WO2023106341A1 - 水溶性金属加工油剤 - Google Patents

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ユ ハン タン
知晃 岡野
ステイシー ハディウィジャヤ
健志 見富
洋介 地曳
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出光興産株式会社
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    • C10M173/00Lubricating compositions containing more than 10% water

Definitions

  • the present invention relates to a water-soluble metalworking fluid and a metalworking fluid obtained by blending the water-soluble metalworking fluid with dilution water.
  • the water-soluble metalworking fluid of the present invention contains a base oil (A) and an ether carboxylic acid (B) represented by the following general formula (b-1).
  • the water-soluble metalworking fluid of one embodiment of the present invention contains a compound represented by the following general formula (b-1) to inhibit emulsification of machine tool grease or the like when used as a metalworking fluid. It is possible to effectively suppress the demulsification of the metal working fluid even if a component that causes the metal working fluid is mixed.
  • the total content of components (A) to (B) is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass, based on the total amount (100% by mass) of the water-soluble metalworking fluid. More preferably 25% by mass or more, still more preferably 30% by mass or more, particularly preferably 35% by mass or more, and 100% by mass or less, 90% by mass or less, 80% by mass or less, and 70% by mass or less , 60% by mass or less, 50% by mass or less, or 45% by mass or less.
  • B is a single bond or an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
  • alkylene group that can be selected as B include the same groups as those described above for A.
  • the alkylene group that can be selected as B is preferably a linear alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a methylene group.
  • alkenyl groups include vinyl, propenyl, isopropenyl, butenyl, pentenyl, hexenyl, heptenyl, octenyl, nonenyl, decenyl, undecenyl, dodecenyl, tridecenyl, tetradecenyl, pentadecenyl group, hexadecenyl group, heptadecenyl group, octadecenyl group (oleyl group), nonadecenyl group, icosenyl group, henicosenyl group, docosenyl group, tricosenyl group, tetracosenyl group and the like.
  • the above groups also include structural isomers.
  • the alkenyl group preferably has 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, still more preferably 1 to 10 carbon atoms, still more preferably 1 to 6 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 3 carbon atoms.
  • 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, and an adamantyl group.
  • the water-soluble metalworking fluid of one aspect of the present invention further contain fatty acids (E).
  • fatty acids (E) By containing the fatty acid (E), it is possible to obtain a water-soluble metalworking fluid capable of becoming a metalworking fluid with improved emulsion stability, rust resistance, workability, and the like.
  • the fatty acids (E) may be used singly or in combination of two or more.
  • fatty acids (E) used in one aspect of the present invention include fatty acids, hydroxy fatty acids, aliphatic dicarboxylic acids, dimer acids of fatty acids, and polymerized fatty acids of hydroxy unsaturated fatty acids.
  • hydroxy fatty acid examples include hydroxylauric acid, hydroxymyristic acid, hydroxypalmitic acid, hydroxystearic acid, hydroxyarachidic acid, hydroxybehenic acid, and hydroxyoctadecenoic acid.
  • the hydroxy fatty acid preferably has 8 to 30 carbon atoms, more preferably 10 to 25 carbon atoms, and still more preferably 10 to 20 carbon atoms.
  • antioxidants include amine antioxidants such as alkylated diphenylamine, phenylnaphthylamine, and alkylated phenylnaphthylamine; butylphenol), isooctyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate, n-octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate, etc. phenolic antioxidant; and the like.

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Abstract

新規な水溶性金属加工油剤等が求められている。 基油(A)と、下記一般式(b-1)で表されるエーテルカルボン酸(B)とを含む水溶性金属加工油剤であって、エーテルカルボン酸(B)の含有量が、前記水溶性金属加工油剤の全量基準で、0.1~10質量%である、水溶性金属加工油剤。 [式中、 Aは炭素数1~4のアルキレン基であり、Aが複数存在する場合、複数のAは、同一の基であってもよく、互いに異なる基であってもよい。 Bは単結合または炭素数1~4のアルキレン基であり、 nは1~100の整数であり、 Rは炭化水素基である。]

Description

水溶性金属加工油剤
 本発明は、水溶性金属加工油剤、及び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、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が開示されている。当該水溶性加工油剤は希釈水で希釈して金属加工液とした上で、金属加工に使用される。また、特許文献2にも、エーテルカルボン酸を含有する水溶性金属加工油等が開示されている。
国際公開第2010/113594号 中国特許公開公報第106893622号
 他方、工作機械には、工具、及び被削材等を任意の方向に動かすために摺動面が存在し、摺動運動を円滑にするために、グリースや潤滑油組成物が用いられてきた。近年、工作機械の小型化やコスト削減のため、他油分離装置であるオイルスキマーを切削油タンクに設置しない設備が増加し、それに伴い、摺動面にグリースを用いる設備が増えている。
 ところが、摺動面に用いたグリースが工作機械に設置されている切削油タンクに混入すると、水溶性金属加工液の乳化破壊を促進し、水溶性金属加工液が劣化するという問題が発生する。このような状況から、新規な水溶性金属加工油剤等が求められている。
 本発明は、特定のエーテルカルボン酸を所定量含有する水溶液金属加工油剤等を提供する。具体的には、本発明は、例えば、下記態様[1]~[14]を提供する。
[1]基油(A)と、下記一般式(b-1)で表されるエーテルカルボン酸(B)とを含む水溶性金属加工油剤であって、
 エーテルカルボン酸(B)の含有量が、前記水溶性金属加工油剤の全量基準で、0.1~10質量%である、水溶性金属加工油剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
[式中、
 Aは炭素数1~4のアルキレン基であり、Aが複数存在する場合、複数のAは、同一の基であってもよく、互いに異なる基であってもよい。
 Bは単結合または炭素数1~4のアルキレン基であり、
 nは1~100の整数であり、
 Rは炭化水素基である。]
[2]前記一般式(b-1)中のBがメチレン基である、[1]に記載の水溶性金属加工油剤。
[3]エーテルカルボン酸(B)のHLBが5.0以上である、[1]または[2]に記載の水溶性金属加工油剤。
[4]エーテルカルボン酸(B)のHLBが6.0超である、[1]または[2]に記載の水溶性金属加工油剤。
[5]前記一般式(b-1)中のAが、エチレン基である、[1]~[4]のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油剤。
[6]前記一般式(b-1)中のnが6以上である、[1]~[4]のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油剤。
[7]前記一般式(b-1)中のRが、炭素数10~30の炭化水素基である、[1]~[6]のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油剤。
[8]非イオン性界面活性剤(C)をさらに含む、[1]~[7]のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油剤。
[9]非イオン性界面活性剤(C)と、エーテルカルボン酸(B)との含有量比〔(C)/(B)〕が、質量比で、1~25である、[8]に記載の水溶性金属加工油剤。
[10]アミン化合物(D)をさらに含む、[1]~[9]のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油剤。
[11]アミン化合物(D)と、エーテルカルボン酸(B)との含有量比〔(D)/(B)〕が、質量比で、1~166である、[10]に記載の水溶性金属加工油剤。
[12][1]~[11]のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油剤を希釈してなる、金属加工液。
[13]乳化阻害物質を使用する工作機械による金属加工の際に使用する、[12]に記載の金属加工液。
[14]前記乳化阻害物質が、グリースである、[13]に記載の金属加工液。
 本発明の好適な一態様の水溶性金属加工油剤は、金属加工液とした際に、工作機械用のグリースが切削油タンクに混入しても金属加工液の乳化破壊を抑制する。
 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」と「金属加工液」の2つの用語は、水の含有量によって、以下に示すとおり区別した上で用いている。
・「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100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、100質量部超である。
 なお、「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。
〔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、基油(A)と、下記一般式(b-1)で表されるエーテルカルボン酸(B)とを含む。本発明の一態様の水溶性金属加工油剤は、下記一般式(b-1)で表される化合物を配合することで、金属加工液とした際に、工作機械用のグリース等の乳化を阻害する成分が混入しても、金属加工液の乳化破壊を効果的に抑制することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 本発明の水溶性金属加工油剤は、基油(A)と、上記一般式(b-1)で表されるエーテルカルボン酸(B)とを含有するが、これらの成分以外の他の成分を含有してもよい。
 例えば、本発明の一態様の水溶性金属加工油剤は、非イオン性界面活性剤(C)、アミン化合物(D)、及び脂肪酸類(E)から選ばれる1種以上を含有してもよい。また、本発明の一態様の水溶性金属加工油剤は、水(F)を含有してもよい。また、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)~(F)以外の他の成分を含有してもよい。
 なお、水及びその他の成分の含有量と含有比率を調整することで、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、及び、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。
 本発明の一態様において、成分(A)~(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10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、さらに好ましくは25質量%以上、よりさらに好ましくは30質量%以上、特に好ましくは35質量%以上であり、また、100質量%以下、90質量%以下、80質量%以下、70質量%以下、60質量%以下、50質量%以下、または、45質量%以下としてもよい。
 本発明の一態様において、成分(A)~(C)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10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、さらに好ましくは30質量%以上、よりさらに好ましくは33質量%以上、特に好ましくは36質量%以上であり、また、100質量%以下、90質量%以下、80質量%以下、70質量%以下、60質量%以下、50質量%以下、48質量%以下、または、45質量%以下としてもよい。
 本発明の一態様において、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10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、さらに好ましくは30質量%以上、よりさらに好ましくは40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、または、70質量%以下としてもよい。
 本発明の一態様において、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、好ましくは50質量%以上、より好ましくは55質量%以上、さらに好ましくは60質量%以上、よりさらに好ましくは65質量%以上、特に好ましくは70質量%以上であり、また、100質量%以下、97質量%以下、95質量%以下、93質量%以下、90質量%以下、87質量%以下、または、85質量%以下としてもよい。
 本発明の一態様において、成分(A)~(F)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50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは65質量%以上、よりさらに好ましくは70質量%以上、特に好ましくは75質量%以上であり、また、100質量%以下、99質量%以下、98質量%以下、97質量%以下、96質量%以下、または、95質量%以下としてもよい。
 本発明の一態様において、非イオン性界面活性剤(C)と、エーテルカルボン酸(B)との含有量比〔(C)/(B)〕は、質量比で、好ましくは1.0以上、より好ましくは1.10以上、さらに好ましくは1.15以上、よりさらに好ましくは1.20以上、特に好ましくは1.25以上であり、また、好ましくは25.0以下、より好ましくは20.0以下、さらに好ましくは15.0以下、特に好ましくは10.0以下であり、さらに、8.5以下、8.0以下、7.5以下、7.0以下、6.5以下、6.0以下、5.5以下、または、5.0以下としてもよい。
 本発明の一態様において、アミン化合物(D)と、エーテルカルボン酸(B)との含有量比〔(D)/(B)〕は、質量比で、好ましくは1以上、より好ましくは1.5以上、さらに好ましくは2.0以上、よりさらに好ましくは2.5以上、さらに好ましくは3.0以上、さらに好ましくは3.5以上、さらに好ましくは4.0以上、さらに好ましくは4.5以上、特に好ましくは5.0以上であり、また、6.0以上、6.5以上、7.0以上、7.5以上、または、8.0以上としてもよく、また、好ましくは166以下、より好ましくは120以下、さらに好ましくは100以下、よりさらに好ましくは90以下、さらに好ましくは80以下、さらに好ましくは70以下、特に好ましくは60以下であり、また、56以下、50以下、45以下、40以下、または、35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、基油(A)を含有する。基油(A)を含有することで、良好な加工性を有する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、基油(A)は、1種を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、本発明の一態様において、基油(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、好ましくは9質量%以上、より好ましくは12質量%以上、さらに好ましくは14質量%以上、さらに好ましくは20質量%以上、さらに好ましくは25質量%以上、特に好ましくは30質量%以上であり、また、好ましくは80質量%以下、より好ましくは70質量%以下、さらに好ましくは60質量%以下、特に好ましくは50質量%以下である。
 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、基油(A)の含有量は、当該油剤の全量(100質量%)基準で、20質量%以上、25質量%以上、30質量%以上、35質量%以上、又は40質量%以上としてもよい。
 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、基油(A)の含有量は、当該油剤の全量(100質量%)基準で、50質量%以下、45質量%以下、40質量%以下、35質量%以下、又は30質量%以下としてもよい。
 本発明の一態様で用いる基油(A)としては、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。
 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-オレフィンやその単独重合体、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;ポリアルキレングリコール;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。
 これらの中でも、本発明の一態様で用いる基油(A)は、API(米国石油協会)基油カテゴリーのグループ2及びグループ3に分類される鉱油、並びに、合成油から選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。
 本発明の一態様の基油(A)の40℃動粘度は、3.0mm/s以上、3.5mm/s以上、4.0mm/s以上、4.5mm/s以上、5.0mm/s以上、5.5mm/s以上、6.0mm/s以上、6.5mm/s以上、又は7.0mm/s以上としてもよく、また、100mm/s以下、90mm/s以下、80mm/s以下、70mm/s以下、60mm/s以下、50mm/s以下、45mm/s以下、40mm/s以下、35mm/s以下、30mm/s以下、25mm/s以下、又は20mm/s以下としてもよい。
 本発明の一態様の潤滑油基油の粘度指数は、70以上、80以上、85以上、90以上、95以上、又は100以上としてもよい。
 本明細書において、動粘度及び粘度指数は、JIS K2283:2000に準拠して測定又は算出された値を意味する。
<成分(B):エーテルカルボン酸>
 本発明の水溶性金属加工油剤は、下記一般式(b-1)で表されるエーテルカルボン酸(B)を含有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 本発明者らは、その構造中にカルボキシル基を有するエーテルカルボン酸(B)を含有する水溶性金属加工油剤とすることで、水溶性金属加工油剤を希釈水で希釈して金属加工液とした際に、工作機械用のグリースが切削油タンクに混入しても金属加工液の乳化破壊が抑制されることを見出した。本発明の水溶性金属加工油剤を用いた金属加工液は、摺動面に用いたグリースが切削油タンクに混入しても品質の劣化が起こりにくいため、使用期間を延長することが可能となる。
 前記一般式(b-1)において、Aは、炭素数1~4のアルキレン基であり、Aが複数存在する場合、複数のAは、同一の基であってもよく、互いに異なる基であってもよい。本明細書において、「アルキレン基」とは、指定された数の炭素原子を有する直鎖状、環状または分岐状の2価の飽和脂肪族炭化水素基を意味する。
 Aとして選択し得る、前記アルキレン基としては、例えば、メチレン基、1,1-エチレン基、1,2-エチレン基等のエチレン基、1,3-プロピレン、1,2-プロピレン、2,2-プロピレン等のプロピレン基、ブチレン基が挙げられる。なお、上述の基には、構造異性体も含まれる。
 これらの中でも、Aとして選択し得る、前記アルキレン基は、エチレン基及びプロピレン基から選択される1以上の基が好ましい。
 また、Aが複数存在する場合、複数のAは、エチレン基単独、プロピレン基単独、又はエチレン基及びプロピレン基の組み合わせ(すなわち、-A-O-は、エチレンオキサイド(EO)基とプロピレンオキサイド(PO)基とが、ランダムまたはブロックに結合してなるものであってもよい)のいずれであってもよいが、エチレン基及びプロピレン基から選択される1以上の基を含むことが好ましく、少なくともエチレン基を含むことがより好ましく、すべてエチレン基であることが更に好ましい。
 前記一般式(b-1)において、Bは、単結合または炭素数1~4のアルキレン基である。Bとして選択し得る、前記アルキレン基としては、例えば、前記Aと同じものが挙げられる。その中でも、Bとして選択し得る、前記アルキレン基は、好ましくは炭素数1~3の直鎖状アルキレン基であり、より好ましくはメチレン基である。
 前記一般式(b-1)において、nは、乳化破壊を効果的に抑制する金属加工液とする観点から、1以上、好ましくは2以上、より好ましくは3以上、さらに好ましくは4以上、よりさらに好ましくは5以上、さらに好ましくは6以上、さらに好ましくは7以上、さらに好ましくは8以上、さらに好ましくは9以上、特に好ましくは10以上である。
 また、前記一般式(b-1)において、nは、100以下、90以下、80以下、70以下、60以下、50以下、40以下、30以下、20以下、15以下、または、10以下とすることができる。
 前記一般式(b-1)において、Rは炭化水素基を表す。本明細書において、「炭化水素基」とは、指定された数の炭素原子を有する直鎖状、環状または分岐状の飽和または不飽和の炭化水素から水素原子を1個除いた基を意味する。具体的には、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基などが挙げられる。
 アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基等のプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基等のブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラコシル基等が挙げられる。なお、上述の基には、構造異性体も含まれる。
 アルケニル基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基、イソプロペニル基、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、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基(オレイル基)、ノナデセニル基、イコセニル基、ヘンイコセニル基、ドコセニル基、トリコセニル基、テトラコセニル基等が挙げられる。なお、上述の基には、構造異性体も含まれる。
 シクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。また、シクロアルキル基は、少なくとも1つの環形成炭素が結合する水素原子が、置換基(炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルケニル基、フェニル基等)で置換されていてもよい。このような置換基を有するシクロアルキル基としては、例えば、メチルシクロヘキシル基、エチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基等が挙げられる。
 アリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等が挙げられる。
 また、アリール基は、少なくとも1つの環形成炭素が結合する水素原子が、置換基(炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルケニル基、シクロアルキル基等)で置換されていてもよい。このような置換基を有するアリール基としては、例えば、メチルフェニル基、エチルフェニル基、ジメチルフェニル基等が挙げられる。
 これらの中でも、Rは、好ましくは直鎖状または分岐状の飽和または不飽和の脂肪族炭化水素基であり、より好ましくは直鎖状または分岐状のアルキル基またはアルケニル基であり、さらに好ましくは直鎖状アルキル基又は直鎖状アルケニル基であり、よりさらに好ましくは直鎖状のアルケニル基である。
 また、Rの炭素数は、乳化破壊を効果的に抑制する金属加工液とする観点から、好ましくは1以上、より好ましくは3以上、さらに好ましくは5以上、よりさらに好ましくは6以上、さらに好ましくは8以上、さらに好ましくは9以上、特に好ましくは10以上であり、また、11以上、12以上、13以上、14以上、または、15以上であってもよい。
 また、Rの炭素数は、好ましくは50以下、より好ましくは45以下、さらに好ましくは40以下、よりさらに好ましくは35以下、特に好ましくは30以下であり、また、29以下、28以下、27以下、26以下、または、25以下であってもよい。
 本発明の一態様において、エーテルカルボン酸(B)は、前記一般式(b-1)において、
 Aはエチレン基及びプロピレン基から選択される1以上の基(好ましくは、少なくともエチレン基を含み、より好ましくは、すべてエチレン基である)であり、
 Bは炭素数1~3の直鎖状アルキレン基(好ましくはメチレン基)であり、
 nは6~10の整数(好ましくは8~10、より好ましくは9~10、さらに好ましくは10)であり、
 Rは炭素数10~30の炭化水素基(好ましくは炭素数10~30の直鎖状または分岐状のアルキル基またはアルケニル基であり、より好ましくは炭素数10~30の直鎖状のアルケニル基であり、さらに好ましくはオレイル基)である。
 本発明の一態様において、エーテルカルボン酸(B)のHLBは、5.0以上である。HLBが当該範囲のエーテルカルボン酸(B)を用いることにより、金属加工液の乳化破壊を抑制することができる。本発明の別の一態様において、エーテルカルボン酸(B)のHLBは、6.0超である。HLBが当該範囲のエーテルカルボン酸(B)を用いることにより、金属加工液の乳化破壊をより効果的に抑制することができる。
 本発明の一態様において、エーテルカルボン酸(B)のHLBの下限値は、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、6.5以上、7.0以上、7.5以上、8.0以上、8.5以上、9.0以上、9.5以上、10.0以上、10.5以上、または、11.0以上であってもよく、特に好ましくは12.0以上である。また、エーテルカルボン酸(B)のHLBの上限値は、特に制限されないが、20.0以下、19.0以下、18.0以下、17.0以下、16.0以下、15.0以下、または、14.0以下であり、特に好ましくは13.0以下である。
 なお、本明細書において、HLBとは、Hydrophile-lipophilebalance(親水親油バランス)の略称であり、界面活性剤の分子内における親水基と親油基のつり合いを示す指標である。本明細書において、HLBは、グリフィン法より算出される値を指す。
 本発明の一態様において、エーテルカルボン酸(B)の含有量は、乳化破壊を効果的に抑制する金属加工液とする観点から、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質量%以上、より好ましくは0.2質量%以上、さらに好ましくは0.3質量%以上、よりさらに好ましくは0.4質量%以上、特に好ましくは0.5質量%以上であり、また、0.7質量%以上、0.9質量%以上、1.0質量%以上、1.5質量%以上、または、2.0質量%以上であってもよい。
 また、エーテルカルボン酸(B)の含有量は、金属加工油剤の安定性及び加工性の両立の観点から、水溶性金属加工油剤の全量(100質量%)基準で、好ましくは12質量%以下、より好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは8質量%以下、よりさらに好ましくは6質量%以下、特に好ましくは4質量%以下であり、また、3.5質量%以下、3質量%以下、または、2.5質量%以下であってもよい。
<成分(C):非イオン界面活性剤>
 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(C)を含有することが好ましい。非イオン界面活性剤(C)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、本発明の一態様において、非イオン界面活性剤(C)は、1種を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、本発明の一態様において、非イオン界面活性剤(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0.1~15.0質量%、より好ましくは0.2~10.0質量%、さらに好ましくは0.3~8.0質量%、よりさらに好ましくは0.5~6.0質量%、特に好ましくは0.7~4.0質量%であり、さらに、0.9質量%以上、1.0質量%以上、又は1.2質量%以上としてもよく、また、3.8質量%以下、3.5質量%以下、3.2質量%以下、3.0質量%以下、2.8質量%以下、又は2.5質量%以下としてもよい。
 本発明の一態様で用いる非イオン界面活性剤(C)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、さらに好ましくは8.0以上、よりさらに好ましくは9.0以上、特に好ましくは10.0以上である。
 また、非イオン界面活性剤(C)のHLBは、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、さらに好ましくは15.0以下、特に好ましくは14.5以下である。
 本発明の一態様で用いる非イオン界面活性剤(C)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、アルキルフェノールエチレンオキシド付加物、高級アルコールエチレンオキシド付加物、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非イオン界面活性剤(C)は、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル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の含有割合は、水溶性金属加工油剤に含まれる非イオン界面活性剤(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70~100質量%、さらに好ましくは80~100質量%、よりさらに好ましくは90~100質量%、特に好ましくは95~100質量%である。
<成分(D):アミン化合物>
 本発明の一態様の水溶性金属加工油剤は、さらにアミン化合物(D)を含有することが好ましい。アミン化合物(D)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、本発明の一態様の水溶性金属加工油剤において、アミン化合物(D)は、1種を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、本発明の一態様において、アミン化合物(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2~40質量%、より好ましくは4~35質量%、さらに好ましくは6~30質量%、よりさらに好ましくは8~25質量%、特に好ましくは10~20質量%である。
 本発明の一態様で用いるアミン化合物(D)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アミン化合物(D)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アミン化合物(D)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80~100質量%、さらに好ましくは80~100質量%、さらに好ましくは85~100質量%、よりさらに好ましくは90~100質量%、よりさらに好ましくは95~100質量%、特に好ましくは98~100質量%である。
 本発明の一態様でアミン化合物(D)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アミン化合物(D)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、第1級モノアミン、第2級モノアミン、及び第3級モノアミンをすべて含むことが更に好ましい。
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 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、さらに好ましくは1~10、よりさらに好ましくは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、さらに好ましくは1~10、よりさらに好ましくは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)、プロぺニル基、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、さらに好ましくは1~10、よりさらに好ましくは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アミン化合物(D)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アミン化合物(D)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、第1級アルカノールアミン、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すべて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アミン化合物(D)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、40質量%以上、42質量%以上、44質量%以上、46質量%以上、48質量%以上、50質量%以上、55質量%以上、又は60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、68質量%以下、66質量%以下、64質量%以下、62質量%以下、60質量%以下、58質量%以下、又は55質量%以下としてもよい。
 本発明の一態様で用いるアミン化合物(D)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。
 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アミン化合物(D)は、第3級脂環式アミンを含むことが好ましく、前記式(iii)中のRのうちの2つがシクロアルキル基である第3級脂環式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アミン化合物(D)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15質量%以上、更に好ましくは20質量%以上、より更に好ましくは25質量%以上、特に好ましくは30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、又は65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、アミン化合物(D)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アミン化合物(D)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(E):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(E)を含有することが好ましい。
 脂肪酸類(E)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、本発明の一態様において、脂肪酸類(E)は、1種を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、本発明の一態様において、脂肪酸類(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3~60質量%、より好ましくは5~50質量%、さらに好ましくは9~40質量%、よりさらに好ましくは12~35質量%、特に好ましくは14~30質量%であり、さらに、15質量%以上、又は16質量%以上としてもよく、また、27質量%以下、25質量%以下、23質量%以下、又は21質量%以下としてもよい。
 本発明の一態様で用いる脂肪酸類(E)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、さらに好ましくは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、さらに好ましくは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、さらに好ましくは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。
 脂肪酸類(E)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、さらに好ましくは30~80mgKOH/gである。
 脂肪酸類(E)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、さらに好ましくは0~40mgKOH/gである。
 脂肪酸類(E)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、さらに好ましくは2.5~9.5である。
 脂肪酸類(E)のけん化価は、好ましくは180~220mgKOH/g、より好ましくは190~210mgKOH/g、さらに好ましくは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。
<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)~(F)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、極圧添加剤、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、1種を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0.01~20質量%、より好ましくは0.03~15質量%、さらに好ましくは0.01~10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、さらに好ましくは40~190mgKOH/g、よりさらに好ましくは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。
 極圧添加剤としては、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添加剤;硫化オレフィン、硫化ラード、アルキルポリサルファイド、硫化脂肪酸等の硫黄系極圧添加剤;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添加剤;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、ベンゾチアゾール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)及び(B)、並びに、必要に応じて、成分(C)~(F)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。
〔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、100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(質量%)」=〔希釈前の金属加工油剤としての質量〕/[〔希釈前の金属加工油剤としての質量〕+〔希釈水の質量〕]×100
〔金属加工液の用途〕
 本発明の好適な一態様の金属加工液は、乳化阻害物質を使用する工作機械による金属加工の際に使用し得る。本発明の好適な一態様の金属加工液によれば、例えば、切削油タンクに乳化阻害物質が混入しても、金属加工液の乳化破壊が抑制され、金属加工液の劣化を防止することができる。
 乳化阻害物質としては、例えば、グリースが挙げられる。グリースの種類は特に制限されず、石鹸グリースであってもよく、ウレア系グリースであってもよい。石けんグリースとしては、例えば、カルシウム石けんグリース、リチウム石けんグリース、アルミニウムコンプレックスグリース、リチウムコンプレックスグリース等が挙げられる。
 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、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム合金、銅、銅合金、鉄、鉄鋼、炭素鋼、鋳鉄、チタン、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、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が特に好適である。
 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〕に記載の被加工材の詳細は、上述のとおりである。
 また、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。
実施例1~15、比較例1~9
 表1~3に示す種類の各種成分を、表1~3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(A)>
・パラフィン系鉱油:40℃動粘度=7.117mm/s、粘度指数=109のAPI基油カテゴリーのグループIIに分類されるパラフィン系鉱油
<成分(B)>
・ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸(2EO)、HLB=6
 式(b-1)において、Aがエチレン基、Bがメチレン基、nが2、Rがオレイル基である化合物。
・ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸(5EO)、HLB=9.6
 式(b-1)において、Aがエチレン基、Bがメチレン基、nが5、Rがオレイル基である化合物。
・ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸(8EO)、HLB=11.7
 式(b-1)において、Aがエチレン基、Bがメチレン基、nが8、Rがオレイル基である化合物。
・ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸(10EO)、HLB=12.7
 式(b-1)において、Aがエチレン基、Bがメチレン基、nが10、Rがオレイル基である化合物。
・ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルカルボン酸、HLB=10
 式(b-1)において、Aがエチレン基及びプロピレン基の組み合わせ、Bがメチレン基、nが3、Rがイソトリデシル基である化合物。
<成分(b’)>
・ポリオキシエチレンオレイルエーテル(10EO)、HLB=13.0
 式(b-1)において、Aがエチレン基、Bがメチレン基、nが10、Rがオレイル基であるが、カルボキシル基を有しない化合物。
<成分(C)>
・非イオン性界面活性剤(1):ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、HLB=12.7
・非イオン性界面活性剤(2):ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、HLB=8.8
<成分(D)>
・アミン化合物:モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、及びジシクロヘキシルアミンのアミン混合物
<成分(E)>
・脂肪酸類:ドデカン二酸、ネオデカン酸、トール油脂肪酸、及びリシノレイン酸重合脂肪酸(ひまし油重合脂肪酸)の混合脂肪酸、酸価=32.3mgKOH/g、水酸基価=1.1mgKOH/g
<成分(F)>
・水
<他の成分>
・金属不活性化剤:ベンゾトリアゾール、リン酸系腐食防止剤
・乳化助剤:オレイン酸メチル
・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
 次に、調製した水溶性金属加工油剤を用いて、金属加工液の乳化安定性を評価した。まず、マグネシウム濃度を500ppmに調整した水を用いて当該水溶性金属加工油剤を20体積%に希釈し、金属加工液を用意した。この金属加工液50mLに対し、リチウムコンプレックスグリース(ダフニーエポネックスSR、出光興産社製)を2.5g添加し、60℃の恒温槽にて静置し、金属加工液の乳化破壊が生じるまでの日数を測定した。なお、乳化破壊は目視にて観察し、油層と水層の分離が確認された時点で乳化破壊が発生したと判定し、乳化破壊までの日数が2日以上のものを「合格」とした。結果を表1及び2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 表1及び2から、実施例1~15の水溶性金属加工油剤は、乳化破壊が発生するまでの日数が2日以上であり、グリースと混合しても乳化の安定性が良好であった。一方で、表3から、成分(B)のエーテルカルボン酸を含有しない比較例1~9の水溶性金属加工油剤は、いずれも乳化破壊が発生するまでの日数が1日であり、成分(B)を含む水溶性金属加工油剤と比較して、乳化安定性が劣る結果となった。 

Claims (14)

  1.  基油(A)と、下記一般式(b-1)で表されるエーテルカルボン酸(B)とを含む水溶性金属加工油剤であって、
     エーテルカルボン酸(B)の含有量が、前記水溶性金属加工油剤の全量基準で、0.1~10質量%である、水溶性金属加工油剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    [式中、
     Aは炭素数1~4のアルキレン基であり、Aが複数存在する場合、複数のAは、同一の基であってもよく、互いに異なる基であってもよい。
     Bは単結合または炭素数1~4のアルキレン基であり、
     nは1~100の整数であり、
     Rは炭化水素基である。]
  2.  前記一般式(b-1)中のBがメチレン基である、請求項1に記載の水溶性金属加工油剤。
  3.  エーテルカルボン酸(B)のHLBが5.0以上である、請求項1または2に記載の水溶性金属加工油剤。
  4.  エーテルカルボン酸(B)のHLBが6.0超である、請求項1または2に記載の水溶性金属加工油剤。
  5.  前記一般式(b-1)中のAが、エチレン基である、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.  前記一般式(b-1)中のnが6以上である、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。
  7.  前記一般式(b-1)中のRが、炭素数10~30の炭化水素基である、請求項1~6のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油剤。
  8.  非イオン性界面活性剤(C)をさらに含む、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.  非イオン性界面活性剤(C)と、エーテルカルボン酸(B)との含有量比〔(C)/(B)〕が、質量比で、1~25である、請求項8に記載の水溶性金属加工油剤。
  10.  アミン化合物(D)をさらに含む、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.  アミン化合物(D)と、エーテルカルボン酸(B)との含有量比〔(D)/(B)〕が、質量比で、1~166である、請求項10に記載の水溶性金属加工油剤。
  12.  請求項1~11のいずれか一項に記載の水溶性金属加工油剤を希釈してなる、金属加工液。
  13.  乳化阻害物質を使用する工作機械による金属加工の際に使用する、請求項12に記載の金属加工液。
  14.  前記乳化阻害物質が、グリースである、請求項13に記載の金属加工液。 
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