(57)【要約】【課題】発泡が少なく、多量の潤滑成分を含有させることができ、液安定性に優れ、かつ良好な潤滑性を示す皮膜を形成し得る、主として金属材料のための水系潤滑皮膜処理剤等の提供。【解決手段】式Ｒ１−ＣＨ（Ｒ２）ＣＯＯＨ（式中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立に炭素数４〜１２で、直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基を示す）で表され、流動点が０℃未満である分岐カルボン酸及び／又はその塩と、固体皮膜成分とを配合してなる、固体に対する水系潤滑皮膜処理剤であって、水系潤滑皮膜処理剤の全固形分を基準にして、それぞれ固形分として、分岐カルボン酸もしくはその塩の配合量が０．１〜５０質量％であり、固体皮膜成分の配合量が３〜９９．９質量％である該水系潤滑皮膜処理剤。固体皮膜成分は水性無機塩、水性有機酸塩又は水性樹脂から選ばれる。該処理剤にはさらに潤滑性補足成分、耐焼付き性補足成分等を配合し得る。【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（Ｉ）
Ｒ１−ＣＨ（Ｒ２）ＣＯＯＨ  （Ｉ）
（式中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立に炭素数４〜１２で、直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基を示す）で表され、かつ流動点が０℃未満である分岐カルボン酸及び／又はその塩（Ａ）と、固体皮膜成分（Ｂ）とを配合してなる、固体に対する水系潤滑皮膜処理剤であって、水系潤滑皮膜処理剤の全固形分を基準にして、それぞれ固形分として、分岐カルボン酸もしくはその塩（Ａ）の配合量が０．１〜５０質量％であり、固体皮膜成分（Ｂ）の配合量が３〜９９．９質量％である該水系潤滑皮膜処理剤。  
【請求項２】
Ｒ１及びＲ２がそれぞれ独立に炭素数５〜１０で、直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基を示す請求項１記載の水系潤滑皮膜処理剤。
【請求項３】
分岐カルボン酸及び／又はその塩（Ａ）における分岐カルボン酸が一般式（Ｉ−１）
【化１】
2006335838.tif 000009
（式中、Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数１〜７の直鎖もしくは分岐鎖アルキル基であることができるが、両基の炭素数は合計で２〜７である）で表され、かつ流動点が０℃未満である分岐カルボン酸である請求項２記載の水系潤滑皮膜処理剤。
【請求項４】
固体皮膜成分（Ｂ）が、水性無機塩、水性有機酸塩及び水性樹脂から選ばれる少なくとも一種である請求項１〜３のいずれか１項に記載の水系潤滑皮膜処理剤。
【請求項５】
水性無機塩が、硫酸塩、ホウ酸類の塩、ケイ酸類の塩及びリン酸類の塩から選ばれる少なくとも一種である請求項４記載の水系潤滑皮膜処理剤。
【請求項６】
水性有機酸塩が、水酸基を有するか有さない炭素数３〜６の二もしくは三塩基性カルボン酸の塩である請求項４又は５記載の水系潤滑皮膜処理剤。
【請求項７】
水性樹脂が、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂及びポリエステル樹脂から選ばれる少なくとも一種である請求項４〜６のいずれか１項に記載の水系潤滑皮膜処理剤。
【請求項８】
油、石けん、金属石けん、ワックス及びポリテトラフルオロエチレンから選ばれる少なくとも一種である補足成分（Ｃ）を、水系潤滑皮膜処理剤の全固形分を基準にして、固形分として、１〜５０質量％配合した請求項１〜７のいずれか１項に記載の水系潤滑皮膜処理剤。
【請求項９】
二硫化モリブデン、グラファイト、カーボンブラック、有機モリブデン化合物、リン酸亜鉛化合物、石灰、メラミンシアヌレート及び窒化ホウ素から選ばれる少なくとも一種である補足成分（Ｄ）を、水系潤滑皮膜処理剤の全固形分を基準にして、固形分として、０．１〜７０質量％配合した請求項１〜８のいずれか１項に記載の水系潤滑皮膜処理剤。
【請求項１０】
水系潤滑皮膜処理剤の適用対象である固体が金属材料である請求項１〜９のいずれか１項に記載の水系潤滑皮膜処理剤。
【請求項１１】
上記請求項１〜９のいずれか１項に記載の水系潤滑皮膜処理剤より形成される潤滑皮膜を表面に有する金属材料。
【請求項１２】
金属材料が鉄もしくは鉄鋼、ステンレス鋼、メッキ鋼、アルミニウムもしくはアルミニウム合金、マグネシウム合金、スズもしくはスズ合金、チタンもしくはチタン合金、並びに銅もしくは銅合金から選ばれる請求項１１記載の金属材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鍛造加工、伸線加工、プレス加工、ロールフォーミングなどに代表される金属の塑性加工時に固体表面間（特にダイスと被加工材との間）に生じる摩擦、エンジンやコンプレッサー内部の機械摺動面などで固体表面間（例えばシリンダーとピストンとの間）に生じる摩擦などの固体と固体との擦れ合いによって生じる摩擦の低減を目的として様々な用途/分野で必要とされる、固体（特に金属材料/金属製品）上に潤滑皮膜を形成するための、水系潤滑皮膜処理剤に関するものである。さらに詳しく述べるならば、本発明は、石けん類など優れた性能を有する潤滑成分を水性処理液に含有させるために、従来、処理液の発泡や皮膜性能への悪影響が問題とされていたにも関わらず多量の界面活性剤や高分子系分散剤などを併用しなければならなかったのに対して、発泡が非常に少なく、多量の潤滑成分を安定に含有させることができる、工業的な安定使用に優れた、固体に対する水系潤滑皮膜処理剤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固体表面、特に金属表面同士（特にダイスと被加工材）が激しく擦れ合う塑性加工時や、機械摺動部に生じる摩擦は、加工エネルギーの増大、発熱、焼付き現象などの原因となるため摩擦力低減を目指した様々な潤滑剤が用いられてきた。潤滑剤としては、古くから、油や石けん類などが用いられ、摺動面に供給することで流体潤滑膜として摩擦力を低減してきたが、表面積拡大による大きな発熱を伴い高面圧下で摺動する塑性加工や、機械摺動部の高速摺動面などでは潤滑性が不十分であったり、潤滑膜切れなどにより焼付き現象が発生し易くなる。そのため、潤滑膜切れによっても金属同士の直接接触を回避することができるように、ボラックス（ホウ砂）皮膜、リン酸塩結晶皮膜等の無機皮膜、樹脂皮膜などの固体皮膜で予め対象固体表面を被覆しておく技術が一般化され、広く用いられている。
【０００３】
一方、近年、加工・摺動エネルギーの更なる低減化や、強加工度化、難加工材への対応、皮膜プロセスの環境保全性（例えばリン酸塩処理はスラッジ等の産業廃棄物が多量に生じさせるので環境保全上問題がある）、潤滑パウダーレスやオイルレス加工への対応など、固体皮膜への要求は多岐に亘り急速に高まりつつあり、これらの要求に対して、環境保全を考慮する一方、高度な潤滑性を有する固体皮膜が開発されつつある。この技術は、被加工材や機械摺動部などの固体表面に対して液状の皮膜剤を付着させ、ついで乾燥するだけの簡便な工程によって高度な潤滑性を有する皮膜を形成させるものである。このような技術として、特許文献１に、（Ａ）合成樹脂、（Ｂ）水溶性無機塩および水を含有し、（Ｂ）／（Ａ）（固形分重量比）が０．２５／１〜９／１であって、合成樹脂が溶解または分散していることを特徴とする金属材料の塑性加工用潤滑剤組成物が開示されている。特許文献１には、潤滑成分として、金属石けん、ワックス、ポリテトラフルオロエチレンおよび油よりなる群から選ばれる少なくとも一種を１〜２０質量％含有させるのが好ましく、前記水溶性無機塩としては、硫酸塩、ホウ酸塩、モリブデン酸塩、バナジン酸塩およびタングステン酸塩よりなる群から選ばれる少なくとも一種が好ましいことも記載されている。この技術は、キャリアとなり得る皮膜成分中に金属石けんやワックスなどの潤滑成分を分散した形で含有し、これを被加工材表面にコーティングすることで、高度な加工性能を有する潤滑皮膜を簡便かつ省力的に得ることができる優れた技術である。この技術によれば、潤滑成分が無機塩や樹脂成分によって皮膜中に固定化されているために、上述した「固体皮膜＋潤滑成分」に比べて固体表面に対する潤滑剤の濡れ性や層間密着性などに影響されず、より安定した潤滑状態を提供できるものである。また、この技術は主に塑性加工分野で広く用いられており、比較的大きな結晶単位の潤滑皮膜であるリン酸塩皮膜と石けんとの組み合わせと比較しても、潤滑成分の機能別選定、分散状態などによって潤滑成分の効果を任意に調整できる利点を有することから、この技術を基に、表面積拡大が大きい強加工用途にも優れた技術が開発されつつあり有望な技術である。
【特許文献１】特開２０００−０６３８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、潤滑成分として用いられている多くの物質は、疎水性、もしくは水への溶解度が乏しく、例えば、アルカリ石けんは冷間鍛造時の金型（ダイス）保護性能に優れているとされているが、水性液への溶解度が低いために多くを配合できないほか、極端な発泡の原因となり、また、金属石けんなどは疎水性が強く、水性液への分散が難しい。したがって、特許文献１の技術においては、実用レベルで潤滑成分を水性液中に含有させるためには界面活性剤や高分子分散剤などを多量に共存させて分散化する必要があるが、界面活性剤や高分子分散剤などを多量に共存させるとそこにも発泡の問題が生じ、また皮膜性能の低下（例えば耐水性の低下、皮膜形成時の界面活性剤や高分子分散剤の偏析による潤滑性能の不均一化など）の問題が生じる傾向となり、他方、界面活性剤や高分子分散剤などの助けを借りずに潤滑成分含有量を高めようとすると潤滑皮膜処理剤の安定性が損われる傾向となる。
【０００５】
本発明は、上記従来技術が抱える問題点を解決するものであり、発泡が少なく、多量の潤滑成分を含有することができるにも拘らず、液安定性に優れた、主として金属材料のための水系潤滑皮膜処理剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、一般式（Ｉ）
Ｒ１−ＣＨ（Ｒ２）ＣＯＯＨ                （Ｉ）
（式中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立に炭素数４〜１２で、直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基を示す）で表され、流動点が０℃未満である分岐カルボン酸及び／又はその塩（Ａ）と、固体皮膜成分（Ｂ）とを配合してなる、固体に対する水系潤滑皮膜処理剤であって、水系潤滑皮膜処理剤の全固形分を基準にして、それぞれ固形分として、分岐カルボン酸もしくはその塩の配合量が０．１〜５０質量％であり、固体皮膜成分の配合量が３〜９９．９質量％である該水系潤滑皮膜処理剤によって解決される。固体皮膜成分としては、通常、水性無機塩、水性有機酸塩及び水性樹脂から選ばれる少なくとも一種が用いられる。本水系潤滑皮膜処理剤には、油、石けん、金属石けん、ワックス及びポリテトラフルオロエチレンから選ばれる少なくとも一種を潤滑性の調整のための補足成分（補足成分（Ｃ））として配合し得る。また、本水系潤滑皮膜処理剤には、強加工用途での耐焼付き性向上、ダイス保護及び／又は潤滑性補助を目的として、二硫化モリブデン、グラファイト、カーボンブラック、有機モリブデン化合物、リン酸亜鉛化合物、石灰、メラミンシアヌレート及び窒化ホウ素から選ばれる少なくとも一種を補足成分（Ｄ）として配合し得る。本発明は、また、該水系潤滑皮膜処理剤より形成される潤滑皮膜を表面に有する金属材料に関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の水系潤滑皮膜処理剤は、耐発泡性、処理液安定性など、工業的な安定使用に必要な性能において特に優れている上に、十分な量の潤滑成分を含有することができ、さらに本発明の水系潤滑皮膜処理剤から形成される皮膜は摺動潤滑皮膜や冷間鍛造用潤滑皮膜として良好な性能を発揮するものである。したがって、本発明は産業上の利用価値が極めて大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明における一般式（Ｉ）で表される分岐カルボン酸［以下、分岐カルボン酸（Ｉ）という；他の一般式の化合物についても同様］中のＲ１及びＲ２は、それぞれ独立に、炭素数４〜１２の直鎖もしくは分岐鎖アルキル基であることが必要であるが、炭素数５〜１０の直鎖もしくは分岐鎖アルキル基であることが好ましい。Ｒ１及び／又はＲ２の炭素数が３以下又は１３以上である場合には、親水基と疎水基とのバランスが適切な範囲を外れて、十分な消泡性能や分散性能を発現し得なくなる傾向にある。Ｒ１及び／又はＲ２は具体例としては、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソペンチル基、２−メチルブチル基、イソヘキシル基、３−メチルペンチル基、ｎ−ヘキシル基、１−メチル−３，３−ジメチルブチル基、３−メチルヘキシル基、４−メチルヘキシル基、イソヘプチル基、３−メチルヘプチル基、４−メチルヘプチル基、５−メチルヘプチル基、イソオクチル基、ｎ−オクチル基、３−メチル−５，５−ジメチルヘキシル基、４−メチルオクチル基、５−メチルオクチル基、６−メチルオクチル基、４−メチルノニル基、５−メチルノニル基、６−メチルノニル基、５−メチルデシル基、６−メチルウンデシル基等が挙げられる。
【０００９】
分岐カルボン酸（Ｉ）の中で以下の一般式（Ｉ−１）で表される分岐カルボン酸が本発明で使用するのにより好ましい。一般式（Ｉ−１）において、Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数１〜７の直鎖もしくは分岐鎖アルキル基であることができるが、両基の炭素数は合計で２〜７であることを要する。これらのうち、Ｒ３が炭素数２〜５の直鎖アルキル基でＲ４が水素原子である分岐カルボン酸（Ｉ−１）、Ｒ３が炭素数３〜７の分岐鎖アルキル基でＲ４が水素原子である分岐カルボン酸（Ｉ−１）及びＲ３が炭素数３〜６の分岐鎖アルキル基でＲ４がメチル基である分岐カルボン酸（Ｉ−１）がより好ましい。ここで炭素数１〜７の直鎖もしくは分岐鎖アルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、２−メチルペンチル基、３−メチルペンチル基、２−メチルヘキシル基、３−メチルヘキシル基、４−メチルヘキシル基等が挙げられる。
【００１０】
【化１】
2006335838.tif 000002
【００１１】
本発明で使用する分岐カルボン酸は、また、その流動点が０℃未満でなければならず、−１℃以下であることが好ましく、−１５℃以下であることがより好ましい。本発明で使用する分岐カルボン酸の流動点の下限については特に制限はない。
【００１２】
本発明で使用する分岐カルボン酸の具体例として、以下のような化合物が挙げられるが、本発明で使用する分岐カルボン酸はこれらに限定されるものではない。
【００１３】
【化２】
2006335838.tif 000003
【００１４】
分岐カルボン酸（Ｉ−１−１）〜分岐カルボン酸（Ｉ−１−５）の流動点は以下の通りである。
分岐カルボン酸（Ｉ−１−１）：−３０℃以下、分岐カルボン酸（Ｉ−１−２）：−１７℃、分岐カルボン酸（Ｉ−１−３）：−３０℃以下、分岐カルボン酸（Ｉ−１−４）：−３０℃以下、分岐カルボン酸（Ｉ−１−５）：−１℃。
なお、分岐カルボン酸（Ｉ−１−１）〜分岐カルボン酸（Ｉ−１−５）はすべて分岐カルボン酸（Ｉ−１）に包含される。
【００１５】
分岐カルボン酸（Ｉ）の炭素数及び流動点が上記範囲内にある場合、かかる分岐カルボン酸（Ｉ）もしくはその塩を含有する水系潤滑皮膜処理剤は、発泡が少なく、液安定性に優れ、多量の潤滑成分を含有させることができると共に、良好な潤滑性を有する皮膜を形成するという本発明の効果を達成し得る。
【００１６】
分岐カルボン酸（Ｉ）は、（１）植物油（大豆油、トール油等）、動物油（牛脂等）からの脂肪酸からダイマー酸を製造する際の副生物としてダイマー酸から分離する；（２）オレフィンをオキソ反応に付して得られるアルデヒドをアルドール縮合に付し、得られる炭素−炭素二重結合を有するアルデヒドを水素添加してアルコールとし、これを酸化する等の方法により得ることができる。
これらの方法の内、（２）の方法は以下の反応工程式で表すことができる。なお、以下の反応工程式において、Ｒ３及びＲ４は分岐カルボン酸（Ｉ−１）におけると同義である。  
【００１７】
【化３】
2006335838.tif 000004
【００１８】
本発明で使用する分岐カルボン酸の塩としては、ナトリウム、カリウム、リチウムなどのアルカリ金属との塩；カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ土類金属との塩；メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミンなどの脂肪族アミンとの塩；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などのアルカノールアミンとの塩；アンモニウム塩等が挙げられる。これらの塩の中で、アルカリ金属との塩及びアンモニウム塩がより好ましい。
本発明で使用する分岐カルボン酸及びその塩は、各単独で、もしくは２種以上組み合わせて用いることができる。
【００１９】
本発明で使用する分岐カルボン酸及び／又はその塩、すなわち分岐カルボン酸及び／又はその塩（Ａ）は、本発明の水系潤滑皮膜処理剤中に溶解状態、または分散状態で含有させる。なお、水系潤滑皮膜処理剤により形成される潤滑皮膜における分岐カルボン酸及び／又はその塩（Ａ）は、皮膜中や皮膜上層に分布することで潤滑皮膜に優れた潤滑性を付与する。また、分岐カルボン酸及び／又はその塩（Ａ）は、潤滑皮膜中で多価金属化合物と共存した場合には、複分解反応生成物としても存在し得る。例えば、リン酸亜鉛結晶との共存下ではリン酸亜鉛結晶表面に分岐カルボン酸の亜鉛化合物が析出し、石灰粒子の共存下では分岐カルボン酸のカルシウム化合物が析出することによって、これら多価金属化合物表面に優れた潤滑性を付与する。
【００２０】
分岐カルボン酸及び／又はその塩（Ａ）は、水系潤滑皮膜処理剤中に共存し得る各種潤滑成分に対する優れた分散剤として機能するため、各種潤滑成分の分散安定性を飛躍的に高めることができる。このため、各種潤滑成分の分散安定性を高めるべく多量に用いることで発泡や皮膜性能の低下の原因となってきた界面活性剤や高分子分散剤などの併用を必要としないか、大幅に低減することができる。さらに、分岐カルボン酸及び／又はその塩（Ａ）は、優れた消泡剤としても機能するため、アルカリ石けん類などの潤滑成分、界面活性剤、高分子分散剤などからの発泡を高度に抑制することができる。
【００２１】
分岐カルボン酸及び／又はその塩（Ａ）の含有量は、水系潤滑皮膜処理剤の全固形分に対する固形分の割合として、０．１〜５０質量％の範囲で用いるのが好ましく、０．３〜３０質量％の範囲で用いるのがより好ましい。０．１〜５０質量％未満では、その添加による効果、すなわち潤滑性機能、消泡剤機能、分散剤機能が働かず、５０質量％を超えると、これらの機能が飽和し経済的に無駄となる。
【００２２】
本発明の水系潤滑皮膜処理剤における必須成分である固体皮膜成分（Ｂ）としては、水性無機塩、水性有機酸塩、水性樹脂から選ばれる少なくとも一種を用いることができる。ここで「水性」は水溶性又は水分散性を意味する。固体皮膜成分（Ｂ）は、予め対象表面に被覆させておくことで、金属の塑性加工時や機械摺動面の流体潤滑膜切れ時などに金属同士の直接接触を回避し焼付き現象を発生させない役割を有する。固体皮膜成分（Ｂ）は、また、油、石けん  類、ワックス類、二硫化モリブデン、グラファイト、リン酸亜鉛化合物、石灰、メラミンシアヌレートなどを皮膜中に保持することで、潤滑皮膜表面に摩擦係数を低減化するなどの潤滑性を付与したり、潤滑成分や耐焼付き成分などを摩擦摺動面に供給する役割を担っている。本発明の水系潤滑皮膜処理剤中での固体皮膜成分（Ｂ）は水に溶解もしくは分散した状態で存在し、水分が揮発することにより常温では固体状の皮膜を形成する。
【００２３】
固体皮膜成分（Ｂ）は形成させる潤滑皮膜の用途によって任意に選ぶことができる。例えば、摩擦摺動面の温度、圧力が非常に高い冷間鍛造用途の場合には、皮膜の溶融点が加工時の材料到達温度に比べて高く加工熱の影響を受け難く、上記役割を安定的に示すことができることから水性無機塩を用いることが好ましい。このような性質を持つ水性無機塩としては、硫酸塩、ホウ酸類の塩、ケイ酸類の塩及びリン酸類の塩から選ばれる少なくとも一種を使用することが好ましい。ホウ酸類はオルトホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）、メタホウ酸（ＨＢＯ２）、四ホウ酸（Ｈ２Ｂ４Ｏ７）、五ホウ酸（ＨＢ５Ｏ８）などを包含する。ケイ酸類はオルトケイ酸（ｎＳｉＯ２・（ｎ＋１）Ｈ２Ｏ）、メタケイ酸（ｎＳｉＯ２・ｎＨ２Ｏ）、メソケイ酸（ｎＳｉＯ２・（ｎ−１）Ｈ２Ｏ）及びパラケイ酸（ｎＳｉＯ２・（ｎ−２）Ｈ２Ｏ）（各ｎ＝１，２，３，４，．．．）を包含する。リン酸類はオルトリン酸（Ｈ３ＰＯ４）、ポリリン酸（Ｈｎ＋２ＰｎＯ３ｎ＋１）（ｎ＝２，３，４，．．．）（二リン酸、三リン酸、四リン酸など）、メタリン酸［（ＨＰＯ３）ｎ］（ｎ＝１，２，３，４，．．．）（メタリン酸、二メタリン酸、三メタリン酸、四メタリン酸など）を包含する。
【００２４】
これらの酸塩の陽イオンとしてはアルカリ金属イオン（ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオンなど）、アンモニウムイオン、アミン（エチルアミン等）やアルカノールアミン（モノエタノールアミン、ジエタノールアミン等）から形成される陽イオン（塩としてはアミン塩）などが挙げられ、アルカリ金属イオン及びアンモニウムイオンがより好ましい。水性無機塩として具体的には、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、ホウ酸ナトリウム（四ホウ酸ナトリウムなど）、ホウ酸カリウム（四ホウ酸カリウムなど）、ホウ酸のジエタノールアミン塩、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸リチウム、メタケイ酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、トリポリリン酸ナトリウムなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて使用してもよい。
【００２５】
特にケイ酸類の塩については、一般式Ｍ２Ｏ・ｎＳｉＯ２（式中、ｎは１〜９の数を表し、ＭはＮａ、Ｋ、Ｌｉ又はＮＨ４を表す）で表されるものを使用するのが好ましい。水溶液の安定性や造膜性などの観点から、ＭはＮａ又はＫであるのがより好ましく、ｎは２〜９の数であるのがより好ましく、２〜４の数であるのがより一層好ましい。
【００２６】
また、比較的軽度な塑性加工用途であり、加工後に残存する皮膜を熱処理時に揮散させたい場合などでは、強固な皮膜を形成でき熱揮散性が良好な、水性有機酸塩を固体皮膜成分として用いることが好ましい。このような性質を持つ水性有機酸塩としては、水酸基を有するか有さない炭素数３〜６の二もしくは三塩基性カルボン酸の塩を用いるのが好ましく、リンゴ酸塩、コハク酸塩、クエン酸塩及び酒石酸塩から選ばれる少なくとも一種を使用するのがより好ましい。これらの酸塩の陽イオンとしてはアルカリ金属イオン（ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオンなど）、アンモニウムイオン、アミン（エチルアミン等）やアルカノールアミン（モノエタノールアミン、ジエタノールアミン等）から形成される陽イオン（塩としてはアミン塩）などが挙げられ、アルカリ金属イオン及びアンモニウムイオンがより好ましい。水性有機酸塩として具体的には、リンゴ酸ナトリウム、リンゴ酸カリウム、コハク酸ナトリウム、コハク酸カリウム、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム、酒石酸ナトリウム、酒石酸カリウムなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて使用してもよい。
【００２７】
また、機械摺動面用潤滑皮膜などで、不感湿性、耐磨耗性などが求められる場合などでは、水性樹脂を固体皮膜成分として用いることが好ましい。このような性質を持つ水性樹脂としては、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂及びポリエステル樹脂から選ばれる少なくとも一種を使用することが好ましい。ここで用いられる水性樹脂は、皮膜形成性を有するものであれば特に制限はなく、一般的には水溶性もしくは水分散状態で供給されている。本発明の水系潤滑皮膜剤に用いられる水性樹脂は、不感湿化用途にも用いる観点から、水溶性樹脂を製膜する際には架橋剤も用いて架橋するのが好ましい。また、該水性樹脂は、比較的分子量が高かったりもしくは疎水性樹脂骨格を有するので、水に分散化したエマルジョンであることが好ましい。これらの水性樹脂は単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて使用してもよい。
【００２８】
アクリル系樹脂はアクリル系モノマーの少なくとも一種を重合して得られるものが挙げられる。アクリル系モノマーとしては、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、オクチルアクリレート等のアルキル（Ｃ＝１〜８）（メタ）アクリレート；メトキシメチルアクリレート、メトキシエチルアクリレート、エトキシメチルアクリレート、エトキシエチルアクリレート、メトキシメチルメタクリレート、メトキシエチルメタクリレート、エトキシメチルメタクリレート、エトキシエチルメタクリレート、メトキシブチルアクリレート等の低級アルコキシ低級アルキル（メタ）アクリレート；２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等のヒドロキシ低級アルキル（メタ）アクリレート；アクリルアミド、メタクリルアミド；Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチルアクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチルメタクリルアミド等のＮ−非置換もしくは置換（特に低級アルコキシ置換）メチロール基を有する（メタ）アクリルアミド；ホスホニルオキシメチルアクリレート、ホスホニルオキシエチルアクリレート、ホスホニルオキシプロピルアクリレート、ホスホニルオキシメチルメタクリレート、ホスホニルオキシエチルメタクリレート、ホスホニルオキシプロピルメタクリレート等のホスホニルオキシ低級アルキル（メタ）アクリレート；アクリロニトリル；アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。本発明においてはアクリル系樹脂は、上記のごときアクリル系モノマーの少なくとも一種とスチレン、メチルスチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、ビニルトルエン、エチレン等の他のエチレン性モノマーの少なくとも一種との共重合体であってアクリル系モノマー単位を３０モル％以上含有するものをも包含するものとする。アクリル系樹脂の分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した場合、１，０００〜１，０００，０００、特に１００，０００〜６００，０００であることが好ましい。
【００２９】
フェノール系樹脂としては、フェノール、クレゾール、キシレノール等のフェノール類の少なくとも一種とホルムアルデヒドとの反応によって得られるものが挙げられ、ノボラック型樹脂、レゾール型樹脂のいずれであっても良い。ノボラック型樹脂を使用する場合には硬化剤としてヘキサメチレンテトラミン等を共存させる必要がある。フェノール樹脂皮膜は後述の乾燥工程で硬化する。フェノール樹脂の分子量については特に制限はない。
【００３０】
ウレタン樹脂は、ウレタン結合（ＮＨＣＯＯ）を有する合成樹脂であり、ウレタン樹脂としては、一般にイソシアネート基を２個以上有するポリイソシアネート化合物と活性水素基を２個以上有するポリオールとの重付加反応によって得られるものを用いることができる。かかるポリオールとしてはポリエステルポリオールおよびポリエーテルポリオールが挙げられる。ポリエステルポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，２−ブチレングリコール、１，３−ブチレングリコール、１，４−ブチレングリコール、３−メチルペンタンジオール、ヘキサメチレングリコール、水添ビスフェノールＡ、トリメチロールプロパン、グリセリン等の低分子量のポリオールと、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバチン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、テトラヒドロフタル酸、エンドメチレンテトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸等の多塩基酸との反応によって得られる末端に水酸基を有するポリエステル化合物が挙げられる。
【００３１】
また、ポリエーテルポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，２−ブチレングリコール、１，３−ブチレングリコール、１，４−ブチレングリコール、３−メチルペンタンジオール、ヘキサメチレングリコール、ビスフェノールＡ、水添ビスフェノールＡ、トリメチロールプロパン、グリセリン等の低分子量のポリオールまたはこれらのエチレンオキシドおよび／またはプロピレンオキシド高付加物、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレン／プロピレングリコール等のポリエーテルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリオレフィンポリオール、ポリブタジエンポリオール等が挙げられる。
【００３２】
またポリイソシアネートとしては、脂肪族、脂環式および芳香族ポリイソシアネートが挙げられ、具体的には、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネートエステル、水添キシリレンジイソシアネート、１，４−シクロヘキシレンジイソシアネート、４，４´−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、２，４´−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、３，３´−ジメトキシ−４，４´−ビフェニレンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、１，５−テトラヒドロナフタレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、４，４´−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４´−ジフェニルメタンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等が挙げられる。
ウレタン樹脂の分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した場合、５００〜５００，０００であることが好ましい。
【００３３】
エポキシ樹脂としては、ビスフェノール類、特にビスフェノールＡ（２，２−ビス（４´−ヒドロキシフェニル）プロパン）とエピクロルヒドリンとを反応させて得られる、ビスフェノール型エポキシ樹脂、特に下記式で表わされるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂をまず挙げることができる。他の例として、フェノールノボラック樹脂のフェノール性水酸基をグリシジルエーテル化したノボラック型エポキシ樹脂、芳香族カルボン酸のグリシジルエステル、エチレン性不飽和化合物の二重結合を過酸でエポキシ化した過酸エポキシ型等を挙げることができる。さらに、上記のごときエポキシ樹脂の樹脂骨格にエチレンオキシドまたはプロピレンオキシドを付加したもの、多価アルコールのグリシジルエーテル型等も挙げることができる。これらの中でビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を用いるのがもっとも好ましい。エポキシ樹脂の分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した場合、３５０〜５，０００であることが好ましい。
【００３４】
【化４】
2006335838.tif 000005
【００３５】
ポリエステル樹脂としては、エチレングリコール、ネオペンチルグリコールなどのポリオール成分とテレフタル酸、トリメリット酸等の多塩基酸との縮合物であるポリエステル樹脂などが挙げられる。ポリエステル樹脂の分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した場合、１，０００〜５０，０００であることが好ましい。
【００３６】
固体皮膜成分（Ｂ）の配合量は、水系潤滑皮膜処理剤の全固形分を基準にして、固形分として、３〜９９．９質量％であることが必要であり、３〜９５質量％であることが好ましく、５〜９０質量％であることがより好ましい。３質量％未満では、形成される皮膜の耐焼付き性が不十分であり、また、潤滑成分等の保持、供給機能が不十分となる傾向になる。９９．９質量％を超えると、分岐カルボン酸及び／又はその塩（Ａ）の機能が発揮されなくなる。
【００３７】
本発明の水系潤滑皮膜処理剤は、また、必要に応じて、形成される潤滑皮膜の各種性能を調整するために補足的な成分を含有してもよい。例えば、主に潤滑性能を調整する場合に用いる補足成分として、油、石けん、金属石けん、ワックス、ポリテトラフルオロエチレンから選ばれる少なくとも一種（補足成分（Ｃ））を使用することが好ましい。なお、補足成分（Ｃ）は、通常は潤滑性能をより高めるために使用するが、場合により多少抑制するために使用する場合もあり得る。
【００３８】
補足成分（Ｃ）における油としては、植物油、合成油、鉱物油などを使用でき、例えばパーム油、ひまし油、菜種油、マシン油、タービン油、エステル油、シリコン油などを挙げることができる。石けんは、脂肪酸のアルカリ金属塩であり、例えばオクタン酸、デカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、イコサン酸、オレイン酸、ステアリン酸などの炭素数８〜２２の飽和もしくは不飽和脂肪酸のナトリウム塩、カリウム塩などが挙げられる。金属石けんとしては、カルシウム、亜鉛、マグネシウム、バリウムなどの多価金属と上記脂肪酸との塩などが挙げられる。ワックスとしては、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、カルナウバロウ、パラフィンワックスなどが挙げられる。ポリテトラフルオロエチレンとしては、重合度例えば１００万〜１０００万程度のポリテトラフルオロエチレンを挙げることができる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて使用してもよい。補足成分（Ｃ）は、本発明の水系潤滑皮膜剤中に、通常、溶解もしくは分散した状態で含有される。
【００３９】
補足成分（Ｃ）の配合量は、水系潤滑皮膜処理剤の全固形分を基準にして、固形分として、１〜５０質量％であることが好ましく、２〜４０質量％であることがより好ましく、２〜３０質量％であることがより一層好ましい。１質量％未満では、補足成分（Ｃ）の潤滑性能調整機能が十分に発揮されず、５０質量％を超えると、潤滑性能調整効果が飽和して経済的に不利である。  
【００４０】
本発明の水系潤滑皮膜処理剤には、また、必要に応じて、強加工用途での耐焼付き性向上やダイス保護等を目的として、高い加工荷重での潤滑を補助する働きや、極圧効果を発揮するものなどを配合することができる。そのようなものとして、二硫化モリブデン、グラファイト、カーボンブラック（黒鉛化カーボンブラックも含む）、有機モリブデン化合物（モリブデンＤＴＣ）、リン酸亜鉛、石灰、メラミンシアヌレート、窒化ホウ素などから選ばれる一種（補足成分（Ｄ））を使用することが好ましい。これらは単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて使用してもよい。
【００４１】
補足成分（Ｄ）の配合量は、水系潤滑皮膜処理剤の全固形分を基準にして、固形分として、０．１〜７０質量％であることが好ましく、０．５〜６０質量％であることがより好ましく、２〜６０質量％であることがより一層好ましい。０．１質量％未満では、耐焼付き性向上やダイス保護等の機能が発揮されず、７０質量％を超えて配合しても、かかる効果のさらなる向上は望めない。
【００４２】
本発明の水系潤滑皮膜処理剤においては、分岐カルボン酸及び／又はその塩（Ａ）が補足成分（Ｃ）や補足成分（Ｄ）を安定に分散させる機能を担うので、通常、これらの成分を分散または乳化させるために各種界面活性剤や高分子分散剤などを配合する必要はないが、補足成分（Ｃ）や補足成分（Ｄ）を多量に配合する場合などに成分（Ａ）の機能を補足するため、界面活性剤を使用してもよい。また、界面活性剤が市販の水性樹脂や補足成分（Ｃ）などに伴われて入ってくる場合もある。かかる界面活性剤としては、非イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、水溶性高分子分散剤などから適宜選択することができる。
【００４３】
本発明の水系潤滑皮膜処理剤における媒体は水である。本発明の水系潤滑皮膜処理剤における全固形分濃度については特に制限はないが、通常、１〜５０質量％程度が適当である。
【００４４】
本発明の水系潤滑皮膜剤の製造方法については、製造された水系潤滑皮膜剤が上記してきた条件を満足している限り、特に制限されない。例えば、本発明の水系潤滑皮膜剤は分岐カルボン酸及び／又はその塩（Ａ）を水に溶解もしくは分散し、ついで固体皮膜成分（Ｂ）、並びに、必要に応じて、補足成分（Ｃ）及び／又は補足成分（Ｄ）を添加し攪拌することにより製造することができる。また、本発明の水系潤滑皮膜剤は、使用者が水に溶解又は分散させて使用する粉末パッケージの形態を取ることも可能である。粉末パッケージの場合には、分岐カルボン酸及び／又はその塩（Ａ）と粉末状態の固体皮膜成分（Ｂ）とを混合し、必要に応じて補足成分（Ｃ）及び／又は補足成分（Ｄ）を添加しパウダーミキサーなどで混合して製造することができる。
【００４５】
本発明の水系潤滑皮膜剤は、鉄もしくは鉄鋼、ステンレス鋼、メッキ鋼（例えば、電気亜鉛メッキ、溶融亜鉛メッキ、アルミ亜鉛メッキ、アルミメッキ、鉄亜鉛メッキなどのメッキ処理が施された鋼）、アルミニウムもしくはアルミニウム合金、マグネシウム合金、スズもしくはスズ合金、チタンもしくはチタン合金、銅もしくは銅合金など金属材料を、例えば鍛造、伸線、伸管、プレス成形、ロールフォーミングなどに代表される冷間塑性加工に付す場合に、固体表面間（例えば、ダイスと金属材料との間）に生じる摩擦を低減するための潤滑皮膜剤として、金属材料の表面に塗布することができる。金属材料の形状などについては特に制限はない。本発明の水系潤滑皮膜剤は、また、エンジンやコンプレッサーなどの機械の内部の摺動する金属部材の表面と金属部材等の固体の表面との間（例えば、ピストンとシリンダーとの間）に生じる摩擦を低減するための潤滑皮膜剤として用いることができる。本発明の水系潤滑皮膜処理剤は、さらに、非金属材料からなる固体表面（例えば、セラミック表面、プラスチック表面など）にも適用可能である。
【００４６】
本発明の水系潤滑皮膜剤を塗布するに先立って、対象とする固体表面（例えば、金属材料表面）を洗浄（通常アルカリ洗浄剤を使用）、水洗、脱スケール（ショットブラストもしくは塩酸などによる酸洗など）、水洗の順に前処理することによって表面を清浄にすることが良好な潤滑性を発揮するために好ましい。酸化スケールが付着していな場合や酸化スケールが必要な用途に用いる場合、または非金属材料からなる固体表面の場合などは、脱スケール→水洗は省いても構わない。これらの前処理は常法により行えばよい。
【００４７】
本発明の水系潤滑皮膜処理剤は、浸漬、スプレー、流しかけ、刷毛塗りなどの常法により固体表面（例えば、金属材料表面）に塗布する。塗布は固体表面が該固体潤滑皮膜処理剤で十分に覆われればよく、塗布する時間に特に制限はない。塗布後、水系潤滑皮膜処理剤は乾燥する必要がある。乾燥は常温放置でも構わないが、通常６０℃〜１５０℃で１分〜６０分行うのが好適である。水系潤滑皮膜剤の皮膜質量は用途によって異なるが、金属材料の塑性加工用途では焼付きを防ぐ観点から、乾燥皮膜として１ｇ／ｍ２以上であるのが好ましく、３〜３０ｇ／ｍ２であるのがより好ましく、３〜２０ｇ／ｍ２であるのがより一層好ましい。
【００４８】
本発明の水系潤滑皮膜剤により形成される潤滑皮膜は、分岐カルボン酸及び／又はその塩（Ａ）を皮膜中や皮膜上層に分布させることで、良好な潤滑性及び耐焼付き性を併せ持ち、摩擦摺動面に安定的な潤滑状態を提供する。このため、表面積拡大による大きな発熱を伴い高面圧下で摺動する冷間塑性加工や、機械摺動部の高速摺動面などで安定的に優れた性能を示す。また、任意成分として配合する補足成分（Ｃ）や補足成分（Ｄ）は、分岐カルボン酸及び／又はその塩（Ａ）の優れた分散剤機能により固体潤滑皮膜中にて均一に分布させることができる他、潤滑皮膜形成時に分岐カルボン酸及び／又はその塩（Ａ）と共に皮膜上層に分布させることもできる。例えば、固体皮膜成分（Ｂ）としての水性無機塩と、その水溶液に対しての溶解度が比較的小さい該分岐カルボン酸アルカリ金属塩とを組み合わせた場合には、皮膜形成時の析出浮上現象によって該分岐カルボン酸アルカリ金属塩を皮膜上層に分布させることができ、該分岐カルボン酸アルカリ金属塩により分散されていた各補足成分も共に皮膜上層に分布させられるなど、潤滑皮膜構造の任意な設計が可能であり、本発明の水系潤滑皮膜剤の産業上でのメリットは大きい。
【実施例】
【００４９】
本発明の実施例を比較例と共に挙げることによって、本発明をその効果と共にさらに具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例によって制限されるものではない。
【００５０】
（１）水系潤滑皮膜処理剤の製造
以下に示す各成分を、表１に示す組合せ及び割合にて用いて、表１に示す実施例１〜１１及び比較例１〜６の水系潤滑皮膜処理剤を調製した。なお、これらすべての水系潤滑皮膜処理剤において、水系潤滑皮膜処理剤中の全固形分：水の質量比は１：９とした。
＜分岐カルボン酸及び／又はその塩（Ａ）＞
【００５１】
【化５】
2006335838.tif 000006
【００５２】
ａ−１〜ａ−６の化合物を構成する酸の流動点は以下の通りである。
ａ−１：−１℃、ａ−２：−１７℃、ａ−３：−３０℃以下、ａ−４：−３０℃以下
ａ−５：１０℃、ａ−６：７℃
ａ−１〜ａ−４の化合物は本発明範囲内の分岐カルボン酸又はその塩であり、ａ−５〜ａ−６の化合物は本発明範囲外の分岐カルボン酸の塩である。
【００５３】
＜固体皮膜成分（Ｂ）＞
ｂ−１  硫酸ナトリウム
ｂ−２  四ホウ酸カリウム
ｂ−３  パラケイ酸ナトリウム（Ｎａ２Ｏ・３ＳｉＯ２）
ｂ−４  トリポリリン酸ナトリウム
ｂ−５  クエン酸アンモニウム
ｂ−６  フェノール樹脂：フェノールノボラックをアミノ化し水溶化したもの（分子量５００〜６，０００）
ｂ−７  アクリル樹脂：メチルメタクリレートおよびｎ−ブチルアクリレートの共重合物をポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルにて乳化重合したもの（分子量１５万以上）
【００５４】
＜補足成分（Ｃ）＞
ｃ−１  ステアリン酸ナトリウム
ｃ−２  ステアリン酸カルシウム：高分子分散剤にて水に分散したもの
ｃ−３  ポリエチレンワックス：エチレンの乳化重合により製造（分子量２万）
ｃ−４  ポリテトラフルオロエチレン：高分子分散剤にて水に分散したもの
【００５５】
＜補足成分（Ｄ）＞
ｄ−１  二硫化モリブデン：粒子径５ミクロン
ｄ−２  カーボンブラック：三菱化学（株）製
ｄ−３  リン酸亜鉛：日本パーカライジング（株）製
ｄ−４  有機モリブデン化合物（モリブデンＤＴＣ）：旭電化工業（株）製
【００５６】
（２）前処理及び皮膜処理
（２−１）前処理及び摩擦磨耗試験用皮膜処理
摺動潤滑用皮膜として設計した実施例７、９及び１０並びに比較例４については、以下の処理手順にて処理を行った。
（ａ）評価用テストピース：冷延鋼板（ＳＰＣＣ−ＳＢ）  １５０ｍｍ×７０ｍｍ×０．８ｍｍｔ（ｔは厚さ）
（ｂ）脱脂：脱脂剤（登録商標  ファインクリーナー４３６０、日本パーカライジング（株）製）濃度２０ｇ／Ｌ、温度６０℃、浸漬１０分
（ｃ）水洗：水道水、常温、スプレー処理３０秒
（ｄ）潤滑皮膜処理：上記で調製した各水系潤滑皮膜処理剤、４０℃、浸漬１０秒
（ｅ）乾燥：８０℃熱風乾燥３分
（ｆ）乾燥皮膜質量：５ｇ／ｍ２
【００５７】
（２−１）前処理及び冷間鍛造試験用皮膜処理
冷間鍛造用潤滑皮膜として設計した実施例１〜６、８及び１１並びに比較例１〜３、５及び６については、以下の処理手順にて処理を行った。
（ａ）評価用試験片：Ｓ４５Ｃ球状化焼鈍材  ２５ｍｍφ×３０ｍｍ
（ｂ）脱脂：脱脂剤（登録商標  ファインクリーナー４３６０，日本パーカライジング（株）製）濃度２０ｇ／Ｌ、温度６０℃、浸漬１０分
（ｃ）水洗：水道水、常温、浸漬３０秒
（ｄ）潤滑皮膜処理：上記で調製した各水系潤滑皮膜処理剤、４０℃、浸漬３０秒
（ｅ）乾燥：１００℃熱風乾燥１０分
（ｆ）乾燥皮膜質量：１０ｇ／ｍ２
【００５８】
（３）評価試験
＜耐発泡性＞
上記で調製した各水系潤滑皮膜処理剤を２００ｍＬの有栓メスシリンダーに２０ｍＬ採取し、液温４０℃で３０秒間振盪後に静置し、３分後の残存泡高さで耐発泡性を評価する。
評価基準：  ○：残存泡高さが５ｍＬ未満
△：残存泡高さが５ｍＬ以上、１０ｍＬ未満
×：残存泡高さが１０ｍＬ以上
【００５９】
＜処理液安定性＞
上記で調製した各水系潤滑皮膜処理剤１０００ｍＬに対して８０℃で１２０時間加熱攪拌を行い、次いで試験前後の粒子径分布を比較することで、各分散成分などの凝集傾向などからの処理液安定性を評価した。なお、試験中の揮発水分に対しては適宜純水を補った。
粒子径分布測定：レーゼンテック社製 粒体・液滴モニタリングシステムM４００Lを用い、（最大ピーク検出粒子数／総検出粒子数）で算出される、最大ピーク検出粒子比を加熱試験前後で比較した。最大ピーク検出粒子比の変化率は、（試験後最大ピーク検出粒子比／試験前最大ピーク検出粒子比）で算出する。この値は小さくなるほど凝集現象などによる分散粒子数の低下を示す。
評価基準：  ○：最大ピーク検出粒子比の変化率が０．８以上
△：最大ピーク検出粒子比の変化率が０．６以上０．８未満
×：最大ピーク検出粒子比の変化率が０．６未満
【００６０】
＜摩擦磨耗試験＞
摩擦磨耗試験は、上記皮膜処理後に摩擦磨耗試験として最も標準的なバウデン試験にて行った。摺動潤滑皮膜としての性能について、摺動時の摩擦係数が０．２を超えるまでの摺動回数を焼付き摺動回数として評価した。この数値は大きいほど優れている。
試験条件：  圧子として１０ｍｍφのＳＵＪ２鋼球使用
垂直荷重＝５０Ｎ，摺動速度＝１０ｍｍ／ｓ、温度＝６０℃
評価基準：  ○：焼付き摺動回数が１００回以上
△：焼付き摺動回数が２０回以上１００回未満
×：焼付き摺動回数が２０回未満
【００６１】
＜冷間鍛造試験＞
冷間鍛造試験は、上記皮膜処理後に特許第３２２７７２１号公報の発明に準じたスパイク試験加工を行い、加工後試験片の突起部までの皮膜追従程度と焼付き部の有無とを目視評価した。追従性が良いものは冷間塑性加工時の表面積拡大に対して十分な耐焼付き性を有し、皮膜が追従しないものでは焼付きが発生し易くなる。
評価基準：  ○：突起部まで皮膜が追従していて、焼付き部無し
△：突起部まで皮膜が追従していないが、焼付き部無し
×：突起部に皮膜が追従しておらず、焼付き部有り
【００６２】
以上の試験結果を表２に示す。表２から明らかなように、本発明の水系潤滑皮膜処理剤である実施例１〜１１の水系潤滑皮膜処理剤は、耐発泡性及び処理液安定性という工業的な安定使用に必要な性能において特に優れているのに加えて、十分な量の潤滑成分を含有できるので、得られる潤滑皮膜は摺動潤滑皮膜や冷間鍛造用潤滑皮膜として優れた性能を発揮するものであった。一方、分岐カルボン酸及び／又はその塩（Ａ）を含有しない比較例１〜３の水系潤滑皮膜処理剤、及び分岐カルボン酸及び／又はその塩（Ａ）とは流動点及び／又は分岐構造において異なる分岐カルボン酸の塩を使用した比較例４及び５の水系潤滑皮膜処理剤は、耐発泡性及び処理液安定性の両方もしくは一方が著しく劣っており、工業的な安定使用に供せられないものであった。また、優れた潤滑性能を有するステアリン酸ナトリウムを多量に配合しようとした比較例６については、水系潤滑皮膜処理剤が固化（極度な増粘）し、水系潤滑皮膜処理剤として成り立たなかったため評価対象外とした。
【００６３】
【表１】
2006335838.tif 000007
【００６４】
【表２】
2006335838.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成18年9月20日(2006.9.20)
【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】
一般式（Ｉ）
Ｒ１−ＣＨ（Ｒ２）ＣＯＯＨ  （Ｉ）
（式中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立に炭素数４〜１２で、直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基を示す）で表され、かつ流動点が０℃未満である分岐カルボン酸及び／又はその塩（Ａ）と、固体皮膜成分（Ｂ）とを配合してなる、固体に対する水系潤滑皮膜処理剤であって、水系潤滑皮膜処理剤の全固形分を基準にして、それぞれ固形分として、分岐カルボン酸もしくはその塩（Ａ）の配合量が０．１〜５０質量％であり、固体皮膜成分（Ｂ）の配合量が３〜９９．９質量％である該水系潤滑皮膜処理剤。  
【請求項２】
Ｒ１及びＲ２がそれぞれ独立に炭素数５〜１０で、直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基を示す請求項１記載の水系潤滑皮膜処理剤。
【請求項３】
固体皮膜成分（Ｂ）が、水性無機塩、水性有機酸塩及び水性樹脂から選ばれる少なくとも一種である請求項１又は２記載の水系潤滑皮膜処理剤。
【請求項４】
水性無機塩が、硫酸塩、ホウ酸類の塩、ケイ酸類の塩及びリン酸類の塩から選ばれる少なくとも一種である請求項３記載の水系潤滑皮膜処理剤。
【請求項５】
水性有機酸塩が、水酸基を有するか有さない炭素数３〜６の二もしくは三塩基性カルボン酸の塩である請求項３又は４記載の水系潤滑皮膜処理剤。
【請求項６】
水性樹脂が、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂及びポリエステル樹脂から選ばれる少なくとも一種である請求項３〜５のいずれか１項に記載の水系潤滑皮膜処理剤。
【請求項７】
油、石けん、金属石けん、ワックス及びポリテトラフルオロエチレンから選ばれる少なくとも一種である補足成分（Ｃ）を、水系潤滑皮膜処理剤の全固形分を基準にして、固形分として、１〜５０質量％配合した請求項１〜６のいずれか１項に記載の水系潤滑皮膜処理剤。
【請求項８】
二硫化モリブデン、グラファイト、カーボンブラック、有機モリブデン化合物、リン酸亜鉛化合物、石灰、メラミンシアヌレート及び窒化ホウ素から選ばれる少なくとも一種である補足成分（Ｄ）を、水系潤滑皮膜処理剤の全固形分を基準にして、固形分として、０．１〜７０質量％配合した請求項１〜７のいずれか１項に記載の水系潤滑皮膜処理剤。
【請求項９】
水系潤滑皮膜処理剤の適用対象である固体が金属材料である請求項１〜８のいずれか１項に記載の水系潤滑皮膜処理剤。
【請求項１０】
上記請求項１〜８のいずれか１項に記載の水系潤滑皮膜処理剤より形成される潤滑皮膜を表面に有する金属材料。
【請求項１１】
金属材料が鉄もしくは鉄鋼、ステンレス鋼、メッキ鋼、アルミニウムもしくはアルミニウム合金、マグネシウム合金、スズもしくはスズ合金、チタンもしくはチタン合金、並びに銅もしくは銅合金から選ばれる請求項１０記載の金属材料。