(57)【要約】【課題】ジウレア化合物および/またはポリウレア化合物による被膜状の潤滑剤を提供すること。【解決手段】ジフェニルメタン-4,4'-ジイソシアネート等のジイソシアネートと、６〜２０個の炭素原子を有する脂肪族アミン等のモノアミンとから構成されるジウレア化合物等のウレア化合物を含むことを特徴とする、固体被膜状潤滑剤。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジウレア化合物および/またはポリウレア化合物を含むことを特徴とする固体被膜状潤滑剤。
【請求項２】
物理蒸着により成膜されてなる請求項１に記載の固体被膜状潤滑剤。
【請求項３】
物理蒸着が、真空蒸着および/またはスパッタリング蒸着である請求項２に記載の固体被膜状潤滑剤。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の固体被膜状潤滑剤上に、グリース又は潤滑油が膜状に形成されてなる、潤滑剤。
【請求項５】
ジウレア化合物および/またはポリウレア化合物を、蒸着により成膜することを含む、固体被膜状潤滑剤の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジウレア化合物及び／又はポリウレア化合物を含む、潤滑性を有する固体被膜状潤滑剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウレア化合物は、潤滑技術分野において増ちょう剤として使用されてきた（非特許文献１）。
一方、ウレア化合物の被膜はフィルムコンデンサ素子における誘電体膜層に使用できることが知られている（特許文献１）。
しかし、ウレア化合物の被膜を潤滑剤として使用することは知られていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−８３２３号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】(社)日本トライボロジー学会グリース研究会編「潤滑グリースの基礎と応用」Ｐ．９（２００７）養賢堂
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ジウレア化合物及び／又はポリウレア化合物による被膜状の潤滑剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
グリースの増ちょう剤として代表的なウレア化合物としては、ジウレア化合物およびポリウレア化合物が知られている。本発明者らは、ジウレア化合物および/またはポリウレア化合物から形成される固体被膜が、驚くべきことに、良好な潤滑性を示すことを見出し、本発明に至った。すなわち、本発明により、
１．ジウレア化合物および/またはポリウレア化合物を含むことを特徴とする固体被膜状潤滑剤。
２．物理蒸着により成膜されてなる前記１項に記載の固体被膜状潤滑剤。
３．物理蒸着が、真空蒸着および/またはスパッタリング蒸着である前記２項に記載の固体被膜状潤滑剤。
４．前記１〜３のいずれか１項記載の固体被膜状潤滑剤上に、グリース又は潤滑油が膜状に形成されてなる、潤滑剤。
５．ジウレア化合物及び／又はポリウレア化合物を、蒸着により成膜することを含む、固体被膜状潤滑剤の製造方法。
を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、ジウレア化合物および/またはポリウレア化合物による被膜状の潤滑剤を提供することができる。本発明の潤滑剤は、極低温、高温下で潤滑が可能のみならず、油やグリースと異なり周りを汚染することがなく、クリーンな環境下での潤滑を可能にし、かつ部品の寸法を変更せずに組み込むことができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明で用いるウレア化合物は、ジウレア化合物及び／又はポリウレア化合物である。本明細書において、ポリウレア化合物とは、ウレア化合物中にウレア基を３個以上含む化合物をいう。
代表的なジウレア化合物は、式ＯＣＮ−Ｒ1−ＮＣＯ（式中、Ｒ1は、２から３０個の炭素原子を含む炭化水素基である）のジイソシアネートと、式ＮＨ2Ｒ2及びＮＨ2Ｒ3（式中、Ｒ2及びＲ3は、同一でも異なっていてもよく、それぞれ、２から３０個の炭素原子を含む炭化水素基である）のモノアミンとから成り、式：Ｒ2−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ1−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ3（１）で表される。ジイソシアネートの具体例としては、ジフェニルメタン-4,4'-ジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ナフチレン−1,5−ジイソシアネートがあげられる。このうち、ジフェニルメタン-4,4'-ジイソシアネートが好ましい。モノアミンの具体例としては、シクロヘキシルアミン等の脂環式モノアミン；ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、エイコシルアミン等の６〜２０個の炭素原子を含む脂肪族モノアミン；アニリン、ｐ−トルイジン、ナフチルアミン等の芳香族アミンがあげられる。このうち、６〜２０個の炭素原子を含む脂肪族アミンが好ましい。モノアミンは、１種を単独で使用しても、２種以上を併用してもよい。ジウレア化合物としては、ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネートと、６〜２０個の炭素原子を含む脂肪族モノアミンとからなる化合物が好ましい。ジイソシアネートとモノアミンの割合は、それらが完全に反応することによりジウレア化合物が得られるように化学構造の化学量論から求められる。
【０００９】
代表的なポリウレア化合物は、式ＯＣＮ−Ｒ10−ＮＣＯ（式中、Ｒ10は１から３０個の炭素原子を含む炭化水素基である）のジイソシアネートと、式ＮＨ2Ｒ20（式中、Ｒ20は１から３０個の炭素原子を含む炭化水素基である）のモノアミンおよび式Ｈ2ＮＲ30ＮＨ2（式中、Ｒ30は１から３０個の炭素原子を含む炭化水素基を含む）のジアミンとから成る。ジイソシアネートの具体例としては、ジフェニルメタン-4,4'-ジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ナフチレン-1,5-ジイソシアネートがあげられる。このうち、ジフェニルメタン-4,4'-ジイソシアネートが好ましい。モノアミンの具体例としては、シクロヘキシルアミン等の脂環式モノアミン；ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、エイコシルアミン等の６〜２０個の炭素原子を含む脂肪族モノアミン；アニリン、ｐ−トルイジン、ナフチルアミン等の芳香族アミンがあげられる。このうち、６〜２０個の炭素原子を含む脂肪族アミンが好ましい。モノアミンは、１種を単独で使用しても、２種以上を併用してもよい。ジアミンの具体例としては、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、シクロヘキサンジアミンなどがあげられる。ジアミンは、１種を単独で使用しても、２種以上を併用してもよい。ポリウレア化合物としては、ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネートと、６〜２０個の炭素原子を含む脂肪族モノアミン及び６〜２０個の炭素原子を含む脂肪族ジアミンとからなる化合物が好ましい。ジイソシアネートとモノアミンおよびジアミンの割合は、それらが完全に反応することによりポリウレア化合物が得られるように化学構造の化学量論から求める。
【００１０】
本発明の潤滑剤は、ジウレア化合物を含むのが好ましい。ジウレア化合物としては、ジウレア化合物を構成するジイソシアネートがジフェニルメタン-4,4'-ジイソシアネートであるのが好ましい。ジウレア化合物としてはまた、ジウレア化合物を構成するモノアミンが２〜３０個の炭素原子を有する脂肪族アミンである、脂肪族ジウレア化合物であるのが好ましい。特に、本発明の潤滑剤が、ジイソシアネートがジフェニルメタン-4,4'-ジイソシアネートであり、モノアミンが６〜２０個の炭素原子を有する脂肪族アミンであるジウレア化合物を含むのが好ましい。
【００１１】
ウレア化合物は、公知の方法を用い、ジイソシアネートとモノアミン及び必要によりジアミンとを反応させることにより製造することができる。このとき、溶媒は使用してもしなくてもよい。基油中でジイソシアネートとモノアミン及び必要によりジアミンとを反応させて形成したジウレア化合物又はポリウレア化合物を、ヘキサン等の溶媒を使用して抽出したものを使用してもよい。このとき、基油としては鉱油でも合成油でもよい。抽出物中には少量の油や抽出溶媒が残存してしまうが、蒸着の妨げになるので、出来るだけエバポレーター等で除去するのが好ましい。抽出回数は何度でもよい。
これらの、ジウレア化合物とポリウレア化合物は、一種単独を用いてもよいし、併用してもよい。併用する場合、二種以上のジウレア化合物を組み合わせてもよいし、二種以上のポリウレア化合物を組合せてもよいし、一種以上のジウレア化合物と一種以上のポリウレア化合物とを組み合わせてもよい。また、一層の被膜中に、複数種のジウレア化合物および/またはポリウレア化合物を含んでも良いし、一層の被膜中に、一種単独のジウレア化合物および/またはポリウレア化合物を含む膜を複数枚使用しても良いし、前記いずれかの層を複数層重ねてもよい。
本発明の被膜は、ジウレア化合物および/またはポリウレア化合物以外の化合物を含むことができる。そのような化合物としては、例えば、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素、ＰＴＦＥ等の固体潤滑剤があげられる。ジウレア化合物および/またはポリウレア化合物以外の化合物を含む場合、被膜の全質量を基準にして、ジウレア化合物および/またはポリウレア化合物が、少なくとも７５質量％であるのが好ましく、少なくとも９０質量％であるのがより好ましく、１００質量％であるのが最も好ましい。
【００１２】
本発明のウレア被膜は、潤滑箇所に直接形成することができる。また、水、油、及びグリースからなる群から選ばれる少なくとも一種との併用も可能である。被膜を形成できる箇所を構成する材料としては、金属（例えば、鉄、銅、銀、亜鉛、クロム、アルミニウム）、ガラス、セラミックス、ゴム、プラスチック（例えば、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート等のいわゆるエンジニアプラスチック）等があげられる。
ジウレア化合物および/またはポリウレア化合物は、公知の蒸着技術および装置を使用して適用することができる。蒸着温度は、蒸着が行われる圧力にもよるが、ジウレア化合物および/またはポリウレア化合物が分解する温度よりも低い温度であるのが好ましく、３５０℃以下がより好ましく、３００℃以下がさらに好ましい。蒸着は、高圧下でも、大気圧下でも行うことができるが、減圧下で、例えば１０００Ｐａ以下、好ましくは１００Ｐａ以下、より好ましくは１０から１０-5Ｐａで行うのが好ましく、１から５×１０-5Ｐａで行うのがより好ましい。
【００１３】
蒸着のうち、物理蒸着が好ましい。真空蒸着、スパッタリング及びイオンプレーティングによる蒸着のいずれも可能である。
本発明の潤滑剤を構成する被膜の厚さは、全体として（つまり、一層の場合は一層の厚さ、複数層の場合は複数層の合計の厚さ）、少なくともサブミクロンのオーダーがあれば潤滑剤として作用し得る。例えば、０．１μｍ以上であれば良い。上限は特に制限されないが、１０〜５μｍが適当である。
本発明の潤滑剤は、ジウレア化合物および/またはポリウレア化合物の被膜を形成し得る箇所であれば、特に制限なく適用することができる。例えば、滑り軸受、転がり軸受、歯車、ねじ、自動車部品、電気・電子機器があげられる。
【実施例】
【００１４】
実施例１
減圧室と蒸着用タングステン加熱フィラメント（フィラメントを螺旋状に巻いてバスケット形状に成形されたもの）とを備えた真空蒸着試験装置を用意した（明石製作所  ＶＥＤ−１５５４）。加熱蒸着用タングステンフィラメント内に脂肪族ジウレア化合物を入れた。減圧室の圧力を１×１０-2〜５×１０-2Ｐａに低下し、加熱フィラメントに6〜10Aの電流を流して加熱することにより、ジウレア化合物1を気化させ、鋼板上に蒸着させた。
なお、ジウレア化合物1としては、Ｒ1が-Ｃ6Ｈ4ＣＨ2Ｃ6Ｈ4−基であり、Ｒ2及びＲ3がＣ8Ｈ17-基である化合物を用いた。このジウレア化合物は、鉱油中で、４，４’-メチレンジイソシアネートとオクチルアミンとを反応させた後、常温常圧下、ヘキサンで１回洗浄することにより得た。
実施例２
オクチルアミンに代えて、オクチルアミンとオクタデシルアミンを用いたこと以外は実施例1と同様にして、ジウレア化合物2を鋼板上に蒸着させた。なお、ジウレア化合物２は、前記式（１）中、Ｒ1が-Ｃ6Ｈ4ＣＨ2Ｃ6Ｈ4−基であり、Ｒ2がＣ8Ｈ17-基であり、Ｒ3がＣ18Ｈ37-基である化合物である。
実施例３
オクチルアミンに代えて、シクロヘキシルアミンとオクタデシルアミンを用いたこと以外は実施例1と同様にして、ジウレア化合物３を鋼板上に蒸着させた。なお、ジウレア化合物３は、前記式（１）中、Ｒ1が-Ｃ6Ｈ4ＣＨ2Ｃ6Ｈ4−基であり、Ｒ2がＣ6Ｈ11-基であり、Ｒ3がＣ18Ｈ37-基である化合物である。
【００１５】
比較例１
鋼板に被膜を蒸着せず試験に用いた。
比較例２
市販のベンジルウレアを実施例1，2と同様に鋼板に真空蒸着し試験に用いた。
【００１６】
〔鈴木式試験による摩擦係数の測定（潤滑性試験）〕
鈴木式試験機ＥＦＭ−３−ＥＮ−ＡＤＸ（ＡＤ社製）を用い、上記で作成した実施例１，２および比較例１，２に鉱物油（粘度；１００ｍｍ／ｓ2＠４０℃）を塗布し、ポリアセタール製リング（内径２０ｍｍ、外径３２ｍｍ）を荷重３ｋｇｆで１ｒｐｍ、３分間回転させ摩擦係数を測定した。
(1) 試験片の材質
鋼板：SPCC
リング：ポリアセタール
【００１７】
(2) 試験方法
試験条件を下記に示す。摺動方向のトルクをロードセルにより計測し、最後の１０秒間の平均値を摩擦係数とした。結果を表１に併記する。なお、表１に記載の値は、2回の測定の平均値である。
(3) 試験条件
荷重      3kgf
回転数    1rpm
試験時間  3分間
【００１８】
【表１】
2020012071.tif 000002