JPS63199291A - 増粘剤組成物 - Google Patents

増粘剤組成物

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JPS63199291A
JPS63199291A JP62285680A JP28568087A JPS63199291A JP S63199291 A JPS63199291 A JP S63199291A JP 62285680 A JP62285680 A JP 62285680A JP 28568087 A JP28568087 A JP 28568087A JP S63199291 A JPS63199291 A JP S63199291A
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hlb
polymer
ethylene oxide
moles
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JP62285680A
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パブロ エム.ヘルナンデス
カーテイス アール.ピーターセン
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SC Johnson and Son Inc
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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、低い固体濃度での増粘剤の相互作用によって
油様粘度に増粘される水系作動液組成物及び水系金属工
作液又は潤滑剤組成物のための増粘剤組成物に間する.
一層詳しくは、本発明はポリウレタン及びエトキシル化
アルコールを用いている増粘剤組成物、作動液濃厚物、
金属工作液濃厚物、水性濃厚物、水系作動液組成物及び
水系金属工作潤滑剤組成物に関する。
水力機械においては、機械力は水圧ポンプにより圧力の
形態で、作動液として知られている液体に付与される.
作動液に付与されたエネルギーはこの圧力エネルギーを
水力原動機機構によって変換して機械エネルギーに戻す
ことによって利用される.この方式においては、作動液
は圧力伝達及び容積伝達の媒体として利用される。従っ
て、作動液の主要な機能は動力伝達である。
ナスリー(tbssry )の米国特許第4.312,
768号によれば、水を含めていかなる非圧縮性液体も
作動液の機能を遂行することができる。しかしながら、
作動液として用いるための石油の開発を非常に重要視し
てきている0石油系作動液は水系作動液よりも優れた幾
つかの利益を提供すると言われている。第一に、水系作
動液は機械装置の鉄製部品に錆を発生させるために不利
益となると言われている。第二に、油系製品は装置を潤
滑にすることによって機械の摩耗を防ぐと報告されてき
ている。第三に、油系製品は水系製品よりも大きい粘度
を示し、それ故にその利用される機械装置での液漏れを
低下させる要因であると考えられている。最後に、液体
添加物についての技術開発は、油系作動液中にそのよう
な添加剤を用いることによって粘度、泡安定性、摩耗防
止及び腐食防止の緒特性の改良が更に増強されるような
程度にまで進歩してきている。
しかしながら、油系作動液は上記した利益をもっている
としても、易燃性、一層高いコスト、環境汚染及び/又
は廃棄の問題のような欠陥に悩み続けている。
作動液がもつべき追加の重要な特性としてはポンプの体
積効率(これはそれの流動学的特性に密接に関係する)
、及び良好な耐窄耗性がある。摩耗速度が遅いことは作
動液のポンプ寿命を長くすることになる。加えて、温度
範囲全体にわたって安定な組成物はそれらの粘度だけで
なく、それらの化学的安定性も維持する。
金属工作液組成物はさらに、工具寿命を延ばし且つ加工
物の仕上がりを改良するために切削域での摩擦及び発熱
を低下させるように、従って切削域に潤滑性及び冷却を
提供するように機能する。
これらの2つの主要な効果、即ち潤滑性及び冷却はそれ
ぞれ油系作動液及び水系作動液によって最も良く成就さ
れる。“切削油及び研削油:選択及び利用(Cutti
ng and Grinding Fluids : 
5electionand Application)
″、第5頁、アール・ケイ・スプリングボーン(R,に
、 Springborn)編、米国工具及び製造エン
ジニアリング協会(八−、Soc、 Tool& Mf
g、 Engs、)  (米国ミシガン州デアボーン市
、1967年)を参照のこと。
最後に、工作機械潤滑剤に関連する汚染、即ち金属工作
液による作動液の汚染及びその逆の汚染は重大な問題で
あり得る。その汚染の問題を無視するならば、結果とし
て、多大な費用を要する機械修理が必要になり、それと
共に機械休止時間が長くなり且つ製造損失が増大する。
この問題を克服するために多目的作動液が提案されてき
ている。
しかしながら、石油系作動液に関係する上記の欠陥をも
たず且つ水力機械等に必要とされる増強された粘度、潤
滑性、安定性及び摩耗特性を提供することができる水系
作動液及び水系金属工作液は現在までのところ存在して
いない。
水性増粘組成物に用いられるウレタンポリマーはホイ(
Hoy)の米国特許第4.426.485号に開示され
ている。水系塗料においてはこれらのウレタンポリマー
は伝統的なセルロース系増粘剤の場合よりも良好な増粘
特性及び均展特性を提供すると言われている。そのよう
な増粘組成物は広範囲の種々の用途に有用であると言わ
れている。
しかしながら、ラテックス組成物のみが言及されている
にすぎない、加えて、これらのウレタンポリマーを本発
明に関係する特定のエトキシル化アルコールと共同して
液圧システム又は潤滑剤システムに用いることについて
は何等言及も示唆もされていない。
上記したウレタンポリマーを含有する組成物に剪断作用
を加えると、これらのウレタンポリマーを本発明に関係
する少なくとも1種のエトキシル化アルコールの存在下
で用いている時よりもかなり大きな程度に組成物の粘度
が低下する。英国特許第1.069.735号にも、水
性配合物のための増粘剤としてウレタンポリマーを使用
することが開示されている。これらのウレタンポリマー
はポリエチレングリコールエーテルとイソシアネートと
の反応生成物である。これらの組成物は切削油エマルジ
ョンに適していると言われている。しかしながら、この
特許には、本発明に関係する特定のエトキシル化アルコ
ールとの組み合わせでそのようなウレタンポリマーを使
用することは開示も示唆もされていない。
1984年12月12日に出願しそして現在許可されて
いる本出願人の米国特許出願第680゜710号には、
作動液又は金属工作液として有用な増粘された組成物を
得るために、上記のウレタンポリマーを米国特許第4,
317.740号に開示されたダイマーエステルと共に
使用することが開示されている。
キャンプ(Camp)の米国特許第4,395,351
号には、水性システムのためのポリエーテル系増粘剤が
開示されている。これらの増粘剤はポリエーテルとエト
キシル化燐酸エステルとの混合物、又はそのエステルと
水溶性アミンとの混合物である。しかしながら、この特
許には、本発明の優れた粘度特性及び剪断安定特性を達
成するために、本発明に関係する特定のエトキシル化ア
ルコールを本発明に関係するウレタンポリマーとの組み
合わせで用いることは開示も示唆もされていない、その
上に、この特許は、適した増粘剤の選択は経験的な且つ
複雑な仕事であることを教示している。即ちその第1欄
第17行乃至第24行には次のように記載されている:
 “°入手できる増粘剤が多様であるということは、総
ての増粘剤が等しく有用であるわけではないことを指摘
している。
ある環境中では都合よく機能するがしかし他の環境中で
は全く機能しないというある種の増粘剤を見いだすこと
は珍しくない、事実、ある種の用途においては、いずれ
の増粘剤も完全に満足であるということはなく、それで
多くのかなえられていない要求を満足する新規な増粘剤
が引き続き必要とされており且つ引き続き研究されてい
る。”増粘された水系作動液及び水系金属工作液を作る
ための種々の試みが提案されてきている0例えば、ナス
リー(Na5sry )の米国特許第4.312゜76
8号には、増粘された水系作動液及び水系金属工作液を
調製することが開示されている。これらの液は水溶性ポ
リオキシエチル化脂肪酸エステル、硫化金属化合物、燐
酸エステル塩、及びポリエーテルポリオール増粘剤(こ
れはα−オレフィンエポキシドとの反応によって更に変
性されている)を含有している。しかしながら、本発明
に関係する特定のエトキシル化アルコールと相互作用す
るポリウレタンを利用することによって、優秀な作動特
性及び金属工作特性をもつ液を提供することができるこ
とはこの特許には示唆されていない。
従って、十分な潤滑性、安全性、環境適合性及び低コス
トを提供することに加えて、剪断応力の後にも高い粘度
を維持する増粘された水系作動液組成物及び水系金属工
作液組成物並びに濃厚物についての要求が存在している
本発明は水系作動液組成物及び/又は水系金属工作液又
は潤滑剤組成物のための増粘剤組成物であって、 (1)少なくとも約10,000の重量平均分子量をも
つ少なくとも1種の水溶性熱可塑性有機ポリマーであっ
て、複数の疎水性セグメントを含んでおり、各々のセグ
メントは該ポリマーに共有結合した少なくとも1個の一
価の疎水性基を含有しており、この場合に該ポリマーは
、該ポリマーを含有する水溶液に増大した増粘を提供す
るのに十分な量の、疎水性セグメント当たり少なくとも
2個の一価の疎水性基を含む疎水物質パンチング(bu
nching)をもっている、該ポリマー、及び(2)
アルコ−1し1モlし当たり約5〜20モルのエチレン
オキシドをもっており且つ11〜14のHLBをもって
いるC1〜cps飽和アルコール、及びアルコール1モ
ル当たり約5〜20モルのエチレンオキシドをもってお
り且つ11〜14のHLBをもっているC1〜C4不飽
和アルコールから成る群から選ばれた少なくとも1種の
エトキシル化アルコール、 を含むことを特徴とする増粘剤組成物を提供する。
一層限定した局面においては、ポリマーは構造式: (式中、R及びR″はそれぞれCI 2〜C+ sアル
キル基であり、R″はC1〜C56アルキル基であり、
Xは90〜455の整数であり、そしてnは1〜4の整
数である) をもつウレタンポリマーである。
表面上は上記したエトキシル化アルコールの範囲外にあ
るエトキシル化アルコール混合物は、本発明に関係する
ポリウレタンと共に処方する時にそれらの安定特性、粘
度特性及び剪断安定特性を改良するように組み合わせる
ことができる。これらのエトキシル化アルコールは、(
1)アルコール1モル当たり約2〜25モルのエチレン
オキシドをもっており且つ約4よりも大きくて11未満
の又は14よりも大きくて約17未満のHLBをもって
いるC9〜C+ a飽和アルコール混合物;又は(2)
アlレコール1モル当たり約2〜25モルのエチレンオ
キシドをもっており且つ約4よりも大きくて11未満の
又は14よりも大きくて約17未満のHLBをもってい
るC1〜C1,不飽和アルコール混合物:又は(3)上
記(1)からの少なくとも1種のアルコールと上記(2
)からの少なくとも1種のアルコールとの混合物、から
成る群から選ばれたエトキシル化アルコール混合物とし
て記載することができる。上述した特性について改良を
示すためには、それ故に前記したエトキシル化アルコー
ルと同様に作用するためには、これらの混合物のHLB
は11〜14であることが臨界的である。
その他の実施態様においては、本発明は本発明に関係す
る少なくとも1種のポリウレタン、本発明に関係する少
なくとも1種のエトキシル化アルコール、及び極限圧又
は耐摩耗添加剤、分散剤、非イオン又はアニオン界面活
性剤、鉄及び/又は非鉄腐食防止剤、及びアミンの1種
以上を含む、水系作動液組成物のための液体濃厚物に関
する。
更にその上の実施態様においては、本発明は本発明に関
係する少なくとも1種のポリウレタン、本発明に関係す
る少なくとも1種のエトキシル化アルコール、及び上記
したいずれかの補助剤を水性担体中に含む濃厚物に関す
る。なおその上に、本発明はすぐに使える水性の作動及
び金属工作用の組成物及び処方物に関し、これはその水
性濃厚物をすぐに使えるように所望程度に希釈したもの
を包含することができる。
ポリウレタンとエトキシル化アルコールとを組み合わせ
ると、予想外に増大された増粘効果をもたらして、剪断
安定性を示す油様粘度を生じさせることが見いだされて
いる。この増大されたニュートン流動学的特性に加えて
、この増粘剤の組み合わせは水性作動液及び金属工作液
における潤滑性及び乳化にも寄与する。この組み合わせ
の個々の成分、即ちポリウレタン又はエトキシル化アル
コールのどちらも単独では優秀な流動学的特性を与えな
いのでこの組み合わせはユニークである。
その上に、優秀な粘度特性及び潤滑特性は予想外に低い
全活性物濃度で得られる。
本発明の液体組成物で得られる剪断安定性はそれの個々
の成分、例えば、ポリウレタン及びエトキシル化アルコ
ールの単なる合計から期待される安定性値よりかなり大
きいと思われる。
ホイ(Hoy)の米国特許第4.426.485号(こ
れは参照文献として本明細書に含まれるものとする)に
開示されているようなポリマーは本発明の増粘剤組成物
の1成分として利用できる。
これらのポリマーは、パンチングした一価の疎水性基か
ら成るセグメントをもち且つ少なくとも約10,000
の平均分子量をもつ水溶性熱可塑性有機ポリマーとして
記載される。そのポリマーは、そのポリマーを含有する
水溶液に増大した増粘を提供するのに十分な量の疎水性
セグメントをもっており、それで各々のセグメントはポ
リマーに共有結合した少なくとも1個の一価の疎水性基
を含有しており、この場合に疎水性セグメント当たり少
なくとも2個の一価の疎水性基が存在している。
好ましい実施態様においては、ポリマーは下記の式1を
もつ化合物を含むように構造的に定義される: A−[B(C)y]x       [1]式中、Aは
水溶性ポリマーセグメントであり;Bは共有結合又は多
価有機基を含む連結セグメントであり;Cは一価の疎水
性基であり;B(C)yによって定義される疎水性セグ
メントの数Xは0よりも大きく;yとして定義される各
々の疎水性セグメントについての疎水物質Cの数は1よ
りも大きいか又は総てのy値の平均が1よりも太きいこ
とを条件にして1に等しく、それでそのポリマーはその
ポリマーを含有する水溶液に増大された増粘を提供する
のに十分な量の、疎水性セグメント当たり少なくとも2
個の疎水物質を含むパンチングをもっている。y値は疎
水性セグメント当たりの疎水物質の数を記載している。
y値は分子量たりの疎水性セグメントの平均数を記載し
ている。
疎水性セグメント当たりの疎水物質の平均数y′は1よ
りも大きい、疎水性セグメント当たりの疎水物質の平均
数y′は、疎水物質の合計数(即ち、疎水性セグメント
当たりの総ての疎水物質の合計yx)を疎水性セグメン
トの合計数Xで割った商として定義される。
連結セグメントBは水溶性であっても、水不溶性であっ
てもよい、疎水性セグメントB(C)yはX末端に側鎖
態様で及び/又は水溶性ポリマー主鎖Aの内部結合で結
合することができ;又は連結セグメントBは複数の水溶
性ポリマーセグメントの間のポリマー主鎖の一部として
組み込まれていてもよい。
本発明に関係する一層好ましい種類のポリマーとしては
下記の構造式■をもつポリウレタンポリマーがある: [11] 式中、R及びR゛はそれぞれC92〜C11アルキル基
であり、R”はCy ”” C3・アルキル基であり、
Xは90〜455の整数であり、そしてnは1〜4の整
数である。
そのような化合物は、好ましくは600〜約5o、oo
o、一層好ましくは1.000〜14.000の分子量
をもつポリエーテルポリウレタンである。特に好ましい
ポリウレタンはユニオン・カーバイド社(IJnion
 C″arbide Corp、)によって商品名ユカ
ー・シックナー5CT−100(UCARThicke
ner 5CT−100)として販売されている。その
増粘剤は40重量%のブチル“セロソルブと60%の水
とから成る溶剤中に50%の不揮発性物質をもつ溶液と
して商業的に入手できそして3000cPのブルックフ
ィールド粘度、50%をもつ、ブチル“セロソルブは特
殊タイプのブトキシェタノール、即ち、式: %式% に従うエーテルアルコールであり、ユニオン・カーバイ
ド社によって販売されている。同じくユニオン・カーバ
イド社によって販売されている5CT−200は、本発
明の教示に従って用いる時には5CT−100と類似の
結果を与えると思われる。
その他の種類の特に好ましいポリウレタンは下記のよう
な構造式■によって表される:式中、R′、R”及びX
は前記の通りである。これらのポリウレタンとしては、
ドイツ国のボルチゲル社(Borchigel)によっ
て商品名ボルチゲルし−75(Borchigel L
 −75)として販売されているMw=27,792及
びMn=14,527のポリウレタンがある。
ウレタンポリマーのHLB値(親水性親油性バランス)
は重要なパラメーターである。約10〜20の範囲のH
LB値が本発明に従って好ましく用いられるが、それよ
りも高い値も低い値も可能である。
本発明の最も広い周回においては、本発明に関係するエ
トキシル化アルコールは、アルコール1モル当たり約5
〜20モルのエチレンオキシドをもっており且つ11〜
14のHLBをもっているC9〜cps飽和アルコール
、及びアルコール1モル当たり約5〜20モルのエチレ
ンオキシドをもっており且つ11〜14のHLBをもっ
ているC、”−C目下飽和アルコールがら成る群から選
ばれた少なくとも1種のエトキシル化アルコールから成
る。
本発明に関係するエトキシル化アルコールは好丈しくは
、(1)それぞれ式 %式% (式中、nは約5〜20であり、そしてそのオレイルア
ルコール又はラウリルアルコール又はそれらの混合物は
11〜14のHL Bをもっている)に従うオレイルア
ルコール又はラウリルアルコールの少なくとも1種;(
2)合成CI2〜cIs脂肪アルコール混合物のポリエ
チレングリコールエーテルであって平均で9モルのエチ
レンオキシド及び約12.8のHLBをもつものである
パレス(pareth)  25 9 ; (3)合成
Cs 〜C+ +脂肪アルコール混合物のポリエチレン
グリコールエーテルであって平均で6モルのエチレンオ
キシド及び約12.5のHLBをもつものであるパレス
−91−6; (4)合成c、I〜c15脂肪アルコー
ル混合物のポリエチレングリコールエーテルであって平
均で9モルのエチレンオキシド及び約13.5のHLB
をもつものであるパレス−15−9;及び(5)それら
の混合物、から成る群から選ばれる。平均で10モルの
エチレンオキシド及び約12.4のHLBをもつオレイ
ルアルコールが好ましい。
本発明のその他の実施態様においては、表面上は上記し
たエトキシル化アルコールの範囲外にあるエトキシル化
アルコール混合物は、本発明に関・ 係するポリウレタ
ンと共に処方する時にそれらの安定特性、粘度特性及び
剪断安定特性を改良するように組み合わせることができ
る。これらのエトキシル化アルコールは、(1)アルコ
ール1モル当たり約2〜25モルのエチレンオキシドを
もっており且つ約4よりも大きくて11未満の又は14
よりも大きくて約17未満のHLBをもっているC、〜
C1,飽和アルコール混合物;又は(2)アルコール1
モル当たり約2〜25モルのエチレンオキシドをもって
おり且つ約4よりも大きくて11未満の又は14よりも
大きくて約17未満のHLBをもっているC、〜c1.
不飽和アルコール混合物;又は(3)上記(1)からの
少なくとも1種のアルコールと上記(2)からの少なく
とも1種のアルコールとの混合物、から成る群から選ば
れたエトキシル化アルコール混合物として記載すること
ができる。上述した特性について改良を示すためには、
それ故に前記したエトキシル化アルコールと同様に作用
するためには、これらの混合物のHLBは11〜14で
あることが臨界的である。これらの混合物としては本明
細書で説明しであるように第3表に示したものがある。
本発明の増粘剤組成物においては、ポリウレタン対エト
キシル化アルコールの重量比は約100=1〜1:10
0、好ましくは約20:1〜1:20、一層好ましくは
約5=1〜1:15、最も好ましくは約5=3〜1:1
の範囲であり得る。
本発明のその他の実施態様においては、組成物の全重量
に基づいて約20〜50%の水をもつ水性濃厚物を処方
する。その水性濃厚物は約0.05〜50重量%該ポリ
ウレタン増粘剤及び約0゜05〜50重量%の本発明に
関係する該エトキシル化アルコールを含有する。特に断
らない限り、本明細書において総ての重量%は全組成物
についての重量%である。
更にその他の局面においては、水系機能液を処方する。
この目的に対しては、本発明の水性濃厚物を、最終水性
液組成物の水分率が約60〜99重量%となるように希
釈することができる。この実施態様においては、ポリウ
レタン及びエトキシル化アルコールの濃度はそれぞれ約
0.05〜25重量%、好ましくは約1〜10重量%の
量で用いられる。
本発明に従う非水性作動液濃厚物、水性作動液濃厚物及
び水性機能液組成物は典型的には更に、極限圧又は耐摩
耗添加剤、分散剤、非イオン又はアニオン界面活性剤、
鉄及び/又は非鉄腐食防止剤、及びアミンの1種以上を
含む。
本発明の液体の極限圧又は耐摩耗成分は当該技術で周知
であり、そして個々の化合物は典型的には、この目的に
有用な広範囲の種類の物質から選ばれる。好ましい耐摩
耗添加剤は酸性燐酸金属塩、塩素化炭化水素、及び酸性
ヒドロキシカルビルチオ燐酸エステルであり、亜鉛ジ(
アルキル)又はジ(アリール)ジチオホスフェートが特
に好ましい。
ラブリシール社(Lubrizol Corporat
ion)の商品名ラブリシール(Lubrizol )
 5604は特に好ましい耐摩耗添加剤である。この第
一アルキル亜鉛ジチオホスフェートは15.6℃で1.
08の比重をもち且つ100℃で13.5センチストー
クス(C3t)の粘度をもっている。それの燐、硫黄及
び亜鉛の化学重量百分率はそれぞれ約6.8〜7.2.
14.3〜15.3及び7.4〜8.2の範囲である。
、−その他の好ましい耐摩耗添加剤はアール・ティー・
パンデルビルト Inc.)から商品名モリパンl,−B( Molyv
an L−B)として入手できる専売組成物である.モ
リパンし一Bはモリブデン、硫黄及び燐をそれぞれ約8
1、12.3及び6.4の重量百分率で含有しており、
そして100℃で9.07cStの粘度及び165、6
℃の引火点(COC)をもつ。
そのような極限圧及び耐摩耗成分の濃度は水性濃厚物の
約0.05〜20重量%の範囲であり得る.機能水性液
組成物の極限圧又は耐摩耗添加剤の濃度は典型的には約
0.05〜5重量%で変化する.本発明に従えば、極限
圧又は耐摩耗添加剤の濃度は臨界的ではない。
本発明に従って用いられる分散剤は当該技術で周知であ
り、そして個々の化合物は典型的には、この目的に有用
な広範囲の種類の物質から選ばれる.これらの化合物は
、油溶性水不溶性機能添加剤、即ち、耐摩耗剤、極限圧
刻及び負荷剤、例えば、ジチオホスフェート、を水性シ
ステム中に混入させるのに有用である.例えば、米国特
許第4、368,133号に開示されている分散剤(カ
ルボキシル化合物系可溶化剤/界面活性剤の組み合わせ
)は典型的には水系作動液に用いられる。
これらの可溶化剤はアシル化剤をN−(しドロキシル置
換ヒドロカルビル)アミン及び界面活性剤と反応させる
ことによって作られる。
本発明に従って利用される好ましい分散剤はラブリシー
ル社からの商品名ラブリシール5603として入手でき
る.その分散剤は100℃での粘度650cSt、15
.6℃で0.951の比重、及び83℃の引火点(PM
CC)をもっている、分散剤の濃度は典型的には水性濃
厚物中で約0.1〜30重量%の範囲である.水性機能
液組成物の分散剤濃度は典型的には約0.1〜5重量%
で変化する.本発明に従えば分散剤の濃度は臨界的では
ない。
本発明に従って利用される界面活性剤又は湿潤剤は非イ
オン又はアニオンのいずれでもよい.界面活性剤は、機
能添加剤が水性システム中に分散するのを助ける.典型
的には、界面活性剤は親水性界面活性剤であり、一般的
には10〜20の範囲内のHLB値をもっている.例え
ば、米国ニューシャーシー州グレンロックのMC出版社
マツ力テオンズ・ディビジョン(HcCutheon’
s Division。
MC Publishing Corporation
)によって出版されたマツカドチェオン(HcCutc
heon )著“洗浄剤及び乳化剤(DeLergen
ts and Emulsifiers)” 、北米板
を参照のこと.この文献はここに関連する点について参
照文献として本明細書に含まれるものとする。
これらの界面活性剤の内で、非イオン界面活性剤が一般
的に用いられる.これらのものとしてアルキレンオキシ
ドで処理した製品、例えば、エチレンオキシドで処理し
たフェノール、エステル、アミン及びアミドがある.エ
チレンオキシド/プロピレンオキシドブロックコポリマ
ーも有用な非イオン界面活性剤である.グリセロールエ
ステル及び糖エステルも非イオン界面活性剤として知ら
れている.本発明の誘導態様で有用な種類の典型的な非
イオン界面活性剤はアルキレンオキシドで処理したアル
キルフェノール、例えば、ローム・アンド・ハース社(
Rohm & Baas Company)によって系
統名称トリトン(Triton)として販売されている
エチレンオキシド・アルキルフェノール縮金物である。
特定例としてはトリトンX−100があり、これは1分
子当たり平均で9〜10個のエチレンオキシド単位を含
有しており、約13.5のHLB値及び約628の分子
量をもっている。
トリトンX−100は概して下記の弐■に従うエトキシ
ル化アルキルフェノールである特定タイプのオクトキシ
ノール(Octoxynol ) −9である:Ca 
Hr t Ca H< (OCHz CH! ) n 
OH[Fl’ ]式中、nは平均値9の整数である。
その他の例はトリトンX−45であり、これは1分子当
たり平均で5個のエチレンオキシド単位を含有し、約1
8,4のHLB値及び約426の分子量をもっている。
トリトンX−45は概して上記した式■(この場合にn
は平均値5の整数である)に従うエトキシル化アルキル
フェノールである特定タイプのオクトキシノール−5で
ある。
エトキシル化C・〜Co脂肪族−価又は多価アルコール
と脂肪酸との水溶性エステル、及び脂肪族ダイマー酸は
本発明に従って典型的に利用される。そのようなエトキ
シル化エステルは10〜20の範囲のHLB値をもって
いる。
1モル当たり約5〜約20モルのオキシドをもつ代表的
な水溶性ポリオキシエチル化エステルは以下のエステル
のポリオキシエチレン誘導体である:ソルビタンモノオ
レエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタンモノ
ステアレート、ソルビタントリステアレート、ソルビタ
ンモノパルミテート、ソルビタンモノイソステアレート
、及びソルビタンモノラウレート。
その他の好ましい界面活性剤は、アルコラック社(^1
eolac Inc、)の登録商標であるシボンESY
 (Sipon ESY)である、この化合物は分子量
たり約1個のエチレンオキシド単位を含有する変性脂肪
アルコール硫酸エステル、ナトリウムラウレス(Iau
reth )サルフェートである。それの実験式はCI
 2 H2s (OCH2CH2) n OS Os 
N a (コ(7)場合にn=1〜4である)である。
有用なアニオン界面活性剤の内には、広く知られている
金属カルボン酸塩石鹸、有機硫酸塩、スルホネート、ス
ルホカルボン酸及びそれらの塩、及びホスフェートがあ
る。
界面活性剤の濃度は典型的には水性濃厚物の約0.25
〜20重量%の範囲である。水性機能液組成物の界面活
性剤濃度は典型的には約0.25〜5重量%で変化する
0本発明に従えば界面活性剤の濃度は臨界的ではない。
鉄腐食防止剤は鉄及び鉄合金のためのキレート剤として
主に作用する。そのような物質は当該技術で周知であり
1個々の化合物は、この目的に有用な広範囲の種類の物
質から選択することができる。硼酸及びカプリル酸は好
ましい鉄腐食防止剤である。水性濃厚物中の鉄廣食防止
剤の濃度は典型的には約0.05〜10重量%で変化す
る。水性機能液組成物中の濃度は典型的には約0.05
〜2重量%で変化する。鉄腐食防止剤の濃度は臨界的で
はない。
非鉄腐食防止剤は、銅、アルミニウム、亜鉛及びそれら
の合金をキレート化するための金属奪活剤として主とし
て用いられる。そのような物質は当該技術で周知であり
、個々の化合物は、この目的に有用な広範囲の種類の物
質、例えば、種々のトリアゾール及びチアゾール、並び
にサリチリデンのアミン誘導体、から選択することがで
きる。
これらの金属奪活剤の代表的な特定例は次の通りである
:ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、2−メル
カプトベンゾチアゾール、ナトリウム2−メルカプトベ
ンゾチアゾール、及びN、N’−ジサリチリデンー1.
2−プロパンジアミン。
ベンゾトリアゾールは好ましい非鉄腐食防止剤である。
水性濃厚物の非鉄腐食防止剤濃度は約0゜01〜5重景
%の範囲であり得る。水性機能液組成物中での濃度は典
型的には約0.1〜2重量%で変化する。非鉄腐食防止
剤の濃度は臨界的ではない。
水溶液の働き中に形成された酸度及び組成物中のその他
の酸性物質に起因して示される酸度を中和するためにア
ミンを用いる。アミン腐食防止剤のタイプは臨界的では
ない、アミンもまた腐食防止剤として作用する0代表的
なアミンタイプの腐食防止剤はメチルエタノールアミン
、ジェタノールアミン、トリエタノールアミン、モルホ
リン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン、
エチレンジアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、ジ
メチルエタノールアミン、α−及びγ−ピコリン、ビベ
ラゼン及びイソプロピルアミノエタノール、好ましいア
ミン腐食防止剤はモルホリン及びイソプロピルアミノエ
タノールである。水性濃厚物のアミン濃度は典型的には
約0.05〜25重量%の範囲である。水性機能液組成
物中のアミン濃度は典型的には約0.5〜2重1%の範
囲である0本発明に従えばアミン濃度は臨界的ではない
更に加えて、これらの組成物中での微生物の成長を防止
するために殺生物剤を用いることができる。殺生物剤は
当該技術で周知であり、それでいずれかの有効な殺生物
剤を利用することができる。その例としてはフェノール
誘導体、例えば、2−フェニルフェノール、2−クロロ
フェノール及び2.2°−メチレン−ビス(4−クロロ
フェノール);ホルムアルデヒド放出剤、例えば、トリ
アジン、ヘキサヒドロ−1,3,5−)リエチルーS−
)リアジン及びヘキサヒドロ−1,3,5−トリ(2−
ヒドロキシ−エチル) −S −)リアジン、イミダゾ
ール、例えば、1,3−ジ(ヒドロキシメチル)−5,
5−ジメチル−2,4−ジオキソイミダゾール;脂肪族
誘導体、例えば、2−Ljロモー2−二トロプロパン−
1,3−ジオール;有機硫黄−窒素化合物、例えば、チ
アゾール、及び1゜2−ベンズイソチアゾリン−3−オ
ン、がある。
これらの並びにその他の適した殺生物剤はトリボロジー
・インターナショナル(TribologyInter
national) 、1983年12月、Vol、1
6(6):328〜330に開示されている。好ましい
殺生物剤はトリアジン及びナトリウムオマジンである。
殺生物剤の濃度は典型的には水性濃厚物の全重量の約0
.05〜5重量%の範囲である。
本発明の水系作動液及び水系金属工作液の調製法は当該
技術で周知である。基本的な手順としてはポリウレタン
とエトキシル化アルコールとを混合して増粘剤組成物を
形成し、次いで加熱しそして残りの成分を加えることが
ある。−局面においては、増粘剤組成物及び添加剤の非
水性濃厚物を提供する。その他の局面においては、全濃
厚物の重量に基づいて小割合量の水を用いることによっ
て水性濃厚物を提供する。
本発明の組成物の調製は慣用の装置を用いて室温から高
温まで、普通には100℃(212°F)未満、そして
しばしば約77℃(170″F)未満の温度で実施され
る。その活性物濃度の高い非水性又は水性濃厚物を次い
で水で希釈し、この場合に水の全使用量は、機能添加剤
の所望濃度を提供するのに必要な量である。このことは
しばしば好都合な手順である。何故ならば、その濃厚物
を水の添加の前に使用地点に移送することができるから
である。従って、最終の水系機能液組成物中の総ての又
はかなりの量の水を移送する費用が節約される。
一局面においては、水性濃厚物を処方するのに必要な水
のみ(これは取り扱いの容易さ及び便宜因子によって主
として決められる)が移送を必要とする。二者択一的に
、機能液組成物は直接に作るか、又は水性濃厚物を形成
する別個の工程を経ることなしに非水性濃厚物を経由し
て作ることができる。
機能液組成物は蒸留水又は脱イオン水を用いて容易に処
方されるが、水道水も、液特性に悪影響を及ぼすことな
しに用いることができる。
本発明の水性濃厚物の典型的な成分を下に列挙する: 作動液又は金属工作液濃厚物の成 ポリウレタン       0.05〜50エトキシル
化アルコール  0.05〜50アミン       
  0.05〜25腐食防止剤        0.0
1〜15耐摩耗添加剤       0,05〜20界
面活性剤        0.25〜20分散剤   
       0.10〜30殺生物剤       
  0.05〜5水                
 20〜50使用に先立ってその濃厚物を希釈して液組
成物を形成することができ、又は所望ならば、液組成物
を諸成分から直接に形成することができる0本発明の教
示に従う典型的な機能本位の水系作動液組成物又は水系
金属工作液組成物は成分を下記に示す百分率範囲で含有
することができる。
作動液又は金属工作液組成物の成 ポリウレタン       1〜5 エトキシル化アルコール  1〜15 耐摩耗添加剤       0.25〜2分散剤   
       0.25〜5アミン         
0.1〜5 腐食防止剤        0.01〜2界面活性剤 
       0.1〜10殺生物剤        
 十分な量 水                 60〜95本発
明の機能液組成物は、上記したように処方する時には、
油様粘度をもつ透明液であり、周囲温度での長期間にわ
たる貯蔵で安定である。その上に、本発明の作動液及び
金属工作液は油を含まずそれで石油とは違って燃焼を維
持することはない0本発明の液は、現存する石油系作動
液と比較して、生態学的にきれいで且つ非汚染性の組成
物である。
本発明の作動液は約1.4〜約1411g/cm’<2
0〜2000psi)の範囲内の液圧を必要とする種々
の用途に用いることができる。何故ならば概して本発明
の作動液は、潤滑性、粘度及び腐食保護のような、必要
とされる総ての必須特性を示すからである0本発明の作
動液は種々のタイプの液圧システムに用いるのに適して
おり、また羽根形ポンプ又はアキシアルピストンポンプ
を用いるシステムで特に有用である。そのようなポンプ
は、成型、締め付け、金属のプレス成形、作動装置(例
えば、ドア、エレベータ−1及びその他の機械)のため
に、又はダイカスト機又は射出成形装置におけるダイス
の圧締めのために圧力が必要とされる場合の液圧システ
ム及びその他の用途に用いられる。
以下の実施例において、ある好ましい実施態様を例示す
る。
夫隨匠−り 本発明に関係するポリウレタンと本発明に関係する特定
のエトキシル化アルコールとの相互作用を立証するため
に、第1表に示した2種類の試験処方物を用いた。各々
の処方において3%のエトキシル化アルコール及び3%
のポリウレタン(S ′TC−100)を用いた。
エトキシル化アルコール   3.0  3.0ウレタ
ン(STC−100)   3.0  3.0カプリル
酸         0.2  0.2モルホリン  
       0.25 0.25モノエタノールアミ
ン    0.10 0.102−メチルベンゾ トリアゾール       0.05 0.05亜鉛ジ
チオホスフエート L677         0.50  −亜鉛ジチオ
ホスフェート 5604          −   0.75脱イオ
ン水         残余  残余サンプルをA−8
に分類し、そして処方1又は処方2に従って処方した0
種々のエトキシル化アルコール界面活性剤の有効性を求
めるために、従ってそれらが本発明の目的を満足するか
どうかを求めるために、第2表及び第3表に示したサン
プル処方物をガラス容器中で下記の事項について試験し
た: (1)溶液状態の安定性:分離が生じることは、ポリウ
レタンとエトキシル化アルコールとの間の会合が貧弱で
あることを示す。
(2)約38℃(100°F)での粘度:動粘度針で測
定し、センチストークス(CSt)で示した。
初期粘度的40cStは本発明の目的を満足する。
(3)約52℃(125°F)に加熱した後の安定性二
通常の液圧ポンプ温度は約37〜約74℃(100〜1
20°F)であるので、この試験は経時的加熱での液の
安定性を測定する。
(4)加熱での粘度変化:この試験は経時的加熱での液
の安定性を測定する。
第2表に示されているように、ポリウレタンと組み合わ
された本発明の範囲内のエトキシル化アルコール、即ち
特定のHLB及びエトキシル化範囲をもつエトキシル化
アルコールは本発明の目的を満足する。これに対して本
発明の範囲外のものは満足しない。
第3表に示されているように、ある状況下では、混合物
の各々のエトキシル化アルコールが表面上は所望のHL
B及び/又は好ましいエトキシル化アルコールのエトキ
シル化値の範囲外にあるエトキシル化アルコール混合物
を用いることができる0例えば、第3表のサンプルOは
、約2モルのエトキシル化度及び約4.9のHLBをも
つオレイルアルコールは約20モルのエトキシル化度及
び約15.3のHLBをもつオレイルアルコールと組み
合わせる時に、第2表に示されている本発明のi皿内の
アルコールと類似の特性をもたらす、即ちアルコール1
モル当たり約5〜20モルのエチレンオキシドをもって
おり且つ11〜14のHLBをもっているC1〜CI5
飽和アルコール、及びアルコール1モル当たり約5〜2
0モルのエチレンオキシドをもっており且つ11〜14
のHLBをもっているC1〜C1,不飽和アルコールか
ら成る群から選ばれたエトキシル化アルコールであるか
のように本発明の範囲内のアルコールと類似の特性をも
たらすことを示している。しかしながら、溶液状態での
安定性、粘度及び剪断安定性については、これらの混合
物を含有する組成物は好ましいエトキシル化アルコール
を含有する組成物と同様に満足であるか又は望ましいも
のであることはない。
K1匠−1 本発明の作動液の評価において、一般にビッカース・ベ
ーン・ポンプ試験(Vickers Vene Pum
pTest)と呼ばれている試験を用いる。この試験で
用いた装置は以下のように機能する液圧システムである
二作動液を密閉液溜めからビッカースV−1040−1
0羽根形ポンプの吸込口に吸い込ませる。ポンプを25
馬力、1740rpmの電動機に直接に連結させて駆動
する。液を圧力調節弁を通してポンプから排出する。そ
こから液を(流量を測定するために用いた)校正ベンチ
ュリを通して溜めに戻す、冷水が循環通過している熱交
換器によってその液の冷却を成就する。外部熱は不必要
である;液温は液に対するポンプの作用から生じる摩擦
熱によって上昇する。余分な熱は液を溜めに戻す前に熱
交換器に通すことによって除去する。ビッカースV−1
04C−10羽根形ポンプは、いわゆる“ポンプカート
リッジ“を収容した円筒形エンクロージャー(ポンプ本
体)を有している。その“ポンプカートリッジ”組立体
は、前部及び後部の青銅製円形ブツシュ、ローター、カ
ム・リング及び長方形の羽根から成る。ブツシュ、 及
びカム・リングはポンプ本体によって支持されており、
ローターは、電動機によって回転される軸に連結されて
いる。複数の取り外し可能な羽根がローターの周囲の溝
中に挿入されている。カム・リングはローターを取り巻
いており、ローター及び羽根はカム・リング及びブツシ
ュによって閏じ込められている。カム・リングの内面は
カム形である。ローターを回転させると、結果として、
ローター、カム・リング、2個の隣接した羽根及びブツ
シュによって閏じ込められた各々の空洞の排液量が変化
することになる0回転が生じた時に液が空洞に入りそし
て出ることができるように本体に開口が設けられている
ここで用いたビッカース・ベーン・ポンプ試験法は、そ
のシステムに約18.91(5ガロン)の試験液を装入
すること及び約37〜約58℃(100〜135°F)
の範囲の温度で約52〜約71Ag/cm2(750〜
1000psi)のポンプ吐出圧力(負荷)で運転する
ことを特定的に必要とする。摩耗に関するデーターは、
試験の前及び後に“ポンプカートリッジ”のカムリング
及び羽根を秤量することによって求めた。試験運転の終
わりに秤量のために分解した時に、析出物、光沢、腐食
等の兆候についてそのシステムの目視検査を行った。
下記の試験サンプルを調製し、そして商業的に調製され
た処方物と比較した。
試験サンプルは下記の組成である: 10モルのE、O,)           3.08
TC−1003,0 カプリル酸             0.2モルホリ
ン              1.25モノエタノー
ルアミン         0.2・ ナトリウム2−
メチルベンゾトリアゾール(50%溶液)0.2 ラブリシール5604 (耐摩耗特性)0.5処方物2
              0.25殺生物剤   
           −m−水道水        
       91.4ノキシポリエトキシエタノール
)     12.5シポンESY(ナトリウムラウリ ルエーテルサルフェート)        12.5ジ
メチルエタノールアミン       5.0ラブリシ
ール5603 (分散剤)    70.0試験サンプ
ルを次のようにして調製した:最初にラブリシール56
03を約54〜約65℃(130〜150°F)に加熱
し、そしてトリトンX−45、シボンESY及びジメチ
ルエタノールアミン中に混合して中間体を形成させた0
次いで、ブリシュ97.5CT−100、コブラテック
(Cobratec) 99 (ベンゾトリアゾール)
、ラブリシール5604、モルホリン、及びカプリル酸
並びにその他の成分を混合し、そして約66〜約71℃
(150〜160°F)に加熱した。約66”C(15
0°F)の蒸留水を添加した。加熱を止め、そして上記
の中間体をこの混合物に添加し、次いで冷却した。
比較サンプル1はバスフ・ワイアンドット社([IAS
F l1yandotte Corporation)
から商業的に入手できる水−増粘作動液、プルラセーフ
(Plurasafe) P −1200である。この
専売組成物は下記の組成をもつと報告されている:ルj
口と乙スJ二り 安息香酸ナトリ、ラム       1.5水    
          残余 ウレタンは分析でも検出されなかった。プルラセーフP
−1200作動液濃厚物は使用に先立って濃厚物1部に
対して水9部で希釈した。
これらのサンプルの剪断安定性は、前記した方法に従っ
て、ビッカース104C羽根形ポンプに通す前及び後で
約38℃(100″F)で粘度試験し、そして粘度損失
%を計算することによって求めた。第5表に示されてい
るように、本発明の組成物は優秀な剪断安定性を示した
策−」−」」 ・     ピッ −ス104C゛ポンプ0    4
3.20   − 42.8   37.53−13.1 161.5   31.65−26.7237.6  
 25.22−41.6詮1i乙乙先 0   110.47   − 46.6  112゜73   +2.0161.3 
 116.91   +5.8324.4  117.
44   +6.3488.3 123.87  +1
2.1第6表に示されているように、本発明の試験サン
プルは比較サンプルよりも少ない摩耗(リング及び羽根
の重量損失)を示した。
L表 ゛ ポンプでの  、 (リング及び羽根の重量損失) (ビッカース1040羽根形ポンプ) LL止二   量g JtJLt乙乙LL 42.8    1.652 161.5    6.452 237.6   11.606 詮1iと二色 46.6    1.148 161.3    1.185 324.4    1.198 488.3    1.200 本発明は特許請求の範囲に記載したこと以外には限定さ
れるものではない。
手続補正書(放) 昭和63年 3月 2日 特許庁長官 小 川 邦 夫 殿 1、事件の表示 昭和62年 特 許 願 第285680号2、発明の
名称 増粘剤組成物 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 4、代理人

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、増粘剤組成物において、 (1)少なくとも約10,000の重量平均分子量をも
    つ少なくとも1種の水溶性熱可塑性有機ポリマーであっ
    て、複数の疎水性セグメントを含んでおり、各々のセグ
    メントは該ポリマーに共有結合した少なくとも1個の一
    価の疎水性基を含有しており、この場合に該ポリマーは
    、該ポリマーを含有する水溶液に増大した増粘を提供す
    るのに十分な量の、疎水性セグメント当たり少なくとも
    2個の一価の疎水性基を含む疎水物質パンチングをもっ
    ている、該ポリマー、及び (2)アルコール1モル当たり約5〜20モルのエチレ
    ンオキシドをもっており且つ11〜14のHLBをもっ
    ているC_9〜C_1_5飽和アルコール、及びアルコ
    ール1モル当たり約5〜20モルのエチレンオキシドを
    もっており且つ11〜14のHLBをもっているC_9
    〜C_1_8不飽和アルコールから成る群から選ばれた
    少なくとも1種のエトキシル化アルコール、 を含むことを特徴とする該増粘剤組成物。 2、水溶性熱可塑性有機ポリマーが構造式: ▲数式、化学式、表等があります▼ 又は ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R及びR’はそれぞれC_1_2〜C_1_8
    アルキル基であり、R”はC_7〜C_3_6アルキル
    基であり、xは90〜455の整数であり、そしてnは
    1〜4の整数である) をもつポリウレタンであることを特徴とする、特許請求
    の範囲第1項記載の増粘剤組成物。 3、エトキシル化アルコールが、それぞれ式 CH_3(CH_2)_7CH=CH(CH_2)_7
    CH_2(OCH_2CH_2)nOH 及び CH_3(CH_2)_1_0CH_2(OCH_2C
    H_2)nOH (式中、nは約5〜20であり、そしてそのアルコール
    又は併用アルコール混合物は11〜14のHLBをもっ
    ている) に従うオレイルアルコール又はラウリルアルコールの少
    なくとも1種;合成C_1_2〜C_1_5脂肪アルコ
    ール混合物のポリエチレングリコールエーテルであって
    平均で9モルのエチレンオキシド及び約12.8のHL
    Bをもつものであるパレス−25−9;合成C_9〜C
    _1_1脂肪アルコール混合物のポリエチレングリコー
    ルエーテルであって平均で6モルのエチレンオキシド及
    び約12.5のHLBをもつものであるパレス−91−
    6;合成C_1_1〜C_1_5脂肪アルコール混合物
    のポリエチレングリコールエーテルであって平均で9モ
    ルのエチレンオキシド及び約13.5のHLBをもつも
    のであるパレス−15−9;又はそれらの混合物から成
    る群から選ばれたものであり、好ましくはアルコール1
    モル当たり約10モルのエチレンオキシド及び約12.
    4のHLBをもつオレイルアルコールであることを特徴
    とする、特許請求の範囲第1又は2項記載の増粘剤組成
    物。 4、ポリマー対エトキシル化アルコールの比が約100
    :1〜1:100、好ましくは約5:3〜1:1の範囲
    にあることを特徴とする、特許請求の範囲第1、2又は
    3項記載の増粘剤組成物。 5、特許請求の範囲第1〜3項の何れかに記載の増粘剤
    組成物を含むことを特徴とする、水性濃厚物。 6、ポリウレタンが全組成物の約0.05〜50重量%
    の量で存在しており且つ/又はエトキシル化アルコール
    が全組成物の約0.05〜50重量%の量で存在してい
    ることを特徴とする、特許請求の範囲第5項記載の水性
    濃厚物。 7、特許請求の範囲第1〜3項の何れかに記載の増粘剤
    組成物を含むことを特徴とする、水性機能液組成物。 8、ポリウレタンが全組成物の約0.05〜25重量%
    の量で存在しており且つ/又はエトキシル化アルコール
    が全組成物の約0.05〜25重量%の量で存在してい
    ることを特徴とする、特許請求の範囲第7項記載の水性
    機能液組成物。 9、増粘剤組成物において、(a)少なくとも約10,
    000の重量平均分子量をもつ少なくとも1種の水溶性
    熱可塑性有機ポリマーであって、複数の疎水性セグメン
    トを含んでおり、各々のセグメントは該ポリマーに共有
    結合した少なくとも1個の一価の疎水性基を含有してお
    り、この場合に該ポリマーは、該ポリマーを含有する水
    溶液に増大した増粘を提供するのに十分な量の、疎水性
    セグメント当たり少なくとも2個の一価の疎水性基を含
    む疎水物質バンチングをもっている、該ポリマー、及び
    (b)(1)アルコール1モル当たり約2〜25モルの
    エチレンオキシドをもつており且つ約4よりも大きくて
    11未満の又は14よりも大きくて約17未満のHLB
    をもっているC_9〜C_1_8飽和アルコール混合物
    ;又は(2)アルコール1モル当たり約2〜25モルの
    エチレンオキシドをもっており且つ約4よりも大きくて
    11未満の又は14よりも大きくて約17未満のHLB
    をもっているC_9〜C_1_8不飽和アルコール混合
    物;又は(3)上記(1)からの少なくとも1種のアル
    コールと上記(2)からの少なくとも1種のアルコール
    との混合物であってその混合物のHLBが11〜14で
    ある該混合物、を含むことを特徴とする該増粘剤組成物
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