JPS5861191A - 水性油圧作動油 - 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】 本発明は水性／１１］１王作動油に関する。さらに詳し
くは水溶性切削曲剤と兼用することのできる油圧作動油
に関する。

一般に水溶性切削油と油圧作動油は違うものが使われて
いる。しかしながらこの場合１下記のような問題点があ
る。すなわち水浴性切削曲は、切削工具と被７１［１工
物間の冷却を第一の目的として使用されておシ、従って
タンク容量は大きくタンクは地下に設けられていること
が多い。一方、油圧作動油が使用される／［ｌｌＩ圧装
置は、切削工具や被加工物等の切削機械を稼動させるも
のであシ、比較的コンパクトなこと及びサクション抵抗
を小さくするため地上に設けられている。

油圧作動油として特に非水性油圧作動油が使用されてい
る場合、／［！１王作動油が＠圧シリンダーのピストン
ロンド等のシール部分からもれて、地下タンクの水溶性
切削油に混入すると、水溶性切削曲の乳化状態が変り、
力ロエ精度が落ちたり、液が腐敗しやすくなったりする
。

また、水浴性切削曲がピストンロンドを伝わり逆に７リ
ンダ一内部等の油圧作動油に混入するとエマルジョンを
形成し、粘度が上昇したり銅系部品の腐食によりスラッ
ジが発生する等のトラブルを起し、／［Ｉ３圧装置の誤
操作の原因となっている〇このようなことから水溶性切
削油と油圧作動油の１１互汚染という問題点がある。

従来、水溶性切削油剤として、ＪＩＳ　Ｋ　−２２４１
に規定されているＷ１種およびＷ２種があり、このもの
が１乍動ど出にも１吏えるといわれている。しかしこの
ものの作動油としての性能は充分ではなかった。

また特公昭４８　＝　８９２０５　　号公報には万能油
剤として切削柚削、柚１王曲剤などに使える特定のオキ
ンアルキレ／エーテル化合物を含むものが記載されてい
る。しかしこのものは非水溶性タイプであり、冷却性九
コストの点で充分ではなかった。

そこで、本発明者らは水溶性切削曲と曲１王作動曲双方
の性能を充分に満足する水性／１１］王作動油について
鋭意検討した結果本発明に到達した。

すなわち、本発明は多価アルコール（ａ）と不飽和脂肪
酸またはこれと飽和脂肪酸との混合脂肪酸（ｂ）との部
分エステル（以下多価アルコールの部分エステルという
）の硫化物（Ａ）および脂環式アミンのアルキレンオキ
ノド付加物（Ｂ）の２成分を必須成分として含有するこ
とを特徴とする水性油圧作動油（以下、水性作動油また
は作動面という）である。

本発明の水性作動油の一成分として使用される多価アル
コール（多価アルコールのアルキレンオキンド付り０物
を除く）の部分エステルの一硫化物（Ａ）の原料として
用いられる多価アルコールとしてはエチレングリコール
、グリセリン、トリメチロールプロパン島ペンタエリス
リット、ソルビット、ソルビタン、ソルバイト、ショ糖
及びこれらの二種以上の混合物などの水酸基２〜８個を
有する多価アルコールがあげられる。これらのうちで好
ましいものはペンタエリスリット、ソルビット、ソルビ
タンおよ−びソルバイトである。

また、（Ａ）の原線として用いられる不飽和脂肪酸トシ
てはウンデンレン酸、オレイン酸、エルシン酸、リノー
ル酸、リルン酸、エレオステアリン酸、す／ルイン酸お
よびこれらの二種以上の混合物などの炭素数１１以上の
不飽和脂肪酸があげられる。好ましい不飽和脂肪酸は工
業的に人手し易い点からオレイン酸、す７ルイン酸およ
びエルシン酸である。

多価アルコ−ルの部分エステルとしてはペンタエリスリ
ットと前記脂肪酸とのモノ、ジおよびトリエステル、ソ
ルビットと不飽和脂肪酸とのモノ。

ジ、トリおよびテトラエステル１ソルビタンと不飽和脂
肪酸とのモノ、ジおよびトリエステル、ノルハイドと不
飽和脂肪酸とのモノエステル、グリセリント不ｋ　ａ脂
肪酸とのモノおよびジエステル、工ｆ　Ｌ／　７　ｆ　
リコールと不飽和脂肪酸とのモノエステル、トリメチロ
ールプロパンと不飽和脂肪酸とのモノおよびジエステル
があげられる。好ましい多価アルコールの部分エステル
はソルビタンとオレイン酸とのモノ、ジおよびトリエス
テル、ソルバイトとオレイン酸トのモノエステル、ペン
タエリスリットとオレイン酸とのモノ、ジおよびトリエ
ステル、ソルビタンとり７ルン酸トのモノおヨヒシエス
テルならびにソルビタンとエル７ン酸とのモノ寂よびジ
エステルである。

多価アルコールの部分エステルにおいては、好ましくは
多価アルコールが三価以上の多価アルコールの場合には
・不飽和脂肪酸とともに飽和脂肪酸（直鎖または分岐の
炭素数６以上好メしくは６ン酸、ステアリン酸、イヅス
テアリン酸など）を使用してもよい。不飽和脂肪酸と飽
和脂肪酸との混合脂肪酸における不飽和脂肪酸の量は通
常５０モル係以上、好ましくは６０％以上である。なお
混合脂肪酸は以下・不飽和脂肪酸で代表させて記述する
。

多価アルコールの部分エステルの硫化物（Ａ）は上記多
価アルコールと不飽和脂肪酸とを通常の方法によりエス
テル化反応することあるいは多価アルコールと不飽和脂
肪酸エステル類とをエステル交換反応することによって
多価アルコールの部分エステルを鍔・これを公知の方法
でｉ化することにより得られる。また、不飽和脂肪酸を
硫化したのちこれと多価アルコールとの部分エステルを
得てもよい。

エステル化或いはエステル交換においては多価アルコー
ルの水酸基の少なくとも一個が遊離の形で残る割合で不
飽和脂肪酸等を反応させる。遊離の水酸基の個薮は少く
とも一個あればよく、とくにその個数は限定されない。

また硫化の方法としては、たとえば多価アルコールの部
分エステル（または不飽和脂肪酸）に硫黄を添加し、１
４０〜２０Ｕ℃で８〜５時間加熱攪拌する方法があげら
れる。この場合硫黄としては粉末、フレークまたはコロ
イド状のものなどを用いることができ、多価アルコール
の部分エステルなどに対する硫黄の添加量は特に限定さ
れｋいが島通常。多価アルコールの部分エステルの硫化
物中において、硫黄−含量が３〜２５重量係、好ましく
は５〜２０重量係になるような量である。硫黄含量が８
重量係未満の場合は極圧性が充分ではなくまた２５重量
係を越えると乳化性が低ドする傾向がある。

水元１１ｑの水性作動油のもう一方の成分である（Ｂ）
のり脂環式アミンのアルキレンオキシド竹刀Ｉにおいて
、脂環式アミンとしては７クロプロピルアミ７、’／ク
ロマ゛チルアミン、シクロペンチルアミノ、シクロヘキ
シルアミン、シフクロヘキシルアミン、メンチルアミン
などの脂環式モノアミンおよび、１．４−ジアミノシク
ロヘキサン、Ｎ−アミノプロヒルンクロヘキンルアミン
ナトのｔＪ式ボｌ＋アミンがあげられる。またアルキレ
ンオキノドとしてはエチレンオキノド（ＥＯ）、プロピ
レンオキ７ド（ｐｏ）、ブチレンオキ７ドおよびこれら
の二種以上のものがあげられる・アルキレンオキシドの
付刀ｎモル数は通常１〜１０、好ましくは１〜３である
。

脂環式アミンのアルキレンオキシド付加物トシてはＮ−
モノエタノール７クロヘキンルアミン、Ｎ、Ｎ−ジェタ
ノール７クロヘキンルアミン、Ｎ−モノインプロパツー
ル７クロヘキフルアミン、Ｎ、Ｎ−ジイソプロパツール
７りロヘキシルアミン、Ｎ−モノエタノールジンクロヘ
キフルアミン、Ｎ−モノイングロバノールジノクロヘキ
ノルアミンなどのり脂環式モノアミンのアルキレンオキ
シド付ノＪロ物；２よびＮ　、　Ｎ　、Ｎ’−トリエタ
ノール−１゜４−ジアミノシクロヘキサン、Ｎ、Ｎ、Ｎ
’−トＩＪエタノールーＮ−アミノプロピル７クロヘキ
タルアミンなどの脂環式ポリアミンのアルキレンオキシ
ド付加物がめげられる。

これらのうち好ましいものは脂環式モノアミンのＥＯま
たはｐｏ付加物であり、とくに好ましいものはＮ−イン
パノールシクロヘキシルアミン、Ｎ、Ｎ−ジイソプロパ
ノールンクロヘキ／ルアミンおよびＮｌＮ−ジェタノー
ル７クロヘキンルアミンである。脂環式モノアミンのＰ
Ｏ付加物の場合は廃液のＣＯＤを低くすることが可能で
ある。

脂ｍ式アミンのアルキレンオキシド付加物は通常の方法
で脂環式アミンにアルキレンオキシドを付加させること
により容易に得られる。アルキレンオキノドを二種以上
用いて付加させる場合はランタ゛ム、フ゛ロック付力日
のいずれかでもよい。また脂環式７　ミンの活性水素全
部にアルキレンオキシドが付加したものでもよくまた一
部に付加したものでもよい。

本発明の水性作動油は（Ａ）および（８を必須成分とし
て含有する。（至））　、　（Ｂ）の配合割合は特に限
定さｎるものではないが、重量割合で通常（Ａ）　：　
（Ｂ）　＝　Ｏ，ｓ〜６：１、好ましくは０．５〜８：
１である。（Ａ）が０．３未満の場合は潤滑性が不足と
なりゃすく、また６を越えると防錆性が不足となりやす
い。

らえらばれる任意成分を含有させることが出来る。

必須成分の量は作動油（無水物換算）中で通常２０〜７
０重喰係、好ましくは２５〜６０重量係である。作動油
中で必須成分が２０重量係未満では潤滑性、防錆性など
が不足しやすく、７０重量係を越えると乳化安定１生が
不足となりやすい。

水元′嘱の作動油は、前記の必須成分や任意成分、必要
に応じさらに水を任意の順で混合し、必要があれば３０
〜８０Ｃ程変に加熱することにより作成できる。

また本発明の作動油を使用する場合は、通常適当な濃度
になるように水で希釈（たとえば該作動油の無水物換算
で５０〜１５０重量倍の水で希釈）して作動液とし、使
用することができる。

本発明の作動油は水溶性切削曲と油圧作動油の他合金の
旋削、フライス加工、穴あけ、ねじ切り中ぐりなどの通
常の切削作用に適用Ｃきる。さらに作動油としては各種
の油圧装置たとえば製鉄所の熱間圧延設備や各種加熱炉
の開閉、ダイカストマジン等の各種フレス機械、ホット
コイルのコンベアーやクレーン、フォークリフト等のｔ
由１王装置のベーンポンプおよびギヤーポンプの作動油
としてもきわめて有効である。

本発明の作動油は下記の効果を賽子る〇（１）作動油と
しての性能がすぐれており低倍率かり高倍率の広い範囲
で油圧ポンプたとえばベーンポンプに対する適合性を有
する。

（２）＠滑性、冷却性が良好である。

（３）耐腐敗性にすぐれ、長時間使用できる。

（４）各種金属に対しすぐれた防錆性を有している。

（５）皮膚刺激性が少く安全性が高い。

（６）廃液処理が容鵬である。

ｔ７＞Ｘ＋イｉｆａ”″つ４ｆＪ已＄ 以下実施例により本発明をさらに説明するが本発明はこ
れに限定されるものではない。

実施例　１ 品（通常の切削油剤）を得た。

本発明の作動油および比較品全それぞれｉ更用して作動
液を作成し、乳化安定性、耐腐敗性および廃液処理性を
評価し結果を表２に示す。

性能評価法は下記のとおりである〇 （１）　　乳化安定性 ７日間室温静置後の乳化安定性を肉眼で評価した。

○・・・変化なし　　×・・一部分離 （２）　　耐腐敗性 ２００ゴ瓶に切削液１００　ｍｌを採取し、その中にト
ウ′モロコシ粉３１、錆鉄切り粉５２、腐敗した切削液
１ｒｎｌを添加後、３７℃の恒温槽に放置して２０日後
の腐敗臭およびｐＨ変化を測定した。ｐＨの低丁の小さ
いものほど耐腐敗性が良好であると判定する。

○・・・腐敗臭なし　　×・・・腐敗臭あり（３）廃液
処理性 作動液に硫酸バンド８００“Ｏｐｐｍ　　添加し、攪拌
を行い、石炭をｐＨ７〜８になるまで添加して中和する
ことによシ廃液処理を行った。また処理液のＣＯＤを測
定した。ＣＯＤの低いものほど廃液処理性が良好である
と判定する。

○・・・処理液が透明　×・・・処理液が不透明実施例
　２ 硫黄含量が２〜２５係の色々の値をとるよう作った多価
アルコールの部分エステル硫化物を表３にしたがって混
合し本発明の作動油を得た。

表　　　８ 本発明の作動油および比較品をそれぞれ使用して実施例
１と同様作動液を作成し、乳化安定性、耐腐敗１生およ
び廃液処理性を評価し結果を表４に示す。

実施例　３ ソルビタン・モノオレエートの硫化物（硫黄含量１５％
）と各種脂環式アミンのアルキレンオキノド付加物とを
使用して、表５に従って混合し水元Ｉ月の作動油を得た
。

表　　５ 本発明の作動油および比較品をそれぞれ１史用して実施
例１と同様に作動液を作成し、乳化安定性耐腐敗性およ
び廃液処理性を評価し結果を表６に示す。

試験例１ 〔１〕　　供試サンプル ・本発明作動油Ａｌ（Ｗ２−１） ・市販品　Ａ　　　　　　（Ｗｌ−２）Ｂ、（Ｗｌ−２
） 市販品Ａ 鉱物油生体のエマル７ヨンタイプの水溶性切削油剤 市販品Ｂ エステル生体のエマル７田ンタイプの水溶性切削油剤 〔３〕試験の方法 まず各サンプルの３０倍及び５０倍希釈液に一ついてＢ
　５　ｈｇｆ　／ｃｒｌの試験を行い、潤滑性、防錆性
、腐敗性等の観点から問題のない扁１について、５０Ｋ
ｇｆ／ＣＪで８０．５０．７０及び１００倍希釈液の試
験を行ったＯ ま２を試験前後の液のｐＨ，、、防錆性等の性状につい
ても評癲全行った・ 〔４〕試験条件 ・供試ポンプ・・・・・・クーラント用ベーンポンプＷ
ＶＰ−ＶＦＩ−Ｌ９０−８Ｗ　・・・豊興工業■製・吐
出圧力　・・・・・・８５Ｋｐｆ／ｃｉ但し＆１は５　
ｇ　Ｋｇ　ｆ／ｃｄでもテスト ・回転速度　・・・・・・１２０　Ｏｒｐｍ・運転時間
　・・・・・・１００〜１５０Ｈ・サンプルの希釈倍率
・・・・・・下表の通り〔５〕測測定目 （１）ポンプ逆転状態の変化： ・吐出量の変化 ・吸入圧力の変化 （２）ポンプ部品の形状変化： ・ベーンの質量変化 ・リング内面の粗さ変化 ・７ヤフト、ベーンの面粗度 （３）液の性状変化：・ｐＨ （ポンプテスト中）・希釈倍率 ・消泡・曳 ・腐敗・生 ・防錆性 （４）切削粉の沈澱性試験 （５）潤滑油混入による腐敗試験 〔６〕測定結果と考察 （１）ポンプ運転状態の変化 吐出圧力と吐出量との関係および圧力８５Ｋｇｆ／　ｃ
ｒｌでの経時吐出量変化を表７に示す。

３種類のサンプルは３０倍、５０倍のいずれの希釈倍率
においても使用したポンプの定格流唆と：・チぼ同じ値
を示し、かつ経時による吐出量変化も小さいことから、
ポンプ部品の致命的な異常は認められず、作動状態も比
較的安定しているといえる。

また、ｍｌの５０　Ｖ４ｆ／ｌｒｉでの結果も表７に示
すように安定している。

尚、吸入圧力についてはいずれも一６０〜５０ｍｘＨ？
程度であり、経時による変化も認められなかったので省
略した。

（２）ポンプ部品の形状変化 （ａ）ベーンの質量変化 圧力８５　Ｋ９ｆ／ｉにおける試験結果および圧力５０
　Ｋｇ　ｆ／ｃａにおける試験結果を表８に示すＯ 圧力３５Ｋｇｆ／ｃ−においては市販品Ａの質量変化が
非常に大、きかったが、市販品Ｂ及び＆１については３
０倍及び５０倍希釈液とも質量変化は小さく良好な潤滑
性をもっていると考えられる０ 表８（ベーンの摩耗量）　　　　（単位：〜）また圧力
５０　Ｋｙ　ｆ　／ｃｌにおいて行った扁１の各濃度に
おけるベーン摩耗量はいずれも１００■以Ｔ４’あり、
３０〜ｌｏｏ倍と布釈濃Ｉが変っても潤滑性に大差がな
いことがわかる。

（５）リング内面の粗さ変化 表１１に結果を示す。ベーンの摩耗量と同様、市販品Ａ
の粗さ変化が大きく、ベーンの摩耗量と関係がありそう
であるが、市販品Ｂの５０倍希釈液等でも粗さ変化が大
きく、ベーン摩耗量との相関性は認められない。

（３）サンプルのポンプテストによる性状変化、ｐＨ＊
希釈倍率、消泡性、腐敗准、防錆性についてポンプテス
トによる変化を検討したが、いずれも変化はわずかであ
った。（表９表１０に結果を示す。′） （ａ）　ｐ　Ｈ（ｐ　Ｈメーターにょシ測定）全体にテ
スト時間が長くなるにつれて、ｐＨが低・くなる傾向が
あるが、最もｐＨの下った市販品Ｂの３０倍希釈液でも
０．８程度である。

（ｂ）希釈倍率（糖度計法） ・希釈倍率の変化は認められなかった。

（Ｃ）消泡性（ＪＩＳ　Ｋ　２５１８　）いずれも空気
吹込直後の泡の量は１０ｍ／以下で変化は紹められなか
った。

（ｄ）腐敗性 ポンプテストによる変化はほとんど認められなかったが
・市販品Ｂ及び＆ｌの１ｉＪＯ倍希釈液では新液を培養
すると細菌が観察されることから、耐腐敗１生が少し劣
るものと思われる。

〈試験方法〉 ラーンプル１００−、トウモロコノ粉３２、鋳鉄切粉５
２、腐敗液（細菌数１０６ル噌以上）１−を２００−の
びんに入れ、ｆ３７℃で２４Ｈ静置する。その後この液
を寒天培地で培養して細菌数を調べる〇 （ｅ）防錆性 腐敗性と同様、ポンプテストによる変化はほとんど認め
られなかったが、市販品Ｂ及び、ぢ１の１００倍希釈液
は防錆性が不足と思われる。

〈試験方法〉 サンプルに鋳鉄切粉（Ｆｅ１２）を浸漬後を紙を敷いた
シャーレ−に取出し、室温で２４Ｈ静置し、発錆状態を
観察する。

表９（ポンプテストによる声変化） 表１０（ポンプテストによる。腐敗性〜防錆性変化）防
錆性の評価：Ｏ錆なし、Δ数点の錆、×ｉ面発錆し××
−面取上発錆 表１１　（ＩＪング内面の粗さ）　　　　（単位：μ）
（Ｃ）７ヤフト、ベーンの面粗度 ／ヤフトの面粗度はシャフトのヘッドＩＩＩ　’にロー
ターからヘッド側に向って測定した０またベー／の面粗
度はベーン側面（ベーンの回転方向の前ｌｌ１ｌｌｌ）
を測定した。

表１２に・結果を示すが、Ａ、Ｂおよび扁１のいずれも
面粗度変化はほとんど認められなかった。

表１２　　（面粗度）　　　　　　　（単位：／１）（
４）切粉沈降性試験 鋳鉄及びアルミ粉を用いて沈降性試験を行ったが、アル
シミ粉では、どのｔ由種でもあまり表面の沈降性は　　
　　　　　　が若干よいようであるが、液中の沈降性に
ついてはあまり差は認められなかった。（表１３に結果
を示す。） 〈テスト方法〉 サンプル１００−と切粉０．１〜ＩＰ（６０〜３００メ
ツ７ユ°）を１００−の共栓付メスシリングーに入れ、
５回振とうして静置・５分後の衣表面の沈降性を観察し
た。

判定　Ｏ・・・衣表面の切粉はほとんど沈降する。

△・・・衣表面に浮遊している切粉がある。

×・・・　　　　　　〃　　　　　多い。

（５）潤滑／１１］混入による腐敗試験摺動面油の混入
による腐敗保液について検討した結果為摺動面曲を添加
した方が、ｐＨ変化も少く、細菌数も少かった。これは
摺動面油のある種の成分が防腐剤として作用したことも
考えられる◎（表１４に結果を示す０）表１４　（腐敗
試疾果） 〈テスト方法〉 サンプル１００−１摺動面油０〜５−１とうもろζし、
粉８ｆ％朽鉄切粉５Ｐｓ腐敗液（細菌数１０６ケ／ｍ１
以上）　１　ｍｌを２００ｄのびんに入れ、３７℃に静
置し、ｐＨ変化を観察する。細菌数は３゜０後の液を寒
天培地にて３７℃×４８Ｈ培養後測定した。

〔６〕　試験結果の概要 〔５〕の測定項目の試験結果の概要を記すと表１５のよ
うになる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）多価アルコール（ａ）と不飽和脂肪酸またはこれ
   と飽和脂肪酸との混合脂肪酸（１））との部分エステル
   の硫化物（Ａ）および脂環式アミンのアルキレンオキン
   ド付加物（Ｂ）の２成分を必須成分として含有すること
   を特徴とする水性油圧作動油６ （２＋　（Ａ）　：　（Ｂ）　＝　０．　ａ〜６；１（
   重量比）である特許請求の範囲第１項記載の作動油。 （３）　（Ａ）と（Ｂ）との合計量が水性油圧作動油（
   無水物換算）中・　２０〜７０重量係である特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載の作動油。