説明

グリース組成物

【課題】ゴム部材同士またはゴム部材と樹脂部材との摺動箇所において、低トルク化および長寿命化のための低動摩擦係数を有するグリース組成物を提供すること。
【解決手段】基油、増稠剤及び固体潤滑剤からなり、ゴム部材同士またはゴム部材と樹脂部材の摺動箇所における所定の測定方法による動摩擦係数が、0.01〜0.20であり、好ましくはゴム部材同士またはゴム部材と樹脂部材の摺動箇所における動摩擦係数が、0.05〜0.15であることを特徴とするグリース組成物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、グリース組成物に関し、詳しくは、ゴム部材同士またはゴム部材と樹脂部材との摺動箇所において、エネルギー効率の向上のための低トルク化および摺動部品の長寿命化を実現できるグリース組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から歯車および摺動部に使用される潤滑剤組成物としてグリースが使用されているが、近年の自動車部品、家電製品、OA機器などでは軽量化、低コスト化を目的として歯車(ギアなど)および摺動部に樹脂部材が使用されることが多くなってきている。
【0003】
また、樹脂部材近傍にはシール部材としてゴム部材が使用されているが、かかるゴム部材は、従来の大型のギアユニットでは、樹脂製ギアに直接接触することはなかった。
【0004】
しかし、近年、ギアユニットの軽量化、低コスト化を目的とし小型化が進んだ結果、樹脂部材に直接ゴム部材が接触し、摺動せざるを得なくなり、ゴム部材が、樹脂部材に接触、摺動すると、その摺動部で動摩擦係数が予想以上に高くなって、摺動トルクが増加するばかりか、ゴム部材が摩耗してしまうという新たな問題が発生した。
【0005】
かかる課題はギアユニットの小型化によって新たに生じた問題である。かかる新たな問題を解決するために、摩擦係数を下げようとしてグリース組成物に油性剤を必要以上に配合すると、グリース組成物が柔かくなり、充填部分からにじみ出るという問題が発生する恐れがある。
【0006】
特許文献1−4には、樹脂部材と金属部材あるいは金属部材と金属部材との摺動箇所に用いるグリース組成物が開示されている。
【特許文献1】特許第2962561号公報
【特許文献2】特開昭61−12791号公報
【特許文献3】特開2006−0899575号公報
【特許文献4】特開2004−188607号公報
【特許文献5】特開2006−23291号公報:MCAが10重量%以上配合され高温下で用いられるグリース組成物。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、特許文献1−4記載のグリース組成物は、樹脂部材と金属部材あるいは金属部材と金属部材との摺動箇所に用いるグリース組成物であり、ゴム部材同士またはゴム部材と樹脂部材の摺動箇所におけるエネルギー効率の向上のための低トルク化及び摺動部品の長寿命化についての課題は開示されておらず、ゴム部材同士またはゴム部材と樹脂部材の摺動における低動摩擦係数についての開示もない。
【0008】
そこで、本発明の課題は、ゴム部材同士またはゴム部材と樹脂部材との摺動箇所において、エネルギー効率の向上のための低トルク化および摺動部品の長寿命化を実現できるグリース組成物を提供することにある。
【0009】
また本発明の他の課題は、以下の記載により明らかになる。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【0011】
(請求項1)
基油、増稠剤及び固体潤滑剤からなり、ゴム部材同士またはゴム部材と樹脂部材の摺動箇所における下記測定方法による動摩擦係数が、0.01〜0.20であることを特徴とするグリース組成物。
(動摩擦係数の測定方法)
往復動試験機を用い、NBRシート(下部試験片)上にグリース組成物を塗布量0.05gとなるように塗布し、上から樹脂製POM(ポリアセタール)ボール(上部試験片、直径10mm)を試験荷重0.5kgfで押しつけ、摺動速度4mm/secで往復動させる(摺動距離10mm、試験温度:70℃)。往復摺動させた時の上部試験片と下部試験片の間に発生する摩擦力から摩擦係数を測定した。
【0012】
(請求項2)
ゴム部材同士またはゴム部材と樹脂部材の摺動箇所における動摩擦係数が、0.05〜0.15であることを特徴とする請求項1記載のグリース組成物。
【0013】
(請求項3)
固体潤滑剤として、メラミンシアヌレート(MCA)をグリース全量に対して0.1〜20wt%配合することを特徴とする請求項1又は2記載のグリース組成物。
【0014】
(請求項4)
基油が合成炭化水素油からなり、増稠剤がリチウム石けんからなり、固体潤滑剤がMCAからなることを特徴とする請求項3記載のグリース組成物。
【発明の効果】
【0015】
本発明によると、ゴム部材同士またはゴム部材と樹脂部材との摺動箇所において、エネルギー効率の向上のための低トルク化および摺動部品の長寿命化を実現できるグリース組成物を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【0017】
本発明に用いられるグリース組成物は、基油、増稠剤及び固体潤滑剤からなり、ゴム部材同士またはゴム部材と樹脂部材との摺動箇所に用いられ、低動摩擦係数であることを特徴とする。
【0018】
本発明に用いられる基油としては、合成炭化水素油、エステル系合成油、エーテル系合成油、グリコール系合成油、フッ素油から選ばれる少なくとも1種又は2種以上の合成油を用いることが好ましい。
【0019】
合成炭化水素油としては、例えばポリ−α−オレフィン、エチレン−α−オレフィン共
重合体、ポリブテン、アルキルベンゼン、アルキルナフタレンなどから選ばれる少なくとも1種又は2種以上の混合物を用いることができる。
【0020】
エステル系合成油としては、例えば、ジエステルやポリオールエステル、芳香族エステル等のエステル油などから選ばれる少なくとも1種又は2種以上の混合物を用いることができる。
【0021】
エーテル系合成油としてはアルキルジフェニルエーテル等などから選ばれる少なくとも1種又は2種以上の混合物を用いることができる。
【0022】
グリコール系合成油としてはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどから選ばれる少なくとも1種又は2種以上の混合物を用いることができる。
【0023】
フッ素油としては、下記一般式(1)、(2)、(3)で表されるパーフルオロポリエーテル油から選ばれる少なくとも1種又は2種以上の混合物を用いることができる。
【0024】
RfO[CF(CF)CFO](CFO)Rf ・・・(1)
【0025】
式(1)中、Rfはパーフルオロ低級アルキル基であり、aおよびbは自然数であり、a+b=3〜200で、bは0でもよい。a:b=100:0〜50:50であり、CF(CF)CFO基およびCFO基は主鎖中にランダムに結合されている。
【0026】
RfO(CFCFO)(CFO)Rf ・・・(2)
【0027】
式(2)中、Rfはパーフルオロ低級アルキル基であり、mおよびnは自然数であり、m+n=3〜200、m:n=10〜90:90〜10であり、CFCFO基およびCFO基は主鎖中にランダムに結合されている。
【0028】
F(CFCFCfO)CFCF・・・(3)
【0029】
式(3)中、mは2〜100の整数である。
【0030】
一般式(1)、(2)、(3)において、パーフルオロ低級アルキル基は、例えば、パーフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基等の炭素数1〜5、好ましくは1〜3のパーフルオロ低級アルキル基である。
【0031】
本発明に用いられる基油としては、樹脂、ゴムに対する影響(樹脂、ゴムが劣化しない)を考慮し、合成炭化水素油、フッ素油がより好ましく、樹脂、ゴムに対する影響(樹脂、ゴムが劣化しない)に加え、低コスト化も考慮すると、合成炭化水素油が更に好ましい。特に好ましくは、ポリ−α−オレフィン(PAO)である。
【0032】
本発明に用いられる増稠剤としては、金属石けん、金属複合石けんが挙げられ、金属石けんとしては、Li石けん、Ca石けん、アルミニウム石けんなどが挙げられ、Li石けんでは12−ヒドロキシステアリン酸やステアリン酸を使用したものなどが挙げられる。また、金属複合石けんでは、Li複合石けん、Ca複合石けん、Ba複合石けんなどが挙げられる。
【0033】
本発明に用いられる増稠剤としては、Li石けんが好ましい。
【0034】
本発明のグリース組成物は、固体潤滑剤としてメラミンシアヌレート(MCA)を用いると、ゴム部材と樹脂部材との摺動において、低摩擦係数を有する潤滑グリース組成物を作成する上で好ましい。
【0035】
メラミンシアヌレート(MCA)は、0.1〜20wt%の範囲で配合され、好ましくは、1〜5wt%の範囲で配合され、さらに好ましくは2〜5wt%の範囲で配合される。
【0036】
上記範囲で配合することでゴム部材同士またはゴム部材と樹脂部材の摺動箇所の摩擦係数を低減することができる。摩擦係数の低減は、MCAがゴム部材に吸着することにより行なわれる。
【0037】
配合量が0.1wt%未満では、ゴム部材に対するMCAの吸着が少ないため、摩擦係数を低減することができず、MCAの配合量が20wt%以上ではグリース組成物そのものが硬くなってしまうので、摩擦係数が上昇してしまうという問題がある。
【0038】
固体潤滑剤はMCA単独でもよいが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、二硫化モリブデン、有機モリブデン、グラファイト、窒化ホウ素、窒化シラン等他の固体潤滑剤と併用してもよく、本発明においては、PTFEと併用されることが好ましい。
【0039】
本発明のグリース組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で酸化防止剤、極圧剤、防錆剤、腐食防止剤、粘度指数向上剤、油性剤等を適宜選択して添加することができる。
【0040】
酸化防止剤としては、例えば2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)などのフェノール系や、アルキルジフェニルアミン(アルキル基は炭素数4〜20のもの)、トリフェニルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、フェノチアジン、アルキル化フェニル−α−ナフチルアミン、フェニチアジン、アルキル化フェノチアジンなどのアミン系酸化防止剤などが挙げられ、単独又は2種以上を混合して用いることができる。
【0041】
極圧添加剤としては、例えば、酸性リン酸エステル、亜リン酸エステル、酸性リン酸エステルアミン塩などのリン系化合物、スルフィド類、ジスルフィド類などの硫黄系化合物、塩素化パラフィン、塩素化ジフェニルなどの塩素系化合物、及びジアルキルジチオリン酸亜鉛(ZnDTP)、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン(MoDTP)などの金属有機化合物などが挙げられる。
【0042】
防錆剤としては、例えば、脂肪酸、脂肪酸石けん、アルキルスルホン酸塩、脂肪酸アミン、酸化パラフィン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなどが挙げられる。
【0043】
腐食防止剤としては、例えば、ベンゾトリアゾールやベンゾイミダゾール、チアジアゾールなどが挙げられる。
【0044】
粘度指数向上剤としては、ポリメタクリレート、エチレン-プロピレン共重合体、ポリイソブチレン、ポリアルキルスチレン、スチレン-イソプレン共重合体水素化物などが挙げられる。
【0045】
油性剤としては、例えば、脂肪酸、高級アルコール、多価アルコール、多価アルコールエステル、脂肪族エステル、脂肪族アミン、脂肪酸モノグリセライドなどが挙げられる。
【0046】
本発明のグリース組成物を用いて潤滑するゴム部材のゴムとしては、ニトリルゴム(NBR)、水素添加ニトリルゴム(HNBR)、アクリルゴム(ACM)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、シリコーンゴム(VMQ)、フッ素ゴム(FKM)、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム(CR)、ウレタンゴム(U)、ブタジエンゴム(BR)、ブチルゴム(IIR)、イソプレンゴム(IR)等が挙げられる。
【0047】
本発明のグリース組成物を用いて潤滑する樹脂部材の樹脂としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ABS樹脂(ABS)、ポリアセタール(POM)、ナイロン(PA)、ポリカーボネート〈PC〉、フェノール樹脂(PF)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリイミド(PI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)等が挙げられる。
【0048】
本発明のグリース組成物は、ゴム部材同士またはゴム部材と樹脂部材との摺動箇所において、動摩擦係数が0.01〜0.20となる物性を有し、好ましくは0.05〜0.15となる物性を有するものである。
【0049】
動摩擦係数が本発明の範囲外であると、本発明の課題を解決できない。
【0050】
上記動摩擦係数は、往復動試験機を用い、NBRシート(下部試験片)上にグリース組成物を塗布量0.05gとなるように塗布し、上から樹脂製POMボール(上部試験片、直径10mm)を試験荷重0.5kgfで押しつけ、摺動速度4mm/secで往復動させる(摺動距離10mm、試験温度:70℃)。往復摺動させた時の上部試験片と下部試験片の間に発生する摩擦力から摩擦係数を測定した。
【実施例】
【0051】
以下、本発明を実施例に基づき説明するが、本発明はかかる実施例によって限定されない。
【0052】
実施例1
<配合成分とその配合量>
(1)基油
ポリ−α−オレフィン
(イオネスオリゴマーズ社製「DURASYN 166」) 90重量%(2)増稠剤
Li石けん(勝田化工社製「Li−OHST」) 8重量%(3)固体潤滑剤
MCA(日産化学工業社製「MC−6000」) 1重量%(4)酸化防止剤
フェニルナフチルアミン(チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製
「イルガノックス L06」) 1重量%
【0053】
<グリースの調製>
上記基油及び増稠剤を混合撹拌釜に配合し、加熱攪拌した。溶融温度まで加熱攪拌した
後、冷却を行った。生成したゲル状物質に各種添加剤を加え、攪拌した後、ロールミルに
通し、グリース組成物を調製した。
【0054】
得られたグリース組成物について、混和稠度、動摩擦係数を測定した。その結果を表1に示す。
【0055】
<測定方法>
(稠度)
試験温度:25℃
試験方法:JIS K2220に準拠し、稠度測定を行った。
【0056】
(動摩擦係数)
潤滑グリース組成物の潤滑性は往復動試験機で評価した。ゴムシート上にグリースを塗布し、上から樹脂製のボールを押しつけ往復動させる。往復摺動させた時の樹脂製ボールとゴムシートの間に発生する摩擦カから摩擦係数を測定した。
【0057】
往復動試験機
上部試験片 :POMボール(直径10mm)(樹脂製ボール)
下部試験片 :NBRシート(ゴムシート)
試験荷重 :0.5kgf
グリース塗布量:0.05g
摺動速度 :4mm/sec
試験温度 :70℃
摺動距離 :10mm
【0058】
実施例2−実施例3
実施例1において、基油の配合量と、増稠剤の配合量と、固体潤滑剤であるMCAの配合量を表1のように代えた以外は同様にして評価した結果を表1に示す。
【0059】
実施例4
実施例1において、基油の配合量と、固体潤滑剤であるMCAおよびPTFEの配合量を表1のように代えた以外は同様にして評価した結果を表1に示す。
【0060】
実施例5
実施例1において、基油の配合量と、増稠剤の配合量と、固体潤滑剤であるMCAおよびPTFEの配合量を表1のように代えた以外は同様にして評価した結果を表1に示す。
【0061】
比較例1、比較例4
実施例1において、基油の配合量と、固体潤滑剤であるMCAの配合量を表1のように代えた以外は同様にして評価した結果を表1に示す。
【0062】
比較例2、比較例3
実施例1において、基油の配合量と、固体潤滑剤であるMCAおよびPTFEの配合量を表1のように代えた以外は同様にして評価した結果を表1に示す。
【0063】
【表1】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
基油、増稠剤及び固体潤滑剤からなり、ゴム部材同士またはゴム部材と樹脂部材の摺動箇所における下記測定方法による動摩擦係数が、0.01〜0.20であることを特徴とするグリース組成物。
(動摩擦係数の測定方法)
往復動試験機を用い、NBRシート(下部試験片)上にグリース組成物を塗布量0.05gとなるように塗布し、上から樹脂製ボール(上部試験片、直径10mm)を試験荷重0.5kgfで押しつけ、摺動速度4mm/secで往復動させる(摺動距離10mm、試験温度:70℃)。往復摺動させた時の上部試験片と下部試験片の間に発生する摩擦力から摩擦係数を測定した。
【請求項2】
ゴム部材同士またはゴム部材と樹脂部材の摺動箇所における動摩擦係数が、0.05〜0.15であることを特徴とする請求項1記載のグリース組成物。
【請求項3】
固体潤滑剤として、メラミンシアヌレート(MCA)をグリース全量に対して0.1〜20wt%配合することを特徴とする請求項1又は2記載のグリース組成物。
【請求項4】
基油が合成炭化水素油からなり、増稠剤がリチウム石けんからなり、固体潤滑剤がMCAからなることを特徴とする請求項3記載のグリース組成物。

【公開番号】特開2009−13350(P2009−13350A)
【公開日】平成21年1月22日(2009.1.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−178890(P2007−178890)
【出願日】平成19年7月6日(2007.7.6)
【出願人】(000102670)NOKクリューバー株式会社 (36)
【Fターム(参考)】