JPH09511259A - 新規水溶性金属工作液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は鉄及び非鉄金属を切削、曲げ加工、研削及び形削りする工程で滑剤として有用なポリアスパラギン酸とその塩を含有する新規水溶性金属工作液に関する。ポリアスパラギン酸とその塩は、ポリアスパラギン酸とその塩そが易生分解性であるため特別な処理を必要とせずに工作液を使用後に容易に廃棄できる点が特に有利である。

Description

【発明の詳細な説明】 新規水溶性金属工作液 本発明は再生が不要な新規生分解性水溶性金属工作液に関する。より特定的に は、本発明は滑剤を必要とする切削、研削、形削り及び他の金属工作作業で有用 なポリアミド塩に関する。本発明のポリアミド化合物は更に耐食性であり、現用 の油性工作液よりも環境的許容性が高い。 発明の背景 環境上の問題により、従来公知の含油金属工作液は再生するか又は公共下水処 理システム以外に廃棄することが必要である。場合によっては廃棄コストが工作 液の原価に近くなり、廃棄コストがコストの大半を占めることもある。 金属工作液は種々の金属工作用途で多数の機能を果たす。典型的には、このよ うな機能は工作物と工具から熱を除去し（冷却）、チップ、工具及び工作物間の 摩擦を低下させ（潤滑）、工作物により生じる金属屑を除去し、腐食を低下又は 防止し、工作物と工具間などの縁部への付着を防止又は低下させることなどであ る。これらの機能を兼備する ためには、特定の金属工作作業に必要な最良の属性に達するように工作液中の成 分を配合ないし組み合わせることが必要である。 最近では含油金属工作液の代用品として第１アミド、エチレンジアミン四酢酸 、脂肪酸エステル、アルカノールアミン塩などの種々の工作液が提案されている 。このような化合物は、工作液の有効寿命中にこのような化合物を含むタブレッ トを溶解させて使用中に補給することができる。Ｓａｔｏの米国特許第４，１４ ４，１８８号参照。 アミン類も切削油で抗細菌剤として有用であることが判明した。このようなア ミンはアニリノアミンやアリールアルキルアミン（例えばｐ−ベンジルアミノフ ェノール）などである。ＮｏｄａらのＥＰＯ ９０−４００７３２参照。 上述のように、産業上の問題の１つは金属工作液の妥当な廃棄である。上記ア ミンは生分解により工作液から除去され、沈降タンク、処理タンク及びスラッジ 処理タンクなどの設備が必要である。このようなシステムは日本国特許第０３１ ８１３９５号に開示されている。環境基準を満たすために他の廃棄物処理方法及 び油除去システムも使用されている。 現用の含油水溶性金属工作液は作業者の衛生が常に問題となる。このような工 作液は切削、曲げ加工、ねじ切り及び他の金属工作用途で工作液を使用する作業 者と不可避的に接触する。このような含油工作液は工作物を加工している作業現 場に霧を発生し、このような霧は機械とその操作員の付近の空気中を移動する。 英国特許第２，２５２，１０３号に記載されているように霧の問題を低減する試 みもなされている。この特許にはアクリルアミド、アクリル酸ナトリウム及びＮ −ｎ−オクチルアクリルアミドのコポリマーを含むポリマー増粘剤が開示されて いる。コポリマーは水溶性及び非水溶性モノマーから調製される。 慣用水溶性金属工作液を利用する作業現場には霧の発生と移動により、特有の 臭気が充満しているのが常である。通常、このような臭気は不快であり、避けら れない状況として黙認されている。 高度に生分解性であり、無臭で霧を発生しない水溶性金属工作液が必要とされ ており、このような工作液は特に切削作業で有用である。このような工作液を利 用できるならば、廃棄コストが不要になり、より衛生的で望ましい環境を作業現 場に提供することができる。 アスパラギン酸の乾燥混合物の重合を触媒してポリスクシンイミドを形成する 種々の方法が発見されている。乾燥雰囲気で実施するのに好適な触媒はリン酸で ある。リン酸はアスパラギン酸の熱縮合の優れた触媒であることが多年来知られ ていたが、従来は多量に使用して液体又はペースト状混合物を形成していた。し かし、比較的少量を使用して実質的に流動性の粉末を維持することも知られてい る。例えば、Ｋｎｅｂｅｌらの米国特許第５，１４２，０６２号には、１：０． １〜１：２の重量比のアスパラギン酸／触媒を使用できることが開示されている 。ＦｏｘとＨａｒａｄａも文献“Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ”中にα−アミノ酸の熱重縮合方法を報 告しており、この文献には１：０．０７のモル比のアスパラギン酸／触媒を使用 する方法が記載されている。更にＦｏｘとＨａｒａｄａはアミノ酸の重縮合反応 にポリリン酸を触媒として使用すると非常に有効であることも開示しており、ｏ −リン酸を使用する場合よりも低温にできることを示している。 発明の簡単な説明 アスパラギン酸の重合から誘導される酸、塩及びアミド から構成される群から選択されるポリアスパラギン酸ポリマーを含む高度に生分 解性で霧を発生しない無臭水溶性金属工作液がここに知見された。このようなポ リマーは典型的には、Ｌ−アスパラギン酸を熱重合してポリスクシンイミドを生 成した後、公知手段により加水分解し、高度に生分解性の水溶性ポリアスパラギ ン酸又は塩を生成することにより製造される。このようなポリマーは一般に約１ ０００〜約４０，０００の分子量をもつ。 このようなポリマーを水に溶解すると、種々の鉄及び非鉄金属の切削、ねじ切 り、曲げ加工、研削、ブローチ加工、ねじ立て、平削り、歯車形削り、リーマー 仕上げ、深孔あけ／ガン孔あけ、孔あけ、中ぐり、ホッビング、フライス削り、 旋削、のこ引き及び形削りに有用な非常に望ましい水性金属工作液が得られる。 発明の詳細な説明 典型的には、本発明の金属工作液は水中に約３〜約５０重量％の濃度のポリア スパラギン酸又はその塩を含む。本発明の好適組成物は水中に約３〜約１５％の ポリアスパラギン酸又はその塩を含む。 ポリアスパラギン酸又はその塩は水に溶け易いので、有 効量を加えるために特別な工程が不要である。本発明の金属工作液は水中のポリ アスパラギン酸、その塩又はアミンのみから構成してもよいが、一般には工作液 に所望の特性を強化する他の成分も含有する。 本発明の組成物では、該組成物を金属工作用途で使用した場合に機能を拡張で きるように特性を強化又は増進する種々の添加剤を使用できる。添加剤の種類は 境界滑剤、腐食防止剤、酸化防止剤、洗剤及び分散剤、粘度指数向上剤、エマル ジョン調節剤、摩耗摩擦防止剤並びに消泡剤などである。 例えば、境界潤滑を強化するためには摩耗防止剤、滑剤、極圧剤、摩擦調節剤 等の添加剤を使用することができる。このような添加剤の典型的な例は金属ジア ルキルジチオホスフェート、金属ジアリールジチオホスフェート、アルキルホス フェート、トリクレシルホスフェート、２−アルキル−４−メルカプト−１，３ ，４−チアジアゾール、金属ジアルキルジチオカルバメート、金属ジアルキルホ スホロジチオエート（ここで金属は典型的には亜鉛、モリブデン、タングステン 又は他の金属である）、リン化脂肪及びオレフィン、硫化脂肪及びオレフィン、 パラフィン、脂肪酸、 カルボン酸及びその塩、脂肪酸エステル、有機モリブデン化合物、二硫化モリブ デン、黒鉛並びに硼酸塩分散液である。このような境界潤滑添加剤は当業者に周 知である。他の添加剤には、洗浄機能を提供する洗剤や分散剤がある。 本発明のポリアスパラギン酸化合物は所定の範囲のｐＨで腐食防止剤として機 能するが、本発明の組成物ではポリアスパラギン酸、塩又はアミドが腐食防止剤 として機能できないｐＨ範囲で機能する腐食防止剤を使用し得る。当業者に公知 の腐食防止剤の典型的な例はクロム酸亜鉛、ジチオホスフェート（例えばジチオ リン酸亜鉛）、アルカリ金属スルホネート、アルカノールアミン（例えばエタノ ールアミン）及び種々の特性を提供するようにアルキル基の主鎖を置換した置換 アルカノールアミン、アルキルアミン（例えばヘキシルアミン及びトリエタノー ルアミン）、硼酸塩化合物（例えば硼酸ナトリウム）及び硼酸塩とアミンの混合 物、特に硬水中で有用な高ｐＨ（１０以上）のポリアスパラギン酸を含むカルボ ン酸及びアルキルアミドカルボン酸、モリブデン酸ナトリウム、硼酸エステル（ 例えば硼酸モノベンジル）及び硼酸と種々のエタノールアミンの混合物（制生物 剤と兼用）、安息香酸、安息香酸のニトロ 誘導体、安息香酸アンモニウム、ヒドロキシ安息香酸、安息香酸ナトリウム、カ ルボキシメチルチオ基をもつカルボン酸のトリエタノールアミン塩（例えば１− １−（カルボキシメチルチオ）ウンデカン酸トリエタノールアミン塩）である。 腐食防止剤の詳細については、参考資料として本明細書の一部とするＣｏｒｒｏ ｓｉｏｎ Ｒｅｖｉｅｗｓ，１１（１−２），ｐｐ．１０５−１２２，１９９３ に所収のＡｒｕｎａ Ｂａｈａｄｕｒ著“Ｃｈｒｏｍａｔｅ Ｓｕｂｓｔｉｔｕ ｔｅｓ Ｆｏｒ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ ｉｎ Ｃｏｏｌ ｉｎｇ Ｗａｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ”を参照されたい。 本発明の典型的な組成物は約５〜約３０重量％のポリアスパラギン酸の塩又は アミドと約１〜約１０重量％の腐食防止剤を含有する水溶液である。本発明の組 成物は更に、Ｌ−アスパラギン酸の熱縮合反応でポリマーを製造するのに使用す る少量の触媒も含有し得る。典型的にはこのような触媒はイミドポリマーの加水 分解中に対応する塩に変換されるリン酸などの酸である。 典型的な酸化防止剤としては、亜鉛及び他の金属のジチオホスフェート、ヒン ダードフェノール、金属フェノール スルフィド、無金属フェノールスルフィド、芳香族アミンが挙げられる。 本発明の組成物を利用する多くの作業では金属表面から洗い落とさなければな らない粒子が生じるので、本発明の組成物は洗剤及び分散剤を使用する。典型的 な分散剤としては、ポリアミンスクシンイミド、アルキレンオキシド、ヒドロキ シベンジルポリアミン、ポリアミンスクシンアミド、ポリヒドロキシスクシン酸 エステル及びポリアミンアミドイミダゾリンが挙げられる。典型的な洗剤として は金属スルホネート、過塩基性金属スルホネート、金属フェネートスルフィド、 過塩基性金属フェネートスルフィド、金属サリチレート及び金属チオホスホネー トが挙げられる。 従って、本発明の組成物は界面活性剤、極圧剤、緩衝剤、増粘剤、抗微生物剤 及びこのような組成物で一般に使用される他のアジュバントも含有し得る。 本発明のポリアスパラギン酸はアスパラギン酸の熱縮合により提供される。こ のような目的には多種多様な方法が知られている。例えば、トレー乾燥器を使用 する連続方法が最近発見され、この方法では水平面内を周期的に移動する上段ト レーにアスパラギン酸を導入し、次の下段トレー に反応材料を送達する。乾燥器内の滞留時間はトレーの段数、乾燥器に流す空気 などの加熱ガス及び温度により調節される。このような装置内の温度は通常約２ ００〜約３５０℃であり、滞留時間は約１．５〜約３時間である。典型的なトレ ー乾燥器はニュージャージー州、Ｆｏｒｔ Ｌｅｅに所在のＷｙｓｓｍｏｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄから市販されている。このような方 法で使用可能な別のトレー乾燥器はケンタッキー州、Ｆｌｏｒｅｎｃｅに所在の Ｋｒａｕｓｓ Ｍａｆｆｅから市販されているトレー乾燥器である。Ｋｒａｕｓ ｓ，Ｍａｆｆｃトレー乾燥器では、加熱トレーを固定し、プラウ又はシャベルを 軸方向に回転させて反応体を各プレートの端から端まで移動させる。あるいは反 応体をトレーの内縁部又は外縁部を介して１つの段のトレーから次の段のへと落 下させる。反応体はトレーによって直接加熱される。 Ｄ−、Ｌ−又はＤＬ−アスパラギン酸などアスパラギン酸の種々の異性体を使 用してポリアスパラギン酸を製造することができるが、本発明ではＬ−アスパラ ギン酸を使用すると好適である。 触媒を使用するならば、乾燥器内の反応滞留時間を他の 上記因子に依存して約１〜約１．５時間に短縮することができる。循環ガス中に 少なくとも約５容量％の二酸化炭素が存在すると熱縮合を触媒することが最近知 見された。循環ガス中の二酸化炭素の量は通常約１０容量％である。 種々の反応器を使用して本発明のポリアスパラギン酸を製造することができる 。典型的な反応器は、スイス、Ａｕｇｓｔに所在のＡｅｒｎｉ，Ａ．Ｇ．から市 販されているＬｉｓｔ反応器と、ケンタッキー州、Ｆｌｏｒｅｎｃｅに所在のＬ ｉｔｔｌｅｆｏｒｄ Ｂｒｏｓ．Ｉｎｃから市販されているモデルＦＭ１３０実 験室用ミキサー及び大規模製造用モデルなどのＬｉｔｔｌｅｆｏｒｄ反応器であ る。 Ｌｉｔｔｌｅｆｏｒｄミキサーは流動層条件を生じるに十分な撹拌を提供し、 粒子の塊を細断して流動層に付加的な剪断力を加えるチョッパーを備え得る。ミ キサーにより提供される撹拌は、全反応時間を通して粒子を実質的に自由流動状 態に維持するために十分である。典型的には、Ｌｉｔｔｌｅｆｏｒｄミキサーを 少なくとも約１８０℃の温度で作動させると、アスパラギン酸を重合するために 十分な時間約１８０℃〜約２５０℃の温度に加熱流動層を維持することができる 。ミキサーは反応器にパージガス流を提 供するように装備することが望ましい。本発明によると、ガス流は縮合反応を触 媒するために十分な量の二酸化炭素を提供され、こうしてアスパラギン酸の完全 な重合に達するまでの時間を大幅に短縮することができる。 アスパラギン酸の通常の熱縮合反応はポリスクシンイミド中間体を生じる。中 間体はアルカリ溶液によって容易に加水分解され、ポリアスパラギン酸又は塩に なる。水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属塩基の１２重量％溶液が中間体を所 望のポリアスパラギン酸又は塩に最適に変換することが判明した。 Ｌ−アスパラギン酸の熱縮合によって生成されるポリアスパラギン酸の水溶性 塩の任意のものを本発明の金属工作液で使用することができる。典型的な塩とし ては、アルカリ金属塩、アンモニウム、有機アンモニウム及びその混合物を挙げ ることができる。「アルカリ金属」なる用語は、リチウム、ナトリウム、カリウ ム、セシウム及びルビジウムを包含する。有機アンモニウム塩は、低分子量即ち 約２７０未満の分子量をもつ有機アミンから製造される塩を含む。有機アミンは アルキルアミン、アルキレンアミン、アルカノールアミンを含む。典型的な有機 アミンとしては、 プロピルアミン、イソプロピルアミン、エチルアミン、イソブチルアミン、ｎ− アミルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミ ン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、 ヘプタデシルアミン及びオクタデシルアミンが挙げられる。 どのような反応器を使用するかに関係なく、Ｌ−アスパラギン酸の熱縮合によ り生成されるポリアスパラギン酸又はその塩は本発明で有用である。このポリマ ーは鉄及び非鉄金属の金属工作作業を可能にするに十分な潤滑を提供することが 知見された。本発明の組成物及び方法では他の起源のポリアスパラギン酸も有用 である。例えば、いずれも参考資料として本明細書の一部とするＦｕｊｉｍｏｔ ｏらの米国特許第３，８４６，３８０号、Ｂｏｅｈｍｋｅの米国特許第４，８３ ９，４６１号、Ｈａｒａｄａらの米国特許第４，６９６，９８１号から公知のよ うなマレイン酸又はその誘導体を使用する重縮合方法からポリアスパラギン酸を 誘導することができる。好適ではないが、本発明の方法ではＨａｒａｄａらの米 国特許第４，５９０，２６０号により製造したコポリマーなどのアミノ酸コポリ マーも使 用することができる。 本発明の水性金属工作液は、ポリアスパラギン酸又はその塩の水溶液が臭気を 伴わないという点で特に有利である。更に、水性含油液は工具工作現場の周辺に 霧を発生しがちであるが、本発明の工作液はその恐れがないことも判明した。霧 が発生しないため、工作現場に実質的に工作液が飛散せず、機械と作業者は金属 工作液により実質的に汚染されない。本発明の水性金属工作液は最大の利点とし て、活性成分であるポリアスパラギン酸又は塩が迅速な生分解速度をもつことが 判明した。本発明の金属工作液は生分解性であるため、下水処理システムに廃棄 するなどの通常手段で廃棄することができる。代替廃棄手段を講じなければなら ない環境上の問題に鑑みればこのような工作液のコスト上の利点は明白である。 黄銅や銅などの非鉄金属で試験した処、作業現場が比較的汚染されないのみな らず、工作物に変色性の付着物が比較的残らないことも判明した。実際に、ポリ アスパラギン酸の塩の水溶液はＫａｌｏｔａらの米国特許第４，９７１，７２４ 号に記載されているような腐食防止剤であることが判明した。従って、金属、特 に鉄金属に有害な付着物が残 らず、実際に本発明の金属工作液により腐食から保護される。他方、ポリアスパ ラギン酸の水溶液の腐食防止効果は、約９以上の範囲のｐＨをもつ溶液にまで及 ぶ。本発明のポリアスパラギン酸又は誘導体で使用する組成から約１０以下のｐ Ｈをもつ水溶液を調製する場合には、本発明の金属工作液の組成に腐食防止剤を 加えることが推奨される。しかし、実際に工作液を長期間使用する間に本発明の ポリアスパラギン酸組成物は雰囲気中の二酸化炭素などの酸性化剤と接触してｐ Ｈが低下する傾向がある。従って、一般には本発明の全組成物に腐食防止剤を加 える。腐食防止剤の添加量は特定の腐食防止剤及び工作液の使用環境に依存して 広い範囲をとり得る。例えばクロム酸亜鉛が腐食防止剤である場合には、有効量 は５０ｐｐｍ以上である。 本発明の金属工作液は任意数の金属種で上記のような種々の金属工作用途に有 用である。特に、鉄、鋼（炭素鋼及び低合金炭素鋼）及びステンレス鋼などの鉄 金属の工作に有用である。本発明の工作液で工作可能な非鉄金属は銅、黄銅及び アルミニウムである。このような金属は本発明の水性工作液により滑性を供給さ れ、安全に工作される。 切削作業における本発明の金属工作液の特に重要な機能 は、工具と工作物の温度を低温に維持する冷却機能である。このような制御は工 具の摩耗と工作物の歪みを最小限にするのに役立つ。本発明の金属工作液の別の 機能は、切削作業中に生じる工具とチップ間などの摩擦を低下させると共に、工 具と工作物の間の摩擦を低下させる潤滑機能である。種々の型の切削作業で一般 に金属小片のチップが生じるが、チップを工作物からできるだけ早く除去し、切 削工具を目詰まりさせないことが有利である。 好適態様の説明 実施例１ 以下の実施例では２個のトレーを備える実験室モデルのトレー乾燥器を使用し 、上記市販トレー乾燥器の条件を模して反応体材料を一方のトレーから他方のト レーに移した。市販モデルの所望のトレー段数に等しくなるように反応体材料を 一方のトレーから他方のトレーに移した。ニュージャージー州Ｆｏｒｔ Ｌｅｅ に所在のＷｙｓｓｍｏｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているＷｙｓｓｍｏｎ ｔターボ乾燥器に模したトレー乾燥器を使用し、トレーに２．５ｃｍの深さにト レー１段当たり１ｋｇのＬ−アスパラギン酸を加えた。合計２８段のトレーを使 用した。実験の間中乾 燥器を流れる循環空気温度を３０５℃に維持した。空気速度は１１４．３ｍ／分 に維持し、トレー回転は１回転当たり３分間に設定した。トレー上の材料に接触 する空気中に総量１０容量％の二酸化炭素を提供するような量の二酸化炭素を空 気源に供給した。種々の反応時刻にトレーからサンプルを取り出し、ポリマー変 換量、ｐＨ、色（ＡＰＨＡ）及び分子量を分析した。得られたデータを下表Ｉに 示す。 実施例２ 金属工作液を使用する際に重要な因子は工作液のポンプ、スプレー及び流れの 作用により生じる気泡の量である。本発明の工作液の起泡特性を立証するために 、起泡特性に関する標準ＡＳＴＭ法（Ｄ８９２）を実施した。ポリアスパ ラギン酸のナトリウム塩の５％及び２８％水溶液で試験を行った。試験時間は５ 分間とし、種々の温度及びポリアスパラギン酸濃度で収集したデータを下表IIに 示す。 この試験の結果から明らかなように、本発明の金属工作液は実質的に起泡傾向 をもたない。 実施例３ ５重量％の濃度のポリアスパラギン酸のナトリウム塩を用いて液温４９℃、２ ９０ＲＰＭでＦａｌｅｘ試験（ＡＳ ＴＭ Ｄ３２３３Ｂ）を実施した。得られたデータを下表IIIＡに示す。 ３００〜７５０Ｋｇｆで金属音が検出され、全試験を通して７５０Ｋｇｆで発 煙した。負荷変動と雑音により２０００ｌｂｆ負荷で試験を終了した。サンプル 蒸発率は５０重量％であり、所々に黒い粘稠な付着物が観察された。最終液温は 約５４℃であった。 ポリアスパラギン酸のナトリウム塩２８重量％の工作液 濃度で２回目のＦａｌｅｘ試験を実施した。得られたデータを下表IIIＢに示す 。 ３００〜１２５０Ｋｇｆで金属音が検出され、全試験を通して１５００Ｋｇｆ で発煙が開始した。負荷変動と雑音により１０２６ｌｂｆ負荷で試験を停止した 。蒸発又はガム状の付着物は観察されなかった。最終液温は約７０℃であった。 実施例４ 水平ディスク軟鋼クーポンで錆試験（ＡＳＴＭ Ｄ３６０３）を実施した。ｐ Ｈ１０．２で５重量％又は２８重量％の濃度のポリアスパラギン酸のナトリウム 塩の水溶液で錆は検出されなかった。 実施例５ ５重量％及び２８重量％の濃度ポリアスパラギン酸のナトリウム塩を用いて１ ２００ＲＰＭで４０ｋｇ荷重下に４球摩耗試験を実施した。試験は室温で１時間 実施した。得られたデータを下表IVに示す。 実施例６ ５重量％及び２８重量％の濃度のポリアスパラギン酸のナトリウム塩を用いて ４球係数摩擦試験（Ｆａｌｅｘ６）を実施した。試験は初期温度を室温として１ ２００ＲＰＭで実施した。試験で得られたデータを下表Ｖに示す。この 試験の結果から明らかなように切削液に望ましい摩擦係数が得られる。 実施例７ 実施例１の生成物を１２％水酸化ナトリウム溶液により加水分解した。ナトリ ウム塩から種々の濃度の一連の水溶液を調製し、熱／加水分解安定性試験を実施 した。試験はガラス容器中で７８℃で１１日間実施した。安定性をｐＨにより測 定した。試験結果を下表VIに示す。 実施例８ ガラス容器中で温度７８℃で実施例８のナトリウム塩を用いて７日間安定性試 験を実施した。この期間の分子量の低下の変化により安定性を決定した。データ には分子量の多少の低下が認められるが、老化サンプルのクロマトグラフィー分 析では試験サンプルにアスパラギン酸は検出されなかった。試験結果を下表VII に示す。 実施例９ ポリアスパラギン酸ナトリウム塩の２８％水溶液を用いて４球摩耗試験（ＡＳ ＴＭ Ｄ２２６６）を実施した。Ｒｏｈｍ ＆ Ｈａａｓから商品名Ａｃｕｓｏ ｌで市販されている市販の水性金属工作液を水で２８重量％まで希釈し、同一条 件下で試験した。比較のために水単独も試験した。負荷は４０Ｋｇ、速度は６２ ５ｒｐｍとした。試験は４９℃で１時間実施した。３回の読取値の平均を表VIII に示す。 実施例10 ４０Ｋｇ負荷、１２００ｒｐｍ、初期温度４８．９℃で４球摩耗試験を１時間 実施し、本発明の金属工作液を他の工作液と比較した。４種類の濃度のアスパラ ギン酸のナトリウム塩とポリアスパラギン酸のアルキルアミン塩を他のアミノ酸 、市販の水性工作液、潤滑油及び水エマルジョンと比較した。試験結果を下表IX に示す。 実施例11 カーバイドで被覆したビットを用いてＬｅｂｌｏｎｄ Ｍａｋｉｎｏモデル１ ５−５４４の旋盤を２５６ｒｐｍで運転し、深さ０．３１２５ｃｍに切削するよ うにビットを設定して一連の金属棒（鉄黒、軟鋼及びアルミニウム）を切削した 。使用した滑剤はポリアスパラギン酸（ナトリウム塩）の１４％水溶液を９．５ １／分の速度でビットに供給した。金属の引き裂きは観察されず、滑らかな切削 が得られた。 実施例12 種々の組成のポリアスパラギン酸（ＰＡＡ）水溶液を用いて一連の４球試験を 実施した。試験から得られたデータを下表Ｘに示し、同表中、ＴＳＰＰはピロリ ン酸四ナトリウム、ＣＭＣはカルボキシメチルセルロースを意味し、界面活性剤 は商品名Ｐｏｌｙ−Ｔｅｒｇｅｎｔ，ＳＬＦ−１８として市販されている非イオ ン界面活性剤である。試験の結果を下表Ｘに示す。表Ｘ中の成分の量は重量％で 表す。粘度は３７．７℃で測定し、センチストークスで表し、傷跡直径はｍｍで 表す。下表Ｘ中、ＬＢ４００はＲｈｏｎｅ Ｐｏｕｌｅｎｃ Ｃｏ．，Ｉｎｃ． から市販され、ポリオ キシエチレンオクタデセニルエーテルホスフェートを含有する市販水性添加剤で ある。 実施例13 ＡＳＴＭ Ｄ２７８３「潤滑液の極圧特性の標準測定方法（４球試験）」の手 順に従って極圧４球試験を実施した。この試験は一定の組み合わせ条件下で潤滑 液の相対負荷支持特性を等級付けるために使用される。この試験では固定した３ 個の鋼球に対して１個の鋼球を負荷下に回転させる。試験滑剤を下方の３個の鋼 球に塗布する。試験が進行するにつれて回転球にかかる負荷は増加し、溶接点未 満の１０個の上昇負荷について球の傷跡直径を測定する。データを負荷摩耗指数 （ｋｇｆ）及び溶接点（ｋｇｆ）として下表XIIIに示す。負荷摩耗指数は加えた 負荷に対する傷跡直径のデータから計算する。溶接点の直前の最大の１０個の負 荷の補正負荷（ヘルツ直径を補償）を平均する。傷跡直径は常に同一負荷で測定 するので、指数は液と金属の関数となる。全試験は同一金属種で実施するので、 負荷摩耗指数を用いて一連の滑剤が摩耗を最小にする能力を等級付ける。表XIII の試験データは、実験室番号３で１８００ｒｐｍの回転速度を使用し、実験室番 号１及び２で１７６０ｒｐｍを使用した以外は同一条件を用いて３種の異なる実 験室で得られたものである。表中、高分子量ポリアスパラギン酸 は分子量約３８，７５０のポリマーを意味する。その他はポリアスパラギン酸の 分子量は９，２００の範囲であった。いずれの場合もイミドポリマーを加水分解 して得たナトリウム塩を使用した。 実施例14 本実施例では、共通試験で異なる液を用いてデータを得るように特に適応させ た装置を利用することにより金属除去液を比較する「ねじ立てトルク試験」を実 施した。この 試験とねじ立て作業中にトルクを測定するために用いた装置はＴ．Ｈ．Ｗｅｂｂ とＥ．ＨｏｌｏｄｎｉｋによりＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａ ｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，３ ６，９，ｐｐ．５１３−５２９，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ，１９８０に記載されてい る。この方法では金属除去液で潤滑しながらブランク試料ナットにねじ立てする ために必要なトルクを測定する。このトルクを測定し、参照液で潤滑中にブラン ク試料をねじ切りするために必要なトルクと比較する。参照液に対する試験液の 平均トルク値の比を効率として定義する。異なるタップで参照液の平均トルク値 が統計的に等しいときに２種以上の液の効率を比較することができる。本試験で 使用した金属は１０１８鋼であった。商品名「Ｓｕｌｋｌｅｅｒ」で市販されて いる金属除去液を参照液として使用し、市販液の使用時に必要なトルクを試験液 の使用時に測定したトルクで除して１００を乗じることにより効率を決定した。 試験液を使用して測定したトルクが高いほど効率は低い。この試験で得られたデ ータを下表XIVに示す。各液３回の試験の平均として効率百分率を示す。ポリア スパラギン酸のナトリウム塩を水溶液 中で試験し、中和量を表中ｐＨにより示す。各場合ともポリアスパラギン酸ポリ マーはＬ−アスパラギン酸の熱縮合産物であるイミドポリマーを加水分解して得 たナトリウム塩である。 全ポリアスパラギン酸溶液試験結果は市販切削油²に検出された結果の範囲内 であり、ポリアスパラギン酸液が同等の作業能をもつことが明らかである。また 、分子量、濃度（５％と２８％）及び滑性添加剤ＬＢ−４００などの変数はこの 試験により測定されるねじ立て能にほとんど影響しない。 表XIII、実験室番号３のデータに示すように、本発明のポリアスパラギン酸溶 液は市販切削油に比較して非常に高い溶接点を提供する。これらのデータは、本 発明の組成物が金属成形作業に極めて有用であることを示す。 以上、具体的態様により本発明を詳細に説明したが、以上の説明は単なる例示 に過ぎず、本発明を必ずしも限定するものではなく、当業者には（開示に鑑みて ）他の態様や操作方法も自明である。従って、上記に説明した本発明の趣旨の範 囲内で種々の変形が予想できる。

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ１０Ｎ 40:20 (Ｃ１０Ｍ 173/02 125:24 129:50 149:18） (72)発明者 スピツカード，ラリー・アラン アメリカ合衆国、ミズーリ・63017、チエ スターフイールド、フオーシアー・ドライ ブ・437

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．金属に滑剤を供給する金属工作方法において、酸、その塩及びアミドから構 成される群から選択されるポリアスパラギン酸ポリマーの水溶液を供給する前記 方法。 ２．溶液が約０．５〜約７０重量％の前記ポリマーを含有する請求項１に記載の 方法。 ３．溶液が約５〜約１５重量％の前記ポリマーを含有する請求項１に記載の方法 。 ４．溶液がアジュバントを含有する請求項１に記載の方法。 ５．金属工作がねじ切り、研削及び形削りから構成される群から選択される請求 項１に記載の方法。 ６．金属工作が曲げ加工である請求項１に記載の方法。 ７．金属が鉄金属である請求項６に記載の方法。 ８．金属が非鉄金属である請求項５に記載の方法。 ９．金属が黄銅である請求項８に記載の方法。 １０．金属工作がねじ切りである請求項５に記載の方法。 １１．金属が非鉄金属である請求項１０に記載の方法。 １２．溶液が約５〜約５０％のポリアスパラギン酸を含有する請求項１１に記載 の方法。 １３．金属が鉄金属である請求項１０に記載の方法。 １４．金属がアルミニウムである請求項８に記載の方法。 １５．溶液が約５〜約５０％のポリアスパラギン酸を含有する請求項１３に記載 の方法。 １６．酸、その塩及びアミドから構成される群から選択される約０．５〜約７０ ％の濃度のポリアスパラギン酸ポリマーの水溶液と腐食防止剤を含有する金属工 作用組成物。 １７．腐食防止剤の濃度が約５０重量ｐｐｍ〜約１５重量％である請求項１６に 記載の組成物。 １８．濃度が約５〜約１０％である請求項１７に記載の組成物。 １９．腐食防止剤の濃度が約１〜約１０重量％である請求項１７に記載の組成物 。 ２０．アジュバントを更に含有する請求項１６に記載の組成物。 ２１．ポリマーがアルカリ金属塩である請求項１６に記載の組成物。 ２２．塩がナトリウム塩である請求項２１に記載の組成物。 ２３．ポリマーがアミドである請求項１６に記載の組成物。 ２４．約８．５〜約１０のｐＨをもつポリアスパラギン酸 ナトリウムの水溶液と少量のリン酸ナトリウムと腐食防止剤を含有する金属工作 用組成物。 ２５．ポリアスパラギン酸ナトリウムの濃度が約５〜約３０重量％である請求項 ２４に記載の金属工作用組成物。 ２６．腐食防止剤の濃度が約１〜１０重量％である請求項２５に記載の金属工作 用組成物。 ２７．腐食防止剤が安息香酸塩である請求項１６に記載の金属工作用組成物。 ２８．腐食防止剤が安息香酸ナトリウム及び安息香酸アンモニウムから構成され る群から選択される請求項２７に記載の金属工作用組成物。 ２９．腐食防止剤が安息香酸ナトリウム及び安息香酸アンモニウムから構成され る群から選択される請求項２６に記載の金属工作用組成物。