CN101522875A - 水溶性金属加工剂、冷却剂及其调制方法、防止水溶性金属加工剂的微生物劣化的方法以及金属加工 - Google Patents
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Abstract
本发明提供耐微生物劣化性优异、可以充分地抑制腐败的水溶性金属加工剂、冷却剂及其制备方法以及金属加工。本发明的水溶性金属加工剂及冷却剂含有N，N，N′，N′－四烷基二胺化合物。本发明的金属加工是使用本发明的水溶性金属加工剂或冷却剂对金属被加工物进行加工的方法。
Description
技术领域
本发明涉及水溶性金属加工剂、冷却剂及其调制方法、防止水溶性金属加工剂的微生物劣化的方法以及金属加工。
背景技术
通常，水溶性切削油剂及研削油剂等的水溶性金属加工剂可通过根据目的适当混合矿物油、油脂、脂肪酸、脂肪酸酯、极压添加剂、表面活性剂、消泡剂、金属防腐蚀剂、抗氧化剂及防腐蚀·防霉剂等各成分而制造。水溶性金属加工剂通常可利用水等稀释剂稀释至10～100倍后使用。该稀释了的水溶性金属加工剂被称为“冷却剂”。
对于冷却剂而言，要求加工面精度的提高及工具寿命的延长等与切削性及研削性有关的性能(以下称为“一次性能”。)和操作性以外的性能(以下称为“二次性能”。)优异。作为上述二次性能，可列举例如防锈性好、难以劣化、容易管理、对人体无害、起泡少及恶臭少。
通常，水溶性金属加工剂及冷却剂含有很多适于作为细菌、酵母菌及丝状真菌等微生物的营养源的成分。使用水溶性金属加工剂及冷却剂时，有时微生物从稀释水、被加工物及空气等混入水溶性金属加工剂及冷却剂中繁殖。由于微生物的混入及繁殖，因此存在水溶性金属加工剂及冷却剂腐败的问题。如果冷却剂腐败，则不仅引起操作环境恶化，而且引起循环系统的管堵塞及加工效率降低等。为了防止由这种腐败引起的性能降低，适当进行水溶性金属加工剂及冷却剂的补充及交换。但是，如果水溶性金属加工剂及冷却剂的补充及交换的频率升高，则在油剂管理或成本方面是不利的。因此，防止水溶性金属加工剂及冷却剂的由微生物引起的劣化是非常重要的。
目前，为了防止水溶性金属加工剂及冷却剂的腐败，使用各种杀菌剂或防腐剂。例如，公知有在水溶性金属加工剂中添加甲醛放出型化合物及酚类化合物等防腐剂及杀菌剂。
另外，为了解决上述问题，目前开发了使用了各种胺化合物的水溶性金属加工剂。例如，在专利文献1中公开有以特定的比例组合二环己胺和/或环己胺和间二甲苯二胺和/或1，3-双(氨基甲基)环己烷而成的水溶性金属加工剂。在专利文献2中公开有含有具有碳数2～12的亚烷基的亚烷基二胺的水溶性金属加工剂。在专利文献3中公开有含有N取代二烷基二胺的水溶性金属加工剂。在专利文献4中公开有含有间或邻二甲苯二胺的环氧乙烷或环氧丙烷加成物、1，3-双氨基甲基环己胺的环氧乙烷或环氧丙烷加成物、及1，4-双氨基甲基环己胺的环氧乙烷或环氧丙烷加成物的水溶性金属加工剂。
由于水溶性金属加工剂通常用水稀释后使用，因此，要求对机械、加工物的防锈性优异。已知，特别是如上所述，如果水溶性金属加工剂及冷却剂的由微生物引起的劣化进行，防锈性急剧降低。为了解决所述问题，目前使用含有防锈剂的水溶性金属加工剂。例如，在专利文献5中公开有含有羧酸等的酸性防锈剂及N，N，N′，N′-四烷基1，8-萘二胺等的酸清除剂的防锈性润滑油。
专利文献1：特开平5-279688号公报
专利文献2：特开平2-228394号公报
专利文献3：特开昭60-49094号公报
专利文献4：特开平9-316482号公报
专利文献5：特表2003-522216号公报
发明内容
发明要解决的课题
通常防腐剂存在如下问题：在短期内分解或惰性化，效果显著降低。另外，如果大量添加防腐剂及杀菌剂，则皮肤刺激性等对人体的刺激性变强。使用对人体的刺激性强的冷却剂，可能对人体(处理水溶性金属加工剂的操作员等)的健康产生恶劣影响。
防腐剂及杀菌剂存在不一定对所有的微生物有效地起作用。例如，上述专利文献1记载的水溶性金属加工剂对细菌有一定程度的效果，可以以一定的程度抑制水溶性金属加工剂的腐败。但是，上述专利文献1记载的水溶性金属加工剂存在如下问题：对酵母菌的抗菌性弱，对于由酵母菌为原因而生成的水溶性金属加工剂的劣化不能得到满足的结果。予以说明的是，上述专利文献1记载的水溶性金属加工剂存在如下碱度强、对人体的刺激性也强的问题。
而且，烷醇胺及二环己胺等的胺化合物被长年用于水溶性金属加工剂中。因此，微生物中产生了对于这些胺化合物的耐性。其结果，由这些胺化合物产生的抑制腐败的效果相对降低。
本发明是鉴于上述情况而完成的发明。本发明的目的在于，提供水溶性金属加工剂、冷却剂及其调制方法，所述水溶性金属加工剂可用于切削加工、研削加工及塑性加工等的金属加工，耐微生物劣化性优异，可以充分地抑制腐败。本发明的目的还在于，提供一种耐微生物劣化性优异、可以充分地抑制腐败的防止水溶性金属加工剂的微生物劣化的方法。而且，本发明的目的在于，提供一种使用了耐微生物劣化性优异、可以充分地抑制腐败的水溶性金属加工剂或冷却剂的切削加工、研削加工及塑性加工等的金属加工。
用于解决课题的手段
本发明人等对于由微生物的繁殖引起的水溶性金属加工剂的耐腐败劣化进行了潜心研究。其结果发现，N，N，N′，N′-四烷基亚烷基二胺等的四烷基二胺化合物不仅对细菌、而且对酵母菌及丝状真菌也显示非常良好的抗菌性，可以长期显著提高水溶性金属加工剂的耐微生物劣化性，从而完成了本发明。
本发明如下所示。
[1]一种水溶性金属加工剂，其特征在于，含有N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物。
[2]如上述[1]所述的水溶性金属加工剂，其中，将水溶性金属加工剂总量设定为100质量％时，上述N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物的含量为0.5～30质量％。
[3]如上述[1]所述的水溶性金属加工剂，其中，上述N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物为下述通式(1)表示的化合物。
[化1]
(在上述通式(1)中，R1、R2、R3及R4表示碳数1～12的烷基。R1、R2、R3及R4可以为相同的基团，也可以为不同的基团。在上述通式(1)中，R5为2价的有机基团。)
[4]如上述[1]所述的水溶性金属加工剂，其中，上述N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物为下述通式(2)表示的化合物。
[化2]
(在上述通式(2)中，R1、R2、R3及R4表示碳数1～12的烷基。R1、R2、R3及R4可以为相同的基团，也可以为不同的基团。在上述通式(2)中，n为3～15的整数。)
[5]如上述[1]所述的水溶性金属加工剂，其还含有阴离子类表面活性剂及非离子类表面活性剂中的至少一种。
[6]一种冷却剂，其特征在于，含有N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物，将冷却剂总量设定为100质量％时，上述N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物的含量为0.01质量％以上。
[7]如上述[6]所述的冷却剂，其是通过稀释剂稀释含有N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物的水溶性金属加工剂而得到的。
[8]一种冷却剂的调制方法，其特征在于，通过稀释剂稀释含有N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物的水溶性金属加工剂，将冷却剂总量设定为100质量％时，将N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物的含量设定为0.01质量％以上。
[9]一种防止水溶性金属加工剂的微生物劣化的方法，其特征在于，对水溶性金属加工剂添加N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物。
[10]一种金属加工，其特征在于，使用含有N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物的水溶性金属加工剂或冷却剂对金属被加工物进行加工，所述冷却剂含有N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物，将冷却剂总量设定为100质量％时，上述N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物的含量为0.01质量％以上。
本发明的水溶性金属加工剂及冷却剂通过具有上述构成，可以成为耐微生物劣化性优异、可以充分地抑制腐败的水溶性金属加工剂及冷却剂。本发明的冷却剂的调制方法通过具有上述构成，可以容易地得到实现上述作用效果的本发明的冷却剂。本发明的防止水溶性金属加工剂的微生物劣化的方法通过具有上述构成，可以长期地充分地抑制水溶性金属加工剂的腐败。本发明的金属加工通过具有上述构成，可以容易地进行油剂管理，一边抑制操作环境的恶化及对人体健康的恶劣影响，一边进行金属加工。
具体实施方式
(1)水溶性金属加工剂
本发明的水溶性金属加工剂的特征在于，含有N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物(以下简称为“四烷基二胺化合物”。)。
上述四烷基二胺化合物为二胺化合物中所含的2个氨基的氢原子全部被烷基(N取代烷基)取代了的化合物。上述四烷基二胺化合物只要具有该结构，其具体的结构就没有特别限定。作为上述四烷基二胺化合物，也可以使用除了N，N，N′，N′-四烷基1，8-萘二胺的四烷基二胺化合物。
上述烷基的种类没有特别限定。上述烷基的碳数通常为1～12，优选为1～10，进一步优选为1～8，更优选为1～6，特别优选为1～4。上述烷基的碳数为上述范围时，显示更优异的耐微生物劣化性，因此优选。另外，上述烷基可以是直链状的烷基，也可以是具有侧链的烷基，还可以是具有环状结构的烷基。而且，上述烷基也可以在碳链中含有其它原子(例如氧原子、氮原子、硫原子及氯原子等卤原子等)。另外，上述烷基也可以在碳链中含有其它官能团(例如羟基、巯基、醚基、羰基及羧基等)。
作为上述烷基，具体地可列举例如：甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、辛基、壬基癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、环戊基、环己基、环庚基及2-甲基环己基等。予以说明的是，上述四烷基二胺化合物中所含的4个N取代烷基可以是全部相同的烷基，也可以是一部分或全部不同的种类的烷基。
作为上述四烷基二胺化合物，具体地可列举例如上述通式(1)表示的化合物(以下简称为“化合物(1)”。)。上述四烷基二胺化合物为上述化合物(1)时，耐微生物劣化性优异，可以充分地抑制腐败，因此优选。
在上述通式(1)中，上述R1、R2、R3及R4为碳数1～12的烷基。上述R1、R2、R3及R4的碳数优选为1～10，更优选为1～8，进一步优选为1～6，特别优选为1～4。上述碳数在上述范围时，显示出更优异的耐微生物劣化性，因此优选。而且，上述烷基可以是直链状的烷基，也可以是具有侧链的烷基，还可以是具有环状结构的烷基。而且，上述烷基也可以在碳链中含有其它原子(例如氧原子、氮原子、硫原子及氯原子等卤原子等)。另外，上述烷基也可以在碳链中含有其它官能团(例如羟基、巯基、醚基、羰基及羧基等)。
作为上述R1、R2、R3及R4，具体地可列举例如：甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、辛基、壬基癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、环戊基、环己基、环庚基及2-甲基环己基等。予以说明的是，上述R1、R2、R3及R4可以是全部相同的烷基，也可以是一部分或全部不同的种类的烷基。
在上述通式(1)中，上述R5只要是2价的有机基团即可，对其结构及碳数等没有特别限定。上述R5通常如上述通式(2)那样为链状的亚烷基。此外，上述R5也可以是脂环结构，也可以是芳香环。而且，上述链状的亚烷基及上述脂环结构也可以在结构中具有不饱和键。另外，上述链状的亚烷基也可以是直链的亚烷基，也可以是具有侧链的亚烷基。
作为上述通式(1)表示的化合物，具体地可列举上述通式(2)表示的化合物(以下简称为“化合物(2)”。)。上述四烷基二胺化合物为上述化合物(2)时，耐微生物劣化性优异，可以充分地抑制腐败，因此优选。此外，作为上述通式(1)表示的化合物，可列举例如下述通式(3)及(4)表示的化合物。
[化3]
上述通式(2)的上述R1、R2、R3及R4的内容可适用上述通式(1)的上述R1、R2、R3及R4的说明。另外，在上述通式(2)中，上述n为3～15、优选为4～13、进一步优选为5～12的整数。上述n在上述范围时，耐微生物劣化性优异，可以充分地抑制腐败，因此优选。
将本发明的水溶性金属加工剂总体设定为100质量％时，上述四烷基二胺化合物的含量通常为0.5～30质量％，优选为1～25质量％，更优选为1～20质量％，进一步优选为1～15质量％，特别优选为2～15质量％。上述四烷基二胺化合物的含量在上述范围内时，本发明的水溶性金属加工剂实现优异的耐微生物劣化性及耐腐败性，因此优选。
本发明的水溶性金属加工剂含有上述四烷基二胺化合物作为必须成分。此外，通常，为了维持作为水溶性金属加工剂的基本性能，在不阻碍本发明的目的的范围内，本发明的水溶性金属加工剂可以根据需要适当含有各种任意成分。作为上述任意成分，可列举现有的水溶性金属加工剂中所使用的成分。作为上述任意成分，具体地可列举例如：表面活性剂、基油、极压添加剂、醇、胺化合物(其中，上述四烷基二胺化合物除外。)、消泡剂、金属防腐蚀剂及防腐剂等。上述任意成分可以单独使用1种，也可以并用2种以上。
作为上述表面活性剂，可列举阳离子类表面活性剂、阴离子类表面活性剂及非离子类表面活性剂。在本发明中，上述表面活性剂可以单独使用1种，也可以并用2种以上。优选在本发明的水溶性金属加工剂中使用阴离子类表面活性剂及非离子类表面活性剂中的1种或2种以上。在本发明的水溶性金属加工剂中进一步含有阴离子类表面活性剂及非离子类表面活性剂中的至少1种时，可以进一步做成耐微生物劣化性优异、可以充分地抑制腐败的水溶性金属加工剂。
作为上述阴离子类表面活性剂，可使用例如脂肪酸和胺化合物的盐或金属盐及石油磺酸酯等。作为上述脂肪酸，可使用通常用于水类的金属加工剂的碳数6～36的脂肪酸。上述脂肪酸可以是单羧酸，也可以是二羧酸。作为上述脂肪酸，可列举例如己酸、辛酸、壬酸、月桂酸、椰子油脂肪酸、油酸、芥酸、蓖麻酸、菜籽油脂肪酸、蓖麻酸缩合物、C21脂肪族二羧酸、己二酸、癸二酸、十二烷酸及十二烷二酸。其中，优选使用椰子油脂肪酸、菜籽油脂肪酸、油酸、蓖麻酸、芥酸、蓖麻酸缩合物、C21脂肪族二羧酸、己二酸、十二烷酸及十二烷二酸。
作为上述金属盐，可列举例如钠盐及钾盐等的碱金属盐等。因此，作为上述脂肪酸的金属盐，具体地可列举例如上述例示的各脂肪酸的钠盐及钾盐等的碱金属盐等。
作为上述非离子类表面活性剂，具体地可列举例如：聚氧亚乙基烷基醚及聚氧亚乙基聚氧亚丙基烷基醚等的聚氧亚烷基烷基醚；聚乙二醇聚丙二醇嵌段聚合物以及椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、油酸二乙醇酰胺等。
在本发明的水溶性金属加工剂中，上述表面活性剂的含量可以根据需要设定为各种范围。将本发明的水溶性金属加工剂总量设定为100质量％时，上述表面活性剂的含量通常为1～40质量％，优选为3～35质量％，更优选为5～35质量％，进一步优选为8～30质量％，特别优选为10～30质量％。上述表面活性剂的含量在上述范围时，本发明的水溶性金属加工剂实现优异的耐微生物劣化性，因此优选。
在本发明的水溶性金属加工剂中并用阴离子类表面活性剂及非离子类表面活性剂时，两者的比例可以根据需要设定为各种范围。将上述阴离子类表面活性剂及上述非离子类表面活性剂的含量的总计设定为100质量％时，上述阴离子类表面活性剂的含量通常为30～95质量％，优选为40～95质量％，更优选为50～90质量％，进一步优选为60～90质量％，特别优选为70～90质量％。上述阴离子类表面活性剂的含量在上述范围内时，本发明的水溶性金属加工剂实现优异的耐微生物劣化性，因此优选。
在本发明的水溶性金属加工剂中，上述表面活性剂和上述四烷基二胺化合物的比例可以根据需要设定为各种范围。将上述表面活性剂及上述四烷基二胺化合物的含量的总计设定为100质量％时，上述四烷基二胺化合物的含量通常为1～40质量％，优选为1～30质量％，更优选为1～25质量％，进一步优选为2～20质量％，特别优选为3～20质量％。上述四烷基二胺化合物的含量在上述范围内时，本发明的水溶性金属加工剂实现优异的耐微生物劣化性，因此优选。
上述胺化合物可以是脂肪族胺、脂环式胺及芳香族胺中的任一种。另外，上述胺化合物也可以是烷醇胺等具有其它官能团的胺化合物。而且，上述胺化合物中所含的氨基也可以是伯氨基、仲氨基及叔氨基中的任一种。另外，对上述胺化合物中所含的氨基的数也没有特别限定，也可以是单胺化合物、二胺化合物、三胺化合物、四胺化合物中的任一种。在本发明中，作为上述胺化合物，可以优选使用碳数2～36、优选为2～20、更优选为2～15的胺化合物。予以说明的是，上述胺化合物可以单独使用1种，也可以并用2种以上。
作为上述烷醇胺，可列举例如单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、单异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、N，N-二乙基乙醇胺、正丁基乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、2-氨基-1-丁醇及N-氨基乙基乙醇胺。其中，优选使用二乙醇胺、三乙醇胺及单异丙醇胺。另外，作为上述脂肪族胺，可列举例如辛胺、癸胺、月桂胺、油胺、及六亚甲基二胺等。而且，作为上述脂环式胺，可列举例如环己胺及二环己胺等。另外，作为上述芳香族胺，可列举例如苄基胺及二苄基胺等。
在本发明的水溶性金属加工剂中，将本发明的水溶性金属加工剂总量设定为100质量％时，上述胺化合物的含量优选为30质量％以下，更优选为0.01～30质量％，进一步优选为0.1～25质量％，特别优选为1～20质量％。上述胺化合物的含量为上述范围时，实现优异的耐微生物劣化性，同时实现优异的防锈性，因此优选。
在本发明的水溶性金属加工剂中，上述胺化合物和上述四烷基二胺化合物的比例可以根据需要设定为各种范围。将上述胺化合物及上述四烷基二胺化合物的含量的总计设定为100质量％时，上述胺化合物的含量通常为1～95质量％，优选为10～95质量％，更优选为30～90质量％，进一步优选为50～85质量％，特别优选为60～80质量％。上述胺化合物的含量在上述范围时，本发明的水溶性金属加工剂实现优异的耐微生物劣化性，因此优选。
另外，本发明的水溶性金属加工剂可以设定为不含有伯二胺化合物等伯胺化合物的构成或含有不增强皮肤刺激性等的对人体的刺激性的程度的量(例如，将本发明的水溶性金属加工剂总量设定为100质量％时，为超过0质量％、1.0质量％以下，优选为0.5质量％以下，更优选为0.3质量％以下、进一步优选为0.1质量％以下)的伯胺化合物的构成。本发明的水溶性金属加工剂即使不含有所述伯胺化合物，也可以实现优异的耐微生物劣化性，而且可以削弱水溶性金属加工剂及冷却剂对人体的刺激性，因此优选。
作为上述醇，优选使用碳数12～18的醇。对上述醇的具体结构没有特别限定。上述醇可以是伯醇、仲醇及叔醇中的任一种。另外，也可以是直链醇，也可以是具有侧链的醇。而且，对上述醇的羟基数也没有特别限定。上述醇可以是单醇、二醇及三醇中的任一种。作为上述醇，可列举例如正十三醇、异十三醇、正十五醇及异十五醇等。上述醇可以单独使用1种，也可以并用2种以上。
作为上述基油，具体地可列举例如矿物油、合成酯及动植物油脂等。本发明的水溶性金属加工剂通过含有上述基油，可以进一步提高润滑性。在本发明的水溶性金属加工剂中，上述基油可以单独使用1种，也可以并用2种以上。
上述矿物油表示将石油蒸馏精制而得到的成分。上述矿物油可以使用经过了氢化、改性等工序了的矿物油。作为上述矿物油，具体地可列举例如锭子油及机油等。对于上述矿物油的物性没有特别限定。例如，上述矿物油的动力粘度(40℃)通常可以设定为0.1mm2/s以上，优选为0.5～150mm2/s，更优选为1～60mm2/s，进一步优选为5～60mm2/s。另外，上述矿物油的苯胺点通常可以设定为35～120℃，优选为40℃～100℃，更优选为45～100℃，进一步优选为50～90℃。予以说明的是，上述矿物油可以单独使用1种，也可以并用2种以上。
上述合成酯通常可使用碳数10～30、优选12～28、更优选15～25的羧酸和碳数1～30、优选1～25、进一步优选1～20的醇的酯。上述醇可以是伯醇、仲醇及叔醇中的任一种。另外，上述醇可以是单醇、二醇、三醇、四醇中的任一种。作为上述合成酯，具体地可列举例如：油酸甲酯、油酸-2-乙基己酯、新戊二醇二油酸酯、三羟甲基丙烷三油酸酯及季戊四醇四油酸酯等。其中，优选使用油酸-2-乙基己酯、新戊二醇二油酸酯及三羟甲基丙烷三油酸酯。予以说明的是，上述合成酯可以单独使用1种，也可以并用2种以上。
作为上述动植物油脂，可列举例如猪脂、牛脂及鱼油等的动物性油脂以及菜籽油、大豆油及棕榈油等植物性油脂。另外，作为上述动植物油脂，也可以使用上述动植物油脂的氢化物。予以说明的是，上述动植物油脂可以单独使用1种，也可以并用2种以上。
将本发明的水溶性金属加工剂总体设定为100质量％时，上述基油的含量通常为80质量％以下，优选为0.1～80质量％，较优选为1～75质量％，更优选为5～70质量％，进一步优选为10～60质量％，特别优选为20～60质量％。上述基油的含量在上述范围时，本发明的水溶性金属加工剂不仅实现优异的耐微生物劣化性，而且实现优异的润滑性，因此优选。
另外，在本发明的水溶性金属加工剂中，上述基油和上述四烷基二胺化合物的比例可以根据需要设定为各种范围。将上述基油及上述四烷基二胺化合物的含量的总计设定为100质量％时，上述基油的含量通常为50～99质量％，优选为60～98质量％，更优选为70～95质量％，进一步优选为80～95质量％。上述基油和上述四烷基二胺化合物的比例为上述范围时，本发明的水溶性金属加工剂不仅实现优异的耐微生物劣化性，而且实现优异的润滑性，因此优选。
通常在本发明的水溶性金属加工剂中配合水。对该水的配合量没有特别限定。在本发明的水溶性金属加工剂100质量％中，上述水的配合量通常为1～99质量％，优选为5～90质量％，更优选为5～80质量％，进一步优选为7～70质量％，特别优选为10～50质量％。
本发明的水溶性金属加工剂可以直接使用。另外，本发明的水溶性金属加工剂也可以根据需要在使用时进一步用水等的稀释剂进行稀释而使用。
(2)冷却剂及其调制方法
本发明的冷却剂的特征在于，含有上述四烷基二胺化合物，将冷却剂总量设定为100质量％时，上述四烷基二胺化合物的含量为0.01质量％以上。另外，本发明的冷却剂的调制方法的特征在于，通过稀释剂稀释本发明的水溶性金属加工剂，将冷却剂总量设定为100质量％时，将上述四烷基二胺化合物的含量设定为0.01质量％以上。
在本发明的冷却剂100质量％中，上述四烷基二胺化合物的含量通常为0.01质量％以上，优选为0.01～10质量％，更优选为0.01～7质量％，进一步优选为0.01～5质量％，特别优选为0.05～5质量％。上述四烷基二胺化合物的含量在上述范围时，不仅耐腐败性的提高效果优异，而且经济，因此优选。
得到本发明的冷却剂的方法没有特别限定。本发明的冷却剂通常可以通过用稀释剂稀释本发明的水溶性金属加工剂来得到。
对上述稀释剂的种类没有特别限定。作为上述稀释剂，通常使用水。另外，本发明的冷却剂通过稀释本发明的水溶性金属加工剂来得到本发明的冷却剂时，对其稀释倍率也没有特别限定。上述稀释倍率通常为1.5～100倍，优选为2～70倍，更优选为5～50倍，进一步优选为10～50倍。
(3)防止水溶性金属加工剂的微生物劣化的方法
本发明的防止水溶性金属加工剂的微生物劣化的方法的特征在于，对水溶性金属加工剂添加N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物。
上述水溶性金属加工剂的种类及组成没有特别限定。上述水溶性金属加工剂通常含有水。另外，作为上述水溶性金属加工剂中所含的成分，可列举例如上述水溶性金属加工剂中的任意成分，即，例如表面活性剂、基油、极压添加剂、醇、消泡剂、金属防腐蚀剂及防腐剂等。上述任意成分可以单独使用1种，也可以并用2种以上。予以说明的是，上述任意成分可适用在本发明的水溶性金属加工剂的项中详述的说明。另外，在本发明的防止水溶性金属加工剂的微生物劣化的方法中，上述“水溶性金属加工剂”是还包含用水的等稀释剂稀释水溶性金属加工剂后的“冷却剂”的概念。
上述N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物的内容可适用在本发明的水溶性金属加工剂的项中详述的说明。另外，对添加上述N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物的方法也没有特别限定。而且，上述N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物的添加量也可以根据需要设定为适当的添加量。上述N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物可以如下进行添加：在水溶性金属加工剂(含“冷却剂”的概念)100质量％中，上述四烷基二胺化合物的含量为0.01质量％以上，优选为0.01～10质量％，更优选为0.01～7质量％，进一步优选为0.01～5质量％，特别优选为0.05～5质量％。如果设定为这样的添加量，则不仅耐腐败性的提高效果优异，而且经济，因此优选。
(4)金属加工
本发明的金属加工的特征在于，使用本发明的水溶性金属加工剂或本发明的冷却剂对金属被加工物进行加工。
上述金属加工只要是对金属进行加工的方法，其具体内容就没有特别限定。作为上述金属加工，可列举例如切削加工、研削加工及塑性加工等。另外，在上述金属加工中，供给上述水溶性金属加工剂及上述冷却剂的方法没有特别限定。可列举例如使用循环泵从喷嘴给油的方法、手动给油(刷涂及注油器等)及喷雾给油等。
对上述金属被加工物的具体内容没有特别限定。例如，上述金属被加工物的材质通常为铁、碳钢及不锈钢等的钢及铁合金，此外，也可以是因钢(インコネル)、钛、钛合金、铝、铝合金、镁、镁合金、铜及铜合金等的非铁金属及其合金。另外，对上述金属被加工物的形状也没有特别限定，可列举例如棒状及块的形状等。
实施例
下面，通过实施例对本发明进行具体说明。
(1)水溶性金属加工剂的调制
将表1所示的各成分以表1所示的比例进行配合，由此调制实验例1～8的各水溶性金属加工剂。表示表1的组成的单位为质量％。予以说明的是，表1中记载的各成分的详细情况如下所述。
矿物油：锭子油(动力粘度：8mm2/s(40℃)、苯胺点：59℃)
合成酯：油酸-2-乙基己酯
醚羧酸：聚氧乙烯油基醚羧酸
非离子性表面活性剂：聚氧亚烷基烷基醚(C15及C16)的混合物
防腐剂：六氢-三(2-羟乙基)-S-三嗪
[表1]
(2)微生物劣化试验
用自来水稀释表1中所示的实验例1～8的各水溶性金属加工剂，调制冷却剂。将该冷却剂用作微生物劣化试验的试样。该冷却剂中的水溶性金属加工剂的浓度为3.3质量％。
将上述各试样2000g放入容量5L的水槽中。接着，在上述各试样中加入铸物切屑200g及润滑油(商品名“バクトラNo2SLC”モ—ビル石油(株)制)100g，用泵使其循环。其后，在上述各试样中添加腐败了的乳液(pH7.6、活菌数107个以上/ml、酵母菌数103个/ml、丝状真菌数102个/ml)作为菌种。在第一天添加60ml上述乳液，1天后添加20ml，2天后添加20ml，7天后添加20ml。其后，每1周添加各20ml。试验中，蒸发了的水分通过每天添加自来水来补充。
从试验开始每周采取上述各试样的一部分。然后，通过以下记载的方法测定采取的上述各试样的活菌数，同时测定pH及臭气的有无。其结果示于表2及表3。
(2-1)活菌数、酵母菌数及丝状真菌数的测定
活菌数使用普通琼脂培养基，利用平板计数法进行测定。另外，酵母菌及丝状真菌数使用马铃薯葡萄糖(potatodextrose)琼脂培养基，利用平板计数法进行测定。
(2-2)臭气的评价
臭气的评价基于下述三阶段的评价基准测定臭气的强度。
○：没有腐败臭、
△：稍有腐败臭、
×：有腐败臭
(2-3)防锈性的评价
防锈性的评价通过铸物切屑法进行。具体而言，将约15g的干切的铸物切屑(FC25、8～12目)采取到陪替氏培养皿(内径60mm)中。接着，在该陪替氏培养皿中添加上述各试样25ml，充分地振荡后，静置约4分钟。其后，通过倾斜法除去上述各试样，随时间观察在陪替氏培养皿上产生的锈。
◎：不产生锈、
○：产生几点锈、
△：产生十几点锈、
×：1/3面以上产生锈
[表2]
注)N：未测出
[表3]
注)N：未测出
*1：中止实验
(3)评价结果
由表2可以看出，在本申请发明中所含的实验例1～4中，即使经过4周，pH的降低也少，pH维持在9.0以上。另外，实验例1～4中即使经过4周，活菌数也不足103个/ml，未测出酵母菌数及丝状真菌数。而且，实验例1～4中即使经过4周，也不产生24小时锈。
另一方面，由表3可以看出，实验例5(使用N，N-二烷基二胺化合物)、实验例6(使用亚烷基二胺(N-无取代胺))、实验例7(使用仲单胺化合物)及实验例8(使用非胺类防腐剂)与实验例1～4相比，pH的降低大，经过3周时，pH降低到不足9.0。另外，实验例5及7经过3周时产生腐败臭，实验例6中经过4周时产生腐败臭，实验例8中经过1周时产生腐败臭。而且，实验例5～7中经过4周后产生锈，实验例8中经过1周时就已经产生锈。
另外，由表3可以看出，实验例5中经过3周时活菌数显著增加至104个/ml，酵母菌数经过1周时显著增至102个/ml。实验例6中经过3周时活菌数不足103个/ml，经过4周时增至104个/ml。另外，实验例6中经过3周时酵母菌数及丝状真菌数分别增至102个/ml及10个/ml。即使在实验例7中，经过3周时活菌数也增至104个/ml，酵母菌数经过1周时增至102个/ml。实验例8经过1周时活菌数增至104个/ml，酵母菌数增至102个/ml，丝状真菌数增至10个/ml。予以说明的是，实验例8中在经过2周时活菌数达到107个/ml以上，冷却剂腐败。因此，实验例8中在经过2周时中止实验。
由以上可知，本发明的水溶性金属加工剂及冷却剂不仅对细菌、而且对酵母菌及丝状真菌也具有优异的耐微生物劣化性。另外获知，本发明的水溶性金属加工剂及冷却剂可以长期发挥耐微生物劣化性，防止腐败。而且获知，本发明的水溶性金属加工剂及冷却剂不含皮肤刺激性强的伯二胺化合物，因此对人体的刺激性弱。
予以说明的是，本发明不限于上述具体实施例所示的内容。本发明的实施方式可以根据目的及用途等在本发明的范围内进行各种变更。
工业上的可利用性
本发明的水溶性金属加工剂及冷却剂与现有的水溶性金属加工剂及冷却剂相比，耐微生物劣化性优异，可以充分地抑制腐败。本发明可以适合地用于切削加工、研削加工及塑性加工等的金属加工。
Claims (10)
1、一种水溶性金属加工剂，其特征在于，含有N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物。
2、如权利要求1所述的水溶性金属加工剂，其中，将水溶性金属加工剂总量设定为100质量％时，上述N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物的含量为0.5～30质量％。
3、如权利要求1所述的水溶性金属加工剂，其中，上述N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物为下述通式(1)表示的化合物，
[化1]
在上述通式(1)中，R1、R2、R3及R4表示碳数1～12的烷基；R1、R2、R3及R4可以为相同的基团，也可以为不同的基团；在上述通式(1)中，R5为2价的有机基团。
4、如权利要求1所述的水溶性金属加工剂，其中，上述N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物为下述通式(2)表示的化合物，
[化2]
在上述通式(2)中，R1、R2、R3及R4表示碳数1～12的烷基；R1、R2、R3及R4可以为相同的基团，也可以为不同的基团；在上述通式(2)中，n为3～15的整数。
5、如权利要求1所述的水溶性金属加工剂，其还含有阴离子类表面活性剂及非离子类表面活性剂的至少一种。
6、一种冷却剂，其特征在于，含有N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物，将冷却剂总量设定为100质量％时，上述N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物的含量为0.01质量％以上。
7、如权利要求6所述的冷却剂，其是通过稀释剂对含有N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物的水溶性金属加工剂进行稀释而得到的。
8、一种冷却剂的调制方法，其特征在于，通过稀释剂对含有N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物的水溶性金属加工剂进行稀释，将冷却剂总量设定为100质量％时，将N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物的含量设定为0.01质量％以上。
9、一种防止水溶性金属加工剂的微生物劣化的方法，其特征在于，对水溶性金属加工剂添加N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物。
10、一种金属加工，其特征在于，使用含有N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物的水溶性金属加工剂或冷却剂对金属被加工物进行加工，所述冷却剂含有N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物，将冷却剂总量设定为100质量％时，上述N，N，N′，N′-四烷基二胺化合物的含量为0.01质量％以上。
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