(57)【要約】【課題】  含水系潤滑油組成物の未使用時に得られる良好な耐摩耗性能を、長期に亘り維持することが可能となる含水系潤滑油組成物を提供する。【解決手段】３つ以上のヒドロキシ基を有し、かつ、３つ以上の炭素を有するポリオール化合物の３つ以上のヒドロキシ基が、末端にヒドロキシ基またはメトキシ基を有するポリオキシアルキレン基に置換された水溶性ポリオキシアルキレンポリオール又はそのアルキルエーテル誘導体を５〜４０質量％含むことを特徴とする含水系潤滑油組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
３つ以上のヒドロキシ基を有し、かつ、３つ以上の炭素を有するポリオール化合物の３つ以上のヒドロキシ基が、末端にヒドロキシ基またはメトキシ基を有するポリオキシアルキレン基に置換された水溶性ポリオキシアルキレンポリオール又はそのアルキルエーテル誘導体を５〜４０質量％含むことを特徴とする含水系潤滑油組成物。
【請求項２】
ポリオール化合物の複数のヒドロキシ基がそれぞれ異なる炭素に結合している請求項１に記載の含水系潤滑油組成物。
【請求項３】
ポリオキシアルキレン基が、エチレンオキサイド単独重合体鎖、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド共重合体鎖、又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鎖である請求項１又は２に記載の含水系潤滑油組成物。
【請求項４】
水溶性ポリアルキレンポリオール又はそのアルキルエーテル誘導体の数平均分子量が１，５００〜３０，０００である請求項１〜３のいずれかに記載の含水系潤滑油組成物。
【請求項５】
水含有量が３０〜６０質量％である請求項１〜４のいずれかに記載の含水系潤滑油組成物。
【請求項６】
含水系潤滑油組成物が、水−グリコール型作動液である請求項１〜５のいずれか１項に記載の含水系潤滑油組成物
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、含水系潤滑油組成物の未使用時に得られる良好な耐摩耗性能を、長期に亘り維持する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。
含水系作動液は、熱やせん断にさらされることにより、長期にわたる使用に伴い液の粘度低下が生じる場合がある。含水系作動液は、使用される機器の様々な潤滑状態において安定な油膜を形成し、摩擦部位における部品の異常な摩耗を防止する役割を持つ。
【０００３】
含水系作動液の劣化が進行し、たとえば粘度低下などが生じた場合には、液の油膜保持性が低下することにより、摩擦部品の摩耗量が増大し、装置の動作不良を引き起こす可能性が発生する。油圧装置を正常に運用するには、装置ごとに設定された適正な粘度範囲に作動液を保つ必要があり、異常な粘度の低下を防止するために、あらかじめ高粘度に調整しておいた粘度調整剤を使用液に加え、液を正常な粘度範囲に維持するというメンテナンス作業が行われる。
このため、含水系作動液の使用においては、その性能維持・メンテナンスに手間、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おり、使用中の粘度低下が少なく、すなわち安定性が高く、かつ耐摩耗性能の持続性に優れた含水系作動液が望まれている。
【０００４】
含水系潤滑油の耐摩耗性能の向上技術として、例えば、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１参照）、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２参照）などが挙げられる。しかし、これらの技術は未使用液における性能向上を目指したものであり、必ずしも液の劣化に伴う性能の低下を抑制するものではなかった。
また、液の安定性改善をはかった従来技術として、特許文献３が挙げられる。しかし、さらなる作動液の安定性向上技術が求められている。
【０００５】
【特許文献１】特許第２６４６３０８号公報
【特許文献２】特開平７−２３３９１号公報
【特許文献３】特開２００７−３９５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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、含水系潤滑油の長期の使用に亘り、動粘度の低下の少ない優れた性状安定性を有する含水系潤滑油組成物を提供するものである。さらには、含水系潤滑油組成物の耐摩耗性能を良好に保つ技術に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、特定構造の水溶性ポリオキシアルキレンポリオールを特定量含ませることことにより、含水系潤滑油組成物の耐摩耗性能安定性が向上することを見出し、本発明による含水系潤滑油の動粘度の安定化手法を完成するに至った。
すなわち、本発明は、３つ以上のヒドロキシ基を有し、かつ、３つ以上の炭素を有するポリオール化合物の３つ以上のヒドロキシ基が、末端にヒドロキシ基またはメトキシ基を有するポリオキシアルキレン基に置換された水溶性ポリオキシアルキレンポリオール又はそのアルキルエーテル誘導体を５〜４０質量％含むことを特徴とする含水系潤滑油組成物を提供するものである。
【０００８】
また、本発明は、上記含水系潤滑油組成物において、ポリオール化合物の複数のヒドロキシ基がそれぞれ異なる炭素に結合している含水系潤滑油組成物を提供するものである。
また、本発明は、上記含水系潤滑油組成物において、ポリオキシアルキレン基が、エチレンオキサイド単独重合体鎖、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド共重合体鎖、又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鎖である含水系潤滑油組成物を提供するものである。
【０００９】
また、本発明は、上記含水系潤滑油組成物において、水溶性ポリアルキレンポリオール又はそのアルキルエーテル誘導体の数平均分子量が１，５００〜３０，０００である含水系潤滑油組成物を提供するものである。
また、本発明は、上記含水系潤滑油組成物において、水含有量が３０〜６０質量％である含水系潤滑油組成物を提供するものである。
また、本発明は、上記含水系潤滑油組成物が水−グリコール型作動液である含水系潤滑油組成物を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の含水系潤滑油組成物は、含水系潤滑油組成物に本来付与された、未使用時の耐摩耗性能を長期に亘り良好に維持することができる。なお、含水系潤滑油組成物として、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、圧延油、鍛造油、引抜き油、切削油などにも同様の効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の含水系潤滑油組成物は、３つ以上のヒドロキシ基を有し、かつ、３つ以上の炭素を有するポリオール化合物の３つ以上のヒドロキシ基が、末端にヒドロキシ基またはメトキシ基を有するポリオキシアルキレン基に置換された水溶性ポリオキシアルキレンポリオール又はそのアルキルエーテル誘導体を含む。
ポリオール化合物の３つ以上のヒドロキシ基は、末端にヒドロキシ基またはメトキシ基を有するポリオキシアルキレン基に置換されているが、３つ以上のヒドロキシ基が末端にヒドロキシ基またはメトキシ基を有するポリオキシアルキレン基に置換されていることが好ましく、全てのヒドロキシ基が末端にヒドロキシ基またはメトキシ基を有するポリオキシアルキレン基に置換されていることがより好ましい。
【００１２】
３つ以上のヒドロキシ基を有し、かつ、３つ以上の炭素を有するポリオール化合物の３つ以上のヒドロキシ基が末端にヒドロキシ基またはメトキシ基を有するポリオキシアルキレン基に置換されている構造を有する以外、ポリオキシアルキレンポリオールの構造は特に限定しない。ヒドロキシ基またはメトキシ基を有するポリオキシアルキレン基としては、例えば、−（ＯＲ）ｎＯＸ（式中、Ｒはアルキレン基であり、ｎは２以上の数であり、ＯＸはヒドロキシ基またはメトキシ基である。）で表わされる基が挙げられる。ここで、アルキレン基は、炭素数２〜１０のアルキレン基が好ましく、炭素数が２又は３であるアルキレン基がより好ましい。また、（ＯＲ）のオキシアルキレン基は、１種であってもよいし、２種以上であってもよい。また、（ＯＲ）ｎのポリオキシアルキレン基は、２種以上のオキシアルキレン基が含まれる場合、ブロック構造であってもよいし、ランダム構造であってもよいが、ランダム構造が好ましい。
ポリオール化合物は、３つ以上の炭素を含むが、好ましくは３〜１０の炭素を含む。また、ポリオール化合物は、複数のヒドロキシ基はそれぞれ異なる炭素に結合していることがより好ましい。
【００１３】
ポリオール化合物の例としては、グリセリン、トリオキシイソブタン、１，２，３−ブタントリオール、１，２，３−ペンタントリオール、２−メチル−１，２，３−プロパントリオール、２−メチル−２，３，４−ブタントリオール、２−エチル−１，２，３−ブタントリオール、２，３，４−ペンタントリオール、２，３，４−ヘキサントリオール、４−プロピル−３，４，５−ヘプタントリオール、２，４−ジメチル−２，３，４−ペンタントリオール、ペンタメチルグリセリン、ペンタグリセリン、１，２，４−ブタントリオール、１，２，４−ペンタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン等のトリオール化合物、ペンタエリスリトール、エリスリトール、１，２，３，４−ペンタンテトロール、２，３，４，５−ヘキサンテトロール、１，２，４，５−ペンタンテトロール、１，３，４，５−ヘキサンテトロール、ジグリセリン、ソルビタン等の４価アルコール、アドニトール、アラビトール、キシリトール、トリグリセリン等の５価アルコール、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトール、イジトール、イノシトール、ダルシトール、タロース、アロース等の６価アルコール、しょ糖等の８価アルコールなどが挙げられる。ポリオール化合物としては、トリオール、４価アルコール、５価アルコールが好ましく、トリオール、４価アルコールがより好ましく、４価アルコールが特に好ましい。
【００１４】
水溶性ポリオキシアルキレンポリオールのアルキルエーテル誘導体におけるアルキルエーテル部のアルキル基の炭素数は、１〜２０が好ましく、１〜１６がより好ましく、１〜１０が特に好ましい。
【００１５】
ポリオキシアルキレン基としては、エチレンオキサイド（以下、ＥＯということがある。）単独重合体鎖、ＥＯとプロピレンオキサイド（以下、ＰＯということがある。）の共重合体鎖、ポリオールにＥＯ単独重合体鎖、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、及び／又はα−オレフィンオキサイドなど）との共重合体鎖などが挙げられる。ＥＯと他のアルキレンオキサイドの共重合体鎖であることが好ましく、ＥＯとＰＯの共重合体鎖であることがより好ましい。ＥＯとＰＯとの共重合体鎖、ＥＯと他のアルキレンオキサイドの共重合体鎖である場合には、ＥＯ／ＰＯのモル比又はＥＯ／他のアルキレンオキサイドのモル比が２５／７５〜８０／２０であることが好ましく、６０／４０〜８０／２０であることがより好ましい。ＥＯのモル比が少な過ぎると含水系潤滑油組成物への溶解性が不足する場合がある。また、ＥＯとＰＯとの共重合体、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が、ランダム付加が好ましい。
【００１６】
水溶性のポリオキシアルキレンポリオール又はそのアルキルエーテル誘導体の数平均分子量は３，０００〜３０，０００であることが好ましく、５，０００〜２０，０００の範囲がより好ましく、１０，０００〜２０，０００であることがより好ましい。数平均分子量が３，０００より低い場合には、ポリオキシアルキレングリコールを含有させる本来の目的である増粘効果が小さくなり、配合量を増やす必要が生じる恐れがあることから、前記したのと同様に、系のバランスを崩す可能性があることから好ましくない。また、数平均分子量が３０，０００を超えると、安定性が損なわれるばかりでなく、ポリオキシアルキレングリコール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。
【００１７】
水溶性ポリオキシアルキレンポリオールは、公知の製造方法により得られるが、例えば、ポリオール化合物に、アルキレンオキサイドを付加重合することにより得られる。アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、テトラヒドロフランなどのアルキレンオキサイドが挙げられ、これらは１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１８】
水溶性ポリオキシアルキレンポリオールの含有量は５〜４０質量％の範囲で、組成物が目標とする粘度となるよう任意に設定することが可能である。含水系潤滑油組成物の４０℃動粘度は１９．８〜７４．８ｍｍ２／ｓｅｃであることが好ましく、２８．８〜５０．６ｍｍ２／ｓｅｃであることが特に好ましい。ポリオキシアルキレンポリオールは、好ましくは７〜２０質量％、より好ましくは１０〜２０質量％の範囲で含有させる。含有量を少なくしようとした場合、目標粘度を満たすためには置換するポリオキシアルキレンの分子量を上げる必要があるが、分子量を上げるとポリマー自体の安定性が不足し、含水系潤滑油組成物を調整するうえで好ましくない。また、含有量を多くした場合には、含水系潤滑油組成物を構成する他成分の構成比が相対的に小さくなり、系のバランスを崩す可能性があることから好ましくない。
【００１９】
本発明の含水系潤滑油組成物は、種々の含水系潤滑油に適用できるが、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潤滑油は液中に水を含む。水の含有量は、３０〜６０質量％であることが好ましく、３０〜５０質量％であることがより好ましい。水の含有量が３０質量％未満では、含水系作動液のメリットである難燃性が十分に発揮されない可能性がある。また、６０質量％を超えた水分を含む場合には、本発明の目的である耐摩耗性が未使用時から不足する場合がある。
【００２０】
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％が好ましく、特に好ましくは２５〜５０質量％である。
【００２１】
本発明の含水系潤滑油組成物においては、通常含水系潤滑油に用いられる成分として潤滑剤、気相および液相防錆剤、アルカリ化剤、金属不活性化剤、液相あるいは気相防錆剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、着色剤、及びその他任意の添加剤を必要に応じて適宜配合することができる。
【００２２】
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。
潤滑剤の含有量は、含水系潤滑油組成物全量に対して０．５〜２質量％であることが好ましく、さらに好ましくは０．８〜１．５質量％である。
【００２３】
気相防錆剤の例としては、モルホリン、メチルモルホリン、エチルモルホリン、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、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、シクロヘキシルアミンナイトライトなどがあげられる。これらの気相防錆剤は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。
気相防錆剤の含有量は、含水系潤滑油組成物全量に対して０．１〜３質量％であることが好ましく、さらに好ましくは０．３〜１．５質量％である。
【００２４】
アルカリ化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、作動液のｐＨを８〜１１程度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、相分離する恐れがある。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。
【００２５】
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などが挙げられる。これらの金属不活性化剤は１種単独で用いても良いし、２種以上を混合使用しても良い。金属不活性化剤の含有量は、含水系潤滑油組成物全量に対して０．００１〜１．０質量％が好ましく、特に好ましくは０．０１〜０．５質量％である。
消泡剤としては、シリコーン化合物の乳化物などが、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。
【実施例】
【００２６】
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。
【００２７】
（作動液の評価）
実施例及び比較例の作動液の性状安定性について、油圧ポンプ（油研工業社製ＰＶ−２Ｒ１‐２５）を用いて下記条件により劣化試験を行った。試験液の４０℃動粘度の変化および試験前後における耐摩耗性試験結果（シェル四球式摩耗試験）の変化により優劣を判断するものとし、変化量が少ないほど作動液の性状安定性が優れる。
【００２８】
・ポンプ試験条件
設定圧力：１３．８ＭＰａ、
試験温度：４５℃
試験時間：５００Ｈｒ
油量：３０Ｌ
【００２９】
・耐摩耗性試験
液量：６ｍｌ
液温：成り行き
回転数：１，２００ｒｐｍ
試験時間：３０ｍｉｎ
試験荷重：３０ｋｇ
試験球材質：ＳＵＪ−２
【００３０】
実施例および比較例に用いた増粘剤は以下の通りである．
増粘剤Ａ：グリセリンの３つのヒドロシキ基を、ＥＯ／ＰＯのランダム共重合体に置換したポリオキシアルキレンポリオール。ＥＯ／ＰＯ比は７５／２５で数平均分子量が２万のもの
増粘剤Ｂ：ジグリセリンの４つのヒドロシキ基を、ＥＯ／ＰＯのランダム共重合体に置換したポリオキシアルキレンポリオール。ＥＯ／ＰＯ比は７５／２５で数平均分子量が１万９千のもの
【００３１】
増粘剤Ｃ：グリセリンの３つのヒドロシキ基を、ＥＯ／ＰＯのランダム共重合体に置換したポリオキシアルキレンポリオール。ＥＯ／ＰＯ比は５０／５０で数平均分子量が１万８千のもの
増粘剤Ｄ：グリセリンの３つのヒドロシキ基を、ＥＯ／ＰＯのランダム共重合体に置換したポリオキシアルキレンポリオール。ＥＯ／ＰＯ比は７５／２５で数平均分子量が５千のもの
増粘剤Ｅ：ポリオキシエチレンプロピレングリコール。ＥＯ／ＰＯ比は７５／２５で数平均分子量が１万５千のもの
【００３２】
（実施例１〜４および比較例１）
表１に示された成分を、表１に示された配合量で２５℃でのｐＨが１０．０、４０℃動粘度が４８ｍｍ２／ｓｅｃになる様に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、実施例及び比較例の作動液は、上記試験後のｐＨがいずれも９．７であった。
【００３３】
【表１】
2009126975.tif 000002
【００３４】
表中「バランス」とは、配合量の総計が１００質量％になる数値の意味である。
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動粘度安定性を示し、含水系作動液の未使用時に得られる耐摩耗性能を良好に保つことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の含水系潤滑油組成物は動粘度変化を長期間抑え、含水系潤滑油未使用時に得られる、優れた耐摩耗性能を良好に保つ事が可能となるので、含水系潤滑油の分野において、極めて有用である。