JPH02225595A - 合成金属処理用流体 - Google Patents

合成金属処理用流体

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JPH02225595A
JPH02225595A JP1328628A JP32862889A JPH02225595A JP H02225595 A JPH02225595 A JP H02225595A JP 1328628 A JP1328628 A JP 1328628A JP 32862889 A JP32862889 A JP 32862889A JP H02225595 A JPH02225595 A JP H02225595A
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JP
Japan
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weight
metal processing
parts
processing fluid
polybutene
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JP1328628A
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English (en)
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Joann Adele Quitmeyer
ジヨアン・アデル・クイトメイヤー
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WR Grace and Co
Original Assignee
WR Grace and Co
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Publication date
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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】 本発明は金属処理用流体に関するものであり、そしてよ
り特に硬質および軟質金属類の両者に対して優れた潤滑
性および冷却性を与え且つ比較的生機抗性（ｂｉｏｒｅ
ｓｉｓｔａｎｔ）である合成金属処理用流体に関するも
のである。
本発明を要約すれば、ポリブテンおよびポリエーテルグ
リコールを含んでなる金属処理用流体である。該金属処
理用流体を水で希釈して微細乳化液を生成することもで
きまたは生成しなくてもよい。該金属処理用流体は硬質
および軟質金属類の両者の処理中に優れた潤滑性および
冷却性を与える。
はとんどの工業的金属処理操作では、金属処理用流体が
使用されている。金属処理用流体は金属表面の温度を希
望する範囲内に保つための冷却剤および器具および金属
の界面を潤滑にするための潤滑剤の両者として作用する
。金属処理用流体の冷却効果は例えばドリルビット、金
属成型機などの如き切断器具に対して相当な寿命延長を
もたらし、そして金属の反りや歪みを防止する傾向も有
する。一方、潤滑性は切断器具と金属の間の摩擦を減少
させ、それにより機械の動力条件を減少させる。
４種の金属処理用流体、すなわち直留油、可溶性の油、
半合成品および合成品、が存在している。
鉱油および植物油などの直留油は、優れた潤滑性を与え
るが最小の冷却性しか与えない。可溶性の油すなわち油
の水中乳化液は潤滑性および冷却性の両方を与え、そし
て例えばチタンおよび鋼の如き硬質金属類並びに例えば
アルミニウムの如き軟質金属類の両者に対して良く作用
する。しかしながら、可溶性の油は繰り返し使用の後に
は一般的に急速に生劣化しそして潤滑性を失う。半合成
品すなわちそれより少量の微細乳化された油を有する水
溶液、および合成品すなわち石油でないものを基にした
乳化液または溶液は、改良された潤滑性および冷却性を
示し、濾過することができ、そして一般的には可溶性の
油より長期間にわたり使用することができる。しかしな
がら、塩素、硫黄または燐を含まない合成品または半合
成品は、例えば硬質および軟質金属類のねじ立での如き
難しい機械操作に対して使用された場合には成功してい
ない。先行技術の合成品は、硬質金属類有機械加工する
ために、極圧添加剤として塩素、硫黄または燐を使用し
ていた。これらの添加剤は環境に対して有害であり、そ
して塩素は水素ぜい化（応力分解）を生じることもある
。また、異種金属類の切断時には機械加工工程中に金属
処理用流体を交換する必要があり、それは生産時間を延
ばしそして廃棄問題も生じさせる。
製作工程でかなり異なる硬度の２種以上の金属類を処理
する必要がある時には、塩素、硫黄または燐の極圧添加
剤を含有している可溶性の油が使用されている。しかし
ながら、この可溶性の油はいくつかの欠点を有する。第
一に、単独の可溶注油は例えばねじ立での如き難しい変
形工程では全ての金属類に適することはできない。第二
に、可溶性の油は２−３週間の典型的使用寿命を有する
が、合成流体は１２月以上にわたり使用できる。
また、可溶性の油は石油を基にしているため廃棄問題も
生じる。塩素が存在しているなら、廃棄問題はさらに大
きくなる。
本発明は、異なる硬度の２種以上の金属類の処理時に金
属処理用流体として使用できる、塩素、硫黄および燐を
含まず且つ可溶性の油の欠点を有していない合成流体を
提供するものである。本発明の金属処理用流体は硬質お
よび軟質金属類の両者に対して良好な潤滑性および冷却
性を与え、単一流体を両方の型の金属類に対して難しい
適用の下でも使用できる。
本発明は、例えばイソブチレン−ブテン共重合体または
ポリイソブチレンの如きポリブテンおよびカルボキシレ
ート官能性を有するポリエーテルグリコールを含有して
いる金属処理用流体に関するものである。好適な一態様
では、ポリブテンは９５−１００重量％のモノ−オレフ
ィン類および０−５重量％のイソパラフィン類からなる
共重合体である。金属処理用流体は水で希釈して微細乳
化液を生成することもできまたは生成しなくてもよい。
本発明の一目的は、９５−１００重量％のモノ−オレフ
ィン類および０−５重量％のイソパラフィン順からなる
イソブチレン−ブテン共重合体、カルボキシレート官能
性を宵するポリエーテルグリコール、並びに安定な微細
乳化液を生成できる乳化剤からなる金属処理用流体を提
供することである。
本発明の別の目的は、イソブチレン−ブテン共重合体、
カルボキシレート官能性を有するポリエーテルグリコー
ル、腐食抑制剤および発泡防止剤からなる金属処理用流
体を提供することである。
本発明の他の目的は、硬質および軟質金属類の両者の処
理中に潤滑性および冷却性を与える金属処理用流体を提
供することである。
本発明のさらに別の目的は、器具および処理される金属
上での残渣の沈着を防ぐ金属処理用流体を提供すること
である。
本発明の別の目的は、約２〜約５０重量部のイソブチレ
ン−ブテン共重合体またはポリイソブチレンの如きポリ
ブテンおよび約２〜約５０重量部のカルボキシレート官
能性を宵するポリエーテルグリコールからなる水で希釈
可能な微細乳化液金属処理用流体を提供することである
。
本発明の一目的は、イソブチレン−ブテン共重合体また
はポリイソブチレンおよびカルボキシレート官能性を有
するポリエーテルグリコールからなる金属処理用流体を
製造し、該金属処理用流体を処理しようとする金属に適
用し、そして金属を処理する段階からなる、金属処理方
法を提供することである。
本発明の別の目的は、イソブチレン−ブテン共重合体、
カルボキシレート官能性を有するポリエーテルグリコー
ル、および乳化剤の配合物からなる金属処理用流体を提
供することであり、配合物は配合物および水の合計重量
の約２〜約５容量％となるような量の水で希釈される。
本発明の一目的は、約２〜約５０重量部の９５−１００
重量％の１種以上のモノ−オレフイン類および０−５重
量％の１種以上のインパラフィン類からなるイソブチレ
ン−ブテン共重合体、約２〜約５０重量部のカルボキシ
レート官能性を有するポリエーテルグリコール、並びに
約５〜約１６０重量部の１種以上の乳化剤の乳化可能配
合物からなる金属処理用流体を提供することである。
本発明の別の目的は、約２〜約５０重量部のポリブテン
および約２〜約５０重量部のカルボキシレート官能性を
有するポリエーテルグリコールからなる金属処理用流体
を提供することである。
これらの目的および他の目的は下記の好適な態様および
特許請求の範囲から当接術の専門家には容易に認識でき
よう。
本発明は、硬質および軟質金属類の両者の処理で使用で
きる合成金属処理用流体の提供により先行技術の金属処
理用流体の欠点を克服した。
本発明の金属処理用流体は２種の主成分すなわち軟質金
属類の処理用に必要な潤滑性を与えるためのイソブチレ
ン−ブテン共重合体およびポリイソブチレンからなる群
から選択されるポリブテンと硬質金属類の処理用の極圧
添加剤としてのカルボキシレート官能性を有するポリエ
ーテルグリコールとを含有している。この相乗的配合物
は硬質および軟質金属類の両者有機械加工するのに使用
できることを見いだした。該配合物は予期せぬことに、
ポリブテンを単独使用した時に得られるものより優れた
潤滑性およびポリエーテルグリコールを単独使用した時
に得られるものより優れた極圧性質も与える。濃縮物を
水中で乳化しようとする時には、１種以上の乳化剤をポ
リブテンおよびポリエーテルグリコールに加えることが
できる。
他の一般的な金属処理用流体成分類を希望により加える
こともできる。
流体は濃縮（未希釈）形ですなわち水を加えないで製造
される。流体はその未希釈形で使用することもでき、ま
たはそれを希望により水でそれより低い濃度に希釈する
こともできる。
濃縮物は好適には約８〜約１Ｏ０５の、最も好適には約
８．５〜約９．５の、ｐＨを有する。
本発明の一態様で使用されるイソブチレン−ブテン共重
合体は約９５−１００重量％の１種以上のモノ−オレフ
イン類および約０−５重量％の１種以上のイソパラフィ
ン類からなっている。モノ−オレフイン類は、高温にお
ける石油留分の分解により得られる１個の二重結合を有
する種類の不飽和脂肪族炭化水素類である。イソパラフ
ィン類は、直鎖もしくは分校鎖状の炭素鎖により特徴づ
けられておりそして一般弐ＣＮＨｘ、や２を有する種類
の脂肪族炭化水素類である。種々の等級の該共重合体が
アミロ・コーポレーションから市販されており、そして
商標インドポル■として販売されている。これらのいず
れの等級のものでも本発明では使用できるが、好適には
５０００ＳＵＳより小さい粘度（１００下で測定）を有
するものを使用できる。
適当なイソブチレン−ブテン共重合体の一例は５６３の
平均分子量、１００″Ｆにおける２４４１の粘度、およ
び１４１”ｏの引火点を有しており、そして商標「アミ
ロ・ポリブテンＨ−１５」として販売されている。本発
明で使用される共重合体の量は約１重量部〜約５０重量
部の範囲であることができる。好適には、使用量は約２
重量部〜約３６重量部である。
ポリブテンという語は、本質的に純粋なポリイソブチレ
ン、または約５％までの例えばｌ−ブテンおよび２−ブ
テンの如き他の重合体を含有できる上記のイソブチレン
−ブテン共重合体をさしている。イソブチレン−ブテン
共重合体は低温において結晶化しにくいため好適である
が、９９＋％のポリイソブチレンを用いても同様な性質
が得られる。ポリイソブチレンとイソブチレン−ブテン
共重合体の混合物も使用できる。
イソブチレン−ブテン共重合体まＩ；はポリイソブチレ
ンは例えばアルミニウムの如き軟質金属類に対して良好
な表面仕上げを得るのに必要な潤滑性を付与するため、
それらが望ましい。
金属処理用流体の第二成分は、カルボキシレート官能性
を有するポリエーテルグリコールである。
この構造を有するポリエーテルグリコールは金属処理用
流体に対して追加潤滑性を付与し、そして例えばチタン
の如き硬質金属類の機械加工時に器具の摩耗を減らす眼
圧添加剤として作用する。従って、従来の塩素、硫黄ま
たは燐の極圧添加剤を使用せずに硬質金属類有機械加工
することができ、これらの添加剤により°生じる水素ぜ
い化および廃棄問題が取り除かれる。適当なポリエーテ
ルグリコールはオリン・コーポレーションから商標ポリ
Ｇｏとして市販されている。
適当なポリエーテルグリコールの一例は、オリン・コー
ポレーションから商１ｉ１ボ１Ｊ−Ｇ＠ＭＬＢ＝１０Ｘ
として市販されている専売ポリオキシアルキレングリコ
ールである。このポリオキシアルキレングリコールは５
８７ＳＵＳの粘度（１００Ｔにおけ、る）および２５℃
におけるｉ、ｏａａの比重を有する。このポリオキシア
ルキレングリコールのカルボキシレート官能性は酸性マ
ある。
本発明で使用されるポリエーテルグリコールの量は約２
重量部〜約５０重量部の範囲であることができる。好適
には、使用量は約５重量部〜約３６重量部である。
希望により使用される金属処理用流体の第三成分は、１
種以上の乳化剤である。全ての油の水中乳化液を単独で
または他の乳化剤と組み合わせて本発明で使用すること
ができる。
本発明で使用できる適当な乳化剤の例には、トール油脂
肪酸類く石油スルホネート類、脂肪酸アミン類、脂肪酸
アルカノールアミド類、および非イオン性、カチオン性
、アニオン性または両性表面活性剤が包含されるが、そ
れらに限定されるものではない。
選択される乳化剤は、水との混合時に濃縮物の他の成分
類を完全に乳化させるものでなければならない。乳化液
は使用中に安定な乳化液を保たなければならない。
濃縮物中で使用される乳化剤の量は一般的に約５重量部
〜約１６０重量部である。
流体の乳化液安定性または潤滑性に悪影響を与丈ない限
り、他の一般的な金属処理用流体添加剤を加えることが
できる。そのような添加剤には、腐食抑制剤、発泡防止
剤、殺菌剤、表面活性剤、共沸剤、着色剤または染料お
よびｐＨ緩衝剤が包含される。
適当な腐食抑制剤の例にはアミンカルボキシレート類お
よびアミンポレートエステル類が包含されるが、それら
に限定されるものではない。他の適当な腐食抑制剤は当
技術の専門家には自明であり、そしてそれらは市販され
ている。
腐食抑制剤の量は濃縮物中で一般的に約０．１重量部〜
約２０重量部であり、そして好適には約０１重量部〜約
１５重量部である。
適当な発泡防止剤を本発明で使用できる。そのような発
泡防止剤は一般的に専売製品でありそしてそれらの市販
の商品名でのみ知られている。本発明で使用するために
適している好適には有機性である発泡防止剤には、トロ
イ・ケミカルから市販されている専売商品名であるトロ
イキッド＠０６６６８よびウルトラ・アディティブスか
らのフオームパンＭＳ−４５５が包含される。他の適当
な発泡防止剤は当技術の専門家には自明であろう。
発泡防止剤の量は一般的に約０．２５重量部〜約ｌＯ重
量部、そして好適には０．５重量部〜約５重量部、であ
る。
例えば全成分類を同時に加えそしてそれらを完全に配合
された液体が生成するまで混合するような簡りな方法に
より、濃縮物は製造できる。しかしながら、最初にイソ
ブチレン−ブテン共重合体またはポリイソブチレンを大
きい混合機に加え、次に１種以上の乳化剤をそしてその
後に抑制剤およびポリエーテルグリコールをゆっくり加
え、各添加後に良く混合することが好ましい。最後に、
例えば発泡防止剤および染料の如き他の成分類を加え、
そして充分混合して均質な安定配合物にする。希望によ
り、少量の水を混合後に加えることもできる。濃縮物を
次に貯蔵および輸送用の容器に注入する。
金属処理用流体はそれの未希釈形ですなわち濃縮物状で
使用することもでき、またはそれを希釈することもでき
る。
好適には、金属処理用流体は水で濃縮物の量が水および
濃縮物の合計容量の約１〜約５０容量％となるように希
釈する。しかしながら、水が許容できないような適用で
は、ｌＯＯ％固体分の濃縮物を使用できる。
例えば、潤滑性が最も望まれるような場合には比較的少
量の水を用いて比較的濃い濃縮物とする。
冷却性が最も望まれるような時には、水の容量は濃縮物
の容量より大きくする。一般的に、潤滑性が主に要求さ
れる場合には、水の使用量は合計で約５０容量％である
。冷却性が主に要求される場合には、水の使用量は合計
で約８０〜９９容量％である。
該金属処理用流体は、鋼、鉄、アルミニウム、銅、チタ
ン、ニッケルおよびそれらの合金の如き種々の金属類に
対して有用であるが、それら“に限定されるものではな
い。
実ｍｓ＋ 下記式の金属処理用流体濃縮物を一緒に混合した： ４．５重量部のイソブチレン−ブテン共重合体、６．０
重量部のトール油脂肪酸低ロジン乳化剤、１２．６重量
部の石油スルホネート脂肪酸アミン配合物乳化剤、 ８．３重量部の脂肪酸アルカノールアミド乳化剤、７゜
５重量部のポリオキシアルキレングリコール、オリン・
ケミカルズ、ポリ−Ｇ＠ＭＬＢ−１０Ｘ。
０．１重量部の表面活性剤、 １．５重量部のアミンカルボキシレート腐食抑制剤、 １．３重量部のアミンボレートエステル腐食抑制剤、 １．０重量部のトリルトリアゾールナトリウム塩腐食抑
制剤、 ０．２重量部の柑橘類香料、 １．５重量部のグリコールエーテル、 ３．０重量部の殺菌剤、 ０．５３！量部のトリエタノールアミン、０．５重量部
の発泡防止剤であるトロイ・ケミカルズのトロイキッド
＠Ｄ６６６．０．５重量部の開発泡防止剤であるウルト
ラ・アディティブスのフオームパンＭＳ−４５５および
０．０６重量部の青色染料、 ５１．０部の脱イオン水（任意）。
実施例１の流体を使用してカーバイド器具を用いて２０
２４および３５６鋳造アルミナおよびチタンから水圧弁
本体有機械製造した。直留油を実施例１の流体と平行し
て比較用に使用した。結果を以下に示す。
冷却剤の型 １慮 貯蔵寿命 部品／器具 粉砕　　　　　５００ リーマ通し　　１３５ きりもみ　　　２００ 速度（ＳＦＭ） 粉砕　　　　　６０ リーマ通し　　　３０ きりもみ　　　ｌＯＯ 仕上げ（ＲＭＳ） リーマ通し 直留油　　　実施例Ｉの流体 １００％　　　　　ｌ　ｌ！Ｘ濃度、水中２月　　　〉
４月 １０００＋ ４７５＋ ９００＋ 実施例１の金属処理用流体は直留油より２倍の期間にわ
ｔ；り使用可能であった。これは実施例１の流体の大き
い熱安定性および微細金属による汚染に対する敏感性減
少の両者のＩ；めである。一定の器具を用いて機械製造
することのできる部品数は非常に増大した。より高い速
度も得られそして表面仕上げも改良された。
本発明をそれの好適な態様すなわち硬質および軟質金属
類の切断用の金属処理用流体として論じてきたが、何ら
それらに限定されるものではない。
本発明の金属処理用流体は、その性質を利用できる金属
剋理操作ならいずれにおいても使用できる。
そのような金属処理用操作の例はきり立て、研削、フラ
イス削りおよび成型であるが、それらに限定されるもの
ではない。
さらに、本発明はそれの好適な態様を参照しながら記載
してきたが他の態様も可能であり同様な結果となる。本
発明の種々の改変は当技術の専門家に自明であり、そし
て本発明の精神および範囲にはいるそのような改変の全
てが特許請求の範囲内であると考えられている。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、ａ）ポリブテン、および ｂ）カルボキシレート官能性を有するポリエーテルグリ
    コール を含んでなる、金属処理用流体。 ２、ポリブテンが約９５−１００重量％の１種以上のモ
    ノ−オレフインおよび約０−５重量％の１種以上のイソ
    パラフィンからなるイソブチレン−ブテン共重合体であ
    る、特許請求の範囲第１項記載の金属処理用流体。 ３、ポリブテンの本質的に全てがポリイソブチレンであ
    る、特許請求の範囲第１項記載の金属処理用流体。 ４、ポリエーテルグリコールがポリオキシアルキレング
    リコールである、特許請求の範囲第１項記載の金属処理
    用流体。 ５、ポリオキシアルキレングリコールが酸性のカルボキ
    シレート官能性を有する、特許請求の範囲第４項記載の
    金属処理用流体。 ６、イソブチレン−ブテン共重合体が約２〜約５０重量
    部でありそしてポリエーテルグリコールが約２〜約５０
    重量部である、特許請求の範囲第２項記載の金属処理用
    流体。 ７、さらに約５〜約１６０重量部の１種以上の乳化剤、
    約１〜約２０重量部の１種以上の腐食抑制剤、および約
    ０．５〜約１５重量部の発泡防止剤を含有している、特
    許請求の範囲第６項記載の金属処理用流体。 ８、乳化剤がスルホネート類、非イオン性、カチオン性
    、両性またはアニオン性表面活性剤からなる群から選択
    される、特許請求の範囲第７項記載の金属処理用流体。 ９、約２〜約５０重量部のポリブテン、約２〜約５０重
    量部のカルボキシレート官能性を有するポリエーテルグ
    リコール、および約５〜約１６０重量部の１種以上の乳
    化剤の乳化可能配合物を含んでなる、金属処理用流体。 １０、ポリブテンが約９５−１００重量％の１種以上の
    モノ−オレフィンおよび約０−５重量％の１種以上のイ
    ソパラフィンからなるイソブチレン−ブテン共重合体で
    ある、特許請求の範囲第９項記載の金属処理用流体。 １１、ポリブテンの本質的に全てがポリイソブチレンで
    ある、特許請求の範囲第９項記載の金属処理用流体。 １２、ポリエーテルグリコールがポリオキシアルキレン
    グリコールである、特許請求の範囲第９項記載の金属処
    理用流体。 １３、ポリオキシアルキレングリコールが酸性のカルボ
    キシレート官能性を有する、特許請求の範囲第１２項記
    載の金属処理用流体。 １４、さらに約１〜約２０部の１種以上の腐食防止剤お
    よび約０．５〜約１５部の有機発泡防止剤を含有してい
    る、特許請求の範囲第９項記載の金属処理用流体。 １５、さらに水が配合物および水の合計容量の約１〜約
    ９９容量％となるように配合物に水が加えられている、
    特許請求の範囲第９項記載の金属処理用流体。 １６、乳化剤が脂肪酸アルカノールアミドである、特許
    請求の範囲第９項記載の金属処理用流体。 １７、ａ）金属表面に約２〜約５０重量部のポリブテン
    および約２〜約５０重量部のカルボキシレート官能性を
    有するポリエーテルグリコールを含んでなる金属処理用
    流体を適用し、 ｂ）金属表面上で金属処理操作を行う段階を含んでなる
    、金属処理方法。 １８、ポリブテンの本質的に全てがポリイソブテンであ
    る、特許請求の範囲第１７項記載の方法。 １９、ポリブテンが約９５−１００重量％の１種以上の
    モノ−オレフィンおよび約０−５重量％の１種以上のイ
    ソパラフィンからなるイソブチレン−ブテン共重合体で
    ある、特許請求の範囲第１７項記載の方法。 ２０、ポリエーテルグリコールがポリオキシアルキレン
    グリコールである、特許請求の範囲第１７項記載の方法
    。 ２１、ポリオキシアルキレングリコールが酸性のカルボ
    キシレート官能性を有する、特許請求の範囲第２０項記
    載の方法。 ２２、金属表面が、鋼、鉄、アルミニウム、銅、チタン
    、ニッケル、およびそれらの合金からなる群から選択さ
    れる、特許請求の範囲第１７項記載の方法。 ２３、金属処理用流体に濃縮物および水の合計容量の約
    １〜約９９容量％となる水がさらに加えられる、特許請
    求の範囲第１７項記載の方法。 ２４、ａ）約９５−１００重量％の１種以上のモノ−オ
    レフインおよび約０−５重量％の１種以上のイソパラフ
    ィンからなるイソブチレン−ブテン共重合体、約５〜約
    ５０重量部のポリエーテルグリコール、および約５〜約
    ６０重量部の１種以上の乳化剤の濃縮物からなる濃縮物
    、並びにｂ）濃縮物の容量が濃縮物および水の合計容量
    の約１％〜約９９％となる濃縮物との微細乳化液を生成
    するのに充分な量の水を含んでなる、金属処理用流体。 ２５、乳化剤が脂肪酸アルカノールアミド、スルホネー
    ト配合物、または非イオン性、カチオン性、両性もしく
    はアニオン性表面活性剤、或いはそれらの組み合わせで
    ある、特許請求の範囲第２４項記載の金属処理用流体。 ２６、ポリエーテルグリコールがポリオキシアルキレン
    グリコールである、特許請求の範囲第２４項記載の金属
    処理用流体。 ２７、ポリオキシアルキレングリコールが酸性のカルボ
    キシレート官能性を有する、特許請求の範囲第２６項記
    載の金属処理用流体。 ２８、ａ）約２〜約５０重量部のポリブテン、ｂ）約２
    〜約５０重量部のカルボキシレート官能性を有するポリ
    エーテルグリコール、およびｃ）約０〜約９９重量部の
    水を含んでなる、金属処理用流体。 ２９、ポリブテンがイソブチレン−ブテン共重合体であ
    り、ポリエーテルグリコールがポリオキシアルキレング
    リコールである、特許請求の範囲第２８項記載の金属処
    理用流体。 ３０、さらに水が濃縮物および水の合計容量の約５０〜
    ９９容量％となるように配合物に水が加えられている、
    特許請求の範囲第２８項記載の金属処理用流体。
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