WO2012008442A1 - 金属加工油基油 - Google Patents

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浩之 泉本
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/04—Processes

Definitions

  • the present invention relates to a water-insoluble cutting oil base oil for metal working and / or a grinding oil base oil used in metal cutting and grinding.
  • This application claims priority on July 12, 2010 based on Japanese Patent Application No. 2010-158075 for which it applied to Japan, and uses the content here.
  • cutting oil is usually used for the purpose of extending tool life, improving workability, and improving productivity.
  • the types of cutting oil for metal working include water-soluble cutting oil and water-insoluble cutting oil, which are properly used depending on the metal to be processed, processing conditions, and required performance.
  • water-soluble cutting oil is used mainly for the purpose of cooling heat generated in high-speed machining and avoiding the risk of ignition, but the ratio of base oil such as mineral oil contained in the composition is small and the lubricity is poor. There is a problem.
  • Water-insoluble cutting oil has excellent lubricity due to the base oil occupying most of it, and is applied to difficult-to-cut materials such as titanium, heat-resistant steel, ceramics, and aluminum alloys, and performs precise processing. Therefore, it is selected when lubricity is required.
  • commercially available water-insoluble cutting oil falls under Class 4 petroleum under the Fire Service Act of Japan and does not fall under Class 4 petroleum under the Fire Service Act, but at 40 ° C
  • the kinematic viscosity is as high as 20 mm 2 / s or more, and it is one of inferior cooling properties. Accordingly, the present situation is that there is no water-insoluble cutting oil that has a low kinematic viscosity, a high cooling property, and a high flash point and satisfies all these three conditions.
  • Patent Document 1 in order to obtain a water-insoluble cutting oil base oil and a grinding oil base oil having low kinematic viscosity and high flash point, oxygen-containing synthetic oil such as ester, mineral oil, and hydrocarbon oil are included.
  • a metalworking oil composition containing an extreme pressure agent has been proposed, and the kinematic viscosity at 40 ° C. is 37 mm 2 / s or less and the flash point is 250 ° C. or more.
  • the kinematic viscosity at 40 ° C. of the metalworking oil composition described in Patent Document 1 is 37 mm 2 / s, it is not practical. This is because the kinematic viscosity at 40 ° C.
  • Patent Document 2 discloses a lubricating base oil that is excellent in biodegradability and lubricity and at the same time has little exhaust smoke. However, since the lubricating base oil described in Patent Document 2 is for a two-cycle engine, it must be burned with fuel after lubrication, which is clearly different from the object of the present invention. Furthermore, Patent Document 2 does not describe what kinematic viscosity, surface tension, and hydroxyl value of the lubricating base oil for a two-cycle engine.
  • Patent Document 3 discloses a base oil composed of one or more of mineral oil, fats and oils, and synthetic esters as one of the components constituting the hot rolling oil composition.
  • the invention described in Patent Document 3 relates to a hot rolling oil composition, and is clearly different from the water-insoluble cutting oil base oil or grinding oil base oil according to the present invention.
  • Patent Document 3 has a description of kinematic viscosity as the mineral oil used, there is no description of kinematic viscosity as an ester, and there is no description of surface tension and flash point.
  • the present invention has been made in view of such circumstances.
  • a water-insoluble cutting oil base oil or grinding oil base oil for metal working containing a fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether represented by the following formula (IA), wherein the fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether
  • a water-insoluble cutting oil base oil or grinding oil base oil for metal working wherein the hydroxyl value is 2.0 mgKOH / g or less.
  • R 1 —CO— (OA) n —OR 3 (IA) (In the formula (IA), R 1 is a linear or branched, saturated or unsaturated monovalent hydrocarbon group having 15 to 21 carbon atoms, R 3 is a linear chain having 1 to 8 carbon atoms, A branched or cyclic monovalent hydrocarbon group, A is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, OA represents an alkylene oxide (hereinafter referred to as “AO”), and n is an average of the alkylene oxide Indicates the number of moles added and is 1-6) [2]
  • the fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether represented by the formula (IA) reacts the compound (A) represented by the formula (I) with the compound (B) represented by the formula (II).
  • a cutting oil base oil or a grinding oil base oil for metal working as described in [1] obtained by causing the above to occur.
  • Fatty acid corresponding to the fatty acid part (R 1 CO part) of the compound in formula (IA) or formula (I) is oleic acid, palm-derived C18 mixed fatty acid, soybean-derived C18 mixed fatty acid, rapeseed-derived C18 mixed
  • R 2 in formula (I) is a methyl group.
  • R 3 in the formulas (IA) and (II) is at least one selected from the group consisting of a methyl group, an isobutyl group, an n-butyl group, a t-butyl group, and a 2-ethylhexyl group.
  • the present invention comprises a fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether represented by (IA), thereby having a low kinematic viscosity and a water-insoluble cutting oil base oil for metal working excellent in wettability to a metal surface or A grinding oil base oil can be obtained. Therefore, it is excellent in the cooling property of a metal surface and a processing point. Furthermore, since it has a high flash point, the risk of ignition is also reduced compared to conventional products. Moreover, since the kinematic viscosity is low, it has the merit of reducing the amount of oil attached to the processed metal and discharged, which is also economical. Therefore, it can be suitably used for applications requiring low kinematic viscosity and high flash point such as rolling oil and bearing oil as well as cutting oil and grinding oil for metal working.
  • IA fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether represented by (IA)
  • the present invention is a water-insoluble cutting oil base oil or grinding oil base oil for metal working containing a fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether represented by the following formula (IA),
  • the fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether is a water-insoluble cutting oil base oil or grinding oil base oil for metal working in which the hydroxyl value is 2.0 mgKOH / g or less.
  • R 1 —CO— (OA) n —OR 3 (IA)
  • R 1 is a linear or branched, saturated or unsaturated monovalent hydrocarbon group having 15 to 21 carbon atoms
  • R 3 is a linear chain having 1 to 8 carbon atoms
  • A represents an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms
  • n represents an average number of moles of alkylene oxide (AO) added and is 1 to 6.
  • the method for producing the fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether is represented by the following formula (I): More preferably, the compound (A) represented by the following formula (II) is reacted to remove the by-products and unreacted raw materials.
  • a method for removing by-products and unreacted raw materials include, for example, a washing method, a method using an adsorbent, a method using a filter aid, a method using pressure filtration, a method using distillation, and a vacuum distillation. The method by etc. is mentioned, However, Any method may be sufficient and they may be combined.
  • R 3 O— (AO) n—H (II)
  • R 1 is a linear or branched, saturated or unsaturated monovalent hydrocarbon group having 15 to 21 carbon atoms
  • R 2 is a monovalent carbon group having 1 to 18 carbon atoms
  • R 3 is a linear, branched or cyclic monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms
  • A is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms.
  • N represents the average number of moles of alkylene oxide added and is 1-6.
  • the hydrocarbon group of R 1 may be a saturated hydrocarbon group or an unsaturated hydrocarbon group, but has an oxidation stability as a water-insoluble cutting oil base oil or grinding oil base oil for metal working. From the viewpoint of being good, the iodine value of the compound (A) represented by (I) is preferably 120 or less.
  • the hydrocarbon group of R 1 is more preferably a straight chain from the viewpoint of high flash point and easy availability of raw materials.
  • the carbon number of R 1 is 15 to 21, and if the carbon number of R 1 is 15 or more, a high flash point is obtained, and if the carbon number of R 1 is 21 or less, the kinematic viscosity and the surface tension are It can be prevented from becoming too large. Further, from the viewpoint of obtaining a high flash point, the carbon number of R 1 is more preferably 17 to 21, and from the viewpoint of obtaining low kinematic viscosity and low surface tension, it is more preferably 15 to 17. From the viewpoint of highly satisfying kinematic viscosity, surface tension, and flash point, the number of carbon atoms is particularly preferably 17.
  • fatty acid corresponding to the fatty acid part (R 1 CO part) of the compound (A) include palmitic acid, palmitoleic acid, stearic acid, isostearic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, and palm-derived C18 mixture.
  • C18 mixed fatty acid derived from rapeseed C16-18 mixed fatty acid derived from soybean C16-C18 mixed fatty acid derived from palm kernel, C18 mixed fatty acid derived from rice bran, C18 mixed fatty acid derived from beef tallow, corn Derived mixed fatty acids, safflower derived mixed fatty acids, arachidic acid, eicosadienoic acid, eicosatrienoic acid, arachidonic acid, behenic acid, and the like erucic acid and the like.
  • oleic acid and palm-derived C18 mixed fatty acids are obtained from the point that a base oil highly satisfying a low kinematic viscosity, a low surface tension, and a high flash point can be obtained, and a base oil having a good fluidity at a low temperature can be obtained.
  • Soybean-derived C18 mixed fatty acid, rapeseed-derived C18 mixed fatty acid, rice bran-derived C18 mixed fatty acid, and beef tallow-derived C18 mixed fatty acid are more preferable, and oleic acid and palm-derived C18 mixed fatty acid are particularly preferable.
  • R 2 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, but since R 2 is removed as an alcohol by a transesterification reaction, the carbon chain length is not particularly limited, and linear, branched, cyclic Any hydrocarbon may be used. From the viewpoint of easy availability of raw materials and good reactivity, a methyl group is preferable.
  • the hydrocarbon group for R 3 may be a saturated hydrocarbon group or an unsaturated hydrocarbon group, but is more preferably a saturated hydrocarbon group because of excellent oxidation stability.
  • R 3 has 1 to 8 carbon atoms, and if R 3 has 8 or less carbon atoms, it is possible to prevent kinematic viscosity and surface tension from becoming too large while maintaining a high flash point.
  • R 3 has 0 carbon atoms, that is, the terminal is an OH group, it is not preferable because not only the kinematic viscosity is increased but also the flash point is decreased. The absence of an OH group at the end can be confirmed by analyzing the hydroxyl value of the compound.
  • the water-insoluble cutting oil base oil or grinding oil base oil for metal working according to the present invention is a fatty acid polyoxy wherein R 3 in the formula (IA) is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms. It is necessary to contain the alkylene alkyl ether with high purity.
  • hydroxyl value of fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether or “hydroxyl value of fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether” means fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether represented by the formula (IA).
  • hydroxyl value of fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether or “hydroxyl value of fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether” means fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether represented by the formula (IA).
  • the hydroxyl value of the fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether according to the present invention is preferably 2.0 mgKOH / g or less, more preferably 1.0 mgKOH / g or less, and 0.6 mgKOH. / G or less is particularly preferable.
  • hydrocarbon group for R 3 examples include methyl group, ethyl group, isopropyl group, n-propyl group, isobutyl group, n-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, Examples include an octyl group and a 2-ethylhexyl group.
  • a base oil with good fluidity at low temperatures can be obtained, so that methyl group, isobutyl group, n-butyl group, tert-butyl group 2-ethylhexyl group is more preferable.
  • R 3 includes methyl group, ethyl group, isopropyl group, n-propyl group, isobutyl group, n-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, 2-ethylhexyl group, etc. However, it is preferably one type.
  • AO is an oxyalkylene group formed by adding an alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms, and examples thereof include an oxyethylene group, an oxypropylene group, and an oxybutylene group. Among these, an oxyethylene group and an oxypropylene group are more preferable because a high flash point is easily achieved while maintaining a low kinematic viscosity and a low surface tension.
  • AO may be only one kind of oxyalkylene group, or two or more kinds of oxyalkylene groups may be contained. When two or more oxyalkylene groups are present, they may be added randomly or in a block form.
  • the average added mole number n of AO is 1 to 6, and 2 to 5 is more preferable from the viewpoint that a low kinematic viscosity, a low surface tension, and a high flash point can be highly compatible. If n is 1 or more, a high flash point can be achieved while maintaining a low kinematic viscosity and a low surface tension. When n exceeds 6, kinematic viscosity and surface tension become too large, and it is disadvantageous in terms of productivity.
  • Nippon Emulsifier MFG (monopropylene glycol monomethyl ether), MFDG (dipropylene glycol monomethyl ether), MFTG (tripropylene glycol monomethyl ether), MG (monoethylene glycol monomethyl ether), MDG (diethylene glycol monomethyl ether) , MTG (triethylene glycol monomethyl ether), MPG (polyethylene glycol monomethyl ether), BG (monoethylene glycol monobutyl ether), BDG (diethylene glycol monobutyl ether), BTG (triethylene glycol monobutyl ether), EHG (monoethylene glycol mono2) -Ethylhexyl ether), EHDG (diethylene glycol mono 2-ethylhexyl ether), Examples include Dowanol PM (monopropylene glycol monomethyl ether), Dowanol DPM (dipropylene glycol monomethyl ether), Dowanol TPM (tripropylene glycol monomethyl ether), and
  • the compound represented by the above formula (IA) of the present invention is obtained by adding a alkylene oxide to a corresponding monohydric alcohol and esterifying the resulting alkylene oxide adduct with a fatty acid, It can be produced by a method of directly adding an alkylene oxide to a corresponding fatty acid alkyl ester using a method by transesterification of an oxide adduct and a fatty acid alkyl ester, a method described in JP-A-8-169661, etc.
  • the added mole number of AO may have a distribution. The narrower the added mole number distribution is, the more preferable physical properties such as low kinematic viscosity and high flash point are compatible.
  • the said formula ( Components other than the compound represented by IA) may be contained.
  • hydrocarbon oils such as mineral oil, polyalphaolefin, and isobutene
  • diesters such as dioctyl sebacate (DOS), dioctyl adipate (DOA), and neopentyl glycol dioleate
  • Triesters such as trimethylolpropane triolate
  • medium chain triglycerides having 6 to 12 carbon atoms polyol esters such as pentaerythritol tetracaprylate, complex esters, fatty acid alkyl esters, vegetable oils such as rapeseed oil, rice bran oil, soybean oil, silicon
  • base oils such as oils, fluoroethers, phenyl ethers, polyglycols, alkylnaphthalenes, phenylxylylethanes and the like can be mentioned.
  • the content of other components is to achieve a high flash point while maintaining low kinematic viscosity and low surface tension. 50 mass% or less is preferable, 30 mass% or less is more preferable, and 15 mass% or less is especially preferable.
  • Kinematic viscosity at 40 ° C. for metal working water-insoluble cutting oil base oil or grinding oil base oil of the present invention is preferably 7 ⁇ 14mm 2 / s, more preferably 7 ⁇ 12mm 2 / s, 9 ⁇ 12mm 2 / s is more preferable.
  • the kinematic viscosity at 40 ° C. is less than 7 mm 2 / s, not only the flash point is lowered, but also the oil film becomes thin and the oil film is cut off, and the lubricity may be lowered.
  • the kinematic viscosity at 40 ° C. exceeds 14 mm 2 / s, the wettability to metal processing points and the cooling effect are reduced.
  • the kinematic viscosity is high, the amount of oil that adheres to the processed metal scrap and is discharged increases, which is not economical.
  • the kinematic viscosity at 40 ° C. means the kinematic viscosity measured at 40 ° C., and the kinematic viscosity measured at a temperature different from 40 ° C. does not fall within the range of 7 to 14 mm 2 / s. However, if it has a kinematic viscosity included in the above range when converted to a kinematic viscosity at 40 ° C. and measured at 40 ° C., it is included in the scope of the present invention.
  • the kinematic viscosity at 40 ° C. is measured according to JIS K2283. For example, the time when the sample is collected in a Cannon Fenceke type kinematic viscosity tube, kept in a constant temperature bath maintained at 40 ° C. for 30 minutes or more, and the sample is allowed to flow down from a certain height in the Cannon Fenceke type kinematic viscosity tube. It is calculated by measuring.
  • a method for evaluating the surface tension various methods such as a capillary rise method, a drop volume method, a ring method, a vertical plate method (plate method), a hanging drop method and a maximum bubble pressure method are known, and any evaluation method may be used.
  • the vertical plate method is preferable because it can be evaluated by relatively easy experimental operation.
  • the surface tension of the water-insoluble cutting oil base oil or grinding oil base oil for metal working of the present invention is required to be 34 mN / m or less from the viewpoint of permeability to metal working points and formation of a lubricating film. Yes, it is preferably 33 mN / m or less, more preferably 32 mN / m or less, and particularly preferably 31 mN / m or less. Since both the surface tension and the kinematic viscosity are low, the wettability to metal is improved and the diffusion of heat is accelerated, so that the temperature rise of oil, tools, and workpieces at the cutting work site can be suppressed. Suppressing the rise in oil temperature is useful because it suppresses oxidation of cutting oil and prolongs tool life.
  • the flash point of the water-insoluble cutting oil base oil or grinding oil base oil for metal processing of the present invention is 250 ° C. or higher from the viewpoint of avoiding dangers such as fire and legal requirements. If the flash point is less than 250 ° C, it is classified as a dangerous goods category 4 under the Japanese Fire Service Act. On the other hand, if the flash point is 250 ° C. or higher, it is excluded from hazardous materials and is handled as flammable liquids or designated combustible materials, which is preferable from the viewpoint of reduction of equipment necessary for handling and the amount of possession. In addition, various additives are blended into cutting oil base oil or grinding oil base oil to make a product, but the flash point may be lowered at that time, so cutting oil base oil or grinding oil base oil More preferably, the flash point is 260 ° C. or higher.
  • the flash point is measured by a method in accordance with JIS K2265 Cleveland open type.
  • the alkylene oxide addition type fatty acid ester represented by the above formula (IA) of the present invention can be produced by a conventionally known method according to the purpose without any particular limitation.
  • the unreacted remaining amount of the fatty acid alkyl ester as a raw material is small in order to obtain a high flash point. Specifically, it is preferably 1% or less, more preferably 0.8% or less, and particularly preferably 0.5% or less.
  • the remaining amount can be determined by a general analysis method such as a gas chromatography method.
  • the end of the compound of the present invention represented by the formula (IA), that is, the fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether, is important for obtaining a high flash point and a low kinematic viscosity.
  • a hydroxyl value is used as an index indicating the degree of terminal blocking. Specifically, the hydroxyl value is preferably 2.0 mgKOH / g or less, more preferably 1.0 mgKOH / g or less, and particularly preferably 0.6 mgKOH / g or less.
  • the base oil of the present invention is suitably used as a metal processing oil, particularly a water-insoluble cutting oil and a grinding oil by blending various additives as necessary.
  • the water-insoluble cutting oil base oil and grinding oil base oil for metal working of the present invention are extremely useful as metal working oil from the viewpoint of improving machining efficiency and prolonging tool life.
  • it contains a pressure agent.
  • Preferred extreme pressure agents include sulfur compounds and phosphorus compounds.
  • the sulfur compound is not particularly limited as long as it does not impair the properties of the metal processing oil, but dihydrocarbyl polysulfide (such as polysulfide or sulfurized olefin), sulfurized fatty acid (such as sulfurized oleic acid), sulfurized olefin (olefin having 2 to 15 carbon atoms).
  • dihydrocarbyl polysulfide such as polysulfide or sulfurized olefin
  • sulfurized fatty acid such as sulfurized oleic acid
  • sulfurized olefin olefin having 2 to 15 carbon atoms
  • a sulfurizing agent such as sulfur or sulfur chloride
  • sulfurized ester for example, beef tallow, pork tallow, fish tallow, rapeseed oil, soybean oil or other animal or vegetable oil or fat; unsaturated Sulfurizing unsaturated fatty acid esters obtained by reacting fatty acids (including oleic acid, linoleic acid, or fatty acids extracted from the above-mentioned animal and vegetable oils and fats) and various alcohols; and mixtures thereof by any method More specifically, it can be obtained from methyl sulfide oleate or sulfur.
  • Rice bran fatty acid octyl and their mixtures sulfurized fats and oils (sulfur and sulfur-containing compounds and fats and oils (lard oil, whale oil, vegetable oil, fish oil, etc.), for example, sulfurized lard, sulfurized rapeseed oil, sulfide castor oil , Sulfurized soybean oil, sulfurized rice bran oil, etc.), sulfide mineral oil (referred to mineral oil dissolved in mineral oil.
  • Mineral oil used in sulfide mineral oil is not particularly limited
  • zinc dithiophosphate dithiocarbamic acid Zinc compound, molybdenum dithiophosphate compound, molybdenum dithiocarbamate compound, thiadiazole compound (for example, 1,3,4-thiadiazole compound, 1,2,4-thiadiazole compound and 1,4,5-thiadiazole compound)
  • thiadiazole compound for example, 1,3,4-thiadiazole compound, 1,2,4-thiadiazole compound and 1,4,5-thiadiazole compound
  • Alkylthiocarbamoyl compounds, thiocarbamates Compound, thioterpene compounds, dialkyl thiodipropionate compounds are preferably used.
  • phosphorus compounds include phosphate esters, acidic phosphate esters, amine salts of acidic phosphate esters, chlorinated phosphate esters, phosphite esters and phosphorothioates, metal salts of phosphorus compounds, and the like. Is mentioned. Examples of these phosphorus compounds include esters of phosphoric acid, phosphorous acid or thiophosphoric acid and alkanols, polyether type alcohols, or derivatives thereof.
  • the phosphate ester includes tributyl phosphate, tripentyl phosphate, trihexyl phosphate, triheptyl phosphate, trioctyl phosphate, trinonyl phosphate, tridecyl phosphate, triundecyl phosphate, tridodecyl phosphate, tritridecyl Phosphate, tritetradecyl phosphate, tripentadecyl phosphate, trihexadecyl phosphate, triheptadecyl phosphate, trioctadecyl phosphate, trioleyl phosphate, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, trixylenyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, xyl Renyl diphenyl phosphate, etc .; As the acidic phosphate ester, monobutyl acrylate Phosphate, monopen
  • Phosphite esters include dibutyl phosphite, dipentyl phosphate. Phyto, dihexyl phosphite, diheptyl phosphite, dioctyl phosphite, dinonyl phosphite, didecyl phosphite, diundecyl phosphite, Dodecyl phosphite, dioleyl phosphite, diphenyl phosphite, dicresyl phosphite, tributyl phosphite, tripentyl phosphite, trihexyl phosphite, triheptyl phosphite, trioctyl phosphite, trinonyl phosphite, tridecyl phosphite Phyto, triundecyl phosphite, tridode
  • metal salts of phosphorus compounds include phosphorous acid, monothiophosphorous acid, phosphorous acid monoester, monothiophosphorous acid monoester, phosphorous acid diester, monothiophosphorous acid diester, phosphorous acid triester, monothio Part of the acidic hydrogen of phosphorus compounds such as phosphorous acid triester, phosphoric acid, monothiophosphoric acid, phosphoric acid monoester, monothiophosphoric acid monoester, phosphoric acid diester, monothiophosphoric acid diester, phosphoric acid triester, monothiophosphoric acid triester Or the salt which neutralized all with the metal base is mentioned.
  • metal bases include metal oxides, metal hydroxides, metal carbonates, metal chlorides and the like.
  • Specific examples of the metal include alkali metals such as lithium, sodium, potassium, cesium, and calcium. And alkaline earth metals such as magnesium and barium, and heavy metals such as zinc, copper, iron, lead, nickel, silver and manganese.
  • the cutting oil base oil and the grinding oil base oil of the present invention can further contain an oiliness agent as a metal working oil from the viewpoint of improving processing efficiency and extending the tool life.
  • an oiliness agent include (a) alcohol, (b) carboxylic acid, (c) sulfide of unsaturated carboxylic acid, (d) p-tert-butylcatechol, (e) 2,2-dihydroxynaphthalene, 2,3 -Dihydroxynaphthalene, (f) polyoxyalkylene compounds, (g) esters, (h) hydrocarbyl ethers of polyhydric alcohols, (i) amines, and the like.
  • the extreme pressure agent can be achieved from preventing welding and increase in machining resistance and achieving excellent machining efficiency and tool life.
  • an oily agent may be used in combination.
  • the cutting oil base oil and the grinding oil base oil of the present invention may contain an organic acid salt as a metal working oil from the viewpoint of obtaining better machining efficiency and tool life.
  • an organic acid salt as a metal working oil from the viewpoint of obtaining better machining efficiency and tool life.
  • the organic acid salt sulfonate, phenate, salicylate, and a mixture thereof are preferably used.
  • organic acid salts include alkali metals such as sodium and potassium; alkaline earth metals such as magnesium, calcium and barium; ammonia, alkylamines having 1 to 3 carbon atoms (monomethylamine, dimethyl) Amines, trimethylamines, monoethylamines, diethylamines, triethylamines, monopropylamines, dipropylamines, tripropylamines, etc.), alkanolamines having 1 to 3 carbon atoms (monomethanolamine, dimethanolamine, trimethanolamine, Monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, monopropanolamine, dipropanolamine, tripropanolamine and the like, and zinc.
  • alkali metals such as sodium and potassium
  • alkaline earth metals such as magnesium, calcium and barium
  • ammonia alkylamines having 1 to 3 carbon atoms (monomethylamine, dimethyl) Amines, trimethylamines, monoethylamines, diethy
  • the cutting oil base oil and the grinding oil base oil of the present invention preferably further contain an antioxidant as a metal working oil.
  • an antioxidant By adding an antioxidant, it is possible to prevent stickiness due to alteration of the constituent components, and to improve thermal and oxidation stability.
  • Antioxidants that can be used include phenolic antioxidants, amine-based antioxidants, zinc dithiophosphate antioxidants, and those used as food additives.
  • the cutting oil base oil and the grinding oil base oil of the present invention can contain conventionally known additives other than those described above as the metal working oil.
  • additives include extreme pressure agents other than the above-described phosphorus compounds and sulfur compounds (including chlorine extreme pressure agents); wetting agents such as diethylene glycol monoalkyl ether; acrylic polymers, paraffin wax, microwax, slack wax Film forming agents such as polyolefin waxes; water displacement agents such as fatty acid amine salts; solid lubricants such as graphite, graphite fluoride, molybdenum disulfide, boron nitride, polyethylene powder; amines, alkanolamines, amides, carboxylic acids, carboxylic acids Corrosion inhibitors such as acid salts, sulfonates, phosphoric acid, phosphates, partial esters of polyhydric alcohols; metal deactivators such as benzotriazoles and thiadiazoles
  • the metal processing oil using the water-insoluble cutting oil base oil and grinding oil base oil of the present invention is improved in processing performance such as processing speed, processing efficiency and surface roughness, as well as handleability and tool life. Since it is excellent, it can be suitably used in a wide range of applications in the metal processing field.
  • the metal processing here is not limited to cutting / grinding, but broadly means general metal processing.
  • the method for supplying the oil is not particularly limited, and it can be used for an extremely small amount lubrication (MQL) method of spraying in a mist form in addition to a normal supply method.
  • MQL extremely small amount lubrication
  • metal processing examples include cutting, grinding, rolling, forging, pressing, drawing, rolling, and the like.
  • metal processing oil based on the base oil of the present invention is very useful for applications such as cutting and grinding.
  • the metal processing oil based on the base oil of the present invention has excellent processing performance, it can be suitably used for heavy processing, difficult processing or difficult processing material processing.
  • the metal processing oil based on the water-insoluble cutting oil base oil and grinding oil base oil of the present invention is other than the machined part of the machine tool, such as a sliding surface oil, a bearing part oil, and a hydraulic equipment oil. Therefore, it is very useful in that it can save space and energy in a machine tool.
  • the sliding surface oil referred to in the present invention refers to a lubricating oil used in a sliding mechanism guide mechanism of two abutting surfaces among components provided in a machine tool used for cutting and grinding.
  • a machine tool in which a workpiece is arranged on a table movable on a bed and the table is moved to convey the workpiece to a cutting / grinding tool, The sliding surface is lubricated by the sliding surface oil.
  • a slide between the bed and the bed is used.
  • the moving surface is lubricated by the sliding surface oil.
  • lubrication methods such as oil bearing lubrication and mist bearing lubrication for the lubrication of the bearing portion, and the metal working oil based on the base oil of the present invention can be used for both.
  • Lubricant bearing lubrication means a lubrication system in which lubricating oil is supplied to a bearing portion in a liquid state to smoothly slide the portion, and cooling of the bearing portion with lubricating oil can be expected.
  • a lubricant for lubricating a bearing is required to be resistant to thermal deterioration because it is used in a higher temperature part, that is, to have excellent heat resistance, but based on the base oil of the present invention.
  • the metal working oil to be used can also be used for such lubricant bearing lubrication.
  • Mist bearing lubrication means a lubrication system in which lubricating oil is atomized by a mist generator, and the oil is supplied to the bearing portion with a gas such as air to smoothly slide the portion. Since a cooling effect by air or the like can be expected in a high-temperature part such as a part, recent machine tools often employ this lubrication method.
  • a lubricant for mist lubrication is required to be resistant to thermal deterioration because it is used at higher temperatures, that is, excellent in heat resistance, but based on the base oil of the present invention.
  • the metal working oil to be used can be used for such mist bearing lubrication.
  • Hydraulic equipment performs machine operation and control with hydraulic pressure, and hydraulic hydraulic fluid that is expected to provide lubrication, sealing, and cooling effects is used in the hydraulic control section that controls the operation of machinery. Since hydraulic oil is compressed to high pressure with a pump to generate hydraulic pressure and move equipment, the lubricating oil is required to have high lubricity, high oxidation stability, and thermal stability. Can be used for such hydraulic fluids.
  • B′-8 Polypropylene glycol monomethyl ether (intermediate produced in Production Example 18) Specific Examples of Working Compounds I-1 Polyoxypropylene C18 mixed fatty acid butyl ether (M182-3PO-Bu, produced in Production Example 1 described later) I-2 Polyoxyethylene C18 mixed fatty acid methyl ether (M182-3EO-Me, produced in Production Example 2 described later) I-3 Polyoxyethylene stearic acid methyl ether (C18: 0-4.2EO-Me, produced in Production Example 3 described later) I-4 Polyoxyethylene oleic acid methyl ether (C18: 1-4.2EO-Me, produced in Production Example 4 described later) I-5 Polyoxyethylene C18 mixed fatty acid methyl ether (M182-4.2EO-Me, produced in Production Example 5 described later) I-6 Polyoxyethylene C18 mixed fatty acid butyl ether (M182-3EO-Bu, produced in Production Example 6 described later) I-7 Polyoxyethylene palmitic acid 2-ethylhexyl ether (C16
  • the surface tension was measured using a surface tension measuring device (Kyowa CBVP SURFACE TENSIOMETER A3, manufactured by Kyowa Kagaku Co., Ltd.). After preparing a clean glass plate and performing calibration, a sample was collected in a petri dish (diameter 65 mm) to a liquid depth of 8 mm. Then, the surface tension value when the liquid level of the sample and the glass plate contacted was read, and the average value measured three times was recorded.
  • Flash point The flash point was measured according to JIS K2265 Cleveland open type. A flash point of 260 ° C. or higher was AA, 250 ° C. or higher and lower than 260 ° C. was A, B was lower than 250 ° C., and “A and AA” were accepted.
  • the metal surface temperature after processing was less than 50 ° C. as “A”, 50 ° C. or more as “B”, and “A” as acceptable.
  • Equipment used Vertical machining center MC-510VF (Matsuura Machinery Co., Ltd.)
  • Work material JIS A2017 (aluminum alloy)
  • Tool material High speed tool steel (JIS SKH4)
  • Cutting speed: V 200 m / min
  • Feeding speed: f 0.1 / rev
  • Initial oil temperature 25 ⁇ 1 ° C
  • Cutting oil amount 3L / min [Comprehensive evaluation] When the kinematic viscosity, flash point, and cooling evaluation are all “A”, the overall evaluation is “A”, the kinematic viscosity is “AA”, the flash point is “A” or “AA”, and the cooling property is “A”.
  • the average addition mole number of EO (ethylene oxide) and PO (propylene oxide) in the compound (B) was determined by calculation from the mass balance of the raw materials and the charge of alkylene oxide. However, when distillation was performed after the addition reaction of EO and PO, the average number of added moles was determined by the following 1 H-NMR analysis. 30 mg of the compound was dissolved in 4 mL of deuterated chloroform and measured with 1 H-NMR (300 MHz, FT NMR SYSTEM JNM-LA300 manufactured by JEOL Ltd.).
  • a compound having an OH group is reacted with an excess of phthalic anhydride, and the amount of the remaining phthalic anhydride is titrated with an N / 2 sodium hydroxide solution to obtain the amount of OH groups.
  • a 30 g sample was weighed into a flask, 25 ml of a pyridine solution of phthalic anhydride was accurately added with a whole pipette, an air condenser was attached to the reaction flask, and it was heated for 2 hours while gently shaking in a constant temperature bath of 98 ⁇ 2 ° C. .
  • the liquid temperature was raised to 160 ° C. to conduct a transesterification reaction, and methanol produced by the reaction was removed by distillation. After removing methanol, the temperature was further increased to 280 ° C. while gradually reducing the pressure to 0.6 kPa, and the crude product (F1) was reduced to 1% or less in total with unreacted methyl oleate and tripropylene glycol monobutyl ether. Obtained.
  • (Production Example 8) Preparation of I-8 As in Production Example 1, except that 873 g of diethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether and 1132 g of C18 mixed fatty acid methyl ester derived from palm oil were used instead of tripropylene glycol monobutyl ether.
  • B ′ (MeO-7PO-H, distilled product) was obtained.
  • the hydroxyl value is 0.3 mg KOH / g in the same manner as in Production Example 1 except that 1228 g of the tertiary intermediate B ′ and 792 g of C18 mixed fatty acid methyl ester derived from palm oil are used instead of tripropylene glycol monobutyl ether.
  • Table 2 shows the results of evaluation of kinematic viscosity (40 ° C.), surface tension, flash point, pour point, oil take-out amount, and cooling performance of the obtained comparative compound.
  • the kinematic viscosity at 40 ° C. was as low as 13.9 mm 2 / s or less, and the surface tension was as low as 33.9 mN / m or less.
  • the flash points of Examples 1 to 10 were as high as 250 ° C. or higher.
  • Examples 1, 2, 5, 6, 7, and 8 had a kinematic viscosity as low as 12 mm 2 / s, so that both the kinematic viscosity evaluation and the comprehensive evaluation were “AA”.
  • the water-insoluble cutting oil base oil or grinding oil base oil for metal working of the present invention has a low kinematic viscosity, a high flash point, and a low surface tension, it is suitably used in metal cutting and grinding.

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Abstract

下記式（Ｉ－Ａ）で表される脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルを含有する金属加工用不水溶性切削油基油または研削油基油であって、当該脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの水酸基価が２．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である金属加工用不水溶性切削油基油または研削油基油。 Ｒ１－ＣＯ－（ＯＡ）ｎ－ＯＲ３　（Ｉ－Ａ） （式（Ｉ－Ａ）中、Ｒ１は炭素数１５～２１の直鎖もしくは分岐鎖の飽和または不飽和の一価の炭化水素基であり、Ｒ３は炭素数１～８の直鎖、分岐または環状の一価の炭化水素基である。また、Ａは炭素数２～４のアルキレン基であり、ｎはアルキレンオキシド（ＡＯ）の平均付加モル数を示し、１～６である。）

Description

金属加工油基油
　本発明は、金属の切削・研削加工において使用される金属加工用不水溶性切削油基油および／または研削油基油に関する。本願は、２０１０年７月１２日に、日本に出願された特願２０１０－１５８０７５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　金属の切削・研削加工においては、工具の寿命延長や加工性、生産性の向上を目的として、通常、切削油が使用されている。この金属加工用切削油の種類としては、水溶性切削油と不水溶性切削油があり、加工する金属や加工条件、要求性能によって使い分けがなされる。例えば、水溶性切削油は、高速加工で発生する熱の冷却、引火危険性の回避を主な目的として用いられるが、組成物に含まれる鉱油などの基油の割合が少なく、潤滑性に劣るという課題がある。一方、不水溶性切削油はその大部分を占める基油の働きにより、潤滑性に優れており、チタン、耐熱鋼、セラミックス、アルミ合金など難切削性材料への適用や、精密な加工を行うために潤滑性が求められる場合に選択される。しかし、市販の不水溶性切削油は、日本国消防法上の第四類石油類に該当し引火危険性があるものと、消防法上の第四類石油類に該当しないが、４０℃における動粘度が２０ｍｍ２／ｓ以上と高く、より冷却性に劣るものかのいずれかである。従って、動粘度が低く、冷却性が高く、引火点が高い、これら３つの条件を全て満足する不水溶性切削油が存在しないのが現状である。
　特許文献１には、低動粘度であって高い引火点を示す不水溶性切削油基油および研削油基油を得るために、エステル等の含酸素系合成油と鉱油、及び炭化水素油を組み合わせ、更に、極圧剤を含有した金属加工油組成物が提案されており、４０℃における動粘度が３７ｍｍ２／s以下であり、引火点が２５０℃以上であるとの記載がある。
しかしながら、特許文献１に記載された金属加工油組成物の４０℃における動粘度は、３７ｍｍ２／ｓであるため、実用的ではない。４０℃における動粘度は、実用的には１４ｍｍ２／ｓ以下が求められているからである。また、特許文献１では、冷却性の問題も未解決のままである。また、特許文献２には、生分解性、潤滑性に優れると同時に、排気煙の少ない潤滑油基油が開示されている。しかしながら、特許文献２に記載された潤滑油基油は、２サイクルエンジン用であるため、潤滑を行った後に、燃料とともに燃焼する必要があり、本願発明に係る目的とは明らかに相違する。さらに、特許文献２には、２サイクルエンジン用潤滑油基油について、いかなる動粘度、表面張力、水酸基価を有しているかについての記載もない。
　また、特許文献３には、熱間圧延油組成物を構成する成分の１つとして、鉱油、油脂、合成エステルのうち１種または２種以上からなる基油が開示されている。特許文献３に記載の発明は、熱間圧延油組成物に関するものであって、本願発明に係る不水溶性切削油基油または研削油基油とは明らかに相違する。さらに、特許文献３には、使用される鉱油としての動粘度の記載はあるものの、エステルとしての動粘度の記載はないし、さらに、表面張力や引火点に関する記載もない。
特開２００８－１６３１１５号公報 特開平７－３１６５７３号公報 特開２００９－２７５１３７号公報
　潤滑性能に優れる低い動粘度を維持したままで、高い引火点を有し、しかも冷却性にも優れた金属加工用不水溶性切削油基油または研削油基油の開発が強く望まれている。
　本発明は、このような実情に鑑みてなされたものである。
　金属加工において、工具と被加工材の接触により熱が発生し、工具、被加工材、切り屑と加工油との熱交換により冷却が行われる。この冷却性の向上には、熱の拡散が容易となるように動粘度が低いこと、ならびに、金属加工点の微小な空隙およびその周辺へ油が素早く、且つ、しっかりと広がること（即ち、基油の金属表面への濡れ性増大）が必要と考えた。濡れ性については、金属の表面張力、切削油の表面張力、切削油と金属の接触角の関係性を表すヤングの式から、切削油の表面張力が低いことが重要と想定した。以上の発想を基に鋭意検討した結果、特定の脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルであり、且つ、末端がＯＨ基ではなくアルキル基で封鎖された構造の成分が本発明の課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。
［１］下記式（Ｉ－Ａ）で表される脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルを含有する金属加工用不水溶性切削油基油または研削油基油であって、前記脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの水酸基価が２．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることを特徴とする金属加工用不水溶性切削油基油または研削油基油。
［化１］
Ｒ１－ＣＯ－（ＯＡ）ｎ－ＯＲ３　　　（Ｉ－Ａ）
（式（Ｉ－Ａ）中、Ｒ１は炭素数１５～２１の直鎖もしくは分岐鎖の飽和または不飽和の一価の炭化水素基であり、Ｒ３は炭素数１～８の直鎖、分岐または環状の一価の炭化水素基である。また、Ａは炭素数２～４のアルキレン基であり、ＯＡはアルキレンオキシドを表し（以下、「ＡＯ」という。）、ｎはアルキレンオキシドの平均付加モル数を示し、１～６である）
［２］前記式（Ｉ－Ａ）で表される脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが、式（Ｉ）で表される化合物（Ａ）と式（ＩＩ）で表される化合物（Ｂ）とを反応させて得られる［１］に記載の金属加工用切削油基油または研削油基油。
［化２］
　Ｒ１－ＣＯ－ＯＲ２　　　（Ｉ）
［化３］
　Ｒ３Ｏ－（ＡＯ）ｎ－Ｈ　　　（ＩＩ）
（ただし、式（Ｉ）中、Ｒ２は炭素数１～１８の一価の炭化水素基であり、他の記号は前記に同じ。）
［３］Ｒ１が炭素数１７の一価の炭化水素基である、［１］または［２］に記載の金属加工用切削油基油または研削油基油。
［４］式（Ｉ－Ａ）または式（Ｉ）における化合物の脂肪酸部（Ｒ１ＣＯ部）に対応する脂肪酸が、オレイン酸、パーム由来Ｃ１８混合脂肪酸、大豆由来Ｃ１８混合脂肪酸、ナタネ由来Ｃ１８混合脂肪酸、米糠由来Ｃ１８混合脂肪酸および牛脂由来Ｃ１８混合脂肪酸からなる群より選択される少なくとも１種以上である［１］または［２］記載の金属加工用切削油基油または研削油基油。
［５］式（Ｉ）におけるＲ２がメチル基である［２］に記載の金属加工用切削油基油または研削油基油。
［６］式（Ｉ－Ａ）および（ＩＩ）におけるＲ３がメチル基、イソブチル基、ｎ－ブチル基、ｔ－ブチル基および２－エチルヘキシル基からなる群より選択される少なくとも１種以上である［１］～［５］のいずれか一項に記載の金属加工用切削油基油または研削油基油。
［７］４０℃における動粘度が、７～１４ｍｍ２／ｓである請求項［１］～［６］のいずれか一項に記載の金属加工用切削油基油または研削油基油。
［８］表面張力が、３４ｍＮ／ｍ以下である［１］～［７］のいずれか一項に記載の金属加工用切削油基油または研削油基油。
［９］［１］～［８］のいずれか一項に記載の式（Ｉ－Ａ）で表される脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルを含有する組成物を用いて、金属を切削または研削する方法。
本発明は、（Ｉ－Ａ）で表される脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルを含有させることで、低い動粘度、ならびに金属表面への濡れ性に優れた金属加工用不水溶性切削油基油または研削油基油を得ることができる。
そのため、金属表面および加工点の冷却性に優れる。更に、高い引火点を有することから引火危険性も従来品よりも低減される。また、動粘度が低いため、加工した金属に付着して排出される油の量が減少するメリットを有し、経済的でもある。　　
したがって、金属加工用切削油、研削油はもちろん、圧延油、軸受油など、低動粘度と高引火点を要求される用途にも好適に使用できる。
本発明は、下記式（Ｉ－Ａ）で表される脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルを含有する金属加工用不水溶性切削油基油または研削油基油であって、
前記脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの水酸基価が２．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である金属加工用不水溶性切削油基油または研削油基油である。
［化４］
Ｒ１－ＣＯ－（ＯＡ）ｎ－ＯＲ３　　　（Ｉ－Ａ）
（式（Ｉ－Ａ）中、Ｒ１は炭素数１５～２１の直鎖もしくは分岐鎖の飽和または不飽和の一価の炭化水素基であり、Ｒ３は炭素数１～８の直鎖、分岐または環状の一価の炭化水素基である。また、Ａは炭素数２～４のアルキレン基であり、ｎはアルキレンオキシド（ＡＯ）の平均付加モル数を示し、１～６である。）
前記式（Ｉ－Ａ）で表される脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの水酸基価を２．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下とするために、当該脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの製造方法は、下記式（Ｉ）で表される化合物（Ａ）と下記式（ＩＩ）で表される化合物（Ｂ）とを反応させ、副生物や未反応の原料を取り除く処理を行うことがより好ましい。また、副生物や未反応の原料を取り除く方法としては、例えば、水洗による方法、吸着剤を用いた方法、ろ過助剤を用いた方法、加圧ろ過を用いた方法、蒸留による方法、減圧蒸留等による方法などが挙げられるが、いずれの方法でもよく、それらを組み合わせても構わない。
［化５］
　Ｒ１－ＣＯ－ＯＲ２　　　（Ｉ）
［化６］
　Ｒ３Ｏ－（ＡＯ）ｎ－Ｈ　　　（ＩＩ）
ただし、式（Ｉ）中、Ｒ１は炭素数１５～２１の直鎖または分岐鎖の飽和または不飽和の一価の炭化水素基であり、Ｒ２は炭素数１～１８の一価の炭化水素基であり、式（ＩＩ）中、Ｒ３は炭素数１～８の直鎖、分岐鎖または環状の一価の炭化水素基であり、Ａは炭素数２～４のアルキレン基である。また、ｎはアルキレンオキシドの平均付加モル数を示し、１～６である。
　Ｒ１の炭化水素基は飽和炭化水素基であってもよく、不飽和炭化水素基であってもよいが、金属加工用不水溶性切削油基油または研削油基油としての酸化安定性が良いという点から、（Ｉ）で表される化合物（Ａ）のヨウ素価が１２０以下であることが好ましい。Ｒ１の炭化水素基は、引火点が高く、原料の入手が容易な点から、直鎖であることがより好ましい。
　Ｒ１の炭素数は、１５～２１であり、Ｒ１の炭素数が１５以上であれば、高い引火点が得られ、Ｒ１の炭素数が２１以下であれば、動粘度および表面張力が大きくなりすぎることを防止できる。また、高い引火点が得られる観点からはＲ１の炭素数が１７～２１であることがより好ましく、低い動粘度と低い表面張力が得られる観点からは１５～１７であることがより好ましい。動粘度、表面張力、引火点を高度に満足する観点から、炭素数は１７であることが特に好ましい。
　化合物（Ａ）の脂肪酸部（Ｒ１ＣＯ部）に対応する脂肪酸の具体的な例としては、パルミチン酸、パルミトレイン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、パーム由来Ｃ１８混合脂肪酸（例えば、Ｃ１６：０／Ｃ１８：０／Ｃ１８：１／Ｃ１８：２＝３／１０／７０／１７（比率は、ガスクロマトグラフィーを用いた面積比を示す。）の混合脂肪酸。混合脂肪酸の割合は、ガスクロマトグラフィー等を用いた通常の分析方法を用いて決定することができる。ただし、「Ｃ１８：Ｘ」の「Ｘ」は不飽和結合の数を表わす。）、ナタネ由来Ｃ１８混合脂肪酸、大豆由来のＣ１６～１８混合脂肪酸、パーム核由来Ｃ１６～Ｃ１８混合脂肪酸、米糠由来Ｃ１８混合脂肪酸、牛脂由来Ｃ１８混合脂肪酸、とうもろこし由来混合脂肪酸、紅花由来混合脂肪酸、アラキジン酸、エイコサジエン酸、エイコサトリエン酸、アラキドン酸、ベヘン酸、エルカ酸等などが挙げられる。なかでも、低い動粘度と低い表面張力、高い引火点を高度に満足する基油を得られる点、低温での流動性が良好な基油が得られる点から、オレイン酸、パーム由来Ｃ１８混合脂肪酸、大豆由来Ｃ１８混合脂肪酸、ナタネ由来Ｃ１８混合脂肪酸、米糠由来Ｃ１８混合脂肪酸、牛脂由来Ｃ１８混合脂肪酸がより好ましく、酸化安定性に優れることから、オレイン酸、パーム由来Ｃ１８混合脂肪酸が特に好ましい。
　Ｒ２は炭素数１～１８の一価の炭化水素基であるが、Ｒ２はエステル交換反応により、アルコールとなり除去されるため、炭素鎖長は特に限定されず、直鎖、分岐、環状のいずれの炭化水素でも良い。原料の入手し易さおよび反応性が良い点から、メチル基であることが好ましい。
Ｒ３の炭化水素基は、飽和炭化水素基であってもよく、不飽和炭化水素基であってもよいが、酸化安定性に優れることから飽和炭化水素基であることがより好ましい。Ｒ３の炭素数は１～８であり、Ｒ３の炭素数が８以下であれば、高い引火点を維持したまま、動粘度および表面張力が大きくなりすぎることを防止できる。　　　
Ｒ３の炭素数が０、すなわち末端がＯＨ基となる場合、動粘度が高くなるだけでなく、引火点が低くなるため好ましくない。末端にＯＨ基がないことは化合物の水酸基価を分析することで確認できる。本発明に係る金属加工用不水溶性切削油基油または研削油基油は、前記式（Ｉ－Ａ）中のＲ３が炭素数１～８の一価の炭化水素基である脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルを高純度に含んでいることが必要である。
　前記式（Ｉ－Ａ）で表される脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの純度を表す指標として、水酸基価を用いた。本明細書中の「脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの水酸基価」、または「脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの有する水酸基価」とは、前記式（Ｉ－Ａ）で表される脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの製造において生じる、前記式（ＩＩ）の未反応物、および／または前記式（Ｉ－Ａ）で表される脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの分解物が示す水酸基価を意味する。
具体的には、本発明に係る脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが有する水酸基価としては、２．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが好ましく、１．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることがより好ましく、０．６ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが特に好ましい。
　Ｒ３の炭化水素基の具体的な例としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｎ－プロピル基、イソブチル基、ｎ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、２－エチルヘキシル基などが挙げられる。低い動粘度と低い表面張力、高い引火点を満足することに加えて、低温での流動性が良好な基油が得られる点から、メチル基、イソブチル基、ｎ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、２－エチルヘキシル基がより好ましい。Ｒ３は、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｎ－プロピル基、イソブチル基、ｎ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、２－エチルヘキシル基等から含まれる１種以上であればよいが、好ましくは１種である。
　ＡＯは、炭素数２～４のアルキレンオキシドが付加されることで形成されるオキシアルキレン基であり、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基が挙げられる。なかでも、低い動粘度と低い表面張力を維持したまま高い引火点を実現させやすい点から、オキシエチレン基、オキシプロピレン基がより好ましい。ＡＯは、１種のオキシアルキレン基のみであってもよく、２種以上のオキシアルキレン基が含まれていてもよい。オキシアルキレン基が２種以上である場合、それらはランダムに付加されていてもよくブロック状に付加されていてもよい。
ＡＯの平均付加モル数ｎは１～６であり、低い動粘度、低い表面張力、高い引火点を高度に両立できる点から２～５がより好ましい。ｎが１以上であれば、低い動粘度と低い表面張力を維持したまま、高い引火点を実現することができる。ｎが６を超えると、動粘度および表面張力が大きくなりすぎるとともに、生産性の点でも不利となる。
化合物（Ｂ）のポリアルキレングリコールアルキルエーテルは、炭素数１～８のアルコールに対してアルキレンオキシドを付加する（ｎ＝１～６）ことで製造可能であり、さらに蒸留などの精製処理により付加モル数分布を狭くしたものや、ほぼ単一付加モル数としたものが市販されている。本市販品を脂肪酸／脂肪酸アルキルエステルとのエステル化／エステル交換の原料として使用することで、本発明において好ましいＡＯ付加モル数分布が狭いアルキレンオキシド付加型の脂肪酸エステルを容易に得ることができる。具体的には、日本乳化剤製ＭＦＧ（モノプロピレングリコールモノメチルエーテル)、ＭＦＤＧ（ジプロピレングリコールモノメチルエーテル)、ＭＦＴＧ(トリプロピレングリコールモノメチルエーテル）、ＭＧ（モノエチレングリコールモノメチルエーテル）、ＭＤＧ（ジエチレングリコールモノメチルエーテル)、ＭＴＧ（トリエチレングリコールモノメチルエーテル）、ＭＰＧ（ポリエチレングリコールモノメチルエーテル）、ＢＧ（モノエチレングリコールモノブチルエーテル）、ＢＤＧ（ジエチレングリコールモノブチルエーテル）、ＢＴＧ（トリエチレングリコールモノブチルエーテル）、ＥＨＧ（モノエチレングリコールモノ２－エチルヘキシルエーテル）、ＥＨＤＧ（ジエチレングリコールモノ２－エチルヘキシルエーテル）、ダウ・ケミカル製ダワノールＰＭ（モノプロピレングリコールモノメチルエーテル）、ダワノールＤＰＭ（ジプロピレングリコールモノメチルエーテル）、ダワノールＴＰＭ（トリプロピレングリコールモノメチルエーテル）、ダワノールＴＰｎＢ(トリプロピレングリコールモノブチルエーテル)などが挙げられる。
本発明の上記式（Ｉ－Ａ）で表される化合物は、対応する一価アルコールにアルキレンオキシドを付加させ、得られたアルキレンオキシド付加物と脂肪酸とのエステル化による方法や、得られたアルキレンオキシド付加物と脂肪酸アルキルエステルとのエステル交換による方法、特開平８－１６９８６１号公報に記載の方法などを用いて対応する脂肪酸アルキルエステルに直接アルキレンオキシドを付加する方法により製造することができ、そのためＡＯの付加モル数は分布を有する場合がある。この付加モル数分布は狭いほど、低い動粘度と高い引火点という好ましい物性が両立するために好ましい。ＡＯの付加モル数分布が広くなるほど、より低分子量の低付加モル数成分の含有量が増加するため引火点が低下し、かつ高付加モル数成分の含有量が増加するため動粘度および表面張力が増大するおそれがある。本発明の上記式（Ｉ－Ａ）で表される化合物は、１種のみが単独で含まれていてもよく、２種以上が混合されていてもよい。
　本発明の金属加工用不水溶性切削油基油および研削油基油は、目標とする低い動粘度と、低い表面張力と高引火点を確保できる範囲内であれば、本発明の上記式（Ｉ－Ａ）で表される化合物以外の他の成分が含まれていてもよい。
　他の成分としては、例えば、鉱油、ポリαオレフィン、イソブテンなどの炭化水素油、ジオクチルセバケート（ＤＯＳ）やジオクチルアジペート（ＤＯＡ）、ネオペンチルグリコールジオレートなどのジエステル、トリメチロールプロパントリカプリレート、トリメチロールプロパントリオレート、炭素数６～１２の中鎖脂肪酸トリグリセリドなどのトリエステル、ペンタエリスリトールテトラカプリレートなどのポリオールエステル、コンプレックスエステル、脂肪酸アルキルエステル、菜種油や米糠油、大豆油などの植物油、シリコン油、フルオロエーテル、フェニルエーテル、ポリグリコール、アルキルナフタレン、フェニルキシリルエタンといった他の基油などが挙げられる。
　金属加工用不水溶性切削油基油または研削油基油を１００質量％とした場合、その他の成分の含有量は、低動粘度と低表面張力を維持したまま高引火点を達成するうえで、５０質量％以下が好ましく、３０質量％以下がより好ましく、１５質量％以下が特に好ましい。
　本発明の金属加工用不水溶性切削油基油または研削油基油の４０℃における動粘度は、７～１４ｍｍ２／ｓが好ましく、７～１２ｍｍ２／ｓがより好ましく、９～１２ｍｍ２／ｓがさらに好ましい。４０℃における動粘度が７ｍｍ２／ｓ未満であると、引火点が低下するだけでなく、油膜が薄くなり油膜切れが生じ、潤滑性が低下するおそれがあり好ましくない。４０℃における動粘度が１４ｍｍ２／ｓを超えると、金属加工点への濡れ性および冷却効果が低減してしまう。また、動粘度が高いと、加工した金属屑などに付着して排出される油の量が増加することから、経済的ではない。
　４０℃における動粘度とは、４０℃で測定したときの動粘度を意味し、４０℃とは異なる温度で測定したときの動粘度が、７～１４ｍｍ２／ｓの範囲に入らない場合であっても、４０℃における動粘度に換算した時、および４０℃にて測定した時に、前記範囲に含まれる動粘度を有すれば、本発明の範囲に含まれる。
　４０℃における動粘度は、ＪＩＳ　Ｋ２２８３に準拠して測定される。例えば、試料をキャノンフェンスケ型動粘度管に採取し、４０℃に保持した恒温槽で３０分以上保温し、該キャノンフェンスケ型動粘度管において一定高さから試料を流下させた際の時間を計測することで求められる。
表面張力の評価方法としては、毛管上昇法、滴容法、輪環法、垂直板法（プレート法）、懸滴法、最大泡圧法など各種方法が知られており、いずれの評価方法でも構わないが、比較的容易な実験操作で評価できることから、垂直板法が好ましい。
本発明の金属加工用不水溶性切削油基油または研削油基油の表面張力は、金属加工点への浸透性および潤滑膜の形成性の観点から、３４ｍＮ／ｍ以下であることが必要であり、３３ｍＮ／ｍ以下であることが好ましく、３２ｍＮ／ｍ以下であることがより好ましく、３１ｍＮ／ｍ以下であることが特に好ましい。
表面張力および動粘度が共に低いことにより、金属への濡れ性が向上するとともに熱の拡散が早くなるため、切削加工現場における油、工具、被加工材の温度上昇が抑制できる。油温度の上昇抑制によって、切削油の酸化抑制、工具の長寿命化などにつながり有用である。
　本発明の金属加工用不水溶性切削油基油または研削油基油の引火点は、火災等の危険回避および法規制上の要求の点から、２５０℃以上である。引火点が２５０℃未満であると、日本国消防法上、危険物第４類として分類される。一方、引火点が２５０℃以上であると危険物から除外され、可燃性液体類あるいは指定可燃物として取り扱われることから、取扱いに必要な設備の削減や保有量の観点から好ましい。また、切削油基油または研削油基油には各種添加剤を配合して製品とするが、その際に引火点が低下する可能性があることから、切削油基油または研削油基油の引火点は２６０℃以上であることがさらに好ましい。
　引火点は、ＪＩＳ　Ｋ２２６５　クリーブランド開放式に準拠した方法により測定される。
１）製造方法
　本発明の上記式（Ｉ－Ａ）で表されるアルキレンオキシド付加型の脂肪酸エステルは、特に限定なく目的に応じて従来公知の方法で製造することができ、例えば、脂肪酸をポリアルキレングリコールアルキルエーテル（ｎ＝１～６）でエステル化する方法、脂肪酸アルキルエステルとポリアルキレングリコールアルキルエーテル（ｎ＝１～６）とのエステル交換による方法、脂肪酸アルキルエステルに直接アルキレンオキシドを付加した方法、さらに低引火点成分を蒸留などにより除去する方法、これに準じた方法又はこれらと常法とを組み合わせることにより製造することができる。
いずれの製造方法により目的化合物を得る場合においても、高い引火点とするために、原料である脂肪酸アルキルエステルの未反応残量は少ないことが好ましい。具体的には１％以下であることが好ましく、０．８％以下であることがより好ましく、０．５％以下であることが特に好ましい。残量は、ガスクロマトグラフィー法などの一般的な分析方法で求めることができる。
　同様に式（Ｉ－Ａ）で示される本発明の化合物、すなわち脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルは末端が封鎖されていることが、高い引火点、低い動粘度を得る上で重要である。末端封鎖の程度を示す指標として、水酸基価が用いられる。具体的には水酸基価が２．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが好ましく、１．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることがより好ましく、０．６ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが特に好ましい。
　本発明の基油は、必要に応じて各種添加剤を配合し、金属加工油、特に不水溶性切削油ならびに研削油として好適に使用される。
２）各種添加剤
　２－１）極圧剤
　本発明の金属加工用不水溶性切削油基油および研削油基油は、金属加工油として加工効率向上および工具の長寿命化の点から、極圧剤を含有するのが好ましい。好ましい極圧剤としては、硫黄化合物およびリン化合物が挙げられる。
　硫黄化合物としては、金属加工油の特性を損なわない限りにおいて特に制限されないが、ジヒドロカルビルポリサルファイド（ポリサルファイドまたは硫化オレフィンなど）、硫化脂肪酸（硫化オレイン酸など）、硫化オレフィン（炭素数２～１５のオレフィンまたはその二～四量体を、硫黄、塩化硫黄等の硫化剤と反応させることによって得られる）、硫化エステル（例えば、牛脂、豚脂、魚脂、菜種油、大豆油などの動植物油脂；不飽和脂肪酸（オレイン酸、リノール酸または上記の動植物油脂から抽出された脂肪酸類などを含む）と各種アルコールとを反応させて得られる不飽和脂肪酸エステル；およびこれらの混合物などを任意の方法で硫化することにより得られるものが挙げられる。より具体的には、硫化オレイン酸メチルや硫化米ぬか脂肪酸オクチルおよびこれらの混合物など）、硫化油脂（硫黄や硫黄含有化合物と油脂（ラード油、鯨油、植物油、魚油等）を反応させて得られるものであり、例えば硫化ラード、硫化なたね油、硫化ひまし油、硫化大豆油、硫化米ぬか油などが挙げられる。）、硫化鉱油　（鉱油に単体硫黄を溶解させたものをいう。硫化鉱油に用いられる鉱油としては特に制限されない）、ジチオリン酸亜鉛化合物、ジチオカルバミン酸亜鉛化合物、ジチオリン酸モリブデン化合物、ジチオカルバミン酸モリブデン化合物、チアジアゾール化合物（例えば、１，３，４－チアジアゾール化合物、１，２，４－チアジアゾール化合物および１，４，５－チアジアゾール化合物が挙げられる。）、アルキルチオカルバモイル化合物、チオカーバメート化合物、チオテルペン化合物、ジアルキルチオジプロピオネート化合物が好ましく用いられる。
　リン化合物としては、具体的には例えば、リン酸エステル、酸性リン酸エステル、酸性リン酸エステルのアミン塩、塩素化リン酸エステル、亜リン酸エステルおよびホスホロチオネート、リン化合物の金属塩等が挙げられる。これらのリン化合物は、リン酸、亜リン酸またはチオリン酸とアルカノール、ポリエーテル型アルコールとのエステルあるいはその誘導体が挙げられる。
　より具体的には、リン酸エステルとしては、トリブチルホスフェート、トリペンチルホスフェート、トリヘキシルホスフェート、トリヘプチルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリノニルホスフェート、トリデシルホスフェート、トリウンデシルホスフェート、トリドデシルホスフェート、トリトリデシルホスフェート、トリテトラデシルホスフェート、トリペンタデシルホスフェート、トリヘキサデシルホスフェート、トリヘプタデシルホスフェート、トリオクタデシルホスフェート、トリオレイルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェート等；　酸性リン酸エステルとしては、モノブチルアシッドホスフェート、モノペンチルアシッドホスフェート、モノヘキシルアシッドホスフェート、モノヘプチルアシッドホスフェート、モノオクチルアシッドホスフェート、モノノニルアシッドホスフェート、モノデシルアシッドホスフェート、モノウンデシルアシッドホスフェート、モノドデシルアシッドホスフェート、モノトリデシルアシッドホスフェート、モノテトラデシルアシッドホスフェート、モノペンタデシルアシッドホスフェート、モノヘキサデシルアシッドホスフェート、モノヘプタデシルアシッドホスフェート、モノオクタデシルアシッドホスフェート、モノオレイルアシッドホスフェート、ジブチルアシッドホスフェート、ジペンチルアシッドホスフェート、ジヘキシルアシッドホスフェート、ジヘプチルアシッドホスフェート、ジオクチルアシッドホスフェート、ジノニルアシッドホスフェート、ジデシルアシッドホスフェート、ジウンデシルアシッドホスフェート、ジドデシルアシッドホスフェート、ジトリデシルアシッドホスフェート、ジテトラデシルアシッドホスフェート、ジペンタデシルアシッドホスフェート、ジヘキサデシルアシッドホスフェート、ジヘプタデシルアシッドホスフェート、ジオクタデシルアシッドホスフェート、ジオレイルアシッドホスフェート等；　酸性リン酸エステルのアミン塩としては、前記酸性リン酸エステルのメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン等のアミンとの塩等；　塩素化リン酸エステルとしては、トリス・ジクロロプロピルホスフェート、トリス・クロロエチルホスフェート、トリス・クロロフェニルホスフェート、ポリオキシアルキレン・ビス［ジ（クロロアルキル）］ホスフェート等；　亜リン酸エステルとしては、ジブチルホスファイト、ジペンチルホスファイト、ジヘキシルホスファイト、ジヘプチルホスファイト、ジオクチルホスファイト、ジノニルホスファイト、ジデシルホスファイト、ジウンデシルホスファイト、ジドデシルホスファイト、ジオレイルホスファイト、ジフェニルホスファイト、ジクレジルホスファイト、トリブチルホスファイト、トリペンチルホスファイト、トリヘキシルホスファイト、トリヘプチルホスファイト、トリオクチルホスファイト、トリノニルホスファイト、トリデシルホスファイト、トリウンデシルホスファイト、トリドデシルホスファイト、トリオレイルホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリクレジルホスファイト等；　ホスホロチオネートとしては、トリブチルホスホロチオネート、トリペンチルホスホロチオネート、トリヘキシルホスホロチオネート、トリヘプチルホスホロチオネート、トリオクチルホスホロチオネート、トリノニルホスホロチオネート、トリデシルホスホロチオネート、トリウンデシルホスホロチオネート、トリドデシルホスホロチオネート、トリトリデシルホスホロチオネート、トリテトラデシルホスホロチオネート、トリペンタデシルホスホロチオネート、トリヘキサデシルホスホロチオネート、トリヘプタデシルホスホロチオネート、トリオクタデシルホスホロチオネート、トリオレイルホスホロチオネート、トリフェニルホスホロチオネート、トリクレジルホスホロチオネート、トリキシレニルホスホロチオネート、クレジルジフェニルホスホロチオネート、キシレニルジフェニルホスホロチオネート、トリス（ｎ－プロピルフェニル）ホスホロチオネート、トリス（イソプロピルフェニル）ホスホロチオネート、トリス（ｎ－ブチルフェニル）ホスホロチオネート、トリス（イソブチルフェニル）ホスホロチオネート、トリス（ｓ－ブチルフェニル）ホスホロチオネート、トリス（ｔ－ブチルフェニル）ホスホロチオネート等が挙げられる。
　リン化合物の金属塩としては、例えば、亜リン酸、モノチオ亜リン酸、亜リン酸モノエステル、モノチオ亜リン酸モノエステル、亜リン酸ジエステル、モノチオ亜リン酸ジエステル、亜リン酸トリエステル、モノチオ亜リン酸トリエステル、リン酸、モノチオリン酸、リン酸モノエステル、モノチオリン酸モノエステル、リン酸ジエステル、モノチオリン酸ジエステル、リン酸トリエステル、モノチオリン酸トリエステル、などのリン化合物の酸性水素の一部または全部を金属塩基で中和した塩が挙げられる。かかる金属塩基としては、金属酸化物、金属水酸化物、金属炭酸塩、金属塩化物等が挙げられ、その金属としては、具体的には、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム等のアルカリ金属、カルシウム、マグネシウム、バリウム等のアルカリ土類金属、亜鉛、銅、鉄、鉛、ニッケル、銀、マンガン等の重金属等が挙げられる。
２－２）油性剤
　本発明の切削油基油および研削油基油は、金属加工油として加工効率向上および工具の長寿命化の点から、油性剤を更に含有することができる。油性剤としては、（ａ）アルコール、（ｂ）カルボン酸、（ｃ）不飽和カルボン酸の硫化物、（ｄ）ｐ－ｔｅｒｔ－ブチルカテコール、（ｅ）２，２－ジヒドロキシナフタレン、２，３－ジヒドロキシナフタレン、（ｆ）ポリオキシアルキレン化合物、（ｇ）エステル、（ｈ）多価アルコールのヒドロカルビルエーテル、（ｉ）アミンなどを挙げることができる。
　本発明においては、上述の極圧剤または油性剤の一方のみを用いてもよいが、溶着と加工抵抗の増加とを防止して優れた加工効率および工具寿命を達成できる点から、極圧剤と油性剤とを併用してもよい。
　２－３）有機酸塩
　また、本発明の切削油基油および研削油基油は、金属加工油として、より優れた加工効率および工具寿命が得られる点から、有機酸塩を含有することが好ましい。有機酸塩としては、スルフォネート、フェネート、サリシレート、並びにこれらの混合物が好ましく用いられる。これらの有機酸塩の陽性成分としては、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属；マグネシウム、カルシウム、バリウムなどのアルカリ土類金属；アンモニア、炭素数１～３のアルキル基を有するアルキルアミン（モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノプロピルアミン、ジプロピルアミン、トリプロピルアミンなど）、炭素数１～３のアルカノール基を有するアルカノールアミン（モノメタノールアミン、ジメタノールアミン、トリメタノールアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノプロパノールアミン、ジプロパノールアミン、トリプロパノールアミンなど）などのアミン、亜鉛などが挙げられる。
　２－４）酸化防止剤
　また、本発明の切削油基油および研削油基油は、金属加工油として、酸化防止剤を更に含有していることが好ましい。酸化防止剤の添加により、構成成分の変質によるべたつきを防止することができ、また、熱・酸化安定性を向上させることができる。使用できる酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、ジチオリン酸亜鉛系酸化防止剤、その他食品添加剤として使用されているものなどが挙げられる。
　２－５）その他添加剤
　また、本発明の切削油基油および研削油基油は、金属加工油として上記した以外の従来公知の添加剤を含有することができる。かかる添加剤としては、例えば、上記したリン化合物、硫黄化合物以外の極圧剤（塩素系極圧剤を含む）；ジエチレングリコールモノアルキルエーテル等の湿潤剤；アクリルポリマー、パラフィンワックス、マイクロワックス、スラ
ックワックス、ポリオレフィンワックス等の造膜剤；脂肪酸アミン塩等の水置換剤；グラファイト、フッ化黒鉛、二硫化モリブデン、窒化ホウ素、ポリエチレン粉末等の固体潤滑剤；アミン、アルカノールアミン、アミド、カルボン酸、カルボン酸塩、スルホン酸塩、リン酸、リン酸塩、多価アルコールの部分エステル等の腐食防止剤；ベンゾトリアゾール、チアジアゾール等の金属不活性化剤；メチルシリコーン、フルオロシリコーン、ポリアクリレート等の消泡剤；アルケニルコハク酸イミド、ベンジルアミン、ポリアルケニルアミンアミノアミド等の無灰分散剤；メタクリレート系ポリマー等の流動点降下剤、分子修復剤、乳化剤等が挙げられる。
３）使用方法
　また、本発明の不水溶性切削油基油および研削油基油を用いる金属加工油は、加工速度、加工効率、表面粗さなどの加工性能、更には取扱性および工具寿命に優れるものであるため、金属加工分野の広範な用途において好適に使用することができる。ここでいう金属加工とは、切削・研削加工に限定されず、広く金属加工全般を意味する。油の供給方法も特に限定されず、通常の供給方式に加え、ミスト状に噴霧する極微量潤滑（ＭＱＬ）方式にも利用可能である。
　金属加工の種類としては、具体的には、切削加工、研削加工、転造加工、鍛造加工、プレス加工、引き抜き加工、圧延加工等が挙げられる。これらの中でも、本発明の基油をもととする金属加工油は切削加工、研削加工などの用途に非常に有用である。
　また本発明の基油をもととする金属加工油は、優れた加工性能を有するため重加工、難加工又は難加工材加工にも好適に用いることができる。
　さらに、本発明の不水溶性切削油基油および研削油基油をもととする金属加工油は、摺動面用油剤、軸受部分用油剤、油圧機器用油剤などの工作機械の加工部位以外の潤滑油剤として用いることが可能なものであり、従って工作機械の省スペース化、省エネルギー化を可能とする点で非常に有用である。
　なお、本発明でいう摺動面用油剤とは、切削・研削加工に用いられる工作機械が備える構成部材のうち、当接する２平面の摺動運動の案内機構に用いられる潤滑油剤をいう。例えば、ベッド上を移動可能なテーブル上に被加工部材を配置し、テーブルを移動させて切削・研削加工用工具へ向けて被加工部材を搬送する工作機械においては、テーブルとベッドとの間の摺動面が摺動面用油剤により潤滑される。また、ベッド上を移動可能な台上に切削・研削加工用工具を固定し、その台を移動させて工具を被加工部材に向けて移動させる工作機械においては、台とベッドとの間の摺動面が摺動面用油剤により潤滑される。
　また、軸受部分の潤滑には、油剤軸受潤滑とミスト軸受潤滑等の潤滑方法があるが、本発明の基油をもととする金属加工油はこのどちらにも使用可能である。
　油剤軸受潤滑とは、潤滑油を液体のまま軸受部に供給して当該部分の円滑な摺動を図る潤滑方式を意味し、潤滑油による軸受部の冷却等も期待できる。このような軸受潤滑用の潤滑油剤としては、より高温部で使用されることから熱劣化が起きにくい、つまり耐熱性に優れていることが要求されるが、本発明の基油をもととする金属加工油はこのような油剤軸受潤滑にも用いることができるものである。
　ミスト軸受潤滑とは、潤滑油をミスト発生装置により霧状にし、空気等の気体でその霧状の油を軸受部に供給して当該部分の円滑な摺動を図る潤滑方式を意味し、軸受部等の高温部では、空気等による冷却効果を期待できることから、近年の工作機械ではこの潤滑方式を採用している例が多い。このようなミスト潤滑用の潤滑油剤としては、より高温部で使用されることから熱劣化が起きにくい、つまり耐熱性に優れていることが要求されるが、本発明の基油をもととする金属加工油はこのようなミスト軸受潤滑にも用いることができるものである。
　油圧機器は、油圧にて機械の動作、制御を行うものであり、機械類の動作を司る油圧制御部分では潤滑、シール、冷却効果を期待される油圧作動油が使用される。油圧作動油は、潤滑油をポンプで高圧に圧縮し、油圧を発生させ、機器を動かすため、潤滑油に高い潤滑性と高い酸化安定性、熱安定性が求められるが、本発明の基油をもととする金属加工油はこのような油圧作動油にも用いることができるものである。
　以下、実施例および比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。
（１）使用化合物
　本実施例及び比較例において用いた化合物（Ａ）および化合物（Ｂ）、反応により得られる本発明の上記式（Ｉ－Ａ）で表される化合物を以下に示す。
化合物（Ａ）
実施例に用いた脂肪酸、または脂肪酸メチルエステル
Ａ－１：パルミチン酸メチル：ライオン社製、商品名「パステルＭ－１６」
Ａ－２：オレイン酸メチルを主成分とするＣ１８混合脂肪酸メチル：ライオン社製、商品名「パステルＭ－１８２」
Ａ－３：オレイン酸：ＮＡＴ　ＯＬＥＯ社製、商品名「Ｏｌｅｉｃ　ａｃｉｄ、ＮＯＳＢ１７６／０１６９」
Ａ－４：ステアリン酸メチル：ライオン社製、商品名「パステルＭ－１８０」
Ａ－５：アラキドン酸メチル：和光純薬社製、試薬
Ａ－６：ベヘン酸メチル：和光純薬社製、試薬
　
比較例に用いた脂肪酸、または脂肪酸メチルエステル
Ａ´－７：ラウリン酸メチル：ライオン社製、商品名「パステルＭ－１２」
Ａ´－８：リグノセリン酸：和光純薬社製、試薬
 
化合物（Ｂ）
実施例に用いたポリアルキレングリコールアルキルエーテル
Ｂ－１：トリプロピレングリコールモノブチルエーテル：ダウ・ケミカル日本株式会社製、商品名「ダワノールＴＰｎＢ」
Ｂ－２：トリエチレングリコールモノメチルエーテル：日本乳化剤社製、商品名「メチルトリグリコール（ＭＴＧ）」
Ｂ－３：ポリエチレングリコールモノメチルエーテル：日本乳化剤社製、商品名「メチルポリグリコール（ＭＰＧ）」
Ｂ－４：トリエチレングリコールモノブチルエーテル：日本乳化剤製、製品名「ブチルトリグリコール（ＢＴＧ）」
Ｂ－５：ジエチレングリコールモノ２－エチルヘキシルエーテル：日本乳化剤製、製品名「２エチルヘキシルジグリコール（ＥＨＤＧ）」
 
比較例に用いたポリアルキレングリコールアルキルエーテル
Ｂ´－７：トリプロピレングリコールモノメチルエーテル：日本乳化剤株式会社製、商品名「メチルプロピレントリグリコール(ＭＦＴＧ)」
Ｂ´－８：ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル（製造例１８で製造した中間体）
 
実施化合物の具体例
Ｉ－１　ポリオキシプロピレンＣ１８混合脂肪酸ブチルエーテル（Ｍ１８２－３ＰＯ－Ｂｕ、後述する製造例１で製造したもの）
Ｉ－２　ポリオキシエチレンＣ１８混合脂肪酸メチルエーテル（Ｍ１８２－３ＥＯ－Ｍｅ、後述する製造例２で製造したもの）
Ｉ－３　ポリオキシエチレンステアリン酸メチルエーテル（Ｃ１８：０－４．２ＥＯ－Ｍｅ、後述する製造例３で製造したもの）
Ｉ－４　ポリオキシエチレンオレイン酸メチルエーテル（Ｃ１８：１－４．２ＥＯ－Ｍｅ、後述する製造例４で製造したもの）
Ｉ－５　ポリオキシエチレンＣ１８混合脂肪酸メチルエーテル（Ｍ１８２－４．２ＥＯ－Ｍｅ、後述する製造例５で製造したもの）
Ｉ－６　ポリオキシエチレンＣ１８混合脂肪酸ブチルエーテル（Ｍ１８２－３ＥＯ－Ｂｕ、後述する製造例６で製造したもの）
Ｉ－７　ポリオキシエチレンパルミチン酸２エチルヘキシルエーテル（Ｃ１６：０－２ＥＯ－２ＥＨ、後述する製造例７で製造したもの）
Ｉ－８　ポリオキシエチレンＣ１８混合脂肪酸２エチルヘキシルエーテル（Ｍ１８２－２ＥＯ－２ＥＨ、後述する製造例８で製造したもの）
Ｉ－９　ポリオキシエチレンアラキドン酸２エチルヘキシルエーテル（Ｃ２０：４－２ＥＯ－２ＥＨ、後述する製造例９で製造したもの）
Ｉ－１０　ポリオキシエチレンベヘン酸２エチルヘキシルエーテル（Ｃ２２：０－２ＥＯ－２ＥＨ、後述する製造例１０で製造したもの）
 
比較例化合物
Ｉ´－１　ポリオキシエチレンラウリン酸メチルエーテル（Ｃ１２－３ＥＯ－Ｍｅ、後述する製造例１１で製造したもの）
Ｉ´－２　ポリオキシプロピレンラウリン酸メチルエーテル（Ｃ１２－３ＰＯ－Ｍｅ、後述する製造例１２で製造したもの）
Ｉ´－３　ポリオキシプロピレンリグノセリン酸メチルエーテル（Ｃ２４：０－３ＰＯ－Ｍｅ、後述する製造例１３で製造したもの）
Ｉ´－４　ポリオキシエチレンオレイン酸（Ｃ１８：１－２ＥＯ－ＯＨ、和光純薬株式会社製試薬、ポリオキシエチレンモノオレート、ＥＯ＝２）
Ｉ´－５　ポリオキシエチレンオレイン酸（Ｃ１８：１－６ＥＯ－ＯＨ、和光純薬株式会社製試薬、ポリオキシエチレンモノオレート、ＥＯ＝６）
Ｉ´－６　ポリオキシエチレンＣ１８混合脂肪酸２エチルヘキシルエーテル（Ｍ１８２－２ＥＯ－２ＥＨ、後述する製造例１４で製造したもの）
Ｉ´－７　ポリオキシプロピレンＣ１８混合脂肪酸メチルエーテル（Ｍ１８２－３ＰＯ－Ｍｅ、後述する製造例１５で製造したもの）
Ｉ´－８　ポリオキシエチレンＣ１８混合脂肪酸アルキルエーテル（Ｍ１８２－３ＥＯ－secＣ１２～１４、後述する製造例１６で製造したもの）
Ｉ´－９　オレイン酸２エチルヘキシル（Ｃ１８：１－２ＥＨ、日油株式会社製、ユニスターＭＢ－８８１）
Ｉ´－１０　ポリオキシエチレンＣ１８混合脂肪酸メチルエーテル（Ｍ１８２－７ＥＯ－Ｍｅ、後述する製造例１７で製造したもの）
Ｉ´－１１　ポリオキシプロピレンＣ１８混合脂肪酸メチルエーテル（Ｍ１８２－７ＰＯ－Ｍｅ、後述する製造例１８で製造したもの）
（２）評価方法
　本実施例における切削油基油および研削油基油の動粘度、表面張力、引火点評価などの測定方法、ならびに切削油性能として、油の持ち出し量および冷却性の評価方法を以下に示す。
［動粘度］
　動粘度（単位：ｍｍ２／ｓ）は、ＪＩＳ　Ｋ２２８３に準拠して測定した。具体的には、試料をキャノンフェンスケ型動粘度管に採取し、４０℃に保持した恒温槽で３０分以上保温した。その後、該キャノンフェンスケ型動粘度管において一定高さから試料を流下させた際の時間を計測し、各温度における動粘度（単位：ｍｍ２／ｓ）を求めた。求めた動粘度を下記評価基準に分類し、「ＡおよびＡＡ」を合格とした。
＜評価基準＞
ＡＡ：１２ｍｍ２／ｓ以下
Ａ  ：１２ｍｍ２／ｓ超～１４ｍｍ２／ｓ以下
Ｂ  ：１４ｍｍ２／ｓ超
［表面張力］
　表面張力は、表面張力測定器（協和科学株式会社製、ＫＹＯＷＡ　ＣＢＶＰ　ＳＵＲＦＡＣＥ　ＴＥＮＳＩＯＭＥＴＥＲ　Ａ３）を用いて測定した。清浄なガラスプレートを準備し、校正を行った後、試料をシャーレ（直径６５ｍｍ）に液深８ｍｍまで採取した。その後、試料の液面とガラスプレートが接触した際の表面張力値を読み取り、３回測定した平均値を記録した。
３４ｍＮ／ｍ未満をＡ、３４ｍＮ／ｍ以上をＢとし、「Ａ」を合格とした。
 
［引火点］
引火点は、ＪＩＳ　Ｋ２２６５　クリーブランド開放式に準拠して測定した。
引火点２６０℃以上をＡＡ、２５０℃以上２６０℃未満をＡ、２５０℃未満をＢとし、「ＡおよびＡＡ」を合格とした。
 
［油持ち出し量評価］
ＪＩＳＫ２２４６（さび止め油） ６．１９に準拠し、縦８０ｍｍ、横６０ｍｍ、厚さ１～２ｍｍの試験片を試料油中に１分間浸漬し、引き上げ、２４時間垂直に吊るした後、試験片の質量を測定し、単位面積当たりの付着量に換算した。
付着量が５ｍｇ／ｃｍ２未満を「Ａ」、５ｍｇ／ｃｍ２以上を「Ｂ」とし、「Ａ」を合格とした。
 
［冷却性］
ＪＩＳ　Ａ２０１７材を以下条件にて１０分間エンドミル加工し、加工後の被削材の表面温度（℃）を測定し、冷却性を評価した。加工初期の表面温度２５±１℃に対し、加工後の金属表面温度が５０℃未満を「Ａ」、５０℃以上を「Ｂ」とし、「Ａ」を合格とした。
使用装置：立形マシニングセンター　ＭＣ－５１０ＶＦ（松浦機械製作所製）
被加工材　：ＪＩＳ　Ａ２０１７（アルミ合金）
工具材料：高速度工具鋼（ＪＩＳ　ＳＫＨ４）
切削速度：Ｖ＝２００ｍ／ｍｉｎ
送り速度：ｆ＝０．１／ｒｅｖ
切り込み：３ｍｍ
初期油温：２５±１℃
切削油量：３Ｌ／ｍｉｎ
 
［総合評価］
動粘度、引火点、冷却性評価がいずれも「Ａ」である場合を総合評価「Ａ」とし、動粘度が「ＡＡ」、引火点が「Ａ」または「ＡＡ」、冷却性が「Ａ」である場合を、総合評価「ＡＡ」とした。
 ［平均付加モル数の算出方法］
化合物（Ｂ）におけるＥＯ（エチレンオキシド）、ＰＯ（プロピレンオキシド）の平均付加モル数は、原料及びアルキレンオキシドの仕込みの質量の収支から計算で求めた。ただし、ＥＯ、ＰＯの付加反応後に蒸留を行った場合には、以下の１Ｈ－ＮＭＲ分析により平均付加モル数を求めた。

化合物３０ｍｇを４ｍＬの重クロロホルムに溶解し、１Ｈ－ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、日本電子株式会社製　ＦＴ　ＮＭＲ　ＳＹＳＴＥＭ　ＪＮＭ－ＬＡ３００）にて測定した。重クロロホルムのケミカルシフトの７．３０ｐｐｍ基準として、ケミカルシフト０．８７ｐｐｍ（アルコール由来の末端メチル）、１．１３～１．１５ｐｐｍ（ＰＯの側鎖メチル）、３．３２～３．６６ｐｐｍ（ＰＯのメチンとメチレン）、３．５２～３．７１ｐｐｍ（ＥＯのメチレン）の各ピークの積分値比率から計算で求めた。
 
［末端ＯＨの定量方法］
得られた化合物について、ＪＩＳ　Ｋ１５５７「ポリウレタン用ポリエーテル試験方法」に記載の無水フタル化法に準拠し、試料の水酸基価を定量した。本試験は、ＯＨ基を有する化合物を過剰の無水フタル酸と反応させ、残った無水フタル酸の量をＮ／２水酸化ナトリウム溶液で滴定してＯＨ基の量を求める試験法である。
試料３０ｇをフラスコにはかりとり、無水フタル酸のピリジン溶液２５ｍｌをホールピペットで正確に加え、反応フラスコにエアーコンデンサーを付け、９８±２℃の定温浴中でときどき穏やかに振り動かしながら２時間加熱した。その後、反応混合液の温度が、室温になるまで放置し、エアーコンデンサーをピリジンで洗浄した後でＮ／２水酸化ナトリウム溶液５０ｍｌをホールピペットで正確に加えた。次いで指示薬としてフェノールフタレインのピリジン溶液を５滴加え、さらにＮ／２水酸化ナトリウム溶液で滴定し、少なくとも１５秒間紅色を保つ点を終点とした。なお、同一条件で空試験も実施した。得られた結果から、以下の式にて水酸基価を算出した。
 
水酸基価＝２８．０５×（Ｂ－Ａ）×ｆ／Ｓ
Ａ：試料の滴定に要したＮ／２水酸化ナトリウム溶液の量（ｍｌ）
Ｂ：空試験の滴定に要したＮ／２水酸化ナトリウム溶液の量（ｍｌ）
ｆ：Ｎ／２水酸化ナトリウム溶液のファクター
Ｓ：試料の重さ（ｇ）
実施化合物の製造方法
（製造例１）Ｉ－１の調製
５Ｌの四つ口フラスコに、オレイン酸メチル（パーム油由来の炭素数１８留分を主成分とするＣ１８混合脂肪酸メチルエステル（Ｒ１－ＣＯの炭素数：Ｃ１６／Ｃ１８：０／Ｃ１８：１／Ｃ１８：２＝３／１０／７０／１７）、商品名：パステルＭ－１８２、ライオン株式会社製）１０７５ｇと、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル：ダウ・ケミカル日本株式会社製、商品名「ダワノールＴＰｎＢ」を９４４ｇ（オレイン酸メチル１モルに対し、１．０５モル相当）と、エステル交換触媒であるテトライソプロポキシチタネート（ＴＰＴ）２．０ｇとを仕込み、窒素置換を行った。その後、窒素を１ｍＬ／分の流量で流通させながら、液温が１６０℃になるまで昇温してエステル交換反応を行い、反応により生成したメタノールを蒸留により除去した。メタノールを除去した後、さらに０．６ｋＰａまで徐々に減圧しながら２８０℃になるまで昇温し、未反応のオレイン酸メチルとトリプロピレングリコールモノブチルエーテルを合計で１％以下として粗製物（Ｆ１）を得た。次いで、粗製物（Ｆ１）１５００ｇに対し、キョーワード５００ＳＨを３０ｇ（粗製物（Ｆ１）に対して２質量％に相当）添加し、液温を１００℃に維持しつつ１時間攪拌し、触媒の吸着処理を行った。その後、ろ過助剤としてハイフロスーパーセルを７．５ｇ（粗製物（Ｆ１）に対し０．５質量％に相当）添加し、１０分攪拌して均一に分散させた後、８０℃で加圧ろ過を行い、水酸基価が０．５ｍｇＫＯＨ／ｇである化合物Ｉ－１（Ｍ１８２－３ＰＯ－Ｂｕ、Ｒ１＝Ｃ１７Ｈ３３、Ｒ３＝Ｃ４Ｈ９）を得た。
 
（製造例２）Ｉ－２の調製
トリプロピレングリコールモノブチルエーテルに換えて、トリエチレングリコールモノメチルエーテル：日本乳化剤社製、商品名「メチルトリグリコール（ＭＴＧ）」を７３９ｇ、パーム油由来のＣ１８混合脂肪酸メチルエステルを１２７３ｇ用いた以外は製造例１と同様にして、水酸基価が０．３ｍｇＫＯＨ／ｇであるＩ－２（Ｍ１８２－３ＥＯ－Ｍｅ、Ｒ１＝Ｃ１７Ｈ３３、Ｒ３＝ＣＨ３）を得た。
 
（製造例３）Ｉ－３の調製
パーム油由来のＣ１８混合脂肪酸メチルエステルに換えて、ステアリン酸メチル（Ｒ１－ＣＯの炭素数：Ｃ１８：０、商品名：パステルＭ－１８０、ライオン株式会社製）を１１３９ｇ、トリプロピレングリコールモノブチルエーテルに換えて、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル：日本乳化剤社製、商品名「メチルポリグリコール（ＭＰＧ）」を８６８ｇ用いた以外は、製造例１と同様にして、水酸基価が０．８ｍｇＫＯＨ／ｇであるＩ－３（Ｃ１８：０－４．２ＥＯ－Ｍｅ、Ｒ１＝Ｃ１７Ｈ３５、Ｒ３＝ＣＨ３）を得た。
 
（製造例４）Ｉ－４の調製
パーム油由来のＣ１８混合脂肪酸メチルエステルに換えて、オレイン酸（Ｒ１－ＣＯの炭素数：Ｃ１８：１、ＮＡＴ　ＯＬＥＯ株式会社製、Ｏｌｅｉｃ　ａｃｉｄ、ＮＯＳＢ１７６／０１６９）を１０９１ｇ、ポリエチレングリコールモノメチルエーテルを８９０ｇ、エステル化触媒としてＰＴＳを４．９５ｇ仕込んだ。次いで、攪拌しながら１８０℃まで昇温し、副生物である水を除去した後、２１０℃まで昇温しながら段階的に０．６ｋＰaまで減圧した。得られた粗製物に対し、キョーワード５００ＳＨを３０ｇ（粗製物に対して２質量％に相当）添加し、液温を１００℃に維持しつつ１時間攪拌し、触媒の吸着処理を行った。その後、さらにろ過助剤としてハイフロスーパーセルを７．５ｇ（粗製物に対し０．５質量％に相当）添加し、１０分攪拌して均一に分散させた後、８０℃で加圧ろ過を行い、水酸基価が１．３ｍｇＫＯＨ／ｇであるＩ－４（Ｃ１８：１－４．２ＥＯ－Ｍｅ、Ｒ１＝Ｃ１７Ｈ３３、Ｒ３＝ＣＨ３）を得た。
 
（製造例５）Ｉ－５の調製
トリプロピレングリコールモノブチルエーテルに換えて、ポリエチレングリコールモノメチルエーテルを８６８ｇ、パーム油由来のＣ１８混合脂肪酸メチルエステルを１１３２ｇ用いた以外は、製造例１と同様にして、水酸基価が０．５ｍｇＫＯＨ／ｇであるＩ－５（Ｍ１８２－４．２ＥＯ－Ｍｅ、Ｒ１＝Ｃ１７Ｈ３３、Ｒ３＝ＣＨ３）を得た。
 
（製造例６）Ｉ－６の調製
トリプロピレングリコールモノブチルエーテルに換えて、トリエチレングリコールモノブチルエーテル：日本乳化剤製、製品名「ブチルトリグリコール（ＢＴＧ）」を８４６ｇ、パーム油由来のＣ１８混合脂肪酸メチルエステルを１１６０ｇ用いた以外は、製造例１と同様にして、水酸基価が０．７ｍｇＫＯＨ／ｇであるＩ－６（Ｍ１８２－３ＥＯ－Ｂｕ、Ｒ１＝Ｃ１７Ｈ３３、Ｒ３＝Ｃ４Ｈ９）を得た。
 
（製造例７）Ｉ－７の調製
パーム油由来のＣ１８混合脂肪酸メチルエステルに換えて、パルミチン酸メチル（Ｒ１－ＣＯの炭素数：Ｃ１６：０のメチルエステル、商品名：パステルＭ－１６、ライオン株式会社製）を１０８０ｇ、トリプロピレングリコールモノブチルエーテルに換えて、ジエチレングリコールモノ２－エチルヘキシルエーテル：日本乳化剤製、製品名「２エチルヘキシルジグリコール（ＥＨＤＧ）」を９１７ｇ用いた以外は、製造例１と同様にして、水酸基価が０．１ｍｇＫＯＨ／ｇであるＩ－７（Ｃ１６：０－２ＥＯ－２ＥＨ、Ｒ１＝Ｃ１５Ｈ３１、Ｒ３＝Ｃ８Ｈ１７）を得た。
 
（製造例８）Ｉ－８の調製
トリプロピレングリコールモノブチルエーテルに換えて、ジエチレングリコールモノ２－エチルヘキシルエーテルを８７３ｇ、パーム油由来のＣ１８混合脂肪酸メチルエステルを１１３２ｇ用いた以外は、製造例１と同様にして、水酸基価が０．３ｍｇＫＯＨ／ｇであるＩ－８（Ｍ１８２－２ＥＯ－２ＥＨ、Ｒ１＝Ｃ１７Ｈ３３、Ｒ３＝Ｃ８Ｈ１７）を得た。
 
（製造例９）Ｉ－９の調製
パーム油由来のＣ１８混合脂肪酸メチルエステルに換えて、アラキドン酸メチルエステル（Ｒ１－ＣＯの炭素数：Ｃ２０：４のメチルエステル、和光純薬株式会社製）を１１８３ｇ、ジエチレングリコールモノ２－エチルヘキシルエーテルを８５１ｇ用い、３００℃まで昇温した以外は、製造例１と同様にして、水酸基価が０．９ｍｇＫＯＨ／ｇであるＩ－９（Ｃ２０：４－２ＥＯ－２ＥＨ、Ｒ１＝Ｃ１９Ｈ３１、Ｒ３＝Ｃ８Ｈ１７）を得た。
 
（製造例１０）Ｉ－１０の調製
パーム油由来のＣ１８混合脂肪酸メチルエステルに換えて、ベヘン酸メチルエステル（Ｒ１－ＣＯの炭素数：Ｃ２２：０のメチルエステル、和光純薬株式会社製）を１２１５ｇ、ジエチレングリコールモノ２－エチルヘキシルエーテルを７８６ｇ用い、３２０℃まで昇温した以外は、製造例１と同様にして、水酸基価が１．８ｍｇＫＯＨ／ｇであるＩ－１０（Ｃ２２：０－２ＥＯ－２ＥＨ、Ｒ１＝Ｃ２１Ｈ４３、Ｒ３＝Ｃ８Ｈ１７）を得た。
 
得られた実施化合物の動粘度（４０℃）、表面張力、引火点、流動点の評価結果ならびに油持ち出し量および冷却性評価の結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
比較化合物の製造方法
（製造例１１）Ｉ´－１の調製
パーム油由来のＣ１８混合脂肪酸メチルエステルに換えて、ラウリン酸メチル（Ｒ１－ＣＯの炭素数：Ｃ１２のメチルエステル、商品名：パステルＭ－１２、ライオン株式会社製）を１１２３ｇ、トリエチレングリコールモノブチルエーテルに換えて、トリエチレングリコールモノメチルエーテルを９０３ｇ使用し、２３０℃まで昇温した以外は、製造例１と同様にして、水酸基価が０．１ｍｇＫＯＨ／ｇであるＩ´－１（Ｃ１２－３ＥＯ－Ｍｅ、Ｒ１＝Ｃ１１Ｈ２３、Ｒ３＝ＣＨ３）を得た。
 
（製造例１２）Ｉ´－２の調製
トリエチレングリコールモノブチルエーテルに換えて、トリプロピレングリコールモノメチルエーテルを１０３２ｇ、ラウリン酸メチルを１０２１ｇ使用し、２３０℃まで昇温した以外は製造例１と同様にして、水酸基価が０．３ｍｇＫＯＨ／ｇであるＩ´－２（Ｃ１２－３ＰＯ－Ｍｅ、Ｒ１＝Ｃ１１Ｈ２３、Ｒ３＝ＣＨ３）を得た。
 
（製造例１３）Ｉ´－３の調製
オレイン酸に換えて、リグノセリン酸（Ｒ１の－ＣＯの炭素数：Ｃ２４：０、和光純薬株式会社製）を１２２８ｇ、トリプロピレングリコールモノメチルエーテルを７２２ｇ用いた以外は製造例４と同様にして、水酸基価が０．９ｍｇＫＯＨ／ｇであるＩ´－３（Ｃ２４：０－３ＰＯ－Ｍｅ、Ｒ１＝Ｃ２３Ｈ４７、Ｒ３＝ＣＨ３）を得た。
 
（製造例１４）Ｉ´－６の調製
ジエチレングリコールモノ２－エチルヘキシルエーテルを８７３ｇ、パーム油由来のＣ１８混合脂肪酸メチルエステルを１１３２ｇ用い、副生するメタノールを除去した後の原料除去時の減圧度を１．２ｋＰａとした以外は、製造例１と同様にして、水酸基価が３．６ｍｇＫＯＨ／ｇであるＩ´－６（Ｍ１８２－２ＥＯ－２ＥＨ、Ｒ１＝Ｃ１７Ｈ３３、Ｒ３＝Ｃ８Ｈ１７）を得た。
 
（製造例１５）Ｉ´－７の調製
ジエチレングリコールモノ２－エチルヘキシルエーテルに換えて、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル：日本乳化剤株式会社製、商品名「メチルプロピレントリグリコール(ＭＦＴＧ)」８２５ｇ、パーム油由来のＣ１８混合脂肪酸メチルエステルを１１３２ｇ用いた以外は、製造例１４と同様にして、水酸基価が２．５ｍｇＫＯＨ／ｇであるＩ´－７（Ｍ１８２－３ＰＯ－Ｍｅ、Ｒ１＝Ｃ１７Ｈ３３、Ｒ３＝ＣＨ３）を得た。
 
（製造例１６）Ｉ´－８の調製
トリプロピレングリコールモノブチルエーテルに換えて、ソフタノール３０（Ｒ３の炭素数が１２～１４である、Ｃ１２～１４－３ＥＯ、日本触媒株式会社製）を１１０２ｇ、パーム油由来のＣ１８混合脂肪酸メチルエステルを９３４ｇ用いた以外は、製造例１と同様にして、水酸基価が１．０ｍｇＫＯＨ／ｇであるＩ´－８（Ｍ１８２－３ＥＯ－Ｃ１２～１４、Ｒ１＝Ｃ１７Ｈ３３、Ｒ３＝Ｃ１２Ｈ２５～Ｃ１４Ｈ２９）を得た。
 
（製造例１７）Ｉ´－１０の調製
４Ｌオートクレーブ内の窒素置換を２度行った後、トリエチレングリコールモノメチルエーテル：日本乳化剤製、製品名「メチルトリグリコール（ＭＴＧ）」）を１４７８ｇと、触媒として２８質量％ナトリウムメトキシド８．９ｇを仕込んだ。その後、９０℃まで昇温し、ＥＯを９９１ｇ（ＭＴＧ１モルに対して２．５モルに相当）を徐々に導入してＥＯ付加反応を行った。ＥＯ導入時の圧力は０．４８ＭＰａであった。反応進行と共に圧力が低下し、１時間後に０．２９ＭＰａで一定となるまでＥＯ付加反応を継続して行った。冷却後、キョーワード６００Ｓ及びキョーワード７００ＳＬ（以上、無機合成吸着剤、協和化学工業株式会社製）を各２０ｇ（粗製物に対して１質量％）添加し、９５℃で３０分間攪拌して触媒の吸着処理を行い、８０℃で加圧ろ過による固液分離を行うことで一次中間体Ａ´（ＭｅＯ－５．５ＥＯ－Ｈ）を得た。さらに、常圧から５Ｔｏｒｒ（０．７ｋＰa）まで段階的に減圧しながら常温から１８０℃まで昇温することで、ＥＯの付加モル数が０～４の低沸点留分を除去した二次中間体Ａ´（ＭｅＯ－７ＥＯ－Ｈ、蒸留品）を得た。
次いで、トリプロピレングリコールモノブチルエーテルに換えて、二次中間体Ａ´を１０８９ｇ、パーム油由来のＣ１８混合脂肪酸メチルエステルを９０５ｇ用いた以外は、製造例１と同様にして、水酸基価が０．５ｍｇＫＯＨ／ｇであるＩ´－１０（Ｍ１８２－７ＥＯ－Ｍｅ、Ｒ１＝Ｃ１７Ｈ３３、Ｒ３＝ＣＨ３）を得た。
 
（製造例１８）Ｉ´－１１の調製
４Ｌオートクレーブ内の窒素置換を２度行った後、メタノール（純正化学株式会社製）３８８ｇと、触媒として２８質量％ナトリウムメトキシド８．９ｇを仕込んだ。その後、９０℃まで昇温し、ＰＯを２１１２ｇ（メタノール１モルに対して３．０モル相当）を徐々に導入してＰＯ付加反応を行った。ＰＯ導入時の圧力は０．４８ＭＰａであった。反応進行と共に圧力が低下し、２時間後に０．３９ＭＰａで一定となるまでＰＯ付加反応を継続して行い、一次中間体Ｂ´（ＭｅＯ－３ＰＯ－Ｈ）を得た。一次中間体Ｂ´１２２３ｇを４Ｌオートクレーブに仕込み、９０℃まで昇温した後、さらにＰＯ８６１g（一時中間体Ｂ´１モルに対して２．５モルに相当）を徐々に導入してＰＯ付加反応を行った。ＰＯ導入時の圧力は０．４９ＭＰａあった。その後圧力が反応進行と共に低下し、２時間後に０．３８ＭＰａで一定となるまでＰＯ付加反応を継続して行った。冷却後、キョーワード６００Ｓ及びキョーワード７００ＳＬ（以上、無機合成吸着剤、協和化学工業株式会社製）を各２０ｇ（粗製物に対して１質量％）添加し、９５℃で３０分間攪拌して触媒の吸着処理を行い、８０℃で加圧ろ過を行うことで二次中間体Ｂ´（ＭｅＯ－５．５ＰＯ－Ｈ）を得た。さらに、常圧から５Ｔｏｒｒ（０．７ｋＰa）まで段階的に減圧しながら、常温から２００℃まで昇温することで、ＰＯの付加モル数が０～４の低沸点留分を除去した三次中間体Ｂ´（ＭｅＯ－７ＰＯ－Ｈ、蒸留品）を得た。
トリプロピレングリコールモノブチルエーテルに換えて、三次中間体Ｂ´を１２２８ｇ、パーム油由来のＣ１８混合脂肪酸メチルエステルを７９２ｇ用いた以外は製造例１と同様にして、水酸基価が０．３ｍｇＫＯＨ／ｇであるＩ´－１１（Ｍ１８２－７ＰＯ－Ｍｅ、Ｒ１＝Ｃ１７Ｈ３３、Ｒ３＝ＣＨ３）を得た。
 
なお、比較品Ｉ´－４、Ｉ´－５は試薬、Ｉ´－９は市販品を入手して用いた。
 
Ｉ´－４について
末端がＯＨとなる比較構造のＩ´－４（Ｃ１８：１－２ＥＯ－ＯＨ、Ｒ１＝Ｃ１７Ｈ３３、Ｒ３＝Ｈ）について、製造例１と同様の方法で水酸基価を測定した結果、１５２．４ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
 
Ｉ´－５について
同様に、末端がＯＨとなる比較構造のＩ´－５（Ｃ１８：１－６ＥＯ－ＯＨ、Ｒ１＝Ｃ１７Ｈ３３、Ｒ３＝Ｈ）について、製造例１と同様の方法で水酸基価を測定した結果、１０３．１ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
 
Ｉ´－９について
アルキレンオキシド構造を有さない比較構造であるＩ´－９（Ｃ１８：１－２ＥＨ、Ｒ１＝Ｃ１７Ｈ３３、Ｒ３＝Ｃ８Ｈ１７）について、製造例１と同様の方法で水酸基価を測定した結果、０．１ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
 
得られた比較化合物の動粘度（４０℃）、表面張力、引火点、流動点の評価結果ならびに油持ち出し量および冷却性評価の結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表１に示すように、本発明を適用した実施例１～１０は、４０℃動粘度が１３．９ｍｍ２／ｓ以下と低く、かつ表面張力も３３．９ｍＮ／ｍ以下と低いものであった。加えて、実施例１～１０の引火点は２５０℃以上と高いものであった。特に、実施例１、２、５、６、７、８は動粘度が１２ｍｍ２／ｓと低いため動粘度評価、総合評価ともに「ＡＡ」であった。
一方で表２に示すように、Ｒ１－ＣＯの炭素数が１２と少ない比較例１、２では動粘度は「ＡＡ」、表面張力は「Ａ」であったが引火点が２００℃前後で「Ｂ」であり、Ｒ１－ＣＯの炭素数がＣ２４：０と多い比較例３では引火点は「ＡＡ」だが４０℃動粘度および表面張力が「Ｂ」であった。Ｒ３の炭素数が０、すなわち末端がＯＨ基である比較例４、５では、実施例よりも分子量が少ないにも関わらず、４０℃動粘度は２２．７および３６．７ｍｍ２／ｓと高いため「Ｂ」であり、さらに表面張力も３４．３、３４．４ｍＮ／ｍと高いため「Ｂ」であった。加えて、引火点も２５０℃未満で「Ｂ」であり、実施化合物よりいずれの性能も劣っていた。水酸基価が３．６ｍｇＫＯＨ／ｇ以上である比較例６は、実施例８と同じ構造であるにも関わらず、引火点が低下し、「Ｂ」であった。Ｒ３の炭素数が１２以上である比較例８では、表面張力および引火点は「Ａ」であるが、４０℃動粘度が「Ｂ」であった。ＡＯ構造を含まない比較例９では、動粘度および表面張力は「Ａ」であるが、引火点が「Ｂ」であった。ＡＯの付加モル数が７と大きい比較例１０、１１では、引火点は「ＡＡ」であるものの、動粘度および表面張力は「Ｂ」であった。
また、動粘度が低い実施例１～１０の油持ち出し量は最大でも４．７ｍｇ／ｃｍ２であり、動粘度が高い比較例４、５、８、１０、１１よりも油持ち出し量が６～３４％以上減少した。金属表面の冷却性も、比較例４、５、８、１０、１１に比べ、いずれの実施例でも向上した。なお、油持ち出し量および冷却性に優れる比較例１、２、３、６、７、９は引火点が低く、引火危険性が十分に回避できないため、実用上では不十分である。
これらの結果から、本発明に係る金属加工用不水溶性切削油基油または研削油基油は、高い引火点を維持したまま、低い動粘度と低い表面張力を満足することができ、金属表面および加工点の冷却性と引火危険性の低減が可能となることが判明した。
　本発明の金属加工用不水溶性切削油基油または研削油基油は、低動粘度、高引火点、および低表面張力を有することから、金属の切削・研削加工において好適に用いられる。

Claims (9)

  1. 下記式（Ｉ－Ａ）で表される脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルを含有する金属加工用不水溶性切削油基油または研削油基油であって、前記脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの水酸基価が２．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である金属加工用不水溶性切削油基油または研削油基油。
    ［化１］
    Ｒ１－ＣＯ－（ＯＡ）ｎ－ＯＲ３　　　（Ｉ－Ａ）
    （式（Ｉ－Ａ）中、Ｒ１は炭素数１５～２１の直鎖もしくは分岐鎖の飽和または不飽和の一価の炭化水素基であり、Ｒ３は炭素数１～８の直鎖、分岐または環状の一価の炭化水素基である。また、Ａは炭素数２～４のアルキレン基であり、ＯＡはアルキレンオキシドを表し、ｎはアルキレンオキシドの平均付加モル数を示し、１～６である。）
  2. 　前記式（Ｉ－Ａ）で表される脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが、式（Ｉ）で表される化合物（Ａ）と式（ＩＩ）で表される化合物（Ｂ）とを反応させて得られる請求項１に記載の金属加工用切削油基油または研削油基油。
    ［化２］
    　Ｒ１－ＣＯ－ＯＲ２　　　（Ｉ）
    ［化３］
    　Ｒ３Ｏ－（ＡＯ）ｎ－Ｈ　　　（ＩＩ）
    （ただし、式（Ｉ）中、Ｒ２は炭素数１～１８の一価の炭化水素基であり、他の記号は前記に同じ。）
  3. 　Ｒ１が炭素数１７の一価の炭化水素基である、請求項１または２に記載の金属加工用切削油基油または研削油基油。
  4. 　式（Ｉ－Ａ）または式（Ｉ）における化合物の脂肪酸部（Ｒ１ＣＯ部）に対応する脂肪酸が、オレイン酸、パーム由来Ｃ１８混合脂肪酸、大豆由来Ｃ１８混合脂肪酸、ナタネ由来Ｃ１８混合脂肪酸、米糠由来Ｃ１８混合脂肪酸および牛脂由来Ｃ１８混合脂肪酸からなる群より選択される少なくとも１種以上である請求項１または２記載の金属加工用切削油基油または研削油基油。
  5. 　式（Ｉ）におけるＲ２がメチル基である請求項２に記載の金属加工用切削油基油または研削油基油。
  6. 式（Ｉ－Ａ）又は（ＩＩ）におけるＲ３がメチル基、イソブチル基、ｎ－ブチル基、ｔ－ブチル基および２－エチルヘキシル基からなる群より選択される少なくとも１種以上である請求項１～５のいずれか一項に記載の金属加工用切削油基油または研削油基油。
  7. 　４０℃における動粘度が、７～１４ｍｍ２／ｓである請求項１～６のいずれか一項に記載の金属加工用切削油基油または研削油基油。
  8. 　表面張力が、３４ｍＮ／ｍ以下である請求項１～７のいずれか一項に記載の金属加工用切削油基油または研削油基油
  9. 請求項１～８のいずれか一項に記載の式（Ｉ－Ａ）で表される脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルを含有する組成物を用いて、金属を切削または研削する方法。
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