JPH02199199A - 水溶性切削油剤組成物 - 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 本発明は切削加工、あるいは研削加工に用いられる水溶
性切削油剤（以下の記述においては、これを「水切」と
略記することがある。）に関するものである。さらに詳
しくいえば、本発明は微生物による劣化が少なく、さび
止め性に優れ、かつ、皮膚に対する影響が少ない水切に
関する。

従来の技術 金属の切削加工、あるいは研削加工に用いる水切は、鉱
油、油脂、極圧添加剤、界面活性剤、消泡剤、金属防食
剤、酸化防止剤、防菌・防黴剤等を、目的に応じて適宜
混合して組成されている。

水切は通常は、水で１０ないし１００倍に希釈して使用
される。この希釈液をクーラントと呼んでいる。クーラ
ントには被削性をよくする性１ｍ（］次性能）と１作業
性その他に関する性能（２次性能）とが要求される。こ
のうち２次性能としては、さび止め性がよいこと、劣化
しにくいこと、管理しやすいこと、人体に無害であるこ
と、泡立ちが少なく悪臭がないことなどがあげられる。

使用の目的や条件によって重点のおき方は異なるにして
も、水切は上記の諸性能をバランスよく、具備しなけれ
ばならない。

クーラントを長期間使用する場合、上記の諸性能の中で
問題となるのは微生物による劣化が起りにくいことであ
る。そのため、例えば特開昭５９−１４５２９６号公報
に記載されているように、水切には防腐剤を添加するこ
とが行なわれている。しかしながら、防腐剤は特定の微
生物に良好な効果を示しても、他の種類の微生物に対す
る汎用性が乏しい。

また、短期間に防腐剤が分解または不活化して、防腐効
果の持続性が著しく低下する場合があるので、クーラン
トの液管理を頻繁に行ない、防腐剤の濃度が最小必要限
度以上になるように常に防腐剤を添加しなければならず
、多くの手間と経費がかかる欠点を有している。しかも
、多くの防腐剤は大量に添加すると人体に対する影響、
特に皮膚刺激性が大きく、肌荒れ、皮膚炎などを発生し
、環境面からも問題となる。したがって、クーラントは
一次性能（切削性能）以外に、特に微生物による劣化が
少なく、かつ皮膚刺激性の少ない性能を兼備したものが
要求される。しかし、・これらの諸性能を十分に満足さ
せるクーラントはほとんどないのが現状である。

水切の腐敗防止を考慮した発明のうち、数例を示せば、
下記のようなものがある。

特公昭６０−６９９０号 特公昭６０−４３９９７号 これらは、いずれもカルボン酸の重金属塩（コバルト塩
または銅塩）を利用するものであるが、公害発生の危険
性をもつから、水切の廃液処理に十分な注意をしなけれ
ばならない。

特公昭５８−５９６０号 特公昭６２−１８５７９３号 これらはカチオン系の活性剤を利用するから、防錆力が
劣る。

特公昭６０−２５０８０号 この発明は、アルキルアミンにエチレンオキシドを付加
させた付加物と、ジチオりん酸亜鉛を併用する。

特公昭６０−４３３９４号 この発明は、アルキルアミンにエチレンオキシドを付加
させた付加物と、りん酸エステルを併用する。

ところで、上記のようなりん酸系の添加剤は加水分解し
やすく、その結果として産生されるりんは微生物の栄養
源となるので、これが微生物の繁殖を促進する。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、水切の具備すべき諸性能のうち、特に微生物
による耐劣化性に優れ、皮膚刺激性が少なく、かつ、さ
び止め性に優れた水切を提供することを目的とするもの
である。

問題点を解決するための手段 本発明者は鋭意研究の結果、水に可溶な第１級アミンと
カルボン＃および鉱物油あるいは油性剤を組合せた組成
において、ある一定範囲内において、微生物による耐劣
化性に優れ、皮膚刺激性が少なく、かつ、さび止め性に
優れた水切′の組成が得られることを見出し１本発明に
到達した。

本発明は、 （イ）炭素原子数が８ないし２２の直鎖または分枝した
飽和あるいは不飽和の高級脂肪酸１０ないし５０重量部
と。

（ロ）水に可溶な第１級アミン５ないし３０重量部と。

（ハ）鉱物油または油性剤５ないし８０重量部を含有し
、かつ、成分（イ）と成分（ロ）のモル比が１：ｌない
し３であることを特徴とする水溶性切削油剤組成物であ
る。

本発明の構成について以下に詳説する。

（第１級アミン） 本発明において使用することができる水に可溶な第１級
アミンとして メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、シクロ
ヘキシルアミン等のアルキルアミン類。

モノエタノールアミン、モノイソプロパツールアミン、
アミノエチルエタノールアミン、２−アミノ−２−メチ
ルプロパツール等のアルカノールアミン類、 エチレンジアミンおよびジエチレントリアミン、トリエ
チレンテトラミン等のポリアルキレンポリアミン類、 開環重合したポリエチレンイミン 等があげられる。これらのアミンは１種または２種以上
を用いて本発明の水切を組成することができる。

皮膚刺激性、さび止め性等を考えると、第１級アミンと
してはアルカノールアミン類が好適である。

本発明において、第１級アミンは希釈液（以下の記述に
おいては、これを「クーラント」と略記することがある
。）中に２，０００ないし３０、ＯＯＯｐｐｍの濃度と
なる必要がある。すなわち、クーラント中の第１級アミ
ンの濃度が５００ｐｐｍ以上になると、微生物に対する
耐劣化性が徐々に向上するが、Ｓ著な効果を得るために
は２，０００ｐρｍ以上の濃度が必要である。

また、第１級アミンの濃度が３０．ＯＯＯｐｐｍを越え
ても微生物に対する耐劣化性はほとんど変らず、逆に皮
膚刺激性が大きくなるので好ましくない。

本発明の水切には第１級アミンが５ないし３０部含有さ
れているので、−数的な水切の希釈倍率（、Ｉ　Ｏない
し１００倍）では適宜の希釈倍率を選ぶことによって、
クーラント中の第１級アミン濃度を２，０００ないし３
０．ＯＯＯｐｐｍになるように調製することができる。

〈高級脂肪酸） 本発明において使用される脂肪酸としては、カプリン酸
、ペラルゴン酸、ヤシ油脂肪酸、オレイン酸、リシノー
ル酸、エルカ酸等の直鎖の飽和あるいは不飽和の脂肪酸
、 イソノナン酸、イソステアリン酸等の分枝脂肪酸、 ワックスを酸化して得られる合成脂肪酸等があげられる
。

本発明において脂肪酸を使用する目的は、潤滑性、さび
止め性を向上させる以外に第１級アミンを脂肪酸塩とし
て用い、アミン単独の場合より皮膚刺激性を緩和させる
ためである。

脂肪酸と第１級アミンとのモル比は、脂肪酸１モルに対
して第１級アミンが菫ないし３モルであることが好適で
あり、脂肪酸のモル数が第１級アミンのモル数より少な
いと微生物による耐劣化性が低下する。逆に、脂肪酸１
モルに対して第１級アミンのモル数が３を越えると、皮
膚刺激性が増すので不適である。

〈鉱物油右よび油性剤〉 本発明で使用できる鉱物油は、スピンドル油、マシン油
、タービン油、ブライストックおよび流動パラフィン等
であり、油性剤はナタネ油、大豆油等の油脂および２−
エチル−ヘキシルオレエート、トリメチロールプロパン
トリオレエート等のエステル類であり、これらの１種以
上を本発明の水切に組成する。

これらの鉱物油及び油性剤は、潤滑性を付与する以外に
鉱物油等を脂肪酸の第１級アミン塩に添加することによ
って皮膚刺激性を著しく軽減する効果があり、またこれ
らを添加しても脂肪酸の第１級アミン塩の単独と同程度
の微生物による耐劣化性を有していることを見い出した
ため適用した。

鉱物油あるいは油性剤はクーラント中に５．００　ｐ、
ｐ　ｍ以上含有されないと、皮膚刺激性の著しい軽減の
効果を発揮しない０本発明では原液中に５ないし８０部
の鉱油および油性剤が含有されているので、−数的な水
切の希釈倍率（１０ないし１００倍）を適宜に選ぶこと
によってクーラント中の鉱油あるいは油性剤が５００ｐ
ｐｍ以上になるようにｊｌｉｌすることができる。

〈その他の成分〉 本発明において、必須成分以外に界面活性剤。

／Ｉ！！泡剤、泡剤全非鉄金属防酸化防止剤、極圧添加
剤など、従来の水切に用いられていたものの中から任意
に選択して用いることができる。

（製造方法） 本発明の水溶性切削油剤を製造するには、従来の方法に
従って各成分を混合すればよい、すなわち、鉱油あるい
は油性剤と脂肪酸を容器に入れ、５０ないし７０℃に加
熱し、攪拌して液を均一にしてから、第１級アミンを添
加し、脂肪酸石けんを調製し、次に界面活性剤、非鉄金
属防食剤、消泡剤等を添加し、攪拌して均一な液にした
のち、室温まで冷却して仕上げる。

実　　施　　例 つぎに実施例を挙げて本発明を説明する。ただし、本発
明は実施例によってなんら制限されるものではない。

第１表に本発明の実施例および比較例の組成を示す（た
だし、第１表中の組成に関する数は重量部を示す、）。

第　　１　　表１１） 第 表（３） 表（２） 表（４） 第１表に示した水切を用いて、以下の実験方法によって
性能を評価した。

！、微生物による耐劣化性試験 （１）試料液の調製 第１表に掲げた実施例１ないし７および比較例１ないし
２の水切の原液を減菌水で希釈して３０倍希釈液を調製
し、これを試料液とした。

（２）耐劣化性試験方法 各試料液３００ｍｆｉを５００ｍＪ！容の滅菌した三角
フラスコに入れ、これに種菌として腐敗した切削油エマ
ルション（生菌数ｌＸｌ０”個／ｍ４）１重量％、乾切
削した鋳鉄切屑１０重量％および摺動面油３重量％入れ
、綿栓した後、３７℃で２８日日間上う培養（回転数２
．５Ｓ−’）Ｌ、た。

モして０日目、７日目、１４日目、２１日目および２８
日目に各試料の一部を採取し、臭気の有無を観察した。

さらに、０日目、１４日目および２８日目には、ｐＨの
測定、液外観の観察、生菌数の測定およびさび止め性能
を評価した。また、各測定日ごとに種菌（生菌数７Ｘ　
ｌ　Ｏ’ないし！×１０”個／ｍ４）の腐敗した切削油
エマルション１重量％を追加接種した。

なお、生菌数は普通の寒天培地を用いてプレートカウン
ト法により測定した。

また、さび止め性の観察は鋳鉄切屑法によって行なった
。すなわち、約２５ｇの乾切削した鋳鉄（ＦＣ−２５）
の切屑（８ないし１２メツシユ）をベトリ皿（内径的６
０ｍｍ）に採取し、これに試料液的２５ｍｇを添加し、
十分に浸漬したのち、約４分間静置した。つぎに、試料
液を傾斜法によって除去し、ふたをしてベトリ皿上に発
生するさびの状態を経時的に調べた。その結果を第２表
に示す。

第２表の結果から、本発明の水切は微生物による耐劣化
性およびさび止め性にすぐれていることが明らかである
。

第 表 注）臭気の項における記号の意味は１次のとおりである
。

Ｏは臭気なし。

△はやや腐敗臭あり２ ×は腐敗臭あり。

外観の項における記号の意味は、次のとおりである。

０は変化なし、 Ｏは微灰白色または淡褐色。

×は灰白色または茶褐色。

さびの項における記号の意味は、次のとおりである。

０はさび発生なし。

０は数点のさびが発生した。

Δは十数点のさびが発生した。

×は　５面以上にさびが発生した。

２６実用機によるラインテスト 自動車部品（材質は鋳鉄）のドリル、リーマおよびタッ
プ専用機（タンク容量３．０００℃）にクーラントを適
用し、３ケ月間テスト実施した。

使用したクーラントは、貰施例１および比較例１の水切
をそれぞれ希釈倍率３０倍に希釈した経日毎に液外観１
周期、ｐＨおよびさび止め性を観察あるいは測定した。

なお、テスト期間中のクーラントの温度は２０℃ないし
２８℃であった。

第３表に経日的に測定した結果を示す。

第　　３　　表（１） 第　　３ 表（２） 皮膚刺激性試験 束施例および比較例の３０倍希釈液を試料液として、ウ
サギの背部皮膚に一定量塗布し、開放状態のまま放置し
、２４時間後の皮膚変化を観察し、−次刺激性の程度を
評点法により判定した。

その結果を第４表に示す。

■実験動物 体重２．５Ｋｇ前後の日本白色槽、雄ウサギ１０匹を使
用した。

■塗布方法 ウサギ背部被毛を電気バリカンで刈り取り。

１匹あたり１６カ所の塗布部位を第盲図のように配列し
、ウサギ１０匹を使用して、計１６０カ所の塗布部位を
設けた。１試験の塗布部位はｌＯ力所とし、それを無作
為に選んだ、試料はガラス棒の端につけ、それを直径４
ｍｍの円形となるように押し当てて塗布した。

なお、ウサギが塗布部位をなめたり、ひっかいたりしな
いように実験期間中は首かせを装着し続けた。

■評価 一時刺激性の強弱を各々の試料で比較しやすくするため
に、試料塗布後２４時間での発赤所見に対し、下記に示
す評点を与えた。

すなわち、（−）に０点、（±）に１点、（＋）に２点
、（＋＋）に４点、（＋＋＋）に８点の評点を与え、各
試料１０ケ所の評点を加え、その総和が１０点未満の試
料を「弱い刺激性」、１０点以上３０点未満の試料を「
中程度の刺激性」、３０点以上を「強い刺激性」とした
。

なお１発赤判定基準は以下のとおりである。

−は変化なし。

土は発赤が不明瞭である。

＋は発赤を認めるもの。

＋＋は強く発赤を認めるもの。

＋＋＋は強く発赤を認め、中心に白変部のあるもの。

■評価試験結果 第 表（２） 注）評価結果の項における記号の意味は１次のとおりで
ある。

０は弱い刺激性（１０点未満） Ｏは中程度刺激性（１０点以上〜３０点未満）Ｘは強い
刺激性（３０点以上） 発明の効果 本発明の水溶性切削油剤は微生物による耐劣化性および
さび止め性の低下も少なく長期間安全に使用でき、かつ
皮膚刺激性も少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実験動物に対する試料適用の部位を示す説明
図である。 出願人　工シロ化学工業株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）（イ）炭素原子数が８ないし２２の直鎖または分
   枝した飽和あるいは不飽和の高 級脂肪酸が１０ないし５０重量部と （ロ）水に可溶な第１級アミンを５ないし ３０重量部と （ハ）鉱物油または油性剤を５ないし８０ 重量部 を含有することを特徴とする水溶性切削油 剤組成物。
2. （２）成分（イ）と成分（ロ）のモル比が１：１ないし
   ３である請求項１に記載の水溶性切 削油剤組成物。