JPH0222397A - 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一点が特徴で
ある。０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環使用によ
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あって
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Ｍｒ＆低下によ
る耐荷重性の低下。 （ニ）乳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、乳濁液の管理上程々の欠点を有していた
。 従って、加工後、潤滑油等による被Ｉｎ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。

【発明が解決しようとする課８】 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、金属化工表面の抗汚染性、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。未発明
者等は鋭意検討の結果、上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、もしくはポリアルキレンイミン
の対アニオンが脂肪族もしくは芳香族基を有する有機化
合物のジカルボン酸ハーフ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
リアミンも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、
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
ジルエーテルもしく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７ニオン
が脂肪族もしくは芳香族基を有する有機化合物のジカル
ボン酸ハーフエステルから成る塩の化合物のいづれかよ
り選ばれた工種または２村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、その製法について回答限定
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ステアリ
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
リオキシエチレンステアリルエーテルのマレイン酸ハー
フエステルを３０〜８０°Ｃ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ポリオキ
シプロピ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、ペンタエチレンヘキサミン、ジプロピレ
ントリアミン、テトラエチ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３〜２００
ｆｆを右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、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酸およ
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脂
肪族もしくは芳香族基を有する有機化合物のジカルボン
酸ハーフ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あるいは脂
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αオ
レフインエポキサイド、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、上記に表わされる化合物の少なくとも１種の
ものを選び、脂肪族もしくは芳香族基を有する有機化合
物のジカルボン酸ハーフ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。 ここでジカルボン酸ハーフエステルに使用する有機化合
物は、炭素数８〜２２の高級アルコールおよびこれらの
フルキレンオキサイド付加体、炭素数６〜２４のアルキ
ルフェノールのアルキレンオキサイド付加体または炭素
数８〜２２の脂肪酪多価アルコールエステルおよびこれ
らのフルキレンオキサイド付加体である。アルキレンオ
キサイドは１モル〜５０モル付加した化合物が使用され
、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種以上を
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、さらにジカルボン酸ハー
フエステル化反応は、たとえばこれらの有機化合物１モ
ル〜１．５モルとジカルボン酸無水物のエステル他剤１
モル、たとえば無水フタール酸、無水マレイン酸、無水
コハク酸と５０℃〜１１０℃で反応することにより達せ
られる。また、テレフタール酸、アジピン酸等のジカル
ボン酸とのアルカリ触媒を用いた加熱脱水反応物であっ
てもよい。 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１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たと
えば２．６−ジーｔ−ブチル−Ｐ−クレゾール、２．４
−ジ−ｔ−ブチルフェノール等を、硫黄系酸化防止剤で
はたとえばジラウリルチオジプロピオネート、ジラウリ
ルサルファイド等を、リン系酸化防ＩＥ剤ではトリフェ
ニルホスファイト等を、またアミン系酸化防止剤ではフ
ェノチアジン、Ｎ、Ｎ−ジー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、ポリアクリル醜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
レイン醜、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飼滑剤は、必要に応じて使用
時水で希訳してｏ、ｏｉ〜６０％、好ましくは０．１〜
２０％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１本発明の全屈加工用水溶性潤滑
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、金属加工表面の核汚染性が高い。 （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。 （ニ）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、＋ＪＪ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上方
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
アニオン性のカルボン酸基が吸着されて、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〜■は、対イオンのアニオ
ン性化合物により、ｐＨ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。 上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１，０００ｐｐｍ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。 （Ｉ）、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８．００Ｏｒｐｍ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）　、　＃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ａｔ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０．５
文／　ｍ　ｉ　ｎ、１気圧、５秒間）乾燥後、２枚重ね
で４０Ｋｇ／Ｃｍ２で加圧、密着した後に１３０℃で１
５時間加熱した。 その後、Ｎ２＋５％Ｈ２混合ガス下の焼鈍炉内で、７０
０℃、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０、わずかに伺
若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（Ｉ）、で調整した潤滑油水溶液（Ｉ文）に硫酸
バンド３ｇ添加後、２分間攪拌し、更にＣａ　（ＯＨ）
　２を添加しｐＨ７，０に調整してから１０分間攪拌し
た０次いで、３０分間静だ後、下澄液を採取し、ＣＯＤ
　（化学的酸素消Ｗ量、ＫＭｎＯ４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、抗汚染性等の良い
安全な水溶性潤滑剤を提供し得たことにより全屈の切削
、研削加工、田性加工等に対し広く富ｑ、シ得る。 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
   ンが脂肪族または芳香族基を有する有機化合物のジカル
   ボン酸ハーフエステルから成る塩の化合物 （II）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と脂肪族カルボン
   酸、脂肪族不飽和酸のダイマー酸もしくはポリマー酸、
   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脂
   肪族または芳香族基を有する有機化合物のジカルボン酸
   ハーフ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。