JPH04202598A - 水―グルコール系作動液 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、難燃性作動油の一種である水−グリコール系
難燃性作動液（以下、水−グリコール系作動液と記す。

）Ｋ関する。

〔従来の技術〕

油圧は産業界に広く取り入れられ生産性の向上に貢献し
ているが、その中で高温の金属、電気スパーク、加熱炉
など火災の危険と共存する装置では、油圧作動油として
難燃性作動油が用いられている。離燃性作動油のうち、
特に含水系を使用する場合、問題となるのは油圧ポンプ
、モータに使用されている転がり軸受寿命の低下である
。含水系作動油を使用した場合、鉱油、合成系作動油に
比べ転がり軸受寿命が大幅に低下し、軸受破損に起因す
るポンプトラブルがおこり、そして油圧システム全体の
正常な稼働を阻害する場合が多い。

これら、軸受トラブルを防止するため油圧機器の改良、
付帯設備の設置で対応しているのが現状である。例えば
、油圧機器が本来備えている定格使用圧力よ抄も低圧で
使用したり、標準仕様の軸受部を特別に大型化したもの
に改良したりして使用している。また潤滑不良のおこり
やすい軸受部を強制潤滑するための特別な作動油循環回
路を設置したりしている。これらの機器の仕様変更、設
備投資などは含水系作動油の軸受寿命が改善されれば特
に必要のない処置である。含水系作動油とシわけ含水系
作動油の主流である水−グリコール系作動液の軸受寿命
延長が望まれている。

水−グリコール系作動液についてはメーカー各社により
創成に違いがあるものの、現在市販されて〜・る水−グ
リコール系作動液は一般に下記に示す組成を有する。

１１Ｉ威威分である溶剤としては、例えば、エチレンク
リコール、フロピレンゲリコール、ジグロビレングリコ
ールなどを挙げることができ、これらは、流動点降下の
ｌＩ＆能を有するとともに、各種添加剤の相溶性を増す
役割も含まれる。

増粘剤としては適度な分子量を持ったポリアルキレング
リコールが使用される。増粘剤の添加量を調整すること
により、各種ＩＳＯ粘度グレードに適合する作動油を得
ることができる。

水は難燃性維持のために必要不可欠のものである。この
ように典型的にはグリコール−ポリアルキレングリコー
ル−水の三成分混合系が水−グリコール系作動液の基油
となって〜・る。

上記基油に添加する潤滑剤としては、オレイン酸などの
不飽和脂肪酸、ラウリン酸、ステアリン酸などの飽和脂
肪酸、芳香族脂肪酸、ダイマー酸などのカルボン酸が挙
げられる。防錆剤としては有機アミン、有機アミン誘導
体、カルボン酸アルカリ金属塩などが挙げられる。

実際上は前記のカルボン酸と有機アミンとの塩やカルボ
ン酸アルカリ金属塩を使用゛して油性向上剤と防錆剤の
両者を兼ねること本ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、これらを使用した現状の水−グリコール系作動
液ではすベリｆＡ嘴性においてかなり満足のいくものも
あるが、転が＃７潤滑性に関しては十分ではない。すな
わち、油圧ポンプ、モータに使用されている転がり軸受
の転がり寿命低下のため鉱油系作動器の場合と比べては
るかに短時間で軸受破損を招来するというトラブルがお
こっている。

従って本発明が解決しようとする課題は、水−グリコー
ル系作動液の優れた離燃性を損うことなく、かつ各種の
要求性能も損うことなく、転がり軸受寿命を延長するこ
とができる均一溶液の水−グリコール系作動液を提供す
ることである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は、前記課題を解決するために１鋭意研究を
重ねた結果、ポリオキシアルキレンヒドロキシル基を２
個有する、リン酸モノエステルのポリオキシアルキレン
誘導体を特定量配合することにより、水−グリコール系
作動液の有する各種性能を損なうことなく、転がり軸受
寿命を大幅に改善し得ることを見出し本発明を完成する
に至ったっ すなわち本発明の要旨は、一般式ＨＯ（ＲＯ）。−で表
されるポリオキシアルキレンヒドロキシル基（ここでＲ
Ｏはオキシエチレン基またはオキシプロピレン基であり
、そしてｎは５〜３０の整数である）を２＠有する、リ
ン酸モノエステルのポリオキシアルキレン化物を０．０
５〜２．０ｗｔ％含有することを特徴とする水−グリコ
ール系作動液に存する。

本発明で用いるリン酸モノエステルのポリオキシアルキ
レン化物であって一般式ＨＯ（ＲＯ）ｎ−（ここでＲＯ
はオキシエチレン基またはオキシプロピレン基、ｎは５
〜３０の整数）で表わされるポリオキシアルキレンヒド
ロキシル基を２個有するポリオキシアルキレン誘導体（
以下ポリオキシアルキレン誘導体という。）は、常法で
製造することができ、例えばアルカリ触媒、アミン触媒
、ｅ性触媒等を用いてリン酸モノエステルにアルキレン
オキシドを付加させることにより製造することができる
。原料となるリン酸モノエステルは、例えばツズ１１（
４−テトラデセン酸）、フイゼテリン酸（５−テトラデ
セン酸）、ミリストオレイン酸（９−テトラデセン酸）
、シーマリン酸（９−へキサデセン酸）、ペトロセリン
Ｉｔ　（’　ｃｉ５−　ｇ−オクタデセン酸）、オレイ
ン酸、バグゼン酸（ｔｒａｎｓ　−１１−オクタデセン
酸）、ガドレイン酸（９−エイコセン酸）、エルカ酸（
ｃｉｓ−１３−トコセン酸）等のモノ不飽和高級脂肪酸
の一価アルコールエステルを常法によりエポキシ化して
得られる内部エポキシ基を有する高級脂肪酸エステルに
リン酸を反応させて得られるリン酸モノエステルが好ま
しい。−例として特公昭４９−３０７９０号公報に開示
されている下記の一般式で表わされるリン酸モノエステ
ルを挙げることができる。

（ここでＲ′は炭素数１〜１０、好ましくは１〜３のア
ルキル基であり、１３＋ｍは１０〜１８の整数、好まし
くは１２〜１４の整数である。）このようなリン酸モノ
エステルにアルキレンオキシドを付加させることにより
得られる本発明で用いるポリオキシアルキレン誘導体は
、エチレンオキシドまたはプロピレンオキシドを付加さ
せることにより得られるポリオキシエチレン誘導体また
けポリオキシプロピレン誘導体もしくはその混合物であ
り、次の一般式で示すことができる。

ＲＯニオキシエチレン基またはオキシプロピレン基ｎ　
：５〜３０の数 Ｍ　；原料として用いたリン酸モノエステルの残基上記
一般式の中でＨＯ（ＲＯ）ｎ−で表わされるポリオキシ
アルキレンヒドロキシル基のｎは５〜３０、好ましくは
２０〜３０であり、２つのポリオキシアルキレンヒドロ
キシル基のｎの数は、同一でも異なる数でもよい。ｎが
これより小さし・とリン酸モノエステルの残基が悪影響
を及ぼし、またこれよ抄大きいと十分な効果は得られな
い。Ｍは原料として用いたリン酸モノエステルの残基で
ある。ポリオキシアルキレン誘導体としては次に述べる
分子量またはリン含有量の範囲内であれば支障なく使用
できる。すなわち前記ポリオキシアルキレン誘導体のゲ
ルパーミェーションクロマトグラフィー法（ＧＰＣ）で
測定した分子量（ポリスチレン換算）は約１，０００〜
ｓ、ｏｏｏ１好ましくは約２，０００〜４，０００、さ
らに好ましくは２，５００〜４．０００であり、リン含
有量は約０．０３ｗｔ％〜２ｗｔ％、好ましくは約０．
０５ｗｔ％〜１．６　ｗ　ｔ％、さらに好ましくは約０
．０７ｗｔ％〜１．３ｗｔ％である。

ポリオキシアルキレン誘導体の含有量は約０．０５〜２
．０Ｗｔ４、好ましくは約０．２〜１．０ｗｔ４である
。含有量がこれより少ないと十分な効果が得られず、こ
れより多くしても有意差のある効果の増大は望めない。

作動油の場合、使用環境はクローズドシステムであり、
切削油、圧延油などの場合にみられるような潤滑油添加
剤の系外への持ち出しがほとんどなく初期の濃度が維持
される為、過剰な添加はコスト的にもメリットがない。

前記ポリオキシアルキレン誘導体は、本来水溶性であシ
単独でも使用できるが、単独で使用すると他の成分の組
成および混合割合により水−グリコール系作動液のｐＨ
を低下させる場合がある。

この場合は、各種アミン、アルカリ金属等の塩基で中和
して塩の形として添加することが好ましい。

塩の形にすることＫより水−グリコール系作動液の性状
に悪影響を与えない。塩基としては、モルホリン、モノ
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、水酸化カリウム等を挙げることができる。

本発明の成分を特定割合で配合する基油は、−般に用い
られる水−グリコール系作動液で、約２５〜５０壬のグ
リコール類、約１０〜２０優の増粘剤、約３５〜５０釜
の水から成る。これに油性剤、潤滑剤、液相防錆剤、気
相防錆剤、金属不活性剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、着色剤
、その他の添加剤が含まれていても構わない。これら添
加剤の合計配合量は通常的１〜６ｗｔ％、好ましくは約
１〜３ｗｔ％程度である。

増粘剤としては、通常ポリアルキレングリコールもしく
はそのアルキルエーテル誘導体のようなポリエーテル型
増粘剤が用いられ、その具体例とシテハ、多価アルコー
ルのポリオキシアルキレンポリオール、例えば二ニーボ
ール７５Ｈ９００００（三洋化成品）などのポリオキシ
アルキレングリコール、ニューボールＶ−ＺＯ−Ｃ（三
洋化成品）などのポリオキシアルキレントリオール、％
開昭５４−１０５６５３号記載のポリオキシアルキレン
ポリオール：ボリアミドのポリオキンアルキレンポリオ
ール例えば特公昭５１−４４２７５号記載のポリオキシ
アルキレンポリオールおよびこれらの二種以上の混合物
をあげることができる。

グリコール類としては、エチレングリコール、ジエチレ
ングリコール、トリエチレングリコール、プロピレング
リコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレング
リコール、ヘキシレングリコールなどのグリコール類お
よびこれらグリコール類のモノアルキルエーテルが挙げ
られる。

潤滑剤としては、オレイン酸などの不飽和脂肪酸、ラウ
リン酸、ステアリン酸などの飽和脂肪酸、芳香族脂肪酸
、ダイマー酸などが挙げられる。

防錆剤としては有機アミン（モノエタノールアミン、ト
リエタノールアミン、エチレンジアミン、ジエチレント
リアミン、シクロヘキシルアミン、モルホリン、１，４
−ビス（２−アミノエチル）ピペラジン、２−ヘプタデ
シル−１−（２−ヒドロキシエチル）イミダシリンなど
）、有機アミン誘導体（上記アミンのアルキレンオキシ
ド付加物なト）、カルボン酸アルカリ金属塩、シクロヘ
キシルアミンナイトライドなどが挙げられる。

消泡剤としてはシリコン化合物の乳化物などが挙げられ
る。

〔実施例〕

以下実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本
発明はこれら実施例によって限定されるものではない。

（実施例１〜６および比較例１〜１２）第１表に示す組
成の混合液を調製した。

第１表 第１表中、ポリアルキレングリコールは、エチレンゲリ
コールにエチレンオキシド７５ｗｔ％およびプロピレン
オキシド２５ｗｔ％の混合物を反応させて得られる市販
のポリオキシアルキレングリコールで分子量１７，００
０の商品名ユニループ７５ＤＥ−３８００（日本油脂■
製品）を用いた。

この混合液に対して第２表に示すポリオキシアルキレン
誘導体を添加したものを実施例とし、添加しないものを
比較例として、水−グリコール系作動液を調製した。こ
れらの水−グリコール系作動液を用いてユニスチール転
がり寿命試験１（ＩＰ３０５／単３０５用い、下肥条件
にて転がり寿命を評価した。

試験条件 回転数　　　　１５０Ｏｒｐｍ 荷重　　６６０１ｂｓ テスト軸受　　スラスト玉軸受　＄２９１０Ｐ５（ＮＡ
ＣＨＩ） 試験片　　　　５ＵＪ−２標準品 試験ボール　　５個 給油法　　　　滴下法（１０滴７／分）停止レベル　　
１．５Ｇ 試験回数　　　５〜７回 評価は、設定条件下、ワッシャ状の試験呼上で玉軸受を
回転させた。運転を続けると試験片の軌道上に疲労によ
る摩耗の小孔すなわちピッチングが発生する。ピッチン
グが発生すると試験部に振動が発生するため、予め１．
５Ｇ以上になると停止するように調整した回転停止用振
動計を作動させ試験機を停止させた。疲労寿命時間（ｈ
ｒ）はこの時までの積算時間として求めた。

試験は５〜７回行いデーターを累積℃７、ワイブル確率
紙上にプロットして１０％寿命、５０循寿命を求めた。

なお本実ｊｌ！ｉ例で用いたポリオキシエチレンリン酸
エステルはｎは２３、ＧＰＣで測定した分子量（ポリス
チレン換算）は２．７００、リン含有量は１．２５ｗｔ
％であった。またポリオキシプロビレリン 〉誓エステルは０は２３、ＧＰＣで測定した分子量（ポ
リスチレン換算）は３，５００、リン含有量は１．１８
ｗｔ％であった。

実施例および比較例から本発明の水−グリコール系作動
液は、転がり軸受寿命を大幅に延長できることがわかる
。

ところで、難燃性作動油は苛酷な条件下で長期間使用さ
れる。圧力伝達媒体としてだけでなく油圧ポンプ、油圧
モータのしゅう動部潤滑剤としての作用がある。また、
油圧システムに使用されている各種材質（金属材料、ゴ
ムなど）との適合性も必要である。そこでベーンポンプ
耐久試験を行った。

ベーンポンプ耐久試験 実施例２について作動油としての適合性をポンプ実機試
験を実施して総合評価した。結果を第３表に示す。

供試ポンプ　　油研工１Ｆ製 ＰＶ２Ｒ２−２６ペー７ボン７” 試験条件　　　回転数　　１２０Ｏｒｐｍ吐出圧　　２
　ｓ　ｏ　ｋｙ　（／ｃｒＩＩ２油温　５０ｒ 油量　５０−ｅ 第３表　〔重量変化（、ｗ）〕 正常な初期摩耗を経過した後摩耗量は飽和して〜・る。

カートリッジの変色やスラッジの付着などは全く認めら
れず、また作動油の一般性状（粘度、ｐＨ１予備アル力
リ度など）変化もごく僅かであ抄十分な適合性を示した
。

同時に実施した、金属材質浸漬試験（ＪＩＳ　　Ｋ２２
３４準拠）、及びゴム材質浸漬試験（ＪＩＳ　Ｋ６３０
１準拠）においてもなんら問題なく作動油として十分な
適合性を有することが確認された。

〔発明の効果〕

本発明の水−グリコール系作動液はその成分にポリオキ
シアルキレン誘導体を配合させであるため、潤滑性、特
に転がり軸受のピッチング発生を抑制できる。

また、必要に応じアルカノールアミン、モルホリン、水
酸化カリウムなどの塩として配合することにより、上記
ポリオキシアルキレン誘導体を水−グリコール系作動液
の基油に高温でより均一に溶解させるという効果のみな
らず特定構造に起因して、少量の配合にもかかわらず転
がり軸受寿命を大幅に延長することができた。

さらにこれらの配合は、水−グリコール系作動液が本来
備えている諸性能（難燃性、低温流動性、金属適合性等
）をなんら損なうものではないという効果も有する。

これにより、高圧使用が可能となるため装置がコンパク
ト化される等二次的効果も大である。

特許出願人　　株式会社コスモ総合研究所コスモ石油株
式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一般式ＨＯ（ＲＯ）＿ｎ−で表されるポリオキシ
   アルキレンヒドロキシル基（ここでＲＯはオキシエチレ
   ン基またはオキシプロピレン基であり、そしてｎは５〜
   ３０の整数である）を２個有する、リン酸モノエステル
   のポリオキシアルキレン化物を０．０５〜２．０ｗｔ％
   含有することを特徴とする水−グリコール系作動液。