JPH07197073A - 水可溶化油 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水の可溶化温度範囲が広く且つ難燃性という
水可溶化油の基本的特性を損なわず、廃液処理性が高い
ばかりでなく、転がり軸受けの寿命を飛躍的に長くでき
る水可溶化油を提供する。 【構成】 ９０重量％以下の潤滑油基油と、１〜４０重
量％のアニオン系界面活性剤の１種以上と、１〜７０重
量％の下記一般式Ｉで表わされる非イオン系界面活性剤
の１種以上と、 Ｒ₁ - Ｏ- ( Ｒ₂ Ｏ)n- Ｈ …
……（Ｉ） ［この式中、Ｒ₁ は水素又はＣ₁ 〜Ｃ₂ のアルキル基、
Ｒ₂ はＣ₂ 〜Ｃ₃ のアルキレン基、ｎは１〜２０００の
整数である。ｎが２以上の場合、( Ｒ₂ Ｏ）はエチレン
基とプロピレン基が混在してもよく、エチレン基の割合
は３５モル％以下である］ １〜５０重量％のＨＬＢ値が１１未満である非イオン系
界面活性剤の１種以上と、１〜６０重量％の水とを含有
する水可溶化油。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外観が透明で、油中に
比較的多量の水を分散させることができる水可溶化油に
関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄鋼設備や射出成形機、自動車の溶接ロ
ボットなどの油圧設備は可燃性の油圧作動油を使用する
と火災の原因となる。そのため、難燃性の油圧作動油が
使用されている。この種のものとして、含水系難燃性作
動油が知られており、その代表的な作動油として水−グ
リコール系作動油が挙げられる。しかし、この水−グリ
コール系作動油は、廃液処理性が悪く、つまり、かかる
作動油が油圧系統から漏れ、排水に混入した場合通常の
排水処理法では、水に溶解しているグリコールに起因し
て、ＣＯＤが高く、充分に処理ができるとはいえず、河
川汚染の原因となる。

【０００３】これらの理由によって、その他の水可溶化
油の開発も進められている。例えば、特開平５−２７１
６８３号には、ポリオキシアルキレングリコール−ポリ
オキシプロピレングリコールモノエーテル−ポリオキシ
エチレングリコールモノエーテル−脂肪酸−水系の含水
系作動油が、特公昭６０−６９９１号には、ＨＬＢ値の
異なる４種類の界面活性剤を用いて水溶性防錆剤及び水
を潤滑油基油に分散してなる含水潤滑剤が開示されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような水可溶化油は、次のような欠点があった。つま
り、油圧ポンプ中には、作動油と直接接している転がり
軸受が設置されているが、油圧ポンプ使用時、作動油に
高圧がかかると、しだいに転がり軸受を劣化させ、ひい
ては油圧システム系の正常な稼働を阻害するという欠点
があった。特に、含水系潤滑油では、水を含むので、非
水系潤滑油に比べてその傾向が極めて高い。

【０００５】従って、可溶化温度範囲が広く且つ難燃性
という水可溶化油の基本的特性を損なわず、廃液処理性
が高いばかりでなく、転がり軸受の寿命を飛躍的に長く
できる水可溶化油が求められていた。

【０００６】本発明は、かかる要請に答える水可溶化油
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、９０重量％以
下の潤滑油基油と、１〜４０重量％のアニオン系界面活
性剤の１種以上と、１〜７０重量％の下記一般式Ｉで表
される非イオン系界面活性剤と、 Ｒ₁ - Ｏ- ( Ｒ₂ Ｏ)n- Ｈ ………（Ｉ） ［この式中、Ｒ₁ は水素またはＣ₁ 〜Ｃ₂ のアルキル
基、Ｒ₂ はＣ₂ 〜Ｃ₃ のアルキレン基、ｎは１〜２００
０の整数である。ｎが２以上の場合、( Ｒ₂ Ｏ）はエチ
レン基とプロピレン基が混在してもよく、エチレン基の
割合は３５モル％以下である。］ １〜５０重量％のＨＬＢ値が１１未満である非イオン系
界面活性剤の１種以上と、１〜６０重量％の水とを含有
する水可溶化油である。

【０００８】なお、本発明においては、非イオン系界面
活性剤として少なくとも２成分を含む水可溶化油であ
り、非イオン系界面活性剤は厳密に同一ではない。

【０００９】

【作用】本発明の可溶化油は、難燃性で、水−グリコー
ル系作動油に比べて廃液処理性が高い。また、広い温度
範囲で潤滑油基油に水が可溶化（透明である）してお
り、安定である。さらに、水−グリコール系作動油を含
む含水系潤滑油に比べて、転がり軸受寿命は長い。

【００１０】本発明では、潤滑油基油とアニオン系界面
活性剤は、それぞれ単独では特別な特徴はないが、これ
らと水が、本発明において特徴的な２種類の非イオン系
界面活性剤と一緒になって、上記のような作用を発揮す
ると考えられる。

【００１１】

【実施態様】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１２】本発明の水可溶化油における潤滑油基油と
しては、潤滑または潤滑作用を示す任意の種類の合成系
油、鉱油系油の１種以上が使用できる。合成系のものと
しては、アルキルベンゼン、ポリアルファオレフィン、
ポリアルキレングリコール、アルキルジフェニルエーテ
ル、エチレンプロピレン共重合体、アルキルジフェニ
ル、アルキルナフタレン、ポリブテン、エステル油等が
挙げられる。

【００１３】これらのうち特にアルキルベンゼン、ポリ
アルファオレフィン、ポリアルキレングリコールが好ま
しい。これらについて説明する。

【００１４】１） アルキルベンゼンは、直鎖型、分岐
型があり、これらの中でモノ体、ジ体を挙げることがで
きる。直鎖型アルキルベンゼンとしては、

【００１５】

【化１】

【００１６】［この式中、Ｒ：Ｃ_８ 〜Ｃ₂₅のアルキル
基である。複数あるときには同じでも、異なってもよ
い］、また、分岐型アルキルベンゼンとしてはアルキル
分岐型で、例えば、プロピレンのトリマー、テトラマ
ー、ペンタマー、ヘキサマー、ヘプタマーをベンゼンに
アルキル化したもので、

【００１７】

【化２】

【００１８】［この式中、Ｒ´：Ｃ₈ 〜Ｃ₂₄の分岐アル
キル基である。複数あるときには同じでも、異なっても
よい］である。

【００１９】動粘度は、４０℃において、１．０〜１０
０ｍｍ² ／ｓのものが好ましい。

【００２０】２） ポリアルファオレフィンは、通常、
炭素数２〜１４、好ましくは４〜１２の範囲の、直鎖状
あるいは分岐状のオレフィン系炭化水素から選択された
任意の１種の単独重合または２種以上の共重合により得
られるものである。

【００２１】ポリアルファオレフィンは、通常、４０℃
で、１．０〜１３５０ｍｍ² ／ｓ、好ましくは４〜５０
ｍｍ² ／ｓの動粘度を有するものである。その平均分子
量は、通常、約５０〜２０００、好ましくは約１００〜
１０００の範囲である。本発明で使用するポリアルファ
オレフィンとしては、特に、水素添加により不飽和結合
を飽和させたものが好ましい。

【００２２】ポリアルファオレフィンの具体例として
は、炭化水素または低級３〜６量体化により得られる炭
素数６〜１２のαーオレフィンの混合物、例えば、２５
〜５０重量％のヘキセン−１、３０〜４０重量％のオク
テン１および２５〜４０重量％のデセン−１からなる混
合物を共重合したものを挙げることができる。デセン−
１のごとき単独モノマーから得られるオリゴマーおよび
その水素添加物も好適である。

【００２３】これらのポリアルファオレフィンは、触媒
として、塩化アルミニウム、フッ化ホウ素等のフリーデ
ルクラフト型触媒、チーグラー触媒または酸化クロム等
の酸化物触媒等を使用して製造することができる。ポリ
アルファオレフィンの水素添加は、重合反応生成物から
触媒を除去した後、加温、加圧下において、例えば、ニ
ッケルーモリブデン／アルミナのような水素化触媒の存
在下に、水素と接触させることにより行なうことができ
る。

【００２４】３）ポリアルキレングリコールとしては、
下記の構造式の表されるものを用いることができる。

【００２５】 （式中、Ｒ₁ 、Ｒ₃ は水素またはＣ₁ 〜Ｃ₂₀のアルキル
基、ｎは１〜３００、ｍは１〜３００、ｌは０〜３０
０、ＥＯはエチレンオキサイド、ＰＯはプロピレンオキ
サイドで、（ＥＯ）、（ＰＯ）はランダム重合でもよ
い。） 動粘度は、４０℃において１０〜１０００ｍｍ² ／ｓが
好ましい。

【００２６】本発明におけるアニオン系界面活性剤とし
て、下記の範疇に入るものであるなら任意の１種以上が
使用できる。特に、ａ）カルボン酸塩、ｂ）スルホン酸
塩、ｃ）リン酸エステル塩、ｄ）硫酸エステル塩が好ま
しい。

【００２７】ａ）具体的には、カルボン酸としては、炭
素数が３〜４０の脂肪酸の金属塩又はアミン塩。例え
ば、ラウリル酸ナトリウム塩、ステアリン酸カリウム
塩、オレイン酸カリウム塩等が挙げられる。

【００２８】ジカルボン酸、トリカルボン酸の金属塩、
アミン塩としては炭素数が２０〜８０のダイマー酸のカ
リウム塩又はアミン塩。

【００２９】ｂ）スルホン酸塩としては、アルキル基の
炭素数が４〜４０の油溶性および水溶性のアルキルベン
ゼンスルホン酸の金属塩又はアミン塩。例えば、ドデシ
ルベンゼンスルホン酸ナトリウム、プロピレンのテトラ
マ−をアルキル基とするベンゼンスルホン酸カリウム、
ドデシルベンゼンスルホン酸カルシウムなどが挙げられ
る。

【００３０】また、炭素数が５〜６０のα−オレフィン
スルホン酸などの金属塩又はアミン塩がある。イボゲン
Ｔ、エアロゾルＯＴなども挙げられる。

【００３１】ｃ）リン酸エステル塩としてはアルキル基
の炭素数が３〜４０の高級アルコールリン酸モノエスス
テルジ金属塩又はジアミン塩、アルキル基の炭素数が３
〜４０の高級アルコールリン酸ジエステル金属塩又はア
ミン塩。

【００３２】ｄ）硫酸エステル塩としては、アルキル基
の炭素数が４〜５０である高級アルコール硫酸エステル
の金属塩又はアミン塩。例えば、ラウリルアルコール硫
酸エステルナトリウム、オレイルアルコール硫酸エステ
ルアンモニウム、セチルアルコール硫酸エステルカリウ
ムなどがあげられる。

【００３３】アルキル基の炭素数が４〜５０であり、エ
チレンオキサイドの付加モル数が１〜１０である高級ア
ルキルポリエチレングリコールエーテル硫酸エステル。
例えば、ラウリルエーテル硫酸エステルナトリウム（ｎ
＝２）・ これらの内で特に好ましいものはカルボン酸の金属塩、
スルホン酸の金属塩であり、特に炭素数が２１および３
６のダイマー酸のカリウム塩、オレイン酸のカリウム
塩、ドデシルベンゼンスルホン酸カリウム塩である。

【００３４】本発明における非イオン系界面活性剤１
は、前記一般式Ｉのように表され、その１種以上が使用
できる。

【００３５】非イオン系界面活性剤１の好ましい具体例
としては、一般式Ｉ中のＲ₁ がメチル基、Ｒ₂ がプロピ
レン基、ｎが３〜２０（好ましくは４〜１２）であるも
のである。また、ｎが２以上の場合、（Ｒ₂ Ｏ）_n にエ
チレン基が混在してもよく、アルキレン基中に含まれる
エチレン基は３５モル％以下、望ましくは１０〜２０モ
ル％である。

【００３６】また、一般式（１）のＲ₁ がメチル基、Ｒ
₂ がプロピレン基、ｎが１５０〜８００（好ましくは１
７０〜３５０）であるものである。また、ｎが２以上の
場合、（Ｒ₂ Ｏ）_n にエチレン基が混在してもよく、ア
ルキレン基中に含まれるエチレン基は３５モル％以下が
望ましくは２０〜３０モル％である。この高分子量成分
を添加することにより耐摩耗性の向上、転がり疲労寿命
を大幅に改善する効果が得られ、水可溶化油の安定性を
損なうことはない。

【００３７】これらの１種以上を配合することにより油
溶性−水溶性バランスを調整して、安定な水可溶化油を
得ることが可能となる。

【００３８】本発明における非イオン系界面活性剤２
は、ＨＬＢが１１未満のものであり、その１種以上が使
用できる。ＨＬＢが１１以上のものを使用した場合、所
望の作用・効果が劣るか、または得られない。特に、水
可溶化油の温度に対する安定性が悪くなり低温において
油相もしくは界面活性剤相が白濁・分離してしまう。本
発明の水可溶化油の安定性を維持するためにはＨＬＢが
１１未満の非イオン系界面活性剤が必須であることを見
い出した。

【００３９】非イオン系界面活性剤２の具体例は、 （１） Ｒ₁ - Ｃ₆ Ｈ₄ - Ｏ- ( Ｒ₂ - Ｏ）_n - Ｈ
［この式中、Ｒ₁ はＣ₁ 〜Ｃ₁₃のアルキル基またはアル
ケニル基、Ｒ₂ はＣ₂ 〜Ｃ₃ のアルキレン基、ｎは１〜
６、好ましくは２〜５である］具体的には、Ｒ₁ がＣ₉
のアルキル基、Ｒ₂ がエチレン基のノニルフェノールエ
トキシレート（ＥＯ付加モル数２〜５）が好ましい。

【００４０】 （２）Ｒ₁ - ＣＯ- ＮＨ-(Ｒ₂ - Ｏ）_n - Ｈ ［この式
中、Ｒ₁ はＣ₁ 〜Ｃ₂₀のアルキル基またはアルケニル
基、Ｒ₂ はＣ₂ 〜Ｃ₃ のアルキレン基、ｎは１〜５であ
る］ （３）

【００４１】

【化３】

【００４２】［Ｒ₂ はＣ₁ 〜Ｃ₂₀のアルキル、アルケニ
ル基、Ｒ₂ はＣ₂ 〜Ｃ₃ のアルキレン基、Ｒ₃ はＣ₂ 〜
Ｃ₃ のアルキレン基、ｍ＋ｎ＝１〜５である］ 本発明において、各必須成分が少なくとも特定した含有
割合内なら、前記した作用が得られる組成をもった水可
溶化油が形成可能である。

【００４３】なお、本発明の水可溶化油には、その性質
を改良するため、任意の添加剤が添加できる。その例と
しては、防錆剤、消泡剤、金属不活性化剤、摩耗防止
剤、極圧剤、摩擦調整剤、粘度指数向上剤等が挙げられ
る。

【００４４】

【実施例】実施例１〜４、比較例１〜７ 第１表に示すような水可溶化油を調製または用意し、ユ
ニスチール転がり寿命試験、さらに、動粘度、流動点、
外観、相転移温度試験を実施した。ユニスチール転がり
寿命試験は、下記に示す条件下で、ワッシャ状の試験片
上で玉軸受を回転させる。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が発生し、試験部に振動が
発生する。そうして、１．５Ｇ（ガル）になると停止す
るように調整された回転停止用振動計によって、試験機
を停止させる。そのときまでの積算時間として、疲労寿
命時間を求めた。試験を５〜１０回行い、データを５０
％累積し、ワイブル確率紙上にプロットして、１０％寿
命（累積確率が１０％になったときの時間）、５０％寿
命（累積確率が５０％になったときの時間）を求めた。
結果も表１に示す。

【００４５】ユニスチール転がり寿命試験 試験機 ユニスチール転がり寿命試験機（ＩＰ［イ
ギリス石油協会］３０５／７５Ｔ準拠） 条件 回転数 １５００ｒｐｍ 荷重 ３２２．５ｋｇｆ テスト軸受け スラスト玉軸受け＃２９１０（ＮＳＫ
製） 試験片 ＳＵＪ−２標準品 （ＪＩＳ Ｇ ４
８０５） 試験ボール数 ５個 給油法 滴下法（１０滴／分） 停止レベル １．５Ｇ 試験回数 ５〜１０回 試験条件 ４０℃粘度：ＪＩＳ Ｋ ２２８３に準拠 流動点 ：ＪＩＳ Ｋ ２２６９に準拠 外観 ：試作液を１００ｃｃビーカーに５０ｍｌ分
取し、目視により判別した。

【００４６】相転移温度：１００ｃｃの三角フラスコに
試料を５０ｃｃ分取し、ゴム栓をする。ゴク栓に穴をあ
け、温度計を液面の１／２のところにセットする。ホッ
トスターラーで撹拌しつつ、加熱する。１００℃まで昇
温後、室温にて降温する。１００℃で白濁した場合、降
温時に透明になる温度を目視で読みとり、相転移温度と
する。

【００４７】

【表１】

【００４８】

【表２】

【００４９】

【化４】

【００５０】

【発明の効果】本発明の水可溶化油は、広い温度範囲で
潤滑油に水が可溶化（透明である）しており且つ難燃性
という水可溶化油の基本的特性を損なわず、廃液処理性
が高いばかりでなく、転がり軸受の寿命を飛躍的に長く
できるという優れた性質を有する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｍ 145:26） Ｃ１０Ｎ 20:02 30:04 40:02 40:08

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ９０重量％以下の潤滑油基油と、１〜４
   ０重量％のアニオン系界面活性剤の１種以上と、１〜７
   ０重量％の下記一般式Ｉで表わされる非イオン系界面活
   性剤の１種以上と、 Ｒ₁ - Ｏ- ( Ｒ₂ Ｏ)n- Ｈ ………（Ｉ） ［この式中、Ｒ₁ は水素またはＣ₁ 〜Ｃ₂ のアルキル
   基、Ｒ₂ はＣ₂ 〜Ｃ₃ のアルキレン基、ｎは１〜２００
   ０の整数である。ｎが２以上の場合、( Ｒ₂ Ｏ）はエチ
   レン基とプロピレン基が混在してもよく、エチレン基の
   割合は３５モル％以下である。］ １〜５０重量％のＨＬＢ値が１１未満である非イオン系
   界面活性剤の１種以上と、１〜６０重量％の水とを含有
   する水可溶化油。