WO2022044566A1 - 水溶性金属加工油剤 - Google Patents

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知晃 岡野
友彦 北村
秀人 上村
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出光興産株式会社
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    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/20Metal working
    • C10N2040/244Metal working of specific metals
    • C10N2040/246Iron or steel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2050/00Form in which the lubricant is applied to the material being lubricated
    • C10N2050/01Emulsions, colloids, or micelles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2050/00Form in which the lubricant is applied to the material being lubricated
    • C10N2050/01Emulsions, colloids, or micelles
    • C10N2050/011Oil-in-water

Definitions

  • the present invention relates to a water-soluble metal processing oil, a metal processing liquid obtained by mixing diluted water with the water-soluble metal processing oil, and a metal processing method for processing a work material made of metal by applying the metal processing liquid. ..
  • a metal processing liquid is used for the purpose of improving the workability of the work material and suppressing the wear of the processing tool.
  • the metal processing liquid includes an oil-based metal processing liquid containing oil such as mineral oil, synthetic oil, and animal and vegetable oil as a main component, and a water-soluble metal processing liquid in which a compound having surface activity is blended with the oil to impart water solubility.
  • oil-based metal processing liquid containing oil such as mineral oil, synthetic oil, and animal and vegetable oil as a main component
  • water-soluble metal processing liquid in which a compound having surface activity is blended with the oil to impart water solubility.
  • water-soluble metal processing liquids have come to be used for safety reasons such as low risk of fire.
  • Patent Document 1 describes 60 to 90% by weight of a base oil selected from the group consisting of water-soluble polyalkylene glycols, methoxypolyethylene glycols, and combinations of two or more thereof, and 5 to 20% by weight of glycols.
  • the invention of a concentrated metal processing fluid comprising ether, 0.01-5% by weight oil-soluble polyalkylene glycol and 0.2-6% by weight of additive is disclosed.
  • Patent Document 2 discloses an invention relating to a water-soluble processing oil containing methyldicyclohexylamine.
  • the present invention provides a water-soluble metalworking oil containing oil-soluble polyalkylene glycol as a base oil and having a content of water-soluble polyalkylene glycol and methoxypolyethylene glycol of a predetermined amount or less.
  • the present invention provides, for example, the following aspects [1] to [16].
  • [1] Contains a base oil (A) containing an oil-soluble polyalkylene glycol (A1), A water-soluble metalworking oil having a total content of water-soluble polyalkylene glycol and methoxypolyethylene glycol of less than 60% by mass based on the total amount excluding water.
  • the metal processing method according to the above [14], wherein the material to be processed has a member containing at least iron or aluminum.
  • the water-soluble metalworking oil according to a preferred embodiment of the present invention can be prepared into a metalworking liquid having excellent various properties such as processability by diluting with diluting water.
  • the upper limit value and the lower limit value can be arbitrarily combined.
  • the numerical range is described as “preferably 30 to 100, more preferably 40 to 80”
  • the range of "30 to 80” and the range of "40 to 100” are also described in the present specification. It is included in the numerical range.
  • the numerical range is described as "preferably 30 or more, more preferably 40 or more, preferably 100 or less, more preferably 80 or less”
  • the range and the range of "40-100” are also included in the numerical range described herein.
  • the description of "60 to 100” means that the range is "60 or more and 100 or less”.
  • the "metalworking oil” is a stock solution of a metalworking liquid before being diluted with diluted water to make a metalworking liquid, and is a suitable form for transportation and storage before being used for metalworking. .. Further, the “metalworking liquid” is obtained by adding diluted water to a metalworking oil which is a stock solution to dilute it, and is a suitable form when used for metalworking.
  • the "metalworking oil” and the “metalworking liquid” can also be distinguished by the water content, for example, as follows.
  • “Metalworking liquid” The content of water is more than 400 parts by mass with respect to 100 parts by mass of all the components other than water.
  • the water-soluble metalworking oil of the present invention contains a base oil (A) containing an oil-soluble polyalkylene glycol (hereinafter, also referred to as “oil-soluble PAG”) (A1), and is a water-soluble polyalkylene glycol (hereinafter, “water-soluble”). It is an oil agent in which the total content of (also referred to as “sexual PAG”) and methoxypolyethylene glycol (hereinafter, also referred to as “MPEG”) is adjusted to a predetermined content.
  • water-soluble means a solution at 25 ° C. prepared by adding 20 g of a target substance to 100 g of water at 25 ° C.
  • the component described as "water-soluble" is a component having the above-mentioned characteristics.
  • the total content of water-soluble PAG and MPEG is less than 60% by mass, less than 50% by mass, and less than 40% by mass based on the total amount (100% by mass) excluding water. , Less than 30% by mass, less than 20% by mass, less than 10% by mass, less than 5% by mass, less than 1% by mass, or less than 0.1% by mass.
  • the total content of the water-soluble PAG and MPEG is less than 10 parts by mass and less than 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the component (A1). It may be less than parts by mass, less than 0.1 parts by mass, less than 0.01 parts by mass, or less than 0.001 parts by mass.
  • the water-soluble metalworking oil according to one aspect of the present invention described above may further contain water (B).
  • water (B) By adjusting the content of water (B), it is possible to prepare an emulsion type oil agent classified into A1 type or a solve type oil agent classified into A2 type specified in JIS K2241: 2017. ..
  • the water-soluble metalworking oil agent according to one aspect of the present invention described above contains at least one selected from an amine compound (C), fatty acids (D), and a nonionic surfactant (E). Is preferable, at least the components (C) and (D) are more preferably contained, and it is further preferable to contain all of the components (C), (D) and (E).
  • the water-soluble metalworking oil according to one aspect of the present invention may contain components other than the components (A) to (E) as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the total content of the components (A) and (B) is preferably 20% by mass or more based on the total amount (100% by mass) of the water-soluble metal processing oil. More preferably 30% by mass or more, further preferably 40% by mass or more, still more preferably 45% by mass or more, particularly preferably 50% by mass or more, and 100% by mass or less, 95% by mass or less, 90% by mass.
  • it may be 85% by mass or less, 80% by mass or less, 75% by mass or less, 70% by mass or less, 65% by mass or less, or 60% by mass or less.
  • the total content of the components (A) to (D) is preferably 30% by mass or more based on the total amount (100% by mass) of the water-soluble metal processing oil. More preferably 40% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, still more preferably 60% by mass or more, still more preferably 70% by mass or more, particularly preferably 80% by mass or more, and 100% by mass or less. It may be 98% by mass or less, 95% by mass or less, 93% by mass or less, or 90% by mass or less.
  • the total content of the components (A) to (E) is preferably 35% by mass or more based on the total amount (100% by mass) of the water-soluble metal processing oil. It is preferably 45% by mass or more, more preferably 55% by mass or more, further preferably 65% by mass or more, still more preferably 75% by mass or more, particularly preferably 85% by mass or more, and 100% by mass or less, 98. It may be mass% or less, 96 mass% or less, or 94 mass% or less.
  • each component contained in the water-soluble metalworking oil according to one aspect of the present invention will be described.
  • the water-soluble metalworking oil of the present invention contains a base oil (A) containing an oil-soluble PAG (A1). Since the water-soluble metalworking oil of the present invention contains an oil-soluble PAG as the base oil, the workability of the metalworking liquid obtained by blending the water-soluble metalworking oil with diluted water can be improved.
  • the water-soluble metal processing oil which is the undiluted solution contains a sulfur-based extreme pressure agent. ..
  • the sulfur extreme pressure agent causes corrosion of the copper-containing member constituting the processing machine used for metal processing of the material to be processed.
  • the water-soluble metalworking oil of the present invention can be prepared into a metalworking liquid having excellent processability by containing the component (A1), even if it does not substantially contain a sulfur-based extreme pressure agent. Moreover, the problem of corrosion of the copper member can be avoided.
  • the component (A) used in one aspect of the present invention may contain a base oil (A2) other than the component (A1).
  • the content ratio of the component (A1) in the component (A) in the water-soluble metal processing oil according to one aspect of the present invention is. 10 to 100% by mass, 20 to 100% by mass, 30 to 100% by mass, 40 to 100% by mass, 50 to 100 based on the total amount (100% by mass) of the component (A) contained in the water-soluble metalworking oil.
  • Mass% 60-100% by mass, 70-100% by mass, 75-100% by mass, 80-100% by mass, 85-100% by mass, 90-100% by mass, 95-100% by mass, or 98-100% by mass. May be%.
  • the content of the component (A) is based on the total amount (100% by mass) of the water-soluble metal processing oil excluding water, and is a metal processing liquid having excellent workability. From the viewpoint of obtaining a water-soluble metal processing oil, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, still more preferably 0.5% by mass or more.
  • It is 0% by mass or more, particularly preferably 9.0% by mass or more, and may be 9.5% by mass or more, 10.0% by mass or more, 11.0% by mass or more, or 12.0% by mass or more. Further, it may be 100% by mass or less, 99% by mass or less, 95% by mass or less, 90% by mass or less, 85% by mass or less, 80% by mass or less, 75% by mass or less, or 70% by mass or less.
  • the content of the component (A) is 10% by mass based on the total amount (100% by mass) excluding water of the oil agent. % Or more, 15% by mass or more, 20% by mass or more, 30% by mass or more, 40% by mass or more, 45% by mass or more, or 50% by mass or more, and the upper limit is as described above.
  • the content of the component (A) is 60% by mass or less based on the total amount (100% by mass) excluding water of the oil agent. , 50% by mass or less, 40% by mass or less, 30% by mass or less, 25% by mass or less, or 20% by mass or less, and the lower limit is as described above.
  • the content of the component (A) can be a metal processing liquid having excellent workability based on the total amount (100% by mass) of the water-soluble metal processing oil.
  • it is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, and more. More preferably 0.5% by mass or more, further preferably 0.7% by mass or more, still more preferably 1.0% by mass or more, still more preferably 1.5% by mass or more, still more preferably 2.0% by mass or more, and more.
  • the content of the component (A) is 10% by mass or more based on the total amount (100% by mass) of the oil agent. It may be 15% by mass or more, 20% by mass or more, 30% by mass or more, 40% by mass or more, 45% by mass or more, or 50% by mass or more, and the upper limit is as described above.
  • the content of the component (A) is 60% by mass or less and 50% by mass based on the total amount (100% by mass) of the oil agent. % Or less, 40% by mass or less, 30% by mass or less, 25% by mass or less, 20% by mass or less, 15% by mass or less, or 10% by mass or less, and the lower limit is as described above.
  • Oil-soluble polyalkylene glycol (oil-soluble PAG) Oil-soluble polyalkylene glycol (oil-soluble PAG)
  • the component (A1) used in one embodiment of the present invention is not particularly limited as long as it is a polyalkylene glycol (PAG) having a structural unit derived from an alkylene oxide and exhibiting oil solubility.
  • PAG polyalkylene glycol
  • whether or not the target PAG is oil-soluble is determined by its miscibility with mineral oil classified into Group 1 of the API (American Petroleum Institute) base oil category.
  • a sample having a mass ratio of 10/90 or 90/10 in the content ratio [PAG / mineral oil] of the control PAG and the mineral oil classified into the above group 1 is prepared, and the sample and the standard are prepared.
  • the total light transmittance of the sample at 25 ° C. is measured, and if the following criteria (i) and (ii) are satisfied, it is judged to be an oil-soluble PAG.
  • the component described as "oil-soluble" is a component satisfying the above criteria (i) and (ii) unless otherwise specified.
  • Examples of the component (A1) used in one embodiment of the present invention include polymers having a structural unit derived from at least one of propylene oxide and butylene oxide, which are propylene oxide homopolymers, butylene oxide homopolymers, and propylene oxide / butylene oxide. Examples include copolymers.
  • the component (A1) may be used alone or in combination of two or more.
  • the kinematic viscosity of the component (A1) used in one aspect of the present invention at 40 ° C. is preferably 9 to 800 mm 2 / s, more preferably from the viewpoint of making a water-soluble metal processing oil that can be a metal processing liquid having excellent processability. Is 15 to 350 mm 2 / s, more preferably 20 to 250 mm 2 / s, even more preferably 23 to 180 mm 2 / s, even more preferably 25 to 100 mm 2 / s, even more preferably 28.8 to 90 mm 2 / s. s, particularly preferably 40-80 mm 2 / s.
  • the viscosity grades specified in ISO 3448 of the component (A1) used in one aspect of the present invention are VG10, VG15, VG22, VG32. , VG46, VG68, VG100, VG150, VG220, VG320, VG460, or VG680, more preferably VG22, VG32, VG46, VG68, or VG100, and more preferably VG32, VG46, or VG68. It is even more preferably VG46 or VG68, even more preferably VG68.
  • the content of the component (A1) is based on the total amount (100% by mass) of the water-soluble metal processing oil excluding water, resulting in a metal processing liquid having excellent workability.
  • a water-soluble metal processing oil preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, still more preferably 0.5% by mass or more.
  • the content of the component (A1) is 10% by mass based on the total amount (100% by mass) excluding water of the oil agent. % Or more, 15% by mass or more, 20% by mass or more, 30% by mass or more, 40% by mass or more, 45% by mass or more, or 50% by mass or more, and the upper limit is as described above.
  • the content of the component (A1) is 60% by mass or less based on the total amount (100% by mass) excluding water of the oil agent. , 50% by mass or less, 40% by mass or less, 30% by mass or less, 25% by mass or less, or 20% by mass or less, and the lower limit is as described above.
  • Base oil other than ingredient (A1) Base oil other than ingredient (A1)
  • Examples of the base oil (A2) other than the component (A1) used in one embodiment of the present invention include at least one selected from mineral oils and synthetic oils other than oil-soluble PAGs.
  • the above-mentioned water-soluble polyalkylene glycol (water-soluble PAG) and methoxypolyethylene glycol (MPEG) are also contained in the component (A2), but the total content of the water-soluble PAG and MPEG is as described above. It will be adjusted.
  • Mineral oils include, for example, normal pressure residual oil obtained by atmospheric distillation of crude oils such as paraffin crude oil, intermediate base crude oil, and naphthenic crude oil; and distillate oil obtained by vacuum distillation of these normal pressure residual oils. ; Refined oil obtained by subjecting the distillate oil to one or more refining treatments such as solvent removal, solvent extraction, hydrocracking, solvent dewaxing, catalytic dewaxing, and hydrorefining; and the like.
  • the synthetic oil examples include poly such as an ⁇ -olefin homopolymer or an ⁇ -olefin copolymer (for example, an ⁇ -olefin copolymer having 8 to 14 carbon atoms such as an ethylene- ⁇ -olefin copolymer).
  • Examples thereof include synthetic oil (GTL) obtained by isomerizing (GTL wax (Gas To Liquids WAX)).
  • the kinematic viscosity of the component (A2) used in one aspect of the present invention at 40 ° C. is preferably 2.0 to 150 mm 2 / s from the viewpoint of making a water-soluble metal processing oil that can be a metal processing liquid having excellent processability. It is more preferably 3.0 to 120 mm 2 / s, still more preferably 5.0 to 100 mm 2 / s, even more preferably 6.0 to 90 mm 2 / s, and particularly preferably 7.0 to 80 mm 2 / s. ..
  • the viscosity index of the component (A2) used in one embodiment of the present invention is preferably 70 or more, more preferably 80 or more, still more preferably 90 or more, still more preferably 100 or more, and particularly preferably 105 or more.
  • the water-soluble metalworking oil according to one aspect of the present invention may further contain water (B).
  • water (B) By using a water-soluble metalworking oil containing water, flame retardancy can be imparted to make it a non-dangerous substance, and handleability during storage can be improved.
  • the water as the component (B) used in one aspect of the present invention is not particularly limited, and may be, for example, distilled water, ion-exchanged water, tap water, industrial water, or the like.
  • the content of the component (B) is 400 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of all the components other than water in the water-soluble metalworking oil. It is preferably 1 to 350 parts by mass, more preferably 2 to 300 parts by mass, still more preferably 3 to 250 parts by mass, and even more preferably 5 to 200 parts by mass.
  • the content of the component (B) is 100 parts by mass of the total amount of the components other than water in the water-soluble metal processing oil agent.
  • the content of the component (B) is 100 parts by mass of the total amount of the components other than water in the water-soluble metal processing oil agent.
  • it may be 10 parts by mass or more, 30 parts by mass or more, 50 parts by mass or more, 60 parts by mass or more, 70 parts by mass or more, 80 parts by mass or more, 90 parts by mass or more, or 100 parts by mass or more.
  • the upper limit is as described above.
  • the content of the component (B) is preferably 1 to 99% by mass, more preferably 2 based on the total amount (100% by mass) of the water-soluble metalworking oil. It is ⁇ 90% by mass, more preferably 3 to 85% by mass, and even more preferably 5 to 80% by mass.
  • the content of the component (B) is 70 based on the total amount (100% by mass) of the water-soluble metal processing oil agent.
  • the content of the component (B) is 10 based on the total amount (100% by mass) of the water-soluble metal processing oil agent. It may be mass% or more, 15% by mass or more, 20% by mass or more, 25 parts by mass or more, 30% by mass or more, 35% by mass or more, 40% by mass or more, 45 parts by mass or more, or 50% by mass or more.
  • the upper limit is as described above.
  • the water-soluble metalworking oil according to one aspect of the present invention preferably further contains an amine compound (C).
  • the water-soluble metalworking oil containing the component (C) has a good emulsified state when diluted water is mixed to form a metalworking liquid, and has further improved antibacterial properties, rust resistance, processability and the like. It can be a metalworking liquid.
  • the component (C) may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the component (C) is preferably based on the total amount (100% by mass) of the water-soluble metal processing oil excluding water. It is 3 to 70% by mass, more preferably 5 to 60% by mass, further preferably 7 to 50% by mass, still more preferably 10 to 45% by mass, particularly preferably 12 to 40% by mass, and further 15% by mass.
  • the above may be 17% by mass or more, 20% by mass or more, 22% by mass or more, or 24% by mass or more, and 37% by mass or less, 35% by mass or less, 33% by mass or less, 31% by mass or less, 27% by mass. % Or less, or 25% by mass or less.
  • the content of the component (C) is preferably 2 based on the total amount (100% by mass) of the water-soluble metal processing oil. -40% by mass, more preferably 4 to 35% by mass, still more preferably 6 to 30% by mass, still more preferably 8 to 25% by mass, particularly preferably 10 to 20% by mass, and further preferably 11% by mass or more. , Or 12% by mass or more, and 18% by mass or less, or 16% by mass or less.
  • the content ratio [(C) / (A1)] of the component (C) to the component (A1) is preferably 0.01 to (A1) in terms of mass ratio. 30, more preferably 0.05 to 25, still more preferably 0.10 to 20, even more preferably 0.20 to 15, particularly preferably 0.25 to 9.0, and further preferably 0.28 or more.
  • the component (C) used in one embodiment of the present invention is a monoamine having one aminonitrogen atom in one molecule, a diamine having two aminonitrogen atoms in one molecule, and three aminonitrogen atoms in one molecule. It may be any of polyamines having two or more. However, the component (C) used in one embodiment of the present invention contains a monoamine from the viewpoint of making a water-soluble metal processing oil that can be a metal processing liquid having further improved antibacterial properties, rust preventive properties, processability and the like. Is preferable.
  • the content ratio of monoamine is preferably 50 to 100% by mass, more preferably 60 to 100% by mass, and more preferably 70 to 70, based on the total amount (100% by mass) of the component (C) contained in the water-soluble metal processing oil. 100% by mass, more preferably 75 to 100% by mass, still more preferably 80 to 100% by mass, still more preferably 85 to 100% by mass, still more preferably 90 to 100% by mass, still more preferably 95 to 100% by mass. Particularly preferably, it is 98 to 100% by mass.
  • the monoamine used as the component (C) in one aspect of the present invention includes a primary monoamine represented by the following formula (i) and a secondary monoamine represented by the following formula (ii) depending on the number of substituents R. , And a tertiary monoamine represented by the following formula (iii).
  • a water-soluble metalworking oil that can be a metalworking liquid with good emulsification and improved antibacterial, rustproof, processability, etc. when diluted water is mixed to make a metalworking liquid.
  • the component (C) used in one embodiment of the present invention preferably contains at least a tertiary monoamine, and more preferably contains at least one of a primary monoamine and a secondary monoamine and a tertiary monoamine. , At least secondary monoamines and tertiary monoamines are more preferably included.
  • R independently indicates a substituent.
  • the plurality of Rs may be the same or different from each other.
  • the substituent include an alkyl group, an alkyl group having a hydroxyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, a phenyl group, a benzyl group and the like.
  • the alkyl group may be a linear alkyl group or a branched chain alkyl group.
  • the number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1 to 30, more preferably 1 to 20, still more preferably 1 to 10, still more preferably 1 to 6, and particularly preferably 1 to 4.
  • Examples of the alkyl group having a hydroxyl group that can be selected as the substituent R include a group in which at least one hydrogen atom of the above-mentioned alkyl group is substituted with a hydroxyl group.
  • the alkyl group constituting the group may also be a linear alkyl group or a branched chain alkyl group.
  • the alkyl group having a hydroxyl group preferably has 1 to 30, more preferably 1 to 20, still more preferably 1 to 10, still more preferably 1 to 6, and particularly preferably 2 to 4.
  • Examples thereof include a tridecenyl group, a tetradecenyl group, a pentadecenyl group, a hexadecenyl group, an octadecenyl group and the like.
  • the alkenyl group may be a linear alkenyl group or a branched chain alkenyl group.
  • the carbon number of the alkenyl group is preferably 1 to 30, more preferably 1 to 20, still more preferably 1 to 10, still more preferably 1 to 6, and particularly preferably 1 to 3.
  • Examples of the cycloalkyl group that can be selected as the substituent R include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, an adamantyl group and the like.
  • the component (C) used in one embodiment of the present invention is a metal having a good emulsified state and further improved antibacterial property, rust resistance, processability, etc. when diluted water is mixed to prepare a metal processing solution.
  • an alkanolamine having at least one alkyl group having a hydroxyl group examples include a primary alkanolamine in which R in the formula (i) is an alkyl group having a hydroxyl group, and a secondary alkanol in which at least one of R in the formula (ii) is an alkyl group having a hydroxyl group.
  • Examples thereof include amines and tertiary alkanolamines in which at least one of R in the formula (iii) is an alkyl group having a hydroxyl group.
  • Examples of the primary alkanolamine include ethanolamine, propanolamine, butanolamine, 2-amino-2-methyl-1-propanol and the like.
  • Examples of the secondary alkanolamine include N-methylethanolamine, N-ethylethanolamine, N-propylethanolamine, N-butylethanolamine, N-octylethanolamine, N-stearylethanolamine and N-oleylethanol.
  • Monoethanolamines such as amines, N-cyclohexylethanolamines, N-phenylethanolamines, N-benzylethanolamines; N-methylpropanolamines, N-ethylpropanolamines, N-propylpropanolamines, N-butylpropanolamines, N -Monopropanol amines such as octylpropanolamine, N-stearylpropanolamine, N-oleylpropanolamine, N-cyclohexylpropanolamine, N-phenylpropanolamine, N-benzylpropanolamine; diethanolamine, dipropanolamine and the like can be mentioned.
  • tertiary alkanolamine examples include N-dimethylethanolamine, N-diethylethanolamine, N-dipropylethanolamine, N-dibutylethanolamine, N-dioctylethanolamine, N-distearylethanolamine, and N-.
  • Monoethanolamine such as dioleylethanolamine, N-dicyclohexylethanolamine, N-diphenylethanolamine, N-dibenzylethanolamine; N-dimethylpropanolamine, N-diethylpropanolamine, N-dipropylpropanolamine, N- Monopropanolamines such as dibutylpropanolamine, N-dioctylpropanolamine, N-distearylpropanolamine, N-diorail propanolamine, N-dicyclohexylpropanolamine, N-diphenylpropanolamine, N-dibenzylpropanolamine; N- Diethanolamines such as methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N-propyldiethanolamine, N-butyldiethanolamine, N-octyldiethanolamine, N-stearyldiethanolamine, N-oleyld
  • a water-soluble metal processing oil that can be a metal processing liquid that has a good emulsified state and further improved antibacterial, rust-preventive, processability, etc. when diluted water is mixed to make a metal processing liquid.
  • the component (C) used in one embodiment of the present invention preferably contains at least a tertiary alkanolamine, and at least one of a primary alkanolamine and a secondary alkanolamine and a tertiary alkanolamine. It is more preferable to contain at least a secondary alkanolamine and a tertiary alkanolamine.
  • the content ratio of alkanolamine is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and more preferably 20% by mass based on the total amount (100% by mass) of the component (C) contained in the water-soluble metal processing oil.
  • the above is more preferably 30% by mass or more, further preferably 35% by mass or more, particularly preferably 40% by mass or more, and further preferably 45% by mass or more, 50% by mass or more, or 55% by mass or more. Further, it may be 100% by mass or less, 95% by mass or less, 90% by mass or less, 85% by mass or less, 80% by mass or less, 75% by mass or less, 70% by mass or less, or 65% by mass or less.
  • the component (C) used in one embodiment of the present invention preferably contains an alicyclic amine.
  • the alicyclic amine is a primary alicyclic amine in which R in the formula (i) is a cycloalkyl group, and a secondary alicyclic amine in which at least one of R in the formula (ii) is a cycloalkyl group. Examples thereof include a cyclic amine and a tertiary alicyclic amine in which at least one of R in the formula (iii) is a cycloalkyl group.
  • Examples of the primary alicyclic amine include N-cyclohexylamine and the like.
  • Examples of the secondary alicyclic amine include monocyclohexylamines such as N-methylcyclohexylamine, N-ethylcyclohexylamine, N-propylcyclohexylamine and N-oleylcyclohexylamine; N-cyclohexylethanolamine and N-cyclohexyl.
  • Monocyclohexylalkanolamines such as propanolamine; N-dicyclohexylamines and the like can be mentioned.
  • tertiary alicyclic amine examples include dialkyl monocyclohexylamines such as N-dimethylcyclohexylamine, N-diethylcyclohexylamine, N-dipropylcyclohexylamine, N-diorailcyclohexylamine and N-dicyclohexylamine; -Monocyclohexyldialkanolamines such as cyclohexyldiethanolamine and N-cyclohexyldipropanolamine; monoalkyldicyclohexylamines such as N-methyldicyclohexylamine, N-ethyldicyclohexylamine, N-propyldicyclohexylamine and N-oleyldicyclohexylamine; N- Dicyclohexylalkanolamines such as dicyclohexylethanolamine and N-dicyclohexylpropanolamine; tri
  • the component (C) preferably contains one or more selected from dialkyl monocyclohexylamine and monoalkyldicyclohexylamine. , More preferably containing monoalkyldicyclohexylamine.
  • the component (C) may contain one or more selected from monocyclohexyldialkanolamine and dicyclohexylalkanolamine. It is preferable to contain monocyclohexyldialkanolamine.
  • the content ratio of the alicyclic amine is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, still more preferably 25, based on the total amount (100% by mass) of the component (C) contained in the water-soluble metal processing oil.
  • mass or more more preferably 30% by mass or more, particularly preferably 35% by mass or more, further 37% by mass or more, or 40% by mass or more, and 100% by mass or less, 95% by mass or less.
  • the water-soluble metalworking oil according to one aspect of the present invention may contain amines (including diamines and polyamines) other than alkanolamines and alicyclic amines as the component (C).
  • the content of other amines is 0 to 50% by mass, 0 to 40% by mass, 0 to 30% by mass, 0 based on the total amount (100% by mass) of the component (C) contained in the water-soluble metal processing oil. ⁇ 20% by mass, 0 to 10% by mass, 0 to 5.0% by mass, 0 to 2.0% by mass, 0 to 1.0% by mass, 0 to 0.10% by mass, 0 to 0.01% by mass. , 0 to 0.001% by mass, 0 to 0.0001% by mass, or 0 to 0.00001% by mass.
  • the water-soluble metalworking oil according to one aspect of the present invention preferably further contains fatty acids (D).
  • fatty acids (D) By containing the component (D), it is possible to obtain a water-soluble metal processing oil which can be a metal processing liquid having further improved emulsion stability, rust prevention, processability and the like.
  • the component (D) may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the component (D) is preferably based on the total amount (100% by mass) of the water-soluble metal processing oil excluding water. It is 5 to 70% by mass, more preferably 7 to 60% by mass, further preferably 10 to 50% by mass, still more preferably 13 to 45% by mass, particularly preferably 16 to 40% by mass, and further 18% by mass. As mentioned above, it may be 20% by mass or more, 22% by mass or more, or 25% by mass or more, and may be 38% by mass or less, 35% by mass or less, or 32% by mass or less.
  • the content of the component (D) is preferably 2 based on the total amount (100% by mass) of the water-soluble metal processing oil. -60% by mass, more preferably 3 to 50% by mass, further preferably 5 to 40% by mass, still more preferably 7 to 30% by mass, particularly preferably 9 to 25% by mass, and further 10% by mass or more. , 12% by mass or more, or 14% by mass or more, and may be 22% by mass or less, 20% by mass or less, or 18% by mass or less.
  • the content ratio [(D) / (A1)] of the component (D) to the component (A1) is preferably 0.01 to (A1) in terms of mass ratio. 30, more preferably 0.05 to 25, more preferably 0.10 to 20, still more preferably 0.20 to 15, still more preferably 0.25 to 12.0, particularly preferably 0.30 to 8. It is 0, and further, 0.32 or more, 0.35 or more, 0.50 or more, 0.70 or more, 0.90 or more, 1.00 or more, 1.20 or more, 1.40 or more, or 1.50.
  • the above may be applied, and 7.0 or less, 6.0 or less, 5.0 or less, 4.5 or less, 4.0 or less, 3.8 or less, 3.6 or less, 3.4 or less, 3.2 or less.
  • it may be 3.0 or less, 2.8 or less, 2.6 or less, or 2.4 or less.
  • the component (C) and the component from the viewpoint of making a water-soluble metal processing oil that can be a metal processing liquid having good undiluted stability of the oil and further improved workability is preferably 0.01 to 5.0, more preferably 0.05 to 4.0, and more preferably 0.1 in terms of mass ratio. ⁇ 3.0, more preferably 0.2 to 2.5, still more preferably 0.3 to 2.0, particularly preferably 0.5 to 1.5, and further 0.6 or more, 0. It may be 65 or more, 0.7 or more, 0.75 or more, or 0.8 or more, and may be 1.4 or less, 1.3 or less, 1.2 or less, or 1.15 or less.
  • Examples of the component (D) used in one embodiment of the present invention include fatty acids, hydroxy fatty acids, aliphatic dicarboxylic acids, fatty acid dimer acids, and polymerized fatty acids of hydroxy unsaturated fatty acids.
  • fatty acid examples include octanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, decanoic acid, neodecanoic acid, undecanoic acid, dodecanoic acid, tridecanoic acid, pentadecanoic acid, heptadecanoic acid, nonadecanoic acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid and arakin.
  • Saturated aliphatic monocarboxylic acids such as acids, behenic acids and isostearic acids, and octenoic acid, nonenic acid, decenoic acid, undecenoic acid, oleic acid, ellagic acid, erucic acid, nervonic acid, linoleic acid, ⁇ -linolenic acid, Examples thereof include unsaturated aliphatic monocarboxylic acids such as arachidonic acid, ⁇ -linolenic acid, stearidonic acid, eicosapentaenoic acid and docosahexaenoic acid.
  • a mixture of unsaturated fatty acids such as tall oil fatty acid, soybean oil fatty acid, palm oil fatty acid, flaxseed oil fatty acid, rice bran oil fatty acid, and cottonseed oil fatty acid may be used.
  • the number of carbon atoms of the fatty acid is preferably 8 to 30, more preferably 10 to 25, and even more preferably 10 to 20.
  • hydroxy fatty acid examples include hydroxylauric acid, hydroxymyristic acid, hydroxypalmitic acid, hydroxystearic acid, hydroxyarakinic acid, hydroxybehenic acid, hydroxyoctadecenoic acid and the like.
  • the number of carbon atoms of the hydroxy fatty acid is preferably 8 to 30, more preferably 10 to 25, and even more preferably 10 to 20.
  • aliphatic dicarboxylic acid examples include saturated aliphatic dicarboxylic acids such as sebacic acid, dodecanedioic acid, dodecylsuccinic acid, laurylsuccinic acid, stearylsuccinic acid, and isostearylsuccinic acid.
  • the carbon number of the aliphatic dicarboxylic acid is preferably 8 to 30, more preferably 10 to 25, and even more preferably 10 to 20.
  • hydroxy unsaturated fatty acid constituting the polymerd fatty acid of the hydroxy unsaturated fatty acid examples include ricinoleic acid (12-hydroxyoctadeca-9-enonic acid). Further, a fatty acid mixture containing ricinoleic acid such as castor oil may be used.
  • a condensed fatty acid which is a dehydrated polycondensate of the hydroxy unsaturated fatty acid for example, a castor oil polymerized fatty acid which is a dehydrated condensate of a fatty acid mixture containing lysynolic acid as a main component
  • the component (D) used in one embodiment of the present invention is one or more (preferably two or more, more preferably two or more) selected from polymerized fatty acids of unsaturated aliphatic monocarboxylic acid, saturated aliphatic dicarboxylic acid, and hydroxy unsaturated fatty acid. 3 or more) is preferably contained, and at least all of the unsaturated aliphatic monocarboxylic acid, the saturated aliphatic dicarboxylic acid, and the polymerized fatty acid of the hydroxy unsaturated fatty acid are more preferably contained.
  • the acid value of the component (D) is usually 0 mgKOH / g or more, preferably 10 to 100 mgKOH / g, more preferably 10 to 100 mgKOH / g, from the viewpoint of making a water-soluble metalworking oil that can be a metalworking liquid with further improved workability. Is 20 to 90 mgKOH / g, more preferably 30 to 80 mgKOH / g.
  • the hydroxyl value of the component (D) is preferably 0 to 80 mgKOH / g, more preferably 0 to 60 mgKOH / g, and even more preferably 0 to 40 mgKOH / g.
  • the ratio [acid value / hydroxyl value] of the acid value of the component (D) to the hydroxyl value is preferably 1.5 to 15, more preferably 2.0 to 10, and even more preferably 2.5 to. It is 9.5.
  • the saponification value of the component (D) is preferably 180 to 220 mgKOH / g, more preferably 190 to 210 mgKOH / g, and even more preferably 195 to 205 mgKOH / g.
  • the acid value means a value measured according to JIS K2501: 2003 (indicator photometric titration method)
  • the hydroxyl value means a value measured according to JIS K0070: 1992.
  • Titration value means a value measured based on JIS K2503: 1996.
  • the water-soluble metalworking oil according to one aspect of the present invention preferably further contains a nonionic surfactant (E).
  • a nonionic surfactant (E) By containing the component (E), it is possible to obtain a water-soluble metal processing oil which can be a metal processing liquid having further improved emulsion stability and processability.
  • the component (E) may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the component (E) is preferably 0.5 based on the total amount (100% by mass) of the water-soluble metal processing oil excluding water. ⁇ 35.0% by mass, more preferably 1.0 to 30.0% by mass, still more preferably 1.2 to 25.0% by mass, still more preferably 1.5 to 20.0% by mass, particularly preferably. It is 1.7 to 16.0% by mass.
  • the content of the component (E) is based on the total amount (100% by mass) of the water-soluble metal processing oil agent excluding water.
  • the content of the component (E) is based on the total amount (100% by mass) of the water-soluble metal processing oil agent excluding water.
  • the content of the component (E) is preferably 0.1 to 15. Based on the total amount (100% by mass) of the water-soluble metal processing oil. 0% by mass, more preferably 0.2 to 12.0% by mass, still more preferably 0.3 to 10.0% by mass, still more preferably 0.5 to 8.0% by mass, particularly preferably 0.7. It is about 6.0% by mass.
  • the content of the component (E) is 5 based on the total amount (100% by mass) of the water-soluble metalworking oil agent.
  • the content of the component (E) is 1.0 based on the total amount (100% by mass) of the water-soluble metal processing oil agent. Mass% or more, 1.2% by mass or more, 1.5% by mass or more, 2.0% by mass or more, 2.5% by mass or more, 3.0% by mass or more, 3.5% by mass or more, or 4.0 It may be mass% or more, and the upper limit is as described above.
  • the HLB of the component (E) used in one embodiment of the present invention is preferably 6.0 or more, more preferably 6.0 or more, from the viewpoint of making a water-soluble metal processing oil which can be a metal processing liquid having further improved emulsion stability and processability.
  • HLB means the value calculated by the Griffin method.
  • Examples of the component (E) used in one embodiment of the present invention include alkylene glycol, polyoxyalkylene alkyl ether, polyoxyalkylene aryl ether, polyoxyalkylene alkylamine (cocoamine alkylene oxide adduct), and alkylphenol alkylene oxide adduct. , Higher alcohol alkylene oxide adducts, polyoxyalkylene fatty acid esters, glycerin and pentaerythritol fatty acid esters, sucrose fatty acid esters, polyhydric alcohol polyoxyalkylene adduct fatty acid esters, alkyl polyglycosides, fatty acid alkanolamides, etc. Can be mentioned.
  • the component (E) used in one embodiment of the present invention is a polyoxyalkylene alkyl ether and a poly from the viewpoint of making a water-soluble metal processing oil which can be a metal processing liquid having further improved emulsion stability and processability. It is preferable to contain one or more selected from oxyalkylene alkyl amines.
  • the total content of the polyoxyalkylene alkyl ether and the polyoxyalkylene alkyl amine is preferably 50 to 100% by mass, more preferably 50 to 100% by mass, based on the total amount (100% by mass) of the component (E) contained in the water-soluble metalworking oil. It is 70 to 100% by mass, more preferably 80 to 100% by mass, still more preferably 90 to 100% by mass, and particularly preferably 95 to 100% by mass.
  • the water-soluble metalworking oil of the present invention contains an oil-soluble PAG (A1) as the base oil (A), it is excellent even if it does not contain a sulfur-based extreme pressure agent that causes corrosion of members containing copper. It is possible to prepare a metal processing liquid having a high workability. Therefore, from the viewpoint of making a water-soluble metal processing oil that can be a metal processing liquid having a high effect of suppressing corrosion of members containing copper, the water-soluble metal processing oil according to one aspect of the present invention is substantially a sulfur-based extreme pressure agent. It is preferable not to contain it.
  • the sulfur-based extreme pressure agent include olefin sulfide, lard sulfide, alkylpolysulfide, and fatty acid sulfide.
  • substantially free of sulfur-based extreme pressure agent is a provision denying the mode of containing a sulfur-based extreme pressure agent for a predetermined purpose, and is used as an impurity of other components. It is not a rule to deny the mode in which a sulfur-based extreme pressure agent is unintentionally mixed and contained. However, even considering the mode in which the sulfur-based extreme pressure agent is unintentionally mixed in, the viewpoint of making a water-soluble metal processing oil that can be a metal processing liquid having a high effect of suppressing corrosion of members containing copper is obtained. Therefore, the content of the sulfur-based extreme pressure agent is preferably as small as possible.
  • the content of the specific sulfur-based extreme pressure agent is preferably less than 10 parts by mass, more preferably less than 1 part by mass, based on 100 parts by mass of the total amount of the component (A1) contained in the water-soluble metalworking oil. It is more preferably less than 0.1 parts by mass, still more preferably less than 0.01 parts by mass, and particularly preferably less than 0.001 parts by mass.
  • the water-soluble metalworking oil according to one aspect of the present invention may further contain various additives other than the above-mentioned components (A) to (E), if necessary, as long as the effects of the present invention are not impaired. good.
  • additives include anionic surfactants, cationic surfactants, petroleum sulfonates, non-sulfur-based extreme pressure agents, metal deactivators, emulsification aids, antibacterial agents, and defoamers.
  • foaming agents antioxidants, oily agents and the like.
  • the content of each of these various additives is appropriately set depending on the type and function of each component, and the water of the water-soluble metalworking oil is used. Based on the total amount (100% by mass) excluding, preferably 0.001 to 50% by mass, more preferably 0.01 to 40% by mass, still more preferably 0.07 to 30% by mass, still more preferably 0.1 to 0.1. It is 20% by mass.
  • the content of each of these various additives is appropriately set depending on the type and function of each component, but the total amount of the water-soluble metalworking oil ( 100% by mass), preferably 0.001 to 25% by mass, more preferably 0.01 to 20% by mass, still more preferably 0.03 to 15% by mass, still more preferably 0.05 to 10% by mass. Is.
  • anionic surfactant examples include polyoxyethylene alkyl ether carboxylic acid, polyoxyethylene alkyl ether phosphoric acid, alkylbenzene sulfonic acid, ⁇ -olefin sulfonic acid, and salts thereof.
  • the acid value of the anionic surfactant is preferably 20 to 250 mgKOH / g, more preferably 30 to 200 mgKOH / g, still more preferably 40 to 190 mgKOH / g, and even more preferably 50 to 180 mgKOH / g.
  • the cationic surfactant include an alkyltrimethylammonium salt, a dialkyldimethylammonium salt, an alkyldimethylbenzylammonium salt and the like.
  • Examples of petroleum sulfonates include calcium sulfonates, sodium sulfonates, magnesium sulfonates and the like.
  • non-sulfur-based extreme pressure agents include chlorine-based extreme pressure agents such as chlorinated paraffins, chlorinated fatty acids, and chlorinated fatty oils; Phosphorus-based, phosphorus-based extreme pressure agents such as tricresyl phosphate; and the like can be mentioned.
  • metal inactivating agent examples include benzotriazole, imidazoline, pyrimidine derivative, thiadiazole and the like.
  • emulsifying aid examples include unsaturated fatty acid esters such as methyl oleate, ethyl oleate, and propyl oleate; aromatic alcohols such as 2-phenoxyethanol and 2-phenylethyl alcohol; and the like.
  • antibacterial agent examples include isothiazolin-based compounds, triazine-based compounds, alkylbenzimidazole-based compounds, metal pyrithione salts, and the like.
  • defoaming agent examples include silicone-based defoaming agents, fluorosilicone-based defoaming agents, and polyacrylates.
  • antioxidants examples include amine-based antioxidants such as alkylated diphenylamine, phenylnaphthylamine, and alkylated phenylnaphthylamine; 2,6-di-t-butylphenol, 4,4'-methylenebis (2,6-g-t-). Butylphenol), isooctyl-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, n-octadecyl-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, etc. Phenolic antioxidants; etc.
  • oily agent examples include alcohols such as lauryl alcohol, myristyl alcohol, palmityl alcohol, stearyl alcohol, and oleyl alcohol.
  • the method for producing the water-soluble metalworking oil according to one aspect of the present invention is not particularly limited, and the above-mentioned component (A),, if necessary, the components (B) to (E) and various other additives are blended. It is preferable that the method has a step of performing. The order of blending each component can be appropriately set.
  • the acid value of the water-soluble metalworking oil according to one aspect of the present invention is preferably 10 to 70 mgKOH / g, more preferably 15 to 60 mgKOH / g, still more preferably 20 to 50 mgKOH / g, still more preferably 25 to 40 mgKOH / g. g.
  • the base value of the water-soluble metalworking oil according to one aspect of the present invention is preferably 10 to 100 mgKOH / g, more preferably 20 to 90 mgKOH / g, still more preferably 30 to 80 mgKOH / g, still more preferably 40 to 70 mgKOH / g. g.
  • the base value means a value measured according to JIS K2501: 2003 (hydrochloric acid method).
  • the ratio [base value / acid value] of the base value to the acid value of the water-soluble metalworking oil according to one aspect of the present invention is preferably 1.0 to 4.0, more preferably 1.1 to 3.5. It is more preferably 1.3 to 3.2, still more preferably 1.5 to 3.0, and particularly preferably 1.7 to 2.8.
  • the ratio is 1.0 or more, a water-soluble metalworking oil having good putrefaction resistance can be obtained.
  • the ratio is 4.0 or less, the irritation to the skin of the human body can be reduced, which is preferable in terms of handleability.
  • the metalworking liquid of the present invention is obtained by using the above-mentioned metalworking oil agent of one aspect of the present invention as a stock solution and mixing diluted water with the metalworking oil agent.
  • the diluted water may be, for example, distilled water, ion-exchanged water, tap water, industrial water, or the like.
  • the blending amount of the diluted water when preparing the metalworking liquid is more than 400 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the components other than water of the water-soluble metalworking oil, but the desired dilution concentration is obtained. It is preferable to make appropriate adjustments.
  • the diluted concentration of the metal processing liquid according to one aspect of the present invention is preferably 1 to 50% by volume, more preferably 3 to 40% by volume, and further preferably 5 to 20% by volume.
  • the metal processing liquid of one preferred embodiment of the present invention has excellent workability as compared with the conventional metal processing liquid, and can be suitably used for metal processing. Further, the metal processing liquid of one preferred embodiment of the present invention can exhibit excellent processability even if it does not contain a sulfur-based extreme pressure agent. Therefore, it is possible to effectively suppress the corrosion of the copper-containing member constituting the processing machine, which is caused by the sulfur-based extreme pressure agent.
  • the work material to be processed using the metal processing liquid of one aspect of the present invention is not particularly limited, but is iron, titanium, aluminum, titanium alloy, alloy steel, nickel-based alloy, niobium alloy, tantalum alloy, molybdenum alloy. , Tungsten alloys, stainless steels, aluminum alloys, and materials made of metals selected from the group consisting of high manganese steels are particularly suitable. Among these, it is particularly suitable for a work material having a member containing at least iron or aluminum.
  • the present invention may also provide the following [1] and [2].
  • [1] A method of use in which the above-mentioned metal processing liquid of one aspect of the present invention is applied to the processing of a work material made of metal.
  • [2] A metal processing method for processing a work material made of metal by applying the above-mentioned metal processing liquid according to one aspect of the present invention.
  • the work material described in the above [1] and [2] is as described above, but a work material having a member containing at least iron or aluminum is suitable. Further, according to the methods described in [1] and [2] above, it is possible to suppress corrosion of members containing copper constituting the processing machine used for processing the work material.
  • the metal processing liquid is prepared by mixing diluted water with the water-soluble metal processing oil of one aspect of the present invention. It is used by supplying it to the work material and bringing it into contact with the work material. The metal processing liquid lubricates between the work material and the processing tool. Furthermore, it is also used for removing chips, preventing rust on the work material, cooling tools and the work material, and the like.
  • Oil-soluble PAG (a-1) An oil-soluble polyalkylene glycol conforming to VG32 having a viscosity grade specified by ISO 3448.
  • Oil-soluble PAG (a-2) An oil-soluble polyalkylene glycol conforming to VG46 having a viscosity grade specified by ISO 3448.
  • Oil-soluble PAG (a-3) An oil-soluble polyalkylene glycol conforming to VG68 having a viscosity grade specified by ISO 3448.
  • the metal processing liquid prepared by diluting the water-soluble metal processing oils of Examples 1 to 8 has suppressed copper plate corrosion in both the solve type and the emulsion type, and has good workability. It was good.
  • the metalworking liquid prepared by diluting the water-soluble metalworking oils of Comparative Examples 1 to 4 was inferior in at least one of the effect of suppressing copper plate corrosion and the workability.

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Abstract

油溶性ポリアルキレングリコール(A1)を含む基油(A)を含有し、水溶性ポリアルキレングリコール及びメトキシポリエチレングリコールの合計含有量が、水を除く全量基準で60質量%未満である、水溶性金属加工油剤を提供する。

Description

水溶性金属加工油剤
 本発明は、水溶性金属加工油剤、当該水溶性金属加工油剤に希釈水を配合してなる金属加工液、及び、金属加工液を適用して金属からなる被加工材を加工する金属加工方法に関する。
 切削加工や研削加工等の金属加工分野では、被加工材の加工性を向上させると共に、加工工具の磨耗抑制を目的として、金属加工液が使用される。
 金属加工液には、鉱油、合成油、動植物油等の油分を主成分した油性金属加工液と、油分に界面活性を有する化合物を配合して水溶性を付与した水溶性金属加工液がある。近年では、火災の危険性が低い等の安全性の理由から、水溶性金属加工液が用いられるようになってきている。
 例えば、特許文献1には、水溶性ポリアルキレングリコール、メトキシポリエチレングリコール、及びそれらの2種以上の組み合わせからなる群から選択される60~90重量%の基油と、5~20重量%のグリコールエーテルと、0.01~5重量%の油溶性ポリアルキレングリコールと、0.2~6重量%の添加剤とを含む、濃縮金属加工流体に関する発明が開示されている。
 また、特許文献2には、メチルジシクロヘキシルアミンを配合してなる水溶性加工油剤に関する発明が開示されている。
国際公開第2014/089766号 国際公開第2010/113594号
 このような状況下、例えば、エマルション型やソルブル型の油剤としても、従来に比べて、金属加工により適用し易くなるよう各種性能を改善させた新規な水溶性金属加工油剤が求められている。
 本発明は、基油として、油溶性ポリアルキレングリコールを含み、水溶性ポリアルキレングリコール及びメトキシポリエチレングリコールの含有量を所定量以下とした水溶性金属加工油剤を提供する。具体的には、本発明は、例えば、下記態様[1]~[16]を提供する。
[1]油溶性ポリアルキレングリコール(A1)を含む基油(A)を含有し、
 水溶性ポリアルキレングリコール及びメトキシポリエチレングリコールの合計含有量が、水を除く全量基準で60質量%未満である、水溶性金属加工油剤。
[2]水溶性ポリアルキレングリコール及びメトキシポリエチレングリコールの合計含有量が、成分(A1)の全量100質量部に対して、10質量部未満である、上記[1]に記載の水溶性金属加工油剤。
[3]硫黄系極圧剤を実質的に含有しない、上記[1]又は[2]に記載の水溶性金属加工油剤。
[4]さらに水(B)を含有する、上記[1]~[3]のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油剤。
[5]成分(A)中の成分(A1)の含有割合が、前記水溶性金属加工油剤に含まれる成分(A)の全量基準で、10~100質量%である、上記[1]~[4]のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油剤。
[6]成分(A1)の含有量が、前記水溶性金属加工油剤の水を除く全量基準で、0.01質量%以上である、上記[1]~[5]のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油剤。
[7]さらにアミン系化合物(C)を含有する、上記[1]~[6]のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油剤。
[8]さらに脂肪酸類(D)を含有する、上記[1]~[7]のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油剤。
[9]さらに非イオン性界面活性剤(E)を含有する、上記[1]~[8]のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油剤。
[10]JIS K2241:2017で規定するA1種に分類されるエマルション型の油剤である、上記[1]~[9]のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油剤。
[11]JIS K2241:2017で規定するA2種に分類されるソルブル型の油剤である、上記[1]~[9]のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油剤。
[12]油溶性ポリアルキレングリコール(A1)を含む基油(A)を含有し、
 水溶性ポリアルキレングリコール及びメトキシポリエチレングリコールの合計含有量が、成分(A)の全量100質量部に対して、10質量部未満である、水溶性金属加工油剤。
[13]上記[1]~[12]のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油剤に、希釈水を配合してなる、金属加工液。
[14]上記[13]に記載の金属加工液を適用して、金属からなる被加工材を加工する、金属加工方法。
[15]前記被加工材が、鉄又はアルミニウムを少なくとも含む部材を有する、上記[14]に記載の金属加工方法。
[16]前記被加工材の加工に用いる加工機を構成する銅を含む部材の腐食を抑制する、上記[14]又は[15]に記載の金属加工方法。
 本発明の好適な一態様の水溶性金属加工油剤は、希釈水で希釈することで、加工性等の各種特性に優れた金属加工液に調製可能である。
 本明細書に記載された数値範囲については、上限値及び下限値を任意に組み合わせることができる。例えば、数値範囲として「好ましくは30~100、より好ましくは40~80」と記載されている場合、「30~80」との範囲や「40~100」との範囲も、本明細書に記載された数値範囲に含まれる。また、例えば、数値範囲として「好ましくは30以上、より好ましくは40以上であり、また、好ましくは100以下、より好ましくは80以下である」と記載されている場合、「30~80」との範囲や「40~100」との範囲も、本明細書に記載された数値範囲に含まれる。
 加えて、本明細書に記載された数値範囲として、例えば「60~100」との記載は、「60以上、100以下」という範囲であることを意味する。
 本明細書において、「金属加工油剤」は、希釈水で希釈して金属加工液とする前の金属加工液の原液であって、金属加工に用いる前の輸送時や保管時には好適な形態である。また、「金属加工液」は、原液である金属加工油剤に希釈水を加えて希釈したものであって、金属加工に使用する際に好適な形態である。
 「金属加工油剤」と「金属加工液」とは、例えば、以下のように、水の含有量によって区別することもできる。
・「金属加工油剤」:水の含有量が、水以外の成分の全量100質量部に対して0質量部以上400質量部以下である。
・「金属加工液」:水の含有量が、水以外の成分の全量100質量部に対して、400質量部超である。
〔水溶性金属加工油剤の構成〕
 本発明の水溶性金属加工油剤は、油溶性ポリアルキレングリコール(以下、「油溶性PAG」ともいう)(A1)を含む基油(A)を含有し、水溶性ポリアルキレングリコール(以下、「水溶性PAG」ともいう)及びメトキシポリエチレングリコール(以下、「MPEG」ともいう)の合計含有量を所定の含有量になるように調整した油剤である。
 なお、本明細書において、「水溶性」とは、25℃の水100gへの溶解量が20g以上であって、25℃の水100gに対象物質を20g添加して調製した25℃の溶液の全光線透過率が90%以上である成分を意味する。
 なお、本明細書の以下の記載において、「水溶性」と記載された成分は、上記の特性を有する成分である。
 本発明の一態様の水溶性金属加工油剤において、水溶性PAG及びMPEGの合計含有量は、水を除く全量(100質量%)基準で、60質量%未満、50質量%未満、40質量%未満、30質量%未満、20質量%未満、10質量%未満、5質量%未満、1質量%未満、又は0.1質量%未満としてもよい。
 また、本発明の一態様の水溶性金属加工油剤において、水溶性PAG及びMPEGの合計含有量は、成分(A1)の全量100質量部に対して、10質量部未満、5質量部未満、1質量部未満、0.1質量部未満、0.01質量部未満、又は0.001質量部未満としてもよい。
 上述の本発明の一態様の水溶性金属加工油剤は、さらに水(B)を含有してもよい。水(B)の含有量を調整することで、JIS K2241:2017で規定する、A1種に分類されるエマルション型の油剤、もしくは、A2種に分類されるソルブル型の油剤に調製することができる。
 また、上述の本発明の一態様の水溶性金属加工油剤は、アミン系化合物(C)、脂肪酸類(D)、及び非イオン性界面活性剤(E)から選ばれる1種以上を含有することが好ましく、少なくとも成分(C)及び(D)を含有することがより好ましく、成分(C)、(D)及び(E)のすべてを含有することが更に好ましい。
 なお、本発明の一態様の水溶性金属加工油剤は、本発明の効果を損なわない範囲で、成分(A)~(E)以外の他の成分を含有してもよい。
 本発明の一態様の水溶性金属加工油剤において、成分(A)及び(B)の合計含有量は、当該水溶性金属加工油剤の全量(100質量%)基準で、好ましくは20質量%以上、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは40質量%以上、より更に好ましくは45質量%以上、特に好ましくは50質量%以上であり、また、100質量%以下、95質量%以下、90質量%以下、85質量%以下、80質量%以下、75質量%以下、70質量%以下、65質量%以下、又は60質量%以下としてもよい。
 本発明の一態様の水溶性金属加工油剤において、成分(A)~(D)の合計含有量は、当該水溶性金属加工油剤の全量(100質量%)基準で、好ましくは30質量%以上、より好ましくは40質量%以上、より好ましくは50質量%以上、更に好ましくは60質量%以上、より更に好ましくは70質量%以上、特に好ましくは80質量%以上であり、また、100質量%以下、98質量%以下、95質量%以下、93質量%以下、又は90質量%以下としてもよい。
 本発明の一態様の水溶性金属加工油剤において、成分(A)~(E)の合計含有量は、当該水溶性金属加工油剤の全量(100質量%)基準で、好ましく35質量%以上、より好ましくは45質量%以上、より好ましくは55質量%以上、更に好ましくは65質量%以上、より更に好ましくは75質量%以上、特に好ましくは85質量%以上であり、また、100質量%以下、98質量%以下、96質量%以下、又は94質量%以下としてもよい。
 以下、本発明の一態様の水溶性金属加工油剤に含まれる各成分について説明する。
<成分(A):基油>
 本発明の水溶性金属加工油剤は、油溶性PAG(A1)を含む基油(A)を含有する。
 本発明の水溶性金属加工油剤は、基油として油溶性PAGを含むため、当該水溶性金属加工油剤に希釈水を配合してなる金属加工液の加工性を向上させることができる。
 なお、一般的に加工性(特に、鉄を含む被加工材の加工性)に優れた金属加工液とするためには、その原液である水溶性金属加工油剤は硫黄系極圧剤を含有する。しかしながら、硫黄性極圧剤は、被加工材の金属加工の際に用いる加工機を構成する銅を含む部材の腐食を引き起こす要因となる。一方で、本発明の水溶性金属加工油剤は、成分(A1)を含有することで、硫黄系極圧剤を実質的に含有しなくても、優れた加工性を有する金属加工液に調製可能であり、また銅部材の腐食の問題も回避できる。
 なお、本発明の一態様で用いる成分(A)は、成分(A1)以外の他の基油(A2)を含有してもよい。
 ただし、加工性に優れた金属加工液となり得る水溶性金属加工油剤とする観点から、本発明の一態様の水溶性金属加工油剤において、成分(A)中の成分(A1)の含有割合は、当該水溶性金属加工油剤に含まれる成分(A)の全量(100質量%)基準で、10~100質量%、20~100質量%、30~100質量%、40~100質量%、50~100質量%、60~100質量%、70~100質量%、75~100質量%、80~100質量%、85~100質量%、90~100質量%、95~100質量%、又は98~100質量%としてもよい。
 本発明の一態様の水溶性金属加工油剤において、成分(A)の含有量は、当該水溶性金属加工油剤の水を除く全量(100質量%)基準で、加工性に優れた金属加工液となり得る水溶性金属加工油剤とする観点から、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1.0質量%以上、更に好ましくは1.5質量%以上、更に好ましくは2.0質量%以上、更に好ましくは2.5質量%以上、更に好ましくは3.0質量%以上、より更に好ましくは4.0質量%以上、より更に好ましくは5.0質量%以上、より更に好ましくは6.0質量%以上、より更に好ましくは7.0質量%以上、より更に好ましくは8.0質量%以上、特に好ましくは9.0質量%以上であり、さらに、9.5質量%以上、10.0質量%以上、11.0質量%以上、又は12.0質量%以上としてもよく、また、100質量%以下、99質量%以下、95質量%以下、90質量%以下、85質量%以下、80質量%以下、75質量%以下、又は70質量%以下としてもよい。
 なお、JIS K2241:2017で規定する、A1種に分類されるエマルション型の油剤とする場合、成分(A)の含有量は、当該油剤の水を除く全量(100質量%)基準で、10質量%以上、15質量%以上、20質量%以上、30質量%以上、40質量%以上、45質量%以上、又は50質量%以上としてもよく、また、上限は上記のとおりである。
 JIS K2241:2017で規定する、A2種に分類されるソルブル型の油剤とする場合、成分(A)の含有量は、当該油剤の水を除く全量(100質量%)基準で、60質量%以下、50質量%以下、40質量%以下、30質量%以下、25質量%以下、又は20質量%以下としてもよく、また、下限は上記のとおりである。
 また、本発明の一態様の水溶性金属加工油剤において、成分(A)の含有量は、当該水溶性金属加工油剤の全量(100質量%)基準で、加工性に優れた金属加工液となり得る水溶性金属加工油剤とする観点から、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.3質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、更に好ましくは0.7質量%以上、更に好ましくは1.0質量%以上、更に好ましくは1.5質量%以上、更に好ましくは2.0質量%以上、より更に好ましくは2.5質量%以上、より更に好ましくは3.0質量%以上、より更に好ましくは3.5質量%以上、特に好ましくは4.0質量%以上であり、さらに、4.5質量%以上、5.0質量%以上、5.5質量%以上、6.0質量%以上、6.5質量%以上、又は7.0質量%以上としてもよく、また、100質量%以下であるが、他成分の含有量を考慮すると、99質量%以下、95質量%以下、90質量%以下、85質量%以下、80質量%以下、75質量%以下、70質量%以下、65質量%以下、又は60質量%以下としてもよい。
 なお、JIS K2241:2017で規定する、A1種に分類されるエマルション型の油剤とする場合、成分(A)の含有量は、当該油剤の全量(100質量%)基準で、10質量%以上、15質量%以上、20質量%以上、30質量%以上、40質量%以上、45質量%以上、又は50質量%以上としてもよく、また、上限は上記のとおりである。
 JIS K2241:2017で規定する、A2種に分類されるソルブル型の油剤とする場合、成分(A)の含有量は、当該油剤の全量(100質量%)基準で、60質量%以下、50質量%以下、40質量%以下、30質量%以下、25質量%以下、20質量%以下、15質量%以下、又は10質量%以下としてもよく、また、下限は上記のとおりである。
≪成分(A1):油溶性ポリアルキレングリコール(油溶性PAG)≫
 本発明の一態様で用いる成分(A1)としては、アルキレンオキシドに由来する構成単位を有し、油溶性を示すポリアルキレングリコール(PAG)であれば特に制限はない。
 なお、本明細書において、対象となるPAGが油溶性か否かの判断は、API(米国石油協会)基油カテゴリーのグループ1に分類される鉱油に対する混和性により判断される。具体的には、対照となるPAGと前記グループ1に分類される鉱油の含有量比〔PAG/鉱油〕が、質量比で、10/90又は90/10となるサンプルを調製し、サンプル及び標準試料の25℃での全光線透過率を測定して、以下の基準(i)及び(ii)を満たす場合に、油溶性PAGであると判断する。
・(i)含有量比〔PAG/鉱油〕=10/90のサンプルの場合、[当該サンプルの全光線透過率(%)]-[前記鉱油のみの全光線透過率(%)]≦20%である。
・(ii)含有量比〔PAG/鉱油〕=90/10のサンプルの場合、[当該サンプルの全光線透過率(%)]-[前記PAGの全光線透過率(%)]≦20%である。
 なお、本明細書の以下の記載において、「油溶性」と記載された成分は、特に断りが無い限り、上記の基準(i)及び(ii)を満たす成分である。
 本発明の一態様で用いる成分(A1)としては、プロピレンオキシド及びブチレンオキシドの少なくとも一方に由来する構成単位を有するポリマーが挙げられ、プロピレンオキシドホモポリマー、ブチレンオキシドホモポリマー、及びプロピレンオキシド・ブチレンオキシドコポリマー等が挙げられる。
 なお、成分(A1)は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 本発明の一態様で用いる成分(A1)の40℃における動粘度は、加工性に優れた金属加工液となり得る水溶性金属加工油剤とする観点から、好ましくは9~800mm/s、より好ましくは15~350mm/s、より好ましくは20~250mm/s、更に好ましくは23~180mm/s、より更に好ましくは25~100mm/s、より更に好ましくは28.8~90mm/s、特に好ましくは40~80mm/sである。
 また、加工性に優れた金属加工液となり得る水溶性金属加工油剤とする観点から、本発明の一態様で用いる成分(A1)のISO 3448で規定の粘度グレードは、VG10、VG15、VG22、VG32、VG46、VG68、VG100、VG150、VG220、VG320、VG460、又はVG680であることが好ましく、VG22、VG32、VG46、VG68、又はVG100であることがより好ましく、VG32、VG46、又はVG68であることが更に好ましく、VG46又はVG68であることがより更に好ましく、VG68であることが特に好ましい。
 本発明の一態様の水溶性金属加工油剤において、成分(A1)の含有量は、当該水溶性金属加工油剤の水を除く全量(100質量%)基準で、加工性に優れた金属加工液となり得る水溶性金属加工油剤とする観点から、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1.0質量%以上、更に好ましくは1.5質量%以上、更に好ましくは2.0質量%以上、更に好ましくは2.5質量%以上、更に好ましくは3.0質量%以上、より更に好ましくは4.0質量%以上、より更に好ましくは5.0質量%以上、より更に好ましくは6.0質量%以上、より更に好ましくは7.0質量%以上、より更に好ましくは8.0質量%以上、特に好ましくは9.0質量%以上であり、さらに、9.5質量%以上、10.0質量%以上、11.0質量%以上、又は12.0質量%以上としてもよく、また、100質量%以下であるが、他成分の含有量を考慮すると、95質量%以下、90質量%以下、85質量%以下、80質量%以下、75質量%以下、70質量%以下、又は65質量%以下としてもよい。
 なお、JIS K2241:2017で規定する、A1種に分類されるエマルション型の油剤とする場合、成分(A1)の含有量は、当該油剤の水を除く全量(100質量%)基準で、10質量%以上、15質量%以上、20質量%以上、30質量%以上、40質量%以上、45質量%以上、又は50質量%以上としてもよく、また、上限は上記のとおりである。
 JIS K2241:2017で規定する、A2種に分類されるソルブル型の油剤とする場合、成分(A1)の含有量は、当該油剤の水を除く全量(100質量%)基準で、60質量%以下、50質量%以下、40質量%以下、30質量%以下、25質量%以下、又は20質量%以下としてもよく、また、下限は上記のとおりである。
≪成分(A2):成分(A1)以外の基油≫
 本発明の一態様で用いる成分(A1)以外の基油(A2)としては、油溶性PAG以外の、鉱油及び合成油から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。
 なお、本明細書において、上述の水溶性ポリアルキレングリコール(水溶性PAG)及びメトキシポリエチレングリコール(MPEG)も成分(A2)に含まれるが、水溶性PAG及びMPEGの合計含有量は、上述のとおり調整される。
 鉱油としては、例えば、パラフィン系原油、中間基系原油、ナフテン系原油等の原油を常圧蒸留して得られる常圧残油;これらの常圧残油を減圧蒸留して得られる留出油;当該留出油を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、接触脱ろう、及び水素化精製等の精製処理を1つ以上施して得られる精製油;等が挙げられる。
 合成油としては、例えば、α-オレフィン単独重合体、又はα-オレフィン共重合体(例えば、エチレン-α-オレフィン共重合体等の炭素数8~14のα-オレフィン共重合体)等のポリα-オレフィン;イソパラフィン;ポリオールエステル、二塩基酸エステル、リン酸エステル等のエステル系油;ポリフェニルエーテル等のエーテル系油;アルキルベンゼン;アルキルナフタレン;天然ガスからフィッシャー・トロプシュ法等により製造されるワックス(GTLワックス(Gas To Liquids WAX))を異性化することで得られる合成油(GTL)等が挙げられる。
 本発明の一態様で用いる成分(A2)の40℃における動粘度は、加工性に優れた金属加工液となり得る水溶性金属加工油剤とする観点から、好ましくは2.0~150mm/s、より好ましくは3.0~120mm/s、更に好ましくは5.0~100mm/s、より更に好ましくは6.0~90mm/s、特に好ましくは7.0~80mm/sである。
 また、本発明の一態様で用いる成分(A2)の粘度指数は、好ましくは70以上、より好ましくは80以上、更に好ましくは90以上、より更に好ましくは100以上、特に好ましくは105以上である。
<成分(B):水>
 本発明の一態様の水溶性金属加工油剤は、さらに水(B)を含有してもよい。水を含有する水溶性金属加工油剤とすることで、難燃性を付与して非危険物とし、保管時の取扱性を良好とすることができる。
 本発明の一態様で用いる成分(B)である水としては、特に限定されず、例えば、蒸留水、イオン交換水、水道水、工業用水等のいずれであってもよい。
 本発明の一態様の水溶性金属加工油剤において、成分(B)の含有量は、当該水溶性金属加工油剤中の水以外の成分の全量100質量部に対して、400質量部以下であるが、好ましくは1~350質量部、より好ましくは2~300質量部、更に好ましくは3~250質量部、より更に好ましくは5~200質量部である。
 なお、JIS K2241:2017で規定する、A1種に分類されるエマルション型の油剤とする場合、成分(B)の含有量は、当該水溶性金属加工油剤中の水以外の成分の全量100質量部に対して、150質量部以下、100質量部以下、70質量部以下、50質量部以下、40質量部以下、30質量部以下、20質量部以下、又は15質量部以下としてもよく、また、下限は上記のとおりである。
 また、JIS K2241:2017で規定する、A2種に分類されるソルブル型の油剤とする場合、成分(B)の含有量は、当該水溶性金属加工油剤中の水以外の成分の全量100質量部に対して、10質量部以上、30質量部以上、50質量部以上、60質量部以上、70質量部以上、80質量部以上、90質量部以上、又は100質量部以上としてもよく、また、上限は上記のとおりである。
 本発明の一態様の水溶性金属加工油剤において、成分(B)の含有量は、当該水溶性金属加工油剤の全量(100質量%)基準で、好ましくは1~99質量%、より好ましくは2~90質量%、更に好ましくは3~85質量%、より更に好ましくは5~80質量%である。
 なお、JIS K2241:2017で規定する、A1種に分類されるエマルション型の油剤とする場合、成分(B)の含有量は、当該水溶性金属加工油剤の全量(100質量%)基準で、70質量%以下、60質量%以下、50質量%以下、40質量%以下、30質量%以下、25質量%以下、20質量%以下、又は15質量%以下としてもよく、また、下限は上記のとおりである。
 また、JIS K2241:2017で規定する、A2種に分類されるソルブル型の油剤とする場合、成分(B)の含有量は、当該水溶性金属加工油剤の全量(100質量%)基準で、10質量%以上、15質量%以上、20質量%以上、25質量部以上、30質量%以上、35質量%以上、40質量%以上、45質量部以上、又は50質量%以上としてもよく、また、上限は上記のとおりである。
<成分(C):アミン系化合物>
 本発明の一態様の水溶性金属加工油剤は、さらにアミン系化合物(C)を含有することが好ましい。成分(C)を含有する水溶性金属加工油剤は、希釈水を配合して金属加工液とした際に、乳化状態を良好とし、抗菌性、防錆性、及び加工性等をより向上させた金属加工液となり得る。
 なお、成分(C)は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 上記と同様の観点から、本発明の一態様の水溶性金属加工油剤において、成分(C)の含有量は、当該水溶性金属加工油剤の水を除く全量(100質量%)基準で、好ましくは3~70質量%、より好ましくは5~60質量%、更に好ましくは7~50質量%、より更に好ましくは10~45質量%、特に好ましくは12~40質量%であり、さらに、15質量%以上、17質量%以上、20質量%以上、22質量%以上、又は24質量%以上としてもよく、また、37質量%以下、35質量%以下、33質量%以下、31質量%以下、27質量%以下、又は25質量%以下としてもよい。
 また、上記と同様の観点から、本発明の一態様の水溶性金属加工油剤において、成分(C)の含有量は、当該水溶性金属加工油剤の全量(100質量%)基準で、好ましくは2~40質量%、より好ましくは4~35質量%、更に好ましくは6~30質量%、より更に好ましくは8~25質量%、特に好ましくは10~20質量%であり、さらに、11質量%以上、又は12質量%以上としてもよく、また、18質量%以下、又は16質量%以下としてもよい。
 さらに、本発明の一態様の水溶性金属加工油剤において、成分(C)と成分(A1)との含有量比〔(C)/(A1)〕は、質量比で、好ましくは0.01~30、より好ましくは0.05~25、更に好ましくは0.10~20、より更に好ましくは0.20~15、特に好ましくは0.25~9.0であり、さらに、0.28以上、0.30以上、0.40以上、0.50以上、0.60以上、0.70以上、0.80以上、0.90以上、1.00以上、1.20以上、1.40以上、又は1.60以上としてもよく、また、8.0以下、7.0以下、6.0以下、5.0以下、4.5以下、4.0以下、3.5以下、3.0以下、2.9以下、2.8以下、2.7以下、2.6以下、2.5以下、又は2.4以下としてもよい。
 本発明の一態様で用いる成分(C)は、一分子中にアミノ窒素原子を1つ有するモノアミン、一分子中にアミノ窒素原子を2つ有するジアミン、及び、一分子中にアミノ窒素原子を3つ以上有するポリアミンのいずれであってもよい。
 ただし、抗菌性、防錆性、及び加工性等をより向上させた金属加工液となり得る水溶性金属加工油剤とする観点から、本発明の一態様で用いる成分(C)は、モノアミンを含むことが好ましい。
 モノアミンの含有割合は、水溶性金属加工油剤に含まれる成分(C)の全量(100質量%)基準で、好ましくは50~100質量%、より好ましくは60~100質量%、より好ましくは70~100質量%、より好ましくは75~100質量%、更に好ましくは80~100質量%、更に好ましくは85~100質量%、より更に好ましくは90~100質量%、より更に好ましくは95~100質量%、特に好ましくは98~100質量%である。
 本発明の一態様で成分(C)として用いるモノアミンとしては、置換基Rの個数によって、下記式(i)で表される第1級モノアミン、下記式(ii)で表される第2級モノアミン、及び下記式(iii)で表される第3級モノアミンに分類される。
 なお、希釈水を配合して金属加工液とした際に、乳化状態を良好とし、抗菌性、防錆性、及び加工性等をより向上させた金属加工液となり得る水溶性金属加工油剤とする観点から、本発明の一態様で用いる成分(C)は、少なくとも第3級モノアミンを含むことが好ましく、第1級モノアミン及び第2級モノアミンの少なくとも一方と第3級モノアミンを含むことがより好ましく、少なくとも第2級モノアミン及び第3級モノアミンを含むことが更に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 上記式中、Rは、それぞれ独立して、置換基を示す。複数のRは同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。該置換基としては、アルキル基、水酸基を有するアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、フェニル基、及びベンジル基等が挙げられる。
 置換基Rとして選択し得る、前記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基(n-プロピル基、i-プロピル基)、ブチル基(n-ブチル基、i-ブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基)、ペンチル基(n-ペンチル基、i-ペンチル基、ネオペンチル基)、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基等が挙げられる。
 当該アルキル基は、直鎖アルキル基であってもよく、分岐鎖アルキル基であってもよい。
 また、当該アルキル基の炭素数は、好ましくは1~30、より好ましくは1~20、更に好ましくは1~10、より更に好ましくは1~6、特に好ましくは1~4である。
 置換基Rとして選択し得る、前記水酸基を有するアルキル基としては、上述のアルキル基の少なくとも1つの水素原子が水酸基に置換された基が挙げられる。
 当該基を構成するアルキル基も、直鎖アルキル基であってもよく、分岐鎖アルキル基であってもよい。
 前記水酸基を有するアルキル基の炭素数は、好ましくは1~30、より好ましくは1~20、更に好ましくは1~10、より更に好ましくは1~6、特に好ましくは2~4である。
 置換基Rとして選択し得る、前記アルケニル基としては、例えば、エテニル基(ビニル基)、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、オクタデセニル基等が挙げられる。
 当該アルケニル基は、直鎖アルケニル基であってもよく、分岐鎖アルケニル基であってもよい。
 また、当該アルケニル基の炭素数は、好ましくは1~30、より好ましくは1~20、更に好ましくは1~10、より更に好ましくは1~6、特に好ましくは1~3である。
 置換基Rとして選択し得る、前記シクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、アダマンチル基等が挙げられる。
 本発明の一態様で用いる成分(C)は、希釈水を配合して金属加工液とした際に、乳化状態を良好とし、抗菌性、防錆性、及び加工性等をより向上させた金属加工液となり得る水溶性金属加工油剤とする観点から、水酸基を有するアルキル基を少なくとも1つ有するアルカノールアミンを含むことが好ましい。
 アルカノールアミンとしては、前記式(i)中のRが水酸基を有するアルキル基である第1級アルカノールアミン、前記式(ii)中のRの少なくとも1つが水酸基を有するアルキル基である第2級アルカノールアミン、及び、前記式(iii)中のRの少なくとも1つが水酸基を有するアルキル基である第3級アルカノールアミンが挙げられる。
 第1級アルカノールアミンとしては、例えば、エタノールアミン、プロパノールアミン、ブタノールアミン、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール等が挙げられる。
 第2級アルカノールアミンとしては、例えば、N-メチルエタノールアミン、N-エチルエタノールアミン、N-プロピルエタノールアミン、N-ブチルエタノールアミン、N-オクチルエタノールアミン、N-ステアリルエタノールアミン、N-オレイルエタノールアミン、N-シクロヘキシルエタノールアミン、N-フェニルエタノールアミン、N-ベンジルエタノールアミン等のモノエタノールアミン;N-メチルプロパノールアミン、N-エチルプロパノールアミン、N-プロピルプロパノールアミン、N-ブチルプロパノールアミン、N-オクチルプロパノールアミン、N-ステアリルプロパノールアミン、N-オレイルプロパノールアミン、N-シクロヘキシルプロパノールアミン、N-フェニルプロパノールアミン、N-ベンジルプロパノールアミン等のモノプロパノールアミン;ジエタノールアミン、ジプロパノールアミン等が挙げられる。
 第3級アルカノールアミンとしては、例えば、N-ジメチルエタノールアミン、N-ジエチルエタノールアミン、N-ジプロピルエタノールアミン、N-ジブチルエタノールアミン、N-ジオクチルエタノールアミン、N-ジステアリルエタノールアミン、N-ジオレイルエタノールアミン、N-ジシクロヘキシルエタノールアミン、N-ジフェニルエタノールアミン、N-ジベンジルエタノールアミン等のモノエタノールアミン;N-ジメチルプロパノールアミン、N-ジエチルプロパノールアミン、N-ジプロピルプロパノールアミン、N-ジブチルプロパノールアミン、N-ジオクチルプロパノールアミン、N-ジステアリルプロパノールアミン、N-ジオレイルプロパノールアミン、N-ジシクロヘキシルプロパノールアミン、N-ジフェニルプロパノールアミン、N-ジベンジルプロパノールアミン等のモノプロパノールアミン;N-メチルジエタノールアミン、N-エチルジエタノールアミン、N-プロピルジエタノールアミン、N-ブチルジエタノールアミン、N-オクチルジエタノールアミン、N-ステアリルジエタノールアミン、N-オレイルジエタノールアミン、N-シクロヘキシルジエタノールアミン、N-フェニルジエタノールアミン、N-ベンジルジエタノールアミン等のジエタノールアミン;N-メチルジプロパノールアミン、N-エチルジプロパノールアミン、N-プロピルジプロパノールアミン、N-ブチルジプロパノールアミン、N-オクチルジプロパノールアミン、N-ステアリルジプロパノールアミン、N-オレイルジプロパノールアミン、N-シクロヘキシルジプロパノールアミン、N-フェニルジプロパノールアミン、N-ベンジルジプロパノールアミン等のジプロパノールアミン;トリエタノールアミン、トリプロパノールアミン(トリイソプロパノールアミン等)等が挙げられる。
 これらの中でも、希釈水を配合して金属加工液とした際に、乳化状態を良好とし、抗菌性、防錆性、及び加工性等をより向上させた金属加工液となり得る水溶性金属加工油剤とする観点から、本発明の一態様で用いる成分(C)は、少なくとも第3級アルカノールアミンを含むことが好ましく、第1級アルカノールアミン及び第2級アルカノールアミンの少なくとも一方と第3級アルカノールアミンを含むことがより好ましく、少なくとも第2級アルカノールアミン及び第3級アルカノールアミンを含むことが更に好ましい。
 アルカノールアミンの含有割合は、水溶性金属加工油剤に含まれる成分(C)の全量(100質量%)基準で、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは30質量%以上、より更に好ましくは35質量%以上、特に好ましくは40質量%以上であり、さらに、45質量%以上、50質量%以上、又は55質量%以上としてもよく、また、100質量%以下、95質量%以下、90質量%以下、85質量%以下、80質量%以下、75質量%以下、70質量%以下、又は65質量%以下としてもよい。
 本発明の一態様で用いる成分(C)は、脂環式アミンを含むことが好ましい。
 脂環式アミンとしては、前記式(i)中のRがシクロアルキル基である第1級脂環式アミン、前記式(ii)中のRの少なくとも1つがシクロアルキル基である第2級脂環式アミン、及び、前記式(iii)中のRの少なくとも1つがシクロアルキル基である第3級脂環式アミンが挙げられる。
 第1級脂環式アミンとしては、例えば、N-シクロヘキシルアミン等が挙げられる。
 第2級脂環式アミンとしては、例えば、N-メチルシクロヘキシルアミン、N-エチルシクロヘキシルアミン、N-プロピルシクロヘキシルアミン、N-オレイルシクロヘキシルアミン等のモノシクロヘキシルアミン;N-シクロヘキシルエタノールアミン、N-シクロヘキシルプロパノールアミン等のモノシクロヘキシルアルカノールアミン;N-ジシクロヘキシルアミン等が挙げられる。
 第3級脂環式アミンとしては、例えば、N-ジメチルシクロヘキシルアミン、N-ジエチルシクロヘキシルアミン、N-ジプロピルシクロヘキシルアミン、N-ジオレイルシクロヘキシルアミン、N-ジシクロヘキシルアミン等のジアルキルモノシクロヘキシルアミン;N-シクロヘキシルジエタノールアミン、N-シクロヘキシルジプロパノールアミン等のモノシクロヘキシルジアルカノールアミン;N-メチルジシクロヘキシルアミン、N-エチルジシクロヘキシルアミン、N-プロピルジシクロヘキシルアミン、N-オレイルジシクロヘキシルアミン等のモノアルキルジシクロヘキシルアミン;N-ジシクロヘキシルエタノールアミン、N-ジシクロヘキシルプロパノールアミン等のジシクロヘキシルアルカノールアミン;トリシクロヘキシルアミン等が挙げられる。
 なお、JIS K2241:2017で規定する、A1種に分類されるエマルション型の油剤とする場合、成分(C)は、ジアルキルモノシクロヘキシルアミン及びモノアルキルジシクロヘキシルアミンから選ばれる1種以上を含むことが好ましく、モノアルキルジシクロヘキシルアミンを含むことがより好ましい。
 また、JIS K2241:2017で規定する、A2種に分類されるソルブル型の油剤とする場合、成分(C)は、モノシクロヘキシルジアルカノールアミン、及びジシクロヘキシルアルカノールアミンから選ばれる1種以上を含むことが好ましく、モノシクロヘキシルジアルカノールアミンを含むことがより好ましい。
 脂環式アミンの含有割合は、水溶性金属加工油剤に含まれる成分(C)の全量(100質量%)基準で、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは25質量%以上、より更に好ましくは30質量%以上、特に好ましくは35質量%以上であり、さらに、37質量%以上、又は40質量%以上としてもよく、また、100質量%以下、95質量%以下、90質量%以下、85質量%以下、80質量%以下、75質量%以下、70質量%以下、65質量%以下、60質量%以下、55質量%以下、又は50質量%以下としてもよい。
 本発明の一態様の水溶性金属加工油剤は、成分(C)として、アルカノールアミン及び脂環式アミン以外の他のアミン(ジアミンやポリアミンも含む)を含有してもよい。
 他のアミンの含有量は、前記水溶性金属加工油剤に含まれる成分(C)の全量(100質量%)基準で、0~50質量%、0~40質量%、0~30質量%、0~20質量%、0~10質量%、0~5.0質量%、0~2.0質量%、0~1.0質量%、0~0.10質量%、0~0.01質量%、0~0.001質量%、0~0.0001質量%、又は0~0.00001質量%としてもよい。
<成分(D):脂肪酸類>
 本発明の一態様の水溶性金属加工油剤は、さらに脂肪酸類(D)を含有することが好ましい。
 成分(D)を含有することで、乳化安定性、防錆性、及び加工性等をより向上させた金属加工液となり得る水溶性金属加工油剤とすることができる。
 なお、本発明の一態様の水溶性金属加工油剤において、成分(D)は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 上記と同様の観点から、本発明の一態様の水溶性金属加工油剤において、成分(D)の含有量は、当該水溶性金属加工油剤の水を除く全量(100質量%)基準で、好ましくは5~70質量%、より好ましくは7~60質量%、更に好ましくは10~50質量%、より更に好ましくは13~45質量%、特に好ましくは16~40質量%であり、さらに、18質量%以上、20質量%以上、22質量%以上、又は25質量%以上としてもよく、また、38質量%以下、35質量%以下、又は32質量%以下としてもよい。
 また、上記と同様の観点から、本発明の一態様の水溶性金属加工油剤において、成分(D)の含有量は、当該水溶性金属加工油剤の全量(100質量%)基準で、好ましくは2~60質量%、より好ましくは3~50質量%、更に好ましくは5~40質量%、より更に好ましくは7~30質量%、特に好ましくは9~25質量%であり、さらに、10質量%以上、12質量%以上、又は14質量%以上としてもよく、また、22質量%以下、20質量%以下、又は18質量%以下としてもよい。
 さらに、本発明の一態様の水溶性金属加工油剤において、成分(D)と成分(A1)との含有量比〔(D)/(A1)〕は、質量比で、好ましくは0.01~30、より好ましくは0.05~25、より好ましくは0.10~20、更に好ましくは0.20~15、より更に好ましくは0.25~12.0、特に好ましくは0.30~8.0であり、さらに、0.32以上、0.35以上、0.50以上、0.70以上、0.90以上、1.00以上、1.20以上、1.40以上、又は1.50以上としてもよく、また、7.0以下、6.0以下、5.0以下、4.5以下、4.0以下、3.8以下、3.6以下、3.4以下、3.2以下、3.0以下、2.8以下、2.6以下、又は2.4以下としてもよい。
 本発明の一態様の水溶性金属加工油剤において、油剤の原液安定性を良好とし、加工性をより向上させた金属加工液となり得る水溶性金属加工油剤とする観点から、成分(C)と成分(D)との含有量比〔(C)/(D)〕は、質量比で、好ましくは0.01~5.0、より好ましくは0.05~4.0、より好ましくは0.1~3.0、更に好ましくは0.2~2.5、より更に好ましくは0.3~2.0、特に好ましくは0.5~1.5であり、さらに、0.6以上、0.65以上、0.7以上、0.75以上、又は0.8以上としてもよく、また、1.4以下、1.3以下、1.2以下、又は1.15以下としてもよい。
 本発明の一態様で用いる成分(D)としては、例えば、脂肪酸、ヒドロキシ脂肪酸、脂肪族ジカルボン酸、脂肪酸のダイマー酸、及びヒドロキシ不飽和脂肪酸の重合脂肪酸等が挙げられる。
 前記脂肪酸としては、例えば、オクタン酸、2-エチルヘキサン酸、デカン酸、ネオデカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、トリデカン酸、ペンタデカン酸、ヘプタデカン酸、ノナデカン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、ベヘン酸、イソステアリン酸等の飽和脂肪族モノカルボン酸、及び、オクテン酸、ノネン酸、デセン酸、ウンデセン酸、オレイン酸、エライジン酸、エルカ酸、ネルボン酸、リノール酸、γ-リノレン酸、アラキドン酸、α-リノレン酸、ステアリドン酸、エイコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸等の不飽和脂肪族モノカルボン酸等が挙げられる。
 また、不飽和脂肪酸の混合物である、トール油脂肪酸、大豆油脂肪酸、パーム油脂肪酸、亜麻仁油脂肪酸、米糠油脂肪酸、綿実油脂肪酸等を用いてもよい。
 前記脂肪酸の炭素数としては、好ましくは8~30、より好ましくは10~25、更に好ましくは10~20である。
 前記ヒドロキシ脂肪酸としては、ヒドロキシラウリル酸、ヒドロキシミリスチン酸、ヒドロキシパルミチン酸、ヒドロキシステアリン酸、ヒドロキシアラキン酸、ヒドロキシベヘン酸、ヒドロキシオクタデセン酸等が挙げられる。
 前記ヒドロキシ脂肪酸の炭素数としては、好ましくは8~30、より好ましくは10~25、更に好ましくは10~20である。
 前記脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、セバシン酸、ドデカン二酸、ドデシルコハク酸、ラウリルコハク酸、ステアリルコハク酸、イソステアリルコハク酸等の飽和脂肪族ジカルボン酸が挙げられる。
 前記脂肪族ジカルボン酸の炭素数としては、好ましくは8~30、より好ましくは10~25、更に好ましくは10~20である。
 前記ヒドロキシ不飽和脂肪酸の重合脂肪酸を構成するヒドロキシ不飽和脂肪酸としては、リシノール酸(12-ヒドロキシオクタデカ-9-エノン酸)等が挙げられる。また、ひまし油等のリシノール酸を含む脂肪酸混合物を用いてもよい。
 そして、前記ヒドロキシ不飽和脂肪酸の重合脂肪酸としては、ヒドロキシ不飽和脂肪酸の脱水重縮合物である縮合脂肪酸(例えば、リシノール酸を主成分とする脂肪酸混合物の脱水縮合物であるひまし油重合脂肪酸)や、ヒドロキシ不飽和脂肪酸の脱水重縮合物である縮合脂肪酸のアルコール性水酸基とモノカルボン酸とを脱水縮合した縮合脂肪酸等が挙げられる。
 本発明の一態様で用いる成分(D)は、不飽和脂肪族モノカルボン酸、飽和脂肪族ジカルボン酸、及びヒドロキシ不飽和脂肪酸の重合脂肪酸から選ばれる1種以上(好ましくは2種以上、より好ましくは3種以上)を含むことが好ましく、少なくとも不飽和脂肪族モノカルボン酸、飽和脂肪族ジカルボン酸、及びヒドロキシ不飽和脂肪酸の重合脂肪酸をすべて含むことがより好ましい。
 成分(D)の酸価としては、加工性をより向上させた金属加工液となり得る水溶性金属加工油剤とする観点から、通常0mgKOH/g以上であり、好ましくは10~100mgKOH/g、より好ましくは20~90mgKOH/g、更に好ましくは30~80mgKOH/gである。
 成分(D)の水酸基価としては、好ましくは0~80mgKOH/g、より好ましくは0~60mgKOH/g、更に好ましくは0~40mgKOH/gである。
 成分(D)の酸価と水酸基価との比〔酸価/水酸基価〕は、上記観点から、好ましくは1.5~15、より好ましくは2.0~10、更に好ましくは2.5~9.5である。
 成分(D)のけん化価は、好ましくは180~220mgKOH/g、より好ましくは190~210mgKOH/g、更に好ましくは195~205mgKOH/gである。
 なお、本明細書において、酸価は、JIS K2501:2003(指示薬光度滴定法)に準拠して測定した値を意味し、水酸基価は、JIS K0070:1992に準拠して測定した値を意味し、けん化価は、JIS K2503:1996に基づいて測定した値を意味する。
<非イオン界面活性剤(E)>
 本発明の一態様の水溶性金属加工油剤は、さらに非イオン界面活性剤(E)を含有することが好ましい。成分(E)を含有することで、乳化安定性及び加工性をより向上させた金属加工液となり得る水溶性金属加工油剤とすることができる。
 なお、本発明の一態様の水溶性金属加工油剤において、成分(E)は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 上記観点から、本発明の一態様の水溶性金属加工油剤において、成分(E)の含有量は、当該水溶性金属加工油剤の水を除く全量(100質量%)基準で、好ましくは0.5~35.0質量%、より好ましくは1.0~30.0質量%、更に好ましくは1.2~25.0質量%、より更に好ましくは1.5~20.0質量%、特に好ましくは1.7~16.0質量%である。
 なお、JIS K2241:2017で規定する、A1種に分類されるエマルション型の油剤とする場合、成分(E)の含有量は、当該水溶性金属加工油剤の水を除く全量(100質量%)基準で、15.0質量%以下、12.0質量%以下、10.0質量%以下、8.0質量%以下、6.0質量%以下、5.0質量%以下、4.0質量%以下、又は3.5質量%以下としてもよく、また、下限は上記のとおりである。
 JIS K2241:2017で規定する、A2種に分類されるソルブル型の油剤とする場合、成分(E)の含有量は、当該水溶性金属加工油剤の水を除く全量(100質量%)基準で、2.0質量%以上、3.0質量%以上、4.0質量%以上、5.0質量%以上、6.0質量%以上、7.0質量%以上、8.0質量%以上、9.0質量%以上、又は10.0質量%以上としてもよく、また、上限は上記のとおりである。
 上記観点から、本発明の一態様の水溶性金属加工油剤において、成分(E)の含有量は、当該水溶性金属加工油剤の全量(100質量%)基準で、好ましくは0.1~15.0質量%、より好ましくは0.2~12.0質量%、更に好ましくは0.3~10.0質量%、より更に好ましくは0.5~8.0質量%、特に好ましくは0.7~6.0質量%である。
 なお、JIS K2241:2017で規定する、A1種に分類されるエマルション型の油剤とする場合、成分(E)の含有量は、当該水溶性金属加工油剤の全量(100質量%)基準で、5.0質量%以下、4.5質量%以下、4.0質量%以下、3.5質量%以下、3.0質量%以下、又は2.5質量%以下としてもよく、また、下限は上記のとおりである。
 JIS K2241:2017で規定する、A2種に分類されるソルブル型の油剤とする場合、成分(E)の含有量は、当該水溶性金属加工油剤の全量(100質量%)基準で、1.0質量%以上、1.2質量%以上、1.5質量%以上、2.0質量%以上、2.5質量%以上、3.0質量%以上、3.5質量%以上、又は4.0質量%以上としてもよく、また、上限は上記のとおりである。
 本発明の一態様で用いる成分(E)のHLBは、乳化安定性及び加工性をより向上させた金属加工液となり得る水溶性金属加工油剤とする観点から、好ましくは6.0以上、より好ましくは7.0以上、更に好ましくは8.0以上、より更に好ましくは9.0以上、特に好ましくは10.0以上であり、また、18.0以下であり、好ましくは17.0以下、より好ましくは16.0以下、更に好ましくは15.0以下、より更に好ましくは14.5以下である。
 なお、本明細書において、HLBは、グリフィン法により算出された値を意味する。
 本発明の一態様で用いる成分(E)としては、例えば、アルキレングリコール、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアリールエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルアミン(ココアミンアルキレンオキサイド付加物)、アルキルフェノールアルキレンオキサイド付加物、高級アルコールアルキレンオキサイド付加物、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、グリセリン及びペンタエリスリトールの脂肪酸エステル、ショ糖の脂肪酸エステル、多価アルコールのポリオキシアルキレン付加物の脂肪酸エステル、アルキルポリグリコシド、脂肪酸アルカノールアミド等が挙げられる。
 これらの中でも、乳化安定性及び加工性をより向上させた金属加工液となり得る水溶性金属加工油剤とする観点から、本発明の一態様で用いる成分(E)は、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル及びポリオキシアルキレンアルキルアミンから選ばれる1種以上を含むことが好ましい。
 ポリオキシアルキレンアルキルエーテル及びポリオキシアルキレンアルキルアミンの合計含有割合は、水溶性金属加工油剤に含まれる成分(E)の全量(100質量%)基準で、好ましくは50~100質量%、より好ましくは70~100質量%、更に好ましくは80~100質量%、より更に好ましくは90~100質量%、特に好ましくは95~100質量%である。
<硫黄系極圧剤>
 本発明の水溶性金属加工油剤は、基油(A)として油溶性PAG(A1)を含むため、銅を含む部材の腐食を引き起こす要因となる硫黄系極圧剤を含有しなくても、優れた加工性を有する金属加工液を調製することができる。そのため、銅を含む部材の腐食を抑制効果が高い金属加工液となり得る水溶性金属加工油剤とする観点から、本発明の一態様の水溶性金属加工油剤は、硫黄系極圧剤を実質的に含有しないことが好ましい。
 なお、硫黄系極圧剤としては、例えば、硫化オレフィン、硫化ラード、アルキルポリサルファイド、硫化脂肪酸等が挙げられる。
 また、本明細書において、「硫黄系極圧剤を実質的に含有しない」とは、所定の目的をもって、硫黄系極圧剤を含有させる態様を否定する規定であって、他成分の不純物として意図せずに硫黄系極圧剤が混入して含まれる態様までを否定する規定ではない。ただし、このように意図せずに硫黄系極圧剤が混入してしまう態様を考慮しても、銅を含む部材の腐食を抑制効果が高い金属加工液となり得る水溶性金属加工油剤とする観点から、硫黄系極圧剤の含有量は、極力少ない程好ましい。
 具体的な硫黄系極圧剤の含有量は、前記水溶性金属加工油剤に含まれる成分(A1)の全量100質量部に対して、好ましくは10質量部未満、より好ましくは1質量部未満、更に好ましくは0.1質量部未満、より更に好ましくは0.01質量部未満、特に好ましくは0.001質量部未満である。
<他の各種添加剤>
 本発明の一態様の水溶性金属加工油剤は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、上記成分(A)~(E)以外の他の各種添加剤をさらに含有してもよい。
 そのような他の各種添加剤としては、例えば、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、石油スルホネート、硫黄系以外の極圧剤、金属不活性化剤、乳化助剤、抗菌剤、消泡剤、酸化防止剤、油性剤等が挙げられる。
 なお、これらの各種添加剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 なお、本発明の一態様の水溶性金属加工油剤において、これらの各種添加剤のそれぞれの含有量としては、各成分の種類及び機能によって適宜設定されるが、当該水溶性金属加工油剤の水を除く全量(100質量%)基準で、好ましくは0.001~50質量%、より好ましくは0.01~40質量%、更に好ましくは0.07~30質量%、より更に好ましくは0.1~20質量%である。
 なお、本発明の一態様の水溶性金属加工油剤において、これらの各種添加剤のそれぞれの含有量としては、各成分の種類及び機能によって適宜設定されるが、当該水溶性金属加工油剤の全量(100質量%)基準で、好ましくは0.001~25質量%、より好ましくは0.01~20質量%、更に好ましくは0.03~15質量%、より更に好ましくは0.05~10質量%である。
 アニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、α-オレフィンスルホン酸、及びこれらの塩等が挙げられる。
 なお、アニオン性界面活性剤の酸価は、好ましくは20~250mgKOH/g、より好ましくは30~200mgKOH/g、更に好ましくは40~190mgKOH/g、より更に好ましくは50~180mgKOH/gである。
 カチオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩等が挙げられる。
 石油スルホネートとしては、例えば、カルシウムスルホネート、ナトリウムスルホネート、マグネシウムスルホネート等が挙げられる。
 硫黄系以外の極圧剤としては、例えば、塩素化パラフィン、塩素化脂肪酸、塩素化脂肪油等の塩素系極圧剤;リン酸エステル、亜リン酸エステル、チオリン酸エステル、及びこれらの塩、ホスフィン系、リン酸トリクレジル等のリン系極圧剤;等が挙げられる。
 金属不活性化剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール、イミダゾリン、ピリミジン誘導体、及びチアジアゾール等が挙げられる。
 乳化助剤としては、例えば、オレイン酸メチル、オレイン酸エチル、オレイン酸プロピル等の不飽和脂肪酸エステル;2-フェノキシエタノール、2-フェニルエチルアルコールの芳香族アルコール;等が挙げられる。
 抗菌剤としては、例えば、イソチアゾリン系化合物、トリアジン系化合物、アルキルベンゾイミダゾール系化合物、金属ピリチオン塩等が挙げられる。
 消泡剤としては、例えば、シリコーン系消泡剤、フルオロシリコーン系消泡剤、ポリアクリレート等が挙げられる。
 酸化防止剤としては、例えば、アルキル化ジフェニルアミン、フェニルナフチルアミン、アルキル化フェニルナフチルアミン等のアミン系酸化防止剤;2、6-ジ-t-ブチルフェノール、4,4’-メチレンビス(2,6ージーtーブチルフェノール)、イソオクチル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、n-オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート等のフェノール系酸化防止剤;等が挙げられる。
 油性剤としては、例えば、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール等のアルコール類が挙げられる。
<水溶性金属加工油剤の製造方法>
 本発明の一態様の水溶性金属加工油剤の製造方法としては、特に制限はなく、上述の成分(A)、必要に応じて、成分(B)~(E)及び他の各種添加剤を配合する工程を有する、方法であることが好ましい。各成分の配合の順序は適宜設定することができる。
〔水溶性金属加工油剤の性状〕
 本発明の一態様の水溶性金属加工油剤の酸価は、好ましくは10~70mgKOH/g、より好ましくは15~60mgKOH/g、更に好ましくは20~50mgKOH/g、より更に好ましくは25~40mgKOH/gである。
 本発明の一態様の水溶性金属加工油剤の塩基価は、好ましくは10~100mgKOH/g、より好ましくは20~90mgKOH/g、更に好ましくは30~80mgKOH/g、より更に好ましくは40~70mgKOH/gである。
 なお、本明細書において、塩基価は、JIS K2501:2003(塩酸法)に準拠して測定した値を意味する。
 本発明の一態様の水溶性金属加工油剤の塩基価と酸価との比〔塩基価/酸価〕は、好ましくは1.0~4.0、より好ましくは1.1~3.5、更に好ましくは1.3~3.2、より更に好ましくは1.5~3.0、特に好ましくは1.7~2.8である。
 当該比が1.0以上であれば、耐腐敗性が良好な水溶性金属加工油剤とすることができる。一方、当該比が4.0以下であれば、人体の皮膚への刺激性を小さくすることができ、取扱性の点で好ましい。
〔金属加工液の形態〕
 本発明の金属加工液は、上述の本発明の一態様の金属加工油剤を原液とし、当該金属加工油剤に希釈水を配合してなるものである。
 希釈水としては、例えば、蒸留水、イオン交換水、水道水、工業用水等のいずれであってもよい。
 金属加工液を調製する際の希釈水の配合量は、前記水溶性金属加工油剤の水以外の成分の全量100質量部に対して、400質量部超であるが、所望の希釈濃度となるように適宜調整することが好ましい。
 本発明の一態様の金属加工液の希釈濃度としては、好ましくは1~50体積%、より好ましくは3~40体積%、更に好ましくは5~20体積%である。
 なお、本明細書において、上記の「金属加工液の希釈濃度」は、下記式から算出された値を意味する。
・「金属加工液の希釈濃度(体積%)」=〔希釈前の金属加工油剤としての体積〕/[〔希釈前の金属加工油剤としての体積〕+〔希釈水の体積〕]×100
〔金属加工液の用途、金属加工方法〕
 本発明の好適な一態様の金属加工液は、従来の金属加工液に比べて、加工性に優れており、金属加工に好適に使用し得る。また、本発明の好適な一態様の金属加工液は、硫黄系極圧剤を含有せずとも、優れた加工性を発現させることができる。そのため、硫黄系極圧剤が要因となる、加工機を構成する銅を含む部材の腐食を効果的に抑制することができる。
 本発明の一態様の金属加工液を用いて加工する被加工材としては、特に制限は無いが、鉄、チタン、アルミニウム、チタン合金、合金鋼、ニッケル基合金、ニオブ合金、タンタル合金、モリブデン合金、タングステン合金、ステンレス鋼、アルミニウム合金、及び高マンガン鋼からなる群より選ばれる金属からなる被加工材に特に好適である。これらの中でも、特に、鉄又はアルミニウムを少なくとも含む部材を有する被加工材に適している。
 そのため、本発明は、下記〔1〕及び〔2〕も提供し得る。
〔1〕上述の本発明の一態様の金属加工液を金属からなる被加工材の加工に適用する、使用方法。
〔2〕上述の本発明の一態様の金属加工液を適用して、金属からなる被加工材を加工する、金属加工方法。
 上記〔1〕及び〔2〕に記載の被加工材は、上述のとおりであるが、鉄又はアルミニウムを少なくとも含む部材を有する被加工材が好適である。
 また、上記〔1〕及び〔2〕に記載の方法によれば、前記被加工材の加工に用いる加工機を構成する銅を含む部材の腐食を抑制ことができる。
 上記〔1〕及び〔2〕において、被加工材の加工としては、例えば、切削加工、研削加工、打抜き加工、研摩、絞り加工、抽伸加工、圧延加工等が挙げられる。
 なお、上記〔1〕の使用方法、及び、上記〔2〕の金属加工方法において、金属加工液は、上述の本発明の一態様の水溶性金属加工油剤に希釈水を配合した上で、被加工材に供給して、被加工材に接触させて使用される。金属加工液は、被加工材と加工具との間を潤滑する。更には、切り屑の除去、被加工材の錆止め、工具及び被加工材の冷却等のためにも使用される。
 次に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
 なお、以下の実施例において、下記の物性値の測定方法及び算出方法は以下に示すとおりである。
(1)動粘度、粘度指数
 JIS K2283:2000に準拠して測定及び算出した。
(2)HLB
 グリフィン法に基づいて算出した。
(3)酸価(指示薬光度滴定法)
 JIS K2501:2003(指示薬光度滴定法)に準拠して測定した。
(4)塩基価(塩酸法)
 JIS K2501:2003(塩酸法)に準拠して測定した。
実施例1~8、比較例1~4
 表2及び表3に示す種類の各種成分を、表2及び表3に示す配合量にて添加して混合して、水溶性金属加工油剤をそれぞれ調製した。当該水溶性金属加工油剤の調製に使用した、各成分の詳細は以下のとおりである。
<成分(A1)>
・油溶性PAG(a-1):ISO 3448で規定の粘度グレードのVG32に適合する油溶性ポリアルキレングリコール。
・油溶性PAG(a-2):ISO 3448で規定の粘度グレードのVG46に適合する油溶性ポリアルキレングリコール。
・油溶性PAG(a-3):ISO 3448で規定の粘度グレードのVG68に適合する油溶性ポリアルキレングリコール。
<成分(A2)>
・パラフィン系鉱油:40℃動粘度=7.117mm/s、粘度指数=109のパラフィン系鉱油。
<成分(B)>
・水:イオン交換水
<成分(C)>
・アミン(c-1):N-メチルエタノールアミン、第2級モノアミン
・アミン(c-2):N-シクロヘキシルジエタノールアミン、第3級モノアミン
・アミン(c-3):N-メチルジエタノールアミン、第3級モノアミン
・アミン(c-4):トリイソプロパノールアミン、第3級モノアミン
・アミン(c-5):N-メチルジシクロヘキシルアミン、第3級モノアミン
<成分(D)>
・脂肪酸類(d-1):ネオデカン酸
・脂肪酸類(d-2):トール油脂肪酸
・脂肪酸類(d-3):ドデカン二酸
・脂肪酸類(d-4):ひまし油重合脂肪酸(リシノレイン酸6量体、酸価:31.6mgKOH/g、水酸基価:9.4mgKOH/g、酸価/水酸基価=3.36)
<成分(E)>
・非イオン性界面活性剤(e-1):ココアミンエチレンオキサイド2モル付加物、HLB=6.3
・非イオン性界面活性剤(e-2):ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、HLB=12.7
<硫黄系極圧剤>
・ジオクチルポリスルフィド
<他の成分>
・アニオン性界面活性剤:ポリオキシエチレンオレイルエーテルカルボン酸、酸価=69.3mgKOH/g。
・金属不活性化剤:ベンゾトリアゾール
・乳化助剤:2-フェノキシエタノール
・抗菌剤:1,2-ベンゾイソチアゾリン-3-オン
・消泡剤:シリコーン系消泡剤
 調製した水溶性金属加工油剤の酸価、塩基価、及び塩基価/酸価の比を測定及び算出すると共に、当該水溶性金属加工油剤を用いて、以下の評価を行った。これらの結果を表2及び表3に示す。
(1)油剤タイプの分類
 JIS K2241:2017の規定に準拠して、同規定のA1種のエマルション型油剤もしくはA2種のソルブル型油剤に分類した。なお、表2及び表3においては、A1種のエマルション型油剤に分類された場合は「E」、A2種のソルブル型油剤に分類された場合は「S」と記載した。
(2)銅板腐食試験
 JIS K2513に準拠した試験方法にて、油温50℃で48時間の条件で試験を行い、銅板の変色度合いを観察し、下記表1に示すJIS K2513の「表1 銅板腐食標準による腐食の分類」に基づいて、銅板の腐食の程度を評価した。なお、表2及び3においては、「変色番号(細分記号)」で記載しており、変色番号は、1~4の数値で銅板の腐食の程度を示しており、数値が大きいほど腐食が進行していることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
(3)加工性の評価
 水溶性金属加工油剤にイオン交換水を加えて希釈し、希釈濃度5体積%の金属加工液を調製した。調製した金属加工液を用いて、以下の条件で下穴ドリル加工を行った後、タッピングトルク試験を行い、加工時の最大タップトルクを測定した。測定は3回行い、その結果の平均値及び最大値を表2及び表3に記載した。
 当該平均値及び最大値が小さいほど、用いた金属加工液の金属加工性が優れているといえる。
<下穴加工条件>
・使用機械:タッピングセンターMTV-T350(株式会社メクトロン製)
・ドリル:SG-ESS(株式会社不二越製)、ドリル径:5.56mm
  ・切削速度:31m/min
  ・回転速度:1798min-1
  ・送り速度:260mm/min
  ・一回転あたりの送り量:0.145mm/rev
  ・深さ:15mm
<タッピングトルク試験>
・使用試験機:Megatap II(micro-electronische Gerate GmbH)
・タップ:ニューロールタップ VP-NRT B M6×1(オーエスジー株式会社製)
  ・切削速度:10m/min
  ・送り量:1.0mm/rev
  ・深さ:12mm
  ・加工n数:3
・被削材:SCM440(JIS規格)(クロムモリブデン鋼)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 表2及び表3から、実施例1~8の水溶性金属加工油剤を希釈して調製した金属加工液は、ソルブル型及びエマルション型のいずれにおいても、銅板腐食が抑制されており、加工性も良好であった。一方で、比較例1~4の水溶性金属加工油剤を希釈して調製した金属加工液は、銅板腐食の抑制効果及び加工性の少なくとも一方で劣る結果となった。

Claims (16)

  1.  油溶性ポリアルキレングリコール(A1)を含む基油(A)を含有し、
     水溶性ポリアルキレングリコール及びメトキシポリエチレングリコールの合計含有量が、水を除く全量基準で60質量%未満である、水溶性金属加工油剤。
  2.  水溶性ポリアルキレングリコール及びメトキシポリエチレングリコールの合計含有量が、成分(A1)の全量100質量部に対して、10質量部未満である、請求項1に記載の水溶性金属加工油剤。
  3.  硫黄系極圧剤を実質的に含有しない、請求項1又は2に記載の水溶性金属加工油剤。
  4.  さらに水(B)を含有する、請求項1~3のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油剤。
  5.  成分(A)中の成分(A1)の含有割合が、前記水溶性金属加工油剤に含まれる成分(A)の全量基準で、10~100質量%である、請求項1~4のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油剤。
  6.  成分(A1)の含有量が、前記水溶性金属加工油剤の水を除く全量基準で、0.01質量%以上である、請求項1~5のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油剤。
  7.  さらにアミン系化合物(C)を含有する、請求項1~6のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油剤。
  8.  さらに脂肪酸類(D)を含有する、請求項1~7のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油剤。
  9.  さらに非イオン性界面活性剤(E)を含有する、請求項1~8のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油剤。
  10.  JIS K2241:2017で規定するA1種に分類されるエマルション型の油剤である、請求項1~9のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油剤。
  11.  JIS K2241:2017で規定するA2種に分類されるソルブル型の油剤である、請求項1~9のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油剤。
  12.  油溶性ポリアルキレングリコール(A1)を含む基油(A)を含有し、
     水溶性ポリアルキレングリコール及びメトキシポリエチレングリコールの合計含有量が、成分(A)の全量100質量部に対して、10質量部未満である、水溶性金属加工油剤。
  13.  請求項1~12のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油剤に、希釈水を配合してなる、金属加工液。
  14.  請求項13に記載の金属加工液を適用して、金属からなる被加工材を加工する、金属加工方法。
  15.  前記被加工材が、鉄又はアルミニウムを少なくとも含む部材を有する、請求項14に記載の金属加工方法。
  16.  前記被加工材の加工に用いる加工機を構成する銅を含む部材の腐食を抑制する、請求項14又は15に記載の金属加工方法。
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