KR900005102B1 - 수용성 금속 가공용 윤활제 조성물 - Google Patents

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리끼오 쭈시마
히로시 구와모또
슈우이찌 이와도우
다께시 샤리오우
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마루다 요시로
니뽕 고간 가부시끼 가이샤
가네오 미노루
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Abstract

내용 없음.

Description

수용성 금속 가공용 윤활제 조성물
본 발명은 금속 가공에 사용하는 신규한 수용성 윤활제 조성물에 관한 것이며, 더욱 특히 본 발명은 수용성 양이온성 중합체 화합물 또는 수용성 양성(amphoteric)중합체 화합물의 염 또는 4급 암모늄염으로 이루어진, 금속의 소성가공(plastic working), 절삭(machining) 및 연삭(grinding)가공과 같은 금속 가공에서의 윤활제로 유용한 수용성 금속 가공용 윤활제 조성물에 관한 것이다.
지금까지 일반적으로, 소성가공, 절삭 및 연삭과 같은 금속 가공에 사용되어온 액체 윤활제는 계면활성제와 같은 유화제를 소정 농도 사용하여 유제의 형태로 제조하여, 가공되는 금속 재료의 표면에 적용하였다. 이러한 액체 윤활제는 계면 활성제에 의해 유화된 액체 윤활제의 입자가 가공되어야 하는 금속 재료의 표면에 침적되어 윤활효과를 나타낸다는 특징이 있다. 특히, 물에 유화된 액체 윤활제는 금속 재료가 가공될 때 발생되는 열에 대한 냉각 효과가 있다는 점에서 이점이 있으며, 또한 유제의 순환 사용에 따른 경제적 이점이 있다. 이와 반면에, 이들은 유제취급상에 있어서 다음과 같은 단점이 있다; (1) 유제의 안정성이 결여되어 있으며, (2) 금속 재료를 가공할 때 금속 가루 및 스컴(scum)과 같은 오염물질로 유제가 오염되고, (3) 가공되는 금속재료의 표면이 상기 오염물질로 오염되며, (4) 유제의 증가된 안정성을 얻기 위해 가공되는 재료 표면 상의 윤활제 입자의 양을 감소시키는 경우에 또한 내하중성(load resistance)의 감소가 나타내고, (5) 유제의 폐수처리가 어려우며, (6) 가공되는 재료가 주로 물에 의해 부식되거나 녹이슨다.
따라서, 상기의 단점을 해결한 수용성 윤활제의 개발이 강력히 요구되었다. 그러나 이와 관련하여, 유화제를 사용한 윤활제는 아직도 해결하지 못한 여러 가지의 단점이 있기 때문에 만족스러운 것은 아니다.
공지의 액체 윤활제의 단점을 해결하고 개선된 수용성 윤활제를 얻기 위해 집중적인 연구가 행해졌으며, 이렇게 하여 액체 윤활제를 사용하지 않고 특정형태의 수용성 양이온성 또는 양성 중합체 화합물(이하에서는 간단하게 수용성 중합체 화합물이라 칭함)의 염 또는 4급 암모늄 염으로 이루어진 조성물의 수용액을 사용함으로써 상기 목적을 달성할 수 있음을 알게 되었다.
본 발명에 따라, 반대 음이온이 산성 인-함유화합물 또는 붕산인 적어도 하나의 수용성 중합체 화합물로 이루어진 수용성 금속가공용 윤활제 조성물 및 그의 공급 방법이 제공되며, 여기에서 상기 수용성 중합체 화합물은 분자량이 1,000 내지 10,000,000이며 하나의 분자중에 적어도 하나의 염기성 질소원자 또는 양이온성 질소원자를 함유하는, 양이온성 또는 양성 부가 중합체, 개환 중합체(ring-opened polymers), 중축합 생성물 및 천연 중합체 유도체의 염 또는 4급 암모늄 염으로 이루어진 그룹 중에서 선택된다.
본 발명의 수용성 금속 가공용 윤활제 조성물에 사용된 수용성 중합체 화합물은 본질적으로 그중에 염기성 질소원자 또는 양이온성 질소원자를 함유하여야 하며, 또한 그 분자 내에 카복실레이트, 설포네이트, 아미드, 에스테르 등의 그룹을 더 함유할 수 있다. 이러한 중합체 화합물의 예로는 다음과 같은 화합물이 있다.
(a) 다음 일반식(Ⅰ) 내지 (Ⅴ)로 표시되는 질소-함유 단량체의 염 또는 4급 암모늄염의 단중합체, 또는 이들의 두가지 이상의 염의 공중합체:
Figure kpo00001
Figure kpo00002
Figure kpo00003
Figure kpo00004
Figure kpo00005
상기 식에서, A는 -O- 또는 -NH-를 나태내며; n1은 1 내지 3의 정수이고; R1은 H 또는 CH3를 나타내며; R2및 R3는 독립적으로 H, CH3또는 C2H5를 나타내고; 일반식(Ⅲ)에서 피리딘은 2- 또는 4- 위치에서 치환되며; 일반식(Ⅳ)에서 피페리딘은 2- 또는 4- 위치에서 치환된다.
이러한 단량체의 예로는, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트, 디에틸아미노에틸 아크릴레이트, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 디에틸아미노에틸 메타크릴레이트, 디메틸아미노프로필 아크릴아미드, 디에틸아미노프로필 아크릴아미드, 디메틸아미노프로필 메타크릴아미드, 디에틸아미노프로필 메타크릴아미드 등과 같이 일반식(Ⅰ)로 표시되는 화합물; 디메틸아미노 메틸에틸렌, 디에틸아미노메틸에틸렌, 디메틸아미노메틸프로펜, 디에틸아미노메틸프로펜 등과 같이 일반식(Ⅱ)로 표시되는 화합물; 비닐피리딘 등과 같이 일반식(Ⅲ)으로 표시되는 화합물; 비닐피페리딘, 비닐-N-메틸피페리딘 등과 같이 일반식(Ⅳ)로 표시되는 화합물; 및 비닐벤질아민, 비닐-N,N-디메틸벤질아민 등과 같이 일반식(Ⅴ)로 표시되는 화합물이 포함된다.
이들 단량체의 단중합체 또는 공중합체는 평균 분자량이 1,000 내지 10,000,000이어야 한다.
(b) 상기 일반식(Ⅰ) 내지 (Ⅴ)의 질소-함유단량체의 염 또는 4급 암모늄 하나 이상과, α, β-불포화카복실산 및 그의 염 또는 유도체, 설폰산 그룹-함유 비닐 화합물 및 그의 염, 아크릴로니트릴, 비닐피롤리돈 및 탄소수 2 내지 20의 지방족 올레핀으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 비닐 단량체 하나 이상이 공중합체.
비닐 단량체의 예로는 비닐피롤리돈 및 아크릴로니트릴; 아크릴산, 메타크릴산 및 이들의 알칼리 금속염, 암모늄염, 아미드 화합물 및 말레산, 및 에스테르 화합물; 비닐설폰산, 메트알릴선폰산, 2-아크릴아미노-2-메틸프로판설폰산, p-스티렌설폰산 및 이들의 알칼리 금속 염 및 암모늄 염이 포함된다. 질소-함유 단량체와 비닐 단량체의 공중합체중, 평균 분자량 1,000 내지 10,000,000인 공중합체가 사용된다.
(c) 에틸렌이민의 개환 중합체의 염 및 4급 암모늄염.
이들 중합체는 다음 일반식(Ⅵ)의 순환 단위(recurring units)를 가지며 평균 분자량은 1,000 내지 10,000,000이다.
Figure kpo00006
상기 식에서, n2은 1 내지 5의 정수이며; n3는 0 내지 5의 정수이다.
(d) 지방족 디카복실산과 폴리에틸렌폴리아민 또는 디폴리옥시에틸렌알킬아민의 중축합 생성물의 염 또는 4급 암모늄염.
이러한 중합체의 예로는 다음 일반식(Ⅶ)의 순환 단위를 갖는 폴리에틸렌폴리아민과의 중축합 생성물 및 다음 일반식(Ⅷ)의 디폴리옥시에틸렌알킬아민과의 중축합 생성물로 분자량 1,000 내지 10,000,000범위인 것이 포함된다.
Figure kpo00007
Figure kpo00008
상기 식에서, R4는 다이머산 잔기 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌 그룹을 나타내며; R'는 -CH2CH2-를 나타내고; n4는 2 내지 7의 정수이며; R5는 탄소수 1 내지 8의 알킬 그룹을 나타내고; R6는 H 또는 CH3를 나타내며; n5및 n6은 독립적으로 1 내지 10의 정수이다.
지방족 디카복실산은 다이머산, 아디프산 등이며, 폴리에틸렌폴리아민은 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민 등이다.
(e) 디할로알칸-폴리알킬렌폴리아민의 중축합 생성물의 염 또는 4급 암모늄 염.
이러한 생성물은 1,2-디클로로에탄, 1,2-디브로모에탄, 1,3-디클로로프로판 등과 같은 디할로알칸과 분자내에 2개 이상의 3급 아미노 그룹을 함유하는 폴리알킬렌폴리아민의 4급 암모늄 염의 중축합 생성물로 그 평균 분자량은 1,000 내지 10,000,000범위이다.
폴리알킬렌폴리아민의 예로는 다음과 같은 화합물이 포함된다:
Figure kpo00009
Figure kpo00010
Figure kpo00011
Figure kpo00012
Figure kpo00013
(f) 에피할로히드린-아민의 중축합 생성물의 염 또는 4급 암모늄염.
이러한 화합물로는 평균 분자량이 1,000 내지 10,000,000이며, 다음 일반식(Ⅸ)의 순환 범위를 갖는 생성물이 언급될 수 있다.
Figure kpo00014
상기 식에서, R7내지 R9는 CH3또는 C2H2를 나타내며; X-는 할로겐 이온을 나타낸다.
(g) 키토산의 염 또는 4급 암모늄, 및 전분 또는 셀룰로즈의 양이온화 생성물.
또한, 수용성 중합체 화합물의 반대 음이온으로는 예를들어 붕산, 및 다음(ⅰ) 내지 (ⅶ)로 표시되는 산성 인-함유 화합물이 있다.
(ⅰ) 인산, 아인산 또는 이들의 티오화합물.
(ⅱ) 유기 하이드록시 화합물의 모노포스페이트 또는 디포스페이트, 또는 이들의 티오 화합물.
(iii)
Figure kpo00015
상기 식에서, R0는 탄소수 1 내지 8의 알킬 그룹 또는 알릴 그룹을 나타낸다.
(iv)
Figure kpo00016
상기 식에서, R0는 일반식(Ⅹ)에서 정의된 바와 같다.
(ⅴ) 탄소수 1 내지 8의 알킬 그룹 또는 알릴 그룹을 함유하는 모노- 또는 디-알킬티오포스폰산.
(vi)
Figure kpo00017
상기 식에서, R0는 일반식(Ⅹ)에서 정의된 바와 같다.
(viii)
Figure kpo00018
상기 식에서, R0는 일반식(Ⅹ)에서 정의된 바와 같다.
본 발명에 따르는 수용성 중합체 화합물의 작용은 완전하게 알려지지는 않았지만, 다음과 같은 것으로 생각된다. 즉, 수용성 중합체 화합물을 함유하는 수용액을 금속의 가공 부분에 공급함으로써, 수용성 중합체 화합물은 금속의 표면상에 질소원자로부터 생성된 그룹의 흡착 작용에 기인한 견고한 흡착만(adsorption film)을 형성하며, 동시에 염 또는 4급 암모늄 염을 형성하는 반대음이온의 산이 흡착되어 더욱 견고한 수용성 중합체 화합물의 흡착만이 형성되는 것으로 생각된다.
상기 언급된 수용성 중합체 화합물은 단독으로 사용하거나 본 발명의 수용성 금속 가공용 윤활제 조성물로 조합하여 사용할 수 있다. 이들은 또한, 화합물에 물을 가하여 수용액의 형태로 사용할 수도 있다. 상술한 성분 이외에, 본 발명의 수용성 금속 가공용 윤활제 조성물은 필요하다면 여러 가지 공지의 첨가제, 예를 들면 수용성 산화 방지제, 수용성 점증제, 수용성 유성 개선제(oiliness improvers), 수용성 녹방지제(rust inhibitors)등과 혼합할 수 있으며, 이러한 첨가제는 각각 수용성 금속 가공용 윤활제 조성물 총량의 0 내지 10%의 양으로 가할 수 있다.
수용성 녹 방지제로는 예를들어, 크로메이트, 니트라이트, 몰리브데이트, 텅스테이트 및 중합 포스페이트와 같은 무기화합물; (1) 모노아민, 디아민, 아미드 또는 이들의 에톡실 화합물, 일염기성산, 이염기성산, 나프테네이트, 포스페이트 및 상기 언급한 무기 화합물의 염, (2) 아미노산의 알칼리염, (3) 이미다졸린 유도체, (4) 4급 암모늄염 및 (5) 머캅토벤조트리아졸 등과 같은 유기 화합물이 있다.
본 발명의 수용성 금속 가공용 윤활제 조성물은 100 내지 500,000ppm(바람직하게는 1,000 내지 50,000ppm)농도로 물로 희석하여 사용한다.
본 발명의 수용성 금속 가공용 윤활제 조성물의 수용액은 금속의 가공 부분에 분무하거나 침적시켜 사용한다. 이러한 수용액은 스컴 및 다른 오염 물질에 의해 오염되는 것에 의한 윤활성 등의 성능저하가 없기 때문에 순환시켜 재 사용하는 것이 가능하다.
또한, 이렇게 하여 수득한 수용성 금속 가공용 윤활제 조성물은, 물을 사용하여 유제의 형태로 적용하는 윤활제의 높은 냉각능을 유지하면서 다음과 같은 이점을 갖는다:
(1) 광유, 우지 및 우지 지방산과 같은 유성 액체 윤활제를 함유하지는 않지만, 수용액 형태의 공지의 액체 윤활제와 동등하거나 더 큰 내하중성을 갖기 때문에 금속 재료의 가공시에 우수한 윤활성을 얻을 수 있다.
(2) 고체 윤활제 및 유성 액체 윤활제를 함유하지 않기 때문에 재료의 가공표면이 미려하다.
(3) 수용성 중합체 화합물은 금속 가공시에 발생하는 금속 가루 및 오일 오염물질을 신속히 흡착시키는 작용을 갖고 있으며, 이렇게 하여 이들을 친수성화시켜 재부착되는 것을 방지하고, 또한 수용성 중합체 화합물은 계면 활성이 없기 때문에 오일 오염물질의 유화를 일으키지 않아 가공된 재료의 표면을 미려하게 하며 가공시의 주위 환경을 청정하게 한다.
(4) 조성물은 유성 액체 윤활제에서 사용된 유화제 등을 함유하지 않기 때문에 폐수처리에 있어서의 문제가 거의 없다.
(5) 조성물은 수용액 형태로 사용되기 때문에 재해의 방지면에서 안전하다.
따라서, 본 발명의 수용성 금속 가공용 윤활제 조성물은 예를 들어 냉각중시, 오일 증기의 방지 등과 같은 이유로 물의 사용이 필요한, 소성가공, 절삭 및 연삭과 같은 금속 가공 분야에서 유효하게 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 조성물은 공지의 윤활제가 일반적으로 사용되었던, 가열 또는 열의 발생이 있는 금속가공 분야에서도 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 수용성 금속 가공을 윤활제 조성물은 금속 분말 및 오일 오염 물질에 대한 흡착성이 있기 때문에 이들 물질을 친수성화시켜 물질들이 유화되지 않아 오염 물질의 재부착을 방지하므로 가공된 재료의 표면이 미려하며 가공시 주위 환경을 청정하게 할 수 있다는 이점을 나타낸다.
본 발명은 다음 실시예에 의해 설명된다.
실시예에서 수용성 금속 가공용 윤활제 조성물에 사용된 수용성 중합체 화합물은 표 1에 나타내었다.
[표 1a]
Figure kpo00019
[표 1b]
Figure kpo00020
[실시예 1]
[내소부하중 시험(Seizure-Proof Loading Test:파렉스(Falex)시험]
내소부하중 시험은 표 1에 제시된 수용성 중합체 화합물을 사용하여 수행한다. 내소부하중은 다음 표 2에 기재된, 본 발명의 수용성 금속 가공용 윤활제 조성물(본 발명 조성물 1번 내지 37번), 본 발명의 범주에 속하지 않는 윤활제 조성물(비교 조성물 1번 내지 11번) 및 공지의 유화된 윤활제(비교 조성물 12번 내지 14번) 및 가용성 윤활제(비교 조성물 15번 내지 16번)에 대해 측정한다.
표 2에서, "수용성 녹방지제"는 라우르산의 저급 아민염이며, "유화제"는 폴리옥시에틸렌알킬페닐 에테르(HLB=10.8)이고, "산화 방지제"는 2,4-디-3급-부틸.P-크레졸이다. 또한, "음이온성 계면활성제"는 라우릴설페이트의 나트륨 염이고, "
Figure kpo00021
"는 점증제로 폴리옥시에틸렌-모노올리에이트(MW=9,000)1,000ppm이 가해진 것을 의미한다.
내소부하중은 ASTM규격 D-3233의 내압하중시험(Compressive loading test:파렉스 시험)에 기술된 방법으로 측정한다. 시험 샘플은 각각의 수용성 금속 가공용 윤활제 조성물을 물에 가해 소정 농도로 희석하고 희석액을 회전수 10,000rpm의 호모게나이저(homogenizer)로 교반하여 제조한다. 샘플 용액을 분무량 50ml/분(압력:0.5kg/cm2) 및 분무 온도 50℃의 조건하에서 기어 펌프(gear pump)를 사용하여 고정 블록중심의 회전 핀에 적용한다.
결과는 표 2에 기록하였다.
표 2에서, 수용성 중합체 화합물은 간단하게 "중합체 화합물"로 표기하였다.
[표 2a]
Figure kpo00022
[표 2b]
Figure kpo00023
표 2에서 제시된 결과에 따라 본 발명 조성물 1번 내지 32번 및 비교 조성물 1번 내지 17번의 윤활성을 평가한다.
본 발명 조성물 1번 내지 6번이 내소부하중을 비교함으로써 명백히 알 수 있는 바와 같이, 붕산, 인산 등의 염 또는 4급 암모늄 염으로 이루어진 조성물은 이 조성물이 100 내지 100,000ppm 농도의 수용액 형태로 사용되는 경우에 탁월한 내소부하중성을 나타내는 반면에, 황산, 질산, 글리콜산, 디메틸 황산등의 염 또는 4급 암모늄 염으로 이루어진 조성물의 내소부하중성은 열등하다. 또한, 본 발명 조성물은 유화제를 사용하여 유제의 형태로 제조한, 지방 및 오일 및 광유와 같은 윤활제 성분으로 이루어진 지금까지 일반적으로 사용되어온 윤활제(참조:비교 조성물 12번 내지 16번)보다 더 탁월한 윤활성을 나타낸다.
또한, 본 발명 조성물 1번 내지 15번과 비교조성물 7번 내지 10번을 사용하여 수용성 중합체 화합물의 수용액 농도와 내소부하중성과의 상관관계를 조사하였다.
그 결과, 수용성 중합체 화합물의 수용액 농도가 50ppm이면 내소부하중성은 열등하며, 만족스러운 윤활성을 얻기 위해서는 100ppm 이상(바람직하게는, 1,000ppm 이상)의 농도가 필요하다. 그러나, 수용성 화합물의 수용액 농도가 50,000ppm 이상의 농도에서 변화하는 경우에는 내소부하중성에 큰 변화가 없다. 그러므로, 수용액 농도가 실용성을 고려한다면 1,000 내지 50,000ppm 범위가 바람직하다.
본 발명 조성물 16번 내지 25번과 비교 조성물 11번을 사용하여 수용성 중합체 화합물의 분자량의 내하중성에 대한 영향을 조사하였다. 그 결과, 수용성 중합체 화합물의 분자량이 감소하면 내하중성이 저하하는 경향이 있으며, 수용성 중합체 화합물의 분자량이 700인 경우에는 수용액 농도가 1,000ppm으로 비교적 높더라도 바람직한 내하중성을 얻을 수 없음을 입증하였다. 그러므로, 탁월한 내하중성을 얻기 위해서는 수용성 중합체 화합물이 1,000 이상의 분자량을 갖는 것이 바람직하다. 그러나, 수용성 중합체 화합물이 10,000,000 이상의 분자량을 갖는 경우에는, 수용성 중합체 화합물의 점성 또는 고화성은 증가하며 물에 대한 용해도는 감소한다.
본 발명 조성물 18번, 22번 및 25번과 비교 조성물 11번에 있어서, 조성물 중에 함유된 수용성 중합체 화합물은 이들의 분자량이 작기 때문에 점성도 낮다. 그러므로, 점도가 일정하게 유지되는 조건하에서 윤활성을 평가하기 위해 α로 표시되는 점증제를 가한다.
본 발명 조성물 1번 내지 32번 및 비교 조성물 1번 내지 11번 모두에는 수용성 녹방지제로 라우르산의 저급 아민염을 혼합한다. 그러나, 비교 조성물 17번에서 보는 바와 같이, 수용성 녹방지제 그 자체는 내하중성을 갖지 않는다.
전술한 결과에서 명백히 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 수용성 중합체 화합물은 반대 음이온으로 산성인산 그룹 또는 붕산을 함유하는 윤활제 성분으로 탁월한 내하중성을 나타낸다. 그러나, 비교 조성물 1번 내지 6번은 낮은 내하중성을 나타내는데, 이것은 이들이 반대 음이온으로 염산 및 질산과 같은 무기산 또는 글리콜산 및 아세트산과 같은 유기산을 함유하기 때문이다.
[실시예 2]
[폐수처리 시험]
황산 알루미늄 3g을 실시예 1에서와 동일한 방법으로 제조된 샘플 용액 1ℓ에 가한다. 혼합물 용액을 2분 동안 교반한 후, Ca(OH)2를 가하여 pH 7.0으로 조정하고 생성된 용액을 10분 동안 교반한다. 30분 동안 방치한 후, 하등액(botton liquid)을 모아 kMnO4법을 사용하여 그의 COD를 측정한다.
결과는 표 3에 기록하였다.
[표 3]
Figure kpo00024
표 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 조성물은 공지의 유제 형태(비교 조성물 18번 및 19번) 및 용액 형태(비교 조성물 20번)의 금속 가공유에 비해 폐수처리에 있어서의 문제가 거의 없다. 본 발명의 조성물중, 조성물 33 내지 52는 특히 탁월한 효과를 나타낸다.

Claims (12)

  1. 반대 음이온이 산성 인-함유 화합물 또는 붕산이며, 분자량이 1,000 내지 10,000,000이고 한분자 내에 적어도 하나의 염기성 또는 양이온성 질소원자를 함유하는 양이온성 또는 양성 부가 중합체, 개환 중합체, 중축합 생성물 및 천연 중합체 유도체의 염 또는 4급 암모늄 염으로 이루어진 그룹중에서 선택된 수용성 중합체 화합물 적어도 하나로 이루어짐을 특징으로 하는 수용성 금속 가공용 윤활제 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 반대 음이온으로 작용하는 산성 인-함유 화합물이 인산, 아인산 또는 이들의 티오화합물; 유기 하이드록시 화합물의 모노- 또는 디-포스페이트, 또는 이들의 티오화합물; 다음 일반식(X)의 화합물; 다음 일반식(XI)의 화합물; 탄소수 1 내지 8의 알킬 그룹 또는 알릴 그룹을 함유하는 모노- 또는 디-알킬티오포스폰산; 다음 일반식(XII)의 화합물; 및 다음 일반식(XIII)의 화합물로 이루어진 그룹중에서 선택된 화합물인 수용성 금속 가공용 윤활제 조성물.
    Figure kpo00025
    Figure kpo00026
    Figure kpo00027
    Figure kpo00028
    상기 식에서, R0는 탄소수 1 내지 8의 알킬 그룹 도는 알릴 그룹을 나타낸다.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 수용성 중합체 화합물이, 다음 일반식(Ⅰ) 내지 (Ⅴ)의 질소-함유 단량체의 염 또는 4급 암모늄 염의 단중합체 또는 이들의 2가지 이상의 염의 공중합체; 다음 일반식(Ⅰ) 내지 (Ⅴ)의 질소-함유 단량체의 염 또는 4급 암모늄염 적어도 하나와, α·β-불포화 카복실산, 그의 염 및 유도체, 설폰산 그룹-함유 비닐 화합물 및 그의 염, 아크릴로니트릴, 비닐피롤리돈 및 탄소수 2 내지 20의 지방족 올레핀으로 이루어진 그룹중에서 선택된 비닐 단량체 적어도 하나의 공중합체; 에틸렌이민의 개환중합체의 염 또는 4급 암모늄염; 지방족 디카복실산과 폴리에틸렌폴리아민 또는 디폴옥시에틸렌알킬아민의 중축합 생성물의 염 또는 4급 암모늄 염; 디할로알칸-폴리알킬렌폴리아민의 중축합 생성물의 염 또는 4급 암모늄염; 에피할로히드린-아민 중축합 생성물의 염 또는 4급 암모늄염; 키토산의 염 또는 4급 암모늄염 및 전분 또는 셀룰로즈의 양이온화 생성물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 화합물인 수용성 금속 가공용 윤활제 조성물.
    Figure kpo00029
    Figure kpo00030
    Figure kpo00031
    Figure kpo00032
    Figure kpo00033
    상기 식에서, A는 -O- 또는 -NH-를 나타내며; n1은 1 내지 3의 정수이고, R1은 H 또는 CH3를 나타내며; R2및 R3는 독립적으로 H, CH3또는 C2H5를 나타내고; 일반식(Ⅲ)에서, 피리딘은 2- 또는 4- 위치에서 치환되며; 일반식(Ⅳ)에서, 피페리딘은 2- 또는 4- 위치에서 치환된다.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 수용성 중합체 화합물의 분자량이 10,000 내지 1,000,000인 수용성 금속가공용 윤활제 조성물.
  5. 제3항에 있어서, 질소-함유 단량체와 공중합되는 α·β-불포화카복실산이 아크릴산, 메타크릴산 또는 말레산이며, 그의 염은 알칼리 금속염 또는 암모늄염이고, 그의 유도체는 알킬아미드, 알킬에스테르 또는 아크릴로니트릴인 수용성 금속 가공용 운활제 조성물.
  6. 제3항에 있어서, 질소-함유 단량체와 공중합되는 설폰산 그룹-함유 비닐 화합물이 비닐설폰산, 알릴설폰산, 메트알릴설폰산, 2-아크릴아미노-2-메틸프로판설폰산 또는 p-스티렌설폰산이며, 그의 염은 알칼리금속 염 또는 암모늄 염인 수용성 금속 가공용 윤활제 조성물.
  7. 제3항에 있어서, 에틸렌이민의 개환중합체의 순환단위가 다음 일반식(Ⅳ)로 표시되는 수용성 금속 가공용 윤활제 조성물.
    Figure kpo00034
    상기 식에서, n2은 1 내지 5의 정수이며; n3은 0 내지 5의 정수이다.
  8. 제3항에 있어서, 지방족 디카복실산과 폴리에틸렌 폴리아민의 중축합 생성물의 순환 단위가 다음 일반식(Ⅶ)로 표시되는 수용성 금속 가공용 윤활제 조성물.
    Figure kpo00035
    상기 식에서, R4는 다이머산 잔기 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌 그룹을 나타내며; R'는 -CH2CH2-를 나타내고; n4는 2 내지 7의 정수이다.
  9. 제3항에 있어서, 지방족 디카복실산과 디폴리옥시에틸렌 알킬아민의 중축합 생성물의 순환 단위가 다음 일반식(Ⅷ)로 표시되는 수용성 금속 가공용 윤활제 조성물.
    Figure kpo00036
    상기 식에서, R4는 일반식(Ⅶ)에서 정의된 바와 같으며; R5는 탄소수 1 내지 8의 알킬 그룹을 나타내고; R6는 H 또는 CH3를 나타내며; n5및 n6는 각각 1 내지 10의 정수이다.
  10. 제3항에 있어서, 에피할로히드린아민 중축합 생성물의 순환 단위가 다음 일반식(Ⅸ)로 표시되는 수용성 금속 가공용 윤활제 조성물.
    Figure kpo00037
    상기 식에서, R7내지 R9는 CH3또는 C2H5를 나타내고; X-는 할로겐 이온을 나타낸다.
  11. 반대 음이온이 산성 인-함유 화합물 또는 붕산이며, 분자량이 1,000 내지 10,000,000이고 한 분자내에 적어도 하나의 염기성 또는 양이온성 질소 원자를 함유하는 양이온성 또는 양성 부가 중합체, 개환 중합체, 중축합 생성물 및 천연 중합체 유도체의 염 또는 4급 암모늄 염으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 수용성 중합체 화합물 적어도 하나로 이루어진 수용성 금속 가공용 윤활제 조성물을 사용시에 물로 희석하여 수용액을 제조하고, 생성된 수용액을 분무 또는 침적시킴으로써 금속의 가공 부분에 공급함을 특징으로 하여, 수용성 금속 가공용 윤활제 조성물을 공급하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 수용액 중의 수용성 중합체 화합물 농도가 100 내지 500,000ppm 범위인, 수용성 금속 가공용 윤활제 조성물을 공급하는 방법.
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