(57)【要約】【課題】高温条件下でも潤滑機能を長時間維持でき、軸受寿命に優れる潤滑組成物、およびその潤滑組成物が封入された転がり軸受を提供する。【解決手段】高温条件で使用される深溝玉軸受１に封入される潤滑組成物７は、基油と、二硫化モリブデンと、添加剤とを含み、二硫化モリブデンを主成分とするペースト状組成物であり、添加剤が硫黄粉末を含み、該硫黄粉末が潤滑組成物全体に対して８〜２０質量％含まれており、基油がポリ−α−オレフィン油である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基油と、二硫化モリブデンと、添加剤とを含む潤滑組成物であって、
前記潤滑組成物は、前記二硫化モリブデンを主成分とするペースト状組成物であり、
前記添加剤が硫黄粉末を含み、該硫黄粉末が前記潤滑組成物全体に対して８〜２０質量％含まれることを特徴とする潤滑組成物。
【請求項２】
前記潤滑組成物において、前記二硫化モリブデンおよび前記硫黄粉末以外の残部が前記基油であることを特徴とする請求項１記載の潤滑組成物。
【請求項３】
前記基油が前記潤滑組成物全体に対して２８〜４６質量％含まれ、前記二硫化モリブデンが前記潤滑組成物全体に対して４０〜５２質量％含まれることを特徴とする請求項１または請求項２記載の潤滑組成物。
【請求項４】
前記基油がポリ−α−オレフィン油であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項記載の潤滑組成物。
【請求項５】
潤滑組成物を封入してなる転がり軸受であって、前記潤滑組成物が、請求項１から請求項４までのいずれか１項記載の潤滑組成物であることを特徴とする転がり軸受。
【請求項６】
前記転がり軸受が、フィルム延伸装置用のテンタークリップに用いられる軸受であることを特徴とする請求項５記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種産業機械などに組み込まれる転がり軸受に封入される潤滑組成物に関し、特にフィルム延伸装置に用いられるテンタークリップで用いられる転がり軸受に好適な潤滑組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種産業機械や車両などに組み込まれる転がり軸受には、潤滑性を付与するために潤滑組成物（グリースや潤滑油など）が封入されている。潤滑組成物は、転がり軸受の使用条件によって要求特性が異なり、高温条件下で使用される潤滑組成物には耐熱性などが要求される。
【０００３】
例えば、テンタークリップ用転がり軸受には、耐熱性を考慮してフッ素グリースが広く使用されている。特許文献１に記載のフッ素グリースは、フッ素油と、増ちょう剤であるポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末と、二硫化モリブデンなどの所定の添加剤とを含有する。フッ素グリースに所定の添加剤を加えることで、金属に対する親和性が強いエステル油が軸受内部に侵入するような環境下でも、フッ素グリースの漏出の抑制を図っている。
【０００４】
特許文献２には、高温環境下で使用されるネジ部品などの焼き付き防止を目的とした、固体の塗膜を形成する潤滑塗料組成物が記載されている。この潤滑塗料組成物は、固体成分と有機溶剤からなり、該固体成分が、金属元素によってポリカルボシラン骨格が架橋結合された有機ケイ素ポリマーと、二硫化モリブデン、窒化ホウ素、グラファイト、雲母の少なくとも１種からなる固体潤滑剤とを含有している。
【０００５】
また、特許文献３には、減速機の騒音低減および電動パワーステアリング装置の操舵トルク低減を目的とした潤滑組成物が記載されている。この潤滑組成物は、潤滑油と緩衝材粒子とを含んでおり、緩衝材粒子の成分として、二硫化モリブデンやグラファイトなどの固体潤滑剤が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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】
【０００７】
近年、各種産業機械の高速化、高性能化等により転がり軸受が使用される条件がますます過酷なものとなっている。そのため、例えば３００℃以上といった極めて高温の条件下でも使用可能な潤滑組成物が求められている。
【０００８】
上記特許文献１に記載のフッ素グリースは、３００℃付近になると分解するため、それ以上の高温域では使用が困難である。また、上記特許文献２に記載の潤滑塗料組成物は、固体成分として有機ケイ素ポリマーを含有している。しかし、このような有機ケイ素ポリマーを含有した潤滑組成物を転がり軸受に封入した例はなく、転がり軸受に封入される潤滑組成物として好適な組成にはなっていない。また、上記特許文献３に記載の潤滑組成物は、高温大気中で分解する緩衝材粒子を含むため、高温条件下で使用される転がり軸受に好適な組成にはなっていない。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、高温条件下でも潤滑機能を長時間維持でき、軸受寿命に優れる潤滑組成物、およびその潤滑組成物が封入された転がり軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の潤滑組成物は、基油と、二硫化モリブデンと、添加剤とを含む潤滑組成物であって、上記潤滑組成物は、上記二硫化モリブデンを主成分とするペースト状組成物であり、上記添加剤が硫黄粉末を含み、該硫黄粉末が上記潤滑組成物全体に対して８〜２０質量％含まれることを特徴とする。ここで、二硫化モリブデンを主成分とするとは、潤滑組成物全体に対する二硫化モリブデンの含有量（質量％）が基油の含有量（質量％）以上であることを意味する。
【００１１】
上記潤滑組成物において、上記二硫化モリブデンおよび上記硫黄粉末以外の残部が上記基油であることを特徴とする。
【００１２】
上記基油が上記潤滑組成物全体に対して２８〜４６質量％含まれ、上記二硫化モリブデンが上記潤滑組成物全体に対して４０〜５２質量％含まれることを特徴とする。
【００１３】
上記基油がポリ−α−オレフィン油（ＰＡＯ油）であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の転がり軸受は、潤滑組成物を封入してなる転がり軸受であって、上記潤滑組成物が、本発明の潤滑組成物であることを特徴とする。
【００１５】
上記転がり軸受が、フィルム延伸装置用のテンタークリップに用いられる軸受であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の潤滑組成物は、基油と二硫化モリブデンと硫黄粉末とを含み、二硫化モリブデンを主成分とするペースト状組成物であり、硫黄粉末が所定量含まれるので、高温の環境下で基油が蒸発した後も、摺動面において二硫化モリブデン被膜の形成が維持される。これにより、例えば３００℃以上の高温条件下でも潤滑機能を長時間維持することができる。
【００１７】
本発明の転がり軸受は、本発明の潤滑組成物を封入しているので、高温条件下で使用される場合であっても、潤滑機能を維持でき、優れた軸受寿命を発揮することができる。また、フィルム延伸装置用のテンタークリップに使用される軸受は高温（例えば、２５０℃付近）での使用が想定されるが、本発明の転がり軸受は優れた耐熱性を有するので、この用途に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】テンタークリップの一例を示す図である。
【図２】本発明の転がり軸受の一例を示す軸方向断面図である。
【図３】フィルム延伸装置の一例を示す斜視図である。
【図４】図３の横延伸装置のガイドレールを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明者らは、例えば大気３００℃以上の環境でも優れた軸受寿命を得るべく、転がり軸受に封入される潤滑組成物について検討した。グリースなどの潤滑組成物には、潤滑性付与のため固体潤滑剤が広く用いられている。固体潤滑剤は、軸受の使用が開始されると摺動面に潤滑性被膜を形成する。本発明者らは、固体潤滑剤のうち二硫化モリブデンに着目し、高温条件下でも摺動面に存在する二硫化モリブデンを機能させるべく鋭意検討した。その結果、二硫化モリブデンペーストに硫黄粉末（硫黄単体）を所定量添加することで、二硫化モリブデンを好適に機能させ、潤滑性が保持し続けられることを見出した。本発明はこのような知見に基づくものである。
【００２０】
本発明の潤滑組成物は、基油と、二硫化モリブデンと、添加剤としての硫黄粉末とを含む。上記潤滑組成物は、二硫化モリブデンを主成分とするペースト状組成物である。本発明の潤滑組成物は、高温条件下でも優れた潤滑機能を有することから、２００℃以上の高温で使用されることが好ましく、３００℃以上の高温で使用されることがより好ましい。
【００２１】
本発明に用いる基油としては、通常、転がり軸受に用いられるものであれば特に制限なく用いることができる。例えば、パラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油などの鉱油、ポリブテン油、ＰＡＯ油、アルキルベンゼン油、アルキルナフタレン油などの炭化水素系合成油、または、天然油脂やポリオールエステル油、りん酸エステル油、ジエステル油、ポリグリコール油、シリコーン油、ポリフェニルエーテル油、アルキルジフェニルエーテル油、フッ素化油などの非炭化水素系合成油などが挙げられる。これらの基油は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。これら基油の中でも、耐熱性、潤滑性に優れることからＰＡＯ油を用いることが好ましい。
【００２２】
ＰＡＯ油は、α−オレフィンまたは異性化されたα−オレフィンのオリゴマーまたはポリマーの混合物である。α−オレフィンの具体例としては、１−オクテン、１−ノネン、１−デセン、１−ドデセン、１−トリデセン、１−テトラデセン、１−ペンタデセン、１−ヘキサデセン、１−ヘプタデセン、１−オクタデセン、１−ノナデセン、１−エイコセン、１−ドコセン、１−テトラドコセンなどが挙げられ、通常はこれらの混合物が使用される。
【００２３】
基油の動粘度（混合油の場合は、混合油の動粘度）としては、４０℃において１０〜２００ｍｍ２／ｓが好ましい。より好ましくは１０〜１２０ｍｍ２／ｓである。
【００２４】
本発明に用いる二硫化モリブデンは、グリース組成物などの固体潤滑剤として広く用いられている。その潤滑機構としては、層状格子構造を持ち、すべり運動により薄層状に容易にせん断して、摩擦抵抗を低下させることが知られている。
【００２５】
本発明の潤滑組成物は、二硫化モリブデンを主成分としている。二硫化モリブデンとしては、粉末状のものを用いる。二硫化モリブデンが高含量であることから、潤滑組成物はペースト状となる。本発明の潤滑組成物には、金属せっけんやウレア化合物といった増ちょう剤が含まれないことが好ましい。二硫化モリブデンは、潤滑組成物全体に対する二硫化モリブデンの含有量（質量％）を基油の含有量（質量％）以上とした上で、潤滑組成物全体に対して４０〜５２質量％含まれることが好ましく、４５〜５０質量％含まれることがより好ましい。二硫化モリブデンの含有量を４０質量％以上とすることで、基油が蒸発した後も摺動面にまんべんなく二硫化モリブデンが存在しやすくなる。また、二硫化モリブデンの含有量を５２質量％以下とすることで、均一分散性が確保され、良好な潤滑機能を発揮しやすくなる。
【００２６】
本発明に用いる硫黄粉末は、硫黄単体の粉末である。硫黄は、一般的には環状のＳ８硫黄が知られており、Ｓ８硫黄には、α硫黄（斜方硫黄）、β硫黄（単斜硫黄）、γ硫黄（単斜硫黄）の３つの結晶形が存在する。室温で安定なことから、α硫黄を用いることが好ましい。また、硫黄の純度は９８％以上であることが好ましい。
【００２７】
硫黄粉末の含有量は、潤滑組成物全体に対して８〜２０質量％である。硫黄粉末の含有量を上記範囲とすることで、二硫化モリブデン被膜の形成を促進しやすくなる。硫黄粉末の含有量は、好ましくは１０〜１５質量％である。
【００２８】
また、二硫化モリブデンと硫黄粉末の質量比（Ｍｏ２Ｓ／Ｓ）は３〜５であることが好ましく、３．５〜４．５であることがより好ましい。両者の質量比を３〜５とすることで、摺動面に存在する二硫化モリブデンに硫黄が作用し、二硫化モリブデン被膜が形成されやすくなり、潤滑機能が維持される。
【００２９】
本発明の潤滑組成物は、基油、二硫化モリブデン、硫黄粉末の３成分を必須成分とするが、これら以外に、本発明の目的を損なわない範囲でさらに他の添加剤を配合してもよい。例えば、有機亜鉛化合物、有機モリブデン化合物などの極圧剤、アミン系、フェノール系、イオウ系化合物などの酸化防止剤、イオウ系、リン系化合物などの摩耗防止剤、多価アルコールエステルなどの防錆剤、グラファイトなどの摩擦低減剤、エステル、アルコールなどの油性剤などが挙げられる。ただし、本発明の潤滑組成物として、好ましくは、二硫化モリブデンおよび硫黄粉末以外の残部が基油からなるものである。
【００３０】
潤滑組成物の混和ちょう度（ＪＩＳ Ｋ ２２２０）は、２００〜３５０の範囲にあることが好ましい。ちょう度が２００未満である場合は、潤滑不良となるおそれがある。一方、ちょう度が３５０をこえる場合は、潤滑組成物が軟質で軸受外に流出しやすくなり好ましくない。
【００３１】
以上を考慮して、本発明の潤滑組成物のより好ましい形態は、基油であるＰＡＯ油と、固体潤滑剤である二硫化モリブデンと、添加剤である硫黄粉末の３要素のみで構成され、硫黄粉末を潤滑組成物全体に対して８〜２０質量％含む組成物である。さらに好ましくは、潤滑組成物全体に対して、硫黄粉末を８〜２０質量％、基油を２８〜４６質量％、二硫化モリブデンを４０〜５２質量％含む組成物である。
【００３２】
本発明の転がり軸受が使用されるフィルム延伸装置の一例を図３および図４に示す。図３はフィルム延伸装置の斜視図であり、図４は図３の横延伸装置のガイドレールを示す図である。図３および図４に示すようにフィルム延伸装置は、樹脂を溶融混練する押出機９と、溶融混練した樹脂を原反シートに賦形して押し出すダイヘッド（Ｔダイ）１０と、原反シートを縦方向に延伸する縦延伸機１１と、縦方向に延伸されたシートをシート幅方向に延伸する横延伸装置１３と、縦、横方向に二軸延伸されたフィルムを引き巻き取る引巻取機１４とから構成される。横延伸装置１３は、一対の周回するガイドレール１２と、該ガイドレール１２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１５と、シートを加熱する手段とを有する。
【００３３】
図４に示すように、縦延伸されたシートは横延伸装置１３において、複数のテンタークリップ１５に両端を連続的に挟まれた状態で、熱処理されながら、ガイドレール１２の拡幅部１２ａ、１２ｂに沿ってシートの幅方向に延伸され、縦、横両方向に延伸された二軸延伸フィルムとなる。延伸された二軸延伸フィルムは、引巻取機１４にて巻き取られる。
【００３４】
テンタークリップ１５に用いられる本発明の転がり軸受は、加熱処理を行なう横延伸装置１３内において、高温条件に曝される。ここで、テンタークリップの一例の断面図を図１に示す。図１に示すようにテンタークリップ１５には、シートの片端１６を把持する把持部１７と、テンタークリップ本体１５ａがガイドレール１２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１８とが設けられている。テンタークリップ用転がり軸受１８が本発明の転がり軸受に相当する。
【００３５】
図１および図４に示すように、テンタークリップ１５はガイドレール１２に沿って横延伸装置１３内を周回する。縦延伸されたシートはガイドレール入口１２ｃでシートの片端１６を把持部１７で把持され、加熱処理されながらテンタークリップ１５の走行によってガイドレール拡幅部１２ａ、１２ｂで横延伸される。この縦延伸かつ横延伸されたシートが二軸延伸フィルムとなる。ガイドレール出口１２ｄにおいて、把持部１７は把持状態を解除し、テンタークリップ１５はガイドレール１２に沿って横延伸装置１３に入口に戻る。
【００３６】
テンタークリップ用転がり軸受１８は、横延伸装置１３内の加熱処理やテンタークリップ１５の走行補助のエステル油の噴霧にさらされる。延伸装置内での高温条件下等においてエステル油の酸化劣化を防止するため、エステル油にはアミン系添加剤が添加されており、軸受１８の外輪とガイドレール１２とは、このエステル油によって潤滑される。
【００３７】
本発明の転がり軸受の一例を図２に示す。図２は深溝玉軸受の断面図である。テンタークリップ用転がり軸受として利用される深溝玉軸受１は、外周面に内輪軌道面２ａを有する内輪２と内周面に外輪軌道面３ａを有する外輪３とが同心に配置され、内輪軌道面２ａと外輪軌道面３ａとの間に複数個の転動体４が配置される。転動体４は保持器５により保持され、少なくとも転動体４の周囲に本発明の潤滑組成物７が封入されている。シール部材６は、内輪２および外輪３の軸方向両端開口部８ａ、８ｂにそれぞれ外輪３等に固定されて設けられる。シール部材６は、潤滑組成物７の漏洩を防止するとともに、走行補助として噴霧されるエステル油の侵入や異物の混入を防止する。
【００３８】
本発明の転がり軸受は、深溝玉軸受の形式に限らず、種々の形式の転がり軸受に適用可能である。例として、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、すべり軸受などが挙げられる。
【００３９】
本発明の転がり軸受は、高温条件下でも潤滑機能を長時間維持できるため、特に、高温条件下で使用される転がり軸受に適しており、例えば、フィルム延伸装置に用いられるテンタークリップ用転がり軸受などに適している。
【実施例】
【００４０】
実施例１、比較例１〜３
表１に示す配合組成（質量％）でＰＡＯ油、二硫化モリブデン（高純度化学研究所社製）をそれぞれ混合して二硫化モリブデンペーストとし、そこに硫黄粉末（富士フィルム和光純薬社製）を適宜添加して潤滑組成物を得た。得られた各潤滑組成物を軸受（ＮＴＮ社製、ＳＥＢ６０８ＺＺ）に封入して、試験用軸受を得た。
【００４１】
＜軸受寿命試験＞
各試験用軸受を試験機に取り付け、下記の条件で軸受寿命試験を実施した。寿命形態は焼き付きであり、寿命到達とともに急激にトルクが上昇する。この試験ではモータの過負荷で試験機が停止するまでの時間（ｈ）を寿命とした。結果を表１に併記する。
試験用軸受：ＳＥＢ６０８ＺＺ
軸受寸法  ：φ８ｍｍ×φ２２ｍｍ×７ｍｍ
アキシアル荷重  ：１９６Ｎ（点接触最大面圧：１．７ＧＰａ）
回転速度（内輪）：１０００ｍｉｎ−１
温度：３５０℃
【００４２】
【表１】
2020079363.tif 000003
【００４３】
表１に示すように、実施例１が最も軸受寿命が長くなった。実施例１は、硫黄粉末が未添加の比較例１に比べて軸受寿命を延長させており、硫黄により摺動面における二硫化モリブデン被膜の形成が促進されたと考えられる。一方、硫黄粉末を添加した場合（比較例２および比較例３）でも硫黄の含有量が一定量以上ないと、逆に軸受寿命を悪化させてしまうことが判明した。このように、本発明に係る実施例の転がり軸受は、高温大気中であっても軸受内部に封入された二硫化モリブデンが摺動面で反応膜を形成するため、ＰＡＯ油が蒸発した後も潤滑機能を長時間維持することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の潤滑組成物は、高温条件下でも潤滑機能を長時間維持でき、軸受寿命に優れるので、例えば、３００℃以上の高温条件下でも使用可能である。そのため、高温条件下で使用される転がり軸受に適しており、特に、フィルム延伸装置用のテンタークリップに用いられる転がり軸受の潤滑組成物として好適である。
【符号の説明】
【００４５】
１    深溝玉軸受
２    内輪
３    外輪
４    転動体
５    保持器
６    シール部材
７    潤滑組成物
８ａ  開口部
８ｂ  開口部
９    押出機
１０    Ｔダイ
１１    縦延伸機
１２    ガイドレール
１３    横延伸装置
１４    引巻取機
１５    テンタークリップ
１５ａ  テンタークリップ本体
１６    シートの片端
１７    把持部
１８    テンタークリップ用転がり軸受
【図１】
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【図２】
2020079363.tif 000005
【図３】
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【図４】
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