JPH0240114B2 - - Google Patents

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JPH0240114B2
JPH0240114B2 JP58103631A JP10363183A JPH0240114B2 JP H0240114 B2 JPH0240114 B2 JP H0240114B2 JP 58103631 A JP58103631 A JP 58103631A JP 10363183 A JP10363183 A JP 10363183A JP H0240114 B2 JPH0240114 B2 JP H0240114B2
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water
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lubricant composition
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Hiroshi Kuwamoto
Hiroyuki Nagamori
Takashi Mukai
Shuichi Iwato
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Kao Corp
JFE Engineering Corp
Original Assignee
Kao Corp
Nippon Kokan Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は新規な水可溶性金属加工用潤滑剤組成
物、更に詳細には、特定のポリエーテルポリオー
ル類（ポリエーテルポリオール末端のOHのエス
テル化物を含む；以下同様）並びにリン酸化合物
又は硼酸を含有する金属の塑性加工、切削、研削
加工等の加工時に潤滑剤として有用な水可溶性金
属加工用潤滑剤組成物に関する。 従来より使用されている金属の塑性加工、切
削、研削等における液体状油性潤滑剤は、そのま
ま潤滑部分に適用する以外に、界面活性剤等の乳
化剤により潤滑剤を所定濃度水に乳化させ、エマ
ルシヨンとして加工時、被加工材の表面に適用さ
れる。即ち、液体状油性潤滑剤は界面活性剤等に
より乳濁された液体状油性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。特に水を使用した液体状油性潤滑剤は、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。し
かしその反面、 (イ) 乳濁液の安定性。 (ロ) 金属の加工時発生する金属粉、スカム等の汚
れの乳濁液中への混入。 (ハ) これら汚れによる被加工材表面の汚染。 (ニ) 乳化の安定化を図るために生じる潤滑剤乳濁
粒子の被加工材表面への付着量低下による耐荷
重性の低下。 (ホ) 乳濁液の廃水処理性。 (ヘ) 使用水に主として起因する加工材の腐食、発
錆。 等、乳濁液の管理上種々の欠点を有していた。 従つて、加工後、潤滑油等による被加工材表面
の汚染のない美麗な表面状態が得られ、かつ金属
粉、潤滑剤劣化物等の汚れの混入、すなわち汚れ
の系内への抱き込みがなく、その結果、汚れによ
る被加工材の汚染が無い水溶性潤滑剤の開発が望
まれるが、これらの効果を有する優れた潤滑剤は
未だ見出されていないのが現状である。 そこで、本発明者らは、従来の液体状油性潤滑
剤の有する上記欠点を解消し、かつ水可溶性であ
る潤滑剤を提供すべく、鋭意研究を行つた結果、
液体状油性潤滑剤を使用せずとも、特定のポリエ
ーテルポリオール類ととリン酸化合物又は硼酸を
含有する組成物を用いれば、上記目的が達成され
ることを見出し、本発明を完成した。 すなわち、本発明は、(a)ポリアルキレンポリ
アミン類（ポリアルキレンポリアミン末端NH2
のアミド化物又はイミド化物を含む；以下同様）、
アルキルアミン類もしくはアルキルアリルアミ
ン類、又はカルボン酸アミド類の何れかにアル
キレンオキシドを付加させて得られる分子量200
〜10万のポリエーテルポリオール類の１種又は２
種以上、並びに(b)リン酸化合物又は硼酸の１種又
は２種以上を必須成分として含有することを特徴
とする水可溶性金属加工用潤滑剤組成物を提供す
るものである。 本発明組成物の(a)成分であるポリエーテルポリ
オール類を与えるのポリアルキレンポリアミン
類としては、エチレンジアミン、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、プロ
ピレンジアミン、ブチレンジアミン等の他、上記
化合物の炭素数４〜22のアルキル基を有するＮ−
アルキル化合物及びこれらの化合物中のNH2の
代りに３個以下のOHを含む化合物が挙げられ
る。のアルキルアミン類もしくはアルキルアリ
ルアミン類としては、炭素数４〜36のモノ又はジ
アルキルアミン、炭素数３〜６のシクロアルキル
アミン、炭素数４〜36のアルキル基中にフエニル
基を１個以上含むアルキルアリルアミン等が挙げ
られる。またのカルボン酸アミド類としては、
炭素数４〜54の脂肪酸アミド及びダイマー酸、ト
リマー酸等の重合酸アミド等が挙げられる。 これら〜に付加させるアルキレンオキシド
としては、エチレンオキシド、プロピレンオキシ
ド、ブチレンオキシド、スチレンオキシド等が挙
げられる。 本発明で使用するポリエーテルポリオール類の
うち、特にアルキレンオキシドが、エチレンオキ
シド単独、又はエチレンオキシド及びプロピレン
オキシド、ブチレンオキシド又はスチレンオキシ
ドの１種又は２種以上から成り、ポリエーテルポ
リオール又はその誘導体１分子中にその付加モル
数としてエチレンオキシド１〜150モル、プロピ
レンオキシド０〜100モル、ブチレンオキシド０
〜100モル及びスチレンオキシド０〜50モルを含
むものが好ましい。 また、(b)成分のリン酸化合物としては次の(i)〜
(v)の化合物が挙げられる。 (i) リン酸、亜リン酸又はこれらのチオ又はエス
テル化合物 (ii) アルキル、アルキルアリル又はアリル基に１
個以上の水酸基を有するモノもしくはジリン酸
エステル又はこれらのチオ化合物 (iii) 炭素数１〜８のアルキル、アルキルアリル又
はアリル基を有するモノ又はジホスホン酸類又
はこれらのチオ化合物 (iv) 炭素数１〜８のアルキル、アルキルアリル又
はアリル基を有するモノ又はジホスフイン酸類
又はこれらのチオ化合物又はこれらの誘導体 (v) 窒素原子を含有するモノ又はジ又はトリホス
ホン酸 このリン酸化合物の具体例としては次のものが
例示される。(i)のものとしては、正リン酸、亜リ
ン酸、炭素数１〜８の脂肪族又は脂環族又は芳香
族アルコールと正リン酸とのモノ又はジリン酸エ
ステル又はこれらのチオ化合物、又は上記アルコ
ールとの亜リン酸エステル又はこれらのチオ化合
物が例示される。(ii)のものとしては２―ヒドロキ
シプロピルホスフエートが例示される。(iii)のもの
としては、一般式
【式】又は
【式】（R0，R0′は炭素数１〜８のアル キル基、アルキルアリル基又はアリル基）で表わ
されるホスホン酸、例えば炭素数１のメチルホス
ホン酸、ジメチルホスホン酸から炭素数８のｎ―
オクチルホスホン酸、ジｎ―オクチルホスホン
酸、２―エチルヘキシルホスホン酸、ジ―２―エ
チルヘキシルホスホン酸、ベンジルホスホン酸、
ジベンジルホスホン酸、フエニルホスホン酸、ジ
フエニルホスホン酸、ヒドロキシエタンジホスホ
ン酸、並びにこれらのチオホスホン酸が例示され
る。ヒドロキシエタンジホスホン酸は次の式で表
わされる化合物である。 (iv)のものとしては、一般式R0
【式】又は
【式】（R0，R0′は前記と同じ）で表わ されるホスフイン酸、例えば炭素数１のメチルホ
スフイン酸、ジメチルホスフイン酸から炭素数８
のｎ―オクチルホスフイン酸、ジｎ―オクチルホ
スフイン酸、２―エチルヘキシルホスフイン酸、
ジ―２―エチルヘキシルホスフイン酸、ベンジル
ホスフイン酸、ジベンジルホスフイン酸、フエニ
ルホスフイン酸、ジフエニルホスフイン酸、並び
にこれらのチオホスフイン酸が例示される。(v)の
ものとしては、テトラメチルホスホリツクジアミ
ド又はジメチルホスホリツクモノアミド、ニトリ
ロトリスメチレンホスホン酸が例示される。ニト
リロトリスメチレンホスホン酸は次の式で表わさ
れる化合物である。 本発明に係るポリエーテルポリオール類と硼酸
又はリン酸化合物の潤滑性に対する作用機構は完
全には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、当該ポリエーテル
ポリオール類と硼酸又はリン酸化合物を含有する
水溶液を加工時金属の加工部に供給すると、ポリ
エーテルポリオール類が、当該窒素原子に由来す
る基の金属表面に対する強い吸着作用により金属
加工部にこれらの化合物の強固な吸着膜を形成
し、これと同時に硼酸又はリン酸化合物の吸着あ
るいは金属との反応作用によつて、更に強い吸着
膜を生じると考えられる。その結果、厳しい金属
の加工条件下でも、ポリエーテルポリオール類の
強固な吸着膜が潤滑油を用いた場合の強にい油膜
に相当し、また硼素又はリン酸化合物が金属間相
互の接触状態において、吸着又は反応膜の金属表
面への形成により、より優れた潤滑性が得られる
と考えられる。 本発明の水可溶性金属加工用潤滑剤組成物はこ
れらのポリエーテルポリオール類の１種又は２種
以上の硼酸又はリン酸化合物の１種又は２種以上
の混合物として構成され、また水を加えて水溶液
の状態としてもよい。更に、上記成分の他に必要
に応じて公知の各種添加剤、例えば２，４―ジｔ
―ブチル―ｐ―クレゾールなどのフエノール系、
フエニールα―ナフチルアミン等の芳香族アミン
系等の酸化防止剤；ポリメチルメタアクリレー
ト、カルボン酸ポリエチレングリコールエステル
等の水溶性増粘剤；ラウリン酸、パルミチン酸、
オレイン酸、ステアリン酸等のカルボン酸の金属
塩及びアミン塩あるいはソルビタン誘導体等の水
溶性油性向上剤；水溶性防錆防食剤等を添加する
こともできる。これらの各種添加剤は、必要に応
じ水可溶性金属加工用潤滑剤組成物全量に対し
て、各々０〜10％の割合で添加することができ
る。 水溶性防錆防食剤として、クロム酸塩、亜硝酸
塩、モリブテン酸塩、タングステン酸塩、重合リ
ン酸塩等の無機化合物、モノアミン類、ジアミ
ン類、アミド類の単独もしくはこれらのエトキシ
ル化合物、一塩基酸塩、二塩基酸塩、ナフテン酸
塩、リン酸塩及び上述の無機化合物として例示し
た各種塩、アミノ酸のアルカリ塩、イミダゾ
リン誘導体、第４級アンモニウム塩、メルカ
プトベンゾトリアゾール等の有機化合物等を例示
することができる。 また目的に応じ、不対電子対を有する硫黄又は
イオウ化合物も、全組成物中に化合物として1.2
〜4.0重量％の範囲で使用できる。硫黄又はイオ
ウ化合物としては、イオウ単体、亜硫酸、脂肪
族、脂環族、及び芳香族の炭化水素基を有するメ
ルカプタン、スルフアイド（チオフエン類を含
む）及びジ、トリ等のポリスルフアイド類が例示
できる。 また更には、各種添加剤を混合する際の組成物
の安定性の観点から公知の各種界面活性剤をポリ
エーテルポリオール類に対し20％以下の範囲で使
用できる。 本発明の水可溶性金属加工用潤滑剤組成物は、
必要に応じて使用時水で希釈して100〜50万ppm、
好ましくは1000〜５万ppmの濃度にして使用され
る。 本発明の水可溶性金属加工用潤滑剤組成物の水
溶液の加工部への供給は、スプレーまたは浸漬に
よつて行われる。この場合、当該組成物の水溶液
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、循環使用が可能である。 斯くして得られる本発明の水可溶性金属加工用
潤滑剤組成物は、水を使用してエマルシヨンの形
で適用される潤滑剤が備えている高い冷却効果を
保持しつつ、更に次のような特長を有する。 (1) 鉱油、牛脂、脂肪酸等の油性の液体潤滑剤等
を含有せずとも、水溶液の状態で従来の液状潤
滑剤等と同等またはそれ以上の耐荷重性を有す
るため、金属加工時に優れた潤滑性が得られ
る。 (2) 固体潤滑剤や油性の液体潤滑剤を含有しない
ので、加工表面の美麗化が図れる。 (3) 当該組成物には金属加工時生成した金属粉、
油汚れに対する強い付着性があるため、これら
物質は親水性化され再付着が防止される一方、
当該組成物は界面活性を有しないため、油汚れ
の乳化混入が解消され、被加工材表面及び加工
時、周囲の清浄化が図れる。 (4) 油性の液状潤滑剤に見られるような乳化剤等
を使用しないので廃水処理が容易である。 (5) 水溶液を用いるので防災面での安全性を有す
る。 従つて、冷却重視や油蒸気防止等の理由で水を
使用したい場合、例えば金属の塑性加工、切削、
研削加工分野等において、より有効的に使用でき
るほか、一般の潤滑剤が用いられる発熱や加熱を
併う加工分野にも拡大使用することが可能であ
る。 また、金属加工時に生成する金属粉、油汚れに
対するその強い付着性によるこれらの物質の親水
性化に基く再付着性防止効果によつて、被加工材
表面及び加工時、周囲の清浄化に対しても優れた
効果を示した。 以上の如く、本発明は優れた特徴を有し、工業
的利用価値が大なるものである。 次に実施例を挙げて説明する。 実施例中で使用した金属加工用潤滑剤組成物は
次のとおりである。尚、ポリオールポリエーテ
ル、リン酸化合物、乳化剤、酸化防止剤、極圧
剤、水溶性防錆剤、水溶性油性向上剤、不対電子
対を有する硫黄化合物及び界面活性剤としては以
下のものを使用した。 ポリエーテルポリオール： (1) エチレンジアミンにプロピレンオキシドを５
モル付加し、その後エチレンオキシドを15モル
付加したもの。 (2) Ｎ―ラウリルトリエチレンテトラミンにエチ
レンオキシドを10モル付加したもの。 (3) Ｎ―ココナツトアルキルジエチレントリアミ
ンにエチレンオキシドを15モル付加したもの。 (4) Ｎ―オクチルプロピレンジアミンにブチレン
オキシドを２モル付加し、エチレンオキシドを
８モル付加したもの。 (5) ラウリルアミンにエチレンオキシドを５モル
付加したもの。 (6) オレイルブチルアミンにプロピレンオキシド
を３モル付加し、その後エチレンオキシドを12
モル付加したもの。 (7) シクロヘキシルアミンにエチレンオキシドを
６モル付加したもの。 (8) オレイン酸のポリマー酸（ダイマー酸／トリ
マー酸以上のポリマー酸＝８／２）アミドにエ
チレンオキシドを18モル付加したもの。 (9) トール油脂肪酸のポリマー酸（ダイマー酸／
トリマー酸以上のポリマー酸＝７／３）アミド
にプロピレンオキシドを３モル付加し、その後
エチレンオキシドを20モル付加したもの。 (10) ココナツト脂肪酸アミドにエチレンオキシド
を15モル付加したもの。 リン酸化合物： (1) リン酸 (2) ブチルホスホン酸 (3) ホウ酸 (4) ジブチルチオホスホン酸 (5) ブチルアシツドフオスフエート 乳化剤：ポリオキシエチレンノニルフエニルエー
テル（HLB＝7.8） 酸化防止剤：２，４―ジｔ―ブチル―ｐ―クレゾ
ール 極圧剤：トリフエニールホスフアイト 水溶性防錆剤： (1) ラウリン酸ブチルアミン塩 (2) Ｎ―ココナツトアルキル―β―イミノジプロ
ピオン酸ソーダ（80部）とベンゾトリアゾール
（20部） (3) 牛脂アルケニルコハク酸Na塩 水溶性油性向上剤： (1) 牛脂脂肪酸のNa塩 (2) 牛脂脂肪酸のポリマー酸ブチルアミン塩 （ダイマー酸／トリマー酸以上のポリマー酸
＝７／３） 不対電子対を有する硫黄化合物： (1) ジラウリルスルフアイド (2) ブチルメルカプタン (3) ジプロピルジスルフアイド 界面活性剤： (1) ポリオキシエチレンノニルフエニールエーテ
ル（HLB＝12.5） (2) ソルビタンモノオレエート／ポリオキシエチ
レンソルビタンモノラウレート（HLB＝16.7）
＝１／４（重量比） (3) オキシエチレンオキシプロピレンブロツクポ
リマー（エチレンオキシドの総分子中に占める
重量（％）が40であり、MW≒2250のもの）
【表】 ＊ 残余は水である。
比較品No.１ 潤滑油成分 牛脂 95％ 牛脂脂肪酸 ２ 乳化剤 ２ 酸化防止剤 １ 比較品No.２ 潤滑油成分 牛脂 94％ 牛脂脂肪酸 ２ 極圧剤 １ 乳化剤 ２ 酸化防止剤 １ 比較品No.３ 潤滑油成分 鉱物油（シリンダー油） 77％ ペンタエリスリトールテトラオレエート 20 乳化剤 ２ 酸化防止剤 １ 比較品No.４ 潤滑油成分 鉱物油（シリンダー油） 76％ ペンタエリスリトールテトラオレエート 20 極圧剤 １ 乳化剤 ２ 酸化防止剤 １ 比較品No.５ 潤滑油成分 鉱物油（スピンドル油） 72％ ステアリン酸オクチルエステル 20 オレイン酸 ５ 乳化剤 ２ 酸化防止剤 １ 比較品No.６ 潤滑油成分 鉱物油（スピンドル油） 71％ ステアリン酸オクチルエステル 20 オレイン酸 ５ 極圧剤 １ 乳化剤 ２ 酸化防止剤 １ 実施例 １ 耐焼付荷重試験（フアレツクス試験法） 耐焼付荷重の測定は、ASTM規格Ｄ―3233耐
圧荷重試験（フアレツクス試験）に準じておこな
つた。被検試料の調製は、各金属加工用潤滑剤組
成物を水で所定濃度に希釈し、これをホモミキサ
ーにより回転数3000rpmで撹拌することによりお
こなつた。尚、比較品は３％のエマルジヨンと
し、ホモミキサーで1000rpmで撹拌して調製した
ものを被検試料とした。被検試料の塗布は、上記
撹拌溶液をスプレー量50ml／分（圧力0.5Kg／
cm2）、溶液温度50℃の条件でギヤーポンプを使用
し、固定ブロツクの中心の回転ピンに塗布する方
法によつた。 結果は第２表のとおりである。
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ (a)ポリアルキレンポリアミン類、アルキ
    ルアミン類もしくはアルキルアリルアミン類、又
    はカルボン酸アミド類の何れかにアルキレンオ
    キシドを付加させて得られる分子量200〜10万の
    ポリエーテルポリオール類の１種又は２種以上、
    並びに(b)リン酸化合物又は硼酸の１種又は２種以
    上を必須成分として含有することを特徴とする水
    可溶性金属加工用潤滑剤組成物。 ２ リン酸化合物が次の(i)〜(v)で表わされる化合
    物のいずれかである特許請求の範囲第１項記載の
    金属加工用潤滑剤組成物。 (i) リン酸、亜リン酸又はこれらのチオ又はエス
    テル化合物 (ii) アルキル、アルキルアリル又はアリル基に１
    個以上の水酸基を有するモノもしくはジリン酸
    エステル又はこれらのチオ化合物 (iii) 炭素数１〜８のアルキル、アルキルアリル又
    はアリル基を有するモノ又はジホスホン酸類又
    はこれらのチオ化合物 (iv) 炭素数１〜８のアルキル、アルキルアリル又
    はアリル基を有するモノ又はジホスフイン酸類
    又はこれらのチオ化合物 (v) 窒素原子を含有するモノ又はジ又はトリホス
    ホン酸 ３ リン酸化合物又は硼酸の量が、ポリエーテル
    ポリオール類の0.1〜50重量％である特許請求の
    範囲第１項記載の水可溶性金属加工用潤滑剤組成
    物。 ４ ポリエーテルポリオール類を付えるアルキレ
    ンオキサイドが、エチレンオキシド、プロピレン
    オキシド、ブチレンオキシド又はスチレンオキシ
    ドである特許請求の範囲第１項記載の水可溶性金
    属加工用潤滑剤組成物。 ５ ポリエーテルポリオール類中のアルキレンオ
    キシドが、エチレンオキシド単独、又はエチレン
    オキシド及びプロピレンオキシド、ブチレンオキ
    シド又はスチレンオキシドの１種又は２種以上か
    ら成るものである特許請求の範囲第１項又は第４
    項記載の水可溶性金属加工用潤滑剤組成物。
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