JP2002053891A - 水溶性潤滑剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃水処理性が優れ、防錆性、潤滑性が良好
な、ポリエーテル系化合物を基剤とした水溶性潤滑剤を
提供する。 【解決手段】 特定の一般式で表され、末端に１，２−
アルキレンオキサイドが付加された構造を有し、末端１
級水酸基化率が６０％以上であるポリエーテル化合物
の、リン酸エステル（塩）および／またはエーテルカル
ボン酸（塩）からなることを特徴とする水溶性潤滑剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水溶性潤滑剤に関
する。さらに詳しくは、切削、研削、プレス、圧延、鍛
造、引き抜き、アルミディスクおよびシリコンウエハの
研磨、切断などの加工に用いる金属加工油、並びに水−
グリコール系作動油などの潤滑油などの水溶性潤滑油に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】凝集沈殿処理性を改善したポリエーテル
系水溶性金属加工油として、特開平７−５３９８５号公
報および特開平９−４０９８２号公報に、ポリエーテル
にカルボキシル基およびリン酸エステル基を導入した金
属加工油が記載されている。これらの中では、反応率を
上げるためにアルコールにエチレンオキサイド（以下Ｅ
Ｏとする）を単独付加もしくはポリエーテルの末端にＥ
Ｏを付加後、カルボキシメチルエーテル化およびリン酸
エステル化している。このようにアニオン化の反応性を
上げるためには１級ＯＨを有するＥＯを末端に付加する
必要があるが、ＥＯを末端に付加すると水との親和性が
増し、泡立ち性や防錆性などが悪くなる欠点がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の問題点に鑑み、
本発明は、凝集沈殿法による廃水処理性が優れ、防錆性
がよく、かつ潤滑性が良好な、ポリエーテル系化合物を
基剤とした水溶性潤滑剤を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意研究した結果、本発明に到達した。す
なわち本発明は、下記一般式（１）で表され末端１級水
酸基化率が６０％以上であるポリエーテル化合物（ａ）
の、リン酸エステル（塩）（Ａ）および／またはエーテ
ルカルボン酸（塩）（Ｂ）からなることを特徴とする水
溶性潤滑剤；並びにこの水溶性潤滑剤と、防錆剤、極圧
添加剤、消泡剤および乳化剤から選ばれる一種以上の添
加剤からなる水溶性潤滑剤組成物である。 Ｒ¹−[−(ＺＯ)_p−(ＡＯ)_q−Ｈ]_r （１） ［式（１）中、Ｒ¹ はｒ個の活性水素を有する脂肪族化
合物から活性水素を除いた残基：Ｚは炭素数２〜４のア
ルキレン基：Ａは炭素数３〜１２の１，２−アルキレン
基：ｐは０または１以上の整数、ｐが１以上の場合、Ｚ
Ｏの内オキシエチレン単位の割合は、ＺＯとＡＯの合計
の２０モル％以下である。ｒは１〜８の整数、ｑは１以
上の整数であって、ｐ＋ｑが１０〜１０００である。］ ここで水溶性とは、温度１０〜５０℃の範囲で、濃度
０．５質量％以上の水溶液の外観が透明であることをい
う。また、末端１級水酸基化率（以下１級化率とい
う。）とは、後述するように、一般式（１）の末端の−
ＡＯ−Ｈ基中で、１級水酸基となっているものの割合
（百分率）をいう。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明において、ポリエーテル化
合物（ａ）は１〜８個の活性水素を有する脂肪族化合
物：Ｒ¹−[−Ｈ]_rにアルキレンオキサイドを付加して得
ることができる。活性水素の数ｒが８を越えると、
（ａ）の粘度が高くなり好ましくない。上記脂肪族化合
物の好ましい例としては、１個もしくは２〜８個の活性
水素を有する水酸基含有化合物、アミノ基含有化合物、
カルボキシル基含有化合物、チオール基含有化合物が挙
げられ、２種以上を併用してもよい。

【０００６】水酸基含有化合物としては、１価のアルコ
ール、２〜８価の多価アルコールが挙げられる。１価の
アルコールとしては、炭素数１〜２４の１価アルコー
ル、例えば、メタノール、エタノール、ブタノール、オ
クタノール、ラウリルアルコール、パルミチルアルコー
ル、オレイルアルコール、ステアリルアルコールなどが
挙げられる。多価アルコールとしては、炭素数２〜１２
の２価アルコール（脂肪族ジオール、例えば、エチレン
グリコール、プロピレングリコール、１，３−および
１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、
３−メチルペンタンジオール、ネオペンチルグリコール
などのアルキレングリコール；および脂環式ジオール、
例えば、シクロヘキサンジオール、１、４−ビス（ヒド
ロキシメチル）シクロヘキサンなどのシクロアルキレン
グリコール）、炭素数３〜２０の３価アルコール（脂肪
族トリオール、例えば、グリセリン、トリメチロールプ
ロパン、トリメチロールエタン、ヘキサントリオールな
どのアルカントリオール）；炭素数４〜１２の４〜８価
のアルコール（脂肪族ポリオール、例えば、ペンタエリ
スリトール、ソルビトール、キシリトール、マンニトー
ル、ソルビタン、ジグリセリン、ジペンタエリスリトー
ルなどのアルカンポリオールおよびその分子内もしくは
分子間脱水物；ならびにショ糖、グルコース、マンノー
ス、フルクトース、α−メチルグルコシドなどの糖類お
よびその誘導体）が挙げられる。これらのうち好ましい
ものは、炭素数１〜２４の１価アルコール及び炭素数２
〜１２の２価アルコールである。

【０００７】アミノ基含有化合物としては、脂肪族アミ
ン類として、炭素数２〜１２のアルカノールアミン類
（例えば、モノエタノールアミンおよびイソプロパノー
ルアミン）、炭素数１〜２０のアルキルアミン類（例え
ば、ｎ−ブチルアミン、オクチルアミンおよびオレイル
アミン）、炭素数２〜１２のアルキレンジアミン（例え
ば、エチレンジアミン、プロピレンジアミンおよびヘキ
サメチレンジアミン）、炭素数４〜２０のポリアルキレ
ンポリアミン類（アルキレン基の炭素数が２〜６のジア
ルキレントリアミン〜ペンタアルキレンヘキサミン、例
えば、ジエチレントリアミンおよびトリエチレンテトラ
ミン）が挙げられる。また、炭素数４〜２０の脂環式ア
ミン類（イソホロンジアミン、シクロヘキシレンジアミ
ンおよびジシクロヘキシルメタンジアミン）；炭素数４
〜２０の複素環式アミン類（例えば、ピペラジンおよび
アミノエチルピペラジン）などが挙げられる。これらの
うち、好ましいものは炭素数１〜２０のアルキルアミン
である。

【０００８】カルボキシル基含有化合物としては、炭素
数４〜１８の脂肪族ポリカルボン酸（コハク酸、アジピ
ン酸、セバシン酸、グルタル酸、アゼライン酸、マレイ
ン酸、フマル酸など）などが挙げられる。

【０００９】チオール基含有化合物としては、プロピル
チオール、ブチルチオール、オクチルチオール、ラウリ
ルチオールなど炭素数２〜１８の１価チオール；エチレ
ンジチオール、プロピレンジチオール、１、３−ブチレ
ンジチオール、１、４−ブタンジチオール、１、６−ヘ
キサンジチオール、３−メチルペンタンジチオールなど
の炭素数２〜１８の２〜８価のチオールが挙げられる。
これらの活性水素を有する脂肪族化合物のうち、好まし
いのは水酸基含有化合物である。

【００１０】一般式（１）におけるＺは炭素数２〜４の
アルキレン基を表し、ＺＯは炭素数２〜４のアルキレン
オキサイドの付加により形成される。このようなアルキ
レンオキサイドの例としては、ＥＯ、プロピレンオキサ
イド（以下ＰＯとする）、１，２−、１，３−、２，３
−および１，４−ブチレンオキサイド（以下ＢＯとす
る）ならびにこれらの２種以上の併用が挙げられる。Ｚ
Ｏの内のオキシエチレン単位の割合は、ＺＯと後述する
ＡＯの合計に対して２０モル％以下であり、好ましくは
５モル％以下である。ＥＯの割合が２０モル％を超える
と防錆性が悪くなる。

【００１１】ＺＯ単位の部分を形成するアルキレンオキ
サイドの付加方法としては、通常アルキレンオキサイド
の付加に用いられる触媒［塩基性触媒、例えば、水酸化
物（ＫＯＨ、ＮａＯＨなど）、酸化物〔Ｋ₂Ｏ 、Ｃａ
Ｏ）など］の存在下、前記の化合物：Ｒ¹−[−Ｈ]_rに付
加させればよい。

【００１２】一般式（１）におけるＡは炭素数３〜１２
の１，２−アルキレン基であり、ＡＯは炭素数３〜１２
の１，２−アルキレンオキサイドの付加により形成され
る。このようなアルキレンオキサイドの例としては、
１，２−プロピレンオキサイド、１，２−ブチレンオキ
サイド、１、２−オクチレンオキサイドが挙げられる。
これらのうち、好ましいものは炭素数３〜４の１，２−
アルキレンオキサイドである。

【００１３】一般式（１）中の末端の水酸基含有基−Ａ
Ｏ−Ｈ基としては、下記の一般式（２）で表される１級
水酸基含有基と一般式（２’）で表される２級水酸基含
有基の２種類があるが、（ａ）としては、全水酸基中の
一般式（２）で表される１級水酸基含有基の割合である
１級化率が６０％以上である必要がある。１級化率が６
０％未満であると、アニオン化率が悪くなり、凝集沈殿
による処理液のＣＯＤ値が高くなる。 上記一般式（２）および（２’）中、Ｒ² は炭素数１〜
１０の直鎖もしくは分岐のアルキル基を表す。具体的に
は、メチル基、エチル基、プロピル基等の直鎖アルキル
基、イソプロピル基等の分岐アルキル基などが挙げられ
る。好ましくはメチル基およびエチル基である。

【００１４】ポリエーテル末端に炭素数３〜１２のオキ
シアルキレン単位を有し、１級化率が６０％以上である
と、エーテルカルボン酸（塩）化、またはリン酸エステ
ル（塩）化の反応性が向上し、（ａ）のアニオン化率が
高くなるため、凝集沈殿法による廃水処理性に優れ、潤
滑性も良好になる。１級化率が８０％以上であると、さ
らに凝集沈殿処理液のＣＯＤ値が低くなり、また潤滑性
や防錆性も向上し好ましい。

【００１５】一般式（１）中、ｐは通常０または１以
上、好ましくは０または１〜１０の整数である。ｑは１
以上の整数であって、ｐ＋ｑは、通常１０〜１０００、
好ましくは２０〜３００である。Ｐ＋ｑが１０未満であ
ると潤滑性が不良となり、１０００を越えると水への溶
解性が不足する。

【００１６】この１級化率が６０％以上のポリエーテル
化合物（ａ）を得る方法としては、特定の触媒の存在化
で、活性水素含有化合物にアルキレンオキサイドを付加
させる方法が挙げられる。特定の触媒としては、特許第
３０７６０３２号に記載のものが挙げられ、具体的に
は、フッ素原子、（置換）フェニル基および／または３
級アルキル基が結合したホウ素もしくはアルミニウム化
合物であり、トリフェニルボラン、ジフェニル−ｔ−ブ
チルボラン、トリ（ｔ−ブチル）ボラン、トリフェニル
アルミニウム、ジフェニル−ｔ−ブチルアルミニウム、
トリ（ｔ−ブチル）アルミニウム、トリス（ペンタフル
オロフェニル）ボラン、ビス（ペンタフルオロフェニ
ル）−ｔ−ブチルボラン、トリス（ペンタフルオロフェ
ニル）アルミニウム、ビス（ペンタフルオロフェニル）
−ｔ−ブチルアルミニウムなどが挙げられる。これらの
中で好ましいものは、トリフェニルボラン、トリフェニ
ルアルミニウム、トリス（ペンタフルオロフェニル）ボ
ラン、トリス（ペンタフルオロフェニル）アルミニウム
であり、さらに好ましいのはトリス（ペンタフルオロフ
ェニル）ボラン、トリス（ペンタフルオロフェニル）ア
ルミニウムである。

【００１７】ＡＯの付加条件についても上記特許に記載
の方法と同様でよく、例えば、生成する開環重合体に対
して、通常０．０００１〜１０質量％、好ましくは０．
００１〜１質量％の上記触媒を用い、通常０〜２５０
℃、好ましくは２０〜１８０℃で反応させる。

【００１８】ポリエーテル化合物（ａ）の重量平均分子
量（ゲルパーミッションクロマトグラフによる、以下同
様）は、好ましくは１０００〜６００００であり、さら
に好ましくは１２００〜１００００である。重量平均分
子量が１０００以上であると潤滑性がよくなり、６００
００以下であると水への溶解性が向上する。

【００１９】本発明における１級化率は、予め試料をエ
ステル化の前処理をした後に、 ¹Ｈ−ＮＭＲ法により測
定し、算出したものである。 ¹Ｈ−ＮＭＲ法の詳細を以
下に具体的に説明する。

【００２０】＜試料調製法＞測定試料約３０ｍｇを直径
５ｍｍのＮＭＲ用試料管に秤量し、約０．５ｍｌの重水
素化溶媒を加え溶解させる。その後、約０．１ｍｌの無
水トリフルオロ酢酸を添加し、分析用試料とする。ここ
で述べた重水素化溶媒とは重水素化クロロホルム、重水
素化トルエン、重水素化ジメチルスルホキシド、重水素
化ジメチルホルムアミド等であり、試料を溶解させるこ
とのできる溶媒を適宜選択する。 ＜ＮＭＲ測定＞通常の条件で ¹Ｈ−ＮＭＲ測定を行う。

【００２１】＜１級化率の計算方法＞上に述べた前処理
の方法により、ポリオキシアルキレンポリオールの末端
の水酸基は、添加した無水トリフルオロ酢酸と反応して
トリフルオロ酢酸エステルとなる。その結果、１級水酸
基が結合したメチレン基由来の信号は４．３ｐｐｍ付近
に観測され、２級水酸基が結合したメチン基由来の信号
は５．２ｐｐｍ付近に観測される。末端水酸基の１級化
率は次の計算式により算出する。 １級化率（％）＝［ｐ／（ｐ＋２×ｑ）］×１００ 但し、ｐは４．３ｐｐｍ付近の１級水酸基の結合したメ
チレン基由来の信号の積分値；ｑは５．２ｐｐｍ付近の
２級水酸基の結合したメチン基由来の信号の積分値であ
る。

【００２２】本発明の水溶性潤滑剤は、（ａ）をリン酸
エステル（塩）化、あるいはエーテルカルボン酸（塩）
化して得られるものであり、これらを併用することもで
きる。また、未反応の（ａ）が含まれていてもよい。リ
ン酸エステル（塩）（Ａ）の製法としては、通常用いら
れる方法でよく特に限定されないが、ポリエーテル化合
物（ａ）と、リン酸、ポリリン酸、無水リン酸、オキシ
塩化リン等のリン酸化剤との反応によりリン酸化し、ア
ルカリ金属の水酸化物、アミン等で中和する方法などが
挙げられる。リン酸化はリン酸エステル化と同じであ
り、モノエステル、ジエステルなどが生成するが、リン
酸モノエステル、リン酸ジエステル、およびこれらの含
有量の高い混合物が好ましく、リン酸トリエステルの含
有量は５質量％以下が好ましい。より好ましくはリン酸
モノエステル、リン酸ジエステルの割合（質量比）が１
００／０〜２０／８０の混合物である。

【００２３】ｒ＝１の場合を例にとると、例えば（ａ）
と無水リン酸の反応は、反応温度が通常３０〜１５０
℃、好ましくは６０〜１３０℃で、窒素雰囲気中で行
い、（Ａ）のリン酸ジエステルを得る。次いで、反応に
用いた無水リン酸と等モルの水を加えて加水分解し、
（ａ）のリン酸モノエステルを得る。反応時間は反応温
度によって異なるが、通常１〜１０時間、好ましくは２
〜５時間である。（ａ）と無水リン酸の反応モル比は、
リン酸モノエステルを主成分として得る場合は、好まし
くは２．０：１．１５〜２．０：０．８５、さらに好ま
しくは２．０：１．０５〜２．０：０．９５であり、リ
ン酸ジエステルを主成分として得る場合は、好ましくは
２．０：０．４〜２．０：０．６、さらに好ましくは
２．０：０．４５〜２．０：０．５５である。リン酸化
の終点は５６１００／（エステル化物の分子量）で表さ
れる酸価（ＡＶ）が、理論値の８０〜１１０％となる点
であり、好ましくは、８５〜１０５％となる点である。
ｒ＝２以上の場合は、ｒ個のＯＨのうちの平均８０％以
上がリン酸エステル化され、生成物のＡＶが１〜２０
０、水酸基価が６以下、リン酸モノエステルおよび／ま
たはリン酸ジエステルの含量が９５質量％以上となるよ
うな条件で反応させるのが好ましい。

【００２４】その後、必要により、ＮａＯＨ、ＫＯＨな
どのアルカリ金属の水酸化物；Ｂａ（ＯＨ）₂ などのア
ルカリ土類金属の水酸化物；メチルアミン、ブチルアミ
ン、トリメチルアミン、シクロヘキシルアミン、シクロ
ヘキシルアミンＥＯ２モル付加物、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など
の、炭素数１〜１０の、アルキルおよびアルカノールア
ミンとそれらのアルキレンオキサイド（アルキレン基の
炭素数２〜４）１〜４モル付加物、並びにアンモニアな
どのアミン類；などの水溶液を用いて中和し、目的の
（Ａ）を得る。中和度は随時に選択出来るが、好ましく
は１０％水溶液のｐＨが４〜９、とくに５〜８である。

【００２５】エーテルカルボン酸塩（Ｂ）の製法として
は、通常用いられる方法でよく特に限定されないが、例
えば、ポリエーテル化合物（ａ）を、カルボン酸を構成
する炭素数が２〜５のモノハロゲン化低級カルボン酸ア
ルカリ金属塩（例えば、モノクロル酢酸ナトリウム、モ
ノブロム酢酸ナトリウム、モノクロルプロピオン酸ナト
リウム）と、必要により溶媒（例えば、トルエン、キシ
レンなどの芳香族系溶媒）の存在下、苛性アルカリ（例
えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム）を徐々に加
えながら、窒素雰囲気中で縮合反応することによって得
ることができる。反応温度は通常３０〜１００℃、好ま
しくは４０〜７０℃である。上記（ａ）とハロゲン化低
級カルボン酸塩の反応の際の、（ａ）の水酸基とハロゲ
ン化低級カルボン酸塩の当量比は、好ましくは１．０：
０．９〜１．０：１．６、さらに好ましくは１．０：
０．９５〜１．０：１．５である。反応の終点は、全Ｏ
Ｈ基に対するエーテル化度が８５％以上、好ましくは９
０％以上となるところである。

【００２６】次いで、水および必要により溶剤を加え、
酸性条件下に、水洗、分離などの精製工程を経て、必要
により中和し、ポリエーテルのエーテルカルボン酸塩の
水溶液を得る。中和剤としては、前記のリン酸エステル
の中和に用いるものと同様のものが挙げられる。中和度
は随時に選択出来るが、好ましくは１０％水溶液のｐＨ
が４〜９、とくに５〜８である。

【００２７】なお、エーテルカルボン酸塩のエーテル化
度は、下記の条件にて液体クロマトグラフィーを用いて
測定することができる。 液体クロマトグラフィー測定条件 カラム ：ＯＤＳ系、６ｍｍФ×１５ｃｍ カラム温度 ：３５℃ 溶離液 ：メタノール／水＝９０／１０ 流量 ：０．８ｍｌ／ｍｉｎ 試料濃度 ：１０％ 注入量 ：３０μｌ

【００２８】本発明の水溶性潤滑剤は、潤滑性が良好で
あり単独でも使用可能であるが、必要により、防錆剤、
極圧添加剤、消泡剤、乳化剤などの添加剤を加え、水で
希釈して、エマルション型、ソリュブル型およびソリュ
ーション型の水溶性潤滑剤組成物として使用することが
できる。これらの添加剤は、２種以上を併用してもよ
い。また、性能に悪影響を与えない範囲（好ましくは本
発明の水溶性潤滑剤の５０質量％以下）で、末端ＥＯ付
加ポリエーテルにカルボキシル基またはリン酸エステル
基を導入した潤滑剤など、従来の潤滑剤を併用してもよ
い。

【００２９】防錆剤としては、例えば、炭素数２〜３６
の有機アミン（脂肪族アミン、例えば、ブチルアミン、
オクチルアミン、ラウリルアミン、オレイルアミン；脂
環式アミン、例えばシクロヘキシルアミン；複素環式ア
ミン、例えばモルホリン；アルカノールアミン、例え
ば、モノエタノールアミン、トリエタノールアミン、イ
ソプロパノールアミン、Ｎ−ジメチルアミノエタノール
アミン、イソプロパノールアミン；など）；有機アミン
のアルキレンオキサイド（アルキレン基の炭素数２〜
４）付加体（上記アミンのＰＯもしくはＥＯ１〜１０モ
ル付加物など）；炭素数６〜３６の脂肪族カルボン酸と
そのアミド（カプリル酸、ラウリル酸、ノナン酸、デカ
ン酸、オレイン酸、オレイルアミドなど）；炭素数６〜
２４の二塩基酸（アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン
２酸、ダイマー酸など）；炭素数６〜３６のアルケニル
コハク酸とそのアミド（オクテニルコハク酸、ドデセニ
ルコハク酸、ペンタデセニルコハク酸、オクテニルコハ
ク酸アミドなど）；芳香族カルボン酸（安息香酸、ｐ−
ｔｅｒｔブチル安息香酸、ニトロ安息香酸など）；これ
らのカルボン酸のアミン塩またはアルカリ金属塩（カプ
リル酸カリウム、セバシン酸カリウムなど）；シクロヘ
キシルアミンナイトライト、ベンゾトリアゾールなどが
挙げられる。なお、炭素数６〜３６の脂肪族カルボン酸
とそのアミドおよび炭素数６〜３６のアルケニルコハク
酸とそのアミドは、油性向上剤としての機能も有する。

【００３０】極圧添加剤としては、硫化オレイン酸、塩
素化ステアリン酸、炭素巣８〜２４のアルキルリン酸エ
ステル、炭素数８〜２４のアルキルチオプロピオン酸、
炭素数８〜２４のアルキルチオグリコール酸などのアミ
ン塩またはアルカリ金属塩などが挙げられる。

【００３１】消泡剤としては、ポリオルガノシロキサン
（例えばポリジメチルシロキサンなど）が挙げられる。

【００３２】乳化剤としては、ポリオキシエチレン（重
合度４〜２０）モノアルキルエーテル（アルキル基の炭
素数８〜２２）などのノニオン界面活性剤；石油スルフ
ォネート、アルキル（炭素数５〜３６）ベンゼンスルフ
ォン酸アルカリ金属塩などのようなアニオン活性剤が挙
げられる。

【００３３】本発明の水溶性潤滑剤組成物中、（Ａ）お
よび／または（Ｂ）からなる水溶性潤滑剤の含量は、好
ましくは５〜６０質量％、さらに好ましくは１０〜５０
質量％である。水の含量は、好ましくは９５質量％以
下、さらに好ましくは１０〜９０質量％、とくに好まし
くは２０〜８０質量％である。防錆剤の含量は、好まし
くは２５質量％以下、さらに好ましくは５〜２０質量％
である。極圧添加剤の含量は、好ましくは１０質量％以
下、さらに好ましくは５質量％以下である。消泡剤の添
加量は、好ましくは１０００ｐｐｍ以下、さらに好まし
くは１０〜５００ｐｐｍである。乳化剤の添加量は、好
ましくは２５質量％以下、さらに好ましくは２０質量％
以下である。

【００３４】本発明の水溶性潤滑剤または水溶性潤滑剤
組成物は、切削油、研削油、圧延油、引き抜き油、鍛造
油、プレス油、離型油などの金属加工油、ガラス、シリ
コンウエハやアルミディスクの研磨加工油、シリコンウ
エハのカッティング液、繊維用潤滑油、作動油やコンベ
ヤー油などの潤滑剤などに用いることができるが、特に
金属加工油や研磨加工油として用いるのが好適である。
また、水・グリコール系作動油などの水を含有する潤滑
剤に溶解あるいは分散させることによって使用すること
もできる。

【００３５】本発明の水溶性潤滑剤または水溶性潤滑剤
組成物は、金属加工油および潤滑剤として使用する場
合、必要により水で希釈（例えば、質量基準で１０〜１
００倍）して使用する。特に、（Ａ）およびまたは
（Ｂ）の含量が０．５〜３質量％（とくに１〜２質量
％）、防錆剤の含量が０．２〜２質量％（とくに０．５
〜１質量％）となるように希釈して用いるのが好まし
い。

【００３６】

【実施例】以下の実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。以下のエ
ーテルカルボン酸塩およびリン酸エステル塩を作成し、
水溶性潤滑剤としての評価を行った。

【００３７】製造例１ ２０００ｍｌの攪拌装置、温度制御装置付きのＳＵＳ製
オートクレーブに、ｎ−ブタノール７４部（１モル）と
触媒トリス（ペンタフルオロフェニル）ボランを７．２
部（生成する開環重合体に対して０．５８質量％）仕込
み、ＰＯ１１６０部（２０モル）を、反応温度７０〜８
０℃で１２時間かけて滴下した後、７５℃で６時間熟成
した。次に、水酸化ナトリウム水溶液で中和した後、２
０ｇの合成珪酸塩（キョーワード６００、協和化学製）
と水を加えて６０℃で３時間処理した。オートクレーブ
より取り出した後、１ミクロンのフィルターで濾過した
後脱水し、液状のポリエーテル１１９６部を得た。１級
化率（前記ＮＭＲ法で測定したもの、以下の例も同様）
は９２％であった。ガラス製反応容器に上記生成物２４
７部（０．２０モル）と、モノクロル酢酸ナトリウム２
６部（０．２２モル）、トルエン３００部を仕込み、温
度を５０℃に保ちながら徐々に減圧度を高め７５ｍｍＨ
ｇとする。その後、減圧脱水しながら顆粒状の水酸化ナ
トリウム１０部（０．２５モル）を２時間かけて仕込ん
だ。さらに６時間熟成を行った。エーテル化度（前記液
体クロマトグラフィー法により測定したもの、以下の例
も同様）は９２％であった。水３００部を加え、水およ
びトルエンの２層とし、塩酸で酸性にして、静置、分
液、水洗による脱ＮａＣｌを行った後、油層の脱トルエ
ンを行った。得られたエーテルカルボン酸を、シクロヘ
キシルアミンＥＯ２モル付加物でｐＨ６．５となるよう
に中和し、本発明のエーテルカルボン酸塩Ｂ−１を得
た。

【００３８】製造例２ ３０００ｍｌの攪拌装置、温度制御装置付きのＳＵＳ製
オートクレーブに、ラウリルアルコールＥＯ２モル付加
物２７４部（１モル）と触媒トリス（ペンタフルオロフ
ェニル）ボランを１１．７部（生成する開環重合体に対
して０．５８質量％）仕込み、ＰＯ１７４０部（３０モ
ル）を、反応温度が７０〜８０℃で１２時間かけて滴下
した後、７５℃で６時間熟成した。次に、水酸化ナトリ
ウム水溶液で中和した後、３０ｇの合成珪酸塩（キョー
ワード６００、協和化学製）と水を加えて６０℃で３時
間処理した。オートクレーブより取り出した後、１ミク
ロンのフィルターで濾過した後脱水し、液状のポリエー
テル１９６２部を得た。１級化率は９０％であった。ガ
ラス製反応容器に上記生成物４０３部（０．２０モル）
と、モノクロル酢酸ナトリウム２６部（０．２２モ
ル）、トルエン５００部を仕込み、温度を５０℃に保ち
ながら徐々に減圧度を高め７５ｍｍＨｇとする。その
後、減圧脱水しながら顆粒状の水酸化ナトリウム１０部
（０．２５モル）を２時間かけて仕込んだ。さらに６時
間熟成を行った。エーテル化度は９２％であった。水５
００部を加え、水およびトルエンの２層とし、塩酸で酸
性にして、静置、分液、水洗による脱ＮａＣｌを行った
後、油層の脱トルエンを行った。得られたエーテルカル
ボン酸をトリエタノールアミンで、ｐＨ６．５となるよ
うに中和し、エーテルカルボン酸塩Ｂ−２を得た。

【００３９】製造例３ ３０００ｍｌの攪拌装置、温度制御装置付きのＳＵＳ製
オートクレーブに、ヘキシレングリコール１１８部（１
モル）と触媒トリス（ペンタフルオロフェニル）ボラン
を１７．８部（生成する開環重合体に対して０．７８質
量％）仕込み、ＢＯ７２０部（１０モル）とＰＯ１４５
０部（２５モル）を同時に、反応温度が７０〜８０℃で
１２時間かけて滴下した後、７５℃で６時間熟成した。
次に、水酸化ナトリウム水溶液で中和した後、３０ｇの
合成珪酸塩（キョーワード６００、協和化学製）と水を
加えて６０℃で３時間処理した。オートクレーブより取
り出した後、１ミクロンのフィルターで濾過した後脱水
し、液状のポリエーテル２２２０部を得た。１級化率は
９７％であった。ガラス製反応容器に上記生成物４５８
部（０．２０モル）と、モノクロル酢酸ナトリウム２６
部（０．２２モル）、トルエン５５０部を仕込み、温度
を５０℃に保ちながら徐々に減圧度を高め７５ｍｍＨｇ
とする。その後、減圧脱水しながら顆粒状の水酸化ナト
リウム１０部（０．２５モル）を２時間かけて仕込ん
だ。さらに６時間熟成を行った。エーテル化度は９５％
であった。水５５０部を加え、水およびトルエンの２層
とし、塩酸で酸性にして、静置、分液、水洗による脱Ｎ
ａＣｌを行った後、油層の脱トルエンを行った。得られ
たエーテルカルボン酸をトリエタノールアミンで、ｐＨ
６．５となるように中和し、本発明のエーテルカルボン
酸塩Ｂ−３を得た。

【００４０】製造例４ ３０００ｍｌの攪拌装置、温度制御装置付きのＳＵＳ製
オートクレーブに、オクチルアルコール１３０部（１モ
ル）と触媒トリス（ペンタフルオロフェニル）ボランを
１２．５部（生成する開環重合体に対して０．５８質量
％）仕込み、ＰＯ２０３０部（３５モル）を、反応温度
が７０〜８０℃で１２時間かけて滴下した後、７５℃で
６時間熟成した。次に、水酸化ナトリウム水溶液で中和
した後、３０ｇの合成珪酸塩（キョーワード６００、協
和化学製）と水を加えて６０℃で３時間処理した。オー
トクレーブより取り出した後、１ミクロンのフィルター
で濾過した後脱水し、液状のポリエーテル２０８５部を
得た。１級化率は９５％であった。ガラス容器に上記反
応物２１６部（０．１０モル）と無水リン酸７．１部
（０．０５モル）を仕込み、６５℃で８時間反応させ、
次いで水０．９部（０．０５モル）を加え６５℃で２時
間反応させ、エステル化物を得た。ＡＶから求めたリン
酸を基準とするエステル化反応率（以下、エステル化反
応率という）は８５％であった。さらに、水酸化カリウ
ム１１．２部を水５００部に溶解し、６０℃で上記エス
テル化物を加え、ｐＨを６．５に調整して、本発明のリ
ン酸エステル塩Ａ−１の水溶液を得た。

【００４１】製造例５ ３０００ｍｌの攪拌装置、温度制御装置付きのＳＵＳ製
オートクレーブに、ポリプロピレングリコール（ＯＨ価
換算数平均分子量；４００）４００部（１モル）と触媒
トリス（ペンタフルオロフェニル）ボランを１９．０部
（生成する開環重合体に対して０．７８質量％）仕込
み、ＰＯ２０３０部（３５モル）を、反応温度が７０〜
８０℃で１２時間かけて滴下した後、７５℃で６時間熟
成した。次に、水酸化ナトリウム水溶液で中和した後、
３０ｇの合成珪酸塩（キョーワード６００、協和化学
製）と水を加えて６０℃で３時間処理した。オートクレ
ーブより取り出した後、１ミクロンのフィルターで濾過
した後脱水し、液状のポリエーテル２３６６部を得た。
１級化率は９７％であった。ガラス容器に上記反応物２
４３部（０．１０モル）と無水リン酸１４．２部（０．
１０モル）を仕込み、６５℃で８時間反応させ、次い
で、水１．８部（０．１０モル）を加え６５℃で２時間
反応させ、エステル化物を得た。エステル化反応率は８
０％であった。さらに、ラウリルアミンＥＯ２モル付加
物で中和し、ｐＨを６．５に調整して、本発明のリン酸
エステル塩Ａ−２を得た。

【００４２】製造例６ ３０００ｍｌの攪拌装置、温度制御装置付きのＳＵＳ製
オートクレーブに、１，４−ブタンジオールをスタータ
ーとするテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）とＥＯの共重合
体（ＯＨ価換算数平均分子量；５００、ＥＯ比率３０モ
ル％）５００部（１モル）と触媒トリス（ペンタフルオ
ロフェニル）ボランを２２．０部（生成する開環重合体
に対して０．７８質量％）仕込み、ＰＯ２３２０部（４
０モル）を、反応温度が７０〜８０℃で１２時間かけて
滴下した後、７５℃で６時間熟成した。次に、水酸化ナ
トリウム水溶液で中和した後、３０ｇの合成珪酸塩（キ
ョーワード６００、協和化学製）と水を加えて６０℃で
３時間処理した。オートクレーブより取り出した後、１
ミクロンのフィルターで濾過した後脱水し、液状のポリ
エーテル２７５８部を得た。１級化率は９５％であっ
た。ガラス容器に上記反応物２８２部（０．１０モル）
と無水リン酸１４．２部（０．１０モル）を仕込み、６
５℃で８時間反応させ、次いで、水１．８部（０．１０
モル）を加え６５℃で２時間反応させ、エステル化物を
得た。エステル化反応率は９２％であった。さらに、水
酸化カリウム２２．４部を水７００部に溶解し、６０℃
で上記エステル化物を加え、ｐＨを６．５に調整して、
本発明のリン酸エステル塩Ａ−３の水溶液を得た。

【００４３】比較製造例１ ｎ−ブタノール７４部（１モル）と触媒ＫＯＨ５．３部
（生成する開環重合体に対して０．２５質量％）を仕込
み、ＥＯ８８０部（２０モル）とＰＯ１１６０部（２０
モル）を温度１００〜１２０℃でランダムに付加させた
（１級化率３８％）。上記生成物４２３部（０．２０モ
ル）をモノクロル酢酸ナトリウム２６部（０．２２モ
ル）で製造例１と同様の方法でエーテルカルボン酸塩化
し、水とトルエンで分液脱ＮａＣｌ処理した後（エーテ
ル化度３０％）、トリエタノールアミンでｐＨ６．５と
なるように中和して、比較のエーテルカルボン酸塩Ｒ−
１を得た。

【００４４】比較製造例２ オクチルアルコール１３０部（１モル）と触媒ＫＯＨ
２．９部（生成する開環重合体に対して０．２５質量
％）を仕込み、ＰＯ５８０部（１０モル）とＥＯ４４０
部（１０モル）を順次ブロック付加させた。（１級化率
１００％）。上記生成物２３０部（０．２０モル）をモ
ノクロル酢酸ナトリウム２６部（０．２２モル）で製造
例１と同様の方法でエーテルカルボン酸塩化し、水とト
ルエンで分液脱ＮａＣｌ処理した後（エーテル化度８２
％）、トリエタノールアミンでｐＨ６．５となるように
中和して、比較のエーテルカルボン酸塩Ｒ−２を得た。

【００４５】比較製造例３ オレイルアルコールＥＯ４モル付加物（１級化率１００
％）４４４部（０．１０モル）、無水リン酸７．１部
（０．０５モル）および水０．９部（０．０５モル）か
ら、製造例４と同様にして、エステル化物を得た（エス
テル化反応率８８％）。さらにＮａＯＨ水溶液でｐＨを
６．５に中和して、比較のリン酸エステル塩Ｒ−３の水
溶液を得た。

【００４６】実施例１〜６、比較例１〜３ 本発明の水溶性潤滑剤Ｂ−１〜Ｂ−３（実施例１〜
３）、水溶性潤滑剤Ａ−１〜Ａ−３（実施例４〜６）、
および比較の水溶性潤滑剤Ｒ−１〜Ｒ−３（比較例１〜
３）を用い、固形分が２質量％となるように水で希釈し
て、摩擦係数、油膜切れ、摩耗痕を測定した。結果を表
１に示す。

【００４７】試験条件 ＜潤滑性試験＞振動摩擦摩耗試験機（オプチモール社
製）により、荷重２００Ｎ、振幅２ｍｍ、振動数５０Ｈ
ｚ，温度３０℃、時間１０分間で測定。 （１）摩擦係数：時間１０分間の平均 （２）油膜切れ：摩擦係数（μ）が立ちあがる状態を見
た。 ◎：なし（μ安定）、○：なし（μやや変動）、Ｘ：あ
り（μ変動大） （３）摩耗痕：１０ｍｍ鋼球（ＳＵＪ−２）の摩耗直径
（ｍｍ）

【００４８】

【表１】

【００４９】本発明の水溶性潤滑剤は、比較の水溶性潤
滑剤に較べ、潤滑性試験における油膜切れがなく、摩擦
係数が低く、摩耗痕が少ない為、潤滑特性が優れている
ことがわかる。

【００５０】本発明の水溶性潤滑剤Ｂ−１〜Ｂ−３およ
びＡ−１〜Ａ−３に、防錆剤（脂肪酸カリウム、トリエ
タノールアミン）と水を配合した実施例７〜１２（本発
明の水溶性潤滑剤組成物）と、比較の水溶性潤滑剤Ｒ−
１〜Ｒ−３を用い、同様に配合した比較例４〜６（比較
の水溶性潤滑剤組成物）の組成を表２に示す（ただし、
水溶性潤滑剤の部数は固形分を表す）。

【００５１】

【表２】

【００５２】実施例７〜１２および比較例４〜６の水溶
性潤滑剤組成物を、水で５０倍（質量基準）に希釈し
て、凝集沈殿による廃液処理性（ＣＯＤ低下率）と防錆
性を測定し、水で２０倍（質量基準）に希釈して切削性
（タッッピングトルク）を測定した。結果を表３に示
す。

【００５３】試験条件 ＜廃液処理性（ＣＯＤ低下率）＞５０倍希釈液にポリ塩
化アルミニウム（無機系凝集剤）を３０００ｐｐｍ添加
する。次に水酸化カルシウムで希釈液のｐＨを６〜８に
調整した後、高分子凝集剤：サンフロックＡＨ−２００
Ｐ〔三洋化成工業（株）製〕を２ｐｐｍ添加する。最後
に沈殿物をろ別する。凝集沈殿処理前の液と処理後のろ
液を、ＪＩＳ Ｋ０１０２の過マンガン酸カリウムによ
るＣＯＤ測定法により測定し、以下の計算式によりＣＯ
Ｄ低下率を求めた。 ＣＯＤ低下率＝（凝集沈殿処理前のＣＯＤ−処理後のろ
液のＣＯＤ）×１００／凝集沈殿処理前のＣＯＤ ＜切削性（タッッピングトルク）＞２０倍希釈液をポン
プで汲み上げ、１０Ｌ／分ノズルから工具刃先にかけな
がら、厚さ１５ｍｍの鋼（Ｓ−４５Ｃ）に下穴５．５ｍ
ｍをあけ、Ｍ６タップにてタップ加工をおこない、その
時のトルクを測定した。加工時の回転数は４００ｒｐｍ
である。 ＜防錆性＞鋳鉄切りくず（ＦＣ−２５）５ｇを試験液に
浸漬後、ろ紙を敷いたシャーレに広げてフタをして、２
０℃で静置し、８時間後の錆の発生状態を目視観察し
た。 判定：◎；発錆なし、○；数点発錆、△；十数点発錆、
×；１／２面発錆

【００５４】

【表３】

【００５５】上記の結果から、本発明の水溶性潤滑剤組
成物は、比較の水溶性潤滑剤組成物に較べ、凝集沈殿処
理による処理効果（ＣＯＤ低下率）が大きく、また、タ
ッピングトルクが小さく切削性が良好で、かつ、鉄に対
する防錆性が優れていることがわかる。

【００５６】

【発明の効果】本発明の水溶性潤滑剤および水溶性潤滑
剤組成物は、凝集沈殿による廃水処理性が良好であり、
かつ、防錆性および油性効果、耐摩耗性などの潤滑性が
優れている。そのため切削、研削、鍛造、プレス、鍛
造、圧延、アルミディスク研磨、シリコンウェハ加工な
どの加工油として、また水・グリコール系作動油として
好適である。

───────────────────────────────────────────────────── 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 30:00 Ｃ１０Ｎ 30:00 Ａ 30:06 30:06 30:12 30:12 40:08 40:08 40:20 40:20 Ｚ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記一般式（１）で表され末端１級水酸
   基化率が６０％以上であるポリエーテル化合物（ａ）
   の、リン酸エステル（塩）（Ａ）および／またはエーテ
   ルカルボン酸（塩）（Ｂ）からなることを特徴とする水
   溶性潤滑剤。 Ｒ¹−[−(ＺＯ)_p−(ＡＯ)_q−Ｈ]_r （１） ［式（１）中、Ｒ¹ はｒ個の活性水素を有する脂肪族化
   合物から活性水素を除いた残基：Ｚは炭素数２〜４のア
   ルキレン基：Ａは炭素数３〜１２の１，２−アルキレン
   基：ｐは０または１以上の整数、ｐが１以上の場合、Ｚ
   Ｏの内オキシエチレン単位の割合は、ＺＯとＡＯの合計
   の２０モル％以下である。ｒは１〜８の整数、ｑは１以
   上の整数であって、ｐ＋ｑが１０〜１０００である。］
2. 【請求項２】 Ｒ¹ が１個もしくは２〜８個の活性水素
   を有する水酸基含有化合物、アミノ基含有化合物、カル
   ボキシル基含有化合物またはチオール基含有化合物の残
   基である請求項１記載の水溶性潤滑剤。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の水溶性潤滑剤
   と、防錆剤、極圧添加剤、消泡剤および乳化剤から選ば
   れる一種以上の添加剤からなる水溶性潤滑剤組成物。