JP2001214183A

JP2001214183A - アルミ・アルミ合金用水溶性加工油剤

Info

Publication number: JP2001214183A
Application number: JP2000024555A
Authority: JP
Inventors: Shutaro Yamamoto; 修太郎山本; Ichitaro Obara; 一太朗小原; Hideyuki Tomota; 英幸友田
Original assignee: Neos Co Ltd
Current assignee: Neos Co Ltd
Priority date: 2000-02-02
Filing date: 2000-02-02
Publication date: 2001-08-07

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、アルミやアルミ合金の変色し易い
pＨ領域においても変色防止効果の良好で、かつ、液安
定性の良好なアルミニウム・アルミ合金用水溶性加工油
剤を提供することを目的とする。【解決手段】一般式（１）及び/又は一般式
（２）：【化１】【化２】で表されるリン酸エステルのアルカリ金属塩、アンモニ
ウム塩、及びアミン塩のうち少なくとも１種を含有する
ことを特徴とするアルミ・アルミ合金用水溶性加工油
剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミ及びアルミ
合金用水溶性加工油剤、特に、水溶性切削油剤・研削油
剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、水溶性加工油剤また水溶性洗浄剤
は、防錆性や防腐性の性能をもたせるために、アルカリ
領域に保たれている(加工油剤ではｐＨ＝９〜１０程
度、水溶性洗浄剤ではｐＨ＝８〜１３程度）。また、ア
ルミニウムは両性金属であり、酸にもアルカリにも腐食
を受け易い材である。特に被削材としてよく用いられる
アルミニウム合金材等は、腐食を受け易く、アルカリ領
域では黒色変色を起こし易い材である。

【０００３】この変色の防止のため、アルミニウムやア
ルミニウム合金に影響の少ないｐＨ領域７．５〜８．５
に調整したり、アルミ表面に珪酸被膜を形成するメタ珪
酸ソーダ等の無機塩を含有させる方法が取られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、影響の
少ないｐＨ領域７．５〜８．５では防錆性や防腐性が十
分でないという問題点がある。また、メタ珪酸ソーダ等
の無機塩の使用は、原液の安定性を悪くし、無機塩の析
出やその他の成分の分離を引き起こすという問題点があ
る。

【０００５】また、アルミ防食剤として数多くの化合物
が知られているが、水溶性加工油剤また水溶性洗浄剤に
適したｐＨ領域で被削材の変色を効果的に防止するよう
な剤(添加剤)は見出されていない。本発明は、以上のよ
うな問題点を克服するためになされたものであり、アル
ミニウムやアルミニウム合金の変色しやすいｐＨ（９以
上）領域でも変色防止が良好で、かつ、調合安定性(液
安定性)の良好なアルミ・アルミ合金用水溶性加工油剤
を提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決する為に鋭意研究を重ねた結果、特定のリン酸エス
テルが、水溶性加工油剤に配合することによりアルミニ
ウム材やアルミニウム合金材の変色を効果的に防止で
き、また、液安定性にも問題ないことを見出し、本発明
の完成に至った。

【０００７】つまり、一般式（１）：

【０００８】

【化３】

【０００９】（式中、Ｒ_１、Ｒ_２及びＲ_３は、水素原
子、及び炭素数１〜２２のアルキル基及びアルケニル基
を示し、同時に同じであってもよい。ただし、全て同時
に水素原子ではない）で表されるリン酸エステルのアル
カリ金属塩、アンモニウム塩、及びアミン塩のうち少な
くとも１種を含有することを特徴とするアルミ・アルミ
合金用水溶性加工油剤を提供する。

【００１０】更に、一般式(２)：

【００１１】

【化４】

【００１２】（式中、Ｒ_４、Ｒ_５及びＲ_６は、炭素数１
〜２２のアルキル基、アルケニル基を示し、同時に同じ
であってもよい。ａ、ｂ、ｃは、それぞれ０〜１０の数
を示す。ただし、ａ＋ｂ＋ｃは、１〜３０である。しか
し、ａ、ｂ、ｃが、０の時は、それぞれＲ_４、Ｒ_５、Ｒ
_６は、水素原子である。）で表されるリン酸エステルの
アルカリ金属塩、アンモニウム塩、及びアミン塩のうち
少なくとも１種を含有することを特徴とするアルミ・ア
ルミ合金用水溶性加工油剤を提供する。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明に用いる一般式(１)で示さ
れるリン酸エステルは、アルコールとリン酸とのエステ
ルであり、Ｒ_１、Ｒ_２、及びＲ_３は、水素原子及び炭素
数１〜２２のアルキル基及びアルケニル基を示し、好ま
しい炭素数は、６〜１８である。炭素数が６より小さく
なるとアルミ変色防止性能が劣り、金属への腐食性が生
じてくるため好ましくない。また、炭素数が２２より大
きくなると水溶性が乏しくなり、またアルミ変色防止性
能も劣ってくるため水溶性加工油剤や水溶性洗浄剤には
適さない。また、Ｒ_１、Ｒ_２、及びＲ_３は、同時に同じ
であってもよいが、全てが同時に水素原子ではない。

【００１４】該リン酸エステルをアルカリ金属塩、アン
モニウム塩、または、アミン塩として使用する。アルカ
リ金属塩としては、ナトリウム，カリウム等であり、ア
ミン化合物としては、エチルアミン，プロピルアミン等
の炭素数１〜５のアルキルアミン、（モノ，ジ，トリ）
エタノールアミン、（モノ，ジ，トリ）イソプロパノー
ルアミン等のアルカノールアミン、ジシクロヘキシルア
ミン等のシクロアルキルアミン類を用いることができ
る。特に好ましくは、水溶性アミンである。

【００１５】また、本発明に用いる一般式(２)で示され
るリン酸エステルは、アルコールのエチレンオキサイド
付加物とリン酸とのエステルであり、Ｒ_４、Ｒ_５及びＲ
_６は、炭素数１〜２２のアルキル基、アルケニル基を示
し、好ましい炭素数は、６〜１８である。また、Ｒ_４、
Ｒ_５及びＲ_６は、同時に同じであってもよい。ａ、ｂ及
びｃは、それぞれ０〜１０の数を示し、ａ＋ｂ＋ｃは、
１〜３０である。好ましくは、ａ＋ｂ＋ｃは、１〜２０
である。ａ＋ｂ＋ｃが、３０より大きくなるとアルミ変
色防止性能が劣り、また起泡性が高くなり、水溶性加工
油剤には適さない。ただし、ａ、ｂ、ｃが０の時は、Ｒ
_４、Ｒ_５、Ｒ_６は、水素原子を示す。

【００１６】該リン酸エステルをアルカリ金属塩、アン
モニウム塩、または、アミン塩として使用する。アルカ
リ金属塩としては、ナトリウム，カリウム等を、アミン
化合物としては、エチルアミン，プロピルアミン等の炭
素数１〜５のアルキルアミン，（モノ，ジ，トリ）エタ
ノールアミン，（モノ，ジ，トリ）イソプロパノールア
ミン等のアルカノールアミン、ジシクロヘキシルアミン
等のシクロアルキルアミン類を用いることができる。特
に好ましくは、水溶性アミンである。

【００１７】また、一般式（１）と（２）のリン酸エス
テルは、任意に混合して使用しすることが出来る。

【００１８】本発明のリン酸エステルは、一般的には水
溶性加工油剤に配合して用いる。特に好ましくは、水溶
性の切削油剤及び研削油剤に用いる。

【００１９】その使用量は、剤全体に対して、通常２〜
８０重量％、好ましくは５〜６０重量％である。該剤
は、一般には、水に希釈して用いられる。希釈倍率は、
一般には５〜１００倍に希釈して使用されるが、被削材
の材質等に応じて適宜選定すればよい。但し、希釈時の
本発明のいうリン酸エステルの量が、１００ppm以下で
はアルミ変色防止性能が悪くなり好ましくない。

【００２０】尚、本発明の水溶性加工油剤は、特に限定
するものではないが、従来使用されている水溶性加工油
剤でよい。例えば、エマルションタイプのもの、或い
は、完全透明なソルブルタイプのものがある。主用成分
としては、一般に、鉱物油、動植物油、脂肪酸、脂肪酸
エステル、極圧添加剤、防錆剤、界面活性剤、防腐剤、
消泡剤などの添加剤を適宜配合して調製される。

【００２１】本発明に用いるリン酸エステルの合成方法
は、公知の方法でよい。本発明に用いたリン酸エステル
の合成法２種を次に示した。［合成法１］ピロリン酸を用いるリン酸モノエステル
の合成法メカニカルスターラーを備え付けたフラスコ中で精製ベ
ンゼン、ピロリン酸、アルキルアルコールの混合物を室
温で４時間攪拌し、そのまま２４時間放置する。反応混
合物をジエチルエーテルに溶解し、無機酸を除去するた
めに水洗する。このエーテル層を水酸化カリウム水溶液
にかき混ぜながら加えｐＨ＝１２程度に保つ。次に、下
層の水層に濃塩酸を加えて、ｐＨ＝０．５に保つとリン
酸エステルの油分が上層に浮かんでくるので、これをイ
ソプロピルエーテルで抽出し、水洗後、無水硫酸ナトリ
ウムで乾燥、その後、溶媒を蒸留除去してリン酸エステ
ルの粗生成物を得る。

【００２２】この合成物は、赤外吸収スペクトル（Ｉ
Ｒ）、１０２０cm^−１付近に“Ｐ＝Ｏ伸縮振動”と１２
００cm^−１付近に“Ｐ−Ｏ−Ｃ伸縮振動”の吸収を新た
に示すことから目的のリン酸エステルが得られている。

【００２３】［合成法２］オキシ塩化リンを用いるリ
ン酸エステルの合成法メカニカルスターラーを備え付けたフラスコ中で精製テ
トラヒドロフラン、ピリジン、アルキルアルコールを仕
込み、次いで、オキシ塩化リンのテトラヒドロフラン溶
液を水冷滴下し、その混合物を室温で２時間攪拌し、そ
のまま２４時間放置する。次いで、４Ｎ塩酸を加えて沈
殿したピリジン塩酸塩を溶解し加水分解する。反応混合
物をイソプロピルエーテルで抽出し、水洗後、無水硫酸
ナトリウムで乾燥、その後、溶媒を蒸留除去してリン酸
エステルの粗生成物を得た。

【００２４】この合成物は、赤外吸収スペクトル（Ｉ
Ｒ）に１０２０cm^−１付近に“Ｐ＝Ｏ伸縮振動”と１２
００cm^−１付近に“Ｐ−Ｏ−Ｃ伸縮振動”の吸収を新た
に示すことから目的のリン酸エステルが得られている。

【００２５】上記、リン酸エステル化合物を通常の方法
に従って、アルカリ金属の水酸化物、アンモニア、また
はアミン化合物で中和することにより、本発明に用いる
リン酸エステル化合物のアルカリ金属塩、アンモニウム
塩、及びアミン塩が得られる。

【００２６】

【実施例】以下に本発明を実施例により説明するが、本
発明はこれら実施例に限定されるものではない。実施例1〜４９表１に示したリン酸エステル(〜)とアルカノールア
ミンとを表２及び表３に示した重量で混合したものを水
道水で１００mlに希釈したものを試験液とし、次ぎに示
す変色試験方法を行った。結果を表２及び表３に示し
た。また、試験液のｐＨ及び液の状態をも観察した。

【００２７】

【表１】

【００２８】（変色試験方法）被削材として使用頻度の
高いアルミダイカスト合金ＡＤＣ-１２（８０×２５×
１mm）をアセトンで脱脂後、耐水ペーパーで研磨し、再
度アセトンで洗浄脱脂した後、試験液に２４時間浸漬後
のテストピースの変色状態を観察し、次ぎの評価段階で
評価した。 ◎：変色なし ○：微灰色変色 △：灰色変色 ×：黒色変色

【００２９】

【表２】

【００３０】

【表３】

【００３１】比較例１’〜３’ 実施例と同様に、表３に示したリン酸エステルを用いな
い試験液を調製し、実施例と同様の試験を行った。結果
を表３に示した。

【００３２】実施例５０〜７３表１に示したリン酸エステル(〜)を用い、表４に示
した配合によるエマルションタイプの加工油剤を調製
し、これを水道水に１０倍(重量)希釈して試験液とし、
上記の実施例と同様に試験を行い性能評価を行った。結
果を表４に示した。また、希釈液は、乳白色安定であっ
た。

【００３３】

【表４】

【００３４】比較例４’〜６’ 表４に示したリン酸エステルを含まない加工油剤を調製
し、実施例と同様水道水で希釈して性能試験を行った。
結果を表４に示した。

【００３５】実施例７４〜９３表１に示したリン酸エステル(〜)を用い、表５に示
した配合によるソルブルタイプの加工油剤を調製し、こ
れを水道水に１０倍(重量)希釈して試験液とし、上記の
実施例と同様に試験を行い性能評価を行った。結果を表
５に示した。又、希釈液は、透明安定であった。

【００３６】比較例７’、８’ 表５に示したリン酸エステルを含まない加工油剤を調製
し、実施例と同様水道水で希釈して性能試験を行った。
結果を表５に示した。また、希釈液は、透明安定であっ
た。

【００３７】

【表５】

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明の特定のリン酸エ
ステルの塩を含有した水溶性加工油剤は、優れたアルミ
変色防止性能を有するとともに、液安定性においても良
好である。

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）Ｃ１０Ｎ 30:14 Ｃ１０Ｎ 30:14 40:22 40:22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式（１）：【化１】（式中、Ｒ_１、Ｒ_２及びＲ_３は、水素原子、及び炭素数
１〜２２のアルキル基及びアルケニル基を示し、同時に
同じであってもよい。ただし、全て同時に水素原子では
ない）で表されるリン酸エステルのアルカリ金属塩、ア
ンモニウム塩、及びアミン塩のうち少なくとも１種を含
有することを特徴とするアルミ・アルミ合金用水溶性加
工油剤。
【請求項２】一般式(２)：【化２】（式中、Ｒ_４、Ｒ_５及びＲ_６は、炭素数１〜２２のアル
キル基、アルケニル基を示し、同時に同じであってもよ
い。ａ、ｂ、ｃは、それぞれ０〜１０の数を示す。ただ
し、ａ＋ｂ＋ｃは、１〜３０である。ただし、ａ、ｂ、
ｃが、０の時は、それぞれＲ_４、Ｒ_５、Ｒ_６は、水素原
子である）で表されるリン酸エステルのアルカリ金属
塩、アンモニウム塩、及びアミン塩のうち少なくとも１
種を含有することを特徴とするアルミ・アルミ合金用水
溶性加工油剤。