JP2008215416A - Rolling bearing for steel - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、多量の水と接触する環境で使用される鉄鋼用転がり軸受に関する。 The present invention relates to a steel rolling bearing used in an environment in contact with a large amount of water.
多量の水と接触する厳しい環境で使用される鉄鋼用転がり軸受としては、例えば熱延帯鋼の酸洗ラインにおける前処理工程で使用されるスケールブレーカー用バックアップロール軸受などがある。スケールブレーカーは、バックアップロールに補強された作業ロールで帯鋼に数%の伸び(曲げ)を与え、熱延後の冷却工程で帯鋼表面に生成したスケール層(酸化皮膜)に亀裂を生じさせるとともに、帯鋼表面に高圧水を吹き付けてスケールを除去する設備であり、通常は、作業ロールを補強するバックアップロールの軸受部にも多量の水がかかるようになっている。 Examples of steel rolling bearings used in harsh environments in contact with a large amount of water include scale breaker backup roll bearings used in a pretreatment process in a pickling line for hot-rolled steel strip. The scale breaker is a work roll reinforced by a backup roll that gives the strip steel several percent elongation (bending) and causes cracks in the scale layer (oxide film) formed on the surface of the strip steel during the cooling process after hot rolling. At the same time, the scale is removed by spraying high-pressure water on the surface of the steel strip. Usually, a large amount of water is also applied to the bearing portion of the backup roll that reinforces the work roll.
このような用途に用いられる鉄鋼用転がり軸受としては、一般に、潤滑剤が充填された軸受内部への水の浸入を防止するために、オイルシール等のシール性に優れた構造の密封装置を備えている。また、オイルシールを有する密封装置に代えて、オイルシールとラビリンスシールとを組み込んだ複合シール構造の密封装置が知られている(特許文献1参照)。しかし、多量の水と接触する鉄鋼用転がり軸受では、密封装置のシール構造にシール性の高いオイルシールを採用すると、オイルシールのリップ部が、相手部材と摺動する時の摩擦熱により硬化して徐々に摩耗していくため、使用中にシール性が低下することが避けられない。 In general, rolling bearings for steel used in such applications are equipped with a sealing device with an excellent sealing property such as an oil seal in order to prevent water from entering the inside of the bearing filled with a lubricant. ing. Moreover, it replaces with the sealing device which has an oil seal, and the sealing device of the composite seal structure incorporating the oil seal and the labyrinth seal is known (refer patent document 1). However, in steel rolling bearings that come into contact with a large amount of water, if an oil seal with a high sealing performance is used in the sealing structure of the sealing device, the lip portion of the oil seal hardens due to frictional heat when sliding against the mating member. Therefore, it is inevitable that the sealing performance deteriorates during use.
特に、スケールブレーカーに設置された作業ロールのバックアップロール軸受等、多量の水に加えてスケールのような硬度の高い異物が降りかかってくる場合には、異物がリップ部と相手部材の摺動面との間に噛み込んで、リップ部に異常摩耗や破れ等の損傷が生じたり、相手部材に摩耗を生じさせたりするので、早期にシール性が低下する。このため、水や異物の侵入対策として、オイルシールや相手部材を頻繁に交換しており、保全コストが高いことが問題となっている。 In particular, when a foreign material with high hardness such as a scale falls on a large amount of water in addition to a large amount of water, such as a backup roll bearing of a work roll installed in a scale breaker, the foreign material is a sliding surface between the lip portion and the mating member. Between them, the lip portion is damaged such as abnormal wear or tearing, or the mating member is worn, so that the sealing performance is deteriorated at an early stage. For this reason, as a countermeasure against intrusion of water and foreign matter, the oil seal and the mating member are frequently replaced, and the problem is that the maintenance cost is high.
この問題への対応として、軸受内部に水が浸入しても潤滑状態を良好に保持するために固形潤滑剤を軸受内部に充填し、ラビリンスシールと組み合わせる軸受が知られている(特許文献2参照)。この軸受は軸受内部に充填する潤滑剤として、水分と接触しても乳化することがない固形潤滑剤を採用することにより、軸受内部に水が浸入しても、潤滑剤の潤滑特性の低下や軸受外部への漏れを生じることが無いようにしたものである。固形潤滑剤を封入した軸受の場合、必ずしもシール性が高いことを要求されないので、ラビリンスシールを採用できる。特許文献2においては固形潤滑剤は、合成樹脂基材としての超高分子量ポリエチレンに潤滑グリースを分散保持させたものを使用している。
As a countermeasure to this problem, there is known a bearing that is filled with a solid lubricant inside the bearing and combined with a labyrinth seal in order to maintain a good lubricating state even when water enters the bearing (see Patent Document 2). ). This bearing uses a solid lubricant that does not emulsify even when it comes into contact with moisture as a lubricant to be filled inside the bearing. This prevents leakage to the outside of the bearing. In the case of a bearing in which a solid lubricant is sealed, a labyrinth seal can be employed because it is not always required to have high sealing performance. In
しかしながら、特許文献2における固形潤滑剤は、焼成前の状態ではグリース状であるため、グリースを保持させたまま硬化させるには一度加熱して冷却する工程が必要となるなど、製造工程が多く、低コスト化の要求に応えることが困難である。また、現状では加熱炉内で焼成を行なっているが、加熱炉の大きさにより、固形潤滑剤を充填できる軸受の大きさが制限されるという問題がある。
また、軸受への充填仕様によっては、軸受内で固化させた後冷却する過程において、固形潤滑剤が収縮するために潤滑剤自身が転動体を抱きこんでしまい、回転トルクが大きくなりやすく発熱しやすいという問題点がある。
In addition, depending on the specifications for filling the bearing, the solid lubricant contracts during the cooling process after solidifying in the bearing, and the lubricant itself entraps the rolling elements, which tends to increase the rotational torque and generate heat. There is a problem that it is easy.
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あり、多量の水と接触する環境下でも長期間安定して使用でき、かつ安価に生産できる鉄鋼用転がり軸受を提供することを目的とする。 The present invention has been made to cope with such a problem, and an object thereof is to provide a rolling bearing for steel that can be used stably for a long period of time even in an environment in contact with a large amount of water and can be produced at low cost. And
本発明の鉄鋼用転がり軸受は多量の水と接触する環境で使用され、多孔性固形潤滑剤が充填された軸受内部への水の浸入を防止するための密封装置を備えた転がり軸受であって、上記多孔性固形潤滑剤は潤滑成分および樹脂成分を必須成分とし、該樹脂成分を発泡・硬化して多孔質化した固形物であることを特徴とする。特に、上記樹脂成分がポリウレタン樹脂であることを特徴とする。
また、上記密封装置のシール構造は、ラビリンスシール構造であることを特徴とする。
The rolling bearing for steel according to the present invention is a rolling bearing that is used in an environment in contact with a large amount of water and includes a sealing device for preventing water from entering the inside of the bearing filled with a porous solid lubricant. The porous solid lubricant is characterized in that it is a solid material in which a lubricating component and a resin component are essential components, and the resin component is made porous by foaming and curing. In particular, the resin component is a polyurethane resin.
The sealing structure of the sealing device is a labyrinth seal structure.
本発明の鉄鋼用転がり軸受は、スケールブレーカーのバックアップロールの支持に使用されることを特徴とする。
また、その軸受形式が、自動調心ころ軸受、円筒ころ軸受、ニードル軸受、深溝玉軸受のうちのいずれかであることを特徴とする。
The rolling bearing for steel of the present invention is used for supporting a backup roll of a scale breaker.
The bearing type is any of a self-aligning roller bearing, a cylindrical roller bearing, a needle bearing, and a deep groove ball bearing.
本発明の鉄鋼用転がり軸受は、多孔性固形潤滑剤を軸受内部(保持器と内・外輪との空間、保持器のない転がり軸受における内・外輪間の空間など)に封入するとともに、この軸受内部への水の浸入を防止するための密封装置を備えている。軸受内部に充填する潤滑剤として、水分と接触しても乳化することのない多孔性固形潤滑剤を採用しているので、軸受内部に水が浸入しても、潤滑剤の潤滑特性の低下や軸受外部への漏れを生じることがなく、軸受内部の潤滑状態を良好に保持できる。
よって、スケールブレーカーのバックアップロールの支持に使用される場合のように、多量の水と接触する環境で使用される場合の軸受寿命を、従来よりも大幅に延長することができる。従って、この軸受を組み込んだ装置は、メンテナンス周期が長くなって稼働率が向上し、ランニングコストの低減を図ることができる。
In the rolling bearing for steel of the present invention, a porous solid lubricant is sealed inside the bearing (the space between the cage and the inner and outer rings, the space between the inner and outer rings in the rolling bearing without the cage), and the bearing. A sealing device is provided to prevent water from entering the interior. As the lubricant filled in the bearing, a porous solid lubricant that does not emulsify even when it comes into contact with moisture is used. There is no leakage to the outside of the bearing, and the lubrication state inside the bearing can be maintained well.
Therefore, the bearing life when used in an environment in contact with a large amount of water, such as when used to support a backup roll of a scale breaker, can be greatly extended compared to the conventional case. Therefore, a device incorporating this bearing has a longer maintenance cycle, an improved operating rate, and a reduced running cost.
この多孔性固形潤滑剤は、潤滑成分および樹脂成分を必須成分とし、該樹脂成分を発泡・硬化させて多孔質化した固形物であり、かつ潤滑成分が発泡・硬化した固形成分内に吸蔵される。このため、本発明の鉄鋼用転がり軸受は、多孔性固形潤滑剤中の潤滑成分の保持量が単なる気孔内の含浸による保持量よりも多くなるとともに、運転時において多孔性固形潤滑剤中より転動体周囲等に潤滑成分が徐放されるので、長寿命化に寄与することができる。なお、本発明において「吸蔵」とは、液体・半固体状の潤滑成分が他の配合成分と反応することなく、固体の樹脂中に化合物にならないで含まれることをいう。 This porous solid lubricant is a solid material in which a lubricating component and a resin component are essential components, and the resin component is foamed and cured to make it porous, and the lubricating component is occluded in the foamed and cured solid component. The For this reason, in the rolling bearing for steel of the present invention, the retained amount of the lubricating component in the porous solid lubricant is larger than the retained amount due to the simple impregnation in the pores, and moreover than in the porous solid lubricant during operation. Since the lubricating component is gradually released around the moving body or the like, it can contribute to the extension of the service life. In the present invention, “occlusion” means that a liquid / semi-solid lubricating component does not react with other compounding components and is contained in a solid resin without becoming a compound.
また、この多孔性固形潤滑剤は、非発泡体と比較して屈曲時に必要なエネルギーが非常に小さく、潤滑成分を高密度に保持しながら柔軟な変形が可能である。よって、該多孔性固形潤滑剤を固化させた後冷却する過程において、固形潤滑剤が収縮し転動体を抱き込んだとしても屈曲・変形時に必要なエネルギーが小さいために容易に変形することができ、回転トルクが大きくなるという問題を防ぐことができる。 In addition, this porous solid lubricant requires much less energy when bent compared to a non-foamed material, and can be flexibly deformed while retaining the lubricating component at a high density. Therefore, in the process of solidifying the porous solid lubricant and cooling it, even if the solid lubricant contracts and embraces the rolling elements, it can be easily deformed because the energy required for bending and deformation is small. The problem of increased rotational torque can be prevented.
本発明の鉄鋼用転がり軸受では、軸受空間部を満たす潤滑剤として充填された多孔性固形潤滑剤がシール部材の役割も果たすため、密封装置としては構造の簡単なラビリンスシールなどを採用することができる。ラビリンスシールを採用することで、従来構造におけるオイルシールリップ部の発熱や摩耗の問題をなくせるとともに、軸受を組み込んだ装置の構造を簡素化できる。
また、本発明に用いる多孔性固形潤滑剤は、潤滑成分と、樹脂成分とを必須成分として含む混合物を発泡・硬化させるだけであるので、直接軸受空間部に上記混合物を充填してそれぞれ発泡・硬化させて成形してもよく、また、常圧で固化した後に裁断た研削等で目的の形状に後加工してもよい。よって、特別な設備も不要であり、充填する軸受の大きさ、形状に制限されない。
これらの結果、生産効率が向上し、製造コストを低減することができる。
In the rolling bearing for steel of the present invention, a porous solid lubricant filled as a lubricant that fills the bearing space also serves as a seal member, and therefore, a labyrinth seal with a simple structure may be employed as the sealing device. it can. By adopting the labyrinth seal, the problem of heat generation and wear of the oil seal lip portion in the conventional structure can be eliminated, and the structure of the device incorporating the bearing can be simplified.
In addition, the porous solid lubricant used in the present invention only foams and hardens a mixture containing a lubricating component and a resin component as essential components. You may make it harden | cure and shape | mold, and you may post-process in the target shape by the grinding etc. which were cut | cured after solidifying with a normal pressure. Therefore, no special equipment is required, and the size and shape of the bearing to be filled are not limited.
As a result, production efficiency can be improved and manufacturing costs can be reduced.
以下、図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。図1は、実施形態の鉄鋼用転がり軸受1を、熱延帯鋼の酸洗ラインの前処理工程で使用されるスケールブレーカーの作業ロール(図示省略)を補強するバックアップロール2に組み込んだ状態を示す。この軸受1は、バックアップロール2の外筒3と外筒3内に挿入される固定軸4との間に組み込まれて、外筒3を回転自在に支持するもので、軸受本体1aと、本体1aの外側に組み込まれる密封装置1bとから成る。
スケールブレーカーのバックアップロールの支持に使用される軸受1は、通常外径が 130mm程度である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a state in which a rolling
The
上記軸受本体1aは、2列の軌道を有する内輪5と球面の軌道を有する外輪6との間に2列のたる形のころ7を配した開放形の自動調心ころ軸受で、その内部の空間には多孔性固形潤滑剤がほとんど隙間なく充填されている。多孔性固形潤滑剤を構成する樹脂成分、潤滑成分および充填方法等は後述する。
The bearing body 1a is an open type self-aligning roller bearing in which two rows of barrel-
一方、上記密封装置1bは、外筒3端部内周に嵌め込まれる外方部材8と、固定軸4端部外周に嵌め込まれる内方部材9とから成り、外方部材8内周面と内方部材9外周面のそれぞれの凹凸が僅かな隙間をもって対向することにより、ラビリンスシール構造が形成されている。また、外方部材8および内方部材9は、それぞれ外筒3および固定軸4の環状溝に嵌め込まれる止め輪10、11で抜け止めされて、一端部が軸受本体1aの内外輪5、6に押し付けられ、軸受本体1aの軸方向移動を拘束している。
On the other hand, the sealing device 1b is composed of an
なお、この発明は、実施形態で説明したスケールブレーカーのバックアップロール軸受に限らず、多量の水と接触する環境で使用される種々の形式の鉄鋼用転がり軸受に広く適用可能である。例として、深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、スラスト玉軸受、円筒ころ軸受、針状ころ軸受、スラスト円筒ころ軸受、スラスト針状ころ軸受、円すいころ軸受、スラスト円すいころ軸受、自動調心玉軸受、自動調心ころ軸受、スラスト自動調心ころ軸受、すべり軸受などが挙げられる。また、これらの軸受に対して、シール部材またはシールド板の有無は問わず適用することができる。 The present invention is not limited to the scale breaker backup roll bearing described in the embodiment, and can be widely applied to various types of steel rolling bearings used in an environment in contact with a large amount of water. Examples include deep groove ball bearings, angular contact ball bearings, thrust ball bearings, cylindrical roller bearings, needle roller bearings, thrust cylindrical roller bearings, thrust needle roller bearings, tapered roller bearings, thrust tapered roller bearings, self-aligning ball bearings, Examples thereof include a self-aligning roller bearing, a thrust self-aligning roller bearing, and a plain bearing. Further, these bearings can be applied regardless of the presence or absence of a seal member or a shield plate.
本発明の鉄鋼用転がり軸受は、封入した多孔性固形潤滑剤の樹脂内に潤滑成分を吸蔵させるので、樹脂の柔軟性により、例えばバックアップロールの回転や受熱による熱膨張、または毛細管現象により潤滑剤を染み出させて樹脂の分子間から外部に徐放できる。この際、染み出す潤滑油等の量は、外力等の大きさに応じて弾性変形する程度を樹脂の選択などによって変えることにより、必要最小限にすることができる。また、上記混合物の配合成分の配合量をコントロールすることにより多孔性固形潤滑剤の密度を変化させることができる。
また、本発明に用いる多孔性固形潤滑剤において樹脂成分は、発泡により表面積が大きくなっており、染み出した余剰の潤滑油等を再び発泡体の気泡内に一時的に保持することもできて染み出す潤滑油等の量は安定しており、また樹脂内に潤滑剤を吸蔵させるとともに気泡内に含浸させることによって非発泡の状態より潤滑油等の保持量も多くなる。
The rolling bearing for steel according to the present invention occludes a lubricating component in the resin of the encapsulated porous solid lubricant, so that the lubricant is caused by the flexibility of the resin, for example, thermal expansion due to rotation of a backup roll or heat reception, or capillary action. Can be released from between the resin molecules to the outside. At this time, the amount of the lubricating oil or the like that oozes out can be minimized by changing the degree of elastic deformation according to the magnitude of the external force or the like by selecting the resin. Moreover, the density of the porous solid lubricant can be changed by controlling the blending amount of the blending components of the mixture.
Further, in the porous solid lubricant used in the present invention, the resin component has a large surface area due to foaming, and it is possible to temporarily hold excess lubricating oil or the like that has oozed out in the foam bubbles again. The amount of the lubricating oil or the like that oozes out is stable, and the amount of the lubricating oil or the like that is retained is larger than the non-foamed state by occluding the lubricant in the resin and impregnating the bubbles.
本発明に用いる多孔性固形潤滑剤を構成する樹脂成分としては、発泡・硬化後にゴム状弾性を有し、変形により潤滑成分の滲出性を有するものが好ましい。
発泡・硬化は、樹脂生成時に発泡・硬化させる形式であっても、樹脂成分に発泡剤を配合して成形時に発泡・硬化させる形式であってもよい。ここで硬化は架橋反応および/または液状物が固体化する現象を意味する。また、ゴム状弾性とは、ゴム弾性を意味するとともに、外力により加えられた変形がその外力を無くすことにより元の形状に復帰することを意味する。
As the resin component constituting the porous solid lubricant used in the present invention, a resin component having rubber-like elasticity after foaming and curing, and having a leaching property of the lubricant component by deformation is preferable.
Foaming / curing may be in a form in which foaming / curing is performed at the time of resin production, or in a form in which a foaming agent is added to the resin component and foaming / curing is performed in molding. Here, curing means a cross-linking reaction and / or a phenomenon in which a liquid is solidified. The rubber-like elasticity means rubber elasticity and means that deformation applied by an external force returns to the original shape by eliminating the external force.
樹脂成分としては、樹脂(プラスチック)またはゴムなどのうち、エラストマーまたはプラストマーのいずれかまたは両方を、アロイまたは共重合成分として採用できる。
ゴムの場合は、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、ウレタンエラストマー、フッ素ゴム、クロロスルフォンゴムなどの各種ゴムを採用できる。
また、プラスチックの場合は、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド4,6樹脂(PA4,6)、ポリアミド6,6樹脂(PA6,6)、ポリアミド6T樹脂(PA6T)、ポリアミド9T樹脂(PA9T)などの汎用プラスチックやエンジニアリングプラスチックを採用できる。
上記プラスチックなどに限られることなく、軟質ウレタンフォーム、硬質ウレタンフォーム、半硬質ウレタンフォームなどのウレタンフォームなどを用いることもできる。
上記樹脂成分の中で、容易に発泡・硬化して多孔質化するポリウレタン樹脂が好ましい。
As the resin component, either an elastomer or a plastomer or both of a resin (plastic) or rubber can be used as an alloy or copolymer component.
In the case of rubber, various rubbers such as natural rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, chloroprene rubber, butyl rubber, nitrile rubber, ethylene propylene rubber, silicone rubber, urethane elastomer, fluorine rubber, and chlorosulfone rubber can be employed.
In the case of plastics, polyurethane resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polystyrene resin, polyvinyl chloride resin, polyacetal resin,
Without being limited to the above plastics, urethane foams such as soft urethane foam, rigid urethane foam, and semi-rigid urethane foam can also be used.
Among the resin components, a polyurethane resin that is easily foamed and cured to make it porous is preferable.
本発明に使用できるポリウレタン樹脂は、イソシアネートとポリオールとの反応による発泡・硬化物であるが、分子内にイソシアネート基(−NCO)を有するウレタンプレポリマーの発泡・硬化物であることが好ましい。このイソシアネート基は他の置換基によってブロックされていてもよい。分子内に含まれるイソシアネート基は、分子鎖末端であっても、あるいは分子鎖内から分岐した側鎖末端に含まれていてもよい。また、ウレタンプレポリマーは分子鎖内にウレタン結合を有していてもよい。また、ウレタンプレポリマーの硬化剤は、ポリオールでもよいし、ポリアミンでもよい。 The polyurethane resin that can be used in the present invention is a foamed / cured product obtained by a reaction between an isocyanate and a polyol, and is preferably a foamed / cured product of a urethane prepolymer having an isocyanate group (—NCO) in the molecule. This isocyanate group may be blocked by other substituents. The isocyanate group contained in the molecule may be at the end of the molecular chain or may be contained at the end of the side chain branched from the molecular chain. The urethane prepolymer may have a urethane bond in the molecular chain. The curing agent for the urethane prepolymer may be a polyol or a polyamine.
ウレタンプレポリマーは、活性水素基を有する化合物とポリイソシアネートとの反応によって得ることができる。
活性水素基を有する化合物としては低分子ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、ひまし油系ポリオール等が挙げられる。これらは単独で、または2種類以上の混合物として使用することができる。低分子ポリオールとしては、2価のもの例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、水添ビスフェノールA等、3価以上のもの(3〜8価のもの)例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ソルビトール、シュークローズ等が挙げられる。
The urethane prepolymer can be obtained by reacting a compound having an active hydrogen group with a polyisocyanate.
Examples of the compound having an active hydrogen group include low molecular polyols, polyether polyols, polyester polyols, and castor oil polyols. These can be used alone or as a mixture of two or more. Examples of the low molecular polyol include divalent ones such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, hydrogenated bisphenol A, etc. (3- to 8-valent ones) For example, glycerin, trimethylolpropane, hexanetriol, pentaerythritol, sorbitol, shoelace and the like.
ポリエーテル系ポリオールとしては上記低分子ポリオールのアルキレンオキサイド(炭素数2〜4のアルキレンオキサイド、例えばエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド)付加物およびアルキレンオキサイドの開環重合物が挙げられ、具体的にはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールが含まれる。 Examples of the polyether polyol include alkylene oxide (alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms, for example, ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide) adducts of the above low molecular polyols and ring-opening polymers of alkylene oxides. Includes polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene ether glycol.
ポリエステル系ポリオールとしては、ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオールおよびポリエーテルエステルポリオール等が挙げられる。ポリエステルポリオールはカルボン酸(脂肪族飽和または不飽和カルボン酸、例えば、アジピン酸、アゼライン酸、ドデカン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、二量化リノール酸およびまたは芳香族カルボン酸、例えば、フタル酸、イソフタル酸)とポリオール(上記低分子ポリオールおよび/またはポリエーテルポリオール)との縮合重合により得られる。
ポリカプロラクトンポリオールは、グリコール類やトリオール類の重合開始剤にε-カプロラクトン、α-メチル-ε-カプロラクトン、ε-メチル-ε-カプロラクトン等を有機金属化合物、金属キレート化合物、脂肪酸金属アシル化物等の触媒の存在下で付加重合により得られる。ポリエーテルエステルポリオールには、末端にカルボキシル基および/または水酸基を有するポリエステルにアルキレンオキサイド例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等を付加反応させて得られる。ひまし油系ポリオールとしては、ひまし油およびひまし油またはひまし油脂肪酸と上記低分子ポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールとのエステル交換あるいは、エステル化ポリオールが挙げられる。
Examples of polyester polyols include polyester polyols, polycaprolactone polyols, and polyether ester polyols. Polyester polyols are carboxylic acids (aliphatic saturated or unsaturated carboxylic acids such as adipic acid, azelaic acid, dodecanoic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, dimerized linoleic acid and / or aromatic carboxylic acids such as phthalic acid. , Isophthalic acid) and a polyol (the above low molecular polyol and / or polyether polyol).
Polycaprolactone polyol is a polymerization initiator for glycols and triols such as ε-caprolactone, α-methyl-ε-caprolactone, ε-methyl-ε-caprolactone, etc. as organometallic compounds, metal chelate compounds, fatty acid metal acylates, etc. Obtained by addition polymerization in the presence of a catalyst. The polyether ester polyol can be obtained by addition reaction of a polyester having a carboxyl group and / or a hydroxyl group at the terminal with an alkylene oxide such as ethylene oxide or propylene oxide. As the castor oil-based polyol, castor oil and castor oil or castor oil fatty acid and the above low molecular polyol, polyether polyol, and polyester polyol are transesterified or esterified polyol.
ポリイソシアネートとしては、芳香族ジイソシアネート、脂肪族または脂環式およびポリイソシアネート化合物がある。
芳香族ジイソシアネートは、例えば、ジフェニ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、2,6-トリレンジイソシアネートおよびその混合物、1,5-ナフチレンジイソシアネート、1,3-フェニレンジイソシアネート、1,4-フェニレンジイソシアネートが挙げられる。
脂肪族または脂環式ジイソシアネートは、例えば、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、1,12-ドデカンジイソシアネート、1,3-シクロブタンジイソシアネート、1,3-シクロヘキサンジイソシアネート、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、イソプロパンジイソシアネート、2,4-ヘキサヒドロトルイレンジイソシアネート、2,6-ヘキサヒドロトルイレンジイソシアネート、1,3-ヘキサヒドロフェニルジイソシアネート、1,4-ヘキサヒドロフェニルジイソシアネート、2,4′パーヒドロジフェニルメタンジイソシアネート、4,4′-パーヒドロジフェニルメタンジイソシアネートが挙げられる。
ポリイソシアネート化合物としては、4,4′,4″-トリフェニルメタントリイソシアネート、4,6,4′-ジフェニルトリイソシアネート、2,4,4′-ジフェニルエーテルトリイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートが挙げられる。また、これらイソシアネートの一部をビウレット、アロファネート、カルボジイミド、オキサゾリドン、アミド、イミド等に変性したものが挙げられる。
Polyisocyanates include aromatic diisocyanates, aliphatic or alicyclic and polyisocyanate compounds.
Aromatic diisocyanates include, for example, diphenylmethane diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate and mixtures thereof, 1,5-naphthylene diisocyanate, 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate Is mentioned.
Aliphatic or alicyclic diisocyanates include, for example, 1,6-hexamethylene diisocyanate, 1,12-dodecane diisocyanate, 1,3-cyclobutane diisocyanate, 1,3-cyclohexane diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, isopropane diisocyanate. 2,4-hexahydrotoluylene diisocyanate, 2,6-hexahydrotoluylene diisocyanate, 1,3-hexahydrophenyl diisocyanate, 1,4-hexahydrophenyl diisocyanate, 2,4′perhydrodiphenylmethane diisocyanate, 4, 4'-perhydrodiphenylmethane diisocyanate is mentioned.
Examples of the polyisocyanate compound include 4,4 ′, 4 ″ -triphenylmethane triisocyanate, 4,6,4′-diphenyl triisocyanate, 2,4,4′-diphenyl ether triisocyanate, and polymethylene polyphenyl polyisocyanate. In addition, those obtained by modifying a part of these isocyanates into biuret, allophanate, carbodiimide, oxazolidone, amide, imide and the like can be mentioned.
本発明に好適なウレタンプレポリマーとしては、注型用ウレタンプレポリマーとして知られている、ポリラクトンエステルポリオール、ポリエーテルポリオールにポリイソシアネートを付加重合させて得られるプレポリマー等が挙げられる。
上記ポリラクトンエステルポリオールはカプロラクトンを開環反応させて得られるポリラクトンエステルポリオールに短鎖ポリオールの存在下、ポリイソシアネートを付加重合させたウレタンプレポリマーが好ましい。
上記ポリエーテルポリオールとしては、アルキレンオキサイドの付加物または開環重合物が挙げられ、これらとポリイソシアネートを付加重合させたウレタンプレポリマーが好ましい。
Examples of the urethane prepolymer suitable for the present invention include polypolymer ester polyol and prepolymer obtained by addition polymerization of polyisocyanate to polyether polyol, which are known as casting urethane prepolymers.
The polylactone ester polyol is preferably a urethane prepolymer obtained by addition polymerization of a polyisocyanate in the presence of a short-chain polyol to a polylactone ester polyol obtained by ring-opening reaction of caprolactone.
Examples of the polyether polyol include alkylene oxide addition products or ring-opening polymerization products, and urethane prepolymers obtained by addition polymerization of these with polyisocyanates are preferable.
本発明に好適に使用できるウレタンプレポリマーの市販品を例示すれば、ダイセル化学社製の商品名プラクセルEPが挙げられる。プラクセルEPは室温以上の融点を有する白色固体のウレタンプレポリマーである。また、ポリエーテルポリオールを例示すれば旭硝子社製の商品名プレミノールが挙げられる。プレミノールは 5000〜12000 の分子量を有するポリエーテルポリオールである。 If the commercial item of the urethane prepolymer which can be used conveniently for this invention is illustrated, the brand name Plaxel EP by Daicel Chemical Industries may be mentioned. Plaxel EP is a white solid urethane prepolymer having a melting point above room temperature. As an example of polyether polyol, trade name Preminol manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. may be mentioned. Preminol is a polyether polyol having a molecular weight of 5000-12000.
上記ウレタンプレポリマー等を硬化させる硬化剤としては、3,3′-ジクロロ-4,4′-ジアミノジフェニルメタン(以下、MOCAと記す)や4,4′-ジアミノ-3,3′-ジエチル-5,5′-ジメチルジフェニルメタン、トリメチレン-ビス-(4-アミノベンゾアート)、ビス(メチルチオ)-2,4-トルエンジアミン、ビス(メチルチオ)-2,6-トルエンジアミン、メチルチオトルエンジアミン、3,5-ジエチルトルエン-2,4-ジアミン、3,5-ジエチルトルエン-2,6-ジアミンに代表される芳香族ポリアミン、上記ポリイソシアネート、1,4-ブタングリコールやトリメチロールプロパンに代表される低分子ポリオール、ポリエーテルポリオール、ひまし油系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、水酸基末端液状ポリブタジエン、水酸基末端液状ポリイソプレン、水酸基末端ポリオレフィン系ポリオールやこれら化合物の末端水酸基をイソシアネート基やエポキシ基などで変性した化合物に代表される2個以上の水酸基を有する液状ゴム等を単独でまたは併用して用いることができる。これらの中でコストおよび物性の点で優位であることから、芳香族ポリアミンがポリラクトンエステルポリオールとポリイソシアネートを付加重合させたウレタンプレポリマーを硬化させるのに好ましい。 Curing agents for curing the urethane prepolymer and the like include 3,3′-dichloro-4,4′-diaminodiphenylmethane (hereinafter referred to as MOCA) and 4,4′-diamino-3,3′-diethyl-5. , 5'-dimethyldiphenylmethane, trimethylene-bis- (4-aminobenzoate), bis (methylthio) -2,4-toluenediamine, bis (methylthio) -2,6-toluenediamine, methylthiotoluenediamine, 3,5 -Diethyltoluene-2,4-diamine, aromatic polyamines typified by 3,5-diethyltoluene-2,6-diamine, the above polyisocyanates, low molecules typified by 1,4-butaneglycol and trimethylolpropane Polyol, polyether polyol, castor oil-based polyol, polyester-based polyol, hydroxyl-terminated liquid polybutadiene Hydroxyl-terminated liquid polyisoprene, hydroxyl-terminated polyolefin-based polyols and liquid rubbers having two or more hydroxyl groups represented by compounds in which the terminal hydroxyl groups of these compounds are modified with isocyanate groups or epoxy groups, etc. are used alone or in combination. Can be used. Of these, aromatic polyamines are preferred for curing urethane prepolymers obtained by addition polymerization of polylactone ester polyols and polyisocyanates because of their superiority in cost and physical properties.
樹脂成分を発泡させる手段としては、周知の発泡手段を採用すればよく、例えば、揮発性ガスを化学反応により生成する化学的発泡方法、水、アセトン、ヘキサン等の比較的沸点の低い有機溶媒を加熱し、気化させる物理的手法や、窒素などの不活性ガスや空気を外部から吹き込む機械的発泡方法、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、アゾジカルボンアミド(ADCA)等のように加熱処理や光照射によって化学分解させ、窒素ガスなどを発生させる分解型発泡剤を使用するなどの方法が挙げられる。 As a means for foaming the resin component, a well-known foaming means may be employed. For example, a chemical foaming method that generates a volatile gas by a chemical reaction, an organic solvent having a relatively low boiling point such as water, acetone, hexane, or the like. Heat treatment such as physical methods for heating and vaporization, mechanical foaming method in which an inert gas such as nitrogen or air is blown from the outside, azobisisobutyronitrile (AIBN), azodicarbonamide (ADCA), etc. Examples include a method of using a decomposable foaming agent that is chemically decomposed by light irradiation to generate nitrogen gas or the like.
本発明に使用するウレタンプレポリマーは分子内にイソシアネート基を有するので、水を発泡剤として用いて、イソシアネート基と水分子との化学反応によって生じる二酸化炭素による化学的発泡方法を用いることが好ましい。また、この方法は連続気泡が生成しやすいので好ましい。 Since the urethane prepolymer used in the present invention has an isocyanate group in the molecule, it is preferable to use a chemical foaming method using carbon dioxide generated by a chemical reaction between the isocyanate group and the water molecule using water as a foaming agent. This method is preferable because open cells are easily generated.
また、このような反応を伴う化学的発泡方法を用いる場合には必要に応じて触媒を使用することが好ましく、例えば、3級アミン系触媒や有機金属触媒などが用いられる。3級アミン系触媒としてはモノアミン類、ジアミン類、トリアミン類、環状アミン類、アルコールアミン類、エーテルアミン類、イミダゾール誘導体、酸ブロックアミン触媒などが挙げられる。
また、有機金属触媒としてはスタナオクタエート、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチンジラウレート、ジブチルチンメルカプチド、ジブチルチンチオカルボキシレート、ジブチルチンマレエート、ジオクチルチンジメルカプチド、ジオクチルチンチオカルボキシレート、オクテン酸塩などが挙げられる。また、反応のバランスを整えるなどの目的でこれら複数種類を混合して用いてもよい。
Moreover, when using the chemical foaming method with such a reaction, it is preferable to use a catalyst as needed, for example, a tertiary amine catalyst or an organometallic catalyst is used. Examples of the tertiary amine catalyst include monoamines, diamines, triamines, cyclic amines, alcohol amines, ether amines, imidazole derivatives, and acid block amine catalysts.
Examples of organometallic catalysts include stanaoctate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin mercaptide, dibutyltin thiocarboxylate, dibutyltin maleate, dioctyltin dimercaptide, dioctyltin thiocarboxylate, octenoate, etc. Is mentioned. Moreover, you may mix and use these multiple types for the purpose of adjusting the balance of reaction.
上記樹脂成分に限られることなくウレタン系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリ酢酸ビニル系接着剤、ポリイミド系接着剤など各種接着剤を発泡および硬化させて使用することもできる。 Without being limited to the above resin components, various adhesives such as urethane adhesives, cyanoacrylate adhesives, epoxy adhesives, polyvinyl acetate adhesives, polyimide adhesives can be used by foaming and curing. .
本発明において樹脂成分中には必要に応じて各種添加剤を用いることができる。添加剤としてはヒンダードフェノール系に代表される酸化防止剤、補強剤(カ−ボンブラック、ホワイトカーボン、コロイダルシリカなど)、無機充填剤(炭酸カルシウム、硫酸バリウム、タルク、クレイ、硅石粉など)老化防止剤、難燃剤、金属不活性剤、帯電防止剤、防黴剤やフィラーおよび着色剤などが挙げられる。 In the present invention, various additives can be used in the resin component as necessary. Additives include antioxidants typified by hindered phenols, reinforcing agents (carbon black, white carbon, colloidal silica, etc.), inorganic fillers (calcium carbonate, barium sulfate, talc, clay, meteorite powder, etc.) Examples include anti-aging agents, flame retardants, metal deactivators, antistatic agents, antifungal agents, fillers, and coloring agents.
本発明に使用できる潤滑成分は、発泡体を形成する固形成分を溶解しないものであれば種類を選ばずに使用することができる。潤滑成分としては、例えば潤滑油、グリース、ワックスなどを単独で、もしくは混合して使用できる。
潤滑油としては、パラフィン系やナフテン系の鉱物油、エステル系合成油、エーテル系合成油、炭化水素系合成油、GTL基油、フッ素油、シリコーン油等が挙げられる。これらは単独でも混合油としても使用できる。
樹脂材料と潤滑油が極性などの化学的な相性によって溶解、分散しない場合には、粘度の近い潤滑油を使用することで、物理的に混合しやすくなり、潤滑油の偏析を防ぐことが可能となる。
The lubricating component that can be used in the present invention can be used regardless of the type as long as it does not dissolve the solid component forming the foam. As the lubricating component, for example, lubricating oil, grease, wax and the like can be used alone or in combination.
Examples of the lubricating oil include paraffinic and naphthenic mineral oils, ester synthetic oils, ether synthetic oils, hydrocarbon synthetic oils, GTL base oils, fluorine oils, and silicone oils. These can be used alone or as a mixed oil.
If the resin material and lubricating oil do not dissolve or disperse due to chemical compatibility such as polarity, using a lubricating oil with close viscosity makes it easier to physically mix and prevent segregation of the lubricating oil. It becomes.
グリースは、基油に増ちょう剤を加えたものであり、基油としては上述の潤滑油を挙げることができる。増ちょう剤としては、リチウム石けん、リチウムコンプレックス石けん、カルシウム石けん、カルシウムコンプレックス石けん、アルミニウム石けん、アルミニウムコンプレックス石けん等の石けん類、ジウレア化合物、ポリウレア化合物等のウレア系化合物が挙げられるが、特に限定されるものではない。 The grease is obtained by adding a thickener to a base oil, and examples of the base oil include the above-described lubricating oil. Thickeners include, but are not limited to, soaps such as lithium soap, lithium complex soap, calcium soap, calcium complex soap, aluminum soap, aluminum complex soap, and urea-based compounds such as diurea compounds and polyurea compounds. It is not a thing.
ジウレア化合物は、例えばジイソシアネートとモノアミンの反応で得られる。ジイソシアネートとしては、フェニレンジイソシアネート、ジフェニルジイソシアネート、フェニルジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、オクタデカンジイソシアネート、デカンジイソシアネート、へキサンジイソシアネート等が挙げられ、モノアミンとしては、オクチルアミン、ドデシルアミン、へキサデシルアミン、オクタデシルアミン、オレイルアミン、アニリン、p-トルイジン、シクロヘキシルアミン等が挙げられる。
ポリウレア化合物は、例えば、ジイソシアネートとモノアミン、ジアミンとの反応で得られる。ジイソシアネート、モノアミンとしては、ジウレア化合物の生成に用いられるものと同様のものが挙げられ、ジアミンとしては、エチレンジアミン、プロパンジアミン、ブタンジアミン、ヘキサンジアミン、オクタンジアミン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシレンジアミン等が挙げられる。
The diurea compound is obtained, for example, by reaction of diisocyanate and monoamine. Diisocyanates include phenylene diisocyanate, diphenyl diisocyanate, phenyl diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, octadecane diisocyanate, decane diisocyanate, hexane diisocyanate, and monoamines include octylamine, dodecylamine, hexadecylamine, octadecylamine, oleylamine, aniline, Examples include p-toluidine, cyclohexylamine and the like.
The polyurea compound can be obtained, for example, by reacting diisocyanate with a monoamine or diamine. Examples of the diisocyanate and monoamine include those used for the production of diurea compounds. Examples of the diamine include ethylenediamine, propanediamine, butanediamine, hexanediamine, octanediamine, phenylenediamine, tolylenediamine, xylenediamine, and the like. Is mentioned.
ワックスとしては、炭化水素系合成ワックス、ポリエチレンワックス、脂肪酸エステル系ワックス、脂肪酸アミド系ワックス、ケトン・アミン類、水素硬化油などを挙げることができる。これらのワックスに油を混合してもよく、使用する油成分としては上述の潤滑油と同様のものを用いることができる。 Examples of waxes include hydrocarbon synthetic waxes, polyethylene waxes, fatty acid ester waxes, fatty acid amide waxes, ketones / amines, hydrogenated oils, and the like. Oils may be mixed with these waxes, and the same oil components as those described above can be used as the oil component to be used.
潤滑成分には、さらに二硫化モリブデン、グラファイト等の固体潤滑剤、有機モリブデン等の摩擦調整剤、アミン、脂肪酸、油脂類等の油性剤、アミン系、フェノール系などの酸化防止剤、石油スルフォネート、ジノニルナフタレンスルフォネート、ソルビタンエステルなどの錆止め剤、イオウ系、イオウ−リン系などの極圧剤、有機亜鉛、リン系などの摩耗防止剤、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、ポリスチレンなどの粘度指数向上剤などの各種添加剤を含んでいてもよい。 Lubricating components further include solid lubricants such as molybdenum disulfide and graphite, friction modifiers such as organic molybdenum, oily agents such as amines, fatty acids and oils, antioxidants such as amines and phenols, petroleum sulfonates, Rust inhibitors such as dinonyl naphthalene sulfonate, sorbitan ester, extreme pressure agents such as sulfur and sulfur-phosphorus, antiwear agents such as organic zinc and phosphorus, metal deactivators such as benzotriazole and sodium nitrite Various additives such as viscosity index improvers such as polymethacrylate and polystyrene may be included.
上記グリースにおける基油の配合割合は、グリース成分全体に対して、基油が 1〜98 重量%、好ましくは 5〜95 重量%である。基油が 1 重量%未満であると、潤滑油を必要箇所に十分に供給することが困難になる。また 98 重量%より多いときには、低温でも固まらずに液状のままとなる。 The blending ratio of the base oil in the grease is 1 to 98% by weight, preferably 5 to 95% by weight, based on the whole grease component. If the base oil is less than 1% by weight, it will be difficult to sufficiently supply the lubricating oil to the necessary locations. On the other hand, when it is more than 98% by weight, it does not solidify even at low temperatures and remains liquid.
本発明に用いる多孔性固形潤滑剤は、潤滑成分と樹脂成分とを必須成分とし、これに硬化剤や、発泡剤を配合した混合物を発泡・硬化させて得られる。
上記潤滑成分の配合割合は、混合物全体に対して、1〜90 重量%、好ましくは 5〜80 重量%である。潤滑成分が 1 重量%未満であると、潤滑成分の供給量が少なく、十分な寿命を得ることができない、または潤滑剤不足により摩擦係数が増大し摩耗の原因になる。90 重量%より多いときには固化しなくなる。
樹脂の配合割合は、混合物全体に対して、8〜98 重量%、好ましくは 20〜80 重量%である。8 重量%より少ないときは固化せず、98 重量%より多いときには潤滑成分の供給量が少なく、十分な寿命を得ることができない。
The porous solid lubricant used in the present invention is obtained by foaming and curing a mixture in which a lubricating component and a resin component are essential components, and a curing agent or a foaming agent is blended therewith.
The blending ratio of the lubricating component is 1 to 90% by weight, preferably 5 to 80% by weight, based on the entire mixture. If the lubrication component is less than 1% by weight, the supply amount of the lubrication component is small and a sufficient life cannot be obtained, or the friction coefficient increases due to lack of lubricant, which causes wear. When it exceeds 90% by weight, it does not solidify.
The blending ratio of the resin is 8 to 98% by weight, preferably 20 to 80% by weight, based on the entire mixture. When it is less than 8% by weight, it does not solidify, and when it is more than 98% by weight, the supply amount of the lubricating component is small and a sufficient life cannot be obtained.
上記硬化剤の配合割合は、樹脂の配合量と発泡倍率により、上記発泡剤の配合割合は、後述する発泡倍率との関係でそれぞれ定まる。 The blending ratio of the curing agent is determined depending on the blending ratio of the resin and the foaming ratio, and the blending ratio of the foaming agent is determined in relation to the foaming ratio described later.
上記混合物を混合する方法としては、特に限定されることなく、例えばヘンシェルミキサー、リボンミキサー、ジューサーミキサー、ミキシングヘッド等、一般に用いられる撹拌機を使用して混合することができる。
上記混合物は、市販のシリコーン系整泡剤などの界面活性剤を使用し、各原料分子を均一に分散させておくことが望ましい。また、この整泡剤の種類によって表面張力を制御し、生じる気泡の種類を連続気泡または独立気泡に制御することが可能となる。このような界面活性剤としては陰イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、両性界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤などが挙げられる。
The method of mixing the mixture is not particularly limited, and for example, the mixture can be mixed using a generally used stirrer such as a Henschel mixer, a ribbon mixer, a juicer mixer, a mixing head, or the like.
It is desirable that the above mixture use a surfactant such as a commercially available silicone-based foam stabilizer to uniformly disperse each raw material molecule. Further, the surface tension can be controlled by the type of the foam stabilizer, and the type of the generated bubbles can be controlled to open cells or closed cells. Examples of such surfactants include anionic surfactants, nonionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, silicone surfactants, and fluorine surfactants.
本発明に用いる多孔性固形潤滑剤は、潤滑成分を樹脂内部に吸蔵してなり、バックアップロールの回転や受熱による熱膨張、または毛細管現象により潤滑成分を外部に供給することが可能なものである。
潤滑成分を樹脂内部に吸蔵するには、潤滑成分の存在下で発泡反応と硬化反応とを同時に行なわせる反応型含浸法を採用することが望ましい。このようにすると潤滑剤を樹脂内部に高充填することが可能となり、その後には潤滑剤を含浸して補充する後含浸工程を省略できる。
これに対して発泡固形体をあらかじめ成形しておき、これに潤滑剤を含浸させる後含浸法だけでは、樹脂内部に充分な量の液体潤滑剤が染み込まないので、潤滑剤保持力が充分でなく、短時間で潤滑油が放出されて長期的に使用すると潤滑油が供給不足となる場合がある。このため、後含浸工程は、反応型含浸法の補助手段として採用することが好ましい。
The porous solid lubricant used in the present invention has a lubricating component occluded inside the resin, and can supply the lubricating component to the outside by thermal expansion due to rotation of the backup roll or heat reception, or capillary action. .
In order to occlude the lubricating component inside the resin, it is desirable to employ a reactive impregnation method in which a foaming reaction and a curing reaction are simultaneously performed in the presence of the lubricating component. In this way, it is possible to highly fill the inside of the resin with the lubricant, and thereafter, the post-impregnation step of impregnating and replenishing the lubricant can be omitted.
On the other hand, a foam solid body is molded in advance, and only a post-impregnation method impregnating this with a lubricant does not allow a sufficient amount of liquid lubricant to penetrate into the resin. If the lubricating oil is released in a short time and used for a long time, the lubricating oil may be insufficiently supplied. For this reason, the post-impregnation step is preferably employed as an auxiliary means for the reactive impregnation method.
本発明の鉄鋼用転がり軸受において多孔性固形潤滑剤は、軸受内に潤滑成分および樹脂成分を必須成分とする混合物を流し込んだ後、発泡・硬化させてもよく、また常圧で発泡・硬化した後に裁断や研削等で目的の形状に後加工し、軸受内に組み込むこともできる。
形状が複雑な軸受内の任意の部位にも容易に充填することが可能であり、発泡成形体を得るための成形金型や研削工程等も不要であることから、本発明では、混合物を発泡・硬化前に軸受内に流し込み、軸受内において発泡・硬化させる方法を採用することが好ましい。該方法を採用することで、製造工程が簡易となり低コスト化が図れる。
In the rolling bearing for steel of the present invention, the porous solid lubricant may be foamed and cured after pouring a mixture containing a lubricating component and a resin component as essential components into the bearing, or foamed and cured at normal pressure. Later, it can be post-processed into a desired shape by cutting or grinding, and incorporated into the bearing.
It is possible to easily fill any part in a bearing having a complicated shape, and there is no need for a molding die or a grinding process for obtaining a foamed molded product. -It is preferable to adopt a method of pouring into the bearing before curing and foaming and curing in the bearing. By adopting this method, the manufacturing process is simplified and the cost can be reduced.
発泡・硬化時において発泡により多孔質化される際に生成させる気泡は気泡が連通している連続気泡であることが好ましく、外部応力によって潤滑成分を樹脂の表面から連続気泡を介して外部に直接供給するためである。気泡間が連通していない独立気泡の場合は固形成分中の潤滑油の全量が一時的に独立気泡中に隔離され気泡間での移動が困難となり、必要なときに転動体周囲等に十分供給されない場合がある。 It is preferable that the bubbles to be generated when foamed by foaming at the time of foaming / curing are open cells that communicate with each other, and the lubricating component can be directly removed from the surface of the resin via the open cells by external stress. This is to supply. In the case of closed cells where the bubbles do not communicate with each other, the entire amount of lubricating oil in the solid component is temporarily isolated in the closed cells, making it difficult to move between the bubbles and supplying them around the rolling elements when necessary. May not be.
本発明において多孔性固形潤滑剤の連続気泡率は 50%以上が好ましく、より好ましくは 70%以上である。連続気泡率が 50%未満の場合は、樹脂成分中の潤滑油が一時的に独立気泡中に取り込まれている割合が多くなり、必要な時に外部へ供給されない場合がある。 In the present invention, the open cell ratio of the porous solid lubricant is preferably 50% or more, more preferably 70% or more. When the open cell ratio is less than 50%, the ratio of the lubricating oil in the resin component temporarily taken up into the closed cells increases and may not be supplied to the outside when necessary.
本発明に用いる多孔性固形潤滑剤の発泡倍率は 1.1〜100 倍であることが好ましい。さらに好ましくは 1.1〜10 倍である。なぜなら発泡倍率 1.1 倍未満の場合は気泡体積が小さく、外部応力が加わったときに変形を許容できないし、または多孔質化した固形物が硬すぎるため、外部応力に追随した変形ができないなどの不具合がある。また、100 倍をこえる場合は外部応力に耐える強度を得ることが困難となり、破損や破壊に至ることがある。 The expansion ratio of the porous solid lubricant used in the present invention is preferably 1.1 to 100 times. More preferably, it is 1.1 to 10 times. This is because when the expansion ratio is less than 1.1 times, the bubble volume is small and deformation is not allowed when external stress is applied, or the porous solid is too hard to deform following external stress. There is. If it exceeds 100 times, it will be difficult to obtain the strength to withstand external stress, which may lead to damage or destruction.
本発明に用いる多孔性固形潤滑剤の具体例を以下に例示する。
[具体例1]
ウレタンプレポリマー(ダイセル化学社製:プラクセルEP1130)55 重量%に、シリコーン系整泡剤(東レ社製:SRX298)2 重量%とウレアグリース(新日本石油社製:バイロノックユニバーサルN6C)37 重量%を加え、120℃でよく撹拌した。これにアミン系硬化剤(イハラケミカル社製:イハラキュアミンMT)4 重量%を加え、撹拌した後、発泡剤としてのイオン交換水 2 重量%を加えて混合物を得た。この混合物を、玉軸受6204(内径 20mm)の内部空間に充填した後、120℃に設定した恒温槽に 1 時間放置して硬化させ、多孔性固形潤滑剤を封入した軸受を得た。
Specific examples of the porous solid lubricant used in the present invention are illustrated below.
[Specific Example 1]
Urethane prepolymer (manufactured by Daicel Chemical Industries: Plaxel EP1130) 55% by weight, silicone foam stabilizer (Toray Industries, Inc .: SRX298) 2% by weight and urea grease (manufactured by Nippon Oil Co., Ltd .: Vironock Universal N6C) 37% by weight And stirred well at 120 ° C. To this was added 4% by weight of an amine curing agent (manufactured by Ihara Chemical Co., Ltd .: Iharacamine MT), and after stirring, 2% by weight of ion-exchanged water as a blowing agent was added to obtain a mixture. This mixture was filled in the internal space of a ball bearing 6204 (inner diameter 20 mm) and then allowed to harden for 1 hour in a thermostatic bath set at 120 ° C. to obtain a bearing filled with a porous solid lubricant.
[具体例2]
ポリエーテルポリオール(旭硝子社製:プレミノールSX4004)20 重量%に、シリコーン系整泡剤(東レ社製:SRX298)0.5 重量%、潤滑油(新日本石油社製:タービン100)70 重量%、アミン系触媒(東ソー社製:TOYOCAT DB2)0.5 重量%、発泡剤としての水を 0.5 重量%加え、90℃で加熱してよく撹拌した。これにイソシアネート(日本ポリウレタン社製:コロネートT80)8.5 重量%を加えてよく撹拌し混合物を得た。この混合物を、玉軸受6204(内径 20mm)の内部空間に充填した後、120℃に設定した恒温槽に 1 時間放置して硬化させ、多孔性固形潤滑剤を封入した軸受を得た。
[Specific Example 2]
Polyether polyol (Asahi Glass Co., Ltd .: Preminol SX4004) 20% by weight, silicone foam stabilizer (Toray Industries, Inc .: SRX298) 0.5% by weight, lubricating oil (Shin Nippon Oil Co., Ltd .: Turbine 100) 70% by weight, amine type A catalyst (Tosoh Corporation: TOYOCAT DB2) 0.5% by weight and 0.5% by weight of water as a blowing agent were added, and the mixture was heated at 90 ° C. and well stirred. To this, 8.5% by weight of isocyanate (manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd .: Coronate T80) was added and stirred well to obtain a mixture. This mixture was filled in the internal space of a ball bearing 6204 (inner diameter 20 mm) and then allowed to harden for 1 hour in a thermostatic bath set at 120 ° C. to obtain a bearing filled with a porous solid lubricant.
本発明の鉄鋼用転がり軸受は、潤滑油を保持する固形潤滑剤の潤滑性能に優れ、多量の水と接触する環境下でも長期間安定して使用でき、かつ安価に生産できるので、熱延帯鋼の酸洗ラインにおける前処理工程で使用されるスケールブレーカーのバックアップロール軸受などの鉄鋼用転がり軸受として好適に利用できる。 The rolling bearing for steel of the present invention is excellent in the lubrication performance of a solid lubricant that holds lubricating oil, can be used stably for a long time even in an environment where it contacts with a large amount of water, and can be produced at low cost. It can be suitably used as a rolling bearing for steel, such as a backup roll bearing of a scale breaker used in a pretreatment process in a steel pickling line.
1 鉄鋼用転がり軸受
1a 軸受本体
1b 密封装置
2 バックアップロール
3 外筒
4 固定軸
5 内輪
6 外輪
7 ころ
8 外方部材8
9 内方部材9
10 止め輪
11 止め輪
DESCRIPTION OF
9 Inner member 9
10 Retaining ring 11 Retaining ring
Claims (5)
前記多孔性固形潤滑剤は、潤滑成分および樹脂成分を必須成分とし、該樹脂成分を発泡・硬化して多孔質化した固形物であることを特徴とする鉄鋼用転がり軸受。 A rolling bearing that is used in an environment where a large amount of water comes into contact with a sealing device for preventing water from entering a bearing filled with a porous solid lubricant.
The rolling solid bearing for steel, wherein the porous solid lubricant is a solid material in which a lubricating component and a resin component are essential components, and the resin component is foamed and cured to be porous.
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Cited By (2)
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CN106956548A (en) * | 2017-05-17 | 2017-07-18 | 中冶赛迪工程技术股份有限公司 | One kind fine setting heart roller |
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