JPH11236589A - 溶解性オイル（水ベース）金属加工流体中のミスト抑制剤としての分枝スルホン酸塩含有共重合体 - Google Patents
溶解性オイル（水ベース）金属加工流体中のミスト抑制剤としての分枝スルホン酸塩含有共重合体Info
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- JPH11236589A JPH11236589A JP10331777A JP33177798A JPH11236589A JP H11236589 A JPH11236589 A JP H11236589A JP 10331777 A JP10331777 A JP 10331777A JP 33177798 A JP33177798 A JP 33177798A JP H11236589 A JPH11236589 A JP H11236589A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 金属加工用途で金属加工流体のミスト化を抑
制する添加剤としての共重合体を含有する水性金属加工
流体。 【解決手段】 水およびミスト抑制共重合体が以下を共
重合し形成される。 (A) 以下のA(Ｉ)等の少なくとも１種の疎水性モノマー A(Ｉ) 式（Ｉ）により表わされるアルキル置換アクリル
アミド化合物 （R1は、水素またはメチル基であり、R2およびR3は、水
素またはヒドロカルビル基で、R2およびR3中の炭素原子
を合わせた全数は、２〜約36である） (B) 以下のB(Ｉ)等の少なくとも１種の親水性モノマー
化合物 B(Ｉ) 式（ＩＩ）により表わされるスルホン酸およびそ
れらの塩 （Xは、OまたはNHなど、R、R4は有機基） (C) 少なくとも１種のエチレン性不飽和分枝モノマー
制する添加剤としての共重合体を含有する水性金属加工
流体。 【解決手段】 水およびミスト抑制共重合体が以下を共
重合し形成される。 (A) 以下のA(Ｉ)等の少なくとも１種の疎水性モノマー A(Ｉ) 式（Ｉ）により表わされるアルキル置換アクリル
アミド化合物 （R1は、水素またはメチル基であり、R2およびR3は、水
素またはヒドロカルビル基で、R2およびR3中の炭素原子
を合わせた全数は、２〜約36である） (B) 以下のB(Ｉ)等の少なくとも１種の親水性モノマー
化合物 B(Ｉ) 式（ＩＩ）により表わされるスルホン酸およびそ
れらの塩 （Xは、OまたはNHなど、R、R4は有機基） (C) 少なくとも１種のエチレン性不飽和分枝モノマー
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水およびミスト抑
制共重合体を含有する水性金属加工流体に関する。必要
に応じて、この流体は、水中油型乳化液であり得る。こ
のような乳化液は、オイルおよび乳化剤を含有する。こ
のミスト抑制共重合体に加えて、金属切削操作には、し
ばしば、比較的に高速で回転している加工物、および切
削器具が関与し、それらの両方は、金属加工流体により
潤滑される。これらの高せん断条件において、この金属
加工流体は、しばしば、小滴の形状で、この金属の表面
から加えられる。しばしば、この小滴は、ミストに分類
されるほど小さい。ミスト化またはミストの形成は、切
削流体の損失を示すために、望ましくないと考えられて
おり、この切削流体ミストは、切削機械の周囲の空気中
では、汚染物と考えられている。
制共重合体を含有する水性金属加工流体に関する。必要
に応じて、この流体は、水中油型乳化液であり得る。こ
のような乳化液は、オイルおよび乳化剤を含有する。こ
のミスト抑制共重合体に加えて、金属切削操作には、し
ばしば、比較的に高速で回転している加工物、および切
削器具が関与し、それらの両方は、金属加工流体により
潤滑される。これらの高せん断条件において、この金属
加工流体は、しばしば、小滴の形状で、この金属の表面
から加えられる。しばしば、この小滴は、ミストに分類
されるほど小さい。ミスト化またはミストの形成は、切
削流体の損失を示すために、望ましくないと考えられて
おり、この切削流体ミストは、切削機械の周囲の空気中
では、汚染物と考えられている。
【０００２】
【従来の技術】アクリルアミドを含有する重合体は、水
性物質を増粘することが知られている。
性物質を増粘することが知られている。
【０００３】米国特許第5,089,578号は、スルホン酸塩
官能基を含有する疎水的に会合した新規な三元共重合体
を開示しており、これは、水性流体のレオロジーまたは
流動制御調整剤として、有用である。この水溶性モノマ
ーは、アクリルアミド、エチレン性不飽和スルホン酸の
塩であり、および水不溶性モノマーは、高級アルキルア
クリルアミドである。このエチレン性不飽和スルホン酸
には、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸
ナトリウムのような物質が挙げられる。アクリルアミド
のモルパーセントは、好ましくは、５〜98モルパーセン
ト、さらに好ましくは、10〜90モルパーセントであり、
このスルホン酸塩含有モノマーの塩のモルパーセント
は、好ましくは、２〜95モルパーセントであり、そして
この疎水性モノマーのモルパーセントは、好ましくは、
0.1〜10.0モルパーセント、さらに好ましくは、0.2〜５
モルパーセントである。
官能基を含有する疎水的に会合した新規な三元共重合体
を開示しており、これは、水性流体のレオロジーまたは
流動制御調整剤として、有用である。この水溶性モノマ
ーは、アクリルアミド、エチレン性不飽和スルホン酸の
塩であり、および水不溶性モノマーは、高級アルキルア
クリルアミドである。このエチレン性不飽和スルホン酸
には、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸
ナトリウムのような物質が挙げられる。アクリルアミド
のモルパーセントは、好ましくは、５〜98モルパーセン
ト、さらに好ましくは、10〜90モルパーセントであり、
このスルホン酸塩含有モノマーの塩のモルパーセント
は、好ましくは、２〜95モルパーセントであり、そして
この疎水性モノマーのモルパーセントは、好ましくは、
0.1〜10.0モルパーセント、さらに好ましくは、0.2〜５
モルパーセントである。
【０００４】アクリル重合体は、金属加工用途でミスト
化を制御するのに使用される。
化を制御するのに使用される。
【０００５】米国特許第4,493,777号は、優れた潤滑特
性および摩耗防止特性を有する実質的にオイルを含まな
い水性工業流体を開示しており、これは、水圧(hydraut
ic)流体および金属加工組成物として、有用である。こ
の発明の流体は、(1)水性液体および(2)(a)エチレン性
不飽和架橋モノマー、(b)エチレン性不飽和水溶性モノ
マーおよび(c)エチレン性不飽和水不溶性モノマーの水
溶性合成付加共重合体を含有する。この水溶性モノマー
には、アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸が
挙げられる。水不溶性モノマーには、スチレン化合物、
ビニルエステルおよびアクリル酸エステルが挙げられ
る。この架橋モノマーは、ポリビニル化合物であり、こ
れは、該共重合生成物に機械的な補強を与えつつ、該共
重合生成物の膨潤度を制御するのに充分な量で存在す
る。
性および摩耗防止特性を有する実質的にオイルを含まな
い水性工業流体を開示しており、これは、水圧(hydraut
ic)流体および金属加工組成物として、有用である。こ
の発明の流体は、(1)水性液体および(2)(a)エチレン性
不飽和架橋モノマー、(b)エチレン性不飽和水溶性モノ
マーおよび(c)エチレン性不飽和水不溶性モノマーの水
溶性合成付加共重合体を含有する。この水溶性モノマー
には、アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸が
挙げられる。水不溶性モノマーには、スチレン化合物、
ビニルエステルおよびアクリル酸エステルが挙げられ
る。この架橋モノマーは、ポリビニル化合物であり、こ
れは、該共重合生成物に機械的な補強を与えつつ、該共
重合生成物の膨潤度を制御するのに充分な量で存在す
る。
【０００６】国際特許WO 93/24601は、百万より高い平
均分子量を有する透明な水溶性重合体化合物を開示して
おり、これは、ポリアルキレンオキシド、ポリアクリル
アミド、ポリメタクリルアミド、およびアクリルアミド
および/またはメチルアクリルアミドと３個〜５個の炭
素原子を有する不飽和有機カルボン酸との共重合体から
選択され、それは、ミスト形成を低減するために、水混
合性および水混合した冷却潤滑剤で使用される。
均分子量を有する透明な水溶性重合体化合物を開示して
おり、これは、ポリアルキレンオキシド、ポリアクリル
アミド、ポリメタクリルアミド、およびアクリルアミド
および/またはメチルアクリルアミドと３個〜５個の炭
素原子を有する不飽和有機カルボン酸との共重合体から
選択され、それは、ミスト形成を低減するために、水混
合性および水混合した冷却潤滑剤で使用される。
【０００７】ポリマー性耐ミスト添加剤は、金属加工操
作中に起こる極端なせん断条件での散逸(break-up)に対
してそれらを安定化することにより、根源で機械流体の
ミスト化を低減する。高分子量ポリ(エチレンオキシド)
は、一般的に、この用途で使用される。典型的な重合体
には、Union Carbideから入手できるPOLYOX(登録商標)
がある。典型的には、これらの重合体は、百万〜二百万
の分子量を有する。しかしながら、これらの重合体は、
せん断の影響を受けやすい。金属加工用途には、しばし
ば、高せん断が関与し、結果として、高分子量ポリ(エ
チレンオキシド)を含有する金属加工流体は、しばし
ば、せん断条件となった場合、性能が損なわれる。高せ
ん断条件が、高分子量ポリ(エチレンオキシド)を分解さ
せ、それがミスト形成を抑制する性能を失わせる場合、
このような劣化が起こる。このような高せん断用途で
は、この重合体を頻繁に補給しなければならない。
作中に起こる極端なせん断条件での散逸(break-up)に対
してそれらを安定化することにより、根源で機械流体の
ミスト化を低減する。高分子量ポリ(エチレンオキシド)
は、一般的に、この用途で使用される。典型的な重合体
には、Union Carbideから入手できるPOLYOX(登録商標)
がある。典型的には、これらの重合体は、百万〜二百万
の分子量を有する。しかしながら、これらの重合体は、
せん断の影響を受けやすい。金属加工用途には、しばし
ば、高せん断が関与し、結果として、高分子量ポリ(エ
チレンオキシド)を含有する金属加工流体は、しばし
ば、せん断条件となった場合、性能が損なわれる。高せ
ん断条件が、高分子量ポリ(エチレンオキシド)を分解さ
せ、それがミスト形成を抑制する性能を失わせる場合、
このような劣化が起こる。このような高せん断用途で
は、この重合体を頻繁に補給しなければならない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決しようとするもので、その目的は、水およびミ
スト抑制共重合体を含有する水性金属加工流体を提供す
ることにあり、詳しくは、金属加工用途で金属加工流体
のミスト化を抑制する添加剤としての共重合体を含有す
る水性金属加工流体を提供することにある。
点を解決しようとするもので、その目的は、水およびミ
スト抑制共重合体を含有する水性金属加工流体を提供す
ることにあり、詳しくは、金属加工用途で金属加工流体
のミスト化を抑制する添加剤としての共重合体を含有す
る水性金属加工流体を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、水およびミス
ト抑制共重合体を含有する水性金属加工流体であって、
該共重合体が、以下を共重合することによって形成され
る水性金属加工流体であることを特徴としており、その
ことにより、上記問題が解決される： (A) 以下のA(Ｉ)およびA(II)からなる群から選択された
少なくとも１種の疎水性モノマー： A(Ｉ) 次式により表わされるアルキル置換アクリルアミ
ド化合物：
ト抑制共重合体を含有する水性金属加工流体であって、
該共重合体が、以下を共重合することによって形成され
る水性金属加工流体であることを特徴としており、その
ことにより、上記問題が解決される： (A) 以下のA(Ｉ)およびA(II)からなる群から選択された
少なくとも１種の疎水性モノマー： A(Ｉ) 次式により表わされるアルキル置換アクリルアミ
ド化合物：
【００１０】
【化５】
【００１１】ここで、R1は、水素またはメチル基であ
り、そしてR2およびR3は、独立して、水素またはヒドロ
カルビル基であるが、但し、R2およびR3中の炭素原子を
合わせた全数は、２〜約36である；および A(II) 次式により表わされるアクリル酸エステル：
り、そしてR2およびR3は、独立して、水素またはヒドロ
カルビル基であるが、但し、R2およびR3中の炭素原子を
合わせた全数は、２〜約36である；および A(II) 次式により表わされるアクリル酸エステル：
【００１２】
【化６】
【００１３】ここで、R1は、水素またはメチル基であ
り、そしてR9は、ヒドロカルビル基またはアルキル末端
ポリエーテル基である； (B) 以下のB(Ｉ)、B(II)およびB(III)からなる群から選
択された少なくとも１種の親水性モノマー化合物： B(Ｉ) 次式により表わされるスルホン酸およびそれらの
塩：
り、そしてR9は、ヒドロカルビル基またはアルキル末端
ポリエーテル基である； (B) 以下のB(Ｉ)、B(II)およびB(III)からなる群から選
択された少なくとも１種の親水性モノマー化合物： B(Ｉ) 次式により表わされるスルホン酸およびそれらの
塩：
【００１４】
【化７】
【００１５】ここで、Xは、OまたはNYであり、ここで、
Yは、水素、１個〜18個の炭素原子を有するヒドロカル
ビル基または−R(−SO3H)nであり、R4は、水素またはメ
チル基であり、各Rは、独立して、２個〜約18個の炭素
原子を含有する脂肪族または芳香族ヒドロカルビレン基
であり、そして各ｎは、独立して、１または２である；
および B(II) スチレンスルホン酸およびそれらの塩；および (C) 少なくとも１種のエチレン性不飽和分枝モノマー；
ここで、成分(B)の塩は、アルカリ金属塩、アルカリ土
類金属塩、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、CuおよびZ
nの金属塩、およびアンモニウム塩からなる群から選択
される；さらに、但し、AがA(Ｉ)なら、AとBとのモル比
は、約95：５〜約25：75であり、そしてAがA(II)なら、
AとBとのモル比は、約90：10〜約25：75である；およ
び、ここで、分枝モノマー(C)の量は、該水性金属加工
流体が、金属加工条件を受けるとき、ミスト形成を低下
させるのに充分であり、該重合体の実質的な架橋を引き
起こすほど多くない。
Yは、水素、１個〜18個の炭素原子を有するヒドロカル
ビル基または−R(−SO3H)nであり、R4は、水素またはメ
チル基であり、各Rは、独立して、２個〜約18個の炭素
原子を含有する脂肪族または芳香族ヒドロカルビレン基
であり、そして各ｎは、独立して、１または２である；
および B(II) スチレンスルホン酸およびそれらの塩；および (C) 少なくとも１種のエチレン性不飽和分枝モノマー；
ここで、成分(B)の塩は、アルカリ金属塩、アルカリ土
類金属塩、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、CuおよびZ
nの金属塩、およびアンモニウム塩からなる群から選択
される；さらに、但し、AがA(Ｉ)なら、AとBとのモル比
は、約95：５〜約25：75であり、そしてAがA(II)なら、
AとBとのモル比は、約90：10〜約25：75である；およ
び、ここで、分枝モノマー(C)の量は、該水性金属加工
流体が、金属加工条件を受けるとき、ミスト形成を低下
させるのに充分であり、該重合体の実質的な架橋を引き
起こすほど多くない。
【００１６】１実施態様としては、前記疎水性モノマー
が、A(Ｉ)である。
が、A(Ｉ)である。
【００１７】１実施態様としては、前記疎水性モノマー
が、A(Ｉ)であり、R2およびR3中の合わせた全炭素原子
数が、４個〜24個である。
が、A(Ｉ)であり、R2およびR3中の合わせた全炭素原子
数が、４個〜24個である。
【００１８】１実施態様としては、前記疎水性モノマー
が、A(II)である。
が、A(II)である。
【００１９】１実施態様としては、前記疎水性モノマー
が、A(II)であり、R9が、４個〜12個の炭素原子を含有
する。
が、A(II)であり、R9が、４個〜12個の炭素原子を含有
する。
【００２０】１実施態様としては、前記疎水性モノマー
が、N-t-ブチルアクリルアミドまたはN-t-オクチルアク
リルアミドである。
が、N-t-ブチルアクリルアミドまたはN-t-オクチルアク
リルアミドである。
【００２１】１実施態様としては、前記親水性モノマー
が、B(Ｉ)である。
が、B(Ｉ)である。
【００２２】１実施態様としては、前記親水性モノマー
が、B(Ｉ)であり、Rが、４個〜８個の炭素原子を含有
し、Xが、NHであり、そしてｎが、１である。
が、B(Ｉ)であり、Rが、４個〜８個の炭素原子を含有
し、Xが、NHであり、そしてｎが、１である。
【００２３】１実施態様としては、前記親水性モノマー
が、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸ナ
トリウム塩であり、そして前記疎水性モノマーが、t-ブ
チルアクリルアミドである。
が、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸ナ
トリウム塩であり、そして前記疎水性モノマーが、t-ブ
チルアクリルアミドである。
【００２４】１実施態様としては、前記分枝モノマー
が、次式により表わされる： ZnR11 ここで、R11は、１個またはそれ以上の酸素原子、イオ
ウ原子または窒素原子に連結したヒドロカルビレン基ま
たは置換ヒドロカルビレン基または複数のヒドロカルビ
レン基であり、そして各Zは、独立して、以下の式であ
る。
が、次式により表わされる： ZnR11 ここで、R11は、１個またはそれ以上の酸素原子、イオ
ウ原子または窒素原子に連結したヒドロカルビレン基ま
たは置換ヒドロカルビレン基または複数のヒドロカルビ
レン基であり、そして各Zは、独立して、以下の式であ
る。
【００２５】
【化８】
【００２６】ここで、各Xは、独立して、OまたはNHであ
り、各R10は、独立して、水素または１個〜４個の炭素
原子を有するアルキル基であり、各Qは、独立して、水
素、１個〜４個の炭素原子を有するアルキル基、芳香族
基、酸基、エステル基、またはアミド基である；そして
ｎは、２、３または４である。
り、各R10は、独立して、水素または１個〜４個の炭素
原子を有するアルキル基であり、各Qは、独立して、水
素、１個〜４個の炭素原子を有するアルキル基、芳香族
基、酸基、エステル基、またはアミド基である；そして
ｎは、２、３または４である。
【００２７】１実施態様としては、前記分枝モノマー
が、N,N'-メチレンビスアクリルアミドである。
が、N,N'-メチレンビスアクリルアミドである。
【００２８】１実施態様としては、(C)のモル数と(A)お
よび(B)を合わせたモル数との比が、約１：100〜約１：
10,000である。
よび(B)を合わせたモル数との比が、約１：100〜約１：
10,000である。
【００２９】１実施態様としては、前記水性液体が、さ
らに、オイルおよび乳化剤を含有し、前記水性液体が、
水中油型乳化液である。
らに、オイルおよび乳化剤を含有し、前記水性液体が、
水中油型乳化液である。
【００３０】また、本発明は、切削操作において、金属
加工品を潤滑させる方法であって、該加工品に、前記の
金属加工流体を供給することを包含する方法であること
を特徴とする。
加工品を潤滑させる方法であって、該加工品に、前記の
金属加工流体を供給することを包含する方法であること
を特徴とする。
【００３１】
【発明の実施の形態】用語「ヒドロカルビル」は、炭化
水素基と共に実質的な炭化水素基を含む。実質的な炭化
水素は、基の顕著な炭化水素的性質を変えない非炭化水
素置換基を含有する基を示す。
水素基と共に実質的な炭化水素基を含む。実質的な炭化
水素は、基の顕著な炭化水素的性質を変えない非炭化水
素置換基を含有する基を示す。
【００３２】ヒドロカルビル基の例には、以下が包含さ
れる： (1)炭化水素置換基、すなわち、脂肪族置換基(例えば、
アルキルまたはアルケニル)、脂環族置換基(例えば、シ
クロアルキル、シクロアルケニル)、芳香族置換された
芳香族置換基、脂肪族置換された芳香族置換基および脂
環族置換された芳香族置換基などと共に、環状置換基。
ここで、この環は、分子の他の部分により、完成されて
いる(すなわち、例えば、任意の２個の示された置換基
が、一緒になって、脂環族基を形成し得る)； (2)置換された炭化水素置換基、すなわち、非炭化水素
基を含有する置換基。この非炭化水素基は、本発明の条
件では、顕著に炭化水素置換基を変化させない；このよ
うな基(例えば、ハロ(特に、クロロおよびフルオロ)、
ヒドロキシ、アルコキシ、メルカプト、アルキルメルカ
プト、ニトロ、ニトロソ、スルホキシなど)は、当業者
に知られている；および (3)ヘテロ置換基、すなわち、本発明の条件内では、顕
著に炭化水素的性質を有しながら、環または鎖の中に存
在する炭素以外の原子を有するが、その他は炭素原子で
構成されている置換基である。適切なヘテロ原子は当業
者に明らかであり、例えば、イオウ、酸素、窒素を包含
する。このような置換基は、例えば、ピリジル、フリ
ル、チエニル、イミダゾリルなどである。一般に、この
ヒドロカルビル基では、各10個の炭素原子に対し、約２
個以下の非炭化水素置換基、好ましくは、１個以下の非
炭化水素置換基が存在する。典型的には、このヒドロカ
ルビル基には、このような非炭化水素置換基は存在しな
い。この場合には、このヒドロカルビル基は、純粋に、
炭化水素である。
れる： (1)炭化水素置換基、すなわち、脂肪族置換基(例えば、
アルキルまたはアルケニル)、脂環族置換基(例えば、シ
クロアルキル、シクロアルケニル)、芳香族置換された
芳香族置換基、脂肪族置換された芳香族置換基および脂
環族置換された芳香族置換基などと共に、環状置換基。
ここで、この環は、分子の他の部分により、完成されて
いる(すなわち、例えば、任意の２個の示された置換基
が、一緒になって、脂環族基を形成し得る)； (2)置換された炭化水素置換基、すなわち、非炭化水素
基を含有する置換基。この非炭化水素基は、本発明の条
件では、顕著に炭化水素置換基を変化させない；このよ
うな基(例えば、ハロ(特に、クロロおよびフルオロ)、
ヒドロキシ、アルコキシ、メルカプト、アルキルメルカ
プト、ニトロ、ニトロソ、スルホキシなど)は、当業者
に知られている；および (3)ヘテロ置換基、すなわち、本発明の条件内では、顕
著に炭化水素的性質を有しながら、環または鎖の中に存
在する炭素以外の原子を有するが、その他は炭素原子で
構成されている置換基である。適切なヘテロ原子は当業
者に明らかであり、例えば、イオウ、酸素、窒素を包含
する。このような置換基は、例えば、ピリジル、フリ
ル、チエニル、イミダゾリルなどである。一般に、この
ヒドロカルビル基では、各10個の炭素原子に対し、約２
個以下の非炭化水素置換基、好ましくは、１個以下の非
炭化水素置換基が存在する。典型的には、このヒドロカ
ルビル基には、このような非炭化水素置換基は存在しな
い。この場合には、このヒドロカルビル基は、純粋に、
炭化水素である。
【００３３】同様に、「ヒドロカルビレン」との用語
は、「アルキレン」との用語と類似して、ヒドロカルビ
ル的な性質の二価の物質を意味する。共重合体 この耐ミスト水性組成物は、分枝モノマーと共に、水溶
性モノマー(これは、しばしば、親水性モノマーと呼ば
れる)および水不溶性モノマー(これは、しばしば、疎水
性モノマーと呼ばれる)の共重合により形成される共重
合体を含有する。この疎水性モノマーは、アルキル置換
アクリルアミド、アルキル置換メタクリルアミド、アク
リル酸エステルおよびメタクリル酸エステルであり、こ
の疎水性モノマーは、一つのエチレン性結合を含有する
スルホン酸塩分子である。この重合体が、この疎水性モ
ノマーとして、アルキル置換アクリルアミドおよびアル
キル置換メタクリルアミドを含有するとき、この疎水性
モノマーのモルパーセントは、この疎水性モノマーおよ
び親水性モノマーの全量を基準にして(すなわち、この
分枝モノマーを考えない)、好ましくは、好ましくは25
〜95パーセントの範囲である。この場合、この親水性モ
ノマーのモルパーセントは、５〜75モルパーセントの比
である。この重合体が、この疎水性モノマーとして、ア
ルキル置換アクリル酸エステルおよびアルキル置換メタ
クリル酸エステルを含有するとき、そのように算出した
この疎水性モノマーのモルパーセントは、25〜90パーセ
ントであり、この親水性モノマーのモルパーセントは、
10〜75パーセントである。この重合反応において、この
エチレン性結合が重合し、得られる重合体は、親水性お
よび疎水性の側鎖を有するポリエチレン骨格からなる。
その重合体が架橋する(分枝するのに対して)モノマーま
たはモノマー量は、本発明では望ましくなく、除外され
る。疎水性モノマー この疎水性モノマーは、次式に対応するアクリルアミド
またはメタクリルアミドであり得る：
は、「アルキレン」との用語と類似して、ヒドロカルビ
ル的な性質の二価の物質を意味する。共重合体 この耐ミスト水性組成物は、分枝モノマーと共に、水溶
性モノマー(これは、しばしば、親水性モノマーと呼ば
れる)および水不溶性モノマー(これは、しばしば、疎水
性モノマーと呼ばれる)の共重合により形成される共重
合体を含有する。この疎水性モノマーは、アルキル置換
アクリルアミド、アルキル置換メタクリルアミド、アク
リル酸エステルおよびメタクリル酸エステルであり、こ
の疎水性モノマーは、一つのエチレン性結合を含有する
スルホン酸塩分子である。この重合体が、この疎水性モ
ノマーとして、アルキル置換アクリルアミドおよびアル
キル置換メタクリルアミドを含有するとき、この疎水性
モノマーのモルパーセントは、この疎水性モノマーおよ
び親水性モノマーの全量を基準にして(すなわち、この
分枝モノマーを考えない)、好ましくは、好ましくは25
〜95パーセントの範囲である。この場合、この親水性モ
ノマーのモルパーセントは、５〜75モルパーセントの比
である。この重合体が、この疎水性モノマーとして、ア
ルキル置換アクリル酸エステルおよびアルキル置換メタ
クリル酸エステルを含有するとき、そのように算出した
この疎水性モノマーのモルパーセントは、25〜90パーセ
ントであり、この親水性モノマーのモルパーセントは、
10〜75パーセントである。この重合反応において、この
エチレン性結合が重合し、得られる重合体は、親水性お
よび疎水性の側鎖を有するポリエチレン骨格からなる。
その重合体が架橋する(分枝するのに対して)モノマーま
たはモノマー量は、本発明では望ましくなく、除外され
る。疎水性モノマー この疎水性モノマーは、次式に対応するアクリルアミド
またはメタクリルアミドであり得る：
【００３４】
【化９】
【００３５】この式では、R1は、それぞれ、水素、また
はアクリルアミドまたはメタクリルアミドそれぞれに対
応するメチル基のいずれかであり得る。R2およびR3は、
独立して、水素またはヒドロカルビル基であるが、但
し、R2およびR3中の炭素の全数は、２個〜36個の炭素原
子の範囲である。従って、R2がメチル基のとき、R3は、
水素の代わりにアルキル基でなければならない。R2およ
びR3中の炭素原子の全数は、４個〜36個の範囲の炭素原
子、または４個〜24個の炭素原子、または４個〜12個の
炭素原子、または４個〜８個の炭素原子であるのが好ま
しい。R2およびR3中の炭素原子の全数に対する他の好ま
しい範囲は、８個〜36個の炭素原子、または８個〜24個
の炭素原子、または８個〜12個の炭素原子である。好ま
しい疎水性モノマーには、N-t-ブチルアクリルアミドお
よびN-t-オクチルアクリルアミドが挙げられる。
はアクリルアミドまたはメタクリルアミドそれぞれに対
応するメチル基のいずれかであり得る。R2およびR3は、
独立して、水素またはヒドロカルビル基であるが、但
し、R2およびR3中の炭素の全数は、２個〜36個の炭素原
子の範囲である。従って、R2がメチル基のとき、R3は、
水素の代わりにアルキル基でなければならない。R2およ
びR3中の炭素原子の全数は、４個〜36個の範囲の炭素原
子、または４個〜24個の炭素原子、または４個〜12個の
炭素原子、または４個〜８個の炭素原子であるのが好ま
しい。R2およびR3中の炭素原子の全数に対する他の好ま
しい範囲は、８個〜36個の炭素原子、または８個〜24個
の炭素原子、または８個〜12個の炭素原子である。好ま
しい疎水性モノマーには、N-t-ブチルアクリルアミドお
よびN-t-オクチルアクリルアミドが挙げられる。
【００３６】この疎水性モノマーはまた、次式のアクリ
ル酸エステルまたはメタクリル酸エステルであり得る：
ル酸エステルまたはメタクリル酸エステルであり得る：
【００３７】
【化１０】
【００３８】ここで、R1は、水素またはメチル基であ
り、そしてR9は、ヒドロカルビル基またはアルキル末端
ポリエーテル基であり、いずれの場合も、好ましくは、
22個までの炭素原子を含有する。R9は、特に、ヒドロカ
ルビル基のとき、２個と18個の間の炭素原子、４個〜18
個の炭素原子、４個〜12個の炭素原子、４個〜８個の炭
素原子、８個〜20個の炭素原子、８個〜16個の炭素原
子、または８個〜12個の炭素原子を含有するのが好まし
い。親水性モノマー 本発明で使用できる親水性モノマーは、スルホン酸、ま
たは塩形状の場合、スルホン酸塩の基を含有するエチレ
ン性モノマーがある。これらの物質は、本明細書中で
は、明示なしに「スルホン酸塩モノマー」と呼ばれる
が、しかしながら、それらが必ずしも塩の形状であるこ
とを意味しない。種々のタイプのスルホン酸塩モノマー
が、本発明で有用であることが分かっている。親水性モ
ノマーの１種は、次式により表わされる、スルホン酸基
またはスルホン酸塩の基を含有する置換アクリルアミド
およびそれらの塩がある：
り、そしてR9は、ヒドロカルビル基またはアルキル末端
ポリエーテル基であり、いずれの場合も、好ましくは、
22個までの炭素原子を含有する。R9は、特に、ヒドロカ
ルビル基のとき、２個と18個の間の炭素原子、４個〜18
個の炭素原子、４個〜12個の炭素原子、４個〜８個の炭
素原子、８個〜20個の炭素原子、８個〜16個の炭素原
子、または８個〜12個の炭素原子を含有するのが好まし
い。親水性モノマー 本発明で使用できる親水性モノマーは、スルホン酸、ま
たは塩形状の場合、スルホン酸塩の基を含有するエチレ
ン性モノマーがある。これらの物質は、本明細書中で
は、明示なしに「スルホン酸塩モノマー」と呼ばれる
が、しかしながら、それらが必ずしも塩の形状であるこ
とを意味しない。種々のタイプのスルホン酸塩モノマー
が、本発明で有用であることが分かっている。親水性モ
ノマーの１種は、次式により表わされる、スルホン酸基
またはスルホン酸塩の基を含有する置換アクリルアミド
およびそれらの塩がある：
【００３９】
【化１１】
【００４０】ここで、Xは、OまたはNYであり、ここで、
Yは、水素、１個〜18個の炭素原子を有するヒドロカル
ビル基または−R(−SO3H)nであり、R4は、水素またはメ
チル基であり、各Rは、独立して、２個〜18個の炭素原
子を含有する脂肪族または芳香族ヒドロカルビレン基で
あり、そして各ｎは、独立して、１または２である。こ
の式では、Rは、このアクリルアミド基の窒素部分とこ
のスルホン酸塩の基との間にて、橋として作用する。こ
のR基は、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン
酸分子(これは、その塩形状では、次式により表わされ
る)のように分枝され得：
Yは、水素、１個〜18個の炭素原子を有するヒドロカル
ビル基または−R(−SO3H)nであり、R4は、水素またはメ
チル基であり、各Rは、独立して、２個〜18個の炭素原
子を含有する脂肪族または芳香族ヒドロカルビレン基で
あり、そして各ｎは、独立して、１または２である。こ
の式では、Rは、このアクリルアミド基の窒素部分とこ
のスルホン酸塩の基との間にて、橋として作用する。こ
のR基は、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン
酸分子(これは、その塩形状では、次式により表わされ
る)のように分枝され得：
【００４１】
【化１２】
【００４２】このR基はまた、フェニル基、アルキル置
換フェニル基および環状脂肪族基を含有できる。他の実
施態様では、このスルホン酸塩モノマーは、その塩形状
で、以下の構造により表わされる２個のスルホン酸塩の
基を含有する置換アクリルアミドであり得る：
換フェニル基および環状脂肪族基を含有できる。他の実
施態様では、このスルホン酸塩モノマーは、その塩形状
で、以下の構造により表わされる２個のスルホン酸塩の
基を含有する置換アクリルアミドであり得る：
【００４３】
【化１３】
【００４４】このスルホン酸塩の基は、同一または異な
る炭素原子に結合できる。
る炭素原子に結合できる。
【００４５】さらに他の代りとして、構造NY中のYは、
第二のR(−SO3H)n基またはこのような基の塩であり得
る。
第二のR(−SO3H)n基またはこのような基の塩であり得
る。
【００４６】2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスル
ホン酸およびその塩に加えて、この種の物質には、2-ス
ルホエチルアクリル酸塩および−メタクリル酸塩および
酸および3-スルホプロピルアクリル酸塩および−メタク
リル酸塩および酸が挙げられる。
ホン酸およびその塩に加えて、この種の物質には、2-ス
ルホエチルアクリル酸塩および−メタクリル酸塩および
酸および3-スルホプロピルアクリル酸塩および−メタク
リル酸塩および酸が挙げられる。
【００４７】他のタイプの親水性モノマーには、スチレ
ン性スルホン酸およびそれらの塩が挙げられ、これらの
用語には、スチレンスルホン酸およびスチレンスルホン
酸塩および置換スチレンスルホン酸および置換スチレン
スルホン酸塩が含まれる。このような物質は、次式によ
り例示される：
ン性スルホン酸およびそれらの塩が挙げられ、これらの
用語には、スチレンスルホン酸およびスチレンスルホン
酸塩および置換スチレンスルホン酸および置換スチレン
スルホン酸塩が含まれる。このような物質は、次式によ
り例示される：
【００４８】
【化１４】
【００４９】上記構造の全てでは、X+は、好ましくは、
アルカリ金属カチオン、アルカリ土類金属カチオン、遷
移金属(Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn)のカ
チオン、およびアンモニウムイオンからなる群から選択
されたカチオンである。これらのアンモニウムイオン
は、一般に、次式を有する： R5R6R7R8N+ ここで、R5、R6、R7およびR8は、好ましくは、独立し
て、水素またはヒドロカルビル基である。本明細書中で
使用される「アンモニウム」イオンまたは塩との用語
は、一般的な意味では、厳密な意味でのアンモニウムイ
オンまたは塩を含むことを意図しており、ここで、R5、
R6、R7およびR8は、それぞれ、水素と共に、アミンイオ
ンまたは塩であり、ここで、このR基の３個までは、ヒ
ドロカルビル基、および四級アンモニウムイオンまたは
塩であり、ここで、各R基は、ヒドロカルビル基であ
る。アンモニウムカチオン中の炭素原子の全数は、好ま
しくは、21個の炭素原子を越えない。
アルカリ金属カチオン、アルカリ土類金属カチオン、遷
移金属(Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn)のカ
チオン、およびアンモニウムイオンからなる群から選択
されたカチオンである。これらのアンモニウムイオン
は、一般に、次式を有する： R5R6R7R8N+ ここで、R5、R6、R7およびR8は、好ましくは、独立し
て、水素またはヒドロカルビル基である。本明細書中で
使用される「アンモニウム」イオンまたは塩との用語
は、一般的な意味では、厳密な意味でのアンモニウムイ
オンまたは塩を含むことを意図しており、ここで、R5、
R6、R7およびR8は、それぞれ、水素と共に、アミンイオ
ンまたは塩であり、ここで、このR基の３個までは、ヒ
ドロカルビル基、および四級アンモニウムイオンまたは
塩であり、ここで、各R基は、ヒドロカルビル基であ
る。アンモニウムカチオン中の炭素原子の全数は、好ま
しくは、21個の炭素原子を越えない。
【００５０】好ましい親水性モノマーは、2-アクリルア
ミド-2-メチルプロパンスルホン酸のナトリウム塩があ
る。疎水性モノマーおよび親水性モノマーの好ましい組
合せには、好ましくは、80：20のモル比での、t-ブチル
アクリルアミドおよび2-アクリルアミド-2-メチルプロ
パンスルホン酸ナトリウムの組合せがある。分枝モノマー 本発明の共重合体の第三成分は、少なくとも１種のエチ
レン性不飽和分枝モノマーである。「エチレン性不飽
和」は、モノマーが、少なくとも１個のC＝C二重結合、
好ましくは、ラジカル重合可能なC＝C二重結合を含有
し、それゆえ、このモノマーが、別のモノマーとして、
共重合体に導入できることを意味する。「分枝モノマ
ー」との用語は、このモノマーが、この重合体に分枝部
位を導入するのに使用できることを意味する。分枝モノ
マーは、通常、複数のこのような二重結合、好ましく
は、２個のこのような結合を含有する。
ミド-2-メチルプロパンスルホン酸のナトリウム塩があ
る。疎水性モノマーおよび親水性モノマーの好ましい組
合せには、好ましくは、80：20のモル比での、t-ブチル
アクリルアミドおよび2-アクリルアミド-2-メチルプロ
パンスルホン酸ナトリウムの組合せがある。分枝モノマー 本発明の共重合体の第三成分は、少なくとも１種のエチ
レン性不飽和分枝モノマーである。「エチレン性不飽
和」は、モノマーが、少なくとも１個のC＝C二重結合、
好ましくは、ラジカル重合可能なC＝C二重結合を含有
し、それゆえ、このモノマーが、別のモノマーとして、
共重合体に導入できることを意味する。「分枝モノマ
ー」との用語は、このモノマーが、この重合体に分枝部
位を導入するのに使用できることを意味する。分枝モノ
マーは、通常、複数のこのような二重結合、好ましく
は、２個のこのような結合を含有する。
【００５１】この分枝モノマーは、一般に、式ZnR11に
より、表わすことができる。この式では、R11は、ヒド
ロカルビレン基または置換ヒドロカルビレン基である
か、または別には、１個またはそれ以上の連結ヘテロ原
子(従って、エーテル基、ポリエーテル基およびポリア
ミン基を含む)により連結した複数のヒドロカルビレン
基である。このR基は、原子価ｎを有し、ここで、ｎ
は、１より大きく、好ましくは、２、３または４であ
り、通常、２である。同じ式では、各Zは、独立して、
少なくとも１個のエチレン性不飽和を含有する基、好ま
しくは、以下のような基である：
より、表わすことができる。この式では、R11は、ヒド
ロカルビレン基または置換ヒドロカルビレン基である
か、または別には、１個またはそれ以上の連結ヘテロ原
子(従って、エーテル基、ポリエーテル基およびポリア
ミン基を含む)により連結した複数のヒドロカルビレン
基である。このR基は、原子価ｎを有し、ここで、ｎ
は、１より大きく、好ましくは、２、３または４であ
り、通常、２である。同じ式では、各Zは、独立して、
少なくとも１個のエチレン性不飽和を含有する基、好ま
しくは、以下のような基である：
【００５２】
【化１５】
【００５３】これらの構造では、各Xは、独立して、Oま
たはNHである。XがOのとき、対応する構造は、エステル
またはエーテルである。XがNHのとき、対応する構造
は、アミドまたはアミンである。これらの構造内の各R
10は、独立して、水素または１個〜４個の炭素原子を有
するアルキル基であり、および各Qは、独立して、水
素、１個〜４個の炭素原子を有するアルキル基、芳香族
基、酸基、エステル基またはアミド基である。
たはNHである。XがOのとき、対応する構造は、エステル
またはエーテルである。XがNHのとき、対応する構造
は、アミドまたはアミンである。これらの構造内の各R
10は、独立して、水素または１個〜４個の炭素原子を有
するアルキル基であり、および各Qは、独立して、水
素、１個〜４個の炭素原子を有するアルキル基、芳香族
基、酸基、エステル基またはアミド基である。
【００５４】好ましい実施態様では、Rは、アルキレン
基であり、そしてZは、
基であり、そしてZは、
【００５５】
【化１６】
【００５６】であり、ここで、Xは、NHであり、Qは、水
素または１個〜４個の炭素原子を有するアルキル基、好
ましくは、水素であり、そして各R10は、好ましくは、
水素である。すなわち、好ましい分枝モノマーは、不飽
和N,N-アルキレンビスアミドまたは−イミドである。非
常に好ましいアルキレン基Rは、メチレンである；非常
に好ましい分枝モノマーは、従って、N,N'-メチレンビ
スアクリルアミドである。
素または１個〜４個の炭素原子を有するアルキル基、好
ましくは、水素であり、そして各R10は、好ましくは、
水素である。すなわち、好ましい分枝モノマーは、不飽
和N,N-アルキレンビスアミドまたは−イミドである。非
常に好ましいアルキレン基Rは、メチレンである；非常
に好ましい分枝モノマーは、従って、N,N'-メチレンビ
スアクリルアミドである。
【００５７】他の適切な分枝モノマーには、ポリオール
アクリレートまたはメタクリレートが挙げられ、これら
には、エチレングリコールジアクリレート、エチレング
リコールジメタクリレート、トリメチロールプロパント
リアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリ
レート、ポリエチレングリコール(ｎ＝４〜20)ビスアク
リレートまたは−ビスメタクリレート、ビス−(2-アク
リロイルオキシエチル)ジアルキルアンモニウム塩(例え
ば、ハロゲン化物)、およびビスアクリルアミドアルカ
ンスルホン酸およびそれらの塩が含まれる。使用できる
他の物質には、グリセロール、ペンタエリスリトール、
イノシトールおよびスクロースのようなショ糖の対応す
るエステル(例えば、スクロースジアクリレート)が挙げ
られる。二官能性物質が、通常、好ましい。
アクリレートまたはメタクリレートが挙げられ、これら
には、エチレングリコールジアクリレート、エチレング
リコールジメタクリレート、トリメチロールプロパント
リアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリ
レート、ポリエチレングリコール(ｎ＝４〜20)ビスアク
リレートまたは−ビスメタクリレート、ビス−(2-アク
リロイルオキシエチル)ジアルキルアンモニウム塩(例え
ば、ハロゲン化物)、およびビスアクリルアミドアルカ
ンスルホン酸およびそれらの塩が含まれる。使用できる
他の物質には、グリセロール、ペンタエリスリトール、
イノシトールおよびスクロースのようなショ糖の対応す
るエステル(例えば、スクロースジアクリレート)が挙げ
られる。二官能性物質が、通常、好ましい。
【００５８】他方、式ZnR11のZ基は、上で示したカルボ
ニル官能基を含む必要はない。それゆえ、ジビニルベン
ゼンおよびそれらの同族体のような物質は、この分枝モ
ノマーとして使用できる。他のこのような物質は、ジイ
ソプロペニルベンゼンおよびビスアリルジメチルアンモ
ニウム塩(例えば、ハロゲン化物)が挙げられる。
ニル官能基を含む必要はない。それゆえ、ジビニルベン
ゼンおよびそれらの同族体のような物質は、この分枝モ
ノマーとして使用できる。他のこのような物質は、ジイ
ソプロペニルベンゼンおよびビスアリルジメチルアンモ
ニウム塩(例えば、ハロゲン化物)が挙げられる。
【００５９】この成分は、分枝モノマーと呼ばれ、架橋
モノマーまたは架橋剤とは呼ばれない。この区別は、こ
のモノマー自体のいずれかの固有の特徴よりも、それが
組み入れられる重合体においてモノマーが有する効果
に、存する。すなわち、問題のモノマーは、実質的にそ
の重合体の架橋を起こさない量および条件下で、この重
合体に組み入れられるべきである。この重合体の架橋
は、それがゲル化、重合体の不溶化または凝固、および
耐ミスト化性能の減少に通じるために、本発明の組成物
では、望ましくない。従って、本発明の重合体は、実質
的に架橋されていない。架橋重合体は、ある鎖と他の鎖
の間で複数の結合または連結があるものであり、通常、
分子量および不溶性が著しく増加する。架橋重合体で
は、物理的特性(例えば、流体力学的な容量)のいずれか
の実質的な変化が観察されるには、その骨格などで、数
個の結合または連結を切る必要がある。むしろ、本発明
では、このモノマーは、それが分枝モノマーとして供さ
れるような様式で、この重合体に組み入れられ、それに
より、得られる金属加工流体が金属加工条件を受けた場
合、ミスト形成が減少する。
モノマーまたは架橋剤とは呼ばれない。この区別は、こ
のモノマー自体のいずれかの固有の特徴よりも、それが
組み入れられる重合体においてモノマーが有する効果
に、存する。すなわち、問題のモノマーは、実質的にそ
の重合体の架橋を起こさない量および条件下で、この重
合体に組み入れられるべきである。この重合体の架橋
は、それがゲル化、重合体の不溶化または凝固、および
耐ミスト化性能の減少に通じるために、本発明の組成物
では、望ましくない。従って、本発明の重合体は、実質
的に架橋されていない。架橋重合体は、ある鎖と他の鎖
の間で複数の結合または連結があるものであり、通常、
分子量および不溶性が著しく増加する。架橋重合体で
は、物理的特性(例えば、流体力学的な容量)のいずれか
の実質的な変化が観察されるには、その骨格などで、数
個の結合または連結を切る必要がある。むしろ、本発明
では、このモノマーは、それが分枝モノマーとして供さ
れるような様式で、この重合体に組み入れられ、それに
より、得られる金属加工流体が金属加工条件を受けた場
合、ミスト形成が減少する。
【００６０】この分枝モノマーの量は、通常、上記疎水
性モノマーおよび親水性モノマー100〜10,000モルあた
り、１モルに限定される。好ましくは、この比は、モル
ベースで、１：150〜１：2000であり、より好ましく
は、１：200〜１：1000である。１：400〜１：2500のモ
ル比で、特に良好な結果が観察される。これらの比は、
問題のモノマーの重量基準の与えられる分子量で、容易
に再計算できる。典型的な物質については、これらは、
それぞれ、重量基準で、おおよそ１：98〜１：9800、好
ましくは、１：148〜１：1970、より好ましくは、１：1
97〜１：980、特に、１：392〜１：2450に相当する。共重合体の生成 この共重合体は、一般に、フリーラジカル重合により、
生成される。この重合は、周知のフリーラジカル方法に
より、行うことができる。アクリルアミド重合体の一般
的な特性、およびそれらの調製方法は、The Encycloped
ia of PolymerScience and Engineering、1巻、John Wi
ley & Sons、1985 (169-211頁)に述べられている。この
百科辞典は、アクリル酸エステル重合体の形成に有用な
方法を述べている(265-273頁)。この重合は、溶液中
で、および種々の懸濁方法または乳化方法により、行わ
れ得る。溶液重合では、溶媒は、親水性モノマーおよび
疎水性モノマーの両方が溶液中で維持されるように、選
択される。この溶媒には、水、酢酸、種々の分子量のア
ルコール(例えば、メタノール、エタノールおよびブチ
ルアルコール)と共に、極性溶媒(例えば、アセトン、酢
酸、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、ジオ
キサン、ジメチルホルムアミドおよびN-メチルピロリジ
ノン)の混合物がある。広範なフリーラジカル原料が、
開始剤として使用でき、これには、過硫酸塩、レドック
スカップル、アゾ化合物などが含まれる。特に、本発明
で有用な重合体を形成するために、乳化重合方法が使用
され得る。好ましい重合方法は、溶液重合であり、これ
は、この二元共重合体の共重合とほぼ同じような様式で
行われ、これは、本願の出願時に審査中の米国特許出願
第08/644,600号(これは、1996年５月13日に出願された)
に、さらに詳細に記載されている。さらに例示の詳細
が、以下の実施例に示される。
性モノマーおよび親水性モノマー100〜10,000モルあた
り、１モルに限定される。好ましくは、この比は、モル
ベースで、１：150〜１：2000であり、より好ましく
は、１：200〜１：1000である。１：400〜１：2500のモ
ル比で、特に良好な結果が観察される。これらの比は、
問題のモノマーの重量基準の与えられる分子量で、容易
に再計算できる。典型的な物質については、これらは、
それぞれ、重量基準で、おおよそ１：98〜１：9800、好
ましくは、１：148〜１：1970、より好ましくは、１：1
97〜１：980、特に、１：392〜１：2450に相当する。共重合体の生成 この共重合体は、一般に、フリーラジカル重合により、
生成される。この重合は、周知のフリーラジカル方法に
より、行うことができる。アクリルアミド重合体の一般
的な特性、およびそれらの調製方法は、The Encycloped
ia of PolymerScience and Engineering、1巻、John Wi
ley & Sons、1985 (169-211頁)に述べられている。この
百科辞典は、アクリル酸エステル重合体の形成に有用な
方法を述べている(265-273頁)。この重合は、溶液中
で、および種々の懸濁方法または乳化方法により、行わ
れ得る。溶液重合では、溶媒は、親水性モノマーおよび
疎水性モノマーの両方が溶液中で維持されるように、選
択される。この溶媒には、水、酢酸、種々の分子量のア
ルコール(例えば、メタノール、エタノールおよびブチ
ルアルコール)と共に、極性溶媒(例えば、アセトン、酢
酸、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、ジオ
キサン、ジメチルホルムアミドおよびN-メチルピロリジ
ノン)の混合物がある。広範なフリーラジカル原料が、
開始剤として使用でき、これには、過硫酸塩、レドック
スカップル、アゾ化合物などが含まれる。特に、本発明
で有用な重合体を形成するために、乳化重合方法が使用
され得る。好ましい重合方法は、溶液重合であり、これ
は、この二元共重合体の共重合とほぼ同じような様式で
行われ、これは、本願の出願時に審査中の米国特許出願
第08/644,600号(これは、1996年５月13日に出願された)
に、さらに詳細に記載されている。さらに例示の詳細
が、以下の実施例に示される。
【００６１】
【実施例】重合体の調製 実施例１ Na2S2O8開始剤0.014ｇ(0.06 mmol)の水６ mL溶液を、20
mL注射器に吸い上げる。この注射器を、0.07 mL/分で
加えるように設定したポンプに配置する。250mL樹脂フ
ラスコに、N,N'-メチレンビスアクリルアミド0.012ｇ
(0.08 mmol)、t-ブチルアクリルアミド30ｇ(0.236 mole
s)、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸の
ナトリウム塩13.5ｇ(0.054 moles)およびメタノール50
ｇを充填する。反応混合物を、水浴により、70℃まで加
熱する。反応混合物を、8.5 L/hr(0.3 std. ft3/hr)で
窒素でパージし、そして３ブレードステンレス鋼撹拌機
を用いて、250 r.p.m.で撹拌する。１時間にわたって開
始剤を添加し、この添加の途中で、追加のメタノール20
ｇを添加する。この開始剤の添加が完了した後、追加の
メタノール50ｇを添加する。この反応物を、70℃で、全
体で４時間撹拌する。この反応混合物を集め、溶媒を除
去し、そして共重合生成物を、透明な物質として集め
る。N,N'-メチレンビスアクリルアミドの量は、この重
合体の約0.027重量％を構成する。実施例２ １時間の過程にわたって、一定速度で、この反応混合物
に、開始剤およびN,N'-メチレンビスアクリルアミドの
両方を添加すること以外は、実施例１を実質的に繰り返
す。実施例３〜６および参照実施例１ N,N'-メチレンビスアクリルアミドの重量％を、全モノ
マーのパーセントとして、以下の表に示したように変え
ること以外は、瑣末な変更のみで、実施例１を実質的に
繰り返す。さらに、この反応混合物に含有されるメタノ
ールの量は、以下に示すように変える：
mL注射器に吸い上げる。この注射器を、0.07 mL/分で
加えるように設定したポンプに配置する。250mL樹脂フ
ラスコに、N,N'-メチレンビスアクリルアミド0.012ｇ
(0.08 mmol)、t-ブチルアクリルアミド30ｇ(0.236 mole
s)、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸の
ナトリウム塩13.5ｇ(0.054 moles)およびメタノール50
ｇを充填する。反応混合物を、水浴により、70℃まで加
熱する。反応混合物を、8.5 L/hr(0.3 std. ft3/hr)で
窒素でパージし、そして３ブレードステンレス鋼撹拌機
を用いて、250 r.p.m.で撹拌する。１時間にわたって開
始剤を添加し、この添加の途中で、追加のメタノール20
ｇを添加する。この開始剤の添加が完了した後、追加の
メタノール50ｇを添加する。この反応物を、70℃で、全
体で４時間撹拌する。この反応混合物を集め、溶媒を除
去し、そして共重合生成物を、透明な物質として集め
る。N,N'-メチレンビスアクリルアミドの量は、この重
合体の約0.027重量％を構成する。実施例２ １時間の過程にわたって、一定速度で、この反応混合物
に、開始剤およびN,N'-メチレンビスアクリルアミドの
両方を添加すること以外は、実施例１を実質的に繰り返
す。実施例３〜６および参照実施例１ N,N'-メチレンビスアクリルアミドの重量％を、全モノ
マーのパーセントとして、以下の表に示したように変え
ること以外は、瑣末な変更のみで、実施例１を実質的に
繰り返す。さらに、この反応混合物に含有されるメタノ
ールの量は、以下に示すように変える：
【００６２】
【表１】
【００６３】ａ：およそ1000ｇのメタノールを用いて、
大規模に調製した。実施例７ 500 mL樹脂フラスコに、t-ブチルアクリルアミド25.4ｇ
(0.20 moles)、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンス
ルホン酸のナトリウム塩の58％溶液19.7ｇ(活性化学薬
品11.4ｇ、0.05 moles)、メチレンビスアクリルアミド
0.03ｇ(0.002 moles)、水10ｇおよびメタノール51ｇを
充填する。このフラスコを水浴に入れ、３ブレードステ
ンレス鋼撹拌機を用いて、300 r.p.m.で撹拌しつつ、50
℃まで加熱する。この混合物を、8.5 L/hr(0.3 std. ft
3/hr)で窒素でパージする。
大規模に調製した。実施例７ 500 mL樹脂フラスコに、t-ブチルアクリルアミド25.4ｇ
(0.20 moles)、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンス
ルホン酸のナトリウム塩の58％溶液19.7ｇ(活性化学薬
品11.4ｇ、0.05 moles)、メチレンビスアクリルアミド
0.03ｇ(0.002 moles)、水10ｇおよびメタノール51ｇを
充填する。このフラスコを水浴に入れ、３ブレードステ
ンレス鋼撹拌機を用いて、300 r.p.m.で撹拌しつつ、50
℃まで加熱する。この混合物を、8.5 L/hr(0.3 std. ft
3/hr)で窒素でパージする。
【００６４】別のビーカーで、TritonTM 101(Union Car
bideから得た界面活性剤)0.75ｇ、TweenTM 85(Aldrich
から得た界面活性剤)1.45ｇ、ソルビタンモノオレエー
ト4.6ｇ、およびナフサ(溶媒)66ｇを混合する。そのよ
うに調製した混合物を、上記モノマーを含有する樹脂フ
ラスコに添加する。追加のナフサ34.5ｇもまた、添加す
る。
bideから得た界面活性剤)0.75ｇ、TweenTM 85(Aldrich
から得た界面活性剤)1.45ｇ、ソルビタンモノオレエー
ト4.6ｇ、およびナフサ(溶媒)66ｇを混合する。そのよ
うに調製した混合物を、上記モノマーを含有する樹脂フ
ラスコに添加する。追加のナフサ34.5ｇもまた、添加す
る。
【００６５】Na2S2O8(0.027ｇ)およびNa2S2O5(0.022ｇ)
の水溶液を、全溶液重量が3.0ｇとなるように調製す
る。この溶液を、約1/2時間にわたって、注射器ポンプ
を用いて上記反応混合物にポンプ上げし、この間、追加
のメタノール45ｇもまた添加する。この反応混合物をナ
フサ１ Lに注ぎ、このナフサを分離して、重合体残留物
を得、これを２時間風乾し、次いで、80℃で16時間にわ
たってオーブンで乾燥して、生成物29.6ｇを得る。
の水溶液を、全溶液重量が3.0ｇとなるように調製す
る。この溶液を、約1/2時間にわたって、注射器ポンプ
を用いて上記反応混合物にポンプ上げし、この間、追加
のメタノール45ｇもまた添加する。この反応混合物をナ
フサ１ Lに注ぎ、このナフサを分離して、重合体残留物
を得、これを２時間風乾し、次いで、80℃で16時間にわ
たってオーブンで乾燥して、生成物29.6ｇを得る。
【００６６】実施例１、３〜７および参照実施例１の各
重合体を、水中の3.5重量％ TrimsolTMナフテンベース
ストックの乳化液に、重量で2,500 ppmのレベルで添加
する。
重合体を、水中の3.5重量％ TrimsolTMナフテンベース
ストックの乳化液に、重量で2,500 ppmのレベルで添加
する。
【００６７】上記組成物の粘度およびミスト抑制効果
を、以下の方法を用いて測定する：溶液粘度の測定は、
特定容量の重合体溶液が毛細管(Ostwald-Fenske毛細管
粘度計)を通って流れるのに必要な流出時間ｔと、溶媒
の対応する流出時間ｔoとを比較することにより、行わ
れる。ｔ、ｔo、およびこの重合体の濃度ｃから、以下
の式に基づいて、固有粘度が導かれる： ηinh＝［ｌｎ（ｔ／ｔ0）］／ｃ ここで、濃度ｃは、デシリットルあたりのグラム(ｇ/d
L)で表わされる。溶媒としてメタノールが使用され、測
定は30℃、およびｃ＝1.0ｇ/dLで行われる。
を、以下の方法を用いて測定する：溶液粘度の測定は、
特定容量の重合体溶液が毛細管(Ostwald-Fenske毛細管
粘度計)を通って流れるのに必要な流出時間ｔと、溶媒
の対応する流出時間ｔoとを比較することにより、行わ
れる。ｔ、ｔo、およびこの重合体の濃度ｃから、以下
の式に基づいて、固有粘度が導かれる： ηinh＝［ｌｎ（ｔ／ｔ0）］／ｃ ここで、濃度ｃは、デシリットルあたりのグラム(ｇ/d
L)で表わされる。溶媒としてメタノールが使用され、測
定は30℃、およびｃ＝1.0ｇ/dLで行われる。
【００６８】液状溶液において、重合体がミスト形成を
減少する能力は、試験する液体を、32 mL/分の速度で、
同軸エアブラストアトマイザー(air blast atomizer)の
中心管に通してポンプ上げすることにより、評価する。
このアトマイザーの外管から、高圧の空気(200 kPa[30
psig])が流れる。この試験液体を霧化し、10秒間の霧化
期間にわたって、小滴スプレーを0.031 m3(1.1 ft3)の
囲い部分内に捕らえる。一旦、この霧化が完了すると、
空気および液体の流れを中断し、この囲い部分内のミス
ト濃度を、小型リアルタイムDataRAMTMエアロゾルモニ
ター(Bedford MAのMIE Instruments Inc.から得た)；こ
れは、サンプリング容積を通る粒子集団により分散され
た光の量を感知することにより、空気媒介粒子濃度を測
定するのに使用する比濁モニターである)を用いて、測
定する。エアロゾルに容易に散逸する添加剤なしの溶解
オイル乳化液は、最大粒子濃度を生じ、ベースラインと
して使用する。これらの結果を、粒子の濃度として、mg
/m3で示す。
減少する能力は、試験する液体を、32 mL/分の速度で、
同軸エアブラストアトマイザー(air blast atomizer)の
中心管に通してポンプ上げすることにより、評価する。
このアトマイザーの外管から、高圧の空気(200 kPa[30
psig])が流れる。この試験液体を霧化し、10秒間の霧化
期間にわたって、小滴スプレーを0.031 m3(1.1 ft3)の
囲い部分内に捕らえる。一旦、この霧化が完了すると、
空気および液体の流れを中断し、この囲い部分内のミス
ト濃度を、小型リアルタイムDataRAMTMエアロゾルモニ
ター(Bedford MAのMIE Instruments Inc.から得た)；こ
れは、サンプリング容積を通る粒子集団により分散され
た光の量を感知することにより、空気媒介粒子濃度を測
定するのに使用する比濁モニターである)を用いて、測
定する。エアロゾルに容易に散逸する添加剤なしの溶解
オイル乳化液は、最大粒子濃度を生じ、ベースラインと
して使用する。これらの結果を、粒子の濃度として、mg
/m3で示す。
【００６９】これらの結果を、以下の表に示す：
【００７０】
【表２】
【００７１】ａ：いずれの重合体添加剤もない組成物か
らのミスト濃度は、8.02 mg/m3および7.58 mg/m3(２回
の操作)である。周囲のミスト濃度は、平均して、0.07
mg/m3である。 n.a.：適用できない。組成物 本発明の金属加工流体は、水ベースのオイルを含まない
組成物を含有する。その最も簡単な様式では、これらの
組成物は、水、および耐ミスト重合体を含有する。この
重合体を、ミストを抑制するのに効果的なレベルで含有
するのが、望ましい。しかしながら、使用済の金属加工
流体を回収しても、その一部は、使用中に失われ、この
耐ミスト重合体には費用がかかる。従って、この耐ミス
ト重合体は、また、その効果的な濃度範囲のうちの低い
レベルで使用するのが望ましい。多くの要因が耐ミスト
効果を達成するのに必要な重合体のレベルに、影響を与
える。器具および加工物の形状、特定の仕様におけるせ
ん断レベル、および加工物の移動速度は、全て、必要な
ミスト抑制剤の量に影響を与える。この耐ミスト重合体
は、典型的には、組成物の全重量を基準にして、0.02重
量％〜10重量％、好ましくは、0.05〜２重量％、さらに
好ましくは、0.1〜0.5重量％の濃度範囲で、使用され
る。この組成物を調製するには、この耐ミスト重合体の
混合物もまた、使用できる。
らのミスト濃度は、8.02 mg/m3および7.58 mg/m3(２回
の操作)である。周囲のミスト濃度は、平均して、0.07
mg/m3である。 n.a.：適用できない。組成物 本発明の金属加工流体は、水ベースのオイルを含まない
組成物を含有する。その最も簡単な様式では、これらの
組成物は、水、および耐ミスト重合体を含有する。この
重合体を、ミストを抑制するのに効果的なレベルで含有
するのが、望ましい。しかしながら、使用済の金属加工
流体を回収しても、その一部は、使用中に失われ、この
耐ミスト重合体には費用がかかる。従って、この耐ミス
ト重合体は、また、その効果的な濃度範囲のうちの低い
レベルで使用するのが望ましい。多くの要因が耐ミスト
効果を達成するのに必要な重合体のレベルに、影響を与
える。器具および加工物の形状、特定の仕様におけるせ
ん断レベル、および加工物の移動速度は、全て、必要な
ミスト抑制剤の量に影響を与える。この耐ミスト重合体
は、典型的には、組成物の全重量を基準にして、0.02重
量％〜10重量％、好ましくは、0.05〜２重量％、さらに
好ましくは、0.1〜0.5重量％の濃度範囲で、使用され
る。この組成物を調製するには、この耐ミスト重合体の
混合物もまた、使用できる。
【００７２】この水性金属加工流体は、この耐ミスト重
合体に加えて、この組成物の特性を改良する添加剤を含
有し得る。これらの添加剤には、消泡剤、金属不活性化
剤、腐食防止剤、抗菌剤、防食剤、極圧剤、耐摩耗剤、
耐摩擦剤、および耐錆剤が挙げられる。このような物質
は、当業者に周知である。
合体に加えて、この組成物の特性を改良する添加剤を含
有し得る。これらの添加剤には、消泡剤、金属不活性化
剤、腐食防止剤、抗菌剤、防食剤、極圧剤、耐摩耗剤、
耐摩擦剤、および耐錆剤が挙げられる。このような物質
は、当業者に周知である。
【００７３】本発明の金属加工流体はまた、水中油型乳
化液であり得る。この乳化液組成物は、上述の純粋な水
性組成物と同じ種類および量の耐ミスト重合体を含有す
る。この組成物はまた、上記の純粋な水性流体で使用さ
れる性能改良添加剤を含有し得る。
化液であり得る。この乳化液組成物は、上述の純粋な水
性組成物と同じ種類および量の耐ミスト重合体を含有す
る。この組成物はまた、上記の純粋な水性流体で使用さ
れる性能改良添加剤を含有し得る。
【００７４】この乳化液組成物で使用するオイルは、石
油オイル(例えば、潤滑粘性のあるオイル、原油、ディ
ーゼル油、鉱物性シール油、灯油、燃料油、ホワイト
油、および芳香族油)を含有し得る。液状オイルは、天
然潤滑油(例えば、動物油、植物油)、鉱物性潤滑油、溶
媒処理したまたは酸処理した鉱油、石炭または頁岩から
誘導したオイル、および合成油が挙げられる。合成油
は、以下の炭化水素油およびハロ置換炭化水素油が包含
する。この炭化水素油およびハロ置換炭化水素油には、
例えば、重合されたオレフィンおよびインターポリマー
化された(interpolymerized)オレフィン(例えば、ポリ
ブチレン、ポリプロピレン、プロピレン-イソブチレン
共重合体、塩素化されたポリブチレン、ポリ(1-ヘキセ
ン)、ポリ(1-オクテン)、ポリ(1-デセン)；アルキルベ
ンゼン(例えば、ドデシルベンゼン、テトラデシルベン
ゼン、ジノニルベンゼン、ジ(2-エチルヘキシル)ベンゼ
ン)；ポリフェニル(例えば、ビフェニル、テルフェニ
ル、およびアルキル化されたポリフェニル)；およびア
ルキル化されたジフェニルエーテルおよびアルキル化さ
れたジフェニルスルフィドおよびその誘導体、それらの
類似物および同族体などがある。
油オイル(例えば、潤滑粘性のあるオイル、原油、ディ
ーゼル油、鉱物性シール油、灯油、燃料油、ホワイト
油、および芳香族油)を含有し得る。液状オイルは、天
然潤滑油(例えば、動物油、植物油)、鉱物性潤滑油、溶
媒処理したまたは酸処理した鉱油、石炭または頁岩から
誘導したオイル、および合成油が挙げられる。合成油
は、以下の炭化水素油およびハロ置換炭化水素油が包含
する。この炭化水素油およびハロ置換炭化水素油には、
例えば、重合されたオレフィンおよびインターポリマー
化された(interpolymerized)オレフィン(例えば、ポリ
ブチレン、ポリプロピレン、プロピレン-イソブチレン
共重合体、塩素化されたポリブチレン、ポリ(1-ヘキセ
ン)、ポリ(1-オクテン)、ポリ(1-デセン)；アルキルベ
ンゼン(例えば、ドデシルベンゼン、テトラデシルベン
ゼン、ジノニルベンゼン、ジ(2-エチルヘキシル)ベンゼ
ン)；ポリフェニル(例えば、ビフェニル、テルフェニ
ル、およびアルキル化されたポリフェニル)；およびア
ルキル化されたジフェニルエーテルおよびアルキル化さ
れたジフェニルスルフィドおよびその誘導体、それらの
類似物および同族体などがある。
【００７５】アルキレンオキシド重合体およびそれらの
誘導体(ここで、その末端水酸基は、エステル化、エー
テル化などにより修飾されている)は、他のクラスの合
成潤滑油を構成する。これらは、エチレンオキシドまた
はプロピレンオキシドの重合により調製したポリオキシ
アルキレン重合体、これらのポリオキシアルキレン重合
体のアルキルエーテルおよびアリールエーテル(例え
ば、メチル-ポリイソプロピレングリコールエーテル、
ポリエチレングリコールのジフェニルエーテルおよびジ
エチルエーテル)；およびそれらのモノおよびポリカル
ボン酸エステル(例えば、酢酸エステル、混合したC3-C8
脂肪族酸エステル、C12-C22脂肪酸エステルおよびテト
ラエチレングリコールのC13オキソジエステル）によ
り、例示される。簡単な脂肪族エーテル(例えば、ジオ
クチルエーテル、ジデシルエーテル、ジ(2-エチルヘキ
シル)エーテル)が、合成油として使用され得る。
誘導体(ここで、その末端水酸基は、エステル化、エー
テル化などにより修飾されている)は、他のクラスの合
成潤滑油を構成する。これらは、エチレンオキシドまた
はプロピレンオキシドの重合により調製したポリオキシ
アルキレン重合体、これらのポリオキシアルキレン重合
体のアルキルエーテルおよびアリールエーテル(例え
ば、メチル-ポリイソプロピレングリコールエーテル、
ポリエチレングリコールのジフェニルエーテルおよびジ
エチルエーテル)；およびそれらのモノおよびポリカル
ボン酸エステル(例えば、酢酸エステル、混合したC3-C8
脂肪族酸エステル、C12-C22脂肪酸エステルおよびテト
ラエチレングリコールのC13オキソジエステル）によ
り、例示される。簡単な脂肪族エーテル(例えば、ジオ
クチルエーテル、ジデシルエーテル、ジ(2-エチルヘキ
シル)エーテル)が、合成油として使用され得る。
【００７６】他の適切なクラスの合成油は、脂肪酸のエ
ステル(例えば、オレイン酸エチル、ヘキサン酸ラウリ
ル、およびパルミチン酸デシル)を包含する。ジカルボ
ン酸のエステル(例えば、（フタル酸、コハク酸、マレ
イン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フマル酸、アジピ
ン酸、リノール酸ダイマー、マロン酸、アルキルマロン
酸、アルケニルマロン酸など)と、種々のアルコール(例
えば、ブチルアルコール、ヘキシルアルコール、ドデシ
ルアルコール、2-エチルヘキシルアルコール、エチレン
グリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテ
ル、プロピレングリコール)とのエステル）もまた有用
である。これらエステルの特定の例は、アジピン酸ジブ
チル、セバシン酸ジ(2-エチルヘキシル)、フマル酸ジ-n
-ヘキシル、セバシン酸ジオクチル、アゼライン酸ジイ
ソオクチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジデシル、
セバシン酸ジエイコシル、リノール酸ダイマーの2-エチ
ルヘキシルジエステル、およびセバシン酸１モルとテト
ラエチレングリコール２モルおよび2-エチルヘキサン酸
２モルとの反応により形成される複合エステルを包含す
る。
ステル(例えば、オレイン酸エチル、ヘキサン酸ラウリ
ル、およびパルミチン酸デシル)を包含する。ジカルボ
ン酸のエステル(例えば、（フタル酸、コハク酸、マレ
イン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フマル酸、アジピ
ン酸、リノール酸ダイマー、マロン酸、アルキルマロン
酸、アルケニルマロン酸など)と、種々のアルコール(例
えば、ブチルアルコール、ヘキシルアルコール、ドデシ
ルアルコール、2-エチルヘキシルアルコール、エチレン
グリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテ
ル、プロピレングリコール)とのエステル）もまた有用
である。これらエステルの特定の例は、アジピン酸ジブ
チル、セバシン酸ジ(2-エチルヘキシル)、フマル酸ジ-n
-ヘキシル、セバシン酸ジオクチル、アゼライン酸ジイ
ソオクチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジデシル、
セバシン酸ジエイコシル、リノール酸ダイマーの2-エチ
ルヘキシルジエステル、およびセバシン酸１モルとテト
ラエチレングリコール２モルおよび2-エチルヘキサン酸
２モルとの反応により形成される複合エステルを包含す
る。
【００７７】種々のタイプの合成油の混合物もまた、そ
れらが適切な相溶性を有するという条件で、使用され得
る。
れらが適切な相溶性を有するという条件で、使用され得
る。
【００７８】このオイルと水との比は、１：５〜１：20
0で変え得る。本発明の乳化液を調製するのに、任意の
水中油型乳化液が使用され得る。乳化液は、単一の物質
または界面活性剤の混合物であり得る。典型的な乳化剤
には、スルホン酸およびカルボン酸のアルカリ金属塩、
カルボン酸アシル化剤とアミンおよびヒドロキシルアミ
ンとの反応生成物から誘導した塩、ポリオール、ポリエ
ーテルグリコール、ポリエーテル、およびポリエステル
などが挙げられる。The Kirk-Othmer Encyclopedia of
Chemical Technology (第3版、V.8、900-930頁)は、乳
化液の適当な論述を提供し、水中油型乳化液の調製に有
用な乳化液のリストを示す。他の成分 典型的な金属加工流体は、他の成分(例えば、消泡剤、
金属不活性化剤、腐食防止剤、抗菌剤、極圧剤、耐摩耗
剤、耐摩擦剤、および耐錆剤)を含有する。典型的な耐
摩擦剤は、オーバーベース化(overbased)スルホン酸
塩、硫化オレフィン、塩素化パラフィンおよびオレフィ
ン、硫化エステルオレフィン、アミン末端ポリグリコー
ル、およびジオクチルリン酸ナトリウム塩が挙げられ
る。有用な消泡剤には、以下が挙げられる：ポリ(アク
リル酸アルキル)、およびポリメチルシロキサン。金属
不活性化剤には、トリルトリアゾールのような物質が挙
げられる。腐食防止剤には、カルボン酸/ホウ酸ジアミ
ン塩、カルボン酸アミン塩、アルカノールアミン、アル
カノールアミンホウ酸塩などが挙げられる。
0で変え得る。本発明の乳化液を調製するのに、任意の
水中油型乳化液が使用され得る。乳化液は、単一の物質
または界面活性剤の混合物であり得る。典型的な乳化剤
には、スルホン酸およびカルボン酸のアルカリ金属塩、
カルボン酸アシル化剤とアミンおよびヒドロキシルアミ
ンとの反応生成物から誘導した塩、ポリオール、ポリエ
ーテルグリコール、ポリエーテル、およびポリエステル
などが挙げられる。The Kirk-Othmer Encyclopedia of
Chemical Technology (第3版、V.8、900-930頁)は、乳
化液の適当な論述を提供し、水中油型乳化液の調製に有
用な乳化液のリストを示す。他の成分 典型的な金属加工流体は、他の成分(例えば、消泡剤、
金属不活性化剤、腐食防止剤、抗菌剤、極圧剤、耐摩耗
剤、耐摩擦剤、および耐錆剤)を含有する。典型的な耐
摩擦剤は、オーバーベース化(overbased)スルホン酸
塩、硫化オレフィン、塩素化パラフィンおよびオレフィ
ン、硫化エステルオレフィン、アミン末端ポリグリコー
ル、およびジオクチルリン酸ナトリウム塩が挙げられ
る。有用な消泡剤には、以下が挙げられる：ポリ(アク
リル酸アルキル)、およびポリメチルシロキサン。金属
不活性化剤には、トリルトリアゾールのような物質が挙
げられる。腐食防止剤には、カルボン酸/ホウ酸ジアミ
ン塩、カルボン酸アミン塩、アルカノールアミン、アル
カノールアミンホウ酸塩などが挙げられる。
【００７９】上で引用した各文献の内容は、本明細書中
で参考として援用されている。実施例を除いて、他に明
らかに指示がなければ、物質の量を特定している本記述
の全ての数値量、反応条件、分子量、炭素原子数など
は、「約」という用語により修飾されることが理解され
る。他に指示がなければ、ここで示す各化学薬品または
組成物は、その異性体、副生成物、誘導体、および市販
等級の物質中に存在すると通常考えられているような他
のこのような物質を含有し得る、市販等級の物質である
と解釈されるべきである。しかしながら、各化学成分の
量は、他に指示がなければ、市販等級の物質に通例存在
し得る溶媒または希釈油を除いて、提示されている。こ
こで示した上限および下限の量、範囲、比の限度は、独
立して、組み合わせてもよいことが分かる。ここで使用
する「本質的に〜からなる(consisting essentially o
f)」との表現は、問題の組成物の基本的で新規な特性に
実質的に影響を与えない物質が含まれていてもよい。
で参考として援用されている。実施例を除いて、他に明
らかに指示がなければ、物質の量を特定している本記述
の全ての数値量、反応条件、分子量、炭素原子数など
は、「約」という用語により修飾されることが理解され
る。他に指示がなければ、ここで示す各化学薬品または
組成物は、その異性体、副生成物、誘導体、および市販
等級の物質中に存在すると通常考えられているような他
のこのような物質を含有し得る、市販等級の物質である
と解釈されるべきである。しかしながら、各化学成分の
量は、他に指示がなければ、市販等級の物質に通例存在
し得る溶媒または希釈油を除いて、提示されている。こ
こで示した上限および下限の量、範囲、比の限度は、独
立して、組み合わせてもよいことが分かる。ここで使用
する「本質的に〜からなる(consisting essentially o
f)」との表現は、問題の組成物の基本的で新規な特性に
実質的に影響を与えない物質が含まれていてもよい。
【００８０】
【発明の効果】本発明によれば、水およびミスト抑制共
重合体を含有する水性金属加工流体が提供され、詳しく
は、金属加工用途で金属加工流体のミスト化を抑制する
添加剤としての共重合体を含有する水性金属加工流体が
提供される。
重合体を含有する水性金属加工流体が提供され、詳しく
は、金属加工用途で金属加工流体のミスト化を抑制する
添加剤としての共重合体を含有する水性金属加工流体が
提供される。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｆ 220/10 Ｃ０８Ｆ 220/10 220/54 220/54 Ｃ１０Ｎ 30:00 40:22 (71)出願人 591131338 29400 Ｌａｋｅｌａｎｄ Ｂｏｕｌｅｖ ａｒｄ， Ｗｉｃｋｌｉｆｆｅ， Ｏｈｉ ｏ 44092， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅ ｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ (72)発明者 サンジェイ カルハン アメリカ合衆国 オハイオ 44092， ウ ィロビー ヒルズ， ナンバー185， チ ャードン ロード 27600 (72)発明者 リチャード エイ． デニス アメリカ合衆国 オハイオ 44023， オ ーバーン タウンシップ， ウィンゲート ドライブ 11062
Claims (14)
- 【請求項１】 水およびミスト抑制共重合体を含有する
水性金属加工流体であって、該共重合体が、以下を共重
合することによって形成される水性金属加工流体： (A) 以下のA(Ｉ)およびA(II)からなる群から選択された
少なくとも１種の疎水性モノマー： A(Ｉ) 次式により表わされるアルキル置換アクリルアミ
ド化合物： 【化１】 ここで、R1は、水素またはメチル基であり、そしてR2お
よびR3は、独立して、水素またはヒドロカルビル基であ
るが、但し、R2およびR3中の炭素原子を合わせた全数
は、２〜約36である；および A(II) 次式により表わされるアクリル酸エステル： 【化２】 ここで、R1は、水素またはメチル基であり、そしてR
9は、ヒドロカルビル基またはアルキル末端ポリエーテ
ル基である； (B) 以下のB(Ｉ)、B(II)およびB(III)からなる群から選
択された少なくとも１種の親水性モノマー化合物： B(Ｉ) 次式により表わされるスルホン酸およびそれらの
塩： 【化３】 ここで、Xは、OまたはNYであり、ここで、Yは、水素、
１個〜18個の炭素原子を有するヒドロカルビル基または
−R(−SO3H)nであり、R4は、水素またはメチル基であ
り、各Rは、独立して、２個〜約18個の炭素原子を含有
する脂肪族または芳香族ヒドロカルビレン基であり、そ
して各ｎは、独立して、１または２である；および B(II) スチレンスルホン酸およびそれらの塩；および (C) 少なくとも１種のエチレン性不飽和分枝モノマー；
ここで、成分(B)の塩は、アルカリ金属塩、アルカリ土
類金属塩、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、CuおよびZ
nの金属塩、およびアンモニウム塩からなる群から選択
される；さらに、但し、AがA(Ｉ)なら、AとBとのモル比
は、約95：５〜約25：75であり、そしてAがA(II)なら、
AとBとのモル比は、約90：10〜約25：75である；およ
び、ここで、分枝モノマー(C)の量は、該水性金属加工
流体が、金属加工条件を受けるとき、ミスト形成を低下
させるのに充分であり、該重合体の実質的な架橋を引き
起こすほど多くない。 - 【請求項２】 前記疎水性モノマーが、A(Ｉ)である、
請求項１に記載の金属加工流体。 - 【請求項３】 R2およびR3中の合わせた全炭素原子数
が、４個〜24個である、請求項２に記載の金属加工流
体。 - 【請求項４】 前記疎水性モノマーが、A(II)である、
請求項１に記載の金属加工流体。 - 【請求項５】 R9が、４個〜12個の炭素原子を含有す
る、請求項４に記載の金属加工流体。 - 【請求項６】 前記疎水性モノマーが、N-t-ブチルアク
リルアミドまたはN-t-オクチルアクリルアミドである、
請求項１に記載の金属加工流体。 - 【請求項７】 前記親水性モノマーが、B(Ｉ)である、
請求項１に記載の金属加工流体。 - 【請求項８】 Rが、４個〜８個の炭素原子を含有し、X
が、NHであり、そしてｎが、１である、請求項７に記載
の金属加工流体。 - 【請求項９】 前記親水性モノマーが、2-アクリルアミ
ド-2-メチルプロパンスルホン酸ナトリウム塩であり、
そして前記疎水性モノマーが、t-ブチルアクリルアミド
である、請求項１に記載の金属加工流体。 - 【請求項１０】 前記分枝モノマーが、次式により表わ
される、請求項１に記載の金属加工流体： ZnR11 ここで、R11は、１個またはそれ以上の酸素原子、イオ
ウ原子または窒素原子に連結したヒドロカルビレン基ま
たは置換ヒドロカルビレン基または複数のヒドロカルビ
レン基であり、そして各Zは、独立して、以下の式であ
る。 【化４】 ここで、各Xは、独立して、OまたはNHであり、各R
10は、独立して、水素または１個〜４個の炭素原子を有
するアルキル基であり、各Qは、独立して、水素、１個
〜４個の炭素原子を有するアルキル基、芳香族基、酸
基、エステル基、またはアミド基である；そしてｎは、
２、３または４である。 - 【請求項１１】 前記分枝モノマーが、N,N'-メチレン
ビスアクリルアミドである、請求項１０に記載の金属加
工流体。 - 【請求項１２】 (C)のモル数と(A)および(B)を合わせ
たモル数との比が、約１：100〜約１：10,000である、
請求項１に記載の金属加工流体。 - 【請求項１３】 前記水性液体が、さらに、オイルおよ
び乳化剤を含有し、前記水性液体が、水中油型乳化液で
ある、請求項１に記載の金属加工流体。 - 【請求項１４】 切削操作において、金属加工品を潤滑
させる方法であって、該加工品に、請求項１または１３
に記載の金属加工流体を供給することを包含する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/975,622 US6020291A (en) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | Branched sulfonate containing copolymers as mist suppressants in soluble oil (water-based) metal working fluids |
| US08/975.622 | 1997-11-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11236589A true JPH11236589A (ja) | 1999-08-31 |
| JP4141553B2 JP4141553B2 (ja) | 2008-08-27 |
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ID=25523214
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33177798A Expired - Fee Related JP4141553B2 (ja) | 1997-11-21 | 1998-11-20 | 溶解性オイル（水ベース）金属加工流体中のミスト抑制剤としての分枝スルホン酸塩含有共重合体 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6020291A (ja) |
| EP (1) | EP0921185B1 (ja) |
| JP (1) | JP4141553B2 (ja) |
| AU (1) | AU738812B2 (ja) |
| CA (1) | CA2254173C (ja) |
| DE (1) | DE69822411T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2009073923A (ja) * | 2007-09-20 | 2009-04-09 | Mitsui Chemicals Inc | 親水性化合物およびこれからなる親水性材料 |
| JP2013507489A (ja) * | 2009-10-16 | 2013-03-04 | ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー | 切削流体および切削スラリーのためのポリアルキレングリコール−グラフトポリカルボキシレートサスペンションおよび分散剤 |
| JP2013507490A (ja) * | 2009-10-16 | 2013-03-04 | ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー | ダイヤモンドワイヤーソーと共に使用する水性切削液 |
| JP2013177546A (ja) * | 2012-02-03 | 2013-09-09 | Kohjin Holdings Co Ltd | ミスト抑制剤 |
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| DE19931219C2 (de) * | 1999-07-06 | 2001-06-07 | Clariant Gmbh | Verwendung von Polymeren als Anti-Nebel-Additiv in wasserbasierenden Kühlschmierstoffen |
| DE19931220B4 (de) * | 1999-07-06 | 2005-03-10 | Clariant Gmbh | Verwendung von Polymeren als Anti-Nebel-Additiv in wasserbasierenden Kühlschmierstoffen |
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| US6475408B1 (en) * | 2000-09-28 | 2002-11-05 | The Lubrizol Corporation | Shear-stable mist-suppressing compositions |
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| GB0916338D0 (en) | 2009-09-17 | 2009-10-28 | Unilever Plc | Branched addition copolymers in curing systems |
| GB201111609D0 (en) | 2011-07-06 | 2011-08-24 | Unilever Plc | Copolymers and membranes |
| RU2504560C1 (ru) * | 2012-06-20 | 2014-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Особое конструкторско-технологическое бюро "ОРИОН" | Антифрикционный композиционный материал |
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1997
- 1997-11-21 US US08/975,622 patent/US6020291A/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-11-16 CA CA002254173A patent/CA2254173C/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-11-16 AU AU92388/98A patent/AU738812B2/en not_active Ceased
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