JPH0688089A

JPH0688089A - 水溶性油剤用組成物及び水溶性油剤

Info

Publication number: JPH0688089A
Application number: JP23932792A
Authority: JP
Inventors: Sakichi Yamaguchi; 佐吉山口
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-09-08
Filing date: 1992-09-08
Publication date: 1994-03-29

Abstract

(57)【要約】【構成】炭素数８〜５４の高級脂肪酸（Ａ成分）２〜
５０重量％、Ａ成分との中和反応生成物が油溶性である
炭素数６〜２４のアミン０．５〜２５重量％、水溶性ア
ミン２〜５０重量％及び分子量２００〜１０万の水溶性
ポリアルキレングリコール誘導体２〜９５重量％よりな
る水溶性油剤用組成物。この組成物を水性媒体に分散さ
せてなる水溶性油剤。【効果】優れた防錆性と切削性とを発揮でき、しか
も、硫黄系や塩素系の添加剤を含有しない水溶性油剤で
あるので、各種の機械加工分野において使用する加工用
油剤、特に切研削油剤として有用である。そして、作業
環境の改善、廃液処理時の環境汚染の防止の点で優れて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水溶性油剤用組成物及び
水溶性油剤に関し、特に水溶性切研削油剤（以下単に
「水切」と称する。）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ボール盤等による機械加工にあたって
は、切削性（研削性）を向上させる目的で、切削部（研
削部）に各種の油剤を存在させることが行われている。
これらの油剤は切削油乃至研削油（以下、切研削油と総
称する。）と呼ばれるものであり、従来は、不水溶性切
研削油剤（以下単に「不水」と称する。）が広く使用さ
れていた。

【０００３】しかし、近年は機械加工分野においても、
作業環境の改善、消防法規制による各種油剤の不燃化、
無人による工作機械の昼夜運転などが求められており、
これらの理由から、切研削油剤についても、従来から広
く使用されている不水に代えて、水切が広く使用される
ようになってきている。

【０００４】ところが、従来から使用されている水切
は、不水に比べると切削性（切削性を向上させる特性）
が劣り、特に重切削加工において差が著しく、実質的に
効果のない場合もあるため、適用できる用途が限られて
いた。

【０００５】これに対し、より高い切削性を実現できる
水切として、鉱物油、油脂、エステル、合成油などから
なる基油に硫黄系や塩素系の極圧添加剤を高濃度で配合
した組成物を界面活性剤によって水に乳化分散させたエ
マルジョンタイプのものが開発され、切削性が重要視さ
れる加工用途において使用されている。

【０００６】しかしながら、このタイプの水切は、その
必須成分である極圧添加剤に由来して硫黄分や塩素分を
多量に含むために、廃液を焼却処理する際に、有害な燃
焼ガスが発生する恐れがあるという問題がある。また、
硫黄系の極圧添加剤を配合したものは、腐敗による劣化
が早いという欠点を有し、塩素系の極圧添加剤を配合し
たものは、切削機械や加工製品の腐食、錆などの原因に
なるという欠点を有する。さらに、切削性についても、
改善されているとは言え、性能レベルは未だ充分でな
く、工具を早めに交換したり、切削速度や送り速度など
の加工条件を幾分下げることで使用が可能というレベル
であり、不水と同等の切削性を有する段階にまでは至っ
ていない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、硫黄
系や塩素系の極圧添加剤を使用する必要がなく、しか
も、切削性の優れた水溶性油剤、特に水溶性切研削油剤
を提供することにある。また、このような油剤の有効成
分となる組成物を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記目的を
達成すべく鋭意研究の結果、高い潤滑性を示す脂肪酸の
油溶性アミン塩、それと同種または異種の脂肪酸の水溶
性アミン塩並びに特定のポリエーテル（ポリアルキレン
グリコール誘導体）を特定の割合で含む水溶性油剤が切
研削油剤等の機械加工用油剤として優れることを見出
し、本発明を完成するに至った。

【０００９】すなわち、本発明は、炭素数８〜５４の高
級脂肪酸（Ａ成分）２〜５０重量％、Ａ成分との中和反
応生成物が油溶性である炭素数６〜２４のアミン（Ｂ成
分）０．５〜２５重量％、水溶性アミン（Ｃ成分）２〜
５０重量％及び分子量２００〜１０万の水溶性ポリアル
キレングリコール誘導体（Ｄ成分）２〜９５重量％より
なる水溶性油剤用組成物にある。また、このような組成
物を含有する水溶性油剤、特に水溶性切研削油剤にあ
る。

【００１０】本発明で使用するＡ成分は、炭素数８〜５
４の高級脂肪酸であり、脂肪族炭化水素基が直鎖状のも
のでも分枝しているものでもよく、また、飽和している
のものでも不飽和結合を有するものでもよい。

【００１１】具体的な炭素数８〜５４の高級脂肪酸とし
ては、カプリン酸、ノナン酸、ウンデカン酸、ラウリン
酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラ
キン酸、ベヘン酸などの直鎖飽和高級脂肪酸；オレイン
酸、エルカ酸、リノール酸、リノレン酸などの直鎖不飽
和高級脂肪酸；イソオクチル酸、イソミリスチン酸、イ
ソパルミチン酸、イソステアリン酸、イソアラキン酸等
の分枝高級脂肪酸などのモノカルボン酸／２−ヒドロキ
シテトラデカン酸、リシノール酸、９−ヒドロキシステ
アリン酸、１０−ヒドロキシステアリン酸、１２−ヒド
ロキシステアリン酸などのヒドロキシ脂肪酸／ダイマー
酸／トリマー酸／ヒドロキシ脂肪酸の多量体（エステ
ル）などの縮重合脂肪酸などを例示することができる。

【００１２】なお、ヒマシ油等の天然の脂肪油から得ら
れる脂肪酸（ヒマシ油脂肪酸など）も本発明のＡ成分と
して使用することができる。

【００１３】本発明で使用するＢ成分は、Ａ成分との中
和反応生成物が油溶性である炭素数６〜２４のアミンで
あり、一級アミンでも、二級アミンでも、三級アミンで
もよい。ただし、Ａ成分との中和反応生成物の油溶性の
点で、炭素数１２〜２４の直鎖又は分枝の一級アミン並
びに炭素数６〜２４のジアルキルアミン（二級アミン）
が特に好ましい。いずれのものについても炭素数がこれ
より少ないと中和反応生成物の油溶性が低下する傾向が
あり、炭素数がこれより多くなると本発明の油剤用組成
物を水で分散させて油剤とするときの安定性が低下する
傾向がある。

【００１４】なお、本発明において、Ｂ成分は、実質的
に全量、脂肪酸であるＡ成分との中和反応生成物である
塩の形で存在する。従って、Ｂ成分の含有量はＡ成分の
部分塩となる量とする必要がある。

【００１５】具体的な炭素数６〜２４のアミンとして
は、メチルアミン、エチルアミン、ｎ−プロピルアミ
ン、ｎ−ブチルアミン、ｎ−オクチルアミン、ラウリル
アミン、オレイルアミン、ステアリルアミンなどの直鎖
一級アミン；イソプロピルアミン、イソブチルアミン、
２−エチルヘキシルアミンなどの分枝一級アミン；シク
ロヘキシルアミン、２−メチルシクロヘキシルアミンな
どの脂環一級アミン；ベンジルアミン、４−メチルベン
ジルアミンなどの芳香族一級アミン；ジメチルアミン、
ジエチルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、ジ−ｎ−ブ
チルアミン、ジ−ｎ−オクチルアミン、ジラウリルアミ
ン、ジオレイルアミン、ジステアリルアミンなどの直鎖
二級アミン；ジイソプロピルアミン、ジイソブチルアミ
ン、ジ−２−エチルヘキシルアミンなどの分枝二級アミ
ン；ジシクロヘキシルアミン、ジ−２−メチルシクロヘ
キシルアミンなどの脂環二級アミン；ジベンジルアミ
ン、ジ−４−メチルベンジルアミンなどの芳香族二級ア
ミン；トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ
−プロピルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、トリ−ｎ
−オクチルアミン、トリラウリルアミンなどの直鎖三級
アミン；トリイソプロピルアミン、トリイソブチルアミ
ン、トリ−２−エチルヘキシルアミンなどの分枝三級ア
ミン；トリベンジルアミン、トリ−４−メチルベンジル
アミンなどの芳香族三級アミンなどを例示することがで
きる。

【００１６】本発明で使用するＣ成分は、水溶性アミン
である。このＣ成分は、部分的には脂肪酸であるＡ成分
との中和反応生成物である塩として存在するが、全体と
してのＣ成分の含有量は残酸価を与えるのに十分な量即
ちＣ成分の少なくとも一部が遊離したアミンとして存在
する量とする必要がある。この場合、過剰量の水溶性ア
ミン（脂肪酸と塩を形成していない水溶性アミン）は、
油剤の防錆性、安定性の向上に寄与するので好ましい。

【００１７】なお、水溶性のアミンであって炭素数が６
以上のものについては、脂肪酸との油溶性塩として存在
するものはＢ成分として作用し、遊離したアミンとして
存在するものはＣ成分として作用するものと考えられ
る。

【００１８】具体的な水溶性アミンとしては、モノエタ
ノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールア
ミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノー
ルアミン、トリイソプロパノールアミン、Ｎ−メチルエ
タノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ，
Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタ
ノールアミン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモル
ホリン、エチレンジアミン、ジメチルアミノプロピルア
ミン、シクロヘキシルアミン、トリエチレンテトラミン
などを例示することができる。これらの中でも、モノエ
タノールアミン、ジエタノールアミンおよびトリエタノ
ールアミンが好ましい。

【００１９】そして、脂肪酸がモノカルボン酸の場合の
典型的な配合として、重量を基準にして、脂肪酸の１部
当たり、Ｂ成分として０．１〜１．０部、Ｃ成分として
０．５〜３．０部のアミンを使用する例を挙げることが
できる。

【００２０】本発明で使用するＤ成分は、分子量２００
〜１０万の水溶性ポリアルキレングリコール誘導体（ポ
リエーテル）である。具体的には、メタノール、エタノ
ール、ブタノール、イソ−プロパノール、エチレングリ
コール、プロピレングリコール、グリセリン、ポリグリ
セリン、メチルアミン、エチルアミン、イソプロピルア
ミン、エチレンジアミンなどに、エチレンオキシド及び
／又はプロピレンオキシドを付加して得られるポリプロ
ピレングリコール、ランダムに付加されたポリプロピレ
ン・ポリエチレングリコール；エチレンオキシド及びプ
ロピレンオキシドのブロック共重合体のような非イオン
アルキレンオキシドを例示することができる。これらの
中でも、分子量が３００〜５００のポリプロピレングリ
コールが好ましい。

【００２１】本発明の水溶性油剤は、本発明の水溶性油
剤用組成物を水性媒体に分散させたものであり、この際
に、本発明の水溶性油剤用組成物の本来の機能を害しな
い範囲において、その他の成分、例えば、防錆剤、防腐
剤、消泡剤、色素、香料などを添加することができる。
また、水性媒体の使用量を相対的に低くして高濃度の水
溶性油剤としておき、使用時に、その用途に合せて、適
宜、更に水を添加して濃度を調整して使用することもで
きる。

【００２２】なお、本発明の水溶性油剤は、切研削油剤
を目的として開発されたものであるが、切研削用の油剤
として有用であるだけでなく、引抜加工、伸線加工、プ
レス加工、圧延加工、ロール加工などの各種の機械加工
分野で使用する各種加工用油剤としても有用である。

【００２３】

【発明の効果】本発明で必須成分として使用する各素材
は、従来より潤滑油剤、金属加工油剤、防錆剤、繊維油
剤、塗料などの分野で幅広く使用されており、入手が極
めて容易であるので本発明は工業的な実施にあたって有
利である。そして、本発明の水切は、切削性が優れてい
るので、各種の機械加工用途において有益であり、従来
から水切の使用が望まれている機械加工分野への水切の
適用を可能とするものである。さらに、本発明の水溶性
油剤は、切研削加工だけではなくて、引抜加工、伸線加
工、プレス加工、圧延加工、ロール加工などの、水で希
釈して使用する油剤が望まれている分野においても有益
に使用できる。

【００２４】

【実施例】実施例１〜４、比較例１〜３表１に示した組成で各成分を配合して水溶性（切研削）
油剤を調製し、各油剤について以下の防錆試験及び切削
試験を行った。結果を表２に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】防錆試験（１）ガラス製シャーレに定性濾紙を置き、ドライカッ
ティンクした鋳鉄の切屑２ｇを乗せる。

【００２７】（２）評価する油剤を水道水で２０倍に希
釈した液２ｍｌを前記の切屑にふりかける。

【００２８】（３）上蓋をして、２５℃の恒温槽内で２
時間静置した後、濾紙に転写された点錆の個数を調べる
（目視）。

【００２９】なお、この点錆の個数が少ない場合ほど、
使用した油剤の防錆性が優れていると考えられる。

【００３０】切削試験（１）以下に示した加工条件等によって、被削材の切削
（穴明け）加工を行い、工具の寿命を調べる。

【００３１】使用機械：ラジアルボール盤被削材：Ｓ−５０Ｃ工具：φ６．９ＨＳＳドリル切削条件：切削速度＝２５ｍ／ｍｉｎ、送り速度＝０．
２ｍｍ／ｒｅｖ、加工深さ＝２５ｍｍ（貫通）加工液：希釈倍率＝２０倍、給油量＝２ｌ／ｍｉｎ（２）切削加工中に異常な振動、ビビリ、異音などが発
生した時点をもって、工具が寿命に至ったと判定する。

【００３２】（３）工具の寿命の評価は、各油剤毎に、
それぞれ５本の工具を使用して試験を行い、命数が最大
のものと最小のものとを除く３本の命数の算術平均をも
って行う。なお、ここで言う命数は、工具が寿命に至る
までに明けることができた穴の個数（穴明け個数）に相
当する。

【００３３】

【表２】

【００３４】上記の実施例から明らかなように、本発明
の水溶性（切研削）油剤は、防錆性が良好で、且つ、硫
黄系や塩素系の極圧添加剤を含む従来の重切削用エマル
ジョン型切削油（比較例１〜３）と同等又はそれ以上の
切削性を有することが判る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ１０Ｍ 107:34）Ｃ１０Ｎ 20:04 30:00 Ａ 8217−4Ｈ 30:12 40:22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記Ａ成分２〜５０重量％、Ｂ成分０．
５〜２５重量％、Ｃ成分２〜５０重量％及びＤ成分２〜
９５重量％よりなることを特徴とする水溶性油剤用組成
物。（Ａ成分）炭素数８〜５４の高級脂肪酸。（Ｂ成分）上記Ａ成分との中和反応生成物が油溶性であ
る炭素数６〜２４のアミン。（Ｃ成分）水溶性アミン。（Ｄ成分）分子量２００〜１０万の水溶性ポリアルキレ
ングリコール誘導体。
【請求項２】下記Ａ成分、Ｂ成分、Ｃ成分及びＤ成分
を含有する水溶性油剤であって、Ａ成分、Ｂ成分、Ｃ成
分及びＤ成分の合計量に対する各成分の含有量が、それ
ぞれ、Ａ成分２〜５０重量％、Ｂ成分０．５〜２５重量
％、Ｃ成分２〜５０重量％、Ｄ成分２〜９５重量％であ
ることを特徴とする水溶性油剤。（Ａ成分）炭素数８〜５４の高級脂肪酸。（Ｂ成分）上記Ａ成分との中和反応生成物が油溶性であ
る炭素数６〜２４のアミン。（Ｃ成分）水溶性アミン。（Ｄ成分）分子量２００〜１０万の水溶性ポリアルキレ
ングリコール誘導体。