JPH0218496A - 水溶性金属加工油剤用基剤 - 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、耐腐敗性に優れた水溶性金属加工油剤用基剤
に関する。

［従来の技術と課題］ 水溶性金属加工油剤は、ナフテン系やパラフィン系の鉱
油、合成油あるいはエステル化合物を基油とし、これを
適当な界面活性剤により乳化あるいは可溶化してなる金
属油剤の一種であって、水を加えて希釈すると白濁する
エマルション型油剤と、水で希釈すると透明又は半透明
化するソリュブル型油剤とに大別される。

斯かる水溶性金属加工油剤には、その目的に応じて、ポ
リオレフィン油、植物系油脂、動物系油脂、高級脂肪酸
、高級アルコール、アミン、金属石鹸等の油性向上剤、
防錆剤、防腐剤、防錆・防腐用のｐＨ調整剤、極圧添加
剤、酸化防止剤、消泡剤等の各種添加剤が適宜配合され
ている。

近年、職場作業環境の改善、火災防止、省資源及び経費
節約等の合理化の推進、あるいは加工速度の高速化に伴
う冷却性の向上が望まれており、斯かる要望を満足する
ものとして水溶性金属加工油剤の優位性が強調され始め
、その使用量は増大しつつある。

しかしながら、一般に水溶性金属加工油剤は、長期に日
って使用した場合には腐敗する傾向にあり、その結果、
悪臭の発生、油剤性能の低下、油剤が酸性化することに
よる工作機械や被工作物の腐蝕、錆の発生、菌体や菌体
外物質等による配管の目詰り等の原因となる。更には、
油剤の外観が変化（エマルションの破壊、油水の分離、
液の濁り、粘着物の発生等）する原因ともなる。

これは、土壌中や空気中及び希釈水中の微生物あるいは
併用する他の油剤（例えば、作動油、潤滑油、防錆油）
中に存在する微生物、即ち好気性細菌、通性嫌気性細菌
及び硫酸還元菌のような嫌気性細菌等の細菌類、酵母類
、及び糸状菌等が当該油剤中に混入することに起因する
。これらの微生物は、高温多湿の季節あるいは機械の連
続停止時等には特に活発に増殖する。

斯かる問題点を解消する方法として、短期に油剤を交換
することも考えられるが、この対応には交換作業による
時間的ロス、費用の増大、更に排水処理に経費がかかる
という問題がある。

又、殺菌剤や防腐剤、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ｐＨ向上剤等を添加する方
法も提案されている。しかし、これらの薬剤の添加は、
薬品臭の発生、油剤性能の低下、毒性の増大、作業員の
皮膚への悪影響、排水の易処理性の低下等、新たな問題
を生ずる。

更には、機械の停止中でも油剤だけは循環させる方法や
、空気やオゾンを強制的に散気する方法（特開昭６０−
１１５６９７号）、金属担体又はその金属化合物等、防
腐効果を有する物質を添加する方法（特開昭５９−１８
７０９３号、特開昭６１−６２５９７号、特開昭６１−
７２０９８号）あるいはポリプロピレン、ポリブテン又
は分岐型アルキルベンゼン等を基油として用いる方法（
特開昭６１−６２５９８号）等が提案されているが、い
ずれも決定的な解決方法とは言い難い。

［本発明が解決しようとする課題］ 本発明者らは、当該水溶性金属油剤の微生物による汚染
に起因する上記の各種問題点を解消すべく鋭意検討の結
果、 （１）通常基油として用いられているマシン油は、微生
物により腐敗されにくいものの、油性向上剤として用い
られている物質に腐敗されやすいものが多いこと、 （２）特定の構造を有するエステル化合物が微生物によ
り資化を受けにくく、かつ金属加工油剤用基剤として優
れた潤滑性を有していること、を見い出し、これらの知
見に基づいて本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、油性向上性能において、従来、使用さ
れてきた動植物油等に代替し得、かつ潤滑性能に優れた
特定の構造を有するエステル系化合物を耐腐敗性水溶性
金属加工油剤用基剤として提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る水溶性金属加工油剤用基剤であるエステル
系化合物は、下記の群から選ばれる１種又は２種以上の
エステル化合物であることを特徴とする。

（１）トリメリット酸と、炭素数２〜２０の直鎖状若し
くは分枝状の脂肪族飽和若しくは不飽和アルコールとの
エステル、特に炭素数９〜１３の直鎖状あるいは分枝状
の飽和アルコール及びこれらのアルコールの混合物をア
ルコール成分としてなるエステルが好ましい。斯かるエ
ステルとして、具体的には、 トリメリット酸トリイソノニル、トリメリット酸トリー
ｎ−ノニル及びこれらの混合物（以下ｒＴＭ−９Ｊと総
称する。）、 トリメリット酸トリインデシル、トリメリット酸トリー
ｎ−デシル及びこれらの混合物（以下ｒＴＭ−１０４と
総称する。）、 トリメリット酸トリイソウンデシル、トリメリット酸ト
リー〇−ウンデシル及びこれらの混合物（以下ｒＴＭ−
１１４と総称する。）、トリメリット酸トリイソトリデ
シル、トリメリット酸トリーｎ　−トリデシル及びこれ
らの混合物（以下ｒＴＭ−１３Ｊと総称する。） 等が例示される。

（２）リン酸と、ハロゲン基が置換していてもよい炭素
数２〜２０の直鎖状若しくは分枝状の脂肪族飽和若しく
は不飽和アルコールとのエステル、特に炭素数７〜９の
直鎖状部るいは分枝状のアルコール及びこれらのアルコ
ールの混合物をアルコール成分としてなるエステルが好
ましい。又、炭素数２〜３のハロゲン化アルコールも好
ましいアルコールの一種である。斯かるエステルとして
、具体的には、 リン酸トリイソへブチル、リン酸トリーｎ−ヘプチル及
びこれらの混合物（以下ｒＰ−７Ｊと総称する。）、 リン酸トリイソオクチル、リン酸トリーｎ−オクチル及
びこれらの混合物（以下ＩＰ−８Ｊと総称する。）、 リン酸トリ（２−エチルヘキシル）（以下「Ｐ−８（Ｅ
Ｈ）ｊと総称する。）、 リン酸トリイソノニル、リン酸トリーｎ−ノニル及びこ
れらの混合物（以下ｒＰ−９Ｊと総称する。）、 リン酸トリス（２−クロロエチル）（以下［Ｐ２　（Ｃ
Ｅ）ｊと総称する。）、 等が例示される。

（３）炭素数２〜２０の直鎖状若しくは分枝状の脂肪族
飽和若しくは不飽和カルボン酸と、トリメチロールプロ
パンとのエステル、特に炭素数７〜９の分枝状飽和カル
ボン酸を酸成分とするニステールが好ましい。斯かるエ
ステルとして、具体的には、トリメチロールプロパン・
トリ（２−エチルへキシレート）（以下ＦＴＰ−８Ｊと
略称する。）が例示される。

本発明に係るエステル化合物を適用して調製される水溶
性金属加工油剤組成物の具体的組成例を以下にボす。

例えば、エマルション型切削油剤は、下記の成分組成に
より構成される。

基油（例えば、マシン油） ４５〜７５重間％程度、 油性向上剤（本発明品）５〜３０重量％重量、極圧添加
剤　　　　　　Ｏ〜５０重量％重量％界面活性剤　　　
　　１５〜３５重量％稈重量防錆剤　　　　　　　　Ｏ
〜　５重量％程度、酸化防止剤　　　　　　Ｏ〜　１重
量％程度、消泡剤　　　　　　　　Ｏ〜０．５重量％程
度、水　　　　　　　　　　Ｏ〜１０重量％重量。

又、ソリュブル型切削油剤の成分組成例は、以下の通り
である。

基油（例えば、マシン油） ０〜２５重量％重量、 油性向上剤（本発明品）５〜３０重量％重量、極圧添加
剤　　　　　　Ｏ〜２０重量％重量％界面活性剤　　　
　　２０〜８０重量％程重量防錆剤　　　　　　　　５
〜４０重量％重量％酸化防止剤　　　　　　Ｏ〜　１重
量％程度、消泡剤　　　　　　　　０−０．５重量％程
度、水　　　　　　　　　　Ｏ〜７０重量％重量％水発
明に係るエステル化合物を配合して水溶性金属油剤組成
物を調製するに際して使用される界面活性剤としては、
ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチ
レンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン−
ポリオキシプロピレン縮合物、ソルビタンモノオレエー
ト等のソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸ジアルカノー
ルアミド等の非イオン系界面活性剤、アルキルベンゼン
スルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホネ
ート、脂肪酸金属塩、Ｎ−オレオイルサルコシン等のサ
ルコシン酸誘導体等の陰イオン系界面活性剤、カルボン
酸アミン塩等の陽イオン系界面活性剤、アラニン系両性
界面活性剤等が例示される。

更に、当該金属油剤には、その目的に応じて通常配合さ
れる各種の添加剤が添加される。具体的には、 防錆剤としてのリン酸塩、ホウ酸塩、アルキルアミン等
、 殺菌剤や防腐剤としての１，２−ベンズイソチアゾリン
−３−オン、２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オ
ン等のチアゾール系化合物、トリスヒドロキシエチルト
リアジン、ヘキサハイドロトリアジン等のトリアジン系
化合物、その他Ｏ−フェニルフェノール等、 極圧添加剤としての硫化テルペン、ジベンジルジスルフ
ィド、ジアルキルポリスルフ４ド、硫化オレフィン、硫
化油脂等の硫黄系化合物、リン酸トリアリール、亜リン
酸トリアリール、酸性リン酸エステルアミン塩、アルキ
ルジチオリン酸亜鉛等のリン系化合物、塩素化パラフィ
ン、塩素化脂肪酸アルキル等のハロゲン系化合物、ナフ
テン［ａ、ジアルキルジチオカルバミン酸鉛等の有機金
属系化合物等、 消泡剤としてのシリコーン系化合物等、ＤＨ調整剤とし
ての有機アミン、水酸化アルカリ等、 酸化防止剤としてのジーｔｅｒｔ−ブチルーｐ−クレゾ
ール等、 各種の添加剤が例示される。

かくして、本発明に係るエステル化合物は、水溶性金属
加工油剤の基油又は油性向上剤として配合され、切削油
、研削油、研摩油、圧延油、プレス油、引き復き油、塑
性加工油、穴あけ油、伸線油等の各種水溶性金属油剤を
構成する。

［実施例］ 以下、実施例を掲げ、本発明の詳細な説明する。

実施例１〜６ 本発明に係るエステル化合物６種について、耐腐敗性の
評価として好気的条件下における耐腐敗性、嫌気的条件
下における生分解性、及び潤滑性の評価として耐荷重能
を測定した。得られた結果を第１表に掲げる。

尚、各エステルの耐腐敗性、潤滑性は、以下の方法によ
り評価した。

耐腐敗性 （１）好気的条件下における耐腐敗性 試験管（１８φＸ１８０ｍ＞に２％ポリペプトン水（ｐ
Ｈ＝７＞５ｍｌを入れ、１２０’Ｃ，２０分間加圧蒸気
により滅菌後、これに被験体を０．２ｍ（４，０Ｖ／Ｖ
％）及ヒ下記の微生物源を０．１ｄ（２，０Ｖ／Ｖ％）
添加し、２５°Ｃで１４日間娠盪培養する。この培養液
に０．５％スダンブラックＢのエーテル溶液０．０５ｄ
を添加して分解資化されずに残っている被験体を染色す
る。この染色度合を空実験溶液の染色度合と比較して耐
腐敗性を次の４段階に評価する。

◎：全く分解されていない。

○：若干分解されている。

△：かなり分解されている。

Ｘ：完全に分解されている。

適用した微生物源は以下の４種である。

（１）下水処理場で使用している活性汚泥（２）ブチル
ステアレートを分解するシュードモナス属細菌（以下「
ＢＳ資化菌」と略称する。） （３）金属加工現場で採取した腐敗切削油廃液■エマル
ション型切削油廃液（以下「Ｅ廃液」と略称する。） ■ソリュブル型切削油廃液（以下「Ｓ廃液」と略称する
。） （２）嫌気的条件下での耐腐敗性 生分解性（％）により評価する。即ち、５００ｄの坂ロ
フラスコに下記組成の硫酸還元菌用培地５９ｍ及び被験
体５ｇを入れ、滅菌後、下記の方法により調製された微
生物源１６ｍを添加する。

フラスコ内を二酸化炭素で置換後、３０℃で７日間撮盪
培養する。その俊、ｎ−へキサンで抽出して分解資化さ
れずに残っている被験体を回収して、その重量を測定し
、生分解性（％）を算出する。

ここで、生分解性（％）とは、分解前の被験体重量に対
する、分解前の被験体重量と分解後の被験体重量との差
の百分率をいう。

く微生物源の調製〉 ５００ｍの坂ロフラスコに下記組成のブイヨン培地９５
ｍｅを入れ、１２０℃で２０分間加圧蒸気で滅菌後、加
工現場で採取した腐敗切削油廃液（一般細菌数７×１０
６個／ｒｎｌｌ、　ｐｉ−１＝６．５２＞５ｄを添加し
て３０℃で２日間娠盪培養して微生物源（Ａ）を調製し
た。又、下記組成の硫酸還元菌用培地についても同様に
培養して微生物源（Ｂ）を調製した。耐腐敗性試験には
、上記微生物源（Ａ）と微生物源（８）の嵩重量混合物
を使用した。

０ブイヨン培地組成（％）［ｐＨ＝７．０］カツオニキ
ス　　　　　　０．５ ポリペプトン　　　　　　０．５ 食塩　　　　　　　　　　０．２５ 鉄粉　　　　　　　　　　２ ０硫酸還元菌用培地組成（％）［ｐＨ＝７．４］リン酸
−水素カリウム　　　　０．０５塩化アンモニウム　　
　　　　０．１ 硫酸ナトリウム　　　　　　　０．　１塩化カルシウム
・三水和物　　０．０１硫酸マグネシウム・７水和物　
０．２ 乳酸　　　　　　　　　　　　０．２５酵母エキス　　
　　　　　　　０．１ 硫酸第一鉄・７水和物　　　　０．０５アスコルビン酸
　　　　　　　０．０２鉄粉　　　　　　　　　　　　
２ 潤滑性 着出式四球摩擦試験機を用いて、上坂３／４インチボー
ル（ＪＩＳ　　Ｂ１５０１）、縦軸回転数７５Ｏｒｐｍ
、測定温度２５°Ｃの条件下で耐荷重能を測定した。

比較例１ 基油として汎用のマシン油（Ｇ−４６）について、実施
例に準じてその耐腐敗性、生分解性及び耐荷重能を測定
し、評価した。得られた結果を第１表に掲げる。

比較例２〜５ 油性向上剤として汎用のブチルステアレート（以下ｒＢ
ｕ−３ｔＪと略称する。）、ポリオレフィン油、植物系
油脂（ナタネ油）及び動物系油脂（牛脂）について、実
施例に準じてその耐腐敗性、生分解性及び耐荷重能を測
定し、評価した。

得られた結果を第１表に掲げる。

［発明の効果］ 本発明に係るエステル化合物は、従来、用いられている
金属加工油剤の基油あるいは油性向上剤に比べて腐敗し
にくく、かつ潤滑性にも優れたものであり、斯かるエス
テル化合物を配合してなる水溶性金属加工油剤組成物は
、長期に亘って安定した特性を維持することができる。

特許出願人　新日本理化株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下記の群から選ばれる１種又は２種以上のエステル
   化合物であることを特徴とする水溶性金属加工油剤用基
   剤。 （１）トリメリット酸と、炭素数２〜２０の直鎖状若し
   くは分枝状の脂肪族飽和若しくは不飽和アルコールとの
   エステル、 （２）リン酸と、ハロゲン基が置換していてもよい炭素
   数２〜２０の直鎖状若しくは分枝状の脂肪族飽和若しく
   は不飽和アルコールとのエステル、 （３）炭素数２〜２０の直鎖状若しくは分枝状の脂肪族
   飽和若しくは不飽和カルボン酸と、トリメチロールプロ
   パンとのエステル。