水溶性单位用量金属加工油剂组合物及其稀释液的制造方法

文档序号:43276 发布日期:2021-09-28 浏览:38次 >En<

阅读说明:本技术 水溶性单位用量金属加工油剂组合物及其稀释液的制造方法 (Water-soluble unit dose metalworking oil composition and method for producing diluent thereof ) 是由 菊池洋平 向恭平 于 2021-03-19 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种水溶性单位用量金属加工油剂组合物,其在工业药品领域、特别是金属加工中能够实用化。一种水溶性单位用量金属加工油剂组合物,其是在由水溶性膜材料形成的水溶性包装容器中封入水溶性金属加工油剂组合物和/或水溶性金属加工油剂构成成分而成的。(The present invention provides a water-soluble metal working oil composition with unit dosage, which can be put into practical use in the field of industrial medicines, particularly metal working. A water-soluble metal working oil composition of unit dose is prepared by sealing a water-soluble metal working oil composition and/or a water-soluble metal working oil component in a water-soluble packaging container made of a water-soluble film material.)

水溶性单位用量金属加工油剂组合物及其稀释液的制造方法

技术领域

本发明涉及在将金属加工工序中使用的水溶性金属加工油剂组合物的原液投入储水罐中而调制成稀释液时、以及投入到水溶性金属加工油剂使用液中进行水溶性金属加工油剂组合物的补给或成分浓度的调整时,为了简便且安全的药剂投入而使用的单位用量物和其稀释液的制造方法。

背景技术

在金属加工工序中,一般而言,使用水溶性的金属加工油剂。金属加工油剂不是直接使用原液,而是向罐、槽中投入规定量的原液,调制成用水稀释得到的稀释液而使用。并且,对于使用液,为了预先防止因经时所致的成分平衡的变化、成分的劣化等而导致的各种问题,通过定期补给原液、添加剂等来实施使用液的浓度管理。

在该稀释作业、补给作业时,作业者不仅每次称量油剂原液、添加剂等时都耗费功夫,而且存在因与油剂原液、添加剂等直接接触而导致手粗糙的危险性、或者即使不接触,油剂原液发出的臭气也成为问题。

作为解决这些问题的对策,工业药品制造商对难以引起手粗糙的皮肤刺激性少的配方进行研究,或者进行选择臭气温和的原料等对策。

此外,在使用金属加工油剂的金属加工工厂中,例如进行导入自动稀释装置等对策。如果使用自动稀释装置,则体现了作业者不花费每次称量油剂原液的功夫就能够进行的方面、能够避免因直接接触而导致的危险性的方面等优点,另一方面,自动稀释装置在导入中花费费用方面存在问题,即使导入,由于在结构上具有泵出原液的结构,因此还存在在原液为高粘度的情况下无法应用等限制。

另一方面,在家庭用洗涤的领域,从节省这样的称量的功夫、避免与化学物质的接触、以及包装材料的废弃处理的省略化等观点出发,提出并使用在包含聚乙烯醇(PVA)等水溶性树脂膜的包装容器中加入洗涤剂而成的单位用量物(单位包装)(例如参照专利文献1、2)。

然而,使用该单位用量物的方法在工业药品的领域中尚未实用化。作为其主要原因,可举出如下原因等:(1)在稀释作业中,药剂投入对象与洗涤的情况同样地为淡水,但在补给作业中,药剂投入对象不是淡水,而是含有金属加工油剂的各化学成分的水;(2)与家庭用洗衣机的情况相比,工业用的罐容量压倒性地大,与此相对地,罐的搅拌力不像洗衣机那样强力;(3)在家庭用洗涤的情况下,各家庭中使用的洗衣机的洗涤容量不存在巨大差异,洗涤剂制造商只要供给一定量的单位用量物即可,但在工业药品的领域,各金属加工工厂中设置的罐、槽的容量是各种各样的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平03-059059号公报

专利文献2:日本特开2002-003897号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的在于,提供一种水溶性单位用量金属加工油剂组合物,其在这样的工业药品领域、特别是金属加工中能够实用化。

用于解决问题的手段

本发明提供以下所示的水溶性单位用量金属加工油剂组合物和其稀释液的制造方法。

项1.一种水溶性单位用量金属加工油剂组合物,其是在由水溶性膜材料形成的水溶性包装容器中封入水溶性金属加工油剂组合物和/或水溶性金属加工油剂构成成分而成的。

项2.根据项1所述的水溶性单位用量金属加工油剂组合物,其中,所述水溶性单位用量金属加工油剂组合物是封入水的含有率低于10质量%且pH为7.5~12的、水溶性金属加工油剂组合物和/或水溶性金属加工油剂构成成分而成的,

上述膜材料是对水的含有率低于10质量%且pH为7.5~12的水溶性金属加工油剂组合物具有耐久性的材料。

项3.根据项1或2所述的水溶性单位用量金属加工油剂组合物,其中,上述水溶性金属加工油剂组合物为乳液型的油剂组合物。

项4.根据项1~3中任一项所述的水溶性单位用量金属加工油剂组合物,其中,上述水溶性膜材料包含聚乙烯醇(PVA)。

项5.根据项1~4中任一项所述的水溶性单位用量金属加工油剂组合物,其中,上述水溶性膜材料具有40μm~70μm的厚度。

项6.根据项1~5中任一项所述的水溶性单位用量金属加工油剂组合物,其中,上述水溶性单位用量金属加工油剂组合物处于下述的形态(1)~形态(6)中的任一形态:

形态(1):上述水溶性包装容器具有可分离的多个分区(日文原文:区画),上述分区具有封入水溶性金属加工油剂组合物的至少1个分区和封入水溶性金属加工油剂构成成分的至少1个分区;

形态(2):上述水溶性包装容器具有1个或可分离的多个分区,对各上述分区分别封入水溶性金属加工油剂组合物;

形态(3):上述水溶性包装容器具有1个或可分离的多个分区,对各上述分区分别封入水溶性金属加工油剂构成成分;

形态(4):上述水溶性包装容器具有多层结构,配置有封入水溶性金属加工油剂组合物的至少1个层和封入水溶性金属加工油剂构成成分的至少1个层;

形态(5):上述水溶性包装容器具有多层结构,对各上述层分别封入水溶性金属加工油剂组合物;

形态(6):上述水溶性包装容器具有多层结构,对各上述层分别封入水溶性金属加工油剂构成成分。

项7.根据项6所述的水溶性单位用量金属加工油剂组合物,其中,各上述分区或各上述层中的水溶性金属加工油剂组合物或水溶性金属加工油剂构成成分的封入量分别为100~1000g。

项8.一种梱包体,其构成为在具有顶面、底面和4个侧面的箱体中堆叠收纳有项1~7中任一项所述的水溶性单位用量金属加工油剂组合物,在上述组合物之间配置保护片使水溶性单位用量金属加工油剂组合物彼此不互相接触。

项9.一种水溶性金属加工油剂组合物的稀释液的制造方法,其特征在于,准备项1~7中任一项所述的水溶性单位用量金属加工油剂组合物的单位用量物,将上述单位用量物投入到储水罐或水溶性金属加工油剂使用液中,制备期望浓度的金属加工油剂组合物的稀释液。

项10.一种水溶性金属加工油剂的浓度调整方法,其特征在于,准备项1~7中任一项所述的水溶性单位用量金属加工油剂组合物的单位用量物,将上述单位用量物投入到水溶性金属加工油剂使用液中,将水溶性金属加工油剂调整为期望浓度。

发明效果

通过使用本发明的水溶性单位用量金属加工油剂组合物,在工业药品领域、特别是金属加工中,即使对油剂的投入对象不是淡水而是含有油剂的化学成分的水也能够使用,即使以弱的搅拌也显示出易溶性,还能够应对不同的罐容量。

附图说明

图1示出水溶性包装容器具有孔状接线的一个实施方式。各分区中封入有水溶性金属加工油剂组合物。

图2示出水溶性包装容器具有孔状接线的另一实施方式。各分区中封入有容量不同的水溶性金属加工油剂组合物。

图3示出水溶性包装容器具有孔状接线的另一实施方式。2个分区中封入有作为水溶性金属加工油剂构成成分的主剂和添加剂。

图4示出水溶性包装容器具有多层结构的一个实施方式。各层的封入物的至溶解为止的时间不同。

图5示出多个水溶性包装容器的梱包形态。通过在水溶性包装容器之间插入保护片,防止保存、运输时的水溶性包装容器的破损。

具体实施方式

在工业药品领域、特别是金属加工中,与家庭用洗涤剂领域不同的主要原因之一在于,油剂的投入对象不仅为淡水而且为含有油剂的化学成分的水,对含有油剂的化学成分的水也需要易溶性,进而,由于不进行洗衣机那样的搅拌,因此水溶性膜的溶解耗费时间,而且工业制品用量大,如果想要保持足够的强度而增厚水溶性膜的膜厚,则溶解更加耗费时间。

本发明的水溶性单位用量金属加工油剂组合物在淡水和含有油剂的化学成分的水中迅速溶解,且耐受运输时的冲击,即使长期保存时也具有充分的强度。应予说明,本说明书中,将在水溶性包装容器中封入水溶性金属加工油剂组合物的物质、以及在水溶性包装容器中封入为了构成水溶性金属加工油剂组合物而使用的成分(本说明书中称为水溶性金属加工油剂构成成分)的物质统称为水溶性单位用量金属加工油剂组合物。

水溶性金属加工油剂组合物含有作为主剂的基础油、油性剂、表面活性剂、作为添加剂的选自润滑改进剂、防锈剂、消泡剂、极压剂、偶联剂、防蚀剂、防腐剂、抗菌剂、螯合剂、油分离剂、着色剂、香料等中的成分,用水稀释使用。作为基础油,可以举出矿物油(锭子油、柴油、煤油、机械油等)、合成油(聚烯烃、二酯类、受阻酯类等),作为油性剂,可以举出菜籽油、大豆油、蓖麻油、椰子油等植物油、和猪油等动物油。作为表面活性剂,可以举出阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、非离子性表面活性剂、两性表面活性剂,优选为阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、非离子性表面活性剂。作为防锈剂,可以举出有机羧酸、有机胺等,可以组合使用它们。作为极压剂,可以举出硫系、磷系、有机金属化合物等。作为防腐剂,可以举出酚系、甲醛供体等。作为偶联剂,可以举出醇类。

作为水溶性金属加工油剂组合物的代表类型,可以举出在水中乳化的乳液型(JIS分类的A1种)、在水中溶解的可溶型(JIS分类的A2种)和溶液型(JIS分类的A3种)。水溶性金属加工油剂组合物的稀释倍率根据用途而不同,通常为5~100倍左右、优选为10~50倍左右。

乳液型为用水稀释而形成乳白色的乳液的物质,一般而言为包含基础油和/或油性剂以及作为乳化剂的表面活性剂的物质。可溶型可以举出在乳液型中增加表面活性剂的配合量而得到的物质,一般而言以合成聚合物作为基础油,形成半透明或透明的溶液。溶液型可以举出以聚亚烷基二醇等水溶性润滑剂作为主成分的物质。

这些之中,从在包含油剂的溶液中迅速溶解的观点出发,在水溶性包装容器中封入的水溶性金属加工油剂组合物优选为乳液型的油剂组合物。

在水溶性包装容器中封入的水溶性金属加工油剂组合物的水的含有率低于10质量%对于维持水溶性包装容器的强度而言是优选的。此外,在水溶性包装容器中封入的水溶性金属加工油剂组合物的原液的pH优选为7.5~12、更优选为7.5~10。在水溶性金属加工油剂组合物为碱性至弱碱性的情况下,构成水溶性包装容器的水溶性膜材料优选具有耐碱性。

水溶性包装容器中使用的水溶性膜材料只要是水溶性,则没有特别限定,可例示出例如包含选自聚乙烯醇、羟基乙基纤维素、聚乙烯基吡咯烷酮、淀粉、甘油、明胶等中的1种或2种以上的树脂的水溶性膜材料。其中,包含聚乙烯醇的水溶性膜材料通过改变聚乙烯醇的聚合度、皂化度、淀粉等添加剂的配比等各种条件,能够控制必要的机械强度、处理中的耐湿性,因此优选使用。

聚乙烯醇(PVA)的市售品中,可以使用例如MonoSol公司的M8630、M8900。

水溶性膜材料的优选膜厚为约40~70μm、进一步优选为约45~64μm。如果膜的膜厚为约40微米~约70微米,则具有充分的膜强度,且具有实用的膜溶解性。市售品中,最适合为例如MonoSol公司的M8630的2.0mil(51μm)。

在水溶性包装容器中可以封入为了构成水溶性金属加工油剂组合物而使用的成分(水溶性金属加工油剂构成成分)、即主剂和/或添加剂。作为主剂,可以举出基础油、油性剂、表面活性剂等,作为添加剂,可以举出润滑改进剂、防锈剂、消泡剂、极压剂、偶联剂、防蚀剂、防腐剂、抗菌剂、螯合剂、油分离剂、着色剂、香料等。水溶性包装容器中封入的水溶性金属加工油剂构成成分可以为单质成分,也可以为混合成分。混合成分可以举出主剂彼此的混合、添加剂彼此的混合、主剂与添加剂的混合。此外,水溶性金属加工油剂构成成分也可以用水稀释。

水溶性包装容器中封入的水溶性金属加工油剂构成成分的水的含有率低于10质量%对于维持水溶性包装容器的强度而言是优选的。此外,在水溶性包装容器中封入的水溶性金属加工油剂构成成分的pH优选为7.5~12、更优选为7.5~10。在水溶性金属加工油剂构成成分为碱性至弱碱性的情况下,构成水溶性包装容器的水溶性膜材料优选具有耐碱性。因此,封入水溶性金属加工油剂构成成分的水溶性包装容器中使用的水溶性膜材料优选包含聚乙烯醇(PVA),水溶性膜材料的膜厚优选为约40~70μm、进一步优选为约45~64μm。

将水溶性金属加工油剂组合物投入到储水罐而调制稀释液时、以及向水溶性金属加工油剂使用液中投入而进行水溶性金属加工油剂组合物的补给时,如果使用在由上述的水溶性膜材料形成的水溶性包装容器中封入水溶性金属加工油剂组合物、优选为乳液型油剂组合物而成的单位用量物(以下记作本发明产品),则即使弱的搅拌也显示出易溶性。

水溶性单位用量金属加工油剂组合物可以优选采取下述形态(1)~形态(6)中任一形态。

形态(1):上述水溶性包装容器具有可分离的多个分区,上述分区具有封入水溶性金属加工油剂组合物的至少1个分区和封入水溶性金属加工油剂构成成分的至少1个分区。

形态(2):上述水溶性包装容器具有1个或可分离的多个分区,对各上述分区分别封入水溶性金属加工油剂组合物。

形态(3):上述水溶性包装容器具有1个或可分离的多个分区,对各上述分区分别封入水溶性金属加工油剂构成成分。

形态(4):上述水溶性包装容器具有多层结构,配置有封入水溶性金属加工油剂组合物的至少1个层和封入水溶性金属加工油剂构成成分的至少1个层。

形态(5):上述水溶性包装容器具有多层结构,对各上述层分别封入水溶性金属加工油剂组合物。

形态(6):上述水溶性包装容器具有多层结构,对各上述层分别封入水溶性金属加工油剂构成成分。

水溶性金属加工油剂的各分区或各层中的封入量没有特别限定,可以优选设为100~1000g(或者100~1000ml)的范围,例如可以设为100g(或者100ml)和/或、500g(或者500ml)和/或、1000g(或者1000ml)。在油剂向储水罐等中的投入量达到数十千克乃至数百千克的情况下,使用筒规格或者1斗罐(日文原文:1斗缶)规格的油剂,其不足的零头量用本发明产品补充即可。因此,所需要的是与数千克乃至数百克对应的封入量的单位用量物。如果准备这些封入量的单位用量物,则不会妨碍通常的不同的罐容量的油剂稀释液调制作业、补给作业。此外,水溶性金属加工油剂构成成分的各分区或各层中的封入量也与上述同样地,没有特别限定,可以优选设为100~1000g(或者100~1000ml)的范围,例如可以设为100g(或者100ml)和/或、500g(或者500ml)和/或、1000g(或者1000ml)。

作为水溶性单位用量金属加工油剂组合物的可以采取的形态,例如如图1所示那样,本发明的水溶性单位用量金属加工油剂组合物1中使用的水溶性包装容器2可以构成为能够具有孔状接线3,具有多个封入的部分且能够用孔状接线3单独切出。图1的水溶性单位用量金属加工油剂组合物1具有封入了水溶性金属加工油剂组合物的主要量(大容量)的分区4、和封入了用于微调整的小容量的同一成分的水溶性金属加工油剂组合物的分区5。水溶性金属加工油剂组合物可以举出在主剂中配合润滑改进剂、防锈剂、抗菌剂、消泡剂、油分离剂等能够增加功能的添加剂而得到的物质。

如图2所示那样,用于封入被孔状接线3划分的水溶性金属加工油剂组合物的各分区6、7、8、9可以为分别不同的内容量(例如分区6为500ml、分区7为300ml、分区8为200ml、分区9为100ml),可以构成为能够通过其内容量的组合来调整期望的投入量。

图3中示出具有能够被孔状接线分离的独立的2个分区10、11的本发明的水溶性单位用量金属加工油剂组合物1,在2个分区中分别封入主剂和添加剂。

图4示出多层结构的水溶性单位用量金属加工油剂组合物1,10是外侧的分区,11是内侧的分区。例如,在外侧的分区10中封入主剂、在内侧的分区11中封入添加剂的情况下,首先释放主剂,其后释放添加剂。例如,通过增厚内侧的部分的膜材料的厚度、减薄外侧的部分的膜材料的厚度,能够对主剂和添加剂的溶解设置时间差。

此外,在为了对水溶性单位用量金属加工油剂组合物进行保存、运输而制成梱包体的情况下,可以在具有顶面、底面和4个侧面的箱体中,在水溶性单位用量金属加工油剂组合物之间配置保护片,以水溶性单位用量金属加工油剂组合物彼此不会互相接触的方式堆叠收纳。例如,如图5所示那样,为了将片状的本发明的水溶性单位用量金属加工油剂组合物1在箱体12中堆叠保存、运输而制成梱包体的情况下,在水溶性单位用量金属加工油剂组合物1之间夹持缓冲用的保护片13,使这些水溶性单位用量金属加工油剂组合物1互相不直接接触,从而能够防止水溶性单位用量金属加工油剂组合物1的破损。作为保护片13,可以举出铝制的片材。

通过使用本发明,能够调制期望浓度的水溶性金属加工油剂。例如,在第一使用形态中,可以准备设定为规定浓度、规定封入量的本发明的水溶性单位用量金属加工油剂组合物的单位用量物,将上述单位用量物投入到储水罐或水溶性金属加工油剂使用液中,制造期望浓度的水溶性金属加工油剂组合物的稀释液。

在第二使用形态中,可以准备设定为规定浓度、规定封入量的本发明的水溶性单位用量金属加工油剂组合物的单位用量物,将上述单位用量物投入到水溶性金属加工油剂使用液中,进行水溶金属加工油剂的浓度调整。通过第二使用形态,可以进行水溶性金属加工油剂整体的浓度调整,还可以进行仅特定成分的浓度调整。应予说明,在第二使用形态中,水溶性单位用量金属加工油剂组合物中包含的成分可以不包含在水溶性金属加工油剂使用液中。因此,通过新添加原本水溶性金属加工油剂使用液中不含的成分,能够加强水溶性金属加工油剂的性能、或者赋予新的性能。

实施例

以下,举出实施例,详细说明本发明。

[实施例1]

[膜性能试验I:油剂稀释液中的膜溶解性]

使用NEOS公司制的乳液型水溶性金属加工油“FineCut CFS-100PA”以及MonoSol公司制的水溶性PVA膜“M8630 3.0mil(76μm)”,按照下述的要领实施膜溶解性试验。将所得结果示于表1。

(试验方法)

在1升的烧杯中加入用自来水稀释至20倍的FineCut CFS-100PA水溶液400ml,将液温调整为15℃。将M8630 3.0mil切断为5×10cm的尺寸而得到PVA膜片,将所得到的PVA膜片浸渍在上述水溶性金属加工油剂的稀释液中,确认至溶解为止的时间(浸渍1分钟后,用玻璃棒轻轻搅拌)。

(评价方法)

将油剂稀释液变更为自来水,除此之外,在上述条件下,实施膜溶解性试验,以所得到的溶解时间作为基准,进行下述的判定。

〇…与对于自来水的膜溶解时间同等或者在短时间内溶解。

×…与对于自来水的膜溶解时间相比溶解耗费更长时间。

[实施例2]

将水溶性金属加工油变更为NEOS公司制的乳液型的FineCut CFS-95,除此之外,与实施例1同样地实施膜溶解性试验。将所得到的结果示于表1。

[比较例1、2]

将水溶性金属加工油变更为NEOS公司制的可溶型的FineCut 2500(比较例1)或自来水(比较例2),除此之外,与实施例1同样地实施膜溶解性试验。将所得到的结果示于表1。

【表1】

表1对油剂稀释液的膜溶解性试验结果

[实施例3、比较例3、4]

[膜性能试验II:包装体的溶解性以及强度]

针对MonoSol公司制的M8630的3种膜厚的水溶性PVA膜,进行下述的试验。膜的膜厚和试验编号的对应关系如下所述。

比较例3:1.5mil(38μm)

实施例3:2.0mil(51μm)

比较例4:3.0mil(76μm)

(包装体的制作)

使用3种水溶性膜,制作20cm×15cm的开口的袋,向其中加入乳液型水溶性金属加工油剂FineCut CFS-100PA(NEOS公司制)的原液500ml,用热密封封口,制作利用水溶性膜的液体包装体。

(溶解性的评价)

使用上述得到的液体包装体,针对在38℃/80%RH的恒温室中放置14天后的液体包装体,进行溶解性的评价。应予说明,在恒温室中保存时,将液体包装体进一步用在铝上层压有聚乙烯的膜包裹,并通过热密封进行双重包装。在测定溶解性时,去除该简易铝包装。

评价是首先在3升烧杯中加入20℃的自来水2.5升,在其中轻轻地投入保温为20℃的液体包装体,用加入了长度30mm的磁力搅拌珠的搅拌器进行缓慢搅拌(400rpm)。通过目视观察,测定膜的完全溶解时间。

评价如下所述。评价结果示于表2。

○...完全溶解时间≤120秒

×...完全溶解时间>120秒

(破袋强度试验)

针对在38℃/80%RH的恒温室中放置14天后的试样从简易铝包装中取出得到的液体包装体,进行下述的试验。按照JIS Z 0238:1998,从落下高度30cm起向垂直方向、水平方向落下,确认内容物的泄漏。

评价如下所述。将评价结果示于表2。

○...无泄漏

×...有泄漏

(判定)

根据上述的试验结果,进行3种膜厚的水溶性PVA膜的判定。将评价结果示于表2。

【表2】

表2利用膜厚不同的M8630膜的包装体的溶解性以及强度评价结果

比较例3 实施例3 比较例4
水溶性膜的膜厚 1.5mil(38μm) 2.0mil(51μm) 3.0mil(76μm)
完全溶解时间:14天后(秒) 32 49 124
膜溶解性评价 ×
破袋强度:初始
破袋强度:14天后 ×
判定 × ×

[实施例4]

[膜性能试验III:包装体的叠起时的融合(日文原文:溶着)性]

(叠起时的融合状态确认试验)

将使用上述实施例3中制作的膜厚2.0mil(51μm)的M8630膜的液体包装体以5段叠起,在室温下放置28天后,确认袋的密合状态。进行剥离时是否有阻力感、融合,其结果是,在剥离时未发现融合等。

符号说明

1 水溶性单位用量金属加工油剂组合物

2 水溶性包装容器

3 孔状接线

4 分区(大容量)

5 分区(小容量)

6 分区(500ml)

7 分区(300ml)

8 分区(200ml)

9 分区(100ml)

10 分区(主剂)

11 分区(添加剂)

12 箱

13 保护片。

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