JP3981801B2

JP3981801B2 - Lubricating oil-containing polymer and rolling bearing

Info

Publication number: JP3981801B2
Application number: JP2000245846A
Authority: JP
Inventors: 俊一矢部; 成明相原
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2000-08-14
Filing date: 2000-08-14
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2020-08-14
Also published as: JP2002060774A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、潤滑油を含有した状態で固形化した合成樹脂からなり、近接している被潤滑部材に潤滑油を自動的に供給するようにした潤滑油含有ポリマの改良に関する。本発明はまた、前記潤滑油含有ポリマを充填した転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
潤滑油やグリース等の潤滑剤の漏出をより少なくする目的や、潤滑寿命の延長等を目的として、例えば図１に示すように、内輪２と外輪３との間に、複数個の転動体４を保持器５で略等間隔で保持するとともに、内輪２と外輪３との間に形成される内部空間に、潤滑剤を含有した合成樹脂を固化させてなる潤滑剤含有ポリマ１０が充填された転がり軸受１が使用されている。この潤滑剤含有ポリマ１０は、含有する潤滑剤が徐々に滲み出し、滲み出た潤滑剤が内輪２や外輪３、転動体４等の被潤滑部材に転移して潤滑剤被膜を形成して長期にわたる潤滑を維持する。また、このような転がり軸受１では、潤滑剤の漏出をより確実に防止したり、外部からの異物の侵入を防止するために、シール６が装着されるのが一般的である。シール６は芯金６ｂで補強され、またその一端が外輪３の外周端縁に固定され、他端であるリップ部６ａが内輪２に接触するように装着される。
【０００３】
従来のこの種の潤滑剤含有ポリマとして、例えば米国特許第３７２９４１５号、同３５４７８１９号、同３５４１０１１号各明細書には、潤滑油を含有するポリエチレンが記載されている。また、特公昭６３−２３２３９号公報には、分子量が１×１０⁶〜５×１０⁶程度の超高分子量ポリエチレンに、潤滑グリースを保持させた潤滑剤含有ポリマが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の各潤滑剤含有ポリマ１０が充填された転がり軸受１では、水がかかったり、水中などの水環境で使用すると、内輪２とリップ部６ａとの隙間から水が侵入し、この水により潤滑剤含有ポリマ１０から滲み出た潤滑剤が容易に流されて被潤滑部材に転移する潤滑剤量が減少し、潤滑不良を起こしやすくなる。
【０００５】
そこで本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、特に水環境における潤滑油の被潤滑部材への吸着性を改善した潤滑油含有ポリマ、並びに潤滑油含有ポリマを充填した転がり軸受を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る潤滑油含有ポリマは、潤滑油を含有した状態で固形化した合成樹脂からなり、含有している潤滑油を徐々に滲み出すことにより近接している被潤滑部材を潤滑する潤滑油含有ポリマにおいて、ＨＬＢ値が８〜１２の範囲にあり、油溶性で且つ前記潤滑油と水との間でエマルジョンを形成させる界面活性剤を２〜１０重量％含有することを特徴とする。
【０００７】
同様の目的を達成するため、本発明に係る転がり軸受は、内輪、外輪、転動体及び保持器を備える転がり軸受において、内輪と外輪との間に形成される内部空間に、上記の潤滑油含有ポリマが充填されていることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の潤滑油含有ポリマ並びに転がり軸受について詳細に説明する。
【０００９】
本発明の潤滑油含有ポリマは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリメチルペンテン等の基本的に同じ化学構造を有するポリオレフィン系樹脂の群から選定された合成樹脂に、潤滑油としてポリα−オレフィン油のようなパラフィン系炭化水素油、ナフテン系炭化水素油、鉱油、ジアルキルジフェニルエーテル油のようなエーテル油、フタル酸エステルのようなエステル油等の何れかを単独若しくは混合油の形で混ぜて調製したものに、更にＨＬＢ値が８〜１２の範囲にあり、油溶性で且つ潤滑油と水との間でエマルジョン（以下、「Ｏ／Ｗエマルジョン」と呼ぶ）を形成させる界面活性剤（以下、単に「界面活性剤」と呼ぶ）を混合してなる樹脂組成物を固化させたものである。
【００１０】
ここで、ＨＬＢ（Ｈydrophile-Ｌipophile Ｂalance）について説明すると、このＨＬＢは界面活性剤の親水性（又は疎水性）の尺度をその分子構造から０〜２０の数値で表したものであり、この値が大きいほど親水性が高く、水への溶解性が高いことになり、その逆にこの値が小さいほど疎水性が高く、油への溶解性が高いことになる。本発明に使用できる界面活性剤は、上記した潤滑油に溶解し、且つこの潤滑油と水との間で容易にＯ／Ｗエマルジョンを形成する能力を有する必要があり、これらの点を考慮すると、ＨＬＢ値としては、８〜１２、より好ましくは、９〜１１の範囲に入るものが良い。ＨＬＢ値が１２を超える場合は、溶解させようとする潤滑油への溶解度が低下し、Ｏ／Ｗエマルジョンを良好に形成するのに必要な含有量である２重量％を超えて溶解させるのが難しくなる。それに対して、ＨＬＢ値が８未満の場合は、乳化力が低く、水と混じっても容易に乳化することができず、添加している効果が得られない。
【００１１】
上記の要求を満たす界面活性剤としては、例えばモノステアリン酸ポリオキシエチレン（５）グリセリル[ＨＬＢ:9.5]、モノオレイン酸ポリオキシエチレン（５）グリセリル[ＨＬＢ:9.5]、モノミリスチン酸ヘキサグリセリル[ＨＬＢ:11]、モノステアリン酸ヘキサグリセリル[ＨＬＢ:９]、モノオレイン酸ヘキサグリセリル[ＨＬＢ:９]、ジステアリン酸デカグリセリル[ＨＬＢ:9.5]、ジオレイン酸デカグリセリル[ＨＬＢ:10]、ジイソステアリン酸デカグリセリル[ＨＬＢ:10]、モノラウリン酸ソルビタン[ＨＬＢ:8.6]、モノステアリン酸ポリエチレングリコール（１０Ｅ０）[ＨＬＢ:11]、モノオレイン酸ポリエチレングリコール（１０Ｅ０）[ＨＬＢ:11]、ポリオキシエチレン（２０）ヒマシ油[ＨＬＢ:10.5]、ポリオキシエチレン（２０）硬化ヒマシ油[ＨＬＢ:10.5]、ポリオキシエチレン（２）ラウリルエーテル[ＨＬＢ:9.5]、ポリオキシエチレン（5.5）セチルエーテル[ＨＬＢ:10.5]、ポリオキシエチレン（４）ステアリルエーテル[ＨＬＢ:９]、ポリオキシエチレン（７）オレイルエーテル[ＨＬＢ:10.5]、ポリオキシエチレン（７）オレイルエーテル[ＨＬＢ:10.5]、ポリオキシエチレン（１０）ベヘニルエーテル[ＨＬＢ:10]、ポリオキシエチレン（５）フィトステロール[ＨＬＢ:9.5]、ポリオキシエチレン（５）ステアリルアミン[ＨＬＢ:10]、ポリオキシエチレン（５）オレイルアミン[ＨＬＢ:９]、ポリオキシエチレン（５）オレイン酸アミド[ＨＬＢ:11]、ポリオキシエチレン（５）セチルエーテルリン酸ナトリウム[ＨＬＢ:10]、モノミリスチン酸ヘキサグリセリル[ＨＬＢ:11]、モノオレイン酸ヘキサグリセリル[ＨＬＢ:９]、ポリオキシエチレン（６）モノオレイン酸ソルビタン[ＨＬＢ:10]、ポリオキシエチレン（20）トリステアリン酸ソルビタン[ＨＬＢ:10.5]、ポリオキシエチレン（１）ポリオキシプロピレン（４）セチルエーテル[ＨＬＢ:9.5]、ポリオキシエチレン（５）ノニルフェニルエーテル[ＨＬＢ:８]等を挙げることができる。
【００１２】
上記潤滑油含有ポリマの組成比は、全重量に対してポリオレフィン系樹脂１０〜６０重量％、潤滑油８８〜３８重量％、界面活性剤２〜１０重量％であることが好ましい。ポリオレフィン系樹脂が１０重量％未満の場合は、潤滑油含有ポリマとして実用上必要な硬さ・強度を持たず、例えば転がり軸受に適用した場合、回転などによって負荷がかかった時に初期の形状を維持するのが難しくなり、軸受の内部空間から脱落する等の不具合を生じる可能性が高くなる。一方、ポリオレフィン系樹脂が６０重量％を越える場合は、相対的に潤滑油の含有量が少なくなり、それだけ軸受への潤滑油の供給が少なくなり、軸受の寿命が短くなる。
【００１３】
潤滑油が３８重量％未満では、含有量が少なすぎて早期に潤滑寿命に至る。一方、潤滑油が８８重量％を超える場合は、相対的にポリオレフィン系樹脂の量が少なくなり、潤滑油含有ポリマの硬さ・強度が不足する。また、この潤滑油には、必要に応じて、酸化防止剤、錆止め剤、摩耗防止剤、泡消し剤、極圧剤等の各種添加剤を加えてもよい。これらは何れも公知のもので構わない。
【００１４】
界面活性剤が２重量％未満の場合は、含有する潤滑油を乳化し、Ｏ／Ｗエマルジョンを形成するのに必要な量として少なすぎ、水環境で使用した時の寿命延長効果が望めない。一方、１０重量％を越えると相対的にポリオレフィン系樹脂及び潤滑油の量が少なくなり、潤滑油含有ポリマの硬さ・強度が不足し、また早期に潤滑寿命に至るようになる。
【００１５】
上記ポリオレフィン系樹脂の群は、基本構造は同じでその平均分子量が異なっており、７００〜５×１０⁶の範囲に及んでいる。平均分子量７００〜５×１０⁴というワックス（例えばポリエチレンワックス）に分類されるものと、平均分子量１×１０⁴〜１×１０⁶という比較的低分子量のものと、１×１０⁶〜５×１０⁶という超高分子量のものとを、単独若しくは必要に応じて混合して用いる。比較的低分子量のものと潤滑油との組合わせによって、ある程度の機械的強度、潤滑油供給能力、保油性を持つ潤滑油含有ポリマが得られる。また、比較的低分子量のものの一部をワックスに分類されるものに置き換えると、ワックスに分類されるものと潤滑油との分子量の差が小さいために潤滑油との親和性が高くなり、結果として潤滑油含有ポリマの保油性が向上し、長期間にわたっての潤滑油の供給が可能になる。但し、その反面機械的強度は低下する。尚、ワックスとしては、ポリエチレンワックスのようなポリオレフィン系樹脂の他、融点が１００〜１３０℃以上の範囲にある炭化水素系のもの（例えばパラフィン系合成ワックス）であれば使用できる。それに対して、超高分子量のものに置き換えると、超高分子量のものと潤滑油との分子量の差が大きいために潤滑油との親和性が低くなり、結果として保油性が低下し、潤滑油含有ポリマからの潤滑油の滲み出しが速くなる。それによって、潤滑油含有ポリマから供給可能な潤滑油量に達する時間が短くなり、軸受の寿命が短くなる。但し、機械的強度は向上する。
【００１６】
また、成形性、機械的強度、保油性、潤滑油供給量のバランスを考慮すると、ポリオレフィン系樹脂の組成比は、ワックスに分類されるもの０〜５重量％、比較的低分子量のもの８〜５８重量％、超高分子量のもの２〜２０重量％で、かつ３つの樹脂分の合計１０〜６０重量％とするのが好適である。
【００１７】
機械的強度の一つとして、転がり軸受用の潤滑油含有ポリマとした時に、硬さ[ＨＤ_A（スケールＡを用いたデュロメータ硬さ）]が６５〜９０の範囲にあることが好ましく、より好ましくは７０〜８５の範囲である。硬さ[ＨＤ_A]が６５未満の場合は、強度的に弱く軸受の回転によって破損する恐れがある。それに対して硬さ[ＨＤ_A]が９０を超える場合は、転動体を拘束する力が大きく、それによって軸受のトルクが大きくなったり、軸受の回転による発熱が大きくなって軸受の温度が高くなる恐れがある。
【００１８】
本発明の潤滑油含有ポリマの機械的強度を向上させるため、上述のポリオレフィン系樹脂に以下のような熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を添加することができる。
【００１９】
熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂等の各樹脂を使用することができる。また、熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、尿素樹脂、メラニン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の各樹脂を使用することができる。これらの樹脂は、単独または混合して用いてもよい。また、これらの樹脂と上記ポリオレフィン系樹脂とを、より均一な状態で分散させるために、必要に応じて適当な相溶化剤を加えても良い。
【００２０】
また、潤滑油含有ポリマの機械的強度を向上させるために、充填材を添加しても良い。例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、チタン酸カリウムウィスカーやホウ酸アルミニウムウィスカー等の無機ウィスカー類、またガラス繊維、カーボン繊維や金属繊維等の無機繊維類及びこれらを布状に編組したもの、あるいはカーボンブラックや黒鉛粉末等の無機粉体、アラミド繊維やポリエステル繊維等の有機繊維類及びこれらを布状に編組したものを添加してもよい。
【００２１】
更に、ポリオレフィン系樹脂の熱による劣化を防止する目的で、Ｎ，Ｎ'−ジフェニル―ｐ―フェニルジアミン、２，２'−メチレンビス（４−エチル−６−ｔ−ブチルフェノール）等の老化防止剤、また光による劣化を防止する目的で、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン、２−（２'−ヒドロキシ−３'−ｔ−ブチル−５'−メチル−フェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール等の紫外線吸収剤を添加してもよい。
【００２２】
以上の全ての添加剤（ポリオレフィン系樹脂＋潤滑油＋界面活性剤以外）の添加量としては、添加剤全体として、成形原料全体の２０重量％以下であることが、潤滑油の供給能力を維持する上で好ましい。
【００２３】
本発明で用いることのできる合成樹脂としては、上記説明したようなポリオレフィン系樹脂をベースとしたものの他、射出成形可能な熱可塑性樹脂であれば使用でき、その中で含油量を多くすることができるものとして例えば、ポリエステル系エラストマー、ポリアミドエラストマー等がある。
【００２４】
本発明の潤滑油含有ポリマは、例えば、合成樹脂と、界面活性剤及びその他の添加剤を溶解した潤滑油とを混合した成形原料を、合成樹脂の融点に加熱して可塑化して適用個所（例えば転がり軸受の内部空間：図１参照）に充填し、その後冷却して固化させることにより容易に得られる。
【００２５】
本発明はまた、上記の潤滑油含有ポリマを充填した転がり軸受を提供する。転がり軸受自体の構成、構造は制限されるものではなく、例えば図１に示したような、内輪２と外輪３との間に形成される内部空間に上記の潤滑油含有ポリマ１０を充填した構造の転がり軸受１を例示することができる。
【００２６】
本発明の潤滑油含有ポリマ及びそれを充填した転がり軸受は、従来と同様の潤滑性能が得られるとともに、特に水環境で優れた潤滑性能を発揮する。これは、滲み出した潤滑油中に溶存する界面活性剤の一部がその親水基を気−液界面で気体側に向けて配向しており、そこに水がかかると、容易にＯ／Ｗエマルジョンを形成し、その一部の界面活性剤の親水基が被潤滑部材（例えば、転がり軸受の内輪や外輪、転動体金属）に吸着することで油膜が形成され、良好な潤滑が保たれるものと推察される。それに対して、界面活性剤を含有しないと、滲み出た潤滑油と水とは混ざり合わず、水によって容易に流され、前記被潤滑部材表面に油膜が形成され難い。
【００２７】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明を更に説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２８】
［潤滑油含有ポリマの調製］
（実施例１）
潤滑油含有ポリマ組成：
（ｉ）高密度ポリエチレン（比較的低分子量に分類）：１０重量％
（ ii ）超高分子ポリエチレン（超高分子量に分類）：１２．５重量％
（ iii ）ポリエチレンワックス（ワックスに分類）：２．５重量％
（ vi ）モノオレイン酸ポリオキシエチレン（６）ソルビタン[HLB：10]：３重量％
（ｖ）鉱油：７２重量％
【００２９】
（比較例１）
潤滑油含有ポリマ組成：
（ｉ）高密度ポリエチレン（比較的低分子量に分類）：１０重量％
（ ii ）超高分子ポリエチレン（超高分子量に分類）：１２．５重量％
（ iii ）ポリエチレンワックス（ワックスに分類）：２．５重量％
（ vi ）鉱油：７５重量％
【００３０】
（比較例２）
潤滑油含有ポリマ組成：
（ｉ）高密度ポリエチレン（比較的低分子量に分類）：１０重量％
（ ii ）超高分子ポリエチレン（超高分子量に分類）：１２．５重量％
（ iii ）ポリエチレンワックス（ワックスに分類）：２．５重量％
（ vi ）モノオレイン酸ポリオキシエチレン（６）ソルビタン[HLB:10]：１重量％
（ｖ）鉱油：７４重量％
【００３１】
［軸受回転試験］
先ず、転がり軸受（呼び番号：６０００、接触ニトリルゴムシール付き、ステンレス製）を脱脂洗浄後、本出願人による特開平７−１３９５５１号公報に記載されているフッ素系離型剤の塗膜を形成した。次いで、図２に示すように、一対の金型２１，２２で構成される金型２０に試験軸受を装着し、上記の各潤滑油含有ポリマ（実施例１，比較例１，比較例２）を射出成形（インサート成形）した。尚、金型２０の一方の金型２１にはピンゲート２３，２３が形成されており、ここから潤滑油含有ポリマを加熱溶融した成形原料を注入した。また、射出成形機としては、本出願人による特開平８−３０９７９３号公報に記載されているもの（ホッパー部を改良）を用いた。この射出成形により、図１に示したような、内輪２と外輪３との間に形成される内部空間に潤滑油含有ポリマ１０が充填された転がり軸受が得られた。
【００３２】
次いで、以下の条件で各転がり軸受を水中に浸漬して回転試験を実施した。試験は、初期の振動に対して８倍を超えるまで実施し、この時間を耐久時間として測定した。結果を表１に示す。
・荷重：Ｆｒ７８．４Ｎ、Ｆａ２９．４Ｎ
・回転速度：１０００ｍｉｎ^-1
【００３３】
【表１】

【００３４】
表１から明らかなように、界面活性剤を３重量％含有する実施例１は、全く含有しない比較例１及び１重量％含有する比較例２に比べて、格段に耐久時間が延びていることがわかる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の潤滑油含有ポリマは、ＨＬＢ値が８〜１２の範囲にあり、油溶性で且つ含有する潤滑油と水との間でエマルジョンを形成させる界面活性剤を２〜１０重量％含有することにより、従来と同等の潤滑性能を有することは勿論のこと、水環境で使用した場合でも被潤滑部材の表面にこの界面活性剤を介した油膜が形成されて、潤滑寿命を格段に延長できる。従って、本発明の潤滑油含有ポリマを充填した転がり軸受は、従来では困難であった水環境での使用に十分に耐え得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明並びに従来の潤滑油含有ポリマを充填した転がり軸受の一例を示す断面図である。
【図２】実施例において、試験転がり軸受を製造する方法を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１転がり軸受
２内輪
３外輪
４転動体
５保持器
６シール
１０潤滑油含有ポリマ
２０金型
２３ピンゲート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is made of synthetic resin which is solidified in a state containing a lubricating oil, an improvement of the lubricant-containing polymer which is adapted to automatically supply the lubricating oil to the lubrication target members in close proximity. The present invention also relates to a rolling bearing filled with the lubricating oil- containing polymer.
[0002]
[Prior art]
For the purpose of reducing leakage of lubricants such as lubricating oil and grease, and extending the lubrication life, for example, as shown in FIG. 1, a plurality of rolling elements 4 are provided between the inner ring 2 and the outer ring 3. Is held by the cage 5 at substantially equal intervals, and an internal space formed between the inner ring 2 and the outer ring 3 is filled with a lubricant-containing polymer 10 obtained by solidifying a synthetic resin containing a lubricant. A rolling bearing 1 is used. In this lubricant-containing polymer 10, the contained lubricant gradually oozes out, and the oozed lubricant is transferred to a member to be lubricated such as the inner ring 2, outer ring 3, and rolling element 4 to form a lubricant film for a long time. Maintain over-lubricating. In such a rolling bearing 1, a seal 6 is generally mounted in order to more reliably prevent the lubricant from leaking out or prevent foreign matter from entering from the outside. The seal 6 is reinforced with a cored bar 6 b, and one end thereof is fixed to the outer peripheral edge of the outer ring 3, and the lip portion 6 a, which is the other end, is attached so as to contact the inner ring 2.
[0003]
As conventional lubricant-containing polymers of this type, for example, US Pat. Nos. 3,729,415, 3547819, and 3541011 each describe polyethylene containing a lubricating oil. Japanese Examined Patent Publication No. 63-23239 discloses a lubricant-containing polymer in which a lubricating grease is held in ultrahigh molecular weight polyethylene having a molecular weight of about 1 × 10 ^{6 to} 5 × 10 ⁶ .
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the rolling bearing 1 filled with each of the lubricant-containing polymers 10 is exposed to water or used in an aqueous environment such as underwater, water enters from the gap between the inner ring 2 and the lip portion 6a, and this water As a result, the amount of the lubricant that has flowed out from the lubricant-containing polymer 10 and easily transferred to the member to be lubricated is reduced, and lubrication failure is likely to occur.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described problems, the rolling was charged lubricant containing polymer having improved adhesion to the lubricated members of the lubricating oil, and lubricating oil-containing polymer, especially in an aqueous environment An object is to provide a bearing.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the lubricating oil-containing polymer according to the present invention comprises a solidified synthetic resin in a state containing a lubricating oil, are close by escaping gradually lubricating oil containing In a lubricating oil- containing polymer for lubricating a member to be lubricated, the HLB value is in the range of 8 to 12, and contains 2 to 10% by weight of a surfactant that is oil-soluble and forms an emulsion between the lubricating oil and water. It is characterized by doing.
[0007]
In order to achieve the same object, a rolling bearing according to the present invention is a rolling bearing including an inner ring, an outer ring, a rolling element, and a cage, and contains the above-described lubricating oil in an internal space formed between the inner ring and the outer ring. It is filled with a polymer.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the lubricating oil- containing polymer and rolling bearing of the present invention will be described in detail.
[0009]
Lubricant containing polymer of the present invention include polyethylene, polypropylene, polybutylene, essentially synthetic resin is selected from the group consisting of polyolefin-based resin having the same chemical structure, such as polymethyl pentene, poly α- olefin oil as lubricating oil Such as paraffinic hydrocarbon oil, naphthenic hydrocarbon oil, mineral oil, ether oil such as dialkyldiphenyl ether oil, ester oil such as phthalate ester, etc. Further, a surfactant (hereinafter simply referred to as “O / W emulsion”) that has an HLB value in the range of 8 to 12, is oil-soluble, and forms an emulsion (hereinafter referred to as “O / W emulsion”) between the lubricating oil and water. This is a solidified resin composition obtained by mixing a “surfactant”.
[0010]
Here, HLB (Hydrophile-Lipophile Balance) will be described. This HLB is a measure of the hydrophilicity (or hydrophobicity) of a surfactant expressed by a numerical value of 0 to 20 based on its molecular structure. The larger the value, the higher the hydrophilicity and the higher the solubility in water. Conversely, the smaller the value, the higher the hydrophobicity and the higher the solubility in oil. Surfactants which can be used in the present invention dissolves in the lubricating oil described above, and should have the ability to readily form O / W emulsion with the lubricating oil and water, in consideration of these points The HLB value is preferably 8 to 12, more preferably 9 to 11. When the HLB value exceeds 12, the solubility in the lubricating oil to be dissolved is lowered, and it is necessary to dissolve more than 2% by weight, which is a necessary content for forming an O / W emulsion satisfactorily. It becomes difficult. On the other hand, when the HLB value is less than 8, the emulsifying power is low, and even when mixed with water, it cannot be easily emulsified and the effect of adding cannot be obtained.
[0011]
Examples of the surfactant satisfying the above requirements include polyoxyethylene (5) glyceryl monostearate [HLB: 9.5], polyoxyethylene monooleate (5) glyceryl [HLB: 9.5], hexaglyceryl monomyristate [ HLB : 11], hexaglyceryl monostearate [HLB: 9], hexaglyceryl monooleate [HLB: 9], decaglyceryl distearate [HLB: 9.5], decaglyceryl dioleate [HLB : 10], deisostearic acid deca Glyceryl [HLB : 10], sorbitan monolaurate [HLB: 8.6], polyethylene glycol monostearate (10E0) [HLB : 11], polyethylene glycol monooleate (10E0) [HLB: 11], polyoxyethylene (20) Castor oil [HLB: 10.5], polyoxyethylene (20) hydrogenated castor oil [H B: 10.5], polyoxyethylene (2) lauryl ether [HLB: 9.5], polyoxyethylene (5.5) cetyl ether [HLB: 10.5], polyoxyethylene (4) stearyl ether [HLB: 9], polyoxyethylene (7) Oleyl ether [HLB: 10.5], polyoxyethylene (7) oleyl ether [HLB: 10.5], polyoxyethylene (10) behenyl ether [HLB: 10], polyoxyethylene (5) phytosterol [HLB: 9.5 ], Polyoxyethylene (5) stearylamine [HLB: 10], polyoxyethylene (5) oleylamine [HLB: 9], polyoxyethylene (5) oleic acid amide [HLB: 11], polyoxyethylene (5) Sodium cetyl ether phosphate [HLB: 10], hexaglyceryl monomyristate [HLB: 11], hexaglyceryl monooleate [HLB: 9], polyoxyethylene (6) sorbitan monooleate [HLB: 10], polyoxyethylene (20) sorbitan tristearate [HLB: 10.5], polyoxyethylene (1) polyoxypropylene (4) Examples thereof include cetyl ether [HLB: 9.5] and polyoxyethylene (5) nonylphenyl ether [HLB: 8].
[0012]
The composition ratio of the lubricating oil- containing polymer is preferably 10 to 60% by weight of polyolefin resin, 88 to 38% by weight of lubricating oil , and 2 to 10% by weight of surfactant based on the total weight. When the polyolefin resin is less than 10% by weight, it does not have the required hardness and strength as a lubricating oil- containing polymer. For example, when applied to a rolling bearing, the initial shape is maintained when a load is applied due to rotation or the like. It becomes difficult to do so, and there is a high possibility that a malfunction such as dropping from the internal space of the bearing will occur. On the other hand, when the polyolefin resin exceeds 60% by weight, the content of the lubricating oil is relatively reduced, the supply of the lubricating oil to the bearing is reduced accordingly, and the life of the bearing is shortened.
[0013]
If the lubricating oil is less than 38% by weight, the content is too small and the lubricating life is reached early. On the other hand, when the lubricating oil exceeds 88% by weight, the amount of the polyolefin-based resin is relatively small, and the hardness and strength of the lubricating oil- containing polymer are insufficient. Moreover, you may add various additives, such as antioxidant, a rust inhibitor, an antiwear agent, a defoamer, and an extreme pressure agent, to this lubricating oil as needed. Any of these may be known ones.
[0014]
When the surfactant is less than 2% by weight, the contained lubricating oil is emulsified, and the amount necessary to form an O / W emulsion is too small, and an effect of extending the life when used in an aqueous environment cannot be expected. On the other hand, if it exceeds 10% by weight, the amount of polyolefin resin and lubricating oil will be relatively small, the hardness and strength of the lubricating oil- containing polymer will be insufficient, and the lubricating life will be reached early.
[0015]
The group of the polyolefin-based resins has the same basic structure but different average molecular weights, and ranges from 700 to 5 × 10 ⁶ . Those classified as waxes having an average molecular weight of 700 to 5 × 10 ⁴ (for example, polyethylene wax), those having a relatively low molecular weight of 1 × 10 ⁴ to 1 × 10 ⁶ , and 1 × 10 ^{6 to} 5 × 10 The ultrahigh molecular weight of ⁶ is used alone or mixed as necessary. The combination of a relatively low molecular weight ones and lubricating oil, some mechanical strength, lubricating oil supply capacity, the lubricant-containing polymer having oil retainability is obtained. In addition, if some of the relatively low molecular weight substances are replaced with those classified as waxes, the difference in molecular weight between those classified as waxes and the lubricating oil is small, so the affinity with the lubricating oil increases, resulting in a result. As a result, the oil retaining property of the lubricating oil- containing polymer is improved, and the lubricating oil can be supplied over a long period of time. However, on the other hand, the mechanical strength decreases. As the wax, in addition to polyolefin resin such as polyethylene wax, any hydrocarbon-based one having a melting point in the range of 100 to 130 ° C. or higher (for example, paraffin-based synthetic wax) can be used. On the other hand, if it is replaced with an ultra-high molecular weight one, the difference in molecular weight between the ultra-high molecular weight one and the lubricating oil is large, so the affinity with the lubricating oil is lowered, resulting in a decrease in oil retention and the lubricating oil. The oozing of the lubricating oil from the contained polymer is accelerated. Thereby, the time to reach the amount of lubricating oil that can be supplied from the lubricating oil- containing polymer is shortened, and the life of the bearing is shortened. However, the mechanical strength is improved.
[0016]
Further, moldability, mechanical strength, oil retention, considering the balance of the lubricating oil supply amount, the composition ratio of the polyolefin resin, 0-5 wt% those classified into wax of relatively low molecular weight 8 It is preferable that the content is 58% by weight, 2 to 20% by weight of ultra high molecular weight, and 10 to 60% by weight in total of the three resins.
[0017]
As one of the mechanical strengths, it is preferable that the hardness [HD _A (durometer hardness using scale A)] is in the range of 65 to 90, more preferably, when a lubricating oil- containing polymer for rolling bearings is used. Is in the range of 70-85. When the hardness [HD _A ] is less than 65, it is weak in strength and may be damaged by rotation of the bearing. On the other hand, when the hardness [HD _A ] exceeds 90, the force that restrains the rolling element is large, thereby increasing the torque of the bearing and increasing the heat generated by the rotation of the bearing, thereby increasing the temperature of the bearing. There is a fear.
[0018]
In order to improve the mechanical strength of the lubricating oil- containing polymer of the present invention, the following thermoplastic resin and thermosetting resin can be added to the above-mentioned polyolefin resin.
[0019]
As the thermoplastic resin, resins such as polyamide, polycarbonate, polybutylene terephthalate, polyphenylene sulfide, polyethersulfone, polyetheretherketone, polyamideimide, polystyrene, and ABS resin can be used. Moreover, as thermosetting resin, each resin, such as unsaturated polyester resin, urea resin, melanin resin, a phenol resin, a polyimide resin, an epoxy resin, can be used. These resins may be used alone or in combination. Moreover, in order to disperse these resins and the polyolefin resin in a more uniform state, an appropriate compatibilizing agent may be added as necessary.
[0020]
Further, a filler may be added in order to improve the mechanical strength of the lubricating oil- containing polymer. For example, inorganic whiskers such as calcium carbonate, magnesium carbonate, potassium titanate whisker and aluminum borate whisker, inorganic fibers such as glass fiber, carbon fiber and metal fiber, and those braided into cloth, or carbon black Inorganic powders such as graphite powder, organic fibers such as aramid fibers and polyester fibers, and those obtained by braiding these into a cloth shape may be added.
[0021]
Furthermore, for the purpose of preventing deterioration of the polyolefin resin due to heat, an anti-aging agent such as N, N′-diphenyl-p-phenyldiamine, 2,2′-methylenebis (4-ethyl-6-t-butylphenol), For the purpose of preventing deterioration due to light, 2-hydroxy-4-n-octoxybenzophenone, 2- (2′-hydroxy-3′-t-butyl-5′-methyl-phenyl) -5-chlorobenzotriazole An ultraviolet absorber such as may be added.
[0022]
The amount of addition of all the above additives (excluding polyolefin resin + lubricating oil + surfactant) is 20% by weight or less of the entire molding raw material as a whole, maintaining the supply capability of lubricating oil This is preferable.
[0023]
As the synthetic resin that can be used in the present invention, any thermoplastic resin that can be injection-molded can be used in addition to those based on the polyolefin resin as described above, and the oil content can be increased. Examples of the material that can be used include polyester elastomers and polyamide elastomers.
[0024]
The lubricating oil- containing polymer of the present invention can be applied, for example, by heating a molding raw material, which is a mixture of a synthetic resin and a lubricating oil in which a surfactant and other additives are dissolved, to the melting point of the synthetic resin and plasticizing it. For example, it can be easily obtained by filling the internal space of the rolling bearing (see FIG. 1) and then cooling and solidifying.
[0025]
The present invention also provides a rolling bearing filled with the above-described lubricating oil- containing polymer. The configuration and structure of the rolling bearing itself are not limited. For example, as shown in FIG. 1, a structure in which the internal space formed between the inner ring 2 and the outer ring 3 is filled with the above-described lubricating oil- containing polymer 10. The rolling bearing 1 can be illustrated.
[0026]
The lubricating oil- containing polymer of the present invention and the rolling bearing filled with the same exhibit the same lubricating performance as the conventional one, and exhibit excellent lubricating performance particularly in a water environment. This is because part of the surfactant dissolved in the exuded lubricating oil is oriented with its hydrophilic groups facing the gas side at the gas-liquid interface, and when water is applied to it, it is easily O / W An oil film is formed by forming an emulsion, and the hydrophilic groups of some of the surfactants are adsorbed to the lubricated member (for example, the inner ring or outer ring of the rolling bearing, or the rolling element metal), and good lubrication is maintained. Inferred. On the other hand, if the surfactant is not included, the lubricating oil and water that have oozed out do not mix and are easily flown by water, and it is difficult to form an oil film on the surface of the lubricated member.
[0027]
【Example】
The present invention will be further described below with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
[0028]
[Preparation of lubricating oil- containing polymer]
Example 1
Lubricating oil- containing polymer composition:
(I) High density polyethylene (classified as relatively low molecular weight): 10% by weight
( Ii ) Ultra high molecular weight polyethylene (classified as ultra high molecular weight): 12.5% by weight
( Iii ) Polyethylene wax (classified as wax): 2.5% by weight
( Vi ) Polyoxyethylene monooleate (6) Sorbitan [HLB: 10]: 3% by weight
(V) Mineral oil: 72% by weight
[0029]
(Comparative Example 1)
Lubricating oil- containing polymer composition:
(I) High density polyethylene (classified as relatively low molecular weight): 10% by weight
( Ii ) Ultra high molecular weight polyethylene (classified as ultra high molecular weight): 12.5% by weight
( Iii ) Polyethylene wax (classified as wax): 2.5% by weight
( Vi ) Mineral oil: 75% by weight
[0030]
(Comparative Example 2)
Lubricating oil- containing polymer composition:
(I) High density polyethylene (classified as relatively low molecular weight): 10% by weight
( Ii ) Ultra high molecular weight polyethylene (classified as ultra high molecular weight): 12.5% by weight
( Iii ) Polyethylene wax (classified as wax): 2.5% by weight
( Vi ) Polyoxyethylene monooleate (6) Sorbitan [HLB: 10]: 1% by weight
(V) Mineral oil: 74% by weight
[0031]
[Bearing rotation test]
First, after degreasing and cleaning a rolling bearing (nominal number: 6000, with a contact nitrile rubber seal, made of stainless steel), a coating film of a fluorine-based mold release agent described in JP-A-7-139551 by the present applicant was formed. . Then, as shown in FIG. 2, the test bearing is attached to configured die 20 with the pair of

molds

21 and 22, each of the lubricant-containing polymer of the above (Example 1, Comparative Example 1, Comparative Example 2) Was injection molded (insert molding). Incidentally, pin

gates

23 and 23 are formed on one mold 21 of the mold 20, and a molding raw material in which a lubricating oil- containing polymer is heated and melted is injected therefrom. As the injection molding machine, the one described in JP-A-8-309793 (improved hopper) by the present applicant was used. As a result of this injection molding, a rolling bearing in which an internal space formed between the inner ring 2 and the outer ring 3 was filled with the lubricating oil- containing polymer 10 as shown in FIG. 1 was obtained.
[0032]
Subsequently, each rolling bearing was immersed in water on the following conditions, and the rotation test was implemented. The test was conducted until the initial vibration exceeded 8 times, and this time was measured as the endurance time. The results are shown in Table 1.
・ Load: Fr78.4N, Fa29.4N
・ Rotation speed: 1000 min ^-1
[0033]
[Table 1]

[0034]
As is clear from Table 1, the durability time of Example 1 containing 3% by weight of the surfactant is remarkably extended as compared with Comparative Example 1 containing no surfactant and Comparative Example 2 containing 1% by weight. I understand.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, the lubricating oil- containing polymer of the present invention has an HLB value in the range of 8 to 12, and is oil-soluble and contains 2 to 2 surfactants that form an emulsion between the contained lubricating oil and water. By containing 10% by weight, not only has the lubricating performance equivalent to the conventional one, but even when used in an aqueous environment, an oil film via this surfactant is formed on the surface of the member to be lubricated, resulting in a lubricating life. Can be extended significantly. Therefore, the rolling bearing filled with the lubricating oil- containing polymer of the present invention can sufficiently withstand use in a water environment, which has been difficult in the past.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a rolling bearing filled with the present invention and a conventional lubricating oil- containing polymer.
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a test rolling bearing in the embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rolling bearing 2 Inner ring 3 Outer ring 4 Rolling element 5 Cage 6 Seal 10 Polymer containing lubricating oil 20 Mold 23 Pin gate

Claims

潤滑油を含有した状態で固形化した合成樹脂からなり、含有している潤滑油を徐々に滲み出すことにより近接している被潤滑部材を潤滑する潤滑油含有ポリマにおいて、ＨＬＢ値が８〜１２の範囲にあり、油溶性で且つ前記潤滑油と水との間でエマルジョンを形成させる界面活性剤を２〜１０重量％含有することを特徴とする潤滑油含有ポリマ。A lubricating oil- containing polymer which is made of a synthetic resin solidified in a state containing a lubricating oil and which lubricates adjacent members to be lubricated by gradually exuding the contained lubricating oil , has an HLB value of 8 to 12 A lubricating oil-containing polymer comprising 2 to 10% by weight of a surfactant that is oil-soluble and that forms an emulsion between the lubricating oil and water.

潤滑油含有ポリマ全量に対し、潤滑油を３８〜８８重量％、界面活性剤を２〜１０重量％及びポリオレフィン系樹脂を１０〜６０重量％含有することを特徴とする請求項１記載の潤滑油含有ポリマ。To the lubricant-containing polymer total amount, the lubricating oil 38 to 88% by weight, the lubricating oil of claim 1 wherein the surfactant 2 to 10 wt% and polyolefin resin, characterized in that it contains 10 to 60 wt% Contains polymer.

内輪、外輪、転動体及び保持器を備える転がり軸受において、内輪と外輪との間に形成される内部空間に、請求項１または２に記載の潤滑油含有ポリマが充填されていることを特徴とする転がり軸受。A rolling bearing comprising an inner ring, an outer ring, a rolling element, and a cage, wherein the inner space formed between the inner ring and the outer ring is filled with the lubricating oil- containing polymer according to claim 1 or 2. Rolling bearing.