DE102019131070A1

DE102019131070A1 - Fettzusammensetzung und Wälzlager

Info

Publication number: DE102019131070A1
Application number: DE102019131070.9A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Tsuda; Yurie Hagino
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2018-11-19
Filing date: 2019-11-18
Publication date: 2020-05-20
Also published as: JP2020083956A; CN111196943A; US10947471B2; US20200157453A1

Abstract

Eine Fettzusammensetzung enthält Basisöl, ein Eindickmittel und ein anorganisches Additiv. Das Basisöl ist ein Poly-A-Olefin, das eine Basisöl kinematische Viskosität von 15 bis 50 mm/s bei 40°C hat. Das Eindickmittel ist ein Diharnstoff, der durch die Strukturformel (1) ausgedrückt ist. Der Gehalt des Eindickmittels ist 10 bis 22 Masse% mit Bezug auf die Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels. Das anorganische Additiv ist eine Mischung, die Sepiolith und Bentonit enthält und organisch modifiziert ist. Der Gehalt des anorganischen Additivs ist 2 bis 20 Masse% mit Bezug auf die Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fettzusammensetzung und ein Wälzlager, das mit der Fettzusammensetzung gefüllt ist.
Beschreibung des Standes der Technik
In vergangenen Jahren besteht die Nachfrage für Lagerfett, das eine Charakteristik, dass ein Lagerlaufdrehmoment reduziert sein kann, hat um einen Bedarf der Energiereduzierung und Effizienzerhöhung zu decken. Als ein Wälzlager, dessen Drehmomentreduktionscharakteristik verbessert ist, schlägt die japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2008-275037 ( JP 2008-275037 A ) ein Wälzlager vor, das mit einer Fettzusammensetzung gefüllt ist, zu welcher ein polyisobutylenbasierter Viskositätsindexverbesserer hinzugefügt ist. Jedoch hat die Fettzusammensetzung, die das Lager von JP 2008-275037 A füllt, einen schlechten Wärmewiderstand und eine ungenügende Schmierlebensdauer.
Die japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2017-200981 ( JP 2017-200981 A ) beschreibt Fett mit einem diharnstoffbasiertem Eindickmittel. JP 2017-200981 A schlägt vor, dass sich die Viskositätsreduktionsenergie des Fettes erhöht, wenn die Kohlenstoffkettenlänge eines aliphatischen Amins, das ein Material für das Eindickmittel ist, verkleinert ist, und das Lagerlaufmoment sich vermindert, wenn die Viskositätsreduktionsenergie des Fettes sich erhöht (siehe 2 von JP 2017-200981 A ).
Zusammenfassung der Erfindung
Wesentliche Faktoren, die ein Lagerlaufdrehmoment in einem Kugellager beeinflussen, dass mit Fett gefüllt ist, sind (1) ein Rührwiderstand des Fettes, dass das Kugellager füllt, (2) ein Wälzviskositätswiderstand, (3) ein Gleitreibwiderstand zwischen Kugeln und einem Harzkäfig und (4) ein Gleitreibwiderstand zwischen den Kugeln und Laufbahnen. Unter diesen Faktoren kann (1) der Rührwiderstand des Fettes signifikant das Lagerlaufdrehmoment beeinflussen, weil das Fett halbfest ist. Um den Rührwiderstand des Fettes zu reduzieren, kann es notwendig sein, eine Kanalbildungscharakteristik des Fettes zu verbessern, um nicht den Kugellauf zu behindern.
In dieser Hinsicht kann von dem Fett, dass das Diharnstoffeindickmittel enthält, erwartet werden, die Kanalbildungscharakteristik zu verbessern, wenn die Viskositätsreduktionsenergie erhöht ist. Wenn die Kohlenstoffkettenlänge des aliphatischen Amins, das das Material für das diharnstoffbasierte Eindickmittel ist, reduziert ist, um die Viskositätsreduktionenergie zu erhöhen, gibt es die Möglichkeit, dass die Hitzebeständigkeit des Fettes ungenügend ist und die Schmierlebensdauer vermindert ist. Daher wird von der Fettzusammensetzung, die das Wälzlager füllt, vorausgesetzt, eine Drehmomentreduktion mit einer Hitzebeständigkeit, die als Lagerfett erforderlich ist, zu erreichen.
Die Erfinder haben umfangreiche Recherchen durchgeführt, um die Anforderung, die oben beschrieben ist, zu erreichen und die vorliegende Erfindung mit den Erkenntnissen vervollständigt, dass eine Fettzusammensetzung, die ein spezifisches unorganisches Additiv enthält, geeignet ist, um das Lagerlaufmoment mit einer Wärmebeständigkeit zu reduzieren.
Eine Fettzusammensetzung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält Basisöl, ein Eindickmittel und ein anorganisches Additiv. Das Basisöl ist ein Poly-α-Olefin, das eine kinematische Basisölviskosität von 15-50 mm²/s bei 40°C hat. Das Eindickmittel ist ein Diharnstoff, dass durch die Strukturformel (1) ausgedrückt ist. R¹-NHCONH-R²-NHCONH-R³ (1), in der R¹ und R³ funktionale Gruppen repräsentieren, die unabhängig voneinander sind und durch -C_nH_2n+1 (n ist eine ganze Zahl von 6 bis 10) ausgedrückt sind und R² -(CH2)6-, -C₆H₃(CH₃) - oder -C₆H₄-CH₂-C₆H₄- repräsentiert.
Ein Gehalt des Eindickmittels ist 10 bis 22 Masse% mit Bezug auf eine Gesamtmenge des Basisöl und des Eindickmittels. Das anorganische Additiv ist eine Mischung, die Sepiolith und Bentonit enthält und organisch modifiziert ist. Ein Gehalt des anorganischen Additiv ist 2 bis 20 Masse% mit Bezug auf die Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels.
Die Fettzusammensetzung des ersten Aspekts, der oben beschrieben ist, enthält das Eindickmittel, das aus dem vorbestimmten Diharnstoff und dem Basisöl, das aus dem vorbestimmten Poly-α-Olefin zusammengesetzt ist, zusammengesetzt ist und enthält zusätzlich die vorbestimmte Menge des spezifischen anorganischen Additivs. Das anorganische Additiv ist eine Mischung, die Sepiolith und Bentonit enthält und organisch modifiziert ist. Das anorganische Additiv hat eine exzellente Wärmebeständigkeit, da das anorganische Additiv Minerale als Hauptkomponenten enthält. Zusätzlich kann das anorganische Additiv als ein Rheologieregulator fungieren. Daher hat die Fettzusammensetzung eine Wärmebeständigkeit, die als Lagerfett erforderlich ist, und ein Wälzlager, dass mit der Fettzusammensetzung gefüllt ist, hat eine ausreichende Schmierlebensdauer. Zusätzlich ist eine Viskositätsreduktionsenergie erhöht, da die Fettzusammensetzung das spezifische anorganische Additiv, das oben beschrieben ist, enthält. Daher kann das Wälzlager, das mit der Fettzusammensetzung gefüllt ist, ein niedriges Lagerlaufdrehmoment erreichen.
Die Fettzusammensetzung des Aspekts, der oben beschrieben ist, kann zusätzlich ein Antioxidant enthalten. Der Antioxidant kann mindestens 0,5 bis 3 Masse% Phenyl-1- Naphthylamine mit Bezug auf die Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels und/oder 0,5 bis 3 Masse% von acyliertem Diphenylamin mit Bezug auf die Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels und/oder 0,5 bis 3 Masse% von Zinkdibutyldithiocarbamat mit Bezug auf die Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels enthalten. Ein Wälzlager gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Wälzlager, das mit der Fettzusammensetzung, die oben beschrieben ist, gefüllt ist.
Gemäß der Fettzusammensetzung des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung kann das Drehmoment des Wälzlagers mit der Wärmebeständigkeit reduziert sein. Das Wälzlager gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung erreicht eine Drehmomentreduktion während die Schmierlebensdauer gesichert ist, da das Wälzlager mit der Fettzusammensetzung gefüllt ist.
Figurenliste
Merkmale, Vorteile und technische und industrielle Signifikanz von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung werden unten mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und wobei:

1 eine Schnittansicht ist, die ein Kugellager gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ein Diagramm ist, das ein Beispiel eines Ergebnisses einer Messung einer Hystereseschleife zum Erhalten von Viskositätsreduktionsenergie aufzeigt;
3 ein Diagramm zum Beschreiben von Schritten zum Vorbereiten von Basisfett ist;
4 ein schematisches Diagramm eines Rotationsrheometers ist, das in Beispielen und Vergleichsbeispielen benutzt ist;
5 ein Diagramm ist, das Messbedingungen für die Hystereseschleife in der Evaluation der Beispiele und der Vergleichsbeispiele aufzeigt;
6 ein Diagramm ist, das Ergebnisse der Evaluation von Lagerlaufdrehmomenten der Fettzusammensetzungen, die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen vorbereitet sind, aufzeigt; und
7 ein Diagramm ist, das Ergebnisse einer Evaluation von Oxidationsinduktionszeiten (OITs) der Fettzusammensetzung, die in den Beispielen und den Vergleichsbeispielen vorbereitet sind, aufzeigt.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist unten mit Bezug zu den Zeichnungen beschrieben. Ein Wälzlager gemäß dem Ausführungsbeispiel ist ein Kugellager, das mit Fett gefüllt ist, das aus einer Fettzusammensetzung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zusammengesetzt ist. 1 ist eine Schnittansicht, die das Kugellager gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung aufzeigt. Ein Kugellager 1 enthält einen Innenring 2, einen Außenring 3, eine Mehrzahl von Kugeln 4 und einen ringförmigen Käfig 5. Der Außenring 3 ist auf einer radialen Außenseite des Innenrings 2 bereitgestellt. Die Kugeln 3 dienen als eine Mehrzahl von Wälzelementen, die zwischen dem Innenring 2 und dem Außenring 3 bereitgestellt ist. Der Käfig 5 hält die Kugeln 4. Dichtungen 6 sind auf einer Seite und der anderen Seite des Kugellagers 1 in seiner axialen Richtung bereitgestellt. Ein ringförmiger Bereich 7 zwischen dem Innenring 2 und dem Außenring 3 ist mit Fett G gefüllt, das aus der Fettzusammensetzung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zusammengesetzt ist.
Der Innenring 2 hat eine innere Laufbahnfläche 21 auf seinem äußeren Umfang. Die Kugeln 4 rollen entlang der inneren Laufbahnfläche 21. Der Außenring 3 hat eine äußere Laufbahnfläche 31 auf seinem inneren Umfang. Die Kugeln 4 rollen entlang der äußeren Laufbahnfläche 31. Die Kugeln 4 sind zwischen der inneren Laufbahnfläche 21 und der äußeren Laufbahnfläche 31 angeordnet und rollen entlang der inneren Laufbahnfläche 21 in der äußeren Laufbahnfläche 31. Das Fett G, das den Bereich 7 füllt, ist auch einem an Kontaktabschnitt zwischen den Kugeln 4 und der inneren Laufbahnfläche 21 des Innenrings 2 und an einem Kontaktabschnitt zwischen den Kugeln 4 und der äußeren Laufbahnfläche 31 des Außenrings 3 gelegen. Das Fett G füllt den Bereich 7, um 20 bis 40 Volumen% mit Bezug auf das Volumen eines Raums zu besetzen, der durch den Innenring 2, den Außenring 3 und die Dichtung 6 umgeben ist und die Kugeln 4 und den Käfig 5 exkludiert. Die Dichtung 6 ist ein ringförmiges Teil, das einen ringförmigen Metallkern 6a und ein elastisches Teil 6b, das an dem Metallkern 6a befestigt ist, enthält. Ein radialer Außenabschnitt der Dichtung 6 ist an dem Außenring 3 befestigt und ein radialer Innenabschnitt der Dichtung 6 ist an dem Innenring 2 befestigt, so dass die Dichtung 6 in Gleitkontakt mit dem Innenring 2 gebracht sein kann. Die Dichtung 6 verhindert, dass das Fett G, das den Bereich 7 füllt, nach außen leckt.
Das Kugellager 1, das wie oben beschrieben konstruiert ist, ist, als das Fett G, mit dem Fett, dass aus der Fettzusammensetzung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wie später beschrieben zusammengesetzt ist, gefüllt. Daher ist das Lagerlaufdrehmoment niedrig und die Schmierlebensdauer ist ausreichend.
Als Nächstes ist die Fettzusammensetzung, die das Fett G bildet, im Detail beschrieben. Die Fettzusammensetzung, die das Fett G bildet, ist die Fettzusammensetzung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und enthält Basisöl, ein Eindickmittel und ein anorganisches Additiv. Ein technisches Merkmal der Fettzusammensetzung ist, dass die Fettzusammensetzung eine vorbestimmte Menge eines spezifischen anorganischen Additivs enthält. Da die Fettzusammensetzung das spezifische anorganische Additiv enthält, erhöht sich eine Viskositätsreduktionsenergie. Wenn die Viskositätsreduktionsenergie erhöht ist, kann die Fettzusammensetzung zur Drehmomentreduktion des Wälzlagers, aufgrund von zum Beispiel einer Verbesserung in einer Kanalbildungscharakteristik, beitragen.
Die Viskositätsreduktionsenergie ist ein Indikator von Thixotropie und kann durch die folgende Methode erhalten sein. 2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Ergebnisses einer Messung einer Hystereseschleife zum Erhalten der Viskositätsreduktionsenergie aufzeigt. Die Viskositätsreduktionsenergie kann von der Hystereseschleife von 2 erhalten sein, welche durch Messen mit einem Rotationsrheometers erhalten ist. Zum Beispiel ist die Hystereseschleife durch eine steigende Durchflusskurve und einer konstanten Durchflusskurve, die durch lineare Erhöhung einer Scherrate von 0 s^-1 bis 9000 s^-1 erhalten ist, und eine fallende Durchflusskurve, die durch lineare Reduktion der Scherrate von 9000 s^-1 bis 0 s^-1 erhalten ist, gebildet. Der Bereich, der durch diese Kurven umgeben ist, ist die Viskositätsreduktionsenergie, welche mit der Energie korrespondiert, die verbraucht ist, wenn die Viskosität mit einer Änderung (Orientierung) in der Kristallstruktur des Eindickmittels vermindert ist. Die Fettzusammensetzung kann eine Tendenz haben, dass das Laufdrehmoment vermindert ist, wenn die Viskositätsreduktionsenergie erhöht ist.
In der Fettzusammensetzung ist das Basisöl ein Poly-α-Olefin (PAO). Wenn das Poly-α-Olefin als das Basisöl ausgesucht ist, ist das Poly-α-Olefin geeignet, um das Drehmoment zu reduzieren, während eine Wärmebeständigkeit gesichert ist, wenn dieses in Kombination mit einem Eindickmittel, das aus einem Diharnstoff gebildet ist, benutzt ist.
Beispiele des Poly-α-Olefins enthalten ein oligomerisiertes oder polymerisiertes α-Olefin, wie beispielsweise 1-Hexen, 1-Octen, 1-Nonen, 1-Decen, 1-Dodecen oder 1- Tetradecen und ein Poly-α-Olefin, das durch hydrieren des oligomerisierten oder polymerisierten α-Olefins, das oben beschrieben ist, erhalten ist. Das Poly-α-Olefin ist bevorzugt PAO4 oder PAO8, welche durch Oligomerisierung von 1-Decen erhalten ist.
Das Basisöl hat eine kinematische Basisölviskosität von 15-50 mm²/s bei 40°C. In diesem Fall kann das Drehmoment reduziert sein, während die Wärmebeständigkeit gesichert ist. Wenn die kinetische Basisölviskosität (40°C) weniger als 15 mm²/s ist, hat das Fett G eine schlechte Wärmebeständigkeit. Wenn die kinematische Basisölviskosität (40°C) mehr als 50 mm²/s ist, kann das Drehmoment des Kugellagers, das mit dem Fett G gefüllt ist, erhöht sein. Die kinematische Basisölviskosität (40°C) ist bevorzugt 25 bis 35 mm²/s. Der Wert der kinematischen Basisölviskosität ist mit JIS K 2283 konform.
In der Fettzusammensetzung enthält das Eindickmittel einen Diharnstoff, der durch die Strukturformel (1) ausgedrückt ist. R^1-NHCONH-R²-NHCONH-R³ (1), wobei R¹ und R³ funktionale Gruppen repräsentieren, die unabhängig voneinander sind und durch -C_nH_2n+1 (n ist eine ganze Zahl von 6 bis 10) ausgedrückt sind, und R² -(CH2)6-, -C₆H₃(CH₃)- oder -C6H4-CH2-C6H4- repräsentiert.
Wenn R² -C₆H₃(CH₃)- ist, ist eine Phenylengruppe bevorzugt an einer 2,4 oder 2,6 Position gebunden. Wenn R² -C₆H₄-CH₂-C₆H₄- ist, können beide Phenylengruppen bevorzugt an einer Paraposition gebunden sein
Der Diharnstoff, der durch die Strukturformel (1) ausgedrückt ist, ist ein Reaktant eines aliphatischen Amins und einer Diisocyanatverbindung. Das aliphatische Amin hat eine Kohlenstoffanzahl von 6 bis 10 und spezifische Beispiele enthalten 1-Aminohexan, 1-Aminoheptan, 1-Aminooctan, 1-Aminononan und 1-Aminodecan. Unter diesen Beispielen ist 1-Aminooctan bevorzugt.
Beispiele der die Diisocyanatverbindung enthalten Hexamethylendiisocyanat (HDI), 2,4-Tolylendiisocyanat (2,4-TDI), 2,6-Tolylendiisocyanat (2,6-TDI), eine Mischung von 2,4-TDI und 2,6-TDI und 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI).
Um den Diharnstoff, der durch die Strukturformel (1) ausgedrückt ist, zu erhalten, können das aliphatisches Amin und die Diisocyanatverbindung unter verschiedenen Bedingungen reagieren, aber bevorzugt reagieren diese in dem Basisöl, da eine Diharnstoffverbindung, die eine hohe homogene Dispersibilität hat, als das Eindickmittel erhalten ist. Das aliphatische Amin und die Diisocyanatverbindung können reagieren, so dass das Basisöl, in welchem die Diisocyanatverbindung gelöst ist, zum Basisöl hinzugefügt ist, in welchem das aliphatische Amin gelöst ist, oder das Basisöl in welchem das aliphatische Amin gelöst ist, zu dem Basisöl, in welchem die Diisocyanatverbindung gelöst ist, hinzugefügt.
Es gibt keine besondere Temperaturgrenze und kein Zeitlimit für die Reaktion des aliphatischen Amins und die Diisocyanatverbindung und Bedingungen, die ähnlich zu Bedingungen sind, die generell für diesen Typ von Reaktion eingesetzt werden, können eingesetzt werden. Die Reaktionstemperatur ist unter dem Gesichtspunkt von Löslichkeit und Volatilität des aliphatischen Amins und der Diisocyanatverbindung bevorzugt 150°C bis 170°C. Die Reaktionszeit ist unter dem Gesichtspunkt des Beendens der Reaktion des aliphatischen Amins und der Diisocyanatverbindung oder einer effektiven Herstellung des Fetts in einer kürzeren Herstellungszeit bevorzugt 0,5 bis 2,0 Stunden.
Der Gehalt des Eindickmittels ist 10 bis 22 Masse% mit Bezug auf die Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels. Wenn der Gehalt des Eindickmittels weniger als 10 Masse% ist, vermindert sich die Kapazität des Fettes, das das Basisöl hält, um eine Möglichkeit zu erhöhen, dass die Menge des Basisöls, das von dem Fett getrennt ist, sich während einer Rotation des Wälzlagers erhöht. Wenn der Gehalt des Eindickmittels mehr als 22 Masse% ist kann ein Rührwiderstand sich erhöhen. Der Rührwiderstand ist durch Scheren des Fettes wegen der Rotation des Wälzlagers verursacht, das heißt durch relative Bewegung des Innenrings, des Außenrings der Kugeln und des Käfigs. Daher kann sich das Drehmoment des Wälzlagers erhöhen. Zusätzlich kann das Fett Wärme mit dem Rührwiderstand, der durch das Scheren des Fettes verursacht ist, erzeugen. Daher kann eine Oxidation des Fettes oder ein Verschleiß wegen Verdampfung oder Trennen des Basisöls beschleunigt sein. Der Gehalt des Eindickmittels ist bevorzugt 16 bis 22 Masse%.
In der Fettzusammensetzung ist das anorganische Additiv eine Mischung, die Sepiolith und Bentonit enthält und organisch modifiziert ist. Sepiolith ist ein Mineral, das eine Kettenstruktur hat. Bentonit ist ein Mineral, das eine laminare oder schichtähnliche Struktur hat. Das anorganische Additiv kann eine dreidimensionale Struktur von komplexen Verhakungen von Sepiolith und Bentonit herstellen. Das anorganische Additiv ist organisch modifiziert und hat eine exzellente Affinität zum Basisöl. Dieses anorganische Additiv ist passend, um die Kanalbildungscharakteristik der Fettzusammensetzung zu verbessern. Daher kann das Lagerdrehmoment reduziert werden, wenn die Fettzusammensetzung das anorganische Additiv enthält, während die Wärmebeständigkeit gesichert sein kann.
Das anorganische Additiv ist eine Mischung, die Sepiolith und Bentonit enthält und ein organisch modifiziertes Additiv ist. Sepiolith und Bentonit können jeweils organisch modifiziert sein oder nur eines von Sepiolith und Bentonit können organisch modifiziert sein. In diesem anorganischen Additiv ist es bevorzugt, das beide, das heißt Sepiolith und Bentonit, organisch modifiziert sind. In diesem Fall ist das anorganische Additiv eher geeignet das Drehmoment zu reduzieren.
In dem anorganischen Additiv meint der Ausdruck „organisch modifiziert“ zum Beispiel, dass das anorganische Additiv mit einem kationischen Tensid behandelt ist. Beispiele von dem kationischen Tensid enthalten ein quartäres kationisches Tensid des Ammoniumsalztyps, wie beispielsweise ein Alkyltrimethylammoniumchlorid, ein Alkyltrimethylammoniumbromid, ein Alkyltrimethylammoniuminoid, ein Dialkyldimethylammoniumchlorid, ein Diakyldimethylammoniumbromid, ein Dialkyldemthylammoniumionid oder ein Alkylbenzalkoniumchlorid und ein Alkylaminsalztypkationisches Tensid, wie beispielsweise ein Monoalkylalminsalz, ein Dialkylaminsalz oder ein Trialkylaminsalz. Unter diesen Beispielen ist das quartäres kationisches Tensid des Ammoniumsalztyps bevorzugt.
Ein kommerziell verfügbares Produkt kann auch als das anorganische Additiv benutzt werden. Spezifische Beispiele des kommerziell verfügbaren Produkts enthalten GARAMITE (eingetragene Handelsmarke) 1958 (hergestellt von BYK), GARAMITE (eingetragene Handelsmarke) 2578 (hergestellt von BYK), GARAMITE (eingetragene Handelsmarke) 7303 (hergestellt von BYK) und GARAMITE (eingetragene Handelsmarke) 7305 (hergestellt durch BYK).
Der Gehalt des anorganischen Additivs ist 2 bis 20 Masse% mit Bezug auf die Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels. In diesem Fall, ist die Fettzusammensetzung geeignet die Wärmebeständigkeit zu sichern, während das Laufdrehmoment reduziert ist. Wenn der Gehalt des anorganischen Additivs weniger als 2 Masse% ist, ist es schwierig beide, das heißt die Drehmomentreduktion und die Verbesserung der Wärmebeständigkeit, zu erreichen. Wenn der Gehalt des anorganischen Additivs mehr als 20 Masse% ist, ist es schwierig, die Drehmomentreduktion zu erreichen, obwohl die Wärmebeständigkeit verbessert ist. Der Gehalt des anorganischen Additivs ist bevorzugt 5 bis 10 Masse% mit Bezug auf die Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels.
Es ist bevorzugt, das die Fettzusammensetzung zusätzlich ein Antioxidant enthält. Durch Vermischen des Antioxidans kann die Schmierlebensdauer der Fettzusammensetzung verbessert sein. Der Antioxidant ist bevorzugt 0,5 bis 3Masse% von Phinyl-1-Naphtanylamin mit Bezug auf die Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels, 0,5 bis 3 Masse% von acyliertem Diphenylamin mit Bezug auf die Gesamtmenge des Basisöls des Eindickmittels und 0,5 bis 3 Masse% von Zinkdibutyldithiocarbamat mit Bezug auf die Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels. Einer dieser Antioxidantien kann alleine enthalten sein, aber die drei Typen von Antioxidantien sind bevorzugt in Kombination benutzt. Die Fettzusammensetzung kann andere Antioxidantien enthalten.
Zum Beispiel kann die Fettzusammensetzung als andere Additive ein Extremdruckmittel, ein Schmierfähigkeitsverbesserer, ein Rostschutzmittel, ein Antiverschleißmittel, ein Farbstoff, ein Farbtonstabilisator, ein Viskositätsverbesserer, ein Strukturstabilisator, ein Metalldeaktivator und ein Viskositätsindexverbesserer enthalten.
Als Nächstes ist eine Methode zum Herstellen der Fettzusammensetzung beschrieben. Zum Beispiel kann die Fettzusammensetzung dadurch produziert sein, dass als Erstes Basisfett, dass das Basisöl und das Eindickmittel enthält, vorbereitet wird, dann das erhaltene Basisfett mit dem anorganischen Additiv und einem beliebigen Additiv, das enthalten ist wie notwendig, zugegeben wird und die Komponenten mit einem Rotationsmischgerät oder ähnlichem gerührt oder gemischt werden.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist die Fettzusammensetzung, die das vorbestimmte anorganische Additiv zusätzlich zu dem Poly-α-Olefin und dem Diharnstoff enthält, als die Fettzusammensetzung, die das Fett G, dass das Kugellager 1 füllt, bildet, eingesetzt. Da die Fettzusammensetzung das vorbestimmte anorganische Additiv enthält, kann die Viskositätsreduktionsenergie erhöht sein. Als ein Ergebnis kann das Lagerlaufdrehmoment in dem Kugellager 1, das mit dem Fett G gefüllt ist, reduziert sein. Zusätzlich hat die Fettzusammensetzung eine Wärmebeständigkeit, die als Lagerfett erforderlich ist, und eine ausreichende Schmierlebensdauer kann gesichert sein.
Die vorliegende Erfindung ist nicht limitiert auf die Ausführungsbeispiele, die oben beschrieben sind, sondern kann in anderen Ausführungsbeispielen ausgeführt sein. Das Wälzlager gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nicht limitiert auf das Kugellager, das mit dem Fett gefüllt ist, das aus der Fettzusammensetzung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zusammengesetzt ist. Das Wälzlager kann irgendein anderes Lager sein, wie beispielsweise ein Wälzlager mit anderen Wälzelementen als die Kugeln, solang wie das Lager mit dem Fett, das aus der Fettzusammensetzung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zusammengesetzt ist, gefüllt ist.
Als Nächstes ist die vorliegende Erfindung detailreicher basierend auf Beispielen beschrieben, aber diese ist nicht nur limitiert auf die Beispiele. Eine Mehrzahl von Fettzusammensetzungen wurden vorbereitet und die Eigenschaften der Fettzusammensetzung wurden evaluiert. Tabelle 1 zeigt Komponenten und Evaluationsergebnisse der Fettzusammensetzungen.
Vorbereitung des Basisfetts
Eine Fettzusammensetzung, die das Basisöl und das Eindickmittel enthält, wurde als das Basisfett durch die folgenden Schritte vorbereitet. 3 ist ein Schaubild zum Beschreiben von Schritten zum Vorbereiten des Basisfetts. In Beispielen 1 bis 4, die später beschrieben sind, wurde eine Fettzusammensetzung, die im Vergleichsbeispiel 1 vorbereitet wurde, als das Basisfett benutzt.

(1) PAO6 (hergestellt von INEOS Oligomers, Durasyn 166 polyalphaolefin (Produktname), kinematische Viskosität (40°C): 29 bis 33 mm²/s), das eine Art von Poly-α-Olefin ist, ist als das Basisöl benutzt und das Basisöl ist auf 100°C erwärmt.
(2) Die Gewichte des Basisöls, 1-Aminooctan und 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI) werden gemessen.
(3) Eine halbe Menge des Basisöls (100°C) und MDI sind in einen Edelstahlcontainer A zugegeben und für 30 Minuten bei 100°C gerührt.
(4) Die übriggebliebene halbe Menge des Basisöls (100°C) und 1-Aminooctan sind in einen anderen Edelstahlcontainer B zugegeben und sind für 30 Minuten bei 100°C gerührt.

Schritte (3) und (4) sind bezeichnend als ein erster Schritt.

(5) Die Aminlösung in dem Edelstahlbehälter B ist Schritt für Schritt in die Isocyanatlösung durch Eintropfen in den Edelstahlcontainer A zugegeben. Zu dieser Zeit erhöht sich wegen der Reaktionswärme die Lösungstemperatur um 20°C.
(6) Nachdem eine Feststellung gemacht wurde, dass die Gesamtmenge der Aminlösung in dem Edelstahlbehälter B in den Edelstahlbehälter A zugegeben ist, ist die Temperatur auf 150°C erhöht.
(7) Die Lösung ist gerührt, während sie erwärmt ist und die Temperatur ist bei 150°C für 30 Minuten gehalten. Schritt (7) ist als ein zweiter Schritt bezeichnet.
(8) Das Erwärmen ist gestoppt und die Lösung ist bei Windstille auf 100°C gekühlt, während diese gerührt ist.
(9) Nachdem die Feststellung gemacht ist, dass die Temperatur gleich oder niedriger als 100°C ist, ist das Rühren gestoppt und die Lösung ist bei Windstille auf Normaltemperatur gekühlt.
(10) Homogenisierung ist mit einer Dreiwalzenmühle durchgeführt. Die Behandlungsbedingungen sind die folgenden.
- Rolle-zu-Rolle-Abstand: 50 µm
- Rolle-zu-Rolle-Druck: 1 Mpa
- Rotationsgeschwindigkeit: 200 r/min
- Behandlungstemperatur: RT.

Durch Schritte (1) bis (10) wurde das Basisfett vorbereitet.
Fettzusammensetzung von Beispielen 1 bis 4 und Vergleichsbeispiele 1 bis 5 wurden mit dem Basisfett vorbereitet. Zu dieser Zeit wurden die folgenden Reagenzstoffe benutzt.
Anorganisches Additiv: GARAMITE (registrierte Handelsmarke) 7303 hergestellt von BYK-Chemie
Antioxidant A: Phenyl-1-Naphtylamin, hergestellt von BASF (Qualität: IRGANOX L 06)
Antioxidant B: acyliertes Diphenylamin hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., LTd. (Qualität: NOCRAC AD-F)
Antioxidant C: Zinkdibutyldithiocarbamat hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., LTd. (Qualität: NOCCELER BZ)
Polybuten A: NOF POLYBUTEN 10N, Anzahl durchschnittliches Molekulargewicht: 1000, hergestellt von NOF Corporation
Polybuten B: NOF POLYBUTENE 30N, Anzahl durchschnittliches Molekulargewicht: 1350, hergestellt von NOF Corporation
Beispiel 1
Die Fettzusammensetzung wurde durch Mischen von zwei Gewichtsteilen des anorganischen Additivs und einem Gewichtsteil von jedem der Antioxidantien A bis C in 100 Gewichtsteile des Basisfettes vorbereitet. Das anorganische Additiv und die Antioxidantien wurden in das Basisfett mit dem Rotationsmixer mit den Bedingungen, das die Rotationsgeschwindigkeit 2000 rpm und die Zeit 3 Minuten war, gemischt.
Beispiel 2
Die Fettzusammensetzung wurde ähnlich zu Beispiel 1 vorbereitet, außer dass die Zugabemenge des anorganischen Additivs auf 5 Gewichtsteile geändert wurde.
Beispiel 3
Die Fettzusammensetzung wurde ähnlich zu Beispiel 1 vorbereitet, außer dass die Zugabemenge des anorganischen Additivs auf 10 Gewichtsteile geändert wurde.
Beispiel 4
Die Fettzusammensetzung wurde ähnlich zu Beispiel 1 vorbereitet, außer dass die Zugabemenge des anorganischen Additivs auf 20 Gewichtsteile geändert wurde.
Vergleichsbeispiel 1
Die Fettzusammensetzung wurde durch Mischen eines Gewichtsteils von jedem Antioxidant A bis C in 100 Gewichtsteile des Basisfettes vorbereitet. Die Antioxidantien wurden in das Basisfett mit dem Rotationsrührgerät eingerührt mit den Bedingungen, dass die Rotationsgeschwindigkeit 2000 rpm und die Zeit 3 Minuten war.
Vergleichsbeispiel 2
Die Fettzusammensetzung wurde durch Mischen von 5 Gewichtsteilen von Polybuten A, das ein mittleres Molekulargewicht hat, und einem Gewichtsteil von jedem Antioxidantien A bis C in 100 Gewichtsteile des Basisfettes vorbereitet. Polybuten A und die Antioxidantien wurden in das Fett mit dem Rotationsrührgerät mit den Bedingungen gemischt, dass die Rotationsgeschwindigkeit 2000rpm und die Zeit 3 Minuten war.
Vergleichsbeispiel 3
Die Fettzusammensetzung wurde ähnlich zu Vergleichsbeispiel 2 vorbereitet, außer dass die Zugabemenge von Polybuten A auf 10 Gewichtsteile geändert wurde.
Vergleichsbeispiel 4
Die Fettzusammensetzung wurde durch Mischen von 5 Gewichtsteilen von Polybuten B, das ein hohes Molekulargewicht hat, und 1 Gewichtsteil von jedem der Antioxidantien A bis C in 100 Gewichtsteile des Basisfettes vorbereitet. Polybuten B und die Antioxidantien wurden in das Basisfett mit dem Rotationsrührgerät unter den Bedingungen gemischt, dass die Rotationsgeschwindigkeit 2000 rpm und die Zeit 3 Minuten war.
Vergleichsbeispiel 5
Die Fettzusammensetzung wurde ähnlich zu Vergleichsbeispiel 4 vorbereitet, außer dass die Zugabemenge von Polybuten B auf 10 Gewichtsteile geändert wurde.
Evaluation der Fettzusammensetzung

Die Fettzusammensetzung, die in Beispiel 1 bis 4 und Vergleichsbeispiel 1 bis 5 vorbereitet wurden, wurden ausgewertet. Ergebnisse sind in Tabelle 1 und in 6 und 7 gezeigt. Die Evaluationsergebnisse der Beispiele und der Vergleichsbeispiele sind als Leistungsverhältnisse des Evaluationsergebnisses von Vergleichsbeispiel 1 gezeigt.

Element			Einheit	Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4	Vergleichs - beispiel 1	Vergleichs - beispiel 2	Vergleichsbeispiel 3	Vergleichs - beispiel 4	Vergleichs - beispiel 5
Komponente	Eindickmittel	Diharnstoff	mass %	20	20	20	20	20	20	20	20	20
	Basisöl	PAO6	mass %	80	80	80	80	80	80	80	80	80
	Additiv (1) ¹⁾	Anorganisches Additiv	mass %	2	5	10	20	0	0	0	0	0
		Polybuten A (mittleres Molekulargewicht)	mass %	0	0	0	0	0	5	10	0	0
		Polybuten B (hohes Molekulargewicht)	mass %	0	0	0	0	0	0	0	5	10
	Additiv (2) ¹⁾ (Antioxi dant)	Phenyl-1-Naphthlamin	mass %	1	1	1	1	1	1	1	1	1
		acyliertes Diphenylamin	mass %	1	1	1	1	1	1	1	1	1
		Zinedibutyldithiocarbamat	mass %	1	1	1	1	1	1	1	1	1
Leistungsverhältnis ²⁾	Viskositätsreduktionsenergie		-	1,9	2,3	2,1	1,1	1,0	1,9	2,7	1,6	2,2
	Lagerlaufdrehmoment		-	2,5	2,8	2,3	1,6	1,0	1,2	1,0	1,2	1,2
	Oxidationsinduktionszeit (OIT)		-	1,0	1,3	1,8	2,3	1,0	0,8	0,8	0,8	0,8
1)	Die Mengen von Additiv (1) und Additiv (2) sind Gehalte mit Bezug auf die Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels.
2)	Das Leistungsverhältnis ist ein relativer Wert mit Bezug auf den gemessenen Wert von Vergleichsbeispiel 1.

Methoden für die Evaluation, die in Tabelle 1 gezeigt ist, sind wie folgt.
Viskositätsreduktionsenergie

Eine Hystereseschleife wurde mit einem Rotationsrheometer MCR 301 (hergestellt von Anton Parr), dass in 4 gezeigt ist, gemessen. Dann wurde die Viskositätsreduktionsenergie durch Berechnen des Bereichs eines Abschnitts, der durch eine steigende Fließkurve und eine fallende Fließkurve, die auf einem Messergebnis basieren, umgeben ist. Ein Rotationsrheometer 100 enthält eine flache Platte 13 und eine konische Platte 12, die über der Platte 13 mit einer Lücke dazwischen angeordnet ist. Die konische Platte 12 ist auf einer Welle 11 befestigt. Die konische Platte 12 hat einen Durchmesser von φ von 25mm und ein Winkel von 2°. Die Lücke zwischen der konischen Platte 12 und der Platte 13 ist 100 µm. Das Rotationsrheometer 100 führt eine Messung durch, so dass Probenfett S in die Lücke zwischen der Platte 13 und der konischen Platte 12 eingesetzt ist und die konische Platte 12 rotiert ist. Messbedingungen für die Hystereseschleife sind in Tabelle 2 in 5 gezeigt. In dieser Evaluation wurde die Beobachtung der Fließkurven gestartet, nachdem ein Anfangsscheren unter den Messbedingungen die in Tabelle 2 in 5 gezeigt sind, ausgeführt wurde, und somit eine steigende Fließkurve von 60 Sekunden und eine fallende Fließkurve von 60 Sekunden erhalten ist. Tabelle 1 zeigt als das Leistungsverhältnis die Viskositätsreduktionsenergie von jedem Beispiel und den Vergleichsbeispielen mit Bezug auf die Viskositätsreduktionsenergie von Vergleichsbeispiel 1.

Element		Bedingung
Messvorrichtung (4)		φ 25 mm, Winkel: 2°, konische Platte
Messmethode		Rotation
Lücke zwischen konischer Platte und Platte (µm)		100
Scherrate (5)	Anfangsscheren	Nach Start von Rotation: 100 s^-1 x 180 s, Stoppen der Rotation (300 s)
	Steigrate (s^-1)	0 → 9000 (steigen in 60 s)
	Fallrate (s^-1)	9000 → 0 (fallen in 60 s)
n (Anzahl von Versuchen)		2
Testtemperatur (°C)		25

Lagerlaufdrehmoment

Lagerlaufdrehmomente der Fettzusammensetzung, die in den Beispielen und den Vergleichsbeispielen vorbereitet sind, wurden mit einer Laufdrehmomenttestmaschine unter den Bedingungen, die in Tabelle 3 gezeigt sind, gemessen. Jede der Fettzusammensetzungen, die in den Beispielen und den Vergleichsbeispielen hergestellt sind, wurden in ein Testlager 6202 2RUCM (mit Nicht-Kontaktdichtungen auf beiden Seiten) eingefüllt, so dass die Fettzusammensetzung 35 Vol% mit Bezug auf das Volumen eines Raumes hat, der durch einen Innenring, einen Außenring und die Dichtungen umgeben war und Kugeln und einen Käfig ausgeschlossen hat. Das Testlager wurde in die Testmaschine eingesetzt, vorbereitend bei 1800 min^-1 für 60 Sekunden rotiert, dann für 60 Sekunden getestet und bei 1800 min^-1 für 1800 Sekunden rotiert. Ein Mittelwert des Drehmoments in den letzten 60 Sekunden wurde als das Lagerlaufdrehmoment erhalten. Ergebnisse sind in 6 gezeigt. Tabelle 1 und 6 zeigen als das Leistungsverhältnis eine Inverse eines Wertes des Verhältnisses des Lagerlaufdrehmoments von jedem Beispiel und den Vergleichsbeispielen zu dem Lagerlaufdrehmoment von Vergleichsbeispiel 1, das heißt ein Wert, der durch Teilen des Lagerlaufdrehmoments von Vergleichsbeispiel 1 durch das Lagerlaufdrehmoment von jedem der Beispiele und der Vergleichsbeispiele erhalten ist. Wenn der Wert des Leistungsverhältnisses sich erhöht, vermindert sich das Lagerlaufdrehmoment. Tabelle 3

Element	Bedingung
Testlager	6202 2RUCM
Fettmenge, die in das Lager gefüllt ist	Menge die 35% des Raumvolumens entspricht
Axiallast	44 N
Kontaktdruck (Berechnung)	0,93 GPa
Rotationsgeschwindigkeit	1800 min^-1
Umgebungstemperatur	25°C (Raumtemperatur)
Testzeit	1800 s (60 s bei Vorbereitungsrotation)
Messelement	Laufdrehmoment (Mittelwert der letzten 60 s)

Oxidationsinduktionszeit (OIT)

Oxidationszeiten (OITs) der Fettzusammensetzung, die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen vorbereitet sind, wurden unter Bedingungen, die in Tabelle 4 gezeigt sind in Konformität mit „ASTM D5483-05 (2015) Standardtestmethode für Oxidationsinduktionszeit von Schmierfetten durch Druckdifferenzkalorimetrie“ gemessen. Tabelle 4

Element	Bedingung
Testtemperatur	200°C
Messmethode	Isothermale Methode
Sauerstoffdruck	3,5±0,5 Mpa
Sauerstofffließrate	100±10 mL/min
Prüfmenge	2,0±0,2 mg
Messeinheit	Oxidationsinduktionszeit (OIT)
Angewendete Standards	ASTM D5483 „OXIDATION INDUCTION TIME OF GREASES“
Messapparat	HP DSC 2⁺ (METTLER TOLEDO)

Tabelle 1 und 7 zeigen, wie das Leistungsverhältnis, die Oxidationsinduktionszeit von jedem der Beispiele und Vergleichsbeispiele mit Bezug auf die Oxidationsinduktionszeit von Vergleichsbeispiel 1. Die Oxidationsinduktionszeit (OIT) ist eine Methode zum Evaluieren von Oxidationsstabilität der Fettzusammensetzung, das heißt eine Wärmebeständigkeitsevulationsmethode, die konform zu den ASTM Standards ist. Wenn sich die Oxidationsinduktionszeit erhöht, erhöht sich die Wärmebeständigkeit, das bedeutet eine längere Schmierlebensdauer.
Die Ergebnisse der Beispiele und Vergleichsbeispiele demonstrieren, dass die Fettzusammensetzung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine große Viskositätsreduktionsenergie hat und zu einer Drehmomentreduktion eines Wälzlagers, das mit der Fettzusammensetzung gefüllt ist, beiträgt und die Wärmebeständigkeit verbessert werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2008275037 [0002]
JP 2008275037 A [0002]
JP 2017200981 A [0003]

Claims

Fettzusammensetzung charakterisiert durch Aufweisen von: Basisöl; einem Eindickmittel; und einem anorganischen Additiv, wobei das Basisöl ein Poly-α-Olefin ist, das eine basisölkinematische Viskosität von 15 bis 50 mm²/s · bei 40°C hat, das Eindickmittel ein Diharnstoff ist, der durch die Strukturformel (1) R¹-NHCONH-R²-NHCONH-R³ (1) ausgedrückt ist, wobei R¹ und R³ funktionale Gruppen repräsentieren, die unabhängig voneinander sind und durch -C_nH_2n+1 (n ist eine ganze Zahl von 6 bis 10) ausgedrückt sind und R² -(CH₂)₆-, -C₆H₃(CH₃)- oder -C6H4-CH2-C6H4- repräsentiert, ein Gehalt des Eindickmittels 10 bis 22 Masse% mit Bezug auf eine Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels ist, das anorganische Additiv eine Mischung ist, die Sepiolith und Bentonit enthält und organisch modifiziert ist, und ein Gehalt des anorganischen Additivs 2 bis 20 Masse% mit Bezug auf die Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels ist.
Fettzusammensetzung gemäß Anspruch 1, das zusätzlich ein Antioxidant aufweist, wobei das Antioxidant mindestens 0,5 bis 3 Masse% von Phenyl-1-Naphtylamin mit Bezug auf die Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels und/oder 0,5 bis 3 Masse% von acyliertem Diphenylamin mit Bezug auf die Gesamtmenge des Basisöls und des Eindickmittels und/oder 0,5 bis 3 Masse% von Zinkdibutyldithiocarbamat mit Bezug auf die Gesamtmenge von Basisöl und des Eindickmittels ist.
Wälzlager, das mit der Fettzusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2 gefüllt ist.