JPS5825392A - 水溶性潤滑剤 - 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】 金属Ｏ成形−および切削作業の−に冷却剤および潤滑剤
として一般に、゛アニオン系−または非イオン系乳化剤
またはこれら乳化剤の混合物を含む鉱物油またはｌ１ｖ
ｊ油の油状物または水性乳化物が使用される。これらＯ
油ベースの乳化物はその使用特性の改善０ＪＩＩＫＮ滑
性を改善する物質を◆かれ少なかれ多量に含有している
。

この鳩舎には大抵は、塩素含有−、リン含有−また社硫
黄含有化合物が適する。それＫも拘わらず、これらの油
ペースの乳化物は、金属加工剤に求められる要求を度々
満足していない。

しかし多相系の乳化物は度々充分でな一物理的安定性を
有してお）そして作業条件下での粒子の巨大化によって
油性相および水性相中で度々分離する傾向がある。その
為にこの乳化物は上記用途目的に使用できず且つか＼る
金属加工用液体の最適な性質をもはや有していない。

それ故に、一方においては充分な潤滑効果を有しそして
もう一方においては充分な安定性を有してｉる金属加工
用液体がＪＩ！求されている。

従って最近の開発は、例えばエチレンオキサイドおよび
プロピレンオキナイドを基礎とする潤滑的に有効な水混
和性の重合体の透明な浴液おいて度々、乳化物よりも遥
かに長い寿命を有しているという事実を使用している・ ポリアルキレンオキサイドの化合物群の内の水溶性の代
表的外もの１例えば直鎖状のまたは分岐シたエチレンー
プロビレンープ賞ツタ重合体をか＼る目的に使用すると
と亀公知である〔〒ｈ、マンダ（Ｍａｎｇ）等の１コン
タクト・ラント・スタブイウム（Ｋｏｎｔａｈｔ　ｔＩ
ｎｌ　ｉｌｔｕａｉｕｍ）１？ｌＩＯ″、第４１巻、第
５ｓＨ１工中スパート（ｌｘｐ＠ｒｔ）出簾社、参照〕
。

しかしながら、か＼る化合物群の潤滑効果は、フライス
剛ヤまたは穿孔あるいはねじ切りの如き鉄および非鉄金
属の切削加工仕上げの分野での苛酷な高速加工作業を実
施するに度々不兜分であることが実地において判ってい
る。

それ故に本発明の目的は、穿孔、ねじ切り、ねじ立て等
Ｏ如き高速加工作業に適してｂりそして鋼および鋼合金
の知音鉄材の加工にも鋼、アルン二つム、真鍮、プ田ン
ズ等の非鉄金属０加工に％適する水溶性潤滑剤を提供す
ることである。

本発明の対象は１式 〔式中、Ｒは水素、０１〜０１１−アルキル基または０
１〜Ｃ１鵞−アルケニル基を、Ｒ１はＱ、ａｗＱｔ＠−
アＡ／命ル基または０．〜０１．−アルケニル基を、ム
は式 ％式％） なる群の基を、Ｘは０〜１５の数を意味しセしてｍシよ
びｎの数値を、分子中のエチレンオキサイドおよび／ま
たはプロピレンオキナイドの全含有量が１０〜８００ア
ルキレンオキナイド革位であるように選択する。〕 で表わされる化合物を含有する水浴性潤滑剤である。

特に、Ｒが水素またはＣ１〜０４アル中ル基を、Ｒ，２
＞！　Ｏ，〜Ｃ３，−アルキル基または０・〜Ｃ１・−
アルケニル基を、ムが式 ％式％） で表わされる基を、Ｉが１〜！Ｏ数を意味しセしてｍシ
よびｎの数値を、分子中のエチレンオキサイド全含有量
が４０〜２００工チレンオキサイド単位であるように選
択した上記式の化合物が有利である。

上記化合物の製造は公知の方法Ｋｌ！つて行なう０例え
ば、最初にフェノールまたはアル中ルフェノールまたは
これらの混合物をホルムアルデヒドまたはバラホルムア
ルデｔドと縮合屓応させて線状または環状ノボラツタと
する〔フルツシエ（ｉｉｕｌｔｇｓａｈ）の１フエノー
ル樹脂の化学（０Ｍｍ１＠ａｅｒ　Ｐｈｅｎｏｌｈａｒ
ｓｅ）’、１９ｓｏ、＠１１４頁１＊は未１１％許１１
１．ＬＯ５２，５１４号１Ｍ細書またはジャーナルーオ
ブ・オーガニック・ケｔ２）ツ（Ｊ、Ｏｒｇ、Ｏｈ＠ｍ
、）、第４３巻、　４２５１９５８．４？Ｏ５〜４９０
６参照）、　　次Ｋｊの／ボラックをアルキレンオキナ
イドと公知のように反応させてノポラッターオ中シエチ
ラートトシそして最後にカルゼン酸エステルに転化する
。

線状ｔた＃ｉ環状ノｌラツタを製造する為には。

フェノ−Ｊ＆ｔ＊は、ホルムアルデヒドに対して二官能
性であり且つ０．〜’Ｉｆの直鎖状−１−＃−は分岐状
アルキル基を有するアルキルフェノールまたはこれらの
混合物を使用することができる。

ノボラック形成の際に生ずる反応本社除かなければなら
ない、これは場合によっては共沸蒸留によって、アルデ
ヒドとの反応の間または反応の後にあるいは減圧を用い
ることＫよって行なうヒとができる。触媒としては例え
ば塩酸、硫酸、？−）ルエンスルホン陵、゛蓚酸の如き
酸がアルカリ性触媒としてはｑ／＃に水酸化ナトリウム
。

水酸化カリク＾、ナトリウムエチラー）またはカリク五
−第５−ブチラードを使用するのが好ましい。

ノボラックを製造する際に、開環鎖状生成物かあるいは
環状生成物が得られる。開環鎖状ノボラックの場合には
、前述の式中の両方の自由原子価がそれぞれ水素原子で
飽和されてお）、他方環状ノボラックの場合には両方の
自由原子価が一櫂に成って環を形成している。線状ノボ
ラック社脆＃な樹脂から軟らか％／％　１１１１１であ
◆、環状の％Ｏは３００℃以上で溶融する白色また黄色
の固体である０両方のタイプとも、メチレン橋を介して
連結された多鎖のフェノールまたはアルキルフェノール
の混合物である。

線状ノブラックのオキシアルＩＩＰＪ＃ｙ化は、アルキ
レンオ中ナイドにてアルカリ性触媒の存在下に約Ｉ　Ｇ
ｏ−２１０１３，＃ＩＣ１４０〜１８０℃のもとて全知
の方法に従って行なう、アルカッ性触媒としては殊に、
水酸化カリウムまたは轡に水酸化ナシリクムの如きアル
カ亨金属水酸化物を先は、ナトリウム−メテラー）また
はカッラム−第５−ブチｙ−トｏ如きアルカリ金属アル
コラードが適する。か＼るアルカリ性触＠０濃度は、ノ
ボラック樹脂に対して％に好ましくはＯ，ＯＳ〜１０口
重量嘔であるべきである。オキ゛シアル中ル化は無加圧
下でまたは加圧容器中で実施することができ、七〇ＩＩ
Ｋアルキレンオ中サイドは気体状でまたは液状で供給で
きる。アルキレンーオ中ナイドの量は、ノボラック樹脂
の各フェノール性水酸基当１）Ｋ平均して１０−５０備
のアル中しンーオ午ナイド基を導入するように選択する
。高い融点の環状ツメラックのオ中シアル中ル化は、米
国特許第４．０！５２，５１４号ｌｌ綱書の実施例１５
０に従って中シレン懸濁液状態で行なうことができる。

中シレンは、オキシアＮ中身化後に、エステル化の段階
の量水共沸剤としてオキシアル午レート中に残っていて
もよい。

ノボラック−オキシアル中２−トのエステル化は、全知
の方法に従って共沸剤の不存在下資九拡存在下にカルボ
ン酸を用いてまたはカルゼンａｍ導体（例えばカルボン
醗Ｉ−ロゲン化物。

カルゼン酸無水物）を用いて行なうかあるいはカルボン
酸の０１〜Ｃ番−アル中ルエステルとエステル交換する
ととによって行なう、カルボン酸としては、２〜２０個
、＊に４〜１８個の炭素原子を有する飽和モノカルボン
酸またはその混合物が適している０例としては以下のも
のが挙げられる二いわゆる短鎖脂肪酸、２−エチルーヘ
キナン酸、１−ノナン酸、ドデカン酸、１−トリデカン
酸、ステアリン酸、１−ステアリン酸またはオレイン酸
。

これらのカルボン酸の一部拡２〜５個の炭素原子を有す
るカルボン酸、例えば酢酸に替える挙動は、基Ｒおよび
Ｒ１の長塔、Ｘｉ）＠ｔ）大きさシヨヒオ中シアル中〃
化変（これは指数型およびｎＫよって貴わされる）によ
って影響される。

一般に、水溶性は基ＲシよびＲ１の大きさの増加と共に
およびオ午シアル中〃化変の減少と共（低下すると云う
ことがでＩ！、これら置換基Ｏ適当表変更によって、−
ずれの場合にも所望Ｏ水溶性を得ることができる。１嘔
水溶液で一定する融点は２５１）以上、４Ｈｃｉｏ℃以
上にあるべきである。

次Ｏ表ム中に、本発明に従って用いる一連のエステル化
ノゼラツタ樹脂を示す、これらＯ化合物は以下の処方に
従って得た。

アルキルフェノールを、触媒的に有効−な量のｐ−）ル
エンースルホンｉｌトー緒に７クスコ中に最初に入れそ
して加熱する０次に、３５１１Ｉのホルムアルデヒド溶
液を徐々に満願する。その際にホルムアルデヒドの量は
表中のＩの各値の大きさＫよって決める１発熱的に進行
する反応が次第に弱まった後に、更に１６時間還流下に
後加熱する６次に１２０〜１４０℃のもとで最初に常圧
のもとで１次に減圧下に水を完全に留去する。冷却後に
、殆んど無色の脆Ｈｆｔ樹脂としてノボラックが得られ
る。

ζうして得られるノボラックを１．１１の水酸化ナトリ
ウムと一緒にオートクレーブ中に充填すす、空気を１素
によりて排除しそしｆ１５０〜１７０℃に加熱する。こ
Ｏ温度のもとで液状のエチレンオ命ナイドあるい淋エチ
レンオ命サイドとプロピレンオキナイドとの混合物を、
オートクレーブ中の重量増加が表中の五Ｏ所にそれぞれ
記した全モル量を達成するまで導入する。

更に１時間、後攪拌管行なう。

攪拌機および冷却器を備えた攪拌容器中Ｋ、オキシアル
ｄＰｋ化したノがラック、触媒効果の４Ａ量０ｐ−）ル
エンスルホン酸およびそれぞれに必要とされる量の式Ｒ
ｔ−０００１０酸よ抄成る混合物を導入しそして、留去
される水がもはや倉く且り酸価が５以下の値に低下する
までの間、攪拌下に約１７０″’ｏｏｉａ度に加熱する
。エステル化生成物は、油状からワックス状までの軟度
を有する褐色の物質として得られる。

本発明の金属加工剤を製造する為に必要とされる、エス
テル化したオキシアルキル化ノボラックの量は広い範囲
内で変えることができる。

普通の金属加工作業の為には一般に１０重量暢以下の使
用濃度で充分である０本発明の金属加工剤の１つの長所
は、低い濃度でも既Ｋｌ！ＩＬ好な効果を示すことであ
る０例えば、新規の金属知Ｃ剤の場合と同ＩＩ！に、特
に工作材料の加工作業の種類に依存している。普通の作
業Ｏ場合には、新規Ｏ金属加工剤の使用濃度は約１〜６
重量−の範囲内である。しかし特別の場合には上記Ｏａ
ｔ下回わっで４または超過してもよい。

例えば特ＫＷ酷な金属加工作業の場合には場合によって
は、エステル化したオキシアルキル化ノボ２ツクを約２
５重量９ｇまで含有する溶液を使用するのが適切である
。

この水溶性潤滑剤社、例えばアミンおよび、一連のカル
ゼン酸および／または脂肪酸−ア電シ縮合生成物および
／または！！ｌ＠アシカッールアミドなろ普通の防蝕剤
の如き他の添加物を更に含有していてもよい。

次Ｏ，ｊ！に記した比較試験の結果は、本発明の金属加
工用液体が非常に大きい負荷にも耐える能力を有してい
ることおよび全知の製品よ秒も明らかに夷好な負荷耐久
性および耐摩耗性を有している０本発明の金属加工用液
体は、その非常ＫｊＬ好な潤滑性および冷却性の為に、
丸１９１）。

転削、穿孔、研摩咎の如き潤滑剤に比較的僅かな負荷し
か伴なわない高速金属加工作業並びに潤滑剤が大きな負
荷にさらされる例えばねじ切シの如き荀酷表加工作業に
も同ａＩＫ適している。

以下の実施例において、他に表示がない隈）。

部は重量部をそして−は重量−を意味する。

本発ＷＡＯ金属加工剤の品質評価の為におよび全知Ｏ濶
滑物質成分Ｏ水溶液と比較する為に、ライヒエル）　（
Ｒｅ４ｃｈｅｒｔ　）に従う摩擦岸耗パツ／スを使用す
る。この装置は、異にる硬症Ｏ鋼より成る２つの交換可
能な摩擦部材より実質的に構成されており、その内の一
方の部材−環状ホイール−は運動可能に配設されており
そしてもう一方の部材−試験用ロールー社固定状態で配
設されている。試験の間、環状ホイールと試験用ロール
とを軸方向が互に交叉するように、両レバー・システム
を介して規定され九力にて互に圧縮する。この場合、環
状ホイールの一部分を試験するべき金属加工用液体中に
漬けそして同時に回転運動を行ない、その際に環状ホイ
ールと試験用ロールとの間の摩擦摩耗域に不変的な潤滑
剤の運搬を保証する。

回転運動によって、試験用ロール上での各潤滑用液体の
安定性に依存して多かれ少なかれ大きな寸法の楕円形の
摩耗跡が生ずる。一定の作業時間０ｖｋＫ生ずるか＼る
摩擦面およびそれぞれの圧縮力から＃／１雪で表わされ
る値を算出する。これは１比表面圧（ａｐｅｏｉｆｉｃ
　５ｕｒｆａｃｅｐｒ・−ｏｕｒ・）２と称され、潤滑
膜の負荷能力の目安として用いられる〔雑誌”鉱油技術
（Ｍｉｌｌ・ｒａ　−１６１−Ｔｅａｈｎｉｋ　）　”
　！（１９５８）、／１６２、第１〜１７頁参照〕。

試験は、有効−質であるエステル化したオキシエチル化
ノボツツクあるいはエチレンオキナイド／プ四ピレンオ
キナイド−ブロック重合体の含有量を１．２および５重
量部に増加させた水ｆＩｓ液で実施する。

金属加工用液体は、２０’のドイツ硬度の飲料水に有効
吻質を溶解するヒとによって製造する。

実施例１２表ムＯ化合物ム１ 実施例２：！！！ムＯ化合化合ツ ム２例！！二表ムＯ化合物ム４ 実施例４：表ムの化会物ム７ 実施例５：表ムの化合物ム１２ 実施例６二表ムの化合物Ｂ１ 比較用生成物Ｉ：分分備鎖状０／ＰＯ−ブロック重合体
（エチレンジアミン＋３０ エチレンオ中ナイド＋３０プ　゛ ロビレンオ中サイドよ抄成る 反応生成物）。

比較用生成物璽；分岐鎖状ｑＯ／Ｐｏ−ブロック重合体
（エチレンシアζ）＋ｉｎエ チレンオキサイド＋６０プロピ シンオキサイドよ〉成る反応生 酸物）・。

比較試験の結果を次の表に総括褐瞳する。

表　　１ 実施例　　　　有効物質含有量　　比表面圧（重量＊）
　　　　　（ＩＣｐｚ撫寥）１　　　　　　　　　　　
　１　　　　　　　　　　　　５２０２　　　　　　　
　　　　３５０ ２　　　　　　　　　　　３５０ ２　　　　　　　　　　　　３８５ ２　　　　　　　　　　　　５４５ ２　　　　　　　　　　　　３５０ ２　　　　　　　　　　　３００ ２　　　　　　　　　　　１９０ ２　　　　　　　　　　　２４０ ５　　　　　　　　　　　３００ 測定結果は１本発明の金属加工助剤の潤滑特性が明らか
に勝れていることを示している０本発明の新規潤滑剤が
非常に太き一負荷にも耐える能力を有していることおよ
び既に全知の潤滑物質の水溶液より％嘴らかに良好な負
荷耐久性および良好な耐摩耗性を有していゐことが判つ
え。

それ故に本夷明の潤滑物質は、九剛）、穿孔。

研摩眸の如き一般に潤滑剤（比較的僅かな負荷しか停な
わない普通の金属加工作業の為Ｏ助剤として非常に適し
て−るだけですく、例えばねじ切やの如き非常ＫＷ酷な
加工作業にも有利に使用することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　式（１） 〔式中、Ｒ′は水素、０１〜ｃ１１−アル中ル基まｆｊ
   ：、ｔｉｃＪＩ〜０１雪−アルケニル１＆ｔ、ｘ、　ハ
   ロ、〜０１８−アルキル基またはＣ！〜ｃ１・−アルケ
   ニル基を、ムは式 ％式％ ｅ石群の基を、ｘａｏ〜１５の数を意味しそして３Ｉお
   よびｎの数値を、分子中のエチレンオキナイドおよび／
   またはプロピレンオキナイドの全含有量が１０〜８０ｏ
   アルキレンオ基ｔ−Ｒ＊ｉｌ”“’＠−０１１−アル中
   ル基またはＣ・〜ｅｔａ−アルケニル基を、ムが式 ％式％） で表わされる基を、Ｉが１〜９の数を意味しそして墓お
   よび１の数値を、分子中のエチレンオキナイド全含有量
   が４０〜２００工チレンオ中ナイド単位であるように選
   択した式（１）の化合物を含有する特許請求の範囲第１
   項記＊０＊溶性潤滑剤。