JPH0940982A

JPH0940982A - 金属加工用潤滑油

Info

Publication number: JPH0940982A
Application number: JP21247795A
Authority: JP
Inventors: Yukio Sato; 幸男佐藤; Masaharu Fuchigami; 正晴淵上; Kenji Rakutani; 健二楽谷; Kunihiko Kimata; 邦彦木股
Original assignee: Yushiro Chemical Industry Co Ltd; Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd; Yushiro Inc
Priority date: 1995-07-27
Filing date: 1995-07-27
Publication date: 1997-02-10
Anticipated expiration: 2015-07-27
Also published as: JP3917676B2

Abstract

(57)【要約】【課題】特定のポリオキシアルキレンモノエーテルカ
ルボン酸のアルカリ金属塩等からなる化合物などを使用
し、潤滑性に優れるとともに、良好な廃水処理性をも併
せ有する金属加工用潤滑油を提供する。【解決手段】ステアリルアルコールに、エチレンオキ
シド１０モルとプロピレンオキシド５０モルを付加した
後、クロロ酢酸ナトリウムと反応させ特定の化合物を得
た。この化合物はこのまま金属加工用潤滑油として使用
することができ、また、水で適宜希釈して、例えば０．
５重量％の希薄水溶液としても十分な潤滑性等を有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属加工用潤滑油
に関する。本発明の金属加工用潤滑油は優れた潤滑性を
有するとともに、廃水処理性も良好である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ポリアルキレンオキシド、ポリ
アルキレンオキシドアルキルエーテル及びポリアルキレ
ンオキシドアルキルエステル等のポリアルキレンオキシ
ド類は、流体潤滑性能に優れるため、主として流体潤滑
領域を対象とする潤滑基剤或いは潤滑添加剤等として利
用されている。また、上記ポリアルキレンオキシド類を
金属加工用として適用した例が、特開平６−１００８７
５号公報等に開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポリア
ルキレンオキシド系潤滑剤では、一般的に、実際に使用
されている化合物は分岐構造を有するものであり、潤滑
性が十分ではない。これはポリアルキレンオキシド類の
境界潤滑性能が乏しいためであり、この性能が強く要求
される金属の切削、研削及び塑性加工等の領域では、優
れた潤滑性能を発揮するポリアルキレンオキシド類はい
まだ得られていない。

【０００４】また、ポリアルキレンオキシド類として親
水性が高いものを使用した場合、廃水処理時に使用する
薬剤として、硫酸バンド等の凝集処理剤等を添加しても
凝集を生ぜず、処理できないという問題をも有する。以
上述べたように、潤滑性及び廃水処理性ともに優れたポ
リアルキレンオキシド類は見いだされていないのが実情
である。本発明は、上記問題点を解決するものであり、
式〔１〕に特定する化合物を使用することにより、潤滑
性、廃水処理性ともに優れた金属加工用潤滑油を提供す
ることを目的とする。

【０００５】本発明者等は、上記の課題を解決すべく、
ポリアルキレンオキシド類の構造と、それを用いて調製
した潤滑油の潤滑性及び廃水処理性との関連について鋭
意研究した結果、特定の構造を有するポリアルキレンオ
キシド類を使用することにより、優れた性能の金属加工
用潤滑油が得られることを見いだし、本発明を完成する
に至った。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の金属加工用潤滑
油は、下記の一般式〔１〕で表される化合物を含有する
ことを特徴とする。〔Ｒ−Ｏ−（Ｒ’Ｏ）_l− (ＣＨ₂)_m−ＣＯＯ〕_n−Ｍ〔１〕（但し、上記式中、Ｒは炭素数１〜３０の炭化水素基、
Ｒ’は炭素数２〜４のアルキレン基であり、ｌは１〜１
００の整数、Ｍは水素、アルカリ金属、アルカリ土類金
属又はアミンの水素イオン付加物であり、ｍは１〜５の
整数、ｎはＭの価数に対応する整数である。）

【０００７】上記「一般式〔１〕の化合物」において、
上記「Ｒ」は炭化水素基であり、飽和基でもよいし、不
飽和基でもよく、直鎖状或いは分岐を有するアルキル
基、アルケニル基等である。また、アリル基、アルキル
アリル基等の芳香族環を有する化合物であってもよい。
これら炭化水素基の炭素数は１〜３０であり、４〜２４
の範囲が好ましい。炭素数が３０を越える場合は、親油
性が強くなり（疎水性が高くなり）、併用することの多
い水との相溶性に劣り、液安定性が低下する。炭素数が
４〜２４の範囲であれば、オキシアルキレン鎖〔（Ｒ’
Ｏ）_l〕との相関を考慮しながら、親水性と親油性とを
適宜バランスさせることができる。

【０００８】上記「Ｒ’Ｏ」は、オキシエチレン基、オ
キシプロピレン基及びオキシブチレン基のうちの少なく
とも１種である。これらオキシアルキレン基の付加モル
数は１〜１００、特に５〜６０程度が適当である。上記
化合物を水で希釈しない潤滑油に使用する場合は、
「Ｒ’Ｏ」の疎水性が高いほど、言い換えればオキシエ
チレン基の量比が低いほど、また、オキシアルキレン基
の全付加モル数が多いほど優れた性能の潤滑油を得るこ
とができる。しかし、付加モル数が１００を越えても、
コストが嵩むばかりで、それ以上の性能向上はみられな
い。

【０００９】また、上記一般式〔１〕において、ｍが５
を越える場合は、潤滑油に泡立ちを生ずる。このｍは１
〜３であることが好ましく、この範囲であれば泡立ちは
ほとんどなく、化合物或いは潤滑油を容易に調製するこ
とができる。この化合物は、アルコールにアルキレンオ
キシドを付加した後、常法により、ハロゲン元素を有す
るカルボン酸を反応させ、さらに塩とする方法、或いは
アルコールにアルキレンオキシドを付加した後、酸化し
てカルボン酸とし、これをさらに塩とする方法等によっ
て調製することができる。

【００１０】本発明の金属加工用潤滑油における上記化
合物の含有量は、潤滑油全量を１００重量部とした場合
に、０．１〜１００重量部の範囲とすることができる。
この含有量が０．１重量部未満では潤滑性が十分に向上
せず好ましくない。また、本発明では、化合物の構造に
もよるが０．５重量％程度の希薄水溶液であっても、十
分に潤滑性等に優れた潤滑油を得ることができる。尚、
水等他の成分を配合せず、化合物そのものを潤滑油とし
て用いることもできる。

【００１１】更に、本発明においては、潤滑油の全量１
００重量部中、１〜５０重量部程度の鉱物油を含有させ
ることができる。この場合、上記化合物の含有量は０．
１〜３０重量部程度が好ましい。この化合物が０．１重
量部未満では、この特定の化合物を使用することによる
潤滑性及び廃水処理性が十分に向上せず、３０重量部を
越える場合は、粘度が高くなる傾向があり、取り扱いが
難しくなることがある。鉱物油等を配合する場合は、こ
の化合物の含有量は０．５〜２５重量部、特に５〜２０
重量部程度が好ましく、化合物の構造等を勘案しなが
ら、適量の化合物を使用することにより、優れた性能の
金属加工用潤滑油を得ることができる。

【００１２】また、潤滑油中の鉱物油が１重量部未満で
は、鉱物油配合による潤滑性の向上が十分ではなく、５
０重量部を越える場合は、油剤の安定性が低下する。こ
の鉱物油の配合量は５〜５０重量部、特に２５〜４５重
量部が好ましく、この範囲であれば潤滑性と液安定性の
バランスのとれた潤滑油が得られる。この鉱物油として
は、パラフィン系、ナフテン系、芳香族系等、通常、金
属加工用潤滑油に使用されているものを、特に制限され
ることなく使用することができる。

【００１３】式〔１〕においてポリオキシアルキレンモ
ノエーテルカルボン酸と塩を構成する上記「Ｍ」として
は、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、カルシウ
ム等のアルカリ土類金属、アンモニウムの他、モノエタ
ノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールア
ミン、イソプロパノールアミン等の水素イオン付加物な
どが挙げられる。これらの中ではナトリウム等のアルカ
リ金属が好ましい。

【００１４】本発明の金属加工用潤滑油には、上記の必
須成分の他、必要に応じて動植物油等の油脂、オレイン
酸、カプリル酸等の各種脂肪酸、高級アルコール、アル
カノールアミン等の基油、塩素系、硫黄系、リン系等の
極圧添加剤、各種エステル等からなる油性向上剤、ソル
ビタンモノオレエート、石油スルホン酸等の防錆剤、シ
リコーンオイル等の消泡剤、高級脂肪酸のアルカリ金属
塩、ソルビタンの脂肪酸エステル等の界面活性剤などの
他、防腐剤及び染料等を適宜配合することができる。

【００１５】また、本発明の金属加工用潤滑油は、上記
の各成分を必要により配合し、混合することによって調
製でき、各成分の配合の順序、配合に使用する装置、配
合方法等、特に制限はされず、通常、この種の潤滑油の
調製に使用される装置、方法等により調製することがで
きる。

【００１６】本発明の金属加工用潤滑油では、カルボキ
シル基を持たないポリアルキレンオキシド類を潤滑成分
とする従来の潤滑油と比較し、適用できる潤滑領域を、
より厳しい領域、即ち境界潤滑領域に広げることが可能
となる。また、カルボキシル基（若しくは塩）の導入に
より、親水性の高いポリオキシアルキレンアルキル（又
はアルケニル、アリル、アルキルアリル等）エーテルで
も、凝集処理剤による処理が可能となり、廃水処理にお
いて有利となる。

【００１７】即ち、本発明では、親水性の高いポリオキ
シアルキレン鎖を有する化合物を使用する場合であって
も、上記のようにカルボキシル基（若しくは塩）を導入
することにより、カルボキシル基等と凝集処理剤との反
応によりフロックが形成されるため、その反応生成物を
廃液中より比較的容易に除去することができる。更に、
一般式〔１〕で表される化合物は、界面活性剤として非
イオン性界面活性剤とノニオン性界面活性剤の両方の性
質を併せ持ち、被乳化体の乳化、可溶化の点でも有用で
ある。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、実施例及び比較例によって
更に詳しく説明する。一般式〔１〕で表されるポリオキ
シアルキレンモノエーテルカルボン酸の塩は次のように
して得た。反応生成物１；シクロヘキシルアルコール１モルに対
し、定法に従ってプロピレンオキシド３０モル及びエチ
レンオキシド５モルを順に付加させて得たポリオキシア
ルキレンモノシクロヘキシルエーテルと、クロロ酢酸ナ
トリウムとを、水酸化ナトリウムの存在下、減圧下に反
応させ、その後、副生した塩化ナトリウムを除去し、ポ
リオキシアルキレンモノシクロヘキシルエーテルカルボ
ン酸のナトリウム塩（化合物１）を７１重量％含有する
反応生成物１を得た。

【００１９】反応生成物２；オクチルアルコール１モル
に対し、定法に従ってプロピレンオキシド１０モル及び
エチレンオキシド１０モルを順に付加させて得たポリオ
キシアルキレンモノオクチルエーテルと、クロロ酢酸カ
リウムとを、水酸化カリウムの存在下、減圧下に反応さ
せ、その後、副生した塩化カリウムを除去し、ポリオキ
シアルキレンモノオクチルエーテルカルボン酸のカリウ
ム塩（化合物２）を７５重量％含有する反応生成物２を
得た。

【００２０】反応生成物３；ステアリルアルコール１モ
ルに対し、定法に従ってエチレンオキシド５モル、プロ
ピレンオキシド３０モル及びエチレンオキシド５モルを
順に付加させて得たポリオキシアルキレンモノステアリ
ルエーテルと、クロロ酢酸カリウムとを、水酸化カリウ
ムの存在下、減圧下に反応させ、その後、副生した塩化
カリウムを除去し、ポリオキシアルキレンモノステアリ
ルエーテルカルボン酸のカリウム塩（化合物３）を５８
重量％含有する反応生成物３を得た。

【００２１】反応生成物４；ステアリルアルコール１モ
ルに対し、定法に従ってエチレンオキシド５モル、プロ
ピレンオキシド５０モル及びエチレンオキシド５モルを
順に付加させて得たポリオキシアルキレンモノステアリ
ルエーテルと、クロロ酢酸ナトリウムとを、水酸化ナト
リウムの存在下、減圧下に反応させ、その後、副生した
塩化ナトリウムを除去し、ポリオキシアルキレンモノス
テアリルエーテルカルボン酸のナトリウム塩（化合物
４）を４５重量％含有する反応生成物４を得た。

【００２２】反応生成物５；ステアリルアルコール１モ
ルに対し、定法に従ってブチレンオキシド２０モル及び
エチレンオキシド５モルを順に付加させて得たポリオキ
シアルキレンモノステアリルエーテルと、クロロ酢酸カ
リウムとを、水酸化カリウムの存在下、減圧下に反応さ
せ、その後、副生した塩化カリウムを除去し、ポリオキ
シアルキレンモノステアリルエーテルカルボン酸のカリ
ウム塩（化合物５）を６０重量％含有する反応生成物５
を得た。

【００２３】得られた反応生成物の組成を表１に示す。
表１中のＥＯはエチレンオキシド、ＰＯはプロピレンオ
キシド及びＢＯはブチレンオキシドを表し、数字はそれ
ぞれの付加モル数を表す。

【００２４】

【表１】

【００２５】表１の５種類の化合物の潤滑性及び廃水処
理性を評価した。潤滑性については各化合物を含む反応
生成物原液と化合物濃度０．５重量％の水溶液につい
て、また、廃水処理性については化合物濃度０．１重量
％の水溶液を用いて評価した。測定方法を下記に、結果
を表２に示す。潤滑性；曽田式振子型油性試験機により摩擦係数を測定
した。廃水処理性；硫酸バンド１％を使用して凝集処理を行
い、ＪＩＳ０１０２１８の手法でＣＯＤ（単位；ｍｇ
／ｌ）を測定した。

【００２６】

【表２】

【００２７】なお、表２における比較物質１は、分子量
約１０００のポリオキシプロピレン、比較物質２は、分
子量約２０００、プロピレンオキシド／エチレンオキシ
ド（重量比）＝８０／２０のポリオキシプロピレン・オ
キシエチレンブロック共重合体である。

【００２８】表２の結果によれば、化合物１〜５では、
それらを含む反応生成物原液の摩擦係数は０．１３〜
０．１６と小さく、非常に潤滑性に優れていることが分
かる。また、化合物濃度が０．５重量％と希薄な水溶液
であっても、相当な潤滑性を有しており、特に長鎖のア
ルコールを使用した化合物３〜５では、希薄水溶液であ
っても、比較物質の原液と同程度の潤滑性を有している
ことが分かる。また、これら化合物、特に化合物４〜５
は廃水処理性においても非常に優れた性能を有してい
る。

【００２９】一方、比較物質では、原液の潤滑性は上記
各化合物に比べ遜色ないものの、希薄水溶液では摩擦係
数が非常に大きくなり、高濃度でないと十分な性能は得
られないことが分かる。また、廃水処理性は非常に劣っ
ており、ＣＯＤは化合物１〜３の２〜３倍程度、化合物
４〜５の１０倍前後の高い値となつている。

【００３０】次に、表１の各化合物を含む反応生成物に
表３の各成分をそれぞれ所定量配合して得られる潤滑油
を調製し、配合物の原液及びその５重量％水溶液につい
て、前記と同様の方法でその潤滑性を評価した。その結
果を表４に示す。尚、比較例２で使用した比較物質は、
ヒマシ油のヒドロキシル基にオキシエチレンを２４モル
付加したもののカリウム塩である。

【００３１】

【表３】

【００３２】

【表４】

【００３３】表４の結果によれば、実施例１〜５では、
上記化合物を含む反応生成物を単独で使用した場合に比
べて僅かながら摩擦係数が小さくなる傾向にあり、より
潤滑性に優れた潤滑油が得られていることが分かる。ま
た、これらの配合物原液を５重量％の水溶液とした場合
でも、摩擦係数はほとんど変化せず、配合物の５重量％
程度の低濃度の水溶液で十分な性能の潤滑油が得られる
ことが分かる。尚、実施例５では、鉱物油を３８重量部
使用しているため潤滑性は最もよいものとなっている
が、廃水処理性がやや低下することが予想され、このよ
うに本発明の金属加工用潤滑油では、潤滑性と廃水処理
性とを適宜バランスさせた潤滑油とすることができる。

【００３４】一方、上記化合物も鉱物油も含まない比較
例１の潤滑油では、摩擦係数は非常に大きく、潤滑性に
劣っていることが分かる。また、比較物質を２０重量部
配合した比較例２の場合、原液では潤滑性は良好である
が、５％水溶液ではやや低下の傾向がみられる。更に、
鉱物油を４９重量部と大量に使用した実験例１の潤滑油
は優れた潤滑性を有しているが、本発明の特定の化合物
を含有させた潤滑油も、この鉱物油を使用した潤滑油と
比べて何ら遜色のない性能を有するものであることが分
かる。

【００３５】

【発明の効果】本発明の金属加工用潤滑油では、特定の
カルボン酸又はその塩を使用することにより、潤滑性に
優れ、且つ良好な廃水処理性をも有する金属加工用潤滑
油を得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ１０Ｎ 40:20 (72)発明者楽谷健二神奈川県川崎市川崎区浮島町10番12号株式会社日本触媒内 (72)発明者木股邦彦神奈川県川崎市川崎区浮島町10番12号株式会社日本触媒内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記の一般式〔１〕で表される化合物を
含有することを特徴とする金属加工用潤滑油。〔Ｒ−Ｏ−（Ｒ’Ｏ）_l− (ＣＨ₂)_m−ＣＯＯ〕_n−Ｍ〔１〕（但し、上記式中、Ｒは炭素数１〜３０の炭化水素基、
Ｒ’は炭素数２〜４のアルキレン基であり、ｌは１〜１
００の整数、Ｍは水素、アルカリ金属、アルカリ土類金
属又はアミンの水素イオン付加物であり、ｍは１〜５の
整数、ｎはＭの価数に対応する整数である。）