WO2015029764A1 - 潤滑用及び/又は洗浄用及び/又は冷却用油組成物 - Google Patents

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WO2015029764A1
WO2015029764A1 PCT/JP2014/071218 JP2014071218W WO2015029764A1 WO 2015029764 A1 WO2015029764 A1 WO 2015029764A1 JP 2014071218 W JP2014071218 W JP 2014071218W WO 2015029764 A1 WO2015029764 A1 WO 2015029764A1
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WO
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oil composition
formula
oil
compound
group
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Application number
PCT/JP2014/071218
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English (en)
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Inventor
坂西裕一
鈴木陽二
赤井泰之
Original Assignee
株式会社ダイセル
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    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M133/00Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing nitrogen
    • C10M133/02Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing nitrogen having a carbon chain of less than 30 atoms
    • C10M133/16Amides; Imides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2215/00Organic non-macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2215/08Amides
    • C10M2215/082Amides containing hydroxyl groups; Alkoxylated derivatives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
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    • C10N2040/00Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/20Metal working
    • C10N2040/22Metal working with essential removal of material, e.g. cutting, grinding or drilling
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    • C10N2040/20Metal working
    • C10N2040/24Metal working without essential removal of material, e.g. forming, gorging, drawing, pressing, stamping, rolling or extruding; Punching metal

Definitions

  • the present invention relates to an oil composition used for the purpose of imparting lubricity, washing, and cooling when cutting.
  • This application claims priority of Japanese Patent Application No. 2013-180847 filed in Japan on September 2, 2013 and Japanese Patent Application No. 2014-060180 filed in Japan on March 24, 2014. This is incorporated here.
  • Patent Document 1 proposes to use a water-soluble composition containing a salt formed from glycols (propylene glycol, polyethylene glycol, etc.), carboxylic acid, and a basic compound as a processing fluid for a fixed abrasive wire saw. (Patent Document 1).
  • the water-soluble composition has a low viscosity, it is difficult to hold it on the wire during processing, and a lot of processing liquid falls from the wire before reaching the processing part and is supplied to the processing part.
  • the amount of liquid cannot be secured sufficiently, it becomes difficult to give sufficient lubricity, the chip discharging action becomes insufficient, the chip adheres to the wire and the abrasive grains are clogged Was a problem.
  • the heat generated during processing cannot be cooled, and the durability of the abrasive grains fixed on the wire surface due to the processing heat is reduced, resulting in wear and dropping.
  • Patent Document 2 proposes a working fluid obtained by thickening glycols with a thickener containing an ethylene oxide / propylene oxide addition copolymer.
  • a thickener containing an ethylene oxide / propylene oxide addition copolymer.
  • an object of the present invention is to provide an oil composition that stably has an appropriate viscosity and has lubricity, detergency, and cooling properties.
  • the present inventors have found that a compound having a specific structure can increase the viscosity of an oil agent to an arbitrary viscosity and maintain the viscosity stably.
  • the oil composition obtained by imparting viscosity to the oil agent has an appropriate viscosity stably and has lubricity, cleanability, and cooling properties. It has been found that it is possible to impart properties, clean the chips and cool the processing heat.
  • the present invention has been completed based on these findings.
  • R 1- CONH-R 2 ) n (1)
  • R 1 is an n-valent aromatic hydrocarbon group containing one or more benzene rings
  • R 2 is an aliphatic hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms
  • n is an integer of 3 or more.
  • N R 2 may be the same or different, provided that when n is 4 and R 1 is a group obtained by removing 4 hydrogen atoms from benzene, all 4 R 2 are the same.
  • the oil composition of the present invention comprising the compound (A) represented by formula (A) and the oil agent (B) is provided.
  • the lubricating and / or cleaning and / or cooling oil composition means an oil composition that is at least one application selected from lubricating, cleaning, and cooling.
  • R 1 in formula (1) is a group obtained by removing n hydrogen atoms from the structural formula of an aromatic hydrocarbon selected from benzene, benzophenone, biphenyl, and naphthalene. And / or cleaning and / or cooling oil compositions are provided.
  • the present invention also provides the above-mentioned lubricating and / or cleaning and / or cooling oil composition containing 0.5 to 10% by weight of the total amount of the oil composition (A) represented by the formula (1).
  • I will provide a.
  • the present invention also provides the following formula (1): R 1- (CONH-R 2 ) n (1) (Wherein R 1 is an n-valent aromatic hydrocarbon group containing one or more benzene rings, R 2 is an aliphatic hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms, and n is an integer of 3 or more. N R 2 may be the same or different, provided that when n is 4 and R 1 is a group obtained by removing 4 hydrogen atoms from benzene, all 4 R 2 are the same. Group, any of three different groups, or four different groups)
  • the oil composition for cutting process containing the compound (A) represented by these, and an oil agent (B) is provided.
  • R 1- CONH-R 2 ) n (1)
  • R 1 is an n-valent aromatic hydrocarbon group containing one or more benzene rings
  • R 2 is an aliphatic hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms
  • n is an integer of 3 or more.
  • N R 2 may be the same or different, provided that when n is 4 and R 1 is a group obtained by removing 4 hydrogen atoms from benzene, all 4 R 2 are the same. Group, any of three different groups, or four different groups
  • An oil composition for lubricating and / or cleaning and / or cooling comprising the compound (A) represented by formula (A) and the oil agent (B).
  • R 1- CONH-R 2 ) n (1)
  • R 1 is an n-valent aromatic hydrocarbon group containing one or more benzene rings
  • R 2 is an aliphatic hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms
  • n is an integer of 3 or more.
  • N R 2 may be the same or different, provided that when n is 4 and R 1 is a group obtained by removing 4 hydrogen atoms from benzene, all 4 R 2 are the same. Group, any of three different groups, or four different groups
  • the oil composition for cutting process containing the compound (A) represented by these, and an oil agent (B).
  • R 1 in formula (1) is a group obtained by removing n hydrogen atoms from the structural formula of an aromatic hydrocarbon selected from benzene, benzophenone, biphenyl, and naphthalene [1] or [2 ]
  • the oil composition as described in. [4] The oil composition according to any one of [1] to [3], wherein n is 3 to 8.
  • [6] The oil composition according to any one of [1] to [5], wherein the compound represented by the formula (1) has a molecular weight of 400 to 3000.
  • the content of the oil agent (B) in the total amount of the oil composition (the total amount when containing two or more) is 90.0 to 99.5% by weight, any one of [1] to [9]
  • the oil composition according to item. [11] Any of [1] to [10], wherein the carbon number of R 2 in the compound (A) when the SP value of the oil agent (B) is less than 10 (cal / cm 3 ) 0.5 is 8 to 20. 2.
  • Any of [1] to [10], wherein the carbon number of R 2 in the compound (A) when the SP value of the oil (B) is 10 (cal / cm 3 ) 0.5 or more is 6 to 7 2.
  • the oil composition of the present invention uses the compound represented by the above formula (1) as a thickener for an oil agent, it can impart a viscosity suitable for the application to the oil agent, and can further stabilize the viscosity. Can be maintained. In addition, it has lubricity, cleanability, and cooling properties. Therefore, when the oil composition of the present invention is used as a working fluid at the time of cutting, lubricity can be imparted, chips can be washed, and processing heat can be cooled. Therefore, it can be suitably used when processing brittle materials such as sapphire, glass, ceramics, silicon, and neodymium. Moreover, when the oil composition of this invention is used, abrasion of a cutting blade and an abrasive grain can be suppressed and the outstanding cutting property can be maintained over a long period of time.
  • R 1 represents an n-valent aromatic hydrocarbon group containing one or more benzene rings, for example, one or two benzene rings selected from benzene, benzophenone, biphenyl, and naphthalene.
  • eliminated n hydrogen atom from the structural formula of the aromatic hydrocarbon to contain can be mentioned.
  • n represents an integer of 3 or more, preferably 3 to 8, particularly preferably 3 to 6, and most preferably 4 to 6.
  • n R 2 s may be the same or different.
  • R 1 is a group obtained by removing four hydrogen atoms from benzene
  • all four R 2 are either the same group, three different groups, or four different groups. It is.
  • Specific examples of the case where n R 2 are different include compounds represented by the following formulas (1-1) to (1-16). In the following formulae, R 2a , R 2b , R 2c and R 2d are different from each other and represent an aliphatic hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms.
  • R 2 represents an aliphatic hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms, for example, about 6 to 20 carbon atoms such as hexyl, octyl, decyl, lauryl, myristyl, octadecyl, and nonadecyl groups (preferably 6 To 18 and particularly preferably 8 to 18) linear or branched alkyl group; 2-hexenyl, 3-hexenyl, 4-hexenyl, 5-hexenyl, 7-octenyl, 9-decenyl, 11-dodecenyl, 9 A linear or branched alkenyl group having about 6 to 20 carbon atoms (preferably 6 to 18, particularly preferably 12 to 18) such as octadecenyl group; carbon number such as hexynyl, octynyl, decynyl, pentadecynyl, octadecyn
  • the molecular weight of the compound represented by the formula (1) is, for example, about 400 to 3000, preferably 800 to 2000, and particularly preferably 800 to 1200.
  • the cooling property tends to decrease.
  • the molecular weight of the compound represented by the formula (1) is below the above range, the viscosity imparting effect tends to be reduced.
  • n R 2 are two or more different groups, in the specific case where all the n R 2 are the same group, Examples thereof include corresponding compounds in which R 2 is changed to two or more different groups.
  • the compound represented by Formula (1) can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • the compound represented by the formula (1) can be produced, for example, by the following method (1) or (2).
  • aromatic carboxylic acid [R 1- (COOH) n ] examples include 1,2,4-trimellitic acid, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic acid, and 1,1′-biphenyl. Including one or more benzene rings such as -2,3,3 ', 4'-tetracarboxylic acid, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic acid (in particular, including one or two benzene rings), Examples thereof include compounds in which three or more carboxyl groups are bonded to an n-valent aromatic hydrocarbon group.
  • Amine as the (R 2 -NH 2) for example, aliphatic hexylamine, octylamine, decylamine, laurylamine, myristyl amine, stearyl amine, at least 6 carbon atoms oleylamine (preferably 6 to 20 carbon atoms) to Examples include amines having a hydrocarbon group (preferably a linear or branched alkyl group, alkenyl group, or alkynyl group).
  • the reaction between the carboxylic acid chloride and the amine can be carried out, for example, by dropping the carboxylic acid chloride into the system charged with the amine.
  • the reaction between the carboxylic acid chloride and the amine can be carried out in the presence or absence of a solvent.
  • the solvent include saturated or unsaturated hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, heptane, octane and petroleum ether; aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene and xylene; methylene chloride, chloroform, 1, 2 -Halogenated hydrocarbon solvents such as dichloroethane, chlorobenzene, bromobenzene; ether solvents such as diethyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, 1,2-dimethoxyethane, cyclopentyl methyl ether; acetonitrile, benzonitrile, etc.
  • Nitrile solvents such as dimethyl sulfoxide
  • sulfolane solvents such as sulfolane
  • amide solvents such as dimethylformamide
  • high-boiling solvents such as silicone oil.
  • a halogenated hydrocarbon solvent in terms of excellent solubility of the reaction components (carboxylic acid chloride and amine).
  • the amount of the solvent used is, for example, about 50 to 300% by weight, preferably 100 to 250% by weight, based on the total amount of carboxylic acid chloride and amine.
  • concentration of a reaction component will become low and there exists a tendency for reaction rate to fall.
  • an aging step may be provided. When the aging step is provided, the aging temperature is, for example, about 30 to 60 ° C., and the aging time is, for example, about 1 to 5 hours.
  • the reaction can be carried out by any method such as batch, semi-batch and continuous methods.
  • the obtained reaction product can be separated and purified by separation means such as filtration, concentration, distillation, extraction, crystallization, adsorption, recrystallization, column chromatography, etc., or a combination means combining these.
  • an aromatic carboxylic acid anhydride for example, an aromatic carboxylic acid anhydride, an amine (1) (R 2 —NH 2 ) and the following solvent are charged into the system and aged to form an amic acid.
  • a compound represented by the formula (1) is prepared by charging and aging an amine (2) (which may be the same as or different from the amine (1)) and a condensing agent (for example, carbodiimide or a salt thereof). Can be manufactured.
  • aromatic carboxylic acid anhydride examples include dianhydrides corresponding to the above aromatic carboxylic acids.
  • the same amines as in the production method of the above (1) can be used.
  • the amount of amine (1) used is, for example, about 2 to 4 moles, preferably 2 to 3 moles per mole of aromatic carboxylic acid anhydride.
  • the amount of amine (2) to be used is, for example, about 2 to 4 mol, preferably 2 to 3 mol, per 1 mol of aromatic carboxylic anhydride.
  • the carbodiimide is represented by the following formula.
  • R and R ′ are, for example, a linear or branched alkyl group having 3 to 8 carbon atoms, which may have a heteroatom-containing substituent, or a 3 to 8 membered cyclohexane. An alkyl group etc. can be mentioned.
  • R and R ′ may be the same or different.
  • R and R ′ may be bonded to each other to form a ring together with the —N ⁇ C ⁇ N— group.
  • Examples of the linear or branched alkyl group having 3 to 8 carbon atoms include n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, n-pentyl, isopentyl, s- Examples include pentyl, t-pentyl, n-hexyl, isohexyl, s-hexyl, t-hexyl group and the like.
  • Examples of the 3- to 8-membered cycloalkyl group include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, and cyclooctyl groups.
  • heteroatom-containing substituents examples include nitrogen atom-containing substituents such as di (C 1-3 ) alkylamino groups such as amino groups and dimethylamino groups.
  • carbodiimide examples include diisopropylcarbodiimide, dicyclohexylcarbodiimide, N- (3-dimethylaminopropyl) -N′-ethylcarbodiimide, and the like.
  • carbodiimide salt examples include hydrochloride (specifically, N- (3-dimethylaminopropyl) -N′-ethylcarbodiimide hydrochloride).
  • the amount of carbodiimide or a salt thereof used is, for example, about 2 to 6 mol, preferably 2 to 4 mol, per 1 mol of the aromatic carboxylic acid anhydride.
  • the solvent for example, it is preferable to use a proton-accepting solvent excellent in solubility of amic acid such as pyridine, triethylamine, tributylamine and the like. These can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.
  • the amount of the solvent used is, for example, about 50 to 300% by weight, preferably 100 to 250% by weight, based on the total amount of amic acid.
  • concentration of a reaction component will become low and there exists a tendency for reaction rate to fall.
  • the above reaction is usually performed under normal pressure.
  • the atmosphere of the reaction is not particularly limited as long as the reaction is not inhibited, and may be any of an air atmosphere, a nitrogen atmosphere, an argon atmosphere, and the like.
  • the aging temperature (reaction temperature) is, for example, about 30 to 70 ° C.
  • the aging time of the aromatic carboxylic acid anhydride and the amine is, for example, about 0.5 to 5 hours, and the aging time of the amic acid and the amine is, for example, about 0.5 to 20 hours.
  • the reaction can be carried out by any method such as batch, semi-batch and continuous methods.
  • the obtained reaction product can be separated and purified by separation means such as filtration, concentration, distillation, extraction, crystallization, adsorption, recrystallization, column chromatography, etc., or a combination means combining these.
  • the compound represented by the formula (1) self-associates by hydrogen bonding at the amide bond site to form a fiber-like self-assembly, and the side chain (R 2 in the formula (1)) is an oil agent (B). Therefore, the oil agent (B) can be thickened by being compatible with the oil agent (B).
  • Oil agent (B) As the oil agent of the present invention, any of commercially available oil agents and industrial oil agents may be used.
  • hydrocarbon oils for example, hexane, cyclohexane, isododecane, benzene, toluene, polyalphaolefin, liquid paraffin, normal paraffin, etc.
  • Ethers eg, tetrahydrofuran, etc.
  • halogenated hydrocarbons eg, carbon tetrachloride, chlorobenzene, etc.
  • petroleum components eg, kerosene, gasoline, light oil, heavy oil, etc.
  • animal and vegetable oils eg, sunflower oil, olive oil
  • silicones eg, dimethylpolysiloxane, methylphenylpolysiloxane, etc.
  • esters eg, octyldodecyl oleate, cetyl ethylhexanoate, Glyceryl triisooctanoate, neopent Glycol di isooctanoate sulfonate, etc.
  • aromatic carboxylic acid and pyridine.
  • the oil composition of the present invention comprises the above compound (A) and an oil agent (B).
  • the content of the compound (A) in the total amount of the oil composition of the present invention is, for example, about 0.5 to 10% by weight, preferably 0.7 to 4% by weight. .
  • an appropriate viscosity can be imparted to the oil agent (B) as a cutting processing fluid.
  • the content of the oil agent (B) in the total amount of the oil composition of the present invention is, for example, about 90.0 to 99.5% by weight, preferably 96.0 to 99.3. % By weight.
  • the oil composition of the present invention may contain other thickeners in addition to the compound (A), but the ratio of the compound (A) to the total thickeners contained in the oil composition is, for example, 30. % By weight or more, preferably 50% by weight or more, particularly preferably 70% by weight or more, and most preferably 85% or more.
  • a thickener is a compound that dissolves in an oil agent and generates viscosity.
  • a thickener that imparts viscosity to the oil agent (B), a gelling agent that gels the oil agent (B), and an oil agent ( A stabilizer for increasing the viscosity is included for the purpose of uniformly stabilizing the composition containing B).
  • the oil composition of the present invention may contain one or more other components in addition to the thickener and oil agent (B) containing the compound (A).
  • other components include abrasive grains.
  • the oil composition of the present invention can be produced through a process in which the compound (A) and the oil agent (B) are compatible. More specifically, it can be produced by mixing the whole amount of the compound (A) and the oil agent (B), heating them, making them compatible, and then cooling them. Alternatively, the compound (A) may be mixed with a part of the oil agent (B), heated and dissolved, cooled, and then mixed with the remaining oil agent (B). .
  • the combination of the compound (A) and the oil agent (B) is not particularly limited as long as the compound (A) and the oil agent (B) are compatible, but from the viewpoint of the minimum gelation concentration, the polarity of the oil agent (B) is When the [SP value is less than 10 (cal / cm 3 ) 0.5 ], the carbon number of R 2 in the compound (A) is preferably 8 to 20, and more preferably the carbon number of R 2 is 18 to 20. It is. Further, when the polarity of the solvent of the oil agent (B) is high [SP value is 10 (cal / cm 3 ) 0.5 or more], the compound (A) preferably has 6 to 7 carbon atoms in R 2 .
  • the temperature at the time of compatibility is appropriately selected depending on the types of the compound (A) and the oil agent (B), and is not particularly limited as long as the compound (A) and the oil agent (B) are compatible with each other. It is preferable not to exceed °C, and when the boiling point of the oil agent (B) is 100 °C or less, the boiling point is preferred.
  • the cooling after the compatibilization is only required to be able to cool to 25 ° C. or less, and may be gradually cooled at room temperature, or may be rapidly cooled by ice cooling or the like.
  • the kinematic viscosity [at 40 ° C .; according to JIS K 2283 (2000)] of the oil composition of the present invention is, for example, 1 to 200 mm 2 / s (preferably 15.0 to 100 mm 2 / s, particularly preferably 15.0). Within the range of ⁇ 50 mm 2 / s), it can be appropriately selected depending on the application. If the kinematic viscosity exceeds the above range, the cooling effect tends to be difficult to obtain. When the kinematic viscosity is below the above range, it tends to be difficult to impart sufficient lubricity.
  • the 5% weight reduction temperature of the oil composition of the present invention is, for example, about 400 ° C. or less, preferably 100 to 350 ° C., particularly preferably 150 to 300 ° C.
  • the 5% weight loss temperature can be obtained by differential thermal-thermogravimetric simultaneous measurement (TG-DTA) or the like.
  • the oil composition of the present invention uses the low molecular weight compound (A) as a thickener, the molecules can freely move in the network of the thickener. Therefore, excellent cooling performance can be exhibited while maintaining the viscosity according to the application.
  • the oil composition of the present invention has a residual ash content of 1% by weight or less. Therefore, the frequency
  • a cutting machine for example, fixed abrasive wire saw, loose abrasive wire saw, disk cutter, lathe, drill, etc.
  • sapphire glass, ceramics, silicon
  • Cutting fluid for cutting of brittle materials such as neodymium (oil composition for cutting), Processing fluid for drilling shale oil (oil composition for drilling), CMP (Chemical Mechanical Polishing) It is useful as a raw material
  • the system temperature was set to 40 ° C., and 6.23 g (0.133 mol) of 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxytetrachloride (hereinafter sometimes referred to as “BTDA-Cl”) was added.
  • BTDA-Cl 4,4′-benzophenonetetracarboxytetrachloride
  • the obtained wet powder was recrystallized with chloroform / CH 3 OH (70/30 (v / v)), and 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic acid tetraoctylamide (BTDA-C 8). 5.4 g (yield: 43%).
  • the 5% weight loss temperature of the obtained BTDA-C 8 was 271 ° C.
  • Synthesis Example 2 [Synthesis of thickener (BTDA-C 12 : 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic acid tetralaurylamide)] A 100 mL four-neck separable flask equipped with a Dimroth condenser, nitrogen inlet and dropping funnel, and thermocouple was charged with 20 mL of chloroform and 11.4 g (0.062 mol) of laurylamine. The system temperature was set to 50 ° C., 4.97 g (0.011 mol) of “BTDA-Cl” was added dropwise over 0.5 hours, and aging was further performed for 4 hours.
  • BTDA-C 12 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic acid tetralaurylamide
  • the low boiling content of the obtained crude liquid was removed by an evaporator and washed with methanol to obtain a pale yellow wet powder. Further, the obtained wet powder was recrystallized with chloroform / CH 3 OH (70/30 (v / v)), and 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic acid tetralaurylamide (BTDA-C 12 ) Was obtained (yield: 27%). The obtained 5% weight loss temperature of BTDA-C 12 was 188 ° C.
  • the low boiling content of the obtained crude liquid was removed by an evaporator and washed with methanol to obtain a pale yellow wet powder. Further, the obtained wet powder was recrystallized with chloroform / CH 3 OH (70/30 (v / v)), and 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic acid tetramyristylamide (BTDA-C 14). ) was obtained in 3.1 g (yield 31%). The obtained 5% weight loss temperature of BTDA-C 14 was 201 ° C.
  • TMA-C 8 1,2,4 trimellitic acid n- octyl amide
  • TMA-oleyl 1,2,4-trimellitic acid tri-n-oleylamide
  • Examples 1-6, Comparative Examples 1-3 It mixed by the composition shown in Table 1, heated and stirred at 100 degreeC, the oil agent and the thickener were made compatible, and it cooled to 25 degreeC after that, and obtained the oil composition.
  • the kinematic viscosity of the obtained oil composition was measured at 40 ° C. using an Ubbelohde kinematic viscometer in accordance with JIS K 2283 (2000).
  • the cooling property, detergency, and drying property of the obtained oil composition were evaluated by the following methods.
  • Test equipment Quenching tester (trade name “IVF Smart Quench”, manufactured by Parker Heat Treatment Industry Co., Ltd.) Test time: 20 seconds Test temperature: 200 ° C Oil composition: 1000 mL Test Method A thermocouple-containing probe (trade name “K-type thermocouple probe AD-1217”, manufactured by A & D) was heated to 200 ° C. in an electric furnace. 1000 mL of the oil composition was put in a beaker, the heated probe was put in the oil composition and allowed to stand for 20 seconds, the maximum cooling efficiency was measured, and evaluated according to the following criteria. Evaluation criteria Maximum cooling efficiency ⁇ : More than 27 ° C / sec ⁇ : Less than 23 ° C / sec
  • the lubricating and / or cleaning and / or cooling oil composition of the present invention is used when cutting brittle materials such as sapphire, glass, ceramics, silicon, and neodymium with a high-speed rotary cutting machine such as a fixed abrasive wire saw. It is used as a working fluid for the purpose of imparting lubricity, cleaning chips, and cooling processing heat.

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Abstract

 適度な粘度を安定的に有し、潤滑性、洗浄性、及び冷却性を有する油組成物を提供する。 本発明は、下記式(1) R1-(CONH-R2n (1) (式中、R1はベンゼン環を1個以上含むn価の芳香族炭化水素基、R2は炭素数6以上の脂肪族炭化水素基、nは3以上の整数を示す。n個のR2はそれぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。但し、nが4、R1がベンゼンから4個の水素原子を除いた基である場合は、4個のR2は全て同一の基、3種類の異なる基、又は4種類の異なる基の何れかである) で表される化合物(A)と油剤(B)を含む潤滑用及び/又は洗浄用及び/又は冷却用油組成物である。

Description

潤滑用及び/又は洗浄用及び/又は冷却用油組成物
 本発明は、切断加工する際に、潤滑性の付与、洗浄、及び冷却を目的として使用する油組成物に関する。本願は、2013年9月2日に、日本に出願した特願2013-180847号及び2014年3月24日に、日本に出願した特願2014-060180号の優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 サファイア、ガラス、セラミックス、シリコン、ネオジウム等の脆性材料を固定砥粒ワイヤソー等の高速回転切削機により切断加工する際には、通常、潤滑性の付与、切屑の洗浄を目的として加工液が用いられる。特許文献1には、固定砥粒ワイヤソー用加工液としてグリコール類(プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等)、カルボン酸、及び塩基性化合物から形成される塩を含有する水溶性組成物を使用することが提案されている(特許文献1)。しかし、前記水溶性組成物は粘度が低いため、加工時にワイヤー上に保持することが困難であり、加工液の多くが加工部に達する前にワイヤーから落下してしまい加工部に供給される加工液の量を十分に確保できず、十分な潤滑性を付与することが困難となること、切屑の排出作用が不十分となり、切屑がワイヤーに付着して砥粒が目詰まりした状態となることが問題であった。また、加工時に発生する熱を冷却することができず、加工熱によりワイヤー表面に固定した砥粒の耐久性が低下して摩滅・脱落することも問題であった。
 前記課題を解決する方法として、特許文献2には、エチレンオキサイド/プロピレンオキサイド付加共重合物を含む増粘剤によりグリコール類を増粘して得られる加工液が提案されている。しかし、前記増粘剤により増粘された加工液は、粘度を安定的に維持することが困難であり、経時的に低粘度化することが問題であった。
特開2003-82334号公報 特開2012-126812号公報
 従って、本発明の目的は、適度な粘度を安定的に有し、潤滑性、洗浄性、及び冷却性を有する油組成物を提供することにある。
 本発明者等は上記課題を解決するため鋭意検討した結果、特定の構造を有する化合物は油剤を任意の粘度にまで増粘し、前記粘度を安定的に維持することができること、前記化合物を使用して油剤に粘度を付与して得られる油組成物は適度な粘度を安定的に有し、潤滑性、洗浄性、及び冷却性を有するため、切断加工する際に加工液として使用すると、潤滑性を付与し、切屑を洗浄し、加工熱を冷却することができることを見いだした。本発明はこれらの知見に基づいて完成させたものである。
 すなわち、本発明は、下記式(1)
   R1-(CONH-R2n    (1)
(式中、R1はベンゼン環を1個以上含むn価の芳香族炭化水素基、R2は炭素数6以上の脂肪族炭化水素基、nは3以上の整数を示す。n個のR2はそれぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。但し、nが4、R1がベンゼンから4個の水素原子を除いた基である場合は、4個のR2は全て同一の基、3種類の異なる基、又は4種類の異なる基の何れかである)
で表される化合物(A)と油剤(B)を含む潤滑用及び/又は洗浄用及び/又は冷却用油組成物(以後、「本発明の油組成物」と称する場合がある)を提供する。
 なお、潤滑用及び/又は洗浄用及び/又は冷却用油組成物とは、潤滑用、洗浄用及び冷却用から選択される少なくとも1つの用途である油組成物を意味する。
 本発明は、また、式(1)中のR1が、ベンゼン、ベンゾフェノン、ビフェニル、及びナフタレンから選択される芳香族炭化水素の構造式からn個の水素原子を除いた基である前記の潤滑用及び/又は洗浄用及び/又は冷却用油組成物を提供する。
 本発明は、また、式(1)で表される化合物(A)を油組成物全量の0.5~10重量%含有する前記の潤滑用及び/又は洗浄用及び/又は冷却用油組成物を提供する。
 本発明は、また、下記式(1)
   R1-(CONH-R2n    (1)
(式中、R1はベンゼン環を1個以上含むn価の芳香族炭化水素基、R2は炭素数6以上の脂肪族炭化水素基、nは3以上の整数を示す。n個のR2はそれぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。但し、nが4、R1がベンゼンから4個の水素原子を除いた基である場合は、4個のR2は全て同一の基、3種類の異なる基、又は4種類の異なる基の何れかである)
で表される化合物(A)と油剤(B)を含む切断加工用油組成物を提供する。
 すなわち、本発明は以下に関する。
[1]下記式(1)
   R1-(CONH-R2n    (1)
(式中、R1はベンゼン環を1個以上含むn価の芳香族炭化水素基、R2は炭素数6以上の脂肪族炭化水素基、nは3以上の整数を示す。n個のR2はそれぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。但し、nが4、R1がベンゼンから4個の水素原子を除いた基である場合は、4個のR2は全て同一の基、3種類の異なる基、又は4種類の異なる基の何れかである)
で表される化合物(A)と油剤(B)を含む潤滑用及び/又は洗浄用及び/又は冷却用油組成物。
[2]下記式(1)
   R1-(CONH-R2n    (1)
(式中、R1はベンゼン環を1個以上含むn価の芳香族炭化水素基、R2は炭素数6以上の脂肪族炭化水素基、nは3以上の整数を示す。n個のR2はそれぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。但し、nが4、R1がベンゼンから4個の水素原子を除いた基である場合は、4個のR2は全て同一の基、3種類の異なる基、又は4種類の異なる基の何れかである)
で表される化合物(A)と油剤(B)を含む切断加工用油組成物。
[3]式(1)中のR1が、ベンゼン、ベンゾフェノン、ビフェニル、及びナフタレンから選択される芳香族炭化水素の構造式からn個の水素原子を除いた基である[1]又は[2]に記載の油組成物。
[4]nが、3~8である[1]~[3]の何れか1項に記載の油組成物。
[5]式(1)で表される化合物が、式(1-1)~(1-16)で表される化合物である[1]~[4]の何れか1項に記載の油組成物。
[6]式(1)で表される化合物の分子量が、400~3000である[1]~[5]の何れか1項に記載の油組成物。
[7]式(1)で表される化合物(A)を油組成物全量の0.5~10重量%含有する[1]~[6]の何れか1項に記載の油組成物。
[8]式(1)で表される化合物が、例えば、下記(1)又は(2)の方法により製造されたものである[1]~[7]の何れか1項に記載の油組成物。
(1)芳香族カルボン酸[R1-(COOH)n:R1、nは式(1)中のR1、nに同じ]を塩化チオニルと反応させてカルボン酸クロライドを得、得られたカルボン酸クロライドにアミン(R2-NH2:R2は式(1)中のR2に同じ)を反応させる方法
(2)芳香族カルボン酸[R1-(COOH)n:R1、nは式(1)中のR1、nに同じ]に対応する芳香族カルボン酸無水物にアミン(R2-NH2:R2は式(1)中のR2に同じ)を反応させてアミック酸を得、更にアミン(R2-NH2:R2は式(1)中のR2に同じ)を縮合剤を用いて縮合させる方法
[9]油組成物全量における化合物(A)の含有量(2種以上含有する場合はその総量)が、0.5~10重量%である[1]~[8]の何れか1項に記載の油組成物。
[10]油組成物全量における油剤(B)の含有量(2種以上含有する場合はその総量)が、90.0~99.5重量%である[1]~[9]の何れか1項に記載の油組成物。
[11]油剤(B)のSP値が10(cal/cm30.5未満の場合の化合物(A)におけるR2の炭素数が、8~20である[1]~[10]の何れか1項に記載の油組成物。
[12]油剤(B)のSP値が10(cal/cm30.5以上の場合の化合物(A)におけるR2の炭素数が、6~7である[1]~[10]の何れか1項に記載の油組成物。
[13]油組成物の動粘度[40℃における;JIS K 2283(2000年)準拠]が、1~200mm2/sである[1]~[12]の何れか1項に記載の油組成物。
[14]油組成物の5%重量減少温度が、400℃以下である[1]~[13]の何れか1項に記載の油組成物。
[15]油組成物の残存灰分量が、1重量%以下である[1]~[14]の何れか1項に記載の油組成物。
 本発明の油組成物は、油剤の増粘剤として上記式(1)で表される化合物を使用するため、用途に適した粘性を油剤に付与することができ、更に該粘性を安定的に維持することができる。また、潤滑性、洗浄性、及び冷却性を有する。そのため、本発明の油組成物を切断加工時の加工液として使用すると、潤滑性を付与し、切屑を洗浄し、加工熱を冷却することができる。そのため、サファイア、ガラス、セラミックス、シリコン、ネオジウム等の脆性材料の加工の際に好適に使用することができる。また、本発明の油組成物を使用すると、切断刃や砥粒の摩滅を抑制することができ、優れた切断性を長期間に亘って維持することができる。
 [化合物(A)]
 本発明の化合物(A)は、下記式(1)で表される。
   R1-(CONH-R2n    (1)
 式(1)中、R1はベンゼン環を1個以上含むn価の芳香族炭化水素基を示し、例えば、ベンゼン、ベンゾフェノン、ビフェニル、及びナフタレンから選択される、ベンゼン環を1個又は2個含む芳香族炭化水素の構造式からn個の水素原子を除いた基を挙げることができる。
 式(1)中、nは3以上の整数を示し、好ましくは3~8、特に好ましくは3~6、最も好ましくは4~6である。
 n個のR2はそれぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。n個のR2が異なる場合であって例えばn=4である場合、4個のR2は全て異なる基であってもよく、2~3種類の異なる基であってもよい。但し、n=4、R1がベンゼンから4個の水素原子を除いた基である場合は、4個のR2は全て同一の基、3種類の異なる基、又は4種類の異なる基の何れかである。n個のR2が異なる場合の具体例としては、下記式(1-1)~(1-16)で表される化合物等を挙げることができる。下記式中、R2a、R2b、R2c、R2dは、互いに異なって炭素数6以上の脂肪族炭化水素基を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 式(1)中、R2は炭素数6以上の脂肪族炭化水素基を示し、例えば、ヘキシル、オクチル、デシル、ラウリル、ミリスチル、オクタデシル、ノナデシル基等の炭素数6~20程度(好ましくは6~18、特に好ましくは8~18)の直鎖状又は分岐鎖状アルキル基;2-ヘキセニル、3-ヘキセニル、4-ヘキセニル、5-ヘキセニル、7-オクテニル、9-デセニル、11-ドデセニル、9-オクタデセニル基等の炭素数6~20程度(好ましくは6~18、特に好ましくは12~18)の直鎖状又は分岐鎖状アルケニル基;ヘキシニル、オクチニル、デシニル、ペンタデシニル、オクタデシニル基等の炭素数6~20程度(好ましくは6~18、特に好ましくは12~18)の直鎖状又は分岐鎖状アルキニル基等を挙げることができる。
 式(1)で表される化合物の分子量は、例えば400~3000程度、好ましくは800~2000、特に好ましくは800~1200である。式(1)で表される化合物の分子量が上記範囲を上回ると、冷却性が低下する傾向がある。一方、式(1)で表される化合物の分子量が上記範囲を下回ると、粘性付与効果が低減する傾向がある。
 式(1)で表される化合物として、n個のR2が全て同一の基である場合の具体的には、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸テトラヘキシルアミド、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸テトラオクチルアミド、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸テトララウリルアミド、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸テトラミリスチルアミド、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸テトラステアリルアミド、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸テトラオレイルアミド等の3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸テトラC6-20アルキル又はC6-20アルケニルアミド;1,1’-ビフェニル-2,3,3’,4’-テトラカルボン酸テトラヘキシルアミド、1,1’-ビフェニル-2,3,3’,4’-テトラカルボン酸テトラオクチルアミド、1,1’-ビフェニル-2,3,3’,4’-テトラカルボン酸テトララウリルアミド、1,1’-ビフェニル-2,3,3’,4’-テトラカルボン酸テトラミリスチルアミド、1,1’-ビフェニル-2,3,3’,4’-テトラカルボン酸テトラステアリルアミド、1,1’-ビフェニル-2,3,3’,4’-テトラカルボン酸テトラオレイルアミド等の1,1’-ビフェニル-2,3,3’,4’-テトラカルボン酸テトラC6-20アルキル又はC6-20アルケニルアミド;1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸テトラヘキシルアミド、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸テトラオクチルアミド、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸テトララウリルアミド、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸テトラミリスチルアミド、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸テトラステアリルアミド、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸テトラオレイルアミド等の1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸テトラC6-20アルキル又はC6-20アルケニルアミド;1,2,4-トリメリット酸トリn-ヘキシルアミド、1,2,4-トリメリット酸トリn-オクチルアミド、1,2,4-トリメリット酸トリn-ラウリルアミド、1,2,4-トリメリット酸トリn-ミリスチルアミド、1,2,4-トリメリット酸トリn-ステアリルアミド、1,2,4-トリメリット酸トリn-オレイルアミド等の1,2,4-トリメリット酸トリC6-20アルキル又はC6-20アルケニルアミド等を挙げることができる。
 式(1)で表される化合物として、n個のR2が2種以上の異なる基である場合は、上記n個のR2が全て同一の基である場合の具体的において、n個のR2を2種以上の異なる基に変更した対応する化合物等を挙げることができる。式(1)で表される化合物は1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
 式(1)で表される化合物は、例えば、下記(1)又は(2)の方法により製造することができる。
(1)芳香族カルボン酸[R1-(COOH)n:R1、nは式(1)中のR1、nに同じ]を塩化チオニルと反応させてカルボン酸クロライドを得、得られたカルボン酸クロライドにアミン(R2-NH2:R2は式(1)中のR2に同じ)を反応させる方法
(2)芳香族カルボン酸[R1-(COOH)n:R1、nは式(1)中のR1、nに同じ]に対応する芳香族カルボン酸無水物にアミン(R2-NH2:R2は式(1)中のR2に同じ)を反応させてアミック酸を得、更にアミン(R2-NH2:R2は式(1)中のR2に同じ)を縮合剤を用いて縮合させる方法
 前記芳香族カルボン酸[R1-(COOH)n]としては、例えば、1,2,4-トリメリット酸、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸、1,1’-ビフェニル-2,3,3’,4’-テトラカルボン酸、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸等のベンゼン環を1個以上含む(特に、ベンゼン環を1個又は2個含む)、n価の芳香族炭化水素基に3個以上のカルボキシル基が結合してなる化合物等を挙げることができる。
 アミン(R2-NH2)としては、例えば、へキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ラウリルアミン、ミリスチルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン等の炭素数6以上(好ましくは、炭素数6~20)の脂肪族炭化水素基(好ましくは、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、アルケニル基、又はアルキニル基)を有するアミン等を挙げることができる。
 上記(1)の製造方法において、カルボン酸クロライドとアミンの反応は、例えばアミンを仕込んだ系内にカルボン酸クロライドを滴下することにより行うことができる。
 カルボン酸クロライドとアミンの反応は、溶媒の存在下又は非存在下で行うことができる。前記溶媒としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、石油エーテル等の飽和又は不飽和炭化水素系溶媒;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒;塩化メチレン、クロロホルム、1,2-ジクロロエタン、クロロベンゼン、ブロモベンゼン等のハロゲン化炭化水素系溶媒;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、1,2-ジメトキシエタン、シクロペンチルメチルエーテル等のエーテル系溶媒;アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル系溶媒;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒;スルホラン等のスルホラン系溶媒;ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒;シリコーンオイル等の高沸点溶媒等を挙げることができる。これらは1種を単独で、又は2種以上を混合して使用することができる。本発明においては、なかでも、反応成分(カルボン酸クロライドとアミン)の溶解性に優れる点でハロゲン化炭化水素系溶媒を使用することが好ましい。
 前記溶媒の使用量としては、カルボン酸クロライドとアミンの総量に対して、例えば50~300重量%程度、好ましくは100~250重量%である。溶媒の使用量が上記範囲を上回ると反応成分の濃度が低くなり、反応速度が低下する傾向がある。
 カルボン酸クロライドとアミンの反応(=滴下)は、通常、常圧下で行われる。また、上記反応(=滴下時)の雰囲気としては反応を阻害しない限り特に限定されず、例えば、空気雰囲気、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気等の何れであってもよい。反応温度(=滴下時温度)は、例えば30~60℃程度である。反応時間(=滴下時間)は、例えば0.5~20時間程度である。反応(=滴下)終了後は、熟成工程を設けてもよい。熟成工程を設ける場合、熟成温度は例えば30~60℃程度、熟成時間は例えば1~5時間程度である。また、反応はバッチ式、セミバッチ式、連続式等の何れの方法でも行うことができる。
 反応終了後、得られた反応生成物は、例えば、濾過、濃縮、蒸留、抽出、晶析、吸着、再結晶、カラムクロマトグラフィー等の分離手段や、これらを組み合わせた分離手段により分離精製できる。
 上記(2)の製造方法では、例えば、芳香族カルボン酸無水物とアミン(1)(R2-NH2)及び下記溶媒を系内に仕込み、熟成させることによりアミック酸を形成し、その後、更にアミン(2)(アミン(1)と同一であってもよく、異なっていてもよい)と縮合剤(例えばカルボジイミド又はその塩)を仕込み、熟成させることにより式(1)で表される化合物を製造することができる。
 前記芳香族カルボン酸無水物としては、上記芳香族カルボン酸に対応する二無水物を挙げることができる。
 前記アミン(1)、(2)としては、上記(1)の製造方法と同様のアミンを使用することができる。
 アミン(1)の使用量としては、芳香族カルボン酸無水物1モルに対して、例えば2~4モル程度、好ましくは2~3モルである。また、アミン(2)の使用量としては、芳香族カルボン酸無水物1モルに対して、例えば2~4モル程度、好ましくは2~3モルである。
 前記カルボジイミドは下記式で表される。
   R-N=C=N-R’
 上記式中、R、R’としては、例えば、ヘテロ原子含有置換基を有していてもよい、炭素数3~8の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基や、3~8員のシクロアルキル基等を挙げることができる。R、R’は同一であってもよく、異なっていてもよい。また、RとR’は互いに結合して-N=C=N-基と共に環を形成していてもよい。
 前記炭素数3~8の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基としては、例えば、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、s-ブチル、t-ブチル、n-ペンチル、イソペンチル、s-ペンチル、t-ペンチル、n-ヘキシル、イソヘキシル、s-ヘキシル、t-ヘキシル基等を挙げることができる。
 前記3~8員のシクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロオクチル基等を挙げることができる。
 前記ヘテロ原子含有置換基としては、アミノ基、ジメチルアミノ基等のジ(C1-3)アルキルアミノ基等の窒素原子含有置換基を挙げることができる。
 カルボジイミドとしては、例えば、ジイソプロピルカルボジイミド、ジシクロヘキシルカルボジイミド、N-(3-ジメチルアミノプロピル)-N’-エチルカルボジイミド等を挙げることができる。また、カルボジイミドの塩としては、例えば、塩酸塩(具体的には、N-(3-ジメチルアミノプロピル)-N’-エチルカルボジイミド塩酸塩等)等を挙げることができる。
 カルボジイミド又はその塩の使用量としては、芳香族カルボン酸無水物1モルに対して、例えば2~6モル程度、好ましくは2~4モルである。
 前記溶媒としては、例えば、ピリジン、トリエチルアミン、トリブチルアミン等のアミック酸の溶解性に優れるプロトン受容性溶媒を使用することが好ましい。これらは1種を単独で、又は2種以上を混合して使用することができる。
 前記溶媒の使用量としては、アミック酸の総量に対して、例えば50~300重量%程度、好ましくは100~250重量%である。溶媒の使用量が上記範囲を上回ると反応成分の濃度が低くなり、反応速度が低下する傾向がある。
 上記反応は、通常、常圧下で行われる。また、上記反応の雰囲気としては反応を阻害しない限り特に限定されず、例えば、空気雰囲気、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気等の何れであってもよい。熟成温度(反応温度)は、例えば30~70℃程度である。芳香族カルボン酸無水物とアミンの熟成時間は、例えば0.5~5時間程度であり、アミック酸とアミンの熟成時間は、例えば0.5~20時間程度である。また、反応はバッチ式、セミバッチ式、連続式等の何れの方法でも行うことができる。
 反応終了後、得られた反応生成物は、例えば、濾過、濃縮、蒸留、抽出、晶析、吸着、再結晶、カラムクロマトグラフィー等の分離手段や、これらを組み合わせた分離手段により分離精製できる。
 式(1)で表される化合物は、アミド結合部位において水素結合により自己会合してファイバー状の自己組織体を形成し、さらに側鎖(式(1)中のR2)が油剤(B)に対して親和性を有するため、油剤(B)と相溶させることにより、油剤(B)を増粘することができる。
 [油剤(B)]
 本発明の油剤としては、市販油剤、工業用油剤の何れを使用してもよく、例えば、炭化水素油(例えば、ヘキサン、シクロヘキサン、イソドデカン、ベンゼン、トルエン、ポリαオレフィン、流動パラフィン、ノルマルパラフィン等)、エーテル類(例えば、テトラヒドロフラン等)、ハロゲン化炭化水素(例えば、四塩化炭素、クロロベンゼン等)、石油成分(例えば、ケロシン、ガソリン、軽油、重油等)、動植物油(例えば、ヒマワリ油、オリーブ油、大豆油、コーン油、ヒマシ油、牛脂、ホホバ油、スクワラン等)、シリコーン類(例えば、ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン等)、エステル類(例えば、オレイン酸オクチルドデシル、エチルヘキサン酸セチル、グリセリルトリイソオクタネート、ネオペンチルグリコールジイソオクタネート等)、芳香族カルボン酸、ピリジン等を挙げることができる。これらは1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
 [油組成物]
 本発明の油組成物は上記化合物(A)と油剤(B)を含むことを特徴とする。
 本発明の油組成物全量における化合物(A)の含有量(2種以上含有する場合はその総量)としては、例えば0.5~10重量%程度、好ましくは0.7~4重量%である。化合物(A)を前記範囲で配合することにより油剤(B)に切断加工用加工液として適度な粘度を付与することができる。
 本発明の油組成物全量における油剤(B)の含有量(2種以上含有する場合はその総量)としては、例えば90.0~99.5重量%程度、好ましくは96.0~99.3重量%である。
 本発明の油組成物は上記化合物(A)以外にも他の増粘剤を含有してもよいが、油組成物に含まれる全増粘剤に占める化合物(A)の割合は、例えば30重量%以上、好ましくは50重量%以上、特に好ましくは70重量%以上、最も好ましくは85%以上である。他の増粘剤の割合が上記範囲を上回ると、本願の効果が得られにくくなる傾向がある。尚、本発明において増粘剤とは油剤に溶解して粘性を生じる化合物であり、油剤(B)に粘性を付与する増粘剤、油剤(B)をゲル化するゲル化剤、及び油剤(B)を含有する組成物を均一に安定化することを目的としてその粘性を高める安定剤を含む。
 本発明の油組成物には上記化合物(A)を含む増粘剤、油剤(B)以外にも他の成分を1種又は2種以上含有していてもよい。他の成分としては、例えば、砥粒等を挙げることができる。
 本発明の油組成物は、上記化合物(A)と油剤(B)を相溶させる工程を経て製造することができる。より詳細には、上記化合物(A)と油剤(B)の全量を混合して加温し、相溶させた後、冷却することにより製造することができる。また、油剤(B)の一部に上記化合物(A)を混合して、加温、相溶させた後、冷却し、その後、残りの油剤(B)を混合する方法でも製造することができる。
 化合物(A)と油剤(B)の組み合わせは、化合物(A)と油剤(B)が相溶する組み合わせであれば特に制限されないが、最低ゲル化濃度の観点から、油剤(B)の極性が低い[SP値が10(cal/cm30.5未満]場合は、化合物(A)におけるR2の炭素数は8~20であることが好ましく、より好ましくはR2の炭素数が18~20である。また、油剤(B)の溶剤の極性が高い[SP値が10(cal/cm30.5以上]場合は、化合物(A)はR2の炭素数が6~7であることが好ましい。
 相溶の際の温度は化合物(A)と油剤(B)の種類によって適宜選択されるものであり、化合物(A)と油剤(B)が相溶する温度であれば特に制限されないが、100℃を越えないことが好ましく、油剤(B)の沸点が100℃以下の場合には沸点程度が好ましい。
 相溶後の冷却は、25℃以下にまで冷却することができればよく、室温で徐々に冷却してもよいし、氷冷等により急速冷却してもよい。
 本発明の油組成物の動粘度[40℃における;JIS K 2283(2000年)準拠]は、例えば1~200mm2/s(好ましくは15.0~100mm2/s、特に好ましくは15.0~50mm2/s)の範囲内において用途に応じて適宜選択することができる。動粘度が上記範囲を上回ると、冷却効果が得られにくくなる傾向がある。動粘度が上記範囲を下回ると、十分な潤滑性を付与することが困難となる傾向がある。
 本発明の油組成物の5%重量減少温度は、例えば400℃以下程度であり、好ましくは100~350℃、特に好ましくは150~300℃である。5%重量減少温度が前記範囲である場合、使用後は、切屑を含有する油組成物を蒸留に付すことにより簡便に切屑を分離・除去することができ、油組成物を加工液として再利用することができる。尚、5%重量減少温度は示差熱-熱重量同時測定(TG-DTA)等により求めることができる。
 また、本発明の油組成物は低分子量の化合物(A)を増粘剤として使用するため、該増粘剤のネットワーク内において分子が自由に熱運動することが可能である。そのため用途に応じた粘性を保持しつつ、優れた冷却性を発揮することができる。
 更に、本発明の油組成物は、残存灰分量が1重量%以下である。そのため、機器の洗浄回数を低減することができる。
 本発明の油組成物は上記特性を有するため、切削機(例えば、固定砥粒ワイヤソー、遊離砥粒ワイヤソー、円盤カッター、旋盤、ドリル等)を使用して、例えばサファイア、ガラス、セラミックス、シリコン、ネオジウム等の脆性材料の切断加工を行う際の加工液(切断加工用油組成物)やシェールオイル掘削等を行う際の加工液(掘削用油組成物)や、CMP(Chemical Mechanical Polishing:化学機械研磨)用研磨材(=CMPスラリー)の原料として有用である。
 以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
 合成例1[増粘剤(BTDA-C8:3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸テトラオクチルアミド)の合成]
 ジムロート冷却管、窒素導入口および滴下ロート、熱伝対を備えた100mL4つ口セパラブルフラスコにクロロホルム20mL、n-オクチルアミン13.77g(0.106mol)を仕込んだ。系内温度を40℃に設定し、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボキシテトラクロリド(以下、「BTDA-Cl」と称する場合がある)6.23g(0.133mol)を2.5時間かけて滴下し、更に4時間熟成を行った。その後、得られた粗液の低沸分をエバポレータにて除去し、メタノールで洗浄し、淡黄色の湿粉を得た。更に得られた湿粉についてクロロホルム/CH3OH(70/30(v/v))で再結晶を行い、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸テトラオクチルアミド(BTDA-C8)を5.4g得た(収率:43%)。得られたBTDA-C8の5%重量減少温度は271℃であった。
 合成例2[増粘剤(BTDA-C12:3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸テトララウリルアミド)の合成]
 ジムロート冷却管、窒素導入口および滴下ロート、熱伝対を備えた100mL4つ口セパラブルフラスコにクロロホルム20mL、ラウリルアミン11.4g(0.062mol)を仕込んだ。系内温度を50℃に設定し、「BTDA-Cl」4.97g(0.011mol)を0.5時間かけて滴下し、更に4時間熟成を行った。その後、得られた粗液の低沸分をエバポレータにて除去し、メタノールで洗浄し、淡黄色の湿粉を得た。更に得られた湿粉についてクロロホルム/CH3OH(70/30(v/v))で再結晶を行い、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸テトララウリルアミド(BTDA-C12)を2.4g得た(収率:27%)。得られたBTDA-C12の5%重量減少温度は188℃であった。
 合成例3[増粘剤(BTDA-C14:3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸テトラミリスチルアミド)の合成]
 ジムロート冷却管、窒素導入口および滴下ロート、熱伝対を備えた100mL4つ口セパラブルフラスコにクロロホルム20mL、ミリスチルアミン13.2g(0.062mol)を仕込んだ。系内温度を50℃に設定し、「BTDA-Cl」4.97g(0.011mol)を0.5時間かけて滴下し、更に4時間熟成を行った。その後、得られた粗液の低沸分をエバポレータにて除去し、メタノールで洗浄し、淡黄色の湿粉を得た。更に得られた湿粉についてクロロホルム/CH3OH(70/30(v/v))で再結晶を行い、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸テトラミリスチルアミド(BTDA-C14)を3.1g(収率31%)で得た。得られたBTDA-C14の5%重量減少温度は201℃であった。
 合成例4[増粘剤(TMA-C8:1,2,4-トリメリット酸トリn-オクチルアミド)の合成]
 ジムロート冷却管、窒素導入口および滴下ロート、熱伝対を備えた100mL4つ口セパラブルフラスコにクロロホルム20mL、n-オクチルアミン12.22g(0.0945mol)を仕込んだ。系内温度を40℃に設定し、1,2,4-トリメリット酸トリクロリド4.18g(0.0158mol)を2.5時間かけて滴下し、さらに2時間熟成を行った。その後、得られた粗液の低沸分をエバポレータにて除去し、溶剤洗浄し、白色固体として1,2,4-トリメリット酸トリn-オクチルアミド(TMA-C8)を4.1g得た(収率:48%)。得られたTMA-C8の5%重量減少温度は197℃であった。
 合成例5[増粘剤(TMA-オレイル:1,2,4-トリメリット酸トリn-オレイルアミド)の合成]
 ジムロート冷却管、窒素導入口および滴下ロート、熱伝対を備えた100mL4つ口セパラブルフラスコにクロロホルム20mL、オレイルアミン14.07g(0.0526mol)を仕込んだ。系内温度を40℃に設定し、1,2,4-トリメリット酸トリクロリド2.33g(0.0088mol)を2.5時間かけて滴下し、さらに2時間熟成を行った。その後、得られた粗液の低沸分をエバポレータにて除去し、溶剤洗浄し、白色ペーストとして1,2,4-トリメリット酸トリn-オレイルアミド(TMA-オレイル)を4.1g得た(収率:48%)。得られたTMA-オレイルの5%重量減少温度は203℃であった。
 合成例6[増粘剤(BTDA-2エチルヘキシル-2オレイル:3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸ジ2-エチルヘキシルアミドジオレイルアミド)の合成]
 ジムロート冷却管、窒素導入口および滴下ロート、熱電対を備えた100mL4つ口セパラブルフラスコにピリジン20mL、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物3.0g(0.012mol)、オレイルアミン6.47g(0.024mol)を仕込んだ。系内温度を50℃に設定し、3時間熟成した。
 その後、2-エチルヘキシルアミン3.1g(0.024mol)、ジイソプロピルカルボジイミド6.1g(0.048mol)を仕込み、更に8時間熟成を行った。
 その後、得られた粗液の低沸分をエバポレータにて除去し、メタノールで洗浄し、淡黄色の湿粉を得た。更に得られた湿粉についてCHCl3/CH3OH(70/30(v/v))で再結晶を行い、3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸ジ2-エチルヘキシルアミドジオレイルアミド(BTDA-2エチルヘキシル-2オレイル)を5.3g得た(収率:41%)。得られたBTDA-2エチルヘキシル-2オレイルの5%重量減少温度は223℃であった。
 実施例1~6、比較例1~3
 表1に示す組成で混合し、100℃で加熱撹拌して油剤と増粘剤を相溶させ、その後25℃まで冷却して油組成物を得た。
 得られた油組成物の動粘度は、JIS K 2283(2000年)に準拠して、ウベローデ動粘度計を用いて40℃において測定した。
 また、得られた油組成物の冷却性、洗浄性、及び乾燥性を下記方法により評価した。
 <冷却性>
 試験条件
 試験装置:焼入試験機(商品名「IVFスマートクエンチ」、パーカー熱処理工業(株)製)
 試験時間:20秒間
 試験温度:200℃
 油組成物:1000mL
 試験方法
 熱電対入りプローブ(商品名「Kタイプ熱電対プローブ AD-1217」、エーアンドデイ社製)を電気炉で200℃まで加熱した。油組成物1000mLをビーカーに入れ、加熱したプローブを油組成物中に入れて20秒間静置し、最大冷却効率を測定し、下記基準に従って評価した。
 評価基準
 最大冷却効率
 ○:27℃/sec超
 ×:23℃/sec未満
 <洗浄性>
 試験条件
 撹拌装置:ホモジナイザー
 試験温度:25℃
 油組成物:100mL
 切屑添加量:シリコン切屑10g
 洗浄水量:300mL
 試験片:シリコンウェーハ(φ3インチ×厚さ0.8mm)
 試験方法
 油組成物とシリコン切屑をホモジナイザーに移し、回転数10000rpmで2分間撹拌した。撹拌終了後、シリコンウェーハの下50mmまでシリコン切屑を含む油組成物に15秒間含浸させ、1時間垂直状態で静置した。静置後、ジョウロ(水)を用いてシャワリング洗浄し、乾燥させて、シリコンウェーハ表面の汚れ状態を下記基準に従って評価した。
 評価基準
 ○:シリコンウェーハ表面に付着した汚れが5重量%以下
 ×:シリコンウェーハ表面に付着した汚れが5重量%超
 <乾燥性>
 試験方法
 油組成物100mLをビーカーに入れて350℃で1時間加熱処理を行った。加熱処理終了後、残存した灰分重量を測定し、下記基準に従って評価した。
 評価基準
 ○:乾燥後の残存灰分が1重量%以下
 ×:乾燥後の残存灰分が1重量%超
 上記結果を表1にまとめて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
※ノルマルパラフィン:SP値8.2(cal/cm30.5、沸点196~230℃
 芳香族ウレア:ビックケミー・ジャパン社製、商品名「BYK410」
 ステアリン酸イヌリン:千葉製粉(株)製、商品名「レオパールISL2」
 本願発明の潤滑用及び/又は洗浄用及び/又は冷却用油組成物は、サファイア、ガラス、セラミックス、シリコン、ネオジウム等の脆性材料を固定砥粒ワイヤソー等の高速回転切削機により切断加工する際の、潤滑性の付与、切屑の洗浄、加工熱の冷却を目的とした加工液などとして用いられる。

Claims (4)

  1.  下記式(1)
       R1-(CONH-R2n    (1)
    (式中、R1はベンゼン環を1個以上含むn価の芳香族炭化水素基、R2は炭素数6以上の脂肪族炭化水素基、nは3以上の整数を示す。n個のR2はそれぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。但し、nが4、R1がベンゼンから4個の水素原子を除いた基である場合は、4個のR2は全て同一の基、3種類の異なる基、又は4種類の異なる基の何れかである)
    で表される化合物(A)と油剤(B)を含む潤滑用及び/又は洗浄用及び/又は冷却用油組成物。
  2.  式(1)中のR1が、ベンゼン、ベンゾフェノン、ビフェニル、及びナフタレンから選択される芳香族炭化水素の構造式からn個の水素原子を除いた基である請求項1に記載の潤滑用及び/又は洗浄用及び/又は冷却用油組成物。
  3.  式(1)で表される化合物(A)を油組成物全量の0.5~10重量%含有する請求項1又は2に記載の潤滑用及び/又は洗浄用及び/又は冷却用油組成物。
  4.  下記式(1)
       R1-(CONH-R2n    (1)
    (式中、R1はベンゼン環を1個以上含むn価の芳香族炭化水素基、R2は炭素数6以上の脂肪族炭化水素基、nは3以上の整数を示す。n個のR2はそれぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。但し、nが4、R1がベンゼンから4個の水素原子を除いた基である場合は、4個のR2は全て同一の基、3種類の異なる基、又は4種類の異なる基の何れかである)
    で表される化合物(A)と油剤(B)を含む切断加工用油組成物。
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