増ちょう剤構造の観察法

増ちょう剤分子はグリース中で繊維状の結晶を形成し，この繊維が三次元的に構造を形 成していると考えられる．また，増ちょう剤繊維はグリース中で不均一に存在すると考え られる．

この増ちょう剤構造を観察するため，増ちょう剤のマクロな分散状態を光学顕微鏡およ びラマン分光分析で，ミクロな繊維構造をSEMおよびAFMで観察した．更に，増ちょう 剤構造をグリース状態で直接観察するため，共焦点レーザー蛍光顕微鏡（Confocal Laser Fluorescence Microscope, CLFM）およびCryo FIB-SEMでの観察を試みた．ここで，SEM観 察を除く各観察はグリース状態で実施し，SEM観察はグリースを脱脂した状態で行った．

4.2.2.1 光学顕微鏡による観察法

マクロな増ちょう剤構造を光学顕微鏡で観察した．増ちょう剤構造はせん断により変化 すると考えられるため，グリースを一定のせん断速度でせん断した面を作製した．観察面 の作製は，試験グリースを2枚のカバーガラスの間に厚さ1 mmではさみ，上方のカバーガ ラスを卓上塗工機により，せん断速度5 s^-1で1回掃引することにより行った．カバーガラ スの掃引は100 gの分銅を載せた状態で行い，カバーガラスに付着したグリースを観察した．

光学顕微鏡観察は，落射照明を行ったときの表面観察を200倍で行った．

4.2.2.2 ラマン分光分析法

光学顕微鏡観察では増ちょう剤の同定が困難であるため，ラマン分光分析法でのマッピ ング測定により，マクロな増ちょう剤分布を評価した．分析条件は，レーザー波長455 nm，

レーザー出力2 mW，ビーム径 約0.6 mとした．

予備試験として増ちょう剤粉末，基油およびグリースの測定を行った結果，増ちょう剤 に特徴的なラマンピークが得られ，グリース状態で増ちょう剤の同定ができることを確認 した．グリース表面の増ちょう剤分布をマッピングし，同一観察場所の光学顕微鏡像と比 較を行った．

分析に用いたグリースサンプルの調製は，スライドガラスにグリースを塗布した後，表 面が平滑になるようにカバーガラスで1回伸ばした．この際，せん断速度の制御は行って いない．

4.2.2.3 SEMによる観察法

増ちょう剤繊維の形状および凝集状態を観察するため，SEM観察を行った．SEM観察用 の試料は，カバーガラスに塗布したグリースを，n-ヘキサンおよびアセトン中に静置するこ とにより基油を脱脂した後，白金蒸着して調製した．塗布に際して，せん断速度の制御は 行っていない．

脱脂の前にグリースを基油で薄めて，増ちょう剤繊維を意図的に分散させた試料（以下 分散法とする）と，基油で薄めず，意図的な分散を行わない試料⁵⁸⁾（以下未分散法とする）

の2種類を2万倍で観察した．

4.2.2.4 AFMによる観察法

光学顕微鏡観察に用いたグリース試料と同様，せん断速度5 s^-1で調製した観察試料を用 いて，AFMにより表面のミクロな増ちょう剤構造を観察した．

AFM測定は窒化ケイ素製カンチレバーを用い，ノンコンタクトモード，周波数1Hzおよ び室温で行い，位相像および形状像を，10m四方および1m四方のスケールで取得した．

AFM測定の概略図をFig.4-1に示す．

位相像は，加振波形と応答波形の位相差を画像化したものであり，主に観察部の粘弾性 を反映するが，局所的な表面の高低差の影響も受けていると考えられる．形状像は，表面 の傾斜等を含めた実測像であり，傾き補正は行っていない．

4.2.2.5 共焦点レーザー蛍光顕微鏡(CLFM)による観察法

増ちょう剤構造をグリース状態で観察するため，CLFMによるグリースの観察を試みた．

本手法では，レーザー光の焦点を試料中の狭い領域に合わせ，その部分の蛍光像を三次元 で取得することにより，蛍光物質の三次元像を得ることができる．

試料はE10OH29を用い，（株）ニコン製A1+＆N-SIMを用いて観察した．予備試験より グリースから蛍光が得られなかったため，蛍光剤として，ローダミンBおよびクマリン6 をそれぞれ，0.1 ppmおよび1 ppm添加したグリースを観察した．入射光の波長は561 nm であり，ローダミンBでは590±25 nm，クマリン6では525±25 nmの蛍光を観察した．観 察像の分解能は，1 m程度である．

4.2.2.6 Cryo FIB-SEMによる観察法

増ちょう剤構造を高空間分解能で観察するため，グリースのCryo FIB-SEM観察を試みた．

観察には（株）日立ハイテクノロジーズ社製NB5000を用いた．グリースは室温状態では FIB加工が出来ない為，供試グリースを -120℃で冷却し，Cryo FIB加工を行った．FIB加 工条件をTable 4-3に示す．加工断面のSEM観察は加速電圧2 kV，観測倍率8000倍で行い，

反射電子像を取得した．Cryo FIB-SEMによる観察法のイメージをFig.4-2に示す．

グリース中の増ちょう剤をSEM観察するためには，増ちょう剤と基油を識別する必要が ある．予備調査として，E10OH29を凍結し，グリースのへき開面とFIB加工面をSEM観察 した結果，リチウムセッケンを増ちょう剤としたグリースでは，基油と増ちょう剤のコン

トラストが弱く，基油と増ちょう剤を判別できなかった．このため，増ちょう剤と基油の 強いコントラストを得るため，供試グリースには，増ちょう剤に原子番号の大きいバリウ ムが含む，バリウムコンプレックスセッケンを増ちょう剤としたグリース（Table 4-2）を用 いた．