JP2019073666A - 導電性潤滑油組成物及びスピンドルモータ - Google Patents
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Abstract
Description
即ち、本発明は以下の態様を含む。
<3> ステータを含む静止部と、ロータマグネットを含む回転部と、<1>又は<2>に記載の導電性潤滑油組成物を有する流体動圧軸受部と、を備えるスピンドルモータ。
なお、本明細書中、数値範囲を表す「〜」はその上限及び下限としてそれぞれ記載されている数値を含む範囲を表す。また、「〜」で表される数値範囲において上限値のみ単位が記載されている場合は、下限値も同じ単位であることを意味する。
本明細書において、2以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
本発明の導電性潤滑油組成物は、必要に応じて上記以外の成分を含んでいてもよい。
本発明の導電性潤滑油組成物は、トリフルオロメタンスルホン酸カリウム、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、ノナフルオロブタンスルホン酸リチウム、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドカリウム、及びトリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチドリチウムからなる群より選ばれる少なくとも1種の導電性付与剤を0.01質量%〜1質量%含有する。
導電性付与剤の含有量が0.01質量%以上であると潤滑油組成物の導電性が向上し、1質量%以下であると含有量に見合った導電性を付与することができる。
導電性付与剤は1種単独で含まれていてもよく、2種以上が組み合わされて含まれていてもよい。2種以上が組み合わされて含まれている場合の導電性付与剤の含有量は、その合計量が上記範囲内であることが好ましい。
本発明の導電性潤滑油組成物は、下記一般式(1)で表される化合物及び一般式(2)で表される化合物の群より選ばれる少なくとも1種の潤滑油基油(特定潤滑油基油)を含む。
一般式(1)中、m及びnは、それぞれ独立に、5以上11以下の整数を表す。但し、m−n=2となる場合は除く。
R1で表される酸素原子を含むヘテロアルキル基としては、導電性の経時安定性の観点から、炭素数9〜13の直鎖状のヘテロアルキル基が好ましく、−(CH2)3−O−(CH2)6、−(CH2)3−O−(CH2)8、及び−(CH2)3−O−(CH2)10がより好ましく、−(CH2)3−O−(CH2)8が更に好ましい。
m及びnは、それぞれ独立に、5以上11以下の整数を表し、原料入手のしやすさの観点から、共に奇数であることが好ましい。但し、一般式(1)で表される化合物には、m−n=2となる化合物は含まれない。
・化合物(1−1):R1=ウンデシル基、m=9、n=5
・化合物(1−2):R1=ウンデシル基、m=7、n=7
・化合物(1−3):R1=−(CH2)3−O−(CH2)8、m=7、n=7
・化合物(1−4):R1=−(CH2)3−O−(CH2)8、m=9、n=5
上記の化合物(1−1)及び化合物(1−2)の混合物及び化合物(1−3)及び化合物(1−4)の混合物は、それぞれ、特定潤滑油基油の好適な態様の一つである。
一般式(2)中、m及びnは、それぞれ独立に、5以上11以下の整数を表す。但し、m−n=2となる場合は除く。
R2で表される酸素原子を含むヘテロアルキル基としては、炭素数9〜13のヘテロアルキル基が好ましく、−(CH2)5−O−(CH2)7−CH3、−(CH2)2−O−CH2−CH(CH2−CH3)−(CH2)3−CH3、及び−(CH2)2−O−(CH2)2−CH2−CH(CH2−CH3)−(CH2)3−CH3が好ましく、−(CH2)5−O−(CH2)7−CH3がより好ましい。
m及びnは、それぞれ独立に、5以上11以下の整数を表し、原料入手のしやすさの観点から、奇数であることが好ましい。但し、一般式(2)で表される化合物には、m−n=2となる化合物は含まれない。
・化合物(2−1):R2=−(CH2)5−O−(CH2)7−CH3、m=9、n=5
・化合物(2−2):R2=−(CH2)5−O−(CH2)7−CH3、m=7、n=7
・化合物(2−3):R2=n−ウンデシル基、m=9、n=5
・化合物(2−4):R2=n−ウンデシル基、m=7、n=7
上記の化合物(2−1)及び化合物(2−2)の混合物及び化合物(2−3)及び化合物(2−4)の混合物は、それぞれ、特定潤滑油基油の好適な態様の一つである。
本発明の導電性潤滑油組成物は、酸化防止剤の少なくとも1種を含有することが好ましい。
酸化防止剤としては、例えば、ジフェニルアミン化合物、アルキル化フェニル−α−ナフチルアミン、ヒンダードフェノール化合物、及びフォスファイトなどの酸化防止剤が挙げられる。導電性潤滑油組成物の高温下における導電性の変化率を低く維持する観点から、上記の酸化防止剤が好適に用いられる。
R3及びR4は同一であってもよく、異なっていてもよい。
R8、R9、R11、及びR12は、同一であってもよく、異なっていてもよい。
R11及びR12は同一であってもよく、異なっていてもよい。
R13、R14、及びR15は同一であってもよく、異なっていてもよい。
R16及びR17は同一であってもよく、異なっていてもよい。
酸化防止剤の含有量が0.05質量%以上であると導電性潤滑油組成物の高温下における導電性の変動がより抑制される。
酸化防止剤は1種単独で含まれていてもよく、2種以上が組み合わされて含まれていてもよい。2種以上が組み合わされて含まれている場合の酸化防止剤の含有量は、その合計量が上記範囲内であることが好ましい。
上記の比率が0.05以上であると導電率の経時的変化が抑制され、200以下であると添加量に見合った効果が得られる。
本発明の導電性潤滑油組成物は、さらに、金属不活性化剤、さび止め剤、摩耗防止剤、流動点降下剤、粘度指数向上剤、加水分解抑制剤などの一般的な潤滑油添加剤を含有してもよい。
本発明の導電性潤滑油組成物は、80℃における導電率が、好ましくは10,000pS/m以上であり、より好ましくは10,000pS/m〜100,000pS/mである。導電率が10,000pS/m以上であると、発生した静電気の帯電を抑制することができる。
導電率の測定は、導電率計(例えば、Emcee Electronics社製のハンディ導電率計1152)を用いて、導電性潤滑油組成物の温度を80℃に加熱し、攪拌しながら導電率計のプローブを差し込むことで行うことができる。
上記の導電率の変化率は、9%以下がより好ましく、6%以下がさらに好ましく、5%以下がさらに好ましく、3%以下がさらに好ましく、1.5%以下が特に好ましい。
導電率の変化率が低いほど、長期間にわたって安定した導電率を維持することができる。
導電率の変化率は、120℃の条件下で200時間保管する前後の導電性潤滑油組成物の導電率を測定し、下記の式Aにより求めることができる。
導電率の変化率(%)=|[(保管した後の導電率(pS/m))−(保管する前の導電率(pS/m))]|/(保管する前の導電率(pS/m)×100 ・・・ 式A
本発明の導電性潤滑油組成物は、40℃における動粘度が6mm2/s〜15mm2/sであることが好ましく、より好ましくは9.0mm2/s〜14.5mm2/sである。40℃動粘度が6mm2/s以上であると蒸発損失が抑制され、充分な潤滑性能を保持できる。また、15mm2/s以下であると精密機器等に使用した際の粘性トルクが小さくなること、及び低温流動性が低下することが抑制される。従って、動粘度が6mm2/s〜15mm2/sの範囲が低消費電力や蒸発損失、潤滑性能の観点から良好であると考えられる。
なお、組成物の40℃動粘度は、JIS−K−2283:2000(ASTM D445)に規定の方法により測定される値である。また、組成物の粘度指数は、JIS K 2283:2000(ASTM D2270))に規定の方法により測定される値である。
本発明の導電性潤滑油組成物は、種々の精密機器、例えばCD−R、DVD−R、HDD、時計などのモーター又は軸受の潤滑油に利用できる。
特に、上記の精密機器の摺動部分、回転部分に用いることで導電性を安定的に確保しながら、優れた潤滑性能を発現する。
また、導電率の変化率は、通常の使用条件よりも過酷な120℃の条件下で保管した後の導電性潤滑油組成物を80℃で評価することとした。
組成物の動粘度及び粘度指数は、既述の方法により測定した。
導電率の変化率は、既述の式Aにより算出した変化率の絶対値である。
下記表1に示す割合(質量%)で各成分を配合し、各実施例の導電性潤滑油組成物を調製した。
調製した各組成物を120℃の恒温槽で200時間保管し、保管前後の導電率を測定し、変化率を算出した。各組成物の保管は、遮光瓶に入れた各組成物を、恒温槽(アドバンテック社製のDRN420DB)内に静止し、圧力及び湿度などは加えず、温度のみを120℃として行った。結果を下記表1に示す。
(基油A)一般式(2)において、R2が−(CH2)5−O−(CH2)7−CH3であり、m=9かつn=5である化合物と、R2が−(CH2)5−O−(CH2)7−CH3であり、m=7かつn=7である化合物との混合物。
(基油B)一般式(1)において、R1が−(CH2)10−CH3であり、m=9かつn=5である化合物と、R1が−(CH2)10−CH3であり、m=7かつn=7である化合物との混合物。
(基油C)一般式(1)において、R1が−(CH2)3−O−(CH2)8であり、m=7かつn=7である化合物と、R1が−(CH2)3−O−(CH2)8であり、m=9かつn=5である化合物との混合物。
(基油D)一般式(2)において、R2がn−ウンデシル基であり、m=7かつn=7である化合物とR2がn−ウンデシル基であり、m=9かつn=5である化合物との混合物。
(酸化防止剤A)アルキル化フェニル−α−ナフチルアミン:一般式(4)において、R5が炭素数7の分岐アルキル基である化合物
(酸化防止剤B)フォスファイト:一般式(9)において、R16、R17が炭素数4の分岐鎖アルキルである化合物
(酸化防止剤C)アルキル化ジフェニルアミン:一般式(4)において、R3、R4が炭素数7の分岐アルキル基である化合物
(導電性付与剤A)ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム
(導電性付与剤B)トリフルオロメタンスルホン酸リチウム
(導電性付与剤C)ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドカリウム
(導電性付与剤D)トリフルオロメタンスルホン酸カリウム
(導電性付与剤E)ノナフルオロブタンスルホン酸リチウム
(その他潤滑油添加剤)金属不活性化剤、さび止め剤、摩耗防止剤、加水分解抑制剤
下記表2に示す割合(質量%)で各成分を配合し、各比較例の導電性潤滑油組成物を調製した。
調製した各組成物を120℃の恒温槽で200時間保管し、保管前後の導電率を実施例1〜6と同様にして測定し、変化率を算出した。結果を下記表2に示す。
基油A、基油B、酸化防止剤A、酸化防止剤B、酸化防止剤C及びその他潤滑油添加剤は、表1と同じものを用いた。
(導電性付与剤D)アルキルナフタレンスルホン酸塩
(導電性付与剤E)リン酸エステル型アニオン界面活性剤
11 平坦部
13 環状ボス部
14 環状段部
15 円筒支持壁
17 ステータ
20 軸受静止部
21 スリーブ
21a 小径内周面
21b 中径内周面
21c 大径内周面
22 カウンタプレート
23 テーパ面
30 回転部
31 ロータハブ
31a 円盤部
31b 円筒部
31c フランジ部
31d 環状壁
31f 内周面
32 シャフト
32a 外周面
33 ストッパ
33a 円形板部
34 ロータマグネット
40 軸受油
41 テーパシール部
42、43 ラジアル動圧軸受
44 スラスト動圧軸受
Claims (3)
- 下記一般式(1)で表される化合物及び一般式(2)で表される化合物の群より選ばれる少なくとも1種の潤滑油基油と、
トリフルオロメタンスルホン酸カリウム、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、ノナフルオロブタンスルホン酸リチウム、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドカリウム、及びトリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチドリチウムからなる群より選ばれる少なくとも1種の導電性付与剤を組成物全質量に対して0.01質量%〜1質量%と、を含有し、
120℃で200時間保管した後の導電率の変化率の絶対値が10%以下である導電性潤滑油組成物。
[一般式(1)中、R1は炭素数8〜16の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基又は酸素原子を含むヘテロアルキル基を表し、m及びnは、それぞれ独立に、5以上11以下の整数を表す。(但し、m−n=2となる場合は除く。)]
[一般式(2)中、R2は炭素数8〜16の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基又は酸素原子を含むヘテロアルキル基を表し、m及びnは、それぞれ独立に、5以上11以下の整数を表す。(但し、m−n=2となる場合は除く。)] - さらに、ジフェニルアミン化合物、アルキル化フェニル−α−ナフチルアミン、ヒンダードフェノール化合物、及びフォスファイトからなる群より選ばれる少なくとも1種の酸化防止剤を組成物全質量に対して0.05質量%〜2質量%含有する、請求項1に記載の導電性潤滑油組成物。
- ステータを含む静止部と、ロータマグネットを含む回転部と、請求項1又は請求項2に記載の導電性潤滑油組成物を有する流体動圧軸受部と、を備えるスピンドルモータ。
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