(57)【要約】【課題】  潤滑性能を損なうことなく、制電性・熱安定性に優れ、金属を腐食せず、湿度などの環境に依存されない制電性潤滑油組成物を提供する。【解決手段】  潤滑性基油と、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドカリウム、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、トリス（トリフルオロメタンスルホニル）メチドリチウム、及び窒素オニウムカチオンと、弱配位性含フッ素有機アニオンまたは弱配位性含フッ素無機アニオンと、からなるイオン性液体から選択された少なくとも１種の制電性物質と、を含む制電性潤滑油組成物である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑性基油と、
ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドカリウム、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、トリス（トリフルオロメタンスルホニル）メチドリチウム、及び窒素オニウムカチオンと、弱配位性含フッ素有機アニオンまたは弱配位性含フッ素無機アニオンと、からなるイオン性液体から選択された少なくとも１種の制電性物質と、
を含む制電性潤滑油組成物。
【請求項２】
前記イオン性液体は、
窒素オニウムカチオンが、脂肪族窒素オニウムカチオン、飽和環式窒素オニウムカチオン、および芳香族窒素オニウムカチオンからなる群から選択された１種であり、
弱配位性含フッ素有機アニオンが過フッ素化された弱配位性含フッ素有機アニオンであり、弱配位性含フッ素無機アニオンが過フッ素化された弱配位性含フッ素無機アニオンであることを特徴とする請求項１に記載の制電性潤滑油組成物。
【請求項３】
前記弱配位性含フッ素有機アニオンまたは弱配位性含フッ素無機アニオンが、パーフルオロアルカンスルホネート、パーフルオロアルカンスルホニルアミド、ビス（パーフルオロアルカンスルホニル）イミド、ビス（パーフルオロアルカンスルホニル）メチド、トリス（パーフルオロアルカンスルホニル）メチド、フッ化りんアニオン（ＰＦ-）、およびフッ化ホウ素アニオン（ＢＦ-）のうち少なくとも１種であることを特徴とする請求項２に記載の制電性潤滑油組成物。
【請求項４】
潤滑性基油成分１００質量部に対して、制電性物質を０．０１質量部〜１０質量部の割合で含有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の制電性潤滑油組成物。
【請求項５】
前記制電性潤滑油組成物は、体積抵抗率が１０9Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の制電性潤滑油組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電防止性に優れた制電性潤滑油組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
時計や小型モータなどの精密機器には、精密潤滑油が使用される。この精密潤滑油としては、鉱油、合成炭化水素、エステル油、シリコーン油、フッ素系油などが使用されている。精密潤滑油には、過酷な状態での使用に対して、長期信頼性の向上が要求される。精密機器の高速回転によって発生する静電気をアースするために、潤滑剤に制電性を付与することが試みられている（たとえば、特許文献１参照）。この文献では、ノニオン性またはイオン性の界面活性剤を帯電防止剤として、エステル系ベースオイルに添加している。しかし、ノニオン性またはイオン性の界面活性剤を使用する場合は、帯電防止能が低く、体積抵抗率を１０9Ω・ｃｍ以下にすることができない。また、周辺雰囲気の湿度により、帯電防止能が変動する、持続性に欠けるという問題がある。また、高温下において、熱安定性が十分ではないので、長時間の使用に耐えられないという問題がある。
【０００３】
一方、潤滑剤に、公知の帯電防止剤を添加することも考えられる。しかし、金属やカーボンブラックなどの帯電防止剤は、潤滑剤の特性を失わせるので、使用することができない。また、帯電防止剤として使用される金属塩の多くは、金属表面を腐食するので、金属表面と接触する潤滑剤に使用することはできない。
【０００４】
また、合成繊維の製糸工程や加工工程において、高速処理時の操業安定性を図るために、合成繊維に制電性を付与することは重要である。製糸工程においては、従来より、紡糸糸や延伸糸に処理剤を給油ローラやスプレーを用いて付与する方法が知られている。このような処理剤としては、界面活性剤が使用され、例えば有機スルホン化合物や有機硫黄化合物（たとえば、特許文献２参照）、ジアルキルスルホスクシネート（たとえば、特許文献３参照）などが知られている。しかし、この処理剤においても、帯電防止能が低いという問題がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１１５１８０号公報（請求項３、段落００２３）
【特許文献２】特開平１１−６１６５１号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】特開平１１−３１５２０２号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、潤滑性能を損なうことなく、制電性・熱安定性に優れ、金属を腐食せず、湿度などの環境に依存されない制電性潤滑油組成物を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の別の目的は、合成繊維の製糸工程および加工工程で、静電気による問題がなく、操業安定性に優れる制電性潤滑油組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の制電性潤滑油組成物は、潤滑性基油と、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドカリウム、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、トリス（トリフルオロメタンスルホニル）メチドリチウム、及び窒素オニウムカチオンと、弱配位性含フッ素有機アニオンまたは弱配位性含フッ素無機アニオンと、からなるイオン性液体から選択された少なくとも１種の制電性物質と、を含むものである。
【０００９】
本発明の制電性潤滑油組成物は、潤滑性に優れた潤滑性基油に所定の制電性物質を添加する。この結果、潤滑性基油の潤滑性を保持したまま、帯電防止能が付与された制電性潤滑油組成物が得られる。また、本発明で用いる制電性物質は、金属に対する腐食性を有さず、熱安定性に優れ、湿度の影響を受けにくい。この結果、本発明の制電性潤滑油組成物を、金属を用いた精密機器に使用しても、長期間安定して帯電防止能を発揮できる。
また、本発明の制電性潤滑油組成物を、合成繊維に合成繊維用処理剤として付与すると、良好な制電性を示す合成繊維が得られる。
【００１０】
前記イオン性液体は、窒素オニウムカチオンが、脂肪族窒素オニウムカチオン、飽和環式窒素オニウムカチオン、および芳香族窒素オニウムカチオンからなる群から選択された１種であり、弱配位性含フッ素有機アニオンが過フッ素化された弱配位性含フッ素有機アニオンであり、弱配位性含フッ素無機アニオンが過フッ素化された弱配位性含フッ素無機アニオンであればよい。
【００１１】
このようなイオン性液体は、広い温度領域で、液体状態であり、潤滑性基油中に、均一に親和する。また、このようなイオン性液体は、高い導電率、高い耐熱性、不燃性、不揮発性を有するので、制電性・熱安定性に優れ、金属を腐食せず、湿度などの環境に依存されない制電性潤滑油組成物を得ることができる。
【００１２】
特に、前記弱配位性含フッ素有機アニオンまたは弱配位性含フッ素無機アニオンが、パーフルオロアルカンスルホネート、パーフルオロアルカンスルホニルアミド、ビス（パーフルオロアルカンスルホニル）イミド、ビス（パーフルオロアルカンスルホニル）メチド、トリス（パーフルオロアルカンスルホニル）メチド、フッ化りんアニオン（ＰＦ-）、およびフッ化ホウ素アニオン（ＢＦ-）のうち少なくとも１種であればよい。
【００１３】
本発明の制電性潤滑油組成物は、潤滑性基油成分１００質量部に対して、制電性物質を０．０１質量部〜１０質量部の割合で含有していればよい。制電性物質の配合割合が、０．０１質量部未満であれば、潤滑油組成物に有効に制電性を付与することができない。一方、制電性物質の配合割合が、１０質量部より大きいと、潤滑油組成物の粘度が上昇し、潤滑性能が低下する。
【００１４】
前記制電性潤滑油組成物は、体積抵抗率が１０9Ω・ｃｍ以下であればよい。体積抵抗率が１０9Ω・ｃｍ以下であれば、発生した静電気の帯電を有効に防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の制電性潤滑油組成物は、潤滑性基油に対して、親和性を有し、潤滑性基油を変質させずに、かつ有害物質を発生しない物質である。この結果、均一に帯電防止性を有する制電性潤滑油組成物が得られる。
【００１６】
また、本発明の制電性潤滑油組成物は、高い耐熱性、不燃性、不揮発性を有するので、制電性・熱安定性に優れ、金属を腐食せず、湿度などの環境に依存されない。
【００１７】
このような制電性潤滑油組成物を、時計や電子精密機器の摺動部分に用いれば、制電性能と潤滑性能とを好ましいレベルで両立させることができる
【００１８】
また、このような制電性潤滑油組成物を、合成繊維の処理剤として用いれば、合成繊維の製糸工程や加工工程において静電気による問題が発生せず、操業安定性に優れる合成繊維が製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（制電性物質）
本発明で用いる制電性物質は、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドカリウム、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、トリス（トリフルオロメタンスルホニル）メチドリチウム、及び窒素オニウムカチオンと、弱配位性含フッ素有機アニオンまたは弱配位性含フッ素無機アニオンと、からなるイオン性液体である。
【００２０】
これらの制電性物質は、潤滑性基油に対して、親和性を有し、潤滑性基油を変質させずに、かつ有害物質を発生しない物質である。
【００２１】
ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドカリウム、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、トリス（トリフルオロメタンスルホニル）メチドリチウムは、熱安定性に優れ、湿度に依存せず、かつ優れた制電性が持続する制電性物質である。
【００２２】
上記イオン性液体とは、室温で溶融し、液体状となる、プラスイオン・マイナスイオンを持つ有機化合物からなる塩である。具体的には、プラスイオンとして窒素オニウムカチオンと、マイナスイオンとして弱配位性含フッ素有機アニオンまたは弱配位性含フッ素無機アニオンと、からなるイオン性液体である。このイオン性液体は、イオン交換法またはメタセシス反応などの公知の方法により、得ることができる。例えば、前駆体オニウム塩の水溶液中で、前駆体金属塩または弱配位性アニオンに対応する酸とを混合することにより、得られる。
【００２３】
窒素オニウムカチオンとしては、脂肪族窒素オニウムカチオン、飽和環式窒素オニウムカチオン、および芳香族窒素オニウムカチオンなどが挙げられる。具体的には、トリメチルヘキシルアンモニウムイオン、オクチルジメチル−２−ヒドロキシエチルアンモニウムイオン、テトラエチルアンモニウムイオンなどの脂肪族窒素オニウムカチオン、ピロリジウムイオン、イミダゾリジニウムイオン、ピペリジニウムイオンなどの飽和環式窒素オニウムカチオン、およびピリジウムイオン、イミダゾリウムイオンなどの芳香族窒素オニウムカチオンなどが用いられる。
【００２４】
弱配位性含フッ素有機アニオンとしては、過フッ素化された弱配位性含フッ素有機アニオンが挙げられ、弱配位性含フッ素無機アニオンとしては、過フッ素化された弱配位性含フッ素無機アニオンが挙げられる。具体的には、パーフルオロアルカンスルホネート、パーフルオロアルカンスルホニルアミド、ビス（パーフルオロアルカンスルホニル）イミド、ビス（パーフルオロアルカンスルホニル）メチド、トリス（パーフルオロアルカンスルホニル）メチドなどの過フッ素化された弱配位性含フッ素有機アニオンや、フッ化りんアニオン（ＰＦ-）、およびフッ化ホウ素アニオン（ＢＦ-）などの弱配位性含フッ素無機アニオンが用いられる。
【００２５】
好ましいイオン性液体としては、例えば、ブチルピリジウム・ＢＦ4、エチルメチルイミダゾリウム・ＰＦ6、ヘキシルトリメチルアンモニウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、２−ヒドロキシエチルアンモニウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、オクチルジメチル−２−ヒドロキシエチルアンモニウムパーフルオロブタンスルホネート、オクチルジメチル−２−ヒドロキシエチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリエチルアンモニウムビス（パーフルオロエタンスルホニル）イミド、テトラエチルアンモニウムビストリフルオロメタンスルホネート、トリメチル−３−パーフルオロオクチルスルホンアミドプロピルアンモニウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１，３−エチルイミダゾリウムナノフルオロブタンスルホネート、１，３−エチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１，３−エチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネートなどが挙げられる。
【００２６】
これらの制電性物質は、単独で、または２種以上混合して用いることができる。
【００２７】
（潤滑性基油）
本発明の制電性潤滑油組成物に用いられる潤滑性基油としては、公知の潤滑油として用いられる基油を使用できる。具体的には、α−オレフィンオリゴマー、ポリブテン、アルキル芳香族などの炭化水素系潤滑油、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のポリアルキレングリコール系潤滑油、ジエステル、ポリオールエステル、コンプレックスエステルなどの脂肪族エステル系潤滑油、シリコーンオイル、ケイ酸エステルなどのシリコーン系潤滑油、パーフルオロポリエーテル、フルオロエーテルなどのフッ素系潤滑油、ポリフェニルエーテル系潤滑油、燐酸エステル系潤滑油などの合成潤滑油、鉱油、高級鉱油などが挙げられる。
【００２８】
本発明の制電性潤滑油組成物は、潤滑性基油成分１００質量部に対して、制電性物質を０．０１質量部〜１０質量部、好ましくは０．０５質量部〜５質量部、更に好ましくは０．１質量部〜３質量部の割合で配合することにより、得られる。
【００２９】
（その他の成分）
本発明の制電性潤滑油組成物は、さらに、粘度指数向上剤、油性向上剤、極性添加剤、耐磨耗添加剤、流動点降下剤、清浄剤、酸化防止剤、金属不活性剤、防蝕剤、防錆剤、防水剤、乳化剤、消泡剤、色相安定剤、蛍光剤、賦香剤などの添加剤を添加してもよい。
【００３０】
本発明の制電性潤滑油組成物は、その体積抵抗率が１０9Ω・ｃｍ以下、好ましくは、１０8Ω・ｃｍ〜１０6Ω・ｃｍである。体積抵抗率が１０9Ω・ｃｍ以下であれば、潤滑油は帯電しない。この結果、発生した静電気の帯電を有効に防止できる。
【００３１】
（製造方法）
本発明の制電性潤滑油組成物は、上記制電性物質を、潤滑性基油成分に添加して、溶解することにより、製造することができる。すなわち、所定量の上記制電性物質を、潤滑性基油に添加して攪拌することにより、容易に溶解し、均一な組成物が得られる。なお、必要に応じて、加熱して、攪拌してもよい。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例に基づいて、本発明の内容を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
なお、以下の実施例において、「部」は、「質量部」を意味する。
【００３３】
以下の実施例、比較例において、体積抵抗率の測定は、デジタル微少電流計（アドバンテスト（株）製、Ｒ８３４０Ａ）および液体抵抗測定用試料容器（（株）アドバンテスト製、ＴＲ４４）を用いて、ＪＩＳ  Ｃ  ２３２０に準じて行い、印加電圧：２５００ボルト、温度：２３±２℃、湿度：５０±％ＲＨの条件で測定した。
【００３４】
実施例および比較例で使用した成分は、下記の通りである。
（潤滑性基油）
Ａ−１：ジ−２−エチルヘキシルセバケート（動粘度：１１ｍｍ2／ｓ（４０℃））、大八化学工業（株）製
Ａ−２：ジ−２−エチルヘキシルアゼレート（動粘度：１５ｍｍ2／ｓ（４０℃））、三光化学工業（株）製
Ａ−３：３，５，５−トリメチルヘキサン酸ヒドロキシピバリン酸ネオペンチル（動粘度：２６ｍｍ2／s（４０℃））、三光化学工業（株）製
Ａ−４：アルキルナフテン炭化水素（動粘度：６ｍｍ2／ｓ（４０℃））、三光化学工業（株）製
Ａ−５：ヘキサメチルテトラコサン（動粘度：２０ｍｍ2／ｓ（４０℃））、スクアテック（株）製
Ａ−６：ネオペンチルグリコールトリオクチレート（動粘度：９ｍｍ2／ｓ（４０℃））、三光化学工業（株）製
（制電性物質）
Ｂ−１：ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム、住友スリーエム（株）製、ＨＱ−１１５
Ｂ−２：ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドカリウム、森田化学工業（株）製
Ｂ−３：トリス（トリフルオロメタンスルホニル）メチドリチウム
Ｂ−４：ブチルピリジウム・ＢＦ4、広栄化学工業（株）製、ＩＬ−Ｐ
Ｂ−５：ヘキシルトリメチルアンモニウム・ビストリフルオロメチルスルホニルイミド、広栄化学工業（株）製、ＩＬ−Ａ
Ｂ−６：エチルメチルイミダゾリウム・ＰＦ6、広栄化学工業（株）製、ＩＬ−Ｃ
Ｃ−１：アルキルアリルスルホン酸塩、和光純薬（株）製
Ｃ−２：ポリオキシエチレンアルキルアミン、和光純薬（株）製
Ｃ−３：アルキルビリジュウム塩、和光純薬（株）製
Ｃ−４：ポリオキシエチルアルキルフェノールエーテル、和光純薬（株）製
【００３５】
（実施例１）（実施例２）（実施例３）（実施例４）（実施例５）（実施例６）
下記表１に示すように、潤滑性基油に、所定量の制電性物質を添加して、本発明の制電性潤滑油組成物を調整した。
【００３６】
（比較例１）（比較例２）（比較例３）（比較例４）
下記表２に示すように、潤滑性基油に、所定量の制電性物質であるノニオン性またはイオン性界面活性剤を添加して、比較例の潤滑油組成物を調整した。
【００３７】
（実験例１）
上記実施例１〜５と、比較例１〜４の組成物について、それぞれ体積抵抗値を測定した。結果を表１および表２に示す。
【表１】
2005089667.tif 000002
【表２】
2005089667.tif 000003
【００３８】
表１および表２から明らかなように、本発明の制電性潤滑油組成物は、比較例の組成物に比べて、体積抵抗率が低かった。このことから、本発明の制電性潤滑油組成物は、制電性能の高い潤滑油組成物であることがわかった。
【００３９】
なお、これらの実施例の潤滑油組成物は、すべて体積抵抗率が、１０9Ω・ｃｍ以下であった。
【００４０】
（実験例２）
潤滑性試験として、実施例３の組成物を用いて、ＡＳＴＭ  Ｄ３２３３  Ｍｅｔｈｏｄ  Ａに準拠して、ファレックス（ＦＡＬＥＸ）磨耗試験と、ファレックス（ＦＡＬＥＸ）焼付け試験を行った。
（１）ファレックス磨耗試験（潤滑油温度：８０℃、荷重：１３３４Ｎ、回転数２９０ｒｐｍ×１時間）：ピン磨耗量：５．９ｍｇ
（２）ファレックス焼付け試験（潤滑油温度６０℃）：ファレックス焼付荷重：３６３２Ｎ
本発明の制電性潤滑油組成物は、耐摩耗性に優れ、高荷重域において、焼付けを起こさないことがわかった。
【００４１】
（実施例７）
ポリテトラメチレンエーテルグリコール（数平均分子量：２０００）と、４，４'−ジフェニルメタンジイソシアネートとを１：２（モル比）で反応させ、次いで１，２−ジアミノプロパン−ジメチルホルムアミド溶液を用いて鎖延長し、ポリウレタン−ジメチルホルムアミド紡糸原液（ポリマー濃度：２９質量％、粘度：１５０ｍＰａＳ、３０℃）を得た。
【００４２】
この紡糸原液を窒素気流中（１９０℃）に吐出して、乾式紡糸した。紡糸中に、走行系に実施例５の制電性潤滑油組成物を、オイリングローラを用いて、繊維に対して３質量部付与した後、毎分５００ｍの速度で、ボビンに巻き取り、７５ｄｔｅｘモノフィラメントチーズ（巻き量３８０ｇ）を得た。
【００４３】
この繊維のチーズを、走行速度１００ｍ／ｍｉｎでローラに巻き取った。走行糸条より１ｃｍのところで、春日式電位差測定装置で、発生静電気を測定した結果、０ｋｖであった。ローラでの静電気発生量は、０．１ｋｖであった。得られた繊維２ｇを電極間に挟んで、比抵抗を測定した結果、０．０７×１０8Ω・ｍであった。
【００４４】
（比較例５）
実施例７において、実施例５の制電性潤滑油組成物の代わりに、ジメチルシリコーン鉱物油組成物を使用した以外は、実施例７と同様に操作を行い、繊維チーズを得た。
ローラでの静電気発生量と、比抵抗とは、それぞれ、６．０ｋｖと、５０００×１０8Ω・ｍであった。