JPH1046178A - 溶解性オイル中のミスト防止剤としてのスルホン酸塩含有共重合体の（水ベースの）金属加工油剤 - Google Patents
溶解性オイル中のミスト防止剤としてのスルホン酸塩含有共重合体の（水ベースの）金属加工油剤Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水およびミスト防止共重合体を含有する水性
金属加工油剤を提供すること。 【解決手段】 水およびミスト防止共重合体を含有する
水性金属加工油剤であって、該共重合体は、A(Ｉ)アル
キル置換アクリルアミド化合物およびA(II)アクリル酸
エステルからなる群から選択した疎水性モノマー(A)
と、B(Ｉ)アクリルアミドスルホン酸、B(II)アクリルア
ミドジスルホン酸およびB(III)スチレンスルホン酸から
なる群から選択した親水性モノマー化合物(B)とを共重
合させることにより形成され、ここで、AがA(Ｉ)なら、
AとBのモル比は、95：５〜25：75であり、そしてAがA(I
I)なら、AとBのモル比は、90：10〜25：75の範囲であ
る。
金属加工油剤を提供すること。 【解決手段】 水およびミスト防止共重合体を含有する
水性金属加工油剤であって、該共重合体は、A(Ｉ)アル
キル置換アクリルアミド化合物およびA(II)アクリル酸
エステルからなる群から選択した疎水性モノマー(A)
と、B(Ｉ)アクリルアミドスルホン酸、B(II)アクリルア
ミドジスルホン酸およびB(III)スチレンスルホン酸から
なる群から選択した親水性モノマー化合物(B)とを共重
合させることにより形成され、ここで、AがA(Ｉ)なら、
AとBのモル比は、95：５〜25：75であり、そしてAがA(I
I)なら、AとBのモル比は、90：10〜25：75の範囲であ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水およびミスト防
止共重合体を含有する水性金属加工油剤に関する。必要
に応じて、この油剤は、水中油型乳濁液であり得る。こ
のような乳濁液は、オイルおよび乳化剤を含有する。こ
のミスト防止共重合体に加えて、金属切削操作には、し
ばしば、比較的に高速で回転している加工物、および切
削器具が関与し、それらの両方は、金属加工油剤により
潤滑される。これらの状況において、この金属加工油剤
は、しばしば、小滴の形状で、この金属の表面から投射
される。しばしば、この小滴は、ミストに分類されるほ
ど小さい。ミスト化またはミストの形成は、切削油剤の
損失を表わすために、望ましくないと考えられており、
この切削油剤ミストは、切削機械の周囲の空気中の不純
物と考えられている。
止共重合体を含有する水性金属加工油剤に関する。必要
に応じて、この油剤は、水中油型乳濁液であり得る。こ
のような乳濁液は、オイルおよび乳化剤を含有する。こ
のミスト防止共重合体に加えて、金属切削操作には、し
ばしば、比較的に高速で回転している加工物、および切
削器具が関与し、それらの両方は、金属加工油剤により
潤滑される。これらの状況において、この金属加工油剤
は、しばしば、小滴の形状で、この金属の表面から投射
される。しばしば、この小滴は、ミストに分類されるほ
ど小さい。ミスト化またはミストの形成は、切削油剤の
損失を表わすために、望ましくないと考えられており、
この切削油剤ミストは、切削機械の周囲の空気中の不純
物と考えられている。
【０００２】
【従来の技術】アクリルアミドを含有する重合体は、水
性物質を増粘することが知られている。
性物質を増粘することが知られている。
【０００３】米国特許第4,432,881号は、ペンダント疎
水性基(例えば、アクリルアミド/アクリル酸ドデシル共
重合体)を有する水溶性重合体、および水分散可能な界
面活性剤(例えば、オレイン酸ナトリウムまたはドデシ
ルポリエチレンオキシグリコールモノエーテル)を含有
する水性組成物を開示している。代表的には、水溶性モ
ノマーには、エチレン性不飽和アミド(アクリルアミド
および2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸)
が挙げられる。この水溶性モノマーとこの疎水性モノマ
ーのモル比は、98：２と約99.995：0.005の範囲であ
る。この組成物について開示されている用途には、油圧
作動液および潤滑剤としてだけでなく、流体移動度制御
剤、破損流体および穿孔泥として、強化油回収工程を包
含する。金属加工油剤中でのこの組成物の使用は、開示
されていない。
水性基(例えば、アクリルアミド/アクリル酸ドデシル共
重合体)を有する水溶性重合体、および水分散可能な界
面活性剤(例えば、オレイン酸ナトリウムまたはドデシ
ルポリエチレンオキシグリコールモノエーテル)を含有
する水性組成物を開示している。代表的には、水溶性モ
ノマーには、エチレン性不飽和アミド(アクリルアミド
および2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸)
が挙げられる。この水溶性モノマーとこの疎水性モノマ
ーのモル比は、98：２と約99.995：0.005の範囲であ
る。この組成物について開示されている用途には、油圧
作動液および潤滑剤としてだけでなく、流体移動度制御
剤、破損流体および穿孔泥として、強化油回収工程を包
含する。金属加工油剤中でのこの組成物の使用は、開示
されていない。
【０００４】米国特許第4,520,182号は、水またはブラ
インの効率的なビスコシファイヤーである水溶性アクリ
ルアミド/アルキルアクリルアミド共重合体を開示して
いる。それはまた、水不溶性アクリルアミドと水溶性ア
クリルアミドの共重合体方法を開示している。この組成
物中のこの水溶性アクリルアミドのモルパーセントは、
約90.1〜約99.9モルパーセントの範囲である。
インの効率的なビスコシファイヤーである水溶性アクリ
ルアミド/アルキルアクリルアミド共重合体を開示して
いる。それはまた、水不溶性アクリルアミドと水溶性ア
クリルアミドの共重合体方法を開示している。この組成
物中のこの水溶性アクリルアミドのモルパーセントは、
約90.1〜約99.9モルパーセントの範囲である。
【０００５】米国特許第5,089,578号は、スルホン酸塩
官能性を含有する疎水的に会合した新規な三元共重合体
を開示しており、これは、水性流体のレオロジーまたは
流体制御調整剤として、有用である。この水溶性モノマ
ーには、アクリルアミドがあり、エチレン性不飽和スル
ホンサンおよび水不溶性モノマーの塩は、高級アルキル
アクリルアミドである。このエチレン性不飽和スルホン
酸には、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン
酸ナトリウムのような物質が挙げられる。アクリルアミ
ドのモルパーセントは、好ましくは、約５〜約98モルパ
ーセント、さらに好ましくは、10〜90モルパーセントで
あり、このスルホン酸塩含有モノマーの塩のモルパーセ
ントは、好ましくは、約２〜約95モルパーセントであ
り、そしてこの疎水性モノマーのモルパーセントは、約
0.1〜約10.0モルパーセント、好ましくは、0.2〜５モル
パーセントである。金属加工用途は、開示されていな
い。
官能性を含有する疎水的に会合した新規な三元共重合体
を開示しており、これは、水性流体のレオロジーまたは
流体制御調整剤として、有用である。この水溶性モノマ
ーには、アクリルアミドがあり、エチレン性不飽和スル
ホンサンおよび水不溶性モノマーの塩は、高級アルキル
アクリルアミドである。このエチレン性不飽和スルホン
酸には、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン
酸ナトリウムのような物質が挙げられる。アクリルアミ
ドのモルパーセントは、好ましくは、約５〜約98モルパ
ーセント、さらに好ましくは、10〜90モルパーセントで
あり、このスルホン酸塩含有モノマーの塩のモルパーセ
ントは、好ましくは、約２〜約95モルパーセントであ
り、そしてこの疎水性モノマーのモルパーセントは、約
0.1〜約10.0モルパーセント、好ましくは、0.2〜５モル
パーセントである。金属加工用途は、開示されていな
い。
【０００６】アクリル重合体は、金属加工用途におい
て、ミスト化を制御するのに使用される。米国特許第3,
833,502号は、水ベースの金属加工油剤を開示してお
り、これは、少量の水溶性重合体を含有する。ここで開
示の重合体は、３個の種類に入る。アニオン性重合体、
カチオン性重合体、および非イオン性重合体は、水分散
性にするのに充分な数の親水性基を含有する。
て、ミスト化を制御するのに使用される。米国特許第3,
833,502号は、水ベースの金属加工油剤を開示してお
り、これは、少量の水溶性重合体を含有する。ここで開
示の重合体は、３個の種類に入る。アニオン性重合体、
カチオン性重合体、および非イオン性重合体は、水分散
性にするのに充分な数の親水性基を含有する。
【０００７】米国特許第4,493,777号は、優れた潤滑特
性および摩耗防止特性を有する実質的にオイルを含まな
い水性工業油剤を開示しており、これは、油圧作動液お
よび金属加工組成物として、有用である。この発明の流
体は、(1)水性液体および(2)以下の(a)、(b)および(c)
の水溶性合成付加共重合体を含有する：(a)エチレン性
不飽和架橋モノマー、(b)エチレン性不飽和水溶性モノ
マーおよび(c)エチレン性不飽和水不溶性モノマー。こ
の水溶性モノマーには、アクリルアミド-2-メチルプロ
パンスルホン酸が挙げられる。水不溶性モノマーには、
スチレン化合物、ビニルエステルおよびアクリル酸エス
テルが挙げられる。この架橋モノマーは、ポリビニル化
合物であり、これは、該共重合生成物に機械的な補強を
与えつつ、該共重合生成物の膨潤度を制御するのに充分
な量で存在する。
性および摩耗防止特性を有する実質的にオイルを含まな
い水性工業油剤を開示しており、これは、油圧作動液お
よび金属加工組成物として、有用である。この発明の流
体は、(1)水性液体および(2)以下の(a)、(b)および(c)
の水溶性合成付加共重合体を含有する：(a)エチレン性
不飽和架橋モノマー、(b)エチレン性不飽和水溶性モノ
マーおよび(c)エチレン性不飽和水不溶性モノマー。こ
の水溶性モノマーには、アクリルアミド-2-メチルプロ
パンスルホン酸が挙げられる。水不溶性モノマーには、
スチレン化合物、ビニルエステルおよびアクリル酸エス
テルが挙げられる。この架橋モノマーは、ポリビニル化
合物であり、これは、該共重合生成物に機械的な補強を
与えつつ、該共重合生成物の膨潤度を制御するのに充分
な量で存在する。
【０００８】米国特許第4,770,814号およびその分割特
許第4,880,565号は、金属加工に適切なせん断安定性の
水性耐ミスト組成物を開示している。この組成物は、粘
弾性界面活性剤(すなわち、イオン的な親水性部分に化
学的に結合した疎水性部分を有する界面活性剤化合
物)、およびこの界面活性剤イオンと会合できる部分を
有する電解質を含有する。この粘弾性界面活性剤はま
た、非イオン性界面活性剤であり得る。開示されている
界面活性剤は、モノマー性である。
許第4,880,565号は、金属加工に適切なせん断安定性の
水性耐ミスト組成物を開示している。この組成物は、粘
弾性界面活性剤(すなわち、イオン的な親水性部分に化
学的に結合した疎水性部分を有する界面活性剤化合
物)、およびこの界面活性剤イオンと会合できる部分を
有する電解質を含有する。この粘弾性界面活性剤はま
た、非イオン性界面活性剤であり得る。開示されている
界面活性剤は、モノマー性である。
【０００９】国際特許WO/O93/24601は、百万より高い平
均分子量を有する透明な水溶性重合体化合物を開示して
おり、これは、ポリアルキレンオキシド、ポリアクリル
アミド、ポリメタクリルアミド、およびアクリルアミド
および/またはメチルアクリルアミドと３個〜５個の炭
素原子を有する不飽和有機カルボン酸との共重合体から
選択され、それは、ミスト形成を低減するために、水混
和性および水混合した冷却潤滑剤で使用される。
均分子量を有する透明な水溶性重合体化合物を開示して
おり、これは、ポリアルキレンオキシド、ポリアクリル
アミド、ポリメタクリルアミド、およびアクリルアミド
および/またはメチルアクリルアミドと３個〜５個の炭
素原子を有する不飽和有機カルボン酸との共重合体から
選択され、それは、ミスト形成を低減するために、水混
和性および水混合した冷却潤滑剤で使用される。
【００１０】重合体性の耐ミスト添加剤は、金属加工操
作中に起こる極端なせん断状況での分解に対して安定化
することにより、原料での機械油剤のミスト化を低減す
る。高分子量ポリ(エチレンオキシド)は、一般的に、こ
の用途で使用される。代表的な重合体には、Union Carb
ideから入手できるPOLYOX(登録商標)がある。代表的に
は、これらの重合体は、百万〜二百万の分子量を有す
る。しかしながら、これらの重合体は、せん断を受けや
すい。金属加工用途には、しばしば、高せん断が関与
し、結果として、高分子量ポリ(エチレンオキシド)を含
有する金属加工油剤は、しばしば、せん断に晒したと
き、性能が損なわれる。このような劣化が起こると、高
せん断状況によって、高分子量ポリ(エチレンオキシド)
が分解し、それがミスト形成を抑制する性能が失われ
る。このような高せん断用途では、この重合体を頻繁に
補給しなければならない。
作中に起こる極端なせん断状況での分解に対して安定化
することにより、原料での機械油剤のミスト化を低減す
る。高分子量ポリ(エチレンオキシド)は、一般的に、こ
の用途で使用される。代表的な重合体には、Union Carb
ideから入手できるPOLYOX(登録商標)がある。代表的に
は、これらの重合体は、百万〜二百万の分子量を有す
る。しかしながら、これらの重合体は、せん断を受けや
すい。金属加工用途には、しばしば、高せん断が関与
し、結果として、高分子量ポリ(エチレンオキシド)を含
有する金属加工油剤は、しばしば、せん断に晒したと
き、性能が損なわれる。このような劣化が起こると、高
せん断状況によって、高分子量ポリ(エチレンオキシド)
が分解し、それがミスト形成を抑制する性能が失われ
る。このような高せん断用途では、この重合体を頻繁に
補給しなければならない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、水およびミ
スト防止共重合体を含有する水性金属加工油剤を提供す
ることを目的とする。
スト防止共重合体を含有する水性金属加工油剤を提供す
ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、水およびミス
ト防止共重合体を含有する水性金属加工油剤を提供す
る。該共重合体は、(A)以下のA(Ｉ)およびA(II)からな
る群から選択した疎水性モノマーと、(B)以下のB(Ｉ)、
B(II)およびB(III)からなる群から選択した親水性モノ
マー化合物とを共重合させることにより、形成される： A(Ｉ)次式を有するアルキル置換アクリルアミド化合
物：
ト防止共重合体を含有する水性金属加工油剤を提供す
る。該共重合体は、(A)以下のA(Ｉ)およびA(II)からな
る群から選択した疎水性モノマーと、(B)以下のB(Ｉ)、
B(II)およびB(III)からなる群から選択した親水性モノ
マー化合物とを共重合させることにより、形成される： A(Ｉ)次式を有するアルキル置換アクリルアミド化合
物：
【００１３】
【化７】
【００１４】ここで、R1は、水素またはメチル基であ
り、そしてR2およびR3は、独立して、水素またはヒドロ
カルビル基であるが、但し、R2およびR3中の炭素原子を
合わせた全数は、２と36の間である；および A(II)次式のアクリル酸エステル：
り、そしてR2およびR3は、独立して、水素またはヒドロ
カルビル基であるが、但し、R2およびR3中の炭素原子を
合わせた全数は、２と36の間である；および A(II)次式のアクリル酸エステル：
【００１５】
【化８】
【００１６】ここで、R1は、水素またはメチル基であ
り、そしてR9は、１個と20個の間の炭素原子を含有する
ヒドロカルビル基である；ならびに B(Ｉ)次式を有するアクリルアミドスルホン酸：
り、そしてR9は、１個と20個の間の炭素原子を含有する
ヒドロカルビル基である；ならびに B(Ｉ)次式を有するアクリルアミドスルホン酸：
【００１７】
【化９】
【００１８】ここで、R4は、水素またはメチル基であ
り、そしてRは、２個〜８個の炭素原子を含有する脂肪
族または芳香族炭化水素基である； B(II)次式を有するアクリルアミドジスルホン酸：
り、そしてRは、２個〜８個の炭素原子を含有する脂肪
族または芳香族炭化水素基である； B(II)次式を有するアクリルアミドジスルホン酸：
【００１９】
【化１０】
【００２０】ここで、R4は、水素またはメチル基であ
り、そしてRは、２個〜８個の炭素原子を含有する脂肪
族または芳香族炭化水素基である；および B(III)次式を有するスチレンスルホン酸：
り、そしてRは、２個〜８個の炭素原子を含有する脂肪
族または芳香族炭化水素基である；および B(III)次式を有するスチレンスルホン酸：
【００２１】
【化１１】
【００２２】ここで、X+は、アルカリ金属カチオン、ア
ルカリ土類金属カチオン、遷移金属Sc、Ti、V、Cr、M
n、Fe、Co、Ni、Cu、Znのカチオン、および次式のアン
モニウムカチオンからなる群から選択される：
ルカリ土類金属カチオン、遷移金属Sc、Ti、V、Cr、M
n、Fe、Co、Ni、Cu、Znのカチオン、および次式のアン
モニウムカチオンからなる群から選択される：
【００２３】
【化１２】
【００２４】ここで、R5、R6、R7およびR8は、独立し
て、水素またはヒドロカルビル基であるが、但し、アン
モニウムカチオン中の炭素原子の全数は、21個の炭素原
子を越えず、さらに、但し、AがA(Ｉ)なら、AとBのモル
比は、95：５〜25：75であり、そしてAがA(II)なら、A
とBのモル比は、90：10〜25：75の範囲である。
て、水素またはヒドロカルビル基であるが、但し、アン
モニウムカチオン中の炭素原子の全数は、21個の炭素原
子を越えず、さらに、但し、AがA(Ｉ)なら、AとBのモル
比は、95：５〜25：75であり、そしてAがA(II)なら、A
とBのモル比は、90：10〜25：75の範囲である。
【００２５】１実施態様では、上記疎水性モノマーは、
A(Ｉ)である。
A(Ｉ)である。
【００２６】他の実施態様では、上記R2およびR3中の炭
素原子を合わせた全数は、４〜24である。
素原子を合わせた全数は、４〜24である。
【００２７】さらに他の実施態様では、上記疎水性モノ
マーは、A(II)である。
マーは、A(II)である。
【００２８】さらに他の実施態様では、上記R9は、２個
〜18個の炭素原子を含有する。
〜18個の炭素原子を含有する。
【００２９】さらに他の実施態様では、上記親水性モノ
マーは、B(Ｉ)である。
マーは、B(Ｉ)である。
【００３０】さらに他の実施態様では、上記親水性モノ
マーは、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン
酸のナトリウム塩である。
マーは、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン
酸のナトリウム塩である。
【００３１】さらに他の実施態様では、上記親水性モノ
マーは、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン
酸のナトリウム塩であり、そして上記疎水性モノマー
が、t-ブチルアクリルアミドである。
マーは、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン
酸のナトリウム塩であり、そして上記疎水性モノマー
が、t-ブチルアクリルアミドである。
【００３２】さらに他の実施態様では、上記水性金属加
工油剤は、オイルおよび乳化剤を含有し、水中油型乳濁
液である。
工油剤は、オイルおよび乳化剤を含有し、水中油型乳濁
液である。
【００３３】さらに他の実施態様では、上記疎水性モノ
マーは、A(Ｉ)である。
マーは、A(Ｉ)である。
【００３４】さらに他の実施態様では、上記疎水性モノ
マーは、A(II)である。
マーは、A(II)である。
【００３５】さらに他の実施態様では、上記親水性モノ
マーは、B(Ｉ)である。
マーは、B(Ｉ)である。
【００３６】さらに他の実施態様では、上記親水性モノ
マーは、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン
酸のナトリウム塩である。
マーは、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン
酸のナトリウム塩である。
【００３７】さらに他の実施態様では、上記親水性モノ
マーは、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン
酸のナトリウム塩であり、そして上記疎水性モノマー
は、t-ブチルアクリルアミドである。
マーは、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン
酸のナトリウム塩であり、そして上記疎水性モノマー
は、t-ブチルアクリルアミドである。
【００３８】
【発明の実施の形態】用語「ヒドロカルビル」には、炭
化水素基だけでなく実質的な炭化水素基が含まれる。実
質的な炭化水素とは、主として基の炭化水素的性質を変
えない非炭化水素置換基を含有する基を示す。
化水素基だけでなく実質的な炭化水素基が含まれる。実
質的な炭化水素とは、主として基の炭化水素的性質を変
えない非炭化水素置換基を含有する基を示す。
【００３９】ヒドロカルビル基の例には、以下が包含さ
れる： (1)炭化水素置換基、すなわち、脂肪族置換基(例えば、
アルキルまたはアルケニル)、脂環族置換基(例えば、シ
クロアルキル、シクロアルケニル)、芳香族置換された
芳香族置換基、脂肪族置換された芳香族置換基および脂
環族置換された芳香族置換基など、ならびに環状置換
基。ここで、この環は、分子の他の部分により、完成さ
れている(すなわち、例えば、いずれか２個の指示した
置換基は、一緒になって、脂環族基を形成し得る)； (2)置換された炭化水素置換基、すなわち、非炭化水素
基を含有する置換基。この非炭化水素基は、本発明の文
脈内では、主として、置換基の炭化水素的な性質を変化
させない；このような基(例えば、ハロ(特に、クロロお
よびフルオロ)、ヒドロキシ、アルコキシ、メルカプ
ト、アルキルメルカプト、ニトロ、ニトロソ、スルホキ
シなど)は、当業者に知られている； (3)ヘテロ置換基、すなわち、本発明の文脈内では、主
として炭化水素的性質を有しながら、環または鎖の中に
存在する炭素以外の原子を有するが、その他は炭素原子
で構成されている基である。適切なヘテロ原子は当業者
に明らかであり、例えば、イオウ、酸素、窒素を包含す
る。このような置換基には、例えば、ピリジル、フリ
ル、チエニル、イミダゾリルなどがある。一般に、この
ヒドロカルビル基では、各10個の炭素原子に対し、約２
個以下の非炭化水素置換基、好ましくは、１個以下の非
炭化水素置換基が存在する。代表的には、このヒドロカ
ルビル基には、このような非炭化水素置換基は存在しな
い。この場合には、このヒドロカルビル基は、炭化水素
である。
れる： (1)炭化水素置換基、すなわち、脂肪族置換基(例えば、
アルキルまたはアルケニル)、脂環族置換基(例えば、シ
クロアルキル、シクロアルケニル)、芳香族置換された
芳香族置換基、脂肪族置換された芳香族置換基および脂
環族置換された芳香族置換基など、ならびに環状置換
基。ここで、この環は、分子の他の部分により、完成さ
れている(すなわち、例えば、いずれか２個の指示した
置換基は、一緒になって、脂環族基を形成し得る)； (2)置換された炭化水素置換基、すなわち、非炭化水素
基を含有する置換基。この非炭化水素基は、本発明の文
脈内では、主として、置換基の炭化水素的な性質を変化
させない；このような基(例えば、ハロ(特に、クロロお
よびフルオロ)、ヒドロキシ、アルコキシ、メルカプ
ト、アルキルメルカプト、ニトロ、ニトロソ、スルホキ
シなど)は、当業者に知られている； (3)ヘテロ置換基、すなわち、本発明の文脈内では、主
として炭化水素的性質を有しながら、環または鎖の中に
存在する炭素以外の原子を有するが、その他は炭素原子
で構成されている基である。適切なヘテロ原子は当業者
に明らかであり、例えば、イオウ、酸素、窒素を包含す
る。このような置換基には、例えば、ピリジル、フリ
ル、チエニル、イミダゾリルなどがある。一般に、この
ヒドロカルビル基では、各10個の炭素原子に対し、約２
個以下の非炭化水素置換基、好ましくは、１個以下の非
炭化水素置換基が存在する。代表的には、このヒドロカ
ルビル基には、このような非炭化水素置換基は存在しな
い。この場合には、このヒドロカルビル基は、炭化水素
である。
【００４０】共重合体 この耐ミスト水性組成物は、水溶性モノマー(これは、
しばしば、親水性モノマーと呼ばれる)および水不溶性
モノマー(これは、しばしば、疎水性モノマーと呼ばれ
る)の共重合により形成される共重合体を含有する。こ
の疎水性モノマーは、アルキル置換アクリルアミド、ア
ルキル置換メタクリルアミド、アクリル酸エステルおよ
びメタクリル酸エステルであり、この疎水性モノマー
は、単一のエチレン性結合を含有するスルホン酸塩分子
である。この重合体が、この疎水性モノマーとして、ア
ルキル置換アクリルアミドおよびアルキル置換メタクリ
ルアミドを含有するとき、この疎水性モノマーのモルパ
ーセントは、25〜95パーセントの範囲である。この場
合、この親水性モノマーのモルパーセントは、５〜75モ
ルパーセントの比である。この重合体が、この疎水性モ
ノマーとして、アルキル置換アクリル酸エステルおよび
アルキル置換メタクリル酸エステルを含有するとき、こ
の疎水性モノマーのモルパーセントは、25〜90パーセン
トであり、この親水性モノマーのモルパーセントは、10
〜75パーセントである。この重合反応において、このエ
チレン性結合が重合し、得られる重合体は、親水性およ
び疎水性の側鎖を有するポリエチレン骨格からなる。ポ
リビニル架橋モノマーは、本発明を実施する際に使用で
きるモノマーには含まれない。架橋モノマーは、本発明
の重合体では、望ましくない。
しばしば、親水性モノマーと呼ばれる)および水不溶性
モノマー(これは、しばしば、疎水性モノマーと呼ばれ
る)の共重合により形成される共重合体を含有する。こ
の疎水性モノマーは、アルキル置換アクリルアミド、ア
ルキル置換メタクリルアミド、アクリル酸エステルおよ
びメタクリル酸エステルであり、この疎水性モノマー
は、単一のエチレン性結合を含有するスルホン酸塩分子
である。この重合体が、この疎水性モノマーとして、ア
ルキル置換アクリルアミドおよびアルキル置換メタクリ
ルアミドを含有するとき、この疎水性モノマーのモルパ
ーセントは、25〜95パーセントの範囲である。この場
合、この親水性モノマーのモルパーセントは、５〜75モ
ルパーセントの比である。この重合体が、この疎水性モ
ノマーとして、アルキル置換アクリル酸エステルおよび
アルキル置換メタクリル酸エステルを含有するとき、こ
の疎水性モノマーのモルパーセントは、25〜90パーセン
トであり、この親水性モノマーのモルパーセントは、10
〜75パーセントである。この重合反応において、このエ
チレン性結合が重合し、得られる重合体は、親水性およ
び疎水性の側鎖を有するポリエチレン骨格からなる。ポ
リビニル架橋モノマーは、本発明を実施する際に使用で
きるモノマーには含まれない。架橋モノマーは、本発明
の重合体では、望ましくない。
【００４１】粘度：溶液粘度の測定は、特定容量の重合
体溶液を毛細管(Ostwald-Fenske毛管粘度計)に流すのに
必要な流出時間ｔと、この溶媒の対応する流出時間ｔ0
とを比較することにより、行なった。ｔ、ｔ0および重
合体濃度ｃから、以下の等式に基づいて、その固有粘度
が誘導される：
体溶液を毛細管(Ostwald-Fenske毛管粘度計)に流すのに
必要な流出時間ｔと、この溶媒の対応する流出時間ｔ0
とを比較することにより、行なった。ｔ、ｔ0および重
合体濃度ｃから、以下の等式に基づいて、その固有粘度
が誘導される：
【００４２】
【数１】ｈinh ＝ [ｌｎ(ｔ／ｔ0)]／ｃ ここで、濃度ｃは、１デシリットルあたりのグラム数
(ｇ/dl)で表わされる。
(ｇ/dl)で表わされる。
【００４３】溶媒として、メタノールを使用した。全て
の固有粘度は、30℃で測定し、ｃ＝1.0ｇ/dlであった。
の固有粘度は、30℃で測定し、ｃ＝1.0ｇ/dlであった。
【００４４】親水性モノマー 本発明で使用できる親水性モノマーは、スルホン酸塩基
を含有するエチレン性モノマーである。３種類のスルホ
ン酸塩モノマーが、本発明で有用であると見出されてい
る。第一のタイプの親水性モノマーは、スルホン酸塩基
を含有する置換アクリルアミドである：
を含有するエチレン性モノマーである。３種類のスルホ
ン酸塩モノマーが、本発明で有用であると見出されてい
る。第一のタイプの親水性モノマーは、スルホン酸塩基
を含有する置換アクリルアミドである：
【００４５】
【化１３】
【００４６】ここで、R4は、水素またはメチル基であ
り、そしてRは、２個〜８個の炭素原子を含有する脂肪
族または芳香族炭化水素基であり、これは、このアクリ
ルアミド基の窒素部分と、このスルホン酸塩基との間の
架橋として、作用する。このR基は、以下の構造を有す
る2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸分子
のように、分枝されていてもよい：
り、そしてRは、２個〜８個の炭素原子を含有する脂肪
族または芳香族炭化水素基であり、これは、このアクリ
ルアミド基の窒素部分と、このスルホン酸塩基との間の
架橋として、作用する。このR基は、以下の構造を有す
る2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸分子
のように、分枝されていてもよい：
【００４７】
【化１４】
【００４８】このR基はまた、フェニル基、アルキル置
換フェニル基および環状脂肪族基を含有できる。第二の
タイプのスルホン酸塩モノマーは、２個のスルホン酸塩
基のの構造を含有する置換アクリルアミドである：
換フェニル基および環状脂肪族基を含有できる。第二の
タイプのスルホン酸塩モノマーは、２個のスルホン酸塩
基のの構造を含有する置換アクリルアミドである：
【００４９】
【化１５】
【００５０】ここで、R4は、水素またはメチル基であ
り、そしてRは、単一のスルホン酸塩基を有するアクリ
ルアミドについて、上で定義したものと同じである。こ
のスルホン酸塩基は、同一または異なる炭素原子に結合
していてもよい。
り、そしてRは、単一のスルホン酸塩基を有するアクリ
ルアミドについて、上で定義したものと同じである。こ
のスルホン酸塩基は、同一または異なる炭素原子に結合
していてもよい。
【００５１】第三のタイプは、次式により例示されるス
チレンスルホン酸塩である：
チレンスルホン酸塩である：
【００５２】
【化１６】
【００５３】ここで、このX+は、アルカリ金属カチオ
ン、アルカリ土類金属カチオン、遷移金属、Sc、Ti、
V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Znのカチオン、および次
式のアンモニウムカチオンからなる群から選択される：
ン、アルカリ土類金属カチオン、遷移金属、Sc、Ti、
V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Znのカチオン、および次
式のアンモニウムカチオンからなる群から選択される：
【００５４】
【化１７】
【００５５】ここで、R5、R6、R7およびR8は、独立し
て、水素またはヒドロカルビル基であるが、但し、アン
モニウムカチオン中の炭素原子の全数は、21個の炭素原
子を越えない。
て、水素またはヒドロカルビル基であるが、但し、アン
モニウムカチオン中の炭素原子の全数は、21個の炭素原
子を越えない。
【００５６】疎水性モノマー この疎水性モノマーは、次式に対応するアクリルアミド
またはメタクリルアミドであり得る：
またはメタクリルアミドであり得る：
【００５７】
【化１８】
【００５８】この式では、R1は、それぞれ、水素、また
はアクリルアミドまたはメタクリルアミドに対応するメ
チル基のいずれかであり得る。R2およびR3は、独立し
て、水素またはヒドロカルビル基であるが、但し、R2お
よびR3中の炭素原子の全数は、２個〜36個の炭素原子の
範囲である。従って、R2がメチル基のとき、R3は、水素
以外のアルキル基でなければならない。R2およびR3中の
炭素原子の全数は、４個〜36個の範囲の炭素原子、また
は４個〜24個の範囲の炭素原子、または４個〜12個の範
囲の炭素原子であるのが好ましい。R2およびR3中の炭素
原子の全数に対する他の好ましい範囲は、８個〜36個の
炭素原子、または８個〜24個の炭素原子、または８個〜
12個の炭素原子である。R2およびR3中の炭素原子の全数
に対する最も好ましい範囲は、４個〜８個の炭素原子で
ある。
はアクリルアミドまたはメタクリルアミドに対応するメ
チル基のいずれかであり得る。R2およびR3は、独立し
て、水素またはヒドロカルビル基であるが、但し、R2お
よびR3中の炭素原子の全数は、２個〜36個の炭素原子の
範囲である。従って、R2がメチル基のとき、R3は、水素
以外のアルキル基でなければならない。R2およびR3中の
炭素原子の全数は、４個〜36個の範囲の炭素原子、また
は４個〜24個の範囲の炭素原子、または４個〜12個の範
囲の炭素原子であるのが好ましい。R2およびR3中の炭素
原子の全数に対する他の好ましい範囲は、８個〜36個の
炭素原子、または８個〜24個の炭素原子、または８個〜
12個の炭素原子である。R2およびR3中の炭素原子の全数
に対する最も好ましい範囲は、４個〜８個の炭素原子で
ある。
【００５９】この疎水性モノマーはまた、次式のアクリ
ル酸エステルまたはメタクリル酸エステルであり得る：
ル酸エステルまたはメタクリル酸エステルであり得る：
【００６０】
【化１９】
【００６１】ここで、R1は、水素またはメチル基であ
り、そしてR9は、１個と20個の間の炭素原子を含有する
ヒドロカルビル基である。R9は、２個〜18個の炭素原
子、４個〜18個の炭素原子、４個〜12個の炭素原子、４
個〜８個の炭素原子、８個〜20個の炭素原子、８個〜16
個の炭素原子、または８個〜12個の炭素原子を含有する
のが好ましい。
り、そしてR9は、１個と20個の間の炭素原子を含有する
ヒドロカルビル基である。R9は、２個〜18個の炭素原
子、４個〜18個の炭素原子、４個〜12個の炭素原子、４
個〜８個の炭素原子、８個〜20個の炭素原子、８個〜16
個の炭素原子、または８個〜12個の炭素原子を含有する
のが好ましい。
【００６２】共重合体の形成 この共重合体は、遊離ラジカル重合により、生成され
る。この重合は、周知の遊離ラジカル方法により、行わ
れる。アクリルアミド重合体の一般的な特性、およびそ
れらの調製方法は、The Encyclopedia of Polymer Scie
nce and Engineering、Volume 1、John Wiley & Sons、
1985 (pp 169-211)に述べられている。この辞典は、ア
クリル酸エステル重合体を形成する際に有用な方法を論
述している(pp 265-273)。この重合は、溶液中で、およ
び種々の懸濁方法または乳化方法により、行ってもよ
い。溶液重合では、溶媒は、この親水性モノマーおよび
疎水性モノマーの両方が溶液中で維持できるように、選
択される。この溶媒には、水、酢酸、種々の分子量のア
ルコール(例えば、メタノール、エタノールおよびブチ
ルアルコール)、ならびに極性溶媒(例えば、アセトン、
酢酸、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、ジ
オキサン、ジメチルホルムアミドおよびN-メチルピロリ
ジノン)の混合物がある。広範な遊離ラジカル原料が、
開始剤として使用でき、これには、過硫酸塩、レドック
スカップル、アゾ化合物などが含まれる。特に、本発明
で有用な重合体を形成するためには、乳化重合方法が使
用できる。好ましい重合方法は、溶液重合であり、以下
の実施例で例示する。
る。この重合は、周知の遊離ラジカル方法により、行わ
れる。アクリルアミド重合体の一般的な特性、およびそ
れらの調製方法は、The Encyclopedia of Polymer Scie
nce and Engineering、Volume 1、John Wiley & Sons、
1985 (pp 169-211)に述べられている。この辞典は、ア
クリル酸エステル重合体を形成する際に有用な方法を論
述している(pp 265-273)。この重合は、溶液中で、およ
び種々の懸濁方法または乳化方法により、行ってもよ
い。溶液重合では、溶媒は、この親水性モノマーおよび
疎水性モノマーの両方が溶液中で維持できるように、選
択される。この溶媒には、水、酢酸、種々の分子量のア
ルコール(例えば、メタノール、エタノールおよびブチ
ルアルコール)、ならびに極性溶媒(例えば、アセトン、
酢酸、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、ジ
オキサン、ジメチルホルムアミドおよびN-メチルピロリ
ジノン)の混合物がある。広範な遊離ラジカル原料が、
開始剤として使用でき、これには、過硫酸塩、レドック
スカップル、アゾ化合物などが含まれる。特に、本発明
で有用な重合体を形成するためには、乳化重合方法が使
用できる。好ましい重合方法は、溶液重合であり、以下
の実施例で例示する。
【００６３】
【実施例】重合体の調製 実施例１ 200 mlの樹脂フラスコに、2-アクリルアミド-2-メチル
プロパンスルホン酸ナトリウム塩(58％のモノマー、42
％のH2O)40グラム(0.101モル)、t-ブチルアクリルアミ
ド(t-BAA)4.3ｇ(0.033モル)、重炭酸ナトリウム(NaHC
O3)0.014ｇ(0.00016モル)およびMeOH(20ｇ)を充填し
た。0.1 SCFHで窒素パージを開始し、この混合物を、撹
拌しつつ、70℃まで加熱した。
プロパンスルホン酸ナトリウム塩(58％のモノマー、42
％のH2O)40グラム(0.101モル)、t-ブチルアクリルアミ
ド(t-BAA)4.3ｇ(0.033モル)、重炭酸ナトリウム(NaHC
O3)0.014ｇ(0.00016モル)およびMeOH(20ｇ)を充填し
た。0.1 SCFHで窒素パージを開始し、この混合物を、撹
拌しつつ、70℃まで加熱した。
【００６４】別のビーカーにて、過硫酸ナトリウム(Na2
S2O8)0.014ｇ(0.00006モル)を、H2O(３ｇ)に溶解させ
た。この溶液を、20 mlの注射器に取り出した。この注
射器を、注射器ポンプに入れ、これを、0.07 ml/分で分
配するようにセットした。
S2O8)0.014ｇ(0.00006モル)を、H2O(３ｇ)に溶解させ
た。この溶液を、20 mlの注射器に取り出した。この注
射器を、注射器ポンプに入れ、これを、0.07 ml/分で分
配するようにセットした。
【００６５】この注射器ポンプを介して、このNa2S2O8
溶液を、45分間にわたって、この樹脂フラスコに添加し
た。これらの２個のモノマーは、合わせて、この全混合
物の42.7％を占めた。この添加が完了してから30分後、
H2O(20 ml)およびMeOH(45 ml)を添加し、この混合物
を、70℃で３時間撹拌した。このフラスコの内容物を、
結晶ざらに注ぎ、80℃で20時間乾燥すると、イオウ11.3
％および窒素6.4％を含有する生成物27.5ｇ(100％)が得
られ、これは、MeOH中にて30℃で、2.28 dl/ｇの固有粘
度を有していた。
溶液を、45分間にわたって、この樹脂フラスコに添加し
た。これらの２個のモノマーは、合わせて、この全混合
物の42.7％を占めた。この添加が完了してから30分後、
H2O(20 ml)およびMeOH(45 ml)を添加し、この混合物
を、70℃で３時間撹拌した。このフラスコの内容物を、
結晶ざらに注ぎ、80℃で20時間乾燥すると、イオウ11.3
％および窒素6.4％を含有する生成物27.5ｇ(100％)が得
られ、これは、MeOH中にて30℃で、2.28 dl/ｇの固有粘
度を有していた。
【００６６】同じ方法および異なるモノマー割合を用い
て、さらに別の実施例を調製した。これらの結果を、表
１に示す。
て、さらに別の実施例を調製した。これらの結果を、表
１に示す。
【００６７】
【表１】
【００６８】実施例８ 200 mlの樹脂フラスコに、2-アクリルアミド-2-メチル
プロパンスルホン酸Na塩(58％のモノマー、42％のH2O)5
9ｇ(0.15モル)、アクリル酸t-ブチル19.2ｇおよびMeOH
(45ｇ)を充填した。この混合物を、均一になるまで撹拌
し、次いで、0.3 SCFMのN2パージで、70℃まで加熱し
た。
プロパンスルホン酸Na塩(58％のモノマー、42％のH2O)5
9ｇ(0.15モル)、アクリル酸t-ブチル19.2ｇおよびMeOH
(45ｇ)を充填した。この混合物を、均一になるまで撹拌
し、次いで、0.3 SCFMのN2パージで、70℃まで加熱し
た。
【００６９】別のビーカーにて、Na2S2O8(0.021ｇ、0.0
0009モル)を、H2O(２ｇ)およびMeOH(１ｇ)に溶解させ、
この溶液を、20 mlの注射器に取り出した。この注射器
を、注射器ポンプに入れ、これを、0.07 ml/分で分配す
るようにセットした。
0009モル)を、H2O(２ｇ)およびMeOH(１ｇ)に溶解させ、
この溶液を、20 mlの注射器に取り出した。この注射器
を、注射器ポンプに入れ、これを、0.07 ml/分で分配す
るようにセットした。
【００７０】この樹脂フラスコに、およそ45分間にわた
って、この開始剤を添加した。この添加が完了した後、
この溶液を、70℃でさらに４時間撹拌した。次いで、こ
のフラスコの内容物を、結晶ざらに注ぎ、90℃で一晩乾
燥すると、窒素3.0％およびイオウ6.5％を有する生成物
が得られ、これは、MeOH中にて30℃で、2.1 dl/ｇの固
有粘度を有していた。
って、この開始剤を添加した。この添加が完了した後、
この溶液を、70℃でさらに４時間撹拌した。次いで、こ
のフラスコの内容物を、結晶ざらに注ぎ、90℃で一晩乾
燥すると、窒素3.0％およびイオウ6.5％を有する生成物
が得られ、これは、MeOH中にて30℃で、2.1 dl/ｇの固
有粘度を有していた。
【００７１】同じ方法および異なるモノマー割合を用い
て、さらに別の実施例を調製した。これらの結果を、表
２に示す。
て、さらに別の実施例を調製した。これらの結果を、表
２に示す。
【００７２】
【表２】
【００７３】試験 本発明の重合体の性能を評価するために、重合体がミス
トの形成を少なくする能力を測定する方法を開発した。
この方法は、試験するミスト防止剤0.5重量％および染
料を含有する液体を、共軸空気ブラストアトマイザーの
中心管によってポンプ上げすることを包含する。空気
は、高圧では、このアトマイザーの外部管から流出す
る。この試験液体を霧化し、得られた水煙を、このアト
マイザーの末端から38センチに位置するスクリーンに当
てる。この霧化工程を、標準的な期間にわたって継続
し、その後、このスクリーンを乾燥する。このアトマイ
ザーから現れる水煙は、円形の模様で、このスクリーン
に当たる。この模様のサイズは、このアトマスザーから
のこのスクリーンの距離、この液体の流速、この空気圧
に依存する。これらのパラメータを標準化し、以下の測
定中にわたって一定に保持した。周知のミスト防止重合
体は、このスクリーン上に生じる模様の直径に対して、
強い影響を与えることが分かった。水は、比較的に容易
に微細ミストに霧化できるが、最も大きな直径模様を生
じた。この水に、周知のミスト防止剤、POLYOX(登録商
標)を添加すると、この模様の直径が大きく低下するの
が認められた。同様に、本明細書中で開示した重合体の
試料を水に溶解すると、このスクリーン上に生じる噴霧
模様の直径が著しく低くなることが分かった。各防止剤
を含む試験溶液約350グラムの試料を、Waringの市販の
ブレンダーModel 700において、20,000 RPMの回転速度
でせん断に２分間かけた。次いで、これらの試料を、こ
のミスト防止剤重合体の効率について、再試験した。
トの形成を少なくする能力を測定する方法を開発した。
この方法は、試験するミスト防止剤0.5重量％および染
料を含有する液体を、共軸空気ブラストアトマイザーの
中心管によってポンプ上げすることを包含する。空気
は、高圧では、このアトマイザーの外部管から流出す
る。この試験液体を霧化し、得られた水煙を、このアト
マイザーの末端から38センチに位置するスクリーンに当
てる。この霧化工程を、標準的な期間にわたって継続
し、その後、このスクリーンを乾燥する。このアトマイ
ザーから現れる水煙は、円形の模様で、このスクリーン
に当たる。この模様のサイズは、このアトマスザーから
のこのスクリーンの距離、この液体の流速、この空気圧
に依存する。これらのパラメータを標準化し、以下の測
定中にわたって一定に保持した。周知のミスト防止重合
体は、このスクリーン上に生じる模様の直径に対して、
強い影響を与えることが分かった。水は、比較的に容易
に微細ミストに霧化できるが、最も大きな直径模様を生
じた。この水に、周知のミスト防止剤、POLYOX(登録商
標)を添加すると、この模様の直径が大きく低下するの
が認められた。同様に、本明細書中で開示した重合体の
試料を水に溶解すると、このスクリーン上に生じる噴霧
模様の直径が著しく低くなることが分かった。各防止剤
を含む試験溶液約350グラムの試料を、Waringの市販の
ブレンダーModel 700において、20,000 RPMの回転速度
でせん断に２分間かけた。次いで、これらの試料を、こ
のミスト防止剤重合体の効率について、再試験した。
【００７４】このミスト防止剤の効率は、以下の等式を
用いて計算した：
用いて計算した：
【００７５】
【数２】 ここで、Ｄは、この噴霧模様の直径である。
【００７６】
【表３】
【００７７】組成物 本発明の金属加工油剤は、オイルを含まない水ベースの
組成物を含有する。その最も簡単な様式では、これらの
組成物は、水、および耐ミスト重合体を含有する。この
重合体は、ミストを防止するのに効果的なレベルで含有
させるのが、望ましい。しかしながら、使用した金属加
工油剤を回収しても、その一部は、使用中に失われ、こ
の耐ミスト重合体には費用がかかる。従って、この耐ミ
スト重合体は、また、その効果的な濃度範囲のうちの低
いレベルで使用するのが望ましい。耐ミスト効果を得る
のに必要な重合体のレベルには、多くの要因が影響を与
える。器具および加工物の形状、特定の仕様におけるせ
ん断レベル、および加工物の移動速度は、全て、必要な
ミスト防止剤の量に影響を与える。この耐ミスト重合体
は、この組成物の全重量を基準にして、0.02重量％〜10
重量％の濃度範囲で、使用される。この組成物を調製す
るには、この耐ミスト重合体の混合物もまた、使用でき
る。
組成物を含有する。その最も簡単な様式では、これらの
組成物は、水、および耐ミスト重合体を含有する。この
重合体は、ミストを防止するのに効果的なレベルで含有
させるのが、望ましい。しかしながら、使用した金属加
工油剤を回収しても、その一部は、使用中に失われ、こ
の耐ミスト重合体には費用がかかる。従って、この耐ミ
スト重合体は、また、その効果的な濃度範囲のうちの低
いレベルで使用するのが望ましい。耐ミスト効果を得る
のに必要な重合体のレベルには、多くの要因が影響を与
える。器具および加工物の形状、特定の仕様におけるせ
ん断レベル、および加工物の移動速度は、全て、必要な
ミスト防止剤の量に影響を与える。この耐ミスト重合体
は、この組成物の全重量を基準にして、0.02重量％〜10
重量％の濃度範囲で、使用される。この組成物を調製す
るには、この耐ミスト重合体の混合物もまた、使用でき
る。
【００７８】この水性金属加工油剤は、この耐ミスト重
合体に加えて、この組成物の特性を改良する添加剤を含
有していてもよい。これらの添加剤には、消泡剤、金属
不活性化剤、腐食防止剤、抗菌剤、防食剤、極圧剤、耐
摩耗剤、耐摩擦剤、および耐錆剤が挙げられる。このよ
うな物質は、当業者に周知である。
合体に加えて、この組成物の特性を改良する添加剤を含
有していてもよい。これらの添加剤には、消泡剤、金属
不活性化剤、腐食防止剤、抗菌剤、防食剤、極圧剤、耐
摩耗剤、耐摩擦剤、および耐錆剤が挙げられる。このよ
うな物質は、当業者に周知である。
【００７９】本発明の金属加工油剤はまた、水中油型乳
濁液であり得る。この乳濁液組成物は、上述の純粋な水
性組成物と同じ種類および量の耐ミスト重合体を含有す
る。この組成物はまた、上記の純粋な水性油で使用する
性能改良添加剤を含有していてもよい。
濁液であり得る。この乳濁液組成物は、上述の純粋な水
性組成物と同じ種類および量の耐ミスト重合体を含有す
る。この組成物はまた、上記の純粋な水性油で使用する
性能改良添加剤を含有していてもよい。
【００８０】この乳濁液組成物で使用するオイルは、石
油オイル(例えば、潤滑粘性のあるオイル、原油、ディ
ーゼル油、鉱物性シール油、灯油、燃料油、ホワイト
油、および芳香族油)を含有していてもよい。液状オイ
ルには、天然潤滑油(例えば、動物油、植物油)、鉱物性
潤滑油、溶媒処理したまたは酸処理した鉱油、石炭また
は頁岩から誘導したオイル、および合成油が挙げられ
る。合成油には、以下の炭化水素油およびハロ置換炭化
水素油が包含される。この炭化水素油およびハロ置換炭
化水素油には、例えば、重合されたオレフィンおよびイ
ンターポリマー化されたオレフィン(例えば、ポリブチ
レン、ポリプロピレン、プロピレン-イソブチレン共重
合体、塩素化されたポリブチレンなど)；ポリ(1-ヘキセ
ン)、ポリ(1-オクテン)、ポリ(1-デセン)；アルキルベ
ンゼン(例えば、ドデシルベンゼン、テトラデシルベン
ゼン、ジノニルベンゼン、ジ(2-エチルヘキシル)ベンゼ
ン)；ポリフェニル(例えば、ビフェニル、テルフェニ
ル、およびアルキル化されたポリフェニル)；およびア
ルキル化されたジフェニルエーテルおよびアルキル化さ
れたジフェニルスルフィドおよびその誘導体、それらの
類似物および同族体などがある。
油オイル(例えば、潤滑粘性のあるオイル、原油、ディ
ーゼル油、鉱物性シール油、灯油、燃料油、ホワイト
油、および芳香族油)を含有していてもよい。液状オイ
ルには、天然潤滑油(例えば、動物油、植物油)、鉱物性
潤滑油、溶媒処理したまたは酸処理した鉱油、石炭また
は頁岩から誘導したオイル、および合成油が挙げられ
る。合成油には、以下の炭化水素油およびハロ置換炭化
水素油が包含される。この炭化水素油およびハロ置換炭
化水素油には、例えば、重合されたオレフィンおよびイ
ンターポリマー化されたオレフィン(例えば、ポリブチ
レン、ポリプロピレン、プロピレン-イソブチレン共重
合体、塩素化されたポリブチレンなど)；ポリ(1-ヘキセ
ン)、ポリ(1-オクテン)、ポリ(1-デセン)；アルキルベ
ンゼン(例えば、ドデシルベンゼン、テトラデシルベン
ゼン、ジノニルベンゼン、ジ(2-エチルヘキシル)ベンゼ
ン)；ポリフェニル(例えば、ビフェニル、テルフェニ
ル、およびアルキル化されたポリフェニル)；およびア
ルキル化されたジフェニルエーテルおよびアルキル化さ
れたジフェニルスルフィドおよびその誘導体、それらの
類似物および同族体などがある。
【００８１】アルキレンオキシド重合体およびそれらの
誘導体(この誘導体では、その末端水酸基は、エステル
化、エーテル化などにより修飾されている)は、他のク
ラスの合成潤滑油を構成する。これらは、エチレンオキ
シドまたはプロピレンオキシド、これらのポリオキシア
ルキレン重合体のアルキルエーテルおよびアリールエー
テル(例えば、メチル-ポリイソプロピレングリコールエ
ーテル、ポリエチレングリコールのジフェニルエーテル
およびジエチルエーテル)；およびそれらのモノおよび
ポリカルボン酸エステル(例えば、酢酸エステル)、テト
ラエチレングリコールの混合したC3-C8脂肪酸エステル
およびC13 OxOジエステルの重合により調製したポリオ
キシアルキレン重合体により、例示される。簡単な脂肪
族エーテル(例えば、ジオクチルエーテル、ジデシルエ
ーテル、ジ(2-エチルヘキシル)エーテル)は、合成油と
して使用できる。
誘導体(この誘導体では、その末端水酸基は、エステル
化、エーテル化などにより修飾されている)は、他のク
ラスの合成潤滑油を構成する。これらは、エチレンオキ
シドまたはプロピレンオキシド、これらのポリオキシア
ルキレン重合体のアルキルエーテルおよびアリールエー
テル(例えば、メチル-ポリイソプロピレングリコールエ
ーテル、ポリエチレングリコールのジフェニルエーテル
およびジエチルエーテル)；およびそれらのモノおよび
ポリカルボン酸エステル(例えば、酢酸エステル)、テト
ラエチレングリコールの混合したC3-C8脂肪酸エステル
およびC13 OxOジエステルの重合により調製したポリオ
キシアルキレン重合体により、例示される。簡単な脂肪
族エーテル(例えば、ジオクチルエーテル、ジデシルエ
ーテル、ジ(2-エチルヘキシル)エーテル)は、合成油と
して使用できる。
【００８２】他の適切なクラスの合成油には脂肪酸のエ
ステル(例えば、オレイン酸エチル、ヘキサン酸ラウリ
ル、およびパルミチン酸デシル)が包含される。ジカル
ボン酸(例えば、フタル酸、コハク酸、マレイン酸、ア
ゼライン酸、セバシン酸、フマル酸、アジピン酸、リノ
ール酸ダイマー、マロン酸、アルキルマロン酸、アルケ
ニルマロン酸など)と、種々のアルコール(例えば、ブチ
ルアルコール、ヘキシルアルコール、ドデシルアルコー
ル、2-エチルヘキシルアルコール、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピ
レングリコール)とのエステルが包含される。これらエ
ステルの特定の例には、アジピン酸ジブチル、セバシン
酸ジ(2-エチルヘキシル)、フマル酸ジ-n-ヘキシル、セ
バシン酸ジオクチル、アゼライン酸ジイソオクチル、フ
タル酸ジオクチル、フタル酸ジデシル、セバシン酸ジエ
イコシル、リノール酸ダイマーの2-エチルヘキシルジエ
ステル、セバシン酸１モルとテトラエチレングリコール
２モルおよび2-エチルヘキサン酸２モルとの反応により
形成される複合エステルが包含される。
ステル(例えば、オレイン酸エチル、ヘキサン酸ラウリ
ル、およびパルミチン酸デシル)が包含される。ジカル
ボン酸(例えば、フタル酸、コハク酸、マレイン酸、ア
ゼライン酸、セバシン酸、フマル酸、アジピン酸、リノ
ール酸ダイマー、マロン酸、アルキルマロン酸、アルケ
ニルマロン酸など)と、種々のアルコール(例えば、ブチ
ルアルコール、ヘキシルアルコール、ドデシルアルコー
ル、2-エチルヘキシルアルコール、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピ
レングリコール)とのエステルが包含される。これらエ
ステルの特定の例には、アジピン酸ジブチル、セバシン
酸ジ(2-エチルヘキシル)、フマル酸ジ-n-ヘキシル、セ
バシン酸ジオクチル、アゼライン酸ジイソオクチル、フ
タル酸ジオクチル、フタル酸ジデシル、セバシン酸ジエ
イコシル、リノール酸ダイマーの2-エチルヘキシルジエ
ステル、セバシン酸１モルとテトラエチレングリコール
２モルおよび2-エチルヘキサン酸２モルとの反応により
形成される複合エステルが包含される。
【００８３】このオイルと水との比は、約１：５〜約
１：200で変えられる。本発明の乳濁液を調製するに
は、いずれの水中油型乳濁液も使用できる。乳濁液は、
単一の物質または界面活性剤の混合物であり得る。代表
的な界面活性剤には、スルホン酸およびカルボン酸のア
ルカリ金属塩、カルボン酸アシル化剤とアミンおよびヒ
ドロキシルアミンとの反応生成物から誘導した塩、ポリ
オール、ポリエーテルグリコール、ポリエーテル、およ
びポリエステルなどが挙げられる。The Kirk-Othmer En
cyclopedia of Chemical Technology (3rd. Edition V.
8 pp. 900-930)は、乳濁液の適切な論述を提供し、水
中油型乳濁液の調製に有用な乳濁液のリストを示す。
１：200で変えられる。本発明の乳濁液を調製するに
は、いずれの水中油型乳濁液も使用できる。乳濁液は、
単一の物質または界面活性剤の混合物であり得る。代表
的な界面活性剤には、スルホン酸およびカルボン酸のア
ルカリ金属塩、カルボン酸アシル化剤とアミンおよびヒ
ドロキシルアミンとの反応生成物から誘導した塩、ポリ
オール、ポリエーテルグリコール、ポリエーテル、およ
びポリエステルなどが挙げられる。The Kirk-Othmer En
cyclopedia of Chemical Technology (3rd. Edition V.
8 pp. 900-930)は、乳濁液の適切な論述を提供し、水
中油型乳濁液の調製に有用な乳濁液のリストを示す。
【００８４】他の成分 代表的な金属加工油は、他の成分(例えば、消泡剤、金
属不活性化剤、腐食防止剤、抗菌剤、極圧剤、耐摩耗
剤、耐摩擦剤、および耐錆剤)を含有する。代表的な耐
摩擦剤には、オーバーベース化スルホン酸塩、硫化オレ
フィン、塩素化パラフィンおよびオレフィン、硫化エス
テルオレフィン、アミン末端ポリグリコール、およびジ
オクチルリン酸ナトリウム塩が挙げられる。有用な消泡
剤には、以下が挙げられる：ポリメタクリル酸アルキ
ル、およびポリメチルシロキサン。金属不活性化剤に
は、トリルトリアゾールのような物質が挙げられる。腐
食防止剤には、カルボン酸/ホウ酸ジアミン塩、カルボ
ン酸アミン塩、アルカノールアミン、アルカノールアミ
ンホウ酸塩などが挙げられる。
属不活性化剤、腐食防止剤、抗菌剤、極圧剤、耐摩耗
剤、耐摩擦剤、および耐錆剤)を含有する。代表的な耐
摩擦剤には、オーバーベース化スルホン酸塩、硫化オレ
フィン、塩素化パラフィンおよびオレフィン、硫化エス
テルオレフィン、アミン末端ポリグリコール、およびジ
オクチルリン酸ナトリウム塩が挙げられる。有用な消泡
剤には、以下が挙げられる：ポリメタクリル酸アルキ
ル、およびポリメチルシロキサン。金属不活性化剤に
は、トリルトリアゾールのような物質が挙げられる。腐
食防止剤には、カルボン酸/ホウ酸ジアミン塩、カルボ
ン酸アミン塩、アルカノールアミン、アルカノールアミ
ンホウ酸塩などが挙げられる。
【００８５】
【発明の効果】本発明によれば、水およびミスト防止共
重合体を含有する水性金属加工油剤を提供することがで
きる。本発明の水性金属加工油剤は、優れたミスト防止
性能を有する。
重合体を含有する水性金属加工油剤を提供することがで
きる。本発明の水性金属加工油剤は、優れたミスト防止
性能を有する。
───────────────────────────────────────────────────── 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 (71)出願人 591131338 29400 Ｌａｋｅｌａｎｄ Ｂｏｕｌｅｖ ａｒｄ， Ｗｉｃｋｌｉｆｆｅ， Ｏｈｉ ｏ 44092， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅ ｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ (72)発明者 ジェイムズ ティー． マン アメリカ合衆国 オハイオ 44236， ハ ドソン， ウェイアー ドライブ 2272 (72)発明者 リチャード エイ． デニス アメリカ合衆国 オハイオ 44023， ア ーバーン タウンシップ， インディアン ヒルズ ドライブ 17615
Claims (14)
- 【請求項１】 水およびミスト防止共重合体を含有する
水性金属加工油剤であって、該共重合体は、(A)以下のA
(Ｉ)およびA(II)からなる群から選択した疎水性モノマ
ーと、(B)以下のB(Ｉ)、B(II)およびB(III)からなる群
から選択した親水性モノマー化合物とを共重合させるこ
とにより、形成される： A(Ｉ)次式を有するアルキル置換アクリルアミド化合
物： 【化１】 ここで、R1は、水素またはメチル基であり、そしてR2お
よびR3は、独立して、水素またはヒドロカルビル基であ
るが、但し、R2およびR3中の炭素原子を合わせた全数
は、２と36の間である；および A(II)次式のアクリル酸エステル： 【化２】 ここで、R1は、水素またはメチル基であり、そしてR
9は、１個と20個の間の炭素原子を含有するヒドロカル
ビル基である；ならびに B(Ｉ)次式を有するアクリルアミドスルホン酸： 【化３】 ここで、R4は、水素またはメチル基であり、そしてR
は、２個〜８個の炭素原子を含有する脂肪族または芳香
族炭化水素基である； B(II)次式を有するアクリルアミドジスルホン酸： 【化４】 ここで、R4は、水素またはメチル基であり、そしてR
は、２個〜８個の炭素原子を含有する脂肪族または芳香
族炭化水素基である；および B(III)次式を有するスチレンスルホン酸： 【化５】 ここで、X+は、アルカリ金属カチオン、アルカリ土類金
属カチオン、遷移金属Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、N
i、Cu、Znのカチオン、および次式のアンモニウムカチ
オンからなる群から選択される： 【化６】 ここで、R5、R6、R7およびR8は、独立して、水素または
ヒドロカルビル基であるが、但し、アンモニウムカチオ
ン中の炭素原子の全数は、21個の炭素原子を越えず、さ
らに、但し、AがA(Ｉ)なら、AとBのモル比は、95：５〜
25：75であり、そしてAがA(II)なら、AとBのモル比は、
90：10〜25：75の範囲である。 - 【請求項２】 前記疎水性モノマーが、A(Ｉ)である、
請求項１に記載の水性金属加工油剤。 - 【請求項３】 R2およびR3中の炭素原子を合わせた全数
が、４〜24である、請求項２に記載の水性金属加工油
剤。 - 【請求項４】 前記疎水性モノマーが、A(II)である、
請求項１に記載の水性金属加工油剤。 - 【請求項５】 R9が、２個〜18個の炭素原子を含有す
る、請求項４に記載の水性金属加工油剤。 - 【請求項６】 前記親水性モノマーが、B(Ｉ)である、
請求項１に記載の水性金属加工油剤。 - 【請求項７】 前記親水性モノマーが、2-アクリルアミ
ド-2-メチルプロパンスルホン酸のナトリウム塩であ
る、請求項６に記載の水性金属加工油剤。 - 【請求項８】 前記親水性モノマーが、2-アクリルアミ
ド-2-メチルプロパンスルホン酸のナトリウム塩であ
り、そして前記疎水性モノマーが、t-ブチルアクリルア
ミドである、請求項１に記載の水性金属加工油剤。 - 【請求項９】 さらに、オイルおよび乳化剤を含有し、
水中油型乳濁液である、請求項１に記載の水性金属加工
油剤。 - 【請求項１０】 前記疎水性モノマーが、A(Ｉ)であ
る、請求項９に記載の水中油型乳濁液金属加工油剤。 - 【請求項１１】 前記疎水性モノマーが、A(II)であ
る、請求項９に記載の水中油型乳濁液金属加工油剤。 - 【請求項１２】 前記親水性モノマーが、B(Ｉ)であ
る、請求項９に記載の水中油型乳濁液金属加工油剤。 - 【請求項１３】 前記親水性モノマーが、2-アクリルア
ミド-2-メチルプロパンスルホン酸のナトリウム塩であ
る、請求項１２に記載の水中油型乳濁液金属加工油剤。 - 【請求項１４】 前記親水性モノマーが、2-アクリルア
ミド-2-メチルプロパンスルホン酸のナトリウム塩であ
り、そして前記疎水性モノマーが、t-ブチルアクリルア
ミドである、請求項１２に記載の水中油型乳濁液金属加
工油剤。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US64460096A | 1996-05-13 | 1996-05-13 | |
| US08/644,600 | 1996-05-13 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007010685A Division JP2007146175A (ja) | 1996-05-13 | 2007-01-19 | 溶解性オイル中のミスト防止剤としてのスルホン酸塩含有共重合体の（水ベースの）金属加工油剤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1046178A true JPH1046178A (ja) | 1998-02-17 |
| JP4095133B2 JP4095133B2 (ja) | 2008-06-04 |
Family
ID=24585580
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12114397A Expired - Fee Related JP4095133B2 (ja) | 1996-05-13 | 1997-05-12 | 溶解性オイル中のミスト防止剤としてのスルホン酸塩含有共重合体の（水ベースの）金属加工油剤 |
| JP2007010685A Withdrawn JP2007146175A (ja) | 1996-05-13 | 2007-01-19 | 溶解性オイル中のミスト防止剤としてのスルホン酸塩含有共重合体の（水ベースの）金属加工油剤 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007010685A Withdrawn JP2007146175A (ja) | 1996-05-13 | 2007-01-19 | 溶解性オイル中のミスト防止剤としてのスルホン酸塩含有共重合体の（水ベースの）金属加工油剤 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0811677B1 (ja) |
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| AU (1) | AU715671B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| SG50827A1 (en) * | 1996-05-13 | 1998-07-20 | Lubrizol Corp | Sulfonate containing copolymers as mist suppressants in soluble oil (water-based) metal working fluids |
| EP1007598B1 (en) | 1998-06-15 | 2004-02-25 | The Lubrizol Corporation | Aqueous composition containing a water-soluble or water-dispersible synthetic polymer |
| US6344517B1 (en) | 1998-06-15 | 2002-02-05 | The Lubrizol Corporation | Method of using an aqueous composition containing a water-soluble or water-dispersible synthetic polymer and aqueous metal working fluid compositions formed thereof |
| DE19931219C2 (de) * | 1999-07-06 | 2001-06-07 | Clariant Gmbh | Verwendung von Polymeren als Anti-Nebel-Additiv in wasserbasierenden Kühlschmierstoffen |
| DE19931218B4 (de) * | 1999-07-06 | 2005-06-02 | Clariant Gmbh | Verwendung von Polymeren als Anti-Nebel-Additiv in wasserbasierenden Kühlschmierstoffen |
| DE19931220B4 (de) | 1999-07-06 | 2005-03-10 | Clariant Gmbh | Verwendung von Polymeren als Anti-Nebel-Additiv in wasserbasierenden Kühlschmierstoffen |
| CA2381478A1 (en) * | 1999-08-26 | 2001-03-01 | Victor A. Gober | Metalworking compositions and their preparation |
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