微量潤滑時に顕在化する凝着による摩擦増大を抑制する手法の開発

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24560155
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 桃園 聡 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (70262300)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 京極 啓史 東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (70153236)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 凝着 / 摩擦 / エラストマー / 濡れ / 制御

Outline of Annual Research Achievements

省資源・省エネルギーおよび環境保全の観点から潤滑油量削減や水系を含む低環境負荷潤滑剤が推奨されているが，このような条件下では潤滑能力不足によって固体表面間の直接接触部が凝着し，結果的に摩擦を増大させるため，凝着を防ぎ摩擦を低減させる技術が望まれている．
その解決のため，柔らかい弾性体（エラストマー）の表面のエネルギー状態により液体を濡らしあるいは弾く性質から生じる液体を侵入・排除そして液滴の残留・封込などの現象を利用することにより，凝着による摩擦の増大または低減を制御する手法を確立することを目的とした。
表面自由エネルギーの異なる液体の混合液と，疎水エラストマー表面に親水化ポリマーをグラフト処理することで界面自由エネルギーを自由に制御した実験系を作成し，界面自由エネルギーを下げることで極薄い液体膜が形成され，摩擦力を下げることが確認された．
また、界面エネルギーを考慮した凝着摩擦力の理論モデルを作成し，比較したところ界面の制御に依存した摩擦力の推定を行うことが可能となり，摩擦特性を定性的に説明することが可能となった．