JPH01301794A - 潤滑油 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は潤滑性に優れたエステル化生成物に関するもの
であり、圧延油、切削油、研削油、引抜き加工油、プレ
ス加工油等の金属加工油や金属塑性加工油に利用出来る
。特に高圧力下、高速回転下にて摩擦係数、耐圧性の優
れた圧延油に係る。

この他金属の切削加工、研削加工、引抜き加工、プレス
加工等の金属塑性加工において優れた特性を示す潤滑油
剤に関するものである。

（従来技術） 近年各種機械工業の急速な発展にともなって潤滑油の使
用条件が苛酷化してきており、すぐれた潤滑特性が要求
されるようになってきた。

従来一般に使用されている圧延油は動植物油脂（牛脂、
豚脂、パーム油、ナタネ油等）を基油として用いる油脂
系圧延油、鉱物油系圧延油および油脂と鉱物油とを混合
した圧延油に大別される。近年、省エネルギー、生産能
率の向上に伴ない高速圧延、高圧下率圧延が指向されて
いる。動植物油脂を基油に用いた圧延油は高負荷、高速
圧延に適したものと一般にされてきたが、しかしながら
近年の超高速、超高圧下での圧延の発達とともに、更に
優れた性能を有する圧延油が要求される現状にある。ま
た冷間圧延が動植物油脂を基油に用いた場合、鋼板の付
着油分を脱脂せずに直接焼鈍すると、焼鈍工程において
鋼板表面汚れを生じる。

一方鉱物油を基油とした場合、高速、高圧力圧延性に欠
ける。

さらに近年合成エステル油が開発されているが、（例え
ば特公昭５７−２７１５６．６０−５４３５５、潤滑３
２、Ｎα２、潤滑２７、Ｎα８等）さらに超高圧、超高
速下での圧延条件を想定すると、より更にすぐれた性能
を有する圧延油が要求される。

一方金属の切削加工・研削加工に用いる潤滑油剤は、鉱
油、動植物油脂、極圧添加剤、界面活性剤、消泡剤、金
属防食剤、酸化防止剤、防腐、防黴剤等を目的に応じて
適宜混合して組成されている。切削油剤は通常水で１０
〜１００倍に希釈して使用されているが、場合によって
は水不溶性切削油剤を使用する場合もある。

切削、研削油の具備すべき基本的条件は潤滑性、冷却性
、防錆性およびその他の付帯的条件、例えば起泡性、手
荒れ性、人畜毒性、臭気等を有さないことである。切削
、研削油剤は使用の目的や条件によって重点のおき方は
異なるにしても、」二記諸性能をバランスよく具備しな
ければならないが、諸条件を満足させ得る切削、研削油
剤が、かならずしも十分でないのが現状である。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は近年潤滑油の使用条件が苛酷化される中ですぐ
れた潤滑特性を付与すべく、分子設計された合成潤滑油
である。

すなわち高潤滑性、高安定性であり、かつ微生物による
劣化がしに＜＜、腐敗しくにくい合成油剤である。

本発明は省エネルギー、省工程など生産能率の向上に寄
与する鋼用冷間圧延油では、高速度、高圧力下で生ずる
熱や機械的剪断に対して安定で、酸化、分解、重合等の
化学反応に対しても安定である。

一方切削、研削油剤の場合、本発明は潤滑性、冷却性、
防錆性に優れているとともに起泡性、手荒れ性、人畜毒
性の問題もなくかつ腐敗しにくい合成潤滑油剤である。

（課題を解決するための手段、作用） 本発明は３級窒素を有する下記に示した一般式のアミノ
ポリアルコールと脂肪酸、各種ロジンの混合酸とのエス
テル化生成物を配合してなる潤滑油である。

つまり本発明は （Ａ）一般式（Ｉ）および／または（ＩＩ）の含窒素ア
ルコール 但しＸ＝ＨまたはＣＨ３、ｎ＝１−１０の整数、Ｒ＝炭
素数２以上６以下のアルキル基、フェニル基、シクロヘ
キシル基 （Ｂ）炭素数６以上の脂肪酸とロジン（ロジンには不均
斉化ロジン、水素添加ロジンあるいは重合ロジンを含む
）との配分比率が９５＝５〜２５　：　７５の重合比で
、（Ａ）と（Ｂ）とを反応させたエステル化生成物より
なる群から選ばれた少なくとも１種の成分を含有する金
属潤滑油である。

一般式（Ｉ）のアミノポリアルコールとしてはトリス−
（２−ヒドロキシエチル）インシアヌレート、トリス−
（２−ヒドロキシプロピル）イソシアヌレート等を使用
出来る。

一般式（ＩＩ）のアミノポリアルコールはエチレンジア
ミン、ヘキシレンジアミン、フエニルジアミン、シクロ
へキシルジアミン等にエチレンオキサイドまたはプロピ
レンオキサイドを所定量付加反応させて得られるポリエ
ーテルポリオールであるが、特にＸ＝ＣＨ３、ｎ＝＝１
、Ｒ＝Ｃ２１４４のＮ、Ｎ、Ｎ’　、Ｎ’−テトラキス
（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアミンは工業的
に入手しやすく、かつ安価であるため、本目的の潤滑油
は有利である。

一般式（Ｔ）（Ｈ）の含窒素ポリオールでｎは１〜１０
の範囲がよくｎが１１以上になると分子量が大きくなり
、かつエーテル結合の増加と共に潤滑性が減少する。但
し、ここで示すｎ数は平均のモル数であり、平均１１モ
ルの場合、エチレンオキサイドまたはプロピレンオキサ
イドの付加モル数に分布が生じ、ｎが１１以上のものも
含まれてくる場合もある。つまりｎはあくまでも平均の
数であり、その平均モル数が１０以下がよい。

脂肪酸としては、ヘキサン酸、オクタン酸、デカン酸、
ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン
酸、アラキン酸、ベヘニン酸、モンタン酸、パルミトオ
レイン酸、オレイン酸、エルカ酸、リシノール酸、ヒド
ロキシステアリン酸、リノール酸、リルン酸、イソオク
チル酸、イソデカン酸、インラウリン酸、イソミリスチ
ン酸、イソパルミチン酸、イソステアリン酸、イソアラ
キン酸等の炭素数６以上の脂肪酸である。またラノリン
脂肪酸、魚油脂肪酸、大豆油脂肪酸、ヤシ油脂肪酸、牛
脂脂肪酸等およびそれらを水素添加した脂肪酸等の天然
脂肪酸を使用することもできる。炭素数５以下の脂肪酸
を用いた場合には潤滑性が劣る。

一方、脂肪酸の炭素数の上限は規制しないが、一般に工
業的に安価に入手可能な範囲としては炭素数３０以下が
好ましい。

また、本発明で用いるロジンとは、一般に知られている
もので例えばトールロジン、ガムロジン、ラットロジン
等がある。

これらのロジンに水素添加を行なったものが水素添加ロ
ジンである。また、不均斉化ロジンの不均斉化とは、同
一化合物のある分子は還元を他の分子は酸化をうける反
応を不均斉化と言うが、本発明の不均斉化ロジンは水素
添加ロジンと同じようにアビエチン酸やピマール酸分子
等の構成分子が還元されたものである。また重合ロジン
はロジン（単量体）が２個以上化学的に結合して分子量
が大きいロジン化合物（重合体）である。

脂肪酸と各種ロジンとの配合比率は潤滑性の面から９５
：５〜２５　：　７５の重量比が良い。また更に好まし
くは９０：１．０〜４０　：　６０の重量比が良い。

エステル化反応は、無触媒または触媒存在下通常の方法
で行ない本発明のエステル化生成物を合成することが出
来るが、合成法は特に限定するものではない。

ここで云う合成エステル油剤とは切削・研削油プレス加
工油、圧延油等の金属塑性加工油や機械潤滑油等広く各
種用途に利用できるものである。

本発明の合成エステルを主成分とした鋼の圧延油は高圧
・高速下での圧延条件を可能とし、さらに冷間圧延油の
場合はミルクリーン性を有するもので、薄鋼板の圧延と
鋼板を脱脂することなく直接焼鈍することを可能とし、
またさらに切削、研削油剤として潤滑性、冷却性、防錆
性をそなえ、かつ起泡性、手荒れ性、人畜毒性、臭気性
等になんら問題のない優れた特性を有するものである。

本発明の合成エステルを圧延油、および切削・研削油、
引抜き加工、プレス加工等の金属塑性加工用潤滑油、内
燃機関潤滑油等に使用するに際しては、合成エステル単
独で使用することもできる。

また他の基油、例えば鉱物油、動・植物油や一般に使用
されている既存の合成エステルと混合して使用すること
ができる。また目的に応じてこれらに乳化剤を加えてエ
マルション液として用いることもできるし、また特にエ
チレンオキサイド付加物のモル数を高くすることにより
、自己乳化油剤として用いることもできる。その他一般
に実用潤滑剤の添加物として常用されている乳化剤、脂
肪酸、酸化防止剤、腐食防止剤、防腐、防黴剤等と組合
せて使用することもできる。

本発明の合成エステル化合物を他の基油等と混合して用
いる場合には、１重量％以上の添加で効果が認められる
が、５重量％以上の含有量とすることによって特性が安
定する。以下、エステルの合成法の一例を示す。

合成例 撹拌機、温度計、窒素ガス吹込管、水分離器を備工た４
ツロフラスコにトリス−（２−ヒドロキシエチル）イソ
シアヌレート２６１ｇ、イソステアリン酸＃８７１　（
エメリ社製）４５０ｇ、不均斉化ロジン、パンディスＧ
１００（播磨化成工業製）３５０ｇを仕込み触媒として
リン酸を２．２ｇ添加し、キシレンを還流溶剤として仕
込量の３％を添加し、よく撹拌し混合物を２００〜２６
０℃にて計算量の水が留出するまで反応を行なった。そ
の必要時間は１２時間であった。

反応終了後、減圧にてキシレンを留去後、濾過して褐色
粘稠液体を得た。収量９８５ｇ　；酸価７．５であった
。（試料Ａ）以下同様の方法で合成エステルを製造した
。得られた合成エステルの性状など第１表〜第２表に示
した。

（実施例） 実施例１　金属塑性加工における一般特性試験本発明の
潤滑油の性能試験結果を従来のものと比較し第３表に示
す。

摩擦係数および耐焼付性はバウデン試験機により、耐熱
性は熱天秤によりそれぞれ測定した。

〈バウデン試験機による試験〉 低炭素鋼板の表面に各種供試剤を塗油し、塗油面に直径
３／１６インチの鋼球を荷重３ｋｇで押圧しくヘルツ圧
２２３ｋｇ／ａｎ２）、速度４ｎｍ／ｓｅｅで往復摺動
させて塗油剤の摩擦係数が０．１５に達するまでの摺動
回数（耐焼付性）を測定した。

〈熱天秤による試験〉 白金るつぼに供試剤を３５ｍｇ入れてこれをＨｅ雰囲気
で毎分５℃づつ加熱してゆき、るつぼ中の供試剤が分解
、焼失した時点の加熱温度を測定した。

バウデン試験では、実際の塑性加工条件にできるだけ近
似させ、試験温度は塑性変形による発熱を考慮して２０
０℃とし、鋼板も塑性変形し易い軟鋼板を使用している
。

摩擦係数は実際の加工時の所要動力と対応し、耐焼付性
は焼付疵の発生、工具寿命と対応するものである。

また熱天秤による試験では、供試剤の焼失温度が高いほ
ど耐熱性が良いといえる。

実施例２　圧延潤滑油 実用圧延油の基油に用いられている鉱油あるいはパーム
油に、添加剤として常用されている乳化剤、脂肪酸及び
酸化防止剤等と本発明の圧延油である合成エステルを配
合した時に得られる圧延油組成の潤滑性と焼鈍性につい
ての評価を行なった。

エマルション圧延は２段ロール式圧延機で、圧延材料（
ｓｐｃｃ）　１　、２　Ｘ　２０　Ｘ　２００ｍｍを油
分濃度３％、浴温５０℃の条件で、圧下率４０％におけ
る圧延荷重を測定し圧延潤滑性を評価した。また焼鈍性
については供試エマルション液で圧延したそのままの状
態の鋼板を数１０枚積み重ねた後細１ゴの銅帯で固定し
て小型焼鈍炉にて焼鈍した。焼鈍の際の加熱条件は、Ｈ
ＮＸガス（Ｈ２：　５％）１２０ｍ　Ｑ　／ｍｉｎ雰囲
気中で、昇温速度を１０℃／ｍｉｎとして６００℃迄加
熱し、６００℃で１時間保持後放冷した。その後、鋼板
表面にセロファンテープを貼着し、表面付着物を採取し
、これを白色紙にはりつけて汚れの度合を目視判定し、
鋼板表面清浄性を評価した。試験結果を第４表にまとめ
て示すが表中の記号は第１表〜第２表と同一である。

一１９一 実施例３　切削・研削油 第５表に本発明物質を配合した切削油（試験Ｎ（Ｉ〜４
）の耐久試験、四球潤滑性試験αモデル浩滑試験の結果
を示す、試験Ｎα５．６は市販切削用を示す。

（発明の効果） 本発明の含窒素アルコールと脂肪酸とロジンから得られ
る合成エステル化合物は、潤滑特性および安定性が従来
の潤滑油と比べてはるかにすぐれており、圧延油、作動
油、切削研削油や金属塑性加工用潤滑油、および内燃機
関用潤滑油として優れた性能を有する。

例えば、既存の合成エステルを冷間圧延油として、ある
いは添加剤に転用しているものとは異なり、鋼板類の圧
延潤滑性の向上により、従来のパーム油を基油に用いた
場合と比べて動力費の節減など省エネルギー、省資源的
効果をもたらす。また、焼鈍性にも優れており、通常の
電解脱脂を省略することができ、設備コストを低減させ
ることができる。

また切削、研削油に関しては優れた潤滑性を有するとと
もに、臭気、安定性等各種使用条件を充分満足させえる
高性能な油剤となり得る。

また加工潤滑においては高速加工などの苛酷な条件でも
充分な潤滑が保証され、加工の円滑化、能率化を可能に
する。

焼付疵など、潤滑不足が原因で発生する製品の品質低下
が防止できるとともに、工具の摩耗や破損も抑止され、
製品の品質を高め、工具の寿命を大きく延ばす。

加工時の所要動力を軽減し、省資源、省エネルギーが一
層推進される等の多くの優れた効果を生ずるものである
。

代理人　弁理士　吉　島　　　寧

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ａ）が一般式（ I ）および／または（II）の含窒素
   アルコール ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（II） 但しＸ＝ＨまたはＣＨ＿３ ｎ＝１〜１０の整数 Ｒ＝炭素数２以上６以下のアルキル基、 フェニル基、シクロヘキシル基 （Ｂ）が炭素数６以上の脂肪酸とロジン（ロジンには不
   均斉化ロジン、水素添加ロジンあるいは重合ロジンを含
   む）との重量比で９５：５〜２５：７５の配合物であり
   、（Ａ）と（Ｂ）とを反応させたエステル化生成物より
   なる群から選ばれた少なくとも１種の成分を含有する金
   属潤滑油。