JP6717593B2 - エレベーターロープ用グリース、エレベーターロープおよびトラクション式エレベーター - Google Patents
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Description
上述したとおり、本発明に係るエレベーターロープ用グリース(以下、単に「グリース」とも称する。)は、炭化水素成分及びナフテン化合物を含む基油を含むグリースからなり、上記炭化水素成分は、40℃での動粘度が60mm2/sより大きい液体または固体であり、グリースの30〜90質量%含まれる。トラクション特性に優れる炭化水素成分と、グリースに耐摩耗性を付与するナフテン化合物とを含むことによって、高いトラクション特性および高い耐摩耗性を両立し、更にロープ表面への密着性が高いグリースを得ることができる。
本発明において、基油は(A)炭化水素成分および(B)ナフテン化合物を構成要素とし、通常のエレベーター動作温度条件(40℃)において液状の油となる構成とする。上記特許文献2のトラクションドライブ装置用流体と異なり、エレベーターロープ用グリースでは、ロープ表面への密着性が重視される。
本発明に係るグリースは、上記基油を固化するために増ちょう剤を添加したものであってもよい。増ちょう剤は、グリース中に混合できれば特に制限なく用いることができ、増ちょう剤の例としては、鉱油系ワックス(マイクロワックス(マイクロクリスタリンワックス)、パラフィンワックスおよびペトロラタム等)、合成炭化水素ワックス(石炭の分解ガスをフィッシャートロプッシュ法で合成したもの)、オレフィン誘導体のポリマーワックス(ポリエチレンワックス、α‐オレフインワックス)、脂肪酸誘導体のワックス(アマイドワックス、ケトンワックス)、鉱物系ワックス(モンタン酸ワックス)、動物系ワックス(密ロウ、鯨)および植物系ワックス(カルナウバロウ、ホロウ)等がある。これらのワックスの種類および添加量は、トラクション係数への影響、チキソトロピック性およびロープへの張り付き性を考慮して決定する必要がある。増ちょう剤の添加量は、グリースの0.5〜25質量%が好ましく、1〜10質量%がより好ましい。
上述した本発明に係る基油は、高いトラクション特性と耐摩耗性、ロープ表面への密着性を有するが、必要に応じて、増粘剤を加えてより粘度の高い基油とすることができる。粘度が不足すると、接触部への油の張り付き(付着性)は弱くなり、シーブからの動力伝達時に油膜切れを起こしてロープの摩耗が発生しやすくなるため、基油の粘度を高めるような施策が必要となる。
図2はエレベーターロープの一例を示す断面の模式図である。図2に示すように、エレベーターロープ20は、ワイヤーロープ40と、ワイヤーロープ40の表面に形成されたグリース層11を有する。ワイヤーロープ40は、複数の鋼線(10a,10b及び10c)をより合わせて構成される鋼線ストランド(以下、「ストランド」とも称する。)9を、合成繊維又は天然繊維からなる心綱8を中心に複数本より合わせてなる。図2では心綱8の周りに6本のストランド9を配置しているが、8本のストランド9を配置していてもよい。
図1は本発明に係るトラクション式エレベーターの一例を示す模式図である。1は乗りかご、2はカウンターウェイト(つり合いおもり)、3は巻上機(図示せず)に接続したシーブ、4はロープ(エレベーターロープ)、5a、5bはそれぞれ乗りかご、カウンターウェイトを吊持する吊り滑車、6は頂部に固定された滑車、7は昇降路である。ロープ4の一端は昇降路7の頂部に固定され、乗りかごの吊り滑車5a、頂部滑車6、シーブ3、頂部滑車6、カウンターウェイトの吊り滑車5bの順で引廻され、もう一端が昇降路の頂部で固定されている。ロープ4を介して、乗りかご1とカウンターウェイト2によって発生する張力の差と、ロープ4とシーブ3の間に生じる摩擦力とが釣り合っている。ロープ4の表面は、上述した本発明に係るグリースから構成されるグリース層を有する。
(1‐1)ロープ油の動粘度、ちょう度及び滴点の測定
ロープ油の動粘度(40,100℃)は、JIS規格(JIS K2283)に基づき測定した。また、グリースのちょう度(不混和ちょう度、混和ちょう度)及び滴点は、JIS規格(JIS K2220)に基づき測定した。また、ロープ油の40℃の動粘度の値から、ISO(International Organization for Standardization) 3448に基づき、粘度グレードを評価した。
トラクション係数測定は、ボールオンディスク試験装置を用いて行った。本試験装置はボールおよびディスク双方が回転する機構を有し、すべり速度、転がり速度を任意に変更できる。測定条件は、荷重30N(ヘルツ面圧:0.82GPa)、転がり速度:500mm/s、温度30℃、すべり速度:0〜1000mm/sとし、すべり速度を変化させてトラクション係数を測定し、その最大値(μmax)を試料のトラクション係数とした。
油の極圧試験はファレックス摩擦摩耗試験装置を用い、ASTM−D2670を参考にして行った。試験片の材質は炭素鋼(ジャーナルピン(φ6.35mm):ニッケルクロム鋼鋼材(SAE3135)、Vブロック:硫黄快削鋼(AISI1137))であり、油で浸漬した試験片について、一定速度および荷重条件下(回転速度:290min−1、温度:70℃、ならし運転:89N, 5min、本測定:445N, 3h)で行った。摩耗量は負荷機構のラチェットの目盛り変化からピンとブロックの合計の摩耗深さを計算により求めた。
増粘剤の重量平均分子量(Mw)は、ゲルろ過クロマトグラフィ(GPC:Gel Permeation Chromatography)装置(溶媒:テトラヒドロフラン、ポリスチレン標準)により測定した。
(2‐1)参考例1:合成油1〜3の合成
10リットル(以下、リットルを「L」と記す)のガラス製反応容器に、α‐メチルスチレン5kgと、触媒として12‐タングステン酸100gとを入れ、50℃で1時間加熱、攪拌して反応させた後、20℃の水浴にて冷却し、固体触媒を濾別した。この濾液を200Lオートクレーブに入れ、さらにシクロヘキサン100kgと、Pdを含む活性炭担体の水添触媒(5質量% Pd担持)(以下、この触媒を「Pd/C水添触媒」と表記する。)500gを入れ、密閉後、水素圧60kg/cm2(G)、180℃で8時間水素化を行い、室温まで放冷し、触媒を濾別した。
α‐メチルスチレン二量体1000g、シクロヘキサン5000g、Pd/C水素添加触媒10gを、攪拌機付き10Lオートクレーブに入れ密封した。オートクレーブ内を水素で0.1MPaに保ち、室温(25℃)で18時間攪拌した。その後、オートクレーブを開封し、Pd/C水素添加触媒を濾別後、シクロヘキサンを留去し、2‐メチル‐2,4‐ジフェニルペンタン1125gを得た。
合成油A:
exo‐2‐メチル‐exo‐3‐メチル‐endo‐2‐〔(endo‐3‐メチルビシクロ〔2.2.1〕ヘプト‐exo‐2‐イル)メチル〕ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン
合成油B:
exo‐2‐メチル‐exo‐3‐メチル‐endo‐2‐〔(endo‐2‐メチルビシクロ〔2.2.1〕ヘプト‐exo‐3‐イル)メチル〕ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン
合成油C:
endo‐2‐メチル‐exo‐3‐メチル‐exo‐2‐〔(exo‐3‐メチルビシクロ〔2.2.1〕ヘプト‐exo‐2‐イル)メチル〕ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン
合成油D:
endo‐2‐メチル‐exo‐3‐メチル‐exo‐2‐〔(exo‐2‐メチルビシクロ〔2.2.1〕ヘプト‐exo‐3‐イル)メチル〕ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン
2Lのステンレス製オートクレーブに、クロトンアルデヒド561g及びジシクロペンタジエン352gを仕込み、170℃で3時間攪拌して反応させた。反応溶液を室温まで冷却した後、ラネーニッケル触媒18gを加え、水素圧9kg/cm2(G)、150℃で4時間水素化を行った。冷却後、触媒を濾別した後、濾液を減圧蒸留し、105℃/20mmHg留分500gを得た。
基油としてポリイソブテン(ポリイソブテン油1:動粘度110mm2/s(40℃)、ポリイソブテン油2:動粘度655mm2/s(40℃)、ポリイソブテン油3:動粘度3,450mm2/s(40℃)、固体ポリイソブテン(重量平均分子量Mw:9,000))、およびナフテン化合物(合成油1〜5)の混合油を用い、増粘剤としてスチレンエラストマ(スチレン‐エチレン共重合体、スチレン共重合比:約70%、重量平均分子量Mw:80,000)をそれぞれ添加したロープ油を調製し、ISO粘度グレードおよびトラクション係数について評価した。表1にロープ油の組成および評価結果(諸物性の測定値)を示す。なお、表1の組成について、「%」は「質量%」を意味するものとする。後述する表2〜5についても同様とする。いずれも優れたトラクション係数を示し、かつ高い粘度を維持しており、ロープ油として優れた性能を示した。
実施例にて用いたロープ油との比較を目的として、ポリイソブテン油1:動粘度205mm2/s(40℃)のみ用い、ISO粘度グレード、トラクション係数および摩耗量について評価した。表2に評価結果を示す。
実施例1に挙げたロープ油をベースとして、合成油1の添加量を変えて調製したロープ油を作製し、ISO粘度グレード、トラクション係数および摩耗量について評価した。表2にロープ油の組成および評価結果を示す。いずれも、ISO粘度グレード(ISO 3448)におけるVG100となるようにそれぞれの成分の添加量を調整し、粘度による影響が生じないように調整した。
基油としてポリイソブテン油1、固体ポリイソブテン、およびアダマンタン誘導体(アダマンタン誘導体1:1,3‐ジメチルアダマンタン、アダマンタン誘導体2:アダマンタノール)、環状モノテルペン類(環状モノテルペン類1:ノルボルナン、環状モノテルペン類2:フェンカン)をそれぞれ添加したロープ油を作製した。いずれもISO粘度グレード(ISO 3448)におけるVG100となるようにそれぞれの成分の添加量を調整した。表3にロープ油の組成および評価結果を示す。
10Lのガラス製反応容器に、D‐リモネン1kgと、1,2‐ジエトキシエタン100mlと、触媒として陽イオン交換樹脂100gとを入れ、50℃で6時間加熱、攪拌して反応させた後、20℃の水浴にて冷却し、固体触媒を濾別した。ロータリーエバポレーターにより、溶媒及び未反応の原料を回収し、反応液500gを1Lオートクレーブに入れ、水素化用ニッケル触媒50gを入れ、密閉後、水素圧50kg/cm2(G)、160℃で4時間水素化を行い、室温まで放冷し、触媒を濾別した。
10Lのガラス製反応容器に、β‐ピネン1kgと、シクロヘキサン200mLと、1,2‐ジエトキシエタン100mlと、触媒として陽イオン交換樹脂100gとを入れ、40℃で6時間加熱、攪拌して反応させた後、20℃の水浴にて冷却し、固体触媒を濾別した。ロータリーエバポレーターにより、溶媒および未反応の原料を回収し、反応液500gを1Lオートクレーブに入れ、水素化用ニッケル触媒50gを入れ、密閉後、水素圧50kg/cm2(G)、120℃で4時間水素化を行い、室温まで放冷し、触媒を濾別した。
10Lのガラス製反応容器に、カンフェン1kgと、シクロヘキサン200mLと、1,2‐ジエトキシエタン100mlと、触媒として陽イオン交換樹脂100gとを入れ、50℃で6時間加熱、攪拌して反応させた後、20℃の水浴にて冷却し、固体触媒を濾別した。ロータリーエバポレーターにより、溶媒および未反応の原料を回収し、反応液500gを1Lオートクレーブに入れ、水素化用ニッケル触媒50gを入れ、密閉後、水素圧50kg/cm2(G)、110℃で4時間水素化を行い、室温まで放冷し、触媒を濾別した。得られた生成物をゲルろ過クロマトグラフィにより分析したところ、二量体成分(合成油10)が生成した。全反応液を減圧蒸留して二量体成分のみ分取した。
10Lのガラス製反応容器に、テルピノレン1kgと、シクロヘキサン200mLと、1,2‐ジエトキシエタン100mlと、触媒として陽イオン交換樹脂100gとを入れ、60℃で6時間加熱、攪拌して反応させた後、20℃の水浴にて冷却し、固体触媒を濾別した。ロータリーエバポレーターにより、溶媒および未反応の原料を回収し、反応液500gを1Lオートクレーブに入れ、水素化用ニッケル触媒50gを入れ、密閉後、水素圧50kg/cm2(G)、120℃で4時間水素化を行い、室温まで放冷し、触媒を濾別した。
10Lのガラス製反応容器に、ジペンテン(p‐メンタジエン類の異性体混合物)1kgと、1,2‐ジエトキシエタン100mlと、触媒として陽イオン交換樹脂100gとを入れ、60℃で6時間加熱、攪拌して反応させた後、20℃の水浴にて冷却し、固体触媒を濾別した。ロータリーエバポレーターにより、溶媒および未反応の原料を回収し、反応液500gを1Lオートクレーブに入れ、水素化用ニッケル触媒50gを入れ、密閉後、水素圧50kg/cm2(G)、160℃で4時間水素化を行い、室温まで放冷し、触媒を濾別した。得られた生成物をゲルろ過クロマトグラフィにより分析したところ、二量体成分(合成油12)が66.3%、三量体成分(合成油13)が21.3%、四量体成分(合成油14)が12.4%生成した。全反応液を減圧蒸留して各成分を分取した。
10Lのガラス製反応容器に、テレビン油(α‐ピネン90%、β‐ピネン5%、その他5%)1kgと、シクロヘキサン200mLと、1,2‐ジエトキシエタン100mlと、触媒として陽イオン交換樹脂100gとを入れ、40℃で6時間加熱、攪拌して反応させた後、20℃の水浴にて冷却し、固体触媒を濾別した。ロータリーエバポレーターにより、溶媒および未反応の原料を回収し、反応液500gを1Lオートクレーブに入れ、水素化用ニッケル触媒50gを入れ、密閉後、水素圧50kg/cm2(G)、120℃で4時間水素化を行い、室温まで放冷し、触媒を濾別した。
得られた生成物をゲルろ過クロマトグラフィにより分析したところ、二量体成分(合成油15)が生成した。全反応液を減圧蒸留して二量体成分のみ分取した。
実施例17〜26は、実施例1の合成油を他の多環ナフテン化合物(合成油6〜15)に変更したものである。表4に基油の組成および評価結果を示す。いずれも実施例1と同様、高いトラクション係数と耐摩耗性を示した。
3Lのガラス製反応容器に、m‐キシレン中にエチレンジアミン30gと、12−ヒドロキシステアリン酸300gとを溶解し、触媒として塩化鉄(III)6水和物15gを加えて10時間加熱還流した。生成物を濾別した後、再結晶により生成物を単離、精製した。
実施例1および7に示したロープ油の配合をベースとして、増ちょう剤(ワックス)を添加してグリースを作製した。パラフィンワックス(融点69℃)、マイクロワックス(融点88℃)、合成炭化水素ワックス(融点102℃)、ポリエチレンワックス(融点110℃)、脂肪酸ジアミド(融点143℃)、モンタン酸ワックス(融点100℃)について、ロープ油と共に所定量混合して調製した。また、比較例2として一般的なエレベーター用ワイヤーロープ用グリースである、赤ロープグリースを用いた。赤ロープグリースは、ワックスを主体とするグリースである。表5にグリースの組成および評価結果を示す。実施例27〜33のグリースは、いずれも優れたトラクション係数を示し、エレベーターロープ用グリースとして優れた性能を示した。
Claims (8)
- ワイヤーロープと、前記ワイヤーロープの表面に形成されたグリース層と、を有するエレベーターロープの前記グリース層を構成するエレベーターロープ用グリースにおいて、
炭化水素成分及びナフテン化合物を含む基油を含むグリースからなり、
前記炭化水素成分は、ポリブテンまたはポリイソブテンであり、40℃での動粘度が60mm 2 /sより大きい液体または固体であり、前記グリースの30〜90質量%含まれ、
前記ナフテン化合物が下記一般式(1)で表される少なくとも1種のアダマンタン誘導体を基本骨格とする化合物を含むことを特徴とするエレベーターロープ用グリース。
カルボキシル基、アセチル基、アミノ基、ヒドロキシル基またはアルキルヒドロキシル基を表す。) - ワイヤーロープと、前記ワイヤーロープの表面に形成されたグリース層と、を有するエレベーターロープの前記グリース層を構成するエレベーターロープ用グリースにおいて、
炭化水素成分及びナフテン化合物を含む基油を含むグリースからなり、
前記炭化水素成分は、ポリブテンまたはポリイソブテンであり、40℃での動粘度が60mm 2 /sより大きい液体または固体であり、前記グリースの30〜90質量%含まれ、
前記ナフテン化合物が下記一般式(2)で表される少なくとも1種の多環ナフテン化合物を含むことを特徴とするエレベーターロープ用グリース。
- 前記一般式(2)で表される多環ナフテン化合物が、下記一般式(3)〜(8)で表される多環ナフテン化合物であることを特徴とする請求項2記載のエレベーターロープ用グリース。
- さらに、増ちょう剤を含み、前記増ちょう剤は、鉱油系炭化水素ワックスまたは合成炭化水素ワックスであり、グリースの0.5〜25質量%含むことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載のエレベーターロープ用グリース。
- さらに、増粘剤を含み、前記増粘剤がスチレンエラストマであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載のエレベーターロープ用グリース。
- ワイヤーロープと、前記ワイヤーロープの表面に形成されたグリース層と、を有するエレベーターロープにおいて、
前記ワイヤーロープは、心綱と、複数の鋼線からなり、前記心綱の周りに配置されたストランドと、を有し、
前記グリース層が、請求項1ないし3のいずれか1項に記載のエレベーターロープ用グリースからなることを特徴とするエレベーターロープ。 - ロープと、前記ロープを巻上げるための巻上機と、前記ロープに接続されたカウンターウェイトと、前記ロープに接続され、前記ロープが巻上げられることにより駆動される乗りかごと、を備えたトラクション式エレベーターにおいて、
前記ロープが、ワイヤーロープと、前記ワイヤーロープの表面に形成されたグリース層と、を有し、
前記ワイヤーロープは、心綱と、複数の鋼線からなり、前記心綱の周りに配置されたストランドと、を有し、
前記グリース層が、請求項1ないし3のいずれか1項に記載のエレベーターロープ用グリースからなることを特徴とするトラクション式エレベーター。
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