JP4812360B2 - 含水系作動液組成物及びそれに用いる動粘度安定化剤 - Google Patents

Description

本発明は、含水系作動液用動粘度安定化剤、並びにそれを含有し長期に渡り良好な安定性と優れた難燃性を併せ持った含水系作動液組成物に関するものである。

油圧装置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。これらの油圧装置には油圧作動油が動力伝達媒体として使用されているが、高温の熱源付近や電気スパークが生じる機器の近くなどでは、防災への配慮から水−グリコール系作動液を始めとした各種の含水系作動油が用いられている。

作動液には、熱やせん断に対して液性状の変化が少なく、長期に渡り性状を適正な範囲に保ち、その性能を維持し続けることが望まれている。
水−グリコール系作動液は優れた性能を有するが、その性能を維持するために濃縮液の補充等により、液のｐＨ、動粘度や予備アルカリ度（ＪＩＳ Ｋ２２３４）等の液の性状を管理しながら使用することが一般的である。このため、水−グリコール系作動液の使用においては、そのメンテナンス・性能維持に手間、コストがかかることが課題とされ、液の長寿命化による労力の低減が求められている。

含水系潤滑油の性能向上技術としては、例えば、特定構造のポリオキシアルキレングリコールジエーテル化合物、特定構造のポリオキシアルキレングリコールモノエーテル化合物、特定構造のポリオキシプロピレングリコールモノエーテル化合物及び特定構造の脂肪酸塩を含有する含水系作動液組成物（特許文献１参照）、グリセロールボレートと塩基との中和生成物を含有する水−グリコール系難燃性作動液（特許文献２参照）、特定構造の水溶性ポリエーテルを含有する水−グリコール系難燃性作動液（特許文献３参照）などが挙げられるが、これらの発明は潤滑性や耐摩耗性能等の持続に主眼がおかれたものである。
特許第３２３３４９０号公報 特許第２６４６３０８号公報 特開平７−２３３９１号公報

本発明は、上記従来技術の状況に鑑みてなされたものであり、含水系作動液の長期の使用に亘り、そのメンテナンスを軽減することを可能とする動粘度安定化剤、並びにそれを含有し優れた動粘度安定性を有する含水系作動液組成物を提供するものである。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、特定のアルキル化モルホリン化合物が、優れた動粘度安定化機能を有することを見出し、本発明を完成するに至った。また、当該安定化剤を配合することにより、長寿命の含水系作動液組成物を完成するに至った。

すなわち、本発明は、メチルモルホリン又はエチルモルホリンを有効成分として含有する含水系作動液用動粘度安定化剤を提供するものである。

また、本発明は、上記安定化剤を含有することを特徴とする含水系作動液組成物を提供するものである。
また、本発明は、上記含水系作動液組成物において、アルキル化モルホリンの含有量が０．０１〜５．０質量％である含水系作動液組成物を提供するものである。
また、本発明は、上記含水系作動液組成物において、ポリオキシアルキレンポリオールまたはそのアルキルエーテル誘導体を含む含水系作動液組成物を提供するものである。

また、本発明は、上記含水系作動液組成物において、ポリオキシアルキレンポリオールが、エチレンオキサイド単独重合体、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド共重合体、又は多価アルコールにエチレンオキサイド単独重合体、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共重合体もしくはエチレンオキサイドと他のアルキレンオキサイドとの共重合体を付加して得られる化合物である含水系作動液組成物を提供するものである。
また、本発明は、上記含水系作動液組成物において、ポリオキシアルキレンポリオールが、エチレンオキサイド単独重合体又はエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドのランダムもしくはブロック共重合体である含水系作動液組成物を提供するものである。
また、本発明は、メチルモルホリン又はエチルモルホリンを有効成分として含有する含水系作動液用動粘度安定化剤を０．０１〜５．０質量％含水系作動液に含有させることにより、含水系作動液の動粘度の変化量を少なくする方法を提供するものである。

本発明の含水系作動液組成物は、動粘度安定化性に優れており、長期の使用に亘り、そのメンテナンスを軽減することができる。なお、含水系作動液組成物として、前記の水グリコール系作動液以外に、Ｗ／Ｏエマルション型およびＯ／Ｗエマルション型作動液などにも同様の効果が期待できる。

メチルモルホリン又はエチルモルホリンの含有量は、０．０１〜５．０質量％であればよいが、好ましくは、０．０５〜３．０質量％であり、特に好ましくは、０．３〜２．８質量％である。含有量が０．０１質量％未満であると、充分な添加効果が得られないという不具合があり、５．０質量％を超えると添加量に見合う添加効果が得られなくなり、好ましくない。

上記含有量は、他の添加剤等の含有により、上記範囲において適量は異なるが、メチルモルホリン又はエチルモルホリンを含む含水系作動液組成物は、ＪＩＳ Ｋ２５１４（潤滑油酸化安定度試験方法）”の第６項（回転ボンベ式酸化安定度試験方法）で規定される試験器を用いた寿命評価試験において、動粘度、予備アルカリ度等の変化量が少なくなる添加量を選ぶことができる。なお、本試験の試験条件は、例えば、試験液量；８０ｇ、触媒；なし、試験温度；１２０℃、封入酸素圧；６２０ｋＰａ（＠２５℃）、試験時間；１２Ｈｒである。
上記試験条件を用いた場合、例えば４０℃動粘度変化量が、試験前後で、±２５％の範囲内、好ましくは±１５％の範囲内、特に好ましくは±５％の範囲内になるように、添加されればよい。
上記のように、上記メチルモルホリン又はエチルモルホリンは、動粘度安定化剤として、優れた性能を発揮する。

また、本発明は、そのような試験結果を得ることができるメチルモルホリン又はエチルモルホリンを含有する含水系作動液組成物である。
本発明の含水系作動液組成物は、種々の含水系作動液に適用できるが、水−グリコール系作動液に好適に適用できる。
水−グリコール系作動液等の含水系作動液は液中に水分を含む。水の含有量は、３０〜５０質量％であればよい。水−グリコール系作動液に含まれ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、トリメチレングリコール、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、ジ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。これらのグリコール類は１種単独で用いても良いし、２種以上を混合使用してもよい。通常はプロピレングリコール又はジプロピレングリコールを用いることが好ましい。グリコール類の含有量は、２０〜６０質量％であればよく、好ましくは２５〜５０質量％である。

本発明の含水系作動液組成物においては、上記のメチルモルホリン又はエチルモルホリンを配合する以外、通常含水系潤滑油に用いられる成分は何れも使用することができる。
本発明の含水系作動液組成物においては、増粘剤を配合することが好ましい。
増粘剤としては、水溶性のポリオキシアルキレンポリオールまたはそのアルキルエーテル誘導体を使用することができる。具体的には、水溶性のエチレンオキサイド（ＥＯ）単独重合体、ＥＯ／プロピレンオキサイド（ＰＯ）共重合体、多価アルコールにＥＯ単独重合体、ＥＯとＰＯとの共重合体又はＥＯと他のアルキレンオキサイド（例えば１，２−ブチレンオキサイド、テトラヒドロフラン，α−オレフィンオキサイドなど）との共重合体を付加して得られる化合物、もしくはそれらのアルキルエーテル誘導体が挙げられる。このアルキルエーテル誘導体中のアルキルエーテル基におけるアルキル基の炭素数は、１〜４が好ましく、１〜３が特に好ましい。

水溶性のポリオキシアルキレンポリオール類の具体例としては、ポリオキシアルキレングリコール、ポリオキシアルキレントリオール、ポリオキシアルキレングリコールモノエーテル、ポリオキシアルキレングリコールジエーテル等が挙げられる。
ＥＯと他のアルキレンオキサイドの共重合体、又は多価アルコールへの付加物としてＥＯと他のアルキレンオキサイドとの共重合体を用いる場合には、他のアルキレンオキサイドがＰＯであることが好ましく、また、ＥＯ／他のアルキレンオキサイドのモル比が２５／７５〜８０／２０であることが望ましい。ＥＯのモル比が少な過ぎると作動液への溶解性が不足する場合がある。また、ＥＯと他のアルキレンオキサイド共重合体の付加様式は、ランダム付加であってもブロック付加であってもよい。

水溶性のポリオキシアルキレンポリオール類の平均分子量は３，０００〜２０，０００の範囲が好ましく、５，０００〜１８，０００の範囲がより好ましい。平均分子量が３，０００より低い場合には、本来の目的である増粘効果が小さく配合量を増やす必要が生じることから、相対的にグリコール類の配合比が少なくなり、系の溶解性が変わるため好ましくない。また、分子量が２０，０００を超えると、増粘剤の熱やせん断に対する安定性が損なわれる恐れがあり、また増粘剤が分解した際の性状変化が大きくなることから好ましくない。
増粘剤の含有量は、５〜４０質量％であればよく、好ましくは１０〜３０質量％含有されればよい。

本発明の含水系作動液組成物は、４０℃動粘度が１９．８〜７４．８ｍｍ^２／ｓｅｃであることが好ましく、２８．８〜５０．６ｍｍ^２／ｓｅｃであることが特に好ましい。
本発明の含水系作動液組成物には、潤滑剤、液相防錆剤、気相防錆剤、金属不活性化剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、着色剤、及びその他任意の添加剤が必要に応じて配合することができる。
潤滑剤としては、ミリスチン酸、パルミチン酸、ラウリン酸、ステアリン酸などの飽和脂肪酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸などの不飽和脂肪酸、芳香族脂肪酸、ダイマー酸などが挙げられる。これらの脂肪酸は１種単独で用いても良いし、２種以上を混合使用してもよい。

液相あるいは気相防錆剤としては、本発明の必須成分であるアルキル化モルホリン以外に、モルホリン、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、３−アミノ−１−プロパノール、１−アミノ−２−プロパノール、３−メトキシプロピルアミン、３−エトキシプロピルアミン、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、Ｎ-メチルエタノールアミン、Ｎ-メチルジエタノールアミン、Ｎ-エチルエタノールアミン、Ｎ-エチルジエタノールアミン、Ｎ-ｎ-ブチルエタノールアミン、Ｎ-ｎ-ブチルジエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、ジブチルエタノールアミン、Ｎ-(β-アミノエチル)エタノールアミン、１，４−ビス（２−ヒドロキシエチル）イミダゾリン、ヒドロキシエチルピペラジン、２−メチルピペラジン、２，５−ジメチルピペラジン、２，６−ジメチルピペラジンなどの有機アミンおよびその誘導体、カルボン酸アルカリ金属塩などが挙げられる。これらの液相あるいは気相防錆剤は１種単独で用いても良いし、２種以上を混合使用してもよい。

ｐＨ調整剤としては上記の気相および液相防錆剤として挙げたものに加え、水酸化カリウムや水酸化ナトリウム等のアルカリ金属化合物が挙げられる。これらｐＨ調整剤の配合により、作動液を所望のｐＨに調整することが好ましい。ｐＨが低すぎると液中に存在する潤滑剤の溶解性が不足し、スラッジ化する恐れがある。また、ｐＨが高すぎると作動液の耐摩耗性能の低下を生じる場合がある。

金属不活性化剤としては、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、５−メチルベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾールおよびそれらのアルカリ金属塩又はアミン塩などのベンゾトリアゾール系化合物、メルカプトベンゾチアゾールおよびそのアルカリ金属塩等が挙げられる。
消泡剤としては、シリコーン系化合物などが、着色剤としてはアルコール系着色剤、金属系着色剤などが挙げられる。

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明をする。なお、本発明は、これらの例によって何ら制限されるものではない。
（作動液の評価）
上記作動液の安定性について、回転ボンベ式酸化安定度試験器を用いて寿命の評価を行った。この試験器は“ＪＩＳ Ｋ２５１４（潤滑油酸化安定度試験方法）”の第６項に規定されるものである。試験後液のｐＨおよび動粘度の変化により評価を行った。変化量が少ないほど作動液の安定性が優れる。
試験条件は下記のとおりである。
試験液量；８０ｇ
触媒 ；なし
試験温度；１２０℃
封入酸素圧；６２０ｋＰａ （＠２５℃）
試験時間；１２Ｈｒ

（実施例１〜６）
表１に示された成分を、表１に示された配合量で混合して作動液を調製した。その調製された作動液を用いて上記試験により、評価した。その評価結果を表１に示す。

なお、表１において、増粘剤、グリコール類、金属不活性化剤、潤滑剤は以下に示すものである。
増粘剤Ａはポリオキシエチレン／オキシプロピレングリコールで、ＥＯ／ＰＯのモル比は７５／２５のランダム共重合体、平均分子量が１５，０００のものである。増粘剤Ｂはポリオキシエチレン／オキシプロピレングリコールで、ＥＯ／ＰＯのモル比は７５／２５のランダム共重合体、平均分子量が５，０００のものである。増粘剤Ｃはポリオキシエチレン／オキシプロピレングリコールで、ＥＯ／ＰＯのモル比は５０／５０のランダム共重合体、平均分子量が１，７５０のものである。

グリコール類はプロピレングリコールであり、潤滑剤はヤシ脂肪酸である。なお、金属不活性化剤としてベンゾトリアゾール誘導体を、アルカリ剤としては水酸化カリウム（ＫＯＨ）を使用した。
それぞれの実施例、比較例について、アルカリ剤、プロピレングリコールおよび増粘剤の配合量により、ｐＨを１０．０に４０℃動粘度を４８．０ｍｍ^２／ｓｅｃになるよう調整した。

表1に示した結果のとおり、本発明による全ての実施例において優れた安定性を示した。

本発明の動粘度安定化剤は、含水系作動液組成物の動粘度変化を長期間抑えることができ、含水系作動液組成物のメンテナンスに要する労力を軽減することができるので、含水系作動液の分野において、極めて有用である。

Claims (7)

1. メチルモルホリン又はエチルモルホリンを有効成分として含有する含水系作動液用動粘度安定化剤。
2. 請求項１に記載の含水系作動液用動粘度安定化剤を含有することを特徴とする含水系作動液組成物。
3. メチルモルホリン又はエチルモルホリンの含有量が０．０１〜５．０質量％である請求項２に記載の含水系作動液組成物。
4. ポリオキシアルキレンポリオールまたはそのアルキルエーテル誘導体を含む請求項２又は３に記載の含水系作動液組成物。
5. ポリオキシアルキレンポリオールが、エチレンオキサイド単独重合体、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド共重合体、又は多価アルコールにエチレンオキサイド単独重合体、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共重合体もしくはエチレンオキサイドと他のアルキレンオキサイドとの共重合体を付加して得られる化合物である請求項４に記載の含水系作動液組成物。
6. ポリオキシアルキレンポリオールが、エチレンオキサイド単独重合体又はエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドのランダムもしくはブロック共重合体である、請求項４に記載の含水系作動液組成物。
7. メチルモルホリン又はエチルモルホリンを有効成分として含有する含水系作動液用動粘度安定化剤を０．０１〜５．０質量％含水系作動液に含有させることにより、含水系作動液の動粘度の変化量を少なくする方法。