(57)【要約】【課題】優れた電食防止性能を示す電食防止グリース組成物及び転がり軸受を提供すること。【解決手段】電食防止グリース組成物は、基油として、４０℃における動粘度が１００ｍ２／ｓ以上３００ｍｍ２／ｓ以下の鉱油もしくは合成油と、添加剤として、一次平均粒径が４０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、導電性物質を包含するカプセルを５質量％以上３０質量％以下添加したことを特徴とする。【選択図】図２
2008094975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基油として、４０℃における動粘度が１００ｍ２／ｓ以上３００ｍｍ２／ｓ以下の鉱油もしくは合成油と、添加剤として、一次平均粒径が４０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、導電性物質を包含するカプセルを５質量％以上３０質量％以下添加したことを特徴とする電食防止グリース組成物。
【請求項２】
前記カプセルの内包物がカーボンブラックであり、カプセル全量に対する内包量が１０質量％以上５０質量％未満であることを特徴とする請求項１記載の電食防止グリース組成物。
【請求項３】
前記カーボンブラックの比表面積を１５０ｍ２／ｇ以上としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電食防止グリース組成物。
【請求項４】
前記カーボンブラックのＤＢＰ吸着量を１００ｍ１／１００ｇ以上としたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電食防止グリース組成物。
【請求項５】
４０℃における動粘度が１００ｍｍ２／ｓ以上３００ｍｍ２／ｓ以下の合成炭化水素油（ポリαオレフィン油）を基油として含有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の電食防止グリース組成物。
【請求項６】
混和ちょう度が２００〜３００であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の電食防止グリース組成物。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載の電食防止グリース組成物を封入したことを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電食防止グリース組成物及び転がり軸受に関し、例えば、外輪と内輪との間の電気的抵抗の低い転がり軸受用の、電気的抵抗の低い電食防止グリース組成物および該グリーズ組成物を使用した転がり軸受に関する。特に、本発明は、複写機、レーザービームプリンタ等の事務機器や情報機器における高温となる部分（例えば、感光ドラム（定着部）、ヒートローラ支持部等）に好適に使用される転がり軸受用のグリース組成物および該グリース組成物を使用した転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば複写機等の、一般の事務機器や情報機器においては、その可動部分に多数の転がり軸受が使用されている。このような転がり軸受の内外輪の軌道面と転動体との間には回転中は油膜が形成されていて、前記軌道面と前記転動体とは非接触となっている。
【０００３】
このような転がり軸受においては回転に伴って静電気が発生するため、その放射ノイズが複写機の複写画像に歪み等の悪影響を及ぼす等の不都合が生じる場合がある。
【０００４】
また、これらの機器には、グリースや油分により劣化が促進されやすい樹脂部品が多用されているため、軸受からのグリースもれや油分の分離は極力少ない方が好ましい。
【０００５】
このような不都合が生じることを防止するため、導電性グリースを転がり軸受内部に封入することにより、内外の軌道輪及び転動体を導電状態にするとともに、前記内外の軌道輪のうち一方を接地することにより、静電気を該転がり軸受から除去するという対策が取られている。
【０００６】
そして、導電性グリースとしては、カーボンブラックを増ちょう剤及び導電性付与添加剤として添加したものが主流であった（例えば、特許文献１（特公昭６３−２４０３８号公報）に記載のもの）。
【０００７】
しかしながら、このような導電性グリースを封入した転がり軸受は、内外の軌道輸及び転動体が導電状態となっているので、初期においては優れた導電性を示すものの、導電性が経時的に低下して転がり軸受の内外輪間の抵抗値（以降は軸受抵抗値と記す）が大きくなることがあるという問題点があった。そして、このような現象の原因としては、以下のようなことが考えられている。
【０００８】
すなわち、導電性グリースは当初、転がり軸受の軌道輪の軌道面と転動体との接触面に十分に存在していて、その導電性グリース中のカーボンブラックにより、前記軌道輪と前記転動体との間の導電性が確保されるが、前記軌道輪と前記転動体との相対運動により、時間の経過と共に前記導電性グリースが前記接触面から排除されたり、および/またはカーボンブラック粒子のチェーンストラクチャーが破壊されたりするため、導電性が低下して軸受抵抗値が経時的に大きくなるという現象が生じるのである。そのために軸受間に電位差が生じ、電食が発生してしまう。
【０００９】
また、特許文献２（特開２００２−８０８７９号公報）に記載されているように、長時間軸受を回転使用した時に、軸受軌道面表面に生じる酸化被膜が内外輪間の電気抵抗値を上昇させるとも言われている。
【００１０】
その対第として、特許文献２（特開２００２−８０８７９号公報）では、軸受の転がり接触面を保護する為に極圧添加剤や摩耗防止剤を用いている。
【００１１】
あるいは、特許文献３（特開２００３−４２１６６号公報）に開示されているように、無機化合物微粒子を配合したものがある。
【００１２】
しかし、一般に極圧剤は、高温では効果が得られない場合が多い。また、単に無機化合物粒子を添加した場合は、グリースの経時的な硬化や軟化をもたらしたり、長期的に離油度が安定しないことが多い。
【００１３】
さらに、特許文献４（特開２００２−５３８９０号公報）では、フタル酸ジブチル吸油量（ＤＢＰ吸着量）の小さいカ−ボンブラックを比較的多量配合し、長期の導電性の安定化を図ったものもあるが、増ちょう剤でもあるカーボンブラックの吸油量を下げてしまったために、特に高温では離油度が高くなる可能性がある。
【特許文献１】特公昭６３−２４０３８号公報
【特許文献２】特開２００２−８０８７９号公報
【特許文献３】特開２００３−４２１６６号公報
【特許文献４】特開２００２−５３８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、優れた電食防止性能を示す電食防止グリース組成物及び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】
【００１５】
上記の目的を達成するため、本発明に係る電食防止グリース組成物は、
基油として、４０℃における動粘度が１００ｍｍ２／ｓ以上３００ｍｍ２／ｓ以下の鉱油もしくは合成油と、添加剤として、一次平均粒径が４０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、導電性物質を包含するカプセルを５質量％以上３０質量％以下添加したことを特徴とする。
【００１６】
好適には、前記カプセルの内包物がカーボンブラックであり、カプセル全量に対する内包量が１０質量％以上５０質量％未満である。
【００１７】
また、好適には、前記カーボンブラックの比表面積を１５０ｍ２／ｇ以上としている。
【００１８】
さらに、好適には、前記カーボンブラックのＤＢＰ吸着量を１００ｍ１／１００ｇ以上としている。
【００１９】
さらに、好適には、４０℃における動粘度が１００ｍｍ２／ｓ以上３００ｍｍ２／ｓ以下の合成炭化水素油（ポリαオレフィン油）を基油として含有する。
【００２０】
さらに、好適には、混和ちょう度が２００〜３００である。
【００２１】
また、本発明に係る転がり軸受は、
請求項１乃至６の何れか１項に記載の電食防止グリース組成物を封入したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、電食防止グリース組成物は、優れた電食防止性能を示し、これを封入した転がり軸受も優れた電食防止性能を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態に係る電食防止グリース組成物及び転がり軸受を図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
本実施の形態に係る電食防止グリース組成物は、基油として、４０℃における動粘度が１００ｍｍ２／ｓ以上３００ｍｍ２／ｓ以下の鉱油もしくは合成油と、添加剤として、一次平均粒径が４０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、導電性物質を包含するカプセルを５質量％以上３０質量％以下添加したことを特徴とする。好適には、前記カプセルの内包物がカーボンブラックであり、カプセル全量に対する内包量が１０質量％以上５０質量％未満である（カプセル化に関しては特開平６−３１２１２８号公報を参考にカプセル化を行う。）。また、好適には、前記カーボンブラックの比表面積を１５０ｍ２／ｇ以上としている。さらに、好適には、前記カーボンブラックのＤＢＰ吸着量を１００ｍ１／１００ｇ以上としている。さらに、好適には、４０℃における動粘度が１００ｍｍ２／ｓ以上３００ｍｍ２／ｓ以下の合成炭化水素油（ポリαオレフィン油）を基油として含有する。
【００２５】
このような構成とすることにより、初期は油膜形成及絶縁性カプセル膜による電気絶縁効果を持ち、軸受温度が上がり、油膜が薄くなってくるとカプセルの破壊によってカーボンブラックが転走面に滲みでる。
【００２６】
それによってコンデンサーのように電荷のたまった軸受の電荷を除去しつつ、少しずつ通電性能が上がっていく電食防止グリース組成物を提供することができる。
【００２７】
すなわち、初期は電気絶縁機能、回転していくうちに電気通電機能を示すため、軸受内外輪間でのスパークを防ぐことが可能である。
【００２８】
また、前記カプセルに内包されるカーボンブラックを比表面積を１５０ｍ２／ｇ以上、吸着量を、ＤＢＰ吸着量を１００ｍｌ／１００ｇ以上のものを選択することによって、より適した性能が発揮される。
【００２９】
ここで、カプセル化されたカーボンブラックにおいて、一次平均粒径が、４０ｎｍ未満では、カプセル化されたカーボンブラックを用いてもそれら同士が凝集する可能性が大きくなる。
【００３０】
一次平均粒径が１００ｎｍを超えると、初期にカプセルが割れてしまい、初期の絶縁効果が半減してしまう。
【００３１】
好ましいカプセルの一次平均粒径は、４０〜１００ｎｍ、さらに好ましくは、５０〜８０ｎｍである。
【００３２】
さらに、本発明の導電性グリース組成物は、基油として合成炭化水素油を含有するとその効果をより発揮する。この場合、万が一漏洩したときも、樹脂へのケミカルアタックを最小限にすることができる。
【００３３】
この場合、４０℃での動粘度が１００ｍｍ２／ｓ以上３００ｍｍ２／ｓ以下の合成炭化水素油を基油として含有することが好ましい。
【００３４】
４０℃での動粘度が１００ｍｍ２／ｓ未満では、初期の油膜が薄くなってしまい、絶縁性が不十分となり、３００ｍｍ２／ｓを超えると、転がり軸受で使用したときのトルクが過大になるので好ましくない。
【００３５】
また、２００℃近辺の雰囲気で使われる転がり軸受に封入したときの、トルク性能と耐熱性の兼ね合いから、好ましくは４０℃における基油動粘度をｌ００ｍｍ２／ｓ以上２５０ｍｍ２／ｓ以下とする。最も好ましくは１００ｍｍ２／ｓ以上２００ｍｍ２／ｓ以下とする。
【００３６】
カーボンブラック内包カプセルのグリース組成物全量に対する添加率が５質量％以上３０質量％以下であることが好ましい。
【００３７】
カーボンブラック内包カプセルの添加比率が５％を下回ると、カプセルが破壊されたときの通電性能が小さくなってしまう。
【００３８】
カーボンブラック内包カプセルの添加比率が３０質量％を上回ると、初期から転走面で破壊してしまう確率が多くなってしまう。
【００３９】
最終的なグリース組成物として、混和ちょう度が２００〜３００であることが好ましい。
【００４０】
また、混和ちょう度が２００未満では、グリースが硬いため流動性が悪くなり、３００を超えると、グリースが軟らかいため漏洩等の恐れがある。
【００４１】
上記したような構成の電食防止グリース組成物は、転がり軸受用の電食防止グリースとして好適である。
【００４２】
特に、転がり軸受が、シールもしくはシールド板付きの密封深溝玉軸受であり、電食防止グリースが軸受内部空間容積の１５体積％以上３５体積％以下封入されている場合に、電食防止性能、耐熱性、耐久性、低漏洩性等に良好な性能を示す。
【００４３】
以上のように、本実施の形態によれば、電食防止グリース組成物は、優れた電食防止性能を示し、これを封入した転がり軸受も優れた電食防止性能を有する。
【００４４】
カプセルに内包されるカーボンブラックは、各種市販のものから、平均一次粒径、比表面積、ＤＢＦ吸着量をもとに選定することができる。
【００４５】
例えば、東海カーボン製「トーカブラック」三菱化学製「三菱カーボンブラック」シリーズ、ライオンアクゾ社製「ケッチェンブラック」シリーズ等が使用できる。
【００４６】
具体的には、トーカブラック＃８５００／Ｆ、＃８３００／Ｆ、＃５５００、三菱カーボンブラック＃２７００、＃２６５０、＃２６００、＃２４００、＃２３５０、＃２３００、＃２２００、＃９９０、＃９８０、＃９７０、＃９６０、＃９５０、＃９００、＃８５０、＃３２３０、ケッチェンブラックＥＣ等が使用できる。
【００４７】
より好ましいものは、トーカブラック＃５５００（一次粒径２５ｎｍ、比表面積２２５ｍ２／ｇ、ＤＢＰ吸着量１５５ｍ１／１００ｇ）、三菱カーボンブラック＃３２３０（一次粒径２３ｎｍ、比表面積２２０ｍ２／ｇ、ＤＢＰ吸着量１４０ｍ１／１００ｇ）、ケッチェンブラックＥＣ（一次粒径３０ｎｍ、比表面積８００ｍ２／ｇ、ＤＢＰ吸着量３６０ｍ２／１００ｇ）が好適に使用できる。
【００４８】
カーボンブラックのカプセル化に関しては、特開平６−３１２１２８号公報に開示の方法を参考にｉｎ  ｓｉｔｕ法によって行う。
【００４９】
この方法で膜物質にメラミン等を用いることによって、耐久性、耐熱性の高いカプセルを得ることが可能である。
【００５０】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。
【実施例】
【００５１】
（軸受評価）
アクゾ社製ケッチェンブラックを用いてメラミン膜によるカプセル合成（メラミン樹脂：ケッチェンブラック＝３：１（質量％比）となるように調製）を行い、それをグリース全量の８質量％（カーボンブラック実行含有量２％）となるようグリース組成物に添加した。
【００５２】
カプセルは一次平均粒径が５０ｎｍ、８０ｎｍ、ｌ００ｎｍ、２００ｎｍの４種類を一種ずつグリース組成物に添加し、４種類のグリースを調整した。
【００５３】
各グリース組成物には酸化防止剤、腐食防止剤がそれぞれ約１％づつ入っている。
【００５４】
ベースグリースは基油にポリαオレフィン（ＰＡＯ）（４０℃における基油動粘度１５０ｍｍ２／ｓ）、増ちょう剤にジウレア化合物を用いた。
【００５５】
また、比較例として、カプセルを添加してないもの、直接２％カーボンブラックを添加したもの、の２種類を測定対象とした。
【００５６】
なお、カプセルを添加したグリース及び、無添加グリースそれぞれともに、混和ちょう度は約２７０前後となるよう調整した。
【００５７】
（軸受回転導電性試験）
試験軸受は、日本精工製６８０６ＺＺ（内径３０ｍｍ、外径４２ｍｍ、幅７ｍｍ、金属シールド付）グリースを軸受内部空間容積の２５％封入したものを用いた。
【００５８】
試験条件は、６０℃でＦｒ＝９．８Ｎの荷重のもと毎分１２０回転にて回転させた。
【００５９】
回転時の軸受電気抵抗値を一定時間ごとに測定した。
【００６０】
試験は図１に示す回路系で行った。なお、図１は、軸受回転導電性試験の回路系の模式図である。
【００６１】
印加電圧は、３０Ｖ、抵抗を３００ｋΩとすることにより、軸受を通過する最大電流を１００μＡに制限して行った。
【００６２】
このように、軸受内外輪間の電圧を測定し、それを軸受内外輪間の抵抗値に換算した。
【００６３】
また、装置軸受ハウジング部には振動センサーが取り付けられており、振動値が初期の３倍になった場合は、そこで軸受が止まるようになっている。
【００６４】
振動で軸受が止まらない場合は、４００時間で試験を中断した。
【００６５】
平均粒径５０ｎｍのカプセルを添加したグリースと、カーボンブラックを直接２質量％封入したグリース組成物と、カプセル無添加のグリースの経時的な軸受抵抗値を図２に示した。
【００６６】
図２は、軸受回転時間と相対軸受電気抵抗比との関係を示すグラフである。
【００６７】
なお、カプセル添加したときの初期抵抗を１として評価は相対的に示した。
【００６８】
図２より、本試験のグリース組成物は初期は基油動粘度が絶縁軸受として電食を防ぎ、温度が上昇してくると油膜が薄くなりカプセルの破壊が始まるため、コンデンサーのような役割をしていた軸受にたまった電荷が少しずつ逃げていき、最終的には通電軸受として働く。
【００６９】
よって、スパークする可能性が極端に減り、その結果、耐久時間も長くなることが考えられる。
【００７０】
続いて、カプセル粒径を変えた（５０ｎｍ、８０ｎｍ、ｌ００ｎｍ、２００ｎｍ）グリース組成物それぞれについて図１の装置を用いて耐久寿命を測定し、結果を図３に示した。
【００７１】
図３は、カプセル粒径と耐久寿命比との関係を示すグラフである。
【００７２】
この試験も平均一次粒径が５０ｎｍのカプセルを添加したグリースでの値を１として相対評価した。
【００７３】
図３より最も好ましいカプセル平均一次粒径範囲が５０ｎｍ〜８０ｎｍであることがわかる。
【００７４】
粒径が大きくなると初期からカプセルが割れやすくなるため、直接添加した場合と同様となり本発明の効果で期待される作用はみられない。
【００７５】
また、５０ｎｍ以下のカプセルは現段階では安定性に乏しく、実用化が難しい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】軸受回転導電性試験の回路系の模式図である。
【図２】軸受回転時間と相対軸受電気抵抗比との関係を示すグラフである。
【図３】カプセル粒径と耐久寿命比との関係を示すグラフである。
【図１】
2008094975.tif 000003
【図２】
2008094975.tif 000004
【図３】
2008094975.tif 000005