JPH0768537B2 - 大型竪型ころ軸受用ウレアグリース組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、大型竪型ころ軸受用ウレアグリース組成物に
関する。更に詳しくは、ころの直径が20mm以上の大型な
竪型ころ軸受を潤滑するためのウレアグリース組成物に
関する。さらに詳しくは、ころの直径が20mm以上のころ
軸受を潤滑する為のグリース組成物に関する。

従来の技術 製鉄所でスラブを製造する場合、連続鋳造機を使ってい
る。この連続鋳造機を停止すると非常に非能率となるの
で、出来るだけ連続して幅広のスラブを製造し、幅狭の
スラブはサイジングミルで幅狭に圧延して作る。このサ
イジングミルには竪型カリバーロールが使われている。

このカリバーロールは上下に大型竪型ころ軸受が使用さ
れており、各軸受の上部に集中給油設備でグリースが0.
5〜３時間間隔で集中給脂されている。このグリースは
一般に圧延機に使用されている、ちょう度No.0〜２号の
一般的なウレア基グリース、リチウム石けん基グリー
ス、アルミ複合石けん基グリース、カルシウム複合石け
ん基グリース、カルシウム石けん基グリースである。こ
れらのグリースを大型竪型ころ軸受に使用する場合、集
中給脂設備を使用しているが、運転をはじめると短時間
内に下方に垂れ落ちるので、短時間毎に給脂しないと、
上部の潤滑部分にグリース切れが起きかなりの頻度で軸
受にかじりや剥離が生じる。一方短時間毎に給脂を行う
為、下方に相当量の使用後グリースが垂れ落ち、冷却水
と共に流れ、水処理に大きな問題を提起する他、更に給
脂設備の保全に大きな留意を要するなどの問題があり、
従来のグリースよりも軸受でのグリース保持性が格段に
優れ、一回の充填で長期間良好な潤滑が保てるグリース
が要求されていた。また形鋼の竪型ころ軸受でも同様の
問題がある。

発明が解決しようとする課題 本発明者らはかかる実情に鑑み、鋭意研究を重ねた結
果、軸受定期分解洗浄点検時にグリースを充填し、圧延
機組み込み後、次回の組み替え迄軸受にグリースを給脂
する必要のない大型竪型ころ軸受用ウレアグリース組成
物を発見した。

課題を解決するための手段 本発明の手段は、次の２つの特徴を有する。

．基油として粘度が100℃で10〜35cStの鉱油と、この
鉱油100重量％に対して、４〜12重量％のウレア系増ち
ょう剤と、３〜６重量％の平均分子量20,000〜100,000
の水素化スチレン−イソプレン共重合体と、平均分子量
1,500〜5,000の酸化変性ポリオレフィンとを主成分と
し、前記水素化スチレン−イソプレン共重合体と酸化変
性ポリオレフィンとを合計量で４〜８重量％含有せしめ
且つこの合計量に対する前記水素化スチレン−イソプレ
ン共重合体の配合割合を50〜86％にしたことを特徴とす
る大型竪型ころ軸受用ウレアグリース組成物。

．基油として粘度が100℃で10〜35cStの鉱油と、この
鉱油100重量％に対して、４〜12重量％のウレア系増ち
ょう剤と、３〜６重量％の平均分子量20,000〜100,000
の水素化スチレン−イソプレン共重合体と、平均分子量
1,500〜5,000の酸変性ポリオレフィンとを主成分とし、
前記水素化スチレン−イソプレン共重合体と酸変性ポリ
オレフィンとを合計量で４〜８重量％含有せしめ且つこ
の合計量に対する前記水素化スチレン−イソプレン共重
合体の配合割合を50〜86％にしたことを特徴とする大型
竪型ころ軸受用ウレアグリース組成物。

本発明に使用する増粘着剤として用いる水素化スチレン
−イソプレン共重合物は平均分子量２万〜10万で通常潤
滑油の粘度指数向上剤として普通１〜２％添加して使わ
れているものである。

酸化変性ポリオレフィン、酸変性ポリオレフィン、は平
均分子量1,500〜5,000で炭素数２〜８のアルキル基、カ
ルボキシル基、ケト基、アルデヒド基、水素基、アルキ
ルカルボキシル基またはその無水物が結合しているもの
を用いる。例えばマレイン酸、フマル酸、イタコン酸、
ハイミック酸などの不飽和多価カルボン酸またはこれら
の酸無水物、アルキルエスエルなどの不飽和多価カルボ
ン酸化合物をポリオレフィンにグラフト化させる変性な
どを言う。上述の酸化変性ポリオレフィンおよび酸変性
ポリオレフィンは従来主として各種樹脂の内部潤滑用、
印刷インキまたは塗料の耐摩耗添加剤、自動車または床
のつや出し剤および繊維加工補助材などとして用いられ
ている。

本発明はウレアグリースにこれらの増粘着剤を４〜８％
添加混合して得られる。本発明の増粘着剤の添加量の合
計が４％以下では添加量が少なすぎて増粘着効果が少な
く付着が悪く軸受けから垂れ落ちやすくなり、８％を越
え添加するとグリースが硬くなり、必要なちょう度のN
o.2を維持しようとすると増ちょう剤の割合を少なくし
なければならず、グリース本来の必要性能である機械安
定性（軟化しにくさ）や耐高温性などが悪くなるので本
発明のグリース組成物には増粘着剤はグリース中に４〜
８％含有する様添加される。静的な短時間の試験では
（１）のみでも付着性は良くなるが、（１）は分子量が
大きい為、これだけを多く加えるとグリースの機械的安
定性が低下する傾向があり（２）との併用でこれを改善
することができ、長時間使用中の性能低下を防ぐ効果を
期待出来る。（２）だけではたれ落ち性の改善効果が十
分でない。

即ち、本発明における、増粘着剤としては、本発明の実
施例にも記載の通り、平均分子量20,000〜100,000の水
素化スチレン−イソプレン共重合体３〜６重量％に、平
均分子量1,500〜5,000の酸化変性ポリオレフィン又は酸
変性ポリオレフィンを配合して４〜８重量％含有せしめ
且つ前記水素化スチレン−イソプレン共重合体と酸化変
性ポリオレフィン又は酸変性ポリオレフィンの合計量に
対する水素化スチレン−イソプレン共重合体の配合割合
を50〜86％とすることが最も好ましい。

なお、本発明のグリース組成物には極圧添加剤、防錆
剤、腐食防錆剤などの添加剤を添加することが出来る。

以下に本発明の実施例に基づいて説明する。

実施例１ 4,4ジフェニルメタンジイソシアネート41.1部と鉱油（1
00℃での粘度が14.82cSt−以下実施例、比較１〜４例同
じ）450部を反応釜に入れ、撹拌しながら加熱し、50℃
にした。別の容器にオクチルアミン35.6部を上記鉱油35
0.0部を混合したものを前記反応釜に撹拌しながら入れ
て反応させた。別の容器に鉱油60部にステアリルアミン
8.3部を入れ加熱しながら撹拌し65〜70℃で溶解させた
ものを、前記反応釜に加えこれを撹拌しながら加熱し、
88〜95℃で30分保った後、さらに185℃にし、水素化ス
チレン−イソプレン共重合物（平均分子量45,000）30部
を加えた後30分撹拌した。その後冷却し140℃にし酸化
変性ポリオレフィン（平均分子量2500）20部を入れ、冷
却して130℃で酸化防止剤としてジフェニルアミン５部
を入れ撹拌し、更に80℃に冷却した後、反応釜からだし
ロールミルで処理し、ちょう度（25℃でのちょう度−以
下同じ）281のグリースを得、試料とした。

実施例２ 4,4ジフェニルメタンジイソシアネート38.7部と鉱油450
部を反応釜に入れ、撹拌しながら加熱し、50℃にした。
別の容器にオクチルアミン33.5部を上記鉱油350.0部を
混合したものを前記反応釜に撹拌しながら入れて反応さ
せた。別の容器に鉱油65部にステアリルアミン7.8部を
入れ加熱しながら撹拌し、65〜70℃で溶解させたもの
を、前記反応釜に加えこれを撹拌しながら加熱し、88〜
95℃で30分保った後、さらに185℃にし、水素化スチレ
ン−イソプレン重合物（平均分子量65,000）40部を加え
た後30分撹拌した。その後冷却し150℃にし酸変性ポリ
オレフィン（平均分子量3500）10部を入れ、冷却して13
0℃で酸化防止剤としてジフェニルアミン５部を入れ撹
拌し、更に80℃に冷却した後、反応釜からだしロールミ
ルで処理し、ちょう度285のグリースを得、試料とし
た。

実施例３ 4,4ジフェニルメタンジイソシアネート36.3部と鉱油450
部を反応釜に入れ、撹拌しながら加熱し、50℃にした。
別の容器にオクチルアミン31.4部を上記鉱油300.0部を
混合したものを前記反応釜に撹拌しながら入れて反応さ
せた。別の容器に鉱油110部にステアリルアミン7.3部を
入れ加熱しながら撹拌し65〜70℃で溶解させたものを、
前記反応釜に加えこれを撹拌しながら加熱し、88〜95℃
で30分保った後、さらに185℃にし、水素化スチレン−
イソプレン重合物（平均分子量65,000）40部を加えた後
30分撹拌した。その後冷却し150℃にし酸変性ポリオレ
フィン（平均分子量3500）20部を入れ、冷却して130℃
で酸化防止剤としてジフェニルアミン５部を入れ撹拌
し、更に80℃に冷却した後、反応釜からだしロールミル
で処理し、ちょう度277のグリースを得、試料とした。

実施例４ 4,4ジフェニルメタンジイソシアネート33.8部と鉱油450
部を反応釜に入れ、撹拌しながら加熱し、50℃にした。
別の容器にオクチルアミン29.3部を上記鉱油350.0部を
混合したものを前記反応釜に撹拌しながら入れて反応さ
せた。別の容器に鉱油55部にステアリルアミン6.9部を
入れ加熱しながら撹拌し65〜70℃で溶解させたものを、
前記反応釜に加えこれを撹拌しながら加熱し、88〜95℃
で30分保った後、さらに195℃にし、水素化スチレン−
イソプレン重合物（平均分子量65,000）50部を加えた後
45分撹拌した。その後冷却し150℃にし酸変性ポリオレ
フィン（平均分子量3500）20部を入れ、冷却して130℃
で酸化防止剤としてジフェニルアミン５部を入れ撹拌
し、更に80℃に冷却した後、反応釜からだしロールミル
で処理し、ちょう度275のグリースを得、試料とした。

実施例５ 4,4ジフエニルメタンジイソシアネート31.4部と鉱油450
部を反応釜に入れ、撹拌しながら加熱し、50℃にした。
別の容器にオクチルアミン27.2部を上記鉱油350.0部を
混合したものを前記反応釜に撹拌しながら入れて反応さ
せた。別の容器に鉱油60部にステアリルアミン6.4部を
入れ加熱しながら撹拌し65〜70℃で溶解させたものを、
前記反応釜に加えこれを撹拌しながら加熱し、88〜95℃
で30分保った後、さらに185℃にし、水素化スチレン−
イソプレン重合物（平均分子量65,000）60部を加えた後
30分撹拌した。その後冷却し150℃にし酸化変性ポリオ
レフィン（平均分子量3500）10部を入れ、冷却して130
℃で酸化防止剤としてジフェニルアミン５部を入れ撹拌
し、更に80℃に冷却した後、反応釜からだしロールミル
で処理し、ちょう度279のグリースを得、試料とした。

実施例６ 4,4ジフェニルメタンジイソシアネート24.2部と鉱油（1
00℃での粘度が14.82cSt）450部を反応釜に入れ、撹拌
しながら加熱し、50℃にした。別の容器にオクチルアミ
ン21.0部を上記鉱油350.0部を混合したものを前記反応
釜に撹拌しながら入れて反応させた。別の容器に鉱油50
部にステアリルアミン4.8部を入れ加熱しながら撹拌し6
5〜70℃で溶解させたものを、前記反応釜に加えこれを
撹拌しながら加熱し、88〜95℃で30分保った後、さらに
185℃にし、水素化スチレン−イソプレン重合物（平均
分子量65,000）60部を加えた後30分撹拌した。その後冷
却し150℃にし酸化変性ポリオレフィン（平均分子量350
0）20部を入れ、冷却して130℃で酸化防止剤としてジフ
ェニルアミン５部を入れ撹拌し、更に80℃に冷却した
後、反応釜からだしロールミルで処理し、ちょう度284
のグリースを得、試料とした。

比較例１ 4,4ジフェニルメタンジイソシアネート43.5部と鉱油450
部を反応釜に入れ、撹拌しながら加熱し、50℃にした。
別の容器にオクチルアミン43.5部を上記鉱油350.0部を
混合したものを前記反応釜に撹拌しながら入れて反応さ
せた。別の容器に鉱油55部にステアリルアミン8.8部を
入れ加熱しながら撹拌し65〜70℃で溶解させたものを、
前記反応釜に加えこれを撹拌しながら加熱し、88〜95℃
で30分保った後、さらに185℃にし、水素化スチレン−
イソプレン重合物（平均分子量45,000）20部を加えた後
30分撹拌した。その後冷却し150℃にし酸化変性ポリオ
レフィン（平均分子量3500）30部を入れ、冷却して130
℃で酸化防止剤といてジフェニルアミン５部を入れ撹拌
し、更に80℃に冷却した後、反応釜からだしロールミル
で処理し、ちょう度276のグリースを得、試料とした。

比較例２ 実施例４と同じ製法で水素化スチレン−イソプレン重合
物（平均分子量65,000）の添加量を20部に、酸変性ポリ
オレフィン（平均分子量3,500）の添加量を30部に変え
て、ちょう度271のグリースを得、試料とした。

比較例３ 実施例４と同じ製法で製造したが、4,4ジフェニルメタ
ンジイソシアネート29.0部を鉱油450部に撹拌溶解、オ
クチルアミン25.1部を鉱油350.0部に撹拌溶解、ステア
リルアミン5.9部を鉱油445部に撹拌溶解に変更した。水
素化スチレン−イソプレン重合物（平均分子量65,000）
30部に、酸変性ポリオレフィン（平均分子量3500）60部
に変更し、ちょう度270のグリースを得、試料とした。

比較例４ 実施例６と同じ方法で製法で製造したが、4,4ジフェニ
ルメタンジイソシアネート20.8部を鉱油450部に撹拌溶
解、オクチルアミン18.0部を鉱油350.0部撹拌溶解、ス
テアリルアミン4.2部を鉱油62部に撹拌溶解に変更し
た。水素化スチレン−イソプレン重合物（平均分子量4
5,000）80部、酸変性ポリオレフィン（平均分子量650
0）10部に変更し、ちょう度287のグリースを得、試料と
した。

比較例５ 市販ジウレア基グリースでちょう度275のグリースを
得、試料とした。

比較例６ 市販ポリウレア基グリースでちょう度291のグリースを
得、試料とした。

比較例７ 市販極圧アルミ複合石けん基グリースでちょう度318の
グリースを得、試料とした。

比較例８ 市販極圧リチウム基グリースででちょう度275のグリー
スを得、試料とした。

なお実施例１〜６、を通じ、増粘着剤の一部、または全
部をあらかじめ約５〜10倍の鉱油に加熱溶解しておき、
これを冷却工程の適当な時期に加えて製造することも出
来る。この場合4,4ジフェニルメタンジイソシアネー
ト、オクチルアミン、ステアリルアミンを溶解する鉱油
の部数を減じ、鉱油の全部数は変わらないようにする。

叙上の実験例、比較例の各試料グリースについてちょう
度、滴点、離油度、（JIS K 2200）および性能評価試験
を実施した。又実施例１、３及び比較例６、７を内径82
5mm、ころ小端直径30mmの４列円錐ころ軸受を竪型圧延
機に実際に使用し比較した。尚、この軸受けの回転数は
60rpmであった。

1.ちょう度、滴点、離油度試験。

JIS K 2220に従って試験を行った。その結果を第１表に
示す。ちょう度は試料が長期使用に適している２号ちょ
う度としたので、比較例７を除き全試料共２号ちょう度
とした。

適点は比較例８以外260℃以上で耐高温性が優れている
と判断される。比較例８の188℃はリチウム系の通常値
である。離油度は全試料共2.0％以下でグリースからの
油分離が少なく実施例は特に優れている。

2.シェルロールテスト ASTM-D1831のシェルロール試験機を用い80℃で24時間試
験し、試験前後のちょう度変化の大きさにより機械安定
性の良否を調べた。その結果を表に示す。特に軟化及び
硬化しないグリースがよい。定説はないが、No.2ちょう
度グリースの試験後の変化が70未満であれば良いと考え
られる。

比較例３、４などの増ちょう剤が少なく、増粘着剤の多
いグリースは軟化程度が大きくグリースの長期使用に対
して不十分とみとめられる。

また増粘着剤（１）の比率を多く添加したものは軟化す
る傾向が強い。

3.付着性垂れ落ち試験 厚さ3mm、300mm角の鉄板に10mmの厚みで30mmφ径のグリ
ースを張り付けた後、垂直に立て80℃の恒温槽に入れ垂
れ落ち性を調べた。200mm落下するまでの時間で評価し
た。実施例１〜６と比較例４は120分以上であり、他の
比較例１〜３、５〜８より非常に垂れ落ちないグリース
であった。

4.軸受内グリース保持性試験 急勾配型円錐ころ軸受け（内径70mm、外径150mm、幅38m
m）の外輪を軸受箱に固定し、内輪を２個の支持軸受で
支えられた回転軸に固く嵌め込み、軸受に60±1gの供試
グリースを充填した後、3000Kgのスラスト荷重を加え75
0rpmで回転試験を行った。

この回転速度は実装置圧延機の大型軸受の周速とほぼ等
しくやや上回る周速を与えるものであり、スラスト荷重
は実装置大型軸受の最高使用温度レベルである70℃〜80
℃と、この保持性試験の温度をほぼ同レベルにするため
に定めたものである。またグリース充填量は軸受ころ保
持器幅間の空間容積のほぼ85％に相当する量である。こ
の回転速度、荷重、温度条件で軸受を回転すると、充填
されたグリースは内輪ところの回転により混和されると
共に温度上昇により流動しやすくなり、遠心力により軸
受のころ大端側から押し出される。この状況は実装置軸
受の場合と同様であり、軸受内に残存保持される割合の
多いグリースほど、実装置軸受けでも垂れおちて失われ
ることが少ないと判断できる。

10時間回転試験を行った後、主な実施例グリースおよび
比較例グリースについて軸受け内保持性を示すグリース
残存率を比較して表の下部に示した。

実施例１〜４は保持性が比較例５〜８などの約２〜３倍
になる実験結果が得られ短時間の評価ではあるがこの結
果は次の5.に示す実圧延機軸受けでのテスト結果とも第
１図に示すごとく、よく相関することが分かった。

5.実圧延機によるテスト 製鉄所の圧延機軸受けの定期点検時、実施例１、３、比
較例６、７の試料をそれぞれ１組の軸受けに16kg充填し
テストした。

比較例７は従来より使用していたもので、１ケの軸受に
時間毎に30g補給補充していたが、14日後軸受けを分解
点検した。軸受け上部はグリースが非常に少ない状態で
あった。又かなりの頻度で軸受にフレーキングなどの損
傷が経験されている。実施例１、３、比較例６を初充填
の16kgのみで、10日間連続運転したが、実施例１は軸受
けのころ全面にグリースが付着しており、軸受け金属面
が見えない状態で、さらにそのまま使用出来る状態であ
った。さらに30日目、60日目に分解点検したが使用可能
であった。実施例３は150日間（累計圧延量45万屯×３
回＝125万屯相当）使用出来た。比較例５は15日目の分
解点検で軸受け転送面の外側、間座にグリースが溜ま
り、転走面には少ない状態であった。そのまま使用する
には少々不安の状態と判断された。

発明の効果 本発明のグリース組成物は垂れ性試験の結果より非常に
垂れにくい事が分かり、又軸受内保持性試験でも良好で
あり、さらに実機テストでも頭記の用途に対し、垂れな
くて軸受けに良く付着する非常に優秀な性能のグリース
組成物であり、軸受損傷の防止、使用量の低減、メンテ
ナンスの軽減に有効であることが証明された。

【図面の簡単な説明】

第１図は軸受内残量と初充填のみで運転できた回数の相
関を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｍ 115:08 143:18 143:08） Ｃ１０Ｎ 20:02 20:04 30:02 40:02 50:10 60:04 (72)発明者 佐々木 中道 山口県下関市彦島弟子待町１―８―１ 日 本グリース株式会社下関工場内 (72)発明者 有冨 耕一郎 大阪府大阪市北区茶屋町18−21 日本グリ ース株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−80493（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−125794（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基油として粘度が100℃で10〜35cStの鉱油
   と、この鉱油100重量％に対して、４〜12重量％のウレ
   ア系増ちょう剤と、３〜６重量％の平均分子量20,000〜
   100,000の水素化スチレン−イソプレン共重合体と、平
   均分子量1,500〜5,000の酸化変性ポリオレフィンとを主
   成分とし、前記水素化スチレン−イソプレン共重合体と
   酸化変性ポリオレフィンとを合計量で４〜８重量％含有
   せしめ且つこの合計量に対する前記水素化スチレン−イ
   ソプレン共重合体の配合割合を50〜86％にしたことを特
   徴とする大型竪型ころ軸受用ウレアグリース組成物。
2. 【請求項２】基油として粘度が100℃で10〜35cStの鉱油
   と、この鉱油100重量％に対して、４〜12重量％のウレ
   ア系増ちょう剤と、３〜６重量％の平均分子量20,000〜
   100,000の水素化スチレン−イソプレン共重合体と、平
   均分子量1,500〜5,000の酸変性ポリオレフィンとを主成
   分とし、前記水素化スチレン−イソプレン共重合体と酸
   変性ポリオレフィンとを合計量で４〜８重量％含有せし
   め且つこの合計量に対する前記水素化スチレン−イソプ
   レン共重合体の配合割合を50〜86％にしたことを特徴と
   する大型竪型ころ軸受用ウレアグリース組成物。