JP2914642B2

JP2914642B2 - 水可溶性潤滑剤組成物

Info

Publication number: JP2914642B2
Application number: JP23137392A
Authority: JP
Inventors: 正晴淵上; 強池田
Original assignee: YUSHIRO KAGAKU KOGYO KK
Current assignee: YUSHIRO KAGAKU KOGYO KK
Priority date: 1992-08-05
Filing date: 1992-08-05
Publication date: 1999-07-05
Anticipated expiration: 2014-07-05
Also published as: JPH0657279A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、摺動面潤滑剤、作動
油、切削油、圧延油、引抜油、プレス油等の水可溶性潤
滑剤組成物に関し、更に詳しく言えば、環境を汚染する
ことがなく、且つ潤滑性、金属防食性、消泡性及び耐腐
敗性に優れる水可溶性潤滑剤組成物に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、金属加工用水可溶性潤滑剤組成
物は、鉱物油、油脂、カルボン酸、極圧添加剤、界面活
性剤、消泡剤、金属防食剤、酸化防止剤、防腐剤等が配
合された組成を有し、その使用時には水で希釈して用い
られる。そして、この潤滑剤組成物には、潤滑性、水系
における金属防食性を付与するために、通常、含窒素化
合物が配合されている。この含窒素化合物として、第１
〜３級のアルカノールアミン、アルキルアミン、アルキ
ルアリールアミン、アラルキルアミン、シクロヘキシル
アミン、アルコキシアルキルアミン、ジアミン、アルキ
ルアミンアルキリンオキシド付加物、カルボン酸アミ
ド、カルボン酸アルキロールアミド等が挙げられる（特
開昭５５−７８９４号公報、特開昭５５−２９５３６号
公報、特開昭６０−４３３９４号公報、特開昭６１−４
０４００号公報、特開昭６１−１３１４０６号公報、特
公平２−１３１４０６号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような含
窒素化合物を配合した金属加工用水可溶性潤滑剤組成物
の使用は、地球環境に悪影響を及ぼし、環境破壊の一因
となっている。即ち、これらの組成物からなる潤滑剤
は金属加工に供された後は、廃水処理の後に廃棄される
こととなるが、これらの廃液中には、まだ多量の窒素化
合物を含有している。従って、これらを排水系又は海域
に廃棄した場合には、河川、湖、海の富栄養化の問題が
生じ、そのため水質汚濁、赤潮等を発生させることとな
る。また、これらの廃液を焼却して処理する方法も考
えられるが、この場合には、組成物中の含窒素化合物が
ＮＯ_Xの形態となり、更に組成物内に極圧添加剤として
硫黄系化合物を含めれば、それがＳＯ_Xの形態となり、
これらが酸性雨の原因となる。また、従来の含窒素化合
物を含有する潤滑剤は、泡立ち、腐敗及び非鉄金属に対
する腐食の問題がある。特に、水で希釈して、高圧で金
属加工部に供給する場合には、泡立ちが著しくなり、潤
滑剤の性能低下、作業環境の汚染等の問題を生じさせて
いる。

【０００４】本発明は、上記問題点を解決するものであ
り、その廃液により地球環境に悪影響を与えず、且つ潤
滑性、金属防食性、消泡性及び耐腐敗性等の諸性能に優
れた水可溶性潤滑剤組成物を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、含窒素化
合物を極力含有しない潤滑剤組成物について、潤滑性、
金属防食性、耐腐敗性等の性能と組成物成分の関係につ
いて鋭意研究した結果、窒素原子を含有しない界面活性
剤である、エーテル系ノニオン界面活性剤、エステル系
ノニオン界面活性剤、硫酸化油、カルボン酸アルカリ金
属塩及びスルホン酸アルカリ金属塩からなる群より選ば
れる１種又は２種以上（以下、非窒素系界面活性剤とい
う。）と、（Ｂ）炭酸マグネシウム、炭酸バリウム及び
炭酸亜鉛（ＩＩ）から選ばれる１種又は２種以上（以
下、「金属炭酸塩」という。）を含有することにより、
優れた性能が得られるとの知見を得て、本発明を完成す
るに至ったのである。

【０００６】即ち、本第１発明の水可溶性潤滑剤組成物
は、水可溶性潤滑剤組成物を１００重量部とする場合、
（Ａ）非窒素系界面活性剤；２０〜４０重量部と、
（Ｂ）金属炭酸塩：１〜２０重量部と、鉱物油：５３〜
７０重量部とを含有し、上記水可溶性潤滑剤組成物中の
窒素含有量は、該潤滑剤組成物全体を１００重量部とし
た場合、０．５重量部（以下、「部」という。）以下で
あることを特徴とする。本第２発明の水可溶性潤滑剤組
成物は、本第１発明の水可溶性潤滑剤組成物の上記特徴
に加え、実施例に記載の防食性試験により測定した金属
試験片の重量変化が、アルミニウム試験片で０〜＋０．
７ｍｇ、亜鉛試験片で０〜＋１．２ｍｇ及びマグネシウ
ム試験片で−２．０〜０ｍｇであることを特徴とする。

【０００７】上記（Ａ）「非窒素系界面活性剤」として
は、エーテル系ノニオン界面活性剤、エステル系ノニオ
ン界面活性剤、硫酸化油、カルボン酸アルカリ金属塩及
びスルホン酸アルカリ金属塩からなる群より選ばれる１
種又は２種以上の界面活性剤が挙げられる。

【０００８】上記「エーテル系ノニオン界面活性剤」と
しては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオ
キシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエ
チレンアルキルナフチルエーテル、ポリオキシエチレン
アビエチルエーテル、ポリオキシエチレンポリプロピレ
ングリコール等を挙げることができる。また、「エステ
ル系ノニオン界面活性剤」としては、ポリオキシエチレ
ンモノカルボン酸エステル、ポリオキシエチレンジカル
ボン酸エステル、ポリオキシエチレンプロピレングリコ
ールカルボン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタ
ントリカルボン酸エステル、エチレングリコールモノカ
ルボン酸エステル、プロピレングリコールモノカルボン
酸エステル、グリセリンモノカルボン酸エステル、ペン
タエリトリットモノカルボン酸エステル、ソルビタンモ
ノカルボン酸エステル、ソルビタンセスキカルボン酸エ
ステル、ソルビタントリカルボン酸エステル、ショ糖カ
ルボン酸エステル等を挙げることができる。

【０００９】「硫酸化油」としては、オリーブ油、ヒマ
シ油、ナタネ油、牛脂、豚脂、綿実油、トウモロコシ油
等の動植物油脂の硫酸化物をあげることができる。ま
た、アニオン界面活性剤としての「カルボン酸アルカリ
金属塩又はスルホン酸アルカリ金属塩」としては、高級
脂肪酸カリウム塩、又は石油スルホン酸ナトリウム塩及
びジノニルナフタレンスルホン酸ナトリウム塩等を挙げ
ることができる。ここで、高級脂肪酸とは、通常、炭素
数が１２以上のカルボン酸（例えば、ラウリン酸、ミリ
スチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸、
ラノリン脂肪酸及び上記脂肪酸の重縮合物等）をいう。

【００１０】上記石油スルホン酸アルカリ金属塩は、石
油スルホン酸、即ち石油留分の硫酸精製の際に生じる炭
化水素のスルホン酸混合物（特に白油を硫酸又は溶剤に
より精製してスラッジ分を除き、発煙硫酸と加温しスル
ホン化した後、未反応油、廃酸を除いて精製したもの）
を、アルカリ金属成分にて中和して塩としたものであ
る。

【００１１】上記（Ｂ）の金属炭酸塩の含有量は、本潤
滑剤組成物全体を１００部とした場合に、１〜２０部の
範囲が適当である。含有量が１部未満では、本潤滑剤組
成物を水に希釈して使用した場合に、潤滑性及びｐＨ維
持性が悪くなり、含有量が２０部を越えると、潤滑剤の
取り扱い及び原液中での分散安定性に問題が生じるから
である。

【００１２】上記水可溶性潤滑剤組成物中の窒素含有量
は、第１発明に示すように、全潤滑剤組成物を１００部
とした場合、０．５部以下が好ましい。この窒素含有量
が、０．５部を越えると、廃液中の窒素化合物が増加し
て水質が汚染され、また廃油の焼却の際に発生するＮＯ
_Ｘが多くなり大気が汚染されるからである。また、上記
非窒素系界面活性剤の含有量は、全潤滑剤組成物を１０
０部とした場合に、２０〜４０部の範囲であるのが好ま
しい。２０部未満では、安定した分散状態が得られず、
４０部を越えると潤滑性が低下するとともに消泡性も低
下するからである。

【００１３】更に、本潤滑剤組成物としては、第１発明
に示すように、この潤滑剤組成物を１００部とする場
合、（Ａ）非窒素系界面活性剤；２０〜４０部と、
（Ｂ）金属炭酸塩：１〜２０部と、鉱物油：５３〜７０
部とを含有し、上記水可溶性潤滑剤組成物中の窒素含有
量は、該潤滑剤組成物全体を１００部とした場合、０．
５部以下である。この組成範囲においては、各性能に優
れるとともに性能のバランスが良く大変実用的だからで
ある。ここで、「鉱物油」としては、スピンドル油、マ
シン油、シリンダー油、タービン油等を用いることがで
きる。

【００１４】また、本発明の水可溶性潤滑剤組成物は、
上記成分の他に、従来より使用されている物質の中から
窒素を含有しない物質を任意に使用することができる。
例えば、スピンドル油、マシン油、シリンダー油、ター
ビン油等の鉱物油、ナタネ油、パーム油、牛脂等の動植
物油脂、脂肪酸、脂肪酸エステル等の油性向上剤、硫黄
系極圧添加剤、塩素系極圧添加剤、防腐剤、防錆剤、防
黴剤、消泡剤、酸化防止剤、防食剤等を挙げることがで
きる。尚、極圧添加剤としての硫黄系及び塩素系添加剤
は環境保全の見地からは使用しない方がよいが、使用し
た場合でも上記の金属炭酸塩に硫酸塩又は塩化物として
捕捉される。

【００１５】更に、本発明の水可溶性潤滑剤組成物を製
造するには、例えば、非窒素系界面活性剤、鉱物油そ
の他任意成分を７０℃に加熱して撹拌した後、金属炭酸
塩を徐々に添加して分散させる方法、非窒素系界面活
性剤及び少量の水を仕込み、金属塩を徐々に加えて分散
させた後、鉱物油その他任意成分を加え、加圧下で炭酸
ガスを吹き込み、一部金属炭酸塩とした後、添加した水
を留去する方法、鉱物油その他任意成分を６０〜７０
℃に加熱し、少量の水に分散させた金属炭酸塩水溶液を
添加して中和し、静置分離して水層を分離させた後、非
窒素系界面活性剤を加える方法等がある。また、本発明
の水可溶性潤滑剤組成物は、原液のままでも、又は水で
希釈しても使用でき、水で希釈する場合には、５〜５０
倍に希釈するのが適当である。

【００１６】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。本発明の水可溶性潤滑剤組成物の性能を明らかにす
るために、表１に示す各組成を有する実施例に係わる試
料液（実施品Ｎｏ．１〜１０）、及び表２に示す各組成
を有する比較例に係わる試料液（比較品Ｎｏ．１〜７）
について以下に述べる各項目の性能試験とその評価を行
った。尚、表１、表２において、ポリオキシエチレンラ
ウリルエーテルは、エチレンオキサイドが９モル付加さ
れたものである。石油スルホン酸ナトリウムは「スルホ
ネートＳ４６５」（三光化学株式会社製）、ヒマシ油硫
酸化ナトリウムはユシロ化学工業株式会社製のものを用
いた。また、表２中のオレイン酸ジエタノールアミン
は、オレイン酸とジエタノールアミンのモル比が１：１
の混合物である。更に、各表中の窒素含有量は、全潤滑
剤組成物を１００部とした場合の値（部）を示す。この
窒素含有量の測定は、ディジタル全窒素分析装置ＴＮ−
０２型（三菱化成株式会社製）によるクーロメトリー法
によった。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【表２】

【００１９】（１）試験項目、試験条件及び性能評価本性能試験の試験項目と試験条件は、以下の通りであ
る。潤滑性本性能試験は付着滑り試験機（バーデン試験機）により
潤滑試験を行い摩擦係数（μ）を測定したものである。
試験条件を以下に示す。荷重；４Ｋｇｆ試験片；平板ＳＰＣＣボール；ＳＵＪ−２（直径；４．７６ｍｍ）滑り速度；１ｍｍ／ｓ滑り距離；１ｃｍ往復回数；１０往復試料；１ｍｌ（原液そのまま、又は水で２０倍の希釈）摩擦係数の測定：１０往復目の摩擦係数以上の結果を表３に示す。

【００２０】

【表３】

【００２１】表３によれば、本実施品Ｎｏ．１〜８は、
比較例品Ｎｏ．１〜５と比べると優れた潤滑性を示して
いる。尚、これらは、ナフテン酸カルシウムを添加した
比較例品Ｎｏ．６、７とほぼ同等の性能を示している。
また、実施品Ｎｏ．９は、試料希釈の場合０．２０であ
り、実施品Ｎｏ．１０は、０．２４である。

【００２２】錆止め性本性能試験は鋳鉄切屑浸漬法により錆止め性の評価を行
ったものである。即ち、乾切削した鋳鉄切屑（材質；Ｆ
Ｃ２５）を６ｍｍφのシャーレに１５ｇ採取し、そこに
水で１０〜３０倍に希釈した試料液を加え、５分間浸漬
した後、試料液を捨て、室温（２０℃）にて２４時間静
置した時の錆の発生状態を観察評価した。その結果を表
４に示す。

【００２３】

【表４】

【００２４】表４の結果によれば、本実施例Ｎｏ．１〜
３は、各比較例品と同等又はそれ以上の防錆性を示して
いる。特に、実施品Ｎｏ．２（炭酸マグネシウム）、３
（炭酸亜鉛）は優れた性能を示している。

【００２５】耐腐敗性本性能試験は、生菌数の測定により耐腐敗性の評価を行
ったものである。先ず、試料液を水で２０倍に希釈し、
５００ｍｌの三角フラスコに３００ｍｌ採取した。次い
で、これに硫酸を添加して、上記希釈液のｐＨを９．０
に調整した後、生菌数１×１０⁷個／ｍｌの腐敗液を５
％（１５ｍｌ）添加して３０℃で振盪培養した。更に、
試験開始後７日目、１４日目に腐敗液をそれぞれ各１％
（３ｍｌ）添加し、生菌数の経時的変化を観察した。そ
の結果を表５に示す。尚、生菌数の測定はプレートカウ
ント法により行った。

【００２６】

【表５】

【００２７】表５の結果によれば、本実施品Ｎｏ．１〜
８は、各比較例品と比べて優れた耐腐敗性を示してい
る。尚、実施品Ｎｏ．６は、５日後にいては優れた性能
を示すが、１０日以後については比較例品と同等の性能
に過ぎない。

【００２８】防食性本性能試験では、先ず、アルミニウム「Ａ１０５０Ｐ」
（ＪＩＳ規格番号）、亜鉛「ＺｎＰ−１」（ＪＩＳ規格
番号）及びマグネシウム合金「Ｈ５２０３ＭＣ１」（Ｊ
ＩＳ規格番号）からなる３種の研磨洗浄した試験片（３
０×５０ｍｍ）を用意した。次いで、これらの各試験片
を各試料希釈液（２０倍）に浸漬し、５０℃にて４８時
間静置した後の試験片の重量変化及び表面外観を調べ
た。その結果を表６に示す。尚、表中の外観変化の表示
の意味は以下の通りである。○；変化なし、△；若干変
化あり、×；変化が著しい。

【００２９】

【表６】

【００３０】表６の結果によれば、本実施品Ｎｏ．１〜
８は、各比較例品と比べて優れた防食性を示している。

【００３１】消泡性本性能試験では、泡立ち量の測定により消泡性の評価を
行った。具体的には、各試料を水で２０倍に希釈した液
５００ｍｌを、１リットルのビーカーに採取し、エアー
ポンプで供給量；４リットル／分にて空気を送り込み、
このときの泡立ち量（ｃｃ）を測定した。その結果を表
７に示す。

【００３２】

【表７】

【００３３】表７の結果によれば、本実施例１〜８は、
各比較例品と比べて優れた消泡性を示している。以上よ
り、比較例と比べると、実施品Ｎｏ．２及び３では、比
較例と比べて上記全ての性能に優れており、実施品Ｎ
ｏ．１、４及び５では、防錆性を除く他の性能は全て、
優れており、実施品Ｎｏ．６では、防錆性及び耐腐敗性
を除く性能は優れている。実施品Ｎｏ．７、８は、防錆
性を除く他の性能はすべて優れている。尚、本発明にお
いては、前記具体的実施例に示すものに限られず、目
的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例
とすることができる。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本発明の水可溶性潤滑剤
組成物は、排水処理に伴う河川、湖沼、海等の富栄養
化、焼却処理に伴う有害ガスの排出がなく、水質汚濁又
は大気汚染等の問題を生じさせない。また、本発明の組
成物よりなる潤滑剤組成物は、潤滑性、錆止め性、耐腐
敗性、金属防食性及び消泡性においても優れた性能を発
揮する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ１０Ｍ 135/10 Ｃ１０Ｍ 135/10 // Ｃ１０Ｎ 10:04 30:00 30:12 30:16 30:18 40:02 40:08 40:22 40:24 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C10M 125/10 C10M 129/16 C10M 129/40 C10M 129/68 C10M 135/10 C10N 10:04 C10N 30:00 C10N 30:12 C10N 30:16 C10N 30:18 C10N 40:02 C10N 40:08 C10N 40:22 C10N 40:24

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】水可溶性潤滑剤組成物を１００重量部と
する場合、（Ａ）エーテル系ノニオン界面活性剤、エス
テル系ノニオン界面活性剤、硫酸化油、カルボン酸アル
カリ金属塩及びスルホン酸アルカリ金属塩からなる群よ
り選ばれる１種又は２種以上；２０〜４０重量部と、
（Ｂ）炭酸マグネシウム、炭酸バリウム及び炭酸亜鉛
（ＩＩ）から選ばれる１種又は２種以上：１〜２０重量
部と、鉱物油：５３〜７０重量部とを含有し、上記水可
溶性潤滑剤組成物中の窒素含有量は、該潤滑剤組成物全
体を１００重量部とした場合、０．５重量部以下である
ことを特徴とする水可溶性潤滑剤組成物。
【請求項２】以下の方法により測定した金属試験片の
重量変化が、アルミニウム試験片で０〜＋０．７ｍｇ、
亜鉛試験片で０〜＋１．２ｍｇ及びマグネシウム試験片
で−２．０〜０ｍｇであることを特徴とする請求項１に
記載の水可溶性潤滑剤組成物。「アルミニウム「Ａ１０
５０Ｐ」（ＪＩＳ規格番号）、亜鉛「ＺｎＰ−１」（Ｊ
ＩＳ規格番号）及びマグネシウム合金「Ｈ５２０３ＭＣ
１」（ＪＩＳ規格番号）試験片を水で２０倍に希釈した
上記水可溶性潤滑剤組成物に浸漬し、５０℃にて４８時
間静置した後の試験片の重量変化」