JP4262448B2

JP4262448B2 - Lubricating grease and rolling bearings

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Publication number: JP4262448B2
Application number: JP2002183023A
Authority: JP
Inventors: 正和平田; 光成麻生; 力片桐
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2002-06-24
Filing date: 2002-06-24
Publication date: 2009-05-13
Anticipated expiration: 2022-06-24
Also published as: JP2004026941A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は潤滑グリースおよび転がり軸受に関し、特に電装補機や定着ローラ等に使用される高温耐久性に優れた潤滑グリースおよび該潤滑グリースが封入された転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
転がり軸受には、潤滑性を付与するために潤滑グリースが封入される。この潤滑グリースは主成分として基油と増ちょう剤とを混練して得られ、基油としては鉱油やエステル油、シリコーン油、エーテル油等の合成油が、また増ちょう剤としてはリチウム石けん等の金属石けんやウレア化合物等が一般的に使用されている。また、潤滑グリースに必要に応じて酸化防止剤、さび止剤、金属不活性剤、粘度指数向上剤などの各種添加剤が配合されている。
【０００３】
近年、自動車の軽量化の要求に伴って自動車電装品の小型・軽量化が図られているが、その一方で電装品の性能には高出力・高効率化が求められるため、小型化に伴う出力の低下を高速回転させることで補う手法が採られている。
このため、電磁クラッチ、オルタネータ、フライホィールダンパなどの電装補機に使用される転がり軸受は、高速回転および高荷重に耐えることが要求されるようになった。軸受に封入されるグリースの寿命は、通常、軸受自体の疲労による使用寿命より短い。その結果、軸受自体の寿命はグリース寿命に依存することとなり、高速・高荷重下での焼付き寿命などの高温耐久寿命に優れたグリースが求められている。
【０００４】
電装補機に用いられる転がり軸受の封入グリースには一般にウレア系グリースが使用されている。さらに２００℃付近の超高温になるファンクラッチに用いられる転がり軸受の封入グリースには、増ちょう剤としてフッ素樹脂粉を用い、基油にパーフルオロポリエーテル油を用いた耐熱性に優れるフッ素系グリースが使用されている。
【０００５】
また、複写機のヒートローラは熱可塑性樹脂と着色剤からなるトナーを加熱溶融して、圧力により紙面に定着させるため、ローラ軸心にヒータが挿入されており、このヒートローラを支持する転がり軸受は２００℃付近の超高温になる。そのため、ヒートローラを支持する転がり軸受には上記フッ素系グリースが封入されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電装補機は近年、自動車の小型化、軽量化および静粛性向上の要求に伴い、より小型化、軽量化およびエンジンルーム内の密閉化が図られている。その一方、装置の性能自体にも高出力、高効率化の要求が増大している。
このため、電装補機に用いる転がり軸受に封入される潤滑グリースもウレア系グリース以上の高温に耐えるものでなければならないという問題がある。
また、２００℃付近の超高温になるファンクラッチや複写機のヒートローラを支持する転がり軸受の封入グリースには上記フッ素系グリースを用いているが、フッ素系グリースは高価であり、転がり軸受のコストダウンの妨げになるという問題がある。
さらにフッ素系グリースは防錆性が劣り、炭化水素系溶剤に分散しない、基油に鉱油を用いたさび止め油で処理した軸受に封入すると、回転させた初期にグリースが多量に漏れるという問題がある。
【０００９】
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、高温耐久性に優れ、フッ素系グリースよりも安価な潤滑グリースおよび該潤滑グリースが封入された転がり軸受を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る潤滑グリースは、パーフルオロポリエーテル油を基油とし、フッ素樹脂粉を増ちょう剤とするフッ素系潤滑グリースと、炭素数 7 〜 22 の脂肪族一価アルコールと芳香族多価カルボン酸とのエステル油を基油とし、ウレア化合物を増ちょう剤とするウレア系潤滑グリースとの混合グリースであり、該混合グリースは、上記ウレア系潤滑グリースが混合グリース全体に対して 30〜75 重量％配合されてなり、該混合グリースを 200℃で 250 時間放置したときの蒸発量が 15 重量％以下であることを特徴とする。
【００１１】
本発明において、蒸発量は日本工業規格（ＪＩＳ）Ｒ３５０３に準拠した 50ml ガラス製ビーカにグリースを約 5g 採取して測定したときの原重量に対する蒸発量（％）をいう。
【００１３】
本発明に係る転がり軸受は、同心に配置される内輪および外輪と、この内輪および外輪間に介在する複数の転動体と、この転動体の周囲に潤滑グリースが封入されてなる転がり軸受であって、封入される潤滑グリースが上述した潤滑グリースであることを特徴とする。
【００１４】
上記潤滑グリースを封入した転がり軸受が電装補機または定着ローラに使用される転がり軸受であることを特徴とする。
【００１５】
特定構造のエステル油を基油とする上記のウレア系潤滑グリースを用いることにより、高温雰囲気下での潤滑グリースの蒸発量を小さくできる。このウレア系潤滑グリースとフッ素系潤滑グリースとを混合することにより、グリースの耐熱性が向上する。混合グリースは耐熱性とコストダウンとを両立させるとともに、フッ素系潤滑グリース単独では混合させることができなかった防錆性に優れる炭化水素系防錆剤を用いることができるようになる。その結果、本発明に係る潤滑グリースは防錆性が向上する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明に使用できるフッ素系潤滑グリースは、パーフルオロポリエーテル油を基油としフッ素樹脂粉を増ちょう剤とする
パーフルオロポリエーテル油は、脂肪族炭化水素ポリエーテルの水素原子をフッ素原子で置換した化合物であれば使用できる。そのようなパーフルオロポリエーテル油を例示すれば、以下の化１および化２で示される側鎖を有するパーフルオロポリエーテルと、化３から化５で示される直鎖状のパーフルオロポリエーテルとがある。これらは単独でもまた混合しても使用できる。ｎ、ｍは整数である。
化１の市販品としてはフォンブリンＹ（モンテジソン社商品名）を、化２の市販品としてはクライトックス（デュポン社商品名）やバリエルタＪオイル（クリーバー社商品名）を、化３の市販品としてはフォンブリンＺ（モンテジソン社商品名）を、化４の市販品としてはフォンブリンＭ（モンテジソン社商品名）を、化５の市販品としてはデムナム（ダイキン社商品名）等をそれぞれ例示できる。
【００１８】
【化１】

【化２】

【化３】

【化４】

【化５】

【００１９】
増ちょう剤であるフッ素樹脂粉は上記パーフルオロポリエーテル油と親和性が高く、高温安定性、耐薬品性を有する粉末が使用できる。
フッ素樹脂を例示すれば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）などのパーフルオロ系フッ素樹脂が好ましく、特にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が高温安定性、耐薬品性が優れているため好ましい。
【００２０】
フッ素系潤滑グリースは、フッ素系潤滑グリース全体量に対して、パーフルオロポリエーテル油を 70〜90 重量％、フッ素樹脂粉を 10〜30 重量％配合することが好ましい。この範囲の配合とすることにより、転がり軸受封入グリースとして洩れが少なく、長時間トルクを下げられる好ましいちょう度に調整できる。
【００２１】
本発明に使用できるウレア系潤滑グリースは増ちょう剤としてウレア化合物を用いる。
ウレア化合物は尿素結合を分子内に 2 個有するジウレアが好ましく、以下の化６で示される。
【化６】

ここで、Ｒ₁、Ｒ₂およびＲ₃は、脂肪族基、脂環族基または芳香族基をそれぞれ表す。Ｒ₁およびＲ₂が脂環族基および／または芳香族基である脂環族ウレア、芳香族ウレアが優れた高温性を有するため好ましい。なお、ウレア化合物の製造方法の一例としては、ジイソシアナート化合物にイソシアナート基当量のアミン化合物を反応させて得られる。
【００２２】
第１のウレア系潤滑グリースは、上記ウレア化合物を増ちょう剤として、炭素数 7〜22 の脂肪族一価アルコールと芳香族多価カルボン酸とのエステル、および炭素数 7〜22 の脂肪族一価カルボン酸と脂肪族多価アルコールとのエステルから選ばれた少なくとも一つのエステル油を基油として用いる。脂肪族一価アルコールおよび脂肪族一価カルボン酸において、炭素数 7 未満および炭素数 22 をこえると潤滑性が劣る。
炭素数 7〜22 の脂肪族一価アルコールとしては、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、オレイルアルコール、ステアリルアルコール等が挙げらる。
【００２３】
また、炭素数 7〜22 の脂肪族一価カルボン酸は、上記脂肪族一価アルコールの−ＣＨ₂ＯＨを−ＣＯＯＨに代えた一価カルボン酸が挙げられる。
【００２４】
芳香族多価カルボン酸としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、ジフェニルテトラカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸などが挙げられる。
【００２５】
脂肪族多価アルコールとしては、1,3 ブチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、エチレングリコール、ペンタジオール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビトールなどが挙げられる。
【００２６】
第１のウレア系潤滑グリースは、ウレア系潤滑グリース全体量に対して、上記エステル油を 70〜95 重量％、ウレア化合物を 30〜5 重量％配合することが好ましい。この範囲の配合とすることにより、軸受封入グリースとして漏れが少なく、長時間潤滑性の良好なちょう度に調整できる。
【００２７】
第２のウレア系潤滑グリースは、上記化６で示されるウレア化合物を増ちょう剤とする潤滑グリースである。
基油としては、ポリオレフィン油、アルキルジフェニルエーテル油またはエステル油を用いることができる。
【００２８】
ポリオレフィン油は、以下の化７、化８で示される液状のポリオレフィンが使用できる。
【化７】

ここで、ｎは 4〜16 の整数、ｍは 1〜6 の整数である。
【化８】

ここで、ｎは 1〜8 の整数、ｍは 1〜3 の整数、ｑは 1〜3 の整数、ｐはポリオレフィン油の粘度により異なる整数である。
【００２９】
ポリオレフィン油は、室温で液状を示し、動粘度が100mm²/s （40℃）以上のものが好ましい。100mm²/s 未満の動粘度であると潤滑グリースとした場合に蒸発損失が大きく長時間での潤滑性が期待できない。
【００３０】
アルキルジフェニルエーテル油は、以下の化９で示されるモノアルキルジフェニルエーテル油、および／または化１０で示されるジアルキルジフェニルエーテル油が使用できる。
【化９】

【化１０】

ここで、Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆は、それぞれ炭素数 8〜20 のアルキル側鎖であり、一つのフェニル環に結合しているか、あるいは二つのフェニル環にそれぞれ結合している。
これらの中で、耐熱性、蒸発特性を考慮するとアルキル側鎖Ｒ₅およびＲ₆を有するジアルキルジフェニルエーテル油が好ましい。
【００３１】
エステル油は、ジエステル油、ポリオールエステル油またはこれらのコンプレックスエステル油、芳香族エステル油などが使用できる。
ポリオールエステル油としては、脂肪族一価アルコールと芳香族多価カルボン酸とのエステル、および脂肪族一価カルボン酸と脂肪族多価アルコールとのエステル等が挙げられる。
【００３２】
第２のウレア系潤滑グリースは、上記ポリオレフィン油を基油とし、化６で示すウレア化合物を増ちょう剤とする潤滑グリース、上記アルキルジフェニルエーテル油を基油とし、化６で示すウレア化合物を増ちょう剤とする潤滑グリース、および上記エステル油を基油とし、化６で示すウレア化合物を増ちょう剤とする潤滑グリースの中から選ばれた少なくとも一つの潤滑グリースである。
【００３３】
ポリオレフィン油を基油とする潤滑グリースは、グリース全体量に対して、ポリオレフィン油を 70〜95 重量％、化６で示すウレア化合物を 30〜5 重量％配合することが好ましい。この範囲の配合とすることにより、軸受封入グリースとして好ましいちょう度に調整できる。
また、アルキルジフェニルエーテル油を基油とする潤滑グリースは、グリース全体量に対して、アルキルジフェニルエーテル油を 70〜95 重量％、化６で示すウレア化合物を 30〜5 重量％配合することが好ましい。この範囲の配合とすることにより、軸受封入グリースとして好ましいちょう度に調整できる。
また、エステル油を基油とする潤滑グリースは、グリース全体量に対して、エステル油を 70〜95 重量％、化６で示すウレア化合物を 30〜5 重量％配合することが好ましい。この範囲の配合とすることにより、軸受封入グリースとして漏れが少なく、長時間潤滑性の良好なちょう度に調整できる。
【００３４】
フッ素系潤滑グリースと、ウレア系潤滑グリースとを混合したときの混合グリースは、該混合グリースを 200℃で 250 時間放置したときの蒸発量が 15 重量％以下である。 15 重量％をこえると高温耐久性が低下し、また発塵しやすくなる。
蒸発量は日本工業規格（ＪＩＳ）Ｒ３５０３に準拠した 50ml ガラス製ビーカにグリースを約 5g 採取して、 200℃に設定された熱風循環式の恒温槽（内容積：90 リットル、風量：5.1m³/分、風速：0.42m/秒）内に 250 時間放置して、グリースの初期重量と放置後の重量を測定して次式で求める。
蒸発量（％）＝［（初期重量−放置後の重量）／初期重量］×100
【００３５】
第１および第２のウレア系潤滑グリースは、上記方法で測定したとき、それぞれのウレア系潤滑グリースの蒸発量が 25 重量％以下である。蒸発量が 25 重量％をこえると、フッ素系潤滑グリースと混合したとき、混合グリースの蒸発量を 15 重量％以下とすることができない。
【００３６】
ウレア系潤滑グリースは、それぞれ混合グリース全体に対して 30〜75 重量％配合される。ウレア系潤滑グリースの混合割合が 75 重量％をこえると、混合グリースの蒸発量が 15 重量％をこえ、 30 重量％未満であると、潤滑グリースの製造原価を低下させることができない。
【００３７】
また上記各潤滑グリースまたは混合グリースには、必要に応じて公知の添加剤を含有させることができる。この添加剤として、例えば、アミン系、フェノール系、イオウ系、ジチオりん酸亜鉛などの酸化防止剤、塩素系、イオウ系、りん系、ジチオりん酸亜鉛、有機モリブデンなどの極圧剤、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、ポリイソブチレン、ポリスチレンなどの粘度指数向上剤、摩耗抑制剤、清浄分散剤などが挙げられる。
さらに、混合グリースに対しては、フッ素系グリースでは使用できなかった防錆性の優れた炭化水素（鉱油）系防錆添加剤、石油スルホネート、ジノナニルナフタレンスルホネート、アミン、ソルビタンエステルなどを用いることができる。
また、これらの添加剤は単独または 2 種類以上組み合わせて添加できる。
【００３８】
本発明に係る転がり軸受の一例を図１に示す。図１は小径転がり軸受の断面図である。
転がり軸受１は、外周面に内輪転走面を有する内輪２と内周面に外輪転走面を有する外輪３とが同心に配置され、内輪転走面と外輪転走面との間に介在される複数個の転動体４および図示を省略した保持器およびシール部材とにより構成される。少なくとも転動体４の周囲に潤滑グリース５が封入される。
【００３９】
潤滑グリース５の中で、フッ素系潤滑グリースと、上記第１のウレア系潤滑グリースとの混合グリースは耐熱耐久性に優れるため、電装補機または定着ローラに使用される転がり軸受に好適に使用できる。
【００４０】
【実施例】
参考例１：グリース１の作製
グリース全体に対して、パーフルオロポリエーテル油（デュポン社製商品名、クライトックス２４０ＡＣ） 67 重量％に、フッ素樹脂粉（デュポン社製商品名、バイダックス） 33 重量％を加え撹拌した後、ロールミルに通し「増ちょう剤にフッ素樹脂粉、基油にパーフルオロポリエーテル油を用いたグリース」である半固形状のグリース１を得た。
【００４１】
参考例２：グリース２の作製
グリース全体に対して、芳香族エステル油（旭電化工業社製商品名、プルーバーＴ９０） 88 重量％の半量に 1 モルのジイソシアネートを溶かし、残りの半量に 2 モルのモノアミンを溶かして上記半量の基油に攪拌しながら加えた後、100〜120℃で 30 分間攪拌を続けて反応させ、ウレア化合物 12 重量％を基油に折出した。その後、ロールミルに通し「増ちょう剤にウレア化合物、基油に合成油を用いたグリース」である半固形状のグリース２を得た。
【００４２】
参考例３：グリース３の作製
グリース全体に対して、アルキルジフェニールエーテル油（松村石油社製商品名、モレスコＬＢ１００、動粘度 97mm²/s(at40℃)） 77 重量％の半量に 1 モルのジイソシアネートを溶かし、残りの半量に 2 モルのモノアミンを溶かして上記半量の基油に攪拌しながら加えた後、100〜120℃で 30 分間攪拌を続けて反応させ、ウレア化合物 23 重量％を基油に折出した。その後、ロールミルに通し「増ちょう剤にウレア化合物、基油に合成油を用いたグリース」である半固形状のグリース３を得た。
【００４３】
参考例４：グリース４の作製
グリース全体に対して、ポリオレフィン油（三井化学社製商品名、ルーカントＨＣ−２０、動粘度 155mm²/s(at40℃)） 82 重量％の半量に 1 モルのジイソシアネートを溶かし、残りの半量に 2 モルのモノアミンを溶かして上記半量の基油に攪拌しながら加えた後、100〜120℃で 30 分間攪拌を続けて反応させ、ウレア化合物 18 重量％を基油に折出した。その後、ロールミルに通し「増ちょう剤にウレア化合物、基油に合成油を用いたグリース」である半固形状のグリース４を得た。
【００４４】
実施例１〜実施例３および比較例１〜比較例６
表１に示す割合で各グリースをそれぞれ混合撹拌して潤滑グリースを得た。配合比率はグリース全体に対する重量％である。実施例１には鉱油をベースにしたアミン系防錆添加剤を添加している。
比較例１〜比較例４のグリースは参考例１〜参考例４で作製したものであり、比較例５、６は表１に示す割合で各グリースをそれぞれ混合攪拌して混合グリースとした。
得られた混合グリースの混和ちょう度、滴点、体積当たりのコストを比較例１を 1 として算出した。その結果を表１に示す。
また、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｒ３５０３に準拠した 50ml ガラス製ビーカにグリースを約 5g 採取して、 200℃に設定された熱風循環式の恒温槽（内容積：90 リットル、風量：5.1m³/分、風速：0.42m/秒）内に 250 時間放置したときの蒸発量を測定して表１に示す。
【００４５】
石油ベンジンで洗浄した軸受６２０４ＺＺに全空間容積の 38 ％となる各実施例の潤滑グリースを封入して転がり軸受を作製した。得られた転がり軸受を高温耐久試験にて評価した。
高温耐久試験は、ラジアル荷重 67N 、スラスト荷重 67N 、回転数 10000rpm 、雰囲気温度 200℃にて軸受を回転させ、過負荷によりモータが停止するまでの時間を測定した。結果を表１に示す。
【００４６】
また、石油ベンジンで洗浄した軸受３０２０４に全空間容積の 44 ％となる各実施例の潤滑グリースを封入して転がり軸受を作製した。得られた転がり軸受をスラスト荷重 98N 、回転数 1800rpm 、室温にて慣らし運転させた後、1 ％食塩水に 10 秒間浸漬させ、40℃で 48 時間放置した後の錆の発生を観察した。錆の観察は外輪転走面を周方向に 32 等分し、錆の発生した区分を数え、パーセントで表した。結果を表１に示す。
【００４７】
【表１】

表１に示すように、実施例１〜実施例３の潤滑グリースは高温耐久試験に優れ、低コストであった。
【００５２】
【発明の効果】
本発明の潤滑グリースは、フッ素系潤滑グリースとウレア系潤滑グリースとの混合グリースであり、蒸発量が 15 重量％以下であるので、高温耐久性に優れ、かつ低コストの潤滑グリースが得られる。
その結果、上記潤滑グリースを封入することにより、電装補機や定着ローラ等に使用できる転がり軸受が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】小径転がり軸受の断面図である。
【符号の説明】
１転がり軸受
２内輪
３外輪
４転動体
５潤滑グリース[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lubrication grease and a rolling bearing, and more particularly to a lubrication grease excellent in high temperature durability and used for an electrical accessory, a fixing roller, and the like, and a rolling bearing in which the lubrication grease is sealed.
[0002]
[Prior art]
The rolling bearing is filled with lubricating grease in order to impart lubricity. This lubricating grease is obtained by kneading base oil and thickener as main components, and synthetic oil such as mineral oil, ester oil, silicone oil, ether oil as base oil, and lithium soap as thickener. Metal soaps and urea compounds are generally used. In addition, various additives such as an antioxidant, a rust inhibitor, a metal deactivator, and a viscosity index improver are blended in the lubricating grease as necessary.
[0003]
In recent years, the size and weight of automobile electrical components have been reduced in response to demands for reducing the weight of automobiles. On the other hand, the performance of electrical components requires higher output and higher efficiency. A technique is used to compensate for the decrease in output by rotating at high speed.
For this reason, rolling bearings used in electrical accessories such as electromagnetic clutches, alternators, flywheel dampers, etc. have been required to withstand high-speed rotation and high loads. The life of grease sealed in the bearing is usually shorter than the service life due to fatigue of the bearing itself. As a result, the service life of the bearing itself depends on the service life of the grease, and there is a demand for a grease having an excellent high-temperature durability such as a seizure life under high speed and high load.
[0004]
Urea grease is generally used as the grease for rolling bearings used in electrical accessories. Fluorine grease with excellent heat resistance using fluorine resin powder as the thickener and perfluoropolyether oil as the base oil for the grease in rolling bearings used in fan clutches that reach ultra-high temperatures around 200 ° C Is used.
[0005]
In addition, a heat roller of a copying machine heats and melts a toner composed of a thermoplastic resin and a colorant and fixes the toner onto a paper surface by pressure. A heater is inserted in the roller shaft, and a rolling bearing that supports the heat roller. Becomes extremely high around 200 ° C. Therefore, the above-mentioned fluorine-based grease is sealed in the rolling bearing that supports the heat roller.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in recent years, electrical accessories have been made smaller, lighter, and sealed in the engine room in response to demands for smaller, lighter, and quieter automobiles. On the other hand, there is an increasing demand for higher output and higher efficiency in the device performance itself.
For this reason, there is a problem that the lubricating grease sealed in the rolling bearing used in the electrical accessory must also withstand a higher temperature than the urea grease.
In addition, the above-mentioned fluorinated grease is used as the grease for the rolling bearing that supports the fan clutch and the heat roller of the copying machine that reach an extremely high temperature around 200 ° C. However, the fluorinated grease is expensive, and the cost of the rolling bearing is low. There is a problem that hinders down.
In addition, fluorine grease is inferior in rust prevention, and does not disperse in hydrocarbon solvents. If sealed in a bearing treated with rust-preventing oil using mineral oil as the base oil, a large amount of grease will leak at the initial stage of rotation. is there.
[0009]
The present invention has been made to address such problems, and has an object to provide a lubricating grease that has excellent high-temperature durability and is less expensive than fluorine-based grease, and a rolling bearing in which the lubricating grease is enclosed. To do.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The lubricating grease according to the present invention includes a fluorine-based lubricating grease containing a perfluoropolyether oil as a base oil and a fluororesin powder as a thickener, an aliphatic monohydric alcohol having 7 to 22 carbon atoms, and an aromatic polyvalent carboxyl. It is a grease mixed with a urea-based lubricating grease that uses an ester oil with an acid as a base oil and a urea compound as a thickener, and the above-mentioned urea-based lubricating grease is 30 to 75 weight based on the entire mixed grease. %, And the amount of evaporation when the mixed grease is allowed to stand at 200 ° C. for 250 hours is 15% by weight or less.
[0011]
In the present invention, the amount of evaporation refers to the amount of evaporation (%) relative to the original weight when about 5 g of grease is sampled and measured in a 50 ml glass beaker in accordance with Japanese Industrial Standard (JIS) R3503.
[0013]
A rolling bearing according to the present invention is a rolling bearing in which inner and outer rings are arranged concentrically, a plurality of rolling elements interposed between the inner ring and the outer ring, and lubricating grease is enclosed around the rolling elements. The lubricating grease to be enclosed is the above-described lubricating grease.
[0014]
The rolling bearing in which the lubricating grease is enclosed is a rolling bearing used for an electrical accessory or a fixing roller.
[0015]
By using the above-described urea-based lubricating grease that uses an ester oil having a specific structure as a base oil, the evaporation amount of the lubricating grease under a high temperature atmosphere can be reduced. By mixing the urea-based lubricating grease and the fluorine-based lubricating grease, the heat resistance of the grease is improved. The mixed grease achieves both heat resistance and cost reduction, and can use a hydrocarbon-based rust preventive having excellent rust-preventing properties that could not be mixed with a fluorine-based lubricating grease alone. As a result, the lubricating grease according to the present invention has improved rust prevention.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The fluorine-based lubricating grease that can be used in the present invention is a perfluoropolyether oil that uses perfluoropolyether oil as a base oil and a fluororesin powder as a thickener, and the hydrogen atoms of aliphatic hydrocarbon polyethers are replaced with fluorine atoms. Any compound can be used. Examples of such perfluoropolyether oils include perfluoropolyethers having side chains represented by the following

chemical formulas

1 and 2, and linear perfluoropolyethers represented by chemical formulas 3 to 5: There is. These can be used alone or in combination. n and m are integers.
Fomblin Y (product name of Montedison Co., Ltd.) as a commercial product of Chemical 1, and Krytox (trade name of DuPont) and Barrierta J Oil (trade name of Cleaver) as commercial products of Chemical 2, and commercial products of Chemical 3 Can be exemplified by Fomblin Z (trade name of Montedison Co., Ltd.), Fomblin M (trade name of Montedison Co., Ltd.) as a commercial product of Chemical Formula 4, and Demnam (trade name of Daikin Corp.) as a commercial product of Chemical Formula 5, respectively. .
[0018]
[Chemical 1]

[Chemical formula 2]

[Chemical 3]

[Formula 4]

[Chemical formula 5]

[0019]
The fluororesin powder, which is a thickener, has a high affinity with the perfluoropolyether oil, and a powder having high temperature stability and chemical resistance can be used.
Examples of fluororesins include perfluoro fluororesins such as polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), and tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP). In particular, polytetrafluoroethylene (PTFE) is preferable because of high temperature stability and excellent chemical resistance.
[0020]
The fluorine-based lubricating grease preferably contains 70 to 90% by weight of perfluoropolyether oil and 10 to 30% by weight of fluororesin powder based on the total amount of the fluorine-based lubricating grease. By blending within this range, the grease can be adjusted to a preferable consistency that can reduce the torque for a long time with less leakage as the grease in the rolling bearing.
[0021]
The urea-based lubricating grease that can be used in the present invention uses a urea compound as a thickener.
The urea compound is preferably a diurea having two urea bonds in the molecule, and is represented by the following chemical formula 6.
[Chemical 6]

Here, R ₁ , R ₂ and R ₃ each represent an aliphatic group, an alicyclic group or an aromatic group. An alicyclic urea and an aromatic urea in which R ₁ and R ₂ are an alicyclic group and / or an aromatic group are preferable because they have excellent high temperature properties. In addition, as an example of the manufacturing method of a urea compound, it is obtained by making an isocyanate compound equivalent to an isocyanate group react with a diisocyanate compound.
[0022]
The first urea-based lubricating grease comprises the above urea compound as a thickener, an ester of an aliphatic monohydric alcohol having 7 to 22 carbon atoms and an aromatic polycarboxylic acid, and an aliphatic monoester having 7 to 22 carbon atoms. At least one ester oil selected from esters of a polyvalent carboxylic acid and an aliphatic polyhydric alcohol is used as the base oil. In aliphatic monohydric alcohols and aliphatic monovalent carboxylic acids, if the carbon number is less than 7 and the carbon number exceeds 22, the lubricity is poor.
Examples of the aliphatic monohydric alcohol having 7 to 22 carbon atoms include heptyl alcohol, octyl alcohol, nonyl alcohol, decyl alcohol, undecyl alcohol, lauryl alcohol, oleyl alcohol, stearyl alcohol and the like.
[0023]
Examples of the aliphatic monovalent carboxylic acid having 7 to 22 carbon atoms include monovalent carboxylic acids in which —CH ₂ OH of the aliphatic monohydric alcohol is replaced with —COOH.
[0024]
Examples of the aromatic polycarboxylic acid include phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, trimesic acid, pyromellitic acid, diphenyltetracarboxylic acid, and benzophenonetetracarboxylic acid.
[0025]
Examples of the aliphatic polyhydric alcohol include 1,3 butylene glycol, glycerin, propylene glycol, ethylene glycol, pentadiol, diethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, sorbitol, and the like.
[0026]
The first urea-based lubricating grease preferably contains 70 to 95% by weight of the ester oil and 30 to 5% by weight of the urea compound based on the total amount of the urea-based lubricating grease. By blending in this range, the grease contained in the bearing can be adjusted to a consistency with good leakage for a long time with little leakage.
[0027]
The second urea-based lubricating grease is a lubricating grease containing a urea compound represented by the above chemical formula 6 as a thickener.
As the base oil, polyolefin oil, alkyl diphenyl ether oil or ester oil can be used.
[0028]
As the polyolefin oil, a liquid polyolefin represented by the following chemical formulas 7 and 8 can be used.
[Chemical 7]

Here, n is an integer of 4 to 16, and m is an integer of 1 to 6.
[Chemical 8]

Here, n is an integer of 1 to 8, m is an integer of 1 to 3, q is an integer of 1 to 3, and p is an integer that varies depending on the viscosity of the polyolefin oil.
[0029]
The polyolefin oil is preferably liquid at room temperature and has a kinematic viscosity of 100 mm ² / s (40 ° C.) or higher. If the kinematic viscosity is less than 100 mm ² / s, evaporating loss is large when lubricating grease is used, and long-term lubricity cannot be expected.
[0030]
As the alkyl diphenyl ether oil, a monoalkyl diphenyl ether oil represented by the following chemical formula 9 and / or a dialkyl diphenyl ether oil represented by the chemical formula 10 can be used.
[Chemical 9]

[Chemical Formula 10]

Here, R ₄ , R ₅ and R ₆ are each an alkyl side chain having 8 to 20 carbon atoms and are bonded to one phenyl ring or bonded to two phenyl rings.
Of these, dialkyl diphenyl ether oils having alkyl side chains R ₅ and R ₆ are preferred in view of heat resistance and evaporation characteristics.
[0031]
As the ester oil, a diester oil, a polyol ester oil, or a complex ester oil or an aromatic ester oil thereof can be used.
Examples of the polyol ester oil include esters of aliphatic monohydric alcohols and aromatic polyhydric carboxylic acids, and esters of aliphatic monohydric carboxylic acids and aliphatic polyhydric alcohols.
[0032]
The second urea-based lubricating grease is a lubricating grease using the above polyolefin oil as a base oil and a urea compound represented by Chemical Formula 6 as a thickener, and the above-mentioned alkyldiphenyl ether oil as a base oil and increasing the urea compound represented by Chemical Formula 6 And at least one lubricating grease selected from a lubricating grease containing the ester oil as a base oil and a urea compound represented by Chemical Formula 6 as a thickener.
[0033]
Lubricating grease based on polyolefin oil is preferably blended with 70 to 95% by weight of polyolefin oil and 30 to 5% by weight of urea compound shown in Chemical formula 6 with respect to the total amount of grease. By setting the blending in this range, it is possible to adjust the consistency of the grease preferable for the bearing-filled grease.
In addition, the lubricating grease using the alkyldiphenyl ether oil as the base oil preferably contains 70 to 95% by weight of the alkyldiphenyl ether oil and 30 to 5% by weight of the urea compound represented by Chemical Formula 6 with respect to the total amount of the grease. By setting the blending in this range, it is possible to adjust the consistency of the grease preferable for the bearing-filled grease.
In addition, the lubricating grease based on ester oil preferably contains 70 to 95% by weight of ester oil and 30 to 5% by weight of urea compound represented by Chemical formula 6 with respect to the total amount of grease. By blending in this range, the grease contained in the bearing can be adjusted to a consistency with good leakage for a long time with little leakage.
[0034]
When mixed with fluorine-based lubricating grease and urea-based lubricating grease, the amount of evaporation when the mixed grease is left at 200 ° C for 250 hours is 15% by weight or less. If it exceeds 15% by weight, the high-temperature durability decreases and dust generation is likely to occur.
About 5g of grease was collected in a 50ml glass beaker in accordance with Japanese Industrial Standards (JIS) R3503, and the evaporation volume was a hot air circulation thermostat set at 200 ° C (internal volume: 90 liters, air volume: 5.1m ³ / Min, wind speed: 0.42m / sec) for 250 hours, and measure the initial weight of grease and the weight after standing for the following formula.
Evaporation amount (%) = [(initial weight−weight after standing) / initial weight] × 100
[0035]
When the first and second urea-based lubricating greases are measured by the above method, the evaporation amount of each urea-based lubricating grease is 25% by weight or less. When the evaporation amount exceeds 25% by weight, the evaporation amount of the mixed grease cannot be reduced to 15% by weight or less when mixed with fluorinated lubricating grease.
[0036]
Each urea-based lubricating grease is blended in an amount of 30 to 75% by weight based on the total mixed grease. If the mixing ratio of urea-based lubricating grease exceeds 75% by weight, the production cost of the lubricating grease cannot be reduced if the evaporation amount of the mixed grease exceeds 15% by weight and is less than 30% by weight.
[0037]
Each of the lubricating greases or mixed greases can contain known additives as necessary. As this additive, for example, antioxidants such as amine, phenol, sulfur, zinc dithiophosphate, extreme pressure agents such as chlorine, sulfur, phosphorus, zinc dithiophosphate, organic molybdenum, benzotriazole And metal deactivators such as sodium nitrite, viscosity index improvers such as polymethacrylate, polyisobutylene and polystyrene, wear inhibitors, detergent dispersants and the like.
Furthermore, for mixed greases, use hydrocarbon (mineral oil) rust preventive additives, petroleum sulfonates, dinonanylnaphthalene sulfonates, amines, sorbitan esters, etc. that have excellent antirust properties that could not be used with fluorine greases. Can do.
These additives can be added alone or in combination of two or more.
[0038]
An example of a rolling bearing according to the present invention is shown in FIG. FIG. 1 is a sectional view of a small diameter rolling bearing.
In the rolling bearing 1, an inner ring 2 having an inner ring rolling surface on an outer peripheral surface and an outer ring 3 having an outer ring rolling surface on an inner peripheral surface are disposed concentrically, and are interposed between the inner ring rolling surface and the outer ring rolling surface. It is comprised by the several rolling element 4 and the holder | retainer and seal member which abbreviate | omitted illustration. Lubricating grease 5 is sealed at least around the rolling element 4.
[0039]
Among the lubricating greases 5, the mixed grease of the fluorine-based lubricating grease and the first urea-based lubricating grease is excellent in heat resistance and durability, and thus can be suitably used for a rolling bearing used for an electrical accessory or a fixing roller. .
[0040]
【Example】
Reference Example 1 Preparation of Grease 1 Perfluoropolyether oil (DuPont brand name, Krytox 240AC) 67% by weight and fluororesin powder (DuPont brand name, Vidax) 33 wt. % And stirring, a semi-solid grease 1 which is “a grease using a fluororesin powder as a thickener and perfluoropolyether oil as a base oil” was passed through a roll mill.
[0041]
Reference Example 2: Preparation of Grease 2 Aromatic ester oil (trade name, Prover T90 manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) is dissolved in 88% by weight of 1 mol of diisocyanate and the remaining half of 2 mol of the entire grease. After the monoamine was dissolved and added to the above half amount of the base oil with stirring, the reaction was continued for 30 minutes at 100 to 120 ° C., and 12% by weight of the urea compound was extracted into the base oil. Thereafter, it was passed through a roll mill to obtain a semi-solid grease 2 which was “a grease using a urea compound as a thickener and a synthetic oil as a base oil”.
[0042]
Reference Example 3: Preparation of Grease 3 Alkyl diphenyl ether oil (trade name, Moresco LB100, Kinematic viscosity 97mm ² / s (at 40 ° C)) made by Matsumura Oil Co. Dissolve the diisocyanate, dissolve 2 moles of monoamine in the remaining half and add to the above half of the base oil with stirring, then continue to stir at 100-120 ° C for 30 minutes to react with 23% by weight of the urea compound. Fold out. Thereafter, it was passed through a roll mill to obtain a semi-solid grease 3 which was “a grease using a urea compound as a thickener and a synthetic oil as a base oil”.
[0043]
Reference Example 4: Preparation of Grease 4 Polyolefin oil (trade name, Mitsui Chemicals, Lucant HC-20, kinematic viscosity 155 mm ² / s (at 40 ° C)) 82% by weight of 1 mole of diisocyanate with respect to the entire grease 2 mol of monoamine was dissolved in the remaining half and added to the above half of the base oil with stirring. The mixture was then allowed to react at 100 to 120 ° C. for 30 minutes with stirring, and 18% by weight of the urea compound was added to the base oil. Folded out. Thereafter, it was passed through a roll mill to obtain a semi-solid grease 4 which was “a grease using a urea compound as a thickener and a synthetic oil as a base oil”.
[0044]
Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 6
Each grease was mixed and stirred at the ratio shown in Table 1 to obtain a lubricating grease. The blending ratio is weight% with respect to the whole grease. In Example 1, an amine-based rust preventive additive based on mineral oil is added.
The greases of Comparative Examples 1 to 4 were prepared in Reference Examples 1 to 4. In Comparative Examples 5 and 6, the greases were mixed and stirred at the ratios shown in Table 1 to obtain mixed greases.
The blending degree, dropping point, and cost per volume of the obtained mixed grease were calculated with Comparative Example 1 as 1. The results are shown in Table 1.
In addition, about 5g of grease was collected in a 50ml glass beaker compliant with Japanese Industrial Standards (JIS) R3503, and a hot air circulation thermostat set at 200 ° C (internal volume: 90 liters, air volume: 5.1 m ³ / Min., Wind speed: 0.42m / sec) and measured for evaporation for 250 hours.
[0045]
Bearings washed with petroleum benzine 6204ZZ were filled with the lubricating greases of each example, which was 38% of the total space volume, to produce rolling bearings. The obtained rolling bearing was evaluated in a high temperature durability test.
In the high temperature durability test, the bearing was rotated at a radial load of 67N, a thrust load of 67N, a rotation speed of 10000rpm, and an atmospheric temperature of 200 ° C, and the time until the motor stopped due to overload was measured. The results are shown in Table 1.
[0046]
Further, a rolling bearing was produced by enclosing the lubricating grease of each example, which was 44% of the total space volume, in a bearing 30204 cleaned with petroleum benzine. The obtained rolling bearing was conditioned at a thrust load of 98 N, a rotation speed of 1800 rpm, and room temperature, immersed in 1% saline for 10 seconds, and observed for 48 hours at 40 ° C. to observe the generation of rust. The rust was observed by dividing the outer ring rolling surface into 32 equal parts in the circumferential direction, counting the rusted sections and expressing them in percentage. The results are shown in Table 1.
[0047]
[Table 1]

As shown in Table 1, the lubricating greases of Examples 1 to 3 were excellent in the high temperature durability test and low in cost.
[0052]
【The invention's effect】
The lubricating grease of the present invention is a mixed grease of a fluorine-based lubricating grease and a urea-based lubricating grease. Since the evaporation amount is 15% by weight or less, a lubricating grease having excellent high-temperature durability and low cost can be obtained.
As a result, a rolling bearing that can be used for an electrical accessory, a fixing roller, or the like is obtained by enclosing the lubricating grease.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a small diameter rolling bearing.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rolling bearing 2 Inner ring 3 Outer ring 4 Rolling element 5 Lubrication grease

Claims

パーフルオロポリエーテル油を基油とし、フッ素樹脂粉を増ちょう剤とするフッ素系潤滑グリースと、炭素数 7 〜 22 の脂肪族一価アルコールと芳香族多価カルボン酸とのエステル油を基油とし、ウレア化合物を増ちょう剤とするウレア系潤滑グリースとの混合グリースであり、
該混合グリースは、前記ウレア系潤滑グリースが混合グリース全体に対して 30〜75 重量％配合されてなり、
該混合グリースを 200℃で 250 時間放置したときの蒸発量が 15 重量％以下であることを特徴とする潤滑グリース。Fluorine-based lubricating grease with perfluoropolyether oil as base oil and fluorine resin powder as thickener, and ester oil of aliphatic monohydric alcohol with 7 to 22 carbon atoms and aromatic polycarboxylic acid as base oil And a grease mixed with a urea-based lubricating grease containing a urea compound as a thickener,
The mixed grease contains 30 to 75% by weight of the urea-based lubricating grease with respect to the entire mixed grease.
Lubricating grease characterized in that the amount of evaporation when the mixed grease is left at 200 ° C. for 250 hours is 15% by weight or less.

同心に配置される内輪および外輪と、この内輪および外輪間に介在する複数の転動体と、この転動体の周囲に潤滑グリースが封入されてなる転がり軸受であって、
前記潤滑グリースが請求項１記載の潤滑グリースであることを特徴とする転がり軸受。An inner ring and an outer ring arranged concentrically, a plurality of rolling elements interposed between the inner ring and the outer ring, and a rolling bearing in which lubricating grease is sealed around the rolling elements,
The rolling bearing according to claim 1, wherein the lubricating grease is the lubricating grease according to claim 1 .

同心に配置される内輪および外輪と、この内輪および外輪間に介在する複数の転動体と、この転動体の周囲に潤滑グリースが封入されてなる転がり軸受であって、
前記潤滑グリースが請求項１記載の潤滑グリースであり、電装補機または定着ローラに使用されることを特徴とする転がり軸受。An inner ring and an outer ring arranged concentrically, a plurality of rolling elements interposed between the inner ring and the outer ring, and a rolling bearing in which lubricating grease is sealed around the rolling elements,
The lubricating grease is a lubricating grease according to claim 1, the rolling bearing, characterized in that for use in the electric accessory or fixing roller.