JP2798215B2

JP2798215B2 - 水性金属加工油

Info

Publication number: JP2798215B2
Application number: JP1165230A
Authority: JP
Inventors: 健二楽谷; 義幸穂積; 文雄渡辺; 隆清後藤
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1989-06-29
Filing date: 1989-06-29
Publication date: 1998-09-17
Anticipated expiration: 2013-09-17
Also published as: JPH0331396A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は水性金属加工油に関し、詳しくは圧延、引き
抜き、伸線、切削、研削、プレスなどの金属加工に使用
することができ、長期にわたって油滴の凝集や二相分離
が生じることなく極めて安定で、また発泡性が極めて低
く、しかも潤滑性が高い水性金属加工油に関する。

（従来の技術）従来、金属加工油としては油性型と水性型とが使用さ
れているが、特に水性金属加工油は耐火性に優れてお
り、難燃性金属加工油として注目されている。この水性
金属加工油にはソリューション型とエマルジョン型とが
あるが、特にエマルジョン型金属加工油は摩擦係数が小
さく、潤滑性が高いという特徴を有している。このエマ
ルジョン型水性金属加工油は水と油とを含んでいるた
め、長期にわたって二相分離が生じないことが要求さ
れ、このような要求を満たすために界面活性剤が乳化剤
として使用されている。

従来、エマルジョン型水性金属加工油に使用する乳化
剤としては、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フェニルエーテル、ポリオキ
シエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチ
レン脂肪酸モノまたはジグリセライド、ソルビタン脂肪
酸エステルなどのノニオン系低分子界面活性剤や脂肪酸
塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル硫酸塩、
ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、石油スル
ホン酸塩などのアニオン系低分子界面活性剤、ポリオキ
シエチレン−ポリオキシプロピレンブロックポリマーな
どのノニオン系高分子界面活性剤などが提案されてい
る。

しかし、これら乳化剤を用いて得られるエマルジョン
型水性金属加工油は、乳化剤の使用量を多くしても長期
にわたっての安定性に乏しく、特に水の量が多い系では
液の分離が生じやすく、また乳化剤を多量に使用するた
め発泡が激しく、種々のトラブルを引き起こす原因とな
っていた。

（発明が解決しようとする課題）本発明は、上記従来の乳化剤が有する問題点を解決す
るものである。

従って、本発明の目的は、長時間放置しても油滴の凝
集や二相分離が生じず、低発泡性で、しかも潤滑性の高
いエマルジョン型水性金属加工油を提供することであ
る。

（課題を解決するための手段）本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を
行った結果、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、油性物質を乳化剤を用いて水性
媒体中に乳化させてなる水性金属加工油において、該乳
化剤が一般式（Ｉ）：（式中、R¹は水素またはメチル基であり、Ｘは全アルキ
レンオキシド残基の合計重量に対して50重量％以上のエ
チレンオキシド残基を含んでなる炭素数２〜４のアルキ
レンオキシド残基であり、ｎは３〜300の整数であり、R
²は水素、炭素数１〜３のアルキル基、または炭素数２
〜３のアルケニル基を有する有機基である）で表される
構造単位（Ａ）の少なくとも１種と一般式（II）（式中、R³は水素またはメチル基であり、R⁴は炭素数４
〜30の、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラ
ルキル基、環状アルキル基、環状アルケニル基または、
−COOR⁵（ここで、R⁵は炭素数４〜30の、アルキル基、
アルケニル基、アリール基、アラルキル基、環状アルキ
ル基または環状アルケニル基である））で表される構造
単位（Ｂ）の少なくとも１種とを含有し、構造単位
（Ａ）の含有量が97〜25重量％、構造単位（Ｂ）の含有
量が３〜75重量％、構造単位（Ａ）と構造単位（Ｂ）と
の合計含有量が70重量％以上であり、かつ平均分子量が
1,000〜500,000の範囲にある重合体（Ｃ）（但し、中和
物を除く）からなる高分子乳化剤を必須成分として含有
することを特徴とする水性金属加工油に関する。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明における重合体（Ｃ）を構成する親水性構造単
位（Ａ）を表す一般式（Ｉ）において、−（Ｘ）_ｎ−は
ｎ個の炭素数２〜４のアルキレンオキシド残基、すなわ
ちポリオキシアルキレン基を示すが、この全アルキレン
オキシド残基中の50重量％以上がエチレンオキシド残基
である。アルキレンオキシドの全付加モル数を示すｎは
３〜300、好ましくは３〜100の整数である。R²はポリオ
キシアルキレン鎖の末端基であるが、例えば水素、メチ
ル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ビ
ニル基、メチルビニル基、アリル基などを挙げることが
できる。

また、疎水性の構造単位（Ｂ）を表す一般式（II）中
のR⁴は、炭素数４〜30のアルキル基、アリール基、−CO
OR⁵で示される有機基などであるが、−COOR⁵で示される
基以外の基の具体例としては、ｎ−ブチル基、ｎ−ヘキ
シル基、２−エチルヘキシル基、ｎ−オクチル基、ｎ−
ノニル基、1,3,5−トリメチルヘキシル基、デシル基、
ドデシル基、オクタデシル基などのアルキル基；ブテニ
ル基、デセニル基、オレイル基などのアルケニル基；フ
ェニル基、メチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノ
ニルフェニル基、ナフチル基などのアリール基；ベンジ
ル基、メチルベンジル基、フェネチル基などのアラルキ
ル基；シクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基な
どの環状アルキル基；シクロペンテニル基などの環状ア
ルケニル基などを挙げることができる。また、R⁴におけ
る−COOR⁵で示される基においてR⁵としては、上記のR⁴
における−COOR⁵以外の基と同様のものを挙げることが
できる。

本発明における重合体（Ｃ）を構成する各構造単位の
含有量については、構造単位（Ａ）が97〜25重量％、好
ましくは95〜30重量％、構造単位（Ｂ）が３〜75重量
％、好ましくは５〜70重量％の範囲であり、また、重合
体（Ｃ）中での構造単位（Ａ）と構造単位（Ｂ）の合計
含有量が70重量％以上の範囲である。これらの範囲をは
ずれた重合体は、疎水性あるいは親水性が強くなりす
ぎ、またポリオキシアルキレン鎖と疎水鎖の均衡が保て
なくなる。従って、このような重合体を用いて得られる
水性金属加工油は粒径が大きかったり、油滴が凝集しや
すくエマルジョンの安定性が著しく低下するなどの問題
点が生じる。

重合体（Ｃ）の分子量としては、1,000〜500,000、好
ましくは3,000〜300,000の範囲が好ましい。

重合体（Ｃ）を得る方法には特に制限はなく、任意の
方法によって製造することができる。例えば、（１）重
合することにより、一般式（Ｉ）で表される構造単位
（Ａ）を生成するビニル単量体と一般式（II）で表され
る構造単位（Ｂ）を生成するビニル単量体とを、必要に
よりその他の単量体の共存下に共重合する方法、（２）
アルコールとのエステル化反応などの変性を加えること
により構造単位（Ａ）および構造単位（Ｂ）を含有する
重合体（Ｃ）を生成する原料重合体を、アルコールある
いはハロゲン化アルキルなどとのエステル化反応、酸化
アルキレンの付加反応、あるいはポリオキシアルキレン
鎖の末端変性反応などにより変性する方法などが挙げら
れる。

（１）の方法において、親水性構造単位（Ａ）を生成
するビニル単量体としては、例えば次に示すようなポリ
アルキレングリコール誘導体あるいはアルキレンオキシ
ド付加物のビニルエステルを挙げることができるが、い
ずれもポリオキシアルキレン鎖の合計重量に対して50重
量％以上のエチレンオキシド単位を含み、またこれらの
末端アルコキシ化物は炭素数１〜３のアルキル基でアル
コキシ化された単量体である。

構造単位（Ａ）を生成するビニル単量体の具体例とし
ては、例えばポリエチレングリコールモノ（メタ）アク
リレート、ポリエチレングリコール−ポリプロピレング
リコールモノ（メタ）アクリレートなどのポリアルキレ
ングリコールモノ（メタ）アクリレート；メトキシポリ
エチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシポ
リエチレングリコール−ポリプロピレングリコール（メ
タ）アクリレート、エトキシポリエチレングリコール
（メタ）アクリレート、エトキシポリエチレングリコー
ル−ポリプロピレングリコール（メタ）アクリレートな
どの炭素数１〜３のアルキル基でアルコキシ化されたア
ルコキシポリアルキレングリコール（メタ）アクリレー
ト；アリロキシポリエチレングリコール（メタ）アクリ
レートなどの炭素数２〜３のアルケニル基でアルケノキ
シ化されたアルケノキシポリアルキレングリコール（メ
タ）アクリレートなどを挙げることができ、これらの１
種または２種以上を用いることができる。

また、（１）の方法において、疎水性構造単位（Ｂ）
を生成するビニル単量体としては、例えば１−ヘキセ
ン、１−オクテン、イソオクテン、１−ノネン、１−デ
セン、１−ドデセン、ビニルシクロヘキサンなどの脂肪
酸ビニル化合物；スチレン、α−メチルスチレン、ｐ−
メチルスチレン、３−フェニル−１−プロペン、ビニル
ナフタリンなどの芳香族ビニル化合物；ブチル（メタ）
アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレー
ト、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、ドデシル（メ
タ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、
フェニル（メタ）アクリレート、ナフチル（メタ）アク
リレート、ｐ−メチルフェニル（メタ）アクリレート、
オクチルフェニル（メタ）アクリレート、ノニルフェニ
ル（メタ）アクリレート、ジノニルフェニル（メタ）ア
クリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、シクロヘ
キシル（メタ）アクリレートなどの他、炭素数４〜30の
アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル
基、環状アルキル基、環状アルケニル基を有する（メ
タ）アクリレートなどを挙げることができ、これらの１
種または２種以上を用いることができる。

これらの単量体の中でも、容易に入手でき、かつ安定
性などに優れた水性金属加工油を調製可能とする重合体
（Ｃ）を生成する単量体としては、炭素数４〜20のアル
キル基を有する（メタ）アクリレート、炭素数１〜20の
アルキル基を置換基として有するアルキルフェニル（メ
タ）アクリレート、スチレン、α−メチルスチレンおよ
び炭素数６〜22を有するα−オレフィンから選ばれる少
なくとも１種の単量体が特に好ましい。

（１）の方法で重合体（Ｃ）を製造する場合に用いる
ことのできる単量体の比率としては、前記のように、重
合後の重合体（Ｃ）中での含有量が構造単位（Ａ）が97
〜25重量％、好ましくは95〜30重量％、構造単位（Ｂ）
が３〜75重量％、好ましくは５〜70重量％となり、かつ
構造単位（Ａ）と構造単位（Ｂ）の合計含有量が70重量
％以上となるような比率である。

従って、重合した後に構造単位（Ａ）および構造単位
（Ｂ）以外の構造単位を生成する単量体を、本発明の効
果を損なわない範囲、すなわち該構造単位の重合体
（Ｃ）中の含有量が30重量％以下となる範囲で用いて、
構造単位（Ａ）を生成する単量体および構造単位（Ｂ）
を生成する単量体と共重合させることができる。このよ
うな構造単位（Ａ）および構造単位（Ｂ）以外の構造単
位を生成する単量体の例としては、（メタ）アクリル
酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸な
どの各種不飽和カルボン酸；（メタ）アリルスルホン
酸；スルホエチル（メタ）アクリレート、スチレンスル
ホン酸、ビニルスルホン酸、２−アクリルアミド−２−
メチルプロパンスルホン酸などの各種スルホン酸；（メ
タ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリル
アミド、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド
などの各種（メタ）アクリルアミド；ジメチルアミノエ
チル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メ
タ）アクリレート、ジメチルアミノプロピル（メタ）ア
クリレートなどの各種アミノアルキル（メタ）アクリレ
ート；メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）ア
クリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレートなどの
炭素数１〜３のアルキル基を有するアルキル（メタ）ア
クリレート；エチレン、プロピレン、イソブテンなどの
炭素数が３以下の有機基を置換基として有するビニル化
合物；アクリロニトリル、塩化ビニルなどを挙げること
ができ、これらの１種または２種以上を用いることがで
きる。

また、（１）の方法により重合体（Ｃ）を製造するに
は、重合開始剤を用いて公知の方法により前記単量体成
分を共重合させればよい。共重合は溶媒中での重合や塊
状重合などの方法により行うことができる。

溶媒中での重合は回分式でも連続式でも行うことがで
き、その際使用される溶媒としては、例えば水；メチル
アルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコー
ルなどの低級アルコール；ベンゼン、トルエン、キシレ
ン、シクロヘキサン、ｎ−ヘキサン、ジオキサンなどの
芳香族あるいは脂肪族あるいは複素環式化合物；酢酸エ
チル、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン化合
物などが挙げられる。重合開始剤としては、例えば過硫
酸アンモニウムや過硫酸ナトリウムなどの過硫酸塩、ベ
ンゾイルパーオキシドやラウロイルパーオキシドなどの
パーオキシド、クメンハイドロパーオキシドなどのハイ
ドロパーオキシド、アゾビスイソブチロニトリルなどの
脂肪族アゾ化合物などが用いられる。この際アミン化合
物などの促進剤を併用することもできる。重合温度は、
用いられる溶媒や重合開始剤により適宜定められるが、
通常０〜150℃の範囲内で行われる。

塊状重合は、重合開始剤としてベンゾイルパーオキシ
ドやラウロイルパーオキシドなどのパーオキシド、クメ
ンハイドロパーオキシドなどのハイドロパーオキシド、
アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロ
ニトリルなどの脂肪族アゾ化合物などを用い、50〜150
℃の温度範囲内で行われる。

また、このように共重合して得られた共重合体は、そ
のままでも高分子乳化剤として使用することができる
が、必要に応じて重合の際使用した溶媒を分離除去また
は他の溶媒や水などと置換して用いることもできる。ま
た、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の水酸化物
や酸化物や炭酸塩、アンモニア、有機アミンなどの塩基
性物質をpH調製剤として添加したのち使用してもよい。

次に、（２）の方法において重合体（Ｃ）を製造する
場合、変性に供せられる原料重合体および変性法として
は、（イ）（メタ）アクリル酸系重合体を原料として、
変性後に構造単位（Ａ）を生成するアルコールおよび構
造単位（Ｂ）を生成するアルコールあるいはハロゲン化
アルキルなどとのエステル化反応による方法、（ロ）構
造単位（Ｂ）を有する（メタ）アクリル酸系共重合体を
原料として、構造単位（Ａ）を生成するアルコールとの
エステル化反応による方法、（ハ）構造単位（Ｂ）を有
する（メタ）アクリル酸系重合体にアルキレンオキシド
を付加して構造単位（Ａ）を導入する方法、（ニ）（メ
タ）アクリル酸エステル系重合体を原料として、変性後
に構造単位（Ａ）および構造単位（Ｂ）を生成するアル
コールとのエステル交換反応による方法、（ホ）（１）
の方法や（２）の（イ）〜（ハ）の方法で得られる重合
体のうち、ポリオキシアルキレン鎖の末端基が−OH基で
ある重合体を原料重合体として、末端−OH基をエーテル
化などの方法により変性する方法などが挙げられる。

（２）の各方法で重合体（Ｃ）を得る場合は、いずれも
次の条件を満たす必要がある。すなわち、変性後の重合
体（Ｃ）中での構造単位（Ａ）の含有量が97〜25重量
％、好ましくは95〜30重量％、構造単位（Ｂ）の含有量
が３〜75重量％、好ましくは５〜70重量％となり、かつ
重合体（Ｃ）中での構造単位（Ａ）および構造単位
（Ｂ）の合計含有量が70重量％以上となる必要があり、
またアルキレンオキサイドを付加して構造単位（Ａ）を
導入する場合、付加後のポリオキシアルキレン鎖中のエ
チレンオキシド単位の含有量が50重量％以上となる必要
がある。

（イ）の方法について具体例を挙げれば、用いること
のできる原料重合体である（メタ）アクリル酸系重合体
としては、ポリ（メタ）アクリル酸あるいはアクリル酸
とメタクリル酸との共重合体などが挙げられ、これらの
重合体と、ポリエチレングリコール、メトキシポリエチ
レングリコール、メトキシポリエチレングリコール−ポ
リプロピレングリコール、エトキシポリエチレングリコ
ール、アリロキシポリエチレングリコールなどの構造単
位（Ａ）を生成し得るアルコールの１種または２種以
上、およびブタノール、オクタノール、ドデカノール、
オレイルアルコール、フェノール、ノニルフェノール、
ベンジルアルコールなどの構造単位（Ｂ）を生成し得る
アルコールの１種または２種以上とを公知の方法により
エステル化して重合体（Ｃ）を得ることができる。

また、（ロ）の方法について具体例を挙げれば、原料
重合体としては、例えば炭素数４〜30のアルキル基を有
する（メタ）アクリレート、炭素数１〜24のアルキル基
を置換基として有するアルキルフェニル（メタ）アクリ
レート、スチレン、α−メチルスチレン、炭素数４〜30
の置換基を有するα−オレフィンなどの１種または２種
以上と（メタ）アクリル酸との共重合体が挙げられ、こ
れらの共重合体と、前記（イ）の方法で挙げた構造単位
（Ａ）を生成するアルコールとを公知の方法によりエス
テル化する方法が挙げられる。

（ハ）の方法で用いることのできる原料重合体として
は、（ロ）の方法で挙げたものと同様の共重合体を挙げ
ることができ、これらの共重合体にエチレンオキシドお
よび必要によりプロピレンオキシドやブチレンオキシド
などのアルキレンオキシドを公知の方法で付加させるこ
とにより重合体（Ｃ）を得ることができる。

（ニ）の方法は、ポリ（メタ）アクリル酸メチルやポ
リ（メタ）アクリル酸エチルなどのポリ（メタ）アクリ
ル酸低級アルキルエステル、あるいはアクリル酸メチル
とメタクリル酸メチルとの共重合体などを原料重合体と
し、これらの重合体と、ポリエチレングリコール、メト
キシポリエチレングリコール、メトキシポリエチレング
リコール−ポリプロピレングリコール、エトキシポリエ
チレングリコール、アリロキシポリエチレングリコール
などの構造単位（Ａ）を生成し得るアルコールの１種ま
たは２種以上およびブタノール、オクタノール、ドデカ
ノール、オレイルアルコール、フェノール、ノニルフェ
ノール、ベンジルアルコールなどの構造単位（Ｂ）を生
成し得るアルコールの１種または２種以上とを用いて、
公知の方法によりエステル交換反応させることにより重
合体（Ｃ）を得ることができる。

（ホ）の方法は、末端基が−OH基であるポリオキシア
ルキレン鎖を有する重合体を原料とし、末端変性を行う
方法である。エーテル化変性の例としては、例えば該原
料重合体と、塩化メチル、臭化メチル、塩化エチル、塩
化プロピル、塩化アリルなどの炭素数１〜３のアルキル
基または炭素数２〜３のアルケニル基を有するハロゲン
化炭化水素の中から選ばれる１種以上とを用いて、公知
の方法によりウィリアムスン反応を行わせる方法などが
挙げられる。

本発明で使用する乳化剤は、上記重合体（Ｃ）からな
る高分子乳化剤を必須成分として含有するが、必要に応
じて本発明の効果を損なわない範囲内において他の従来
公知の乳化剤を含有していてもよい。例えば、乳化剤と
して一般に使用されているアニオン系界面活性剤、カチ
オン系界面活性剤あるいは両性イオン系界面活性剤など
を併用することができる。

本発明の水性金属加工油の調製に使用する油性物質に
ついては、特に制限はなく、鉱物油、動植物油、合成油
などを使用することができる。これらのなかでも、容易
に入手でき、また潤滑性が高いなどの点から鉱物油およ
び動植物油が好ましい。これら鉱物油および動植物油は
単独でも、あるいは２種以上混合して使用することもで
きる。

鉱物油の例としては、スピンドル油、マシン油、流動
パラフィンなどを挙げることができる。動植物油の例と
しては、牛脂、豚脂、魚油、鯨油、ナタネ油、ゴマ油、
ヤシ油、大豆油、パーム油、ツバキ油、ヒマシ油などを
挙げることができる。

本発明のエマルジョン型水性金属加工油は従来公知の
方法により製造することができる。例えば、（イ）先
ず、油性物質と乳化剤とを混合し、次いでこの混合物を
水性媒体、通常水で５〜100倍に希釈し、この希釈と同
時に自己乳化を生じせしめて水性金属加工油を得る方
法、（ロ）油性物質、水性媒体および乳化剤を機械的に
混合して乳化させることにより水性金属加工油を得る方
法などを挙げることができる。

上記方法（イ）は、一般的に用いられている方法であ
り、通常複数の乳化剤を必要とするが、ノニオン系界面
活性剤およびアニオン系界面活性剤を併用することが多
い。本発明における乳化剤は、これをノニオン系界面活
性剤として他のアニオン系界面活性剤などと併用するこ
とができる。この場合、少量の乳化剤の使用により油性
物質を水性媒体中に乳化でき、これによって得られる水
性金属加工油の発泡性も低い。

上記方法（ロ）は所定量の油性物質、水性媒体および
乳化剤を用い、プロペラ式撹拌機、コロイドミル、高圧
ホモジナイザー、超音波ホモジナイザーなどを用いて乳
化する方法である。この方法の場合は、本発明における
乳化剤を単独で、しかも少量使用するだけで乳化でき、
また得られる水性金属加工油の発泡性も極めて低い。

本発明の水性金属加工油を調製する際、本発明におけ
る乳化剤はそのまま使用してもよく、あるいは予め水性
媒体あるいは油性物質と混合させてから使用してもよ
い。また、本発明における乳化剤は一括添加してもよ
く、あるいは連続的に、あるいは分割して添加してもよ
い。

本発明の水性金属加工油中の油性物質の含有量は通常
0.5〜50重量％であり、特に１〜30重量％の範囲にある
のが好ましい。油性物質の含有量が0.5重量％未満では
得られる水性金属加工油の潤滑性が悪く、また50重量％
より多くしても、潤滑性が更に向上するのを期待でき
ず、かえって経済的に不利になる。

本発明における乳化剤の使用量は、油性物質の0.2〜2
0重量％、好ましくは0.5〜10重量％である。0.2重量％
未満では得られる水性金属加工油の安定性が悪く、また
20重量％より多くしても安定性が更に向上するわけでは
なく、むしろ粘度や発泡性が高くなるなどの問題が生じ
る。

本発明の水性金属加工油には、その安定性や潤滑性な
どの諸特性を損なわない範囲内において、安定性を向上
させるための高分子保護コロイド剤や他の各種添加剤、
例えば界面活性剤、増粘剤、流動点降下剤、pH調整剤、
酸化防止剤、油性向上剤、極圧添加剤、防錆剤などを配
合することができる。

（発明の効果）本発明のエマルジョン型水性金属加工油は、少量の乳
化剤の使用によって調製可能であり、また水性媒体含量
が多くても、長期間保存したりあるいは強力な機械的剪
断力を加えても鉱油が分離することはなく、極めて安定
である。また、低発泡性であるため取り扱いが容易であ
り、さらに摩擦係数が小さく潤滑性が高いため、水性金
属加工油としての性能にも極めて優れている。

（実施例）以下、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに具
体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるもので
はない。なお、部および％は特にことわりのない限り重
量基準である。

参考例１温度計、撹拌機、２本の滴下ロート、ガス導入管およ
び還流冷却器を備えたフラスコにトルエン50部を仕込
み、撹拌下にフラスコ内を窒素置換し、窒素気流下に10
0℃に加熱した。その後、窒素気流下に同温度に維持し
ながら、構造単位（Ａ）を生成する単量体としてメトキ
シポリエチレングリコールアクリレート（１分子当り平
均で23個のエチレンオキシド単位を含むもの、平均分子
量1099）70部、構造単位（Ｂ）を生成する単量体として
ドデシルアクリレート（分子量240）30部およびトルエ
ン50部からなる単量体混合溶液を120分かけて滴下し、
同時にもう一方の滴下ロートから、アゾビスイソブチロ
ニトリル1.0部およびトルエン50部からなる重合開始剤
溶液を180分かけて滴下した。滴下終了後さらに同温度
で60分間維持して重合を完了させた。この時の各単量体
の重合率は、メトキシポリエチレングリコールアクリレ
ートがGPC分析の結果、98％、ドデシルアクリレートが
ガスクロマトグラフ分析の結果、98％（以下の参考例に
おいても同様に、構造単位（Ａ）を生成する単量体はGP
C分析、その他の単量体はガスクロマトグラフ分析によ
り重合率を求めた）であり、得られた重合体の平均分子
量は、ポリスチレンを標品としたGPC分析の結果、3.2万
（以下の参考例においても同様に、得られた重合体の平
均分子量をGPC分析により求めた）であった。その後、
減圧下溶媒を留去することにより重合体（１）を得た。

参考例２参考例１と同様の反応器にトルエン50部を仕込み、撹
拌下にフラスコ内を窒素置換し、窒素気流下に80℃に加
熱した。その後、窒素気流下に同温度に維持しながら、
構造単位（Ａ）を生成する単量体としてメトキシポリエ
チレングリコールメタクリレート（１分子当り平均で９
個のエチレンオキシド単位を含むもの、平均分子量49
6）50部、構造単位（Ｂ）を生成する単量体としてスチ
レン（分子量104）50部およびトルエン50部からなる単
量体混合溶液を120分かけて滴下し、同時にもう一方の
滴下ロートから、アゾビスジメチルバレロニトリル1.0
部およびトルエン50部からなる重合開始剤溶液を180分
かけて滴下した。滴下終了後、さらに同温度で60分間維
持して重合を完了させた。この時の各単量体の重合率
は、メトキシポリエチレングリコールメタクリレートが
98％、スチレンが99％であり、得られた重合体の平均分
子量は7.5万であった。その後、減圧下溶媒を留去する
ことにより重合体（２）を得た。

参考例３参考例１と同様の反応器にイソプロピルアルコール50
部を仕込み、撹拌下にフラスコ内を窒素置換し、窒素気
流下に80℃に加熱した。その後、窒素気流下に同温度に
維持しながら、構造単位（Ａ）を生成する単量体として
ポリエチレングリコールモノアクリレート（１分子当り
平均で５個のエチレンオキシド単位を含むもの、平均分
子量292）20部およびメトキシポリエチレングリコール
アクリレート（１分子当り平均で15個のエチレンオキシ
ド単位を含むもの、平均分子量747）40部、構造単位
（Ｂ）を生成する単量体としてブチルメタクリレート
（分子量142）40部およびイソプロピルアルコール50部
からなる単量体混合溶液を120分かけて滴下し、同時に
もう一方の滴下ロートから、アゾビスジメチルバレロニ
トリル1.0部およびイソプロピルアルコール50部からな
る重合開始剤溶液を180分かけて滴下した。滴下終了後
さらに同温度で60分間維持して重合を完了させた。この
時の各単量体の重合率は、ポリエチレングリコールモノ
アクリレートが97％、メトキシポリエチレングリコール
アクリレートが98％、ブチルメタクリレートが99％であ
り、得られた重合体の平均分子量は1.5万であった。そ
の後、減圧下溶媒を留去することにより重合体（３）を
得た。

参考例４参考例１と同様の反応器にトルエン50部を仕込み、撹
拌下にフラスコ内を窒素置換し、窒素気流下に80℃に加
熱した。その後、窒素気流下に同温度に維持しながら、
構造単位（Ａ）を生成する単量体としてエトキシポリエ
チレングリコールアクリレート（１分子当り平均で50個
のエチレンオキシド単位を含むもの、平均分子量2303）
40部、構造単位（Ｂ）を生成する単量体としてスチレン
（分子量104）50部および１−デセン（分子量140）10部
およびトルエン50部からなる単量体混合溶液を120分か
けて滴下し、同時にもう一方の滴下ロートから、アゾビ
スイソブチロニトリル0.5部およびトルエン50部からな
る重合開始剤溶液を180分かけて滴下した。滴下終了
後、さらに同温度で60分間維持して重合を完了させた。
この時の各単量体の重合率は、エトキシポリエチレング
リコールアクリレートが97％、スチレンが99％、１−デ
センが95％であり、得られた重合体の平均分子量は20万
であった。その後、減圧下溶媒を留去することにより重
合体（４）を得た。

参考例５参考例１と同様の反応器にベンゼン50部を仕込み、撹
拌下にフラスコ内を窒素置換し、窒素気流下に80℃に加
熱した。その後、窒素気流下に同温度に維持しながら、
構造単位（Ａ）を生成する単量体としてｎ−プロポキシ
ポリエチレングリコールメタクリレート（１分子当り平
均で30個のエチレンオキシド単位を含むもの、平均分子
量1450）90部、構造単位（Ｂ）を生成する単量体として
ステアリルメタクリレート（分子量338）10部およびベ
ンゼン50部からなる単量体混合溶液を120分かけて滴下
し、同時にもう一方の滴下ロートから、アゾビスイソブ
チロニトリル1.0部およびベンゼン50部からなる重合開
始剤溶液を180分かけて滴下した。滴下終了後、さらに
同温度で60分間維持して重合を完了させた。この時の各
単量体の重合率は、ｎ−プロポキシポリエチレングリコ
ールメタクリレートが96％、ステアリルメタクリレート
が99％であり、得られた重合体の平均分子量は9.5万で
あった。その後、減圧下溶媒を留去することにより重合
体（５）を得た。

実施例１参考例１で得られた重合体（１）５部、石油スルホネ
ート（スルホール400、松村石油（株）製）５部および
スピンドル油１号（日本石油（株）製）90部を混合し水
性金属加工油原液とした。この原液を撹拌しながら水で
20倍に希釈するとともに自己乳化を生じせしめて水性金
属加工油（Ａ）を得た。

この水性金属加工油（Ａ）は、下記試験法によって貯
蔵安定性、起泡性、焼付荷重、圧延荷重および切削抵抗
を評価した。結果を表１に示した。

（１）貯蔵安定性水性金属加工油20gを25mlの栓および目盛り付き試験
管にいれ、常温で30日間静置した後の分散状態を測定
し、次の基準にしたがって表示した。

◎：分離層なし ○：分離層５容量％未満 △：分離層５容量％以上10容量％未満 ×：分離層10容量％以上（２）起泡性水性金属加工油10gをネジ口付き試験管（内径14mm、
高さ160mm）に採取し、室温で50回上下に振盪した後、
１分間放置した時の体積増加量を容量％で測定し、次の
基準にしたがって表示した。

◎:1容量％未満 ○:1容量％以上５容量％未満 △:5容量％以上10容量％未満 ×:10容量％以上（３）焼付荷重シェル式高速四球型摩擦試験機を用い、試験剛球1/2
インチ、測定温度50℃、立軸回転数600rpmの条件で測定
した。

（４）圧延荷重水性金属加工油を60℃に保温しながら、ノズル（1/4K
SA00480）から圧延鋼板（SPC−Ｃ−SB、１×50×150m
m）上に付着油量が1.5g/m²となるようにスプレーした
後、四段ロール式圧延機（ワークロール：径150mm×幅1
40mm、バックアップロール：径250mm×幅140mm、ロール
材質：クロム鋼）を用い、ロール周速30m/minの速度で
圧延を行った。圧延前の鋼板に予め50mm間隔の２本の線
を引いておき、圧延後２本の線の間隔が167mm（圧下率7
0％）となる時の圧延荷重をロードセルにて測定した。

（５）切削抵抗３トン立型内面引き抜きブローチ盤および材質SKH55
のキーブローチ工具（１刃当りの仕込み最大深さ0.05m
m、幅7mm、刃間隔8mm）を用い、Ｓ−45C被削材を2m/min
の速度で切削した際の切削抵抗値を測定した。

実施例２実施列１において、重合体（１）の代わりに参考例
（２）で得られた重合体（２）を用いた以外は、実施例
１と同様にして水性金属加工油（Ｂ）を得た。この水性
金属加工油（Ｂ）を実施例１に記載した試験法により評
価し、その結果を表１に示した。

実施例３実施例１において、重合体（１）の代わりに参考例３
で得られた重合体（３）を用い、石油スルホネートの代
わりにラウリル硫酸ナトリウムを用い、またスピンドル
油１号の代わりに魚油（タラ）を用いた以外は実施例１
と同様にして水性金属加工油（Ｃ）を得た。この水性金
属加工油（Ｃ）を実施例１に記載した試験法により評価
し、その結果を表１に示した。

実施例４参考例４で得られた重合体（４）0.3部、スピンドル
油２号（日本石油（株）製）10部および水90部をビーカ
ーにとり、ホモミキサーを用い5,000rpmで15分間混合す
ることにより水性金属加工油（Ｄ）を得た。この水性金
属加工油（Ｄ）を実施例１に記載した試験法により評価
し、その結果を表１に示した。

実施例５参考例５で得られた重合体（５）0.5部、牛脂10部お
よび水90部をビーカーにとり、撹拌混合して予備乳化物
を得た。得られた予備乳化物を吐出圧50kg/cm²に調整し
たピストン型高圧ホモジナイザーに２回通して均質化し
て水性金属加工油（Ｅ）を得た。この水性金属加工油
（Ｅ）を実施例１に記載の試験法で評価し、その結果を
表１に示した。

比較例１実施例１において、重合体（１）の代わりにポリオキ
シエチレン（ｎ＝10）ノニルフェニルエーテル10部を用
い、石油スルホネート（スルホール400、松村石油
（株）製）を10部用いた以外は実施例１と同様にして水
性金属加工油（Ｆ）を得た。この水性金属加工油（Ｆ）
を実施例１に記載の試験法により評価し、その結果を表
１に示した。

比較例２実施例１において、重合体（１）の代わりに牛脂モノ
グリセライドのエチレンオキシド付加物（ｎ＝10）10部
を用い、石油スルホネート（スルホール400、松村石油
（株）製）を10部用いた以外は実施例１と同様にして水
性金属加工油（Ｇ）を得た。この水性金属加工油（Ｇ）
を実施例１に記載の試験法により評価し、その結果を表
１に示した。

比較例３実施例４において、重合体（４）の代わりにオレイン
酸ナトリウム1.0部を用いた以外は実施例４と同様にし
て水性金属加工油（Ｈ）を得た。この水性金属加工油
（Ｈ）を実施例１に記載の試験法により評価し、その結
果を表１に示した。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ１０Ｍ 145:38）Ｃ１０Ｎ 30:00 40:22 40:24 審査官西川和子 (56)参考文献特開昭59−232183（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−123564（ＪＰ，Ａ) 特開平２−26631（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C10M 145/14,145/38 C10N 40:22,40:24 C08F 290/06 B01F 17/52

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】油性物質を乳化剤を用いて水性媒体中に乳
化してなる水性金属加工油であって、該乳化剤が一般式（Ｉ）（式中、R¹は水素またはメチル基であり、Ｘは全アルキ
レンオキシド残基の合計重量に対して50重量％以上のエ
チレンオキシド残基を含んでなる炭素数２〜４のアルキ
レンオキシド残基であり、ｎは３〜300の整数であり、R
²は水素、炭素数１〜３のアルキル基、または炭素数２
〜３のアルケニル基を有する有機基である）で表される
構造単位（Ａ）の少なくとも１種と、一般式（II）（式中、R³は水素またはメチル基であり、R⁴は炭素数４
〜30の、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラ
ルキル基、環状アルキル基、環状アルケニル基、または
−COOR⁵（ここで、R⁵は炭素数４〜30の、アルキル基、
アルケニル基、アリール基、アラルキル基、環状アルキ
ル基または環状アルケニル基である））で表される構造
単位（Ｂ）の少なくとも１種とを含有し、構造単位
（Ａ）の含有量が97〜25重量％、構造単位（Ｂ）の含有
量が３〜75重量％、構造単位（Ａ）と構造単位（Ｂ）と
の合計含有量が70重量％以上であり、かつ平均分子量が
1,000〜500,000の範囲にある重合体（Ｃ）（但し、中和
物を除く）からなる高分子乳化剤を必須成分として含有
することを特徴とする水性金属加工油。
【請求項２】乳化剤の使用量が油性物質の0.2〜20重量
％である請求項（１）に記載の水性金属加工油。
【請求項３】水性金属加工油中の油性物質の含有量が0.
5〜50重量％である請求項（１）に記載の水性金属加工
油。
【請求項４】油性物質が鉱物油および動植物油から選ば
れる少なくとも１種である請求項（１）に記載の水性金
属加工油。