JPS60139791A - 水溶性金属加工油剤 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は水溶性金属加工油剤に関するものである。詳し
くいえば本発明は、特殊なカルヂン酸のアミン塩または
アルカリ金属環全含有する金属加工油剤に関するもので
ある。

（先行技術） 金属に対する潤滑性とさび止め性のすぐれた水溶性金属
加工油剤として、各種カルゼン酸１のアミン塩またはア
ルカリ金属塩を含有する組成物が広く知られている。と
ころがこの種の金属加工油剤の欠点として、使用中の性
能低下の速いことが問題となっている。この問題の解決
策としてたとえば米国特許第３７６９２１４号明細書は
、炭素原子数６〜１１のカルゼン酸のアルカノ−ルア、
ミン塩、と炭素原子数１２以上のカルゼン酸のアルカノ
ールアミン基音併用する組成物全開示しているが、十分
な効果が得られていない。１ （発明の目的） このような事情であるから、潤滑効果がすぐれ、しかも
使用中に性能の劣化しにくい水溶性金属加工油剤を提供
することが本発明の１的である。

（発明の構成） 本発明は （４）下記の式（１） ％式％ ） で表されるジカルヂン酸（以下０２１ジカルゼン酸とい
う。）の少なくとも１種と （Ｂｌ　下記の（Ｂ−１）〜（Ｂ−５３に記すポリオキ
シプロピレン付加化合物の少なくとも１種と全反応させ
て得られる分子中Ｖｃｉ個のカルボキシルａｔ−有する
モノエステルと （Ｂ−１）　ポリオキシエチレン、ポリオキシゾロビレ
ンランダ台Ｉリマー、 ただし化合物の分子量は５００〜５．０１１０であり、
ポリオキシプロピレン基は化合物の分子量の４（１以上
である。

（Ｂ−２）　下記の式で表わされる１価アルコールへの
ポリオキシプロピレン付加化合物。

Ｒ（＞　（０３Ｈ６０）ｎＨ ただし化合物は下記の条件全すべて満すものである。

■　化合物の分子量は５００〜５，０００である。

■　Ｒは炭素原子数２４以下のアルキル基、アルケニル
基またはアルキルアリール基である。

■　ｎは４〜８５の整数である。

■　（Ｏ３Ｈｇ０　）ｎは化合物の分子量の４０チ以上
である。

ＣＢ−３）　下記の式で表わされる１′価アルコールへ
のポリオキシエチレン、ポリオキシプコピレンランダム
付加またはプセツク付′加化合物。

ＲＯ（０２Ｈ４０）ｍ　（０１Ｈ６０）ｎＨただし化合
物は下記の条件ヶすべて満すものである。

■　化合物の分子量は５００〜５，０００である。

■　Ｒは炭素原子数２４以下のアルキル基、アルケニル
基ま′ｆＣ，ハアルキルアリール基である。

■　ｍは１〜２４の整数で必る。

■　ｎは５〜８ｏの整数である。

■　（０３）１６０　）　ｎは化せ物の分子量の４０％
以上である。

ＣＢ−４）　多価アルコールへのポリオキシプロピレン
付加化合物。

ただし化合物は下記の条件金すべて満すものである。

■　化合物の分子量は５００〜５，０００である。

■　ポリオキシプロピレンのイ寸刀日モル数は４〜８５
である。

■　ポリオキシプロピレン基が化合物の分子量の４０係
以上である。

（Ｂ−５）　多価アルコールへのポリオキシエチレン、
ただし、化合５啜は下記の条件をすべて満すものでめる
。

■　化合物の分子量は５００〜５，０００でめる。

■　ポリオキシエチレンの伺加モル数は１〜２４である
。

■　ポリオキシプロピレンの付加モル数は５〜８０であ
る。

■　ポリオキシプロピレン基は化合物の分子量の４０係
以上である。

わ）アミンとアルカリ金属化合物とから成る群から選ば
れ几少なくとも１種のイ艷合物 とｔ反応させて得られるアミン塩および／またはアルカ
リ金属塩を含有する。ことを特徴とする水溶性金属加工
油剤である。

本発明の水溶性金属加工油剤の構成について、以下にお
いて説明する。

〈囚（ｈｌジカルゼン酸〉 ０ｆｆｉｌジカルゼン酸は式（１１で示される２種の異
性体の混合物として合成され１．市販されているもの音
用いることができる。ただし異性体をたがいに分離して
、いずれか所望の異性体のみ１！−使用することも本発
明の範囲に包言される。

＜（Ｂ）ポリオキシプロピレン付加化合物〉ｙｌ？　Ｑ
オキシプロピレン付加化合物は上記の（Ｂ−ｉ）〜（Ｂ
−５）に示される化合物であって分子量５００〜５，０
００のものが望ま１く、ポリオキシプロピレン基は分子
中の４０％以上であることが望ましくｂ　（Ｂ−１）、
ＣＢ−３）、（Ｂ−５）においてはポリオキシエチレン
、基が分子中の５０％以下であることが望ましい。

（Ｂ−５）、ＣＢ−６）の多価アルコールとしてはエチ
レンクリコール、α−ゾロピレンクリコール、β−プロ
ピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパ
ン、ペンタエリトリトール等金用いることができる。

＜　（０３アミン類およびアルカリ金属化合物〉アミン
塩ｔ−！造するための適当なアミンとしては、エタノー
ルアミン、インプロノミノールアミン、ジメチルエタノ
ールアミン、ジエチルエタノールアミン、アミノエチル
エタノールアミン、ジェタノールアミン、トリエタノー
ルアミンのようなアルカノールアミンやシクロヘキシル
アミン、ジシクロヘキシルアミン等を用いることができ
る。

ま７ｔフルカリ金属塩全製造するためのアルカリ金属化
合物としては、カリウム、ナトリウムおよびリチウムな
どの化合物が適当であり、水酸化カリウム、水酸化ナト
リウム、水酸化リチウム、酸化カリウム、酸ｆヒナトリ
ウム、酸化リチウム、−炭酸カリウム、炭酸ナトリウム
、炭酸リチウムなどを用いることができる。

く主剤〉 本発明において使用されるＯ！にジカルゼン酸のモノエ
ステル塩を製造するには、まずモノエステルを製造し、
ついでモジエステル全モノエステル塩に変換する方法が
適当である。この方法の第１段階としてのエステル化は
、ｏ２１ジヵルゼン酸（５）とポリオキシプロピレン付
御化合物（Ｂｌとｔ　ｌ　：　１のモル比で混合し、常
法によりエステル化反応を行なえばよい。工業的に製造
されたモノエステルは副成物ｔ＠有するが、通常のエス
テル化反応によって副成する程度の副反応物ｔ＠有して
も本発明には支障を生しない。

上記のようにして得られたモジエステル全モノエステル
塩に変換するためには、上記のモノエステルとアミンま
たはアルカリ金属化合物とを混合し、必要によっては適
宜加熱して攪拌することによって作ることができる。

〈補助的成分〉 本発明の水溶性金属加工油剤は、上記のアミン塩または
アルカリ金属塩のほかに、従来の水溶性金属加工油剤に
用いられて＠た各種カルデン酸のアミン塩″１７ｔはア
ルカリ金属塩を含有してもよい。

ま九本発明の水溶性金属加工油剤は、鉱油、界面活性剤
、非鉄金属防食剤、防腐剤など従来の水溶性金属加工油
剤に用いられてきた補助的成分全含有してもよい。

上記の主剤と補助的成分との混合割合は、加工油剤のタ
イプＶｃ工っで変り得るが、主剤が水分全除く全成分中
１０１以上であることが望ましい。

また主剤と脂肪酸のアルカリ金属塩またはアミン塩と全
併用するときは、前者が後者と同量以上であることが望
ましい。本発明の加工油剤を組成するとき、必要によっ
ては水を混合してもよい、ｆｃとえばソリュブルタイプ
の加工油剤を組成するときは、従′来の多くの加工油剤
と同じく水を約２０〜６０チ混合することにより゛安定
で、使用に便利な組成物を得やすい。またエマルジョン
タイプの加工油剤を組成するときは、主剤と補助的成氷
とが均一に混合するように必要によっては少量（通常３
チ以下）の水分音用いてもよい。

〈モノエステルの合成例〉 下記の０２１シカルゼン酸および？リオキシプロピレン
付加化合物會用いてモノエステルを合成し友。

Ａ、ｏ、ｌジカルヂン酸 播磨化成工業株式会社製ＤＡ−２１（商品名）を用いた
。ＤＡ−２１は前記式（Ｉ）の２つの異性体の混合物を
主成分とし、若干の不純物會含む。

その試験値は下記のとおりである。

酸価　２７５　（理論値３１８．４） 不ケン化物　１％ Ｂ−１ポリオキシエチレン、ポリオキシゾロピレン、ラ
ンダムポリマー ただしポリオキシエチレンの付ｈｕモル数７ポリオキシ
ゾロビレンの付加モル数３８１分子量は２５１０．又ポ
リオキシプロピレン基はポＩＪ　マーの分子量の８８％
でアル。

Ｂ−２下よ。１２合つ 化合物の分子ｔは約１０８０でポリオキシプロピレン基
の分子量は化合物の７５％である。

Ｂ−、ａ　下式の化合物 ０１８Ｈ１１７０（Ｏ驚Ｈ４０）４　（ＯｓＨｓＯ）＋
ｙ’Ｈただしポリオキシエチレンとポリオキシゾロピレ
ンはランダムに付加され友ものである。化合物の分子量
は２０１０でポリオキシプロピレン基の分子量は化合物
の７８係である。

Ｂ−４下式の化合物 じ ＯＨＯ（０３Ｈ＠　Ｏ）ｍＨ ｌ　。

０ＨＩＯ（０３Ｈ６０）ｎＨ 友だしＪ＋ｍ＋ｎ’＝１０ 化合物の分子量は６７０でポリオキシゾロピレン基の分
子量は化合物の分子量の８６チである。

Ｂ−５下式の化合物 ただし ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝６５ ｍ＋ｎ＋ｏ＋ｐに　５ Ｉリオキシエチレン、ポリオキシプロピレンはブロック
付加されたものである。化合物の分子量は４０８０でポ
リオキシプロピレン基の分子量は化合物の分子量の９２
係である。

モノエステル−１ ＡとＢ−１と’Ｉｉ　：　ｔのモル比で混合しこれに／
Ｊ？ラドルエンスルホン酸ｖｉ：０．１重量％添加し、
Ｎ３気流中で１３０〜１７０℃で７時間加熱攪拌して酸
価２０．ｌのモノエステル−Ｉｔ−得た。このモノエス
テルの分子量は２８４０であった。

モノエステル−２ ＡとＢ−２とＷＸ：Ｘのモル比で混合し、モノエステル
−１と同じ条件で反応を行い、酸価３８．３のモノエス
テル−２會得た。このモノエステルの分子量は１４３０
であった。

モノエステル−３ ＡとＢ−３と’ｋｌ：１のモル比で混合し、モノエステ
ル−１と同じ条件で反応葡行い、酸価２４．ｌのモノエ
ステル−３を得た。このモノエステルの分子量は２３６
０であった。

モノエステル−４ ＡとＢ−４とｔ−１：ｌのモル比で混合し、モノエステ
ル−１と同じ条件で反応を行い、酸価５３．５のモノエ
ステル−４を得た。このモノエステルの分子量は１０２
０であった。

モノエステル−５ ＡとＢ−５とｉｘ：ｔのモル比で混合し、モノエステル
−１と同じ条件で反応全行い、酸価１２．７のモノエス
テル−５を得た。このモノエステルの分子量は４４３０
であった。

（実施例） 本発明をさらに明瞭にするために以下に実施列を示すが
、下記の実施例は本発明全制限するものではない。

（実施列１〜８） 上、記のモノエステルのアミン塩まｍはアルカリ金属塩
を主成分とする水溶性金属加工油剤全組成した。併用し
た他のカルゼン酸もアミン塩またはアルカリ金属塩とし
て組成した。比較例も同様である。第１表にソリュブル
タイプを、第２表にエマルションタイプを示す。

性能の確認 ｔｘｔ　研削実験 第１表の金属加工油剤全水道水で８０倍に霜釈し、平面
研削における研削抵抗（法線抵抗）を測定した。研削条
件７第３表に示す。また測定結果盆第１図に示す。第１
図において曲線（７）（イ）（り）は、それぞれ実施例
１と３、実施例２と５゜実施例４の油剤の研削抵抗を示
し１曲１１４Ａは比較例Ａの油剤の研削抵抗を示す。

本発明の加工油剤が研削時の潤滑性において従来品より
もすぐれていることは、第１図によって明白である。

第３表 （２）　切削性試験 第２表の金属加工油剤を水道水で１０重量％の水溶液に
調整し、表面ブローチ試験機により切削抵抗値ケ測定し
、切削性を評価した。切削゛条件を第４表に示す。′！
また測定結果を第２図に示す。

第４表　切削条件 第２図において直＃６ないし直線８は、実施例６の油剤
ないし実施例８の油剤の切削抵抗を示し、直線Ｂおよび
直線Ｃは比較例Ｂの油剤および比較ｆＩＩＯの油剤の切
削抵抗を示す。測定結果が示すように、本発明の加工油
剤は従来の加工油剤よりも切削抵抗が小さい。

（３）耐劣化性試験−１ 第１表の金属加工油剤の水道水による８０倍希釈液全試
料液とした。試料液２００−に軸受鋼研削粉４（）ｔお
よびイオウ砥石粉末６ｆ’（添加し、５５℃の恒温槽Ｉ
Ｃ４８時間放置し、試料液を強制劣化した。この劣化液
について、さび止め性金測定し、劣化前の新液と比較し
友。さび止め性の測定は下記のようにして行なつｆｃ。

約１５ｆのドライカットした鋳鉄切屑（ＦＯ−２５，８
〜１２メツシユ〕をペトリ皿（内径約６０晒）に採取し
、これに試料液約２５−全添加し、充分振とうした後、
約１０分間静置した。次に試料液會傾斜法によって除去
し、ペトリ皿上に発生するさびの状態ｒ経時的に調べ次
。その結果を第５表に示す。

試験結果が示すように本発明の金属加工油剤は、従来の
加工油剤よりも劣化後のさび止め性の低下が少ない。

（４）耐劣化性試験−２ 第２表の実施例７および比較例Ｂの油剤を水道水で１０
倍および２０倍に希釈した工脅ルジョン會試料液とした
。

各試料液３００−および乾切削しｆｃ鋳鉄切屑９０９　
ｋ　５００　ｍｌ、容三角フラスコに入れ、密栓後、５
０℃の恒温槽に４８ｈｒ静置した。その後、恒温槽から
各試料液音数り出し、放冷後、デカンテーションにより
劣化液？ｆ−得る。劣化前後の外観変化およびさび止め
性能′（鋳鉄切屑法）全観察した。観察結果金弟６表に
示す。

第６表 注−１外観変化 Δ　わずかに変色 ×　黒変 注−２さび止め性 ◎　さびの発生なし ○　数点さび発生 Ｘ　数十点さび発生 観察結果が示すように本発明の加工油〜ｌは、従来の加
工油剤よりも劣化後の外観変化もさび止め性能の低下も
少ない。

（発明の効果） 上記性能確認諸試験の結果で示したように５本発明の水
溶性金属加工油剤は＠滑性がすぐれ、しかも使用中に劣
化しに（＜、長期間使用を続けることができる。

【図面の簡単な説明】

添付の第１図および第２図は、それぞれ本発明の実施例
による油剤の研削抵抗νよび切削抵抗を示すグラフであ
る。図面中の符号は、それぞれ下記のものｔ表わす。 アは実施１ｉｉ１ｉと３　ｋ　ｈイは実施列２と５’ｌ
ｒ、つは実施例４　ｋ　ｈ　６　＊　７および８はそれ
ぞれ実施例の番号ｔ％Ａ、ＢおよびＯはそれぞれ比較列
人。 比較例Ｂおよび比較例Ｏｒ表わす。 出願人　ユシロ化学工業株式会社 代理人　弁理士　井　坂實夫 第１図 ストローク収 第２図 ７８８Ｃ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一（４）下記の式（１） （ただしｂＲｌは０００ＨでＦＬ！はＨであるか。 またはＲ１はＨでＲ，は０００Ｈである。）で表わされ
   るジカルーン酸の少なくとも１種と （Ｂ）　下記の（Ｂ−１）〜（Ｂ−５）に記すポリオキ
   シプロピレン付加化合物の少なくとも１種と會反応させ
   て得られる分子中に１個のカルヂキシル基ヲ有するモノ
   エステルと ＣＢ−１）　＄リオキシエチレン、ポリオキシブｐピレ
   ンランダムプリマー。 ただし化合物の分子量は５００〜５０００であり、−リ
   オキシプロピレン基は化合物の分子量の４０’ｉ以上で
   ある。 （Ｂ’−２）　下記の式で表わされる１価アルコールへ
   のポリオキシプロピレン付加化合物。 ＲＯ（Ｏｓ　Ｉｓ　Ｏ）ｎ　Ｈ ただし化合物は下記の条件全すべて満すものである。 ■　化合物の分子量は５００〜５０００である。 ■　Ｒは炭素原子数２４以下のアルキル基。 アルケニル基またはアルキルアリール基である。 ■′　ｎは４〜８５の整数である。 ■　（０３Ｈ１１０）ｎは化合物の分子量の４０％以上
   である。 （Ｂ−３）　下記の式で表わされる１価アルコールへの
   ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレンランダム付
   加またはブロック付加化合物。 ＲＯ（０＊Ｈ４０）ｍ　（０＠’Ｈ６０）ｎＨ友だし化
   合物は下記の条件をすべて満すものである。 ■　化−物の分子量は３００〜５，０００である。 （２１几は炭素原子数２４以下のアルキル基。 アルケニル基またはアルキルアリール基である。 ■　ｍは１〜２４の整数である。 ■　ｎは５〜８０の置数である。 ■　（０，３Ｈ，Ｏ）　ｎは化−物の分子量の４０％以
   上である。 （Ｂ−４）　多価アルコールへのポリオキシプロピレン
   付加化合１？η。 ただし化合物は下記の条件ヶすべて満すものでめる。 ■　化合物の分子量は５００〜５，０００である。 ■　ポリオキシプロピレンの付刃ロモル叔は４〜８５で
   るる。 ■　ポリオキシプロピレン基が化合物の分子量の４０％
   以上である。 （Ｂ−５）多価アルコールへのポリオキシエチレン、ポ
   リオキシゾロピレン、ランダムまたはブロック付加化合
   物。 ただし、化合物は下記の条件をすべて満すものである。 ■　化合物の分子量は５’００〜５，０００である。 ■　ポリオキシエチレンの付加モル数は１〜２４である
   。 ■　ポリオヤシプロピレンの付加モル数は５〜８０であ
   る。 ■　ポリオキシプロピレン基は化合物の分子量の４０係
   以上である。 （（１アミンとアルカリ金属化合物とから成る群から選
   ばれた少なくとも１種の化合物 とを反応させて得られるアミン塩お□よび／またはアル
   カリ金属塩全含有することｔ特徴とする水溶性金属加工
   油剤。