JPH04342793A - 焼入油組成物 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、焼入油組成物に関する
ものであり、特にポリエーテル類系焼入油組成物に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】焼入れは、被処理物（鋼材）の硬度向上
のために行われる手段で、この目的のために焼入油が使
用される。

【０００３】焼入油として、従来鉱物油が用いられてき
たが、大気中で行う場合、火災事故をおこす危険性があ
るという問題点があった。このため最近では火災発生の
恐れのない水溶性焼入油が用いられるようになってきた
。水溶性焼入油として、鉱物油界面活性剤を混合して水
溶性化したものやポリエーテル系でエチレンオキシド含
量の多いものが用いられている。

【０００４】ポリエーテル系では、高分子量ポリオ−ル
を用いた場合の方が、焼入油の潤滑性が向上する等の特
徴がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、高分
子量ポリエーテルポリオールを製造する際に、エチレン
オキシド、プロピレンオキシドの使用割合をコントロー
ルすることはできず、ポリエーテル系焼入油組成物とし
て、より高分子量のポリエーテルポリオールを得るため
には、エチレンオキシド含量を多くする必要があった。

【０００６】そのため、動粘度８０００（ｃｓｔ／１０
０　℃）以上の高粘度ポリエーテルポリオールを焼入油
用として使用するには親水性が高く、そのため系に加え
る添加剤の選択範囲が狭くなる、焼入れ時金属表面での
造膜性能が劣る等の問題点があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題は本発明による
、イニシエータにエチレンオキシド及び炭素数３以上の
モノエポキシドを８０／２０〜５０／５０重量％の割合
で付加させて得られ、かつ、１００℃での動粘度が８０
００　ｃｓｔ〜１０００００　ｃｓｔのポリエーテル類
を含有する焼入油組成物、あるいは、上記ポリエーテル
類と水及び界面活性剤からなる焼入油組成物、により解
決される。

【０００８】イニシエータにアルキレンオキシドなどの
モノエポキシドを開環反応させて得られるポリオキシア
ルキレンポリオールなどのポリエーテル類は、ポリウレ
タンなどの合成樹脂の原料、界面活性剤、機能油、潤滑
油の原料、その他の用途に広く用いられている。

【０００９】イニシエータはＡ−（Ｈ）ｎ（Ａ：水酸基
含有化合物の水酸基の水素原子を除いた残基、ｎ：１以
上の整数）で表わされる水酸基含有化合物である。イニ
シエータとしては、例えば１価アルコール、多価アルコ
ール、１価フェノール、多価フェノールなどがある。ま
た、ヒドロキシアルキルアミノ基を有する化合物（アル
カノールアミン類やアミン類−アルキレンオキシド付加
物など）もイニシエータとして用いられる。さらに上記
イニシエータにモノエポキシドを反応させて得られるポ
リエーテル類もまたイニシエータとして用いられる。

【００１０】ポリエーテル類は上記イニシエータにモノ
エポキシドを開環付加反応させて得られる下記のような
化合物である。 Ａ　［−（Ｒ−Ｏ）ｍ−　Ｈ］ｎ Ｒ−Ｏ：モノエポキシドの開環した単位ｍ，ｎ：１以上
の整数

【００１１】従来、ポリエーテル類を製造する方法とし
て、アルカリ触媒存在下にモノエポキシドを反応させる
方法が広く用いられている。アルカリ触媒としては水酸
化カリウムや水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属化合
物が使用されていた。また、それらを触媒に用いたポリ
エーテル類の精製は、リン酸、炭酸ガスなどの中和剤に
よる中和や、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウム
などの吸着剤による吸着処理が行なわれていた。

【００１２】しかし、アルカリ触媒を使用して得られる
ポリエーテル類は、不飽和モノエーテル（以下、これを
不飽和モノオールという）が、生成しやすく、特に、ポ
リエーテル類の分子量が高くなるにつれて、この傾向は
、顕著になるため、モノエポキシドとしてプロピレンオ
キシドを用いた場合、分子量６５００以上のポリエーテ
ル類の合成は事実上不可能であった。

【００１３】一方、不飽和モノオールの生成が少ない、
もしくは無いポリエーテル類の生成方法として、複合金
属シアン化物錯体を触媒として用いてポリエーテル類を
製造することは知られている（ＵＳ　３２７８４５７，
ＵＳ　３２７８４５８，ＵＳ　３２７８４５９）が、本
発明者らは、この錯体化合物が、プロピレンオキシド、
エチレンオキシドのランダム共重合反応触媒として、高
いランダム性を示すことを見出し（特願平２−４０９５
６　号）、本発明の用いるポリオキシアルキレンポリオ
ールを製造するに至った。

【００１４】これらポリエ−テル類の製造においては、
その後半で十分精製を行う必要があるが、複合金属シア
ン化物錯体触媒を用いたポリエーテル類から、この触媒
を除去するためには、単に濾過や、吸着剤で処理するだ
けでなく、触媒をアルカリもしくは酸で分解してイオン
化し、その後これら分解物や残留アルカリ、残留酸を吸
着、濾過によって除去することが必要である。

【００１５】アルカリで処理する方法としては、アルカ
リ金属やアルカリ金属水酸化物（ＵＳ４３５５１８８）
、アルカリ金属水素化物（ＵＳ　４７２１８１８）を使
用する方法が知られている。例えば、アルカリを添加し
て触媒を失活させた後、吸着剤やイオン交換樹脂で失活
した触媒成分やアルカリを処理し濾過等でそれらを除去
する方法である。しかし、複合金属シアン化物錯体触媒
を除去する方法はこれらに限られるものではない。

【００１６】本発明では上記複合金属シアン化物錯体触
媒を使用して製造したポリオキシアルキレンポリオール
を使用する。ポリオキシアルキレンポリオールは少くと
も２個の活性水素を有するイニシエータにアルキレンオ
キシドなどのモノエポキシドを順次開環付加反応させた
ものである。

【００１７】イニシエータとしては特に２〜８個の水酸
基を有するポリヒドロキシ化合物が好ましい。ポリヒド
ロキシ化合物としては、例えばエチレングリコール、プ
ロピレングリコールなどの２価アルコール、グリセリン
、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオールなどの
３価アルコール、ペンタエリスリトール、ジグリセリン
、デキストロース、ソルビトール、シュークロースなど
の４価以上のアルコール、およびこれらのアルコールに
アルキレンオキシドなどのモノエポキシドを反応させて
得られる目的物よりも低分子量のポリエーテル類がある
。

【００１８】また、ビスフェノールＡ、レゾール、ノボ
ラックなどのフェノール性水酸基やメチロール基を有す
る化合物、エタノールアミン、ジエタノールアミンなど
の水酸基と他の活性水素を有する化合物、およびこれら
にアルキレンオキシドなどのモノエポキシドを反応させ
て得られる低分子量のポリエーテル類がある。

【００１９】さらに、窒素原子に結合した水素原子を少
なくとも２個有するモノアミンやポリアミンにアルキレ
ンオキシドなどのモノエポキシドを反応させて得られる
目的物よりも低分子量のポリエーテル類がある。その他
、リン酸やその誘導体、その他のポリヒドロキシ化合物
も使用できる。これらのポリヒドロキシ化合物は２種以
上を併用することもできる。

【００２０】炭素数３以上のモノエポキシドとしては、
プロピレンオキシド、１、２−ブチレンオキシド、エピ
クロルヒドリンなどの炭素数４以下のアルキレンオキシ
ドが好ましい。エチレンオキシドと、１種または２種以
上の炭素数３以上のモノエポキシドを共重合させて用い
る。それらを混合して付加し、ランダム重合鎖を形成し
てもよいし、あるいは順次付加しブロック重合鎖を形成
してもよい。

【００２１】エチレンオキシドと他のエポキシドの使用
割合は８０／２０〜５０／５０重量％、好ましくは８０
／２０〜６０／４０重量％である。

【００２２】本発明は、また、１価のイニシエータにア
ルキレンオキシド類を開環反応せしめて得られたポリエ
ーテルモノオールを用いることもできる。１価のイニシ
エータとしては、たとえばメタノール、エタノール、ブ
タノール、ヘキサノール、その他のモノオール、フェノ
ール、アルキル置換フェノールなどのフェノール誘導体
、およびこれらにアルキレンオキシド類を反応させて得
られるポリエーテル類、さらに、窒素原子に結合した水
素原子を１個有するモノアミンやポリアミンにアルキレ
ンオキシド類得られるポリエーテル類がある。

【００２３】上記ポリエーテル類の分子量は特に限定さ
れるものではないが、水酸基価で表わして約８０以下が
好ましい。その下限は約５が好ましい。特に、水酸基価
５〜６０のポリオキシアルキレンポリオールが好ましい
。 又、その水酸基数は、１以上であり、２〜８が好ましく
、特に２〜６が好ましい。

【００２４】本発明で使用されるポリエーテル類の粘度
は高粘度であり、１００℃での動粘度８０００　ｃｓｔ
〜１０００００　ｃｓｔ、特に、８０００　ｃｓｔ〜３
００００　ｃｓｔが好ましい。

【００２５】本発明の焼入油組成物は上述のポリエーテ
ル類、界面活性剤及び水からなり、特に、系中に水が可
溶化されていることを特徴とする。本発明に用いる水と
しては、上水、工業用水のいずれでもよい。

【００２６】界面活性剤としては、一般に脂肪酸石鹸、
ナフテン酸石鹸などの脂肪酸誘導体、高級アルコール硫
酸エステル塩、脂肪酸多価アルコール硫酸エステル塩な
どの硫酸エステル塩、石油スルフォン酸塩、アルキルベ
ンゼンスルフォン酸塩、アルキルナフタレンスルフォン
酸塩などのスルフォン酸塩、アルキルリン酸エステル塩
、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテルリン
酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリ
ン酸エステル塩などのリン酸エステル塩などに代表され
る陰イオン系界面活性剤や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アルキルアミド、ポリオキシエ
チレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン
脂肪酸エステルなどのポリオキシエチレン系化合物、エ
チレングリコール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エ
ステル、ソルビタン脂肪酸エステルなどの多価アルコー
ル系化合物、脂肪酸エタノールアミド、脂肪酸プロパノ
ールアミドなどのアルキロールアミド系化合物などに代
表される非イオン系界面活性剤などがあげられる。

【００２７】本発明における焼入油組成物中のポリオー
ル類の使用割合は、１〜３５重量％、特に、１〜２５重
量％が好ましい。界面活性剤の使用割合は、１〜１５重
量％、特に１〜８重量％が好ましい。水の使用割合は、
５０〜９８重量％、特に、６７〜９８重量％が好ましい
。

【００２８】本発明では、水が系中に完全に溶けこみ、
外観上透明な溶液になっており、水が単に分散している
だけの外観上不透明な乳化状態とは異なる。

【００２９】

【実施例】以下に本発明を実施例および比較例により具
体的に説明するが、本発明は、これら実施例にのみ限定
されるものではない。

【００３０】以下のポリエーテルポリオール、及び界面
活性剤としてポリオキシエチレンステアリン酸エステル
を含有した焼入油組成物を用い焼入れ試験を行った。 ＜ポリエーテルポリオール＞ Ａ：イニシエータとしてジエチレングリコ−ルを用いプ
ロピレンオキシドとエチレンオキシド（３５／６５ｗｔ
％）を共重合して得られる、　１００℃での動粘度が１
００００ｃｓｔのポリエーテルポリオール Ｂ：イニシエータとしてジエチレングリコ−ルを用いプ
ロピレンオキシドとエチレンオキシド（２５／７５ｗｔ
％）を共重合して得られる、　１００℃での動粘度が２
００００ｃｓｔのポリエーテルポリオール Ｃ：イニシエータとしてジエチレングリコ−ルを用いプ
ロピレンオキシドとエチレンオキシド（１５／８５ｗｔ
％）を共重合して得られる、　１００℃での動粘度が８
００００ｃｓｔのポリエーテルポリオール Ｄ：イニシエータとしてジエチレングリコ−ルを用いプ
ロピレンオキシドとエチレンオキシド（２５／７５ｗｔ
％）を共重合して得られる、　１００℃での動粘度が５
０００ｃｓｔ　のポリエーテルポリオール

【００３１】＜焼入れ試験＞テストピース（ＳＵＪ−２
　　直径１０ｍｍ×長さ５０ｍｍ）を下記の条件で焼入
れし、その被処理物の光輝性を評価した。

【００３２】 雰囲気　　：　　　　Ｎ２　＋Ｈ２ 処理温度：　　　　７５０℃ 処理時間：　　　　１０分 油温　　　　：　　　　６５℃ 焼入油組成物の組成及び評価を表１に示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【発明の効果】本発明による焼入油は水溶性であるため
、引火性が低く、火災発生の恐れが少ない。又、高粘度
を有し、少ないポリエーテルの使用量で、従来品と同じ
潤滑性を得ることができる。したがって、焼入油の低コ
スト化を行うことができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】イニシエータにエチレンオキシド及び炭素
   数３以上のモノエポキシドを８０／２０〜５０／５０重
   量％の割合で付加させて得られ、かつ、１００℃での動
   粘度が８０００　ｃｓｔ〜１０００００　ｃｓｔのポリ
   エーテル類を含有する焼入油組成物。
2. 【請求項２】炭素数３以上のモノエポキシドがプロピレ
   ンオキシドである、請求項１の焼入油組成物。
3. 【請求項３】ポリエーテル類と、水及び界面活性剤を含
   む、請求項１の焼入油組成物。