(57)【要約】【課題】高温下で潤滑性を発揮することができる潤滑剤組成物および転がり軸受を提供すること。【解決手段】基油と固体潤滑剤とを含み、基油はポリαオレフィンであり、固体潤滑剤は二硫化モリブデンであり、前記ポリαオレフィンを４０質量％以上７０質量％以下含み、前記二硫化モリブデンを３０質量％以上６０質量％以下含む潤滑剤組成物、および該潤滑剤組成物が封入された転がり軸受。【選択図】図１
2020050746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基油と固体潤滑剤とを含み、
前記基油はポリαオレフィンであり、
前記固体潤滑剤は二硫化モリブデンであり、
前記ポリαオレフィンを４０質量％以上７０質量％以下含み、
前記二硫化モリブデンを３０質量％以上６０質量％以下含む、
潤滑剤組成物。
【請求項２】
請求項１記載の潤滑剤組成物を含む、転がり軸受。
【請求項３】
請求項２に記載の転がり軸受を含む、樹脂フィルム延伸機のテンタークリップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑剤組成物および転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、転がり軸受に用いる潤滑剤としてフッ素グリースや固体潤滑剤が提案されている（特許文献１）。また、ネジ部材用潤滑剤として有機ケイ素ポリマーと固体潤滑剤からなる固体成分と有機溶剤とを含む潤滑塗料組成物が提案されている（特許文献２）。さらには潤滑剤組成物として、潤滑油と固体潤滑剤とを含む潤滑剤組成物が提案されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４２７７５２１号公報
【特許文献２】特許第５７６３４９４号公報
【特許文献３】特開２００８−１０６２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の転がり軸受は、用いられるフッ素グリースが３００℃付近の温度で熱分解するため３００℃以上の温度では使用することができない。
【０００５】
特許文献２に記載の固体潤滑剤と有機溶剤とを含む潤滑塗料組成物は、ネジ成形部材の表面に塗膜を形成するために用いられるものであり、転がり軸受に封入して用いるのに適したものではない。
【０００６】
特許文献３に記載の潤滑剤組成物は、転がり軸受に用いた場合、例えば３００℃以上の温度では摺動性が十分に得られない。
【０００７】
本発明の目的は、高温下で潤滑性を発揮することができる潤滑剤組成物および転がり軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以下に示す潤滑剤組成物および転がり軸を提供する。
【０００９】
［１］  基油と固体潤滑剤とを含み、前記基油はポリαオレフィンであり、前記固体潤滑剤は二硫化モリブデンであり、前記ポリαオレフィンを４０質量％以上７０質量％以下含み、前記二硫化モリブデンを３０質量％以上６０質量％以下含む、潤滑剤組成物。
［２］  ［１］に記載の潤滑剤組成物を含む、転がり軸受。
［３］  ［２］に記載の転がり軸受を含む、樹脂フィルム延伸機のテンタークリップ。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高温下で潤滑性を発揮することができる潤滑剤組成物および転がり軸受を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一態様にかかる転がり軸受の概略断面図である。
【図２】図２は、横延伸装置の概略図である。
【図３】図３は、テンタークリップ用転がり軸受けの概略図である。
【図４】図４は、実施例および比較例１〜３に係るＳＲＶ摩耗試験の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜潤滑剤組成物＞
本発明の潤滑剤組成物は、基油と固体潤滑剤とを含む。基油はポリαオレフィンであり、固体潤滑剤は二硫化モリブデンである。潤滑剤組成物がポリαオレフィンまたは二硫化モリブデンの一方を含まない場合、高温下において良好な摺動性が得られなくなる傾向にある。なお、本明細書において「高温」とは、３００℃以上の温度をいう。高温は、好ましくは３５０℃以上、より好ましくは４００℃以上である。一方、高温は、例えば５００℃以下の温度であってよいが、上限は特に限定されない。また、大気中とは、大気圧下、空気雰囲気中の環境をいう。転がり軸受は、後述の転がり軸受について例示するものであってよい。
【００１３】
本願発明の発明者によれば、従来の潤滑剤組成物、例えば特許文献１および３に記載の潤滑剤や潤滑剤組成物を含む転がり軸受は、高温下で用いた場合、基油が蒸発し、摺動部が滑らかに摺動しないことが分かった。その理由は、基油が蒸発した後に転がり軸受中に残存する潤滑剤として働く成分の量が少なくなり、潤滑機能が発揮されないためであることを突止めた。このことに着目した発明者は、潤滑剤組成物を基油であるポリαオレフィンと固体潤滑剤である二硫化モリブデンとを含むものとした。係る潤滑剤組成物を含む転がり軸受は、使用されることにより転がり軸受の摺動面に二硫化モリブデンの塗膜が形成される。二硫化モリブデンの塗膜により、ポリαオレフィンが高温下で蒸発した後においても潤滑機能が長期間にわたり維持され、良好な摺動性が得られることを見出した。
【００１４】
潤滑剤組成物は、基油であるポリαオレフィン１００質量部に対して固体潤滑剤である二硫化モリブデンを、低温時の潤滑性向上の観点から好ましくは３０質量部以上、より好ましくは４０質量部以上、さらに好ましくは５０質量部以上、特に好ましくは６０質量部以上含む。二硫化モリブデンを、ポリαオレフィン１００質量部に対して３０質量部以上含む場合、低温時において良好な潤滑性が得られる。加えて、高温下においてポリαオレフィンが蒸発した場合においても二硫化モリブデンが十分に残存するため、転がり軸受が滑らかに摺動し易くなる傾向にある。なお、本明細書において「低温」とは、たとえば室温を示す。
【００１５】
潤滑剤組成物は、基油であるポリαオレフィン１００質量部に対して固体潤滑剤である二硫化モリブデンを、２００質量部以下含んでもよく、例えば１５０質量部以下含んでもよく、１００質量部以下含んでもよい。たとえば潤滑剤組成物が二硫化モリブデンをポリαオレフィン１００質量部に対して２００質量部以下含む場合、二硫化モリブデンが潤滑剤組成物中で分散し易くなる。そのため、転がり軸受中の転動体表面に二硫化モリブデンが均一な密度で付着し易くなり、転がり軸受の摺動面に二硫化モリブデンの均一な塗膜が形成され易くなる傾向にある。これにより、転がり軸受が滑らかに摺動し易くなる傾向にある。対して、潤滑剤組成物がポリαオレフィン１００質量部に対して二硫化モリブデンを２００質量部を超えて含む場合、二硫化モリブデンの量が過剰であるため二硫化モリブデンが潤滑剤組成物中で分散し難くなり、転がり軸受の摺動面に二硫化モリブデンの均一な塗膜を形成することが困難となる傾向がある。
【００１６】
潤滑剤組成物は室温において液状または半固形状であることが好ましい。潤滑剤組成物が液状または半固形状である場合、一般的な転がり軸受に用いるグリース等と同様に転がり軸受中に封入することができるため好ましい。
【００１７】
潤滑剤組成物は、ＳＲＶ摩擦摩耗試験において得られる点接触最大面圧１．７０ＧＰａでの摩擦係数が０．９以下であることが好ましい。ＳＲＶ摩擦摩耗試験において得られる点接触最大面圧１．７ＧＰａでの摩擦係数が０．９以下である場合、転がり軸受が滑らかに摺動し易くなる傾向にある。ＳＲＶ摩擦摩耗試験は、後述する実施例の欄において説明する方法にしたがって測定した値である。
【００１８】
ポリαオレフィンは、大気圧中で３５０℃以下の沸点を有する。そのため、高温下で潤滑性を発揮することができる潤滑剤組成物における基油として適している。ポリαオレフィンは、炭素原子数３〜１６のα−オレフィン（例えばプロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン、１−テトラデセン、１−ヘキサデセン等）に由来する構成単位からなるダイマー、トリマー、テトラマーもしくはそれ以上の重合体であってよく、上記αーオレフィンに由来する構成単位とエチレンに由来する構成単位とからなる共重合体であってもよい。ポリαオレフィンの代表的市販品の例としては、新日鐵化学株式会社製シンフルード８０１、新日鐵住金化学株式会社製ＰＡＯ１０等が挙げられる。
【００１９】
二硫化モリブデンは、ポリαオレフィンに分散し易い傾向がある。また、潤滑剤組成物中に二硫化モリブデンを固体潤滑剤として含ませた場合、転がり軸受の摺動面に二硫化モリブデンの塗膜が形成される。そのため、ポリαオレフィンが蒸発した後でも良好な摺動性が長期間にわたり発揮される。
【００２０】
なお、本明細書において「平均粒径」とは、レーザ回折散乱法によって得られる体積基準の粒子径分布において微粒側からの積算粒子体積が全粒子体積の５０％になる粒子径を示す。
【００２１】
潤滑剤組成物は、基油および固体潤滑剤以外に、潤滑剤組成物に用いることが公知である添加剤、例えば増ちょう剤、酸化防止剤、金属不活性剤、粘度指数向上剤、防錆剤、摩擦低減剤、摩耗防止剤等をさらに含んでもよい。これらの添加剤は、単独でまたは２種以上を組み合せて添加することができる。添加剤は、本発明の目的を達成するのを阻害しない範囲の量で用いることができる。
【００２２】
＜転がり軸受＞
転がり軸受について、以下に図面を用いて説明する。図１は深溝玉軸受の概略断面図である。深溝玉軸受１００は、内輪１０１と外輪１０２とが同心に配置され、内輪１０１と外輪１０２との間に複数個の転動体１０３が配置される。転動体１０３は保持器１０４により保持される。潤滑剤組成物１０５が内輪１０１と外輪１０２との間の空間に充填され、シールド板１０６により封止される。すなわち、深溝玉軸受１００（転がり軸受）は、本発明の潤滑剤組成物１０５が封入されてもよい。本発明の潤滑剤組成物１０５が封入された深溝玉軸受１００（転がり軸受）は、高温下においても潤滑性が発揮されると期待される。
【００２３】
シールド板１０６は、内輪１０１および外輪１０２にそれぞれ固定されて設けられる。シールド板１０６は、潤滑剤組成物１０５が流出するのを防ぐ。シールド板１０６は鋼材料で形成され、例えば耐食性に優れるＳＵＳ３０４等のオーステナイト系ステンレス鋼を用いることができる。
【００２４】
潤滑剤組成物１０５は、上述の本発明の潤滑剤組成物である。潤滑剤組成物中の成分および配合比の例は、上述したものであってよい。
【００２５】
転がり軸受は、深溝玉軸受に限らず、種々の形式の転がり軸受、例えばアンギュラ玉軸受、スラスト玉軸受、円筒ころ軸受、針状ころ軸受、スラスト円筒ころ軸受、スラスト針状ころ軸受、円すいころ軸受、スラスト円すいころ軸受、自動調心玉軸受、自動調心ころ軸受、スラスト自動調心ころ軸受またはすべり軸受等であってよい。
【００２６】
＜樹脂フィルム延伸機のテンタークリップ＞
樹脂フィルム延伸機は、延伸フィルム製造装置の横延伸装置として用いることができる。図２は、横延伸装置の概略図である。横延伸装置２００は、押出機または縦延伸装置からのシート２０１をシート幅方向に延伸する。横延伸装置２００は、一対の周回するガイドレール２０２と、ガイドレール２０２上を一定の間隔をあけて周回する複数のテンタークリップ２０３と、加熱手段とを有する。シート２０１は横延伸装置２００において、複数のテンタークリップ２０３に両端を挟まれた状態で熱処理されながら、ガイドレール２０２に沿ってシートの幅方向に延伸され、幅方向に延伸された延伸フィルム２０４となる。
【００２７】
図３は、テンタークリップ用転がり軸受けの概略図である。テンタークリップ２０３には、シート２０１を把持する把持部３０２と、テンタークリップ２０３がガイドレール２０２にガイドされつつ走行可能とするための複数のテンタークリップ用転がり軸受３０１とが設けられている。
【００２８】
テンタークリップ２０３に用いられる転がり軸受３０１は、加熱処理を行なう横延伸装置２００内において３００℃以上の温度に晒される。本発明の潤滑剤組成物が封入された転がり軸受は、高温下（高温の大気中）においても潤滑性が発揮される。したがって、本発明の潤滑剤組成物が封入された転がり軸受は、樹脂フィルム延伸機のテンタークリップ２０３に用いられることが好ましい。
【実施例】
【００２９】
以下、実施例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
【００３０】
＜実施例１＞
以下の材料が準備された。
転がり軸受：ＳＥＢ６０８ＺＺ（ＮＴＮ株式会社より入手）
基油：ポリαオレフィン（シンフルード８０１、新日鐵化学株式会社より入手）
固体潤滑剤：二硫化モリブデン（ＭＯＩ０６ＰＢ、株式会社高純度化学研究所より入手）
【００３１】
ポリαオレフィンと二硫化モリブデンとが混合されることにより、実施例１に係る潤滑剤組成物が調製された。実施例１に係る潤滑剤組成物は、４０質量％のポリαオレフィン（基油）と６０質量％の二硫化モリブデン（固体潤滑剤）とからなる。すなわち実施例１に係る潤滑剤組成物は、ポリαオレフィン１００質量部に対して二硫化モリブデンを１５０質量部含んでいる。該潤滑剤組成物が転がり軸受に充填され、実施例１に係る転がり軸受を得た。実施例１に係る転がり軸受には、０．０７０ｇの潤滑剤組成物が封入されている。
【００３２】
＜比較例１＞
基油としてアルキル置換ジフェニルエーテル（モレスコハイルーブＬＢ−１００、株式会社ＭＯＲＥＳＣＯより入手）を用いたことを除いては、実施例１と同様に潤滑剤組成物および潤滑剤組成物が封入された転がり軸受を得た。
【００３３】
＜比較例２＞
固体潤滑剤として窒化ホウ素（ＢＢＩ０３ＰＢ、株式会社高純度化学研究所より入手）を用いたこと、および潤滑剤組成物を６０質量％の基油と４０質量％の固体潤滑剤とからなるように変更したことを除いては、実施例１と同様に潤滑剤組成物および潤滑剤組成物が封入された転がり軸受を得た。
【００３４】
＜比較例３＞
固体潤滑剤としてグラファイト（ＫＳ１０、ロンザジャパン株式会社より入手）を用いたこと、および潤滑剤組成物を８０質量％の基油と２０質量％の固体潤滑剤とからなるように変更したことを除いては、実施例１と同様に潤滑剤組成物および潤滑剤組成物が封入された転がり軸受を得た。
【００３５】
＜比較例４および比較例５＞
ポリαオレフィンと二硫化モリブデンとの比率を、以下の表１に記載の通りとしたことを除いては、実施例１と同様に潤滑剤組成物および潤滑剤組成物が封入された転がり軸受を得た。
【００３６】
＜評価＞
１．ＳＲＶ摩擦摩耗試験
各実施例および比較例１〜３に係る潤滑剤組成物１０５について、以下の測定条件に従って摩擦係数を求めた。結果は、図４に示されている。
テストピース：Ｓｉ３Ｎ４でできたボール（直径９．５２５ｍｍ）
ＳＵＳ４４０Ｃでできた円盤プレート（直径２４ｍｍ×７．９ｍｍ）
評価条件：    点接触最大面圧（Ｐｍａｘ）  １．７ＧＰａ
周波数  １０Ｈｚ
振幅  １ｍｍ
時間  １８０分
試験温度  ３５０℃
測定項目：    摩擦係数
【００３７】
２．軸受寿命試験
実施例１、および比較例１〜５に係る転がり軸受１００を、アキシアル荷重１９６Ｎ（点接触最大面圧：１．７ＧＰａ）、軸受温度３５０℃において１０００ｒｐｍの回転速度で回転させ、焼き付きに至るまでの時間を測定した。結果は、表１に示されている。なお、軸受寸法はφ８×φ２２×７（ｍｍ）であった。
【００３８】
【表１】
2020050746.tif 000003
【００３９】
＜結果＞
１．ＳＶＲ摩擦摩耗試験について
図４に示されるように、実施例１に係る潤滑剤組成物は１８０分間の試験中において摩擦係数が０．９以下に保たれており、高温下（高温の大気中）において良好な潤滑性を発揮することが認められた。対して、比較例１〜比較例３に係る潤滑剤組成物は経時的に摩擦係数が上昇して摩擦係数が０．９を超えており、高温下（高温の大気中）における潤滑性に改善の余地が認められた。
【００４０】
２．軸受寿命試験について
表１に示されるように、実施例１に係る転がり軸受は、各比較例に係る転がり軸受と比して軸受寿命が長かった。この結果から、基油としてのポリαオレフィンを４０質量％以上７０質量％以下含み、潤滑剤としての二硫化モリブデンを３０質量％以上６０質量％以下含む潤滑剤組成物を転がり軸受に封入した場合、高温下（高温の大気中）における軸受の寿命も改善されることが確認された。
【００４１】
今回開示された実施形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではない。特許請求の範囲の記載によって確定される技術的範囲は特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００４２】
１００  深溝玉軸受、１０１  内輪、１０２  外輪、１０３  転動体、１０４  保持器、１０５  潤滑剤組成物、１０６  シールド板、２００  横延伸装置、２０１  シート、２０２  ガイドレール、２０３  テンタークリップ、２０４  延伸フィルム、３０１  テンタークリップ用転がり軸受、３０２  把持部。
【図１】
2020050746.tif 000004
【図２】
2020050746.tif 000005
【図３】
2020050746.tif 000006
【図４】
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