JP2000178576A

JP2000178576A - 水溶性作動液

Info

Publication number: JP2000178576A
Application number: JP10360459A
Authority: JP
Inventors: Akira Fukutani; 章福谷; Satoshi Kudo; 聡志工藤; Akihiko Kominami; 章彦小南
Original assignee: Matsumura Oil Research Corp
Current assignee: Matsumura Oil Research Corp
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1998-12-18
Publication date: 2000-06-27

Abstract

(57)【要約】【課題】水処理に関する問題を解決するために、グリ
コールを実質的に含まない組成物で、作動液として必要
な機能を従来の水グリコール系作動液と同等に保つこと
の可能な水溶性作動液を提供する。【解決手段】下記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の全
ての条件を満たす水溶性作動液。（ａ）１分子中に２個以上の活性水素基を有する化合物
を出発物質とし、１活性水素基あたり平均分子量が１０
００〜５０００となるようにアルキレンオキシドを付加
重合させた、全ての末端が水酸基であるポリエーテル
で、かつ０℃〜５０℃の範囲で任意に水と相溶するポリ
エーテル２０〜６０重量％、（ｂ）水４０重量％以上、
（ｃ）（ａ）のポリエーテルと（ｂ）の水との合計が９
０重量％以上、（ｄ）エチレングリコール、プロピレン
グリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリ
コール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキシレ
ングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソ
ルビトールなどの水溶性多価アルコール類、およびこれ
らの誘導体で分子量が２０００未満の水溶性化合物を実
質的に含有しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は油圧システムにおけ
る圧力伝達媒体である油圧作動液（油圧油、作動液と同
義）に関するもので、特に難燃性作動液としての利用に
限定されないが、主として現在水グリコール系作動液が
利用されている分野で利用できる。油圧作動液は鉱物油
系、合成油系、含水系などに分類されている。合成油系
ならびに含水系作動液は、火災事故防止を目的として、
一般的な鉱物油系に対して難燃性作動液として位置付け
られている。

【０００２】

【従来の技術】鉄鋼設備、ダイカストマシン、自動車組
立設備の溶接ロボット等の油圧設備は可燃性の油圧作動
油を使用すると火災の危険性があり、難燃性の油圧作動
油が使用されている。難燃性作動液は、合成系としてリ
ン酸エステル型作動液、脂肪酸エステル型作動液があ
り、含水系として水グリコール系作動液、Ｗ／Ｏエマル
ジョン型作動液、Ｏ／Ｗエマルジョン型作動液がある。
これら難燃性作動液の中でも、水グリコール系作動液
は、油圧作動液としての機能がバランス良く満たされて
いること、優れた難燃性を有していること、比較的安価
であることなどから、難燃性作動液の主流として着実に
その使用分野を拡大しつつある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の水グリコール系
作動液は、その主成分として、可溶化剤、流動点降下剤
であるグリコール類を３５〜４５重量％程度、増粘剤で
あるポリエーテル類などの非イオン性水溶性高分子化合
物を１０〜２０重量％程度配合しており、この２成分が
ＣＯＤ負荷の殆どを占めている。これら２つの成分は、
いずれも非イオン性水溶性物質であることから、一般的
な水処理方法である凝集処理では除去できないため、Ｃ
ＯＤを低下させるためには凝集処理以外の水処理方法を
組み合わせる必要があった。

【０００４】これまでの知見から、グリコール類を除去
できる水処理方法としては、生物処理、酸化処理などが
有効で、ポリエーテル類を除去できる水処理方法として
は、吸着処理、膜ろ過処理などが有効であることが明ら
かとなっており、これらの処理方法の組み合わせで、水
グリコール系作動液排水のＣＯＤを低下させることは可
能であった。しかし、複数の処理方法の組合せは、処理
費用、処理設備費用、処理設備の占有面積など様々な不
利益を伴うため、実施されていないのが実情である。す
なわち、水グリコール系作動液の排水への混入に伴うＣ
ＯＤ増加の問題に対しては、既に用いられている一般的
な処理方法により水処理が可能な作動液組成への変更が
必要であった。

【０００５】以上より、グリコール成分を含まない水溶
性作動液も考慮されるが、水グリコール系作動液からグ
リコールを除去した場合、作動液として重要な機能であ
る、適正粘度の維持、油圧機器との適合性（主に潤滑
性）の維持が困難である。本発明の課題は、水処理に関
する問題を解決するために、グリコールを実質的に含ま
ない組成物で、作動液として必要な機能を従来の水グリ
コール系作動液と同等に保つことの可能な水溶性作動液
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は下記（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の全ての条件を満たす水溶性作動
液に係る。（ａ）１分子中に２個以上の活性水素基を有する化合物
を出発物質とし、１活性水素基あたり平均分子量が１０
００〜５０００となるようにアルキレンオキシドを付加
重合させた、全ての末端が水酸基であるポリエーテル
で、かつ０℃〜５０℃の範囲で任意に水と相溶するポリ
エーテル２０〜６０重量％、（ｂ）水４０重量％以上、
（ｃ）（ａ）のポリエーテルと（ｂ）の水との合計が９
０重量％以上、（ｄ）エチレングリコール、プロピレン
グリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリ
コール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキシレ
ングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソ
ルビトールなどの水溶性多価アルコール類、およびこれ
らの誘導体で分子量が２０００未満の水溶性化合物を実
質的に含有しない。

【０００７】本発明は、作動液を構成する成分と水処理
性および作動液としての要求機能発現機構との関係を鋭
意研究した結果、グリコールに代表される非イオン性水
溶性低分子化合物を含まず、特定の平均分子量ならびに
官能基数を有する水溶性ポリエーテルと水とを基材成分
とすることで、作動液として十分な機能を有する水溶性
作動液を完成させるに至った。また本発明では基材成分
であるポリエーテルの親水−疎水バランスを適正化する
ことで、グリコールを含まない系においても従来の水グ
リコール系作動液と同等の潤滑性を維持可能とした。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の（ａ）における出発物質
である１分子中に２個以上の活性水素を有する化合物と
しては、例えばエチレングリコール、プロピレングリコ
ール、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトー
ルなどの多価アルコール類、エチレンジアミン、ヘキサ
メチレンジアミンなどの多価アミン類、マレイン酸、フ
タル酸、コハク酸などの多価カルボン酸類、その他ポリ
アミド類などが挙げられる。またアルキレンオキシドと
しては、例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシ
ド、ブチレンオキシド等を挙げることができる。

【０００９】本発明のポリエーテルは上記の出発物質の
活性水素基にアルキレンオキシドを常法に従い付加重合
させることによって容易に得ることができる。

【００１０】上記ポリエーテルの１活性水素基あたりの
平均分子量は１０００〜５０００の範囲が好適である。
上記分子量が５０００を越えると、強い親水性を有する
末端水酸基の影響が相対的に小さくなるため、親水−疎
水バランスにおいて疎水性が強くなり過ぎてしまう。ま
た、その値が１０００を下回ると、増粘作用が小さくな
り、水分４０％以上の系では適正粘度を維持できなくな
る。好ましくは２０００〜５０００の範囲が望ましい。
また、このポリエーテルは、作動液の使用に際し分離や
固体成分の析出が嫌われることから、使用温度範囲であ
る０℃〜５０℃で、任意に水と相溶することが必要であ
る。

【００１１】本発明において、上記ポリエーテルは、作
動液に必要な粘性を付与するため、また、潤滑添加剤の
効果を発現させるために、２０〜６０重量％含有するこ
とが必要である。２０重量％を下回る含有量であれば、
作動液に必要な粘度を付与することが困難となり、また
６０重量％を上回る含有量であれば、その他成分である
水の含有量が４０重量％を下回ることになり、難燃性を
低下させてしまう。

【００１２】本発明において水は４０重量％以上、好ま
しくは４０〜７５重量％である。これは難燃性作動液と
して十分な難燃性を付与するためのもので、水が４０重
量％を下回ると、難燃性が低下する。また、さらに優れ
た難燃性の確保やコスト的なメリットから、好ましくは
５０重量％以上、さらに好ましくは６０重量％以上が望
ましい。

【００１３】本発明において（ａ）のポリエーテルと
（ｂ）の水との合計が９０重量％以上の条件は、添加剤
成分の全体に対する含有量を１０重量％未満に制限する
ためである。水溶性作動液の添加剤としては、潤滑添加
剤、防錆剤、腐食抑制剤、消泡剤などが使用されている
が、これらの中には、一般的な水処理方法では、ＣＯＤ
負荷を減少させることが困難な成分が使用されることが
ある。すなわち、実際の排水規制を考えた場合、ＣＯＤ
負荷を与えない水と活性炭吸着処理などで除去可能なポ
リエーテルとで、９０重量％以上とすることが必要で、
特に９０〜９８重量％が好ましい。

【００１４】（ｄ）の条件は、本発明の作動液の水処理
性を確保するための条件で、グリコール類およびグリコ
ール誘導体は、一般的な水処理方では低減が困難なＣＯ
Ｄ負荷を与えてしまうため、これら成分を実質的に含ま
ないことが必要である。ここで実質的に含まないとは、
本発明の目的を阻害しない少量の範囲の意であるが、全
く含まない場合が最も好ましい。

【００１５】なお本発明の目的を阻害しない範囲で任意
の添加剤を用いることが可能である。例えば極圧剤、腐
食防止剤、潤滑添加剤、防錆剤、ｐＨ調整剤、金属イオ
ン封鎖剤、消泡剤、着色剤などが挙げられる。極圧剤と
しては、硫黄化合物、リン化合物など、腐食防止剤とし
てはベンゾトリアゾール、メルカプトベンゾチアゾール
など、潤滑添加剤としては、特に限定しないが炭素数６
以上、好ましくは８〜３６のモノカルボン酸、ジカルボ
ン酸などがある。具体的には、カプリル酸、カプリン
酸、ラウリン酸、オレイン酸、ミリスチン酸、パルミチ
ン酸、ステアリン酸、その他芳香族脂肪酸、ダイマー酸
等が好ましい。

【００１６】防錆を目的としたｐＨ調整剤として用いら
れる塩基性化合物としては、具体的には、ＫＯＨ、Ｎa
ＯＨなどの無機アルカリ、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、メチルジエタ
ノールアミン、エ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、トリイソ
プロパノールアミンなどのアルカノールアミン類、モノ
メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、シ
クロヘキシルアミンなどの鎖状もしくは環状アルキルア
ミン類、エチレンジアミン、ジエチレントリアミンなど
のポリアミン類、モルホリン類などが挙げられる。金属
イオン封鎖剤としては、エチレンジアミン四酢酸塩など
のアミノカルボン酸など、消泡剤としては、シリコン化
合物、ポリエーテル型、特殊非イオン型などの乳化物な
ど、着色剤としては、有機系の染料などが具体例として
挙げられる。

【００１７】本発明の水溶性作動液は上記の各成分を均
一に溶解させることによって得られる。なお、溶解させ
る手順などについては、この作動液が乳化系などの非可
逆系ではなく、可逆系である溶液であるため、特に限定
されるものではない。

【００１８】

【実施例】以下に表１に示す配合の実施例および比較例
に従って、本発明品と従来品との相違を具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。な
お、表１で記載されているポリマーについては、下記に
記す構造のものである。ポリマー１：３官能のポリオールにエチレンオキシドと
プロピレンオキシドをランダムに付加させて得た、官能
基あたり分子量約２,０００のポリアルキレングリコー
ルポリマー２：３官能のポリオールにエチレンオキシドと
プロピレンオキシドをランダムに付加させて得た、官能
基あたり分子量約３,０００のポリアルキレングリコー
ルポリマー３：３官能のポリオールにエチレンオキシドと
プロピレンオキシドをランダムに付加させて得た、官能
基あたり分子量約４,５００のポリアルキレングリコー
ルポリマー４：３官能のポリオールにエチレンオキシドと
プロピレンオキシドをランダムに付加させて得た、官能
基あたり分子量約５,２００のポリアルキレングリコー
ルポリマー５：３官能のポリオールにエチレンオキシドと
プロピレンオキシドをランダムに付加させて得た、官能
基あたり分子量約８,３００のポリアルキレングリコー
ルなおいずれのポリエーテルも、０℃〜５０℃の範囲で任
意に水と相溶する。

【００１９】

【表１】

【００２０】また、各試験評価法および評価条件に関し
ては、次に示すとおりである。結果を表２に示す。（１）ポンプ耐摩耗性試験油圧回路：ＡＳＴＭＤ−２８８２に準拠使用ポンプ：Ｆ１１−ＳＱＰ２−１２ベーンポンプ（ト
キメック製）液温：４０〜５０℃ 吐出圧：１７.５ＭＰa 電動機回転数：１２００rpm 評価方法：所定時間運転後、摺動部品であるカムリング
の摩耗量を測定した。

【００２１】（２）活性炭吸着処理試験処理原水：試料液をイオン交換水で１００倍に希釈した
もの活性炭：粉末活性炭（太平化学産業製、梅蜂Ｆ炭）処理方法：処理原水に活性炭を１００００ppm投入後、
室温にて１時間攪拌後濾過評価：処理前後のＣＯＤCrを測定し、処理後のＣＯＤ低
下率を算出した。

【００２２】

【表２】

【００２３】表より実施例においては、ポンプ耐摩耗性
試験においていずれも摩耗量が１００mg以下と小さく、
また時間と共に摩耗が止まる傾向を示す。また活性炭吸
着処理においていずれもＣＯＤ低下率が９０％を上回
り、水処理性についても優れている。

【００２４】

【発明の効果】本発明品の水溶性作動液は従来の水グリ
コール系難燃性作動液と比較して水処理性および難燃性
に優れ、かつ従来の水グリコール系難燃性作動液と同等
の潤滑性を有する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小南章彦兵庫県西宮市芦原町10−33 株式会社松村石油研究所内Ｆターム(参考） 4H104 AA01Z BB42A CB14A EA17Z PA05 QA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の全
ての条件を満たす水溶性作動液。（ａ）１分子中に２個以上の活性水素基を有する化合物
を出発物質とし、１活性水素基あたり平均分子量が１０
００〜５０００となるようにアルキレンオキシドを付加
重合させた、全ての末端が水酸基であるポリエーテル
で、かつ０℃〜５０℃の範囲で任意に水と相溶するポリ
エーテル２０〜６０重量％、（ｂ）水４０重量％以上、
（ｃ）（ａ）のポリエーテルと（ｂ）の水との合計が９
０重量％以上、（ｄ）エチレングリコール、プロピレン
グリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリ
コール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキシレ
ングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソ
ルビトールなどの水溶性多価アルコール類、およびこれ
らの誘導体で分子量が２０００未満の水溶性化合物を実
質的に含有しない。