JP2008127427A - Ｗ／ｏエマルション型難燃性油圧作動油 - Google Patents

Abstract

【課題】高温域でも長期間にわたり優れた抗菌性を持続することが可能なＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油を提供する。
【解決手段】界面活性剤を用いて基油に水を分散させたＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油において、下記一般式（１）：

［式中、Ｒは、それぞれ独立して炭素数１〜１０の炭化水素基である］で表わされる化合物を０．０１〜１０質量％添加したことを特徴とするＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油である。
【選択図】なし

Description

本発明は、Ｗ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油、特に高温域でも長期間にわたり優れた抗菌性を持続することが可能なＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油に関するものである。

高熱源雰囲気にさらされる鉄鋼設備、ダイキャストマシンなどの各種油圧装置には、突発的な油漏れによる火災を防止するために、従来から難燃性油圧作動油が用いられている。難燃性油圧作動油としては、水−グリコール型、Ｗ／Ｏエマルション型、Ｏ／Ｗ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難燃性油圧作動油が知られている。このうち、合成油系の難燃性油圧作動油は、コスト高であり、難燃性が不充分で、毒性の問題もある。また、水−グリコール型の難燃性油圧作動油は、水溶性基材で構成されているため、廃水に漏洩した際にＣＯＤが高まり、廃水処理の負荷が多大であるという問題がある。

一方、Ｗ／Ｏエマルション型の難燃性油圧作動油は、約２μｍの水滴が油中に安定に分散しており、廃水に漏洩しても容易に浮上回収ができ、また、水中のＣＯＤ増加も極めて少なく、廃水処理性に優れた非危険物に分類される難燃性油圧作動油である。そのため、近年、環境対応の一環として、Ｗ／Ｏエマルション型難燃性作動油の使用が見直されている。

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、油圧作動油としての特性を持たせるために、摩耗防止剤、防錆剤、酸化防止剤、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。

しかしながら、一般に、含水系の難燃性油圧作動油は、水、有機物（鉱物油など）から構成されているため、適度な環境（温度、汚染水の混入、ｐＨなど）が整うと、微生物が生育できる。特に、カビは、糸状であるため、ポンプのストレーナーを閉塞するなどのトラブルを引き起こすことがある。そのため、含水系の難燃性油圧作動油には、抗菌剤を配合して、微生物の発生を抑制している。

ここで、抗菌剤としては、バクテリア、コウボおよびカビなどの微生物に幅広い抗菌スペクトルを有し、なおかつＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油としての特性、例えば、潤滑性、乳化安定性、油圧システムの材料との適合性などに悪影響を及ぼさないものを用いる必要がある。

これに対し、抗菌剤として古くから用いられているトリアジン系化合物は、優れた抗菌性を有するものの、金属腐食性（特には、銅などに対する腐食性）に大きな問題があった。そして、この金属腐食性を改善するために、腐食防止剤の採用［特許文献１］や、腐食性の低い抗菌剤と、該抗菌剤の効力を維持することが可能な弱塩基性のトリエタノールアミンとの併用［特許文献２］などが検討されている。

特開２００２−１６７５９０号公報 特開２００５−２６３８８４号公報

一方、近年の傾向として、装置の稼働率が高いために油温が高く、油の補給が十分でないために油のタンク内での休止時間が短く、油圧作動油への熱負荷が益々高くなっている。また、ダイキャストマシンでは、より一層の耐熱性が求められるようになっている。しかしながら、上記特許文献１及び２に開示されたＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油は、抗菌剤自体の耐熱性が低いため、使用時間とともに抗菌性が低下する問題が生じていた。

そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、高温域でも長期間にわたり優れた抗菌性を持続することが可能なＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油を提供することにある。

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、耐熱性に優れた特定構造の抗菌剤を添加することで、Ｗ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油が高温域でも長期間にわたり優れた抗菌性を持続できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明のＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油は、界面活性剤を用いて基油に水を分散させたＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油であって、下記一般式（１）：

［式中、Ｒは、それぞれ独立して炭素数１〜１０の炭化水素基である］で表わされる化合物が０.０１〜１０質量％添加されていることを特徴とする。

本発明のＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油は、更に、前記水に対しトリエタノールアミンが０.２〜７質量％添加されていることが好ましい。

本発明のＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油において、前記基油は、４０℃での動粘度が１０〜１００mm²/sであることが好ましい。

本発明のＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油においては、水が５〜６０容積％分散していることが好ましい。

本発明のＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油は、耐熱性に優れた上記一般式（１）で表わされる抗菌剤が配合されているため、高温下でも長期にわたって抗菌剤が消耗することなく、結果として抗菌剤の効能を長期間持続させることができる。また、本発明のＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油は、微生物が既に繁殖してしまった使用油に継ぎ足して使用された場合でも、使用油の抗菌性能を著しく回復できるという格別の効果を奏する。

以下に、本発明を詳細に説明する。本発明のＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油は、界面活性剤を用いて基油に水を分散させたＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油であって、上記一般式（１）で表わされる化合物が０.０１〜１０質量％添加されていることを特徴とする。

本発明の油圧作動油の基油としては、鉱油、合成油あるいはこれらの混合油を用いることができる。前記鉱油としては、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られたものが好適である。また、前記合成油としては、ポリ-α-オレフィン、低分子量エチレン・α-オレフィン共重合体等を用いることができる。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混合割合の混合油を使用することもできる。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５〜１５０mm²/sであることが好ましく、１０〜１００mm²/sであることがより好ましい。

本発明の油圧作動油に用いる水としては、特に限定されるものではないが、精製水が好ましい。前記基油への水の配合割合は、１〜７０容量％の範囲が好ましく、難燃性、エマルション安定性およびエマルション粘度のバランスからは、水分割合が５〜６０容量％になるようにすることがより好ましい。

前記界面活性剤（乳化剤）としては、非イ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、非イオン系界面活性剤としては、アルケニルコハク酸エステル系、アルキル化フェニルエーテル、脂肪酸エステル、ソルビタンエステル系などが挙げられ、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挙げられる。これら界面活性剤は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。界面活性剤の添加量は、基油に対して０.５〜２０質量％の範囲が好ましく、１〜１０質量％の範囲が更に好ましい。

本発明の油圧作動油には、抗菌剤として、バクテリア、コウボ、カビに幅広い抗菌スペクトルを有し、耐熱性、潤滑性、乳化安定性に優れ、さらには銅腐食性の少ない、上記一般式（１）で表わされる含窒素化合物（オキサゾリジン誘導体）を用いることを特徴とする。該化合物は、基油及び／又は水に添加されることが好ましい。

上記一般式（１）において、Ｒは、炭素数１〜１０の炭化水素基であり、各Ｒは、同一であっても、異なっていてもよい。該Ｒとしては、メチル基、エチル基等のアルキル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。また、上記一般式（１）で表わされる化合物としては、式中の２つのＲがメチル基である４，４−ジメチル−オキサゾリジンが特に好適である。

上記一般式（１）で表わされる化合物の添加量は、０.０１〜１０質量％であり、０.０２〜５質量％の範囲が好ましい。式（１）の化合物の添加量が０.０１質量％未満では、十分な抗菌性能が得られず、一方、１０質量％を超えると、乳化安定性などの諸性能へ影響し、かつコスト面で不利となる。

本発明の油圧作動油には、抗菌性をさらに長期にわたって維持させるためにトリエタノールアミンなどの塩基性化合物を添加することが好ましい。該塩基性化合物は、水に対して添加されることが好ましく、水を基準に０.１〜１０質量％、好ましくは０.２〜７質量％添加される。塩基性化合物の添加量が水を基準として０.１質量％未満では、アルカリ維持剤としての効果が十分に認められず、一方、１０質量％を超えると、乳化安定性やコスト面で不利となる。

また、本発明の油圧作動油には、さらに周知の極圧剤、腐食防止剤、摩耗防止剤、防錆剤、酸化防止剤、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、摩耗防止剤としてジアルキルジチオリン酸亜鉛、硫黄系化合物、リン系化合物など、腐食防止剤としてチアジアゾール誘導体など、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、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。また、前記各種の添加剤は、数種が予め混合されたいわゆる添加剤パッケージの形で用いることもできる。

上記の各種添加剤を基油、または水に配合して、それぞれ母液を調製し、高速ホモジナイザーなどの撹拌機を用いて、油側母液に水側母液を配合しながら、機械的に乳化することによりＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油を得ることができる。Ｗ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油で十分な難燃性を有するためには、通常、水側母液が４０容量％以上乳化されることが好ましい。この場合、基油には、乳化剤や摩耗防止剤などの油溶性添加剤を、また水には抗菌剤などの水溶性添加剤を配合して、混合することが好ましい。

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

Ｗ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油の供試油を調製するに当たり、次の基材を用いた。
ａ）基油：動粘度（４０℃）が２０mm²/s、粘度指数が１０５、流動点が−１５℃のパラフィン系鉱油。
ｂ）水：精製水
ｃ）添加剤：
ｉ）抗菌剤Ａ：４，４−ジメチル−オキサゾリジン
抗菌剤Ｂ：モルホリン誘導体［ニトロブチルモルホリン］
抗菌剤Ｃ：トリアジン系化合物
ｉｉ）アルカリ維持剤：トリエタノールアミン
ｉｉｉ）乳化剤：Ｃａスルフォネート系ほか
ｉｖ）摩耗防止剤：ＺｎＤＴＰ
ｖ）腐食防止剤：チアジアゾール

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、２及び比較例１、２のＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油を調製した。得られた油圧作動油について、次の評価を行い、結果を表１に示した。

ａ）抗菌剤の耐熱性試験［８０℃，６日］
１００mlのガラス製密閉容器に試料を５０ml入れ、８０℃で６日間静置した。次に、静置後の試料中の抗菌剤残存率を液体クロマトグラフィー法にて定量した。

ｂ）抗菌性の評価［８０℃，６日］
試験ａ）の８０℃，６日間静置した試料にバクテリア（シュードモナス，１０⁶個/ml）を１０ml接種し，３８℃で１日静置した。静置後の試料を簡易バクテリア定量キット（バイオチェッカー）に塗布し、３８℃で２日間静置し、バクテリアの定量を行い、抗菌性の有無を評価した。

ｃ）銅腐食性［６０℃，５００hr］
内径６mm、長さ２００mmの純銅製細管に、流量２０L/min、油温６０℃で、試料を５００hr循環させ、試験前後の重量変化より、単位面積当りの銅腐食量を測定した。

ｄ）潤滑性：シェル４球耐摩耗試験［１８００rpm，４０kgf/cm²，３０分］
摩耗痕（mm）の計測

ｅ）乳化安定性：冷却−加熱サイクル試験［−１５℃×７２ｈ⇔２５℃×２４ｈ］
エマルション１００mlにおける水−油分離量（ml）

表１の実施例１及び２の供試油が示すように、抗菌剤Ａを配合することにより、高温下での抗菌剤残存率が高くなり、それにともない抗菌性能も良好となる。また、銅腐食性も低く、潤滑性や乳化安定性も良好である。

一方、比較例１の供試油は，高温で抗菌剤Ｂが消耗し、抗菌性能が低下した．また、比較例２の供試油は、高温での抗菌性能は良好であるが、銅腐食性が高いため、実使用上、銅製オイルクーラーや油圧ポンプの銅製部品を腐食する懸念があることがわかる。

本発明の油圧作動油は、抗菌剤として特定構造の化合物が配合されているため、高温下の過酷な条件でも安定した抗菌性を維持できるとともに、銅腐食性や潤滑性などの油圧作動油としての性能を損なうことなく、抗菌剤の効能を長期間持続することができ、Ｗ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油として非常に有用なものである。

Claims (4)

1. 界面活性剤を用いて基油に水を分散させたＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油において、下記一般式（１）：
   

   

   
   ［式中、Ｒは、それぞれ独立して炭素数１〜１０の炭化水素基である］で表わされる化合物を０.０１〜１０質量％添加したことを特徴とするＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油。
2. 更に、前記水に対しトリエタノールアミンを０.２〜７質量％添加したことを特徴とする請求項１に記載のＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油。
3. 前記基油は、４０℃での動粘度が１０〜１００mm²/sであることを特徴とする請求項１に記載のＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油。
4. 前記水が５〜６０容積％分散していることを特徴とする請求項１に記載のＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油。