KR20180069043A

KR20180069043A - 엘리베이터 로프용 그리스, 엘리베이터 로프 및 트랙션식 엘리베이터

Info

Publication number: KR20180069043A
Application number: KR1020187013896A
Authority: KR
Inventors: 준 누노시게; 료 오따; 요시끼 오오부; 마사또 나까야마; 다까시 아베
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date: 2015-12-10
Filing date: 2016-11-24
Publication date: 2018-06-22
Also published as: CN108350389A; JP6717593B2; JP2017105932A; WO2017098924A1; CN108350389B

Abstract

높은 트랙션 특성과 높은 내마모성을 양립시키고, 또한 로프 표면에의 밀착성을 갖는 엘리베이터 로프용 그리스와, 해당 엘리베이터 로프용 그리스를 사용한 엘리베이터 로프 및 트랙션식 엘리베이터를 제공한다. 본 발명에 따른 엘리베이터 로프용 그리스는, 와이어 로프와, 상기 와이어 로프의 표면에 형성된 그리스층을 갖는 엘리베이터 로프의 상기 그리스층을 구성하는 엘리베이터 로프용 그리스에 있어서, 탄화수소 성분 및 나프텐 화합물을 포함하는 기유를 포함하는 그리스를 포함하며, 상기 탄화수소 성분은, 40℃에서의 동점도가 60㎟/s보다 큰 액체 또는 고체이며, 상기 그리스의 30∼90질량％ 포함되는 것을 특징으로 한다.

Description

엘리베이터 로프용 그리스, 엘리베이터 로프 및 트랙션식 엘리베이터

본 발명은 엘리베이터 로프용 그리스, 엘리베이터 로프 및 트랙션식 엘리베이터에 관한 것이다.

근년, 중저층 건조물용의 엘리베이터에 대하여, 기계실레스의 트랙션식 엘리베이터가 사용되고 있다. 트랙션식 엘리베이터는, 기계실레스화에 의해 엘리베이터탑의 설계 레이아웃의 자유도가 높아져, 종래는 설치가 어려웠던 협소 스페이스에도 설치할 수 있다. 그 때문에, 장치의 신설 및 갱신 시에 보급이 진행되고 있다.

엘리베이터용 로프(이하, 「엘리베이터 로프」라 칭함)는 예를 들어 JIS G 3525에서 규정된 로프가 일반적이다. 엘리베이터 로프는, 합성 섬유 또는 천연 섬유를 포함하는 심강의 주위에, 6개 또는 8개 정도의 스트랜드를 배치하고, 이들을 꼰 구조(와이어 로프)이다. 또한, 스트랜드는 복수개의 강선을 꼬아 합친 것이다. 로프에 장력이 가해지면, 강선 스트랜드가 심강을 압축하는 방향으로 힘이 작용함으로써 발생하는 강선끼리의 마찰이나 마모의 억제 및 로프-시브간의 유막 형성(윤활성 유지)을 위해, 로프 표면에는 점성을 가진 오일 혹은 그리스상의 오일이 도포되어 있다. 로프와 시브의 접촉부에 있어서의 접촉 면압(헤르츠 면압)이 높아지도록 로프의 장력을 올리면, 로프 표면의 오일은 접촉부에서 탄성 유체 윤활막을 형성하고, 권상기의 동력은 접촉부를 통해 로프에 전달된다. 이것은 트랙션 드라이브라 불리는 구동 방식의 1종이며, 로프가 움직임으로써 카와 카운트웨이트가 구동되어, 엘리베이터의 승강(카의 승강)이 일어난다.

최근에는 로프 직경이 작은 로프의 적용이 검토되고 있다. 로프가 세경화 됨으로써, 시브의 직경 및 권취 각도가 작아져, 엘리베이터의 한층 더한 소형화가 가능해진다. 한편, 로프의 세경화는, 로프-시브간의 접촉 면적이 작아져, 로프의 동력 전달(트랙션) 저하로 이어진다. 트랙션에 의해 발생한 로프의 구동력(트랙션력)은 로프와 시브의 접촉 면압과 오일(유막)의 트랙션 계수의 곱으로 나타내어진다. 접촉 면적의 협소화에 대해 트랙션력을 얻기 위해서는, 로프-시브 접촉부의 접촉 면압을 높이거나, 트랙션 계수가 높은 오일로의 변경이 필요로 된다. 또한, 접촉 면압을 높임으로써, 로프와 시브의 접촉에 의한 마모의 증가도 염려된다.

여기서, 로프 세선화에 의해, 접촉부의 접촉 면압은 상승하는 한편, 로프의 인장 강도는 저하된다. 접촉 면압은 카 등을 무겁게 함으로써 증가되지만, 로프에의 부하도 높아지기 때문에, 로프의 안전율을 고려하여 조정할 필요가 있다. 또한, 장치의 소형화에 더하여, 에너지 절약화 및 장수명화의 관점에서, 카 등의 경량화도 검토되고 있어, 접촉 면압을 높이는 방법에는 기술적인 제약이 많다. 따라서, 엘리베이터 로프에, 접촉 면적의 협소화에 대하여 우수한 트랙션이 얻어지는 오일 및 그리스 등의 적용이 요구되고 있다.

고트랙션 로프를 사용한 트랙션식 엘리베이터의 예로서는, 특허문헌 1에, 폴리부텐 및 액상 폴리이소부텐의 단독 혹은 조합을 기제로 하고, 이것을 증점제로 고정시킴으로써 필요 적점, 조도의 연고체상 유제 혹은 그리스상 유제를 로프에 적어도 도유한 것을 특징으로 하는 트랙션식 엘리베이터 장치가 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 2에는, 트랙션 드라이브 장치(회전 강체간의 점접촉이나 선접촉에 의해 구동력을 전달하는 장치)에 사용하는 트랙션 드라이브 유체이며, 소정의 분자 구조를 갖는 시클로펜타디엔의 올리고머와 40℃에서의 점도가 5∼60센티 스토크스(㎟/s)의 폴리부텐을 포함하는 트랙션 드라이브 유체가 개시되어 있다.

일본 특허 공개 소58-176298호 공보 일본 특허 공개 평5-105890호 공보

엘리베이터의 안전성의 확보 및 엘리베이터의 보수 점검 횟수 저감 등을 위해, 엘리베이터 로프에는 높은 트랙션 특성에 더하여 높은 내마모성을 갖는 것이 요망된다. 엘리베이터 로프의 높은 내마모성을 실현하기 위해서는, 로프-시브간에, 로프-시브간의 유막의 유지(윤활성 유지)력이 높은 엘리베이터 로프유 또는 그리스를 설치하는 것이 생각된다.

특허문헌 1의 그리스에 포함되는 액상 폴리부텐 및 폴리이소부텐은 트랙션 특성이 우수하지만(트랙션 계수가 높지만), 직쇄상 탄화수소이기 때문에 고면압 하에서 분자의 변형을 받기 쉬워, 유막의 두께가 얇아지기 쉬운 특징이 있다. 이에 의해 로프-시브간에서의 유막 끊김이 일어나기 쉽고, 결과로서 접촉 표면에서 마모가 진행되기 쉬워, 로프 수명이 범용의 광유계 그리스를 사용한 경우보다도 짧아질 우려가 있다. 또한, 로프와 시브 사이의 유막이 얇아지면, 부품끼리의 직접 접촉에 더하여, 마모에 의해 발생한 마모분의 영향 등에 의해, 권상기의 동력이 로프에 잘 전달되지 않아, 엘리베이터의 제동 불량을 야기할 우려도 있다.

특허문헌 2의 트랙션 드라이브 유체는, 소정의 구성의 유체로 함으로써, 트랙션 성능과 저점도, 열 안정성 등이 우수한 성능을 나타내는 특징이 있다. 장치의 사양상, 유체의 점도는 20∼25센티 스토크스(㎟/s)로 하는 것이 바람직하고, 가능한 한 점도를 낮게 함으로써 트랙션 성능을 높이는 것이 중요시되고 있다. 또한, 유체의 분자량 및 점도가 높은 조건에서는, 트랙션 계수의 저하 등이 발생하여, 목적의 성능을 얻을 수 없는 것이 기재되어 있다. 당해 트랙션 드라이브 유체를 엘리베이터용 로프에 사용한 경우, 점도가 낮기 때문에 그리스가 일단 연화되면 비산 등에 의해 서서히 로프로부터 오일이 상실되어, 마모 및 엘리베이터의 제동 불량을 야기할 우려가 높다. 그리스에 사용하는 유체(기유)에 있어서는, 로프 표면에의 오일의 유지성 및 밀착성이 특히 중요시되기 때문에, 기대되는 성능을 발휘할 수 없다고 생각된다.

상술한 바와 같이, 종래 기술에서는, 엘리베이터 로프에 대하여 높은 트랙션 특성, 높은 내마모성 및 로프 표면에의 밀착성을 구비한 엘리베이터 로프용 그리스와, 그것을 사용한 엘리베이터 로프 및 트랙션식 엘리베이터를 제공할 수 없어, 한층 더한 개선이 요망되었다.

본 발명의 목적은, 상기 사정을 감안하여, 높은 트랙션 특성과 높은 내마모성을 양립시키고, 또한 로프 표면에의 밀착성을 갖는 엘리베이터 로프용 그리스와, 해당 엘리베이터 로프용 그리스를 사용한 엘리베이터 로프 및 트랙션식 엘리베이터를 제공하는 것에 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 와이어 로프와, 해당 와이어 로프의 표면에 형성된 그리스층을 갖는 엘리베이터 로프의 상기 그리스층을 구성하는 엘리베이터 로프용 그리스에 있어서, 탄화수소 성분 및 나프텐 화합물을 포함하는 기유를 포함하는 그리스를 포함하고, 상기 탄화수소 성분은, 40℃에서의 동점도가 60㎟/s보다 큰 액체 또는 고체이며, 상기 그리스의 30∼90질량％ 포함되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 로프용 그리스를 제공한다.

본 발명에 따르면, 높은 트랙션 특성과 높은 내마모성을 양립시키고, 또한 로프 표면에의 밀착성을 갖는 엘리베이터 로프용 그리스와, 해당 엘리베이터 로프용 그리스를 사용한 엘리베이터 로프 및 트랙션식 엘리베이터를 제공할 수 있다.

상기한 것 이외의 과제, 구성 및 효과는 이하의 실시 형태의 설명에 의해 명백하게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 트랙션식 엘리베이터의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 엘리베이터 로프의 일례를 도시하는 단면 모식도이다.

이하, 본 발명에 따른 실시 형태에 대하여, 도면을 사용하여 설명한다.

[엘리베이터 로프용 그리스]

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 엘리베이터 로프용 그리스(이하, 간단히 「그리스」라고도 칭함)는 탄화수소 성분 및 나프텐 화합물을 포함하는 기유를 포함하는 그리스를 포함하고, 상기 탄화수소 성분은, 40℃에서의 동점도가 60㎟/s보다 큰 액체 또는 고체이며, 그리스의 30∼90질량％ 포함된다. 트랙션 특성이 우수한 탄화수소 성분과, 그리스에 내마모성을 부여하는 나프텐 화합물을 포함함으로써, 높은 트랙션 특성 및 높은 내마모성을 양립시키고, 또한 로프 표면에의 밀착성이 높은 그리스를 얻을 수 있다.

또한, 본 명세서에서는 기유 단체 또는 기유에 증점제를 첨가하여 증점한 고점도의 오일을 「로프유」, 기유 및 증점제를 포함하고, 전단이 없는 상태에서 고체 상태로 되는 오일을 「그리스」라 칭한다. 이하, 본 발명에 따른 그리스의 각 구성에 대하여 상세하게 설명한다.

(1) 기유

본 발명에 있어서, 기유는 (A) 탄화수소 성분 및 (B) 나프텐 화합물을 구성 요소로 하고, 통상의 엘리베이터 동작 온도 조건(40℃)에 있어서 액상의 오일로 되는 구성으로 한다. 상기 특허문헌 2의 트랙션 드라이브 장치용 유체와 달리, 엘리베이터 로프용 그리스에서는, 로프 표면에의 밀착성이 중시된다.

(A) 성분으로서는, 트랙션 특성을 유지할 수 있는 범위이면 특별히 한정은 없지만, 하기 일반식 (14) 및 (15)로 나타내어지는, 측쇄에 탄화수소기를 갖는 화합물이 바람직하다.

상기 일반식 (14) 및 (15)로 나타내어지는 구체적인 화합물로서는, 폴리이소부텐, 폴리부텐, 폴리프로필렌, (폴리부텐(폴리-1-부텐), 폴리이소부텐), 폴리-1-펜텐, 폴리-1-헥센, 폴리-1-헵텐, 폴리-4-메틸-1-펜텐, 폴리-1-옥텐, 폴리-1-노넨 및 폴리-1-데센 등이 바람직하다. 이 중에서도 측쇄의 분자쇄가 짧은 쪽의 것이 바람직하고, 폴리부텐 또는 폴리이소부텐이 특히 바람직하다.

상기 (A) 성분은, 물질의 상태(액체 또는 고체), 분자량 또는 점도가 상이한 것을 복수 혼합하여 사용할 수도 있다. 특히, 엘리베이터 로프 표면에의 밀착성 및 유막 끊김 방지의 관점에서, 사용되는 폴리부텐 또는 폴리이소부텐은 동점도(40℃)가 60㎟/s보다 큰 액체 또는 고체인 것이 바람직하고, 동점도(40℃)가 100㎟/s 이상인 액체 또는 고체가 보다 바람직하다. 기유의 점도는, (A) 성분의 종류나 함유량에 따라 조정할 수 있다.

(B) 성분으로서는, 환상 탄화수소를 포함하는 나프텐 화합물 중, 아다만탄을 분자 구조에 포함하는 아다만탄 유도체 및 복수의 환상 탄화수소를 분자 구조에 포함하는 다환 나프텐 화합물이 바람직하다. 아다만탄 유도체란, 아다만탄을 기본 골격으로 하고, 또한 적어도 하나 이상의 관능기를 갖는 화합물이다. 구체적으로는, 하기 일반식 (1)로 나타내어지는 적어도 1종류의 화합물이다.

일반식 (1) 중, n은 0∼10의 정수를 나타낸다. R₁₀은 탄소수 1∼3의 알킬기, 카르복실기, 아세틸기, 아미노기, 히드록실기 또는 알킬히드록실기를 나타낸다.

일반식 (1)로 나타내어지는 화합물은, 아다만탄 구조를 포함하는 매우 부피가 큰 분자 구조를 갖는(입체 장해가 큰) 화합물이다. 당해 화합물은 전단 저항이 커서, 면압이 증가한 경우라도 분자 구조의 변형이 억제되어, 유막의 두께를 유지할 수 있어, 높은 면압에 대하여 우수한 내마모성을 실현할 수 있다.

일반식 (1)의 바람직한 예로서는, 구체적으로는 아다만탄, 메틸아다만탄, 1,3-디메틸아다만탄, 에틸아다만탄, 프로필아다만탄, 이소프로필아다만탄, 아다만탄카르복실산, 아세틸아다만탄, 아미노아다만탄, 아다만탄올, 히드록시메틸아다만탄, 히드록시에틸아다만탄, 1,3-아다만탄디올, 1,3,5-아다만탄트리올, 3,5-디메틸-1-아다만탄메탄올 및 2-에틸-2-아다만탄올 등을 들 수 있다.

또한, 다환 나프텐 화합물이란, 복수의 환상 탄화수소를 분자 구조 중에 갖는 일련의 화합물을 의미한다. 구체적으로는, 하기 일반식 (2)로 나타내어지는 적어도 1종류의 화합물이다.

일반식 (2) 중, n은 0∼4의 정수를 나타낸다. X, X', X''는 단환 또는 가교 구조를 갖는 환상 탄화수소, R 및 R'는 직접 결합 또는 탄소수가 1∼3인 알킬렌기, Q는 수소 원자, 탄소수 1∼3의 알킬렌기 또는 환상 탄화수소를 나타낸다. X, X', X'', R, R', Q는 측쇄에 탄소수 1∼3의 알킬기 또는 환상 탄화수소를 갖고 있어도 되고, 각각 서로 독립하여 구조가 선택된다.

일반식 (2)로 나타내어지는 화합물은, 시클로헥실 골격 등의 환상 탄화수소를 복수 갖고, 환끼리가 탄화수소 혹은 직접 결합함으로써 매우 부피가 큰 분자 구조를 갖는(입체 장해가 큰) 화합물이다. 따라서, 상기 일반식 (1)의 화합물과 마찬가지로, 당해 화합물은 전단 저항이 커서, 면압이 증가한 경우라도 분자 구조의 변형이 억제되어, 유막의 두께를 유지할 수 있어, 높은 면압에 대하여 우수한 내마모성을 실현할 수 있다.

일반식 (2)로 나타내어지는 다환 나프텐 화합물의 예로서는 각종의 것을 들 수 있지만, 적합한 것으로서는 이하의 일반식 (3)∼(8)로 나타내어지는 화합물을 들 수 있다.

일반식 (4)∼(6) 및 (7)의 R₁∼R₇은 일반식 (9)∼(11)로 나타내어지는 탄화수소기를 포함하고, 일반식 (9)∼(11)의 R₁'∼R₁₂'는, 각각 서로 독립하여, 수소, 탄소수 1∼3의 알킬기, 단환 시클로헥실기 또는 가교 구조를 갖는 시클로헥실기로부터 선택된다. 일반식 (3)∼(8)의 n1∼n15는 환상 탄화수소의 구조에 따라서 0∼9 또는 0∼11의 정수를 나타내고, Q₁∼Q₁₅는, 각각 서로 독립하여, 탄소수 1∼3의 알킬기, 단환 시클로헥실기 또는 가교 구조를 갖는 시클로헥실기로부터 선택되고, n1∼n15가 2 이상의 정수인 경우에 있어서, 복수의 Q₁∼Q₁₅는 각각 서로 독립하여 구조가 선택된다. 일반식 (5) 및 (6)의 Q₁'∼Q₃'는, 각각 서로 독립하여, 수소 원자, 탄소수 1∼3의 알킬기, 단환 시클로헥실기 또는 가교 구조를 갖는 시클로헥실기로부터 선택된다.

일반식 (3)∼(11)의 화합물에 있어서, 식 중 R₁'∼R₁₂' 및 Q₁∼Q₁₅의 알킬기는, 구체적으로는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기 및 i-프로필기이다. R₁'∼R₁₂'는, 보다 바람직하게는 수소 또는 메틸기이며, 특히 바람직하게는 시클로헥실기에 인접하는 탄소 원자가 메틸화되어 있는 것이다. 일반식 (3)∼(8)의 화합물은, 각각 단독으로 사용해도 되고, 임의의 조합 및 비율로 혼합한 것을 사용해도 된다.

일반식 (3)∼(8)의 바람직한 예로서는, 환상 화합물을 2∼4개 포함하는 화합물이며, 구체적으로는 비시클로헥실, 1,2-디시클로헥실프로판, 1,2-디시클로헥실-2-메틸프로판, 2,3-디시클로헥실부탄, 2,3-디시클로헥실-2-메틸부탄, 2,3-디시클로헥실-2,3-디메틸부탄, 1,3-디시클로헥실부탄, 1,3-디시클로헥실-3-메틸부탄, 2,4-디시클로헥실펜탄, 2,4-디시클로헥실-2-메틸펜탄, 2,4-디시클로헥실-2,4-디메틸펜탄, 1,3-디시클로헥실-2-메틸부탄, 2,4-디시클로헥실-2,3-디메틸부탄, 2,4-디시클로헥실-2,3-디메틸펜탄, 2,4,6-트리시클로헥실-2,4-디메틸헵탄, 2,4,6-트리시클로헥실-2-메틸헥산, 2,4,6-트리시클로헥실-2,4,6-트리메틸헵탄, 2,4,6,8-테트라시클로헥실-2,4,6,8-테트라메틸노난, 비시클로[2.2.1]헵토-2-엔, 2-메틸렌비시클로[2.2.1]헵탄, 2-메틸비시클로[2.2.1]헵토-2-엔, 2-메틸렌-3-메틸비시클로[2.2.1]헵탄, 3-메틸렌-2-메틸비시클로[2.2.1]헵탄, 2,3-디메틸비시클로[2.2.1]헵토-2-엔, 2-메틸렌-7-메틸비시클로[2.2.1]헵탄, 3-메틸렌-7-메틸비시클로[2.2.1]헵탄, 2,7-디메틸비시클로[2.2.1]헵토-2-엔, 2-메틸렌-5-메틸비시클로[2.2.1]헵탄, 3-메틸렌-5-메틸비시클로[2.2.1]헵탄, 2,5-디메틸비시클로[2.2.1]헵토-2-엔, 2-메틸렌-6-메틸비시클로[2.2.1]헵탄, 3-메틸렌-6-메틸비시클로[2.2.1]헵탄, 2,6-디메틸비시클로[2.2.1]헵토-2-엔, 2-메틸렌-1-메틸비시클로[2.2.1]헵탄, 3-메틸렌-1-메틸비시클로[2.2.1]헵탄, 1,2-디메틸비시클로[2.2.1]헵토-2-엔, 2-메틸렌-4-메틸비시클로[2.2.1]헵탄, 3-메틸렌-4-메틸비시클로[2.2.1]헵탄, 2,4-디메틸비시클로[2.2.1]헵토-2-엔, 2-메틸렌-3,7-디메틸비시클로[2.2.1]헵탄, 3-메틸렌-2,7-디메틸비시클로[2.2.1]헵탄, 2,3,7-트리메틸비시클로[2.2.1]헵토-2-엔, 2-메틸렌-3,6-디메틸비시클로[2.2.1]헵탄, 3-메틸렌-2,6-디메틸비시클로[2.2.1]헵탄, 2-메틸렌-3,3-디메틸비시클로[2.2.1]헵탄, 3-메틸렌-2,2-디메틸비시클로[2.2.1]헵탄, 2,3,6-트리메틸비시클로[2.2.1]헵토-2-엔, 2-메틸렌-3-에틸비시클로[2.2.1]헵탄 및 3-메틸렌-2-에틸비시클로[2.2.1]헵탄, 2-메틸-3-에틸비시클로[2.2.1]헵토-2-엔 등을 들 수 있다.

일반식 (3)∼(8)로 나타내는 화합물은, 모두 지환식 탄화수소를 복수 포함하는 분자 구조이며, 환끼리가 직접 결합 혹은 탄화수소에 의해 가교된 구조를 갖는다. 그 때문에, 분자의 입체 장해가 크기 때문에, 높은 압력을 받아도 변형이 일어나기 어려워져, 로프-시브간의 접촉에 대하여 충분한 두께의 유막을 형성한다.

일반식 (3)∼(8)의 화합물의 제법은 특별히 한정되지 않고, 공지 혹은 임의의 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, α-메틸스티렌이나 스티렌 등을 2량화 반응 또는 3량화 반응 후, 수소화에 의해 제작하는 방법이나, 나프텐계 합성 윤활유를 제조하는 방법을 들 수 있다. 또한, 제조의 과정에서 생성되는 4량체 화합물 등을 포함하고 있어도 되지만, 분자량이 큰 다량체는 고체로서 얻어지는 경우가 있기 때문에, 2량체 혹은 3량체 화합물쪽이 보다 바람직하다.

또한, 나프텐 화합물의 다른 예로서는, 단환 혹은 2량체 이상의 환상 모노테르펜류의 수소 첨가물(수첨물) 및 단환 혹은 2량체 이상의 환상 모노테르펜류의 유도체(환상 모노테르펜류 유도체)의 수소 첨가물을 들 수 있다. 환상 모노테르펜류 및 환상 모노테르펜류 유도체(환상 모노테르페노이드류)의 예로서는, 각종의 것을 들 수 있지만, 적합한 것으로서는 멘타디엔류, 가교 구조를 갖는 환상 탄화수소류 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 이들은 이소프렌을 구성 단위로 하는 탄화수소이며, 또한 분자 구조에 따라서는 구조 이성체, 거울상 이성체(d체, l체)를 갖는 것이 알려져 있다. 상기 멘타디엔류 및 가교 구조를 갖는 환상 탄화수소류는, 다량체 합성의 반응성이 비교적 높다. 또한, 환상 구조를 많이 갖기 때문에, 입체 장해가 큰 기유를 형성할 수 있다. 또한, 상기 화합물은 식물이나 곤충, 균류 등에 의해 만들어지는 생체 물질로서도 알려져 있고, 천연물 유래의 화합물이기 때문에, 비석유계 원료로부터 제조 가능한 점에서 자원 절약의 면에서 유리하다.

멘타디엔류는, 시클로헥산환의 1, 2위, 1, 3위 또는 1, 4위에 메틸기와 이소프로필기가 각각 치환된 구조를 갖고, 또한, 탄소-탄소 이중 결합을 2개 갖는 화합물이다. 구체적으로는, 리모넨, 이소리모넨, α-테르피넨, β-테르피넨, γ-테르피넨, 테르피놀렌, α-펠란드렌, β-펠란드렌 및 이들의 거울상 이성체를 들 수 있다. 또한, 알킬기나 히드록실기 등의 치환기를 도입한 유도체도 마찬가지로 들 수 있다.

가교 구조를 갖는 환상 탄화수소류는, α-피넨, β-피넨, 캄펜, 보르닐렌, 펜첸, 사비넨 및 이들의 거울상 이성체를 들 수 있다. 또한, 알킬기나 히드록실기 등의 치환기를 도입한 유도체에 대해서도 마찬가지로 들 수 있다.

또한, 상기에 나타낸 환상 모노테르펜류 및 그의 유도체를 포함하는 혼합물에 대해서도, 마찬가지로 기유로서 사용할 수 있다. 구체적으로는, p-멘타디엔류의 이성체 혼합물인 디펜텐, α-피넨과 β-피넨의 혼합물인 테레빈유 등의 정유를 들 수 있다.

본 발명에 있어서의 단환의 환상 모노테르펜류 및 그의 유도체란, 예를 들어 상기에 든 멘타디엔류 및 이들과 유사한 것을 수소화 반응하여 얻어지는 화합물을 들 수 있다. 화학적 안정성의 관점에서, 불포화 탄화수소를 포함하지 않는 것이 바람직하고, 보다 바람직한 예로서는, 예를 들어 노르보르난 및 그의 유도체, 펜찬 및 그의 유도체, 피난 및 그의 유도체 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서의 2량체 이상의 환상 모노테르펜류 및 그의 유도체란, 환상 모노테르펜류 또는 환상 모노테르페노이드류를 다량화 반응하여 얻어지는 화합물(다량체)이며, 1종류의 다량체여도 되고, 복수종의 다량체를 포함하는 혼합물(예를 들어, 리모넨의 다량체와 α-테르피넨의 다량체를 포함하는 혼합물)이어도 된다. 또한, 상이한 종류의 환상 모노테르펜류 및 환상 모노테르페노이드류를 포함하는 다량체로 해도 된다. 예를 들어, α-피넨(환상 모노테르펜류)과 β-피넨(환상 모노테르펜류)을 다량화한 것이나, 리모넨(환상 모노테르펜류)과 그의 유도체(환상 모노테르페노이드류)를 다량화한 것이어도 된다.

또한, 다량체는 2량체 이상이면 특별히 제한은 없고, 유닛수(다량체를 구성하는 단량체의 수)가 상이한 다량체를 포함하는 혼합물(예를 들어, 2량체와 3량체의 혼합물)이어도 되지만, 분자량이 큰 다량체는 고체로서 얻어지는 경우가 있다. 고체로서 얻어진 경우, 용제에 녹이거나 하여 점도를 조정하면 사용할 수 있지만, 그 경우에는 기유가 엷어져, 트랙션 특성이 저하될 가능성이 있다. 그 때문에, 2량체 혹은 3량체 화합물이 보다 바람직하다. 또한, 다량체의 유닛수는, 다량화 반응 전의 단량체의 이중 결합의 위치에 의존한다.

상술한 환상 모노테르펜류 또는 그의 유도체에 대하여, 촉매 존재 하에서 다량화 반응을 행하여, 다량체를 얻는다. 다량화 반응에 사용하는 촉매는 특별히 제한은 없지만, 일반적으로는 산성 촉매를 사용한다. 구체적으로는 염산, 황산, p-톨루엔술폰산, 염화알루미늄, 염화철(II), 염화주석(II), 제올라이트, 실리카, 알루미나, 양이온 교환 수지 및 헤테로폴리산 등이다. 반응 용기에, 환상 모노테르펜류 또는 그의 유도체와, 상기 촉매를 투입하여 다량화 반응을 행한다. 또한, 촉매를 분산시킬 목적으로, n-헥산, 시클로헥산, 톨루엔 또는 1,2-디에톡시에탄 등의 용매를 사용해도 된다. 또한, 필요에 따라서 에스테르류, 케톤류 또는 글리콜류 등의 반응 조정제를 첨가해도 된다.

다음에, 상기에 의해 얻은 2량체 이상의 환상 모노테르펜류 또는 그의 유도체에 대하여, 수소 첨가 반응을 행하여, 2량체 이상의 환상 모노테르펜류의 수소 첨가물 또는 2량체 이상의 환상 모노테르펜류 유도체의 수소 첨가물을 얻어 목적으로 하는 기유로 한다. 수소 첨가 반응은, 일반적인 방법에 의해 행할 수 있다. 예를 들어, 수소 첨가 반응에 적합한 금속 촉매(니켈, 루테늄, 팔라듐, 백금, 로듐 또는 이리듐 등)의 존재 하에서 수소 가스를 유통하고, 가열함으로써 수소 첨가 반응(접촉 수소화)을 행할 수 있다.

또한, 분자 구조에 따라서는 수소화알루미늄리튬, 수소화붕소나트륨, 수소화 트리에틸붕소리튬 또는 수소화붕소리튬 등의 아트형의 히드리드 착체를 사용한 히드리드 환원을 사용하여 수소 첨가 반응을 행할 수도 있다. 통상은, 금속 촉매를 사용한 불균일계 접촉 수소화에 의해 행해지지만, 출발 물질의 이중 결합의 위치에 따라서는 이 방법으로는 환원하기 어렵고, 히드리드 환원(균일계 수소화)쪽이 반응하기 쉬운 경우도 있기 때문에, 수소 첨가 반응은, 각 화합물의 분자 구조에 따라서 적합한 방법을 선정하는 것이 바람직하다.

상술한 (B) 성분은, 환상 탄화수소를 복수 갖고, 환끼리가 탄화수소를 통해, 혹은 직접 결합함으로써 매우 부피가 큰 분자 구조를 갖는(입체 장해가 큰) 화합물이다. 당해 화합물을 포함하는 기유로 함으로써, 높은 내마모성을 부여한 엘리베이터 로프용 그리스를 얻을 수 있다.

또한, 상술한 아다만탄 유도체 및 다환 나프텐 화합물 외에, 단환의 지방족 환상 탄화수소를 사용할 수 있다. 전술한 화합물과 비교하여 입체 장해가 작아지지만, 마찬가지의 이유에 의해 기유의 내마모성을 높이는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명에 따른 기유는, 증점제와의 상용성, 기유의 점도 및 로프 그리스 안정성, 트랙션의 조정 등을 목적으로 하여, 광유(파라핀유, 나프텐유), 합성 에스테르유, 합성 에테르유 및 합성 탄화수소유 등을 적절히 배합한 혼합유, 혹은 이들을 기유로 하여 (A) 성분 및 (B) 성분에 첨가하여 사용해도 된다. 이들은, 엘리베이터의 설계 사양에 따라서 선정할 수 있다.

또한, 폴리부텐 또는 폴리이소부텐과 나프텐 화합물의 복합화물(혼합유)을 사용하였을 때의 내마모성은, 소량의 나프텐 화합물의 복합화에 있어서도 효과를 발휘하는 것이 밝혀졌다. 후술하는 실시예에 나타내는 바와 같이, 기유의 내마모성을 비교하면, 나프텐 화합물이 적어도 1질량％ 이상인 복합화물로 함으로써, 기유의 내마모성이 30％ 이상 저감 가능해진다.

상기 효과에 대하여, 이하에 고찰을 나타낸다. 고면압 하에서의 유막 형성시, 나프텐 화합물의 일부가 석출(고화)되고, 부근의 폴리부텐 또는 폴리이소부텐을 끌어들이면서 강제적으로 압축ㆍ고화되어 도메인(섬층)을 형성함으로써 유막 중에 의사적인 상분리 구조(해도 구조)를 형성한다. 그리스(또는 혼합유) 중에, 이 나프텐유를 핵으로 하는 도메인을 형성시킴으로써, 도메인이 부피가 큰 쿠션의 역할을 하고, 이에 의해 소량의 나프텐 화합물로도 금속끼리의 직접 접촉을 억제하는 효과를 나타낸 것으로 추정된다.

상술한 나프텐 화합물을 소량 첨가함으로써 내마모성이 비약적으로 향상되는 효과는, 고면압 하에서의 유막 내에서의 특수한 상변화에 의한 것이며, 종래 발견되지 않은 신규의 지견이다.

기유의 최적의 배합비는, 점도, 트랙션 성능 및 내마모성을 고려하여 적절히 선정할 수 있지만, 최적의 첨가량은, (A) 성분이 그리스의 30∼90질량％, 나프텐 화합물이 그리스의 1∼70질량％이다. 또한, (A) 성분 및 (B) 성분 이외의 기유를 그리스의 50질량％ 이하 첨가해도 된다.

(2) 증점제

본 발명에 따른 그리스는, 상기 기유를 고화하기 위해 증점제를 첨가한 것이어도 된다. 증점제는, 그리스 중에 혼합할 수 있으면 특별히 제한없이 사용할 수 있고, 증점제의 예로서는, 광유계 왁스(마이크로 왁스(마이크로크리스탈린 왁스), 파라핀 왁스 및 페트롤레이텀 등), 합성 탄화수소 왁스(석탄의 분해 가스를 피셔-트롭쉬법에 의해 합성한 것), 올레핀 유도체의 중합체 왁스(폴리에틸렌 왁스, α-올레핀 왁스), 지방산 유도체의 왁스(아미드 왁스, 케톤 왁스), 광물계 왁스(몬탄산 왁스), 동물계 왁스(밀랍, 고래) 및 식물계 왁스(카르나우바 왁스, 할로우) 등이 있다. 이들 왁스의 종류 및 첨가량은, 트랙션 계수에의 영향, 틱소트로픽성 및 로프에의 접착성을 고려하여 결정할 필요가 있다. 증점제의 첨가량은, 그리스의 0.5∼25질량％가 바람직하고, 1∼10질량％가 보다 바람직하다.

또한, 상술한 로프유 및 그리스에는, 트랙션 계수를 저하시키지 않는 한 방청, 산화 방지, 마모 억제 등의 기능을 부여하기 위해, 각종 첨가제를 첨가할 수 있다. 방청제의 예로서는, 예를 들어 술폰산 화합물의 금속염이나 아민류가 있다. 산화 방지제의 예로서는, 예를 들어 2,6-디-tert-부틸-p-크레졸 등의 페놀계 산화 방지제, 알킬화 디페닐아민 등의 아민계 산화 방지제 및 디알킬디티오인산아연 등의 유기 황계 산화 방지제가 있다. 마모 억제제의 예로서는, 예를 들어 미립 그래파이트, 이황화몰리브덴, 디알킬디티오인산아연 및 폴리사불화에틸렌 분말 등이 있다. 또한, 그리스의 상용성 조정제 및 금속 계면의 유성제로서, 음이온계 계면 활성제(지방산 나트륨 등), 비이온계 계면 활성제(소르비탄 지방산 에스테르 등) 및 양성 이온 계면 활성제(알킬아미노 지방산염 등)를 사용할 수도 있다.

또한, 증점제로서, 틱소성 부여제를 첨가할 수도 있다. 틱소성 부여제는 1개의 분자 중에 친수기 및 소수기를 갖는 화합물이며, 오일 등에 용해하면, 용액 내에서 수소 결합에 의해 분자끼리가 구조를 형성하여, 고체상의 조성물을 형성하는 특징을 갖는다. 전단에 의해 용이하게 연화되는 틱소트로픽성을 갖고, 고점도의 액상 조성물로 된다. 또한, 전단 응력이 제거됨으로써 다시 수소 결합에 의한 구조를 형성하여, 고체상의 조성물로 된다. 당해 조성물의 틱소트로픽성은, 실온 부근을 비롯한, 엘리베이터 승강로가 취할 수 있는 온도 조건 하에서 보이며, 로프 표면에의 고밀착화와 로프-시브 접촉면에서의 유막 안정화를 양립시키는 것이다.

본 발명의 그리스는, 다환 나프텐 화합물을 기유에 첨가함으로써, 통상의 파라핀을 포함하는 광유나 폴리이소부텐 등의 쇄상 탄화수소만을 기유로 한 경우보다도, 증점제의 첨가량이 소량이어도 오일이 고화되는 경향을 나타낸다. 이것은, 다환 나프텐 화합물은 부피가 큰 분자 골격이 입체 장해로 되어, 광유나 쇄상 탄화수소보다도 틱소성 부여제의 상용성이 낮아져, 수소 결합에 의한 구조 형성이 일어나기 쉬워진 것으로 추정된다. 또한, 소량의 틱소성 부여제로 고화되기 때문에, 본 발명의 그리스는 기유의 트랙션 특성을 손상시키지 않고 사용할 수 있다.

틱소성 부여제로서는, 기유에 가용이며, 기유를 고화하는 것이면 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 틱소성 부여제의 예로서, 지방산 아미드, 지방산 디아미드, 지방산 트리아미드, 지방산 테트라아미드, 산화 폴리올레핀 및 수소 첨가한 피마자유 등이 있다. 이들 틱소성 부여제의 종류 및 첨가량은, 로프유의 트랙션 계수에의 영향 및 로프에의 접착성(부착성)을 고려하여 결정할 필요가 있다.

상기 틱소성 부여제 중, 특히 지방산 아미드, 지방산 디아미드는 다환 나프텐 화합물과의 적당한 상용성과 수소 결합에 의한 구조 형성이 우수하여, 보다 적합한 예이다. 구체적으로는, 하기 일반식 (12) 및 (13)으로 나타내어지는 화합물이다.

일반식 (12)의 식 중 R₁''는 수소 또는 탄소수 1∼24의 알킬기이고, 일반식 (13)의 R₃''는 탄소수 1∼8의 탄화수소기이며, 일반식 (12)의 R₂'', 일반식 (13)의 R₄'' 및 R₅''는, 각각 서로 독립하여, 탄소수 4∼24의 탄화수소기로부터 선택된다. R₁''∼R₅''는, 기유와의 상용성 및 수소 결합에 의한 구조 형성의 촉진 등을 목적으로 하여, 이들 측쇄에 알킬기, 히드록실기 또는 페닐기 등의 치환기를 갖고 있어도 된다. 특히 바람직하게는, R₂'', R₄'' 및 R₅''의 측쇄에 히드록실기를 갖는 것이다. 일반식 (12) 및 (13)의 화합물은, 단독으로 사용해도 되고, 임의의 조합 및 비율로 혼합한 것을 사용해도 된다.

일반식 (12) 및 (13)의 바람직한 예로서는, 모노아민 또는 디아민과 지방산의 반응 생성물이다. 모노아민으로서는 메틸아민, 에틸아민, 프로필아민, 부틸아민, 2-부틸아민, 2-메틸프로필아민, tert-부틸아민, 펜틸아민, 2-펜틸아민, 3-펜틸아민, 2-메틸부틸아민, 3-메틸부틸아민, 네오펜틸아민, 헥실아민, 헵틸아민, 옥틸아민, 노닐아민, 데실아민, 운데실아민, 라우릴아민, 트리데실아민, 미리스틸아민, 펜타데실아민, 팔미틸아민, 마르가릴아민, 스테아릴아민, 노나데실아민, 아라키딜아민, 헤네이코실아민, 베헬아민, 트리코실아민, 시클로헥실아민 및 페닐아민 등을 들 수 있다.

디아민으로서는, 에틸렌디아민, 1,2-프로판디아민, 1,3-프로판디아민, 1,4-부탄디아민, 1,3-펜탄디아민, 1,5-펜탄디아민, 1,6-헥산디아민, 2-메틸-1,5-펜탄디아민, 1,7-헵탄디아민, 1,8-옥탄디아민, 헥사히드로-o-크실릴렌디아민, 헥사히드로-m-크실릴렌디아민, 헥사히드로-p-크실릴렌디아민, 1,2-페닐렌디아민, 1,3-페닐렌디아민 및 1,4-페닐렌디아민 등을 들 수 있다.

지방산의 예로서는, 부티르산, 발레르산, 피발산, 히드로안젤산, 이소발레르산, 이소카프로산, 에난트산, 카프릴산, 펠라르곤산, 카프르산, 운데실산, 라우르산, 트리데실산, 미리스트산, 펜타데실산, 팔미트산, 마르가르산, 스테아르산, 노나데실산, 아라키드산, 헤네이코실산, 베헨산, 트리코실산, 리그노세르산 및 히드록시스테아르산 등을 들 수 있다. 또한, 이들의 이성체나, 카르복실산 할로겐화물, 카르복실산 무수물 및 활성 에스테르 등의 유도체도 포함된다.

틱소성 부여제의 첨가량은, 그리스의 0.5∼25질량％가 바람직하고, 1∼10질량％가 보다 바람직하다. 0.5질량％ 미만이면, 기유를 고화할 수 없고, 또한 25질량％보다 많으면, 기유가 엷어져 트랙션 특성이 저하된다. 소량으로 오일을 고화하기 쉬워지기 때문에, 엘리베이터의 설계 면압, 트랙션 계수에의 영향, 그리스 제조의 용이함 등을 고려하여, 첨가량을 선정하는 것이 바람직하다. 그리스의 혼화 조도 및 적점은, 로프에의 가공성 및 장기 부착성을 고려하여, 불혼화 조도를 200∼400 및 적점을 30∼110℃로 하는 것이 바람직하다. 불혼화 조도 및 적점은, 주로 틱소성 부여제의 종류, 첨가량 및 상용성 등에 의해 제어된다.

본 발명에 따른 그리스는, 가열에 의해 액화, 냉각에 의해 고화되는 성질을 갖는다. 그리스를 로프에 적용하는 방법으로서는, 그리스를 가열 용융함으로써, 심강이나 강선 스트랜드, 로프에 대하여 침지, 도포, 분사함으로써 행할 수 있다. 또한, 로프 제작 시에, 심강과 강선 스트랜드를 꼬아 합친 구(口)(보이스 구(口))에 있어서, 가열 용융함으로써 그리스를 로프에 함침 도포할 수 있다.

또한, 그리스의 틱소트로픽성을 이용함으로써, 예를 들어 승강 중인 엘리베이터 로프나 시브 등, 동작 중인 부품 표면에 괴상의 그리스가 직접 접촉하는 구조를 가함으로써, 로프나 시브의 표면에 그리스를 직접 전사하는 것도 가능해진다.

(3) 증점제

상술한 본 발명에 따른 기유는, 높은 트랙션 특성과 내마모성, 로프 표면에의 밀착성을 갖지만, 필요에 따라서, 증점제를 가하여 보다 점도가 높은 기유로 할 수 있다. 점도가 부족하면, 접촉부에의 오일의 접착성(부착성)은 약해지고, 시브로부터의 동력 전달 시에 유막 끊김을 일으켜 로프의 마모가 발생하기 쉬워지기 때문에, 기유의 점도를 높이는 시책이 필요로 된다.

여기서, (1)에 나타낸 바와 같이, 폴리부텐 또는 폴리이소부텐은, 임의의 분자량의 것을 선정 또는 복수의 오일을 복합화함으로써, 점도를 임의로 조정할 수 있다. 또한, 나프텐 화합물 및 그의 유도체 중, 분자량이 큰 다량체는 점성이 높은 액체 혹은 고체로서 얻어지는 경우가 있다. 예를 들어, 4량체 이상의 나프텐 화합물은 고체인 경우가 많아, 그것 단체로 기유로서 사용하는 것이 어렵지만, 분자량이 큰 다량체는 기유에의 높은 용해성이나 고트랙션 특성을 갖기 때문에, 2량체, 3량체의 화합물과 혼합함으로써, 4량체 이상의 화합물이 증점제의 역할을 하여, 기유 성분만으로 증점제의 기능을 겸하게 할 수 있다. 또한, 예를 들어 접촉 면압이 낮은 조건이나, 단체로 충분한 점성을 갖는 화합물을 기유에 사용하는 등, 유막 끊김이 억제 가능한 조건으로 함으로써, 증점제를 사용하지 않고 그리스를 구성하는 것도 가능하다. 따라서, 본 발명에 있어서 기유 단체로도 점도를 높일 수 있기 때문에, 증점제는 필수의 성분은 아니며, 기유의 성분이나 접촉 면압 등의 엘리베이터 로프의 작동 조건에 따라서, 필요가 있으면 사용할 수 있다.

증점제는, 중량 평균 분자량이 500 이상 100,000 이하인 것이 바람직하다. 이와 같은 증점제를 첨가함으로써, 점성이 낮은 기유라도 접촉부에 대하여 충분한 접착성을 나타내어, 엘리베이터와 같이 높은 접촉 면압을 받는 로프-시브간의 접촉에 대해서도 충분한 유막 두께를 유지할 수 있다. 이에 의해, 트랙션 특성과 내마모성이 우수한 그리스로 된다.

일반적으로, 분자량이 큰 증점제일수록 증점 효과는 커서, 소량의 첨가로 점성이 증가되지만, 높은 접촉 면압을 받으면 분자의 주쇄가 끊어지기 쉬워진다. 그 때문에, 당해 기술분야에 있어서 분자량이 큰 증점제는 그다지 사용되지 않는다. 그러나, 본 실시 형태에 있어서의 기유는 입체 장해가 커서, 유막도 두꺼워진다고 생각된다. 이에 의해, 유막이 완충재로 되어 증점제에의 대미지가 저감되므로, 분자량을 크게 할 수 있다. 한편, 분자량이 큰 증점제일수록 용해성이 떨어지기 때문에, 증점제의 바람직한 중량 평균 분자량은 1,000 이상 100,000 이하이고, 5,000 이상 50,000 이하가 보다 바람직하고, 8,000 이상 30,000 이하가 더욱 바람직하다.

증점제는, 노르말파라핀, 폴리-α-올레핀 등의 이소파라핀, 시클로펜타디엔계 석유 수지 등의 다환 나프텐 화합물, 방향족 탄화수소 또는 이들의 공중합체 등을 사용할 수 있다. 중량 평균 분자량이 1,000 이상 100,000 이하이고, 기유에 용해 혹은 분산되는 것이면 된다. 특히, 시클로펜타디엔 등의 다환 나프텐 화합물이나 폴리이소부텐 등의 이소파라핀은, 기유 상당의 트랙션 특성을 나타내기 때문에, 보다 바람직하다.

또한, 증점제의 첨가량은 설계 사양 등에 따라서 적절히 조정할 수 있지만, 그리스의 1∼40질량％인 것이 바람직하다. 1질량％ 미만에서는 증점제의 효과를 얻을 수 없고, 40질량％보다 많으면, 기유에 대하여 균일하게 용해시키는 것이 곤란해지고, 또한 기유의 성분이 엷어지기 때문에, 그리스의 트랙션 특성이 저하될 우려가 있다. 또한, 로프유로서 사용하는 경우, 증점제의 첨가량은 기유의 5∼60질량％인 것이 바람직하다. 5질량％ 미만에서는 증점제의 효과를 얻을 수 없고, 60질량％보다 많으면, 점도가 너무 높아질 우려가 있다. 증점제의 분자량 및 첨가량을 변화시킴으로써, 로프유의 점도를 임의로 조정할 수 있다.

[엘리베이터 로프]

도 2는 엘리베이터 로프의 일례를 도시하는 단면의 모식도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 엘리베이터 로프(4)는 와이어 로프(40)와, 와이어 로프(40)의 표면에 형성된 그리스층(11)을 갖는다. 와이어 로프(40)는 복수의 강선(10a, 10b 및 10c)을 꼬아 합쳐서 구성되는 강선 스트랜드(이하, 「스트랜드」라고도 칭함)(9)를, 합성 섬유 또는 천연 섬유를 포함하는 심강(8)을 중심으로 복수개 꼬아 합쳐서 이루어진다. 도 2에서는 심강(8)의 주위에 6개의 스트랜드(9)를 배치하고 있지만, 8개의 스트랜드(9)를 배치하고 있어도 된다.

상술한 본 발명에 따른 그리스를 와이어 로프(40)의 표면(도 2에서는, 스트랜드(9)의 표면(11))에 배치함으로써, 엘리베이터의 로프-시브간의 접촉에 대하여 충분한 유막 두께와 접착성을 갖고, 트랙션 특성 및 내마모성이 우수한 로프를 얻을 수 있다. 본 발명에서는, 그리스를 적어도 스트랜드(9)의 표면에 피복하면 본 발명의 효과를 얻을 수 있지만, 심강(8)의 표면 또는 내부에도 본 발명에 따른 로프유 또는 그리스를 함침시킴으로써, 로프 사용 시에 로프유 또는 그리스가 심강(8)으로부터 스트랜드(9)의 표면에 순차적으로 공급되어, 장기에 걸쳐 로프의 성능(트랙션 특성 및 내마모성)을 유지할 수 있다. 또한 스트랜드(9) 내부에도 로프유 또는 그리스를 함침시키면, 더 많은 로프유 또는 그리스를 유지해 둘 수 있으므로, 더 장기에 걸쳐 로프의 성능을 유지할 수 있다.

또한, 심강(8)에는 로프유를 함침시키고, 스트랜드(9)에는 로프유보다도 점성이 높은 그리스를 피복 또는 함침시킴으로써, 유동성이 높은 로프유를 심강(8)으로부터 스트랜드(9)에 효율적으로 공급할 수 있고, 한편 외부 장치와 접촉하는 스트랜드(9)에는 높은 접착성을 부여할 수 있으므로, 심강(8)과 스트랜드(9)에서 로프유와 그리스를 구분지어 사용하면 좋다. 물론, 심강(8)의 내부, 표면, 스트랜드(9)의 내부 및 표면 모두에 그리스를 배치해도 된다. 이 경우에는, 모두 동일한 그리스를 사용하기 때문에, 생산성의 면에서 효율이 좋아 유리하다.

그리스층을 와이어 로프에 형성하는(그리스를 와이어 로프에 도포하는) 방법으로서는, 그리스를 가열 용융하고, 로프유와 마찬가지로 심강(8)이나 강선 스트랜드(9), 로프(4)에 대하여 침지, 도포, 분사함으로써 행할 수 있다. 또한, 로프 제작 시에, 심강(8)과 강선 스트랜드(9)를 꼬아 합친 구(보이스 구)에 있어서, 그리스를 가열 용융함으로써, 그리스를 로프에 함침 도포할 수 있다.

로프유의 점성을 예의 검토한 결과, 40℃의 동점도로 40㎟/s 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50∼1,000㎟/s이다. 로프유의 점성이 높아지면, 접착성이 높아지는 한편 심강(8)으로부터 스트랜드(9)로의 로프유의 공급이 일어나기 어려워지기 때문에, 로프나 엘리베이터의 사양에 맞추어 적절히 선정한다. 로프유를 와이어 로프에 도포하는 방법으로서는, 그리스와 마찬가지로, 심강이나 와이어 로프에 대하여 로프유를 침지, 도포, 분사함으로써 행할 수 있다. 또한, 엘리베이터 로프의 메인터넌스 오일으로서, 상온에서도 로프에 직접 급유하는 것도 가능하다.

[트랙션식 엘리베이터]

도 1은 본 발명에 따른 트랙션식 엘리베이터의 일례를 도시하는 모식도이다. 참조 부호 1은 카, 참조 부호 2는 카운트웨이트(균형추), 참조 부호 3은 권상기 (도시하지 않음)에 접속한 시브, 참조 부호 4는 로프(엘리베이터 로프), 참조 부호 5a, 5b는 각각 카, 카운트웨이트를 현수 보유 지지하는 현수 도르래, 참조 부호 6은 정상부에 고정된 도르래, 참조 부호 7은 승강로이다. 로프(4)의 일단은 승강로(7)의 정상부에 고정되고, 카의 현수 도르래(5a), 정상부 도르래(6), 시브(3), 정상부 도르래(6), 카운트웨이트의 현수 도르래(5b)가 순서대로 배설되고, 다른 일단이 승강로의 정상부에서 고정되어 있다. 로프(4)를 통해, 카(1)와 카운트웨이트(2)에 의해 발생하는 장력의 차와, 로프(4)와 시브(3) 사이에 발생하는 마찰력이 균형을 이루고 있다. 로프(4)의 표면은, 상술한 본 발명에 따른 그리스를 포함하는 그리스층을 갖는다.

본 발명에 따른 트랙션식 엘리베이터는, 그리스의 트랙션 계수가 높기 때문에, 종래의 엘리베이터와 비교하여 장치의 소형화 및 로프 세선화가 가능해진다. 또한, 엘리베이터 로프의 내마모성이 높기 때문에, 로프의 교환 횟수를 저감할 수 있다.

게다가, 본 발명에 따른 그리스를, 틱소트로픽성을 갖는 그리스로 함으로써, 로프나 시브 등의 엘리베이터 부품의 표면에 대하여 그리스를 연속적으로 공급하는 것도 가능해진다. 이것은, 그리스가 전단을 받아 연화되는 성질을 이용한 것이며, 그리스를 엘리베이터 부품의 표면에 직접 전사할 수 있다. 그리스가 적절한 점도, 혼화 조도를 갖고, 또한 엘리베이터 부품과 직접 접촉하는 기구를 포함하는 것이면, 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 이에 의해, 메인터넌스 빈도나 보수에 걸리는 작업 공정의 삭감, 엘리베이터 로프 등의 마모 억제, 엘리베이터의 장수명화가 가능해진다. 당해 기구의 설치 위치는 특별히 제한은 없고, 엘리베이터의 설계 사양, 메인터넌스 용이성 등을 고려하여 사용할 수 있다.

실시예

이하에, 실시예 및 비교예를 사용하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

(1) 로프유 및 그리스의 평가 방법

(1-1) 로프유의 동점도, 조도 및 적점의 측정

로프유의 동점도(40, 100℃)는 JIS 규격(JIS K2283)에 기초하여 측정하였다. 또한, 그리스의 점도(불혼화 조도, 혼화 조도) 및 적점은, JIS 규격(JIS K2220)에 기초하여 측정하였다. 또한, 로프유의 40℃의 동점도의 값으로부터, ISO(International Organization for Standardization) 3448에 기초하여, 점도 그레이드를 평가하였다.

(1-2) 트랙션 계수 측정

트랙션 계수 측정은, 볼 온 디스크 시험 장치를 사용하여 행하였다. 본 시험 장치는 볼 및 디스크 양쪽이 회전하는 기구를 갖고, 미끄럼 속도, 구름 속도를 임의로 변경할 수 있다. 측정 조건은, 하중 30N(헤르츠 면압 : 0.82㎬), 구름 속도 : 500㎜/s, 온도 30℃, 미끄럼 속도 : 0∼1000㎜/s로 하고, 미끄럼 속도를 변화시켜 트랙션 계수를 측정하고, 그 최댓값(㎛ax)을 시료의 트랙션 계수로 하였다.

회전체의 재질에는 JIS 규격(JIS G 4805 : 2008)의 고탄소 크롬 베어링강 강재(SUJ2 강재)를 사용하였다.

(1-3) 파렉스 마모 시험

오일의 극압 시험은 파렉스 마찰 마모 시험 장치를 사용하고, ASTM-D2670을 참고로 하여 행하였다. 시험편의 재질은 탄소강(저널 핀(φ6.35㎜) : 니켈크롬강 강재(SAE3135), V 블록 : 황 쾌삭강(AISI1137))이며, 오일로 침지한 시험편에 대하여, 일정 속도 및 하중 조건 하(회전 속도 : 290min-1, 온도 : 70℃, 연습 운전 : 89N, 5min, 본 측정 : 445N, 3h)에서 행하였다. 마모량은 부하 기구의 래칫의 눈금 변화로부터 핀과 블록의 합계의 마모 깊이를 계산에 의해 구하였다.

(1-4) 겔 여과 크로마토그래피 측정

증점제의 중량 평균 분자량(Mw)은 겔 여과 크로마토그래피(GPC : Gel Permeation Chromatography) 장치(용매 : 테트라히드로푸란, 폴리스티렌 표준)에 의해 측정하였다.

(2) 기유의 합성과 평가 결과

(2-1) 참고예 1 : 합성유 1∼3의 합성

10리터(이하, 리터를 「L」로 기재함)의 유리제 반응 용기에, α-메틸스티렌 5㎏과, 촉매로서 12-텅스텐산 100g을 넣고, 50℃에서 1시간 가열, 교반하여 반응시킨 후, 20℃의 수욕에서 냉각하여, 고체 촉매를 여과 분리하였다. 이 여과액을 200L 오토클레이브에 넣고, 또한 시클로헥산 100㎏과, Pd를 포함하는 활성탄 담체의 수소 첨가 촉매(5질량％ Pd 담지)(이하, 이 촉매를 「Pd/C 수소 첨가 촉매」라 표기함) 500g를 넣고, 밀폐 후, 수소압 60㎏/㎠(G), 180℃에서 8시간 수소화를 행하고, 실온까지 방냉하여, 촉매를 여과 분리하였다.

얻어진 생성물을 겔 여과 크로마토그래피에 의해 분석한바, 2량체 성분(2,4-디시클로헥실-2-메틸펜탄 : 합성유 1)이 48.2질량％, 3량체 성분(2,4,6-트리시클로헥실-2,4-디메틸헵탄 : 합성유 2)이 32.3질량％, 4량체 성분(합성유 3)이 9.7질량％ 생성되었다.

모든 반응액을 로터리 증발기에 넣어 단량체(시클로헥산) 및 경질분을 증류 제거하고, 이어서 감압 증류에 의해 각 성분을 분취하였다.

(2-2) 참고예 2 : 합성유 4의 합성

α-메틸스티렌 2량체 1000g, 시클로헥산 5000g, Pd/C 수소 첨가 촉매 10g을 교반기를 구비한 10L 오토클레이브에 넣어 밀봉하였다. 오토클레이브 내를 수소로 0.1㎫로 유지하고, 실온(25℃)에서 18시간 교반하였다. 그 후, 오토클레이브를 개봉하고, Pd/C 수소 첨가 촉매를 여과 분리한 후, 시클로헥산을 증류 제거하여, 2-메틸-2,4-디페닐 펜탄 1125g을 얻었다.

다음에, 이 2-메틸-2,4-디페닐펜탄 1000g과, AlCl₃100g을 염화칼슘관, 냉각관 및 적하 깔때기를 설치한 10L의 3구 반응 용기에 넣었다. 교반하면서, 적하 깔때기로부터 디이소부틸렌 2000g을 30분에 걸쳐 적하한 후, 60℃까지 승온하여, 3시간 교반하였다. 반응 용기를 빙욕에서 냉각하면서, 증류수 3000g을 30분에 걸쳐 적하하여, AlCl₃를 분해하였다. 그 후, 정치하여 유기층을 분리하고, 무수 Na₂SO₄에 의한 탈수를 행함으로써, 2-메틸-2,4-디페닐펜탄의 알킬화체와, 디이소부틸렌의 다량체를 포함하는 혼합물을 3000g 얻었다.

이 반응액 전량, 시클로헥산 30000g, N-113 니켈계 수소 첨가 촉매 300g을 오토클레이브에 넣어, 밀봉하고, 수소압 6.1㎫, 200℃에서 2시간 핵 수소화를 행하고, 냉각 후, 촉매를 여과 분리하고, 시클로헥산을 증류 제거하였다. 반응액을 감압 증류에 의해 증류하여, 2㎜Hg, 165∼180℃에서 유분 1600g(2-메틸-2,4-디페닐펜탄의 알킬화체의 수소 첨가 화합물 : 합성유 4)을 얻었다.

상기 합성유 4는 복수의 물질이 혼합된 것이며, 합성유 4에 포함되는 주된 물질은 합성유 A, 합성유 B, 합성유 C 및 합성유 D이다. 합성유 4에 있어서, 합성유 A와 합성유 B의 함유량은 합계로 20질량％이며, 합성유 C와 합성유 D의 함유량은 합계로 60질량％이다. 합성유 A∼D는 각각 하기의 물질이다.

합성유 A :

exo-2-메틸-exo-3-메틸-endo-2-〔(endo-3-메틸비시클로〔2.2.1〕헵토-exo-2-일)메틸〕비시클로〔2.2.1〕헵탄

합성유 B :

exo-2-메틸-exo-3-메틸-endo-2-〔(endo-2-메틸비시클로〔2.2.1〕헵토-exo-3-일)메틸〕비시클로〔2.2.1〕헵탄

합성유 C :

endo-2-메틸-exo-3-메틸-exo-2-〔(exo-3-메틸비시클로〔2.2.1〕헵토-exo-2-일)메틸〕비시클로〔2.2.1〕헵탄

합성유 D :

endo-2-메틸-exo-3-메틸-exo-2-〔(exo-2-메틸비시클로〔2.2.1〕헵토-exo-3-일)메틸〕비시클로〔2.2.1〕헵탄

(2-3) 참고예 3 : 합성유 5의 합성

2L의 스테인리스제 오토클레이브에, 크로톤알데히드 561g 및 디시클로펜타디엔 352g을 투입하고, 170℃에서 3시간 교반하여 반응시켰다. 반응 용액을 실온까지 냉각한 후, 라니 니켈 촉매 18g을 가하고, 수소압 9㎏/㎠(G), 150℃에서 4시간 수소화를 행하였다. 냉각 후, 촉매를 여과 분리한 후, 여과액을 감압 증류하여, 105℃/20㎜Hg 유분 500g을 얻었다.

다음에, γ-알루미나 20g을 넣고, 반응 온도 285℃에서 탈수 반응을 행하여, 450g의 생성물을 얻었다. 또한, 1L의 4구 플라스크에 3불화붕소디에틸에테르 착체 8g, 및 탈수 반응 생성물 400g을 넣고, 교반하면서, 20℃에서 4시간 2량화 반응을 행하였다. 이 반응 혼합물을 희NaOH 수용액과 포화 식염수로 세정한 후, 1리터 오토클레이브에 수소화용 Ni/규조토 촉매 12g을 가하고, 수소압 30㎏/㎠(G), 반응 온도 250℃, 반응 시간 6시간에서 수소화 반응을 행하였다. 반응 종료 후, 여과에 의해 촉매를 제거하고, 여과액을 감압으로 증류함으로써, 목적으로 하는 2량체 수소화물 200g의 혼합물(합성유 5)을 얻었다.

(2-4) 실시예 1∼8의 로프유의 제작과 평가 결과

기유로서 폴리이소부텐(폴리이소부텐유 1 : 동점도 110㎟/s(40℃), 폴리이소부텐유 2 : 동점도 655㎟/s(40℃), 폴리이소부텐유 3 : 동점도 3,450㎟/s(40℃), 고체 폴리이소부텐(중량 평균 분자량 Mw : 9,000)), 및 나프텐 화합물(합성유 1∼5)의 혼합유를 사용하고, 증점제로서 스티렌 엘라스토머(스티렌-에틸렌 공중합체, 스티렌 공중합비 : 약 70％, 중량 평균 분자량 Mw : 80,000)를 각각 첨가한 로프유를 제조하고, ISO 점도 그레이드 및 트랙션 계수에 대하여 평가하였다. 표 1에 로프유의 조성 및 평가 결과(제물성의 측정값)를 나타낸다. 또한, 표 1의 조성에 대하여, 「％」는 「질량％」를 의미하는 것으로 한다. 후술하는 표 2∼5에 대해서도 마찬가지로 한다. 모두 우수한 트랙션 계수를 나타내고, 또한 높은 점도를 유지하고 있어, 로프유로서 우수한 성능을 나타냈다.

(2-5) 비교예 1의 평가 결과

실시예에서 사용한 로프유와의 비교를 목적으로 하여, 폴리이소부텐유 1 : 동점도 205㎟/s(40℃)만 사용하여, ISO 점도 그레이드, 트랙션 계수 및 마모량에 대하여 평가하였다. 표 2에 평가 결과를 나타낸다.

(2-6) 실시예 9∼12의 로프유의 제작과 평가 결과

실시예 1에 든 로프유를 베이스로 하여, 합성유 1의 첨가량을 변화시켜 제조한 로프유를 제작하고, ISO 점도 그레이드, 트랙션 계수 및 마모량에 대하여 평가하였다. 표 2에 로프유의 조성 및 평가 결과를 나타낸다. 모두, ISO 점도 그레이드(ISO 3448)에 있어서의 VG100으로 되도록 각각의 성분의 첨가량을 조정하여, 점도에 의한 영향이 발생하지 않도록 조정하였다.

어느 로프유에 대해서도 트랙션 계수는 높은 값을 나타냈지만, 파렉스 마모 시험 결과로부터, 나프텐 화합물을 포함하지 않는 로프유(비교예 1)와 비교하여, 나프텐 화합물을 적어도 1％ 이상 포함하는 로프유에서는, 마모량이 30％ 이상 억제되는 경향을 나타냈다. 비교예 1의 폴리이소부텐유는 점성을 가짐에 불구하고, 면압이 높은 조건에서는 유막이 끊어지기 쉬워, 마모량이 커진 것으로 추정된다. 한편, 나프텐 화합물을 혼합한 로프유에서는, 고면압 하에서의 유막 형성 시, 나프텐 화합물의 증점 또는 고화에 의해, 유막 내에서 의사적인 상분리 구조를 형성하고, 이에 의해 금속끼리의 직접 접촉을 억제하는 효과를 나타낸 것으로 추정된다. 이상의 결과로부터, 실시예에 나타내는 기유를 사용한 로프유는, 고트랙션과 내마모성이 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있다.

(2-6) 실시예 13∼16의 로프유의 제작과 평가 결과

기유로서 폴리이소부텐유 1, 고체 폴리이소부텐 및 아다만탄 유도체(아다만탄 유도체 1 : 1,3-디메틸아다만탄, 아다만탄 유도체 2 : 아다만탄올), 환상 모노테르펜류(환상 모노테르펜류 1 : 노르보르난, 환상 모노테르펜류 2 : 펜찬)를 각각 첨가한 로프유를 제작하였다. 모두 ISO 점도 그레이드(ISO 3448)에 있어서의 VG100으로 되도록 각각의 성분의 첨가량을 조정하였다. 표 3에 로프유의 조성 및 평가 결과를 나타낸다.

어느 로프유에 대해서도 트랙션 계수는 높은 값을 나타내고, 파렉스 마모 시험 결과로부터, 나프텐 화합물을 포함하지 않는 로프유(비교예 1)와 비교하여, 마모량이 낮아지는 경향을 나타냈다. 이 결과로부터, 나프텐 화합물로서 아다만탄 유도체 및 환상 모노테르펜류를 사용한 경우에도, 내마모성 향상 효과를 나타내는 것이 명백하다.

(2-7) 참고예 4 : 합성유 6∼8의 합성

10L의 유리제 반응 용기에, D-리모넨 1㎏과, 1,2-디에톡시에탄 100ml와, 촉매로서 양이온 교환 수지 100g을 넣고, 50℃에서 6시간 가열, 교반하여 반응시킨 후, 20℃의 수욕에서 냉각하여, 고체 촉매를 여과 분리하였다. 로터리 증발기에 의해, 용매 및 미반응의 원료를 회수하고, 반응액 500g을 1L 오토클레이브에 넣고, 수소화용 니켈 촉매 50g을 넣고, 밀폐 후, 수소압 50㎏/㎠(G), 160℃에서 4시간 수소화를 행하고, 실온까지 방냉하여, 촉매를 여과 분리하였다.

얻어진 생성물을 겔 여과 크로마토그래피에 의해 분석한바, 2량체 성분(합성유 6)이 51.2％, 3량체 성분(합성유 7)이 35.3％, 4량체 성분(합성유 8)이 13.5％ 생성되었다. 모든 반응액을 감압 증류하여 각 성분을 분취하였다.

(2-8) 참고예 5 : 합성유 9의 합성

10L의 유리제 반응 용기에, β-피넨 1㎏과, 시클로헥산 200mL와, 1,2-디에톡시에탄 100ml와, 촉매로서 양이온 교환 수지 100g을 넣고, 40℃에서 6시간 가열, 교반하여 반응시킨 후, 20℃의 수욕에서 냉각하여, 고체 촉매를 여과 분리하였다. 로터리 증발기에 의해, 용매 및 미반응의 원료를 회수하고, 반응액 500g을 1L 오토클레이브에 넣고, 수소화용 니켈 촉매 50g을 넣고, 밀폐 후, 수소압 50㎏/㎠(G), 120℃에서 4시간 수소화를 행하고, 실온까지 방냉하여, 촉매를 여과 분리하였다.

얻어진 생성물을 겔 여과 크로마토그래피에 의해 분석한바, 2량체 성분(합성유 9)이 생성되었다. 모든 반응액을 감압 증류하여 2량체 성분만 분취하였다.

(2-9) 참고예 6 : 합성유 10의 합성

10L의 유리제 반응 용기에, 캄펜 1㎏과, 시클로헥산 200mL와, 1,2-디에톡시에탄 100ml와, 촉매로서 양이온 교환 수지 100g을 넣고, 50℃에서 6시간 가열, 교반하여 반응시킨 후, 20℃의 수욕에서 냉각하여, 고체 촉매를 여과 분리하였다. 로터리 증발기에 의해, 용매 및 미반응의 원료를 회수하고, 반응액 500g을 1L 오토클레이브에 넣고, 수소화용 니켈 촉매 50g을 넣고, 밀폐 후, 수소압 50㎏/㎠(G), 110℃에서 4시간 수소화를 행하고, 실온까지 방냉하여, 촉매를 여과 분리하였다. 얻어진 생성물을 겔 여과 크로마토그래피에 의해 분석한바, 2량체 성분(합성유 10)이 생성되었다. 모든 반응액을 감압 증류하여 2량체 성분만 분취하였다.

(2-10) 참고예 7 : 합성유 11의 합성

10L의 유리제 반응 용기에, 테르피놀렌 1kg과, 시클로헥산 200mL와, 1,2-디에톡시에탄 100ml와, 촉매로서 양이온 교환 수지 100g을 넣고, 60℃에서 6시간 가열, 교반하여 반응시킨 후, 20℃의 수욕에서 냉각하여, 고체 촉매를 여과 분리하였다. 로터리 증발기에 의해, 용매 및 미반응의 원료를 회수하고, 반응액 500g을 1L 오토클레이브에 넣고, 수소화용 니켈 촉매 50g을 넣고, 밀폐 후, 수소압 50㎏/㎠(G), 120℃에서 4시간 수소화를 행하고, 실온까지 방냉하여, 촉매를 여과 분리하였다.

얻어진 생성물을 겔 여과 크로마토그래피에 의해 분석한바, 2량체 성분(합성유 11)이 생성되었다. 모든 반응액을 감압 증류하여 2량체 성분만 분취하였다.

(2-11) 참고예 8 : 합성유 12∼14의 합성

10L의 유리제 반응 용기에, 디펜텐(p-멘타디엔류의 이성체 혼합물) 1kg과, 1,2-디에톡시에탄 100ml와, 촉매로서 양이온 교환 수지 100g을 넣고, 60℃에서 6시간 가열, 교반하여 반응시킨 후, 20℃의 수욕에서 냉각하여, 고체 촉매를 여과 분리하였다. 로터리 증발기에 의해, 용매 및 미반응의 원료를 회수하고, 반응액 500g을 1L 오토클레이브에 넣고, 수소화용 니켈 촉매 50g을 넣고, 밀폐 후, 수소압 50㎏/㎠(G), 160℃에서 4시간 수소화를 행하고, 실온까지 방냉하여, 촉매를 여과 분리하였다. 얻어진 생성물을 겔 여과 크로마토그래피에 의해 분석한바, 2량체 성분(합성유 12)이 66.3％, 3량체 성분(합성유 13)이 21.3％, 4량체 성분(합성유 14)이 12.4％ 생성되었다. 모든 반응액을 감압 증류하여 각 성분을 분취하였다.

(2-12) 참고예 9 : 합성유 15 합성

10L의 유리제 반응 용기에, 테레빈유(α-피넨 90％, β-피넨 5％, 기타 5％) 1kg과, 시클로헥산 200mL와, 1,2-디에톡시에탄 100ml와, 촉매로서 양이온 교환 수지 100g을 넣고, 40℃에서 6시간 가열, 교반하여 반응시킨 후, 20℃의 수욕에서 냉각하고, 고체 촉매를 여과 분리하였다. 로터리 증발기에 의해, 용매 및 미반응의 원료를 회수하고, 반응액 500g을 1L 오토클레이브에 넣고, 수소화용 니켈 촉매 50g을 넣고, 밀폐 후, 수소압 50㎏/㎠(G), 120℃에서 4시간 수소화를 행하고, 실온까지 방냉하여, 촉매를 여과 분리하였다. 얻어진 생성물을 겔 여과 크로마토그래피에 의해 분석한바, 2량체 성분(합성유 15)이 생성되었다. 모든 반응액을 감압 증류하여 2량체 성분만 분취하였다.

(2-13) 실시예 17∼26의 로프유의 제작과 평가 결과

실시예 17∼26은 실시예 1의 합성유를 다른 다환 나프텐 화합물(합성유 6∼15)로 변경한 것이다. 표 4에 기유의 조성 및 평가 결과를 나타낸다. 모두 실시예 1과 마찬가지로, 높은 트랙션 계수와 내마모성을 나타냈다.

(2-14) 참고예 9 : 증점제의 제작

3L의 유리제 반응 용기에, m-크실렌 중에 에틸렌디아민 30g과, 12-히드록시스테아르산 300g을 용해하고, 촉매로서 염화철(III) 6수화물 15g을 가하여 10시간 가열 환류하였다. 생성물을 여과 분리한 후, 재결정에 의해 생성물을 단리, 정제하였다.

얻어진 생성물을 겔 여과 크로마토그래피에 의해 분석한바, 지방산 디아미드(N,N'에틸렌-비스-12-히드록시스테아르산아미드)를 얻었다.

(2-15) 실시예 27∼33 및 비교예 2의 그리스의 제작과 평가

실시예 1 및 7에 나타낸 로프유의 배합을 베이스로 하여, 증점제(왁스)를 첨가하여 그리스를 제작하였다. 파라핀 왁스(융점 69℃), 마이크로왁스(융점 88℃), 합성 탄화수소 왁스(융점 102℃), 폴리에틸렌 왁스(융점 110℃), 지방산 디아미드(융점 143℃), 몬탄산 왁스(융점 100℃)에 대하여, 로프유와 함께 소정량 혼합하여 제조하였다. 또한, 비교예 2로서 일반적인 엘리베이터용 와이어 로프용 그리스인, 적로프 그리스를 사용하였다. 적로프 그리스는, 왁스를 주체로 하는 그리스이다. 표 5에 그리스의 조성 및 평가 결과를 나타낸다. 실시예 27∼33의 그리스는, 모두 우수한 트랙션 계수를 나타내고, 엘리베이터 로프용 그리스로서 우수한 성능을 나타냈다.

실시예 27∼33에 나타내는 그리스 조정 방법은, 다른 로프유로부터 그리스를 제작할 때에도 적용 가능하며, 특히 지방산 디아미드는 첨가량에 따라서, 혼화 조도, 불혼화 조도가 변화되어, 틱소트로픽성을 제어 가능하다. 그 때문에, 로프의 요구 성능에 따라서 틱소성 그리스의 점도, 틱소트로픽성, 크리프 회복 특성을 유연하게 변화시키는 것이 가능해진다. 게다가, 본 실시예에 나타낸 로프유의 점도는 VG100 상당 이상이며, 고면압 하에서 액화한 조건에 있어서도 로프-시브 표면에의 밀착성이 높아, 유막 끊김 등의 발생을 충분히 억제하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 실시예에 나타낸 로프유 또는 그리스를 배치한 로프는, 높은 트랙션 특성과 높은 내마모성을 양립시킨 성능을 나타내기 때문에, 특히 로프의 세선화에 수반되는 트랙션의 저하나, 마모에 의한 로프 수명의 저하에 대하여 우수한 성능을 발휘한다.

또한, 로프유 및 그리스의 트랙션 계수에 영향을 주지 않는 범위에서 첨가제를 가함으로써, 방청, 산화 방지, 마모 억제 등의 기능을 부여할 수 있어, 장치의 소형화, 메인터넌스 간소화 등의 요구 성능을 만족시키는 것이 가능해진다.

게다가, 본 발명에 따른 그리스에 지방산 디아미드 등의 틱소트로픽성을 갖는 화합물을 사용함으로써, 로프나 시브 등의 엘리베이터 부품의 표면에 대하여 그리스를 연속적으로 공급하는 것도 가능해진다. 그리스가 엘리베이터 부품과 직접 접촉하는 기구를 가함으로써, 엘리베이터를 사용한 채로 로프 등의 표면에 그리스를 공급할 수 있다. 또한, 그리스의 틱소트로픽성을 이용하기 때문에, 종래의 엘리베이터용 로프 그리스와 같은 가열 등의 프로세스는 불필요하여, 간편한 장치에 의해 실현할 수 있다. 이에 의해, 메인터넌스 빈도나 보수에 걸리는 작업 공정의 삭감, 엘리베이터 로프 등의 마모 억제, 엘리베이터의 장수명화가 가능해진다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 폴리부텐 등의 탄화수소 성분에 나프텐 화합물을 첨가(복합화)함으로써, 로프-시브간의 고면압 하에 있어서도 유막의 변형을 받기 어려워져, 높은 트랙션 특성과 높은 내마모성을 양립시키는 엘리베이터 로프용 그리스를 제공 가능한 것이 나타났다. 게다가, 기유의 점도를 임의로 조정함으로써 유막 끊김을 발생시키지 않고 로프를 사용할 수 있어, 종래의 폴리이소부텐유만을 기유로 한 경우와 비교하여 마모에 의한 수명 저하를 대폭 억제하는 것이 가능해지는 것이 나타났다.

또한, 본 발명에 따른 엘리베이터 로프용 그리스를 사용함으로써, 높은 트랙션 특성과 높은 내마모성을 양립시키는 엘리베이터 로프와, 그것을 사용한 트랙션식 엘리베이터를 제공할 수 있는 것이 나타났다.

또한, 상기한 실시예는, 본 발명의 이해를 돕기 위해 구체적으로 설명한 것이며, 본 발명은 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 어떤 실시예의 구성의 일부를 다른 실시예의 구성으로 치환하는 것이 가능하고, 또한, 어떤 실시예의 구성에 다른 실시예의 구성을 추가하는 것도 가능하다. 또한, 각 실시예의 구성의 일부에 대하여, 삭제ㆍ다른 구성으로 치환ㆍ다른 구성의 추가를 하는 것이 가능하다. 또한, 연속 사용 등에 의해 성분 구성이나 조성 등이 도중에서 변화된 경우도, 원래의 성능을 유지하는 한에 있어서는 본 발명의 범위에 포함된다.

1 : 카
2 : 카운트웨이트(균형추)
3 : 권상기에 접속한 시브
4 : 로프(엘리베이터 로프)
5a : 카를 현수 보유 지지하는 현수 도르래
5b : 카운트웨이트를 현수 보유 지지하는 현수 도르래
6 : 정상부에 고정된 도르래
7 : 승강로
8 : 심강
9 : 스트랜드
10a, 10b, 10c : 강선
11 : 그리스(스트랜드(9)의 표면)
40 : 와이어 로프
100 : 트랙션식 엘리베이터

Claims

와이어 로프와, 상기 와이어 로프의 표면에 형성된 그리스층을 갖는 엘리베이터 로프의 상기 그리스층을 구성하는 엘리베이터 로프용 그리스에 있어서,
탄화수소 성분 및 나프텐 화합물을 포함하는 기유를 포함하는 그리스를 포함하고,
상기 탄화수소 성분은, 40℃에서의 동점도가 60㎟/s보다 큰 액체 또는 고체이며, 상기 그리스의 30∼90질량％ 포함되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 로프용 그리스.
제1항에 있어서,
상기 탄화수소 성분이 폴리부텐 또는 폴리이소부텐인 것을 특징으로 하는 엘리베이터 로프용 그리스.
제1항에 있어서,
상기 나프텐 화합물이 하기 일반식 (1)로 나타내어지는 적어도 1종의 아다만탄 유도체를 기본 골격으로 하는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 로프용 그리스.

(일반식 (1) 중, n은 0∼10의 정수를 나타냄. R₁₀은 탄소수 1∼3의 알킬기, 카르복실기, 아세틸기, 아미노기, 히드록실기 또는 알킬히드록실기를 나타냄)
제1항에 있어서,
상기 나프텐 화합물이 하기 일반식 (2)로 나타내어지는 적어도 1종의 다환 나프텐 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 로프용 그리스.

(일반식 (2) 중, n은 0∼4의 정수를 나타냄. X, X', X''는 단환 또는 가교 구조를 갖는 환상 탄화수소, R 및 R'는 직접 결합 또는 탄소수가 1∼3인 알킬렌기, Q는 수소 원자, 탄소수 1∼3의 알킬렌기 또는 환상 탄화수소를 나타냄. X, X', X'', R, R' 및 Q는, 측쇄에 탄소수 1∼3의 알킬기 또는 환상 탄화수소를 갖고 있어도 되고, 각각 서로 독립하여 구조가 선택됨)
제4항에 있어서,
상기 일반식 (2)로 나타내어지는 다환 나프텐 화합물이, 하기 일반식 (3)∼(8)로 나타내어지는 다환 나프텐 화합물인 것을 특징으로 하는 엘리베이터 로프용 그리스.

(일반식 (4)∼(6) 및 (7)의 R₁∼R₇은 일반식 (9)∼(11)로 나타내어지는 탄화수소기를 포함하고, 일반식 (9)∼(11)의 R₁'∼R₁₂'는, 각각 서로 독립하여, 수소, 탄소수 1∼3의 알킬기, 단환 시클로헥실기 또는 가교 구조를 갖는 시클로헥실기로부터 선택됨. 일반식 (3)∼(8)의 n1∼n15는 환상 탄화수소의 구조에 따라서 0∼9 또는 0∼11의 정수를 나타내고, Q₁∼Q₁₅는, 각각 서로 독립하여, 탄소수 1∼3의 알킬기, 단환 시클로헥실기 또는 가교 구조를 갖는 시클로헥실기로부터 선택되고, n1∼n15가 2 이상의 정수인 경우에 있어서, 복수의 Q₁∼Q₁₅는, 각각 서로 독립하여 구조가 선택됨. 일반식 (5) 및 (6)의 Q₁'∼Q₃'는, 각각 서로 독립하여, 수소 원자, 탄소수 1∼3의 알킬기, 단환 시클로헥실기 또는 가교 구조를 갖는 시클로헥실기로부터 선택됨)
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
증점제를 더 포함하고, 상기 증점제는, 광유계 탄화수소 왁스 또는 합성 탄화수소 왁스이며, 그리스의 0.5∼25질량％ 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 로프용 그리스.
제6항에 있어서,
상기 증점제가 하기 일반식 (12)∼(13)으로 나타내어지는 적어도 1종의 화합물인 것을 특징으로 하는 엘리베이터 로프용 그리스.

(일반식 (12)의 R₁''는 수소 또는 탄소수 1∼24의 알킬기이며, 일반식 (13)의 R₃''는 탄소수 1∼8의 탄화수소기이며, 일반식 (12)의 R₂'', 일반식 (13)의 R₄'' 및 R₅''는, 각각 서로 독립하여, 탄소수 4∼24의 탄화수소기로부터 선택됨. R₁''∼R₅''는, 측쇄에 알킬기, 히드록실기 또는 페닐기 등의 치환기를 갖고 있어도 됨)
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
증점제를 더 포함하고, 상기 증점제가 중량 평균 분자량 1,000∼100,000의 직쇄 탄화수소, 분지 탄화수소, 포화 환상 탄화수소 및 방향족 탄화수소 중 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 엘리베이터 로프용 그리스.
와이어 로프와, 상기 와이어 로프의 표면에 형성된 그리스층을 갖는 엘리베이터 로프에 있어서,
상기 와이어 로프는, 심강과, 복수의 강선을 포함하며, 상기 심강의 주위에 배치된 스트랜드를 갖고,
상기 그리스층이, 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 엘리베이터 로프용 그리스를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 로프.
로프와, 상기 로프를 감아 올리기 위한 권상기와, 상기 로프에 접속된 카운트웨이트와, 상기 로프에 접속되며, 상기 로프가 감아 올려짐으로써 구동되는 카를 구비한 트랙션식 엘리베이터에 있어서,
상기 로프가, 와이어 로프와, 상기 와이어 로프의 표면에 형성된 그리스층을 갖고,
상기 와이어 로프는, 심강과, 복수의 강선을 포함하며, 상기 심강의 주위에 배치된 스트랜드를 갖고,
상기 그리스층이, 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 엘리베이터 로프용 그리스를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙션식 엘리베이터.