凹凸部9の凹凸は、回転子の第一凹凸部13とは逆向きに傾斜していることが好ましい。
 即ち、容器本体2側の第一凹凸部9の複数の凹凸は、回転子3の回転軸12が図1に示される方向に回転する時に、溶液を下流側に押し出す方向に傾斜していることが好ましい。容器本体2の第一内周面6に備えられた複数の凹凸を有する第一凹凸部9によって、撹拌能力と吐出能力が更に増強される。
 容器本体2側の第一凹凸部9の凹凸の深さは、容器内径(直径)を100とした際、好ましくは0.2~30、より好ましくは0.5~15、更に好ましくは1~5である。
 容器本体2側の第一凹凸部9の凹凸の本数は、好ましくは2~1000本、より好ましくは6~500本、更に好ましくは12~200本である。
 容器本体2側の第一凹凸部9の凹凸の凹部の幅と、溝間の凸部の幅との比〔凹部の幅/凸部の幅〕は、好ましくは0.01~100、より好ましくは0.1~10、更に好ましくは0.5~2以下である。
 回転軸12に対する、容器本体2側の第一凹凸部9の凹凸の傾斜角度は、好ましくは2~85度、より好ましくは3~45度、更に好ましくは5~20度である。
 なお、容器本体2の第一内周面6に第一凹凸部9を備えることによって、第一内周面6をグリース原料又はグリースに高いせん断力を付与するせん断部として機能させることができるが、第一凹凸部9は必ずしも設けずともよい。
 回転子の第一凹凸部13の下流部の外周面には、回転子3の表面に沿って、凹凸が交互に設けられた回転子の第二凹凸部14が設けられていることが好ましい。
 回転子の第二凹凸部14は、回転子3の回転軸12に対して傾斜し、導入部4から吐出部8に向けて、溶液を上流側に押し戻す送り抑制能力を有する。
 回転子の第二凹凸部14の段差は、回転子3の外周面の凹部の直径を100として際、好ましくは0.3~30、より好ましくは0.5~15、更に好ましくは2~7である。
 円周方向における回転子の第二凹凸部14の凸部の数は、好ましくは2~1000個、より好ましくは6~500個、更に好ましくは12~200個である。
 回転子3の回転軸に直交する断面における回転子の第二凹凸部14の凸部の幅と、凹部の幅との比〔凸部の幅/凹部の幅〕は、好ましくは0.01~100、より好ましくは0.1~10、更に好ましくは0.5~2である。
 回転軸12に対する、回転子の第二凹凸部14の傾斜角度は、好ましくは2~85度、より好ましくは3~45度、更に好ましくは5~20度である。
 容器本体2の第二内周面7には、容器本体2側の第一凹凸部9における凹凸の下流部に隣接して、複数の凹凸が形成された第二凹凸部10が備えられていることが好ましい。
 凹凸は、容器本体2の内周面に複数形成され、それぞれの凹凸は、回転子の第二凹凸部14の傾斜方向とは逆向きに傾斜していることが好ましい。
 即ち、容器本体2側の第二凹凸部10の複数の凹凸は、回転子3の回転軸12が図1に示される方向に回転する時に、溶液を上流側に押し戻す方向に傾斜していることが好ましい。容器本体2の第二内周面7に備えられた第二凹凸部10の凹凸によって、撹拌能力が更に増強される。また、容器本体の第二内周面7をグリース原料又はグリースに高いせん断力を付与するせん断部として機能させ得る。
 容器本体2側の第二凹凸部10の凹部の深さは、容器本体2の内径(直径)を100とした際、好ましくは0.2~30、より好ましくは0.5~15、更に好ましくは1~5である。
 容器本体2側の第二凹凸部10の凹部の本数は、好ましくは2~1000本、より好ましくは6~500本、更に好ましくは12~200本である。
 回転子3の回転軸12に直交する断面における容器本体2側の第二凹凸部10の凹凸の凸部の幅と、凹部の幅との比〔凸部の幅/凹部の幅〕は、好ましくは0.01~100、より好ましくは0.1~10、更に好ましくは0.5~2以下である。
 回転軸12に対する、容器本体2側の第二凹凸部10の傾斜角度は、好ましくは2~85度、より好ましくは3~45度、更に好ましくは5~20度である。
 容器本体2側の第一凹凸部9の長さと、容器本体2側の第二凹凸部10の長さとの比〔第一凹凸部の長さ/第二凹凸部の長さ〕は、好ましくは2/1~20/1である。
 図2は、グリース製造装置1の容器本体2側の第一凹凸部9における、回転軸12に直交する方向の断面の図である。
 図2に示す、回転子の第一凹凸部13には、第一凹凸部13の凸部13Bの突出方向先端よりも、先端が容器本体2の内周面側に突出したスクレーパー15が複数設けられている。また、図示を省略するが、第二凹凸部14にも、第一凹凸部13と同様、凸部の先端が容器本体2の内周面側に突出したスクレーパーが複数設けられている。
 スクレーパー15は、容器本体2側の第一凹凸部9、及び、容器本体2側の第二凹凸部10の内周面に付着したグリースを掻き取るものである。
 回転子の第一凹凸部13の凸部13Bの突出量に対する、スクレーパー15の先端の突出量は、スクレーパー15の先端の半径(R2)と、凸部13Bの先端の半径(R1)との比〔R2/R1〕が、1.005を超え、2.0未満となることが好ましい。
 スクレーパー15の数は、好ましくは2~500箇所、より好ましくは2~50箇所、更に好ましくは2~10箇所である。
 なお、図2に示すグリース製造装置1では、スクレーパー15を設けているが、スクレーパー15を設けないものであってもよく、間欠的にスクレーパー15を設けたものであってもよい。
 グリース製造装置1により、ウレア系増ちょう剤(B)を含むグリースを製造するには、前述したグリース原料である、溶液αと溶液βとを、容器本体2の導入部4の溶液導入管4A、4Bからそれぞれ導入し、回転子3を高速回転させることにより、ウレア系増ちょう剤(B)を含むグリース基材を製造することができる。
 そして、このようにして得られたグリース基材に、硫黄-リン系極圧剤(C)、及び他の添加剤(D)を配合しても、上記要件(I)、更には上記要件(II)を満たすように、グリース組成物中のウレア系増ちょう剤(B)を微細化することができる。
 回転子3の高速回転条件として、グリース原料に与えるせん断速度としては、好ましくは10-1以上、より好ましくは10-1以上、更に好ましくは10-1以上であり、また、通常10-1以下である。
 また、回転子3の高速回転する際のせん断における、最高せん断速度(Max)と最低せん断速度(Min)の比(Max/Min)は、好ましくは100以下、より好ましくは50以下、更に好ましくは10以下である。
 混合液に対するせん断速度ができるだけ均一であることにより、グリース組成物中のウレア系増ちょう剤(B)やその前駆体を微細化しやすくなり、より均一なグリース構造となる。
 ここで、最高せん断速度(Max)とは、混合液に対して付与される最高のせん断速度であり、最低せん断速度(Min)とは、混合液に対して付与される最低のせん断速度であって、下記のように定義されるものである。
・最高せん断速度(Max)=(回転子の第一凹凸部13の凸部13B先端の線速度)/(回転子の第一凹凸部13の凸部13B先端と容器本体2の第一内周面6の第一凹凸部9の凸部のギャップA1)
・最低せん断速度(Min)=(回転子の第一凹凸部13の凹部13Aの線速度)/(回転子の第一凹凸部13の凹部13Aと容器本体2の第一内周面6の第一凹凸部9の凹部のギャップA2)
 なお、ギャップA1とギャップA2は、図2に示されるとおりである。
 グリース製造装置1がスクレーパー15を備えていることにより、容器本体2の内周面に付着したグリースを掻き取ることができるため、混練中にダマが発生することを防止することができ、ウレア系増ちょう剤(B)を微細化したグリースを連続して短時間で製造することができる。
 また、スクレーパー15が、付着したグリースを掻き取ることにより、滞留グリースが回転子3の回転の抵抗となるのを防止することができるため、回転子3の回転トルクを低減することができ、駆動源の消費電力を低減して、効率的にグリースの連続製造を行うことができる。
 容器本体2の内周面が、導入部4から吐出部8に向かうにしたがって、内径が拡大する円錐台状であるので、遠心力がグリース又はグリース原料を下流方向に排出する効果を持ち、回転子3の回転トルクを低減して、グリースの連続製造を行うことができる。
 回転子3の外周面に、回転子の第一凹凸部13が設けられ、回転子の第一凹凸部13が回転子3の回転軸12に対して傾斜し、導入部4から吐出部8への送り能力を有し、回転子の第二凹凸部14が回転子3の回転軸12に対して傾斜し、導入部4から吐出部8への送り抑制能力を有しているため、溶液に高いせん断力を付与することができ、添加剤を配合後も、上記要件(I)、更には上記要件(II)を満たすように、グリース組成物中のウレア系増ちょう剤(B)を微細化することができる。
 容器本体2の第一内周面6に第一凹凸部9が形成され、回転子の第一凹凸部13とは逆向きに傾斜しているため、回転子の第一凹凸部13の効果に加え、更に、グリース又はグリース原料を下流方向に押し出しながら、十分なグリース原料の撹拌を行うことができ、添加剤を配合後も、上記要件(I)、更には上記要件(II)を満たすように、グリース組成物中のウレア系増ちょう剤(B)を微細化することができる。
 また、容器本体2の第二内周面7に第二凹凸部10が設けられると共に、回転子3の外周面に回転子の第二凹凸部14が設けられることにより、グリース原料が必要以上に容器本体の第一内周面6から流出することを防止できるので、溶液に高いせん断力を与えてグリース原料を高分散化して、添加剤を配合後も、上記要件(I)、更には上記要件(II)を満たすように、ウレア系増ちょう剤(B)を微細化することができる。
<高分子化合物(C)>
 本発明のグリース組成物は、成分(A)及び成分(B)と共に、高分子化合物(C)を含む。また、高分子化合物(C)の数平均分子量(Mn)は、30,000以上であり、高分子化合物(C)の分子量分布(Mw/Mn)は、2.20以下である。
 本発明のグリース組成物が高分子化合物(C)を含み、高分子化合物(C)の数平均分子量(Mn)、及び分子量分布(Mw/Mn)が上記範囲を満たすことにより、グリース組成物中の摩擦係数を低減できる。
 高分子化合物(C)の分子量分布(Mw/Mn)が2.20を超える場合、又は、高分子化合物(C)の数平均分子量(Mn)が30,000未満の場合、十分な摩擦低減効果を得ることができない。
 高分子化合物(C)の質量平均分子量(Mw)としては、摩擦特性の観点から、好ましくは50,000以上、より好ましくは100,000以上である。また、高分子化合物(C)の質量平均分子量(Mw)としては、高分子化合物(C)の入手性の観点から、好ましくは1,000,000以下である。
 これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは50,000~1,000,000、より好ましくは100,000~1,000,000である。
 高分子化合物(C)の数平均分子量(Mn)としては、摩擦特性の観点から、30,000以上であり、好ましくは50,000以上、より好ましくは80,000以上である。また、高分子化合物(C)の数平均分子量(Mn)としては、高分子化合物(C)の入手性の観点から、好ましくは500,000以下である。
 これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは30,000~500,000、より好ましくは50,000~500,000、更に好ましくは80,000~500,000である。
 高分子化合物(C)の分子量分布(Mw/Mn)としては、摩擦特性の観点から、2.20以下であり、好ましくは2.00以下、より好ましくは1.90以下、更に好ましくは1.85以下である。また、高分子化合物(C)の分子量分布(Mw/Mn)としては、高分子化合物(C)の入手性の観点から、好ましくは1.10以上である。
 これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは1.10~2.20、より好ましくは1.10~2.00、更に好ましくは1.10~1.90、より更に好ましくは1.10~1.85である。
 高分子化合物(C)としては、数平均分子量(Mn)が30,000以上、分子量分布(Mw/Mn)が2.20以下の条件を満たすものであれば、特に制限はなく、一般的に使用される高分子化合物を適用することができる。
 高分子化合物(C)としては、例えば、非分散型ポリ(メタ)アクリレート、分散型ポリ(メタ)アクリレート、星形ポリマー、オレフィン系共重合体、分散型オレフィン系共重合体、ポリアルキルスチレン、スチレン系共重合体等の重合体が挙げられる。
 オレフィン系共重合体としては、例えば、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-ブチレン共重合体などが挙げられる。
 スチレン系共重合体としては、例えば、スチレン-ジエン共重合体、スチレン-イソプレン共重合体などが挙げられる。
 これらは、1種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、これらは、ランダム共重合体、ブロック共重合体の何れであってもよい。
 これらの中でも、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-ブチレン共重合体が好ましい。
 高分子化合物(C)が、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-ブチレン共重合体等、エチレンを含む重合体である場合、エチレンの含有量が、エチレンを含有する重合体の全量基準で、好ましくは30質量%~70質量%、より好ましくは40質量%~60質量%である。
 なお、エチレンを含む重合体におけるエチレンの含有量は、後述する実施例に記載の方法により測定することができる。
 高分子化合物(C)の樹脂換算分の含有量としては、摩擦係数を低減する観点から、グリース組成物の全量(100質量%)基準で、好ましくは0.1~10.0質量%、より好ましくは0.1~5.0質量%、更に好ましくは0.1~3.7質量%、より更に好ましくは0.5~2.5質量%、更になお好ましくは1.0~2.3質量%である。
 ウレア系増ちょう剤(B)と高分子化合物(C)との含有比率[(B)/(C)]としては、摩擦特性の観点から、質量比で、0.5~5.0が好ましく、1.0~4.5がより好ましく、2.0~4.0が更に好ましく、2.5~3.8がより更に好ましく、2.8~3.4が更になお好ましい。
<添加剤(D)>
 本発明の一態様のグリース組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、一般的なグリースに配合される、成分(B)、及び成分(C)以外の添加剤(D)を含有していてもよい。
 添加剤(D)としては、例えば、例えば、酸化防止剤、防錆剤、極圧剤、固体潤滑剤、清浄分散剤、腐食防止剤、金属不活性剤等が挙げられる。
 添加剤(D)は、それぞれ、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤等が挙げられる。
 防錆剤としては、例えば、アルケニルコハク酸多価アルコールエステル等のカルボン酸系防錆剤、ステアリン酸亜鉛、チアジアゾール及びその誘導体、ベンゾトリアゾール及びその誘導体等が挙げられる。
 極圧剤としては、例えば、ジアルキルジチオリン酸亜鉛,ジアルキルジチオリン酸モリブデン,無灰系ジチオカーバメートや亜鉛ジチオカーバメート、モリブデンジチオカーバメート等のチオカルバミン酸類;硫化油脂、硫化オレフィン、ポリサルファイド、チオリン酸類、チオテルペン類、ジアルキルチオジピロピオネート類等の硫黄化合物;トリクレジルホスフェート等のリン酸エステル;トリフェニルフォスファイト等の亜リン酸エステル;等が挙げられる。
 固体潤滑剤としては、例えば、ポリイミド、PTFE、黒鉛、金属酸化物、窒化硼素、メラミンシアヌレート(MCA)、および二硫化モリブデン等が挙げられる。
 清浄分散剤としては、例えば、コハク酸イミド、ボロン系コハク酸イミド等の無灰分散剤が挙げられる。
 腐食防止剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系化合物、チアゾール系化合物等が挙げられる。
 金属不活性剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系化合物等が挙げられる。
 本発明の一態様のグリース組成物において、これらの添加剤(D)の含有量は、添加剤の種類に応じて適宜設定されるが、それぞれ独立に、当該グリース組成物の全量(100質量%)基準で、通常0.01~20質量%、好ましくは0.01~15質量%、より好ましくは0.01~10質量%、更に好ましくは0.01~7質量%である。
<グリース組成物の物性>
(混和ちょう度)
 本発明の一態様のグリース組成物の25℃における混和ちょう度としては、摩擦特性を優れたものとする観点から、好ましくは220~430、より好ましくは240~360、更に好ましくは250~350、より更に好ましくは260~330である。
 なお、本明細書において、グリース組成物の混和ちょう度は、JIS K2220:2013(箇条7)に準拠して、25℃にて測定された値を意味する。
(摩擦係数の低減効果)
 本発明の一態様のグリース組成物について、後述する実施例に記載の方法により摩擦係数の減少率を求めることで評価することができる。
 後述する実施例に記載の方法により得られる摩擦係数の減少率としては、45%以上であることが好ましい。
<グリース組成物の製造方法>
 本発明のグリース組成物は、基油(A)、ウレア系増ちょう剤(B)を含むグリース(ベースグリース)、高分子化合物(C)、及び必要に応じて添加剤(D)を混合することにより製造することができる。
 例えば、基油(A)と添加剤(D)とを混合した後、ウレア系増ちょう剤(B)を含むグリース(ベースグリース)と混合し、更にその後、高分子化合物(C)を添加して混合することにより製造することができる。
<グリース組成物の用途>
 本発明のグリース組成物は、摩擦係数の低減に優れる。特に、金属材と樹脂材とで構成された摺動部分の潤滑に用いた際に、低速かつ低荷重の条件下における摩擦係数の低減に優れる。
 そのため、本発明の一態様のグリース組成物は、各種装置の摺動部分の潤滑用途に好適に用いることができるが、特に、金属材と樹脂材とで構成された摺動部分を有する装置の潤滑用途に用いることが好ましい。
 金属材は、炭素鋼、ステンレス鋼等の各種鋼、アルミニウム合金等の各種合金や銅が好ましい。なお、金属材は、強度が高い材料(例えば、セラミック材等)に置き換えてもよい。
 樹脂材としては、天然樹脂でもよく、合成樹脂でもよいが、合成樹脂の汎用プラスチック(ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニール等)及びエンジニアリングプラスチックが好ましく、耐熱性及び機械的強度の観点から、エンジニアプラスチックがより好ましい。
 エンジニアリングプラスチックとしては、例えば、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等の合成樹脂が挙げられる。
 また、樹脂材としては、繊維強化樹脂材が好ましい。
 繊維強化樹脂材としては、例えば、ガラス繊維強化樹脂材が挙げられる。
 本発明のグリース組成物を好適に使用し得る装置の分野としては、自動車分野、事務機器分野、工作機械分野、風車分野、建設用分野、農業機械用分野又は産業ロボット分野等が挙げられる。
 本発明のグリース組成物を好適に使用し得る、自動車用分野の装置内での潤滑部分としては、例えば、ラジエータファンモータ、ファンカップリング、オルターネータ、アイドラプーリ、ハブユニット、ウォーターポンプ、パワーウィンドウ、ワイパ、電動パワーステアリング、駆動用電動モータフライホイール、ボールジョイント、ホイールベアリング、スプライン部、等速ジョイント等の装置内の軸受部分;ドアロック、ドアヒンジ、クラッチブースター等の装置内の軸受部分、ギヤ部分、摺動部分;等が挙げられる。
 より具体的には、ハブユニット、電動パワーステアリング、駆動用電動モータフライホイール、ボールジョイント、ホイールベアリング、スプライン部、等速ジョイント、クラッチブースター、サーボモータ、ブレードベアリング又は発電機の軸受部分等が挙げられる。
 本発明のグリース組成物を好適に使用し得る、事務機器分野の装置内での潤滑部分としては、例えば、プリンタ等の装置内の定着ロール、ポリゴンモーター等の装置内の軸受及びギヤ部分等が挙げられる。
 本発明のグリース組成物を好適に使用し得る、工作機械分野の装置内での潤滑部分としては、例えば、スピンドル、サーボモータ、工作用ロボット等の減速機内の軸受部分等が挙げられる。
 本発明のグリース組成物を好適に使用し得る、風車分野の装置内での潤滑部分としては、例えば、ブレードベアリング及び発電機等の軸受部分等が挙げられる。
 本発明のグリース組成物を好適に使用し得る、建設用又は農業機械用分野の装置内での潤滑部分としては、例えば、ボールジョイント、スプライン部等の軸受部分、ギヤ部分及び摺動部分等が挙げられる。
 本発明のグリース組成物が適用可能な装置の一態様は、前記摺動機構が、金属製のウォーム、及び樹脂製のウォームホイールを有する、電動パワーステアリングの減速機(ウォームギア)であることが好ましい。装置を当該構成とすることにより、低速かつ低荷重の条件下における摩擦係数の低減に優れるので、EPSによるアシストが掛らないように制御されている高速走行時においても、摩擦特性に優れる。
[摺動機構の潤滑方法]
 本発明のグリース組成物に適用可能な摺動機構の潤滑方法は、金属材と樹脂材とが摺動する摺動機構を、上述した本発明のグリース組成物により潤滑する方法である。
 本発明のグリース組成物に適用可能な摺動機構の潤滑方法によれば、潤滑部における動摩擦力を適切に維持することができる。当該効果は、前記摺動機構が、金属製のウォーム、及び樹脂製のウォームホイールを有する、電動パワーステアリングの減速機(ウォームギア)である場合に、低速かつ低荷重の条件下における摩擦係数の低減に優れるので、EPSによるアシストが掛らないように制御されている高速走行時においても、摩擦特性に優れるものとすることができる。
 本発明の一態様によれば、下記[1]~[11]が提供される。
 [1] 基油(A)、ウレア系増ちょう剤(B)、及び高分子化合物(C)を含有するグリース組成物であって、
 前記グリース組成物中の前記ウレア系増ちょう剤(B)を含む粒子が下記要件(I)を満たし、
・要件(I):前記粒子をレーザー回折・散乱法により測定した際の面積基準での算術平均粒子径が2.0μm以下である。
 前記高分子化合物(C)の数平均分子量(Mn)が、30,000以上であり、
 前記高分子化合物(C)の分子量分布(Mw/Mn)が、2.20以下である、グリース組成物。
 [2] 前記グリース組成物中の前記ウレア系増ちょう剤(B)を含む粒子が、さらに下記要件(II)を満たす、前記[1]に記載のグリース組成物。
・要件(II):前記粒子をレーザー回折・散乱法により測定した際の比表面積が、0.5×10cm/cm以上である。
 [3] 前記高分子化合物(C)の樹脂換算分の含有量が、グリース組成物の全量基準で、0.1質量%~10.0質量%である、前記[1]又は[2]に記載のグリース組成物。
 [4] 前記高分子化合物(C)が、エチレン-プロピレン共重合体を含む、前記[1]~[3]のいずれか1つに記載のグリース組成物。
 [5] 前記エチレン-プロピレン共重合体において、エチレンの含有量が、前記エチレン-プロピレン共重合体の全量基準で、40質量%~60質量%である、前記[4]に記載のグリース組成物。
 [6] 前記基油(A)の40℃動粘度が、10mm/s~150mm/sである、前記[1]~[5]のいずれか1つに記載のグリース組成物。
 [7] 前記ウレア系増ちょう剤(B)と前記高分子化合物(C)との含有比率[(B)/(C)]が、質量比で、1.0~4.5である、前記[1]~[6]のいずれか1つに記載のグリース組成物。
 [8] 前記ウレア系増ちょう剤(B)の含有量が、グリース組成物の全量基準で、1.0質量%~15.0質量%である、前記[1]~[7]のいずれか1つに記載のグリース組成物。
 [9] 混和ちょう度が、250~350である、前記[1]~[8]のいずれか1つに記載のグリース組成物。
 [10] 金属材と樹脂材とが摺動する摺動機構の潤滑に用いられる、前記[1]~[9]のいずれか1つに記載のグリース組成物。
 [11] 前記[1]~[10]のいずれか1つに記載のグリース組成物により、金属材と樹脂材とが摺動する摺動機構を潤滑する、潤滑方法。
 本発明について、以下の実施例により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。
[各種物性値]
 各種物性値の測定法は、以下のとおりとした。
(1)基油(A)の40℃動粘度及び粘度指数
 JIS K2283:2000に準拠して測定及び算出した。
(2)高分子化合物(C)の質量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、及び分子量分布(Mw/Mn)
 ゲル浸透クロマトグラフ装置(アジレント社製、装置名「1260型HPLC」)を用いて、下記の測定条件にしたがい、標準ポリスチレン換算にて測定した値を用いた。
-測定条件-
・カラム:「Shodex LF404」を2本、順次連結したもの。
・カラム温度:35℃
・展開溶媒:クロロホルム
・流速:0.3mL/min
(3)高分子化合物(C)のエチレンの含有量
 13C-NMR定量スペクトルを解析して算出した。
(4)グリース組成物の混和ちょう度
 JIS K2220:2013(箇条7)に準拠して、25℃にて測定した。
[原料]
 実施例1~6及び比較例1~4において、グリース組成物を調製するための原料として使用した基油(A)、高分子化合物(C)は、以下のとおりとした。
 なお、表1~表2中の含有量は、樹脂分換算の含有量である。
<基油(A)>
・基油(A1)(ポリ-α-オレフィン(PAO)、40℃動粘度:30mm/s、粘度指数:135)
・基油(A2)(ポリ-α-オレフィン(PAO)、40℃動粘度:63mm/s、粘度指数:140)
<高分子化合物(C)>
・高分子化合物(C1)
 エチレン-プロピレン共重合体、質量平均分子量(Mw):172,000、数平均分子量(Mn):93,500、分子量分布(Mw/Mn):1.84、エチレンの含有量:58.6質量%
・高分子化合物(C2)
 エチレン-プロピレン共重合体、質量平均分子量(Mw):270,000、数平均分子量(Mn):149,000、分子量分布(Mw/Mn):1.81、エチレンの含有量:52.5質量%
・高分子化合物(C3)
 エチレン-プロピレン共重合体、質量平均分子量(Mw):284,000、数平均分子量(Mn):166,000、分子量分布(Mw/Mn):1.71、エチレンの含有量:51.6質量%
・高分子化合物(C4)
 エチレン-ブチレン共重合体、質量平均分子量(Mw):258,000、数平均分子量(Mn):148,000、分子量分布(Mw/Mn):1.74、エチレンの含有量:67.3質量%
・高分子化合物(C’)
 エチレン-プロピレン共重合体、質量平均分子量(Mw):109,000、数平均分子量(Mn):47,800、分子量分布(Mw/Mn):2.28、エチレンの含有量:53.2質量%
(実施例1)
(1)ウレアグリースの合成
 70℃に加熱した基油(A1)89.26質量部に、ジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート(MDI)10.74質量部を加えて、溶液αを調製した。
 また、別に用意した、70℃に加熱した基油(A1)82.72質量部に、シクロヘキシルアミン3.40質量部と、オクタデシルアミン(ステアリルアミン)13.88質量部とを加えて、溶液βを調製した。
 そして、図1に示すグリース製造装置1を用いて、70℃に加熱した溶液αを溶液導入管4Aから、70℃に加熱した溶液βを溶液導入管4Bから、それぞれ等量を同時に容器本体2内へ導入し、回転子3を回転させた状態で溶液αと溶液βとを容器本体2内へ連続的に導入し続けた。その後、この混合物を図3で示した撹拌装置で160℃に昇温し、1時間撹拌後、ロールミル処理して均一化して、ウレアグリース(b1)を合成した。
 なお、使用したグリース製造装置1の回転子3の回転数は8,000rpmとした。また、この際の最高せん断速度(Max)は10,500s-1であり、最高せん断速度(Max)と最低せん断速度(Min)との比〔Max/Min〕は3.5として、撹拌を行った。
 なお、得られたウレアグリースに含まれるウレア系増ちょう剤(B1)は、前記一般式(b1)中のR及びRが、シクロヘキシル基又はオクタデシル基(ステアリル基)であり、Rがジフェニルメチレン基である化合物に相当する。
 また、原料として用いたシクロヘキシルアミンとオクタデシルアミンとのモル比(シクロヘキシルアミン/オクタデシルアミン)は、40/60である。
(2)グリース組成物の調製
 上記(1)で得たウレアグリースを120℃で撹拌しながら、高分子化合物(C1)を加えた。そして、0.5時間撹拌した後、自然放冷で25℃まで冷却し、実施例1のグリース組成物を得た。
 なお、実施例1のグリース組成物中の各成分の含有量は、表1に示すとおりである。
(実施例2)
 実施例1の(1)ウレアグリースの合成において、各成分の含有量を以下のように変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例2のグリース組成物を得た。
・70℃に加熱した基油(A1)87.29質量部
・ジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート(MDI)12.71質量部
・別に用意した、70℃に加熱した基油(A1)86.51質量部
・シクロヘキシルアミン8.03質量部
・オクタデシルアミン(ステアリルアミン)5.46質量部
 なお、得られたウレアグリースに含まれるウレア系増ちょう剤(B2)は、前記一般式(b1)中のR及びRが、シクロヘキシル基又はオクタデシル基(ステアリル基)であり、Rがジフェニルメチレン基である化合物に相当する。
 また、原料として用いたシクロヘキシルアミンとオクタデシルアミンとのモル比(シクロヘキシルアミン/オクタデシルアミン)は、80/20である。
(実施例4)
 実施例1の(1)ウレアグリースの合成において、シクロヘキシルアミンの代わりにオクチルアミンを使用し、各成分の含有量を以下のように変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例4のグリース組成物を得た。
・70℃に加熱した基油(A1)89.91質量部
・ジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート(MDI)10.09質量部
・別に用意した、70℃に加熱した基油(A1)83.87質量部
・オクチルアミン5.24質量部
・オクタデシルアミン(ステアリルアミン)10.90質量部
 なお、得られたウレアグリースに含まれるウレア系増ちょう剤(B3)は、前記一般式(b1)中のR及びRが、オクチル基又はオクタデシル基(ステアリル基)であり、Rがジフェニルメチレン基である化合物に相当する。
 また、原料として用いたオクチルアミンとオクタデシルアミンとのモル比(オクチルアミン/オクタデシルアミン)は、50/50である。
(比較例3)
 70℃に加熱した基油(A1)89.26質量部に、ジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート(MDI)10.74質量部を加えて、溶液αを調製した。
 また、別に用意した、70℃に加熱した基油(A1)82.72質量部に、シクロヘキシルアミン3.40質量部と、オクタデシルアミン(ステアリルアミン)13.88質量部とを加えて、溶液βを調製した。
 そして、図3に示すグリース製造装置1を用いて、70℃に加熱した溶液αを溶液導入管から容器本体内へ導入した。その後、撹拌しながら、70℃に加熱した溶液βを溶液導入管から溶液αの入った容器本体内へ導入した。全ての溶液βを容器本体内へ導入した後、撹拌翼を回転させ、撹拌を継続しながら160℃に昇温し、1時間保持してウレアグリース(b2)を合成し、比較例3のグリース組成物とした。
 なお、この際の最高せん断速度(Max)は約100s-1であり、最低せん断速度は1.23s-1であった。また、最高せん断速度(Max)と最低せん断速度(Min)の比(Max/Min)は約81であった。
 なお、ウレアグリース(b2)に含まれるウレア系増ちょう剤は、前記一般式(b1)中のR及びRが、シクロヘキシル基又はオクタデシル基(ステアリル基)であり、Rがジフェニルメチレン基である化合物に相当する。
 また、原料として用いたシクロヘキシルアミンとオクタデシルアミンとのモル比(シクロヘキシルアミン/オクタデシルアミン)は、40/60である。
(比較例4)
 比較例3において、更に高分子化合物(C1)を加え、混合することにより、比較例4のグリース組成物を得た。
(実施例3、5~6、比較例1~2)
 表1~表2に示す成分、含有量に変更した以外は、上述したグリース組成物と同様にして、各グリース組成物を調製した。
[要件]
 実施例1~6及び比較例1~4において合成したウレアグリースについて、下記の算出を行った。
(1)ウレア系増ちょう剤を含む粒子の粒子径の算出:要件(I)
 グリース組成物中のウレア系増ちょう剤を含む粒子の粒子径を評価した。具体的には、実施例1~6において合成したウレアグリース及び比較例1~4において合成したウレアグリースを測定試料とし、以下の手順によりウレア系増ちょう剤(B)を含む粒子の粒子径を含む粒子の粒子径を求めた。
 まず、測定試料を真空脱泡した後1mLシリンジに充填し、シリンジから0.10~0.15mLの試料を押し出し、ペーストセル用固定治具の板状のセルの表面に押し出した試料を載せた。次に、試料の上に、更に別の板状のセルを重ねて、2枚のセルで試料を挟持した測定用セルを得た。次に、レーザー回折型粒径測定機(株式会社堀場製作所製、商品名:LA-920)を用いて、測定用セルの試料中の粒子の面積基準での算術平均粒子径を測定した。
 ここで、「面積基準での算術平均粒子径」とは、面積基準での粒子径分布を算術平均した値を意味する。面積基準での粒子径分布は、測定対象である粒子全体における粒子径の頻度分布を、当該粒子径から算出される面積(詳細には、当該粒子径を有する粒子の断面積)を基準として示したものである。また、面積基準での粒子径分布を算術平均した値は、下記式(1)により計算することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001

 上記式(1)中、Jは、粒子径の分割番号を意味する。q(J)は、頻度分布値(単位:%)を意味する。X(J)は、J番目の粒子径範囲の代表径(単位:μm)である。
(2)ウレア系増ちょう剤を含む粒子の比表面積の算出:要件(II)
 上記の要件(I)の欄において測定した、グリース組成物中の増ちょう剤を含む粒子の粒子径分布を用い、比表面積を算出した。具体的には、当該粒子径分布を用い、単位体積(1cm)当たりの粒子の表面積(単位:cm)の総計を算出し、これを比表面積(単位:cm/cm)とした。
 次に、上記の実施例1~6、及び比較例1~4により、摩擦係数の低減について評価する。
[摩擦係数の低減効果の評価]
 JIS K7218-A法に準拠し、下記試験条件で摺動試験を行い、金属材と樹脂材との摺動部分の摩擦係数を測定した。(本試験法により高速かつ高荷重の条件で試験を行う場合、例えば、摺動速度:1.0m/s、荷重:350N等で行うことができる。これに対し、本実施例では、低速かつ低荷重の条件での摩擦特性を評価するため、以下に示す試験条件で摺動試験を行った。)
 また、基準値とする比較例の摩擦係数から減少した摩擦係数の割合(摩擦係数の減少率)を算出し、下記評価基準にしたがって、摩擦係数の低減効果を評価した。なお、下記評価基準において、「B」以上が実施可能レベルである。
 なお、実施例1~6、比較例2は、高分子化合物(C)を含まず、ウレア系増ちょう剤(B)を含む比較例1を基準値とした。また、比較例4は、高分子化合物(C)を含まず、増ちょう剤(B’)を含む比較例3を基準値とした。
-試験条件-
・試験装置:スラスト型摺動試験機(装置名:EFM-III-F-ADX-S、株式会社エー・アンド・デイ製)
・金属試験片:ころ形状、直径10mm、材質はS45C
・樹脂試験片:リング形状、外径25.6mm、内径20mm、材質はポリアミド66にガラス繊維を15質量%混合したもの
・摺動速度:0.2m/s
・荷重:50N
・試験時間:5分間
・試験温度:室温(25℃)
-摩擦係数の低減効果の評価基準-
 A:基準値の摩擦係数から減少した摩擦係数の割合(摩擦係数の減少率)が、50%以上
 B:基準値の摩擦係数から減少した摩擦係数の割合(摩擦係数の減少率)が、45%以上50%未満
 C:基準値の摩擦係数から減少した摩擦係数の割合(摩擦係数の減少率)が、45%未満
 評価結果を表1~表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表1~表2に示す結果から、実施例1~6のグリース組成物は、基準値の摩擦係数から減少した摩擦係数の割合(摩擦係数の減少率)が45%以上であり、低速かつ低荷重の試験条件下において、摩擦係数の低減に優れることがわかった。
 一方、分子量分布(Mw/Mn)が2.28である高分子化合物(C’)を含む比較例2や、増ちょう剤(B’)に含まれる粒子が要件(I)を満たさない比較例4のグリース組成物は、基準値の摩擦係数から減少した摩擦係数の割合(摩擦係数の減少率)が45%未満であり、低速かつ低荷重の試験条件下において、摩擦係数が十分に低減しなかった。
 1 グリース製造装置
 2 容器本体
 3 回転子
 4 導入部
  4A、4B 溶液導入管
 5 滞留部
 6 第一凹凸部
 7 第二凹凸部
 8 吐出部
 9 容器本体側の第一凹凸部
10 容器本体側の第二凹凸部
11 吐出口
12 回転軸
13 回転子の第一凹凸部
  13A 凹部
  13B 凸部
14 回転子の第二凹凸部
15 スクレーパー
A1、A2 ギャップ

Claims (11)

  1.  基油(A)、ウレア系増ちょう剤(B)、及び高分子化合物(C)を含有するグリース組成物であって、
     前記グリース組成物中の前記ウレア系増ちょう剤(B)を含む粒子が下記要件(I)を満たし、
    ・要件(I):前記粒子をレーザー回折・散乱法により測定した際の面積基準での算術平均粒子径が2.0μm以下である。
     前記高分子化合物(C)の数平均分子量(Mn)が、30,000以上であり、
     前記高分子化合物(C)の分子量分布(Mw/Mn)が、2.20以下である、グリース組成物。
  2.  前記グリース組成物中の前記ウレア系増ちょう剤(B)を含む粒子が、さらに下記要件(II)を満たす、請求項1に記載のグリース組成物。
    ・要件(II):前記粒子をレーザー回折・散乱法により測定した際の比表面積が、0.5×10cm/cm以上である。
  3.  前記高分子化合物(C)の樹脂換算分の含有量が、グリース組成物の全量基準で、0.1質量%~10.0質量%である、請求項1又は2に記載のグリース組成物。
  4.  前記高分子化合物(C)が、エチレン-プロピレン共重合体を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載のグリース組成物。
  5.  前記エチレン-プロピレン共重合体において、エチレンの含有量が、前記エチレン-プロピレン共重合体の全量基準で、40質量%~60質量%である、請求項4に記載のグリース組成物。
  6.  前記基油(A)の40℃動粘度が、10mm/s~150mm/sである、請求項1~5のいずれか1項に記載のグリース組成物。
  7.  前記ウレア系増ちょう剤(B)と前記高分子化合物(C)との含有比率[(B)/(C)]が、質量比で、1.0~4.5である、請求項1~6のいずれか1項に記載のグリース組成物。
  8.  前記ウレア系増ちょう剤(B)の含有量が、グリース組成物の全量基準で、1.0質量%~15.0質量%である、請求項1~7のいずれか1項に記載のグリース組成物。
  9.  混和ちょう度が、250~350である、請求項1~8のいずれか1項に記載のグリース組成物。
  10.  金属材と樹脂材とが摺動する摺動機構の潤滑に用いられる、請求項1~9のいずれか1項に記載のグリース組成物。
  11.  請求項1~10のいずれか1項に記載のグリース組成物により、金属材と樹脂材とが摺動する摺動機構を潤滑する、潤滑方法。
     
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