JPH04214796A - 水溶性切研削用油剤 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、切削加工及び研削加工
に用いられる水溶性切研削用油剤に関し、更に詳しくは
、切削性能、錆止め性に優れ、微生物による劣化の少な
い水溶性切研削用油剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属の切削加工及び研削加工に用いられ
る水溶性切研削油剤は、鉱物油、油脂、脂肪酸、脂肪酸
エステル、極圧添加剤、界面活性剤、消泡剤、金属防食
剤、防腐・防黴剤（殺菌剤）等を組成成分として含み、
これらを目的に応じて適宜混合して製造される。この水
溶性切研削用油剤は、通常、水で１０〜１００倍に希釈
してクーラントとして使用され、このクーラントには切
削性等に関する性能（例えば、仕上げ面精度の向上、工
具寿命の延長等、以下これらを「一次性能」という。）
と作業性に関する性能（例えば、防錆性の良いこと、劣
化しにくく管理し易いこと、人体に無害であること、泡
立ちの少ないこと等、以下これらを「二次性能」という
。）とが要求される。ところが、クーラントを長時間循
環使用していると、微生物の増殖によりクーラントが劣
化して、一次性能、二次性能の低下、悪臭の発生及び循
環系統のパイプ配管の詰まり等の問題を生じる。このた
め、従来より■水溶性切削油剤の微生物劣化の防止を目
的に、殺菌剤（防腐、防黴剤）の添加が行われてきた。 また、■特殊なアミン（ジアミン又はアルコキシアルキ
ルアミン等）を添加することにより水溶性切削油剤の微
生物劣化を改善する方法（特公昭６１−４０７２０号公
報又は特公昭６３−４０７２０号公報等）も提案されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの油剤
では、殺菌剤が特定の微生物に対してしか効果を有しな
いこともあるため、一般には汎用性に乏しく、また短期
間に殺菌剤が分解又は不活性化し、殺菌効果が著しく低
下するというような問題があった。更に、殺菌剤は多量
に用いると皮膚刺激性が激しくなり、肌荒れや皮膚炎が
発生する等人体に悪影響を及ぼすこともある。この為、
殺菌剤の濃度が常に最適量含有されるように管理しなけ
ればならず、多くの手間や経費がかかるという問題点も
あった。更に、前記■の特殊なアミンを用いる場合はバ
クテリアや真菌類に対して広く効果を有しているものの
、真菌類の中でも酵母真菌に対しては抗菌性が弱く、こ
れが原因となり、水溶性切削油剤の劣化防止に対して満
足する効果が得られないのが実情であった。本発明は、
上記問題点を解決するためになされたものであり、油剤
管理が簡単で、酵母真菌類に対しても抗菌性があり、優
れた耐微生物劣化性を有するとともに一次性能である切
削性能及び錆止め性能にも優れた水溶性切削油剤を提供
することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、耐微生物
劣化性、特に酵母真菌類に対しても抗菌性を有し、切削
性能及び錆止め性能にも優れる水溶性切研削用油剤を鋭
意研究した結果、後に詳述する特定のアミンが、酵母真
菌をも含む広範な微生物に対して良好な抗菌性を有する
とともに、切削性能、錆止め性能を向上させる効果を有
し、水溶性切研削用油剤の耐微生物劣化性、切削性能及
び錆止め性能を著しく向上させることを見出して、本発
明を完成するに至った。即ち、本発明の水溶性切研削用
油剤は、前記化１の一般式　（Ｉ）又は（ＩＩ）で表さ
れるアミン、モルホリン誘導体、ピペリジン、ピペラジ
ン若しくはピロリジンからなる群の中から選ばれる１種
又は２種以上のアミン、又はこれらのアミンを構造の一
部に含むアミン誘導体を含有することにより、その抗菌
性及び切削性能を向上させたものである。前記一般式（
Ｉ）　で表されるアニリン系アミンとしては、アニリン
、ｏ−アニシジン、ｍ−アニシジン、ｐ−アニシジン、
４−メトキシ−２メチルアニリン、アミドール、４−ア
ニリノ−ｍ−フェニレンジアミン、４−シクロヘキシル
アニリン、２−アニリノエタノール、２−アニリノジエ
タノール、アニリノジ−２−プロパノール、ｍ−アニリ
ノフェノール、２−アミノアセトフェノン、４−アミノ
アセトフェノン、２−アミノベンズアミド、４−アミノ
ベンズアミド、３−アニリノプロピオニトリル、Ｎ−フ
ェニル−ｏ−フェニレンジアミン等を挙げることができ
る。前記一般式（ＩＩ）で表されるアラルキルアミンと
しては、ベンジルアミン、ジベンジルアミン、ｏ−メト
キシベンジルアミン、ｍ−メトキシベンジルアミン、ｐ
−メトキシベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジル
アミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルベンジルアミン、Ｎ−メチル
ベンジルアミン、Ｎ−フェニルベンジルアミン、Ｎ−フ
ェニル−Ｎ−エチルベンジルアミン、Ｎ−（２−ヒドロ
キシエチル）ベンジルアミン、Ｎ−（ｔ−ブチル）ベン
ジルアミン、ｐ−ベンジルアミノフェノール、２−ベン
ジルアミノピリジン、１−ベンジル−３−アミノピロリ
ジン、Ｎ−ベンジル−４−ピペリドン、２−フェニルエ
チルアミン、ｄ，ｌ−α−メチルベンジルアミン、Ｎ，
Ｎ−ジメチル−ｄ，ｌ−α−メチルベンジルアミン、４
−フェニル−２−ブチルアミン、２−フェニル−ｔ−ブ
チルアミン、メタキシレンジアミン等を挙げることがで
きる。

【０００５】前記モルホリン誘導体としては、Ｎ−（１
−シクロヘキセニル）モルホリン、Ｎ−アミノプロピル
モルホリン、Ｎ−（シクロペンテニル）モルホリン、Ｎ
−アルキルモルホリン、ｐ−モルホリノアセトフェノン
等を挙げることができる。前記ピペリジン系アミンとし
ては、ピペリジン、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）ピペ
リジン、４−（２−ヒドロキシエチル）ピペリジン、２
−エチルピペリジン、３−メチルピペリジン、４−メチ
ルピペリジン、２，４−ジメチルピペリジン、２，６−
ジメチルピペリジン、３，５−ジメチルピペリジン、２
−メチル−５−エチルピペリジン、Ｎ−アルキルピペリ
ジン、Ｎ−（２−アミノエチル）ピペリジン、Ｎ−（３
−アミノエチル）ピペリジン、Ｎ−（２−アミノエチル
）−４，６メチルピペリジン、Ｎ−（３−アミノプロピ
ル）−２−メチルピペリジン、４−アミノメチルピペリ
ジン、Ｎ−ベンジルメチルピペリジン、Ｎ−アミノピペ
リジン、Ｎ−エチル−３−ヒドロキシメチルピペリジン
、Ｎ−アミノピペリジン、Ｎ−アミノ−４−メチルピペ
リジン、ジピペラジノメタン、Ｎ−メチル−２，６−ジ
メチルピペリジン、Ｎ−メチル−３，５−ジメチルピペ
リジン等を挙げることができる。前記ピペラジン系アミ
ンとしては、Ｎ−（ヒドロキシエトキシエチル）ピペラ
ジン、Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジン、Ｎ−メチ
ルピペラジン、１−アミノ−４−メチルピペラジン、１
、４−ピペラジノアセトフェノン等を挙げることができ
る。前記、ピロリジン系アミンとしては、Ｎ−（２−ヒ
ドロキシエチル）ピロリジン、Ｎ−（１−シクロヘキセ
ニル）ピロリジン、Ｎ−（１−シクロペンテニル）ピロ
リジン、Ｎ−（２−アミノエチル）ピロリジン、Ｎ−エ
チル−２−アミノメチルピロリジン等を挙げることがで
きる。

【０００６】前記各アミンは、水溶性切研削用油剤の原
液に添加しても、クーラントに添加しても同様な効果が
得られる。但し、後者の場合のクーラント中におけるア
ミン濃度は、本第２発明に示すように、油剤全体に対し
て、０．００１〜１　重量％（以下、単に「％」という
。）であることが望ましい。０．００１　％未満では、
耐微生物劣化性及び切研削性能向上の効果が少なく、一
方１％を越えてもそれ以上効果は向上せず不経済となる
からである。

【０００７】尚、本発明の水溶性切研削用油剤を製造す
るには、前記アミン化合物の添加以外は、従来の公知の
方法に従って各成分を混合すればよい。特に、鉱物油、
油脂、脂肪酸、脂肪酸エステル、極圧添加剤、界面活性
剤、消泡剤及び金属防食剤等の成分については、従来用
いられているものの中から任意に選択して用いることが
できる。

【０００８】

【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を具体
的に説明する。本実施例及び比較例で用いた水溶性切研
削用油剤の組成を、表１及び表２に示す。

【表１】

【表２】 尚、表１はエマルションタイプの水溶性切研削用油剤を
、表２はソリュブルタイプの水溶性切研削用油剤の組成
をそれぞれ示したものである。また、各表中の組成に関
する数値の単位は、重量％である。更に、表１及び表２
中、防腐剤Ａはトリアジン系の防腐剤であり、防腐剤Ｂ
はチアゾリン系の防腐剤である。 （１）試料液の調製 表１及び表２に示す組成を有する水溶性切研削用油剤を
、それぞれ滅菌水で希釈して試料液を調製した。この場
合、表１の水溶性切研削用油剤（実施例１〜７、比較例
１〜３）は滅菌水中で３％含まれるように、また表２の
水溶性切研削用油剤（実施例８〜１４、比較例４〜６）
は滅菌水中で２％含まれるようにそれぞれ希釈した。

【０００９】 （２）性能試験とその評価 前記試料液を用いて以下の各項目について性能試験とそ
の評価を行った。 ■耐微生物劣化試験 先ず、前記各試料液４００ｍｌを、滅菌した５００ｍｌ
容積の平底フラスコに入れた。次いで、これに種菌とし
て腐食したエマルション（生菌数　２×１０８　個／ｍ
ｌ、糸状真菌数　１×１０４　個／ｍｌ、酵母真菌数　
１×１０４　個／ｍｌ）１％を試験開始後１、２、４、
８、１３及び１７日の間隔で接種し、更に３０℃で２０
日間振盪培養（回転数２００ｒｐｍ　）した。次いで、
試験開始後０、３、７、１４及び２１日目に各試料液の
一部を無菌的に採取し、生菌数（個／ｍｌ）、糸状真菌
数（個／ｍｌ）及び酵母真菌数（個／ｍｌ）の測定と共
に、ｐＨの測定及び臭気の有無の観察を行い、その結果
を表３〜表８に示す。

【表３】

【表４】

【表５】

【表６】

【表７】

【表８】 尚、ｐＨの測定は、ガラスｐＨメータにより行った。こ
の場合ｐＨの値の低下は、微生物劣化の程度を示唆し、
その値の低下が激しい程微生物劣化が進行していると考
えられる。また、生菌数は普通寒天培地を用いてプレー
トカウント法により測定した。糸状真菌数は抗生物質（
クロラムフェニコール及びテトラサイクリン）を添加し
たポテトデキストロース寒天培地を、酵母真菌数はテト
ラサイクリンを添加したサブロー寒天培地をそれぞれ用
いてプレートカウント法により測定した。更に、臭気は
以下のように臭気の強さを３つのランクに分けて評価し
た。○；腐敗臭なし、△；やや腐敗臭がある、×；やや
腐敗臭がある表５及び表８に示すように、比較例１〜６
（以下、これらを「比較品」という。）　では日数の経
過に伴いｐＨの値がほぼ７．６〜８．７まで大きく低下
しているのに対して、表３、４、６及び７に示すように
、実施例１〜１４（以下、これらを「実施品」という。 ）では若干の低下はあるもののその幅は小さい。また、
生菌数、糸状真菌数及び酵母真菌数についても、比較品
では大きく増加しているのに対して、実施品では増加の
幅は小さい。更に、比較品では日数の経過に伴い臭気が
発生したのに対して、実施品では臭気の発生が全くない
。従って、本実施品は、従来品（比較品）　比べ耐微生
物劣化性に優れる。また長時間の使用に際しても、従来
品のごとく腐敗臭を発生させることもない。

【００１０】■錆止め性能の試験 本性能試験は、「鋳鉄切屑浸漬法」により本実施例の水
溶性切研削用油剤の錆止め性能を調べたものである。即
ち、約１．５ｇにドライカットした鋳鉄切屑（ＦＣ−２
５、８〜１２メッシュ）をペトリ皿（内径約６０ｍｍ）
に採取し、これに試料液（実施例１，３，５，７，９，
１１及び１３、比較例１，３，４及び６）を約２５ｍｌ
を添加した。次いで、十分に振盪した後、約４分間静置
し、更に試料液を傾斜法で除去し、ペトリ皿に発生する
錆の状態を経時的に調べた。この結果を表９に示す。

【表９】 尚、表９中の錆止め性能の評価の意味は、以下の通りで
ある。◎；錆の発生無し、○；数点の錆の発生、×；十
数点以上の錆の発生腐敗臭がある表９によれば、比較品
では時間の経過に伴い、錆の発生が目立った。これに対
して、実施品では、２４時間経過後においても、錆の発
生が全く見られず、錆止め性能に著しく優れることを示
している。

【００１１】■実機試験 本試験例は、本実施例に係わる水溶性切研削用油剤の実
用上の有効性を調べたものである。実施例１、実施例３
及び比較例１の各試料液を用いて、以下の加工条件の下
、生産現場ラインにて、実機試験を行った。 〔加工条件〕 被加工剤；ＡＤＣ−１２（Ｔ−６処理）加工方法；フラ
イス及び穴加工 切削油剤タンク容量；５００００リットル切削油剤希釈
倍率；３０倍 切削油剤の補給量；１０００リットル／月試験期間；６
ケ月 本性能試験の結果を表１０及び表１１に示す。

【表１０】

【表１１】 表１０によれば、本実施品は、実機試験に用い実用に供
した場合においても、耐微生物劣化防止性能、腐敗臭発
生の抑制能力等に優れる。また、表１１によれば、本実
施品を用いることにより、従来品を用いた場合に比べ被
加工物の加工精度の飛躍的な向上を図ることができ、ま
た６ケ月という長時間の循環使用の後においても加工精
度の低下は少ない。尚、本発明においては、前記具体的
実施例に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発
明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。 即ち、本実施例においては、本発明において特定された
アミン等から、１種のみのアミンを選択して用いたが、
２種以上のアミンを選択して用いてもよい。

【００１２】

【発明の効果】以上のように、水溶性切研削用油剤は、
耐微生物劣化性が従来品と比較して向上し、長時間の使
用においても腐敗臭の発生を抑えることができる。また
、本発明の水溶性切研削用油剤を使用することにより、
従来品と比較して切削性能及び錆止め性の向上を図るこ
とができる。従って、本発明の水溶性切研削用油剤を使
用することによって、クーラントの液寿命が延び、油剤
使用量の低減ができ、ランニングコストの低廉化が可能
となる。また、本発明の水溶性切研削用油剤を使用する
ことによって、被削材品位の向上、工具寿命の延長等の
切研削性能を向上させることも可能となる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　化１の一般式　（Ｉ）又は（ＩＩ）で
   表されるアミン、モルホリン誘導体、ピペリジン、ピペ
   ラジン若しくはピロリジンからなる群の中から選ばれる
   １種又は２種以上のアミン、又はこれらのアミンを構造
   の一部に含むアミン誘導体を含有することを特徴とする
   水溶性切研削用油剤。 【化１】 但し、各式中Ｒ１　〜Ｒ７　はそれぞれ、Ｈ又はＣ１　
   〜Ｃ　１０　のアルキル基、アルケニル基、シクロアル
   キル基、アルキルアリール基、アラルキル基、アリール
   基、アミド基、ヒドロキシアルキル基若しくはアルコキ
   シ基であり、Ｒ８　′はＣ１　〜Ｃ８　のアルキレン基
   である。
2. 【請求項２】　　前記水溶性切削油剤を希釈使用する場
   合のクーラント中の前記アミン濃度は０．００１〜１重
   量％である請求項１記載の水溶性切研削用油剤。