金属加工流体の調製
希釈下で１２０ナノメートルを上廻る設計された粒径を有する合成金属加工流体としても公知である、油を含有しない金属加工流体。膨脹性の粒径は、以前には油を含有する製品を用いてのみ達成可能であったヘビーデューティーな操作に適している、潤滑度の実質的な増加を生じる。更に、この油を含有しない金属加工潤滑剤は、優れた腐蝕抑制性およびヘビーデューティー操作を可能にする潤滑度を含めて、場合により油を含有する製品のプラスの属性を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連した出願
該当なし
連邦政府のスポンサーによるリサーチまたは開発
該当なし
マイクロフィッシュ／著作権による引用文献
該当なし
【０００２】
発明の背景
本発明は、合成金属加工流体としても公知である、油を含有しない金属加工流体に関する。
【０００３】
金属加工は、金属加工片を造形し、望ましい設定の幾何学的規格に適合させることとして定義されている。金属加工は、２つの基本的なカテゴリーの機械加工と成形加工とからなる。機械加工は、研磨、旋削、フライス削り、タッピング、ブローチ削りおよびホビングを含む。成形加工は、熱間圧延および冷間圧延、引き抜き、鍛造、型押しおよび打ち抜きを含む。
【０００４】
金属加工流体は、本質的に機械加工および成形加工の双方で使用される。この金属加工流体は、工作物と工具との間の潤滑を提供しなければならず、また、機械加工中に発生される熱の除去によって冷却も提供しなければならない。
【０００５】
潤滑は、２つの可動面間の摩擦を減少させることとして定義されている。機械加工における２つの主なタイプの潤滑は、流体力学的であり、界面圧力性または極圧性（ＥＰ）を有する。流体力学的な潤滑は、液体潤滑剤の皮膜によって可動表面を分離することを包含する。界面潤滑または極圧（ＥＰ）潤滑は、複数の表面が共に摩擦される場合に被る摩滅を最少化する。ポリマー潤滑剤は、双方のタイプの潤滑を提供することができる。
【０００６】
金属加工流体は、油を含有する区分および油を含有しない区分の２つの主な区分に分級される。油を含有する区分は、ストレート油、水溶性オイルおよび半合成油を有し、これらの全ては、鉱油を一次潤滑剤として利用する。油を含有しない区分は、合成油として公知であり、この合成油は、水性輸送系または希釈剤中で潤滑性を生じる添加剤の組成物を含む。水溶性オイルおよび半合成製品は、市場の８０％のシェアを占め、非水性の還元ストレート油の区分は、１０％のシェアを占め、一方、合成油は、市場の１０％のシェアを占める。
【０００７】
存在するタイプの金属加工流体は、利点および欠点を有する。油を含有する製品は、潤滑性が優れており、用途が広範囲であり、および排液を腐蝕からバリヤー保護するという利点を有する。油を含有する金属加工流体の欠点は、水の硬度がしばしば流体の安定性に影響を及ぼし、発泡が高い洗浄力の乳化剤への前記流体の介在のためにしばしば問題となり、前記流体が大きな汚染物負荷を連行し、前記流体がタンクの廃棄および洗浄除去のためによりいっそう費用を必要とし、および前記流体が大きな微生物問題を有することにある。
【０００８】
合成油の使用は、微生物的利点に対して環境に由来する種々のファクターのために奨励される。しかし、大部分の消費者は、油を含有する製品を使用することを継続している。それというのも、比較される低い費用で、油を含有する製品の潤滑性は、良好であり、合成に関連した、腐蝕に由来する保守は、増加するからである。油によって提供された保護的バリヤー皮膜を欠く合成排液は、機械加工システムのボルトに腐蝕を生じかつ"凍結させる"可能性があり、保守を困難にする。付加的に、高い潤滑性の性能を有する合成製品は、同じ潤滑性の性能を有する、油を含有する製品と比較した場合に高価である。半合成製品での費用に応じての合成製品の減少された物理的潤滑性は、ヘビーデューティーな操作での合成製品の使用を制限する。
【０００９】
発明の要約
本発明の１つの視点は、全く新しい種類の金属加工流体の製品に関する。この新しい化学により、カルボン酸塩と境界潤滑油の脂肪酸とＥＯ／ＰＯポリマーとの相乗的配合物は、均質混合され、この場合これらの成分は、反応し、１つの実施態様において、場合により増加された粒径、例外的な潤滑性またはこれら双方を有することができる１つの成分を形成する。付加的に、１つの実施態様に対して使用される希釈液は、不透明であり、オイルベース溶液の外観に似ている。
【００１０】
１つの実施態様において、金属加工流体組成物は、０．１〜５０体積％に希釈された場合には、１２０ｎｍ以上の体積平均径を有することができる。この組成物は、次の成分：
（ａ）１つ以上のポリマー潤滑剤；
（ｂ）１つ以上のカルボン酸塩；
（ｃ）１つ以上の乳化剤または分散剤；および
（ｄ）輸送成分を含有する。
【００１１】
１つの実施態様は、潤滑性の技術的増加を証明し、一方でなお耐蝕性および微生物的制御を提供する合成金属加工流体であることができる。
【００１２】
図面の簡単な説明
該当なし
【００１３】
発明の詳細な説明
１つの実施態様において、本発明による金属加工潤滑剤は、０．１〜５０体積％に希釈された場合には、１２５ｎｍ以上の体積平均径を有することができる。１つの実施態様において、前記組成物は、次の成分：
（ａ）１つ以上のポリマー潤滑剤；
（ｂ）１つ以上のカルボン酸塩；
（ｃ）１つ以上の乳化剤または分散剤；および
（ｄ）輸送成分を有することができる。
【００１４】
よりいっそう詳述すれば、前記組成物は、次の成分：
（ａ）ポリマー潤滑剤としての１つ以上のブロックコポリマー１〜８０体積％；
（ｂ）１つ以上のカルボン酸塩１〜４０体積％；
（ｃ）１つ以上の乳化剤または分散剤１〜２０体積％；および
（ｄ）輸送成分１〜９７体積％を有することができる。
【００１５】
別の実施態様において、前記組成物は、次の成分：
（ａ）ポリマー潤滑剤としての１つ以上のブロックコポリマー５〜４０体積％；
（ｂ）１つ以上のカルボン酸塩３〜３０体積％；
（ｃ）１つ以上の乳化剤または分散剤２〜１２体積％；および
（ｄ）輸送成分１８〜９０体積％を有することができる。
【００１６】
更に、別の実施態様において、前記組成物は、次の成分：
（ａ）ポリマー潤滑剤としての１つ以上のブロックコポリマー１５〜２５体積％；
（ｂ）１つ以上のカルボン酸塩５〜１５体積％；
（ｃ）１つ以上の乳化剤または分散剤３〜８体積％；および
（ｄ）輸送成分５２〜７７体積％を有することができる。
【００１７】
それぞれの成分および該成分の例は、さらに下記に記載されている。
【００１８】
ポリマー潤滑剤
ポリマー潤滑剤は、例えばＥＯ／ＰＯコポリマーであることができる。ＥＯ／ＰＯポリマーは、例えば１つ以上の下記のものを有することができる。ＥＯ／ＰＯコポリマーは、各端部にポリオキシエチレン鎖を有する中心のポリオキシプロピレンブロックを有するブロックコポリマーであることができる。ＥＯ／ＰＯコポリマーは、各端部にポリオキシプロピレン鎖を有する中心のポリオキシエチレンブロックを有するブロックコポリマーであることができる。ＥＯ／ＰＯコポリマーは、酸化エチレンおよび酸化プロピレンをエチレンジアミンに連続的に付加することに由来するテトラブロックコポリマーであることができる。ＥＯ／ＰＯコポリマーは、少なくとも１個の末端ヒドロキシル基を有する酸化エチレン／酸化プロピレンコポリマーであることができる。ＥＯ／ＰＯコポリマーは、酸化エチレンと酸化プロピレンとのランダムコポリマーの水溶性潤滑剤基本素材であることができる。ＥＯ／ＰＯコポリマーは、水溶性のポリオキシエチレンアルコールまたはポリオキシプロピレンアルコール、またはこのようなアルコールの水溶性カルボン酸エステルであることができる。ＥＯ／ＰＯコポリマーは、１個の末端ヒドロキシル基を有する全てのポリオキシプロピレン基のアルコール開始剤による基本素材であることができる。ＥＯ／ＰＯコポリマーは、一塩基性酸エステルまたは二塩基性酸エステル、ポリオールエステル、ポリアルキレングリコールエステル、有機酸でグラフトされたポリアルキレングリコール、燐酸エステル、ポリイソブチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、またはアクリル酸またはメタクリル酸とアクリル酸エステルとのコポリマーであることができる。
【００１９】
詳細に検討されたポリマーは、ポリプロピレングリコールブロックコポリマー、ポリエチレングリコールブロックコポリマー、またはポリエチレングリコール／ポリプロピレングリコールブロックコポリマーを含む。
【００２０】
カルボン酸塩
部分的に中和されたカルボン酸塩は、網状化のためにポリマー潤滑剤のための親油性成分を提供し、および大きな粒径の設計を規定することが検討されている。前記塩は、例えば本明細書中に記載された任意のアルカリ性剤を用いて遊離カルボン酸、脂肪または油を部分的に中和することによって形成させることができる。前記塩の詳細に検討された陽イオンは、アルカリ金属塩またはアルカノールアミン塩、例えばナトリウム塩（酸を水酸化ナトリウムで処理することによって形成された）を含む。部分的な中和のｐＨは、使用されるアルカリ性剤に依存する。多数の前記カルボン酸塩は、付加的にそれ自体、境界潤滑作用を十分に提供する。
【００２１】
原料として使用されるカルボン酸は、直鎖状または分枝鎖状の飽和または不飽和の遊離カルボン酸であることができる。前記酸は、飽和または不飽和であることができ、不飽和の部位は、シス形またはトランス形に構成されていてよい。前記酸は、ジカルボン酸、トリカルボン酸、またはカルボン酸のエステル、アミン、アミドまたはエトキシル化誘導体であることができる。他の選択可能な方法によれば、動物または野菜に由来する脂肪または油は、直接に中和されることができ、カルボン酸塩を提供する。
【００２２】
次に、検討されたカルボン酸の例または該カルボン酸の源の例を示す：カプロン酸（ヘキサン酸としても公知）、エナント酸（ヘプタン酸としても公知）、カプリル酸（オクタン酸としても公知）、ペラルゴン酸（ノナン酸としても公知）、イソノナン酸、カプリン酸（デカン酸としても公知）、ネオデカン酸、ラウリン酸（ドデカン酸としても公知）、ステアリン酸（オクタデカン酸としても公知）、アラキジン酸（エイコサン酸としても公知）、パルミチン酸（ヘキサデカン酸としても公知）、エルカ酸、オレイン酸、アラキドン酸、リノール酸、リノレン酸、ミリスチン酸（テトラデカン酸としても公知）、ベヘン酸（ドコサン酸としても公知）、α−リノレン酸、ドコサヘキサン酸、リシノール酸、酪酸、ラード油、タロー油、バター、ヤシ油、パーム油、綿実油、麦芽油、大豆油、オリーブ油、コーン油、ヒマワリ油およびナタネ油またはカノーラ油。
【００２３】
乳化剤または分散剤
水での金属加工流体組成物の希釈は、不透明なエマルジョンを形成する。濃度が１０％を上廻ると、エマルジョンは、安定化を必要としうる。乳化剤または分散剤は、設計された大きな粒子のエマルジョンの安定化を提供することが検討されている。
【００２４】
乳化剤または分散剤は、次の中の１つ以上であることができる：アルカノールアミド、アルキルアリールスルホネート、アルキルアリールスルホン酸、アミンオキシド、アミドおよびアミン石鹸、ブロックコポリマー、カルボキシル化アルコール、カルボン酸または脂肪酸、エトキシル化アルコール、エトキシル化アルキルフェノール、エトキシル化アミンまたはアミド、エトキシル化脂肪酸、エトキシル化脂肪酸エステルおよび油、エトキシル化フェノール、脂肪アミンおよびエステル、グリセロールエステル、グリコールエステル、イミダゾリンおよびイミダゾリン誘導体、リグニンおよびリグニン誘導体、マレイン酸無水物またはコハク酸無水物、メチルエステル、モノグリセリドおよび誘導体、ナフテン酸、オレフィンスルホネート、燐酸エステル、ポリアルキレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリオール、ポリマー（多糖類、アクリル酸、アクリルアミド）、プロポキシル化またはエトキシル化脂肪酸、アルコールまたはアルキルフェノール、第四界面活性剤、サルコシン誘導体、石鹸、ソルビタン誘導体、スクロースおよびグルコースおよび誘導体、油および脂肪酸のスルフェートおよびスルホネート、エトキシル化アルキルフェノールのスルフェートおよびスルホネート、アルコールのスルフェート、エトキシル化アルコールのスルフェート、または脂肪酸エステルのスルフェート、ドデシルベンゼンおよびトリデシルベンゼンのスルホネート、ナフタレンのスルホネート、アルキルナフタレンのスルホネート、または石油のスルホネート、スルホスクシナメート、スルホスクシネートおよび誘導体、またはトリデシルベンゼンスルホン酸およびドデシルベンゼンスルホン酸。
【００２５】
腐蝕抑制成分
油含有製品は、著しく油それ自体に依存し、錆止めのバリヤーコーティングを形成する。油を含有しない製品は、場合により化学的手段により該製品の錆止めを達成しうる。腐蝕抑制剤は、低い濃度で添加した際に金属および合金の腐蝕を停止させるかまたは減速させる化合物である。
【００２６】
腐蝕抑制剤の幾つかの機構は、不動態化層（金属への腐蝕物質の接近を停止させる、材料の表面上の薄膜）の形成、レドックス腐蝕系の酸化部分または還元部分の抑制（アノード抑制剤およびカソード抑制剤）、または溶解された酸素の掃気にある。
【００２７】
前記群に含まれる多数の異なる物質が存在する。幾つかの例は、カルボン酸のアルカリ金属塩およびアルカノールアミン塩、ウンデカン二酸またはドデカン二酸またはこれらの塩、Ｃ4〜Ｃ22カルボン酸またはその塩、硼酸およびその塩、トリトリアゾールおよびその塩、ベンゾトリアゾールおよびその塩、イミダゾリンおよびその塩、アルカノールアミンおよびアミド、スルホネート、ナフテン酸のアルカリ金属塩およびアルカノールアミン塩、燐酸エステルアミン塩、アルカリ金属亜硝酸塩、アルカリ金属炭酸塩、カルボン酸誘導体、アルキルスルホンアミドカルボン酸、アリールスルホンアミドカルボン酸、脂肪サルコシド（fatty sarkosides）、フェノキシ誘導体およびモリブデン酸ナトリウム。
【００２８】
アルカリ性剤
アルカリ性剤は、製品の所望のｐＨを提供し、幾つかの場合には、アルカリ度およびｐＨ緩衝の予約を提供する。アルカリ性剤の例は、第１級アルカノールアミン、第２級アルカノールアミンおよび第３級アルカノールアミン、アミノメチルプロパノール（ＡＭＰ−９５）、ジグリコールアミン（ＤＧＡ）、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、モノイソプロパノールアミン（ＭＩＰＡ）、ブチルエタノールアミン（ＮＢＥＡ）、ジシクロヘキシルアミン（ＤＣＨＡ）、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）、ブチルジエタノールアミン（ＮＢＤＥＡ）、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）、アルカリ金属水酸化物、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化マグネシウム、水酸化リチウム、金属炭酸塩および金属重炭酸塩、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウムおよび重炭酸カリウム。１つの実施態様に好ましいアルカリ性剤は、アルカリ金属水酸化物である。
【００２９】
前記組成物のための検討されたｐＨは、場合により３または３を上廻り、場合により３〜１０、場合により４〜９、場合により４〜８である。
【００３０】
他の成分
前記組成物は、消泡剤および／または殺生剤または殺真菌剤ならびに他の任意の常用の添加剤または新規の添加剤を含有していてもよい。
【００３１】
輸送成分
分散媒体またはビヒクルとも称される好ましい輸送成分は、主に、場合により完全に、水である。しかし、場合により、前記組成物は、１つ以上の油を、有利に１０体積％未満含有していてよい。前記油は、任意の常用の潤滑油であることができる。複合油および水輸送成分が検討される場合には、乳化剤は、水を有する油の安定したエマルジョンを形成させるために使用されてよい。
【００３２】
通常入手可能な、油を含有しない製品のプラスの属性は、場合により前記組成物中で維持され、ならびに場合によっては、１つ、１つを上廻る、または全ての次の属性を含む：環境に優しいこと、良好な冷却、良好なチップの取り外し特性または設置特性、長い排液寿命および良好な生物学的耐性。
【００３３】
本発明において、金属加工流体組成物は、０．１〜５０体積％に希釈した際に、タッピングトルク計測器によって測定した、８０００ニュートン−ｃｍ-1未満の潤滑度を有することができる。
【００３４】
前記組成物は、場合により、少量の油（即ち、１０体積％以下の油）を含有する配合物、または本質的に油を含有しないかまたは全く油を含有しない配合中で１つ以上の次の好ましい性質を有することができる：
油を含有する製品の潤滑度、
油を含有する製品が目指してる潤滑度／コストパフォーマンス、
研究者に対する減少された刺激（この刺激は、高いｐＨの製品に関連する）、
油を含有する製品の錆止めまたは他の錆止め効果、または
アルカノールアミンを含まない化学。
【００３５】
粒径
本発明による調製された組成物は、粒子を含有し、下記の実施例に記載されている。大きな粒子は、高い潤滑度を提供するために検討されているが、本発明は、この正確な理論に制限されるものではない。任意の実施態様により検討された粒子は、場合により１２０〜１０００００ナノメートル（ｎｍ）の体積平均径を有し、他の選択可能な方法によれば、１２０〜１０００００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、１２０〜１００００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、１２０〜５０００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、１２５〜１００００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、１２５〜５０００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、１２５〜２０００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、１４０〜１００００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、１４０〜５０００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、１４０〜２０００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、２００〜１００００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、２００〜５０００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、２００〜２０００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、２２０〜１００００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、２２０〜５０００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、２２０〜２０００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、３５０〜１００００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、３５０〜５０００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、３５０〜２０００ｎｍを有する。
【００３６】
実施例
前記の記載は、次の実施例を参考してよりいっそう理解することができ、この実施例は、本発明を実施するための方法を説明することを意図するものであり、本発明の範囲を制限することを意図するものではない。
【００３７】
実施例１
【表１】
【００３８】
第１表中の材料Ａ〜Ｅを、６０６１アルミニウムのタッピングを含むタッピングトルク操作に使用した。前記の濃厚物を最初に試験前に７．５体積％の溶液に希釈した。タッピングトルク試験は、金属加工流体の潤滑度性能を定量的に測定することである。このタッピングトルク試験は、Ｄ５６１９に示されたＡＳＴＭ標準法を有する。タッピングトルクは、通常２つの金属表面を一緒に摩擦することによって実施される他の試験よりも良好に工業的な機械加工処理に影響を及ぼす。このタッピングトルクは、金属加工流体（ＭＷＦ）製品の機械加工性能を実験室内で識別する優れた方法である。タッピングトルクの結果は、現場での機械加工性能と十分に相互関係を有することを証明した。
【００３９】
このタッピングトルク計測器は、実際の切削が実施される一方で、ＭＷＦｓの潤滑度を測定するように設計されている。タッピング操作中に、タッピングトルク計測器は、瞬間トルク２５０回を切削深さを通してのタップの進みとして測定する。更に、特殊化されたソフトウェアは、データ分析を簡易化する。タッピングトルクは、Ｎ−ｍ（ニュートン−メートル）またはＮ−ｃｍ（ニュートン−センチメートル）の単位で表現される。高い潤滑度を有する製品は、低いトルク値を発生させるであろう。反対に、低い潤滑度の製品は、高いトルク値を発生させるであろう。こうして、前記計測器は、製品間の潤滑性能の差を定量化する。
【００４０】
タッピングトルク計測器の１つの欠点は、測定された絶対トルク値が使用されたタップの直径に依存し、この直径で変動しうることにある。それ故に、前記の幾何学的効果を取り消すために、潤滑度を単位面積当たりのトルクとして表現することは、効果的であり、１回のタップが１回転するエネルギーが記載される。このための数式は、
Ｅ/Ａ ＝ （２’ｒ）／ｒ２
であり、
上記式中、ｔ＝トルク値、ｒ＝タップの半径、Ｅ／Ａ＝単位面積当たりのエネルギー量であり、単位は、Ｎ−ｍ-1（１メートル当たりのニュートン）またはＮ−ｃｍ-1（１センチメートル当たりのニュートン）である。
【００４１】
潤滑度のデータは、第１表中に表されており、Ｅ／Ａとして識別される。Ｅ／Ａ値が低くなると、潤滑度および機械加工の性能は、良好になる。全ての試料は、試験前に水で７．５体積％に希釈されていた。
【００４２】
実施例２：
第１表の材料は、ナノメートル単位での体積平均径の測定を含めて粒径の操作に使用された。前記の濃厚物を最初に水で試験前に７．５体積％の溶液に希釈した。粒径計測器は、高性能動的光散乱を使用し、２０〜１０００００ナノメートルの粒径を定量化する。
【００４３】
全ての試料は、試験前に７．５体積％に希釈されていた。生じる粒径は、第１表中に示されている。
【００４４】
実施例３
第１表からの材料Ｃを２つの異なる濃度で粒径について試験し、それぞれの濃度で外観およびエマルジョン安定性について評価した。結果は、第２表中に示されており、これは、大きな平均粒径、不透明の外観およびそれぞれの濃度での優れた安定性を示す。大きな粒径は、よりいっそう良好な潤滑剤の特性を示す。典型的な合成ＭＷＦｓは、希釈した際に、１００ナノメートル未満の粒径を有する澄明な溶液を形成する。希釈された試料Ｃは、典型的な合成ＭＷＦｓで見られる最大粒径よりも３．５〜２０倍大きい粒径を有する。
【００４５】
【表２】
【００４６】
実施例１〜３から、最適な潤滑度および粒径は、カルボン酸アルカリ金属塩１０％とＰｌｕｒｏｎｉｃ "Ｒ"ブロックコポリマー２０％とを組み合わせた試料Ｃで得られることが判明する。この割合は、最大の体積平均径および最大の潤滑度を生じる。
【００４７】
また、前記実施例から、主に、組成物の潤滑度は、体積平均径の関数であることが明らかになる。体積平均径の増加は、潤滑度の増加を生じる。
【００４８】
実施例３から、試料Ｃの増加した濃度は、著しく大きな体積平均径を生じることが判明する。これは、試料Ｃの高い濃度を安定化するために乳化剤が必要であることを説明するものである。乳化剤なしの場合には、高い濃度の粒径により、不安定な状態で凝集が連続されることは、確実である。本明細書中に記載された現在の好ましい実施態様に対する種々の変更および変形は、当業者にとっては明らかなことであると理解されるべきである。このような変更および変形は、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、意図した利点を減少させることなく形成させることができる。それ故に、このような変更および変形は、係属された請求項の記載によって網羅されることが意図される。
【技術分野】
【０００１】
関連した出願
該当なし
連邦政府のスポンサーによるリサーチまたは開発
該当なし
マイクロフィッシュ／著作権による引用文献
該当なし
【０００２】
発明の背景
本発明は、合成金属加工流体としても公知である、油を含有しない金属加工流体に関する。
【０００３】
金属加工は、金属加工片を造形し、望ましい設定の幾何学的規格に適合させることとして定義されている。金属加工は、２つの基本的なカテゴリーの機械加工と成形加工とからなる。機械加工は、研磨、旋削、フライス削り、タッピング、ブローチ削りおよびホビングを含む。成形加工は、熱間圧延および冷間圧延、引き抜き、鍛造、型押しおよび打ち抜きを含む。
【０００４】
金属加工流体は、本質的に機械加工および成形加工の双方で使用される。この金属加工流体は、工作物と工具との間の潤滑を提供しなければならず、また、機械加工中に発生される熱の除去によって冷却も提供しなければならない。
【０００５】
潤滑は、２つの可動面間の摩擦を減少させることとして定義されている。機械加工における２つの主なタイプの潤滑は、流体力学的であり、界面圧力性または極圧性（ＥＰ）を有する。流体力学的な潤滑は、液体潤滑剤の皮膜によって可動表面を分離することを包含する。界面潤滑または極圧（ＥＰ）潤滑は、複数の表面が共に摩擦される場合に被る摩滅を最少化する。ポリマー潤滑剤は、双方のタイプの潤滑を提供することができる。
【０００６】
金属加工流体は、油を含有する区分および油を含有しない区分の２つの主な区分に分級される。油を含有する区分は、ストレート油、水溶性オイルおよび半合成油を有し、これらの全ては、鉱油を一次潤滑剤として利用する。油を含有しない区分は、合成油として公知であり、この合成油は、水性輸送系または希釈剤中で潤滑性を生じる添加剤の組成物を含む。水溶性オイルおよび半合成製品は、市場の８０％のシェアを占め、非水性の還元ストレート油の区分は、１０％のシェアを占め、一方、合成油は、市場の１０％のシェアを占める。
【０００７】
存在するタイプの金属加工流体は、利点および欠点を有する。油を含有する製品は、潤滑性が優れており、用途が広範囲であり、および排液を腐蝕からバリヤー保護するという利点を有する。油を含有する金属加工流体の欠点は、水の硬度がしばしば流体の安定性に影響を及ぼし、発泡が高い洗浄力の乳化剤への前記流体の介在のためにしばしば問題となり、前記流体が大きな汚染物負荷を連行し、前記流体がタンクの廃棄および洗浄除去のためによりいっそう費用を必要とし、および前記流体が大きな微生物問題を有することにある。
【０００８】
合成油の使用は、微生物的利点に対して環境に由来する種々のファクターのために奨励される。しかし、大部分の消費者は、油を含有する製品を使用することを継続している。それというのも、比較される低い費用で、油を含有する製品の潤滑性は、良好であり、合成に関連した、腐蝕に由来する保守は、増加するからである。油によって提供された保護的バリヤー皮膜を欠く合成排液は、機械加工システムのボルトに腐蝕を生じかつ"凍結させる"可能性があり、保守を困難にする。付加的に、高い潤滑性の性能を有する合成製品は、同じ潤滑性の性能を有する、油を含有する製品と比較した場合に高価である。半合成製品での費用に応じての合成製品の減少された物理的潤滑性は、ヘビーデューティーな操作での合成製品の使用を制限する。
【０００９】
発明の要約
本発明の１つの視点は、全く新しい種類の金属加工流体の製品に関する。この新しい化学により、カルボン酸塩と境界潤滑油の脂肪酸とＥＯ／ＰＯポリマーとの相乗的配合物は、均質混合され、この場合これらの成分は、反応し、１つの実施態様において、場合により増加された粒径、例外的な潤滑性またはこれら双方を有することができる１つの成分を形成する。付加的に、１つの実施態様に対して使用される希釈液は、不透明であり、オイルベース溶液の外観に似ている。
【００１０】
１つの実施態様において、金属加工流体組成物は、０．１〜５０体積％に希釈された場合には、１２０ｎｍ以上の体積平均径を有することができる。この組成物は、次の成分：
（ａ）１つ以上のポリマー潤滑剤；
（ｂ）１つ以上のカルボン酸塩；
（ｃ）１つ以上の乳化剤または分散剤；および
（ｄ）輸送成分を含有する。
【００１１】
１つの実施態様は、潤滑性の技術的増加を証明し、一方でなお耐蝕性および微生物的制御を提供する合成金属加工流体であることができる。
【００１２】
図面の簡単な説明
該当なし
【００１３】
発明の詳細な説明
１つの実施態様において、本発明による金属加工潤滑剤は、０．１〜５０体積％に希釈された場合には、１２５ｎｍ以上の体積平均径を有することができる。１つの実施態様において、前記組成物は、次の成分：
（ａ）１つ以上のポリマー潤滑剤；
（ｂ）１つ以上のカルボン酸塩；
（ｃ）１つ以上の乳化剤または分散剤；および
（ｄ）輸送成分を有することができる。
【００１４】
よりいっそう詳述すれば、前記組成物は、次の成分：
（ａ）ポリマー潤滑剤としての１つ以上のブロックコポリマー１〜８０体積％；
（ｂ）１つ以上のカルボン酸塩１〜４０体積％；
（ｃ）１つ以上の乳化剤または分散剤１〜２０体積％；および
（ｄ）輸送成分１〜９７体積％を有することができる。
【００１５】
別の実施態様において、前記組成物は、次の成分：
（ａ）ポリマー潤滑剤としての１つ以上のブロックコポリマー５〜４０体積％；
（ｂ）１つ以上のカルボン酸塩３〜３０体積％；
（ｃ）１つ以上の乳化剤または分散剤２〜１２体積％；および
（ｄ）輸送成分１８〜９０体積％を有することができる。
【００１６】
更に、別の実施態様において、前記組成物は、次の成分：
（ａ）ポリマー潤滑剤としての１つ以上のブロックコポリマー１５〜２５体積％；
（ｂ）１つ以上のカルボン酸塩５〜１５体積％；
（ｃ）１つ以上の乳化剤または分散剤３〜８体積％；および
（ｄ）輸送成分５２〜７７体積％を有することができる。
【００１７】
それぞれの成分および該成分の例は、さらに下記に記載されている。
【００１８】
ポリマー潤滑剤
ポリマー潤滑剤は、例えばＥＯ／ＰＯコポリマーであることができる。ＥＯ／ＰＯポリマーは、例えば１つ以上の下記のものを有することができる。ＥＯ／ＰＯコポリマーは、各端部にポリオキシエチレン鎖を有する中心のポリオキシプロピレンブロックを有するブロックコポリマーであることができる。ＥＯ／ＰＯコポリマーは、各端部にポリオキシプロピレン鎖を有する中心のポリオキシエチレンブロックを有するブロックコポリマーであることができる。ＥＯ／ＰＯコポリマーは、酸化エチレンおよび酸化プロピレンをエチレンジアミンに連続的に付加することに由来するテトラブロックコポリマーであることができる。ＥＯ／ＰＯコポリマーは、少なくとも１個の末端ヒドロキシル基を有する酸化エチレン／酸化プロピレンコポリマーであることができる。ＥＯ／ＰＯコポリマーは、酸化エチレンと酸化プロピレンとのランダムコポリマーの水溶性潤滑剤基本素材であることができる。ＥＯ／ＰＯコポリマーは、水溶性のポリオキシエチレンアルコールまたはポリオキシプロピレンアルコール、またはこのようなアルコールの水溶性カルボン酸エステルであることができる。ＥＯ／ＰＯコポリマーは、１個の末端ヒドロキシル基を有する全てのポリオキシプロピレン基のアルコール開始剤による基本素材であることができる。ＥＯ／ＰＯコポリマーは、一塩基性酸エステルまたは二塩基性酸エステル、ポリオールエステル、ポリアルキレングリコールエステル、有機酸でグラフトされたポリアルキレングリコール、燐酸エステル、ポリイソブチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、またはアクリル酸またはメタクリル酸とアクリル酸エステルとのコポリマーであることができる。
【００１９】
詳細に検討されたポリマーは、ポリプロピレングリコールブロックコポリマー、ポリエチレングリコールブロックコポリマー、またはポリエチレングリコール／ポリプロピレングリコールブロックコポリマーを含む。
【００２０】
カルボン酸塩
部分的に中和されたカルボン酸塩は、網状化のためにポリマー潤滑剤のための親油性成分を提供し、および大きな粒径の設計を規定することが検討されている。前記塩は、例えば本明細書中に記載された任意のアルカリ性剤を用いて遊離カルボン酸、脂肪または油を部分的に中和することによって形成させることができる。前記塩の詳細に検討された陽イオンは、アルカリ金属塩またはアルカノールアミン塩、例えばナトリウム塩（酸を水酸化ナトリウムで処理することによって形成された）を含む。部分的な中和のｐＨは、使用されるアルカリ性剤に依存する。多数の前記カルボン酸塩は、付加的にそれ自体、境界潤滑作用を十分に提供する。
【００２１】
原料として使用されるカルボン酸は、直鎖状または分枝鎖状の飽和または不飽和の遊離カルボン酸であることができる。前記酸は、飽和または不飽和であることができ、不飽和の部位は、シス形またはトランス形に構成されていてよい。前記酸は、ジカルボン酸、トリカルボン酸、またはカルボン酸のエステル、アミン、アミドまたはエトキシル化誘導体であることができる。他の選択可能な方法によれば、動物または野菜に由来する脂肪または油は、直接に中和されることができ、カルボン酸塩を提供する。
【００２２】
次に、検討されたカルボン酸の例または該カルボン酸の源の例を示す：カプロン酸（ヘキサン酸としても公知）、エナント酸（ヘプタン酸としても公知）、カプリル酸（オクタン酸としても公知）、ペラルゴン酸（ノナン酸としても公知）、イソノナン酸、カプリン酸（デカン酸としても公知）、ネオデカン酸、ラウリン酸（ドデカン酸としても公知）、ステアリン酸（オクタデカン酸としても公知）、アラキジン酸（エイコサン酸としても公知）、パルミチン酸（ヘキサデカン酸としても公知）、エルカ酸、オレイン酸、アラキドン酸、リノール酸、リノレン酸、ミリスチン酸（テトラデカン酸としても公知）、ベヘン酸（ドコサン酸としても公知）、α−リノレン酸、ドコサヘキサン酸、リシノール酸、酪酸、ラード油、タロー油、バター、ヤシ油、パーム油、綿実油、麦芽油、大豆油、オリーブ油、コーン油、ヒマワリ油およびナタネ油またはカノーラ油。
【００２３】
乳化剤または分散剤
水での金属加工流体組成物の希釈は、不透明なエマルジョンを形成する。濃度が１０％を上廻ると、エマルジョンは、安定化を必要としうる。乳化剤または分散剤は、設計された大きな粒子のエマルジョンの安定化を提供することが検討されている。
【００２４】
乳化剤または分散剤は、次の中の１つ以上であることができる：アルカノールアミド、アルキルアリールスルホネート、アルキルアリールスルホン酸、アミンオキシド、アミドおよびアミン石鹸、ブロックコポリマー、カルボキシル化アルコール、カルボン酸または脂肪酸、エトキシル化アルコール、エトキシル化アルキルフェノール、エトキシル化アミンまたはアミド、エトキシル化脂肪酸、エトキシル化脂肪酸エステルおよび油、エトキシル化フェノール、脂肪アミンおよびエステル、グリセロールエステル、グリコールエステル、イミダゾリンおよびイミダゾリン誘導体、リグニンおよびリグニン誘導体、マレイン酸無水物またはコハク酸無水物、メチルエステル、モノグリセリドおよび誘導体、ナフテン酸、オレフィンスルホネート、燐酸エステル、ポリアルキレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリオール、ポリマー（多糖類、アクリル酸、アクリルアミド）、プロポキシル化またはエトキシル化脂肪酸、アルコールまたはアルキルフェノール、第四界面活性剤、サルコシン誘導体、石鹸、ソルビタン誘導体、スクロースおよびグルコースおよび誘導体、油および脂肪酸のスルフェートおよびスルホネート、エトキシル化アルキルフェノールのスルフェートおよびスルホネート、アルコールのスルフェート、エトキシル化アルコールのスルフェート、または脂肪酸エステルのスルフェート、ドデシルベンゼンおよびトリデシルベンゼンのスルホネート、ナフタレンのスルホネート、アルキルナフタレンのスルホネート、または石油のスルホネート、スルホスクシナメート、スルホスクシネートおよび誘導体、またはトリデシルベンゼンスルホン酸およびドデシルベンゼンスルホン酸。
【００２５】
腐蝕抑制成分
油含有製品は、著しく油それ自体に依存し、錆止めのバリヤーコーティングを形成する。油を含有しない製品は、場合により化学的手段により該製品の錆止めを達成しうる。腐蝕抑制剤は、低い濃度で添加した際に金属および合金の腐蝕を停止させるかまたは減速させる化合物である。
【００２６】
腐蝕抑制剤の幾つかの機構は、不動態化層（金属への腐蝕物質の接近を停止させる、材料の表面上の薄膜）の形成、レドックス腐蝕系の酸化部分または還元部分の抑制（アノード抑制剤およびカソード抑制剤）、または溶解された酸素の掃気にある。
【００２７】
前記群に含まれる多数の異なる物質が存在する。幾つかの例は、カルボン酸のアルカリ金属塩およびアルカノールアミン塩、ウンデカン二酸またはドデカン二酸またはこれらの塩、Ｃ4〜Ｃ22カルボン酸またはその塩、硼酸およびその塩、トリトリアゾールおよびその塩、ベンゾトリアゾールおよびその塩、イミダゾリンおよびその塩、アルカノールアミンおよびアミド、スルホネート、ナフテン酸のアルカリ金属塩およびアルカノールアミン塩、燐酸エステルアミン塩、アルカリ金属亜硝酸塩、アルカリ金属炭酸塩、カルボン酸誘導体、アルキルスルホンアミドカルボン酸、アリールスルホンアミドカルボン酸、脂肪サルコシド（fatty sarkosides）、フェノキシ誘導体およびモリブデン酸ナトリウム。
【００２８】
アルカリ性剤
アルカリ性剤は、製品の所望のｐＨを提供し、幾つかの場合には、アルカリ度およびｐＨ緩衝の予約を提供する。アルカリ性剤の例は、第１級アルカノールアミン、第２級アルカノールアミンおよび第３級アルカノールアミン、アミノメチルプロパノール（ＡＭＰ−９５）、ジグリコールアミン（ＤＧＡ）、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、モノイソプロパノールアミン（ＭＩＰＡ）、ブチルエタノールアミン（ＮＢＥＡ）、ジシクロヘキシルアミン（ＤＣＨＡ）、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）、ブチルジエタノールアミン（ＮＢＤＥＡ）、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）、アルカリ金属水酸化物、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化マグネシウム、水酸化リチウム、金属炭酸塩および金属重炭酸塩、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウムおよび重炭酸カリウム。１つの実施態様に好ましいアルカリ性剤は、アルカリ金属水酸化物である。
【００２９】
前記組成物のための検討されたｐＨは、場合により３または３を上廻り、場合により３〜１０、場合により４〜９、場合により４〜８である。
【００３０】
他の成分
前記組成物は、消泡剤および／または殺生剤または殺真菌剤ならびに他の任意の常用の添加剤または新規の添加剤を含有していてもよい。
【００３１】
輸送成分
分散媒体またはビヒクルとも称される好ましい輸送成分は、主に、場合により完全に、水である。しかし、場合により、前記組成物は、１つ以上の油を、有利に１０体積％未満含有していてよい。前記油は、任意の常用の潤滑油であることができる。複合油および水輸送成分が検討される場合には、乳化剤は、水を有する油の安定したエマルジョンを形成させるために使用されてよい。
【００３２】
通常入手可能な、油を含有しない製品のプラスの属性は、場合により前記組成物中で維持され、ならびに場合によっては、１つ、１つを上廻る、または全ての次の属性を含む：環境に優しいこと、良好な冷却、良好なチップの取り外し特性または設置特性、長い排液寿命および良好な生物学的耐性。
【００３３】
本発明において、金属加工流体組成物は、０．１〜５０体積％に希釈した際に、タッピングトルク計測器によって測定した、８０００ニュートン−ｃｍ-1未満の潤滑度を有することができる。
【００３４】
前記組成物は、場合により、少量の油（即ち、１０体積％以下の油）を含有する配合物、または本質的に油を含有しないかまたは全く油を含有しない配合中で１つ以上の次の好ましい性質を有することができる：
油を含有する製品の潤滑度、
油を含有する製品が目指してる潤滑度／コストパフォーマンス、
研究者に対する減少された刺激（この刺激は、高いｐＨの製品に関連する）、
油を含有する製品の錆止めまたは他の錆止め効果、または
アルカノールアミンを含まない化学。
【００３５】
粒径
本発明による調製された組成物は、粒子を含有し、下記の実施例に記載されている。大きな粒子は、高い潤滑度を提供するために検討されているが、本発明は、この正確な理論に制限されるものではない。任意の実施態様により検討された粒子は、場合により１２０〜１０００００ナノメートル（ｎｍ）の体積平均径を有し、他の選択可能な方法によれば、１２０〜１０００００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、１２０〜１００００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、１２０〜５０００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、１２５〜１００００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、１２５〜５０００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、１２５〜２０００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、１４０〜１００００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、１４０〜５０００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、１４０〜２０００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、２００〜１００００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、２００〜５０００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、２００〜２０００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、２２０〜１００００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、２２０〜５０００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、２２０〜２０００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、３５０〜１００００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、３５０〜５０００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、３５０〜２０００ｎｍを有する。
【００３６】
実施例
前記の記載は、次の実施例を参考してよりいっそう理解することができ、この実施例は、本発明を実施するための方法を説明することを意図するものであり、本発明の範囲を制限することを意図するものではない。
【００３７】
実施例１
【表１】
【００３８】
第１表中の材料Ａ〜Ｅを、６０６１アルミニウムのタッピングを含むタッピングトルク操作に使用した。前記の濃厚物を最初に試験前に７．５体積％の溶液に希釈した。タッピングトルク試験は、金属加工流体の潤滑度性能を定量的に測定することである。このタッピングトルク試験は、Ｄ５６１９に示されたＡＳＴＭ標準法を有する。タッピングトルクは、通常２つの金属表面を一緒に摩擦することによって実施される他の試験よりも良好に工業的な機械加工処理に影響を及ぼす。このタッピングトルクは、金属加工流体（ＭＷＦ）製品の機械加工性能を実験室内で識別する優れた方法である。タッピングトルクの結果は、現場での機械加工性能と十分に相互関係を有することを証明した。
【００３９】
このタッピングトルク計測器は、実際の切削が実施される一方で、ＭＷＦｓの潤滑度を測定するように設計されている。タッピング操作中に、タッピングトルク計測器は、瞬間トルク２５０回を切削深さを通してのタップの進みとして測定する。更に、特殊化されたソフトウェアは、データ分析を簡易化する。タッピングトルクは、Ｎ−ｍ（ニュートン−メートル）またはＮ−ｃｍ（ニュートン−センチメートル）の単位で表現される。高い潤滑度を有する製品は、低いトルク値を発生させるであろう。反対に、低い潤滑度の製品は、高いトルク値を発生させるであろう。こうして、前記計測器は、製品間の潤滑性能の差を定量化する。
【００４０】
タッピングトルク計測器の１つの欠点は、測定された絶対トルク値が使用されたタップの直径に依存し、この直径で変動しうることにある。それ故に、前記の幾何学的効果を取り消すために、潤滑度を単位面積当たりのトルクとして表現することは、効果的であり、１回のタップが１回転するエネルギーが記載される。このための数式は、
Ｅ/Ａ ＝ （２’ｒ）／ｒ２
であり、
上記式中、ｔ＝トルク値、ｒ＝タップの半径、Ｅ／Ａ＝単位面積当たりのエネルギー量であり、単位は、Ｎ−ｍ-1（１メートル当たりのニュートン）またはＮ−ｃｍ-1（１センチメートル当たりのニュートン）である。
【００４１】
潤滑度のデータは、第１表中に表されており、Ｅ／Ａとして識別される。Ｅ／Ａ値が低くなると、潤滑度および機械加工の性能は、良好になる。全ての試料は、試験前に水で７．５体積％に希釈されていた。
【００４２】
実施例２：
第１表の材料は、ナノメートル単位での体積平均径の測定を含めて粒径の操作に使用された。前記の濃厚物を最初に水で試験前に７．５体積％の溶液に希釈した。粒径計測器は、高性能動的光散乱を使用し、２０〜１０００００ナノメートルの粒径を定量化する。
【００４３】
全ての試料は、試験前に７．５体積％に希釈されていた。生じる粒径は、第１表中に示されている。
【００４４】
実施例３
第１表からの材料Ｃを２つの異なる濃度で粒径について試験し、それぞれの濃度で外観およびエマルジョン安定性について評価した。結果は、第２表中に示されており、これは、大きな平均粒径、不透明の外観およびそれぞれの濃度での優れた安定性を示す。大きな粒径は、よりいっそう良好な潤滑剤の特性を示す。典型的な合成ＭＷＦｓは、希釈した際に、１００ナノメートル未満の粒径を有する澄明な溶液を形成する。希釈された試料Ｃは、典型的な合成ＭＷＦｓで見られる最大粒径よりも３．５〜２０倍大きい粒径を有する。
【００４５】
【表２】
【００４６】
実施例１〜３から、最適な潤滑度および粒径は、カルボン酸アルカリ金属塩１０％とＰｌｕｒｏｎｉｃ "Ｒ"ブロックコポリマー２０％とを組み合わせた試料Ｃで得られることが判明する。この割合は、最大の体積平均径および最大の潤滑度を生じる。
【００４７】
また、前記実施例から、主に、組成物の潤滑度は、体積平均径の関数であることが明らかになる。体積平均径の増加は、潤滑度の増加を生じる。
【００４８】
実施例３から、試料Ｃの増加した濃度は、著しく大きな体積平均径を生じることが判明する。これは、試料Ｃの高い濃度を安定化するために乳化剤が必要であることを説明するものである。乳化剤なしの場合には、高い濃度の粒径により、不安定な状態で凝集が連続されることは、確実である。本明細書中に記載された現在の好ましい実施態様に対する種々の変更および変形は、当業者にとっては明らかなことであると理解されるべきである。このような変更および変形は、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、意図した利点を減少させることなく形成させることができる。それ故に、このような変更および変形は、係属された請求項の記載によって網羅されることが意図される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．１〜５０体積％に希釈された際に１２５ｎｍ以上の体積平均径を有する金属加工流体組成物であって、
（ａ）１つ以上のポリマー潤滑剤；
（ｂ）１つ以上のカルボン酸塩；
（ｃ）１つ以上の乳化剤または分散剤；および
（ｄ）輸送成分を含有する上記金属加工流体組成物。
【請求項２】
１つ以上の油を１０体積％未満含有する、請求項１記載の組成物。
【請求項３】
輸送成分が水を含有する、請求項１または２記載の組成物。
【請求項４】
腐蝕抑制成分を含有する、請求項１から３までのいずれか１項に記載の組成物。
【請求項５】
腐蝕抑制成分が次のもの：カルボン酸のアルカリ金属塩およびアルカノールアミン塩、ウンデカン二酸またはドデカン二酸またはこれらの塩、Ｃ4〜Ｃ22カルボン酸またはその塩、硼酸、化合物およびその塩、トリトリアゾールおよびその塩、ベンゾトリアゾールおよびその塩、イミダゾリンおよびその塩、アルカノールアミンおよびアミド、スルホネート、ナフテン酸のアルカリ金属塩およびアルカノールアミン塩、燐酸エステルアミン塩、アルカリ金属亜硝酸塩、アルカリ金属炭酸塩、カルボン酸誘導体、アルキルスルホンアミドカルボン酸、アリールスルホンアミドカルボン酸、脂肪サルコシド、フェノキシ誘導体およびモリブデン酸ナトリウムを１つ以上含有する、請求項１から４までのいずれか１項に記載の組成物。
【請求項６】
ｐＨが３〜９である、請求項１から５までのいずれか１項に記載の組成物。
【請求項７】
アルカリ性剤を含有する、請求項１から６までのいずれか１項に記載の組成物。
【請求項８】
アルカリ性剤が次のもの：第１級アルカノールアミン、第２級アルカノールアミンおよび第３級アルカノールアミン、アミノメチルプロパノール（ＡＭＰ−９５）、ジグリコールアミン（ＤＧＡ）、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、モノイソプロパノールアミン（ＭＩＰＡ）、ブチルエタノールアミン（ＮＢＥＡ）、ジシクロヘキシルアミン（ＤＣＨＡ）、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）、ブチルジエタノールアミン（ＮＢＤＥＡ）、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）、アルカリ金属水酸化物、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化マグネシウム、水酸化リチウム、金属炭酸塩および金属重炭酸塩、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウムおよび重炭酸カリウムを１つ以上含有する、請求項７記載の組成物。
【請求項９】
アルカリ性剤がアルカリ金属水酸化物である、請求項７または８記載の組成物。
【請求項１０】
消泡剤を含有する、請求項１から９までのいずれか１項に記載の組成物。
【請求項１１】
殺生剤および／または殺真菌剤を含有する、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の組成物。
【請求項１２】
ポリマーの潤滑剤がブロックコポリマーである、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の組成物。
【請求項１３】
ポリマーの潤滑剤が次のもの：各端部にポリオキシエチレン鎖を有する中心のポリオキシプロピレンブロックを有するブロックコポリマー、各端部にポリオキシプロピレン鎖を有する中心のポリオキシエチレンブロックを有するブロックコポリマー、酸化エチレンおよび酸化プロピレンをエチレンジアミンに連続的に付加することに由来するテトラブロックコポリマー、少なくとも１個の末端ヒドロキシル基を有する酸化エチレン／酸化プロピレンコポリマー、酸化エチレンと酸化プロピレンとのランダムコポリマーの水溶性潤滑剤基本素材、水溶性のポリオキシエチレンアルコールまたはポリオキシプロピレンアルコール、またはこのようなアルコールの水溶性カルボン酸エステル、１個の末端ヒドロキシル基を有する全てのポリオキシプロピレン基のアルコール開始剤による基本素材、一塩基性酸エステルまたは二塩基性酸エステル、ポリオールエステル、ポリアルキレングリコールエステル、有機酸でグラフトされたポリアルキレングリコール、燐酸エステル、ポリイソブチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、およびアクリル酸またはメタクリル酸とアクリル酸エステルとのコポリマーを１つ以上含有する、請求項１から１２までのいずれか１項に記載の組成物。
【請求項１４】
ポリマーの潤滑剤がポリプロピレングリコールブロックコポリマーである、請求項１から１３までのいずれか１項に記載の組成物。
【請求項１５】
ポリマーの潤滑剤がポリエチレングリコールブロックコポリマーである、請求項１から１４までのいずれか１項に記載の組成物。
【請求項１６】
ポリマーの潤滑剤がポリエチレングリコール／ポリプロピレングリコールブロックコポリマーである、請求項１から１５までのいずれか１項に記載の組成物。
【請求項１７】
カルボン酸塩がＣ4〜Ｃ22カルボン酸のアルカリ金属塩および／またはアルカノールアミン塩、または脂肪酸およびエステルを有する、請求項１から１６までのいずれか１項に記載の組成物。
【請求項１８】
カルボン酸塩が次のもの：酪酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、イソノナン酸、デカン酸、ネオデカン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ヘキサデカン酸、オクタデカン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、α−リノレン酸、リシノール酸、エイコサン酸、ドコサン酸、ドコサヘキサン酸、エルカ酸、アラキドン酸、ラード油、タロー油、バター、ヤシ油、パーム油、綿実油、麦芽油、大豆油、オリーブ油、コーン油、ヒマワリ油およびナタネ油またはカノーラ油を１つ以上含有する、請求項１から１７までのいずれか１項に記載の組成物。
【請求項１９】
乳化剤または分散剤は、次のもの：アルカノールアミド、アルキルアリールスルホネート、アルキルアリールスルホン酸、アミンオキシド、アミドおよびアミン石鹸、ブロックコポリマー、カルボキシル化アルコール、カルボン酸または脂肪酸、エトキシル化アルコール、エトキシル化アルキルフェノール、エトキシル化アミンまたはアミド、エトキシル化脂肪酸、エトキシル化脂肪酸エステルおよび油、エトキシル化フェノール、脂肪アミンおよびエステル、グリセロールエステル、グリコールエステル、イミダゾリンおよびイミダゾリン誘導体、リグニンおよびリグニン誘導体、マレイン酸無水物またはコハク酸無水物、メチルエステル、モノグリセリドおよび誘導体、ナフテン酸、オレフィンスルホネート、燐酸エステル、ポリエチレングリコール、ポリオール、ポリマー（多糖類、アクリル酸、アクリルアミド）、プロポキシル化またはエトキシル化脂肪酸、アルコールまたはアルキルフェノール、第四界面活性剤、サルコシン誘導体、石鹸、ソルビタン誘導体、スクロースおよびグルコースおよび誘導体、油および脂肪酸のスルフェートおよびスルホネート、エトキシル化アルキルフェノールのスルフェートおよびスルホネート、アルコールのスルフェート、エトキシル化アルコールのスルフェート、脂肪酸エステルのスルフェート、ドデシルベンゼンおよびトリデシルベンゼンのスルホネート、ナフタレンおよびアルキルナフタレンのスルホネート、石油のスルホネート、スルホスクシナメート、スルホスクシネートおよび誘導体、またはトリデシルベンゼンスルホン酸およびドデシルベンゼンスルホン酸の中の１つ以上のものである、請求項１から１８までのいずれか１項に記載の組成物。
【請求項２０】
金属加工流体組成物は、０．１〜５０体積％に希釈した際に、タッピングトルク計測器によって測定した、８０００ニュートン−ｃｍ-1未満の潤滑度を有する、請求項１から１９までのいずれか１項に記載の組成物。
【請求項２１】
（ａ）１つ以上のブロックコポリマー１〜８０体積％；
（ｂ）１つ以上のカルボン酸塩１〜４０体積％；
（ｃ）１つ以上の乳化剤または分散剤１〜２０体積％；および
（ｄ）輸送成分を含有する、請求項１から２０までのいずれか１項に記載の金属加工流体組成物。
【請求項２２】
（ａ）１つ以上のブロックコポリマー５〜４０体積％；
（ｂ）１つ以上のカルボン酸塩３〜３０体積％；
（ｃ）１つ以上の乳化剤または分散剤２〜１２体積％；および
（ｄ）輸送成分を含有する、請求項１から２０までのいずれか１項に記載の金属加工流体組成物。
【請求項２３】
（ａ）１つ以上のブロックコポリマー１５〜２５体積％；
（ｂ）１つ以上のカルボン酸塩５〜１５体積％；
（ｃ）１つ以上の乳化剤３〜８体積％；
（ｄ）輸送成分を含有する、請求項１から２２までのいずれか１項に記載の金属加工流体組成物。
【請求項２４】
１２０〜１０００００ナノメートル（ｎｍ）、他の選択可能な方法によれば、１２５〜１００００ｎｍ、１４０〜１００００ｎｍ、他の選択可能な方法によれば、２２０〜１００００ｎｍ、他の選択可能な方法によれば、３５０〜５０００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、３５０〜２０００ｎｍの体積平均径を有する、請求項１から２３までのいずれか１項に記載の金属加工流体組成物。
【請求項１】
０．１〜５０体積％に希釈された際に１２５ｎｍ以上の体積平均径を有する金属加工流体組成物であって、
（ａ）１つ以上のポリマー潤滑剤；
（ｂ）１つ以上のカルボン酸塩；
（ｃ）１つ以上の乳化剤または分散剤；および
（ｄ）輸送成分を含有する上記金属加工流体組成物。
【請求項２】
１つ以上の油を１０体積％未満含有する、請求項１記載の組成物。
【請求項３】
輸送成分が水を含有する、請求項１または２記載の組成物。
【請求項４】
腐蝕抑制成分を含有する、請求項１から３までのいずれか１項に記載の組成物。
【請求項５】
腐蝕抑制成分が次のもの：カルボン酸のアルカリ金属塩およびアルカノールアミン塩、ウンデカン二酸またはドデカン二酸またはこれらの塩、Ｃ4〜Ｃ22カルボン酸またはその塩、硼酸、化合物およびその塩、トリトリアゾールおよびその塩、ベンゾトリアゾールおよびその塩、イミダゾリンおよびその塩、アルカノールアミンおよびアミド、スルホネート、ナフテン酸のアルカリ金属塩およびアルカノールアミン塩、燐酸エステルアミン塩、アルカリ金属亜硝酸塩、アルカリ金属炭酸塩、カルボン酸誘導体、アルキルスルホンアミドカルボン酸、アリールスルホンアミドカルボン酸、脂肪サルコシド、フェノキシ誘導体およびモリブデン酸ナトリウムを１つ以上含有する、請求項１から４までのいずれか１項に記載の組成物。
【請求項６】
ｐＨが３〜９である、請求項１から５までのいずれか１項に記載の組成物。
【請求項７】
アルカリ性剤を含有する、請求項１から６までのいずれか１項に記載の組成物。
【請求項８】
アルカリ性剤が次のもの：第１級アルカノールアミン、第２級アルカノールアミンおよび第３級アルカノールアミン、アミノメチルプロパノール（ＡＭＰ−９５）、ジグリコールアミン（ＤＧＡ）、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、モノイソプロパノールアミン（ＭＩＰＡ）、ブチルエタノールアミン（ＮＢＥＡ）、ジシクロヘキシルアミン（ＤＣＨＡ）、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）、ブチルジエタノールアミン（ＮＢＤＥＡ）、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）、アルカリ金属水酸化物、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化マグネシウム、水酸化リチウム、金属炭酸塩および金属重炭酸塩、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウムおよび重炭酸カリウムを１つ以上含有する、請求項７記載の組成物。
【請求項９】
アルカリ性剤がアルカリ金属水酸化物である、請求項７または８記載の組成物。
【請求項１０】
消泡剤を含有する、請求項１から９までのいずれか１項に記載の組成物。
【請求項１１】
殺生剤および／または殺真菌剤を含有する、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の組成物。
【請求項１２】
ポリマーの潤滑剤がブロックコポリマーである、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の組成物。
【請求項１３】
ポリマーの潤滑剤が次のもの：各端部にポリオキシエチレン鎖を有する中心のポリオキシプロピレンブロックを有するブロックコポリマー、各端部にポリオキシプロピレン鎖を有する中心のポリオキシエチレンブロックを有するブロックコポリマー、酸化エチレンおよび酸化プロピレンをエチレンジアミンに連続的に付加することに由来するテトラブロックコポリマー、少なくとも１個の末端ヒドロキシル基を有する酸化エチレン／酸化プロピレンコポリマー、酸化エチレンと酸化プロピレンとのランダムコポリマーの水溶性潤滑剤基本素材、水溶性のポリオキシエチレンアルコールまたはポリオキシプロピレンアルコール、またはこのようなアルコールの水溶性カルボン酸エステル、１個の末端ヒドロキシル基を有する全てのポリオキシプロピレン基のアルコール開始剤による基本素材、一塩基性酸エステルまたは二塩基性酸エステル、ポリオールエステル、ポリアルキレングリコールエステル、有機酸でグラフトされたポリアルキレングリコール、燐酸エステル、ポリイソブチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、およびアクリル酸またはメタクリル酸とアクリル酸エステルとのコポリマーを１つ以上含有する、請求項１から１２までのいずれか１項に記載の組成物。
【請求項１４】
ポリマーの潤滑剤がポリプロピレングリコールブロックコポリマーである、請求項１から１３までのいずれか１項に記載の組成物。
【請求項１５】
ポリマーの潤滑剤がポリエチレングリコールブロックコポリマーである、請求項１から１４までのいずれか１項に記載の組成物。
【請求項１６】
ポリマーの潤滑剤がポリエチレングリコール／ポリプロピレングリコールブロックコポリマーである、請求項１から１５までのいずれか１項に記載の組成物。
【請求項１７】
カルボン酸塩がＣ4〜Ｃ22カルボン酸のアルカリ金属塩および／またはアルカノールアミン塩、または脂肪酸およびエステルを有する、請求項１から１６までのいずれか１項に記載の組成物。
【請求項１８】
カルボン酸塩が次のもの：酪酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、イソノナン酸、デカン酸、ネオデカン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ヘキサデカン酸、オクタデカン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、α−リノレン酸、リシノール酸、エイコサン酸、ドコサン酸、ドコサヘキサン酸、エルカ酸、アラキドン酸、ラード油、タロー油、バター、ヤシ油、パーム油、綿実油、麦芽油、大豆油、オリーブ油、コーン油、ヒマワリ油およびナタネ油またはカノーラ油を１つ以上含有する、請求項１から１７までのいずれか１項に記載の組成物。
【請求項１９】
乳化剤または分散剤は、次のもの：アルカノールアミド、アルキルアリールスルホネート、アルキルアリールスルホン酸、アミンオキシド、アミドおよびアミン石鹸、ブロックコポリマー、カルボキシル化アルコール、カルボン酸または脂肪酸、エトキシル化アルコール、エトキシル化アルキルフェノール、エトキシル化アミンまたはアミド、エトキシル化脂肪酸、エトキシル化脂肪酸エステルおよび油、エトキシル化フェノール、脂肪アミンおよびエステル、グリセロールエステル、グリコールエステル、イミダゾリンおよびイミダゾリン誘導体、リグニンおよびリグニン誘導体、マレイン酸無水物またはコハク酸無水物、メチルエステル、モノグリセリドおよび誘導体、ナフテン酸、オレフィンスルホネート、燐酸エステル、ポリエチレングリコール、ポリオール、ポリマー（多糖類、アクリル酸、アクリルアミド）、プロポキシル化またはエトキシル化脂肪酸、アルコールまたはアルキルフェノール、第四界面活性剤、サルコシン誘導体、石鹸、ソルビタン誘導体、スクロースおよびグルコースおよび誘導体、油および脂肪酸のスルフェートおよびスルホネート、エトキシル化アルキルフェノールのスルフェートおよびスルホネート、アルコールのスルフェート、エトキシル化アルコールのスルフェート、脂肪酸エステルのスルフェート、ドデシルベンゼンおよびトリデシルベンゼンのスルホネート、ナフタレンおよびアルキルナフタレンのスルホネート、石油のスルホネート、スルホスクシナメート、スルホスクシネートおよび誘導体、またはトリデシルベンゼンスルホン酸およびドデシルベンゼンスルホン酸の中の１つ以上のものである、請求項１から１８までのいずれか１項に記載の組成物。
【請求項２０】
金属加工流体組成物は、０．１〜５０体積％に希釈した際に、タッピングトルク計測器によって測定した、８０００ニュートン−ｃｍ-1未満の潤滑度を有する、請求項１から１９までのいずれか１項に記載の組成物。
【請求項２１】
（ａ）１つ以上のブロックコポリマー１〜８０体積％；
（ｂ）１つ以上のカルボン酸塩１〜４０体積％；
（ｃ）１つ以上の乳化剤または分散剤１〜２０体積％；および
（ｄ）輸送成分を含有する、請求項１から２０までのいずれか１項に記載の金属加工流体組成物。
【請求項２２】
（ａ）１つ以上のブロックコポリマー５〜４０体積％；
（ｂ）１つ以上のカルボン酸塩３〜３０体積％；
（ｃ）１つ以上の乳化剤または分散剤２〜１２体積％；および
（ｄ）輸送成分を含有する、請求項１から２０までのいずれか１項に記載の金属加工流体組成物。
【請求項２３】
（ａ）１つ以上のブロックコポリマー１５〜２５体積％；
（ｂ）１つ以上のカルボン酸塩５〜１５体積％；
（ｃ）１つ以上の乳化剤３〜８体積％；
（ｄ）輸送成分を含有する、請求項１から２２までのいずれか１項に記載の金属加工流体組成物。
【請求項２４】
１２０〜１０００００ナノメートル（ｎｍ）、他の選択可能な方法によれば、１２５〜１００００ｎｍ、１４０〜１００００ｎｍ、他の選択可能な方法によれば、２２０〜１００００ｎｍ、他の選択可能な方法によれば、３５０〜５０００ｎｍを有し、他の選択可能な方法によれば、３５０〜２０００ｎｍの体積平均径を有する、請求項１から２３までのいずれか１項に記載の金属加工流体組成物。
【公表番号】特表２０１１−５０６６８３（Ｐ２０１１−５０６６８３Ａ）
【公表日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５３８０６０（Ｐ２０１０−５３８０６０）
【出願日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０８５４８３
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０７６１５１
【国際公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【出願人】（５１０１６２５４０）ケメタル コーポレイション (1)
【氏名又は名称原語表記】Ｃｈｅｍｅｔａｌｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
【住所又は居所原語表記】６７５ Ｃｅｎｔｒａｌ Ａｖｅｎｕｅ， Ｎｅｗ Ｐｒｏｖｉｄｅｎｃｅ， ＮＪ ０７９７４， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０８５４８３
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０７６１５１
【国際公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【出願人】（５１０１６２５４０）ケメタル コーポレイション (1)
【氏名又は名称原語表記】Ｃｈｅｍｅｔａｌｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
【住所又は居所原語表記】６７５ Ｃｅｎｔｒａｌ Ａｖｅｎｕｅ， Ｎｅｗ Ｐｒｏｖｉｄｅｎｃｅ， ＮＪ ０７９７４， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
【Ｆターム（参考）】
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