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WO2009104790A1 - グリース組成物及び軸受 - Google Patents

グリース組成物及び軸受 Download PDF

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WO2009104790A1
WO2009104790A1 PCT/JP2009/053168 JP2009053168W WO2009104790A1 WO 2009104790 A1 WO2009104790 A1 WO 2009104790A1 JP 2009053168 W JP2009053168 W JP 2009053168W WO 2009104790 A1 WO2009104790 A1 WO 2009104790A1
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grease composition
oil
bearing
grease
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PCT/JP2009/053168
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French (fr)
Inventor
亮 相田
今井　淳一
Original Assignee
協同油脂株式会社
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Publication date
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    • C10N2050/10—Semi-solids; greasy

Definitions

  • the present invention relates to a grease composition and a bearing, and more particularly, to a grease composition suitable for use in a rolling bearing for automobile electrical equipment and auxiliary equipment, and a rolling bearing for automobile electrical equipment and auxiliary equipment in which the grease composition is enclosed.
  • the seals used in bearings are mainly made of materials based on polyacrylic rubber (ACM), which has higher heat resistance than the conventional resin and rubber materials. It is coming. Under such circumstances, grease is required to have a long bearing lubrication life at high temperatures and to have excellent compatibility with a sealing material, that is, an ACM material.
  • ACM polyacrylic rubber
  • Patent Document 1 discloses a diurea compound represented by the following general formula as a thickener in a base oil containing an ether-based synthetic oil in an amount exceeding 50% by mass. A grease composition using is described.
  • R 1 represents a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 15 carbon atoms
  • R 2 and R 3 are the same or different groups, and are a cyclohexyl group, a cyclohexyl derivative group having 7 to 12 carbon atoms, or Represents an alkyl group having 8 to 20 carbon atoms
  • the ratio of the number of moles of the cyclohexyl group and its derivative group to the total number of moles of the cyclohexyl group, the cyclohexyl derivative group having 7 to 12 carbon atoms and the alkyl group having 8 to 20 carbon atoms is 50 ⁇ 100%.
  • this grease composition lacks compatibility between the base oil and the thickener, and lacks inflow properties, so that the bearing life is not satisfactory.
  • the present invention provides the following grease composition and a bearing in which the grease composition is enclosed. 1.
  • the base oil contains a synthetic hydrocarbon oil, and the content of the synthetic hydrocarbon oil in the base oil is 20% by mass or more of the whole base oil.
  • R 1 NHCONH—R 2 —NHCONH—R 3
  • R 2 represents a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 15 carbon atoms
  • R 1 and R 3 are the same or different groups, and are a cyclohexyl group, a straight chain having 8 to 18 carbon atoms, This represents a branched alkyl group, and the number of moles of the cyclohexyl group relative to the total number of moles of R 1 and R 3 is 60 to 95%.
  • the base oil further comprises an ether-based synthetic oil. 3.
  • the grease composition of the present invention uses a specific cycloaliphatic / aliphatic diurea as a thickener, the inflow of the grease composition to the lubricating part is ensured, and a synthetic hydrocarbon oil is used as the base oil.
  • a base oil in which the content of the synthetic hydrocarbon oil in the base oil is 20% by mass or more of the whole base oil, and the content of the ester-based oil in the base oil is 20% by mass or less of the whole base oil Therefore, heat resistance and acrylic rubber resistance are secured. Therefore, the grease composition of the present invention, when used in a bearing, can extend the life of the bearing even in a high temperature environment, and has excellent acrylic rubber resistance. It is an alternator, an electromagnetic clutch for a car air conditioner, an intermediate pulley, an idler. It is particularly suitable as a grease composition used for electrical equipment and auxiliary machinery bearings such as pulleys and tension pulleys.
  • the carbon number of the linear or branched alkyl group having 8 to 18 carbon atoms to be combined is also related to the fluidity of the grease, and therefore preferably has 16 to 18 carbon atoms. These may be a mixture of two or more kinds having different carbon numbers.
  • the base oil of the grease composition of the present invention contains a synthetic hydrocarbon oil, and the content of the synthetic hydrocarbon oil is 20% by mass or more, preferably 40% by mass or more of the whole base oil.
  • base oils other than synthetic hydrocarbon oils all base oils including mineral oil can be used.
  • ester synthetic oils represented by diesters and polyol esters, alkyl diphenyl ethers, ether synthetic oils represented by polypropylene glycol, silicone synthetic oils, and fluorine synthetic oils can be used.
  • ester-based synthetic oil increases the fluidity of the grease and is effective in extending the bearing lubrication life, but it swells and deteriorates acrylic rubber, so it is better not to use ester-based synthetic oil. In such a case, the content is 20% by mass or less based on the entire base oil.
  • additives usually used in grease compositions can be added as necessary.
  • additives include antioxidants typified by amines and phenols, inorganic passivating agents such as sodium nitrite, sulfonates, succinic acids, amines, and carboxylates.
  • Rust inhibitors, metal corrosion inhibitors typified by benzotriazole, oiliness agents typified by fatty acids, fatty acid esters and phosphate esters, antiwear and extreme pressure agents typified by phosphorus, sulfur and organometallics
  • solid lubricants typified by metal oxide salts and molybdenum disulfide.
  • additives for suppressing hydrogen brittle exfoliation such as passivating agents (for example, those described in Japanese Patent No. 2878749), organic sulfonates, thiocarbamates and the like (for example, those described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-262300) ) Can also be added.
  • Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6 Preparation of test grease In a base oil, a predetermined amount of amine (cyclohexylamine, stearylamine, p-toluidine) is reacted with aromatic diisocyanate (diphenylmethane diisocyanate) so that the penetration is 280 (JIS K2220). A base grease was prepared by diluting with oil. Additives were added to this grease to prepare grease compositions of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6.
  • amine cyclohexylamine, stearylamine, p-toluidine
  • aromatic diisocyanate diphenylmethane diisocyanate
  • Thickener Content of cyclohexyl group (CH) (mol%) [ ⁇ (number of moles of cyclohexyl group) / (number of moles of cyclohexyl group) + (number of moles of alkyl group) ⁇ ⁇ 100]
  • Thickener C Aromatic diurea (using p-toluidine)
  • the prepared grease composition was evaluated by the following test method. The results are shown in Tables 1 and 2.
  • Bearing lubrication life test (according to ASTM D3336) Inner ring rotation test to evaluate bearing life at high temperatures. Operation was performed under the following conditions, and when the motor overcurrent or the temperature increased by 15 ° C. from the specified temperature, the life was judged.
  • Acrylic rubber immersion test (JIS K-6258) After measuring the volume of the test rubber before the test, the test rubber is immersed in grease packed in a bottle and left in a constant temperature bath at a specified temperature. After reaching the specified time, the volume of the test rubber is measured and the volume change rate is calculated. Test temperature: 180 ° C Test time: 72 hours Volume change rate: Change rate 20% or less Acceptable comprehensive evaluation Bearing lubrication life test 600 hours or more pass Acrylic rubber immersion test Volume change rate 20% or less Acceptable penetration: (Consistency is unified to 280)
  • the synthetic hydrocarbon oil is contained, the content of the synthetic hydrocarbon oil in the base oil is 20% by mass or more of the whole base oil, and the content of the ester oil in the base oil is 20% by mass or less of the whole base oil.
  • the grease compositions of Examples 1 to 6 in which the proportion of cyclohexyl groups in the thickener is in the range of 60 to 95% have a long bearing lubrication life and excellent acrylic rubber resistance.
  • the grease compositions of Comparative Examples 1-3 and 6 in which the ratio of cyclohexyl groups in the thickener is outside the range of 60 to 95% have a bearing lubrication life of less than 600 hours, and the base oil It can be seen that the acrylic rubber resistance of the grease composition of Comparative Example 4-6 in which the content of the ester-based synthetic oil is 20% or more is lowered.

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Abstract

　高温環境下でも軸受寿命を長くすることができ、耐アクリルゴム性に優れたグリース組成物、及びこれを封入した軸受を提供する。 　増ちょう剤と基油を含むグリース組成物において、基油が合成炭化水素油を含み、基油中の合成炭化水素油の含有量が基油全体の２０質量％以上であり、基油中のエステル系油の含有量が基油全体の２０質量％以下であり、増ちょう剤が下記式（Ｉ）で示されるジウレア化合物からなることを特徴とするグリース組成物、及びこれを封入した軸受。 （Ｉ）　Ｒ１－ＮＨＣＯＮＨ－Ｒ２－ＮＨＣＯＮＨ－Ｒ３ 　式中、Ｒ２は炭素数６～１５の２価の芳香族炭化水素基を示し、Ｒ１およびＲ３は、同一または異なる基であり、シクロヘキシル基、または炭素数８～１８の直鎖又は分岐アルキル基を示し、Ｒ１およびＲ３の合計モル数に対するシクロヘキシル基のモル数は６０～９５％である。

Description

グリース組成物及び軸受
　本発明はグリース組成物及び軸受に関し、特に、自動車電装・補機用転がり軸受に使用するのに好適なグリース組成物及びこれを封入した自動車電装・補機用転がり軸受に関する。
　自動車の小型軽量化や居住空間拡大の要望により、エンジンルーム空間の減少が求められており、それに伴って電装・補機も小型軽量化が進められている。また静粛性によりエンジンルームが密閉化され、高温に耐える電装・補機が必要となっている。
　使用環境の高温下に伴い、軸受に使用されているシールも、従来から使用されていた樹脂材やゴム材から、より耐熱性の高いポリアクリルゴム（ＡＣＭ）をベースとした材料が主流となってきている。このような環境の中、グリースには高温下で軸受潤滑寿命が長く、且つシール材すなわちＡＣＭ材との適合性に優れることが求められている。
　転がり軸受用グリースとしては、安価な鉱油を基油としたリチウム石けんグリースやジウレアグリース、また合成炭化水素油やエーテル系合成油を基油としたリチウム石けんグリースやジウレアグリース等が使用されている。ジウレアグリースの中では特に芳香族ウレアが高温耐久性を理由に使用されることが多い。
　しかしながらこれらのグリースは、基油や増ちょう剤の耐熱性が不足したり、グリースの潤滑部への流入性が不足したりして、高温下での軸受寿命は決して満足するものではない。
　一方、増ちょう剤により流入性を向上させた例として、特許文献１には、５０質量%を超える量のエーテル系合成油を含む基油に、増ちょう剤として下記一般式で表わされるジウレア化合物を使用したグリース組成物が記載されている。
　　　　Ｒ1－ＮＨＣＯＮＨ－Ｒ2－ＮＨＣＯＮＨ－Ｒ3
　式中、Ｒ1は炭素数６～１５の２価の芳香族炭化水素基を示し、Ｒ2およびＲ3は同一若しくは異なる基であって、シクロヘキシル基、炭素数７～１２のシクロヘキシル誘導体基または炭素数８～２０のアルキル基を示し、シクロヘキシル基、炭素数７～１２のシクロヘキシル誘導体基及び炭素数８～２０のアルキル基の総モル数に対するシクロヘキシル基及びその誘導体基のモル数の割合が５０～１００％である。
　しかし、このグリース組成物は、基油と増ちょう剤の相溶性が不足し、また流入性に欠け、軸受寿命は満足するものではない。
特許第２９７９２７４号
　本発明の目的は、従来のグリースに比べて、高温環境下でも軸受寿命を長くすることができ、耐アクリルゴム性に優れたグリース組成物を提供することである。
　本発明の他の目的は、上記グリース組成物を封入した軸受を提供することである。
　本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、基油及び増ちょう剤を選定することにより上記課題が解決できることを見出し本発明を完成した。本発明は以下のグリース組成物及びこれを封入した軸受を提供するものである。
１．増ちょう剤と基油を含むグリース組成物において、基油が合成炭化水素油を含み、基油中の合成炭化水素油の含有量が基油全体の２０質量％以上であり、基油中のエステル系油の含有量が基油全体の２０質量％以下であり、増ちょう剤が下記式（Ｉ）で示されるジウレア化合物を含むことを特徴とするグリース組成物。
（Ｉ）　Ｒ1－ＮＨＣＯＮＨ－Ｒ2－ＮＨＣＯＮＨ－Ｒ3
　式中、Ｒ2は炭素数６～１５の２価の芳香族炭化水素基を示し、Ｒ1およびＲ3は、同一または異なる基であり、シクロヘキシル基、または炭素数８～１８の直鎖又は分岐アルキル基を示し、Ｒ1およびＲ3の合計モル数に対するシクロヘキシル基のモル数は６０～９５％である。
２．基油がさらにエーテル系合成油を含む上記１記載のグリース組成物。
３．Ｒ1およびＲ3の合計モル数に対するシクロヘキシル基のモル数が７０～９０％である上記１又は２記載のグリース組成物。
４．軸受用である上記１～３のいずれか１項記載のグリース組成物。
５．軸受が自動車電装・補機用転がり軸受である上記４記載のグリース組成物。
６．自動車電装・補機用転がり軸受が、外輪回転軸受である上記５記載のグリース組成物。
７．上記１～６のいずれか１項記載のグリース組成物を封入した軸受。
　本発明のグリース組成物は、増ちょう剤として特定の脂環式・脂肪族ジウレアを使用しているため、グリース組成物の潤滑部への流入性が確保され、基油として合成炭化水素油を含み、基油中の合成炭化水素油の含有量が基油全体の２０質量％以上であり、基油中のエステル系油の含有量が基油全体の２０質量％以下である基油を使用しているため耐熱性、耐アクリルゴム性が確保される。従って、本発明のグリース組成物は、軸受に使用したとき、高温環境下でも軸受寿命を長くすることができ、耐アクリルゴム性に優れており、オルタネータ、カーエアコン用電磁クラッチ、中間プーリ、アイドラプーリ、テンションプーリ等の電装・補機軸受に使用するグリース組成物として特に適している。
　グリースが長い潤滑寿命を示すためには、グリースが適度に流動し、潤滑部へ流入することが必要であるが、あまり流動性が良すぎると漏洩につながる。この調整は増ちょう剤で行うが、式（Ｉ）で示されるウレア系増ちょう剤において、Ｒ1およびＲ3で示される基中の脂環式の比率が高いと流動性は小さくなり、脂肪族の比率が高いと流動性が大きくなる。
　本発明では、電装・補機用転がり軸受のような高温・高速軸受に使用されるグリース組成物とてして、式（Ｉ）において、Ｒ1およびＲ3の合計モル数に対するシクロヘキシル基のモル数を６０～９５％、好ましくは７０～９０％とすることにより、適度な流動性を確保している。
　上記に加え、組み合わせる炭素数８～１８の直鎖又は分岐アルキル基の炭素数もグリースの流動性に関与するので、好ましくは炭素数１６～１８である。これらは炭素数の異なる２種以上のものの混合物であっても良い。
　本発明のグリース組成物の基油は、合成炭化水素油を含み、合成炭化水素油の含有量は基油全体の２０質量％以上、好ましくは４０質量％以上である。合成炭化水素油以外の基油については鉱油を始めとした全ての基油が使用可能である。例えば、ジエステル、ポリオールエステルに代表されるエステル系合成油、アルキルジフェニルエーテル、ポリプロピレングリコールに代表されるエーテル系合成油、シリコーン系合成油、フッ素系合成油が使用可能である。しかし、エステル系合成油を併用するとグリースの流動性が増し、軸受潤滑寿命延長に効果はあるが、アクリルゴムを膨潤・劣化させてしまうので、エステル系合成油は使用しない方が良く、使用する場合には、基油全体の２０質量％以下とする。
　本発明のグリース組成物には、通常グリース組成物に使用されている添加剤を必要に応じて添加することができる。このような添加剤としては、例えば、アミン系、フェノール系に代表される酸化防止剤、亜硝酸ソーダなどの無機不働態化剤、スルホネート系、コハク酸系、アミン系、カルボン酸塩に代表される錆止め剤、ベンゾトリアゾールに代表される金属腐食防止剤、脂肪酸、脂肪酸エステル、リン酸エステルに代表される油性剤、リン系、硫黄系、有機金属系に代表される耐摩耗剤や極圧剤、酸化金属塩、二硫化モリブデンに代表される固体潤滑剤などが挙げられる。さらに水素脆性剥離を抑制する各種添加剤、例えば不働態化剤（例えば、特許２８７８７４９号記載のもの）や有機スルホン酸塩やチオカルバミン酸塩等（例えば、特開２００７－２６２３００号公報記載のもの）も添加することができる。
実施例１～６及び比較例１～６
試験グリースの調製
　基油中で、芳香族ジイソシアネート（ジフェニルメタンジイソシアネート）に所定量のアミン（シクロヘキシルアミン、ステアリルアミン、ｐ－トルイジン）を反応させ、混和ちょう度が２８０（ＪＩＳ　Ｋ２２２０）になるように基油で希釈してベースグリースを調製した。このグリースに添加剤を加え、実施例１～６及び比較例１～６のグリース組成物を調製した。
増ちょう剤
　シクロヘキシル基（ＣＨ）の含有率（モル％）＝［｛（シクロヘキシル基のモル数）／（シクロヘキシル基のモル数）＋（アルキル基のモル数）｝×１００］
　増ちょう剤Ａ：脂環式・脂肪族ジウレア
　増ちょう剤Ｂ：脂環式ジウレア
　増ちょう剤Ｃ：芳香族ジウレア（ｐ－トルイジン使用）
基油（４０℃の動粘度）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
グリース組成物の評価方法
　調製したグリース組成物を、下記の試験方法により評価した。結果を表１及び表２に示す。
軸受潤滑寿命試験（ＡＳＴＭ　Ｄ３３３６準拠）
　高温下での軸受寿命を評価する内輪回転の試験。下記の条件で運転し、モータの過電流もしくは規定の温度よりも＋１５℃上昇した場合に寿命と判断した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
アクリルゴム浸漬試験（ＪＩＳ　Ｋ－６２５８）
　試験前に試験ゴムの体積を測定後、ビンに詰めたグリース中に試験ゴムを浸漬させ規定温度の恒温槽に静置する。規定時間に到達した後、試験ゴムの体積を測定し、体積変化率を算出する。
　試験温度　：１８０℃
　試験時間　：７２時間
　体積変化率：変化率２０％以下合格
総合評価
　軸受潤滑寿命試験　６００時間以上合格
　アクリルゴム浸漬試験　体積変化率２０％以下合格
混和ちょう度：（ちょう度は２８０に統一した。）
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
結果
　合成炭化水素油を含み、基油中の合成炭化水素油の含有量が基油全体の２０質量％以上であり、基油中のエステル系油の含有量が基油全体の２０質量％以下であり、増ちょう剤中のシクロヘキシル基の割合が６０～９５％の範囲にある実施例１～６のグリース組成物は、軸受潤滑寿命が長く、且つ耐アクリルゴム性に優れている。
　これに対して増ちょう剤中のシクロヘキシル基の割合が６０～９５％の範囲外にある比較例１－３及び比較例６のグリース組成物は、軸受潤滑寿命が６００時間未満であり、基油中のエステル系合成油の含有率が２０％以上である比較例４－６のグリース組成物では、耐アクリルゴム性が低下することがわかる。

Claims (7)

  1. 　増ちょう剤と基油を含むグリース組成物において、基油が合成炭化水素油を含み、基油中の合成炭化水素油の含有量が基油全体の２０質量％以上であり、基油中のエステル系油の含有量が基油全体の２０質量％以下であり、増ちょう剤が下記式（Ｉ）で示されるジウレア化合物を含むことを特徴とするグリース組成物。
    （Ｉ）　Ｒ1－ＮＨＣＯＮＨ－Ｒ2－ＮＨＣＯＮＨ－Ｒ3
    　式中、Ｒ2は炭素数６～１５の２価の芳香族炭化水素基を示し、Ｒ1およびＲ3は、同一または異なる基であり、シクロヘキシル基、または炭素数８～１８の直鎖又は分岐アルキル基を示し、Ｒ1およびＲ3の合計モル数に対するシクロヘキシル基のモル数は６０～９５％である。
  2. 　基油がさらにエーテル系合成油を含む請求項１記載のグリース組成物。
  3. 　Ｒ1およびＲ3の合計モル数に対するシクロヘキシル基のモル数が７０～９０％である請求項１又は２記載のグリース組成物。
  4. 　軸受用である請求項１～３のいずれか１項記載のグリース組成物。
  5. 　軸受が自動車電装・補機用転がり軸受である請求項４記載のグリース組成物。
  6. 　自動車電装・補機用転がり軸受が、外輪回転軸受である請求項５記載のグリース組成物。
  7. 　請求項１～６のいずれか１項記載のグリース組成物を封入した軸受。
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