(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）成分としてＮ，Ｎ’―アルキレンビス（カルボン酸モノアミド）を含む金属粉末冶金用潤滑剤において、該（Ａ）成分であるＮ，Ｎ’―アルキレンビス（カルボン酸モノアミド）の結晶型の含有割合がα型：β型＝９９：１〜０：１００である金属粉末冶金用潤滑剤。
【請求項２】
上記（Ａ）成分であるＮ，Ｎ’―アルキレンビス（カルボン酸モノアミド）の結晶型の含有割合が、α型：β型＝３０：７０〜０：１００である請求項１記載の金属粉末冶金用潤滑剤。
【請求項３】
更に、（Ｂ）成分としてカルボン酸モノアミドを含む請求項１又は２記載の金属粉末冶金用潤滑剤。
【請求項４】
更に、（Ｃ）成分としてカルボン酸金属塩を含む請求項１〜３の何れかに記載の金属粉末冶金用潤滑剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特定の結晶組成を有するＮ，Ｎ’―アルキレンビス（カルボン酸モノアミド）を含有する金属粉末冶金用潤滑剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、カルボン酸金属塩は粉末冶金用潤滑剤として広く用いられている。カルボン酸金属塩、中でも代表的なステアリン酸亜鉛は、金属粉末と潤滑剤の混合物の流動性が良く、また見かけ密度が大きく、安定しているという優れた粉体特性を示す優秀な潤滑剤として使用されている。しかし、焼結工程でステアリン酸亜鉛中の金属亜鉛分が昇華し、焼結炉内壁に付着し汚染してしまうことが大きな問題となり、代替品としてＮ，Ｎ’―アルキレンビス（カルボン酸モノアミド）が使用されはじめた。
【０００３】
例えば、特開平５―１４８５０５号公報には、Ｎ，Ｎ’―エチレンビス（ステアリン酸アミド）に、オレイン酸、ステアリン酸アミド、ポリエチレンワックス、ベヘン酸リチウム等を配合した粉末冶金用潤滑剤が開示されている。また、特開平６―１４５７０１号公報には、Ｎ，Ｎ’―エチレンビス（ステアリン酸アミド）に、ステアリン酸アミド、Ｃ６０アルコール、ベヘン酸Ｃ３０アルコールエステル、ステアリン酸亜鉛等を配合した粉末冶金用潤滑剤が開示されている。更に、特開平８―１４３９０１号公報には、エチレンビスステアロアミド（Ｎ，Ｎ’―エチレンビス（ステアリン酸アミド））とステアリン酸亜鉛とを１：９〜９：１で配合した粉末冶金用潤滑剤が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、Ｎ，Ｎ’―アルキレンビス（カルボン酸モノアミド）を粉末冶金用潤滑剤として金属粉末と混合した場合、混合した混合粉末の粉体特性は流動度や見かけ密度等の点から、カルボン酸金属塩、特にステアリン酸亜鉛単独の場合よりも著しく劣り、不安定であるという問題点が指摘されている。
【０００５】
又、ステアリン酸亜鉛を潤滑剤に使用した場合とＮ，Ｎ’―アルキレンビス（カルボン酸モノアミド）を潤滑剤に使用した場合とで粉体特性が大きく異なると、ステアリン酸亜鉛を使用した場合の成型金型をそのまま転用することが難しくなる。
【０００６】
従って、本発明の目的は、金属粉末との混合粉末の粉体特性を向上させ、焼結炉内壁の汚染を引き起こすことのない潤滑剤を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討した結果、Ｎ，Ｎ’―アルキレンビス（カルボン酸モノアミド）の結晶型の含有比率を特定の割合に調整することにより、上記目的を達成し得ること知見した。
【０００８】
本発明は、上記知見に基づきなされたもので、（Ａ）成分としてＮ，Ｎ’―アルキレンビス（カルボン酸モノアミド）を含む金属粉末冶金用潤滑剤において、該（Ａ）成分であるＮ，Ｎ’―アルキレンビス（カルボン酸モノアミド）の結晶型の含有割合がα型：β型＝９９：１〜０：１００である金属粉末冶金用潤滑剤を提供するものである。又、本発明は、上記金属粉末冶金用潤滑剤において、更に（Ｂ）成分としてカルボン酸モノアミドを含む金属粉末冶金用潤滑剤を提供するものである。又、本発明は、上記金属粉末冶金用潤滑剤において、更に（Ｃ）成分としてカルボン酸金属塩を含む金属粉末冶金用潤滑剤を提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられる（Ａ）成分であるＮ，Ｎ’―アルキレンビス（カルボン酸モノアミド）は、その製法に特に制限されないが、通常、アルキレンジアミンとカルボン酸とから得られるビスモノアミドが用いられる。
ここで、上記アルキレンジアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン等が挙げられる。
又、上記カルボン酸としては、例えば、ぎ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、ゾーマリン酸、リノール酸、リノレン酸、ガドレン酸、エルカ酸、セラコレイン酸等の他、天然油脂から得られる単一又は混合脂肪酸でもよい。該天然油脂としては、例えば、アマニ油、オリーブ油、カカオ脂、ゴマ油、コメヌカ油、サフラワー油、大豆油、ツバキ油、コーン油、ナタネ油、パーム油、パーム核油、ひまし油、ひまわり油、綿実油、ヤシ油等の植物性油脂、牛脂、豚脂、乳脂、魚油、鯨油等の動物性油脂等が挙げられる。
【００１０】
上記Ｎ，Ｎ’―アルキレンビス（カルボン酸モノアミド）は、α型及びβ型の結晶型を持つことが知られている。
上記α型の結晶型は、その分子配列が直線的に配列した結晶形態であり、アミド結合中のＮ−Ｈ基の水素原子とＣ＝Ｏ基の酸素原子とがそれぞれ異なる分子と水素結合している結晶型である。
一方、上記β型の結晶型は、その分子配列がイス型に配列した結晶形態であり、アミド結合中のＮ−Ｈ基の水素原子とＣ＝Ｏ基の酸素原子とが同一の分子と水素結合している結晶型である。
尚、上記α型及びβ型の含有割合は、ＤＳＣ等の一般的な熱分析機器で分析すれば求めることができ、α型は低温側に、β型は高温側に熱吸収が見られる。
【００１１】
又、上記（Ａ）成分がＮ，Ｎ’―エチレンビス（カルボン酸モノアミド）である場合、単一系では、上記α型の結晶型のものは、下記〔化１〕に示すような結晶形態をとると考えられている。
【００１２】
【化１】
0003737237.tif 000002
【００１３】
同様に、上記β型の結晶型のものは、下記〔化２〕に示すような結晶形態をとると考えられている。
【００１４】
【化２】
0003737237.tif 000003
【００１５】
但し、上記のような結晶形態は、Ｎ，Ｎ’―エチレンビス（カルボン酸モノアミド）単一系の場合であり、２成分以上の系では他の成分とも相互作用を引き起こすので、必ずしも完璧に上記のような結晶型をとるわけではない。
【００１６】
本発明における上記（Ａ）成分の結晶型は、上記のとおり、ＤＳＣで低温側にピークを示すものをα型とし、高温側にピークを示すものをβ型とする。
尚、 参考として、 Ｎ，Ｎ’―エチレンビス（ステアリン酸モノアミド）のＤＳＣチャートを図１及び図２に示す。 図１は、結晶型の含有割合がα型：β型＝１：９のＮ，Ｎ’―エチレンビス（ステアリン酸モノアミド）のＤＳＣチャートを示し、図２は、結晶型の含有割合がα型：β型＝０：１０のＮ，Ｎ’―エチレンビス（ステアリン酸モノアミド）のＤＳＣチャートを示す。〔図１に示すチャートの測定条件は、窒素雰囲気下、サンプル量；５．２４２ｍｇ、温度；５０．０〜１１０．０℃、昇温速度；５．０℃／分である。一方、図２に示すチャートの測定条件は、窒素雰囲気下、サンプル量；５．２２２ｍｇ、温度；５０．０〜１１０．０℃、昇温速度；５．０℃／分である。〕
【００１７】
本発明においては、結晶型がα型のＮ，Ｎ’―アルキレンビス（カルボン酸モノアミド）と、結晶型がβ型のＮ，Ｎ’―アルキレンビス（カルボン酸モノアミド）とが９９：１〜０：１００、好ましくは３０：７０〜０：１００、一層好ましくは３０：７０〜１：９９で含まれていなければならない。上記α型とβ型との含有割合が上記範囲外であると、金属粉末と本発明の潤滑剤を混合した場合、混合物の流動度が低下し、見かけ密度が小さくなり且つ不安定になるので、粉末冶金用潤滑剤として使用することが難しくなる。
【００１８】
又、本発明の潤滑剤を金属粉末冶金に用いるときの本発明の潤滑剤の使用量は、特に限定されないが、上記（Ａ）成分の添加量が、金属粉末に対して好ましくは０．００１〜２０重量％、より好ましくは０．０１〜１５重量％、一層好ましくは０．０５〜１０重量％となる量であればよい。
【００１９】
本発明の潤滑剤は、上記（Ａ）成分のみを含む場合でも、金属粉末と本発明の潤滑剤とを混合した混合物の流動度や見かけ密度について良好な性能を示すが、更に、（Ｂ）成分としてカルボン酸モノアミドを添加すると、該混合物の流動度が向上し、又、見かけ密度が更に大きくなり且つ安定するため好ましい。
【００２０】
上記（Ｂ）成分であるカルボン酸アミドとしては、例えば、前記（Ａ）成分の構成において例示したカルボン酸等のアミドが挙げられ、特にステアリン酸アミド、オレイン酸アミド等が好ましい。
【００２１】
上記（Ｂ）成分の添加量は、特に限定されないが、好ましくは上記（Ａ）成分（１００重量％）に対して２０〜１５０重量％、より好ましくは５０〜１３０重量％、更に好ましくは７０〜１２０重量％である。
【００２２】
又、本発明の潤滑剤は、上記（Ａ）成分及び上記（Ｂ）成分のみを含む場合でも、金属粉末と本発明の潤滑剤とを混合した混合物の流動度や見かけ密度について良好な性能を示すが、更に、（Ｃ）成分としてカルボン酸金属塩を添加すると、該混合物の流動度が向上し、又、見かけ密度が更に大きくなり且つ安定するため好ましい。
【００２３】
上記（Ｃ）成分であるカルボン酸金属塩としては、例えば、前記（Ａ）成分の構成で例示したカルボン酸等の金属塩が挙げられる。該金属塩を構成する金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、亜鉛、銅、銀、鉄、スズ、カドミウム、バリウム、コバルト、ニッケル、マンガン、ストロンチウム、チタン、バナジウム等が挙げられる。これらの中でも、特にリチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属又は亜鉛が好ましい。
【００２４】
上記（Ｃ）成分の添加量は、特に限定されないが、好ましくは上記（Ａ）成分（１００重量％）に対して５〜９５重量％、より好ましくは１０〜９０重量％、更に好ましくは２０〜７０重量％である。
【００２５】
又、本発明の潤滑剤には、上記（Ａ）成分並びに必要に応じて用いられる上記（Ｂ）及び（Ｃ）成分以外に、例えば、ポリエチレンワックス、パラフィンワックス、エーテル、エステル、熱可塑性エラストマー等のその他の成分を添加することもできる。該その他の成分は、本発明の効果を損なわない範囲内の添加量、好ましくは上記（Ａ）成分（１００重量％）に対して０．１〜１０重量％で適宜選択して用いられる。
【００２６】
本発明の潤滑剤を調製するには、上記（Ａ）成分に、上記（Ｂ）成分及び／又は上記（Ｃ）成分並びにその他の成分を添加する場合は、例えば、上記各成分（各単独又は混合成分）を常温で混合後、粉砕及び分級して粒化するか、又は高温で溶融混合させ、冷却固化後、粉砕、分級して粒化すればよい。尚、上記（Ａ）成分のみ使用する場合には、そのまま潤滑剤として用いられる。
【００２７】
本発明の潤滑剤が使用される金属粉末冶金の対象となる金属粉末としては、特に限定されないが、例えば、鉄、銅、チタン、タングステン、モリブデン、ニッケル、クロム、鉄―ニッケル合金、鉄―コバルト合金、鉄―ケイ素合金等の金属の粉末が挙げられる。
【００２８】
【実施例】
本発明を実施例により更に具体的に説明する。尚、 以下の実施例中、 部及び％は特に記載がない限り重量基準である。
【００２９】
酸化されていない金属粉末５００ｇをガラス製Ｖ型混合機に投入し、 下記組成の潤滑剤を金属粉末に対して１．０％添加した。 混合機の回転速度を２５〜３０ｒｐｍに設定し、 ２０分間又は３０分間混合した。 混合した金属粉末の流動度をＪＩＳ−Ｚ−２５０２に準拠して測定した。 又、 混合した金属粉末の見かけ密度をＪＩＳ−Ｚ−２５０４に準拠して測定した。
【００３０】
〔潤滑剤の組成〕                            （実施例１、２）（実施例３）
Ｎ，Ｎ’−エチレンビス（カルボン酸モノアミド）  ６０％      ５０％
（結晶型の比は下記の各表に示す）
ステアリン酸アミド                              ３５％      ３５％
ステアリン酸リチウム                              ５％      １５％
【００３１】
（実施例１）
金属粉末として還元純鉄粉を使用し、混合時間を２０分間として上記測定を行った。 その結果を下記〔表１〕に示す。
【００３２】
【表１】
0003737237.tif 000004
【００３３】
（実施例２）
金属粉末としてアトマイズ鉄系合金粉を使用し、混合時間を２０分間として上記測定を行った。 その結果を下記〔表２〕に示す。
【００３４】
【表２】
0003737237.tif 000005
【００３５】
（実施例３）
金属粉末としてアトマイズ純鉄粉を使用し、混合時間を３０分間として上記測定を行った。 その結果を下記〔表３〕に示す。
【００３６】
【表３】
0003737237.tif 000006
【００３７】
以上の結果より、結晶型の含有割合がα型：β型＝９９：１〜０：１００であるＮ，Ｎ’―アルキレンビス（カルボン酸モノアミド）を用いた本発明の潤滑剤（実施例１−１〜１−７、２−１〜２−７及び３−１〜３−７）は、比較例１−１、２−１及び３−１の潤滑剤に比して、金属粉末との混合粉末の粉体特性（流動度及び見掛け密度）が優れていることが判る。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の金属粉末冶金用潤滑剤は、金属粉末との混合粉末の粉体特性を向上させ、焼結炉内壁の汚染を引き起こすことのないものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、結晶型の含有割合がα型：β型＝１：９のＮ，Ｎ’―エチレンビス（ステアリン酸モノアミド）のＤＳＣチャートを示す。
【図２】図２は、結晶型の含有割合がα型：β型＝０：１０のＮ，Ｎ’―エチレンビス（ステアリン酸モノアミド）のＤＳＣチャートでを示す。
【図１】
0003737237.tif 000007
【図２】
0003737237.tif 000008