JPS6140567A - 油のアルカリ度測定の方法とキツト - 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】 本発明は油の合計塩基数（アルカリ度）を測定する方法
と装置に関するものである。この装置はアルカリ度測定
のための油試料と混和することができる成分液体のバイ
アルを含むキットの形態にある。

潤滑に使用する油のような実際の前便用条件においては
、いかに予防措置がとられていても、酸性酸化生成物を
蓄積する傾向がある。油中の添加剤からの塩基がこれら
の酸を中和するのに十分であるかぎり、この種の酸は保
護されるべき部品に対して有害ではない。しかし、それ
らの保護性塩基が酸によって使いつくされるときには、
油は取出すかあるいは新鮮な油で以て稀釈せねばならな
い。さもなければ、修復不能の損傷が潤滑部分におこり
得る。この分野において特に商業的運転者にとって最も
厄介な問題の一つは油がいつそれの実際的有用性の限度
に達したかを知ることであった。

実験室においては、油試料のアルカリ度状態の測定は本
質的には困難でなく、なぜならば、精巧な設備が複雑な
分析手法を実施するのに使用できるからである。しかし
、明らかに、そのような設備と手法は現場においては非
実際である。海上輸送においては例えば、必要とする設
備とそれを操作する人を船上に置くことは禁止的なこと
である。

従って、油試料中に存在する塩基度の量を評価する迅速
で経費のかからない方法を発見することに多大の努力が
払われてきた。

本発明は既知のアルカリ度試験方法および装置に関連す
る実際的問題のいくつかを最小化するよう工夫したもの
である。本発明は試験する油の合計塩基数で示すアルカ
リ度を測定する容易かつ安全な方法とテスト・キット装
置を提供するものである。

本発明によると、油のアルカリ度を合計塩基数として比
色的に測定する方法が提供されるのであり、その方法は
、油試料を指示薬溶液と混合して一つの油相を形成させ
、その油相を鉱酸水溶液で以て滴定してその油相上に一
つの水性相を形成させ、そして、上記油相中に導入され
水性層を塩基性水性層を示す色から中性水性層を示す色
へ変換させるのに必要とする鉱酸水溶液の単位数によっ
て合計塩基数（ＴＢＮ）で表現するアルカリ度を決定す
る、ことから成るが、上記の鉱酸水溶液の単位数の各々
は予めきめた塩基数に相当している。

指示薬溶液は非毒性であり、芳香族および水の影響に対
して抵抗性があり、かつ油中で可溶である。

油と指示薬溶液は相互に可溶であって油相を形成する。

アルコールおよび少くとも一つのハロ炭化水素との組合
せは油相と水性相との間の接触およびイオン交換を改善
し、一方、油相密度を水性相よりも大きく維持する。　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、１本発明の
装置は油の合計塩基数で示すアルカリ度を測定するテス
ト・キットを採用するものであり、そのテスト・キット
は、ある容積の油を受は入れるよう適合させた第一受器
；比色用指示薬、少くとも一つのハロ炭化水素および脂
肪族一価アルコールを含む予めきめた容積の指示薬溶液
；ある容積の油を第一受器の中へ分取してその中で上記
の予めきめた容積の指示薬溶液と混合するための手段；
鉱酸水溶液を含む第二〇受器：および、この鉱酸水溶液
の一部を上記第二受器から上記第一受器へ添加して上記
油相上で水性相を形成させる手段；から成り立っている
。

この方法と装置の両方において、合計塩基数で示す油の
アルカリ度の程度は塩基性指示色から中性指示色へ有色
指示薬を転換させるのに添加せねばならない鉱酸水溶液
量によって示される。鉱酸水溶液の各々の予めきめた単
位は予めきめた塩基数を表わすので、合計塩基数は容積
単位数に単位容積あたりの塩基数をかけたものによって
示される。

第１図は試料油のある容積を分取する注射器を描いてお
り、これは本発明のテスト・キットの一部を形成するも
のであり； 第２図は本発明のテスト・キットの部分を形成する、開
放状態で示す混合用受器を描いており；第３図は閉ぢた
混合状態にある第一受器を描いており； 第４図は、本発明のテスト・キットの部分を形成しかつ
溶液を第一受器の中へ分取するのに使用する第二〇受器
の好ましい具体化を描いている。

前記のとおり、本発明は合計塩基数（ＴＢＮ）によって
表現されるとおりの油アルカリ度テストに用いる簡単で
使用に容易な方法を提供するものである。ＴＢＮは油試
料ＩＩあたりのＫＯＨのダとして表現される。この方法
は指示薬溶液と鉱酸溶液を入れたバイアルを含み、それ
らの溶液は油試料と混和して油アルカリ度の比色的指示
を与えることができる。

この指示薬溶液が油試料と可溶性であって一つの油相な
形成することが一つの本質的な特徴である。指示薬溶液
は脂肪族一価アルコール、水より重い少くとも一つの液
状炭化水素、および比色用指示薬から成る。ハロ炭化水
素は水より密度の高い油相を生成する。アルコールはノ
・１炭化水素、前試料および鉱酸水溶液の混合を促進す
る。ノ・１炭化水素とアルコールはともに非毒性である
。メタノールから約０６のアルコールの脂肪族一価アル
コールのいずれかは満足できる溶液を生成するが、しか
し、指示薬溶液用の好ましいアルコールはブタノールで
あり、１−ブタノールが特に好ましい。メタノールは毒
性があり、イソプロピルアルコールは１−ブタノールは
どのよい働きをしない。好ましいハロ炭化水素は１．、
　］、、　２−　）リクロロトリフルオロエタン（フレ
オン）である。

従来法における問題は油中の水が従来のアルカリ度測定
方法に及ぼす悪影響である。本発明の方法は水を含む油
に応用でき、それはその油相を鉱酸水溶液で以て滴定で
きるからである。一般的な面において、この方法と装置
は、油が鉱物源であっても合成源であってもあるいは舶
用油のような特別目的の油であっても、いかなる油にも
適用できる。合成潤滑油は、多価アルコールとｍ個カル
ボン酸とからあるいは多価カルボン酸とｍ個アルコール
とからつくられるものを含めたエステル油であることが
できる。それはまたオレフィン重合による合成炭化水素
あるいはｓｒリシロキサンなどであってよい。

本発明の方法の諸側面を詳細に記述する前に、この方法
を実施する助けとなる好ましいテスト・キットを第１−
４図を参照して説明する。このテスト・キットは前試料
を分取するための注射器（第１図）から成る。注射器２
０は側壁２２と注射器頂部２８を通過するプランジャー
２６とから成る。油はノズル２４を通して注射器２０の
中へ引込まれかつそこから小出しされる。側壁２２には
液体容積を追い出すための予めきめた線２５が与えられ
ている。

テスト・キットはさらに、一端において開閉されるよう
適合させた１５ｍ１の第一混合受器３０（第２図）から
成る。この第一受容器３０は側壁３２、ねぢ蓋３４、開
口３６をもち、指示薬溶液３８の予定量例えば３．５　
ｍｌを装填することができる。あるいはまた、指示薬溶
液を別の容器に入れそしてアルカリ度テストが実施され
るときに混合用受器３０の中に入れることができる。第
３図は閉ぢた状態にある第一〇受器３０を示している。

指示薬溶液３８は少くとも一つの）・１炭化水素、脂肪
族一価アルコールおよび比色用指示薬の混合物から成る
。ノ・１炭化水素とアルコールはそれらが油に可溶であ
るので使用される。アルコールは脂肪族一価の０ｌ−Ｃ
６アルコールの一つであってよ＜、シかし、メタノール
、特に１−ブタノールが、」二記のとおり低毒性であり
かつ炭化水素と組合わせるときに炭化水素、前試料およ
び鉱酸水溶液の混合を促進するので好ましい。ノ・１炭
化水素は好ましくは１，１．２−トリクロロトリフルオ
ロエタン（フレオン）であり、１−ブタノールとの組合
せにおいて油と可溶性であって油相を形成しその量水よ
り大きい油相密度を維持する密度の高い液体であるから
である。油相中での指示薬溶液組成物３８の好ましい範
囲は油の各容量部について、ハロ炭化水素が約０７から
約４容量部、アルコールが約０２から約１０容量部であ
る。フレオンはまた油を稀釈してその粘度を下げ、油相
と水性相との間の接触とイオン交換を改善する（以下に
説明）。指示薬溶液３８中のブタノール対フレオンの特
に好ましい容積比は、フレオン６部対ブタノール１部で
あり、もちろんその他の比率も使用できる。

溶液３８中で用いられる比色用指示薬は約３４−６の範
囲のｐＫａをもつ。適当な比色用指示薬はブロモクレゾ
ールグリーン、メチルオレンジ、メチルレッドあるいは
ブロモクレゾールグリーンとメチルレッドとの組合せを
含む。ブロモクレゾールグリーンは予想外に強い色変化
、すなわち塩基性溶液における強い青色をもち、かつＩ
　ＴＢＮ単位内で合計塩基数（ＴＢＮ）の測定を可能に
するので、好ましい。比色用指示薬の濃度は指示薬溶液
の０．００２−０．０８重量部の範囲にある。ブロモク
レゾールグリーンは塩基性溶液中で青色であり、中性溶
液中で緑色、酸性溶液中で黄色である。

テスト・キットはさらに、予めきめた量の鉱酸水溶液４
９を含む少くとも１個の第二受器４０から成る。各種の
容積の鉱酸水溶液で以てテストを実施することが望まし
いので、各種の液量を各々含む１個より多くの受器をテ
スト・キットに備えることができる。１ｍｌと２ｍｌの
鉱酸水溶液を予めそれぞれ装填した２個のそのような受
益が第４図に示されている。その他の寸法のものも提供
される。

キットを使用する人を鉱酸水溶液４９から保護するため
に、各々の第二受容器４０は好ましくは本体部分４６と
吸い目部分４８とをもつプラスチック製の囲われた枕状
物として形成される。この第二受容体４０は吸い目部分
４８の端を切断することによって容易に開放され、それ
によって鉱酸水溶液４９を受器４０からしぼり出させる
。鉱酸水溶液４９はＨＣｌ、Ｈ２ＳＯ４あるいはパラト
ルエンスルホン酸のような任意の強酸であることができ
る。好ましい酸は塩酸である。キットを使用する人をま
た保護するために、酸濃度は約００６規定から約０３規
定の範囲にあり、その濃度は少し毒性があるにすぎない
。第二受器の各々は油に対して１単位、あるいは１単位
の倍数の合計塩基数（ＴＢＮ）に等して鉱酸水溶液の量
を含む。

広くいえば、本発明の方法は次のようにして実施される
。指示薬溶液３８の予めきめた量、例えば３５ｍ１．を
第一受器３０の中に入れる。テストする油の試料を、好
ましくは約１５℃−５０℃においてその源（図示せず）
から注射器によってノズル２４を通して取出し、第一受
器３ｏの中に入れ、そこで油試料は指示薬溶液３８と接
触する。

この第一受器３０を次にねぢ蓋３４によって閉ぢ、振と
うして油と指示薬溶液３８とを混合し油相を形成させる
。次に、第一受器を開け、１単位容積の鉱酸水溶液をそ
の中に導入し、受容器を振とうする。しかし、その振と
うは油相上に水性相をその後形成するのを助けるようお
だやかなものである。次にその第一受器３０の内容物を
沈降させ、水性相の色を観察する。もし水性相が青色で
ある　　　　　　：１と、その油試料は塩基性であり、
従ってその油試料のＴＢＮを測定することが必要であり
、そこで、油相を鉱酸水溶液の追加の単位容積を添加す
ることによって滴定する。鉱酸水溶液の単位を添加し水
性相の生成色を観察するこの工程を、水性相の色が緑色
に変り中性水性相の存在を示すまで繰返す。その油の合
計塩基数は色変化に必要とした鉱酸溶液の単位容積の数
に各単位容積が表わす塩基数をかけることによってきめ
られる。例えば、鉱酸溶液の単位容積が油試料の与えら
れた容積に関してｌの塩基数を表わし、かつ１０単位容
積が緑への色変化にとって必要である場合には、そのテ
ストされる油の合計塩基数は１０となる。

鉱酸水溶液４９の酸強度は０．０６−０．３規定の範囲
にあり、各々の第二受器４０中の鉱酸水溶液４９の容積
は、各第二受器４０が油試料に関して合計単位数（ＴＢ
Ｎ）の１単位あるいはＴＢＮの１単位の倍数に等しい十
分な鉱酸水溶液を含むような容積である。各々の第二受
器４０はその容積内容物あたりについてのＴＢＮの単位
数で以て標識をつげておくことが好ましく、従って添加
される鉱酸水溶液のＴＢＮの単位の和である油試料のＴ
ＢＮは容易に決定できる。代表的には、新しい油は０−
７０単位の範囲のＴＢＮをもっている。油の有用なＴＢ
Ｎ範囲はその油が使用される応用に依存する。

以下はこのテスト・キットを使用していかにして本発明
の方法を実施できるかの実施例である。

（ａ）　　室温またはやや温かい（１５℃−５０’Ｃ）
の油の２１ｎｌの試料を注射器２０で以て分取する。

（ｂ）０．０２重量係のブロモクレゾールグリーンヲ含
み、１，１．２−トリクロロトリフルオロエタンと１−
ブタノールの比が６：１の容積比の溶液の３、５　ｍｌ
を含む第一受器３０の中へこの油を入れる。

（ｃ）　　この第一受器３０のねじ蓋３４を閉ぢ、受器
３０を振とうして油相を形成させる。

（ｄ）　　ねじ蓋３４を第一受器３０から取出し、鉱酸
水溶液４９のある容積を含む第二受器４ｏの本体部分４
６から吸い目部分４８をはさみ切り、その後、鉱酸水溶
液４９の１単位をこの第二受器４０から第一受器３０へ
添加することによって、油相の滴定を開始する。

（、）　　油相上面上の水性相をゆっくりと揺り動かし
水性相の色の観察を行ない、もし色が容易に認め得ない
場合には、受容体３０の内容物を数分間、例えば３分間
沈降させてより明瞭な相とさせる。

（ｆｊ　　色がもし緑色（中性溶液を示す）である場合
には、そのＴＢＮは受容体３０の中へ分取した容積の１
単位について第二受器４０上に標識をつげたとおりのＴ
ＢＮ単位である。

（ｇ）　　もし色が黄色（酸性溶液を示す）である場合
には、新しい油状相をテストし、そして単位容積あたり
さらに少ないＴＢＮ単位をもつ鉱酸水溶液を含む第二受
容器４０を使用する。

（ｈｌ　　適当な時間（例えば６０分）後において分離
がおこらない場合には、新しい油状相をテストするか、
あるいは （１）　　もし色が青色（塩基性溶液を示す）である場
合には、鉱酸水溶液を１個または１個より多くの受器４
０から一時に１単位づつ、緑色が観察されるまで添加す
ることによって滴定を継続する。

（ｊ）　　との油状相のＴＥＮは、滴定に使用された容
積単位の数について第二受器の各々の上に標識をつけた
塩基数単位の和である。すなわち、単位容積あたりの塩
基数に使用容積単位数をかげたものが合計塩基数を与え
る。

もし単位容積あたりの塩基数によって計算される鉱酸水
溶液を含むテスト・キットが本発明の方法如おいて用い
られない場合には、合計塩基数は、既知規定度の鉱酸水
溶液を使用するとき、次のとおり計算できる。

ＴＢＮ＝ｍｙＫＯＨ／ｇ　・試料 Ｎ＝規定度　グラム消量／１ ５６．１＝ＫＯ）Ｉの当量重量、　ｇ、Ｑ−当量■＝滴
定液の容積、　ｍｌ Ｓ−油状相の重量、Ｉ 以下は、比重０．９０の２．０　ｍｌの油状相を２．５
　ｍｌの比色用指示薬溶液の２．５　ｖｔｌと混合し、
０．１０　ＮのＨＣＩＩ水溶液の１０ｍ１で以て滴定し
て中性水性相を得る場合の、ＴＢＮの計算例である。

前記から明らかなとおり、本発明は油のアルカリ度を試
験するために使用するのに簡単、安全および容易な方法
と装置を提供する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のテスト・キットの部分を形成する試料
油のある容積を分取する注射器を描いており、 第２図は本発明のテスト・キットの部分を形成する混合
用受器を開放状態で描いており、第３図はこの第一受器
を閉ぢた混合状態で描いており、 第４図は本発明のテスト・キットの部分を形成しかつ第
一受器の中へ溶液を分取するのに使用される、第二受器
の好ましい具体化を描いている。 ３８：比色用指示薬溶液、４９：鉱酸水溶液！Ｈ１人　
　モービル・オイル・コーポレーション（外５名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）油の合計塩基数を比色法的に測定するテスト・キッ
   トであり、 （ａ）ある容積の油を入れるのに適した第一の受器； （ｂ）比色用指示薬、少くとも一つのハロ炭化水素、お
   よび脂肪族一価アルコールを含む予じめ定めた量の指示
   薬溶液； （ｃ）試験する油の試料を上記第一受器の中へ分取しそ
   こで油試料を上記指示薬溶液と混合して油相を形成させ
   る手段； （ｄ）鉱酸水性溶液を含む第二の受器；および（ｅ）上
   記鉱酸水溶液の一部を上記第二受器から上記第一受器の
   中へ導入して上記油相上に水性相を形成させる； テスト・キット。 ２）上記第一受器に上記油をその中に分取する前に上記
   の予じめ定めた容積の指示薬溶液を装填する、特許請求
   の範囲第１項に記載のテスト・キット。 ３）上記の少くとも一つのハロ炭化水素が１，１，２−
   トリクロロトリフルオロエタンである、特許請求の範囲
   第１項に記載のテスト・キット。 ４）上記アルコールがブタノールである、特許請求の範
   囲第１項に記載のテスト・キット。 ５）上記ブタノールが１−ブタノールである、特許請求
   の範囲第４項に記載のテスト・キット。 ６）上記比色用指示薬が約３．４−６の範囲のｐＫａを
   もつ、特許請求の範囲第１項に記載のテスト・キット。 ７）上記比色用指示薬がブロモクレゾールグリーンから
   成る、特許請求の範囲第６項に記載のテスト・キット。 ８）上記鉱酸水溶液がＨＣｌから成る、特許請求の範囲
   第１項に記載のテスト・キット。 ９）上記の油が舶用油である、特許請求の範囲第１項に
   記載のテスト・キット。 １０）指示薬溶液が油の容量部あたりで、 （ａ）約０．７から約４．０容量部のハロ炭化水素；（
   ｂ）約０．２から約１．０容量部のアルコール；から成
   り、その際上記指示薬溶液が０．００２−０．０８重量
   ％の比色用指示薬を含む、特許請求の範囲第１項に記載
   のテスト・キット。 １１）上記指示薬溶液が１部の１−ブタノール、６部の
   １，１，２−トリクロロトリフルオロエタンおよび０．
   ００２−０．０８重量％の比色用指示薬から成る、特許
   請求の範囲第１項に記載のキット。 １２）上記指示薬溶液が１部の１−ブタノール、６部の
   １，１，２−トリクロロトリフルオロエタンおよび０．
   ０２重量％の比色用指示薬から成る、特許請求の範囲第
   １項に記載のキット。 １３）上記第二受器に、その中の鉱酸水溶液の与えられ
   た容積あたりの塩基単位数で以て標識をつける、特許請
   求の範囲第１項に記載のテスト・キット。 １４）油のアルカリ度の比色的測定方法であつて、（ａ
   ）油の試料を比色用指示薬、少くとも一つのハロ炭化水
   素、および一価脂肪族アルコールから成る指示薬溶液と
   接触させ； （ｂ）上記の油の試料と指示薬溶液とで油相を形成させ
   ； （ｃ）鉱酸水溶液の一部を上記油相の中に導入し；（ｄ
   ）上記鉱酸水溶液に上記油相上で水性相を形成させて上
   記比色用指示薬の一部をこの水性相の中へ吸収させ；そ
   して、 （ｅ）上記油相の中に導入して水性相を塩基性水性相を
   示す色から中性水性相を示す色へ転換させるのに必要と
   する鉱酸水性溶液の量に相当する塩基数の単位数により
   、合計塩基数で示すアルカリ度を決定する； 各段階から成る方法。 １５）上記のハロ炭化水素が１，１，２−トリクロロト
   リフルオロエタンである、特許請求の範囲第１４項に記
   載の方法。 １６）上記アルコールがブタノールである、特許請求の
   範囲第１４項に記載の方法。 １７）上記ブタノールが１−ブタノールである、特許請
   求の範囲第１６項に記載の方法。 １８）上記の比色用指示薬が約３．４−６のｐＫａをも
   つ、特許請求の範囲第１４項に記載の方法。 １９）上記の比色用指示薬がブロモクレゾールグリーン
   から成る、特許請求の範囲第１８項に記載の方法。 ２０）上記の鉱酸水溶液がＨＣｌから成る、特許請求の
   範囲第１４項に記載の方法。 ２１）上記の油が舶用油である、特許請求の範囲第１４
   項に記載の方法。 ２２）指示薬溶液が油の各１容量部について、（１）約
   ０．７から約４．０容量部のハロ炭化水素、および（２
   ）約０．２から約１．０容量部のアルコールから成り、
   その際、上記の比色用指示薬が指示薬溶液の０．００２
   −０．０８重量％から成る、特許請求の範囲第１４項に
   記載の方法。 ２３）上記指示薬溶液が１部の１−ブタノール、６部の
   １，１，２−トリクロロトリフルオロエタンおよび０．
   ００２−０．０８重量％の比色用指示薬から成る、特許
   請求の範囲第１４項に記載の方法。 ２４）上記指示薬溶液が１部の１−ブタノール、６部の
   １，１，２−トリクロロトリフルオロエタン、および０
   ．０２重量％の比色用指示薬から成る、特許請求の範囲
   第１４項に記載の方法。