JPS6265737A - 水性エマルジヨンおよびその切削油 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は水性エマルジョンに関する、さらに詳しくは切
削油として有用な水性エマルジョンに関する。

［従来の技術］ 従来、常温で液状のエチレン・α−オレフィン共重合体
を合成潤滑油として使用することは知られていた。

特開昭５１−１１２８０９号公報には、プロピレン含量
が３７〜６０重量％、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ　）が２
５以下、３０℃でトルエン溶液として測定した極限粘度
が０．４〜１．５であるエチレン−プロピレン共重合体
を、粘度指数向上剤として含有する潤滑油が記載されて
いる。

特公昭４７−４２７２３号公報には、大きい割合を占め
る潤滑油と小さな割合を占めるエチレン・α−オレフィ
ン（０３〜０１０　）共重合体とからなる潤滑油組成物
が開示されている。上記共重合体が７０〜９１モル％の
エチレン含量、約３〜１８％の結晶化度、約４以下のＭ
Ｗ　／Ｍｎおよび約１万〜２０万の粘度平均分子量を有
することを特徴とする 特公昭４７−２１６５０号公報には、約９９℃の動粘度
が１〜６０センチストークス、粘度指数が１１０以上、
流動点が一３２℃以下そして２９〜７１モル％のエチレ
ンを含有するエチレン・プロピレン共重合体を含有する
合成潤滑油が記載されている。

特開昭４８−６５２０５号公報には、大きい割合の、潤
滑油と、小さい割合の１〜２５％の結晶化度の粘度指数
向上用のエチレン・プロピレン共重合体とを含む潤滑剤
が記載されている。

また、特開昭５７−１１７５９５号公報には、エチレン
含量３０〜７０モル％、数平均分子量３００〜２０００
．Ｑ値（Ｍｗ　／Ｍｎ　）３以下であって統計的な分子
量分布を有するエチレン・α−オレフィン共重合体合成
潤滑油が記載されている。

特開昭５９−２２７９８０号公報には、＜ａ　＞油脂、
鉱物油および脂肪酸エステルから選ばれる潤滑油成分と
、（ｂ　）塩基性窒素原子又は陽イオン性窒素原子を含
む水溶性高分子化合物とを必須成分として含有する金属
加工油組成物が記載され、でいる。上記金属加工油組成
物は該潤滑油成分＜ａ　＞が乳化していず従って水性エ
マルジョンとは相違する。

また、特開昭５９−５３５９９号公報には、０゜１〜６
０％の天ハ又は合成ワックス、０．１〜５０％の防錆剤
、０．１〜３０％の油性向上剤および０．１〜２０％の
乳化剤を含有する熱処理鋼管製造用多目的エマルジョン
型組成物が記載されている。

しかしながら、本発明者の知る限り、常温で液体のエチ
レン・α−オレフィン共重合体を用いた水中油型の水性
エマルジョンは知られていない。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は、常温で液体のエチレン・α−オレフィ
ン共重合体を用いた水中油型の水性エマルジョンを提供
することにある。

本発明の他の目的は、常温で液体のエチレン・α−オレ
フィン共重合体を用いた水中油型の水性エマルジョンか
ら成る切削油を提供することにある。

本発明のざらに他の目的は、強靭な油膜を形成してドリ
ル歯やバイトの等の摩耗量を少なくし、十分な耐熱性を
有し且つ発生する熱量を有利に除去することのできる優
れた切削油を提供することにある。

本発明のさらに他の目的および利点は以下の説明から明
らかとなろう。

Ｅ問題点を解決するための手段および作用〕本発明によ
れば、本発明のかかる目的および利点は、 （′ｌ）エチレン含有ｆｆ１３０〜７０モル％、数平均
分子ｍ５００〜１０，０００および常温で液体のエチレ
ン・α−オレフィン共重合体 （２）界面活性剤および 〈３）水 を含有してなる水中油型の水性エマルジ」ンによって達
成される。

本発明において用いられるエチレン・α−オレフィン共
重合体は、エチレン含有量が３０〜７０モル％、好まし
くは４０〜６０モル％のものである。エチレン含有量が
３０モル％より少ないものあるいはエチレン含有量が７
０モル％より多いものは固体状となり、切削油として充
分の潤滑性能を発揮しない傾向が強く、いずれも好まし
くない。

共重合成分であるα−オレフィンとしては、例えばプロ
ピレン、１−プラン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１
−オクテン、１−デセン、１−ドデセン、１−テトラデ
セン、１−へキサデセン、１−オクタデセン、４−メチ
ル−１−ペンテンの如き炭素数３〜２０のα−オレフィ
ンを好ましいものとして挙げることができる。これらの
うち、炭素数３〜１４のα−オレフィンがより好ましく
、就中炭素数８〜１４のα−オレフィンが特に好ましい
。これらのα−オレフィンは２種以上併用することがで
きる。

エチレン・α−オレフィン共重合体の数平均分子量は５
００〜１０，０００である。数平均分子量が５００より
Ｉ］１さいものは、引火点が低くまた切削油として使用
した際に強靭な油膜を形成し難い。また、数平均分子量
が１０，０００より大きいものは、安定な水性エマルジ
ョンを形成し難くなる。

エチレン・α−オレフィン共重合体はざらに常温で液状
である必要がある。常温で固体を形成する傾向り大きい
ものは常温で安定な水中油型エマルジョンを形成し難く
なる。

本発明で用いられる上記エチレン・α−オレフィン共重
合体は、好ましくは３以下のＱ値（重量平均分子量／数
平均分子量）、さらに好ましくは２．８以下のＱ値を有
している。

なお、エチレン・α−オレフィン共重合体中のエチレン
含有量は”　’　Ｃ−ＮＭＲ分析により測定できる。ま
た、エチレン・α−オレフィン共重合体の数平均分子量
は分子量既知の標準物質（単分散ポリスチレン及びスフ
アラン）を用いて予め較正すしたＧＰＣ（Ｇｅｌ　　Ｐ
ｅｒｍｅａｔｉｏｎ　Ｃｈｒｏｍａｔ　−ｏａｒａｐｈ
）によって測定される。さらに、エチレン・α−オレフ
ィン共重合体のＱ値は、分子量既知の標準物質（単分散
ポリスチレン、ＭＷ−５００〜８４０Ｘ１０’、１６個
）を使用してＧＰＣカウントを測定することにより予め
分子量とＥＶ（Ｅ　１ｕｔｉｏｎ　ｖｏｌｕｍｅ　）の
相関図（較正曲線）を作成しておき、この相関図を用い
てＱ値を求めようとする共重合体のＧＰＣパターンから
その分子量を求め算出する。

本発明において用いられる上記の如きエチレン・α−オ
レフィン共重合体は例えば水素の共存下、可溶性バナジ
ウム化合物と有機アルミニウム化合物とから形成される
触媒を用いて、液相中でエチレンとα−オレフィンを連
続的に共重合させ、その際重合系におけるバナジウム化
合物濃度を液相１１当り０．３ミリモル以上とし、かつ
重合系に供給するバナジウム化合物は、重合系のバナジ
ウム化合物濃度の５倍以下の濃度となるように重合媒体
に希釈して供給する方法がある。

バナジウム化合物としては、ＶＯＣＩ　ａ　、ＶＯ（Ｏ
Ｃ２ＨＳ　）ＣＩ　！　、ＶＯ（ＯＣ２Ｈｓ　）５ｓＣ
Ｉ　Ｌ、Ｓ　、ＶＣＩ　４　（７）如き、一般式ＶＯ（
ＯＲ）ｎＸａ−ｎ又はＶＸ４　　（Ｒは脂肪族炭化水素
基、Ｘはハロゲン、Ｏ≦ｎ≦３）で示される化合物が使
用できる。また有機アルミニウム化合物としては、（Ｃ
＋　＋ｓ　）　３Ａｌ・　（Ｃ２ＨＳ　）　！　ＡｌＣ
ｌ　、　　（Ｃ２ＨＳ　）　１．ｓ△１ｃ１１．ｓ、＜
Ｌ　ｓ　ｏ　Ｃ４Ｈ！　）　１．ｓ　ＡＩ　Ｃｌ　５ｓ
、（Ｃ２Ｈｓ）ＡＩＣＩ　２、これらの混合物の如き一
般式％式％ 本塁、Ｘｉはハロゲン、１ｓｍ≦３）で示される化合物
が使用できる。

重合媒体としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、灯
油、シクロヘキサン、トルエンのような炭化水素類が使
用できる。液相中のバナジウム化合物濃度は、０．３ミ
リモル／１以上、好ましくは０．５ないし２０ミリモル
／１、又、有機アルミニウム化合物濃度は、ＡＩ／Ｖ（
原子比）が２ないし５０、とくに３ないし２０の範囲と
なるようにすればよい。

共重合温度はＯないし１００℃、とくに２０ないし８０
℃、重合圧力はＯないし５０　ｋ（］／　ｃｍ’（ゲー
ジ化）、とくにＯないし３０ｋＱ／ｃｍ２　（ゲージ化
）、平均滞留時間は５ないし３００分、とくに１０ない
し２５０分とするような重合条件を採用すればよい。

本発明において用いられる界面活性剤は、非イオン系界
面活性剤、陰イオン系界面活性剤および陽イオン系界面
活性剤のいずれであってもよい。

非イオン系界面活性剤としては、例えばポリオキシエチ
レンアルキルエーテルポリオキシエチレンアルキルアリ
ルエーテル、ソルビタン脂肪酸エスチルグリセリン脂肪
酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン等を用
いることができる。陽イオン界面活性剤としては、例え
ば脂肪酸塩、アルキルＦａＭエステル塩、アルキルベン
ゼンスルフォン酸塩、アルキルフェニルエーテルジスル
フオン酸塩、硫酸エステル塩を用いることができる。

さらに陽イオン界面活性剤としては、例えば４級アンモ
ニウム塩、等を用いることができる。これらのうち非イ
オン系界面活性剤が好ましく用いられ、特にＨＬＢ５〜
１９、就中１０〜１５の非イオン系界面活性剤がより好
ましく用いられる。

本発明の水性エマルジョンは、上記の如きエチレン・α
−オレフィン系共重合体（１）と界面活性剤（２）とを
、例えば攪拌型乳化機、コロイドミルあるいは超音波乳
化機の如き装置を用いて、水の存在下に、例えば室温な
いし１００℃の温度条件下で処理することにより製造す
ることができる。

本発明の水性エマルジョンは、エチレン・α−オレフィ
ン共重合体と水との合計重量に基づいてエチレン・α−
オレフィン共重合体を１０〜９０重量％、より好ましく
は２０〜５０重量％の割合で含有することができ、また
界面活性剤を０，５〜５０重量％、より好ましくは１０
〜３０重量％で含有することができる。また、水は同じ
基準に基づいて９０〜１０重量％、より好ましくは８０
〜５０重量％で含有することができる。

本発明の水性エマルジョンは水中油型のエマルジョンで
あり、特別に着色等をしなければ、通常半透明ないし乳
白色を呈している。エマルジョンの粒子径は例えば０．
０１〜１０μｍ、より好ましくは０．０５〜３μｍ程度
にある。

本発明の水性エマルジョンには、必要に応じ、防錆剤、
防腐剤、消泡剤例えばシリコンオイル等々の種々の添加
剤を添加することができる。口れらは通常数％以下例え
ば２％以下で使用される。

本発明の水性エマルジョンは例えば水溶性切削油、水溶
性塑性加工油あるいは熱間圧延油等として使用すること
ができる。

以下に実施例を挙げ、本発明をざらに詳述する。

実施例　１ １チＬｚン含ｆｆ１５０ｍｏ１％、Ｍｎ＝８１０．Ｑ値
−１，４０のエチレン・プロピレン共重合体１００部に
対し、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル（Ｈ
ＬＢ−１０，７）の界面活性剤２０重半部を添加して油
相とした。次いで、この油相に油：水比＝５０　：　５
０　（重量比）の割合いで水を注入し、ホモミキサーで
８０℃、１２０００ＰＰ　Ｍの条件で乳化した。得られ
た水性エマルジョンをリーズ・ノースラップ社のマイク
ロ・トラック粒径分布測定’Ｉｔｆｉにかけて測定した
所、平均粒径１ミクロンの乳白色安定な水性エマルジョ
ンであ−・た。

ついで、本水性エマルジョンの性能を評価する為に、大
型のラジアル・ボール盤での孔明は加工用途に使用した
。使用したトリル歯は直径３２ｍｍ、先端角１１７度の
ネジレドリルであり、厚さ１２Ｑｍｍの５ＵＳ３０４板
に孔明けした。

本水性エマルジョンを切削油として使用する際に、本水
性エマルジョン１００部に対し酸化防止剤（ステアリル
・アミン・オレート〉１部添加した後、これを３０倍に
希釈した。

ドリル回転数３０ＯＲＰＭ、送り速度０．５ＲＰＶ／ｍ
ｉｎで切削加工した所、ドリル１本当りの孔明は個数は
２００個であった。

実施例　２ エチレン含量５Ｑｍｏ１％、Ｍｎ　＝１５００．０値−
１，６５のエチレン・プロピレン共重合体１００部に対
し、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル（）−
ＩＬＢ＝１２．４）の界面活性剤２０重量部を添加して
油相とした。次いで、この油相に油：水比−４０：６０
（重量比）の割合いで水を注入し、ホモミキサーで８０
℃、１２０゜ＯＲＰＭの条件で乳化した。得られた水性
エマルジョンは平均粒径１ミクロンの乳白色安定な乳化
液であった。

本水性エマルジョンの性能を実施例１と同様に評価した
ところ、ドリル１本当りの孔明は個数は２００個であっ
た。

実施例　３ エチレン含量４Ｑｍｏ１％、Ｍｎ　＝９００．Ｑ値＝１
．６５のエチレン・ヘキセン−１共重合体１００重量部
に対し、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル（
ＨＬＢ＝１０．７）の界面活性剤２０重量部を添加して
油相とした。次いで、この油相に油：水比＝５０　：　
５０　（重量比）の割合いで水を注入し、ホモミキサー
で８０℃、１２０００ＰＰＭの条件で乳化した。得られ
た水性エマルジョンは平均粒径１ミクロンの乳白色安定
な水性エマルジョンであった。

本水性エマルジョンの性能を実施例１と同様に評価した
ところ、ドリル１本当りの孔明は個数は１５０個であっ
た。

比較例　１ 鉱物油１００重量部に対しステアリン酸オクチル・エス
テルを界面活性剤として３０重量部添加し、２．６ジ・
ターシャリ−・ブチル・フェノールの酸化防止剤を１部
加えて、油：水比＝５０：５０で乳化して比較品を得た
。

この比較品を実施例１と同様に評価したところ、ドリル
１本当りの孔明は個数は１００個であり、本発明の水性
エマルジョンの優位性が明らかとなった。

［発明の効果］ 本発明の水性エマルジョンは、用いられているエチレン
・α−オレフィン共重合体が優れた耐熱安定性および酸
化安定性を有するためおよび水性エマルジョンであるた
め、切削油として使用した場合高湿に加熱されるドリル
やバイトの先端部においても、油分の劣化や焼付けを起
すことがない。

従来の乳化型切削油は油分に高温安定性の悪い牛脂や鉱
油等の天然油を用いているため、ドリルやバイトの先端
部において高温のため劣化し、劣化した油分は障壁を作
って新鮮な油分が該先端部へ補給されるのを阻止するこ
とになり、結局ドリル歯やバイト等が早くいたみあるい
は焼付けを起していた。本発明の水性エマルジョンでは
上記の如き欠点がことごとく解決される。

ほか１名 手続補正書 昭和６０年１１月１９日 特斬長τ宇賀道部殿 １、事件の表示 昭和６０年特許願第２０５２３２号 ２、発明の名称 水性エマルジョンおよびその切削油 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名　称　（５８８）三井石油化学工業株式会社４、代理
人　〒１０７ 住　所　東京都港区赤坂１丁目９番１５号電語　　５８
５−２２５６ ５、ＩＩＩ正命全命令付　　　（自　　発）６、補正の
対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ７、補正の内容 別紙のとおり （１）明細書第２頁１１〜１２行、第３頁２行および第
３頁１７行の［Ｍ四／ＭｎＪをいずれも、ｒ　Ｍ　ｗ／
ＭｎＪと訂正する。

（２）　同第６頁１３行の「１−ブラン」を「１−ブテ
ン」と訂正する。

（３）　同第８真４行目の「スフ７ラン」を「スクアラ
ン」と訂正する。

（４）　同第８頁８行目のｌ−ＭｗＪを「Ｍ−と訂正す
る。

（５）　　同ｎ８１ｊ１７行目、第３頁１７行、ｍ　９
　Ｇ＜３行目、第９貞３〜４行目、第９頁６行目および
第１０頁２行目の１−バナジウム」をいずれも「バナジ
ウム」と訂正する。

（６）同１５９真７〜８行のｒ　Ｖ　Ｏ（ＯＣ２Ｈ、）
ｌ−５ｃｉ　、、ｄをｒｖＯ（Ｃ２Ｈｓ）ｉｃｅ　ｄと
訂正スル。

（７）同第９ｒＡ１４行目の［＜１ａｏＣｓＨｑ”ｈ、
、Ａ　ＩＣ１＋、ｓＪをｒ（ｉｓｏ−Ｃ、Ｈ９）１．、
Ａ　ｆ　Ｃβ１．、」と訂正する。

（８）同ｔ５１０頁１０行目およｆ／”ｉｌＯ頁１０〜
１１行目の［デーノ化」をいずれも「デーノ圧」と訂正
する。

（９）同第１３０４行目、第１４直１０行目および第１
５０５行目のＪ’　Ｍ　ｎ　ＪをｒＭｎＪと訂正する。

（１ｏ）同第１６．ｇ１６〜１７行の「牛脂」を「油脂
」と訂正する。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（１）エチレン含有量３０〜７０モル％、数平均分
   子量５００〜１０，０００および常温で液体のエチレン
   ・α−オレフィン共重合体 （２）界面活性剤および （３）水 を含有してなる水中油型の水性エマルジョン。 ２、（１）エチレン含有量３０〜７０モル％、数平均分
   子量５００〜１０，０００および常温で液体のエチレン
   ・α−オレフィン共重合体 （２）界面活性剤および （３）水 を含有してなる水中油型の水性エマルジョンからなる切
   削油。