KR20230029745A - 구름 베어링용 그리스, 구름 베어링, 구름 베어링 장치 및 정보 기록 재생 장치 - Google Patents

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Abstract

기유, 증점제, 식 (1)로 표시되는 아민계 산화방지제(A) 및 식 (2)로 표시되는 페놀계 산화방지제(B)에서 선택되는 적어도 1종의 산화방지제를 포함하는 정보 기록 재생 장치(1)의 구름 베어링용 그리스.

Description

구름 베어링용 그리스, 구름 베어링, 구름 베어링 장치 및 정보 기록 재생 장치{GREASE FOR ROLLING BEARING IN INFORMATION RECORDING AND REPRODUCING APPARATUS, ROLLING BEARING, ROLLING BEARING DEVICE, AND INFORMATION RECORDING AND REPRODUCING APPARATUS}
본 발명은 구름 베어링용 그리스, 구름 베어링, 구름 베어링 장치 및 정보 기록 재생 장치에 관한 것이다.
본원은 2015년 1월 21일에 일본에 출원된 특허 출원 제2015-009486호 및 2015년 11월 30일에 일본에 출원된 특허 출원 제2015-232905호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
각종의 정보를 자기적 또는 광학적으로 디스크에 기록 및 재생시키는 것으로서, 하드 디스크 드라이브(HDD) 등의 정보 기록 재생 장치가 알려져 있다. 이 정보 기록 재생 장치는 일반적으로 디스크에 신호를 기록 재생하는 헤드 짐벌 어셈블리(자기 헤드)가 선단에 설치된 스윙 암, 스윙 암의 회동 지점이 되는 구름 베어링 장치, 스윙 암을 회동시키는 액츄에이터를 구비한다. 스윙 암을 회동시켜 자기 헤드를 디스크의 소정 위치로 이동시킴으로써 신호의 기록이나 재생을 수행할 수 있다.
구름 베어링 장치는 일반적으로 내륜과 외륜 사이에 복수의 구상의 전동체가 설치된 2개의 구름 베어링, 이 구름 베어링의 내측에 삽입된 샤프트를 구비한다. 복수의 전동체의 전동에 의해 샤프트의 축 둘레로 외륜이 회동하고, 이에 따라 외륜과 접속된 스윙 암이 회동한다. 이 구름 베어링에서는 장기적으로 안정적으로 작동하는 것이 요구되기 때문에, 내륜과 외륜 사이의 전동체의 움직임을 매끄럽게 할 목적으로 그리스가 이용된다.
정보 기록 재생 장치의 구름 베어링용 그리스로는, 구름 베어링의 토크를 낮추고, 또한 우수한 토크 평활성(구름 베어링의 회동 방향에서 토크가 일정한 성질)을 얻을 수 있으며, 게다가 구름 베어링의 내구성을 높일 수 있는 것이 요구된다. 또한, 그리스로부터의 아웃 가스가 자기 헤드와 디스크의 간극 등에 고이면 정보 기록 재생 장치의 읽고 쓰기에 불편이 생기므로, 구름 베어링용 그리스는 아웃 가스 양이 적은 것도 중요하다.
최근의 HDD의 고밀도화나 서버 용도의 수요 증가 등에 따라, HDD의 스윙 암의 동작 범위나 동작 속도, 게다가 HDD가 사용되는 환경 온도가 광범위해졌다. 이에 따라, 스윙 암의 회동 지점이 되는 구름 베어링 장치에 구비된 그리스도 HDD 사용 중에 다양하게 변화하는 온도나 윤활 조건에 노출되게 되었다.
이러한 환경에서 이용되는 정보 기록 재생 장치의 구름 베어링용 그리스로서, 예를 들면 특허 문헌 1에는 광유 및 폴리-α-올레핀(이하, "PAO"라 한다)을 포함하는 기유, 증점제(우레아 화합물 등), 극압제(유기인 화합물 등)를 포함하고, 토크 안정성 및 내구성이 우수한 그리스가 개시되어 있다. 특허 문헌 2에는 PAO로 구성되는 기유, 디우레아 화합물로 구성되는 증점제, 금속 카르밤산염을 함유하고, 아웃 가스를 저감할 수 있는 그리스가 개시되어 있다.
[선행 기술 문헌]
[특허 문헌]
[특허 문헌 1] 일본 특개 2003-239954호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특개 2013-174334호 공보
그리스로부터 발생하는 아웃 가스는 자기 헤드와 디스크를 부착시켜 동작 불량을 일으키게 하는 큰 원인이 된다고 생각된다. 그러므로, 그 출하 전에는 구름 베어링 장치의 아웃 가스 양이 소정의 범위 내인지 확인된다.
본 발명자들은 이러한 HDD가 사용되기 전의 초기 단계의 아웃 가스 이외에, HDD 사용 중에 다양하게 변화하는 온도 등의 영향으로 그리스가 산화 열화 되는데, 이에 따라 아웃 가스가 발생하기 쉬어진 점이 크게 영향을 주고, 이 산화 열화를 억제함으로써 신뢰성이 높은 HDD가 얻어진다는 결론에 이르렀다. 또한, 그리스의 산화 열화가 진행되면 윤활 불량을 일으키기 때문에, 이것을 포함한 구름 베어링의 내구성에도 영향을 준다. 따라서, 내구성이 우수한 HDD을 얻는 점에서도, 그리스의 산화 열화를 억제하는 것이 바람직하다.
그러나, 특허 문헌 1, 특허 문헌 2의 기술로는, 아웃 가스의 저감 효과가 충분히 만족할 수 없었다. 또한, 특허 문헌 1,2에서는 HDD 사용 중의 그리스의 산화 열화가 고려되지 않았다.
본 발명은 아웃 가스 양의 저감 효과가 우수한 구름 베어링용 그리스를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 정보 기록 재생 장치의 사용 중의 산화 열화를 양호하게 억제할 수 있고, 내구성이 우수한 구름 베어링용 그리스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상기 구름 베어링용 그리스를 이용한 구름 베어링, 구름 베어링 장치 및 정보 기록 재생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 구름 베어링용 그리스는 기유(베이스 오일), 증점제(증장제, 증주제), 하기 일반식 (1)로 표시되는 아민계 산화방지제(A) 및 하기 일반식 (2)로 표시되는 페놀계 산화방지제(B)에서 선택되는 적어도 1종의 산화방지제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
((1)식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1~12의 알킬기 또는 수소 원자이다. 단, R1 및 R2 중 적어도 한쪽은 탄소수 1~12의 알킬기이다.)
[화학식 2]
Figure pat00002
((2)식 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 탄소수 1~8의 알킬기이고, R13은 탄소수 1~8의 알킬렌기이며, n은 1~6의 수이다. X1은 탄소수 1~24의 지방족 m가 알코올로부터 n개의 수산기가 제거된 잔기이며, 상기 m은 1~6이고, 또한 n 이상의 수이다. 단, n이 5 또는 6일 때, 상기 X1의 지방족 m가 알코올의 탄소수는 2~24이다.)
본 발명의 구름 베어링용 그리스는 상기 아민계 산화방지제(A)와 페놀계 산화방지제(B)를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 구름 베어링용 그리스는 상기 아민계 산화방지제(A)를 상기 페놀계 산화방지제(B)보다 질량 기준으로 많이 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 구름 베어링용 그리스에서 상기 기유는 미국 석유 협회가 정하는 기유 카테고리에서 그룹 III으로 분류되는 정제 광유를 포함하며, 또한 상기 정제 광유의 인화점이 240℃ 이상인 것이 바람직하고, 250℃ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 구름 베어링용 그리스에서 상기 기유는 탄소수 8~12의 α-올레핀의 3~5량체의 혼합물을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 구름 베어링용 그리스는 정보 기록 재생 장치의 구름 베어링용인 것이 바람직하다.
본 발명의 구름 베어링용 그리스는 전자 기기 제조 장치의 구름 베어링용인 것이 바람직하다.
본 발명의 구름 베어링은 본 발명의 구름 베어링용 그리스를 구비한다.
본 발명의 구름 베어링 장치는 샤프트와, 본 발명의 구름 베어링을 구비한다.
본 발명의 정보 기록 재생 장치는 본 발명의 구름 베어링 장치를 구비한다.
본 발명의 구름 베어링용 그리스는 아웃 가스 양의 저감 효과가 우수하다. 또한, 이 그리스는 정보 기록 장치의 사용 중의 산화 열화를 양호하게 억제할 수 있다. 또한, 이 그리스는 구름 베어링에서 우수한 내구성을 갖는다.
또한, 본 발명의 구름 베어링, 구름 베어링 장치 및 정보 기록 재생 장치는 구름 베어링용 그리스로부터의 아웃 가스 양이 저감된다. 또한, 정보 기록 재생 장치의 사용 중에 그리스의 산화 열화가 억제되어 내구성이 우수하다.
도 1은 본 발명의 정보 기록 재생 장치의 일 예를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 정보 기록 재생 장치에서 구름 베어링 장치 주변을 나타낸 종단면도이다.
도 3은 도 2의 구름 베어링 장치를 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 3의 구름 베어링 장치에서 구름 베어링을 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 4의 구름 베어링의 A-A 단면도이다.
도 6은 도 5의 구름 베어링의 리테이너를 나타낸 사시도이다.
도 7은 85℃에서 증발 손실의 경시 변화를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 8은 100℃에서 증발 손실의 경시 변화를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는 130℃에서 증발 손실의 경시 변화를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
[구름 베어링용 그리스]
본 발명의 구름 베어링용 그리스(이하, 단순히 "그리스"라고도 한다.)는 기유, 증점제, 특정의 아민계 산화방지제(A) 및 특정의 페놀계 산화방지제(B)에서 선택되는 적어도 1종의 산화방지제를 포함한다.
본 발명에 포함되는 산화방지제는 특정의 아민계 산화방지제(A)(이하, 단순히 "(A) 성분"이라고도 한다.) 및 특정의 페놀계 산화방지제(B)(이하, 단순히 "(B) 성분"이라고도 한다.)에서 선택되는 적어도 1종이다.
본 발명의 그리스는 (A) 성분 및 (B) 성분에서 선택되는 적어도 1종의 산화방지제를 함유함으로써 아웃 가스 양이 저감된다. 또한, 본 발명의 그리스가 이용된 정보 기록 재생 장치의 사용 중에 다양한 온도 변화에 의해 발생하는 산화 열화를 양호하게 억제할 수 있다. 이에 따라, 정보 기록 재생 장치의 사용 개시 직후의 초기 단계나 정보 기록 재생 장치 사용(구동)을 중단한 상태(즉, 온도가 낮은 단계)뿐만 아니라, 그 사용 중(즉, 온도가 높은 단계)에도 아웃 가스 양을 저감할 수 있다. 또한, 그리스의 산화 열화에 의한 윤활 불량을 억제할 수 있고, 내구성을 높일 수 있다.
≪(A) 성분≫
(A) 성분은 하기의 일반식 (1)로 표시되는 아민계 산화방지제이다.
[화학식 3]
Figure pat00003
((1)식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1~12의 알킬기 또는 수소 원자이다. 단, R1 및 R2 중 적어도 한쪽은 탄소수 1~12의 알킬기이다.)
일반식 (1)에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1~12의 알킬기이고, 탄소수 4~12의 알킬기가 더욱 바람직하다. 상기 알킬기는 직쇄이어도 좋고, 분지쇄이어도 좋다. 상기 알킬기로서는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, i-펜틸기, 네오펜틸기, t-펜틸기, 2-메틸부틸기, n-헥실기, i-헥실기, 3-메틸펜틸기, 에틸부틸기, n-헵틸기, 2-메틸헥실기, n-옥틸기, i-옥틸기, 2-에틸헥실기, 3-메틸헵틸기, 1,1,3,3-테트라메틸부틸기, n-노닐기, i-노닐기, 1-메틸옥틸기, 에틸헵틸기, n-데실기, 1-메틸노닐기, n-운데실기, 1,1-디메틸노닐기, n-도데실기 등을 들 수 있다.
R1 및 R2로 표시되는 알킬기는 각각 페닐기 중 임의 위치에 결합 가능하지만, 아민기에 대해 p-위치인 것이 바람직하다.
(A) 성분으로서는 예를 들어 모노옥틸디페닐아민, 모노노닐디페닐아민, 디(4-부틸페닐)아민, 디(4-헥실페닐)아민, 디(4-옥틸페닐)아민, 디(4-노닐페닐)아민 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 디(4-옥틸페닐)아민이 바람직하다. 또한, (A) 성분으로서 N-페닐벤젠아민과 2,4,4-트리메틸펜텐의 반응 생성물 등을 사용해도 좋다.
(A) 성분은 1종이 단독으로 이용되어도, 2종 이상이 조합되어 이용되어도 좋다.
(A) 성분의 함유량은 특히 한정되지 않지만, 그리스의 총 질량에 대해 0.05~2 질량%가 바람직하고, 0.1~1 질량%가 더욱 바람직하다. (A) 성분의 함유량이 상기의 바람직한 범위이면, 아웃 가스 양을 저감하기 쉽다. 게다가, 그리스 산화 열화를 억제하기 쉽다. 이에 따라, 정보 기록 재생 장치의 사용 중에도, 아웃 가스의 발생을 억제하기 쉽다. 따라서, 구름 베어링의 제조 후부터 그 사용 중까지 아웃 가스의 총량을 저감하기 쉽다. 또한, 그리스의 산화 열화에 의한 윤활 불량을 억제하기 쉽고, 내구성을 높이기 쉽다.
≪(B)성분≫
(B) 성분은 하기의 일반식 (2)로 표시되는 페놀계 산화방지제이다.
[화학식 4]
Figure pat00004
((2)식 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 탄소수 1~8의 알킬기이고, R13은 탄소수 1~8의 알킬렌기이며, n은 1~6의 수이다. X1은 탄소수 1~24의 지방족 m가 알코올로부터 n개의 수산기가 제거된 잔기이며, 상기 m은 1~6이고, 또한 n 이상의 수이다. 단, n이 5 또는 6일 때, 상기 X1의 지방족 m가 알코올의 탄소수는 2~24이다.)
일반식 (2)에서 R11 및 R12는 각각 독립적으로 탄소수 1~8의 알킬기이고, 탄소수 2~6의 알킬기가 바람직하며, 탄소수 3~5의 알킬기가 더욱 바람직하다. 상기 알킬기는 직쇄이어도 좋고, 분지쇄이어도 좋다. 상기 알킬기로서는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, i-펜틸기, 네오펜틸기, t-펜틸기, 2-메틸부틸기, n-헥실기, i-헥실기, 3-메틸펜틸기, 에틸부틸기, n-헵틸기, 2-메틸헥실기, n-옥틸기, i-옥틸기, 2-에틸헥실기, 3-메틸헵틸기, 1,1,3,3-테트라메틸부틸기 등을 들 수 있다. 상기 알킬기 중에서도 t-부틸기가 바람직하고, R11 및 R12의 양쪽이 t-부틸기가 바람직하다.
R13은 탄소수 1~8의 알킬렌기이고, 탄소수 1~3의 알킬렌기가 바람직하다. 상기 알킬렌기는 직쇄상이어도 좋고, 분지쇄를 가져도 좋다. 상기 알킬렌기로서는 메틸렌기, 에틸렌기, n-프로필렌기, 1,2-프로필렌기, n-부틸렌기, 1,2-부틸렌기, n-헥실렌기, n-헵틸렌기, n-옥틸렌기 등을 들 수 있다. 상기 알킬렌기 중에서도 에틸렌기가 바람직하다.
n은 1~6의 수이며, 1~4가 바람직하다.
X1은 탄소수 1~24의 지방족 m가 알코올로부터 n개의 수산기가 제거된 잔기이고, 상기 m은 1~6이다. 즉, X1은 탄소수 1~24의 지방족 1~6가 알코올로부터 n개의 수산기가 제거된 잔기이다.
X1에서 탄소수 1~24의 지방족 1~6가 알코올로서는, 예를 들어 메탄올, 에탄올, n-프로판올, i-프로판올, n-부탄올, t-부탄올, n-펜탄올, 2-메틸부탄올, 3-메틸부탄올, 2,2-디메틸프로판올, n-헥산올, 2-메틸펜탄올, 2-에틸부탄올, 2,3-디메틸부탄올, n-헵탄올, 2-메틸헥산올, 3-메틸헥산올, 5-메틸헥산올, n-옥탄올, 2-에틸헥산올, n-노난올, 3,5,5-트리메틸헥산올, 데실알코올, 2,4,6-트리메틸헵탄올 등의 1가 알코올; 네오펜틸글리콜, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨, 디트리메틸올프로판, 디펜타에리스리톨 등의 힌더드 알코올; 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 글리세린, 디글리세린, 트리글리세린, 소르비톨, 만니톨 등의 다가 알코올 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 1가 알코올 및 힌더드 알코올이 바람직하다.
(B) 성분으로서는 예를 들어 하기 일반식(3)~(8)로 표시되는 페놀계 산화방지제를 들 수 있다.
[화학식 5]
Figure pat00005
((3)식 중, R21 및 R22는 각각 독립적으로 탄소수 1~8의 알킬기이고, R23은 탄소수 1~8의 알킬렌기이며, X2는 탄소수 1~24의 지방족 1~6가 알코올로부터 1개의 수산기가 제거된 잔기이다.)
(3)식 중의 R21 및 R22는 (2)식 중의 R11 및 R12와 각각 동일하다. 또한, (3)식 중의 R23은 (2)식 중의 R13과 동일하다.
(3)식 중의 X2로서는 탄소수 1~24의 1가 지방족 탄화수소기를 들 수 있다.
상기 지방족 탄화수소기는 직쇄이어도, 분지쇄이어도 좋고, 포화 지방족 탄화수소기이어도 불포화 지방족 탄화수소기이어도 좋다. 또한, 상기 지방족 탄화수소기는 탄소 간에 에테르 결합을 가져도 좋고, 갖지 않아도 좋다. 또한, 상기 지방족 탄화수소기는 히드록시기로 치환되어도 좋고, 치환되지 않아도 좋다.
X2로서는 탄소수 1~24의 1가 포화 지방족 탄화수소기가 바람직하고, 탄소수 1~18의 1가 포화 지방족 탄화수소기가 더욱 바람직하다.
[화학식 6]
Figure pat00006
((4)식 중, R31 및 R32는 각각 독립적으로 탄소수 1~8의 알킬기이고, R33은 탄소수 1~8의 알킬렌기이며, X3은 탄소수 1~24의 지방족 2~6가 알코올로부터 2개의 수산기가 제거된 잔기이다.)
(4)식 중의 R31 및 R32는 (2)식 중의 R11 및 R12와 각각 동일하다. 또한, (4)식 중의 R33은 (2)식 중의 R13과 동일하다.
(4)식 중의 X3으로서는 탄소수 1~24의 2가 지방족 탄화수소기를 들 수 있다.
상기 지방족 탄화수소기는 직쇄이어도, 분지쇄이어도 좋고, 포화 지방족 탄화수소기이어도 불포화 지방족 탄화수소기이어도 좋다. 또한, 상기 지방족 탄화수소기는 탄소 간에 에테르 결합을 가져도 좋고, 갖지 않아도 좋다. 또한, 상기 지방족 탄화수소기는 히드록시기로 치환되어도 좋고, 치환되지 않아도 좋다.
X3으로서는 탄소 간에 에테르 결합을 가져도 좋은 탄소수 1~24의 2가 포화 지방족 탄화수소기가 바람직하고, 탄소 간에 에테르 결합을 가져도 좋은 탄소수 2~18의 2가 포화 지방족 탄화수소기가 더욱 바람직하다.
[화학식 7]
Figure pat00007
((5)식 중, R41 및 R42는 각각 독립적으로 탄소수 1~8의 알킬기이고, R43은 탄소수 1~8의 알킬렌기이며, X4는 탄소수 1~24의 지방족 3~6가 알코올로부터 3개의 수산기가 제거된 잔기이다.)
(5)식 중의 R41 및 R42는 (2)식 중의 R11 및 R12와 각각 동일하다. 또한, (5)식 중의 R43은 (2)식 중의 R13과 동일하다.
(5)식 중의 X4로서는 탄소수 1~24의 3가 지방족 탄화수소기를 들 수 있다.
상기 지방족 탄화수소기는 직쇄이어도, 분지쇄이어도 좋고, 포화 지방족 탄화수소기이어도 불포화 지방족 탄화수소기이어도 좋다. 또한, 상기 지방족 탄화수소기는 탄소 간에 에테르 결합을 가져도 좋고, 갖지 않아도 좋다. 또한, 상기 지방족 탄화수소기는 히드록시기로 치환되어도 좋고, 치환되지 않아도 좋다.
X4로서는 탄소 간에 에테르 결합을 가져도 좋은 탄소수 1~24의 3가 포화 지방족 탄화수소기가 바람직하고, 탄소 간에 에테르 결합을 가져도 좋은 탄소수 3~18의 3가 포화 지방족 탄화수소기가 더욱 바람직하다.
[화학식 8]
Figure pat00008
((6)식 중, R51 및 R52는 각각 독립적으로 탄소수 1~8의 알킬기이고, R53은 탄소수 1~8의 알킬렌기이며, X5는 탄소수 1~24의 지방족 4~6가 알코올로부터 4개의 수산기가 제거된 잔기이다.)
(6)식 중의 R51 및 R52는 (2)식 중의 R11 및 R12와 각각 동일하다. 또한, (6)식 중의 R53은 (2)식 중의 R13과 동일하다.
(6)식 중의 X5로서는 탄소수 1~24의 4가 지방족 탄화수소기를 들 수 있다.
상기 지방족 탄화수소기는 직쇄이어도, 분지쇄이어도 좋고, 포화 지방족 탄화수소기이어도 불포화 지방족 탄화수소기이어도 좋다. 또한, 상기 지방족 탄화수소기는 탄소 간에 에테르 결합을 가져도 좋고, 갖지 않아도 좋다. 또한, 상기 지방족 탄화수소기는 히드록시기로 치환되어도 좋고, 치환되지 않아도 좋다.
X5로서는 탄소 간에 에테르 결합을 가져도 좋은 탄소수 1~24의 4가 포화 지방족 탄화수소기가 바람직하고, 탄소 간에 에테르 결합을 가져도 좋은 탄소수 4~18의 4가 포화 지방족 탄화수소기가 더욱 바람직하다.
[화학식 9]
Figure pat00009
((7)식 중, R61 및 R62는 각각 독립적으로 탄소수 1~8의 알킬기이고, R63은 탄소수 1~8의 알킬렌기이며, X6은 탄소수 2~24의 지방족 5~6가 알코올로부터 5개의 수산기가 제거된 잔기이다.)
(7)식 중의 R61 및 R62는 (2)식 중의 R11 및 R12와 각각 동일하다. 또한, (7)식 중의 R63은 (2)식 중의 R13과 동일하다.
(7)식 중의 X6으로서는 탄소수 1~24의 5가 지방족 탄화수소기를 들 수 있다.
상기 지방족 탄화수소기는 직쇄이어도, 분지쇄이어도 좋고, 포화 지방족 탄화수소기이어도 불포화 지방족 탄화수소기이어도 좋다. 또한, 상기 지방족 탄화수소기는 탄소 간에 에테르 결합을 가져도 좋고, 갖지 않아도 좋다. 또한, 상기 지방족 탄화수소기는 히드록시기로 치환되어도 좋고, 치환되지 않아도 좋다.
X6으로서는 탄소 간에 에테르 결합을 가져도 좋은 탄소수 2~24의 5가 포화 지방족 탄화수소기가 바람직하고, 탄소 간에 에테르 결합을 가져도 좋은 탄소수 5~18의 5가 포화 지방족 탄화수소기가 더욱 바람직하다.
[화학식 10]
Figure pat00010
((8)식 중, R71 및 R72는 각각 독립적으로 탄소수 1~8의 알킬기이고, R73은 탄소수 1~8의 알킬렌기이며, X7은 탄소수 2~24의 지방족 6가 알코올로부터 6개의 수산기가 제거된 잔기이다.)
(8)식 중의 R71 및 R72는 (2)식 중의 R11 및 R12와 각각 동일하다. 또한, (8)식 중의 R73은 (2)식 중의 R13과 동일하다.
(8)식 중의 X7로서는 탄소수 1~24의 6가 지방족 탄화수소기를 들 수 있다.
상기 지방족 탄화수소기는 직쇄이어도, 분지쇄이어도 좋고, 포화 지방족 탄화수소기이어도 불포화 지방족 탄화수소기이어도 좋다. 또한, 상기 지방족 탄화수소기는 탄소 간에 에테르 결합을 가져도 좋고, 갖지 않아도 좋다.
X7로서는 탄소 간에 에테르 결합을 가져도 좋은 탄소수 2~24의 6가 포화 지방족 탄화수소기가 바람직하고, 탄소 간에 에테르 결합을 가져도 좋은 탄소수 6~18의 6가 포화 지방족 탄화수소기가 더욱 바람직하다.
(B) 성분으로서는 예를 들어 3-(4-히드록시-3,5-디-t-부틸페닐)프로피온산옥틸, 3-(4-히드록시-3,5-디-t-부틸페닐)프로피온산데실, 3-(4-히드록시-3,5-디-t-부틸페닐)프로피온산도데실, 3-(4-히드록시-3,5-디-t-부틸페닐)프로피온산스테아릴, 3-(4-히드록시-3,5-디-t-부틸페닐)프로피온산올레일, 벤젠프로판산, 3,5-비스(1,1-디메틸에틸)-4-히드록시C7-C9측쇄알킬에스테르, 테트라메틸렌비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 헥사메틸렌비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 펜타에리스리톨테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 3-(4-히드록시-3,5-디-t-부틸페닐)프로피온산글리세린모노 에스테르 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 벤젠프로판산, 3,5-비스(1,1-디메틸에틸)-4-히드록시C7-C9측쇄알킬에스테르, 펜타에리스리톨테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]가 바람직하다.
(B) 성분은 1종이 단독으로 이용되어도 좋고, 2종 이상이 조합되어 이용되어도 좋다.
(B) 성분의 함유량은 특히 한정되지 않지만, 그리스의 총 질량에 대해 0.05~2 질량%가 바람직하고, 0.1~1 질량%가 더욱 바람직하다. (B) 성분의 함유량이 상기의 바람직한 범위이면, 아웃 가스의 발생이 억제되기 쉽다. 게다가, 그리스의 산화 열화를 억제하기 쉽고, 정보 기록 재생 장치의 사용 중에도 아웃 가스의 발생을 억제하기 쉽다. 따라서, 구름 베어링 제조 후부터 그 사용 중까지 아웃 가스의 총량을 저감하기 쉽다. 또한, 그리스의 산화 열화에 의한 윤활 불량을 억제하기 쉽고, 내구성을 높이기 쉽다.
본 발명의 효과가 더욱 얻어지기 쉬운 점에서는, (A) 성분 및 (B) 성분에서 선택되는 적어도 1종의 산화방지제 중에서도, (B) 성분을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, (A) 성분과 (B) 성분을 병용하는 것이 바람직하다. (A) 성분은 100℃를 초과하는 것처럼 비교적 고온에서의 산화방지효과가 우수하고, (B) 성분은 특히 실온에서 100℃ 정도까지의 산화방지효과가 우수하다. 정보 기록 재생 장치의 구름 베어링은 스윙 암의 동작 범위나 동작 속도, 또한 사용되는 환경 온도가 광범위하고, 베어링 내에 구비된 그리스도 다양하게 변화하는 온도에 노출된다. (A) 성분과 (B) 성분을 병용함으로써, 이처럼 다양하게 변화하는 온도에 노출되더라도, 그리스의 산화 열화를 확실히 방지할 수 있다.
(A) 성분과 (B) 성분을 병용할 경우, (A) 성분 및 (B) 성분의 합계 함유량은 그리스의 총 질량에 대해 0.1~4 질량%가 바람직하고, 0.2~2 질량%가 더욱 바람직하다. 또한, (A) 성분과 (B) 성분의 질량비[(A) 성분의 함유 질량/(B) 성분의 함유 질량]는 9/1~5/5가 바람직하고, 8/2~5/5가 더욱 바람직하며, 8/2~6/4가 더욱 바람직하다.
상기의 바람직한 범위이면, 아웃 가스 양을 더욱 저감할 수 있다.
[기유]
본 발명의 그리스에 배합되는 기유로서는 특히 한정되지 않지만, 광유, 합성유 등을 들 수 있다.
상기 광유로서는 기유로 사용되는 공지의 광유를 사용할 수 있고, 예를 들어 나프텐계 광유, 파라핀계 광유, 수소화계 광유, 용제 정제 광유, 고 정제 광유 등을 들 수 있다.
광유는 1종이 단독으로 이용되어도 좋고, 2종 이상이 조합되어 이용되어 좋다. 예를 들어, 동 점도가 다른 복수의 광유를 혼합하여 목적하는 동 점도(평균 동 점도)로 조정해도 좋다.
광유로서는, 더욱 아웃 가스 양이 적고, 내열성이 우수한 그리스가 얻어지는 점에서, API(American Petroleum Institute, 미국 석유 협회) 기유 카테고리에서 그룹 III(GrIII)으로 분류되는 정제 광유가 바람직하다. 상기 정제 광유로서는 예를 들어 원유를 상압 증류해서 얻은 윤활유 유분을 더욱 고도 수소화 정제한 파라핀계 광유 등을 들 수 있다. 상기 그룹 III으로 분류되는 정제 광유는 인화점이 240℃ 이상인 것이 바람직하고, 250℃ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 이러한 정제 광유는 정제도가 높아 아웃 가스 양을 더욱 저감할 수 있다. 그 이유로는 아웃 가스의 원인이 되는 저 분자량의 성분이 감소하는 것으로 추측된다.
합성유로서는 기유로 사용되는 공지의 합성유를 사용할 수 있고, 예를 들어 폴리α올레핀(PAO), 폴리부텐 등의 지방족 탄화수소유; 알킬 벤젠, 알킬 나프탈렌 등의 방향족 탄화수소유, 폴리올 에스테르, 인산 에스테르 등의 에스테르유; 폴리페닐 에테르 등의 에테르유; 폴리알킬렌글리콜유, 실리콘유, 불소유 등을 들 수 있다.
이들의 합성유는 1종이 단독으로 이용되어도 좋고, 2종 이상이 조합되어 이용되어도 좋다.
합성유로서는 PAO를 이용하는 것이 바람직하다. PAO로서는 기유로 사용되는 공지의 PAO를 제한 없이 사용할 수 있고, 예컨대 α-올레핀(1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 1-도데센, 1-트리데센, 1-테트라데센, 1-펜타데센, 1-헥사데센, 1-헵타데센, 1-옥타데센, 1-노나데센, 1-에이코센, 1-도코센 등)을 원료로 하는 3~5량체 또는 이 3~5량체의 혼합물 등을 들 수 있다. 그 중에서도 PAO로는, 아웃 가스 양을 저감하고, 고온 하에서 증발 손실을 저감하며, 산화 열화를 억제하고, 적절한 점도를 얻을 수 있다는 점에서, 탄소수 8~12의 α-올레핀의 3~5량체의 혼합물이 바람직하다. 이 혼합물의 바람직한 점도 범위로서는, 예를 들어 40℃에서 27~54 ㎟/s(cSt)일 수 있다. 탄소수 8~12의 α-올레핀의 3~5량체는 1종이 단독으로 이용되어도 좋고, 2종 이상이 조합되어 이용되어도 좋다.
PAO는 1종이 단독으로 이용되어도 좋고, 2종 이상이 조합되어 이용되어도 좋다. 예를 들어, 동 점도가 다른 복수의 PAO를 혼합하여 목적하는 동 점도(평균 동 점도)로 조정해도 좋다.
기유로서는 광유 및 PAO가 병용되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 기유 100 질량%에 대해 상기 광유의 비율이 10~40 질량%인 것이 바람직하다. 또한, 상기 기유 중 상기 광유의 함유 비율보다 상기 PAO의 함유 비율이 큰 것이 바람직하다.
또한, 광유의 40℃에서의 동 점도(ν1)를 PAO의 40℃에서의 동 점도(ν2)보다 높게 하는 것이 바람직하다. 광유의 동 점도(ν1)가 PAO의 동 점도(ν2)보다 높음으로써, 광유의 내열성이 향상되기 쉽다. 그 결과, 광유로부터의 아웃 가스 양이 적고, 결과적으로 기유로부터의 아웃 가스 양이 저감되기 쉽다. 또한, 광유의 동 점도(ν1)보다 낮은 동 점도(ν2)의 PAO가 조합됨으로써, 기유의 동 점도(ν)가 낮아진다. 이 때문에, 구름 베어링의 전동체가 전동하고 있는 부분에 그리스가 공급되기 쉽고, 그리스에 의한 윤활 효과가 얻어지기 쉽다.
또한, 본 발명에서 기름의 동 점도는 JIS K2283에 준거하여 40℃에서 측정된 값을 의미한다.
또한, 동 점도가 다른 복수의 동종 기유를 혼합시킨 경우에는, 그 혼합물의 동 점도를 본 발명의 그리스에 포함되는 기유의 동 점도로서 생각한다.
PAO의 동 점도(ν2)에 대한 광유의 동 점도(ν1)의 비율(ν1/ν2)은 아웃 가스 양을 더욱 저감하기 쉬운 점에서 1.3 이상이 바람직하고, 1.5 이상이 더욱 바람직하다. 또한, 비율(ν1/ν2)은 구름 베어링의 저 토크화의 점에서, 4 이하가 바람직하고, 2 이하가 더욱 바람직하다.
광유의 동 점도(ν1)는 아웃 가스 양을 더욱 저감하기 쉬운 점에서, 40 ㎟/s 이상이 바람직하고, 45 ㎟/s 이상이 더욱 바람직하다. 또한, 광유의 동 점도(ν1)는 구름 베어링의 전동면에 그리스 또는 기유가 공급되기 쉬운 점에서, 80 ㎟/s 이하가 바람직하고, 60 ㎟/s 이하가 더욱 바람직하다.
PAO의 동 점도(ν2)는 아웃 가스 양을 더욱 저감하기 쉬운 점에서, 20 ㎟/s 이상이 바람직하고, 30 ㎟/s 이상이 더욱 바람직하다. 또한, PAO의 동 점도(ν2)는 구름 베어링의 전동체가 전동면에 그리스 또는 기유가 공급되기 쉬운 점에서, 60 ㎟/s 이하가 바람직하고, 40 ㎟/s 이하가 더욱 바람직하다.
기유의 40℃에서의 동 점도(ν)는 25~45 ㎟/s가 바람직하고, 30~40 ㎟/s가 더욱 바람직하다. 기유의 동 점도(ν)가 상기 하한치 이상이면, 아웃 가스 양을 더욱 저감하기 쉽다. 기유의 동 점도(ν)가 상기 상한치 이하이면, 구름 베어링의 전동면에 그리스 또는 기유가 공급되기 쉽고, 또한 저온에서 안정적인 동작이 요구되는 용도(예를 들어, -30℃의 저온에서도 안정적인 동작이 요구되는 차재 용도)에서도 저 토크로 동작이 수행되기 쉽다. 특히 기유 100 질량%에 대한 광유의 비율이 30 질량% 이하일 경우에는, 기유의 40℃에서의 동 점도(ν)가 25 ㎟/s 이상이면 아웃 가스 양을 저감하기 쉽다.
<증점제>
증점제는 그리스를 반고체 상태로 유지하는 역할을 한다.
증점제로서는 구름 베어링용 그리스에 통상 사용되는 공지의 증점제를 제한 없이 사용할 수 있다. 일 예로서, 정보 기록 재생 장치의 구름 베어링용 그리스에 이용되는 공지의 증점제로는, 예를 들어 우레아 화합물, 리튬 비누, 칼슘 비누, 각종 콤플렉스 비누, 실리카 겔, 폴리테트라플루오로에틸렌, 유기화 벤토나이트 등을 들 수 있다. 그 중에서도 증점제로서는 내열성이 우수한 점에서 우레아 화합물이 바람직하고, 1분자 중에 2개의 우레아 결합을 갖는 디우레아 화합물이 더욱 바람직하다.
디우레아 화합물로는 예를 들어 말단이 지방족기인 지방족 디우레아 화합물, 말단이 지환족기인 지환족 디우레아 화합물, 말단이 방향족기인 방향족 디우레아 화합물 등을 들 수 있다.
디우레아 화합물의 구체적인 예로서는, 예를 들어 디이소시아네이트(페닐렌 디이소시아네이트, 톨릴렌 디이소시아네이트 등)과 모노아민(옥틸 아민, 도데실 아민, 스테아릴 아민, 아닐린, p-톨루이딘 등)의 반응에서 얻어지는 화합물을 들 수 있다.
리튬 비누로서는 예를 들어 스테아린산 리튬, 12-히드록시 스테아린산 리튬 등을 들 수 있다.
증점제는 1종이 단독으로 이용되어도 좋고, 2종 이상이 조합되어 이용되어도 좋다.
<다른 성분>
본 발명의 그리스는 필요에 따라, 상기 이외의 다른 성분을 포함해도 좋다.
다른 성분으로는 그리스에 통상 사용되는 공지의 성분이 사용될 수 있고, 예를 들어 극압제, 방청제, 유성 향상제, 금속 불활성화제 등의 첨가제를 들 수 있다.
극압제로는 예를 들어 유기 몰리브덴 화합물(몰리브덴 디티오카바메이트, 몰리브덴 디티오포스페이트 등), 유기 지방산 화합물(올레인산, 나프텐산, 호박산 등), 유기인 화합물(트리옥틸포스페이트, 트리페닐포스페이트, 토리에틸포스페이트 등), 인산 에스테르, 아연 디티오카바메이트, 안티몬 디티오카바메이트 등을 들 수 있다.
극압제는 1종이 단독으로 이용되어도 좋고, 2종 이상이 조합되어 이용되어도 좋다.
방청제로는 예를 들어 유기 술폰산의 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염(칼슘 술포네이트, 마그네슘 술포네이트, 바륨 술포네이트 등), 다가 알코올(소르비탄 모노올레이트 등)의 부분 에스테르 등을 들 수 있다.
방청제는 1종이 단독으로 이용되어도 좋고, 2종 이상이 조합되어 이용되어도 좋다.
또한, 본 발명의 그리스에는, (A) 성분 및 (B) 성분 이외의 산화방지제가 포함되어도 좋다. 단, 본 발명의 효과가 얻어지기 쉬운 점에서는, (A) 성분 및 (B) 성분 이외의 산화방지제가 포함되지 않는 것이 바람직하다.
<각 성분의 비율>
본 발명의 그리스 100 질량%에 대한 기유의 비율은 75~93 질량%가 바람직하고, 80~90 질량%가 더욱 바람직하다. 기유의 비율이 상기 하한치 이상이면, 구름 베어링의 전동면에 그리스 또는 기유가 공급되기 쉽다. 기유의 비율이 상기 상한치 이하이면, 그리스는 반고체 형상이고, 누출되기 어려워 비산되기 어렵다.
기유 100 질량%에 대한 광유의 비율은 10~40 질량%가 바람직하고, 20~30 질량%가 더욱 바람직하다. 광유의 비율이 상기 하한치 이상이면, 우수한 내구성과 토크 평활성이 균형 잡힌 그리스가 얻어지기 쉽다. 광유의 비율이 상기 상한치 이하이면, 아웃 가스 양이 충분히 저감된 그리스가 얻어지기 쉽다.
기유 100 질량%에 대한 PAO의 비율은 50~90 질량%가 바람직하고, 60~80 질량%가 더욱 바람직하다. PAO의 비율이 상기 하한치 이상이면, 아웃 가스 양이 충분히 저감된 그리스가 얻어지기 쉽다. PAO의 비율이 상기 상한치 이하이면, 우수한 내구성과 토크 평활성이 균형 잡힌 그리스가 얻어지기 쉽다.
기유 100 질량%에 대한 광유와 PAO의 합계 비율은 70 질량% 이상이 바람직하고, 80 질량% 이상이 더욱 바람직하며, 90 질량% 이상이 더욱더 바람직하다. 광유와 PAO의 합계 비율이 상기 하한치 이상이면, 저 토크인 그리스가 얻어지기 쉽다. 상기 광유와 PAO의 합계 비율의 상한치는 100 질량%이다.
본 발명의 그리스에서는 아웃 가스 양의 저감과 우수한 내구성을 양립하기 쉬운 점에서, 기유 중 광유의 비율보다 PAO의 비율이 많은 것이 바람직하다.
기유 중 광유에 대한 PAO의 질량비(PAO/광유)는 1.25~9가 바람직하고, 1.5~4가 더욱 바람직하다. 상기 질량비가 상기 하한치 이상이면, 아웃 가스 양이 저감되기 쉽다. 상기 질량비가 상기 상한치 이하이면, 내구성, 토오크 평활성이 향상되기 쉽다.
본 발명의 그리스 100 질량%에 대한 증점제의 비율은 7~20 질량%가 바람직하고, 10~15 질량%가 더욱 바람직하다. 증점제의 비율이 상기 하한치 이상이면, 누출되기 어려워 비산되기 어려운 그리스가 얻어지기 쉽다. 증점제의 비율이 상기 상한치 이하이면, 구름 베어링의 전동면에 그리스 또는 기유가 공급되기 쉽다.
본 발명의 그리스 100 질량%에 대한 극압제의 비율은 0.2~4 질량%가 바람직하고, 0.5~2 질량%가 더욱 바람직하다.
본 발명의 그리스 100 질량%에 대한 방청제의 비율은 0.2~4 질량%가 바람직하고, 0.5~2 질량%가 더욱 바람직하다.
[정보 기록 재생 장치]
본 발명의 구름 베어링, 구름 베어링 장치 및 정보 기록 재생 장치는 본 발명의 그리스를 이용한 것 이외에는 공지의 태양을 채용할 수 있다. 이하, 본 발명의 구름 베어링, 구름 베어링 장치 및 정보 기록 재생 장치의 일 예를 제시하여 설명한다.
본 실시 형태의 정보 기록 재생 장치(1)는 디스크(자기 기록 매체)(D)에 대해 수직 기록 방식으로 써넣기를 수행하는 장치로서, 도 1에 나타낸 바와 같이 디스크(D), 스윙 암(2), 광 도파로(3), 레이저 광원(4), 헤드 짐벌 어셈블리(HGA)(5), 구름 베어링 장치(6), 액츄에이터(7), 스핀들 모터(회전 구동부)(8), 제어부(9), 하우징(10)을 구비하고 있다.
하우징(10)은 정보 기록 재생 장치(1)에 있는 각 구성 부분을 수용하는 것이다.
하우징(10)은 평면으로 볼 경우 사각형상의 저부(10a), 저부(10a)의 주연에서 세워 설치된 주벽부(미도시), 주벽부의 상부에 착탈 가능하게 고정되어 개구부를 막는 뚜껑체(미도시)를 구비한다. 하우징(10)에서는 저부(10a) 위에 있는 주벽부의 내측에 각 구성품이 수용되도록 되어 있다. 도 1에서는 편의상 주벽부 및 뚜껑체를 생략하고 있다.
하우징(10)의 재질은 특히 한정되지 않고, 예를 들어 알루미늄 등의 금속 재료를 들 수 있다.
하우징(10)의 저부(10a)의 대략 중심에 스핀들 모터(8)가 설치되어 있다. 또한, 디스크(D)의 중심에 형성된 중심 구멍이 스핀들 모터(8)에 끼워 넣어짐으로써 3장의 디스크(D)가 착탈 가능하게 장착되어 있다. 스핀들 모터(8)에 의해 회전 축선(L1)을 축으로 디스크(D)를 일정 방향으로 회전시킬 수 있도록 되어 있다.
하우징(10)의 저부(10a)의 한 구석부에, 디스크(D)의 외측에 위치하도록 액츄에이터(7)가 설치되어 있다. 액츄에이터(7)에는 디스크(D)를 향하여 연장되는 스윙 암(2)이 연결되어 있다. 스윙 암(2)의 기단측 부분에는 구름 베어링 장치(6)가 설치되어 있다. 액츄에이터(7)에 의한 구동에 의해, 스윙 암(2)이 구름 베어링 장치(6)의 회전 축선(L2)을 축으로 수평면 내에서 회동하도록 되어 있다.
스윙 암(2)은 액츄에이터(7)에 연결된 기부(2a)와, 기부(2a)로부터 디스크(D)를 향해 연장 설치된 암부(2b)를 구비한다. 스윙 암(2)은 예를 들어 기부(2a)와 암부(2b)를 깎아내는 가공 등에 의해 일체로 형성함으로써 얻을 수 있다.
기부(2a)는 대략 직방체 형상이고, 구름 베어링 장치(6)를 둘러싸도록 구름 베어링 장치(6)에 회동 가능하게 지지되어 있다.
암부(2b)는 평판 형상이고, 또한 기단부로부터 선단부를 향해 가늘어지는 테이퍼 형상으로 되어 있다. 암부(2b)는 기부(2a)에서의 액츄에이터(7)가 설치된 후면(2c)과 반대쪽인 전면(구석부와 반대쪽 면)(2d)으로부터 기부(2a)의 상면의 면 방향(수평면 내 방향)으로 연장되도록 설치되어 있다.
또한, 이 예의 스윙 암(2)에서는 3장의 암부(2b)가 기부(2a)의 높이 방향(수직 방향)으로, 각 암부(2b) 사이에 디스크(D)가 끼워지도록 설치되어 있다. 즉, 암부(2b)와 디스크(D)가 서로 높이 방향으로 번갈아 위치하도록 배치되어 있고, 액츄에이터(7)의 구동에 의해 암부(2b)가 디스크 면(디스크(D)의 표면)(D1)과 평행한 방향으로 이동하도록 되어 있다.
스윙 암(2)의 암부(2b)의 선단에는 헤드 짐벌 어셈블리(5)가 설치되어 있다. 스윙 암(2)의 기부(2a)의 측면부에는 레이저 광원(4)이 설치되어 있다. 스윙 암(2)의 기부(2a) 및 암부(2b)에는, 레이저 광원(4)과 헤드 짐벌 어셈블리(5)를 연결하는 광 도파로(3)가 설치되어 있다. 이것에 의해, 레이저 광원(4)으로부터 광 도파로(3)를 통해 헤드 짐벌 어셈블리(5)에 광을 공급할 수 있도록 되어 있다.
헤드 짐벌 어셈블리(5)는 서스펜션(5a)과, 서스펜션(5a)의 선단에 설치된 슬라이더(5b)를 구비하고 있다.
슬라이더(5b)는 근접장 광 발생 소자를 갖고 있다. 레이저 광원(4)으로부터 광이 슬라이더(5b)에 도달했을 때 이 근접장 광 발생 소자로부터 근접장 광이 발생한다. 이 근접장 광을 이용함으로써, 디스크(D)에 각종 정보를 기록하거나, 재생시킬 수 있다.
근접장 광 발생 소자는 예를 들어 광학적 미소 개구나, 나노 미터 사이즈로 형성된 돌기부 등으로 구성된다.
헤드 짐벌 어셈블리(5)는 액츄에이터(7)의 구동에 의해 스윙 암(2)의 암부(2b)와 함께 디스크 면(D1)과 평행한 방향으로 이동한다. 또한, 스윙 암(2) 및 헤드 짐벌 어셈블리(5)는 디스크(D)의 회전 정지 시에는 액츄에이터(7)의 구동에 의해 디스크(D) 위로부터 퇴피하도록 되어 있다.
제어부(9)는 레이저 광원(4)과 접속되어 있다. 제어부(9)에서는 정보에 따라 변조된 전류에 의해 헤드 짐벌 어셈블리(5)의 슬라이더(5b)에 공급하는 광의 광속을 제어할 수 있도록 되어 있다.
<구름 베어링 장치>
구름 베어링 장치(6)는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 샤프트(20), 샤프트(20)의 외측에 샤프트(20)와 동축 상으로 설치된 슬리브(21), 샤프트(20)와 슬리브(21) 사이에 설치된 2개의 구름 베어링(22)을 구비한다.
샤프트(20)는 원주 형상의 봉상 부재이고, 하우징(10)의 저부(10a)로부터 세워 설치되어 있다. 샤프트(20)의 중심축은 스윙 암(2)이 회동할 때의 회전 축선(L2)이 된다.
샤프트(20)에서 하우징(10)의 저부(10a)측 부분에는, 본체부(20a)보다 확경된 플랜지부(20b)와 본체부(20a)보다 축경된 축경부(20c)가 기단을 향해 차례로 설치되어 있다. 축경부(20c)의 외주면에는 수나사(20d)가 형성되어 있다.
하우징(10)의 저부(10a)에 설치된 구멍(10b)에 샤프트(20)의 축경부(20c)를 삽입하고, 구멍(10b)의 내주면에 형성된 암나사(10c)와 축경부(20c)의 수나사(20d)를 나사 결합함으로써, 샤프트(20)가 하우징(10)의 저부(10a)에 세워 설치된다. 이 때, 플랜지부(20b)의 하면이 하우징(10)의 저부(10a)에 접함으로써, 샤프트(20)의 높이 방향의 위치 결정이 이루어진다.
슬리브(21)는 원통 형상으로 형성된 부재이다. 슬리브(21)의 내경은 플랜지부(20b)의 외경과 거의 같은 직경으로 이루어져 있다.
슬리브(21)는 샤프트(20)를 직경 방향 외측에서 둘러싸도록, 또한 그 내주면이 샤프트(20)의 외주면에 대해 소정 간격으로 이격되도록 설치되어 있다. 샤프트(20)의 중심축과 슬리브(21)의 중심축은 일치하도록 되어 있다.
또한, 슬리브(21)는 스윙 암(2)의 기부(2a)에 형성된 설치 구멍(2e) 내에 직접 압입되거나, 파형으로 형성된 금속 링 등의 탄성체를 통해 압입되거나, 또는 접착 결합함으로써, 스윙 암(2)과 일체적으로 조합되어 있다.
슬리브(21)의 내주면에 있는 높이 방향의 중앙부에는, 둘레 방향으로 전체 둘레에 걸쳐서 내측으로 돌출되는 스페이서부(21a)가 형성되어 있다. 샤프트(20)와 슬리브(21) 사이에서는 스페이서부(21a)의 상하에 각각 2개의 구름 베어링(22)이 설치되고, 이들 2개의 구름 베어링(22)의 간격이 소정 거리로 유지되도록 되어 있다.
<구름 베어링>
구름 베어링 장치(6)에 구비되어 있는 2개의 구름 베어링(22)은 동일한 것이다. 구름 베어링(22)은 도 3~6에 나타낸 바와 같이 내륜(30), 외륜(31), 리테이너(32), 복수의 전동체(33), 2개의 실드판(34)을 구비한다.
내륜(30)은 원통 형상의 부재이다.
내륜(30)의 내경은 샤프트(20)의 삽입이 가능한 치수로 이루어진다. 본 실시 형태에서는 내륜(30)의 내경은 샤프트(20)의 외경보다 약간 크게 되어 있다. 내륜(30)의 내측에 샤프트(20)가 삽입되고, 접착제 등으로 내륜(30)이 샤프트(20)에 고정된다.
또한, 내륜(30)의 내경은 샤프트(20)에 설치될 수 있는 범위이면, 샤프트(20)의 외경과 동일하거나, 약간 작게 되어 있어도 좋다. 이 경우에는 내륜(30)에 샤프트(20)이 압입 고정된다.
구름 베어링(22)에서는 내륜(30)에 샤프트(20)에 대해 축 방향으로 상대적으로 예압이 부여된 상태에서 내륜(30)을 샤프트(20)에 고정하는 이른바 내륜 예압을 채용할 수 있다. 이에 따라, 구름 베어링(22)을 고 강성화할 수 있고, 구름 베어링 장치(6)의 공진 주파수(공진점)를 높게 할 수 있다. 이 때문에, 보다 고속 회전에 대응 가능한 구름 베어링 장치(6)가 된다.
또한, 구름 베어링(22)에서는 외륜(31)에 샤프트(20)에 대해 축 방향으로 상대적으로 예압이 부여된 상태에서 외륜(31)을 슬리브(21)에 고정하는 이른바 외륜 예압을 채용해도 좋다.
내륜(30)의 외주면에 있는 축 방향의 중간부에는, 전동체(33)의 전동을 가이드하는 요조의 내륜 전동면(30a)이 내륜(30)의 전체 둘레에 걸쳐서 형성되어 있다. 내륜 전동면(30a)은 내륜(30)의 중심축을 지나는 평면으로 절단했을 때의 단면 형상이 원호 형상으로 되어 있다.
내륜(30)의 재질로는 예를 들어 스테인리스 등의 금속 재료를 들 수 있다. 내륜(30)은 예를 들어 단조나 기계 가공 등에 의해 제조될 수 있다.
외륜(31)은 내륜(30)보다 직경이 크고, 내륜(30)과 동일한 원통 형상의 부재이다.
외륜(31)은 슬리브(21)의 내측에 고정됨으로써, 내륜(30)의 외측에 내륜(30)으로부터 이격된 상태에서 설치된다. 내륜(30)과 외륜(31)은 이들의 중심축이 함께 샤프트(20)의 중심축과 일치하도록 동축 상으로 설치된다.
외륜(31)의 내주면에 있는 축 방향의 중간부에는, 내륜(30)의 내륜 전동면(30a)과 대향하도록 전동체(33)의 전동을 가이드하는 요조의 외륜 전동면(31a)이 외륜(31)의 전체 둘레에 걸쳐서 형성되어 있다. 외륜 전동면(31a)은 외륜(31)의 중심축을 지나는 평면으로 절단했을 때의 단면 형상이 원호 형상으로 되어 있다.
외륜(31)의 재질로는 예를 들어 스테인리스 등의 금속 재료를 들 수 있다. 외륜(31)은 예를 들어 단조나 기계 가공 등에 의해 제조될 수 있다.
리테이너(32)는 도 6에 나타낸 바와 같이 원환 형상의 본체부(32a)와, 본체부(32a)의 상부에서 형성되고 선단을 향해 서로의 거리가 접근하도록 원호 형상으로 일어서는 7쌍의 손톱부(32b, 32c)를 구비한다. 7쌍의 손톱부(32b, 32c)는 리테이너(32)의 둘레 방향으로 등간격으로 설치되어 있다. 각각 한 쌍으로 이루어진 손톱부(32b)와 손톱부(32c)의 내측에는 전동체(33)를 전동 가능하게 지지하는 정면으로 볼 때 거의 원형의 볼 포켓(B)이 형성되어 있다.
또한, 손톱부의 쌍의 수, 즉 볼 포켓(B)의 수는 7개에 한정되지 않고, 6개 이하이어도 좋고, 8개 이상이어도 좋다.
리테이너(32)의 내경은 내륜(30)의 외경보다 크고, 또한 리테이너(32)의 외경은 외륜(31)의 내경보다 작게 되어 있다. 내륜(30)과 외륜(31) 사이에 리테이너(32)가 설치된 상태에서, 각각의 볼 포켓(B)에 전동체(33)가 각각 전동 가능하게 지지된다. 이와 같이, 내륜(30) 및 외륜(31)과 리테이너(32)가 서로 간섭하지 않은 상태에서, 내륜(30)의 내륜 전동면(30a)과 외륜(31)의 외륜 전동면(31a) 사이에 전동체(33)가 배치된다.
리테이너(32)는 각각의 볼 포켓(B)에 각각 전동체(33)를 전동 가능하게 지지한 상태에서 중심축(L2) 둘레를 회전할 수 있도록 되어 있다.
리테이너(32)의 재질로는 특히 한정되지 않고, 예를 들어 폴리아미드 수지 등의 수지를 들 수 있다.
리테이너(32)의 상부에 있는 한 쌍의 손톱부(32b, 32c)와 그 옆의 한 쌍의 손톱부(32b, 32c) 사이에는, 볼 포켓(B)에 비해 깊이가 얕은 그리스 포켓(G)이 형성되어 있다. 즉, 리테이너(32)에는 복수 쌍의 손톱부(32b, 32c)에 의해 둘레 방향으로 볼 포켓(B)과 그리스 포켓(G)이 번갈아 형성되어 있다.
그리스 포켓(G)에 본 발명의 그리스가 배치되고, 볼 포켓(B)에 전동체(33)가 배치된 상태에서, 리테이너(32)와 함께 전동체(33)가 회동할 때에는, 그리스 포켓(G)으로부터 내륜(30) 및 외륜(31)과 전동체(33) 사이에 그리스가 스며나와, 그리스에 의한 윤활 효과를 얻을 수 있다.
그리스 포켓(G)를 이용하여 구름 베어링(22)에 그리스를 사용함으로써, 그리스의 사용량을 줄일 수 있다. 이에 따라, 그리스 양이 과도해져 구름 베어링(22)의 토크가 증대되는 것이 억제되기 쉽고, 또한 디스크(D)로의 읽고 쓰기 때문에 요구되는 충분한 청정도가 얻어지기 쉽다.
이 예의 전동체(33)는 구 형상이다. 전동체(33)는 내륜(30)의 내륜 전동면(30a)과 외륜(31)의 외륜 전동면(31a) 사이에서 리테이너(32)의 볼 포켓(B) 내에 배치되고, 내륜 전동면(30a)과 외륜 전동면(31a)을 따라 전동하도록 되어 있다. 각각의 전동체(33)는 리테이너(32)에 의해 둘레 방향으로 균등하게 배열된다.
전동체(33)의 수는 이 예에서는 7개이지만, 리테이너(32)의 볼 포켓(B)의 수에 따라 결정되면 좋으며, 6개 이하이어도 좋고, 8개 이상이어도 좋다.
전동체(33)의 재질로는 예를 들어 베어링 강 등의 금속 재료를 들 수 있다.
실드판(34)은 내륜(30)과 외륜(31) 사이에 형성된 원환 형상의 공간의 상하를 막는 환상의 판 부재이다. 실드판(34)은 내륜(30)과 외륜(31) 사이에 있는 리테이너(32) 및 복수의 전동체(33)의 상하에 설치된다. 각각의 실드판(34)은 그 외주연부가 외륜(31)에 형성된 결합용 환상 홈부(40) 내로 들어간 상태에서 외륜(31)에 고정되어 있다.
(작용 기구)
정보 기록 재생 장치(1)에서는 구름 베어링(22)에서의 리테이너(32)의 그리스 포켓(G)에 본 발명의 그리스를 배치한다. 액츄에이터(7)의 구동에 의해 스윙 암(2)이 회동할 때에는, 그리스 포켓(G)에 배치한 그리스가 내륜(30) 및 외륜(31)과 리테이너(32)의 측면을 지나, 내륜(30) 및 외륜(31)과 전동체(33) 사이에 공급되어, 그리스에 의한 윤활 효과가 발휘된다.
정보 기록 재생 장치(1)에서는 본 발명의 그리스를 이용하기 때문에, 아웃 가스 양이 충분히 저감되어 있다. 이 때문에, 아웃 가스가 헤드 짐벌 어셈블리와 디스크(D)의 간극 등에 쌓이기 어려워서, 안정적으로 읽고 쓰기를 수행할 수 있다. 또한, 우수한 내구성을 확보할 수 있고, 저 토크에서 토오크 평활성이 우수한 상태를 장기간 유지할 수 있다.
(다른 실시 형태)
본 발명의 구름 베어링, 구름 베어링 장치 및 정보 기록 재생 장치는 본 발명의 그리스를 이용한 것이면 좋고, 상기한 것에는 한정되지 않는다.
예를 들어, 구름 베어링(22), 구름 베어링 장치(6)를 구비하는 정보 기록 재생 장치(1)는 근접장 광을 이용하는 것이었지만, 본 발명의 그리스를 이용한 구름 베어링 및 구름 베어링 장치를 구비하는 일반적인 HDD나 광 디스크(D) 장치 등이어도 좋다.
또한, 본 발명의 그리스의 용도는 정보 기록 재생 장치에 한정되지 않고, 예를 들어 그리스로부터의 발진이나 아웃 가스의 저감이 요구되는 전자 기기 제조 장치에도 적용 가능하다. 전자 기기 제조 장치로는 예를 들어 반도체 제조 장치, 액정 제조 장치, 프린트 기판 제조 장치 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 그리스는 구름 베어링에 이용될 수 있을 뿐 아니라, 예컨대 리니어 가이드, 볼 나사에 봉입되는 그리스로도 사용 가능하다.
또한, 구름 베어링 장치는 슬리브를 구비하지 않는 것이어도 좋다. 구체적으로는, 예를 들어 샤프트의 외측에서 축 방향으로 이격되어 배치되는 2개의 구름 베어링 사이에, 서로의 구름 베어링의 간격을 소정 거리로 유지하는 환상의 스페이서 링을 구비하고, 슬리브를 구비하지 않는 구름 베어링 장치로서도 좋다. 이 경우에는 스윙 암의 기부에 형성된 설치 구멍에 구름 베어링의 외륜이 직접 압입 또는 접착 결합하는 태양으로 할 수 있다.
또한, 구름 베어링의 전동체는 원통 형상의 것이어도 좋다.
[실시예]
이하, 실시예에 의해 본 발명을 상세히 설명하지만, 본 발명은 이하의 기재에 의해서는 한정되지 않는다.
본 실시예에서 사용된 원료는 다음과 같다.
본 실시예의 광유, PAO 및 기유의 동 점도는 캐논-펜스케 점도계를 사용하여 JIS K2283에 준거해서 40℃에서 측정한 것이다.
<(A)성분>
A-1: 디(4-옥틸페닐)아민.
<(B)성분>
B-1: 벤젠 프로판산, 3,5-비스(1,1-디메틸에틸)-4-히드록시 C7-C9 측쇄 알킬에스테르.
B-2: 펜타에리스리톨테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트].
<(A') 성분, (A) 성분의 비교 성분>
A'-1: 세바신산 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜).
<(B') 성분, (B) 성분의 비교 성분>
B'-1: 2,6-디-tert-부틸-p-크레졸.
[아웃 가스 양의 측정]
이하의 각 샘플에 대해, 아웃 가스 양의 측정을 하기와 같이 수행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<측정 샘플>
기준 샘플: 정제 광유(API 기유 카테고리에서 그룹 III으로 분류되는 것.
동 점도(ν1) = 47 ㎟/s).
샘플 1: 기준 샘플에, A-1을 0.2 질량%(전체 질량에 대해) 첨가한 것.
샘플 2: 기준 샘플에, B-1을 0.2 질량%(전체 질량에 대해) 첨가한 것.
샘플 3: 기준 샘플에, B-2를 0.2 질량%(전체 질량에 대해) 첨가한 것.
샘플 4: 기준 샘플에, A'-1을 0.1 질량% 및 디아밀디티오카르밤산 아연(Zn-DTC)을 0.1 질량%(각각 전체 질량에 대해) 첨가한 것.
샘플 5: 기준 샘플에, B'-1을 0.2 질량%(전체 질량에 대해) 첨가한 것.
(아웃 가스 양의 측정 방법)
15 mm 네모난 알루미늄 박 위에 유리 봉으로 각 샘플(4.5~5.5 mg)을 빈틈없이 도포하여 측정 샘플로 하였다. 이 측정 샘플을 표준 시약(헥사데칸) 5 ㎕(100 ng)와 함께 오븐에 의해 85℃에서 3시간 가열하고, 발생된 가스를 포집관에 흡착시켰다. 이어서, 이 포집관을 가열 탈착 장치(TD-100)에 설치하여 320℃로 가열하고, 이 포집관으로부터 발생하는 가스를 가스 크로마토그래피 질량 분석계(GC-MS)에 보냈다. GC-MS에서는 40℃에서 2분 유지하고, 12℃/분으로 20분에 걸쳐 280℃까지 승온하며, 280℃에서 20분 유지하는 온도 프로파일에 의해 크로마토그램 데이터를 얻고, GC-MS 내부의 라이브러리에 의해 성분 동정을 수행하였다. 아웃 가스 양은 표준 시약(헥사데칸)의 크로마토그램 피크(100 ng 상당)를 기준으로 표준 시약 환산으로 산출하였다.
기준 샘플 샘플 1 샘플 2 샘플 3 샘플 4 샘플 5
산화방지제의 종류 - A-1 B-1 B-2 A'-1
Zn-DTC		 B'-1
아웃
가스 양
[ng/pcs]		 전량 633 221 324 285 713 9307
지방족 하이드로카본 454 78 114 85 416 100
방향족 하이드로카본 59 19 15 22 27 14
아민계 0 6 9 0 28 0
페놀계 56 53 65 86 51 8954
알코올계 0 13 20 10 10 14
알데히드계 0 16 27 20 0 19
에테르계 0 3 0 0 0 0
케톤계 53 0 4 3 3 163
에스테르계 0 1 24 7 77 10
벤조트리아졸 0 0 0 0 0 0
불명 성분 12 32 46 52 101 33
표 1에 나타낸 바와 같이, (A) 성분 또는 (B) 성분을 함유하는 샘플 1~3은 기준 샘플과 비교하여 아웃 가스 양이 저감되었다. 한편, (A') 성분을 함유하는 샘플 4는 아웃 가스 양이 기준 샘플과 동등하고, (B') 성분을 함유하는 샘플 5는 기준 샘플과 비교하여 아웃 가스 양이 증가하였다.
즉, 표 1의 결과로부터, 기유에 (A) 성분 또는 (B) 성분을 첨가함으로써, 아웃 가스 양을 저감할 수 있음을 확인할 수 있었다.
[실시예 1~2]
실시예 1~2의 각 그리스를 하기와 같이 제조하였다. 또한, 얻어진 실시예 1~2의 각 그리스에 대해, 아웃 가스 양의 측정, 산화 안정도 시험, 내구 시험, 그리스 범프 시험을 하기와 같이 수행하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
<실시예 1>
정제 광유(API 기유 카테고리에서 그룹 III으로 분류되고, 인화점 250℃ 이상인 것. 동 점도(ν1) = 47 ㎟/s)와, PAO(MIX; 탄소수 8, 10, 12의 α-올레핀을 원료로 하는 3~5량체의 혼합물)(동 점도(ν2) = 30 ㎟/s)를 질량비 3:7로 혼합하고, 기유(동 점도(ν) = 34 ㎟/s)로 하였다.
이어, 상기 기유와 지환족 디우레아 화합물(증점제)을 이용해서 그리스화하고, A-1, B-1 및 방청제를 첨가 혼합하여 실시예 1의 그리스를 제조하였다. 각 성분의 비율은 그리스 100 질량%에 대해, 기유가 85.8 질량%, 증점제가 12.5 질량%, A-1이 0.5 질량%, B-1이 0.2 질량%, 방청제가 1.0 질량%이었다.
<실시예 2>
A-1, B-1 및 방청제에 더해, 추가로 극압제를 첨가 혼합한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 실시예 2의 그리스를 제조하였다. 각 성분의 비율은 그리스 100 질량%에 대해, 기유가 84.8 질량%, 증점제가 12.5 질량%, A-1이 0.5 질량%, B-1이 0.2 질량%, 방청제가 1.0 질량%, 극압제가 1.0 질량%이었다.
[참고예 1]
시판의 정보 기록 재생 장치의 구름 베어링용 그리스(α)에 대해, 아웃 가스 양의 측정, 산화 안정도 시험, 내구 시험, 그리스 범프 시험을 하기와 같이 수행하였다. 결과를 표 2에 나타낸다. 또한, 그리스(α)는 증점제로서 우레아 화합물을 포함한다.
(아웃 가스 양의 측정)
15 mm 네모난 알루미늄 박 위에 유리 봉으로 실시예 1~2, 참고예 1의 각 그리스(4.5~5.5 mg)를 빈틈없이 도포한 것을 측정 샘플로 한 것 이외에는 상기 (아웃 가스 양의 측정 방법)과 동일하게 하여 각 그리스의 아웃 가스 양을 측정하였다.
(산화 안정도 시험)
JIS K2220에 준거하여, 산소 봄베에서 755 kPa로 가압한 시료를 99℃로 가열하고, 100시간 경과 후의 압력 강하를 측정하였다.
이 시험은 주로 그리스를 장시간 사용하였을 경우의 산화 안정성을 평가하기 위한 것이며, 값이 작을수록 산화 안정성이 우수한 것을 나타낸다.
(내구 시험)
도 3~6에 예시한 구름 베어링 장치(6)를 제작하고, 리테이너(32)의 그리스 포켓(G)에 각 예의 그리스를 배치하고, 하기의 동작 조건에서 연속 동작을 수행시키고, 연속 동작 전의 초기 토크에 대한 연속 동작 후의 토크 비율로서 토크 변동 폭(해시)을 측정하였다.
≪동작 조건≫
동작 주파수: 30 Hz
동작 각도: 10 deg
동작 시간: 100시간
동작 환경 온도: 80℃
(그리스 범프 시험)
도 3~6에 예시한 구름 베어링 장치(6)를 제작하고, 리테이너(32)의 그리스 포켓(G)에 각 예의 그리스를 배치하고, 하기의 동작 조건에서 연속 동작을 수행시키고, 연속 동작 직후의 토크를 측정하고, 이하의 기준에 따라 평가하였다.
≪동작 조건≫
동작 주파수: 15Hz
동작 각도: 5 deg
동작 시간: 50시간
동작 환경 온도: 실온
≪평가 기준≫
○: 연속 동작 전의 초기 토크와 비교하여 연속 동작 직후의 토크가 거의 변화하지 않는다.
×: 연속 동작 전의 초기 토크와 비교하여 연속 동작 직후의 토크가 크게 변화한다.
실시예 1 실시예 2 참고예 1
그리스α
아웃
가스 양
[ng/pcs]		 전량 868 917 7321
지방족 하이드로카본 284 272 3671
방향족 하이드로카본 40 39 175
아민계 5 4 1159
페놀계 309 404 126
알코올계 32 20 113
알데히드계 14 29 0
에테르계 0 0 0
케톤계 10 22 357
에스테르계 46 34 489
벤조트리아졸 79 50 0
불명 성분 49 43 1231
산화 안정도(kPa) 5 5 15
내구 시험(토크 변동 폭)(배) 1.8 1.6 5
그리스 범프 시험 ○ ○ ×(6배)
표 2에 나타낸 바와 같이, (A) 성분 및 (B) 성분을 함유하는 실시예 1, 2의 그리스는 아웃 가스 양이 적고, 산화 안정성도 우수한 것이었다. 또한, 실시예 1, 2에서는 내구 시험 및 그리스 범프 시험 모두에서 토크 변동이 적고, 우수한 내구성을 나타내었다.
한편, 시판의 정보 기록 재생 장치의 구름 베어링용 그리스(α)는 아웃 가스 양이 충분히 저감될 수 없었고, 산화 안정성도 충분하지 않았다. 또한, 그리스(α)는 내구 시험의 토크 변동 폭이 크고, 실시예 1, 2와 비교하여 내구성이 떨어졌다. 또한, 그리스 범프 시험에서는 연속 동작 전의 토크와 비교하여 연속 동작 후의 토크가 6배까지 상승하였다. 이는 연속 동작에서 동작 범위의 가장자리 부분에 산화 열화된 그리스가 고여 범프가 형성된 것, 혹은 연속 동작에서 동작 범위의 가장자리 부분에서 마모가 심해진 것이 요인인 것으로 생각된다.
또한, 상기 실시예 2의 그리스와 시판의 그리스(α)를 130℃에서 유지하였을 때의 산화 열화의 경향을 FT-IR으로 관찰하였다. 그 결과, 그리스(α)는 1000시간에서 산화 열화의 경향이 확인된 것에 반해, 실시예 2의 그리스는 2000시간 경과 시에서도 산화 열화의 경향은 확인되지 않았다.
<샘플 6~41>
표 3에 나타낸 기유 및 산화방지제를 포함한 평가용 오일을 제조하였다. 기유 및 산화방지제의 총 질량에 대해, 산화방지제의 함유량이 0.2 질량%로 되도록 첨가하였다. 산화방지제를 2종 병용한 경우에는, 그 합계가 0.2 질량%로 되도록 첨가하였다.
표 3의 정제 광유 GrIII 및 PAO(MIX)는 실시예 1에서 사용한 것과 동일하다.
표 3의 "정제 광유 GrIII + PAO(MIX)"는 광유와 PAO를 질량비 3:7로 혼합한 것이고, 실시예 1의 기유와 동일하다.
표 3의 ADE는 알킬 디페닐 에테르이고, 그 동 점도(ν2)는 100 ㎟/s(40℃)이다.
표 3의 PE는 펜타에리스리톨이고, 그 동 점도(ν2)는 120 ㎟/s(40℃)이다.
표 3의 PAO(decene)는 탄소수 10의 α-올레핀을 원료로 하는 3~5량체의 혼합물(동 점도(ν2) = 30 ㎟/s(40℃))이다.
표 3의 A-1, B-1은 실시예 1에서 사용한 산화방지제와 동일하다.
"(A-1) + (B-1)"은 상기 2개의 산화방지제의 혼합물이고, 그 혼합 비율은 질량 기준으로 1:1이다.
표 3의 A'-1, B'-1은 상기 샘플 4, 5에서 사용한 것과 동일하다.
표 3을 종렬로 볼 때, P1-A~P6-A, P1-E~P6-E 및 P1-F~P6-F는 비교 성분의 산화방지제를 포함하고, 비교예에 준하는 샘플(비교품)이다.
표 3을 종렬로 볼 때, P1-B~P6-B, P1-C~P6-C 및 P1-D~P6-D는 본원 발명에 포함되는 특정의 산화방지제를 포함하고, 실시예에 준하는 샘플(실시품)이다.
기유 산화방지제
무첨가 A-1 B-1 (A-1)+
(B-1)		 A'-1
Zn-DTC		 B'-1
정제 광유 GrIII P1-A P1-B P1-C P1-D P1-E P1-F
PAO(MIX) P2-A P2-B P2-C P2-D P2-E P2-F
정제 광유 GrIII
+ PAO(MIX)		 P3-A P3-B P3-C P3-D P3-E P3-F
ADE P4-A P4-B P4-C P4-D P4-E P4-F
PE P5-A P5-B P5-C P5-D P5-E P5-F
PAO(decene) P6-A P6-B P6-C P6-D P6-E P6-F
비교품 실시품 비교품
샘플 1~5와 동일하게 아웃 가스 양을 측정하였다. 그 결과를 표 4~9에 나타낸다.
<기유로서 정제 광유 GrIII을 이용한 샘플의 아웃 가스 양>
비교품 실시품 비교품
샘플 P1-A P1-B P1-C P1-D P1-E P1-F
아웃
가스 양
[ng/pcs]		 전량 633 221 324 278 713 9307
지방족 하이드로카본 454 78 114 95 416 100
방향족 하이드로카본 59 19 15 18 27 14
아민계 0 6 9 8 28 0
페놀계 56 53 65 60 51 8954
알코올계 0 13 20 16 10 14
알데히드계 0 16 27 22 0 19
에테르계 0 3 0 0 0 0
케톤계 52 0 4 2 3 163
에스테르계 0 1 24 17 77 10
벤조트리아졸 0 0 0 0 0 0
불명 성분 12 32 46 40 101 33
<기유로서 PAO(MIX)를 이용한 샘플의 아웃 가스 양>
비교품 실시품 비교품
샘플 P2-A P2-B P2-C P2-D P2-E P2-F
아웃
가스 양
[ng/pcs]		 전량 351 225 297 257 3309 8370
지방족 하이드로카본 43 39 34 31 113 4
방향족 하이드로카본 9 8 9 9 82 2
아민계 0 0 0 0 0 0
페놀계 84 53 61 64 749 8307
알코올계 0 7 10 11 0 3
알데히드계 18 2 6 12 124 2
에테르계 0 0 0 0 0 0
케톤계 0 0 2 4 7 25
에스테르계 4 3 44 16 1181 1
벤조트리아졸 0 0 0 0 0 0
불명 성분 191 112 128 110 969 26
<기유로서 정제 광유 GrIII + PAO(MIX)를 이용한 샘플의 아웃 가스 양>
비교품 실시품 비교품
샘플 P3-A P3-B P3-C P3-D P3-E P3-F
아웃
가스 양
[ng/pcs]		 전량 544 274 297 317 2582 15222
지방족 하이드로카본 163 56 77 99 501 68
방향족 하이드로카본 17 10 5 7 53 6
아민계 0 0 0 0 0 0
페놀계 106 70 51 55 311 14986
알코올계 0 0 0 9 0 8
알데히드계 10 30 14 11 102 9
에테르계 0 0 0 0 0 0
케톤계 1 8 3 4 0 56
에스테르계 8 3 18 25 953 3
벤조트리아졸 0 0 0 0 0 0
불명 성분 239 97 129 107 662 86
<기유로서 ADE를 이용한 샘플의 아웃 가스 양>
비교품 실시품 비교품
샘플 P4-A P4-B P4-C P4-D P4-E P4-F
아웃
가스 양
[ng/pcs]		 전량 322 205 189 222 4669 11791
지방족 하이드로카본 21 14 39 59 725 35
방향족 하이드로카본 10 11 7 5 128 5
아민계 0 0 0 0 0 0
페놀계 145 94 48 45 502 11596
알코올계 9 0 0 0 0 0
알데히드계 18 24 21 16 291 11
에테르계 0 0 0 0 0 0
케톤계 12 9 5 5 285 88
에스테르계 12 3 2 16 1876 2
벤조트리아졸 0 0 0 0 0 0
불명 성분 95 50 67 76 862 54
<기유로서 PE를 이용한 샘플의 아웃 가스 양>
비교품 실시품 비교품
샘플 P5-A P5-B P5-C P5-D P5-E P5-F
아웃
가스 양
[ng/pcs]		 전량 746 520 603 588 4660 12187
지방족 하이드로카본 140 69 88 88 1062 122
방향족 하이드로카본 10 11 10 62 41 7
아민계 0 0 0 0 0 0
페놀계 62 61 62 0 545 11742
알코올계 16 11 12 6 98 0
알데히드계 5 25 41 21 162 5
에테르계 0 0 0 0 0 0
케톤계 0 18 30 66 0 110
에스테르계 57 51 85 17 780 30
벤조트리아졸 0 0 0 0 0 0
불명 성분 456 274 275 328 1972 171
<기유로서 PAO(decene)를 이용한 샘플의 아웃 가스 양>
비교품 실시품 비교품
샘플 P6-A P6-B P6-C P6-D P6-E P6-F
아웃
가스 양
[ng/pcs]		 전량 1544 1013 1248 1430 2377 8576
지방족 하이드로카본 975 345 318 894 1221 45
방향족 하이드로카본 8 9 12 5 16 4
아민계 0 16 4 4 0 0
페놀계 89 383 457 96 253 8151
알코올계 0 3 2 2 0 7
알데히드계 5 26 38 35 106 10
에테르계 0 0 0 0 0 0
케톤계 1 3 22 5 19 138
에스테르계 7 9 58 74 193 28
벤조트리아졸 0 0 0 0 0 0
불명 성분 454 216 333 311 566 189
(산화 열화의 확인)
표 3에 나타낸 각 샘플을 비커(상하 동일 외경×높이: 30 mm × 40 mm)에 5 g으로 넣은 상태에서 100℃의 항온조에 각 비커를 정치하였다. 240시간 경과 후 24시간마다 각 비커 중의 샘플을 FT-IR로 측정하고, 산화 열화의 유무를 평가하였다. 표 10의 샘플 이름의 괄호 안에 산화 열화가 처음 확인된 경과 시간(단위: 시간(h))을 나타낸다. 또한, 측정하지 않은 샘플에 대해서는 괄호 안에 "-"를 기재하였다.
기유 산화방지제
무첨가 A-1 B-1 (A-1)+
(B-1)		 A'-1
Zn-DTC		 B'-1
정제 광유 GrIII P1-A
(384)		 P1-B
(1296)		 P1-C
(-)		 P1-D
(-)		 P1-E
(-)		 P1-F
(624)
PAO(MIX) P2-A
(1848)		 P2-B
(2064)		 P2-C
(-)		 P2-D
(-)		 P2-E
(-)		 P2-F
(-)
정제 광유 GrIII
+ PAO(MIX)		 P3-A
(1560)		 P3-B
(-)		 P3-C
(-)		 P3-D
(-)		 P3-E
(-)		 P3-F
(-)
ADE P4-A
(-)		 P4-B
(-)		 P4-C
(-)		 P4-D
(-)		 P4-E
(-)		 P4-F
(-)
PE P5-A
(792)		 P5-B
(-)		 P5-C
(-)		 P5-D
(-)		 P5-E
(-)		 P5-F
(-)
PAO(decene) P6-A
(288)		 P6-B
(1560)		 P6-C
(-)		 P6-D
(-)		 P6-E
(-)		 P6-F
(384)
비교품 실시품 비교품
(증발 손실의 측정)
외경 41 mm(내경 37 mm), 높이 8 mm(수납 높이 5 mm)의 샬레에 실시예 2 및 참고예 1의 그리스를 5 g 넣고, 그 표면을 매끄럽게 한 상태에서 85℃, 100℃, 130℃의 각 온도로 설정한 항온조에 각 샬레를 정치하였다. 일정 시간마다 각 샬레를 꺼내어 그 중량을 측정하고, 그 변화량으로부터 증발 손실(질량%)을 산출하였다. 또한, 산화 열화가 명백해진 단계에서 측정을 중지하였다.
각 그리스의 증발 손실의 결과를, 횡축에 경과 시간, 종축에 증발 손실을 취한 그래프로서, 도 7(85℃), 도 8(100℃), 도 9(130℃)에 나타낸다. 증발 손실이 적을수록 안정된 그리스라고 할 수 있다. 그래프에서 명백해진 바와 같이, 실시예 2는 어느 온도 조건에서도 참고예 1보다 증발 손실이 적었다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 구성의 추가, 생략, 치환 및 그 밖의 변경이 가능하다. 본 발명은 전술한 설명에 의해 한정되지 않고, 첨부된 클레임의 범위에 의해서만 한정된다.
1: 정보 기록 재생 장치
2: 스윙 암
3: 광 도파로
4: 레이저 광원
5: 헤드 짐벌 어셈블리
6: 구름 베어링 장치
7: 액츄에이터
8: 스핀들 모터
9: 제어부
10: 하우징
20: 샤프트
21: 슬리브
22: 구름 베어링
30: 내륜
31: 외륜
32: 리테이너
33: 전동체
34: 실드판
B: 볼 포켓
G: 그리스 포켓

Claims (11)

  1. 기유,
    증점제,
    하기 일반식 (1)로 표시되는 아민계 산화방지제(A) 및 하기 일반식 (2)로 표시되는 페놀계 산화방지제(B)로부터 선택되는 적어도 1종의 산화방지제를 포함하고,
    상기 기유는 탄소수 8, 10, 12의 3종의 α-올레핀을 원료로 하는 3~5량체의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링용 그리스.
    [화학식 1]
    Figure pat00011

    ((1)식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1~12의 알킬기 또는 수소 원자이다. 단, R1 및 R2 중 적어도 한쪽은 탄소수 1~12의 알킬기이다.)
    [화학식 2]
    Figure pat00012

    ((2)식 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 탄소수 1~8의 알킬기이고, R13은 탄소수 1~8의 알킬렌기이며, n은 1~6의 수이다. X1은 탄소수 1~24의 지방족 m가 알코올로부터 n개의 수산기가 제거된 잔기이며, 상기 m은 1~6이고, 또한 n 이상의 수이다. 단, n이 5 또는 6일 때, 상기 X1의 지방족 m가 알코올의 탄소수는 2~24이다.)
  2. 기유,
    증점제,
    하기 일반식 (1)로 표시되는 아민계 산화방지제(A) 및 하기 일반식 (2)로 표시되는 페놀계 산화방지제(B)로부터 선택되는 적어도 1종의 산화방지제를 포함하며,
    상기 기유는 미국 석유 협회가 정하는 기유 카테고리에서 그룹 III으로 분류되는 정제 광유를 포함하고, 또한 상기 정제 광유의 인화점이 240℃ 이상인 것을 특징으로 하는 구름 베어링용 그리스.
    [화학식 3]
    Figure pat00013

    ((1)식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1~12의 알킬기 또는 수소 원자이다. 단, R1 및 R2 중 적어도 한쪽은 탄소수 1~12의 알킬기이다.)
    [화학식 4]
    Figure pat00014

    ((2)식 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 탄소수 1~8의 알킬기이고, R13은 탄소수 1~8의 알킬렌기이며, n은 1~6의 수이다. X1은 탄소수 1~24의 지방족 m가 알코올로부터 n개의 수산기가 제거된 잔기이며, 상기 m은 1~6이고, 또한 n 이상의 수이다. 단, n이 5 또는 6일 때, 상기 X1의 지방족 m가 알코올의 탄소수는 2~24이다.)
  3. 제1항에 있어서,
    상기 아민계 산화방지제(A)와 페놀계 산화방지제(B)를 포함하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링용 그리스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 아민계 산화방지제(A)를 상기 페놀계 산화방지제(B)보다 질량 기준으로 많이 포함하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링용 그리스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기유는 미국 석유 협회가 정하는 기유 카테고리에서 그룹 III으로 분류되는 정제 광유를 포함하고, 또한 상기 정제 광유의 인화점이 250℃ 이상인 것을 특징으로 하는 구름 베어링용 그리스.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 기유는 탄소수 8~12의 α-올레핀의 3~5량체의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링용 그리스.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    정보 기록 재생 장치의 구름 베어링용인 것을 특징으로 하는 구름 베어링용 그리스.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    전자 기기 제조 장치의 구름 베어링용인 것을 특징으로 하는 구름 베어링용 그리스.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 구름 베어링용 그리스를 구비하는 구름 베어링.
  10. 샤프트와, 제9항에 따른 구름 베어링을 구비하는 구름 베어링 장치.
  11. 제10항에 따른 구름 베어링 장치를 구비하는 정보 기록 재생 장치.
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