JPH11279581A - 金属加工用水溶性油剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 研削性、切削性に非常に優れ、希釈油剤に油
溶性他油が漏洩および混入しても他油を簡単に分離し、
作業環境を悪化せず、廃液を出さず、省資源、地球環境
汚染の防止に十分寄与し、更に生産性の向上に寄与する
水溶性金属加工油剤を提供すること。 【解決手段】 下記成分を含有する金属加工用水溶性油
剤。 (a) 極圧添加剤 １〜４０重量％ (b) 高分子カチオン化合物 0.０１〜１０ 〃 (c) 脂環式アミン及び／又は芳香族アミン 0.５ 〜１５ 〃 (d) モノカルボン酸及び／又はジカルボン酸と該カルボン酸 を中和水溶化するに必要な塩基性物質 ２〜７０ 〃 (e) ポリオキシアルキレングリコール １〜３０ 〃 (f) 水 残部

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、切削加工、研削加
工等の塑性加工に広く適用できる金属加工用水溶性油剤
に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属の切削、研削加工分野に広く使用さ
れる切削油剤には、鉱油をベースにし、水に希釈しない
不水溶性切削油剤と、鉱油、界面活性剤、有機アミン等
を含有し、水に希釈して使用する水溶性切削油剤とがあ
る（ＪＩＳ Ｋ２２４１切削油剤 参照）。しかし、近
年の生産性の向上に伴う機械加工条件の増大の為、不水
溶性油剤を適用していた切削、研削加工分野において
は、発煙、ミスト、引火の問題が大きくクローズアップ
され、従来不水溶性油剤の使用されていた旋削、穴あ
け、フライス等の切削加工や多くの研削加工分野で不水
溶性油剤に代わり水溶性油剤が広く使用されるようにな
った。このような水溶性油剤の組成は切削、研削性を維
持する為、不水溶性油剤の基油である鉱油に界面活性
剤、有機アミン等を添加し、水に希釈出来る様にしたタ
イプのもの（通常：エマルションタイプと呼ばれる）が
主体であった。確かに、この油剤（原液）を水で約１０
〜５０倍に希釈して使用した場合、従来不水溶性油剤で
問題となった機械加工中の発煙、ミスト、引火の問題は
解決された。しかし、その反面このタイプの油剤を使用
すると、使用した希釈油剤（エマルション）が腐敗しや
すく（腐敗の為、悪臭を発生し周囲の作業環境も悪
化）、希釈油剤の性能劣化が早く、その為、希釈油剤を
短期間に頻繁に交換しなければならず、資源の無駄使
い、地球の環境汚染の一原因ともなっていた。

【０００３】その対策として、鉱油（不水溶性油剤の基
油）を含有させない油剤（通常ソリューブルタイプと呼
ばれる）や、鉱油の代替原料として腐敗性の少ない種々
のタイプの高分子ポリアルキレングリコール化合物を含
有した油剤（通常シンセティックタイプと呼ばれる）
や、さらに切削油剤の腐敗（腐敗は希釈油剤中に繁殖す
るバクテリアに起因）を防止する為の防黴剤、殺菌剤の
開発、さらに腐敗しにくい切削油剤原料を種々検討し、
これ等原料を使用し総合的に組合せて開発した新しい水
溶性切削油剤（通常バイオスタティックタイプまたは静
菌タイプと呼ばれる）が近年広く市販されている（特開
昭５１−１４９４６０号公報、特公昭５８−５９６０号
公報、特公平５−１３１６号公報、特公平５−５３８７
２号公報、特公平６−３１３８８号公報等参照）。

【０００４】上記水溶性油剤は、新液の場合、その防腐
性能は優れている。しかし、実際の機械加工に使用した
場合、機械加工に使用する被削材には油溶性焼入れ油や
防錆油、更に前加工で使用した油溶性切削油等が付着し
ており、これ等油溶性油剤が必ず希釈油剤中に混入する
（この混入する油溶性油剤を一般に他油（トランプオイ
ル）と呼ぶ）。さらに、切削加工、研削加工を行う工作
機械（旋盤、フライス盤、ボール盤、歯切盤、円筒研削
盤、平面研削盤等）には、その工作機械を精度よく摺動
させる為、種々の油溶性潤滑油（油圧作動油、ギァー
油、摺動面油等）が使用され、これらが使用している水
溶性油剤の希釈油剤中に漏洩、混入することは避けられ
ない。このように漏洩、混入する油剤も上記と同様他油
と呼ばれる。そして、これ等漏洩、混入した他油の量
は、希釈油剤中に通常１〜１５重量％に達する。他油の
量を低減するために、従来より希釈油剤のクーラントタ
ンクにオイルスクレーパー、オイルキャッチャー等を取
り付け、希釈油剤中の他油を分離回収する事が行われて
いる。又、長期間にわたって機械の運転を休止するよう
な場合に、クーラントに多量に浮遊した他油を大型バキ
ュームカーを用いて回収分離する等の非常に非生産的な
対策も行われている。

【０００５】しかし、オイルスクレーパー、オイルキャ
ッチャー、バキュームカー等で希釈油剤中の他油を回収
するにしても、希釈油剤中に漏洩、混入した他油が希釈
油剤中より簡単に分離浮遊しなければ、混入した他油を
希釈油剤中より、分離回収する事は困難ないし不可能で
ある。さらに、上記に述べた鉱油（油溶性他油に類似）
を含有しない様、種々対策を行ってきた水溶性油剤にお
いても、その組成中には、油剤の特性を維持する為、種
々の界面活性剤、有機アミン、無機塩基性化合物、高分
子ポリオキシアルキレン化合物等が含有され、これら
が、漏洩、混入する他油を乳化させる結果、他油の分離
を困難にしてしまうという問題もある。従って、鉱油を
含有せず、腐敗しにくい水溶性油剤も開発されてはいる
が、実際にこれを希釈油剤として使用する場合、希釈油
剤中に他油が漏洩、混入することは回避できない。その
結果、他油が希釈油剤中に完全に乳化され、希釈油剤が
これら他油の為に腐敗し短期間で希釈油剤の性能が低下
してしまうのが通常であった。

【０００６】その為、鋭意研究の結果、我々は、特定の
高分子カチオン化合物の使用によりこれ等の諸問題が解
決し得ることを見出した。確かに、実際の多くの機械工
場で切削、研削加工に上記特定の高分子カチオン化合物
を含有する水溶性金属加工油剤（切削、研削加工油剤）
を使用した場合、希釈油剤中に漏洩、混入する油溶性他
油を簡単に分離し、他油の混入による、希釈油剤の腐敗
や性能の劣化や、作業環境の悪化を防止し、長期間安定
して使用でき、廃液を出す回数を減少させる事ができ
た。しかし、上記特定の高分子カチオン化合物を含有す
る金属加工用水溶性油剤は、例えば自動車部品の切削、
研削加工において、エンジンブロック等鋼の旋削、フラ
イス加工、ドリル加工等の切削加工（一般に軽〜中程度
の切削加工といわれる）や、カムシャフト、クランクシ
ャフト等の円筒研削（一般に中研削加工といわれる）で
は十分満足すべき結果が得られるが、鋼のガンドリル加
工、リーマ加工等の重切削加工や、ドリル工具の溝加工
等の重研削加工に対しては、切削、研削性能が必ずしも
充分ではなかった。尚、これ等の加工には、一般に切削
性能、研削性能の優れた不水溶性油剤が使用されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、従来不水溶性油剤を使用していた重切削加工（鋼の
タップ加工、ガンドリル加工、リーマ加工等）、重研削
加工（鋼の溝加工、アンギュラー加工等）にも十分適用
でき、併せて希釈油剤に油溶性他油が漏洩および混入し
てもこれら他油が上層に分離され、その結果、油剤性能
が劣化せず長期間安定して使用出来る為、周囲の作業環
境を悪化させず、併せて廃液を出さず、省資源地球環境
汚染の防止に十分寄与する金属加工用水溶性油剤を提供
することである。

【０００８】

【課題を解決する為の手段】本発明は、下記成分を含有
する金属加工用水溶性油剤を提供するものである。 (a) 極圧添加剤 １〜４０重量％ (b) 高分子カチオン化合物 0.０１〜１０ 〃 (c) 脂環式アミン及び／又は芳香族アミン 0.５ 〜１５ 〃 (d) モノカルボン酸及び／又はジカルボン酸と該カルボン酸を中和水溶化する のに必要な塩基性物質 ２〜７０ 〃 (e) ポリオキシアルキレングリコール １〜３０ 〃 (f) 水 残部

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明に使用される極圧添加剤
は、好ましくは、塩素化化合物、合成硫黄化合物、リン
化合物及び有機金属塩化合物からなる群から選ばれる少
なくとも１種の化合物を含む。塩素化化合物としては、
塩素化鉱油、塩素化油脂、塩素化脂肪酸、又は塩素化脂
肪酸エステルが、合成硫黄化合物としては、硫化鉱油、
硫化油脂、硫化脂肪酸、硫化脂肪酸エステル、アルキル
ポリサルファイド、又はアルキルフェニルポリサルファ
イドが、リン化合物としては、アルキル亜リン酸塩、ア
ルキルアリル亜リン酸塩、酸性アルキルリン酸塩、又は
酸性アルキルアリルリン酸塩が、有機金属塩としては、
モリブデン酸亜鉛、モリブデン酸アルカリ土類金属塩、
リン酸亜鉛、又はリン酸アルカリ土類金属塩が挙げられ
る。

【００１０】本発明に使用される極圧添加剤の代表的な
例として以下の(1) 〜(12)の化合物が挙げられる。 (1) 炭素数１２〜２００のパラフィン又はα−オレフィ
ンに塩素を１０〜５０重量％反応させた塩素化化合物
（塩素化パラフィン等） (2) 天然の動植物油脂（ラード、鯨油、なたね油、米ぬ
か油、オリーブ油等）に塩素を１０〜５０重量％反応さ
せた塩素化化合物（塩素化ラード、塩素化なたね油等） (3) 炭素数１２〜６０で、二重結合を一個以上含有す
る、モノ又はジカルボン酸（重縮合カルボン酸を含む）
を炭素数１〜３０のアルコールでエステル化した化合物
に塩素を１０〜５０重量％反応させた塩素化化合物（ト
リクロロステアリン酸メチルエステル、ペンタクロロス
テアリン酸エチルエステル等） (4) 炭素数１２〜６０（重縮合カルボン酸含む）で二重
結合を一個以上含有する、モノ、ジカルボン酸に炭素数
１〜３０までアルコールでエステル化した化合物に塩素
を１０〜５０重量％反応させた塩素化合物（トリクロロ
ステアリン酸メチルエステル、ペンタクロロステアリン
酸エチルエステル等） (5) ４０℃の粘度が1.０〜５００mm²/S の鉱油に硫黄0.
１〜3.０重量％を添加溶解した硫黄化合物（硫化鉱油） (6) 炭素数１２〜２００のα−オレフレンに硫黄を１〜
５０重量％反応させた硫黄化合物（硫化オレフィン） (7) 天然の動植物油脂に硫黄を１〜３０重量％反応させ
た硫黄化合物（硫化ラード、硫化米ぬか油等） (8) 炭素数１２〜６０で二重結合を一個以上含有する、
モノ又はジカルボン酸（オレイン酸、リシノール酸、重
縮合カルボン酸等）に硫黄を１〜３０重量％反応させた
硫黄化合物（硫化オレイン酸等） (9) 式Ｒ⁵ −（Ｓx ）−Ｒで表される硫黄化合物（ジペ
ンチルペンタポリサルファイド等） 式中、Ｒ⁵ は、Ｃ₃ 〜Ｃ₂₀の直鎖又は分岐鎖のアルキル
基又はＣ₇ 〜Ｃ₂₄のアルキルアリール基、x は、１〜６
の整数を示す。 (10) 式（Ｒ⁶ Ｏ）（Ｒ⁷ Ｏ）（Ｒ⁸ Ｏ）ＰＯで表され
るリン酸エステル化合物（トリラウリルリン酸エステ
ル、酸性ジラウリルリン酸エステル等） 式中、Ｒ⁶ 、Ｒ⁷ 及びＲ⁸ は、同一でも異なっていても
よく、水素原子、Ｃ₃〜Ｃ₂₀の直鎖又は分岐鎖のアルキ
ル基又はＣ₇ 〜Ｃ₂₄のアルキルアリール基を示す。 (11) 式（Ｒ⁹ Ｏ）（Ｒ¹⁰Ｏ）（Ｒ¹¹Ｏ）₃ Ｐで表され
る亜リン酸エステル化合物（トリラウリルリン酸エステ
ル、酸性ジラウリルリン酸エステル等） 式中、Ｒ⁹ 、Ｒ¹⁰及びＲ¹¹は、同一でも異なっていても
よく、水素原子、Ｃ₃〜Ｃ₂₀の直鎖又は分岐鎖のアルキ
ル基又はＣ₇ 〜Ｃ₂₄のアルキルアリール基を示す。 (12) モリブデン（Ｍo)、亜鉛（Ｚn)、アンチモン（Ｓ
b)、カルシウム（Ｃa)、バリウム（Ｂa)等の重金属を含
有する有機金属塩化合物（ジンクジアルキルジチオフォ
スフェート、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン
等）

【００１１】上記極圧添加剤の使用量は、本発明の油剤
（原液）中、１〜４０重量％の範囲が適当であり、好ま
しくは３〜３０重量％が望ましい。同極圧添加剤が１重
量％以下では切削性能、研削性能の向上に効果がなく、
４０重量％以上では増量効果が表れず、コスト的にも高
くなり、原液が増粘性を示すようになる。また、原液が
分離する等の弊害を生じる事もある。

【００１２】本発明に使用される高分子カチオン化合物
（成分(a))は、好ましくは下記の式（１）で表される化
合物である。 （１） -[CH₂C(CH₃)COOR¹]a-[CH₂CHCOOR²]b-[CH₂C(C
H₃)COOR³]c- 式中、R¹及びR²は水素又は炭素数１〜１２のアルキル
基、炭素数６〜１４のアリール基、炭素数７〜１８のア
ルキルアリール基を示し、R³はCH₂CH₂N ⁺ (CH₃)₃Clを示
し、ａ、ｂ、ｃは整数を表し、ａ：ｂ：ｃは、１：0.０
５：0.００１〜１：１０：１である。高分子カチオン化
合物の分子量は、好ましくは5,０００〜８０0,０００で
あり、さらに好ましくは３０，０００〜５００，０００
である。分子量５，０００未満では、希釈油剤中に漏
洩、混入する他油の分離効果が減少し、又、分子量が８
００，０００を越えると、他油分離の効果はそれ以上に
増大せず、同化合物の水に対する可溶性も減少し、さら
に油剤（原液）の粘性が著しく増加してしまう。上記高
分子カチオン化合物の使用量は、本発明の油剤（原液）
中、0.０１〜１５重量％の範囲が適当であり、好ましく
は0.１〜５重量％が望ましい。同化合物が0.０１重量％
未満では他油分離効果が劣り、又１５重量％を越えても
増量効果が表れずコスト的にも高くなり、又、油剤（原
液）が非常に増粘性を示し、取扱上問題がある。

【００１３】本発明に使用する脂環式アミン及び／又は
芳香族アミン成分(c) としては、シクロヘキシルアミ
ン、ジシクロヘキシルアミン、１，３−ビスメチルアミ
ノシクロヘキサン等の脂環式アミン、アニリン、ｏ−ア
ルキルアニリン、ｍ−キシレンジアミン等の芳香族アミ
ン等が挙げられる。これ等のアミンは上記高分子カチオ
ン化合物の他油分離効果を向上する助剤であり、これ等
のアミン化合物を高分子カチオン化合物と併用する事に
より、その希釈油剤中に漏洩、混入した他油の分離効果
を著しく向上させる事が出来る。上記脂環式および／又
は芳香族アミンの使用量は、本発明の油剤（原液）中、
0.５〜１５重量％が適当であり、0.５重量％未満では、
高分子カチオン化合物と併用した場合、その他油分離効
果が十分に発揮されないことがあり、又、１５重量％を
越えても、他油分離の効果が飽和し、コスト的にも非常
に高くなり、さらに、水に対する溶解性も低くなる。従
って、好ましくは、1.０〜１0.０重量％が望ましい。
又、高分子カチオン化合物に対する、同アミン化合物の
重量比率は１：３〜１：５０の範囲が望ましい。

【００１４】本発明に使用されるモノカルボン酸及び／
又はジカルボン酸（成分(d))としては、炭素数６〜６０
の、脂肪族モノカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、芳香
族モノカルボン酸、又は芳香族ジカルボン酸が好まし
く、塩基性物質としては、アルカノールアミン、脂肪族
アミン、アミンのエチレンオキサイド付加物、又はアル
カリ金属水酸化物が好ましい。炭素数６〜６０のモノカ
ルボン酸および／又はジカルボン酸の具体例としては、
カプロン酸、カプリル酸、ノナン酸、ラウリル酸、ステ
アリン酸、オレイン酸、リシノレイン酸、１２−ヒドロ
キシ脂肪酸、アラキン酸、ベヘン酸、メリシン酸や、イ
ソノナン酸、ネオデカン酸、イソステアリン酸、さらに
油脂より抽出された大豆脂肪酸、ヤシ脂肪酸、ナタネ油
脂肪酸や、石油より抽出されたナフテン酸等；アジピン
酸、セバシン酸、ドデカン２酸、モノ又はジヒドロキシ
アラキン酸；さらにオレイン酸、リシノール酸、リシノ
レイン酸、１２−ヒドロキシ脂肪酸等の二量体、三量体
等の合成脂肪酸が挙げられる。これらのカルボン酸の使
用量は、本発明の油剤（原液）中、１〜３０重量％が適
当である。

【００１５】本発明の組成物は、さらに上記カルボン酸
を中和水溶性化するのに必要な塩基性物質を含む。この
ような塩基性物質としては、アルカノールアミン、脂肪
族アミン、アミンのエチレンオキサイド付加物（例え
ば、アミンにエチレンオキサイドを１〜５モル付加した
もの）等の有機塩基性化合物、又はアルカリ金属水酸化
物等の無機塩基性化合物が挙げられる。これらの塩基性
物質は切削性、研削性、及びサビ止メ性等を向上させ
る。これらの塩基性物質の使用量は、本発明の油剤（原
液）中、１〜４０重量％が適当である。アルカノールア
ミンとしては、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、モノプロパノールアミ
ン、ジプロパノールアミン、トリプロパノールアミン、
Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチル
エタノールアミン、Ｎ−アミノエチルエタノールアミ
ン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−メチル−ジエタ
ノールアミン等が挙げられ、脂肪族アミンとしては、炭
素数８〜１８の、第１級、第２級のアルキルアミン（例
えば２−エチルヘキシルアミン、ラウリルアミン、ステ
アリルアミン、オレイルアミン等）およびこれ等のアミ
ンにエチレンオキサイドを１〜５モル付加した合成アミ
ンやさらにイソデシルアミン、イソステアリルアミン等
が挙げられる。無機塩基性化合物としては、周期表１Ａ
族のアルカリ金属の水酸化物（水酸化リチウム、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム）が挙げられる。これらの
塩基性物質の使用量は、上記モノおよび／又はジカルボ
ン酸を中和させるのに必要な量以上であれば良い。塩基
性物質の使用量がカルボン酸の中和量より少ないとカル
ボン酸が十分に水に可溶化しない。カルボン酸の使用量
と塩基性物質の使用量の合計量は、原液中、好ましくは
２〜７０重量％であり、さらに好ましくは５〜５０重量
％である。２重量％未満では、その特性効果が十分に発
現しないことがあり、７０重量％を越えると、塩基性が
強く、使用する作業者に皮膚炎を発生したり、漏洩、混
入他油を完全乳化させる為、油剤の他油分離性が低下す
る。

【００１６】本発明の油剤に使用されるポリオキシアル
キレングリコールとして好ましいものは、下記式（２）
〜（５）で表されるものである。 （２）Ｈ−（ＥＯ）k −（ＰＯ）l −（ＥＯ）m −ＯＨ （３）Ｈ−（ＰＯ）p −（ＥＯ）q −（ＰＯ）r −ＯＨ （４）Ｈ−（EO／PO）t - （ＰＯ）u −（EO／PO）v −
ＯＨ （５）R⁴Ｏ（ＰＯ）w （ＥＯ）x Ｈ 式中、R⁴は、炭素数１〜６のアルキル基、ＰＯは−ＣＨ
₂ −ＣＨ（ＣＨ₃ ）−Ｏ−基、ＥＯは−ＣＨ₂ −ＣＨ₂
−Ｏ−基を示し、k, l, m, p, q, r, t, u, v, w, 及び
x は３〜５００の整数であり、（EO／PO）中のＥＯとＰ
Ｏの比率は、５：９５〜９５：５（重量比）であり、式
（２）〜（５）で表される化合物の分子量はそれぞれ１
０００〜３００００である。これらの化合物を添加する
ことによって、油剤の切削性、研削性をさらに向上させ
ることができる。しかしながら、これらの化合物は、漏
洩、混入した他油を乳化し、油剤の他油分離性に悪影響
を与えるので、その使用量は、本発明の油剤（原液）
中、好ましくは１〜３０重量％であり、さらに好ましく
は３〜２０重量％である。１重量％未満では油剤の切削
性、研削性の向上に寄与せず、３０重量％を越えると油
剤の他油分離性を低下させ、又、切削性、研削性の向上
が飽和してしまい、油剤のコストを増大させる結果とな
る。

【００１７】本発明の油剤（原液）は、水（蒸留水、脱
イオン水、水道水、工業用水等）で例えば、１０倍〜２
００倍に希釈し、希釈油剤として切削加工、研削加工、
プレス加工、圧延加工、鍛造加工等の金属加工に使用さ
れるのが一般的である。

【００１８】

【実施例】以下、表１の実施例及び表２の比較例によ
り、本発明の水溶性油剤をさらに詳細に説明する。な
お、油剤の漏洩、混入他油分離性試験、切削性試験及び
研削性試験は、実際の工場の機械加工現場で使用してい
る場合と同様に、表１及び２に記載の原液を水道水で３
０倍に希釈した油剤について行った。

【００１９】(a) 原液外観判定試験 原液を２００ml栓付ガラス容器に入れ、２４時間後の分
離状態を観察した。 判定 ○：変化なし ×：二層分離 (b) 漏洩、混入他油分離性試験 ３０倍希釈油剤８０ml、及び工作機械用潤滑油（摺動面
およびギャー油兼用潤滑油：モービル石油製バクトラN
o.2）２０mlを、７２０家電用ミキサー（東芝製）に採
取し、９０００rpm で１分間作動させ、その後この潤滑
油混入希釈油剤を速やかに１００mlメスシリンダーに移
し、室温（２５℃±３℃）で２４時間放置し潤滑油の分
離状態を肉眼観察した。 判定 ○：３０分でほぼ完全に潤滑油を上層に分離する（潤滑
油−希釈油剤が完全に分離する）。 ×：８時間経過後、潤滑油は混合量の１０〜５０％程度
しか上層に分離せず、下層の希釈油剤は潤滑油を乳化し
ている為、その外観は白濁（エマルション化）してい
る。

【００２０】(c) 切削性試験 ３０倍希釈油剤７０Ｌをマシニングセンターのクーラン
トタンクに張り込み、下記切削条件で切削試験（高速度
鋼タップ試験）を行い、切削トルク（タップトルク、ス
ラストトルク）を測定し初期の切削トルクより５０％増
加するまでにタップ穴が何個開けられたかにより、油剤
の良否を判定する。 判定 ◎：１５穴以上 ○：１０〜１４穴 □： ７〜９穴 △： ６穴以下 （切削諸元） 工作機械：森精機製 マシニングセンター 加工法 ：タップ加工 工 具 ：高速度鋼（４５Ｃ 300×400×30mm） 下 穴 ：9.２mmリーマ仕上げ （目くら穴） 測定項目：切削トルクが第１回切削時から５０％増加す
るまでの加工個数 (d) 研削性試験 ３０倍希釈油剤５０Ｌを円筒研削盤のクーラントタンク
に張り込み、下記研削条件で研削実験を行い、砥石を１
回ドレッシング（目立て）した時、何個の材料が研削可
能かを調べる。１個目の材料を研削した時の研削盤のモ
ーターの消費電力値より３０％上昇したときの電力値を
もって砥石寿命とし、そのときまでの被研削材料の加工
個数により油剤の良否を判定する。但し、消費電力値は
モーター無負荷時の値を引いたものとする。 判定 ◎：８０本以上 ○：７０〜７９本 □：６０〜６９本 △：５９本以下 （研削諸元） 工作機械：豊田工機製 円筒研削盤Ｇｕｐ−３２ 研削砥石：ＷＡ８０Ｎ（４５０mmφ) 被削材 ：クロムモリブデン鋼（５０mmφ×１０mm巾） 研削条件： 砥石周速：２７００ｍ／min 切込み ：２mm／min 取り代 ：１mm 測定項目：研削盤モーター電力（ｋｗ） クーラントタンク：６０Ｌ

【００２１】

【表１】 表１ ──────────────────────────────────── 実施例 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ 成分(a): 塩素化パラフィン（Cl：50重量％) 5 − − − − 5 1 ペンタクロロステアリン酸 − 5 − − − − − （Cl：36重量％) 硫化ラード（Ｓ：10重量％） − − 5 − − 5 1 硫化オレフィン（Ｓ：40重量％） − − − 5 − − − 酸性ジラウリル亜リン酸塩 − − − − 3 3 1 （Ｐ：７重量％） 成分(b):高分子カチオン化合物 1 1 1 1 1 1 1 成分(c):メタキシレンジアミン 5 5 5 5 5 5 5 成分(d): オレイン酸 10 10 10 10 10 15 10ジエタノールアミン 20 20 20 20 20 25 20 成分(e): ポリオキシエチレンポリオキシ 10 10 10 10 10 5 5 プロピレン共重合体 成分(f):水 残 残 残 残 残 残 残 性状（30倍希釈液） 原液（外観） ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 他油分離性 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 切削性 ○ ○ ○ ○ ○ ◎ □ 研削性 ○ − ○ − − ◎ □

【００２２】

【表２】 表２ ──────────────────────────────────── 比較例 １ ２ ３ ４ ５ ６ 成分(a): 塩素化パラフィン（Cl：50重量％) 45 − 5 − − − ペンタクロロステアリン酸 − − − 5 − − （Cl：36重量％) 硫化ラード（Ｓ：10重量％） − 0.5 − − 3 − 硫化オレフィン（Ｓ：40重量％） − − − − − − 酸性ジラウリル亜リン酸塩 − − − − − − （Ｐ：７重量％） 成分(b):高分子カチオン化合物 1 1 − − 1 1 成分(c):メタキシレンジアミン 5 5 5 − 5 5 成分(d): オレイン酸 10 10 10 − − 10ジエタノールアミン 20 20 20 20 − 20 成分(e): ポリオキシエチレンポリオキシプロ 10 10 10 10 10 10 ピレン共重合体 成分(f):水 残 残 残 残 残 残 性状（30倍希釈液） 原液（外観） × ○ ○ × × ○ 他油分離性 − ○ × − − ○ 切削性 − △ ○ − − △ 研削性 − △ ○ − − △

【００２３】表１及び２中、成分(b):高分子カチオン化合物
の分子量は300000であり、成分(e):ポリオキシエチレン
ポリオキシプロピレン共重合体は式（２）で表されるも
のであり、その分子量は2000である。また、他油分離
性、切削性、研削性の評価の欄の「−」は試験を行わな
かったこと又は行うことができなかったことを示す。表
１の実施例、表２の比較例からもわかる様に、極圧添加
剤を含有する本発明の実施例１〜７の水溶性油剤は、切
削性能、研削性能に優れ、併せて希釈油剤中に漏洩、混
入する他油の分離性に優れているのに対して、極圧添加
剤等を含有しない比較例の油剤組成物は、切削性能、研
削性能が劣っている。

【００２４】次に、本発明の実施例６の油剤と市販の不
水溶性油剤（ＪＩＳ Ｋ２２４１、２種３号）につい
て、工場において実機試験を行なった例を示す。 （現場実機試験例） 加工部品：自動車部品（デファレンシャルギャー） 加工法 ：タップ加工 工作機械：専用機 切削油剤：実施例６の水溶性油剤 市販不水溶性油剤（２種３号該当品） 希釈倍率：３０倍 クーラントタンク：１０００Ｌ 結果 ：実施例６の水溶性油剤は加工個数：５０〜６
０個で不水溶性油剤と同等であった。そして、不水溶性
油剤と異なり、ミストの発生、引火の心配もなく作業者
の作業環境の向上に寄与できた。

【００２５】

【発明の効果】本発明の水溶性金属加工油剤は、不水溶
性油剤と同等の切削性能、研削性能を有し、併せて、漏
洩、混入他油の分離性が優れ、長期間、性能が劣化しな
い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ１０Ｍ 145/10 Ｃ１０Ｍ 145/10 145/34 145/34 159/04 159/04 // Ｃ１０Ｎ 30:00 40:22 (72)発明者 丹羽 栄次 神奈川県藤沢市辻堂神台１丁目４番地１号 協同油脂株式會社内 (72)発明者 服部 幸恵 神奈川県藤沢市辻堂神台１丁目４番地１号 協同油脂株式會社内 (72)発明者 小林 博人 愛知県名古屋市西区則武新町３丁目１番36 号 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 内 (72)発明者 佐藤 誠 愛知県名古屋市西区則武新町３丁目１番36 号 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記成分を含有する金属加工用水溶性油
   剤。 (a) 極圧添加剤 １〜４０重量％ (b) 高分子カチオン化合物 0.０１〜１０ 〃 (c) 脂環式アミン及び／又は芳香族アミン 0.５ 〜１５ 〃 (d) モノカルボン酸及び／又はジカルボン酸と該カルボン酸を中和水溶化する のに必要な塩基性物質 ２〜７０ 〃 (e) ポリオキシアルキレングリコール １〜３０ 〃 (f) 水 残部
2. 【請求項２】 極圧添加剤が、塩素化化合物、合成硫黄
   化合物、リン化合物及び有機金属塩化合物からなる群か
   ら選ばれる少なくとも１種の化合物を含む請求項１記載
   の金属加工用水溶性油剤。
3. 【請求項３】 塩素化化合物が、塩素化鉱油、塩素化油
   脂、塩素化脂肪酸、又は塩素化脂肪酸エステルであり、
   合成硫黄化合物が、硫化鉱油、硫化油脂、硫化脂肪酸、
   硫化脂肪酸エステル、アルキルポリサルファイド、又は
   アルキルフェニルポリサルファイドであり、リン化合物
   が、アルキル亜リン酸塩、アルキルアリル亜リン酸塩、
   酸性アルキルリン酸塩、又は酸性アルキルアリルリン酸
   塩であり、有機金属塩が、モリブデン酸亜鉛、モリブデ
   ン酸アルカリ土類金属塩、リン酸亜鉛、又はリン酸アル
   カリ土類金属塩である請求項２記載の金属加工用水溶性
   油剤。
4. 【請求項４】 高分子カチオン化合物が下記式（１）で
   表される化合物である請求項１〜３のいずれか１項記載
   の金属加工用水溶性油剤。 （１） -[CH₂C(CH₃)COOR¹]a-[CH₂CHCOOR²]b-[CH₂C(C
   H₃)COOR³]c- （式中、R¹及びR²は水素又は炭素数１〜１２のアルキル
   基、炭素数６〜１４のアリール基、炭素数７〜１８のア
   ルキルアリール基を示し、R³はCH₂CH₂N ⁺ (CH₃)₃Clを示
   し、ａ、ｂ、ｃは整数を表し、ａ：ｂ：ｃは、１：0.０
   ５：0.００１〜１：１０：１であり、分子量は5,０００
   〜８０0,０００である。）
5. 【請求項５】 脂環式アミン及び／又は芳香族アミン
   が、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、
   １，３−ビスメチルアミノシクロヘキサン、アニリン、
   ｏ−アルキルアニリン、又はｍ−キシレンジアミンであ
   る請求項１〜４のいずれか１項記載の金属加工用水溶性
   油剤。
6. 【請求項６】 モノカルボン酸及び／又はジカルボン酸
   が、炭素数６〜６０の、脂肪族モノカルボン酸、脂肪族
   ジカルボン酸、芳香族モノカルボン酸、又は芳香族ジカ
   ルボン酸であり、塩基性物質が、アルカノールアミン、
   脂肪族アミン、アミンのエチレンオキサイド付加物、又
   はアルカリ金属水酸化物である請求項１〜５のいずれか
   １項記載の金属加工用水溶性油剤。
7. 【請求項７】 ポリオキシアルキレングリコールが、下
   記式（２）〜（５）で表される化合物である請求項１〜
   ６のいずれか１項記載の金属加工用水溶性油剤。 （２）Ｈ−（ＥＯ）k −（ＰＯ）l −（ＥＯ）m −ＯＨ （３）Ｈ−（ＰＯ）p −（ＥＯ）q −（ＰＯ）r −ＯＨ （４）Ｈ−（EO／PO）t - （ＰＯ）u −（EO／PO）v −
   ＯＨ （５）R⁴Ｏ（ＰＯ）w （ＥＯ）x Ｈ （式中、R⁴は、炭素数１〜６のアルキル基、ＰＯは−Ｃ
   Ｈ₂ −ＣＨ（ＣＨ₃ ）−Ｏ−基、ＥＯは−ＣＨ₂ −ＣＨ
   ₂ −Ｏ−基を示し、k, l, m, p, q, r, t, u, v,w, 及
   びx は３〜５００の整数であり、（EO／PO）中のＥＯと
   ＰＯの比率は、５：９５〜９５：５（重量比）であり、
   式（２）〜（５）で表される化合物の分子量はそれぞれ
   １０００〜３００００である。）