JPH0331396A

JPH0331396A - 水性金属加工油

Info

Publication number: JPH0331396A
Application number: JP1165230A
Authority: JP
Inventors: Kenji Rakutani; 楽谷　健二; Yoshiyuki Hozumi; 穂積　義幸; Fumio Watanabe; 文雄渡辺; Takakiyo Goto; 後藤　隆清
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1989-06-29
Filing date: 1989-06-29
Publication date: 1991-02-12
Anticipated expiration: 2013-09-17
Also published as: JP2798215B2

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）本発明は水性金属加工油に間し、詳しくは圧延、引き抜
き、伸線、切削、研削、プレスなどの金属加工に使用す
ることができ、長門にわたって油滴の凝集や二相分離が
生じることなく極めて安定で、また発泡性が極めて低く
、しかも潤滑性が高い水性金属加工油に関する。

（従来の技術）従来、金属加工油としては油性型と水性型とが使用され
ているが、特に水性金属加工油は耐火性に優れており、
難燃性金属加工油として注目されている。この水性金属
加工油にはソリューション型とエマルジョン型とがある
が、特にエマルジョン型金属加工油は摩擦係数が小さく
、潤滑性が高いという特徴を有している。このエマルジ
ョン型水性金属加工油は水と油とを含んでいるため、長
期にわたって二相分離が生じないことが要求され、この
ような要求を満たすために界面活性剤が乳化剤として使
用されている。

従来、エマルジョン型水性金属加工油に使用する乳化剤
としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリ
オキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシ
エチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレ
ン脂肪酸モノまたはジグリセライド、ソルビタン脂肪酸
エステルなとのノニオン系低分子界面活性剤や脂肪酸塩
、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル硫酸塩、ポ
リオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、石油スルホ
ン酸塩なとのアニオン系低分子界面活性剤、ポリオキシ
エチレンーポリオキシブロビレンブロックボリマーなど
のノニオン系高分子界面活性剤などが提案されている。

しかし、これら乳化剤を用いて得られるエマルジョン型
水性金属加工油は、乳化剤の使用量を多くしても長期に
わたっての安定性に乏しく、特に水の量が多い系では液
の分離が生じやすく、また乳化剤を多量に使用するため
発泡が激しく、種々のトラブルを引き起こす原因となっ
ていた。

（発明が解決しようとする課題）・本発明は、上記従来の乳化剤が有する問題点を解決す
るものである。

従って、本発明の目的は、長時間放置しても油滴の凝集
や二相分離が生じず、低発泡性で、しかも潤滑性の高い
エマルジョン型水性金属加工油を提供することである。

（課題を解決するための手段）本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を行
った結果、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、油性物質を乳化剤を用いて水性媒
体中に乳化させてなる水性金属加工油において、該乳化
剤が一般式（１）：％式％（１）（式中、Ｒ１は水素またはメチル基であり、Ｘは全フル
キレンオキシド残基の合計Ｍａｌに対して５０重量％以
上のエチレンオキシド残基を含んでなる炭素数２〜４の
アルキレンオキシド残基であり、Ωは３〜３００の整数
であり、Ｒ２は水素、炭素数１〜３のアルキル基、また
は炭素数２〜３のアルケニル基を有する有機基である）
で表される構造単位（Ａ）の少なくとも１種と一般式（＋＋）：３ −１：ｃＨ２Ｃ←　　　　　　　　　　（１１）４（式中、Ｒ３は水素またはメチル基であり、Ｒ４は炭素
数４〜３０の、アルキル基、アルケニル基、アリール基
、アラルキル基、環状アルキル基、環状アルケニル基ま
たは、−ＣＯＯＲ５（ここて、Ｒ５は炭素数４〜３０の
、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル
基、環状アルキル基または環状アルケニル基である））
で表される構造単位（Ｂ）の少なくとも１種とを含有し
、構造単位（Ａ）の含有量が９７〜２５重量％、構造単
位（Ｂ）の含有量が３〜７５重量％、構造単位（Ａ）と
構造単位（Ｂ）との合計含有量が７０重量％以上であり
、かつ平均分子量が１，０００〜５ｏｏ、ｏｏｏの範囲
にある重合体（Ｃ）からなる高分子乳化剤を必須成分と
して含有することを特徴とする水性金属加工油に間する
。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明における重合体（Ｃ）を構成する親水性構造単位
（Ａ）を表す一般式（１）において、−（Ｘ）。−はｎ
個の炭素数２〜４のアルキレンオキシド残基、すなわち
ポリオキシアルキレン基を示すが、この全アルキレンオ
キシド残基中の５０重量％以上がエチレンオキシド残基
である。アルキレンオキシドの全付加モル数を示すｎは
３〜３００、好ましくは３〜１００の整数であるｅＲ２
はポリオキシアルキレン鎖の末端基であるが、例えば水
素、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピ
ル基、ビニル基、メチルビニル基、アリル基などを挙げ
ることができる。

また、疎水性の構造単位（Ｂ）を表す一般式（１１）中
のＲ４は、炭素数４〜３ｏのアルキル基、アリール基、
−ＣＯＯＲ５で示される有機基などであるが、−ＣＯＯ
Ｒ５で示される基以外の基の具体例としては、ｎ−ブチ
ル基、ｎ−ヘキシル基、２−エチルヘキシル基、ｎ−オ
クチル基、ｎ−ノニル基、１，３．５−）リメチルヘキ
シル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基などの
アルキル基；ブテニル基、デセニル基、オレイル基など
のアルケニル基；フェニル基、メチルフェニル基、オク
チルフェニル基；　ノニルフェニル基、ナフチル基など
のアリール基：ベンジル基、メチルベンジル基、フェネ
チル基などのアラルキル基；シクロヘキシル基、ジメチ
ルシクロヘキシル基などの環状アルキル基；シクロペン
テニル基などの環状アルケニル基などを挙げることがで
きる。また、Ｒ４における一ＣＯＯＲ’で示される基に
おいてＲ５としては、上記のＲ４における一ＣＯＯＲ５
以外の基と同様のものを挙げることができる。

本発明における重合体（Ｃ）を構成する各構造単位の含
有量については、構造単位（Ａ）が９７〜２５ｍＷ！に
％、好ましくは９５〜３０重量％、構造単位（Ｂ）が３
〜７５ｉｉｆｆｉ％、好ましくは５〜７０重量％の範囲
・であり、また、重合体（Ｃ）中ての構造単位（Ａ）と
構造単位（Ｂ）の合計含有量が７０重量％以上の範囲で
ある。これらの範囲をはずれた重合体は、疎水性あるい
は親水性が強くなりすぎ、またポリオキシアルキレン鎖
と疎水鎖の均衡が保てなくなる。従って、このような重
合体を用いて得られる水性金属加工油は粒径が大きかっ
たり、油滴が凝集しやすくエマルジョンの安定性が著し
く低下するなどの問題点が生じる。

重合体（Ｃ）の分子量としては、１，０００〜５ｏ　ｏ
　、ｏ　ｏ　ｏ、好ましくは３．０００〜３００，００
０の範囲が望ましい。

重合体（Ｃ）を得る方法には特に制限はなく、任意の方
法によって製造することができる。例えば、（１）！合
することにより、一般式（１）で表される構造単位（Ａ
）ｆｔ生成するビニル単量体と一般式（１１）で表され
る構造単位（Ｂ）を生成するビニル単量体とを、必要に
よりその他の単量体の共存下に共重合する方法、（２）
アルコールとのエステル化反応などの変性を加えること
により構造単位（Ａ）および構造単位（Ｂ）を含有する
重合体（Ｃ）を生成する原料重合体を、アルコールある
いはハロゲン化アルキルなどとのエステル化反応、酸化
アルキレンの付加反応、あるいはポリオキシアルキレン
鎖の末端変性反応などにより変性する方法などが挙げら
れる。

（１）の方法において、親水性構造単位（Ａ）を生成す
るビニル単量体としては、例えば次に示すようなポリア
ルキレングリコール誘導体あるいはアルキレンオキシド
付加物のビニルエステルを挙げることができるが、いず
れもポリオキシアルキレン鎖の合計重量に対して５０重
量％以上のエチレンオキシド単位を含み、またこれらの
末端アルコキシ化物は炭素数１〜３のアルキル基でアル
コキシ化された単量体である。

構造単位（Ａ）を生成するビニル単量体の具体例として
は、例えばポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリ
レート　ポリエチレングリコールーボリブロビレングリ
コールモノ（メタ）アクリレートなどのポリアルキレン
グリコールモノ（メタ）アクリレート；メトキシポリエ
チレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシポリ
エチレングリコールーボリブロビレングリコール（メタ
）アクリレート、エトキシポリエチレングリコール（メ
タ）アクリレート、エトキシポリエチレングリコールー
ボリブロビレングリコール（メタ）アクリレートなどの
炭素数１〜３のアルキル基でアルコキシ化されたアルコ
キシポリアルキレングリコール（メタ）アクリレート；
アリロキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレー
トなどの炭素数２〜３のアルケニル基でアルケノキシ化
されたアルケノキシポリアルキレンゲリコール（メタ）
アクリレートなどを挙げることができ、これらの１種ま
たは２種以上を用いることができる。

また、（１）の方法において、疎水性構造単位（Ｂ）を
生成するビニル単量体としては、例えばｌ−ヘキセン、
１−オクテン、イソオクテン、１−ノネン、１−デセン
、ｌ−ドデセン、ビニルシクロヘキサンなどの脂肪族ビ
ニル化合物；スチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メチ
ルスチレン、３−フェニル−１−プロペン、ビニルナフ
タリンなどの芳香族ビニル化合物；ブチル（メタ）アク
リレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、
ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）
アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、フェ
ニル（メタ）アクリレート、ナフチル（メタ）アクリレ
ート、ｐ−メチルフェニル（メタ）アクリレート、オク
チルフェニル（メタ）アクリレート、ノニルフェニル（
メタ）アクリレート、ジノニルフェニル（メタ）アクリ
レート、ベンジル（メタ）アクリレート、シクロヘキシ
ル（メタ）アクリレートなどの他、炭素数４〜３０のア
ルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、
環状アルキル基、環状アルケニル基を有する（メタ）ア
クリレートなどを挙げることができ、これらの１種また
は２種以上を用いることができる。

これらの単量体の中でも、容易に人手でき、かつ安定性
などに優れた水性金属加工油をｉＡ！！可能とする重合
体（Ｃ）を生成する単量体としては、炭素数４〜２０の
アルキル基を有する（メタ）アクリレート、炭素数１〜
２０のアルキル基を置換基として有するアルキルフェニ
ル（メタ）アクリレート、スチレン、α−メチルスチレ
ンおよび炭素数６〜２２を有するα−オレフィンから選
ばれる少なくとも１種の単量体が特に好ましい。

（１）の方法で重合体（Ｃ）を製造する場合に用いるこ
とのできる単量体の比率としては、前記のように、重合
後の重合体（Ｃ）中での含有量が構造単位（Ａ）が９７
〜２５ＭＩｋ％、好ましくは９５〜３０重量％、構造単
位（Ｂ）が３〜７５重量％、好ましくは５〜７０重量％
となり、かつ構造単位（Ａ）と構造単位（Ｂ）の合計含
有量が７０重量％以上となるような比率である。

従って、重合した後に構造単位（Ａ）および構造単位（
Ｂ）以外の構造単位を生成する単量体を、本発明の効果
を損なわない範囲、すなわち該構造単位の重合体（Ｃ）
中の含有量が３０重量％以下となる範囲で用いて、構造
単位（Ａ）を生成する単量体および構造単位（Ｂ）を生
成する単量体と共重合させることができる。このような
構造単位（Ａ）および構造単位（Ｂ）以外の構造単位を
生成する単量体の例としては、　（メタ）アクリル酸（
塩）、マレイン酸（塩）、フマル酸く塩）、クロトン酸
（塩）、イタコン酸（塩）などの各種不飽和カルボン酸
（塩）；（メタ）アリルスルホン酸（塩）；スルホエチ
ル（メタ）アクリレート（塩）、スチレンスルホンＩＩ
（塩）、ビニルスルホン酸（塩）、２−アクリルアミド
−２−メチルプロパンスルホン酸（塩）などの各種スル
ホン酸（塩）；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロー
ル（メタ）アクリルアミド、ジメチルアミノエチル（メ
タ）アクリルアミドなどの各種（メタ）アクリルアミド
；ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチ
ルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノ
プロピル（メタ）アクリレートなどの各種アミノアルキ
ル（メタ）アクリレート；メチル（メタ）アクリレート
、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）
アクリレートなどの炭素数１〜３のアルキル基を有する
アルキル（メタ）アクリレート；エチレン。

プロピレン、イソブチンなどの炭素数が３以下の有機基
を置換基として有するビニル化合物；アクリロニトリル
、塩化ビニルなどを挙げることができ、これらの１種ま
たは２種以上を用いることができる。

また、（１）の方法により重合体（Ｃ）を製造するには
、重合開始剤を用いて公知の方法により前記単量体成分
を共重合させればよい。共重合は溶媒中での重合や塊状
重合などの方法により行うことができる。

溶媒中での重合は回分式でも連続式でも行うことができ
、その際使用される溶媒としては、例えば水；メチルア
ルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール
などの低級アルコール；ベンゼン、トルエン、キシレン
、シクロヘキサン、ｎ−ヘキサン、ジオキサンなどの芳
香族あるいは脂肪族あるいは複素環式化合物；酢酸エチ
ル、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン化合物
などが挙げられる０重合開始剤としては、例えば過硫酸
アンモニウムや過硫酸ナトリウムなどの過硫酸塩、ベン
ゾイルパーオキシドやラウロイルパーオキシドなどのパ
ーオキシド、クメンハイドロパーオキシドなとのハイド
ロパーオキシド、アゾビスイソブチロニトリルなどの脂
肪族アゾ化合物などが用いられる。この際アミン化合物
なとの促進剤を併用することもできる６重合温度は、用
いられる溶媒や重合開始剤により適宜室められるが、通
常０〜１５０℃の範囲内で行われる。

塊状重合は、重合開始剤としてベンゾイルパーオキシド
やラウロイルパーオキシドなどのパーオキシド、クメン
ハイドロパーオキシドなとのハイドロパーオキシド、ア
ゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニ
トリルなどの脂肪族アゾ化合物などを用い、５０〜１５
０℃の温度範囲内で行われる。

また、このように共重合して得られた共重合体は、その
ままでも高分子乳化剤として使用することができるが、
必要に応じて重合の際使用した溶媒を分離除去または他
の溶媒や水などと置換して用いることもできる。また、
アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の水酸化物や酸
化物や炭酸塩、アンモニア、有機アミンなどの塩基性物
質をｐＨ調整剤として添加したのち使用してもよい。

次に、（２）の方法において重合体（Ｃ）を製造する場
合、変性に供せられる原料重合体および変性法としては
、　（イ）（メタ）アクリル酸系重合体を原料として、
変性後に構造単位（Ａ）を生成するアルコールおよび構
造単位（Ｂ）を生成するアルコールあるいはハロゲン化
アルキルなどとのエステル化反応による方法、　（ロ）
構造単位（Ｂ）を有する（メタ）アクリル酸系共重合体
を原料として、構造単位（Ａ）を生成するアルコールと
のエステル化反応による方法、　（ハ）構造単位（Ｂ）
を有する（メタ）アクリル酸系重合体にアルキレンオキ
シドを付加して構造単位（Ａ）を導入する方法、（ニ）
（メタ）アクリル酸エステル系重合体を原料として、変
性後に構造単位（Ａ）および構造単位（Ｂ）を生成する
アルコールとのエステル交換反応による方法、　（ホ）
（１）の方法や（２）の（イ）〜（ハ）の方法で得゛ら
れる重合体のうち、ポリオキシアルキレン鎖の末端基が
一〇Ｈ基である重合体を原料重合体として、末端−〇Ｈ
基をエーテル化などの方法により変性する方法などが挙
げられる。

（２）の各方法で重合体（Ｃ）を得る場合は、いずれも
次の条件を満たす必要がある。すなわち、変性後の重合
体（Ｃ）中での構造単位（Ａ）の含有量が９７〜２５重
量％、好ましくは９５〜３０重量％、構造単位（Ｂ）の
含有量が３〜７５重量％、好ましくは５〜７０重量％と
なり、かつ重合体（Ｃ）中での構造単位（Ａ）および構
造単位（Ｂ）の合計含有量が７０重量％以上となる必要
があり、またアルキレンオキサイドを付加して構造単位
（Ａ）を導入する場合、付加後のポリオキシアルキレン
鎖中のエチレンオキシド単位の含有量が５０道量％以上
となる必要がある。

（イ）の方法について具体例を挙げれば、用いることの
できる原料重合体である（メタ）アクリル酸系重合体と
しては、ポリ（メタ）アクリル酸あるいはアクリル酸と
メタクリル酸との共重合体などが挙げられ、これらの重
合体と、ポリエチレングリコール、メトキシポリエチレ
ングリコール、メトキシポリエチレングリコールーボリ
ブロビレングリコール、エトキシポリエチレングリコー
ル、アリロキシポリエチレングリコールなとの構造単位
（Ａ）を生成し得るアルコールの１種または２種以上、
およびブタノール、オクタツール、ドデカノール、オレ
イルアルコール、フェノール、ノニルフェノール、ベン
ジルアルコールなどの構造単位（Ｂ）を生成し得るアル
コールの１種または２種以上とを公知の方法によりエス
テル化して重合体（Ｃ）を得ることができる。

また、　（ロ）の方法について具体例を挙げれば、原料
重合体としては、例えば炭素数４〜３０のアルキル基を
有する（メタ）アクリレート、炭素数１〜２４のアルキ
ル基を置換基として有するアルキルフェニル（メタ）ア
クリレート、スチレン、α−メチルスチレン、炭素数４
〜３０の置換基を有するα−オレフィンなどの１種また
は２種以上と（メタ）アクリル酸との共重合体が挙げら
れ、これらの共重合体と、前記（イ）の方法で挙げた構
造単位（Ａ）を生成するアルコールとを公知の方法によ
りエステル化する方法が挙げられる。

（ハ）の方法で用いることのできる原料重合体としては
、　（ロ）の方法で挙げたものと同様の共重合体を挙げ
ることができ、これらの共重合体にエチレンオキシドお
よび必要によりプロピレンオキシドやブチレンオキシド
などのアルキレンオキシドを公知の方法で付加させるこ
とにより重合体（Ｃ）を得ることができる。

（ニ）の方法は、ポリ（メタ）アクリル酸メチルやポリ
（メタ）アクリル酸エチルなどのポリ（メタ）アクリル
酸低級アルキルエステル、あるいはアクリル酸メチルと
メタクリル酸メチルとの共重合体などを原料重合体とし
、これらの重合体と、ポリエチレングリコール、メトキ
シポリエチレングリコール、メトキシポリエチレングリ
コールーボリブａピレングリコール、エトキシポリエチ
レングリコール、アリロキシポリエチレングリコールな
どの構造単位（Ａ）を生成し得るアルコールの１種また
は２種以上およびブタノール、オクタツール、ドデカノ
ール、オレイルアルコール、フェノール、ノニルフェノ
ール、ベンジルアルコールなとの構造単位（Ｂ）を生成
し得るアルコールの１種または２種以上とを用いて、公
知の方法によりエステル交換反応させることにより重合
体（Ｃ）を得ることができる。

（ホ）の方法は、末端基が一〇Ｈ基であるポリオキシア
ルキレン鎖を有する重合体を原料とし、末端変性を行う
方法である。エーテル化変性の例としては、例えば該原
料重合体と、塩化メチル、臭化メチル、塩化エチル、塩
化プロピル、塩化アリルなどの炭素数１〜３のアルキル
基または炭素数２〜３のアルケニル基を有するハロゲン
化炭化水素の中から選ばれる１種以上とを用いて、公知
の方法によりウィリアムスン反応を行わせる方法などが
挙げられる。

本発明で使用する乳化剤は、上記重合体（Ｃ）からなる
高分子乳化剤を必須成分として含有するかく　必要に応
じて本発明の効果を損なわない範囲内において他の従来
公知の乳化剤を含有していてもよい１例えば、乳化剤と
して一般に使用されているアニオン系界面活性剤、カチ
オン系界面活性剤あるいは両性イオン系界面活性剤など
を併用することができる。

本発明の水性金属加工油の調製に使用する油性物質につ
いては、特に制限はなく、鉱物油、動植物油、合成油な
どを使用することができる。これらのなかでも、容易に
人手でき、また潤滑性が高いなどの点から鉱物油および
動植物油が好ましい。

これら鉱物油および動植物油は単独でも、あるいは２種
以上混合して使用することもできる。

鉱物油の例としては、スピンドル油、マシン油、流動パ
ラフィンなどを挙げることができる。動植物油の例とし
ては、牛脂、豚脂、魚油、鯨油、ナタネ油、ゴマ油、ヤ
シ油、大豆油、パーム油、ツバキ油、ヒマシ油などを挙
げることができる。

本発明のエマルジョン型水性金属加工油は従来公知の方
法によ−り製造することができる０例えば、（イ）先ず
、油性物質と乳化剤とを混合し、次いでこの混合物を水
性媒体、通常水で５〜１００倍に希釈し、この希釈と同
時に自己乳化を生じせしめて水性金属加工油を得る方法
、　（ロ）油性物質、水性媒体および乳化剤を機械的に
混合して乳化させることにより水性金属加工油を得る方
法などを挙げることができる。

上記方法（イ）は、−船釣に用いられている方法であり
、通常複数の乳化剤を必要とするが、ノニオン系界面活
性剤およびアニオン系界面活性剤を併用することが多い
０本発明における乳化剤は、これをノニオン系界面活性
剤として他の７ニオン系界面活性剤などと併用すること
ができる。この場合、少量の乳化剤の使用により油性物
質を水性媒体中に乳化でき、これによって得られる水性
金属加工油の発泡性も低い。

上記方法（ロ）は所定量の油性物質、水性媒体および乳
化剤を用い、プロペラ式撹拌機、コロイドミル、高圧ホ
モジナイザー、超音波ホモジナイザーなどを用いて乳化
する方法である。この方法の場合は、本発明、における
乳化剤を単独で、しかも少量使用するだけで乳化でき、
また得られる水性金属加工油の発泡性も極めて低い。

本発明の水性金属加工油を調製する際、本発明における
乳化剤はそのまま使用してもよく、あるいは予め水性媒
体あるいは油性物質と混合させてから使用してもよい、
また、本発明における乳化剤は一括添加してもよく、あ
るいは連続的に、あるいは分割して添加してもよい。

本発明の水性金属加工油中の油性物質の含有量は通常０
．５〜５０重量％であり、特に１〜３０重量％の範囲に
あるのが好ましい、油性物質の含有量が０．５重量％未
満では得られる水性金属加工油の潤滑性が悪く、また５
０重量％より多くしても、潤滑性が更に向上するのを期
待できず、かえって経済的に不利になる。

本発明における乳化剤の使用量は、油性物質の０．２〜
２０重量％、好ましくは０．５〜１０重量％である。０
．２重量％未満では得られる水性金属加工油の安定性が
悪く、また２０重量％より多くしても安定性が更に向上
するわけではなく、むしろ粘度や発泡性が高くなるなど
の問題が生じる。

本発明の水性金属加工油には、その安定性や潤滑性など
の諸特性を損なわない範囲内において、安定性を向上さ
せるための高分子保護コロイド剤や他の各種添加剤、例
えば界面活性剤、増粘剤、流動点降下剤、ｐＨ１ｌ整剤
、酸化防止剤、油性向上剤、極圧添加剤、防錆剤などを
配合することができる。

（発明の効果）本発明のエマルジョン型水性金属加工油は、少量の乳化
剤の使用によって調製可能であり、また水性媒体含量が
多くても、長期間保存したりあるいは強力な機械的剪断
力を加えても鉱油が分離することはなく、極めて安定で
ある。また、低発泡性であるため取り扱いが容易であり
、さらに摩擦係数が小さく潤滑性が高いため、水性金属
加工油としての性能にも極めて優れている。

（実施例）以下、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに具体
的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない、なお、部および％は特にことわりのない限りＭＭ
基準である。

参考例１温度計、撹拌機、２本の滴下ロート、ガス導入管および
還流冷却器を備えたフラスコにトルエン５０部を仕込み
、撹拌下にフラスコ内を窒素置換し、窒素２流下に１０
０℃に加熱した。その後、窒素気流下に同温度に維持し
ながら、構造単位（Ａ）を生成する単量体としてメトキ
シポリエチレングリコールアクリレート（１分子当り平
均で２３個のエチレンオキシド単位を含むもの、平均分
子ｆｌｌ　０９９）７０部、構造単位（Ｂ）を生成する
単量体としてドデシルアクリレート（分子量２４０）３
０部およびトルエン５０部からなる単量体混合溶液を１
２０分かけて滴下し、同時にもう一方の滴下ロートから
、アゾビスイソブチロニトリル１．０部およびトルエン
５０部からなる重合開始剤溶液を１８０分かけて滴下し
た０滴下終了後さらに同温度で６０分間維持して重合を
完了させた。この時の各単量体の重合率は、メトキシポ
リエチレングリコールアクリレートがＧＰＣ分析の結果
、９８％、ドデシルアクリレートがガスクロマトグラフ
分析の結果、９８％（以下の参考例においても同様に、
構造単位（Ａ）を生成する単量体はＧＰＣ分析、その他
の単量体はガスクロマトグラフ分析により重合率を求め
た）であり、得られた重合体の平均分子量は、ポリスチ
レンを標品としたＧＰＣ分析の結果、３．２万（以下の
参考例においても同様に、得られた重合体の平均分子量
をＧＰＣ分析により求めた）であった。その後、減圧上
溶媒を留去することにより重合体（１）を得た。

参考例２参考例１と同様の反応器にトルエン５０部を仕込み、撹
拌下にフラスコ内を窒素置換し、窒素気流下に８０℃に
加熱した。その後、窒素気流下に同温度に維持しながら
、構造単位（Ａ）を生成する単量体としてメトキシポリ
エチレングリコールメタクリレ−）（１分子当り平均で
９個のエチレンオキシド単位を含むもの、平均分子ｆ１
４９６）５０部、構造単位（Ｂ）を生成する単量体とし
てスチレン（分子ｊｌ１０４）５０部およびトルエン５
０部からなる単量体混合溶液を１２０分かけて滴下し、
同時にもう一方の滴下ロートから、アゾビスジメチルバ
レロニトリル１．０部およびトルエン５０部からなる重
合開始剤溶液を１８０分かけて滴下した。滴下終了後、
さらに同温度で６０分間維持して重合を完了させた。こ
の時の各単量体の重合率は、メトキシポリエチレングリ
コールメタクリレートが９８％、スチレンが９９％であ
り、得られた重合体の平均分子量は７．５万であった。

その後、減圧上溶媒を留去することにより重合体（２）
を得た。

参考例３参考例１と同様の反応器にイソプロピルアルコール５０
部を仕込み、撹拌下にフラスコ内を窒素置換し、窒素気
流下に８０°Ｃに加熱した。その後、窒素気流下に同温
度に維持しながら、構造単位（Ａ）を生成する単量体と
してポリエチレングリコールモノアクリレート（１分子
当り平均で５個のエチレンオキシド単位を含むもの、平
均分子量２９２）２０部およびメトキシポリエチレング
リコールアクリレート（１分子当り平均で１５個のエチ
レンオキシド単位を含むもの、平均分子量７４７）４０
部、構造単位（Ｂ）を生成する単量体としてブチルメタ
クリレート（分子量＋４２）４０部およびイソプロピル
アルコール５０部からなる単量体混合溶液を１２０分か
けて滴下し、同時にもう一方の滴下ロートから、アゾビ
スジメチルバレロニトリル１．０部およびイソプロピル
アルコール５０部からなる重合開始剤溶液を１８０分か
けて滴下した。ｇｉＪ下終了後さらに同温度で６０分間
維持して重合を完了させた。この時の各単量体の重合率
は、ポリエチレングリコールモノアクリレートが９７％
、メトキシポリエチレングリコールアクリレートが９８
％、ブチルメタクリレートが９９％であり、得られた重
合体の平均分子量は１．５万であった。その後、減圧上
溶媒を留去することにより重合体（３）を得た。

参考例４参考例１と同様の反応器にトルエン５０部を仕込み、撹
拌下にフラスコ内を窒素置換し、窒素気流下に８０℃に
加熱した。その後、窒素気流下に同温度に維持しながら
、構造単位（Ａ）を生成する単量体としてエトキシポリ
エチレングリコールアクリレ−）（１分子当り平均で５
０個のエチレンオキシド単位を含むもの、平均分子量２
３０３）４０部、構造単位（Ｂ）を生成する単量体とし
てスチレン（分子ｆｌ１０４）５０部およびｌ−デセン
（分子ｊｌ１４０）１０部およびトルエン５０部からな
る単量体混合溶液を１２０分かけて滴下し、同時にもう
一方の滴下ロートから、アゾビスイソブチロニトリルｏ
　−５ＫＢおよびトルエン５０部からなる重合開始剤溶
液を１８０分かけて滴下した。

滴下終了後、さらに同温度で６０分間維持して重合を完
了させた。この時の各単量体の重合率は、エトキシポリ
エチレングリコールアクリレートが９７％、スチレンが
９９％、ｌ−デセンが９５％であり、得られた重合体の
平均分子量は２０万であった。その後、減圧下溶媒を留
去することにより重合体（４）を得た。

参考例５参考例１と同様の反応器にベンゼン５０部を仕込み、撹
拌下にフラスコ内を窒素置換し、窒業気流下に８０℃に
加熱した。その後、窒素気流下に同温度に維持しながら
、構造単位（Ａ）を生成する単量体としてｎ−プロポキ
シポリエチレングリコールメタクリレート（１分子当り
平均で３０個のエチレンオキシド単位を含むもの、平均
分子量１４５０）９０部、構造単位（Ｂ）を生成する単
量体としてステアリルメタクリレート（分子量３３８）
１０部およびベンゼン５０部からなる単量体混合溶液を
１２０分かけて滴下し、同時にもう一方の滴下ロートか
ら、アゾビスイソブチロニトリル１．０部およびベンゼ
ン５０部からなる重合開始剤溶液を１８０分かけて滴下
した０滴下終了後、さらに同温度で６０分間維持して重
合を完了させた。この時の各単量体の重合率は、ｎ−プ
ロポキシポリエチレングリコールメタクリレートが９６
％、ステアリルメタクリレートが９９％であり、得られ
た重合体の平均分子量は９．５万であった。

その後、減圧下溶媒を留去することにより重合体（５）
を得た。

実施例１参考例１で得られた重合体（１）５部、石油スルホネー
ト（スルホール４００、松材石油（株）！１）５部およ
びスピンドル油１号（日本石油（株）！り９０部を混合
し水性金属加工油原液とした。この原液を撹拌しながら
水で２０倍に希釈するとともに自己乳化を生じせしめて
水性金属加工油（Ａ）を得た。

この水性金属加工油（Ａ）は、下記試験法によって貯蔵
安定性、起泡性、焼付荷重、圧延荷重および切削抵抗を
評価した。結果を表１に示した。

（１）貯蔵安定性水性金属加工油２０ｇを２５１の栓および目盛り付き試
験管にいれ、常温で３０日間靜１した後の分散状態を測
定し、次の基準にしたがって表示した。

◎：分離層なしＯ：分離層５容量％未満 Δ：分離層５容量％以上１０容量％未溝×：分離７１１
０容量％以上（２）起泡性水性金属加工油１０ｇをネジ口付き試験管く内径１４閣
、高さ１６０ｍ＋讃）に採取し、室温で５０回上下に振
盪した後、１分間放置した時の体積増加量を容量％で測
定し、次の基準にしたがって表示した。

◎：１容量％未満 ○：１容量％以上５容量％未溝 Δ：５容量容量上以上１０容量（３）焼付荷重シェル式高速四球型摩擦試験機を用い、試験剛球１／２
インチ、測定温度５０℃、室軸回転数６０　０　ｒｐｍ
の条件で測定した。

（４）圧延荷重水性金属加工油を６０℃に保温しながら、ノズル（１／
４ＫＳＡＯＯ４８０）から圧延鋼板（ＳＰＣ−Ｃ−ＳＢ
ＳＩ　Ｘ’５０Ｘ　１　５０＋ｍ）上に付着油量が１．
５ｇ／ｍ２となるようにスプレーした後、四段ロール式
圧延機（ワークロール：径１５０ｍｍ×輻１４０−、バ
ックアップロール：径２５０ｍ議×幅１４０■、ロール
材Ｍニクロムａ）を用い、ロール周速３０ｍ／■ｉｎの
速度で圧延を行った。

圧延前の鋼板に予め５０ｍ５＋間隔の２本の線を引いて
おき、圧延後２本の線の間隔が１６７ｍｍ（圧下率７０
％〉となる時の圧延荷重をロードセルにて測定した。

（５）切削抵抗３トン立型内面引き抜きブローチ盤および材質５ＫＨ５
５のキープローチエ具（１刃当りの切込み最大深さ０．
０５国、幅７Ｍ、　方間Ｆｉｉ８１１１１）を用い、Ｓ
−４５Ｃ被削材を２ｍ／ａｋｉｎの速度で切削した際の
切削抵抗値を測定した。

実施例２実施例１において、重合体（１）の代わりに参考例（２
）で得られた重合体（２）を用いた以外は、実施例１と
同様にして水性金属加工油（Ｂ）を得た。

この水性金属加工油（Ｂ）を実施例１に記載した試験法
により評価し、その結果を表１に示した。

実施例３実施例１において、重合体（１）の代わりに参考例３で
得られた重合体（３）を用い、石油スルホネートの代わ
りにラウリル硫酸ナトリウムを用い、またスピンドル油
１号の代わりに魚油（タラ）を用いた以外は実施例１と
同様にして水性金属加工油（Ｃ）を得た。この水性金属
加工油（Ｃ）を実施例Ｉに記載した試験法により評価し
、その結果を表１に示した。

実施例４参考例４で得られた重合体（４）　０　、３部、スピン
ドル油２号（日本石油（株）製）１０部および水９０部
をビーカーにとり、ホモミキサーを用い５．０００ｒｐ
ｍで１５分間混合することにより水性金属加工油（Ｄ）
を得た。この水性金属加工油（Ｄ）を実施例１に記載し
た試験法により評価し、その結果を表１に示した。

実施例５参考例５で得られた重合体（５）０．５部、牛脂１０部
および水９０部をビーカーにとり、撹拌混合して予備乳
化物を得た。得られた予備乳化物を吐出圧５０　ｋｇ／
ｃｎ２に調整したピストン型高圧ホモジナイザーに２回
通して均質化して水性金属加工油（Ｅ）を得た。この水
性金属加工油（Ｅ）を実施例１に記載の試験法で評価し
、その結果を表１に示した。

比較例１実施例１において、重合体（１）の代わりにポリオキシ
エチレン（ｎ＝１０）ノニルフェニルエーテル１０部を
用い、石油スルホネート（スルホール４００、松村石油
（株）製）を１０部用いた以外は実施例１と同様にして
水性金属加工油（Ｆ）を得た。この水性金属加工油（Ｆ
）を実施例１に記載の試験法により評価し、その結果を
表１に示した。

比較例２実施例１において、重合体（１）の代わりに牛脂モノグ
リセライドのエチレンオキシド付加物（ｎ＝１０）１０
部を用い、石油スルホネート（スルホール４００、松村
石油（株）製）を１０部用いた以外は実施例１と同様に
して水性金属加工油（Ｇ）を得た。この水性金属加工油
（Ｇ）を実施例１に記載の試験法により評価し、その結
果を表１に示した。

比較例３実施例４において、重合体（４）の代わりにオレイン酸
ナトリウム１．０部を用いた以外は実施例４と同様にし
て水性金属加工油（Ｈ）を得た。この水性金属加工油（
Ｈ）を実施例１に記載の試験法により評価し、その結果
を表１に示した。

表１

Claims

【特許請求の範囲】

（１）油性物質を乳化剤を用いて水性媒体中に乳化して
なる水性金属加工油であって、該乳化剤が一般式（ I
）： ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ）（式中、Ｒ＾１は水素またはメチル基であり、Ｘは全ア
ルキレンオキシド残基の合計重量に対して５０重量％以
上のエチレンオキシド残基を含んでなる炭素数２〜４の
アルキレンオキシド残基であり、ｎは３〜３００の整数
であり、Ｒ＾２は水素、炭素数１〜３のアルキル基、ま
たは炭素数２〜３のアルケニル基を有する有機基である
）で表される構造単位（Ａ）の少なくとも１種と一般式（II）： ▲数式、化学式、表等があります▼（II）（式中、Ｒ＾３は水素またはメチル基であり、Ｒ＾４は
炭素数４〜３０の、アルキル基、アルケニル基、アリー
ル基、アラルキル基、環状アルキル基、環状アルケニル
基、または−ＣＯＯＲ＾５（ここで、Ｒ＾５は炭素数４
〜３０の、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ア
ラルキル基、環状アルキル基または環状アルケニル基で
ある））で表される構造単位（Ｂ）の少なくとも１種と
を含有し、構造単位（Ａ）の含有量が９７〜２５重量％
、構造単位（Ｂ）の含有量が３〜７５重量％、構造単位
（Ａ）と構造単位（Ｂ）との合計含有量が７０重量％以
上であり、かつ平均分子量が１，０００〜５００，００
０の範囲にある重合体（Ｃ）からなる高分子乳化剤を必
須成分として含有することを特徴とする水性金属加工油
。
（２）乳化剤の使用量が油性物質の０．２〜２０重量％
である請求項（１）に記載の水性金属加工油。
（３）水性金属加工油中の油性物質の含有量が０．５〜
５０重量％である請求項（１）に記載の水性金属加工油
。
（４）油性物質が鉱物油および動植物油から選ばれる少
なくとも１種である請求項（１）に記載の水性金属加工
油。