JP2007246684A

JP2007246684A - 含水系潤滑油組成物

Info

Publication number: JP2007246684A
Application number: JP2006072081A
Authority: JP
Inventors: Akira Watanabe; 彰渡邊; Kenichi Sekine; 顕一関根
Original assignee: Cosmo Oil Lubricants Co Ltd
Current assignee: Cosmo Oil Lubricants Co Ltd
Priority date: 2006-03-16
Filing date: 2006-03-16
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2026-03-16
Also published as: JP4948861B2

Abstract

【課題】含水系潤滑油の長期の使用に亘り、そのメンテナンスを軽減することを可能とする、ｐＨ変化の少ない、又は動粘度の低下の少ない優れた性状安定性を有する含水系潤滑油組成物を提供する。
【解決手段】水酸化カリウム及び水酸化ナトリウムから選ばれる１種以上の水酸化アルカリ化合物、及び１質量％水溶液の２５℃でのｐＨが１０．５〜１３であるアルカリ性化合物を含んでなる、２５℃でのｐＨが８〜１２である含水系潤滑油組成物にする。
【選択図】なし

Description

本発明は、長期に亘り良好な性状安定性を示す含水系潤滑油組成物に関するものである。

油圧装置は産業界に広く取り入れられ、生産性の向上に貢献している。これらの油圧装置には油圧作動油が動力伝達媒体として使用されているが、高温の熱源付近や電気スパークが生じる機器の近くなどでは、防災への配慮から水−グリコール系作動液を始めとした各種の含水系作動油が用いられている。
作動液には、熱やせん断に対して液性状の変化が少なく、長期に亘り性状を適正な範囲に保ち、その性能を維持し続けることが望まれている。
水−グリコール系作動液は優れた性能を有するが、その性能を維持するために濃縮液の補充等により、液のｐＨ、動粘度や予備アルカリ度（ＪＩＳＫ２２３４）等の液の性状を管理しながら使用することが一般的である。このため、水−グリコール系作動液の使用においては、そのメンテナンス・性能維持に手間、コストがかかることが課題とされ、液の長寿命化による労力の低減が求められている。

含水系潤滑油の性能向上技術としては、例えば、特定構造のポリオキシアルキレングリコールジエーテル化合物、特定構造のポリオキシアルキレングリコールモノエーテル化合物、特定構造のポリオキシプロピレングリコールモノエーテル化合物及び特定構造の脂肪酸塩を含有する含水系作動液組成物（特許文献１参照）、グリセロールボレートと塩基との中和生成物を含有する水−グリコール系難燃性作動液（特許文献２参照）、特定構造の水溶性ポリエーテルを含有する水−グリコール系難燃性作動液（特許文献３参照）などが挙げられるが、これらの発明は潤滑性や耐摩耗性能等の持続に主眼がおかれたものである。

特許第３２３３４９０号公報特許第２６４６３０８号公報特開平７−２３３９１号公報

本発明は、上記従来技術の状況に鑑みてなされたものであり、含水系潤滑油の長期の使用に亘り、そのメンテナンスを軽減することを可能とする、ｐＨ変化の少ない、又は動粘度の低下の少ない優れた性状安定性を有する含水系潤滑油組成物を提供するものである。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、水酸化カリウム及び水酸化ナトリウムから選ばれる１種以上の水酸化アルカリ化合物、及び１質量％水溶液の２５℃でのｐＨが１０．５〜１３であるアルカリ性化合物を配合し、含水系潤滑油組成物の２５℃でのｐＨを特定の範囲にすることにより、含水系潤滑油組成物の性状安定性が向上することを見出し、本発明による長寿命の含水系潤滑油組成物を完成するに至った。

すなわち、本発明は、水酸化カリウム及び水酸化ナトリウムから選ばれる１種以上の水酸化アルカリ化合物、及び１質量％水溶液の２５℃でのｐＨが１０．５〜１３であるアルカリ性化合物を含んで成る、２５℃でのｐＨが８〜１２であることを特徴とする含水系潤滑油組成物を提供するものである。
また、本発明は、上記含水系潤滑油組成物において、含水系潤滑油組成物の２５℃でのｐＨが９．５〜１１の範囲である含水系潤滑油組成物を提供するものである。

また、本発明は、上記含水系潤滑油組成物において、アルカリ性化合物の１質量％水溶液の２５℃でのｐＨが１１〜１２である含水系潤滑油組成物を提供するものである。
また、本発明は、上記含水系潤滑油組成物において、アルカリ性化合物が、アルカノールアミン類、アルキルアミン類又はアルキルオキシアルキルアミン類である含水系潤滑油組成物を提供するものである。
また、本発明は、上記含水系潤滑油組成物において、さらに、水溶性ポリオキシアルキレンポリオールを含む含水系潤滑油組成物を提供するものである。

また、本発明は、上記含水系潤滑油組成物において、水溶性ポリオキシアルキレンポリオールが、エチレンオキサイド単独重合体、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド共重合体、又は多価アルコールにエチレンオキサイド単独重合体、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共重合体もしくはエチレンオキサイドと他のアルキレンオキサイドとの共重合体を付加して得られる化合物である含水系潤滑油組成物を提供するものである。

また、本発明は、上記含水系潤滑油組成物において、水溶性ポリオキシアルキレンポリオールが、エチレンオキサイド単独重合体又はエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドのランダムもしくはブロック共重合体である含水系潤滑油組成物を提供するものである。
また、本発明は、上記含水系潤滑油組成物において、アルカリ性化合物の含有量が０．０３〜２．０質量％である含水系潤滑油組成物を提供するものである。
また、本発明は、上記含水系潤滑油組成物において、水酸化カリウム及び水酸化ナトリウムから選ばれる１種以上の水酸化アルカリ化合物の含有量が０．０５〜０．５質量％である含水系潤滑油組成物を提供するものである。

本発明の含水系潤滑油組成物は、ｐＨ変化の少ない、又は動粘度の低下の少ない、性状安定性に優れ、長期の使用に亘りそのメンテナンスを軽減することができる。なお、含水系潤滑油組成物として、前記の水グリコール系作動液以外に、Ｗ／Ｏエマルション型およびＯ／Ｗエマルション型作動液、圧延油、鍛造油、引抜き油、切削油などにも同様の効果が期待できる。

本発明の含水系潤滑油組成物には、水酸化カリウム及び水酸化ナトリウムから選ばれる１種以上の水酸化アルカリ化合物が含まれる。
この水酸化アルカリ化合物は、水酸化カリウム単独であってもよいし、水酸化ナトリウム単独であってもよいし、又は両者を併用してもよいが、水酸化カリウムが好ましい。

水酸化カリウム及び水酸化ナトリウムから選ばれる１種以上の水酸化アルカリ化合物の含有量は、含水系潤滑油組成物のｐＨが８〜１２になる範囲であれば、特に制限されないが、含水系潤滑油組成物全量に対して通常は０．０５〜０．５質量％が好ましく、０．０７〜０．２５質量％が特に好ましい。この水酸化アルカリ化合物の含有量が少ない場合には、発明の効果が充分に発揮され難いことがあり、この水酸化アルカリ化合物の含有量が多い場合には含水系潤滑油組成物のｐＨが高くなり、含水系潤滑油組成物の耐摩耗性、金属腐食性等に悪影響を与える可能性がある。

本発明の含水系潤滑油組成物における他の必須成分であるアルカリ性化合物は、１質量％水溶液の２５℃にした時のｐＨが１０．５〜１３であればよく、好ましくは１１〜１２である。
１質量％水溶液の２５℃でのｐＨが１０．５〜１３であるアルカリ性化合物の具体例としては、例えばモノエタノールアミン（１質量％水溶液の２５℃でのｐＨ＝１１．４）、ジエタノールアミン（同１０．９）、ジイソプロパノールアミン（同１１．３）、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタールアミン（同１０．８）、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン（同１１．４）、Ｎ−（β−アミノエチル）エタノールアミン（同１１．３）、Ｎ−メチルエタノールアミン（同１１．５）、３−アミノ−１−プロパノール（同１１．６）、１−アミノ−２−プロパノール（同１１．４）、２−アミノ−２−メチル−１プロパノール（同１１．３）、Ｎ−エチルエタノールアミン（同１１．６）、Ｎ−エチルジエタノールアミン（同１０．９）、Ｎ−ｎ−ブチルエタノールアミン（同１１．５）などのアルカノールアミン類；ジメチルアミノプロピルアミン（同１１．７）などのアルキルアミン類；３−メトキシプロピルアミン（同１１．６）、３−エトキシプロピルアミン（同１１．６）、３−ブトキシプロピルアミン（同１１．５）などのアルキルオキシアルキルアミン類；モルホリン（同１０．８）；ピペラジン（同１１．２）、ヒドロキシピペラジン（同１１．０）、２−メチルピペラジン（同１１．５）などのピペラジン類などが挙げられる。

これらのうち、アルカノールアミン類、アルキルアミン類、アルキルオキシアルキルアミン類などが好ましく、アルカノールアミン類がより好ましい。また、アルカノールアミン類のうち、モノアルカノールアミンがさらに好ましく、窒素原子にアルキル基の置換基を有しないモノアルカノールアミンが特に好ましい。
このアルカリ性化合物の含有量は、含水系潤滑油組成物のｐＨが８〜１２になる範囲であれば特に制限ないが、含水系潤滑油組成物全量に対して好ましくは０．０３〜２．０質量％であり、さらに好ましくは０．０５〜１．０質量％であり、特に好ましくは０．２〜０．９質量％である。アルカリ性化合物の含有量が少ない場合には、充分な効果を得ることができないことがあり、またアルカリ性化合物の含有量が多い場合には含有量に見合う効果が得難い。

本発明の含水系潤滑油組成物は、種々の含水系潤滑油に適用できるが、水−グリコール系作動液に好適に適用できる。
水−グリコール系作動液等の含水系潤滑油は液中に水分を含む。水の含有量は、３０〜５０質量％が好ましい。水−グリコール系作動液に含まれるグリコール類としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ヘキシレングリコール、ジヘキシレングリコールなどのグリコール類およびこれらグリコール類のモノアルキルエーテルが挙げられる。これらのグリコール類は１種単独で用いても良いし、２種以上を混合使用してもよい。通常はプロピレングリコール又はジプロピレングリコールを用いることが好ましい。グリコール類の含有量は、２０〜６０質量％が好ましく、特に好ましくは２５〜５０質量％である。

本発明の含水系潤滑油組成物においては、通常含水系潤滑油に用いられる成分として増粘剤、潤滑剤、金属不活性化剤、液相あるいは気相防錆剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、着色剤、及びその他任意の添加剤を必要に応じて適宜配合することができる。
本発明の含水系潤滑油組成物においては、組成物の粘度を調整するために増粘剤を配合することが好ましい。含水系潤滑油組成物の４０℃動粘度は１９．８〜７４．８ｍｍ^２／ｓｅｃであることが好ましく、２８．８〜５０．６ｍｍ^２／ｓｅｃであることが特に好ましい。

増粘剤としては、水溶性のポリオキシアルキレンポリオールまたはそのアルキルエーテル誘導体などの水溶性ポリオキシアルキレンポリオール類を使用することができる。
水溶性のポリオキシアルキレンポリオール類の具体例としては、ポリオキシアルキレングリコール、ポリオキシアルキレントリオール、ポリオキシアルキレングリコールモノエーテル、ポリオキシアルキレングリコールジエーテル等が挙げられる。
より具体的には、水溶性のエチレンオキサイド（以下、ＥＯということがある。）単独重合体、ＥＯとプロピレンオキサイド（以下、ＰＯということがある。）の共重合体、多価アルコールにＥＯ単独重合体、ＥＯとＰＯとの共重合体又はＥＯと他のアルキレンオキサイド（例えば１，２−ブチレンオキサイド、テトラヒドロフラン、及び／又はα−オレフィンオキサイドなど）との共重合体を付加して得られる化合物、もしくはそれらのアルキルエーテル誘導体が挙げられる。

このアルキルエーテル誘導体中のアルキルエーテル基におけるアルキル基の炭素数は、１〜４が好ましく、１〜３が特に好ましい。また、上記の多価アルコールに付加する重合体としては、ＥＯとＰＯとの共重合体が好ましい。
ＥＯとＰＯとの共重合体、ＥＯと他のアルキレンオキサイドの共重合体、又は多価アルコールに付加する重合体としてＥＯとＰＯとの共重合体若しくはＥＯと他のアルキレンオキサイドとの共重合体を用いる場合には、ＥＯ／ＰＯのモル比又はＥＯ／他のアルキレンオキサイドのモル比が２５／７５〜８０／２０であることが望ましい。ＥＯのモル比が少な過ぎると含水系潤滑油組成物への溶解性が不足する場合がある。また、ＥＯとＰＯとの共重合体、ＥＯと他のアルキレンオキサイド共重合体の付加様式は、ランダム付加であってもブロック付加であってもよい。
これらのうち、ＥＯ単独重合体、ＥＯとＰＯとの共重合体が好ましい。

水溶性のポリオキシアルキレンポリオール類の重量平均分子量は３，０００〜２０，０００の範囲が好ましく、５，０００〜１８，０００の範囲がより好ましい。重量平均分子量が３，０００より低い場合には、本来の目的である増粘効果が小さく配合量を増やす必要が生じる恐れがあることから、相対的にグリコール類の配合比が少なくなり、系の溶解性が変わるため好ましくない。また、重量平均分子量が２０，０００を超えると、増粘剤の熱やせん断に対する安定性が損なわれる恐れがあり、また増粘剤が分解した際の性状変化が大きくなることから好ましくない。
増粘剤の含有量は、含水系潤滑油組成物全量に対して５〜４０質量％が好ましく、特に好ましくは１０〜３０質量％である。

潤滑剤としては、ミリスチン酸、パルミチン酸、ラウリン酸、ステアリン酸などの飽和脂肪酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸などの不飽和脂肪酸、芳香族脂肪酸、ダイマー酸などが挙げられる。これらの脂肪酸は１種単独で用いても良いし、２種以上を混合使用してもよい。
潤滑剤の含有量は、含水系潤滑油組成物全量に対して０．５〜２質量％であることが好ましく、さらに好ましくは０．８〜１．５質量％である。

金属不活性化剤としては、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、５−メチルベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾールおよびそれらのアルカリ金属塩又はアミン塩などのベンゾトリアゾール系化合物、メルカプトベンゾチアゾールおよびそのアルカリ金属塩などが挙げられる。これらの金属不活性化剤は１種単独で用いても良いし、２種以上を混合使用しても良い。金属不活性化剤の含有量は、含水系潤滑油組成物全量に対して０．００１〜１．０質量％が好ましく、特に好ましくは０．０１〜０．５質量％である。

本発明における必須成分である１質量％水溶液の２５℃でのｐＨが１０．５〜１３であるアルカリ性化合物は、それ自体が気相および液相防錆性を備えるものもあるが、必要に応じてさらに液相あるいは気相防錆剤として、メチルモルホリン、エチルモルホリン等のアルキルモルホリン類やトリエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン等の有機アミン類、カルボン酸アルカリ金属塩等を含有させることが可能である。これらの液相あるいは気相防錆剤は１種単独で用いても良いし、２種以上を混合使用してもよい。気相あるいは液相防錆剤の含有量は、１質量％水溶液の２５℃でのｐＨが１０．５〜１３であるアルカリ性化合物を含めた配合量として、含水系潤滑油組成物全量に対して好ましくは０．０３〜２．０質量％であり、さらに好ましくは０．０５〜１．０質量％である。

ｐＨ調整剤としては、１質量％水溶液の２５℃でのｐＨが１０．５〜１３であるアルカリ性化合物及び水酸化カリウム、水酸化ナトリウムに加え、上記の気相防錆剤および液相防錆剤、またはそれ以外から選ばれるアルカリ成分などが挙げられる。
本発明の含水系潤滑油組成物の２５℃でのｐＨは、８〜１２の範囲であり、好ましくは９．５〜１１の範囲である。ｐＨが低すぎると液中に存在する潤滑剤の溶解性が不足し、スラッジ化する恐れがある。また、ｐＨが高すぎると含水系潤滑油組成物の耐摩耗性能の低下を生じる場合がある。
消泡剤としては、シリコーン化合物の乳化物などが、着色剤としてはアルコール系着色剤、金属系着色剤などが挙げられる。

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明をする。なお、本発明は、これらの例によって何ら制限されるものではない。
（作動液の評価）
実施例及び比較例の作動液の性状安定性について、油圧ポンプ（油研工業社製ＰＶ−２Ｒ１‐２５）を用いて下記条件により寿命の評価を行った。試験液のｐＨの変化および４０℃動粘度の変化により優劣を判断するものとし、変化量が少ないほど作動液の性状安定性が優れる。
設定圧力：２３．５ＭＰａ、
試験温度：６０℃、
試験時間：５００Ｈｒ、
油量：３０Ｌ。

（実施例１〜８）
表１に示された成分を、表１に示された配合量で２５℃でのｐＨが１０．０、４０℃動粘度が４８ｍｍ^２／ｓｅｃになる様に混合して作動液を調製した。その調製された作動液を用いて上記試験により、評価した。その評価結果を表１に示す。

（比較例１〜４）
表２に示された成分を、表２に示された配合量で２５℃でのｐＨが１０．０、４０℃動粘度が４８ｍｍ^２／ｓｅｃになる様に混合して作動液を調製した。その調製された作動液を用いて上記試験により、評価した。その評価結果を表２に示す。

なお、表１〜２において、アルカリ性化合物の１質量％水溶液の２５℃でのｐＨは以下に示すものであり、増粘剤、金属不活性化剤、潤滑剤は以下に示すものである。
アルカリ性化合物の１質量％水溶液の２５℃でのｐＨは、モノエタノールアミンが１１．４であり、３−アミノ−１−プロパノールが１１．６であり、モルホリンが１０．８であり、ジエタノールアミンが１０．９であり、エチルモルホリンが１０．２である。
増粘剤はポリオキシエチレン／オキシプロピレングリコールで、ＥＯ／ＰＯのモル比は７５／２５のランダム共重合体、重量平均分子量が１５，０００のものである。
金属不活性化剤はトリルトリアゾールであり、潤滑剤はヤシ脂肪酸である。

表中「バランス」とは、配合量の総計が１００質量％になる数値の意である。

表中「バランス」とは、配合量の総計が１００質量％になる数値の意である。
表1に示した結果のとおり、本発明による全ての実施例において優れた性状安定性を示した。

本発明の含水系潤滑油組成物はｐＨ変化又は動粘度変化を長期間抑えることができ、含水系潤滑油組成物のメンテナンスに要する労力を軽減することができるので、含水系潤滑油の分野において、極めて有用である。

Claims

水酸化カリウム及び水酸化ナトリウムから選ばれる１種以上の水酸化アルカリ化合物、及び１質量％水溶液の２５℃でのｐＨが１０．５〜１３であるアルカリ性化合物を含んで成る、２５℃でのｐＨが８〜１２であることを特徴とする含水系潤滑油組成物。
含水系潤滑油組成物の２５℃でのｐＨが９．５〜１１の範囲である請求項１に記載の含水系潤滑油組成物。
アルカリ性化合物の１質量％水溶液の２５℃でのｐＨが１１〜１２である請求項１又は２に記載の含水系潤滑油組成物。
アルカリ性化合物が、アルカノールアミン類、アルキルアミン類又はアルキルオキシアルキルアミン類である請求項１〜３のいずれかに記載の含水系潤滑油組成物。
さらに、水溶性ポリオキシアルキレンポリオールを含む請求項１〜４のいずれかに記載の含水系潤滑油組成物。
水溶性ポリオキシアルキレンポリオールが、エチレンオキサイド単独重合体、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド共重合体、又は多価アルコールにエチレンオキサイド単独重合体、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共重合体もしくはエチレンオキサイドと他のアルキレンオキサイドとの共重合体を付加して得られる化合物である請求項５に記載の含水系潤滑油組成物。
水溶性ポリオキシアルキレンポリオールが、エチレンオキサイド単独重合体又はエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドのランダムもしくはブロック共重合体である請求項６に記載の含水系潤滑油組成物。
アルカリ性化合物の含有量が０．０３〜２．０質量％である請求項１〜７のいずれかに記載の含水系潤滑油組成物。
水酸化カリウム及び水酸化ナトリウムから選ばれる１種以上の水酸化アルカリ化合物の含有量が０．０５〜０．５質量％である請求項１〜８に記載の含水系潤滑油組成物。