(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
(A)一般式
RfO(CF2CF2O)m(CF2O)nRf
(ここで、Rfは炭素数1〜5のパーフルオロ低級アルキル基であり、m+n=3〜200、m：n=10〜90：90〜10であり、CF2CF2O基およびCF2O基は主鎖中にランダムに結合されている)で表わされるパーフルオロポリエーテル油、
(B)一般式
RfO[CF(CF3)CF2O]p(CF2CF2O)q(CF2O)rRf
(ここで、Rfは炭素数1〜5のパーフルオロ低級アルキル基であり、p+q+r=3〜200でqおよびrは0であり得、(q+r)/p=0〜2であり、CF(CF3)CF2O基、CF2CF2O基およびCF2O基は主鎖中にランダムに結合されている)で表わされるパーフルオロポリエーテル油
および(C)一般式
F(CF2CF2CF2O)sC2F5
(ここで、s=2〜100である)で表わされるパーフルオロポリエーテル油
の少なくとも一種よりなる基油に、
一般式
RCONHR1NR3R4
ここで、R：RfO[CF(CF3)CF2O]aCF(CF3)-、RfO(CF2CF2CF2O)aCF2CF2-、RfO[(CF2
CF2O)a(CF2O)b]CF2-またはRfO[(CF2CF2O)a(CF2O)b]CF(CF3)-であり、Rfは
炭素数1〜5のパーフルオロ低級アルキル基であり、a、bは1〜30の整数で
ある
R1：炭素数1〜30のアルキレン基であり、該アルキレン基の水素原子の一部ま
たは全部がハロゲン原子で置換されていてもよい
R3、R4：水素原子または炭素数1〜3のアルキル基
で表わされるパーフルオロポリエーテル基を有するアミド系化合物を添加混合してなる含油軸受用潤滑剤組成物。
【請求項２】
パーフルオロポリエーテル基を有するアミド系化合物を、パーフルオロポリエーテル基油との合計量中0.01〜50重量％の割合で添加してなる請求項１記載の含油軸受用潤滑剤組成物。
【請求項３】
さらに増稠剤が添加された請求項１記載の含油軸受用潤滑剤組成物。
【請求項４】
増稠剤が一次粒子径が500μm以下のフッ素樹脂粉末である請求項３記載の含油軸受用潤滑剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、含油軸受用潤滑剤組成物に関する。さらに詳しくは、耐摩耗性および低摩擦係数特性にすぐれた含油軸受用潤滑剤組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
焼結含油軸受は、銅、鉄、錫、亜鉛などによって代表される金属粉を押し固め、さらに加熱することにより得られる多孔質体に、潤滑油を含浸させて自己給油の状態で使用する滑り軸受の一種である。これは、低コストでありながら、比較的低摩擦で、高精度、自己潤滑方式であることから、自動車電装部品、音響映像機器、事務機器、家電電装機器、コンピューター用補助記憶装置駆動部に至る各部位において、モータ軸受として広く利用されている。【０００３】
近年、これら機器の高性能化に伴い、焼結含油軸受に要求される性能も、小型化、高速化、低電流・低消費電力化と、非常に厳しいものとなってきている。これに対応するには、軸受メーカーによる軸受材質等の検討はもちろんであるが、軸受中に含浸される数mgの潤滑油の性能が、モータの特性や寿命を大きく左右するため、重要となってきている。【０００４】
焼結含油軸受油に要求される特性としては、軸受材質との相性が良いこと(腐食、スラッジ等を発生させない)、例えば自動車用途においては-40〜+180℃という広い温度範囲で使用可能であること(高温においては蒸発損失が少ないこと、酸化安定性が良いこと、低温においては流動性を損なわないこと)、防錆性が良いこと、さらに近年の小型化、低電流化、長寿命化に対応すべく、耐樹脂性が良いこと、摩擦係数が低いこと、耐摩耗性が良いことなどが挙げられる。【０００５】
パーフルオロポリエーテル油は、その優れた熱安定性、低揮発性、耐薬品性、耐樹脂性および温度粘度特性のため、焼結含油軸受油として好適である。下記特許文献１には、パーフルオロポリエーテル油の低揮発性を利用し潤滑特性の安定化および軸受寿命の長期化を目的とした、パーフルオロポリエーテル油を含浸した焼結含油軸受が提案されている。
【特許文献１】特開平５−２４０２５１号公報
【０００６】
しかしながら、パーフルオロポリエーテル油は、表面張力が低いために濡れ易く、また拡散し易いという欠点を有する。そのため、それの漏れ・飛散性がたびたび問題となる。含油軸受は、その空孔に潤滑剤を含浸保持し、徐々に摺動面に潤滑剤を供給することで軸受の長寿命化を可能にしているが、パーフルオロポリエーテル油の漏れ易く、飛散し易いという性質は、軸受から必要以上に油を供給してより早く消失し、軸受寿命を短縮させてしまうことになる。また、軸受から滲み出した油が、使用部位以外の周辺環境を汚染することにもなる。【０００７】
これに対し、下記特許文献２では、増稠剤を0.1%以上含有するグリースが充填された多孔質軸受が提案されている。しかし、増稠剤の繊維幅や粒子径が含油軸受の空孔よりも大きい場合には、含油軸受の空孔に増稠剤自体が入っていくことができず、その増稠剤がかえって軸受環境の汚染を助長する。
【特許文献２】特開昭６３−１９５４１６号公報
【０００８】
また、パーフルオロポリエーテル油は、エステル油や、合成炭化水素油のような一般合成油と比較して金属とのなじみが悪く、過酷な条件下では潤滑に十分な油膜を得ることができず、摩耗や摩擦の面では一般的な合成油よりも劣っている。さらに、これによってパーフルオロポリエーテル油の防錆性を一般的な合成油よりも悪化させている。これを改善しようとして添加剤を配合すると、大部分の一般的な合成油に配合可能な非フッ素系添加剤とは相溶性が悪く、またフッ素系の添加剤も種々提案されているものの、これをもってしても、一般的な合成油のような十分な耐摩耗性、低摩擦係数性および防錆性を実現することが困難である。【０００９】
本出願人は先に、特定の２種類のポリフルオロポリエーテル油よりなる基油に一次粒子径が1μm以下であるフッ素樹脂粉末を添加混合した含油軸受用潤滑剤組成物を提案しており、この潤滑剤組成物は含油軸受用として用いられたとき、耐摩耗性、摩擦係数、耐飛散・漏洩性および防錆性を改善させるが、最近ではこれらの性能を維持しつつ、さらに低トルク化の要求が求められており、このため耐摩耗性および低摩擦係数特性のさらなる改善が必要とされている。
【特許文献３】特開２００３−１４７３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、パーフルオロポリエーテル油の潤滑特性、特に耐摩耗性および低摩擦係数特性をさらに改善した含油軸受用潤滑剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる本発明の目的は、(A)一般式
RfO(CF2CF2O)m(CF2O)nRf
(ここで、Rfは炭素数1〜5のパーフルオロ低級アルキル基であり、m+n=3〜200、m：n=10〜90：90〜10であり、CF2CF2O基およびCF2O基は主鎖中にランダムに結合されている)で表わされるパーフルオロポリエーテル油、
(B)一般式
RfO[CF(CF3)CF2O]p(CF2CF2O)q(CF2O)rRf
(ここで、Rfは炭素数1〜5のパーフルオロ低級アルキル基であり、p+q+r=3〜200でqおよびrは0であり得、(q+r)/p=0〜2であり、CF(CF3)CF2O基、CF2CF2O基およびCF2O基は主鎖中にランダムに結合されている)で表わされるパーフルオロポリエーテル油
および(C)一般式
F(CF2CF2CF2O)sC2F5
(ここで、s=2〜100である)で表わされるパーフルオロポリエーテル油の少なくとも一種よりなる基油に、一般式
RCONHR1NR3R4 
ここで、R：RfO[CF(CF3)CF2O]aCF(CF3)-、RfO(CF2CF2CF2O)aCF2CF2-、RfO[(CF2
CF2O)a(CF2O)b]CF2-またはRfO[(CF2CF2O)a(CF2O)b]CF(CF3)-であり、Rfは
炭素数1〜5のパーフルオロ低級アルキル基であり、a、bは1〜30の整数で
ある
R1：炭素数1〜30のアルキレン基であり、該アルキレン基の水素原子の一部ま
たは全部がハロゲン原子で置換されていてもよい
R3、R4：水素原子または炭素数1〜3のアルキル基
で表わされるパーフルオロポリエーテル基を有するアミド系化合物を添加混合してなる含油軸受用潤滑剤組成物によって達成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る含油軸受用潤滑剤組成物は、潤滑特性、特に耐摩耗性および低摩擦係数特性においてすぐれているので、特に好ましい用途としてギヤ、チェーンブッシュ等が挙げられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
パーフルオロポリエーテル油(A)、(B)および(C)は、次のようにして得られる。ここで、炭素数1〜5のパーフルオロ低級アルキル基Rfとしては、一般に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が用いられる。【００１４】
パーフルオロポリエーテル油(A)：
テトラフルオロエチレンの光酸化重合で生成した先駆体を完全にフッ素化することによって得られる。これは、40℃における動粘度が2〜500mm2/秒の範囲にあるものを使用することができ、このようなものはパーフルオロポリエーテル油(A)の一般式でm＋n=3〜200、m：n=10〜90：90〜10という条件を満足させる。
パーフルオロポリエーテル油(B)：
ヘキサフルオロプロピレンまたはこれとテトラフルオロエチレンとの光酸化重合で生成した先駆体を、完全にフッ素化することにより、あるいはフッ化セシウム触媒存在下にヘキサフルオロプロピレンオキサイドまたはこれとテトラフルオロエチレンオキサイドとをアニオン重合させ、得られた末端CF(CF3)COF基を有する酸フロライド化合物をフッ素ガスで処理することによって得られる。これは、40℃における動粘度が2〜1300mm2/秒の範囲にあるものを使用することができ、このようなものはパーフルオロポリエーテル油(B)の一般式でp+q+r=3〜200、(q+r)/p=0〜2という条件を満足させる。
パーフルオロポリエーテル油(C)：
フッ化セシウム触媒存在下に2,2,3,3-テトラフルオロオキセタンをアニオン重合させ、得られた含フッ素ポリエーテル(CH2CF2CF2O)nを紫外線照射下で160〜300℃の温度条件下でフッ素ガス処理することにより得られる。これは、40℃における動粘度が2〜500mm2/秒の範囲にあるものを使用することができ、このようなものはパーフルオロポリエーテル油(C)の一般式でs=2〜100という条件を満足させる。【００１５】
含油軸受用潤滑剤組成物は、以上の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種に、添加剤としての含フッ素アミド系化合物が添加される。含フッ素アミド系化合物は、これら各成分の合計量中0.01〜50重量％を占める割合で添加される。すなわち、パーフルオロポリエーテル油(A)〜(C)の少なくとも一種50〜99.99重量％、好ましくは60〜99.9重量％に対して、含フッ素アミド系化合物添加剤の少なくとも一種が0.01〜50重量％、好ましくは0.1〜40重量％添加されて用いられる。含フッ素アミド系化合物の添加割合がこれよりも少ないと、潤滑特性を改善させるという本発明の目的を達成することができず、一方これ以上の割合で用いられると、潤滑剤本来の性能が損なわれるようになる。【００１６】
パーフルオロポリエーテル油の添加剤として用いられる含フッ素アミド系化合物としては、次の一般式で表わされる脂肪族アミド系化合物が挙げられる。
RCONHR1NR3R4 
R1：炭素数1〜30のアルキレン基であり、アルキレン基の水素原子の一部または全
部がハロゲン原子で置換されていてもよい
R3、R4：水素原子または炭素数1〜3のアルキル基
R：RfO[CF(CF3)CF2O]aCF(CF3)-、RfO(CF2CF2CF2O)aCF2CF2-、RfO[(CF2CF2O)a
(CF2O)b]CF2-またはRfO[(CF2CF2O)a(CF2O)b]CF(CF3)-であり、Rfは炭素数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り、a、bは1〜30の整数
である
【００１７】
かかる含フッ素アミド系化合物が添加されるパーフルオロポリエーテル油基油は、40℃における動粘度が、2〜2000mm2／秒、好ましくは5〜1500mm2／秒の範囲にあるものを使用することができる。動粘度がこれ以下のものを用いると、蒸発損失の増加あるいは油膜強度の低下など、寿命の低下や摩耗、焼き付きの原因となる可能性があり、一方動粘度がこれ以上のものを用いると、粘性抵抗の増加など消費動力やトルクが大きくなる不具合が生じる可能性がある。
【００１８】
このような基油には、含フッ素アミド系化合物と共に増稠剤を添加することができる。増稠剤としては、従来から潤滑剤として用いられているポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロペン共重合体、パーフルオロアルキレン樹脂等が好んで用いられる。ポリテトラフルオロエチレンは、テトラフルオロエチレンの乳化重合、けん濁重合、溶液重合などの方法によってポリテトラフルオロエチレンを製造し、それを熱分解、電子線照射分解、物理的粉砕などの方法によって処理して数平均分子量Mnを約1000〜1000000程度としたものが用いられる。また、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロペンとの共重合反応および低分子量化処理も、ポリテトラフルオロエチレンの場合と同様にして行われ、数平均分子量Mnを約1000〜600000程度としたものが用いられる。なお、分子量の制御は、共重合反応時に連鎖移動剤を用いても行うことができる。得られた粉末状のフッ素樹脂は、一般に約500μm以下、好ましくは約0.1〜30μmの平均一次粒径を有する。【００１９】
また、これらのフッ素樹脂以外の増稠剤として、Li石けん、Li複合石けん等の金属石けん、ウレア化合物、ベントナイト等の鉱物、有機顔料、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド等の熱可塑性樹脂も使用できるが、耐熱性、潤滑性の面から考えると、好ましくは脂肪族ジカルボン酸金属塩、モノアミドモノカルボン酸金属塩、モノエステルカルボン酸金属塩、ジウレア、トリウレア、テトラウレア、ポリウレアなどが用いられる。ここで、ウレア化合物としては、一般式
R′(NHCONHR)nNHCONHR″
R：2価の芳香族炭化水素基
R′,R″：1価のC6〜C24脂肪族飽和または不飽和炭化水素基、脂環状
炭化水素基または芳香族炭化水素基
で表わされる化合物が用いられる。ここで、n=1はジウレア化合物であり、n=2はトリウレア化合物であり、n=3はテトラウレア化合物であり、n=4以上はポリウレア化合物である。【００２０】
これらのフッ素樹脂粉末、金属石けん、ウレア化合物、その他の増稠剤は、基油、含フッ素アミド系化合物添加剤との合計量中50重量％以下、一般には0.1〜50重量％、好ましくは1〜40重量％の割合で添加されて用いられる。これらの増稠剤がこれ以上の割合で用いられると、組成物が硬くなりすぎるようになり、一方これ以下の割合で用いられると、フッ素樹脂等の増稠能力が発揮されず、離油の悪化を招き、耐飛散・漏洩性が期待できなくなる。【００２１】
組成物中には、さらに従来潤滑剤に添加されている酸化防止剤、防錆剤、腐食防止剤、極圧剤、油性剤、フッ素樹脂以外の他の固体潤滑剤等のその他の添加剤を必要に応じて添加することができる。酸化防止剤としては、例えば2,6-ジ第3ブチル-4-メチルフェノール、4,4′-メチレンビス(2,6-ジ第3ブチルフェノール)等のフェノール系の酸化防止剤、アルキルジフェニルアミン、トリフェニルアミン、フェニル-α-ナフチルアミン、アルキル化フェニル-α-ナフチルアミン、フェノチアジン、アルキル化フェノチアジン等のアミン系の酸化防止剤などが挙げられる。
【００２２】
防錆剤としては、例えば脂肪酸、脂肪酸アミン、アルキルスルホン酸金属塩、アルキルスルホン酸アミン塩、酸化パラフィン、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等が挙げられ、また腐食防止剤としては、例えばベンゾトリアゾール、ベンゾイミダゾール、チアジアゾール等が挙げられる。【００２３】
極圧剤としては、例えばリン酸エステル、亜リン酸エステル、リン酸エステルアミン塩等のリン系化合物、スルフィド類、ジスルフィド類等のイオウ系化合物、ジアルキルジチオリン酸金属塩、ジアルキルジチオカルバミン酸金属塩等のイオウ系化合物金属塩などが挙げられる。【００２４】
油性剤としては、例えば脂肪酸またはそのエステル、高級アルコール、多価アルコールまたはそのエステル、脂肪族アミン、脂肪酸モノグリセライド等が挙げられる。【００２５】
さらに、二硫化モリブデン、グラファイト、窒化ホウ素、窒化シラン等のフッ素樹脂以外の他の固体潤滑剤を添加して用いることもできる。【００２６】
組成物の調製は、パーフルオロポリエーテル基油に予め合成された含フッ素有機アミド系化合物、増稠剤および他の必要な添加剤を所定量添加し、一般に使用されている分散方法、例えば3本ロールまたは高圧ホモジナイザで十分に混練する方法等によって行われる。
【実施例】
【００２７】
次に、実施例について本発明を説明する。【００２８】
実施例１〜１０、比較例１〜１６
[パーフルオロポリエーテル油(基油)]
A-1：RfO(CF2CF2O)m(CF2O)nRf                  動粘度(40℃) 94mm2／秒
A-2：RfO(CF2CF2O)m(CF2O)nRf                       〃     159mm2／秒
A-3：RfO[CF(CF3)CF2O]p(CF2O)rRf                   〃     204mm2／秒
A-4：RfO[CF(CF3)CF2O]pRf                          〃     169mm2／秒
A-5：RfO[CF(CF3)CF2O]pRf                          〃     390mm2／秒
A-6：F(CF2CF2CF2O)sC2F5                           〃      93mm2／秒
A-7：F(CF2CF2CF2O)sC2F5                           〃     196mm2／秒
[添加剤]
B-1：C3F7O[CF(CF3)CF2O]12CF(CF3)CONHC6H12NH2 
[増稠剤]
C-1：乳化重合法ポリテトラフルオロエチレン(数平均分子量Mn約10〜20万、平均
一次粒径0.2μm)
C-2：けん濁重合法ポリテトラフルオロエチレン(数平均分子量Mn約1〜10万、平均
一次粒径5μm)
C-3：溶液重合法テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロペン共重合体(数
平均分子量Mn約5〜15万、平均一次粒径0.2μm)
【００２９】
上記基油、添加剤および増稠剤を組合せ、前記の如き方法によってパーフルオロポリエーテル油組成物を調製し、この組成物の性能を以下の各種試験方法によって評価した。
[相手材に対する耐摩耗性評価試験]
SUJ2(1/2インチ)、20等級を試験片として、シェル四球試験機を用い、回転数：20回/秒、荷重：392.3N(40Kgf)、温度：室温、時間：60分間の条件下で摩耗試験を行ない、試験後の摩耗痕径(単位：mm)を測定
[摩擦係数評価試験]
曽田振り子式摩擦試験機を使用し、温度：室温、荷重：左右80g、中央40gの条件下で摩耗係数を測定【００３０】
以上の各試験結果は、用いられた基油の組成(重量％)および使用量、添加剤の種類および使用量、増稠剤の種類および使用量の組合せと共に、次の表１(実施例)および表２(比較例)に示される。
表１                                    
基油          添加剤       増稠剤   
実施例   組成   重量部 種類 重量部 種類 重量部 摩耗痕径 摩擦係数
１      A-2(100)    97     B-1     3      −    −      0.9       0.10 
２      A-1 (80)    97     B-1     3      −    −      0.9       0.11 
A-4 (20)                                                     
３      A-1 (40)    95     B-1     5      −    −      0.9       0.11 
A-5 (60)                                                    
４      A-4 (40)    93     B-1     7      −    −      0.6       0.12 
A-6 (60)                                                    
５      A-5 (20)    97     B-1     3      −    −      0.7       0.11 
A-7 (80)                                                    
６      A-4(100)    90     B-1     5     C-2    5       0.6       0.12 
７      A-5(100)    94     B-1     3     C-1    3       0.9       0.11 
８      A-2 (80)    94     B-1     3     C-1    3       0.9       0.11 
A-4 (20)                                                     
９      A-2 (50)    94     B-1     3     C-1    3       1.1       0.11 
A-5 (50)                                                     
10      A-2 (20)    94     B-1     3     C-1    3       1.1       0.12 
A-5 (80)                                                       
0004793443.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明に係る含油軸受用潤滑剤組成物は、減速機・増速機、ギヤ、チェーンブッシュ、モータ等の動力伝達装置、相対運動する機械部品、内燃機関、真空ポンプ、バルブ、シール空圧機、油圧作動部品、電動工具等の工作機械、LBPスキャナモータ等の事務機器用部品、ファンモータ、スピンドルモータ等のPC・HDD関連部品、VTRキャプスタンモータ、携帯電話振動モータ等の家電精密機器部品、金属加工装置、搬送設備、鉄道、船舶、航空機用の各種部品、自動車補機(燃料ポンプ等のエンジン系部品、電子制御スロットル等の吸気・燃料系部品、排ガス循環装置等の排気系部品、ウォーターポンプ等の冷却系部品、エアコンディショナ等の空調系部品、走行系部品、ABS等の制動系部品、操舵系部品、変速機等の駆動系部品、パワーウィンドウ、ヘッドライトの光軸調整モータ、ドアミラーモータ等の内外装系部品等)、食品・薬品工業、鉄鋼、建設、ガラス工業、セメント工業、フィルムテンター等化学・ゴム・樹脂工業、環境・動力設備、製紙、印刷工業、木材工業、繊維・アパレル工業における各種部品などに使用できる。【００３２】
この他、転がり軸受、スラスト軸受、動圧軸受、樹脂軸受、直動装置等の含油軸受用としても用いられる。