(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両性電解質を有効成分として含有することを特徴とするミスト抑制剤組成物であって、前記両性電解質が無機性値／有機性値＝０．４〜２．１で示されるベタイン誘導体であることを特徴とするミスト抑制剤組成物。
【請求項２】
前記ベタイン誘導体が、下記一般式１〜５のいずれかで示される化合物であることを特徴とする請求項１に記載のミスト抑制剤組成物。
【化１】
0005705041.tif 000007
（Ｒ１〜Ｒ１９は直鎖又は分岐鎖のアルキル基、アルケニル基及びヒドロキシアルキル基のいずれかを示す。Ｘはカルボキシル基、スルホ基のいずれかを示す。）
【請求項３】
請求項１または２に記載のミスト抑制剤組成物であって、金属防錆剤及び／又はｐＨ調整剤を含有することを特徴とするミスト抑制剤組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のミスト抑制剤組成物を含む加工油組成物。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のミスト抑制剤組成物を含む潤滑油組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑油用のミスト抑制剤に関し、詳しくは金属部材、脆性材の切削加工や研削加工又は塑性加工に於いて使用される加工油剤やギア油、チェーン油、作動油、削岩油等に使用される設備、機械用潤滑油に関し、使用時にミストの発生を抑制できる添加剤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
切削 、研削加工に於いては、工具と被削材の冷却、潤滑性能付与による加工能率や加工精度の向上および工具寿命の延長を目的に、加工油剤が使用されている。
加工油剤は加工部位で、工具及び被削材の高速運動による高いせん断力を受け微粒子化され、さらに、加工時の工具と被削材の摩擦熱により、ベースオイルや他に添加されている化合物が気化し環境温度で凝集し微細な形状をとることで環境中にオイルミストとして滞留する。このようなオイルミストは、作業場環境に充満し、特に１０μｍ以下のものは作業者の呼吸により体内に入り健康上悪影響を及ぼす恐れがある。
同様に、ポンプオイルや、コンプレッサーオイル、チェーンオイル、削岩油等の設備、機械用潤滑油に於いても作動に伴う摩擦熱、せん断力によりオイルミストが発生する。
環境中に発生するオイルミストの低減方法としては、屋内作業場に於いて局所排気装置、各種空気清浄機等の設備面で対応する方法、加工油に高分子化合物を添加することで粘性を付与する乃至は、低沸点物質の含有量の少ない油を使用する方法等が知られている。
これらの方法に於いて、設備的に低減措置を講ずる場合、高い設備投資が必要であること。また、加工油に添加剤を使用する場合に於いても、以下に示す様に未だ多くの問題がある。
【０００３】
加工油に添加剤を使用する例として、特開２０００−１２９２８２号公報、特開平１０−０４６１７８号公報では水溶性、若しくは水分散性の高分子化合物の報告がある。一方、作動油、エンジンオイル等の油に用いたものとして特開２００８−２４８１１０号公報、特表平８−５１２３３４号公報がある。
しかし、このような高分子を用いた場合、使用時に受ける機械ストレスにより分子鎖が分断され、ミストを抑制する為に必要な粘度を長期間に渡って維持できない、不要意な粘度上昇などの不具合を招く問題があった。また、ポリ（メタ）アクリル酸等を用いる場合、使用する工業用水や井戸水からのカルシウムイオン、マグネシウムイオン若しくは被削材から溶出する各種多価金属イオンと相互作用し、水不溶解性の凝集物を生じ易く、オイルミスト抑制効果の低下、さらにはスケール発生の原因となり配管の詰まりや腐敗、汚れによる不具合を招く等の問題があった。
一方、エステル基を有するメタクリル酸メチル等を含むポリマーも水溶性加工油では系がアルカリ性であることから、加水分解を受け易く安定性に不安があり、かならずしも長期間の使用に耐えうるものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１２９２８２号公報
【特許文献２】特開平１０−０４６１７８号公報
【特許文献３】特開２００８−２４８１１０号公報
【特許文献４】特表平８−５１２３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、鉄鋼、合金鋼、アルミ等の金属部材、石英、シリコン、セラミックス、カーボン等の脆性材の切削、研削加工等の加工油剤、ポンプオイルや、コンプレッサーオイル、チェーンオイル等の設備、機械用潤滑油に於いて、加工性能、潤滑性能を阻害せず、作業環境悪化の要因であるミストを抑制するミスト抑制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】
本発明者らは、かかる課題を解決するため研究の結果、両性電解質が有用であり、中でも、無機性値／有機性値＝０．４〜２．１を示す化合物、特にベタイン誘導体を含むミスト抑制剤がミスト抑制に有効であり、且つ添加による性能への影響が無いことを見出して本発明を完成した。
すなわち本発明は、
（１）両性電解質を有効成分として含有することを特徴とするミスト抑制剤組成物であって、前記両性電解質が無機性値／有機性値＝０．４〜２．１で示されるベタイン誘導体であることを特徴とするミスト抑制剤組成物、
（２）前記ベタイン誘導体が、下記一般式１〜５のいずれかで示される化合物であることを特徴とする前記（１）に記載のミスト抑制剤組成物、
【化１】
0005705041.tif 000002
（Ｒ１〜Ｒ１９は直鎖又は分岐鎖のアルキル基、アルケニル基及びヒドロキシアルキル基のいずれかを示す。Ｘはカルボキシル基、スルホ基のいずれかを示す。）
（３）前記（１）または（２）に記載のミスト抑制剤組成物であって、金属防錆剤及び／又はｐＨ調整剤を含有することを特徴とするミスト抑制剤組成物、
（４）前記（１）〜（３）のいずれか一項に記載のミスト抑制剤組成物を含む加工油組成物、
（５）前記（１）〜（３）のいずれか一項に記載のミスト抑制剤組成物を含む潤滑油組成物
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のミスト抑制剤は、金属部材、脆性材の切削加工や研削加工又は塑性加工に於いて使用される加工油剤やギア油、チェーン油、作動油、削岩油等に使用される設備、機械用潤滑油に配合することにより、使用時に発生するミストの発生を抑制することができる。その結果、作業環境の改善、油剤使用量の削減やミスト集塵機の設置の設備投資も必要ないので、生産コスト削減を図ることができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、ミスト抑制剤、及びそれを含有する、鉄鋼、合金鋼、アルミ等の金属部材、石英、シリコン、セラミックス、カーボン等の脆性材の切削、研削加工等の加工油剤、ポンプオイルや、コンプレッサーオイル、チェーンオイル等の設備、機械用潤滑油にかかるものである。
上記、加工油、潤滑油に於いてミスト発生量を抑制し、具体的には作業環境の改善、作業員の安全性の長期的な確保や使用量低減による生産コスト削減を実現するものである。
【０００９】
本発明のミスト抑制剤の有効成分である両性電解質は、例えば、アミノ酸、アニオン性モノマーとカチオン性モノマーの共重合物、ベタイン構造を有する低分子化合物、ベタイン構造を有する高分子化合物を示す。以下、具体的に例示すると、アミノ酸は、Ｌ−フェニルアラニン、プロリン、アスパラギン酸ステアリン酸エステル、アニオン性モノマーとカチオン性モノマーの共重合物としては、アニオン性モノマーとして（メタ）アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、（メタ）アクリルアミドドデカン酸またはこれら各種有機酸のナトリウム塩、カリウム塩、アミン塩、カチオン性モノマーとして、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、などの第三級アミノ基を有するビニルモノマー又はそれらの塩酸、硫酸、酢酸等の塩類、または該第三級アミノ基含有ビニルモノマーとメチルクロライド、ベンジルクロライド、ジメチル硫酸、エピクロルヒドリン等の第四級アンモニウム塩を含有するビニルモノマー等があげられる。ベタイン誘導体は、アルキルベタイン型であるラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ステアリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ラウリン酸アミドプロピルベタイン、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルベタイン、ラウリルヒドロキシスルホベタイン、イミダゾリニウムベタイン型の２−アルキル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、アミンオキサイド型のラウリルジメテルアミンオキサイド、ラウリルアミドプロピルアミンオキサイド、アミノ酸型のラウロイルグルタミン酸ナトリウム等のいずれか１種類以上を構成成分として含むものである。
【００１０】
これらのうち、有機概念図における無機性値と有機性値の比が０．２〜４．０であることが好ましく、０．４〜２．１の範囲であることがより好ましく、特にベタイン構造を持つ化合物が好ましい。具体的には、ラウリルベタイン、パーム核脂肪酸アミドプロピルベタイン、２−アルキル−Ｎ−カルボキシメチル−Ｎ−ヒドロキシエチルイミダゾリウムベタイン等があげられる。
【００１１】
前記ミスト抑制剤の有効成分であるベタイン誘導体の、加工油または潤滑油に占める割合は、使用時に於いて質量比で０．０１〜５０％。好ましくは０．１〜２０％、さらに好ましくは０．５〜５％である。
０．０１％以下では十分な効果を発揮できず、５０％を超えると他の添加剤との相溶性が悪化したり、発泡原因となる場合があり、コスト面でも望ましくない。
【００１２】
本発明のオイルミスト抑制剤は、両性電解質、望ましくは無機性値／有機性値＝０．４〜２．１を示すベタイン誘導体の１種類以上を構成成分として含むものであり、必要に応じて各種油剤に使用されている慣用な添加剤、例えば、基油、合成油、金属防錆剤、油性剤、極圧剤、消泡剤、非鉄金属防食剤、防腐剤、金属イオン封鎖剤、界面活性剤を含むことができる。
【００１３】
基油としては、鉱油並びにポリオレフィン、ポリオールエステル、ポリエーテル等の合成油が挙げられる。
金属防錆剤、ＰＨ調整剤としては、有機酸とアルカリ成分が挙げられるが、有機酸として
［モノアルキルカルボン酸］
酢酸、プロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、オクタン酸、２−エチルヘキサン酸、ノナン酸、カプロン酸、エナント酸、カプリン酸、カプリル酸、ウンデカン酸、ウンデシレン酸、ドデカン酸、トリデカン酸、ペンタデカン酸、ヘプタデカン酸、ノナデカン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、ベヘン酸、イソステアリン酸、エライジン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレイン酸、リシノレイン酸、乳酸、ヒドロキシラウリル酸、ヒドロキシミリスチン酸、ヒドロキシパルミチン酸、ヒドロキシステアリン酸、ヒドロキシアラキン酸、ヒドロキシベヘン酸、ヒドロキシオクタデセン酸、ドデシルコハク酸、ラウリルコハク酸、ステアリルコハク酸、イソステアリルコハク酸、ナフテン酸、安息香酸、パラターシャリーブチル安息香酸、フタル酸、サリチル酸
［ジカルボン酸］
リンゴ酸、クエン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、イソフタル酸、テレフタル酸等の有機カルボン酸、及びリン酸、ホスホン酸、スルホン酸が挙げられる。
更に、リン酸塩、珪酸塩、重炭酸塩などの無機系防錆剤を併用しても良い。
中でも、炭素数６〜１２のモノカルボン酸（ヘキサン酸、カプリル酸、デカン酸、ラウリン酸等）、ジカルボン酸（アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等）、あるいは安息香酸誘導体（ｔｅｒｔ−ブチル安息香酸、ヒドロキシ安息香酸等）、リン酸及びホスホン酸誘導体としては、エチレンジアミンテトラメチレンスルホン酸、ヒドロキシエタンジホスホン酸が好ましい。
【００１４】
アルカリ成分として、アルカリ金属、アンモニア、アルカノールアミンが挙げられる。アルカリ金属としてはナトリウム、カリウム等が挙げられ、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、モノブタノールアミン、ジエタノールアミン、ジ（イソ）プロパノールアミン、ジブタノールアミン、モノエタノールモノ（イソ）プロパノールアミン、モノエタノールモノブタノールアミン、モノ（イソ）プロパノールモノブタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン等が挙げられる。
これら金属防錆剤は、良好な防錆性を得る為に有機酸とアルカリ成分の混合時にｐＨを８．０〜１２．０に保つ必要がある。
【００１５】
油性剤としては油脂類が挙げられ、炭素数８〜３６の長鎖脂肪酸、例えばオクチル酸、ラウリル酸、パルミチン酸、オレイン酸、ステアリン酸及びこれらの脂肪酸と一価及び多価アルコールからなるエステル、例えば、オクチルアルコール、ラウリルアルコール、パルミチルアルコール、オレイルアルコール、ステアリルアルコールからなるエステル類、又はアルキルアミンからなるアミド、例えば、オクチルアミン、ラウリルアミン、パルミチルアミン、オレイルアミン、ステアリルアミンからなるアミド類が挙げられる。
極圧剤としては、ジオクチルジチオリン酸亜鉛、ジラウリルジプロピオネート等が挙げられる。
【００１６】
非鉄金属防食剤としては、メタケイ酸ナトリウム、オルトケイ酸ナトリウム、１，２，３−ベンゾトリアゾール、１−｛Ｎ，Ｎ−ビス（２−エチルへキシル）アミノメチル｝ベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、メルカプトベンゾチアゾールが挙げられる。なお、非鉄金属防食剤は、１種類、あるいは２種以上を併用することもできる。
防腐剤としてはＯ−フェニルフェノール、ベンゾチアゾリン、トリアジン化合物等が挙げられる。
【００１７】
金属イオン封鎖剤として、エチレンジアミン四酢酸塩、ニトリロトリ酢酸塩、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸塩、クエン酸塩等が例示される。
界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、カルボン酸アルカノールアミドなどの非イオン炭化水素系界面活性剤等が挙げられる。
【００１８】
本発明のミスト抑制剤は、各種油剤に直接添加してもよく、水で希釈して使用する水溶性加工油剤等には希釈している加工液に対し添加することもできる。
【実施例】
【００１９】
以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２０】
表１，２に示した試験液を調製し、汎用な加工油であるユシローケンＦＧＥ２３４に対し１５％添加して、ミスト発生器を用いて浮遊ミスト量の評価を実施した。
実施例に使用した両性電解質
・ラウリルベタイン  ３１％水溶液；アンヒトール２０ＢＳ（花王製）
・パーム核脂肪酸アミドプロピルベタイン  ３０％水溶液；ニッサンアノンＢＤＣ−ＳＦ（日油製）
・２−アルキル−Ｎ−カルボキシメチル−Ｎ−ヒドロキシエチルイミダゾリウムベタイン  ４０％水溶液；アンヒトール２０ＹＢ（花王製）
・ステアリルジメチルアミンオキシド  ３５％水溶液；ユニセーフＡ−ＳＭ（日油製）
・ヤシ油アミドプロピルアミンオキサイド  ３０％水溶液；ＢａｒｌｏｘＣ（ロンザ製）
参考例に使用した両性電解質
・トリメチルグリシン；（旭化成ケミカルズ製）
比較例に使用したノニオン性界面活性剤
・ポリエーテル型のポリオキシエチレンオレイルセチルエーテル；ノイゲンＥＴ−６９（第一工業製薬製）
・ポリエーテルアミン型のヒドロキシエチルラウリルアミン；ナイミーンＬ−２０１（日油製）
【００２１】
＜ミスト量の評価方法＞
ミスト発生器（図１）を用い、試験室７ｍ×５．５ｍ×２．７ｍ（ｔ）、噴出量３０ｇ、噴出時間１時間、噴出圧力３ｋＰａ、発生器温度６０℃にてミストを発生させた。噴出が終了した直後にミスト量評価器にてミストの浮遊量を評価した。
【００２２】
（図１）
0005705041.tif 000003
【００２３】
＜ミスト量評価器＞
ダストトラックII  ＭＯＤＥＬ８５３０（ＴＳＩ社）
吸引速度  ３Ｌ／ｍｉｎ、測定時間１分、１０μｍインパクタ
【００２４】
【表１】
0005705041.tif 000004
【００２５】
【表２】
0005705041.tif 000005
【００２６】
【表３】
0005705041.tif 000006
【００２７】
表３によれば、実施例１〜５の加工油剤は、比較例１〜３に比べて高いミスト抑制効果
を示すことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上述べてきた通り、本発明の両性電解質、中でも無機性値／有機性値＝０．４〜２．１で示されるベタイン誘導体のいずれか１種類以上を構成成分として含むミスト抑制剤は、金属部材、脆性材の切削加工や研削加工又は塑性加工に於いて使用される金属加工油剤やギア油、チェーン油、作動油、削岩油等に使用される設備、機械用潤滑油に関し、使用時に発生する作業環境を悪化させるミストの発生を抑制できる。