JPS60161491A - 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吃のである。詳し
くいえば本発明は、特殊なカルメン酸のアミン塩または
アルカリ金属塩を含有する金属〃ロエ油剤に関するもの
である。

（先行技術） 金嬌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、各楕カルゼン酸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ｆｆｉ　ＪＪＫ＋数６〜１１のカルボン酸のアルカノ
ールアミン塩と炭素原子数１２以上のカルボン酸のアル
カノールアミン塩を併用する組成物を開示しているが、
十分な効果が得られていない。

（発明の目的） このような事情であるから、胸滑効釆がすぐれ、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目的′でめる。

（発明の構成） 本発明は （Ａ）　下記の式中で表わされる酸無水吻の少なくとも
ＩＩｍと （Ｂ）　下記の（Ｂ−１）〜（Ｂ−６）に記すポリオ午
ジプロピレン付加化合資の少なくともｌ権とを反応させ
て得られる分子中に１個のカルセキシル基を有するモノ
ニステルト、（Ｃ９アミンまたはアルカリ金楓化合物か
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。

（ただしＲ１ｒ　ｎ雪はアルキル基または水素原子であ
る。） （Ｂ−１）　ポリオキシプロピレングリコール。

ただし分子貴社５００〜５０００であ る。

（Ｂ−２）　ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレ
ン、ランダムまたはゾロ ツクポリマー。

ただし化合物の分子量ｉｆ　５００〜 ５０００であシ、ポリオキシプロピ レン基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
ポリオキシプロピレン付 加化合吻。

ＲＯ（Ｏｓ　Ｈｓ　０）ｎＨ 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５００〜５ｏｏｏである。

■　ｉｔ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。

■　（０＠　Ｈ＠　Ｏ）　ｎは化合物の分子量の４０％
以上である。

（Ｂ−４）　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＊。

几０（ＯｔＨ４０）ｍ（Ｏｓ）ＬｓＯ）ｎＨただし化合
物は下記の条件をナベ て満すものである。

■　化合物の分子量は５００〜５０００である。

■　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の整数である。

■　（０３Ｈ６０）　ｎは化合物の分子量の４０％以上
である。

（Ｂ−５）　多価アルコールへのポリオキシプロピレン
付加物。

ただし化付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５００〜５０００である。

■　ポリオキシプロピレンの付加モ ル数は４〜８５である。

■　ポリオキシゾロピレン基が化合 物の分子量の４０％以上である。

（Ｂ−６）　多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、 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５００〜５０００である。

■　ポリオキシエチレンの付加モル 数は１〜２４でめる。

■　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％以上である。

（切　アルカノールアミン、シクロヘキシルアミンおよ
びジシクロヘキシルアミンおよびジクロロヘキシルアミ
ンから成る群から選択される少なくとも１種のアミンお
よび／またはアルカリ金属の水酸化物、酸化物および炭
酸塩から成るアルカリ金属化合物。

本発明の水溶性金属加工油剤の構成について。

以下において詳説する。

く（４）酸無水物〉 層暮＋ｋｒ　Ｈ才出〒夷もシｈス丁ル々ニル１ハり酸の
酸無水物であシ、炭素原子数が１１〜１８のものが適当
である。

〈（Ｂ）　ポリオキシプロピレン付加化合物〉ポリオキ
シゾロピレン付加化合物は上記の（Ｂ−１）〜（Ｂ−６
）に示される化合物であシ、（Ｂ−５）および（Ｂ−６
）の多価アルコールとしてはエチレングリコール、α−
プロピレングリコール、クリセリン、トリメチロールプ
ロパン、ペンタエリトリトール等を用いることができる
。

〈アミン類およびアルカリ金属化合物〉アミン塩を製造
するための適当なアミンとしては、エタノールアミン、
イソゾロノ々ノールアミン、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、シ
ンクロヘキシルアミンなどを用いることができる。

またアルカリ金属塩を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る。たとえば水酸化カリウム、水酸
化ナトリウム、水酸化リチウム、酸化カリウム、酸化ナ
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。

〈主剤〉 本発明において使用される酸無水物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、ついでモノ
エステルを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ｌｌ無水物
６》とポリオキシゾロピレン付加化合物（Ｂ）とをｌ：
ｌのモル比で混合し、審決によジ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を
含有するが、通常のエステル化反応によって創成する程
度の副反応物を含有しても本発明には支障を生じない。

上記のようにして得られたモノエステルをモノエステル
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＃１かに、従来の水浴性金属加工油剤
に用いられてきた各種カルゼン酸のアミン塩またはアル
カリ金属塩を含有してもよい。また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
的成分を含有してもよい。

上記の主剤と補助的成分との混合割合は、加工油剤のタ
イプによって変シ得るが、主剤が水分を除く全成分中１
０％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を併用するときは、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。たとえばソリエチ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
％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、主剤と補助的成分とが均一に混合するように必
要によっては少量（通常３％以下の水分）を用いてもよ
い。

（モジエステル合成例） 使用した成熱水物は下記のとおｐである。

Ａ−１三洋化成株式会社製アルケニルコノ＼り酸無水物
　炭素原子数１６ Ａ−２へキストジャパン株式会社製アルケニルコハク酸
無水物　炭素原子数１２ 使用したポリオキシプロピレン付加化合物は、次のとお
シである。

Ｂ−１分子量１０００のボ・リプロピレングリコール Ｂ−２分子ｊｉ１２５１０のポリオキシエチレン、ポリ
オキシプロピレン、ブロックポリ ただしポリオキシエチレンの付加モル 数は７で、ポリオキシプロピレンの付 加モル数は３８であシ、分子中のポリ オキシプロピレン基の比率は８８％で ある。

Ｂ−３分子量１０８０の下式の化合物 ０ｘｓＨｓｓＯ（Ｏｓ　Ｈｓ　Ｏ）１４Ｈ分子中のポリ
オキシプロピレン基の比 率は７５％である。

Ｂ−４分子［２０１０の下式の化合物 ０ｒｓＨｓｙＯ（Ｏ意Ｈ４０）４　（Ｏｌ　Ｈｌｌ　Ｏ
）！７Ｈポリオキシエチレンとポリオキシプロ ピレンはランダム付加されたものであ り、分子中のポリオキシプロピレン基 の比率は７８％である。

Ｂ−５分子量６７００下式の化合物 ＯＨ！　０　（ＯＨＨ＠　Ｏ）　ＬＨ ただし ｔ＋ｍ＋ｎ＝１Ｏ分子中のポリオキシプロピレン基の比
率は８６％である。

Ｂ−６分子量４０８０の下式の化合物 ただし ａ　＋　ｂ　＋　ｃ　＋　ｄ　＝　６５ｍ　＋　Ｈ＋　
ｏ＋　ｐ　＝　５ ポリオキシエチレンおよびポリオキシ プロピレンはブロック付〃口されたものであシ、分子中
のポリオキシプロピレ ン基の比率は９２％である。

上記の酸無水物とポリオキシプロピレン付加化合物を用
いて下記のモノエステルを合成した。

モノエステル−１ Ａ−１と８−１を１＝１のモル比で混合し、窒素気流中
で１３０−１８０℃で７時間加熱攪拌して酸価４５．２
分子１１１２５０のモノエステル−１を得た。

モノエステル−２ Ａ−２とＢ−２とを１＝１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２１．５．分子
量２７６０のモノエステル−２を得た。

λ−１とＢ−３とをｌ：１のモル比で混合し、モノエス
テル−１と四じ条件で反応を行い、酸価４３．４．分子
量１３３０のモノエステル−３を得た。

Ａ−１とＢ−４とを１：１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２５．７．分子
量２２６０のモノエステル−４を得た。

モノエステル−５ Ａ−１とＢ−５とを１＝１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６２．３　、分
子１に９２０のモノエステル−５を得た。

モノエステル−６ Ａ−１とＢ−６とを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１３．１．分子
量４３３０のモノエステル−６を得た。

（実施例） 本発明をさらに明瞭にするために以下に実施例を示すが
、下Ｈ己の実施例は本発明を制限するものではない。

実施例１〜９ 上記のモノエステルのアミン塩またはアルカリ金属塩を
主成分とする水溶性金属加工油剤を組成した。併用した
他のカルボ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表にンリエチルタ
イプを、第２表にエマルションタイプを示す。

第１表　ソリエチルタイプ加工油剤の側柱　比較例Ａは
米国特許第３７６９２１４号に該尚する。

第２表　エマルションタイプ加工油剤の例性能の確認 （１）研削実験 第１表の金属加工油剤を水道水で８０倍に希釈し、平面
研削における研削抵抗（法線抵抗）実施例１と３、実施
例２と５、実施例４と６の油剤の研削抵抗を示し、曲線
人は比較例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Ｉよ
シもすぐれていることは、第１図にょっ明白である。

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重童Ｘの水溶液に
調整し、表面ブローチ試験機によシ切削抵抗値を測定し
、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＠７ないし直線９は、実施例７の油剤
ないし実施例９の油剤の切削抵抗を示し、直ＩｓＢおよ
び直線０は比較例Ｂの油剤および比較例０の油剤の切削
抵抗を示す、ｌ１ｌｌ定結来が示すように２本発明の加
工油剤は従来の加工油剤よシ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倍希釈液を試
料液とした。試料ｇ、２０　Ｑｍに軸受鋼研削粉４０９
およびイオウ砥石粉末６ｆｔ添加し、５５℃の恒温槽に
４８時間放置し、試料液を強制劣化した。この劣化叡に
ついて、さび止め性を測定し、劣化前の新液と比較した
。さび止め性の測定線下記のようにして行なった。

；＠ＸＳｔのドライカットした鋳鉄切屑（Ｆ〇−２５％
８〜１２メツシユ）ｔ−ペトリ皿（内径的６０　ｗａ　
）に採取し、これに試料液約２５１ｔ−添加し、充分績
とうした後、約１０分間静置した。

次に試料液を傾斜法によって除去し、ペトリ皿上に発生
するさびの状態全経時的に調べた。その結果ｔ−ｊｇＳ
樅に示す。

第　５　表 く 注１　さびの表示 Ｏさびの発生なし Ｏ数点さび発生 Ｘ　数十点さび発生 ××　全面にさび発生 注２　比較例人は米国特許第３７６９２１４号該当品で
ある。

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２１！ｉ！！の実施例７および比較例Ｂの油剤を水道
水でｌθ倍シよび２０倍に希釈したエマルションを試料
液とした。

各試料液３００−および乾切削した鋳鉄切屑９０Ｆを５
００−容三角フラスコに入れ、密栓後、５０℃の恒温槽
に４８　ｈｒ靜装置た。その後、恒温槽から各試料液を
取り出し、放冷後、デカンテーションによシ劣化液を得
る。劣化前後の外観変化およびさび止め性能（鋳鉄切屑
法）を観察した。観察結果を第６表に示す。

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 Ｏ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剤は、従来の加工
油剤よシ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） 上記性能の確認における諸試験の結果で示したように、
本発明の水溶性金属加工油剤は潤滑性がすぐれ、しかも
使用中に劣化しにくく、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および切削抵抗を示すグラフであ
る。図面中の符号線、それぞれ下記のものを表わす。 ７．８および９はそれぞれ実施例の番号を。 アは実施例１と３を、イは実施例２と５ｔ−１つは実施
例４と６を、Ａ、Ｂおよび０はそれぞれ比較例Ａ、比較
例Ｂおよび比較例ｏをあられす。 出願人　ユシロ化学工業株式会社 代理人　弁理士　井　坂　實　夫

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ａ）　下記の式（１）で光わされる酸無水物の少々く
   とも１種と （Ｂ）　下記の（Ｂ−１）〜（Ｂ−６）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梅とを反応さ
   せて得られる分子中に１個のカルゼキシル基を有するモ
   ノエステルと、（０）　アミンまたはアルカリ金属化合
   物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。 （ただしＲ１ｙ　ｎ、、はアルキル基または水素原子で
   ある。） （Ｂ−１）　ポリオキシプロピレングリコールＯ ただし分子量は５００〜５０００で ある。 （Ｂ−２）　ポリオキシエチレン、ポリオキシエチレン
   、ランダムまたは ブロックポリマー。 ただし化合物の分子量は５００〜 ５０００であり、ポリオキシプロ ピレン基は化合物の分子量の４０ ％以上である。 （Ｂ−３）　下ｇ己の式で茨わされる１価アルコールへ
   のポリオキシプロヒレ ン付加化合物。 ＲＯ（Ｏｓ　Ｈｓ　Ｏ）　Ｈ 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５００〜５０００である。 ■　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。 ■　ｎは４〜８５の整数である。 ■　（ＯＩＨ＠Ｏ）ｎは化合物の分子量の４０％以上で
   ある。 （Ｂ−４）　下記の式で表わされる１−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物。 ＲＯ（０１１（４０）ｍ（ＯｓＨｓＯ）ｎＨ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５００〜５０００である。 ■　Ｒは炭素原子数２４以下のア ルキル基、アルクニル基または 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！１数である。 ■　（０１Ｈ６０）ｎは化合物の分子量の４０％以上で
   ある。 （Ｂ−５）　多価アルコールへのポリオキシプロピレン
   付加物。 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５００−５０００である。 ■　ポリオキシプロピレンの付加 モル数は４〜８５である。 ■　ポリオキシゾロピレン基が化 合物の分子量の４０％以上であ る。 （Ｂ−６）　多１曲アルコールへのポリオキシエチレン
   、ポリオキシプロビレ ン、ランダムまたはブロック付 加物。 ただし化合物り下記の条件をす べて満すものである。 ■　化合物の分子量は５００〜５０００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４０Ｘ以上である。