(57)【要約】【課題】本発明は、引火する危険性の無い水溶性タイプであっても腐食することなく酸化を防ぎ、かつ、潤滑性に優れる水溶性の潤滑防錆剤の提供を課題とする。【解決手段】水溶性の潤滑防錆剤であって、下記一般式（１）に示すポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸の金属塩と、水溶性防錆成分と、水とを含む前記潤滑防錆剤。  【化１】2020084124.tif 000012ここで、Ｒは炭素数がＣ１２：０〜Ｃ１８：１のアルキル基を示し、ｍ＝４〜１０、Ｘは金属でありｎは金属の価数を示す【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水溶性の潤滑防錆剤であって、
下記一般式（１）に示すポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸の金属塩と、水溶性防錆成分と、水とを含む前記水溶性潤滑防錆剤。
【化１】
2020084124.tif 000010
ここで、Ｒは炭素数がＣ１２：０〜Ｃ１８：１のアルキル基を示し、ｍ＝４〜１０、Ｘは金属でありｎは金属の価数を示す。
【請求項２】
ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸の金属塩が、以下の一般式（２）で示される請求項１に記載の水溶性潤滑剤。
【化２】
2020084124.tif 000011
【請求項３】
ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸の金属塩を、水を除いた有効成分中、２０〜６０％含む請求項１又は２に記載の水溶性潤滑剤。
【請求項４】
潤滑剤全組成中、水を５０％以上含む請求項１〜３のいずれかに記載の水溶性潤滑剤。
【請求項５】
水溶性防錆成分として、アルミニウムに対する防錆成分、銅に対する防錆成分、鉄に対する防錆成分のいずれか１以上を含む請求項１〜４のいずれかに記載の水溶性潤滑防錆剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑防錆剤に関する。特に、金属部材の潤滑、防錆に好適な水溶性潤滑防錆剤に関する。  
【背景技術】
【０００２】
従来より、一般家庭用として市販されている油性のスプレータイプの潤滑剤、防錆剤等の加圧ガスとして用いるＬＰＧ（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ  Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  Ｇａｓ）、プロパンとブタンの混合物が用いられるが、これらの引火点は−５０℃以下のものが主流で、実際の使用にあたっては摩擦熱によって発火する恐れがあり、保管する場合や商品を陳列する場合も危険物として取り扱う等の制約が課題である。
【０００３】
特許文献１〜４には、油性タイプの潤滑剤や防錆剤が開示されている。
特許文献１には、銅系材料の腐食抑制剤を含む潤滑油として、ベンゾチアゾール系有機化合物からなる腐食抑制剤を含む銅系材料の加工油潤滑剤が開示されている。
また、特許文献２には、浸透性及び塗布性を改良した軽質潤滑剤であって、揮発性シリコーンや炭化水素油を含む潤滑剤が開示されている。
また、特許文献３には、銅及び銅合金用の金属加工用の潤滑剤として、基油にベンゾトリアゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾールなどを含む潤滑剤が開示されている。
また、特許文献４には冷凍機油組成物に関し、基油のＳＰ値と油溶性重合体のＳＰ値を特定した二酸化炭素冷媒用の冷凍機油組成物が開示されている。
【０００４】
近年、これらの油性タイプを倉庫に保管していた場合に火災となる危険性は計り知れないものがあり、大きな問題となっている。
このような油性タイプの危険性を回避するためには、水溶性にすることが最も適していると考えられる。しかし、水溶性は引火しにくい反面、腐食する問題がある。また、一般に、潤滑剤は金属表面と反応して金属の融点を低下させて滑りを得るのに対し、防錆剤は金属表面と反応、吸着して酸素の侵入を防ぐ必要性から、固着した物質は滑らないことが望ましく、これらの両作用は相拮抗することから、双方の効果を同時に発揮させることは難しい。さらに、成分の形態が水溶性（エマルション（Ｏ／Ｗ））の場合、温度条件等に対しては安定した効果を奏することは難しいと考えられてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１０１６６号公報
【特許文献２】特開平８−３０２３７５号公報
【特許文献３】特開平１１−３４９９７５号公報
【特許文献４】特開２００７−２０４５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のように、加圧ガス、鉱物油および有機溶剤等を含み、缶スプレーにより摩擦面に噴霧して部材の潤滑、防錆や固着したネジ等の部材を緩めるために用いられる液状の潤滑防錆剤の殆どは、可燃性液体やガスを含むため極めて危険であり、保管量や場所が極端に限定・制約される等の課題があり、危険物の観点から検討した例はない。
したがって、本発明は、引火する危険性の無い水溶性タイプであっても腐食することなく酸化を防ぎ、かつ、潤滑性に優れる水溶性潤滑防錆剤の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、潤滑成分の選択、配合量の適切化、防錆成分の選択をすることで油性の潤滑防錆剤に劣らない優れた潤滑性および防錆性を備えた安全な水溶性の潤滑防錆剤を得ることに成功した。
すなわち、本発明は以下の構成を有する。
＜１＞
水溶性の潤滑防錆剤であって、
下記一般式（１）に示すポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸の金属塩と、水溶性防錆成分と、水とを含む前記潤滑防錆剤。
【化１】
2020084124.tif 000002
ここで、Ｒは炭素数がＣ１２：０〜Ｃ１８：１のアルキル基を示し、ｍ＝４〜１０、Ｘは金属であり、ｎは金属の価数を示す。
＜２＞
ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸の金属塩が、以下の一般式（２）で示される前記＜１＞に記載の潤滑防錆剤。
【化２】
2020084124.tif 000003
＜３＞ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸の金属塩を、水を除いた有効成分中、２０〜６０％含む前記＜１＞又は＜２＞に記載の潤滑防錆剤。
＜４＞潤滑剤全組成中、水を５０重量％以上含む前記＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の潤滑防錆剤。
＜５＞水溶性防錆成分として、アルミニウムに対する防錆成分、銅に対する防錆成分、鉄に対する防錆成分のいずれか１以上を含む前記＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の潤滑防錆剤。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、摩擦面で生じる摩擦力を低減させる潤滑性の付与と、摩擦面で発生する摩擦熱による表面酸化を防ぐ防錆効果の双方の効果を併せ持つ、いわゆるオールインワンの水溶性潤滑防錆剤を提供することができる。市販の潤滑剤や防錆剤等は油性タイプであることから加圧ガスのＬＰＧと効果成分の鉱油等を含み、引火点は極めて低いことから危険であり、使用する場所や保管する場所を選ぶ必要がある。これに対して、本発明の防錆潤滑剤は水溶性タイプであることから使用や保管する場所を選ばず極めて安全である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】鉄に対する防錆試験方法を示す図である。
【図２】鉄に対する防錆試験の評価基準を示す図である。
【図３】アルミニウム及び銅に対する湿潤法防錆試験方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、潤滑成分、防錆成分のいずれもが水溶性であるオールインワンの水溶性潤滑防錆剤であることを特徴とする。したがって、本発明の潤滑防錆剤は、水分散性潤滑成分、水溶性防錆成分、水を含むことを必須の構成成分とする。
水分散性潤滑成分としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸の金属塩が望ましい。
本発明のポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩の一般式（１）を以下に示す。
【００１１】
【化１】
2020084124.tif 000004
ここで、Ｒは炭素数がＣ１２：０〜Ｃ１８：１のアルキル基を示し、ｍ＝４〜１０、Ｘは金属でありｎは金属の価数を示す。
アルキル基は、直鎖状、分岐状でもよく、また、芳香族であってもよい。
ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸の末端のカルボキシル基と結合する金属Ｘとしては、重金属類（酸化物や水酸化物も含む）、アルカリ土類金属等が挙げられ、所謂 金属石鹸となり、潤滑性能を発揮するものであればいずれでもよい。そのような金属の具体例としては、カルシウム、銅、アルミニウム、マグネシウム等が挙げられ、このうちでもカルシウムが望ましい。
後述する実施例の処方に用いたポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸カルシウム塩（アルキル基  Ｃ１６：０〜Ｃ１８：１、ＥＯ９ｍｏｌ）の分子構造を以下（２）に示す。
なお、Ｃ１６：０〜Ｃ１８：１と表示した場合には、Ｃ１６：０、Ｃ１８：０、Ｃ１８：１が含まれる。
【００１２】
【化２】
2020084124.tif 000005
【００１３】
本発明の水分散性潤滑成分の配合量は、潤滑剤組成物のうち有効成分中２０−６０％含まれることが望ましい。有効成分とは、潤滑剤組成物の全組成分から水を除いた成分をいう。なお、本明細書中、特に断らない限り％は重量％をいう。
また、本発明の水分散性潤滑剤成分は、水に分散してエマルションを形成する。水と水分散性潤滑剤成分との比率は、水が５０％より多く、水分散性潤滑剤成分が５０％未満の比率が好ましい。水分散性潤滑剤成分が水の添加量５０％を上まわると粘度が高くなり流動性が悪く、使用するのには好ましくない。
本エマルションの粘度調整は、（i）水分散性潤滑剤成分(式１）と水との比率、(ii）固体潤滑剤を適宜添加したり、(iii）非イオン界面活性剤（アルキル−（ＥＯ）ｎ−ＯＨ）を増減して調整することも可能である。
【００１４】
本発明の水溶性防錆成分としては、金属種に対応した水溶性の防錆成分であればいずれでもよい。例えば、水溶性の鉄の防錆成分としてはＮ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−Ｎ−シクロヘキシルアミン塩が代表として挙げられる。
水溶性のアルミニウムの防錆成分としては、ポリオキシアルキレンジアルキルフェニルエーテルリン酸エステルナトリウム塩が代表として挙げられる。
水溶性の銅の防錆成分としては、１，２，３−ベンゾトリアゾール化合物であればいずれでもよく、１，２，３−ベンゾトリアゾール、１，２，３−ベンゾトリアゾール塩、１，２，３−ベンゾトリアゾール誘導体（トリルトリアゾール及びその塩、カルボキシベンゾトリアゾール及びその塩等）が挙げられ、このうちでも１，２，３−ベンゾトリアゾールナトリウム塩が好ましい。
これらの本潤滑剤組成物中の配合量は、それぞれの防錆効果を発揮できる分量であればよく、水分散性潤滑成分との比は以下のとおりである。鉄の防錆成分は、水分散性潤滑成分に対して０．５〜１．２が好ましく、０．６〜０．９がさらに好ましく、０．７５〜０．８５が最も好ましい。
アルミニウムの防錆成分は、０．１〜０．５が好ましく、０．２〜０．４がさらに好ましく、０．２５〜０．３５が最も好ましい。銅の防錆成分は、水分散性潤滑成分に対して０．００１〜０．１が好ましく、０．００５〜０．０５がさらに好ましく、０．００８〜０．０２が最も好ましい。
【００１５】
本発明の水溶性潤滑防錆剤は、水溶性であることから水と上記潤滑成分、防錆成分とのエマルション状態を安定に保持するために水溶液安定成分を含むことが望ましい。水溶液安定成分としては、具体的には、β−アラニン型両性界面活性剤を用いた。
【００１６】
本発明の水溶性潤滑防錆剤には、ほかに、防腐剤、など他の潤滑防錆剤に含まれる成分を本発明の効果を損なわない範囲で含むことができる。
【００１７】
本発明の水溶性潤滑防錆剤は、液状であることから、商品を充填する容器は従来の油性タイプに用いられているものでも良いが、所謂、化粧品等に使用されているプラスティック製でも構わない。同様に噴霧式、スプレー式の形態を採ることができる。
【実施例】
【００１８】
〔実施例〕水溶性潤滑剤の製造方法
１．水分散性潤滑成分の製造
（１）ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸カルシウム（アルキル基Ｃ１６：０〜Ｃ１８：１、ＥＯ ９ｍｏｌ）の製造
ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸（花王株式会社、AKYPO  LS-090）を水酸化カルシウム（関東化学株式会社）と反応させて製造した。
（２）ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸カルシウム（アルキル基Ｃ＝８、ＥＯ８ｍｏｌ）の製造
ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸（花王株式会社、AKYPO  LS-F2）を水酸化カルシウム（関東化学株式会社）と反応させて製造した。
（３）ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸カルシウム（アルキル基Ｃ１６：０〜Ｃ１８：１、ＥＯ ２ｍｏｌ）の製造
ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸（花王株式会社、AKYPO  RO-20）を水酸化カルシウム（関東化学株式会社）と反応させて製造した。
（４）ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸ナトリウム（アルキル基Ｃ１６：０〜Ｃ１８：１、ＥＯ ９ｍｏｌ）
ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸（花王株式会社、AKYPO  LS-090）を水酸化ナトリウム（関東化学株式会社）と反応させて製造した。
（５）ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸トリエタノールアミン（アルキル基Ｃ１６：０〜Ｃ１８：１、ＥＯ ９ｍｏｌ）の製造
ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸（花王株式会社、AKYPO  LS-090）をトリエタノールアミン（関東化学株式会社）と反応させて製造した。
【００１９】
２． 各防錆成分、防腐剤、水溶液安定成分は以下の市販品をそのまま、あるいは周知の方法で調整して用いた。
・Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−Ｎ−シクロヘキシルアミン（株式会社ＡＤＥＫＡ）
・β−アラニン型両性界面活性剤（β−アラニン（Ｎ−ヒドロキシアルキル−Ｎ−（ＥＯ）３アミノエチルアルキルカルボン酸ナトリウム（アルキル基Ｃ１０〜１２）））（ミヨシ油脂株式会社）
・ポリオキシアルキレンジアルキルフェニルエーテルリン酸エステルナトリウム塩
ポリオキシアルキレンジアルキルフェニルエーテルリン酸エステル（第一工業製薬株式会社）を水酸化ナトリウム（関東化学株式会社）と反応させて製造した。
・ヘキサヒドロ−１,３,５−トリス（２−ヒドロキシエチル）−１,３,５−トリアジン（三愛石油株式会社）
・１，２，３−ベンゾトリアゾールナトリウム塩（大和化成株式会社）
【００２０】
３．水溶性潤滑剤の製造
処方例１について表１の組成となるように以下の手順に従って水溶性潤滑剤を製造した。
ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸カルシウム１０％、ポリオキシアルキレンジアルキルフェニルエーテルリン酸エステルナトリウム塩３％と水２０％を４０〜６０℃で混合し、均一な溶液を得たところで加熱を止める。残りのＮ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−Ｎ−シクロヘキシルアミン８％、β−アラニン型両性界面活性剤（Ｎ−ヒドロキシアルキル−Ｎ−（ＥＯ）３アミノエチルアルキルカルボン酸ナトリウム（アルキル基Ｃ１０〜１２））４％、ヘキサヒドロ−１,３,５−トリス（２−ヒドロキシエチル）−１,３,５−トリアジン０．２％、１，２，３−ベンゾトリアゾールナトリウム塩０．１％と水５４．７％を加え、混合する。
処方例２〜処方例１３−２についても同様に製造した。
【００２１】
〔試験例１〕水溶液安定性の評価
１．試験方法
各処方例の水溶性防錆潤滑剤について室温及び５℃の条件下で遠心分離にて（回転速度２０００ｒｐｍ）５分後の分離の有無を目視観察し、分離した場合は安定性不良（×）、分離しなかった場合は安定性良好（〇）と評価した。また、参考のために油性の潤滑防錆剤としてＫＵＲＥ５―５６（登録商標、呉工業株式会社）についても本試験及び後述する試験を同様に行って評価した。
【００２２】
２．試験結果
本発明の潤滑剤組成物の上記試験評価結果を表４に示す。処方例１−７、９−１１、１３−１、１３−２は安定性良好であった。処方例８はポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸カルシウム（ＥＯ２ｍｏｌ）が水に分散せず、安定した水溶液が得られなかったため、以下の潤滑性能試験及び防錆試験で評価することができなかった。また、処方例１２は処方例１から水溶液安定成分を除いた組成であるが、安定した水溶液が得られず、同様に以下の潤滑性能試験及び防錆試験で評価することができなかった。参考例の油性潤滑防錆剤についても水溶液安定性は不良であった。
【００２３】
〔試験例２〕潤滑性能試験 
１．試験方法 
本発明の基本特性である潤滑性能は、摩擦係数（μ）より評価した。 
測定にはトライボギア表面測定機ＴＹＰＥ：３８（新東科学株式会社製）を使用し、各試料を試験板に均一に塗り測定した。測定条件は、室温（２２〜２４℃）、荷重９．８Ｎで行った。 
【００２４】
２．試験結果
本発明の潤滑剤組成物の摩擦係数の測定値を表２に示す。また、当該測定値を０．１以上を「×」、０．１未満を「〇」として表４に示す。
本結果によれば、処方例１、５、９−１１、１３−１、１３−２は摩擦係数がいずれの異種金属間でも０．１未満となり、潤滑性能に優れたが、処方例２，３，４，６，７、市販品はいずれの異種金属間でも０．１以上となり、十分な潤滑性能が得られなかった。
【００２５】
〔試験例３〕鉄に対する防錆試験
１．試験方法
鉄に対する防錆試験をドイツ工業規格（ＤＩＮ５１３６０）に準拠した以下の方法に従って行った。
（１）試験手順
（ｉ）図１に示すように、ねずみ鋳鉄の切り粉2ｇを一面に広げる。
（ii）測定濃度に調整した試料（本発明の水溶性潤滑剤組成物）2ｍｌを切り粉の上からふりかけ、この容器を密閉し室温で2時間静置した後、濾紙を取り出し水及びアセトンで濾紙を洗浄し乾燥させる。
（iii）この濾紙の着色の程度を目視で観察し、評価する。
（２）評価基準
図２に示す。
【００２６】
２．試験結果
本発明の潤滑剤組成物の上記試験評価結果を表３に示す。また、当該評価結果の１，２を〇、３〜５を×として評価した結果を表４に示す。
本結果によれば、処方例１−７、１０、１１、１３−１、１３−２は鉄に対する防錆性に優れ、処方例９、市販品は鉄に対する防錆性に劣る結果となった。
【００２７】
〔試験例４〕アルミニウム、銅に対する防錆試験
１．試験方法
アルミニウム、銅に対する防錆試験を以下に示す湿潤法で行った。
（１）テストピースの準備
テストピースをクレンザーで均一に磨き、水道水で十分に洗浄した。
このテストピースを、まずエタノールと水を１対１に混合した液、次にエタノールとエーテルを１対１に混合した液、最後にエーテルのみの液について、それぞれ５分間超音波洗浄したものを試験に用いた。
（２）試料の塗布
試験を行う濃度に調整した試料溶液に、テストピースを１０秒間浸漬させた後、水分を温風で乾燥させた。
（３）試験方法
試料を塗布したテストピースを図３のような装置に取り付け、６０℃で２４時間加熱後、評価した。
（４）評価基準
変色無し    ：  Ａ  （ただし油膜による着色を含む）
僅かな変色  ：  Ｂ
やや変色    ：  Ｃ
かなり変色  ：  Ｄ
著しい変色  ：  Ｅ
【００２８】
２．試験結果
本発明の潤滑剤組成物の上記試験評価結果を表３に示す。また、当該評価結果のＡ，Ｂを〇、Ｃ−Ｅを（×）として評価した結果を表４に示す。
本結果によれば、処方例１−７、１３−１、１３−２は鉄に対する防錆性に優れた。一方、処方例９はアルミニウムに対する防錆性には優れるが銅に対しては劣り、処方例１０，１１、市販品はアルミニウムと銅いずれに対しても防錆性に劣る結果となった。
【００２９】
(考察）
以上の試験結果の総合評価を表４に示す。水溶液安定性、潤滑性、防錆性のいずれか１つでも劣る場合には（×）、全てに優れる場合を（〇）として表した。
本総合評価によれば、本発明のポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸カルシウム（アルキル基Ｃ１６：０〜Ｃ１８：１、ＥＯ  ４〜１０ｍｏｌ）を有効成分中に２０〜６０％含む処方例１，５，１３−１，１３−２は水溶液安定性、潤滑性、防錆性の全てに優れ、それ以外の処方はいずれかに劣る結果となった。また、市販品は全てに劣っていた。
【００３０】
【表１】
2020084124.tif 000006
【００３１】
【表２】
2020084124.tif 000007
【００３２】
【表３】
2020084124.tif 000008
【００３３】
【表４】
2020084124.tif 000009
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明によれば、水溶性という極めて安全な形態として、摩擦面で生じる摩擦力を低減させる潤滑性と、摩擦面で発生する摩擦熱による表面酸化を防ぐ防錆効果の両方の性能を十分に備えた水溶性潤滑防錆剤を提供することができる。
【図１】
2020084124.tif 000013
【図２】
2020084124.tif 000014
【図３】
2020084124.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】令和2年1月7日(2020.1.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水溶性の潤滑防錆剤であって、
下記一般式（２）に示すポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸の金属塩と、水溶性防錆成分と、水とを含む前記水溶性潤滑防錆剤。
【化１】
2020084124.tif 000016
【請求項２】
ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸の金属塩を、水を除いた有効成分中、２０〜６０％含む請求項１に記載の水溶性潤滑剤。
【請求項３】
潤滑剤全組成中、水を５０％以上含む請求項１又は２に記載の水溶性潤滑剤。
【請求項４】
水溶性防錆成分として、アルミニウムに対する防錆成分、銅に対する防錆成分、鉄に対する防錆成分のいずれか１以上を含む請求項１〜３のいずれかに記載の水溶性潤滑防錆剤。