JPH06330071A - 潤滑性組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高温での使用が可能で、しかも製造時の潤滑
油やグリースの劣化のない潤滑性組成物を提供する。 【構成】 硬化前のシリコーンゴムの前駆体（ベースシ
リコーン）に硬化剤を添加して、該ベースシリコーンと
相溶性のあるシリコーンオイルあるいはシリコーンオイ
ルを基油とするグリース中で硬化させる。生成する潤滑
性組成物は、ベースシリコーンが３次元に架橋した網目
構造の微小空間にシリコーンオイルあるいはそのグリー
スが保持され、その表面にシリコーンオイルあるいはそ
のグリースが滲み出た弾性を有する固形物である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、潤滑性組成物に関し、
特に軸受等の高温に晒される部品への適用が可能な潤滑
性組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に軸受等の潤滑性が要求される部品
には、潤滑油や半固体状のグリース等の潤滑性組成物が
充填されている。しかしながら、これら潤滑性組成物は
潤滑油は勿論のこと、半固体状のグリースにおいても軸
受回転時の温度上昇に伴って流動化するため、これら潤
滑性組成物の飛散を防止するためにシール板等の密封部
材で充填部を密封しなければならず、構造が複雑にな
り、小型軸受等場合によっては密封部材を取り付けるこ
とができないこともある。

【０００３】そこで密封部材を必要としない潤滑性組成
物として、潤滑油と樹脂とを混合して固形化させた潤滑
性組成物が開発され、実用化されている。この樹脂ベー
スの潤滑性組成物は、樹脂内に保持された潤滑油が樹脂
表面に滲み出て潤滑作用を発現するもので、例えば米国
特許第３７２９４１５号、同３５４７８１９号、同３５
４１０１１号各明細書には、潤滑油を含有するポリエチ
レンが記載されている。また、英国特許第１１６３１２
３号明細書には、ポリエチレンの他にポリプロピレンを
用いた同様の潤滑性組成物が記載されている。さらに、
米国特許第４２３９６３２号、同４１４６４８７号各明
細書にはポリメチルペンテンを用いた同様の潤滑性組成
物が記載されている。

【０００４】また、特開昭５５−１３７１９８号公報に
は、潤滑油の代わりにグリースを用いたポリエチレンか
らなる潤滑性組成物が記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記樹
脂ベースの潤滑性組成物のうちポリエチレンと潤滑油あ
るいはグリースとからなる潤滑性組成物は、以下のよう
な問題点を抱えている。即ち、ポリエチレンは融点が低
く、約８０℃ぐらいから軟化し始め１３０〜１４０℃で
完全に融解してしまうので、８０℃以上の高温では使用
できないことに加え、ポリエチレンに潤滑油あるいはグ
リースを均一に含有させるためには、ポリエチレンと潤
滑油あるいはグリースとの混合物をポリエチレンの融点
以上の温度（１３０〜１４０℃）で長時間保持して融解
させる必要があるが、その際潤滑油及びグリースが劣化
するおそれがある。

【０００６】また、ポリプロピレンと潤滑油及びポリメ
チルペンテンと潤滑油とからなる潤滑性組成物について
も同様の問題点がある。即ち、ポリプロピレンと潤滑油
とからなる潤滑性組成物では、ポリプロピレンは前記ポ
リエチレンよりは若干融点が高いものの、約１２０℃ぐ
らいから軟化し始め１６０〜１７０℃で完全に融解して
しまうため、１２０℃以上の高温では使用できない。ま
た、潤滑油あるいはグリースを均一に含有させるために
は、ポリエチレンの場合よりも高い温度（１６０〜１７
０℃）で長時間保持する必要があり、その際の潤滑油及
びグリースの劣化度合いはポリエチレンの場合よりも大
きい。

【０００７】一方、ポリメチルペンテンと潤滑油あるい
はグリースとからなる潤滑性組成物は、ポリメチルペン
テンは融点がポリエチレンやポリプロピレン等よりも高
いために高温での使用が可能であるが、潤滑油を均一に
含有させるためには２３０〜２６０℃という非常に高い
温度で長時間保持する必要があり、その際潤滑油あるい
はグリースがかなり劣化する。

【０００８】本発明の目的は、以上の問題点を解決する
ことにあり、高温での使用が可能で且つ潤滑油やグリー
スの劣化の無い潤滑性組成物を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究を重ねた結果、硬化型シリコ
ーンゴムの硬化前の前駆体（以下、ベースシリコーンと
称する。）を、シリコーンオイルあるいは該シリコーン
オイルを基油とするグリース中で重合させることによ
り、耐熱性に優れるとともにシリコーンオイルやそのグ
リースの劣化の無い潤滑性組成物が得られることを見出
し、本発明を完成するに至った。

【００１０】本発明に係る潤滑性組成物は、ベースシリ
コーンが重合反応により３次元に架橋して網目構造を形
成する際に、網目の微細空間にシリコーンオイルやその
グリースを包含した状態で架橋するため、該シリコーン
オイルやそのグリースは、硬化型シリコーンゴム基材全
体に均一に含有、保持される。その結果、生成する潤滑
性組成物はシリコーンオイルやそのグリースの含有量が
多く、しかも保持能力にも優れるため、長時間にわたっ
てシリコーンオイルやそのグリースが徐々に滲み出し、
長期にわたって安定した潤滑性を維持することができ
る。

【００１１】また、３次元に架橋して硬化したシリコー
ンゴムは、１５０℃以上の耐熱性を有するため、融点以
上の高温で流動化して形状を保持できなくなるようなこ
とがなく、ポリエチレンやポリプロピレンを基材とした
潤滑性組成物よりも高温での使用が可能である。耐熱性
の面では、ポリメチルペンテンを基材とした潤滑性組成
物も高い耐熱性を有するが、既述したように潤滑油を保
持するために２３０〜２６０℃という高温に一定時間保
持する必要があり、その際潤滑油が劣化する恐れがあ
る。しかしながら、本発明に係る潤滑性組成物の基材で
あるシリコーンゴムは、ベースシリコーンに硬化剤を添
加することにより室温でも重合反応が進行し、また硬化
に時間が掛かる場合でも、１００℃程度の比較的低い温
度で保持することにより、重合反応を促進することがで
き、更には硬化時に発熱を伴わないため、生成時におけ
るシリコーンオイルやそのグリースの劣化の問題も回避
できる。

【００１２】本発明で用いることのできるベースシリコ
ーンは特に限定はなく、代表的なシリコーンである末端
に官能基を有するオルガノシロキサンである。具体的に
は、ビニルシロキサン、ヒドロキシルシロキサン等を使
用することができる。また、これらシロキサンのシリコ
ンの一つを他の金属、例えばアルミニウムやチタン等で
置換したメタロシロキサンを用いることにより、生成潤
滑性組成物の耐熱性をより向上させることができる。

【００１３】ベースシリコーンの重合に際して、硬化剤
として架橋剤及び硬化触媒が添加される。架橋剤はベー
スシリコーン同士をつないで３次元ゴム弾性体化するた
めのもので、３官能以上のシランやシロキサンを使用す
ることができる。また、硬化触媒はベースシリコーンと
架橋剤とを反応させるためのもので、ＳｎやＰｔ等から
なる金属化合物を使用することができる。

【００１４】また、これらベースシリコーン及び硬化剤
の使用形態は、別々に保管して重合開始時に混合する２
成分型（２液型）でも良いし、予め両者を混合させた状
態で重合温度以下の低温で保管し、重合時に加熱して硬
化される１成分型（１液型）でも構わない。更に２成分
型の場合、ベースシリコーンと架橋剤とからなる主剤と
硬化触媒との組合せ、ベースシリコーンからなる主剤と
硬化触媒と架橋剤とからなる硬化剤との組合せ、あるい
はベースシリコーンと硬化触媒とからなる主剤と架橋剤
との組合せの何れの組合せでも構わない。

【００１５】一方、本発明で用いることのできるシリコ
ーンオイルは、前記ベースシリコーンと相溶性があれば
特に制限はなく、例えばジメチルシリコーンオイル、高
級脂肪酸変性シリコーンオイル、アルキル変性シリコー
ンオイル、メチル塩素化シリコーンオイル、メチルフェ
ニルシリコーンオイル等である。また、これらシリコー
ンオイルに、油性向上剤を添加したものでも構わない。

【００１６】また、本発明においては、前記シリコーン
オイルの代わりに該シリコーンオイルを基油とするグリ
ースを使用することができる。その場合、シリコーンオ
イルに、増ちょう剤としてポリテトラフルオロエチレン
（ＰＴＦＥ）や金属石けん、カーボンブラック等を適量
添加して調製される。更に、潤滑性組成物の機械的強度
の補強や、成形性向上の目的で下記のような充填材を添
加してもよい。

【００１７】例えば、炭酸カルシウムやタルク、シリ
カ、クレー、マイカ等の鉱物類、あるいはガラス繊維や
アスベスト、石英ウール、カーボン繊維、金属繊維等の
無機繊維類及びこれらを布状に編組したもの、有機化合
物では、アラミド繊維やポリエステル繊維、あるいはポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリベンゾ
イミダゾール等の各種熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を添
加することができる。

【００１８】また、シリコーンパウダー類、例えばシリ
コーンオイルを無機粉体に高濃度（約６０％）に担持さ
せたもの、高度に３次元架橋したレジンタイブのシリコ
ーン樹脂あるいは超微粒子化したシリコーンゴム弾性体
等を添加することができる。更に、潤滑性組成物の熱伝
導性を向上させる目的で、カーボン繊維や金属繊維、黒
鉛粉末、金属粉末、ＺｎＯ粉末等を添加してもよい。

【００１９】これら添加物の添加量は特に制限されず、
生成潤滑性組成物の性状やベースシリコーンの種類、重
合条件等により適宜選択される。本発明に係る潤滑性組
成物は、例えば以下の方法により製造される。先ず、ベ
ースシリコーンに硬化に必要な量の硬化剤（架橋剤及び
硬化触媒）を加えて均一に混合する。次いでこの混合物
に、シリコーンオイルあるいはそのグリースを加えてミ
キサー等により均一に攪拌混合し、混合溶液を適当な金
型に流し込むことにより潤滑性組成物を得ることができ
る。

【００２０】以上は２成分型の場合であるが、１成分型
の場合には、ベースシリコーンと硬化剤との混合物に、
直接シリコーンオイルあるいはそのグリースを加えて適
当な金型に流し込み、重合温度以上の温度に保持するこ
とにより潤滑性組成物を得ることができる。この時のベ
ースシリコーンとシリコーンオイルあるいはそのグリー
スとの配合割合は、ベースシリコーンがシリコーンオイ
ルあるいはそのグリースに対して３０〜９０ｗｔ％、更
には４０〜７０ｗｔ％の割合であることが好ましい。

【００２１】ベースシリコーンは、硬化剤を添加するこ
とにより室温程度の低い温度でも重合反応が進行してゴ
ム弾性体化するが、一般に重合完了までに数十時間とい
う時間を要する。そこで、前記混合溶液を金型ごと適当
な温度に加熱することにより重合時間を短縮することが
できる。この時の加熱温度は特別高温にする必要はな
く、シリコーンオイルあるいはそのグリースの劣化温度
よりもかなり低い温度、例えば１００℃程度で充分であ
り、この程度の加熱でも重合時間を数十分程度にまで短
縮することが可能である。

【００２２】また、ベースシリコーンの重合は、縮合反
応あるいは付加反応により進行するが、本発明において
は前記何れの反応でも構わない。ここで、付加反応の場
合には副生成物の問題はないが、縮合反応の場合には使
用するベースシリコーンの種類により、アルコール成分
や水、水素等の副生物が発生する。しかし、これら副生
物は、潤滑性組成物の基材中に取り込まれても、生成潤
滑性組成物の諸特性、例えば潤滑性能や機械的強度、形
状保持性等に与える影響は少なく、これら副生物の除去
のために特別な処理を施す必要はない。尚、重合進行中
に圧力を加えて揮発成分を取り除いてもよい。

【００２３】このようにして得られる潤滑性組成物は、
金型形状に成形され、基材内部にシリコーンオイルある
いはそのグリースが均一に保持され、また表面にシリコ
ーンオイルあるいはそのグリースが滲み出たゴム状で、
金型形状に成形された固形物である。本発明に係る潤滑
性組成物は、成形性や形状保持性に優れるために、潤滑
作用を必要とする部位の形状に合わせて成形して、その
まま装着して使用することができる。例えば、玉軸受、
ころ軸受等の転がり軸受、リニアガイド、ボールねじ等
の直動軸受の中の潤滑部材に潤滑油やグリース等の代用
として、しかも密封部材を必要とすることなく用いるこ
とができる。また、それ自体単独ですべり軸受として用
いることができる。

【００２４】

【実施例】以下の実施例により、本発明に係る潤滑性組
成物をより明確にすることができる。但し、本発明は以
下の実施例に限定されることなく、適宜変更することが
できる。 〔実施例１〕架橋剤含有ベースシリコーン〔東レ・ダウ
コーニング・シリコーン（株）製：ＳＨ９５２２ＲＴ
Ｖ〕５．０ｇと硬化触媒〔東レ・ダウコーニング・シリ
コーン（株）製：ＳＨ９５２２ＣＡＴ〕０．０２５ｇを
採取してスパキュラでよく混合した後、更に油性向上剤
が配合されたジメチルシリコーンオイル〔東レ・ダウコ
ーニング・シリコーン（株）製：ＳＨ２００〕４．０ｇ
を加える。これらをミキサーに移して均一になるまで混
合して混合物Ａを得た。

【００２５】次いで、この混合物Ａを金型中に流し込
み、１００℃で１時間保持して加熱硬化させた。冷却
後、取り出された固体は、ジメチルシリコーンオイルを
均一に保持した状態で硬化したシリコーンゴムであり、
比較的高い機械強度を有し、その表面にジメチルシリコ
ーンオイルが徐々に滲み出してくるような弾性を有する
固形物であった。

【００２６】また、前記混合物Ａを６３０５玉軸受の内
・外輪の間の転動体と保持器以外の空間に充填し、同様
の方法により硬化させた後、この玉軸受を１５０℃で３
０００ｒｐｍで回転させて潤滑性を調べたところ、２０
０時間経過時点でも、良好な潤滑性を示した。 〔実施例２〕硬化触媒含有ベースシリコーン〔東レ・ダ
ウコーニング・シリコーン（株）製：ＳＨ９５５６ＲＴ
Ｖ〕５．０ｇと架橋剤〔東レ・ダウコーニング・シリコ
ーン（株）製：ＳＨ９５５６ＣＡＴ〕０．５ｇを採取し
てスパキュラでよく混合した後、更に増ちょう剤として
リチウム石けんを１０ｗｔ％含有するシリコーングリー
ス〔東レ・ダウコーニング・シリコーン（株）製：ＳＨ
４４Ｍ〕４．０ｇを加える。これらをミキサーに移して
均一になるまで混合して混合物Ｂを得た。

【００２７】次いで、この混合物Ｂを金型中に流し込
み、２０℃で２４時間保持して硬化させた。冷却後、取
り出された固体は、シリコーングリースを均一に保持し
た状態で硬化したシリコーンゴムであり、比較的高い機
械強度を有し、その表面にシリコーングリースが徐々に
滲み出してくるような弾性を有する固形物であった。ま
た、前記混合物Ｂを６３０５玉軸受の内・外輪の間の転
動体と保持器以外の空間に充填し、同様の方法により硬
化させた後、この玉軸受を１５０℃で３０００ｒｐｍで
回転させて潤滑性を調べたところ、２００時間経過時点
でも、良好な潤滑性を示した。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る潤滑
性組成物は、ベースシリコーンが３次元に架橋して網目
構造を形成する際に、網目の微細空間にシリコーンオイ
ルあるいはそのグリースを包含した状態で架橋するた
め、シリコーンオイルあるいはそのグリースはシリコー
ンゴム基材全体に均一に含有、保持される。その結果、
シリコーンオイルあるいはそのグリースの含有量が多
く、しかも保持能力にも優れるため、長時間にわたって
シリコーンオイルあるいはそのグリースが徐々に滲み出
し長期にわたって安定した潤滑性を維持することができ
る。

【００２９】また、耐熱性や熱的安定性に優れることに
加えて、その成形性や形状保持性に優れるために、潤滑
作用を必要とする部位の形状に合わせて成形して、その
まま装着して使用することができるため、使用環境や使
用部位に関係なく、広い範囲にわたり使用することがで
きる。更に、重合に際して加熱する場合でも、加熱温度
が低く、また短時間で充分であるため、生成時における
シリコーンオイルやそのグリースの劣化の問題も回避で
きる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｎ 30:08 40:02 50:08 8217−4Ｈ 50:10

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 硬化型シリコーンゴムを含む基材にシリ
   コーンオイルあるいは該シリコーンオイルを基油とする
   グリースを保持させた潤滑性組成物であって、前記硬化
   型シリコーンゴムのベースシリコーンを前記シリコーン
   オイルあるいは前記シリコーンオイルを基油とするグリ
   ース中で重合させることにより得られることを特徴とす
   る潤滑性組成物。