JPH0222396A - 水溶性潤滑剤 - 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、新規な水溶性金属加工用組成物、更に詳しく
は、金属の塑性加工、切削、研削加工等の加工時に潤滑
剤として有用な水溶性潤滑剤に関するものである。

【従来の技術】

従来の金属の塑性加工、切削、研削等における液体状潤
滑剤としては、例えば界面活性剤等の乳化剤により潤滑
剤を所定濃度の水に乳化させ、エマルジョンとして加工
時、被加工材の表面に適用される。即ち、液体状潤滑剤
は界面活性剤等により乳濁された液体状潤滑剤粒子の被
加工材表面への付若により潤滑効果を得る点が特徴であ
る。特に水を使用した液体状潤滑剤は、被加工材の加工
時の発熱の冷却効果、あるいは乳濁液の循環使用による
経済性等の面で有利であるため、多用されている。

【従来の技術の問題点】

しかしながら、このような従来の水溶性潤滑剤にあって
は、 （イ）乳濁液の安定性。 （ロ）金属加工昨発生する金属粉、スカム等の混入によ
る被加工材の汚染。 （ハ）潤滑剤乳濁粒子の被加工材への付着量低下による
耐荷重性の低下。 （ニ）乳濁液の廃水処理性及び加工材の腐食、発錆性。 等の項目について、十分な管理を行なって使用するとな
っていたため、乳濁液の管理上程々の欠点を有していた
。 従って、加工後、潤滑油等による被加工材表面の汚染の
ない綺麗な表面状態が得られ、かつ金属粉、潤滑剤劣化
物等の混入がなく、汚れによる被加工材への汚染が無い
、水溶性の潤滑剤の開発が望まれている。

【発明が解決しようとする課題】

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たものであり、加工用潤滑剤として再循環の使用が出来
、耐荷重性、全屈化工表面の抗汚染性、冷却性、難燃性
がよい水溶性潤滑剤を提供するのを目的とする０本発明
者等は鋭意検討の結果、上記目的を達成することができ
ることを見い出した。 すなわち本発明は、窒素原子３〜２００個を有するポリ
アルキレンポリアミン、もしくはポリアルキレンイミン
の対アニオンが脂肪族もしくは芳香族基を有する有機化
合物のスルホン酸もしくはスルホン酸エステルから成る
塩の化合物または窒素原子３〜２００個を有するポリア
ルキレンポリアミンもしくはポリアルキレンイミンと脂
肪族カルボン酸、脂肪族不飽和酸のダイマー酸およびポ
リマー酸、脂肪族アルコールあるいはアルキルフェノー
ルのグリシジルエーテルもしくは脂肪族オレフィンのエ
ポキシ化合物から選ばれた１種以上と反応した化合物の
対アニオンが脂肪族もしくは芳香族基を有する有機化合
物のスルホン酸またはスルホン酸エステルから成る塩の
化合物のいづれかより選ばれた１種または２種以上の水
溶性化合物を含有する潤滑剤である。 本発明に使用する化合物は、その製法について回答限定
されないが、たとえば次のような方法でｔｊＪ造する。 窒素原子２０個を有するポリエチレンイミンにステアリ
ン酸を加え、１２０〜１８０℃の加温下にて脱水縮合し
、アミド化した化合物を得る０次に、対イオンとするポ
リオキシエチレンノニルフェノールエーテルのスルホン
酸エステルヲ３０〜９０℃で加え、混合すると本発明の
化合物を製造することが出来る。また、前記化合物の粘
度が高くハンドリング上好ましくない場合は、常温で液
状の非イオン活性剤、たとえばポリオキシエチレンノニ
ルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシ
プロピレン共重合物等を添加し減粘した組成物であって
もよい。 ここで使用するポリアルキレンポリアミンは、ジエチレ
ントリアミン、トリエチレンテトラミノ、テトラエチレ
ンペンタミン、べ／タエチレンヘキサミン、ジプロピレ
ントリアミン、テトラプロピレンペンタミン等のポリア
ミンであり、ポリアルキレンイミンは窒素原子３〜２０
０個を有するポリエチレンイミンやポリプロピレンイミ
ン等を例示することが出来る。 前記のポリアルキレンポリアミンやポリアルキレンイミ
ンの活性水素と反応する脂肪酸は炭素数８〜２０の高級
脂肪鑓、例えば２−エチルヘキシル酸、ラウリン酸、ス
テアリン酸、ヤシ脂肪酸。 牛脂脂肪酸、オレイン酸、リノール酸等、及び炭素数１
６〜２０の不飽和酸、例えばリノール酸。 オレイン酸、リルン酸等のダイマー酸およびポリマー酸
が挙げられる。各々の脂肪酸アミドの化合物は上記した
アミド化反応により得ることができる。また、上記した
ポリアルキレンポリアミンやポリアルキレンイミンとエ
ポキシ化合物との反応物の対アニオンが脂肪族もしくは
芳香族基を有する有機化合物のスルホン酸またはスルホ
ン酸エステルから成る塩も有効である。 エポキシ化合物としてはグリシジルエーテルあるいは脂
肪族オレフィンエポキサイド化合物があげられ、例えば
グリシジルエーテルはオクチルアルコールのグリシジル
エーテル、ラウリルアルコールのグリシジルエーテル、
ステアリルアルコールのグリシジルエーテル、ノニルフ
ェノールのグリシジルエーテル、ドデシルフェノールの
グリシジルエーテル等が例示される。また、脂肪族オレ
フィンのエポキシ化合物としては炭素数８〜２６のαオ
レフインエポキサイド、炭素１Ｍ８〜２２の脂環族オレ
フィンエポキサイド、炭素数８〜２０のアルキレンオキ
サイド等が例示される。 本発明は、上記に表わされる化合物の少なくとも１種の
ものを選び、脂肪族もしくは芳香族基を有する有機化合
物のスルホン酸またはスルホン酸エステルをイオンとす
る塩の化合物が有効である。また、対イオンとする塩の
ｐＨは４〜９に調整する事により、著るしい効果を示す
が、この範囲に限定されるものでない。 ここでスルホン酸またはスルホン酸エステルに使用する
有機化合物は、炭素数６〜２４のアルキルベンゼン、Ｊ
＆Ｊｆ！Ｉ８〜２６のα−オレフィン、）又素数６〜２
４のアルキルフェノール、炭素数６〜２２の高級アルコ
ールまたは前記のアルキルフェノール及び高級アルコー
ルのフルキレンオキサイド付加体で、アルキレンオキサ
イドは１モル〜５０モル付加した化合物が挙げられる。 アルキレンオキサイドとしては、エチレンオ羊サイド、
プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレン
オキサイドが挙げられ、公知の方法により１種または２
種以上を付加反応する事により得られる。２種以上を付
加する場合はランダムイ・１加、ブロック伺加反応等い
ずれの方法であってもよい、さらにスルホン化反応は、
前記した有機化合物１モル〜２モルとスルホン他剤１モ
ル、たとえば硫酩、発煙硫酸、無水硫酸、クロルスルホ
ン酸、スルファミン酸等と１０℃〜１２０℃で反応する
ことにより達せられる。 本発明の金属加工用の水溶性潤滑剤はこれらの水溶性化
合物の１種または２種以上の混合物として使用でき、ま
た、水を加えて水溶液で使用するのがよい、さらに上記
成分の他に、必要に応じて公知の各種添加剤、例えば酸
化防止剤、増粘剤、油性向上剤、防錆防食剤、消泡剤等
の油溶性、または水溶性の化合物を添加することができ
る。 これらの各種話加剤は、必要に応じ本発明の水溶性潤滑
剤全量に対して、各々０〜１０％の割合で添加する。 酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤では２，
６−ジーし一ブチルーＰ−クレゾール等を、硫黄系酸化
防止剤ではジラウリルチオジプロピオネート等を、リン
系酪化防止剤ではトリフェニルホスファイト”９を、ま
たアミン系酸化防止剤ではフェノチアジン、Ｎ、Ｎ−ジ
ーｔ−ブチルＰ−フエニレンジアミン等を挙げることが
できる。 増粘剤としてはポリビニールアルコール、セルロース誘
導体、デンプン誘導体、ポリアクリル酸ポリマー等の高
分子化合物を挙げることができる。 油性向上剤としてはステアリン酸、オレイン酸。 またはこれらのアルカリ金属塩、アルカノールアミン塩
等を挙げることができる。防錆防食剤としてはクロム酸
塩、モリブデン酸塩、モノアミン類ナフテン酸塩、アミ
ノ酸のアルカリ塩等を挙げることができる。消泡剤とし
てはポリプロピレングリコール、多価アルコールのポリ
オキシエチレンプリオキシプロピレン共重合物、−価ア
ルコールのボリオギシエチレンポリオキシプロピレン共
重合物等またはシリコン系及びフッソ系の有機化合物が
挙げられる。 本発明の金属加工用水溶性潤滑剤は、必要に応じて使用
時水で希釈して０．０１〜６０％、好ましくは０．１〜
２０％の濃度にして使用する。また、この水溶液の金属
加工部への供給はスプレーまたは浸漬によって行なうが
、この場合、当該剤の水溶液は、汚れ、スカム等の混入
による潤滑性等の性能低下が見られないため、再循環の
使用ができる。さらに１本発明の金属加工用水溶性潤滑
剤は次のような特徴を有している。 （イ）水溶液の状態で、従来の鉱油、牛脂等含有した液
状潤滑剤等と同等またはそれ以上の耐荷重性を有し、金
属加工表面れた潤滑性が得られる。 （ロ）固体潤滑剤や鉱油、牛脂等の油性潤滑剤を用いな
くてよい為、金属加工表面の抗汚染性が高い。 （ハ）当該、水溶性潤滑剤は、金属加工時に発生する金
属微粉や油汚れに対する、吸着性が強いため、これらの
物質の表面をより親水性化することができる。この為、
金属加工表面や周囲の機具表面への再付着が防止され、
清浄化できる。 （ニ）水溶性の潤滑液を用いるので、高い冷却効果と難
燃性を有している。また、油性潤滑剤等を使用したエマ
ルジョン液でないため廃水処理が容易である。 従って、金属の塑性加工、切削、研削加工等において、
冷却性と潤滑性の良い、安全な水溶性潤滑液を効果的に
使用できるほか、金属加工時に発生する金属微粉や、油
汚れ物の親水化による再付着防止効果にて、加工材表面
及び周囲の清浄化がはかれ作業性に優れた効果を示す。

【作用】

本発明の水溶性化合物の潤滑性に対する作用機構は十分
に解明されていないが、おおよそ次の如くであると考え
られる。すなわち、当該水溶性化合物を含有する水溶液
を加工時金属の加工部に供給すると、水溶性化合物が、
当該カチオン性窒素原子による強い吸着作用が働いて金
属表面に強固な吸着膜を形成する。さらに、対イオンの
アニオン性スルホン酸基またはスルホン酸エステル基が
吸着されて、詣肪族基を含む水溶性化合物の多重層の強
い吸着膜を生じ、潤滑性を高めるものと考えられる。

【実施例】

以下に実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明す
る。実施例に用いた本発明の水溶性化合物を第１表に示
す。 ここに示した水溶性化合物Ａ〜工は、対イオンのアニオ
ン性化合物により、ＰＨを７とする塩として用いたが、
特にｐＨにこだわるものでない８上記の水溶性化合物に
水溶性防錆材（ラウリン酸の低級アミン塩）と醇化防止
剤（２，４−ジーし一ブチルーＰ−クレゾール）をそれ
ぞれ１，０００ｐｐｍ配合して水溶性潤滑剤とした。 また、下記の試験により、潤滑性能を試験し、この結果
を第２表に示す。 （Ｉ）、潤滑性試験 各潤滑油を水で５％濃度に６釈したものをホモミキサー
により回転数８．００Ｏｒｐｍで攪拌して、温度６０℃
の潤滑油水溶液を予めタンク内で２製した。これをチム
ケン試験機に循環供給した。評価は焼付限界曲線の面積
比によった。最も劣るものを１．０とした比率で示す。 （２）、耐焼鈍汚れ性試験 潤滑油濃度５％の液に鉄粉（粒径１ｕ以下）を０．１％
添加し、温度６０℃の潤滑液を調整し、ギヤーポンプで
ノズルから試験鋼板の表面にスプレー塗布しく０．５又
／ｍｔｎ、１気圧、５秒間）乾燥後、２枚重ねで４０Ｋ
ｇ／Ｃｍ２で加圧、密着した後に１３０℃でＮ５蒔間加
熱した。 その後、Ｎ２＋５％Ｈ２’ＩＡ合ガス下の焼鈍炉内で、
７００℃、２時間の焼鈍を行なった後、鋼板表面の汚染
度を目視にて評価した。 評価　Ｏ０付着物なく綺麗な状態のものＯｌわずかに付
着物あるが綺麗な状態のもの Δ、付着物少し発生したもの Ｘ、付着物多いもの （３）、廃水処理性試験 試験法（Ｉ）、で調整した潤滑油水溶液（Ｉ立）に硫酸
バンド３ｇ添加後、２分間攪拌し、更にＣａ　（ＯＨ）
２を添加しｐＨ７，０に調整しテカら１０分間攪拌した
６次いで、３０分間静ｎ後。 下澄液を採取し、ＣＯＤ　（化学的酸素消費量、ＫＭｎ
Ｏ，法）を測定した。 第２表から明らかな如く、本発明の水溶性潤滑剤は潤滑
性、耐焼鈍汚れ性、及び廃水処理性の総合評価において
、従来より使用されているエマルジョン型の潤滑油に比
べて、優れていた。 （以下余白）

【発明の効果】

本発明は耐荷重性、冷却性、潤滑性、抗汚染性笠の良い
安全な水溶性潤滑剤を提供し得たことにより全屈の切削
、研削加工、塑性加工等に対し広く寄１ｊ・シ得る。 特許出願人　第一工業製薬株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ I ）、窒素原子３〜２００個を有するポリアルキレ
   ンポリアミン、またはポリアルキレンイミンの対アニオ
   ンが脂肪族もしくは芳香族基を有する有機化合物のスル
   ホン酸またはスルホン酸エステルから成る塩の化合物 （II）窒素原子３〜２００個を有するポリアルキレンポ
   リアミンまたはポリアルキレンイミンと脂肪族カルボン
   酸、脂肪族不飽和酸のダイマー酸もしくはポリマー酸、
   脂肪族アルコールあるいはアルキルフェノールのグリシ
   ジルエーテル又は脂肪族オレフィンのエポキシ化合物か
   ら選ばれた１種以上と反応した化合物の対アニオンが脂
   肪族もしくは芳香族基を有する有機化合物のスルホン酸
   またはスルホン酸エステルから成る塩の化合物、 以上の（ I ）、（II）より選ばれた１種または２種以
   上の水溶性化合物を必須成分として含有する水溶性潤滑
   剤。