JP2002235093A - W/oエマルション型難燃性油圧作動油 - Google Patents
W/oエマルション型難燃性油圧作動油Info
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Abstract
性を有するW/Oエマルション型難燃性油圧作動油の安
価な提供。 【解決手段】 基油に界面活性剤を用いて水を分散させ
てなるW/Oエマルション型難燃性油圧作動油におい
て、一般式(1)または一般式(2) 【化1】 【化2】 (式中、Rlは炭素数8〜20の炭化水素基を示し、R2
は水素,または炭素数8〜20の炭化水素基を示し、m
およびnは0,1,2の整数を示す)で表されるエーテ
ル化合物を含有させたことからなるW/Oエマルション
型難燃性油圧作動油。
Description
ン型難燃性油圧作動油に関するものであり、特には、特
定のエーテル化合物を含有する油性効果、乳化安定性な
どに優れたW/Oエマルション型難燃性油圧作動油に関
する。
イキャストマシーンなどの各種油圧装置に可燃性の鉱物
油系油圧作動油を用いると、突発的な油漏れにより火災
の危険があるので、従来からこれらの設備には難燃性油
圧作動油が用いられている。難燃性油圧作動油には、水
−グリコール型、W/Oエマルション型、W/Oエマル
ション型などの含水系の難燃性油圧作動油と脂肪酸エス
テル型、リン酸エステル型などの合成油系のものがあ
る。合成油系の難燃性油圧作動油は,難燃性が充分でな
く,また毒性の問題もあり実用性に欠けている。W/O
エマルション型難燃性油圧作動油は、一般的に、基油約
60容量%に乳化剤を配合し、水約40容量%を機械的
に乳化したもので、作動油としての特性を持たせるた
め、磨耗防止剤、防錆剤、酸化防止剤、抗菌剤、消泡剤
を適宜配合したものである。この結果、W/Oエマルシ
ョン型難燃性油圧作動油は、難燃性、潤滑性、廃水処理
性に優れ、上記用途に多用されている。
圧作動油の摩耗防止剤には、ジアルキルジチオリン酸亜
鉛が用いられているが、これは、極圧性、摩耗防止性に
は優れているものの、油性効果が不十分であり、例え
ば、ベーンポンプでのカムリングとベーン摺動部の摩耗
量の増加、ピストンポンプのピストンとシリンダー間の
面接触領域における摩耗が増加するなどの問題を有して
いた。これを解決する方法として油性剤を配合すること
が考えられるが、油性剤として一般に広く用いられてい
る長鎖アルキル基を有する脂肪酸は油性効果が高いもの
の、ジアルキルジチオリン酸亜鉛の分解を促進し、添加
剤の劣化の促進や金属腐食などを引き起こす等の問題が
あり、実用的ではなかった。
のエーテル化合物からなる油性剤を配合することによ
り、ジアルキルジチオリン酸亜鉛などの摩耗防止剤を含
有する難燃性油圧作動油であっても、エマルションの安
定性に悪影響を与えないことはもとより、優れた油性効
果、摩耗防止効果を有するW/Oエマルション型難燃性
油圧作動油を安価に提供することにある。
性剤を用いて水を分散させてなるW/Oエマルション型
難燃性油圧作動油において、一般式(1)および/また
は一般式(2)
素基を示し、両式のR2はそれぞれ水素,または炭素数
8〜20の炭化水素基を示し、mおよびnはそれぞれ
0,1,2の整数を示す)で表されるエーテル化合物を
含有することを特徴とするW/Oエマルション型難燃性
油圧作動油に係わるものである。
は、鉱油、合成油及びそれらの混合油を用いることがで
きる。前記鉱油は、原油を常圧蒸留及び/又は減圧蒸留
して得られた潤滑油留分を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水
素化分解、溶剤脱蝋、水素化脱蝋、水素化精製、硫酸洗
浄、白土処理等の潤滑油の精製に用いられる各種の精製
処理を適宜組み合わせて得ることができる。また、合成
油としては、ポリα−オレフィン、低分子量オレフィン
・α−オレフィン共重合体、合成ナフテン、アルキルベ
ンゼン等が挙げられる。さらに、各種の鉱油基材を混合
した混合油、あるいは合成油基材の混合油、およびそれ
ら基材の任意な割合の混合油を使用することができる。
安価に油圧作動油を提供する本発明の趣旨からは鉱油の
占める割合が多い混合油又は鉱油単独で用いることが好
ましい。これらの基油の物性は、特に限定されるもので
はないが、40℃における動粘度が5〜100mm2/
sのものが好ましく、特には、10〜40mm2/sの
ものがより好ましい。
に制限するものではないが、不純物や細菌の少ない水を
用いることが好ましい。前記基油への水の配合割合は、
0.1〜70容量%が好ましく、難燃性、エマルション
安定性およびエマルション粘度の観点からは、水分割合
20〜55容量%がより好ましい。基油と水の混合物を
界面活性剤とともに公知の方法で混合することにより本
発明の油側母液、水側母液を調製することができる。こ
れら母液を後述する方法により乳化することで、W/O
エマルションを得ることができる。
オン系界面活性剤やイオン系界面活性剤などW/Oエマ
ルションに用いられている周知のものを適宜用いること
ができる。具体的には、非イオン系界面活性剤として、
アルキル化フェニルエーテル、脂肪酸エステルなどが挙
げられ、また、アニオン系界面活性剤としては、Caス
ルフォネート、Baスルフォネート、Naスルフォネー
トなどがその一例として挙げられる。これらのうち、少
なくとも1種以上の界面活性剤を、基油に対して0.5
〜20重量%、好ましくは1〜10重量%添加する。
素,または炭素数8〜20の炭化水素基を示し、mおよ
びnは0,1,2の整数を示す)でそれぞれ表されるエ
ーテル化合物は、より具体的には、多価アルコールにお
ける水酸基の一部をエーテル基に置換した化合物に相当
するものである。これらエーテル化合物は、本発明のW
/Oエマルション型難燃性作動油の油性剤として用いら
れる。これら化合物の水酸基(極性基)は金属表面への
吸着基として作用し、エーテル結合を介したアルキル基
は油性基として作用する。したがって、吸着基がより多
く、なおかつ長鎖アルキル基を有する化合物が好適な油
性向上剤として期待される。しかし、極性基が多すぎる
と基油に溶けにくくなり、またアルキル基が長すぎると
基油への溶解性が高くなり過ぎるため、金属表面への吸
着が阻害される。よって適度な水酸基数とアルキル基鎖
長を有することが重要である。特に、W/Oエマルショ
ンの油性剤として使用する場合は、水、乳化剤などの極
性の高い他の成分に比べて金属表面への吸着活性が高い
必要がある。これらの最適化について鋭意研究した結
果、上記化合物が適当であることを見出した。
リセリンなどの3価アルコール、およびジグリセリン、
トリグリセリンなどの多価アルコールが好適な例として
挙げられる。また、上記式中、R2は炭素数8〜20の
炭化水素基であり、炭素数12〜20の飽和又は不蝕和
の脂肪族炭化水素基が好ましく、具体的には、ラウリル
基、テトラデシル基、へキサデシル基、オクタデシル
基、イコシル基などのアルキル基、及び不飽和結合を1
個ないし2個有する前記アルキル基に対応した不飽和炭
化水素基が挙げられる。これ以下の炭素数では効果的な
油性が得られず、これ以上の炭素数では基油への溶解性
が高まり過ぎるため、吸着性が劣る。より好ましくは、
不飽和結合を1個有する炭素数16〜22の不飽和炭化
水素基で、オレイル基が特に好ましい。また、上記エー
テル化合物のうち、少なくとも1個以上のエーテル結合
と2個以上の水酸基を有することが好ましい。したがっ
て、グリセリンの水酸基の1個をオレイル基で置換した
形のモノオレイルグリセリルエーテルが最も好ましい。
るエーテル化合物は、油性剤として基油に対して0.0
1〜5重量%、さらには0.05〜2重量%、特には
0.1〜1重量%配合することが好ましい。エーテル化
合物を前記の範囲で配合することにより、W/Oエマル
ション作動油の油性効果は格段に向上し、後述の実施例
に示すようにベーンポンプの摩耗量を大幅に低減するこ
とができる。特に、ジアルキルジチオリン酸亜鉛と併用
しても潤滑性、乳化安定性などに優れ、脂肪酸などとの
併用の場合とは異なり、添加剤の劣化や金属腐食などが
生じることなく、十分に上記効果が発揮される。
防止剤、防錆剤、酸化防止剤、抗菌剤、及び消泡剤など
の添加剤を適宜配合することができる。極圧剤としてジ
アルキルジチオリン酸亜鉛、硫黄系化合物など、摩耗防
止剤としてリン系化合物など、防錆剤として金属スルフ
ォネートなど、酸化防止剤としてフェノール系、アミン
系化合物など、抗菌剤(防ばい剤)としてN系化合物な
ど、及び消泡剤としてシリコーン系化合物、PMAポリ
マーなどが挙げられる。これらの添加剤は、適宜添加す
ればよい。特に本発明の作動油は、極圧剤、摩耗防止剤
として使用されるジアルキルジチオリン酸亜鉛と併用し
ても分解されることによりその機能を損なわれることな
く、その効果を十分発揮する。
し、それぞれ母液を調製する。油母液および水母液を上
記の割合で混合し、高速ホモジナイザーなどの撹拌機を
用いて、機械的に乳化してW/Oエマルションを得るこ
とができる。
マルション型難燃性油圧作動油をより詳細に説明する。
実施例及び比較例のW/Oエマルション型難燃性油圧作
動油を調製するに当たり、次の基材を用いた。 a)基油:パラフィン系鉱油。動粘度(40℃)が15
mm2/s、粘度指数が90、流動点が−15℃。 b)水:精製水 c)添加剤:乳化剤(界面活性剤)としてCaスルフォ
ネートなどを、摩耗防止剤としてジアルキルジチオリン
酸亜鉛を、抗菌剤として油溶性アミンを使用し、腐食防
止剤としてチアジアゾールを配合した。 これらの基材を、表1に示す割合で混合し、高速ホモジ
ナイザーで機械的に撹拌乳化して実施例1及び比較例1
〜4のW/Oエマルション型難燃性油圧作動油を調製し
た。
較例1〜4のW/Oエマルション型難燃性油圧作動油に
ついて、耐摩耗性(ベーンポンプの摩耗、ピストンポン
プのピストンとシユーのガタ)、乳化安定性を評価し
た。これらの試験は次の手順で行った。 (1)ベーンポンプ試験: ・ベーンポンプ:油研工業製PV−2R ・試験圧力:連続14MPa ・油温:50℃ ・油量:50L ・試験時間:500hr(ただし、比較例3は100h
r) ・評価:試験終了後のベレン、カムリングの摩耗量 (2)ピストンポンプ試験: ・ピストンポンプ:油研工業製A−16 ・試験圧力:10−14MPaサイクル ・油量:30L ・試験時間:500hr ・評価:試験終了後のピストンとピストンシューのガタ
増加の程度(増加大:0.16mm以上、増加中程度:
0.08mm以上0.16mm未満、増加小:0.08
mm以下) (3)乳化安定性試験(冷却一加熱サイクル): ・試験サイクル:−15℃×72hr⇔25℃×24h
r ・サイクル数:3サイクル ・評価:エマルション100mlにおける分離水の量
(良好:5ml以下) 上記評価試験の結果を表2に示す。
本発明のエーテル化合物を含有させたW/Oエマルショ
ン型作動油は,各種油圧ポンプにおいて優れた耐摩耗性
を示すとともに、良好な乳化安定性を示している。
圧作動油は、特定のエーテル化合物からなる油性剤を配
合したため、ジアルキルジチオリン酸亜鉛などの摩耗防
止剤の劣化を促進させることなく、優れた油性効果、摩
耗防止効果及び乳化安定性を有するという格別の効果を
奏するものである。
Claims (1)
- 【請求項1】 基油に界面活性剤を用いて水を分散させ
てなるW/Oエマルション型難燃性油圧作動油におい
て、一般式(1)および/または一般式(2) 【化1】 【化2】 (式中、両式のRlはそれぞれ炭素数8〜20の炭化水
素基を示し、両式のR2はそれぞれ水素,または炭素数
8〜20の炭化水素基を示し、mおよびnはそれぞれ
0,1,2の整数を示す)で表されるエーテル化合物を
含有することを特徴とするW/Oエマルション型難燃性
油圧作動油。
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