水溶性潤滑剤を良く知る為に、構成される割合に多くを占める水という分子の性質について説明いたします。まず、2個の水素と1つの酸素が結合した分子式（H2O）ですが、、液体は水素イオン（H+）と水酸イオン（OH-）に電荷（イオン）した分子の集団で、しかも、置かれた環境（温度・圧力）で大きな変化が起こるという、特殊な液体であると考えねばならなりません。 ある物質が水中に溶け込む（溶解）現象は、その物質が同じく電荷を有する性質を持っていて、水に接触した時に双方の対イオン（＋と－）が引き合い、結合（水和:なじむ）した状態のことです。
●油の分散
油のような電荷に極めて乏しい物質は、水への溶解性がほとんどありません。このような物質を水に解け込ますには、水と結びつく部分と油に結びつく部分の両方を併せ持つ両親媒構造の仲介役が必要です。それらを乳化剤、専門用語では界面活性剤と呼び、これらを扱う学問を界面化学と言います。この操作で油が水に進入した系を乳化（可溶化又は分散）と言い、それは水と油の２相に分かれるのに対抗する度合いを指しています。この行為は、自然の法則に逆らった（エントロピーの概念）形態のものであるため、これらの系の安定化理論（説）に関しては多くの学問に委ねることになります。次項で乳化液の構造から、具体的な水溶性潤滑剤について説明する。
●乳化剤の構造
水中に油を微粒子として安定に分散させる事を乳化と言い、その結果出来上がった系を乳化液と表現したが、乳化剤の構造は、分子中に２つの性質を持ち合わせていて、一方は水となじむ水溶性基（親水基）で、逆方は油となじむ油性基（疎水基）が結合した構造になっています。乳化剤の分子と水・油との係わりを拡大したイメージを〔図－1〕に示します。
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乳化液の粒径（大きさ）は、界面活性剤の量と、分散する油の量（粒径=表面積）および形成の為に作用したエネルギーの量で決定いたします。仮に形成の為に作用したエネルギー量が一定であった場合、界面活性剤の量が多ければ粒径は小さくなり、少なければ大きくなる傾向になります。粒径は、0.1～1ミクロンと定義しております。形成された乳化液の粒径の違いにより主にエマルション型またはソリューブル型に分類され、この油粒子が大きい場合白色となりエマルション型と称されます。これは光（波長と関係する）が液中で分散した結果、白色と認識される波長群となる為です。この油粒子が小さい場合、光が透過し透明色となりソリューブル型と称されます。
粒子の大きさによる色の変化（波長と関係する）のイメージを〔図－３〕に示します。
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溶存状態とは、水の中に溶解・分散している物質が、水中で どのような動きをするかです。もし水が水飴の様な高い粘度と考えると、その中の粒子は、ネバネバの中を移動することになり、運動が出来なくなります。逆に粒子の濃度が高かったり粒径が大きい場合も、同様な現象が起こります。つまり、粒子が移動し易い環境条件作りが、機能の発揮に最も重要な要素となります。
●乳化液の性質
1. 乳化安定性の問題
乳化液の安定性を決定する因子は、油滴を界面活性剤で形成した境界膜の強度（膜強度）と、粒子径が主で、界面活性剤の量や種類等で決定いたします。しかし、この状態は、温度・粘度・比重差等、多くの物理的要因が複雑に絡み合っており、特に温度の影響は顕著に受けて乳化状態が失われます。
このように、乳化液の環境は多くの要因が絡み合っていることから、長期間安定して乳化状態を維持することは適切な管理が必要です。
２. 機能を発揮する条件
乳化液の性質の中で、最も重要なことは、いつ・どのような状態の時に乳化液が形成され、目的とする洗浄や潤滑等の機能を発揮する濃度はどの位であるか、の根拠である。
洗浄効果は、汚れの物質の表面を、界面活性剤が吸着してカプセルになった時に現われる。すなわち、汚染物質を包むに必要な界面活性剤の量が存在すればよいのである（それ以下では効果が無い）。 その最低限度必要な量のことをCMC（限界ミセル濃度）といい、それを測定することによって乳化液の状況や行方を知ることが出来る。同時にこの指標は、潤滑性能の評価にも利用出来ることも判っていて（弊社の論文をご参照下さい）、色々な現象を解明する原点となるものです。
具体的に、〔図－４〕で引抜油の太物用の水溶性潤滑剤の意味合いを説明する。
油膜強度曲線は、乳化液の粒子の安定性を示し、その挙動は潤滑性能曲線の最大値と対応する。 注目すべき点は、潤滑性能曲線の濃度7～8%に潤滑性能の最大値を持つことである。また、洗浄効果曲線は、6%から急激に洗浄効果が変化し始め、9%近くで平衡状態になる。 どれも共通する現象は、ある濃度で特性が変化する特異点があることである。 従って、その最大値の前後が、その乳化液の個性となるのである。
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〔図－４〕各種 指標と濃度との関係
●水溶性潤滑剤の成分と、それぞれの役割水溶性潤滑剤は、上述した乳化液の生成メカニズムに機能を付加させたものであり、主な成分は次の表に示したような構成である。
