JP2001055597A - 水性冷却潤滑剤のミスト発生防止用添加物としてのポリマーの用途 - Google Patents
水性冷却潤滑剤のミスト発生防止用添加物としてのポリマーの用途Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水性冷却潤滑剤のミスト発生防止のための、
改善された性質を持つ添加物の提供。 【解決手段】 式(1)および(2) 【化1】 [式中、R1 はHまたはC1 〜C4 アルキルであり、R
2 は分岐したまたは直鎖状のC1 〜C6 アルキレンであ
りそしてYはアルカリ金属である。]で表される化合物
から誘導される構造単位を持つコポリマーを使用する。
改善された性質を持つ添加物の提供。 【解決手段】 式(1)および(2) 【化1】 [式中、R1 はHまたはC1 〜C4 アルキルであり、R
2 は分岐したまたは直鎖状のC1 〜C6 アルキレンであ
りそしてYはアルカリ金属である。]で表される化合物
から誘導される構造単位を持つコポリマーを使用する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水性冷却潤滑剤のミス
トの発生を抑制するために、アクリルアミドおよびアク
リルアミドスルホン酸の各構造単位を含有するポリマー
を用いることに関する。
トの発生を抑制するために、アクリルアミドおよびアク
リルアミドスルホン酸の各構造単位を含有するポリマー
を用いることに関する。
【0002】
【従来の技術】金属加工の際に工具の摩耗を減らすため
に一般に冷却潤滑剤が使用される。例えば、金属の切削
または穿孔の際に生ずる工具または加工品の高速度は、
これらの潤滑剤を周囲に飛び散らせ、不所望なミストの
発生の原因になる。従来技術にこのミストの発生を低減
させる種々のアプローチが開示されてきた。
に一般に冷却潤滑剤が使用される。例えば、金属の切削
または穿孔の際に生ずる工具または加工品の高速度は、
これらの潤滑剤を周囲に飛び散らせ、不所望なミストの
発生の原因になる。従来技術にこのミストの発生を低減
させる種々のアプローチが開示されてきた。
【0003】ヨーロッパ特許出願公開(A)第811,
677号明細書はミスト発生防止用コポリマーを含む水
性金属加工液を開示している。このコポリマーはアクリ
ルアミドスルホン酸またはスルホン化スチレンから誘導
されされる構造単位を第一構成成分としそしてアクリル
アミドまたはアクリレート構造単位を第二構成成分とし
て構成されている。
677号明細書はミスト発生防止用コポリマーを含む水
性金属加工液を開示している。このコポリマーはアクリ
ルアミドスルホン酸またはスルホン化スチレンから誘導
されされる構造単位を第一構成成分としそしてアクリル
アミドまたはアクリレート構造単位を第二構成成分とし
て構成されている。
【0004】ヨーロッパ特許(B)第642,571号
明細書には、1,000,000単位より多い分子量を
有するポリマーをミスト発生防止用添加物として用いる
ことが開示されている。このポリマーはポリアルキレン
オキシド類、ポリアクリルアミド類、ポリメタクリルア
ミド類またはアクリルアミド−メタクリルアミド−不飽
和カルボン酸−コポリマーより成る群から選択される。
明細書には、1,000,000単位より多い分子量を
有するポリマーをミスト発生防止用添加物として用いる
ことが開示されている。このポリマーはポリアルキレン
オキシド類、ポリアクリルアミド類、ポリメタクリルア
ミド類またはアクリルアミド−メタクリルアミド−不飽
和カルボン酸−コポリマーより成る群から選択される。
【0005】英国特許出願公開(A)第2,252,1
03号明細書は水溶性アクリルアミド、アクリル酸およ
び水不溶性アクリルアミド類から誘導される構造単位で
構成されるポリマーを含むミスト発生防止用添加物を開
示している。
03号明細書は水溶性アクリルアミド、アクリル酸およ
び水不溶性アクリルアミド類から誘導される構造単位で
構成されるポリマーを含むミスト発生防止用添加物を開
示している。
【0006】金属加工の際のミストの発生を低減させる
添加物は、かゝる加工にたずさわる人の健康を保護する
理由から重要な助剤である。それ故にこの種の添加物は
研究開発の努力が熱心に尽くされるテーマである。
添加物は、かゝる加工にたずさわる人の健康を保護する
理由から重要な助剤である。それ故にこの種の添加物は
研究開発の努力が熱心に尽くされるテーマである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の対象は改善さ
れた性質を持つ添加物を提供することである。
れた性質を持つ添加物を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】驚くべきことに本発明者
は、アクリルアミドおよびアクリルアミドスルホン酸を
基礎とするポリマーが非常に有効なミスト発生防止剤で
あることを見出した。
は、アクリルアミドおよびアクリルアミドスルホン酸を
基礎とするポリマーが非常に有効なミスト発生防止剤で
あることを見出した。
【0009】本発明は、式(1)および(2)
【0010】
【化4】 [式中、R1 はHまたはC1 〜C4 アルキルであり、R
2 は分岐したまたは直鎖状のC1 〜C6 アルキレンであ
りそしてYはアルカリ金属である。]で表される化合物
から誘導される構造単位を0.01〜2重量%の量で含
有するコポリマーを水性冷却潤滑剤のミスト発生防止の
為に用いる方法に関する。
2 は分岐したまたは直鎖状のC1 〜C6 アルキレンであ
りそしてYはアルカリ金属である。]で表される化合物
から誘導される構造単位を0.01〜2重量%の量で含
有するコポリマーを水性冷却潤滑剤のミスト発生防止の
為に用いる方法に関する。
【0011】この様に規定されるコポリマーは以下では
ミスト発生防止用添加物とも称する。
ミスト発生防止用添加物とも称する。
【0012】“から誘導れる”とはこの場合には、上記
のオレフィン性不飽和化合物が反応の過程で少なくとも
1つのC−C二重結合を失うことを意味し、それ故にこ
のコポリマーは相応する構造単位を有している。
のオレフィン性不飽和化合物が反応の過程で少なくとも
1つのC−C二重結合を失うことを意味し、それ故にこ
のコポリマーは相応する構造単位を有している。
【0013】更に本発明はこれらのミスト発生防止用添
加物を含有する水性冷却潤滑剤にも関する。
加物を含有する水性冷却潤滑剤にも関する。
【0014】R1 は好ましくは水素原子である。特に有
利な実施態様においては、R2 は式(3)で表されるア
ルキレン残基である。
利な実施態様においては、R2 は式(3)で表されるア
ルキレン残基である。
【0015】
【化5】 式(2)の構造単位は好ましくはアクリルアミドプロペ
ニルスルホン酸(AMPS)を共重合することによって
製造される。
ニルスルホン酸(AMPS)を共重合することによって
製造される。
【0016】コポリマーの有利な分子量(数平均)は単
位数100,000〜2,000,000、特に25
0、000〜1,000,000である。
位数100,000〜2,000,000、特に25
0、000〜1,000,000である。
【0017】分子量のために使用される指標は相対粘度
および/またはk値である。k値を測定するためにコポ
リマーを規定の濃度(一般に0.5%)に溶解しそして
25℃での流出時間をウベローデ(Ubbelohde) 毛管粘度
計を使用して測定する。これから溶液の絶対粘度
(ηc )が得られる。溶剤の絶対粘度はηo である。こ
れらの二つの絶対粘度の比は相対粘度 を与え、この相対粘度と濃度関数からk値を、次の式を
使用して決めることができる: 一つの有利な実施態様においては式(1)および(2)
の構造単位のモル量を100重量%まで加える。
および/またはk値である。k値を測定するためにコポ
リマーを規定の濃度(一般に0.5%)に溶解しそして
25℃での流出時間をウベローデ(Ubbelohde) 毛管粘度
計を使用して測定する。これから溶液の絶対粘度
(ηc )が得られる。溶剤の絶対粘度はηo である。こ
れらの二つの絶対粘度の比は相対粘度 を与え、この相対粘度と濃度関数からk値を、次の式を
使用して決めることができる: 一つの有利な実施態様においては式(1)および(2)
の構造単位のモル量を100重量%まで加える。
【0018】別の有利な実施態様においては、コポリマ
ーは式(1)から誘導される構造単位を2〜50重量%
含有している。更にこのコポリマーは一般に50〜98
重量%の式(2)の構造単位を含有し、特に好ましくは
20〜35重量%の式(1)の構造単位および65〜8
0重量%の式(2)の構造単位を含有している。
ーは式(1)から誘導される構造単位を2〜50重量%
含有している。更にこのコポリマーは一般に50〜98
重量%の式(2)の構造単位を含有し、特に好ましくは
20〜35重量%の式(1)の構造単位および65〜8
0重量%の式(2)の構造単位を含有している。
【0019】しかしながら他の有利な実施態様において
はコポリマーは別のコモノマーを含有していてもよい。
この種類の他の有利な実施態様においてはコポリマーが
式(4)および/または(5)
はコポリマーは別のコモノマーを含有していてもよい。
この種類の他の有利な実施態様においてはコポリマーが
式(4)および/または(5)
【0020】
【化6】 で表される化合物から誘導される構造単位を含有してい
る。式(4)中、R3 およびR4 はHまたはC1 〜C4
アルキルである。更にR3 およびR4 はN−CO−基を
有する環員原子数5、6、7または8の環を形成ていて
もよい。環員原子数5、6または7の環が有利である。
R3 およびR4 はヘテロ原子を有していてもよいが、炭
素原子だけを含有しているのが有利である。一つの特に
有利な実施態様においては、式(4)は式(4a)
る。式(4)中、R3 およびR4 はHまたはC1 〜C4
アルキルである。更にR3 およびR4 はN−CO−基を
有する環員原子数5、6、7または8の環を形成ていて
もよい。環員原子数5、6または7の環が有利である。
R3 およびR4 はヘテロ原子を有していてもよいが、炭
素原子だけを含有しているのが有利である。一つの特に
有利な実施態様においては、式(4)は式(4a)
【0021】
【化7】 で表される構造単位である。別の有利な実施態様におい
ては、式(4)はN−ビニルカプロラクタムである。他
の有利な実施態様においては、構造単位が式(4b)
ては、式(4)はN−ビニルカプロラクタムである。他
の有利な実施態様においては、構造単位が式(4b)
【0022】
【化8】 で表される構造単位である。
【0023】式(5)中、R5 およびR6 は互いに無関
係に炭素原子数3〜5の末端不飽和アルケニル基であり
そしてR7 およびR8 は互いに無関係にC1 〜C4 アル
キルである。xはアニオンである。R5 およびR6 は好
ましくは両方ともアリル残基である。コポリマー中の式
(4)および(5)の構造単位の割合は互いに無関係に
20重量%まで、好ましくは互いに無関係に10〜20
重量%である。
係に炭素原子数3〜5の末端不飽和アルケニル基であり
そしてR7 およびR8 は互いに無関係にC1 〜C4 アル
キルである。xはアニオンである。R5 およびR6 は好
ましくは両方ともアリル残基である。コポリマー中の式
(4)および(5)の構造単位の割合は互いに無関係に
20重量%まで、好ましくは互いに無関係に10〜20
重量%である。
【0024】別の有利な実施態様においてはコポリマー
はアクリル酸から誘導される構造単位を5〜20重量%
含有する。
はアクリル酸から誘導される構造単位を5〜20重量%
含有する。
【0025】本発明のコポリマーは式(1)および
(2)および場合によっては(4)および/または
(5)の化合物を共重合することによって製造できる。
このコポリマーを製造する方法は従来技術に開示されて
おり、以下に記載する。
(2)および場合によっては(4)および/または
(5)の化合物を共重合することによって製造できる。
このコポリマーを製造する方法は従来技術に開示されて
おり、以下に記載する。
【0026】コポリマーは溶液重合、塊状重合、乳化重
合、逆乳化重合、沈殿重合またはゲル重合の技術によっ
て製造できる。この重合は水中での溶液重合としてまた
は沈殿重合として行なうのが有利である。
合、逆乳化重合、沈殿重合またはゲル重合の技術によっ
て製造できる。この重合は水中での溶液重合としてまた
は沈殿重合として行なうのが有利である。
【0027】共重合を水混和性有機溶剤中で実施する場
合には、一般に沈殿重合の条件で実施する。この技術に
おいてはポリマーは直接的に固体の状態で得られ、溶剤
の留去による単離または吸引濾過および乾燥によって単
離してもよい。
合には、一般に沈殿重合の条件で実施する。この技術に
おいてはポリマーは直接的に固体の状態で得られ、溶剤
の留去による単離または吸引濾過および乾燥によって単
離してもよい。
【0028】この製造法を実施するための適する水混和
性有機溶剤には、特に水溶性アルカノール類、即ち炭素
原子数1〜4のアルカノール、例えばメタノール、エタ
ノール、プロパノール、イソプロパノール、n−、第二
−およびイソブタノールがあるが、第三ブタノールが特
に有利である。
性有機溶剤には、特に水溶性アルカノール類、即ち炭素
原子数1〜4のアルカノール、例えばメタノール、エタ
ノール、プロパノール、イソプロパノール、n−、第二
−およびイソブタノールがあるが、第三ブタノールが特
に有利である。
【0029】この場合に溶剤として使用される低級アル
カノールの水含有量は6重量%を超えるべきでない、何
故ならばさもないと重合の間に塊が生ずるからである。
0〜3重量%の水含有量で運転するのが有利である。
カノールの水含有量は6重量%を超えるべきでない、何
故ならばさもないと重合の間に塊が生ずるからである。
0〜3重量%の水含有量で運転するのが有利である。
【0030】使用する溶剤の量は使用されるコモノマー
の性質にある程度左右される。一般に100gのモノマ
ー総量当り200〜1000gの溶剤を使用する。
の性質にある程度左右される。一般に100gのモノマ
ー総量当り200〜1000gの溶剤を使用する。
【0031】重合を逆乳化状態で実施する場合には、モ
ノマー水溶液を、0.5〜8重量%、好ましくは1〜4
重量%の公知のW/O型乳化剤が加えられた水混和性有
機溶剤、例えばシクロヘキサン、トルエン、キシレン、
ヘプタンまたは高沸点石油留分中に公知の方法で乳化し
そしてこの乳化物を慣用の遊離基開始剤を用いて重合す
る。
ノマー水溶液を、0.5〜8重量%、好ましくは1〜4
重量%の公知のW/O型乳化剤が加えられた水混和性有
機溶剤、例えばシクロヘキサン、トルエン、キシレン、
ヘプタンまたは高沸点石油留分中に公知の方法で乳化し
そしてこの乳化物を慣用の遊離基開始剤を用いて重合す
る。
【0032】逆乳化重合の原理は米国特許第3,28
4,393号明細書から公知である。この技術では、最
初にモノマーまたはそれの水溶液を水/油−型乳化剤の
添加下に連続相を形成する水非混和性有機溶剤中に乳化
しそしてこの乳化物を遊離基開始剤の存在下に加熱する
様にして、水溶性モノマーまたはそれの混合物を加熱下
に重合して高分子量コポリマーが得られる。使用される
コモノマーは、水非混和性有機溶剤中における様に乳化
することができるかまたは100〜5重量%のコモノマ
ーおよび0〜95重量%の水を含有する水溶液の状態で
使用することができ、この水溶液の組成は水へのコモノ
マーの溶解性および意図する重合温度に依存している。
水性相とモノマー相との比は広い範囲で変更することが
でき、一般に70:30〜30:70である。
4,393号明細書から公知である。この技術では、最
初にモノマーまたはそれの水溶液を水/油−型乳化剤の
添加下に連続相を形成する水非混和性有機溶剤中に乳化
しそしてこの乳化物を遊離基開始剤の存在下に加熱する
様にして、水溶性モノマーまたはそれの混合物を加熱下
に重合して高分子量コポリマーが得られる。使用される
コモノマーは、水非混和性有機溶剤中における様に乳化
することができるかまたは100〜5重量%のコモノマ
ーおよび0〜95重量%の水を含有する水溶液の状態で
使用することができ、この水溶液の組成は水へのコモノ
マーの溶解性および意図する重合温度に依存している。
水性相とモノマー相との比は広い範囲で変更することが
でき、一般に70:30〜30:70である。
【0033】モノマーを水非混和性溶剤中に乳化して水
/油−型乳化物を得るためには、油相を基準として0.
1〜10重量%の水/油−型乳化剤を混合物に添加す
る。比較的に低いHLBを有する乳化剤を使用するのが
有利である。HLBは界面活性剤および乳化剤の疎水性
度および親水性度の目安である(Griffin,"J.Soc. Cosm
etic Chemists 1", (1950)、 311) 。例えば10以下の
低いHLBを持つ物質は一般に良好な水/油−型乳化剤
である。
/油−型乳化物を得るためには、油相を基準として0.
1〜10重量%の水/油−型乳化剤を混合物に添加す
る。比較的に低いHLBを有する乳化剤を使用するのが
有利である。HLBは界面活性剤および乳化剤の疎水性
度および親水性度の目安である(Griffin,"J.Soc. Cosm
etic Chemists 1", (1950)、 311) 。例えば10以下の
低いHLBを持つ物質は一般に良好な水/油−型乳化剤
である。
【0034】油相としては一般にあらゆる不活性の水不
溶性液、即ち疎水性有機溶剤を使用することが可能であ
る。こでは一般に120〜350℃の範囲内の沸点を有
する炭化水素を使用する。これらの炭化水素は、主とし
て石油留分中に存在する直鎖状または枝分かれした飽和
のパラフィン系炭化水素でもよく、これにはナフテン系
炭化水素の通例の留分も含まれていてもよい。しかしな
がら芳香族炭化水素、例えばトルエンまたはキシレンお
よび上記炭化水素の混合物を油性相として使用すること
も可能である。20重量%までのナフテン類を含有する
飽和のn−およびi−パラフィン炭化水素の混合物を使
用するのが有利である。この方法の詳細な説明は例えば
ドイツ特許出願公開(A)第1,089,173号明細
書および米国特許第3,284,393号明細書および
同第3,624,019号明細書にある。
溶性液、即ち疎水性有機溶剤を使用することが可能であ
る。こでは一般に120〜350℃の範囲内の沸点を有
する炭化水素を使用する。これらの炭化水素は、主とし
て石油留分中に存在する直鎖状または枝分かれした飽和
のパラフィン系炭化水素でもよく、これにはナフテン系
炭化水素の通例の留分も含まれていてもよい。しかしな
がら芳香族炭化水素、例えばトルエンまたはキシレンお
よび上記炭化水素の混合物を油性相として使用すること
も可能である。20重量%までのナフテン類を含有する
飽和のn−およびi−パラフィン炭化水素の混合物を使
用するのが有利である。この方法の詳細な説明は例えば
ドイツ特許出願公開(A)第1,089,173号明細
書および米国特許第3,284,393号明細書および
同第3,624,019号明細書にある。
【0035】1,000,000より大きい分子量を有
するコポリマーは、重合をゲル重合の様な公知技術によ
って水溶液中で行なう場合に得られる。この場合15〜
60重量%濃度のコモノマー溶液を、公知の適する触の
使用下に機械的に混合せずに、トロムスドルフ・ノーリ
シュ(Trommsdorff-Norrish) 効果を利用して重合する
(Bios Final Rep. 363,22; Macromol.Chem.1, 169/194
7)。
するコポリマーは、重合をゲル重合の様な公知技術によ
って水溶液中で行なう場合に得られる。この場合15〜
60重量%濃度のコモノマー溶液を、公知の適する触の
使用下に機械的に混合せずに、トロムスドルフ・ノーリ
シュ(Trommsdorff-Norrish) 効果を利用して重合する
(Bios Final Rep. 363,22; Macromol.Chem.1, 169/194
7)。
【0036】適当な装置を使用して機械的に粉砕した後
に、この手順で製造された水性ゲルの状態のコポリマー
を水に直接的に溶解しそして使用してもよい。場合によ
ってはこれを、公知の乾燥法によって水を除いた後に固
体の状態で得ることができそして使用する時に水に再溶
解してもよい。
に、この手順で製造された水性ゲルの状態のコポリマー
を水に直接的に溶解しそして使用してもよい。場合によ
ってはこれを、公知の乾燥法によって水を除いた後に固
体の状態で得ることができそして使用する時に水に再溶
解してもよい。
【0037】重合反応は−60〜200℃、好ましくは
10〜120℃の温度で大気圧または過圧のもとで行な
う。重合は一般に不活性ガス雰囲気、好ましくは窒素ガ
ス雰囲気で行なう。
10〜120℃の温度で大気圧または過圧のもとで行な
う。重合は一般に不活性ガス雰囲気、好ましくは窒素ガ
ス雰囲気で行なう。
【0038】重合は、高エネルギー電磁線または粒子線
または慣用の化学的重合開始剤、例えばベンゾイルペル
オキシド、第三ブチルヒドロペルオキシド、メチルエチ
ルケトンペルオキシド、クメンヒドロペルオキシドの様
な有機過酸化物、アゾジイソブチロニトリルまたは2’
−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロライ
ドの様なアゾ化合物および(NH4 )2 S2 O8 または
K2 S2 O8 またはH 2 O2 の様な無機系のペルオキソ
化合物を単独でまたは還元剤、例えば亜硫酸水素ナトリ
ウムおよび硫酸鉄(II)、または還元成分としてのベンゼ
ンスルフィン酸およびトルエンスルフィン酸またはこれ
らの酸の誘導体、例えばドイツ特許(C)第1,30
1,566号明細書に記載されている様なスルフィン
酸、アルデヒド類およびアミノ化合物のマンニッヒ付加
物を含むレドックス系との組み合わせを使用して開始す
ることができる。一般に100gの総モノマー当り0.
03〜2gの重合開始剤を使用する。
または慣用の化学的重合開始剤、例えばベンゾイルペル
オキシド、第三ブチルヒドロペルオキシド、メチルエチ
ルケトンペルオキシド、クメンヒドロペルオキシドの様
な有機過酸化物、アゾジイソブチロニトリルまたは2’
−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロライ
ドの様なアゾ化合物および(NH4 )2 S2 O8 または
K2 S2 O8 またはH 2 O2 の様な無機系のペルオキソ
化合物を単独でまたは還元剤、例えば亜硫酸水素ナトリ
ウムおよび硫酸鉄(II)、または還元成分としてのベンゼ
ンスルフィン酸およびトルエンスルフィン酸またはこれ
らの酸の誘導体、例えばドイツ特許(C)第1,30
1,566号明細書に記載されている様なスルフィン
酸、アルデヒド類およびアミノ化合物のマンニッヒ付加
物を含むレドックス系との組み合わせを使用して開始す
ることができる。一般に100gの総モノマー当り0.
03〜2gの重合開始剤を使用する。
【0039】重合混合物に少量のいわゆる調節剤(moder
ator) を場合によっては添加する。この調節剤は反応速
度/時間のグラフを平坦にすることによって反応の進行
を調和させる。それ故にこのものは反応の再現性を改善
しそして狭い分子量分布および長い鎖長を有する一様の
生成物を製造することを可能とする。この種の適する調
節剤の例にはニトリロトリスプロピオニルアミドまたは
モノアルキルアミン類、ジアルキルアミン類またはトリ
アルキルアミン類、例えばジブチルアミンがある。かゝ
る調節剤は本発明のコポリマーの製造に有益に使用でき
る。更に調節剤を重合混合物に添加してもよく、この調
節剤は目標とした連鎖停止反応によって得られるポリマ
ーの分子量を調節することができる。使用できる公知の
調節剤の例にはアルコール、例えばメタノール、エタノ
ール、プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノー
ルおよびアミルアルコール類、アルキルメルカプタン
類、例えばドデシルメルカプタンおよび第三ドデシルメ
ルカプタン、イソオクチルトリグリコレート、およびあ
る種のハロゲン化合物、例えば四塩化炭素、クロロホル
ムおよびメチレンクロライドがある。
ator) を場合によっては添加する。この調節剤は反応速
度/時間のグラフを平坦にすることによって反応の進行
を調和させる。それ故にこのものは反応の再現性を改善
しそして狭い分子量分布および長い鎖長を有する一様の
生成物を製造することを可能とする。この種の適する調
節剤の例にはニトリロトリスプロピオニルアミドまたは
モノアルキルアミン類、ジアルキルアミン類またはトリ
アルキルアミン類、例えばジブチルアミンがある。かゝ
る調節剤は本発明のコポリマーの製造に有益に使用でき
る。更に調節剤を重合混合物に添加してもよく、この調
節剤は目標とした連鎖停止反応によって得られるポリマ
ーの分子量を調節することができる。使用できる公知の
調節剤の例にはアルコール、例えばメタノール、エタノ
ール、プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノー
ルおよびアミルアルコール類、アルキルメルカプタン
類、例えばドデシルメルカプタンおよび第三ドデシルメ
ルカプタン、イソオクチルトリグリコレート、およびあ
る種のハロゲン化合物、例えば四塩化炭素、クロロホル
ムおよびメチレンクロライドがある。
【0040】このコポリマーは水性冷却潤滑剤に、完成
調製された冷却潤滑剤を基準として0.01〜2重量
%、好ましくは0.1〜0.5重量%の量で添加する。
調製された冷却潤滑剤を基準として0.01〜2重量
%、好ましくは0.1〜0.5重量%の量で添加する。
【0041】水性冷却潤滑剤の組成は全く多様であって
もよい。例えばかゝる冷却潤滑剤はしばしば天然のパラ
フィン性、ナフテン性またはパラフィン−ナフテン性鉱
油を別の添加物の他に含有している。更にかゝる冷却潤
滑剤はエステル油、脂肪油誘導体、合成炭化水素、ポリ
α−オレフィン、例えばポリイソブテン類またはポリブ
テン類、例えばポリプロピレングリコール、トリメチロ
ールプロパンエステル、ネオペンチルグリコールエステ
ル、ペンタエリスリトールエステル、ジ(2−エチルヘ
キシル)セバケート、ジ(2−エチルヘキシル)アジペ
ート、ジブチルフタレートおよび/または燐含有酸のエ
ステルがある。
もよい。例えばかゝる冷却潤滑剤はしばしば天然のパラ
フィン性、ナフテン性またはパラフィン−ナフテン性鉱
油を別の添加物の他に含有している。更にかゝる冷却潤
滑剤はエステル油、脂肪油誘導体、合成炭化水素、ポリ
α−オレフィン、例えばポリイソブテン類またはポリブ
テン類、例えばポリプロピレングリコール、トリメチロ
ールプロパンエステル、ネオペンチルグリコールエステ
ル、ペンタエリスリトールエステル、ジ(2−エチルヘ
キシル)セバケート、ジ(2−エチルヘキシル)アジペ
ート、ジブチルフタレートおよび/または燐含有酸のエ
ステルがある。
【0042】冷却潤滑剤の他の実施態様では、無機系
塩、例えば燐酸塩、硼酸塩、炭酸塩および有機系錆止め
剤、例えばアミン類、アルカノールアミン類および置換
アルカノールアミン類、および有機および無機酸とそれ
らとの反応生成物も含まれる。かゝる酸の例には天然お
よび合成カルボン酸、例えばカプリル酸、エチルヘキサ
ン酸、カプリン酸、2,2,4−トリメチルヘサン酸、
安息香酸、置換安息香酸、炭素原子数6〜22のジカル
ボン酸、燐酸エステル、ジカルボン酸モノエステルまた
はジカルボン酸モノアミド類、クエン酸、グルコン酸、
カルボン酸、燐酸、ポリリン酸および硼酸がある。更に
冷却潤滑剤はしばしば水溶性潤滑剤、例えばグリコール
類およびポリグリコール類およびポリグリコールのエー
テルおよびエステル、および更に、所望の性質を達成す
るための他の添加物を含有する。
塩、例えば燐酸塩、硼酸塩、炭酸塩および有機系錆止め
剤、例えばアミン類、アルカノールアミン類および置換
アルカノールアミン類、および有機および無機酸とそれ
らとの反応生成物も含まれる。かゝる酸の例には天然お
よび合成カルボン酸、例えばカプリル酸、エチルヘキサ
ン酸、カプリン酸、2,2,4−トリメチルヘサン酸、
安息香酸、置換安息香酸、炭素原子数6〜22のジカル
ボン酸、燐酸エステル、ジカルボン酸モノエステルまた
はジカルボン酸モノアミド類、クエン酸、グルコン酸、
カルボン酸、燐酸、ポリリン酸および硼酸がある。更に
冷却潤滑剤はしばしば水溶性潤滑剤、例えばグリコール
類およびポリグリコール類およびポリグリコールのエー
テルおよびエステル、および更に、所望の性質を達成す
るための他の添加物を含有する。
【0043】水性冷却潤滑剤はドイツ規格DIN513
85に規定されている。この規格はこの明細書に組み入
れ記載したものとする。
85に規定されている。この規格はこの明細書に組み入
れ記載したものとする。
【0044】冷却潤滑剤の主成分を構成するこれらの基
礎材料には別の機能性添加物、例えば潤滑性改善用添加
物、摩耗防止剤、腐蝕防止剤、酸化防止剤、アニオン系
または非イオン系乳化剤、可溶化剤、消泡剤、殺生物剤
および/または界面活性剤が補充添加されていてもよ
い。
礎材料には別の機能性添加物、例えば潤滑性改善用添加
物、摩耗防止剤、腐蝕防止剤、酸化防止剤、アニオン系
または非イオン系乳化剤、可溶化剤、消泡剤、殺生物剤
および/または界面活性剤が補充添加されていてもよ
い。
【0045】使用可能な水性潤滑剤を製造するために上
記の基礎材料、ここに規定したコポリマーおよび場合に
よっては機能性添加物を水と混合する。
記の基礎材料、ここに規定したコポリマーおよび場合に
よっては機能性添加物を水と混合する。
【0046】本発明の冷却潤滑剤は有利な実施態様にお
いては以下の成分を含有する: 1. 短鎖アルカノールアミン類、例えばトリエタノー
ルアミンで中和される0.1〜2重量%の式(6)の化
合物
いては以下の成分を含有する: 1. 短鎖アルカノールアミン類、例えばトリエタノー
ルアミンで中和される0.1〜2重量%の式(6)の化
合物
【0047】
【化9】 [式中、R’およびR”はHまたはCH3 である。]、
0.01〜2重量%の本発明のコポリマーおよび全部で
100重量%とする量の水 2. 短鎖アルカノールアミン類で中和される0.1〜
2重量%の式(7)の化合物
0.01〜2重量%の本発明のコポリマーおよび全部で
100重量%とする量の水 2. 短鎖アルカノールアミン類で中和される0.1〜
2重量%の式(7)の化合物
【0048】
【化10】 0.01〜2重量%の本発明のコポリマーおよび全部で
100重量%とする量の水 3. 短鎖アルカノールアミン類で中和される0.1〜
2重量%の式(8)の化合物
100重量%とする量の水 3. 短鎖アルカノールアミン類で中和される0.1〜
2重量%の式(8)の化合物
【0049】
【化11】 0.01〜2重量%の本発明のコポリマーおよび全部で
100重量%とする量の水 5〜20重量%の量のポリアルキレングリコールを組成
物1.、2.および3.に添加してもよい。ポリアルキ
レングリコールは潤滑性を有するEO/POブロックポ
リマーまたはコポリマーである。
100重量%とする量の水 5〜20重量%の量のポリアルキレングリコールを組成
物1.、2.および3.に添加してもよい。ポリアルキ
レングリコールは潤滑性を有するEO/POブロックポ
リマーまたはコポリマーである。
【0050】
【実施例】以下の実施例により、水性冷却潤滑剤のミス
ト発生を防止する本発明のコポリマーの効果を実証す
る。
ト発生を防止する本発明のコポリマーの効果を実証す
る。
【0051】この効果はこの目的のために特別に造られ
た装置を使用して測定する。この装置は15cmの高さ
および9cmの直径を有している容器を装備している。
試験用冷却潤滑剤をこの容器に導入する。ガス(一般に
空気)流を、フリット中で終わる導管を通して外側から
冷却潤滑剤中に吹き込む。ガスの流速は流量計によって
チェックする。それを通してガス流を容器中に吹き込む
フリットは容器の基底の上方約1cmに位置する。フリ
ットの上方1cmには分散器(Ultra Turrax T25)があ
る。ガスをフリットを通して冷却潤滑剤に吹き込みそし
て分散器のスイッチを入れると、冷却潤滑剤のミストが
液面の上方で発生する。このミストの存在は、ミストに
よって生じる散乱を観察できる様に、液体の表面に光線
を当てる2つのハロゲンランプによって視認される。
た装置を使用して測定する。この装置は15cmの高さ
および9cmの直径を有している容器を装備している。
試験用冷却潤滑剤をこの容器に導入する。ガス(一般に
空気)流を、フリット中で終わる導管を通して外側から
冷却潤滑剤中に吹き込む。ガスの流速は流量計によって
チェックする。それを通してガス流を容器中に吹き込む
フリットは容器の基底の上方約1cmに位置する。フリ
ットの上方1cmには分散器(Ultra Turrax T25)があ
る。ガスをフリットを通して冷却潤滑剤に吹き込みそし
て分散器のスイッチを入れると、冷却潤滑剤のミストが
液面の上方で発生する。このミストの存在は、ミストに
よって生じる散乱を観察できる様に、液体の表面に光線
を当てる2つのハロゲンランプによって視認される。
【0052】試験を実施する間に、無添加の冷却潤滑剤
を容器に導入すると、ミストの発生が観察された。次に
本発明のコポリマーを5%濃度水溶液の状態でミストの
発生が最早認められなくなるまで添加した。ミストの発
生が認められなくなるまでに消費されたコポリマーの量
を測定値として記す。
を容器に導入すると、ミストの発生が観察された。次に
本発明のコポリマーを5%濃度水溶液の状態でミストの
発生が最早認められなくなるまで添加した。ミストの発
生が認められなくなるまでに消費されたコポリマーの量
を測定値として記す。
【0053】以下の組成の冷却潤滑剤濃厚物を使用する
(量は重量%で表示する)。 冷却潤滑剤濃厚物K1: 6%のGenapol(R) 0−050(5個のエチレン
オキシド単位を持つC16/C18脂肪アルコールポリグリ
コールエーテル) 49.5%のHostacor(R) 4154(アルケニ
ル−コハク酸誘導体)3%のトール油脂肪酸 37%のShell Gravex(R) (鉱油) 4%の脱イオン水 0.5%のFoam Ban(R) MS455−3A(ポ
リグリコールシロキサン消泡剤) 冷却潤滑剤濃厚物K2: 30%のHostacor(R) IT(トリエタノールア
ミンで中和した式(8)の化合物) 17%のトリエタノールアミン 1%のGenapol(R) PF−10(EO−POブロ
ック共重合体) 4%のブチルジグリコール 48%の脱イオン水 冷却潤滑剤濃厚物K3: 45%のHostacor(R) IT 17%のトリエタノールアミン 9%のGenapol(R) B(EO−POブロック共重
合体) 1%のGenapol(R) PN30(EO−POブロッ
ク共重合体) 5%のブチルジグリコール 23%の脱イオン水 上記の各濃厚物は20°のdH(ドイツ硬度)の水に3
%の濃度で使用した。
(量は重量%で表示する)。 冷却潤滑剤濃厚物K1: 6%のGenapol(R) 0−050(5個のエチレン
オキシド単位を持つC16/C18脂肪アルコールポリグリ
コールエーテル) 49.5%のHostacor(R) 4154(アルケニ
ル−コハク酸誘導体)3%のトール油脂肪酸 37%のShell Gravex(R) (鉱油) 4%の脱イオン水 0.5%のFoam Ban(R) MS455−3A(ポ
リグリコールシロキサン消泡剤) 冷却潤滑剤濃厚物K2: 30%のHostacor(R) IT(トリエタノールア
ミンで中和した式(8)の化合物) 17%のトリエタノールアミン 1%のGenapol(R) PF−10(EO−POブロ
ック共重合体) 4%のブチルジグリコール 48%の脱イオン水 冷却潤滑剤濃厚物K3: 45%のHostacor(R) IT 17%のトリエタノールアミン 9%のGenapol(R) B(EO−POブロック共重
合体) 1%のGenapol(R) PN30(EO−POブロッ
ク共重合体) 5%のブチルジグリコール 23%の脱イオン水 上記の各濃厚物は20°のdH(ドイツ硬度)の水に3
%の濃度で使用した。
【0054】コポリマーA1: 30%のアクリルアミド、 70%のAMPS k値: 200コポリマーA2: 15%のアクリルアミド、 65%のAMPS 20%のVIMA k値: 190 k値はFikentscherの“Cellulose
chmie 13”、(1932)、p58に従って測
定した。
chmie 13”、(1932)、p58に従って測
定した。
【0055】表1 コポリマーの性能は冷却潤滑剤の重量を基準とするコポ
リマーの重量%で示す。
リマーの重量%で示す。
【0056】 性能 添加物 K1 K2 K3 ──────────────────────────────────── A1 0.08 0.08 0.08 A2 0.12 0.18 0.18 V1 0.16 * 0.16 0.18 ──────────────────────────────────── V1:ヨーロッパ特許出願公開(A)第8,11,677号明細書の実施例6 のミスト発生防止剤 上記の量を添加した後にミスト発生が明らかに減少する
が、別の測定法の場合と同程度ではない。更にミスト発
生は更に量を加えることによって減少させることができ
ない。
が、別の測定法の場合と同程度ではない。更にミスト発
生は更に量を加えることによって減少させることができ
ない。
【0057】本発明のコポリマーは加えられる冷却潤滑
剤の粘度を殆どまたは全く増加させない。これらは潤滑
剤の泡立ち傾向、腐蝕防止性または潤滑作用に影響を及
ぼさない。
剤の粘度を殆どまたは全く増加させない。これらは潤滑
剤の泡立ち傾向、腐蝕防止性または潤滑作用に影響を及
ぼさない。
【0058】添加された冷却潤滑剤の剪断安定性は、冷
却下に約10分間の10,000回転/分でのUltr
a−Turraxでの剪断処理に付して試験する。剪断
後に、ミスト発生防止効果は十分に残っており、これは
ポリマーが剪断下に分解されていないことを示してい
る。
却下に約10分間の10,000回転/分でのUltr
a−Turraxでの剪断処理に付して試験する。剪断
後に、ミスト発生防止効果は十分に残っており、これは
ポリマーが剪断下に分解されていないことを示してい
る。
【0059】ザイツ(Seitz) ディープベッド・フィルタ
ー(deep-bed filter) K300 60DMR(孔の大きさ5μm、
加圧フィルター圧縮物)を通して冷却潤滑剤を濾過して
も同様にそれのミスト発生防止性に何の作用も示さな
い。
ー(deep-bed filter) K300 60DMR(孔の大きさ5μm、
加圧フィルター圧縮物)を通して冷却潤滑剤を濾過して
も同様にそれのミスト発生防止性に何の作用も示さな
い。
【0060】冷却潤滑剤への本発明のコポリマーの添加
は濃厚化物にまたは完全調製された冷却潤滑剤に実施し
てもよい。完全調製された冷却潤滑剤は常に水をベース
としているが、濃厚物はコポリマーが溶解しない油性物
質の状態で存在していてもよい。この場合にだけ本発明
のコポリマーは既に水で希釈した冷却潤滑剤中に組み入
れる必要がある。
は濃厚化物にまたは完全調製された冷却潤滑剤に実施し
てもよい。完全調製された冷却潤滑剤は常に水をベース
としているが、濃厚物はコポリマーが溶解しない油性物
質の状態で存在していてもよい。この場合にだけ本発明
のコポリマーは既に水で希釈した冷却潤滑剤中に組み入
れる必要がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C10M 151/02 C10M 151/02 //(C08F 220/58 220:56) C10N 10:02 20:04 30:00 40:22 (72)発明者 カルル・ハインツ・ハイエル ドイツ連邦共和国、60598フランクフル ト・アム・マイン、マイレンダー・ストラ ーセ、19
Claims (8)
- 【請求項1】 式(1)および(2) 【化1】 [式中、R1 はHまたはC1 〜C4 アルキルであり、R
2 は分岐したまたは直鎖状のC1 〜C6 アルキレンであ
りそしてYはアルカリ金属である。]で表される化合物
から誘導される構造単位を0.01〜2重量%の量で含
有するコポリマーを水性冷却潤滑剤のミスト発生防止の
為に用いる方法。 - 【請求項2】 R1 が水素原子である請求項1に記載の
方法。 - 【請求項3】 R2 が式(3) 【化2】 で表される残基である請求項1に記載の方法。
- 【請求項4】 コポリマーの分子量が100,000〜
2,000,000単位である請求項1〜3のいずれか
一つに記載の方法。 - 【請求項5】 コポリマーが2〜50重量%の式(1)
の構造単位および50〜98重量%の式(2)の構造単
位を含有する請求項1〜4のいずれか一つに記載の方
法。 - 【請求項6】 コポリマーが20〜35重量%の式
(1)の構造単位および65〜80重量%の式(2)の
構造単位を含有する請求項5に記載の方法。 - 【請求項7】 コポリマーが下記式(4)および/また
は(5)の化合物から誘導される構造単位を20重量%
まで含有する請求項1〜6のいずれか一つに記載の方
法: 【化3】 式中、R3 およびR4 は互いに無関係にHまたはC1 〜
C4 アルキルであり、 またはR3 およびR4 はN−CO−基を有する環員原子
数5、6、7または8の環を形成し、 R5 およびR6 は互いに無関係に炭素原子数3〜5の末
端アルケニル基でありそしてR7 およびR8 は互いに無
関係にC1 〜C4 アルキルである。 - 【請求項8】 水、その冷却潤滑剤の慣用の基礎材料お
よび場合によっては官能性添加物の他に0.01〜2重
量%の割合の請求項1〜7のいずれか一つに記載のコポ
リマーを含有する水性冷却潤滑剤。
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Cited By (1)
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DE3211352A1 (de) * | 1982-03-27 | 1983-09-29 | Hoechst Ag, 6230 Frankfurt | Wasserhaltiges schmiermittel fuer saegeketten |
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DE4034642A1 (de) * | 1990-10-31 | 1992-05-07 | Hoechst Ag | Wasserloesliche mischpolymerisate und deren verwendung |
GB2252103A (en) | 1990-10-11 | 1992-07-29 | Exxon Chemical Patents Inc | Emulsified water-based functional fluids thickened with water-soluble polymers containing hydrophobic groups |
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US5684075A (en) * | 1995-02-21 | 1997-11-04 | Phillips Petroleum Company | Compositions comprising an acrylamide-containing polymer and process therewith |
SG50827A1 (en) * | 1996-05-13 | 1998-07-20 | Lubrizol Corp | Sulfonate containing copolymers as mist suppressants in soluble oil (water-based) metal working fluids |
FI101865B1 (fi) * | 1996-09-23 | 1998-09-15 | Serguei Iachine | Työpää materiaalien mekaaniseen työstöön |
US6020291A (en) * | 1997-11-21 | 2000-02-01 | The Lubrizol Corporation | Branched sulfonate containing copolymers as mist suppressants in soluble oil (water-based) metal working fluids |
EP1007598B1 (en) * | 1998-06-15 | 2004-02-25 | The Lubrizol Corporation | Aqueous composition containing a water-soluble or water-dispersible synthetic polymer |
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1999
- 1999-07-06 DE DE19931220A patent/DE19931220B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-06-21 ES ES00113201T patent/ES2282070T3/es not_active Expired - Lifetime
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- 2000-06-21 DE DE50014078T patent/DE50014078D1/de not_active Expired - Fee Related
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---|---|---|---|---|
JP2013177546A (ja) * | 2012-02-03 | 2013-09-09 | Kohjin Holdings Co Ltd | ミスト抑制剤 |
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