JP2003041285A - アルミニウムまたはその合金用水溶性切削研削油剤 - Google Patents

アルミニウムまたはその合金用水溶性切削研削油剤

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JP2003041285A JP2001229430A JP2001229430A JP2003041285A JP 2003041285 A JP2003041285 A JP 2003041285A JP 2001229430 A JP2001229430 A JP 2001229430A JP 2001229430 A JP2001229430 A JP 2001229430A JP 2003041285 A JP2003041285 A JP 2003041285A
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water
oil
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aluminum
grinding
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Shutaro Yamamoto
修太郎 山本
Hideyuki Tomota
英幸 友田
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Neos Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルミニウムまたはその合金の切削研削加工
時やその加工後の放置期間中における該金属の変色を効
果的に防止できる水溶性切削研削油剤を提供する。 【解決手段】 一般式HOOC−A−COOH(式中、
Aは炭素原子数が13〜25の主鎖を有するアルキレン
基を示す)で表される二塩基酸0.1〜10重量%、鉱
油および/または油脂0〜80重量%、該二塩基酸のカ
ルボキシル基に対して当量以上のアルカリ金属化合物お
よび/またはアミン並びに界面活性剤0〜50重量%含
有するアルミニウムまたはその合金用水溶性切削研削油
剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はアルミニウムまたは
その合金用水溶性切削研削油剤、特に、該金属の切削研
削加工時やその加工後の放置期間中における変色の発生
を効果的に防止する水溶性切削研削油剤に関する。
【0002】
【従来の技術】
【0003】両性金属であるアルミニウムおよびその合
金は種々の用途(例えば、機械部品、電子材料部品、缶
およびサッシ等)に利用されているが、酸とアルカリに
よる腐食を受けやすいという欠点がある。特に、純粋な
アルミニウムよりも幅広く利用されているアルミニウム
合金(例えば、銅や亜鉛等の金属を含有するアルミニウ
ム合金)はさらに腐食を受けやすく、アルカリ条件下で
は黒色化しやすい。
【0004】このような問題に対処するために、従来か
らこの種の金属材料に対して影響が少なく、変色をもた
らさないか、または比較的少ない変色しかもたらさない
種々の防食剤、例えば、pHをほぼ中性領域(7.5〜
8.5)に調整した防食剤、メタ珪酸ソーダ等の無機塩
を含有する防食剤およびリン系化合物を含有する防食剤
等が市場に提供されている。しかしながら、中性防食剤
は防錆性や防腐性等を低下させ、また、無機塩含有防食
剤の場合には、原液の貯蔵安定性が非常に悪く、原液の
ゲル化や無機塩の析出等の問題があり、さらに、含リン
防食剤は処理液の腐敗や環境汚染等の問題をもたらす。
【0005】アルミニウムおよびその合金の防食剤とし
てはその他にも種々の防食剤が提案されている。例え
ば、特開昭55-89478号公報には、一般式: HOOC(CH)nCOOH (式中、nは6〜26の整数を示す)で表されるアルキ
レンビスカルボン酸と高分子化合物を所定割合で含有す
るアルカリ水溶液もしくはアルカリ性アルコール水溶液
を用いて水中金属を防食する技術が開示されているが、
この技術をアルミニウムまたはその合金の加工処理に付
随して問題となる該金属の変色防止のために適用する
と、該高分子化合物が該金属の加工処理に悪影響を与え
るという問題をもたらす。
【0006】また、特開平2-182782号公報には
全体の炭素原子数が7〜14のジカルボン酸またはその
塩の混合物を腐食防止剤として用いる技術が開示されて
いるが、該腐食防止剤をアルミニウムまたはその合金に
適用しても該金属の経時的変色を効果的に防止すること
はできない。
【0007】さらに、特開2000-129283号公
報には、主として潤滑油の特性を損なわせるという水溶
性防食剤の欠点を難水溶性の有機酸塩の使用によって解
決する技術が開示されているが、この種の難水溶性の防
食性成分はアルミニウムまたはその合金用水溶性切削研
削油剤の一般的な変色防止成分としては不適当である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、アルミニウ
ムまたはその合金の切削研削加工時やその加工後の放置
期間中における該金属の変色を効果的に防止できる水溶
性切削研削油剤を提供するためになされたものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、下記の
成分(i)〜(iv)を含有するアルミニウムまたはその
合金用水溶性切削研削油剤に関する: (i)一般式(I): HOOC-A-COOH (I) (式中、Aは炭素原子数が13〜25の主鎖を有するア
ルキレン基を示す)で表される二塩基酸0.1〜10重
量%、(ii)鉱油および/または油脂0〜80重量%、
(iii)該二塩基酸のカルボキシル基に対して当量以上
のアルカリ金属化合物および/またはアミン、および
(iv)界面活性剤0〜50重量%。
【0010】
【発明の実施の形態】一般式(I)において、Aは炭素
原子数が13〜25、好ましくは15〜22の主鎖を有
するアルキレン基を示す。該アルキレン基は不飽和結合
および/または分枝鎖を有していてもよい。該分枝鎖の
炭素原子数は通常10以下、好ましくは5以下である。
【0011】一般式(I)で表される二塩基酸として好
適な化合物を以下に例示する。
【化1】
【0012】一般式(I)において、アルキレン基の主
鎖の炭素原子数が13よりも小さい場合には、変色防止
効果よりもむしろ腐食効果がもたらされ、また、該炭素
原子数が25よりも大きい場合には、変色防止効果のさ
らなる向上がみられないだけでなく、塩の溶解度が低下
して均一な水溶液が得難くなる。上記二塩基酸は所望に
より2種以上適宜併用してもよい。
【0013】一般式(I)で表される二塩基酸の含有量
は0.1〜10重量%、好ましくは0.3〜5重量%で
あり、該含有量が0.1重量%よりも少ないと、アルミ
ニウムまたはその合金に対して十分な防食性が得られ
ず、また、該含有量を10重量%よりも多くしても防食
効果は増大せず、無駄である。
【0014】本発明による水溶性切削研削油剤は鉱油お
よび/または油脂を含有する。油脂としては植物油(例
えば、ヒマシ油、ナタネ油、パーム油、大豆油およびオ
リーブ油等)、動物油(例えば、牛脂、羊油および豚油
等)、および合成油(例えば、ペンタエリスリトールの
アルキルエステル、トリメチロールプロパンのアルキル
エステル脂肪酸アルキルエステル等)等が例示される
が、植物油および動物油が特に好ましい。鉱油および/
または油脂は所望により2種以上適宜併用してもよい。
【0015】鉱油および/または油脂の含有量は一般的
には0〜80重量%であるが、切削研削油剤のタイプに
よって異なる。例えば、エマルションタイプの場合に
は、40〜80重量%であり、また、ソルブルタイプの
場合には、0〜40重量%であり、特に、含油ソルブル
タイプの場合には、10〜40重量%、好ましくは、1
5〜35重量%である。なお、鉱油および/または油脂
の含有量が80重量%よりも多くなると、最終的に得ら
れる水溶性切削研削油剤の水希釈が困難となる。
【0016】本発明による水溶性切削研削油剤はアルカ
リ金属化合物および/またはアミンを含有する。アルカ
リ金属化合物としてはアルカリ金属水酸化物およびアル
カリ金属炭酸塩等が例示されるが、ナトリウムまたはカ
リウムの水酸化物が特に好ましい。また、好適なアミン
としては、炭素原子数が1〜5のアルキルアミン(例え
ば、エチルアミン、プロピルアミン等)、アルカノール
アミン(例えば、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、モノイソプロパノール
アミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノ
ールアミン等)、モルホリン、シクロアルキルアミン
(例えば、シクロヘキシルアミン等)、3,3-ジメチル
プロパンジアミン等が例示されるが、水溶性アミンが特
に好ましい。なお、水溶性アミンの中でも、上記のアル
カノールアミンやモルホリン等の含酸素アミンは次の観
点から特に好ましい。即ち、この種の含酸素アミンは上
記の二塩基酸を効率的に中和すると共に加工液の防腐性
および関連する機械や装置等の防錆性を向上させるだけ
でなく、アニオン界面活性剤の好適な対イオンとして機
能して該界面活性剤含有原液や希釈使用液の安定化に寄
与する。アルカリ金属化合物および/またはアミンは所
望により適宜併用してもよい。
【0017】アルカリ金属化合物および/またはアミン
の含有量は1〜50重量%、好ましくは、5〜40重量
%であり、該含有量が1重量%よりも少なくなると、前
記の二塩基酸の十分な中和ができないだけでなく、加工
液の防腐性の低下および関連する機械や装置等の防錆性
の低下がもたらされ、また、該含有量を50重量%より
も多くしても該中和、防腐性および防錆性に関する効果
の向上が見られないだけでなく、作業衛生上の問題(例
えば、呼吸器系等の刺激や肌荒れ等)がもたらされる。
【0018】本発明による水溶性切削研削油剤はさらに
界面活性剤を含有する。界面活性剤としては、カチオン
界面活性剤、アニオン界面活性剤およびノニオン界面活
性剤のいずれを使用してもよいが、アニオン界面活性剤
および/またはノニオン界面活性剤が好ましい。好適な
アニオン界面活性剤としてはアルキル基含有スルホン酸
塩、アルキル基含有スルホン酸エステル、アルキル基含
有リン酸塩、アルキル基含有リン酸エステル、有機脂肪
酸および有機脂肪酸誘導体等が例示されるが、アルキル
基含有スルホン酸塩、有機脂肪酸および有機脂肪酸誘導
体が特に好ましい。また、好適なノニオン界面活性剤と
してはアルキルアルコール-エチレンオキシド付加物、
アルキルアルコール-エチレンオキシド付加物の末端ア
ルキルエーテル、有機脂肪酸-エチレンオキシド付加
物、ヒドロキシ脂肪酸-エチレンオキシド付加物、プル
ロニック系界面活性剤、テトロニック系界面活性剤およ
びシュガーエステル-エチレンオキシド付加物等が例示
される。なお、上記の界面活性剤は所望により2種以上
適宜併用してもよい。
【0019】界面活性剤の含有量は一般的には1〜50
重量%、好ましくは、5〜40重量%であるが、切削研
削油剤のタイプや使用目的によって異なる。例えば、乳
化や潤滑目的のために使用するエマルションタイプや含
油ソルブルタイプの場合には、該含有量は10〜30重
量%であり、また、潤滑目的のために使用するソルブル
タイプの場合には、該含有量は10〜40重量%であ
る。界面活性剤の含有量が1重量%よりも少ないと、本
発明の初期の目的を達成することができず、また、該含
有量を50重量%よりも多くしても界面活性剤の添加効
果の向上がないだけでなく、切削研削油剤の発泡等の問
題が発生する。
【0020】本発明による水溶性切削研削油剤には所望
によりさらに潤滑剤、消泡剤、極圧添加剤および防腐剤
等を適宜添加してもよい。
【0021】上述の本発明によるアルミニウムまたはそ
の合金用水溶性切削研削油剤は、通常5〜100倍に水
希釈して使用に供される。
【0022】
【実施例】実施例1 表1に示す配合処方によって得られた加工液を水道水で
10倍(重量比)に希釈することによって試験液1を調
製した。アルミニウム合金(ADC-12)のテストピ
ース板(20mm×70mm)を♯240の耐水性サン
ドペーパーで研磨した後、アセトンを用いて脱脂した。
このテストピース板を試験液1に半浸漬した状態で室温
下で放置し、24時間後に該テストピース板の変色状態
を観察したところ、浸漬部および試験液との境界部に変
色は認められなかった。
【0023】実施例2〜63 実施例1の手順に準拠し、表1〜表9に示す配合処方に
より調製した試験液2〜63に半浸漬したテストピース
板の浸漬部と境界部との変色状態を観察し、結果を表1
〜表9に示す。なお、表1〜表9における変色防止性に
関する評価記号「◎」、「○」、「△」および「×」は
それぞれ「変色なし」、「微変色」、「灰色変色」およ
び「黒色変色」を意味する。
【0024】比較例1〜29 実施例1の手順に準拠し、表1〜表9に示す配合処方に
より調製した試験液1’〜29’に半浸漬したテストピ
ース板の浸漬部と境界部との変色状態を観察し、結果を
表1〜表9に示す。
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】
【表3】
【0028】
【表4】
【0029】
【表5】
【0030】
【表6】
【0031】
【表7】
【0032】
【表8】
【0033】
【表9】
【0034】なお、表1〜表9に示す試験液に配合する
二塩基酸成分A〜Kは以下の通りである:
【化2】
【0035】
【発明の効果】本発明による水溶性切削研削油剤を使用
することにより、アルミニウムまたはその合金の切削研
削加工時やその加工後の放置期間中における該金属の変
色を効果的に防止できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C10M 133/08 C10M 133/08 // C10N 10:02 C10N 10:02 20:00 20:00 Z 30:12 30:12 40:22 40:22 Fターム(参考) 4H104 AA13C BB18C BE04C DA02A DA06A EA17Z EB02 FA01 LA06 PA22 PA33

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記の成分(i)〜(iv)を含有するア
    ルミニウムまたはその合金用水溶性切削研削油剤: (i)一般式(I): HOOC-A-COOH (I) (式中、Aは炭素原子数が13〜25の主鎖を有するア
    ルキレン基を示す)で表される二塩基酸0.1〜10重
    量%、(ii)鉱油および/または油脂0〜80重量%、
    (iii)該二塩基酸のカルボキシル基に対して当量以上
    のアルカリ金属化合物および/またはアミン、および
    (iv)界面活性剤0〜50重量%。
  2. 【請求項2】 油脂が植物油および/または合成油であ
    る請求項1記載の水溶性切削研削油剤。
  3. 【請求項3】 アミンが水溶性含酸素アミンである請求
    項1または2記載の水溶性切削研削油剤。
  4. 【請求項4】 界面活性剤がアニオン界面活性剤および
    /またはノニオン界面活性剤である請求項1から3いず
    れかに記載の水溶性切削研削油剤。
  5. 【請求項5】 二塩基酸とアルカリ金属化合物および/
    またはアミンとのモル比が1:2〜1:20である請求
    項1から4いずれかに記載の水溶性切削研削油剤。
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