JPWO2017141989A1 - 水溶性金属加工油組成物、金属加工液及び金属加工方法 - Google Patents

Abstract

基材（Ａ）を３．５〜２０質量％、少なくとも１種の炭素数１０〜２４のカルボン酸を脱水縮合させたカルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）、又は該カルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）とカルボン酸（Ｂ’）との混合物（Ｂ２）を３４〜７６質量％、及びアミン（Ｃ）を９〜３９質量％部含む、水溶性金属加工油組成物。

Description

本発明は、金属を切削及び／又は研削する金属加工に用いられる水溶性金属加工油組成物、金属加工液及び金属加工方法に関する。

本発明は、水溶性金属加工油組成物に関し、例えばステンレス鋼等の難加工材の切削及び／又は研削加工に使用される水溶性金属加工油組成物に関する。

切削加工や研削加工などの金属加工分野では、加工効率の向上、被加工材と被加工材を加工する工具との摩擦抑制、工具の寿命延長効果、切り屑の除去などを目的として金属加工油が使用される。金属加工油には、鉱物油、動植物油、合成油などの油分を主成分したものと、油分に界面活性を持つ化合物を配合して水溶性を付与したものとがある。近年では、安全性等の理由、例えば加工時の発熱等に起因する火災の抑制に鑑みて、水溶性を付与した水溶性金属加工油が多く用いられるようになってきている。

水溶性金属加工油には、切削加工や研削加工の効率を高める観点から、硫黄系、リン系、塩素系及び有機金属塩等の極圧剤が広く使用されている（例えば、特許文献１、２参照）。一方で、環境負荷、人体への悪影響の懸念から、上記極圧剤を配合しない水溶性金属加工油も検討されており、例えば、リシノール酸等のカルボン酸の重合物を含む水溶性金属加工油が知られている（例えば、特許文献３及び４参照）。このようなカルボン酸の重合物は、例えば塩基と併せて用いることにより、水への溶解性を高める試みがなされている。
特許文献３には、炭素数１８〜２０でヒドロキシル基１個以上のヒドロキシ脂肪酸と炭素数１８〜２０のモノヒドロキシ脂肪酸との重縮合物及び塩基を必須成分とする水溶性金属加工油が開示される。また、特許文献４には、ヒドロキシ脂肪酸重縮合物と共に、植物油脂及び含窒素環状化合物を含有する水溶性潤滑油組成物が開示される。

特開平３−１７７４９８号公報 特開平１１−２７９５８１号公報 特開平１０−１９５４７５号公報 特開２００５−２２０１７０号公報

しかしながら、特許文献３及び４に開示される水溶性金属加工油では、加工困難性が高い難加工材、例えばステンレス鋼を研削加工する場合に、十分な加工性能を得られない傾向にある。また、水溶性金属加工油組成物を用いると、不水溶性金属加工油剤と同等の加工性能、例えば高い研削量を得ることが困難であった。

本発明は、以上の事情に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の課題は、ステンレス鋼などの難加工材の金属加工への使用に適し、かつ不水溶性金属加工油と同等の加工性能、例えば高い研削性能を有する水溶性金属加工油組成物及び該水溶性金属加工油組成物を水で希釈した金属加工液、並びにこれらを用いた金属加工方法を提供することを目的とする。

本発明者等は鋭意検討した結果、水溶性潤滑油組成物が、特定の（Ａ）〜（Ｃ）成分を必須成分として特定量含むことにより、上記課題を解決できることを見出し、以下の発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［３］を提供する。
［１］基材（Ａ）を３．５〜２０質量％、
少なくとも１種の炭素数１０〜２４のカルボン酸を脱水縮合させたカルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）、又は該カルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）とカルボン酸（Ｂ’）との混合物（Ｂ２）を３４〜７６質量％、及び
アミン（Ｃ）を９〜３９質量％
を含有する、水溶性金属加工油組成物。
［２］上記［１］に記載の水溶性金属加工油組成物を水で希釈した、金属加工液。
［３］上記［１］に記載の水溶性金属加工油組成物、又は上記［２］に記載の金属加工液を用いて金属を加工する、金属加工方法。

本発明によれば、ステンレス鋼などの難加工材の金属加工のへ使用に適し、不水溶性金属加工油と同等の加工性能を有する水溶性金属加工油組成物、該水溶性金属加工油組成物を水で希釈した金属加工液、並びにこれらを用いた金属加工方法を提供することができる。

実施例及び比較例で用いた研削試験用装置を示す概略図である。

以下に、本発明の実施形態について詳細に説明する。
［水溶性金属加工油組成物（原液）］
本発明の実施形態に係る水溶性金属加工油組成物（以下、「原液」ともいう）は、以下の成分（Ａ）、成分（Ｂ１）または（Ｂ２）、及び成分（Ｃ）を含有する。
なお、本実施形態の水溶性金属加工油組成物中の成分（Ａ）〜（Ｃ）の合計含有量は、１００質量％を超えないものとする。

＜基材（Ａ）＞
本実施形態の水溶性金属加工油組成物に含まれる基材（Ａ）として、水及び基油から選ばれる少なくとも１種を用いることができる。基材（Ａ）は水あるいは基油のみであってもよく、水及び基油の混合物であってもよい。基材（Ａ）として使用される水は特に限定されず、蒸留水、イオン交換水、水道水、工業用水などいずれでもよい。

基材（Ａ）として使用される基油としては、特に限定されず、通常切削及び／又は研削用の金属加工油に含まれるものを適宜選択して用いることができる。具体的には、鉱油及び合成油を挙げることができる。
鉱油としては、例えば、パラフィン系原油、混合系原油あるいはナフテン系原油を常圧蒸留するか、あるいは常圧蒸留の残渣油を減圧蒸留して得られる留出油、またはこれを常法にしたがって精製することによって得られる精製油、例えば、溶剤精製油、水添精製油、脱ロウ処理油、白土処理油等を挙げることができる。
合成油としては、例えばポリブテン、ポリプロピレン、炭素数８〜１４のα−オレフィンオリゴマー及びこれらの水素化物、さらにはポリオールエステル（トリメチロールプロパンの脂肪酸エステル、ペンタエリスリトールの脂肪酸エステルなど）や二塩基酸エステル、芳香族ポリカルボン酸エステル、リン酸エステルなどのエステル系化合物、アルキルベンゼン、アルキルナフタレンなどのアルキル芳香族化合物、ポリアルキレングリコールなどのポリグリコール油、シリコーン油などが挙げられる。

これらの基油は、一種を用いてもよく、二種以上を適宜組み合せて用いてもよい。基油としては、一般に４０℃における動粘度が１〜１０００ｍｍ²／ｓ、好ましくは、２〜５００ｍｍ²／ｓのものが用いられる。
なお、本明細書において動粘度とは、ＪＩＳ Ｋ ２２８３：２０００に準拠して測定したものである。

本発明の水溶性金属加工油組成物は、基材（Ａ）を、３．５〜２０質量％、好ましくは４〜１８質量％、より好ましくは４〜１７質量％、さらに好ましくは５〜１０質量％含有する。基材（Ａ）の含有量が３．５質量％未満であると、コスト面で不利となり、また原液安定性も十分に確保できない。また、基材（Ａ）の含有量が２０質量％を超えると、原液安定性が十分に確保できない。

本実施形態において、水溶性金属加工油組成物は、カルボン酸由来の成分として、少なくとも１種の炭素数１０〜２４のカルボン酸を脱水縮合させたカルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）、又は該カルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）とカルボン酸（Ｂ’）との混合物（Ｂ２）を含む。以下、詳述する。

＜カルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）＞
本実施形態の水溶性金属加工油組成物は、少なくとも１種の炭素数１０〜２４のカルボン酸を脱水縮合させたカルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）を含む。上記カルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）の具体的な態様としては、例えば、炭素数１２〜２２のカルボン酸（ｂ１）の脱水縮合物、及び炭素数１２〜２２のカルボン酸（ｂ１）と該（ｂ１）と異なるカルボン酸（ｂ２）との脱水縮合物から選ばれる少なくとも１種のカルボン酸脱水縮合物を挙げることができる。
炭素数１２〜２２のカルボン酸（ｂ１）としては、天然由来のカルボン酸を使用することができる。このような天然由来の炭素数１２〜２２のカルボン酸として、例えば、アルコール性水酸基とカルボキシル基と二重結合とを１つずつ有する不飽和カルボン酸、具体的にはリシノール酸（１２−ヒドロキシオクタデカ−９−エノン酸）を挙げることができる。また、天然のひまし油に含まれ得るカルボン酸も使用することができる。

（ｂ１）と異なるカルボン酸（ｂ２）は、１価以上の飽和脂肪族カルボン酸でも不飽和脂肪族カルボン酸でもよい。しかしながら、炭素数の小さいカルボン酸が未反応物として残留した場合、不快臭や金属腐食の原因となるおそれがあることから、炭素数４以上の脂肪族カルボン酸が好ましい。また、脂肪族カルボン酸の炭素数の上限は特に限定されないが、通常３０である。
飽和脂肪族カルボン酸としては、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、２−エチルヘキサン酸、ペラルゴン酸、イソノナン酸、カプリン酸、ネオデカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸及びリグノセリン酸などが挙げられる。不飽和脂肪族カルボン酸としては、ウンデシレン酸、オレイン酸、エライジン酸、エルカ酸、ネルボン酸、リノール酸、γ−リノレン酸、アラキドン酸、α−リノレン酸、ステアリドン酸、エイコサペンタエン酸、及びドコサヘキサエン酸などが挙げられる。
なお、カルボン酸（ｂ１）と異なるカルボン酸（ｂ２）は、カルボン酸（ｂ１）として選択したカルボン酸と異なればよく、その炭素数はカルボン酸（ｂ１）と重複していてもよい。中でも、炭素数１０〜２４の脂肪族カルボン酸が好ましく、炭素数１２〜２０の脂肪族カルボン酸がより好ましい。

炭素数１２〜２２のカルボン酸（ｂ１）の脱水縮合物は、リシノール酸等の不飽和カルボン酸を脱水縮合することにより得ることができる。例えば、不活性雰囲気下２００℃程度に加熱することにより脱水縮合が始まり、脱水縮合物を得ることができる。
また、炭素数１２〜２２のカルボン酸（ｂ１）と該（ｂ１）と異なるカルボン酸（ｂ２）との脱水縮合物は、上記カルボン酸（ｂ１）にさらにカルボン酸（ｂ２）を加えて脱水縮合を行うことにより得ることができる。
脱水縮合物の重合度は、上記脱水縮合の反応時間によって調整される。反応時間が長くなれば、重合度の高い縮合物が得られる。
上記カルボン酸の脱水縮合物の重合度は酸価で表すことができる。本実施形態において、少なくとも１種の炭素数１０〜２４のカルボン酸を脱水縮合させたカルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）、具体的には炭素数１２〜２２のカルボン酸（ｂ１）の脱水縮合物、及び炭素数１２〜２２のカルボン酸（ｂ１）と該（ｂ１）と異なるカルボン酸（ｂ２）との脱水縮合物から選ばれる少なくとも１種のカルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）の酸価は、好ましくは５〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇ、より好ましくは２０〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇ、さらに好ましくは３０〜９０ｍｇＫＯＨ／ｇである。カルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）の酸価が上記範囲にあることにより、優れた加工性能、例えば高い研削量を達成することができる。カルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）の酸価が５ｍｇＫＯＨ／ｇを下回ると、水溶性金属加工油組成物自体の粘度が上昇し、加工不良となるおそれがある。
なお、得られたカルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）が有する遊離水酸基は、任意のカルボン酸でキャッピングされていてもよい。キャッピングに用いられるカルボン酸は特に限定されない。

＜カルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）とカルボン酸（Ｂ’）の混合物（Ｂ２）＞
本実施形態における水溶性金属加工油組成物は、カルボン酸由来の成分として、上記カルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）とカルボン酸（Ｂ’）との混合物（Ｂ２）を含む態様も取り得る。カルボン酸（Ｂ’）は不飽和カルボン酸、飽和カルボン酸のいずれであってもよく、直鎖状構造、分岐構造又は環状構造を有していてもよい。例えば、総炭素数４〜３０のモノカルボン酸及びジカルボン酸であることが好ましく、トール油脂肪酸等を挙げることができる。なお、混合物（Ｂ２）におけるカルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）とカルボン酸（Ｂ’）の混合比は、本願の効果が得られるよう任意に決定することができる。

本実施形態における水溶性金属加工油組成物は、少なくとも１種の炭素数１０〜２４のカルボン酸を脱水縮合させたカルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）、又は該カルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）とカルボン酸（Ｂ’）との混合物（Ｂ２）を、３４〜７６質量％含有する。
成分（Ｂ１）又は成分（Ｂ２）の含有量が３４質量％未満であると、加工性能、例えば研削量に劣る。また上記含有量が７６質量％を超えると、水溶性金属加工油組成物の粘度が高くなり、原液安定性、希釈液安定性またはその双方が保たれない。また、ハンドリング性にも劣る。
水溶性金属加工油組成物における成分（Ｂ１）又は成分（Ｂ２）の含有量は、好ましくは３４〜７５質量％、より好ましくは３９〜７０質量％、さらに好ましくは４５〜７０質量％、特に好ましくは５０〜６５質量％、最も好ましくは５０〜５５質量％である。

＜成分（Ｃ）＞
本実施形態における水溶性金属加工油組成物は、成分（Ｃ）としてアミンを含有する。アミン（Ｃ）は、好ましくは水酸基を有するアミン（Ｃ−１）と水酸基を有さないアミン（Ｃ−２）とを含む。水酸基を有するアミン（Ｃ−１）と水酸基を有さないアミン（Ｃ−２）とを併用することにより、カルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）、又はカルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）とカルボン酸（Ｂ’）との混合物（Ｂ２）を比較的多量に配合しても、水溶性金属加工油組成物の原液安定性を高めることが可能になる。

水酸基を有するアミン（Ｃ−１）としては、モノアルカノールアミン、ジアルカノールアミン、トリアルカノールアミンが挙げられるが、具体的には、以下の一般式（Ｉ）で示される化合物が挙げられる。

式中、ｎは０〜２の整数、ｍは１〜３の整数であって、但しｎ＋ｍは３である。Ｒ¹は炭素数１〜１８の炭化水素基、Ｒ²は炭素数１〜４の二価の飽和炭化水素基である。一分子中に複数あるＲ¹又はＲ²は、互いに同一であっても、異なっていてもよい。

アルカノールアミンの具体例としては、モノイソプロパノールアミン、ジオレイルエタノールアミン、ジラウリルプロパノールアミン、ジオクチルエタノールアミン、ジブチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジヘキシルプロパノールアミン、ジブチルプロパノールアミン等のモノアルカノールアミン；ジエタノールアミン、オレイルジエタノールアミン、シクロヘキシルジエタノールアミン，ステアリルジプロパノールアミン、ラウリルジエタノールアミン、オクチルジプロパノールアミン、ブチルジエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、ベンジルジエタノールアミン、フェニルジエタノールアミン、トリルジプロパノールアミン、キシリルジエタノールアミン等のジアルカノールアミン；トリエタノールアミン、トリプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン等のトリアルカノールアミンなどを挙げることができる。

また、水酸基を有さないアミン（Ｃ−２）としては、炭素数１〜３０の直鎖状、環状または分岐状である飽和または不飽和の炭化水素基を有するアルキルアミンが挙げられる。また、該炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、シクロヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ペンタイコシル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラコシル基、ペンタコシル基、ヘキサコシル基、ヘプタコシル基、オクタコシル基、ノナコシル基及びトリアコンチル基等のアルキル基や、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基、ノナデセニル基、イコセニル基、ヘンイコセニル基、ドコセニル基、トリコセニル基、テトラコセニル基、ペンタコセニル基、ヘキサコセニル基、ヘプタコセニル基、オクタコセニル基、ノナコセニル基及びトリアコンテニル基等のアルケニル基や、二重結合を２つ以上有する炭化水素基等を挙げることができる。水酸基を有さないアミン（Ｃ−２）は、１級〜３級アミンのいずれを用いてもよい。

本実施形態において、水酸基を有するアミン（Ｃ−１）と水酸基を有さないアミン（Ｃ−２）との組み合わせの具体例としては、例えば、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、及びジエタノールアミンからなる群から選ばれるアミン（Ｃ−１）と、ジシクロヘキシルアミン（Ｃ−２）との組み合わせを挙げることができる。

本実施形態の水溶性金属加工油組成物は、アミン（Ｃ）を９〜３９質量％含有する。成分（Ｃ）の含有量が９質量％未満であると、耐腐敗性が低下し、また原液安定性に劣る。成分（Ｃ）の含有量が３９質量％を超えると、他の成分を配合上少なくする必要があり、原液安定性や金属加工性、例えば研削性を両立できなくなる。
成分（Ｃ）の含有量は、人体に対する悪影響を抑制しつつ、耐腐敗性を向上させるために、好ましくは１０〜３５質量％であり、より好ましくは１１〜３４質量％である。

また、上記水酸基を有するアミン（Ｃ−１）と水酸基を有さないアミン（Ｃ−２）との質量比［（Ｃ−１）／（Ｃ−２）］は、好ましくは０．５〜１．４、より好ましくは０．６〜１．３、さらに好ましくは０．６５〜１．０である。質量比［（Ｃ−１）／（Ｃ−２）］が上記範囲にあると、水溶性金属加工油組成物の原液安定性、及び該水溶性金属加工油組成物を水で希釈した金属加工液の希釈液安定性に優れる。
水溶性金属加工油組成物に（Ｃ）成分が配合されることで、組成物に含まれる酸成分（（Ｂ１）や（Ｂ２）成分等）と塩を形成し、組成物への酸成分の溶解性を高めることにより、優れた原液安定性を得ることができる。
なお、酸成分と塩を形成する塩基として、例えばアルカリ金属塩等を用いることもある。しかしながら、本実施形態においては、耐腐敗性が低下するおそれがあるため、このようなアルカリ金属塩を用いない。

＜成分（Ａ）、（Ｂ１）及び（Ｂ２）の質量比関係＞
本実施形態においては、上記カルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）、又は該カルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）及びカルボン酸（Ｂ’）の混合物（Ｂ２）と、基材（Ａ）との質量比［（Ｂ１）／（Ａ）］又は［（Ｂ２）／（Ａ）］が、０．５〜３０であることが好ましい。成分（Ｂ１）又は（Ｂ２）と、成分（Ａ）との質量比が上記範囲にあることにより、十分な加工性能、例えば研削性と、水溶性金属加工油組成物の原液安定性とを両立させることができる。上記質量比［（Ｂ１）／（Ａ）］又は［（Ｂ２）／（Ａ）］は、より好ましくは１〜２０であり、さらに好ましくは１〜１６、特に好ましくは２〜１３である。

＜成分（Ａ）と成分（Ｃ）との質量比関係＞
本実施形態においては、アミン（Ｃ）と基材（Ａ）との質量比［（Ｃ）／（Ａ）］が、０．１〜７．０であることが好ましい。成分（Ｃ）と、成分（Ａ）との質量比が上記範囲にあることにより、水溶性金属加工油組成物の原液安定性を良好に保つことができ、またコスト面及びハンドリング性に優れる。上記質量比［（Ｃ）／（Ａ）］は、より好ましくは０．３〜６．５であり、さらに好ましくは０．５〜５．９、特に好ましくは０．５〜４．５である。

＜成分（Ｂ１）及び（Ｂ２）と、成分（Ｃ）との質量比関係＞
本実施形態においては、上記カルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）、又は該カルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）及びカルボン酸（Ｂ’）の混合物（Ｂ２）と、アミン（Ｃ）との質量比［（Ｂ１）／（Ｃ）］又は［（Ｂ２）／（Ｃ）］が、０．１〜８．０であることが好ましい。成分（Ｂ１）又は（Ｂ２）と、成分（Ｃ）との質量比が上記範囲にあることにより、十分な加工性能、例えば研削性と、水溶性金属加工油組成物の原液安定性を両立させることができる。上記質量比［（Ｂ１）／（Ｃ）］又は［（Ｂ２）／（Ｃ）］は、より好ましくは０．２〜７．５であり、さらに好ましくは０．５〜６．９、特に好ましくは１．０〜６．９である。

＜その他成分（Ｄ）＞
本実施形態の水溶性金属加工油組成物には、本実施形態の目的を阻害しない範囲でさらに他の成分（Ｄ）を配合することができる。例えば、界面活性剤、潤滑性向上剤、金属不活性化剤、消泡剤、殺菌剤、防錆剤及び酸化防止剤等を配合することができる。

（界面活性剤）
界面活性剤としては、非イオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、及び両性界面活性剤などが挙げられる。非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキレンエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルなどのエーテル、脂肪酸アルカノールアミドのようなアミドが挙げられる。アニオン性界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルファオレフィンスルホン酸塩等がある。カチオン性界面活性剤としては、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩などの四級アンモニウム塩等がある。両性界面活性剤としては、ベタイン系としてアルキルベタインなどが挙げられる。

（潤滑性向上剤）
潤滑性向上剤としては、ひまし油、菜種油などの植物油、ラノリンなどの油脂およびこれらの精製物など等が挙げられる。

（金属不活性化剤、酸化防止剤）
金属不活性化剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール、イミダゾリン、ピリミジン誘導体、及びチアジアゾール、リン酸ナトリウム塩、リン酸エステル誘導体等が挙げられる。
酸化防止剤としては、アルキル化ジフェニルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、アルキル化フェニル−α−ナフチルアミン等のアミン系酸化防止剤；２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール、４，４’−メチレンビス（２、６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）、イソオクチル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、ｎ−オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート等のフェノール系酸化防止剤；ジラウリル−３，３’−チオジプロピオネイト等の硫黄系酸化防止剤；ホスファイト等のリン系酸化防止剤；さらにモリブデン系酸化防止剤などが挙げられる。

（殺菌剤、消泡剤、防錆剤）
殺菌剤としては、例えば、トリアジン系防腐剤、アルキルベンゾイミダゾール系防腐剤、イソチアゾリン系防腐剤、ピリジン系防腐剤、フェノール系防腐剤、ピリチオン系防腐剤などが挙げられる。
消泡剤としては、シリコーン系化合物、ポリエーテル系化合物などを挙げることができる。
防錆剤としては、例えば、デカン二酸（セバシン酸）及びネオデカン酸を挙げることができる。

本実施形態の水溶性金属加工油組成物は、上記成分（Ｄ）を好ましくは０．１〜１６質量％、より好ましくは０．５〜１１質量％、さらに好ましくは１〜６質量％含有する。なお、成分（Ｄ）として複数成分を含有する場合には、各成分は独立して上記範囲で含有されるものとする。
成分（Ｄ）の含有量が０．１質量％以上であると、例えば防錆性、殺菌性及び消泡性等の各成分の効果が十分に発揮される。また、成分（Ｄ）の含有量を１６質量％以下とすることで、水溶性金属加工油組成物の原液安定性を確保することができる。
なお、本実施形態の水溶性金属加工油組成物中の成分（Ａ）〜（Ｄ）の合計含有量は、１００質量％を超えないものとする。
本発明の一態様において、成分（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）の合計含有量は、水溶性金属加工油組成物の全量（１００質量％）基準で、好ましくは７５〜１００質量％、より好ましくは８０〜１００質量％である。
本発明の一態様において、成分（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）の合計含有量は、水溶性金属加工油組成物の全量（１００質量％）基準で、好ましくは９０〜１００質量％、より好ましくは９５〜１００質量％である。

＜金属加工液（希釈液）＞
本実施形態の金属加工液は，本発明の水溶性金属加工油組成物（原液）を水で希釈することにより得られる。ここでの水は、工業用水、水道水、井戸水、イオン交換水、蒸留水などのいずれでもよく、特に限定されない。本実施形態においては、水溶性金属加工油組成物を、希釈倍率２．５〜５０倍となるように水で希釈することが好ましい。希釈倍率が上記範囲であると、粘度が適切となり扱いやすく、またベトツキが少ない。さらに原液組成物の成分（Ｂ１）または（Ｂ２）等の有効成分が十分に含まれるため、加工性能、例えば研削性に優れる。上記希釈倍率は、２．５〜２０倍であることがより好ましく、５〜１０倍であることがさらに好ましい。

本実施形態の水溶性金属加工油組成物（原液）又は金属加工液（希釈液）は、金属加工、例えば金属の切削及び／又は研削加工に好適に用いることができ、好ましくは金属の研削加工に用いる研削加工油として使用される。被加工材料となる金属は、特に限定されないが、好ましくは、ステンレス鋼、合金鋼、炭素鋼、アルミニウム合金、銅合金等が挙げられるが、ステンレス鋼について特に好ましい効果を得ることができる。

次に、本実施形態の金属加工方法について説明する。
＜金属加工方法＞
金属加工の種類としては、切削加工、研削加工、打抜き加工、研磨加工、絞り加工、抽伸加工、圧延加工等の各種の金属加工分野に好適に利用することができるが、研削加工であることが好ましい。研削加工としては、例えば、研削ベルトにより金属を研削加工をする方法を挙げることができる。なお、研削ベルトとは、布、紙、プラスチック、ゴム等で形成された基体表面に、研磨材（砥粒）が接着されたエンドレス状のベルトからなる研磨工具であり、研削加工において通常使用されるものを適宜選択して使用可能である。砥粒としては、例えばアルミナを用いることができる。本方法で被加工材料となる金属は、上記したとおりである。
なお、本実施形態の水溶性金属加工油組成物（原液）及び金属加工液（希釈液）は、研削性が良好で研削量を多くすることが可能であることから、いわゆる粗研削に好適に使用可能である。
研削ベルトを用いた研削加工は、例えば図１に示すように、搬送ベルト４等で搬送される被削材５に、アイドルロール１及びコンタクトロール２のような２以上のローラ間で回転走行する研削ベルト３表面を押し付けて行う。この際、ベルトが押し付けられる被削材５の部分（研削部）に、本実施形態の水溶性金属加工油組成物（原液）又は金属加工液（希釈液）６が供給される。本実施形態の水溶性金属加工油組成物（原液）又は金属加工液（希釈液）は、例えば、搬送ベルト４の下方に設けられた油タンク７から研削部に供給されるとともに、研削部から落下したものがタンク７に戻されることで循環しながら研削部に供給される。

次に実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら制限されるものではない。

＜各評価方法＞
（１）原液安定性評価
各水溶性金属加工油組成物（原液）を１００ｍｌの透明ガラス瓶に８０ｍｌ入れ、０℃、２５℃および５０℃の恒温槽に２４時間静置して外観を観察し、以下の評価基準で原液安定性を評価した。
（原液安定性の評価基準）
・合格：分離、沈降・沈殿、及び凝固なし
・不合格：分離、沈降・沈殿、又は凝固あり

（２）希釈液安定性評価
各水溶性金属加工油組成物（原液）を、水および塩化マグネシウムでマグネシウムイオンを２００ｐｐｍ含有するように調整したマグネシウム調整水（Ｍｇ調整水）で５容量％に希釈した、金属加工液（希釈液）の２４時間後の外観を観察した。以下の評価基準で金属加工液（希釈液）の希釈液安定性を評価した。
（希釈液安定性の評価基準）
・合格：分離、及び不均一化なし
・不合格：分離、又は不均一化あり
（３）研削性能
各水溶性金属加工油組成物（原液）を水で１０容量％に希釈して金属加工液（希釈液）とした後、以下の金属加工を行った。図１に概略図で示す研削試験用装置を用いて研削性評価を行った。すなわち、図１において、アイドルロール１とコンタクトロール２との間で回転走行する研削ベルト３に、搬送ベルト４上に載置された被削材５を押し付け、一方で、研削部に上記金属加工液（希釈液）６を油タンク７から循環供給しながら研削を行う。１試験につき５枚の被削材板を使用し、間隔を空けずに連続して通板する。評価項目及び試験条件は、以下の通りである。
（評価項目）
前記試験を、合計１００パス行い、研削量を評価した。研削量が５００ｇ以上であれば、不水溶性金属加工油組成物と同等の優れた研削性能を有する。

（試験条件）
・研削ベルト：アルミナ８０番
・被研削材：ＳＵＳ３０４、幅９０ｍｍ×長さ１，０００ｍｍ×厚さ約３ｍｍ、１試験毎に５枚通板
・速度：ベルト速度；１４００ｍ／ｍｉｎ、板送り速度；１０ｍ／ｍｉｎ
・研磨方法：ダウンカット
・金属加工液（希釈液）温度：４０℃
・負荷：１．５ｈｐ／ｉｎｃｈ（ベルト押付け力を一定で評価）

実施例１〜８及び比較例１〜６
表１及び表２に示す配合材料及び割合で水溶性金属加工油組成物（原液）を調製し、上述の通り、各種性能（研削性、原液安定性及び希釈液安定性）評価を行なった。結果を表１及び表２に示す。各組成物配合量の単位は「質量％」である。

表１及び２の配合材料は以下のとおりである。
＜配合材料＞
（１）基油
・ナフテン系鉱油（４０℃動粘度：２７．７７ｍｍ²／ｓ、１００℃動粘度：４．２１０ｍｍ²／ｓ：ＪＩＳ Ｋ ２２８３：２０００に準拠して測定）
（２）カルボン酸化合物
（Ｂ１）
・リシノール酸脱水縮合物１：リシノール酸を窒素気流下２００℃で加熱脱水縮合し、さらにオレイン酸を加え加熱脱水縮合した縮合物、酸価：９０ｍｇＫＯＨ／ｇ、水酸基価：１５ｍｇＫＯＨ／ｇ、けん化価：１９５ｍｇＫＯＨ／ｇ。
・リシノール酸脱水縮合物２：リシノール酸を窒素気流下２００℃で加熱脱水縮合した縮合物、酸価：３４ｍｇＫＯＨ／ｇ、水酸基価：２８ｍｇＫＯＨ／ｇ、けん化価：１９８ｍｇＫＯＨ／ｇ。
（Ｂ’）カルボン酸：トール油脂肪酸
（３）その他成分
・非イオン性界面活性剤１（ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキレンエーテル、ＨＬＢ：１３）

実施例の水溶性金属加工油組成物は、研削性能、原液安定性及び希釈液安定性の各性能のいずれにおいても良好であった。

本実施形態によれば、ステンレス鋼などの難加工材の金属加工に使用し、生産性を高める目的で研削量を高くした場合であっても、不水溶性金属加工油と同等の加工性能を有する水溶性金属加工油組成物が得られる。本実施形態の水溶性金属加工油組成物及び該水溶性金属加工油組成物を水で希釈した金属加工液は、切削又は研削加工、中でも研削ベルトを用いた研削加工に好適に使用することができる。

１：アイドルロール，２：コンタクトロール，３：研削ベルト，４：搬送ベルト，５：被削材，６：水溶性金属加工油組成物（原液）又は金属加工液（希釈液），７：油タンク

Claims (12)

1. 基材（Ａ）を３．５〜２０質量％、
   少なくとも１種の炭素数１０〜２４のカルボン酸を脱水縮合させたカルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）、又は該カルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）とカルボン酸（Ｂ’）との混合物（Ｂ２）を３４〜７６質量％、及び
   アミン（Ｃ）を９〜３９質量％
   を含有する、水溶性金属加工油組成物。
2. 前記炭素数１０〜２４のカルボン酸がリシノール酸である、請求項１に記載の水溶性金属加工油組成物。
3. カルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）の酸価が５〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇである、請求項１または２に記載の水溶性金属加工油組成物。
4. アミン（Ｃ）として、水酸基を有するアミン（Ｃ−１）と水酸基を有さないアミン（Ｃ−２）とを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油組成物。
5. カルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）又は該カルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）及びカルボン酸（Ｂ’）の混合物（Ｂ２）と、基材（Ａ）との質量比［（Ｂ１）／（Ａ）］又は［（Ｂ２）／（Ａ）］が、０．５〜３０である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油組成物。
6. アミン（Ｃ）と基材（Ａ）との質量比［（Ｃ）／（Ａ）］が、０．１〜７．０である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油組成物。
7. カルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）又は該カルボン酸脱水縮合物（Ｂ１）及びカルボン酸（Ｂ’）の混合物（Ｂ２）と、アミン（Ｃ）との質量比［（Ｂ１）／（Ｃ）］又は［（Ｂ２）／（Ｃ）］が、０．１〜８．０である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油組成物。
8. 金属の研削加工に用いる研削加工油である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油組成物。
9. ステンレス鋼の加工に用いる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油組成物。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油組成物を水で希釈した、金属加工液。
11. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油組成物、又は請求項１０に記載の金属加工液を用いて金属を加工する、金属加工方法。
12. 研削ベルトにより金属を研削加工する、請求項１１に記載の金属加工方法。

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