KR20130038539A - 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물 및 이를 이용한 ｈｄｄ용 모터 - Google Patents

유체 동압 베어링용 윤활유 조성물 및 이를 이용한 ｈｄｄ용 모터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물 및 이를 이용한 HDD용 모터에 관한 것으로, 본 발명에 따른 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물은 하기 [화학식 1]로 표시되는 알코올; 및 2-에틸부탄산(2-Ethylbutanoic acid);의 에스테르화 반응에 의해 얻어지는 지방족 모노 카르복실산 에스테르를 기유로 포함한다
[화학식 1]
Figure pat00016

(여기서, 상기 n은 6 내지 20인 정수임). 본 발명에 따르면, 실용온도에서 점도가 낮고, 증발 손실이 적으며, 산화안정성도 향상된 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물을 포함하여 HDD용 모터를 제작함으로써, 모터의 장기간 사용에 따른 신뢰성 품질을 향상시킬 수 있다.

Description

유체 동압 베어링용 윤활유 조성물 및 이를 이용한 ＨＤＤ용 모터{Lubricating oil composition for fluid dynamic bearings and HDD motor fabricated by using the same}
본 발명은 점도가 낮고, 증발 손실이 적으며, 산화안정성도 향상된 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물 및 이를 이용한 HDD용 모터에 관한 것이다.
정보 저장 장치 중 하나인 하드 디스크 드라이브(HDD; Hard Disk Drive)는 기록재생헤드(read/write head)를 사용하여 디스크에 저장된 데이터를 재생하거나, 디스크에 데이터를 기록하는 장치이다.
이러한 하드 디스크 드라이브는 디스크를 구동시킬 수 있는 디스크 구동장치가 필요하며, 상기 디스크 구동장치에는 소형의 스핀들 모터가 사용된다.
이러한 소형의 스핀들 모터는 유체 동압 베어링 어셈블리가 이용되고 있으며, 상기 유체 동압 베어링 어셈블리의 샤프트와 슬리브 사이에는 윤활 유체가 개재되어 상기 윤활 유체에서 생기는 유체 압력으로 샤프트를 지지하게 된다.
스핀들 모터의 회전시 윤활 유체가 저온에서 점도가 높으면 모터 회전시 생기는 동력 발생 홈에 대한 윤활 유체의 점성 저항이 커지게 되고 결과적으로 모터의 전력 손실이 커진다.
반대로 모터 회전시 윤활 유체가 고온 영역에서 열팽창 및 점도가 저하되면 지지 역할을 충분히 할 수 없게 되는 문제가 있다.
이런 이유로, 윤활 유체는 저온 영역에서는 낮은 점도로 유지되고, 고온 영역에서는 점도가 저하되지 않는 상반되는 점도의 거동 특성이 요구된다.
이런 점도 특성을 만족시키고자 특정의 에스테르(Ester) 화합물을 주성분으로 하는 기유에 산화방지제나 극압첨가제 등의 물질을 첨가하는 등의 여러 개발이 이루어지고 있다.
그러나, 상기의 여러 첨가제를 사용한 윤활 유체는 초기에는 효과를 보이지만 장기간 사용하면 윤활제가 증발하고 점도 특성이 변하여 이러한 효과를 계속 유지하기는 어렵다.
또한, 모터가 소형화, 고정밀화, 고속 회전화, 저소비 전력화되어 감에 따라 윤활 유체 역시 내열성, 산화안정성, 저증발성 및 마모방지성 등의 특성이 요구되고 있다.
한편, 상기 기유는 저점도화할 경우 증발 손실이 커지는 경향이 있기 때문에, 실용 온도에서 저점도이지만 증발 손실이 억제되는 기유가 요구되는 실정이다.
본 발명은 점도가 낮고, 증발 손실이 적으며, 산화안정성도 향상된 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물 및 이를 이용한 HDD용 모터에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물은 하기 [화학식 1]로 표시되는 알코올; 및 2-에틸부탄산(2-Ethylbutanoic acid);의 에스테르화 반응에 의해 얻어지는 지방족 모노 카르복실산 에스테르를 기유로 포함할 수 있다
Figure pat00001
(여기서, 상기 n은 6 내지 20인 정수임).
상기 지방족 모노 카르복실산 에스테르는 하기 [화학식 3]으로 표시되는 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물일 수 있다
Figure pat00002
(여기서, 상기 m은 6 내지 20인 정수임).
상기 지방족 모노 카르복실산 에스테르는 이소스테아릴 에틸부타노에이트(Isostearyl ethylbutanoate)일 수 있다.
상기 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물은 오일 산화 방지제 0.01 내지 2 중량부를 더 포함할 수 있으며, 상기 오일 산화 방지제는 2,2'-메틸렌-비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀)(2,2'-methylene-bis(4-methyl-6-tert-butylphenol))일 수 있다.
상기 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물은 금속 산화 방지제 0.01 내지 2 중량부를 더 포함할 수 있으며, 상기 금속 산화 방지제는 바륨 디페닐아민-4-설포네이트(Barium diphenylamine-4-sulfonate)일 수 있다.
상기 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물은 내압 방지제 0.01 내지 2 중량부를 더 포함할 수 있으며, 상기 내압 방지제는 트리크레실 포스페이트(Tricresyl Phosphate)일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 HDD용 모터는 하기 [화학식 1]로 표시되는 알코올; 및 2-에틸부탄산(2-Ethylbutanoic acid);의 에스테르화 반응에 의해 얻어지는 지방족 모노 카르복실산 에스테르를 기유로 포함하는 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물을 포함할 수 있다
[화학식 1]
Figure pat00003
여기서, 상기 n은 6 내지 20인 정수임.
상기 지방족 모노 카르복실산 에스테르는 하기 [화학식 3]으로 표시되는 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물일 수 있다
[화학식 3]
Figure pat00004
(여기서, 상기 m은 6 내지 20인 정수임).
상기 지방족 모노 카르복실산 에스테르는 이소스테아릴 에틸부타노에이트(Isostearyl ethylbutanoate)일 수 있다.
상기 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물은 오일 산화 방지제 0.01 내지 2 중량부를 더 포함할 수 있으며, 상기 오일 산화 방지제는 2,2'-메틸렌-비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀)(2,2'-methylene-bis(4-methyl-6-tert-butylphenol))일 수 있다.
상기 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물은 금속 산화 방지제 0.01 내지 2 중량부를 더 포함할 수 있으며, 상기 금속 산화 방지제는 바륨 디페닐아민-4-설포네이트(Barium diphenylamine-4-sulfonate)일 수 있다.
상기 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물은 내압 방지제 0.01 내지 2 중량부를 더 포함할 수 있으며, 상기 내압 방지제는 트리크레실 포스페이트(Tricresyl Phosphate)일 수 있다.
본 발명에 따르면, 실용온도에서 점도가 낮고, 증발 손실이 적으며, 산화안정성도 향상된 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물을 포함하여 HDD용 모터를 제작함으로써, 모터의 장기간 사용에 따른 신뢰성 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리를 포함하는 HDD용 모터를 도시한 개략 단면도.
본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리를 포함하는 HDD용 모터를 도시한 개략 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물(170)은 하기 [화학식 1]로 표시되는 알코올; 및 2-에틸부탄산(2-Ethylbutanoic acid);의 에스테르화 반응에 의해 얻어지는 지방족 모노 카르복실산 에스테르를 기유로 포함할 수 있다
[화학식 1]
Figure pat00005
(여기서, 상기 n은 6 내지 20인 정수임).
이하 상기 구성에 대해 상세히 설명하기로 한다.
상기 [화학식 1]로 표시되는 알코올은 이소알코올(Iso alcohol)이면 특별히 제한되지 않으며, n은 6 내지 20인 정수일 수 있다.
구체적인 예로서, iso-노나놀(iso-nonanol), iso-데칸올(iso-decanol), iso-운데칸올(iso-undecanol), iso-도데칸올(iso-dodecanol), iso-트리데칸올(iso-tridecanol), iso-테트라데칸올(iso-tetradecanol), iso-펜타데칸산(iso-pentadecanol), iso-헥사데칸올(iso-hexadecanol), iso-헵타데칸올(iso-heptadecanol), iso-옥타데칸올(iso-octadecanol), iso-노나데칸올(iso-nonadecanol), iso-이코산올(iso-icosanol), iso-헤니코산올(iso-henicosanol), iso-도코산올(iso-docosanol) 및 iso-트리코산올(iso-tricosanol)일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 [화학식 1]로 표시되는 알코올과 에스테르화 반응을 수행하기 위하여, 산(acid)으로서 2-에틸부탄산(2-Ethylbutanoic acid)을 사용할 수 있다.
상기 2-에틸부탄산(2-Ethylbutanoic acid)의 구조는 하기 [화학식 2]로 표시될 수 있다.
Figure pat00006
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물(170)은 상기 [화학식 1]로 표시되는 알코올과 상기 [화학식 2]로 표시되는 2-에틸부탄산(2-Ethylbutanoic acid)의 에스테르화 반응에 의하여 얻어지는 지방족 모노 카르복실산 에스테르를 기유로 포함할 수 있다.
상기 지방족 모노 카르복실산 에스테르는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어, 총 탄소수가 15 내지 29일 수 있다.
상기 지방족 모노 카르복실산 에스테르는 하기 [화학식 3]으로 표시될 수 있다
[화학식 3]
Figure pat00007
(여기서, 상기 m은 6 내지 20인 정수임).
상기 [화학식 3]으로 표시되는 지방족 모노 카르복실산 에스테르는 특별히 제한되지 않으며, m은 6 내지 20인 정수일 수 있다.
구체적으로, 상기 지방족 모노 카르복실산 에스테르는 이소스테아릴 에틸부타노에이트(Isostearyl ethylbutanoate)일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 이소스테아릴 에틸부타노에이트(Isostearyl ethylbutanoate)는 하기 [화학식 4]로 표시될 수 있다.
[화학식 4]
Figure pat00008

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 지방족 모노 카르복실산 에스테르의 동점도는 -20℃, 25℃ 및 85℃의 점도를 같이 측정할 수 있다.
상기 점도는 Brookfield DB-Ⅲ Rheometer 점도계를 사용하여 측정할 수 있으며, 온도에 따른 경향을 확인하기 위하여 각각의 성분들에 대하여 3가지 온도 구간(-20℃, 25℃ 및 85℃)에서 측정할 수 있다.
상기 3가지 온도 중, -20℃는 일반적인 모터의 신뢰성 테스트에서 저온 보관 온도에 해당하며, 25℃는 모터의 상온 동작 온도에 해당하고, 85℃는 상기 모터의 고온에서의 동작 온도를 의미할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 지방족 모노 카르복실산 에스테르는 DOA(Dioctyl adipate)와 DOS(Dioctyl sebacate) 또는 DOZ(Dioctyl azelate)와의 에스테르반응에 의한 지방족 모노 카르복실산 에스테르보다 점도가 더 낮고, 고온 증발량도 적을 수 있다.
따라서, 상기 지방족 모노 카르복실산 에스테르를 기유로 사용할 경우 낮은 점도를 가지면서 장치의 마찰 손실을 더욱 효과적으로 줄일 수 있으며, 증발량이 적어 고온에서의 안정성이 매우 우수할 수 있다.
상기 지방족 모노 카르복실산 에스테르를 기유로 포함하는 윤활유 조성물은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 하드디스크 드라이브(Hard Disc Drive, HDD)용 모터의 유체 베어링으로 사용하기에 적합할 수 있다.
소형 하드디스크 드라이브의 경우, 전력 소모량이 적어야 하고, 모터의 고속 회전으로 인해 고온에서의 안정성이 매우 중요한 요소일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 윤활유 조성물은 마찰 손실이 적고 고온에서 안정성을 가져 소형 하드디스크의 상기의 조건을 만족시킬 수 있다.
상기 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물은 오일 산화 방지제 0.01 내지 2 중량부를 더 포함할 수 있으며, 상기 오일 산화 방지제는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 2,2'-메틸렌-비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀)(2,2'-methylene-bis(4-methyl-6-tert-butylphenol))일 수 있다.
상기 오일 산화 방지제는 상기 윤활유 조성물의 성능을 저하시키지 않는 범위 내에서 0.01 내지 2 중량부를 포함할 수 있으며, 0.01 중량부 미만의 경우에는 산화 방지제를 첨가한 효과가 미비할 수 있으며, 2 중량부를 초과하는 경우에는 상기 윤활유 조성물의 성능을 저하시킬 수 있다.
또한, 상기 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물은 금속 산화 방지제 0.01 내지 2 중량부를 더 포함할 수 있으며, 상기 금속 산화 방지제는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 바륨 디페닐아민-4-설포네이트(Barium diphenylamine-4-sulfonate)일 수 있다.
상기 금속 산화 방지제의 첨가량이 0.01 중량부 미만의 경우 산화 안정의 효과가 미비할 수 있으며, 2 중량부를 초과하는 경우 상기 윤활유 조성물의 성능을 저하시킬 수 있으므로, 그 첨가량은 0.01 내지 2 중량부의 범위내 일 수 있다.
상기 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물은 내압 방지제 0.01 내지 2 중량부를 더 포함할 수 있으며, 상기 내압 방지제는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 트리크레실 포스페이트(Tricresyl Phosphate)일 수 있다.
상기 내압 방지제의 첨가량이 0.01 중량부 미만의 경우 내압 방지의 효과가 미비할 수 있으며, 2 중량부를 초과하는 경우 상기 윤활유 조성물의 성능을 저하시킬 수 있으므로, 그 첨가량은 0.01 내지 2 중량부의 범위내 일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 HDD용 모터는 하기 [화학식 1]로 표시되는 알코올; 및 2-에틸부탄산(2-Ethylbutanoic acid);의 에스테르화 반응에 의해 얻어지는 지방족 모노 카르복실산 에스테르를 기유로 포함하는 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물을 포함할 수 있다
[화학식 1]
Figure pat00009
여기서, 상기 n은 6 내지 20인 정수임.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 HDD용 모터에 대하여 자세히 설명하되, 상술한 본 발명의 일 실시예에서의 설명과 중복되는 부분은 생략하도록 한다.
상기 HDD용 모터(400)는 고정부재(120,140)와 회전부재(110,130,212) 사이에 오일 실링부(160)가 형성될 수 있으며, 특히, 슬리브(sleeve)(120), 스러스트(thrust) 플레이트(130) 및 캡(cap)(140) 사이에 형성될 수 있다.
상기 캡(140)은 상기 스러스트 플레이트(130) 상측에서 압입되어 상기 스러스트 플레이트(130) 사이에서 윤활 유체가 실링되도록 하는 부재이며, 상기 스러스트 플레이트(130)와 상기 슬리브(120)에 압입되도록 외경방향으로 원주방향의 홈이 형성될 수 있다.
상기 캡(140)은 윤활 유체가 실링되도록 하기 위해 하면에 돌출부가 형성될 수 있으며, 이는 모터 구동시 윤활 유체가 외부로 누설되는 것을 방지하기 위해 모세관 현상 및 윤활 유체의 표면 장력을 이용한 것이다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 HDD용 모터(400)는 샤프트(110), 슬리브(120), 스러스트 플레이트(130), 캡부재(140) 및 오일 실링부(160)를 포함할 수 있다.
상기 슬리브(120)는 상기 샤프트(110)의 상단이 축방향 상측으로 돌출되도록 상기 샤프트(110)를 지지할 수 있으며, Cu 또는 Al을 단조하거나, Cu-Fe계 합금 분말 또는 SUS계 분말을 소결하여 형성될 수 있다.
여기서, 상기 샤프트(110)는 상기 슬리브(120)의 축공과 미소 간극을 가지도록 삽입되고, 상기 미소 간극에는 윤활 유체가 충전되며 상기 샤프트(110)의 외경 및 상기 슬리브(120)의 내경 중 적어도 하나에 형성되는 래디얼 동압홈에 의해 상기 로터(200)의 회전을 더 부드럽게 지지할 수 있다.
상기 래디얼 동압홈은 상기 슬리브(120)의 축공의 내부인 상기 슬리브(120)의 내측면에 형성되며, 상기 샤프트(110)의 회전 시에 한쪽으로 편향되도록 압력을 형성시킬 수 있다.
다만, 상기 래디얼 동압홈은 상기 언급한 바와 같이 상기 슬리브(120)의 내측면에 마련되는 것에 한정하지 않으며, 상기 샤프트(110)의 외경부에 마련되는 것도 가능하며, 개수도 제한이 없다는 것을 밝혀둔다.
상기 슬리브(120)에는 슬리브(120)의 상부와 하부를 연통하도록 형성되는 바이패스 채널(125)를 구비하여, 유체 동압 베어링 어셈블리(100) 내부의 윤활 유체의 압력을 분산시켜 평형을 유지할 수 있도록 할 수 있으며, 상기 유체 동압 베어링 어셈블리(100) 내부에 존재하는 기포 등을 순환에 의해 배출되도록 이동시킬 수 있다.
여기서, 상기 슬리브(120) 하부에는 간극을 유지한 상태로 상기 슬리브(120)와 결합하며, 상기 간극에는 윤활 유체를 수용하는 커버플레이트(150)가 결합될 수 있다.
상기 커버플레이트(150)는 상기 슬리브(120) 사이의 간극에 윤활 유체를 수용하여 그 자체로서 상기 샤프트(110)의 하면을 지지하는 베어링으로서의 기능을 수행할 수 있다.
스러스트 플레이트(130)는 상기 슬리브(120)의 축방향 상부에 배치되며, 중앙에 샤프트(110)의 단면에 상응하는 홀을 구비하여, 이 홀에 상기 샤프트(110)가 삽입될 수 있다.
이때, 상기 스러스트 플레이트(130)는 별도로 제조되어 상기 샤프트(110)와 결합할 수도 있으나, 제조시부터 상기 샤프트(110)와 일체로 형성될 수도 있으며, 상기 샤프트(110)의 회전 운동시 상기 샤프트(110)를 따라 회전 운동하게 된다.
또한, 상기 스러스트 플레이트(130)의 상면에는 상기 샤프트(110)에 스러스트 동압을 제공하는 스러스트 동압홈이 형성될 수 있다.
상기 스러스트 동압홈은 상기 언급한 바와 같이 상기 스러스트 플레이트(130)의 상면에 형성되는 것에 한정하지 않으며 상기 스러스트 플레이트(130)의 하면에 대응되는 슬리브(120)의 상면에도 형성될 수 있다.
스테이터(300)는 코일(320), 코어(330) 및 베이스 부재(310)를 포함할 수 있다.
다시 말하면, 상기 스테이터(300)는 전원인가 시 일정크기의 전자기력을 발생시키는 코일(320) 및 상기 코일(320)이 권선되는 복수개의 코어(330)를 구비하는 고정 구조물일 수 있다.
상기 코어(330)는 패턴회로가 인쇄된 인쇄회로기판(미도시)이 구비되는 베이스 부재(310)의 상부에 고정 배치되고, 상기 권선코일(320)과 대응하는 베이스 부재(310)의 상부면에는 상기 권선코일(320)을 하부로 노출시키도록 일정크기의 코일공이 복수개 관통형성될 수 있으며, 상기 권선코일(320)은 외부전원이 공급되도록 상기 인쇄회로기판(미도시)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 베이스 부재(310)는 상기 슬리브(120)의 외주면에 압입되어 고정되고, 그 내부에 상기 코일(320)이 권선되는 코어(330)가 삽입될 수 있다.
또한, 상기 베이스 부재(310) 및 상기 슬리브(120)는 상기 베이스 부재(310)의 내면 혹은 상기 슬리브(120)의 외면에 접착제를 도포하여 서로 조립될 수 있다.
로터(200)는 상기 스테이터(300)에 대하여 회전 가능하게 구비되는 회전 구조물이며, 상기 코어(330)와 일정 간격을 두고 서로 대응되는 환고리형의 마그네트(220)를 외주면에 구비하는 로터 케이스(210)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 마그네트(220)는 원주방향으로 N극, S극이 교대로 착자되어 일정 세기의 자기력을 발생시키는 영구자석으로 구비될 수 있다.
여기서, 상기 로터 케이스(210)는 샤프트(110)의 상단에 압입되어 고정되도록 하는 허브베이스(212) 및 상기 허브베이스(212)에서 외경방향으로 연장되고 축방향 하측으로 절곡되어 상기 마그네트(220)를 지지하는 마그네트 지지부(214)로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 HDD용 모터는 상기 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물(170)을 포함함으로써, 낮은 점도를 가지면서 장치의 마찰 손실을 더욱 효과적으로 줄일 수 있으며, 증발량이 적어 고온에서의 안정성이 매우 우수할 수 있다.
또한, 실용온도에서 점도가 낮고, 증발 손실이 적으며, 산화안정성도 향상된 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물을 포함하여 HDD용 모터를 제작함으로써, 모터의 장기간 사용에 따른 신뢰성 품질을 향상시킬 수 있다.
상기 HDD용 모터(400)의 제조방법은 상기 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물(170)을 포함하는 것을 제외하고는 일반적인 제조방법과 동일할 수 있다.
이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 이에 의해 제한되는 것은 아니다.
(실시예)
실시예 1은 이소스테아릭 알코올(Isostearic alcohol)과 2-에틸부탄산(2-Ethylbutanoic acid)을 반응시켜 이소스테아릴 에틸부타노에이트(Isostearyl ethylbutanoate)를 합성하였다.
상기 반응의 조건은 알코올과 산을 반응기에 넣고 200℃의 온도에서 24시간 동안 반응하였으며, 상기 반응 후 정제하는 공정을 수행하였다.
상기 이소스테아릴 에틸부타노에이트(Isostearyl ethylbutanoate)는 전체 무게비로 약 95 wt%의 비율을 차지하고 있고, 나머지 5 wt%는 기타 특성을 향상시키기 위한 첨가제를 추가하였다.
구체적으로, 오일의 산화방지를 위하여 2,2'-methylene-bis(4-methyl-6-tert-butylphenol)을 2 wt% 첨가하였고, 내압방지제로서 트리크레실 포스페이트(Tricresyl Phosphate)를 2 wt% 첨가하였다.
또한, 오일과 접촉하는 금속 표면의 산화 방지를 위하여 바륨 디페닐아민-4-설포네이트(Barium diphenylamine-4-sulfonate)를 1 wt% 첨가하였다.
(비교예 1, 2)
비교예 1은 디옥틸세바케이트(Dioctyl Sebacate, DOS)와 디옥틸아디페이트(Dioctyl adipate, DOA)의 에스테르화 반응에 의해 윤활유 조성물을 제조하였고, 비교예 2는 디옥틸아젤레이트(Dioctyl azelate, DOZ)와 디옥틸아디페이트(Dioctyl adipate, DOA)의 에스테르화 반응에 의해 윤활유 조성물을 제조하였으며, 그외의 첨가제 종류 및 함량은 실시예와 동일하였다.
상기 비교예 1 및 2의 에스테르는 하기 [화학식 5] 및 [화학식 6]으로 표시될 수 있다.
[화학식 5]
Figure pat00010
[화학식 6]
Figure pat00011

아래의 [표 1]은 상기 실시예 및 비교예에 따른 윤활유 조성물의 성능을 비교하기 위한 점도와 신뢰성을 비교하기 위한 증발량을 측정하여 비교한 것이다.
상기 점도는 Brookfield DB-Ⅲ Rheometer 점도계를 사용하여 측정하였으며, 온도에 따른 경향을 확인하기 위하여 각각의 성분들에 대하여 3가지 온도 구간(-20℃, 25℃ 및 85℃)에서 측정하였다.
증발량 측정은 각 성분들을 포함하는 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물을 SUS 재질의 증발 접시에 5g씩 담아서 100℃의 항온조에 넣어서 실험을 수행하였다.
실험 시간은 144시간(6일)동안 진행하였고, 증발 접시에 상기 윤활유 조성물을 담은 초기 무게와 100℃, 144시간 경과 후의 무게를 측정하여 증발량을 비교하였다.
구 분 점도(cP) 증발량(wt%)
(100℃, 144h)
-20℃ 25℃ 85℃
실시예 1 151.2 12.5 2.84 5.8
비교예 1 167.9 14.0 3.49 6.8
비교예 2 160.4 13.4 3.30 7.1
상기 [표 1]을 참조하면, 본 발명에 따른 윤활유 조성물(실시예 1)은 디옥틸세바케이트(Dioctyl Sebacate, DOS)와 DOA(Dioctyl adipate)의 에스테르화 반응에 의한 윤활유 조성물(비교예 1) 및 DOZ(Dioctyl azelate)와 DOA(Dioctyl adipate)의 에스테르화 반응에 의한 윤활유 조성물(비교예 2)에 비해서 점도도 낮으며, 증발량 역시 적다는 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 실용온도에서 점도가 낮고, 증발 손실이 적으며, 산화안정성도 향상된 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물을 포함하여 HDD용 모터를 제작함으로써, 모터의 장기간 사용에 따른 신뢰성 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
100: 유체 동압 베어링 어셈블리 110: 샤프트
120: 슬리브 125: 바이패스 채널
130: 스러스트 플레이트 140: 캡부재
150: 커버플레이트 160: 오일실링부
170: 윤활유 조성물
200: 로터 210: 로터케이스
212: 허브 214: 마그네트 지지부
220: 마그네트 300: 스테이터 310: 베이스 부재 320: 권선 코일
330: 코어 400: 모터

Claims (18)

  1. 하기 [화학식 1]로 표시되는 알코올; 및
    2-에틸부탄산(2-Ethylbutanoic acid);의 에스테르화 반응에 의해 얻어지는 지방족 모노 카르복실산 에스테르를 기유로 포함하는 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물,
    [화학식 1]
    Figure pat00012

    여기서, 상기 n은 6 내지 20인 정수임.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지방족 모노 카르복실산 에스테르는 하기 [화학식 3]으로 표시되는 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물,
    [화학식 3]
    Figure pat00013

    여기서, 상기 m은 6 내지 20인 정수임.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지방족 모노 카르복실산 에스테르는 이소스테아릴 에틸부타노에이트(Isostearyl ethylbutanoate)인 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물은 오일 산화 방지제 0.01 내지 2 중량부를 더 포함하는 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 오일 산화 방지제는 2,2'-메틸렌-비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀)(2,2'-methylene-bis(4-methyl-6-tert-butylphenol))인 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물은 금속 산화 방지제 0.01 내지 2 중량부를 더 포함하는 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 금속 산화 방지제는 바륨 디페닐아민-4-설포네이트(Barium diphenylamine-4-sulfonate)인 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물은 내압 방지제 0.01 내지 2 중량부를 더 포함하는 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 내압 방지제는 트리크레실 포스페이트(Tricresyl Phosphate)인 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물.
  10. 하기 [화학식 1]로 표시되는 알코올; 및
    2-에틸부탄산(2-Ethylbutanoic acid);의 에스테르화 반응에 의해 얻어지는 지방족 모노 카르복실산 에스테르를 기유로 포함하는 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물을 포함하는 HDD용 모터,
    [화학식 1]
    Figure pat00014

    여기서, 상기 n은 6 내지 20인 정수임.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 지방족 모노 카르복실산 에스테르는 하기 [화학식 3]으로 표시되는 HDD용 모터,
    [화학식 3]
    Figure pat00015

    여기서, 상기 m은 6 내지 20인 정수임.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 지방족 모노 카르복실산 에스테르는 이소스테아릴 에틸부타노에이트(Isostearyl ethylbutanoate)인 HDD용 모터.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물은 오일 산화 방지제 0.01 내지 2 중량부를 더 포함하는 HDD용 모터.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 오일 산화 방지제는 2,2'-메틸렌-비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀)(2,2'-methylene-bis(4-methyl-6-tert-butylphenol))인 HDD용 모터.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물은 금속 산화 방지제 0.01 내지 2 중량부를 더 포함하는 HDD용 모터.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 금속 산화 방지제는 바륨 디페닐아민-4-설포네이트(Barium diphenylamine-4-sulfonate)인 HDD용 모터.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 유체 동압 베어링용 윤활유 조성물은 내압 방지제 0.01 내지 2 중량부를 더 포함하는 HDD용 모터.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 내압 방지제는 트리크레실 포스페이트(Tricresyl Phosphate)인 HDD용 모터.
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