(57)【要約】【課題】軸受両サイドの熱膨張の際にグリースの圧力のためにシールを変形させてしまうことのない軸受ユニットおよびそれを用いた連続鋳造設備用ロールを提供する。【解決手段】軸１と軸受ハウジンング４との間にシール付き軸受３を介在し、シール付き軸受３の両側にオイルシール１４、１５を備え、軸受ハウジング４と軸１とオイルシール１４との間にグリース１１を封入し、軸受ハウジング４と軸１とオイルシール１４と自由端側オイルシール１５との間をバイパス１６により連通させた軸受ユニット２であって、バイパス１６を少なくとも軸受ハウジング４の内径面、軸受３の外径面の一つに設けた溝により形成し、かつ、シール付き軸受３のシール８と軸受ハウジング４と自由端側オイルシール１５との間に潤滑成分および樹脂成分を必須成分とし、該樹脂成分を発泡・硬化して多孔質化した発泡固形潤滑剤１８を封入し、連続鋳造設備用ロールは該軸受ユニットを用いる。【選択図】図１
2008298120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸と軸受ハウジンングとの間にシール付き軸受を介在し、該シール付き軸受の両側にオイルシールを備え、前記軸受ハウジングと軸とオイルシールとの間にグリースを封入し、前記軸受ハウジングと軸とオイルシールと自由端側オイルシールとの間をバイパスにより連通させた軸受ユニットであって、
前記バイパスを少なくとも前記軸受ハウジングの内径面、前記軸受の外径面の一つに設けた溝により形成し、
かつ、前記シール付き軸受のシールと、前記軸受ハウジングと、前記自由端側オイルシールとの間に、潤滑成分と、樹脂成分と、硬化剤と、発泡剤とを含む混合物を発泡・硬化させてなる発泡固形潤滑剤を封入したことを特徴とする軸受ユニット。
【請求項２】
前記軸受の内輪と外輪との間を密封するシールと、前記軸受の転動体との間にグリースが封入され、ハウジングと、前記自由端側オイルシールと、自由端側のシールとの間に、前記発泡固形潤滑剤を封入したことを特徴とする請求項１記載の軸受ユニット。
【請求項３】
前記潤滑成分は炭化水素系潤滑油および炭化水素系グリースから選ばれた少なくとも１つの潤滑成分であり、
前記樹脂成分は、高分子主鎖が炭化水素から構成され、該主鎖末端に水酸基価が 25〜110 mg KOH/g となる量の水酸基を有する液状ゴムであり、
前記硬化剤は分子内にイソシアネート基を有する有機化合物であり、
前記発泡剤が水であり、
前記液状ゴムと前記硬化剤との割合は、前記液状ゴムに含まれる水酸基と前記硬化剤に含まれるイソシアネート基とが当量比で（ＯＨ／ＮＣＯ）＝１／（ 1.0〜2.0 ）の範囲であり、
前記混合物は、混合物全体に対して、前記潤滑成分を 40〜80 重量％、前記液状ゴムを 5〜45 重量％含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載の軸受ユニット。
【請求項４】
前記液状ゴムがブタジエンもしくはイソプレンの重合体の主鎖末端に水酸基を有する数平均分子量 1000〜3500 の水酸基末端ジエン系重合体、または該ジエン系重合体を水添処理した変性水酸基末端ジエン系重合体であることを特徴とする請求項３記載の軸受ユニット。
【請求項５】
前記分子内にイソシアネート基を持つ有機化合物は、分子内に２個以上のイソシアネート基を有し、イソシアネート基の割合が 2.5〜5.0 ＮＣＯ％からなるプレポリマーであることを特徴とする請求項３または請求項４記載の軸受ユニット。
【請求項６】
前記分子内にイソシアネート基を持つ有機化合物は、芳香族ポリイソシアネートであることを特徴とする請求項３または請求項４記載の軸受ユニット。
【請求項７】
前記潤滑成分は潤滑油およびグリースから選ばれた少なくとも１つの潤滑成分であり、
前記樹脂成分は、イソシアネート基含有量が 2 重量％以上 6 重量％未満のウレタンプレポリマーであり、
前記発泡剤が水であり、
前記混合物は、混合物全体に対して、前記潤滑成分を 30〜70 重量％含み、発泡後の連続気泡率が 50％以上であることを特徴とする請求項１記載の軸受ユニット。
【請求項８】
前記ウレタンプレポリマーは、エステル系ウレタンプレポリマー、カプロラクトン系ウレタンプレポリマー、およびエーテル系ウレタンプレポリマーから選ばれた少なくとも１つのウレタンプレポリマーであることを特徴とする請求項７記載の軸受ユニット。
【請求項９】
前記イソシアネート基と、該イソシアネート基と反応する前記硬化剤の官能基との割合が当量比で（硬化剤の官能基／ＮＣＯ）＝１／（1.1〜2.5）の範囲であることを特徴とする請求項７または請求項８記載の軸受ユニット。
【請求項１０】
前記水の水酸基と、前記硬化剤の官能基との割合が当量比で（水の水酸基／硬化剤の官能基）＝１／（0.7〜2.0）の範囲であることを特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれか一項記載の軸受ユニット。
【請求項１１】
前記硬化剤が芳香族ポリアミノ化合物であることを特徴とする請求項７ないし請求項１０のいずれか一項記載の軸受ユニット。
【請求項１２】
前記芳香族ポリアミノ化合物がアミノ基の隣接位に置換基を有する芳香族ポリアミノ化合物であることを特徴とする請求項１１記載の軸受ユニット。
【請求項１３】
前記バイパスが前記ハウジングの内径面に設けられる場合において、そのバイパスを形成する溝の両端部が、それぞれ軸受の移動範囲をこえる位置に達するように形成されたことを特徴とする請求項１記載の軸受ユニット。
【請求項１４】
前記バイパスが軸受の外径面に設けられる場合において、そのバイパスを形成する溝の両端部が、軸受外径面の両端に達するように形成されたことを特徴とする請求項１記載の軸受ユニット。
【請求項１５】
前記バイパスがハウジングの内径面と軸受の外径面に設けられる場合において、ハウジング側のバイパスを形成する溝の両端部が、それぞれ軸受の移動範囲をこえる位置に達するように形成され、軸受側のバイパスを形成する溝の両端部が、軸受外径面の両端に達するように形成されたことを特徴とする請求項１記載の軸受ユニット。
【請求項１６】
前記軸受が自動調心ころ軸受であることを特徴とする請求項１ないし請求項１５のいずれか一項記載の軸受ユニット。
【請求項１７】
請求項１ないし請求項１６のいずれか一項記載の軸受ユニットを自由端側に設けてなることを特徴とする連続鋳造設備用ロール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受ユニットおよびこれを用いた連続鋳造設備用ロールに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼関係の連続鋳造設備用ロールに使用される軸受ユニットにおいて、従来は軸受自身にシールが設けられていないオープンタイプが使用され、集中給脂により定期的に新しいグリースを供給し、充填されていたグリースをハウジングのオイルシール部より外部へ排出することで、水やコンタミネーションの侵入を防止することが行なわれていた。しかし、この方法は、グリースの使用量が多く、コストおよび周囲環境への負担が大きいという問題があった。
【０００３】
このため、軸受自身にシールを設け、そのシールの内側にグリースを充填した密封タイプの軸受を使用する方法として、軸と軸受ハウジンングとの間にシール付き軸受を介在し、上記軸受の両外側において上記軸受ハウジングと軸との間にグリース封入部を設け、上記両グリース封入部の間をバイパスにより連通させた軸受ユニットにおいて、上記バイパスを上記軸受ハウジングの内径面又は上記軸受の外径面のいずれか一方又は両方に設けた溝により形成した軸受ユニットが知られている（特許文献１参照）。この軸受ユニットを図４に示す。
【０００４】
図４において（ａ）は従来の連続鋳造設備用ロールに用いられる軸受ユニットを示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）図のｂ−ｂ線の拡大断面図である。図４は連続鋳造設備用の無駆動ロールの自由端側の軸１を支持する軸受ユニット２を示すものであり、軸受３は軸１とハウジング４との間に介在される。軸受３は自動調心ころ軸受が用いられ、内輪５と外輪６との間に複列の自動調心型のころ７が介在される。また、そのころ７の外側において、外輪６の内径面に装着された軸受シール８、８のリップ９、９が内輪５の外径面に摺接される。軸受シール８、８の内側の軸受内部にはグリース１１が充填されるが、グリース１１の外部への漏れ出しが、該シール８、８により防止される密封タイプとなっている。上記の内輪５は、軸１の段部と締付け部材１２により軸１に取付けられる。
【０００５】
上記ハウジング４の両側にシールホルダー１３、１３が設けられ、各シールホルダー１３、１３に装着されたオイルシール１４、１４および自由端側オイルシール１５が軸１に摺接される。これらのオイルシール１４、１４および自由端側オイルシール１５の内側にグリース１１が充填され、水やコンタミネーションの侵入が抑えられている。
【０００６】
この実施形態においては、バイパス１６をハウジング４の内径面に軸方向に設けた少なくとも１本の溝（図４（ａ）参照）により形成している。この溝により形成されたバイパス１６の両端部は、両側のグリース封入端部まで達し、開口部１７、１７が各グリース１１の封入全範囲に渡って形成される。すなわち、各開口部１７は軸受３の最大移動範囲をこえて形成される。このため、熱膨張等の影響により軸受３が軸方向に移動することがあっても、バイパス１６が閉塞されることがない。
【０００７】
しかしながら、該連続鋳造設備用ロールの軸受ユニットに作用する力は大きく、該軸受ハウジングの強度上、該バイパスの断面の大きさには制限があり、グリースを容易に通過させることができないために、軸の熱膨張の際にグリースの圧力のためにシールを変形させてしまうことがある。
また、グリースを該箇所に入れていないと、その分、シール性が落ちるという問題がある。
【特許文献１】特開２００２−２０６５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、軸受両サイドの熱膨張の際にグリースの圧力のためにシールを変形させてしまうことのない軸受ユニットおよびそれを用いた連続鋳造設備用ロール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】
【０００９】
本発明の軸受ユニットは軸と軸受ハウジンングとの間にシール付き軸受を介在し、該シール付き軸受の両側にオイルシールを備え、上記軸受ハウジングと軸とオイルシールとの間にグリースを封入し、上記軸受ハウジングと軸とオイルシールと自由端側オイルシールとの間をバイパスにより連通させた軸受ユニットであって、上記バイパスを少なくとも上記軸受ハウジングの内径面、上記軸受の外径面の一つに設けた溝により形成し、かつ、上記シール付き軸受のシールと上記軸受ハウジングと上記自由端側オイルシールとの間に、潤滑成分と、樹脂成分と、硬化剤と、発泡剤とを含む混合物を発泡・硬化させてなる発泡固形潤滑剤を封入したことを特徴とする。
上記軸受の内輪と外輪との間を密封するシールと、上記軸受の転動体との間にグリースが封入され、ハウジングと、上記自由端側オイルシールと、自由端側のシールとの間に、上記発泡固形潤滑剤を封入したことを特徴とする。
【００１０】
上記発泡固形潤滑剤の中で第１の発泡固形潤滑剤は、潤滑成分が炭化水素系潤滑油および炭化水素系グリースから選ばれた少なくとも１つの潤滑成分であり、上記樹脂成分は、高分子主鎖が炭化水素から構成され、該主鎖末端に水酸基価が 25 mg KOH/g〜110 mg KOH/g となる量の水酸基を有する液状ゴムであり、上記硬化剤は分子内にイソシアネート基を有する有機化合物であり、上記発泡剤が水であり、上記液状ゴムと上記硬化剤との割合は、上記液状ゴムに含まれる水酸基と前記硬化剤に含まれるイソシアネート基とが当量比で（ＯＨ／ＮＣＯ）＝１／（ 1.0〜2.0 ）の範囲であり、上記混合物は、混合物全体に対して、上記潤滑成分を 40 重量％〜80 重量％、上記液状ゴムを 5 重量％〜45 重量％含むことを特徴とする。
また、上記液状ゴムがブタジエンもしくはイソプレンの重合体の主鎖末端に水酸基を有する数平均分子量 1000〜3500 の水酸基末端ジエン系重合体、または該ジエン系重合体を水添処理した変性水酸基末端ジエン系重合体であることを特徴とする。
また、上記分子内にイソシアネート基を持つ有機化合物は、分子内に２個以上のイソシアネート基を有し、イソシアネート基の割合が 2.5 ＮＣＯ％〜5.0 ＮＣＯ％からなるプレポリマーであるか、または芳香族ポリイソシアネートであることを特徴とする。
【００１１】
上記発泡固形潤滑剤の中で第２の発泡固形潤滑剤は、上記潤滑成分が潤滑油およびグリースから選ばれた少なくとも１つの潤滑成分であり、上記樹脂成分は、イソシアネート基含有量が 2 重量％以上 6 重量％未満のウレタンプレポリマーであり、上記発泡剤が水であり、上記混合物は、混合物全体に対して、上記潤滑成分を 30 重量％〜70 重量％含み、発泡後の連続気泡率が 50％以上であることを特徴とする。また、上記ウレタンプレポリマーは、エステル系ウレタンプレポリマー、カプロラクトン系ウレタンプレポリマー、およびエーテル系ウレタンプレポリマーから選ばれた少なくとも１つのウレタンプレポリマーであることを特徴とする。
また、上記イソシアネート基と、該イソシアネート基と反応する上記硬化剤の官能基との割合が当量比で（硬化剤の官能基／ＮＣＯ）＝１／（1.1〜2.5）の範囲であることを特徴とする。
また、上記水の水酸基と、上記硬化剤の官能基との割合が当量比で（水の水酸基／硬化剤の官能基）＝１／（0.7〜2.0）の範囲であることを特徴とする。
上記硬化剤が芳香族ポリアミノ化合物、特にアミノ基の隣接位に置換基を有する芳香族ポリアミノ化合物であることを特徴とする。
【００１２】
上記バイパスが上記ハウジングの内径面に設けられる場合において、そのバイパスを形成する溝の両端部が、それぞれ軸受の移動範囲をこえる位置に達するように形成されたことを特徴とする。
上記バイパスが軸受の外径面に設けられる場合において、そのバイパスを形成する溝の両端部が、軸受外径面の両端に達するように形成されたことを特徴とする。
上記バイパスがハウジングの内径面と軸受の外径面に設けられる場合において、ハウジング側のバイパスを形成する溝の両端部が、それぞれ軸受の移動範囲をこえる位置に達するように形成され、軸受側のバイパスを形成する溝の両端部が、軸受外径面の両端に達するように形成されたことを特徴とする。
上記軸受が自動調心ころ軸受であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の連続鋳造設備用ロールは上記軸受ユニットを自由端側に設けてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の軸受ユニットは軸と軸受ハウジンングとの間にシール付き軸受を介在し、該シール付き軸受の両側にオイルシールを備え、上記軸受ハウジングと軸とオイルシールとの間にグリースを封入し、上記軸受ハウジングと軸とオイルシールと自由端側オイルシールとの間をバイパスにより連通させた軸受ユニットであって、上記バイパスを少なくとも上記軸受ハウジングの内径面、上記軸受の外径面の一つに設けた溝により形成し、かつ、上記シール付き軸受のシールと上記軸受ハウジングと上記自由端側オイルシールとの間に潤滑成分および樹脂成分を必須成分とし、該樹脂成分を発泡・硬化して多孔質化した発泡固形潤滑剤を封入したので、該発泡固形潤滑剤から滲み出す潤滑成分は潤滑油でありバイパスを詰まらせることがなく、軸受両サイドの圧を均一にすることの妨げになることもない。
【００１５】
この発泡固形潤滑剤は、潤滑成分および樹脂成分を必須成分とし、該樹脂成分を発泡・硬化させて多孔質化した発泡固形潤滑剤であり、かつ潤滑成分が発泡・硬化した固形成分内に吸蔵される。このため発泡固形潤滑剤中の潤滑成分の保持量が単なる気孔内の含浸による保持量よりも多くなり、軸受ユニットの長寿命化に寄与することができる。また、運転時において発泡固形潤滑剤中より軸受の摺動面やすべり面等に潤滑成分が徐放されるので、余剰な潤滑剤の漏洩を防止できる。なお、本発明において「吸蔵」とは、液体・半固体状の潤滑成分が他の配合成分と反応することなく、固体の樹脂中に化合物にならないで含まれることをいう。
【００１６】
また、発泡固形潤滑剤が容易に変形することから、軸の熱膨張の際にシールに大きな力を与えることがなく、また、その変形の際に発泡固形潤滑剤から滲み出す潤滑成分が軸受ハウジングのシール部に供給されることで、シール寿命を延長させることもできる。
また、上記軸受ハウジングと上記シール付き軸受との間の空間全体が発泡固形潤滑剤で占拠されるので外部からの異物の侵入を防止することができる。またシール付き軸受からグリースが漏れ出したとしても、発泡固形潤滑剤の樹脂や気泡中に取り込まれるので、グリースが軸受ユニット外に漏れ出すことを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の軸受ユニットの実施形態を図面に基づいて説明する。図１において（ａ）は本発明の軸受ユニットの一実施例を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）図のｂ−ｂ線の拡大断面図である。図１に示すように軸受３は軸１とハウジング４との間に介在される。軸受３は自動調心ころ軸受が用いられ、内輪５と外輪６との間に複列の自動調心型のころ７が介在される。また、そのころ７の外側において、外輪６の内径面に装着された軸受シール８、８のリップ９、９が内輪５の外径面に摺接される。軸受シール８、８の内側の軸受内部にはグリース１１が充填されるが、グリース１１の外部への漏れ出しが、該シール８、８により防止される密封タイプとなっている。上記の内輪５は、軸１の段部と締付け部材１２により軸１に取付けられる。
【００１８】
上記ハウジング４の両側にシールホルダー１３、１３が設けられ、各シールホルダー１３、１３に装着されたオイルシール１４、１４および自由端側オイルシール１５が軸１に摺接される。
軸受ユニット２は、上記シール付き軸受３のシール８と上記軸受ハウジング４と上記自由端側オイルシール１５との間に潤滑成分および樹脂成分を必須成分とし、該樹脂成分を発泡・硬化して多孔質化した発泡固形潤滑剤１８を封入している。また、上記軸受ハウジング４と軸１とオイルシール１４と自由端側オイルシール１５との間をバイパス１６により連通させ、このバイパス１６を上記軸受ハウジング４の内径面に軸方向に設けた少なくとも１本の溝により形成している。この溝により形成されたバイパス１６の両端部は、両側のグリース１１および発泡固形潤滑剤１８が封入されている端部まで達し、開口部１７、１７が封入されているグリース１１および発泡固形潤滑剤１８の全範囲に渡って形成される。すなわち、各開口部１７は軸受３の最大移動範囲をこえて形成される。このため、熱膨張等の影響により軸受３が軸方向に移動することがあっても、バイパス１６が閉塞されることがない。
【００１９】
なお、上記のバイパス１６は、ハウジング４の内径面に軸方向の溝を加工するだけで形成されるので、その加工は容易である。
【００２０】
図２において（ａ）は本発明の軸受ユニットの他の実施例を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）図のｂ−ｂ線の拡大断面図である。図２に示すように、溝によって形成されるバイパス１６を軸受３の外輪６の外径面に軸方向に少なくとも１本設けている。このバイパス１６の両端部は外輪６の両端部に達し、軸方向に開放された開口部１７、１７が封入されているグリース１１および発泡固形潤滑剤１８の全範囲に渡って形成される。この場合のバイパス１６の加工も、穴明け加工に比べて簡単である。バイパス１６が上記のように軸受３の外径面に形成されていると、軸受３がどのように移動しても、バイパス１６自体が軸受３とともに移動するため、その開口部１７、１７が閉塞されることはない。
その他の構成は図１と同様である。
【００２１】
図３において（ａ）は本発明の軸受ユニットの他の実施例を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）図のｂ−ｂ線の拡大断面図である。図３に示すように、溝によって形成されるバイパス１６を上記軸受ハウジング４の内径面と軸受３の外輪６の外径面との２種類を軸方向に、それぞれ少なくとも１本設けている。このバイパス１６の一種類の両端部は、両側のグリース１１および発泡固形潤滑剤１８が封入されている端部まで達し、他の種類の両端部は、外輪６の両端部に達し、開口部１７、１７が封入されているグリース１１および発泡固形潤滑剤１８の全範囲に渡って形成される。この場合のバイパス１６の加工も、穴明け加工に比べて簡単である。バイパス１６が上記のように軸受３の外径面に形成されていると、軸受３がどのように移動しても、バイパス１６自体が軸受３とともに移動するため、その開口部１７、１７が閉塞されることはない。
その他の構成は図１と同様である。
【００２２】
図１〜図３において、発泡固形潤滑剤１８が自由端側の開口部１７を塞ぐ形になるが、該発泡固形潤滑剤１８は内部を連通する連続気泡を有し、かつ、該発泡固形潤滑剤１８から滲み出す潤滑成分は潤滑油でありバイパス１６を詰まらせることがなく、軸受３両サイドの圧を均一にすることの妨げになることがない。また、該発泡固形潤滑剤１８が容易に変形することから、軸１の熱膨張の際にシール８に大きな力を与えることがなく、また、その変形の際に該発泡固形潤滑剤１８から滲み出す潤滑成分が軸受ハウジング４のシール部に供給されることで、シール８の寿命を延長させることもできる。
また、上記軸受ハウジング４と上記シール付き軸受３との間の空間全体が発泡固形潤滑剤１８で占拠されるので外部からの異物の侵入を防止することができる。また、シールリップ９をくぐり抜けてシール付き軸受３からグリース１１が漏れ出したとしても、発泡固形潤滑剤１８の樹脂や気泡中に取り込まれるとともに、オイルシール１４のリップ部に潤滑成分を供給できるのでグリース１１が軸受ユニット２外に漏れ出すことを防止できるとともにオイルシール１４の寿命を延長させることもできる。
【００２３】
上記の空間部に封入された発泡固形潤滑剤は、樹脂内に潤滑成分を吸蔵させるので、樹脂の柔軟性により、加わる外力または毛細管現象により潤滑剤を滲み出させて樹脂の分子間から外部に徐放できる。この際、滲み出す潤滑油等の量は、外力等の大きさに応じて弾性変形する程度を樹脂の選択などによって変えることにより、必要最小限にすることができる。また、上記混合物の配合成分の配合量をコントロールすることにより発泡固形潤滑剤の密度を変化させることができる。
また、本発明に用いる発泡固形潤滑剤において樹脂成分は、発泡により表面積が大きくなっており、滲み出した余剰の潤滑油等を再び発泡体の気泡内に一時的に保持することもできて滲み出す潤滑油等の量は安定している。また樹脂内に潤滑剤を吸蔵させるとともに気泡内に含浸させることによって非発泡の状態より潤滑油等の保持量も多くなる。また、非発泡体と比較して屈曲時に必要なエネルギーが非常に小さく、潤滑成分を高密度に保持しながら柔軟な変形が可能である。
【００２４】
本発明に用いる発泡固形潤滑剤を構成する樹脂成分としては、発泡・硬化後にゴム状弾性を有し、変形により潤滑成分の滲出性を有するものが好ましい。
発泡・硬化は、樹脂生成時に発泡・硬化させる形式であっても、樹脂成分に発泡剤を配合して成形時に発泡・硬化させる形式であってもよい。ここで硬化は架橋反応および／または液状物が固体化する現象を意味する。また、ゴム状弾性とは、ゴム弾性を意味するとともに、外力により加えられた変形がその外力を無くすことにより元の形状に復帰することを意味する。
【００２５】
本発明に用いる発泡固形潤滑剤の樹脂成分には耐熱性および柔軟性に優れ、低コスト化が可能となるウレタン樹脂を用いるのが好ましい。樹脂成分として、以下に説明する分子内に水酸基を有する液状ゴムを用いる第１の発泡固形潤滑剤、所定のＮＣＯを含有するウレタンプレポリマーを用いる第２の発泡固形潤滑剤が好ましい。
また、ポリオールとしてのポリエーテルポリオールとポリイソシアネートとを反応させて得られる樹脂成分を用いることができる。
【００２６】
本発明に用いることができる第１の発泡固形潤滑剤に用いられる樹脂成分には耐熱性および柔軟性に優れ、低コスト化が可能となるウレタン樹脂を用いるのが好ましい。ウレタン樹脂を形成する水酸基含有成分としては、分子内に水酸基を有する液状ゴムが好ましく、この液状ゴムは高分子主鎖が炭化水素から構成され、該主鎖末端に水酸基価が 25〜110 mg KOH/g となる量の水酸基を有する液状ゴムであることが好ましい。水酸基価が 25 mg KOH/g 未満では、発泡・硬化が十分でなく、水酸基価が 110 mg KOH/g をこえると、発泡固形潤滑剤の弾力性が失われる場合がある。
この液状ゴムは、ブタジエンもしくはイソプレンの重合体の主鎖末端に水酸基を有する数平均分子量 1000〜3500 の水酸基末端ジエン系重合体、または該ジエン系重合体を水添処理した変性水酸基末端ジエン系重合体を用いることができる。
水酸基末端液状ポリブタジエンとしては、ｐｏｌｙ-ｂｄ Ｒ４５ＨＴ（出光興産社製）、ｐｏｌｙ-ｂｄ Ｒ１５ＨＴ（出光興産社製）、ＮＩＳＳＯ-ＰＢ  Ｇ-１０００、Ｇ-２０００、Ｇ-３０００（日本曹達社製）が挙げられ、水酸基末端液状ポリイソプレンとしては、ｐｏｌｙ-ｉｐ（出光興産社製）が挙げられ、水添処理した水酸基末端ポリジエン化合物としては、エポール（出光興産社製）、ＮＩＳＳＯ-ＰＢ  ＧＩ-１０００、ＧＩ-２０００、ＧＩ-３０００（日本曹達社製）等が挙げられる。
【００２７】
また、これら水酸基末端ポリジエン化合物または水添処理した水酸基末端ポリジエン化合物の末端水酸基をイソシアネート基やエポキシ基などで一部変性した水酸基末端ポリジエン化合物または水添処理した水酸基末端ポリジエン化合物も水酸基が末端に含まれれば使用することができる。製造された発泡体の物性を制御するなどの目的でこれら化合物を２種類以上混合して用いてもよい。
【００２８】
上記水酸基末端ポリジエン系重合体または水添処理した水酸基末端ポリジエン系重合体は、後述する炭化水素から構成されるパラフィン系やナフテン系の鉱物油からなる潤滑成分と分子構造が類似するので、潤滑成分を構成する分子との化学的親和性に優れ、水酸基末端ポリジエン系重合体または水添処理した水酸基末端ポリジエン系重合体と潤滑成分分子とが比較的弱い相互作用によって絡み合っていると考えられる。そのため多くの潤滑成分をその水酸基末端ポリジエン系重合体または水添処理した水酸基末端ポリジエン系重合体の分子内に含浸させることが可能であり、高い潤滑成分保持性を発揮することができる。これに熱や遠心力などの強い力を加えることで、水酸基末端ポリジエン系重合体または水添処理した水酸基末端ポリジエン系重合体と潤滑成分の相互作用が壊され、潤滑成分を徐放させることができる。
【００２９】
液状ゴムを硬化させる硬化剤としての分子内にイソシアネート基を有する有機化合物は、液状ゴム内の水酸基と反応し、分子鎖を延長させ、または架橋させるイソシアネート化合物であれば、特に制限なく使用できる。好ましいイソシアネート化合物としては、ポリイソシアネート類を挙げることができる。ポリイソシアネート類は後述する発泡剤となる水と反応して気体を発生させることができるので特に好ましい。
ポリイソシアネート類としては、ポリイソシアネートおよび／または分子内に２個以上のイソシアネート基を有するプレポリマーが挙げられる。
【００３０】
ポリイソシアネート類は芳香族、脂肪族、または脂環族ポリイソシアネート類を挙げることができる。
芳香族ポリイソシアネート類としては、トリレンジイソシアネート（以下、ＴＤＩと記す）、ジフェニルメタンジイソシアネート（以下、ＭＤＩと記す）、ＴＤＩの多量体、ＭＤＩの多量体、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、フェニレンジイソシアネート、ジフェニレンジイソシアネート等が挙げられる。
脂肪族ポリイソシアネート類としては、オクタデカメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、へキサメチレンジイソシアネート、２，２，４-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等が挙げられる。
脂環族ポリイソシアネート類としては、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等が挙げられる。
また、上記ポリイソシアネート類とトリメチロールプロパンなどのポリオールとの付加物も使用できる。
液状ゴムの末端官能基である水酸基との反応を高温度で行なう場合は、フェノール類、ラクタム類、アルコール類、オキシム類などのブロック剤でイソシアネート基をブロックしたブロックイソシアネート等を使用することができる。
【００３１】
水酸基末端ポリジエン系重合体と反応させる場合、ポリイソシアネート類の中で芳香族ポリイソシアネート類が好ましく、更には水酸基末端ポリジエン系重合体等との発泡性および反応性に優れるＴＤＩが好ましい。
【００３２】
分子内に２個以上のイソシアネート基を有するプレポリマーとしては、イソシアネート基の割合が 2.5〜5.0 ＮＣＯ％からなるプレポリマーであれば使用できる。なお、ＮＣＯ％はプレポリマー中におけるＮＣＯ基としての重量％である。2.5〜5.0 ＮＣＯ％のプレポリマーは水酸基末端ポリジエン系重合体等と反応して弾力性に富んだウレタンを得ることができる。
プレポリマー類には重合させるモノマーの種類によりＰＰＧ系、ＰＴＭＧ系、エステル系、カプロラクトン系などに分類される。ＰＰＧ系にはタケネートＬ-１１７０（三井化学ポリウレタン社製）、Ｌ-１１５８（三井化学ポリウレタン社製）があり、ＰＴＭＧ系にはコロネート４０９０（日本ポリウレタン社製）がある。また、エステル系としてはコロネート４０４７（日本ポリウレタン社製）などがあり、カプロラクトン系にはタケネートＬ-１３５０（三井化学ポリウレタン社製）、タケネートＬ-１６８０（三井化学ポリウレタン社製）、サイアナプレン７-ＱＭ（三井化学ポリウレタン社製）、プラクセルＥＰ１１３０（ダイセル化学工業社製）などを挙げることができる。
上記プレポリマーは、目的に応じて２種類以上を混合して用いることができる。
【００３３】
末端水酸基を有する水酸基末端ポリジエン系重合体または水添処理した水酸基末端ポリジエン系重合体とイソシアネート基を有するイソシアネート化合物との配合割合は、水酸基（−ＯＨ）とイソシアネート基（−ＮＣＯ）との当量比で（ＯＨ／ＮＣＯ）＝１／（ 1.0〜2.0 ）の範囲が好ましく、特に優れた発泡性および弾力性を考慮すると、（ＯＨ／ＮＣＯ）＝１／（ 1.1〜1.9 ）の範囲が好ましい。（ＯＨ／ＮＣＯ）が １／2.0 より小さいときはイソシアネート基が過剰となり、架橋密度が大きく弾性に劣る場合がある。また、（ＯＨ／ＮＣＯ）が １／1.0 より大きいときには架橋するイソシアネート基が不足するため硬化が十分でなくなる。
【００３４】
第１の発泡固形潤滑剤に使用できる潤滑成分は、発泡体を形成する固形成分を溶解しないものであれば使用することができる。潤滑成分としては、炭化水素系潤滑油、炭化水素系グリース、または炭化水素系潤滑油と炭化水素系グリースとの混合物が挙げられる。
炭化水素系潤滑油としては、パラフィン系やナフテン系の鉱物油、炭化水素系合成油、ＧＴＬ基油等が挙げられる。これらは単独でも混合油としても使用できる。
炭化水素系グリースは炭化水素油を基油とするグリースであり、基油としては上述の炭化水素系潤滑油を挙げることができる。増ちょう剤としては、リチウム石けん、リチウムコンプレックス石けん、カルシウム石けん、カルシウムコンプレックス石けん、アルミニウム石けん、アルミニウムコンプレックス石けん等の石けん類、ジウレア化合物、ポリウレア化合物等のウレア系化合物が挙げられるが、特に限定されるものではない。ジウレア化合物はジイソシアネートとモノアミンの反応で、ポリウレア化合物はジイソシアネートとポリアミンの反応で、それぞれ得られる。
【００３５】
上記潤滑成分には、炭化水素系合成ワックス、ポリエチレンワックス、高級脂肪酸エステル系ワックス、高級脂肪酸アミド系ワックス、ケトン・アミン類、水素硬化油などを混合して使用することができる。
【００３６】
第１の発泡固形潤滑剤を発泡させる手段は、原料にイソシアネート化合物を用いることから、イソシアネート化合物と反応して二酸化炭素ガスを発生させる水を用いることが好ましい。
【００３７】
第１の発泡固形潤滑剤は、上記潤滑成分と、液状ゴムと、硬化剤と、発泡剤とを含む混合物を発泡・硬化させて得られる。
上記潤滑成分の配合割合は、混合物全体に対して、40〜80 重量％である。潤滑成分が 40 重量％未満であると、潤滑油などの供給量が少なく発泡固形潤滑剤としての機能を発揮できず、80 重量％より多いときには固化しなくなる。
上記液状ゴムの配合割合は、混合物全体に対して、5〜45 重量％、好ましくは 9〜42 重量％である。5 重量％より少ないときは固化しないため発泡固形潤滑剤としての機能を持たず、45 重量％より多いときには潤滑剤の供給が少なく、発泡固形潤滑剤としての機能を持たない。
【００３８】
第１の発泡固形潤滑剤において発泡倍率は 1.1〜50 倍であることが好ましく、より好ましくは 1.1〜10 倍である。発泡倍率 1.1 倍未満の場合は気泡体積が小さく、外部応力が加わったときに変形を許容できない。また、50 倍をこえる場合は外部応力に耐える強度を得ることが困難となる。
【００３９】
また、第１の発泡固形潤滑剤の硬化速度を促進させるために、３級アミン系触媒や有機金属触媒などを用いることができる。使用する３級アミン系触媒としてはモノアミン類、ジアミン類、トリアミン類、環状アミン類、アルコールアミン類、エーテルアミン類などが挙げられる。また、有機金属触媒としてはスタナオクタエート、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチンジラウレート、ジブチルチンメルカプチド、ジブチルチンチオカルボキシレート、ジブチルチンマレエート、ジオクチルチンジメルカプチド、ジオクチルチンチオカルボキシレートなどが挙げられる。また、反応のバランスを整えるなどの目的でこれら複数種類を混合して用いてもよい。
【００４０】
本発明において第２の発泡固形潤滑剤の樹脂成分として使用できるウレタンプレポリマーは、活性水素基を有する化合物とポリイソシアネートとの反応によって得られ、イソシアネート基は、分子鎖末端であっても、あるいは分子鎖内から分岐した側鎖末端に含まれていてもよい。また、ウレタンプレポリマーは分子鎖内にウレタン結合を有していてもよい。
反応するモノマー（＝活性水素基を有する化合物）の種類によって、カプロラクトン系、エステル系、エーテル系などに分類される。エーテル系にはタケネートＬ-１１７０（三井化学ポリウレタン社製）、Ｌ-１１５８（三井化学ポリウレタン社製）、コロネート４０９０（日本ポリウレタン社製）がある。また、エステル系としてはコロネート４０４７（日本ポリウレタン社製）などがあり、カプロラクトン系にはタケネートＬ-１３５０（三井化学ポリウレタン社製）、タケネートＬ-１６８０（三井化学ポリウレタン社製）、サイアナプレン７-ＱＭ（三井化学ポリウレタン社製）、プラクセルＥＰ１１３０（ダイセル化学工業社製）などが挙げられる。
また、末端基をイソシアネート基に変性したオリゴマーやプレポリマー化合物も使用することができる。このような化合物としては末端イソシアネート変性ポリエーテルポリオールや水酸基末端ポリブタジエンのイソシアネート変性体が挙げられる。末端イソシアネート変性ポリエーテルポリオールにはコロネート１０５０（日本ポリウレタン社製）などが挙げられる。また、水酸基末端ポリブタジエンのイソシアネート変性体には ｐｏｌｙ−ｂｄ ＭＣ５０（出光興産社製）や ｐｏｌｙ−ｂｄ ＨＴＰ９（出光興産社製）が挙げられる。
これらのウレタンプレポリマーは目的とする機械的性質などに応じて２種類以上を混合して使用することもできる。
【００４１】
第２の発泡固形潤滑剤は、イソシアネート基含有量が 2 重量％以上 6 重量％未満のウレタンプレポリマーを使用できる。イソシアネート基（ＮＣＯ）の含有量が 2 重量％未満であると発泡性と弾力性の両立が難しくなるし、6 重量％以上であると硬度が大きくなりすぎて反発弾性が大きくなり外力による変形を受けるときに発熱等を起こしやすくなる。
また、イソシアネート基は、フェノール類、ラクタム類、アルコール類、オキシム類などのブロック剤でイソシアネート基をブロックしたブロックイソシアネート等を使用することができる。
【００４２】
上記ウレタンプレポリマーを硬化させる硬化剤としては、活性水素を有する化合物が好ましく、官能基がアミノ基であるポリアミノ化合物、官能基が水酸基であるポリオール化合物が挙げられる。
ポリアミノ化合物としては、３，３′-ジクロロ-４，４′-ジアミノジフェニルメタン（以下、ＭＯＣＡと記す）、３，３′-ジメチル-４，４′-ジアミノジフェニルメタン、３，３′-ジメトキシ-４，４′-ジアミノジフェニルメタン、４，４′-ジアミノ-３，３′-ジエチル-５，５′-ジメチルジフェニルメタン、トリメチレン-ビス-（４-アミノベンゾアート）、ビス（メチルチオ）-２，４-トルエンジアミン、ビス（メチルチオ）-２，６-トルエンジアミン、メチルチオトルエンジアミン、３，５-ジエチルトルエン-２，４-ジアミン、３，５-ジエチルトルエン-２，６-ジアミンに代表される芳香族ポリアミノ化合物が挙げられる。
【００４３】
上記ポリアミノ化合物の中でも芳香族アミノ化合物が低コストであり、物性が優れているため、好ましく、特にアミノ基の隣接位に置換基を有する芳香族ジアミノ化合物が好ましい。第２の発泡固形潤滑剤においては、発泡と共に硬化させる工程を経るため、隣接位の置換基によりアミノ基の反応性が抑制されるためと考えられる。
【００４４】
ウレタンプレポリマーをポリアミノ化合物で硬化させるとウレタンおよびウレア結合を分子内に有する発泡固形潤滑剤となる。ウレア結合を生成させることによって分子中のウレタン結合密度を下げることになり、伸びや反発弾性が向上する。また、ウレア結合を生成させることによって剛性を与えることができる。
【００４５】
ポリオール化合物としては、１，４-ブタングリコールやトリメチロールプロパンに代表される低分子ポリオール、ポリエーテルポリオール、ひまし油系ポリオール、ポリエステル系ポリオールが挙げられる。ポリオール化合物の中では、ポリエーテルポリオール、トリメチロールプロパンが好ましい。
【００４６】
ウレタンプレポリマーに含まれるイソシアネート基（−ＮＣＯ）と、該イソシアネート基と反応する硬化剤の官能基との割合は、官能基がアミノ基または水酸基である場合、当量比で（硬化剤の官能基／ＮＣＯ）＝１／（1.1〜2.5）の範囲である。
ウレタンプレポリマーに含まれるイソシアネート基と硬化剤のアミノ基（−ＮＨ2）または水酸基（−ＯＨ）、そして発泡剤である水の水酸基（−ＯＨ）との割合で発泡固形潤滑剤の発泡倍率や柔軟性、弾力性等が定まる。硬化剤のアミノ基（−ＮＨ2）または水酸基（−ＯＨ）とウレタンプレポリマーのイソシアネート基（−ＮＣＯ）とを当量で反応させると、発泡剤である水と反応するイソシアネート基（−ＮＣＯ）が消失してしまうため、（硬化剤の官能基／ＮＣＯ）＝１／（1.1〜2.5）の範囲が好ましい。また、発泡剤である水の水酸基と、硬化剤の官能基との割合が当量比で（水の水酸基／硬化剤の官能基）＝１／（0.7〜2.0）の範囲である。
上記範囲よりも硬化剤の量が少なくなると発泡固形潤滑剤の強度等の物性が著しく低下するばかりでなく、ウレタンエラストマーとして硬化しない場合もある。
【００４７】
第２の発泡固形潤滑剤に使用できる潤滑成分は、第１の発泡固形潤滑剤と同様に、発泡体を形成する固形成分を溶解しないものであれば使用することができる。潤滑成分としては、例えば潤滑油、グリース、ワックスなどを単独でもしくは混合して使用できる。特に好ましいものとして炭化水素系潤滑油、炭化水素系グリース、または炭化水素系潤滑油と炭化水素系グリースとの混合物が挙げられる。
炭化水素系潤滑油としては、第１の発泡固形潤滑剤と同様のものを使用できる。また、エステル系合成油、エーテル系合成油、フッ素油、シリコーン油等も使用することができる。これらは単独でも混合油としても使用できる。
グリースとしては第１の発泡固形潤滑剤と同様のグリースの他に、エステル系合成油、エーテル系合成油、ＧＴＬ基油、フッ素油、シリコーン油等を基油としたグリースも使用できる。
また、第１の発泡固形潤滑剤と同様の炭化水素系合成ワックス、ポリエチレンワックス、高級脂肪酸エステル系ワックス、高級脂肪酸アミド系ワックス、ケトン・アミン類、水素硬化油などを混合して使用することができる。
【００４８】
第２の発泡固形潤滑剤を発泡させる発泡剤としては、原料にイソシアネート化合物を用いることから、イソシアネート化合物と反応して二酸化炭素ガスを発生させる水を用いることが好ましい。
また、第２の発泡固形潤滑剤の硬化速度を促進させるために、上述した３級アミン系触媒や有機金属触媒などを用いることができる。
【００４９】
第２の発泡固形潤滑剤は、上記潤滑成分と、樹脂成分と、硬化剤と、発泡剤とを含む混合物を発泡・硬化させて得られる。
上記潤滑成分の配合割合は、混合物全体に対して、30〜70 重量％、好ましくは 40〜60 重量％である。潤滑成分が 30 重量％未満であると、潤滑油などの供給量が少なく発泡固形潤滑剤としての機能を発揮できず、70 重量％より多いときには固化しない場合がある。
【００５０】
第２の発泡固形潤滑剤の発泡後の連続気泡率は 50％以上であり、好ましくは 50 ％以上 90％以下である。連続気泡率が 50％未満の場合は、樹脂成分（固形成分）の潤滑油が一時的に独立気泡中に取り込まれている割合が多くなり、必要な時に外部へ供給されない場合がある。なお、90％をこえると、潤滑剤の保油性の低下および潤滑剤の放出量が多くなることで長期使用に不利となったり、発泡固形潤滑剤自体の強度（耐久性）が低下したりするおそれがある。
【００５１】
第２の発泡固形潤滑剤の連続気泡率は以下の手順で算出できる。
（１）発泡硬化した発泡固形潤滑剤を適当な大きさにカットし、試料Ａを得る。試料Ａの重量を測定する。
（２）Ａを 3 時間ソックスレー洗浄（溶剤：石油ベンジン）する。その後 80℃で ２ 時間恒温槽に放置し、有機溶剤を完全に乾燥させ、試料Ｂを得る。試料Ｂの重量を測定する。
（３）連続気泡率を以下の手順で算出する。
連続気泡率＝（１−（試料Ｂの樹脂成分重量−試料Ａの樹脂成分重量）／試料Ａの潤滑成分重量）×１００
なお、試料Ａ、Ｂの樹脂成分重量、潤滑成分重量は、試料Ａ、Ｂの重量に組成の仕込み割合を乗じて算出する。
連続していない独立気泡中に取り込まれた潤滑成分は 3 時間ソックスレー洗浄では外部へ放出されないため試料Ｂの重量を減少させることがないので、上記の操作で試料Ｂの重量減少分は連続気泡からの潤滑成分の放出によるものとして連続気泡率が算出できる。
【００５２】
なお、第１および第２の発泡固形潤滑剤には必要に応じて顔料や帯電防止剤、難燃剤、防黴剤、補強剤、無機充填剤、老化防止剤、フィラーなどの各種添加剤等を添加することができる。補強剤としてはカーボンブラック、ホワイトカーボン、コロイダルシリカなどが挙げられ、無機充填剤としては炭酸カルシウム、硫酸バリウム、タルク、クレイ、硅石粉などが挙げられる。
さらに二硫化モリブデン、グラファイト等の固体潤滑剤、有機モリブデン等の摩擦調整剤、アミン、脂肪酸、油脂類等の油性剤、アミン系、フェノール系などの酸化防止剤、石油スルフォネート、ジノニルナフタレンスルフォネート、ソルビタンエステルなどの錆止め剤、イオウ系、イオウ−リン系などの極圧剤、有機亜鉛、リン系などの摩耗防止剤、ベンゾトリアゾール、亜硝酸ソーダなどの金属不活性剤、ポリメタクリレート、ポリスチレンなどの粘度指数向上剤などの各種添加剤を含んでいてもよい。
【００５３】
第１および第２の発泡固形潤滑剤は、潤滑油などの潤滑成分存在下で発泡反応と硬化反応とを同時に行なう反応型含浸法を用いることが、潤滑成分の高充填化と材料物性の高伸化を同時に両立させるためには望ましい。これは発泡体形成段階において発泡体に形成された気泡に潤滑剤が均一に含浸されるとともに、潤滑成分が発泡・硬化した固形成分内に吸蔵されることにより潤滑剤の高充填化と材料物性の高伸化が両立するものと考えられる。
これに対してあらかじめ発泡体を製造しておき、これに潤滑剤を含浸させる後含浸法では潤滑剤保持力が十分でなく、短時間で潤滑剤が放出され長期的に使用すると潤滑剤が供給不足となる。
【００５４】
潤滑成分と、樹脂成分と、硬化剤と、発泡剤とを含む混合物を混合する方法は、特に限定されることなく、例えばヘンシェルミキサー、リボンミキサー、ジューサーミキサー、ミキシングヘッド等、一般に用いられる撹拌機を使用して混合することができる。
混合物は硬化剤および発泡剤により速やかに発泡・硬化するため、硬化剤および発泡剤を除く他の成分を撹拌機へ投入し、最後に硬化剤および発泡剤を投入することが望ましい。
上記混合物は、市販のシリコーン系整泡剤などの界面活性剤を使用し、各原料分子を均一に分散させておくことが望ましい。また、この整泡剤の種類によって表面張力を制御し、生じる気泡の種類を連続気泡または独立気泡に制御することが可能となる。このような界面活性剤としては陰イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、両性界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤などが挙げられる。
【００５５】
本発明の軸受ユニットにおいて発泡固形潤滑剤は、軸受ユニット内に潤滑成分および樹脂成分を含む混合物を流し込んだ後、発泡・硬化させてもよく、また常圧で発泡・硬化した後に裁断や研削等で目的の形状に後加工し、軸受ユニット内に組み込むこともできる。
形状が複雑な軸受ユニット内の任意の部位にも容易に充填することが可能であり、発泡成形体を得るための成形金型や研削工程等も不要であることから、本発明では、混合物を発泡・硬化前に軸受ユニット内に流し込み、軸受ユニット内において発泡・硬化させる方法を採用することが好ましい。該方法を採用することで、製造工程が簡易となり低コスト化が図れる。
【００５６】
発泡・硬化時において発泡により多孔質化される際に生成させる気泡は気泡が連通している連続気泡であることが好ましく、外部応力によって潤滑成分を樹脂の表面から連続気泡を介して外部に直接供給するためである。気泡間が連通していない独立気泡の場合は固形成分中の潤滑油の全量が一時的に独立気泡中に隔離され気泡間での移動が困難となり、必要なときにシール部周囲等に十分供給されない場合がある。
【実施例】
【００５７】
実施例１〜実施例１５および比較例１〜比較例４
実施例１〜実施例１５および比較例１〜比較例４に用いた潤滑成分、液状ゴム、硬化剤、発泡剤、触媒を以下に示す。なお、（  ）内は表中での略号を表す。
潤滑成分
潤滑油（潤滑油）：タービン１００（新日本石油社製）
潤滑グリース（グリース１）：ＮＴＧ２２１８Ｍ（協同油脂社製）
液状ゴム
水酸基末端ポリブタジエン（ＰＢＯＨ１）：Ｐｏｌｙ-ｂｄ Ｒ４５ＨＴ（水酸基価：46.6 mg KOH/g、数平均分子量：2,800、出光興産社製）
水酸基末端ポリブタジエン（ＰＢＯＨ２）：Ｐｏｌｙ-ｂｄ Ｒ１５ＨＴ（水酸基価：102.7 mg KOH/g 、数平均分子量：1,200、出光興産社製）
水酸基末端ポリイソプレン（ＰｉｐＯＨ）：Ｐｏｌｙ-ｉｐ（水酸基価：46.6 mg KOH/g 、数平均分子量：2,500、出光興産社製）
水添水酸基末端ポリイソプレン（ＨＰｉｐＯＨ）：エポール（水酸基価：50.5 mg KOH/g 、数平均分子量：2,500、出光興産社製）
硬化剤
イソシアネート化合物（ＴＤＩ）：コロネートＴ-８０（日本ポリウレタン社製）
エラストマ１（ＵＥ１）：コロネート４０９０（4.4 ＮＣＯ％  日本ポリウレタン社製）
エラストマ２（ＵＥ２）：プラクセルＥＰ１１３０（3.3 ＮＣＯ％ ダイセル化学工業社製）
発泡剤（発泡剤）  イオン交換水
整泡剤（整泡剤）  ＳＲＸ２９８（東レダウ社製）
触媒（触媒１）  ＤＭ７０（東ソー社製）
【００５８】
硬化剤（イソシアネート）を除く配合材料を表１〜表３に示す配合割合でよく混合し、最後に硬化剤を加えて素早く混合した混合物 40 g を、ポリテトラフルオロエチレン樹脂製容器（直径 70 mm×高さ 150 mm ）に充填した。数秒後に発泡反応が始まり、常温で数時間放置し硬化させて円柱試験片を得た。この試験片を目視および光学顕微鏡を用いて観察した。試験片に 30 N の力を試験片の円柱軸方向に印加したときに油が滲み出す形状の弾性ゴムの発泡体であるものを優れた発泡固形潤滑剤であると評価して「○」印を、また、発泡体として硬化しない場合、潤滑油が分離したり放出したりしない場合を「×」印を付して表１〜表３に併記した。
また、「○」印と評価された試験片は試験片の円柱軸方向に 20％伸張させても油が滲み出すことはなかった。
【００５９】
【表１】
2008298120.tif 000003
【表２】
2008298120.tif 000004
【表３】
2008298120.tif 000005
【００６０】
表１〜表３に示すように、実施例１〜実施例１５の発泡固形潤滑剤では指で押したとき相当する力を加えたときに油が滲み出す形状の弾性ゴムの発泡体であり、優れた発泡固形潤滑剤であると認められたが、比較例１〜比較例４では発泡はしたものの一部固化せず、発泡固形潤滑剤としては機能しないことがわかった。
次に、実施例１〜実施例１５の発泡固形潤滑剤成分を図１に示す軸受ユニット２においてシール付き軸受３のシール８と、軸受ハウジング４と、自由端側オイルシール１５との間の空間に注入して常温で数時間放置し硬化させ、発泡固形潤滑剤９を封入してなる軸受ユニットを得た。
この軸受ユニットは、発泡固形潤滑剤９を封入したので、発泡固形潤滑剤９に含浸されている潤滑油が滲み出すことでバイパスを詰まらせることがなく、軸受両サイドの圧を均一にすることができ、シールを変形させてしまうことのない軸受ユニットが得られた。
【００６１】
実施例１６〜実施例３５および比較例５〜比較例７に用いた潤滑成分、ウレタンプレポリマー、硬化剤、発泡剤、触媒を以下に示す。なお、（  ）内は表中での略号を表す。
潤滑成分
潤滑油（潤滑油１）：タービン１００（パラフィン系鉱油、新日本石油社製）
潤滑油（潤滑油２）：クリセフ１５０（ナフテン系鉱油、新日本石油社製）
潤滑油（潤滑油３）：シンフルード８０１（ポリ-α-オレフィン、新日鐵化学社製）
潤滑グリース（グリース２）：パイロニックユニバーサルＮ６Ｃ（新日本石油社製）
ウレタンプレポリマー
カプロラクタン系ウレタンプレポリマー１（プレポリマー１）：プラクセルＥＰ１１３０（ＮＣＯ 3.3％、ダイセル化学工業社製）
エーテル系ウレタンプレポリマー（プレポリマー２）：コロネート４０９０（ＮＣＯ 4.3％、日本ポリウレタン社製）
エステル系ウレタンプレポリマー（プレポリマー３）：コロネート４０４７（ＮＣＯ 4.3％、日本ポリウレタン社製）
カプロラクタン系ウレタンプレポリマー（プレポリマー４）：タケネートＬ-１３５０（ＮＣＯ 2.3％、三井化学ポリウレタン社製）
エーテル系ウレタンプレポリマー（プレポリマー５）：タケネートＬ-１１７０（ＮＣＯ 2.4％、三井化学ポリウレタン社製）
カプロラクタン系ウレタンプレポリマー（プレポリマー６）：タケネートＬ-１６８０（ＮＣＯ 3.2％、三井化学ポリウレタン社製）
カプロラクタン系ウレタンプレポリマー（プレポリマー７）：サイアナプレン７-ＱＭ（ＮＣＯ 2.3％、三井化学ポリウレタン社製）
エーテル系ウレタンプレポリマー（プレポリマー８）：タケネートＬ-１１５８（ＮＣＯ 4.4％、三井化学ポリウレタン社製）
硬化剤
ＭＯＣＡ（ＭＯＣＡ）：イハラキュアミンＭＴ（イハラケミカル社製）
トリメチレン-ビス-（４-アミノベンゾアート）（ＣＵＡ-４）：ＣＵＡ-４（イハラケミカル社製）
ビス（メチルチオ）-２，４-トルエンジアミン、ビス（メチルチオ）-２，６-トルエンジアミンおよびメチルチオトルエンジアミンの混合物（エタキュア３００）：エタキュア３００（アルベマール社製）
トリメチロールプロパン：試薬
発泡剤（発泡剤）  イオン交換水
整泡剤（整泡剤）  ＳＲＸ２９８（東レダウ社製）
触媒（触媒１）  ＤＭ７０（東ソー社製）
【００６２】
実施例１６〜１８、２１、２２、２４、２５、２７〜３２、３４〜３５、比較例５〜７
80℃のポリテトラフルオロエチレン製ビーカ（直径 70 mm×高さ 150 mm ）内で、硬化剤、アミン触媒および発泡剤を除く原料を表４〜表６に示す配合割合でよく混合した。次に、120℃で溶解したＭＯＣＡをビーカ内に投入してよく撹拌した。続いてアミン触媒および発泡剤（比較例６のみ発泡剤なし）を投入し撹拌した。数秒後に発泡反応が始まり、100℃で 30 分間放置し硬化させて円柱試験片を得た。この試験片を目視および光学顕微鏡を用いて観察した。試験片に 30 N の力を試験片の円柱軸方向に印加したときに油が滲み出す形状の弾性ゴムの発泡体であるものを優れた発泡固形潤滑剤であると評価して「○」印を、それ以外のものは「△」印またはコメントを表４〜表６に併記した。
また、連続気泡率を上述の方法で、遠心力油分離評価を以下の方法で測定した。結果を表４〜表６に併記した。
遠心力油分離評価試験
潤滑剤の徐放性を調べるために、遠心力油分離を測定した。遠心力油分離はロータ半径 75 mm、回転速度 1500 rpm の条件で 1 時間回転させた時の油充填量に対する油減少率を示した。
【００６３】
実施例１９
100℃のポリテトラフルオロエチレン製ビーカ（直径 70 mm×高さ 150 mm ）内で、硬化剤、アミン触媒および発泡剤を除く原料を表４に示す配合割合でよく混合した。次に、140℃で溶解したトリメチレン-ビス(４-アミノベンゾアート)をビーカ内に投入し、よく撹拌した。続いてアミン触媒および発泡剤を投入し撹拌した。数秒後に発泡反応が始まり、100℃で 30 分間放置し硬化させて円柱試験片を得た。この試験片を目視および光学顕微鏡を用いて観察した。試験片に 30 N の力を試験片の円柱軸方向に印加したときに油が滲み出す形状の弾性ゴムの発泡体であるものを優れた発泡固形潤滑剤であると評価して「○」印を表４に併記した。
【００６４】
実施例２０、２６、３３
80℃のポリテトラフルオロエチレン製ビーカ（直径 70 mm×高さ 150 mm ）内で、硬化剤、アミン触媒および発泡剤を除く原料を表４〜表６に示す配合割合でよく混合した。次に、エタキュア３００をビーカ内に投入し、よく撹拌した。続いてアミン触媒および発泡剤を投入し撹拌した。数秒後に発泡反応が始まり、100℃で30 分間放置し硬化させて円柱試験片を得た。この試験片を目視および光学顕微鏡を用いて観察した。試験片に 30 N の力を試験片の円柱軸方向に印加したときに油が滲み出す形状の弾性ゴムの発泡体であるものを優れた発泡固形潤滑剤であると評価して「○」印を表４〜表６に併記した。
【００６５】
実施例２３
100℃のポリテトラフルオロエチレン製ビーカ（直径 70 mm×高さ 150 mm ）内で、硬化剤、アミン触媒および発泡剤を除く原料を表５に示す配合割合でよく混合した。次に、トリメチロールプロパンをビーカ内に投入し、よく撹拌した。続いてアミン触媒および発泡剤を投入し撹拌した。数秒後に発泡反応が始まり、100℃で 30 分間放置し硬化させて円柱試験片を得た。この試験片を目視および光学顕微鏡を用いて観察した。試験片に 30 N の力を試験片の円柱軸方向に印加したときに油が滲み出す形状の弾性ゴムの発泡体であるものを優れた発泡固形潤滑剤であると評価して「○」印を表５に併記した。
【００６６】
【表４】
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【表５】
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【表６】
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【００６７】
表４〜表６に示すように、実施例１６〜実施例３５では指で押したとき相当する力を加えたときに油が滲み出す形状の弾性ゴムの発泡体であり、優れた発泡固形潤滑剤であると認められたが、比較例５では発泡はしたものの一部固化せず、また比較例６では樹脂分と潤滑剤が分離してしまい発泡固形潤滑剤としては機能しないことがわかった。比較例７は、弾性に欠けた。また、実施例１６〜実施例３５は、遠心力下において潤滑剤成分が（即時に発泡体より抜け出てしまわず）徐放されることがわかった。
次に、実施例１６〜実施例３５の発泡固形潤滑剤成分を図１に示す軸受ユニット２においてシール付き軸受３のシール８と、軸受ハウジング４と、自由端側オイルシール１５との間の空間に注入して 100℃で 30分間放置し硬化させ、発泡固形潤滑剤９を封入してなる軸受ユニットを得た。
この軸受ユニットは、発泡固形潤滑剤９を封入したので、発泡固形潤滑剤９に含浸されている潤滑油が滲み出すことでバイパスを詰まらせることがなく、軸受両サイドの圧を均一にすることができ、シールを変形させてしまうことのない軸受ユニットが得られた。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の軸受ユニットは軸受の両外側において上記軸受ハウジングと軸との間に設けたグリース封入部の間をバイパスにより連通させ、上記軸受ハウジングと上記シール付き軸受との間に発泡固形潤滑剤を封入したので、該発泡固形潤滑剤から滲み出す潤滑成分は潤滑油でありバイパスを詰まらせることがなく、軸受両サイドの圧を均一にすることの妨げになることもない。このため軸受ユニットおよびそれを用いた連続鋳造設備用軸受装置に好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】（ａ）本発明の軸受ユニットの一実施例を示す断面図である。（ｂ）（ａ）図のｂ−ｂ線の拡大断面図である。
【図２】（ａ）本発明の軸受ユニットの他の実施例を示す断面図である。（ｂ）（ａ）図のｂ−ｂ線の拡大断面図である。
【図３】（ａ）本発明の軸受ユニットの他の実施例を示す断面図である。（ｂ）（ａ）図のｂ−ｂ線の拡大断面図である。
【図４】従来の連続鋳造設備用ロールに用いられる軸受ユニットを示す断面図である。（ｂ）（ａ）図のｂ−ｂ線の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１    軸
２    軸受ユニット
３    （シール付き）軸受
４    ハウジング
５    内輪
６    外輪
７    ころ
８    シール
９    リップ
１１    グリース
１２    締付け部材
１３    シールホルダー
１４    オイルシール
１５    自由端側オイルシール
１６    バイパス
１７    開口部
１８    発泡固形潤滑剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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