JPH0280493A - 円すいころ軸受用ウレアグリース組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は高速回転および高荷重で使用される円すいころ
軸受の潤滑剤として好適な性能を有する円すいころ軸受
用ウレアグリース組成物に関する。

さらに詳しくは本発明は、熱間圧延機ロールネック軸受
に使用される円すいころ軸受が大きな荷重および衝撃荷
重を受け、またとくに連続熱間圧延の仕上圧延機の後段
のワークロールネック軸受の軸径が大きいので、高速回
転、高荷重および高衝撃荷重を受け、グリースの飛散や
軸受の部品間のグリース流れがおこりやすく、またグリ
ースの軟化、軸受を傷つけるゴミや錆の原因となる大量
の冷却水を必要とし、さらにこのような軸受は圧延設備
の進歩につれてより過酷な条件で使用されている状況に
充分対応しうる潤滑性能を有する円すいころ軸受用グリ
ースに関する。

［従来の技術］ 従来より高速回転、高荷重および高衝撃荷重条件下で使
用されている熱間圧延機ロールネック軸受の潤滑剤とし
ては主としてリチウム系極圧グリースが使用されている
。しかしながら、リチウム系極圧グリース中には極圧添
加剤である金属化合物、イオウ化合物およびリン化合物
が多く含まれているのでグリースが分解しやすく、また
他の材料と反応してグリース全体を劣化させるためグリ
ースの状態がわるくなるという問題がある。

また、ウレアグリースは金属石けん基とは違い極圧添加
剤を添加しなくともリチウム系極圧グリースに近い潤滑
性を有するとされており、耐熱性にすぐれ、年々使用量
が増加する傾向にある。しかしながら、ウレアグリース
は広い温度範囲にわたる機械安定性や軸受に入ってくる
冷却などに用いられる水に対する含水せん断安定性を充
分に満足できないという問題がある。

したがって、鉄鋼の連続熱間圧延設備の仕上圧延機後段
のロールネック軸受は、軸径が大きく、高速回転、高荷
重および高衝撃荷重を受け、高温および大口の冷却水の
軸受内への侵入などの悪条件で用いられるために従来の
リチウム系極圧グリースおよびウレアグリースよりも、
過酷な条件下であっても潤滑性能の良好なグリースが要
求されている。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明者らは、かかる実状に鑑み、鋭意研究を重ねた結
果、高速回転、高荷重および高衝撃荷重下で使用される
円すいころ軸受の潤滑剤として好適な性能を有する円す
いころ軸受用ウレアグリース組成物を見出した。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、ウレアグリースに酸化変性ポリオレフィンお
よび／または酸変性ポリオレフィンを０．５〜５重量％
（以下、％という）添加混合してなる円すいころ軸受用
ウレアグリース組成物に関する。

［実施例］ 本発明の円すいころ軸受用ウレアグリース組成物は、基
油として１００℃で７〜２５ｃＳｔのパラフィン系鉱油
、たとえばＨメディアム（ＨＭ）　（日本高層■製）　
、Ｐ３ＤＯ（日本高層■製）　、ＨＶＩ−１６Ｏ８（昭
和シェル石油沖製）　、ＨＶＩ−１８０Ｂ　（昭和シェ
ル石油■製）　、ＩＩＨ−６５０（昭和シェル石油■製
）、スタノール８Ｂ（エッソ・スタンダード石油■製）
　、ＭＣＰ９０　　（出光興産■製）　、ＭＣＰ−４３
０（出光興産■製）　、Ｍ１５ＯＮ　　（共同石油■製
）などの鉱油系潤滑剤およびＰＡＯＬ−６０（プレイ社
製）などのポリ　−α−オレフィン、アゾカル−プロ０
ｚ０１＾（無電化工業■製）などのエステル、ＩＩＶ−
１００（日本石油化学■製）などのポリブテンなどのよ
うな合成油などの各種の潤滑油を用いることができ、そ
の中で製品として所望のちょう度を有するように決定さ
れた量のジイソシアネートとモノアミンとを、反応式： ％式％ （式中、Ｒ１およびＲ３は炭素数８〜２２の直鎖状また
は分岐状のアルキル基またはアルケニル基、Ｒ２は炭素
数６〜１５の２価の芳香族炭化水素基を表わす）で示さ
れる反応にしたがって反応させてえられるジウレア化合
物を増ちょう剤として３〜１５％含有するウレアグリー
スに、さらに酸化変性ポリオレフィンおよび／または酸
変性ポリオレフィン０．５〜５％を添加混合してえられ
る。

また本発明においては、ジウレア化合物を増ちょう剤と
して含有するウレアグリースとして市販のジウレアグリ
ースを用いてもよい。

本発明に使用するジウレア化合物の原料である、ジイソ
シアネートとしてはジフェニルメタン−４，４°−ジイ
ソシアネートおよび２，４−トリレンジイソシアネート
などの芳香族ジイソシアネート、またモノアミンとして
はオクチルアミン、カプリルアミン、ラウリルアミン、
ミリスチルアミン、パルミチルアミン、オレイルアミン
およびステアリルアミンなどがあげられる。また、酸化
変性ポリオレフィンおよび酸変性ポリオレフィンとして
は現在市販されている分子量１５００〜５０００のもの
を用いてよく、１種または２種以上を混合して本発明の
グリース中の含有率が０．５〜５．０％となるように用
いる。

前記変性ポリオレフィンとしては、ポリオレフィンの主
鎖に変性基として炭素数２〜８のアルキル基、カルボキ
シル基、ケト基、アルデヒド基、水素基およびアルキル
カルボキシル基またはその無水物が結合しているものを
用いる。

たとえばマレイン酸、フマル酸、チトラコン酸、イタコ
ン酸、ハイミック酸などの不飽和多価カルボン酸または
これらの酸無水物、アルキルエステルなどの不飽和多価
カルボン酸化合物をグラフト化させた変性ポリオレフィ
ンおよびそれを過酸化物の存在下でグラフトさせた変性
ポリオレフイノまたは溶融させたポリオレフィンに酸素
または酸素含ｑガスで酸化した変性ポリオレフィンなど
があげられる。

本発明において酸化変性とは硝酸酸化、オゾン酸化、空
気酸化などの酸化方法を用いたポリオレフィンの変性な
どをいう。酸変性とは不飽和多価カルボン酸またはこれ
らの酸無水物、アルキルエステルなどの不飽和多価カル
ボン酸化合物をポリオレフィンにグラフト化させる変性
などをいう。

叙上の酸化変性ポリオレフィンおよび酸変性ポリオレフ
ィンは従来上として各種樹脂の滑剤、印刷インキまたは
塗料の耐摩耗添加剤、自動車または床のつや出し剤およ
び繊維加工補助剤などとして用いられている。

変性ポリオレフィンの添加量が０．５％未満では添加量
が少なすぎて潤滑性能向上が小さいので効果が少なく、
５％をこえて添加すると一般に用いられるちょう度０．
１または２号のちょう度を出す増ちょう剤（ジウレア化
合物）の割合が所期の必要割合であり、さらに変性ポリ
オレフィンが大量に添加されるのでグリースが硬くなる
ため変性ポリオレフィンはグリース中に０．５〜５％含
有するように添加される。変性ポリオレフィンが境界潤
滑状態を含む混合潤滑領域において、優れた潤滑特性を
示し軸受温度上昇の抑制効果を合するのは、潤滑油膜が
うずくなり金属接触による摩擦が激しくなると同時に摩
擦による発熱の増大が始まる混合潤滑領域において変性
基による金属表面への親和吸着により通常の基油の油膜
以上に良く油膜を形成し、境界１５滑状態となることを
妨げる結果、摩擦係数を低く保ち、発熱を少なくしてい
るものと考えられる。

以下に本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は
かかる実施例のみに限定されるものではない。

実施例に使用した変性ポリオレフィンの種類と性状を第
１表に示す。

実施例１ １００°Ｃの動粘度１５．２ｃｓｔのパラフィン系鉱油
（ＩＩＶＩ−１８０３（昭和’／ｘル石油■製）７０％
、Ｉ（Ｖｌ−６５０（昭和シェル石油■製）３０％）（
以下、基油という）を３０５部（重量部、以下同様）と
ジフェニルメタン−４，４°−ジイソシアネート３６．
４部を反応釜に仕込み加熱しながら撹拌し５０℃にした
。別のビーカーに基油２２０部とオクチルアミン３１．
９部を入れて、混合したものを前記反応釜に撹拌を行い
ながら入れ反応させた。反応熱により温度が８５℃とな
った。少しずつ加熱撹拌し、８５〜９５℃に保ちながら
１０分間撹拌して反応を終了させた。別のビーカーに基
油２２０部とステアリルアミン１１．７部を入れ加熱に
より７０℃を保ちながら撹拌しステアリルアミンを基油
に溶解した。これを前記反応釜に加え少しずつ加熱撹拌
し、９０〜１００℃に保ちながら３０分間撹拌したのち
、さらに１７０℃まで加熱し、その温度で３０分間撹拌
して反応を終了させた。そののち反応釜の外壁を冷油を
用いて７０℃まで冷却した。

また、別のビーカーに基油１８０部に第１表に示す変性
ポリオレフィン１を１５部添加し１４０℃に加熱し溶解
したのち、７０℃まで冷却した。これを前記反応釜に入
れ１０分間撹拌したのち、搬出し３段ローラーミルでミ
ーリングしグリースをえ、試料とした。えられた試料に
用いた原料の配合量を第２表に示す。

実施例２ 実施例１と同様の方法にしたがって、第１表に示す変性
ポリオレフィン２および第２表に示す原料を、同表に示
す配合量用いてグリースをえ、試料とした。

実施例３ 実施例１と同様の方法にしたがって、第１表に示す変性
ポリオレフィン６および第２表に示す原料を、同表に示
す配合量用いてグリースをえ、試料とした。

実施例４ 実施例１と同様の方法にしたがって、第１表に示す変性
ポリオレフィン７および第２表に示す原料を、同表に示
す配合量用いてグリースをえ、試料とした。

実施例５ 実施例１と同様の方法にしたがって、第１表に示す変性
ポリオレフィン８および第２表に示す原料を、同表に示
す配合量用いてグリースをえ、試料とした。

実施例６ 実施例１でえた試料９５２．４　Ｎに極圧添加剤として
ジンクジチオフォスフェート１４．３部、ナフテン酸鉛
１６．６部および硫化オレフィン１６．７部を第２表に
示す量、グリースの入った羽根つき撹拌機に入れて混合
し試料をえた。

比較例１ 変性ポリオレフィンを添加混合せず、実施例１と同様の
方法にしたがって、第２表に示す原料を同表に示す配合
量用いてグリースをえ、試料とした。

比較例２ 変性ポリオレフィンを添加混合せず、実施例６と同様の
方法にしたがって、第２表に示す原料を同表に示す配合
量用いてグリースをえ、試料とした。

比較例３ 実施例１と同様の方法にしたがって、第１表に示す変性
ポリオレフィン８および第２表に示す原料を同表に示す
配合量用いてグリースをえ、試料とした。

比較例４ 実施例１と同様の方法にしたがって、第１表に示す変性
ポリオレフィン１および第２表に示す原料を同表に示す
配合量用いてグリースをえ、試料とした。

比較例５〜７ 比較例５〜７では、それぞれ種類の異なる市販品ウレア
グリースを試料として用いた。

叙上の実施例１〜６および比較例１〜７の試料を以下に
述べる性状および性能評価試験に供した。

（軟かさおよび耐熱性の評価） ちょう度および滴点試験 ちょう度および滴点試験はＪＩＳ−Ｋ　２２２０にした
がって行なった。その結果を第２表に示す。

本発明の使、用目的は主としてＮｏ、１ちょう度（規格
：　３１０〜３４０）のグリースについて研究したもの
で、全サンプルとも規格に入れて比較した。

（油分離安定性の評価） 離油度試験 離油度試験は月Ｓ−Ｋ　２２２０にしたがって行なった
。その結果を第２表に示す。

１００℃では比較例６が６．２％と大きく、ついで１５
０℃では比較例２の６．３％、比較例４の１２．５％、
比較例６の５．８％と大きかった。

（機械安定性の評価） シェルロールテスト ＡＳＴＭ（Ａｍｅｒｌｃａｎ　５ｏｃｌｅｔｙ　Ｆｏｒ
　ＴｅｓｔｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ）−０１８３１の
シェルロール試験機を用い、８０℃および１３０℃でそ
れぞれ水θ％２４時間運転し、試験前後のちょう度変化
の大きさにより機械安定性の良否をみた。その結果を第
２表に示す。とくに軟化および硬化もしないグリースが
よい。定説はないがＮｏ、０ちょう度（規格＝３５５〜
３８５）の上限範囲内であればよいと考えられている。

比較例７は８０℃で軟く不良であった。また実施例はす
べて良好であった。

（含水せん断安定性の評価） シェルロールテスト ＡＳＴＭ−０１８３１のシェルロール試験機を用い、試
料グリースに水を１０％含ませて試験した。４０℃およ
び８０℃で２４時間運転し、試験前後のちょう度変化の
大きさにより含水せん断安定性の良否をろた。その結果
を第２表に示す。とくに軟化および硬化もしないグリー
スがよい。定説はないがＮｏ−０ちょう度（規格：３５
５〜３８５）の上限範囲内であればよいと考えられてい
る。比較例７は４０℃および８０℃で軟かく不良で、比
較例６は４０℃でかなり軟化した。また比較例５は４０
℃で少し硬化した。なお実施例はすべて良好であった。

（潤滑性能の評価） 急勾配形円すいころ軸受による高スラスト荷重試験（以
下、ｐｖ試験という） 急勾配円すいころ軸受（内径７０關φ、外径１５０＋＋
ｕｓφ）の外輪を軸受箱に固定し、内輪を２個の支持軸
受で支えられた回転軸にすべりのないように固くはめこ
み、軸受箱を油圧でスラスト方向に押して、円すいころ
軸受の小端側から大端側に向かってスラスト荷重をかけ
、回転試験を行なった。このスラスト荷重は円すいころ
大端面と内輪つば案内面に大きな面圧を与える。

このスラスト荷重と回転数は実際の軸受の条件に対応で
き、またこの部分の摩擦による温度変化を測定するため
、内輪大径つば面に測温端子をとりつけた。この試験は
通常低い荷重、回転数からはじめ順次条件をきつくし、
本試験では第３表に示す条件１〜３の３条件における軸
受内輪つばの最高温度と最高温度を示した時期の最高温
度と最低温度との温度振幅をｎ１定し、その結果を第２
表に示す。

なお条件１および２においては本発明のグリースが主と
して製鋼圧延機のロール軸受用であって、ロール冷却用
の冷却水が大量に軸受箱にかかり、軸受内にもかなり入
ってグリースに影響を与えるためグリース１０％の工業
用水を混和して試験を行なった。

条件１では実施例１〜６と比較例４および６とは最高温
度が１００℃以下であるが、比較例１．２．３．５およ
び７は１０５℃以上と高く、また温度振幅も１０℃以上
と大きかった。

条件２では実施例１〜６と比較例２．３．４および６は
最高温度が１３０℃以下であるが、比較例１，５および
７は１３０℃以上であり、また温度振幅は実施例１〜６
と比較例４および６は３℃以下であるが、比較例１．２
．３．５および７は１２℃以上とかなり大きかった。

条件３では実施例１〜６は１３０℃であるが、比較例１
〜７は１４０℃以上であり、あきらかに実施例１〜６が
優れていた。とくに比較例１．２．５および７は１６５
℃以上となり、試験機が故障する危険性があるため中止
したので記録は１６５℃以上とした。

また、条件３では、前記温度の試験時間を合わせ１３．
５時間後のグリースの軸受からの流出性すなわち軸受箱
内でのグリースの保持性評価のために軸受内からの試料
の、漏洩量を重量でＡＪＪ定し、軸受内によく付着して
残る量の多少評価のため軸受内残存量を総封入グリース
量から漏洩量、軸受箱残存量を差引いた重量で測定し、
および軸受内でグリースがぜん断され、軟化する度合の
評価のため試験前と試験後とのちょう度変化を測定して
その差をちょう度変化とし、その結果を第２表に示す。

漏洩量は実施例１〜６および比較例１〜４においては１
６０ｇ以下であり、比較例５〜７は１６０ｇ以上であり
、実施例１〜６は保持性が全般に良好であった。また軸
受内残存量も実施例１〜６は比較例１〜７に比べ多かっ
た。

ちょう度変化は比較例１〜７では６０以上のものが多い
が実施例１〜６では６０以下で軟化が少なく、安定して
いた。

軸受鋼によるチムケン耐荷重能試験法 高い接触面圧下のころと内外輪に生じるスミアリングに
対する防止性を評価するために軸受鋼によるチムケン耐
荷重能試験を行なった。

ＪＩＳ−Ｋ　２２２０−５．１８の試験機を用いて、テ
ストカップには円すいころ軸受カップ０９１９５を使い
、テストブロックは円筒スラスト軸受１ｆＳ８１１２８
を切断し使用した。各試料をテストブロックの上面部へ
０．５ｇ塗布した。耐荷重能はＪ！Ｓ−に２２２０−５
．１６の方法によった。その結果を第２表に示す。

変性ポリオレフィンのみ添加した実施例１〜５は２２Ｌ
ｂｆであったが、変性ポリオレフィンの添加量が０．３
％の比較例３および添加していない比較例１は１５Ｌｂ
ｌ’と低くなっていて実施例の結果が示すように変性ポ
リオレフィン添加により耐荷重能が向上することがわか
った。

見掛粘度 また、見掛粘度をＪＩＳ−Ｋ　２２２０−５．１５の測
定方法にしたがってｍｊ定した。その結果を第２表に示
す。見掛粘度が低いほど圧送性、すなわち配管でグリー
スを送るときの送りやすさがよくなるので好ましい。比
較例４に示すように変性ポリオレフィンワックスの添加
量が増すと見掛粘度か大幅に増加することがわかった。

［以下余白］ 第　　３ 表 （注） ＊１：条件１．２の試験での軸受内グリース充填量は８
０ｇ、小端側、大端側空間に各６０ｇ、合計２００ｇ。

木２：条件３では初期充填量は条件１．２と同じで、テ
スト５時間後、１０時間後に軸受内にさらに６０ｇ追加
。

［発明の効果コ 本発明のウレアグリース組成物は、ウレアグリースに変
性ポリオレフィンを添加することにより、円すいころ軸
受用グリースとしてもつとも必要な潤滑性能、すなわち
高スラスト荷重の円すいころ軸受のすべり摩擦部分に対
する潤滑性能がとくにすぐれ、軸受の温度上昇が少ない
ことに関して従来から使用されてきたグリースを明らか
に上回る潤滑効果を奏する。

さらに、本発明のウレアグリース組成物は、圧延機ロー
ルネック軸受用グリースとして必要な機械安定性、含水
せん断安定性および圧送性にすぐれた効果を奏する。

また、本発明の円すいころ軸受用グリース組成物は使用
時に軸受からの漏洩量も少なく、軸受内部によく保持さ
れ、浦切れを生じにくいものである。

したがって、本発明のウレアグリース組成物は、過酷な
使用条件における軸受の摩耗を抑制しうるちのであり、
長時間安定した潤滑剤として使用しうるちのである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　ウレアグリースに酸化変性ポリオレフィンおよび／
   または酸変性ポリオレフィンを０．５〜５重量％添加混
   合してなる円すいころ軸受用ウレアグリース組成物。