JP2741332B2

JP2741332B2 - 水溶性切削研削油剤

Info

Publication number: JP2741332B2
Application number: JP5263059A
Authority: JP
Inventors: 紀男藤本; 勇三檜垣
Original assignee: 日清製油株式会社
Priority date: 1993-09-28
Filing date: 1993-09-28
Publication date: 1998-04-15
Anticipated expiration: 2013-04-15
Also published as: JPH0797590A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属加工分野において
利用できる金属加工用油剤、詳細には水溶性切削研削油
剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属類を切削あるいは研削して加
工する際には種々の油剤が使用され、とりわけ水溶性油
剤が好ましく用いられてきた。そして、水溶性切削研削
油剤の成分としては、高級脂肪酸、塩素化脂肪酸等のア
ルカリ金属塩やアミン塩が用いられてきた。しかし、こ
れらの成分を含有する水溶性切削研削油剤は一般に発泡
しやすく、臭気が著しく、作業性を低下させると共に、
錆止め効果が低下しやすいという欠点を有していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の実情に鑑み、本
発明は、起泡性が小さく、臭気もなく、防錆性の良好な
水溶性切削研削油剤を提供することを目的とた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らはこの目的を
達成するために種々検討を行った結果、原料として少な
くともヒドロキシ長鎖脂肪酸を用いる特定の重縮合物の
塩類が水溶性切削研削油剤として優れた特性を有してい
ることを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００５】すなわち本発明は、原料成分が、成分Ａ：
炭素数１８のモノ及び／又はジヒドロキシ脂肪酸、成分
Ｂ：２〜６価のポリオール、成分Ｃ：炭素数４〜３６の
脂肪族二塩基酸とするとき、下記（１）〜（３）のいず
れかに示される重縮合物のアルカリ金属塩もしくはアミ
ン塩を含有してなる水溶性切削研削油剤である。（１）成分Ａ及び成分Ｂのエステル化物と成分Ａとの重
縮合物（ただし酸価が２０〜１２０）。（２）成分Ａと成分Ｃとの重縮合物（ただし酸価が３０
〜１５０）。（３）成分Ａ及び成分Ｂのエステル化物と成分Ａと成分
Ｃとの重縮合物（ただし酸価が２０〜１２０）。

【０００６】本発明において、原料成分として使用でき
る炭素数１８のモノ及び／又はジヒドロキシ脂肪酸は、
９、１０、１２、１３、１５又は１６位のいずれかにヒ
ドロキシル基を有するステアリン酸、オレイン酸または
リノール酸等のモノヒドロキシ脂肪酸、また９及び１０
位、１２及び１３位、１５及び１６位、９及び１２位、
９及び１３位、９及び１５位、９及び１６位、１０及び
１２位、１０及び１３位、１０及び１５位、１０及び１
６位、１２及び１５位、１３及び１５位、あるいは１３
及び１６位等のいずれかにヒドロキシル基を有するステ
アリン酸、オレイン酸又はリノール酸等のジヒドロキシ
脂肪酸を例示できる。このうちモノヒドロキシ脂肪酸と
しては１０−ヒドロキシステアリン酸、１２−ヒドロキ
システアリン酸、リシノール酸が入手しやすく、またジ
ヒドロキシ脂肪酸としては９、１０−ジヒドロキシステ
アリン酸、９，１０−ジヒドロキシオレイン酸、９，１
０−ジヒドロキシリノール酸、１２，１３−ジヒドロキ
シオレイン酸、１５，１６−ジヒドロキシリノール酸が
好ましい。

【０００７】２〜６価のポリオールの具体例は、エチレ
ングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタン
ジオール、１，９−ノナンジオール、グリセリン、ネオ
ペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタ
エリスリトール、ソルビトールあるいはそれらの重縮合
物等である。脂肪族二塩基酸の具体例は、コハク酸、フ
マル酸、マレイン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバ
シン酸、ドデカン二酸、オクタデカメチレンジカルボン
酸、エイコサメチレンジカルボン酸、テトラコサメチレ
ンジカルボン酸、オクタコサメチレンジカルボン酸、ド
トリアコンタンメチレンジカルボン酸、１−デセン−
１，１０−ジカルボン酸、ダイマー酸等をあげることが
できる。

【０００８】次に本発明では、前記原料を特定の組み合
わせで用い、重縮合反応せしめ、以下の３種類の重縮合
物とすることを特徴とする。すなわち本発明によれば、
第１の重縮合物として、炭素数１８のモノ及び／又はジ
ヒドロキシ脂肪酸と２〜６価のポリオールとのエステル
化物をさらに炭素数１８のモノ及び／又はジヒドロキシ
脂肪酸で脱水重縮合反応せしめた生成物である。該重縮
合物は、原料のヒドロキシル基とカルボキシル基が主と
して分子間及び分子内でエステル化したものであり、酸
価は２０〜１２０である。これは、前記のヒドロキシ脂
肪酸とポリオールとを単に同時に重縮合反応させた生成
物とは重縮合の度合の点で異なる。本発明の場合には重
縮合物の粘性を適切に調節できる。なお、酸価が２０〜
１２０の範囲を外れると、増粘して作業性が低下し、ま
た適度な潤滑被膜を形成せず、あるいは潤滑性能の効果
が低下する。

【０００９】第２の重縮合物は、炭素数１８のモノ及び
／又はジヒドロキシ脂肪酸と炭素数４〜３６の脂肪族二
塩基酸との重縮合物であり、その酸価は３０〜１５０で
あることを要する。酸価が３０未満であると増粘して作
業性が低下し、また潤滑被膜を形成するために必要な残
存カルボキシル基の量が不足することになり、１５０を
超えると潤滑性能の効果が現れなくなる。

【００１０】第３の重縮合物は、炭素数１８のモノ及び
／又はジヒドロキシ脂肪酸と２〜６価のポリオールとの
エステル化物を、さらに炭素数１８のモノ及び／又はジ
ヒドロキシ脂肪酸と炭素数４〜３６の脂肪族二塩基酸と
で脱水重縮合反応せしめた生成物である。該重縮合物
は、前記の第２の重縮合物をさらに前記二塩基酸で重縮
合させたものであり、その酸価は２０〜１２０である。
酸価がこの範囲を外れると、増粘して作業性が低下し、
また適度な潤滑被膜を形成せず、あるいは潤滑性能の効
果が現れない。該重縮合物はまた、前記第２の重縮合物
の場合と同様に、原料を単に同時反応させた生成物とは
重縮合物の度合が異なり、粘性を適切に調節することが
できる。

【００１１】前記したエステル化物及び重縮合物を調製
するには、公知のエステル化反応、重縮合反応の方法を
採用できる。すなわち適宜に原料を選択し、これに触媒
を添加もしくは添加せず、該反応に不活性な溶媒及び気
体の共存下もしくは非共存下、１８０〜２２０℃で３〜
５時間、攪拌して副生する水を系外に除去して反応物を
得、要すればさらに脱色、脱臭等の精製処理を施す。

【００１２】かくして得られる本発明の重縮合物は、こ
れをアルカリ金属塩又はアミン塩となす。アルカリ金属
としてはナトリウム、カリウム等を例示でき、またアミ
ンとしてはモノ、ジ又はトリ型のエタノールアミン、プ
ロパノールアミン、イソプロパノールアミン、ブタノー
ルアミン、イソブタノールアミン、ヘキサノールアミ
ン、オクタノールアミン、イソオクタノールアミン等の
各種アミンを使用することができるが、とりわけモノ、
ジ又はトリ型のエタノールアミン、プロパノールアミン
等の低級アルカノールアミンが好ましい。重縮合物のか
かる塩類は、前記アルカリ金属の水酸化物、酸化物等、
前記アミンの塩酸塩等を用いて常法により当該塩に変換
できる。

【００１３】本発明の水溶性切削研削油剤を製造するに
は、前記した３種類の重縮合物のアルカリ金属塩、又は
アミン塩をそのまま単独で用いてもよく、あるいはこれ
に公知の鉱油、合成油、極圧添加剤、脂肪酸、酸化防止
剤、界面活性剤等を加え、エマルジョンタイプ又はソリ
ューブルタイプに組成してもよい。かかる水溶性切削研
削油剤において、本発明に係わる重縮合物の塩類の有効
な配合比率は、使用目的、使用状況等により適宜選択さ
れるが、実際の金属加工時に適用する水懸濁液中の１〜
５０重量％、好ましくは１〜３０重量％、より好ましく
は１〜５重量％である。

【００１４】

【実施例】以下の合成例および実施例において、部と％
はいずれも重量基準である。合成例２攪拌機、温度計、窒素導入管、水分離管を備えた１リッ
トル四ツ口フラスコにリシノール酸２４０部、グリセリ
ン６０部、キシレン３０部を仕込み、１８０〜２２０℃
で５時間エステル化反応させ、リシノール酸グリセリド
混合物２６５部を得た。このものの組成はリシノール酸
及びその重縮合物：２５％、リシノール酸及びその重縮
合物のモノグリセリド：４０％、リシノール酸及びその
重縮合物のジグリセリド：２５％、その他混合グリセリ
ド：１０％であり、酸価４５であった。ついで、このリ
シノール酸グリセリド混合物２４０部、１２−ヒドロキ
システアリン酸６０部、キシレン３０部を仕込み、合成
例１と同様に２２０℃まで昇温し、この温度で５時間脱
水させ、重縮合反応を行った。反応後キシレンを減圧留
去し、本発明の重縮合物（酸価５３）を２６８部得た。
以下、これを試料Ｂとする。

【００１５】合成例４ダイマー酸１４５部、１２−ヒドロキシステアリン酸１
５５部、キシレン３０部を用い、２２０℃まで昇温し、
この温度で５時間脱水させ、重縮合反応を行った。反応
後キシレンを減圧留去し、本発明の重縮合物（酸価６
８）を２６８部得た。以下、これを試料Ｄとする。

【００１６】合成例６１２−ヒドロキシステアリン酸１０２部、１２−ヒドロ
キシステアリン酸モノグリセリド６４部、ドデカン二酸
１１７部、ネオペンチルグリコール１８部、キシレン３
０部を用い、２２０℃まで昇温し、この温度で５時間脱
水させ、重縮合反応を行った。反応後キシレンを減圧留
去し、本発明の重縮合物（酸価３０）を２７０部得た。
以下、これを試料Ｆとする。

【００１７】合成例７リシノール酸３８部、ネオペンチルグリコール１３部、
キシレン３０部を仕込み、２２０℃まで昇温し、この温
度で４時間脱水させ、重縮合反応を行った。冷却後、リ
シノール酸１０８部、ダイマー酸１４１部を仕込み、同
様に２２０℃まで昇温し、この温度で３時間脱水させ重
縮合反応を行った。反応後、キシレンを減圧留去し、本
発明の重縮合物（酸価４５）を２６５部得た。以下、こ
れを試料Ｇとする。

【００１８】実施例１合成例２、４、６、７で得た重縮合物（試料Ｂ、Ｄ、
Ｆ、Ｇ）の各３部とトリエタノールアミン５部とを混合
して各重縮合物のアミン塩となし、これを２％水溶液に
調整して水溶性切削研削油剤の性能評価用水溶液サンプ
ルとした。なお、以下の性能評価試験において、比較例
として本発明の重縮合物（試料Ｂ、Ｄ、Ｆ、Ｇ）にかえ
て比較例１：１２−ヒドロキシステアリン酸、比較例
２：リシノール酸、比較例３：ダイマー酸を用い、各々
のアミン塩を同様の水溶液となし、サンプルとした。

【００１９】（１）摩擦係数曽田式振り子摩擦試験機を用いて測定した。その結果を
表１に示す。（２）耐圧性能曽田式四球型試験機を用い、２００rpm でステップロー
ド法（０．５kg）により測定した。その結果を表１に示
す。

【００２０】

【表１】表１性能評価結果 ┌─────┬──────┬──────┬──────────┐ │ │ 配合物※ │ 摩擦係数 │ 耐圧性能（ｋｇ） │ ├─────┼──────┼──────┼──────────┤ │ │ 試料Ｂ │ ０．１３ │ １５．０ │ │ 実施例 │ 試料Ｄ │ ０．１２ │ １５．５ │ │ │ 試料Ｆ │ ０．１６ │ １５．２ │ │ │ 試料Ｇ │ ０．１５ │ １５．４ │ ├─────┼──────┼──────┼──────────┤ │ │ １ │ ０．２２ │ ９．９ │ │ 比較例 │ ２ │ ０．２３ │ １０．０ │ │ │ ３ │ ０．２２ │ １０．２ │ └─────┴──────┴──────┴──────────┘ ※配合物はいずれもトリエタノールアミン塩とし、その
２％水溶液として性能評価した。

【００２１】（３）防錆性能前記各試料のトリエタノー
ルアミン塩の２％水溶液に食塩を１００ppm 添加し、そ
の防錆効果を鉄片の浸漬試験により比較した。その結果
を表２に示す。

【００２２】

【表２】表２性能評価結果 ┌───┬────┬───────────────────┐ │ │配合物※│ 防錆性能 ※※ │ ├───┴────┼───┬───┬───┬───┬───┤ │浸漬時間（ｈｒ）│ １ │ ２ │ ３ │ ６ │ 24 │ ├───┬────┼───┼───┼───┼───┼───┤ │ │試料Ｂ │ ◎ │ ◎ │ ◎ │ ◎ │ ○ │ │実施例│試料Ｄ │ ◎ │ ◎ │ ◎ │ ◎ │ ◎ │ │ │試料Ｆ │ ◎ │ ◎ │ ◎ │ ◎ │ ◎ │ │ │試料Ｇ │ ◎ │ ◎ │ ◎ │ ◎ │ ○ │ ├───┼────┼───┼───┼───┼───┼───┤ │ │ １ │ ◎ │ ◎ │ ○ │ × │ × │ │比較例│ ２ │ ◎ │ ◎ │ ○ │ × │ × │ │ │ ３ │ ◎ │ ◎ │ ◎ │ ○ │ × │ └───┴────┴───┴───┴───┴───┴───┘ ※：表１と同じ ※※：◎→錆の発生なし、○→数点の錆が発生、×→数十点の錆が発生

【００２３】（４）消泡性能前記各試料のトリエタノールアミン塩の２％水溶液２５
mlを５０mlメスシリンダーに注ぎ、３０秒間振り混ぜ、
各時間ごとの泡立ち後の容積を測定した。その結果を表
３に示す。

【００２４】

【表３】表３性能評価結果 ┌───┬─────┬─────────────────┐ │ │配合物※ │ 消泡性能 ※※ │ ├───┴─────┼──┬──┬──┬──┬──┬──┤ │経過時間（ｍｉｎ）│ 0 │ 1 │ 2 │ 3 │ 4 │ 5 │ ├───┬─────┼──┼──┼──┼──┼──┼──┤ │ │ 試料Ｂ │４０│２８│２５│２５│２５│２５│ │実施例│ 試料Ｄ │４０│３６│２８│２５│２５│２５│ │ │ 試料Ｆ │４３│３５│３０│２５│２５│２５│ │ │ 試料Ｇ │３８│２７│２５│２５│２５│２５│ ├───┼─────┼──┼──┼──┼──┼──┼──┤ │ │ １ │５０│５０│５０│５０│５０│５０│ │比較例│ ２ │５０│５０│５０│５０│５０│５０│ │ │ ３ │５０│５０│５０│５０│５０│５０│ └───┴─────┴──┴──┴──┴──┴──┴──┘ ※：表１と同じ。 ※※：表中の数値は５０mlメスシリンダー中の試料と泡との容積（ml）を示す。

【００２５】表１、表２及び表３の結果が示すように、
本発明の水溶性切削研削油剤は、従来のものに比べて潤
滑性、耐圧性、防錆性、消泡性において優れている。ま
た、本発明品はいずれも臭気のないものであった。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、起泡性が小さく、臭気
のない、防錆性に優れ、また潤滑性、耐圧性の点におい
ても良好な水溶性切削研削油剤を提供できる。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ１０Ｍ 129:34 129:42 129:44） (Ｃ１０Ｍ 173/02 159:12）Ｃ１０Ｎ 30:06 30:12 30:18 40:22

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】原料成分が、成分Ａ：炭素数１８のモノ
及び／又はジヒドロキシ脂肪酸、成分Ｂ：２〜６価のポ
リオール、成分Ｃ：炭素数４〜３６の脂肪族二塩基酸と
するとき、下記（１）〜（３）のいずれかに示される重
縮合物のアルカリ金属塩もしくはアミン塩を含有してな
る水溶性切削研削油剤。（１）成分Ａ及び成分Ｂのエステル化物と成分Ａとの重
縮合物（ただし酸価が２０〜１２０）。（２）成分Ａと成分Ｃとの重縮合物（ただし酸価が３０
〜１５０）。（３）成分Ａ及び成分Ｂのエステル化物と成分Ａと成分
Ｃとの重縮合物（ただし酸価が２０〜１２０）。