CN101473021B - 防止润滑剂劣化的方法、润滑剂和动压轴承装置 - Google Patents

防止润滑剂劣化的方法、润滑剂和动压轴承装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种氧化劣化得到抑制的润滑剂和一种动压轴承装置，所述动压轴承装置通过使所述润滑剂由于氧化劣化而发生的润滑作用下降的时间延长从而具有长寿命。酯类润滑油与离子化合物或将该离子化合物溶于溶剂得到的离子化合物溶液连续或断续地接触作为所述润滑剂。在所述动压轴承装置中，所述离子化合物设置在轴承或轴部件的一定部位中，从而与所述润滑油接触，其中，所述离子化合物或离子化合物溶液基本上不溶于所述酯类润滑油。

Description

防止润滑剂劣化的方法、润滑剂和动压轴承装置
技术领域
本发明涉及防止主要用于润滑轴承装置的润滑剂劣化的方法、润滑剂和使用该润滑剂的动压轴承装置。
背景技术
通常使用润滑剂来润滑轴承机构。润滑剂起润滑轴承机构的构件的作用，但逐渐由于氧化等而劣化。特别是，因为硬盘驱动用主轴电机所用的动压轴承机构在使用时被加热到约60℃，并且持续使用较长的时间，所以润滑剂劣化被认为是主要问题。
作为防止润滑剂劣化(特别是其氧化劣化)的方法，已提出例如使用三羟甲基丙烷脂肪酸三酯作为基油并含有受阻酚类氧化抑制剂和苯并三唑衍生物的润滑剂(日本特开平1-188592)、含有特定比例的受阻酚类氧化抑制剂和芳香胺类氧化抑制剂的润滑剂(日本特开平1-225697)、使用碳酸酯作为基油并含有含硫酚类氧化抑制剂和锌类极压剂的润滑剂(日本特开平8-34987)和含有主要由碳酸酯构成的基油和酚类氧化抑制剂的润滑剂(日本特开平10-183159)。
含有传统公知的胺类氧化抑制剂或酚类氧化抑制剂的润滑剂与不添加它们的润滑剂相比劣化得到抑制。不过，在这样的润滑剂在高温条件下长时间使用的情况中，氧化劣化并未得到充分抑制。
尽管可以增加抑制剂的添加量从而延长劣化抑制期，但是难以大幅度地改善抑制效果。通过增加抑制剂量可以在一定程度上延长劣化抑制期。不过，在其量超过临界水平的情况中，即使进一步增大所述的量，也不再进一步延长抑制期。
发明内容
鉴于上述情况，本发明提供了一种润滑剂，该润滑剂用于润滑轴承装置等，从而能够长时间抑制其劣化，特别是其氧化劣化。
在本发明中，制备了选自基本上不溶于酯类润滑油的离子化合物的劣化抑制剂，并使其与酯类润滑油接触。使用处于这种状态的酯类润滑油，目标得到润滑。
在此情况中，无需使润滑油与劣化抑制剂连续接触。通常，用于润滑轴承装置等的润滑油通过该轴承装置构件的滑动而在该装置内部循环，并且在其循环过程中，其可以与劣化抑制剂接触。
在要润滑的装置包含用于保存润滑油的容器的情况中，可以将粒状的劣化抑制剂导入到该容器中。在本发明中，因为使用了基本上不溶于润滑油的劣化抑制剂，所以即使添加这样的劣化抑制剂，也会发生分离或者沉淀。不过，因为润滑油与劣化抑制剂接触，所以可以防止润滑油劣化。
此外，在本发明中，所述离子化合物是由主要通过离子键相互键合从而形成分子或者晶体的阳离子和阴离子所组成的材料。该材料通常不溶于油。
不溶于润滑油或者非常少量溶于其中的劣化抑制剂以与润滑油接触的状态进行使用，从而得到下述效果。在使用中，周围的不溶于润滑油的杂质被吸收在劣化抑制剂上，从而防止润滑油性质改变。而且，因为可以一直供给仅非常少量溶于润滑油的劣化抑制剂，所以润滑油含有非常少量的劣化抑制剂的状况可以长时间保持。此外，劣化抑制剂几乎不溶于润滑油，因而润滑油的性质(包括粘度)即使在劣化抑制剂存在时也不改变。
可用的劣化抑制剂可以选自酸分子的原子(特别是在电离时脱出为氢阳离子的氢原子)被金属离子取代的盐。这种材料在酯类润滑油中主要具有低溶解性。
在使用以水溶液形式提供时均为碱性的盐(更具体而言，碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐或碱金属羧酸盐)的情况中，发现了表现优异的劣化抑制效果的材料。
此外，所述劣化抑制剂不必为固体。所述离子化合物可以以通过将其溶于诸如水等溶剂而形成的溶液的形式使用。在两种情况中，在相互接触的劣化抑制剂和润滑油之间存在界面。当未相互混合的两种材料(例如，水和油)接触时，界面就是它们之间的边界。这些材料并不限于液体，固体与液体之间的边界也称作界面。
在本发明的润滑油用于动压轴承装置的情况中，劣化抑制剂保持在轴和轴承中任一个的部位之中，其表面与润滑液接触。保持有劣化抑制剂的部位的实例包括齿(dent)、沟槽(groove)和孔洞(hole)。作为备选，诸如金属烧结体等烧结部件的孔洞可以填充有劣化抑制剂。
溶于所述润滑油的常规劣化抑制剂可以与不溶于所述润滑油的劣化抑制剂一起使用，从而进一步抑制劣化。
根据本发明，能够提供具有良好性质并可长时间使用的润滑油。此外，通过使用润滑油，能够提供长时间表现稳定性能和高可靠性的动压轴承装置。
附图说明
图1为显示存储盘驱动装置的纵向剖面图。
图2为显示包含本发明的动压轴承装置的主轴电机的纵向剖面图。
图3为显示添加有各碱金属碳酸盐的基油的氧化劣化物生成率的图。
图4为显示添加到基油中的碳酸钠的量与其氧化劣化物生成率的关系的图。
具体实施方式
(1)含有固体离子化合物的润滑油
(1-1)基油
用于本发明的润滑油的基油是酯类油，其具体实例包括：单酯、双酯、多元醇酯(三羟甲基丙烷、季戊四醇、双季戊四醇、新戊二醇酯、复合酯)、聚乙二醇酯、甘油酯和芳香酯。
此外，上述酯类润滑油还可以添加有醚油，如烷基化二苯醚、烷基化三苯醚、烷基化四苯醚和烷基化聚苯醚、各种聚-α-烯烃、各种硅油物种和各种氟化油物种。
此外，单酯的实例包括：由选自辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、蓖麻酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸、芥酸、二十二碳六烯酸和二十四烷酸中的任一种有机酸与选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一烷醇、十二烷醇、十三烷醇、十四烷醇和十五烷醇中的任一种一元醇所构成的单酯。
双酯的实例包括：由选自丙二酸、甲基丙二酸、丁二酸、甲基丁二酸、二甲基丙二酸、乙基丙二酸、戊二酸、己二酸、二甲基丁二酸、庚二酸、四甲基丁二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸和十三烷二酸中的任一种具有两个羧基的有机酸与选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一烷醇、十二烷醇、十三烷醇、十四烷醇和十五烷醇中的同一类型或不同类型的两种一元醇分子构成的双酯。
多元醇酯的实例包括：由选自三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷和季戊四醇中的任一种与选自辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、蓖麻酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸、芥酸、二十二碳六烯酸和二十四烷酸中的任一种构成的多元醇酯。
聚乙二醇酯的实例包括：由聚乙二醇与选自辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、蓖麻酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸、芥酸、二十二碳六烯酸和二十四烷酸中的任一种构成的聚乙二醇酯。
甘油酯的实例包括：单脂肪酸甘油酯、二脂肪酸甘油酯和三脂肪酸甘油酯。连接到甘油的脂肪酸包括：选自辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、蓖麻酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸、芥酸、二十二碳六烯酸和二十四烷酸中的一种或多种。
聚苯醚可以不具有烷基，也可以具有直链或支化烷基。烷基的具体实例包括：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、2-甲基丁基、正己基、异己基、3-甲基戊基、乙基丁基、正庚基、2-甲基己基、正辛基、2-乙基己基、3-甲基庚基、正壬基、甲基辛基、乙基戊基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基和正十四烷基。
尽管在本实施方式中使用双酯类油作为润滑油的基油，但是上述的基油物种可以以各种混合物形式使用。可以通过公知的混合方法进行两种以上的油类物种的混合。
(1-2)劣化抑制剂
在本发明中，向所述润滑剂的基油中添加选自离子化合物中的劣化抑制剂。在这点上，离子化合物指由主要通过离子键相互键合从而形成分子或者晶体的阳离子和阴离子所组成的材料。该离子化合物在油中通常具有低溶解性。在本发明中，使用几乎不溶于基油的材料作为劣化抑制剂。
为了防止氧化劣化，特别适用的是碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐或碱金属羧酸盐。不过，其中，锂盐显示出不足的氧化劣化抑制效果。金属碳酸盐可以单独使用或者以两种以上组合使用。在碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐或碱金属羧酸盐以水溶液形式使用的情况中，其溶液为碱性。这些材料的酸解离常数pKa为约9～11。
这些金属羧酸盐所用的羧酸可以变化、其实例包括：脂肪族饱和单羧酸、脂肪族不饱和羧酸、脂肪族二羧酸和芳香族羧酸。脂肪族饱和单羧酸的实例包括：诸如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、蜡酸和三十二烷酸等直链饱和酸类和诸如异丙酸、异丁酸、异戊酸、2-甲基戊酸、2-甲基丁酸、2，2-二甲基丁酸、2-甲基己酸、5-甲基己酸、2，2-二甲基庚酸、2-乙基-2-甲基丁酸、2-乙基己酸、二甲基己酸、2-正丙基戊酸、3，5，5-三甲基己酸、二甲基辛酸、异十三烷酸、异肉豆蔻酸、异硬脂酸、异花生酸和异己酸等支链脂肪酸。不饱和羧酸的实例包括：棕榈油酸、油酸、反油酸、亚油酸和亚麻酸以及如蓖麻酸等不饱和羟基酸。脂肪族二羧酸的实例包括：己二酸、壬二酸和癸二酸，芳香族羧酸的实例包括苯甲酸、邻苯二甲酸、偏苯三酸和苯均四酸。此外，可以使用诸如环烷酸等脂环族脂肪酸。这些羧酸可以以两种以上的组合使用。
与每个羧酸相连的金属元素不仅可以为一种类型，而且可以为两种以上的类型。此外，金属碳酸盐和金属羧酸盐各自可以单独使用或者以两种以上的组合使用。
除所述离子化合物以外，可以一起使用诸如酚类氧化抑制剂或胺类氧化抑制剂等常规抑制剂，从而更有效地防止氧化劣化。
酚类氧化抑制剂的实例包括：4，4’-亚甲基二(2，6-二叔丁基苯酚)、4，4’-二(2，6-二叔丁基苯酚)、4，4’-二(2-甲基-6-叔丁基苯酚)、2，2’-亚甲基二(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、2，2’-亚甲基二(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、4，4’-亚丁基二(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、4，4’-异亚丙基二(2，6-二叔丁基苯酚)、2，2’-亚甲基二(4-甲基-6-壬基苯酚)、2，2’-异亚丁基二(4，6-二甲基苯酚)、2，2’-亚甲基二(4-甲基-6-环己基苯酚)、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚、2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚、2，6-二叔-α-二甲基氨基-对甲酚、2，6-二叔丁基-4(N，N’-二甲基氨基甲基苯酚)、4，4’-硫代二(2-甲基-6-叔丁基苯酚)、4，4’-硫代二(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、2，2’-硫代二(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、二(3-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯甲基)硫醚、二(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)硫醚、2，2’-硫代-二亚乙基二[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、十三烷基-3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、季戊四醇基-四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、十八烷基-3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯和3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基取代的脂肪酸酯。可以使用其中两种以上的混合物作为劣化抑制剂。
胺类氧化抑制剂的实例包括：单烷基二苯基胺(如单辛基二苯基胺和单壬基二苯基胺)、二烷基二苯基胺(如4，4’-二丁基二苯基胺、4，4’-二戊基二苯基胺、4，4’-二己基二苯基胺、4，4’-二庚基二苯基胺、4，4’-二辛基二苯基胺和4，4’-二壬基二苯基胺)、多烷基二苯基胺(如四丁基二苯基胺、四己基二苯基胺、四辛基二苯基胺和四壬基二苯基胺)和萘胺(如α-萘胺、苯基-α-萘胺、丁基苯基-α-萘胺、戊基苯基-α-萘胺、己基苯基-α-萘胺、庚基苯基-α-萘胺、辛基苯基-α-萘胺和壬基苯基-α-萘胺)。可以使用两种以上的氨基酸类氧化抑制剂的混合物作为劣化抑制剂。
也可以使用酚类氧化抑制剂与胺类氧化抑制剂的组合。
在用于本发明的动压轴承装置的润滑油中含有酚类氧化抑制剂或胺类氧化抑制剂的情况中，基于润滑剂的总量，其量应设定为小于或等于5.0重量％，优选为小于或等于3.0重量％，更优选为小于或等于1.0重量％。当其量超过5.0重量％时，相比于添加量不能获得足够的氧化抑制效果。为了实现所希望的氧化劣化抑制效果，氧化抑制剂的用量应为基于润滑剂总量的至少0.1重量％。
必要时，在显示本发明的效果的同时，可以添加公知的各种添加剂，如增粘剂、降凝剂、金属钝化剂、表面活性剂、防锈剂和抗蚀剂。
(1-3)润滑剂的说明
下面，将对作为本发明的实施例的12种润滑剂和对比例的7种润滑剂的组成进行说明。用于下述例子的基油为双酯。
(1-3-1)本发明的示例性润滑剂的组成
实施例1：将1重量％的碳酸钠添加到100重量份的基油中。
实施例2：将1重量％的碳酸钠和0.2重量％的2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚与4，4’-二丁基二苯基胺的混合物添加到100重量份的基油中。
实施例3：将1重量％的碳酸氢钠和0.2重量％的2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚与4，4’-二丁基二苯基胺的混合物添加到100重量份的基油中。
实施例4：将1重量％的碳酸锂和0.2重量％的2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚与4，4’-二丁基二苯基胺的混合物添加到100重量份的基油中。
实施例5：将1重量％的碳酸钾和0.2重量％的2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚与4，4’-二丁基二苯基胺的混合物添加到100重量份的基油中。
实施例6：将1重量％的碳酸铷和0.2重量％的2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚与4，4’-二丁基二苯基胺的混合物添加到100重量份的基油中。
实施例7：将1重量％的碳酸铯和0.2重量％的2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚与4，4’-二丁基二苯基胺的混合物添加到100重量份的基油中。
实施例8：将1重量％的甲酸钠和0.2重量％的2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚与4，4’-二丁基二苯基胺的混合物添加到100重量份的基油中。
实施例9：将1重量％的乙酸钠和0.2重量％的2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚与4，4’-二丁基二苯基胺的混合物添加到100重量份的基油中。
实施例10：将1重量％的乙二胺四乙酸四钠(EDTA-4Na)和0.2重量％的2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚与4，4’-二丁基二苯基胺的混合物添加到100重量份的基油中。
实施例11：将0.5重量％的碳酸钠和0.2重量％的2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚与4，4’-二丁基二苯基胺的混合物添加到100重量份的基油中。
实施例12：将0.25重量％的碳酸钠和0.2重量％的2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚与4，4’-二丁基二苯基胺的混合物添加到100重量份的基油中。
实施例1～12的润滑剂通过将添加剂添加到基油中、然后进行搅拌工序来配制。因为该搅拌工序，除所述盐以外的添加剂溶于基油中，但大多数添加的盐没有溶解而析出。
(1-3-2)对比例
对比例1：单独使用基油。
对比例2：将0.2重量％的由2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚与4，4’-二丁基二苯基胺的混合物构成的氧化抑制剂添加到100重量份的基油中。
对比例3：将1重量％的碳酸钙和0.2重量％的2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚与4，4’-二丁基二苯基胺的混合物添加到100重量份的基油中。
对比例4：将1重量％的碳酸钡和0.2重量％的2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚与4，4’-二丁基二苯基胺的混合物添加到100重量份的基油中。
对比例5：将1重量％的碳酸二乙酯和0.2重量％的2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚与4，4’-二丁基二苯基胺的混合物添加到100重量份的基油中。
对比例6：将1重量％的硫酸钠和0.2重量％的2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚与4，4’-二丁基二苯基胺的混合物添加到100重量份的基油中。
对比例7：将0.3重量％的氢氧化钠和0.2重量％的2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚与4，4’-二丁基二苯基胺的混合物添加到100重量份的基油中。
对比例1～7的润滑剂通过将添加剂添加到基油中、然后进行搅拌工序来配制。因为该搅拌工序，除所述盐和氢氧化钠以外的添加剂溶于基油中。
(1-4)高压氧测试
对于实施例1～10和对比例1～7的润滑剂，进行下述的高压氧测试，并评价润滑油的氧化劣化。
(1-4-1)测试条件
将各润滑剂用氧气(0.9MPa)密封，使其静置在150℃的恒温槽中60小时(但在实施例1和对比例1中为8小时)，然后测量润滑油的劣化率。
使用液相色谱测定劣化率。检测基油的峰和遭受氧化劣化的聚合物或单体的峰。求出各种遭受氧化劣化的聚合物或单体的峰面积相对于总峰面积的比例(％)，从而确定为聚合物劣化率和单体劣化率。结果示于下表1中。
(1-4-2)测试结果
表1
 
添加的样品 氧化抑制剂的添加     聚合物氧化劣化率(％)         单体氧化劣化率(％)       (聚合物+单体)氧化劣化率(％)       
实施例1 Na2CO3 无 3.69 13.32 17.25
实施例2 Na2CO3 有 1.41 5.56 6.97
实施例3 NaHCO3 有 3.30 7.67 10.97
实施例4 Li2CO3 有 11 12.11 23.46
实施例5 K2CO3 有 0.00 2.97 2.97
实施例6 Rb2CO3 有 0.75 5.93 6.68
实施例7 Cs2CO3 有 1.82 8.55 10.37
实施例8 HCOONa 有 4.28 7.99 12.27
实施例9 CH3COONa 有 8.05 9.75 17.80
实施例10 EDTA-4Na 有 6.90 7.71 14.61
对比例1 无 无 13.62 15.07 28.69
对比例2 无 有 13.73 10.14 23.87
对比例3 Ca2CO3 有 10.28 14.19 24.47
对比例4 Ba2CO3 有 14.19 13.61 27.80
对比例5 Et2CO3 有 13.52 9.29 22.81
对比例6 Na2SO4 有 23.02 15.60 38.62
对比例7 NaOH 有 12.06 10.17 22.23
从表1中的实施例1和对比例1的结果显而易见的是，实施例1中的聚合物氧化劣化率相当低。也就是说，可以看出碳酸钠显著地抑制聚合物的氧化劣化。
从实施例2和对比例2的结果显而易见的是，实施例2中的聚合物的氧化劣化率与实施例1相比得到进一步改善，并且单体的氧化劣化率也得到显著改善。也就是说，可以看出在常规氧化抑制剂的存在下碳酸钠进一步同时抑制了聚合物氧化劣化和单体氧化劣化。
下表2显示了表1的实施例中的实施例4、2、5、6和7的结果，以展示周期表中从锂到铯的碱金属的碳酸盐的效果。这些结果在图3中绘出。
表2
 
碱金属 聚合物氧化劣化率(％) 单体氧化劣化率(％) (聚合物+单体)氧化劣化率(％)
实施例4 Li 11.35 12.11 23.46
实施例2 Na 1.41 5.56 6.97
实施例5 K 0.00 2.97 2.97
实施例6 Rb 0.75 5.93 6.68
实施例7 Cs 1.82 8.55 10.37
从表2和图3的结果显而易见的是，从钠到铯的碱金属的碳酸盐在同时显著改善聚合物劣化率和单体劣化率方面发挥了作用。在钾的情况中显示了最大的改善效果。钠和铷显示了稍次于钾的改善效果，铯的效果变得更次。不过，显然选自这些金属中的任何金属的碳酸盐都能够抑制劣化。
在碱金属碳酸盐中，碳酸锂具有不明显的氧化劣化抑制效果。在碱金属中，锂是稍微特殊的元素，其碳酸盐具有不同于其他碱金属碳酸盐的性质，这可能导致不同的改善效果。
下表3显示了实施例2、11和12以及对比例2的高温氧测试的结果。这些结果在图4中绘出。
表3
 
碳酸钠(重量％)         聚合物氧化劣化率(％)             单体氧化劣化率(％)           (聚合物+单体)氧化劣化率(％)               
实施例2 1.00 1.41 5.56 6.97
实施例11 0.50 2.66 6.62 9.28
实施例12 0.25 8.41 9.31 17.72
对比例2 0 13.73 10.14 23.87
从表3和图4显而易见的是，随着添加的碳酸钠的量增多，聚合物氧化劣化率和单体氧化劣化率得到改善。即使添加0.25重量％的碳酸钠，也显示抑制效果，不过与对比例没有较大差异。如图4中所绘，当聚合物氧化劣化率和单体氧化劣化率之和为20％以下被确定为改善的最低水平时，碳酸钠的添加量应为至少0.1重量％。
(2)添加有水溶液的润滑油
(2-1)添加剂的组成
向50g的添加有2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚与4，4’-二丁基二苯基胺的混合物的基油添加1.2ml的金属碳酸盐水溶液，从而制得润滑剂(实施例13)。此外，向50g的添加有2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚与4，4’-二丁基二苯基胺的混合物的基油添加1.2ml的EDTA-4Na水溶液，从而制得润滑剂(实施例14)。之后，进行氧化稳定性测试。
(2-2)氧化稳定性测试(RBOT测试)
按照JIS标准测试(JIS K2514)使用RBOT法测量润滑油的氧化寿命，并计算RBOT值。也就是说，在可密封的容器中，将水、铜箔和润滑油导入到上述水溶液中，然后用氧气加压到620kPa，之后将密封的容器放入150℃的恒温槽中，再在保持30°角倾斜的同时以100rpm连续旋转。当内压达到最大水平时，测量压力回落到175kPa所需的时间。在不使用上述水溶液的情况下对对比例2的润滑油进行相同的测试。在此情况中，用于该测试的润滑油处于与代替所述水溶液的水接触的状态。结果示于下表4中。
表4
 
实施例13 实施例14 对比例2
RBOT值[min] 10394 15202 4828
从表4显而易见的是，在使用金属碳酸盐水溶液的实施例13中，RBOT值是未使用该水溶液的对比例2的至少两倍。而且，在使用EDTA-4Na水溶液的实施例14中，RBOT值是对比例2的至少3倍。在两种情况中，氧化稳定性得到显著改善。在将水添加到润滑液中的条件下，RBOT测试中的氧化稳定性增大的原因是因为抑制了基油的水解。
(3)动压轴承装置、主轴电机和盘驱动装置
(3-1)盘驱动装置
图1显示了盘驱动装置60(在本实施方式中为硬盘驱动装置)的内部构造。盘驱动装置60的壳体61具有粉尘或杂质的量非常小的洁净空间。壳体61在其中包含驱动该盘的主轴电机1，并设置有用于存储信息的盘状存储介质62和用于写入信息到存储介质62或从存储介质62中读出信息的存取单元63。
(3-2)主轴电机
图2是显示主轴电机1的构造的纵向剖面图。主轴电机1包括静止部件和旋转部件。通过本发明的实施方式的动压轴承装置，旋转部件经旋转轴32相对于静止部件以可旋转的方式支撑。
(3-2-1)主轴电机的静止部件
基座10具有设置在其中心处的平坦部11和设置在平坦部11的中心区上的环状轮毂部13。在环状轮毂部13与设置在平坦部11的外周的环状梯状部14之间界定了环状凹部。将在后描述的固定至平坦部11的定子17和贴附到毂31的转子磁体34设置在上述凹部中。环状轮毂部13位于向上突出的圆筒状支持壁15的外周附近，将定子17固定至上述外周。定子17包括通过层压多层电磁钢板而形成的环状定子铁芯17a和卷绕在定子铁芯17a的各齿上的多相(例如，三相)线圈17b。定子17的定子铁芯17a安装在圆筒状支持壁15上，通过压配或粘合等而固定。因而，将定子17固定至圆筒状支持壁15上。固定方法包括压配或粘合等。
构成动压轴承装置的一部分的由不锈钢制成的轴承静止部20被安装到环状轮毂部13中并固定在其中。轴承静止部20包括基本上为圆筒状的套筒21和封闭套筒21的下端开口的底板22。套筒21的贯通孔的内周面被分成在存在有径向轴承部的套筒21的基本整个长度上延伸的小直径内周面21a、位于套筒21下部并被形成为具有比小直径内周面21a更大的直径的中直径内周面21b和位于套筒21的最下端并被形成为具有比中直径内周面21b更大的直径的大直径内周面21c。底板22设置在大直径内周面21c内部的空间中，并通过压配、铆接、焊接或粘合等被固定至套筒21上。套筒21的外周面的下半部通过压配、粘合或焊接等固定至环状轮毂部13的内周面。套筒21的上外周面由形成将在后描述的渐缩密封部的内周面的渐缩面23形成。随着图中渐缩面23向上延伸，其变得更远离轴承的中心轴。
(3-2-2)旋转部件和动压轴承装置
转子30包括倒置杯状的毂31和设置在毂31的旋转中心的旋转轴32。因为旋转轴32由轴承静止部20所支撑，所以转子30相对于平坦部11是可旋转的。
毂31由诸如铁或不锈钢等铁磁性材料制成。在图中向下延伸的圆筒部31b连接到构成顶板的盘状部31a的外周。沿径向向外突出的法兰31c设置在圆筒部31b的下端。在圆筒部31b内，设置有从盘状部31a向下延伸的环状壁31d。环状壁31d设置在套筒21与圆筒状支持壁15之间，从而围绕套筒21的上外周。此外，在环状壁31d与圆筒状支持壁15之间形成有界定迷宫密封的迷宫间隙。
安装孔31e形成在盘状部31a的中心，直径稍小的旋转轴32的上端压配在该孔中。因此，毂31与旋转轴32相互一体化。旋转轴32是中空的，在其内周面的基本整个长度上形成阴螺纹部32b。旋转轴32的外周面32a和套筒21的小直径内周面21a以隔着小间隙沿径向排列。
旋转轴32的前端穿过从小直径内周面21a稍微向下突出的套筒21。移动防止部33具有与旋转轴32的阴螺纹部32b和圆板33b螺纹啮合的阳螺纹部33a。圆板33b具有比旋转轴32的外径大且比中直径内周面21b的内径小的外径。在圆板33b与套筒之间界定间隙，包括移动防止部33在内的旋转轴32相对于套筒21是可旋转的。在沿旋转轴32从套筒移动的方向上施加力的情况中，圆板32b与套筒21接触，从而防止旋转轴32的移动。
包含多个沿圆周方向排列的磁极的环状转子磁体34设置在毂31的圆筒部31b内。转子磁体34设置为围绕定子17的外周。由铁磁性材料制成的毂31也作为磁体34的背轭(back yoke)。
单个或多个存储盘(硬盘)(未示出)安装在毂31的法兰31c上。该硬盘在其中心处具有孔，该孔的边缘与圆筒壁31b的外周面接触。将夹持部件连接到毂上。夹持部件与该盘的孔附近的上表面接触，从而与法兰31c一起将该盘保持在其间。
夹持部件通过从上方与旋转轴32的阴螺纹部32b螺纹啮合的螺杆固定至旋转轴上。
在套筒21的小直径内周面21a与旋转轴32的外周面32a之间和毂31的盘状部31a的下表面与套筒21的上端表面之间形成有微细间隙，并在微细间隙中填充有润滑油40。润滑油40含有2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚与4，4’-二丁基二苯基胺的混合物。
在由套筒21的中直径内周面21b、底板22的表面和移动防止部33的圆板33b的表面所界定的空间中也填充有润滑油40。润滑油40与由毂31的环状壁31d的内周面31f和套筒21的上外周的渐缩面23所界定的渐缩密封部41中的空气接触，其液面具有弓形截面形状。渐缩密封部41具有间隙随着向上而逐渐减小的渐缩形状。
在套筒21的小直径内周面21中，在与图中附图标记42和43相对应的沿轴向相互隔开的两个位置处分别形成人字形动压发生沟槽。当主轴电机沿特定方向旋转时，动压发生沟槽产生沿径向保持旋转轴32的轴承力。也就是说，将一对径向动压轴承设置在位置42与43处。此外，在套筒21的上端面中形成有螺旋状的动压发生沟槽，从而构成推力动压轴承44。当主轴电机以特定方向旋转时，与形成有动压发生沟槽的区域相比，螺旋状沟槽起增大内在的润滑油的压力的作用，还产生沿轴向向上提升毂31的力。
套筒21具有连通孔45，其沿轴向延伸并且填充有润滑油40。连通孔45的下端朝中直径内周面21b开口，其上端在推进间隙中在推力动压轴承44的内部区域处开口。连通孔45被形成为使得两个径向动压轴承42、43的两端彼此连通，使润滑油40能够在轴承装置中循环。
在中直径内周面21b的外周中设置有凹部70。碳酸钾被施加在凹部70中，并且一直与润滑油40接触。可以使用碳酸钾水溶液代替碳酸钾。
套筒21可以由多孔烧结金属代替不锈钢制成。在此情况中，套筒的一部分的孔隙可以填充碳酸钾或其水溶液，然后进行密封，而套筒的其他部位的孔可以填充润滑油。以此方式，在烧结体中润滑油和碳酸钾可以相互接触。
作为备选，可以提供下述构造：碳酸钾设置在渐缩密封部41的壁面的下部71中，从而仅在润滑油40随温度上升而膨胀和其界面向下移动时润滑油40才与碳酸钾接触。在此情况中，仅在劣化快速进行的高温处，润滑油40与作为劣化抑制剂的碳酸钾接触。虽然碳酸钾与润滑油之间的接触保持为最小，但是可以有效地防止润滑油劣化。
如前所述，对本发明的润滑剂、防止润滑油劣化的方法和动压轴承装置进行了描述，不过本发明并非局限于此，在不背离本发明的范围的情况下能够作出各种改进。
例如，在本发明的实施方式中，动压轴承装置包含两个径向动压轴承和一个推力动压轴承，不过其结构并不限于此。而且，动压发生沟槽的位置并不限于上述实施方式中那些情况。
此外，与润滑油接触的离子化合物的实例并不限于产生氧化劣化抑制效果的那些化合物。例如，具有吸湿性的硅胶等材料可以设置在图2的凹部70中。

Claims (8)

1.一种动压轴承装置，所述动压轴承装置包含：
酯类润滑油，所述酯类润滑油主要含有酯；
第一部件，所述第一部件具有第一轴承面；和
第二部件，所述第二部件相对于所述第一部件以可旋转的方式设置，并且具有第二轴承面，所述第二轴承面隔着保持有所述润滑油的微细间隙而面向所述第一轴承面，
其中，酸的氢原子被金属离子取代的盐设置在与所述润滑油接触的所述第一部件的表面的一部分和与所述润滑油接触的所述第二部件的表面的一部分中的至少一个部分中，并且所述盐基本上不溶于所述酯类润滑油。
2.一种动压轴承装置，所述动压轴承装置包含：
酯类润滑油，所述酯类润滑油主要含有酯；
第一部件，所述第一部件具有第一轴承面；和
第二部件，所述第二部件相对于所述第一部件以可旋转的方式设置，并且具有第二轴承面，所述第二轴承面隔着保持有所述润滑油的微细间隙而面向所述第一轴承面，
其中，将酸的氢原子被金属离子取代的盐溶于溶剂而得到的盐溶液保持在与所述润滑油接触的所述第一部件的表面的一部分或者与所述润滑油接触的所述第二部件的表面的一部分中，并且所述盐基本上不溶于所述酯类润滑油。
3.如权利要求1所述的装置，其中，至少所述第一部件或者所述第二部件的一部分由多孔材料制成，所述多孔材料的孔填充有所述盐。
4.如权利要求2所述的装置，其中，至少所述第一部件或者所述第二部件的一部分由多孔材料制成，所述多孔材料的孔填充有所述盐溶液。
5.如权利要求1～4中任一项所述的装置，其中，所述盐的酸解离常数pKa为9～11。
6.如权利要求1～4中任一项所述的装置，其中，所述盐为除锂以外的碱金属的碳酸氢盐。
7.如权利要求1～4中任一项所述的装置，其中，所述盐为除锂以外的碱金属的碳酸盐。
8.如权利要求1～4中任一项所述的装置，其中，所述盐为除锂以外的碱金属的羧酸盐。
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