Development of new grease with low environmental impact for improving reliability of sliding parts

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K14139
• Research Institution: Iwate University
• Principal Investigator: 七尾 英孝 岩手大学, 理工学部, 准教授 (50312509)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 有機修飾粘土グリース

Outline of Annual Research Achievements

本研究の成果は，レシチンで有機修飾した粘土を増ちょう剤としたグリースが高い潤滑性とベアリング等の鋼材の水素脆化を防止する効果を有することを見出したことにある．しかしながら，その効果の定常的な発現の確認の結果，不確定なものでる可能性が生じた．その原因として，有機修飾粘土にわずかながらも含まれている硬質粒子であるオパールが挙げられた．そこで，添加前の有機修飾粘土から水篩法によりこのオパールを除去する操作を追加し，この操作で得られた精製有機修飾粘土を増ちょう剤としたグリースを調製し，従来の潤滑試験を行った．その結果，精製有機修飾粘土においても鋼材の摩擦面において皮膜を形成することで，精製操作を施さない有機修飾粘土グリースと同等の潤滑性を発揮することがわかった．この皮膜形成は，オパール除去により，厚さをます結果となったが，潤滑性向上には寄与することはなく，また本来目的としていた再現性の向上にも寄与することはなかった．皮膜の厚膜化にも関わらず安定した潤滑性が得られなかったため，別の要因として鋼材表面の粗さに着目した．本研究開始の着想は，レシチン有機修飾粘土をグリースの増ちょう剤とすることで，摩擦場に入り込んだこの増ちょう剤が摩擦によりトライボケミカルに分解しレシチン部位が摩擦材表面と反応しリン酸鉄皮膜を形成し，粘土結晶がリン酸鉄皮膜内に摩擦面と平行になる形で分散し，潤滑性を向上かつ摩擦材脆化の原因となる水素の通過のバッファーとなるメカニズムを期待したところにある．摩擦材表面が粗いことにより，粘土結晶が皮膜内で潤滑性向上に寄与するだけの配向に至っていないことが原因であると考え，摩擦材表面を鏡面仕上げのものとしたところ安定した潤滑性の向上を得ることができた．今後の展開としては，実際にこの皮膜が摩擦材の水素脆化を抑制する効果を発揮するか，化学分析により確認する研究に移行したいと考えている．