JPH03231993A - 低騒音ウレアグリース組成物の製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、低騒音を要求される軸受に用いられるウレア
グリース組成物の製法に関するものである。

［従来の技術とその問題点〕 近年の技術発展とユーザーの高級指向から家庭電気製品
、ＯＡ機器、さらには自動車部品などにおいては、その
本来的な機能向上とともに耳障りな騒音の低減が課題と
なっている。

この様な機器類の騒音の発生源の１つとして、モーター
など回転装置の回転軸を支えている軸受が挙げられる。

この軸受から発生する音は、他の部分から発生する音と
一緒になって機器全体の騒音レベルを押し上げる車にな
る。この軸受騒音の原因としては、軸受の加工組立精度
、取り付は精度の問題、潤滑剤として使用するグリース
中の異物や増稠剤粒子の影響が挙げられるが、近年、問
題となっているのは潤滑グリースに起因する騒音である
。すなわち、軸受の転動体と転走面の間の微小すき間に
侵入した潤滑グリース中の異物や増稠剤粒子がくだけた
り、つぶれたりする時に軸受を振動させ、それが軸受の
騒音として現われる。

低騒音を要求される軸受には、異物混入防止のため厳密
に管理された製造工程により製造されるリチウム石鹸グ
リースが広く用いられているが、近年の使用条件の過酷
化により高温でも長期間安定な性能を発揮するグリース
が求められるようになってきた。

この様な要求に対して、リチウム石鹸グリースに比べて
高温でも安定なゲル構造を有するウレアグリースを用い
ようという試みがなされているが、ウレアグリースはそ
の増稠剤粒子の性質上、軸受騒音を発生させやすく、低
騒音を要求される軸受にはほとんど普及していない。

本発明者らは、まずウレアグリースによる軸受騒音発生
の原因を究明するため市販ウレアグリースに関して分析
した結果、グリース中のウレア化合物の単位粒子（また
は単位繊維、以下間）の長径（または繊維長さ）は、大
きくても１０ル■程度でほとんどが５ＪＬｆｆＩ以下で
あるにもかかわらず、その単位粒子が集まった２０〜２
００４ｍ程度の凝集体が多数存在し、この凝集体が軸受
騒音の原因である事を突きとめた。

また、下記に示すアミン類、ジイソシアネート類、基油
者々の組合せについて、アミンとジインシアネートの反
応により生成するウレア化合物と基油の重量比が１０対
８０になるような配合を作成し、アミンの基油溶液とジ
イソシアネートの基油溶液を混合して反応させ、１７０
℃まで加熱攪拌処理を行ない、室温まで放冷後、三木ロ
ールミルで仕上げ処理するという一般的な製法により試
作して分析を行なった結果、全ての試作グリースにおい
て２０〜２００　ｐ−ｒｓ程度の凝集体が多数存在する
事を確認した。

アミン類 ｎ−プロピルアミン、　イソプロピルアミンｎ−ブチル
アミン　　　イソジチルアミンＳ−ブチルアミン　　　
ｎ−ペンチルアミン３−メチルブチルアミン、ｎ−へブ
チルアミンｎ−オクチルアミン、　ｎ−テトラデシルア
ミンｎ−ドデシルアミン、　２−エチルヘキシルアミン
ｎ−ヘキサデシルアミン、ｎ−オクタデシルアミンアニ
リン　　　　、　４−ビフェニルアミンｐ−フェネチジ
ン　、　ｐ−アニシジンｐ−ドデシルアニリン、シクロ
ペンチルアミンシクロヘキシルアミ乙 ジヒドロアビエチルアミン。

３．５，５４リメチルヘキシルアミン ジイソシアネート類 １．５−ナフチレンジイソシアネート ４．４′−ジフェこルメタンジイソシアネート２．４′
〜　トリレンジイソシアネート３．３′−ジメチル−４
，４′−ビフェニレンジイソシアネート ヘキサメチレンジイソシアネート 基　袖 α−オレフィンオリゴマー（４０℃動粘度３０ｃＳｔ）
パラフィン系鉱油　　　　（４０℃動粘度８７ｃ！Ｊｔ
）ジメチルシリコーン　　（２５℃動粘度２００ｃＳｔ
）ペンタエリスリトールテトラエステル （４０℃動粘度３１ｃＳｔ） さらに、ｎ−オクチルアミンと４，４′−ジフェニルメ
タンジイソシアネートをパラフィン系鉱油（４０℃動粘
度ｆ３７ｃｓｔ）中で反応させたグリース、シクロヘキ
シルアミンと４．４′−ジフェニルメタンジイソシアネ
ートをペンタエリスリトールテトラエステル（４０℃動
粘度３１ｅｓｔ）中で反応させたグリース２種類につい
て製造工程中における凝集体の変化を調べた結果、２＃
類共に反応時点ですでに凝集体が存在しており、工程の
移行に伴って多少の増減はあるものの消失しない事を確
認した。

工程中でこの凝集体を減らす効果があったのは３本ロー
ルミルで、２０回通過させると約５０％程度減る事がわ
かった。さらに１００回通過させても若干の減少は認め
られるが完全に消失するわけではなく、また、この様な
方法は過大な時間と労力を要し、実用には供し難い。他
の仕上げ処理方法としてホモジナイザー処理、ボールミ
ル処理、コロイドミル処理を試みたが、顕著な効果は得
られなかった。

［問題を解決するための手段］ 以−にの様に、機械的処理では限界があることから種々
の方法を考案し、試みた結果、融点２３０℃以下のウレ
ア化合物と基油からなる混合物を加熱してウレア化合物
を基油に溶解させ、次いでこの溶液を毎秒５℃以上の速
度で冷却する事により、２０ｇｍ以上の凝集体をなくす
事に成功した。この方法により、粒子長径（または繊維
技さ）５１Ｌ■以下の微細ウレア化合物結晶の均一な分
散系が得られ、市販リチウム石鹸グリースに優る低騒音
性能を有する事が明かになった。

本発明に使用するウレア化合物は次の一般式で示される
。

Ｒｌ−Ｎ）ＩＣＯＮＨ−Ｒ２−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ３［式
中、Ｒ１およびＲ３は炭素数８〜１８の飽和アルキル基
を、Ｒ２はトリレン基、ジフェニルメタン基またはジメ
チルビフェニレン基を表わす。１この式でＲ１およびＲ
３の炭素数が７以下のウレア化合物並びに、Ｒ１および
Ｒ３にフェニル基、シクロアルキル基を含むウレア化合
物は、融点が２３０℃を超え、基油の引火点以上に加熱
しなければならない場合もあり危険であるため、また、
融点以上に加熱しても基油に溶解しない場合もあるため
本発明には適さない。すなわち本発明に使用するＪ−記
構造のウレア化合物の融点は２３０℃以下である。また
Ｒ１およびＲ３の炭素数が１８を超える化合物は、原料
となる長鎖のモノアミンを経済的価格で入手する事が難
しいので実用には適さない。Ｒ２は原料であるジイソシ
アネートの炭化水素部分であり、本発明に用いる事がで
きるジイソシアネートは次の４種類である。

２．４−トリレンジイソシアネート ２．８−トリレンジイソシアネート ４．４′−ジフェニルメタンジイソシアネート３．３′
−ジメチル−４，４′−ビフェニレンジイソシアネート 本発明のウレアグリース組成物において、増稠剤である
ジウレア化合物の含有量は２〜３０重量％、好ましくは
５〜２５重量％である。ジウレア化合物の含有量が２重
量％未満の場合には、増稠効果が少なくグリース状には
ならず、また、３０重量％を超えるとグリースは硬くな
りすぎて十分な潤滑効果が得られない。

本発明に用いる基油は一般に知られている潤滑油であり
、鉱油、α−オレフィンオリゴマー、シリコーン油、ジ
エステル油、トリエステル油、テトラエステル油、フッ
素油、リン酸エステル油、ヒマシ油、フェニルエーテル
油、アルキルナフタレン、アルキレングリコール等であ
る。

本発明のウレアグリースには、その目的とする性質を損
ねることなしに、さらにその性能を向上させるため本来
の成分とは別に、酸化防止剤、防錆剤、極圧剤など各種
添加剤を加える事ができる。

また、本発明において、ウレア化合物と基油よりなる溶
液を冷却する速度は、毎秒５℃以上、好ましくは毎秒１
０℃以上である。毎秒５℃以上であれば、途中で冷却速
度が変化しても差し支えない。毎秒５℃未満の速度で冷
却した場合には、２０＃Ｌ１１以上の凝集体ができやす
く本発明には適さない。

本発明に用いる冷却装置は、所望の冷却速度が得られる
装置であれば特に限定されない。例えば下から水道水を
スプレーして冷却しているステンレス板上に溶液を連続
的に流し込むなどの方法により所望の冷却速度が得られ
る。

本発明の製法は、高温で基油中にばらばらに分散したウ
レア化合物の分子を急速に冷却して結晶化する温度を素
早く通過させる事により、ウレアグリース特有の結晶同
士の凝集を防ぐものである。溶液をゆっくり冷却した場
合には、ウレア化合物が結晶化する温度付近で、結晶化
したウレア化合物と基油に溶解したウレア化合物が混在
する状態となり、後者が先に結晶化したウレア化合物に
からまる形で結晶化しやすいため巨大な凝集体が生成す
ると考えられ、グリース全体を急速に均一に冷却する事
によりこれを防ぐ事ができる。

本発明の第２の製法は、低融点ウレア化合物と基油より
成る混合物を溶解急冷して得られる低騒音ウレアグリー
スを高温でも安定なゲル構造を保つグリースにする事に
ある。低融点ウレア化合物を増稠剤としたグリースは当
然ながら滴点試験（ＪＩＳ、Ｋ　２２２０５．４）では
２３０℃以下で滴下してしまう。また、少しずつ温度を
」二げていくと１６０℃以上ではほとんど液状になって
しまい、現実的には１５０℃以下の温度でしか使用でき
ない。本発明者らは、この点を改良する目的で研究を重
ねた結果、本発明の第１の製法により得られたグリース
組成物を、２種類以上混合することによって、滴点が高
くなる事を見いだし、目的とする１５０℃以１−の高温
で使用しても安定なゲル構造を有する低騒音ウレアグリ
ースを完成するに至った。

すなわち、融点が２３０℃以下の低融点ウレア化合物と
基油より成る組成物を溶解急冷して得られる低騒音ウレ
アグリースのうち、ウレア化合物の異なるもの２種類以
上を任意の割合で混合する事により、滴点が高く高温で
も安定なゲル構造を有する低騒音ウレアグリースが得ら
れる。グリース１ の混合比としては、混合された２種類のグリースの増稠
剤の重量比が１対９９になるような混合比でも滴点の上
Ｒは認められるが、２５０℃以上の滴点を有するグリー
スを得るには、異なる増稠剤の重量比が５〜９５対８５
〜５になるような混合比が望ましい。このように混合す
る事によって滴点が高くなる理由は、各々のウレア化合
物が相互にゲル構造を補強し合うためと考えられるが、
理論的解明をするまでには至っていない。

［実施例］ 本発明を以下の実施例、比較例により具体的に説明する
。ここで実施例、比較例に用いる略語、用語、試験方法
は以下の通りである。

■ＴＤＩ ２．４−１−リレンジイソシアネート ■ＭＤＩ ４．４′−ジフェニルメタンジインシアネート■ＴＯ［
ｌ　Ｉ ３．３′−ジメチル−４，４′−ビフェニレンジイソシ
アネート ２ ■鉱油 パラフィン系精製鉱油　４０℃動粘度８７ｃＳｔ■エス
テル ペンタエリスリトールテトラエステル ４０℃動粘度３１ｃＳｔ ■溶液温度 ウレア化合物が基油に完全に溶解している溶液を冷却１
程に移す時の温度 ■モ均冷却温度 冷却玉梓において溶液を室温付近まで冷却する速度の平
均値。例えば２００℃から２０℃まで５秒間で冷却する
とすると平均冷却速度は３６℃／ｓｅｅとなる。

■稠　度 ＪＩＳ　Ｋ　２２２０５．３による。

■滴　点 ＪＩＳ　Ｋ　２２２０５．４による。

［相］凝集体の個数 きょう雑物試験（ＪＩＳ　Ｋ　２２２０５．９）を応用
し、スライドガラスにグリースを塗布し、カバーガラス
をかぶせてグリース膜厚を３０ｐｍにし、光学顕微鏡（
倍率ｉｏｏ倍）で観察し、０．４ｆＩ１ｍＸ０．８４℃
１ｍの枠内にある２０ＩＬ■以上の大きさの凝集体を数
える。

■アンゾロン値 アンゾロンメーターはころがり軸受の振動測定器として
広く使用されており、軸受の内輪を回転させ、スラスト
荷重を負荷した外輪の振動をアンゾロンという単位で指
示する装置である。本発明ではベアリング６２００、グ
リース充てん量０．３０ｇ、ベアリング内輪回転数１８
０Ｏｒ、ｐ、ｍ　、スラスト荷重２．０ｋｇという試験
条件で１分間ベアリングを回転させ、１分後の旧ｇｈ　
Ｂａｎｄ（１８００〜１００００Ｈｚ）における指示値
をアンゾロン値として読み取る。

以下の製造方法により実施例１〜１１のグリースを得た
。基油繕量にインシアネートを加熱溶解した溶液と残り
の基油にアミンを加熱溶解した溶液を７０〜１００℃の
温度で混合して反応させ、攪拌しながら加熱を行ない均
一な溶液となった時点で下から水道水をスプレーし続け
ているステンレス製容器に流しこんで冷却し、室温付近
まで冷えてから３本ロールミルを２回通過させた。冷却
時の温度変化はステンレス製容器内に熱電対を取りつけ
、記録計に接続して測定し、平均冷却速度はこの温度変
化記録から算出した。実施例１−１１のグリースは滴点
は市販リチウム石鹸グリース並みであるが、２０弘脂以
上の凝集体が全く存在せずアンゾロン値は１１．０〜１
４．０であり、比較例８〜１１に示す市販ウレアグリー
ス、市販低騒音リチウム石鹸グリースより優れた低騒音
性能を有していることが明かである。

実施例１２．１３は実施例７と同一配合で製造し平均冷
却速度を変えたものである。実施例１２は平均冷却速度
１３℃／ｓｅｃ、実施例１３は平均冷却速度１５３℃／
ｓｅｅであり、平均冷却速度５４℃／ｓｅｃの実施例７
と比較してほぼ同程度の低騒音性能を有している。従っ
てこの範囲で平均冷却速度を変えても低騒音性能には影
響がないことがわかる。

実施例１４は実施例１と実施例４を増稠剤の重量５ 比が９９：１になるように混合して３本ロールミルを２
回通過させて得たグリースである。このグリースは滴点
２３０℃、２０ル履以上の凝集体の個数０、アンゾロン
値１２．５であった。

実施例１５は実施例１と実施例４を増稠剤の重量比が９
５：５になるように混合し３本ロールミルを２回通過さ
せて得たグリースである。このグリースは滴点２５４℃
、２０用■以上の凝集体の個数Ｏ、アンゾロン値１２．
５であった。

実施例１６は実施例１と実施例４を増稠剤の重量比が８
５　：　３５になるように混合し３本ロールミルを２回
通過させて得たグリースである。このグリースは滴点２
７２℃、２０ｐＬ１１以上の凝集体の個数Ｏ、アンゾロ
ン値１２．５であった。

実施例１７は実施例１と実施例４と実施例２を増稠剤の
重量比が３７．７　：　２８．３　：　３４．０になる
ように混合し３本ロールミルを２回通過させて得たグリ
ースである。このグリースは滴点２８１℃、２０弘膓以
上の凝集体の個数Ｏ、アンゾロン値１２．５であった。

６ 実施例１５，１［１，１７は高滴点であるためリチウム
石鹸グリースでは使用できない１５０℃以北の温度でも
使用でき、かつ市販ウレアグリース、市販低騒音リチウ
ム石鹸グリースに優る低騒音性能を有する極めて有用な
グリースである。

比較例１．２はそれぞれｎ−ブチルアミン、ｎ−ヘプチ
ルアミンを用いているため、ジイソシアネートとの反応
により生成したウレア化合物のＲ１、Ｒ３の炭素数が７
以下である。実施例１〜１１と同じ製造方法により得ら
れたこのグリースはどちらも２３０℃では増稠剤が基油
に溶解しないため５℃／ｓｅｃ以上の速度で急冷しても
２０Ｊｉ、■以上の凝集体が存在しアンゾロン値はそれ
ぞれ３８．０．２７．０と大きな値である。

比較例３，４はそれぞれシクロヘキシルアミン、ｐ−フ
ェネチジンを用いているため、ジイソシアネートとの反
応により生成したウレア化合物のＲ１、Ｒ３にシクロア
ルキル基、またはフェニル基を含有している。実施例１
〜１１と同じ製造方法により得られたこのグリースはど
とらも２３０℃では増稠剤が基油に溶解しないため、５
℃／ｓｅｅ以上の速度で急冷しても２０ｐｍ以上の凝集
体が存在し、アンゾロン値はそれぞれ２６．０．４６．
０と大きな値である。

比較例５は実施例２と同一配合で反応させた後、加熱攪
拌を１７０℃で止め、５６℃／ｓｅｅの速度で冷却後、
３本ロールミルを２回通過させるという製造方法により
得られたグリースである。このグリースはウレア化合物
を基油に完全には溶解させなかったため、２０ｕＬ＋＊
以上の凝集体が存在し、アンゾロン値も３３．０と大き
な値である。

比較例６．７は実施例２と同一配合で反応させ、加熱攪
拌を行ない、２２３℃でウレア化合物を基油に完全に溶
解させた後、それぞれ平均冷却速度２．４℃／ｓｅｃ、
４．１　”Ｃ／ｓｅｃで冷却し、３本ロールミルを２回
通過させるという製造方法により得られたグリースであ
る。このグリースは平均冷却速度が５℃／ｓｅｃ未満で
あるため、２０７ｚｍ以上の凝集体が存在し、アンゾロ
ン値は、どちらも２４．０と大きい。

比較例８ ９は市販ウレアグリース、 比較例 １０．１１ は市販低騒音リチウム石鹸グリースである。

９ 特開平３−２３１９９３　（７） ユ９ ［発明の効果］ 本発明に係る低騒音ウレアグリース組成物の製法により
、ウレアグリースの特徴である高温安定性を損なう事な
く、その増稠剤であるジウレア化合物粒子の２０１Ｌ■
以上の凝集体が存在せず、粒子長径（またはＩｍ酸長さ
）５終薦以下の微細なジウレア化合物結晶が均一に分散
したウレアグリース組成物を得ることに成功した。

得られた低騒音ウレアグリース組成物は、市販低騒音リ
チウム石鹸グリースに優る低騒音性能および高温安定性
を有する事が確認された。

すなわち、本発明に係る低騒音ウレアグリース組成物の
製法は、従来の低騒音リチウム石鹸グリースより耐熱性
、耐久性の優れた低騒音ウレアグリースを提供できると
いう効果を有する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一般式 Ｒ１−ＨＨＣＯＮＨ−Ｒ２−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ３［式中
   、Ｒ１およびＲ３は炭素数８〜１８の飽和アルキル基を
   、Ｒ２はトリレン基、ジフェニルメタン基またはジメチ
   ルビフェニレン基を表わす。］ で示されるウレア化合物２〜３０重量％と基油９８〜７
   ０重量％からなる混合物を１７０〜２３０℃に加熱しウ
   レア化合物を基油中に完全に溶解させる第１工程と、第
   １工程の後、毎秒５℃以上の速度で冷却する第２工程と
   からなることを特徴とする低騒音ウレアグリース組成物
   の製法。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の製法により得られた
   グリース組成物を、２種類以上混合することにより、高
   温においても安定なグリース組成物を得ることを特徴と
   する低騒音ウレアグリース組成物の製法。