JPH04106196A - 水―グリコール系作動液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、難燃性作動油の一種である水−グリコール系
難燃性作動液（以下、水−グリコール系作動液と記す。

）に関する。

〔従来の技術〕

油圧は産業界に広く取り入れられ生産性の向上に貢献し
ているが、その中で高温の金属、電気スパーク、加熱炉
など火災の危険と共存する装置では、油圧作動油として
難燃性作動油が用いられている。

難燃性作動油のうち、特に含水系を使用する場合、問題
となるのは油圧ポンプ、モータに使用されている転がり
軸受寿命の低下である。含水系作動油を使用した場合、
鉱油、合成系作動油に比べ転がり軸受寿命が大幅に低下
し、軸受破損に起因するポンプトラブルがおこり、そし
て油圧ンステム全体の正常な稼働を阻害する場合か多い
。

これら、軸受トラブルを防止するため油圧機器の改良、
付帯設備の設置で対応しているのが現状である。例えば
、油圧機器が本来備えている定格使用圧力よりも低圧で
使用したり、標準仕様の軸受部を特別に大型化したもの
に改良したりして使用している。また潤滑不良のおこり
やすい軸受部を強制潤滑すめための特別な作動油循環回
路を設置したりしている。これらの機器の仕様変更、設
備投資などは含水系作動油の軸受寿命が改善されれば特
に必要のない処置である。含水系作動油とりわけその主
流である水−グリフール系作動液の軸受寿命延長か望ま
れている。

水−グリコール系作動液についてはメーカ各社により組
成に違いがあるものの、現在市販されている水〜グリコ
ール系作動液は下記に示す組成を有する。

水−グリコール系作動液組成成分 溶剤 水 増粘剤 添加剤 潤滑剤 防錆防食剤 配合割合（％） ４０〜５０ ３５〜４５ １０〜１５ １〜　３ １〜　３ 組成成分である溶剤としては、例えばエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール等
を挙げることができ、これらは、流動点降下の機能を有
すると伴に、各種添加剤の相溶性を増す役割も含まれる
。

増粘剤としては適度な分子量を持ったポリアルキレング
リコールが使用される。増粘剤の添加量を調整すること
により、各種ＩＳＯ粘度グレートに適合する作動油を得
ることかできる。

水は難燃性維持のために必要不可欠のものである。この
ように典型的にはグリコール−ポリアル牛レンゲリコー
ルー水の三成分混合系か水−グリコール系作動液の基油
となっている。

上記基油に添加する潤滑剤としてはオレイン酸などの不
飽和脂肪酸、ラウリン酸、ステアリン酸などの飽和脂肪
酸、芳香族脂肪酸、ダイマー酸などのカルボン酸などが
挙げられる。

防錆剤としてはを機アミン、有機アミン銹導体、カルホ
ン酸アルカリ金属塩等が挙げられる。実際上は前述のカ
ルボン酸と有機アミンとの塩やカルボン酸アルカリ金属
塩を使用して油性向上剤と防錆剤の両者を兼ねることも
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、これらを使用した現状の水−グリコール系作動
液てはすべり潤滑性においてかなり満足のいくものもあ
るが、転がり潤滑性に関しては十分ではない。すなわち
、油圧ポンプ、モータに使用されている転がり軸受の転
がり寿命低下のため鉱油系作動油の場合と比べてはるか
に短期間で軸受破損を招来するというトラブルがおこっ
ている。

転がり軸受寿命低下を抑制するため、潤滑剤として高分
子量の長鎖二塩基酸またはその塩基により中和した生成
物を使用するといった技術が開示されている（特開平１
−３１８０８８号）。

しかし、この場合、高分子量長鎖二塩基酸またはその塩
基による中和生成物が基油に溶解しないこと、このため
分散剤を必要とする等必ずしも水グリコール系作動液と
して満足されたものではない。

本発明が解決しようとする課題は、水−グリフール系作
動液の優れた難燃性を損なうことなく、かつ各種の要求
性能も損なうことなく、転がり軸受寿命を延長すること
ができる均一溶液の水−グリフール系作動液を提供する
ことである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意研究を重
ねた結果、ＯＨ基を有する特定された脂肪酸と特定のア
ミノアルコールを特定量配合することにより、水−グリ
コール作動液の有する各種性能を損なうことなく、転が
り軸受寿命を大幅に改善し得ることを見出し本発明を完
成するに至った。

すなわち、本発明の要旨は（Ａ）ＯＨ基を有する炭素数
８〜２４の脂肪酸と（Ｂ）低級のアルキル基を有するア
ミノアルコールとを含有し、（Ａ）と（Ｂ）との合計配
合量が基油に対し０．　１〜５．Ｏｖｔ％であることを
特徴とする水−グリコール系作動液に存する。

本発明の（Ａ）成分は、ＯＨ基を有する炭素数８〜２４
、好ましくは１０〜２２、さらに好ましくは１２〜２２
の脂肪酸である。

炭素数が少な過ぎると油膜形成能に乏しく潤滑性が不十
分となる。また炭素数が多過ぎると相溶安定性が悪くな
る。

ＯＨ基の数は特に限定されないが、好ましくはフェノー
ル性のヒドロキ／ル基を１個有するのが良い。脂肪酸は
、飽和脂肪酸または不飽和脂肪酸いずれてあってもよい
。

具体的には、２−ヒドロキンバルミチン酸、１２ヒドロ
キシステアリン酸、ワシルイン酸、ジヒドロキンステア
リン酸、分子内にフェノール性のヒドロキンル基を含有
するヒドロキシアリール脂肪酸、例えば、ヒドロキシフ
ェニルミリスチン酸、ヒドロキンフェニルパルミチン酸
、ヒドロキシフェニルステアリン酸、ヒドロキシフェニ
ルオレイン酸、ヒドロキシフェニルベヘニン酸、ジヒド
ロキンフェニルバルミチン酸、トリヒドロキシフェニル
ステアリン酸、ヒドロキシジメチルフェニルステアリン
酸、ヒドロキシ／ニルフェニルステアリン酸、ヒドロキ
シメトキンフェニルバルミチン酸、ヒドロキシメトキシ
フェニルステアリン酸およびトリヒドロキンステアリン
酸などを挙げることができる。これらは単独または混合
物の形で使用できる。

これら（Ａ）　Ｉｙ、分は、本来水溶性でないため水−
グリコール系作動液の基油とは相溶しえない。

このため、この（Ａ）成分を水−グリフール系作動液の
潤滑剤として使用するためには水溶性化しうる形にする
必要がある。さらに好ましくは、水溶性化されたものか
さらに優れた潤滑性を示すことである。

本発明の（Ｂ）成分は、低級のアルキル基を膏するアミ
ノアルコールである。すなわち、（Ｂ）成分は、（Ａ）
成分を中和して塩の形となる。塩の形にすることにより
ＯＨ基を有する脂肪酸が水溶性化傾向となり、水−グリ
コール系作動液の基油等と安定に相溶することとなる。

低級のアルキル基は、炭素数１〜５、好ましくは炭素数
１〜４であり、アミノアルコール中、１または２個有す
る。

炭素数が多過ぎると（Ａ）成分を中和しても水グリコー
ル系作動液の基油とは相溶しない。

具体的には、（１）式で表されるＮ、Ｎ−ジメチルエタ
ノールアミン、 （２）式で表されるＮ、Ｎ−ジメチルエタノールアミン
、 （３）式で表されるＮ、　　Ｎ ジブチルエタ７−ル アミン、 （４）式で表されるＮ （β−アミノエチル）エ タノールアミン、 ＮＨ，−Ｃ，Ｈ４−ＮＨ−Ｃ，Ｈ，−ＯＨ（４）（５）
式で表されるＮ−メチルエタノールアミン、Ｃ）（、−
ＮＨ−Ｃ，Ｈ，ＯＨ（５） （６）式で表されるＮ−メチルジェタノールアミン、 等を用いることができる。

低級アルキル基を有するアミノアルコール力（Ａ）成分
と反応し、塩を生成する為水溶化傾向を生じることは前
述した通りである。しがし、この生成した塩がさらに優
れた転がり軸受寿命を延長させることの理由については
明らかではないが、これは（Ａ）成分と（Ｂ）成分の特
定構造に起因すると思われ、その塩が金属表面に稠密に
吸着したためであると推測される。

したがって（Ａ）成分としてラウリン酸やオレイン酸を
用いても、あるいは（Ｂ）成分としてモノエタ／−ルア
ミン、ジェタノールアミン、トリエタノールアミンやア
ルカリ金属塩を用いても水−グリコール系作動液基油と
の相溶性は問題はないものの転がり軸受の寿命延長効果
は認められない。

（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計添加量は基油に対し、約
０１〜５０ｗｔ％、好ましくは約０５〜２．　５ｖｔ％
である。

（Ａ）成分と（Ｂ）成分の各々の添加量は約ＯＯ５〜２
，５智ｔ％てあり、（Ａ）成分と（Ｂ）成分は同じ添加
量となることか好ましい。

（Ａ）成分と（Ｂ）成分は基油に添加されると、塩を形
成する。

（Ａ、）成分と（Ｂ）成分を予め反応させ、中和生成物
を得た後、基油に約０１〜５．　　Ｏｖｔ％で添加して
もよい。作動油の場合、使用環境はクローズド／ステム
であり、切削油、圧延油などの場合にみられるような潤
滑油添加剤の系外への持ち出しが全くなく、初期の濃度
か維持される。過剰な添加はコスト的にもメリットかな
い。

本発明の（Ａ）成分と（Ｂ）成分を特定割合で配合する
基油は、一般に用いられる水−グリコール系作動液て、
前記のとおり約２５〜５０％のグツフール類、約１０〜
２０％の増粘剤、約３５〜５０％の水から成る。これに
油性剤、潤滑剤、液相防錆剤、気相防錆剤、金属不活性
剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、着色剤、その他の添加剤が含
まれていても構わない。

増粘剤としては、通常ポリアルキレングリコールもしく
はそのアルキルエーテル誘導体のようなポリエーテル型
増粘剤が用いられ、その具体例としては、多価アルコー
ルのポリオキンアルキレンポリオール、例えばニューポ
ール７５Ｈ９００００（三洋化成品）などのポリオキン
アルキレングリコール、二ニーボールＶ−１０−Ｃ（三
洋化成品）などのポリオキシアルキレントリオール、特
開昭５４−１０５６５３号記載のポリオキンアルキレン
ポリオール；ポリアミドのポリオキ／アルキレンポリオ
ール例えば特公昭５１−４４２７５号記載のポリオキシ
アルキレンポリオールおよびこれらの１種以上の混合物
をあげることができる。

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、ヘキンレングリコールなとのグリコール類お
よびこれらのグリコール類のモノアルキルエーテルが挙
げられる。

潤滑剤としては、オレイン酸などの不飽和脂肪酸、ラウ
リン酸、ステアリン酸などの飽和脂肪酸、芳香族脂肪酸
、ダイマー酸などが挙げられる。

防錆剤としては有機アミン（モノエタノールアミン、ト
リエタノールアミン、エチレンジアミン、／エチレント
リアミン、ンクロヘキシルアミン、モルホリン、１．４
−ビス（２−アミ／エチル）ピペラジン、２−へブタデ
フルー１−（２−ヒドロキンエチル）イミダプリンなど
）、有機アミン誘導体（上記アミンのアルキレンオキサ
イド付加物など）、カルボン酸アルカリ金属塩、シクロ
ヘキンルアミンナイトライトなどがあげられる。

消泡剤としてはンリフン化合物の乳化物などがあげられ
る。

〔発明の効果〕

本発明の水−グリコール系作動液はその成分に○Ｈ基を
有する特定の脂肪酸を配合させであるため、潤滑性、特
に転がり軸受のピッチング発生を抑制できる。

また、さらに低級アルキル基を有するアミノアルコール
を配合させであるため、上記脂肪酸を水グリコール系作
動液の基油に均一に溶解させるという効果のみならず、
特定構造に起因して、上記脂肪酸と反応して塩を形成し
、少量配合にもかかわらず、転がり軸受の軸受寿命を大
幅に延長することができる。

さらにこれらの配合は、水−グリコール系作動液が本来
備えている諸性能（難燃性、低温流動性、金属適合性等
）をなんら損なうものではないという効果も有する。

これにより、高圧使用か可能となるため装置がコンパク
ト化される等二次的効果も大である。

以下に実施例および比較例を用いて説明する。

〔実施例〕

実施例１〜１０ 第１表に実施した試料液の組成を示した。

実施例１〜７．９および１０は（Ａ）成分および（Ｂン
成分を各々基油（Ｘ）に配合したものであり、実施例８
は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の反応生成物を基油（Ｘ）
に配合したものである。

基油の組成は次の通りである。

基油（Ｘ）の組成　　　　　　重量％ 水　　　　　　　　　　　　　　　４０ポリアルキレン
グリコール　１２．５ プロピレングリコール　　　４７ モルホリン　　　　　　　　　０．５ ［比較例］ 水−グリコール系作動液をＷ／Ｇと略称し、Ａ。

ＢおよびＣ３種の市販のＷ／Ｇを用いた。

比較例４はラウリル酸と本発明の（Ｂ）成分であるＮメ
チルジェタノールアミンを、比較例５は、ラウリル酸と
モノエタノールアミンとを実施例で用いた基油に配合し
た。

〔ユニスチール転がり寿命試験〕

実施例および比較例につきユニスチール転がり寿命試験
機（ＩＰ３０５／７５Ｔ単３０５用い、下記条件にて転
がり寿命を評価した。

試験条件 回転数 荷重 テスト軸受 １５００ｒｐｍ ６６０　　ｌｂｓ スラスト玉軸受　＃２９１０Ｐ５ （ＮＡＣＨＩ） 試験片　　　５ＵＪ−２襟車品 試験ホール　５個 給油法　　　滴下法（１０滴／分） 停止レベル　１．　５Ｇ 試験回数　　５〜７回 評価は、設定条件下、ワッ／ヤ状の試験片上で玉軸受を
回転させた。運転を続けると試験片の軌道上に疲労によ
る摩耗の小孔すなわちピッチングが発生する。ピッチン
グが発生すると試験部に振動か発生するため、予め１６
５Ｇ以上になると停止するように調整した回転停止用振
動計を作動させて試験機を停止させた。疲労寿命ＩＩ開
（ｈ　ｒ）はこの時までの積算時間として求めた。

試験は５〜７回行いデータを累積し、ワイブル確率紙上
にプロットして１０％寿命、５０％寿命を求めた。

実施例１．７および比較例】のワイブルプロット図を第
１図に示した。

また、実施例および比較例の１０％寿命および５０％寿
命を第１表に示した。

実施例は比較例に比べて５０％寿命において約２倍から
約６倍の値を示し、優れた転がり軸受寿命を示した。

ところで、難燃性作動油は苛酷な条件下で長期間使用さ
れる。圧力伝達媒体としてたけでな（油圧ポンプ、油圧
モータのしゅう動部潤滑剤としての作用がある。また、
油圧システムに使用されている各種材質（金属材料、ゴ
ムなど）との適合性も必要である。そこでヘーンボンプ
耐久試験を行った。

ベーンポンプ耐久試験 実施例７について作動油としての適合性をポンプ実機試
験を実施して総合評価した。結果を第２表に示した。

供試ポンプ　油研工業製　ＰＶ２Ｒ２−２６ベーンボン
ブ 回転数　１２０Ｏｒｐｍ 吐出圧　２５０ｋｇｆ／ｃｍ’ 油温　　５０℃ 油量　　５０ｇ 試験条件 正常な初期摩耗を経過した後、摩耗量は飽和している。

カートリッジの変色やスラッジの付着などは全く認めら
れず、また作動油の一般性状（粘度、ｐＨｓ予備アルカ
リ度など）変化もごくわずかであり十分な適合性をを示
した。

同時に実施した金属材質浸漬試験（ＪＩＳ　　Ｋ２２３
４準拠）、及びゴム材質浸漬試験（ＪＩＳ　　Ｋ　　６
３０］１拠）においてもなんら問題なく作動油として十
分な適合性を宵することが確認された。

第１表

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例１．７および比較例１のユニスチール
転がり寿命試験により得られた結果をワイブル確率紙に
プロットしたものである。 図中１は実施例１．２は実施例７を３は比較例１を示す
。 横軸は寿命時間（ｈγ）を縦軸は累積破損率（％）を示
す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）（Ａ）ＯＨ基を有する炭素数８〜２４の脂肪酸と
   （Ｂ）低級のアルキル基を有するアミノアルコールとを
   含有し、（Ａ）と（Ｂ）との合計配合量が基油に対し０
   ．１〜５．０ｗｔ％であることを特徴とする水−グリコ
   ール系作動液。