KR101610979B1 - 고속 베어링용 그리스 - Google Patents
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Abstract
dmN치가 170만 이상과 같은 고속 회전에 충분히 대응할 수 있고, 공작기계의 컴팩트화나 운전 경비의 삭감을 가능하게 하는 고속 베어링용 그리스를 제공한다. 우레아계 화합물을 증주제로 하는 우레아 그리스에, 분자 내에 아미드 결합을 가진 복합 아미드 리튬 비누를 증주제로 하는 비우레아 그리스를 배합하여 이루어지는 고속 베어링용 그리스로서, 상기 우레아계 화합물은, 폴리이소시아네이트 성분과 모노아민 성분을 반응하여 얻어지고, 상기 모노아민 성분이 지방족 모노아민을 모노아민 전체에 대해서 46몰% 이상 함유하는 모노아민 성분이다.
Description
이 발명은, 공작기계 주축(스핀들) 등의 고속 회전축을 지지하는 구름 베어링에 이용되는 고속 베어링용 그리스에 관한 것이다.
공작기계의 주축은, 가공 능률을 높이기 위해서 고속으로 회전하는 것이 바람직하고, 그 베어링에는 여러 가지 윤활 기술이 적용되고 있다. 고속 회전하는 주축에 적합한 윤활 방법으로서는, 예를 들면, 오일 미스트 윤활, 에어 오일 윤활, 제트 윤활 등의 방법이 알려져 있다. 그러나, 이러한 윤활 방법은, 압축 공기나 급유장치 등의 부대 설비가 필요한 것으로, 공작기계의 이니셜 코스트 및 런닝 코스트를 높이는 원인의 하나이다. 이들에 비해서 그리스 윤활은, 메인터넌스의 필요가 적어 바람직한 윤활 방법이라고 할 수 있다. 예를 들면, 2000∼8000rpm 또는 그 이상의 고속으로 회전하는 회전축을 지지하는 고속 구름 베어링으로서는, 공작기계 주축(스핀들) 등을 지지하는 앵귤러 볼 베어링이나 원통 롤러 베어링 등을 들 수 있다.
도 2에 도시하는 바와 같이 앵귤러 볼 베어링(11)은, 래디얼 하중 외에 한방향으로부터의 액시얼(axial) 하중을 부하할 수 있는 것이며, 강구(14)와 내륜(12) 및 외륜(13)의 접촉점을 연결하는 직선이 래디얼 방향에 대하여 각도(접촉각) α를 갖고 있다. 내륜(12)과 외륜(13)과 강구(14)로 형성되는 베어링 공간에, 그리스가 봉입되어 있다. 이러한 앵귤러 볼 베어링이나, 원통 롤러 베어링 등으로 이루어진 고속 구름 베어링에 사용되는 윤활제로서는, 급유 등의 메인터넌스가 필요하지 않고, 주위의 환경을 오염시키지 않는 조도(稠度)로 조정된 윤활 그리스를 채택하는 것이 바람직하다.
이하에, 스핀들용 구름 베어링 등의 고속 베어링용 그리스에 요구되는 윤활 특성과 문제점을 정리하여 나타낸다.
(a)장수명성 구름 베어링의 윤활 수명을 가급적으로 연장하기 위해서는, 이하의 (ⅰ)∼(ⅲ)에 설명하는 바와 같이, 구름 베어링으로부터 윤활제(그리스 또는 그 기유)가 누설되기 어려운 것, 그리스의 내열성이 뛰어난 것, 윤활에 필요한 유막두께를 형성할 수 있는 것이 필요하다.
(ⅰ)구름 베어링을 고속 운전할 때, 원심력에 의해서 구름 베어링 내의 그리스 또는 그리스가 베어링 외부로 유출하거나, 또는 그리스 속의 기유가 분리 유출하여, 윤활에의 기여가 큰 전주면 근방에 머물기 어려워, 윤활 불량이 되기 쉽다. 그러한 사태를 방지하기 위해서, 실드판 등의 시일 부재를 구름 베어링에 장착하는 대응이 이루어지지만, 베어링의 구조에 따라서는 장착할 수 없는 경우가 있고, 또한 시일부재를 장착해도 윤활제나 윤활유를 완전하게 밀봉할 수 없는 경우도 있다.
고속 운전되지 않는 구름 베어링의 경우, 전동체나 유지기의 운동에 의해 마찰 부분으로부터 압출되어 버리는 여분의 그리스는, 회전 조건에 따라서는 베어링 내부를 어느 정도 환류하여 다시 윤활에 기여하는 것이 고려된다. 그러나, 고속으로 회전하는 공작기계 등의 회전축 지지용 구름 베어링에서는, 베어링 내부에 발생하는 풍압이 이 환류를 방해하기 때문에 윤활 불량을 일으키기 쉽다. 이 때문에, 고속으로 회전하는 구름 베어링에서는, 약간량의 그리스 밖에 윤활에 기여하고 있지 않고, 그리스의 성상은 특히 중요하다. 또한, 고속 베어링용 그리스는, 소량의 그리스로도 윤활 성능을 유지할 필요가 있다.
(ⅱ)운전 조건이 고속화하면 베어링의 구름면은 국부적으로 발열하여 온도가 높아지고, 이 때 내열성이 부족한 그리스는 열열화하여, 그리스의 수명은 현저하게 줄어든다. 이러한 문제에 대해서는, 내열성이 있는 증주제(thickener)나 기유를 사용하거나 산화방지제를 첨가하거나 하는 것이 시도되었다. 그러나, 이러한 시도는, 내구성의 충분한 향상에는 이르지 않았다.
(ⅲ)윤활성(유막 두께)을 향상시킨 종래의 그리스는, 기유 점도를 높게 하면 전단 마찰 저항이 상승하여 회전토크가 증가하고, 발열량이 증대하므로, 이것을 억제하기 위해서 기유 점도는 낮게 억제하고 있다. 그 때문에, 고속에 동반되는 온도 상승으로 저점도가 된 윤활유의 유막은 얇아져 접근 마모를 일으키는 경우가 있었다.
(b)저 토크성(온도 상승의 억제성)에 대하여 기존의 고속 베어링용의 그리스는, 상술한 바와 같이 기유 점도를 낮게 억제하고 있지만, 베어링이 고속도로 회전하면, 온도 상승에 의해 점도가 현저하게 저하하고, 윤활에 필요한 두께의 유막을 형성할 수 없게 된다고 하는 문제가 있다.
(c)저 진동성에 대해서는, 그리스의 증주제의 종류에 따라서 베어링의 진동을 증대시키는 경우가 있다. 즉, 크고 딱딱한 응집체를 형성하는 증주제를 함유한 그리스에서는 윤활하는 구름 베어링의 진동은 커진다.
이와 같이 종래의 그리스는, 고속 구름 베어링에 이용한 경우에 베어링의 장수명성, 저토크성 및 저진동성과 같은 소요 물성을 만족시킬 수 없다고 하는 문제점이 있었다. 대책으로서, 우레아 화합물을 배합한 그리스가 제안되어 있지만(특허문헌 1∼특허문헌 3 참조), 보다 고속 성능을 얻기 위해서는 불충분하다.
예를 들면, 특허문헌 3에는, 40℃에서의 동점도가 15mm2/sec 이상 40mm2/sec 이하인 기유와, 함유량이 그리스 조성물 전체의 9질량% 이상 14질량% 이하인 디우레아 화합물의 증주제를 함유하고, 혼화 조도가 220 이상 320 이하인 그리스 조성물이 개시되어 있다. 그러나, 상기 그리스 조성물에서도, 그리스 봉입량을 줄이는 것이 곤란하고, 베어링의 고속 회전에 충분히 대응하지 못하여, 공작기계의 컴팩트화나 운전 경비의 삭감을 하는 것은 곤란하다.
또한, 최근 점점 구름 베어링의 사용 상태가 혹독해져, 피치 원 지름 dm(mm)과 회전수 N(rpm)의 곱인 dmN치가 170만 이상과 같은 고속 회전에서 사용되는 스핀들용 구름 베어링 등도 많아지고 있다. 이러한 베어링의 회전 속도의 고속화에 따라서, 기존의 그리스로 베어링에 요구되는 성능을 전부 만족시키는 것은 곤란하였다.
특허문헌 1:일본 공개특허공보2000-169872호
특허문헌 2:일본 공개특허공보2003-83341호
특허문헌 3:일본 공개특허공보2006-29473호
본 발명은 이러한 문제에 대처하기 위해서 이루어진 것으로서, 적은 그리스 봉입량이더라도, 예를 들면 피치 원 지름 dm(mm)와 회전수 N(rpm)의 곱인 dmN치가 170만 이상이라고 하는 고속 회전에 충분히 대응할 수 있고, 공작기계의 컴팩트화나 운전 경비의 삭감을 가능하게 하는 고속 베어링용 그리스의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 고속 베어링용 그리스는, 우레아계 화합물을 증주제로 하는 우레아 그리스에, 분자내에 아미드 결합을 가진 복합 아미드 리튬 비누를 증주제로 하는 비우레아 그리스를 배합하여 이루어지는 고속 베어링용 그리스로서, 상기 우레아계 화합물은, 폴리이소시아네이트 성분과 모노아민 성분을 반응시켜 얻어지고, 상기 모노아민 성분이 지방족 모노아민을 모노아민 전체에 대해서 46몰% 이상 함유하는 모노아민 성분인 것을 특징으로 한다.
상기 비우레아 그리스는, 상기 그리스 전체에 대한 배합 비율이 10중량%∼80중량%인 것을 특징으로 한다.
상기 복합 아미드 리튬 비누는, 상기 비우레아 그리스 전체에 대한 배합 비율이 3중량%∼40중량%인 것을 특징으로 한다.
상기 우레아 그리스 및 상기 비우레아 그리스에 이용하는 기유는, 40℃에서의 동점도가 10mm2/sec∼40mm2/sec인 것을 특징으로 한다.
상기 우레아 그리스 및 상기 비우레아 그리스에 이용하는 기유는, 합성탄화수소유, 에스테르유 및 알킬디페닐에테르유로부터 선택된 적어도 1개인 것을 특징으로 한다.
상기 고속 베어링용 그리스는, 첨가제로서 유기 몰리브덴 화합물 및 유기 아연 화합물로부터 선택되는 적어도 하나를 첨가한 것을 특징으로 한다.
상기 폴리이소시아네이트 성분은, 방향족 디이소시아네이트인 것을 특징으로 한다. 특히, 상기 방향족 디이소시아네이트는, 4,4'-디페닐메타디이소시아네이트인 것을 특징으로 한다.
상기 지방족 모노아민은, 옥틸아민인 것을 특징으로 한다.
상기 분자내에 아미드 결합을 가진 복합 아미드 리튬 비누는, N 알킬 치환 모노아미드산의 리튬염인 것을 특징으로 한다. 특히, 상기 N 알킬 치환 모노아미드산의 리튬염은, 하기 식(1)에 나타내는 것을 특징으로 한다.
[식 1]
본 발명의 고속 베어링용 그리스는, 소정의 우레아계 화합물을 증주제로 하는 우레아 그리스에, 분자내에 아미드 결합을 가진 복합 아미드 리튬 비누를 증주제로 하는 비우레아 그리스를 배합하여 이루어지므로, 소량의 그리스 봉입량이더라도, 이 그리스를 봉입한 구름 베어링의 내하중성을 유지하면서 고속 회전하에서 궤도면에의 기름의 공급 능력이 뛰어나다.
우레아계 화합물을 구성하는 모노아민 성분은, 지방족 모노아민을 모노아민 전체에 대해서 46몰% 이상 함유하므로, 고속하에서의 전단력에 대해서, 증주제가 쉽게 파괴되지 않고, 증주제 섬유의 모세관 현상에 의해, 전주면에 안정적으로 그리스 속의 유분을 공급할 수 있다.
[도 1] 본 발명의 고속 베어링용 그리스가 봉입된 앵귤러 볼 베어링을 도시한 종단면도이다.
[도 2] 앵귤러 볼 베어링을 도시한 단면도이다.
[도 2] 앵귤러 볼 베어링을 도시한 단면도이다.
본 발명의 고속 베어링용 그리스가 봉입되는 고속 베어링의 일례로서 도 1에 도시된 앵귤러 볼 베어링을 예시할 수 있다. 도 1은 본 발명의 고속 베어링용 그리스가 봉입된 앵귤러 볼 베어링을 도시한 종단면도이다.
이 앵귤러 볼 베어링(1)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 내륜(2)과 외륜(3)의 사이에 전동체(4)가 유지기(5)로 유지된 베어링 공간을, 외륜(3)의 안둘레면에 형성된 걸어멈춤 홈에 고정한 시일부재(6)로 밀봉한 베어링이다. 본 발명의 고속 베어링용 그리스(8)는, 내륜(2)과 외륜(3)과 전동체(4)로 형성되는 베어링 공간 내에서, 적어도 전동체(4)의 주위에 봉입된다. 앵귤러 볼 베어링(1)에서는, 외륜(3)의 내경면에 둘레홈 형상의 그리스 포켓(7)을 형성하여, 그리스의 누설을 물리적으로 방지하고 있다. 전동체(4)와 내륜(2) 및 외륜(3)의 접촉점을 연결하는 직선이 래디얼 방향에 대해서 접촉각 β를 가지고 있으며, 래디얼 하중과 한방향의 액시얼 하중을 부하할 수 있다. 또한, 전동체(4)는, 질화규소나 탄화규소 등의 세라믹제로 할 수도 있다.
본 발명의 고속 베어링용 그리스는, 베어링에 봉입할 때에는, 베어링 공극부의 용적의 1체적% 이상 10체적% 미만의 양을 봉입하는 것이 바람직하다. 1체적% 미만이면, 윤활에 필요한 그리스 양이 부족하여 고갈하여, 내구성이 떨어진다. 10체적%이상이면, 교반에 의한 토크 증가에 의한 발열로 내구성이 향상하지 않고, 또한, 비용 증가로 이어져 환경상으로도 바람직하지 않다.
본 발명의 고속 베어링용 그리스를 봉입할 수 있는 고속 베어링로서는, 도 1에 도시한 앵귤러 볼 베어링 외, 깊은 홈 볼 베어링, 원통 롤러 베어링, 테이퍼 롤러 베어링, 자동 조심 롤러 베어링, 니들 롤러 베어링, 스러스트 원통 롤러 베어링, 스러스트 테이퍼 롤러 베어링, 스러스트 니들 롤러 베어링, 스러스트 자동조심 롤러 베어링 등을 들 수 있다.
본 발명에서 우레아 그리스 및 비우레아 그리스에 사용할 수 있는 기유는, 40℃에서의 동점도(이하, 간단히 동점도라 적는다)가 10∼40mm2/sec의 윤활유를 이용하는 것이 바람직하다. 특히, 동점도가 18∼30mm2/sec의 윤활유가 보다 바람직하다. 동점도가 10mm2/sec 미만의 경우, 점도가 너무 낮아서 충분한 내하중성을 얻을 수 없다. 또한, 동점도가 40mm2/sec를 넘는 경우, 고속 회전에 따라서 궤도면에의 기름의 공급이 부족하여, 조기에 베어링 수명에 도달하게 된다.
상기 우레아 그리스 및 비우레아 그리스의 기유의 종류로서는, 합성탄화수소유, 에스테르유, 알킬디페닐에테르유, 광유, GTL유 등을 들 수 있다. 이러한 기유는, 단독으로, 또는 2종류 이상 조합하여 이용할 수 있다. 이들 중에서 합성 탄화수소유, 에스테르유, 알킬디페닐에테르유를 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 합성탄화수소유, 에스테르유, 알킬디페닐에테르유, 각각의 동점도가 10∼40mm2/sec인 것이 바람직하다. 이 범위이면 혼합유로 한 경우이더라도, 동점도의 범위를 상술의 10∼40mm2/sec로 할 수 있다. 혼합유로 하는 경우, 합성탄화수소유를 필수 성분으로 하는 것이 바람직하고, 또한, 합성탄화수소유는 에스테르유 또는 알킬디페닐에테르유보다도 중량 비율로 동량 이상인 것이 바람직하다.
합성 탄화수소유로서는, 예를 들면 노말파라핀, 이소파라핀, 폴리부텐, 폴리이소부틸렌, 1-데센올리고머, 1-데센과 에틸렌코올리고머 등의 폴리-α-올레핀 등을 들 수 있다.
에스테르유로서는, 예를 들면 디부틸세바케이트, 디-2-에틸헥실세바케이트, 디옥틸아디페이트, 디이소데실아디페이트, 디트리데실아디페이트, 디트리데실탈레이트, 메틸·아세틸시노레이트 등의 디에스테르유, 트리옥틸트리메리테이트, 트리데실트리메리테이트, 테트라옥틸피로메리테이트 등의 방향족 에스테르유, 트리메틸올프로판카프리레이트, 트리메틸올프로판베랄고네이트, 펜타에리스리톨-2-에틸헥사노에이트, 펜타에리스리톨베랄고네이트 등의 폴리올에스테르유, 탄산에스테르유 등을 들 수 있다.
알킬디페닐에테르유로서는, 모노알킬디페닐에테르, 디알킬디페닐에테르, 폴리알킬디페닐에테르 등을 들 수 있다.
광유로서는, 원유로부터 얻어지는 윤활유를 감압 증류, 유제 탈아스팔트 (solvent deasphalting), 용제 추출, 수소화분해, 용제 탈왁스(solvent dewaxing), 황산 세정, 백토 정제, 수소화정제 등의 정제를 행한 것을 이용할 수 있다.
본 발명에서의 우레아 그리스는, 상기 기유에 증주제로서 우레아계 화합물을 배합하여 이루어지는 그리스이다. 본 발명에 사용할 수 있는 우레아계 화합물(우레아계 증주제)은, 폴리이소시아네이트 성분과 모노아민 성분을 반응시켜 얻을 수 있다.
상기 폴리이소시아네이트 성분으로서는, 페닐렌디이소시아네이트, 토릴렌디이소시아네이트, 디페닐디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 옥타데칸디이소시아네이트, 데칸디이소시아네이트, 헥산디이소시아네이트 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 방향족 디이소시아네이트가 바람직하다. 또한, 디아민과 상기 디아민에 대해서 몰비로 과잉의 디이소시아네이트와의 반응으로 얻어지는 폴리이소시아네이트를 사용할 수 있다. 디아민으로서는, 에틸렌디아민, 프로판디아민, 부탄디아민, 헥산디아민, 옥탄디아민, 페닐렌디아민, 트릴렌디아민, 크실렌디아민, 디아미노디페닐메탄 등을 들 수 있다.
상기 모노아민 성분은, 지방족 모노아민을 모노아민 전체에 대해서 46몰%이상, 바람직하게는 80몰%이상 함유하는 모노아민 성분이다. 46몰% 이상 함유하는 것에 의해 증주제의 전단 안정성이 강하고, 고속하에서도 쉽게 파괴되지 않으며, 증주제의 모세관 현상에 의해, 그리스 속의 기유를 전주부에 공급할 수 있다. 상기 모노아민 성분을 구성하는 지방족 모노아민 이외의 모노아민으로서는, 지환식 모노아민, 방향족 모노아민을 들 수 있다.
지방족 모노아민으로서는, 헥실아민, 옥틸아민, 도데실아민, 헥사데실아민, 옥타데실아민, 스테아릴아민, 오레일아민을 들 수 있고, 이들 중에서도 옥틸아민이 바람직하다. 지환식 모노아민으로서는, 시클로헥실아민 등을 들 수 있다. 방향족 모노아민으로서는, 아닐린, p-톨루이딘을 들 수 있고, 이들 중에서 아닐린을 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 우레아계 증주제는, 우레아 그리스 전체에 대해서, 3∼20중량%의 비율로 배합하는 것이 바람직하다. 특히, 5∼16중량%의 배합량으로 하는 것이 바람직하다. 배합량이 3중량% 미만이면 기유 유지 능력이 충분하지는 않고, 특히 회전 초기에 일시에 대량의 유분이 분리하여 그리스의 누설이 일어나, 베어링 내구 수명이 짧아진다. 또한, 배합량이 20중량%를 넘으면, 상대적으로 기유의 양이 적어져, 기름 공급성이 불충분하고, 조기에 윤활 부족하게 되어 마찬가지로 베어링 내구 수명이 짧아진다.
본 발명에서의 비우레아 그리스는, 우레아계 화합물을 함유하지 않고, 상기 기유에 증주제로서 복합 아미드 리튬 비누를 배합하여 이루어지는 금속 복합 비누계의 그리스이다.
본 발명에 사용하는 복합 아미드 리튬 비누는, 지방족 디카르본산, 지방족 모노아민, 수산화리튬 등으로 합성되고, 특히 분자 내에 아미드 결합을 가진 것이다. 복합 아미드 리튬 비누를 증주제로 하는 비우레아 그리스의 시판품으로서는, 쿄도유시사 제품: 팔막스 RBG를 들 수 있다.
본 발명에서 복합 아미드 리튬 비누는, 비우레아 그리스 전체에 대해서 3∼40중량%의 비율로 배합하는 것이 바람직하다. 배합량이 3중량% 미만이면, 그리스가 연질로 전단에 의해 베어링으로부터 용이하게 누설되기 쉬워진다. 또한, 배합량이 40중량%를 넘으면 그리스 속의 유분이 적고, 기름 공급성이 나빠질 우려가 있다.
본 발명의 고속 베어링용 그리스에서 비우레아 그리스는, 그리스 전체량에 대해서 10∼80중량%의 비율로 배합하는 것이 바람직하다. 특히, 20∼50중량%의 배합량으로 하는 것이 바람직하다. 비우레아 그리스로서 배합량이 10중량% 미만이면 전주부에의 기름 공급성이 나쁘다. 또한, 배합량이 80중량%를 넘으면, 고속하에서 증주제의 섬유가 파괴되기 쉽고, 증주제의 모세관 현상에 의해 기유를 전주부에 공급할 수 없다.
또한, 본 발명에서 우레아 그리스와 비우레아 그리스의 혼합 그리스에는, 필요에 따라서 공지의 그리스용 첨가제를 함유시킬 수 있다. 이 첨가제로서, 예를 들면, 유기 아연 화합물, 아민계, 페놀계 화합물 등의 산화 방지제, 벤조트리아졸 등의 금속 불활성제, 폴리메타크릴레이트, 폴리스티렌 등의 점도 지수 향상제, 2황화 몰리브덴, 그래파이트 등의 고체 윤활제, 금속 술포네이트, 다가 알코올에스테르 등의 방청제, 유기 몰리브덴 화합물 등의 마찰 저감제, 에스테르, 알코올 등의 유성제, 인계 화합물 등의 마모 방지제 등을 들 수 있다. 이들을 단독 또는 2종류 이상 배합하여 첨가할 수 있다.
이들 첨가제 중에서, 유기 아연 화합물과 유기 몰리브덴 화합물은, 극압성이 뛰어나고, 전주면에의 기름의 공급이 부족한 상태에서도, 눌어붙는 것을 방지시키기 위해서 효과적이다.
이들 첨가제의 함유량은, 개별적으로는 그리스 전체량의 0.05중량%이상, 합계량으로 그리스 전체량의 0.15∼10중량%의 범위가 되는 것이 바람직하다. 특히, 합계량으로 10중량%를 넘는 경우는, 함유량의 증가에 알맞은 효과를 기대할 수 없을 뿐만 아니라, 상대적으로 다른 성분의 함유량이 적어지며, 또한 그리스 속에서 이들 첨가제가 응집하여, 토크 상승 등의 바람직하지 않은 현상을 초래하기도 한다.
[
실시예
]
이하에 실시예를 들어 본 발명을 더 설명하지만, 본 발명은 이것에 의해 어떠한 제한이 되는 것은 아니다.
<우레아 그리스의 조제>
우레아 그리스 U1∼U7
표 1에 나타낸 기유의 반량에, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(일본 폴리우레탄 공업사 제품:미리오네이트MT, 이하, MDI라 적는다)를 표 1에 나타내는 비율로 용해하고, 나머지 반량의 기유에 MDI의 2배 당량이 되는 모노아민을 용해하였다. 각각의 배합 비율 및 종류는 표 1과 같다. MDI를 용해한 용액을 교반하면서 모노아민을 용해한 용액을 가한 후, 100℃∼120℃에서 30분간 교반을 계속하여 반응시켜, 디우레아 화합물을 기유중에 생성시켜 우레아 그리스 시료를 얻었다.
<비우레아 그리스의 조제>
비우레아 그리스 NU1∼NU4
표 1에 나타낸 기유에, 복합 아미드 리튬 비누를 포함한 혼합물(N알킬 치환 모노아미드산의 리튬염(하기 식(1) 참조)과, 2염기산의 리튬염과 N 알킬 치환 디아미드와의 혼합물)을 증주제로서 배합하여 이루어지는 비우레아 그리스 시료를 얻었다. 각각의 배합 비율 및 종류는 표 1과 같다.
[식 1]
1)신닛테츠 화학사 제품:신플루드601(40℃에서의 동점도 30mm2/sec)
2)시바 스페셜티 케미컬즈사 제품:레오루브 DOS(40℃에서의 동점도 12mm2/sec)
3)마쯔무라 석유 연구소 제품:모레스코하이루브(40℃에서의 동점도 15mm2/sec)
4)파라핀계(40℃에서의 동점도 30.7mm2/sec)
5)일본 폴리우레탄 공업사 제품:미리오네이트 MT
6)N알킬치환모노아미드산의 리튬염, 2염기산의 리튬염, N 알킬 치환 디아미드의 혼합물
실시예 1∼실시예 12
상기 우레아 그리스와 비우레아 그리스를 표 2에 나타내는 비율로 혼합하여 그리스 시료를 얻었다. 한편, 실시예 11에는, 디티오인산아연 및 몰리브덴디티오카바메이트를, 상기 우레아 그리스와 비우레아 그리스의 혼합 그리스 100중량%에 대해서 각각 2중량% 첨가했다. 얻어진 그리스 시료를 이하에 나타내는 원심유 분리시험 및 깊은 홈 볼 베어링(6204)에 의한 상온 고속 그리스 시험에 제공하여, 원심 이유도 및 그리스 수명 시간을 측정하였다. 실시예 1, 실시예 4, 실시예 6, 실시예 9, 실시예 11 및 실시예 12에 대해서는 이하에 나타내는 앵귤러 볼 베어링에 의한 상온 고속 그리스 시험도 실시하였다. 이들 측정 결과를 표 2에 병기한다.
<원심 유분리시험>
원심분리기를 이용하여, 50g의 그리스 시료를 원심분리관에 넣고, 40℃에서 23000G의 가속도를 7시간 가했을 때의 원심 이유(離油)도를 다음 식으로 구하였다. 원심 이유도가 20중량% 이상이면 기름의 공급 능력이 충분해진다.
(원심 이유도, 중량%)=(1-시험전의 증주제 농도/시험 후의 증주제 농도)×100
<상온 고속 그리스 시험-깊은 홈 볼 베어링(6204)>
깊은 홈 볼 베어링(6204)에, 그리스 시료를 전주면을 겨누어 0.14g(베어링 전체 공간 용적의 약 3체적%) 봉입하고, 비접촉 시일하여 시험 베어링을 제작하였다. 시험 베어링에, 액시얼 하중 670N와 래디얼 하중 67N를 부하하고, 상온 환경하에서 15000rpm의 회전 속도로 회전시켜, 눌어붙음에 도달하기까지의 시간을 그리스 수명 시간으로서 측정했다. 이 시험에서, 그리스 수명 시간이 1000시간 이상이면 내구성이 뛰어나다. 이 내구 시험에서의 베어링의 피치 원 지름(mm)과 회전수(rpm)의 곱인 dmN치는 52만이다.
<상온 고속 그리스 시험-앵귤러 볼 베어링>
앵귤러 볼 베어링(바깥지름 150mm×안지름 100mm, 내외륜SUJ2, 전동체 13/32인치 질화규소구)에, 그리스 시료를 전주면을 겨누어 3.0g(베어링 전체 공간 용적의 약 10체적%) 봉입하고, 비접촉 시일하여 시험 베어링을 작성하였다. 시험 베어링을, 1.8GPa 정압 여압하에서, 외통 냉각에 의해 베어링을 냉각하고, 베어링 외륜을 50℃이하로 유지하면서 14500rpm의 회전 속도로 회전시켜, 눌어붙음에 이르기까지의 시간을 그리스 수명 시간으로서 측정하였다. 이 내구 시험에서의 베어링의 피치 원 지름(mm)과 회전수(rpm)와의 곱인 dmN치는 185만이다.
비교예 1∼비교예 10
표 2에 나타낸 우레아 그리스 또는 비우레아 그리스를 그리스 시료로 하였다. 이 그리스 시료에 대해 실시예 1과 동일한 항목을 측정했다. 비교예 1 및 비교예 7에 대해서는 상술한 앵귤러 볼 베어링에 의한 상온 고속 그리스 시험도 실시하였다. 이러한 측정 결과를 표 2에 병기한다.
1) 디티오인산아연(아데카사 제품:키크루브 Z112)
2) 몰리브덴디티오카바메이트(아데카사 제품:사카라루브 165)
표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 사용되는 그리스는, (1)우레아 그리스와 비우레아 그리스를 배합한 그리스이고, 우레아 그리스의 증주제가 폴리이소시아네이트 성분과 모노아민 성분을 반응하여 얻어지고, 모노아민 성분이 지방족 모노아민을 모노아민 전체에 대해서 46몰%이상 함유하는 모노아민 성분인 것, (2)복합 아미드 리튬 비누를 증주제로 하는 비우레아 그리스의 그리스 전체에 대한 배합 비율이 10∼80중량%인 것, (3)기유는 동점도가 10∼40mm2/sec인 것이 바람직한 것을 알 수 있다.
본 발명의 고속 베어링용 그리스는, 소정의 우레아 그리스와 복합 아미드 리튬 비누를 증주제로 하는 비우레아 그리스를 배합한 그리스이므로, 고속 회전하에서의 베어링 내구 수명을 향상시킬 수 있다. 이 때문에, 선반, 볼반, 보링반, 프라이스반, 연삭반, 호닝반, 슈퍼피니싱반, 랩반 등의 고속으로 미끄럼동작, 회전하는 공작기계의 주축 지지부에 조립해 넣는 구름 베어링에 봉입하는 고속 베어링용 그리스로서 적합하게 이용할 수 있다. 게다가, 오일 에어 윤활법 등과 같이 윤활유를 연속하여 공급하는 방식과 달리, 그리스를 봉입하여 사용할 수 있기 때문에, 운전 비용의 삭감, 공간절약화도 가능하게 된다.
1, 11 앵귤러 볼 베어링
2, 12 내륜
3, 13 외륜
4, 14 전동체(강구)
5 유지기
6 시일부재
7 그리스 포켓
8 그리스
2, 12 내륜
3, 13 외륜
4, 14 전동체(강구)
5 유지기
6 시일부재
7 그리스 포켓
8 그리스
Claims (11)
- 우레아계 화합물을 증주제(thickener)로 하는 우레아 그리스에, N 알킬 치환 모노아미드산의 리튬염과 2염기산의 리튬염과 N 알킬 치환 디아미드와의 혼합물을 증주제로 하는 비우레아 그리스를 배합하여 이루어지는 고속 베어링용 그리스로서,
상기 우레아계 화합물은, 폴리이소시아네이트 성분과 모노아민 성분을 반응하여 얻어지고, 상기 모노아민 성분이 지방족 모노아민을 모노아민 전체에 대해서 46몰% 이상 함유하는 모노아민 성분이며,
상기 비우레아 그리스는, 상기 그리스 전체에 대한 배합 비율이 10∼80중량%인 것을 특징으로 하는 고속 베어링용 그리스. - 삭제
- 제 1 항에 있어서, N 알킬 치환 모노아미드산의 리튬염과 2염기산의 리튬염과 N 알킬 치환 디아미드와의 혼합물은, 상기 비우레아 그리스 전체에 대한 배합 비율이 3∼40중량%인 것을 특징으로 하는 고속 베어링용 그리스.
- 제 1 항에 있어서, 상기 우레아 그리스 및 상기 비우레아 그리스에 이용하는 기유는, 40℃에서의 동점도가 10∼40mm2/sec인 것을 특징으로 하는 고속 베어링용 그리스.
- 제 1 항에 있어서, 상기 우레아 그리스 및 상기 비우레아 그리스에 이용하는 기유는, 합성탄화수소유, 에스테르유 및 알킬디페닐에테르유로부터 선택된 적어도 하나의 기름인 것을 특징으로 하는 고속 베어링용 그리스.
- 제 1 항에 있어서, 상기 고속 베어링용 그리스는, 첨가제로서 유기 몰리브덴 화합물 및 유기 아연 화합물로부터 선택되는 적어도 하나를 첨가한 것을 특징으로 하는 고속 베어링용 그리스.
- 제 1 항에 있어서, 상기 폴리이소시아네이트 성분은, 방향족 디이소시아네이트인 것을 특징으로 하는 고속 베어링용 그리스.
- 제 7 항에 있어서, 상기 방향족 디이소시아네이트는, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트인 것을 특징으로 하는 고속 베어링용 그리스.
- 제 1 항에 있어서, 상기 지방족 모노아민은, 옥틸아민인 것을 특징으로 하는 고속 베어링용 그리스.
- 삭제
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N231 | Notification of change of applicant | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
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