JP2018030824A - 水溶性金属加工油剤用防黴剤、それを含有する水溶性金属加工油剤組成物及びクーラント - Google Patents

Abstract

【課題】クーラントにおけるカビの繁茂を抑制でき、更にクーラント寿命を延長できる水溶性金属加工油剤用防黴剤とそれを含有する水溶性金属加工油剤組成物、及びこれを用いたクーラントを提供すること。【解決手段】ドデシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル及びＮ−ベンジルエタノールアミンからなる群から選択される少なくとも１種を含有していることを特徴とする水溶性金属加工油剤用防黴剤、それを含有する水溶性金属加工油剤組成物及びクーラント。【選択図】なし

Description

本発明は水溶性金属加工油剤のカビの繁茂を抑制するための防黴剤、それを含有する水溶性金属加工油剤組成物及びクーラントに関する。
本発明の水溶性金属加工油剤とは、水に希釈して使用される切削・研削油剤、塑性加工油剤、防錆・洗浄油剤、焼き入れ油剤などを示す。

金属を加工する際に使用される水溶性加工油剤には、ソリューション型、ソリュブル型、エマルション型等がある。これらはいずれも水、アルカリ性物質（無機アルカリ、有機アミン化合物等）、鉱油（鉱物油等）、油脂、有機酸、有機酸エステル、極圧添加剤、界面活性剤、消泡剤、金属防食剤、酸化防止剤、防腐・防黴剤（殺菌剤等）等を組成成分として含んでいる。これ等の添加剤は加工対象被加工材、加工条件その他の条件に応じて適宜配合して製造される。一般に、水溶性加工油剤は、これを原液として、通常、水で２〜１００倍程度に希釈して使用される。以下、この水希釈された状態の液を、クーラントと言う。

クーラントでは、油剤成分中に含まれている有機物（窒素化合物を含む）や加工用機械から混入してくる作動油・潤滑油などを、細菌類・真菌類が栄養源とすることで、悪臭を発生し周囲の作業環境を悪化させるという問題がある。
またクーラントタンク壁面や配管内にカビが繁茂するとノズル詰まりが生じる、切屑に絡み付きクーラント汚れの原因となる、電気系統にカビが付着することで短絡を引き起こす。このようなカビの発生は工作物の品質低下や、配管内のカビの除去や電気系統の修理のために作業を中断せざるを得ないため、生産性の低下が生じている。

配管等におけるカビの繁茂を防ぐ観点から、クーラントには防黴剤、有機アミンの添加やその他成分によって防黴処理されていた。有機アミンにはシクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ベンジルアミン、ジベンジルアミン、キシレンジアミン、N-アミノプロピルピペラジンなどのアミン化合物がこれまで利用されてきた。しかしながら、一般的に防黴剤は分解や不活性化により効果が時間とともに減少していく。更に従来の有機アミンを用いる場合は細菌類に対して一定の効果は有しているものの、カビに対しては抗菌性が弱く、カビの繁茂に対しては満足する結果を得ることができなかった。有機アミンを大量に含有すればカビの繁茂を抑制し得る一方、刺激性が増大することになり好ましくない。有機アミンを含有する先行技術文献は、アルキルアミンの潤滑剤としては特許文献１にジメチルラウリルアミンを含有することを特徴とするコンベヤー潤滑剤組成物の開示がある。水溶性金属加工油剤としては特許文献２にアルカノールアミンを含有することを、特許文献３にビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテルを含有することを特徴とする特徴とする金属加工油剤の開示がある。しかしながらこの潤滑成分、水溶性金属加工油剤を使用した場合、特許文献１及び２には優れた潤滑性および加工性を発揮できるとの記載があり、特許文献３には優れた防錆性を発揮できるとあるが、カビの繁茂を抑制するかどうか記載も示唆もない。

特表２０１３−５３７９３０号公報 特許第５８９０１５２号公報 特許第５０８１８７９号公報

本発明の目的は、上記問題点を解決するためになされたものであり、カビによる作動不良や生産性の低下を防止するものである。クーラントのカビの繁茂を抑制でき、更にクーラント寿命を延長できる水溶性金属加工油剤用防黴剤、それを含有する水溶性金属加工油剤及びクーラントを提供することにある。

本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、カビ対策として所定の有機アミン化合物がカビの繁茂を抑制し上記目的を達成し得ることを見出し、これに基づいて更に種々検討して、本発明を完成するに至った。

本発明は、以下に示す、水溶性金属加工油剤用防黴剤、それを含有する水溶性金属加工油剤及びクーラントを提供するものである。

１．ドデシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル及びＮ−ベンジルエタノールアミンからなる群から選択される少なくとも１種を含有していることを特徴とする水溶性金属加工油剤用防黴剤。

２．上記項１に記載の水溶性金属加工油剤用防黴剤を含有する水溶性金属加工油剤組成物。

３．水溶性金属加工油剤組成物全量を１００重量％とした場合に、水溶性金属加工油剤用防黴剤の含有量が、０.５〜１０.０重量％である上記項２に記載の水溶性金属加工油剤組成物。
４．上記項２又は３に記載の水溶性金属加工油剤組成物を水により希釈してなるクーラント。

本発明によれば、ドデシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル、Ｎ−ベンジルエタノールアミンの少なくとも1種を含有していることによって、次の様な顕著な効果を得ることができる。

本発明の水溶性金属加工油剤組成物を水希釈したクーラントを、金属加工において使用する場合に、そのカビの繁茂を顕著に抑制することができる。従って、カビの繁茂による生産性の低下を、効果的に防止できる。

本発明の水溶性金属加工油剤用防黴剤は、ドデシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル、Ｎ−ベンジルエタノールアミンからなる群から選択される少なくとも１種を含有していることによって、特徴付けられる。

水溶性金属加工油剤組成物に添加するドデシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル、Ｎ−ベンジルエタノールアミンからなる群から選択される少なくとも１種の含有量は、本発明の水溶性金属加工剤組成物全体を１００重量％とした場合、０．３〜１０．０重量％程度であるのが好ましく、０．５〜８．０重量％程度であるのがより好ましく、１．０〜５．０重量％程度であるのが更に好ましい。ドデシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル、Ｎ−ベンジルエタノールアミンいずれかの含有量が０．３重量％未満である場合は防黴効果が十分ではなく、一方、１０．０重量％を越える場合は、肌荒れが生じるおそれがあるため何れも好ましくない。

また、ドデシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル、Ｎ−ベンジルエタノールアミンは、クーラントとしての使用にあたっての希釈液状態で、０．１重量％〜０．５重量％程度含有される様に配合するのが好ましい。

上記有機アミン（防黴剤）成分以外の含有成分
本発明による水溶性金属加工油剤には、本発明の防黴剤のほか、金属加工油剤の種類に応じて常套の添加剤、例えば、有機酸類、有機アミン、界面活性剤が配合され、さらに必要に応じて、無機アルカリ物質、鉱物油、油脂、極圧添加剤、酸化防止剤、金属腐食防止剤、防腐剤などの添加剤を配合することができる。これらの添加剤の配合量は、金属加工油剤の種類に応じて、適宜、決定される。有機酸類としては、カルボキシル基を有する有機酸、およびその誘導体が包含される。有機酸類としては、Ｃ_８〜Ｃ_３６の有機酸類が一般的である。有機酸類は、有機アミンと有機酸アミン塩を形成し、アニオン乳化剤として作用し乳化安定性を高めるとともに、防錆性、潤滑性を高めて、水溶性金属加工油剤としての一次性能及び二次性能を向上させる効果がある。

Ｃ_８〜Ｃ_３６の有機酸類としては、モノカルボン酸・ジカルボン酸が挙げられる。モノカルボン酸としては、例えば、オクチル酸、ペラルゴン酸、イソノナン酸、イソデカン酸、ウンデカン酸、オレイン酸、イソステアリン酸、リシノール酸等；天然物としてヤシ油脂肪酸、トール油脂肪酸、ヒマシ油脂肪酸等が挙げられる。また、ジカルボン酸としては、例えば、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸などが挙げられる。

有機酸類の炭素数が７以下だと金属を腐食する可能性があり、一方炭素数が３６より大きいと発泡しやすいという問題があるので、何れも好ましくない。

有機酸類の配合量は、本発明の水溶性金属加工剤組成物全体を１００重量％とした場合、１．０〜３０重量％程度であることが好ましい。

有機アミンは、組成物のｐＨを上げることによる、アルカリ的防錆・耐腐敗性の観点から配合されるものである。有機アミンとしては、第１級有機アミン、第２級有機アミン、第３級有機アミン等を、一種又は二種以上組み合わせて用いることができる。

第１級有機アミンとしては、例えば、モノエタノールアミン、ジグリコールアミン、モノイソプロパノールアミン、２−アミノ−２−メチルプロパノールなどが挙げられる。第２級有機アミンとしては、例えば、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−エチルエタノールアミン、２−（ブチルアミノ）エタノールアミン、２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールなどが挙げられる。また、第３級アミンとしては、例えば、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン等が挙げられる。

有機アミンは、得られた水溶性金属加工剤組成物を水希釈して、クーラントとして使用するにあたっての希釈液濃度と用途、防錆性、耐腐敗性を考慮して、その配合量が決定される。通常、有機アミンの配合量は、本発明の水溶性金属加工剤組成物全体を１００重量％とした場合、０．５〜５０重量％程度であることが好ましい。有機アミンの総量が５０重量％を越えると肌荒れやコストの面で好ましくなく、一方、有機アミンの総量が１重量％未満では、防錆性や耐腐敗性が認められないため好ましくない。

界面活性剤としては、非イオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤等を、用いることができる。これらの内、非イオン界面活性剤を用いるのが、好ましい。

非イオン界面活性剤としては、例えば、一般的なものとして、
HO−(EO)m(PO)n(EO)m−H、R−O(EO)n−H、R−(AO)n−H、グリセリンのEOPO付加物などを挙げることができる。これらの各式中、Rはアルキル基（直鎖状でも分枝状でもよく、又環状構造、二重結合、３重結合等を保有するものであってもよい）を示し、AO（アルキレンオキサイド）は、EO（オキシエチレン基）及びPO（オキシプロピレン基）の１種または２種の混合物であり、混合物である場合の配列はランダムでもブロックでもよい。また、各式において、ｎ及びｍは、１〜５００程度の整数を示す。

界面活性剤の配合量は、本発明の水溶性金属加工剤組成物全体を１００重量％とした場合、１．０〜５０.０重量％程度であることが好ましい。

本発明の水溶性金属加工油剤組成物には、水が配合される。水の配合量は、通常、水溶性金属加工油剤組成物全体を１００重量％とした場合、１〜７０重量％程度であることが好ましい。使用する水は、水道水、工業用水、イオン交換水、蒸留水などいずれでもよく、その水は硬水であるか軟水であるかを問わない。

金属腐食防止剤としては、例えば、イミダゾリン、ベンゾトリアゾール、ポリマー酸誘導体等が挙げられる。

防腐剤としてはトリアジン系化合物，イソチアゾリン系化合物，モルホリン系化合物が挙げられる。

クーラント
本発明のクーラントは、本発明の水溶性金属加工油剤組成物を原液として、これを水で希釈して、金属加工におけるクーラントとして、用いられる。水溶性金属加工油剤組成物を、水希釈して実使用するに際しては、原液を、濃度１．０〜１０.０重量％程度になるように、水で希釈し、クーラントとして用いるのが、好ましい。

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例によって、何ら限定されるものではない。

水溶性加工油剤に対する防黴効力試験
１８ｍＬ容試験管に塩酸でｐＨ５．６に調製したサブローデキストロース培地（表１）８ｍＬを入れ、高圧蒸気滅菌した。この培地に表２に示す成分を配合した加工油剤を調製し、実施例ではドデシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル、Ｎ−ベンジルエタノールアミンが２００ｍＭになるように、比較例では３−エトキシプロピルアミン、トリエタノールアミンが２００ｍＭになるように添加した。実施例および比較例の加工油剤を滅菌したサブローデキストロース培地８ｍＬ入った１８ｍＬ容試験管に１ｍＬ添加した。カビの胞子液は、分光光度計で波長５３０nmにおける濁度を測定し、０．５のＯＤ（光学密度）を与えるようにサブローデキストロース培地で希釈した。試験管に胞子液１ｍＬを添加し懸濁後、３０℃で４日間静置培養した。４日後、試験管内の液を１ｍＬ採取し、サブローデキストロース寒天培地に塗布後、３０℃でさらに４日間培養し、４日後のカビの発育を観察した。

表１に、サブローデキストロース培地の組成、表２に本発明及び比較用の水溶性金属加工油剤組成物の配合組成を示す。

また、表３に、本発明及び比較用の水溶性金属加工油剤組成物を水希釈したクーラントの防黴効果を次のように評価した。
―：カビのコロニーが存在しない
＋：数点のカビのコロニーが存在する
＋＋：培地を覆うカビが存在する

判定結果より、本発明の水溶性金属加工油剤組成物を水希釈したクーラントが、防黴効果について、比較用の組成物を水希釈したクーラントよりも著しく優れていることは、明白である。

本発明の水溶性金属加工油剤用防黴剤を含有する水溶性金属加工油剤組成物は、それを水希釈したクーラントを、金属加工において使用する場合に、カビの繁茂を顕著に抑制することができ、ノズル詰まりによる生産性の低下を、効果的に防止できるので、金属加工産業及びその関連産業上、極めて有効に利用できる。

Claims (4)

1. ドデシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル及びＮ−ベンジルエタノールアミンからなる群から選択される少なくとも１種を含有していることを特徴とする水溶性金属加工油剤用防黴剤。
2. 請求項１に記載の水溶性金属加工油剤用防黴剤を含有する水溶性金属加工油剤組成物。
3. 水溶性金属加工油剤組成物全量を１００重量％とした場合に、水溶性金属加工油剤用防黴剤の含有量が、０.５〜１０.０重量％である請求項２に記載の水溶性加工油剤組成物。
4. 請求項２又は３に記載の水溶性金属加工油剤組成物を水により希釈してなるクーラント。