JP3996706B2 - 水溶性切削研削剤 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属の切削及び研削に使用する水溶性の切削研削剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、水溶性の加工油剤、特に水溶性の切削・研削加工油剤には、各種被削材に対してその加工性を改良するために、潤滑剤として天然油脂や、合成潤滑油あるいは界面活性剤等が使用されてきた。また、加工中の加工熱や圧力を利用して被削材との反応により加工性を改良しようとする極圧添加剤として、塩素化パラフィンやスルフィド基含有硫黄化合物が使用されている。しかしながら最近これらの化合物は、環境に悪影響を与えることが指摘され、使用を避ける方向にある。また、技術の発展による加工速度の高速化が計られるとともに、薬剤においては、火災の危険性から水溶性化が計られてきた。しかしながら、この方向は、従来の加工油では十分な潤滑性が得られないという問題点を明確にした。
【０００３】
一方、日石レビュー 第３９号、第２号（１９９７年５月）ｐ．４９〜５１にはペンタエリスリトールと飽和脂肪酸との部分エステルが、アルミニウムの耐摩耗性に良好であると記載されているが、水溶性化した場合、また、鉄系の鋼材については十分な潤滑性が得られないという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような諸問題を有さない水性での潤滑性が良好で、水溶性化（可溶化・乳化）がし易い水溶性切削研削剤を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン及びネオペンチルグリコールのうち少なくとも一種とウンデシレン酸との部分エステルを含有する水溶性切削研削剤を提供する。
【０００６】
更に、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン及びネオペンチルグリコールのうち少なくとも一種とウンデシレン酸との部分エステルと二塩基酸との重合物または／およびその塩を含有する水溶性切削研削剤を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明が使用するペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン及びネオペンチルグリコールのうち少なくとも一種とウンデシレン酸との部分エステルの合成方法は、従来の方法が用いられる。例えば、本発明に用いる多価アルコールとの混合物を、無触媒であるいは触媒（一般に酸を使用）を用いて加熱することにより達成される。また必要に応じて溶媒を使用してもよい。
【０００８】
ウンデシレン酸クロリドを使用するときは、溶媒中でトリアミン等の３級アミンを併用することにより反応をスムーズに進行させることができる。
【０００９】
本発明に用いる多価アルコールとウンデシレン酸との反応比率は、一般に水酸基１モルに対してウンデシレン酸は、０．１〜０．８モルであり、好ましくは、０．２〜０．４モルである。ウンデシレン酸が、０．１モルより少ないとエステルの効果が現れず、０．８モルより多いと残余の水酸基が少なく効果が低下する。
【００１０】
本発明のいう部分エステルと二塩基酸との重合に用いられる二塩基酸は、好ましくは無水マレイン酸及び無水コハク酸である。重合方法は、従来の方法でよく、混合物を加熱することにより得られる。部分エステルと二塩基酸との反応比率は、一般に残余の水酸基１モルに対して二塩基酸が０．２〜１モルであり、好ましくは０．５〜１モルである。０．２モル以下では効果が見られない。
【００１１】
該重合物が酸性を呈する場合は、一般にアミン、アルカノールアミンあるいはアンモニウム塩として用いるのが好ましい。
【００１２】
本発明の水溶性切削研削剤には、必要に応じて可溶化剤、乳化剤を配合し、水で希釈して使用するが、可溶化剤、乳化剤の種類については特に問わない。最終的な使用液中の本発明の提唱する組成物の含有量は、０．１〜５重量％が好ましい。特に好ましくは、０．２〜２重量％である。０．１重量％以下では、性能が十分発揮できないので好ましくない。
【００１３】
本発明の水溶性切削研削剤は、その他必要に応じて防錆剤、殺菌剤、消泡剤、極圧添加剤、着色剤、香料等を配合してもよい。
【００１４】
【実施例】
合成例１
トリメチロールプロパン（２６．８g、０．２モル）、ウンデシレン酸（４０．５g、０．２２モル）、p-トルエンスルホン酸（５０mg）の混合物をアスピレータで減圧下、１５０℃で１．５時間加熱した。TCL（n-ヘキサン８０：酢酸エチル２０ｖ／ｖ）で反応を追跡し、ウンデシレン酸のスポットが消滅した時点で反応を停止した。粗反応物（化合物１）をそのままＩＲ、ＮＭＲで分析した結果（表１に示す）、目的のα-オレフィンを含むトリメチロールプロパンモノエステルが得られた。
【００１５】
【化１】

【００１６】
【表１】

【００１７】
合成例２
合成例１と同様にペンタエリスリトール（２７．２g、０．２モル）とウンデシレン酸（４０．５g、０．２２モル）の反応を行い、ペンタエリスリトールモノエステル（化合物２）を合成した。
【００１８】
合成例３
トリメチロールプロパン（１３．４g、０．１モル）、ウンデシレン酸（１８．４g、０．１モル）、p-トルエンスルホン酸（１０mg）の混合物をアスピレータで減圧下、１５０℃で１時間加熱した。ウンデシレン酸の消失をTCL（n-ヘキサン：酢酸エチル２０v／v）で確認した後、無水マレイン酸（９．８g、０．１モル）を加え、１時間、１５０℃で反応させ目的物（化合物３）を得た。
【００１９】
実施例１〜３
化合物１〜３を用い表２に示した組成物（実施例１〜３）を調製し、ｐＨ、摩擦係数、及び耐圧度を測定した。結果を表２に示した。
【００２０】
試験方法
・摩擦係数：振子式摩擦試験機を用いた。
・耐圧度：四球式摩擦試験機を用いた。
【００２１】
【表２】

【００２２】
比較例１′〜４′
表２に示す比較例１′〜４′の配合組成を調製し、実施例と同様の試験を行った。結果を表２に示した。
【００２３】
【発明の効果】
本発明による水溶性切削研削剤は、水に希釈状態においても良好な耐圧度、摩擦係数を示し、環境への影響もない。

Claims (3)

1. ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン及びネオペンチルグリコールのうち少なくとも一種とウンデシレン酸との部分エステルを含有する水溶性切削研削剤。
2. ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン及びネオペンチルグリコールのうち少なくとも一種とウンデシレン酸との部分エステルと二塩基酸との重合物または／およびその塩を含有する水溶性切削研削剤。
3. 二塩基酸が無水マレイン酸及び無水コハク酸である請求項２に記載の水溶性切削研削剤。