JPS6326800B2

JPS6326800B2 -

Info

Publication number: JPS6326800B2
Application number: JP24518883A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Fuchigami; Hiroshi Asakura; Shingo Kikuchi; Masahiro Noda
Original assignee: Yushiro Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Yushiro Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1983-12-28
Filing date: 1983-12-28
Publication date: 1988-05-31
Also published as: JPS60139791A

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、特殊なカルボン酸の
アミン塩またはアルカリ金属塩を含有する金属加
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、各種カルボン酸のアミ
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
題となつている。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、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目的であ
る。（発明の構成）本発明は (A) 下記の式（）（ただしR₁＝COOHでR₂＝Ｈであるか、ま
たはR₁＝ＨでR₂＝COOHである。）で表されるジカルボン酸（以下C₂₁カルボン酸
という。）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
を反応させて得られる分子中に１個のカルボキ
シル基を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
プロピレンランダムポリマー、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−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（C₃H₆O）_oＨ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1000〜3000である。Ｒは炭素原子数12〜22のアルキル基、ま
たはアルケニル基である。ｎは12〜49の整数である。（C₃H₆O）_oは化合物の分子量の67％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およびポリオキ
シプロピレンのランダム付加またはブロツク
付加化合物。 RO（C₂H₄O）_n（C₃H₆O）_oＨ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1000〜3000である。Ｒは炭素原子数12〜22のアルキル基また
はアルケニル基である。ｍは１〜６の整数である。ｎは７〜48の整数である。（C₃H₆O）_oは化合物の分子量の40％以上
である。（Ｂ−４）グリセリンまたはペンタエリトー
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をすべて満すも
のである。化合物の分子量は1000〜5000である。ポリオキシプロピレンの付加モル数は15
〜85である。ポリオキシプロピレン基が化合物の分子
量の86％以上である。（Ｂ−５）グリセリンまたはペンタエリスリ
トールへのポリオキシエチレンおよびポリオ
キシプロピレンのランダムまたはブロツク付
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1000〜5000である。ポリオキシエチレンの付加モル数は１〜
11である。ポリオキシプロピレンの付加モル数は７
〜84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。 (C) アルカノルアミン、シクロヘキシルアミン、
ジシクロヘキシルアミン、アルカリ金属の水酸
化物、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属の
炭酸化物から成る群から選ばれた少くとも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。〈(A)C₂₁カルボン酸〉 C₂₁ジカルボン酸は式（）で示される２種の
異性体の混合物として合成され、市販されている
ものを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を使用
することも本発明の範囲に包含される。〈(B)ポリオキシプロピレン付加化合物〉ポリオキシプロピレン付加化合物は上記の（Ｂ
−１）〜（Ｂ−５）に示される化合物であつて分
子量1000〜5000のものが望ましく、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−１）、（Ｂ−３）、（Ｂ−５）において
はポリオキシエチレレン基が分子中の50％以下で
あることが望ましい。これらのもので潤滑性があり、入手できる商品
には次のものがある。日本油脂製ユニルーブ50DE25 （Ｍ＝1700）Ｂ−１タイプ日本油脂製ユニルーブ25DE60 （Ｍ＝3500）Ｂ−１タイプ日本油脂製ユニセーフASP−40R （Ｍ＝3000）C18のＢ−２タイプ日本油脂製ユニルーブ43MS−20R （Ｍ＝1600）C18のＢ−３タイプ日本油脂製ユニルーブ80MS−40 （Ｍ＝2100）C18のＢ−３タイプ日本油脂製ユニオールC18のＢ−１タイプ日本油脂製ユニオールTG−1000 （Ｍ＝1000）グリセリンのＢ−４タイプ日本油脂製ユニオールTG−2000 （Ｍ＝2000）グリセリンのＢ−４タイプ日本油脂製ユニオールTG−3000 （Ｍ＝3000）グリセリンのＢ−４タイプ日本油脂製ユニオールTG−4000 （Ｍ＝4000）グリセリンのＢ−４タイプ日本油脂製デイスホームCER−442 （Ｍ＝4400）ペンタエリトリトールのＢ−５タイプ（実施例にあるＢ−５）〈(C)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、イソプロパノールアミ
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
エタノールアミン、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C₂₁ジカルボン酸の
モノエステル塩を製造するためには、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
段１段階としてのエステル化は、C₂₁ジカルボン
酸(A)とポリオキシプロピレン付加化合物(B)とを
１：１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
ステルは副生物を含有するが、通常のエステル化
反応によつて副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、必要によつては適宜加熱して撹拌することに
よつ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きた各種カルボン酸の
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
油剤のタイプによつて変り得るが、主剤が水分を
除く全成分中10％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、必要によつては水を混合してもよい。たと
えばソリユ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
％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。またエマルジヨンタイプの加工油
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つては少量（通常３％
以下）の水分を用いてもよい。〈モノエステルの合成例〉下記のC₂₁ジカルボン酸およびポリオキシプロ
ピレン付加化合物を用いてモノエステルを合成し
た。Ａ C₂₁ジカルボ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（）の２つの異
性体の混合物を主成分とし、若干の不純物を含
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−ポリオキシプロピ
レンランダムポリマーただしポリオキシエチレンの付加モル数７ポ
リオキシプロピレンの付加モル数38、分子量は
2510、又ポリオキシプロピレン基はポリマーの
分子量の88％である。Ｂ−２下式の化合物 C₁₈H₃₅O（C₃H₆O）₁₄H 化合物の分子量は約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−３下式の化合物 C₁₈H₃₇O（C₂H₄O）₄（C₃H₆O）₂₇H ただしポリオキシエチレンとポリオキシプロ
ピレンはランダムに付加されたものである。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％である。Ｂ−４下式の化合物ただしｌ＋ｍ＋ｎ＝10 化合物の分子量は670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86％である。Ｂ−５下式の化合物ただしａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝65 ｍ＋ｎ＋ｏ＋ｐ＝５ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン
はブロツ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％である。モノエステル１ＡとＢ−１とを１：１のモル比で混合しこれに
パラトルエンスルホン酸を0.1重量％添加し、N₂
気流中で130〜170℃で７時間加熱撹拌して酸価
20.1のモノエステル−１を得た。このモノエステ
ルの分子量は2840であつた。モノエステル２Ａ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38.3
のモノエステル−２を得た。このモノエステルの
分子量は1430であつた。モノエステル３ＡとＢ−３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24.1
のモノエステル−３を得た。このモノエステルの
分子量は2360であつた。モノエステル４Ａ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1020であつた。モノエステル５Ａ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であつた。（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、下記の実施例は本発明を制限するもの
ではない。合成例本発明の実施例１〜２のソリユブルタイプ加工
油剤を製造するには、１容のビーカーにトリエ
タノールアミン200g、ジエタノールアミン100g、
水酸カリウム50gおよび水400gを入れ、70〜80℃
になるまで加熱し、かきまぜながら均一に溶解さ
せ、その中へC₂₁ジカルボン酸のモノエステル
200gおよびカプリン酸50gを添加し、液を均一に
して組成した。実施例３〜４、比較例１も同様で
ある。また、実施例６〜８のエマルジヨンタイプ加工
油剤を製造するには、１容のビーカーにトリエ
タノールアミン50gおよびC₂₁ジカルボン酸のモノ
エステル200gを入れ、70〜80℃になるまで加熱
しながら、かきまぜる。これに残りの石油スルホ
ン酸ソーダ70g、ノニルフエノール系界面活性剤
50g、ヤシ脂肪酸ジエタノールアミド40g、ジシ
クロヘキシルアミン20g、水10gおよび鉱物油
55.5gを加え、50〜60℃でかきまぜて液を均一に
し、温度40℃以下で防腐剤5gを添加して組成し
た。比較例Ｂ〜Ｃも同様である。第１表にソリユ
ブルタイプを、第２表にエマルジヨンタイプを示
す。（実施例１〜８）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表にソリユブルタイプを、第２表にエ
マルジヨンタイプを示す。

【表】

【表】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）を測
定した。研削条件を第３表に示す。また測定結果
を第１図に示す。第１図において曲線ア，イ，ウ
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、曲線Ａ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図によつて
明白である。

【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。

【表】第２図において直線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
比較例Ｃ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
液を試料液とした。試料液200mlに軸受鋼研削粉
40gおよびイオウ砥石粉末6gを添加し、55℃の恒
温槽に48時間放置し、試料液を強制劣化した。こ
の劣化液について、さび止め性を測定し、劣化前
の新液と比較した。さび止め性の測定は下記のよ
うにして行なつた。約15gのドライカツトした鋳鉄切屑（FC−25.8
〜12メツシユ）をペトリ皿（内径約60mm）に採取
し、これに試料液約25mlを添加し、充分振とうし
た後、約10分間静置した。次に試料液を傾斜法に
よつて除去し、ペトリ皿上に発生するさびの状態
を経時的に調べた。その結果を第５表に示す。

【表】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倍に希釈したエマルジヨンを試
料液とした。各試料液300mlおよび乾切削した鋳鉄切屑90g
を500ml容三角フラスコに入れ、密栓後、50℃の
恒温槽に48hr静置した。その後、恒温槽から各試
料液を取り出し、放冷後、デカンテーシヨンによ
り劣化液を得る。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。

【表】

【表】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、本
発明の水溶性金属加工油剤は潤滑性ぐすぐれ、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。図面中の符号は、それぞれ下
記のものを表わす。アは実施例１と３を、イは実施例２と５を、ウ
は実施例４を、６、７および８はそれぞれ実施例
の番号を、Ａ，ＢおよびＣはそれぞれ比較例Ａ、
比較例Ｂおよび比較例Ｃを表わす。

Claims

【特許請求の範囲】１ (A) 下記の式（）（ただし、R₁はCOOHでR₂はＨであるか、
またはR₁はＨでR₂はCOOHである。）で表わされるジカルボン酸の少なくとも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
を反応させて得られる分子中に１個のカルボキ
シル基を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
プロピレンランダムポリマー、ただし化合物の分子量は1000〜3000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−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（C₃H₆O）_oＨ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1000〜3000である。Ｒは炭素原子数12〜22のアルキル基また
はアルケニル基である。ｎは12〜49の整数である。（C₃H₆O）_oは化合物の分子量の67％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およびポリオキ
シプロピレンのランダム付加またはブロツク
付加化合物。 RO（C₂H₄O）_n（C₃H₆O）_oＨ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1000〜3000である。Ｒは炭素原子数12〜22のアルキル基また
はアルケニル基である。ｍは１〜６の整数である。ｎは７〜48の整数である。（C₃H₆O）_oは化合物の分子量の40％以上
である。（Ｂ−４）グリセリン又はペンタエリトリト
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をすべて満すも
のである。化合物の分子量は1000〜5000である。ポリオキシプロピレンの付加モル数は15
〜85である。ポリオキシプロピレン基が化合物の分子
量の86％以上である。（Ｂ−５）グリセリン又はペンタエリトリト
ールへのポリオキシエチレンおよびポリオキ
シプロピレンのランダムまたはブロツク付加
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1000〜5000である。ポリオキシエチレンの付加モル数は１〜
11である。ポリオキシプロピレンの付加モル数は７
〜84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。 (C) アルカノールアミン、シクロヘキシルアミ
ン、ジシクロヘキシルアミン、アルカリ金属の
水酸化物、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金
属の炭酸化物から成る群から選ばれた少くとも
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
はアルカリ金属塩を含有することを特徴とする水
溶性金属加工油剤。