JP3802631B2

JP3802631B2 - 水溶性加工油剤

Info

Publication number: JP3802631B2
Application number: JP35805196A
Authority: JP
Inventors: 博視中川
Original assignee: Neos Co Ltd
Current assignee: Neos Co Ltd
Priority date: 1996-12-28
Filing date: 1996-12-28
Publication date: 2006-07-26
Anticipated expiration: 2016-12-28
Also published as: JPH10195472A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属の加工に使用される水溶性の加工油剤に関し、更に詳しくは、金属の切削、研削、圧延、鍛造等の加工に使用される水溶性の加工油剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属の加工油剤は、油タイプのものが使用されてきたが、火災の危険性や作業性の点から、油溶性に代わり水溶性の加工油剤が使用されてきている。特に、切削研削加工では、冷却性が優れている点で水溶性の加工油剤が広く用いられている。これらの水溶性加工油剤は、潤滑剤、極圧添加剤、防錆剤、界面活性剤等（オレイン酸、ひまし油脂肪酸等の脂肪酸類やナフテン酸、ロジン酸等のアルカリ金属塩、またはアミン塩を主成分としている）を成分としているが、一般に発泡量が多いために作業性が悪かったり、水によって希釈されて使用されることから、微生物分解による性能の劣化や、被加工材・加工装置に錆が発生しやすいという問題点があった。
【０００３】
従来、微生物分解防止のためには防腐剤が用いられてきたが、防腐剤は、手荒れを生じ易いことや、持続性がないという問題点がある。この様な微生物分解による性能劣化や錆が発生し易いという問題点を解決するためにいくつかの提案がなされている。例えば、特開平１−２１５８８９号には、アミンにプロピレンオキサイドを付加したもの、特開昭６２−７０４９３号にはアミノ酸、及びその誘導体、特開昭５８−６７７９２号には、ポリアミノアミド化合物、特開昭６１−２７２２９２号には、芳香環あるいはシクロ環をもつアルカノールアミンエステルが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの水溶性加工油剤は、防錆性、抗菌性、消泡性、更に加工性ともに優れているものはなく、目的に応じて限定された形でしか使用され得ないのが現状である。本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、加工性、抗菌性、防錆性、消泡性に優れた水溶性加工油剤を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一般式（１）：
【０００６】
【化２】

【０００７】
（式中、Ｒは、水素原子、低級アルキル基、及び−（ＣＨ₂）nＣＯＯＨ（nは、０から３の整数を表す）を表す。mは、０から３の整数を表す）で表されるアダマンタンカルボン酸と炭素数２〜１０のアミノ酸とから合成されるアミド化合物及びその塩からなる群から少なくとも１種を含有する水溶性加工油剤を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に示す一般式（１）において、Ｒは、水素原子、低級アルキル基及び-（ＣＨ₂）nＣＯＯＨの何れかであり、nは、０から３の整数を示す。mは、０から３の整数を表す。
【０００９】
具体的にアダマンタンカルボン酸を例示すると、1-アダマンタン酢酸、1-アダマンタンカルボン酸、1,3-アダマンタンジ酢酸、1,3-アダマンタンジカルボン酸、3-メチル-1-アダマンタン酢酸等が挙げられる。
【００１０】
本発明のいう炭素数２〜１０のアミノ酸は、中性アミノ酸、酸性アミノ酸、あるいは塩基性アミノ酸のいずれのアミノ酸であってもよい。分子中にカルボキシル基を１〜３個、アミノ基を１〜３個持ったものが好ましい。また分子中にシクロ環、芳香環、水酸基、アミド結合、硫黄を含んでいてもよい。例示すると、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、セリン、シスチン、アスパラギン、グルタミン、アスパラギン酸、グルタミン酸、リジン、オルニチン、アルギニン、フェニルアラニン、アミノ安息香酸等が挙げられる。好ましくは、炭素数４〜８のアミノ酸である。
【００１１】
アダマンタンカルボン酸とアミノ酸から得られる本発明が提示するアミド化合物は、衆知の方法により得られる。例えば、アダマンタンカルボン酸とアミノ酸とを、不活性ガスの気流下、またはベンゼン等の溶媒中にて、無触媒または一般的な脱水触媒（パラトルエンスルホン酸、硫酸、等）の存在下で、１００〜２００℃で反応させ、生成する水を除去する方法で得られる。その他の方法として、アダマンタンカルボン酸の酸クロリドとアミノ酸とを二塩化メチル、クロロホルム、エーテル等の溶媒中トリエチルアミン等の第三級アミン存在下、一般的に０℃前後の低温で反応させても得られる。
【００１２】
また、アダマンタンカルボン酸が多価カルボン酸の場合には、全てのカルボキシル基をアミド化する必要はなく、部分アミド化であってもよい。この場合の残っているカルボキシル基及びアミノ酸からくるカルボキシル基は、塩にするのが好ましい。例えば、アルカリ金属塩、アルキルアミン塩、アルカノールアミン塩、アンモニウム塩が例示される。アルカリ金属としては、ナトリウム、カリウム、リチウム等が例示され、好ましくは、ナトリウム塩、カリウム塩である。アルキルアミンとしては、好ましくは、炭素数１〜３の脂肪族アミンである。アルカノールアミンとしては、モノエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、Ｎーブチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、Ｎーエチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、Ｎ，Ｎージブチルエタノールアミン、等が挙げられる。好ましくは、トリエタノールアミン、イソプロパノールアミン、ジエタノールアミンである。
【００１３】
本発明による水溶性加工油剤として、本発明の化合物の配合量は、特に限定するものではないが、通常５〜８０重量％である。また、使用時には水に希釈して使用されるが、希釈倍率は被加工材の種類や要求性能によって適宜選択すればよいが、希釈した使用液中の本発明のアミド化合物の濃度が０．１重量％以下では、防錆性が悪くなり好ましくない。
【００１４】
本発明の水溶性加工油剤は、所望により鉱物油、動植物油、脂肪酸、脂肪酸エステル、極圧添加剤、界面活性剤、防腐剤等の常套の添加剤を適宜配合してもよい。
【００１５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
［実施例に使用したアダマンタンカルボン酸とアミノ酸のアミド化合物及びその合成（表１に示すアミド化合物Ｎｏ．１〜１６）］
アミド化合物ＮＯ．１の合成
１モル重量の1-アダマンタンカルボン酸に塩化チオニルを８０〜１００℃で反応させてα−クロロカルボン酸を合成し、次いで、このα−クロロカルボン酸と１モル重量のロイシンとをクロロホルム溶媒中、トリエチルアミンを触媒として０〜１０℃にて反応させた後、純水洗浄にて副生する塩化水素を除去し、脱水後、クロロホルムを留去して得た。
【００１６】
表１に示すアミド化合物Ｎｏ．２〜１６についても同表に示すアダマンタンカルボン酸とアミノ酸を同表に示す比率でアミド化合物Ｎｏ．１と同様に合成した。
【００１７】
［実施例１〜２０］
表２に示す成分（表１に示したアミド化合物Ｎｏ．１から２０のトリエタノールアミン塩及びナトリウム塩）の１重量％の水溶液を試験液として用い、次に記載する試験方法により摩擦係数、耐圧度、防錆性、抗菌性、消泡性を測定した。
その結果を表２と３に示した。
【００１８】
（１）摩擦係数の測定方法
曽田式振り子型摩擦試験機を用い、液温２５℃で摩擦係数を測定した。
【００１９】
（２）耐圧度の測定方法
曽田式四球型潤滑試験機を用い、回転数２００rpm、逐次荷重法で耐圧度を測定した。
【００２０】
（３）防錆性の測定方法
鋳物（ＦＣ２５０）のドライカッティング切り粉を試験液に１０分間浸漬後、試験液を切ってからシャーレに移して３０℃の恒温室に３日間放置し、発錆状態を観察した。
判定基準
−：発錆なし
＋：発錆あり
【００２１】
（４）抗菌性の測定方法
直径１０cmのシャーレに、容量１０mlの平板状普通寒天培地を作成し、この培地上に腐敗液（菌数が１０⁵個／ｍｌ以上の切削油剤使用液）１マイクロリットルを全面に塗布し１０分間自然乾燥した後、該寒天倍地の中央部に試験液を１ml滴下し、３０℃の恒温槽で３日間培養後、菌の繁殖状態を観察した。結果の判定は、試験液滴下部分の菌の繁殖状態を周辺部辺部分と比較し、次の４段階で評価した。
評価基準
０：繁殖無し
１：周辺部に比べ繁殖が微少
２：ある程度繁殖するが周辺部より少ない
３：周辺部と同程度の繁殖
【００２２】
（５）消泡性の測定方法
試験液５０mlを１００ml容の共栓付メスシリンダーに入れ、密栓後、液温３０℃でメスシリンダーを上下に１０回振り、その後静置して、直後、３０秒後、６０秒後の泡の容積を測定した。
【００２３】
【表１】

【００２４】
【表２】

【００２５】
【表３】

【００２６】
［比較例１〜１０］
表４に示す比較例Ｎｏ．１〜１０の成分の１重量％の水溶液を試験液とし、実施例と同様の方法で評価試験を行った。結果を表４と５に示した。
【００２７】
【表４】

【００２８】
【表５】

【００２９】
［実施例２１〜２３］、［比較例１１〜１３］
表６に示す実施例２１〜２３の成分及び比較例１１〜１３の成分の１重量％の水溶液を試験液として、下記に示すタッピング試験を行い、切削性能を評価した。その結果を表６に示した。
【００３０】
（６）タッピング試験条件と評価方法
加工機械：立型ＮＣフライス盤（エンシュウ製）
加工工具：Ｍ１２×１．２５ハンドタップ（ハイス鋼、ヤマワ製）
切削条件：切削速度６m／min、送り２００mm／min、深さ２０mm不貫通、下穴径１０．７mm
被削材質：Ｓ４５Ｃ
【００３１】
評価方法：加工後のねじ穴を、ねじ用限界ゲージ（クロダ製ＧＰ−ＩＰＭ１２Ｐ１．２５）で検査し、ねじ穴に異常が見られるまで加工を連続して行い、１本の工具で正常に加工できるねじ穴の個数を工具寿命として測定した。
【００３２】
【表６】

【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明のアミド化合物の塩は、優れた加工性能を有すると共に、消泡性、防錆性、抗菌性が優れている。従って、本発明の水溶性加工油剤は、従来油剤に比べて、加工性能が優れるだけでなく、消泡性、防錆性、抗菌性が優れるため作業性が良く、更には、腐敗や錆による性能低下や作業性の悪化が少ないため、長期間安定に使用できる。

Claims

一般式（１）：

（式中、Ｒは、水素原子、低級アルキル基、及び−（ＣＨ₂）nＣＯＯＨ（nは、０から３の整数を表す）を表す。mは、０から３の整数を表す）で表されるアダマンタンカルボン酸と炭素数２〜１０のアミノ酸とから合成されるアミド化合物及びその塩からなる群から少なくとも１種を含有する水溶性加工油剤。