JP2019504158A - 金属加工液 - Google Patents

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Abstract

水性金属加工液、その濃縮物、及び水性金属加工液又は金属加工環境中のマイコバクテリウムの存在を減少させるためのプロセス。

Description

発明の背景
１．発明の分野
本発明は、金属加工液（ｍｅｔａｌ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆｌｕｉｄ）及びその使用に関する。より詳細には、本発明は、水性アルカリ性金属加工液及びその濃縮物、並びに微生物増殖の可能性を低減させながらそれらを使用するためのプロセスに関する。該プロセスは、水性アルカリ性金属加工液又は金属加工環境中のマイコバクテリウム（Ｍｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）の存在を減少させる。
２．関連技術の説明
非水性、油性の機能性流体組成物のコストの増大及び処分の問題は、水性の機能性流体組成物の需要を加速させている。水性金属加工液は、その経済的な、環境上の、また安全上の利点のために、非水性金属加工液よりも重要性が高まっている。水性の金属加工液は、当技術分野でよく知られているチップ成形及び非チップ成形金属加工プロセス、例えば、穿孔、タッピング、ブローチング、研削、圧延、延伸、スピニング加工、フライス加工、曲げ加工、旋削、及びスタンピングに使用されている。
典型的には、金属加工液は開放系で使用され、細菌及び他の微生物に曝される。特定の増殖の速い細菌は、使用時又は長期保存中の流体の性能に影響を及ぼすことが認められている。状況によっては、流体成分に対する微生物の作用によって経時的に引き起こされる流体性能の低下を低減するために、水性のアルカリ性工業用流体中で抗菌剤を使用することが知られている。
流体の性能に影響を及ぼすことに加えて、マイコバクテリウムなどの特定の種類の増殖の遅い細菌は、金属加工液が噴霧されるとマイコバクテリウムがエアロゾル化される場合があるため、職業性喘息、気管支炎、過敏性肺炎、及び眼の炎症、皮膚発疹等を含めた、金属加工液への職業ばく露に関連する健康問題に関連づけられている。マイコバクテリウムは、大部分の抗生物質及び化学療法剤に対する内因性耐性（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）が比較的高度であることに起因する問題を呈する。本明細書で使用される場合、マイコバクテリウムは、一般に、マイコバクテリウム（Ｍｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）属を指す。
マイコバクテリウムは、独特な脂質を含みかつ透過性バリアとして機能する複雑な細胞壁のために、大部分の他の細菌よりも耐性が高い。この細胞壁により、ヒト病原体であるマイコバクテリウム・ツベルクローシス（Ｍｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｔｕｂｅｒｃｕｌｏｓｉｓ）を含めたマイコバクテリウム種は、他のグラム陽性細菌とは区別される。独特な構造を有する細胞壁の低透過性は、耐性に寄与する主要な要因であると思われる。マイコバクテリアのポーリンは低濃度でしか存在せず、一般に溶質を透過させるには非効率的であるため、親水性薬剤はゆっくりと細胞壁を通過する傾向がある。親油性薬剤は、異常に流動性が低くかつ異常に厚みのある脂質二重層によって速度が遅くなるものと推定される。
マイコバクテリウムは、通常の環境下では他の微生物によって「打ち負かされる（ｏｕｔ−ｃｏｍｐｅｔｅｄ）」傾向にあるため、始めのうちは金属加工液中に多量に存在しない場合もあるが、これは、一般的な細菌を排除するように設計された殺生物剤の添加により、時間とともに劇的に変化する。殺生物剤に感受性の細菌は集団個体数が減少し、マイコバクテリウムの力価量が増加し始める。したがって、一般に、一般的な細菌に有効な殺生物剤（ｂｉｏｃｉｄｅ）／静生物剤（ｂｉｏｓｔａｔ）添加物は、高耐性のマイコバクテリウムに好ましい環境を作り出す。そのような例示的な殺生物剤としては、ホルマリン又はホルムアルデヒド化合物が挙げられる。
加えて、多数の殺生物物質は、ヒト集団及び環境に有害である可能性もある。例えば、トリアジンは、良好な効力で細菌増殖を制御する一般的な金属加工殺生物剤であった。しかし、トリアジンは、冷却剤使用者の過敏性肺炎に関連づけられており、またホルムアルデヒド凝縮物のようにＥＰＡによるより厳しい監視にも直面している。したがって、トリアジンの金属加工液における利用は継続して段階的に廃止されている。他のホルマリン系及びホルムアルデヒド系の殺生物剤は、その発癌性及び高い揮発性のために深刻な健康上の問題を呈する。いくつかの金属加工プロセスで見られる高い加工温度は、ホルマリン又はホルムアルデヒドの相当な揮発又はホルマリン前駆物質の分解をもたらし、加工液中へのこれらの化合物の定期的な再導入を必要とし得る。加えて、開放系、特に、金属加工環境のようなエアロゾルを生成する系では、作業者のばく露が懸念される。
金属加工液からこれらの化合物が排除された結果、他の比較的効果の低い、又は安定性の低い代替殺生物剤が使用されている。しかし、多くの場合、大小の中央処理系のタンクにおいて細菌増殖を低く維持するために、殺生物剤をタンク側でさらに添加する必要がある。このタンク側での殺生物剤の使用は、在庫並びに作業者の健康及び安全に関する問題を引き起こす可能性がある。
細菌自体の代謝を妨げる化合物を使用してマイコバクテリウムと対抗する試みもなされてきた。残念ながら、これらの物質は、典型的にはヒトにも有害である可能性がある。そのような化合物の例としては、塩素化フェノール、イソチアゾリノン、及びジシクロヘキシルアミンが挙げられ、これらは特定の状況下でマイコバクテリウムに対してある程度の効力を有することが見出されている。しかし、金属加工液操作及び金属加工環境におけるこれらの利用は、作業者の安全、廃水管理、又は安定性の分野における欠点によって阻まれている。例えば、廃棄物流中の塩素化フェノールは、ＥＰＡによって厳しく規制されている。イソチアゾリノンは、組織に対する高価な増感剤であり、アルカリ性環境では安定ではない。純粋なジシクロヘキシルアミンは、摂取及び吸収による毒性があり、呼吸器系を蝕む。加えて、ジシクロヘキシルアミンは、第２級アミンであることから発癌性ニトロソアミンの潜在的前駆物質であり、金属加工液が長期間貯蔵されている間に該発癌性ニトロソアミンが形成される可能性がある。したがって、一般に、第２級アミンは、金属加工液中のマイコバクテリウムの増殖を排除又は減速させる目的には望ましくない。
流体の寿命及び性能を向上させる手段として、Ｒ．Ｓｋｏｌｄ及びＰ．Ｒａｕｎｅ，米国特許第５，６３３，２２２号によって、並びにＬ．Ｅｄｅｂｏ及びＭ．Ｓａｎｄｉｎ，米国特許第５，１３２，０４６号によって開示されるように、特定の第２級アルカノールアミンがシュードモナス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）種又はフサリウム（Ｆｕｓａｒｉｕｍ）種による成分劣化を低減する抗菌剤として用いられている。アルキルエーテルアミン成分を含む特定の抗菌性潤滑剤は、食品又は飲料容器コンベヤシステムにおける用途が見出されている。Ｈｅｉら，米国特許第５，８６３，８７４号；Ｈｅｉら，米国特許第５，７２３，４１８号；及びＨｅｉら，米国特許第５，９３２，５２６号によって開示されているように、これらの潤滑剤は、食品残渣に対する微生物の作用によって引き起こされるスライム形成を低減し、それによりコンベヤ性能を改善するのに有用であることが提案されている。
一般的な種類のエーテルアミンの広域スペクトラムの抗菌活性の程度及び効力レベルは予測不可能であると思われる。Ｈｅｉら，米国特許第５，８６３，８７４号及びＬｉら，米国特許第６，２１４，７７７号は、各々、作業温度又は作業圧力などの外部ストレスが最小限であるコンベヤシステムに使用するためのエーテルアミンを含み得る潤滑組成物を開示している。Ｈｅｉら，米国特許第５，８６３，８７４号では、特定のエーテルアミンが、特定の条件下で一部の微生物に対して確認可能な活性を有すると主張されている。同様の作業条件下で、Ｌｉら，米国特許第６，２１４，７７７号は、所望の効果を達成するために、抗菌剤として第４級ホスホニウム化合物を必要とするかなり高充填量の特定のエーテルアミンを開示している。金属加工などのプロセスの作業環境によって課される高温又は高圧などの外部ストレスは、望ましくない熱分解、副反応、揮発等によって特定のエーテルアミンの効力にさらに影響を及ぼし得る。外部ストレスが高い作業条件下では、特定のエーテルアミンが広域スペクトル活性を有するか、一部の微生物に対するより限定された活性範囲を有するか、又は全く活性を有さないかを予測することは困難である。
Ｆｒｅｔｚら，米国特許第７，５９５，２８８号は、特定のアルキルエーテルアミンを含む水性アルカリ性金属加工液を開示している。開示されたアルキルエーテルアミンはマイコバクテリウムに対して比較的良好な静生物（ｂｉｏｓｔａｔｉｃ）効果をもたらしているが、該アルキルエーテルアミンは、アミン官能基とエーテル官能基の両方が存在するためか、水性の生成物中に配合することが困難である可能性がある。加えて、アルキルエーテルアミンを含む金属加工液は、特別な取り扱い手順を必要とする好ましくない臭気を有する。該臭気は、エーテルアミンの生産から残存する残留アルコールが原因で存在すると考えられている。
したがって、上記の問題を解決するために他者による失敗に対処する必要があった。強い臭気がなく、かつ金属加工液及び金属加工環境においてマイコバクテリウムを含めた微生物の増殖を阻害する、非毒性の金属加工液を提供する必要があった。最後に、水性の金属加工液中に容易に配合することができる、マイコバクテリウム用の効果的な静生物剤を開発する必要があった。
少なくとも１つの実施形態では、本発明は、少なくとも１種の式（Ｉａ）、（Ｉｂ）、又は（Ｉｃ）のアミンを含む金属加工液に関する：
Figure 2019504158
 （式中、各Ｒ１は、独立して、Ｃ５〜Ｃ１０アルキルである）、又は
Figure 2019504158
 （式中、Ｒ２は、独立して、直鎖若しくは分岐のＣ５〜Ｃ８アルキル、又はＣ６シクロアルキレンである）、又は
Figure 2019504158
 （ただし、該少なくとも１種のアミンは、ペンチルアミン、１，２−シクロヘキサンジアミン、１，６−ジアミノヘキサン、又は１，３−ペンタンジアミンではなく、好ましくは第２級アミンではない）。
少なくとも１つの実施形態では、本発明は、水性アルカリ性金属加工環境中のマイコバクテリウムの濃度を低下させるプロセスであって、金属加工環境に、有効マイコバクテリウム阻害量の、上記のような式（Ｉａ）、（Ｉｂ）、及び（Ｉｃ）のうちの１つに係る少なくとも１種のアミンを組み込んだ水性金属加工液を提供することを含む、プロセスに関する。
少なくとも１つの実施形態では、本発明は、少なくとも１種の上記のような式Ｉａ、Ｉｂ、又はＩｃのアミンを含有する金属加工液の存在下で金属ワークピースを成形するためのプロセスに関する。
上記の金属加工液及びプロセスの様々なさらなる実施形態では、本発明は、下記に列挙する特徴のうちの１つ又は組合せを任意の組合せ又は数で含み得る：
ａ）式Ｉａの各Ｒ１が、独立して、Ｃ６〜Ｃ８アルキルであり得る、金属加工液；
ｂ）式Ｉｂの各Ｒ２が、独立して、Ｃ６〜Ｃ７アルキルであり得る、金属加工液；
ｃ）式Ｉａにおいて、Ｃ５〜Ｃ１０アルキルが、ジメチルヘキシル、エチルヘキシル、ヘプチル、又はオクチルを含む、金属加工液；
ｄ）式Ｉｂにおいて、Ｃ５〜Ｃ８アルキルがペンタメチレンを含み、Ｃ６シクロアルキレンがシクロヘキシレンを含む、金属加工液；
ｅ）水性アルカリ性金属加工液の総重量を基準として、約０．２〜１５重量％、好ましくは１〜７重量％の少なくとも１種のアミンを含む、金属加工液；
ｆ）エーテル基を含むアミン、トリアジン、ホウ素、ジシクロヘキシルアミン、及びそれらの組み合わせから選択される少なくとも１種の材料を含まない、金属加工液；
ｇ）約０．２〜２０重量％の酸系ｐＨ緩衝剤、及び最大２５重量％の非ゼロ量の有機アミンｐＨ緩衝剤を含む、金属加工液；
ｈ）水、少なくとも１種のｐＨ緩衝剤、殺生物剤、消泡剤、及び任意選択で、腐食防止剤、乳化剤、又は潤滑剤添加物を、望ましくは、水性金属加工液の総重量を基準として、約０．０５〜２重量％の殺生物剤、約０．０５〜２重量％の消泡剤、約０．２〜２０重量％のｐＨ緩衝剤、最大２５重量％の非ゼロ量の乳化剤、又はそれらの組み合わせを含む、金属加工液；
ｉ）最大５０重量％の非ゼロ量の流体力学的潤滑剤添加物、最大４０重量％の非ゼロ量の境界潤滑剤添加物、及び最大４０重量％の非ゼロ量の極圧潤滑剤添加物を含む、金属加工液；
ｊ）１２〜１６個の炭素原子を有する有機カルボン酸、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾールのナトリウム塩、又はそれらの組み合わせを含む少なくとも１種の腐食防止剤を含む、金属加工液；
ｋ）鋳鉄腐食防止剤、イエローメタル腐食防止剤、又はアルミニウム腐食防止剤、望ましくは、水性金属加工液の総重量を基準として、最大１５質量％の非ゼロ量の鋳鉄腐食防止剤、最大５重量％の非ゼロ量のイエローメタル腐食防止剤、及び最大５重量％の非ゼロ量のアルミニウム腐食防止剤、のうちの１又は複数。
詳細な説明
水性アルカリ性金属加工液は、少なくとも１種の式（Ｉａ）、（Ｉｂ）、又は（Ｉｃ）のアミンを含む：
Figure 2019504158
 （式中、
式ＩａにおけるＲ１は、独立して、Ｃ２〜Ｃ１８アルキル又はＣ４〜Ｃ１６アルキルであり得る。あるいは、Ｒ１は、独立して、Ｃ５〜Ｃ１２アルキルであり得る。好ましくは、少なくとも１つのＲ１がＣ６〜Ｃ８アルキルである。さらにより好ましくは、式Ｉａのアミンは、ジメチルヘキシルアミン、２−エチルヘキシルアミン、ヘプチルアミン、又はオクチルアミンであり得る。
式ＩｂにおけるＲ２は、独立して、Ｃ５〜Ｃ８アルキル又はＣ６シクロヘキシレンであり得る。好ましくは、少なくとも１つのＲ２は、Ｃ７〜Ｃ８アルキル又はシクロヘキサンである。さらにより好ましくは、式Ｉｂのアミンは、２−メチルペンタン−１，５−ジアミン又は１，４−シクロヘキサンジアミンであり得る。）
少なくとも１種のアミンは、第一級アミン若しくは第三級アミン又はそれらの組み合わせであり得る。アミンは好ましくはエーテル基を含まない。第一級アミンは、モノ−又はジ−第一級アミンであり得る。式Ｉａ及び式Ｉｂにおける第一級アミンは、直鎖、分枝、又は環状であり得る。式Ｉｃにおける第三級アミンは、脂肪族であってよい第一級アミン末端基を含む。式Ｉｃのアミンは、トリス（２−アミノエチル）アミンであり得る。
金属加工組成物は、約０．２〜１５重量％の少なくとも１種の式Ｉａ、Ｉｂ、又はＩｃのアミンを含み得る。好ましくは、少なくとも１種の上述の式のアミンの量は、約１〜７重量％であり、さらにより好ましくは約３〜４重量％である。少なくとも１種の上述の式のアミンの量は、少なくとも（記載順により好ましくは）約０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２．０、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、３．０、３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、又は３．８重量％であり、かつ（記載順により好ましくは）約１５、１４．５、１４．０、１３．５、１３．０、１２．５、１２．０、１１．５、１１．０、１０．５、１０．０、９．５、９．０、８．５、８．０、７．０、６．９、６．８、６．７、６．６、６．５、６．４、６．３、６．２、６．１、６．０、５．９、５．８、５．７、５．６、５．５、５．４、５．３、５．２、５．１、５．０、４．９、４．８、４．７、４．６、４．５、４．４、４．３、４．２、４．１、又は４．０重量％を超えない。
水性アルカリ性金属加工液は、任意選択で、例えば極圧添加剤、腐食防止剤、消泡剤、界面活性剤、乳化剤、境界潤滑剤添加物、流体力学的潤滑剤添加物、ｐＨ緩衝剤、殺生物剤、膜形成添加剤、防霧剤（ａｎｔｉ−ｍｉｓｔ ａｇｅｎｔ）、湿潤剤、増粘剤、キレート剤、染料等のような、当技術分野でよく知られている様々な添加剤を含有してもよい。これらの添加剤の組成及び使用可能な濃度は当技術分野でよく知られており、かかる組成及び濃度は、それらの使用が所望の抗菌作用を妨げないという条件で、任意選択で用いてよい。
極圧添加剤は、加工速度を向上させつつ工具の摩耗を軽減してそれにより硬質金属の切断を可能にし、かつ生産率を向上させる。極圧添加剤の３つの異なる種類は、リン酸エステル、活性硫黄（ポリスルフィド）、及び塩素化添加剤である。極圧添加剤の典型的な例としては、これらに限定されるものではないが、ポリオキシエチレンオレイルエーテルホスフェート及び他のホスフェートなどの、リン酸エステル；ジ−ｔｅｒｔ−ドデシルポリスルフィド及びジ−ｔｅｒｔ−ノニルポリスルフィドなどの、金属硫化物を形成することができる１又は複数の還元硫黄原子を有するポリスルフィド；及び塩素化炭化水素添加剤、すなわち水素を置換した塩素を含む炭素系分子（ここで、分子中の塩素含量は通常約５重量％より大きい）が挙げられる。クロロアルカン又は塩素化されたカルボン酸、例えばオクタデカン酸は、塩素化炭化水素極圧添加剤の典型的な例である。金属加工液は、約１〜４０重量％、より好ましくは約１〜５重量％、さらにより好ましくは約２〜３重量％の極圧添加剤を含み得る。金属加工組成物は、少なくとも（記載順により好ましくは）約０．０、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２．０、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、又は３．０重量％であり、かつ（記載順により好ましくは）約４０、３９、３８、３７、３６、３５、３４、３３、３２、３１、３０、２９、２８、２７、２６、２５、２４、２３、２２、２１、２０、１９、１８、１７、１６、１５、１４、１３、１２、１１、１０、９、８、７、６、５、４．９、４．８、４．６、４．５、４．４、４．３、４．２、４．１、４．０、３．９、３．８、３．７、３．６、３．５、３．４、３．３、又は３．２重量％を超えない極圧添加剤を含み得る。
ワークピース腐食防止剤は、ワークピース又は工具の表面の凹み及び欠陥部に溜まる水の存在によって引き起こされる腐食の量を低減するために金属加工液中で使用される添加剤である。金属加工液の所望の抗菌特性を妨げないという条件で、当技術分野で知られている任意のワークピース腐食防止剤が好適である。腐食防止剤は、鋳鉄腐食防止剤、アルミニウム腐食防止剤、イエローメタル腐食防止剤等と特徴付けることができる。ワークピースができている金属の種類により、金属加工組成物に使用すべき腐食防止剤の種類又は好適な腐食防止剤の組み合わせが決まることとなる。ワークピース腐食防止剤の例は、ホウ酸と組み合わせたエタノールアミン、ベンゾトリアゾール又はトリルトリアゾールなどのトリアゾール化合物、チアジアゾール、６〜１０個の炭素原子を有する有機カルボン酸、又は１０〜１４個の炭素原子を有するジカルボン酸、モリブデン酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、又はそれらの任意の混合物である。ワークピース腐食防止剤は、金属加工液中に、約０〜１５重量％、好ましくは約１〜１０重量％、最も好ましくは約２〜５重量％の量で存在し得る。金属加工液は、約０〜１５重量％、好ましくは約１〜１０重量％の鋳鉄腐食防止剤、及び／又は約０〜５重量％、より好ましくは約０．１〜０．５重量％のアルミニウム腐食防止剤、及び／又は約０〜５重量％、より好ましくは約０．１〜０．５重量％のイエローメタル腐食防止剤を含み得る。金属加工組成物は、少なくとも（記載順により好ましくは）約０．０、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２．０、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、３．０、３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、３．７、３．８、３．９、４．０、４．１、４．２、４．３、４．４、４．５、４．６、４．７、又は４．８重量％であり、かつ（記載順により好ましくは）約１５、１４、１３、１２、１１、１０、９、８、７、６、又は５重量％のワークピース腐食防止剤を含み得る。
消泡剤は、金属加工プロセスを妨害し得る水性アルカリ性金属加工液中での発泡を低減するために使用される添加剤である。発泡は、ワークピース−工具接触領域における冷却を低下させ、また多数の封じ込め輸送（ｃｏｎｔａｉｎｍｅｎｔ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）及び制御の問題を引き起こし得るため、金属加工作業では望ましくない。消泡剤の例としては、シロキサングリコールコポリマー、ポリエーテル変性ポリシロキサン、二酸化ケイ素とオルガノシロキサンの反応生成物、オルガノシロキサンポリマー、疎水性処理シリカ又はエトキシル化／プロポキシル化炭化水素、ワックス、硝酸カルシウム、酢酸カルシウム、又はそれらの混合物が挙げられる。金属加工液中の消泡剤の量は、約０．０５〜２重量％、より好ましくは約０．１〜０．５重量％、最も好ましくは約０．３〜０．４重量％であり得る。金属加工組成物は、少なくとも（記載順により好ましくは）約０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１０、０．１１、０．１２、０．１３、０．１４、０．１５、０．１６、０．１７、０．１８、０．１９、０．２０、０．２１、０．２２、０．２３、０．２４、０．２５、０．２６、０．２７、０．２８、０．２９、０．３０、０．３１、０．３２、０．３３、０．３４、０．３５、０．３６、０．３７、又は０．３８重量％であり、かつ（記載順により好ましくは）約２．０、１．９、１．８、１．７、１．６、１．５、１．４、１．３、１．２、１．０、０．９、０．８、０．７、０．６、０．５、０．４９、０．４８、０．４７、０．４６、０．４５、０．４４、０．４３、０．４２、０．４１、又は０．４０重量％を超えない量の消泡剤を含み得る。
金属加工液は、乳化剤及び／又はヒドロトロープとして有用な１又は複数の界面活性剤を含んでもよい。乳化剤は、金属加工液の生成及び安定化を促進する界面活性剤である。本明細書で使用される場合、ヒドロトロープとしては、水溶液中で疎水性化合物を可溶化し、かつ／又はカップリング剤として作用する材料が挙げられる。金属加工液は、様々なプロセス条件下で不安定になる場合がある。例えば、水の組成、水硬度、温度、ｐＨ、及び他の変数は、金属加工プロセス中に広範に変化し得る。例えば、金属加工液の調製後に、水の蒸発又は流入する金属微粉及びイオンによって、作業中にイオン強度及び／又は水硬度が著しく増大し、その結果、乳化安定性、膜形成特性、分散能のような関連する特性の低下又は損失をもたらし得る。このような不安定性は、金属加工液では望ましくない。したがって、様々な作業条件下において、水性組成物中の疎水性成分の溶解性及び乳化安定性を最大限にするために、１又は複数の乳化剤又はヒドロトロープを金属加工液に添加してもよい。乳化剤及び／又はヒドロトロープは、個別の、及び異なる界面活性剤の混合物の形態の、任意の好適なイオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、ジェミニ型乳化剤、又は両親媒性界面活性剤であってよい。乳化剤及び／又はヒドロトロープは、純粋な形態で使用しても、又は水若しくは有機溶媒中の１若しくは複数の乳化剤及び／若しくはヒドロトロープの溶液として使用してもよい。例示的な有用な乳化剤及び／又はヒドロトロープには、アルコキシル化脂肪アルコール、アルキル化ポリグリコールエーテル、アルキル化カルボン酸、スルホン酸ナトリウム、脂肪酸アミド、合成スルホネート、ノニオン性エトキシレート等が含まれ得る。金属加工液は、約０〜２５重量％、より好ましくは約１〜１５重量％、最も好ましくは約５〜１０重量％の乳化剤及び／又はヒドロトロープを含み得る。金属加工組成物は、少なくとも（記載順により好ましくは）約０．０、０．５、１．０、１．５、２．０、２．５、３．０、３．５、４．０、４．５、５．０、５．５、６．０、６．５、７．０、７．５、８．０、８．５、９．０、又は９．５重量％であり、かつ（記載順により好ましくは）約２５、２４、２３、２２、２１、２０、１９、１８、１７、１６、１５、１４．５、１４．０、１３．５、１３．０、１２．５、１２．０、１１．５、１１．０、１０．５、又は１０．０重量％を超えない乳化剤及び／又はヒドロトロープを含み得る。
境界潤滑剤添加物は、接触表面間の物理的境界を維持することによって摩擦及び摩耗を低減する。これらの添加剤は、表面の金属又は金属酸化物に引き付けられる極性基と、金属又は金属酸化物に強く引き付けられず、表面から離れるにつれて滑性層を形成する非極性基を含有する。従って、境界潤滑剤添加物は、金属表面に対する潤滑剤の分子間引力によって表面に物理的に接着する有機分子の薄い変形可能な層をもたらす。金属加工液に使用される例示的な境界潤滑剤添加物は、多くの場合天然生成物であり、脂肪族アミド、脂肪酸、動物油脂、植物油脂、部分エステル、ポリマーエステル、オレイルアルコール等をベースとするものであり得る。金属加工液は、約０〜４０重量％、より好ましくは約２〜１３重量％、最も好ましくは約３〜５重量％の境界潤滑剤添加物を含み得る。金属加工組成物は、少なくとも（記載順により好ましくは）約０．０、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２．０、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、３．０、３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、３．７、３．８、３．９、４．０、４．１、４．２、４．３、４．４、４．５、４．６、４．７、又は４．８重量％であり、かつ（記載順により好ましくは）約４０、３９、３８、３７、３６、３５、３４、３３、３２、３１、３０、２９、２８、２７、２６、２５、２４、２３、２２、２１、２０、１９、１８、１７、１６、１５、１４、１３、１２、１１、１０、９、８、７、６、又は５重量％を超えない境界潤滑剤添加物を含み得る。
流体力学的潤滑剤添加物は、金属加工液の摩擦低減を促進するために使用される。流体力学的潤滑剤添加物は、互いに摺動する表面を合着性の（ｃｏｈｅｒｅｎｔ）潤滑膜又は液で分離する。膜の非圧縮性の性質により、表面を分離し、金属と金属が完全に接触するのを防止する。流体力学的潤滑剤添加物は、様々な鉱油、例えば、石油留分生成物；望ましくはナフテン系油、例えば、非限定的な例として、水素化処理された重ナフテン系留分であり得る。流体力学的潤滑剤添加物の量は、約０〜５０重量％、より好ましくは約５〜３０重量％、さらに好ましくは約１０〜２０重量％であり得る。金属加工組成物は、少なくとも（記載順により好ましくは）約０．０、０．５、１．０、１．５、２．０、２．５、３．０、３．５、４．０、４．５、５．０、５．５、６．０、６．５、７．０、７．５、８．０、８．５、９．０、９．５、１０．０、１０．５、１１．０、１１．５、１２．０、１２．５、１３．０、１３．５、１４．０、１４．５、１５．０、１５．５、１６．０、１６．５、１７．０、１７．５、１８．０、１８．５、１９．０、又は１９．５重量％であり、かつ（記載順により好ましくは）約５０、４８、４６、４４、４２、４０、３８、３６、３４、３２、３０、２９、２８、２７、２６、２５、２４、２３、２２、２１、又は２０重量％を超えない流体力学的潤滑剤添加物を含み得る。
金属加工液のｐＨをほぼ一定の値に保つためにｐＨ緩衝剤を利用してもよい。例示的なｐＨ緩衝溶液には、アルカノールアミン、ＮａＯＨ及びＫＯＨなどのアルカリ金属水酸化物、カルボン酸等が含まれ得る。好ましくは、ｐＨ緩衝剤はホウ酸又はその誘導体を含まない。金属加工液は、約０．２〜２０重量％、より好ましくは約１〜８重量％、最も好ましくは２〜３重量％のカルボン酸緩衝剤、及び約０〜２５重量％、より好ましくは約２〜１５重量％、最も好ましくは約２．５〜７重量％の有機アミン緩衝剤成分を含み得る。金属加工組成物は、少なくとも（記載順により好ましくは）約０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２．０、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、３．０、３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、３．７、３．８、３．９、４．０、４．１、４．２、４．３、４．４、４．５、４．６、４．７、４．８、４．９、５．０、５．１、５．２、５．３、５．４、５．５、５．６、６．０、６．１、６．２、６．３、６．４、６．５、６．６、６．７、６．８、６．９、７．０、かつ（記載順により好ましくは）約２０、１９、１８、１７、１６、１５、１４、１３、１２、１１、１０、９．５、９、８．５、８、又は７．５重量％を超えないｐＨ緩衝剤を含み得る。
金属加工液のｐＨは、（記載順により好ましくは）約８．５、８．６、８．７、８．８、８．９、９．０、９．１、９．２、９．３、９．４、９．５、９．６、９．７、９．８、又は９．９以上、かつ（記載順により好ましくは）約１０．０、１０．１、１０．２、１０．３、１０．４、１０．５、１０．６、１０．７、１０．８、１０．９、１１．０、１１．１、１１．２、１１．３、１１．４、１１．５、１１．６、１１．７、１１．８、１１．９、又は１２未満であり得る。金属加工液のｐＨは、約８．５〜１２．０、より好ましくは約８．８〜１１．０、さらにより好ましくは約９．０〜１０．０、最も好ましくは約９．３〜９．６であり得る。
殺生物剤は、水性金属加工液中の微生物に対する防御を提供し、細菌増殖及び真菌増殖の両方を阻害する。殺生物剤は、殺細菌剤、殺真菌剤、又はいわゆる広域スペクトラムの殺生物剤であってよい。数多くの殺生物剤が開発されている。例示的な殺生物剤には、トリアジン化合物、ニトロモルホリン、ナトリウムオマジン、ナトリウムピリチオン、ブロモニトリル、フェノール、ハロゲン置換カルバメート、イソチアゾロン誘導体等が含まれ得る。好ましくは、使用される殺生物剤は、ヒトに健康被害を及ぼさない。金属加工液は、約０．０５〜２重量％の殺生物剤を含み得る。好ましくは、殺生物剤の量は、約０．１〜０．５重量％、さらに好ましくは約０．２〜０．３重量％である。金属加工組成物は、少なくとも（記載順により好ましくは）約０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１、０．１１、０．１２、０．１３、０．１４、０．１５、０．１６、０．１７、０．１８、０．１９、０．２０、０．２１、０．２２、０．２３、０．２４、０．２５、０．２６、０．２７、０．２８、０．２９、０．３０、０．３１、０．３２、０．３３、０．３４、０．３５、０．３６、０．３７、０．３８、０．３９、０．４０、０．４１、０．４２、０．４３、０．４４、０．４５、０．４６、０．４７、又は０．４８重量％であり、かつ（記載順により好ましくは）約２．０、１．９５、１．９０、１．８５、１．８０、１．７５、１．７０、１．６５、１．６０、１．５５、１．５０、１．４５、１．４０、１．３５、１．３０、１．２５、１．２０、１．１５、１．００、０．９５、０．９０、０．８５、０．８０、０．７５、０．７、０．６５、０．６０、０．５５、又は０．５０重量％を超えない殺生物剤を含み得る。
金属加工液中のエステル、脂肪酸、及び油は、工具及びワークピースの表面上に、金属加工作業中にそれらが接触する膜を形成する。膜は、典型的には、エステル、脂肪酸、及び油の極性が金属表面上の電荷と結び付いたときに形成される。金属加工液の安定性、再使用性、又は抗菌作用を妨げない限り、任意の膜形成添加剤が好適である。鉱油は、工具とワークピースとの間に流体力学的境界を形成する。この膜は、工具とワークピースの接触領域を潤滑するための境界として作用する。
防霧剤は、金属加工液におけるミスト形成を低減、抑制する。金属加工液に利用され得る例示的な防霧剤としては、ポリイソブテン、ポリアクリレート、ポリエチレンオキシド、及び他の天然及び合成ポリマーが挙げられる。膜形成添加剤、防霧剤、湿潤剤、増粘剤、キレート剤、染料、及び他の添加剤は、それらの使用が所望の抗菌作用を妨げないという条件で、任意の好適な量で存在してよい。
金属加工液は、最大９９．５重量％の量の水を含む。水の量は、例えば、約４０〜９９．５重量％、約５０〜９９重量％、約６０〜８９重量％、約７０〜８５重量％であってよい。金属加工組成物は、少なくとも（記載順により好ましくは）約４０、４２、４４、４６、４８、５０、５２、５４、５６、５８、６０、６２、６４、６６、６８、７０、７２、７４、７６、７８、８０、８１、８２、８３、又は８４重量％であり、かつ（記載順により好ましくは）約９９．５、９９．４、９９．３、９９．２、９９．１、９９．０、８９．９、８９．８、８９．７、８９．６、８９．５、８９．４、８９．３、８９．２、８９．１、８９、８８．５、８８．０、８７．５、８７．０、８６．５、８６．０、８５．５、又は８５．０重量％を超えない水を含み得る。
本発明はさらに、金属加工液の総重量を基準として約１５重量％を超えてもよい少なくとも１種の式Ｉａ、Ｉｂ、又はＩｃのアミンを含む金属加工組成物濃縮物に関する。水の非存在下では、金属加工組成物濃縮物は、油含有水乳化性（ｏｉｌ−ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｗａｔｅｒ−ｅｍｕｌｓｉｆｉａｂｌｅ）潤滑剤と特徴付けられ得る。濃縮物中のアミン及び他の成分の量は、濃縮物を水性アルカリ性金属加工液に変換するのに必要な希釈係数に依存する。濃縮物中の式Ｉａ、Ｉｂ、及び／又はＩｃのアミンの濃度は、好ましくは望まれる希釈度に基づいて調整される。
水性アルカリ性金属加工液は、例えば局所的な水性希釈剤との接触、光へのばく露、又は空気へのばく露により経時的な標準的な劣化を受ける。加えて、金属加工液は、特にワークピース−工具接触領域において、高圧又は高温などの極端なストレスにしばしばさらされ、これは流体成分の劣化を助長し得る。結果として、水性アルカリ性金属加工液は限られた使用寿命を有することとなり、交換される。交換は、典型的には、稼働中の金属加工液から少量を徐々に取り出し、取り出した分を同量の未使用の金属加工液で置き換えることによって行われる。本開示の水性アルカリ性金属加工液は、少なくとも１種の式Ｉａ、Ｉｂ、又はＩｃのアミンを含有しない類似の加工液と同様に挙動し、また典型的には、同等の寿命を有する。
本開示はさらに、水性アルカリ性金属加工液中及び／又は水性アルカリ性金属加工環境中で微生物増殖を阻害するプロセスに関する。該プロセスは、マイコバクテリウム阻害有効量の少なくとも１種の上記式Ｉａ、Ｉｂ、又はＩｃのアミンを組み込むことを含み、ここで、アミンは第一級アミンであっても第三級アミンであってもよい。第一級アミンは、モノ−又はジ−第一級アミンであり得る。式Ｉａ及びＩｂにおける第一級アミンは、直鎖、分枝、又は環状であり得る。第一級アミンは脂肪族である。式ＩａにおけるＲ１は、独立して、Ｃ２〜Ｃ１８アルキル又はＣ４〜Ｃ１６アルキルである。あるいは、Ｒ１は、独立して、Ｃ５〜Ｃ１２アルキルである。好ましくは、少なくとも１つのＲ１はＣ６〜Ｃ８アルキルである。式ＩｂにおけるＲ２は、独立して、Ｃ５〜Ｃ８アルキル又はＣ６シクロアルキレンである。好ましくは、少なくとも１つのＲ２はＣ７〜Ｃ８アルキル又はシクロヘキサンである。式Ｉｃにおける第三級アミンは、第一級アミン末端基を含む。さらにより好ましくは、式Ｉａのアミンは、ジメチルヘキシルアミン、２−エチルヘキシルアミン、ヘプチルアミン、又はオクチルアミンである。さらにより好ましくは、式Ｉｂのアミンは、２−メチルペンタン−１，５−ジアミン、又は１，４−シクロヘキサンジアミンである。式Ｉｃのアミンは、トリス（２−アミノエチル）アミンである。アミンはエーテル基を含まない。
「阻害有効量」は、水性アルカリ性金属加工液又は金属加工環境中で、かかる少なくとも１種のアミン化合物の非存在下における増殖と比較して、マイコバクテリウム増殖を防止し、阻害し、又はその速度を低下させ得る少なくとも１種のアミンの量を指す。水性アルカリ性金属加工液中のアミンの典型的なレベルとしては、これに限定されるものではないが、金属加工液の総重量を基準として、約０．２〜１５重量％が挙げられる。
典型的には、金属加工環境としては、加工されているワークピース、ワークピースを加工している工具、若しくは金属加工が行われている位置で金属加工液を移動又は循環させるのに使用されるサンプ、ポンプ、リザーバ若しくは他の機器の上又はその合理的な近傍の、任意の空域、液体又は固体表面が挙げられる。特に、そのような環境としては、マイコバクテリウムのような微生物病原体と接触することとなり得る金属加工機械を操作する作業者が占める環境が挙げられる。
作業例における記載を除き、又は別段の指示がない限り、本明細書で使用される成分の量、反応条件を表すか、又は成分パラメータを規定する全ての数字は、全ての場合において「約」という用語によって修飾されていると理解されるべきである。明細書全体にわたって、明示的な別段の記載がない限り、以下のとおりである：パーセント、「部」、及び比率の値は重量又は質量によるものであり；本発明に関連して所与の目的に好適であるか又は好ましいものとしての材料の群又は種類の記載は、該群又は種類のメンバーのうちの任意の２以上の混合物も等しく好適であるか又は好ましいという意味を含み；化学用語の構成成分の記載は、明細書中に規定された任意の組み合わせへの添加時の構成成分か、又は、１若しくは複数の新たに添加された構成成分と、他の成分が添加されたときに既に組成物中に存在している１若しくは複数の構成成分と、の間の化学反応によって、組成物中にｉｎ ｓｉｔｕで生成された時の構成成分を指し；イオン形態の構成成分の規定は、組成物全体に、及び組成物に添加された任意の物質に、電気的中性をもたらすのに十分な対イオンの存在をさらに示唆し；したがって、黙示的に規定された任意の対イオンは、可能な限り、イオン形態で明示的に規定されている他の構成成分の中から好ましくは選択されるが；そうでない場合は、そのような対イオンは、本発明の目的に不利に作用する対イオンを回避する他は、自由に選択してもよく；分子量（ＭＷ）は重量平均分子量であり；「モル」という語は「グラムモル」を意味し、そしてその語自体及びその文法上の変形の全ては、その中に存在する原子の種類及び数の全てによって定義される任意の化学種について、該種がイオン性であるか、中性であるか、不安定であるか、仮想のものか、又は実際に明確に定義された分子を有する安定な中性物質であるかどうかにかかわらず使用することができ；そして、「貯蔵安定性」という用語は、視覚的に検出可能な相分離傾向を示さない分散体、並びに、カルシウム及びマグネシウムの硬水沈殿物を示すが、少なくとも７２、９６、１２０、１５０、２００、２５０、３００、３２０、又は好ましくは少なくとも３３６時間の観察期間（この間、材料は機械的にかく乱されず、かつ材料の温度は周囲室温（１８〜２５℃）に維持される）にわたり水油相分離を示さないものを含むと理解されるべきである。
様々な理由から、本発明に係る金属加工液は、従来技術において同様の目的で組成物中で使用される様々な成分を実質的に含まないことが好ましい。具体的には、本発明に係る水性組成物は、この発明に係るプロセスにおいて金属と直接接触する場合、各々好ましくは最小限に抑えられている下記に列挙した成分について独立して、以下の構成成分のうちの各々を、１．０、０．５、０．３５、０．１０、０．０８、０．０４、０．０２、０．０１、０．００１、又は０．０００２パーセント（より好ましくは、前記数値範囲がグラム／リットルである）を超えない量で含むことが、記載順により好ましい：ホウ素（これらに限定されるものではないが、ホウ酸及びその塩を含む）；カドミウム；ニッケル；コバルト；無機フッ化物、塩化物、及び臭化物；錫；銅；バリウム；鉛；クロム；アジピン酸及びその塩；窒素系の酸及びそれらの塩、例えば、硝酸塩及び亜硝酸塩；硫黄系の酸及びそれらの塩、例えば、硫酸塩及び亜硫酸塩。
上記及び本開示全体をとおして用いられる場合、以下の用語は、別段の指示がない限り、以下の意味を有すると理解されるべきである。
「アルキル」は、金属加工液中のエーテルアミンの溶解性及び金属加工液の性能に悪影響を及ぼさない、約１〜約２０個の炭素原子（並びに、その中の範囲の組み合わせ及びサブコンビネーション並びに特定の炭素原子の数の全て）を有する、任意選択で置換されている、飽和の、直鎖、分岐、又は環状の炭化水素を指す。好ましくは、アルキルは直鎖炭化水素である。アルキル基としては、これらに限定されるものではないが、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、シクロペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｎ−ヘキシル、イソヘキシル、シクロヘキシル、シクロオクチル、３−メチルペンチル、２，２−ジメチルブチル、及び２，３−ジメチルブチル、２−エチルへキシル、オクチル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシル、及びエイコシルが挙げられる。
「アルキレン」は、一般式：−（ＣＨ２）ｎ−（式中、ｎは２〜１０である）を有する二価のアルキル基を指す。非限定的な例としては、メチレン、トリメチレン、ペンタメチレン、及びヘキサメチレンが挙げられる。アルキレン基は、置換又は非置換であり得る。いくつかの実施形態では、ｎは好ましくは２〜４である。いくつかのより好ましい実施形態では、ｎは３である。他の実施形態では、アルキレン部分構造は、１又は複数のアルキル分枝鎖を有する。これらの実施形態では、アルキレン及びアルキル分枝鎖中の炭素原子の数の合計は、２〜１０の範囲の整数である。
マイコバクテリウム種は、一般に、保存遺伝子コンテンツに基づいて、グラム陽性細菌よりもグラム陰性細菌により類似していると考えられている。他の分析では、マイコバクテリウム・ツベルクローシスは、グラム陽性細菌よりも、グラム陰性細菌、特にエスケリキア・コリ（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ）及びシュードモナス・エルギノーザ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）と、比較的より多くのエネルギーの産生及び変換のオーソロガス遺伝子を共有していることが示されている。このため、静生物剤候補の初期スクリーニングは、より増殖が遅くかつより高耐性のマイコバクテリウム種ではなく、混合グラム陰性細菌含有接種物を用いて行ったが、このことはグラム陰性細菌に対して効果のない静生物剤候補がマイコバクテリウムに対して有効である可能性が低いことを前提としている。
静生物剤候補スクリーニング
最小発育阻止濃度試験（ＭＩＣ）
静生物剤候補の最小発育阻止濃度（ｍｉｎｉｍｕｍ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）を決定するための接種ブロスは、金属加工環境で過去に使用されており、かつ細菌源としてグラム陰性細菌の存在の検査で過去に陽性を示した従来の水性半合成金属加工液を使用して、微生物産業で知られているように調製した。先ず金属加工液を培養して細菌の濃度を高め、接種物を生成した。次いで接種物を下記のように使用して、静生物剤候補を含有する金属加工液試料について最小発育阻止濃度試験を行い、金属加工液に対するアルキルアミンの阻害効果を評価した。
中間体
下記表Ｉに従って金属加工液を調製した：
Figure 2019504158
 量は、下記実施例１〜７及び比較例Ｃ１〜Ｃ１４について、アミン系静生物剤を中間体中に３重量％の量で添加した後の重量パーセントで示す。
実施例１〜７及び比較例Ｃ１〜Ｃ１４
実施例１〜７及び比較例Ｃ１〜Ｃ１４は、アミン系静生物剤を、中間体中に、金属加工液の総重量を基準として３重量％の量で添加することによって調製した。実施例１〜７及び比較例Ｃ１〜Ｃ１４中に添加したアミン系静生物剤の式を表ＩＩに記載する。
Figure 2019504158
Figure 2019504158
得られたアミン系殺生物剤を含む金属加工液は透明で安定な生成物であり、さらなる調整は何も必要なかった。米国特許第７，５９５，２８８号に開示されているアミン官能基とエーテル官能基の両方を含む金属加工組成物と比較すると、実施例１〜７及び比較例Ｃ１〜Ｃ１４の方が水性生成物中に配合するのが容易であった。加えて、実施例１〜７及び比較例Ｃ１〜Ｃ１４には不快な臭気は存在しなかった。
実施例１〜７及び比較例Ｃ１〜Ｃ１４の各々をイソノナン酸又はモノエタノールアミンでｐＨ９．３〜９．６に調整した。実施例及び比較例を、各々、異なる濃度（３、４、若しくは５重量／重量％、又は４、５、若しくは６重量／重量％）の金属加工液の水道水希釈液の３つの試料とした。次いで、試料中の細菌の最終濃度が約１０５／ｍｌになるように、接種ブロスを各希釈液に接種した。ジシクロヘキシルアミン（ＤＣＨＡ）を含有する市販の金属加工液の水性希釈液を標準として使用し、ｐＨを９．３〜９．６とするために必要なｐＨ調整を行うことなく金属加工液と同じ濃度で試験した。
試験は２つの別々のフェーズで、すなわち実施例１〜５及び比較例Ｃ１〜Ｃ８をフェーズ１で試験し、そして実施例６及び７並びに比較例Ｃ９〜Ｃ１４をフェーズ２で試験した。フェーズ１及び２の両方において、３７．７８℃（１００°Ｆ）における２４時間及び４８時間のスライドインキュベーション後にディップスライド測定値を取った。選択された各濃度及び経過時間におけるスライド測定値が１つの「試験値」を構成するものとした。
フェーズ１では、全ての実施例及び比較例を３回試験して、繰返し精度を保証した。２４時間及び４８時間における細菌数を測定し、ｌｏｇ値に変換し、そしてＤＣＨＡ含有標準参照データに対する「差分値（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｖａｌｕｅ）」を計算した。実施例１〜５及び比較例Ｃ１〜Ｃ８の試験結果を下記表ＩＩＩに示す。下記表ＩＩＩでは、各ラウンドにおける各例のグラム陰性細菌に関する静生物効力（ｂｉｏｓｔａｔｉｃ ｅｆｆｉｃａｃｙ）を、０〜６の値を与えて示した。３という数字は、その例がＤＣＨＡ標準と完全に一致していることを示す。３より大きい値は、その例がＤＣＨＡ標準を上回ったことを示す。３より低い値は、その例がＤＣＨＡ標準よりも低い静生物効力をもたらしたことを示す。
Figure 2019504158
表ＩＩＩから明らかなように、実施例１〜５はＤＣＨＡ標準を上回った。比較例Ｃ１〜Ｃ８は、グラム陰性細菌に関してＤＣＨＡ標準よりも低い静生物能（ｂｉｏｓｔａｔｉｃ ｃａｐａｃｉｔｙ）を示した。
フェーズ２では、フェーズ１における試験と同様にして実施例６及び７並びに比較例９〜１４を試験したが、各実施例及び比較例並びに濃度について２ラウンドしか行わなかった。実施例６及び７並びに比較例９〜１４の試験結果を下記表ＩＶに示す。２４時間及び４８時間における新しいグラム陰性細菌コロニーの量を反映する細菌数の結果を、ラウンド１及びラウンド２について、３、４、５、及び６重量／重量％について示す。０は細菌増殖がないことを示す。
Figure 2019504158
Figure 2019504158
表ＩＶから明らかなように、実施例６及び７は、時間経過とともに、ＤＣＨＡ対照と比較してより少ないコロニー数を示した。したがってフェーズ２では、実施例６及び７は、グラム陰性細菌に関する静生物効力に関してＤＣＨＡ標準を上回り、一方、比較例９〜１４は、ＤＣＨＡ対照よりも劣った静生物効力を示した。
このように、驚くべきことに、また予想外に、本明細書に開示された比較的類似した構造及び分子サイズの様々なアミンは、金属加工液中でグラム陰性細菌に対して異なる静生物特性を示すことが発見された。
例えば、ヘプチルアミン及びオクチルアミンをそれぞれ含有する実施例３及び６は、ＤＣＨＡ対照よりも優れた静生物性能を示し、一方構造的に類似したペンチルアミンを含有する比較例Ｃ４は、ＤＣＨＡ対照よりも劣った静生物能を示した。同様に、１，４−シクロヘキサンジアミンを含む実施例４は、ＤＣＨＡ標準よりも優れた静生物性能を示した。対照的に、構造的に類似したアミンである１，２−シクロヘキサンジアミンを含有する比較例３は、ＤＣＨＡ標準よりも性能が下回った。
マイコバクテリウム負荷
実施例５はＤＣＨＡよりも優れていたが、本発明に係る実施例の中では最も僅差であった。スクリーニング試験において、ＤＣＨＡに対して、同様の、しかし改善された性能を有する候補として、実施例５を、マイコバクテリウム接種金属加工液に対する静生物有効性を試験するために選択した。
下記表Ｖに示すように、実施例５のアミン系静生物剤を組み込んで試料用金属加工液を調製した。
Figure 2019504158
マイコバクテリウム負荷用の金属加工液の水道水希釈液を５重量／重量％の濃度で製造した。試料は、マイコバクテリウム及び混合グラム陰性細菌に対するに対する静生物活性について、独立した商業的生物学研究所であるＷａｒｒｅｎ ＭＩ，米国のＢｉｏｓａｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓにより試験した。
試験方法は、金属加工液の劣化の原因となるグラム陰性細菌及び他の細菌の高バックグラウンド集団の存在下においてマイコバクテリウム・イムノゲナム（Ｍｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｉｍｍｕｎｏｇｅｎｕｍ）の制御における抗菌剤の有効性を評価するものとした。実施例５の静生物剤及び抗菌剤を含む試料用金属加工液を使用濃度で調製した。次いで、１％の鉄チップを希釈した金属加工液試料に添加した。汚染された金属加工液から単離された未同定のグラム陰性細菌の接種物、及びマイコバクテリウム・イムノゲナムを含有する接種物の２つの微生物集団を１％のレベルで導入した。接種した試験用金属加工液を、室温（２２±２℃）でオービタルシェーカー上で４週間インキュベートした。４週間の試験期間中、１％の濃度で両微生物懸濁液を再接種する前に、細菌及びマイコバクテリア汚染について週２回金属加工液を評価した。この再接種方法により、試験全体をとおして、十分な生存可能なグラム陰性菌及びマイコバクテウムのレベルが確保された。試験結果を下記表ＶＩに示す。
Figure 2019504158
表ＶＩは、４週間の期間全体にわたり、金属加工液中の本発明に係る静生物剤の存在下では、マイコバクテリウム及びグラム陰性細菌の増殖が非常に低いか、又は本質的に成長しないことを示す。
当業者であれば、本発明の好ましい実施形態に対して多くの変更及び修正を行うことができ、そしてそのような変更及び修正は、本発明の精神から逸脱することなく行うことができることを理解するであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の精神及び範囲内に入るそのような均等な変形全体を包含することが意図される。
任意の構成成分又は任意の式において任意の変数が１回を超えて出現する場合、各出現におけるその定義は、いかなる他の出現におけるその定義からも独立している。置換基及び／又は変数の組み合わせは、かかる組み合わせが安定な化合物をもたらす場合のみ許容される。
本明細書において使用される化学式及び名称は、根底にある化学化合物を正確かつ的確に反映していると考えられる。しかしながら、本発明の性質及び価値は、全体又は一部を問わず、これらの式の理論的な正確さに依存しない。したがって、本明細書で使用される式、並びに対応して示された化合物に帰属する化学名は、本発明をなんら限定することを意図しないことが理解される。
必要に応じて、本発明の詳細な実施形態を本明細書に開示するが、開示された実施形態は、様々な代替形態で具体化され得る本発明の単なる例示であることが理解されるべきである。したがって、本明細書で開示される特定の構造的及び機能的詳細は、限定として解釈されるべきではなく、単に本発明を多様に用いるために当業者に教示するための代表的な基盤として解釈されるべきである。
例示的な実施形態を上に説明したが、これらの実施形態は、本発明の全ての可能な形態を説明することを意図するものではない。むしろ、本明細書で使用される用語は、限定ではなく説明のための言葉であり、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々な変更が行われ得ることが理解される。加えて、様々に実施される実施形態の特徴を組み合わせて、本発明のさらなる実施形態を形成してもよい。

Claims (27)

  1. 水性アルカリ性金属加工環境におけるマイコバクテリウムの濃度を低下させるプロセスであって、金属加工環境に、有効マイコバクテリウム阻害量の少なくとも１種の式（Ｉａ）、（Ｉｂ）、又は（Ｉｃ）のアミンを組み込んだ水性金属加工液を提供することを含む、プロセス：
    Figure 2019504158
     （式中、各Ｒ１は、独立して、Ｃ５〜Ｃ１０アルキルである）、又は
    Figure 2019504158
     （式中、Ｒ２は、独立して、直鎖若しくは分岐のＣ５〜Ｃ８アルキル、又はＣ６シクロアルキレンである）、又は
    Figure 2019504158
     （ただし、該少なくとも１種のアミンは、ペンチルアミン、１，２−シクロヘキサンジアミン、１，６−ジアミノヘキサン、又は１，３−ペンタンジアミンではない）。
  2. 水性アルカリ性金属加工液が、水性アルカリ性金属加工液の総重量を基準として、約０．２〜１５重量％の少なくとも１種のアミンを含む、請求項１に記載のプロセス。
  3. 水性アルカリ性金属加工液が、水性アルカリ性金属加工液の総重量を基準として、約１〜７重量％の少なくとも１種のアミンを含む、請求項１に記載のプロセス。
  4. 水性アルカリ性金属加工液が、エーテル基を含むアミン、トリアジン、ジシクロヘキシルアミン、ホウ素、及びそれらの組み合わせのうちの１又は複数を含まない、請求項１に記載のプロセス。
  5. 水性アルカリ性金属加工液が、水性アルカリ性金属加工液の総重量を基準にして約１５重量％を超える少なくとも１種のアミンを含む濃縮物から調製される、請求項１に記載のプロセス。
  6. 濃縮物が、油含有水乳化性潤滑剤である、請求項５に記載のプロセス。
  7. 金属ワークピースを成形するプロセスであって：
    少なくとも１種の
    Figure 2019504158
     （式中、各Ｒ１は、独立して、Ｃ５〜Ｃ１０アルキルである）、又は
    Figure 2019504158
     （式中、Ｒ２は、独立して、直鎖若しくは分岐のＣ５〜Ｃ８アルキル、又はＣ６シクロアルキレンである）、又は
    Figure 2019504158
     のアミンを含む水性金属加工液の存在下で、金属ワークピースを金属加工具に接触させることを含むが、
    ただし、該少なくとも１種のアミンは、ペンチルアミン、１，２−シクロヘキサンジアミン、１，６−ジアミノヘキサン、又は１，３−ペンタンジアミンではなく；
    水性金属加工液は、エーテル基を含むアミンを含まず；かつ、
    水性金属加工液は、アルカリ性のｐＨを有し、かつ少なくとも１種のワークピース腐食防止剤をさらに含む、プロセス。
  8. 水性金属加工液が、水性金属加工液の総重量を基準として、約０．２〜１５重量％の少なくとも１種のアミンを含む、請求項７に記載のプロセス。
  9. 水性金属加工液が、水性金属加工液の総重量を基準として、約１〜７重量％の少なくとも１種のアミンを含む、請求項８に記載のプロセス。
  10. 水性金属加工液が、約６０ｐｓｉを超えるワークピース−工具接触領域加工圧力へのばく露後も、マイコバクテリウムの増殖に対して依然として有効である、請求項８に記載のプロセス。
  11. 少なくとも１種の腐食防止剤が、１２〜１６個の炭素原子を有する有機カルボン酸、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾールのナトリウム塩、又はそれらの組み合わせを含む、請求項８に記載のプロセス。
  12. 少なくとも１種のｐＨ緩衝剤が、有機アミン、カルボン酸、又はそれらの混合物を含む、請求項８に記載のプロセス。
  13. 水性金属加工液が、トリアジンフリー、ジシクロヘキシルアミンフリー、及び／又はホウ素フリーである、請求項８に記載のプロセス。
  14. 水性金属加工液が、水、少なくとも１種のｐＨ緩衝剤、殺生物剤、乳化剤、消泡剤、又はそれらの組み合わせをさらに含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のプロセス。
  15. 水性金属加工液が、水性金属加工液の総重量を基準として、最大９９．５重量％の水を含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のプロセス。
  16. 式ＩａにおけるＣ５〜Ｃ１０アルキルが、ジメチルヘキシル、エチルヘキシル、ヘプチル、又はオクチルを含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のプロセス。
  17. 式Ｉｂにおいて、Ｃ５〜Ｃ８アルキルがペンタメチレンを含み、Ｃ６シクロアルキレンがシクロヘキシレンを含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のプロセス。
  18. 水性金属加工液が、水性金属加工液の総重量を基準として、約０．０５〜２重量％の殺生物剤、約０．０５〜２重量％の消泡剤、約０．２〜２０重量％のｐＨ緩衝剤、又はそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のプロセス。
  19. 各Ｒ１が、独立して、Ｃ６〜Ｃ８アルキルである、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のプロセス。
  20. 各Ｒ２が、独立して、Ｃ６〜Ｃ７アルキルである、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のプロセス。
  21. アルカリ性のｐＨを有し、かつ、少なくとも１種の式（Ｉａ）、（Ｉｂ）、又は（Ｉｃ）：
    Figure 2019504158
     （式中、各Ｒ１は、独立して、Ｃ５〜Ｃ１０アルキルである）、又は
    Figure 2019504158
     （式中、Ｒ２は、独立して、直鎖若しくは分岐のＣ５〜Ｃ８アルキル、又はＣ６シクロアルキレンである）、又は
    Figure 2019504158
     のマイコバクテリウム阻害性アミンを含むが、
    ただし、該少なくとも１種のアミンは、第２級アミン、ペンチルアミン、１，２−シクロヘキサンジアミン、１，６−ジアミノヘキサン、又は１，３−ペンタンジアミンではなく；かつ、
    水性金属加工液中のマイコバクテリウム阻害性アミンの含量は、水性金属加工液の総重量を基準として、約０．２〜１５重量％である、水性金属加工液。
  22. 水性金属加工液の総重量を基準として、約１〜７重量％の少なくとも１種のアミンを含む、請求項２１に記載の水性金属加工液。
  23. 各Ｒ１が、独立して、Ｃ６〜Ｃ８アルキルである、請求項２１に記載の水性金属加工液。
  24. 各Ｒ２が、独立して、Ｃ６〜Ｃ７アルキルである、請求項２１に記載の水性金属加工液。
  25. 水と、ホウ酸又はその誘導体を含まない少なくとも１種のｐＨ緩衝剤、殺生物剤、消泡剤のうちの１又は複数と、任意選択で腐食防止剤、乳化剤、又は潤滑剤添加物と、をさらに含む、請求項２１〜２５のいずれか一項に記載の水性金属加工液。
  26. 金属加工液が、エーテル基を含むアミン、トリアジン、ジシクロヘキシルアミン、ホウ素、及びそれらの組み合わせのうちの１又は複数を含まない、請求項２１〜２５のいずれか一項に記載の水性金属加工液。
  27. 水性金属加工液の総重量を基準として、約０．０５〜２重量％の殺生物剤、約０．０５〜２重量％の消泡剤、約０．２〜２０重量％のｐＨ緩衝剤、又はそれらの組み合わせをさらに含む、請求項２１〜２５のいずれか一項に記載の水性金属加工液。
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