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电梯吊索用润滑脂、电梯吊索和牵引式电梯

申请号 CN201680067888.8 申请日 2016-11-24 公开(公告)号 CN108350389A 公开(公告)日 2018-07-31
申请人 株式会社日立制作所; 发明人 布重纯; 太田亮; 大部芳树; 中山真人; 安部贵;
摘要 本 发明 提供一种可兼顾高牵引特性和高耐磨损性、进而具有与吊索表面密合的密合性的 电梯 吊索用 润滑脂 ;以及使用了该电梯吊索用润滑脂的电梯吊索和牵引式电梯。本发明的电梯吊索用润滑脂是构成电梯吊索的润滑脂层的电梯吊索用润滑脂,该电梯吊索具有 钢 索和形成于上述钢索的表面的润滑脂层,该电梯吊索用润滑脂的特征在于,其由包含 基础 油的润滑脂形成,该 基础油 包含 烃 成分和环烷烃化合物,上述烃成分是40℃的运动 粘度 大于60mm2/s的液体或固体,包含上述润滑脂的30 质量 %~90质量%的上述烃成分。
权利要求

1.一种电梯吊索用润滑脂,其为构成电梯吊索的润滑脂层的电梯吊索用润滑脂,该电梯吊索具有索和形成于所述钢索的表面的所述润滑脂层,该电梯吊索用润滑脂的特征在于,
其由包含基础油的润滑脂形成,该基础油包含成分和环烷烃化合物,
所述烃成分是40℃的运动粘度大于60mm2/s的液体或固体,包含所述电梯吊索用润滑脂的30质量%~90质量%的所述烃成分。
2.根据权利要求1所述的电梯吊索用润滑脂,其特征在于,所述烃成分为聚丁烯或聚异丁烯。
3.根据权利要求1所述的电梯吊索用润滑脂,其特征在于,所述环烷烃化合物包含下述通式(1)所示的至少一种以金刚烷衍生物为基本骨架的化合物,
通式(1)
通式(1)中,n表示0~10的整数,R10表示原子数为1~3的烷基、羧基、乙酰基、基、羟基或烷基羟基。
4.根据权利要求1所述的电梯吊索用润滑脂,其特征在于,所述环烷烃化合物包含下述通式(2)所示的至少一种多环环烷烃化合物,
通式(2)
通式(2)中,n表示0~4的整数;X、X′、X″表示具有单环的环状烃或具有交联结构的环状烃,R和R′表示直接键合或碳原子数为1~3的亚烷基,Q表示氢原子、碳原子数为1~3的亚烷基或环状烃;X、X'、X″、R、R'和Q可以在侧链具有碳原子数为1~3的烷基或环状烃,各自相互独立地选择结构。
5.根据权利要求4所述的电梯吊索用润滑脂,其特征在于,所述通式(2)所示的多环环烷烃化合物为下述通式(3)~(8)所示的多环环烷烃化合物,
通式(3)
通式(4)
通式(5)
通式(6)
通式(7)
通式(8)
通式(9)
通式(10)
通式(11)
通式(4)~(6)和(7)的R1~R7包含通式(9)~(11)所示的烃基,通式(9)~(11)的R1'~R12′各自相互独立地选自氢、碳原子数为1~3的烷基、单环环己基或具有交联结构的环己基;通式(3)~(8)的n1~n15根据环状烃的结构而表示0~9或0~11的整数,Q1~Q15各自相互独立地选自碳原子数为1~3的烷基、单环环己基或具有交联结构的环己基,在n1~n15为
2以上的整数时,多个Q1~Q15各自相互独立地选择结构;通式(5)和(6)的Q1′~Q3′各自相互独立地选自氢原子、碳原子数为1~3的烷基、单环环己基或具有交联结构的环己基。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的电梯吊索用润滑脂,其特征在于,其进一步包含增稠剂,所述增稠剂为矿物油系烃蜡或合成烃蜡,包含电梯吊索用润滑脂的0.5质量%~25质量%的所述增稠剂。
7.根据权利要求6所述的电梯吊索用润滑脂,其特征在于,所述增稠剂为下述通式(12)~(13)所示的至少一种化合物,
通式(12)
通式(13)
通式(12)的R1″为氢或碳原子数为1~24的烷基,通式(13)的R3″为碳原子数为1~8的烃基,通式(12)的R2″、通式(13)的R4″和R5″各自相互独立地选自碳原子数为4~24的烃基;R1″~R5″可以在侧链具有烷基、羟基或苯基等取代基。
8.根据权利要求1~5中任一项所述的电梯吊索用润滑脂,其特征在于,其进一步包含增粘剂,所述增粘剂是重均分子量为1000~100000的直链烃、支链烃、饱和环状烃和芳烃中的至少一种。
9.一种电梯吊索,其为具有钢索和形成于所述钢索的表面的润滑脂层的电梯吊索,其特征在于,
所述钢索具有芯缆和股线,该股线由多条钢丝形成且配置于所述芯缆的周围,所述润滑脂层包含权利要求1~5中任一项所述的电梯吊索用润滑脂。
10.一种牵引式电梯,其具备:吊索;用于卷起所述吊索的提升绞车;与所述吊索连接的平衡重;以及与所述吊索连接并通过所述吊索被卷起而被驱动的轿厢,该牵引式电梯的特征在于,
所述吊索具有钢索和形成于所述钢索的表面的润滑脂层,
所述钢索具有芯缆和股线,该股线由多条钢丝形成且配置于所述芯缆的周围,所述润滑脂层包含权利要求1~5中任一项所述的电梯吊索用润滑脂。

说明书全文

电梯吊索用润滑脂、电梯吊索和牵引式电梯

技术领域

[0001] 本发明涉及电梯吊索用润滑脂、电梯吊索和牵引式电梯。

背景技术

[0002] 近年来,面向中低层建筑物的电梯正在使用无机械室的牵引式电梯。牵引式电梯由于无机械室而使得电梯搭载的设计布局的自由度提高,也能够设置于以往难以设置的窄小空间。因此,在装置的新设和更新时得到普及。
[0003] 电梯用吊索(以下称为“电梯吊索(elevator rope)”)例如通常为JIS G 3525中规定的吊索。电梯吊索是在由合成纤维或天然纤维形成的芯缆的周围配置6根或8根左右的股线、并将它们绞合而成的结构(索,wire rope)。另外,股线是将多根钢丝绞合而成的。在对吊索施加张时,为了抑制由于钢丝股线在将芯缆压缩的方向上作用有力而产生的钢丝彼此的摩擦和磨损、以及在吊索-绳轮之间形成油膜(保持润滑性),在吊索表面涂布了具有粘性的油或润滑脂状的油。若提高吊索的张力以使得吊索与绳轮的接触部的接触表面压力(Hertz表面压力)升高,则吊索表面的油在接触部形成弹性流体润滑膜,提升绞车的动力通过接触部被传递至吊索。这是被称为牵引驱动的驱动方式之一,通过吊索运动而驱动轿厢和平衡重,引起电梯的升降(轿厢的升降)。
[0004] 最近,正在研究吊索直径小的吊索的应用。通过吊索的细径化,绳轮的直径和卷绕度减小,能够进一步实现电梯的小型化。另一方面,吊索的细径化使得吊索-绳轮之间的接触面积减小,导致吊索的动力传递(牵引)降低。通过牵引而产生的吊索的驱动力(牵引力)由吊索与绳轮的接触表面压力和油(油膜)的牵引系数之积来表示。相对于接触面积的窄小化,为了获得牵引力,需要提高吊索-绳轮接触部的接触表面压力、或者更换成牵引系数高的油。另外,通过提高接触表面压力,还担心由吊索与绳轮的接触导致的磨损的增加。
[0005] 此处,通过吊索的细线化,接触部的接触表面压力上升,而吊索的拉伸强度降低。虽然接触表面压力通过加重轿厢等而增加,但对吊索的负荷也升高,因此需要考虑吊索的安全率而进行调整。另外,除装置的小型化之外,从节能化和长寿命化的观点出发,还对于轿厢等的轻量化进行了研究,在提高接触表面压力的方法上存在许多技术上的限制。因此,在电梯吊索中,需要相对于接触面积的窄小化能够得到优异牵引的油和润滑脂等的应用。
[0006] 作为使用高牵引吊索的牵引式电梯的例子,在专利文献1中公开了一种牵引式电梯装置,其特征在于,以聚丁烯和液态聚异丁烯的单独一种或组合作为基剂、并用增稠剂将其固定,由此将具有需要的滴点、稠度的软固态油剂或润滑脂状油剂至少涂布到吊索上。
[0007] 另外,在专利文献2中公开了一种牵引驱动流体,其用于牵引驱动装置(通过转动刚体之间的点接触或线接触而传递驱动力的装置),其由具有规定分子结构的环戊二烯的低聚物和40℃的粘度为5厘沲(mm2/s)~60厘沲(mm2/s)的聚丁烯形成。
[0008] 现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1:日本特开昭58-176298号公报
[0011] 专利文献2:日本特开平5-105890号公报

发明内容

[0012] 发明要解决的课题
[0013] 为了确保电梯的安全性以及减少电梯的保养检查次数等,希望电梯吊索除了具有高牵引特性之外,还具有高耐磨损性。为了实现电梯吊索的高耐磨损性,考虑在吊索-绳轮之间设置吊索-绳轮之间的油膜保持(润滑性保持)力高的电梯吊索油或润滑脂。
[0014] 专利文献1的润滑脂中包含的液态聚丁烯和聚异丁烯具有下述特点:虽然牵引特性优异(牵引系数高),但由于是直链状,在高表面压力下分子容易变形,油膜的厚度容易变薄。由此,容易发生吊索-绳轮之间的油膜断裂,结果在接触表面处磨损容易加剧,有可能导致吊索寿命比使用了通用的矿物油系润滑脂时还短。另外,若吊索与绳轮之间的油膜变薄,则除了部件彼此的直接接触以外,由于磨损产生的磨损粉的影响等,提升绞车的动力有可能无法顺利地传递至吊索而引起电梯的制动不良。
[0015] 专利文献2的牵引驱动流体具有下述特点:通过为规定构成的流体,从而显示出牵引性能和低粘度、热稳定性等优异的性能。在装置的规格方面,希望流体的粘度为20厘沲2 2
(mm/s)~25厘沲(mm/s),通过尽可能降低粘度而提高牵引性能很重要。另外表明,在流体的分子量和粘度高的条件下,发生牵引系数的降低等,无法获得目标性能。在将该牵引驱动流体用于电梯用吊索的情况下,由于粘度低,因而若润滑脂一度软化则会通过飞散等而缓慢地从吊索失去油,引起磨损和电梯制动不良的可能性高。在用于润滑脂的流体(基础油)中,油在吊索表面的保持性、以及密合性特别重要,因而认为无法发挥出所期待的性能。
[0016] 如上所述,在现有技术中,无法提供对于电梯吊索具备高牵引特性、高耐磨损性以及与吊索表面密合的密合性的电梯吊索用润滑脂、以及使用了该润滑脂的电梯吊索和牵引式电梯,希望进行进一步的改善。
[0017] 鉴于上述情况,本发明的目的在于,提供一种可兼顾高牵引特性和高耐磨损性、进而具有与吊索表面密合的密合性的电梯吊索用润滑脂;以及使用了该电梯吊索用润滑脂的电梯吊索和牵引式电梯。
[0018] 用于解决课题的方案
[0019] 为了达到上述目的,本发明提供一种电梯吊索用润滑脂,其为构成电梯吊索的润滑脂层的电梯吊索用润滑脂,该电梯吊索具有钢索和形成于该钢索的表面的上述润滑脂层,该电梯吊索用润滑脂的特征在于,其由包含基础油的润滑脂形成,该基础油包含烃成分和环烷烃化合物,上述烃成分是40℃的运动粘度大于60mm2/s的液体或固体,包含上述润滑脂的30质量%~90质量%的上述烃成分。
[0020] 发明的效果
[0021] 根据本发明,能够提供一种可兼顾高牵引特性和高耐磨损性、进而具有与吊索表面密合的密合性的电梯吊索用润滑脂;以及使用了该电梯吊索用润滑脂的电梯吊索和牵引式电梯。
[0022] 除了上述以外的课题、构成和效果可通过以下的实施方式的说明进一步明确。附图说明
[0023] 图1是示出本发明的牵引式电梯的一例的示意图。
[0024] 图2是示出本发明的电梯吊索的一例的截面示意图。

具体实施方式

[0025] 下面,利用附图对本发明的实施方式进行说明。
[0026] [电梯吊索用润滑脂]
[0027] 如上所述,本发明的电梯吊索用润滑脂(以下也简称为“润滑脂”)由包含基础油的润滑脂形成,该基础油包含烃成分和环烷烃化合物,上述烃成分是40℃的运动粘度大于60mm2/s的液体或固体,包含润滑脂的30质量%~90质量%的上述烃成分。通过包含牵引特性优异的烃成分和对润滑脂赋予耐磨损性的环烷烃化合物,能够得到可兼顾高牵引特性和高耐磨损性、进而与吊索表面密合的密合性高的润滑脂。
[0028] 需要说明的是,本说明书中,将单独的基础油或者在基础油中添加增粘剂而增粘后的高粘度油称为“吊索油(rope oil)”,将包含基础油和增稠剂且在无剪切状态下为固态的油称为“润滑脂”。以下,对本发明的润滑脂的各构成进行详细说明。
[0029] (1)基础油
[0030] 本发明中,基础油以(A)烃成分和(B)环烷烃化合物为构成要素,其构成为在通常的电梯工作温度条件(40℃)下为液态的油。与上述专利文献2的牵引驱动装置用流体不同,对于电梯吊索用润滑脂来说,重视与吊索表面密合的密合性。
[0031] 作为(A)成分,只要在能够维持牵引特性的范围就没有特别限定,优选下述通式(14)和(15)所示的侧链具有烃基的化合物。
[0032] 通式(14)
[0033]
[0034] 通式(15)
[0035]
[0036] 作为上述通式(14)和(15)所示的具体化合物,优选聚异丁烯、聚丁烯、聚丙烯、(聚丁烯(聚-1-丁烯)、聚异丁烯)、聚-1-戊烯、聚-1-己烯、聚-1-庚烯、聚-4-甲基-1-戊烯、聚-1-辛烯、聚-1-壬烯和聚-1-癸烯等。其中,优选侧链的分子链短的化合物,特别优选聚丁烯或聚异丁烯。
[0037] 上述(A)成分也可以将多种物质的状态(液体或固体)、分子量或粘度不同的物质混合使用。特别是,从与电梯吊索表面密合的密合性和防止油膜断裂的观点出发,所使用的聚丁烯或聚异丁烯优选为运动粘度(40℃)大于60mm2/s的液体或固体,更优选为运动粘度(40℃)为100mm2/s以上的液体或固体。基础油的粘度可以通过(A)成分的种类、含量来调整。
[0038] 作为(B)成分,在包含环状烃的环烷烃化合物中,优选分子结构中包含金刚烷的金刚烷衍生物和分子结构中包含多个环状烃的多环环烷烃化合物。金刚烷衍生物是指以金刚烷为基本骨架、进而具有至少一个以上官能团的化合物。具体而言,为下述通式(1)所示的至少一种化合物。
[0039] 通式(1)
[0040]
[0041] 通式(1)中,n表示0~10的整数。R10表示原子数为1~3的烷基、羧基、乙酰基、基、羟基或烷基羟基。
[0042] 通式(1)所示的化合物是包含金刚烷结构的、具有非常大的体积的分子结构(空间位阻大)的化合物。该化合物的剪切阻力大,即使在表面压力增加的情况下也可抑制分子结构的变形,能够维持油膜的厚度,对于高表面压力能够实现优异的耐磨损性。
[0043] 作为通式(1)的优选例,具体而言,可以举出金刚烷、甲基金刚烷、1,3-二甲基金刚烷、乙基金刚烷、丙基金刚烷、异丙基金刚烷、金刚烷羧酸、乙酰基金刚烷、氨基金刚烷、金刚烷醇、羟甲基金刚烷、羟乙基金刚烷、1,3-金刚烷二醇、1,3,5-金刚烷三醇、3,5-二甲基-1-金刚烷甲醇和2-乙基-2-金刚烷醇等。
[0044] 另外,多环环烷烃化合物是指在分子结构中具有多个环状烃的一系列化合物。具体而言,为下述通式(2)所示的至少一种化合物。
[0045] 通式(2)
[0046]
[0047] 通式(2)中,n表示0~4的整数。X、X′、X″表示具有单环的环状烃或具有交联结构的环状烃,R和R'表示直接键合或碳原子数为1~3的亚烷基,Q表示氢原子、碳原子数为1~3的亚烷基或环状烃。X、X′、X″、R、R'和Q可以在侧链具有碳原子数为1~3的烷基或环状烃,各自相互独立地选择结构。
[0048] 通式(2)所示的化合物为下述化合物:具有多个环己基骨架等环状烃,环彼此介由烃进行键合或直接键合,从而具有体积非常大的分子结构(空间位阻大)。因此,与上述通式(1)的化合物同样,该化合物的剪切阻力大,即使在表面压力增加的情况下也可抑制分子结构的变形,能够维持油膜的厚度,对于高表面压力能够实现优异的耐磨损性。
[0049] 作为通式(2)所示的多环环烷烃化合物的例子,可以举出各种化合物,作为优选的化合物,可以举出以下的通式(3)~(8)所示的化合物。
[0050] 通式(3)
[0051]
[0052] 通式(4)
[0053]
[0054] 通式(5)
[0055]
[0056] 通式(6)
[0057]
[0058] 通式(7)
[0059]
[0060] 通式(8)
[0061]
[0062] 通式(9)
[0063]
[0064] 通式(10)
[0065]
[0066] 通式(11)
[0067]
[0068] 通式(4)~(6)和(7)的R1~R7包含通式(9)~(11)所示的烃基,通式(9)~(11)的R1′~R12′各自相互独立地选自氢、碳原子数为1~3的烷基、单环环己基或具有交联结构的环己基。通式(3)~(8)的n1~n15根据环状烃的结构而表示0~9或0~11的整数,Q1~Q15各自相互独立地选自碳原子数为1~3的烷基、单环环己基或具有交联结构的环己基,在n1~n15为2以上的整数时,多个Q1~Q15各自相互独立地选择结构。通式(5)和(6)的Q1′~Q3′各自相互独立地选自氢原子、碳原子数为1~3的烷基、单环环己基或具有交联结构的环己基。
[0069] 在通式(3)~(11)的化合物中,式中的R1′~R12′和Q1~Q15的烷基具体为甲基、乙基、正丙基和异丙基。R1′~R12′更优选为氢或甲基,特别优选与环己基相邻的碳原子被甲基化的基团。通式(3)~(8)的化合物可以分别单独使用,也可以以任意的组合和比例混合使用。
[0070] 作为通式(3)~(8)的优选例,为包含2个~4个环状化合物的化合物,具体而言,可以举出联环己烷、1,2-二环己基丙烷、1,2-二环己基-2-甲基丙烷、2,3-二环己基丁烷、2,3-二环己基-2-甲基丁烷、2,3-二环己基-2,3-二甲基丁烷、1,3-二环己基丁烷、1,3-二环己基-3-甲基丁烷、2,4-二环己基戊烷、2,4-二环己基-2-甲基戊烷、2,4-二环己基-2,4-二甲基戊烷、1,3-二环己基-2-甲基丁烷、2,4-二环己基-2,3-二甲基丁烷、2,4-二环己基-2,3-二甲基戊烷、2,4,6-三环己基-2,4-二甲基庚烷、2,4,6-三环己基-2-甲基己烷、2,4,6-三环己基-2,4,6-三甲基庚烷、2,4,6,8-四环己基-2,4,6,8-四甲基壬烷、双环[2.2.1]庚-2-烯、2-亚甲基双环[2.2.1]庚烷、2-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、2-亚甲基-3-甲基双环[2.2.1]庚烷、3-亚甲基-2-甲基双环[2.2.1]庚烷、2,3-二甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、2-亚甲基-7-甲基双环[2.2.1]庚烷、3-亚甲基-7-甲基双环[2.2.1]庚烷、2,7-二甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、2-亚甲基-5-甲基双环[2.2.1]庚烷、3-亚甲基-5-甲基双环[2.2.1]庚烷、2,5-二甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、2-亚甲基-6-甲基双环[2.2.1]庚烷、3-亚甲基-6-甲基双环[2.2.1]庚烷、2,6-二甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、2-亚甲基-1-甲基双环[2.2.1]庚烷、3-亚甲基-1-甲基双环[2.2.1]庚烷、1,2-二甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、2-亚甲基-4-甲基双环[2.2.1]庚烷、3-亚甲基-4-甲基双环[2.2.1]庚烷、2,4-二甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、2-亚甲基-3,7-二甲基双环[2.2.1]庚烷、3-亚甲基-2,7-二甲基双环[2.2.1]庚烷、2,3,7-三甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、2-亚甲基-3,6-二甲基双环[2.2.1]庚烷、3-亚甲基-2,6-二甲基双环[2.2.1]庚烷、2-亚甲基-3,3-二甲基双环[2.2.1]庚烷、3-亚甲基-2,2-二甲基双环[2.2.1]庚烷、2,3,6-三甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、2-亚甲基-3-乙基双环[2.2.1]庚烷和3-亚甲基-
2-乙基双环[2.2.1]庚烷、2-甲基-3-乙基双环[2.2.1]庚-2-烯等。
[0071] 通式(3)~(8)所示的化合物均为包含多个脂环式烃的分子结构,具有环彼此直接键合或介由烃进行交联而成的结构。因此,分子的空间位阻大,即使承受高的压力也不易发生变形,形成对于吊索-绳轮之间的接触而言充分厚度的油膜。
[0072] 对通式(3)~(8)的化合物的制法没有特别限定,可以采用公知或任意的方法。例如可以举出:将α-甲基苯乙烯或苯乙烯等进行二聚化反应或三聚化反应后,通过氢化来制作的方法;制造环烷烃系合成润滑油的方法。另外,可以包含在制造过程中生成的四聚体化合物等,但分子量大的多聚体有时以固体的形式获得,因而,更优选二聚体化合物或三聚体化合物。
[0073] 另外,作为环烷烃化合物的其他例子,可以举出单环或二聚体以上的环状单萜烯类的氢化物(加氢物)和单环或二聚体以上的环状单萜烯类的衍生物(环状单萜烯类衍生物)的氢化物。作为环状单萜烯类和环状单萜烯类衍生物(环状单类萜类)的例子,可以举出各种物质,作为优选的物质,可以举出薄荷二烯类、具有交联结构的环状烃类和它们的混合物。已知它们是以异戊二烯为结构单元的烃,进而根据分子结构而具有结构异构体、对映异构体(d体、1体)。上述薄荷二烯类和具有交联结构的环状烃类的多聚体合成的反应性比较高。另外,由于大量具有环状结构,能够形成空间位阻大的基础油。进而,上述化合物也作为由植物或昆虫、菌类等产生的生物体物质而为人所知,由于是来自天然物的化合物,能够由非石油系原料制造,从这一点来看,在节省资源方面是有利的。
[0074] 薄荷二烯类是具有在环己烷环的1,2位、1,3位或1,4位上分别取代有甲基和异丙基的结构、并且具有两个碳-碳双键的化合物。具体而言,可以举出柠檬烯、异柠檬烯、α-萜品烯、β-萜品烯、γ-萜品烯、萜品油烯、α-芹烯、β-水芹烯和它们的对映异构体。另外,同样也可以举出导入有烷基或羟基等取代基的衍生物。
[0075] 具有交联结构的环状烃类可以举出α-蒎烯、β-蒎烯、莰烯、片烯、葑烯、桧烯和它们的对映异构体。另外,同样也可以举出导入有烷基或羟基等取代基的衍生物。
[0076] 另外,关于包含上述所示的环状单萜烯类及其衍生物的混合物,也同样可以作为基础油使用。具体而言,可以举出作为对薄荷二烯类的异构体混合物的双戊烯、作为α-蒎烯和β-蒎烯的混合物的松节油等精油。
[0077] 本发明中的单环的环状单萜烯类及其衍生物可以举出将例如上述列举的薄荷二烯类和与其类似的物质进行氢化反应而得到的化合物。从化学稳定性的观点出发,优选不含不饱和烃的化合物,作为更优选的例子,例如可以举出降冰片烷及其衍生物、葑烷及其衍生物、蒎烷及其衍生物等。
[0078] 本发明中的二聚体以上的环状单萜烯类及其衍生物是指将环状单萜烯类或环状单类萜类进行多聚化反应而得到的化合物(多聚体),可以是一种多聚体,也可以是包含多种多聚体的混合物(例如包含柠檬烯的多聚体和α-萜品烯的多聚体的混合物)。另外,也可以为包含不同种类的环状单萜烯类和环状单类萜类的多聚体。例如,可以为将α-蒎烯(环状单萜烯类)与β-蒎烯(环状单萜烯类)进行多聚化而成的物质、将柠檬烯(环状单萜烯类)与其衍生物(环状单类萜类)进行多聚化而成的物质。
[0079] 另外,多聚体只要为二聚体以上就没有特别限制,也可以为包含单元数(构成多聚体的单体的数目)不同的多聚体的混合物(例如二聚体和三聚体的混合物),但有时分子量大的多聚体以固体形态获得。在以固体形态获得的情况下,只要溶解于溶剂中等调节粘度就能够使用,但此时基础油稀,存在牵引特性降低的可能性。因此,更优选为二聚体化合物或三聚体化合物。需要说明的是,多聚体的单元数依赖于多聚化反应前的单体的双键的位置
[0080] 对于上述的环状单萜烯类或其衍生物,在催化剂的存在下进行多聚化反应,得到多聚体。用于多聚化反应的催化剂没有特别限制,通常使用酸性催化剂。具体而言,为盐酸硫酸甲苯磺酸、氯化、氯化(II)、氯化(II)、沸石、、氧化铝、阳离子交换树脂和杂多酸等。在反应容器中投入环状单萜烯类或其衍生物和上述催化剂,进行多聚化反应。另外,为了使催化剂分散,可以使用正己烷、环己烷、甲苯或1,2-二乙氧基乙烷等溶剂。另外,可以根据需要来加入酯类、类或二醇类等反应调节剂。
[0081] 接着,对通过上述方式得到的二聚体以上的环状单萜烯类或其衍生物进行氢化反应,得到二聚体以上的环状单萜烯类的氢化物或二聚体以上的环状单萜烯类衍生物的氢化物,制成目标基础油。氢化反应可以利用通常方法进行。例如,在适于氢化反应的金属催化剂(镍、钌、钯、铂、铑或铱等)的存在下流通氢气并进行加热,由此进行氢化反应(接触氢化)。
[0082] 另外,也可以根据分子结构而采用使用氢化锂铝、氢化钠、三乙基硼氢化锂或硼氢化锂等酸根型氢化配位化合物的氢化物还原,进行氢化反应。通常通过使用金属催化剂的非均相接触氢化来进行,但根据起始物质的双键的位置,有时利用该方法难以还原,更容易发生氢化物还原(均相氢化),因此,氢化反应优选根据各化合物的分子结构而选择适合的方法。
[0083] 上述(B)成分是具有多个环状烃、环彼此介由烃进行键合或直接键合而具有体积非常大的分子结构(空间位阻大)的化合物。通过形成包含该化合物的基础油,能够得到赋予了高耐磨损性的适于电梯吊索的润滑脂。
[0084] 另外,除了上述金刚烷衍生物和多环环烷烃化合物以外,也可以使用单环的脂肪族环状烃。与上述化合物相比虽然空间位阻变小,但出于同样的理由而能够提高基础油的耐磨损性。
[0085] 另外,以与增稠剂相容的相容性、基础油的粘度和吊索润滑脂稳定性、调整牵引等为目的,本发明的基础油还可以使用适当混配有矿物油(链烷烃油、环烷烃油)、合成酯油、合成醚油、合成烃油等的混合油,或者将这些油作为基础油加入到(A)成分和(B)成分中来使用。这些基础油可以根据电梯的设计规格进行选择。
[0086] 另外可知:使用聚丁烯或聚异丁烯与环烷烃化合物的复合化物(混合油)时的耐磨损性在少量的环烷烃化合物的复合化方面也可发挥效果。如后述实施例所示,对基础油的耐磨损性进行比较时,通过形成环烷烃化合物至少为1质量%以上的复合化物,基础油的耐磨损性能够降低30%以上。
[0087] 关于上述效果,以下示出考察。在高表面压力下的油膜形成时,环烷烃化合物的一部分析出(固化),一边卷入附近的聚丁烯或聚异丁烯,一边强制地压缩/固化而形成域(岛层),由此在油膜中形成模拟的相分离结构(海岛结构)。通过在润滑脂(或混合油)中形成以该环烷烃油为核心的域,域起到大体积的缓冲物的作用,由此推测利用少量的环烷烃化合物也可显示出抑制金属彼此直接接触的效果。
[0088] 通过少量添加上述环烷烃化合物而使耐磨损性飞跃性地提高的效果取决于高表面压力下的油膜中的特殊的相变化,这是以往未发现的新见解。
[0089] 基础油的最佳混配比可以考虑粘度、牵引性能和耐磨损性而适当选择,最佳的添加量如下:(A)成分为润滑脂的30质量%~90质量%,环烷烃化合物为润滑脂的1质量%~70质量%。进而,可以加入润滑脂的50质量%以下的除了(A)成分和(B)成分以外的基础油。
[0090] (2)增稠剂
[0091] 本发明的润滑脂可以为为了使上述基础油固化而添加了增稠剂的润滑脂。增稠剂只要能够混合到润滑脂中就能够没有特别限制地使用,作为增稠剂的例子,有:矿物油系蜡(微晶蜡(microcrystalline wax)、石蜡和矿脂等)、合成烃蜡(用费托法对的分解气体进行合成而得到的物质)、烯烃衍生物的聚合物蜡(聚乙烯蜡、α-烯烃蜡)、脂肪酸衍生物的蜡(酰胺蜡、酮蜡)、矿物系蜡(褐煤酸蜡)、动物系蜡(蜜蜡、鲸蜡)和植物系蜡(巴西棕榈蜡、日本蜡)等。这些蜡的种类和添加量需要考虑对牵引系数造成的影响、触变性和对吊索的贴附性而确定。增稠剂的添加量优选为润滑脂的0.5质量%~25质量%,更优选为1质量%~10质量%。
[0092] 另外,在上述的吊索油和润滑脂中,只要不使牵引系数降低,则可以为了赋予防锈、抗氧化、抑制磨损等功能而添加各种添加剂。作为防锈剂的例子,例如有磺酸化合物的金属盐和胺类。作为抗氧化剂的例子,例如有2,6-二叔丁基对甲酚等酚系抗氧化剂、烷基化二苯胺等胺系抗氧化剂和二烷基二硫代磷酸锌等有机硫系抗氧化剂。作为磨损抑制剂的例子,例如有微粒石墨、二硫化钼、二烷基二硫代磷酸锌和聚四氟乙烯粉末等。另外,作为润滑脂的相容性调节剂和金属界面的油性剂,也可以使用阴离子系表面活性剂(脂肪酸钠等)、非离子系表面活性剂(山梨聚糖脂肪酸酯等)和两性离子表面活性剂(烷基氨基脂肪酸盐等)。
[0093] 另外,作为增稠剂,也可以添加触变性赋予剂。触变性赋予剂是在一个分子中具有亲水基和疏水基的化合物,具有溶解于油等时在溶液中通过氢键而使得分子彼此形成结构、形成固态组合物的特点。具有通过剪切而容易软化的触变性,成为高粘度的液态组合物。另外,通过去除剪切应力,再次借助氢键而形成结构,成为固态的组合物。该组合物的触变性在以室温附近为代表的电梯升降通路可涉及的温度条件下展现,可兼顾与吊索表面密合的高密合化和吊索-绳轮接触面处的油膜稳定化。
[0094] 本发明的润滑脂通过将多环环烷烃化合物添加到基础油中,与仅将通常的包含链烷烃的矿物油或聚异丁烯等链状烃作为基础油的情况相比,即便增稠剂的添加量少也能显示出使油固化的倾向。推测这是由于:多环环烷烃化合物的大体积的分子骨架成为空间位阻,与矿物油或链状烃相比,触变性赋予剂的相容性降低,容易因氢键而形成结构。另外,由于用少量的触变性赋予剂进行固化,因而本发明的润滑脂可以不损害基础油的牵引特性而使用。
[0095] 作为触变性赋予剂,只要是可溶于基础油且将基础油固化的物质,就可以没有特别限制地使用。作为触变性赋予剂的例子,有脂肪酸酰胺、脂肪酸二酰胺、脂肪酸三酰胺、脂肪酸四酰胺、氧化聚烯烃和氢化蓖麻油等。这些触变性赋予剂的种类和添加量需要考虑吊索油对牵引系数的影响和对吊索的贴附性(附着性)而确定。
[0096] 在上述触变性赋予剂中,特别是脂肪酸酰胺、脂肪酸二酰胺与多环环烷烃化合物具有适度的相容性,并且由氢键进行的结构形成优异,是更优选的例子。具体而言,为下述通式(12)和(13)所示的化合物。
[0097] 通式(12)
[0098]
[0099] 通式(13)
[0100]
[0101] 通式(12)的式中,R1″为氢或碳原子数为1~24的烷基,通式(13)的R3″为碳原子数为1~8的烃基,通式(12)的R2″、通式(13)的R4″和R5″各自相互独立地选自碳原子数为4~24的烃基。出于与基础油相容的相容性和促进由氢键形成结构等的目的,R1″~R5″可以在它们的侧链具有烷基、羟基或苯基等取代基。特别优选在R2″、R4″和R5″的侧链具有羟基。通式(12)和(13)的化合物可以单独使用,也可以以任意的组合和比例混合使用。
[0102] 作为通式(12)和(13)的优选例,为单胺或二胺与脂肪酸的反应产物。作为单胺,可以举出甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、2-丁胺、2-甲基丙胺、叔丁胺、戊胺、2-戊胺、3-戊胺、2-甲基丁胺、3-甲基丁胺、新戊胺、己胺、庚胺、辛胺、壬胺、癸胺、十一胺、月桂胺、十三胺、肉豆蔻胺、十五胺、棕榈胺、正十七胺、硬脂胺、十九胺、花生胺、廿一烷基胺、山嵛胺、廿三烷基胺、环己胺和苯基胺等。
[0103] 作为二胺,可以举出乙二胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、1,3-戊二胺、1,5-戊二胺、1,6-己二胺、2-甲基-1,5-戊二胺、1,7-庚二胺、1,8-辛二胺、六氢邻苯二甲胺、六氢间苯二甲胺、六氢对苯二甲胺、1,2-苯二胺、1,3-苯二胺和1,4-苯二胺等。
[0104] 作为脂肪酸的例子,可以举出丁酸、戊酸、新戊酸、氢化当归酸、异戊酸、异己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、月桂酸、十三烷酸、肉豆蔻酸、十五烷酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、十九烷酸、花生酸、廿一烷酸、山嵛酸、廿三烷基酸、廿四烷酸和羟基硬脂酸等。另外,也包括它们的异构体或羧酰卤、羧酸酐和活性酯等衍生物。
[0105] 触变性赋予剂的添加量优选为润滑脂的0.5质量%~25质量%、更优选为1质量%~10质量%。若小于0.5质量%,则不能使基础油固化;另外,若多于25质量%,则基础油变稀而使牵引特性降低。为了容易以少量将油固化,优选考虑电梯的设计表面压力、对牵引系数造成的影响、润滑脂制造容易性等来选择添加量。关于润滑脂的混合稠度和滴点,考虑到对吊索的加工性和长期附着性,优选不混合稠度为200~400且滴点为30℃~110℃。不混合稠度和滴点主要通过触变性赋予剂的种类、添加量和相容性等来进行控制。
[0106] 本发明的润滑脂具有因加热而液化、因冷却而固化的性质。作为将润滑脂应用于吊索的方法,可以通过将润滑脂加热熔融,并对芯缆或钢丝股线、吊索进行浸渍、涂布、喷射来进行。另外,可以通过在制作吊索时在芯缆和钢丝股线的绞合口(露出口)进行加热熔融而使润滑脂浸渗涂布于吊索。
[0107] 另外,通过利用润滑脂的触变性,例如通过在升降中的电梯吊索或绳轮等工作中的部件的表面以直接接触的方式施加状的润滑脂,也能够将润滑脂直接转印到吊索或绳轮的表面。
[0108] (3)增粘剂
[0109] 上述本发明的基础油具有高牵引特性和耐磨损性、与吊索表面密合的密合性,但根据需要,可以加入增粘剂而制成粘度更高的基础油。若粘度不足,则油在接触部的贴附(附着性)变弱,在从绳轮传递动力时会引起油膜断裂,容易产生吊索的磨损,因此,需要提高基础油的粘度的策略。
[0110] 此处,如(1)中所示,聚丁烯或聚异丁烯可以通过选择任意分子量的物质或将多种油复合化来任意地调整粘度。另外,在环烷烃化合物及其衍生物中,分子量大的多聚体有时以粘性高的液体或固体的形式获得。例如,四聚体以上的环烷烃化合物大多为固体,虽然难以单独作为基础油使用,但分子量大的多聚体具有在基础油中的高溶解性和高牵引特性,因此,通过与二聚体、三聚体的化合物混合,四聚体以上的化合物起到增粘剂的作用,仅通过基础油成分就能够兼具增粘剂的功能。另外,例如形成接触表面压力低的条件、或者基础油使用单独就具有充分粘性的化合物等能够抑制油膜断裂的条件,也能够不使用增粘剂地构成润滑脂。因此,在本发明中,由于基础油单独就能提高粘度,因而增粘剂不是必须的成分,可以根据基础油的成分、接触表面压力等电梯吊索的工作条件在必要时使用。
[0111] 增粘剂的重均分子量优选为500以上且100000以下。通过加入这种增粘剂,即使是粘性低的基础油,也能够对接触部显示出充分的贴附性,对于电梯那样受到高接触表面压力的吊索-绳轮之间的接触,也能够维持足够的油膜厚度。由此,成为牵引特性和耐磨损性优异的润滑脂。
[0112] 通常,分子量越大的增粘剂,增粘效果越大,能够以少量的添加来增加粘性,但是,在受到高的接触表面压力时分子的主链容易断裂。因此,该技术领域中不怎么使用分子量大的增粘剂。但是,本实施方式中的基础油的空间位阻大,可以认为油膜也变厚。由此,油膜成为缓冲材料,对增粘剂造成的损伤降低,因而能够增大分子量。另一方面,分子量越大的增粘剂溶解性越低,因此,增粘剂的理想的重均分子量为1000以上且100000以下,更优选为5000以上且50000以下,进一步优选为8000以上且30000以下。
[0113] 增粘剂可以使用正链烷烃、聚-α-烯烃等异链烷烃、环戊二烯系石油树脂等多环环烷烃化合物、芳烃或它们的共聚物等。只要是重均分子量为1000以上且100000以下、且在基础油中溶解或分散的增粘剂即可。特别是,环戊二烯等多环环烷烃化合物和聚异丁烯等异链烷烃显示出与基础油相当的牵引特性,因而更加优选。
[0114] 另外,增粘剂的添加量可以根据设计规格等适当调整,优选为润滑脂的1质量%~40质量%。小于1质量%时,无法得到增粘剂的效果,多于40质量%时,难以在基础油中均匀地溶解,并且基础油的成分变稀,因此润滑脂的牵引特性有可能降低。另外,在作为吊索油使用的情况下,增粘剂的添加量优选为基础油的5质量%~60质量%。在小于5质量%时,无法得到增粘剂的效果,多于60质量%时,粘度有可能变得过高。通过改变增粘剂的分子量和添加量,能够任意地调整吊索油的粘度。
[0115] [电梯吊索]
[0116] 图2是示出电梯吊索的一例的截面示意图。如图2所示,电梯吊索4具有钢索40和形成于钢索40的表面的润滑脂层11。钢索40是以由合成纤维或天然纤维形成的芯缆8为中心,将多根钢丝股线(以下也称为“股线”)9绞合而成的,该钢丝股线9是将多根钢丝(10a、10b和10c)绞合而成的。图2中,在芯缆8的周围配置有6根股线9,但也可以配置8根股线9。
[0117] 通过将上述本发明的润滑脂配置于钢索40的表面(图2中为股线9的表面11),可以得到对于电梯的吊索-绳轮之间的接触具有足够的油膜厚度和贴附性、牵引特性和耐磨损性优异的吊索。本发明中,只要将润滑脂至少被覆在股线9的表面就能够获得本发明的效果,但通过使芯缆8的表面或内部也含浸有本发明的吊索油或润滑脂,在使用吊索时吊索油或润滑脂能够逐渐从芯缆8向股线9表面供给,能够长期维持吊索的性能(牵引特性和耐磨损性)。另外,如果使股线9的内部也含浸有吊索油或润滑脂,就能够保持更多的吊索油或润滑脂,因此,能够更长期地维持吊索的性能。
[0118] 另外,通过使芯缆8含浸有吊索油,并使股线9被覆有或含浸有粘性比吊索油高的润滑脂,能够将流动性高的吊索油有效地从芯缆8向股线9供给,另一方面,能够对与外部装置接触的股线9赋予高的贴附性,所以,在芯缆8和股线9中可以分开使用吊索油和润滑脂。当然,也可以在芯缆8的内部、表面、股线9的内部和表面全部配置润滑脂。在该情况下,由于全部使用相同的润滑脂,因而在生产率的方面效率好、是有利的。
[0119] 作为在钢索形成润滑脂层(将润滑脂涂布到钢索上)的方法,可以通过将润滑脂加热熔融,与吊索油同样地对芯缆8或钢丝股线9、吊索4进行浸渍、涂布、喷射来进行。另外,可以通过在制作吊索时在芯缆8和钢丝股线9的绞合口(露出口)将润滑脂加热熔融,从而使润滑脂浸渗涂布于吊索。
[0120] 对吊索油的粘性进行了深入的研究,其结果,以40℃的运动粘度计优选为40mm2/s以上,更优选为50mm2/s~1000mm2/s。若吊索油的粘性升高,则贴附性升高,但难以发生吊索油从芯缆8向股线9的供给,因此,与吊索或电梯的规格相应地适当选择。作为将吊索油涂布到钢索上的方法,可以与润滑脂同样地通过对芯缆或钢索浸渍、涂布、喷射吊索油来进行。另外,作为电梯吊索的维护油,也可以在常温下直接向吊索给油。
[0121] [牵引式电梯]
[0122] 图1是示出本发明的牵引式电梯的一例的示意图。1为轿厢,2为平衡重(平衡重物),3为与提升绞车(未图示)连接的绳轮,4为吊索(电梯吊索),5a、5b分别为悬挂轿厢、平衡重的悬挂滑轮,6为固定于顶部的滑轮,7为升降通路。吊索4的一端被固定在升降通路7的顶部,按照轿厢的悬挂滑轮5a、顶部滑轮6、绳轮3、顶部滑轮6、平衡重的悬挂滑轮5b的顺序绕线,另一端被固定在升降通路的顶部。经由吊索4,由轿厢1和平衡重2产生的张力之差与吊索4和绳轮3之间产生的摩擦力平衡。吊索4的表面具有包含上述本发明的润滑脂的润滑脂层。
[0123] 本发明的牵引式电梯由于润滑脂的牵引系数高,因此,与现有的电梯相比,可以实现装置的小型化和吊索细线化。另外,由于电梯吊索的耐磨损性高,因此可以减少吊索的更换次数。
[0124] 此外,通过使本发明的润滑脂为具有触变性的润滑脂,还可以向吊索或绳轮等电梯部件的表面连续地供给润滑脂。这利用了润滑脂受到剪切而软化的性质,可以将润滑脂直接转印于电梯部件的表面。润滑脂只要具有适当的稠度、混合稠度、且包括与电梯部件直接接触的机构,就能够没有特别限制地使用。由此,能够削减维护频率和保养中的操作工序、抑制电梯吊索等的磨损、实现电梯的长寿命化。该机构的设置位置没有特别限制,可以考虑电梯的设计规格、维护的容易性等而使用。
[0125] 实施例
[0126] 以下,使用实施例和比较例具体地对本发明进行说明,但本发明并不限定于这些实施例。
[0127] (1)吊索油和润滑脂的评价方法
[0128] (1-1)吊索油的运动粘度、稠度和滴点的测定
[0129] 吊索油的运动粘度(40℃、100℃)基于JIS标准(JIS K2283)测定。另外,润滑脂的稠度(不混合稠度、混合稠度)和滴点基于JIS标准(JIS K2220)测定。另外,根据吊索油的40℃的运动粘度的值,基于ISO(International Organization for Standardization,国际标准化组织)3448评价粘度等级。
[0130] (1-2)牵引系数测定
[0131] 牵引系数测定使用Ball on Disk(球盘)试验装置进行。本试验装置具有球和盘双方转动的机构,能够任意地改变滑动速度、转动速度。测定条件为载荷30N(Hertz表面压力:0.82GPa)、转动速度:500mm/s、温度30℃、滑动速度:0mm/s~1000mm/s,改变滑动速度来测定牵引系数,将其最大值(μmax)作为试样的牵引系数。
[0132] 转动体的材质使用JIS标准(JIS G 4805:2008)的高碳铬轴承钢钢材(SUJ2钢材)。
[0133] (1-3)法莱克斯磨损试验
[0134] 油的极压试验使用法莱克斯摩擦磨损试验装置,参考ASTM-D2670来进行。试验片的材质为碳钢(轴颈销(Φ 6.35mm):镍铬钢钢材(SAE3135)、V型块:含硫易切削钢(AISI1137)),对于用油浸渍过的试验片,在恒定速度和载荷条件下(转动速度:290min-1、温度:70℃、试运转:89N、5min,主测定:445N、3小时)进行。磨损量根据负荷机构的棘轮的刻度变化通过计算销和块的合计磨损深度来求得。
[0135] (1-4)凝胶过滤色谱测定
[0136] 增粘剂的重均分子量(Mw)通过凝胶过滤色谱(GPC:Gel  Permeation Chromatography)装置(溶剂:四氢呋喃、聚苯乙烯标准)测定。
[0137] (2)基础油的合成和评价结果
[0138] (2-1)参考例1:合成油1~3的合成
[0139] 在10升(以下将升记为“L”)的玻璃制反应容器中加入α-甲基苯乙烯5kg、作为催化剂的12-钨酸100g,于50℃加热1小时,进行搅拌使其反应后,用20℃的水浴进行冷却,将固体催化剂滤除。将该滤液加入到200L高压釜中,进一步添加环己烷100kg、含有Pd的活性炭载体的氢化催化剂(负载5质量%的Pd)(以下将该催化剂记为“Pd/C氢化催化剂”)500g,密2
闭后,以氢压60kg/cm(G)、180℃进行8小时氢化,冷却至室温,滤除催化剂。
[0140] 通过凝胶过滤色谱分析所得到的产物,结果是:二聚体成分(2,4-二环己基-2-甲基戊烷:合成油1)生成48.2质量%,三聚体成分(2,4,6-三环己基-2,4-二甲基庚烷:合成油2)生成32.3质量%,四聚体成分(合成油3)生成9.7质量%。
[0141] 将全部反应液装入旋转蒸发器,馏去单体(环己烷)和轻质成分,接着,通过减压蒸馏分取各成分。
[0142] (2-2)参考例2:合成油4的合成
[0143] 将α-甲基苯乙烯二聚体1000g、环己烷5000g、Pd/C氢化催化剂10g加入到带搅拌器的10L高压釜中并密封。用氢气将高压釜内保持在0.1MPa,在室温(25℃)下搅拌18小时。之后,将高压釜开封,将Pd/C氢化催化剂滤除后,蒸馏除去环己烷,得到2-甲基-2,4-二苯基戊烷1125g。
[0144] 接着,在安装有氯化管、冷却管和滴液漏斗的10L的三口反应容器中加入该2-甲基-2,4-二苯基戊烷1000g和AlCl3100g。一边进行搅拌,一边用30分钟从滴液漏斗滴加二异丁烯2000g,之后,升温至60℃,搅拌3小时。一边用冰浴将反应容器冷却,一边用30分钟滴加蒸馏水3000g,使AlCl3分解。之后静置,将有机层分离,利用无水Na2SO4进行脱水,从而得到含有2-甲基-2,4-二苯基戊烷的烷基化体和二异丁烯的多聚体的混合物3000g。
[0145] 将该反应液全部量、环己烷30000g、N-113镍系氢化催化剂300g加入到高压釜中并密封,以氢压6.1MPa、200℃进行2小时氢化,冷却后滤除催化剂,蒸馏除去环己烷。利用减压蒸馏对反应液进行蒸馏,以2mmHg、165℃~180℃得到馏分1600g(2-甲基-2,4-二苯基戊烷的烷基化体的氢化物:合成油4)。
[0146] 上述合成油4是多种物质混合而成的,合成油4中包含的主要物质为合成油A、合成油B、合成油C和合成油D。在合成油4中,合成油A与合成油B的含量合计为20质量%,合成油C与合成油D的含量合计为60质量%。合成油A~D分别为下述物质。
[0147] 合成油A:
[0148] exo(外)-2-甲基-exo-3-甲基-endo(桥)-2-[(endo-3-甲基双环[2.2.1]庚-exo-2-基)甲基]双环[2.2.1]庚烷
[0149] 合成油B:
[0150] exo-2-甲基-exo-3-甲基-endo-2-[(endo-2-甲基双环[2.2.1]庚-exo-3-基)甲基]双环[2.2.1]庚烷
[0151] 合成油C:
[0152] endo-2-甲基-exo-3-甲基-exo-2-[(exo-3-甲基双环[2.2.1]庚-exo-2-基)甲基]双环[2.2.1]庚烷
[0153] 合成油D:
[0154] endo-2-甲基-exo-3-甲基-exo-2-[(exo-2-甲基双环[2.2.1]庚-exo-3-基)甲基]双环[2.2.1]庚烷
[0155] (2-3)参考例3:合成油5的合成
[0156] 在2L的不锈钢制高压釜中装入丁烯561g和二环戊二烯352g,在170℃搅拌3小时使其反应。将反应溶液冷却至室温后,加入雷尼镍催化剂18g,以氢压9kg/cm2(G)、150℃进行4小时氢化。冷却后,滤除催化剂,其后对滤液进行减压蒸馏,得到105℃/20mmHg馏分500g。
[0157] 接着,加入γ-氧化铝20g,以反应温度285℃进行脱水反应,得到450g的产物。进而,在1L的四口烧瓶中加入三氟化硼二乙醚络合物8g和脱水反应产物400g,一边进行搅拌,一边在20℃进行4小时的二聚化反应。将该反应混合物用稀NaOH水溶液和饱和盐水清洗后,在1升高压釜中加入氢化用Ni/硅藻土催化剂12g,以氢压30kg/cm2(G)、反应温度250℃、反应时间6小时进行氢化反应。反应结束后,通过过滤除去催化剂,在减压下对滤液进行蒸馏,从而得到作为目标的二聚体氢化物200g的混合物(合成油5)。
[0158] (2-4)实施例1~8的吊索油的制作和评价结果
[0159] 作为基础油,使用聚异丁烯(聚异丁烯油1:运动粘度110mm2/s(40℃)、聚异丁烯油2:运动粘度655mm2/s(40℃)、聚异丁烯油3:运动粘度3,450mm2/s(40℃)、固体聚异丁烯(重均分子量Mw:9000))和环烷烃化合物(合成油1~5)的混合油,作为增粘剂,分别添加了苯乙烯弹性体(苯乙烯-乙烯共聚物、苯乙烯共聚比:约70%、重均分子量Mw:80000),由此制备出吊索油,对ISO粘度等级和牵引系数进行评价。表1中示出吊索油的组成和评价结果(各物性的测定值)。需要说明的是,关于表1的组成,“%”是指“质量%”。关于后述的表2~5也同样。
均显示出优异的牵引系数,并且维持了高粘度,作为吊索油显示出优异的性能。
[0160] [表1]
[0161]
[0162] (2-5)比较例1的评价结果
[0163] 为了与实施例中使用的吊索油相比较,仅使用聚异丁烯油1:运动粘度205mm2/s(40℃),对ISO粘度等级、牵引系数和磨损量进行了评价。将评价结果示于表2。
[0164] (2-6)实施例9~12的吊索油的制作和评价结果
[0165] 以实施例1中举出的吊索油作为基础,改变合成油1的添加量来制备,制作出吊索油,对ISO粘度等级、牵引系数和磨损量进行评价。将吊索油的组成和评价结果示于表2。均为了达到ISO粘度等级(ISO 3448)中的VG100而调整各成分的添加量,为了不产生粘度导致的影响而进行了调整。
[0166] 所有吊索油的牵引系数均显示出高值,但根据法莱克斯磨损试验的结果,与不含环烷烃化合物的吊索油(比较例1)相比,至少包含1%以上环烷烃化合物的吊索油显示出磨损量被抑制30%以上的倾向。比较例1的聚异丁烯油尽管具有粘性,但推测在表面压力高的条件下油膜容易断裂,磨损量变大。另一方面,在混合有环烷烃化合物的吊索油的情况下,在高表面压力下的油膜形成时,通过环烷烃化合物的增粘或固化,在油膜中形成模拟的相分离结构,由此推测显示出抑制金属彼此直接接触的效果。由以上结果可知,使用了实施例所示的基础油的吊索油可显示出高牵引和耐磨损性优异的性能。
[0167] [表2]
[0168]
[0169] (2-6)实施例13~16的吊索油的制作和评价结果
[0170] 作为基础油,分别添加了聚异丁烯油1、固体聚异丁烯和金刚烷衍生物(金刚烷衍生物1:1,3-二甲基金刚烷、金刚烷衍生物2:金刚烷醇)、环状单萜烯类(环状单萜烯类1:降冰片烷、环状单萜烯类2:葑烷),制作出吊索油。均为了达到ISO粘度等级(ISO 3448)中的VG100而调整各成分的添加量。吊索油的组成和评价结果示于表3。
[0171] 所有吊索油的牵引系数均显示出高值,根据法莱克斯磨损试验的结果,与不含环烷烃化合物的吊索油(比较例1)相比,显示出磨损量降低的倾向。由该结果可知,在使用金刚烷衍生物和环状单萜烯类作为环烷烃化合物的情况下,也显示出耐磨损性提高的效果。
[0172] [表3]
[0173] 表3实施例13~16和比较例1的吊索油的组成和评价结果
[0174]
[0175] (2-7)参考例4:合成油6~8的合成
[0176] 在10L的玻璃制反应容器中加入D-柠檬烯1kg、1,2-二乙氧基乙烷100ml和作为催化剂的阳离子交换树脂100g,在50℃加热6小时,进行搅拌使其反应后,用20℃的水浴进行冷却,滤除固体催化剂。利用旋转蒸发器回收溶剂和未反应的原料,将反应液500g加入到1L高压釜中,加入氢化用镍催化剂50g,密闭后,以氢压50kg/cm2(G)、160℃进行4小时氢化,自然冷却至室温,滤除催化剂。
[0177] 利用凝胶过滤色谱分析所得到的产物,结果是:生成二聚体成分(合成油6)51.2%、三聚体成分(合成油7)35.3%、四聚体成分(合成油8)13.5%。对全部反应液进行减压蒸馏,分取各成分。
[0178] (2-8)参考例5:合成油9的合成
[0179] 在10L的玻璃制反应容器中加入β-蒎烯1kg、环己烷200mL、1,2-二乙氧基乙烷100ml和作为催化剂的阳离子交换树脂100g,在40℃加热6小时,进行搅拌使其反应后,用20℃的水浴进行冷却,滤除固体催化剂。利用旋转蒸发器回收溶剂和未反应的原料,将反应液
500g加入到1L高压釜中,加入氢化用镍催化剂50g,密闭后,以氢压50kg/cm2(G)、120℃进行
4小时氢化,自然冷却至室温,滤除催化剂。
[0180] 利用凝胶过滤色谱分析所得到的产物,结果是:生成二聚体成分(合成油9)。对全部反应液进行减压蒸馏,仅分取二聚体成分。
[0181] (2-9)参考例6:合成油10的合成
[0182] 在10L的玻璃制反应容器中加入莰烯1kg、环己烷200mL、1,2-二乙氧基乙烷100ml和作为催化剂的阳离子交换树脂100g,在50℃加热6小时,进行搅拌使其反应后,用20℃的水浴进行冷却,滤除固体催化剂。利用旋转蒸发器回收溶剂和未反应的原料,将反应液500g加入到1L高压釜中,加入氢化用镍催化剂50g,密闭后,以氢压50kg/cm2(G)、110℃进行4小时氢化,自然冷却至室温,滤除催化剂。利用凝胶过滤色谱分析所得到的产物,结果生成二聚体成分(合成油10)。对全部反应液进行减压蒸馏,仅分取二聚体成分。
[0183] (2-10)参考例7:合成油11的合成
[0184] 在10L的玻璃制反应容器中加入萜品油烯1kg、环己烷200mL、1,2-二乙氧基乙烷100ml和作为催化剂的阳离子交换树脂100g,在60℃加热6小时,进行搅拌使其反应后,用20℃的水浴进行冷却,滤除固体催化剂。利用旋转蒸发器回收溶剂和未反应的原料,在1L高压釜中加入反应液500g,加入氢化用镍催化剂50g,密闭后,以氢压50kg/cm2(G)、120℃进行4小时氢化,自然冷却至室温,滤除催化剂。
[0185] 利用凝胶过滤色谱分析所得到的产物,结果生成二聚体成分(合成油11)。对全部反应液进行减压蒸馏,仅分取二聚体成分。
[0186] (2-11)参考例8:合成油12~14的合成
[0187] 在10L的玻璃制反应容器中加入双戊烯(对薄荷二烯类的异构体混合物)1kg、1,2-二乙氧基乙烷100ml和作为催化剂的阳离子交换树脂100g,在60℃加热6小时,进行搅拌使其反应后,用20℃的水浴进行冷却,滤除固体催化剂。利用旋转蒸发器回收溶剂和未反应的原料,将反应液500g加入到1L高压釜中,加入氢化用镍催化剂50g,密闭后,以氢压50kg/cm2(G)、160℃进行4小时氢化,自然冷却至室温,滤除催化剂。利用凝胶过滤色谱分析所得到的产物,结果是:生成二聚体成分(合成油12)66.3%、三聚体成分(合成油13)21.3%、四聚体成分(合成油14)12.4%。对全部反应液进行减压蒸馏,分取各成分。
[0188] (2-12)参考例9:合成油15的合成
[0189] 在10L的玻璃制反应容器中加入松节油(α-蒎烯90%、β-蒎烯5%、其他5%)1kg、环己烷200mL、1,2-二乙氧基乙烷100ml和作为催化剂的阳离子交换树脂100g,在40℃加热6小时,进行搅拌使其反应后,用20℃的水浴进行冷却,滤除固体催化剂。利用旋转蒸发器回收溶剂和未反应的原料,将反应液500g加入到1L高压釜中,加入氢化用镍催化剂50g,密闭后,以氢压50kg/cm2(G)、120℃进行4小时氢化,自然冷却至室温,滤除催化剂。利用凝胶过滤色谱分析所得到的产物,结果生成二聚体成分(合成油15)。对全部反应液进行减压蒸馏,仅分取二聚体成分。
[0190] (2-13)实施例17~26的吊索油的制作和评价结果
[0191] 实施例17~26将实施例1的合成油变更为其他多环环烷烃化合物(合成油6~15)。在表4中示出基础油的组成和评价结果。均与实施例1同样地显示出高牵引系数和耐磨损性。
[0192] [表4]
[0193]
[0194] (2-14)参考例9:增稠剂的制作
[0195] 在3L的玻璃制反应容器中,将乙二胺30g和12-羟基硬脂酸300g溶解于间二甲苯中,加入作为催化剂的氯化铁(III)六水合物15g,加热回流10小时。滤除产物后,通过重结晶将产物分离、精制。
[0196] 利用凝胶过滤色谱分析所得到的产物,结果得到脂肪酸二酰胺(N,N′-亚乙基-双-12-羟基硬脂酰胺)。
[0197] (2-15)实施例27~33和比较例2的润滑脂的制作和评价
[0198] 将实施例1和7所示的吊索油的配比作为基础,添加增稠剂(蜡),制作出润滑脂。关于石蜡(熔点69℃)、微晶蜡(熔点88℃)、合成烃蜡(熔点102℃)、聚乙烯蜡(熔点110℃)、脂肪酸二酰胺(熔点143℃)、褐煤酸蜡(熔点100℃),与吊索油一起混合规定量来制备。另外,作为比较例2,使用作为一般的电梯用钢索用润滑脂的红吊索润滑脂。红吊索润滑脂是以蜡为主体的润滑脂。在表5中示出润滑脂的组成和评价结果。实施例27~33的润滑脂均显示出优异的牵引系数,作为电梯吊索用润滑脂显示出优异的性能。
[0199] 实施例27~33所示的润滑脂调整方法也可以在由其他吊索油制作润滑脂时应用,特别是脂肪酸二酰胺根据添加量的不同,混合稠度、不混合稠度发生变化,能够控制触变性。因此,可以根据吊索的要求性能来灵活地改变触变性润滑脂的稠度、触变性、蠕变恢复特性。除此以外,本实施例所示的吊索油的粘度为VG100相当以上,在高表面压力下进行了液化的条件下与吊索-绳轮表面密合的密合性也高,能够充分抑制油膜断裂等的发生。
[0200] [表5]
[0201]
[0202] 另外,混配了上述实施例所示的吊索油或润滑脂的吊索显示出兼顾高牵引特性和高耐磨损性的性能,因而,特别是对于伴随吊索细线化的牵引降低和因磨损导致的吊索寿命降低可发挥出优异的性能。
[0203] 此外,通过在不影响吊索油和润滑脂的牵引系数的范围内加入添加剂,能够赋予防锈、抗氧化、抑制磨损等功能,能够满足装置的小型化、节省维护化等要求性能。
[0204] 除此以外,通过在本发明的润滑脂中使用脂肪酸二酰胺等具有触变性的化合物,还能够对吊索或绳轮等电梯部件的表面连续地供给润滑脂。通过加入润滑脂与电梯部件直接接触的机构,能够在使用电梯的状态下向吊索等的表面供给润滑脂。另外,由于利用润滑脂的触变性,因此,不需要现有的电梯用吊索润滑脂那样的加热等工艺,可以利用简便的装置实现。由此,能够削减维护频率和保养所需的操作工序、抑制电梯吊索等的磨损、实现电梯的长寿命化。
[0205] 以上说明表明:根据本发明,能够提供一种电梯吊索用润滑脂,其通过在聚丁烯等烃成分中添加(复合化)环烷烃化合物,即使在吊索-绳轮之间的高表面压力下也难以发生油膜的变形,可兼顾高牵引特性和高耐磨损性。此外表明:通过任意地调整基础油的粘度,能够不发生油膜断裂地使用吊索,与以往仅将聚异丁烯油作为基础油的情况相比,能够大幅抑制磨损导致的寿命降低。
[0206] 此外表明:通过使用本发明的电梯吊索用润滑脂,能够提供兼顾高牵引特性和高耐磨损性的电梯吊索、以及使用了该电梯吊索的牵引式电梯。
[0207] 需要说明的是,上述实施例是用于便于理解本发明而进行的具体说明,本发明不限定于具备所说明的全部构成。例如,可以将某实施例的构成的一部分替换成其他实施例的构成,另外,也可以在某实施例的构成中加入其他实施例的构成。此外,可以对于各实施例的构成的一部分进行删除、替换成其他构成、追加其他构成。另外,因连续使用等而导致成分构成或组成等在途中发生变化的情况下,只要维持原本的性能则包含在本发明的范围内。
[0208] 附图标记说明
[0209] 1…轿厢、2…平衡重(平衡重物)、3…与提升绞车连接的绳轮、4…吊索(电梯吊索)、5a…悬挂轿厢的悬挂滑轮、5b…悬挂平衡重的悬挂滑轮、6…固定于顶部的滑轮、7…升降通路、8…芯缆、9…股线、10a、10b、10c…钢丝、11…润滑脂(股线9的表面)、40…钢索、100…牵引式电梯。