JPH01201400A - 水溶性金属加工油剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は金属材料に切削、研削、圧延、打抜き、絞り等
の加工を行う際に給油する水溶性金属加工油剤であって
、特に防腐性の優れた改良された油剤に関するものであ
る。

（従来の技術） 水溶性金属加工油剤にはソリュブル型、エマルジョン型
等があるが、いずれも界面活性剤、防錆剤および潤滑油
等を主成分とするものであって、これらの成分はいずれ
も細菌やかびの好適な栄養源となる物質であるから、か
かる油剤は使用中に腐敗し易い欠点を有することが認め
られている。

（発明が解決しようとする課題） かような欠点に対処する防腐対策としては従来は各種防
腐剤を添加する方法が行われている。例えばフェノール
系化合物、ホルムアルデヒド供与体化合物、カチオン界
面活性剤、重金属等を添加する事は公知である。しかし
ながらかような防腐剤を、細菌やかびを完全に抑制し得
るほど多量に添加すればその副作用で乳化安定性、防錆
性を損ない、あるいはまた人体に対する刺激性を増大す
る結果を招く事となり好ましくなく、よって防腐剤の添
加をもって完全な防腐対策とする事は困難であった。

一方水溶性金属加工油剤においてソリュブル型では防錆
剤として、また油剤のアルカリ度を適当な範囲（ｐＨ８
〜１０．５）に維持するアルカリ物質としてアルカノー
ルアミン、シクロヘキシルアミン、ジシクロへキシルア
ミン等の各種のアミンが使用され、またエマルジョン型
では界面活性剤（乳化剤）として脂肪酸と各種のアミン
を反応させたアミン石けんが潤滑油の乳化のために使用
され、またアルカリ物質として若干のアミンを遊離の状
態で含有させているのが′ｆｆ通である。

通常ＭＲ１のアミンを多量に含有させればアルカリ度は
大き？なり腐敗を抑制し得る事になるが一面刺激性が増
大する事になり好ましくない。

上述のように、従来の技術において、防腐剤を添加する
方法および遊離アミンを多量に含有させる方法とも、腐
敗を完全に抑制する事は困難であった。

従って本発明の目的は防腐性の改善された水溶性金属加
工油剤を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者等は上記目的を達成するため各種アミンの特性
について研究したところ、アミンには多種多様のものが
ありモノアミン、ジアミン、トリアミン等があり、また
これらのそれぞれに脂肪族、芳香族、脂環式の別があり
、それぞれアルカリ度も人体に対する刺激性も、また細
菌、カビに対する作用もまちまちである。そこでこれら
各種アミンの組合せによる相乗作用についても研究した
結果、以外にも特定のアミンを特定比に組合せ、特定量
、水溶性金属加工油剤に含有させる事によてアルカリ度
は適当な範囲であり、しかも腐敗を著しく抑制し得る事
を新たに知り得て本発明に至ったものである。

すなわち本発明は水溶性金属加工油剤中に下記の（１）
式で示される芳香族ジアミンおよび／または（２）弐で
示される脂環式ジアミンと（３）弐で示される芳香族ジ
アミンおよび／または（４）弐で示される脂環式ジアミ
ンとを含有し、 上記（１）および（２）式のジアミンの合計量と、（３
）および（４）弐のジアミンの合計量の重量比が９０　
：　１０〜１゜：９０の範囲内であり、かつ（１）、　
（２）、　（３）および（４）式のジアミンの合計量が
油剤中の１〜３０重量％を占めることを特徴とする水溶
性金属加工油剤に関するものである。

即ち本発明は特定のアミンである（１）、　（２）、　
（３）および（４）式で表されるジアミンを前記特定比
に併用し、特定量を水溶性金属加工油剤に含有させた事
にある。

（１）および（２）式のジアミンの合計量と（３）およ
び（４）式のジアミンの合計量の重量比が９０　：　１
０〜１０　：　９０の範囲より（３）および（４）弐の
ジアミンの合計量が少なければ腐敗抑制の目的を達せず
、この範囲より多ければ油剤中に安定に溶解分散して含
有させる事が困難となり、いずれも不適当である。

（１）、　（２）、　（３）および（４）弐のジアミン
の合計量が油剤中の１〜３０重量％の範囲より少ない場
合は腐敗抑制の効果がなく、これより多い場合は刺激性
が強くなりこれも不適当である。なお、（１）、　（２
）、　（３）および（４）弐で示されるジアミンはそれ
ぞれ（１）メタキシレンジアミン（ＭＸＤＡ）（２）　
　１．３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン（ＢＭ
ＭＣ） （３）　　４．４　’　　−ジアミノジフェニルメタン
（ＤＡＤＰＭ）（４）　　４．４　’　　−ジアミノジ
シクロヘキシルメタン（ＤＡＤＣＭ） である。

（作用） かような特定の分子構造のジアミンの特定比の組合せの
みが本発明の効果を示す事は研究の結果見出した事であ
るが、その理由については完全に確証を得た訳ではない
が概ね次の通りと考えられている。

本発明に使用するアミンは一般に使用されているアルカ
ノールアミン、ジシクロヘキシルアミン、エチレンジア
ミン等と異なって分子内の有機性基（炭化水素基）と無
機性基（アミノ基、水酸基）がいずれも大きく、かつ両
者のバランスがとれている。無機性／有機性比率Ｉ１０
〔甲田善生著有機概念図　三共出版０勾発行の方法で計
算〕は、（１）は１５５　／１６０　＝１．０　、（２
）は１５０　／１６０　＝０．９４、（３）は１７０　
／２６０　＝０．６５、（４）は１６０　／２６０　＝
０．６２であるが、これに対してトリエタノールアミン
は３７０／１２０　＝３．１　、ジェタノールアミンは
９０／２４０＝０．３８、エチレンジアミンは１４０　
／４０＝３．５である。

すなわち（１）および（２）弐のジアミンはバランスが
良くとれ、（３）および（４）弐のジアミンは有機性基
、無機性基の大きさが特に大きいので（１）および／ま
たは（２）式のジアミンと（３）および／または（４）
式のジアミンを混合すればバランスが良くとれ、しかも
有機性基、無機性基も大きい混合アミンが得られる。

一方細菌の菌体を構成する細胞膜や細胞壁は親水性部分
と疎水性部分の両方ある事が知られているが、この親水
性部分と本発明で用いるアミンの無機性基とが極性によ
る相互作用力を有し、疎水性部分とアミンの有機性基と
がファンデルワールス力による相互作用力を持ち、従来
のアミンより著しく強力に、かつバランスよく吸着して
効果を発揮する事は充分考え得る所である。

本発明はソリュプル型およびエマルジョン型のすべての
構成の切削油剤に適用し得るものであるが、−例として
組成を示せばソリュプル型においては、界面活性剤（乳
化剤）としてカプリル酸、ペラルゴン酸、ラウリン酸、
オレイン酸、リシノール酸等の脂肪酸とモノエタノール
アミン、ジェタノールアミン、トリエタノールアミン等
のアルカノールアミン、水酸化カリウム、水酸化ナトリ
ウム等の無機アルカリとの脂肪酸アルカリ塩等のアニリ
ン活性剤、ポリオキシエチレンーソルビクンモノラウレ
ート、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等の非イオ
ン活性剤等を使用し、防錆剤として石油スルホン酸ナト
リウム塩等の石油スルホン酸塩、ソルビタンモノオレエ
ート等の脂肪酸エステル等を使用し、これらの成分と水
とを混和し、分散溶解し、さらに本発明におけるアミン
の組合せを加え、その上必要に応じて、消泡剤、非鉄金
属防食剤、殺菌剤、無機塩、グリコール類等のその他の
添加剤を加える事も適当である。またエマルジョン型に
おいては、鉱油、エステル油等の潤滑油を基油とし、こ
れに前記した様な界面活性剤（乳化剤）、防錆剤を加え
て分散溶解し、さらに本発明のアミンの組合せを加え、
その上必要じて前記その他の添加剤を加える。

（実施例） 次に本発明を実施例および比較例により説明する。

第１表の実施例１〜１３、比較例１〜６にソリュブル型
の例について、実施例１４〜２４、比較例７〜１２にエ
マルジョン型の例についてｍ成（ｆｆｉｆｆｉ％）、性
状および試験結果を示した。それぞれの製造方法を実施
例１、および実施例１４について示せば次の通りである
。

尖衡開↓ ペラルゴン酸５重量％、ラウリン酸５重量％、リシノー
ル酸１０重量％とジェタノールアミン、トリエタノール
アミン各２０重量％を８０’Ｃで撹拌し均一に混合した
。ついで石油スルホン酸ナトリウム５重量％、ソルビタ
ンモノオレエート１０重量％、ポリオキシソルビタンモ
ノラウレートＥ０２０モル付加騙、５重量％を添加し６
０〜８０°Ｃで撹拌し均一に７昆合した。

次にこの混合物を５０°Ｃまで冷却し４０〜５０°Ｃの
温度に保ちつつ水１５重量％を撹拌しながら加え均一に
混合した。最後にＭＸＤＡ　１重量％、ＤＡＤＰＭ　４
重量％を加え撹拌して均一に混合した。

１絡±■ カプリル酸５重量％、ラウリン酸３重量％、オレイン酸
７重１％と鉱油の１部２０重量％を８０°Ｃで撹拌し均
一に混合した。ついで水酸化カリウム２重量％を５０重
世％水溶液として加え撹拌しざらにもノエタノールアミ
ン３重量％を加え撹拌して均一に？昆合した。

次に石油スルホン酸ナトリウム５重量％、ソルビタンモ
ノオレエート５重量％、ポリオキシエチレンオレイルエ
ーテルＥ０５モル付ｊｌｌｌ’＆３ＩＩ量％、鉱油の残
部を添加し６０〜８０°Ｃで撹拌し均一に混合する。こ
の混合物を５０°Ｃまで冷却しＢＡ）’ＩＣ１重世％、
ＣＡＤＣＭ　６重量％を加え撹拌して均一に混合した。

実施例２〜１３、比較例１〜６は実施例１と同様に、実
施例１５〜２４、比較例７〜１２は実施例１２と同様に
製造しそれぞれ試料（原液）とした。

各試料について次のＡ　−Ｈの試験を行った。

Ａ−Ｇについては第１表記載の、Ｈについては同項記載
の試験結果（発明の効果）を得た。

Ａ、原液安定性 各試料（原液）の１００　ｇを１４０　　ｍｌ蓋つきガ
ラス瓶に採取し、これを５０″Ｃの恒温槽に１週間静置
し、その後の分離状態を肉眼により観察した。

○：変化なしく分離せず） ×；分離 Ｂ、希釈液外観 各試料（希釈液）（実施例１〜１３、比較例１〜６は１
重量％水希釈液、実施例１４〜２４、比較例７〜１２は
２重量％水希釈液、以下同じ）の１００ｇを１００　　
ｍＱメスシリンダーに採取し、外観を肉眼により観察し
た。

Ｓ：透明液体 Ｅ：乳白色エマルジョン Ｃ０ｐｌ＋ 各試料（希釈液）の９ＨをｐＨメーターで測定した。

Ｄ、さび止め 各試料（希釈液）の２５ｍ１を鋳鉄ＦＣ−２０切屑２０
ｇ入り蓋つきベトリざら（直径６０ｍｍｘ高さ１５ｍｍ
）に入れ、１５分間静置した。その後希釈液をデカント
し、蓋をして室温で４８時間放置した。その間８゜１２
、２４．４８時間経過時の発錆状態を肉眼で観察した。

○：発錆なし ロ：約ｌＯ％発錆 △：約約５亢 Ｅ．腐敗試験（ＡＳＴＭ−Ｄ−３９４６　　ｒ水溶性金
属加工油剤の抗菌性の評価試験方法」型処） 各試料（希釈液）の１００ｇを綿栓付２０Ｏ　　ｎ／！
三角フラスコに採取し、これにあらかじめトリプトソイ
ブイヨン培地およびぶどう糖ペプトン培地を加え活性化
した腐敗液１０ｇ、潤滑油３ｇ、鋳鉄ＦＣ−２０切屑Ｌ
ｏｇを加え、３０°Ｃで２週間、振盪培養を行い、その
後の希釈液中の生菌数（個／ｍｆりを好気性菌、嫌気性
菌、かび、酵母について測定した。

なお、中間の１週間目に腐敗液のみ１０ｇを追加して添
加した。

Ｆ．研削試験 実施例１〜１３、比較例１〜６の各試料（希釈液）の３
０Ｉ！．を日立平面研削盤のクーラントタンクに入れ循
環給油しつつ、下記条件にて研削試験を行い、研削比（
被削材の被削ｆｆ１ｇ／砥石の損耗量ｇ）を測定した。

被削材　：　５ＵＪ−２ベアリング鋼 砥石　　：　ＨＡ−６０−Ｊ 研削速度：　２０００ｍ／ｍｉｎ 研削代　：　２０／１０００価 Ｇ．切削試験 実施例１４〜２４、比較例７〜１２の各試料（希釈液）
を吉日直立ボール盤に給油しつつ、下記条件にてタッピ
ング試験を行い切削トルク計により切削トルク（　ｋｇ
　−　ｃｍ　）を測定した。

タップ（工具）：ハンドタップＭ２ＯＸ２．５被削材　
：　５４５Ｃ直径３０ｍｍＸ高さ３０ｍｍ切削速度：　
６．９ｍ／ｍｉｎ 切削長さ：３０ｍｍ 下穴　　：直径１７．５ｍｕ＋ 給油　　：　６００　　ｍ　ｌ　／ｍｉｎ　　手給油Ｈ
０現場試験 Ｈ−１研削試験 実施例１Ｏの試料（希釈液）と従来技術のソリュブル型
研削油剤市販品Ｍの２％希釈液について自動車工場現場
において下記条件で自動車部品の研削加工に実用した。

実施例１０については６か月間使用してもｐａ＋の低下
、悪臭の発生は認められず、正常に使用された。

市販品Ｍについては１か月間使用してｐＨの低下、悪臭
の発生が認められ、液を交換した。

加工法　　二円筒研削加工 加工部品　：カムシャフト タンク容量：５ｏｏｚ Ｈ−２切削試験 実施例２１の試料（３％希釈液）と従来技術のエマルジ
ョン型切削油剤市販品Ｎの３％希釈液について自動車工
場現場において下記条件で自動車部品の切削加工に実用
した。

実施例２１については１年間使用してもｐＨの低下、悪
臭の発生は認められず、正常に使用された。

市販品Ｎについては２か月間使用してｐＨの低下、悪臭
の発生が認められ、液を交換した。

加工法ニドランスファーマシンによるドリル、リーマ−
、タップ加工 加工部品　：エンジン部品 タンク容量：　２０００　ｆｆ （発明の効果） 実施例１〜２４で示される本発明の水溶性金属加工油剤
は比較例１〜１２の油剤と較べて腐敗試験において生菌
数、特に悪臭発生の原因となる嫌気性菌数が著しく少な
（防腐性が非常に優れている事が確認された。

この事は実施例１０および２１の油剤と市販品研削油お
よび切削油と比較した現場試験において防腐性が格段に
優れ、液の交換までの寿命が６倍にも延長している事に
よっても裏付けられている。

また本発明の水溶性金属加工油剤はさび止め性も優れア
ルカリ度（ｐｔり　　も適当な範囲であり、また研削性
能、切削性能も満足し得る数値であり、ここに本発明の
目的を完全に達成し得た事が確認された。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水溶性金属加工油剤中に下記の（１）式で示される
   芳香族ジアミンおよび／または（２）式で示される脂環
   式ジアミンと（３）式で示される芳香族ジアミンおよび
   ／または（４）式で示される脂環式ジアミンとを含有し
   、 ▲数式、化学式、表等があります▼（１） ▲数式、化学式、表等があります▼（２） ▲数式、化学式、表等があります▼（３） ▲数式、化学式、表等があります▼（４） 上記（１）および（２）式のジアミンの合計量と、（３
   ）および（４）式のジアミンの合計量の重量比が９０：
   １０〜１０：９０の範囲内であり、かつ（１）、（２）
   、（３）および（４）式のジアミンの合計量が油剤中の
   １〜３０重量％を占めることを特徴とする水溶性金属加
   工油剤。