JP2020164639A - Friction and/or wear reducing agent - Google Patents

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阪本 浩規
Hiroki Sakamoto
浩規 阪本
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Abstract

To provide a nano material that has excellent dispersibility in oily solvent, and can contribute to friction and wear reduction.SOLUTION: A friction and/or wear reducing agent contains flaky carbon with a thickness of 1-100 nm, and an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group with high carbon affinity, wherein, relative to the flaky carbon 1 pts.mass, the organic compound having the hydrophilic group and the hydrophobic group with high carbon affinity is 0.1-5 pts.mass.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、摩擦及び/又は摩耗低減剤に関する。 The present invention relates to friction and / or wear reducing agents.

潤滑性が必要とされるオイルやグリース等の油性溶媒には、通常、対象物質の摩擦や摩耗をさらに軽減することを目的として、黒鉛等の潤滑性を有する材料が添加されている(例えば、特許文献1参照)。 An oil-based solvent such as oil or grease, which requires lubricity, is usually added with a lubricious material such as graphite for the purpose of further reducing friction and wear of the target substance (for example,). See Patent Document 1).

このように、黒鉛は潤滑性を有することが知られているが、サイズが大きいため、油性溶媒に添加しても、オイルフィルタに捕捉されて十分に働かない恐れがあった。なお、オイルフィルタとは、金属製のケースの中に特殊な繊維で作った目の細かい濾紙を収めたもので、細かい異物を濾紙でこし取るものである。 As described above, graphite is known to have lubricity, but due to its large size, even if it is added to an oil-based solvent, it may be trapped by an oil filter and may not work sufficiently. The oil filter is a metal case containing fine-grained filter paper made of special fibers, and is used to remove fine foreign matter.

一方、グラフェンシートは、炭素原子がハニカム格子状に並んだ2次元単層シートであり、グラファイト、フラーレン、カーボンナノチューブ等の構成単位でもある。このグラフェンシートが厚み100nm以下程度に積層された薄片状カーボン(本発明において、グラフェンシートも含む概念である)は、その特異な諸物性を有していることから、様々な材料に使用される新たな材料として注目を浴びている。 On the other hand, the graphene sheet is a two-dimensional single-walled sheet in which carbon atoms are arranged in a honeycomb lattice, and is also a constituent unit of graphite, fullerenes, carbon nanotubes, and the like. The flaky carbon in which the graphene sheet is laminated to a thickness of about 100 nm or less (in the present invention, the concept including the graphene sheet) has various unique physical properties, and is therefore used for various materials. It is attracting attention as a new material.

特表平8−506563号公報Special Table No. 8-506563

しかしながら、オイルフィルタに補足されないようにナノカーボン材料を使用すると、油性溶媒に対する分散性が悪く、ナノカーボン材料同士で凝集してしまい、十分に効力が発揮されない恐れがあった。 However, if a nanocarbon material is used so as not to be supplemented by the oil filter, the dispersibility in an oil-based solvent is poor, and the nanocarbon materials may aggregate with each other, resulting in insufficient effectiveness.

このため、本発明は、油性溶媒に対する分散性に優れ、摩擦及び摩耗低減に寄与することができるナノ材料を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a nanomaterial having excellent dispersibility in an oily solvent and capable of contributing to friction and wear reduction.

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、厚みが1〜100nmである薄片状カーボンと、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物とを所定量含有することで、油性溶媒に対する分散性に優れ、摩擦及び摩耗低減に寄与することができるナノ材料が得られることを見出した。本発明者らは、当該知見に基づきさらに研究を重ね、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は以下の構成を包含する。 As a result of diligent research to achieve the above object, the present inventors have determined a predetermined amount of flaky carbon having a thickness of 1 to 100 nm and an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon. It has been found that by containing it, a nanomaterial having excellent dispersibility in an oily solvent and capable of contributing to friction and wear reduction can be obtained. The present inventors have further studied based on the findings and have completed the present invention. That is, the present invention includes the following configurations.

項1.厚みが1〜100nmである薄片状カーボンと、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物とを含有し、前記薄片状カーボン1質量部に対して、前記親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物を0.1〜5質量部含有する、摩擦及び/又は摩耗低減剤。 Item 1. It contains flaky carbon having a thickness of 1 to 100 nm and an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, and has an affinity for the hydrophilic group and carbon with respect to 1 part by mass of the flaky carbon. A friction and / or wear reducing agent containing 0.1 to 5 parts by mass of an organic compound having a highly reactive hydrophobic group.

項2.前記親水基が、一般式(1)〜(4): Item 2. The hydrophilic group is a general formula (1) to (4):

[式中、−OHはアルコール性水酸基又はフェノール性水酸基を示す。Rは2価の有機基を示す。Xは水素原子、アルカリ金属、NH又は有機アンモニウムを示す。Xは水素原子、アルカリ金属、NH、有機アンモニウム又はアルキル基を示す。一般式(2)の酸素原子はエーテル結合である。]
で表される少なくとも1種である、項1に記載の摩擦及び/又は摩耗低減剤。
[In the formula, -OH represents an alcoholic hydroxyl group or a phenolic hydroxyl group. R represents a divalent organic group. X 1 represents a hydrogen atom, alkali metal, NH 4 or organic ammonium. X 2 represents a hydrogen atom, alkali metal, NH 4 , organic ammonium or alkyl group. The oxygen atom of the general formula (2) is an ether bond. ]
Item 2. The friction and / or wear reducing agent according to Item 1, which is at least one represented by.

項3.前記親水基が、アルコール性水酸基及び/又はポリオキシエチレン基である、項1又は2に記載の摩擦及び/又は摩耗低減剤。 Item 3. Item 2. The friction and / or wear reducing agent according to Item 1 or 2, wherein the hydrophilic group is an alcoholic hydroxyl group and / or a polyoxyethylene group.

項4.前記疎水基が、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、及び炭素数3以上のポリオキシアルキレン基よりなる群から選ばれる少なくとも1種である、項1〜3のいずれか1項に記載の摩擦及び/又は摩耗低減剤。 Item 4. Item 1 to any one of Items 1 to 3, wherein the hydrophobic group is at least one selected from the group consisting of an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and a polyoxyalkylene group having 3 or more carbon atoms. The friction and / or wear reducing agent described.

項5.前記疎水基が、2個以上の芳香環を有するアリール基である、項1〜4のいずれか1項に記載の摩擦及び/又は摩耗低減剤。 Item 5. Item 2. The friction and / or wear reducing agent according to any one of Items 1 to 4, wherein the hydrophobic group is an aryl group having two or more aromatic rings.

項6.前記親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物のHLB値が1〜18である、項1〜5のいずれかに記載の摩擦及び/又は摩耗低減剤。 Item 6. Item 2. The friction and / or wear reducing agent according to any one of Items 1 to 5, wherein the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon has an HLB value of 1 to 18.

項7.さらに、油性添加剤を含有する、項1〜6のいずれか1項に記載の摩擦及び/又は摩耗低減剤。 Item 7. The friction and / or wear reducing agent according to any one of Items 1 to 6, further comprising an oil-based additive.

項8.前記薄片状カーボン1質量部に対して、前記油性添加剤を0.25〜10質量部含有する、項7に記載の摩擦及び/又は摩耗低減剤。 Item 8. Item 2. The friction and / or wear reducing agent according to Item 7, which contains 0.25 to 10 parts by mass of the oil-based additive with respect to 1 part by mass of the flaky carbon.

項9.項1〜8のいずれか1項に記載の摩擦及び/又は摩耗低減剤の製造方法であって、
(1)前記薄片状カーボンと、前記親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物と、溶媒とを含有し、前記薄片状カーボン1質量部に対して、前記親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物を0.1〜5質量部含有する薄片状カーボン分散体から溶媒を除去する工程を備える、製造方法。
Item 9. Item 2. The method for producing a friction and / or wear reducing agent according to any one of Items 1 to 8.
(1) The flaky carbon, an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, and a solvent are contained, and the hydrophilic group and carbon are contained with respect to 1 part by mass of the flaky carbon. A production method comprising a step of removing a solvent from a flaky carbon dispersion containing 0.1 to 5 parts by mass of an organic compound having a hydrophobic group having a high affinity.

項10.前記薄片状カーボン分散体中に油性添加剤が含まれている、項9に記載の製造方法。 Item 10. Item 9. The production method according to Item 9, wherein the oil-based additive is contained in the flaky carbon dispersion.

項11.前記溶媒を除去する工程が、前記薄片状カーボン分散体を濃縮する工程である、項9又は10に記載の製造方法。 Item 11. Item 9. The production method according to Item 9 or 10, wherein the step of removing the solvent is a step of concentrating the flaky carbon dispersion.

項12.前記溶媒が水である、項9〜11のいずれか1項に記載の製造方法。 Item 12. Item 8. The production method according to any one of Items 9 to 11, wherein the solvent is water.

項13.油性溶媒中に項1〜8のいずれか1項に記載の摩擦及び/又は摩耗低減剤が分散している、摩擦及び/又は摩耗低減分散液。 Item 13. A friction and / or wear reducing dispersion liquid in which the friction and / or wear reducing agent according to any one of Items 1 to 8 is dispersed in an oily solvent.

本発明によれば、油性溶媒に対する分散性に優れ、摩擦及び摩耗低減に寄与することができるナノ材料を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a nanomaterial having excellent dispersibility in an oily solvent and capable of contributing to reduction of friction and wear.

親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量が少ない場合(薄片状カーボンの表面に親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物が被覆されている場合)の本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤の構成を示す。When the content of the organic compound having a hydrophobic group having a high affinity with a hydrophilic group and carbon is small (when the surface of the flaky carbon is coated with an organic compound having a hydrophobic group having a high affinity with a hydrophilic group and carbon) The composition of the friction and / or wear reducing agent of the present invention is shown. 親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量が多い場合(炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物中に薄片状カーボンが分散している場合)の本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤の構成を示す。The present invention of the present invention when the content of an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon is large (when flaky carbon is dispersed in an organic compound having a hydrophobic group having a high affinity with carbon). The composition of the friction and / or wear reducing agent is shown. 実施例の摩擦摩耗試験(シェル四球試験)の概要を示す図面である。It is a drawing which shows the outline of the friction wear test (shell walk test) of an Example. 実施例のSRV:振動摩擦摩耗試験の概要を示す図面である。It is a drawing which shows the outline of the SRV: vibration friction wear test of an Example.

本明細書において、「含有」は、「含む(comprise)」、「実質的にのみからなる(consist essentially of)」、及び「のみからなる(consist of)」のいずれも包含する概念である。また、本明細書において、数値範囲を「A〜B」で示す場合、A以上B以下を意味する。 As used herein, "contains" is a concept that includes any of "comprise," "consist essentially of," and "consist of." Further, in the present specification, when the numerical range is indicated by "A to B", it means A or more and B or less.

以下、本発明の実施形態を説明するが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but various modifications of the embodiments and details are possible without departing from the spirit and scope of the claims.

1.摩擦及び/又は摩耗低減剤
本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤は、厚みが1〜100nmである薄片状カーボンと、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物とを含有し、前記薄片状カーボン1質量部に対して、前記親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物を0.1〜5質量部含有する。
1. 1. Friction and / or Wear Reducer The friction and / or wear reducer of the present invention contains flaky carbon having a thickness of 1 to 100 nm and an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon. , 0.1 to 5 parts by mass of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon is contained with respect to 1 part by mass of the flaky carbon.

(1−1)薄片状カーボン
薄片状カーボンとしては、薄いほうが摩擦及び摩耗を低減しやすく、オイルフィルタに補足されにくいため好ましいが、油性溶媒中の分散性も考慮し、その厚みは1〜100nm、好ましくは1〜20nmである。また、同様に、厚みが1〜10nmである薄片状カーボンの含有割合は、薄片状カーボンの総数を100%として、80%以上が好ましく、90%以上がより好ましい。つまり、厚みが大きい薄片状カーボンが含まれてもよいが、多数の薄片状カーボンの厚みは10nm以下であることが好ましい。なお、薄片状カーボンの厚みは、透過型電子顕微鏡(TEM)観察により測定する。
(1-1) Flake carbon As the flake carbon, the thinner one is preferable because it is easier to reduce friction and wear and is less likely to be captured by the oil filter. However, considering the dispersibility in the oil solvent, the thickness thereof is 1 to 100 nm. , Preferably 1 to 20 nm. Similarly, the content ratio of flaky carbon having a thickness of 1 to 10 nm is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, assuming that the total number of flaky carbons is 100%. That is, although flaky carbon having a large thickness may be contained, the thickness of a large number of flaky carbons is preferably 10 nm or less. The thickness of the flaky carbon is measured by observation with a transmission electron microscope (TEM).

薄片状カーボンは、薄いほうが摩擦及び摩耗を低減しやすく、オイルフィルタに補足されにくいため好ましいが、油性溶媒中の分散性も考慮し、300層以下(つまり1〜300層)のグラフェンが積層した層状構造を有する薄片状カーボンが好ましく、1〜60層のグラフェンが積層した層状構造を有する薄片状カーボンがより好ましい。また、同様に、積層数が1〜30層である薄片状カーボンの含有割合は、薄片状カーボンの総数を100%として、80%以上が好ましく、90%以上がより好ましい。つまり、厚みが大きい薄片状カーボンが含まれてもよいが、多数の薄片状カーボンの厚みは30層以下であることが好ましい。なお、薄片状カーボンの積層は、透過型電子顕微鏡(TEM)観察により測定した厚みにより算出する。 Thinned carbon is preferable because it is easier to reduce friction and wear and is less likely to be captured by the oil filter. However, considering the dispersibility in the oily solvent, 300 layers or less (that is, 1 to 300 layers) of graphene are laminated. Flaky carbon having a layered structure is preferable, and flaky carbon having a layered structure in which 1 to 60 layers of graphene are laminated is more preferable. Similarly, the content ratio of flaky carbon having 1 to 30 layers is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, assuming that the total number of flaky carbons is 100%. That is, although flaky carbon having a large thickness may be contained, the thickness of a large number of flaky carbons is preferably 30 layers or less. The lamination of flaky carbon is calculated from the thickness measured by observation with a transmission electron microscope (TEM).

薄片状カーボンは、通常、多くの凸角と凹角を有する平面形状をしているため、厚み以外のサイズは一概には規定しにくい。本明細書では、一枚の薄片状カーボンにおいて最も離れている凸角間の距離をその薄片状カーボンの大きさとする。 Since flaky carbon usually has a planar shape having many convex and concave angles, it is difficult to unconditionally specify a size other than the thickness. In the present specification, the distance between the most distant convex angles in one flaky carbon is defined as the size of the flaky carbon.

このような薄片状カーボンの大きさは、20nm以上が好ましく、50nm〜100μmがより好ましく、100nm〜30μmがさらに好ましい。このような大きさの薄片状カーボンを使用することにより、油性溶媒中の分散性により優れつつ、摩擦及び摩耗を低減しやすく、オイルフィルタに補足されにくい。また、薄片状カーボンの大きさは、顕微鏡(レーザー顕微鏡等)観察により測定する。 The size of such flaky carbon is preferably 20 nm or more, more preferably 50 nm to 100 μm, and even more preferably 100 nm to 30 μm. By using flaky carbon of such a size, it is easy to reduce friction and wear while being excellent in dispersibility in an oil-based solvent, and it is difficult to be caught by an oil filter. The size of flaky carbon is measured by observing with a microscope (laser microscope, etc.).

本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤において、薄片状カーボンの含有量は、特に制限されないが、油性溶媒中の分散性により優れつつ、摩擦及び摩耗を低減しやすく、オイルフィルタに補足されにくい観点から、本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤の総量を100質量%として、5〜80質量%が好ましく、10〜70質量%がより好ましい。 In the friction and / or abrasion reducing agent of the present invention, the content of flaky carbon is not particularly limited, but it is easy to reduce friction and abrasion while being superior in dispersibility in an oily solvent, and it is difficult to be captured by an oil filter. Therefore, the total amount of the friction and / or wear reducing agent of the present invention is 100% by mass, preferably 5 to 80% by mass, and more preferably 10 to 70% by mass.

(1−2)親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物
本発明においては、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物を使用することにより、グラフェン構造を維持した薄片状カーボンが凝集することなく、本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤中の薄片状カーボンを均一分散した状態で維持することができる。なお、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物は、薄片状カーボンを均一分散させるための分散剤としても機能し得る。
(1-2) Organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity with carbon In the present invention, the graphene structure is maintained by using an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity with carbon. The flaky carbon in the friction and / or wear reducing agent of the present invention can be maintained in a uniformly dispersed state without agglomeration of the flaky carbon. An organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon can also function as a dispersant for uniformly dispersing flaky carbon.

このような親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物としては、特に制限されるわけではなく、薄片状カーボンの分散剤として機能し得る種々多様な有機化合物(特に水溶性化合物)を使用し得る。 The organic compound having such a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon is not particularly limited, and various organic compounds (particularly water-soluble compounds) that can function as a dispersant for flaky carbon are used. Can be used.

なかでも、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物が有する疎水基としては、特に制限はないが、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、炭素数3以上のポリオキシアルキレン基等が好ましい。親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物は、このような疎水基を、1種又は2種以上含むことができる。また、複数の疎水基を使用する場合には、同じ疎水基を複数用いてもよいし、同じ疎水基を複数用いてもよいし、異なる疎水基を複数用いてもよい。 Among them, the hydrophobic group contained in the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity with carbon is not particularly limited, but is an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and a poly having 3 or more carbon atoms. An oxyalkylene group or the like is preferable. An organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon can contain one or more such hydrophobic groups. When a plurality of hydrophobic groups are used, the same hydrophobic group may be used, a plurality of the same hydrophobic group may be used, or a plurality of different hydrophobic groups may be used.

アルキル基としては、鎖状アルキル基でも分岐鎖状アルキル基でもよいが、炭素との親和性の観点から、鎖状アルキル基が好ましい。また、アルキル基の炭素数は、炭素との親和性の観点から、6以上が好ましく、8〜28がより好ましく、10〜22がさらに好ましい。このようなアルキル基としては、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基(又はラウリル基)、トリデシル基、テトラデシル基(又はミリスチル基)、ペンタデシル基、ヘキサデシル基(又はセチル基)、オクタデシル基、イコシル基等が挙げられる。 The alkyl group may be a chain alkyl group or a branched chain alkyl group, but a chain alkyl group is preferable from the viewpoint of affinity with carbon. The number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 6 or more, more preferably 8 to 28, and even more preferably 10 to 22 from the viewpoint of affinity with carbon. Examples of such an alkyl group include a hexyl group, an octyl group, a decyl group, an undecyl group, a dodecyl group (or lauryl group), a tridecyl group, a tetradecyl group (or myristyl group), a pentadecyl group, a hexadecyl group (or a cetyl group), and the like. Examples thereof include an octadecyl group and an icosyl group.

このアルキル基は、置換基を有していてもよいし有していなくてもよい。このような置換基としては、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられる。なお、シクロアルキル基及びアリール基としては、後述のものが例示される。 This alkyl group may or may not have a substituent. Examples of such a substituent include a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group and the like. Examples of the cycloalkyl group and the aryl group will be described later.

アルキル基の置換基としてのアラルキル基としては、後述のアリール基と炭素数1〜6のアルキル基を有する炭素数7〜14のアラルキル基が好ましく、具体的には、ベンジル基、フェネチル基等が好ましい。 As the aralkyl group as the substituent of the alkyl group, an aralkyl group having 7 to 14 carbon atoms having an aryl group and an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, which will be described later, is preferable, and specifically, a benzyl group, a phenethyl group and the like are used. preferable.

なお、置換基としては、上記のみに制限されず、フルオレン構造由来の基(フルオレニル基等)を有していてもよい。特に、水溶性を重視する場合は置換基としてフェニル基等が好ましく、薄片状カーボンとの相溶性を重視する場合は置換基としてナフチル基、フルオレニル基等が好ましい。 The substituent is not limited to the above, and may have a group derived from a fluorene structure (fluorenyl group or the like). In particular, when water solubility is important, a phenyl group or the like is preferable as a substituent, and when compatibility with flaky carbon is important, a naphthyl group, a fluorenyl group or the like is preferable as a substituent.

アルケニル基としては、炭素との親和性と水溶性の観点から、炭素数は4以上が好ましく、6〜100がより好ましく、8〜30がさらに好ましい。このようなアルケニル基としては、例えば、オレイル基、リノレイル基等が挙げられる。 The alkenyl group preferably has 4 or more carbon atoms, more preferably 6 to 100 carbon atoms, and even more preferably 8 to 30 carbon atoms from the viewpoint of affinity with carbon and water solubility. Examples of such an alkenyl group include an oleyl group and a linoleyl group.

このアルケニル基は、置換基を有していてもよいし有していなくてもよい。このような置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられる。なお、アラルキル基としては前記したものが例示され、シクロアルキル基及びアリール基としては、後述のものが例示される。 This alkenyl group may or may not have a substituent. Examples of such a substituent include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group and the like. Examples of the aralkyl group include those described above, and examples of the cycloalkyl group and the aryl group include those described below.

アルケニル基の置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、tert−ブチル基等が好ましい。 As the alkyl group as the substituent of the alkenyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is preferable, and specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a tert-butyl group and the like are preferable.

なお、置換基としては、上記のみに制限されず、フルオレン構造由来の基(フルオレニル基等)を有していてもよい。特に、水溶性を重視する場合は置換基としてフェニル基等が好ましく、薄片状カーボンとの相溶性を重視する場合は置換基としてナフチル基、フルオレニル基等が好ましい。 The substituent is not limited to the above, and may have a group derived from a fluorene structure (fluorenyl group or the like). In particular, when water solubility is important, a phenyl group or the like is preferable as a substituent, and when compatibility with flaky carbon is important, a naphthyl group, a fluorenyl group or the like is preferable as a substituent.

シクロアルキル基としては、炭素数5〜10(好ましくは5〜8、特に5〜6)のシクロアルキル基が好ましく、具体的には、シクロペンチル基、シクロへキシル基等が好ましい。 As the cycloalkyl group, a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms (preferably 5 to 8, particularly 5 to 6) is preferable, and specifically, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group and the like are preferable.

このシクロアルキル基は、置換基を有していてもよいし有していなくてもよい。このような置換基としては、アルキル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられる。 This cycloalkyl group may or may not have a substituent. Examples of such a substituent include an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group and the like.

シクロアルキル基の置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、tert−ブチル基等が好ましい。 As the alkyl group as the substituent of the cycloalkyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is preferable, and specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a tert-butyl group and the like are preferable.

シクロアルキル基の置換基としてのアリール基及びアラルキル基としては、前記例示したものが挙げられる。 Examples of the aryl group and the aralkyl group as the substituent of the cycloalkyl group include those exemplified above.

なお、置換基としては、上記のみに制限されず、フルオレン構造由来の基(フルオレニル基等)を有していてもよい。特に、水溶性を重視する場合は置換基としてフェニル基等が好ましく、薄片状カーボンとの相溶性を重視する場合は置換基としてナフチル基、フルオレニル基等が好ましい。 The substituent is not limited to the above, and may have a group derived from a fluorene structure (fluorenyl group or the like). In particular, when water solubility is important, a phenyl group or the like is preferable as a substituent, and when compatibility with flaky carbon is important, a naphthyl group, a fluorenyl group or the like is preferable as a substituent.

アリール基としては、炭素数6〜22(特に6〜18)のアリール基が好ましく、単環アリール基、縮環アリール基及び多環アリール基のいずれも採用でき、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、テトラセニル基、フェナントレニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基、アセナフテニル基、アセナフチレニル基、ピレニル基、クリセニル基、トリフェニレニル基等が挙げられる。なお、炭素との親和性の観点から、2個以上の芳香環を有するアリール基(縮環アリール基及び多環アリール基)が好ましい。 As the aryl group, an aryl group having 6 to 22 carbon atoms (particularly 6 to 18) is preferable, and any monocyclic aryl group, condensed ring aryl group or polycyclic aryl group can be adopted, for example, a phenyl group, a naphthyl group, etc. Examples thereof include anthrasenyl group, tetrasenyl group, phenanthrenyl group, biphenyl group, terphenyl group, fluorenyl group, acenaphthenyl group, acenaphthylenyl group, pyrenyl group, chrysenyl group, triphenylenyl group and the like. From the viewpoint of affinity with carbon, an aryl group having two or more aromatic rings (condensed aryl group and polycyclic aryl group) is preferable.

このアリール基は、置換基を有していてもよいし有していなくてもよい。このような置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基等が挙げられる。 This aryl group may or may not have a substituent. Examples of such a substituent include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aralkyl group and the like.

アリール基の置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、tert−ブチル基等が好ましい。 As the alkyl group as the substituent of the aryl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is preferable, and specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a tert-butyl group and the like are preferable.

アリール基の置換基としてのシクロアルキル基及びアラルキル基としては、前記例示したものが挙げられる。 Examples of the cycloalkyl group and the aralkyl group as the substituent of the aryl group include those exemplified above.

なお、置換基としては、上記のみに制限されず、フルオレン構造由来の基(フルオレニル基等)を有していてもよい。 The substituent is not limited to the above, and may have a group derived from a fluorene structure (fluorenyl group or the like).

ポリオキシエチレン基は通常親水性であるが、ポリオキシプロピレン基、ポリオキシブチレン基等、炭素数3以上のポリオキシアルキレン基は重合度が上がるほど疎水性が増し、疎水基として機能する。特に重合度4以上のポリオキシプロピレン基、重合度3以上のポリオキシブチレン基が好ましい。例えば、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンやポリオキシエチレン−ポリオキシブチレンを親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物として使用した場合には、ポリオキシプロピレン基及びポリオキシブチレン基も疎水基として機能し得る。 The polyoxyethylene group is usually hydrophilic, but the polyoxyalkylene group having 3 or more carbon atoms, such as a polyoxypropylene group and a polyoxybutylene group, becomes more hydrophobic as the degree of polymerization increases and functions as a hydrophobic group. In particular, a polyoxypropylene group having a degree of polymerization of 4 or more and a polyoxybutylene group having a degree of polymerization of 3 or more are preferable. For example, when polyoxyethylene-polyoxypropylene or polyoxyethylene-polyoxybutylene is used as an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, the polyoxypropylene group and the polyoxybutylene group are also used. Can function as a hydrophobic group.

この炭素数3以上のポリオキシアルキレン基は、置換基を有していてもよいし有していなくてもよい。このような置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アリール基等が挙げられる。 This polyoxyalkylene group having 3 or more carbon atoms may or may not have a substituent. Examples of such a substituent include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aralkyl group, an aryl group and the like.

炭素数3以上のポリオキシアルキレン基の置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、tert−ブチル基等が好ましい。 As the alkyl group as a substituent of the polyoxyalkylene group having 3 or more carbon atoms, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is preferable, and specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group and a tert-butyl group. Groups and the like are preferred.

炭素数3以上のポリオキシアルキレン基の置換基としてのシクロアルキル基、アラルキル基及びアリール基としては、前記例示したものが挙げられる。 Examples of the cycloalkyl group, the aralkyl group and the aryl group as the substituent of the polyoxyalkylene group having 3 or more carbon atoms include those exemplified above.

なお、置換基としては、上記のみに制限されず、フルオレン構造由来の基(フルオレニル基等)を有していてもよい。特に、水溶性を重視する場合は置換基としてフェニル基等が好ましく、薄片状カーボンとの相溶性を重視する場合は置換基としてナフチル基、フルオレニル基等が好ましい。 The substituent is not limited to the above, and may have a group derived from a fluorene structure (fluorenyl group or the like). In particular, when water solubility is important, a phenyl group or the like is preferable as a substituent, and when compatibility with flaky carbon is important, a naphthyl group, a fluorenyl group or the like is preferable as a substituent.

このような疎水基としては、油性溶媒中の分散性により優れつつ、摩擦及び摩耗を低減しやすく、オイルフィルタに補足されにくい観点から、アリール基及び炭素数3以上のポリオキシアルキレン基が好ましく、アリール基がより好ましく、2個以上の芳香環を有するアリール基(縮環アリール基及び多環アリール基)がさらに好ましい。具体的には、ナフチル基、アントラセニル基、テトラセニル基、フェナントレニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基、アセナフテニル基、アセナフチレニル基、ピレニル基、クリセニル基、トリフェニレニル基、重合度4以上のポリオキシプロピレン基、重合度3以上のポリオキシブチレン基等が好ましい。 As such a hydrophobic group, an aryl group and a polyoxyalkylene group having 3 or more carbon atoms are preferable from the viewpoints that they are more excellent in dispersibility in an oily solvent, easily reduce friction and wear, and are less likely to be captured by an oil filter. Aryl groups are more preferred, and aryl groups having two or more aromatic rings (condensed aryl groups and polycyclic aryl groups) are even more preferred. Specifically, a naphthyl group, an anthrasenyl group, a tetrasenyl group, a phenanthrenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a fluorenyl group, an acenaphthenyl group, an acenaphthylenyl group, a pyrenyl group, a chrysenyl group, a triphenylenyl group, and a polyoxypropylene having a degree of polymerization of 4 or more. A group, a polyoxybutylene group having a degree of polymerization of 3 or more, and the like are preferable.

また、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物が有する親水基としては、前記親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の水に対する溶解度を上昇させることができるものであれば特に制限はないが、前記親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の水溶性、薄片状カーボンの分散性、油性溶媒中の分散性、摩擦及び摩耗低減、オイルフィルタに対する被補足性等の観点から、一般式(1)〜(4): Further, as the hydrophilic group of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, the solubility of the organic compound having a hydrophobic group having a high affinity for the hydrophilic group and carbon in water can be increased. The organic compound having a hydrophobic group having a high affinity with the hydrophilic group and the carbon is water-soluble, the dispersibility of flaky carbon, the dispersibility in an oily solvent, the reduction of friction and wear, and the oil. From the viewpoint of complementability to the filter, general formulas (1) to (4):

[式中、−OHはアルコール性水酸基又はフェノール性水酸基を示す。Rは2価の有機基を示す。Xは水素原子、アルカリ金属、NH又は有機アンモニウムを示す。Xは水素原子、アルカリ金属、NH、有機アンモニウム又はアルキル基を示す。一般式(2)の酸素原子はエーテル結合である。]
で表される親水基が好ましい。親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物は、このような親水基を、1種又は2種以上含むことができる。また、複数の親水基を使用する場合には、同じ親水基を複数用いてもよいし、同じ一般式で表される親水基を複数種用いてもよいし、異なる一般式で表される親水基を複数種用いてもよい。
[In the formula, -OH represents an alcoholic hydroxyl group or a phenolic hydroxyl group. R represents a divalent organic group. X 1 represents a hydrogen atom, alkali metal, NH 4 or organic ammonium. X 2 represents a hydrogen atom, alkali metal, NH 4 , organic ammonium or alkyl group. The oxygen atom of the general formula (2) is an ether bond. ]
The hydrophilic group represented by is preferable. The organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon can contain one or more such hydrophilic groups. When a plurality of hydrophilic groups are used, the same hydrophilic group may be used more than once, a plurality of types of hydrophilic groups represented by the same general formula may be used, or hydrophilicity represented by different general formulas may be used. A plurality of types of groups may be used.

一般式(1)において、−OHはアルコール性水酸基及びフェノール性水酸基のいずれも採用し得る。ただし、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の水溶性、薄片状カーボンの分散性、油性溶媒中の分散性、摩擦及び摩耗低減、オイルフィルタに対する被補足性等の観点から、アルコール性水酸基が好ましい。なお、−OHがフェノール性水酸基の場合は、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の水溶性、薄片状カーボンの分散性、油性溶媒中の分散性、摩擦及び摩耗低減、オイルフィルタに対する被補足性等の観点から、一般式(2)〜(4)のいずれかで表される親水基で置換されることが好ましい。 In the general formula (1), -OH may be either an alcoholic hydroxyl group or a phenolic hydroxyl group. However, from the viewpoints of water solubility of organic compounds having hydrophobic groups having high affinity with hydrophilic groups and carbon, dispersibility of flaky carbon, dispersibility in oily solvents, reduction of friction and wear, and compensability to oil filters. , Alcoholic hydroxyl group is preferable. When -OH is a phenolic hydroxyl group, water solubility of an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity with carbon, dispersibility of flaky carbon, dispersibility in an oily solvent, reduction of friction and wear, From the viewpoint of complementability to the oil filter, it is preferable to substitute with a hydrophilic group represented by any of the general formulas (2) to (4).

一般式(2)において、Rで示される2価の有機基としては、特に制限されず、2価の炭化水素基が好ましい。2価の炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基(アルキレン基(又はアルキリデン基)、シクロアルキレン基、アルキレン(又はアルキリデン)−シクロアルキレン基、ビ又はトリシクロアルキレン基等)、芳香族炭化水素基(アリーレン基、アルキレン(又はアルキリデン)−アリーレン基等)等が挙げられる。 In the general formula (2), the divalent organic group represented by R is not particularly limited, and a divalent hydrocarbon group is preferable. Examples of the divalent hydrocarbon group include an aliphatic hydrocarbon group (alkylene group (or alkylidene group), cycloalkylene group, alkylene (or alkylidene) -cycloalkylene group, bi or tricycloalkylene group, etc.), aromatic hydrocarbon. Examples thereof include a group (arylene group, alkylene (or alkylidene) -arylene group, etc.).

一般式(2)において、基Rで示されるアルキレン基(又はアルキリデン基)としては、アルキレン基が好ましく、C1−8アルキレン基がより好ましく、C1−4アルキレン基がさらに好ましく、C2−4アルキレン基が特に好ましく、C2−3アルキレン基が最も好ましい。具体的には、メチレン基、エチレン基、エチリデン基、トリメチレン基、プロピレン基、プロピリデン基、テトラメチレン基、エチルエチレン基、ブタン−2−イリデン基、1,2−ジメチルエチレン基、ペンタメチレン基、ペンタン−2,3−ジイル基等が例示できる。 In the general formula (2), as the alkylene group (or alkylidene group) represented by the group R, an alkylene group is preferable, a C 1-8 alkylene group is more preferable, a C 1-4 alkylene group is further preferable, and a C 2- A 4- alkylene group is particularly preferable, and a C 2-3 alkylene group is most preferable. Specifically, methylene group, ethylene group, ethylidene group, trimethylene group, propylene group, propyridene group, tetramethylene group, ethylethylene group, butane-2-idene group, 1,2-dimethylethylene group, pentamethylene group, Examples thereof include a pentane-2,3-diyl group.

一般式(2)において、基Rで示されるシクロアルキレン基としては、C5−10シクロアルキレン基が好ましく、C5−8シクロアルキレン基がより好ましい。具体的には、シクロペンチレン基、シクロへキシレン基、メチルシクロへキシレン基、シクロへプチレン基等が例示できる。 In the general formula (2), as the cycloalkylene group represented by the group R, a C 5-10 cycloalkylene group is preferable, and a C 5-8 cycloalkylene group is more preferable. Specifically, a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, a methylcyclohexanelen group, a cycloheptylene group and the like can be exemplified.

一般式(2)において、基Rで示されるアルキレン(又はアルキリデン)−シクロアルキレン基としては、アルキレン−シクロアルキレン基が好ましく、C1−6アルキレン−C5−10シクロアルキレン基がより好ましく、C1−4アルキレン−C5−8シクロアルキレン基がさらに好ましい。具体的には、メチレン−シクロへキシレン基、エチレン−シクロへキシレン基、エチレン−メチルシクロへキシレン基、エチリデン−シクロへキシレン基等が例示できる。 In the general formula (2), as the alkylene (or alkylidene) -cycloalkylene group represented by the group R, an alkylene-cycloalkylene group is preferable, a C 1-6 alkylene-C 5-10 cycloalkylene group is more preferable, and C A 1-4 alkylene-C 5-8 cycloalkylene group is more preferred. Specifically, methylene-cyclohexylene group, ethylene-cyclohexylene group, ethylene-methylcyclohexylene group, ethylidene-cyclohexylene group and the like can be exemplified.

一般式(2)において、基Rで示されるビ又はトリシクロアルキレン基としては、具体的には、ノルボルナン−ジイル基等が例示できる。 In the general formula (2), a norbornane-diyl group or the like can be specifically exemplified as the bi or tricycloalkylene group represented by the group R.

一般式(2)において、基Rで示されるアリーレン基としては、C6−10アリーレン基が好ましい。具体的には、フェニレン基、ナフタレンジイル基等が例示できる。 In the general formula (2), the C 6-10 arylene group is preferable as the arylene group represented by the group R. Specifically, a phenylene group, a naphthalene diyl group and the like can be exemplified.

一般式(2)において、基Rで示されるアルキレン(又はアルキリデン)−アリーレン基としては、アルキレン−アリーレン基が好ましく、C1−6アルキレン−C6−20アリーレン基がより好ましく、C1−4アルキレン−C6−10アリーレン基がさらに好ましく、C1−2アルキレン−フェニレン基が特に好ましい。具体的には、メチレン−フェニレン基、エチレン−フェニレン基、エチレン−メチルフェニレン基、エチリデンフェニレン基等が例示できる。 In the general formula (2), as the alkylene (or alkylidene) -arylene group represented by the group R, an alkylene-arylene group is preferable, a C 1-6 alkylene-C 6-20 arylene group is more preferable, and C 1-4. An alkylene-C 6-10 arylene group is more preferable, and a C 1-2 alkylene-phenylene group is particularly preferable. Specifically, a methylene-phenylene group, an ethylene-phenylene group, an ethylene-methylphenylene group, an ethylidene phenylene group and the like can be exemplified.

これらのうち、2価の脂肪族炭化水素基、特に、アルキレン基(例えば、メチレン基、エチレン基等のC1−4アルキレン基等)が好ましい。 Of these, a divalent aliphatic hydrocarbon group, particularly an alkylene group (for example, a C 1-4 alkylene group such as a methylene group or an ethylene group) is preferable.

なお、アルキレン(若しくはアルキリデン)−シクロアルキレン基並びにアルキレン(アルキリデン)−アリーレン基とは、−Ra−Rb−(式中、Raは、一般式(2)において、それぞれ別個の酸素原子に結合したアルキレン基又はアルキリデン基、Rbはシクロアルキレン基又はアリーレン基を示す)で表される基を示す。 The alkylene (or alkylidene) -cycloalkylene group and the alkylene (alkylidene) -arylene group are -Ra-Rb- (in the formula, Ra is an alkylene bonded to a separate oxygen atom in the general formula (2). A group or an alkylidene group, Rb indicates a cycloalkylene group or an arylene group).

このような一般式(2)で表される親水基としては、特に制限されず、例えば、−OCO−、−OCO−、−OCHO−等が使用され得る。これらを好ましくは1〜30個、より好ましくは1〜10個有するものも好ましく使用することができ、例えば、ポリオキシメチレン基、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基等を使用することができる。特に一般式(2)で表される親水基が3つ以上重合した構造を有する場合は、Rの炭素が多いほど(例えば炭素数3以上)親水性が下がり疎水性を増すため、重合度が増しても親水性を保持できる−OCO−、−OCHO−が好ましい。 The hydrophilic group represented by the general formula (2) is not particularly limited, and for example, -OC 2 H 4 O-, -OC 3 H 6 O-, -OCH 2 O- and the like can be used. .. Those having 1 to 30 of these, more preferably 1 to 10 can also be preferably used, and for example, a polyoxymethylene group, a polyoxyethylene group, a polyoxypropylene group and the like can be used. In particular, when the hydrophilic group represented by the general formula (2) has a structure in which three or more are polymerized, the more carbons in R (for example, three or more carbon atoms), the lower the hydrophilicity and the more hydrophobic, so the degree of polymerization is high. -OC 2 H 4 O- and -OCH 2 O-, which can maintain hydrophilicity even when increased, are preferable.

このような一般式(2)で表される親水基、特にポリオキシアルキレン基、さらにはポリオキシエチレン基を有する場合は、油性溶媒中の分散性、摩擦及び摩耗低減、オイルフィルタに対する被補足性等に特に優れている。 When having such a hydrophilic group represented by the general formula (2), particularly a polyoxyalkylene group, and further a polyoxyethylene group, dispersibility in an oily solvent, friction and wear reduction, and catchability to an oil filter Especially excellent in.

一般式(3)において、Xで示されるアルカリ金属としては、特に制限されず、ナトリウム、カリウム、リチウム等が挙げられる。 In the general formula (3), the alkali metal represented by X 1 is not particularly limited, and examples thereof include sodium, potassium, lithium and the like.

一般式(3)において、Xで示される有機アンモニウムとしては、第四級アンモニウムが好適であり、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム等が好適に使用され得る。 In the general formula (3), quaternary ammonium is preferable as the organic ammonium represented by X 1 , and tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrapropylammonium, tetrabutylammonium and the like can be preferably used.

このような一般式(3)で表される親水基としては、特に制限されないが、例えば、−SO 、−SO Na、−SO 、−SO Li、−SO NH 、−SO N(CH 、−SO N(C 、−SO N(C 、−SO N(C 等が挙げられる。 The hydrophilic group represented by the general formula (3) is not particularly limited, but is, for example, −SO 3 H + , −SO 3 Na + , −SO 3 K + , −SO 3 Li. + , -SO 3 - NH 4 + , -SO 3 - N (CH 3 ) 4 + , -SO 3 - N (C 2 H 5 ) 4 + , -SO 3 - N (C 3 H 7 ) 4 + , −SO 3 N (C 4 H 9 ) 4 + and the like can be mentioned.

一般式(4)において、Xで示されるアルカリ金属及び有機アンモニウムとしては、上記例示したものが挙げられる。 In the general formula (4), examples of the alkali metal and organic ammonium represented by X 2 include those exemplified above.

一般式(4)において、Xで示されるアルキル基としては、鎖状アルキル基でも分岐鎖状アルキル基でもよいが、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の水溶性、薄片状カーボンの分散性、油性溶媒中の分散性、摩擦及び摩耗低減、オイルフィルタに対する被補足性等の観点から、鎖状アルキル基が好ましい。また、アルキル基の炭素数は、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の水溶性、薄片状カーボンの分散性、油性溶媒中の分散性、摩擦及び摩耗低減、オイルフィルタに対する被補足性等の観点から、1〜2が好ましい。 In the general formula (4), the alkyl group represented by X 2 may be a chain alkyl group or a branched chain alkyl group, but the water solubility of an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon. A chain alkyl group is preferable from the viewpoints of dispersibility of flaky carbon, dispersibility in an oily solvent, reduction of friction and wear, and catchability for an oil filter. In addition, the number of carbon atoms of the alkyl group is such that the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity with carbon is water-soluble, the dispersibility of flaky carbon, the dispersibility in an oil solvent, the reduction of friction and wear, and the oil filter. From the viewpoint of complementability and the like, 1-2 is preferable.

このような一般式(4)で表される親水基としては、特に制限されないが、例えば、−COOH、−COONa、−COOK、−COOLi、−COONH、−COON(CH、−COON(C、−COON(C 、−COON(C 等が挙げられる。 The hydrophilic group represented by the general formula (4) is not particularly limited, but is, for example, -COOH, -COONa, -COOK, -COOLi, -COONH 4 , -COON (CH 3 ) 4 , -COON. (C 2 H 5 ) 4 , -COON (C 3 H 7 ) 4 + , -COON (C 4 H 9 ) 4 + and the like can be mentioned.

これら親水基のなかでも、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の水溶性、pHによらない安定性、薄片状カーボンの分散性、油性溶媒中の分散性、摩擦及び摩耗低減、オイルフィルタに対する被補足性等の観点から、一般式(1)又は(2)で表される親水基が好ましい。 Among these hydrophilic groups, the water solubility of organic compounds having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, stability regardless of pH, dispersibility of flaky carbon, dispersibility in an oily solvent, friction and abrasion From the viewpoint of reduction, complementability to the oil filter, etc., the hydrophilic group represented by the general formula (1) or (2) is preferable.

ただし、一般式(2)で表される同じ親水基を複数有する、つまり重合した構造を有する場合、炭素数2以下は重合度が増すほど水溶性化合物の親水性は高くなるが、炭素数3以上の場合は重合度が増すほど疎水性が増す可能性がある。 However, when the water-soluble compound has a plurality of the same hydrophilic groups represented by the general formula (2), that is, has a polymerized structure, the hydrophilicity of the water-soluble compound increases as the degree of polymerization increases when the number of carbon atoms is 2 or less, but the number of carbon atoms is 3. In the above cases, the hydrophobicity may increase as the degree of polymerization increases.

また、本発明において、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物として、非イオン系材料(ノニオン界面活性剤等)を使用する場合には、そのHLB値は、前記親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の水溶性、薄片状カーボンの分散性、油性溶媒中の分散性、摩擦及び摩耗低減、オイルフィルタに対する被補足性等の観点から、1〜18が好ましく、5〜12がより好ましい。なお、薄片状カーボンの水中での作製効率からはHLB値は高い方が好ましく、油性溶媒中への分散の観点からはHLB値は低い方が好ましい。疎水基を同じとした場合(薄片状カーボンとの親和性が同程度の場合)には、HLB値は低いほど好ましい。 Further, in the present invention, when a nonionic material (nonionic surfactant or the like) is used as the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, the HLB value thereof is the hydrophilic group and the HLB value. From the viewpoints of water solubility of organic compounds having a hydrophobic group having a high affinity for carbon, dispersibility of flaky carbon, dispersibility in an oily solvent, reduction of friction and wear, and catchability to an oil filter, 1 to 18 are selected. Preferably, 5 to 12 are more preferable. The HLB value is preferably high from the viewpoint of the production efficiency of flaky carbon in water, and the HLB value is preferably low from the viewpoint of dispersion in an oily solvent. When the hydrophobic groups are the same (when the affinity with flaky carbon is about the same), the lower the HLB value is, the more preferable.

上記のような条件を満たす親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物としては、特に制限はないが、芳香族水溶性化合物を使用してもよいし、非芳香族水溶性化合物を使用してもよいが、芳香族水溶性化合物が好ましい。親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンデシルエーテル、ポリオキシプロピレンデシルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンナフチルエーテル、ポリオキシプロピレンラウリルエーテル、ポリオキシプロピレンナフチルエーテル、ポリオキシエチレンミリスチルエーテル、ポリオキシプロピレンミリスチルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシプロピレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシプロピレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンウンデシルフェニルエーテル、ポリオキシプロピレンウンデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルフェニルエーテル、ポリオキシプロピレントリデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンペンタデシルフェニルエーテル、ポリオキシプロピレンペンタデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシプロピレンポリグリセリルエーテル、コール酸ナトリウム、コール酸カリウム、ドデシルスルホン酸ナトリウム、ドデシルスルホン酸カリウム、ジラウロイルグルタミン酸リシンナトリウム、ジラウロイルグルタミン酸リシンカリウム、デカグリセリンラウリン酸エステル、n−デシルアルコール等が挙げられる。 The organic compound having a hydrophilic group satisfying the above conditions and a hydrophobic group having a high affinity with carbon is not particularly limited, but an aromatic water-soluble compound may be used, or a non-aromatic water-soluble compound may be used. May be used, but aromatic water-soluble compounds are preferred. Examples of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene decyl ether, polyoxypropylene decyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, and polyoxyethylene naphthyl ether. Polyoxypropylene lauryl ether, polyoxypropylene naphthyl ether, polyoxyethylene myristyl ether, polyoxypropylene myristyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxypropylene cetyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxypropylene octylphenyl ether, Polyoxyethylene undecylphenyl ether, polyoxypropylene undecylphenyl ether, polyoxyethylene tridecylphenyl ether, polyoxypropylene tridecylphenyl ether, polyoxyethylene pentadecylphenyl ether, polyoxypropylene pentadecylphenyl ether, polyoxy Ethylene polyoxypropylene glycol, polyoxypropylene polyglyceryl ether, sodium colate, potassium colate, sodium dodecylsulfonate, potassium dodecylsulfonate, sodium dilauroyl glutamate lysine, potassium dilauroyl glutamate lysine, decaglycerin laurate ester, n- Examples include decyl alcohol.

このような親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物としては、例えば、エマルゲン103、エマルゲン104P、エマルゲン105、エマルゲン106、エマルゲン108、エマルゲン109P、エマルゲン120、エマルゲン123P、エマルゲン130K、エマルゲン147、エマルゲン150、エマルゲン210P、エマルゲン220(以上、花王(株)製ポリオキシエチレンアルキルエーテル類)、トリトンX−100、トリトンX−114、トリトンX−305、トリトンX−405(以上、ダウケミカル社製ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル類)、ノイゲンEN、ノイゲンEN−10(以上、第一工業製薬(株)製ポリオキシエチレンナフチルエーテル)等を使用できる。 Examples of the organic compound having such a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon include Emargen 103, Emargen 104P, Emargen 105, Emargen 106, Emargen 108, Emargen 109P, Emargen 120, Emargen 123P, and Emargen 130K. Emargen 147, Emargen 150, Emargen 210P, Emargen 220 (above, polyoxyethylene alkyl ethers manufactured by Kao Co., Ltd.), Triton X-100, Triton X-114, Triton X-305, Triton X-405 (above, Dow) Polyoxyethylene octylphenyl ethers manufactured by Chemical Co., Ltd.), Neugen EN, Neugen EN-10 (above, polyoxyethylene naphthyl ether manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) and the like can be used.

本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤中における親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量は、特に制限されないが、薄片状カーボンの分散性、油性溶媒中の分散性、摩擦及び摩耗低減、オイルフィルタに対する被補足性等の観点から、本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤の総量を100質量%として、10〜85質量%が好ましく、15〜50質量%がより好ましい。また、本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤中における親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量は、薄片状カーボン1質量部に対して、0.1〜5質量部、好ましくは0.25〜1質量部である。親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量が0.1質量部未満では、薄片状カーボンの凝集塊が沈降してしまい、油性溶媒中に分散させることができない。一方、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量が5質量部をこえると、取扱い性に劣る。なお、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量が少ない場合には、本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤は、薄片状カーボンの表面に親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物が被覆されている構成を有する(図1)。一方、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量が多い場合には、本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤は、炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物中に薄片状カーボンが分散している構成を有する(図2)。いずれの場合も、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物が薄片状カーボンの周囲に介在することで、薄片状カーボンの凝集を抑制し、薄片状カーボンの分散性、油性溶媒中の分散性、摩擦及び摩耗低減、オイルフィルタに対する被補足性等に優れた材料を得ることができる。 The content of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity with carbon in the friction and / or wear reducing agent of the present invention is not particularly limited, but is the dispersibility of flaky carbon and the dispersibility in an oily solvent. From the viewpoint of friction and wear reduction, complementability to the oil filter, etc., the total amount of the friction and / or wear reducing agent of the present invention is preferably 10 to 85% by mass, more preferably 15 to 50% by mass. preferable. Further, the content of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon in the friction and / or wear reducing agent of the present invention is 0.1 to 5 mass by mass with respect to 1 part by mass of flaky carbon. Parts, preferably 0.25 to 1 parts by mass. If the content of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon is less than 0.1 parts by mass, agglomerates of flaky carbon will settle and cannot be dispersed in an oily solvent. On the other hand, if the content of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon exceeds 5 parts by mass, the handleability is poor. When the content of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon is small, the friction and / or wear reducing agent of the present invention has an affinity for the hydrophilic group and carbon on the surface of the flaky carbon. It has a structure in which an organic compound having a highly hydrophobic group is coated (Fig. 1). On the other hand, when the content of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity with carbon is large, the friction and / or wear reducing agent of the present invention is an organic compound having a hydrophobic group having a high affinity with carbon. It has a structure in which flaky carbon is dispersed (Fig. 2). In either case, an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon is interposed around the flaky carbon to suppress the aggregation of the flaky carbon, and the dispersibility of the flaky carbon and the oily solvent. It is possible to obtain a material having excellent dispersibility, reduction of friction and wear, and catchability to an oil filter.

(1−3)油性添加剤
本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤には、添加剤としてオイル成分(油性添加剤)を含ませることもできる。これにより、本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤を、さらに、油性溶媒中の分散性に優れ、摩擦及び摩耗低減性能にさらに優れた材料とすることもできる。
(1-3) Oil-based additive The friction and / or wear reducing agent of the present invention may contain an oil component (oil-based additive) as an additive. Thereby, the friction and / or abrasion reducing agent of the present invention can be further made into a material having excellent dispersibility in an oily solvent and further excellent friction and abrasion reducing performance.

このような油性添加剤としては、特に制限はなく、公知又は市販品を使用することができ、具体的には、ポリ−α−オレフィン系合成油、エステル系合成油、部分合成油、鉱物油、植物油等が挙げられる。これらの油性添加剤は、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。 The oil-based additive is not particularly limited, and known or commercially available products can be used. Specifically, poly-α-olefin synthetic oil, ester synthetic oil, partially synthetic oil, and mineral oil. , Vegetable oil and the like. These oil-based additives can be used alone or in combination of two or more.

本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤中における油性添加剤の含有量は、特に制限されないが、薄片状カーボンの分散性、油性溶媒中の分散性、摩擦及び摩耗低減、オイルフィルタに対する被補足性等の観点から、本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤の総量を100質量%として、10〜90質量%が好ましく、15〜85質量%がより好ましい。また、本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤中における油性添加剤の含有量は、特に制限されないが、薄片状カーボンの分散性、油性溶媒中の分散性、摩擦及び摩耗低減、オイルフィルタに対する被補足性等の観点から、薄片状カーボン1質量部に対して、0.2〜10質量部が好ましく、0.4〜8質量部がより好ましい。 The content of the oil-based additive in the friction and / or wear reducing agent of the present invention is not particularly limited, but the dispersibility of flaky carbon, the dispersibility in the oily solvent, the friction and wear reduction, and the catchability for the oil filter. From the above viewpoints, the total amount of the friction and / or wear reducing agent of the present invention is 100% by mass, preferably 10 to 90% by mass, and more preferably 15 to 85% by mass. Further, the content of the oil-based additive in the friction and / or wear reducing agent of the present invention is not particularly limited, but the dispersibility of flaky carbon, the dispersibility in an oil-based solvent, the friction and wear reduction, and the coating on the oil filter. From the viewpoint of complementarity and the like, 0.2 to 10 parts by mass is preferable, and 0.4 to 8 parts by mass is more preferable with respect to 1 part by mass of flaky carbon.

(1−4)他の成分
本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤において、薄片状カーボン及び親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物以外にも、他の成分を含ませてもよい。このような他の成分としては、例えば、カーボンファイバー(特に繊維径500nm以下のカーボンナノファイバー)、活性炭、カーボンブラック(アセチレンブラック、オイルファーネスブラック等;特に導電性が高く、比表面積が大きいケッチェンブラック)、ガラス状カーボン、カーボンマイクロコイル、フラーレン、バイオマス系炭素材料(バガス、ソルガム、木くず、おがくず、竹、木皮、稲ワラ、籾殻、コーヒーかす、茶殻、おからかす、米糠、パルプくず等を原料としたもの;リグニンから製造したカーボンファイバー等)、セルロースナノファイバー、窒化ホウ素、モリブデン化合物(二硫化モリブデン、有機モリブデン等)、二硫化タングステン、フッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)等)、メラミンシアヌレート、フタロシアニン、酸化鉛、フッ化カルシウム、層状鉱物(マイカ、タルク等)等を、本発明の効果を損なわない範囲で使用することもできる。
(1-4) Other components In the friction and / or wear reducing agent of the present invention, other components are included in addition to flaky carbon and organic compounds having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon. May be good. Examples of such other components include carbon fibers (particularly carbon nanofibers having a fiber diameter of 500 nm or less), activated carbon, carbon black (acetylene black, oil furnace black, etc .; particularly high conductivity and large specific surface area). Black), glassy carbon, carbon microcoil, fullerene, biomass-based carbon materials (bagas, sorghum, wood chips, shavings, bamboo, bark, rice straw, paddy husks, coffee husks, tea husks, tea husks, rice bran, pulp waste, etc. Raw materials; carbon fibers manufactured from lignin, etc.), cellulose nanofibers, boron nitride, molybdenum compounds (molybdenum disulfide, organic molybdenum, etc.), tungsten disulfide, fluororesins (polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoro) Ethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), etc.), melamine cyanurate, phthalocyanine, lead oxide, calcium fluoride, layered minerals (mica, talc, etc.), etc. are used as long as the effects of the present invention are not impaired. You can also do it.

ただし、薄片状カーボンの分散性、油性溶媒中の分散性、摩擦及び摩耗低減、オイルフィルタに対する被補足性等の観点からは、他の成分の含有量は少ないことが好ましく、本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤の総量を100質量%として、0.01〜10質量%が好ましく、0.02〜5質量%がより好ましい。 However, from the viewpoints of dispersibility of flaky carbon, dispersibility in an oily solvent, reduction of friction and wear, and ability to be captured by an oil filter, the content of other components is preferably small, and the friction and friction of the present invention and / Or the total amount of the wear reducing agent is 100% by mass, preferably 0.01 to 10% by mass, and more preferably 0.02 to 5% by mass.

このような本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤の形状としては、特に制限はなく、塗膜、シート、塊状体等を挙げることができる。 The shape of the friction and / or wear reducing agent of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a coating film, a sheet, and a lump.

このような本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤は、上記のとおり、油性溶媒中の分散性、摩擦及び摩耗低減等に優れる材料であり、ナノ材料であるためにオイルフィルタにも補足されにくい。 As described above, such a friction and / or abrasion reducing agent of the present invention is a material having excellent dispersibility in an oily solvent, friction and abrasion reduction, etc., and is difficult to be captured by an oil filter because it is a nanomaterial. ..

このような本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤は、車両用潤滑油、船舶用潤滑油、工業用潤滑油、固体潤滑剤、グリース、工作油剤、防錆・防食剤も兼ねた潤滑スプレー、熱可塑性樹脂添加剤(各種射出成形品、押出成形品、シート成形品、ブロー成形品、圧縮成形品)、ゴム添加剤(タイヤ、靴底、運動用品、床タイル、ベルト、ホース、耐衝撃容器、防振ゴム、ロール、電線被覆、塗料、シール材、パッキン、ガスケット、窓やドアの枠、ウェザーストリップ、帯電防止シート、ダイヤフラム、コーキング材、手すり、熱可塑性エラストマー添加剤)等の用途に用いることができる。 Such friction and / or wear reducing agents of the present invention include vehicle lubricants, marine lubricants, industrial lubricants, solid lubricants, greases, work oils, and lubricant sprays that also serve as rust and corrosion inhibitors. Thermoplastic resin additives (various injection molded products, extrusion molded products, sheet molded products, blow molded products, compression molded products), rubber additives (tires, shoe soles, athletic supplies, floor tiles, belts, hoses, impact resistant containers) , Anti-vibration rubber, rolls, wire coatings, paints, sealants, packings, gaskets, window and door frames, weather strips, antistatic sheets, diaphragms, coking materials, handrails, thermoplastic elastomer additives), etc. be able to.

2.摩擦及び/又は摩耗低減剤の製造方法
本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤は、例えば、
(1)前記薄片状カーボンと、前記親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物と、溶媒とを含有し、前記薄片状カーボン1質量部に対して、前記親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物を0.1〜5質量部含有する薄片状カーボン分散体から溶媒を除去する工程
により製造することができる。
2. Method for Producing Friction and / or Wear Reducer The friction and / or wear reducer of the present invention is, for example,
(1) The flaky carbon, an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, and a solvent are contained, and the hydrophilic group and carbon are contained with respect to 1 part by mass of the flaky carbon. It can be produced by a step of removing a solvent from a flaky carbon dispersion containing 0.1 to 5 parts by mass of an organic compound having a hydrophobic group having a high affinity.

(2−1)薄片状カーボン分散体
薄片状カーボン分散体において、薄片状カーボンと、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物については、上記した説明を採用することができる。また、薄片状カーボン分散体には、必要に応じて、上記した油性添加剤や他の成分を含ませることもできる。
(2-1) Flaky carbon dispersion In the flaky carbon dispersion, the above description can be adopted for the flaky carbon and the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon. Further, the flaky carbon dispersion may contain the above-mentioned oil-based additive and other components, if necessary.

この薄片状カーボン分散体は、分散液として形成してもよいし、基板上に塗膜として形成してもよい。この際、薄片状カーボン分散体(薄片状カーボン分散液又は薄片状カーボン塗膜)を作製するために使用される溶媒としては、薄片状カーボンの分散性、得られる摩擦及び/又は摩耗低減剤の摩擦及び摩耗低減、オイルフィルタに対する被補足性等の観点から、水を主溶媒として用いることが好ましい。 This flaky carbon dispersion may be formed as a dispersion liquid or as a coating film on a substrate. At this time, as the solvent used for producing the flaky carbon dispersion (flaky carbon dispersion liquid or flaky carbon coating film), the dispersibility of flaky carbon, the obtained friction and / or wear reducing agent It is preferable to use water as the main solvent from the viewpoints of reducing friction and wear, and being able to catch up with the oil filter.

使用する溶媒中の水の含有量は、特に制限されないが、薄片状カーボンの分散性、得られる摩擦及び/又は摩耗低減剤の摩擦及び摩耗低減、オイルフィルタに対する被補足性等の観点から、溶媒の総量を100質量%として、70質量%以上(70〜100質量%)が好ましく、75〜100質量%がより好ましい。 The content of water in the solvent used is not particularly limited, but is a solvent from the viewpoints of dispersibility of flaky carbon, friction and / or wear reduction of the obtained friction and / or wear reducing agent, and catchability to the oil filter. With the total amount of 100% by mass, 70% by mass or more (70 to 100% by mass) is preferable, and 75 to 100% by mass is more preferable.

なお、本発明において、溶媒としては、水のみを使用してもよく、有機溶媒は必ずしも使用しなくてもよいが、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の水への溶解性をより向上させるために、メタノール、エタノール、2−プロパノール、tert−ブチルアルコール等のアルコール;エチレングリコール等のグリコール;グリセリン;2−メトキシエタノール等の有機溶媒を使用してもよい。 In the present invention, only water may be used as the solvent, and an organic solvent may not necessarily be used, but an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon can be added to water. In order to further improve the solubility, alcohols such as methanol, ethanol, 2-propanol and tert-butyl alcohol; glycols such as ethylene glycol; glycerin; and organic solvents such as 2-methoxyethanol may be used.

使用する溶媒中の有機溶媒の含有量は、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の溶解度、得られる摩擦及び/又は摩耗低減剤の摩擦及び摩耗低減、オイルフィルタに対する被補足性等の観点から、溶媒の総量を100質量%として、30質量%以下(0〜30質量%)が好ましく、5〜25質量%がより好ましい。 The content of the organic solvent in the solvent used is the solubility of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity with carbon, the friction and / or friction and wear reduction of the obtained friction and / or wear reducing agent, and the supplement to the oil filter. From the viewpoint of properties and the like, the total amount of the solvent is 100% by mass, and it is preferably 30% by mass or less (0 to 30% by mass), more preferably 5 to 25% by mass.

上記薄片状カーボン分散体において、薄片状カーボンの含有量は、特に制限されないが、本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤の組成としやすい観点から、薄片状カーボン分散体の総量を100質量%として、20質量%以下が好ましく、0.0001〜15質量%がより好ましく、0.001〜10質量%がさらに好ましい。また、同様に、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量は、特に制限されないが、本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤の組成としやすい観点から、薄片状カーボン分散体の総量を100質量%として、0.00001〜99.9質量%が好ましく、0.0001〜50質量%がより好ましく、0.001〜30質量%がさらに好ましい。同様に、上記薄片状カーボン分散体中における親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量は、本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤の組成としやすい観点から、薄片状カーボン1質量部に対して、0.1〜5質量部が好ましく、0.25〜1質量部がより好ましい。また、同様に、油性添加剤を使用する場合は、油性添加剤の含有量は、特に制限されないが、本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤の組成としやすい観点から、薄片状カーボン分散体の総量を100質量%として、0.00001〜50質量%が好ましく、0.0001〜30質量%がより好ましく、0.001〜20質量%がさらに好ましい。同様に、油性添加剤を使用する場合は、上記薄片状カーボン分散体中における油性添加剤の含有量は、本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤の組成としやすい観点から、薄片状カーボン1質量部に対して、0.2〜10質量部が好ましく、0.4〜8質量部がより好ましい。さらに、溶媒の含有量は、特に制限されないが、本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤の組成としやすい観点から、薄片状カーボン分散体の総量を100質量%として、40〜99.9998質量%が好ましく、63〜99.998質量%がより好ましく、85〜99.98質量%がさらに好ましい。 In the above-mentioned flaky carbon dispersion, the content of flaky carbon is not particularly limited, but from the viewpoint of easy composition of the friction and / or wear reducing agent of the present invention, the total amount of flaky carbon dispersion is set to 100% by mass. , 20% by mass or less, more preferably 0.0001 to 15% by mass, still more preferably 0.001 to 10% by mass. Similarly, the content of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon is not particularly limited, but from the viewpoint of facilitating the composition of the friction and / or wear reducing agent of the present invention, flaky carbon. Assuming that the total amount of the dispersion is 100% by mass, 0.00001 to 99.9% by mass is preferable, 0.0001 to 50% by mass is more preferable, and 0.001 to 30% by mass is further preferable. Similarly, the content of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon in the flaky carbon dispersion is flaky from the viewpoint that the composition of the friction and / or wear reducing agent of the present invention can be easily obtained. 0.1 to 5 parts by mass is preferable, and 0.25 to 1 part by mass is more preferable with respect to 1 part by mass of carbon. Similarly, when an oil-based additive is used, the content of the oil-based additive is not particularly limited, but from the viewpoint of facilitating the composition of the friction and / or wear reducing agent of the present invention, the flaky carbon dispersion With the total amount as 100% by mass, 0.00001 to 50% by mass is preferable, 0.0001 to 30% by mass is more preferable, and 0.001 to 20% by mass is further preferable. Similarly, when an oil-based additive is used, the content of the oil-based additive in the flaky carbon dispersion is 1 mass of flaky carbon from the viewpoint that the composition of the friction and / or wear reducing agent of the present invention can be easily obtained. 0.2 to 10 parts by mass is preferable, and 0.4 to 8 parts by mass is more preferable with respect to the part. Further, the content of the solvent is not particularly limited, but from the viewpoint of facilitating the composition of the friction and / or wear reducing agent of the present invention, the total amount of the flaky carbon dispersion is 100% by mass, and 40 to 99.9998% by mass. Is preferable, 63 to 99.998% by mass is more preferable, and 85 to 99.98% by mass is further preferable.

(2−2)薄片状カーボン分散体の製造方法
本発明において、上記薄片状カーボン分散体の製造方法は、特に制限されず、溶媒に対して薄片状カーボン及び親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物を投入することもできる。具体的には、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の分散体に薄片状カーボンを投入することもできるし、薄片状カーボンの分散体に親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物を投入することもできる。また、溶媒中に、薄片状カーボン及び親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物を同時に投入することもできる。
(2-2) Method for producing flaky carbon dispersion In the present invention, the method for producing the flaky carbon dispersion is not particularly limited, and has high affinity for flaky carbon, hydrophilic groups and carbon with respect to the solvent. An organic compound having a hydrophobic group can also be added. Specifically, flaky carbon can be added to a dispersion of an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, or a dispersion of flaky carbon having an affinity for a hydrophilic group and carbon. It is also possible to add an organic compound having a high hydrophobic group. Further, flaky carbon and an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon can be simultaneously added to the solvent.

ただし、薄片状カーボンの分散性をより向上させて凝集しにくくし、得られる本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤の油性溶媒中の分散性、摩擦及び摩耗低減、オイルフィルタに対する被補足性等の観点からは、回転する回転盤と、前記回転盤と略平行に設置された盤との間に、層状構造を有する炭素質材料と、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物とを含む組成物を設置し、前記回転盤と前記盤との最短距離が200μm以下となるように調整しながら、前記組成物中の炭素質材料に対してせん断を加え、その後、必要に応じて油性添加剤を添加することが好ましい(磨砕法)。 However, the dispersibility of flaky carbon is further improved to make it difficult to aggregate, and the resulting friction and / or wear reducing agent of the present invention has dispersibility in an oil solvent, friction and wear reduction, complementability to an oil filter, etc. From the viewpoint of, a carbonaceous material having a layered structure and an organic having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon between the rotating rotating disk and the disk installed substantially parallel to the rotating disk. A composition containing the compound is placed, and shearing is applied to the carbonaceous material in the composition while adjusting the shortest distance between the rotating disk and the disk to be 200 μm or less, and then, if necessary. It is preferable to add an oil-based additive accordingly (grinding method).

また、薄片状カーボン分散体は、層状構造を有する炭素質材料と、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物とを含む組成物に対して、30MPa以上の加圧処理を行った後に、必要に応じて油性添加剤を添加することによっても好ましく製造することができる(高圧分散法)。 Further, the flaky carbon dispersion is subjected to a pressure treatment of 30 MPa or more on a composition containing a carbonaceous material having a layered structure and an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon. After that, it can also be preferably produced by adding an oil-based additive if necessary (high-pressure dispersion method).

なお、薄片状カーボン、及び得られる本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤としての分散性、オイルフィルタに対する被補足性等の観点からは高圧分散法が好ましく、摩擦及び/又は摩耗低減剤の摩擦及び摩耗低減等の観点からは、磨砕法が好ましい。 The high-pressure dispersion method is preferable from the viewpoints of flaky carbon, the resulting dispersibility as a friction and / or wear reducing agent of the present invention, and the ability to be captured by an oil filter, and the friction and / or friction of the wear reducing agent. From the viewpoint of reducing wear and the like, the grinding method is preferable.

従来は、湿式法にて薄片状カーボンを作製する場合、薄片状カーボンの酸化物及び水性溶媒を含む水分散体に還元処理を施していたが、この方法ではグラフェン構造を維持することが困難であるとともに、得られる薄片状カーボンが激しく凝集してしまうため、薄片状カーボン水分散体を得ることは困難であった。また、安全性の観点でも問題があった。一方、本発明においては、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物を使用することにより、グラフェン構造を維持した薄片状カーボンが凝集することなく、均一分散した状態(薄片状カーボン分散体)で薄片状カーボンを得ることができ、得られる薄片状カーボンも破壊されにくく、短時間で薄片状カーボンを得ることもできるうえに剥離し損ねた塊も残存しにくい。この際、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物は、薄片状カーボンを均一分散させるための分散剤としても機能し得る。 Conventionally, when flaky carbon is produced by a wet method, an aqueous dispersion containing an oxide of flaky carbon and an aqueous solvent has been subjected to a reduction treatment, but it is difficult to maintain the graphene structure by this method. At the same time, it was difficult to obtain a flaky carbon aqueous dispersion because the obtained flaky carbon aggregated violently. There was also a problem from the viewpoint of safety. On the other hand, in the present invention, by using an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, the flaky carbon maintaining the graphene structure is uniformly dispersed without agglomeration (flaky carbon). The flaky carbon can be obtained from the dispersion), the obtained flaky carbon is not easily destroyed, the flaky carbon can be obtained in a short time, and the lumps that have failed to be peeled off are hard to remain. At this time, the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon can also function as a dispersant for uniformly dispersing flaky carbon.

また、せん断方法によれば、力のかかる方向が層状構造を有する炭素質材料の面方向と平行であり、且つ、狭い空間で処理するため、従来の高速攪拌、超音波処理等による製造方法と比較して、破壊が少なく、剥離の効率がよく短時間(少ないパス回数)で処理を行うことができるとともに、剥離し損ねた厚みのある塊が残りにくい。 Further, according to the shearing method, the direction in which the force is applied is parallel to the plane direction of the carbonaceous material having a layered structure, and the processing is performed in a narrow space. In comparison, there is less breakage, peeling efficiency is good, processing can be performed in a short time (small number of passes), and thick lumps that have failed to peel are less likely to remain.

層状構造を有する炭素質材料
層状構造を有する炭素質材料としては、特に制限はないが、天然黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛、土状黒鉛、酸化黒鉛等が挙げられる。酸化黒鉛とは、例えば、硫酸、硝酸、過マンガン酸カリウム、過酸化水素等の1種以上の酸化剤により酸化された黒鉛が使用され得る。例えば、ハマーズ法により酸化黒鉛を得る場合には、黒鉛を濃硫酸中に浸し、過マンガン酸カリウムを加えて黒鉛を酸化させた後、反応物を希硫酸及び/又は過酸化水素でクエンチし、その後、蒸留水で洗浄すること等により、炭素原子に酸素原子が結合し、層間に酸素原子が導入されて酸化黒鉛を得ることができる。
Carbonaceous material having a layered structure The carbonaceous material having a layered structure is not particularly limited, and examples thereof include natural graphite, artificial graphite, expanded graphite, earthy graphite, and graphite oxide. As the graphite oxide, for example, graphite oxidized by one or more kinds of oxidizing agents such as sulfuric acid, nitric acid, potassium permanganate, and hydrogen peroxide can be used. For example, when graphite oxide is obtained by the Hammers method, the graphite is immersed in concentrated sulfuric acid, potassium permanganate is added to oxidize the graphite, and then the reaction product is quenched with dilute sulfuric acid and / or hydrogen peroxide. After that, by washing with distilled water or the like, oxygen atoms are bonded to carbon atoms, and oxygen atoms are introduced between the layers to obtain graphite oxide.

なかでも、酸素等の異種原子を含まない純度の高い薄片状カーボンを得ようとする場合には、黒鉛を原料として用いることが好ましく、天然黒鉛及び膨張黒鉛がより好ましい。なお、膨張黒鉛を使用する場合は、グラフェン構造の酸化が少ない膨張黒鉛を採用することが好ましい。また、膨張黒鉛を使用する場合は、300〜1000℃程度で10秒〜5時間程度加熱処理を加えてから用いてもよい。これにより、適度に膨張させた膨張黒鉛とすることも可能である。 Among them, in the case of obtaining highly pure flaky carbon containing no heteroatoms such as oxygen, it is preferable to use graphite as a raw material, and natural graphite and expanded graphite are more preferable. When expanded graphite is used, it is preferable to use expanded graphite with less oxidation of the graphene structure. When expanded graphite is used, it may be used after being heat-treated at about 300 to 1000 ° C. for about 10 seconds to 5 hours. This makes it possible to obtain expanded graphite that has been appropriately expanded.

また、製造の容易さを重視する場合には、酸化黒鉛を使用してもよい。酸化黒鉛を使用することにより、層間に溶媒分子が挿入されやすく、層方向にのみ剥離させることが容易であり、薄片化効率及び分散性が向上するため、処理時間をより短くすることが可能である。ただし、酸化黒鉛を使用する場合には、後に還元処理が必要となり、グラフェン構造、導電性及び強度をより維持する観点からは、他の材料(天然黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛、土状黒鉛)が好ましい。 Further, when importance is attached to ease of production, graphite oxide may be used. By using graphite oxide, solvent molecules are easily inserted between the layers, it is easy to exfoliate only in the layer direction, and the thinning efficiency and dispersibility are improved, so that the treatment time can be shortened. is there. However, when graphite oxide is used, a reduction treatment is required later, and from the viewpoint of maintaining the graphene structure, conductivity and strength, other materials (natural graphite, artificial graphite, expanded graphite, earthy graphite) Is preferable.

一方、分散性をより向上させるために、土状黒鉛を採用することも可能である。ただし、結晶性、純度及び構造維持の観点からは、他の材料(天然黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛、酸化黒鉛)が好ましい。 On the other hand, it is also possible to use earth-like graphite in order to further improve the dispersibility. However, from the viewpoint of crystallinity, purity and structure maintenance, other materials (natural graphite, artificial graphite, expanded graphite, graphite oxide) are preferable.

また、得られる薄片状カーボンの結晶性、強度、構造維持等を重視する場合には、人造黒鉛を使用することもできる。 Further, when the crystallinity, strength, structure maintenance and the like of the obtained flaky carbon are emphasized, artificial graphite can also be used.

本発明において、層状構造を有する炭素質材料と、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物とを含む組成物における層状構造を有する炭素質材料の含有量は、特に制限されないが、薄片状カーボン分散体を製造するために用いられる組成物の総量を100質量%として、20質量%以下が好ましく、0.0001〜15質量%がより好ましく、0.001〜10質量%がさらに好ましい。なお、層状構造を有する炭素質材料の含有量は、薄いほうが薄片化(層間剥離)がより起こりやすいために薄片状カーボンをより効率的に得られ、処理回数をより少なくできる傾向があるとともに、粘度を適切に維持してせん断処理等を行いやすい傾向がある。一方、層状構造を有する炭素質材料の含有量が濃いほうがより生産性に優れている。このため、薄片化の効率、粘度、生産性等のバランスの観点から、層状構造を有する炭素質材料の含有量を適宜設定することが好ましい。なお、炭素質材料分散体を使用する場合は、当該薄片状カーボン分散体中の層状構造を有する炭素質材料の含有量を上記範囲内とすることが好ましい。 In the present invention, the content of the carbonaceous material having a layered structure in the composition containing the carbonic material having a layered structure and the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon is not particularly limited. The total amount of the composition used for producing the flaky carbon dispersion is 100% by mass, preferably 20% by mass or less, more preferably 0.0001 to 15% by mass, further preferably 0.001 to 10% by mass. preferable. As for the content of the carbonaceous material having a layered structure, the thinner the material, the more likely it is that flaking (delamination) occurs, so that flaky carbon can be obtained more efficiently, and the number of treatments tends to be reduced. There is a tendency that it is easy to perform shearing treatment while maintaining the viscosity appropriately. On the other hand, the higher the content of the carbonaceous material having a layered structure, the more excellent the productivity. Therefore, from the viewpoint of balancing the efficiency of flaking, viscosity, productivity, etc., it is preferable to appropriately set the content of the carbonaceous material having a layered structure. When a carbonaceous material dispersion is used, it is preferable that the content of the carbonaceous material having a layered structure in the flaky carbon dispersion is within the above range.

親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物
親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物としては、上記したものを採用できる。
Organic compound having a hydrophobic group having a high affinity with a hydrophilic group and carbon As the organic compound having a hydrophobic group having a high affinity with a hydrophilic group and carbon, the above-mentioned ones can be adopted.

本発明において、薄片状カーボン分散体を製造するために用いられる組成物中における親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量は、特に制限されないが、薄片状カーボン分散体を製造するために用いられる組成物の総量を100質量%として、0.00001〜99.9質量%が好ましく、0.0001〜50質量%がより好ましく、0.001〜30質量%がさらに好ましい。一方、本発明において、薄片状カーボン分散体を製造するために用いられる組成物中における親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量は、層状構造を有する炭素質材料1質量部に対して、0.1〜5質量部が好ましく、0.25〜1質量部がより好ましい。なお、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量は、薄いほうが相対的に層状構造を有する炭素質材料の含有量が大きくなり得られる摩擦及び/又は摩耗低減剤の摩擦及び摩耗を低減しやすいとともに、安価に処理しやすい。一方、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量が濃いほうが薄片化(層間剥離)がより起こりやすいために薄片状カーボンをより効率的に得られる傾向があるが、粘度が高くなると逆に薄片化効率が下がる可能性もある。このため、薄片状カーボンの分散性、得られる摩擦及び/又は摩耗低減剤の油性溶媒中の分散性、摩擦及び摩耗低減、オイルフィルタに対する被補足性等のバランスの観点から、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量を適宜設定することが好ましい。なお、この製造方法において、炭素質材料分散体を使用する場合は、当該炭素質材料分散体中の親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量を上記範囲内とすることが好ましい。 In the present invention, the content of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon in the composition used for producing the flaky carbon dispersion is not particularly limited, but the flaky carbon dispersion is not particularly limited. The total amount of the composition used for producing the above is 100% by mass, preferably 0.00001 to 99.9% by mass, more preferably 0.0001 to 50% by mass, still more preferably 0.001 to 30% by mass. .. On the other hand, in the present invention, the content of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon in the composition used for producing the flaky carbon dispersion is a carbonaceous material 1 having a layered structure. 0.1 to 5 parts by mass is preferable, and 0.25 to 1 part by mass is more preferable with respect to parts by mass. The content of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon is such that the thinner the content of the carbonaceous material having a relatively layered structure, the larger the content of the friction and / or wear reducing agent. It is easy to reduce friction and wear, and it is easy to process at low cost. On the other hand, the higher the content of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, the more likely it is that flaking (delamination) occurs, so flaky carbon tends to be obtained more efficiently. As the viscosity increases, the flaking efficiency may decrease. Therefore, from the viewpoint of the balance between the dispersibility of the flaky carbon, the dispersibility of the obtained friction and / or wear reducing agent in the oil solvent, the friction and wear reduction, and the catchability of the oil filter, the hydrophilic groups and carbon are used. It is preferable to appropriately set the content of the organic compound having a hydrophobic group having a high affinity. When a carbonaceous material dispersion is used in this production method, the content of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon in the carbonaceous material dispersion is within the above range. Is preferable.

溶媒
上記した薄片状カーボン分散体の製造方法においては、上記のとおり、層状構造を有する炭素質材料と、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物とを含む組成物を用いて、特定の処理を行うことが好ましいが、層状構造を有する炭素質材料の薄片化効率、得られる摩擦及び/又は摩耗低減剤の油性溶媒中の分散性、摩擦及び摩耗低減、オイルフィルタに対する被補足性等の観点から、層状構造を有する炭素質材料と、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物とを含む炭素質材料分散体に対して、特定の処理を行うことが好ましい。
Solvent In the above-mentioned method for producing a flaky carbon dispersion, as described above, a composition containing a carbonaceous material having a layered structure and an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon is used. , It is preferable to perform a specific treatment, but the sharding efficiency of the carbonaceous material having a layered structure, the dispersibility of the obtained friction and / or wear reducing agent in the oily solvent, the friction and wear reduction, and the supplement to the oil filter. From the viewpoint of properties and the like, it is preferable to perform a specific treatment on a carbonaceous material dispersion containing a carbonaceous material having a layered structure and an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon. ..

この炭素質材料分散体としては、分散液として形成してもよいし、基板上に塗膜として形成してもよい。 The carbonaceous material dispersion may be formed as a dispersion liquid or as a coating film on a substrate.

この際、炭素質材料分散体(炭素質材料分散液又は炭素質材料塗膜)を作製するために使用される溶媒としては、上記したものを採用できる。 At this time, the above-mentioned solvent can be adopted as the solvent used for producing the carbonaceous material dispersion (carbonaceous material dispersion liquid or carbonaceous material coating film).

本発明において、溶媒を使用した炭素質材料分散体を用いて特定の処理を行う場合、炭素質材料分散体中の溶媒の総量は、特に制限されないが、層状構造を有する炭素質材料の薄片化効率、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の溶解度等の観点から、炭素質材料分散体の総量を100質量%として、40〜99.9998質量%が好ましく、63〜99.998質量%がより好ましく、85〜99.98質量%がさらに好ましい。 In the present invention, when a specific treatment is carried out using a carbonaceous material dispersion using a solvent, the total amount of the solvent in the carbonaceous material dispersion is not particularly limited, but the carbonic material having a layered structure is fragmented. From the viewpoint of efficiency, solubility of an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, etc., the total amount of the carbonaceous material dispersion is 100% by mass, preferably 40 to 99.9998% by mass, and 63 to 99%. .998% by mass is more preferable, and 85 to 99.98% by mass is further preferable.

本発明において、溶媒を使用した炭素質材料分散体を用いて特定の処理を行う場合、炭素質材料分散体は、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物分散体に層状構造を有する炭素質材料を投入してもよいし、層状構造を有する炭素質材料分散体に親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物を投入してもよい。また、溶媒中に、層状構造を有する炭素質材料と、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物とを同時に投入してもよい。 In the present invention, when a specific treatment is carried out using a carbonaceous material dispersion using a solvent, the carbonaceous material dispersion has a layered structure on an organic compound dispersion having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon. A carbonaceous material having a layered structure may be charged, or an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon may be charged into the carbonaceous material dispersion having a layered structure. Further, a carbonaceous material having a layered structure and an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon may be simultaneously added to the solvent.

他の成分
本発明において、層状構造を有する炭素質材料と、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物とを含む組成物(例えば、炭素質材料分散体等)には、他の成分を含ませてもよい。これにより、最終的に得られる本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤中にも、これら他の成分を含ませることができる。このような他の成分としては、上記したものを採用でき、本発明の効果を損なわない範囲で使用してもよい。ただし、薄片状カーボンの分散性、得られる本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤の油性溶媒中の分散性、摩擦及び摩耗低減、オイルフィルタに対する被補足性等の観点からは、他の成分の含有量は少ないことが好ましく、炭素質材料分散体の総量を100質量%として、0.00001〜5質量%が好ましく、0.0001〜2質量%がより好ましい。
Other Ingredients In the present invention, the composition containing a carbonaceous material having a layered structure and an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon (for example, a carbonaceous material dispersion) may be used. Ingredients may be included. Thereby, these other components can be contained in the finally obtained friction and / or wear reducing agent of the present invention. As such other components, those described above can be adopted and may be used as long as the effects of the present invention are not impaired. However, from the viewpoints of the dispersibility of flaky carbon, the dispersibility of the obtained friction and / or wear reducing agent of the present invention in an oily solvent, the reduction of friction and wear, and the catchability of the oil filter, other components may be used. The content is preferably small, and the total amount of the carbonaceous material dispersion is 100% by mass, preferably 0.00001 to 5% by mass, and more preferably 0.0001 to 2% by mass.

せん断処理(摩砕法)
本発明では、磨砕法を採用する場合、上記のとおり、回転する回転盤と、前記回転盤と略平行に設置された盤との間に、層状構造を有する炭素質材料と、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物とを含む組成物を設置し、前記回転盤と前記盤との最短距離が200μm以下となるように調整しながら、前記組成物中の炭素質材料に対してせん断を加える処理を行うことが好ましい。なお、炭素質材料分散体を使用する場合には、回転する回転盤と、前記回転盤と略平行に設置された盤との間に、炭素質材料分散体を設置し、前記回転盤と前記盤との最短距離が200μm以下となるように調整しながら、前記炭素質材料分散体中の炭素質材料に対してせん断を加える処理を行うことが好ましい。
Shearing (grinding method)
In the present invention, when the grinding method is adopted, as described above, a carbonaceous material having a layered structure, a hydrophilic group and carbon are provided between the rotating rotating disk and the disk installed substantially parallel to the rotating disk. A composition containing an organic compound having a hydrophobic group having a high affinity with the above is installed, and the carbonaceous material in the composition is adjusted so that the shortest distance between the rotating disk and the disk is 200 μm or less. On the other hand, it is preferable to perform a process of applying shear. When a carbonaceous material dispersion is used, the carbonaceous material dispersion is installed between the rotating rotating disk and the disk installed substantially parallel to the rotating disk, and the rotating disk and the above-mentioned rotating disk are installed. It is preferable to perform a treatment of applying shear to the carbonaceous material in the carbonaceous material dispersion while adjusting the shortest distance from the board to 200 μm or less.

せん断処理を施すことにより、層状構造を有する炭素質材料の微粒化が起こるために、条件によってはグラフェン構造を維持できない可能性もあるが、層状構造を有する炭素質材料の薄片化を効率よく行うことができ、処理時間を低減することができる。このようなせん断処理を施す際の前記回転盤と前記盤とは略平行に設置されているが、厳密に平行でなくてもよい。具体的には、前記回転盤に垂直な軸と、前記盤に垂直な軸とのなす角は10°以下が好ましく、5°以下がより好ましい。なお、前記回転盤に垂直な軸と、前記盤に垂直な軸とが厳密に平行であることが最も好ましい。このようなせん断処理を施す際の二面間の最短距離は、層状構造を有する炭素質材料の薄片化を十分に行うことができるものであれば特に制限はないが、200μm以下が好ましく、1〜50μmがより好ましく、2〜30μmがさらに好ましい。なお、前記回転盤と前記盤とは略平行に設置されているが、前記回転盤と前記盤との距離は場所によって異なることもある。この場合、前記回転盤と前記盤との最短距離は、前記回転盤と前記盤との間の距離のうち、最も短い箇所の距離を意味する。また、必ずしもあらかじめ前記回転盤と前記盤とを空ける必要はなく、前記回転盤と前記盤との間に処理する材料を挟んでもよく、また、前記回転盤と前記盤とを接触させておき、層状構造を有する炭素質材料が挟まることにより前記回転盤と前記盤との間が広がる状態になってもよい。このようなせん断処理は、盤状のものを回転させる機構があればよく、石臼、振動式ミキサー、スピンコーター、グラインダー等を用いて行い得る。 The graphene structure may not be maintained depending on the conditions because the carbonaceous material having a layered structure is atomized by the shearing treatment, but the carbonaceous material having a layered structure is efficiently sliced. It is possible to reduce the processing time. The rotating disk and the disk when performing such a shearing process are installed substantially in parallel, but they do not have to be strictly parallel. Specifically, the angle formed by the axis perpendicular to the rotating disk and the axis perpendicular to the disk is preferably 10 ° or less, and more preferably 5 ° or less. It is most preferable that the axis perpendicular to the rotating disk and the axis perpendicular to the disk are strictly parallel. The shortest distance between the two surfaces when performing such a shearing treatment is not particularly limited as long as the carbonaceous material having a layered structure can be sufficiently thinned, but is preferably 200 μm or less. ~ 50 μm is more preferable, and 2 to 30 μm is even more preferable. Although the rotating disk and the disk are installed substantially in parallel, the distance between the rotating disk and the disk may differ depending on the location. In this case, the shortest distance between the rotary disc and the disc means the distance of the shortest portion of the distance between the rotary disc and the disc. Further, it is not always necessary to leave the rotary disk and the disk apart in advance, a material to be processed may be sandwiched between the rotary disk and the disk, and the rotary disk and the disk may be brought into contact with each other. By sandwiching the carbonaceous material having a layered structure, the space between the rotating disk and the disk may be widened. Such a shearing process may be performed by using a stone mill, a vibrating mixer, a spin coater, a grinder, or the like, as long as there is a mechanism for rotating a disk-shaped object.

この際使用できる前記回転盤と前記盤の大きさは特に制限はなく、5〜500mmが好ましく、10〜200mmがより好ましい。また、せん断処理を行う際の回転盤の回転数は特に制限はなく、層状構造を有する炭素質材料の薄片化を十分に行うことができる範囲とすることが好ましく、例えば、1000〜10000ppmが好ましく、2000〜5000ppmがより好ましい。 The sizes of the rotating disk and the disk that can be used at this time are not particularly limited, and are preferably 5 to 500 mm, more preferably 10 to 200 mm. The number of rotations of the turntable during the shearing treatment is not particularly limited, and is preferably in the range where the carbonaceous material having a layered structure can be sufficiently thinned, for example, 1000 to 10000 ppm. , 2000-5000 ppm is more preferable.

このようなせん断処理をすることにより、盤と層状構造を有する炭素質材料、層状構造を有する炭素質材料と層状構造を有する炭素質材料を接触させて層状構造を有する炭素質材料に対して層状構造を有する炭素質材料のグラフェン層と平行方向にせん断をかけることができる。 By performing such a shearing treatment, the plate and the carbonic material having a layered structure, and the carbonic material having a layered structure and the carbonic material having a layered structure are brought into contact with each other to form a layered material with respect to the carbonic material having a layered structure. Shear can be applied in the direction parallel to the graphene layer of the carbonaceous material having a structure.

せん断処理における前記回転盤と前記盤との間の最短距離を小さくし、回転盤の回転速度を早くすることにより、条件をより強くすることが可能であり、層状構造を有する炭素質材料の薄片化をより効率よく行うことができ、処理時間をより低減することができる。このせん断操作は、1回以上、好ましくは3回以上行い得る。 By reducing the shortest distance between the rotating disk and the rotating disk in the shearing process and increasing the rotational speed of the rotating disk, the conditions can be strengthened, and a thin piece of carbonaceous material having a layered structure can be obtained. The conversion can be performed more efficiently, and the processing time can be further reduced. This shearing operation can be performed once or more, preferably three or more times.

せん断処理を行う温度は特に制限はなく、層状構造を有する炭素質材料の薄片化を十分に行うことができる温度とすればよく、0℃以上、さらに0〜100℃、特に20〜95℃とし得る。なお、せん断処理を行う温度は、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の溶解度が高い条件がよく、温度が高いほうが溶解度が増す場合は高温のほうが好ましく、曇点を有する水溶性化合物を使用する場合は曇点以下の温度に保持することが好ましい。 The temperature at which the shearing treatment is performed is not particularly limited, and may be a temperature at which the carbonaceous material having a layered structure can be sufficiently thinned, and is 0 ° C. or higher, further 0 to 100 ° C., particularly 20 to 95 ° C. obtain. The temperature at which the shearing treatment is performed is preferably a condition in which the solubility of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity with carbon is high, and when the higher the temperature, the higher the solubility, the higher the temperature is, and the cloud point is formed. When a water-soluble compound is used, it is preferable to keep the temperature below the cloud point.

上記のせん断処理を行う前に、層状構造を有する炭素質材料と、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物とをよく接触させるため、撹拌装置、超音波分散装置等を用いて組成物を作製する前にあらかじめ撹拌し、層状構造を有する炭素質材料表面に、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物をなじませておいてもよい。 Before performing the above shearing treatment, a stirrer, an ultrasonic disperser, or the like is used in order to bring the carbonaceous material having a layered structure into good contact with the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon. The organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon may be blended on the surface of the carbonaceous material having a layered structure by stirring in advance before preparing the composition.

なお、本発明において、層状構造を有する炭素質材料として、酸化黒鉛を使用する場合には、上記せん断処理を施した分散体中には、薄片状カーボンの酸化物として存在している。このため、層状構造を有する炭素質材料として、酸化黒鉛を使用する場合には、後処理として還元処理を施すことが好ましい。還元処理としては、化学還元、電気化学還元等、種々の方法が採用できるが、化学還元が好ましい。なかでも、ヒドラジン、水素化ホウ素ナトリウム等のような還元剤による化学還元が好ましい。還元剤量は、薄片状カーボンの酸化物1質量部に対して、0.01〜10質量部が好ましく、0.1〜5質量部がより好ましく、0.5〜3質量部がさらに好ましい。また、還元時に加熱を行うとより還元しやすくなる。加熱温度は、40〜200℃が好ましく、50〜150℃がより好ましく、60〜120℃がさらに好ましい。還元時間は10分〜64時間が好ましく、30分〜48時間がより好ましく、1〜24時間がさらに好ましい。ただし、グラフェン構造が過度に破壊されない程度とすることが好ましい。 In the present invention, when graphite oxide is used as the carbonaceous material having a layered structure, it exists as an oxide of flaky carbon in the dispersion subjected to the shearing treatment. Therefore, when graphite oxide is used as the carbonaceous material having a layered structure, it is preferable to perform a reduction treatment as a post-treatment. As the reduction treatment, various methods such as chemical reduction and electrochemical reduction can be adopted, but chemical reduction is preferable. Of these, chemical reduction with a reducing agent such as hydrazine or sodium borohydride is preferable. The amount of the reducing agent is preferably 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0.1 to 5 parts by mass, and even more preferably 0.5 to 3 parts by mass with respect to 1 part by mass of the oxide of flaky carbon. Further, if heating is performed at the time of reduction, the reduction becomes easier. The heating temperature is preferably 40 to 200 ° C, more preferably 50 to 150 ° C, and even more preferably 60 to 120 ° C. The reduction time is preferably 10 minutes to 64 hours, more preferably 30 minutes to 48 hours, still more preferably 1 to 24 hours. However, it is preferable that the graphene structure is not excessively destroyed.

上記した製造方法によれば、薄片状カーボンは、上記した薄片状カーボン分散体として得られ得る。この製造方法では、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物を含んでいるため、薄片状カーボン分散体においても、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物が含まれている。この親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物は、薄片状カーボン表面に吸着して溶媒中で薄片状カーボンを高濃度に孤立分散させることも可能であるため、薄片状カーボン分散体においては分散剤としても機能する。また、前記親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物は市販品を用いることができ、コスト及び分散性の両方で従来品より優位性がある。さらに、この親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物は、薄片状カーボン表面に残存することによって、十分な油性溶媒中の分散性、摩擦及び摩耗低減性能等を発揮し、オイルフィルタによって補足されにくくすることができる。 According to the above-mentioned production method, the flaky carbon can be obtained as the above-mentioned flaky carbon dispersion. Since this production method contains an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, even in a flaky carbon dispersion, the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon can be contained. include. Since this organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon can be adsorbed on the surface of flaky carbon and isolated and dispersed the flaky carbon in a solvent at a high concentration, the flaky carbon is dispersed. It also functions as a dispersant in the body. Further, as the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, a commercially available product can be used, which is superior to the conventional product in terms of both cost and dispersibility. Furthermore, the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon exhibits sufficient dispersibility in an oily solvent, friction and wear reduction performance, etc. by remaining on the surface of flaky carbon, and is an oil. It can be less likely to be captured by the filter.

また、従来の酸化処理及び還元処理を行う方法においては、還元処理の際にプラスチック基板が加水分解されること、還元処理を施すと薄片状カーボンが凝集するため分散体として存在し得ないこと等から、プラスチック基板上に薄片状カーボン分散体を形成することは不可能であったが、本発明においては、上記親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物を含ませつつ特定の処理を行うことで、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のプラスチック基板が加水分解を受けることなく、薄片状カーボン分散体を基板上に形成することも可能である。 Further, in the conventional method of performing the oxidation treatment and the reduction treatment, the plastic substrate is hydrolyzed during the reduction treatment, and the flaky carbon aggregates when the reduction treatment is performed, so that it cannot exist as a dispersion. Therefore, it was impossible to form a flaky carbon dispersion on a plastic substrate, but in the present invention, a specific organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon is contained. By performing the treatment, it is also possible to form a flaky carbon dispersion on the substrate without the plastic substrate such as polyethylene terephthalate (PET) being hydrolyzed.

なお、本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤中に油性添加剤を含ませる場合は、上記したせん断処理の後に、上記した組成となるように、油性添加剤と混合することが好ましい。 When the friction and / or wear reducing agent of the present invention contains an oil-based additive, it is preferable to mix it with the oil-based additive so as to have the above-mentioned composition after the above-mentioned shearing treatment.

加圧処理(高圧分散法)
本発明では、高圧分散法を採用する場合、上記のとおり、層状構造を有する炭素質材料と、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物とを含む組成物に対して、30MPa以上の加圧処理を行うことが好ましい。
Pressurization treatment (high pressure dispersion method)
In the present invention, when the high-pressure dispersion method is adopted, as described above, 30 MPa is applied to a composition containing a carbonaceous material having a layered structure and an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon. It is preferable to perform the above pressurization treatment.

加圧処理を施すことにより、層状構造を有する炭素質材料の微粒化が起こるために、条件によってはグラフェン構造を維持できない可能性もあるが、層状構造を有する炭素質材料の薄片化を効率よく行うことができ、処理時間を低減することができる。このような加圧処理を施す際の加圧レベルは、層状構造を有する炭素質材料の薄片化を十分に行うことができるものであれば特に制限はないが、30MPa以上が好ましく、50〜400MPaがより好ましく、100〜300MPaがさらに好ましい。このような加圧処理は、高圧分散装置や超臨界水作製装置等を用いて行い得る。高圧分散装置は力学的な圧力をかけることにより分散することができ、超臨界水作製装置においては、水を加熱することにより系の圧力を上げることができる。 The graphene structure may not be maintained depending on the conditions because the carbonaceous material having a layered structure is atomized by the pressure treatment, but the carbonaceous material having a layered structure can be efficiently sliced. This can be done and the processing time can be reduced. The pressure level at the time of performing such a pressure treatment is not particularly limited as long as it can sufficiently thin the carbonaceous material having a layered structure, but is preferably 30 MPa or more, preferably 50 to 400 MPa. Is more preferable, and 100 to 300 MPa is further preferable. Such pressurization treatment can be performed using a high-pressure disperser, a supercritical water preparation device, or the like. The high-pressure disperser can disperse by applying mechanical pressure, and in the supercritical water preparation device, the pressure of the system can be increased by heating water.

このような加圧により、例えば、
(i)2個以上の前記炭素質材料分散体同士を衝突させること、
(ii)前記炭素質材料分散体と金属又はセラミックス材料(炭化ケイ素、アルミナ等高硬度の材料)とを衝突させること、
(iii)前記炭素質材料分散体を断面積1cm以下の空間を通過させること
等の処理を行い得る。
By such pressurization, for example,
(I) Colliding two or more of the carbonaceous material dispersions with each other.
(Ii) Collision of the carbonaceous material dispersion with a metal or ceramic material (material having high hardness such as silicon carbide or alumina).
(Iii) The carbonaceous material dispersion can be passed through a space having a cross-sectional area of 1 cm 2 or less.

上記(i)及び(ii)によれば、加圧条件をより強くすることが可能であり、層状構造を有する炭素質材料の薄片化をより効率よく行うことができ、処理時間をより低減することができる。また、上記(iii)によれば、グラフェン構造をより維持しつつ、層状構造を有する炭素質材料の薄片化をより適切に行うことができる。この加圧操作を1回以上、好ましくは10回以上行うことができる。 According to the above (i) and (ii), the pressurizing condition can be strengthened, the carbonaceous material having a layered structure can be sliced more efficiently, and the processing time can be further reduced. be able to. Further, according to the above (iii), it is possible to more appropriately thin the carbonaceous material having a layered structure while maintaining the graphene structure more appropriately. This pressurizing operation can be performed once or more, preferably 10 times or more.

加圧温度は特に制限はなく、層状構造を有する炭素質材料の薄片化を十分に行うことができる温度とすればよく、上記(i)及び(ii)の場合は0〜100℃、特に20〜95℃とし得る。また、上記(iii)の場合、力学的に圧力をかける場合は、0〜100℃が好ましく、水の超臨界状態により圧力を生み出す場合は、373〜700℃が好ましく、380〜450℃がより好ましい。 The pressurizing temperature is not particularly limited and may be a temperature at which the carbonaceous material having a layered structure can be sufficiently thinned. In the cases of (i) and (ii) above, 0 to 100 ° C., particularly 20 It can be ~ 95 ° C. Further, in the case of (iii) above, 0 to 100 ° C. is preferable when mechanically applying pressure, 373 to 700 ° C. is preferable when pressure is generated by the supercritical state of water, and 380 to 450 ° C. is more preferable. preferable.

なお、前記加圧処理を行う際には、予備処理(前処理)として、超音波分散処理を行い、層状構造を有する炭素質材料の微粒化を行っておくことが好ましい。これにより、目詰まり防止等の効果を有し得る。 When the pressure treatment is performed, it is preferable to perform an ultrasonic dispersion treatment as a preliminary treatment (pretreatment) to atomize the carbonaceous material having a layered structure. This can have an effect of preventing clogging and the like.

超音波分散処理を施す際の出力は特に制限はないが、層状構造を有する炭素質材料の薄片化の観点から、通常行われる超音波分散処理(40〜50W程度)よりも強力なものとすることが好ましい。具体的には、超音波分散処理の出力は、100W以上が好ましく、300〜20000Wがより好ましく、400〜18000Wがさらに好ましい。 The output when the ultrasonic dispersion treatment is applied is not particularly limited, but it is stronger than the usual ultrasonic dispersion treatment (about 40 to 50 W) from the viewpoint of thinning the carbonaceous material having a layered structure. Is preferable. Specifically, the output of the ultrasonic dispersion treatment is preferably 100 W or more, more preferably 300 to 20000 W, and even more preferably 400 to 18000 W.

超音波分散温度は特に制限はなく、層状構造を有する炭素質材料の薄片化を十分に行うことができる温度とすればよく、0〜80℃、特に10〜70℃とし得る。超音波分散時間は特に制限はなく、層状構造を有する炭素質材料の薄片化を十分に行うことができる時間とすればよく、1〜600分、特に3〜120分とし得る。 The ultrasonic dispersion temperature is not particularly limited, and may be a temperature at which the carbonaceous material having a layered structure can be sufficiently thinned, and may be 0 to 80 ° C., particularly 10 to 70 ° C. The ultrasonic dispersion time is not particularly limited, and may be a time during which the carbonaceous material having a layered structure can be sufficiently thinned, and may be 1 to 600 minutes, particularly 3 to 120 minutes.

また、これらの処理の前処理又は後処理として、通常の機械的撹拌、乳化装置による分散処理、ビーズミルによる分散処理等の他の分散装置による分散処理を併用してもよい。 Further, as the pretreatment or the posttreatment of these treatments, a dispersion treatment by another dispersion device such as ordinary mechanical stirring, a dispersion treatment by an emulsifying device, and a dispersion treatment by a bead mill may be used in combination.

なお、本発明において、層状構造を有する炭素質材料として、酸化黒鉛を使用する場合には、上記加圧処理を施した分散体中には、薄片状カーボンの酸化物として存在している。このため、層状構造を有する炭素質材料として、酸化黒鉛を使用する場合には、後処理として還元処理を施すことが好ましい。還元処理としては、化学還元、電気化学還元等、種々の方法が採用できるが、化学還元が好ましい。なかでも、ヒドラジン、水素化ホウ素ナトリウム等のような還元剤による化学還元が好ましい。還元剤量は、薄片状カーボンの酸化物1質量部に対して、0.01〜10質量部が好ましく、0.1〜5質量部がより好ましく、0.5〜3質量部がさらに好ましい。また、還元時に加熱を行うとより還元しやすくなる。加熱温度は、40〜200℃が好ましく、50〜150℃がより好ましく、60〜120℃がさらに好ましい。還元時間は10分〜64時間が好ましく、30分〜48時間がより好ましく、1〜24時間がさらに好ましい。ただし、グラフェン構造が過度に破壊されない程度とすることが好ましい。 In the present invention, when graphite oxide is used as the carbonaceous material having a layered structure, it exists as an oxide of flaky carbon in the dispersion subjected to the pressure treatment. Therefore, when graphite oxide is used as the carbonaceous material having a layered structure, it is preferable to perform a reduction treatment as a post-treatment. As the reduction treatment, various methods such as chemical reduction and electrochemical reduction can be adopted, but chemical reduction is preferable. Of these, chemical reduction with a reducing agent such as hydrazine or sodium borohydride is preferable. The amount of the reducing agent is preferably 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0.1 to 5 parts by mass, and even more preferably 0.5 to 3 parts by mass with respect to 1 part by mass of the oxide of flaky carbon. Further, if heating is performed at the time of reduction, the reduction becomes easier. The heating temperature is preferably 40 to 200 ° C, more preferably 50 to 150 ° C, and even more preferably 60 to 120 ° C. The reduction time is preferably 10 minutes to 64 hours, more preferably 30 minutes to 48 hours, still more preferably 1 to 24 hours. However, it is preferable that the graphene structure is not excessively destroyed.

なお、本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤中に油性添加剤を含ませる場合は、上記したせん断処理の後に、上記した組成となるように、油性添加剤と混合することが好ましい。 When the friction and / or wear reducing agent of the present invention contains an oil-based additive, it is preferable to mix it with the oil-based additive so as to have the above-mentioned composition after the above-mentioned shearing treatment.

(2−3)本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤の製造方法
本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤は、上記の薄片状カーボン分散体から溶媒を除去することで得ることができる。
(2-3) Method for producing friction and / or wear reducing agent of the present invention The friction and / or wear reducing agent of the present invention can be obtained by removing a solvent from the above-mentioned flaky carbon dispersion.

溶媒を除去するためには、薄片状カーボン分散体を濃縮する方法が挙げられ、薄片状カーボン分散体の乾燥の他、基板上に薄片状カーボン分散体をスピンコートや塗布後に乾燥する方法、通常の固液分離により本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤を回収する方法等により実施することができる。固液分離を行う方法としては、例えば、通常の固液分離に使用されている方法、例えば、濾紙、ガラスフィルター等を用いて濾過する方法;遠心分離後に濾過する方法;減圧濾過器を使用する方法を例示できる。次に、乾燥方法としては、特に限定されず、例えば、温風乾燥機等を用いて50〜200℃程度で1〜24時間程度乾燥させる方法を例示できる。 In order to remove the solvent, a method of concentrating the flaky carbon dispersion can be mentioned. In addition to drying the flaky carbon dispersion, a method of spin-coating the flaky carbon dispersion on a substrate or drying after coating, usually It can be carried out by the method of recovering the friction and / or wear reducing agent of the present invention by solid-liquid separation of. As a method for performing solid-liquid separation, for example, a method used for ordinary solid-liquid separation, for example, a method of filtering using a filter paper, a glass filter, or the like; a method of filtering after centrifugation; a vacuum filter is used. The method can be exemplified. Next, the drying method is not particularly limited, and for example, a method of drying at about 50 to 200 ° C. for about 1 to 24 hours using a warm air dryer or the like can be exemplified.

3.摩擦及び/又は摩耗低減分散液
本発明の摩擦及び/又は摩耗低減分散液は、油性溶媒中に上記した本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤が分散している。
3. 3. Friction and / or wear reduction dispersion liquid In the friction and / or wear reduction dispersion liquid of the present invention, the above-mentioned friction and / or wear reduction agent of the present invention is dispersed in an oil solvent.

このような油性溶媒としては、特に制限はなく、公知又は市販品を使用することができ、具体的には、ポリ−α−オレフィン系合成油、エステル系合成油、部分合成油、鉱物油、植物油等が挙げられる。これらの油性溶媒は、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。 The oily solvent is not particularly limited, and known or commercially available products can be used. Specifically, poly-α-olefin synthetic oil, ester synthetic oil, partially synthetic oil, mineral oil, etc. Examples include vegetable oil. These oil-based solvents can be used alone or in combination of two or more.

油性溶媒の使用量は溶媒量とすることができ、本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤に対して過剰量とすることができるが、具体的には、本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤の濃度が0.001〜5質量%、特に0.01〜3質量%となるように調整することができる。 The amount of the oily solvent used can be the amount of the solvent, and can be an excess amount with respect to the friction and / or wear reducing agent of the present invention. Specifically, the friction and / or wear reducing of the present invention can be used. The concentration of the agent can be adjusted to 0.001 to 5% by mass, particularly 0.01 to 3% by mass.

本発明の摩擦及び/又は摩耗低減剤は、薄片状カーボンの凝集を抑制しており、油性溶媒に対する分散性に優れており、摩擦及び摩耗低減に寄与することができるナノ材料であるため、油性溶媒中に容易に分散させることが可能である。このようにして得られる本発明の摩擦及び/又は摩耗低減分散液中に被処理材料を浸漬することで、被処理材料の摩擦及び/又は摩耗を低減することが可能である。 The friction and / or wear reducing agent of the present invention is an oil-based nanomaterial that suppresses the aggregation of flaky carbon, has excellent dispersibility in an oil-based solvent, and can contribute to friction and wear reduction. It can be easily dispersed in a solvent. By immersing the material to be treated in the friction and / or wear reduction dispersion of the present invention thus obtained, it is possible to reduce the friction and / or wear of the material to be treated.

このような被処理材料としては、具体的には、ベアリング、エンジン等機械作動部分、ボルト、ナット、チェーン、ギヤ、スピンドル等摩擦や振動に晒される機械部材等が挙げられる。また、熱可塑性樹脂(ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS)樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等)やゴム(ジエン系ゴム(スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム等)、オレフィン系ゴム(エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム等)、アクリル系ゴム、ブチルゴム、エピクロロヒドリンゴム、シリコーン系ゴム(シリコーンゴム等)、多硫化ゴム、フッ素ゴム等)に添加することによっても、摩擦、摩耗を低減することができる。用いることができる成形材料は、タイヤ、靴底、運動用品、床タイル、ベルト、ホース、耐衝撃容器、防振ゴム、ロール、電線被覆、塗料、シール材、パッキン、ガスケット、窓やドアの枠、ウェザーストリップ、帯電防止シート、ダイヤフラム、コーキング材、手すり等が挙げられる。 Specific examples of such a material to be processed include bearings, mechanical operating parts such as engines, and mechanical members such as bolts, nuts, chains, gears, and spindles that are exposed to friction and vibration. In addition, thermoplastic resins (polyethylene resin, polypropylene resin, polystyrene resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, vinyl acetate resin, thermoplastic polyurethane resin, polyvinylidene fluoride resin, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS). ) Resin, acrylonitrile-styrene copolymer (AS) resin, polymethylmethacrylate resin, polyamide resin, polyacetal resin, polycarbonate resin, polyarylate resin, polyphenylene ether resin, polyethylene terephthalate resin, polybutylene terephthalate resin, cyclic polyolefin resin, polyphenylene. Sulfide resin, polyether ether ketone resin, thermoplastic polyimide resin, polyamideimide resin, etc.), rubber (diene rubber (styrene / butadiene rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, chloroprene rubber, etc.), olefin rubber (ethylene / propylene rubber, etc.) , Ethylene / propylene / diene rubber, etc.), acrylic rubber, butyl rubber, epichlorohydrin rubber, silicone rubber (silicone rubber, etc.), thermoplastic rubber, fluororubber, etc.) to reduce friction and wear. be able to. Molding materials that can be used are tires, soles, athletic supplies, floor tiles, belts, hoses, impact-resistant containers, anti-vibration rubber, rolls, wire coatings, paints, sealants, packings, gaskets, window and door frames. , Weather strips, antistatic sheets, diaphragms, caulking materials, handrails and the like.

以下、実施例を示して本発明を具体的に説明する。但し本発明は実施例に限定されない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples. However, the present invention is not limited to the examples.

実施例1:薄片状カーボン+ポリオキシエチレンナフチルエーテル
500gの人造黒鉛(昭和電工(株)製)、ポリオキシエチレンナフチルエーテル(HLB値18)250g及び水10000gを混合し、600Wの超音波分散装置を用いて5分間分散処理を加え、高圧分散装置を用いて245MPaで分散処理(2個以上の炭素質材料分散液同士を衝突させる)を100回行った。
Example 1: An ultrasonic disperser of 600 W by mixing 500 g of flaky carbon + polyoxyethylene naphthyl ether (manufactured by Showa Denko KK), 250 g of polyoxyethylene naphthyl ether (HLB value 18) and 10000 g of water. The dispersion treatment was carried out for 5 minutes using the above, and the dispersion treatment (colliding two or more carbonaceous material dispersions with each other) was performed 100 times at 245 MPa using a high-pressure disperser.

得られた分散液を220℃でスプレードライを行い、直径約50μmのパウダー(ポリオキシエチレンナフチルエーテル/薄片状カーボン比が質量比で0.5)を摩擦及び/又は摩耗低減剤として得た。 The obtained dispersion was spray-dried at 220 ° C. to obtain a powder having a diameter of about 50 μm (polyoxyethylene naphthyl ether / flaky carbon ratio of 0.5 by mass ratio) as a friction and / or wear reducing agent.

オイル(ガソリン・ディーゼルエンジン車用合成油;モービル製のMobil1 0W−20)中に、得られた摩擦及び/又は摩耗低減剤を、カーボン成分が0.1質量%となるように添加し、600Wの超音波分散を10分間行い、分散液を摩擦及び/又は摩耗低減分散液として得た。 The obtained friction and / or wear reducing agent was added to the oil (synthetic oil for gasoline / diesel engine vehicles; Mobil 10W-20 manufactured by Mobile) so that the carbon component was 0.1% by mass, and 600 W. The ultrasonic dispersion was carried out for 10 minutes to obtain a dispersion liquid as a friction and / or wear reduction dispersion liquid.

得られた摩擦及び/又は摩耗低減分散液について、シェル四球摩擦試験機を用いて、図3に示すような摩擦摩耗試験(シェル四球試験:ASTM D4172)を行った。具体的には、得られた摩擦及び/又は摩耗低減分散液中に試料容器に三個のステンレス球(直径1/2インチ)を固定した容器を沈め、次いで、固定球の中心に一個の回転ステンレス球(直径1/2インチ)を40kgfの荷重を加えて押し付け、三点で接触させ、摩擦及び/又は摩耗低減分散液の温度を75℃に設定し、毎分1200回転の速度で1時間回転させた。試験後、接触点に生じた摩耗痕径を測定したところ、0.33mmであった。 The obtained friction and / or wear-reducing dispersion was subjected to a friction and wear test (shell walk test: ASTM D4172) as shown in FIG. 3 using a shell walk tester. Specifically, a container in which three stainless steel balls (1/2 inch in diameter) are fixed in a sample container is submerged in the obtained friction and / or wear reduction dispersion, and then one rotation is performed in the center of the fixed balls. A stainless steel ball (1/2 inch in diameter) is pressed with a load of 40 kgf and brought into contact at three points, the temperature of the friction and / or wear reduction dispersion is set to 75 ° C., and the speed is 1200 rpm for 1 hour. It was rotated. After the test, the diameter of the wear mark generated at the contact point was measured and found to be 0.33 mm.

なお、試験の1ヶ月後にオイルに上澄みが生じたことから、1ヶ月の間、摩擦及び/又は摩耗低減剤がオイル中に分散していたことが分かる。 In addition, since the supernatant was generated in the oil one month after the test, it can be seen that the friction and / or wear reducing agent was dispersed in the oil for one month.

実施例2:薄片状カーボン+ポリオキシエチレンナフチルエーテル
オイル(ガソリン・ディーゼルエンジン車用合成油;モービル製のMobil1 0W−20)中に、実施例1で得られた摩擦及び/又は摩耗低減剤を、カーボン成分が0.05質量%となるように添加し、600Wの超音波分散を10分間行い、分散液を摩擦及び/又は摩耗低減分散液として得た。
Example 2: Friction and / or wear reducing agent obtained in Example 1 in flaky carbon + polyoxyethylene naphthyl ether oil (synthetic oil for gasoline / diesel engine vehicle; Mobil 10W-20 manufactured by Mobile). , The carbon component was added so as to be 0.05% by mass, and ultrasonic dispersion of 600 W was carried out for 10 minutes to obtain a dispersion liquid as a friction and / or wear reduction dispersion liquid.

得られた摩擦及び/又は摩耗低減分散液について、図4に示すようなSRV:振動摩擦摩耗試験(ASTM D6425)により摩擦係数を測定した。具体的には、得られた摩擦及び/又は摩耗低減分散液に、試験台に固定した平板試料(ディスク)を沈め、次いで、この平板試料(ディスク)の上にシリンダーを400kgfの荷重を加えて、押し付けながら振幅1.5mm、振動数50Hz、温度100℃で、1時間シリンダーを水平に往復運動(振動)させた。試験後、すべり摩擦係数μを測定したところ、0.14であった。 The friction coefficient of the obtained friction and / or wear-reducing dispersion was measured by SRV: vibration friction and wear test (ASTM D6425) as shown in FIG. Specifically, a flat plate sample (disk) fixed on a test table is submerged in the obtained friction and / or wear reduction dispersion, and then a load of 400 kgf is applied to the cylinder on the flat plate sample (disk). The cylinder was reciprocated (vibrated) horizontally for 1 hour at an amplitude of 1.5 mm, a frequency of 50 Hz, and a temperature of 100 ° C. while pressing. After the test, the sliding friction coefficient μ was measured and found to be 0.14.

なお、試験の1ヶ月後にオイルに上澄みが生じたことから、1ヶ月の間、摩擦及び/又は摩耗低減剤がオイル中に分散していたことが分かる。 In addition, since the supernatant was generated in the oil one month after the test, it can be seen that the friction and / or wear reducing agent was dispersed in the oil for one month.

実施例3:薄片状カーボン+ポリオキシエチレンナフチルエーテル
500gの天然黒鉛(伊藤黒鉛工業(株)製)、ポリオキシエチレンナフチルエーテル(HLB値10)250g及び水10000gを混合して攪拌し、混合液を得た。
Example 3: Flake carbon + polyoxyethylene naphthyl ether 500 g of natural graphite (manufactured by Ito Graphite Industry Co., Ltd.), polyoxyethylene naphthyl ether (HLB value 10) 250 g and water 10000 g are mixed and stirred, and a mixed solution is obtained. Got

この混合液を半径300mmのセラミックグラインダーを用いて、1500rpmで30分間のせん断処理を1回施した。なお、セラミックグラインダーの最短距離は、約10μmであった。 This mixed solution was subjected to one shearing treatment at 1500 rpm for 30 minutes using a ceramic grinder having a radius of 300 mm. The shortest distance of the ceramic grinder was about 10 μm.

得られた分散液を90℃減圧下で乾燥し、黒色のフレーク状固体(ポリオキシエチレンナフチルエーテル/薄片状カーボン比が質量比で0.5)を摩擦及び/又は摩耗低減剤として得た。 The obtained dispersion was dried under reduced pressure at 90 ° C. to obtain a black flake-like solid (polyoxyethylene naphthyl ether / flaky carbon ratio 0.5 by mass ratio) as a friction and / or wear reducing agent.

オイル(ガソリン・ディーゼルエンジン車用合成油;モービル製のMobil1 0W−20)中に、得られた摩擦及び/又は摩耗低減剤を、カーボン成分が0.1質量%となるように添加し、600Wの超音波分散を10分間行い、分散液を摩擦及び/又は摩耗低減分散液として得た。 The obtained friction and / or wear reducing agent was added to the oil (synthetic oil for gasoline / diesel engine vehicles; Mobil 10W-20 manufactured by Mobile) so that the carbon component was 0.1% by mass, and 600 W. The ultrasonic dispersion was carried out for 10 minutes to obtain a dispersion liquid as a friction and / or wear reduction dispersion liquid.

得られた摩擦及び/又は摩耗低減分散液について、ステンレス板に対する静摩擦係数及び動摩擦係数を測定した。具体的には、得られた摩擦及び/又は摩耗低減分散液中にステンレス板(SUS304板)を沈め、その表面上で金属球(直径10mm)を往復させる摩擦試験を行った。測定には、新東科学(株)製のトライボギアTYPE14FWを用いた。この結果、静摩擦係数は0.153μs、動摩擦係数は0.127μKであった。 For the obtained friction and / or wear reduction dispersion, the static friction coefficient and the dynamic friction coefficient with respect to the stainless steel plate were measured. Specifically, a friction test was conducted in which a stainless steel plate (SUS304 plate) was submerged in the obtained friction and / or wear reduction dispersion, and a metal ball (diameter 10 mm) was reciprocated on the surface thereof. For the measurement, Tribogear TYPE14FW manufactured by Shinto Kagaku Co., Ltd. was used. As a result, the coefficient of static friction was 0.153 μs and the coefficient of dynamic friction was 0.127 μK.

実施例4:薄片状カーボン+ポリオキシエチレンナフチルエーテル+合成油
500gの天然黒鉛(伊藤黒鉛工業(株)製)、ポリオキシエチレンナフチルエーテル(HLB値10)250g及び水10000gを混合して攪拌し、混合液を得た。
Example 4: Flake carbon + polyoxyethylene naphthyl ether + 500 g of synthetic oil natural graphite (manufactured by Ito Graphite Industry Co., Ltd.), 250 g of polyoxyethylene naphthyl ether (HLB value 10) and 10000 g of water are mixed and stirred. , A mixed solution was obtained.

この混合液を半径300mmのセラミックグラインダーを用いて、1500rpmで30分間のせん断処理を1回施した。なお、セラミックグラインダーの最短距離は、約10μmであった。 This mixed solution was subjected to one shearing treatment at 1500 rpm for 30 minutes using a ceramic grinder having a radius of 300 mm. The shortest distance of the ceramic grinder was about 10 μm.

得られた分散液に、カーボン成分に対して質量比で0.5倍量のオイル(ガソリン・ディーゼルエンジン車用合成油;モービル製のMobil1 0W−20)を加え、600Wの超音波分散を10分間行ったところ、オイルが水中に分散し、黒色の分散液が得られた。 To the obtained dispersion, 0.5 times the mass ratio of oil with respect to the carbon component (synthetic oil for gasoline / diesel engine vehicles; Mobil 10W-20 manufactured by Mobile) was added, and ultrasonic dispersion of 600 W was performed by 10. After a minute, the oil was dispersed in water and a black dispersion was obtained.

得られた分散液を90℃減圧下で乾燥し、フレーク状固体(ポリオキシエチレンナフチルエーテル/薄片状カーボン比が質量比で0.5、オイル/薄片状カーボン比が質量比で0.5)を摩擦及び/又は摩耗低減剤として得た。 The obtained dispersion was dried under reduced pressure at 90 ° C. and was a flake-like solid (polyoxyethylene naphthyl ether / flaky carbon ratio 0.5 by mass ratio, oil / flaky carbon ratio 0.5 by mass ratio). Was obtained as a friction and / or wear reducing agent.

オイル(ガソリン・ディーゼルエンジン車用合成油;モービル製のMobil1 0W−20)中に、得られた摩擦及び/又は摩耗低減剤を、カーボン成分が0.1質量%となるように添加し、600Wの超音波分散を10分間行い、分散液を摩擦及び/又は摩耗低減分散液として得た。 The obtained friction and / or wear reducing agent was added to the oil (synthetic oil for gasoline / diesel engine vehicles; Mobil 10W-20 manufactured by Mobile) so that the carbon component was 0.1% by mass, and 600 W. The ultrasonic dispersion was carried out for 10 minutes to obtain a dispersion liquid as a friction and / or wear reduction dispersion liquid.

得られた摩擦及び/又は摩耗低減分散液は、1ヶ月後も上澄みは生じず、黒いままであったことから、1ヶ月経過後も、摩擦及び/又は摩耗低減剤がオイル中に分散していることが分かる。 Since the obtained friction and / or wear reducing dispersion did not produce a supernatant even after 1 month and remained black, the friction and / or wear reducing agent was dispersed in the oil even after 1 month. You can see that there is.

また、得られた摩擦及び/又は摩耗低減分散液について、実施例3と同様に、ステンレス板に対する静摩擦係数及び動摩擦係数を測定した。その結果、静摩擦係数は0.132μs、動摩擦係数は0.121μKであった。 Further, with respect to the obtained friction and / or wear reduction dispersion, the static friction coefficient and the dynamic friction coefficient with respect to the stainless steel plate were measured in the same manner as in Example 3. As a result, the coefficient of static friction was 0.132 μs and the coefficient of dynamic friction was 0.121 μK.

実施例5:薄片状カーボン+ポリオキシエチレンナフチルエーテル+合成油
500gの天然黒鉛(伊藤黒鉛工業(株)製)、ポリオキシエチレンナフチルエーテル(HLB値10)250g及び水10000gを混合し、600Wの超音波分散装置を用いて10分間分散処理を加え、混合液を得た。
Example 5: Flake carbon + polyoxyethylene naphthyl ether + 500 g of synthetic oil natural graphite (manufactured by Ito Graphite Industry Co., Ltd.), 250 g of polyoxyethylene naphthyl ether (HLB value 10) and 10000 g of water are mixed and 600 W. Dispersion treatment was carried out for 10 minutes using an ultrasonic disperser to obtain a mixed solution.

この混合液を半径300mmのセラミックグラインダーを用いて、1500rpmで30分間のせん断処理を1回施した。なお、セラミックグラインダーの最短距離は、約10μmであった。 This mixed solution was subjected to one shearing treatment at 1500 rpm for 30 minutes using a ceramic grinder having a radius of 300 mm. The shortest distance of the ceramic grinder was about 10 μm.

得られた分散液に、カーボン成分に対して質量比で1.5倍量のオイル(ガソリン・ディーゼルエンジン車用合成油;モービル製のMobil1 0W−20)を加え、600Wの超音波分散を10分間行ったところ、オイルが水中に分散し、黒色の分散液が得られた。 To the obtained dispersion, 1.5 times the mass ratio of oil (synthetic oil for gasoline / diesel engine vehicles; Mobil 10W-20 manufactured by Mobile) was added to the carbon component, and the ultrasonic dispersion of 600 W was 10 After a minute, the oil was dispersed in water and a black dispersion was obtained.

得られた分散液を90℃減圧下で乾燥し、フレーク状固体(ポリオキシエチレンナフチルエーテル/薄片状カーボン比が質量比で0.5、オイル/薄片状カーボン比が質量比で1.5)を摩擦及び/又は摩耗低減剤として得た。 The obtained dispersion was dried under reduced pressure at 90 ° C. and was a flake-like solid (polyoxyethylene naphthyl ether / flaky carbon ratio 0.5 by mass ratio, oil / flaky carbon ratio 1.5 by mass ratio). Was obtained as a friction and / or wear reducing agent.

オイル(ガソリン・ディーゼルエンジン車用合成油;モービル製のMobil1 0W−20)中に、得られた摩擦及び/又は摩耗低減剤を、カーボン成分が0.1質量%となるように添加し、600Wの超音波分散を10分間行い、分散液を摩擦及び/又は摩耗低減分散液として得た。 The obtained friction and / or wear reducing agent was added to the oil (synthetic oil for gasoline / diesel engine vehicles; Mobil 10W-20 manufactured by Mobile) so that the carbon component was 0.1% by mass, and 600 W. The ultrasonic dispersion was carried out for 10 minutes to obtain a dispersion liquid as a friction and / or wear reduction dispersion liquid.

得られた摩擦及び/又は摩耗低減分散液は、1ヶ月後も上澄みは生じず、黒いままであったことから、1ヶ月経過後も、摩擦及び/又は摩耗低減剤がオイル中に分散していることが分かる。 Since the obtained friction and / or wear reducing dispersion did not produce a supernatant even after 1 month and remained black, the friction and / or wear reducing agent was dispersed in the oil even after 1 month. You can see that there is.

比較例1:オイルのみ
オイル(ガソリン・ディーゼルエンジン車用合成油;モービル製のMobil1 0W−20)に何も添加せず、実施例1と同様に、摩擦摩耗試験(シェル四球試験:ASTM D4172)を行ったところ、摩耗痕径は0.48mmであり、実施例1と比較して摩耗量が多くなった。
Comparative Example 1: Oil only Oil (synthetic oil for gasoline / diesel engine vehicles; Mobile 10W-20 manufactured by Mobile) was not added with anything, and a friction wear test (shell four-ball test: ASTM D4172) was performed in the same manner as in Example 1. The wear mark diameter was 0.48 mm, and the amount of wear was larger than that of Example 1.

また、オイル(ガソリン・ディーゼルエンジン車用合成油;モービル製のMobil1 0W−20)に何も添加せず、実施例2と同様に、SRV:振動摩擦摩耗試験(ASTM D6425)を行ったところ、すべり摩擦係数μは0.17であり、実施例2と比較して摩擦係数が大きくなった。 Further, when nothing was added to the oil (synthetic oil for gasoline / diesel engine vehicles; Mobil 10W-20 manufactured by Mobile), SRV: vibration friction and wear test (ASTM D6425) was performed in the same manner as in Example 2. The sliding friction coefficient μ was 0.17, and the friction coefficient was larger than that of Example 2.

また、オイル(ガソリン・ディーゼルエンジン車用合成油;モービル製のMobil1 0W−20)に何も添加せず、実施例3と同様に、ステンレス板に対する静摩擦係数及び動摩擦係数を測定したところ、静摩擦係数は0.165μs、動摩擦係数は0.140μKであり、実施例3及び4と比較して摩擦係数が大きくなった。 Further, when nothing was added to the oil (synthetic oil for gasoline / diesel engine vehicles; Mobil 10W-20 manufactured by Mobile) and the static friction coefficient and the dynamic friction coefficient with respect to the stainless steel plate were measured in the same manner as in Example 3, the static friction coefficient was measured. Was 0.165 μs and the coefficient of dynamic friction was 0.140 μK, and the coefficient of friction was larger than that of Examples 3 and 4.

比較例2:薄片状カーボンのみ
500gの人造黒鉛(昭和電工(株)製)、ポリオキシエチレンナフチルエーテル(HLB値18)250g及び水10000gを混合し、600Wの超音波分散装置を用いて5分間分散処理を加え、高圧分散装置を用いて245MPaで分散処理(2個以上の炭素質材料分散液同士を衝突させる)を100回行った。
Comparative Example 2: Only 500 g of flaky carbon (manufactured by Showa Denko KK), 250 g of polyoxyethylene naphthyl ether (HLB value 18) and 10000 g of water were mixed and used for 5 minutes using a 600 W ultrasonic disperser. The dispersion treatment was added, and the dispersion treatment (colliding two or more carbonaceous material dispersions with each other) was performed 100 times at 245 MPa using a high-pressure disperser.

得られた分散液に、質量比で4倍量のエタノールを加え、濾過した。さらに、質量比で4倍量のアセトンを加え、濾過し、90℃で減圧乾燥を行い、フレーク状の固体を摩擦及び/又は摩耗低減剤として得た。 To the obtained dispersion, 4 times the mass ratio of ethanol was added, and the mixture was filtered. Further, 4 times the mass ratio of acetone was added, filtered, and dried under reduced pressure at 90 ° C. to obtain a flaky solid as a friction and / or wear reducing agent.

エタノール及びアセトンによって、ほとんどのポリオキシエチレンナフチルエーテルが洗い流され、TG−DTAで分析したところ、ポリオキシエチレンナフチルエーテル/薄片状カーボン比は質量比で0.025であった。 Most of the polyoxyethylene naphthyl ether was washed away by ethanol and acetone, and when analyzed by TG-DTA, the polyoxyethylene naphthyl ether / flaky carbon ratio was 0.025 by mass ratio.

オイル(ガソリン・ディーゼルエンジン車用合成油;モービル製のMobil1 0W−20)中に、得られた摩擦及び/又は摩耗低減剤を、カーボン成分が0.1質量%となるように添加し、攪拌を行ったが、摩擦及び/又は摩耗低減剤はオイル中に全く分散しなかった。さらに、600Wの超音波分散を10分間行ったが、凝集塊が沈降した。24時間静置した結果、カーボン成分が完全に沈殿した。 The obtained friction and / or wear reducing agent is added to the oil (synthetic oil for gasoline / diesel engine vehicles; Mobil 10W-20 manufactured by Mobile) so that the carbon component is 0.1% by mass, and the mixture is stirred. However, the friction and / or wear reducing agent was not dispersed in the oil at all. Further, ultrasonic dispersion of 600 W was performed for 10 minutes, and the agglomerates settled. As a result of allowing to stand for 24 hours, the carbon component was completely precipitated.

比較例3:薄片状カーボンのみ
500gの天然黒鉛(伊藤黒鉛工業(株)製)、ポリオキシエチレンナフチルエーテル(HLB値10)250g及び水10000gを混合して攪拌し、混合液を得た。
Comparative Example 3: 500 g of flaky carbon only , natural graphite (manufactured by Ito Graphite Industry Co., Ltd.), 250 g of polyoxyethylene naphthyl ether (HLB value 10) and 10000 g of water were mixed and stirred to obtain a mixed solution.

この混合液を半径300mmのセラミックグラインダーを用いて、1500rpmで30分間のせん断処理を1回施した。なお、セラミックグラインダーの最短距離は、約10μmであった。 This mixed solution was subjected to one shearing treatment at 1500 rpm for 30 minutes using a ceramic grinder having a radius of 300 mm. The shortest distance of the ceramic grinder was about 10 μm.

得られた分散液に、質量比で4倍量のエタノールを加え、濾過した。さらに、質量比で4倍量のアセトンを加え、濾過し、90℃で減圧乾燥を行い、フレーク状の固体を摩擦及び/又は摩耗低減剤として得た。 To the obtained dispersion, 4 times the mass ratio of ethanol was added, and the mixture was filtered. Further, 4 times the mass ratio of acetone was added, filtered, and dried under reduced pressure at 90 ° C. to obtain a flaky solid as a friction and / or wear reducing agent.

エタノール及びアセトンによって、ほとんどのポリオキシエチレンナフチルエーテルが洗い流され、TG−DTAで分析したところ、ポリオキシエチレンナフチルエーテル/薄片状カーボン比は質量比で0.03であった。 Most of the polyoxyethylene naphthyl ether was washed away by ethanol and acetone, and when analyzed by TG-DTA, the polyoxyethylene naphthyl ether / flaky carbon ratio was 0.03 by mass ratio.

オイル(ガソリン・ディーゼルエンジン車用合成油;モービル製のMobil1 0W−20)中に、得られた摩擦及び/又は摩耗低減剤を、カーボン成分が0.1質量%となるように添加し、攪拌を行ったが、摩擦及び/又は摩耗低減剤はオイル中に全く分散しなかった。さらに、600Wの超音波分散を10分間行ったが、凝集塊が沈降した。24時間静置した結果、カーボン成分が完全に沈殿した。 The obtained friction and / or wear reducing agent is added to the oil (synthetic oil for gasoline / diesel engine vehicles; Mobil 10W-20 manufactured by Mobile) so that the carbon component is 0.1% by mass, and the mixture is stirred. However, the friction and / or wear reducing agent was not dispersed in the oil at all. Further, ultrasonic dispersion of 600 W was performed for 10 minutes, and the agglomerates settled. As a result of allowing to stand for 24 hours, the carbon component was completely precipitated.

このように、本発明では、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物を所定量薄片状カーボンと共存させてオイルへの分散を行うことで、摩擦及び摩耗を低減することができた。また、油性添加剤を添加すると、より容易にオイル中に分散し、分散状態の維持も可能なパウダーを作成することができた。 As described above, in the present invention, friction and abrasion can be reduced by coexisting a predetermined amount of an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon with flaky carbon and dispersing the organic compound in oil. did it. Further, when an oil-based additive was added, it was possible to prepare a powder that was more easily dispersed in the oil and could maintain the dispersed state.

Claims (13)

厚みが1〜100nmである薄片状カーボンと、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物とを含有し、前記薄片状カーボン1質量部に対して、前記親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物を0.1〜5質量部含有する、摩擦及び/又は摩耗低減剤。 It contains flaky carbon having a thickness of 1 to 100 nm and an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, and has an affinity for the hydrophilic group and carbon with respect to 1 part by mass of the flaky carbon. A friction and / or wear reducing agent containing 0.1 to 5 parts by mass of an organic compound having a highly reactive hydrophobic group. 前記親水基が、一般式(1)〜(4):
[式中、−OHはアルコール性水酸基又はフェノール性水酸基を示す。Rは2価の有機基を示す。Xは水素原子、アルカリ金属、NH又は有機アンモニウムを示す。Xは水素原子、アルカリ金属、NH、有機アンモニウム又はアルキル基を示す。一般式(2)の酸素原子はエーテル結合である。]
で表される少なくとも1種である、請求項1に記載の摩擦及び/又は摩耗低減剤。
The hydrophilic group is a general formula (1) to (4):
[In the formula, -OH represents an alcoholic hydroxyl group or a phenolic hydroxyl group. R represents a divalent organic group. X 1 represents a hydrogen atom, alkali metal, NH 4 or organic ammonium. X 2 represents a hydrogen atom, alkali metal, NH 4 , organic ammonium or alkyl group. The oxygen atom of the general formula (2) is an ether bond. ]
The friction and / or wear reducing agent according to claim 1, which is at least one type represented by.
前記親水基が、アルコール性水酸基及び/又はポリオキシエチレン基である、請求項1又は2に記載の摩擦及び/又は摩耗低減剤。 The friction and / or wear reducing agent according to claim 1 or 2, wherein the hydrophilic group is an alcoholic hydroxyl group and / or a polyoxyethylene group. 前記疎水基が、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、及び炭素数3以上のポリオキシアルキレン基よりなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の摩擦及び/又は摩耗低減剤。 Any one of claims 1 to 3, wherein the hydrophobic group is at least one selected from the group consisting of an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and a polyoxyalkylene group having 3 or more carbon atoms. Friction and / or wear reducing agent according to. 前記疎水基が、2個以上の芳香環を有するアリール基である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の摩擦及び/又は摩耗低減剤。 The friction and / or wear reducing agent according to any one of claims 1 to 4, wherein the hydrophobic group is an aryl group having two or more aromatic rings. 前記親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物のHLB値が1〜18である、請求項1〜5のいずれかに記載の摩擦及び/又は摩耗低減剤。 The friction and / or wear reducing agent according to any one of claims 1 to 5, wherein the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon has an HLB value of 1 to 18. さらに、油性添加剤を含有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の摩擦及び/又は摩耗低減剤。 The friction and / or wear reducing agent according to any one of claims 1 to 6, further comprising an oil-based additive. 前記薄片状カーボン1質量部に対して、前記油性添加剤を0.25〜10質量部含有する、請求項7に記載の摩擦及び/又は摩耗低減剤。 The friction and / or wear reducing agent according to claim 7, wherein the oil-based additive is contained in an amount of 0.25 to 10 parts by mass with respect to 1 part by mass of the flaky carbon. 請求項1〜8のいずれか1項に記載の摩擦及び/又は摩耗低減剤の製造方法であって、
(1)前記薄片状カーボンと、前記親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物と、溶媒とを含有し、前記薄片状カーボン1質量部に対して、前記親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物を0.1〜5質量部含有する薄片状カーボン分散体から溶媒を除去する工程を備える、製造方法。
The method for producing a friction and / or wear reducing agent according to any one of claims 1 to 8.
(1) The flaky carbon, an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, and a solvent are contained, and the hydrophilic group and carbon are contained with respect to 1 part by mass of the flaky carbon. A production method comprising a step of removing a solvent from a flaky carbon dispersion containing 0.1 to 5 parts by mass of an organic compound having a hydrophobic group having a high affinity.
前記薄片状カーボン分散体中に油性添加剤が含まれている、請求項9に記載の製造方法。 The production method according to claim 9, wherein an oil-based additive is contained in the flaky carbon dispersion. 前記溶媒を除去する工程が、前記薄片状カーボン分散体を濃縮する工程である、請求項9又は10に記載の製造方法。 The production method according to claim 9 or 10, wherein the step of removing the solvent is a step of concentrating the flaky carbon dispersion. 前記溶媒が水である、請求項9〜11のいずれか1項に記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 9 to 11, wherein the solvent is water. 油性溶媒中に請求項1〜8のいずれか1項に記載の摩擦及び/又は摩耗低減剤が分散している、摩擦及び/又は摩耗低減分散液。 A friction and / or wear reducing dispersion liquid in which the friction and / or wear reducing agent according to any one of claims 1 to 8 is dispersed in an oily solvent.
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