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Abstract

加工流体組成物、例えば金属切削流体濃縮物は、水、アニオン性界面活性剤である第1の界面活性剤、両性界面活性剤である第2の界面活性剤、並びにアニオン性界面活性剤及び両性界面活性剤から選択される第3の界面活性剤(第3の界面活性剤は第1又は第2の界面活性剤、及び水とは異なる)を、防錆剤、着色剤、及び消泡剤のうちの少なくとも1つと共に含有する。濃縮物は、水と組み合わせて、切削されている金属からの熱を放散するのに有効な時間及び量で、切削されている金属片に適用され得る金属切削流体組成物等の加工流体を提供し得る。The working fluid composition, eg, metal cutting fluid concentrate, is water, a first surfactant that is an anionic surfactant, a second surfactant that is an amphoteric surfactant, and an anionic surfactant and amphoteric. A third surfactant selected from the surfactants (the third surfactant is different from the first or second surfactant and water), a rust preventive, a colorant, and an antifoaming agent. Included with at least one of. The concentrate, in combination with water, provides a working fluid such as a metal cutting fluid composition that can be applied to the metal piece being cut in an effective time and amount to dissipate heat from the metal being cut. Can be done.

Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、米国特許法第119条(e)に基づき、2017年10月10日出願の米国特許仮出願第62/570,617号の利益を主張し、当該出願の全体を参照により本願に援用する。
(Cross-reference of related applications)
This application claims the benefit of U.S. Patent Provisional Application No. 62 / 570,617 filed on October 10, 2017, in accordance with Article 119 (e) of the U.S. Patent Act, with reference to the entire application. Invite.

本発明は、概して、熱が発生する材料の製作加工(例えば、金属又は石の切削)のための組成物、その濃縮物、並びに当該組成物の製造及び使用方法に関する。 The present invention generally relates to compositions for the fabrication and processing of heat-generating materials (eg, cutting metal or stone), concentrates thereof, and methods of making and using the compositions.

石又は金属等の固体材料を加工(例えば切削)する工程(例えば、金属に穴を開けるドリル加工又は金属片を更に小片に切削すること)の間に、切削又は成形装置を潤滑して、加工に関わる装置上での損耗を削減するために、流体が一般的に使用される。この流体、例えば金属切削流体は、材料(例えば金属)が、切削装置、例えばブレードによって切削されている場所に適用される。流体は、加工工程(例えば切削動作)の間に発生する熱の放散を助ける等の様々な機能をもたらす。放散がなければ、熱は切削装置や切削されている材料(例えば金属)の一方又は両方に、反り及び/又はその他の損傷を生じ得る。加工流体のその他の利点としては、工具寿命の延長、表面仕上げの改善、及び切削ゾーンからの切粉の洗浄等がある。事実上、現在使用されている全ての切削流体が、次の4つの分類の1つに該当する:1)ニート油、2)可溶性油、3)半合成流体、及び4)合成流体。 During the process of machining (eg cutting) a solid material such as stone or metal (eg drilling a hole in metal or cutting a piece of metal into smaller pieces), the cutting or molding equipment is lubricated and machined. Fluids are commonly used to reduce wear on the equipment involved. This fluid, such as a metal cutting fluid, is applied where the material (eg, metal) is being cut by a cutting device, such as a blade. The fluid provides various functions such as helping dissipate the heat generated during the machining process (eg, cutting operation). In the absence of dissipation, heat can cause warpage and / or other damage to one or both of the cutting equipment and the material being cut (eg metal). Other benefits of working fluids include extended tool life, improved surface finish, and cleaning of chips from the cutting zone. Virtually all cutting fluids currently in use fall into one of four categories: 1) neat oils, 2) soluble oils, 3) semi-synthetic fluids, and 4) synthetic fluids.

ニート油は、非乳化性であり、未希釈形態で機械加工に使用される。ニート油は、基剤の鉱油又は石油と、多くの場合は極性潤滑剤(脂肪、植物油及びエステル等)及び極圧添加剤(塩素、硫黄及びリン等)とを含む。ニート油は、切削流体のなかで潤滑特性が最も高く、冷却特性は最も低い。
可溶性油流体は、水と混合したときにエマルションを形成する。濃縮物は、基剤の鉱油と、安定なエマルションの生成を助ける乳化剤とからなる。濃縮物は、希釈形態(通常濃度=3〜10%)で使用され、良好な潤滑及び伝熱性能をもたらす。濃縮物は産業界で広く使用され、全ての切削流体のなかで最も安価である。
半合成流体は、本質的に合成流体と可溶性油流体の組み合わせであり、両方に共通の特性を有する。半合成流体のコスト及び伝熱性能は、合成流体と可溶性油流体の間である。
合成流体は、石油又は鉱油の基剤を含まず、代わりに、アルカリ性の無機及び有機化合物並びに腐食防止用添加剤から配合される。合成流体は、一般的に、希釈形態で使用される(通常濃度は3〜10%)。合成流体は、多くの場合、冷却性能が全ての切削流体のなかで最も高く、潤滑特性が切削流体の中で最も低い。
Neat oil is non-emulsifying and is used for machining in undiluted form. Neat oils include base mineral oils or petroleum, and often polar lubricants (such as fats, vegetable oils and esters) and extreme pressure additives (such as chlorine, sulfur and phosphorus). Neat oil has the highest lubrication characteristics and the lowest cooling characteristics among cutting fluids.
Soluble oil fluids form emulsions when mixed with water. The concentrate consists of a base mineral oil and an emulsifier that helps form a stable emulsion. The concentrate is used in diluted form (normal concentration = 3-10%) to provide good lubrication and heat transfer performance. Concentrates are widely used in industry and are the cheapest of all cutting fluids.
Semi-synthetic fluids are essentially a combination of synthetic fluids and soluble oil fluids, both of which have common properties. The cost and heat transfer performance of semi-synthetic fluids is between synthetic fluids and soluble oil fluids.
Synthetic fluids do not contain petroleum or mineral oil bases and are instead formulated from alkaline inorganic and organic compounds as well as corrosion protection additives. Synthetic fluids are commonly used in diluted form (usually a concentration of 3-10%). Synthetic fluids often have the highest cooling performance of all cutting fluids and the lowest lubrication properties of all cutting fluids.

改善された加工流体、例えば、改善された金属切削流体が必要とされている。本開示は、この必要性を満足することを目的とする。 An improved machining fluid, such as an improved metal cutting fluid, is needed. The present disclosure is intended to satisfy this need.

簡単に述べると、本開示は、加工流体濃縮物、例えば金属切削、加工流体組成物、例えば、金属切削流体(これは濃縮物の希釈形態である)、上記濃縮物及び組成物の製造方法、金属加工工程における、例えば金属、石、プラスチック等を切断するための上記濃縮物及び組成物の使用方法を提供する。 Briefly, the present disclosure describes working fluid concentrates such as metal cutting, working fluid compositions, such as metal cutting fluids (which is a diluted form of the concentrate), methods of making the concentrates and compositions. Provided are a method of using the above-mentioned concentrate and composition for cutting, for example, metal, stone, plastic, etc. in a metal processing process.

一実施形態において、本開示は、水及び不揮発性成分(不揮発性成分の一部は純粋な状態で液体の場合があるが、本明細書で固体とも呼ばれる)を含む組成物を提供する。固体は1種以上の界面活性剤を包含し、代表的な界面活性剤はアニオン性界面活性剤及び両性界面活性剤である。例えば、固体は、両性界面活性剤から選択される第1の界面活性剤、アニオン性界面活性剤から選択される第2の界面活性剤、並びに両性界面活性剤及びアニオン性界面活性剤から選択される第3の界面活性剤を含んでもよく、第3の界面活性剤は第1及び第2の界面活性剤とは異なる。固体は、防錆剤及び防食剤から選択される1種以上の作用剤も含んでもよく、これらは本明細書において集合的に防錆剤と呼ばれる。 In one embodiment, the disclosure provides a composition comprising water and a non-volatile component, some of which may be liquid in a pure state, also referred to herein as a solid). The solid includes one or more kinds of surfactants, and typical surfactants are anionic surfactants and amphoteric surfactants. For example, the solid is selected from a first surfactant selected from amphoteric surfactants, a second surfactant selected from anionic surfactants, and amphoteric surfactants and anionic surfactants. The third surfactant may be contained, and the third surfactant is different from the first and second surfactants. The solid may also contain one or more agents selected from rust inhibitors and anticorrosive agents, which are collectively referred to herein as rust inhibitors.

組成物中に存在する任意選択の不揮発性成分としては、増粘剤(濃厚化剤とも呼ばれ、組成物の粘度又は物質を増加するのに好適である);組成物に使用される濃度で水溶性である無機塩;組成物に使用される濃度で水と混和可能である有機溶媒;消泡剤(この用語は、泡止め剤を含み、使用中に組成物の発泡を低減するのに有効な量で使用される);及び着色剤(本明細書で着色料とも呼ばれ、組成物に色を付与する)のうちの1種以上が挙げられる。 Optional non-volatile components present in the composition are thickeners (also called thickeners, suitable for increasing the viscosity or substance of the composition); at the concentration used in the composition. Inorganic salts that are water-soluble; organic solvents that are miscible with water at the concentrations used in the composition; antifoaming agents (the term includes antifoaming agents to reduce foaming of the composition during use. (Used in effective amounts); and one or more of colorants (also referred to herein as colorants, which impart color to the composition).

前述のとおり、本開示の組成物は、不揮発性である非水性成分に加えて、水を含む。一実施形態において、組成物は比較的少ない水を含有することから、組成物は高濃度の不揮発性成分を有する。かかる組成物は、本明細書で濃縮物(又は濃縮)組成物、又は金属切削濃縮物と呼ばれることもある。濃縮物は、金属切削又は他の材料加工を行う施設に提供されてもよく、当該施設において、作業員は特定の加工状態(例えば、金属又は他の材料の切削)に好適な特性を有する流体を提供する量の水で濃縮物を希釈し得る。例えば、青銅の切削は、ステンレス鋼等の異なる金属の切削に使用される希釈とは異なる希釈の濃縮物から利益を受ける場合がある。一実施形態において、濃縮物は、5〜50質量%が水である。別の実施形態において、濃縮組成物は、40〜50質量%が水で50〜60質量%が非水性成分であり、非水性成分は界面活性剤、防錆剤、及び水性成分に好適な少なくとも1種の増粘剤、並びに無機塩を含む。別の実施形態において、本開示は、金属切削操作にすぐに使用できる(ready−to−use)金属切削流体を提供する。このようなすぐに使用できる組成物では、含水量は、典型的には75〜99質量%、又は75.0〜99.9質量%、又は90〜99質量%の水、又は90.0〜99.9質量%の水、又は97.0〜99.9質量%の水、又は98.0〜99.9質量%の水、又は99.0〜99.9質量%の水の範囲となる。 As mentioned above, the compositions of the present disclosure include water in addition to the non-volatile non-aqueous components. In one embodiment, the composition has a high concentration of non-volatile components because the composition contains a relatively small amount of water. Such compositions may also be referred to herein as concentrate (or concentrate) compositions, or metal cutting concentrates. The concentrate may be provided to a facility that performs metal cutting or other material processing, in which the worker is a fluid having properties suitable for a particular machining condition (eg, cutting metal or other material). The concentrate can be diluted with the amount of water provided. For example, cutting bronze may benefit from concentrates with different dilutions than those used to cut different metals such as stainless steel. In one embodiment, the concentrate is 5-50% by weight water. In another embodiment, the concentrated composition is 40-50% by weight water and 50-60% by weight non-aqueous component, the non-aqueous component being at least suitable for surfactants, rust inhibitors, and aqueous components. Includes one thickener, as well as inorganic salts. In another embodiment, the present disclosure provides a ready-to-use metal cutting fluid for metal cutting operations. In such ready-to-use compositions, the water content is typically 75-99% by weight, or 75.0-99.9% by weight, or 90-99% by weight of water, or 90.0-. It ranges from 99.9% by mass water, or 97.9-99.9% by mass water, or 98.0-99.9% by mass water, or 99.9-99.9% by mass water. ..

一実施形態において、組成物は、水、両性界面活性剤から選択される第1の界面活性剤、アニオン性界面活性剤から選択される第2の界面活性剤、両性界面活性剤及びアニオン性界面活性剤から選択される第3の界面活性剤(第3の界面活性剤は第1及び第2の界面活性剤とは異なる)、無機塩、有機溶媒、増粘剤、防錆剤、及び消泡剤を含む。 In one embodiment, the composition comprises water, a first surfactant selected from amphoteric surfactants, a second surfactant selected from anionic surfactants, amphoteric surfactants and anionic surfactants. A third surfactant selected from activators (the third surfactant is different from the first and second surfactants), inorganic salts, organic solvents, thickeners, rust preventives, and defoamers. Contains foaming agent.

以下の番号付けした実施形態は、本開示の組成物の更なる代表的実施形態である:
1)水、第1の界面活性剤、増粘剤、及び防錆剤を含む加工流体組成物。
2)水、第1の界面活性剤、無機塩、及び防錆剤を含む加工流体組成物。
3)第1の界面活性剤がアニオン性界面活性剤である、実施形態1又は2の組成物。
4)第1の界面活性剤が、スルホネート基を含む又はスルファート基を含むアニオン性界面活性剤である、実施形態3の組成物。
5)第1の界面活性剤がドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムである、実施形態3の組成物。
6)第1の界面活性剤がラウレス硫酸ナトリウムである、実施形態3の組成物。
7)第1の界面活性剤が両性界面活性剤である、実施形態1又は2の組成物。
8)両性界面活性剤がベタイン基を含む、実施形態7の組成物。
9)第1の界面活性剤がコカミドプロピルベタインである、実施形態7の組成物。
10)2種の界面活性剤を含み、2種の界面活性剤の各々がアニオン性界面活性剤である、実施形態1又は2の組成物。
11)2種の界面活性剤が、スルファート含有界面活性剤及びスルホネート含有界面活性剤である、実施形態10の組成物。
12)2種の界面活性剤がラウレス硫酸ナトリウム及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムである、実施形態10の組成物。
13)2種の界面活性剤を含み、1種がアニオン性界面活性剤であり、もう1種が両性界面活性剤である、実施形態1又は2の組成物。
14)2種の界面活性剤がスルファート含有アニオン性界面活性剤及びベタイン含有両性界面活性剤である、実施形態13の組成物。
15)スルファート含有アニオン性界面活性剤がラウレス硫酸ナトリウムであり、ベタイン含有両性界面活性剤がコカミドプロピルベタインである、実施形態14の組成物。
16)2種の界面活性剤がスルホネート含有アニオン性界面活性剤及びベタイン含有両性界面活性剤である、実施形態13の組成物。
17)スルホネート含有アニオン性界面活性剤がドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムであり、ベタイン含有両性界面活性剤がコカミドプロピルベタインである、実施形態16の組成物。
18)3種の界面活性剤を含み、3種の界面活性剤のうち2種が同一ではないアニオン性界面活性剤であり、3種の界面活性剤のうち1種が両性界面活性剤である、実施形態1又は2の組成物。
19)3種の界面活性剤がスルファート含有界面活性剤、スルホネート含有界面活性剤、及びベタイン含有界面活性剤である、実施形態18の組成物。
20)3種の界面活性剤がドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウレス硫酸ナトリウム、及びコカミドプロピルベタインである、実施形態19の組成物。
21)防錆剤が亜硝酸ナトリウムである、実施形態1又は2の組成物。
22)防錆剤が亜硝酸ナトリウムである、実施形態20の組成物。
23)セルロース系増粘剤である増粘剤を含む、実施形態1又は2の組成物。
24)セルロース系増粘剤がヒドロキシエチルセルロースである、実施形態23の組成物。
25)セルロース系増粘剤である増粘剤を含む、実施形態20の組成物。
26)セルロース系増粘剤がヒドロキシエチルセルロースである、実施形態25の組成物。
27)塩化カルシウムである無機塩を含む、実施形態1又は2の組成物。
28)無機塩を含む、実施形態20の組成物。
29)無機塩が塩化カルシウムである、実施形態28の組成物。
30)消泡剤を含む、実施形態1又は2の組成物。
31)消泡剤がシリコーンポリマーである、実施形態30の組成物。
32)消泡剤を含む、実施形態20の組成物。
33)消泡剤がシリコーンポリマーである、実施形態32の組成物。
34)セルロース系増粘剤、無機塩、及び消泡剤のうちの1つ以上を含む、実施形態20の組成物。
35)セルロース系増粘剤、無機塩、及び消泡剤を含む、実施形態20の組成物。
36)水、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウレス硫酸ナトリウム、コカミドプロピルベタイン、セルロース系増粘剤等の増粘剤、及び防錆剤を含む、実施形態1の組成物。
37)水、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウレス硫酸ナトリウム、コカミドプロピルベタイン、塩化カルシウム等の無機塩、及び防錆剤を含む、実施形態2の組成物。
組成物は、金属加工に使用してもよく、別の名称としては、金属ワーク加工組成物、又は金属機械加工組成物、又は金属冷却組成物、又は金属切削組成物と呼ばれることもある。組成物は、石、プラスチック若しくはガラス、又は発熱工程において工具で加工されるその他の固体材料から作製される部品の加工にも使用され得る。
The following numbered embodiments are further representative embodiments of the compositions of the present disclosure:
1) A processed fluid composition containing water, a first surfactant, a thickener, and a rust preventive.
2) A processed fluid composition containing water, a first surfactant, an inorganic salt, and a rust preventive.
3) The composition of Embodiment 1 or 2, wherein the first surfactant is an anionic surfactant.
4) The composition of Embodiment 3, wherein the first surfactant is an anionic surfactant containing a sulfonate group or a sulfate group.
5) The composition of Embodiment 3, wherein the first surfactant is sodium dodecylbenzenesulfonate.
6) The composition of Embodiment 3, wherein the first surfactant is sodium laureth sulfate.
7) The composition of Embodiment 1 or 2, wherein the first surfactant is an amphoteric surfactant.
8) The composition of Embodiment 7, wherein the amphoteric surfactant contains a betaine group.
9) The composition of Embodiment 7, wherein the first surfactant is cocamidopropyl betaine.
10) The composition of Embodiment 1 or 2, which comprises two surfactants and each of the two surfactants is an anionic surfactant.
11) The composition of Embodiment 10, wherein the two surfactants are a sulfate-containing surfactant and a sulfonate-containing surfactant.
12) The composition of embodiment 10, wherein the two surfactants are sodium laureth sulfate and sodium dodecylbenzenesulfonate.
13) The composition of Embodiment 1 or 2, which comprises two types of surfactants, one of which is an anionic surfactant and the other of which is an amphoteric surfactant.
14) The composition of embodiment 13, wherein the two surfactants are a sulfate-containing anionic surfactant and a betaine-containing amphoteric surfactant.
15) The composition of embodiment 14, wherein the sulfate-containing anionic surfactant is sodium laureth sulfate and the betaine-containing amphoteric surfactant is cocamidopropyl betaine.
16) The composition of embodiment 13, wherein the two surfactants are a sulfonate-containing anionic surfactant and a betaine-containing amphoteric surfactant.
17) The composition of embodiment 16, wherein the sulfonate-containing anionic surfactant is sodium dodecylbenzenesulfonate and the betaine-containing amphoteric surfactant is cocamidopropyl betaine.
18) Containing 3 types of surfactants, 2 of the 3 types of surfactants are not identical anionic surfactants, and 1 of the 3 types of surfactants is an amphoteric surfactant. , The composition of embodiment 1 or 2.
19) The composition of embodiment 18, wherein the three surfactants are a sulfate-containing surfactant, a sulfonate-containing surfactant, and a betaine-containing surfactant.
20) The composition of embodiment 19, wherein the three surfactants are sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium laureth sulfate, and cocamidopropyl betaine.
21) The composition of embodiment 1 or 2, wherein the rust preventive is sodium nitrite.
22) The composition of embodiment 20, wherein the rust preventive is sodium nitrite.
23) The composition of Embodiment 1 or 2, which comprises a thickener which is a cellulosic thickener.
24) The composition of embodiment 23, wherein the cellulosic thickener is hydroxyethyl cellulose.
25) The composition of Embodiment 20, which comprises a thickener which is a cellulosic thickener.
26) The composition of embodiment 25, wherein the cellulosic thickener is hydroxyethyl cellulose.
27) The composition of embodiment 1 or 2, which comprises an inorganic salt that is calcium chloride.
28) The composition of Embodiment 20, which comprises an inorganic salt.
29) The composition of embodiment 28, wherein the inorganic salt is calcium chloride.
30) The composition of embodiment 1 or 2, which comprises an antifoaming agent.
31) The composition of embodiment 30, wherein the antifoaming agent is a silicone polymer.
32) The composition of embodiment 20, which comprises an antifoaming agent.
33) The composition of embodiment 32, wherein the antifoaming agent is a silicone polymer.
34) The composition of embodiment 20, which comprises one or more of a cellulosic thickener, an inorganic salt and an antifoaming agent.
35) The composition of Embodiment 20, which comprises a cellulosic thickener, an inorganic salt, and an antifoaming agent.
36) The composition of the first embodiment, which comprises water, a thickener such as sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium laureth sulfate, cocamidopropyl betaine, a cellulosic thickener, and a rust preventive.
37) The composition of Embodiment 2, which comprises water, an inorganic salt such as sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium laureth sulfate, cocamidopropyl betaine, calcium chloride, and a rust preventive.
The composition may be used for metal processing, and another name may be referred to as a metal work processing composition, a metal machining composition, a metal cooling composition, or a metal cutting composition. The composition can also be used to process parts made from stone, plastic or glass, or other solid materials that are machined with tools in the heat generation process.

一実施形態において、本開示は、本明細書に記載の成分を組み合わせることによって、濃縮組成物、例えば金属切削流体濃縮物を製造する方法を提供する。任意選択で、成分は、バッチ法で組み合わされてもよい。この実施形態において、組成物、例えば金属切削流体濃縮組成物は、温水、1種以上の界面活性剤、例えばアニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、並びに任意選択でアニオン性界面活性剤及び両性界面活性剤から選択される第3の界面活性剤等を容器に添加するステップを含む方法によって調製され、ここで第3の界面活性剤は、既に添加されたアニオン性界面活性剤及び両性界面活性剤とは異なる。追加の任意選択成分としては、無機塩、有機溶媒、増粘剤、防錆剤又は防食剤、着色剤、及び消泡剤が挙げられ;1つの成分を容器に添加した後、得られた混合物を、完全に均質又はほぼ均質な状態に達するまで、例えば約30分間、発泡を最小限に抑えながら撹拌した後、次の成分を添加する。一実施形態において、無機塩、有機溶媒、増粘剤、防錆剤又は防食剤、及び消泡剤が容器に添加される。 In one embodiment, the disclosure provides a method of producing a concentrated composition, eg, a metal cutting fluid concentrate, by combining the components described herein. At the option, the ingredients may be combined in batch. In this embodiment, the composition, eg, a metal cutting fluid concentrate composition, is warm water, one or more surfactants, eg, anionic surfactants, amphoteric surfactants, and optionally anionic surfactants and amphoteric. Prepared by a method comprising the step of adding a third surfactant or the like selected from the surfactants to the vessel, where the third surfactant is an anionic surfactant and an amphoteric surfactant already added. Different from the agent. Additional optional ingredients include inorganic salts, organic solvents, thickeners, rust and anticorrosive agents, colorants, and defoamers; the mixture obtained after adding one ingredient to the container. Is stirred for, for example, about 30 minutes with minimal foaming until a completely homogeneous or nearly homogeneous state is reached, and then the following components are added. In one embodiment, an inorganic salt, an organic solvent, a thickener, a rust preventive or anticorrosive agent, and an antifoaming agent are added to the container.

例えば、本発明は、加工流体組成物、例えば金属切削に好適な組成物、を製造する方法であって、
a)水を約70〜80℃に加熱して温水を準備するステップ;
b)アニオン性界面活性剤を温水に添加するステップ;
c)両性界面活性剤をステップb)の混合物に添加するステップ;
d)温水をステップc)の混合物に添加するステップ;
e)任意選択で第3の界面活性剤をステップd)に添加するステップであって、第3の界面活性剤がアニオン性界面活性剤及び両性界面活性剤から選択され、第3の界面活性剤が混合物中に既に存在するアニオン性界面活性剤及び両性界面活性剤とは異なる、ステップ;
f)無機塩をステップe)の混合物に添加するステップ;
g)ステップf)の混合物を周囲温度まで冷却するステップ;及び
h)増粘剤をステップf)の混合物に添加するステップ;を含み、
1つの成分を添加した後、得られた混合物を均質又はほぼ均質な混合物へ達成するのに十分な時間、典型的には約30分間、発泡を最小限に抑えながら撹拌した後、次の成分を添加する、方法を提供する。本方法に使用され得る代表的な任意選択成分としては、無機塩、有機溶媒、増粘剤、防錆剤又は防食剤、着色剤、及び消泡剤が挙げられる。一実施形態において、無機塩、有機溶媒、増粘剤、防錆剤又は防食剤、及び消泡剤が混合物に添加される。
For example, the present invention is a method for producing a working fluid composition, for example, a composition suitable for metal cutting.
a) Steps to prepare warm water by heating water to about 70-80 ° C;
b) Step of adding anionic surfactant to warm water;
c) The step of adding the amphoteric surfactant to the mixture of step b);
d) The step of adding warm water to the mixture of step c);
e) A step of optionally adding a third surfactant to step d), wherein the third surfactant is selected from an anionic surfactant and an amphoteric surfactant, and the third surfactant. Is different from the anionic and amphoteric surfactants already present in the mixture, step;
f) The step of adding the inorganic salt to the mixture of step e);
g) includes step f) cooling the mixture to ambient temperature; and h) adding a thickener to the mixture in step f).
After adding one ingredient, the resulting mixture is stirred for a time sufficient to achieve a homogeneous or near homogeneous mixture, typically about 30 minutes, with minimal foaming, followed by the next ingredient. Provide a method of adding. Representative optional ingredients that can be used in this method include inorganic salts, organic solvents, thickeners, rust inhibitors or anticorrosive agents, colorants, and defoamers. In one embodiment, an inorganic salt, an organic solvent, a thickener, a rust preventive or anticorrosive agent, and an antifoaming agent are added to the mixture.

一実施形態において、本開示は、組成物、例えば金属切削流体濃縮物を、連続法によって製造する方法を提供する。この実施形態において、組成物、例えば金属切削流体濃縮物は、連続反応器を準備するステップ、水を連続反応器に入れるステップ、連続反応器内の水にa)アニオン性界面活性剤、b)両性界面活性剤、及び任意選択でc)アニオン性界面活性剤及びカチオン性界面活性剤から選択される第3の界面活性剤を添加するステップ(第3の界面活性剤は、既に反応器に添加されたアニオン性界面活性剤及び両性界面活性剤とは異なる);及び成分a)、b)及び任意選択でc)を混合して、均質な混合物をもたらすステップによって調製される。任意選択で、連続反応器内の水は、50℃を超える温度に維持される。任意選択で、有機溶媒、無機塩、増粘剤、防錆剤又は防食剤、着色剤、及び消泡剤等の追加の成分が配合に添加される。一実施形態において、有機溶媒、無機塩、増粘剤、防錆剤又は防食剤、消泡剤の各々が混合物に添加される。任意選択で、インラインミキサー及びスタティックミキサーから選択されるミキサーが、連続反応器内に存在する。 In one embodiment, the present disclosure provides a method of producing a composition, eg, a metal cutting fluid concentrate, by a continuous method. In this embodiment, the composition, eg, metal cutting fluid concentrate, is a step of preparing a continuous reactor, a step of putting water into the continuous reactor, a) anionic surfactant, b) in the water in the continuous reactor. The step of adding an amphoteric surfactant and optionally c) a third surfactant selected from an anionic surfactant and a cationic surfactant (the third surfactant has already been added to the reactor). Different from anionic and amphoteric surfactants); and components a), b) and optionally c) are prepared by the step of mixing to give a homogeneous mixture. Optionally, the water in the continuous reactor is maintained at a temperature above 50 ° C. Optionally, additional ingredients such as organic solvents, inorganic salts, thickeners, rust inhibitors or anticorrosives, colorants, and antifoaming agents are added to the formulation. In one embodiment, each of an organic solvent, an inorganic salt, a thickener, a rust inhibitor or anticorrosive agent, and an antifoaming agent is added to the mixture. A mixer, optionally selected from an in-line mixer and a static mixer, is present in the continuous reactor.

一実施形態において、本開示は、前駆体濃縮物から加工流体、例えば、金属切削流体濃縮物から金属切削流体組成物を形成する方法を提供する。この実施形態によると、水と濃縮物を、好適な水:濃縮物比で組み合わせ、この2成分を一緒に混合して、金属切削流体組成物を形成する。様々な任意選択の実施形態において、濃縮物は、5倍、又は10倍、又は15倍に希釈される。明瞭化のため、5倍希釈とは、100部の濃縮物を500部の水と組み合わせることを指し、ここで、部は、液体又は固体のいずれかの測定形態で、例えば、グラム、キログラム、リットルであり得る。 In one embodiment, the disclosure provides a method of forming a working fluid from a precursor concentrate, eg, a metal cutting fluid composition from a metal cutting fluid concentrate. According to this embodiment, water and concentrate are combined in a suitable water: concentrate ratio and the two components are mixed together to form a metal cutting fluid composition. In various optional embodiments, the concentrate is diluted 5-fold, 10-fold, or 15-fold. For clarity, 5-fold dilution refers to the combination of 100 parts of concentrate with 500 parts of water, where parts are in either liquid or solid measurement form, eg, grams, kilograms. Can be liters.

一実施形態において、本開示は、金属を切削する方法を提供し、当該方法は、有効量の本開示の金属切削流体組成物を、切削されている金属上に適用することを含む。本開示の金属切削流体は、金属が切削されている工程の間に、金属に適用され得る。本開示の組成物を適用するための1つの代表的工程は、切削中のワークピースに大量の切削流体を適用する浸漬供給である。本開示の組成物を適用するための別の代表的工程は、切削ゾーンに向けてワークピース上に切削流体の噴流を適用するジェット供給である。本開示の組成物を適用するための別の代表的工程は、空気の噴射によって切削流体を霧化し、そのミストをワークピースの切削ゾーンに向けるミスト供給である。 In one embodiment, the disclosure provides a method of cutting a metal, the method comprising applying an effective amount of the metal cutting fluid composition of the present disclosure on the metal being cut. The metal cutting fluids of the present disclosure can be applied to a metal during the process in which the metal is being cut. One typical step for applying the compositions of the present disclosure is dip feeding, which applies a large amount of cutting fluid to the workpiece being cut. Another typical step for applying the compositions of the present disclosure is jet feeding, which applies a jet of cutting fluid onto the workpiece towards the cutting zone. Another typical step for applying the compositions of the present disclosure is a mist supply that atomizes the cutting fluid by injecting air and directs the mist to the cutting zone of the workpiece.

以下の番号付けした実施形態は、本開示の金属(meal)機械加工方法の更なる代表的実施形態であり、上記の組成物の実施形態を参照する:
38)金属、石、ガラス及びプラスチックから選択される材料を機械加工する方法であって、実施形態1〜37のいずれかの組成物を含む組成物を、機械加工されている材料からの熱を放散するのに有効な量及び時間で、機械加工されている材料ピースに適用することを含む、方法。
39)機械加工されている材料が、アルミニウム合金、真鍮、鋳鉄、青銅、低炭素鋼、ステンレス鋼、合金鋼、及びチタン合金から選択される金属である、実施形態38の方法。
40)機械加工されている材料が石である、実施形態38の方法。
41)機械加工されている材料がガラスである、実施形態38の方法。
42)機械加工されている材料がプラスチックである、実施形態38の方法。
43)機械加工されている材料ピースが、ブローチ加工、タップ加工、ホブ切り、切削、ドリル加工、ミリング、旋削、のこ引き、ホーニング、及び研削から選択される工程に供されている、実施形態38の方法。
The following numbered embodiments are further representative embodiments of the metal (meal) machining methods of the present disclosure, with reference to embodiments of the above compositions:
38) A method of machining a material selected from metal, stone, glass and plastic, wherein the composition comprising any of the compositions of Embodiments 1-37 is heated from the material being machined. A method comprising applying to a machined material piece in an amount and time effective to dissipate.
39) The method of embodiment 38, wherein the machined material is a metal selected from aluminum alloys, brass, cast iron, bronze, low carbon steels, stainless steels, alloy steels, and titanium alloys.
40) The method of embodiment 38, wherein the material being machined is stone.
41) The method of embodiment 38, wherein the material being machined is glass.
42) The method of embodiment 38, wherein the material being machined is plastic.
43) The embodiment in which the machined material piece is subjected to a process selected from broaching, tapping, hobbing, cutting, drilling, milling, turning, sawing, honing, and grinding. 38 methods.

1つ以上の実施形態の詳細は、以下の説明に記載される。1つの代表的実施形態に関連して例示又は記載される特徴は、他の実施形態の特徴と組み合わされてもよい。他の特徴、目的及び利点は、本明細書及び特許請求の範囲から明らかになるであろう。更に、本明細書において参照される全ての特許、特許出願の開示は、参照により、その全体が援用される。 Details of one or more embodiments are described in the description below. Features exemplified or described in connection with one representative embodiment may be combined with features of other embodiments. Other features, objectives and advantages will become apparent from the specification and the claims. Furthermore, the disclosures of all patents and patent applications referred to herein are hereby incorporated by reference in their entirety.

一態様において、本開示は、金属切削流体組成物等の材料加工組成物を、濃縮形態及び希釈(すぐに使用できる)形態の両方で提供する。別の態様において、本開示は、加工流体を濃縮形態で形成し、その後当該濃縮組成物を希釈して希釈形態にする方法を提供する。別の態様において、本開示は、金属切削操作等の材料が加工される方法において組成物を使用する方法を提供する。従って、別の態様において、本開示は、加工流体組成物、例えば、金属切削流体組成物を、濃縮形態で形成し、その後当該濃縮組成物を希釈して希釈形態にする方法を提供する。別の態様において、本開示は、材料切削又は成形工程、例えば金属切削操作において上記組成物を使用する方法を提供する。本開示が金属切削流体又は金属冷却流体に言及するとき、これらの流体組成物は、概して材料加工、例えば、ガラス加工、石加工、及びプラスチック加工において使用されてもよく、金属加工への使用に限定されない。従って、金属切削又は金属冷却組成物は、金属切削又は加工に使用され得るが、加工が、加工工程中に放散することが望ましい熱を発生する場合、石又はプラスチック又はガラス等の他の材料の加工にも使用されてもよい。 In one aspect, the present disclosure provides material processing compositions, such as metal cutting fluid compositions, in both concentrated and diluted (ready-to-use) forms. In another aspect, the present disclosure provides a method of forming a working fluid in a concentrated form and then diluting the concentrated composition into a diluted form. In another aspect, the present disclosure provides a method of using the composition in a method of processing a material, such as a metal cutting operation. Thus, in another aspect, the present disclosure provides a method of forming a working fluid composition, eg, a metal cutting fluid composition, in a concentrated form and then diluting the concentrated composition into a diluted form. In another aspect, the disclosure provides a method of using the composition in a material cutting or molding process, such as a metal cutting operation. When the present disclosure refers to metal cutting fluids or metal cooling fluids, these fluid compositions may generally be used in material processing, such as glass processing, stone processing, and plastic processing, for use in metal processing. Not limited. Thus, metal cutting or metal cooling compositions can be used for metal cutting or processing, but if the processing generates heat that is desirable to dissipate during the processing process, of stone or other materials such as plastic or glass. It may also be used for processing.

一実施形態において、本開示は、水及び不揮発性成分(不揮発性成分の一部は純粋な状態で液体であるが、本明細書で固体とも称される)を含む組成物を提供する。固体は1種以上の界面活性剤を包含し、代表的な界面活性剤はアニオン性界面活性剤及び両性界面活性剤である。例えば、固体は、両性界面活性剤から選択される第1の界面活性剤、アニオン性界面活性剤から選択される第2の界面活性剤、並びに両性界面活性剤及びアニオン性界面活性剤から選択される第3の界面活性剤を含んでもよく、第3の界面活性剤は第1及び第2の界面活性剤とは異なる。固体は、防錆剤及び防食剤から選択される1種以上の作用剤も含んでもよく、これらは本明細書において集合的に防錆剤と呼ばれる。
組成物中に存在する任意選択の不揮発性成分としては、増粘剤(濃厚化剤とも呼ばれ、組成物の粘度又は物質を増加するのに好適である);組成物に使用される濃度で水溶性である無機塩;組成物に使用される濃度で水と混和可能であり、水の沸点よりも高い沸点、例えば、少なくとも125℃、又は少なくとも150℃、又は少なくとも170℃の沸点を有する有機溶媒;消泡剤(この用語は、泡止め剤を含み、使用中に組成物の発泡を低減するのに有効な量で使用される);及び着色剤(本明細書で着色料とも呼ばれ、組成物に色を付与する)のうちの1種以上が挙げられる。
In one embodiment, the present disclosure provides a composition comprising water and a non-volatile component, some of which are liquid in a pure state, but also referred to herein as a solid. The solid includes one or more kinds of surfactants, and typical surfactants are anionic surfactants and amphoteric surfactants. For example, the solid is selected from a first surfactant selected from amphoteric surfactants, a second surfactant selected from anionic surfactants, and amphoteric surfactants and anionic surfactants. The third surfactant may be contained, and the third surfactant is different from the first and second surfactants. The solid may also contain one or more agents selected from rust inhibitors and anticorrosive agents, which are collectively referred to herein as rust inhibitors.
Optional non-volatile components present in the composition are thickeners (also called thickeners, suitable for increasing the viscosity or substance of the composition); at the concentration used in the composition. Water-soluble inorganic salts; organics that are miscible with water at the concentrations used in the composition and have a boiling point higher than the boiling point of water, such as at least 125 ° C, or at least 150 ° C, or at least 170 ° C. Solvents; antifoaming agents (this term includes antifoaming agents and is used in an amount effective to reduce foaming of the composition during use); , Adding color to the composition).

一態様において、流体組成物は、炭素−ハロゲン結合を有さず、それ故、かかる結合を有する成分を1種以上含有する代替流体組成物よりも環境に優しい。 In one aspect, the fluid composition is more environmentally friendly than an alternative fluid composition that does not have a carbon-halogen bond and therefore contains one or more components having such a bond.

本開示の流体は、材料加工中、特に金属機械加工中に、以下の効果をもたらす。主な効果としては、主に低い切削速度における切削工程の潤滑、主に高い切削速度におけるワークピースの冷却、及び切削ゾーンから切粉の洗浄が挙げられる。二次的な効果としては、機械加工面の防食、及び高温面の冷却により部品取り扱いを可能にすることが挙げられる。機械加工に本開示の切削流体を使用することの工程上の効果としては、工具寿命の延長、ワークピースの熱変形の低減、より良好な表面仕上げ、及び切粉及び切屑の取り扱いが容易になることが挙げられる。
本開示の組成物は、良好な伝熱性能、良好な潤滑性能、良好な切粉洗浄性能、良好な流体ミストの発生、切粉の良好な流体除去、及び良好な腐食防止をもたらす。エマルション形態の組成物は、良好な流体安定性を示す。
The fluids of the present disclosure have the following effects during material processing, especially during metal machining. The main effects include lubrication of the cutting process mainly at low cutting speeds, cooling of workpieces mainly at high cutting speeds, and cleaning of chips from the cutting zone. As a secondary effect, it is possible to handle parts by preventing corrosion on the machined surface and cooling the high temperature surface. The process benefits of using the cutting fluids of the present disclosure for machining include extended tool life, reduced thermal deformation of workpieces, better surface finishes, and easier handling of chips and chips. Can be mentioned.
The compositions of the present disclosure provide good heat transfer performance, good lubrication performance, good chip cleaning performance, good fluid mist generation, good fluid removal of chips, and good corrosion protection. The composition in emulsion form exhibits good fluid stability.

本明細書及び意図する特許請求の範囲において使用されるとき、単数形「1つの」、「1種の」、「当該」は、別段の明確な指示がない限り、複数の参照物を包含することに留意する。従って、「1種の両性界面活性剤」は、単一の両性界面活性剤、並びに1つ以上の同一又は異なる両性界面活性剤を包含する。 As used herein and in the intended claims, the singular forms "one," "one," and "corresponding" include a plurality of references unless otherwise explicitly stated. Keep in mind. Thus, "one amphoteric surfactant" includes a single amphoteric surfactant and one or more amphoteric or different amphoteric surfactants.

構成成分
本開示の組成物は、少なくとも1種の界面活性剤を包含する。一実施形態において、組成物は、両性界面活性剤を含有する。別の実施形態において、組成物は、アニオン性界面活性剤を含有する。一実施形態において、組成物は、2種の異なる両性界面活性剤を、任意選択でアニオン性界面活性剤と組み合わせて含有する。一実施形態において、組成物は、2種の異なるアニオン性界面活性剤を、任意選択で両性界面活性剤と組み合わせて含有する。
Constituents The compositions of the present disclosure include at least one surfactant. In one embodiment, the composition contains an amphoteric surfactant. In another embodiment, the composition contains an anionic surfactant. In one embodiment, the composition contains two different amphoteric surfactants, optionally in combination with an anionic surfactant. In one embodiment, the composition contains two different anionic surfactants, optionally in combination with an amphoteric surfactant.

両性界面活性剤
一実施形態において、本開示の組成物は、少なくとも1種、任意選択で1種以上の、両性界面活性剤を包含する。本明細書で使用するとき、両性界面活性剤は、正に帯電した原子と負に帯電した原子の両方を含有する分子である。界面活性剤分子は、ポリマー成分を包んでもよく、ナトリウム及びアンモニア等の対イオンも含み得るが、対イオンは、分子を両性界面活性剤として認定する正又は負に帯電した原子の1つとはみなされない。
正に帯電した原子は、例えば、例えばアンモニウム基を提供する窒素原子であってもよく、又は、例えばスルホニウム基を提供する硫黄原子であってもよい。特定の原子上の正電荷の存在は、その分子が曝露しているpHの関数となり得る。換言すれば、本開示の両性界面活性剤は、正に帯電した原子と負に帯電した原子を、周囲溶液のどのpHでも有する必要はなく、これらの帯電電子をあるpH範囲内のみで有し得る。例えば、分子が正電荷を担持した窒素原子を有する場合、電荷は、周囲溶液(水溶液)のpHが、窒素原子がプロトン化するのに十分に低い場合にのみ存在し得る。これが起こるのは、例えば、窒素原子が第一級、第二級、又は第三級アミンの一部である場合である。あるいは、窒素原子は、周囲溶液のpHに関係なくその正電荷を維持する第四級アンモニウムイオンの一部であってもよい。
負に帯電した原子は、例えば、カルボキシラート基、スルファート基、スルホネート基、又はホスフェート等の認識された官能基の一部であり得る酸素原子であってもよい。正電荷と同様に、特定の原子上の負電荷の存在は、その分子が曝露しているpHの関数となり得る。換言すれば、本開示の両性界面活性剤は、負に帯電した原子と正に帯電した原子を周囲溶液のどのpHでも有する必要はなく、これらの帯電電子をあるpH範囲内のみで有し得る。例えば、分子が負電荷を担持した酸素原子を有する場合、電荷は、周囲溶液(水溶液)のpHが、酸素原子が脱プロトン化するのに十分に高い場合にのみ存在し得る。これが起こるのは、例えば酸素原子が、例えばカルボン酸基の一部であり、カルボン酸基のカルボキシラート形態のみが負に帯電した酸素原子を有し、対応するカルボン酸形態は中性の酸素原子を有する場合である。
要約すると、両性界面活性剤は、正に帯電した原子と負に帯電した原子の両方を、周辺溶液がとり得るpH範囲の全体にわたって有する必要はなく、これらの2種類の帯電原子を一部のpH範囲で有し、この範囲は当該技術分野において等電pH範囲と呼ばれることがある。両性界面活性剤が正に帯電した原子と負に帯電した原子の両方を有するとき、界面活性剤は、その双性イオン性形態にあると言える。両性界面活性剤の化学構造が本明細書で与えられるとき、用語Xは、等電pH範囲内の正又は負に帯電した原子に関連し得る対イオンを指して使用される。代表的なカチオン性対イオンは、ナトリウム及びアンモニウムである。代表的なアニオン性対イオンは、塩化物及びホスフェートである。注目すべきは、正又は負電荷のいずれかは、複数の原子にわたって非局在化し得ることである。例えば、負電荷が酸素原子上にあり、酸素原子がカルボキシラート基の一部であるとき、負電荷はカルボキシラート基の両方の酸素原子に非局在化している。
Amphoteric Surfactants In one embodiment, the compositions of the present disclosure include at least one amphoteric surfactant, optionally one or more amphoteric surfactants. As used herein, an amphoteric surfactant is a molecule that contains both positively and negatively charged atoms. Surfactant molecules may enclose polymer components and may also contain counterions such as sodium and ammonia, but counterions are considered to be one of the positively or negatively charged atoms that identify the molecule as an amphoteric surfactant. Not done.
The positively charged atom may be, for example, a nitrogen atom that provides an ammonium group, or a sulfur atom that provides, for example, a sulfonium group. The presence of a positive charge on a particular atom can be a function of the pH to which the molecule is exposed. In other words, the amphoteric surfactants of the present disclosure do not have to have positively charged atoms and negatively charged atoms at any pH of the ambient solution, but have these charged electrons only within a certain pH range. obtain. For example, if the molecule has a nitrogen atom carrying a positive charge, the charge can only be present if the pH of the ambient solution (aqueous solution) is low enough for the nitrogen atom to protonate. This happens, for example, when the nitrogen atom is part of a primary, secondary, or tertiary amine. Alternatively, the nitrogen atom may be part of a quaternary ammonium ion that maintains its positive charge regardless of the pH of the ambient solution.
The negatively charged atom may be, for example, an oxygen atom that can be part of a recognized functional group such as a carboxylate group, a sulfate group, a sulfonate group, or a phosphate. Like the positive charge, the presence of a negative charge on a particular atom can be a function of the pH to which the molecule is exposed. In other words, the amphoteric surfactants of the present disclosure need not have negatively charged atoms and positively charged atoms at any pH of the ambient solution, and may have these charged electrons only within a certain pH range. .. For example, if the molecule has a negatively charged oxygen atom, the charge can only be present if the pH of the ambient solution (aqueous solution) is high enough for the oxygen atom to deprotonate. This happens, for example, when the oxygen atom is, for example, part of a carboxylic acid group, only the carboxylate form of the carboxylic acid group has a negatively charged oxygen atom, and the corresponding carboxylic acid form is a neutral oxygen atom. Is the case.
In summary, amphoteric tensides do not have to have both positively and negatively charged atoms over the entire pH range that the ambient solution can take, and some of these two types of charged atoms. It has a pH range, which is sometimes referred to in the art as an isoelectric pH range. When an amphoteric surfactant has both positively and negatively charged atoms, it can be said that the surfactant is in its zwitterionic form. When the chemical structure of amphoteric surfactants is given herein, the term X is used to refer to counterions that may be associated with positively or negatively charged atoms within the isoelectric pH range. Typical cationic counterions are sodium and ammonium. Typical anionic counterions are chlorides and phosphates. It should be noted that either positive or negative charges can be delocalized across multiple atoms. For example, when a negative charge is on an oxygen atom and the oxygen atom is part of a carboxylate group, the negative charge is delocalized to both oxygen atoms of the carboxylate group.

更に、全ての界面活性剤と同様に、両性界面活性剤は、親油性(疎水性として知られる)領域と疎油性(親水性として知られる)領域の両方を有する。親油性領域は、脂肪族領域と呼ばれることもある。脂肪族領域は、天然脂肪酸、脂肪族アルコール、脂肪族アミン等に存在する炭化水素部分で構成され得るが、別の方法として、合成により形成されてもよく、すなわち、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(プロピレンオキシド)等の合成により生成したフラグメントであってもよい。本明細書で使用するとき、及び両性界面活性剤の一分類を記載するとき、用語「R」は、分子の脂肪族領域を指して使用される。様々な実施形態において、Rは、次のような中鎖又は長鎖脂肪族基を表す:C6〜C24フラグメント、すなわち、少なくとも6個で最大24個の炭素原子、及び任意選択で任意の他の原子、例えば、水素、ハロゲン(例えば、F、Cl、Br)、窒素、及び水素を有する分子フラグメント;C6〜C24炭化水素、すなわち、6〜24個の炭素原子及び炭素原子の原子価を満たす水素原子を有する分子フラグメント;C8〜C22フラグメント;C8〜C22炭化水素;C10〜C20フラグメント;C10〜C20炭化水素;C12〜C18フラグメント;及びC12〜C18炭化水素。様々な実施形態において、Rは、少なくとも6、又は少なくとも8、又は少なくとも10、又は少なくとも12、又は少なくとも14、又は少なくとも16個の炭素原子を有する。様々な実施形態において、Rは30個以下、又は26個以下、又は24個以下、又は22個以下、又は20個以下、又は18個以下の炭素原子を有する。用語Rは、アルキル基を表す場合があり、ここで用語アルキルは、直鎖状、分枝状又は環状の飽和炭化水素基であって、概して上記の炭素原子範囲のいずれかの数を有するものを指す(例えば、C6〜C24は、6〜24個の炭素原子を有するアルキル基を指す)。アルキル基の例としては、3−メチルヘキシル、2,2−ジメチルペンチル、2,3−ジメチルペンチル、カプリル、カプリン、ラウリン、ミリスチン、パルミチン、ステアリン、オレイン、リノール、リノレン、及びベヘンが挙げられる。 Moreover, like all surfactants, amphoteric surfactants have both lipophilic (known as hydrophobic) and oleophilic (known as hydrophilic) regions. The lipophilic region is sometimes referred to as the aliphatic region. The aliphatic region may be composed of hydrocarbon moieties present in natural fatty acids, aliphatic alcohols, aliphatic amines and the like, but may otherwise be formed synthetically, ie polyethylene, polypropylene, poly (propylene). It may be a fragment produced by synthesis of (oxide) or the like. As used herein, and when describing a classification of amphoteric surfactants, the term "R" is used to refer to the aliphatic region of the molecule. In various embodiments, R represents a medium or long chain aliphatic group such as: C 6 to C 24 fragments, ie at least 6 and up to 24 carbon atoms, and optionally any. Molecular fragments with other atoms, such as hydrogen, halogen (eg, F, Cl, Br), nitrogen, and hydrogen; C 6 to C 24 hydrocarbons, ie 6 to 24 carbon atoms and carbon atom atoms. Molecular fragments with valent hydrogen atoms; C 8 to C 22 fragments; C 8 to C 22 hydrocarbons; C 10 to C 20 fragments; C 10 to C 20 hydrocarbons; C 12 to C 18 fragments; and C 12 ~ C 18 hydrocarbons. In various embodiments, R has at least 6, or at least 8, or at least 10, or at least 12, or at least 14, or at least 16 carbon atoms. In various embodiments, R has 30 or less, or 26 or less, or 24 or less, or 22 or less, or 20 or less, or 18 or less carbon atoms. The term R may represent an alkyl group, wherein the term alkyl is a linear, branched or cyclic saturated hydrocarbon group generally having any number in any of the above carbon atomic ranges. (For example, C6 to C24 refers to an alkyl group having 6 to 24 carbon atoms). Examples of alkyl groups include 3-methylhexyl, 2,2-dimethylpentyl, 2,3-dimethylpentyl, capryl, caprin, laurin, myristine, palmitic acid, stearin, olein, linolenic acid, linolenic acid, and behen.

以下の数段落は、代表的な特定の界面活性剤の区分及び本開示の流体組成物に組み込まれ得る特定の両性界面活性剤の例を与える。ある特定の両性界面活性剤が1を超える区分に該当し得る、すなわち、1つの区分に包含される界面活性剤に関して2つの区分が重なり得ることから、区分は相互排他的ではないことに注意すべきである。界面活性剤分野では、両性界面活性剤の個別の分類及び界面活性剤全体を区分及び認識するために使用されている多様な術語が存在し、この術語は、多くの場合、界面活性剤の相互排他的な区分を提供しない。それにもかかわらず、以下は本開示に有用な両性界面活性剤を与える。簡便のため、界面活性剤は、その帯電部分のみを参照することによって識別され得る。例えば、両性界面活性剤は、その両性界面活性剤がベタイン基を含有することを示すために、ベタイン、又はベタイン界面活性剤と呼ばれる場合がある。別の例として、両性界面活性剤がヒドロキシスルタイン基を含む場合、かかる界面活性剤は、ヒドロキシスルタイン界面活性剤と呼ばれる場合があり、又は状況が許す場合には、更により単純にヒドロキシスルタインと呼ばれる場合がある。あるいは、両性界面活性剤は、明確に識別された帯電基、例えば、ベタイン又はベタイン基、ヒドロキシスルタイン基、アミンオキシド基等を含むと言える。 The following few paragraphs give examples of specific amphoteric surfactant categories that are representative and specific amphoteric surfactants that can be incorporated into the fluid compositions of the present disclosure. Note that the categories are not mutually exclusive, as a particular amphoteric surfactant can fall into more than one category, i.e. two categories can overlap with respect to the surfactants contained in one category. Should be. In the field of surfactants, there are various terms used to classify and recognize individual classifications of amphoteric surfactants and to classify and recognize the whole surfactant, and these terms are often referred to as mutual surfactants. Does not provide an exclusive compartment. Nevertheless, the following provide amphoteric surfactants useful in the present disclosure. For convenience, surfactants can be identified by reference only to their charged portion. For example, an amphoteric tenside may be referred to as betaine, or betaine surfactant, to indicate that the amphoteric surfactant contains a betaine group. As another example, if the amphoteric surfactant contains a hydroxysultain group, such surfactants may be referred to as hydroxysultain surfactants, or even more simply, if circumstances permit. Sometimes called tine. Alternatively, it can be said that the amphoteric surfactant contains a clearly identified charging group such as betaine or betaine group, hydroxysultaine group, amine oxide group and the like.

以下の化学構造の一部において、用語「L」は連結基を指すために使用される。連結基は、両性界面活性剤中に存在する2つの記載された官能基を1つに連結する原子の短い鎖である。一実施形態において、Lはメチレン、すなわち、−CH2−である。一実施形態において、Lはエチレン、すなわち、−CH2CH2−である。一実施形態において、Lはプロピレン、すなわち、−CH2CH2CH2−である。連結基は、アルキレン鎖上に置換基を含んでもよく、置換基は、例えば、ハロゲン、ヒドロキシル又は短鎖(約C1〜C4)アルキルであり得る。一実施形態において、Lはヒドロキシル置換プロピレン、例えば、−CH2CH(OH)CH2−である。別の実施形態において、Lはメチル置換メチレン、例えば、−CH(CH3)−である。一実施形態において、Lはメチレン、エチレン又はプロピレンであり、各々任意選択でヒドロキシルで置換されている。一実施形態において、Lはジメチルエーテル、すなわち、−CH2−O−CH2−である。一実施形態において、Lは炭素及び酸素から選択される1〜5個の原子の鎖であり、ここで鎖は、任意選択でヒドロキシル又はハロゲン化物で置換されている。 In some of the following chemical structures, the term "L" is used to refer to a linking group. A linking group is a short chain of atoms that links two described functional groups present in an amphoteric surfactant into one. In one embodiment, L is methylene, i.e. -CH 2- . In one embodiment, L is ethylene, i.e. -CH 2 CH 2- . In one embodiment, L is propylene, ie −CH 2 CH 2 CH 2 −. The linking group may contain a substituent on the alkylene chain, and the substituent can be, for example, a halogen, a hydroxyl group or a short chain (about C 1 to C 4 ) alkyl. In one embodiment, L is hydroxyl-substituted propylene, eg-CH 2 CH (OH) CH 2- . In another embodiment, L is methyl-substituted methylene, eg-CH (CH 3 )-. In one embodiment, L is methylene, ethylene or propylene, each optionally substituted with hydroxyl. In one embodiment, L is dimethyl ether, i.e., -CH 2 -O-CH 2 - is. In one embodiment, L is a chain of 1 to 5 atoms selected from carbon and oxygen, where the chain is optionally substituted with hydroxyl or halide.

以下の用語はいずれも、「両性界面活性剤」を明確に列挙し、それによって本開示の一実施形態において有用な両性界面活性剤の選択を提供するために使用できる:アルキルアミドプロピルベタイン、アルキルアミンオキシド、アンホ酢酸アルキル、アルキルベタイン、カルボキシグリシン酸アルキル、グリシン酸アルキル、アルキルスルホベタイン、スルタイン、アンホプロピオン酸アルキル、アンホグリシン酸アルキル、アルキルアミドプロピルヒドロキシスルタイン、アシルタウレート、アシルグルタメート。上記の用語の各々は当該技術分野において既知であり、これらの用語の多くは以下に記載される。 Any of the following terms can be used to explicitly list "amphoteric tensides" and thereby provide a selection of amphoteric tensides useful in one embodiment of the present disclosure: alkylamide propyl betaine, alkyl. Aminoxide, alkyl amphoteric acetate, alkyl betaine, alkyl carboxyglycine, alkyl glycine, alkyl sulfobetaine, sultine, alkyl amphotericate, alkyl amphoteric acid, alkylamidopropyl hydroxysultaine, acyl taurate, acyl glutamate. Each of the above terms is known in the art and many of these terms are described below.

一実施形態において、両性界面活性剤はベタイン界面活性剤であり、これは界面活性剤がベタイン基を含むことを意味する。ベタイン界面活性剤は、アルキル基が直鎖アルキル基であるときに化学構造CH3−(CH2n−CONH−CH2CH2CH2−N(CH32−CH2−COOXによって表され得るアルキルアミドプロピルベタインであってもよい。より一般的には、アミドプロピルベタインは、化学構造R−CONH−CH2CH2CH2−N(CH32−CH2−COOXによって表され得る。これらはいずれも、アルキルアミドベタインの例である。
一実施形態において、両性界面活性剤はアルキルアミドスルホベタインであり、化学構造R−CONH−L−N(CH32−(CH2m−SO2OX(式中、Lはプロピレンである)によって表され得る。この分類の下位分類は、アルキルベンゼンジメチルアミンをプロパンスルホンで四級化することによって得られるアルキルベンゼンジメチルアンモニウムプロパンスルホネートである。ここでも、プロピレン連結基Lは、例えばヒドロキシル基で置換されて(これは、2−ヒドロキシ−1−プロパンスルホネート誘導体を提供する)、本発明の組成物への使用に好適な両性界面活性剤をもたらし得る。
一実施形態において、両性界面活性剤は、化学構造R−NH−L−COOX(式中、R及びLは上記定義による)で表され得るアルキルアミノ酸両性界面活性剤である。例えば、Rはココヤシ油から誘導されてもよく、Lはエチレンであってもよく、Xはナトリウムイオンであってもよい。
一実施形態において、両性界面活性剤は、化学構造R−N(CH32−L−COOX(式中、Rはアルキル基であり、Lは連結基である)で表され得るアルキルベタイン両性界面活性剤である。本明細書に開示される他の両性界面活性剤と同様に、R基はアルキル基に限定されず、脂肪族基であり得るが、一実施形態においてRはアルキル基を表す。前述のように、連結基は、一実施形態において、メチレン基である。ただし、アルキルベタインは、α−(N,N,N−トリアルキルアンモニウム)アルカノエートも含み、構造R1−N(R2)(R3)−C(R4)H−COOX(式中、Lはアルキル置換メチレン基である)を有する。アルキルベタインの表示には、様々な代替的かつ時としてより具体的な名称が使用され、例えば、N−アルキル−Ν,Ν−ジメチルグリシン;N−アルキル−N,N−ジメチル−N−カルボキシメチルアンモニウムベタイン;アルキル−ジメチル酢酸アンモニウム又はアルキル−ジメチルエタン酸アンモニウムである。米国化粧品工業会(CTFA)は、これらの製品にアルキルベタインの名称を使用している。
一実施形態において、両性界面活性剤は、化学構造R−CONH−L−N(CH2CH2OH)CH2COONaで表され得るアルキルイミダゾリン誘導両性界面活性剤である。別の実施形態において、アルキルイミダゾリン誘導両性界面活性剤は、化学構造R−CON(CH2CH2OH)−L−N(CH2COONa)2で表され得る二酸である。これらの実施形態のいずれにおいても、連結基Lは、任意選択でエチレンである。
In one embodiment, the amphoteric surfactant is a betaine surfactant, which means that the surfactant comprises a betaine group. Betaine surfactants, the chemical structure CH 3 when the alkyl group is a straight chain alkyl group - Table by (CH 2) n -CONH-CH 2 CH 2 CH 2 -N (CH 3) 2 -CH 2 -COOX It may be an alkylamide propyl betaine which can be used. More generally, amidopropyl betaines, chemical structure R-CONH-CH 2 CH 2 CH 2 -N (CH 3) may be represented by 2 -CH 2 -COOX. All of these are examples of alkylamide betaines.
In one embodiment, the amphoteric surfactant is an alkylamide sulfobetaine with a chemical structure R-CONH-L-N (CH 3 ) 2- (CH 2 ) m- SO 2 OX (where L is propylene in the formula). ) Can be represented by. A subclass of this classification is alkylbenzenedimethylammonium propanesulfonate obtained by quaternizing alkylbenzenedimethylamine with propanesulfone. Again, the propylene linking group L is substituted with, for example, a hydroxyl group (which provides a 2-hydroxy-1-propanesulfonate derivative) to provide amphoteric surfactants suitable for use in the compositions of the present invention. Can bring.
In one embodiment, the amphoteric surfactant is an alkylamino acid amphoteric surfactant that can be represented by the chemical structure R-NH-L-COOX (where R and L are as defined above). For example, R may be derived from coconut oil, L may be ethylene, and X may be sodium ion.
In one embodiment, the amphoteric surfactant can be represented by an alkylbetaine amphoteric structure RN (CH 3 ) 2- L-COOX (where R is an alkyl group and L is a linking group). It is a surfactant. Like the other amphoteric surfactants disclosed herein, the R group is not limited to the alkyl group and can be an aliphatic group, but in one embodiment R represents an alkyl group. As mentioned above, the linking group is, in one embodiment, a methylene group. However, the alkyl betaine also contains α- (N, N, N-trialkylammonium) alkanoates, and the structures R 1- N (R 2 ) (R 3 ) -C (R 4 ) H-COOX (in the formula, L) Is an alkyl-substituted methylene group). Various alternative and sometimes more specific names are used to label alkyl betaines, eg, N-alkyl-Ν, Ν-dimethylglycine; N-alkyl-N, N-dimethyl-N-carboxymethyl. Ammonium betaine; alkyl-dimethylammonium acetate or alkyl-ammonium dimethylethaneate. The American Cosmetic Industry Association (CTFA) uses the alkylbetaine name for these products.
In one embodiment, the amphoteric surfactant is an alkylimidazoline-induced amphoteric surfactant that can be represented by the chemical structure R-CONH-L-N (CH 2 CH 2 OH) CH 2 COONa. In another embodiment, the alkylimidazoline-induced amphoteric tenside is a diacid that can be represented by the chemical structure R-CON (CH 2 CH 2 OH) -L-N (CH 2 COONa) 2 . In any of these embodiments, the linking group L is optionally ethylene.

一実施形態において、両性界面活性剤は、化学構造R−N(CH2CH2COONa)2で表され得るアルキルイミノ二酸両性界面活性剤である。代替的実施形態において、アルキルイミノ二酸両性界面活性剤は、化学構造R−N(CH2CH2CH2COONa)2又はR−N(CH2COONa)2で表され得る。
一実施形態において、両性界面活性剤は、アルキルスルホベタイン両性界面活性剤である。アルキルスルホベタインの化学構造は、R−N(CH32−L−SO2OX(−L−SO3Xとも表される)で表されてもよく、式中、Rはアルキルであり、Lはメチレンである。以下は、本発明の実施に使用され得る具体的なアルキルスルホベタインの例である:カプリルスルホベタイン、ヘキサデシルスルホベタイン、ラウリルスルホベタイン、ミリスチルスルホベタイン、n−オクチルスルホベタイン、パルミチルスルホベタイン、テトラデシルスルホベタイン。
一実施形態において、両性界面活性剤はアルキルスルタインであり、これはCTFAが好む用語である。アルキルスルタインは、プロパンスルホネート基、すなわち、L−SO3X(式中、Lはプロピレンである)を含む、スルホベタイン両性界面活性剤である。アルキルスルタインは、化学構造R−N(CH32−CH2CH2CH2−SO2OXを有する。
一実施形態において、両性界面活性剤は、化学構造R(C=O)−NH−(CH23−N(CH32−CH2COOXで表され得るアミドプロピルベタインである。この分類のアミドプロピルベタインは、Rがアルキル基であり得ることから、アルキルアミドプロピルベタインとも呼ばれ得る。アルキルアミドプロピルベタイン界面活性剤は、典型的には、脂肪酸(例えばココヤシ油等の天然油由来の脂肪酸)と3,3−ジメチルアミノプロピルアミンとの反応によってアミドプロピルジメチルアミン中間体を生成し、これを次にモノクロロ酢酸ナトリウムと反応させて対応するベタインを得ることによって合成される。ベタイン界面活性剤は、一般的に、その調製に使用された脂肪酸の供給源から命名され、例えば、ココヤシ油からコカミドプロピルベタイン、イソステアリン酸からイソステアラミドプロピルベタインの名称が与えられている。本発明への使用に好適な多数のアルキルアミドプロピルベタイン界面活性剤が、固体及び溶液の形態で市販されており、様々な供給業者から購入できる。
In one embodiment, the amphoteric surfactant is an alkyliminodioic acid amphoteric surfactant that can be represented by the chemical structure RN (CH 2 CH 2 COONa) 2 . In an alternative embodiment, the alkyliminodioic acid amphoteric surfactant may be represented by the chemical structure RN (CH 2 CH 2 CH 2 COONa) 2 or RN (CH 2 COONa) 2 .
In one embodiment, the amphoteric surfactant is an alkylsulfobetaine amphoteric surfactant. The chemical structure of the alkylsulfobetaine may be represented by RN (CH 3 ) 2- L-SO 2 OX (also represented by -L-SO 3 X), where R is alkyl in the formula. L is methylene. The following are examples of specific alkyl sulfobetaines that can be used in the practice of the present invention: capryl sulfobetaine, hexadecyl sulfobetaine, lauryl sulfobetaine, myristyl sulfobetaine, n-octyl sulfobetaine, palmityl sulfobetaine, Tetradecyl sulfobetaine.
In one embodiment, the amphoteric surfactant is alkyl sultaine, which is the preferred term for CTFA. Alkyl sultaine is a sulfobetaine amphoteric surfactant containing a propane sulfonate group, i.e., L-SO 3 X (where L is propylene in the formula). Alkyl sultamine has a chemical structure RN (CH 3 ) 2- CH 2 CH 2 CH 2- SO 2 OX.
In one embodiment, the amphoteric surfactant is amide propyl betaine, which can be represented by the chemical structure R (C = O) -NH- (CH 2 ) 3- N (CH 3 ) 2- CH 2 COOX. Amidopropyl betaines in this category can also be referred to as alkylamide propyl betaines because R can be an alkyl group. Alkylamide propyl betaine surfactants typically produce amidepropyldimethylamine intermediates by reacting fatty acids (eg fatty acids derived from natural oils such as coconut oil) with 3,3-dimethylaminopropylamine. It is then synthesized by reacting it with sodium monochloroacetate to give the corresponding betaine. Betaine surfactants are generally named after the source of the fatty acid used in their preparation, for example, coconut oil to cocamidopropyl betaine and isostearic acid to isostearamide propyl betaine. A number of alkylamide propyl betaine surfactants suitable for use in the present invention are commercially available in solid and solution forms and can be purchased from various suppliers.

以下は、本発明の実施に使用され得るアミドプロピルベタインの具体例である:アーモンドアミドプロピルベタイン、アプリコットアミドプロピルベタイン、アボカドアミドプロピルベタイン、ババスアミドプロピルベタイン、ベヘナミドプロピルベタイン、キャノーラアミドプロピルベタイン、カプリル/カプラミドプロピルベタイン(カプリル酸とカプリン酸の混合物から形成)、ココ/オレアミドプロピルベタイン、ココ/ヒマワリアミドプロピルベタイン(ココナッツとヒマワリ種子油のブレンドから形成)、クプアスアミドプロピルベタイン(クプアスの木のパルプから形成)、イソステアラミドプロピルベタイン、ラウラミドプロピルベタイン、メドウフォームアミドプロピルベタイン(メドウフォーム油から形成)、ミルカミドプロピルベタイン、ミンカミドプロピルベタイン(ミンク油から形成)、ミリスタミドプロピルベタイン、オートアミドプロピルベタイン(カラスムギ穀粒油から形成)、オレアミドプロピルベタイン、オリーブアミドプロピルベタイン、パームアミドプロピルベタイン(パーム油から形成)、パルミタミドプロピルベタイン、パーム核アミドプロピルベタイン(パーム核油から形成)、リシノールアミドプロピルベタイン、セサミドプロピルベタイン、シアバターアミドプロピルベタイン(ブチロスパーマム・パーキー(シアバター)から形成)、大豆アミドプロピルベタイン、ステアラミドプロピルベタイン、タローアミドプロピルベタイン、ウンデシレンアミドプロピルベタイン、及びコムギ胚芽アミドプロピルベタイン(コムギ胚芽から形成)。 The following are specific examples of amide propyl betaines that can be used in the practice of the present invention: almond amide propyl betaine, apricot amide propyl betaine, avocadoamide propyl betaine, babasamide propyl betaine, behenamide propyl betaine, canola amide propyl betaine. , Capril / Kapramidpropyl betaine (formed from a mixture of caprylic acid and capric acid), Coco / oleamide propyl betaine, Coco / sunflower amide propyl betaine (formed from a blend of coconut and sunflower seed oil), Cupuasamide propyl betaine (cupuas) (Formed from wood pulp), isostearamide propyl betaine, lauramide propyl betaine, meadowfoam amide propyl betaine (formed from meadow foam oil), milkamidopropyl betaine, mincamidopropyl betaine (formed from mink oil), myristamide Propyl betaine, autoamide propyl betaine (formed from crow wheat grain oil), oleamide propyl betaine, olive amide propyl betaine, palm amide propyl betaine (formed from palm oil), palmitamide propyl betaine, palm nucleus amide propyl betaine (palm) (Formed from nuclear oil), ricinol amide propyl betaine, sesamide propyl betaine, shea butter amidopropyl betaine (formed from butyrospermum parky (shear butter)), soybean amide propyl betaine, stearamid propyl betaine, tallowamide propyl betaine, undecyleneamide Propyl betaine, and wheat germ amide propyl betaine (formed from wheat germ).

一実施形態において、両性界面活性剤は、化学構造R−N(CH32−O−(式中、Rは親油性基である)で表され得るアミンオキシド両性界面活性剤である。代表的なR基は親油性アルキル基であり、ここでRのアルキル基を有するアミンオキシド界面活性剤は一般的にアルキルアミノオキシドとして知られる。代表的なアルキル基は、カプリル、カプリン、ラウリン、ミリスチン、パルミチン、ステアリン、オレイン、リノール、リノレン、及びベヘンである。代表的なアミンオキシド両性界面活性剤としては、コカミドプロピルアミンオキシド及びラウリルジメチルアミンオキシド(ドデシルジメチルアミンオキシド、Ν,Ν−ジメチルドデシルアミンN−オキシド、及びDDAOとしても知られる)、大豆アミドプロピルアミンオキシド及びミリスタミンオキシドが挙げられる。アミン基の窒素原子は、上に示すように2個のメチル基に結合し得るが、別の方法としては、窒素原子は2個のヒドロキシエチル基に結合して構造R−N(CH2CH2OH)2−O−をもたらし得る。 In one embodiment, the amphoteric surfactant is an amine oxide amphoteric surfactant that can be represented by the chemical structure RN (CH 3 ) 2- O- (where R is a lipophilic group). A typical R group is a lipophilic alkyl group, wherein an amine oxide surfactant having an R alkyl group is generally known as an alkylamino oxide. Representative alkyl groups are capryl, caprin, laurin, myristic, palmitin, stearin, olein, linoleic, linolenic, and behen. Typical amine oxide amphoteric surfactants include cocamidopropylamine oxide and lauryldimethylamine oxide (also known as dodecyldimethylamine oxide, Ν, Ν-dimethyldodecylamine N-oxide, and DDAO), soybean amidpropyl. Amine oxides and myristamine oxides are mentioned. The nitrogen atom of the amine group can be attached to two methyl groups as shown above, but another method is to attach the nitrogen atom to two hydroxyethyl groups to form a structure RN (CH 2 CH). 2 OH) Can result in 2− O−.

一実施形態において、両性界面活性剤は、アミノ酸両性界面活性剤である。この種の両性界面活性剤は、特定のpH範囲内で双性イオン性構造を示し、当該範囲は界面活性剤の構造に依存する。この種の両性界面活性剤の一般的な例は、構造R−NH−CH2CH2−COOH(式中、Rは脂肪族基である)のアミノ酸である。これらは、脂肪族アミノ酸、又は対応するカルボキシラート形態にある場合、より厳密に、脂肪族アミノプロピオネートを呼ばれることもある。この構造の変形は、2個のカルボン酸基を有し、すなわち構造R−N(CH2CH2COOH)2を有し、対応するカルボキシラート形態にある場合、脂肪族イミノジプロピオネートと命名される。これらの分類の両性界面活性剤のいずれも、本開示の組成物に使用できる。 In one embodiment, the amphoteric surfactant is an amino acid amphoteric surfactant. This type of amphoteric surfactant exhibits a zwitterionic structure within a specific pH range, which range depends on the structure of the surfactant. A common example of this type of amphoteric surfactant is the amino acid of the structure R-NH-CH 2 CH 2- COOH (where R is an aliphatic group). These are sometimes referred to more precisely as aliphatic amino acids, or, more precisely, aliphatic aminopropionates when in the corresponding carboxylate form. This structural variant is named aliphatic iminodipropionate if it has two carboxylic acid groups, i.e. structure RN (CH 2 CH 2 COOH) 2 , and is in the corresponding carboxylate form. Will be done. Any of these classifications of amphoteric surfactants can be used in the compositions of the present disclosure.

一実施形態において、両性界面活性剤は、脂肪族基及び好適なpH下で正に帯電される化学基に加えて、化学構造−CH2−CO2Xを含む、アンホアセタート両性界面活性剤である。これらの界面活性剤は、アンホグリシネートと呼ばれることもある。一実施形態において、アンホアセタート両性界面活性剤は、化学構造R(CO)NH−CH2CH2−N(CH2CH2OH)(CH2CO2X)で表されてもよく、式中、Rはアルキル基、又はR(CO)は脂肪酸から誘導された脂肪族アシル基、例えば、ココアンホアセタートをもたらすココヤシ油に見られるもの等である。かかるアンホアセタート界面活性剤は、米国特許第6232496号明細書に開示されているように、式R(CO)NH−CH2CH2−NHCH2CH2OHの化合物をホルムアルデヒド及びシアニドと反応させることによって調製され得る。適切な条件下で、このアンホアセタートは、相互変換されて、ラウロアンホアセタート(ナトリウム塩)等の正に帯電した化学基を提供するイミダゾリウム基を含む対応するアンホアセタート両性界面活性剤になり得る。
アンホアセタート両性界面活性剤は、1個よりもむしろ2個のアセタート基を含み、化学構造R(CO)NH−CH2CH2−N(CH2CH2OCH2CO2X)(CH2CO2X)を有する両性界面活性剤をもたらし得る。代表的なアンホアセタート両性界面活性剤としては、ココアンホ二酢酸二ナトリウム、ココアンホ酢酸ナトリウム、ジラウロアンホ酢酸ナトリウム、及びラウロアンホ酢酸ナトリウムが挙げられる。
In one embodiment, the amphoteric surfactant is an amphoteric amphoteric surfactant that comprises a chemical structure-CH 2- CO 2 X in addition to an aliphatic group and a chemical group that is positively charged under a suitable pH. .. These surfactants are sometimes referred to as amphoglycinates. In one embodiment, the amphoteric amphoteric surfactant may be represented by the chemical structure R (CO) NH-CH 2 CH 2- N (CH 2 CH 2 OH) (CH 2 CO 2 X). R is an alkyl group, or R (CO) is an aliphatic acyl group derived from a fatty acid, for example, those found in coco palm oils that provide cocoamphoacetate. Such anhoacetate surfactants are prepared by reacting a compound of formula R (CO) NH-CH 2 CH 2- NHCH 2 CH 2 OH with formaldehyde and cyanide, as disclosed in US Pat. No. 6,232,496. Can be prepared. Under suitable conditions, this anhoacetate can be reciprocally converted into the corresponding anhoacetate amphoteric surfactant containing an imidazolium group that provides a positively charged chemical group such as lauroanphoacetate (sodium salt).
The amphoteric amphoteric tenside contains two acetate groups rather than one, and has a chemical structure R (CO) NH-CH 2 CH 2- N (CH 2 CH 2 OCH 2 CO 2 X) (CH 2 CO 2 ). It can result in an amphoteric surfactant having X). Typical amphoteric amphoteric surfactants include disodium cocoamphodium acetate, sodium cocoamphoacetate, sodium dilauroamphoacetate, and sodium lauroamphoacetate.

一実施形態において、両性界面活性剤は、脂肪族基及び好適なpH下で正に帯電される化学基に加えて、化学構造−CH2CH2−CO2Xを含む、アンホプロピオネート両性界面活性剤である。かかる両性界面活性剤は、米国特許第6030938号明細書に記載のように、アクリル酸から調製され得る。代表的なアンホプロピオネート両性界面活性剤は、カプリロアンホプロピオネート、ラウリミノジプロピオネート、イソステアリルアンホプロピオネート及びココアンホプロピオネートのナトリウム塩である。アンホプロピオネート両性界面活性剤は、1個よりもむしろ2個のプロピオネート基を含み、化学構造R(CO)NH−CH2CH2−N(CH2CH2OCH2CH2CO2X)(CH2CH2CO2X)を有する。この下位分類のアンホプロピオネート両性界面活性剤は、アンホジプロピオネート両性界面活性剤として知られ、代表的なアンホジプロピオネート両性界面活性剤は、ココアンホジプロピオネートの二ナトリウム塩(N−(2−ココヤシ油アミドエチル)−N−(2−(2−カルボキシエチル)オキシエチル)−β−アミノプロピオン酸、二ナトリウム塩としても知られる)及びカプリロアンホジプロピオネートである。 In one embodiment, the amphoteric surfactant comprises an aliphatic group and a chemical group positively charged under a suitable pH, as well as a chemical structure-CH 2 CH 2- CO 2 X, an amphoteric amphoteric. It is a surfactant. Such amphoteric surfactants can be prepared from acrylic acid, as described in US Pat. No. 6,030,938. Typical anphopropionate amphoteric tensides are sodium salts of capriloanphopropionate, lauriminodipropionate, isostearyl amphopropionate and cocoaamphopropionate. The amphoteric amphoteric tenside contains two propionate groups rather than one and has a chemical structure R (CO) NH-CH 2 CH 2- N (CH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 CO 2 X). It has (CH 2 CH 2 CO 2 X). This subclass of amphodipropionate amphoteric tenside is known as anhodipropionate amphoteric tenside, and a typical anhodipropionate amphoteric tenside is a disodium salt of cocoamphodipropionate (N- (2-coco palm oil amidoethyl) -N- (2- (2-carboxyethyl) oxyethyl) -β-aminopropionic acid, also known as disodium salt) and capricroanhodipropionate.

一実施形態において、両性界面活性剤は、ベタイン界面活性剤である。ベタインは、ホスホニウム又は四級アンモニウム基等の、水素原子を有さず正に帯電した(カチオン性)官能基と、カルボキシラート基又はオキシアニオン等の負に帯電した(アニオン性)官能基の両方を組み込んだ界面活性剤分子である。ベタインにおいて、カチオン性基及びアニオン性基は、互いに隣接していない。ベタイン界面活性剤は、本明細書で言及されるとき、前述の定義に適合し、更に親油性部分を有する。一実施形態において、カチオンは、四級アミンである。一実施形態において、アニオンは、カルボキシラートである。別の実施形態において、アニオンは、オキシアニオンである。別の実施形態において、アニオンは、スルファートである。別の実施形態において、アニオンは、スルホネートである。別の実施形態において、アニオンは、ホスフェートである。多数の市販のベタインは、ジアルキル置換ジメチルアンモニウム基を有する。商用両性界面活性剤においてこの基が普及しているにもかかわらず、本開示で有用な両性界面活性剤は、ジメチルアンモニウム基を(有し得るが)必ずしも有するとは限らない。より一般的には、これらはジアルキルアンモニウム基を有し、例えば、化学構造R1−N(R2)(R3)−CH2COOXのトリアルキルアンモニウムアルカノエートをもたらす。換言すると、R2及びR3は、必ずしもメチルではない。いくつかの代表的ベタインは、化学構造R−N(CH32−CH2−COOHのアルキルジメチルベタイン、及び構造R−CONH−CH2CH2CH2−N(CH32−CH2−COOHのアルキルアミドプロピルジメチルベタインである。 In one embodiment, the amphoteric surfactant is a betaine surfactant. Betaine is both a positively charged (cationic) functional group without a hydrogen atom, such as a phosphonium or quaternary ammonium group, and a negatively charged (anionic) functional group, such as a carboxylate group or an oxyanion. It is a surfactant molecule incorporating. In betaine, the cationic and anionic groups are not adjacent to each other. Betaine surfactants, as referred to herein, meet the above definitions and also have a lipophilic moiety. In one embodiment, the cation is a quaternary amine. In one embodiment, the anion is carboxylate. In another embodiment, the anion is an oxyanion. In another embodiment, the anion is sulfate. In another embodiment, the anion is a sulfonate. In another embodiment, the anion is phosphate. Many commercially available betaines have dialkyl-substituted dimethylammonium groups. Despite the widespread use of this group in commercial amphoteric surfactants, amphoteric surfactants useful in the present disclosure do not necessarily have (although they may have) a dimethylammonium group. More generally, they have a dialkyl ammonium group, for example, the chemical structure R 1 -N (R 2) ( R 3) results in a trialkylammonium alkanoates of -CH 2 COOX. In other words, R 2 and R 3 are not necessarily methyl. Some representative betaines are alkyldimethylbetaine with chemical structure RN (CH 3 ) 2- CH 2- COOH, and structure R-CONH-CH 2 CH 2 CH 2- N (CH 3 ) 2- CH 2 -COOH alkylamide propyldimethylbetaine.

一実施形態において、両性界面活性剤は、化学構造R−N(CH32−CH2CH(OH)−SO3X(式中、Rは脂肪族基、例えば、長鎖アルキル基である)を有するヒドロキシスルタインである。ヒドロキシスルタインは、多くの場合R基の供給源から命名され、そのため、ココヤシ油から誘導されるヒドロキシスルタインは、コカミドプロピルヒドロキシスルタインと命名され得る(ただし、ココヒドロキシスルタイン(coco hydroxysulfaine)及びCAHSとしても知られる)。他の代表的なヒドロキシスルタイン両性界面活性剤としては、ラウラミドプロピルヒドロキシスルタイン、オレアミドプロピルヒドロキシスルタイン、タローアミドプロピルヒドロキシスルタイン、エルカミドプロピルヒドロキシスルタイン、及びラウリルヒドロキシスルタインが挙げられる。 In one embodiment, the amphoteric surfactant is a chemical structure RN (CH 3 ) 2- CH 2 CH (OH) -SO 3 X (in the formula, R is an aliphatic group, eg, a long chain alkyl group. ) Is a hydroxysultaine. Hydroxysultines are often named from sources of R groups, so hydroxysultines derived from coconut oil can be named cocamidopropyl hydroxysultamines (although coco hydroxysulfine). ) And also known as CAHS). Other typical hydroxysultaine amphoteric surfactants include lauramidopropyl hydroxysultaine, oleamidepropyl hydroxysultaine, tallowamidepropyl hydroxysultaine, ercamidopropyl hydroxysultaine, and lauryl hydroxysultaine. Be done.

一実施形態において、両性界面活性剤は、イミダゾリン誘導体両性界面活性剤であり、イミダゾリニウム誘導体と呼ばれることもある。イミダゾリン誘導体両性界面活性剤の化学構造を表すことは、イミダゾリンが水に曝露したときに特徴的に加水分解するという事実から、複雑である。脂肪族イミダゾリンは、湿気に曝露するとゆっくりと加水分解して、アルキルアミドアミンを生成する。従って、本明細書のどこかに既に記載されているアルキルアミドアミン両性界面活性剤は、イミダゾリニウム誘導体両性界面活性剤の例である。一般に、イミダゾリニウム誘導体両性界面活性剤(イミダゾリン両性とも呼ばれることもある)は、当該技術分野において、界面活性剤の一分類として周知である。一実施形態において、両性界面活性剤は、イミダゾリン誘導体であり、任意選択で脂肪族アルキルイミダゾリンである。この種の両性界面活性剤は、酸性溶液中でカチオン、アルカリ性溶液中でアニオン、中pH範囲の溶液中で「双性イオン」を形成する。中pH範囲は等電範囲とも呼ばれ、その範囲内ではイミダゾリン界面活性剤は中性の電荷を有するpH範囲であり、化合物固有で、化合物の精密な構造に依存し、窒素原子のアルカリ度及びカルボキシル基の酸性度に影響する。代表的な好適なイミダゾリン型両性界面活性剤としては、限定するものではないが、2−ココイル−2−イミダゾリニウムヒドロキシド−1−カルボキシエチルオキシ二ナトリウムが挙げられる。 In one embodiment, the amphoteric surfactant is an imidazoline derivative amphoteric surfactant and is sometimes referred to as an imidazolinium derivative. Representing the chemical structure of an imidazoline derivative amphoteric surfactant is complicated by the fact that imidazoline is characteristically hydrolyzed when exposed to water. Aliphatic imidazolines slowly hydrolyze when exposed to moisture to produce alkylamide amines. Therefore, the alkylamide amine amphoteric surfactants already described anywhere in the specification are examples of imidazolinium derivative amphoteric surfactants. In general, imidazolinium derivative amphoteric surfactants (sometimes also referred to as imidazoline amphoteric) are well known in the art as a category of surfactants. In one embodiment, the amphoteric surfactant is an imidazoline derivative and optionally an aliphatic alkyl imidazoline. This type of amphoteric surfactant forms cations in acidic solutions, anions in alkaline solutions, and "zwitterions" in solutions in the medium pH range. The medium pH range is also called the isoelectric range, within which the imidazoline surfactant is the pH range with a neutral charge, which is specific to the compound and depends on the precise structure of the compound, the alkalinity of the nitrogen atom and Affects the acidity of the carboxyl group. Representative and suitable imidazoline-type amphoteric surfactants include, but are not limited to, 2-cocoyl-2-imidazolinium hydroxide-1-carboxyethyloxydisodium.

イミダゾリニウム誘導体両性界面活性剤は、クロロ酢酸ナトリウムと対応する2−アルキル−1−(2−ヒドロキシエチル(hydroxyethyol)−)−2−イミダゾリンの反応によって調製され得る。この反応生成物は、一般的に、以下の化学構造に帰属される: The imidazolinium derivative amphoteric tenside can be prepared by the reaction of sodium chloroacetate with the corresponding 2-alkyl-1- (2-hydroxyethyl-) -2-imidazoline. This reaction product is generally attributed to the following chemical structure:

Figure 2020537033
ここで、Rは疎水性基である。環状イミダゾリニウム誘導体を生成する反応は、容易に延長して、以下の構造を有する対応する開鎖分子をもたらすことができる:RCO−NH−CH2CH2−N(CH2CH2OH)CH2COO−(1当量のクロロ酢酸ナトリウムを用いた場合)及びRCO−NH−CH2CH2−N(CH2CH2OH)(CH2COO−)2(2当量のクロロ酢酸ナトリウムを用いた場合)。かかる開鎖構造は、多くの場合、イミダゾリン誘導体、又はアルキル(Rがアルキル基の場合)アミドアミノ酸(1当量のクロロ酢酸ナトリウムがその調製に使用された場合)と呼ばれる。
Figure 2020537033
Here, R is a hydrophobic group. The reaction to produce a cyclic imidazolinium derivative can be easily extended to result in a corresponding open chain molecule with the following structure: RCO-NH-CH 2 CH 2- N (CH 2 CH 2 OH) CH 2 COO- (when 1 equivalent of sodium chloroacetate was used) and RCO-NH-CH 2 CH 2- N (CH 2 CH 2 OH) (CH 2 COO-) 2 (when 2 equivalents of sodium chloroacetate were used) If). Such an open chain structure is often referred to as an imidazoline derivative, or alkyl (if R is an alkyl group) amide amino acid (if 1 equivalent of sodium chloroacetate is used in its preparation).

市販の両性イミダゾリニウムは、上記構造の1つ以上であってもよく、本開示での使用に好適である。同じ用語が、イミダゾリンを組み込んだ又はイミダゾリンから調製されたカチオン性(両性の反対としての)界面活性剤、例えば、以下の構造のカチオン性界面活性剤を指して使用され、やや紛らわしいことから、イミダゾリニウム誘導体の選択においては少し注意が必要である: The commercially available amphoteric imidazolinium may have one or more of the above structures and is suitable for use in the present disclosure. The same term is used to refer to a cationic (as opposed to amphoteric) surfactant incorporating or prepared from imidazoline, eg, a cationic surfactant having the following structure, which is somewhat confusing and therefore imidazole. A little care should be taken when choosing a linium derivative:

Figure 2020537033
従って、当業者はカチオン性の、いわゆるイミダゾリニウム界面活性剤と区別するために、時として両性イミダゾリニウム界面活性剤を明確に指すであろう。
C6〜C22アルキル、例えばカプリル、カプリン、ラウリン、ミリスチン、パルミチン、ステアリン、オレイン、リノール、リノレン、及びベヘンから選択されるR基を有する好適な両性イミダゾリニウム誘導体の例。
Figure 2020537033
Thus, one of ordinary skill in the art will sometimes explicitly refer to amphoteric imidazolinium surfactants to distinguish them from cationic, so-called imidazolinium surfactants.
Examples of suitable amphoteric imidazolinium derivatives having an R group selected from C6-C22 alkyls such as capryl, caprin, laurin, myristic, palmitin, stearin, olein, linole, linolenic, and behen.

一実施形態において、両性界面活性剤は、ホスフィネートベタイン両性界面活性剤である。ホスフィネートベタインは、アルキルベタイン及びスルホベタインと類似しており、カルボキシ又はスルホン基がホスフィン基で置換されている。ホスフィネートベタインは、化学構造R−N(CH32−L−P(=O)(R)OXによって表され得る。Lは、例えば、プロピレンであってもよい。
一実施形態において、両性界面活性剤は、ホスホネートベタイン両性界面活性剤である。ホスホネートベタインは、アルキルベタイン及びスルホベタインと類似しており、カルボキシ又はスルホン基がホスホネート基で置換されている。ホスホネートベタイン(phosphonatebeaine)は、化学構造R−N(CH32−L−P(=O)(OR)OXで表され得る。Lは、例えば、プロピレンであってもよい。
In one embodiment, the amphoteric surfactant is a phosphinate betaine amphoteric surfactant. Phosphine betaine is similar to alkyl betaine and sulfobetaine, with the carboxy or sulfone group substituted with a phosphine group. Phosphinate betaine can be represented by the chemical structure RN (CH 3 ) 2- LP (= O) (R) OX. L may be, for example, propylene.
In one embodiment, the amphoteric surfactant is a phosphonate betaine amphoteric surfactant. Phosphonate betaines are similar to alkyl betaines and sulfobetaines, with carboxy or sulfone groups substituted with phosphonate groups. Phosphonatebeane can be represented by the chemical structure RN (CH 3 ) 2- LP (= O) (OR) OX. L may be, for example, propylene.

一実施形態において、両性界面活性剤は、ピリジニウムアルカノエート両性界面活性剤であり、次の化学構造によって表され得る。 In one embodiment, the amphoteric surfactant is a pyridinium alkanoate amphoteric surfactant, which can be represented by the following chemical structure:

Figure 2020537033
式中、Rは脂肪族基、例えば、中鎖又は長鎖アルキルである。ピリジニウムアルカノエートはカルボン酸形態で例示されているが、好適なpHでは、カルボン酸(−COOH)基はカルボキシラート(COOX)基へと変換する。
Figure 2020537033
In the formula, R is an aliphatic group, for example, a medium chain or long chain alkyl. Pyridinium alkanoates are exemplified in the carboxylic acid form, but at suitable pH, the carboxylic acid (-COOH) group is converted to a carboxylate (COOX) group.

一実施形態において、両性界面活性剤は、スルファートイオン含有両性界面活性剤である。スルファートイオン基は、脂肪族不飽和アミン、例えばオレイルアミン(l−アミノ−9,10−オクタデセン)に容易に付加して、対応するスルファートイオン含有両性界面活性剤(名称9−(10)−ヒドロキシオクタデシルアミン)をもたらす。
一実施形態において、両性界面活性剤は、アルキルジメチルアンモニウムアルキルスルファートとしても知られるスルファトベタインであり、化学構造R−N(CH32−L−OSO3Xで表され得る。スルファトベタインは、ベタイン基も含有するスルファートイオン含有両性界面活性剤の例である。
一実施形態において、両性界面活性剤は、スルホベタイン両性界面活性剤である。基本化合物の化学構造は、R−N(CH32−L−SO2OXで表され得る(−L−SO3Xと表される場合もある)。市販のように、多数のスルホベタインはLをプロピレンとして有し、かかる両性界面活性剤は、本開示の一実施形態において使用され得る。スルホベタインは、ベタイン基も含むスルホン酸含有両性界面活性剤の一例である。この分類のベタイン両性界面活性剤としては、アンモニウムアルカンスルホネート及び2−(N−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウム)エタンスルホネートが挙げられる。スルホベタインは、アルキルベタインに類似しているがカルボキシル基がアルキルスルホネート基で置換されている、トリアルキルアンモニウム化合物も挙げられる。Rが親油性アルキル基の場合、この分類のスルホベタインは、アルキルスルホベタインと呼ばれ得る。アルキルスルホベタイン界面活性剤は、一般に、その構造内に存在する長鎖アルキル基から命名される。例えば、Rが12個の炭素原子を直鎖内に有する、すなわちラウリルである場合、対応するスルホベタインは、ラウリルスルホベタインとして知られる。
上記の古典的構造の変形であるスルホベタイン界面活性剤はきわめて数多く存在する。例えば、「L」で表記されるプロピレン((CH23)基は、様々な官能基、例えば、ハロゲン、ヒドロキシル、及びメキシで置換され得る。R基は、直鎖アルキル基である必要はなく、分枝状、又は脂環式若しくはは香族炭化水素でさえあり得る。実際には、R基は炭化水素である必要さえない。第1に、R基は親油性である必要があり、非常に多くの化学構造がこの特性をもたらす。本発明での使用に好適であるが、上記の古典的構造の範囲に入らないスルホベタイン界面活性剤は、N−(3−ココアミドプロピル)−N,N−ジメチル−N−(2−ヒドロキシ−3−スルホプロピル)アンモニウムベタイン、及び3−[(3−クロロアミドプロピル)ジメチルアンモニウム]−1−プロパンスルホネートである。
In one embodiment, the amphoteric surfactant is a sulfate ion-containing amphoteric surfactant. Sulfate ion groups are readily added to aliphatic unsaturated amines such as oleylamines (l-amino-9,10-octadecenes) to the corresponding sulfate ion-containing amphoteric tensides (name 9- (10)-. Hydroxyoctadecylamine).
In one embodiment, amphoteric surfactants are sulfatoethyl betaines, also known as alkyl dimethyl ammonium alkyl sulfates, the chemical structure R-N (CH 3) may be represented by 2 -L-OSO 3 X. Sulfatobetaine is an example of a sulfate ion-containing amphoteric tenside that also contains a betaine group.
In one embodiment, the amphoteric surfactant is a sulfobetaine amphoteric surfactant. The chemical structure of the basic compound can be represented by RN (CH 3 ) 2- L-SO 2 OX (sometimes represented by -L-SO 3 X). As commercially available, many sulfobetaines have L as propylene and such amphoteric surfactants can be used in one embodiment of the present disclosure. Sulfobetaine is an example of a sulfonic acid-containing amphoteric tenside that also contains a betaine group. Examples of betaine amphoteric surfactants in this category include ammonium alkane sulfonate and 2- (N-alkyl-N, N-dimethylammonium) ethane sulfonate. Sulfobetaines also include trialkylammonium compounds, which are similar to alkylbetaines but in which the carboxyl group is substituted with an alkylsulfonate group. If R is a lipophilic alkyl group, this class of sulfobetaines may be referred to as alkyl sulfobetaines. Alkyl sulfobetaine surfactants are commonly named after the long-chain alkyl groups present in their structure. For example, if R has 12 carbon atoms in the straight chain, i.e. lauryl, the corresponding sulfobetaine is known as lauryl sulfobetaine.
There are numerous sulfobetaine surfactants that are variants of the classical structure described above. For example, the propylene ((CH 2 ) 3 ) group represented by "L" can be substituted with various functional groups such as halogen, hydroxyl, and mexi. The R group need not be a linear alkyl group and can be branched, alicyclic or even aroma hydrocarbons. In practice, the R group does not even have to be a hydrocarbon. First, the R group needs to be lipophilic, and numerous chemical structures provide this property. Sulfobetaine surfactants that are suitable for use in the present invention but do not fall within the classical structural above are N- (3-cocoamidepropyl) -N, N-dimethyl-N- (2-hydroxy). -3-Sulfopropyl) ammonium betaine and 3-[(3-chloroamide propyl) dimethylammonium] -1-propanesulfonate.

一実施形態において、両性界面活性剤は、スルホン酸含有両性界面活性剤である。例えば、両性界面活性剤は、化学式RNH−CH2CH2−SO3H(式中、Rはアルキル基である)のN−アルキルタウリンであってもよい。関連実施形態において、Rは脂肪族基である。別のスルホン酸含有両性界面活性剤は、直鎖アミドアミン前駆体をスルホン化して1−ヒドロキシエチル2−アルキルイミダゾリンにすることで、R−CONH−CH2CH2−N(CH2CH2OH)CH2CH2SO3H(式中、Rは脂肪族基、例えばアルキル基であってもよい)を得ることによって調製され得る。 In one embodiment, the amphoteric surfactant is a sulfonic acid-containing amphoteric surfactant. For example, amphoteric surfactants has the formula RNH-CH 2 CH 2 -SO 3 H ( wherein, R is an alkyl group) may be a N- alkyl taurine. In a related embodiment, R is an aliphatic group. Another sulfonic acid-containing amphoteric surfactant is R-CONH-CH 2 CH 2- N (CH 2 CH 2 OH) by sulfonation of a linear amidoamine precursor to 1-hydroxyethyl 2-alkylimidazolin. It can be prepared by obtaining CH 2 CH 2 SO 3 H (where R may be an aliphatic group, eg, an alkyl group).

本組成物に使用され得る両性界面活性剤及びそれらの分類の具体例としては、限定するものではないが、ココアミドプロピルアミンオキシド、コカミドプロピルベタイン、コカミドプロピルヒドロキシスルタイン、ココジメチルスルホプロピルベタイン、ココアンホ二プロピオン酸二ナトリウム、ラウリルアミンオキシド、ラウリルアミドプロピルベタイン;ラウリルベタイン、ラウリルヒドロキシルスルホベタイン、ミリスタミンオキシド、ココアンホ酢酸ナトリウム、及びステアリルベタインが挙げられる。前述のように、これらの用語は界面活性剤の相互排他基を必ずしも定義するものではなく、すなわち、特定の両性界面活性剤は、選択された用語の1つに各々定義される両性界面活性剤の2組以上の範囲に該当し得る。 Specific examples of the amphoteric surfactants that can be used in this composition and their classification are, but are not limited to, cocoamide propylamine oxide, cocamidopropyl betaine, cocamidopropyl hydroxysultaine, and cocodimethylsulfopropyl. Betaine, disodium cocoamphonipropionate, laurylamine oxide, laurylamide propylbetaine; laurylbetaine, laurylhydroxylsulfobetaine, myristamine oxide, sodium cocoamphoacetate, and stearylbetaine. As mentioned above, these terms do not necessarily define a mutual exclusive group of surfactants, i.e., a particular amphoteric surfactant is an amphoteric surfactant as each defined in one of the selected terms. It may correspond to the range of two or more sets of.

アニオン性界面活性剤
一実施形態において、本開示の流体組成物は、少なくとも1種、任意選択で1種以上の、アニオン界面活性剤を包含する。好適な代表的アニオン性界面活性剤としては、限定するものではないが、アルキルスルファート、アルキルエーテルスルファート、アルキルスルホネート、アルキルアリールスルホネート、アルキルスクシネート、アルキルスルホスクシネート、N−アルキルサルコシネート(N−alkoylsarcosinate)、アシルタウレート、アシルイセチオネート、アルキルホスフェート、アルキルエーテルホスフェート、アルキルエーテルカルボキシラート、α−オレフィンスルホネート、並びにこれらのアルカリ金属及びアルカリ土類金属塩並びにアンモニウム及びトリエタノールアミン塩が挙げられる。かかるアルキルエーテルスルファート、アルキルエーテルホスフェート及びアルキルエーテルカルボキシラートは、1分子当たり1〜10個のエチレンオキシド又はプロピレンオキシド単位を有し、いくつかの実施形態では1〜3個のエチレンオキシド単位を有する。簡便のため、アニオン性界面活性剤は、界面活性剤の帯電部分を形成するアニオン性基を参照して呼ぶ場合がある。例えば、スルホン酸基を含むアニオン性界面活性剤はスルホネート界面活性剤と呼ばれる場合があり、又は状況が許す場合には、更に簡単にスルホネートと呼ばれる場合がある。更なる例として、スルファート基を含むアニオン性界面活性剤は、スルファート界面活性剤と呼ばれる場合があり、又は状況が許す場合には、更に簡単にスルファートと呼ばれる場合がある。
Anionic Surfactants In one embodiment, the fluid compositions of the present disclosure include at least one, optionally one or more, anionic surfactants. Suitable representative anionic surfactants include, but are not limited to, alkyl sulphates, alkyl ether sulphates, alkyl sulphonates, alkyl aryl sulphonates, alkyl succinates, alkyl sulfosuccinates, N-alkyl sulphates. Cosinate (N-alkoylsarcosinate), acyl taurate, acyl acetylate, alkyl phosphate, alkyl ether phosphate, alkyl ether carboxylate, α-olefin sulfonate, and alkali metal and alkaline earth metal salts thereof, as well as ammonium and triethanol. Amine salts can be mentioned. Such alkyl ether sulfates, alkyl ether phosphates and alkyl ether carboxylates have 1-10 ethylene oxide or propylene oxide units per molecule and, in some embodiments, 1-3 ethylene oxide units. For convenience, anionic surfactants may be referred to by reference to the anionic groups that form the charged portion of the surfactant. For example, anionic surfactants containing sulfonic acid groups may be referred to as sulfonated surfactants, or, if circumstances permit, more simply sulfonates. As a further example, anionic surfactants containing sulphate groups may be referred to as sulphate surfactants, or, if circumstances permit, more simply sulphate.

一実施形態において、アニオン性界面活性剤は、カルボン酸又はカルボキシラートであり、脂肪族基に加えてアニオン性基−C(O)−O−を有する。脂肪族基は、本明細書でRと表記され、アルキル基であってもよく、この場合カルボキシラートは、アルキルカルボキシラートと呼ばれる場合がある。代表的なアルキルカルボキシラートは、ステアリン酸及びオレイン酸等の脂肪酸のナトリウム塩又はカリウム塩又はアンモニウム塩である。オレイン酸カリウムは、代表的なアルキルカルボキシラートである。脂肪族基は、あるいは、水溶性ではないポリアルキレンオキシド基であり得る。一部のカルボキシラートアニオン性界面活性剤は、オクタノール等のアルキルアルコールをエチレンオキシドと反応させて、1分子当たりのエチレンオキシド単位の平均数が8のとき、ポリオキシエチレン(8)オクチルエーテルカルボン酸として知られるポリオキシエチレン鎖延長オクタノールをもたらす。 In one embodiment, the anionic surfactant is a carboxylic acid or carboxylate and has an anionic group-C (O) -O-in addition to the aliphatic group. The aliphatic group is represented by R in the present specification and may be an alkyl group, in which case the carboxylate may be referred to as an alkyl carboxylate. Typical alkyl carboxylates are sodium or potassium or ammonium salts of fatty acids such as stearic acid and oleic acid. Potassium oleate is a typical alkyl carboxylate. The aliphatic group can also be a polyalkylene oxide group that is not water soluble. Some carboxylate anionic surfactants are known as polyoxyethylene (8) octyl ether carboxylic acid when an alkyl alcohol such as octanol is reacted with ethylene oxide and the average number of ethylene oxide units per molecule is 8. Produces polyoxyethylene chain extension octanol.

一実施形態において、アニオン性界面活性剤はジフェニルオキシドである。ジフェニルオキシドは、ジフェニルオキシドアニオン性界面活性剤を生成するためにジフェニル前駆体の芳香族環がスルホン化されることから、スルホネートアニオン性界面活性剤の下位分類とみなすこともできる。ジフェノール前駆体は、一般的にジフェニルエーテル、すなわち、Ar−O−Arであり、ここで、芳香環(Ar)の一方又は両方はアルキル基で置換されてもよい。ジフェニルオキシドアニオン性界面活性剤は、化学式XSO3−Ar(R)−O−Ar(R)−SO3X(式中、Rは芳香環のうちスルホン化若しくはエーテル酸素に結合していない各位置において、水素又はアルキルである)で表され得る。代表的なジフェニルオキシドアニオン性界面活性剤としては、アルキル置換を有するジスルホン化ジフェニルオキシド、例えば、直鎖デシル置換を有するジスルホン化ジフェニルオキシド、直鎖ドデシル置換を有するジスルホン化ジフェニルオキシド、分枝鎖デシル置換を有するジスルホン化ジフェニルオキシドが挙げられ、これらのいずれも、ナトリウム、カリウム又はアンモニウムで中和され得る。 In one embodiment, the anionic surfactant is diphenyl oxide. Diphenyl oxide can also be considered as a subclass of sulfonate anionic surfactants because the aromatic ring of the diphenyl precursor is sulfonated to produce the diphenyl oxide anionic surfactant. The diphenol precursor is generally diphenyl ether, i.e. Ar—O—Ar, where one or both of the aromatic rings (Ar) may be substituted with an alkyl group. The diphenyloxide anionic surfactant has a chemical formula of XSO 3- Ar (R) -O-Ar (R) -SO 3 X (in the formula, R is each position in the aromatic ring that is not sulfonated or bonded to ether oxygen. Can be represented by (hydrogen or alkyl). Typical diphenyl oxide anionic surfactants include disulfonated diphenyl oxides having alkyl substitutions, such as disulfonated diphenyl oxides having linear decyl substitutions, disulfonated diphenyl oxides having linear dodecyl substitutions, branched chain decyls. Included are disulfonated diphenyl oxides with substitutions, any of which can be neutralized with sodium, potassium or ammonium.

一実施形態において、アニオン性界面活性剤はリン酸エステルであり、これは化学構造R−O−P(O)(OH)2のモノリン酸エステルであってもよく、又は化学構造R−O−P(O)(OH)−O−R(式中、ジエステル中の2つのRは同じでも異なっていてもよい)のリン酸ジエステルであってもよい。R基は、脂肪族基、すなわち、非水溶性基である。R基は、アルキル基であてもよく、R=アルキルを有するリン酸エステルは、典型的には、対応するアルキルアルコールから調製される。一実施形態において、R基は、式R−(OCH2CH2n−O−P(O)(OH)2のポリエーテルリン酸エステルをもたらすポリアルキレンオキシド基である。ポリエーテルリン酸エステルの共通の名称変換は界面活性剤中のポリオキシエチレン基の数を与える(例えば、ポリオキシエチレン(10))。ポリエーテルリン酸エステル中のR基は、アルキル基(ポリエーテルリン酸エステルがアルキルアルコールから誘導される場合)、アリール基(ポリエーテルリン酸エステルが芳香族アルコール、例えばフェノールから誘導される場合)、又はアルキルアリール基、例えば、ノニルフェノール等のアルキル置換フェノールであり得る。代表的なリン酸エステルとしては、ポリオキシエチレン(10)ノニルフェノールのリン酸エステル、ポリオキシエチレン(4)フェノールのリン酸エステル、及びC817リン酸エステルが挙げられる。リン酸エステルの市販製剤は、多くの場合、リン酸モノエステルとリン酸ジエステルの混合物を提供し、これは、本開示の組成物に使用され得る。 In one embodiment, the anionic surfactant is a phosphate ester, which may be a monophosphate ester of chemical structure ROP (O) (OH) 2 , or chemical structure ROO-. It may be a phosphoric acid diester of P (O) (OH) -OR (in the formula, the two Rs in the diester may be the same or different). The R group is an aliphatic group, that is, a water-insoluble group. The R group may be an alkyl group, and the phosphate ester having R = alkyl is typically prepared from the corresponding alkyl alcohol. In one embodiment, the R group is a polyalkylene oxide group that provides a polyether phosphate of the formula R- (OCH 2 CH 2 ) n -OP (O) (OH) 2 . A common name conversion of the polyether phosphate gives the number of polyoxyethylene groups in the surfactant (eg, polyoxyethylene (10)). The R group in the polyether phosphate is an alkyl group (when the polyether phosphate is derived from an alkyl alcohol) and an aryl group (when the polyether phosphate is derived from an aromatic alcohol, for example phenol). , Or an alkylaryl group, eg, an alkyl-substituted phenol such as nonylphenol. Representative phosphoric acid esters, phosphoric acid esters of polyoxyethylene (10) nonyl phenol, phosphoric acid esters of polyoxyethylene (4) phenol, and C 8 H 17 phosphoric acid esters. Commercial formulations of phosphate esters often provide a mixture of phosphate monoesters and phosphate diesters, which can be used in the compositions of the present disclosure.

一実施形態において、アニオン性界面活性剤は、サルコシネート、すなわち、化学構造R−C(O)−N(CH3)−CH2−CO2X(式中、Rは脂肪族基である)を有する化合物である。サルコシネート界面活性剤としては、N−アシル基が挙げられ、ここで、アシルが誘導される脂肪酸が、一般的にサルコシネートの命名に使用される。代表的なサルコシネートとしては、ラウロイルサルコシン酸ナトリウム、ココイルサルコシン酸ナトリウム、ミリストイルサルコシン酸ナトリウム、及びアンモニウムイオン均等物が挙げられる。 In one embodiment, the anionic surfactant is sarcosinate, i.e. chemical structure RC (O) -N (CH 3 ) -CH 2- CO 2 X (where R is an aliphatic group). It is a compound that has. Examples of sarcosinate surfactants include N-acyl groups, in which acyl-derived fatty acids are commonly used in the naming of sarcosinates. Representative sarcosineates include sodium lauroyl sarcosine, sodium cocoyl sarcosine, sodium myristoylate sarcosine, and ammonium ion equivalents.

一実施形態において、アニオン性界面活性剤は、スルファート、すなわち、脂肪族基に加えて、アニオン性−O−SO3X基を有する化合物である。脂肪族基は、長鎖アルキル基であってもよく、ここで、界面活性剤中のアルキル基は、分枝鎖でも直鎖でもよい。脂肪族基はアルキル基である必要はないが、アルキル基は、一般に多数の植物性油及び動物性油から入手できることから、すぐに利用できる界面活性剤用脂肪族基の供給源である。代表的なスルファートアニオン性界面活性剤としては、ラウレス硫酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、デシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、ラウリル硫酸ナトリウム、トリデセス(rrideceth)硫酸ナトリウム、C12~14−tert−アルキル−エトキシル化硫酸ナトリウム、及びポリ(オキシ−1,2−エタンジイル)、α−スルホ−ω−(ノニルフェノキシ)アンモニウム塩が挙げられる。 In one embodiment, anionic surfactants, sulfate, i.e., in addition to the aliphatic group is a compound having an anionic -O-SO 3 X group. The aliphatic group may be a long-chain alkyl group, and here, the alkyl group in the surfactant may be a branched chain or a straight chain. Aliphatic groups do not have to be alkyl groups, but alkyl groups are a readily available source of aliphatic groups for surfactants as they are generally available from a large number of vegetable and animal oils. Representative sulfate anionic surfactant, sodium laureth sulfate, sodium dodecyl sulfate, sodium decyl sulfate, sodium octyl sulfate, ammonium lauryl sulfate, sodium lauryl sulfate, trideceth (rrideceth) sodium sulfate, C 12 ~ 14-tert- Examples thereof include sodium alkyl-ethoxylated sulfate, and poly (oxy-1,2-ethandyl) and α-sulfo-ω- (nonylphenoxy) ammonium salts.

一実施形態において、アニオン性界面活性剤は、スルホアセタート、すなわち、脂肪族基に加えて、アニオン性−CH2−SO3X基を有する化合物である。一般的な脂肪族基は、構造R−O−C(O)−(式中、Rはアルキル基、例えば、C8〜C18直鎖アルキルである)を有する。代表的なスルホアセタートアニオン性界面活性剤は、ラウリルスルホ酢酸ナトリウム及びセチルスルホ酢酸のアンモニウム塩である。スルホアセタートは、例えば、米国特許第5616782号明細書に記載のように調製され得る。 In one embodiment, anionic surfactants, Suruhoasetato, i.e., in addition to the aliphatic group is a compound having an anionic -CH 2 -SO 3 X group. Common aliphatic groups have a structure ROC (O)-(in the formula, R is an alkyl group, eg, C 8 to C 18 linear alkyl). Representative sulfoacetate anionic surfactants are ammonium salts of sodium lauryl sulfoacetate and cetyl sulfoacetic acid. Sulfoacetate can be prepared, for example, as described in US Pat. No. 5,616,782.

一実施形態において、アニオン性界面活性剤は、スルホネート、すなわち、脂肪族基に加えて、アニオン性−SO3X基を有する化合物である。脂肪族基は、例えば、長鎖アルキル基であってもよい。スルホネートは、化学構造R−SO3Xを有するとみなされ得る。一実施形態において、R基は脂肪酸から誘導され、ステアリル及びオレイル等の直鎖の長鎖アルキル基である。長鎖オレフィンは、二重結合を処理してスルホネート基に変換できることから、しばしばスルホネートの前駆体として使用される。かかるスルホネートは、スルホネートの形成に使用される前駆体によって命名されることが多く、例えば、C14〜C16オレフィンスルホネートでは、C14〜C16は14〜16個の炭素を有するオレフィンの混合物が、アニオン性界面活性剤を提供するためのスルホネートであることを示す。一実施形態において、R基は、アルキルベンゼン基、例えばドデシルベンゼン基である。アルキル基、例えばドデシル基は、直鎖アルキル基又は分枝アルキル基であってもよい。代表的なスルホネートアニオン性界面活性剤は、直鎖ドデシルベンゼンスルホネート及び分枝ドデシルベンゼンスルホナートである。通常どおり、アニオン性基は、好適なカチオン、例えば、ナトリウム、カリウム、アンモニウム等で中和され得る。 In one embodiment, anionic surfactants, sulfonate, i.e., in addition to the aliphatic group is a compound having an anionic -SO 3 X group. The aliphatic group may be, for example, a long-chain alkyl group. The sulfonate can be considered to have the chemical structure R-SO 3 X. In one embodiment, the R group is derived from a fatty acid and is a straight chain long chain alkyl group such as stearyl and oleyl. Long-chain olefins are often used as precursors of sulfonates because they can be double-bonded and converted to sulfonate groups. Such sulfonates are often named by the precursors used in the formation of sulfonates, for example, in C 14- C 16 olefin sulfonates, C 14- C 16 is a mixture of olefins having 14-16 carbons. , Indicates that it is a sulfonate for providing an anionic surfactant. In one embodiment, the R group is an alkylbenzene group, such as a dodecylbenzene group. The alkyl group, for example the dodecyl group, may be a linear alkyl group or a branched alkyl group. Typical sulfonate anionic surfactants are linear dodecylbenzene sulfonate and branched dodecylbenzene sulfonate. As usual, the anionic group can be neutralized with suitable cations such as sodium, potassium, ammonium and the like.

一実施形態において、アニオン性界面活性剤は、スルホスクシナート、すなわち、スルホン化コハク酸をベースとする化学構造、すなわち、脂肪族基−O−C(O)−CH2−CH(スルファート)−C(O)−O−R(これは脂肪族基又は水素である)を有する化合物である。スルホスクシナートは、概ね、無水マレイン酸と脂肪族アルコールの縮合の後、亜硫酸水素ナトリウム(NaHSO3)でスルホン化した生成物であるスルホコハク酸のアルキルエステルのナトリウム塩である。上記の化学構造に示すように、スルホスクシナートは少なくとも1個の脂肪族基を有し、2個の脂肪族基を有し得る。しかし、スルホスクシナートが1個の脂肪族基を有する場合、第2の脂肪族基よりもむしろ、アニオン性カルボキシレート基も有し得る。代表的なスルホスクシナートアニオン性界面活性剤としては、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム(2個の脂肪族基を有する)及びラウレススルホコハク酸二ナトリウム(1個の脂肪族基、1個のスルファート基及び1個のカルボキシレート基を有し、DLSとしても知られる)が挙げられる。
アニオン性界面活性剤の更なる具体例としては、限定するものではないが、ラウリルスルホコハク酸アンモニウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ラウリルエーテル硫酸アンモニウム、ドデシルベンゼンスルホン酸トリエタノールアミン、ラウリルサルコシン酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、オレイルコハク酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムが挙げられる。
In one embodiment, the anionic surfactant is a sulfosuccinate, ie, a chemical structure based on sulfonated succinic acid, ie, an aliphatic group-OC (O) -CH 2- CH (sulfate). A compound having —C (O) —OR (which is an aliphatic group or hydrogen). Sulfosuccinate is generally a sodium salt of an alkyl ester of sulfosuccinic acid, which is a product sulfonated with sodium bisulfite (NaHSO 3 ) after condensation of maleic anhydride and an aliphatic alcohol. As shown in the chemical structure above, sulfosuccinate has at least one aliphatic group and can have two aliphatic groups. However, if the sulfosuccinate has one aliphatic group, it may also have an anionic carboxylate group rather than a second aliphatic group. Typical sulfosuccinate anionic surfactants include sodium dioctyl sulfosuccinate (having two aliphatic groups) and disodium laureth sulfosuccinate (one aliphatic group, one sulfate group and 1). It has a carboxylate group and is also known as DLS).
Further specific examples of the anionic surfactant include, but are not limited to, ammonium lauryl sulfosuccinate, sodium lauryl sulfate, sodium lauryl ether sulfate, ammonium lauryl ether sulfate, triethanolamine dodecylbenzene sulfonate, and sodium lauryl sarcosinate. , Sodium lauryl sulfate, sodium oleyl succinate, sodium dodecyl sulfate, and sodium dodecylbenzene sulfonate.

一実施形態において、本開示の流体濃度及び組成物は、両性界面活性剤及びアニオン性界面活性剤から選択される第3の界面活性剤を含有する。第3の界面活性剤は、第1(両性)又は第2(アニオン性)界面活性剤のいずれとも非同一性である、すなわち、同一ではない。過去に開示された両性界面活性剤及びアニオン性界面活性剤は、それ(第3の界面活性剤)が第1又は第2の界面活性剤と同じでない限り、任意選択で第3の界面活性剤として本配合物に使用される。一実施形態において、第3の界面活性剤が第1又は第2の界面活性剤とは異なる分類である、すなわち、第3の界面活性剤は、第1及び第2の両性又はアニオン性界面活性剤に存在する帯電官能基を提供する官能基とは異なる官能基を有する。例えば、第2の界面活性剤がスルファートアニオン性界面活性剤である場合、第3の界面活性剤はスルファートではなく、代わりに、例えばスルホナートアニオン性界面活性剤である。 In one embodiment, the fluid concentration and composition of the present disclosure contains a third surfactant selected from amphoteric and anionic surfactants. The third surfactant is non-identical with either the first (amphoteric) or second (anionic) surfactant, i.e. not the same. The amphoteric and anionic surfactants disclosed in the past are optionally a third surfactant, unless it (third surfactant) is the same as the first or second surfactant. Used in this formulation as. In one embodiment, the third surfactant is in a different classification than the first or second surfactant, i.e. the third surfactant is the first and second amphoteric or anionic surfactant. It has a functional group different from the functional group that provides the charged functional group present in the agent. For example, if the second surfactant is a sulfate anionic surfactant, the third surfactant is not sulfate, but instead, for example, a sulfonate anionic surfactant.

本発明での使用に好適な両性及び/又はアニオン性界面活性剤は、以下の代表的な製造業者及び/又は供給業者の1つ以上から得られ得る:Aceto Corp.(Allendale,NJ);Air Products(Allentown,PA);Akzo Nobel Chemicals Co.(Chicago,IL);AIzo International(Sayreville,NJ);BASF Corp.(Florham Park,NJ);Clariant Corp.(Frankfurt,Germany);Croda,Inc.(Edison,NJ);Dow Chemical(Midland Ml);E.I.du Pont de Nemours&Co.,Inc.(Wilmington,DE);Harcros Chemicals,Inc.(Kansas City,KS);Huntsman Corp.(St.Lake City,UT);Kaiser Industries Ltd.(Bahadurgarh,Haryana,India)、花王株式会社(東京、日本);Lonza,Inc.(Basel,Switzerland);日油株式会社(東京、日本);Pilot Chemicals(Cincinnati,OH);Procter&Gamble(Cincinnati,OH);Solvay−Rhodia(Courbevoie,France);Stepan Co.(Northfield,IL);及びUnilever PLC(London,England)。 Amphoteric and / or anionic surfactants suitable for use in the present invention can be obtained from one or more of the following representative manufacturers and / or suppliers: Aceto Corp. (Allendale, NJ); Air Products (Allentown, PA); Akzo Nobel Chemicals Co., Ltd. (Chicago, IL); AIzo International (Sayreville, NJ); BASF Corp. (Florham Park, NJ); Clariant Corp. (Frankfurt, Germany); Croda, Inc. (Edison, NJ); Dow Chemical (Midland Ml); E.I. I. du Pont de Nemours & Co. , Inc. (Wilmington, DE); Harcros Chemicals, Inc. (Kansas City, KS); Huntsman Corp. (St. Lake City, UT); Kaiser Industries Ltd. (Bahadurgarh, Haryana, India), Kao Corporation (Tokyo, Japan); Lonza, Inc. (Basel, Switzerland); NOF CORPORATION (Tokyo, Japan); Pilot Chemicals (Cincinnati, OH); Procter & Gamble (Cincinnati, OH); Solvay-Rhodia (Courbevoie, France); (Northfield, IL); and Universal PLC (London, England).

任意選択成分
以下の成分は、本開示の組成物中に任意選択で存在するが、本開示は、以下の成分の各々が本開示の組成物中に存在することが明確に除外されてもよいことも規定する。
Optional Ingredients The following ingredients are optionally present in the compositions of the present disclosure, but the present disclosure may explicitly exclude that each of the following ingredients is present in the compositions of the present disclosure. It also stipulates that.

本開示の組成物は防錆剤を含んでもよく、これは本明細書において防食剤と呼ばれる場合もある。代表的な防錆剤は、亜硝酸ナトリウムである。その他の代表的な防錆剤は、安息香酸ナトリウム、有機ホウ素化合物、アミン、アミノホスフェート化合物、ジアルキルジチオリン酸亜鉛、及びトール油脂肪酸である。防錆剤は、材料加工流体として、例えば金属切削流体として、直接使用される組成物の10質量%未満の量で組成物中に存在し得る。任意選択の実施形態において、上記量は、9質量%未満、又は8質量%未満、又は7質量%未満、又は6質量%未満、又は5質量%未満、又は4質量%未満、又は3質量%未満、又は2質量%未満、又は1質量%未満、0.5質量%未満、又は0.1質量%未満である。量は、最小量で表されてもよく、例えば、少なくとも500ppm、又は少なくとも1000ppm、又は少なくとも1500ppm、又は少なくとも2000ppm、又は少なくとも2500ppm、又は0.5質量%、又は少なくとも1質量%、又は少なくとも1.5質量%、又は少なくとも2質量%、又は少なくとも2.5質量%、又は少なくとも3質量%、又は少なくとも3.5質量%、又は少なくとも4質量%、又は少なくとも4.5質量%、又は少なくとも5質量%等である。防錆剤は、周知の商用材料である。 The compositions of the present disclosure may include a rust inhibitor, which is sometimes referred to herein as an anticorrosive agent. A typical rust inhibitor is sodium nitrite. Other typical rust inhibitors are sodium benzoate, organoboron compounds, amines, aminophosphate compounds, zinc dialkyldithiophosphates, and tall oil fatty acids. The rust inhibitor may be present in the composition in an amount less than 10% by weight of the composition used directly as a material processing fluid, for example a metal cutting fluid. In an optional embodiment, the amount is less than 9% by weight, less than 8% by weight, or less than 7% by weight, or less than 6% by weight, or less than 5% by weight, or less than 4% by weight, or 3% by weight. Less than, or less than 2% by mass, or less than 1% by mass, less than 0.5% by mass, or less than 0.1% by mass. The amount may be expressed as a minimum amount, for example, at least 500 ppm, or at least 1000 ppm, or at least 1500 ppm, or at least 2000 ppm, or at least 2500 ppm, or 0.5% by mass, or at least 1% by mass, or at least 1. 5% by mass, or at least 2% by mass, or at least 2.5% by mass, or at least 3% by mass, or at least 3.5% by mass, or at least 4% by mass, or at least 4.5% by mass, or at least 5% by mass. % Etc. Rust inhibitors are well known commercial materials.

本開示の組成物は、染料又は顔料等の着色料を含んでもよい。着色剤は、切削又は他の方法で成形しようとする材料、例えば金属に適用されているときに、目に見える色を付与するのにちょうど十分な少量で使用するべきである。着色剤は、周知の商用材料である。 The compositions of the present disclosure may contain colorants such as dyes or pigments. Colorants should be used in small amounts just enough to give a visible color when applied to materials that are to be cut or otherwise molded, such as metals. Colorants are well-known commercial materials.

本開示の組成物は、泡止め剤とも呼ばれ得る消泡剤を含んでもよい。好適な消泡剤は、シリコーンポリマーである。シリコーン消泡剤は、周知の商用材料である。Dow Corning(Michigan,USA)は、このような消泡剤を販売している。別の好適な消泡剤は、リン酸トリブチルである。 The compositions of the present disclosure may include an antifoaming agent, which may also be referred to as a foam blocking agent. A suitable defoaming agent is a silicone polymer. Silicone defoamers are well known commercial materials. Dow Corning (Michigan, USA) sells such antifoaming agents. Another suitable antifoaming agent is tributyl phosphate.

本開示の組成物は、増粘剤を含んでもよい。本明細書で使用するとき、水性流体組成物又はその濃縮物へ添加又は包含されたときに、増粘剤は組成物の粘度を増大する。増粘剤の包含は、とりわけ、表面に対する組成物の接着の改善をもたらす。これは、表面が水平ではなく、そのため、増粘剤がないと重力下で表面から材料加工組成物が落ちる傾向がある場合に、特に有利である。増粘剤は、水溶性であってもよい。水性組成物用の増粘剤は当該技術分野において周知であり、水性増粘剤と呼ばれることもあり、かかる増粘剤のいずれも本組成物に使用できる。 The compositions of the present disclosure may include a thickener. As used herein, thickeners increase the viscosity of the composition when added or included in the aqueous fluid composition or concentrate thereof. The inclusion of thickeners results in, among other things, improved adhesion of the composition to the surface. This is especially advantageous when the surface is not horizontal and therefore the material processing composition tends to fall off the surface under gravity in the absence of thickeners. The thickener may be water soluble. Thickeners for aqueous compositions are well known in the art and are sometimes referred to as aqueous thickeners, and any of these thickeners can be used in the composition.

組成物に含まれる増粘剤の量は、増粘剤の厳密な識別情報及び濃縮形態の材料加工流体組成物に望ましい粘度に依存する。セルロース系又はポリアミド増粘剤から、全乳又はオレンジジュースに近い粘度を達成するために選択された増粘剤については、組成物が総固形分約5〜25%の濃縮物である場合、増粘剤は、典型的には、組成物の総質量に基づいて0.1質量%の質量パーセントで存在する。濃縮物の粘度は、主に組み込む増粘剤を多く又は少なくすることで変動し得る。より粘稠な濃縮物が所望される場合、より多くの増粘剤を添加することで、より粘稠な組成物が得られるであろう。あるいは、より有効な増粘剤、すなわち、より低濃度で同じ増粘を達成する増粘剤を利用してもよい。 The amount of thickener contained in the composition depends on the exact identification information of the thickener and the desired viscosity for the material processing fluid composition in concentrated form. For cellulosic or polyamide thickeners selected to achieve viscosities close to whole milk or orange juice, increase if the composition is a concentrate with a total solid content of about 5-25%. Thickeners are typically present in 0.1% by weight based on the total mass of the composition. The viscosity of the concentrate can vary primarily with more or less thickeners. If a more viscous concentrate is desired, adding more thickeners will result in a more viscous composition. Alternatively, a more effective thickener, i.e., a thickener that achieves the same thickening at lower concentrations may be utilized.

一態様において、増粘剤は、ポリヒドロキシポリマー、例えば、セルロース又は官能化セルロース等の多糖であってもよい。増粘剤が多糖の場合、多糖は、1ポリマー鎖につき少なくとも50、又は少なくとも100、又は少なくとも150、又は少なくとも200の糖単位を有し得る。多糖の数平均分子量は、少なくとも13,000、又は少なくとも17,000、又は少なくとも21,000、又は少なくとも25,000であり得る。
一態様において、増粘剤は、グリセロール等のポリヒドロキシ小分子である。ポリヒドロキシ小分子は、分子量が500g/モル未満であり、少なくとも3個のヒドロキシル基を有する。
一態様において、増粘剤はセルロース系であり、これはセルロース樹脂の誘導体を含む。好適なセルロースは、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)である。HECは−CH2OH基が−CH2OCH2CH2OCH2CH2OH基に変換され、−OH基が−OCH2CH2OH基に変換されている、セルロース誘導体である。HECは、多数のグレードで市販されており、各グレードは分子量及び誘導体化度が異なり、そのため異なる溶液粘度をもたらす(典型的には、水中固形分2%で測定)。好適なHECは、Dow Chemical(Midland,Ml)のCellosize(商標)及びAshland Chemical(Covington,KY)のAqualon(商標)である。
その他の好適なセルロース系増粘剤としては、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、及びアニオン性(塩)形態、例えばナトリウムカルボキシメチルセルロース、セルロースのジヒドロキシプロピルエーテル(例えば、米国特許第4096326号明細書参照)が挙げられる。
セルロース系以外の好適なポリヒドロキシポリマーとしては、トウモロコシデンプン又は変性トウモロコシデンプン、ジャガイモデンプン又は変性ジャガイモデンプン、及びペクチン又は変性ペクチンが挙げられる。
In one aspect, the thickener may be a polyhydroxypolymer, eg, a polysaccharide such as cellulose or functionalized cellulose. When the thickener is a polysaccharide, the polysaccharide can have at least 50, or at least 100, or at least 150, or at least 200 sugar units per polymer chain. The number average molecular weight of the polysaccharide can be at least 13,000, or at least 17,000, or at least 21,000, or at least 25,000.
In one aspect, the thickener is a polyhydroxy small molecule such as glycerol. Polyhydroxy small molecules have a molecular weight of less than 500 g / mol and have at least 3 hydroxyl groups.
In one aspect, the thickener is cellulosic, which comprises a derivative of the cellulosic resin. A suitable cellulose is hydroxyethyl cellulose (HEC). HEC is a cellulose derivative in which the -CH 2 OH group is converted to the -CH 2 OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 OH group and the -OH group is converted to the -OCH 2 CH 2 OH group. HEC is commercially available in a number of grades, each with a different molecular weight and degree of derivatization, resulting in different solution viscosities (typically measured at 2% solids in water). Suitable HECs are Dow Chemical (Midland, Ml) Cellosize ™ and Ashland Chemical (Covington, KY) Aqualon ™.
Other suitable cellulosic thickeners include methyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxyethyl methyl cellulose, methyl hydroxypropyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, and anionic (salt) forms such as sodium carboxymethyl cellulose, dihydroxypropyl ethers of cellulose (eg,). (See US Pat. No. 4,096,326).
Suitable non-cellulosic polyhydroxypolymers include corn starch or modified corn starch, potato starch or modified potato starch, and pectin or modified pectin.

増粘剤は、ポリアクリルアミドであってもよい。好適なポリアクリルアミド増粘剤は、アクリルアミドとアクリル酸アンモニウムのコポリマー;アクリルアミドのコポリマー又はメタクリルアミドとメタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムのハロゲン化物、例えば塩化物とのコポリマー;アクリルアミドと2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸のコポリマーが挙げられる。これらのコポリマーは、架橋剤の存在下で調製でき、代表的な架橋剤としては、ジビニルベンゼン、テトラアリルオキシエタン、メチレンビスアクリルアミド、ジアリルエーテル、糖類のアルコール(例えば、エリスリトール、ペンタエリスリトール、アラビトール、マンニトール、ソルビトール及びグルコース)のポリアリルポリグリセリルエーテル又はアリルエーテルが挙げられる。例えば、米国特許第2798053号明細書及び米国特許第2923692号明細書を参照されたい。ポリアクリルアミドはイオン性であってもよく、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水性アンモニア、トリエタノールアミン又はモノエタノールアミン等のアミン等の中和剤で中和されてもよい。イオン性ポリアクリルアミドは、アクリルアミドと2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸ナトリウムを、アゾビスイソブチロニトリル型の開始剤を用いたラジカル経路で共重合し、tert−ブタノール等のアルコールから沈殿することによって調製され得る。アクリルアミドとメタクリロイルオキシエチルトリメチル−塩化アンモニウムの架橋コポリマーは、アクリルアミドと、塩化メチルで四級化したジメチルアミノエチルメタクリレートを共重合した後、メチレンビスアクリルアミド等のオレフィン不飽和を有する化合物で架橋することによって得られ得る。 The thickener may be polyacrylamide. Suitable polyacrylamide thickeners are copolymers of acrylamide and ammonium acrylate; copolymers of acrylamide or copolymers of methacrylamide and methacryloyloxyethyltrimethylammonium, such as chlorides; acrylamide and 2-acrylamide-2-methylpropane. Examples include copolymers of sulfonic acid. These copolymers can be prepared in the presence of a cross-linking agent, and typical cross-linking agents include divinylbenzene, tetraallyloxyethane, methylenebisacrylamide, diallyl ether, and sugar alcohols (eg, erythritol, pentaerythritol, arabitol, etc. Mannitol, sorbitol and glucose) polyallyl polyglyceryl ethers or allyl ethers. See, for example, U.S. Pat. No. 2798053 and U.S. Pat. No. 2,923,692. Polyacrylamide may be ionic or may be neutralized with a neutralizing agent such as an amine such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, aqueous ammonia, triethanolamine or monoethanolamine. Ionic polyacrylamide is obtained by copolymerizing acrylamide and sodium 2-acrylamide-2-methylpropanesulfonate by a radical route using an azobisisobutyronitrile-type initiator, and precipitating from an alcohol such as tert-butanol. Can be prepared by The cross-linked copolymer of acrylamide and methacryloyloxyethyl trimethyl-ammonium chloride is obtained by copolymerizing acrylamide with dimethylaminoethyl methacrylate quaternized with methyl chloride and then cross-linking with a compound having olefin unsaturatedity such as methylenebisacrylamide. Can be obtained.

増粘剤は、ポリアクリル酸であってもよい。好適なポリアクリル酸増粘剤は、市販されている。例えば、Lubrizol(Wickliffe,Ohio)は、ポリアクリル酸から製造された合成増粘剤のCarbopol(商標)を販売している。ポリアクリル酸は、増粘挙動を調節するために中和されてもよい。例えば、ポリアクリル酸は、例えば、水酸化アンモニウムを使用して、アンモニウムイオンで中和され得る。Ashland Chemicalは、架橋ポリアクリル酸のCarbomer(商標)シリーズを販売している。この場合も、有効な増粘挙動をもたらすために、これらのポリマーを中和する必要がある。 The thickener may be polyacrylic acid. Suitable polyacrylic acid thickeners are commercially available. For example, Lubrizol (Wickliffe, Ohio) sells Carbopol ™, a synthetic thickener made from polyacrylic acid. Polyacrylic acid may be neutralized to regulate thickening behavior. For example, polyacrylic acid can be neutralized with ammonium ions, for example using ammonium hydroxide. Ashland Chemical sells the Carbomer ™ series of crosslinked polyacrylic acids. Again, these polymers need to be neutralized to provide effective thickening behavior.

増粘剤は、ガム又はこれらの誘導体であってもよい。例としては、ローカストビーンガム及び誘導体、グアーガム及び誘導体、並びにキサンタンガム及び誘導体が挙げられる。代表的なガム誘導体としては、スルホン化ガム、例えば、スルホン化グアー、ヒドロキシプロピル誘導ガム、例えばヒドロキシプロピルグアー、カチオン性誘導体、例えばカチオン性グアーが挙げられる。 The thickener may be gum or a derivative thereof. Examples include locust bean gum and derivatives, guar gum and derivatives, and xanthan gum and derivatives. Typical gum derivatives include sulfonated gums such as sulfonated guar, hydroxypropyl-derived gums such as hydroxypropyl guar, cationic derivatives such as cationic guar.

増粘剤は、疎水変性増粘剤であってもよい。一態様において、増粘剤は、疎水性アルキル鎖等の疎水性基を含み、かかる増粘剤の好適な例としては、疎水変性エチレンオキシドウレタン(HEUR)ポリマー、疎水変性アルカリ可溶性エマルション(HASE)ポリマー、疎水変性ヒドロキシエチルセルロース(HMHEC)、及び疎水変性ポリアクリルアミド(HMPA)が挙げられる。HEURポリマーは、ジイソシアナートと疎水性炭化水素基で末端保護されたポリエチレンオキシドの直鎖反応生成物である。HASEポリマーは、(メタ)アクリル酸のホモポリマー、又は(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、又は疎水性ビニルモノマーで変性されたマレイン酸のコポリマーである。HMHECは、疎水性アルキル鎖で修飾されたヒドロキシエチルセルロースを指す。HMPAは、アクリルアミドと疎水性アルキル鎖で変性されたアクリルアミド(N−アルキルアクリルアミド)とのコポリマーを指す。 The thickener may be a hydrophobic modified thickener. In one aspect, the thickener comprises a hydrophobic group such as a hydrophobic alkyl chain, and preferred examples of such thickeners include hydrophobic modified ethylene oxide urethane (HEUR) polymers, hydrophobic modified alkali soluble emulsion (HASE) polymers. , Hydrophobic modified hydroxyethyl cellulose (HMHEC), and hydrophobic modified polyacrylamide (HMPA). The HEUR polymer is a linear reaction product of diisocyanate and polyethylene oxide terminally protected with hydrophobic hydrocarbon groups. HASE polymers are homopolymers of (meth) acrylic acid, or copolymers of maleic acid modified with (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid esters, or hydrophobic vinyl monomers. HMHEC refers to hydroxyethyl cellulose modified with hydrophobic alkyl chains. HMPA refers to a copolymer of acrylamide and acrylamide (N-alkylacrylamide) modified with a hydrophobic alkyl chain.

一態様において、本開示の流体組成物は、有機酸又は無機酸の無機塩を含む。好適な有機酸の無機塩としては、クエン酸アンモニウム、酢酸カルシウム、酢酸銅、クエン酸銅、クエン酸マグネシウム、メラミンリン酸塩、酢酸ニッケル、酢酸カリウム、クエン酸カリウム、酢酸ナトリウム、重酒石酸ナトリウム、酢酸ストロンチウム、リン酸尿素、及び酢酸亜鉛が挙げられる。
組成物中に存在する無機成分の量は、広い範囲で変動し得る。組成物中に存在する固体の総質量を基準にして、無機成分は、当該質量の1%〜約15%を構成する。様々な実施形態において、無機成分は、組成物の固体成分の総質量の少なくとも2%、又は少なくとも3%、又は少なくとも4%、又は少なくとも5%、又は少なくとも6%、又は少なくとも7%、又は少なくとも8%、又は少なくとも9%、又は少なくとも10%、又は少なくとも11%、又は少なくとも12%、又は少なくとも13%、又は少なくとも14%、又は少なくとも15%である。様々な実施形態において、無機成分は、組成物中に存在する固体の総質量の30%以下、又は25%以下、又は20%以下、又は15%以下、又は10%以下を占める。上述のように、一実施形態において、無機成分は無機塩である。
In one aspect, the fluid composition of the present disclosure comprises an inorganic salt of an organic acid or an inorganic acid. Suitable inorganic salts of organic acids include ammonium citrate, calcium acetate, copper acetate, copper citrate, magnesium citrate, melamine phosphate, nickel acetate, potassium acetate, potassium citrate, sodium acetate, sodium bicarbonate, Examples include strontium acetate, urea phosphate, and zinc acetate.
The amount of inorganic components present in the composition can vary over a wide range. Based on the total mass of solids present in the composition, the inorganic components make up 1% to about 15% of the mass. In various embodiments, the inorganic components are at least 2%, or at least 3%, or at least 4%, or at least 5%, or at least 6%, or at least 7%, or at least the total mass of the solid components of the composition. 8%, or at least 9%, or at least 10%, or at least 11%, or at least 12%, or at least 13%, or at least 14%, or at least 15%. In various embodiments, the inorganic component accounts for 30% or less, or 25% or less, or 20% or less, or 15% or less, or 10% or less of the total mass of solids present in the composition. As described above, in one embodiment, the inorganic component is an inorganic salt.

一態様において、本開示の流体組成物は、水と混和可能な不揮発性有機溶媒を含む。本明細書で使用するとき、液体である不揮発性材料又は溶媒は、水よりも高い、すなわち100℃を超える沸点を有する。代表的有機溶媒は、エチレングリコールモノブチルエーテルで、BUTYL CELLOSOLVE(商標)としても知られる。 In one aspect, the fluid composition of the present disclosure comprises a non-volatile organic solvent miscible with water. As used herein, a liquid non-volatile material or solvent has a boiling point higher than water, i.e. above 100 ° C. A typical organic solvent is ethylene glycol monobutyl ether, also known as BUTYL CELLOSOLVE ™.

上述のように、本開示は水及び固体を含む濃縮物組成物を提供し、固体は、両性界面活性剤から選択される第1の界面活性剤、アニオン性界面活性剤から選択される第2の界面活性剤、並びに両性界面活性剤及びアニオン性界面活性剤から選択される第3の界面活性剤を含み、第3の界面活性剤は第1及び第2の界面活性剤とは異なる。任意選択で、第3の界面活性剤はフルオロ界面活性剤であるが、第1の界面活性剤及び第2の界面活性剤はいずれもフルオロ界面活性剤ではない。第3の界面活性剤はフッ素化又は全フッ素化アニオン性フルオロ界面活性剤であってもよいが、濃縮物の第2の(アニオン性)界面活性剤は、非フッ素化物である。あるいは、第3の界面活性剤はフッ素化又は全フッ素化両性界面活性剤であってもよいが、濃縮物の第1の(両性)界面活性剤は、非フッ素化物である。フッ素化界面活性剤は、いくつかのC−F結合を有し、C−F結合のみを含有してもよく(この場合、界面活性剤は全フッ素化されている)、いくつかのC−H結合を含有してもよい(この場合、界面活性剤はハイドロフルオロカーボン含有分子である)。 As mentioned above, the present disclosure provides a concentrate composition comprising water and a solid, wherein the solid is selected from a first surfactant selected from amphoteric surfactants, a second surfactant selected from anionic surfactants. The third surfactant is different from the first and second surfactants, including a third surfactant selected from an amphoteric surfactant and an anionic surfactant. Optionally, the third surfactant is a fluorosurfactant, but neither the first surfactant nor the second surfactant is a fluorosurfactant. The third surfactant may be a fluorinated or totally fluorinated anionic fluorosurfactant, while the second (anionic) surfactant of the concentrate is a non-fluorinated product. Alternatively, the third surfactant may be a fluorinated or fully fluorinated amphoteric surfactant, but the first (amphoteric) surfactant of the concentrate is a non-fluorinated product. The fluorinated surfactant has some CF bonds and may contain only CF bonds (in this case, the surfactant is totally fluorinated) and some C-F bonds. It may contain H-bonds (in this case, the surfactant is a hydrofluorocarbon-containing molecule).

本明細書で識別される両性及びアニオン性界面活性剤のフッ素化物に加えて、本開示の濃縮物又は組成物に包含され得る代表的なフルオロ界面活性剤としては、いずれもDuPont(Wilmington,DE)からのCaptstone(商標)フルオロ界面活性剤及びForafac(商標)フルオロ界面活性剤が挙げられる。その他の代表的なフルオロ界面活性剤は、米国特許出願公開第2013/0112908号明細書、米国特許出願公開第2012/0255651号明細書、米国特許出願公開第2011/0232924号明細書、米国特許出願公開第2011/0091408号明細書、米国特許出願公開第2010/0168318号明細書、米国特許第8287752号明細書、米国特許第8039677号明細書、米国特許第7977426号明細書、及び米国特許第7989568号明細書のいずれかに開示されている界面活性剤である。
しかしながら、別の実施形態において、第3の界面活性剤はフルオロ界面活性剤ではない。フッ素含有化合物は、望ましくない生体内持続性を有する可能性があること、及び/又は分解して有害物質になり得ることから、注意して使用する必要がある。一実施形態において、本発明の濃縮物及び組成物はフルオロカーボンを含有しないが、別の実施形態において、本発明の濃縮物及び組成物はいかなるハロカーボンも含有しない。
In addition to the fluorinated amphoteric and anionic surfactants identified herein, DuPont (Wilmington, DE) is a representative fluorosurfactant that may be included in the concentrates or compositions of the present disclosure. ) From Captstone ™ fluorosurfactant and Forafac ™ fluorosurfactant. Other representative fluorosurfactants are US Patent Application Publication No. 2013/0112908, US Patent Application Publication No. 2012/02555651, US Patent Application Publication No. 2011/0232924, US Patent Application Publication No. 2011/0091408, US Patent Application Publication No. 2010/0168318, US Patent No. 8287752, US Pat. No. 8039677, US Pat. No. 7,977,426, and US Pat. No. 7989768. It is a surfactant disclosed in any of the specification.
However, in another embodiment, the third surfactant is not a fluorosurfactant. Fluorine-containing compounds should be used with caution as they can have undesired in vivo persistence and / or can decompose into hazardous substances. In one embodiment, the concentrates and compositions of the present invention do not contain fluorocarbons, while in another embodiment the concentrates and compositions of the present invention do not contain any halocarbons.

配合
本開示は、材料加工流体、例えば金属切削流体を、濃縮形態並びに希釈(すぐに使用できる)形態で提供する。濃縮形態は、様々な成分の量に関して記載される場合があり、これらの量は濃縮物中に存在する界面活性剤の総量を基準としている。
例えば、界面活性剤の1質量部当たり(例えば、界面活性剤1g当たり、又は1kg当たり等)に対して、濃縮物は1〜10質量部の防錆剤を含有し得る。従って、濃縮物が10gの界面活性剤を含有する場合、濃縮物は10〜100gの防錆剤も含有し得る。任意選択で、濃縮物は、少なくとも1、又は少なくとも2、又は少なくとも3、又は少なくとも4、又は少なくとも5質量部の防錆剤(1質量部の界面活性剤に対して)を含有し、10質量部未満、又は9質量部未満、又は8質量部未満、又は7質量部未満、又は6質量部未満、又は5質量部未満の防錆剤を含有し得る。代表的実施形態において、濃縮物は、濃縮物中に存在する全界面活性剤の1グラムにつき1〜10、又は2〜8、又は3〜7、又は4〜6質量部の防錆剤、例えば亜硝酸ナトリウムを含有する。
Formulation
The present disclosure provides material processing fluids, such as metal cutting fluids, in concentrated and diluted (ready-to-use) forms. Concentrated forms may be described with respect to the amount of various components, which are based on the total amount of surfactant present in the concentrate.
For example, the concentrate may contain 1-10 parts by mass of rust inhibitor per 1 part by mass of the surfactant (eg, per 1 g or 1 kg of surfactant). Therefore, if the concentrate contains 10 g of surfactant, the concentrate may also contain 10 to 100 g of rust inhibitor. Optionally, the concentrate contains at least 1, or at least 2, or at least 3, or at least 4, or at least 5 parts by weight of rust inhibitor (relative to 1 part by weight of surfactant) and is 10% by weight. It may contain less than 9 parts by mass, less than 8 parts by mass, less than 7 parts by mass, less than 6 parts by mass, or less than 5 parts by mass. In a typical embodiment, the concentrate is 1-10, or 2-8, or 3-7, or 4-6 parts by mass of rust inhibitor per gram of the total surfactant present in the concentrate, eg. Contains sodium nitrite.

1質量部の界面活性剤に対して、濃縮物は0.1〜0.5部の増粘剤を含有し得る。従って、濃縮物が10gの界面活性剤を含有する場合、濃縮物は1〜5gの防錆剤も含有し得る。任意選択で、濃縮物は、少なくとも0.1又は少なくとも0.2、又は少なくとも0.3、又は少なくとも0.4質量部の増粘剤を含有し(1質量部の界面活性剤(複数可)に対して)、0.5質量部未満、又は0.4質量部未満、又は0.3質量部未満の増粘剤を含有し得る。代表的実施形態において、濃縮物は、濃縮物中に存在する全界面活性剤の1グラムにつき0.1〜0.5、又は0.2〜0.4質量部の増粘剤、例えばヒドロキシエチルセルロースを含有する。
1質量部の界面活性剤に対して、濃縮物は0.05〜0.25部の無機塩を含有し得る。従って、濃縮物が合計10gの界面活性剤を含有する場合、濃縮物は0.5〜2.5gの無機塩も含有し得る。任意選択で、濃縮物は、少なくとも0.05、又は少なくとも0.1、又は少なくとも0.15、又は少なくとも0.2質量部の無機塩(濃縮物中に存在する1質量部の界面活性剤(複数可)に対して)を含有し、0.25質量部未満、又は0.2質量部未満、又は0.15質量部未満、又は0.1質量部未満の無機塩を含有し得る。代表的実施形態において、濃縮物は、0.05〜0.25、又は0.1〜0.2質量部の塩化カルシウム等の無機塩を含有する。
1質量部の界面活性剤に対して、濃縮物は、0.01〜0.1質量部の不揮発性、水溶性の有機溶媒を含有し得る。従って、濃縮物が合計10gの有機溶媒を含有する場合、濃縮物は0.1〜1gの有機溶媒も含有し得る。任意選択で、濃縮物は、少なくとも0.01、又は少なくとも0.02、又は少なくとも0.03、又は少なくとも0.04、又は少なくとも0.05、又は少なくとも0.06、又は少なくとも0.07質量部の有機溶媒(濃縮物中に存在する1質量部の界面活性剤(複数可)に対して)を含有し、0.1質量部未満、又は0.09質量部未満、又は0.08質量部未満、又は0.07質量部未満、又は0.06質量部未満、又は0.05質量部未満の有機溶媒を含有し得る。代表的実施形態において、濃縮物は、0.01〜0.1、又は0.02〜0.9、又は0.03〜0.8質量部の有機溶媒、例えばエチレングリコールブチルエーテルを含有する。
界面活性剤の1質量部に対して、濃縮物は0.2〜1.0部の消泡剤を含有し得る。従って、濃縮物が合計10gの界面活性剤を含有する場合、濃縮物は2〜10gの消泡剤も含有し得る。任意選択で、濃縮物は、少なくとも0.2、又は少なくとも0.3、又は少なくとも0.4、又は少なくとも0.5質量部の消泡剤(濃縮物中に存在する1質量部の界面活性剤(複数可)に対して)を含有し、1.0質量部未満、又は0.9質量部未満、又は0.8質量部未満、又は0.7質量部未満、又は0.6質量部未満の消泡剤を含有し得る。代表的実施形態において、濃縮物は、0.2〜1.0、又は0.3〜0.8、又は0.4〜0.6質量部の消泡剤、例えばシリコーン消泡剤を含有する。
The concentrate may contain 0.1 to 0.5 parts of thickener for 1 part by mass of surfactant. Therefore, if the concentrate contains 10 g of surfactant, the concentrate may also contain 1-5 g of rust inhibitor. Optionally, the concentrate contains at least 0.1 or at least 0.2, or at least 0.3, or at least 0.4 parts by weight of thickener (1 part by weight of surfactant (s)). ), Less than 0.5 parts by mass, or less than 0.4 parts by mass, or less than 0.3 parts by mass of thickener may be contained. In a typical embodiment, the concentrate is 0.1 to 0.5, or 0.2 to 0.4 parts by mass, of a thickener per gram of the total surfactant present in the concentrate, such as hydroxyethyl cellulose. Contains.
The concentrate may contain 0.05 to 0.25 parts of an inorganic salt with respect to 1 part by mass of the surfactant. Thus, if the concentrate contains a total of 10 g of surfactant, the concentrate may also contain 0.5-2.5 g of inorganic salt. Optionally, the concentrate is at least 0.05, or at least 0.1, or at least 0.15, or at least 0.2 parts by weight of the inorganic salt (1 part by weight of the surfactant present in the concentrate). It may contain less than 0.25 parts by mass, less than 0.2 parts by mass, less than 0.15 parts by mass, or less than 0.1 parts by mass. In a typical embodiment, the concentrate contains 0.05 to 0.25, or 0.1 to 0.2 parts by mass of an inorganic salt such as calcium chloride.
The concentrate may contain 0.01 to 0.1 parts by mass of a non-volatile, water-soluble organic solvent with respect to 1 part by mass of the surfactant. Thus, if the concentrate contains a total of 10 g of organic solvent, the concentrate may also contain 0.1 to 1 g of organic solvent. Optionally, the concentrate is at least 0.01, or at least 0.02, or at least 0.03, or at least 0.04, or at least 0.05, or at least 0.06, or at least 0.07 parts by weight. (With respect to 1 part by mass of the surfactant (s) present in the concentrate), less than 0.1 part by mass, less than 0.09 part by mass, or 0.08 part by mass. It may contain less than, or less than 0.07 parts by mass, or less than 0.06 parts by mass, or less than 0.05 parts by mass. In a typical embodiment, the concentrate contains 0.01 to 0.1, or 0.02 to 0.9, or 0.03 to 0.8 parts by mass of an organic solvent, such as ethylene glycol butyl ether.
The concentrate may contain 0.2 to 1.0 parts of defoaming agent with respect to 1 part by mass of the surfactant. Thus, if the concentrate contains a total of 10 g of surfactant, the concentrate may also contain 2-10 g of antifoaming agent. Optionally, the concentrate is at least 0.2, or at least 0.3, or at least 0.4, or at least 0.5 parts by weight of defoamer (1 part by weight of surfactant present in the concentrate). (For (s)), less than 1.0 parts by mass, less than 0.9 parts by mass, less than 0.8 parts by mass, less than 0.7 parts by mass, or less than 0.6 parts by mass May contain antifoaming agents. In a typical embodiment, the concentrate contains 0.2-1.0, or 0.3-0.8, or 0.4-0.6 parts by mass of defoaming agent, such as silicone defoaming agent. ..

濃縮物は、水も含有する。水の量は変動し得るが、典型的には、濃縮物の5〜50質量%の範囲である。換言すれば、100gの濃縮物は5〜50gの水を包含する。任意選択の実施形態において。濃縮物は、少なくとも5質量%、又は少なくとも10質量%、又は少なくとも15質量%、又は少なくとも20質量%、又は少なくとも25質量%が水であるが、他の任意選択の実施形態では、濃縮物は50質量%未満、又は45%質量%未満、又は40%質量%未満、又は35%未満、又は30質量%未満が水である。 The concentrate also contains water. The amount of water can vary, but is typically in the range of 5-50% by weight of the concentrate. In other words, 100 g of concentrate contains 5-50 g of water. In an optional embodiment. The concentrate is at least 5% by weight, or at least 10% by weight, or at least 15% by weight, or at least 20% by weight, or at least 25% by weight water, but in other optional embodiments, the concentrate is Less than 50% by mass, or less than 45% by mass, or less than 40% by mass, or less than 35%, or less than 30% by mass is water.

本開示は、希釈形態の濃縮物も提供し、これは、金属切削操作等の材料加工工程にすぐに使用できる。任意選択の実施形態において、希釈形態の濃縮物は、その含水量が75〜99%となるのに十分に希釈されている。希釈形態の濃縮物は、濃縮物を等量の水と組み合わせることによって希釈されてもよく(1×希釈)、又は2×、又は3×、又は4×、又は5×、又は6×、又は7×、又は8×、又は9×、又は10×、又は11×、又は12×、又は13×、又は14×、又は15×、又は16×、又は17×、又は18×、又は19×、又は20×希釈によって調製されてもよく、並びにこれらの値の任意の2つを選択することによって規定される範囲であってもよい。例えば、希釈形態は、5×〜15×、すなわち、5〜15倍の体積の水を濃縮物の各体積に添加することによって、又は5〜15倍の質量の水を濃縮物の各質量に添加することによって、調製されてもよい。 The present disclosure also provides a diluted form of concentrate, which is readily available for material processing steps such as metal cutting operations. In an optional embodiment, the diluted concentrate is sufficiently diluted to have a water content of 75-99%. The concentrate in diluted form may be diluted by combining the concentrate with an equal volume of water (1x dilution), or 2x, or 3x, or 4x, or 5x, or 6x, or 7x or 8x, or 9x, or 10x, or 11x, or 12x, or 13x, or 14x, or 15x, or 16x, or 17x, or 18x, or 19x , Or by 20x dilution, and may be in the range specified by selecting any two of these values. For example, the diluted form is 5x to 15x, that is, by adding 5 to 15 times the volume of water to each volume of the concentrate, or by adding 5 to 15 times the mass of water to each mass of the concentrate. It may be prepared by addition.

一実施形態において、本開示は、水及び固体を含む組成物を提供し、固体は、少なくとも1種の界面活性剤、例えば、両性の第1の界面活性剤、アニオン性の第2の界面活性剤、及び両性界面活性剤及びアニオン性界面活性剤から選択される第3の界面活性剤を含み、第3の界面活性剤は第1及び第2の界面活性剤とは異なる。任意選択の実施形態において:水は組成物の75〜95質量%を構成し;例えば、水は組成物の75〜80質量%を構成し、又は水は組成物の80〜85質量%を構成し、又は水は組成物の85〜90質量%を構成し、又は水は組成物の95〜95質量%を構成する。任意選択の実施形態において:両性界面活性剤(複数可)は、固体の10〜30質量%又は固体の15〜25質量%を構成し;例えば、両性界面活性剤(複数可)は固体の10〜15質量%を構成し、又は両性界面活性剤(複数可)は固体の15〜20質量%を構成し、又は両性界面活性剤(複数可)は固体の20〜25質量%を構成し、又は両性界面活性剤(複数可)は固体の25〜30質量%を構成する。任意選択の実施形態において、両性界面活性剤(複数可)は、組成物の1〜5質量%を構成する。任意選択の実施形態において、アニオン性界面活性剤(複数可)は、固体の45〜85質量%を構成し;例えば、アニオン性界面活性剤(複数可)は、固体の45〜55質量%を構成し、又はアニオン性界面活性剤(複数可)は、固体の55〜65質量%を構成し、又はアニオン性界面活性剤(複数可)は、固体の65〜75質量%を構成し、又はアニオン性界面活性剤(複数可)は、固体の75〜85質量%を構成する。任意選択の実施形態において、アニオン界面活性剤(複数可)は、組成物の5〜25質量%を構成する。 In one embodiment, the present disclosure provides a composition comprising water and a solid, wherein the solid is at least one surfactant, eg, an amphoteric first surfactant, an anionic second surfactant. It comprises an agent and a third surfactant selected from amphoteric and anionic surfactants, the third surfactant being different from the first and second surfactants. In an optional embodiment: water constitutes 75-95% by weight of the composition; for example, water constitutes 75-80% by weight of the composition, or water constitutes 80-85% by weight of the composition. Or water makes up 85-90% by weight of the composition, or water makes up 95-95% by weight of the composition. In an optional embodiment: amphoteric tenside (s) make up 10-30% by weight of solid or 15-25% by mass of solid; for example, amphoteric tenside (s) is 10 of solid. The amphoteric tenside constitutes ~ 15% by mass, or the amphoteric tenside (s) constitutes 15-20% by mass of the solid, or the amphoteric tenside (s) constitutes 20-25% by mass of the solid. Alternatively, the amphoteric tenside agent (s) constitutes 25 to 30% by mass of the solid. In an optional embodiment, the amphoteric surfactant (s) make up 1-5% by weight of the composition. In an optional embodiment, the anionic surfactant (s) make up 45-85% by weight of the solid; for example, the anionic surfactant (s) make up 45-55% by mass of the solid. Consists or anionic surfactants (s) make up 55-65% by mass of solids, or anionic surfactants (s) make up 65-75% by mass of solids, or The anionic surfactant (s) make up 75-85% by weight of the solid. In an optional embodiment, the anionic surfactant (s) make up 5-25% by weight of the composition.

更なる任意選択の実施形態において、両性界面活性剤は、ココジメチルスルホプロピルベタイン、ラウリルベタイン及びコカミドプロピルベタインから選択される1種以上のベタインであり;アニオン性界面活性剤は、ラウリルスルホコハク酸アンモニウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウレス硫酸ナトリウム、ラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ラウリルエーテル硫酸アンモニウム、ドデシルベンゼンスルホン酸トリエタノールアミン、ラウリルサルコシン酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、オレイルコハク酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、デシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムから選択される1種以上の界面活性剤であり;組成物は、無機塩を更に含み、任意選択で、無機塩は固体の2〜20質量%を構成し;組成物は増粘剤を更に含み、任意選択で、増粘剤は固体の0.1〜5質量%を構成する。
上述のように、本開示の組成物は、両性界面活性剤(及び任意選択で1種以上の両性界面活性剤)及びアニオン性界面活性剤(及び任意選択で1種以上のアニオン性界面活性剤)の両方を包含し得る。一態様において、1種以上の両性界面活性剤(複数可)は、1種以上のアニオン性界面活性剤(複数可)とほぼ等しい質量で組成物に含まれる。他の態様において、再度質量基準で測定した場合、両性界面活性剤(複数可)は、組成物の総質量に対してアニオン性界面活性剤(複数可)よりも少ない質量で含まれ、様々な実施形態において、両性界面活性剤(複数可)は、アニオン性界面活性剤と両性界面活性剤の総質量の1〜50%、又は5〜40%、又は10〜30%又は15〜25%で含まれる。
組成物が、2種の両性界面活性剤、又は2種のアニオン性界面活性剤を含有する場合、その2種の界面活性剤は必ずしも等質量で存在しない。様々な実施形態において、組成物は、第1及び第2のアニオン性界面活性剤を含み、第1の界面活性剤は、第1及び第2の界面活性剤の総質量の1〜50%を提供する。更なる実施形態では、第1の界面活性剤は、第1及び第2のアニオン性界面活性剤の総質量の1〜40%、又は1〜30%、又は1〜20%、又は1〜10%、又は1〜5%を提供する。同様に、様々な実施形態において、組成物は第1及び第2の両性界面活性剤を含み、第1の両性界面活性剤は、第1及び第2の界面活性剤の総質量の1〜50%を提供し、更なる実施形態では、第1の両性界面活性剤は、第1及び第2の両性界面活性剤の総質量の1〜40%、又は1〜30%、又は1〜20%、又は1〜10%、又は1〜5%を提供する。
In a further optional embodiment, the amphoteric surfactant is one or more betaines selected from cocodimethylsulfopropyl betaine, lauryl betaine and cocamidopropyl betaine; the anionic surfactant is lauryl sulfosuccinic acid. Ammonium, sodium lauryl sulfate, sodium lauryl sulfate, sodium lauryl ether sulfate, ammonium lauryl ether sulfate, triethanolamine dodecylbenzene sulfonate, sodium lauryl sarcosinate, ammonium lauryl sulfate, sodium oleyl succinate, sodium dodecyl sulfate, sodium decyl sulfate, octyl sulfate One or more surfactants selected from sodium and sodium dodecylbenzene sulfonate; the composition further comprises an inorganic salt, and optionally the inorganic salt constitutes 2-20% by weight of the solid; The composition further comprises a thickener, optionally making up 0.1-5% by weight of the solid.
As described above, the compositions of the present disclosure are amphoteric surfactants (and optionally one or more amphoteric surfactants) and anionic surfactants (and optionally one or more anionic surfactants). ) Can be included. In one aspect, one or more amphoteric surfactants (s) are included in the composition in a mass approximately equal to one or more anionic surfactants (s). In other embodiments, amphoteric surfactants (s) are contained in less mass than anionic surfactants (s) relative to the total mass of the composition and vary when measured again on a mass basis. In embodiments, the amphoteric surfactant (s) are at 1-50%, or 5-40%, or 10-30% or 15-25% of the total mass of the anionic and amphoteric surfactants. included.
When the composition contains two amphoteric surfactants or two anionic surfactants, the two surfactants do not necessarily exist in equal mass. In various embodiments, the composition comprises first and second anionic surfactants, the first surfactant being 1-50% of the total mass of the first and second surfactants. provide. In a further embodiment, the first surfactant is 1-40%, or 1-30%, or 1-20%, or 1-10% of the total mass of the first and second anionic surfactants. %, Or 1-5%. Similarly, in various embodiments, the composition comprises the first and second amphoteric surfactants, the first amphoteric surfactant being 1-50 of the total mass of the first and second amphoteric surfactants. In a further embodiment, the first amphoteric surfactant is 1-40%, or 1-30%, or 1-20% of the total mass of the first and second amphoteric surfactants. , Or 1-10%, or 1-5%.

一実施形態において、2種の両性界面活性剤の混合物が、本開示の材料加工流体、例えば金属切削流体組成物に包含される。例えば、上記の両性界面活性剤のいずれの混合物も使用してよい。2種の両性界面活性剤が組成物中に存在する場合、これらの2種の界面活性剤は、組成物中の各界面活性剤の質量を基準にした相対量で存在する。例えば、組成物が等質量の2種の両性界面活性剤を含有する場合、これらの2種の界面活性剤は、1:1の質量比で存在する。組成物が、第1の界面活性剤を第2の界面活性剤の2倍含有する場合、これらの2種の界面活性剤は1:2の質量比で存在する。第2の界面活性剤が、第1の界面活性剤の質量に対して許容可能な質量の範囲内で存在し、かつ、その範囲が「第1の界面活性剤と等質量」と「第1の界面活性剤の質量の2倍」の間にある場合、これらの2種の界面活性剤は、1:(1〜2)の質量比で存在する。
上記のように、一実施形態において、本開示は、組成物中に2種の両性界面活性剤が存在する。様々な実施形態において、これらの2種の両性界面活性剤は以下の相対量で存在し得る:1:1;1:(1〜5);1:(1〜10);1:(1〜15);1:(1〜20);1:(1〜25);1:(1〜30);1:(5〜10);1:(5〜15);1:(5〜20);1:(5〜25);1:(5〜30);1:(10〜15);1:(10〜20);1:(10〜25);1:(10〜30);1:(15〜20);1:(15〜25);1:(15〜30);1:(20〜25);及び1:(25〜30)。
In one embodiment, a mixture of two amphoteric surfactants is included in the material processing fluids of the present disclosure, such as metal cutting fluid compositions. For example, any mixture of the above amphoteric surfactants may be used. When two amphoteric surfactants are present in the composition, these two surfactants are present in relative amounts relative to the mass of each surfactant in the composition. For example, if the composition contains two amphoteric surfactants of equal mass, these two surfactants are present in a 1: 1 mass ratio. When the composition contains twice as much of the first surfactant as the second surfactant, these two surfactants are present in a mass ratio of 1: 2. The second surfactant exists within an acceptable mass range with respect to the mass of the first surfactant, and the range is "equal mass with the first surfactant" and "first. These two surfactants are present in a mass ratio of 1: (1-2) when they are between "twice the mass of the surfactant".
As mentioned above, in one embodiment, the present disclosure includes two amphoteric surfactants in the composition. In various embodiments, these two amphoteric surfactants may be present in the following relative amounts: 1: 1; 1: (1-5); 1: (1-10); 1: (1-) 15); 1: (1-20); 1: (1-25); 1: (1-30); 1: (5-10); 1: (5-15); 1: (5-20) 1: (5 to 25); 1: (5 to 30); 1: (10 to 15); 1: (10 to 20); 1: (10 to 25); 1: (10 to 30); 1 : (15-20); 1: (15-25); 1: (15-30); 1: (20-25); and 1: (25-30).

一実施形態において、2種のアニオン性界面活性剤の混合物が、本開示の材料加工流体、例えば金属切削流体組成物に包含される。例えば、上記のアニオン性界面活性剤のいずれの混合物も使用してよい。2種のアニオン性界面活性剤が組成物中に存在する場合、これらの2種の界面活性剤は、組成物中の各界面活性剤の質量を基準にした相対量で存在する。例えば、組成物が等質量の2種のアニオン性界面活性剤を含有する場合、これらの2種の界面活性剤は、1:1の質量比で存在する。組成物が、第1の界面活性剤を第2の界面活性剤の2倍含有する場合、これらの2種の界面活性剤は、1:2の質量比で存在する。第2の界面活性剤が、第1の界面活性剤の質量に対して許容可能な質量の範囲内で存在し、かつ、その範囲が「第1の界面活性剤と等質量」と「第1の界面活性剤の質量の2倍」の間にある場合、これらの2種の界面活性剤は、1:(1〜2)の質量比で存在する。
上記のように、一実施形態において、本開示は、組成物中に2種のアニオン性界面活性剤が存在する。様々な実施形態において、これらの2種のアニオン性界面活性剤は、以下の相対量で存在し得る:1:1;1:(1〜5);1:(1〜10);1:(1〜15);1:(1〜20);1:(1〜25);1:(1〜30);1:(5〜10);1:(5〜15);1:(5〜20);1:(5〜25);1:(5〜30);1:(10〜15);1:(10〜20);1:(10〜25);1:(10〜30);1:(15〜20);1:(15〜25);1:(15〜30);1:(20〜25);及び1:(25〜30)。
In one embodiment, a mixture of two anionic surfactants is included in the material processing fluids of the present disclosure, such as metal cutting fluid compositions. For example, any mixture of the above anionic surfactants may be used. When two kinds of anionic surfactants are present in the composition, these two kinds of surfactants are present in a relative amount based on the mass of each surfactant in the composition. For example, if the composition contains two equal mass anionic surfactants, these two surfactants are present in a 1: 1 mass ratio. When the composition contains twice as much of the first surfactant as the second surfactant, these two surfactants are present in a mass ratio of 1: 2. The second surfactant exists within an acceptable mass range with respect to the mass of the first surfactant, and the range is "equal mass with the first surfactant" and "first. These two surfactants are present in a mass ratio of 1: (1-2) when they are between "twice the mass of the surfactant".
As mentioned above, in one embodiment, the present disclosure includes two anionic surfactants in the composition. In various embodiments, these two anionic surfactants may be present in the following relative amounts: 1: 1; 1: (1-5); 1: (1-10); 1: ( 1 to 15); 1: (1 to 20); 1: (1 to 25); 1: (1 to 30); 1: (5 to 10); 1: (5 to 15); 1: (5 to 5) 20); 1: (5 to 25); 1: (5 to 30); 1: (10 to 15); 1: (10 to 20); 1: (10 to 25); 1: (10 to 30) 1: (15 to 20); 1: (15 to 25); 1: (15 to 30); 1: (20 to 25); and 1: (25 to 30).

一実施形態において、本開示は、10〜25質量%の第1のアニオン性界面活性剤、任意選択でドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のスルホナート界面活性剤、任意選択で12〜23質量%又は任意選択で15〜20質量%の第1のアニオン性界面活性剤;5〜15質量%の両性界面活性剤、任意選択でコカミドプロピルベタイン等のベタイン界面活性剤、任意選択で7〜13質量%又は任意選択で7〜11質量%のベタイン界面活性剤;1〜10質量%の第2のアニオン性界面活性剤、任意選択でラウレス硫酸ナトリウム又はドデシル硫酸ナトリウム等のスルファート界面活性剤、任意選択で2〜8質量%又は3〜7質量%の第2のアニオン性界面活性剤;最大で約5質量%の有機溶媒、任意選択でエチレングリコールブチルエーテル等のグリコールエーテル、任意選択で1〜4質量%又は2〜3質量%のグリコールエーテル;2〜15質量%のセルロース系増粘剤等の増粘剤、例えば、ヒドロキシエチルセルロース、任意選択で4〜12質量%又は6〜10質量%の増粘剤;最大で約10質量%の塩化カルシウム、任意選択で2〜7質量%又は3〜6質量%の塩化カルシウムを含有する、材料加工流体、例えば金属切削流体濃縮物組成物を提供する。任意選択で、濃縮物は、第3のアニオン性界面活性剤、例えばオクチル硫酸ナトリウムを、最大約5質量%の量で含有し得る。水も濃縮物中に存在するであろう。濃縮物の非水溶性成分の総含有量は、約25〜75質量%、又は約30〜70質量%、又は約35〜55質量%、又は約40〜50質量%である(約40〜50質量%の場合、含水量は50〜40質量%である)。 In one embodiment, the present disclosure discloses 10-25% by weight of the first anionic surfactant, optionally a sulfonate surfactant such as sodium dodecylbenzene sulfonate, optionally 12-23% by weight or optionally. 15-20% by weight of the first anionic surfactant; 5-15% by weight of amphoteric surfactant, optionally a betaine surfactant such as cocamidopropyl betaine, optionally 7-13% by weight or Optional 7-11% by weight betaine surfactant; 1-10% by weight second anionic surfactant, optional sulphate surfactant such as sodium laureth sulphate or sodium dodecyl sulphate, optional 2 ~ 8% by weight or 3-7% by weight of second anionic surfactant; up to about 5% by weight organic solvent, optionally glycol ether such as ethylene glycol butyl ether, optionally 1-4% by weight or 2-3% by weight glycol ether; 2-15% by weight thickeners such as cellulose-based thickeners, such as hydroxyethyl cellulose, optionally 4-12% by weight or 6-10% by weight thickeners; Provided are material processing fluids such as metal cutting fluid concentrate compositions containing up to about 10% by weight calcium chloride and optionally 2-7% by weight or 3-6% by weight calcium chloride. Optionally, the concentrate may contain a third anionic surfactant, such as sodium octyl sulphate, in an amount of up to about 5% by weight. Water will also be present in the concentrate. The total content of the water-insoluble components of the concentrate is about 25-75% by weight, or about 30-70% by weight, or about 35-55% by weight, or about 40-50% by weight (about 40-50% by weight). In the case of mass%, the water content is 50-40 mass%).

一実施形態において、本開示は、0.1〜0.3質量%の濃度の第1のアニオン性界面活性剤(すなわち、100gの組成物に0.1〜0.3gの第1のアニオン性界面活性剤、すなわち、1000〜3000ppmの第1のアニオン性界面活性剤)、0.01〜0.10質量%の濃度の、第1のアニオン性界面活性剤とは異なる第2のアニオン性界面活性剤(すなわち、100〜1000ppmの第2のアニオン性界面活性剤)、0.05〜0.15の濃度の両性界面活性剤(すなわち、500〜1500ppmの両性界面活性剤)及び0.1〜0.3質量%の濃度の防錆剤(すなわち、1000〜3000ppmの防錆剤)を含む組成物を提供する。組成物は、任意選択で、0.05〜0.15質量%の濃度の増粘剤(500〜1500ppmの増粘剤)、及び/又は0.01〜0.1質量%の濃度の無機塩(100〜1000ppmの無機塩)、及び/又は0.01〜0.1質量%の濃度の不揮発性有機溶媒(100〜1000ppmの不揮発性有機溶媒)、及び/又は0.05〜0.2質量%の濃度の消泡剤(すなわち、500〜2000ppmの消泡剤)も含有する。一実施形態において、組成物は、これらの成分の各々、すなわち、第1のアニオン性界面活性剤、第2のアニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、防錆剤、増粘剤、無機塩,不揮発性有機溶媒及び消泡剤の各々を含有する。一実施形態において、組成物は、これらの成分の各々、すなわち、スルホナート含有界面活性剤である第1のアニオン性界面活性剤、スルファート含有界面活性剤である第2のアニオン性界面活性剤、ベタイン含有界面活性剤である両性界面活性剤、防錆剤、セルロース系増粘剤である増粘剤、無機塩、不揮発性有機溶媒及び消泡剤の各々を含有する。一実施形態において、組成物は、これらの成分の各々、すなわち、スルホナート含有界面活性剤である第1のアニオン性界面活性剤、スルファート含有界面活性剤である第2のアニオン性界面活性剤、ベタイン含有界面活性剤である両性界面活性剤、亜硝酸ナトリウムである防錆剤、ヒドロキシエチルセルロースである増粘剤、塩化カルシウムである無機塩、エチレングリコールブチルエーテルである不揮発性有機溶媒、及びシリコーン消泡剤である消泡剤の各々を含有する。 In one embodiment, the present disclosure discloses a first anionic surfactant at a concentration of 0.1 to 0.3% by weight (ie, 0.1 to 0.3 g of the first anionic surfactant in 100 g of the composition. Surfactant, i.e., 1000-3000 ppm of the first anionic surfactant), 0.01-0.10% by weight, a second anionic surfactant different from the first anionic surfactant Activator (ie 100-1000 ppm second anionic surfactant), 0.05-0.15 concentration amphoteric surfactant (ie 500-1500 ppm amphoteric surfactant) and 0.1- A composition comprising a rust inhibitor having a concentration of 0.3% by mass (that is, 1000 to 3000 ppm of the rust inhibitor) is provided. The composition is optionally a thickener having a concentration of 0.05 to 0.15% by mass (500 to 1500 ppm thickener) and / or an inorganic salt having a concentration of 0.01 to 0.1% by mass. (100-1000 ppm inorganic salt) and / or a non-volatile organic solvent having a concentration of 0.01-0.1 mass% (100-1000 ppm non-volatile organic solvent), and / or 0.05-0.2 mass. It also contains a% concentration defoaming agent (ie, 500-2000 ppm defoaming agent). In one embodiment, the composition comprises each of these components, ie, a first anionic surfactant, a second anionic surfactant, an amphoteric surfactant, a rust inhibitor, a thickener, an inorganic salt. , Contains each of a non-volatile organic solvent and a defoaming agent. In one embodiment, the composition comprises each of these components: a first anionic surfactant that is a sulfonate-containing surfactant, a second anionic surfactant that is a sulfate-containing surfactant, and betaine. Contains each of an amphoteric surfactant which is a surfactant, a rust preventive, a thickener which is a cellulose-based thickener, an inorganic salt, a non-volatile organic solvent, and a defoaming agent. In one embodiment, the composition comprises each of these components, i.e., a first anionic surfactant that is a sulfonate-containing surfactant, a second anionic surfactant that is a sulfate-containing surfactant, and betaine. An amphoteric surfactant that is a contained surfactant, a rust preventive that is sodium nitrite, a thickener that is hydroxyethyl cellulose, an inorganic salt that is calcium chloride, a non-volatile organic solvent that is ethylene glycol butyl ether, and a silicone defoamer. Contains each of the antifoaming agents.

一実施形態において、本開示は、約0.2質量%の濃度の第1のアニオン性界面活性剤(すなわち、100gの組成物中に約0.2gの第1のアニオン性界面活性剤、すなわち、約2000ppmの第1のアニオン性界面活性剤)、約0.05質量%の濃度の、第1のアニオン性界面活性剤とは異なる第2のアニオン性界面活性剤(すなわち、約500ppmの第2のアニオン性界面活性剤)、約0.09質量%の濃度の両性界面活性剤(すなわち、約900ppmの両性界面活性剤)、及び約0.2質量%の濃度の防錆剤(すなわち、約2000ppmの防錆剤)を含む組成物を提供する。組成物は、任意選択で、0.05〜0.15質量%の濃度の増粘剤(500〜1500ppmの増粘剤)又は約800ppmの増粘剤、及び/又は0.01〜0.1質量%の濃度の無機塩(100〜1000ppmの無機塩)又は約400ppmの無機塩、及び/又は0.01〜0.1質量%の濃度の不揮発性有機溶媒(100〜1000ppmの不揮発性有機溶媒)又は約200ppmの不揮発性有機溶媒、及び/又は0.05〜0.2質量%の濃度の消泡剤(すなわち、500〜2000ppmの消泡剤)又は約1000ppmの消泡剤も含有する。一実施形態において、組成物は、これらの成分の各々、すなわち、第1のアニオン性界面活性剤、第2のアニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、防錆剤、増粘剤、無機塩,不揮発性有機溶媒及び消泡剤の各々を含有する。一実施形態において、組成物は、これらの成分の各々、すなわち、スルホナート含有界面活性剤である第1のアニオン性界面活性剤、スルファート含有界面活性剤である第2のアニオン性界面活性剤、ベタイン含有界面活性剤である両性界面活性剤、防錆剤、セルロース系増粘剤である増粘剤、無機塩、不揮発性有機溶媒及び消泡剤の各々を含有する。一実施形態において、組成物は、これらの成分の各々、すなわち、スルホナート含有界面活性剤である第1のアニオン性界面活性剤、スルファート含有界面活性剤である第2のアニオン性界面活性剤、ベタイン含有界面活性剤である両性界面活性剤、亜硝酸ナトリウムである防錆剤、ヒドロキシエチルセルロースである増粘剤、塩化カルシウムである無機塩、エチレングリコールブチルエーテルである不揮発性有機溶媒、及びシリコーン消泡剤である消泡剤の各々を含有する。 In one embodiment, the present disclosure discloses a first anionic surfactant at a concentration of about 0.2% by weight (ie, about 0.2 g of the first anionic surfactant in 100 g of the composition, ie. , About 2000 ppm of the first anionic surfactant), a second anionic surfactant at a concentration of about 0.05% by mass, which is different from the first anionic surfactant (ie, about 500 ppm of the first anionic surfactant). 2 anionic surfactants), about 0.09% by weight of amphoteric surfactants (ie, about 900 ppm of amphoteric surfactants), and about 0.2% by weight of rust preventives (ie, about 0.2% by weight). A composition containing about 2000 ppm of a rust preventive) is provided. The composition is optionally a thickener having a concentration of 0.05 to 0.15% by mass (500 to 1500 ppm thickener) or about 800 ppm thickener, and / or 0.01 to 0.1. Inorganic salt at a concentration of% by mass (100-1000 ppm inorganic salt) or about 400 ppm inorganic salt, and / or a non-volatile organic solvent at a concentration of 0.01-0.1 mass% (100-1000 ppm non-volatile organic solvent) ) Or about 200 ppm of a non-volatile organic solvent and / or an antifoaming agent at a concentration of 0.05 to 0.2% by mass (ie, 500 to 2000 ppm of an antifoaming agent) or about 1000 ppm of an antifoaming agent. In one embodiment, the composition comprises each of these components, ie, a first anionic surfactant, a second anionic surfactant, an amphoteric surfactant, a rust inhibitor, a thickener, an inorganic salt. , Contains each of a non-volatile organic solvent and a defoaming agent. In one embodiment, the composition comprises each of these components: a first anionic surfactant that is a sulfonate-containing surfactant, a second anionic surfactant that is a sulfate-containing surfactant, and betaine. Contains each of an amphoteric surfactant which is a surfactant, a rust preventive, a thickener which is a cellulose-based thickener, an inorganic salt, a non-volatile organic solvent, and a defoaming agent. In one embodiment, the composition comprises each of these components, i.e., a first anionic surfactant that is a sulfonate-containing surfactant, a second anionic surfactant that is a sulfate-containing surfactant, and betaine. An amphoteric surfactant that is a contained surfactant, a rust preventive that is sodium nitrite, a thickener that is hydroxyethyl cellulose, an inorganic salt that is calcium chloride, a non-volatile organic solvent that is ethylene glycol butyl ether, and a silicone defoamer. Contains each of the antifoaming agents.

以下は、本開示の組成物のいくつかの更なる代表的実施形態であり、ここで金属切削組成物と金属冷却組成物とは互換可能に使用される:
1)水、第1の界面活性剤、セルロース系増粘剤等の増粘剤、及び防錆剤を含む金属切削組成物。
2)水、第1の界面活性剤、塩化カルシウム等の無機塩、及び防錆剤を含む金属切削組成物。
3)第1の界面活性剤がアニオン性界面活性剤である、実施形態1又は2の金属冷却組成物。
4)第1の界面活性剤が、スルホナート基を含むアニオン性界面活性剤である、実施形態1〜3のいずれか1つの組成物。
5)第1の界面活性剤がドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムである、実施形態1〜4のいずれか1つの組成物。
6)第2の界面活性剤を含み、第2の界面活性剤が両性界面活性剤である、実施形態1〜5のいずれか1つの組成物。
7)第2の界面活性剤を含み、第2の界面活性剤が、ベタイン基を含む両性界面活性剤である、実施形態1〜6のいずれか1つの組成物。
8)第2の界面活性剤を含み、第2の界面活性剤がコカミドプロピルベタインである、実施形態1〜7のいずれか1つの組成物。
9)第3の界面活性剤を含み、第3の界面活性剤がアニオン性界面活性剤である、実施形態1〜8のいずれか1つの組成物。
10)第3の界面活性剤を含み、第3の界面活性剤がスルファート基を含むアニオン性界面活性剤である、実施形態1〜9のいずれか1つの組成物。
11)第3の界面活性剤を含み、第3の界面活性剤がラウレス硫酸ナトリウムである、実施形態1〜10のいずれか1つの組成物。
12)防錆剤が亜硝酸ナトリウムである、実施形態1〜11のいずれか1つの組成物。
13)セルロース系増粘剤である増粘剤を含み、セルロース系増粘剤がヒドロキシエチルセルロースである、実施形態1〜12のいずれか1つの組成物。
14)消泡剤を含む、実施形態1〜13のいずれか1つの組成物。
15)消泡剤を含み、消泡剤がシリコーンポリマーである、実施形態1〜14のいずれか1つの組成物。
16)スルホン酸基を含む第1の界面活性剤及びスルファート基を含む第2の界面活性剤を含む、実施形態1〜15のいずれか1つの組成物。
以下に論じるように、本開示は、実施形態1〜16のいずれかの組成物を含む組成物を、機械加工されている金属から熱を放散するのに有効な量及び時間で、機械加工されている金属片に適用することを含む、金属を機械加工する方法も提供する。機械加工工程は、金属の切削によって達成されてもよく、従って切削工程と呼ばれ得る。機械加工工程は、ブローチ加工(broaching)、タップ加工(tapping)、ホブ切り(hobbing)、切削(cutting)、ドリル加工(drilling)、ミリング(milling)、旋削(turning)、のこ引き(sawing)、ホーニング(honing)又は研削(grinding)のうちのいずれかであってもよく、これらは本開示の方法に使用され得る機械加工工程の例である。
The following are some further representative embodiments of the compositions of the present disclosure, wherein the metal cutting composition and the metal cooling composition are used interchangeably:
1) A metal cutting composition containing water, a first surfactant, a thickener such as a cellulosic thickener, and a rust preventive.
2) A metal cutting composition containing water, a first surfactant, an inorganic salt such as calcium chloride, and a rust preventive.
3) The metal cooling composition of Embodiment 1 or 2, wherein the first surfactant is an anionic surfactant.
4) The composition of any one of embodiments 1 to 3, wherein the first surfactant is an anionic surfactant containing a sulfonate group.
5) The composition according to any one of embodiments 1 to 4, wherein the first surfactant is sodium dodecylbenzenesulfonate.
6) The composition according to any one of embodiments 1 to 5, which comprises a second surfactant, wherein the second surfactant is an amphoteric surfactant.
7) The composition according to any one of Embodiments 1 to 6, which comprises a second surfactant, wherein the second surfactant is an amphoteric surfactant containing a betaine group.
8) The composition according to any one of embodiments 1 to 7, which comprises a second surfactant, wherein the second surfactant is cocamidopropyl betaine.
9) The composition according to any one of embodiments 1 to 8, which comprises a third surfactant, wherein the third surfactant is an anionic surfactant.
10) The composition according to any one of embodiments 1 to 9, wherein the third surfactant is an anionic surfactant containing a sulfate group.
11) The composition according to any one of embodiments 1 to 10, which comprises a third surfactant, wherein the third surfactant is sodium laureth sulfate.
12) The composition according to any one of embodiments 1 to 11, wherein the rust preventive is sodium nitrite.
13) The composition according to any one of embodiments 1 to 12, which comprises a cellulosic thickener and the cellulosic thickener is hydroxyethyl cellulose.
14) The composition of any one of embodiments 1-13, comprising an antifoaming agent.
15) The composition according to any one of embodiments 1 to 14, which comprises a defoaming agent and the defoaming agent is a silicone polymer.
16) The composition of any one of embodiments 1-15, comprising a first surfactant containing a sulfonic acid group and a second surfactant containing a sulfate group.
As discussed below, the present disclosure is a composition comprising any of embodiments 1-16 machined in an amount and time effective to dissipate heat from the metal being machined. Also provided are methods of machining metal, including application to pieces of metal. The machining process may be accomplished by cutting metal and may therefore be referred to as a cutting process. Machining processes include broaching, tapping, hobbing, cutting, drilling, milling, turning, sawing. , Honing or grinding, these are examples of machining steps that can be used in the methods of the present disclosure.

以下は、本開示の組成物のいくつかの更なる代表的実施形態である。水、第1の界面活性剤、増粘剤、及び防錆剤を含む組成物。第1の界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、例えば、スルホナート又はスルファート含有界面活性剤であってもよい。任意選択で、第1の界面活性剤は、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムである。任意選択で、第1の界面活性剤は、ラウレス硫酸ナトリウムである。第1の界面活性剤は、アニオン性界面活性剤ではなく、両性界面活性剤、例えばベタイン含有界面活性剤、例えばコカミドプロピルベタインであってもよい。任意選択で、組成物は2種の界面活性剤を含んでもよく、その各々はアニオン性界面活性剤であり、例えば2種の界面活性剤は、スルファート含有界面活性剤及びスルホナート含有界面活性剤、例えばラウレス硫酸ナトリウム及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムである。任意選択で、組成物は2種の界面活性剤を含んでもよく、その1つはアニオン性界面活性剤で、もう1つは両性界面活性剤、例えばスルファート含有アニオン性界面活性剤及びベタイン含有両性界面活性剤であり、スルファート含有アニオン性界面活性剤はラウレス硫酸ナトリウムであってもよく、ベタイン含有両性界面活性剤はコカミドプロピルベタインであってもよい。任意選択で、組成物は2種の界面活性剤を含んでもよく、その1つはアニオン性界面活性剤で、もう1つは両性界面活性剤、例えばスルホナート含有アニオン性界面活性剤及びベタイン含有両性界面活性剤であり、スルホナート含有アニオン性界面活性剤はドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムであってもよく、ベタイン含有両性界面活性剤はコカミドプロピルベタインであってもよい。任意選択で、組成物は3種の界面活性剤を含んでもよく、3種のうち2種の界面活性剤は、同一ではないアニオン性界面活性剤であり、3種のうち1種の界面活性剤は両性界面活性剤であり、これら3種の界面活性剤は、任意選択で、スルファート含有界面活性剤、スルホナート含有界面活性剤、及びベタイン含有界面活性剤、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウレス硫酸ナトリウム、及びコカミドプロピルベタインであってもよい。存在する場合、スルホナート含有界面活性剤は、約1800ppm、例えば1000〜3000ppmの濃度で存在し得る。存在する場合、スルファート含有界面活性剤は、約500ppm、例えば、100〜1000ppmの濃度で存在し得る。存在する場合、両性界面活性剤は、約900ppm、例えば、500〜1500ppmの濃度で存在し得る。組成物は、本明細書に記載の有効量の防錆剤を含み、防錆剤は、例えば亜硝酸ナトリウムであってもよい。防錆剤の濃度は、約100〜5000ppm、又は約1000〜3000ppm、又は約2000ppmであってもよい。増粘剤は本明細書に記載されており、例えば、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース系増粘剤であってもよい。組成物中の増粘剤の濃度は、約100〜2000ppm、又は約500〜1500ppm、又は約800ppmであってもよい。組成物は、本明細書に記載の消泡剤を任意選択で含有してもよく、一実施形態では含有する。代表的な消泡剤は、シリコーンポリマーである。存在する場合、消泡剤は、約100〜5000ppm、又は約500〜2000ppm、又は約1000ppmの濃度で存在し得る。 The following are some further representative embodiments of the compositions of the present disclosure. A composition comprising water, a first surfactant, a thickener, and a rust inhibitor. The first surfactant may be an anionic surfactant, for example, a sulfonate or sulfate-containing surfactant. Optionally, the first surfactant is sodium dodecylbenzenesulfonate. Optionally, the first surfactant is sodium laureth sulfate. The first surfactant may be an amphoteric surfactant, for example, a betaine-containing surfactant, for example, cocamidopropyl betaine, instead of an anionic surfactant. Optionally, the composition may comprise two surfactants, each of which is an anionic surfactant, eg, the two surfactants are a sulfate-containing surfactant and a sulfonate-containing surfactant. For example, sodium laureth sulfate and sodium dodecylbenzene sulfonate. Optionally, the composition may comprise two surfactants, one of which is an anionic surfactant and the other of which is an amphoteric surfactant, such as a sulfate-containing anionic surfactant and a betaine-containing amphoteric. As a surfactant, the sulfate-containing anionic surfactant may be sodium laureth sulfate, and the betaine-containing amphoteric surfactant may be cocamidopropyl betaine. Optionally, the composition may comprise two surfactants, one of which is an anionic surfactant and the other of which is an amphoteric surfactant, such as a sulfonate-containing anionic surfactant and a betaine-containing amphoteric. As a surfactant, the sulfonate-containing anionic surfactant may be sodium dodecylbenzene sulfonate, and the betaine-containing amphoteric surfactant may be cocamidopropyl betaine. Optionally, the composition may comprise three surfactants, two of the three surfactants are non-identical anionic surfactants and one of the three surfactants. The agent is an amphoteric surfactant, and these three types of surfactants are optionally sulphate-containing surfactants, sulfonate-containing surfactants, and betaine-containing surfactants, such as sodium dodecylbenzene sulfonate and laureth. It may be sodium sulfate and cocamidopropyl betaine. If present, the sulfonate-containing surfactant can be present at a concentration of about 1800 ppm, eg 1000-3000 ppm. If present, the sulfate-containing surfactant can be present at a concentration of about 500 ppm, for example 100-1000 ppm. If present, the amphoteric surfactant can be present at a concentration of about 900 ppm, for example 500-1500 ppm. The composition comprises an effective amount of the rust inhibitor described herein, and the rust inhibitor may be, for example, sodium nitrite. The concentration of the rust inhibitor may be about 100-5000 ppm, or about 1000-3000 ppm, or about 2000 ppm. The thickener is described herein and may be, for example, a cellulosic thickener such as hydroxyethyl cellulose. The concentration of the thickener in the composition may be about 100-2000 ppm, or about 500-1500 ppm, or about 800 ppm. The composition may optionally contain the antifoaming agent described herein, and in one embodiment. A typical defoaming agent is a silicone polymer. If present, the antifoaming agent can be present at a concentration of about 100-5000 ppm, or about 500-2000 ppm, or about 1000 ppm.

以下は、本開示の組成物のいくつかの更なる代表的実施形態である。水、第1の界面活性剤、無機塩、及び防錆剤を含む組成物。第1の界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、例えば、スルホナート又はスルファート含有界面活性剤であってもよい。任意選択で、第1の界面活性剤はドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムである。任意選択で、第1の界面活性剤はラウレス硫酸ナトリウムである。第1の界面活性剤は、アニオン性界面活性剤ではなく両性界面活性剤、例えばベタイン含有界面活性剤、例えばコカミドプロピルベタインであってもよい。任意選択で、組成物は2種の界面活性剤を含んでもよく、その各々はアニオン性界面活性剤であり、例えば2種の界面活性剤はスルファート含有界面活性剤及びスルホナート含有界面活性剤、例えばラウレス硫酸ナトリウム及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムである。任意選択で、組成物は2種の界面活性剤を含んでもよく、その1つはアニオン性界面活性剤で、もう1つは両性界面活性剤、例えばスルファート含有アニオン性界面活性剤及びベタイン含有両性界面活性剤であり、スルファート含有アニオン性界面活性剤はラウレス硫酸ナトリウムであってもよく、ベタイン含有両性界面活性剤はコカミドプロピルベタインであってもよい。任意選択で、組成物は2種の界面活性剤を含んでもよく、その1つはアニオン性界面活性剤で、もう1つは両性界面活性剤、例えばスルホナート含有アニオン性界面活性剤及びベタイン含有両性界面活性剤であり、スルホナート含有アニオン性界面活性剤はドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムであってもよく、ベタイン含有両性界面活性剤はコカミドプロピルベタインであってもよい。任意選択で、組成物は3種の界面活性剤を含んでもよく、3種のうち2種の界面活性剤は、同一ではないアニオン性界面活性剤であり、3種のうち1種の界面活性剤は両性界面活性剤であり、これら3種の界面活性剤は、任意選択で、スルファート含有界面活性剤、スルホナート含有界面活性剤、及びベタイン含有界面活性剤、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウレス硫酸ナトリウム、及びコカミドプロピルベタインであってもよい。存在する場合、スルホナート含有界面活性剤は、約1800ppm、例えば1000〜3000ppmの濃度で存在し得る。存在する場合、スルファート含有界面活性剤は、約500ppm、例えば100〜1000ppmの濃度で存在し得る。存在する場合、両性界面活性剤は、約900ppm、例えば500〜1500ppmの濃度で存在し得る。組成物は、本明細書に記載の有効量の防錆剤を含み、防錆剤は、例えば亜硝酸ナトリウムであってもよい。防錆剤の濃度は、約100〜5000ppm、又は約1000〜3000ppm、又は約2000ppmであってもよい。無機塩は本明細書に記載されており、例えば、塩化カルシウムであってもよい。組成物中の無機塩の濃度は、約50〜2000ppm、又は約100〜1000ppm、又は約400ppmであってもよい。組成物は、本明細書に記載の消泡剤を、任意選択で含有してもよく、一実施形態では含有する。代表的な消泡剤は、シリコーンポリマーである。存在する場合、消泡剤は、約100〜5000ppm、又は約500〜2000ppm、又は約1000ppmの濃度で存在し得る。 The following are some further representative embodiments of the compositions of the present disclosure. A composition comprising water, a first surfactant, an inorganic salt, and a rust inhibitor. The first surfactant may be an anionic surfactant, for example, a sulfonate or sulfate-containing surfactant. Optionally, the first surfactant is sodium dodecylbenzenesulfonate. Optionally, the first surfactant is sodium laureth sulfate. The first surfactant may be an amphoteric surfactant, for example, a betaine-containing surfactant, for example, cocamidopropyl betaine, instead of an anionic surfactant. Optionally, the composition may comprise two surfactants, each of which is an anionic surfactant, eg, the two surfactants are a sulfate-containing surfactant and a sulfonate-containing surfactant, eg. Sodium laureth sulfate and sodium dodecylbenzene sulfonate. Optionally, the composition may comprise two surfactants, one of which is an anionic surfactant and the other of which is an amphoteric surfactant, such as a sulfate-containing anionic surfactant and a betaine-containing amphoteric. As a surfactant, the sulfate-containing anionic surfactant may be sodium laureth sulfate, and the betaine-containing amphoteric surfactant may be cocamidopropyl betaine. Optionally, the composition may comprise two surfactants, one of which is an anionic surfactant and the other of which is an amphoteric surfactant, such as a sulfonate-containing anionic surfactant and a betaine-containing amphoteric. As a surfactant, the sulfonate-containing anionic surfactant may be sodium dodecylbenzene sulfonate, and the betaine-containing amphoteric surfactant may be cocamidopropyl betaine. Optionally, the composition may comprise three surfactants, two of the three surfactants are non-identical anionic surfactants and one of the three surfactants. The agent is an amphoteric surfactant, and these three types of surfactants are optionally sulphate-containing surfactants, sulfonate-containing surfactants, and betaine-containing surfactants, such as sodium dodecylbenzene sulfonate and laureth. It may be sodium sulfate and cocamidopropyl betaine. If present, the sulfonate-containing surfactant can be present at a concentration of about 1800 ppm, eg 1000-3000 ppm. If present, the sulfate-containing surfactant may be present at a concentration of about 500 ppm, eg 100-1000 ppm. If present, the amphoteric surfactant can be present at a concentration of about 900 ppm, for example 500-1500 ppm. The composition comprises an effective amount of the rust inhibitor described herein, and the rust inhibitor may be, for example, sodium nitrite. The concentration of the rust inhibitor may be about 100-5000 ppm, or about 1000-3000 ppm, or about 2000 ppm. The inorganic salt is described herein and may be, for example, calcium chloride. The concentration of the inorganic salt in the composition may be about 50-2000 ppm, or about 100-1000 ppm, or about 400 ppm. The composition may optionally contain the antifoaming agent described herein, and in one embodiment. A typical defoaming agent is a silicone polymer. If present, the antifoaming agent can be present at a concentration of about 100-5000 ppm, or about 500-2000 ppm, or about 1000 ppm.

製造方法
一態様において、本開示は、本明細書で識別される材料加工流体、例えば金属切削流体濃縮物組成物及び対応する金属切削流体組成物の調製方法を提供する。概して、濃縮物は、水を、アニオン性界面活性剤及び両性界面活性剤から選択される1種以上の界面活性剤、及び任意の成分と組み合わせることによって調製される。組成物は、この濃縮物を水又は水溶液で希釈することによって調製される。
Manufacturing Methods In one aspect, the disclosure provides methods of preparing material processing fluids identified herein, such as metal cutting fluid concentrate compositions and corresponding metal cutting fluid compositions. In general, concentrates are prepared by combining water with one or more surfactants selected from anionic and amphoteric surfactants, and any component. The composition is prepared by diluting this concentrate with water or aqueous solution.

一実施形態において、濃縮物は、両性界面活性剤である第1の界面活性剤、アニオン性界面活性剤である第2の界面活性剤、並びに両性界面活性剤及びアニオン性界面活性剤から選択される第3の界面活性剤を組み合わせることによって調製され、ここで第3の界面活性剤は第1又は第2の界面活性剤以外である。濃縮物は、任意選択で、追加の界面活性剤(複数可)、すなわち、第4、第5等の界面活性剤を含有し得る。加えて、又は別の方法として、濃縮物は、界面活性剤以外の活性成分(複数可)、例えば、無機成分、有機溶媒及び増粘剤を含有してもよい。組成物は水をベースとしており、換言すれば、組成物はキャリアが主に水であるという点で水性組成物である。組成物は、以下の方法のいずれかによって調製され得る。 In one embodiment, the concentrate is selected from a first surfactant, which is an amphoteric surfactant, a second surfactant, which is an anionic surfactant, and an amphoteric surfactant and an anionic surfactant. It is prepared by combining a third surfactant, wherein the third surfactant is other than the first or second surfactant. The concentrate may optionally contain additional surfactants (s), i.e., fourth, fifth and the like surfactants. In addition, or otherwise, the concentrate may contain an active ingredient (s) other than the surfactant, such as an inorganic ingredient, an organic solvent and a thickener. The composition is water-based, in other words, the composition is an aqueous composition in that the carrier is predominantly water. The composition can be prepared by any of the following methods.

一実施形態において、水の容器が提供される、この容器は、約5〜20Kgの水を保持する。この方法は、所望量の流体濃縮物を提供するようにスケールアップ又はスケールダウンできる。水の初期量は、濃縮物中の水の総量の約5〜40%、又は約10〜30%である。水は、周囲温度であってもよく、高温であってもよい。水の沸点未満、すなわち、100℃未満、又は90℃未満、又は80℃未満、又は70℃未満の高温を使用してもよい。周囲温度を超える、例えば、25℃超、又は30℃超、又は40℃超、又は50℃超、又は60℃超、又は70℃超の高温を使用してもよい。
次いで、1種以上の界面活性剤が水に添加される。一実施形態において、両性界面活性剤が水に添加され、その後第1及び第2のアニオン性界面活性剤が逐次的に添加される。代替的実施形態では、アニオン性界面活性剤が最初に水に添加され、その後両性界面活性剤が添加され、更にその後、第2のアニオン性界面活性剤又は第2の両性界面活性剤のいずれかが添加される。別の実施形態では、第1及び第2のアニオン性界面活性剤は逐次的に添加され、その後両性界面活性剤が添加される。
界面活性剤を水に添加した後、得られた混合物を撹拌して、均質又はほぼ均質な状態をもたらす。撹拌は、穏やかに行っても激しく行ってもよいが、いずれの場合も、過度に大量の泡が発生しないように行うことが好ましい。泡は、典型的には、混合物への空気の閉じ込めから生じ、混合工程の間に十分な渦が発生する場合及び/又は撹拌装置が混合物への出入りを繰り返した場合に、空気が閉じ込められる傾向がある。混合物の粘度が大きくなるほど、泡の保持も大きくなる傾向がある。これらの状況は、泡の発生を最小限に抑えるために避けることが好ましい。良好な混合を確保するために、界面活性剤の添加の都度、約15〜60分の撹拌時間を用いてもよい。
In one embodiment, a container of water is provided, which holds about 5-20 kg of water. This method can be scaled up or down to provide the desired amount of fluid concentrate. The initial amount of water is about 5-40%, or about 10-30%, of the total amount of water in the concentrate. The water may have an ambient temperature or a high temperature. High temperatures below the boiling point of water, i.e. less than 100 ° C, or less than 90 ° C, or less than 80 ° C, or less than 70 ° C may be used. High temperatures above ambient temperature, such as above 25 ° C, above 30 ° C, or above 40 ° C, or above 50 ° C, or above 60 ° C, or above 70 ° C, may be used.
Then one or more surfactants are added to the water. In one embodiment, amphoteric surfactants are added to the water, followed by sequential addition of the first and second anionic surfactants. In an alternative embodiment, the anionic surfactant is first added to the water, then the amphoteric surfactant is added, and then either the second anionic surfactant or the second amphoteric surfactant. Is added. In another embodiment, the first and second anionic surfactants are added sequentially, followed by the amphoteric surfactant.
After adding the surfactant to the water, the resulting mixture is agitated to give a homogeneous or near homogeneous state. The stirring may be performed gently or violently, but in either case, it is preferable to perform stirring so as not to generate an excessively large amount of bubbles. Foam typically results from the confinement of air in the mixture and tends to confine air if sufficient vortices are generated during the mixing process and / or if the stirrer repeatedly moves in and out of the mixture. There is. The greater the viscosity of the mixture, the greater the tendency for foam retention. These situations are preferably avoided in order to minimize the formation of bubbles. A stirring time of about 15-60 minutes may be used each time the detergent is added to ensure good mixing.

濃縮物が調製されている容器の周囲に断熱材が存在するかしないかによって、界面活性剤の添加及び撹拌工程の間に混合物の温度が低下し得る。あるいは、混合物の温度は、例えば、濃縮物を保持する容器の側面及び/又は底面の穏やかな加熱を維持することによって、水の当初温度に維持又はほぼ維持し得る。あるいは、又は追加的に、加熱コイルを容器内に位置づけ、必要に応じて濃縮物を加熱又は吸熱してもよい。
界面活性剤が水に添加されるにつれて、混合物の粘度は増加する傾向がある。粘度が増加した溶液は、他の要因が全て等しい場合、低粘度溶液よりも容易に空気を捕捉する傾向がある。混合物の粘度を低下させるため、第1、第2又は第3の界面活性剤のいずれかの添加後に混合物に追加の水を添加してもよい。例えば、濃縮物中の水の総量の約5〜40%、又は約10〜30%である量の水を、界面活性剤の最初の添加後に混合物に添加してもよい。更に、又は別の方法として、濃縮物中の水の総量の約5〜40%、又は約10〜30%である量の水を、界面活性剤の2回目の添加後に濃縮物に添加してもよい。
Depending on the presence or absence of insulation around the container in which the concentrate is prepared, the temperature of the mixture may decrease during the detergent addition and stirring steps. Alternatively, the temperature of the mixture can be maintained or nearly maintained at the initial temperature of the water, for example by maintaining gentle heating of the sides and / or bottom of the container holding the concentrate. Alternatively, or additionally, the heating coil may be positioned within the vessel to heat or endotherm the concentrate as needed.
As the surfactant is added to the water, the viscosity of the mixture tends to increase. An increased viscosity solution tends to trap air more easily than a low viscosity solution if all other factors are equal. Additional water may be added to the mixture after the addition of any of the first, second or third detergents to reduce the viscosity of the mixture. For example, an amount of water that is about 5-40%, or about 10-30% of the total amount of water in the concentrate, may be added to the mixture after the initial addition of the surfactant. Yet, or otherwise, an amount of water that is about 5-40%, or about 10-30%, of the total amount of water in the concentrate is added to the concentrate after the second addition of the surfactant. May be good.

界面活性剤が全て添加され、水と完全に混合された後、得られた混合物に任意選択成分(複数可)を添加してもよい。例えば、無機成分(例えば無機塩)を混合物に添加し、その後撹拌して無機成分を完全に溶解してもよい。任意選択成分(複数可)を、温暖な又は高温の混合物に添加してもよく、又は室温まで冷却した後に混合物に添加してもよい。濃縮物は、典型的には室温で貯蔵及び使用されることから、混合物の粘度又は流動特性に有意な影響を及ぼす任意選択成分は、典型的には室温で混合物に添加される。 After all the surfactants have been added and completely mixed with water, the optional ingredients (s) may be added to the resulting mixture. For example, an inorganic component (eg, an inorganic salt) may be added to the mixture and then stirred to completely dissolve the inorganic component. The optional component (s) may be added to the warm or hot mixture, or may be added to the mixture after cooling to room temperature. Since the concentrate is typically stored and used at room temperature, optional components that have a significant effect on the viscosity or flow properties of the mixture are typically added to the mixture at room temperature.

界面活性剤及び任意選択成分は、未希釈形態、すなわち、溶媒と接触することなく水に添加されてもよく、又は成分の溶液、ペースト、分散液等をもたらすように、希釈形態、すなわち溶媒と接触して添加されてもよい。一実施形態において、界面活性剤は、その水中固形分の順で水に添加され、より濃厚な成分が最初に添加される。換言すれば、ある界面活性剤が50%固体で、別の界面活性剤が25%固体の場合、50%固体の界面活性剤が水に添加された後、この混合物に25%固体の界面活性剤が添加される。 Surfactants and optional components may be added to water in undiluted form, i.e. without contact with the solvent, or in dilute form, i.e. with solvent, to provide a solution, paste, dispersion, etc. of the component. It may be added in contact. In one embodiment, the surfactant is added to the water in the order of its solids in water, with the richer components added first. In other words, if one surfactant is 50% solid and another surfactant is 25% solid, then after the 50% solid surfactant is added to the water, the 25% solid surfactant in this mixture. The agent is added.

濃縮物は、バッチ式、連続式、又は半連続式で調製されてもよい。バッチ式では、成分は、成分が全て添加されるまで、逐次的に水の容器に添加され、この場合濃縮物のバッチが調製される。連続式では、水はパイプ又はその他の導管の中を進み、様々な成分が、導管に沿った様々な地点で水に添加される。例えば、導管にTバルブを取り付け、成分が、Tバルブを通して水又は水性混合物に供給されてもよい。導管は、成分が水又は水性混合物に添加された後、均質混合物の生成を容易にするために、スタティックミキサー又はインラインミキサーのいずれかのミキサーも導管内に有してもよい。例えば、水及び第1の界面活性剤は、パイプ内に供給され、ミキサーを通過し得る。一般的には、界面活性剤が水にあらかじめ溶解されている場合、スタティックミキサーが適切である。そのほかの場合、インラインミキサーが一般的には好ましい。その後、第2の界面活性剤がミキサーの導管下流に添加され、再度混合工程に供される。最後に、第3の界面活性剤が水性混合物に添加され、その後必要に応じて混合されて、3種の界面活性剤を含む水性混合物をもたらす。その後、追加の任意選択成分が、例えばTバルブを通して導管に添加され、その後、適切な撹拌を行って、最終的な濃縮物を生成する。
様々な成分の混合を容易にするため、並びに渦発生及びその結果の泡生成を最小限に抑えるために、バッチ又は連続反応器内にバッフルを設置してもよい。好適な混合装置、例えば、撹拌機、インペラ、スタティックミキサー、コロイドミル、及びホモジナイザーは、例えば、Chemineer(Dayton,Ohio)及びSulzer(Winterthur、Switzerland)によって製造及び販売されている。
連続工程の代替的実施形態では、3つのTバルブが導管の初めの、水が既に導管に添加された後の位置に配置される。第1、第2及び第3の界面活性剤は、各々、この3つのTバルブの1つを通じて導管内に送達される。このやり方で、3種の界面活性剤の全てが、本質的に同時に組み合わされ、その後、得られた混合物が導管内のインラインミキサー又はスタティックミキサーを通過して、均質な水性混合物をもたらす。任意選択成分は、その後、所望に応じて均質な水性混合物に添加されて、最終的な濃縮物を提供する。
連続工程又はバッチ工程のいずれかにおいて、水及び/又は水性混合物は、周囲温度を超える温度、例えば50℃〜90℃の温度まで加熱される。加熱は、当該技術分野において既知の通常方法によって実施されてもよい。高温は、成分の迅速な混合による均質混合物の形成を促進するために、必要に応じて維持され得る。
The concentrate may be prepared in batch, continuous or semi-continuous manner. In the batch formula, the ingredients are sequentially added to the container of water until all the ingredients have been added, in which case a batch of concentrate is prepared. In a continuous system, water travels through a pipe or other conduit, and various components are added to the water at various points along the conduit. For example, a T-valve may be attached to the conduit and the components may be fed to the water or aqueous mixture through the T-valve. The conduit may also have either a static mixer or an in-line mixer in the conduit to facilitate the formation of the homogeneous mixture after the ingredients have been added to the water or aqueous mixture. For example, water and the first surfactant can be fed into a pipe and passed through a mixer. In general, static mixers are suitable if the surfactant is pre-dissolved in water. In other cases, in-line mixers are generally preferred. After that, a second surfactant is added downstream of the conduit of the mixer and subjected to the mixing step again. Finally, a third surfactant is added to the aqueous mixture and then mixed as needed to give an aqueous mixture containing the three surfactants. An additional optional component is then added to the conduit, for example through a T-valve, followed by proper agitation to produce the final concentrate.
Baffles may be placed in batch or continuous reactors to facilitate mixing of the various components and to minimize vortex formation and consequent foam formation. Suitable mixers, such as stirrers, impellers, static mixers, colloid mills, and homogenizers, are manufactured and sold by, for example, Chemineer (Dayton, Ohio) and Sulzer (Winterthur, Switzerland).
In an alternative embodiment of the continuous process, three T-valves are placed at the beginning of the conduit, after water has already been added to the conduit. The first, second and third surfactants are each delivered into the conduit through one of the three T-valves. In this way, all three surfactants are combined essentially at the same time, after which the resulting mixture passes through an in-line or static mixer in the conduit to give a homogeneous aqueous mixture. The optional ingredients are then added to the homogeneous aqueous mixture if desired to provide the final concentrate.
In either the continuous step or the batch step, the water and / or the aqueous mixture is heated to a temperature above the ambient temperature, eg, 50 ° C. to 90 ° C. Heating may be carried out by conventional methods known in the art. The high temperature can be maintained as needed to promote the formation of a homogeneous mixture due to the rapid mixing of the components.

従って、一実施形態において、本開示は、材料加工流体、例えば、金属切削流体濃縮組成物を製造するための連続方法を提供する。当該方法は、連続反応器を用意するステップ、水を連続反応器に入れるステップ、連続反応器内の水に所望の1種以上の界面活性剤、例えば、a)第1のアニオン性界面活性剤、b)第2の両性界面活性剤、及びc)アニオン性界面活性剤及びカチオン性界面活性剤から選択される第3の界面活性剤(第3の界面活性剤が第1の界面活性剤及び第2の界面活性剤とは異なる)を添加するステップ;及び成分a)、b)及びc)を混合して、均質混合物を提供するステップ、を含む。任意選択で、連続反応器は50℃を超える温度に維持される。同じく任意選択で、インラインミキサー及びスタティックミキサーから選択されるミキサーが、連続反応器内に存在する。 Thus, in one embodiment, the present disclosure provides a continuous method for producing a material processing fluid, eg, a metal cutting fluid enrichment composition. The method comprises the step of preparing a continuous surfactant, the step of pouring water into the continuous reactor, one or more desired surfactants in the water in the continuous reactor, eg, a) a first anionic surfactant. , B) a second amphoteric surfactant, and c) a third surfactant selected from anionic and cationic surfactants (third surfactants are the first surfactants and It comprises the step of adding (different from the second surfactant); and the step of mixing the components a), b) and c) to provide a homogeneous mixture. Optionally, the continuous reactor is maintained at a temperature above 50 ° C. Also optionally, a mixer selected from an in-line mixer and a static mixer exists in the continuous reactor.

使用方法
本開示は、加工流体、例えば金属切削に有用な流体であって、材料加工、例えば、金属切削の過程において使用できる流体を提供する。一実施形態において、本開示の流体濃縮物は水で希釈されて、材料加工に関与する工具に適用され得る組成物、例えば、金属に直接適用される金属切削流体組成物を提供する。濃縮物は、濃縮物中の非水性成分の質量の合計を濃縮物の総質量で除算して測定した、ある固体レベル又は固形分を有する。水を濃縮物と組み合わせて金属切削流体組成物を形成したとき、金属切削流体組成物は、同様に、ある固体レベル又は固形分を有し、これは、濃縮物の固体レベル又は固形分よりも低くなる。様々な実施形態において、組成物は、組成物の総質量を基準にして、0.1%、又は0.5%、又は1%、又は1.5%、又は2%、又は2.5%、又は3%、又は3.5%、又は4%、又は4.5%、又は5%、又は5.5%、又は6%、又は6.5%、又は7%、又は7.5%、又は8%、又は8.5%、又は9%、又は9.5%、又は10%、又は10.5%、又は11%、又は11.5%、又は12%、又は12.5%、又は13%、又は13.5%、又は14%、又は14.5%、又は15%、又は15.5%、又は16%、又は16.5%、又は17%、又は17.5%、又は18%、又は18.5%、又は19%、又は20%の固体質量%、又は上記の固体%値のいずれか2つで規定される範囲内の濃度、例えば、0.5%〜4%の濃度を有する金属切削流体組成物をもたらすように、十分な水を濃縮物と組み合わせることによって生成される。
Methods of Use The present disclosure provides working fluids, eg, fluids useful for metal cutting, which can be used in the process of material machining, eg metal cutting. In one embodiment, the fluid concentrates of the present disclosure are diluted with water to provide compositions that can be applied to tools involved in material processing, such as metal cutting fluid compositions that are applied directly to metals. The concentrate has a solid level or solid content measured by dividing the total mass of non-aqueous components in the concentrate by the total mass of the concentrate. When water is combined with a concentrate to form a metal cutting fluid composition, the metal cutting fluid composition also has a solid level or solid content, which is higher than the solid level or solid content of the concentrate. It gets lower. In various embodiments, the composition is 0.1%, or 0.5%, or 1%, or 1.5%, or 2%, or 2.5% relative to the total mass of the composition. , Or 3%, or 3.5%, or 4%, or 4.5%, or 5%, or 5.5%, or 6%, or 6.5%, or 7%, or 7.5%. , Or 8%, or 8.5%, or 9%, or 9.5%, or 10%, or 10.5%, or 11%, or 11.5%, or 12%, or 12.5%. , Or 13%, or 13.5%, or 14%, or 14.5%, or 15%, or 15.5%, or 16%, or 16.5%, or 17%, or 17.5%. , Or 18%, or 18.5%, or 19%, or 20% solid mass%, or concentrations within the range specified by either two of the above solid% values, eg, 0.5% to. It is produced by combining sufficient water with the concentrate to result in a metal cutting fluid composition with a concentration of 4%.

一態様において、調製者は、金属切削に必要なときに容易に利用できる貯蔵中の金属切削流体濃縮物が供給され、濃縮物を水と組み合わせて金属切削流体組成物を生成する方法へのアクセスを有する。任意選択で、本明細書に開示される金属切削流体濃縮物を水で希釈して、金属切削流体組成物を調製してもよい。 In one aspect, the preparer is provided with a metal cutting fluid concentrate in storage that is readily available when needed for metal cutting and has access to a method of combining the concentrate with water to produce a metal cutting fluid composition. Has. Optionally, the metal cutting fluid concentrate disclosed herein may be diluted with water to prepare a metal cutting fluid composition.

切削流体の保全は、可溶性油エマルションの濃度(屈折計を使用)、pH(pH計を使用)、トランプオイル(切削流体系への油圧油の漏れ)の量及び流体中の粒子の量の点検を伴う。流体を保全するために講じる措置には、補給用の濃縮物又は水の添加、トランプオイルのスキミング、細菌繁殖防止のための殺生物剤添加及び遠心分離による微粒子の濾過などがある。
冷却剤系内の切削流体は、細菌繁殖並びにトランプオイル及び機械加工操作からの微細な金属屑による汚染により、時間と共に劣化する。定期的な補給操作によって流体を保全することが非経済的となる場合は、流体が廃棄される。流体は、下水系に流れ込む前に、流体組成物を処理して安全な廃棄レベルにする必要がある。
For maintenance of cutting fluid, check the concentration of soluble oil emulsion (using a refractometer), pH (using a pH meter), the amount of trump oil (leakage of hydraulic oil into the cutting fluid system), and the amount of particles in the fluid. Accompanied by. Measures taken to conserve the fluid include the addition of replenishing concentrates or water, skimming of Trump oil, the addition of biocides to prevent bacterial growth and filtration of particulates by centrifugation.
The cutting fluid in the coolant system deteriorates over time due to bacterial growth and contamination with trump oil and fine metal debris from machining operations. If it is uneconomical to conserve the fluid through regular replenishment operations, the fluid is discarded. The fluid must be treated to a safe disposal level before it flows into the sewage system.

金属のなかには、機械加工が困難なものもある。ステンレス鋼、難削材及び高硬度金属は、非常に高レベルの性能の切削流体を必要とする。真鍮やアルミニウム等の他の金属は、汎用油で容易に機械加工できる。強靭で機械加工性が低い金属を用いる場合、卓越した極圧(EP)及び耐溶接能力を有する添加剤の多い切削油を使用すると有利である。ほとんどの場合、これらの油は、工具を保護し、良好な部品仕上げを確保するために活性硫黄及び塩素を含有する。一実施形態において、本発明の切削流体は、活性硫黄及び/又は塩素を含む。 Some metals are difficult to machine. Stainless steel, hard-to-cut materials and hard-hardening metals require very high levels of performance cutting fluids. Other metals such as brass and aluminum can be easily machined with general purpose oils. When using tough, low-machinability metals, it is advantageous to use additive-rich cutting oils with excellent extreme pressure (EP) and welding resistance. In most cases, these oils contain active sulfur and chlorine to protect the tool and ensure good part finish. In one embodiment, the cutting fluid of the present invention comprises active sulfur and / or chlorine.

真鍮、アルミニウム、多数の炭素鋼及び低合金鋼の場合、潤滑添加剤、摩擦調整剤及び中程度のEP/耐溶接性能を有する切削油で十分である。これらの油は、一般的に硫化脂肪(不活性)及び/又は塩素化パラフィンと共に配合される。完成部品に錆又は変色を生じることから、真鍮及びアルミニウムには活性切削油(活性硫黄を含有する)を使用すべきではない。真鍮及びアルミニウム用に配合された油は、「非汚染性」(non−staining)油と呼ばれることが多い。一実施形態において、本発明の切削流体は、1種以上の潤滑添加剤、摩擦調整剤、硫化脂肪(不活性)及び塩素化パラフィンを包含する。
容易な機械加工操作(旋削、成形、ドリル加工、ミリング等)は、より高速で実施され、中程度のEP能力と高レベルの冷却を必要とし得る。より低粘度の、添加剤が少ない流体で、より緩やかな操作を実施できる。困難な機械加工操作は、より低速で実施しなければならず、大量の耐溶接保護を必要とする。ねじ切り又はブローチ加工等の最も困難な操作用に特に設計された油は、総じて、粘度が高く、活性硫黄及び塩素等のEP添加剤が添加されている。
機械装置の種類も、切削油特性の一部を決定する。例えば、ねじ切り盤は、潤滑油と切削油との間で重度の交差汚染を起こす。この理由から、これらの機械は、潤滑油ボックス、油圧油及び切削油の油だめに使用できる、2機能又は3機能の油で作動する。
研削盤、ガンドリル及び深穴ボール盤は、高速冷却、優れた切粉・切屑洗浄、工具通過式の供給及び発泡のない高圧適用のための、より低粘度の油を必要とする。CNC OEMは、切削流体と機械要素(封止材など)との間の潜在的不適合から、切削油に制約を設けている場合がある。心なし研削盤は、平面研削盤よりも強靭な流体を必要とする。
For brass, aluminum, many carbon steels and low alloy steels, lubricating additives, friction modifiers and cutting oils with moderate EP / weld resistance are sufficient. These oils are generally compounded with fat sulfide (inert) and / or chlorinated paraffin. Active cutting oils (containing active sulfur) should not be used on brass and aluminum as they will rust or discolor the finished part. The oils formulated for brass and aluminum are often referred to as "non-staining" oils. In one embodiment, the cutting fluid of the present invention includes one or more lubricating additives, friction modifiers, fat sulfide (inert) and chlorinated paraffins.
Easy machining operations (turning, forming, drilling, milling, etc.) are performed at higher speeds and may require moderate EP capacity and high levels of cooling. A fluid with a lower viscosity and less additives can be used for more lenient operations. Difficult machining operations must be performed at lower speeds and require a large amount of weld protection. Oils specifically designed for the most difficult operations, such as threading or broaching, are generally highly viscous and have EP additives such as active sulfur and chlorine added.
The type of machinery also determines some of the cutting oil properties. For example, threading machines cause severe cross-contamination between lubricating and cutting fluids. For this reason, these machines operate on two- or three-function oils that can be used in lubricant boxes, hydraulic oils and cutting oil reservoirs.
Grinders, gun drills and deep hole drilling machines require lower viscosity oils for high speed cooling, excellent chip and chip cleaning, tool-passing supply and high pressure application without foaming. CNC OEMs may impose restrictions on cutting oils due to potential incompatibility between cutting fluids and mechanical elements (such as encapsulants). Centerless grinders require a tougher fluid than surface grinders.

一般的に、本開示の組成物は、すぐに使用できる形態で、材料加工工程の間に適用され得る。本明細書で使用するとき、材料加工(機械加工と呼ばれることもある)は、工具を、任意の適切な方法によって材料と接触させ、当該材料の形状又は表面を修飾するために使用される工程であり、材料と工具との間の接触点で熱が発生する。例としては、ブレードによる材料の切削、ドリルビットによる材料へのドリル加工、及び旋盤による材料の表面層除去等がある。材料加工の別の例は、鍛造である。組成物は、加工されている材料及び/又は加工されている材料と接触する工具に適用され得る。適用工程の例としては、加工されている部品上及び/又は加工されている部品と接触する関連工具上への組成物の浸漬、噴霧、滴下、ミスチング及び刷毛塗りが挙げられる。加工されている材料は、例えば、金属、石又はプラスチックであってもよい。組成物は、適用後、工具/材料の境界面を比較的低温に維持することで、加工されている材料及び加工を行っている工具の各々への損害(例えば反り)を避ける。組成物は、潤滑特性も提供し得る。
例えば、加工流体が金属切削流体である場合、流体は、機械加工及び鍛造等の金属ワーク加工工程の必要に応じて、冷却及び潤滑特性を提供する。金属切削は、摩擦による熱を発生し、これは材料を変形し得る。冷却剤は、機械装置及び材料から熱を取り除く働きをすることから、切削工程のスピードを上げ、機械の生産性を高めることができる。切削流体は、冷却に加えて、工具の切刃と切粉との間の境界面を潤滑することによって切削工程の補助も行う。この境界面における摩擦を予防することによって、発熱の一部が予防される。この潤滑は、切粉が工具上に溶接されるのを防ぐ。溶接はその後の切削を妨害する。大部分の金属ワーク加工及び機械加工工程は、ワークピース材料に応じて切削流体の使用による利益を受ける。
In general, the compositions of the present disclosure can be applied during the material processing process in ready-to-use form. As used herein, material processing (sometimes referred to as machining) is the process used to bring a tool into contact with a material by any suitable method to modify the shape or surface of the material. Heat is generated at the point of contact between the material and the tool. Examples include cutting the material with a blade, drilling the material with a drill bit, and removing the surface layer of the material with a lathe. Another example of material processing is forging. The composition may be applied to the material being machined and / or the tool in contact with the material being machined. Examples of application steps include dipping, spraying, dropping, misting and brushing the composition on the machined part and / or on the associated tool in contact with the machined part. The material being processed may be, for example, metal, stone or plastic. After application, the composition keeps the tool / material interface at a relatively low temperature to avoid damage (eg, warpage) to each of the material being machined and the tool being machined. The composition may also provide lubrication properties.
For example, if the machining fluid is a metal cutting fluid, the fluid provides cooling and lubrication properties as needed for metalwork machining processes such as machining and forging. Metal cutting generates heat due to friction, which can deform the material. Since the coolant acts to remove heat from the machinery and materials, it can speed up the cutting process and increase the productivity of the machine. In addition to cooling, the cutting fluid also assists in the cutting process by lubricating the interface between the cutting edge of the tool and the chips. By preventing friction at this interface, some of the heat generation is prevented. This lubrication prevents chips from being welded onto the tool. Welding interferes with subsequent cutting. Most metalwork and machining processes benefit from the use of cutting fluids depending on the workpiece material.

本開示の組成物は、材料加工において以下の利益の1つ以上をもたらす:ワークピースを安定な温度に保つ(これは、精密公差のワーク加工の際にきわめて重要である);刃先を潤滑し、上部溶接を低減することによって、切削工具用チップの寿命を最大限に伸ばす:取り扱う人々の安全(毒性、細菌、及び真菌)及び廃棄時の環境への安全を確保する;機械部品及びカッターの錆を防止する。
加工機器の一部は、加工されているワークピースと接触する。例えば、加工装置は、加工中に材料を切削するブレードを有し得る。ブレードは、金属、例えばステンレス鋼であってもよく、又はダイヤモンドがちりばめられていてもよい。あるいは、加工装置は、旋盤等の旋削工具、ドリル、又は研磨若しくはサンド加工装置であってもよい。
このように、本開示は、加工流体、例えば金属冷却組成物を、本明細書に記載のように供給する方法を提供する。一実施形態において、本開示は、本開示の加工組成物を提供するステップ、加工されている材料及び使用されている工具の一方又は両方に組成物を適用するステップ、並びに本開示の組成物の存在下で、材料を工具で加工するステップを含む。本方法は、工具が加工材料と接触する界面において冷却及び温度制御を付与し、及び/又は当該界面において潤滑をもたらす。
The compositions of the present disclosure provide one or more of the following benefits in material machining: keeping the workpiece at a stable temperature (which is extremely important when machining precision-tolerant workpieces); lubricating the cutting edge. Maximize the life of cutting tool tips by reducing top welding: ensuring the safety of handling people (toxicity, bacteria, and fungi) and environmental safety at the time of disposal; of mechanical parts and cutters Prevent rust.
Some of the processing equipment comes into contact with the workpiece being processed. For example, the processing equipment may have blades that cut the material during processing. The blade may be metal, such as stainless steel, or may be studded with diamonds. Alternatively, the machining apparatus may be a turning tool such as a lathe, a drill, or a polishing or sanding apparatus.
As such, the present disclosure provides a method of supplying a working fluid, such as a metal cooling composition, as described herein. In one embodiment, the present disclosure is a step of providing the processed composition of the present disclosure, a step of applying the composition to one or both of the material being processed and the tool used, and the composition of the present disclosure. Includes the step of machining the material in the presence. The method imparts cooling and temperature control at the interface where the tool contacts the work material and / or provides lubrication at that interface.

例えば、本開示は、金属、石、プラスチック等の固体材料を加工する方法を提供し、当該方法は、本開示の組成物、例えば水、第1の界面活性剤、増粘剤、及び防錆剤を含む組成物を準備するステップ;組成物を、加工されている材料及び/又は加工を行っている工具上に、例えば、刷毛塗り、噴霧、又は注入によって適用するステップであって、組成物は加工工程中に工具/材料の境界面に移る、ステップ;並びに組成物の存在下で材料を工具で加工するステップを含む。
別の例として、本開示は、金属、石、プラスチック等の固体材料を加工する方法を提供し、当該方法は、本開示の組成物、例えば水、第1の界面活性剤、無機塩、及び防錆剤を含む組成物を準備するステップ;組成物を、加工されている材料及び/又は加工を行っている工具上に、例えば、刷毛塗り、噴霧、又は注入によって適用するステップであって、組成物は加工工程中に工具/材料の境界面に移る、ステップ;並びに組成物の存在下で材料を工具で加工するステップを含む。
石は、例えば、花崗岩、石灰岩、大理石、砂岩、粘板岩、玄武岩、トラバーチン又は珪岩であってもよい。他の石も、本開示の組成物を使用して加工され得る。
プラスチックは、例えば、ポリプロピレン及びポリエチレン等の純粋なポリマーであってもよく、又はポリマーと石の複合材、例えば、CORIAN(商標)等のプラスチック複合材であってもよい。プラスチックは、シリコンチップ又はその他のシリコン製品、例えばシリコンウェハ若しくは半導体業界で使用されるその他のシリコンであってもよい。
For example, the present disclosure provides methods for processing solid materials such as metals, stones, plastics, etc., which methods include the compositions of the present disclosure, such as water, first surfactants, thickeners, and rust preventives. The step of preparing the composition containing the agent; the step of applying the composition onto the material being processed and / or the tool being processed, eg, by brushing, spraying, or injecting the composition. Includes the step of moving to the tool / material interface during the machining process; as well as the step of machining the material with the tool in the presence of the composition.
As another example, the disclosure provides a method of processing solid materials such as metals, stones, plastics, etc., the method comprising the compositions of the present disclosure, such as water, a first surfactant, an inorganic salt, and. The step of preparing a composition containing a rust inhibitor; the step of applying the composition onto the material being processed and / or the tool being processed, eg, by brushing, spraying, or injecting. The composition includes a step of moving to a tool / material interface during the machining process; as well as a step of machining the material with a tool in the presence of the composition.
The stone may be, for example, granite, limestone, marble, sandstone, slate, basalt, travertine or quartzite. Other stones can also be processed using the compositions of the present disclosure.
The plastic may be, for example, a pure polymer such as polypropylene and polyethylene, or a composite of polymer and stone, for example a plastic composite such as CORIAN ™. The plastic may be a silicon chip or other silicon product, such as a silicon wafer or other silicon used in the semiconductor industry.

本開示の組成物及びその使用方法は、次の1つ又は両方を達成する:a)切削面上で発生している熱を低減し、製品の品質を改善する(例えば、より少ないバリ、より滑らかな切削、より少ない変形(プラスチックの場合);及びb)加工装置の寿命を延ばす。一実施形態において、本開示の組成物は、油をほとんど又はまったく含有せず、従って、その使用により、代替的加工流体に付随する有毒な油性廃棄物の廃棄の問題が排除される。 The compositions and methods of use thereof of the present disclosure achieve one or both of the following: a) reduce the heat generated on the cutting surface and improve the quality of the product (eg, less burrs, more). Smooth cutting, less deformation (for plastics); and b) Extend the life of the processing equipment. In one embodiment, the compositions of the present disclosure contain little or no oil, and their use eliminates the problem of disposal of toxic oily waste associated with alternative working fluids.

以下の実施例は、本開示の実施形態を例示するために提供するものであり、本開示への制限とみなされるべきではない。 The following examples are provided to illustrate the embodiments of the present disclosure and should not be considered as restrictions on the present disclosure.

以下の実施例において、表示した市販製品は、実施例で使用される際に表示された固形分を有さない又は中和されていない場合がある。このような場合、市販製品を、表示された固形分まで水で希釈して、及び/又は必要に応じて酸若しくは塩基で中和して、表示された中和形態としてもよい。増粘剤は、全乳又はオレンジジュースの粘度とほぼ同じ最終粘度をもたらすために添加される。 In the following examples, the labeled commercial products may not have or have been neutralized with the labeled solids when used in the examples. In such cases, the commercial product may be diluted with water to the indicated solid content and / or, if necessary, neutralized with an acid or base to give the indicated neutralized form. Thickeners are added to provide a final viscosity that is approximately the same as the viscosity of whole milk or orange juice.

〔実施例1〕
約10kgの温水(約75℃)に、以下の成分を逐次的に添加し、各成分の添加後に、発泡を最小限に抑える方法で約30分間撹拌した:第1のアニオン性界面活性剤溶液(約9kg、水中固形分約60%の分枝鎖ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、例えば、Stepan CompanyのSULFONIC100、水酸化ナトリウムで中和後)、両性界面活性剤溶液(約4.5kg、水中固形分約35%のコカミドプロピルベタイン、例えば、Stepan CompanyのAMPHOSOL CA)、温水(約9kg)、第2のアニオン性界面活性剤溶液(約11kg、水中固形分約3%のラウリルエーテル硫酸ナトリウム、例えば、Pilot Chemical Co.のCALFOAM ES−703)、及び無機塩溶液(約2kg、水中固形分約30%の塩化カルシウム、塩化カルシウムは固体及び溶液の両方の形態で、例えば、OxyChem(Ludington,MI)から入手できる)。得られた混合物を、周囲温度まで自然冷却し(約8時間)、次いで増粘剤(約4kgの水中固形分約1.5%のナトリウムカルボキシメチルセルロース、例えば、Ashland Chemicals(Covington,KY)のAQUALON)を添加する。この混合物に、所望量の防錆剤を添加し、任意選択で消泡剤及び着色剤の一方又は両方を更に添加して、最終的な金属切削流体濃縮物を得る。
[Example 1]
The following components were sequentially added to about 10 kg of warm water (about 75 ° C.), and after each component was added, the mixture was stirred for about 30 minutes by a method that minimizes foaming: a first anionic surfactant solution. (Approximately 9 kg, after neutralization with a branched chain sodium dodecylbenzene sulfonate having a solid content of about 60% in water, for example, SULFONIC 100 of Stepan Company, sodium hydroxide), an amphoteric surfactant solution (approximately 4.5 kg, solid content in water). Approximately 35% cocamidopropyl betaine, eg, Stepan Company's AMPHOSOL CA), warm water (approximately 9 kg), a second anionic surfactant solution (approximately 11 kg, sodium lauryl ether sulfate with a solid content of approximately 3% in water, eg. , Pilot Chemical Co. CALFOAM ES-703), and an inorganic salt solution (about 2 kg, calcium chloride with a solid content of about 30% in water, calcium chloride is in both solid and solution forms, eg, OxyChem (Ludington, MI)). Available from). The resulting mixture was naturally cooled to ambient temperature (about 8 hours) and then AQUALON of a thickener (about 4 kg of sodium carboxymethyl cellulose with a solid content of about 1.5% in water, eg Ashland Chemicals (Covington, KY)). ) Is added. A desired amount of rust inhibitor is added to this mixture, and one or both of the defoaming agent and the colorant are optionally further added to obtain the final metal cutting fluid concentrate.

〔実施例2〕
約10kgの温水(約75℃)に、以下の成分を逐次的に添加し、各成分の添加後に、発泡を最小限に抑える方法で約30分間撹拌した:第1のアニオン性界面活性剤溶液(約9kg、水中固形分約53%のトリエタノールアミンドデシルベンゼンスルホナート、CALSOFT T60(Pilot Chemical))、両性界面活性剤溶液(約4.5kg、水中固形分約35%のコアンホ酢酸ナトリウム、AMPH ITOL 20Y−B(花王株式会社))、温水(約6.5kg)、第2のアニオン性界面活性剤溶液(約14kg、水中固形分約7%のラウリルエーテル硫酸ナトリウム、EMAL AD−25R(花王株式会社))、及び無機塩溶液(約2kg、水中固形分約30%の塩化カルシウム、塩化カルシウムは固体及び溶液の両方の形態で、例えば、OxyChem(Ludington,MI)から入手できる)。得られた混合物を、周囲温度まで自然冷却し(約8時間)、次いで増粘剤(約4kgの水中固形分約1.5%のナトリウムカルボキシメチルセルロース、例えば、Dow ChemicalのWALOCEL CRT)を添加する。この混合物に、所望量の防錆剤を添加し、任意選択で消泡剤及び着色剤の一方又は両方を更に添加して、最終的な切削流体濃縮物を得る。
[Example 2]
The following components were sequentially added to about 10 kg of warm water (about 75 ° C.), and after each component was added, the mixture was stirred for about 30 minutes in a manner that minimizes foaming: first anionic surfactant solution. (Approximately 9 kg, triethanolamine dodecylbenzene sulfonate with solid content in water of approximately 53%, CALSOFT T60 (Pilot Chemical)), amphoteric surfactant solution (approximately 4.5 kg, sodium coamphoacetate with solid content in water of approximately 35%, APPH) ITOL 20Y-B (Kao Co., Ltd.)), warm water (about 6.5 kg), a second anionic surfactant solution (about 14 kg, sodium lauryl ether sulfate with a solid content of about 7% in water, EMAL AD-25R (Kao) Co., Ltd.), and an inorganic salt solution (about 2 kg, calcium chloride with a solid content of about 30% in water, calcium chloride can be obtained in both solid and solution forms, for example from OxyChem (Ludington, MI)). The resulting mixture is allowed to cool to ambient temperature (about 8 hours) and then a thickener (about 4 kg of sodium carboxymethyl cellulose with a solid content of about 1.5% in water, eg, Dow Chemical WALOCEL CRT) is added. .. A desired amount of rust inhibitor is added to this mixture, and one or both of the defoaming agent and the colorant are optionally further added to obtain the final cutting fluid concentrate.

〔実施例3〕
約8kgの温水(約75℃)に、以下の成分を逐次的に添加し、各成分の添加後に、発泡を最小限に抑える方法で約30分間撹拌した:第1のアニオン性界面活性剤溶液(約8.5kg、水中固形分約53%のラウリルスルホ酢酸ナトリウム、LATHANOL LAL flake(Stepan Co.)、両性界面活性剤溶液(約6.3kg、水中固形分約30%のラウリルヒドロキシスルタイン、AMPHITOL 20HD(花王株式会社)、温水(約6.5kg)、第2のアニオン性界面活性剤溶液(約14kg、水中固形分約7%のオクチルフェノールエトキシル化硫酸ナトリウム、POE−3、POLY−STEP C−OP3S(Stepan Co.))、及び無機塩溶液(約2kg、水中固形分約30%の塩化カルシウム、塩化カルシウムは固体及び溶液の両方の形態で、例えば、OxyChem(Ludington,MI)から入手できる)。得られた混合物を、周囲温度まで自然冷却し(約8時間)、次いで増粘剤(約4kgの水中固形分約1.5%のナトリウムカルボキシメチルセルロース、例えば、Ashland Chemicals(Covington,KY)のAQUALON)を添加する。この混合物に、所望量の防錆剤を添加し、任意選択で消泡剤及び着色剤の一方又は両方を更に添加して、最終的な切削流体濃縮物を得る。
[Example 3]
The following components were sequentially added to about 8 kg of warm water (about 75 ° C.), and after each component was added, the mixture was stirred for about 30 minutes in a manner that minimizes foaming: a first anionic surfactant solution. (Approximately 8.5 kg, sodium lauryl sulfoacetate having a solid content in water of approximately 53%, LATHANOL LAL flake (Stepan Co.), an amphoteric surfactant solution (approximately 6.3 kg, lauryl hydroxysultaine having a solid content in water of approximately 30%). AMPHITOR 20HD (Kao Co., Ltd.), warm water (about 6.5 kg), second anionic surfactant solution (about 14 kg, solid content in water about 7% sodium octylphenol ethoxylated sulfate, POE-3, POLY-STEP C) -OP3S (Stepan Co.)) and inorganic salt solutions (about 2 kg, calcium chloride with a solid content of about 30% in water, calcium chloride are available in both solid and solution forms, for example from OxyChem (Ludgington, MI). ). The resulting mixture was naturally cooled to ambient temperature (about 8 hours) and then a thickener (about 4 kg of sodium carboxymethyl cellulose with a solid content of about 1.5% in water, eg, Ashland Chemicals (Covington, KY)). AQUALON) is added. To this mixture, a desired amount of rust preventive is added, and optionally one or both of the defoaming agent and the colorant are further added to obtain the final cutting fluid concentrate.

〔実施例4〕
約8.5kggの温水(約75℃)に、以下の成分を逐次的に添加し、各成分の添加後に、発泡を最小限に抑える方法で約30分間撹拌した:第1のアニオン性界面活性剤溶液(約9kg、水中固形分約53%のポリオキシエチレン(10)ノニルフェノールホスフェート、FOSFODET 9Q/22(花王株式会社))、両性界面活性剤溶液(約5.3kg、水中固形分約35%のココアンホ二プロピオン酸二ナトリウム、CRODATERIC CADP 38(Croda))、温水(約6kg)、第2のアニオン性界面活性剤溶液(約14kg、水中固形分約7%のジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、STEPWET DOS−70(Stepan Co.))、及び無機塩溶液(約3.3kg、水中固形分約30%の塩化カルシウム、塩化カルシウムは固体及び溶液の両方の形態で、例えば、OxyChem(Ludington,MI)から入手できる)。得られた混合物を、周囲温度まで自然冷却し(約8時間)、次いで増粘剤(約4kgの水中固形分約1.5%のナトリウムカルボキシメチルセルロース、例えば、Dow ChemicalのWALOCEL CRT)を添加する。この混合物に、所望量の防錆剤を添加し、任意選択で消泡剤及び着色剤の一方又は両方を更に添加して、最終的な切削流体濃縮物を得る。
[Example 4]
The following components were sequentially added to about 8.5 kgg of warm water (about 75 ° C.), and after each component was added, the mixture was stirred for about 30 minutes in a manner that minimizes foaming: first anionic surfactant. Agent solution (about 9 kg, polyoxyethylene (10) nonylphenol phosphate with about 53% solid content in water, FOSFODET 9Q / 22 (Kao Co., Ltd.)), amphoteric surfactant solution (about 5.3 kg, solid content in water about 35%) Cocoamphonipropionate disodium, CRODATERIC CADP 38 (Croda)), warm water (about 6 kg), second anionic surfactant solution (about 14 kg, sodium dioctyl sulfosuccinate with a solid content of about 7% in water, STEPWET DOS- 70 (Stepan Co.)), and inorganic salt solutions (about 3.3 kg, calcium chloride with a solid content of about 30% in water, calcium chloride are available in both solid and solution forms, eg, from OxyChem (Ludgington, MI). it can). The resulting mixture is allowed to cool to ambient temperature (about 8 hours) and then a thickener (about 4 kg of sodium carboxymethyl cellulose with a solid content of about 1.5% in water, eg, Dow Chemical WALOCEL CRT) is added. .. A desired amount of rust inhibitor is added to this mixture, and one or both of the defoaming agent and the colorant are optionally further added to obtain the final cutting fluid concentrate.

〔実施例5〕
約15kgの温水(約75℃)に、以下の成分を逐次的に添加し、各成分の添加後に、発泡を最小限に抑える方法で約30分間撹拌した:第1のアニオン性界面活性剤溶液(約5kg、水中固形分約53%のポリオキシエチレン(8)オクチルエーテルカルボン酸、AKYPO LF2(花王株式会社))、両性界面活性剤溶液(約8.3kg、水中固形分約30%のコカミドプロピルアミンオキシド、CALOXAM IN E CPO(Pilot Chemical))、温水(約14kg)、第2のアニオン性界面活性剤溶液(約7.5kg、水中固形分約20%のラウロイルサルコシン酸ナトリウム、MAPROSYL 30−B(Stepan Co.))、及び無機塩溶液(約3.3kg、水中固形分約30%の塩化カルシウム、塩化カルシウムは固体及び溶液の両方の形態で、例えば、OxyChem(Ludington,MI)から入手できる)。得られた混合物を、周囲温度まで自然冷却し(約8時間)、次いで増粘剤(約4kgの水中固形分約1.5%のナトリウムカルボキシメチルセルロース、例えば、Ashland Chemicals(Covington,KY)のAQUALON)を添加する。この混合物に、所望量の防錆剤を添加し、任意選択で消泡剤及び着色剤の一方又は両方を更に添加して、最終的な切削流体濃縮物を得る。
[Example 5]
The following components were sequentially added to about 15 kg of warm water (about 75 ° C.), and after each component was added, the mixture was stirred for about 30 minutes in a manner that minimizes foaming: a first anionic surfactant solution. (Approximately 5 kg, polyoxyethylene (8) octyl ether carboxylic acid with a solid content in water of approximately 53%, AKYPO LF2 (Kao Co., Ltd.)), amphoteric surfactant solution (approximately 8.3 kg, coca with a solid content in water of approximately 30%) Midpropylamine oxide, CALOXAM IN E CPO (Pilot Chemical), warm water (about 14 kg), second anionic surfactant solution (about 7.5 kg, sodium lauroyl sarcosinate with a solid content of about 20% in water, MAPROSYL 30) -B (Stepan Co.)) and inorganic salt solutions (about 3.3 kg, calcium chloride with a solid content of about 30% in water, calcium chloride are in both solid and solution forms, for example from OxyChem (Ludgington, MI). Available). The resulting mixture was naturally cooled to ambient temperature (about 8 hours) and then AQUALON of a thickener (about 4 kg of sodium carboxymethyl cellulose with a solid content of about 1.5% in water, eg Ashland Chemicals (Covington, KY)). ) Is added. A desired amount of rust inhibitor is added to this mixture, and one or both of the defoaming agent and the colorant are optionally further added to obtain the final cutting fluid concentrate.

〔実施例6〕
約14kgの温水(約75℃)に、以下の成分を逐次的に添加し、各成分の添加後に、発泡を最小限に抑える方法で約30分間撹拌した:第1のアニオン性界面活性剤溶液(約5.6kg、水中固形分50%のオレイン酸カリウム、ICTEOL K−50(花王株式会社))、両性界面活性剤溶液(約8.3kg、水中固形分約30%のコカミドプロピルベタイン、CALTAINE C−35(Pilot Chemical)、温水(約15kg)、第2のアニオン性界面活性剤溶液(約6kg、水中固形分約20%の直鎖デシル置換を有するジスルホン化ジフェニルオキシド、DOWFAX C10L(Dow Chemical))、及び無機塩溶液(約3.3kg、水中固形分約30%の塩化カルシウム、塩化カルシウムは固体及び溶液の両方の形態で、例えば、OxyChem(Ludington,MI)から入手できる)。得られた混合物を、周囲温度まで自然冷却し(約8時間)、次いで増粘剤(約4kgの水中固形分約1.5%のナトリウムカルボキシメチルセルロース、例えば、Dow ChemicalのWALOCEL CRT)を添加する。この混合物に、所望量の防錆剤を添加し、任意選択で消泡剤及び着色剤の一方又は両方を更に添加して、最終的な切削流体濃縮物を得る。
[Example 6]
The following components were sequentially added to about 14 kg of warm water (about 75 ° C.), and after each component was added, the mixture was stirred for about 30 minutes in a manner that minimizes foaming: a first anionic surfactant solution. (Approximately 5.6 kg, potassium oleate having a solid content in water of 50%, ICTEOL K-50 (Kao Co., Ltd.)), amphoteric surfactant solution (approximately 8.3 kg, cocamidopropyl betaine having a solid content in water of approximately 30%) CALTAINE C-35 (Pilot Chemical), warm water (about 15 kg), a second anionic surfactant solution (about 6 kg, disulfonated diphenyl oxide with a linear decyl substitution of about 20% solids in water, DOWNFAX C10L (Dow) Chemical)), and an inorganic salt solution (about 3.3 kg, calcium chloride with a solid content of about 30% in water, calcium chloride can be obtained in both solid and solution forms, eg, from OxyChem (Ludgington, MI)). The resulting mixture is allowed to air cool to ambient temperature (about 8 hours), then a thickener (about 4 kg of sodium carboxymethyl cellulose with a solid content of about 1.5% in water, eg, Dow Chemical's WALOCEL CRT) is added. A desired amount of rust preventive is added to this mixture, and one or both of the defoaming agent and the colorant are optionally further added to obtain the final cutting fluid concentrate.

〔実施例7〕
約15kgの温水(約75℃)に、以下の成分を逐次的に添加し、各成分の添加後に、発泡を最小限に抑える方法で約30分間撹拌した:第1のアニオン性界面活性剤溶液(約5kg、水中固形分約50%のイソプロピルアミンドデシルベンゼンスルホナート、NINATE 411(Stepan Co.))、両性界面活性剤溶液(約10kg、水中固形分約30%のコカミドプロピルヒドロキシスルタイン、AMPHOSOL CS−50(Stepan)、温水(約15kg)、第2のアニオン性界面活性剤溶液(約5kg、水中固形分約30%のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、MELIOSOL 50X(花王株式会社)、及び無機塩溶液(約3.3kg、水中固形分約30%の塩化カルシウム、塩化カルシウムは固体及び溶液の両方の形態で、例えば、OxyChem(Ludington,MI)から入手できる)。得られた混合物を、周囲温度まで自然冷却し(約8時間)、次いで増粘剤(約4kgの水中固形分約1.5%のナトリウムカルボキシメチルセルロース、例えば、Ashland Chemicals(Covington,KY)のAQUALON)を添加する。この混合物に、所望量の防錆剤を添加し、任意選択で消泡剤及び着色剤の一方又は両方を更に添加して、最終的な切削流体濃縮物を得る。
[Example 7]
The following components were sequentially added to about 15 kg of warm water (about 75 ° C.), and after each component was added, the mixture was stirred for about 30 minutes in a manner that minimizes foaming: a first anionic surfactant solution. (Approximately 5 kg, isopropylamineddecylbenzene sulfonate with a solid content in water of approximately 50%, NINATE 411 (Stepan Co.)), an amphoteric surfactant solution (approximately 10 kg, cocamidopropyl hydroxysultaine having a solid content in water of approximately 30%). AMPHOSOL CS-50 (Stepan), warm water (about 15 kg), a second anionic surfactant solution (about 5 kg, sodium dodecylbenzene sulfonate with a solid content of about 30% in water, MELIOSOL 50X (Kao Co., Ltd.), and inorganic A salt solution (about 3.3 kg, calcium chloride with a solid content of about 30% in water, calcium chloride is available in both solid and solution forms, eg, from OxyChem (Ludington, MI)). Allow to air cool to temperature (about 8 hours), then add a thickener (about 4 kg of sodium carboxymethyl cellulose with a solid content of about 1.5% in water, eg, AQUALON of Ashland Chemicals (Covington, KY)). A desired amount of rust preventive is added to the mixture, and one or both of the defoaming agent and the colorant are optionally further added to obtain the final cutting fluid concentrate.

〔実施例8〕
約20kgの温水(約75℃)に、以下の成分を逐次的に添加し、各成分の添加後に、発泡を最小限に抑える方法で約30分間撹拌した:第1のアニオン性界面活性剤溶液(約8.4kg、水中固形分約50%のジスルホン化ジフェニルオキシドのアルキル置換体、DOWFAX C10L(Dow Chemical))、両性界面活性剤溶液(約6.7kg、水中固形分約30%のラウラミドプロピルベタイン、AMPHITOL 20AB(花王株式会社)、温水(約12kg)、第2のアニオン性界面活性剤溶液(約4kg、水中固形分約20%のC14〜C16オレフィンスルホン酸ナトリウム、ALFANOX 46(花王株式会社)、及び無機塩溶液(約1.7kg、水中固形分約30%の塩化カルシウム、塩化カルシウムは固体及び溶液の両方の形態で、例えば、OxyChem(Ludington,MI)から入手できる)。得られた混合物を、周囲温度まで自然冷却し(約8時間)、次いで増粘剤(約4kgの水中固形分約1.5%のナトリウムカルボキシメチルセルロース、例えば、Dow ChemicalのWALOCEL CRT)を添加する。この混合物に、所望量の防錆剤を添加し、任意選択で消泡剤及び着色剤の一方又は両方を更に添加して、最終的な切削流体濃縮物を得る。
[Example 8]
The following components were sequentially added to about 20 kg of warm water (about 75 ° C.), and after each component was added, the mixture was stirred for about 30 minutes in a manner that minimizes foaming: a first anionic surfactant solution. (Approx. Propyl betaine, AMPHITOR 20AB (Kao Co., Ltd.), warm water (about 12 kg), second anionic surfactant solution (about 4 kg, solid content in water about 20%, sodium C14 to C16 olefin sulfonate, ALFANOX 46 (Kao stock (Company), and inorganic salt solutions (about 1.7 kg, about 30% solids in water, calcium chloride, calcium chloride can be obtained in both solid and solution forms, eg, from OxyChem (Ludington, MI)). The mixture is naturally cooled to ambient temperature (about 8 hours), and then a thickener (about 4 kg of sodium carboxymethyl cellulose having a solid content of about 1.5% in water, for example, Dow Chemical's WALOCEL CRT) is added. A desired amount of rust preventive is added to the mixture, and optionally one or both of the defoaming agent and the colorant are further added to give the final cutting fluid concentrate.

〔実施例9〕
約10kgの温水(約75℃)に、以下の成分を逐次的に添加し、各成分の添加後に、発泡を最小限に抑える方法で約30分間撹拌した:第1のアニオン性界面活性剤溶液(約9kg、水中固形分約60%の直鎖ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、例えば、CALSOFT F90(Pilot Chemical))、両性界面活性剤溶液(約4.5kg、水中固形分約35%のコカミドプロピルベタイン、例えば、Stepan CompanyのAMPHOSOL CA)、温水(約9kg)、第2のアニオン性界面活性剤溶液(約11kg、水中固形分約3%のラウリルエーテル硫酸ナトリウム、例えば、Pilot Chemical Co.のCALFOAM ES−703)、及び無機塩溶液(約2kg、水中固形分約30%の塩化カルシウム、塩化カルシウムは固体及び溶液の両方の形態で、例えば、OxyChem(Ludington,MI)から入手できる)。得られた混合物を、周囲温度まで自然冷却し(約8時間)、次いで増粘剤(約4kgの水中固形分約1.5%のナトリウムカルボキシメチルセルロース、例えば、Ashland Chemicals(Covington,KY)のAQUALON)を添加する。この混合物に、所望量の防錆剤を添加し、任意選択で消泡剤及び着色剤の一方又は両方を更に添加して、最終的な切削流体濃縮物を得る。
[Example 9]
The following components were sequentially added to about 10 kg of warm water (about 75 ° C.), and after each component was added, the mixture was stirred for about 30 minutes by a method that minimizes foaming: a first anionic surfactant solution. (Approximately 9 kg, sodium linear dodecylbenzene sulfonate having a solid content of about 60% in water, for example, CALSOFT F90 (Pilot Chemical)), amphoteric surfactant solution (approximately 4.5 kg, cocamidopropyl having a solid content in water of about 35%) Betaine, eg, Stepan Company's AMPHOSOL CA), warm water (about 9 kg), a second anionic surfactant solution (about 11 kg, about 3% solids in water, sodium lauryl ether sulfate, eg, CALFOAM from Pilot Chemical Co. ES-703), and inorganic salt solutions (about 2 kg, calcium chloride with a solid content of about 30% in water, calcium chloride can be obtained in both solid and solution forms, for example from OxyChem (Ludgington, MI)). The resulting mixture was naturally cooled to ambient temperature (about 8 hours) and then AQUALON of a thickener (about 4 kg of sodium carboxymethyl cellulose with a solid content of about 1.5% in water, eg Ashland Chemicals (Covington, KY)). ) Is added. A desired amount of rust inhibitor is added to this mixture, and one or both of the defoaming agent and the colorant are optionally further added to obtain the final cutting fluid concentrate.

〔実施例10〕
約10kgの温水(約75℃)に、以下の成分を逐次的に添加し、各成分の添加後に、発泡を最小限に抑える方法で約30分間撹拌した:第1のアニオン性界面活性剤溶液(約9kg、水中固形分約60%の直鎖ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、例えば、CALSOFT F90(Pilot Chemical))、両性界面活性剤溶液(約4.5kg、水中固形分約35%のコカミドプロピルベタイン、例えば、Stepan CompanyのAMPHOSOL CA)、エチレングリコールブチルエーテルが溶解された温水(約9kgの水及び約1kgのエーテル)、第2のアニオン性界面活性剤溶液(約11kg、水中固形分約3%のラウレス硫酸ナトリウム、例えば、Pilot Chemical Co.のCALFOAM ES−703)、及び無機塩溶液(約2kg、水中固形分約30%の塩化カルシウム、塩化カルシウムは固体及び溶液の両方の形態で、例えば、OxyChem(Ludington,MI)から入手できる)。得られた混合物を、周囲温度まで自然冷却し(約8時間)、次いで増粘剤(約4kgの水中固形分約1.5%のナトリウムカルボキシメチルセルロース、例えば、Ashland Chemicals(Covington,KY)のAQUALON)を添加する。この混合物に、所望量の防錆剤を添加し、任意選択で消泡剤及び着色剤の一方又は両方を更に添加して、最終的な切削流体濃縮物を得る。
[Example 10]
The following components were sequentially added to about 10 kg of warm water (about 75 ° C.), and after each component was added, the mixture was stirred for about 30 minutes by a method that minimizes foaming: a first anionic surfactant solution. (Approximately 9 kg, sodium linear dodecylbenzene sulfonate having a solid content of about 60% in water, for example, CALSOFT F90 (Pilot Chemical)), amphoteric surfactant solution (approximately 4.5 kg, cocamidopropyl having a solid content in water of about 35%). Betain, for example, Stepan Chemistry's AMPHOSOL CA), warm water in which ethylene glycol butyl ether is dissolved (about 9 kg of water and about 1 kg of ether), a second anionic surfactant solution (about 11 kg, solid content in water of about 3%). Laures sodium sulfate, eg, CALFOAM ES-703 from Pilot Chemical Co., and an inorganic salt solution (about 2 kg, calcium chloride with a solid content of about 30% in water, calcium chloride are in both solid and solution forms, eg, Available from OxyChem (Ludington, MI)). The resulting mixture was naturally cooled to ambient temperature (about 8 hours) and then AQUALON of a thickener (about 4 kg of sodium carboxymethyl cellulose with a solid content of about 1.5% in water, eg Ashland Chemicals (Covington, KY)). ) Is added. A desired amount of rust inhibitor is added to this mixture, and one or both of the defoaming agent and the colorant are optionally further added to obtain the final cutting fluid concentrate.

〔実施例11〕
本開示は、高固形分(高固体濃度とも呼ばれる)の切削流体を提供し、これは濃縮物(又は切削流体濃縮物)と呼ばれ、機械加工又は製作加工操作に使用する前に水で希釈され得る。表1は、機械加工されている金属及び当該金属に適用されている工程によって特徴付けられる様々な機械加工操作を識別している。工程は、ブローチ加工、タップ加工、ホブ切り、切削、ドリル加工、ミリング、旋削、のこ引き、ホーニング、及び研削等、金属ワーク加工に使用される工程の代表的なものである。これらの工程の各々は、金属ワーク加工又は機械加工工程の間に金属に切削流体を適用することから利益を受ける、その際、切削流体の所望量は、具体的な工程だけでなく、工程に供される金属の特性によっても変わる。表1は、様々な工程の識別に加えて、8種の一般的な金属すなわち、アルミニウム(Al)合金、真鍮、鋳鉄(キャストアイアンとしても知られる)、青銅、低炭素鋼、ステンレス鋼、合金鋼、及びチタン(Ti)合金を識別している。選択した各工程及び金属について、表1は、有効な切削流体を調製するために本開示の切削流体濃縮物1部に添加され得る水の部数を示す。例えば、青銅は、10部の水と1部の本開示の切削流体濃縮物から調製される切削液を用いてブローチ加工され得る。別の実施例では、チタン合金は、本開示の切削流体濃縮物1部につき5〜10部のいずれかの水を組み合わせることによって調製される切削流体を用いて旋削され得る。
[Example 11]
The present disclosure provides a cutting fluid with a high solid content (also referred to as a high solid concentration), which is called a concentrate (or cutting fluid concentrate) and is diluted with water before use in machining or fabrication operations. Can be done. Table 1 identifies the metal being machined and the various machining operations characterized by the processes applied to that metal. The process is typical of processes used for metal work processing such as broaching, tapping, hobbing, cutting, drilling, milling, turning, sawing, honing, and grinding. Each of these steps benefits from applying the cutting fluid to the metal during the metalworking or machining process, in which the desired amount of cutting fluid is applied to the process as well as the specific process. It also depends on the characteristics of the metal provided. In addition to identifying the various processes, Table 1 shows eight common metals: aluminum (Al) alloys, brass, cast iron (also known as cast iron), bronze, low carbon steel, stainless steel, alloys. It identifies steel and titanium (Ti) alloys. For each selected step and metal, Table 1 shows the number of copies of water that can be added to one portion of the cutting fluid concentrate of the present disclosure to prepare an effective cutting fluid. For example, bronze can be broached with a cutting fluid prepared from 10 parts of water and 1 part of the cutting fluid concentrate of the present disclosure. In another embodiment, the titanium alloy can be turned with a cutting fluid prepared by combining any of 5-10 parts of water per part of the cutting fluid concentrate of the present disclosure.

Figure 2020537033
Figure 2020537033

表1は、本開示の濃縮物の水での希釈を基準とする。例えば、所望の操作が青銅を用いたブローチ加工である場合、本開示の濃縮物を10〜15部の水で希釈することが推奨される。
例えば、18質量%のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、9質量%のコカミドプロピルベタイン、8質量%のヒドロキシエチルセルロース、5質量%のラウレス硫酸ナトリウム、4質量%の塩化カルシウム、2質量%のエチレングリコールブチルエーテル及び54質量%の水を有する濃縮物を利用した場合、これは水で10倍に希釈される。防錆剤は、1:150の混合比に基づき、1.5×濃縮物/10000ppmで添加される。消泡剤は、1:150の混合比に基づき、0.15×濃縮物/1000ppmで添加される。着色剤は、1:150の混合比で0.0000095×濃縮物(リットル)/10ppmで添加される。防錆剤は、濃縮物の完全希釈の1%に基づく(1:150の混合比)。消泡剤は、濃縮物の完全希釈の0.01%に基づく(1:150の混合比)。抗微生物剤は、任意選択で添加されてもよい。
Table 1 is based on the dilution of the concentrates of the present disclosure with water. For example, if the desired operation is broaching with bronze, it is recommended to dilute the concentrate of the present disclosure with 10 to 15 parts of water.
For example, 18% by weight sodium dodecylbenzenesulfonate, 9% by weight cocamidopropyl betaine, 8% by weight hydroxyethyl cellulose, 5% by weight sodium laureth sulfate, 4% by weight calcium chloride, 2% by weight ethylene glycol butyl ether. And when utilizing a concentrate with 54% by weight water, this is diluted 10-fold with water. The rust inhibitor is added at 1.5 x concentrate / 10000 ppm based on a mixing ratio of 1: 150. The defoamer is added at 0.15 x concentrate / 1000 ppm based on a mixing ratio of 1: 150. The colorant is added at a mixing ratio of 1: 150 at 0.0000095 x concentrate (liter) / 10 ppm. The rust inhibitor is based on 1% of the complete dilution of the concentrate (1: 150 mixing ratio). The defoamer is based on 0.01% of the complete dilution of the concentrate (1: 150 mixing ratio). The antimicrobial agent may be added optionally.

金属切削流体濃縮物及び本開示の組成物の有効性は、金属切削操作中の組成物の効果を示す1種以上の試験方法によって評価され得る。
例えば、振動試験を実施して、実施例11に記載の切削流体組成物を市販の乳化油と比較した。切削は、3,000rpmのブレード運動で、250mm/分にてミリング操作中に実施した。x軸方向の振動は、市販乳化油の0.08179268に対し、実施例11の金属切削流体では0.056828924と測定され、振動振幅は30.5%低下した。y軸方向の振動は、同じ市販乳化油の0.07328386に対し、実施例11の金属切削流体では0.044023185と測定され、振動振幅は39.9%低下した。z軸方向の振動は、同じ市販乳化油の0.077851914に対し、実施例11の金属切削流体では0.059323387と測定され、振動振幅は23.8低下した。
中炭素鋼のミリング操作を用いて粗さ試験を実施した結果、市販の乳化油は、平均Rmax(μm)としての粗さが4.972であったのに対し、実施例11の金属切削流体はRmax(μm)が3.913であった。従って、本開示の金属切削流体は、市販の乳化油と比較して、切削部品の粗さの21.3%低下をもたらした。
The effectiveness of the metal cutting fluid concentrate and the compositions of the present disclosure can be assessed by one or more test methods that show the effect of the composition during the metal cutting operation.
For example, a vibration test was performed to compare the cutting fluid composition of Example 11 with a commercially available emulsifying oil. The cutting was performed during the milling operation at 250 mm / min with a blade motion of 3,000 rpm. The vibration in the x-axis direction was measured to be 0.05682824 in the metal cutting fluid of Example 11 with respect to 0.08179268 of the commercially available emulsifying oil, and the vibration amplitude was reduced by 30.5%. The vibration in the y-axis direction was measured to be 0.04203185 in the metal cutting fluid of Example 11 with respect to 0.073228386 of the same commercially available emulsifying oil, and the vibration amplitude was reduced by 39.9%. The vibration in the z-axis direction was measured to be 0.0593323387 in the metal cutting fluid of Example 11 with respect to 0.0778519114 of the same commercially available emulsifying oil, and the vibration amplitude decreased by 23.8.
As a result of performing a roughness test using a milling operation of medium carbon steel, the commercially available emulsified oil had a roughness as an average R max (μm) of 4.972, whereas the metal cutting of Example 11 The fluid had a R max (μm) of 3.913. Therefore, the metal cutting fluid of the present disclosure has resulted in a 21.3% reduction in the roughness of the cut part as compared with a commercially available emulsified oil.

〔実施例12〕
表1に示すように、本開示の材料加工濃縮物の5〜15倍希釈は、好適には、多種多様な金属及びその他の機械加工操作に使用される。一実施形態において、本開示は、本開示の濃縮物の5〜15倍希釈から得られる組成物を提供する。一実施形態において、本開示は、本開示の濃縮物の5倍希釈から得られる組成物を提供する。別の実施形態において、本開示は、本開示の濃縮物の15倍希釈から得られる組成物を提供する。
[Example 12]
As shown in Table 1, 5- to 15-fold dilutions of the material processing concentrates of the present disclosure are preferably used for a wide variety of metals and other machining operations. In one embodiment, the present disclosure provides a composition obtained from a 5- to 15-fold dilution of the concentrate of the present disclosure. In one embodiment, the present disclosure provides a composition obtained from a 5-fold dilution of the concentrate of the present disclosure. In another embodiment, the present disclosure provides a composition obtained from a 15-fold dilution of the concentrate of the present disclosure.

一実施形態において、本開示は、本開示の濃縮物の10倍希釈から得られる組成物を提供する。この組成物は、0.2質量%のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、0.05質量%のラウレス硫酸ナトリウム、0.09質量%のコカミドプロピルベタイン、0.08質量%のヒドロキシエチルセルロース、0.04質量%の塩化カルシウム、0.02質量%のエチレングリコールブチルエーテルを有する。この希釈溶液に、防錆剤を0.2質量%の量まで、及び消泡剤を0.1質量%の量まで、添加する。
この組成物は、表1に示した機械加工操作、すなわち、アルミニウム(Al)合金、真鍮、鋳鉄(キャストアイアンとしても知られる)、青銅、低炭素鋼、ステンレス鋼、合金鋼、及びチタン(Ti)合金のいずれかのブローチ加工、タップ加工、ホブ切り、切削、ドリル加工、ミリング、旋削、のこ引き、ホーニング又は研削の各々に使用できる。
In one embodiment, the present disclosure provides a composition obtained from a 10-fold dilution of the concentrate of the present disclosure. The composition consisted of 0.2% by weight sodium dodecylbenzenesulfonate, 0.05% by weight sodium laureth sulfate, 0.09% by weight cocamidopropyl betaine, 0.08% by weight hydroxyethyl cellulose, 0.04. It has mass% calcium chloride and 0.02 mass% ethylene glycol butyl ether. To this diluted solution, a rust inhibitor is added up to an amount of 0.2% by mass, and an antifoaming agent is added up to an amount of 0.1% by mass.
The composition is a machining operation shown in Table 1, ie aluminum (Al) alloy, brass, cast iron (also known as cast iron), bronze, low carbon steel, stainless steel, alloy steel, and titanium (Ti). ) Can be used for broaching, tapping, hobbing, cutting, drilling, milling, turning, sawing, honing or grinding any of the alloys.

上記の様々な実施形態のいずれかを組み合わせて、更なる実施形態を提供できる。本明細書で参照した及び/又は出願データシートに列挙した米国特許、米国特許出願公開、米国特許出願、外国特許、外国特許出願及び非特許出版物は全て、その参照によりその全体が本明細書に援用される。実施形態の態様は、様々な特許、出願及び出版物の概念を用いて更なる実施形態を提供するために必要であれば変更できる。上記の詳細な記述に照らして、実施形態にこれらの変更及びその他の変更を加えることができる。一般に、以下の特許請求の範囲において、使用される用語は、特許請求の範囲を、本明細書及び特許請求の範囲に開示される特定の実施形態に限定するとみなされるべきではなく、全ての可能な実施形態を、かかる特許請求の範囲内の均等物の全範囲と共に包含するとみなされるべきである。従って、特許請求の範囲は開示によって制限されない。 Further embodiments can be provided by combining any of the various embodiments described above. All US patents, US patent application publications, US patent applications, foreign patents, foreign patent applications and non-patent publications referenced herein and / or listed in the application datasheet are hereby incorporated by reference in their entirety. It is used for. The embodiments may be modified if necessary to provide further embodiments using the concepts of various patents, applications and publications. These and other changes may be made to the embodiments in the light of the detailed description above. In general, the terms used in the following claims should not be considered to limit the scope of the claims to the specific embodiments disclosed in the specification and the claims, but all possible. Embodiments should be considered to include the full range of equivalents within such claims. Therefore, the scope of claims is not limited by disclosure.

Claims (43)

水、第1の界面活性剤、増粘剤、及び防錆剤を含む、加工流体組成物。 A working fluid composition comprising water, a first surfactant, a thickener, and a rust inhibitor. 水、第1の界面活性剤、無機塩、及び防錆剤を含む、加工流体組成物。 A working fluid composition comprising water, a first surfactant, an inorganic salt, and a rust inhibitor. 前記第1の界面活性剤がアニオン性界面活性剤である、請求項1又は2に記載の組成物。 The composition according to claim 1 or 2, wherein the first surfactant is an anionic surfactant. 前記第1の界面活性剤が、スルホナート基を含む又はスルファート基を含むアニオン性界面活性剤である、請求項3に記載の組成物。 The composition according to claim 3, wherein the first surfactant is an anionic surfactant containing a sulfonate group or a sulfate group. 前記第1の界面活性剤がドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムである、請求項3に記載の組成物。 The composition according to claim 3, wherein the first surfactant is sodium dodecylbenzenesulfonate. 前記第1の界面活性剤がラウレス硫酸ナトリウムである、請求項3に記載の組成物。 The composition according to claim 3, wherein the first surfactant is sodium laureth sulfate. 前記第1の界面活性剤が両性界面活性剤である、請求項1又は2に記載の組成物。 The composition according to claim 1 or 2, wherein the first surfactant is an amphoteric surfactant. 前記両性界面活性剤がベタイン基を含む、請求項7に記載の組成物。 The composition according to claim 7, wherein the amphoteric surfactant contains a betaine group. 前記第1の界面活性剤がコカミドプロピルベタインである、請求項7に記載の組成物。 The composition according to claim 7, wherein the first surfactant is cocamidopropyl betaine. 2種の界面活性剤を含み、前記2種の界面活性剤の各々がアニオン性界面活性剤である、請求項1又は2に記載の組成物。 The composition according to claim 1 or 2, which comprises two types of surfactants, and each of the above two types of surfactants is an anionic surfactant. 前記2種の界面活性剤がスルファート含有界面活性剤及びスルホナート含有界面活性剤である、請求項10に記載の組成物。 The composition according to claim 10, wherein the two types of surfactants are a sulfate-containing surfactant and a sulfonate-containing surfactant. 前記2種の界面活性剤がラウレス硫酸ナトリウム及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムである、請求項10に記載の組成物。 The composition according to claim 10, wherein the two surfactants are sodium laureth sulfate and sodium dodecylbenzenesulfonate. 2種の界面活性剤を含み、1種がアニオン性界面活性剤であり、もう1種が両性界面活性剤である、請求項1又は2に記載の組成物。 The composition according to claim 1 or 2, which comprises two types of surfactants, one of which is an anionic surfactant and the other of which is an amphoteric surfactant. 前記2種の界面活性剤がスルファート含有アニオン性界面活性剤及びベタイン含有両性界面活性剤である、請求項13に記載の組成物。 The composition according to claim 13, wherein the two types of surfactants are a sulfate-containing anionic surfactant and a betaine-containing amphoteric surfactant. 前記スルファート含有アニオン性界面活性剤がラウレス硫酸ナトリウムであり、前記ベタイン含有両性界面活性剤がコカミドプロピルベタインである、請求項14に記載の組成物。 The composition according to claim 14, wherein the sulfate-containing anionic surfactant is sodium laureth sulfate, and the betaine-containing amphoteric surfactant is cocamidopropyl betaine. 前記2種の界面活性剤がスルホナート含有アニオン性界面活性剤及びベタイン含有両性界面活性剤である、請求項13に記載の組成物。 The composition according to claim 13, wherein the two types of surfactants are a sulfonate-containing anionic surfactant and a betaine-containing amphoteric surfactant. 前記スルホナート含有アニオン性界面活性剤がドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムであり、前記ベタイン含有両性界面活性剤がコカミドプロピルベタインである、請求項16に記載の組成物。 The composition according to claim 16, wherein the sulfonate-containing anionic surfactant is sodium dodecylbenzenesulfonate and the betaine-containing amphoteric surfactant is cocamidopropyl betaine. 3種の界面活性剤を含み、前記3種の界面活性剤のうち2種が同一ではないアニオン性界面活性剤であり、前記3種の界面活性剤のうち1種が両性界面活性剤である、請求項1又は2に記載の組成物。 It contains three types of surfactants, two of the three types of surfactants are not the same anionic surfactants, and one of the three types of surfactants is an amphoteric surfactant. , The composition according to claim 1 or 2. 前記3種の界面活性剤がスルファート含有界面活性剤、スルホナート含有界面活性剤、及びベタイン含有界面活性剤である、請求項18に記載の組成物。 The composition according to claim 18, wherein the three types of surfactants are a sulfate-containing surfactant, a sulfonate-containing surfactant, and a betaine-containing surfactant. 前記3種の界面活性剤がドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウレス硫酸ナトリウム、及びコカミドプロピルベタインである、請求項19に記載の組成物。 The composition according to claim 19, wherein the three surfactants are sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium laureth sulfate, and cocamidopropyl betaine. 前記防錆剤が亜硝酸ナトリウムである、請求項1又は2に記載の組成物。 The composition according to claim 1 or 2, wherein the rust preventive is sodium nitrite. 前記防錆剤が亜硝酸ナトリウムである、請求項20に記載の組成物。 The composition according to claim 20, wherein the rust preventive is sodium nitrite. セルロース系増粘剤である増粘剤を含む、請求項1又は2に記載の組成物。 The composition according to claim 1 or 2, which comprises a thickener which is a cellulosic thickener. 前記セルロース系増粘剤がヒドロキシエチルセルロースである、請求項23に記載の組成物。 The composition according to claim 23, wherein the cellulosic thickener is hydroxyethyl cellulose. セルロース系増粘剤である増粘剤を含む、請求項20に記載の組成物。 The composition according to claim 20, which comprises a thickener which is a cellulosic thickener. 前記セルロース系増粘剤がヒドロキシエチルセルロースである、請求項25に記載の組成物。 The composition according to claim 25, wherein the cellulosic thickener is hydroxyethyl cellulose. 塩化カルシウムである無機塩を含む、請求項1又は2に記載の組成物。 The composition according to claim 1 or 2, which comprises an inorganic salt which is calcium chloride. 無機塩を含む、請求項20に記載の組成物。 The composition according to claim 20, which comprises an inorganic salt. 前記無機塩が塩化カルシウムである、請求項28に記載の組成物。 28. The composition of claim 28, wherein the inorganic salt is calcium chloride. 消泡剤を含む、請求項1又は2に記載の組成物。 The composition according to claim 1 or 2, which comprises an antifoaming agent. 前記消泡剤がシリコーンポリマーである、請求項30に記載の組成物。 The composition according to claim 30, wherein the defoaming agent is a silicone polymer. 消泡剤を含む、請求項20に記載の組成物。 The composition according to claim 20, which comprises an antifoaming agent. 前記消泡剤がシリコーンポリマーである、請求項32に記載の組成物。 The composition according to claim 32, wherein the defoaming agent is a silicone polymer. セルロース系増粘剤、無機塩、及び消泡剤のうちの1つ以上を含む、請求項20に記載の組成物。 The composition according to claim 20, which comprises one or more of a cellulosic thickener, an inorganic salt, and an antifoaming agent. セルロース系増粘剤、無機塩、及び消泡剤を含む、請求項20に記載の組成物。 The composition according to claim 20, which comprises a cellulosic thickener, an inorganic salt, and an antifoaming agent. 水、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウレス硫酸ナトリウム、コカミドプロピルベタイン、セルロース系増粘剤等の増粘剤、及び防錆剤を含む、請求項1に記載の組成物。 The composition according to claim 1, which comprises water, a thickener such as sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium laureth sulfate, cocamidopropyl betaine, a cellulosic thickener, and a rust preventive agent. 水、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウレス硫酸ナトリウム、コカミドプロピルベタイン、塩化カルシウム等の無機塩、及び防錆剤を含む、請求項2に記載の組成物。 The composition according to claim 2, which comprises water, an inorganic salt such as sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium laureth sulfate, cocamidopropyl betaine, calcium chloride, and a rust preventive. 金属、石、ガラス及びプラスチックから選択される材料を機械加工する方法であって、請求項1〜37のいずれか一項に記載の組成物を含む組成物を、前記機械加工されている材料からの熱を放散するのに有効な量及び時間で、機械加工されている材料ピースに適用することを含む、方法。 A method for machining a material selected from metal, stone, glass and plastic, wherein a composition containing the composition according to any one of claims 1 to 37 is obtained from the machined material. A method comprising applying to a machined material piece in an amount and time effective to dissipate the heat of the. 前記機械加工されている材料が、アルミニウム合金、真鍮、鋳鉄、青銅、低炭素鋼、ステンレス鋼、合金鋼、及びチタン合金から選択される金属である、請求項38に記載の方法。 38. The method of claim 38, wherein the machined material is a metal selected from aluminum alloys, brass, cast iron, bronze, low carbon steels, stainless steels, alloy steels, and titanium alloys. 前記加工されている材料が石である、請求項38に記載の方法。 38. The method of claim 38, wherein the processed material is stone. 前記機械加工されている材料がプラスチックである、請求項38に記載の材料。 38. The material of claim 38, wherein the machined material is plastic. 前記材料がガラスである、請求項38に記載の材料。 38. The material of claim 38, wherein the material is glass. 前記機械加工されている材料ピースが、ブローチ加工、タップ加工、ホブ切り、切削、ドリル加工、ミリング、旋削、のこ引き、ホーニング、及び研削から選択される工程に供されている、請求項38に記載の方法。 38. The machined material piece is subjected to a process selected from broaching, tapping, hobbing, cutting, drilling, milling, turning, sawing, honing, and grinding. The method described in.
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