JPWO2014087979A1

JPWO2014087979A1 - グリース封入軸受

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Publication number: JPWO2014087979A1
Application number: JP2014551095A
Authority: JP
Inventors: 晴香神田; 宣行稲見; 外尾　道太; 道太外尾; 横内　敦; 敦横内; 今野　勝広; 勝広今野
Original assignee: Kyodo Yushi Co Ltd
Current assignee: Kyodo Yushi Co Ltd
Priority date: 2012-12-03
Filing date: 2013-12-02
Publication date: 2017-01-05
Also published as: EP2927523A1; WO2014087979A1; CN105008738A; EP2927523A4; US20150307805A1

Abstract

増ちょう剤が、一般式（１）で表されるジウレア化合物またはその混合物である増ちょう剤と、アルキルジフェニルエーテル油を含み、任意成分としてポリα−オレフィン油を含み、かつ、質量比で、アルキルジフェニルエーテル油：ポリα−オレフィン油＝４０：６０〜１００：０である基油とを含むグリース組成物を封入したグリース封入軸受。一般式（１）：Ｒ１−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ２−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ３（式中、Ｒ１、Ｒ３の少なくとも一方は炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基であり、他方は炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基もしくは炭素数６〜２０の脂肪族炭化水素基である。Ｒ２は炭素数６〜１５の芳香族炭化水素基である。）

Description

本発明は、グリースを封入し、密封した軸受に関し、鉄鋼設備や建機、鉱山機械等で連続鋳造工程等のロール支持装置、パレット用台車、テーブルローラ、リンガーロール、コンベア等に用いられる軸受に関する。

鉄鋼設備や建機、鉱山機械等で連続鋳造工程等のロール支持装置、パレット用台車、テーブルローラ、リンガーロール、コンベア等に用いられる転がり軸受（一般には、ころ軸受）では、低速、高荷重、高温かつ外部から冷却水やスケールがかかる使用環境であるため、油膜が形成しにくい非常に過酷な条件で使用されている。このような過酷な条件に用いられる転がり軸受は高粘度基油により油膜厚さを確保し、かつ高ちょう度とすることにより流動性を高めたグリースを軸受内に連続給脂させることにより、常に新品状態のグリースを接触面に供給し潤滑不良の発生を抑制してきた。

しかし、連続給脂法ではグリース給脂時に外部から水やスケールが混入する場合があるため、潤滑不良発生を完全に抑制することは困難であり、潤滑不良が発生した場合、極低速かつ高荷重条件で回転しているため過大な摩耗が発生し、場合によってはリングが破損するという問題があった。また、ロールメンテナンス期間中にライン外に保管していた軸受内に水の影響により錆が発生し、メンテナンス終了後運転再開時に錆が起点となってリングが破損する場合もあった。

潤滑不良による損傷を防止するために、例えば特許文献１では、転動体にＣを０．６〜１．３質量％、Ｃｒを８〜２０質量％含有する合金鋼を用い、内輪または外輪の内の少なくとも一方に浸炭処理または浸炭窒化処理を施した転がり軸受を提案している。また、錆発生を防止するために、例えば特許文献２では界面活性剤、コハク酸誘導体、金属スルホネート及びベンゾトリアゾール系化合物を添加して防錆性能を高めたグリース組成物を提案している。

日本国特開平９−２６４３２８号公報日本国特開２００９−１８５０８４号公報

しかしながら、連続給脂法では水やスケールの混入が避けられないため、上記対策では潤滑不良や錆発生の防止が不十分である場合があった。また大量のグリースを使い捨てとするため作業環境の悪化や環境に悪影響を与える場合があった。

そこで本発明は、外部からの水やスケールの混入を防止することによる潤滑不良や錆発生を防止するとともに、グリースを封入、密封してグリースの消費量を大幅に低減した軸受を提供することを目的とする。

グリース組成物を密封することにより、連続給脂法と比べてグリース消費量を大幅に低減することができるが、密封されたグリース組成物には、軸受内で長期間安定して円滑な潤滑を行なうことが要求され、低速、高荷重、高温条件においても十分な油膜を形成すると共に、耐グリース漏洩性、熱安定性、シール材料との相性に優れる必要がある。

油膜厚さは転がり速度の約０．６７乗に比例することが知られており、低速になるほど油膜厚さが薄くなり表面同士が直接接触しやすい過酷な潤滑条件となる。そして、極低速・高温・水混入条件における油膜形成性法を鋭意検討した結果、芳香族ジウレア化合物を増ちょう剤に用いることにより油膜厚さ増加が図られること、脂肪族ジウレア化合物を用いることにより接触面へのグリース流入性が向上することが明らかになり、芳香族ジウレアと脂肪族ジウレア化合物を混合することにより接触面に安定して厚い油膜が形成できることを見出した。

また、芳香族ジウレア化合物と脂肪族ジウレア化合物とを比較すると、芳香族ジウレア化合物は比較的太くて短い繊維形状を持ち、一定のちょう度を得るために多くの増ちょう剤量を必要とするのに対し、脂肪族ジウレア化合物は細くて長い繊維形状であり、一定のちょう度を得るための増ちょう剤量は少量となる。そして、接触面に太い芳香族ジウレア化合物が入り込むことにより油膜が厚くなると考えられ、特に極低速域において基油よりも十分厚い油膜を形成する。また、脂肪族ジウレア化合物は接触面近傍でせん断を受けることにより繊維の向きが揃うために攪拌抵抗が小さくなりグリース流動性が向上すると考えられる。そのため、芳香族ジウレア化合物と脂肪族ジウレア化合物との混合割合を調整することにより、特に極低速条件における油膜厚さとグリース流動性を向上することが可能となる。

更に、基油にアルキルジフェニルエーテル油を用いることにより、連続鋳造設備用軸受が曝されるような高温環境においても給脂なしで長期間初期性能が維持できることが明らかになった。

そして、本発明のグリース封入軸受の主たる用途である鉄鋼設備や建機、鉱山機械等で連続鋳造工程等のロール支持装置、パレット用台車、テーブルローラ、リンガーロール、コンベア等に用いられる自動調心ころ軸受、多列円すいころ軸受等の油膜厚さが薄くなる過酷な条件で用いられる転がり軸受おいて、過度な摩耗を発生させない条件を検討した結果、転がり速度０．０１ｍ／ｓ、８０℃、最大面圧０．５ＧＰａ、イオン交換水をグリース全量に対し１０質量％添加した条件での油膜厚さが４０ｎｍ以上であり、かつ、せん断速度１０００ｓ^−１、８０℃における１分後の見かけ粘度が０．３Ｐａ・ｓ以上１．０Ｐａ・ｓ以下であるグリース組成物が最適であることを見出した。

油膜厚さは上記した転がり速度の他、温度や面圧の影響を受け、高温、低速、高面圧条件で油膜は薄くなる。特に温度と転がり速度の影響が大きく、油膜厚さは温度、転がり速度の約０．６７乗に比例する。例えば、ロール支持装置、特に鉄鋼連続鋳造工程で用いられるものは数ｍｉｎ^−１程度の極低速で回転している場合があり、油膜の形成が非常に困難であるが、転がり速度０．０１ｍ^２／s、８０℃、最大面圧０．５ＧＰ条件で中央油膜厚さを４０ｎｍ以上とすることにより過度な摩耗を防止できることを見出した。従来技術では油膜厚さを確保するために動粘度の高い基油を用いる方法が用いられてきたが、高温になるほど基油粘度が低下するため８０℃で４０ｎｍ以上の油膜厚さを実現することは困難であった。また、過度な動粘度増大は攪拌抵抗増加による発熱、及びそれに伴う油膜厚さ低下を招き十分な油膜形成効果が得られない場合があった。

グリース組成物は、潤滑油に比べて流動性が劣るため接触面への流入性が不十分となり枯渇潤滑を発生させる場合がある。ころ軸受は接触面が線接触であるためグリースが接触面中央部に流入しにくい場合があり枯渇潤滑が発生しやすい。枯渇潤滑発生による過度な摩耗の発生を防止するため、せん断がかかる条件での流動性を検討した結果、見かけ粘度がせん断速度１０００ｓ^−１、８０℃、１分後に１．０Ｐａ・ｓ以下、好ましくは０．６Ｐａ・ｓ以下とすることにより枯渇潤滑発生を防止し油膜を安定形成できることを見出した。

グリース密封軸受において、潤滑不良を起こす要因としてグリース漏洩による接触面へのグリース供給不足が挙げられる。過度に流動性が高いグリースは、グリース漏洩を引き起こしやすい。そこで、グリース密封軸受においてグリース流動性と漏洩性を調査した結果、見かけ粘度がせん断速度１０００ｓ^−１、８０℃、１分後に０．３Ｐａ・ｓ以上であればグリース漏洩が長期にわたって抑制できることを見出した。

本発明はこのような知見に基づきものであり、上記の目的を達成するために下記グリース密封軸受を提供する。
（１）内輪と外輪との間に複数の転動体を転動自在に保持するとともに、増ちょう剤と基油とを含有するグリース組成物を充填し、前記増ちょう剤が、一般式（１）で表されるジウレア化合物またはその混合物であり、前記基油は、アルキルジフェニルエーテル油を含み、任意成分としてポリα−オレフィン油を含み、かつ、該基油におけるアルキルジフェニルエーテル油とポリα−オレフィン油との質量比がアルキルジフェニルエーテル油：ポリα−オレフィン油＝４０：６０〜１００：０であることを特徴とするグリース封入軸受。
一般式（１）：Ｒ１−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ２−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ３
（式中、Ｒ１、Ｒ３の少なくとも一方は炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基であり、他方は炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基もしくは炭素数６〜２０の脂肪族炭化水素基である。Ｒ２は炭素数６〜１５の芳香族炭化水素基である。）
（２）前記ジウレア化合物またはその混合物におけるＲ１とＲ３との合計量の４０質量％以上が芳香族炭化水素基であり、前記グリース組成物のせん断速度１０００ｓ^−１、８０℃における１分後の見かけ粘度が０．３Ｐａ・ｓ以上１．０Ｐａ・ｓ以下であり、転がり速度０．０１ｍ／ｓ、８０℃、最大面圧０．５ＧＰａ、イオン交換水をグリース全量に対し１０質量％添加した条件での油膜厚さが４０ｎｍ以上であることを特徴とする上記（１）記載のグリース封入軸受。
（３）鉄鋼設備や建機、鉱山機械で、連続鋳造工程のロール支持装置、パレット用台車、テーブルローラ、リンガーロール、コンベアに用いられることを特徴とする上記（１）または（２）記載のグリース封入軸受。

本発明の軸受に封入されるグリース組成物は、アルキルジフェニルエーテル油を含有する、好ましくは主成分として含有する基油が高温環境においても長期間初期性能が維持できるとともに、増ちょう剤として油膜厚さ向上効果に優れる芳香族ジウレア化合物とグリース流動性向上効果に優れる脂肪族ジウレア化合物とを配合することにより、油膜が形成されにくい極低速・高温・水混入条件においても油膜を安定形成でき、表面損傷を発生させない円滑な潤滑が可能で、更には水混入条件下においても優れた耐摩耗性を示す。そのため、本発明のグリース封入軸受は、極低速・高温・水混入条件下のように、非常に過酷な使用環境下においても軸受損傷を抑制して優れた耐久性を有する。また、グリース密封方式の場合には、グリースの消費量を大幅に低減できる。

本発明のグリース封入軸受の一例（自動調心ころ軸受）を示す断面図である。増ちょう剤における芳香族ジウレア化合物の割合と耐摩耗性との関係を示すグラフである。油膜厚さと耐摩耗性との関係を示すグラフである。見かけ粘度と耐摩耗性との関係を示すグラフである。

以下、図面を参照して本発明について詳細に説明する。

本発明のグリース封入軸受は、特にロール支持装置に用いられる転がり軸受に好適であるが、このような軸受は高荷重が負荷されるため、自動調心ころ軸受、多列円すいころ軸受、多列円筒ころ軸受、複列玉軸受等が用いられている。図１は、その一例を示す断面図である。

図示されるグリースを封入した密封軸受１０Ａは、自動調心ころ軸受であり、内周面に球面状の外輪軌道溝１１ａが形成された外輪１１と、外周面に球面状の内輪軌道溝１２ａが２列に形成された内輪１２と、保持器１３によって回動自在に保持され、外輪軌道溝１１ａと内輪軌道溝１２ａとの間に２列に整列して転動自在に配設された複数の転動体である樽形のころ１４と、外輪１１及び内輪１２間の軸方向両端部にそれぞれ配設されて軸受内部を密封する密封装置１５とを備える。

密封装置１５は、金属板が断面略Ｌ字型のリング状に形成された芯金２１と、ゴムなどの弾性材料により形成された弾性シール体２２とを有し、弾性シール体２２は、芯金２１の表面側に添着されている。弾性シール体２２は、芯金２１から更に内径方向に延設され、内径側にシールリップ２２ａが設けられている。

また、密封装置１５は、芯金２１が外輪１１の両端部に設けられた内周面１１ｂに圧入されて固定されると共に、コイルばね２３によって縮径方向に付勢されているシールリップ２２ａが、内輪１２の外周面１２ｂに弾性的に摺接して外輪１１と内輪１２との間をシールしている。

更に、芯金２１の側面には、長手方向が芯金２１の円周方向に沿って延びる複数の長穴２４が形成されている。長穴２４は、芯金２１に添着する弾性シール体２２によって塞がれており、長穴２４に対応する部分の弾性シール体２２が弾性変形部２６を構成している。この弾性変形部２６は、０．０１ｍｍ程度の膜状の厚さから弾性シール体２２の板厚と同等の厚さで形成され、軸受内部の圧力に応じて容易に弾性変形可能である。

弾性材料としては、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、耐熱型ニトリルゴム（ｓＮＢＲ）、水素添加ニトリルゴム（ｈＮＢＲ）アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素ゴム等が用いることができ、特に耐熱性に優れる耐熱型ニトリルゴム（ｓＮＢＲ）、水素添加ニトリルゴム（ｈＮＢＲ）アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素ゴムが好ましく、フッ素ゴムが特に好ましい。

上記軸受１０Ａにはグリース組成物が充填され（図示せず）、密封装置１５により密封されるが、本発明では、転がり速度０．０１ｍ／ｓ、８０℃、最大面圧０．５ＧＰａ、イオン交換水をグリース全量に対し１０質量％添加した条件での油膜厚さが４０ｎｍ以上、好ましくは５０ｎｍ以上、更に好ましくは６０ｎｍ以上であり、かつ、せん断速度１０００ｓ^−１、８０℃における１分後の見かけ粘度が０．３Ｐａ・ｓ以上１．０Ｐａ・ｓ以下、好ましくは０．４５Ｐａ・ｓ以上０．６Ｐａ・ｓ以下、更に好ましくは０．５Ｐａ・ｓ以上０．６Ｐａ・ｓ以下であるグリース組成物を密封する。

グリース組成物の組成は、上記の物性を満足するかぎり制限はないが、増ちょう剤として一般式（１）で表され、かつ、Ｒ１基とＲ３基との合計量の１５質量％以上、好ましくは４０質量％以上、より好ましくは６８質量％以上が芳香族炭化水素基であるジウレア化合物が好ましい。
一般式（１）：Ｒ１−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ２−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ３
（式中、Ｒ１、Ｒ３は炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基もしくは炭素数６〜２０の脂肪族炭化水素基であり、Ｒ１とＲ３は同一でも、異なっていてもよい。また、Ｒ２は炭素数６〜１５の芳香族炭化水素基である。）

芳香族ジウレア化合物は、脂肪族ジウレア化合物や脂環族ジウレア化合物といった他のウレア化合物と比較すると太くて短い繊維形状を持つ。接触面に太い芳香族ジウレア繊維が入り込むことにより油膜が厚くなると考えられ、特に極低速域において基油よりも十分厚い油膜を形成できる。Ｒ１基とＲ３基の全量が芳香族炭化水素基である芳香族ジウエア化合物を増ちょう剤とした場合、見かけ粘度はちょう度の最適化により調整できる。

また、接触面へのグリース流入性の向上法を鋭意検討した結果、Ｒ１基とＲ３基の全量が脂肪族炭化水素基からなる脂肪族ジウレア化合物、もしくは脂肪族／芳香族ジウレア化合物を用いることにより、せん断がかかった状態での見かけ粘度を制御できることを見出した。脂肪族ジウレア化合物は、芳香族ジウレア化合物と比較すると細くて長い繊維形状を有する。脂肪族ジウレア化合物は、接触面近傍でせん断を受けることにより繊維の向きが揃うために攪拌抵抗が小さくなり、グリース流動性が向上すると考えられる。

厚い油膜厚さと接触面への流入性を共に高めるためには、芳香族ジウレア化合物と脂肪族ジウレア化合物とを混合して用いることが好ましい。

厚い油膜厚さを形成させる効果を高めるためには、両末端に芳香族炭化水素基を有する一般式（２）の芳香族ジウレア化合物を増ちょう剤全量の４０質量％以上含むことが好ましい。
一般式（２）：Ｒ４−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ２−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ４
（式中、Ｒ４は炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基である。）

また、厚い油膜厚さと流入性ともに向上させるために、一般式（２）の芳香族ジウレア化合物と、一般式（３）の脂肪族ジウレア化合物を重量比（％）として４０：６０〜９５：５、更に好ましくは６８：３２〜９５：５の割合で混合して用いることが好ましい。
一般式（３）：Ｒ５−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ２−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ５
（式中、Ｒ５は炭素数６〜２０の脂肪族炭化水素基である。）

ジウレア化合物の二つの末端基に占める芳香族炭化水素基の重量比が４０％未満であると十分な油膜厚さ増加効果が得られず、過度な摩耗が生じる場合がある。脂肪族炭化水素基を含むことによりグリース流入性が向上し、枯渇潤滑発生を抑制する効果が得られる。

一般式（１）、一般式（２）及び一般式（３）に示されるジウレア化合物は、通常、ジイソシアネートとモノアミンの反応で得られる。反応後にＲ２となるジイソシアネートとしては、２、４−トリレンジイソシアネート、２、６−トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン４、４′−ジイソシアネート、ナフチレン−１、５−ジイソシアネート等の芳香族イソシアネート及び、これらの混合物である。Ｒ１、Ｒ３、Ｒ４となるモノアミンはアニリン、ベンジルアミン、トルイジン、クロロアニリン等の芳香族アミンである。Ｒ１、Ｒ３、Ｒ５となるモノアミンはオクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン、トリデシルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ヘプタデシルアミン、オクタデシルアミン、ノニルデシルアミン、エイコシルアミン等の直鎖アミンである。

見かけ粘度がせん断速度１０００ｓ^−１、８０℃、１分後に０．３Ｐａ・ｓ以上１．０Ｐａ・ｓ以下とするためには、混和ちょう度が２８０以上３４０以下であることが好ましい。

ジウレア化合物に脂肪族炭化水素基を導入することにより、同等の混和ちょう度でもせん断速度１０００ｓ^−１、８０℃、１分後の見かけ粘度を低減できるため好ましい。

グリース組成物の基油にも制限はないが、耐熱性及び弾性部材との相性に優れるポリアルファオレフィン、エーテル油を用いることができる。エーテル油としてはジアルキルジフェニルエーテル油、アルキルトリフェニルエーテル油、アルキルテトラフェニルエーテル油等を使用することができる。特に主成分をアルキルジフェニルエーテル油、副成分をポリαオレフィン油とし、アルキルジフェニルエーテル油とポリαオレフィン油の質量比が４０：６０〜１００：０、好ましくは６０：４０〜１００：０、より好ましくは８５：１５〜１００：０、更に好ましくは１００：０とする。基油全体での動粘度は４０℃で７０ｍｍ^２／ｓ〜１５０ｍｍ^２／ｓ、好ましくは７０ｍｍ^２／ｓ〜１００ｍｍ^２／ｓである。

グリース組成物には、目的に応じて種々の添加剤を添加することができる。例えば、鉄鋼連続鋳造設備では外部から水が混入しやすい条件にあるため、特にロールメンテナンス期間中にライン外に保管していた軸受内に錆が発生する場合がある。このような錆の発生を防止するため、防錆添加剤を配合することが好ましい。防錆添加剤としては、例えば、カルボン酸及びその誘導体（アルケニルコハク酸無水物、アルケニルコハク酸エステル、アルケニルコハク酸ハーフエステル、アルケニルコハク酸イミド等）、カルボン酸塩（脂肪酸、二塩基酸、ナフテン酸、ラノリン脂肪酸、アルケニルコハク酸等のアミン塩）、スルホン酸塩（スルホン酸のＢａ塩、Ｚｎ塩、Ｎａ塩等）、不働態化剤（亜硝酸Ｎａ、モリブデン酸Ｎａ等）、エステル（ソルビタントリオレート、ソルビタンモノオレート等）、金属腐食防止剤（ベンゾトリアゾール及びその誘導体、酸化亜鉛等）を用いることができ、特にエステル、カルボン酸及びその誘導体、スルホン酸金属塩が好ましい。

長期間におけるグリース性能維持を図るため、酸化防止剤を好適に使用することができる。酸化防止剤としては、例えば、アミン系酸化防止剤（α−ナフチルアミン、フェニルα−ナフチルアミン、アルキル化フェニルα−ナフチルアミン、アルキル化ジフェニルアミン等）、フェノール系酸化防止剤（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ジブチル−ｐ−クレゾール、オペンタエリスリチルテトラキス〔３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕、オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート等のヒンダードフェノール等）、キノリン系酸化防止剤（２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合体等）を用いることができ、特にアミン系酸化防止剤が好ましく、中でもアルキル化ジフェニルアミンである。また、これらを２種以上混合使用してもよい。これら酸化防止剤の含有量は、グリース組成物全量の０〜１０質量％、好ましくは０．５〜１０質量％、より好ましくは０．８〜７質量％である。

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。

（実施例１〜２４、比較例１〜２）
表１に示す組成の試験グリースを調製した。その際、実施例１〜７、１７〜２０では、芳香族ジウレア化合物（ｔＡ）を増ちょう剤とするグリース組成物と、脂肪族ジウレア化合物（ｔＢ）を増ちょう剤とするグリース組成物とを別々に調製し、両グリース組成物を混合して試験グリースを調製した。尚、芳香族ジウレア化合物（ｔＡ）と脂肪族ジウレア化合物（ｔＢ）との混合比は表１に示すとおりである。また、増ちょう剤ｔＡではイソシアネートとしてＴＤＩ、モノアミンとしてｐ−トルイジンを用い、増ちょう剤ｔＢでは、イソシアネートとしてＭＤＩ、モノアミンとしてオクチルアミンを用いた。

また、実施例１０〜１６、２１〜２４では、芳香族アミン化合物と脂肪族アミン化合物とを基油中で同時反応させ、反応生成物（ｔＣ）を増ちょう剤とする試験グリースを調製した。また、実施例１１〜１６では、両末端が芳香族炭化水素である芳香族ジアミンを４０質量％含む。

尚、ｔＣにおける芳香族炭化水素基と脂肪族炭化水素基の質量比は表1に示すとおりである。増ちょう剤ｔＣではイソシアネートとしてＭＤＩ、モノアミンとしてｐ−トルイジン及びオクチルアミンを用い、基油中で２種類のモノアミンをイソシアネートと同時反応させることにより調製した。尚、ＭＤＩはジフェニルメタン４，４´−ジイソシアネートの略で、ＤＴＩは２，４−トリレンジイソシアネートと２，６−トリレンジイソシアネートとの混合物の略である。

尚、基油には、アルキルジフェニルエーテル油（ＡＤＥ）、合成炭化水素油（ＰＡＯ）、鉱油を用いた。また、基油の動粘度は表に示すとおりである。

そして、各試験グリースについて、下記に示す（１）油膜厚さ測定、（２）見かけ粘度測定、（３）流入性評価及び（４）耐摩耗性評価を行った。

（１）油膜厚さ測定
ボールオンディスク試験機を用いた光干渉法により接触面内の油膜厚さを測定した。ボール材質はＳＵＪ２、ディスクはガラスディスクの片面にクロムコーティング及びシリカコーティングを行なったものを用いた。測定条件は、雰囲気温度８０℃、転がり速度０．０１ｍ／ｓ、最大面圧０．５ＧＰａとした。試験グリースには、予めイオン交換水を１０質量％添加した後、ガラス棒で２０回（１秒当り１回）、全体が混ざるように撹拌し、その後、遊星式撹拌・脱泡装置を用いて先ず公転数１０００ｍｉｎ^−１、自転数０ｍｉｎ⁻にて６０秒撹拌し、次いで公転数１０００ｍｉｎ^−１、自転数７００ｍｉｎ⁻にて４０秒撹拌してグリース中に水を均一に分散させたものを用いた。そして、試験グリースが接触面に常時供給された状態で測定を行った。

（２）見かけ粘度測定
見かけ粘度は直径２５ｍｍのパラレルプレートを用いたレオメータにより測定した。ギャップ０．１ｍｍの間に試験グリースを満たし、せん断速度１０００ｓ^−１、８０℃一定条件で見かけ粘度を測定し、1分後の値により評価した。

（３）流入性評価
油膜厚さ測定と同様の装置を用いて、接触面を含むディスク平面のグリース流動挙動観察により、接触面への試験グリースの流入性を評価した。即ち、クロムコーティング及びシリカコーティングを行ったディスク表面に、予め１０質量％のイオン交換水を添加した試験グリースを一定の厚みで塗布し、試験グリースがボールにより転走面から排除され接触面に流入されなくなるまでの時間により流入性を評価し、試験グリースと大気との気液界面が接触面端面に触れるまでの時間を計測した。そして、比較例１の時間を１とする相対値を求めた。この相対値が大きいほど長期間接触面が試験グリースで満たされ続けており、流入性に優れることを示す。

（４）耐摩耗性評価
自動調心ころ軸受を用いて耐摩耗性評価を行った。試験軸受は内径５５ｍｍ、外径１００ｍｍ、幅４１ｍｍのシール付き自動調心ころ軸受である。シールの材質はフッ素ゴムとした。試験は、イオン交換水を１０質量％添加した試験グリースを軸受内一杯に封入し、シール外部にイオン交換水を1日当たり２０ｍｌ注水、回転数３ｍｉｎ^−１、ラジアル荷重４００００Ｎ、８０℃、５００時間条件で行い、最大摩耗深さを測定した。比較例１の最大摩耗深さを１とし、相対比較を行なった。

上記の測定結果及び評価結果を表１に示すとともに、図２に実施例２〜５、実施例８〜１１、１９からジウレア化合物における脂肪族基割合と耐摩耗性との関係示す。また、図３に実施例１〜１７及び比較例１から油膜厚さと耐摩耗性との関係を示す。更に、図４に実施例１〜１７及び比較例１から見かけ粘度と耐摩耗性との関係を示す。

実施例１〜２４より、増ちょう剤が一般式（１）で表されるジウレア化合物またはその混合物であり、基油がアルキルジフェニルエーテル油を含み、任意成分としてポリα−オレフィン油を含み、前記基油における前記アルキルジフェニルエーテル油とポリα−オレフィン油との質量比が４０：６０〜１００：０であることにより、摩耗を抑制できることが分かる。

実施例１〜１７より、油膜厚さが転がり速度０．０１ｍ／ｓ、８０℃、最大面圧０．５ＧＰa条件で４０ｎｍ以上であり、見かけ粘度がせん断速度１０００ｓ^−１、８０℃、１分後に０．３Ｐａ・ｓ以上１．０Ｐａ・ｓ以下であるグリース組成物を封入した密封装置付き転がり軸受を用いることにより、低速、高荷重、高温かつ水混入条件下においても摩耗を抑制できることがわかる。

実施例３、４、２２、２３は増ちょう剤の種類が同一であるが、調製方法の違いにより増ちょう剤繊維の組成、構造が異なる。脂肪族ジウレアと芳香族ジウレアとを別々に合成した後に混合した実施例３及び実施例４は、同時合成し３種類ジウレアが混在する実施例２２及び実施例２３に比べて油膜が厚く、流入性に優れ、耐摩耗性に優れている。

実施例１〜９及び実施例１２〜１７より、芳香族ジウレア化合物を４０質量％以上含むことにより耐摩耗性が向上することがわかる。

実施例１〜５より、芳香族ジウレア化合物と脂肪族ジウレア化合物との重量比が４０：６０〜９５：５で、かつ、見かけ粘度が０．６Ｐａ・ｓ以下であることより、更なる耐摩耗性の向上が図られることがわかる。

実施例３〜５より、芳香族ジウレア化合物と脂肪族ジウレア化合物との重量比が６８：３２〜９５：５で、かつ、見かけ粘度が０．６Ｐａ・ｓ以下であることにより、著しく優れた耐摩耗性が得られることがわかる。

これらのことから、増ちょう剤における芳香族ジウレア化合物の割合が４０〜９５質量％の範囲で、耐摩耗性に優れることがわかる。また、芳香族ジウレア化合物と脂肪族ジウレア化合物とを別々に調製し、両者を混合した方が好ましいといえる。

（実施例２５〜２７）
実施例４の試験グリースを用い、更に下記に示す防錆処理Ａまたは防錆処理Ｂで示される防錆剤、酸化防止剤を添加した。そして、下記に示す（５）錆止め性試験を行って錆止め性を評価した。結果を表２に示す。尚、添加量は試験グリース全量に占める割合である。
・防錆処理Ａ：ソルビタントリオレート（ＨＬＢ＝１．８）１．０質量％、コハク酸無水物１．０質量％、ジノニルナフタレンスルホン酸カルシウム１．０質量％、アルケニルコハク酸イミド１．０質量％
・防錆処理Ｂ：ソルビタントリオレート（ＨＬＢ＝１．８）１．０質量％、ジノニルナフタレンスルホン酸カルシウム１．０質量％
・酸化防止剤：アルキル化ジフェニルアミン１．０質量％

（５）錆止め性試験
ＡＳＴＭＤ１７４３の軸受防錆試験方法に用いる装置を使用して、軸受（３２３０４Ｊ）に試験グリースを充填し、９８００Ｎ・ｃｍのトルクをかけ、温度８０℃で４８時間放置後、下記評価基準にて軸受の発錆状態を評価した。
（評価基準）
♯１：外輪レース面に発錆なし
♯２：外輪レース面に小錆３点以内
♯３：♯２より悪い

実施例２５、２６のように、ソルビタントリオレート（ＨＬＢ＝１．８）１．０質量％、ジノニルナフタレンスルホン酸カルシウム１．０質量％に加えて、コハク酸無水物及びアルケニルコハク酸イミドを更に併用して防錆性能を強化することが好ましい。更に、実施例２５のように、酸化防止剤を併用することが特に好ましい。

本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、２０１２年１２月３日出願の日本特許出願（特願２０１２−２６４５１９）、２０１３年１０月２３日出願の日本特許出願（特願２０１３−２２０４６３）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

本発明のグリース封入軸受は、鉄鋼設備や建機、鉱山機械等で連続鋳造工程等のロール支持装置、パレット用台車、テーブルローラ、リンガーロール、コンベア等に好適である。

１０Ａ密封装置付き転がり軸受
１１外輪
１２内輪
１４ころ（転動体）
１５密封装置
２１芯金
２２弾性シール体

Claims

内輪と外輪との間に複数の転動体を転動自在に保持するとともに、増ちょう剤と基油とを含有するグリース組成物を充填し、前記増ちょう剤が、一般式（１）で表されるジウレア化合物またはその混合物であり、前記基油は、アルキルジフェニルエーテル油を含み、任意成分としてポリα−オレフィン油を含み、かつ、該基油におけるアルキルジフェニルエーテル油とポリα−オレフィン油との質量比がアルキルジフェニルエーテル油：ポリα−オレフィン油＝４０：６０〜１００：０であることを特徴とするグリース封入軸受。
一般式（１）：Ｒ１−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ２−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ３
（式中、Ｒ１、Ｒ３の少なくとも一方は炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基であり、他方は炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基もしくは炭素数６〜２０の脂肪族炭化水素基である。Ｒ２は炭素数６〜１５の芳香族炭化水素基である。）
前記ジウレア化合物またはその混合物におけるＲ１とＲ３との合計量の４０質量％以上が芳香族炭化水素基であり、前記グリース組成物のせん断速度１０００ｓ^−１、８０℃における１分後の見かけ粘度が０．３Ｐａ・ｓ以上１．０Ｐａ・ｓ以下であり、転がり速度０．０１ｍ／ｓ、８０℃、最大面圧０．５ＧＰａ、イオン交換水をグリース全量に対し１０質量％添加した条件での油膜厚さが４０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１記載のグリース封入軸受。
鉄鋼設備や建機、鉱山機械で、連続鋳造工程のロール支持装置、パレット用台車、テーブルローラ、リンガーロール、コンベアに用いられることを特徴とする請求項１または２記載のグリース封入軸受。