JP3368045B2 - 水溶性加工油剤 - Google Patents
水溶性加工油剤Info
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Description
工に使用する水溶性加工油剤に関する。さらに詳しく
は、潤滑性、消泡性、防錆性に優れ、更に摺動面潤滑
油、作動油等の他の油が混入しても汚染されにくく、ま
た性能劣化の少ない水溶性加工油剤に関する。
金属加工には、火災の危険性がなく、洗浄が容易である
等の理由から水溶性加工油剤が使用されている。特に切
削研削加工では、加工性能に優れ、冷却性の良い水溶性
加工油剤が広く用いられている。これらの水溶性加工油
剤は、オレイン酸、ひまし油脂肪酸等の脂肪酸類やナフ
テン酸、ロジン酸等のアルカリ金属塩、またはアミン塩
を主成分としており、一般に発泡しやすく、特に脂肪酸
塩は発泡しやすいため、発泡による作業性の低下、更に
防錆性や防食性に悪影響を及ぼす等の欠点があった。
性のある水溶性切削油剤が報告されている。例えば、ポ
リヒドロキシ脂肪酸の塩を用いる水溶性切削油剤組成物
(特開昭60−88096号)、リシノール酸重縮合物
の塩を用いる水溶性切削研削油剤(特開昭57−159
891号)、ジヒドロキシ脂肪酸、あるいは/およびモ
ノヒドロキシ脂肪酸との脱水縮合して得られる縮合脂肪
酸の塩を用いる水溶性切削油剤(特開平4−20229
8号)等が知られている。
の水溶性切削研削油剤は実際の金属加工で使用した場
合、加工時の潤滑性が十分でなく、また長期間使用する
と、装置に使用されている摺動面潤滑油、作動油等の汚
染油が混入してくるが、これら汚染油が乳化をきたし、
金属加工液が汚染される。このため金属加工液は劣化を
速め、性能の低下を生じる。更に機械汚れを生じ、金属
加工液の腐敗を早め悪臭の発生の原因ともなり、作業環
境を悪化させる等の欠点があった。
れたものであり、切削、研削加工等の金属加工におい
て、潤滑性、消泡性、防錆性に優れ、かつ装置に使用さ
れる摺動面潤滑油や作動油等の汚染油が混入しても乳化
しにくく、汚染、劣化の少ない水溶性加工油剤を提供す
ることを目的とする。
題を解決するための研究を行なった結果、ヒドロキシ脂
肪酸、または縮合ヒドロキシ脂肪酸の分子中に残存する
ヒドロキシル基の一基乃至全部を、炭素数2〜20のモ
ノカルボン酸(ただし、ヒドロキシル基を含まない)と
の反応により得られるエステル化合物のアルカリ金属
塩、アンモニウム塩、またはアミン塩を水溶性加工油剤
に用いることにより、優れた加工性を有すると共に、消
泡性、防錆性に優れ、かつ摺動面潤滑油、作動油等の混
入してくる油を乳化しにくくし、汚染、劣化が少なくな
ることを見出だし、本発明を完成した。
ヒドロキシ脂肪酸、または該ヒドロキシ脂肪酸を脱水縮
合して得られる縮合ヒドロキシ脂肪酸と、(B)炭素数
2〜20の脂肪族カルボン酸、及び脂環族カルボン酸、
あるいは芳香族カルボン酸とを反応して得られるエステ
ル化物のアルカリ金属塩、アンモニウム塩、またはアミ
ン塩を含有することを特徴とする水溶性加工油剤に関す
る。
は、モノヒドロキシ脂肪酸とジヒドロキシ脂肪酸であ
り、ヒドロキシ脂肪酸の炭素数は、10〜20であるこ
とが好ましく、炭素数が9以下では潤滑性や防錆性が劣
るため好ましくない。20以上では、水溶性が乏しくな
り、水溶性加工油剤には適さない。
は、オキシラウリン酸(サビニン酸)、2−ヒドロキシ
テトラデカン酸、ヤラピノール酸、16−ヒドロキシヘ
キサデカン酸(ユニペリン酸)、2−ヒドロキシオクタ
デカン酸、12−ヒドロキシ−9−オクタデセン酸、1
2−ヒドロキシオクタデカン酸等が例示され、ジヒドロ
キシ脂肪酸としては、3,11−ジヒドロキシテトラデ
カン酸、9,10−ジヒドロキシオクタデカン酸等が例
示される。これらは一般に植物油、ロウ等を常法により
加水分解、精製して得ることができる。また、ウンデシ
レン酸、オレイン酸、リノール酸等の不飽和脂肪酸の不
飽和結合に公知の方法でヒドロキシル基を導入してジヒ
ドロキシ脂肪酸を得ることができる。
例えば、前記ヒドロキシ脂肪酸の1種、または2種以上
の混合物を窒素ガス等の不活性ガスの気流下、100〜
200℃で30分〜12時間脱水縮合反応することによ
り得られる。縮合ヒドロキシ脂肪酸の縮合度は酸価で規
定することができ、酸価から換算することにより縮合度
を求めることができる。本発明に用いる縮合ヒドロキシ
脂肪酸の縮合度は2〜6量体が望ましく、これら各縮合
物および未縮合ヒドロキシ脂肪酸の混合物を用いてもよ
い。縮合度が7量体以上の縮合ヒドロキシ脂肪酸は、水
溶性低くなり好ましくない。
カルボン酸とは、脂肪族モノカルボン酸、脂環族モノカ
ルボン酸、および芳香族モノカルボン酸であり、ヒドロ
キシル基を含有しないものである。また、炭素数が20
以上の場合はエステル化合物の水溶性が低くなり好まし
くない。
ルボン酸として、酢酸、イソ酪酸、ブタン酸、ヘプタン
酸、ソルビン酸、オクタン酸、ウンデシレン酸、ラウリ
ン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノ
ール酸等が例示される。脂環族モノカルボン酸として
は、炭素数1〜12のアルキル基を有してもよいシクロ
アルカンにカルボン酸、または炭素数1〜3の鎖状カル
ボン酸の付いたものが例示され、例えば、シクロヘキシ
ルカルボン酸、シクロヘキシル酢酸等が挙げられる。芳
香族モノカルボン酸としては、炭素数1〜12のアルキ
ル基を有してもよい芳香環にカルボン酸、または炭素数
1〜3の鎖状カルボン酸の付いたものが例示され、例え
ば、安息香酸、トルイル酸、フェニル酢酸、けい皮酸、
ナフタレン酢酸、ナフトエ酸等が挙げられる。
反応によるエステル化物は、常法のエステル化反応によ
って得られる。エステル化反応の例としては、(A)と
(B)を適当な縮合触媒の存在下、100〜200℃で
反応させ生成する所定量の水を除去して得る方法や、
(B)を予め塩化チオニルで処理して酸塩化物にした
後、(A)と反応させてエステル化物を得る方法等があ
る。
の反応比率は、(A)の分子中の水酸基の少なくとも1
基をエステル化するに必要な(B)を用いる。
リ金属の水酸化物、アンモンニア、またはアミン化合物
で中和することにより、本発明に用いるエステル化物の
アルカリ金属塩、アンモニウム塩、およびアミン塩が得
られる。アルカリ金属としては、ナトリウム、カリウム
等を、アミン化合物としては、エチルアミン、プロピル
アミン等の炭素数1〜5のアルキルアミン、(モノ、
ジ、トリ)エタノールアミン、(モノ、ジ、トリ)イソ
プロパノールアミン等のアルカノールアミン、モルホリ
ン、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン等
のシクロアルキルアミン類を用いることができる。特に
好ましくは、水溶性アミンである。
エステル化物のアルカリ金属塩、アンモニウム塩、およ
び、またはアミン塩を油剤原液中に配合することによっ
て調整される。配合量は通常5〜80重量%、好ましく
は10〜60重量%である。配合量が5重量%以下では
防錆性が悪くなり、好ましくない。
り鉱物油、動植物油、脂肪酸、脂肪酸エステル、極圧添
加剤、界面活性剤、防腐剤、等の常套の添加剤を適宜配
合してもよい。
使用されるが、希釈倍率は、一般には5〜100倍に希
釈して使用されるが、被加工物の材質等に応じて適宜選
定すればよい。
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
酸を窒素気流下、200℃で所定時間加熱して得た。用
いたヒドキシ脂肪酸とそれから得られた縮合ヒドロキシ
脂肪酸の酸価、水酸基価、酸価から換算した平均分子量
を表1に示す。
定量のカルボン酸に塩化チオニルを80〜100℃で反
応させてα−クロロカルボン酸を合成し、次いで、この
α−クロロカルボン酸と所定量のヒドロキシ脂肪酸また
は縮合ヒドロキシ脂肪酸とを、窒素気流下、室温にて反
応させた後、反応物を純水洗浄により副成する塩化水素
を除去し乾燥して得た。表2に、用いたヒドキシ脂肪
酸、縮合ヒドロキシ脂肪酸、およびカルボン酸の種類、
更にその反応モル比を示す。表2中のNoは、表1に記
載するNoを示す。
物No.1〜21のトリエタノールアミン、およびナト
リウム塩の0.5wt%水溶液として試料液を調製した。
この試料液を用いて以下に示す試験方法により防錆力、
摩擦係数、消泡性、潤滑油乳化性を測定した。防錆力、
摩擦係数、消泡性の結果を表3と表4に、潤滑油分離性
の結果を表5と表6に示す。表3と表5は、エステル化
物のトリエタノールアミン塩について、表4と表6は、
ナトリウム塩についての結果を示す。
試験液に10分間浸漬後、切粉を試験液を切ってからシ
ャーレに移し、72時間後の発錆状態を観察した。発錆
の状態を以下の5段階の基準によって評価した。 発錆階級: 5:発錆なし 4:10%以下の発錆 3:10〜50%の発錆 2:50%以上の発錆 1:100%の発錆
間圧延鋼板を試験液に10分間浸漬後、引上げ風乾させ
室内に72時間放置後、鋼板の発錆状態を(イ)と同じ
発錆階級によって評価した。
試験機を用いて25℃にて測定した。
0ml容の共栓付メスシリンダーに入れ、密栓後、液温3
0℃でメスシリンダーを上下に10回振盪し、その後静
置して、直後、30秒後、60秒後の泡の容積(ml)を
測定した。
と潤滑油10mlとを100ml容の共栓付メスシリンダー
に入れ、密栓後、液温30℃でメスシリンダーを上下に
10回振盪し、その後静置して、直後、10分後、30
分後、及び60分後の潤滑油の分離量を測定した。潤滑
油としては、(a)モービル石油(株)製バクトラオイ
ルNo2(摺動面潤滑油)、(b)モービル石油(株)
製DTE22(油圧作動油)の2種を用いた。
ロキシ脂肪酸、及び縮合ヒドロキシ脂肪酸のトリエタノ
ールアミン塩、およびナトリウム塩を比較例として試験
を行い、結果を表3〜表6に示した。
8] 表7に示す組成で配合した水溶性加工油剤を調整し、該
水溶性加工油剤を水を用いて30倍の希釈液を調整し、
下記に示す実機による切削試験を行い切削性能(タップ
の工具寿命)、および混入してきた潤滑油の乳化状態を
評価した。その結果を表7に示す。
鋼、ヤマワ製) 加工条件:切削速度6m/min 、送り200mm/min、深さ
20mm不貫通、下穴径10.7mm 被削材 :S45C
ゲージ(クロダ製GPII−M12×1.25)で検査
し、ねじ穴に異常がみられるまで1本の工具で加工を連
続し、正常に加工できるねじ穴の個数を工具寿命とし
た。
た。 評価基準 ◎:潤滑油は乳化せず、完全に分離浮上する △:潤滑油の一部は乳化し、液中に分散 ×:潤滑油は完全に乳化し、液は変色する
塩は、優れた加工性能を有すると共に、消泡性、防錆性
に優れ、かつ潤滑油が混入しても乳化しにくい。従っ
て、本発明の水溶性加工油剤は、従来油剤に比べて加工
性能が優れるだけでなく、消泡性や防錆性が優れるため
作業性が良好で、かつ、摺動面潤滑油、作動油等の汚染
油が混入してもこれらの乳化による汚染、劣化が少ない
ため長期間安定に使用できる。
Claims (2)
- 【請求項1】 (A)ヒドロキシ脂肪酸、またはヒドロ
キシ脂肪酸を脱水縮合して得られる縮合ヒドロキシ脂肪
酸と、(B)炭素数2〜20の脂肪族モノカルボン酸、
および脂環族モノカルボン酸、あるいは芳香族モノカル
ボン酸(ただし、以上のカルボン酸はヒドロキシル基を
含まない)との反応により得られるエステル化合物のア
ルカリ金属塩、アンモニウム塩、またはアミン塩を含有
することを特徴とする水溶性加工油剤。 - 【請求項2】 ヒドロキシ脂肪酸が、炭素数10〜20
のモノヒドロキシ、またはジヒドロキシ脂肪酸であり、
縮合ヒドロキシ脂肪酸が、ヒドロキシ脂肪酸の2〜6量
体、またはこれらの混合物である請求項1に記載の水溶
性加工油剤。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP10229194A JP3368045B2 (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | 水溶性加工油剤 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10229194A JP3368045B2 (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | 水溶性加工油剤 |
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JPH07286192A JPH07286192A (ja) | 1995-10-31 |
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ID=14323514
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10229194A Expired - Lifetime JP3368045B2 (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | 水溶性加工油剤 |
Country Status (1)
Country | Link |
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BRPI0915054B1 (pt) * | 2008-05-14 | 2019-09-03 | Council Scient Ind Res | compostos de ésteres estolides à base de ácidos graxos de óleo de mamona e processos de obtenção dos mesmos |
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-
1994
- 1994-04-15 JP JP10229194A patent/JP3368045B2/ja not_active Expired - Lifetime
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