WO2015025910A1 - 水溶性潤滑油 - Google Patents

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soluble lubricating
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勝川　吉隆
祐亮 山崎
俊貴 児島
剛 福島
光真 嘉村
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Sanyo Chemical Industries Ltd
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    • C10N2040/08—Hydraulic fluids, e.g. brake-fluids

Definitions

  • the present invention relates to a water-soluble lubricating oil.
  • polyethers such as mineral oil, polyolefin, or an alkylene oxide adduct of alcohol have been used as a lubricating base oil such as hydraulic oil, gear oil, and bearing oil.
  • a lubricating base oil such as hydraulic oil, gear oil, and bearing oil.
  • these hydrocarbon base oils and polyether base oils are still insufficient in biodegradability, and as biodegradable base oils, natural fats and oils such as vegetable oils and derivatives thereof, synthetic ester base oils, etc.
  • Has been used as a base oil see Patent Documents 1 and 2).
  • these natural fats and oils and synthetic ester base oils are prone to hydrolysis when mixed with water and have a problem in stability during use of the lubricating oil.
  • these base oils have low solubility in water, if the lubricating oil leaks, the oil contamination on the water surface increases the surrounding contamination and is difficult to remove by washing.
  • Polyether base oils with high degradability have been used (see Patent Document 3).
  • the present invention provides a lubricating oil that exhibits rust prevention and lubricity equivalent to conventional mineral oil-based lubricating oils, has high solubility in water, and is excellent in biodegradability and low toxicity. Objective.
  • the present invention includes a water-soluble base (A) comprising at least one polyether (A1) and a rust inhibitor (B), and the surface tension of a 0.1% by weight aqueous solution of a water-soluble lubricating oil. It is a water-soluble lubricating oil of 31 mN / m or more.
  • the water-soluble lubricating oil of the present invention has the following effects. (1) Since it is water-soluble, it can be easily removed by washing. (2) It is stable because it is difficult to hydrolyze. (3) Excellent biodegradability. (4) Low toxicity. (5) Lubricity and rust prevention equivalent to or higher than those of conventional mineral oil-based lubricants. (6) Little impact on the environment. (7) Low accumulation.
  • the water-soluble lubricating oil in the present invention contains a water-soluble base (A) composed of at least one polyether (A1) and a rust inhibitor (B).
  • water-soluble means that the solubility in water at 25 ° C. is 20 g or more with respect to 100 g of water.
  • the water-soluble lubricating oil of the present invention preferably has a degree of biodegradation of 60% or more. More preferably, it is 65% or more, More preferably, it is 70% or more.
  • the degree of biodegradation is a value measured according to the OECD test method 301C, with the test period being 28 days. When the degree of biodegradation is 60% or more, it is possible to prevent environmental pollution in soil, rivers, oceans, etc. when lubricating oil leaks.
  • the polyether (A1) is not particularly limited, but is preferably an active hydrogen compound or an alkylene oxide adduct thereof, and an alkylene oxide adduct of the active hydrogen compound. It is more preferable that Examples of the active hydrogen compound include a hydroxyl group-containing compound, an amino group-containing compound having a number average molecular weight of 10,000 or more, a carboxyl group-containing compound, a thiol group-containing compound, and a phosphate compound.
  • Examples of the active hydrogen compound or an alkylene oxide adduct thereof include (A1-1) represented by the following general formula (1), (A1-2) represented by the following general formula (2), and the following general formula It is desirable that it is at least one selected from the group consisting of (A1-3) represented by formula (3) and a water-soluble polyether thickener (A1-4).
  • R 1 is hydrogen or a k-valent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms
  • a 1 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms
  • R 2 is hydrogen or a hydrocarbon having 1 to 8 carbon atoms Group
  • k is an integer of 1 to 6
  • j is an integer of 1 or more satisfying a number average molecular weight of (A1-1) of 62 to 10,000.
  • R 3 is a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms and may have one or more double bonds
  • a 2 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms
  • R 2 4 is a residue obtained by removing a hydroxyl group from sorbitan
  • q is an integer of 1 to 3
  • n is an integer of 1 or more satisfying the number average molecular weight of (A1-2) of 500 to 10,000.
  • R 5 is a hydrocarbon group having 2 to 36 carbon atoms, and may have one or more double bonds, or may have one or more benzene rings.
  • a 3 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, m is an integer of 1 to 100, and p is an integer of 1 to 10.
  • (A1-1) is represented by the following general formula (1).
  • R 1 is hydrogen or a k-valent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms
  • a 1 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms
  • R 2 is hydrogen or a hydrocarbon having 1 to 8 carbon atoms Group
  • k is an integer of 1 to 6
  • j is an integer of 1 or more satisfying a number average molecular weight of (A1-1) of 62 to 10,000.
  • a 1 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms.
  • Examples of the alkylene group having 2 to 4 carbon atoms include an ethylene group, a 1,2- or 1,3-propylene group, and a 1,2-, 1,3- or 1,4-butylene group.
  • j is an integer of 1 or more satisfying the number average molecular weight of (A1-1) of 62 to 10,000.
  • a 1 may be the same or different.
  • (A 1 O) j may be a block addition or a random addition.
  • (A1-1) has a number average molecular weight of 62 to 10,000, preferably 62 to 8,000.
  • the number average molecular weight can be measured by a known method such as gel permeation chromatography.
  • Examples of (A1-1) include 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, ethylene glycol, di-1,2-propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, Ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl ether, polyethylene glycol dimethyl ether, block copolymer or random copolymer of ethylene oxide and propylene oxide (degree of polymerization 2 to 20), and a compound having a monovalent to hexavalent hydroxyl group (for example, Methanol, ethanol, propanol, butanol, hexanol, heptanol, octanol, nonanol, decanol, undecanol, dodecanol, ethylene glycol Coal, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexylene glycol
  • the number average molecular weight (hereinafter abbreviated as Mn) and the weight average molecular weight are measured by gel permeation chromatography at 40 ° C. using polyethylene oxide as a reference substance. An example of measurement conditions is shown.
  • Device body HLC-8120 (manufactured by Tosoh Corporation)
  • Detector Differential refractometer detector built in the device body
  • Eluent 0.5% sodium acetate / water / methanol (volume ratio 70/30)
  • Eluent flow rate 1.0 ml / min
  • Sample 0.25% eluent solution injection volume: 200 ⁇ l
  • Reference material TSK TANDARD POLYETHYLENE OXIDE manufactured by Tosoh Corporation
  • Data processing software GPC-8020 model II (manufactured by Tosoh Corporation)]
  • R 3 is a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms and may have one or more double bonds
  • a 2 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms
  • R 2 4 is a residue obtained by removing a hydroxyl group from sorbitan
  • q is an integer of 1 to 3
  • n is an integer of 1 or more satisfying the number average molecular weight of (A1-2) of 500 to 10,000.
  • a 2 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms.
  • alkylene group having 2 to 4 carbon atoms include an ethylene group, a 1,2- or 1,3-propylene group, and a 1,2-, 1,3- or 1,4-butylene group.
  • n is an integer of 1 or more that satisfies the number average molecular weight of (A1-2) of 500 to 10,000.
  • a 2 may be the same or different, and when A 2 is 2 or more, (OA 2 ) n may be block addition or random addition.
  • (A1-2) includes sorbitan mono- or di-fatty acid esters (sorbitan and saturated fatty acids (eg caprylic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid) and / or unsaturated fatty acids (eg oleic acid, linoleic acid) Acid, ester with linolenic acid), and alkylene oxide (for example, EO, PO, BO, THF) adducts thereof.
  • alkylene oxide for example, EO, PO, BO, THF
  • EO adduct of sorbitan monoester and EO / PO adduct of sorbitan monoester are preferable.
  • the number average molecular weight of (A1-2) is 500 to 10,000. More preferably, it is 750 to 5,000, and still more preferably 1,000 to 4,000.
  • the above (A1-2) may be used alone or in combination of two or more.
  • R 5 is a hydrocarbon group having 2 to 36 carbon atoms, and may have one or more double bonds, or may have one or more benzene rings.
  • a 3 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, m is an integer of 1 to 100, and p is an integer of 1 to 10.
  • a 3 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms.
  • Examples of the alkylene group having 2 to 4 carbon atoms include an ethylene group, a 1,2- or 1,3-propylene group, and a 1,2-, 1,3- or 1,4-butylene group.
  • n is an integer of 1 to 100.
  • a 3 may be the same or different, and when A 3 is 2 or more, (A 3 O) m may be block addition or random addition.
  • Examples of (A1-3) include esterified products of glycols and dibasic acids.
  • Examples of glycols include ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, propylene glycol EO block copolymer, ethylene glycol PO block copolymer, and 1,4-butanediol EO addition.
  • 1,2-propylene glycol polyethylene glycol, polypropylene glycol, EO block copolymer of propylene glycol, and PO block copolymer of ethylene glycol are preferable.
  • the glycols may be used alone or in combination of two or more.
  • dibasic acid examples include alkane dicarboxylic acid having 4 to 36 carbon atoms, alkene dicarboxylic acid having 4 to 36 carbon atoms, aromatic dicarboxylic acid having 8 to 36 carbon atoms, and alicyclic having 6 to 40 carbon atoms. And dicarboxylic acid. Of these, preferred are alkane dicarboxylic acids having 4 to 20 carbon atoms, alkene dicarboxylic acids having 4 to 20 carbon atoms, and aromatic dicarboxylic acids having 8 to 20 carbon atoms, and more preferred are succinic acid, adipic acid, and sebacin. Acid, maleic acid, fumaric acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid. The above dibasic acids may be used alone or in combination of two or more.
  • esterified products of glycols and dibasic acids include esterified products of polyethylene glycol and adipic acid, EO block copolymer of propylene glycol and fumaric acid, polyethylene glycol and 1,2-propylene glycol. And an esterified product of polyethylene glycol and polypropylene glycol with sebacic acid and isophthalic acid, an esterified product of a PO block copolymer of ethylene glycol with adipic acid and terephthalic acid, and the like.
  • the water-soluble polyether thickener (A1-4) is a water-soluble polyether thickener excluding the above (A1-1), and is an alkylene oxide adduct of polyhydric alcohol and AO addition of polyamine. Products, and polycarboxylic acids (salts). Of these, polyhydric alcohol AO adducts and polyamine AO adducts are preferred.
  • the above (A1-4) may be used alone or in combination of two or more.
  • the Mn of (A1-4) is preferably 10,000 or more, more preferably 10,000 to 500,000, and further preferably 15,000 to 200,000. When Mn is 10,000 or more, the lubricity is further improved.
  • the polyhydric alcohol constituting the AO adduct of the polyhydric alcohol is a dihydric or higher polyol, such as ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,6-hexylene glycol. Glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitan, sorbitol and the like.
  • polys constituting AO adducts of polyamines (poly) alkylene polyamines (for example, ethylenediamine, diethylenetriamine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, etc.) and polyamide polyamines (for example, oleic acid or linoleic acid) are polymerized. Dimer acid, or a polyamide polyamine having a weight average molecular weight of 600 to 6,000 obtained by a condensation reaction of a dibasic acid such as sebacic acid or adipic acid and the above (poly) alkylene polyamine).
  • a dibasic acid such as sebacic acid or adipic acid
  • AO examples include alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms such as EO, PO, BO, and THF.
  • alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms such as EO, PO, BO, and THF.
  • Examples of the addition mode when two or more types of AO are used in combination include block, random, and combinations thereof.
  • (A1-4) includes EO / PO adduct of 1,6-hexylene glycol, EO / PO adduct of polyamide polyamine composed of dimer acid of linoleic acid and pentaethylenehexamine, and EO / PO of glycerin.
  • An adduct is preferable.
  • the above (A1-4) may be used alone or in combination of two or more.
  • the water-soluble base (A) may contain one or more selected from the group consisting of cellulose derivatives (A2), starch (A3), and polyvinyl alcohol (A4).
  • Examples of the cellulose derivative (A2) include carboxymethyl cellulose, acetyl cellulose, cellulose phosphate, ethyl cellulose, and oxyethyl cellulose.
  • the starch (A3) is not particularly limited, and examples thereof include potato-derived, wheat-derived, and corn-derived starch.
  • Examples of the polyvinyl alcohol (A4) include polyvinyl alcohol having a polymerization degree of 300 to 3,000.
  • alkanolamine (monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, monoisopropanolamine, diisopropanolamine, triisopropanolamine, etc.), C1-24 Alkylamine having an alkyl group, EO (1 to 20 mol) adduct of alkylamine having an alkyl group having 1 to 24 carbon atoms, EO (1 to 20 mol) of a cyclic amine composed of 6 to 24 carbon atoms ) Adducts, amines having 2 or more nitrogen atoms (ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, etc.) and their EO (1 to 60 mol) adducts, and alkenyl succinic acid.
  • alkanolamine is preferable from the viewpoint of low toxicity, and diethanolamine, triethanolamine, and the like are more preferable.
  • the surface tension in the water-soluble lubricating oil of the present invention is a value measured by a pendant drop method using a 0.1% by weight aqueous water-soluble lubricating oil solution.
  • the measurement conditions are shown below.
  • Main unit Fully automatic contact angle meter DM700 (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.)
  • Measurement solution 0.10 g of water-soluble lubricating oil was weighed in a 200 mL beaker at room temperature, 99.90 g of dilution water was added thereto, and stirred for 15 minutes using a stirrer piece, and 0.1 wt% water solution The measurement liquid of the basic lubricating oil aqueous solution was prepared.
  • Measurement temperature 27 ° C
  • Dilution water Ion-exchange water needle tip with electric conductivity of 0.2 ⁇ S / cm or less
  • Material Teflon (registered trademark) coated needle 18G (Kyowa Interface Science Co., Ltd.)
  • Hanging drop volume 8 ⁇ L
  • Measured value The surface tension every 10 seconds immediately after hanging drops was measured over time, and the measured value when the change in the surface tension for 10 seconds was less than 0.1 mN / m was defined as the surface tension.
  • the surface tension of a 0.1 wt% aqueous water-soluble lubricating oil solution in the water-soluble lubricating oil of the present invention is 31 mN / m or more, preferably 35 mN / m or more, more preferably 40 mN / m or more. If the surface tension is less than 31 mN / m, the toxicity becomes worse.
  • the water-soluble base (A) is preferably a polyether (A1).
  • the rusting agent (B) the rust-preventing agents mentioned above are preferable.
  • an antioxidant (C) from the viewpoint of influence on the environment (long life).
  • the antioxidant (C) include phenolic antioxidants such as 2,4-dimethyl-6-tert-butylphenol and 4,4′-butylidenebis (6-tert-butylmetacresol); Inhibitors such as N-phenyl-4-octylphenylamine and bis (4-octylphenyl) amine; zinc dihydrocarbyl dithiophosphate and zinc diallyldithiophosphate having a carbyl group having 1 to 36 carbon atoms, Can be mentioned.
  • the content of (A) is preferably 88.0 to 98.9 weight based on the total weight of (A), (B), and (C) from the viewpoint of lubricity and biodegradation. %, More preferably 90.0 to 97.8% by weight, still more preferably 91.3 to 95.7% by weight.
  • the content of (B) is preferably 1.0 to 10.0% by weight based on the total weight of (A), (B), and (C) from the viewpoint of rust prevention and low toxicity.
  • the amount is preferably 2.0 to 9.0% by weight, more preferably 4.0 to 8.0% by weight.
  • the content of (C) is preferably 0.1 to 2.0% by weight based on the total weight of (A), (B), and (C) from the viewpoint of lubricity and environmental impact. More preferably, it is 0.2 to 1.0% by weight, and still more preferably 0.3 to 0.7% by weight.
  • the water-soluble lubricating oil of the present invention has a kinematic viscosity at 40 ° C. of preferably 30 to 200 mm 2 / s, more preferably 40 to 150 mm 2 / s from the viewpoint of lubricity.
  • the kinematic viscosity of the water-soluble lubricating oil is measured with an Ubbelohde viscometer based on JIS K2283: 2000 (crude oil and petroleum products-kinematic viscosity test method and viscosity index calculation method).
  • the water-soluble lubricating oil of the present invention may be used by suitably adding one or more selected from the group consisting of a water-insoluble polyether (D), an antifoaming agent, and a pH adjusting agent.
  • water-insoluble means that the solubility in water at 25 ° C. is less than 20 g with respect to 100 g of water.
  • water-insoluble polyether (D) examples include polypropylene glycol, polypropylene glycol monoalkyl ether, 1,4-butanediol EO / THF (molar ratio 80/20, number average molecular weight 2,000) adduct, etc. Is mentioned.
  • antifoaming agent examples include silicone-based antifoaming agents.
  • pH adjusters include organic acids (formic acid, acetic acid, lactic acid, malic acid, citric acid, tartaric acid, etc.), inorganic acids (hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, etc.), alkali metal hydroxides (lithium hydroxide, hydroxide) Sodium, potassium hydroxide, etc.).
  • the contents of the pH adjusting agent and the antifoaming agent are each preferably 10% by weight or less, more preferably 5% by weight or less, based on the total weight of the water-soluble lubricating oil. .
  • the water content is preferably 10% by weight or less, more preferably 5% by weight or less based on the total weight of the water-soluble lubricating oil from the viewpoint of rust prevention and lubricity. is there.
  • the fish toxicity in the water-soluble lubricating oil of the present invention is preferably 500 mg / L or more, more preferably 1,000 mg / L or more, and further preferably 2,000 mg / L or more.
  • the method for measuring fish toxicity of water-soluble lubricating oil is calculated by LC50 in accordance with OECD test method 203 with a test period of 96 hours.
  • (A), (B) and other raw materials are usually stirred and mixed at 40 ° C. to 60 ° C. for 1 to 4 hours, and if necessary, a pH adjuster (caustic soda (NaOH) and caustic potash). (KOH), etc.) to adjust the pH [water solution obtained by diluting water-soluble lubricating oil with ion-exchanged water twice using a pH meter “M-12” (Horiba Seisakusho)] be able to.
  • the pH range is preferably 6 to 12 and more preferably 7 to 11 from the viewpoint of rust prevention.
  • the water-soluble lubricating oil of the present invention can be preferably used for applications such as marine bearing oil, hydraulic oil, or gear oil.
  • Examples 1 to 30, Comparative Examples 1 to 10 The raw materials of the number of parts listed in Tables 1 to 3 are mixed by stirring at a temperature suitable for each of Examples and Comparative Examples from 50 to 60 ° C., and the water-soluble lubricating oils (S1) to (S30) and 1,000 parts of each of the comparative water-soluble lubricating oils (H1) to (H10) were obtained.
  • Tables 1 to 3 show the kinematic viscosity (mm 2 / s) at 40 ° C. and the surface tension (mN / m) in a 0.1 wt% aqueous solution. The kinematic viscosity was measured under the following conditions.
  • Tables 1 to 3 represent the following compositions.
  • (A1-1-4) to (A1-1-13), (A1-1-16) to (A1-1-18), (A1-1-20), (A1-2-1), (A1 -2-2), (B-3), and (D-1) are produced by using 4 to 20 at a suitable temperature of 100 to 150 ° C. using potassium hydroxide as a catalyst and using a pressure reactor. An alkylene oxide addition reaction was performed over a suitable period of time to produce.
  • (A1-1-19) is prepared by reacting methyl chloride with EO adduct of methanol using potassium hydroxide as a catalyst, reacting methyl chloride at 50 ° C. for 8 hours, and washing with water. did.
  • (A1-3-1) to (A1-3-3) use glycols and dibasic acids using a titanium-containing catalyst (described in JP-A-2006-243715) and a reactor capable of reducing pressure.
  • a dehydration condensation reaction was carried out at a suitable temperature of 180 to 230 ° C. for a suitable time of 1 to 8 hours.
  • (A1-4-1) is a polyamide polyamine obtained by subjecting Halidimer 216 (manufactured by Harima Chemical Co., Ltd.) and pentaethylenehexamine to a dehydration condensation reaction under reduced pressure at 150 ° C. for 7 hours, using potassium hydroxide as a catalyst, Using a pressure reactor, an addition reaction was carried out with a mixture of ethylene oxide and propylene oxide at 120 ° C. for 10 hours to produce. In addition, the other compound used the commercial item.
  • Rust-proof lubricating oil Rust prevention performance test method JIS K2510 was measured. After the polished and washed steel bar (S20C) is immersed in a mixed solution containing 10% by weight of seawater based on the weight of the water-soluble lubricating oil at 60 ° C. for 3 days, the state of occurrence of rust is observed, and the following evaluation criteria The rust resistance was evaluated according to During the immersion, the mixed solution continued to be stirred.
  • A No rust (when rust is not observed, or rust is recognized within a range of 5% or less of the surface of the test piece, the rust diameter is 1 mm or less, and the number of rust spots is 6) In the following cases) ⁇ : Some rust (when rust is observed in 5% or less of test piece surface and does not correspond to the above “ ⁇ ”) X: Rust (when rust is observed in a range exceeding 5% of the surface of the test piece)
  • LC50 was calculated by using medaka as a test fish and an exposure time of 96 hours. And toxicity was evaluated according to the following evaluation criteria. ⁇ : LC50 is 500 mg / L or more ⁇ : LC50 is less than 500 mg / L
  • the water-soluble lubricating oils of the examples are excellent in all of biodegradability, lubricity, rust prevention and low toxicity.
  • the lubricating oil of the comparative example is inferior to the water-soluble lubricating oil of the example in any one or more of biodegradability, lubricity, rust prevention and toxicity.
  • the water-soluble lubricating oil of the present invention is soluble in water and excellent in lubricity and rust prevention properties, and automobiles, construction machines, ships and metalworking machines with the compounded liquid obtained as described above as they are. Can be suitably used as a water-soluble hydraulic oil, water-soluble bearing oil, or water-soluble gear oil.
  • the water-soluble lubricating oil of the present invention is particularly suitable as a water-soluble lubricating oil for ships because it has good biodegradability and water-solubility even if it leaks into seawater and has low toxicity.

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Abstract

本発明は、少なくとも１種のポリエーテル（Ａ１）からなる水溶性基剤（Ａ）と防錆剤（Ｂ）とを含み、水溶性潤滑油の０．１重量％水溶液の表面張力が３１ｍＮ／ｍ以上である水溶性潤滑油である。

Description

水溶性潤滑油
本発明は、水溶性潤滑油に関する。
従来から作動油、ギア油、軸受け油等の潤滑油基油としては、鉱物油、ポリオレフィン、又はアルコールのアルキレンオキサイド付加物等のポリエーテル類が使用されてきた。近年、環境問題の高まりの中、潤滑油に対しても生分解性が要求されるようになってきた。しかし、これらの炭化水素系基油やポリエーテル系基油は生分解性がいまだ不十分であり、生分解性基油としては植物油等の天然油脂やその誘導体、合成エステル系潤滑油基油等が基油として使用されてきている（特許文献１～２参照）。
しかしながら、これらの天然油脂や合成エステル系潤滑油基油は、水が混入した場合に加水分解しやすく潤滑油の使用中の安定性に問題がある。また、これらの基油は水への溶解性が低いため、潤滑油が漏洩した場合に水面での油滴により周辺汚染が大きくなり、洗浄除去も困難であるため、水への溶解性及び生分解性の高いポリエーテル系基油が使用されてきている（特許文献３参照）。
特開平０５－３３１４８１号公報 特開平１１－３２３３７３号公報 特開２００６－０８３３７８号公報
しかしながら、従来の潤滑油と同等の潤滑性を得るために、これらの潤滑油には毒性の高い脂肪酸等が多く用いられており、近年の環境問題の高まりの中において、その有毒性が問題となってきている。
本発明は、従来の鉱物油系の潤滑油と同等の防錆性、潤滑性を示し、水への溶解性が大きく、かつ、生分解性及び低毒性に優れた潤滑油を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記の問題点を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。即ち、本発明は、少なくとも１種のポリエーテル（Ａ１）からなる水溶性基剤（Ａ）と防錆剤（Ｂ）とを含み、水溶性潤滑油の０．１重量％水溶液の表面張力が３１ｍＮ／ｍ以上である水溶性潤滑油である。
本発明の水溶性潤滑油は以下の効果を奏する。
（１）水溶性なので洗浄除去が容易である。
（２）加水分解しにくいので安定である。
（３）生分解性に優れている。
（４）低毒性である。
（５）従来の鉱物油系の潤滑油と同等又はそれ以上の潤滑性及び防錆性を有する。
（６）環境への影響が少ない。
（７）低蓄積性である。
本発明における水溶性潤滑油は、少なくとも１種のポリエーテル（Ａ１）からなる水溶性基剤（Ａ）と防錆剤（Ｂ）とを含有してなる。本発明において、水溶性とは、２５℃での水への溶解度が水１００ｇに対して２０ｇ以上のものをいう。
本発明の水溶性潤滑油は、生分解度が６０％以上であることが好ましい。より好ましくは６５％以上、さらに好ましくは７０％以上である。
生分解度は、ＯＥＣＤ試験法３０１Ｃに準じて、試験期間を２８日間として測定した値である。生分解度が６０％以上である場合、潤滑油が漏洩した場合の土壌、河川、海洋等における環境汚染を防止することができる。
本発明の水溶性潤滑油において、ポリエーテル（Ａ１）は、特に限定されるものではないが、活性水素化合物、又は、そのアルキレンオキサイド付加物であることが好ましく、活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物であることがより好ましい。活性水素化合物としては、例えば、水酸基含有化合物、数平均分子量が１０，０００以上のアミノ基含有化合物、カルボキシル基含有化合物、チオール基含有化合物、及び、リン酸化合物等が挙げられる。
活性水素化合物、又は、そのアルキレンオキサイド付加物としては、例えば、下記一般式（１）で表される（Ａ１－１）、下記一般式（２）で表される（Ａ１－２）、下記一般式（３）で表される（Ａ１－３）、及び、水溶性のポリエーテル系増粘剤（Ａ１－４）からなる群から選ばれる１種以上であることが望ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
式（１）中、Ｒ１は水素又は炭素数１～１２であるｋ価の炭化水素基、Ａ１は炭素数２～４のアルキレン基、Ｒ２は水素又は炭素数１～８の炭化水素基、ｋは１～６の整数、ｊは（Ａ１－１）の数平均分子量が６２～１０，０００を満たす１以上の整数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
式（２）中、Ｒ３は炭素数１～２４の炭化水素基であって、１つ以上の二重結合を有していても良く、Ａ２は炭素数２～４のアルキレン基、Ｒ４はソルビタンから水酸基を除いた残基、ｑは１～３の整数、ｎは（Ａ１－２）の数平均分子量が５００～１０，０００を満たす１以上の整数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
式（３）中、Ｒ５は炭素数２～３６の炭化水素基であって、１つ以上の二重結合を有していても良く、１つ以上のベンゼン環を有していても良い。Ａ３は炭素数２～４のアルキレン基、ｍは１～１００の整数、ｐは１～１０の整数である。
（Ａ１－１）は、下記一般式（１）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
式（１）中、Ｒ１は水素又は炭素数１～１２であるｋ価の炭化水素基、Ａ１は炭素数２～４のアルキレン基、Ｒ２は水素又は炭素数１～８の炭化水素基、ｋは１～６の整数、ｊは（Ａ１－１）の数平均分子量が６２～１０，０００を満たす１以上の整数である。
Ａ１は、炭素数２～４のアルキレン基である。炭素数２～４のアルキレン基としては、エチレン基、１，２－又は１，３－プロピレン基、及び、１，２－、１，３－又は１，４－ブチレン基等が挙げられる。
ｊは、（Ａ１－１）の数平均分子量が６２～１０，０００を満たす１以上の整数である。ｊが２以上の場合、Ａ１は同じでも異なっていてもよく、Ａ１が２種以上の場合、（Ａ１Ｏ）ｊは、ブロック付加であっても、ランダム付加であっても良い。
（Ａ１－１）は、数平均分子量が６２～１０，０００であり、好ましくは６２～８，０００である。数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー等の公知の方法により測定できる。
（Ａ１－１）としては、例えば、１，２－プロピレングリコール、１，３－プロピレングリコール、エチレングリコール、ジ－１，２－プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ポリエチレングリコールジメチルエーテル、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドのブロック共重合体又はランダム共重合体（重合度２～２０）、及び、１～６価の水酸基を有する化合物（例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール、エチレングリコール、１，２－プロピレングリコール、１，３－プロピレングリコール、１，４－ブタンジオール、１，６－ヘキシレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール及びソルビトール等）の炭素数が２～４のアルキレンオキサイド（以下、ＡＯと略記する）付加物（例えば、エチレンオキサイド（以下、ＥＯと略記する）、１，２－プロピレンオキサイド（以下、ＰＯと略記する）、１，２－ブチレンオキサイド（以下、ＢＯと略記する）、テトラヒドロフラン（以下、ＴＨＦと略記する））等が挙げられる。
これらのうち好ましいものはエチレングリコール、１，２－プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、メタノールのＥＯ付加物、エタノールのＥＯ付加物、プロパノールのＥＯ付加物、ブタノールのＥＯ付加物、グリセリンのＥＯ付加物、トリメチロールプロパンのＥＯ付加物、ペンタエリスリトールのＥＯ付加物、ソルビトールのＥＯ付加物、メタノールのＥＯ／ＰＯ付加物、エタノールのＥＯ／ＰＯ付加物、プロパノールのＥＯ／ＰＯ付加物、ブタノールのＥＯ／ＰＯ付加物、１，６－ヘキシレングリコールのＥＯ／ＰＯ付加物、グリセリンのＥＯ／ＰＯ付加物、トリメチロールプロパンのＥＯ／ＰＯ付加物、ペンタエリスリトールのＥＯ／ＰＯ付加物、ソルビトールのＥＯ／ＰＯ付加物、エチレングリコールのＥＯ／ＴＨＦ付加物、及び、ソルビトールのＥＯ／ＴＨＦ付加物である。
上記（Ａ１－１）は、単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いても良い。
本発明において、数平均分子量（以下、Ｍｎと略記する。）及び重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって、ポリエチレンオキサイドを基準物質として、４０℃で測定される。測定条件の一例を示す。
装置本体：ＨＬＣ－８１２０（東ソー株式会社製）
カラム：東ソー株式会社製ＴＳＫｇｅｌ α６０００、Ｇ３０００ ＰＷＸＬ
検出器：装置本体内蔵の示差屈折計検出器
溶離液：０．５％酢酸ソーダ・水／メタノール（体積比７０／３０）
溶離液流量：１．０ｍｌ／分
カラム温度：４０℃
試料：０．２５％の溶離液溶液
注入量：２００μｌ
標準物質：東ソー株式会社製ＴＳＫ ＴＡＮＤＡＲＤ ＰＯＬＹＥＴＨＹＬＥＮＥ ＯＸＩＤＥ
データ処理ソフト：ＧＰＣ－８０２０ｍｏｄｅｌＩＩ（東ソー株式会社製）］
（Ａ１－２）は、一般式（２）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
式（２）中、Ｒ３は炭素数１～２４の炭化水素基であって、１つ以上の二重結合を有していても良く、Ａ２は炭素数２～４のアルキレン基、Ｒ４はソルビタンから水酸基を除いた残基、ｑは１～３の整数、ｎは（Ａ１－２）の数平均分子量が５００～１０，０００を満たす１以上の整数である。
Ａ２は、炭素数２～４のアルキレン基である。炭素数２～４のアルキレン基としては、エチレン基、１，２－又は１，３－プロピレン基、及び１，２－、１，３－又は１，４－ブチレン基等が挙げられる。
ｎは、（Ａ１－２）の数平均分子量が５００～１０，０００を満たす１以上の整数である。ｎが２以上の場合、Ａ２は同じでも異なっていてもよく、Ａ２が２種以上の場合、（ＯＡ２）ｎは、ブロック付加であっても、ランダム付加であっても良い。
（Ａ１－２）としては、ソルビタンモノ又はジ脂肪酸エステル（ソルビタンと飽和脂肪酸（例えば、カプリル酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸）及び／又は不飽和脂肪酸（例えば、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸）とのエステル）、及び、そのアルキレンオキサイド（例えばＥＯ、ＰＯ、ＢＯ、ＴＨＦ）付加物等が挙げられる。これらのうち好ましいのは、ソルビタンモノエステルのＥＯ付加物、及び、ソルビタンモノエステルのＥＯ／ＰＯ付加物である。（Ａ１－２）の数平均分子量は、５００～１０，０００である。より好ましくは７５０～５，０００、さらに好ましくは１，０００～４，０００である。
上記（Ａ１－２）は、単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いても良い。
（Ａ１－３）は、一般式（３）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
式（３）中、Ｒ５は炭素数２～３６の炭化水素基であって、１つ以上の二重結合を有していても良く、１つ以上のベンゼン環を有していても良い。Ａ３は炭素数２～４のアルキレン基、ｍは１～１００の整数、ｐは１～１０の整数である。
Ａ３は、炭素数２～４のアルキレン基である。炭素数２～４のアルキレン基としては、エチレン基、１，２－又は１，３－プロピレン基、及び１，２－、１，３－又は１，４－ブチレン基等が挙げられる。
ｍは、１～１００の整数である。ｍが２以上の場合、Ａ３は同じでも異なっていてもよく、Ａ３が２種以上の場合、（Ａ３Ｏ）ｍは、ブロック付加であっても、ランダム付加であっても良い。
（Ａ１－３）としては、グリコール類と二塩基酸とのエステル化物等が挙げられる。
グリコール類としては、例えば、エチレングリコール、１，２－プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、プロピレングリコールのＥＯブロック共重合物、エチレングリコールのＰＯブロック共重合物、１，４－ブタンジオールのＥＯ付加物、１，４－ブタンジオールのＥＯ／ＰＯ付加物、１，４－ブタンジオールのＥＯ／ＢＯ付加物、１，４－ブタンジオールのＥＯ／ＴＨＦ付加物、１，６－ヘキシレングリコールのＥＯ付加物、１，６－ヘキシレングリコールのＥＯ／ＰＯ付加物、１，６－ヘキシレングリコールのＥＯ／ＢＯ付加物、及び、１，６－ヘキシレングリコールのＥＯ／ＴＨＦ付加物等が挙げられる。これらのうち好ましくは、１，２－プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、プロピレングリコールのＥＯブロック共重合物、及び、エチレングリコールのＰＯブロック共重合物である。上記グリコール類は、単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いても良い。
二塩基酸としては、例えば、炭素数４～３６のアルカンジカルボン酸、炭素数４～３６のアルケンジカルボン酸、炭素数８～３６の芳香族ジカルボン酸、及び、炭素数６～４０の脂環式ジカルボン酸等が挙げられる。これらのうち好ましくは、炭素数４～２０のアルカンジカルボン酸、炭素数４～２０のアルケンジカルボン酸及び炭素数８～２０の芳香族ジカルボン酸であり、より好ましくは、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸である。上記二塩基酸は、単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いても良い。
グリコール類と二塩基酸とのエステル化物としては、例えば、ポリエチレングリコールとアジピン酸とのエステル化物、プロピレングリコールのＥＯブロック共重合物とフマル酸とのエステル化物、ポリエチレングリコール及び１，２－プロピレングリコールとコハク酸とのエステル化物、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコールとセバシン酸及びイソフタル酸とのエステル化物、エチレングリコールのＰＯブロック共重合物とアジピン酸及びテレフタル酸とのエステル化物等が挙げられる。
水溶性のポリエーテル系増粘剤（Ａ１－４）は、上記（Ａ１－１）を除く、水溶性のポリエーテル系増粘剤であり、多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物、ポリアミンのＡＯ付加物、及び、ポリカルボン酸（塩）等が挙げられる。これらのうち好ましいのは、多価アルコールのＡＯ付加物、及び、ポリアミンのＡＯ付加物である。上記（Ａ１－４）は、単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いても良い。
（Ａ１－４）のＭｎは、好ましくは１０，０００以上であり、より好ましくは１０，０００～５００，０００であり、さらに好ましくは１５，０００～２００，０００である。Ｍｎが１０，０００以上であると、潤滑性がさらに優れる。
多価アルコールのＡＯ付加物を構成する多価アルコールとしては、２価以上のポリオールであり、例えば、エチレングリコール、１，２－プロピレングリコール、１，３－プロピレングリコール、１，６－ヘキシレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビタン、及び、ソルビトール等が挙げられる。
ポリアミンのＡＯ付加物を構成するポリアミンとしては、（ポリ）アルキレンポリアミン（例えば、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン等）、及び、ポリアミドポリアミン（例えば、オレイン酸若しくはリノール酸等が重合したダイマー酸、又は、セバシン酸若しくはアジピン酸等の二塩基酸と上記（ポリ）アルキレンポリアミンとの縮合反応で得られる重量平均分子量６００～６，０００のポリアミドポリアミン等）が挙げられる。
ＡＯとしては、炭素数２～４のアルキレンオキサイド、例えば、ＥＯ、ＰＯ、ＢＯ、ＴＨＦ等が挙げられる。２種以上のＡＯを併用する場合の付加様式は、ブロック、ランダム及びそれらの組み合わせが挙げられる。
（Ａ１－４）としては、１，６－ヘキシレングリコールのＥＯ／ＰＯ付加物、リノール酸のダイマー酸とペンタエチレンヘキサミンとからなるポリアミドポリアミンのＥＯ／ＰＯ付加物、及び、グリセリンのＥＯ／ＰＯ付加物であることが好ましい。
上記（Ａ１－４）は、単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いても良い。
本発明の水溶性潤滑油において、水溶性基剤（Ａ）は、セルロース誘導体（Ａ２）、デンプン（Ａ３）、及び、ポリビニルアルコール（Ａ４）からなる群から選ばれる１種以上を含んでも良い。
上記セルロース誘導体（Ａ２）としては、カルボキシメチルセルロース、アセチルセルロース、リン酸セルロース、エチルセルロース及びオキシエチルセルロース等が挙げられる。
上記デンプン（Ａ３）としては、特に限定されるものではなく、馬鈴薯由来、小麦由来、及び、とうもろこし由来のデンプン等が挙げられる。
上記ポリビニルアルコール（Ａ４）としては、重合度３００～３，０００のポリビニルアルコール等が挙げられる。
本発明の水溶性潤滑油において、防錆剤（Ｂ）としては、アルカノールアミン（モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン及びトリイソプロパノールアミン等）、炭素数１～２４のアルキル基を有するアルキルアミン、炭素数１～２４のアルキル基を有するアルキルアミンのＥＯ（１～２０モル）付加物、６～２４の炭素原子から構成される環状アミンのＥＯ（１～２０モル）付加物、窒素原子が２個以上のアミン（エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン及びテトラエチレンペンタミン等）及びそのＥＯ（１～６０モル）付加物、並びに、アルケニルコハク酸等が挙げられる。これらのうち、低毒性の観点から、アルカノールアミンであることが好ましく、より好ましくはジエタノールアミン及びトリエタノールアミン等である。
本発明の水溶性潤滑油における表面張力は、０．１重量％の水溶性潤滑油水溶液をペンダントドロップ法によって測定される値である。測定条件を以下に示す。
装置本体：全自動接触角計ＤＭ７００（協和界面科学社製）
測定液：室温下で、２００ｍＬのビーカーに水溶性潤滑油を０．１０ｇ秤量し、ここに希釈水を９９．９０ｇ投入し、スターラーピースを用いて１５分間撹拌し、０．１重量％の水溶性潤滑油水溶液の測定液を調整した。
測定温度：２７℃
希釈水：電気伝導率０．２μＳ／ｃｍ以下のイオン交換水
針先素材：テフロン（登録商標）コート針１８Ｇ（協和界面科学社製）
懸滴液量：８μＬ
測定値：懸滴直後から１０秒間毎の表面張力を経時的に測定し、１０秒間の表面張力の変化が０．１ｍＮ／ｍ未満になった時の測定値を表面張力とした。
本発明の水溶性潤滑油における０．１重量％の水溶性潤滑油水溶液表面張力は、３１ｍＮ／ｍ以上であり、好ましくは３５ｍＮ／ｍ以上、より好ましくは４０ｍＮ／ｍ以上である。表面張力が３１ｍＮ／ｍ未満であると、毒性が悪くなる。
本発明の水溶性潤滑油における０．１重量％の水溶性潤滑油水溶液表面張力が３１ｍＮ／ｍ以上を満足するには、水溶性基剤（Ａ）としてはポリエーテル（Ａ１）が好ましく、防錆剤（Ｂ）としては上記で挙げた防錆剤が好ましい。
本発明において、さらに酸化防止剤（Ｃ）を含有することが、環境への影響（長寿命）の観点から好ましい。
酸化防止剤（Ｃ）としては、フェノール系酸化防止剤、例えば、２，４－ジメチル－６－ｔｅｒｔ－ブチルフェノール、及び、４，４’－ブチリデンビス（６－ｔｅｒｔ－ブチルメタクレゾール）；アミン系酸化防止剤、例えば、Ｎ－フェニル－４－オクチルフェニルアミン、及び、ビス（４－オクチルフェニル）アミン；炭素数１～３６のカルビル基を有するジハイドロカルビルジチオリン酸亜鉛及びジアリルジチオリン酸亜鉛等が挙げられる。
本発明において、（Ａ）の含有量は、潤滑性及び生分解の観点から、（Ａ）、（Ｂ）、及び（Ｃ）の合計重量に基づいて、好ましくは８８．０～９８．９重量％、より好ましくは９０．０～９７．８重量％、さらに好ましくは９１．３～９５．７重量％である。
（Ｂ）の含有量は、防錆性及び低毒性の観点から、（Ａ）、（Ｂ）、及び（Ｃ）の合計重量に基づいて、好ましくは１．０～１０．０重量％、より好ましくは２．０～９．０重量％、さらに好ましくは４．０～８．０重量％である。
（Ｃ）の含有量は、潤滑性及び環境への影響の観点から、（Ａ）、（Ｂ）、及び（Ｃ）の合計重量に基づいて、好ましくは０．１～２．０重量％、より好ましくは０．２～１．０重量％、さらに好ましくは０．３～０．７重量％である。
本発明の水溶性潤滑油は、４０℃での動粘度が、潤滑性の観点から、好ましくは３０～２００ｍｍ２／ｓ、より好ましくは４０～１５０ｍｍ２／ｓである。
なお、水溶性潤滑油の動粘度は、ＪＩＳ Ｋ２２８３：２０００（原油及び石油製品－動粘度試験方法及び粘度指数算出方法）に基づき、ウベローデ粘度計により測定する。
本発明の水溶性潤滑油は、必要により、非水溶性のポリエーテル（Ｄ）、消泡剤、及び、ｐＨ調整剤からなる群から選ばれる１種以上を適宜加えて使用しても良い。本発明において、非水溶性とは、２５℃での水への溶解度が水１００ｇに対して２０ｇ未満のものをいう。
非水溶性のポリエーテル（Ｄ）としては、例えば、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコールモノアルキルエーテル、１，４－ブタンジオールのＥＯ／ＴＨＦ（モル比８０／２０、数平均分子量２，０００）付加物等が挙げられる。
消泡剤としては、シリコーン系消泡剤等が挙げられる。
ｐＨ調整剤としては、有機酸（蟻酸、酢酸、乳酸、リンゴ酸、クエン酸、酒石酸等）、無機酸（塩酸、リン酸、硫酸等）、アルカリ金属の水酸化物（水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等）等が挙げられる。
本発明の水溶性潤滑油において、ｐＨ調整剤、及び、消泡剤の含量は、水溶性潤滑油の合計重量に基づき、それぞれ、好ましくは１０重量％以下、より好ましくは５重量％以下である。
本発明の水溶性潤滑油において、水の含有量は、防錆性及び潤滑性の観点より、水溶性潤滑油の合計重量に基づき、好ましくは１０重量％以下、より好ましくは５重量％以下である。
本発明の水溶性潤滑油における魚毒性は、好ましくは５００ｍｇ／Ｌ以上、より好ましくは１，０００ｍｇ／Ｌ以上、さらに好ましくは２，０００ｍｇ／Ｌ以上である。
水溶性潤滑油の魚毒性の測定方法は、ＯＥＣＤ試験法２０３に準じて、試験期間を９６時間として、ＬＣ５０により算出したものである。
本発明の水溶性潤滑油は、通常、（Ａ）、（Ｂ）及びその他の原料を、４０℃～６０℃で１～４時間攪拌混合し、必要によりｐＨ調整剤（苛性ソーダ（ＮａＯＨ）及び苛性カリ（ＫＯＨ）等）にてｐＨ［水溶性潤滑油をイオン交換水で２倍に希釈した水溶液を、ｐＨメーター「Ｍ－１２」（堀場製作所製）を使用して測定できる］を調整して得ることができる。ｐＨの範囲は、防錆性の観点から、好ましくは６～１２であり、より好ましくは７～１１である。
本発明の水溶性潤滑油は、好ましくは船舶用の軸受け油、作動油、又は、ギア油等の用途に使用することができる。
以下の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。以下において、部は重量部を表す。
＜実施例１～３０、比較例１～１０＞
表１～３に記載の部数の配合原料を５０～６０℃のうち各実施例及び比較例に適した温度で攪拌して混合し、本発明の水溶性潤滑油（Ｓ１）～（Ｓ３０）及び比較の水溶性潤滑油（Ｈ１）～（Ｈ１０）を、それぞれ１，０００部得た。
これらの４０℃での動粘度（ｍｍ２／ｓ）、及び、０．１重量％水溶液での表面張力（ｍＮ／ｍ）、を表１～３に示す。なお、動粘度は以下の条件で測定した。
＜動粘度の測定方法＞
　装置：自動粘度測定装置（ＶＭＣ－２５２型）；株式会社離合社製
　粘度計：ウベローデ粘度計（粘度計番号２番）
　測定温度：４０℃
表１～３中の略号は、以下の組成を表す。
（Ａ１－１－１）ＰＥＧ－２００（三洋化成工業株式会社製）；ポリエチレングリコール（数平均分子量＝２００）
（Ａ１－１－２）ＰＥＧ－３００（三洋化成工業株式会社製）；ポリエチレングリコール（数平均分子量＝３００）
（Ａ１－１－３）ＰＥＧ－１０００（三洋化成工業株式会社製）；ポリエチレングリコール（数平均分子量＝１，０００）
（Ａ１－１－４）メタノールのＥＯ付加物（数平均分子量＝５００）
（Ａ１－１－５）プロパノールのＥＯ／ＰＯ付加物（数平均分子量＝１，０００、モル比ＥＯ／ＰＯ＝７９／２１）
（Ａ１－１－６）ブタノールのＥＯ／ＰＯ付加物（数平均分子量＝１，５００、モル比ＥＯ／ＰＯ＝７９／２１）
（Ａ１－１－７）ブタノールのＥＯ／ＰＯ付加物（数平均分子量＝４，０００、モル比ＥＯ／ＰＯ＝５６／４４）
（Ａ１－１－８）グリセリンのＥＯ付加物（数平均分子量＝５００）
（Ａ１－１－９）グリセリンのＥＯ／ＰＯ付加物（数平均分子量＝２，０００、モル比ＥＯ／ＰＯ＝７９／２１）
（Ａ１－１－１０）トリメチロールプロパンのＥＯ／ＰＯ付加物（数平均分子量＝１，０００、モル比ＥＯ／ＰＯ＝５６／４４）
（Ａ１－１－１１）ペンタエリスリトールのＥＯ／ＰＯ付加物（数平均分子量＝５，０００、モル比ＥＯ／ＰＯ＝７９／２１）
（Ａ１－１－１２）ソルビトールのＥＯ／ＰＯ付加物（数平均分子量＝１，５００、モル比ＥＯ／ＰＯ＝７９／２１）
（Ａ１－１－１３）ソルビトールのＥＯ／ＰＯ付加物（数平均分子量＝６，０００、モル比ＥＯ／ＰＯ＝５６／４４）
（Ａ１－１－１４）ＰＧ；１，２－プロピレングリコール
（Ａ１－１－１５）ＥＧ－Ｍ；エチレングリコールモノメチルエーテル
（Ａ１－１－１６）ＥＧ－ＥＯ／ＴＨＦ；エチレングリコールのＥＯ／ＴＨＦ付加物（数平均分子量＝５，０００、モル比ＥＯ／ＴＨＦ＝８０／２０）
（Ａ１－１－１７）ソルビトールのＥＯ／ＴＨＦ付加物（数平均分子量＝９，０００、モル比ＥＯ／ＴＨＦ＝８０／２０）
（Ａ１－１－１８）ソルビトールのＥＯ付加物（数平均分子量＝２，０００）
（Ａ１－１－１９）ポリエチレングリコールジメチルエーテル；ＰＥＧ－３００（三洋化成工業株式会社製）の両末端メチルエーテル化物（数平均分子量＝５００）
（Ａ１－１－２０）１，６－ヘキシレングリコールのＥＯ／ＰＯ付加物（数平均分子量＝１８，０００、モル比ＥＯ／ＰＯ＝７５／２５）
（Ａ１－２－１）ソルビタンモノ脂肪酸エステルのＥＯ付加物；イオネットＳ２０（三洋化成工業株式会社製；ソルビタンモノ脂肪酸エステル）のＥＯ付加物（数平均分子量＝１，３００、脂肪酸の炭素数＝６～１８）
（Ａ１－２－２）ソルビタンモノ脂肪酸エステルのＥＯ／ＰＯ付加物；イオネットＳ８０（三洋化成工業株式会社製；ソルビタンモノ脂肪酸エステル）のＥＯ／ＰＯ付加物（数平均分子量＝４，０００、モル比ＥＯ／ＰＯ＝６５／３５、脂肪酸の炭素数＝１４～２２）
（Ａ１－３－１）ポリエーテルポリエステル；ＰＥＧ－３００（三洋化成工業株式会社製）とアジピン酸とのエステル化物（数平均分子量＝１，０００、モル比ＰＥＧ／アジピン酸＝６１／３９）
（Ａ１－３－２）ポリエーテルポリエステル；ＰＥＧ－３００（三洋化成工業株式会社製）及びＰＧとコハク酸とのエステル化物（数平均分子量＝８，０００、モル比ＰＥＧ／ＰＧ／アジピン酸＝２／４９／４９）
（Ａ１－３－３）ポリエーテルポリエステル；ＰＥ－６８（三洋化成工業株式会社製；プロピレングリコールのＥＯブロック共重合物）とアジピン酸及びテレフタル酸とのエステル化物（数平均分子量＝２４，３００、モル比ＰＥ－６８／アジピン酸／テレフタル酸＝６０／２０／２０）
（Ａ１－４－１）ポリアミドポリアミンのＥＯ／ＰＯ付加物；リノール酸のダイマー酸（ハリダイマー２１６、ハリマ化成株式会社製）とペンタエチレンヘキサミンとからなるポリアミドポリアミン（重量平均分子量１，９００）のＥＯ／ＰＯ付加物（数平均分子量＝１９０，０００、モル比ＥＯ／ＰＯ＝８０／２０
（Ａ－２）カルボキシメチルセルロース（数平均分子量＝９０，０００）
（Ａ－３）デンプン（とうもろこし由来）
（Ａ－４）ポリビニルアルコール（重合度＝約５００）
（Ｂ－１）トリエタノールアミン
（Ｂ－２）ジエタノールアミン
（Ｂ－３）シクロヘキシルアミンのＥＯ付加物（ＥＯ付加モル数＝２）
（Ｂ－４）ＤＳＡ；ドデセニルコハク酸
（Ｃ－１）フェノール系酸化防止剤；４，４’－ブチリデンビス（６－ｔｅｒｔ－ブチルメタクレゾール）
（Ｃ－２）アミン系酸化防止剤；Ｎ－フェニル－４－オクチルフェニルアミン
（Ｄ－１）１，４－ブタンジオールのＥＯ／ＴＨＦ付加物（数平均分子量＝２，０００、モル比ＥＯ／ＴＨＦ＝４０／６０）
（Ｄ－２）ＰＰＧ－１０００；サンニックスＰＰ－１０００（三洋化成工業株式会社製；ポリオキシプロピレングリコール）（数平均分子量＝１，０００）
（Ａ１－１－４）～（Ａ１－１－１３）、（Ａ１－１－１６）～（Ａ１－１－１８）、（Ａ１－１－２０）、（Ａ１－２－１）、（Ａ１－２－２）、（Ｂ－３）、及び、（Ｄ－１）は、水酸化カリウムを触媒とし、加圧反応装置を用いて、１００～１５０℃のうち適した温度で、４～２０時間のうち適した時間をかけてアルキレンオキサイド付加反応を行い、製造した。（Ａ１－１－１９）は、メタノールのＥＯ付加物に水酸化カリウムを触媒とし、加圧反応装置を用いて、５０℃で、８時間かけてメチルクロライドを反応させ、水洗処理を施して製造した。（Ａ１－３－１）～（Ａ１－３－３）は、グリコール類及び二塩基酸を、チタン含有触媒（特開２００６－２４３７１５号公報に記載）を使用し、減圧可能な反応装置を用いて、１８０～２３０℃のうち適した温度で、１～８時間のうち適した時間をかけて脱水縮合反応を行い、製造した。（Ａ１－４－１）は、ハリダイマー２１６（ハリマ化成株式会社製）とペンタエチレンヘキサミンを減圧下、１５０℃で、７時間かけて脱水縮合反応させたポリアミドポリアミンに、水酸化カリウムを触媒とし、加圧反応装置を用いて、１２０℃で、１０時間かけてエチレンオキサイドとプロピレンオキサイド混合物で付加反応を行い、製造した。なお、その他の化合物は、市販品を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
＜評価例＞
得られた水溶性潤滑油の生分解性、潤滑性、防錆性及び毒性を試験した。
試験方法は、以下のとおりである。結果を表１～３に示す。
（１）生分解性
ＯＥＣＤ試験法３０１Ｃに準じて、２８日間培養前後のＴＯＣを測定することで、生分解度を測定した。活性汚泥は（財）化学物質評価機構の購入汚泥を使用した。
　○：生分解度６０％以上、×：生分解度６０％未満
（２）潤滑性
振動摩擦摩耗試験機（オプチモール社製 ＳＲＶ試験機）を用い、鋼球と平面の鋼ディスクとの点接触（荷重１００Ｎ）における摩擦係数及び鋼球上の摩耗直径を観察することにより評価した。試験条件を下記に示す。
　振幅：２ｍｍ、 振動数：５０Ｈｚ、 温度：３０℃
　時間：１０分間
　摩擦係数：時間１０分間の平均
（３）防錆性
潤滑油錆止め性能試験方法（ＪＩＳ　Ｋ２５１０）に準じて、測定を行った。
水溶性潤滑油の重量に基づいて１０重量％の海水を添加した混合液に、研磨洗浄した棒鋼（Ｓ２０Ｃ）を６０℃、３日間浸漬した後、錆の発生状態を観察し、以下の評価基準に従って、防錆性を評価した。なお浸漬中、混合液は撹拌し続けた。
　◎：錆なし（錆が認められない場合、又は、試験片表面の５％以下の範囲に錆が認められ、上記錆の直径は１ｍｍ以下であり、かつ、上記錆のはん点が６個以下の場合）
　○：若干の錆あり（試験片表面の５％以下の範囲に錆が認められ、かつ、上記「◎」に該当しない場合）
　×：錆あり（試験片表面の５％を超える範囲に錆が認められる場合）
（４）毒性
ＯＥＣＤ試験法２０３「魚類急性毒性試験」に準じて、測定を行った。
試験魚としてメダカを用い、暴露時間を９６時間として、ＬＣ５０を算出した。そして、以下の評価基準に従って、毒性を評価した。
　○：ＬＣ５０が５００ｍｇ／Ｌ以上
　×：ＬＣ５０が５００ｍｇ／Ｌ未満
表１～３からわかるように、実施例の水溶性潤滑油は、生分解性、潤滑性、防錆性及び低毒性のいずれにも優れている。一方、比較例の潤滑油は、生分解性、潤滑性、防錆性及び毒性のうちのいずれか１項目以上において実施例の水溶性潤滑油と比べて劣っている。
本発明の水溶性潤滑油は、水に可溶、かつ、潤滑性及び防錆性に優れており、上記のようにして得られた配合液をそのままで自動車、建設機械、船舶及び金属加工機械等の水溶性作動油、水溶性軸受け油、又は水溶性ギア油等として好適に用いることができる。
また、本発明の水溶性潤滑油は、海水に漏れたとしても生分解性及び水溶性が良く、低毒性という特徴を有するので、特に船舶用の水溶性潤滑油として好適である。

Claims (11)

  1. 少なくとも１種のポリエーテル（Ａ１）からなる水溶性基剤（Ａ）と防錆剤（Ｂ）とを含み、水溶性潤滑油の０．１重量％水溶液の表面張力が３１ｍＮ／ｍ以上である水溶性潤滑油。
  2. 前記（Ａ１）が活性水素化合物のアルキレンオキサイド付加物である請求項１記載の水溶性潤滑油。
  3. 前記（Ａ１）が下記一般式（１）で表される（Ａ１－１）、下記一般式（２）で表される（Ａ１－２）、下記一般式（３）で表される（Ａ１－３）、及び、水溶性のポリエーテル系増粘剤（Ａ１－４）からなる群から選ばれる１種以上である請求項１又は２記載の水溶性潤滑油。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     ［式（１）中、Ｒ１は水素又は炭素数１～１２であるｋ価の炭化水素基、Ａ１は炭素数２～４のアルキレン基、Ｒ２は水素又は炭素数１～８の炭化水素基、ｋは１～６の整数、ｊは（Ａ１－１）の数平均分子量が６２～１０，０００を満たす１以上の整数である。］
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     ［式（２）中、Ｒ３は炭素数１～２４の炭化水素基であって、１つ以上の二重結合を有していても良く、Ａ２は炭素数２～４のアルキレン基、Ｒ４はソルビタンから水酸基を除いた残基、ｑは１～３の整数、ｎは（Ａ１－２）の数平均分子量が５００～１０，０００を満たす１以上の整数である。］
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     ［式（３）中、Ｒ５は炭素数２～３６の炭化水素基であって、１つ以上の二重結合を有していても良く、１つ以上のベンゼン環を有していても良い。Ａ３は炭素数２～４のアルキレン基、ｍは１～１００の整数、ｐは１～１０の整数である。］
  4. 前記（Ａ１－１）が、１～６価の水酸基を有する化合物の炭素数２～４のアルキレンオキサイド付加物である請求項３記載の水溶性潤滑油。
  5. 前記（Ａ１－２）が、ソルビタンモノ又はジ脂肪酸エステルのアルキレンオキサイド付加物である請求項３又は４記載の水溶性潤滑油。
  6. 前記（Ａ１－３）が、グリコール類と二塩基酸とのエステル化物である請求項３～５のいずれか記載の水溶性潤滑油。
  7. 前記（Ａ１－４）が、多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物、及び／又は、ポリアミンのアルキレンオキサイド付加物である請求項３～６のいずれか記載の水溶性潤滑油。
  8. 前記（Ｂ）が、アルカノールアミンである請求項１～７のいずれか記載の水溶性潤滑油。
  9. さらに酸化防止剤（Ｃ）を含有する請求項１～８のいずれか記載の水溶性潤滑油。
  10. 前記（Ａ）、前記（Ｂ）、及び、前記（Ｃ）の合計重量に基づいて、前記（Ａ）を８８．０～９８．９重量％、前記（Ｂ）を１．０～１０．０重量％、及び、前記（Ｃ）を０．１～２．０重量％含有してなる請求項１～９のいずれか記載の水溶性潤滑油。
  11. 船舶用の軸受け油、作動油、又はギア油である請求項１～１０のいずれか記載の水溶性潤滑油。
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