JPH09111269A - 水系金属加工油剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】優れた潤滑性が得られるとともに、防錆性能に
優れ、かつそれ自身が両性金属を腐食しないだけでな
く、酸性またはアルカリ性に液性が変化しても、アルミ
ニウムなどの両性金属の腐食が少ない水系金属加工油剤
を提供する。 【解決手段】カルボキシアルキルチオコハク酸、そのエ
ステルもしくはアミドまたはそれらの塩を含有してなる
水系金属加工油剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水系金属加工油剤
に関する。さらに詳しくは、本発明は、切削加工および
研削加工に適した潤滑性を備え、優れた防錆能力と両性
金属に対して広いpH領域で防食能力を有し、使用後の洗
浄除去性にも優れる水系金属加工油剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種機械の製造現場で行われている、各
種金属材料の圧延、プレス、切削、研削では、作業時に
種々の液状油剤を加工面に供給することにより、切り屑
を除去し、また油剤の潤滑効果や冷却効果により、被加
工材料や工具の摩耗、発熱による損傷を防止している。
近年、火災防止、作業環境の改善、加工装置の自動化の
進展により、これまで用いられてきた鉱物油主体の非水
系金属加工油剤から、皮膚への刺激性が少なく、火災発
生の危険性が低い水系金属加工油剤へ転換する傾向が強
まっている。特に切研削油剤の分野においては、非水系
切研削油剤（ＪＩＳ １種および２種）からエマルショ
ン型（ＪＩＳ Ｗ１種）やソリュブル型（ＪＩＳ Ｗ２
種）への移行が進んでいる。これらの水系金属加工油剤
は、鉱物油、脂肪酸、油脂（脂肪酸グリセリンエステ
ル）、油脂以外の脂肪酸エステル、極圧添加剤、界面活
性剤、消泡剤、金属防錆剤、防腐・防カビ剤（殺菌剤）
などを組成成分として含み、これら成分を目的に応じて
適宜混合して製造される。水系切研削油剤は、通常０.
５〜３０重量％のエマルションまたは水溶液（クーラン
ト）として使用される。クーラントには、切研削の速
度、精度および工具寿命など、切研削に直接関わる性能
と、防錆性能や工具および切研削材料に対する防食性、
切研削油剤自身の安定性、使用後の切研削油剤の洗浄除
去性など、被加工材の後処理や作業環境などに関連する
性能とが要求される。しかし、現在用いられている水系
切研削油剤には、以下の如き問題点がある。すなわち、
一般的な切研削では、既存の水系切研削油剤で問題なく
加工できるが、被切研削性に特に劣るステンレス鋼や合
金鋼などの切研削加工では、潤滑性が不十分であり、非
水系切研削油剤と比較して、切研削の精度、速度、加工
精度、工具の摩耗などの面で劣る。潤滑性に関しては、
特開平４−１７８５００号公報で提案されているよう
に、硫黄系極圧剤や金属石鹸などの添加により、一次性
能の向上を図ることが試みられている。しかし、この添
加剤は、切研削で生じる金属の新生面との反応性に富む
ため、切研削面の変色や腐食などの原因となりやすい。
また、水系切研削油剤には、被切研削材や工具の発錆を
促進する物質が多く含まれているので防錆性に乏しい。
防錆性に関しては、各種の防錆剤の添加が試みられてい
るが、他の添加成分として、脂肪酸、極圧添加剤など金
属の発錆および腐食を促進する物質が多く用いられてお
り、防錆剤の効果を阻害するという問題がある。さら
に、潤滑性に優れる水系切研削油剤は、酸性またはアル
カリ性であることが多く、両性金属が黒斑や白斑などの
酸・アルカリ腐食を起こすので、アルミニウムや亜鉛系
金属に対する防食性がないという問題もある。潤滑性と
防錆性を同時に向上する手段として、特開平５−４３８
８６号公報および特開平６−２８７５８８号公報で提案
されているような、アルキルチオプロピオン酸の塩があ
り、これは潤滑性と防錆性を同時に有し、鉄系金属の加
工に対しては有力であるが、アルミニウム、亜鉛などの
両性金属を加工する際に依然として腐食の問題を有して
いる。そこで、両性金属の腐食が少ない中性領域で潤滑
性を発揮させるために、脂肪酸または脂肪族アルコール
のアルキレンオキシド付加物を中心とした非イオン系水
系切研削油剤が用いられているが、これらの中性水系切
研削油剤は、金属表面へのイオン吸着による潤滑成分の
吸着が期待できないため、脂肪酸石鹸、脂肪酸アミン石
鹸など特にアルカリ性の水系切研削油剤に比べて潤滑性
が不十分であり、切研削の速度、加工精度、工具の摩耗
などの面で劣るという問題点がある。また、この切研削
油剤は、中性であることにより両性金属の腐食を防いで
いるため、長期の使用によって酸化金属粉や劣化などに
よりpHが低下または上昇すると腐食が起こるという問題
を有している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
事情に鑑み、優れた潤滑性が得られるとともに、防錆性
能に優れ、かつそれ自身が両性金属を腐食しないだけで
なく、酸性またはアルカリ性に液性が変化しても、アル
ミニウムなどの両性金属の腐食が少ない水系切研削油剤
を提供することを目的としてなされたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、カルボキシアル
キルチオコハク酸誘導体を用いた水系金属加工油剤が、
切削加工や研削加工に適した高い潤滑性と、長期にわた
る防錆性能を示すとともに、酸性ないしアルカリ性の広
い液性領域下でも両性金属に対する防食性を有し、かつ
分散安定性や使用後の洗浄除去性にも優れていることを
見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至っ
た。すなわち、本発明は、（１）一般式［１］

【化３】 （ただし、式中、Ｒは炭素数１〜３０のアルキレン基で
あり、Ｘ¹、Ｘ²およびＸ³は水酸基、アルコールの残
基、アミノ基または有機基置換アミノ基であり、Ｘ¹、
Ｘ²およびＸ³は互いに同一でも異なっていてもよいが、
その少なくとも一つは水酸基である。）で表される化合
物を含有してなる水系金属加工油剤、および、（２）一
般式［１］

【化４】 （ただし、式中、Ｒは炭素数１〜３０のアルキレン基で
あり、Ｘ¹、Ｘ²およびＸ³は水酸基、アルコールの残
基、アミノ基または有機基置換アミノ基であり、Ｘ¹、
Ｘ²およびＸ³は互いに同一でも異なっていてもよいが、
その少なくとも一つは水酸基である。）で表される化合
物の塩を含有してなる水系金属加工油剤、を提供するも
のである。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の水系金属加工油剤は、一
般式［１］で表される化合物の塩を含有する。

【化５】 一般式［１］において、Ｒは炭素数１〜３０のアルキレ
ン基であり、特に好ましくは炭素数１〜１８のアルキレ
ン基である。炭素数が３０を超えると、一般式［１］で
表される化合物の塩の水への溶解度が著しく低下する。
Ｒで表されるアルキレン基は、直鎖状であってもよい
し、分岐を有するものであってもよく、その具体例とし
ては、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ぺンチ
レン基、ヘキシレン基、オクチレン基、ノニレン基、デ
シレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基、トリデシレ
ン基、テトラデシレン基、ペンタデシレン基、ヘキサデ
シレン基、ヘプタデシレン基、オクタデシレン基、ノナ
デシレン基、アイコシレン基、ヘンイコシレン基、ドコ
シレン基、トリコシレン基、テトラコシレン基、ペンタ
コシレン基、ヘキサコシレン基、オクタコシレン基、ノ
ナコシレン基、トリアコンチレン基などを挙げることが
できる。

【０００６】一般式［１］において、Ｘ¹、Ｘ²およびＸ
³は、水酸基、アルコールの残基、アミノ基または有機
基置換アミノ基であり、それらは互いに同一でも異なっ
ていてもよいが、その少なくとも１個は水酸基であり、
好ましくは２個以上が水酸基である。一般式［１］にお
いて、アルコールの残基を形成するアルコールとして
は、飽和脂肪族アルコール、不飽和脂肪族アルコール、
飽和脂肪族アルコールアルキレンオキシド付加物、不飽
和脂肪族アルコールアルキレンオキシド付加物、飽和脂
肪酸アルキレンオキシド付加物、不飽和脂肪酸アルキレ
ンオキシド付加物、アルキルフェノールアルキレンオキ
シド付加物、多価アルコールと脂肪族アルコールの部分
エーテル化物、多価アルコールと脂肪酸の部分エステル
化物、アミノアルコールなどを挙げることができる。本
発明において、アルコールの残基を形成する飽和脂肪族
アルコールの炭素数は１〜３０であることが好ましく、
１〜２４であることがより好ましい。アルコールの残基
を形成する不飽和脂肪族アルコールの炭素数は３〜３０
であることが好ましく、３〜２４であることがより好ま
しい。アルコールの残基を形成する多価アルコールと脂
肪族アルコールの部分エーテル化物の炭素数は３〜３０
であることが好ましく、３〜２４であることがより好ま
しい。アルコールの残基を形成する多価アルコールと脂
肪酸の部分エステル化物の炭素数は３〜３０であること
が好ましく、３〜２４であることがより好ましい。アル
コールの残基を形成するアミノアルコールの炭素数は２
〜３０であることが好ましく、２〜２４であることがよ
り好ましい。これらのアルコールの炭素数が３０を超え
ると、一般式［１］で表される化合物またはその塩の水
に対する親和性が低下するおそれがある。

【０００７】本発明において、アルコールの残基を形成
する飽和脂肪族アルコールアルキレンオキシド付加物の
炭素数は３〜１００であることが好ましく、３〜６０で
あることがより好ましい。アルコールの残基を形成する
不飽和脂肪族アルコールアルキレンオキシド付加物の炭
素数は５〜１００であることが好ましく、５〜６０であ
ることがより好ましい。アルコールの残基を形成する飽
和脂肪酸アルキレンオキシド付加物の炭素数は３〜１０
０であることが好ましく、３〜６０であることがより好
ましい。アルコールの残基を形成する不飽和脂肪酸アル
キレンオキシド付加物の炭素数は５〜１００であること
が好ましく、５〜６０であることがより好ましい。アル
コールの残基を形成するアルキルフェノールアルキレン
オキシド付加物の炭素数は９〜１００であることが好ま
しく、９〜６０であることがより好ましい。これらのア
ルコールの炭素数が１００を超えると、一般式［１］で
表される化合物またはその塩の防錆性能が低下するおそ
れがある。これらのアルコールの中で、炭素数１〜２２
の飽和脂肪族アルコール、炭素数３〜２２の不飽和脂肪
族アルコールおよび炭素数３〜６０の脂肪族アルコール
エチレンオキシド付加物を特に好適に使用することがで
きる。このようなアルコールの具体例としては、例え
ば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロ
パノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、
オクタノール、２−エチルヘキサノール、ノナノール、
デカノール、ドデカノール、トリデカノール、テトラデ
カノール、ヘキサデカノール、オクタデカノール、アイ
コサノールなどの飽和脂肪族アルコール、これらの飽和
脂肪族アルコールのエチレンオキシド１〜２０モル付加
物、アリルアルコール、メタリルアルコール、ブテニル
アルコール、オクテニルアルコール、オクタデセニルア
ルコールなどの不飽和脂肪族アルコールおよびこれらの
不飽和脂肪族アルコールのエチレンオキシド１〜２０モ
ル付加物などを挙げることができる。

【０００８】一般式［１］における有機基置換アミノ基
の有機基としては、例えば、炭素数１〜２４、好ましく
は１〜１８の脂肪族炭化水素基、炭素数６〜２４、好ま
しくは６〜１８の芳香族炭化水素基、炭素数２〜２４、
好ましくは２〜１８のヒドロキシアルキル基などを挙げ
ることができる。またアミノ基に有機基が２個置換して
いる場合は、２個の有機基はたがいに同一であってもよ
いし、異なっていてもよく、さらに互いに結合して環構
造を形成していてもよい。このような有機基置換アミノ
基を形成する有機アミンとしては、例えば、メチルアミ
ン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ヘ
キシルアミン、オクチルアミン、２−エチルヘキシルア
ミン、デシルアミン、ドデシルアミン、トリデシルアミ
ン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタ
デシルアミン、オクタデセニルアミンなどの脂肪族第一
アミン、ジメチルアミン、メチルエチルアミン、ジエチ
ルアミン、エチルヘキシルアミン、ジオクチルアミン、
ジドデシルアミン、ジオクタデシルアミン、メチルオク
タデセニルアミン、ジオクタデセニルアミンなどの脂肪
族第二アミン、アニリンなどの芳香族アミン、エタノー
ルアミン、ジエタノールアミン、イソプロパノールアミ
ン、ジイソプロパノールアミンなどのアルカノールアミ
ンなどを挙げることができる。これらの有機アミンの中
で、脂肪族アミンを特に好適に使用することができる。
一般式［１］で表される化合物は、それ自体が水系金属
加工油剤成分として十分な潤滑性と防錆性を示すが、さ
らに塩基性化合物で中和して塩とすることにより、親水
性、潤滑性、防錆性が一層向上する。本発明において
は、一般式［１］で表される化合物の塩として、金属
塩、アンモニウム塩および有機アミン塩を用いることが
できる。一般式［１］で表される化合物中のＸ¹、Ｘ²お
よびＸ³の２個以上が水酸基である場合、すなわち、一
般式［１］で表される化合物が２個以上のカルボキシル
基を有している場合、２個以上のカルボキシル基の塩は
互いに同一の塩であってもよいし、異なる塩であってて
もよい。また塩を構成する金属カチオンまたは有機アミ
ンが２価以上の場合には、カチオンまたはアミン１個が
一般式［１］で表される化合物の同一分子内の複数のカ
ルボン酸アニオンと塩を形成してもよいし、一般式
［１］で表される化合物の複数の分子のそれぞれのカル
ボン酸アニオンと塩を形成し、複数の分子を架橋する構
造となっていてもよい。

【０００９】本発明において、金属塩を構成する金属と
しては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウムなど
のアルカリ金属、マグネシウム、カルシウム、バリウム
などのアルカリ土類金属、亜鉛、アルミニウム、鉄、コ
バルト、ニッケル、銅、錫などを挙げることができる。
これらの金属の中で、アルカリ金属、アルカリ土類金
属、亜鉛、アルミニウムを特に好適に使用することがで
きる。本発明において、有機アミン塩を構成する有機ア
ミンは、炭素数１〜３０であることが好ましく、炭素数
１〜２２であることがより好ましい。有機アミンの炭素
数が３０を超えると、工業的に入手が困難な上、親水性
が極端に低下する。このような有機アミンとしては、例
えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、
ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、２−
エチルヘキシルアミン、デシルアミン、ドデシルアミ
ン、トリデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデ
シルアミン、オクタデシルアミン、オクタデセニルアミ
ンなどの脂肪族第一アミン、ジメチルアミン、メチルエ
チルアミン、ジエチルアミン、エチルヘキシルアミン、
ジオクチルアミン、ジドデシルアミン、ジオクタデシル
アミン、メチルオクタデセニルアミン、ジオクタデセニ
ルアミンなどの脂肪族第二アミン、アニリンなどの芳香
族アミン、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、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など
のアルカノールアミン、モルホリン、ピリジン、ピロリ
ジン、ピペリジンなどの複素環式アミン、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、ヘキサメチレンジアミンなどの脂肪族ポリアミンな
どを挙げることができる。これらの有機アミンの中で、
アルカノールアミンおよびモルホリンを特に好適に使用
することができる。

【００１０】一般式［１］で表される化合物の塩は、一
般式［１］で表されるカルボキシアルキルチオコハク酸
誘導体と金属の水酸化物、炭酸塩、酸化物、アンモニア
または有機アミンなどの塩基性化合物とを、０〜１２０
℃、好ましくは２０〜１００℃において、必要に応じて
水の存在下に、撹拌、混合して、中和反応させることに
より、容易に得ることができる。一般式［１］で表され
る化合物と塩基性化合物との反応モル比は、一般式
［１］で表される化合物が有するカルボキシル基１当量
に対して塩基性化合物２当量以下であることが好まし
く、０.５〜１.５当量であることがより好ましい。一般
式［１］で表される化合物の中和度は、残余の遊離のカ
ルボキシル基が存在しない完全中和であってもよいし、
残余の遊離のカルボキシル基が存在する部分中和であっ
てもよい。本発明に使用する一般式［１］で表される化
合物の製造方法については特に制限はなく、いかなる方
法によって製造してもよいが、一例を挙げると、無水マ
レイン酸にメルカプトカルボン酸をマイケル付加反応に
よって付加して、カルボキシアルキルチオ無水コハク酸
を得、このカルボキシアルキルチオ無水コハク酸を加水
分解してトリカルボン酸としてそのまま利用するか、ま
たは、このカルボキシアルキルチオ無水コハク酸分子中
のカルボキシル基が少なくとも１個は残存するように計
算された量のアルコール、アンモニアまたは有機アミン
とを０〜２５０℃、好ましくは２０〜２２０℃で反応し
て開環反応を行い、さらに必要ならば脱水しながら縮合
反応を行い、部分エステル化物または部分アミド化物と
する方法がある。本発明の水系金属加工油剤は、一般式
［１］で表される化合物またはその塩を必須成分とし、
必要に応じて、各種の添加剤、例えば、pH調整剤、油性
向上剤、極圧添加剤、防錆剤、防腐・防かび剤などを、
潤滑性、防食性などの諸性能を損なわない範囲内で添加
することができる。本発明の水系金属加工油剤は、これ
らの成分を水に溶解または分散させた溶液または分散
液、すなわちクーラントとして、金属材料の、圧延、プ
レス、延伸、切削、研削などの水系金属加工用として、
好ましくは水系切研削油剤として使用に供される。クー
ラントにおいては、一般式［１］で表される化合物また
はその塩の濃度としては、通常０.５〜５０重量％であ
ることが好ましく、１〜４０重量％であることがより好
ましく、２〜３５重量％であることがさらに好ましく、
３〜３０重量％であることが特に好ましい。本発明の水
系金属加工油剤を適用する被加工材料である金属の種類
には特に制限はないが、本発明の水系金属加工油剤の潤
滑性、防錆性、両性金属に対する防食性などの諸特性を
十分に生かすためには、鉄および鉄系合金、銅および銅
系合金、アルミニウムおよびアルミニウム系合金、亜鉛
および亜鉛系合金用加工油剤として特に好適に使用する
ことができる。

【００１１】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。なお、実施例および比較例にお
いて、水系金属加工油剤としての性能評価は下記の方法
により行った。 （１）潤滑性試験（耐圧荷重試験） 曽田式４球試験機を用い、防衛庁暫定規格ＮＤＳ ＸＸ
Ｋ２７４０油膜強度試験法に準拠し、各試料の耐圧荷重
を測定した。試料の供給は、スプレー量０.５kg／分
（圧力０.５kgf／cm²）、試料温度５０℃の条件で、ギ
ヤーポンプを使用し、玉押さえで固定した３個の試験用
鋼球の下方から、試料を３個の接触点の中心の空間を通
じて上方の回転鋼球に供給する方法を用いた。判定基準
は、下記のとおりである。 ◎：耐圧荷重１６kg／cm²以上 ○：耐圧荷重１５kg／cm²以上〜耐圧荷重１６kg／cm²未
満 △：耐圧荷重１４kg／cm²以上〜耐圧荷重１５kg／cm²未
満 ×：耐圧荷重１４kg／cm²未満 （２）耐腐食性試験 試料３００ｇを３００mlのビーカーに入れ、その中にア
ルミニウム試験片（３０mm×１０mm×０.５mm）を釣り
糸にて完全に浸漬するようにつり下げ、２４時間後に取
り出し、流水で１０秒間洗浄した後に表面状態を観察し
た。判定基準は下記の通りである。 ○：腐食は見られない。 △：一部腐食している。 ×：全面が腐食している。 （３）防錆性試験（ＪＩＳ Ｋ ２２４６準拠） ＦＣ−２５鋳鉄をドライカットすることにより得られた
切り屑（８〜１２メッシュ）１.５ｇをペトリ皿に採取
し、これに試料２５mlを添加した。ペトリ皿を十分振盪
したのち、４分間静置し、ついで試料を傾斜法で除去し
た。ペトリ皿上の鋳鉄屑の錆の発生状況を、１２時間後
および２４時間後に観察した。判定基準は下記のとおり
である。 ◎：錆の発生なし。 ○：１〜３点の錆の発生がある。 △：４〜１０点の錆の発生がある。 ×：１０点を超える錆の発生がある。 （４）分散安定性試験 試料１kgを３リットルのビーカーに入れ、ホモジナイザ
ーを用いて８,０００rpmで６０分間撹拌した。撹拌終了
後、６０分間静置した後の試料の状態を観察した。判定
基準は下記の通りである。 ○：均一に溶解または分散している。 ×：液表面に油分が分散している。 （５）洗浄性試験 試料を塗布した試験片（冷間圧延鋼板：試験片寸法２７
０mm×３０mm×０.８mm）を４９±１℃、相対湿度９０
％の雰囲気下に７２０時間暴露した。暴露終了後の鋼板
を６０秒間室温の水中に静置したのち、流水で６０秒間
洗浄を行った。流水洗浄後の水濡れ面積の大きさで洗浄
性を評価した。判定基準は下記のとおりである。 ○：試料を除去できた。（全面水濡れ） ×：試料を除去できなかった。（水をはじく部分あり） （６）酸−アルカリ防食試験 ３００mlのビーカー４個にそれぞれ試料各３００ｇを入
れ、１Ｎの希硫酸または１Ｎの水酸化ナトリウム水溶液
にて、試料のpHを、４、６、８、１０の各pHに調整し
た。それぞれのビーカー中にアルミニウム試験片（３０
mm×１０mm×０.５mm）を釣り糸にて完全に浸漬するよ
うにつり下げ、２４時間後に取り出し、流水で１０秒間
洗浄した後に表面状態を観察した。判定基準は下記の通
りである。 ○：全pH領域で腐食は見られない。 △：一つのpH領域で腐食が見られる。 ×：二つ以上のpH領域で腐食が見られる。 実施例１ モルホリン５２.３ｇ（０.６モル）を５００ｇのイオン
交換水に溶解し、７０℃まで昇温した。この溶液に、一
般式［１］において、Ｒがエチレン、Ｘ¹、Ｘ²およびＸ
³がともに水酸基であるカルボキシエチルチオコハク酸
４４.４ｇ（０.２モル）を加え、６０分間撹拌混合して
中和反応した。得られた溶液にイオン交換水を加え、溶
液全体の重量を９６７ｇとして、カルボキシエチルチオ
コハク酸モルホリン塩の１０重量％水溶液を得、これを
試料Ａとした。試料Ａは、潤滑性試験では耐圧荷重１
４.５kg／cm²、耐腐食性試験ではアルミニウム試験片に
腐食は見られず、防錆性試験では１２時間後も２４時間
後も錆は発生せず、分散安定性試験では均一溶解状態を
保ち、洗浄試験では鋼板試験片は全面水濡れし、酸−ア
ルカリ防食試験では全pH域で腐食は見られなかった。 実施例２ カルボキシエチルチオ無水コハク酸２０４.２ｇ（１.０
モル）にトルエン２００ｇを加え、窒素雰囲気下、撹拌
しながら８０℃まで昇温した。８０℃を保持しながら、
１時間かけて、１−ヘキサデカノールのエチレンオキシ
ド１５モル付加物９０２.５ｇ（１.０モル）を滴下し、
その後８０℃のまま３時間エステル化反応を行った。得
られた反応液は、６０℃で減圧下エバポレータにて脱ト
ルエンを行い、一般式［１］において、Ｒがエチレン、
Ｘ¹が水酸基、Ｘ²、Ｘ³のいずれか一方が水酸基で他方
が１−ヘキサデカノールのエチレンオキシド１５モル付
加物の残基である化合物１,１０６.７ｇ（１.０モル）
を得た。この化合物１５０ｇにイオン交換水を加えて溶
解し、溶液全体の重量を１,５００ｇとして１０重量％
水溶液を得、これを試料Ｂとした。試料Ｂは、潤滑性試
験では耐圧荷重１５.５kg／cm²、耐腐食性試験ではアル
ミニウム試験片に腐食は見られず、防錆性試験では１２
時間後には錆は発生せず、２４時間後に１点の錆の発生
があり、分散安定性試験では均一溶解状態を保ち、洗浄
試験では鋼板試験片は全面水濡れし、酸−アルカリ防食
試験では全pH域で腐食は見られなかった。 実施例３ カルボキシエチルチオ無水コハク酸２０４.２ｇ（１.０
モル）にトルエン２００ｇを加え、窒素雰囲気下、撹拌
しながら７０℃まで昇温した。７０℃を保持しながら、
１時間かけて、２−エチルヘキシルアミン１２９.３ｇ
（１.０モル）を滴下し、その後８０℃に昇温して３時
間無水環の開環アミド化反応を行った。得られた反応液
は、６０℃で減圧下エバポレータにて脱トルエンを行
い、一般式［１］において、Ｒがエチレン、Ｘ¹が水酸
基、Ｘ²、Ｘ³のいずれか一方が水酸基で他方が２−エチ
ルヘキシルアミノ基であるカルボキシエチルチオコハク
酸モノ(２−エチルヘキシル)アミド３３３.５ｇ（１.０
モル）を得た。このカルボキシエチルチオコハク酸モノ
(２−エチルヘキシル)アミド１６６.８ｇ（０.５モル）
と、ジエタノールアミン１０５.１ｇ（１.０モル）およ
びイオン交換水１,０００ｇを混合し、６０℃で１時間
撹拌して中和を行い、その後得られた溶液にイオン交換
水を加えて溶液全体の重量を２,７１９ｇとして、カル
ボキシエチルチオコハク酸モノ(２−エチルヘキシル)ア
ミドのジエタノールアミン塩の１０重量％水溶液を得、
これを試料Ｃとした。試料Ｃは、潤滑性試験では耐圧荷
重１６.５kg／cm²、耐腐食性試験ではアルミニウム試験
片に腐食は見られず、防錆性試験では１２時間後も２４
時間後も錆は発生せず、分散安定性試験では均一溶解状
態を保ち、洗浄試験では鋼板試験片は全面水濡れし、酸
−アルカリ防食試験では全pH域で腐食は見られなかっ
た。 実施例４〜９ 第１表に示すＲ、Ｘ¹、Ｘ²およびＸ³を有する一般式
[１]で表される化合物および中和塩基を用い、実施例
１、２または３に準じて一般式［１］で表される化合物
の塩の１０重量％水溶液を得、これらを試料Ｄ〜Ｉとし
た。なお、第１表において、実施例４、５、６、８およ
び９においては、実施例２と同様に合成上、実際はＸ²
またはＸ³のいずれか一方が水酸基で他方がアミノ基、
有機基置換アミノ基、ポリオキシエチレンアルキルエー
テル基またはポリオキシエチレン脂肪酸エステル基であ
る化合物の混合物が得られているが、便宜上両者を表中
の同じ欄内に示した。また、中和率１００％とは、一般
式［１］で表される化合物が有するカルボキシル基と当
量の中和塩基を用いて中和したことを表し、中和率８０
％とは、一般式［１］で表される化合物が有するカルボ
キシル基の８０当量％の中和塩基を用いて中和したこと
を表す。試料Ｄ〜Ｉの水系金属加工油剤としての性能評
価結果を、試料Ａ、ＢおよびＣの評価結果とともに第３
表に示す。 比較例１ カルボキシエチルチオコハク酸の代わりにクエン酸を用
いた以外は、実施例１に準じた中和反応を行って、クエ
ン酸モルホリン塩の１０重量％水溶液を得、これを試料
Ｊとした。 比較例２ カルボキシエチルチオコハク酸の代わりに２−エチルヘ
キサン酸を用いた以外は、実施例１に準じた中和反応を
行って、２−エチルヘキサン酸モルホリン塩の１０重量
％水溶液を得、これを試料Ｋとした。 比較例３ カルボキシエチルチオ無水コハク酸の代わりに無水コハ
ク酸を用いた以外は、実施例２および３に準じたアミド
化と中和反応を行い、コハク酸モノ(２−エチルヘキシ
ル)アミドのジエタノールアミン塩の１０重量％水溶液
を得、これを試料Ｌとした。 比較例４〜１１ 第２表に示す内容の水系防錆剤の１０重量％水溶液（ま
たは１０重量％水分散液）を得、これを試料Ｍ〜Ｔとし
た。試料Ｊ〜Ｔの水系金属加工油剤としての性能評価結
果を、第３表に示す。また、水系金属加工油剤の代わり
に、イオン交換水のみを用いて試験した結果を参考例１
として第３表に併記した。

【００１２】

【表１】

【００１３】

【表２】

【００１４】

【表３】

【００１５】第３表より明らかなように、従来の非水系
切削加工油剤（比較例６）では、潤滑性、防錆性、耐腐
食性とも優れるものの洗浄性が悪く、従来のエマルショ
ン型水系切削加工油剤（比較例７）では、分散安定性、
酸−アルカリ防食性が悪く、従来の脂肪酸塩系ソリュブ
ル型水系切削加工油剤（比較例８、９）では、防錆性に
劣り、耐腐食性および酸−アルカリ防食性が悪い。従来
の非イオン系ソリュブル型水系切削加工油剤（比較例１
０）では、耐腐食性はあるものの潤滑性、防錆性、アル
ミニウムに対する酸−アルカリ防食性が悪い。ドデシル
チオプロピオン酸塩を用いた比較例１１では、潤滑性、
防錆性は有するものの、それ自身アルミニウムに対する
腐食性があり、かつアルミニウムに対する酸−アルカリ
防食性も悪い。実施例１〜９の本発明の水系金属加工油
剤は、比較例の類似構造の化合物（比較例１〜５）およ
び従来の金属加工油剤（比較例６〜１０）に比べ、潤滑
性、防錆性、耐腐食性、分散安定性、洗浄性に優れ、そ
れ自身がアルミニウムを腐食しないだけでなく、pHが広
範囲で変動してもアルミニウムの腐食を防止できること
がわかる。

【００１６】

【発明の効果】本発明の水系金属加工油剤は、切削加工
および研削加工に適した潤滑性、優れた防錆能力と両性
金属に対して広いpH領域で防食能力を有するとともに、
水に任意の割合で溶解または分散して、安定な溶液また
は分散液を形成するため、クーラントの液分離に関する
トラブルは起こらず、そのうえ使用後の洗浄除去性にも
優れている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｎ 40:22

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一般式［１］ 【化１】 （ただし、式中、Ｒは炭素数１〜３０のアルキレン基で
   あり、Ｘ¹、Ｘ²およびＸ³は水酸基、アルコールの残
   基、アミノ基または有機基置換アミノ基であり、Ｘ¹、
   Ｘ²およびＸ³は互いに同一でも異なっていてもよいが、
   その少なくとも一つは水酸基である。）で表される化合
   物を含有してなる水系金属加工油剤。
2. 【請求項２】一般式［１］ 【化２】 （ただし、式中、Ｒは炭素数１〜３０のアルキレン基で
   あり、Ｘ¹、Ｘ²およびＸ³は水酸基、アルコールの残
   基、アミノ基または有機基置換アミノ基であり、Ｘ¹、
   Ｘ²およびＸ³は互いに同一でも異なっていてもよいが、
   その少なくとも一つは水酸基である。）で表される化合
   物の塩を含有してなる水系金属加工油剤。