JP3775843B2 - Lubricating composition - Google Patents

Description

（式中、ＲはＣ_１−Ｃ _３ アルキル基、ＰＯはオキシプロピレン基、ＥＯはオキシエチレン基；およびｘは０〜３の数、ｎは０〜２の数、ｍは０〜２の数を表す。但し、ｎ＋ｍ≠０、オキシプロピレン基およびオキシエチレン基の結合順序は任意である。）で表されるフェノキシ化合物を５〜３８重量％含有する、塑性加工、切削または研削用の水溶性潤滑組成物。に関する。
【０００５】
本発明に使用されるフェノキシ化合物において、ＲはＣ₁〜Ｃ₆の分岐を有していてもよいアルキル基、好ましくはＣ₁〜Ｃ₃のアルキル基である。炭素数が６より大きくなると親水性が低下し、水溶液の安定性が劣化する。ｘは０〜３の数、特に好ましくは０または１である。Ｒの置換位置は任意であるが、ｐ−位が好ましい。ｘが２または３のときはそのアルキル基の合計炭素数は６以下、特に３以下が好ましい。合計炭素数が６より大きくなると親水性が低下し、水溶液の安定性が劣化する。フェノキシ化合物はオキシエチレン基またはオキシプロピレン基を一方のみ有していてもよく、あるいは両方を有していてもよい。特に好ましくはオキシエチレン基のみを有する化合物である。両方を有するときは両者の合計量、即ち、ｎ＋ｍは２以下が好ましい。オキシエチレン基とオキシプロピレン基の結合順序は任意である。本明細書においてオキシプロピレン基はオキシトリメチレン基を含む概念で用いる。
【０００６】
本発明においてフェノキシ化合物はそれ自体潤滑成分として優れた性能を有すると共に、切削、研削液中で安定に存在し、特に温度の変化による潤滑性能の変動が小さく、また経時的な潤滑性能の変化が少ないと言う優れた特徴を有する。また、それ自体が微生物の繁殖を抑制し、かつ防食性があるため他の防腐剤や防錆剤を外添する必要が無いため、液の経時的な組成変動がなく、結果として切削液や研削液の組成コントロールが極めて容易となる。
【０００７】
本発明においてフェノキシ化合物は潤滑組成物全量の５重量％以上、より好ましくは１０から４０重量％、特に好ましくは１５から２５重量％配合する。
【０００８】
本発明潤滑組成物に配合してもよい他の成分は、従来の水溶性潤滑組成物に配合される潤滑剤、油性剤、防錆剤、乳化剤、調整剤などがある。
【０００９】
潤滑剤としては例えばパラフィン系鉱物油、ナフテン系鉱物油、合成炭化水素などの炭化水素類、特にパラフィン系炭化水素などが例示される。このような潤滑剤は潤滑組成物全量の６０重量％以下、好ましくは０から５０重量％、特に０から４０重量％配合するのが好ましい。これらの鉱物油の量が多すぎると、潤滑組成物の水溶性を維持するための成分調整が困難になり、温度や成分の微妙な変動によって系の物性が影響されるため、切削や研削の状態を一定に管理するのが困難になる。
【００１０】
油性剤としては、例えば天然油脂、例えばなたね油、ひまし油、綿実油、大豆油などの植物油、ラノリン、牛脂、豚脂などの動物油、まっこう鯨油のごときワックス類; 半合成油、例えば硬化ひまし油、ジグリセリド、モノグリセリド、ダイマー酸、２塩基酸など; 合成油、たとえば合成エステル類、具体的にはペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビタン、エチレングリコール、ジエチレングリコル、プロピレングリコール、ビスフェノールなどの多価アルコールと高級脂肪酸とのエステル、高級脂肪酸と一価アルコールとのエステル、例えばメチルステアレート、セチルパルミテートなど、高級アルコールと脂肪酸とのエステル、例えばラウリルアセテートなど、多価カルボン酸とアルコールとのエステル、たとえばステアリン酸トリメリテートなど; その他高級脂肪酸類(オクチル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、オレイン酸、ステアリン酸、エルカ酸、リシノール酸など)、高級脂肪族アマイド類、例えばステアリン酸アマイド、パルミチン酸ジエチレンビスアミドなど、高級アルコール、例えばセチルアルコール、ステアリルアルコールなどが例示される。これらの油性剤は潤滑組成物全量に対し６０重量％以下、好ましくは３から６０重量％、より好ましくは５から５０重量％、特に１３から４８重量％配合するのが良い。６０重量％を越えると潤滑剤に関して述べたのと同様の理由で潤滑組成物水溶液の安定性や物性コントロールが困難になる。
【００１１】
本発明には更に防錆剤を配合してもよい。防錆剤は潤滑組成物に一般に配合されるものを任意に使用してよいが、具体的には石油スルホン酸のアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩、アルキルナフタレンスルホン酸のアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩、脂肪酸、安息香酸類のアルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカノールアミン、アルキルアミンなどの塩、脂肪族アマイド、脂肪族アルカノールアミド類などが例示されるが、特に石油スルホン酸アルカリ金属塩、安息香酸のアルカノールアミン塩、脂肪酸のアマイドを本発明のフェノキシ化合物と併用したとき特に優れた防錆性と切削および研削性が得られる。防錆剤の配合量は潤滑組成物全量の１から２０重量％、好ましくは３から１５重量％配合するのがよい。１重量％より少ないと防錆性が不足する。多量の使用は潤滑性能を低下させる。
【００１２】
本発明において潤滑剤や油性剤などを水に乳化または可溶するためには(本明細書ではこのような水に乳化または可溶化した状態のものを含めて水溶性潤滑組成物と称する)適当な乳化剤を配合する。このような乳化剤の例としては、非イオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、両性界面活性剤などが例示されるが、特に非イオン界面活性剤が好ましい。もち論それらの界面活性剤を配合して用いても良い。適当な非イオン界面活性剤の例としては、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フェニルエーテル、ポリエチレンオキシド／ポリプロピレンオキシド(いわゆるプルロニック型ノニオン活性剤)、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミンエーテルなどが例示される。特に好ましくはポリエチレノキシド／ポリプロピレノキシド、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテルなどの非イオン界面活性剤が好ましい。
【００１３】
乳化剤の配合量は潤滑組成物全量の３０重量％以下、好ましくは１から２５重量％、特に好ましくは２から１７重量％である。乳化剤は他の成分が水溶性または自己乳化性である場合には配合しなくともよい。その使用量は潤滑組成物を水溶性、乳化または可溶化するに必要な量であればよい。多量の使用は潤滑性、防錆性などに不利となるため３０重量％以下に押さえるのが好ましい。
【００１４】
本発明において使用する調整剤は製品の外観安定剤、温度安定剤、乳化調整剤、粘度調整剤などを目的として使用される。具体的には水、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ヘキシレングリコールなどのグリコール類、グリコールエーテル類、アルコール類などが例示される。調整剤の配合は通常４５重量％以下、好ましくは０から４０重量％、特に５〜３５重量％である。
【００１５】
本発明潤滑組成物には更に非鉄金属用防食剤、例えばベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、メルカプトベンゾチアゾールなど、極圧添加剤などを併用してもよい。
【００１６】
本発明潤滑組成物は約２から２０重量％水溶液、より好ましくは３から１０重量％水溶液として使用するのが好ましい。その際、上記一般式で表されるフェノキシ化合物はその水溶液中に０．２から１０重量％、より好ましくは０．５から３重量％含まれているのが好ましい。
【００１７】
以下、実施例を挙げて本発明を説明する。
【実施例１】
表１および２に示す処方で潤滑油を調製した。この潤滑油を水で３.０重量％に希釈したときの外観、およびその希釈液のｐＨおよひ潤滑性およひ防錆性を試験した。結果を表１および２に示す。
【００１８】
潤滑性評価法
ファレックス試験は潤滑油３重量％溶液を用いＡＳＴＭ−３２３３−Ａに準じその耐圧荷重を測定することにより行なった(但し、測定温度は２５℃)。
高速４球摩擦試験は潤滑油原液を旧防衛庁法に準じ、自動負荷法により、その耐圧荷重を測定した(但し、主軸の回転数は５００ｒｐｍ、雰囲気温度２５℃)。
【００１９】
防錆性評価法
３２〜２４メッシュに調整した鋳鉄(ＦＣ−２５)をｎ−ヘキサンにて脱脂後、乾燥させる。
これをシャーレ中の濾紙上に１ｇ置き、潤滑油３重量％液を全体に１ｍｌかける。シャーレのふたをして室温にて８時間放置する。濾紙に転写された錆の発生量を評価する。
評価： ○：錆なし ×：錆あり
【００２０】
【表１】

【００２１】
【表２】

【００２２】
【比較例１】
表３に示す処方で潤滑油を調製した。この潤滑油を実施例１に準じて、外観、ｐＨ、潤滑性および防錆性を評価した。結果を表３に示す。
【００２３】
【表３】

【００２４】
【実施例２】
実施例１の処方Ｉで２−フェノキシエタノールの配合量のみを５重量部〜５０重量部に変化させて調製した潤滑剤の潤滑性を高速４球摩擦試験(試験法は実施例１に準ずる)で評価した。また、実施例１の処方ＶおよびVIIの１−メチル−２−フェノキシエタノールおよびＣ₆Ｈ₅Ｏ−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ−ＣＨ₂ＣＨ₂ＯＨについてもこれらの配合量のみを５重量部〜５０重量部に変化させて調製した潤滑剤の潤滑性を同様に評価した。それらの結果を表４にまとめて示す。
【００２５】
【表４】

【００２６】
【実施例３および比較例２】
実施例１および比較例１に示した潤滑油を各５重量％に稀釈し、その経時変化を観察した。
３００ｍｌの三角フラスコに潤滑油５重量％水溶液(試験液)２００ｍｌを採り、これにバクテリア１０⁷オーダー個およびカビ＋＋＋オーダーを含む現場の潤滑油腐敗液２０ｍｌを添加混合し、脱脂綿で軽く栓をして３０℃の恒温槽中に放置する。１カ月後実に２０ｍｌの腐敗液を添加し、混合した後更に２カ月間３０℃恒温槽中に静置する。
【００２７】
防錆試験：
実施例１と同様にして潤滑油５重量％液を用いて経時劣化試験前後の試験液につき防錆試験を行なった。
【００２８】
潤滑試験：
実施例１と同様にして潤滑油５重量％液を用いて経時劣化試験前後の試験液につきファレックス試験を行った。
【００２９】
腐敗試験：
実施例３および比較例２に示した潤滑油５重量％液を用いた経時劣化試験前後の試験液を簡易生菌数チェッカー(SANI CHECK BF/by BIOSAN LABOLATORIES,INC.)により増殖した微生物を評価した。

結果を表５に示す。
【００３０】
【表５】

【００３１】
【発明の効果】
本発明の潤滑組成物を用いることにより、初期性能が漸次変動することによる工程管理や性能管理上での障害を回避することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a water-soluble lubricating composition, and particularly to a lubricating composition useful for processing such as plastic processing, cutting, and grinding of various metal materials.
[0002]
[Prior art]
Water-soluble lubricant compositions, especially water-soluble lubricant compositions used for cutting and grinding, tend to cause deterioration in performance over time, and various chemicals added to prevent deterioration over time and deterioration in rust resistance. Due to the chemicals, the initial performance gradually fluctuated and became a significant obstacle to process management and performance management.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a water-soluble lubricating composition having excellent initial performance and little change in performance over time.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has the general formula:
[Chemical 2]

(Wherein, R _C 1 - _{C 3} alkyl group, PO is an oxypropylene group, EO is an oxyethylene group; the number of and x is 0 to 3, n is the number of 0 to 2, m is 0-2 Number of However, n + m ≠ 0, the bonding order of the oxypropylene group and the oxyethylene group is arbitrary.) 5 to 38% by weight of water-soluble for plastic working, cutting or grinding Lubricating composition. About.
[0005]
In the phenoxy compound used in the present invention, R is an alkyl group which may have a C _{1 to} C ₆ branch, preferably a C _{1 to} C ₃ alkyl group. When the carbon number is larger than 6, the hydrophilicity is lowered and the stability of the aqueous solution is deteriorated. x is a number from 0 to 3, particularly preferably 0 or 1. The substitution position of R is arbitrary, but the p-position is preferred. When x is 2 or 3, the total carbon number of the alkyl group is preferably 6 or less, particularly preferably 3 or less. When the total number of carbon atoms exceeds 6, the hydrophilicity is lowered and the stability of the aqueous solution is deteriorated. The phenoxy compound may have only one oxyethylene group or oxypropylene group, or may have both. Particularly preferred is a compound having only an oxyethylene group. When both are included, the total amount of both, that is, n + m is preferably 2 or less. The bonding order of the oxyethylene group and the oxypropylene group is arbitrary. In this specification, an oxypropylene group is used in the concept containing an oxytrimethylene group.
[0006]
In the present invention, the phenoxy compound itself has excellent performance as a lubricating component, and is stably present in cutting and grinding fluids. In particular, there is little variation in the lubrication performance due to changes in temperature, and there is no change in lubrication performance over time. It has an excellent feature of being few. In addition, since it itself suppresses the growth of microorganisms and has anticorrosive properties, there is no need to add other preservatives or rust preventive agents. The composition control of the grinding fluid becomes extremely easy.
[0007]
In the present invention, the phenoxy compound is blended in an amount of 5% by weight or more, more preferably 10 to 40% by weight, particularly preferably 15 to 25% by weight based on the total amount of the lubricating composition.
[0008]
Other components that may be blended in the lubricating composition of the present invention include lubricants, oily agents, rust preventives, emulsifiers, regulators, and the like blended in conventional water-soluble lubricating compositions.
[0009]
Examples of the lubricant include paraffinic mineral oil, naphthenic mineral oil, hydrocarbons such as synthetic hydrocarbons, particularly paraffinic hydrocarbons. Such a lubricant is preferably blended in an amount of 60% by weight or less, preferably 0 to 50% by weight, particularly 0 to 40% by weight based on the total amount of the lubricating composition. If the amount of these mineral oils is too large, it will be difficult to adjust the components to maintain the water solubility of the lubricating composition, and the physical properties of the system will be affected by subtle fluctuations in temperature and components. It becomes difficult to keep the state constant.
[0010]
Examples of the oily agent include natural oils and fats such as rapeseed oil, castor oil, cottonseed oil, soybean oil and other vegetable oils, animal oils such as lanolin, beef tallow and lard, waxes such as sperm whale oil; semi-synthetic oils such as hardened castor oil, diglycerides, Monoglycerides, dimer acids, dibasic acids, etc .; synthetic oils such as synthetic esters, specifically pentaerythritol, trimethylolpropane, sorbitan, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, bisphenol and higher fatty acids and Esters of higher fatty acids and monohydric alcohols such as methyl stearate, cetyl palmitate, etc. Esters of higher alcohols and fatty acids such as lauryl acetate, for example esters of polycarboxylic acids and alcohols such as stearates. Trimellitate, etc .; Other higher fatty acids (octyl acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, oleic acid, stearic acid, erucic acid, ricinoleic acid, etc.), higher aliphatic amides such as stearic acid amide, diethylene palmitate Examples include higher alcohols such as bisamide, such as cetyl alcohol and stearyl alcohol. These oil-based agents may be blended in an amount of not more than 60% by weight, preferably 3 to 60% by weight, more preferably 5 to 50% by weight, especially 13 to 48% by weight, based on the total amount of the lubricating composition. If it exceeds 60% by weight, it becomes difficult to control the stability and physical properties of the aqueous lubricating composition solution for the same reason as described for the lubricant.
[0011]
The present invention may further contain a rust inhibitor. As the rust preventive agent, those generally blended in the lubricating composition may be arbitrarily used. Specifically, alkali metal or alkaline earth metal salt of petroleum sulfonic acid, alkali metal or alkaline earth metal of alkylnaphthalene sulfonic acid. Examples include metal salts, fatty acids, alkali metals of benzoic acids, salts of alkaline earth metals, alkanolamines, alkylamines, aliphatic amides, aliphatic alkanolamides, etc., especially petroleum sulfonic acid alkali metal salts, benzoic acid When an alkanolamine salt of an acid and an amide of a fatty acid are used in combination with the phenoxy compound of the present invention, particularly excellent rust prevention and cutting and grinding properties can be obtained. The blending amount of the rust preventive is 1 to 20% by weight, preferably 3 to 15% by weight of the total amount of the lubricating composition. When it is less than 1% by weight, the rust prevention property is insufficient. A large amount of use reduces the lubrication performance.
[0012]
In the present invention, in order to emulsify or solubilize lubricants and oily agents in water (referred to herein as water-soluble lubricating compositions including those emulsified or solubilized in water) Mix various emulsifiers. Examples of such emulsifiers include nonionic surfactants, anionic surfactants, and amphoteric surfactants, with nonionic surfactants being particularly preferred. Of course, these surfactants may be used in combination. Examples of suitable nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene phenyl ether, polyethylene oxide / polypropylene oxide (so-called pluronic type nonionic activator), polyoxyethylene sorbitan alkyl ester, polyoxyethylene alkyl ester. And polyoxyethylene alkylamine ether. Particularly preferred are nonionic surfactants such as polyethylene / polypropylenoxide and polyoxyethylene alkylphenol ether.
[0013]
The blending amount of the emulsifier is 30% by weight or less, preferably 1 to 25% by weight, particularly preferably 2 to 17% by weight, based on the total amount of the lubricating composition. The emulsifier may not be blended when the other components are water-soluble or self-emulsifying. The amount used may be an amount necessary to make the lubricating composition water-soluble, emulsified or solubilized. Use of a large amount is disadvantageous for lubricity, rust prevention, etc., so it is preferable to keep it at 30% by weight or less.
[0014]
The adjusting agent used in the present invention is used for the purpose of product appearance stabilizer, temperature stabilizer, emulsification adjusting agent, viscosity adjusting agent and the like. Specific examples include water, glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, and hexylene glycol, glycol ethers, and alcohols. The blending amount of the regulator is usually 45% by weight or less, preferably 0 to 40% by weight, particularly 5 to 35% by weight.
[0015]
The lubricating composition of the present invention may further contain an anti-corrosive agent for non-ferrous metals such as extreme pressure additives such as benzotriazole, tolyltriazole, mercaptobenzothiazole.
[0016]
The lubricating composition of the present invention is preferably used as an aqueous solution of about 2 to 20% by weight, more preferably 3 to 10% by weight. At that time, the phenoxy compound represented by the above general formula is preferably contained in the aqueous solution in an amount of 0.2 to 10% by weight, more preferably 0.5 to 3% by weight.
[0017]
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples.
[Example 1]
Lubricating oils were prepared according to the formulations shown in Tables 1 and 2. The appearance of this lubricating oil diluted to 3.0% by weight with water, and the pH, lubricity and rust prevention properties of the diluted liquid were tested. The results are shown in Tables 1 and 2.
[0018]
Lubricity evaluation method The Falex test was carried out by measuring the pressure load according to ASTM-3233-A using a 3% by weight lubricating oil solution (however, the measurement temperature was 25C).
In the high-speed four-ball friction test, the pressure resistance load of the lubricating oil stock solution was measured by the automatic load method according to the former Defense Agency method (however, the rotation speed of the spindle was 500 rpm and the ambient temperature was 25 ° C.).
[0019]
Rust prevention evaluation method Cast iron (FC-25) adjusted to 32 to 24 mesh is degreased with n-hexane and then dried.
1 g of this is placed on a filter paper in a petri dish, and 1 ml of a 3% by weight lubricating oil is applied to the whole. Cover the petri dish and leave it at room temperature for 8 hours. Evaluate the amount of rust transferred to the filter paper.
Evaluation: ○: No rust ×: Rust [0020]
[Table 1]

[0021]
[Table 2]

[0022]
[Comparative Example 1]
A lubricating oil was prepared according to the formulation shown in Table 3. In accordance with Example 1, this lubricating oil was evaluated for appearance, pH, lubricity and rust prevention. The results are shown in Table 3.
[0023]
[Table 3]

[0024]
[Example 2]
The lubricity of a lubricant prepared by changing only the blending amount of 2-phenoxyethanol in Formula 1 of Example 1 from 5 parts by weight to 50 parts by weight was determined by a high-speed four-ball friction test (the test method is the same as in Example 1). evaluated. In addition, only 1% by weight of 1-methyl-2-phenoxyethanol and C ₆ H ₅ O—CH ₂ CH ₂ CH ₂ O—CH ₂ CH ₂ OH in the formulas V and VII of Example 1 The lubricity of the lubricant prepared by changing to 50 parts by weight was similarly evaluated. The results are summarized in Table 4.
[0025]
[Table 4]

[0026]
Example 3 and Comparative Example 2
The lubricating oils shown in Example 1 and Comparative Example 1 were diluted to 5% by weight, and the change with time was observed.
Take 300ml of lubricating oil in an Erlenmeyer flask 5 wt% aqueous solution (test solution) 200 ml, which in the lubricating oil spoilage solution 20ml site including bacteria ¹⁰⁷ order number and molds +++ order added and mixed, then lightly stoppered with cotton wool Leave in a thermostatic bath at 30 ° C. After 1 month, 20 ml of septic solution is added and mixed, and then left to stand in a thermostatic bath at 30 ° C. for 2 months.
[0027]
Rust prevention test :
In the same manner as in Example 1, a 5% by weight lubricating oil solution was used to conduct a rust prevention test on the test solution before and after the aging test.
[0028]
Lubrication test :
In the same manner as in Example 1, a Falex test was performed on the test solution before and after the aging deterioration test using a 5 wt% lubricating oil solution.
[0029]
Corruption test :
Evaluation of microorganisms grown in a simple viable count checker (SANI CHECK BF / by BIOSAN LABOLATORIES, INC.) Using the test solution before and after the aging test using the 5% by weight of the lubricating oil shown in Example 3 and Comparative Example 2. did.

The results are shown in Table 5.
[0030]
[Table 5]

[0031]
【The invention's effect】
By using the lubricating composition of the present invention, it is possible to avoid troubles in process management and performance management due to gradual fluctuation of initial performance.

Claims (1)

General formula:

(Wherein, R _C 1 - _{C 3} alkyl group, PO is an oxypropylene group, EO is an oxyethylene group; the number of and x is 0 to 3, n is the number of 0 to 2, m is 0-2 Number of the represented. However, n + m ≠ 0, binding order of oxypropylene groups and oxyethylene groups contain 5 to 38 wt% represented by phenoxy compound is optional.), plastic working, water-soluble for cutting or grinding Lubricating composition.