JPH04331291A - 水可溶性潤滑剤組成物 - Google Patents

水可溶性潤滑剤組成物

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JPH04331291A
JPH04331291A JP3130418A JP13041891A JPH04331291A JP H04331291 A JPH04331291 A JP H04331291A JP 3130418 A JP3130418 A JP 3130418A JP 13041891 A JP13041891 A JP 13041891A JP H04331291 A JPH04331291 A JP H04331291A
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淵上　正晴
Tsuyoshi Ikeda
強 池田
Masahiro Noda
昌宏 野田
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、摺動面潤滑油、作動油
、切削油、圧延油、引抜き油、プレス油等の水可溶性潤
滑剤組成物に関する。更に詳しくは、環境を汚染するこ
となく、且つ潤滑性、金属防食性、消泡性及び耐腐食性
に優れる水可溶性潤滑剤組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、金属加工用水可溶性潤滑剤組成
物は、鉱物油、油脂、カルボン酸、極圧添加剤、界面活
性剤、消泡剤、金属防食剤、酸化防止剤、防腐剤等が配
合された組成を有し、その使用時には水で希釈して用い
られる。そして、この潤滑剤組成物には、潤滑性、水系
における金属防食性を付与するために、通常、含窒素化
合物が配合されている。この含窒素化合物として、第１
〜３級のアルカノールアミン、アルキルアミン、アルキ
ルアリールアミン、アラルキルアミン、シクロヘキシル
アミン、アルコキシアルキルアミン、ジアミン、アルキ
ルアミンアルキレンオキシド付加物、カルボン酸アミド
、カルボン酸アルキロールアミド等が挙げられる（特開
昭５５−７８９４号公報、特開昭５５−２９５３６号公
報、特開昭６０−４３３９４号公報、特開昭６１−４０
４００号公報、特開昭６１−１３１４０６号公報、特開
平２−１３１４０６号公報等）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この様な含窒
素化合物を配合した金属加工用水可溶性潤滑剤組成物の
使用は、地球環境に悪影響を及ぼし、環境汚染の一因を
なしている。即ち、■これらの組成物からなる潤滑剤は
金属加工に供された後は、排水処理の後に廃棄されるが
、これらの廃液には未だ多量の窒素化合物を含有してい
る。従って、これらを排水系又は海域に廃棄した場合に
は河川、湖、海の富栄養化の問題が生じ、そのため水質
汚濁、赤潮等が発生することとなる。また、■これらの
廃液を焼却して処理する方法も考えられるが、この場合
には、組成物中の含窒素化合物がＮＯＸ　の形態となり
、更に組成物中に極圧添加剤として硫黄系化合物を含め
ば、それがＳＯＸ　の形態となり、これらが酸性雨の原
因となる。
【０００４】また、従来の含窒素化合物を含有する潤滑
剤は、泡立ち、腐敗及び非鉄金属に対する腐食の問題が
ある。特に、水で希釈して、高圧で金属加工部に供給す
る場合には、泡立ちが著しくなり、潤滑剤の性能の低下
、作業環境の汚染等の問題を生じさせている。本発明は
、かかる問題点を解決するものであり、その廃棄におい
ては地球環境に悪影響を与えず、且つ潤滑性、金属防食
性、消泡性及び耐腐敗性等の諸特性に優れた水可溶性潤
滑剤組成物を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記従来
技術の問題点を解決するため、含窒素化合物を極力含有
しない潤滑剤組成物について、潤滑性、金属防食性、耐
腐敗性等の性能と組成物成分の関係について鋭意研究し
た結果、窒素原子を含有しない化合物を特定の配合で組
成し、組成物全体に占める含窒素量を極力制限すること
により、優れた性能が得られるとの知見を得て本発明を
完成した。
【０００６】即ち、本第１発明の水可溶性潤滑剤組成物
は、（ａ）界面活性剤と、（ｂ）カルボン酸塩及びスル
ホン酸塩から選ばれる１種又は２種と、を含有する水可
溶性潤滑剤組成物において、上記（ｂ）カルボン酸塩及
びスルホン酸塩から選ばれる１種又は２種の塩はアルカ
リ土類金属塩又は亜鉛塩であり、上記水可溶性潤滑剤組
成物中の窒素成分は実質上含有されず、不純物含有量で
あることを特徴とする。
【０００７】本第２発明の水可溶性潤滑剤組成物は、第
１発明と同じ組成成分を示す水可溶性潤滑剤組成物中の
窒素含有量が、該潤滑剤組成物全体を１００重量部とし
た場合、０．５重量部以下であることを特徴とする。上
記（ａ）界面活性剤としては、エーテル系ノニオン界面
活性剤、エステル系ノニオン界面活性剤、硫酸化油、カ
ルボン酸アルカリ金属塩及びスルホン酸アルカリ金属塩
からなる群より選ばれる１種又は２種以上の界面活性剤
が挙げられる。
【０００８】上記「エーテル系ノニオン界面活性剤」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
チレンアルキルナフチルエーテル、ポリオキシエチレン
アビエチルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプ
ロピレングリコール等を用いることができる。また、「
エステル系ノニオン界面活性剤」としては、ポリオキシ
エチレンモノカルボン酸エステル、ポリオキシエチレン
ジカルボン酸エステル、ポリオキシエチレンプロピレン
グリコールカルボン酸エステル、ポリオキシエチレンソ
ルビタンモノカルボン酸エステル、ポリオキシエチレン
ソルビタントリカルボン酸エステル、エチレングリコー
ルモノカルボン酸エステル、プロピレングリコールモノ
カルボン酸エステル、ジエチレングリコールモノカルボ
ン酸エステル、グリセリンモノカルボン酸エステル、ペ
ンタエリトリットモノカルボン酸エステル、ソルビタン
モノカルボン酸エステル、ソルビタンセスキカルボン酸
エステル、ソルビタントリカルボン酸エステル、ショ糖
カルボン酸エステル等を用いることができる。「硫酸化
油」としては、オリーブ油、ヒマシ油、ナタネ油、牛脂
、豚脂、綿実油、トウモロコシ油等の動植物油脂の硫酸
化物等を、「カルボン酸アルカリ金属塩」としては、高
級脂肪酸カリウム塩、石油スルホン酸ナトリウム塩及び
ジノニルナフタレンスルホン酸ナトリウム塩等を用いる
ことができる。
【０００９】上記「カルボン酸塩」としては、第４発明
に示すように、高級脂肪酸塩及びナフテン酸塩から選ば
れる１種又は２種以上の塩を用いることができる。ここ
で、高級脂肪酸とは、通常、炭素数が１２以上のカルボ
ン酸（例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン
酸、ステアリン酸、ベヘニン酸、ラノリン脂肪酸及び上
記脂肪酸の重縮合脂肪酸等）をいう。
【００１０】上記スルホン酸塩としては、アルカンスル
ホン酸塩、石油スルホン酸塩、α−オレフィンスルホン
酸塩、α−スルホカルボン酸塩、アルキルスルホ酢酸塩
、ジアルキルスルホコハク酸塩、モノアルキルスルホコ
ハク酸塩、ポリオキシエチレンイソオクチルフェニルエ
ーテルスルホン酸塩、低級ジアルキルナフタリンスルホ
ン酸塩、ジナフチルメタンスルホン酸塩、アルキルフェ
ノールスルホン酸塩、リグニンスルホン酸塩、アルキル
ベンゼンスルホン酸塩、アルキルフェニルエーテルジス
ルホン酸塩等を用いることができる。
【００１１】また、これらのカルボン酸塩及びスルホン
酸塩は、アルカリ土類金属塩、亜鉛塩又は鉛（２価）塩
である。更に望ましくは、所定の塩と過剰塩基成分との
混合物（超塩基性塩）を用いる。これらの金属塩を用い
た場合には、十分な防食性、消泡性等が得られ、他のア
ルカリ金属塩、アルミニウム塩及び鉄（３価）塩では、
良好な性能（後者２つにおいては特に、防錆性）を示さ
ないからである。そして、これらの中では、アルカリ土
類金属塩が特に好ましい。これは、十分な上記性能を示
すとともに、アルカリ土類塩、特に所定の超塩基性塩を
配合すると、潤滑剤中に極圧添加剤として、硫黄系化合
物を含有しても、廃液の焼却廃棄の際に発生するＳＯＸ
　をアルカリ土類金属が補足するため、大気汚染を防止
することができるからである。従って、例えば、カルボ
ン酸塩としては、高級脂肪酸アルカリ土類金属塩又はナ
フテン酸アルカリ土類金属塩を、また、スルホン酸塩と
しては、第５発明に示すように、石油スルホン酸アルカ
リ土類金属塩を用いるのが好ましい。
【００１２】上記水可溶性潤滑剤組成物中の窒素含有量
は、第１発明に示すように、全潤滑剤組成物を１００重
量部とした場合、積極的に添加されずに、実質上含まれ
ないのが好ましい。この場合の窒素含有量は、通常、０
．１５重量部以下である。また、この窒素含有量は、第
２発明に示すように、０．５重量部以下が好ましい。 この窒素含有量が、０．５重量部を越えると、廃液中の
窒素化合物が増加して水質が汚染され、また廃油の焼却
の際に発生するＮＯＸ　が多くなり大気が汚染されるか
らである。
【００１３】また、上記界面活性剤の含有量は、本第６
発明に示すように、全潤滑剤組成物を１００重量部とし
た場合に、１〜７０重量部範囲であるのが好ましい。１
重量部未満では、安定した分散状態が得られず、７０重
量部を越えると潤滑性が低下するとともに消泡性も低下
するからである。更に、上記カルボン酸塩及びスルホン
酸塩から選ばれる１種又は２種からなる塩の含有量も本
第６発明に示すように、全潤滑剤組成物を１００重量部
とした場合に、１〜７０重量部の範囲であるのが好まし
い。１重量部未満では、十分な防錆能及び潤滑性能を得
られず、７０重量部を越えると安定した分散状態が得ら
れないからである。
【００１４】更に、本潤滑剤組成物としては、第７発明
に示すように、この潤滑剤組成物１００重量部とする場
合、（ａ）界面活性剤；２０〜４０重量部と、（ｂ）カ
ルボン酸塩及びスルホン酸塩から選ばれる１種又は２種
；１〜１０重量部と、鉱物油；６０〜７５重量部とを含
有し、窒素含有量は、実質上含有されないか、又は０．
５重量部以下であり、上記（ｂ）カルボン酸塩及びスル
ホン酸塩から選ばれる１種又は２種の塩はアルカリ土類
金属塩又は亜鉛塩であるものとすることができる。 この組成範囲においては、各性能に優れるとともに、性
能のバランスがよく、大変実用的だからである。ここで
、「鉱物油」としては、スピンドル油、マシン油、シリ
ンダー油、タービン油等を用いることができる。
【００１５】尚、本発明の水可溶性潤滑剤組成物は、上
記成分の他に、従来より使用されている物質の中から窒
素を含有しない物質を任意に使用することができる。例
えば、ナタネ油、パーム油、牛脂等の動植物油脂、脂肪
酸、脂肪酸エステル等の油性向上剤、硫黄系極圧添加剤
、防腐剤、防錆剤、防黴剤、消泡剤、酸化防止剤、防食
剤等を挙げることができる。また、本発明の水可溶性潤
滑剤組成物は、原液のままでも、又は水で希釈しても使
用でき、水で希釈する場合には５〜５０倍に希釈するの
が適当である。
【００１６】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。本発明の水可溶性潤滑剤組成物の性能を明らかにす
るために、表１、表２に示す各組成を有する実施例に係
わる試料液（実施品Ｎｏ．１〜１３）、及び表３、表４
に示す各組成を有する比較例に係わる試料液（比較品Ｎ
ｏ．１〜１２）について以下に述べる各項目の性能試験
とその評価を行った。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】
【表３】
【００２０】
【表４】
【００２１】尚、表１〜表４において、ポリオキシエチ
レンラウリルエーテルはエチレンオキサイドが９モル付
加されたものである。石油スルホン酸ナトリウムは「ス
ルホネートＳ４６５」（三光化学株式会社製）、石油ス
ルホン酸バリウムは「サーケム４０４」（ウィトコケミ
カル社製）、石油スルホン酸カルシウムは「ブライトン
ハイベースＣ５００」（ウィトコケミカル社製）、石油
スルホン酸マグネシウムは「マグネシウムスルフォネー
ト４００」（ウィトコケミカル社製）、ヒマシ油硫酸化
ナトリウムはユシロ化学工業株式会社製のもの、ラノリ
ン脂肪酸カルシウムは「ネオコートＷ４９８」（吉川製
油株式会社製）、ラノリン脂肪酸バリウムは「ネオコー
トＥＳ−１８１」（吉川製油株式会社製）、ラノリン脂
肪酸マグネシウムは「ディスパランＳＯＦ１２００」（
吉川製油株式会社製）を用いた。また、表３及び表４中
のオレイン酸ジエタノールアミンは、オレイン酸とジエ
タノールアミンのモル比が１：１の混合物である。更に
、各表中の窒素含有量は、全潤滑剤組成物を１００重量
部とした場合の値（重量部）を示す。この窒素含有量の
測定は、ディジタル全窒素分析装置ＴＮ−０２型（三菱
化成株式会社製）によるクーロメトリー法によった。
【００２２】（１）試験項目、試験条件及び性能評価本
性能試験の試験項目と試験条件は、以下の通りである。 ■潤滑性 本性能試験は、付着滑り試験機（バーデン試験機）によ
り潤滑試験を行い、摩擦係数（μ）を測定したものであ
る。試験条件を以下に示す。 荷重；４ｋｇｆ 試験片；平板ＳＰＣＣ ボール；ＳＵＪ−２（直径；４．７６ｍｍ）滑り速度；
１ｍｍ／ｓ 滑り距離；１ｃｍ 往復回数；１０往復 試料；０．１ｍｌ（原液そのまま、又は及び水で２０倍
の希釈） 摩擦係数；１０往復目の摩擦係数 以上の試験結果を表５に示す。
【００２３】
【表５】
【００２４】試料希釈液及び原液のいずれの場合におい
ても、本実施品においては、実施品Ｎｏ．６、８を除き
、比較品に比べ、摩擦係数の値は減少し、優れた潤滑性
を示している。尚、実施品Ｎｏ．６、８の場合も比較品
と同等若しくはそれ以上の潤滑性を示している。更に、
実施品全ての場合には、潤滑試験においてステックスリ
ップも少ないことが確認された。
【００２５】■錆止め性 本性能試験は、鋳鉄切屑浸漬法により錆止め性の評価を
行ったものである。即ち、乾切削した鋳鉄切屑（材質；
ＦＣ２５）を、６ｍｍφのシャーレに１５ｇ採取し、そ
こに水で１０〜３０倍に希釈した試料液を加え、５分間
浸漬した後、試料液を捨て、室温（２０℃）にて２４時
間静置したときの錆の発生状態を観察評価した。その結
果を表６に示す。
【００２６】
【表６】
【００２７】尚、表中の評価の表示の意味は以下の通り
である。 ◎；錆無し，○；数点の錆発生、△；１／３面の錆発生
、×；１／２面の錆発生、××；全面の錆発生。 表６によれば、本実施品全てにおいて、比較品と同等若
しくはそれ以上の錆止め性能を保持していることがわか
る。特に、実施品Ｎｏ．２（石油スルホン酸カルシウム
添加）及び実施品Ｎｏ．３（石油スルホン酸マグネシウ
ム添加）の場合は、大変優れた錆止め性を示している。
【００２８】■耐腐敗性 本性能試験は、生菌数の測定により耐腐敗性の評価を行
ったものである。先ず、試料液を水で２０倍に希釈し、
５００ｍｌの三角フラスコに３００ｍｌ採取した。次い
で、ここに硫酸を添加して、上記希釈液のｐＨを９．０
に調整した後、生菌数１×１０７　個／ｍｌの腐敗液を
５％（１５ｍｌ）添加し、３０℃の下で振盪培養した。 更に、試験開始後、７日目、１４日目に腐敗液をそれぞ
れ各１％（３ｍｌ）添加し、生菌数の経時的変化を観察
した。その結果を表７及び８に示す。尚、生菌数の測定
は、プレートカウント法により行った。
【００２９】
【表７】
【００３０】
【表８】
【００３１】表７及び８の結果によれば、本実施品全て
においては、生菌数の著しい増加はなく、比較品と同等
若しくはそれ以上の耐腐敗性を示した。特に、アルカノ
ールアミンを含有する比較品Ｎｏ．８に比べれば、耐腐
敗性の向上は著しい。また、実施例品Ｎｏ．１〜５、１
２、このうち特にＮｏ．４（ナフテン酸カルシウム添加
）、５（ステアリン酸カルシウム添加）は大変優れる。 尚、不純物として窒素を０．３５％含有する場合（比較
品Ｎｏ．７）も、腐敗の程度は小さく、通常程度である
。
【００３２】■防食性 本性能試験では、先ず、アルミニウム「Ａ１０５０Ｐ」
（ＪＩＳ規格番号）、亜鉛「ＺｎＰ−１」（ＪＩＳ規格
番号）及びマグネシウム合金「Ｈ５２０３ＭＣ１」（Ｊ
ＩＳ規格番号）からなる３種の研磨洗浄した試験片（３
０×５０ｍｍ）を用意した。次いで、これらの各試験片
を各試料希釈液（２０倍）に浸漬し、５０℃にて４８時
間静置した後の試験片の重量変化及び表面外観を調べた
。その結果を表９及び表１０に示す。
【００３３】
【表９】
【００３４】
【表１０】
【００３５】尚、これらの表中の外観変化の表示の意味
は以下の通りである。 ○；変化無し、△；若干の変化有り、×；変色が著しい
。 表９及び表１０の結果によれば、本実施品全てにおいて
は、Ａｌ、Ｚｎ、Ｍｇのいずれの金属においても、比較
品に比べ、著しい防食性の向上を示した。
【００３６】■消泡性 本性能試験では、泡立ち量の測定により、消泡性の評価
を行った。具体的には、各試料を水で２０倍に希釈した
液５００ｍｌを１リットルのビーカーに採取し、エアー
ポンプで、供給量；４リットル／分にて空気を送り込み
、泡立ち量（ｃｃ）を測定した。その結果を表１１に示
す。
【００３７】
【表１１】
【００３８】表１１の結果によれば、本実施品全てにお
いては、比較品に比べ、著しく泡立ち量が減少し、極め
て良好な消泡性を示した。
【００３９】（２）総合評価 本実施例においては、潤滑性、錆止め性、耐腐敗性、非
鉄金属（Ａｌ、Ｚｎ、Ｍｇ）に対する防食性及び消泡性
に優れ、大変バランスが良く且つ実用的に優れたもので
ある。特に、防食性及び消泡性は、従来品に比べ著しく
優れている。尚、本発明においては、上記具体的実施例
に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範
囲内で種々変更した実施例とすることができる。
【００４０】
【発明の効果】以上のように、本発明の水可溶性潤滑剤
組成物は、廃水処理に伴う河川、海等の富栄養化、焼却
処理に伴う有害ガスの排出がなく、水質汚濁又は大気汚
染等の問題を生じさせない。また、本発明の組成物より
なる潤滑剤組成物は、潤滑性、錆止め性、耐腐食性、金
属防食性及び消泡性においても優れた性能を発揮する。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　（ａ）界面活性剤と、（ｂ）カルボン
    酸塩及びスルホン酸塩から選ばれる１種又は２種と、を
    含有する水可溶性潤滑剤組成物において、上記（ｂ）カ
    ルボン酸塩及びスルホン酸塩から選ばれる１種又は２種
    の塩はアルカリ土類金属塩、亜鉛塩又は鉛（２価）塩で
    あり、上記水可溶性潤滑剤組成物中の窒素成分は実質上
    含有されず、不純物含有量であることを特徴とする水可
    溶性潤滑剤組成物。
  2. 【請求項２】　　（ａ）界面活性剤と、（ｂ）カルボン
    酸塩及びスルホン酸塩から選ばれる１種又は２種と、を
    含有する水可溶性潤滑剤組成物において、上記（ｂ）カ
    ルボン酸塩及びスルホン酸塩から選ばれる１種又は２種
    の塩はアルカリ土類金属塩又は亜鉛塩であり、上記水可
    溶性潤滑剤組成物中の窒素含有量は、該潤滑剤組成物全
    体を１００重量部とした場合、０．５重量部以下である
    ことを特徴とする水可溶性潤滑剤組成物。
  3. 【請求項３】　　上記（ａ）界面活性剤は、エーテル系
    ノニオン界面活性剤、エステル系ノニオン界面活性剤、
    硫酸化油、カルボン酸アルカリ金属塩及びスルホン酸ア
    ルカリ金属塩からなる群より選ばれる１種又は２種以上
    からなる請求項１又は２記載の水可溶性潤滑剤組成物。
  4. 【請求項４】　　上記カルボン酸塩は、高級脂肪酸塩及
    びナフテン酸塩から選ばれる１種又は２種以上からなる
    請求項１又は２記載の水可溶性潤滑剤組成物。
  5. 【請求項５】　　上記スルホン酸塩は、石油スルホン酸
    アルカリ土類金属塩である請求項１又は２記載の水可溶
    性潤滑剤組成物。
  6. 【請求項６】　　上記水可溶性潤滑剤組成物全体を１０
    ０重量部とした場合、上記（ａ）界面活性剤の含有量は
    １〜７０重量部、上記（ｂ）カルボン酸塩及びスルホン
    酸塩から選ばれる１種又は２種からなる塩の含有量は１
    〜７０重量部である請求項１〜５記載の水可溶性潤滑剤
    組成物。
  7. 【請求項７】　　水可溶性潤滑剤組成物１００重量部と
    する場合、（ａ）界面活性剤；２０〜４０重量部と、（
    ｂ）カルボン酸塩及びスルホン酸塩から選ばれる１種又
    は２種；１〜１０重量部と、鉱物油；６０〜７５重量部
    とを含有し、上記（ｂ）カルボン酸塩及びスルホン酸塩
    から選ばれる１種又は２種の塩はアルカリ土類金属塩又
    は亜鉛塩であり、上記水可溶性潤滑剤組成物中の窒素含
    有量は、該潤滑剤組成物全体を１００重量部とした場合
    、実質上含有されないか、又は０．５重量部以下である
    ことを特徴とする水可溶性潤滑剤組成物。
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