JPWO2007145305A1 - Method for preventing deterioration of lubricant, lubricant, and hydrodynamic bearing device - Google Patents
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Abstract
【課題】 潤滑剤の酸化劣化を抑制することを目的とする。併せて、潤滑剤が酸化劣化によって潤滑機能が損なわれるまでの時間を延長することにより、長寿命な動圧軸受装置を提供することを目的とする。【解決手段】 エステル系潤滑油を、イオン性化合物若しくはイオン性化合物を溶媒に溶解させてなるイオン性化合物溶液に、連続的又は断続的に接触させつつ潤滑剤として使用する。また、動圧軸受装置においては、軸受若しくは軸部材の一部に、イオン性化合物を配置して、潤滑油と接触させる。ただし、ここでイオン性化合物若しくはイオン性化合物溶液は、エステル系潤滑油に対して実質的に不溶である。【選択図】 図2PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress oxidative deterioration of a lubricant. In addition, an object of the present invention is to provide a fluid dynamic bearing device having a long life by extending the time until the lubricating function of the lubricant is impaired due to oxidative degradation. An ester-based lubricating oil is used as a lubricant while continuously or intermittently contacting an ionic compound or an ionic compound solution obtained by dissolving an ionic compound in a solvent. Further, in the hydrodynamic bearing device, an ionic compound is disposed on a part of the bearing or the shaft member and is brought into contact with the lubricating oil. Here, however, the ionic compound or ionic compound solution is substantially insoluble in the ester-based lubricating oil. [Selection] Figure 2
Description
本発明は、主として軸受装置の潤滑に用いられる、潤滑剤について、その劣化を防止する方法、及び、潤滑剤、並びに、潤滑剤を利用した動圧軸受装置に関する。 The present invention relates to a method for preventing deterioration of a lubricant mainly used for lubrication of a bearing device, a lubricant, and a hydrodynamic bearing device using the lubricant.
軸受機構は、通常は潤滑剤により潤滑されている。潤滑剤は軸受機構を構成する部品を潤滑する一方で、酸化等によって次第に劣化してゆく。特に、ハードディスクドライブ用のスピンドルモータに用いられる動圧軸受機構では、使用時の温度が60度程度にまで上昇し、しかも長期間にわたって使用されるため、潤滑剤の劣化は大きな問題になる。 The bearing mechanism is usually lubricated with a lubricant. While the lubricant lubricates the parts constituting the bearing mechanism, it gradually deteriorates due to oxidation or the like. In particular, in a hydrodynamic bearing mechanism used in a spindle motor for a hard disk drive, the temperature during use rises to about 60 degrees and is used for a long period of time.
このような潤滑剤の劣化、特に酸化劣化を防ぐ方法として、例えば、トリメチロールプロパンの脂肪酸トリエステルを基油とし、ヒンダードフェノール系酸化防止剤及びベンゾトリアゾール誘導体を含有する潤滑剤(特許文献1参照)、特定のヒンダードフェノール系酸化防止剤及び芳香族アミン系酸化防止剤を特定の割合で含有する潤滑剤(特許文献2参照)、炭酸エステルを基油とし、硫黄含有フェノール系酸化防止剤及び亜鉛系極圧剤を含有する潤滑剤(特許文献3参照)、炭酸エステルを主成分とする基油にフェノール系酸化防止剤を用いる潤滑剤(特許文献4参照)などが提案されている。 As a method for preventing such deterioration of the lubricant, particularly oxidation deterioration, for example, a lubricant containing a hindered phenol antioxidant and a benzotriazole derivative based on a fatty acid triester of trimethylolpropane (Patent Document 1) Reference), a lubricant containing a specific hindered phenolic antioxidant and an aromatic amine antioxidant in a specific ratio (see Patent Document 2), a carbonate ester as a base oil, and a sulfur-containing phenolic antioxidant And a lubricant containing a zinc-based extreme pressure agent (see Patent Document 3), a lubricant using a phenol-based antioxidant in a base oil mainly composed of a carbonate (see Patent Document 4), and the like.
従来から知られているアミン系酸化防止剤またはフェノール系酸化防止剤が添加された潤滑剤は、添加されていないものよりは劣化が抑制される。しかし、長期間高温環境下で使用した場合、酸化による劣化は十分には抑制されない。 The conventionally known lubricants to which amine-based antioxidants or phenol-based antioxidants are added are less deteriorated than those to which lubricants are not added. However, when used in a high temperature environment for a long time, deterioration due to oxidation is not sufficiently suppressed.
添加量を増やすことで、劣化が抑制される期間を伸ばすことはできるが、大幅な改善は難しい。添加量の増量によってある程度までは劣化が抑制される期間を伸ばすことができるが、ある量を超えると、幾ら増やしても抑制期間は延びなくなってしまう。 Although the period during which deterioration is suppressed can be extended by increasing the amount added, significant improvement is difficult. Although the period during which deterioration is suppressed can be extended to some extent by increasing the amount added, if it exceeds a certain amount, the suppression period will not increase no matter how much it is increased.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、軸受装置の潤滑等に用いられる潤滑剤について、その劣化、特に酸化劣化を、長期にわたって抑制することを可能とすることを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to make it possible to suppress deterioration, particularly oxidation deterioration, over a long period of time with respect to a lubricant used for lubricating a bearing device or the like. To do.
本発明においては、エステル系の潤滑油に対して殆ど溶解しないイオン性化合物から選択した劣化防止剤を用意し、これをエステル系潤滑油に接触させる。この状態にあるエステル系潤滑油を用いて対象を潤滑する。 In the present invention, a deterioration inhibitor selected from an ionic compound that hardly dissolves in an ester-based lubricant is prepared, and this is brought into contact with the ester-based lubricant. The object is lubricated with the ester-based lubricating oil in this state.
この際、潤滑油は常に劣化防止剤に接触している必要は無い。通常、軸受装置などを潤滑する潤滑油は、部品同士の摺動に伴って軸受装置内部を循環しており、この循環の流れの途中で、劣化防止剤に触れるようにすれば良い。 At this time, the lubricating oil need not always be in contact with the deterioration preventing agent. Usually, the lubricating oil for lubricating the bearing device or the like circulates inside the bearing device as the components slide, and the deterioration preventing agent may be touched in the course of the circulation.
また、潤滑する対象となる装置が、潤滑油を蓄えておくための容器を備えている場合は、その容器内に劣化防止剤の粒を投入しておいても良い。本発明においては、潤滑油に殆ど溶解しない劣化防止剤を使用するので、そのような劣化防止剤を添加しても、分離、又は沈殿してしまう。しかし、潤滑油と劣化防止剤を接触させられるため、潤滑油の劣化は防止できる。 In addition, when the device to be lubricated includes a container for storing lubricating oil, the deterioration preventing agent particles may be placed in the container. In the present invention, since a deterioration preventing agent that hardly dissolves in the lubricating oil is used, even if such a deterioration preventing agent is added, it is separated or precipitated. However, since the lubricant can be brought into contact with the deterioration preventing agent, the deterioration of the lubricant can be prevented.
なお、本発明においてイオン性化合物とは、陽イオンと陰イオンが主としてイオン結合によって結び付けられて分子若しくは結晶を構成する物質を指す。このような物質は、一般に油には溶けにくい。 In the present invention, the ionic compound refers to a substance that forms a molecule or a crystal by binding a cation and an anion mainly by ionic bonds. Such substances are generally difficult to dissolve in oil.
潤滑油に溶解しない、或いは極僅かしか溶解しない、劣化防止剤を、潤滑油に接触させて用いることで、次のような効果が得られる。すなわち、使用中に、周囲から潤滑油に溶け込む不純物を、劣化防止剤に吸収させることにより、潤滑油の特性の変化を防ぐことができる。また、潤滑油に微量しか溶け込まない劣化防止剤を常に供給することが出来るため、潤滑油が劣化防止剤を微量含有した状態を、長期に亘って保つことが出来る。しかも、潤滑油に殆ど溶けないため、粘性などの潤滑油の物性は、劣化防止剤が存在しても変化しない。 The following effects can be obtained by using an anti-degradation agent that does not dissolve in the lubricating oil, or that dissolves only slightly, in contact with the lubricating oil. In other words, during use, impurities that dissolve in the lubricating oil from the surroundings are absorbed by the deterioration preventing agent, thereby preventing changes in the characteristics of the lubricating oil. In addition, since a deterioration preventing agent that is only slightly dissolved in the lubricating oil can always be supplied, the state in which the lubricating oil contains a small amount of the deterioration preventing agent can be maintained for a long period of time. Moreover, since it hardly dissolves in the lubricating oil, the physical properties of the lubricating oil, such as viscosity, do not change even when a deterioration inhibitor is present.
使用する劣化防止剤としては、酸の分子を構成する原子の内、電離時に水素の陽イオンとして放出される水素原子金属イオンで置換した構造を有する、塩の中から選択することもできる。これらの物質は、エステル系潤滑油に対する溶解度が小さいことが多い。 The deterioration preventing agent to be used may be selected from salts having a structure in which atoms constituting the acid molecule are substituted with hydrogen atom metal ions released as hydrogen cations upon ionization. These substances often have low solubility in ester-based lubricating oils.
塩の中でも、水溶液にした場合アルカリ性を示す、アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ金属の炭酸水素塩、アルカリ金属のカルボン酸塩などで、優れた劣化防止効果を示す物質が見つかる。 Among the salts, substances that exhibit an excellent deterioration preventing effect are found, such as alkali metal carbonates, alkali metal hydrogencarbonates, and alkali metal carboxylates that show alkalinity when made into an aqueous solution.
なお、劣化防止剤は、固体である必要は無い。イオン性化合物を、水などの溶媒に溶かして、溶液としたものでも構わない。何れの場合でも、劣化防止剤と潤滑油が接触する場所には、界面が存在する。界面とは、水と油の様に互いに交じり合わないものが接触した際に、接触部分に現れる境界のことを言う。液体同士に限らず、固体と液体が接触している部分も、界面と呼ぶ。 In addition, the deterioration preventing agent does not need to be solid. An ionic compound may be dissolved in a solvent such as water to form a solution. In any case, there is an interface where the degradation inhibitor and the lubricating oil come into contact. The interface refers to a boundary that appears at a contact portion when things that do not mix with each other such as water and oil come into contact with each other. Not only the liquids but also the part where the solid and the liquid are in contact is called an interface.
本発明の潤滑油を、動圧軸受装置に適用する場合、劣化防止剤は軸または軸受の何れかの部位に保持させ、その表面を潤滑液に接触させる。保持させる場所としては、窪み、溝、穴などが利用できる。また、金属焼結体などの焼結部材の空孔の内部に、詰め込んでも良い。 When the lubricating oil of the present invention is applied to a hydrodynamic bearing device, the deterioration preventing agent is held at any part of the shaft or the bearing, and the surface thereof is brought into contact with the lubricating liquid. As a place to hold, a depression, a groove, a hole, etc. can be used. Moreover, you may pack in the inside of the void | holes of sintered members, such as a metal sintered compact.
なお、従来から使用されてきた劣化防止剤は潤滑油に溶解するが、このような劣化防止剤を、本発明が特徴とするところの潤滑油に溶解しない劣化防止剤と併用することもできる。併用することで、劣化はより一層抑制される。 In addition, although the deterioration preventing agent used conventionally melt | dissolves in lubricating oil, such a deterioration preventing agent can also be used together with the deterioration preventing agent which does not melt | dissolve in the lubricating oil characterized by this invention. By using together, deterioration is further suppressed.
本発明によれば、潤滑油として良好な特性を有し、かつ、長期に亘って使用可能な潤滑油を得ることが出来る。また、この潤滑油を利用することにより、長期に亘って安定した性能を示す、高い信頼性を備えた動圧軸受装置を得ることが出来る。 According to the present invention, it is possible to obtain a lubricating oil that has good characteristics as a lubricating oil and can be used for a long period of time. Further, by using this lubricating oil, it is possible to obtain a highly reliable dynamic pressure bearing device that exhibits stable performance over a long period of time.
10 ベース
17 ステータ
21 スリーブ
30 ロータ
31 ハブ
32 回転軸部
34 ロータマグネット
42,43 ラジアル動圧軸受部
44 スラスト動圧軸受部DESCRIPTION OF
(1)固体のイオン性化合物を添加した潤滑油
(1−1)基油
本発明の潤滑油に使用される基油は、エステル系のオイルである。具体的には、モノエステル、ジエステル、ポリオールエステル(トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ネオペンチルジオールエステル、コンプレックスエステル)、ポリグリコールエステル、グリセリンエステル、芳香族エステル等を挙げることができる。(1) Lubricating oil to which a solid ionic compound is added (1-1) Base oil The base oil used in the lubricating oil of the present invention is an ester oil. Specific examples include monoesters, diesters, polyol esters (trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, neopentyldiol ester, complex ester), polyglycol esters, glycerin esters, aromatic esters, and the like.
更に、これらエステル系の潤滑油に、アルキル化ジフェニルエーテル、アルキル化トリフェニルエーテル、アルキル化テトラフェニルエーテル、アルキル化ポリフェニルエーテルなどのエーテル油や、各種ポリ−α−オレフィン、各種シリコーン油、或いは各種フッ素油などを添加しても良い。 Furthermore, to these ester-based lubricating oils, ether oils such as alkylated diphenyl ether, alkylated triphenyl ether, alkylated tetraphenyl ether, alkylated polyphenyl ether, various poly-α-olefins, various silicone oils, or various types Fluorine oil or the like may be added.
なお、モノエステルとしては、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リシノール酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、イコサペンタエン酸、エルカ酸、ドコサヘキサエン酸、リグノセリン酸等の有機酸の内の何れか一つと、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール、トリデカノール、テトラデカノール、ペンタデカノール等の1価のアルコールの内の何れか一つからなる、モノエステルが挙げられる。 Monoesters include caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, palmitoleic acid, stearic acid, oleic acid, ricinoleic acid, linoleic acid, linolenic acid, arachidonic acid, icosapentaenoic acid, erucic acid, docosahexaene. Any one of organic acids such as acid and lignoceric acid, methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, nonanol, decanol, undecanol, dodecanol, tridecanol, tetradecanol, pentadecanol And monoesters consisting of any one of monohydric alcohols such as
ジエステルとしては、マロン酸、メチルマロン酸、コハク酸、メチルコハク酸、ジメチルマロン酸、エチルマロン酸、グルタン酸、アジピン酸、ジメチルコハク酸、ピメリン酸、テトラメチルコハク酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ブラシル酸などの二つのカルボキシ基を有する有機酸の何れか一つと、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール、トリデカノール、テトラデカノール、ペンタデカノールなどの1価のアルコールの内の、同一種類2分子、又は異なる2種類の分子からなる、ジエステルが挙げられる。 Diesters include malonic acid, methyl malonic acid, succinic acid, methyl succinic acid, dimethyl malonic acid, ethyl malonic acid, glutamic acid, adipic acid, dimethyl succinic acid, pimelic acid, tetramethyl succinic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid Any one of organic acids having two carboxy groups such as acid and brassic acid, and methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, nonanol, decanol, undecanol, dodecanol, tridecanol, tetradecanol And diesters composed of two molecules of the same kind or two different kinds of monovalent alcohols such as pentadecanol.
ポリオールエステルとしては、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールの内の何れかと、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リシノール酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、イコサペンタエン酸、エルカ酸、ドコサヘキサエン酸、リグノセリン酸の内の何れかからなる、ポリオールエステルが挙げられる。 As the polyol ester, any of trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, palmitoleic acid, stearic acid, oleic acid, ricinoleic acid, linoleic acid And polyol esters composed of any one of linolenic acid, arachidonic acid, icosapentaenoic acid, erucic acid, docosahexaenoic acid, and lignoceric acid.
ポリグリコールエステルとしては、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リシノール酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、イコサペンタエン酸、エルカ酸、ドコサヘキサエン酸、リグノセリン酸の内の何れかと、ポリグリコールとからなるグリコールエステルが挙げられる。 Polyglycol esters include caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, palmitoleic acid, stearic acid, oleic acid, ricinoleic acid, linoleic acid, linolenic acid, arachidonic acid, icosapentaenoic acid, erucic acid, docosahexaenoic acid And glycol esters composed of any of lignoceric acid and polyglycol.
グリセリンエステルとしては、モノ脂肪酸グリセリンエステル、ジ脂肪酸グリセリンエステル、トリ脂肪酸グリセリンエステルが挙げられる。グリセリンと結合している脂肪酸は、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リシノール酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、イコサペンタエン酸、エルカ酸、ドコサヘキサエン酸、リグノセリン酸の内の何れか一つ以上である。 Examples of the glycerin ester include mono-fatty acid glycerin ester, di-fatty acid glycerin ester, and tri-fatty acid glycerin ester. Fatty acids bound to glycerin are caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, palmitoleic acid, stearic acid, oleic acid, ricinoleic acid, linoleic acid, linolenic acid, arachidonic acid, icosapentaenoic acid, erucic acid , Docosahexaenoic acid, or lignoceric acid.
ポリフェニルエーテルは、アルキル基がないものでも良いし、アルキル基が直鎖又は分枝鎖のアルキル基があるものでも良い。アルキル基の具体例としては、例えばメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、tert−ペンチル、2−メチルブチル、n−ヘキシル、イソヘキシル、3−メチルペンチル、エチルブチル、n−ヘプチル、2−メチルヘキシル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、3−メチルヘプチル、n−ノニル、メチルオクチル、エチルペプチル、n−デシル、n−ウンデシル、n−ドデシル、n−テトラデシルなどが挙げられる。 The polyphenyl ether may have no alkyl group, or may have a linear or branched alkyl group. Specific examples of the alkyl group include, for example, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, n-pentyl, isopentyl, neopentyl, tert-pentyl, 2-methylbutyl, n-hexyl and isohexyl. 3-methylpentyl, ethylbutyl, n-heptyl, 2-methylhexyl, n-octyl, 2-ethylhexyl, 3-methylheptyl, n-nonyl, methyloctyl, ethylpeptyl, n-decyl, n-undecyl, n-dodecyl , N-tetradecyl and the like.
本発明の潤滑油の基油としては、ジエステル系油を用いるが、前記の基油を種々混合して用いることも可能である。なお、2種類以上の油の混合は、従来公知の混合方法により行うことができる。 As the base oil of the lubricating oil of the present invention, a diester oil is used, but it is also possible to use a mixture of the above base oils. Two or more kinds of oils can be mixed by a conventionally known mixing method.
(1−2)劣化防止剤
本発明では、潤滑油の基油に、イオン性化合物から選択した劣化防止剤を添加する。ここで、イオン性化合物とは、陽イオンと陰イオンが主としてイオン結合によって結び付けられて分子若しくは結晶を構成している物質を指す。このようなイオン性化合物は、一般に油に対する溶解度は小さい。本発明では、そのような基油に対して殆ど溶解しない物質を、劣化防止剤として利用する。(1-2) Deterioration inhibitor In the present invention, a deterioration inhibitor selected from ionic compounds is added to the base oil of the lubricating oil. Here, the ionic compound refers to a substance in which a cation and an anion are combined mainly by an ionic bond to form a molecule or a crystal. Such ionic compounds generally have low oil solubility. In the present invention, such a substance that hardly dissolves in the base oil is used as a deterioration preventing agent.
酸化劣化防止の為には、特に、アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ金属の炭酸水素塩、アルカリ金属のカルボン酸塩が好適である。ただし、後述するように、これらの内、リチウム塩については酸化劣化防止効果は薄い。これらの炭酸金属塩は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ金属の炭酸水素塩、アルカリ金属のカルボン酸塩は、水溶液とした場合にその溶液はアルカリ性を呈する。これらの物質の酸解離定数pKaは、およそ、9から11の範囲にある。 In order to prevent oxidative degradation, alkali metal carbonates, alkali metal hydrogen carbonates, and alkali metal carboxylates are particularly suitable. However, as will be described later, among these lithium salts, the effect of preventing oxidative degradation is weak. These metal carbonates may be used alone or in combination of two or more. When an alkali metal carbonate, an alkali metal hydrogen carbonate, or an alkali metal carboxylate is used as an aqueous solution, the solution exhibits alkalinity. The acid dissociation constant pKa of these materials is approximately in the range of 9-11.
また、カルボン酸金属塩を構成するカルボン酸としては、各種のものがあり、例えば脂肪族飽和モノカルボン酸、脂肪族不飽和カルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、芳香族カルボン酸などが挙げられる。さらに具体例を挙げると脂肪族飽和モノカルボン酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、セロチン酸、ラクセル酸等の直鎖飽和酸、あるいはイソプロピオン酸、イソブタン酸、イソペンタン酸、2−メチルペンタン酸、2−メチルブタン酸、2,2−ジメチルブタン酸、2−メチルヘキサン酸、5−メチルヘキサン酸、2,2−ジメチルヘプタン酸、2−エチル−2−メチルブタン酸、2−エチルヘキサン酸、ジメチルヘキサン酸、2−n−プロピル−ペンタン酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸、ジメチルオクタン酸、イソトリデカン酸、イソミリスチン酸、イソステアリン酸イソアラキン酸、イソヘキサン酸等の分岐脂肪酸が挙げられる。また、不飽和カルボン酸としては、ルミトレイン酸、オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リノレン酸など、更にはリシノール酸などの不飽和ヒドロキシ酸が挙げられる。また、脂肪族ジカルボン酸としてはアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸が挙げられ、芳香族カルボン酸としては安息香酸、フタル酸、トリメリット酸、ピロメット酸などが挙げられる。またナフテン酸などの脂環式脂肪酸を用いることもできる。上記のカルボン酸は2種以上組み合わせて用いてもよい。 Moreover, there are various carboxylic acids constituting the carboxylic acid metal salt, and examples thereof include aliphatic saturated monocarboxylic acids, aliphatic unsaturated carboxylic acids, aliphatic dicarboxylic acids, and aromatic carboxylic acids. Specific examples of aliphatic saturated monocarboxylic acids include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidic acid , Linear saturated acids such as cerotic acid, laccelic acid, or isopropionic acid, isobutanoic acid, isopentanoic acid, 2-methylpentanoic acid, 2-methylbutanoic acid, 2,2-dimethylbutanoic acid, 2-methylhexanoic acid, 5 -Methylhexanoic acid, 2,2-dimethylheptanoic acid, 2-ethyl-2-methylbutanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, dimethylhexanoic acid, 2-n-propyl-pentanoic acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid , Dimethyloctanoic acid, isotridecanoic acid, isomyristic acid, isostearic acid isoarachidic acid, isohexanoic acid Branched fatty acids such as phosphate and the like. Further, examples of the unsaturated carboxylic acid include lumitreic acid, oleic acid, elaidic acid, linoleic acid, linolenic acid and the like, and unsaturated hydroxy acids such as ricinoleic acid. Examples of the aliphatic dicarboxylic acid include adipic acid, azelaic acid, and sebacic acid, and examples of the aromatic carboxylic acid include benzoic acid, phthalic acid, trimellitic acid, and pyrometic acid. Also, alicyclic fatty acids such as naphthenic acid can be used. Two or more of the above carboxylic acids may be used in combination.
上記カルボン酸1種あたりに化合される金属元素は1種に限らず2種以上であってもよい。また、炭酸金属塩及びカルボン酸金属塩を1種に限らず2種以上用いてもよい。 The number of metal elements combined per one carboxylic acid is not limited to one, and may be two or more. Moreover, you may use not only 1 type but 2 or more types of metal carbonate and carboxylic acid metal salt.
上記のイオン性化合物に加え、フェノール系酸化防止剤やアミン系酸化防止剤等の既存の防止剤を併用することで、より確実に酸化劣化が防止される。 In addition to the above ionic compounds, the use of an existing antioxidant such as a phenol-based antioxidant or an amine-based antioxidant can prevent oxidative deterioration more reliably.
フェノール系酸化防止剤としては、例えば、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ビス(2−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−イソプロピリデンビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−ノニルフェノール)、2,2’−イソブチリデンビス(4,6−ジメチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−シクロヘキシルフェノール)、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノール、2,4−ジメチル−6−tert−ブチルフェノール、2,6−ジ−tert−α−ジメチルアミノ−p−クレゾール、2,6−ジ−tert−ブチル−4(N,N’−ジメチルアミノメチルフェノール)、4,4’−チオビス(2−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−チオビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、ビス(3−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルベンジル)スルフィド、ビス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)スルフィド、2,2’−チオ−ジエチレンビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、トリデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ペンタエリスリチル−テトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、3−メチル−5−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル置換脂肪酸エステル類等を好ましい例として挙げることができる。これらの内の2種以上からなる混合物も、劣化防止剤として使用できる。 Examples of phenolic antioxidants include 4,4′-methylenebis (2,6-di-tert-butylphenol), 4,4′-bis (2,6-di-tert-butylphenol), 4,4 ′. -Bis (2-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2'-methylenebis (4-ethyl-6-tert-butylphenol), 2,2'-methylenebis (4-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4′-butylidenebis (3-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4′-isopropylidenebis (2,6-di-tert-butylphenol), 2,2′-methylenebis (4-methyl-6) -Nonylphenol), 2,2'-isobutylidenebis (4,6-dimethylphenol), 2,2'-methylenebis (4-methyl) 6-cyclohexylphenol), 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol, 2,4-dimethyl-6-tert-butylphenol, 2, 6-di-tert-α-dimethylamino-p-cresol, 2,6-di-tert-butyl-4 (N, N′-dimethylaminomethylphenol), 4,4′-thiobis (2-methyl-6) -Tert-butylphenol), 4,4'-thiobis (3-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2'-thiobis (4-methyl-6-tert-butylphenol), bis (3-methyl-4- Hydroxy-5-tert-butylbenzyl) sulfide, bis (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) sulfide 2,2′-thio-diethylenebis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], tridecyl-3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy Phenyl) propionate, pentaerythrityl-tetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], octadecyl-3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) ) Propionate, 3-methyl-5-tert-butyl-4-hydroxyphenyl substituted fatty acid esters and the like can be mentioned as preferred examples. A mixture of two or more of these can also be used as a deterioration inhibitor.
また、アミン系酸化防止剤としては、例えば、モノオクチルジフェニルアミン、モノノニルジフェニルアミンなどのモノアルキルジフェニルアミン系、4,4’−ジブチルジフェニルアミン、4,4’−ジペンチルジフェニルアミン、4,4’−ジヘキシルジフェニルアミン、4,4’−ジヘプチルジフェニルアミン、4,4’−ジオクチルジフェニルアミン、4,4’−ジノニルジフェニルアミンなどのジアルキルジフェニルアミン系、テトラブチルジフェニルアミン、テトラヘキシルジフェニルアミン、テトラオクチルジフェニルアミン、テトラノニルジフェニルアミンなどのポリアルキルジフェニルアミン系、α−ナフチルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、ブチルフェニル−α−ナフチルアミン、ペンチルフェニル−α−ナフチルアミン、ヘキシルフェニル−α−ナフチルアミン、ヘプチルフェニル−α−ナフチルアミン、オクチルフェニル−α−ナフチルアミン、ノニルフェニル−α−ナフチルアミンなどのナフチルアミン系を挙げることができる。これらアミノ酸系酸化防止剤の内の2種以上からなる混合物も、劣化防止剤として使用できる。 Examples of amine-based antioxidants include monoalkyl diphenylamines such as monooctyl diphenylamine and monononyl diphenylamine, 4,4′-dibutyldiphenylamine, 4,4′-dipentyldiphenylamine, 4,4′-dihexyldiphenylamine, Polyalkyls such as 4,4'-diheptyldiphenylamine, 4,4'-dioctyldiphenylamine, dialkyldiphenylamines such as 4,4'-dinonyldiphenylamine, tetrabutyldiphenylamine, tetrahexyldiphenylamine, tetraoctyldiphenylamine, tetranonyldiphenylamine Diphenylamine, α-naphthylamine, phenyl-α-naphthylamine, butylphenyl-α-naphthylamine, pentylphenyl-α-naphthy Amine, hexyl phenyl -α- naphthylamine, heptylphenyl -α- naphthylamine, octylphenyl -α- naphthylamine can include naphthylamine, such as nonylphenyl -α- naphthylamine. A mixture of two or more of these amino acid antioxidants can also be used as a deterioration inhibitor.
上記フェノール系酸化防止剤とアミン系酸化防止剤は組み合せて配合しても良い。 You may mix | blend the said phenolic antioxidant and amine antioxidant in combination.
本発明の動圧軸受装置用潤滑油において、フェノール系酸化防止剤やアミン系酸化防止剤を含有させる場合、その含有量は、通常、潤滑剤全体に対して、5.0重量%以下である必要がある。好ましくは3.0重量%以下であり、さらに好ましくは1.0重量%以下である。その含有量が5.0重量%を超える場合は、配合量に見合った十分な酸化防止性が得られないため好ましくない。一方、酸化防止効果を得るためには、潤滑剤全体に対して、0.1重量%以上は含有させる必要がある。 In the lubricating oil for a hydrodynamic bearing device of the present invention, when a phenol-based antioxidant or an amine-based antioxidant is contained, the content is usually 5.0% by weight or less with respect to the entire lubricant. There is a need. Preferably it is 3.0 weight% or less, More preferably, it is 1.0 weight% or less. When the content exceeds 5.0% by weight, it is not preferable because sufficient antioxidant properties corresponding to the blending amount cannot be obtained. On the other hand, in order to obtain the antioxidant effect, it is necessary to contain 0.1% by weight or more with respect to the entire lubricant.
なお、このとき、更に必要により本発明の効果を生かしつつ、粘度指数向上剤や流動点降下剤、金属不活性剤、界面活性剤、防錆剤、腐食防止剤など従来公知の各種添加剤を配合してもよい。 At this time, various other conventionally known additives such as a viscosity index improver, a pour point depressant, a metal deactivator, a surfactant, a rust inhibitor, and a corrosion inhibitor are further utilized as necessary. You may mix | blend.
(1−3)潤滑剤の説明
以下、本発明に係る12種類の潤滑剤と、7種類の比較例の潤滑剤について、その組成を記す。なお、以下に挙げる実施形態に用いる基油は、ジエステルである。(1-3) Description of Lubricant Hereinafter, the composition of the 12 types of lubricants according to the present invention and the 7 types of lubricants of Comparative Examples will be described. In addition, the base oil used for embodiment mentioned below is a diester.
(1−3−1)本発明の実施形態である潤滑剤の組成
実施形態1:基油100重量部に対し、炭酸ナトリウムを1重量%、投入したもの
実施形態2:基油100重量部に対し、炭酸ナトリウムを1重量%、及び、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールと4,4’−ジブチルジフェニルアミンの混合物を0.2重量%、投入したもの
実施形態3:基油100重量部に対し、炭酸水素ナトリウムを1重量%、及び、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールと4,4’−ジブチルジフェニルアミンの混合物を0.2重量%、投入したもの。(1-3-1) Composition of lubricant according to an embodiment of the present invention Embodiment 1: 1 wt% sodium carbonate is added to 100 parts by weight of base oil. Embodiment 2: 100 parts by weight of base oil With respect to 1% by weight of sodium carbonate and 0.2% by weight of a mixture of 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol and 4,4′-dibutyldiphenylamine. 1% by weight of sodium bicarbonate and 0.2% by weight of a mixture of 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol and 4,4′-dibutyldiphenylamine are added to 100 parts by weight of oil. thing.
実施形態4:基油100重量部に対し、炭酸リチウムを1重量%、及び、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールと4,4’−ジブチルジフェニルアミンの混合物を0.2重量%、投入したもの。 Embodiment 4: 1% by weight of lithium carbonate and 0.2% of a mixture of 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol and 4,4′-dibutyldiphenylamine with respect to 100 parts by weight of base oil % Input.
実施形態5:基油100重量部に対し、炭酸カリウムを1重量%、及び、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールと4,4’−ジブチルジフェニルアミンの混合物を0.2重量%、投入したもの。 Embodiment 5: 1% by weight of potassium carbonate and 0.2% of a mixture of 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol and 4,4′-dibutyldiphenylamine with respect to 100 parts by weight of base oil % Input.
実施形態6:基油100重量部に対し、炭酸ルビジウムを1重量%、及び、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールと4,4’−ジブチルジフェニルアミンの混合物を0.2重量%、投入したもの。 Embodiment 6: 1% by weight of rubidium carbonate and 0.2% of a mixture of 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol and 4,4′-dibutyldiphenylamine with respect to 100 parts by weight of the base oil % Input.
実施形態7:基油100重量部に対し、炭酸セシウムを1重量%、及び、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールと4,4’−ジブチルジフェニルアミンの混合物を0.2重量%、投入したもの。 Embodiment 7: Based on 100 parts by weight of base oil, 1% by weight of cesium carbonate and 0.2% of a mixture of 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol and 4,4′-dibutyldiphenylamine % Input.
実施形態8:基油100重量部に対し、ギ酸ナトリウムを1重量%、及び、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールと4,4’−ジブチルジフェニルアミンの混合物を0.2重量%、投入したもの。 Embodiment 8: 1% by weight of sodium formate and 0.2% of a mixture of 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol and 4,4′-dibutyldiphenylamine with respect to 100 parts by weight of base oil % Input.
実施形態9:基油100重量部に対し、酢酸ナトリウムを1重量%、及び、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールと4,4’−ジブチルジフェニルアミンの混合物を0.2重量%、投入したもの。 Embodiment 9: 1% by weight of sodium acetate and 0.2% of a mixture of 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol and 4,4′-dibutyldiphenylamine per 100 parts by weight of base oil % Input.
実施形態10:基油100重量部に対し、エチレンジアミン四酢酸―4ナトリウム(EDTA−4Na)を1重量%、及び、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールと4,4’−ジブチルジフェニルアミンの混合物を0.2重量%、投入したもの。 Embodiment 10: 1% by weight of ethylenediaminetetraacetic acid-4sodium (EDTA-4Na) and 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol and 4,4′-to 100 parts by weight of base oil A 0.2% by weight mixture of dibutyldiphenylamine is added.
実施形態11:基油100重量部に対し、炭酸ナトリウムを0.5重量%、及び、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールと4,4’−ジブチルジフェニルアミンの混合物を0.2重量%、投入したもの。 Embodiment 11: To 100 parts by weight of base oil, 0.5% by weight of sodium carbonate, and a mixture of 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol and 4,4′-dibutyldiphenylamine was added in an amount of 0. 2% by weight input.
実施形態12:基油100重量部に対し、炭酸ナトリウムを0.25重量%、及び、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールと4,4’−ジブチルジフェニルアミンの混合物を0.2重量%、投入したもの。 Embodiment 12: To 100 parts by weight of base oil, 0.25% by weight of sodium carbonate, and a mixture of 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol and 4,4′-dibutyldiphenylamine was added in an amount of 0.1%. 2% by weight input.
なお、上記1から12の実施形態の潤滑剤を調製する際には、基油に添加物を投入した後、攪拌を行った。攪拌によって塩以外の添加物は基油に溶解したが、塩は投入分の殆どが、溶解することなく沈殿した。
In addition, when preparing the lubricant according to the above-described
(1−3−2)比較例
比較例1:基油のみ。(1-3-2) Comparative Example Comparative Example 1: Base oil only.
比較例2:基油100重量部に対し、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールと4,4’−ジブチルジフェニルアミンを混合した酸化防止剤を0.2重量%とを投入したもの。 Comparative Example 2: With respect to 100 parts by weight of the base oil, 0.2% by weight of an antioxidant obtained by mixing 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol and 4,4′-dibutyldiphenylamine was added. thing.
比較例3:基油100重量部に対し、炭酸カルシウムを1重量%、及び、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールと4,4’−ジブチルジフェニルアミンの混合物を0.2重量%、投入したもの。 Comparative Example 3: 1% by weight of calcium carbonate and 0.2% of a mixture of 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol and 4,4′-dibutyldiphenylamine with respect to 100 parts by weight of the base oil % Input.
比較例4:基油100重量部に対し、炭酸バリウムを1重量%、及び、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールと4,4’−ジブチルジフェニルアミンの混合物を0.2重量%、投入したもの。 Comparative Example 4: 1% by weight of barium carbonate and 0.2% of a mixture of 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol and 4,4′-dibutyldiphenylamine with respect to 100 parts by weight of the base oil % Input.
比較例5:基油100重量部に対し、炭酸ジエチルを1重量%、及び、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールと4,4’−ジブチルジフェニルアミンの混合物を0.2重量%、投入したもの。 Comparative Example 5: 1% by weight of diethyl carbonate and 0.2% of a mixture of 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol and 4,4′-dibutyldiphenylamine with respect to 100 parts by weight of the base oil % Input.
比較例6:基油100重量部に対し、硫酸ナトリウムを1重量%、及び、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールと4,4’−ジブチルジフェニルアミンの混合物を0.2重量%、投入したもの。 Comparative Example 6: 1% by weight of sodium sulfate and 0.2% of a mixture of 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol and 4,4′-dibutyldiphenylamine with respect to 100 parts by weight of the base oil % Input.
比較例7:基油100重量部に対し、水酸化ナトリウムを0.3重量%、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールと4,4’−ジブチルジフェニルアミンの混合物を0.2重量%、投入したもの。 Comparative Example 7: Based on 100 parts by weight of base oil, 0.3% by weight of sodium hydroxide and 0.2% of a mixture of 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol and 4,4′-dibutyldiphenylamine % By weight.
なお、上記1から7の比較例の潤滑剤を調製する際には、基油に添加物を投入した後、攪拌を行った。攪拌によって塩及び水酸化ナトリウム以外の添加物は基油に溶解した。 When preparing the lubricants of Comparative Examples 1 to 7 above, the additives were added to the base oil and then stirred. Additives other than salt and sodium hydroxide were dissolved in the base oil by stirring.
(1−4)高圧酸素試験
上記実施形態1から10並びに比較例1から7の潤滑剤に対して、下記に示す高圧酸素試験を行ない、潤滑油の酸化劣化を調査した。(1-4) High-pressure oxygen test The following high-pressure oxygen tests were performed on the lubricants of
(1−4−1)試験条件
潤滑剤を酸素封入下(0.9MPa)、150℃恒温槽に60時間(実施形態1及び比較例1に関しては8時間)保持し、その後潤滑油の劣化率を測定した。(1-4-1) Test conditions The lubricant was held in a thermostatic bath at 150 ° C. for 60 hours under oxygen filling (0.9 MPa) (8 hours for
劣化率の測定には、液体クロマトグラフィーを用いた。この際、基油のピーク、及び高分子または低分子酸化劣化物のピークを検出し、全ピーク面積に対する、高分子及び低分子酸化劣化物ピークの面積比率(%)を各々計算し、それを高分子劣化率、及び、低分子劣化率とした。その結果を表1に示す。 Liquid chromatography was used to measure the deterioration rate. At this time, the peak of the base oil and the peak of the polymer or low-molecular oxidation degradation product are detected, and the area ratio (%) of the polymer and low-molecular oxidation degradation product peak to the total peak area is calculated, respectively. The polymer degradation rate and the low molecule degradation rate were used. The results are shown in Table 1.
(1−4−2)試験結果 (1-4-2) Test results
実施形態2と比較例2の分析値を対比すると、実施形態2では、高分子酸化劣化率が実施形態1よりも更に改善しており、しかも、低分子酸化劣化率も大幅に改善している。すなわち、炭酸ナトリウムは、従来の酸化劣化防止剤の共存下で、高分子酸化劣化、及び低分子酸化劣化の両方を、更に抑制することが分かる。
When the analysis values of
表2は、表1の実施形態の内、実施形態4,2,5,6,7を抜き出したものである。リチウムからセシウムまでの、アルカリ金属炭酸塩の効果を比較した表となっている。図3はこの結果をグラフに表したものである。
Table 2 shows
アルカリ金属炭酸塩の中で、リチウムの炭酸塩は酸化劣化の抑制が、あまり明瞭ではない。リチウムは元々アルカリ金属の中でもやや特殊な元素であり、炭酸塩も他のアルカリ金属炭酸塩とは物性が異なる。このような違いが、改善量の違いとなっている可能性もある。 Among alkali metal carbonates, lithium carbonate is not so clearly suppressed in oxidative degradation. Lithium is originally a somewhat special element among alkali metals, and carbonates also have different physical properties from other alkali metal carbonates. Such a difference may be a difference in improvement.
表3は、実施形態2、11、12及び比較例2についての、高温酸素試験の結果である。図4はこれをグラフに纏めたものである。
Table 3 shows the results of the high-temperature oxygen test for
(2)水溶液を添加した潤滑油
(2−1)添加物の組成
2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールと4,4’−ジブチルジフェニルアミンの混合物を添加した基油50gに炭酸金属塩水溶液1.2mLを投入した潤滑剤(実施形態13)、及び、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールと4,4’−ジブチルジフェニルアミンの混合物を添加した基油に、EDTA−4Naの水溶液を1.2mL投入した潤滑剤(実施形態14)を用意し、酸化安定度試験に供した。(2) Lubricating oil to which aqueous solution was added (2-1) Composition of additive Carbonated to 50 g of base oil to which a mixture of 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol and 4,4′-dibutyldiphenylamine was added To a base oil to which a lubricant (Embodiment 13) charged with 1.2 mL of an aqueous metal salt solution and a mixture of 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol and 4,4′-dibutyldiphenylamine were added, A lubricant (Embodiment 14) in which 1.2 mL of an aqueous solution of EDTA-4Na was added was prepared and subjected to an oxidation stability test.
(2−2)酸化安定度試験(RBOT試験)
潤滑油の酸化寿命を、JIS規格試験(JIS2514)のRBOTに準拠した方法にて測定し、RBOT値を算出した。すなわち、密封可能な容器に、水、銅コイル、及び、潤滑油を前記の水溶液共々に入れ、酸素によって620kPaまで加圧した上で、密閉容器を150度の恒温槽に入れ、容器を30度の角度に保持しつつ毎分100回転で回転させつづけた。そして、内部の圧力が最高になったときから175kPaの圧力に降下をするまでの時間を測定した。また、前記の水溶液を加えない、前記の比較例2の潤滑油についても、同様の試験を行った。この場合、潤滑油は水溶液ではなく、水に接した状態で試験に供されたこととなる。結果を表4に示す。(2-2) Oxidation stability test (RBOT test)
The oxidation life of the lubricating oil was measured by a method based on RBOT of the JIS standard test (JIS2514), and the RBOT value was calculated. That is, water, a copper coil, and lubricating oil are put together in the sealable container together with the aqueous solution, pressurized to 620 kPa with oxygen, the sealed container is put in a thermostatic bath at 150 degrees, and the container is placed at 30 degrees. The rotation was continued at 100 revolutions per minute while maintaining the angle. Then, the time from when the internal pressure reached the maximum until the pressure dropped to 175 kPa was measured. Moreover, the same test was done also about the lubricating oil of the said comparative example 2 which does not add the said aqueous solution. In this case, the lubricating oil was used for the test in contact with water, not an aqueous solution. The results are shown in Table 4.
(3)動圧軸受装置、スピンドルモータ、及びディスク駆動装置
(3−1)ディスク駆動装置
図1は、ディスク駆動装置(本例ではハードディスク装置)60の内部構成を示す。ディスク駆動装置60のハウジング61の内部は、塵や埃が極度に少ないクリーンな空間となっている。ハウジング61の内部には、情報が記録されるディスク状の記録媒体62が装着されたディスク駆動用のスピンドルモータ1と、記録媒体62への情報の書き込みおよび読み出しを行うアクセス部63が収容されている。(3) Hydrodynamic bearing device, spindle motor, and disk drive device (3-1) Disk drive device FIG. 1 shows the internal configuration of a disk drive device (hard disk device in this example) 60. The interior of the housing 61 of the disk drive device 60 is a clean space with extremely little dust. Inside the housing 61 are housed a
(3−2)スピンドルモータ
図2は、スピンドルモータ1の構成を示す縦断面図である。スピンドルモータ1は、静止部材と、回転部材とを備えている。本発明の実施形態である動圧軸受装置により、回転部材は固定部材に対して回転軸部32を中心として回転可能に支持されている。(3-2) Spindle Motor FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the
(3−2−1)スピンドルモータの静止部材
ベース10は、その中心部に設けられた平坦部11と、この平坦部11の中央部に設けられた環状ボス部13とを有する。環状ボス部13と平坦部11の外周部に設けられた環状段部14との間は、環状の凹部となっている。平坦部11に対して固定されたステータ17と、後述するハブ31に取り付けられたロータマグネット34とは、この凹部に配置される。環状ボス部13は、上方へ突出した円筒支持壁15外周部寄りの位置に設けられており、ステータ17はその外周に固定されている。ステータ17は、複数枚の電磁鋼板を積層してなる環状ステータコア17aと、ステータコア17aの各ティースに巻回された多相(例えば3相)の巻線17bとからなる。ステータ17は、ステータコア17aを円筒支持壁15に外嵌し、圧入,接着等の手段を用いて固定されている。ステータ17は、円筒支持壁15に固定されている。固定方法は、圧入、接着等である。(3-2-1) Stationary member of spindle motor The
環状ボス部13の内側には、動圧軸受装置の一部を構成するステンレス製の軸受静止部20が内嵌固定されている。この軸受静止部20は、略円筒形状のスリーブ21と、このスリーブ21の下端開口を閉塞するカウンタプレート22よりなる。スリーブ21の貫通孔の内周面は、このスリーブ21のほぼ全長に渡って形成され、ラジアル軸受部が位置する小径内周面21aと、スリーブ21の下部に位置し小径内周面21aより拡径された中径内周面21bと、スリーブ21の最下端に位置し中径内周面21bよりさらに拡径された大径内周面21cとに分けられる。カウンタプレート22は、大径内周面21cの内側のスペースに配置され、圧入、かしめ、溶接、或いは接着等の方法でスリーブ21に固定されている。スリーブ21外周面の下半分は、環状ボス部13の内周面に、圧入、接着,或いは溶接等の方法で固定されている。また、スリーブ21の上部外周面には、後述するテーパシール部の内側の周面を形成するテーパ面23が形成されている。このテーパ面23は、図で上方に向うに従って軸受の中心軸から離れてゆく形態を有している。
Inside the
(3−2)回転部材、及び、動圧軸受装置の構成
ロータ30は、逆カップ状のハブ31及び該ハブ31の回転中心位置に配置された回転軸部32から構成されている。回転軸部32は軸受静止部20によって支持されているため、ロータ30は平坦部11に対して回転自在である。(3-2) Configuration of Rotating Member and Hydrodynamic Bearing Device The
ハブ31は鉄、ステンレス等の強磁性体材料よりなる。天板部を構成する円盤部31aの外周部には、図中で下方向に伸びる円筒部31bが接続されている。この円筒部31bの下端には、径方向外方に張り出すフランジ部31cがある。円筒部31bの内側には、円盤部31aから下方に伸びる環状壁31dが配置されている。この環状壁31dはスリーブ21と円筒支持壁15との間に配置されてスリーブ21の上部外周を囲む。また、環状壁31dは、円筒支持壁15との間に、ラビリンスシールを構成するラビリンスギャップを形成している。
The
取り付け孔31eは、円盤部31aの中央に形成されており、ここに、回転軸部32の幾分小径となった上端部が圧入されている。これによりハブ31と回転軸部32とが一体となっている。回転軸部32は中空であり、内周面には雌ねじ32bがほぼ全長に渡って形成されている。回転軸部32の外周面32aとスリーブ21の小径内周面21aとは、僅かな隙間を介して径方向(ラジアル方向)に向かい合っている。
The
スリーブ21に通された回転軸部32はその先端が小径内周面21aより下方に僅かに突出している。抜け止め部材33は、回転軸部32の雌ねじ32bに螺合している雄ねじ部33a、及び円形板部33bを有している。円形板部33bは回転軸部32の外径より大きく中径内周面21bの内径より小さい外径を有している。円形板部33bとスリーブとの間には隙間が確保されており、抜け止め部材33を含む回転軸部32は、スリーブ21に対して自在に回転することができる。回転軸部32をスリーブから引き抜く方向に力が加わった場合には、円形板部32bがスリーブ21に接触することで、回転軸部32が引き抜かれることが防止される。
The tip of the
ハブ31の円筒部31bの内側には、周方向に複数の磁極を配列してなる環状のロータマグネット34が配置されている。ロータマグネット34は、ステータ17を外周から囲む位置に配置されている。強磁性体材料製のハブ31がこのマグネット34のバックヨークを兼ねている。
An
ハブ31のフランジ部31cには、一枚若しくは複数枚の、図示されていない円盤状記録用ディスク(ハードディスク)が載置される。ハードディスクは中央に孔を有しており、孔の縁は円筒状壁31bの外周面に接触している。ハブには、クランプ部材が取り付けられる。クランプ部材は、ディスクの孔の近傍の上側の面に接触して、ディスクをフランジ部31cと共に挟み込んで固定する。
One or a plurality of disc-shaped recording disks (hard disks) (not shown) are placed on the
クランプ部材は、回転軸部32の雌ねじ32bに上方より螺合されるネジにより、回転軸部にネジ止めされる。
The clamp member is screwed to the rotary shaft portion by a screw that is screwed onto the
スリーブ21の小径内周面21aと回転軸部32の外周面32aとの間、及びハブ31の円盤部31aの下面とスリーブ21の上端面との間には、それぞれ微小間隙が確保され、潤滑油40で満たされている。潤滑油40には、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールと4,4’−ジブチルジフェニルアミンの混合物が添加されている。
A minute gap is secured between the small-diameter inner peripheral surface 21a of the
潤滑油40は、スリーブ21の中径内周面21b、カウンタプレート22の表面、及び抜け止め部材33の円形板部33bの表面、で囲まれた空間をも満たしている。潤滑油40は、ハブ31の環状壁31dの内周面31fとスリーブ21の上部外周のテーパ面23とで形成されたテーパシール部41において外気と接しており、断面が弧状の液面が維持されている。このテーパシール部41は、上方に進むに従って間隙が縮小するテーパ形状を有する。
The lubricating
スリーブ21の小径内周面21aには、図中42,43に対応する互いに軸方向に隔たった2ヶ所に、ヘリングボーン形状の動圧発生溝が形成されている。この動圧発生溝は、スピンドルモータが所定の方向に回転する際に、回転軸部32を半径方向に保持する支持力を発生する。すなわち、42,43には、一対のラジアル動圧軸受が配置されている。また、スリーブ21の上端面にも、スパイラル形状の動圧発生溝が形成されており、スラスト動圧軸受部44が構成されている。このスパイラル形状の溝は、スピンドルモータが前記の所定の方向に回転する際に、動圧発生溝が形成されている領域よりも内側における潤滑油の圧力を高める。また、ハブ31を軸線方向上方に向けて浮上させる支持力を生ずる。
On the small-diameter inner peripheral surface 21a of the
上記スリーブ21には、軸方向に貫通する連通孔45が形成されており、内部は潤滑油40で満たされている。貫通孔45は、下端が中径部内周面21bの内部に開口し上端がスラスト微小間隙のうちスラスト動圧軸受部44より内周部側に開口している。この連通孔45は二つのラジアル動圧軸受部42,43の両端部を連通する構成となっており、軸受装置内での潤滑油40の循環を可能にしている。
A
中径部内周面21bの外周部には、凹部70が形成されている。この凹部70の内側には、炭酸カリウムが固定されており、常に潤滑油40と接触している。この炭酸カリウムに替えて、炭酸カリウムの水溶液を配置しても良い。
A recess 70 is formed on the outer peripheral portion of the inner
なお、スリーブ21を構成する素材としては、ステンレス鋼に替えて、多孔質の焼結金属を利用することができる。この場合、スリーブの一部分では、孔の内部に炭酸カリウム、或いはその水溶液を封入しておくことができる。そして、スリーブの他の部分では、孔の内部を潤滑油で満たすことにより、潤滑油と炭酸カリウムが焼結体内部で接触した状態を、作り出すことができる。
In addition, as a raw material which comprises the
また、炭酸カリウムをテーパシール部41の壁面のやや下寄り(71)に配置し、潤滑油40が温度上昇で膨張して、界面が下方向に移動した際にしか炭酸カリウムと接触しない構成とすることも出来る。この場合、劣化の進展が早い高温時にのみ、潤滑油40が劣化防止剤である炭酸カリウムと接触することになる。炭酸カリウムと潤滑油との接触を最低限度に抑えつつ、潤滑油の劣化を効果的に防止できる。
Also, potassium carbonate is disposed slightly below (71) the wall surface of the
以上、本発明に従う潤滑剤、潤滑油劣化防止方法、動圧軸受装置、の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形が可能である。 The embodiments of the lubricant, the lubricant deterioration preventing method, and the hydrodynamic bearing device according to the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to such embodiments and does not depart from the scope of the present invention. Various modifications are possible.
例えば、本実施形態では、動圧軸受装置は、2つのラジアル動圧軸受部と1つのスラスト動圧軸受部からなる構造を示したが、動圧軸受装置の構造はこれに限定されない。また、動圧発生溝の形成位置も、上記の実施形態の位置に限定されるわけではない。 For example, in the present embodiment, the dynamic pressure bearing device has a structure including two radial dynamic pressure bearing portions and one thrust dynamic pressure bearing portion, but the structure of the dynamic pressure bearing device is not limited thereto. Further, the formation position of the dynamic pressure generating groove is not limited to the position of the above embodiment.
また、潤滑油に接触させるイオン性化合物としては、酸化劣化防止効果を生じさせるものに限らない。例えば、図2の凹部60には、吸湿性を有する、シリカゲルなどの物質を配置してもよい。 Further, the ionic compound to be brought into contact with the lubricating oil is not limited to those that cause an effect of preventing oxidative degradation. For example, a material such as silica gel having hygroscopicity may be disposed in the recess 60 of FIG.
使用する劣化防止剤としては、酸の分子を構成する原子の内、電離時に水素の陽イオンとして放出される水素原子を金属イオンで置換した構造を有する、塩の中から選択することもできる。これらの物質は、エステル系潤滑油に対する溶解度が小さいことが多い。
The anti-degradation agent used, of atoms constituting the molecule of acid, hydrogen atoms are released as cations hydrogen when ionizing having a substituent structure with metal ions can be selected from among the salts. These substances often have low solubility in ester-based lubricating oils.
表3及び図4から明らかなように、炭酸ナトリウムの添加量が増えるほどに、高分子酸化劣化率、及び低分子酸化劣化率が改善している。また、投入量が0.25wt%でも効果は見られるが、比較例との差異は小さい。図4において、高分子酸化劣化率と低分子酸化劣化率の和を20%以下とすることを改善の最低目標とするならば、炭酸ナトリウムは、0.125重量%以上の添加が必要である。
As is apparent from Table 3 and FIG. 4, the higher the amount of sodium carbonate added, the higher the polymer oxidative degradation rate and the low molecular oxidative degradation rate. In addition, the effect is seen even when the input amount is 0.25 wt%, but the difference from the comparative example is small. In FIG. 4, if the minimum goal of improvement is to make the sum of the high molecular oxidative degradation rate and the low molecular
(2−2)酸化安定度試験(RBOT試験)
潤滑油の酸化寿命を、JIS規格試験(JIS K 2514)のRBOTに準拠した方法にて測定し、RBOT値を算出した。すなわち、密封可能な容器に、水、銅コイル、及び、潤滑油を前記の水溶液共々に入れ、酸素によって620kPaまで加圧した上で、密閉容器を150度の恒温槽に入れ、容器を30度の角度に保持しつつ毎分100回転で回転させつづけた。そして、内部の圧力が最高になったときから175kPaの圧力に降下をするまでの時間を測定した。また、前記の水溶液を加えない、前記の比較例2の潤滑油についても、同様の試験を行った。この場合、潤滑油は水溶液ではなく、水に接した状態で試験に供されたこととなる。結果を表4に示す。
(2-2) Oxidation stability test (RBOT test)
The oxidation life of the lubricating oil was measured by a method based on RBOT in the JIS standard test (JIS K 2514), and the RBOT value was calculated. That is, water, a copper coil, and lubricating oil are put together in the sealable container together with the aqueous solution, pressurized to 620 kPa with oxygen, the sealed container is put in a thermostatic bath at 150 degrees, and the container is placed at 30 degrees. The rotation was continued at 100 revolutions per minute while maintaining the angle. Then, the time from when the internal pressure reached the maximum until the pressure dropped to 175 kPa was measured. Moreover, the same test was done also about the lubricating oil of the said comparative example 2 which does not add the said aqueous solution. In this case, the lubricating oil was used for the test in contact with water, not an aqueous solution. The results are shown in Table 4.
Claims (22)
エステルを主要な構成成分として含有する、エステル系潤滑油を、
陽イオンと陰イオンが主としてイオン結合によって結び付けられて分子若しくは結晶を構成するイオン性化合物に、連続的又は断続的に接触させつつ潤滑剤として使用するものであり、
前記イオン性化合物は、前記エステル系潤滑油に対して実質的に不溶である、
事を特徴とする、潤滑剤の劣化防止方法。A method for preventing deterioration of a lubricant,
An ester-based lubricating oil containing an ester as a main component,
A cation and an anion are mainly used as a lubricant while being contacted continuously or intermittently with an ionic compound constituting a molecule or a crystal by being bound by an ionic bond,
The ionic compound is substantially insoluble in the ester lubricant.
A method for preventing deterioration of a lubricant, characterized by
エステルを主要な構成成分として含有する、エステル系潤滑油を、
陽イオンと陰イオンが主としてイオン結合によって結び付けられて分子若しくは結晶を構成するイオン性化合物を溶媒に溶解させてなるイオン性化合物溶液に、連続的又は断続的に接触させつつ潤滑剤として使用するものであり、
前記イオン性化合物及び前記溶媒は、前記エステル系潤滑油に対して実質的に不溶である、
事を特徴とする、潤滑剤の劣化防止方法。A method for preventing deterioration of a lubricant,
An ester-based lubricating oil containing an ester as a main component,
Used as a lubricant while continuously or intermittently contacting an ionic compound solution in which a cation and anion are combined mainly by ionic bonds to form molecules or crystals and dissolved in a solvent. And
The ionic compound and the solvent are substantially insoluble in the ester lubricant.
A method for preventing deterioration of a lubricant, characterized by
事を特徴とする、請求項1又は2に記載の潤滑剤の劣化防止方法。The ionic compound is a salt having a structure in which a hydrogen atom of an acid is substituted with a metal ion.
The method for preventing deterioration of a lubricant according to claim 1 or 2, characterized in that:
ことを特徴とする、請求項3に記載の潤滑剤の劣化防止方法。The acid dissociation constant pKa of the salt is 9 or more and 11 or less.
The method for preventing deterioration of a lubricant according to claim 3, wherein:
事を特徴とする、請求項3に記載の潤滑剤の劣化防止方法。The salt is an alkali metal bicarbonate except lithium.
The method for preventing deterioration of a lubricant according to claim 3, wherein:
事を特徴とする、請求項3に記載の潤滑剤の劣化防止方法。The salt is an alkali metal carbonate excluding lithium,
The method for preventing deterioration of a lubricant according to claim 3, wherein:
事を特徴とする、請求項3に記載の潤滑剤の劣化防止方法。The salt is an alkali metal carboxylate excluding lithium,
The method for preventing deterioration of a lubricant according to claim 3, wherein:
陽イオンと陰イオンが主としてイオン結合によって結び付けられて分子若しくは結晶を構成するイオン性化合物と、
からなり、
前記イオン性化合物は、前記エステル系潤滑油に対して実質的に不溶であり、かつ、
前記エステル系潤滑油は、前記イオン性化合物との間に界面を形成している、
事を特徴とする、潤滑剤。An ester-based lubricating oil containing an ester as a main component;
An ionic compound in which a cation and an anion are combined mainly by ionic bonds to form a molecule or crystal;
Consists of
The ionic compound is substantially insoluble in the ester-based lubricant, and
The ester-based lubricating oil forms an interface with the ionic compound,
Lubricant characterized by things.
陽イオンと陰イオンが主としてイオン結合によって結び付けられて分子若しくは結晶を構成するイオン性化合物が溶媒に溶解してなるイオン性化合物溶液と、
からなり、
前記イオン性化合物は前記エステル系潤滑油に実質的に溶解しないものであり、かつ、
前記エステル系潤滑油は、前記イオン性化合物溶液との間に界面を形成している、
事を特徴とする潤滑剤。An ester-based lubricating oil containing an ester as a main component;
An ionic compound solution in which a cation and an anion are combined mainly by an ionic bond and an ionic compound constituting a molecule or crystal is dissolved in a solvent;
Consists of
The ionic compound is substantially insoluble in the ester-based lubricating oil, and
The ester-based lubricating oil forms an interface with the ionic compound solution,
Lubricant characterized by things.
事を特徴とする、請求項8又は9に記載の潤滑剤。The ionic compound is a salt having a structure in which a hydrogen atom of an acid is substituted with a metal ion.
The lubricant according to claim 8 or 9, characterized in that.
ことを特徴とする、請求項10に記載の潤滑剤。The acid dissociation constant pKa of the salt is 9 or more and 11 or less.
The lubricant according to claim 10, wherein
事を特徴とする、請求項10に記載の潤滑剤。The salt is an alkali metal bicarbonate except lithium.
The lubricant according to claim 10, characterized in that:
事を特徴とする、請求項10に記載の潤滑剤。The salt is an alkali metal carbonate excluding lithium,
The lubricant according to claim 10, characterized in that:
事を特徴とする、請求項10に記載の潤滑剤。The salt is an alkali metal carboxylate excluding lithium,
The lubricant according to claim 10, characterized in that:
軸受面を有する一方の部材と、
前記軸受面に微小間隙を介して対向する軸受面を有し、該微小間隙に前記潤滑油が保持され、前記一方の部材に対して相対的に回転自在な、他方の部材と、
からなり、
前記潤滑油に接する前記一方の部材の表面の何れかの部分、及び前記潤滑油に接する前記他方の部材の表面の何れかの部分の少なくとも一方、には、酸の水素原子を金属イオンで置換した構造を有する塩が配置されており、
該塩は、前記エステル系潤滑油に対して実質的に不溶である、
事を特徴とする、動圧軸受装置。An ester-based lubricating oil containing an ester as a main component;
One member having a bearing surface;
The other bearing member having a bearing surface opposed to the bearing surface through a minute gap, the lubricating oil being held in the minute gap, and being rotatable relative to the one member;
Consists of
At least one part of the surface of the one member in contact with the lubricating oil and at least one part of the surface of the other member in contact with the lubricating oil are substituted with metal hydrogen ions of acid. Salt having the structure is arranged,
The salt is substantially insoluble in the ester lubricant.
This is a hydrodynamic bearing device.
軸受面を有する一方の部材と、
前記軸受面に微小間隙を介して対向する軸受面を有し、該微小間隙に前記潤滑油が保持され、前記一方の部材に対して相対的に回転自在な、他方の部材と、
からなり、
前記潤滑油に接する前記一方の部材の表面の何れかの部分、又は前記潤滑油に接する前記他方の部材の表面の何れかの部分、には、酸の水素原子を金属イオンで置換した構造を有するが塩が溶媒に溶解してなる塩の溶液が保持されており、
該塩は、前記エステル系潤滑油に対して実質的に不溶である、
事を特徴とする、動圧軸受装置。An ester-based lubricating oil containing an ester as a main component;
One member having a bearing surface;
The other bearing member having a bearing surface opposed to the bearing surface through a minute gap, the lubricating oil being held in the minute gap, and being rotatable relative to the one member;
Consists of
Any part of the surface of the one member in contact with the lubricating oil or any part of the surface of the other member in contact with the lubricating oil has a structure in which the hydrogen atom of the acid is replaced with a metal ion. A salt solution in which the salt is dissolved in a solvent is retained,
The salt is substantially insoluble in the ester lubricant.
This is a hydrodynamic bearing device.
該多孔質素材の空孔中に、前記塩が充填されている、
事を特徴とする、請求項15に記載の動圧軸受装置。At least a part of the one member or the other member is made of a porous material,
In the pores of the porous material, the salt is filled.
The hydrodynamic bearing device according to claim 15, characterized in that:
該多孔質素材の空孔中に、前記塩の溶液が充填されている、
事を特徴とする、請求項16に記載の動圧軸受装置。At least a part of the one member or the other member is made of a porous material,
In the pores of the porous material, the salt solution is filled,
The hydrodynamic bearing device according to claim 16, characterized in that:
ことを特徴とする、請求項15乃至18に記載の動圧軸受装置。The acid dissociation constant pKa of the salt is 9 or more and 11 or less.
The hydrodynamic bearing device according to claim 15, wherein the hydrodynamic bearing device is characterized.
事を特徴とする、請求項15乃至18に記載の動圧軸受装置。The salt is an alkali metal bicarbonate except lithium.
The hydrodynamic bearing device according to claim 15, wherein the hydrodynamic bearing device is characterized by that.
事を特徴とする、請求項15乃至18に記載の動圧軸受装置。The salt is an alkali metal carbonate excluding lithium,
The hydrodynamic bearing device according to claim 15, wherein the hydrodynamic bearing device is characterized by that.
事を特徴とする、請求項15乃至18に記載の動圧軸受装置。The salt is an alkali metal carboxylate excluding lithium,
The hydrodynamic bearing device according to claim 15, wherein the hydrodynamic bearing device is characterized by that.
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