JPS5938295A - 水−グリコ−ル型作動油 - 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】 本発明は、水−グリコールを作動油、特に潤滑性および
廃液処理性の高い水−グリ〕゛」−ル型作動油に関する
ものである。

水−グリコール型作動油はそのダぐれた難燃性と制御性
及び比較的安価であること等の特徴により、広く作動油
として使用されていゐ。しかしながらこれまでの水−グ
リニ」−ル型作動油は耐金属摩耗性が１−分′Ｃ−なく
、このために油）土機器の摩擦部分を摩耗さぜるだＩＪ
でなく、摩耗により生じた金属粉が作動油中に混入して
、作動油自体の混濁劣化が促進される等、挿々のトラブ
ルを発生している。又、今までの水−グリ二１−ル型作
動油はその長所である水どの親和性が極め−Ｃ良いこと
から、廃液を処理づる場合に水に無限大に拡散し、廃液
処理が極めて困Ｂな実情にある。

本発明（よかかる問題点を克服づるもので、本発明の第
１の目的は、耐金属摩耗性のりぐれた水−グリコール型
作動油を提供づることである。ぞして第２の目的は、活
性汚泥処理等の牛物処裡性の良好な作動油をＩＪＵ供り
−ることである。

本発明の水−グリコール型作動油はグリコールと、ポリ
オキシアルキレン誘導体と、水とを主要成分とＪる水−
グリ：１−ル型作動油において、ポリオキシアルキレン
誘導体の一部にリン酸のポリオキシアルキレン誘導体を
含むことを特徴とするものである。

本発明の水−グリ」−ル型作動油では、ポリオキシアル
キレンＭ導体の一部にリン酸のポリオキシアルキレン誘
導体を含有さけたことにより、耐金属摩耗性が改善され
る。又、グリコールをエチレングリコール、プ【コピレ
ンゲリコールあるいはそれらの混合物に限定し、その配
合割合を１０−・５０重量％（以下％は小量％を意味す
る。）とし、リン酸のポリオキシアルキレン誘導体を０
．１％以−りとし、全ポリオキシアルキレン誘導体を１
５％以トに限定し、オレイン酸を１〜２０％防錆剤、酸
化防市剤、金属イＡン封鎖剤等の添加剤を１０％以下、
残部水とし、合ｆｆｔ　１００％とづることにより作動
油自体のＣＯＯ値が４０万Ｐ１フＭ　Ｊ：ｌ　Ｆ、生物
処理によるＣ　Ｏｌ）除去率を７０％以上とすることが
できる。

本発明の水−グリコール型作動油では、第１に増粘剤と
して使用されているポリオキシアルキレン誘導体にリン
酸のポリオキシアルキレン誘導体が含まれＣいることで
ある。ここでポリオキシアルキレン誘導体とは、その構
成単位であるポリオ−１ニジアル４レン鎖部分が、Ａキ
シ」ブレン単位あるいはぞれより高級なオキシアルキレ
ン単位から構成でいるものを言う。Ａキシ、エチレンよ
り高級なアルキレンＡキ１ノイドとしＣは、ブ「−１ピ
レンオキ１ノイド、ジブ１ノンオキザイドが挙げられる
。本発明に４３いて使用されるポリオキシアルキレン誘
導体は、水−グリコールに溶Ｍりることが必要であり、
かつ少量でも１−分な粘度の作動油を与えるため、分子
量は、大きいほうが好ましく、平均分子間で１万へ・２
０万程度のものが良い。又、ボリア１１ジアルキレン誘
導体の全配合ＭＬ；Ｌ１５％」ストに限ることが好まし
い。これは、ポリオキシアルキレン誘導体は、微生物に
よる処理が極めて困ｔ「であり、その存在は、廃液処理
−ｆｉ−余り好ましくないからｒある。

ポリオキシアルキレン誘導体の１部どして含まれるリン
酸のポリオキシアルキレン誘導体は本発明の作動油に耐
金属摩耗ｆ９を句！−ＪＪるものである。

このリン酸のポリオキシフ７ルニ１：レンＭ導体は、ポ
リオキシアルキレン誘導体の一部となり、作動油中に均
一に溶解し、極圧潤滑剤等の役割を持つものである。尚
、リン酸のポリオキシアルキレン誘導体とは、リン酸基
及びポリオキシアルキレン鎖部分を有する化合物を言う
。リン酸のポリオキシアルキレン誘導体の配合量は、全
作動油中０．１％以上、より好ましくは、０．５％以上
であるのが良い。尚、配合量は、多ければ多い程良いが
、１％程度でも十分である。従って、経済性をも考慮し
たリン酸のポリオキシアルキレン誘導体の配合量は、０
．１〜１％程麿である。リン酸のポリオキシアルキレン
誘導体としては、一般式（１）％式％ （１） されるポリオキシアルキレン］−−テルのリン酎エステ
ルが好ましい。（１）式中１で１はアルキル凧またはア
ルキルアリル基Ｒ２、Ｒ３は水素またはＲ＋　Ｏ（−Ｃ
Ｉ−１２１−１２）　ｎ−Ｃある。

作動油の流動員降−［・剤あるいは粘度調整剤としく使
用されるグリコール類を土ブレングリ」−ル、プロピレ
ングリコールあるい（まてれらの混合物に限定し、イの
組成割合を１０・〜５０％とりることにより、生物処理
性の１ぐれ／＝作動油となる。発明者等はグリニ」−ル
類の活性汚泥にＪ：る処理性を検関し１＝結果、」ヂレ
ングリ」−ル及びプロピレングリコールが他のジエチー
レングリ」−ル、ジブ［１ピレングリ−１−ル等に比較
し、非常に良好であることを児いｌごし、グリ：１−ル
類をエチレングリ二ｌ−ルとプロピレングリ」−ルに限
定りることにより、作動油の廃液処理性が改良できるこ
とを見いだしＩＣものである。尚、グリコ−ル類のＪ−
リフｆましい配合量は、３５％〜・５０％である。

油性向上剤として使用される脂肪酸をΔレイン酸に限定
づることにより、又、ぞの配合量を１〜２０％にづるこ
とにより、廃液処理ｆ［が向上りる。

これは、Ａレーｆン酸の活性汚泥にＪ：る分解速度が、
他の脂肪酸Ｊ、り速く、Ａレイン酸を使用Ｊること（・
二より、グリコ−ル類の活性汚泥による分解速度も早ま
ることを発見したものである。尚、より好ましい副レイ
ン酸の配合割合は、１〜１０％である。

その他、防錆剤、酸化防由剤、金属イオン封鎖剤等の添
加剤は、１０％以ＦとすることにＪ：す、廃液処理性が
向上する。防錆剤及び酸化防止剤についても、廃液処理
の面からは可能な限り、配合量の少ないのが好ましく、
本発明の作動油Ｃは０゜１・〜５．０％程度がより好ま
しい。

防錆剤としては、モルホリン、安息香酸、シクロヘキシ
ルアミン、トリエタノールアミンが、酸化防止剤として
は、ベンゾトリアゾール、メルカプ１へベンゾイミダゾ
ール、メルカプ］−ベンゾデアゾール等が、金属イオン
封鎖剤としては［Ｄ１Δ、Ｄ王ト）△、グルコン酸ツー
トリウム等のギレート止剤が、Ｐ（−１調整剤としては
、苛性カリ、苛性ソーダ等が従来と同様に使用できる。

本発明の水−グリ」−ル型作動油は、作動油としての粘
度、粘度指数、ＰＨ，泡たち度、腐蝕性、錆止め性につ
いては、従来の水−グリコール型作動油とほぼ同等の性
能を示づ。でして、耐金属摩耗性は、従来のものＪ：り
づぐれくいる、１例えば耐金属摩耗性を示′り指標とし
で、使用される四球摩耗試験の摩耗痕径が、従来のらの
に比較して、２割程度小さくなる。又、作動油の他の成
分を限定づることにＪ：す、廃液処理性を示づＣ０１）
値は、４０　’Ｄ　Ｉ−’　Ｐ　Ｍ以下とづることがで
きる。これは従来の水−グリ」−ル型作動油に比較して
、２５・〜・５０％Ｃｏｔ）値が少ない。更に生物処Ｊ
！１１によるＣ０１）除去率が８０％程度となり、従来
一般の作動油のＣＯＤ除去率が３０〜４０％程度である
ことから考え、生物処理によるＣ　ＯＤ除去率が６０％
程度向上しＣいる。

本発明の水−グリコ１−ル型作動油を使用することによ
り、この作動油が使用きれる油圧シスｊムの金属摩耗が
減少し、機械装置の耐久性が向上づる。又、一般の活性
汚泥処理装薔に、通常の凝集処理装置を追加リ−るだ４
Ｊで、十分にＣＯＤ値の低減が可能になる。従って、規
制の厳しい工場においても、−１分に廃液処）１！が可
能どなる。又、■チレングリコール、プロピレングリコ
ール、Ａレイン酸を採用し、モルホリンやベンゾトリア
ゾールの量を必要最小限にすることにより、毒性が軽減
され、安全衛生面が向上している。

以下実施例により説明り−る。

第１表の△、Ｂに示す、２秤類の本発明の水−グリコー
ル型作動伸を調整しケ。尚、参考までに、従来の水−グ
リコール型作動油Ｃ，［）、Ｅの３１１ｔ類についでの
組成を合せて第１表に示り。ここでは、水の配合量を４
０％に統一した。

本発明の△の作動油においては、ブ［１ピレングリコー
ルを４０％、ポリオキシアルキレン誘導体を１２，０％
、リン酸のポリオキシアルキレン誘導体として上記〈１
）式のＲ＋がデカノールアルコールのポリオ−キシアル
キレンのリン酸エステルを０．５％使用した。又、脂肪
酸としてはＡレイン酸５％を用いている。本発明品の８
の作動油にｄ３いては、１チレングリコ一ル２０％、プ
ロピレングリコール２０％どし、グリコール類を４０％
としている。ポリオキシアルキレン誘導体につい第１表 びＤについては、グリコールとして、ジエチレングリコ
ｊ−ル及びジブ［１ピレングリコールが用いられている
。又、従来の作動油であるＦはグリコールどして、−Ｉ
−チレングリコールおよびプ［１ピレングリ＝１−ルが
使用されでいるがその総量は３０％（゛ある。本発明の
作動油においては、ポリオキシアルキレン誘導体が１２
．５％であるのに対し、従来のものは２７％１５％及び
２２％である。また、従来の作動油Ｃ，Ｄ、Ｆにはリン
酸のポリオキシアルキレン誘導体は含まれていない。さ
らに、本発明の作動油においては、モルホリン、安患青
酸等の防錆剤が１％であるのに対し、従来品では２．４
〜２．６％添加されている。又、ベンゾトリアゾールは
本発明の作動油においでは０．２％であるが、従来の作
動油においては０．３へ・０゜４％添加されＣいる。Ｅ
ＤＴΔその他の添加剤についても本発明の場合は、０．
１％従来のちのは０．２％程度添加されている。

次にこれらの作動油についての性状を第２表に示す。第
２表にＪ３いては、比重、色、粘度、粘度指数、予備ア
ルカリ度、水分、Ｐ　ｌ−１、泡たち度、銅板腐蝕性、
錆止め性、摩擦係数、摩耗痕径、ＢＯＤ値、ＣＯＤ値を
測定した。尚、摩擦係数および摩耗痕径の測定には曽田
式四球試験機を用い、回転数２０Ｏｒ、ｐ９ｍ、最大圧
力５ｋｇ−ｆ／ｃｍ２保持時間２０分の条件で行った。

またＢＯＤ値第２表 は生物化学的酸素要求量を示し、活性汚泥等の生物処理
ににす、処理できる割合を示づものでＢＯＤ値が高い程
生物処理性が容易であることを示している。尚、備考に
それぞれの項目についての試験方法を記載Ｊる。

第２表より明らかなように、本発明の作動油である△及
びＢは従来の作動油であるＣ、Ｄ、［と比較し、作動油
としての一般項目である比■、色、粘度、粘度指数、予
備アルカリ度、水分、ｌ）　ｌ−１、泡たち度、銅板腐
蝕性、錆止め性はほとんど同一である。また、本発明の
作動油であるΔおよびＢは、従来の作動油であるＣ、Ｄ
、［と比較し、ポリオキシアルキレン誘導体の配合が少
ないのに摩擦係数、摩耗痕径は同じかわずかに小さくな
っている。さらに、Ｂ　ＯＤ値は、従来のものが３５万
８壬、２万１千、３９万８千であるのに対して、本発明
の作動油では５６万６千、５５万７千と５０万以上どな
り非常に高い値を示している。一方、ＣＯＤ値は、従来
のものが５９万、７２万、／１．６万といずれも４０万
以」二であるのに対し、木光明のものは３８万、３９　
ｈと／ＩＯ万以下どなっている。このように、本発明の
作動油はＣＯＤ値が４０１ｊ以十と少なく、かつ生物処
理性を示ｔｌ　１３０　Ｄ値が；）０万」メ十どなり、
ＣＯＤ伯と［３０Ｄ値が逆転し、廃液処］！Ｉ！竹が向
上している。尚、＋３０１）値（よ０．５％の作動油を
含む廃液を供試液どし、活性汚泥に投入し、ＭＬＳＳ　
（Ｍｉｘｅｄ　　ｌ　１ｑｕｏｒＳｕｓｐｅｎｄｅｄ　
　３ｏｌｉｄ）を２７００ｐｐｍに調整して、活性汚泥
処理試験を行った。４Ｔお第１図に活性汚泥処理試験０
．ｉのＣｏｔ）曲線を丞づ。第１図より本発明の作動油
であるΔ、Ｂは処理時間４８時間後にＧ、Ｉば５０％が
分解され、さらにその後においても、徐々に分解が進み
、経過時間１２０峙間後には、約７５％が分解されてい
るのが分る。従来品のＥのものも比較的活性汚泥による
分解がづぐれているが、１２０時間後に＋３いても、約
５５％程度の分解率になっており、本発明のΔ、［３に
比べ生物処理性は良くない。尚、従来のＣ，Ｄの作動油
については、活性汚泥にＪ゛りほと／υど分解せずＩＪ
Ｆ液処理が困＃ＩＩＩである。さらに、本発明の作動油
第３表 １）供試液：　１６０１ ２）液ンｆｉ：４７〜５０℃ ３）ポンプ吐出量：　１７．５１　／ｗｉｎ４）吐出Ｊ
Ｉ：２１０ｋ（］・ｆ／ｃｍ’　　ＯＮ：３ｓｅｃ　　
ＱＦＩ−：１ｓｅｃ５）モータ回転数：　１８００ｖ　
、ｐ　、ｍ６）運転時間：ｂＯＯｌ−１ Ａ、［３及び参考として使用した作動油Ｃ，ｌ）、Ｅの
５種類について、２１０ｋＯ−ｆ　／ｃｍ２（７）高圧
ホンプユニツ１へ試験装置を用いて、油圧機器との適合
性があるか否かを試験した。その結果を第３表に示す。

試験した作動油は、いずれも特別の異常がなく、本発明
の発明品のへ、Ｂを含めてスラッジ生成もなく、ポンプ
及びバルブ類の異常摩耗もなかった。尚、本発明のΔＪ
３よび［３の作動油は従来の作動油Ｃ，Ｄ、［に比較し
、総摩耗邑、・」−法度化、部品表面粗さがいり゛れも
少ないかあるいは小さい、良い結果を示した。

また、参考までに第１表に示す本発明の作動油Δの組成
を基本組成とし、全ポリオキシアルキレン誘導体を１２
．５％とし、ポリオキシアルキレン誘導体中のポリＡキ
シアルーＶレンエーｙルのリン酸、１スアルを０％〜１
％の範囲で配合した５種類の作動油を調整し、上記した
着口」式四球試験機Ｃ摩擦係数と摩耗痕径を測定した。

これらの値を第２図に承り。第２図Ｊ：り摩擦係数ＬＬ
、ポリオ−１ジアルキレン」ニーデルのリン酸エステル
の添加■ににす、はどんど変化がなく、約０．７／１〜
０゜７５程度の値であった。しかし摩耗痕径は、ポリオ
ヤシアルキ９２丁−デルのリン酸１スアル添加ｍの増加
と共に急激に減少しているのがわかる。

この第２図Ｊ、す、ポリオキシアルキレン１−デルのリ
ン酸ニスデルの添加量は、０．１％以」−で、摩耗痕径
が小さくなることが明らかになった。

さらに、第１表の本発明の作動油△を基本組成とし、そ
のポリオキシアルキレンニーデルのリン酸エステルを式
（１）のＲ１がラウリルアルコールのもの、デ）Ｊノー
ルアルコールの６の、アロマチックアルコールのもの３
種類とし、上記した着出式四球試験機で摩擦試験を行っ
た。これらの摩耗痕径ど、摩擦係数を第３図に示す。尚
、参考までにポリオキシアル４：レンニｌニーチルのリ
ン酸エステルが添加されていない作動油についても合Ｉ
！ｃ示づ。第３図よりポリオキシアル４：レン土−テル
のリン酸エステルの（１）式に示”ｌ　Ｒ＋が異なった
場合に＋３いても摩耗痕径は余り変化がないことがわか
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例に示１本発明の２種類の作動油と従来
の３種類の作動油についての活性汚泥処理試験にお（プ
る時間とＣＯＤの関係を承り線図、第２図はポリオキシ
アルキレンエーテルのリン酸■ステルの添加量と摩擦係
数、摩耗痕径の関係を示づ線図、第３図はポリオキシフ
ルキレンニーアルのリン酸］−ステルの梗類と摩擦係数
、摩耗痕径の関係を承り棒グラフである。７１号△、１
３は本発明の作動油をＣ，Ｄ、［は従来の作動油をそれ
ぞれ承り、。 特Ｖ１出に１人　　トヨタ自動車（り、ゴ（会社間　　
　　株式会社ｅ田中央研究所 代理人　　弁理士　　大川　宏 同　　　弁理士　　藤谷　晦 同　　　弁理士　　丸山明夫 第１図 経過時間（Ｈｒ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）グリニ１−ルど、ボリアｊ＝Ｉシフ）レキレン誘
   導体と、水とを主要成分とする水−グリコール型作動油
   において、 ポリオキシアルキレン誘導体の　部にリン酸のポリＡ二
   １シ）フルギレン誘導体を含むことを特徴どづる水−グ
   リコ−ル型作動油。
2. （２）リン酸のポリオキシアルキレン誘導体は一般式（
   １）で示されるポリＡキシアルキレン■−チルのリン酸
   ニスデルである特許請求の範囲第１項記載の作動油。 Ｒ２ ／ Ｒ＋　Ｏ（−ＣＩ−４２ＣＨ２０）　＋ｌ　−Ｐ　　　
   　（１）１１＼ 　　０Ｒ３ 〈式中ＲＩはアルギル基まｌこはアルキル）ノリル基、
   Ｒ２、Ｒ３）よ水素また番ｒＬＲ＋　Ｏ（−Ｃ１１２Ｃ
   ＬＩ　２−〇）０−である。）
3. （３）グリコールはエヂレングリコール、プロピレング
   リコールまたはそれらの混合物よりなり、配合割合は１
   ０〜５０重量％、 リン酸のポリオキシアルキレンＭ導体は０．１重量％以
   上で全ポリオキシアルキレン誘導体は１５重邑％以下、 オレインＭ１〜２０％重量、 防錆剤、酸化防止剤、金属イオン封鎖剤等の添加剤１０
   ．０％以下、 残部水とで合δｔ　１００重量％となる特許請求の範囲
   第１項記載の作動油。