JPS62185793A - 水溶性切削油組成物 - 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） 本発明は金属材料の切削研削に使用する水溶性切削油剤
であってエマルジョン型であるが、特に優れた抗菌性を
有し腐敗し難いことを特徴とする水溶性切削油剤に関す
るものである。

（従来の技術） エマルジョン型水溶性切削油剤は金属材料の切削、研削
に広く使用されているが、腐敗し易い欠点を有すること
が認められている。それはこの型の切削油剤は鉱油、動
植物油、エステル油等の基油に界面活性剤を添加しさら
に極圧添加剤として硫黄化合物、塩素化合物、燐化合物
等を添加しその他防錆剤等を添加し原液をつくりこれを
水中に分散乳化してエマルジョンとして切削、研削に使
用するものであって、これらの成分はすべて細菌やカビ
の好適な栄養源になる材料であるからこのエマルジョン
中に多種の微生物が増殖するのは当然の結果である。か
かる微生物の作用によってエマルジョンが破壊されｐｌ
が低下し防錆性が劣化し遂には悪臭を発するようになり
更油せざるを得なくなることになる。

この防止策として従来は各種防腐剤の添加による方法が
行われている。例えば特公昭５８−５９６０号公報には
殺菌剤としてカチオン界面活性剤のヤシアルキルジメチ
ルベンジルアンモニウムクロライドを抗腐敗剤、殺菌剤
として添加したものが記載されており、また特公昭５８
−５１０３９号公報には重金属の金属コバルトを殺菌剤
として添加したものが開示されている。しかしこれらの
殺菌剤は切削油に繁殖する各種の微生物、中でも殺菌剤
に抵抗性の弱いシュードモナス・エアルギノーザ（Ｐｓ
ｅｕｄｏｍ−ｏｎａｓ　Ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）菌には
通常の添加量では完全に抑制し得す、完全に抑制し得る
壷を添加すると刺戟性の増大、防錆性の悪化等の副作用
があり好ましくないことになる。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の技術である殺菌剤の添加によって切削油の腐敗を
抑制する方法においては殺菌剤として重金属を使用する
とその種類及び添加量によっては人体に対して刺戟性の
強い場合があり、またカチオン界面活性剤を使用すると
、その種類及び添加量によっては防錆性、乳化安定性を
阻害する場合があり殺菌剤の種類及び添加量の選択が難
しく副作用のために有効な腐敗抑制方法となり得ない場
合が多く、これが解決を要する問題点であった。

（問題点を解決するための手段） かような問題点を解決するための手段として本発明者等
は切削油を構成する成分のすべてにおいて抗菌性を持た
せ、それらを組合わせて油剤を構成し殺菌剤の添加に頼
らずに抗菌性を持ったエマルジョン水溶性切削油剤を得
ることを着想した。

かようにして研究を進め、切削油を構成する成分すべて
について抗菌性の観点から新たに検討し直し抗菌性のす
ぐれた材料のみを選択して抗菌性切削油剤として新たに
設計したものが本発明の組成物であって、従来の殺菌剤
を適当に選択して添加した切削油とは全く観点を異にす
るものである。

もちろん切削油に基本的に必要な性能すなわち潤滑性、
極圧性、防錆性、衛生性等は具備するものであるが、第
１の設計要因として抗菌性を考えた点が本発明の特徴で
ある。

かような観点より研究の結果得られた本発明の組成物の
構成は基油と界面活性剤と防錆剤とを必須成分とし、そ
の他乳化剤、防腐剤等の添加剤を任意成分として含有し
得るものである。

基油としては鉱油、油脂、エステル油等の合成油が一般
に使用されているが、この内脂肪酸と低級アルコールと
のエステルである油脂ふよび脂肪酸低級アルコールエス
テルは加水分解し易く本発明において主成分とするのは
好ましくない。本発明においては鉱油を主成分とし、潤
滑性が優れ加水分解性の比較的少ない脂肪酸高級アルコ
ールエステルを少量添加する方法が適当であることが判
った。ここで、鉱油については本質的には精製鉱油すべ
て使用し得るものであるが、本発明者等は研究の結果、
硫黄分が１．０％以上の精製鉱油は抗菌性が劣るので、
硫黄分１．０％以下の精製鉱油が基油として好ましく、
更に硫黄分０．５　％以下の精製鉱油は抗菌性が最も優
れ本発明の基油として最も好ましいことを見出した。

界面活性剤としては非イオン活性剤、アニオン活性剤、
カチオン活性剤が一般に使用されているが、非イオン活
性剤、アニオン活性剤は乳化性および潤滑性が良好であ
るが、抗菌性が一般に悪い。

カチオン活性剤は抗菌性は良いが、乳化性および潤滑性
が一般に悪い。

本発明者等は研究の結果、特定のカチオン活性剤の組合
せが抗菌性のみならず乳化性、潤滑性も共に優れている
ことを見出したのである。

すなわちそれは脂環式アミンエチレンオキサイド付加物
とアルキルアミンエチレンオキサイド付加物との組合せ
であって、特に前者がジシクロヘキシルアミンエチレン
オキサイド付加物である場合に上記目的に最も適当であ
る。

この両者はいずれも一般にカチオン活性剤に分類されて
いるものであるが、非イオン活性剤としての性質も有す
るものであって従って、カチオン活性剤としての抗菌性
があり、また非イオン活性剤としての乳化性、潤滑性も
有する。

また両者を比較すると前者は抗菌性がより優れ後者は乳
化性、潤滑性がより優れる。よって両者併用した場合に
長短相補って抗菌性、乳化性、潤滑性の共に優れる結果
となる。

かようにして基油と脂肪酸高級アルコールエステルと脂
環式アミンエチレンオキサイド付加物とアルキルアミン
エチレンオキサイド付加物を含有する組成物により、抗
菌性、潤滑性の優れるエマルジョン組成物が得られるこ
とを知り得たが、更に研究の結果、本発明の界面活性剤
成分のカチオン活性の持続性すなわち該成分の抗菌性の
持続性および上記の各成分の相溶性に難点があることが
判った。そこでこの点についても改良を進めたが、図ら
ずも式〔１）の化合物を添加し、更に成分の配合比を整
えバランスをよくすることによってかような欠点が改良
され長期の使用にも抗菌性が持続し、また相溶性が向上
し切削油組成物の長期保存時の安定性が著しく改良させ
ることが判明し、ここに於いて本発明が完成したのであ
る。

従って、本発明は基油２５〜９６重量％、脂肪酸高級ア
ルコールエステル１〜２０重量％、脂環式アミンエチレ
ンオキサイド付加物１〜２０重量％、アルキルアミンエ
チレンオキサイド付加物１〜５重量％および次の一般式 ％式％（１） （式中のＲは０１□〜２ｏのアルキル基を表わす）で示
される化合物１〜５重量％とを含有することを特徴とす
る水溶性切削油組成物である。

（作　用） 本発明は上記各成分を混和し均一な液状組成物となした
もので、使用時に水で稀釈してエマルジョンとなし金属
の切削、研削作業において工具刃先に供給し潤滑、冷却
、洗浄等の役割を果たすものである。基油は各成分を溶
解分散し潤滑性、防錆性の基礎となる成分である。基油
は精製鉱油で動粘度ｌ、　９１３ｃｓｔ以上１３５ｃｓ
ｔ未満（４０℃）の範囲のものであって硫黄分１．０％
以下のものが好ましく、硫黄分０．５％以下のものが最
も好ましい。

脂肪酸高級アルコールエステルは炭素数２０〜３０の脂
肪酸と炭素数２０〜３０の高級アルコールより合成した
エステルであって基油の潤滑性を向上する作用を有しし
かも加水分解性が少なく、細菌、カビの作用に対して安
定性がある。脂肪酸高級アルコールエステルの具体例を
あげればベヘン酸トコシル、ベヘン酸テトラコシル、リ
グノセリン酸トコシル、セラコレイン酸オクタコシル等
カアル。

脂環式アミンエチレンオキサイド付加物はアルキルアミ
ンエチレンオキサイド付加物と共に、抗菌性ある乳化剤
として基油を乳化分散させるものであって、前者はエチ
レンオキサイド付加量１〜１０モルの範囲が好ましく、
１モルより少ないと乳化性が劣り、１０モルより多いと
非イオン活性剤としての特性が顕著に表れて、抗菌性が
劣り好ましくない。後者のアルキルアミンエチレンオキ
サイド付加物はアルキルの炭素数１２〜２０の範囲でエ
チレンオキサイド付加量１〜１０モルの範囲のものが好
ましく、これ以外は乳化性、抗菌性が劣り好ましくない
。

式（１）の化合物は界面活性剤成分のカチオン活性の持
続および各成分の相溶性の維持の作用をするものでアル
キルアミンアミドの構造を有し、アルキル基は炭素数１
２〜２０であることが必要である。

この範囲以外のものは上記の作用を示さない。式（１）
の化合物の具体例を示せば、Ｎ−（２−オキシエチル）
、　Ｎ−（２−（Ｎ、Ｎ−ビス（２−オキシエチル））
−アミノエチル）ラウリルアミド、Ｎ−（２−オキシエ
チル）、Ｎ−（２−（Ｎ、　Ｎ−ビス（２−オキシエチ
ル））−アミノエチル）オレイルアミド等を挙げること
が出来る。

以上の５成分の他に必要に応じて乳化剤、防腐剤、極圧
添加剤等の添加剤を含有させることができる。乳化剤と
しては、例えば石油スルホン酸ナトリウム塩、ノニルフ
ェノールエチレンオキサイド９モル付加物、オレイン酸
ジシクロヘキシルアミン塩、オレイン酸トリエタノール
アミン塩、４−（Ｎ−テトラデカンスルホニウム）−ア
ミツブクン酸ナトリウム等、防腐剤としては１．３．５
−へキサヒドロトリアジン等が好ましく使用される。

これらの成分の配合量は基油２５〜９６重量％、脂肪酸
高級アルコールエステル１〜２０重量％、ジシクロヘキ
シルアミンエチレンオキサイド付加物１〜２０重量％、
アルキルアミンエチレンオキサイド付加物１〜５重量％
、式（１）の化合物１〜５重量％、がそれぞれ適当な範
囲であって、いずれも下限より少なくては前述の効果が
なく、上限より多くてはバランスを失い組成物が不安定
となる外、界面活性剤が多すぎると防錆性が悪くなりい
ずれも好ましくない。

（実施例） 第１表の組成）閏に示す配合（重量％）により実施例１
〜６、比較例１〜４の各側の試料原液を作成し、次の試
験方法により各種試験を行い第２表〜第５表に示す試験
結果を得た。

試験方法 （Ａ）抗菌性試験 １）実験室試験 各側の５重量％エマルジョンを試料とし、各試料の１０
０ｍ１　を２００ｍ１　エレンマイヤーフラスコに採り
、これに活性化腐敗液（別の切削油エマルジョン腐敗液
５０％、トリプトソイ培地２５％、ブドウ糖ペプトン培
地２５％の割合でフラスコに採り混和し綿栓をして２５
℃で２４時間、エアレーションし活性化した腐敗液）（
生菌数Ｉ×１０８個／ｍ１）を３ｍｌ。

潤滑油（モービル社製商品名バクトラＮｏ、２）３ｍｌ
、鋳鉄切屑１０ｇを加えて綿栓をして２５℃で２１日間
振盪培養した。その間７日目、１４日目に活性化腐敗液
のみを３ｍβづつ追加した。

この培養液各試料について１．３．７．１４．２１日目
にその一部を採り平板培養法により菌数を測定し同時に
外観、臭気、ｐＨを観察、測定した。

その結果を第２表に示す。

２）現場試験 実施例１および比較例４の３０倍（３，３重世％）エマ
ルジョンについて自動車工場現場において下記条件で部
品の切削加工に実用した。

実施例１については１年間使用してもｐＨの低下、悪臭
の発生は認められず、正常に使用された。

比較例４については２か月間使用してｐＨの低下、悪臭
の発生が認められ、液を交換した。

記 使［４械　　　）ランスファーマシン 加工部品　　　シリンダーヘッド 部品材質　　　アルミニウム合金、ＡＣ−４Ｂ加工法　
　　　ドリル、リーマ−、タップ他タンク容量　　４万
ｌ、集中クーラントタンク （Ｂ）切削性試験 各側の５重量％エマルジョンを試料とし各試料について
下記試験条件で溝なしタップによる切削性試験を行い、
溝なしタップの折損するまでの加工個数で試料の切削性
を評価した。

記 使用機械　　　吉田鉄工所製直立ボール盤ＹＤ３−９４
ＣＴ型 工　　具　　　溝なしタップ直径５　ｍｍ材質５ＫＨ９
田野井側製 被削材　　　　ＡＣ−４８（１５０Ｌ　Ｘ　１５０Ｗ　
Ｘ　３０Ｈｍｍ）硬度ＨＲＢ４５ 切削条件　　　タッピングスピード５．１ｍ／ｍｉｎ（
２７Ｏｒｐｍ） めねじ深さ　１５ｍｍ盲孔 下孔寸法　　　直径５．２ｍｍＸ深さ２５ｍｍ　　盲孔
給油量　　　　３　ｎ　／ｍｉｎ　　ポンプ給油実験回
数　　　３回 試験結果は第３表に示す。

（Ｃ）防錆試験法 各側の５重量％および２．５重量％エマルジョンを試料
とし、各試料につき次に示す方法の軟鋼板重ね板試験法
、鋳鉄切屑浸漬法により試験を行って判定した。

１）軟鋼板重ね板試験法 直径４０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの３４５Ｃ鋼円板の２枚を
それぞれ片面を研磨しエチルアルコール、エチルエーテ
ルの順で洗浄し、ついでその一枚の研磨面に試料を１滴
、滴下し他の一枚の研磨面を合わせて重ね２５℃恒温槽
中に２４時間放置しその後の発錆状態を観察した。

２）鋳鉄切屑浸漬試験法 乾切削したＦＣ２０鋳鉄切屑２０ｇを直径６０ｍｍのガ
ラスシャーレに採り、これに試料を完全に浸漬するまで
加え５分間放置しついで試料を傾瀉して除去しふたをし
て２５℃恒温度槽中に２４時間放置し発錆状態を観察し
た。試験結果は第４表に示す。

（Ｄ）原液安定度試験（相溶性試験） 各側の原液を量試料とし、各試料の１００ｍＡを１５０
ｍ１ガラス試料壜に採り、−５℃および５０℃の恒温槽
中に３０日間保管し、その間１日１回試料壜を観察して
濁りの有無を検した。

試験結果は第５表に示す。

（発明の効果） 第１表に示される組成の本発明の水溶性切削油組成物は
特許請求の範囲に示される５成分を必須成分として特定
量含有することにより第２表に示される髄に長期の腐敗
試験において、しかも期間中法々と新たな活性化腐敗菌
を追加投入する条件においても、他の切削油と比較して
抗菌性が著しく優れている結果が得られた。

また第３表、第４表に示される様に切削性、防錆性も優
れ、更に第５表に示される様に原液安定度も低温時、高
温時共優れた結果が得られ、ここに本発明により当初の
目的を達成し得たことが確Ｓ忍された。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基油２５〜９６重量％、脂肪酸高級アルコールエス
   テル１〜２０重量％、脂環式アミンエチレンオキサイド
   付加物１〜２０重量％、アルキルアミンエチレンオキサ
   イド付加物１〜５重量％、および次の一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（１） （式中のＲはＣ＿１＿２＿〜＿２＿０のアルキル基を表
   わす）で示される化合物１〜５重量％とを含有すること
   を特徴とする水溶性切削油組成物。