(57)【要約】      （修正有）【課題】環境負荷が低減され且つ植物油より低粘度、低流動点の物性をもち、植物油と同等の電気特性を有する電気絶縁油を提供することにある。【解決手段】炭素数８〜２０の脂肪酸と平均重合度が２〜１０のポリグリセリンとのエステル化物が粘度、流動点、引火点等の物性に優れた電気絶縁油としての特性を有する。植物油より低粘度、低流動点の物性をもち、植物油と同等の電気特性を有し且つ、植物由来原料より構成することにより石油系や合成系絶縁油に比べ環境負荷を低減可能な電気絶縁油を提供することができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素数８〜２０の脂肪酸と平均重合度２〜１０のポリグリセリンより構成されるポリグリセリン脂肪酸エステルを含有することを特徴とする電気絶縁油。
【請求項２】
前記脂肪酸がカプリル酸及び／又はカプリン酸であることを特徴とする請求項1記載の電気絶縁油。
【請求項３】
前記ポリグリセリンの平均重合度が２であることを特徴とする請求項１又は２記載の電気絶縁油。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載のポリグリセリン脂肪酸エステル５０〜１００質量％と植物油及び／又は中鎖脂肪酸トリグリセライド０〜５０質量％よりなることを特徴とする電気絶縁油。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気絶縁油に関し、詳しくは環境負荷が低減され且つ動粘度、流動点等の物性が改善された絶縁油に関する。
【背景技術】
【０００２】
変圧器、ケーブル、遮断機、コンデンサー等の絶縁、冷却の目的で使用される電気絶縁油は、古くは大豆油、菜種油、ヒマシ油等の天然の植物油が使用されていたが、その後、重質原油から分留・精製された石油系絶縁油や、アルキルベンゼン等の炭化水素系油、塩化ジフェニル等の塩素化炭化水素系油、エステル系油、シリコーン油等の合成絶縁油が使用されるようになった。
しかしながら、石油系絶縁油は引火点が低い等の防災上の問題や、近年の環境問題を考慮した場合、地球温暖化防止対策における二酸化炭素排出量削減の観点から見ればカーボンニュートラルの考え上、地球環境に対し好ましいものではない。
また、合成系絶縁油は、フタル酸エステル類における内分泌撹乱作用の疑いや、ＰＣＢの毒性問題など、安全性や環境汚染に問題を有していた。
このような経緯より、安全性に優れる植物油を電気絶縁油として再び活用できれば石油系や合成系絶縁油が有する上記のような問題が解決できることになるが、植物油は粘度が高いことや流動点が高いという問題を有している。
植物油が有する上記問題を解決するために、天然植物油の低級アルコールエステル化物を電気絶縁油として使用する提案がなされている（例えば、特許文献１、２、３、４参照）。
しかしながら、これらの絶縁油では低粘度化は実現できるが、引火点が低く、また流動点が高いため物性上満足のいくものではなかった。
植物油と類似の化学構造を持つ化合物としてポリグリセリン脂肪酸エステルを挙げることができる。ポリグリセリン脂肪酸エステルはその分子を構成する脂肪酸とポリグリセリンの選択により常温で固体から液体まで種々の性状の化合物を調製することが可能であり、電気絶縁油としての使用可能性が考えられるが、ポリグリセリン脂肪酸エステルを電気絶縁油として使用する提案はなされていない。
【特許文献１】特開平９−２５９６３８号公報
【特許文献２】特開平１１−３０６８６４号公報
【特許文献３】特開２０００−９０７４０号公報
【特許文献４】ＷＯ２００５／０２２５５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明が解決しようとする課題は、環境負荷が低減され且つ植物油より低粘度、低流動点の物性をもち、植物油と同等の電気特性を有する電気絶縁油を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、炭素数８〜２０の脂肪酸と平均重合度が２〜１０のポリグリセリンとのエステル化物が粘度、流動点、引火点等の物性に優れ、本発明の上記目的を達成するに至ったものである。
すなわち本発明は、以下の構成である。
１．炭素数８〜２０の脂肪酸と平均重合度２〜１０のポリグリセリンより構成されるポリグリセリン脂肪酸エステルを含有することを特徴とする電気絶縁油。
２．前記脂肪酸がカプリル酸及び／又はカプリン酸であることを特徴とする前記1記載の電気絶縁油。
３．前記ポリグリセリンの平均重合度が２であることを特徴とする前記１又は２記載の電気絶縁油。
４．前記１、２又は３記載のポリグリセリン脂肪酸エステル５０〜１００質量％と植物油及び／又は中鎖脂肪酸トリグリセライド０〜５０質量％よりなることを特徴とする電気絶縁油。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、植物油より低粘度、低流動点の物性をもち、植物油と同等の電気特性を有し且つ、植物由来原料より構成することにより石油系や合成系絶縁油に比べ環境負荷を低減可能な電気絶縁油を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、発明を実施するための最良の形態により、本発明を詳細に説明する。
本発明に使用されるポリグリセリン脂肪酸エステルを構成する脂肪酸は、炭素数が８〜２２であり、例えば、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、エルカ酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、イソステアリン酸等が挙げられ、これらの１種もしくはこれらを任意の比率に混合して使用することができる。また、これら脂肪酸の原料起源は動植物油であることが好ましい。
【０００７】
本発明に使用されるポリグリセリン脂肪酸エステルを構成するポリグリセリンは、グリセリンの重合物として平均重合度２〜１００のものが知られているが、人体・環境に対する安全性の見地から、平均重合度２〜１０のものが好ましい。また、その原料起源が動植物油であることが更に好ましい。
【０００８】
本発明に使用されるポリグリセリン脂肪酸エステルは上記脂肪酸とポリグリセリンを原料として公知の種々のエステル化法を用いて製造することができる。例えば、ポリグリセリンと脂肪酸を、（脂肪酸のカルボキシル基のモル数）／（ポリグリセリンの水酸基のモル数）＝１．０５〜１．３の比率で仕込み無触媒、アルカリ触媒或いは酸触媒を用いて、不活性ガス雰囲気下、２００℃〜２５０℃で常圧或いは減圧反応を５〜２０時間行い、過剰の脂肪酸を減圧留去或いは水蒸気蒸留により留去する。このとき、生成されたポリグリセリン脂肪酸エステルの品質は、酸価が１以下、好ましくは０．１以下であり、水酸基価が１０以下、好ましくは５以下である。酸価が１より大きい或いは水酸基価が１０より大きい場合、ポリグリセリン脂肪酸エステルの電気特性を悪化させる。
【０００９】
また、本発明のポリグリセリン脂肪酸エステルは、上記エステル化反応後、活性白土、活性アルミナ等の無機合成吸着剤や活性炭等の吸着剤を用いてエステル中に含有される微量の遊離脂肪酸や不純物を吸着除去することが好ましい。さらに、真空下、脱気処理を行い、空気および水分を除去することが好ましい。
【００１０】
また、本発明の電気絶縁油は、上記ポリグリセリン脂肪酸エステルと植物油及び／又は中鎖脂肪酸トリグリセライドを混合して使用することができる。植物油及び／又は中鎖脂肪酸トリグリセライドの電気絶縁油全量に対する混合比率は５０質量％以下であり、好ましくは４０質量％以下、より好ましくは３０質量％以下である。植物油の混合は、引火点を高めることに有効であるが、電気絶縁油全量に対する混合比率が５０質量％を超えると流動点が高くなり過ぎるため好ましくない。中鎖脂肪酸トリグリセライドの混合は、粘度低下に有効であるが、電気絶縁油全量に対する混合比率が５０質量％を超えると引火点の低下が大きく好ましくない。
【００１１】
上記植物油としては例えば、大豆油、菜種油、ヒマシ油、コーン油、紅花油、ヒマワリ油等を挙げることができ、中鎖脂肪酸トリグリセライドとしてはトリカプリル酸グリセリド、トリカプリン酸グリセリド、トリ（カプリル酸／カプリン酸）グリセリドを挙げることができる。
【００１２】
本発明の電気絶縁油は、これ自体単独でも使用することができるが、発明の効果を損なわない範囲でこれに酸化防止剤、流動点降下剤、流動帯電防止剤等の添加剤を配合して使用することができる。
【００１３】
本発明の電気絶縁油の適用対象物には特に制限は無く、従来より電気絶縁油の使用が知られた電気機器、例えば変圧器、ケーブル、遮断機、コンデンサーなどに適用することができる。
【実施例】
【００１４】
次に、本発明の実施例を挙げ更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
【００１５】
実施例１〜３、比較例１〜２
下記合成方法により電気絶縁油Ａ〜Ｃを作成し、物性及び電気特性の評価を行った。また、比較例として菜種白絞油とトリカプリル酸グリセリドについて同様の評価を行った。物性及び電気特性を表１に示す。
尚、試験に用いた試料の分析、物性及び電気特性の評価方法は以下の試験法に準拠して行った。
全酸価：ＪＩＳ  Ｃ  ２１０１
水酸基価：油化学会法（２．３．６−１９９６）
水分：ＪＩＳ  Ｃ  ２１０１（カールフィッシャー式容量滴定法）
動粘度：ＡＳＴＭ  Ｄ７０４２
流動点：ＡＳＴＭ  Ｄ６７４９
引火点：ＪＩＳ  Ｋ  ２２６５（クリーブランド開放式）
絶縁破壊電圧：ＪＩＳ  Ｃ  ２１０１
体積抵抗率：ＪＩＳ  Ｃ  ２１０１
誘電正接：ＪＩＳ  Ｃ  ２１０１
【００１６】
〈電気絶縁油Ａの作成〉
ジグリセリン（ジグリセリンS：阪本薬品工業（株）社製）３２５ｇとカプリル酸（ＮＡＡ−８２：日本油脂（株）社製、以下同様）１２７６ｇを４つ口フラスコに仕込み、撹拌下、窒素ガスを吹き込みながら２３０℃で８時間反応を行った。次に１．５ｋＰａの減圧下、水蒸気を吹き込みながら未反応の脂肪酸を留去してジグリセリンカプリレートを得た。
このジグリセリンカプリレート１００質量部に対し無機吸着剤（キョーワード５００ＳＨ：協和化学工業（株）社製）を２質量部添加し、１２０℃で１時間吸着処理をした後、ろ過により無機吸着剤を除去した。更に１．５ｋＰａの減圧下、１２０℃で１時間脱気処理を行い電気絶縁油Ａを得た。
得られた電気絶縁油Ａは全酸価０．０７、水酸基価０．４、水分９２ｐｐｍであった。
〈電気絶縁油Ｂの作成〉
デカグリセリン（ポリグリセリン＃７５０：阪本薬品工業（株）社製）５５８ｇとカプリル酸（ＮＡＡ−８２：日本油脂（株）社製、以下同様）１３２８ｇを４つ口フラスコに仕込み、撹拌下、窒素ガスを吹き込みながら２３０℃で８時間反応を行った。次に１．５ｋＰａの減圧下、水蒸気を吹き込みながら未反応の脂肪酸を留去してデカグリセリンカプリレートを得た。
このデカグリセリンカプリレート１００質量部に対し無機吸着剤（キョーワード５００ＳＨ：協和化学工業（株）社製）を２質量部添加し、１２０℃で１時間吸着処理をした後、ろ過により無機吸着剤を除去した。更に１．５ｋＰａの減圧下、１２０℃で１時間脱気処理を行い電気絶縁油Ｂを得た。
得られた電気絶縁油Ｂは全酸価０．０９、水酸基価２．２、水分１２３ｐｐｍであった。
〈電気絶縁油Ｃの作成〉
上記電気絶縁油Ａ９６０ｇとトリ（カプリル酸／カプリン酸）グリセリド（アクターＭ−１：理研ビタミン（株）社製）６４０ｇを４つ口フラスコに仕込み、窒素ガスを吹き込みながら８０℃で３０分間撹拌して電気絶縁油Ｃを得た。
得られた電気絶縁油Ｃは全酸価０．０７、水酸基価０．４、水分８８ｐｐｍであった。
【００１７】
【表１】
2009076288.tif 000002
表１の結果から明らかな通り、本発明の電気絶縁油、特に電気絶縁油A及びCは菜種油や中鎖脂肪酸トリグリセライドとほぼ同等の電気特性を有し且つ、菜種油より低粘度、低流動点を実現している。また、引火点が２５０℃以上であり防災上の安全性も向上している。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明は、植物油より低粘度、低流動点でありながら植物油と同等の電気特性を有し且つ、植物由来原料より製造することにより石油系や合成系絶縁油に比べ環境負荷が低減された電気絶縁油を提供することができ、変圧器、ケーブル、遮断機、コンデンサーなど従来より電気絶縁油の使用が知られている電気機器に適用することができる。