(57)【要約】【課題】固形潤滑剤の使用が困難であった圧縮・屈曲などの外部応力の働く場所においても使用可能な発泡固形潤滑剤およびその製造方法を提供する。【解決手段】潤滑成分と、分子内にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと、硬化剤と、発泡剤とを含む混合物を発泡・硬化させてなる発泡固形潤滑剤であって、上記潤滑成分は潤滑油および／またはグリースから選ばれた少なくとも１つの潤滑成分であり、上記ウレタンプレポリマーはイソシアネート基含有量が 2 重量％以上 6 重量％未満であり、上記発泡剤が水であり、上記混合物は、混合物全体に対して、上記潤滑成分を 30 〜 70 重量％含み、発泡後の連続気泡率が 50 ％以上である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑成分と、分子内にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと、硬化剤と、発泡剤とを含む混合物を発泡・硬化させてなる発泡固形潤滑剤であって、
前記潤滑成分は潤滑油およびグリースから選ばれた少なくとも１つの潤滑成分であり、
前記ウレタンプレポリマーはイソシアネート基含有量が 2 重量％以上 6 重量％未満であり、
前記発泡剤が水であり、
前記混合物は、混合物全体に対して、前記潤滑成分を 30 〜 70 重量％含み、発泡後の連続気泡率が 50 ％以上であることを特徴とする発泡固形潤滑剤。
【請求項２】
前記ウレタンプレポリマーは、エステル系ウレタンプレポリマー、カプロラクトン系ウレタンプレポリマー、およびエーテル系ウレタンプレポリマーから選ばれた少なくとも１つのウレタンプレポリマーであることを特徴とする請求項１記載の発泡固形潤滑剤。
【請求項３】
前記イソシアネート基と、該イソシアネート基と反応する前記硬化剤の官能基との割合が当量比で（硬化剤の官能基／ＮＣＯ）＝１／（1.1〜2.5）の範囲であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の発泡固形潤滑剤。
【請求項４】
前記水の水酸基と、前記硬化剤の官能基との割合が当量比で（水の水酸基／硬化剤の官能基）＝１／（0.7〜2.0）の範囲であることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の発泡固形潤滑剤。
【請求項５】
前記硬化剤が芳香族ポリアミノ化合物であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項記載の発泡固形潤滑剤。
【請求項６】
前記芳香族ポリアミノ化合物がアミノ基の隣接位に置換基を有する芳香族ポリアミノ化合物であることを特徴とする請求項５記載の発泡固形潤滑剤。
【請求項７】
前記混合物は、摺動部材の周囲、または成形用型内に充填された後に、発泡・硬化されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項記載の発泡固形潤滑剤。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか一項記載の発泡固形潤滑剤の製造方法であって
潤滑成分と、分子内にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと、硬化剤と、発泡剤とを含む成分を混合して混合物を得る混合工程と、
前記混合物の発泡・硬化が完了する前に、前記混合物を摺動部材の周囲、または成形用型内に充填する充填工程と、
前記充填された前記混合物を発泡・硬化させる発泡・硬化工程とを備えることを特徴とする発泡固形潤滑剤の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発泡固形潤滑剤およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や産業用機械では潤滑油またはグリースを回転部や摺動部などの潤滑箇所に供給する必要があるが、潤滑油やグリースを用いる温度などの使用条件によっては潤滑剤が潤滑箇所から飛散し、または垂れ落ちるといった問題点がある。そこで潤滑油やグリースの使用が困難な環境では軸受などに固形潤滑剤を用いることが多い。このような潤滑剤を軸受に封入して固化させ、使用することで軸受寿命を向上できる事例がこれまでに報告されている（特許文献１〜特許文献３参照）。
また、ポリウレタン原料であるポリオールとジイソシアネートとを潤滑成分中で反応させた自己潤滑性のポリウレタンエラストマーが知られている（特許文献４参照）。
このような固形潤滑剤は、軸受に封入して固化させると、潤滑油を徐々に染み出させるものであり、これを用いると潤滑油の補充のためのメンテナンスが不要になり、水分の多い厳しい使用環境や強い慣性力の働く環境などでも軸受寿命の長期化に役立つ場合が多い。
しかしながら、例えば等速ジョイントの駆動部のように圧縮、屈曲などの外部の応力が高い頻度で繰り返し印加されるような部位に対してこのような潤滑剤組成物を使用した場合、変形が困難であるため非常に大きな駆動力を必要とするか、非常に大きな応力が固形潤滑剤に加わった結果、破損や破壊に至ることがあるため使用は困難である。このような場所においても使用可能な固形潤滑剤の開発が求められている。しかし、固形潤滑剤の強度と充填率は通常、相反するものであるので、潤滑剤を高充填率で保持することが困難であり、長寿命化を妨げる可能性がある。
【０００３】
固形潤滑剤に高い柔軟性を付与する手法の１つとして固形成分の発泡化が挙げられる。固形成分を発泡化させることで外部応力に対する見かけの弾性力が改善され、変形を許容する材料となる。これまでにもこのような潤滑剤含有発泡体を軸受や等速ジョイントなどの内外輪結合体に用いた例が報告されている（特許文献５参照）。
特許文献５に開示されている潤滑剤はジョイントの屈曲により変形するブーツに追従して固形潤滑剤が圧縮される。そこで固形潤滑剤より滲み出た液状潤滑剤が必要部位に供給され、良好な潤滑を可能にするものである。ここで報告されている潤滑剤の含有方法はあらかじめ発泡させた樹脂に潤滑油を含浸させるという後含浸型のものである。後含浸型の場合には潤滑油が固形成分に含まれていないため、潤滑油保持力が小さく、高速条件下で使用した場合には潤滑油が一度に抜け出てしまうという問題がある。このような発泡潤滑剤においては短時間での潤滑や密閉空間においては使用可能であるものの、長時間での潤滑や開放空間で使用すると潤滑油の供給不足となり、使用することはできない。
また、油保持性が高くないため、潤滑油の放出と発泡体への吸収を繰り返しながら潤滑剤は絶えず空間内を流動する。このような場合、潤滑剤やそれに含まれる添加剤の化学的性質によってはブーツ材を攻撃、劣化させる可能性があり、潤滑剤またはブーツ材のどちらか一方の材料選択が制限されるという問題がある。また、後含浸に伴う製造工程の工数増加や、製造時間の増加、それらに伴うコストアップは避けられないという問題がある。
【０００４】
一方、ポリオール成分とイソシアネート成分とで生成されるポリウレタン樹脂内に潤滑油を含ませた潤滑性組成物が知られている（特許文献６〜特許文献８参照）。
また、瀝青などによる油展が可能な原料として水酸基末端ポリジエン化合物がこれまでに報告されている（特許文献９参照）。
しかしながら、圧縮・屈曲などの外部応力の働く部位において使用できるようなゴム弾性を有し、潤滑剤の保持性が高く、かつ大きな変形を許容する発泡固形潤滑剤は知られていない。
【特許文献１】特開平６−４１５６９号公報
【特許文献２】特開平６−１７２７７０号公報
【特許文献３】特開２０００−３１９６８１号公報
【特許文献４】特開平１１−２８６６０１号公報
【特許文献５】特開平９−４２２９７号公報
【特許文献６】特開昭６０−１７３０１０号公報
【特許文献７】特開昭６２−２４１９９７号公報
【特許文献８】特開平８−３２５９号公報
【特許文献９】特開昭５８−１８９２４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような問題に対処するためになされたものであり、従来では固形潤滑剤の使用が困難であった圧縮・屈曲などの外部応力の働く場所においても使用可能な発泡固形潤滑剤およびその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
圧縮・屈曲などの外部応力の働く場所においても、潤滑剤の保持性が高く、かつ大きな変形を許容する発泡固形潤滑剤について研究を進めたところ、発泡体内に潤滑剤が保持されるだけでは不十分であり、固形樹脂成分内にも潤滑油等を含有させ、潤滑剤保持力を高める必要があることが分かった。大きな変形を許容することができ、潤滑剤保持力を高めることで、工業的に汎用されているようなグリース潤滑と比較して、必要量を必要箇所に供給することが可能である。本発明はこのような知見に基づきなされたものである。すなわち本発明の発泡固形潤滑剤は、潤滑成分と、分子内にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと、硬化剤と、発泡剤とを含む混合物を発泡・硬化させてなる発泡固形潤滑剤であって、上記潤滑成分は潤滑油およびグリースから選ばれた少なくとも１つの潤滑成分であり、上記ウレタンプレポリマーはイソシアネート基含有量が 2 重量％以上 6 重量％未満であり、上記発泡剤が水であり、上記混合物は、混合物全体に対して、上記潤滑成分を 30 〜 70 重量％含み、発泡後の連続気泡率が 50 ％以上であることを特徴とする。
また、分子内にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーは、エステル系ウレタンプレポリマー、カプロラクトン系ウレタンプレポリマー、およびエーテル系ウレタンプレポリマーから選ばれた少なくとも１つのウレタンプレポリマーであることを特徴とする。
【０００７】
発泡固形潤滑剤において、ウレタンプレポリマーに含まれるイソシアネート基と、該イソシアネート基と反応する上記硬化剤の官能基との割合が当量比で（硬化剤の官能基／ＮＣＯ）＝１／（1.1〜2.5）の範囲であることを特徴とする。
また、発泡剤である水の水酸基と、上記硬化剤の官能基との割合が当量比で（水の水酸基／硬化剤の官能基）＝１／（0.7〜2.0）の範囲であることを特徴とする。
【０００８】
発泡固形潤滑剤において、上記硬化剤が芳香族ポリアミノ化合物であることを特徴とする。特に該芳香族ポリアミノ化合物がアミノ基の隣接位に置換基を有する芳香族ポリアミノ化合物であることを特徴とする。
発泡固形潤滑剤において、上記潤滑成分と、上記ウレタンプレポリマーと、上記硬化剤と、上記発泡剤とを含む混合物は、摺動部材の周囲、または成形用型内に充填された後に、発泡・硬化されてなることを特徴とする。
【０００９】
本発明の発泡固形潤滑剤の製造方法は、潤滑成分と、分子内にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと、硬化剤と、発泡剤とを含む成分を混合して混合物を得る混合工程と、上記混合物の発泡・硬化が完了する前に、上前記混合物を摺動部材の周囲、または成形用型内に充填する充填工程と、上記充填された上記混合物を発泡・硬化させる発泡・硬化工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の発泡固形潤滑剤は、潤滑成分と、分子内にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと、硬化剤と、発泡剤とを含む、発泡固形潤滑剤を生成するための混合物を発泡・硬化させてなるので、潤滑成分が発泡・硬化した固形成分内に保持される。この固形成分を発泡させることで、外部応力に対する自在な変形を可能にし、特に柔軟性を向上させることができる。この潤滑成分は主として固形成分に存在し、例えば圧縮、屈曲、ねじり、膨張などの外的な因子によって潤滑成分を必要部位に徐放することができる。
また、上記発泡固形潤滑剤は摺動部もしくは転動部の周囲、または成形用型内に混合物を充填して、発泡・硬化させてなるので、切削等の後加工が不要であり、潤滑成分保持力に優れる。
以上の結果、本発明の発泡固形潤滑剤を等速ジョイントに用いることで、従来のグリース使用量の低減によるコストダウン、ブーツ材への負荷低減、等速ジョイントの軽量化とコンパクト化を可能にすることができ、工業的に有利な経済的側面だけでなく環境に対する負荷低減、設計の自由度という複数の観点からも社会的重要度の高い技術となる。
【００１１】
また、発泡固形潤滑剤の製造方法は、上記混合工程と、充填工程と、発泡・硬化工程とを備えるので、潤滑剤を保持した発泡・硬化物である発泡固形潤滑剤を直接製造することができ、切削や後含浸などの後加工の必要がない。その結果、生産効率が向上し、安価に製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の発泡固形潤滑剤に用いられる固形成分には耐熱性および柔軟性に優れ、低コスト化が可能となるウレタンプレポリマーを用いるのが好ましい。
本発明の発泡固形潤滑剤は、上記ウレタンプレポリマーが発泡・硬化して多孔質化された固形物であり、かつ潤滑成分を樹脂内部に吸蔵してなる発泡固形潤滑剤である。なお、潤滑成分が発泡・硬化した固形成分内に吸蔵されるとは、後述する潤滑油やグリースなどの液体・半固体状の潤滑成分が発泡・硬化した固形成分中にウレタンプレポリマーや硬化剤と反応することなく、化合物にならないで含まれることをいう。この発泡固形潤滑剤は潤滑剤保持力に優れ、外力による変形を受けても潤滑油染み出し量を必要最小限に抑制し、かつ安価に製造できる。
【００１３】
本発明に使用できるウレタンプレポリマーは、活性水素基を有する化合物とポリイソシアネートとの反応によって得られ、イソシアネート基は、分子鎖末端であっても、あるいは分子鎖内から分岐した側鎖末端に含まれていてもよい。また、ウレタンプレポリマーは分子鎖内にウレタン結合を有していてもよい。
反応するモノマー（＝活性水素基を有する化合物）の種類によって、カプロラクトン系、エステル系、エーテル系などに分類される。エーテル系にはタケネートＬ−１１７０（三井化学ポリウレタン社製）、Ｌ−１１５８（三井化学ポリウレタン社製）、コロネート４０９０（日本ポリウレタン社製）がある。また、エステル系としてはコロネート４０４７（日本ポリウレタン社製）などがあり、カプロラクトン系にはタケネートＬ-１３５０（三井化学ポリウレタン社製）、タケネートＬ-１６８０（三井化学ポリウレタン社製）、サイアナプレン７−ＱＭ（三井化学ポリウレタン社製）、プラクセルＥＰ１１３０（ダイセル化学工業社製）などが挙げられる。
また、末端基をイソシアネート基に変性したオリゴマーやプレポリマー化合物も使用することが出来る。このような化合物としては末端イソシアネート変性ポリエーテルポリオールや水酸基末端ポリブタジエンのイソシアネート変性体が挙げられる。末端イソシアネート変性ポリエーテルポリオールにはコロネート１０５０（日本ポリウレタン社製）などが挙げられる。また、水酸基末端ポリブタジエンのイソシアネート変性体にはpoly-bd MC50（出光興産社製）やpoly-bd HTP9（出光興産社製）が挙げられる。
これらウレタンプレポリマーは目的とする機械的性質などに応じて２種類以上を混合して使用することができる。
【００１４】
本発明は、イソシアネート基含有量が 2 重量％以上 6 重量％未満のウレタンプレポリマーを使用できる。イソシアネート基（ＮＣＯ）の含有量が 2 重量％未満であると発泡性と弾力性の両立が難しくなるし、 6 重量％以上であると硬度が大きくなりすぎて反発弾性が大きくなり外力による変形を受けるときに発熱等を起こしやすくなる。
また、イソシアネート基は、フェノール類、ラクタム類、アルコール類、オキシム類などのブロック剤でイソシアネート基をブロックしたブロックイソシアネート等を使用することができる。
【００１５】
上記ウレタンプレポリマーを硬化させる硬化剤としては、活性水素を有する化合物が好ましく、官能基がアミノ基であるポリアミノ化合物、官能基が水酸基であるポリオール化合物が挙げられる。
ポリアミノ化合物としては、３，３′-ジクロロ-４，４′-ジアミノジフェニルメタン（以下、ＭＯＣＡと記す）、３，３′-ジメチル-４，４′-ジアミノジフェニルメタン、３，３′-ジメトキシ-４，４′-ジアミノジフェニルメタン、４，４′-ジアミノ-３，３′-ジエチル-５，５′-ジメチルジフェニルメタン、トリメチレン-ビス-（４-アミノベンゾアート）、ビス（メチルチオ）-２，４-トルエンジアミン、ビス（メチルチオ）-２，６-トルエンジアミン、メチルチオトルエンジアミン、３，５-ジエチルトルエン-２，４-ジアミン、３，５-ジエチルトルエン-２，６-ジアミンに代表される芳香族ポリアミノ化合物が挙げられる。
【００１６】
上記ポリアミノ化合物の中でも芳香族アミノ化合物が低コストであり、物性が優れているため、好ましく、特にアミノ基の隣接位に置換基を有する芳香族ジアミノ化合物が好ましい。本発明においては、発泡と共に硬化させる工程を経るため、隣接位の置換基によりアミノ基の反応性が抑制されるためと考えられる。
【００１７】
ウレタンプレポリマーをポリアミノ化合物で硬化させるとウレタンおよびウレア結合を分子内に有する発泡固形潤滑剤となる。ウレア結合を生成させることによって分子中のウレタン結合密度を下げることになり、伸びや反発弾性が向上する。また、ウレア結合を生成させることによって剛性を与えることができる。
【００１８】
ポリオール化合物としては、１，４-ブタングリコールやトリメチロールプロパンに代表される低分子ポリオール、ポリエーテルポリオール、ひまし油系ポリオール、ポリエステル系ポリオールが挙げられる。ポリオール化合物の中ではトリメチロールプロパンが好ましい。
【００１９】
ウレタンプレポリマーに含まれるイソシアネート基（−ＮＣＯ）と、該イソシアネート基と反応する硬化剤の官能基との割合は、官能基がアミノ基または水酸基である場合、当量比で（硬化剤の官能基／ＮＣＯ）＝１／（1.1〜2.5）の範囲である。
ウレタンプレポリマーに含まれるイソシアネート基と硬化剤のアミノ基（−ＮＨ2）または水酸基（−ＯＨ）、そして発泡剤である水の水酸基（−ＯＨ）との割合で発泡固形潤滑剤の発泡倍率や柔軟性、弾力性等が定まる。硬化剤のアミノ基（−ＮＨ2）または水酸基（−ＯＨ）とウレタンプレポリマーのイソシアネート基（−ＮＣＯ）とを当量で反応させると、発泡剤である水と反応するイソシアネート基（−ＮＣＯ）が消失してしまうため、（硬化剤の官能基／ＮＣＯ）＝１／（1.1〜2.5）の範囲が好ましい。また、発泡剤である水の水酸基と、硬化剤の官能基との割合が当量比で（水の水酸基／硬化剤の官能基）＝１／（0.7〜2.0）の範囲である。
上記範囲よりも硬化剤の量が少なくなると発泡固形潤滑剤の強度等の物性が著しく低下するばかりでなく、ウレタンエラストマーとして硬化しない場合もある。
【００２０】
本発明に使用できる潤滑成分は、発泡体を形成する固形成分を溶解しないものであれば使用することができる。潤滑成分としては、例えば潤滑油、グリース、ワックスなどを単独でもしくは混合して使用できる。特に好ましいものとして炭化水素系潤滑油、炭化水素系グリース、または炭化水素系潤滑油と炭化水素系グリースとの混合物が挙げられる。
炭化水素系潤滑油としては、パラフィン系やナフテン系の鉱物油、炭化水素系合成油、ＧＴＬ基油等が挙げられる。これらは単独でも混合油としても使用できる。また、エステル系合成油、エーテル系合成油、フッ素油、シリコーン油等も使用することができる。これらは単独でも混合油としても使用できる。
炭化水素系グリースは炭化水素油を基油とするグリースであり、基油としては上述の炭化水素系潤滑油を挙げることができる。増ちょう剤としては、リチウム石けん、リチウムコンプレックス石けん、カルシウム石けん、カルシウムコンプレックス石けん、アルミニウム石けん、アルミニウムコンプレックス石けん等の石けん類、ジウレア化合物、ポリウレア化合物等のウレア系化合物が挙げられるが、特に限定されるものではない。ジウレア化合物はジイソシアネートとモノアミンの反応で、ポリウレア化合物はジイソシアネートとポリアミンの反応で、それぞれ得られる。また、エステル系合成油、エーテル系合成油、ＧＴＬ基油、フッ素油、シリコーン油等を基油としたグリースも使用できる。
【００２１】
上記潤滑成分には、炭化水素系合成ワックス、ポリエチレンワックス、高級脂肪酸エステル系ワックス、高級脂肪酸アミド系ワックス、ケトン・アミン類、水素硬化油などを混合して使用することができる。
【００２２】
本発明の発泡固形潤滑剤を発泡させる手段は、原料にイソシアネート化合物を用いることから、イソシアネート化合物と反応して二酸化炭素ガスを発生させる水を用いることが好ましい。
また、必要に応じて触媒を使用することが好ましく、例えば、３級アミン系触媒や有機金属触媒などが用いられる。３級アミン系触媒としてはモノアミン類、ジアミン類、トリアミン類、環状アミン類、アルコールアミン類、エーテルアミン類、イミダゾール誘導体、酸ブロックアミン触媒などが挙げられる。
また、有機金属触媒としてはスタナオクタエート、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチンジラウレート、ジブチルチンメルカプチド、ジブチルチンチオカルボキシレート、ジブチルチンマレエート、ジオクチルチンジメルカプチド、ジオクチルチンチオカルボキシレート、オクテン酸塩などが挙げられる。また、反応のバランスを整えるなどの目的でこれら複数種類を混合して用いてもよい。
【００２３】
本発明の発泡固形潤滑剤は、上記潤滑成分と、ウレタンプレポリマーと、硬化剤と、発泡剤とを含む混合物を発泡・硬化させて得られる。
上記潤滑成分の配合割合は、混合物全体に対して、 30 重量％〜70 重量％、好ましくは 40 重量％〜60 重量％である。潤滑成分が 30 重量％未満であると、潤滑油などの供給量が少なく発泡固形潤滑剤としての機能を発揮できず、70 重量％より多いときには固化しない場合がある。
【００２４】
本発明において発泡固形潤滑剤の発泡後の連続気泡率が 50 ％以上であり、好ましくは 50 ％以上 90 ％以下である。連続気泡率が 50 ％未満の場合は、樹脂成分（固形成分）の潤滑油が一時的に独立気泡中に取り込まれている割合が多くなり、必要な時に外部へ供給されない場合がある。なお、 90 ％をこえると潤滑剤の保油性の低下および潤滑剤の放出量が多くなることで長期使用に不利となったり、発泡固形潤滑剤自体の強度（耐久性）が低下したりするおそれがでる。
【００２５】
本発明の発泡固形潤滑剤の連続気泡率は以下の手順で算出できる。
（１）発泡硬化した発泡固形潤滑剤を適当な大きさにカットし、試料Ａを得る。試料Ａの重量を測定する。
（２）Ａを 3 時間ソックスレー洗浄（溶剤：石油ベンジン）する。その後 80℃で ２ 時間恒温槽に放置し、有機溶剤を完全に乾燥させ、試料Ｂを得る。試料Ｂの重量を測定する。
（３）連続気泡率を以下の手順で算出する。
連続気泡率＝（１−（試料Ｂの樹脂成分重量−試料Ａの樹脂成分重量）／試料Ａの潤滑成分重量）×１００
なお、試料Ａ、Ｂの樹脂成分重量、潤滑成分重量は、試料Ａ、Ｂの重量に組成の仕込み割合を乗じて算出する。
連続していない独立気泡中に取り込まれた潤滑成分は 3 時間ソックスレー洗浄では外部へ放出されないため試料Ｂの重量を減少させることがないので、上記の操作で試料Ｂの重量減少分は連続気泡からの潤滑成分の放出によるものとして連続気泡率が算出できる。
【００２６】
本発明において発泡固形潤滑剤には必要に応じて顔料や帯電防止剤、難燃剤、防黴剤やフィラーなどの各種添加剤等を添加することができる。
さらに二硫化モリブデン、グラファイト等の固体潤滑剤、有機モリブデン等の摩擦調整剤、アミン、脂肪酸、油脂類等の油性剤、アミン系、フェノール系などの酸化防止剤、石油スルフォネート、ジノニルナフタレンスルフォネート、ソルビタンエステルなどの錆止め剤、イオウ系、イオウ−リン系などの極圧剤、有機亜鉛、リン系などの摩耗防止剤、ベンゾトリアゾール、亜硝酸ソーダなどの金属不活性剤、ポリメタクリレート、ポリスチレンなどの粘度指数向上剤などの各種添加剤を含んでいてもよい。
【００２７】
本発明において潤滑油などの潤滑成分存在下で発泡反応と硬化反応とを同時に行なう反応型含浸法を用いることが、潤滑成分の高充填化と材料物性の高伸化を同時に両立させるためには望ましい。これは発泡体形成段階において発泡体に形成された気泡に潤滑剤が均一に含浸されるとともに、潤滑成分が発泡・硬化した固形成分内に吸蔵されることにより潤滑剤の高充填化と材料物性の高伸化が両立するものと考えられる。
これに対してあらかじめ発泡体を製造しておき、これに潤滑剤を含浸させる後含浸法では潤滑剤保持力が十分でなく、短時間で潤滑剤が放出され長期的に使用すると潤滑剤が供給不足となる。
【００２８】
本発明の発泡固形潤滑剤の製造方法は、潤滑成分と、分子内にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと、硬化剤と、発泡剤とを含む成分を混合して混合物を得る混合工程と、上記混合物の発泡・硬化が完了する前に、上記混合物を摺動部材の周囲、または成形用型内に充填する充填工程と、上記充填された上記混合物を発泡・硬化させる発泡・硬化工程とを備える。
上記混合工程において、ウレタンプレポリマーと、硬化剤と、潤滑成分と、発泡剤とを混合する方法は、特に限定されることなく、例えばヘンシェルミキサー、リボンミキサー、ジューサーミキサー等、一般に用いられる撹拌機を使用して混合することができる。
混合物は硬化剤および発泡剤により速やかに硬化するため、硬化剤および発泡剤を除く他の成分を撹拌機へ投入し、最後に硬化剤および発泡剤を投入することが望ましい。
【００２９】
上記充填工程において、ウレタンプレポリマーと、硬化剤と、潤滑成分と、発泡剤とを含む混合物を混合物の発泡・硬化が完了する前に摺動部材の周囲または、成形用型内に充填する。摺動部材の周囲、または成形用型内に充填された混合物中のイソシアネートと水との化学反応により生成する二酸化炭素を発泡剤とするウレタンプレポリマーの発泡と、また混合物中のウレタンプレポリマーと、硬化剤とによる硬化反応とが同時に進行し、充填空間の形状を有する発泡・硬化物である発泡体が摺動部材の周囲、または成形用金型内で形成される。この潤滑成分が含浸された発泡体が本発明の発泡固形潤滑剤である。
【００３０】
上記製造方法において、市販のシリコーン系整泡剤などの界面活性剤を使用し、各原料分子を均一に分散させておくことが望ましい。また、この整泡剤の種類によって表面張力を制御し、生じる気泡の種類を連続気泡または独立気泡に制御することが可能となる。このような界面活性剤としては陰イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、両性界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤などが挙げられる。
【００３１】
また、上記製造方法において摺動部材を有する機材としては軸受や等速ジョイント、ボールねじやリニアガイド、球面ブッシュ等があり、これらの機材の摺動部材の周囲に、潤滑成分と、ウレタンプレポリマーと、硬化剤と、発泡剤とを含む混合物を充填後に発泡・硬化させて、発泡固形潤滑剤が封入された機材を直接製造することができる。
【００３２】
また、上記製造方法において成形用金型や摺動部材を有する機材（以下、成形用金型等と記す）を用いずに成形することもできる。この場合は発泡・硬化物を裁断や研削等で目的の形状に後加工する必要がある。また、成形用金型等を用いない場合は潤滑成分が発泡・硬化物中に保持されにくいので、潤滑剤量が不足する場合は目的の形状に後加工した後、潤滑剤を後含浸する必要がある。また、硬化した発泡体に潤滑剤を後含浸しても、潤滑剤保持性が成形用金型等を用いる方法に比べて低下することや、発泡体のハンドリング時に潤滑剤が漏出しやすい等の不具合が生じやすい。
以上のことから本発明においては、品質面、作業面、コスト面で混合物を成形用金型等に充填する方法を採用することが好ましい。
【００３３】
本発明において、発泡固形潤滑剤中に含浸された状態で含まれる潤滑成分は、外力による発泡体の変形によっても急激に染み出すことがなく、潤滑成分を効率よく染み出させて用いることができる。その結果、潤滑成分量は必要最小限でよく、しかも長期間にわたって潤滑性能を保つことができる。
【実施例】
【００３４】
実施例および比較例に用いた潤滑成分、ウレタンプレポリマー、硬化剤、発泡剤、触媒を以下に示す。なお、（  ）内は表中での略号を表す。
潤滑成分
潤滑油（潤滑油１）：タービン１００（パラフィン系鉱油、新日本石油社製）
潤滑油（潤滑油２）：クリセフ１５０（ナフテン系鉱油、新日本石油社製）
潤滑油（潤滑油３）：シンフルード８０１（ポリ−α−オレフィン、新日鉄化学社製）  潤滑グリース（グリース）：パイロノックユニバーサルＮ６Ｃ（新日本石油社製）
ウレタンプレポリマー
カプロラクタン系ウレタンプレポリマー１（プレポリマー１）：プラクセルＥＰ１１３０（ＮＣＯ 3.3 ％、ダイセル化学工業社製）
エーテル系ウレタンプレポリマー（プレポリマー２）：コロネート４０９０（ＮＣＯ 4.3 ％、日本ポリウレタン社製）
エステル系ウレタンプレポリマー（プレポリマー３）：コロネート４０４７（ＮＣＯ 4.3 ％、日本ポリウレタン社製）
カプロラクタン系ウレタンプレポリマー（プレポリマー４）：タケネートＬ-１３５０（ＮＣＯ 2.3 ％、三井化学ポリウレタン社製）
エーテル系ウレタンプレポリマー（プレポリマー５）：タケネートＬ-１１７０（ＮＣＯ 2.4 ％、三井化学ポリウレタン社製）
カプロラクタン系ウレタンプレポリマー（プレポリマー６）：タケネートＬ-１６８０（ＮＣＯ 3.2 ％、三井化学ポリウレタン社製）
カプロラクタン系ウレタンプレポリマー（プレポリマー７）：サイアナプレン７−ＱＭ（ＮＣＯ 2.3 ％、三井化学ポリウレタン社製）
エーテル系ウレタンプレポリマー（プレポリマー８）：タケネートＬ-１１５８（ＮＣＯ 4.4 ％、三井化学ポリウレタン社製）
硬化剤
ＭＯＣＡ（ＭＯＣＡ）：イハラキュアミンＭＴ（イハラケミカル社製）
トリメチレン-ビス-（４-アミノベンゾアート）（ＣＵＡ−４）：ＣＵＡ−４（イハラケミカル社製）
ビス（メチルチオ）-２，４-トルエンジアミン、ビス（メチルチオ）-２，６-トルエンジアミンおよびメチルチオトルエンジアミンの混合物（エタキュア３００）：エタキュア３００（アルベマール社製）
トリメチロールプロパン：試薬
発泡剤（発泡剤）  イオン交換水
整泡剤（整泡剤）  ＳＲＸ２９８（東レダウ社製）
触媒（触媒）  ＤＭ７０（東ソー社製）
【００３５】
実施例１〜３、６、７、９、１０、１２〜１７、１９〜２０、比較例１〜３
80 ℃のポリテトラフルオロエチレン製ビーカ（直径 70 mm×高さ 150 mm ）内で、硬化剤、アミン触媒および発泡剤を除く原料を表１〜表３に示す配合割合でよく混合した。次に、120 ℃で溶解したＭＯＣＡをビーカ内に投入してよく攪拌した。続いてアミン触媒および発泡剤（比較例２のみ発泡剤なし）を投入し攪拌した。数秒後に発泡反応が始まり、100 ℃で 30 分間放置し硬化させて円柱試験片を得た。この試験片を目視および光学顕微鏡を用いて観察した。試験片に 30 Ｎの力を試験片の円柱軸方向に印加したときに油が滲み出す形状の弾性ゴムの発泡体であるものを優れた発泡固形潤滑剤であると評価して「○」印を表１〜表３に併記した。
また、連続気泡率を上述の方法で、遠心力油分離評価を以下の方法で測定した。結果を表１〜表３に併記した。
遠心力油分離評価試験
潤滑剤の徐放性を調べるために、遠心力油分離を測定した。遠心力油分離はロータ半径75mm、回転速度 1500 rpm/min の条件で 1 時間回転させた時の油充填量に対する油減少率を示した。
【００３６】
実施例４
100 ℃のポリテトラフルオロエチレン製ビーカ（直径 70 mm×高さ 150 mm ）内で、硬化剤、アミン触媒および発泡剤を除く原料を表１に示す配合割合でよく混合した。次に、140 ℃で溶解したトリメチレン-ビス(４-アミノベンゾアート)をビーカ内に投入し、よく攪拌した。続いてアミン触媒および発泡剤を投入し攪拌した。数秒後に発泡反応が始まり、100 ℃で 30 分間放置し硬化させて円柱試験片を得た。この試験片を目視および光学顕微鏡を用いて観察した。試験片に 30 Ｎの力を試験片の円柱軸方向に印加したときに油が滲み出す形状の弾性ゴムの発泡体であるものを優れた発泡固形潤滑剤であると評価して「○」印を表１に併記した。
【００３７】
実施例５、１１、１８
80 ℃のポリテトラフルオロエチレン製ビーカ（直径 70 mm×高さ 150 mm ）内で、硬化剤、アミン触媒および発泡剤を除く原料を表１〜表３に示す配合割合でよく混合した。次に、エタキュア３００をビーカ内に投入し、よく攪拌した。続いてアミン触媒および発泡剤を投入し攪拌した。数秒後に発泡反応が始まり、100 ℃で30 分間放置し硬化させて円柱試験片を得た。この試験片を目視および光学顕微鏡を用いて観察した。試験片に 30 Ｎの力を試験片の円柱軸方向に印加したときに油が滲み出す形状の弾性ゴムの発泡体であるものを優れた発泡固形潤滑剤であると評価して「○」印を表１に併記した。
【００３８】
実施例８
100 ℃のポリテトラフルオロエチレン製ビーカ（直径70 mm×高さ 150 mm ）内で、硬化剤、アミン触媒および発泡剤を除く原料を表２に示す配合割合でよく混合した。次に、トリメチロールプロパンをビーカ内に投入し、よく攪拌した。続いてアミン触媒および発泡剤を投入し攪拌した。数秒後に発泡反応が始まり、100 ℃で 30 分間放置し硬化させて円柱試験片を得た。この試験片を目視および光学顕微鏡を用いて観察した。試験片に 30 Ｎの力を試験片の円柱軸方向に印加したときに油が滲み出す形状の弾性ゴムの発泡体であるものを優れた発泡固形潤滑剤であると評価して「○」印を表１に併記した。
【００３９】
【表１】
2008297367.tif 000002
【表２】
2008297367.tif 000003
【表３】
2008297367.tif 000004
【００４０】
表１に示すように、実施例１〜実施例２０では指で押したとき相当する力を加えたときに油が滲み出す形状の弾性ゴムの発泡体であり、優れた発泡固形潤滑剤であると認められたが、比較例１では発泡はしたものの一部固化せず、また比較例２では樹脂分と潤滑剤が分離してしまい発泡固形潤滑剤としては機能しないことがわかった。比較例３は、弾性に欠けた。また、実施例１〜実施例２０は、遠心力下において潤滑剤成分が（即時に発泡体より抜け出てしまわず）徐放されることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の発泡固形潤滑剤は、外力による発泡体の変形によっても急激に染み出すことがなく、潤滑成分を効率よく染み出させて用いることができる。その結果、潤滑成分量は必要最小限でよく、しかも長寿命である。このため摺動部材を有する撚線機、電動機器、印刷機、自動車部品、電装補機、建設機械等の各種産業用機械の軸受や自在継手の固形潤滑剤として好適に利用できる。