WO2014157572A1 - 水性金属加工油剤 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to an aqueous metalworking fluid used when forming and processing a metal material.
  • a metal material such as an aluminum plate or an iron plate
  • high workability is required. Specifically, it can be machined with dimensional accuracy according to the product design, and can be machined at high speed to improve productivity. Metal distortion during machining does not adversely affect the product performance after machining. It is necessary that the tool can be used for a long time with little wear. Therefore, a lubricant (metal processing oil) is often used during press working. In addition, since the lubricant is often removed (degreased) only by drying without being washed after the press working, a highly volatile lubricant is used (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
  • Patent Documents 1 to 3 require high-temperature drying with hot air, countermeasures for fire prevention are also necessary.
  • the burden on workers and the environment due to VOC (Volatile Organic Compounds) is also a problem. Accordingly, water-based metalworking fluids that are excellent in cooling properties and infiltration properties, have no danger of fire, and have a low environmental load have been widely used (see, for example, Patent Documents 4 to 6).
  • aqueous metalworking fluids described in Patent Documents 4 to 6 have the effects unique to the above-mentioned aqueous solution, but are not necessarily sufficient for workability when forming a metal material.
  • the present invention is an aqueous metalworking fluid that is excellent in workability when forming a metal material, can suppress metal distortion during processing, can suppress tool wear, and can be used for a long time.
  • the purpose is to provide.
  • the present invention provides the following aqueous metalworking fluid.
  • An aqueous metalworking oil characterized by comprising (A) a carboxylic acid, (B) an amine compound, (C) a heterocyclic compound, (D) a silicon compound, and (E) water.
  • the aqueous metalworking fluid wherein the component (A) is a carboxylic acid having 8 to 18 carbon atoms.
  • aqueous metalworking fluid wherein the component (C) is at least one selected from benzotriazoles, thiazoles, triazoles, and imidazoles.
  • component (D) is at least one selected from silicones and fluorinated silicones.
  • the blending amount of the component (A) is 15% by mass to 30% by mass
  • the blending amount of the component (B) is 10% by mass to 40% by mass
  • the blending amount of the component (A) is 18% by mass or more and 25% by mass or less
  • the blending amount of the component (B) is 10% by mass or more and 35% by mass or less
  • the aqueous metalworking fluid is characterized in that the blending amount of the component is 0.1% by mass or more and 8% by mass or less
  • the blending amount of the component (D) is 0.1% by mass or more and 1% by mass or less. .
  • the aqueous metalworking fluid is used for press working of carbon steel, galvanized steel, silicon steel, nickel chromium steel, chromium molybdenum steel, and manganese steel.
  • Aqueous metalworking fluid is used for press working of carbon steel, galvanized steel, silicon steel, nickel chromium steel, chromium molybdenum steel, and manganese steel.
  • ADVANTAGE OF THE INVENTION while being excellent in workability at the time of shaping
  • molding for example, press work
  • the aqueous metalworking fluid of the present invention (hereinafter also simply referred to as “the present fluid”) is a stock solution for use in a molding process such as press working after being diluted with water, and includes (A) a carboxylic acid and (B) an amine compound. , (C) a heterocyclic compound, (D) a silicon compound, and (E) water. Details will be described below.
  • (A) component of this oil agent is carboxylic acid, and it is preferable that carbon number is 8-18, and it is more preferable that it is 10-16. When the carbon number is 8 or more, there is little odor and irritation to the skin, and the effect of reducing friction can be further exhibited. Further, when the carbon number is 18 or less, the stock solution stability is good and the solubility in water is also excellent.
  • the carboxylic acid may be a monocarboxylic acid or a polycarboxylic acid (such as a dibasic acid). Moreover, although there exist aromatic carboxylic acid and fatty acid as carboxylic acid, a fatty acid (aliphatic carboxylic acid) is suitable from a water-soluble and lubricous viewpoint.
  • the carboxylic acid may be a saturated fatty acid or an unsaturated fatty acid.
  • saturated fatty acids caprylic acid (octanoic acid), pelargonic acid (nonanoic acid), capric acid (decanoic acid), lauric acid (dodecanoic acid), myristic acid (tetradecanoic acid), palmitic acid (hexadecanoic acid) , Margaric acid (heptadecanoic acid), stearic acid (octadecanoic acid), and the like.
  • These fatty acids are not limited to straight chain structures, but include all branched isomers such as isooctanoic acid and neodecanoic acid.
  • unsaturated fatty acids examples include octenoic acid, decenoic acid, docosenoic acid, and oleic acid.
  • the inclusion of all branched isomers, not limited to linear structures, is the same as saturated fatty acids.
  • lauric acid having 8 to 12 carbon atoms, caproic acid, nonanoic acid, isononanoic acid, decanoic acid, neodecanoic acid (octane)
  • dicarboxylic acids include nonanedioic acid having 9 to 12 carbon atoms, undecanedioic acid, sebacic acid, and dodecanedioic acid.
  • the above-mentioned isononanoic acid and neodecanoic acid are excellent in the effect (hard water stability) of reducing the formation of solids on the liquid surface when the oil agent (stock solution) is diluted with water.
  • an alkyl group which comprises the principal chain of a fatty acid what has a branched structure is preferable at the point of spoilage resistance.
  • the above-mentioned isononanoic acid and neodecanoic acid are also excellent in the effect (hard water stability) of reducing the formation of solids on the liquid surface when the oil agent (stock solution) is diluted with water.
  • the salt is better when used as a salt, but from the viewpoint of the stability of the stock solution (hard to insolubilize), a dibasic acid and a monobasic acid are mixed. It is also preferable to use them.
  • the blending amount of the component (A) is preferably 15% by mass or more and 30% by mass or less, and more preferably 18% by mass or more and 25% by mass or less, based on the total amount of the present oil agent.
  • the blending amount of the component (A) is within this range, it is excellent in a synergistic effect (formation of salt) with the component (B) described later, and has sufficient lubricity (workability) when the oil agent is diluted with water. It can be demonstrated and has excellent antifoaming properties.
  • the ratio of another component does not become relatively small as the compounding quantity of (A) component is 30 mass% or less, workability is not adversely affected.
  • the component (A) contains a linear carboxylic acid.
  • the blending amount of the linear carboxylic acid is preferably 1% by mass or more. Further, the blending amount is preferably 10% by mass or less, and more preferably 8% by mass or less from the viewpoint of defoaming property.
  • the component (B) of the oil agent is an amine compound, and particularly preferably at least one selected from alkanolamines, alkylamines, alicyclic amines and aromatic amines.
  • alkanolamine is preferable from the viewpoint of the effect of the invention.
  • Alkanolamines include monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, monoisopropanolamine, diisopropanolamine, triisopropanolamine, methyldiethanolamine, ethyldiethanolamine, butyldiethanolamine, cyclohexyldiethanolamine, phenyldiethanolamine, benzyldiethanolamine, oleyldiethanolamine, lauryldiethanolamine , Xylyldiethanolamine, dimethylethanolamine, diethylethanolamine, dibutylethanolamine, dioctylethanolamine, dioleylethanolamine, octyldipropanolamine, stearyldipropanolamine, tolyldipropanolamine, dibutylpropano Triethanolamine, dihexyl propanolamine, and dilauryl propanolamine and the like.
  • Examples of other amine compounds include mono (C2 to C18 alkyl) amine, di (C2 to C18 alkyl) amine, monocyclohexylamine, dicyclohexylamine, tricyclohexylamine, mono (C1 to C18 alkyl) dicyclohexylamine, di ( (C1-C18 alkyl) monoamines such as cyclohexylamine, benzylamine, dibenzylamine and tribenzylamine, ethylenediamine, tetramethylenediamine, N-ethylethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, and pentaethylenehexamine And polyamines.
  • amine compounds may be substituted with one or more C1-C18 alkyl groups, a functional group having a ring structure such as a cyclohexyl group or a phenyl group.
  • a functional group having a ring structure such as a cyclohexyl group or a phenyl group.
  • the preferred carbon number of the alkyl group in the alkylamine is 6 or more and 10 or less.
  • the preferable carbon number of the alkyl group in an alicyclic amine or an aromatic amine is 1 or more and 4 or less.
  • the alkyl group structure may be linear or branched.
  • the blending amount of the component (B) is preferably 10% by mass or more and 40% by mass or less, more preferably 10% by mass or more and 35% by mass or less, and more preferably 10% by mass or more and 30% by mass or less based on the total amount of the present oil agent. More preferably, it is more preferably 10% by mass or more and 20% by mass or less, and most preferably 10% by mass or more and 15% by mass or less.
  • (B) It is excellent in the rust prevention property with respect to metal materials (steel plate etc.) as the compounding quantity of 10 mass% or more. Moreover, it is excellent in workability that this compounding quantity is 40 mass% or less. When a steel plate is pressed, a shear surface and a fracture surface are generated on the processed surface.
  • generated from (A) component and (B) component, and the said salt are prepared beforehand, and this is later mentioned (C) component, (D) component, and (E) The form mix
  • the component (C) of the oil agent is a heterocyclic compound, and particularly preferably at least one selected from benzotriazoles, thiazoles, triazoles, and imidazoles.
  • benzotriazoles include benzotriazole, carboxybenzotriazole, and 2,5-diaminobenzotriazole.
  • thiazoles include 2-mercaptobenzothiazole and 2-aminothiazole.
  • triazoles include 3-aminotriazole and 4-aminotriazole.
  • Examples of imidazoles include 2-mercaptoimidazole and 2-mercapto-1-methylimidazole.
  • the blending amount of the component (C) is preferably 0.01% by mass or more and 10% by mass or less, and more preferably 0.1% by mass or more and 8% by mass or less based on the total amount of the present oil agent. When the blending amount of the component (C) is within this range, the processability is excellent.
  • the component (D) of the oil agent is a silicon compound, preferably at least one selected from silicones and fluorinated silicones.
  • silicones and fluorinated silicones For example, what is marketed as methyl silicone oil or fluoro silicone oil can be used.
  • the blending amount of the component (D) is preferably 0.01% by mass or more and 3% by mass or less, and more preferably 0.1% by mass or more and 1% by mass or less, based on the total amount of the present oil agent. When the blending amount of component (D) is within this range, the antifoaming property is excellent.
  • Component (E) is water for preparing the present oil agent (stock solution) and may be tap water, but it is preferable to use distilled water or ion-exchanged water.
  • the proportion of water for preparing the stock solution is basically determined by the proportion of the above components (A) to (D), but if the proportion of water is too small, it becomes difficult to dissolve the components (A) to (D), and the stock solution There is a risk that the preparation of is complicated. Moreover, even if there is too much ratio of the water for stock solution preparation, the storage amount and transport amount as stock solution will become excessive, and handling property will fall. Therefore, the amount of water in the stock solution is preferably 20% by mass or more and 60% by mass or less.
  • this oil agent may be used with undiluted
  • the oil agent may further contain an acidic phosphate or phosphite.
  • the acidic phosphate ester include 2-ethylhexyl acid phosphate, ethyl acid phosphate, butyl acid phosphate, oleyl acid phosphate, tetracosyl acid phosphate, isodecyl acid phosphate, lauryl acid phosphate, tridecyl acid phosphate, stearyl acid phosphate And isostearyl acid phosphate.
  • phosphites examples include triethyl phosphite, tributyl phosphite, triphenyl phosphite, tricresyl phosphite, tri (nonylphenyl) phosphite, tri (2-ethylhexyl) phosphite, tridecyl phosphite, Examples include trilauryl phosphite, triisooctyl phosphite, diphenylisodecyl phosphite, tristearyl phosphite, and trioleyl phosphite.
  • acidic phosphate esters and phosphite esters may be mixed singly or in combination, but the blended amount in the present oil agent is 1% by mass or more and 15% by mass based on the total amount of the oil agent. The following degree is preferable.
  • phenolic antioxidants can be used as the antioxidant.
  • examples of phenolic antioxidants include 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol; 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol; 2,4,6-tri-tert-butylphenol.
  • 2,6-di-tert-butyl-4-hydroxymethylphenol 2,6-di-tert-butylphenol; 2,4-dimethyl-6-tert-butylphenol; 2,6-di-tert-butyl-4 -(N, N-dimethylaminomethyl) phenol; 2,6-di-tert-amyl-4-methylphenol; n-octadecyl 3- (4-hydroxy-3,5-di-tert-butylphenyl) propionate, etc.
  • Monocyclic phenols 4,4′-methylenebis (2,6-di-tert-butylphenol); 4,4′-isopropyl Redenbis (2,6-di-tert-butylphenol); 2,2'-methylenebis (4-methyl-6-tert-butylphenol); 4,4'-bis (2,6-di-tert-butylphenol); 4 2,4'-bis (2-methyl-6-tert-butylphenol); 2,2'-methylenebis (4-ethyl-6-tert-butylphenol); 4,4'-butylidenebis (3-methyl-6-tert-butyl-) Butylphenol); 2,2'-thiobis (4-methyl-6-tert-butylphenol); 4,4'-thiobis (3-methyl-6-tert-butylphenol) and the like.
  • amine-based antioxidants include diphenylamine-based compounds, specifically diphenylamine and monooctyldiphenylamine; monononyldiphenylamine; 4,4′-dibutyldiphenylamine; 4,4′-dihexyldiphenylamine; 4,4′-dioctyl.
  • ⁇ -naphthylamine phenyl- ⁇ -naphthylamine, further butylphenyl- ⁇ -naphthylamine; hexylphenyl- ⁇ -naphthylamine; octylphenyl ⁇ - naphthylamine; and alkyl-substituted phenyl - ⁇ - naphthylamine having 3 to 20 carbon atoms, such as nonylphenyl - ⁇ - naphthylamine.
  • the diphenylamine type is more preferable than the naphthylamine type in view of the effect, and in particular, an alkylated diphenylamine having an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms, especially 4,4′-di (C 3 -C 20 alkyl).
  • Diphenylamine is preferred.
  • 1 type (s) or 2 or more types chosen from the said phenolic antioxidant and amine antioxidant can be used as antioxidant.
  • the compounding quantity is about 0.01 mass% or more and 5 mass% or less on the basis of the total amount of the present oil agent from the viewpoint of the balance between the antioxidant effect and economic efficiency.
  • the surfactant is not particularly limited, and known surfactants such as an anionic surfactant, a cationic surfactant, a nonionic surfactant, and an amphoteric surfactant can be used.
  • p- Anionic surfactants such as sodium nonylbenzenesulfonate, sodium lauryloxysulfonate, disodium lauryloxyphosphate
  • cationic surfactants such as lauryltrimethylammonium chloride, cetylpyridinium chloride, polyethylene glycol stearate, pentaerythlit
  • Nonionic surfactants such as stearic acid monoester and amphoteric surfactants such as lauryl dimethyl petaine can be used, and one of these can be used alone, or two or more can be used in combination.
  • the compounding quantity is 0.01 mass% or more and 10 mass% or less from surfaces, such as balance of an effect and economical efficiency.
  • this oil agent is appropriately diluted in water so as to have an appropriate concentration, and is suitably used for press working of carbon steel, galvanized steel, silicon steel, nickel chromium steel, chromium molybdenum steel, manganese steel, and the like. It is done.
  • Nonionic surfactant acetylene glycol ethylene oxide adduct
  • Antioxidant 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol
  • Silicon compound Antifoaming agent (FOAMBAN MS-455 manufactured by Munzing)
  • each of the diluted solutions of Examples 1 to 5 according to the present invention has a low friction coefficient by a reciprocating friction test, and further has a very short tool wear width by a continuous press test. That is, it can be seen that the diluent according to the present invention is extremely excellent in workability.
  • the diluent of Example 4 has a particularly advantageous range in which the blending amount of the component (B) is in a particularly preferable range, so that not only the friction coefficient is low and the wear width is small, but also the shear ratio of the processed surface is high. To do.
  • the diluent of the present example is excellent in antifoaming properties and rust prevention properties.
  • the diluents of Comparative Examples 1 to 5 are inferior in workability because they lack any of the components of the present invention.

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Abstract

　本発明の水性金属加工油剤は、（Ａ）カルボン酸、（Ｂ）アミン化合物、（Ｃ）複素環式化合物、（Ｄ）ケイ素化合物、および（Ｅ）水を配合してなることを特徴とする。

Description

水性金属加工油剤
　本発明は、金属材料を成形加工する際に使用される水性金属加工油剤に関する。
　アルミニウム板や鉄板などの金属材料を成形加工（プレス加工）する際には、高い加工性が求められている。具体的には、製品設計の通りに寸法精度よく加工でき、また、生産性を向上させるために高速で加工でき、加工時の金属歪みが加工後の製品性能に悪影響を及ぼさず、さらに工具の摩耗も少なく長期に亘って工具を使用できることが必要である。
　それ故、プレス加工の際には潤滑剤（金属加工油剤）が使用されることが多い。また、プレス加工後には洗浄を行わず、潤滑剤を乾燥のみで除去（脱脂）することが多いため、揮発性の高い潤滑剤が用いられている（例えば、特許文献１～３参照）。
　しかしながら、特許文献１～３に記載のオイル系金属加工油剤は、熱風による高温乾燥が必要であるため、火災防止への対応も必要である。また、ＶＯＣ（Volatile Organic Compounds：揮発性有機化合物）による作業者や環境への負荷も問題となる。そこで、冷却性、浸潤性に優れ、火災の危険がなく、環境への負荷も低い水性金属加工油剤が多用されるようになってきた（例えば、特許文献４～６参照）。
特開平１０－１５２６９０号公報 特開２００７－２６２３７１号公報 特開２００８－１６９３１１号公報 特開平１０－３１６９８８号公報 特開２００４－０１０７２９号公報 特開２００５－３４３９５５号公報
　特許文献４～６に記載された水性金属加工油剤は、上記した水性ならではの効果を有しているが、金属材料を成形加工する際の加工性に対しては必ずしも十分ではない。
　本発明は、金属材料を成形加工する際の加工性に優れ、加工時の金属歪みを抑制することができるとともに、工具摩耗を抑制し長期に亘って工具を使用することができる水性金属加工油剤を提供することを目的とする。
　前記課題を解決すべく、本発明は、以下のような水性金属加工油剤を提供するものである。
（１）（Ａ）カルボン酸、（Ｂ）アミン化合物、（Ｃ）複素環式化合物、（Ｄ）ケイ素化合物、および（Ｅ）水を配合してなることを特徴とする水性金属加工油剤。
（２）上述の水性金属加工油剤において、前記（Ａ）成分が炭素数８以上１８以下のカルボン酸であることを特徴とする水性金属加工油剤。
（３）上述の水性金属加工油剤において、前記（Ｂ）成分がアルカノールアミン、アルキルアミン、芳香族アミン、脂環式アミンおよびポリアミンの中から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする水性金属加工油剤。
（４）上述の水性金属加工油剤において、前記（Ｃ）成分がベンゾトリアゾール類、チアゾール類、トリアゾール類、およびイミダゾール類の中から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする水性金属加工油剤。
（５）上述の水性金属加工油剤において、前記（Ｄ）成分がシリコーン類およびフッ化シリコーン類の中から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする水性金属加工油剤。
（６）上述の水性金属加工油剤において、前記（Ａ）成分の配合量が１５質量％以上３０質量％以下、前記（Ｂ）成分の配合量が１０質量％以上４０質量％以下、前記（Ｃ）成分の配合量が０．０１質量％以上１０質量％以下、および前記（Ｄ）成分の配合量が０．０１質量％以上３質量％以下の原液であることを特徴とする水性金属加工油剤。
（７）上述の水性金属加工油剤において、前記（Ａ）成分の配合量が１８質量％以上２５質量％以下、前記（Ｂ）成分の配合量が１０質量％以上３５質量％以下、前記（Ｃ）成分の配合量が０．１質量％以上８質量％以下、および前記（Ｄ）成分の配合量が０．１質量％以上１質量％以下の原液であることを特徴とする水性金属加工油剤。
（８）上述の水性金属加工油剤を水により２００倍以下の倍率（容量）で希釈してなることを特徴とする水性金属加工油剤。
（９）上述の水性金属加工油剤において、当該水性金属加工油剤が、炭素鋼、亜鉛メッキ鋼、ケイ素鋼、ニッケルクロム鋼、クロムモリブデン鋼、およびマンガン鋼のプレス加工に用いられることを特徴とする水性金属加工油剤。
　本発明によれば、金属またはその合金、特に鋼板を成形加工（例えば、プレス加工）する際の加工性に優れ、工具摩耗を抑制することができるとともに、人体および環境への負荷が低い水性金属加工油剤を提供することができる。
　本発明の水性金属加工油剤（以下、単に「本油剤」ともいう）は、水に希釈してプレス加工等の成形加工に用いるための原液であり、（Ａ）カルボン酸、（Ｂ）アミン化合物、（Ｃ）複素環式化合物、（Ｄ）ケイ素化合物、および（Ｅ）水を配合してなるものである。以下、詳細に説明する。
　本油剤の（Ａ）成分は、カルボン酸であり、炭素数は８以上１８以下であることが好ましく、１０以上１６以下であることがより好ましい。炭素数が８以上であると、臭気や皮膚への刺激も少なく、摩擦低減効果をより発揮できる。また、炭素数が１８以下であると、原液安定性もよく、水への溶解性にも優れる。
　カルボン酸としては、モノカルボン酸でもポリカルボン酸（二塩基酸等）でもよい。また、カルボン酸としては芳香族カルボン酸と脂肪酸があるが、水溶性および潤滑性の観点より脂肪酸（脂肪族カルボン酸）が好適である。カルボン酸としては、飽和脂肪酸でも不飽和脂肪酸でもよい。
　具体的には、飽和脂肪酸として、カプリル酸（オクタン酸）、ペラルゴン酸（ノナン酸）、カプリン酸（デカン酸）、ラウリン酸（ドデカン酸）、ミリスチン酸（テトラデカン酸）、パルミチン酸（ヘキサデカン酸）、マルガリン酸（ヘプタデカン酸）、ステアリン酸（オクタデカン酸）などが挙げられる。また、これらの脂肪酸は、直鎖構造に限らずイソオクタン酸やネオデカン酸のようにすべての分岐型異性体を含む。不飽和脂肪酸としては、オクテン酸、デセン酸、ドコセン酸、オレイン酸などが挙げられる。直鎖構造に限らずすべての分岐型異性体を含むことは飽和脂肪酸と同様である。
　本油剤を水で希釈して使用する際の消泡性および硬水安定性の観点からは、炭素原子数８～１２のラウリン酸、カプロン酸、ノナン酸、イソノナン酸、デカン酸、ネオデカン酸（オクタン酸、ノナン酸およびデカン酸の混合物）が、ジカルボン酸としては炭素原子数９～１２のノナン二酸、ウンデカン二酸、セバシン酸、ドデカン二酸等が挙げられる。
　特に上記したイソノナン酸やネオデカン酸は、油剤（原液）を水で希釈した時、固形物が液面にできるのを低減する効果（硬水安定性）に優れている。
　また、脂肪酸の主鎖を構成するアルキル基としては耐腐敗性の点で分岐構造を有するものが好ましい。特に上記したイソノナン酸やネオデカン酸は、油剤（原液）を水で希釈した時、固形物が液面にできるのを低減する効果（硬水安定性）にも優れている。
　脂肪酸としては二塩基酸を用いた方が塩として用いた場合に防錆性に優れるが、原液の安定性（不溶化しにくいこと）の観点からは、二塩基酸と一塩基酸とを混合して使用することも好ましい。
　（Ａ）成分の配合量は、本油剤全量基準で、１５質量％以上３０質量％以下であることが好ましく、１８質量％以上２５質量％以下であることがより好ましい。（Ａ）成分の配合量がこの範囲であると、後述する（Ｂ）成分との相乗効果（塩の形成）に優れ、本油剤を水で希釈した際に十分な潤滑性（加工性）を発揮でき、さらに消泡性にも優れる。また、（Ａ）成分の配合量が３０質量％以下であると、他の成分の割合が相対的に少なくなることがないため加工性に悪影響を及ぼさない。
　さらに、（Ａ）成分としては、直鎖カルボン酸が含まれていることが好ましい。加工性の観点より、この直鎖カルボン酸の配合量は１質量％以上であることが好ましい。また、消泡性の観点よりその配合量は１０質量％以下であることが好ましく、８質量％以下であることがより好ましい。
　本油剤の（Ｂ）成分は、アミン化合物であり、特に、アルカノールアミン、アルキルアミン、脂環式アミンおよび芳香族アミンの中から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
　これらのアミン化合物のうちでは、発明の効果の観点よりアルカノールアミンが好ましい。アルカノールアミンとしては、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、メチルジエタノールアミン、エチルジエタノールアミン、ブチ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、フェニルジエタノールアミン、ベンジルジエタノールアミン、オレイルジエタノールアミン、ラウリルジエタノールアミン、キシリルジエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、ジブチルエタノールアミン、ジオクチルエタノールアミン、ジオレイルエタノールアミン、オクチルジプロパノールアミン、ステアリルジプロパノールアミン、トリルジプロパノールアミン、ジブチルプロパノールアミン、ジヘキシルプロパノールアミン、およびジラウリルプロパノールアミンなどが挙げられる。
　他のアミン化合物としては、例えば、モノ（Ｃ２～Ｃ１８アルキル）アミン、ジ（Ｃ２～Ｃ１８アルキル）アミン、モノシクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、トリシクロヘキシルアミン、モノ（Ｃ１～Ｃ１８アルキル）ジシクロヘキシルアミン、ジ（Ｃ１～Ｃ１８アルキル）シクロヘキシルアミン、ベンジルアミン、ジベンジルアミンおよびトリベンジルアミンなどのモノアミン類や、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、Ｎ－エチルエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、およびペンタエチレンヘキサミンなどのポリアミン類が挙げられる。これらのアミン化合物は、１以上のＣ１～Ｃ１８アルキル基や、シクロヘキシル基、フェニル基などの環構造を有する官能基で置換されてもよい。
　上記した各アミンのうち、アルキルアミンにおけるアルキル基の好ましい炭素数は、６以上１０以下である。また、脂環式アミンや芳香族アミンにおけるアルキル基の好ましい炭素数は、１以上４以下である。いずれのアミン化合物においても、アルキル基の構造としては直鎖でも分岐があってもよい。
　（Ｂ）成分の配合量は、本油剤全量基準で、１０質量％以上４０質量％以下であることが好ましく、１０質量％以上３５質量％以下がより好ましく、１０質量％以上３０質量％以下がさらに好ましく、１０質量％以上２０質量％以下がよりさらに好ましく、１０質量％以上１５質量％以下が最も好ましい。（Ｂ）成分の配合量が１０質量％以上であると金属材料（鋼板等）に対する防錆性に優れる。また、この配合量が４０質量％以下であると加工性に優れる。
　鋼板をプレス加工すると、加工面にせん断面と破断面が生じる。破断面の占める割合が大きいほど加工面が不均一になったり、加工面付近に歪みが生じるため、加工後の鋼板にとっては品質上の大きな問題となる。このため、加工面におけるせん断面の占める割合（せん断面比率）を大きくし、破断面の割合を小さくする必要がある。（Ｂ）成分の配合量が上記範囲にある本組成物を用いると、摩擦係数が低く、摩耗しにくいだけでなく、いわゆるせん断面比率も高く維持できる。
　なお、上述の（Ａ）成分と（Ｂ）成分は、配合した時点で塩を形成すると考えられる。従って、本油剤には、（Ａ）成分と（Ｂ）成分とから生成するカルボン酸アミン塩を含む形態や、当該塩を予め調製し、これを後述の（Ｃ）成分、（Ｄ）成分および（Ｅ）成分に配合する形態を含んでいる。
　本油剤の（Ｃ）成分は、複素環式化合物であり、特に、ベンゾトリアゾール類、チアゾール類、トリアゾール類、およびイミダゾール類の中から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
　ベンゾトリアゾール類としては、ベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、および２，５－ジアミノベンゾトリアゾールなどが挙げられる。チアゾール類としては、２－メルカプトベンゾチアゾールや２－アミノチアゾールなどが挙げられる。トリアゾール類としては、３－アミノトリアゾールや４－アミノトリアゾールなどが挙げられる。イミダゾール類としては、２－メルカプトイミダゾールや２－メルカプト－１－メチルイミダゾールなどが挙げられる。これらの複素環式化合物は単独で使用しても、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、銅に対する防食性に優れている点から、ベンゾトリアゾール類が好適に使用される。
　（Ｃ）成分の配合量は、本油剤全量基準で、０．０１質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、０．１質量％以上８質量％以下であることがより好ましい。（Ｃ）成分の配合量がこの範囲であると加工性に優れる。
　本油剤の（Ｄ）成分は、ケイ素化合物であり、好ましくはシリコーン類およびフッ化シリコーン類の中から選ばれる少なくとも１種である。例えば、メチルシリコーン油やフルオロシリコーン油として市販されているものを使用できる。
　（Ｄ）成分の配合量は、本油剤全量基準で、０．０１質量％以上３質量％以下であることが好ましく、０．１質量％以上１質量％以下であることがより好ましい。（Ｄ）成分の配合量がこの範囲であると消泡性に優れる。
　（Ｅ）成分は、本油剤（原液）調製用の水であり、水道水でもよいが、蒸留水あるいはイオン交換水を用いることが好ましい。原液調製用の水の割合は上述の（Ａ）～（Ｄ）成分の割合により基本的に決まるが、水の割合が少なすぎると、（Ａ）～（Ｄ）成分の溶解が困難となり、原液の調製が煩雑となるおそれがある。また、原液調製用の水の割合が多すぎても原液としての保管量や輸送量が過大となりハンドリング性が低下する。それ故、原液における水の配合量は、２０質量％以上６０質量％以下であることが好ましい。
　なお、本油剤は、原液のまま使用してもよいが、好ましくは水で２００倍以下の倍率（容量比）、より好ましくは２倍以上１００倍以下、さらに好ましくは５倍以上５０倍以下の倍率で希釈されて使用される。
　本油剤には、潤滑性向上の観点より、さらに酸性リン酸エステルや亜リン酸エステルを配合してもよい。
　酸性リン酸エステルとしては、例えば、２－エチルヘキシルアシッドホスフェート、エチルアシッドホスフェート、ブチルアシッドホスフェート、オレイルアシッドホスフェート、テトラコシルアシッドホスフェート、イソデシルアシッドホスフェート、ラウリルアシッドホスフェート、トリデシルアシッドホスフェート、ステアリルアシッドホスフェート、およびイソステアリルアシッドホスフェートなどを挙げることができる。
　亜リン酸エステルとしては、例えば、トリエチルホスファイト、トリブチルホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリクレジルホスファイト、トリ（ノニルフェニル）ホスファイト、トリ（２－エチルヘキシル）ホスファイト、トリデシルホスファイト、トリラウリルホスファイト、トリイソオクチルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、トリステアリルホスファイト、およびトリオレイルホスファイトなどを挙げることができる。
　これらの酸性リン酸エステルや亜リン酸エステルは、各々単独でも両者を混ぜて配合してもよいが、本油剤への配合量は、合計量でかつ油剤全量基準で１質量％以上１５質量％以下程度が好ましい。
　また、本油剤には、本発明の目的を阻害しない範囲でさらに酸化防止剤や界面活性剤を配合してもよい。
　酸化防止剤としては、従来公知のフェノール系酸化防止剤を用いることができる。
　フェノール系酸化防止剤としては、例えば２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－メチルフェノール；２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－エチルフェノール；２，４，６－トリ－ｔｅｒｔ－ブチルフェノール；２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－ヒドロキシメチルフェノール；２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルフェノール；２，４－ジメチル－６－ｔｅｒｔ－ブチルフェノール；２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－（Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノメチル）フェノール；２，６－ジ－ｔｅｒｔ－アミル－４－メチルフェノール；ｎ－オクタデシル３－（４－ヒドロキシ－３，５－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）プロピオネートなどの単環フェノール類、４，４’－メチレンビス（２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルフェノール）；４，４’－イソプロピリデンビス（２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルフェノール）；２，２’－メチレンビス（４－メチル－６－ｔｅｒｔ－ブチルフェノール）；４，４’－ビス（２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルフェノール）；４，４’－ビス（２－メチル－６－ｔｅｒｔ－ブチルフェノール）；２，２’－メチレンビス（４－エチル－６－ｔｅｒｔ－ブチルフェノール）；４，４’－ブチリデンビス（３－メチル－６－ｔｅｒｔ－ブチルフェノール）；２，２’－チオビス（４－メチル－６－ｔｅｒｔ－ブチルフェノール）；４，４’－チオビス（３－メチル－６－ｔｅｒｔ－ブチルフェノール）などの多環フェノール類などが挙げられる。
　アミン系酸化防止剤としては、例えばジフェニルアミン系のもの、具体的にはジフェニルアミンやモノオクチルジフェニルアミン；モノノニルジフェニルアミン；４，４’－ジブチルジフェニルアミン；４，４’－ジヘキシルジフェニルアミン；４，４’－ジオクチルジフェニルアミン；４，４’－ジノニルジフェニルアミン；テトラブチルジフェニルアミン；テトラヘキシルジフェニルアミン；テトラオクチルジフェニルアミン：テトラノニルジフェニルアミンなどの炭素数３～２０のアルキル基を有するアルキル化ジフェニルアミンなど、及びナフチルアミン系のもの、具体的にはα－ナフチルアミン；フェニル－α－ナフチルアミン、さらにはブチルフェニル－α－ナフチルアミン；ヘキシルフェニル－α－ナフチルアミン；オクチルフェニル－α－ナフチルアミン；ノニルフェニル－α－ナフチルアミンなどの炭素数３～２０のアルキル置換フェニル－α－ナフチルアミンなどが挙げられる。これらの中で、ナフチルアミン系よりジフェニルアミン系の方が、効果の点から好ましく、特に炭素数３以上２０以下のアルキル基を有するアルキル化ジフェニルアミン、とりわけ４，４’－ジ（Ｃ3～Ｃ20アルキル）ジフェニルアミンが好適である。
　本発明においては、酸化防止剤として、前記フェノール系酸化防止剤及びアミン系酸化防止剤の中から選ばれる１種または２種以上を用いることができる。また、その配合量は、酸化防止効果および経済性のバランスなどの面から、本油剤全量基準で、０．０１質量％以上５質量％以下程度である。
　界面活性剤としては特に制限はなく、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、両性界面活性剤といった公知の界面活性剤を使用することができ、具体的には、ｐ－ノニルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリルオキシスルホン酸ナトリウム、ラウリルオキシリン酸二ナトリウム等のアニオン界面活性剤や、ラウリルトリメチルアンモニウムクロリド、セチルピリジニウムクロリド等のカチオン界面活性剤や、ステアリン酸ポリエチレングリコール、ペンタエリスリットステアリン酸モノエステル等の非イオン界面活性剤や、ラウリルジメチルペタイン等の両性界面活性剤が挙げられ、これらの１種を単独で、または、２種以上を組み合わせて使用することができる。また、その配合量は、効果および経済性のバランスなどの面から、０．０１質量％以上１０質量％以下である。
　本油剤は、前記したように適当な濃度になるよう適宜水に希釈して、炭素鋼、亜鉛メッキ鋼、ケイ素鋼、ニッケルクロム鋼、クロムモリブデン鋼、およびマンガン鋼などのプレス加工に好適に用いられる。
　次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
〔実施例１～５、比較例１～５〕
　表１に示す配合組成となるように水性金属加工油剤（原液）を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
１）非イオン界面活性剤：アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物
２）酸化防止剤：２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－メチルフェノール
３）ケイ素化合物：消泡剤（Munzing製　ＦＯＡＭＢＡＮ　ＭＳ－４５５）
〔評価方法〕
　表１の各原液について以下に示す各種性能評価を行った。
（１）加工性評価１（往復動摩擦試験）
　各原液を水道水で１０容量％に希釈し、以下の条件で往復動摩擦試験により摺動1回目の摩擦係数を求めた。
＜往復動摩擦試験の条件＞
　試験機：往復動摩擦試験機（（株）オリエンテック製）
　試験片：無方向性電磁鋼板　３５Ａ４４０（ＪＦＥスチール製）
　試験温度：２５℃
　荷重：２ｋｇｆ（１９．６Ｎ）
　摺動速度：１０ｍｍ／ｓ
　摺動距離：２０ｍｍ
　ボール：ＳＵＪ－２，１／２インチ
（２）加工性評価２（連続プレス試験）
　各原液を水道水で１０容量％に希釈し、以下の条件で連続プレス試験を行い、試験後のダイス工具を光学顕微鏡観察することによりダイス工具摩耗幅（μｍ）を求めた。
＜連続プレス試験の条件＞
　試験機：連続プレス試験（（株）マテックス精工製　ＣＢ－３）
　被加工材：無方向性電磁鋼板　３５Ａ４４０（ＪＦＥスチール製）
　プレス回数：９，０００ショット
　プレス速度：２２０ショット／分
　コイル送り速度：１２ｍｍ／ショット
　パンチ：ＳＫＤ１１ジェクタパンチ　φ１０．００ｍｍ
　ダイス：ＳＫＤ１１ボタンダイ　φ１０．０５ｍｍ
　塗油方法：フェルトに潤滑剤を浸漬させ塗布する
（３）加工性評価３（連続プレス試験）
　各原液を水道水で１０容量％に希釈し、（２）と同じ条件で連続プレス試験を行い、試験後の打抜き片断面（９，０００ショット目）を光学顕微鏡観察することによりせん断面比率（％）を求めた。
（４）防錆性
　各原液を水道水で１０容量％に希釈し、１００ｍＬの透明ガラス瓶に希釈液５０ｍＬを入れ、以下の条件で半浸漬試験を行った。試験後の試験片の錆の有無を観察することにより防錆性を評価した。
＜半浸漬試験の条件＞
　試験片：無方向性電磁鋼板３５Ａ４４０（幅１５ｍｍ、長さ４０ｍｍ）
　試験温度：２５℃±５℃
　評価基準
　　　合　格：錆び無し
　　　不合格：錆び有り
（５）消泡性（シリンダ振とう法）
　各原液を水道水で１０容量％に希釈し、１００ｍＬ共栓付メスシリンダに希釈液１００ｍＬを入れ、５秒間激しく振とうさせた。振とう後、メスシリンダを水平な場所に置き、表面泡が消失して液面積の１／２以上が見えた時間を計測することにより消泡性を評価した。
＜評価基準＞
　極めて優れる：２０秒未満
　優れる　　　：２０秒以上３０秒未満
　劣る　　　　：３０秒以上
〔評価結果〕
　表１に示すように、本発明である実施例１～５の希釈液では、いずれも往復動摩擦試験による摩擦係数が低く、さらに連続プレス試験による工具摩耗幅も極めて短い。すなわち、本発明に係る希釈液は極めて加工性に優れていることがわかる。特に実施例４の希釈液は、（Ｂ）成分の配合量が特に好ましい範囲にあるので、摩擦係数が低く摩耗幅が小さいだけでなく、加工面のせん断比率も高いという特筆すべき効果を発揮する。さらにまた、本実施例の希釈液は、消泡性や防錆性にも優れている。
　一方、比較例１～５の希釈液では、本発明の構成要素のいずれかを欠いているため、加工性に劣っている。

Claims (9)

  1. 　（Ａ）カルボン酸、（Ｂ）アミン化合物、（Ｃ）複素環式化合物、（Ｄ）ケイ素化合物、および（Ｅ）水を配合してなる
    　ことを特徴とする水性金属加工油剤。
  2. 　請求項１に記載の水性金属加工油剤において、
    　前記（Ａ）成分が炭素数８以上１８以下のカルボン酸である
    　ことを特徴とする水性金属加工油剤。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の水性金属加工油剤において、
    　前記（Ｂ）成分がアルカノールアミン、アルキルアミン、芳香族アミン、脂環式アミンおよびポリアミンの中から選ばれる少なくとも１種である
    　ことを特徴とする水性金属加工油剤。
  4. 　請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の水性金属加工油剤において、
    　前記（Ｃ）成分がベンゾトリアゾール類、チアゾール類、トリアゾール類、およびイミダゾール類の中から選ばれる少なくとも1種である
    　ことを特徴とする水性金属加工油剤。
  5. 　請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の水性金属加工油剤において、
    　前記（Ｄ）成分がシリコーン類およびフッ化シリコーン類の中から選ばれる少なくとも１種である
    　ことを特徴とする水性金属加工油剤。
  6. 　請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の水性金属加工油剤において、
    　前記（Ａ）成分の配合量が１５質量％以上３０質量％以下、前記（Ｂ）成分の配合量が１０質量％以上４０質量％以下、前記（Ｃ）成分の配合量が０．０１質量％以上１０質量％以下、および前記（Ｄ）成分の配合量が０．０１質量％以上３質量％以下の原液である
    　ことを特徴とする水性金属加工油剤。
  7. 　請求項６に記載の水性金属加工油剤において、
    　前記（Ａ）成分の配合量が１８質量％以上２５質量％以下、前記（Ｂ）成分の配合量が１０質量％以上３５質量％以下、前記（Ｃ）成分の配合量が０．１質量％以上８質量％以下、および前記（Ｄ）成分の配合量が０．１質量％以上１質量％以下の原液である
    　ことを特徴とする水性金属加工油剤。
  8. 　請求項６または請求項７に記載の水性金属加工油剤を
    　水により２００倍以下の倍率（容量比）で希釈してなる
    　ことを特徴とする水性金属加工油剤。
  9. 　請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の水性金属加工油剤において、
    　当該水性金属加工油剤が、炭素鋼、亜鉛メッキ鋼、ケイ素鋼、ニッケルクロム鋼、クロムモリブデン鋼、およびマンガン鋼のプレス加工に用いられる
    　ことを特徴とする水性金属加工油剤。
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