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【発明の名称】 潤滑剤
【発明者】 【氏名】山口俊一郎

【氏名】三浦秀司

【要約】 【課題】銅とSUSの両方に対しても防錆性を有し、かつ長期間使用しても潤滑性が低下しない潤滑剤を提供する。

【解決手段】40℃で液体である電解質、pH調整剤および防錆剤からなり、25℃におけるpHが8.0〜11.0であることを特徴とする潤滑剤であって、pH調整剤が、アルキルアミンである潤滑剤。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
40℃で液体である電解質(A)、pH調整剤(B)および防錆剤(C)からなり、25℃におけるpHが8.0〜11.0の潤滑剤であって、該pH調整剤(B)が、下記一般式(1)で表されるアミン化合物であることを特徴とする潤滑剤。
【化1】


[式(1)中、R1は水酸基で置換されていてもよい炭素数1〜20のアルキル基、R2とR3は、それぞれ独立に水酸基で置換されていてもよい炭素数1〜20のアルキル基または水素原子である。]
【請求項2】
該電解質(A)が、下記一般式(2)で表されるアミジニウムカチオン(a1)および/または下記一般式(3)で表されるアミジニウムカチオン(a2)と、アニオン(b)との塩である請求項1記載の潤滑剤。
【化2】


【化3】


[式(2)および式(3)中、R4は水酸基で置換されていてもよい炭素数1〜20のアルキル基または水素原子である。R5は、アルコキシ基、水酸基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシル基もしくはフォルミル基で置換されていてもよい、炭素数1〜10のアルキル基であり、これらは同一または異なっていてもよい。さらにR4およびR5の一部または全部は、それらの2〜4個が相互に結合して2〜4価の基となり、窒素原子と共に複素環を形成していてもよい。]
【請求項3】
該防錆剤(C)が、N−N結合、N=N結合、N−C−N結合、N=C−N結合、N−C−S結合、N=C−S結合、N−C=S結合およびC(=S)−S結合からなる群から選ばれる1種以上の結合を分子内に有する化合物(C1)および/または芳香環に直接付いたアミド結合を分子内に有する化合物(C2)である請求項1または2記載の潤滑剤。
【請求項4】
該化合物(C1)が、トリアゾールまたはアルキル置換トリアゾールである請求項3記載の潤滑剤。
【請求項5】
該化合物(C2)が、下記一般式(4)で表される化合物である請求項4記載の潤滑剤。
【化4】


[式(4)中、R6は炭素数1〜20のアルキル基であり、Q+は1級アミンカチオン、2級アミンカチオン、3級アミンカチオンまたは4級アンモニウムカチオンである。]
【請求項6】
潤滑剤中の該電解質(A)の含有量が70〜99.98重量%、該pH調整剤(B)の含有量が0.01〜20重量%、該防錆剤(C)の含有量が0.01〜10重量%である請求項1〜5いずれか記載の潤滑剤。
【請求項7】
該電解質(A)の水に対する溶解度が、(A)100重量部に対して水20重量部以下である請求項1〜6いずれか記載の潤滑剤。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、潤滑剤に関する。さらに詳しくは、流体軸受装置に使用される潤滑剤に関する。
【背景技術】
【0002】
HDDなどに使用されるスピンドルモータには、処理スピードの高速化から、年々、高速回転が要求されるようになってきている。
従来のスピンドルモータには玉軸受に代表される転がり軸受が使用されてきたが、性能及びコスト面から非接触型の流体軸受が用いられるようになってきている。この流体軸受の高速回転時の性能(主に回転トルク)は、用いられる潤滑剤の粘度によって定まることが多く、低粘度であるほど高速回転時の回転トルクは低くなる傾向にある。
一方、これらの潤滑剤は、使用時に高温にさらされるため、蒸発損失や引火点を抑える必要がある。 これらの潤滑剤としては、炭化水素系液体潤滑剤やエステル油が提案されている(特許文献1〜3参照)。しかしながら、これらの潤滑剤では、比較的粘度が高いため潤滑特性が不十分であり、高温での蒸発損失および引火性などにおいて満足できないものであり、改良が必要とされていた。
【0003】
ところで、スピンドルモーターの性能は、潤滑剤の潤滑特性だけでなくその防錆性によっても大きく影響を受ける。いくら潤滑特性は良くても、防錆性が不十分であれば、軸受を腐食し、密着性等が不十分となり、耐久性が著しく低下し問題となる。
発明者らは、先に、粘度が低く高温での蒸発損失および引火性のない潤滑剤として、40℃で液状である電解質を使用することを見いだした(特許文献4)。その際、トリアゾール系の防錆剤とpH調整剤を添加することにより、銅、ステンレス(SUS)の両方に対する防錆効果を認めた(実施例1〜3)。
近年、ハードディスクのさらなる高容量化に伴い、スピンドルモーターに使用される潤滑油に対して耐久性のさらなる向上が求められている。具体的には、先述の防錆性に加えて、長期間の潤滑性を維持するために、潤滑剤が高温に長期間さらされても劣化しないことが求められている。先述の潤滑剤では、潤滑剤中のpH調整剤によって、40℃で液状である電解質が一部分解され、高温で長期間の潤滑性の維持ができないことが実験により判明した。
【特許文献1】特開平11−172267号公報
【特許文献2】特開2001−240885号公報
【特許文献3】特開2002−146374号公報
【特許文献4】特願2007−15969
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
そこで、本発明は、銅とSUSの両方に対して優れた防錆性を有し、かつ長期間使用しても潤滑性が低下しない潤滑剤を提供することを目的とする。すなわち、部材である銅およびSUSを腐食せず、潤滑剤の経変が少ないため、長期間使用しても軸受の劣化がおこりにくい潤滑剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記の目的を達成するために鋭意検討の結果、本発明に至った。
本発明は、銅、SUSに対する防錆性を併せ持ち、かつ長期間使用しても安定な潤滑剤である。
すなわち、本発明は、40℃で液体である電解質、特定のpH調整剤および防錆剤からなる潤滑剤であり、25℃におけるpHが8.0〜11.0であることを特徴とする潤滑剤である。
本発明によって、銅およびSUS両方に対する防錆性を可能とし、長期間使用しても安定な潤滑剤となり、上記の課題を解決することができる。
【発明の効果】
【0006】
このように、本発明に係る潤滑剤は、長期間使用しても安定で潤滑性を低下させることが無い。また、銅およびSUS両方に対する防錆性があるので、軸受部材を腐食しない。さらに、粘度が低く、高温での蒸発損失が少ないといった性質を有しているため、特に高速回転を必要とする回転機器にも対応できる潤滑剤を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
本発明は、40℃で液体である電解質(A)、pH調整剤(B)および防錆剤(C)からなる潤滑剤であり、25℃におけるpHが8.0〜11.0であることを特徴とする潤滑剤である。そして、前記pH調整剤(B)は下記一般式(1)で表される、一部が水酸基で置換されていてもよいアルキルアミンであることを特徴とする。
【0008】
【化1】


【0009】
[式(1)中、R1は水酸基で置換されていてもよい炭素数1〜20のアルキル基、R2とR3は、それぞれ独立に水酸基で置換されていてもよい炭素数1〜20のアルキル基または水素原子である。]
【0010】
本発明の潤滑剤は、40℃で液体である電解質(A)に、主に銅などの非鉄金属に対する防錆剤(C)と、潤滑剤全体のpHを調整してSUSに対しての防錆効果を高めるための、電解質との相溶性のよいpH調整剤(B)を含有させたものである。
【0011】
本発明において、銅に対する防錆性は防錆剤(C)の添加により向上させる一方、潤滑剤のpHは、特にSUSに対する防錆性の観点で非常に重要である。すなわち、SUSに対して有効な、特定の化学構造の防錆剤を選定して添加するのではなく、潤滑剤全体のpHをコントロールすることにより、SUSに対する防錆性を向上させたことが特長である。
本発明の潤滑剤のpHは25℃において8.0〜11.0であり、SUSに対する防錆性の観点から好ましくは8.1〜11.0、さらに好ましくは9.0〜10.0、特に好ましくは9.1〜10.0である。pHが下限未満の場合、SUSに対する防錆性が著しく低下し好ましくない。一方、pHが上限を超えると、銅に対する防錆性が著しく低下し好ましくない。
【0012】
また、本発明においてpH調整剤(B)は、SUSに対する防錆性を確保するために潤滑剤全体のpHを調整する役割を担う以外に、電解質を分解しないことが重要である。
pH調整剤として分子内に水酸基を含む化合物を用いた場合、電解質のホフマン分解が起き、ベータ位のプロトンが脱離し、最終的に3級アミンが生成する。電解質が分解されると粘度が上昇するなど、潤滑剤の潤滑性能が低下して好ましくない。
この目的を達成するpH調整剤(B)としては、下記一般式(1)で表される、一部が水酸基で置換されていてもよいアルキルアミンが挙げられる。
【0013】
【化2】


【0014】
[式(1)中、R1は水酸基で置換されていてもよい炭素数1〜20のアルキル基、R2とR3は、それぞれ独立に水酸基で置換されていてもよい炭素数1〜20のアルキル基または水素原子である。]
【0015】
1〜R3の水酸基で置換されていてもよいアルキル基の炭素数は通常1〜20、好ましくは1〜12である。1級アミン、2級アミン、3級アミンのいずれでもよく、耐熱性の観点から沸点が120℃以上であるアミンが好ましい。
【0016】
本発明のpH調整剤(B)として具体的には、1級アミン(メチルアミン、エチルアミン、モノエタノールアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、オクチルアミン、ラウリルアミンなど)、2級アミン(ジメチルアミン、ジエチルアミン、メチルエチルアミン、ジエタノールアミン、ジブチルアミンなど)、3級アミン(トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミンなど)が挙げられる。
耐熱性の観点から、シクロヘキシルアミン、オクチルアミン、ラウリルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンが好ましい。
【0017】
本発明における電解質(A)とは、カチオン(a)とアニオン(b)からなる塩であり、40℃で液体である性質を持っている塩、いわゆるイオン液体と呼ばれる塩である。
従って、この潤滑剤が使用される軸受け装置が保温される状態で使用される場合は、特に40℃におけるイオン性液体には限られず、それ以上の温度でイオン性液体の性質を示す塩も本発明の電解質(A)として使用できる。
【0018】
本発明の電解質(A)を構成するカチオン(a)としては、下記一般式(2)で表されるアミジニウムカチオン(a1)、下記一般式(3)で表されるアミジニウムカチオン(a2)、ピリジニウムカチオン、ピラゾリウムカチオン、ピペリジンカチオン、モルホリンカチオン、ピペラジンカチオンおよびピロールカチオンなどの第4級アンモニウムカチオン;ホスフォニウムカチオン、並びにスルホニウムカチオンなどの第4級オニウムカチオンなどが挙げられ、2種以上の混合物であってもよい。
【0019】
【化3】


【0020】
【化4】


【0021】
[式(2)および式(3)中、R4は水酸基で置換されていてもよい炭素数1〜20のアルキル基または水素原子である。R5は、アルコキシ基、水酸基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシル基もしくはフォルミル基で置換されていてもよい、炭素数1〜10のアルキル基であり、これらは同一または異なっていてもよい。さらにR4およびR5の一部または全部は、それらの2〜4個が相互に結合して2〜4価の基となり、窒素原子と共に複素環を形成していてもよい。]
【0022】
上記一般式(2)で示されるアミジニウムカチオン(a1)の具体例としては、下記に例記するようなカチオンが挙げられる。
(a1)イミダゾリニウムカチオン
1,2,3−トリメチルイミダゾリニウム、1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリニウム、1,3,4−トリメチル−2−エチルイミダゾリニウム、1,3−ジメチル−2,4−ジエチルイミダゾリニウム、1,2−ジメチル−3,4−ジエチルイミダゾリニウム、1−メチル−2,3,4−トリエチルイミダゾリニウム、1,2,3,4−テトラエチルイミダゾリニウム、1,3−ジメチル−2−エチルイミダゾリニウム、1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリニウム、1,2,3−トリエチルイミダゾリニウム、1,1−ジメチル−2−ヘプチルイミダゾリニウム、1,1−ジメチル−2−(−2’ヘプチル)イミダゾリニウム、1,1−ジメチル−2−(−3’ヘプチル)イミダゾリニウム、1,1−ジメチル−2−(−4’ヘプチル)イミダゾリニウム、1,1−ジメチル−2−ドデシルイミダゾリニウム、1,1−ジメチルイミダゾリニウム、1,1,2−トリメチルイミダゾリニウム、1,1,2,4−テトラメチルイミダゾリニウム、1,1,2,5−テトラメチルイミダゾリニウム、1,1,2,4,5−ペンタメチルイミダゾリニウムなど。
【0023】
上記一般式(3)で示されるアミジニウムカチオン(a2)の具体例としては、下記に例記するようなカチオンが挙げられる。
(a2−1)イミダゾリウムカチオン
1,3−ジメチルイミダゾリウム、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム、1,3−ジエチルイミダゾリウム、1,2,3−トリメチルイミダゾリウム、1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリウム、1,3,4−トリメチル−2−エチルイミダゾリウム、1,3−ジメチル−2,4−ジエチルイミダゾリウム、1,2−ジメチル−3,4−ジエチルイミダゾリウム、1−メチル−2,3,4−トリエチルイミダゾリウム、1,2,3,4−テトラエチルイミダゾリウム、1,3−ジメチル−2−エチルイミダゾリウム、1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウム、1,2,3−トリエチルイミダゾリウム、1,1−ジメチル−2−ヘプチルイミダゾリウム、1,1−ジメチル−2−(−2’ヘプチル)イミダゾリウム、1,1−ジメチル−2−(−3’ヘプチル)イミダゾリウム、1,1−ジメチル−2−(−4’ヘプチル)イミダゾリウム、1,1−ジメチル−2−ドデシルイミダゾリウム、1,1−ジメチルイミダゾリウム、1,1,2−トリメチルイミダゾリウム、1,1,2,4−テトラメチルイミダゾリウム、1,1,2,5−テトラメチルイミダゾリウム、1,1,2,4,5−ペンタメチルイミダゾリウムなど。
【0024】
(a2−2)テトラヒドロピリミジニウムカチオン
1,3−ジメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジニウム、1,2,3−トリメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジニウム、1,2,3,4−テトラメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジニウム、1,2,3,5−テトラメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジニウム、8−メチル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウム、5−メチル−1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネニウム、8−エチル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウム、5−エチル−1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネニウムなど。
【0025】
これらのカチオン(a)のうちで好ましいのは(a2−1)イミダゾリウムカチオン及び(a2−2)テトラヒドロピリミジニウムカチオンであり、さらに好ましいのは、1、3−ジメチルイミダゾリウム、1,3−ジエチルイミダゾリウム、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム、1、2、3−トリメチルイミダゾリウムであり、特に好ましいものは、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムである。
【0026】
本発明の電解質(A)を構成するアニオン(b)としては、公知のアニオンが使用でき、例えば下記に例示する酸から水素原子を除いたアニオンである。アニオンは2種以上の混合物であってもよい。
【0027】
(b1)無機強酸:
フッ酸、塩酸、硫酸、燐酸、HClO4、HBF4、HPF6、HAsF6、HSbF6、フ
ルオロスルホン酸等;
(b2)ハロゲン原子含有アルキル基置換無機強酸(アルキル基の炭素数1〜30):
HBFn(CF34-n、HPFn(CF36-n、トリフルオロメタンスルホン酸、ペンタフルオロエタンスルホン酸、ヘプタフルオロプロパンスルホン酸、トリクロロメタンスルホン酸、ペンタクロロプロパンスルホン酸、ヘプタクロロブタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、ペンタフルオロプロピオン酸、ペンタフルオロブタン酸、トリクロロ酢酸、ペンタクロロプロピオン酸およびヘプタクロロブタン酸等;
(b3)ハロゲン原子含有スルホニルイミド(炭素数1〜30):
ビス(フルオロメチルスルホニル)イミド、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドおよびビス(フルオロスルホニル)イミド等;
(b4)ハロゲン原子含有スルホニルメチド(炭素数3〜30):
トリス(トリフルオロメチルスルホニル)メチド等;
(b5)ハロゲン原子含有カルボン酸アミド(炭素数2〜30):
ビス(トリフルオロアセト)アミド等;
(b6)ニトリル基含有イミド:
HN(CN)2等;
(b7)ニトリル含有メチド:
HC(CN)3等;
(b8)炭素数1〜30のハロゲン原子含有アルキルアミン:
HN(CF32
(b9)チオシアン酸等
【0028】
これらのうちで好ましいものは、(b2)ハロゲン原子含有アルキル基置換無機強酸および(b3)ハロゲン原子含有スルホニルイミドであり、さらに好ましいのはビス(フルオロスルホニル)イミド、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、トリフルオロメチル硼フッ化水素酸、およびトリス(トルフルオロメチル)硼フッ化水素酸である。
特に好ましいのは、トリフルオロメチル硼フッ化水素酸、およびトリス(トルフルオロメチル)硼フッ化水素酸である。
【0029】
本発明における電解質(A)は、(a1)または(a2)と(b)との組み合わせの塩が好ましく、具体例としては、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムカチオンとビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドアニオンからなる電解質、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムカチオンとビス(フルオロスルホニル)イミドアニオンからなる電解質、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムカチオンとビス(フルオロメチルスルホニル)イミドアニオンからなる電解質、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムカチオンとBF4アニオンからなる電解質、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム
カチオンとBF3(CF3)アニオンからなる電解質、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムカチオンとBF2(CF32アニオンからなる電解質、1−エチル−3−メチルイミ
ダゾリウムカチオンとBF3(C25)アニオンからなる電解質、1−エチル−3−メチ
ルイミダゾリウムカチオンとBF3(C49)アニオンからなる電解質、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムカチオンとN(CN)2アニオンからなる電解質、1−エチル−
3−メチルイミダゾリウムカチオンとC(CN)3アニオンからなる電解質、1−エチル
−3−メチルイミダゾリウムカチオンとトリフルオロメタンスルホン酸アニオンからなる電解質、1,3−ジメチルイミダゾリウムカチオンとビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドアニオンからなる電解質、1,3−ジエチルイミダゾリウムカチオンとビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドアニオンからなる電解質、1−エチル−3−ブチルイミダゾリウムカチオンとビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドアニオンからなる電解質、1−(2,2,2−トリフルオロエチル)−3−メチルイミダゾリウムカチオンとビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドアニオンからなる電解質、1−メトキシエチル−3−メチルイミダゾリウムカチオンとビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドアニオンからなる電解質、1,2−ジメチル−3−エチルイミダゾリウムカチオンとビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドアニオンからなる電解質などが挙げられる。
【0030】
本発明において電解質(A)の製造方法は特に限定されないが、例えば、J.Am.Chem.Soc.,69,2269(1947)、米国特許第4892944号などに記載の方法(3級アミンを炭酸エステルで4級化後、塩交換する方法)などが挙げられる。
電解質(A)を形成するカチオンが第4級アンモニウムカチオンである場合の主な製造方法を以下に例示する
【0031】
製造方法(1)
第3級アミン(第4級アンモニウムカチオン形成する前の第3級アミン)と同当量以上(例えば1.1〜5.0当量)の炭酸ジアルキルエステル(例えば炭酸ジメチル、炭酸ジエチル)を、溶媒(例えば、メタノール)の存在下または非存在下で、反応温度80〜200℃、好ましくは100〜150℃で反応させて第4級アンモニウム塩を形成し、さらに前記のアニオンを形成する酸を添加(第4級アンモニウムの当量に基づいて0.9〜1.0当量)し、10〜50℃で1時間撹拌して塩交換する。溶媒を80〜120℃で減圧留去して、目的の第4級アンモニウム塩を得る。
ここで、第3級アミンとしては、目的の第4級アンモニウムカチオンが上記のアミジニウムカチオン(a1)である場合は、例えば1,2−ジメチルイミダゾール、1−メチルイミダゾール、1−エチルイミダゾールなどが挙げられる。
【0032】
製造方法(2)
第3級アミンを、同当量以上のハロゲン化アルキルでアルキル化して得られた第4級アンモニウム塩の極性溶媒(例えばアセトニトリル)による溶液(20〜70重量%)に、前記の酸のアルカリ金属塩(ナトリウム塩またはカリウム塩など)を加え(第4級アンモニウム塩/塩の当量比で例えば1/1〜1/1.5)、室温で約2時間撹拌混合する。生成した塩の沈殿物を遠心分離により除去し、上層中の溶媒を減圧留去して、目的の第4級アンモニウム塩を得る。
【0033】
一般的に、潤滑剤は、使用中に吸湿あるいは含水すると粘度や体積が大きく変化し易く、かつ腐食や錆を発生するおそれがあるため、本発明の主成分である電解質(A)は、吸湿性が少なく、電解質への水の溶解度が少ない方が好ましい。
本発明における電解質(A)100重量部への水の溶解度は、20重量部以下であることが好ましい。さらに好ましくは15重量部以下、特に好ましくは12重量部以下である。
【0034】
本発明における電解質100重量部への水の溶解度(W)は以下の方法で測定することができる。
200mlのビーカーに、電解質(A)に対して等重量の水を入れて、25℃で1時間攪拌(櫂型攪拌羽根で200rpm)した後、24時間静置することにより電解質相(非水相)と水相に分液させる。電解質相を取り出し、JIS K2275に記載された方法で水分(CW)(%)を測定する。
本発明で規定する溶解度(W)はこの水分(CW)(%)と一致する。
【0035】
本発明のもう1つの必須成分である防錆剤(C)は、銅に対して防錆効果を持つとされている公知の防錆剤であれば、特に限定するものではない。
好ましくは、N−N結合、N=N結合、N−C−N結合、N=C−N結合、N−C−S結合、N=C−S結合、N−C=S結合およびC(=S)−S結合からなる群から選ばれる1種以上の結合を分子内に有する化合物(C1)、および芳香環に直接付いたアミド結合を分子内に有する化合物(C2)があげられる。
【0036】
このような防錆剤として、上記の化学結合を分子内に有する化合物(C1)の具体例としては、銅の防錆剤として知られ、N=N結合を有している、ベンゾトリアゾール、芳香環および複素環の一部または全部の水素原子がアルキル基で置換されたベンゾトリアゾール、窒素原子と結合している水素原子がアルキル基で置換されたベンゾトリアゾールなどのトリアゾール系化合物が使用でき、入手しやすさの観点でベンゾトリアゾール、3−メチルベンゾトリアゾールが好ましい。
【0037】
芳香環に直接付いたアミド結合を分子内に有する化合物(C2)として、下記一般式(4)で表される化合物が挙げられる。
【0038】
【化5】


【0039】
[式(4)中、R6は炭素数1〜20のアルキル基であり、Q+は1級アミンカチオン、2級アミンカチオン、3級アミンカチオンまたは4級アンモニウムカチオンである。]
【0040】
6は炭素数1〜20のアルキル基であり、好ましくは2〜18、防錆性の観点からさらに好ましくは4〜12である。
【0041】
+は1級アミンカチオン、2級アミンカチオン、3級アミンカチオン、4級アンモニウムカチオンである。
1級アミンとしては、メチルアミン、エチルアミン、ものエタノールアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、シクロヘキシルアミン、ラウリルアミンなどが挙げられる。
2級アミンとしては、ジメチルアミン、ジエチルアミン、メチルエチルアミン、ジエタノールアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミンなどが挙げられる。
3級アミンとしては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミンなどが挙げられる。
4級アンモニウムとしては、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウムなどが挙げられる。
【0042】
化合物(C2)として、ベンゾイルアミノカプロン酸のトリエタノールアミン塩が好ましい。
【0043】
防錆剤(C)は、(C1)単独、および(C1)と(C2)の併用が好ましく、特に好ましいのは(C1)と(C2)の併用である。
【0044】
本発明の潤滑剤における(A)の含有量は、通常50〜99.998重量%であり、好ましくは70〜99.99重量%である。50重量%未満の場合、潤滑性の観点で好ましくない。
【0045】
本発明の潤滑剤における(B)の含有量は、通常0.001〜50重量%であり、好ましくは0.01〜20重量%である。50重量%より高い場合、防錆性の観点で好ましくない。
【0046】
本発明の潤滑剤における(C)の含有量は、通常0.001〜30重量%であり、好ましくは0.01〜10重量%である。30重量%より高い場合、潤滑性の観点で好ましくない。
【0047】
全体として各成分の好ましい含有量は、潤滑剤中の該電解質(A)の含有量が70〜99.98重量%、該pH調整剤(B)の含有量が0.01〜20重量%、該防錆剤(C)の含有量が0.01〜10重量%である。
【0048】
本発明の潤滑剤には、さらに、酸化防止剤、、摩耗防止剤、極圧剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、消泡剤等の添加剤の1種または2種以上を適宜配合することも可能である。
これらの添加剤の配合量は、所定の効果を奏する限り特に限定されるものではないが、潤滑剤の全体の重量に基づいて、それぞれの好ましい配合量の例を以下に示す。
酸化防止剤は、0〜5%、好ましくは0.01〜3%;摩耗防止剤と極圧剤は、0〜10%、好ましくは0.01〜5%;粘度指数向上剤と流動点降下剤は、0〜15%、好ましくは0.1〜7%;消泡剤は、0〜0.1%、好ましくは0.0005〜0.01%である。
【実施例】
【0049】
以下、製造例、実施例および比較例により本発明を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0050】
<電解質(A−1)の製造>
ジメチルカーボネート135部(1.5モル部)をメタノール192部に溶かした溶液に、1−エチルイミダゾール96部(1.0モル部)を滴下して、130℃で40時間攪拌して、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムメチルカーボネート塩を製造した。さらに35%塩酸104部(1.0モル部)を加えると炭酸ガスが激しく発生して、塩交換が起こった。1.0kPa以下の減圧度で120℃で加熱して、溶媒のメタノールを除去することで電解質1−エチル−3−メチルイミダゾリウム・塩化物塩(EMI・CL)を得た。
【0051】
トリフルオロメチルトリメチルシラン10部(67.7モル部)、トリメトキシボラン6.89部(61.5モル部)、フッ化カリウム3.57部(61.5モル部)のテトラヒドロフラン60部溶液を25℃で18時間撹拌した後、1.0kPa以下の減圧度で80℃で加熱して濃縮をおこなった。
その溶液に48重量%濃度のフッ化水素酸水溶液20部を加え、再び25℃で16時間撹拌した後、21重量%濃度の水酸化カリウム水溶液100部を氷で冷やしながら加えた。
その後、重炭酸カリウムを炭酸ガスが発生しなくなるまで充分加え、1.0kPa以下の減圧度で80℃で加熱して濃縮をおこなった。
精製のため、さらにアセトニトリル250部を加え、50℃に加熱撹拌し、不純物のフッ化カリウム塩を吸引ろ過して除去した。ろ液を減圧濃縮することによって、トリフルオロメチル硼フッ化水素酸・カリウム塩(K[CF3BF3])を得た。
【0052】
1−エチル−3−メチルイミダゾリウム・塩化物塩(EMI・CL)2.2部(15.0モル部)をイオン水30部に溶解させ、トリフルオロメチル硼フッ化水素酸・カリウム塩2.7部(15.4モル部)を加え25℃で30分撹拌した。その後1時間静置して相分離させた。分液後、1.0kPa以下の減圧度で70℃で加熱して濃縮、乾燥をおこない、本発明の電解液(A−1)として、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム・トリフルオロメチル硼フッ化水素酸塩(EMI・[CF3BF3])を得た。
【0053】
<pH調整剤(B−1)>
市販のラウリルアミンをそのまま使用した。
<比較のためのpH調整剤(B’−1)の製造>
ジメチルカーボネート135部(1.5モル部)をメタノール192部に溶かした溶液に、1−エチルイミダゾール96部(1.0モル部)を滴下して、130℃で40時間攪拌することで、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム・メチル炭酸塩を得た。
この1−エチル−3−メチルイミダゾリウム・メチルカーボネート塩(1.0モル部)に水18部(1.0モル部)を加えると炭酸ガスが激しく発生して、塩交換が起こった。1.0kPa以下の減圧度で120℃で加熱して、溶媒のメタノールを除去することで、比較のpH調整剤(B’−1)として、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム・水酸化物塩(EMI・OH)を得た。
【0054】
下記(A−1)〜(C−3)を表1に示す割合で配合して、実施例1〜4、および比較例1〜5の潤滑剤を用いて防錆性評価、長期安定性評価をおこなった。
なお、表中(A)〜(C)は以下の化合物を表す。
(A−1):1−エチル−3−メチルイミダゾリウム・トリフルオロメチル硼フッ化水素酸塩(EMI・[CF3BF3])
(B−1):ラウリルアミン
(B’−1):1−エチル−3−メチルイミダゾリウム・水酸化物塩
(C−1):ベンゾトリアゾール(市販品)
(C−2):ベンゾイルアミノカプロン酸のトリエタノールアミン塩(市販品)
(C−3):シクロヘキシルアミン・エチレンオキサイド2モル付加物(市販品)
【0055】
【表1】


【0056】
<防錆性評価法>
JIS K 2513に準拠して、研磨した3種類のSUS板(材質SUS303、SUS304、SUS420の3種類)および研磨した銅板(材質C1100P)で防錆性を評価した。
蓋付きガラス容器に試験液を入れ、ここに金属板を浸漬したまま、温度120℃の循風乾燥器中で1週間保管した。浸漬部分の金属表面の変色の度合いを以下の3段階で評価した。
【0057】
○:目視で板の変色が全く認められない。
△:目視で板の変色が一部に認められる。
×:目視で板の変色が全体に認められる。
評価結果を表1に示す。
【0058】
<長期安定性評価法>
実施例と比較例の潤滑剤を120℃の循風乾燥器中で3か月保管した。
高速液体クロマトグラフ(島津製作所製、LC−2010HT)を使用して、3か月保管後の潤滑剤中の電解質(A−1)の含有量の変化を測定し、電解質(A)の分解度から長期安定性を評価した。
高速液体クロマトグラフの測定条件:
カラム: C−30カラム
溶離液: リン酸(10ミリモル/L)と過塩素酸ナトリウム(100ミリモル/L)の水溶液:メタノール=95:5の混合液
【0059】
加熱保管前の潤滑剤中の(A−1)の含有量をCb 、加熱保管後の潤滑剤中の(A−1)の含有量をCaとすると、電解質(A)の分解度は以下の式で表される。
分解度= (Cb−Ca)/Cb × 100
潤滑剤の長期安定性の評価を、下記の判断基準にもとづいておこなった。
◎・・・分解度:1%未満
○・・・分解度:1%以上10%未満
×・・・分解度:10%以上
【0060】
以上の評価結果から、特定のpH調整剤と防錆剤の組み合わせを用いた本発明の潤滑剤は銅とSUSの両方に対する防錆性を兼ね備えた潤滑剤であることがわかる。また、長期間高温で放置してもイオン液体が分解しない安定な潤滑剤であることがわかる。
一方、従来のイオン液体とpH調整剤と防錆剤の組み合わせを用いた比較例の潤滑剤は銅やSUSに対する防錆性が悪かったり、長期安定性が悪く、全てを満足するものはなかった。
【産業上の利用可能性】
【0061】
本発明の潤滑剤はさらに、粘度も低く蒸発分も少ないので、スピンドルモーター等の軸受用潤滑剤として利用できる。さらに、増調剤を併用することによって、蒸発分が少なく、防錆性を持ったグリースとして使用することもできる。


【出願人】 【識別番号】000002288
【氏名又は名称】三洋化成工業株式会社
【出願日】 平成19年9月27日(2007.9.27)
【代理人】
【公開番号】 特開2008−266557(P2008−266557A)
【公開日】 平成20年11月6日(2008.11.6)
【出願番号】 特願2007−251030(P2007−251030)