JPH01311196A - 水溶性潤滑剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、新規な水溶性金属加工用組成物、更に詳しく
は、金属の塑性加工、切削、研削加工等の加工時に潤滑
剤として有用な水溶性潤滑剤に関するものである。

（従来の技術） 従来の金属の塑性加工、切削、研削等における液体状潤
滑剤としては、例えば界面活性剤等の乳化剤により潤滑
剤を所定濃度の水に乳化させ、エマルジョンとして加工
時、被加工材の表面に適用される。即ち、液体状潤滑剤
は界面活性剤等により乳濁された液体状潤滑剤粒子の被
加工材表面への付着により潤滑効果を得る点が特徴であ
る。Ｉ＃に水を使用した液体状潤滑剤は、被加工材の加
工時の発熱の冷却効果、あるいは乳濁液の循擬使用によ
る経済性等の面で有利であるため、多用されている。

（従来の技術の問題点） しかしながら、このような従来の水溶性潤滑剤におって
は、 （イ）乳濁液の安定性。

（ロ）金属加工時発生する金属粉、スカム等の混入によ
る被加工材の汚染。

（ハ）潤滑剤乳濁粒子の被加工材への付着量低下による
耐荷重性の低下。

（副孔濁液の廃水処理性及び加工材の腐食発錆性。

等の項目について、十分な管理を行なって使用するとな
っていたため、乳濁液の管理工種々の欠点を有していた
。

従って、加工後、潤滑油等による被加工材表面の汚染の
ない綺麗な表面状態が得られ、かつ金属粉、潤滑剤劣化
物等の混入がなく、汚れによる被加工材への汚染が無い
、水溶性の潤滑剤の開発が望まれている。

（９，明が解決しようとする課題） この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たものであり、加工用潤滑剤として再循環の使用が出来
、耐荷重性、金♂１工表面の抗汚染性、冷却性、難燃性
がよい水溶性潤滑剤を提供するのを目的とする。本発明
者等は鋭意検討の結果、前記目的を達成することができ
ることを見い出した。

すなわち本発明は、窒素原子３〜２００個を有するポリ
アルキレンポリアミン、若しくはポリアルキレンイミン
の対アニオンが非イオン活性剤のリン酸エステルから成
る塩の化合物または窒素原子３〜２００個を有するポリ
アルキレンポリアミン、若しくはポリアルキレンイミン
と脂肪族カルボン酸、脂肪族不飽和酸のダイマー酸およ
びポリマー酸、若しくは脂肪族アルコールあるいはアル
キルフェノールのグリシジルエーテル、脂肪族オレフィ
ンのエポキシ化合物から選ばれたｍｓ１以上と反応した
化合物の対アニオンが非イオン活性剤のリン酸エステル
から成る塩の化合物のいづれかより選ばれた１種または
２種以上の水溶性化合物を含有する潤滑剤である。

本発明に使用する化合物は、その製法について同等限定
されないが、たとえば次のような方法で製造する。

窒素原子２０個を有するポリエチレンイミンにオレイン
酸を加え、１２０〜１８０℃の加温下にて脱水縮合し、
アミド化した化合物を得る０次に、対イオンとするポリ
オキシエチレンオレイルエーテルのリン酸エステルを３
０〜１００℃で加え、混合すると本発明の化合物を製造
することが出来る。また、前記化合物の粘度が高くハン
ドリング上好ましくない場合は、常温で液状の非イオン
活性剤、たとえばポリオキシエチレンノニルフェノール
エーテル、ポリオキシエチレンボリオキシブロビレン共
重合物等を添加し減粘した組成物であってもよい。

ここで使用するポリアルキレンポリアミンは、ジエチレ
ントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレ
ンペンタミン、ペンタエチレンへキサジン、ジプロピレ
ントリアミン、テトラプロピレンペンタミン等のポリア
ミンであり、ポリアルキレンイミンは窒素原子３〜２０
０個を有するポリエチレンイミンやポリプロピレンイミ
ン等を例示することが出来る。

前記のポリアルキレンポリアミンやポリアルキレンイミ
ンの活性水素と反応する脂肪酸は炭素数８〜２０の高級
脂肪酸１例えば２−エチルヘキシル酸、ラウリン酸、ス
テアリン酸、ヤシ脂肪酸、牛脂脂肪酸、オレイン酸、リ
ノール酸等、及び炭素数１６〜２０の不飽和酸、例えば
リノール酸、オレイン酸、リルン酸等のダイマー醜およ
びポリマー酸が挙げられる。各々の脂肪酸アミドの化合
物は上記したアミド化反応により得ることができる。ま
た、上記したポリアルキレンポリアミンやポリアルキレ
ンイミンとエポキシ化合物との反応物の対アニオンが非
イオン活性剤のリン酸エステルから成る塩も有効である
。

エポキシ化合物としてはグリシジルエーテルないしは脂
肪族オレフィンエポキサイド化合物があげられ、例えば
グリシジルエーテルはオクチルアルコールのグリシジル
エーテル、ラウリルアルコールのグリシジルエーテル、
ステアリルアルコールのグリシジルエーテル、ノニルフ
ェノールのグリシジルエーテル、ドデシルフェノールの
グリシジルエーテル等が例示される。また、脂肪族オレ
フィンのエポキシ化合物としては炭素数８〜２６のａオ
レフィンエポキサイド、炭素数８〜２２の脂環族オレフ
ィンエポキサイド、炭素数８〜２０のアルキレンオキサ
イド等が例示される。

本発明は、を記に表わされる化合物の少なくとも１種の
ものを選び、非イオン活性剤のリン酸エステルを対イオ
ンとする塩の化合物が有効である。また、対イオンとす
る塩のｐＨは４〜９に調整する事により、著るしい効果
を示すが、この範囲に限定されるものでない。非イオン
活性剤のリン酸エステルに使用する非イオン活性剤は、
アルキルフェノール、例えばブチルフェノール、ノニル
フェノール、ドデシルフェノール等、または脂肪族アル
コール、例えばオクチルアルコール、ヤシ脂肪アルコー
ル、ラウリルアルコール、ステアリルアルコール、オレ
イルアルコール、牛脂脂肪アルコール等にアルキレンオ
キサイドを１〜５０モル付加した化合物が挙げられる。

アルキレンオキサイドとしてはエチレンオキサイド、プ
ロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオ
キサイドが挙げられ、公知の方法により。

１種または２種以上を付加反応する事により得られる。

２種以上付加する場合はランダム付加反応、ブロック付
加反応等いずれの方法であってもよい、さらにリン酸エ
ステル化反応は、例えば、これらの非イオン活性剤２〜
５モルと無水リン酸１モルを通常３０〜９０℃で反応す
ることにより得られる０本発明の金属加工用の水溶性潤
滑剤はこれらの水溶性化合物の１種または２種以上の混
合物として使用でき、また、水を加えて水溶液で使用す
るるのがよい、さらに上記成分の他に、必要に応じて公
知の各種添加剤、例えば酸化防止剤、増粘剤、油性向上
剤、防錆防食剤、消泡剤等　−の油溶性、または水溶性
の化合物を添加することができる。

これらの各種添加剤は、必要に応じ本発明の水溶性潤滑
剤全量に対して、各々０〜１０％の割合で添加する。

酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤では例え
ば２．６−ジーし一ブチルーＰ−クレゾール、２．４−
ジ−ｔ−ブチルフェノール等が、硫黄系酸化防止剤では
１例えばジラウリルチオジプロピオネート、ジラウリル
サルファイド等が、リン系酸化防止剤では、例えばトリ
フェニルホスファイト、フエニルジイソデシルフォスフ
ァイト等が、またアミン系酸化防止剤では、例えばフェ
ノチア・ジン、Ｎ、Ｎ−ジ−ｔ−ブチル−Ｐ−フェニレ
ンジアミン等を挙げることができる。増粘剤としては、
ポリビニールアルコール、セルロース誘導体、デンプン
誘導体、ポリアクリル酸ポリマー等の高分子化合物を挙
げることができる。油性向上剤としては、ステアリン酸
、オレイン酸、またはこれらのアルカリ金属塩、アルカ
ノールアミン塩等を挙げることができる。防錆防食剤と
してはクロム酸塩、モリブデン酸塩、モノアミン類ナフ
テン酸塩、アミノ酸のアルカリ塩等を挙げることができ
る。消泡剤としてはポリプロピレングリコール、多価ア
ルコールのポリオキシエチレンポリオキシプロピレン共
重合物、−価アルコールのポリオキシエチレンポリオキ
シプロピレン共重合物等またはシリコン系及びフッソ系
の有機化合物が挙げられる。

本発明の金属加工用水溶性潤滑剤は、必要に応じて使用
時水で希釈して０．０１〜６０％、好ましくは０．１−
１０％の濃度にして使用する。また、この水溶液の金属
加工部への供給はスプレーまたは浸漬によって行なうが
、この場合、当該剤の水溶液は、汚れ、スカム等の混入
による潤滑性等の性能低下が見られないため、再循環の
使用ができる。さらに、本発明の金属加工用水溶性潤滑
剤は次のような特徴を有している。

（イ）水溶液の状態で、従来の鉱油、牛脂等含有した液
状潤滑剤等と同等またはそれ以上の耐荷重性を有し、金
属加工表面れた潤滑性が得られる。

（ロ）固体潤滑剤や鉱油、牛脂等の油性潤滑剤を用いな
くてよい為、金属加工表面の抗汚染性が高い。

（ハ）当該、水溶性潤滑剤は、金属加工時に発生する金
属微粉や油汚れに対する、吸着性が強いため、これらの
物質の表面をより親木性化することができる。この為、
金属加工表面や周囲の機具表面への再付着が防止され、
清浄化できる。

（、−）水溶性の潤滑液を用いるので、高い冷却効果と
難燃性を有している。また、油性潤滑剤等を使用したエ
マルジョン液でないため廃水処理が容易である。

従って、金属の塑性加工、切削、研削加工等において、
冷却性と潤滑性の良い、安全な水溶性潤滑液を効果的に
使用できるほか、金属加工時に発生する金属微粉や、油
汚れ物の親木化による再付着防止効果にて、加工材表面
及び周囲の清浄化がはかれ作業性に優れた効果を示す。

（作用） 本発明の水溶性化合物の潤滑性に対する作用機構は十分
に解明されていないが、おおよそ次の如くであると考え
られる。すなわち、当該水溶性化合物を含有する水溶液
を加工時金属の加工部に供給すると、水溶性化合物が、
当該カチオン性窒素原子による強い吸着作用が働いて金
属表面に強固な吸着膜を形成する。さらに、対イオンの
アニオン性リン酸エステル基が吸着されて、脂肪族基を
含む水溶性化合物の多重層の強い吸着膜を生じ、潤滑性
を高めるものと考えられる。

（実施例） 以下に実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明す
る。実施例に用いた本発明の水溶性化合物を第１表に示
す。

ここに示した水溶性化合物Ａ〜１は、対イオンのアニオ
ン性活性剤化合物により、ｐ　ＩＩを７とする塩として
用いたが、特にｐＨにこだわるものでない。Ｆ記の水溶
性化合物に水溶性防錆材（ラウリン酸の低級アミン塩）
と酸化防止剤（２゜４−ジ−ｔ−ブチル−Ｐ−クレゾー
ル）をそれぞれ１．ＯＯＯｐｐｍ配合して水溶性潤滑剤
とした。

また、下記の試験により、潤滑性能を試験し。

この結果を第２表に示す。

（１）、潤滑性試験 各潤滑油を水で５％濃度に希釈したものをホモミキサー
により回転数８．ＯＯＯｒｐｍで攪拌して、温度６０℃
の潤滑油水溶液を予めタンク内で調製した。これをチム
ケン試験機に循環供給した。評価は焼付限界曲線の面積
比によった。最も劣るものを１．０とした比率で示す。

（２）、耐焼鈍汚れ性試験 潤滑油濃度５％の液に鉄粉（粒径１ｕ以下）を０．１％
添加し、温度６０℃の潤滑液を調整し、ギヤーポンプで
ノズルから試験鋼板の表面にスプレー塗布しく０．５１
２／ｍ　ｉ　ｎ、１気圧、５秒間）乾燥後、２枚重ねで
４０　Ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ　”で加圧、密着した後に１
３０℃で１５時間加熱した。

その後、Ｎ２＋５％Ｎ　、混合ガス下の焼鈍炉内で、７
００℃、２時間の焼鈍を行なった後、鋼板表面の汚染度
を目視にて評価した。

評価　０．付着物なく綺麗な状態のもの○、わずかに付
着物あるが綺麗な状態のもの Δ、付着物少し発生したもの ×、付着物多いもの （３）、廃水処理性試験 試験法（１）、で調整した潤滑油水溶液（１２）に硫酸
バンド３ｇ添加後、２分間攪拌し、更にＣａ（ＯＨ）ａ
を添加しｐＨ７，０に調整してから１０分間攪拌した。

次いで、３０分間静置後、上澄液を採取し、ＣＯＤ　（
化学的酸素消費量、ＫＭｏ０４法）を測定した。

第２表から明らかな如く、本発明の水溶性潤滑剤は潤滑
性、耐焼鈍汚れ性、及び廃水処理性の総合評価において
、従来より使用されているエマルジョン型の潤滑油に比
べて、優れていた。

（以下余白） （発明の効果） 本発明は耐荷重性、冷却性、潤滑性、核汚染性等の良い
安全な水溶性潤滑剤を提供し得たことにより金属の切削
、研削加工、塑性加工等に対し広く寄与し得る。

特許出願人　第一工業製薬株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ I ）窒素原子３〜２００個を有するポリアルキレン
   ポリアミン、またはポリアルキレンイミンの対アニオン
   が非イオン活性剤のリン酸エステルから成る塩の化合物
   又は （II）窒素原子３〜２００側を有するポリアルキレンポ
   リアミン、またはポリアルキレンイミンと脂肪族カルボ
   ン酸、脂肪族不飽和酸のダイマー酸若しくはポリマー酸
   、脂肪族アルコールあるいはアルキルフェノールのグリ
   シジルエーテル、又は脂肪族オレフィンのエポキシ化合
   物から選ばれた１種以上と反応した化合物の対アニオン
   が非イオン活性剤のリン酸エステルから成る塩の化合物
   、 以上の（ I ）、（II）より選ばれた１種または２種以
   上の水溶性化合物を必須成分として含有する水溶性潤滑
   剤。