流体潤滑膜中の高せん断速度場を利用した流体の成分分離に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14655067
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 山本 雄二 九州大学, 工学研究院, 教授 (10037997)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小野 文慈 九州大学, 工学研究院, 助手 (60224276)
• Keywords: 流体潤滑 / 潤滑油 / 成分分離 / せん断応力 / 溶解度

Research Abstract

本研究の目的は,潤滑油を含む多成分系液体,炭化水素および水を溶媒とした各種の溶液を用いて,すべり接触において,接触域中での成分分離発生の有無を確認するとともに,その発生機構,発生条件を明確にすることと,基礎的なせん断速度試験を実施し,せん断速度と溶解度の関係を検討することにより,せん断場が溶媒の溶解能力や溶質の溶解状態に与える影響を明らかにすることである.成果は次の通りである.
多成分系の炭化水素系の合成潤滑油における成分分離現象に関する成果
1.潤滑油の構成成分の同定が,炭化水素系潤滑油の赤外分光IRスペクトル中のC-H変角振動に伴う2つの吸収ピーク強度の比,またエステル等の極性基を有する潤滑油に対しては極性基の起因する吸収強度により可能なことを明らかにした.
2.顕微FT-IR装置内に点接触および線接触滑り接触試験機を組込み,接触部入り口域での潤滑油成分構成の変化を測定した.その結果,線接触,点接触両試験において,境域分子量分布油では入り口域での成分構成の変化は観測されなかった.一方,広域分子量分布油では,線接触滑り試験では成分の分離は生じなかったが,点接触滑り試験においては,入り口域で低粘度成分の比率が増加し,低粘度成分が接触域に優先的に導入されることを見いだした.
3.入り口部での成分分離が生じるかどうかは,潤滑油を構成する炭化水素,極性基の種類,分子量分布の広狭の程度により異なり,点接触条件下での必ずしも成分分離が発生する訳ではない.
また,ステアリン酸(固体)添加潤滑油,砂糖水溶液によるせん断試験において,せん断試験前後のステアリン酸,上白糖の溶解度に差が認められる例が生じたが,この点は再現性のチェックが必要である.

Research Products

• [Publications] 小野文慈, 山本雄二: "流体潤滑下での潤滑油の構成成分の変化に関する研究"日本トライボロジー学会トライボロジー会議予稿集. 1E5. 147-145 (2002)
• [Publications] 大川内栄治, 小野文慈, 山本雄二: "顕微FT-IRによる潤滑油の接触域への導入特性に関する研究"日本機械学会九州学生会 第34回卒業研究発表講演会論文集. 129-130 (2003)
• [Publications] 小嶺雄矢, 小野文慈, 山本雄二: "潤滑油の機械的せん断による成分分離法に関する研究"日本機械学会九州学生会 第35回卒業研究発表講演会論文集. (印刷中). (2004)