JP2916207B2 - 含水液体組成物 - Google Patents

含水液体組成物

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は含水液体組成物に関し、詳しくは含水潤滑
剤，含水熱媒体液などとして有用で、外観が透明な含水
液体組成物に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕
従来から、含水潤滑剤としては、様々なものが知られ
ており、例えば特公昭60−6991号公報には、外観が透明
で、転相温度が高く、転相可逆性に優れた含水潤滑剤が
開示されている。
しかしながら、上記公報に記載されている含水潤滑剤
は、透明な含水物にすると、粘度が高くなる欠点があ
る。そのため、比較的低粘度の組成物を得ようとする
と、基体である潤滑油基油を極めて低粘度のものとしな
ければならず、潤滑性を充分に高くすることができない
等の問題がある。また、上記公報に記載されている含水
潤滑剤には、機械的，化学的安定性に欠けるという問題
点もある。
そこで、本発明者らは、高粘度の基体を使用すること
ができ、低粘度でしかも機械的，化学的安定性に優れ、
転相可逆性を有する外観の透明な含水液体組成物を開発
すべく、鋭意研究を重ねた。
〔課題を解決するための手段〕
その結果、特定の界面活性剤を組み合わせて配合する
ことによって、上記の課題を達成できることを見出し
た。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものであ
る。
すなわち、本発明は液状基体に界面活性剤を用いて水
を分散してなる液体組成物において、界面活性剤として （Ａ）一般式〔Ｉ〕 R1−Ｏ−（R2−Ｏ）ｎ−Ｈ ・・・〔Ｉ〕 〔式中、R1は炭素数３〜10個のアルキル基を示し、R2は
炭素数２又は３個のアルキレン基を示し、ｎは１〜20の
整数である。ただし、ｎが２以上の整数であるとき、
（R2−Ｏ）繰り返し単位に炭素数２個のアルキレン基と
炭素数３個のアルキレン基が混在していてもよい。〕 で表わされる化合物の１種以上及び（Ｂ）イオン性界面
活性剤の１種以上を配合したことを特徴とする含水液体
組成物を提供するものである。また、本発明は上記液体
組成物において、さらに（Ｃ）上記（Ａ）の化合物以外
の非イオン性界面活性剤の１種以上を配合したことを特
徴とする含水液体組成物をも提供するものである。
本発明の含水液体組成物は、液状基体に界面活性剤を
用いて水を分散してなるものであるが、使用しうる液状
基体は、常温で液体又は半固体で融点が40℃以下のもの
であれば、各種のものを挙げることができる。この液状
基体としては、40℃における動粘度が１〜1000cStであ
って、常温で液状の有機化合物が好ましく、特に40℃に
おける動粘度が２〜500cStの潤滑油基油が好ましい。こ
こで潤滑油基油としては、鉱油，合成油のいずれでもよ
く、必要に応じて油性剤，極圧剤，酸化防止剤などの各
種添加剤を含んでいてもよい。なお、本発明の組成物に
おいては、上記液状基体を通常は90重量％以下、好まし
くは５〜70重量％の範囲で含有されるが、このような液
状基体（即ち、液状の有機化合物）を全く含まず、水の
みで液状基体を構成することも可能である。
次に、本発明に用いる界面活性剤を説明する。
まず、本発明においては、（Ａ）成分として 一般式〔Ｉ〕 R1−Ｏ−（R2−Ｏ）ｎ−Ｈ ・・・〔Ｉ〕 で表わされる化合物を用いる。ここで、R1は炭素数３〜
10個のアルキル基であり、例えばプロピル基，ブチル
基，ペンチル基，ヘキシル基，ヘプチル基，オクチル
基，ノニル基，デシル基を示す。R1が炭素数２個以下の
アルキル基である場合、一般式〔Ｉ〕の化合物は乳化能
を示さず、また、炭素数が11個以上のアルキル基である
場合には、粘度上昇が大きく、本発明の目的には不適当
である。また、ｎは１〜20、好ましくは１〜10、特に好
ましくは１〜５の整数である。R2は炭素数２又は３個の
アルキレン基を示し、具体的にはエチレン基又はプロピ
レン基である。ただし、ｎが２以上の整数である場合、
（R2−Ｏ）の繰り返し単位において、R2が炭素数２個の
ものと３個のものが混在していてもよい。上記一般式
〔Ｉ〕で表わされる化合物のうち、R1が炭素数４〜９個
のアルキル基であって、R2が炭素数２個のアルキレン基
であり、かつｎが１〜５である化合物が最適である。
また、上記の一般式〔Ｉ〕で表わされ化合物は、HLB
値が３〜15のものが好ましく、とりわけ５〜12のものが
好ましい。このような一般式〔Ｉ〕の化合物の具体例と
しては、モノエチレングリコールのモノブチルエーテ
ル，モノヘキシルエーテル，モノｎ−オクチルエーテ
ル，モノ−２−エチル−ヘキシルエーテル等；ジエチレ
ングリコールのモノブチルエーテル，モノヘキシルエー
テル，モノｎ−オクチルエーテル，モノ−２−エチル−
ヘキシルエーテル等；モノプロピレングリコールのモノ
ブチルエーテル，モノオクチルエーテル，モノ−２−エ
チル−ヘキシルエーテル；ジプロピレングリコールのモ
ノブチルエーテル，モノオクチルエーテル，モノ−２−
エチル−ヘキシルエーテル；トリプロピレングリコール
のモノブチルエーテル，モノオクチルエーテル，モノ−
２−エチル−ヘキシルエーテル；ヘプタプロピレングリ
コールのモノブチルエーテル，モノオクチルエーテル，
モノ−２−エチル−ヘキシルエーテル；さらにはテトラ
オキシエチレンモノ−２−エチル−ヘキシルエーテル
（ｎ＝４），オクタオキシエチレンモノ−２−エチル−
ヘキシルエーテル（ｎ＝８）等のオキシエチレンモノ−
２−エチル−ヘキシルエーテルなどが挙げられる。
本発明の含水液体組成物では、（Ａ）成分として上記
化合物を１種又は２種以上用いるが、２種以上を配合す
るときは、親水性親油性バランス（HLB）値が、２以上
離れている化合物を併用する（例えば、HLB値６以下とH
LB値８以上の化合物、あるいはHLB値９以下とHLB値11以
上の化合物を配合する）こと、あるいは（R2−Ｏ）の繰
り返し単位として（C2H4O）単位を有する化合物と（C3H
6O）単位を有する化合物を併用することが好ましい。
この一般式〔Ｉ〕で表わされる化合物は、通常は含水
液体組成物中に２〜50重量％、好ましくは５〜40重量％
配合される。
本発明の含水液体組成物は、さらに（Ｂ）イオン性界
面活性剤を含有する。イオン性界面活性剤としては、ア
ニオン型，カチオン型及び両性型界面活性剤のいずれで
もよく、具体的には、炭素数７〜40個のカルボン酸、例
えば炭素数７〜30個の脂肪酸，該脂肪酸のダイマー酸，
炭素数２〜36個のジカルボン酸，該カルボン酸の金属塩
又はアルカノールアミン塩，ナフテン酸の金属塩，アル
キル硫酸エステル類，アルキルスルホン酸塩，アルキル
アリールスルホン酸塩，アミン塩，アンモニウム塩，ア
ミノ酸類などが挙げられる。これらのうち１種以上を液
体組成物中に配合することができるが、特にアニオン型
界面活性剤が好ましい。
イオン性界面活性剤は、本発明の含水液体組成物中に
通常は２〜30重量％、好ましくは３〜20重量％配合され
る。
本発明の含水液体組成物は、さらに（Ｃ）上記（Ａ）
の化合物以外の非イオン性界面活性剤を配合することが
できる。ここで、非イオン性界面活性剤としては、
（ｉ）多価アルコールの脂肪酸エステル，（ii）オキシ
アルキレン又はポリオキシアルキレンエーテル及び（ii
i）脂肪族アルコールが挙げられる。なお、ここでオキ
シアルキレン又はポリオキシアルキレンエーテルには、
前記一般式〔Ｉ〕で表わされる化合物のうち、R1,R2や
ｎのいずれかが上記範囲以外のものも含まれる。
多価アルコールの脂肪酸エステルの具体例としては、
エチレングリコールモノラウレート，ジエチレングリコ
ールモノラウレート，プロピレングリコールモノラウレ
ート，プロピレングリコールモノステアレート，ステア
リン酸モノグリセライド，オレイン酸モノグリセライ
ド，ソルビタンモノステアレート，ソルビタンジステア
レート，ソルビタントリステアレート，ソルビタンモノ
オレエート，ソルビタンセスキオレエート，ソルビタン
ジオレエート，ソルビタントリオレエート，ソルビタン
モノパルミテート等がある。
また、オキシアルキレン又はポリオキシアルキレンエ
ーテルとしては一般式 R3−Ｏ−（R4−Ｏ）ｍ−Ｈ ・・・〔II〕 〔式中、R3は炭素数12〜30個のアルキル基，フェニル
基，炭素数７〜30個のアルキル置換フェニル基，炭素数
６〜30個のシクロアルキル基を示し、R4は炭素数２又は
３個のアルキレン基を示し、ｍは１〜20の整数である。
ただし、ｍが２以上である場合、R4−Ｏの繰り返し単位
において異なるR4が混在してもよい。〕 で表わされる化合物が挙げられる。
一般式〔II〕で表わされる化合物の具体例としては、
ポリオキシエチレンラウリルエーテル，ポリオキシエチ
レンミリスチルエーテル，ポリオキシエチレンセチルエ
ーテル，ポリオキシエチレンステアリルエーテル，ポリ
オキシエチレンノニルフェニルエーテルなどが挙げられ
る。また、一般式〔II〕以外の化合物の具体例として
は、ポリオキシエチレンブチルエーテル，ヘキシルエー
テル,2−エチルヘキシルエーテル，ノニルエーテル，エ
チレングリコールノニルエーテル，デシルエーテルなど
が挙げられる。
さらに、脂肪族アルコールとしては、炭素数12〜30個
のものが好ましく、例えば、ラウリルアルコール，ミリ
スチルアルコール，セチルアルコール，ステアリルアル
コールなどが挙げられる。
上記のような（Ｃ）成分である非イオン性界面活性剤
は、必ずしも配合する必要はないが、配合する場合に
は、通常は２〜30重量％の割合で含水液体組成物中に配
合される。
本発明の液体組成物は、上記のように液状基体に界面
活性剤を用いて水を分散してなるものであり、一般には
水を１〜80重量％、好ましくは３〜50重量％分散して含
むことができる。なお、前述したように、鉱油や合成油
等の液状基体を用いずに、水のみで液状基体を構成する
ことも可能である。
本発明の含水液体組成物は、上記の各種成分とともに
必要に応じて水溶性防錆剤，不凍液などの添加剤を加え
ることもできる。
ここで、水溶性防錆剤としては、窒素含有有機系水溶
性防錆剤，無機系水溶性防錆剤などの既知のものを任意
に使用できる。例えば、トリ−ｎ−ブチルアミン，シク
ロヘキシルアミン等のアルキルアミン，モノ−（ジ−又
はトリ−）エタノールアミン，モノ−（ジ−又はトリ
−）プロパノールアミン,n−ブチルジエタノールアミ
ン，ジエチルジエタノールアミン,N−メチルジエタノー
ルアミン,N−ジブチルジエタノールアミン等のアルカノ
ールアミン；ピペラジン，ヒドロキシエチルピペラジ
ン，モルホリン等のアミン化合物；炭素数６〜20個の脂
肪酸，含芳香族カルボン酸，炭素数２〜20個の二塩基酸
等のカルボン酸類の上記アルキルアミン塩，上記アルカ
ノールアミン塩若しくはアンモニウム塩、さらには上記
各種カルボン酸とアミンとの縮合物並びに亜硝酸ナトリ
ウム，亜硝酸コバルト，炭酸ナトリウム等の無機塩類な
どがある。
また、不凍液としては、エチレングリコール，プロピ
レングリコールなどを使用することができ、これにより
含水液体組成物の固化温度（すなわち使用可能温度）を
低くすることができる。
本発明の含水液体組成物は、上記のような各種の成分
を混合し、撹拌することによって得られ、切削加工，塑
性加工等の金属加工や熱処理加工などに使用する潤滑
剤，液圧作動液，熱媒体液などの仕様にあわせて調製さ
れ、使用に供される。
本発明の含水液体組成物を各種用途に供されたときの
作用機構は、必ずしも明確ではないが、界面活性剤分子
が液状基体分子との界面にミセルを形成して保護コロイ
ド膜となるものと推察される。
また本発明においては、特定の非イオン性界面活性剤
とイオン性界面活性剤及び／又はその他の非イオン性活
面活性剤とを組み合わせて用いることにより、液体基体
中に比較的多量の水を含む透明な分散液を得ることが可
能となる。
〔実施例〕
次に、本発明を実施例及び比較例によりさらに詳しく
説明する。
実施例１〜9,比較例１〜３及び参考例 下記の第１表に示す各種成分を第１表に示した割合
（重量部で配合し、含水液体組成物を調製した。
なお、使用した防錆剤は、モルホリンである。
また、実施例５及び７並びに参考例及び比較例１の組
成物について、粘度と温度との関係を第１図に示した。
さらに、得られた含水液体組成物の諸性質を下記の方
法で測定し、結果を第２表及び第３表に示す。
（ａ） 動粘度及び粘度指数 JIS−K2283に準拠して測定した。
（ｂ） くもり点 JIS−K2269に準拠して測定した。
（ｃ） 超音波剪断 MIL Ｌ−H5606A法に準拠して、28μm,60分間の条件
で測定した。
（ｄ） 加熱実験 オートクレーブ中で密封下で200℃で36時間加熱し
た。
（ｅ） 外観 試料を製造後直ちにガラスビンに入れ、その状態を20
℃で常圧で観察した。可溶化していれば透明均一とな
る。
（ｆ） エマルジョンへの転相温度 試料100mlを内容積200mlのビーカーに入れ、常温から
100℃まで約５分間撹拌しながら昇温し、この間の状態
を観察した。試料が白濁エマルジョン状となる温度を転
相温度とした。転相温度が高い程良好である。
（ｇ） 水分蒸発過程の状態 試料100mlを内容積200mlのビーカーに入れ、90〜100
℃に加熱撹拌し、30分後の状態を観察した。撹拌は200r
pmで行った。評価は組成物が「液状」か「固化」してい
るかの判定を行った。
（ｈ） 転相の可逆性 上記の（ｆ）又は（ｇ）の操作で転相した試料が転相
前の状態に戻るか否かを判定した。
（イ）（ｇ）の試験の後、蒸発して減量した分と同量の
水を試料に加え、20℃で常圧で200rpmで10分間撹拌した
時に製造直後の状態に戻るか否かを試験した。戻った場
合を「可逆」、戻らなかったときを「不可逆」と表示し
た。
（ロ）（ｆ）の試験後、100℃まで加熱した試料を200rp
mで撹拌しながら放冷した。（ｆ）の操作で転相温度が
測定されている場合は、その温度付近（±10℃）で再び
転相前の状態に復帰し、20℃で（ｅ）と同様の外観とな
れば「可逆」であり、そうでない場合を「不可逆」と表
示した。（ｆ）の操作で転相温度が測定されていない場
合にも同様に放冷中の観察を行った。放冷中に転相がな
く、20℃に戻ったときの外観が（ｅ）と同様となれば
「可逆」であり、そうでない場合を「不可逆」と判定し
た。
（ｉ） 貯蔵安定性：テストピースの外観 内径25mm、高さ150mmの200mlのガラス試料ビン（フタ
付き）に試料150mlを入れた。この中にSPCC（冷延鋼
板）製の厚さ1mm,幅20mm,厚さ120mmのテストピースを入
れた。試料ビンのフタを閉め、20℃の恒温状態に保って
６ケ月間放置し、その後、テストピース表面の発錆を判
定した。発錆がなければ「異常なし」、発錆があれば
「錆発生」と表示した。
（ｊ） 貯蔵安定性：液体の外観 （ｉ）の試験後、試料の状態を観察した。組成物試料
が透明均一であるか否かを観察した。
（ｋ） 循環安定性 ギヤポンプによる１ケ月間の循環試験を行い、その
後、上記の（ｅ）〜（ｈ）の試験を行い、製造直後の状
態と同一の結果となっていれば「良」と表示し、そうで
ない場合は「不良」と表示した。タンク温度は50℃，容
量20，ポンプ流量４／分、水分は設定値を保つよう
に自動給水装置により補給しながら実験を行った。
（ｌ） 耐摩耗性試験 ASTM−Ｄ−2882に準拠してポンプテストを140kg/cm2
の圧力で50℃で250時間行った。
上記の表に示した結果から下記の事実が明らかとなっ
た。
本発明の含水液体組成物は、同じ動粘度の基体を用
いても、従来品の動粘度（比較例１の40℃、−５℃の動
粘度）より低くできる。殊に、実施例６及び７に示した
ように、一般式〔Ｉ〕の化合物を複数種配合すると、低
粘度化が向上する。これに対し、従来の組成物では、基
体の動粘度を下げても、動粘度はあまり低くならない
（比較例２及び３）。
本発明の含水液体組成物は、粘度指数が高い。第１
図から明らかなとおり実施例５及び７の組成物の動粘度
は、傾きが小さく、低粘度側にある。すなわち、本発明
の組成物は、低粘度で、しかも温度変化が小さい。これ
に対し、比較例１〜３及び参考例の組成物の動粘度は、
温度により著しく変化し、低温になると、粘度の上昇が
顕著になる。
本発明の組成物では、剪断後の粘度変化及び加熱実
験後の粘度変化がほとんどない（実施例４〜７及び比較
例１〜３）。
本発明の組成物では、ポンプテストによる耐摩耗性
試験で摩耗量が少なく、特に実施例５のものは耐摩耗性
が鉱油系油剤（参考例）より著しく良好である。
本発明の組成物では、水の配合量を30重量％や40重
量％にしても、低粘度で安定な含水液体を得ることがで
きる（実施例８及び９）。
〔発明の効果〕
本発明の含水液体組成物は、外観が透明で、低粘度で
あり、所望の粘度の組成物を得るのに、高粘度の基体を
使用することができる。また、本発明の含水液体組成物
は、機械的及び化学的安定性，貯蔵安定性，循環安定性
などに優れているとともに温度変化も少ない。さらに、
温度及び水分増減による転相が可逆的であるため元の状
態に容易に戻すことができる。
したがって、本発明の含水液体組成物は、金属加工
液，設備用油剤などの含水潤滑剤、含水熱媒体液、冷却
液などに好適である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、実施例５及び7,参考例並びに比較例１の含水
液体組成物の粘度と温度との関係を示す粘度−温度関係
図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ１０Ｍ 129:40 133:08 135:10） Ｃ１０Ｎ 10:02 40:08 40:20 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C10M 173/00 C09K 5/00 C10M 129/16 - 129/44 C10M 133/08 C10M 135/10 C10N 40:08 A10N 40:20 ＷＰＩ／Ｌ（ＱＵＥＳＴＥＬ)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】40℃で１〜1000cStの動粘度を有する５〜7
    0重量％の液状基体に界面活性剤を用いて１〜80重量％
    の水を分散してなる液体組成物において、界面活性剤と
    して （Ａ）一般式〔Ｉ〕 R1−Ｏ−（R2−Ｏ）ｎ−Ｈ ・・・〔Ｉ〕 〔式中、R1は炭素数４〜９個のアルキル基を示し、R2は
    炭素数２又は３個のアルキレン基を示し、ｎは１〜20の
    整数である。ただし、ｎが２以上の整数であるとき、
    （R2−Ｏ）繰り返し単位に炭素数２個のアルキレン基と
    炭素数３個のアルキレン基が混在していてもよい。〕 で表わされる化合物の１種以上を２〜50重量％及び
    （Ｂ）イオン性界面活性剤の１種以上を２〜30重量％配
    合したことを特徴とする含水液体組成物。
  2. 【請求項２】40℃で１〜1000cStの動粘度を有する５〜7
    0重量％の液状基体に界面活性剤を用いて１〜80重量％
    の水を分散してなる液体組成物において、界面活性剤と
    して （Ａ）一般式〔Ｉ〕 R1−Ｏ−（R2−Ｏ）ｎ−Ｈ ・・・〔Ｉ〕 〔式中、R1は炭素数４〜９個のアルキル基を示し、R2は
    炭素数２又は３個のアルキレン基を示し、ｎは１〜20の
    整数である。ただし、ｎが２以上の整数であるとき、
    （R2−Ｏ）繰り返し単位に炭素数２個のアルキレン基と
    炭素数３個のアルキレン基が混在していてもよい。〕 で表わされる化合物の１種以上を２〜50重量％，（Ｂ）
    イオン性界面活性剤の１種以上２〜30重量％及び（Ｃ）
    上記（Ａ）の化合物以外の非イオン性界面活性剤の１種
    以上を２〜30重量％配合したことを特徴とする含水液体
    組成物。
  3. 【請求項３】請求項１または２に記載の含水液体組成物
    からなる潤滑剤。
  4. 【請求項４】請求項１または２に記載の含水液体組成物
    からなる油圧作動液。
  5. 【請求項５】請求項１または２に記載の含水液体組成物
    からなる熱媒体液。
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