(57)【要約】【課題】    アルミニウム及びアルミニウム合金等の非鉄金属に対する防食性、及び耐腐敗性に優れた水溶性金属加工油剤組成物を提供する。【解決手段】本水溶性金属加工油剤組成物は、下記の一般式（１）で表されるシラトラン類、油性剤、アルカノールアミン及び基油を含有することを特徴とする。【化１】2005132882.tif 000009（ただし、式中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、水素または炭素数１から２の炭化水素基を表し、すべて同じでなくても良く、Ｒ５は、炭素数１から１８の炭化水素基を表す。）【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の一般式（１）で示されるシラトラン類を含有することを特徴とする水溶性金属加工油剤組成物。
【化１】
2005132882.tif 000008
（ただし、式中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、水素または炭素数１から２の炭化水素基を表し、すべて同じでなくても良く、Ｒ５は、炭素数１から１８の炭化水素基を表す。）
【請求項２】
該シラトラン類を０．１〜１０重量％含むものである、請求項１に記載の水溶性金属加工油剤組成物。
【請求項３】
油性剤、アルカノールアミンを更に含むものである、請求項１又は２に記載の水溶性金属加工油剤組成物。
【請求項４】
該シラトラン類を０．１〜１０重量％含み、該油性剤を１〜２０重量％含み、且つ、該アルカノールアミンを１〜５０重量％含むものである、請求項３に記載の水溶性金属加工油剤組成物。
【請求項５】
基油を更に含むものである、請求項１〜３に記載の水溶性金属加工油剤組成物。
【請求項６】
該シラトラン類を０．１〜１０重量％含み、該油性剤を１〜２０重量％含み、該アルカノールアミンを１〜５０重量％含み、且つ、該基油を１５〜８０重量％含むものである、請求項５に記載の水溶性金属加工油剤組成物。
【請求項７】
使用時のｐＨが７〜１１である、請求項１〜６に記載の水溶性金属加工油剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水溶性金属加工油剤組成物に関し、更に詳しくは、アルミニウム及びその合金等の非鉄金属に関する防食性及び耐腐敗性に優れた水溶性金属加工油剤組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム及びその合金等の非鉄金属の腐食防止剤としては、水溶性のメタケイ酸ナトリウム、メタケイ酸カリウムもしくはフェノール及び油溶性の燐酸エステル、アミド化合物等が既に知られている。
【０００３】
メタケイ酸ナトリウムやメタケイ酸カリウムは、高い腐食防止効果を発揮するが、水に完全に溶解し、その強いアルカリ性に起因して、処理液のｐＨを上昇させたり、被処理物を腐食させるために、該メタケイ酸塩を使用する場合には、長期間にわたって腐食防止効果が持続されない場合がある。また、該メタケイ酸塩は、被処理物の加工処理に用いられる水溶性金属加工油剤の安定性を悪化させて成分分離を起こす可能性が高いために、現在では使用されていない。
【０００４】
フェノールを使用する場合には、フェノールが消防法の指定可燃物可燃性固体類、毒劇物取締法の劇物および薬事法の劇薬指定医薬品等に係る法規に該当するために、環境への影響および作業者に対する安全性の点で問題がある。
【０００５】
燐酸エステル、アミド化合物を使用する場合には、処理液のｐＨが９以上になるとアルミニウム及びその合金等の非鉄金属の腐食を防止する効果が十分でなくなる。また、燐酸エステルを含有する水溶性金属加工油剤では、微生物によって早期に劣化するという問題がある。
【０００６】
一方、アルミニウム及びその合金の腐食防止技術に係る文献公知発明としては、特定の有機シラン系化合物を含有する水溶性潤滑剤組成物を用いてアルミニウム合金等の腐食を防止する方法（特許文献１参照）が知られているが、該シラン系化合物は揮発性があるために長期間の使用には不適当である。
【特許文献１】特開平９−１９４８７２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決し、アルミニウム及びその合金等の非鉄金属に対する防食性、耐腐敗性に優れた水溶性金属加工油剤組成物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】
【０００８】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、特定のシラトラン類が上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、下記に示す水溶性金属加工油剤組成物に係る。
１．下記の一般式（１）で表されるシラトラン類を含有する。
【００１０】
【化１】
2005132882.tif 000002
（ただし、式中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、水素または炭素数１から２の炭化水素基を表し、すべて同じでなくても良く、Ｒ５は、炭素数１から１８の炭化水素基を表す。）
２．該シラトラン類を０．１〜１０重量％含む上記項１の水溶性金属加工油剤組成物。
３．油性剤、アルカノールアミンを更に含む上記項１又は２の水溶性金属加工油剤組成物。
４．該シラトラン類を０．１〜１０重量％含み、該油性剤を１〜２０重量％含み、且つ、該アルカノールアミンを１〜５０重量％含む上記項３の水溶性金属加工油剤組成物。
５．基油を更に含むものである上記項１〜３の水溶性金属加工油剤組成物。
６．該シラトラン類を０．１〜１０重量％含み、該油性剤を１〜２０重量％含み、該アルカノールアミンを１〜５０重量％含み、且つ、該基油を１５〜８０重量％含むものである上記項５の水溶性金属加工油剤組成物。
７．使用時のｐＨが７〜１１である上記項１〜６の水溶性金属加工油剤組成物。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の水溶性金属加工油剤組成物は、アルミニウム及びアルミニウム合金等の非鉄金属に対する防食性、耐腐敗性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
一般式（１）で表されるシラトラン類において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、水素または炭素数１から２の炭化水素基であり、すべて同じでなくても良い。炭化水素基は、メチル基、エチル基である。Ｒ５は、炭素数１から１８の炭化水素基である。炭素数１から１８の炭化水素基というときは、該炭化水素基は、飽和又は不飽和の、直鎖状、分岐鎖状及び脂環式の炭化水素基、並びに芳香族基を含む。そのような基の例としては、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、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、２−エチルヘキシル基、ｎ−オクチル基、ｎ−デシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−オクタデシル基及びシクロヘキシル基等のような飽和炭化水素基、並びにフェニル基等が挙げられるが、これらに限定されない。
【００１３】
【化２】
2005132882.tif 000003
【００１４】
上記シラトラン類の例としては、エトキシシラトラン、ｎ−プロポキシシラトラン、ｎ−ブトキシシラトラン、フェノキシシラトラン、シクロヘキシルアルコキシシラトラン、ｎ−オクチルアルコキシシラトラン、２−エチルヘキシルアルコキシシラトラン、ｎ−ドデシルアルコキシシラトラン、ｎ−オクタデシルアルコキシシラトラン等が挙げられるが、これらに限定されない。
【００１５】
本発明の水溶性金属加工油剤組成物における上記シラトラン類の濃度は、好ましくは、０．１〜１０重量％（より好ましくは０．５〜１０重量％、更に好ましくは０．５〜５重量％）である。これは、上記シラトラン類の濃度が０．１重量％以上でアルミニウム及びアルミニウム合金等の非鉄金属に対する防食性が十分に得られ、また、濃度が１０重量％以下であれば経済的である。
【００１６】
また、本発明の更なる水溶性金属加工油剤組成物は、上記シラトラン類に加えて、油性剤、アルカノールアミンを更に含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明の尚も更なる水溶性金属加工油剤組成物は、前記シラトラン類を好ましくは、０．１〜１０重量％（より好ましくは０．５〜１０重量％、更に好ましくは０．５〜５重量％）含み、且つ、油性剤を１〜２０重量％（より好ましくは１〜１５重量％、更に好ましくは２〜１０重量％）含み、且つ、アルカノールアミンを１〜５０重量％（より好ましくは３〜３０重量％、更に好ましくは５〜２５重量％）含むことを特徴とする。油性剤の濃度をこの範囲とするのは、濃度が１重量％以上で潤滑性が十分に得られ、また、濃度が２０重量％以下であれば、泡の発生が抑制されるからである。更に、アルカノールアミンの濃度をこの範囲とするのは、濃度が１重量％以上で十分な防腐性能が得られ、また、濃度が５０重量％以下であれば皮膚刺激性の問題もほとんどなくなるからである。
【００１８】
また、本発明の更なる水溶性金属加工油剤組成物は、上記シラトラン類、油性剤、アルカノールアミンに加えて、基油を更に含むことを特徴とする。
【００１９】
本発明の尚も更なる水溶性金属加工油剤組成物は、前記シラトラン類を好ましくは、０．１〜１０重量％（より好ましくは０．５〜１０重量％、更に好ましくは０．５〜５重量％）含み、且つ、油性剤を１〜２０重量％（より好ましくは１〜１５重量％、更に好ましくは２〜１０重量％）含み、且つ、アルカノールアミンを１〜５０重量％（より好ましくは３〜３０重量％、更に好ましくは５〜２５重量％）含み、且つ、基油を１５〜８０重量％（より好ましくは３０〜７０重量％、更に好ましくは４０〜７０重量部）含むことを特徴とする。基油の濃度をこの範囲とするのは、濃度が１５重量％以上で潤滑性が十分に得られ、また、濃度が８０重量％以下であれば、液の安定性の維持が容易となる。
【００２０】
本発明の水溶性金属加工油剤組成物は、水溶液状であり、その元々の濃度及び金属加工時に求められる性能に応じて、適宜の希釈倍率（通常は、５〜１００倍）で水で希釈して使用に供することができる。希釈倍率は加工条件にも影響するため、５〜１００倍の範囲で加工特性が最も優れるように設定すればよい。使用時における本発明の水溶性金属加工油剤組成物のｐＨは、好ましくは７〜１１、より好ましくは８〜１１．５である。アルミニウム及びアルミニウム合金等の非鉄金属と同時に鉄系金属をも加工する時並びに加工機等の鉄系素材でできた設備の十分な防錆性を得るためには、ｐＨが７以上であることが好ましく、手荒れの原因となる皮膚刺激性を考慮すると、ｐＨが１１以下であることが望ましいためである。
【００２１】
上記油性剤としては、例えば、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、リシノレイン酸、リシノール酸等の脂肪酸、ごま油、菜種油、ぬか油、綿実油、豚油、牛脂等のエステル、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール等の高級アルコール等が挙げられる。これらの中でも、特に好ましい例としては、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、リシノレイン酸、リシノール酸が挙げられる。
【００２２】
上記アルカノールアミンとしては、例えば、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、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、Ｎ−メチルモノエタノールアミン、モノエチルジエタノールアミン、モノブチルエタノールアミン、ジメチルモノエタノールアミン、ジエチルモノエタノールアミン、ジブチルモノエタノールアミン等が挙げられる。これらの中でも、特に好ましい例としては、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、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミンが挙げられる。
【００２３】
上記基油としては、鉱物油、合成炭化水素油、植物油等が挙げられる。鉱物油は、天然の原油から分離されるものであり、これを適当に蒸留、精製等することにより製造される。鉱物油の主成分は炭化水素（多くはナフテン類である）であり、その他パラフィン分、芳香族分等を含有しているものである。鉱物油としては、例えば、マシン油、タービン油、スピンドル油、シリンダー油等が挙げられる。
【００２４】
合成炭化水素油としては、化学的に合成された炭化水素であって、具体的には、ポリ−α−オレフィン、ポリイソブチレン（ポリブテン）等が挙げられ、ポリ−α−オレフィンは、具体的には、１−ヘキセン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセン、１−ドデセン、１−テトラデセン等をポリマー化又はオリゴマー化したもの或いはこれらを水素化したもの等が挙げられる。
【００２５】
植物油としては、具体的には、綿実油、オリーブ油、菜種油、ゴマ油、ひまわり油、やし油、パーム油、トール油、大豆油、ヒマシ油、亜麻仁油等が挙げられる。
【００２６】
また、本発明の組成物には、防錆剤、界面活性剤、防腐剤、消泡剤及びその他の添加剤（たとえば極圧添加剤、防食剤、粘度指数向上剤、酸化防止剤、着色剤、香料等）をアルミニウム及びアルミニウム合金等の非鉄金属に対する防食性、耐腐敗性を阻害しない範囲において適宜配合して調製し、使用することができる。
【００２７】
防錆剤としては、ナフテン酸、アルケニルコハク酸等のカルボン酸類、またはその金属（Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ等）塩またはそのアミン（通常のモノアミン、ポリアミン、ロジンアミン、牛脂アミン等）塩が挙げられる。さらに、石油スルホン酸、ジノニルナフタレンスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸等のスルホン酸類、またはその金属（Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ等）塩またはそのアミン（通常のモノアミン、ポリアミン、ロジンアミン、牛脂アミン等）塩が挙げられる。
【００２８】
界面活性剤としては、ノニオン系、アニオン系、カチオン系または両性系界面活性剤を用いることができ、これらの中でも、特に、ノニオン系界面活性剤が好ましい。ノニオン系界面活性剤としては、具体的には、アルキルポリエチレンオキサイドエーテル、ノニルフェノールポリエチレンオキサイドエーテル、アルキルポリプロピレンオキサイドポリエチレンオキサイドエーテル、プルロニック、テトロニック等のポリエチレンオキサイドエーテル系界面活性剤、ソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸シュガーエステル、グリセリン脂肪酸エステル、ペンタエリスリトール脂肪酸エステル等の多価アルコール脂肪酸エステル系界面活性剤、ポリエチレンオキサイド脂肪酸エステル、ソルビタンポリエチレンオキサイド脂肪酸エステル、ソルビトールポリエチレンオキサイド脂肪酸エステル、ペンタエリスリトールポリエチレンオキサイド脂肪酸エステル、ひまし油ポリエチレンオキサイド等のポリエチレンオキサイドエステル系界面活性剤、アルカノールアミン脂肪酸アミド、アルカノールアミンポリエチレンオキサイド脂肪酸アミド等のアミド系界面活性剤が挙げられる。
【００２９】
上記ノニオン系界面活性剤とアニオン系界面活性剤を併用することもできる。さらに公知のカチオン系界面活性剤、両性系界面活性剤を用いることもできる。
【００３０】
防腐剤としては、フェノール系、トリアジン系又はイソチアゾリン系等が代表的であるが、具体的には、フェノール系としては、ｏ−フェニルフェノール、Ｎａ−ｏ−フェニルフェノール、２，３，４，６−テトラクロロフェノール等が挙げられる。トリアジン系としては、ヘキサヒドロ−１，３，５−トリス（２−ヒドロキシエチル）−１，３，５−トリアジン等が挙げられる。イソチアゾリン系としては、１，２−ベンゾイソチアゾリン−３−オン、５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン、２−メチル−イソチアゾリン−３−オン等が挙げられる。
【００３１】
消泡剤としては、シリコーンのエマルション、高級アルコール、金属石鹸等を挙げることができる。
【実施例】
【００３２】
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて更に具体的に説明するが、本発明がそれら実施例に限定されることは意図しない。
【００３３】
本発明の水溶性金属加工油剤の性能を明らかにするために、表２に示す各成分を有する実施例１から１１及び比較例１から２に係る試料液について、以下に述べる各項目の性能試験とその評価を行った。基油としてはスピンドル油、ノニオン系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、消泡剤としてはシリコーン系消泡剤を使用した。
【００３４】
実施例に用いたシラトラン類は一般式（１）に従い、表１に示すもので、防食剤Ａ〜Ｆと呼称する。
【００３５】
【化３】
2005132882.tif 000004
【００３６】
【表１】
2005132882.tif 000005
【００３７】
本性能試験の試験項目及び評価方法は以下の通りである。結果を表３に示した。
１．アルミニウムの防食性
［評価方法］
本試験では、アルミニウム、アルミニウム合金として、Ａ１０５０Ｐ、ＡＤＣ−１２、Ａ５０５２、Ａ７０７５をＮｏ．６０の耐水研磨紙で湿式研磨し試料液を水で２０倍に希釈した液に酢酸を添加して、ｐＨ１０に調整した後、室温で半浸漬し１時間後の試験片の変色を目視で評価した。
［判定基準］
◎：変色なし、○：界面部のみわずかに変色、△：全体が薄く変色、×：変色
【００３８】
２．耐腐敗性
本試験では、生菌数の測定により耐腐敗性の評価を行った。まず試料液を水で５０倍に希釈し、５００ｍＬの培養フラスコに１００ｍＬ採取した。次に、硫酸を添加しｐＨを９に調整した。生菌数１×１０８個／ｍＬの腐敗液を１％（１ｍＬ）添加し３０℃で振盪培養した。さらに試験開始後７日目に、もう一度腐敗液を１％（１ｍＬ）添加し生菌数の経時変化を観察した。生菌数の測定はプレートカウント方式により行った。
【００３９】
【表２】
2005132882.tif 000006
【００４０】
【表３】
2005132882.tif 000007
【００４１】
表３に示す結果から、アルミニウム及びその合金に対して、各実施例では防食性が優れており、比較例では防食性が劣ることがわかる。また、耐腐敗性に関しては、比較例におけるリン酸エステルを添加した場合に比べ、実施例は著しく耐腐敗性に優れていることが分かる。実施例は、比較例と同等若しくはそれ以上の耐腐敗性を示した。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、水溶性金属加工油剤組成物に関し、更に詳しくは、アルミニウム及びその合金等の非鉄金属に関する防食性及び耐腐敗性に優れた水溶性金属加工油剤組成物に関する。本発明は、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金等の非鉄金属及びその他の金属素材の切削、研削、塑性加工等に利用される。