JPH045716B2 - - Google Patents

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JPH045716B2
JPH045716B2 JP63102336A JP10233688A JPH045716B2 JP H045716 B2 JPH045716 B2 JP H045716B2 JP 63102336 A JP63102336 A JP 63102336A JP 10233688 A JP10233688 A JP 10233688A JP H045716 B2 JPH045716 B2 JP H045716B2
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Honse Sabiinu
Kasutera Sharuru
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NASHIONARU ERUFU AKITEENU PURODEYUKUSHION SOC
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Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明は水溶性の機能性流体用の極圧性添加剤
と、この添加剤を含む機能性流体および濃縮水溶
性組成物に関するものである。 従来の技術 金属加工のような多くの工業的操作では、例え
ば、中ぐり、研磨、旋削、微粉砕、圧延、ロール
加工、伸線またはスエージング等において、いわ
ゆる機能性流体を用いる必要がある。 この機能性流体の役割は、切削力を減少させ、
良好な寸法特性を得るために被加工物を冷却し、
切削区域から切り屑を取り除き、被加工物に優れ
た仕上げ表面を与え、且つ工具の寿命を長くする
ことにある。 水は、比熱、気化熱および熱伝導率が高いので
冷却剤として最適である。さらに、水は最も経済
的で且つ環境汚染に対して最も割が少ないため、
水溶性の機能性流体を使用するのが一般的となつ
ている。これら水溶性機能性流体には、「合成流
体」といわれている種々の添加剤を水に溶した文
字通りの水溶性と、「半合成流体」といわれてい
るマイクロエマルシヨンがあり、半合成流体の場
合に水の他に鉱油と界面活性剤が含まれている。 しかし、高圧の機懐加工で満足に使用できる水
溶性の機能性流体はまだ見出されていない。 高圧の機械加工では、金属表面間の摩擦が非常
に大きいので、極圧性添加剤を用いる必要があ
る。この極圧性添加剤の役割は、金属表面上に保
護膜を形成することにある。この保護膜により、
被加工物の焼付きが防止され、さらには、被加工
物と工具とが溶着するのが防止される。 極圧性添加剤として最も一般的に用いられてい
るのは、効果が最も優れている硫黄含有添加剤で
ある。この硫黄含有添加剤は、加熱された金属表
面と接触すると分解して金属硫化物の保護膜を形
成し、この保護膜を絶えず更新される。 発明が解決しようとする課題 鉱油またはエマルシヨンをベースとした潤滑油
に添加して用いられる極圧性添加剤としての硫黄
含有物質は、ジアルキルポリスルフイドと、硫黄
含有ポリイソブテンと、硫黄含有脂肪エステルで
ある。しかし、これらは全て水に対してほとんど
あるいは全く不溶である。 極圧性添加剤として用いる場合のこの問題点を
解決するために、水溶性の極圧性添加剤を用いた
種々の試みがなされてきた。 イギリス石油会社（British Petroleum Co.
Ltd.）のR.W.モールド（MOULD）の論文〔ジ
ヤーナル・オブ・アメリカン・ソサイアテイ・オ
ブ・ルーブリケーシヨン・エンジニアズ
（Journal of the American Society of
Lubrication Engineers）33(6)291〜298（1977）〕
では水溶性流体用に極圧性添加剤として多数の水
溶性ハロゲン化物と硫黄含有物質の効率が検討さ
れている。ハロゲン化物、一般には塩素化物の効
率は非常に低い。ここで検討されているチオサル
チル酸、２−メルカプトプロピオン酸、２，2′−
ジチオジ安息香酸、２，2′−ジチオジプロピオン
酸の各ナトリウム塩、Ｌ−シスチン二ナトリウム
およびジチオジグリコール酸二ナトリウム等の硫
黄含有物質は、安定性に欠け、細菌が繁殖し、硫
化水素が発生する。 これらの物質を安定化させるためは、これらの
物質の配合時に、通常エマルシヨンに用いられて
いる殺菌剤を大量に添加する必要がある。しか
し、一般に、機能性流体に殺菌剤を用いるのは好
ましくない。 アメリカ合衆国特許第4250046号には、極圧性
添加剤としてジエタノールジスルフイドを使用す
ることが記載されている。しかし、この物質は半
合成流体の配合時に一般に用いられている多くの
添加剤に対して不溶である。 課題を解決するための手段 本出願人は、効果的かつ安定した水溶性の極圧
性添加剤を発見した。 本発明に従う機能性流体用の水溶性の極圧性添
加剤は、３，3′−ジチオジプロピオン酸：
（SCH2CH2CO2H）2すなわち３−メルカプトプロ
ピオン酸ジスルフイドの水溶性の塩によつて構成
される。 水溶性の塩とは、室温での水への溶解度が少な
くとも0.01％、望ましくは少なくとも0.1％であ
るあらゆる無機塩または有機塩を意味する。 ３−メルカプトプロピオン酸ジスルフイドは、
硫黄または過酸化水素等公知の酸化剤による３−
メルカプトプロピオン酸の酸化により容易に製造
することのできる化合物として知られている。 本発明に従い用いられる塩類は、水溶性媒体中
で、有機または無機塩基を用いて上記ジスルフイ
ドを中和する公知の方により製造することができ
る。すなわち、アルカリ金属またはアルカリ土類
金属の酸化物、水酸化物または炭酸塩、液体アン
モニアまたは有機窒素含有塩基を用いることが可
能である。水溶性の塩にするための上記有機窒素
含有塩基としては、全炭素原子数が８以下（望ま
しくは１〜６）のモノアルキルアミン、ジアルキ
ルアミンまたはトリアルキルアミンおよびシクロ
アルキルアミンと、アルキル基の少なくとも一つ
がOH、COOHまたはポリ（オキシエチレンおよ
び／またはプロピレン）のような親水基を有する
アルキルアミンを挙げることができる。特に、モ
ノエタノールアミン、ジエタノールアミンまたは
トリエタノールアミンを用いるのが有利である。 本発明に従う塩類の水溶性は、完全に安定して
おり、PH７の中性媒体中でも硫化水素を遊離せず
に容易に保存することができる。必要であれば無
機塩基からの塩類は結晶の形態で単離することも
できる。 本発明に従う塩類は、上記水溶性流体中に0.01
〜20％、望ましくは0.1〜10％の重量濃度で添加
される。これらの塩類は単独で用いることもでき
るが、一般に水溶性流体用の通常の添加剤と混合
して用いられる。このような添加剤としては、摩
耗防止、防食および消泡効果を有するものが挙げ
られる。 上記の水溶性機能性流体は合成または半合成で
ある。合成流体は水に種々の添加剤を溶かした純
粋な水溶液であり、その潤滑効果は、ポリエチレ
ングリコール、ポリプロピレングリコール等のポ
リグリコール、またはそれらのコポリマーを添加
することにより向上させることができる。 半合成流体は、鉱油または合成油と界面活性剤
を含有したマイクロエマルシヨンであり、この鉱
油または合成油が水溶性流体の潤滑特性を向上さ
せる。 ３−メルカプトプロピオン酸ジスルフイドの塩
類は水溶性媒体中で完全に安定であるので、上記
添加剤は混合物の濃縮物の形で保存でき、使用時
に希釈して用いることができる。この濃縮物は１
〜50重量％、望ましくは15〜35重量％の３−メル
カプトプロピオン酸ジスルフイドを含有し、必要
に応じて、さらに防食剤、耐摩耗剤、消泡剤、界
面活性剤、ポリグリコール、鉱油または合成油等
の他の通常の添加剤を含めることもできる。 本発明による添加剤の効率は４ボール試験機で
試験を行い、いわゆる10点テスト（ASTM基準
D2783）により評価することができる。 ４ボール試験機による試験では、10回のテスト
を連続して行う。１回のテストにおいて、チヤツ
クに固定された１個のボールが、試験すべき超高
圧流体が満たされたクレードル中に保持されてい
る３個のボールに対して10秒間回転する。重り装
置によつて、これら３個のボールが回転するボー
ルに対して押付けられ、この押圧力は次第に強く
なるようになつている（重りは等比数列になつて
いる）。 各テストにおいて、３個の固定されたボール上
に認められるくぼみの直径を測定し、対数目盛上
に曲線Ａを描く。これによつて加えられた荷重の
関数でくぼみの直径がわかるようにする。 焼付き（焼付き前の最後の荷重）：これを超え
ると、曲線Ａが、ヘルツ（HERTZ）線と呼ばれ
る理想的な線からずれる荷重である。これは、ボ
ール間にいくつかの接触による溶接点が存在する
ということに対応する。くぼみまたは摩耗の直径
は急激に増大する。 溶接（または溶着荷重）：これを超えると、４
個のボールが互いに溶着して、上方のボールを他
の３個のボールに対して回転することができなく
なる荷重である。 MHL（最大ヘルツ荷重）：上方のボールが３個
の下方の固定ボールに対して付けたくぼみの測定
結果から得られる無次元の係数である。この係数
は物理的には全く意味が無いが、この係数が高け
れば高いほど、試験された油は超高圧的見地から
優れていると考えられる。 以下、実施例１〜７により本発明をさらに詳し
く説明するが、本発明はこれに何ら制限されるこ
とはない。 なお、実施例で用いた塩は、以下の典型的な製
法によつて調製された水溶性溶液の形の物を用い
た。 塩の典型的な製法： 攪拌下の反応器中に、1050ｇ（５モル）の３−
メルカプトプロピオン酸ジスルフイドを1590mlの
水に溶解させ、次いで、610ｇ（10モル）の純粋
なモノエタノールアミンを徐々に添加する。この
ようにして得られた溶液は約50％のジ（モノエタ
ノールアミン）−３，3′−ジチオプロピオネート
を含み、これはそのまま用いてもよく、希釈して
用いてもよい。 実施例 １ ３−メルカプトプロピオン酸ジスルフイドのジ
エタノールアミン塩（DEA DAM 3P） ELF XT6720を５％含む合成流体（水溶液）
またはELF XT6760を５％含む半合成流体（マ
イクロエマルシヨン）中に上記の塩を種々の濃度
で加えた。 ELF XT6720および6760は、水に良好な潤滑
特性（潤滑性、防食性等）を与える市販の濃縮添
加剤である。 XT6720は、ボリグリコールを含む水溶性の濃
縮物である。 XT6760は、特に界面活性剤および鉱油を含む
マイクロエマルシヨンの濃縮物である。
【表】 上記従来の市販配合物にDEA DAM 3Pを加
えることにより、この配合物の極圧特性が大幅に
向上することが可能であることがわかる（MHL
が32または34から77〜78まで増加する）。 実施例 ２ モノエタノールアミン塩（MEA DAM 3P）
を用いて上記と同じ操作を行う。
【表】 実施例 ３ アンモニウム塩（NH4DAM3P）を用いて前記
と同様の操作を行う。
【表】 実施例 ４ ナトリウム塩（Na DAM 3P）を用いて前記
と同様の操作を行う。
【表】 実施例 ５ カルシウム塩（Ca DAM 3P）を用いて前記と
同様の操作を行う。
【表】 実施例 ６ ３−メルカプトプロピオン酸ジスルフイドのジ
エタノールアミン塩（DEA DAM 3P）を用い
た。この潤滑特性を向上するため、平均分子量
400のポリエチレングリコール（いわゆる
PEG400）を水相中に加えた。
【表】 実施例 ７ 上記と同じ塩（DEA DAM 3P）を用いる。
これに平均分子量が425のポリプロピレングリコ
ール（いわゆるPPG425）を加えることにより潤
滑特性を向上させた。
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ ３−メルカプトプロピオン酸ジスルフイドの
    水溶性塩から成ることを特徴とする機能性流体用
    の極圧性効果を有する添加剤。 ２ 上記水溶性塩がアルカリ金属またはアルカリ
    土類金属塩であることを特徴とする請求項１記載
    の添加剤。 ３ 上記塩が液体アンモニアまたは有機窒素含有
    塩基から成ることを特徴とする請求項１記載の添
    加剤。 ４ 上記有機窒素含有塩基が、全炭素数が８以下
    のモノアルキルアミン、ジアルキルアミン、トリ
    アルキルアミンまたはシクロアルキルアミンか、
    少なくとも１個のアルキル基が親水基である１個
    以上のアルキルアミンの中から選択されることを
    特徴とする請求項３記載の添加剤。 ５ 上記有機窒素含有塩基が、モノエタノールア
    ミン、ジエタノールアミンまたはトリエタノール
    アミンであることを特徴とする請求項４記載の添
    加剤。 ６ 請求項１〜５のいずれか一項に記載の水溶性
    塩を0.01〜20重量％含むことを特徴とする水溶性
    機能性流体。 ７ 耐摩耗効果、腐食防止効果および消泡効果を
    有する添加剤から選択される少なくとも１種の添
    加剤をさらに含むことを特徴とする請求項６記載
    の水溶性機能性流体。 ８ ポリエチレングリコール、ポリプロピレング
    リコール等のポリグリコールまたはそれらのコポ
    リマーを含むことを特徴とする請求項６または７
    記載の水溶性機能性流体。 ９ 界面活性剤および鉱油または合成油をマイク
    ロエマルシヨンの形態でさらに含むことを特徴と
    する請求項６または７記載の水溶性機能性流体。 １０ 請求項１〜５のいずれか一項に記載の水溶
    性塩を１〜50重量％含むことを特徴とする濃縮し
    た水溶性組成物。 １１ 耐摩耗効果、腐食防止効果または消泡効果
    を有する添加剤、ポリグリコール、界面活性剤お
    よび鉱油または合成油の中から選択される少なく
    とも１つの添加剤をさらに含むことを特徴とする
    請求項１０記載の水溶性組成物。 １２ 水溶性の機能性流体の存在下で金属を機械
    加工する方法において、上記機能性流体が請求項
    １〜５のいずれか一項に記載の水溶性塩を含むこ
    とを特徴とする方法。
JP63102336A 1987-04-24 1988-04-25 水溶性の機能性流体用の極圧効果を有する水溶性添加剤と、この添加剤を含む機能性流体と濃縮水溶性組成物 Granted JPS63284294A (ja)

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