(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）イソシアネート基の含有量が６〜１０重量％のウレタンプレポリマー、
（ｂ）金属石けん型グリースおよび非金属石けん型グリースから選ばれるグリース、および（ｃ）アミン系硬化剤を含有する組成物であって、
前記ウレタンプレポリマーとアミン系硬化剤を含むグリースとを混合し、硬化することで形成され、前記グリースはポリαオレフィンを基油とし、前記ウレタンプレポリマーと前記アミン系硬化剤との合計量が全重量に対して４０〜６０重量％であり、かつ硬化後の硬度が国際ゴム硬さ単位（ＩＲＨＤ）で６０〜８５であることを特徴とする転がり軸受用潤滑剤組成物。
【請求項２】
請求項１に記載の潤滑剤組成物を充填したことを特徴とする転がり軸受。
【請求項３】
硬度が国際ゴム硬さ単位（ＩＲＨＤ）で６０〜８５である転がり軸受用潤滑剤組成物の製造において、
（１）イソシアネート基の含有量が６〜１０重量％のウレタンプレポリマーと、（２）アミン系硬化剤を含み金属石けん型グリースおよび非金属石けん型グリースから選ばれるとともにポリαオレフィンを基油とするグリースとを、混合し、硬化することを特徴とする転がり軸受用潤滑剤組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転がり軸受の長寿命化、メンテナンスフリー化に有用な該軸受用潤滑剤組成物、その潤滑剤組成物を充填してなる転がり軸受および転がり軸受用潤滑剤組成物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
転がり軸受は、回転運動をする軸を支える役目をするものであり、その外輪、内輪および転動体の間の空間には、潤滑性を付与するために潤滑剤組成物が充填されている。この潤滑剤組成物は、使用し易いことに加えて、高温、高速回転、高過重などの過酷な使用条件下においてもその性能を失わずに長期間、耐えることが要求される。
【０００３】
これまでに種々の転がり軸受用潤滑剤組成物が開発されている。その中に、潤滑油またはグリースを塗布して、潤滑を行ってきた箇所で潤滑剤の飛散、垂れ落ちなどを防止し、軸受の長寿命化、メンテナンスフリー化を目的としたポリマー潤滑剤がある。この潤滑剤は、熱可塑性樹脂であるポリエチレン樹脂を使用しており、融点が低いため、最高使用温度は８０℃程度である（特公昭４７−３４５５号公報、特公昭６３−２３２３９号公報）。一般的に使用される転がり軸受けの使用箇所は１２０℃程度のものが多く従来のポリマー潤滑剤の仕様では限界がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、ポリマー潤滑剤を転がり軸受に利用することが考えられているが、実用上、さらに高温で使用でき、かつ長寿命化、メンテナンスフリー化を達成できるものが要望されている。そこで、耐熱性に優れている樹脂として、熱硬化性の樹脂であるポリウレタン樹脂を使用したポリマー潤滑剤があり、高温での使用が期待できる（特開平６−１７２７７０号公報、特開平７−２６８３７６号公報、特開平８−３２５５８５号公報）。
【０００５】
本発明者らが検討したところによると、それらポリウレタン樹脂を使用したポリマー潤滑剤は、成分の違いによって、転がり軸受に充填後、硬化させたときの硬さに差が生じ、性状も大きく異なることが判明している。
そこで、本発明の目的は、ポリマー潤滑剤であって、使用し易くかつ高温条件下でも長寿命化されており、一旦、転がり軸受に充填すれば以降の交換が不要となるいわゆるメンテナンスフリーを達成できる転がり軸受用潤滑剤組成物およびその潤滑剤組成物を充填した転がり軸受を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために、ポリウレタン樹脂を用いたポリマー潤滑剤は、耐熱性に優れた熱硬化性樹脂であるために、高温での使用が期待できることに注目し、該樹脂系ポリマー潤滑剤を充填した転がり軸受けの潤滑寿命を延ばすべく、成分、性状の影響を種々検討し、その結果、本発明を完成したものである。
【０００７】
すなわち、本発明は、
１）（ａ）イソシアネート基の含有量が６〜１０重量％のウレタンプレポリマー、（ｂ）金属石けん型グリースおよび非金属石けん型グリースから選ばれるグリース、および（ｃ）アミン系硬化剤を含有する組成物であって、
前記ウレタンプレポリマーとアミン系硬化剤を含むグリースとを混合し、硬化することで形成され、前記グリースはポリαオレフィンを基油とし、前記ウレタンプレポリマーと前記アミン系硬化剤との合計量が全重量に対して４０〜６０重量％であり、かつ硬化後の硬度が国際ゴム硬さ単位（ＩＲＨＤ）で６０〜８５であることを特徴とする転がり軸受用潤滑剤組成物、
２）上記１）に記載の潤滑剤組成物を充填したことを特徴とする転がり軸受、および
３）硬度が国際ゴム硬さ単位（ＩＲＨＤ）で６０〜８５である転がり軸受用潤滑剤組成物の製造において、
（１）イソシアネート基の含有量が６〜１０重量％のウレタンプレポリマーと、（２）アミン系硬化剤を含み金属石けん型グリースおよび非金属石けん型グリースから選ばれるとともにポリαオレフィンを基油とするグリースとを、混合し、硬化することを特徴とする転がり軸受用潤滑剤組成物の製造方法、
に関するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の潤滑剤組成物の成分（ａ）であるウレタンプレポリマーは、そのイソシアネート基の含量が６〜１０重量％であるものが使用される。その分子量は、４００〜１０，０００程度のものが好適である。イソシアネート基の含有率が６重量％未満のポリマーを使用した潤滑剤組成物は、硬化後の硬度が６０ＩＲＨＤに達せず、軸受に充填しても運転中にトルクの増大を起し易く、該組成物も破損するので、長寿命化の目的を果たせない。一方、イソシアネート基の含有率が１０重量％を超えると、潤滑剤組成物からの油分の供給が少なくなり、寿命が短くなるため軸受潤滑剤としては不適である。
【０００９】
本発明の潤滑剤組成物の成分（ａ）であるウレタンプレポリマーとしては、例えば、ハイプレンＨＬ−９５１、ハイプレンＨＬ−６５０２、ハイプレンＬ−３１５、ハイプレンＡＸ−５９６Ｃ、ハイプレンＰ−７６０（以上、いずれも三井化学製）などの市販品が挙げられる。
本発明の潤滑剤組成物の成分（ｂ）であるグリースは、金属石けん型グリースおよび非金属石けん型有機系グリースから選ばれる。その例としては、炭素原子数１２〜２４の脂肪族モノカルボン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩またはアルミニウム塩を増ちょう剤として含むグリース：少なくとも１個のヒドロキシル基を含む炭素原子数１２〜２４の脂肪族モノカルボン酸のアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩を増ちょう剤として含むグリース：少なくとも１種の、炭素原子数１２〜２４の脂肪族モノカルボン酸、少なくとも１個のヒドロキシル基を含む炭素原子数１２〜２４の脂肪族モノカルボン酸及び、炭素原子数２〜１１の脂肪族モノカルボン酸のカルシウム塩を増ちょう剤とするカルシウムコンプレックス石けんグリース；炭素原子数１２〜２４の脂肪族モノカルボン酸と炭素原子数７〜２４の芳香族モノカルボン酸のアルミニウム塩を増ちょう剤とするアルミニウムコンプレックス石けんグリース；少なくとも１種の、炭素原子数１２〜２４の脂肪族モノノカルボン酸、少なくとも１個のヒドロキシルを含む炭素原子数１２〜２４の脂肪族モノカルボン酸と、少なくとも1種の、炭素原子数２〜１２の脂肪族ジカルボン酸またはジカルボン酸ジエステル、または炭素原子数７〜２４の芳香族モノカルボン酸またはモノカルボン酸エステルまたはリン酸エステル類またはホウ酸エステル類のリチウム塩を増ちょう剤とするリチウムコンプレックス石けんグリース；ジウレア化合物（Ｒ1ＮＨＣＯＮＨＲ2ＮＨＣＯＮＨＲ1で示される式中、Ｒ1は炭素原子数６〜２４である直鎖状または分岐状の飽和または不飽和のアルキル基を表し、Ｒ2は炭素原子数６〜１５の２価の芳香族炭化水素基を表す。）を含むグリースが挙げられる。
【００１０】
これらのグリースにおける基油は通常の潤滑グリースに使用されているものであり、例えば４０℃での動粘度が２０〜１００ｍｍ2/ｓの合成炭化水素油（例、ポリαオレフィン油）が好ましく使用される。
本発明の潤滑剤組成物の成分（ｃ）であるアミン系硬化剤としては、そのアミノ基の含有量が１〜１０重量％であるものが好適である。このようなアミン系硬化剤としては、例えば、ＭＣ−５０６、ＭＣ−５９１、ＭＤＡ−２２０（以上、いずれも三井化学製）、アデカハードナーＣＡ１２５（旭電化工業）、エタキュアー１００（アルベマール浅野製）等の芳香族ポリアミン系硬化剤、ワンダミンＨＭ（４，４’−ジアミノジシクロヘキシルメタン）（新日本理化）、１，２−ジアミノシクロヘキサン（デュポン）等の脂環式アミン硬化剤、ヘキサメチレンジアミン（デュポン）、エチレンジアミン（関東電化工業）、Ｔｒｉｌｏｎ  ＢＳ（エチレンジアミン四酢酸）（ＢＡＳＦ）、ジェファーミンＤ−２０００（ポリオキシアルキレンジアミン）（三井テキサコケミカル）等の脂肪族アミン系硬化剤が挙げられる。
【００１１】
本発明の潤滑剤組成物は、通常、成分（ａ）のウレタンプレポリマーを１８．３〜７９．６重量％；成分（ｂ）のグリースを２０〜８０重量％；および成分（ｃ）の硬化剤を０．１〜６．７重量％、含有するように調製される。
上記潤滑剤組成物において、成分（ａ）と成分（ｃ）の合計量は組成物の全重量に対して、好ましくは２０〜８０重量％、さらに好ましくは４０〜６０重量％である。２０重量％未満になると潤滑剤組成物が軟らかすぎて、固形潤滑剤とならない。また、８０重量％を越えると潤滑剤組成物が硬すぎて樹脂に近い状態になり、潤滑剤の滲み出しが少なくて潤滑不良を起こしやすい。
【００１２】
成分（ａ）と成分（ｃ）の重量比は、好ましくは２００：１〜１１：１、さらに好ましくは５０：１〜２０：１である。成分（ａ）の割合が２００：１よりも低くなると硬化速度（固形化するまでの時間）が遅くなり実用的でなく、また成分（ｃ）の割合が１１：１を越えると経済性に欠ける。
本発明において、潤滑剤組成物の硬化後の硬度は、６０〜８５ＩＲＨＤの範囲となるように設定されるが、この範囲は上記のような配合比の組成物を後述するような加熱工程に付することによって達成される。硬度が、６０ＩＲＨＤを下回ると、軸受が破損する恐れが高く、寿命の低下につながり、一方硬度が８５ＩＲＨＤを超えると油分の供給が少なくなり、やはり軸受の寿命低下をまねくことになり、いずれもメンテナンスフリーの目的を達し難くなる。
【００１３】
本発明の潤滑剤組成物には、必要に応じ、酸化防止剤、防錆添加剤、極圧添加剤などの添加剤を添加してもよい。
本発明の潤滑剤組成物は、前記配合物を上に述べたような量比で混合し、硬化することによって得られる。これらの工程は、ウレタンプレポリマーの硬化が転がり軸受内に充填後に行われるように、スタティックミキサーまたは反応射出成形装置などを用いて、ウレタンプレポリマーとアミン系硬化剤を含むグリースとを転がり軸受内に充填しつつ混合も合わせて行われるように実施することが好ましい。スタティックミキサーなどで充填するに際し、前記アミン系硬化剤は、（ｂ）グリースに配合されており、通常は潤滑剤組成物が転がり軸受内で所定配合比の混合状態となるように、配合しておくことが好ましい。その他の添加物は、（ａ）または（ｂ）あるいはその両方に、所定量となるように配合しておけばよい。
【００１４】
本発明の潤滑剤組成物は、通常、上記のように転がり軸受内に充填された後、室温〜１７０℃の温度で約数分〜２４時間放置することによって硬化される。
【００１５】
【実施例】
以下に、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
実施例１〜３、比較例１〜４
ウレタンプレポリマー、グリースおよび芳香族ポリアミン系硬化剤とを、下記表１に記載した配合組成（単位：重量％）で混合し、１７０℃で１５分間加熱し、硬化させた。
【００１６】
【表１】
0004009388.tif 000002
【００１７】
［評価試験］
実施例１〜３、比較例１〜４で得た各潤滑剤組成物と、これらを充填した転がり軸受を次の方法で評価した。
１）硬度測定
硬化後の硬度をＪＩＳ  Ｋ６２５３に記載の測定法で、測定した。
【００１８】
２）寿命試験
得られた潤滑剤組成物を充填した深溝玉軸受６２０５を用い、表２に示す条件で寿命試験を実施した。
【００１９】
【表２】
0004009388.tif 000003
【００２０】
寿命の判定基準は、トルクの増大（５８．８Ｎ・cm  以上）および温度上昇（外輪温度１６０℃以上）とした。試験は、試料軸受が1軸に２個含まれており、片方が寿命に達した時間を寿命時間とした。試験はそれぞれ２回繰り返した。
３）離油度試験
得られた潤滑剤組成物をφ１０ｘ１０ｍｍの円筒形の試験片とし、これをろ紙の上にのせ、１２０℃に調整した恒温槽で放置し、４８０時間後の離油度を測定した。
【００２１】
評価試験の結果（表１）、硬化後硬さが６０〜８５のものが、５０００時間以上の寿命がある。硬さが６０以下になると、潤滑剤の破損が発生し、極端に寿命が短くなる。また、８５以上になると、離油度が低くなり寿命も短くなる。
従って、ウレタンプレポリマーの含有率が６〜１０％で硬化後の硬度が６０〜８５の潤滑剤であれば、転がり軸受の潤滑剤として適用可能であり、耐熱性に優れたポリマー潤滑剤である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の潤滑剤組成物を充填した軸受は、長寿命であり、設置後は、実質的に交換が不要となるメンテナンスフリーの目的を達成し得るものである。