JPH0633082A

JPH0633082A - エステル系潤滑基剤

Info

Publication number: JPH0633082A
Application number: JP21217892A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiko Sei; 延彦静; Minoru Tsuda; 稔津田; Sachiko Nishimura; 幸子西村; Fujio Takahashi; 不二夫高橋
Original assignee: Nippon Oil and Fats Co Ltd
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 1992-07-15
Filing date: 1992-07-15
Publication date: 1994-02-08

Abstract

(57)【要約】【構成】トリメチロ―ルプロパンまたはトリメチロ―
ルプロパンのオキシエチレン付加物とモノカルボン酸お
よび多価カルボン酸の混合カルボン酸とより構成される
コンプレツクスエステルであつて、上記の混合カルボン
酸が多価カルボン酸またはこれと炭素数１２以上のモノ
カルボン酸とを４０モル％以上含有するとともに、４０
℃の動粘度が８０センチスト―クス以上で、流動点が０
℃以下であるエステル系潤滑基剤。【効果】金属加工作業において、熱酸化安定性と潤滑
性にすぐれるとともに、機械への汚れの影響が少ない、
高温清浄性および低温流動性にすぐれるエステル系潤滑
基剤を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エステル系潤滑基剤に
関し、詳しくは金属加工用の潤滑基剤であつて、熱酸化
安定性、潤滑性にすぐれ、かつ高温清浄性および低温流
動性にすぐれるエステル系潤滑基剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、金属加工機械の高性能化や高速化
に伴い、潤滑油の使用条件が過酷になつてきており、伸
線油、切削油、プレス油、圧延油などの金属加工油に
は、潤滑性、熱酸化安定性にすぐれた潤滑油が強く要望
されるようになつてきている。また、潤滑基剤として広
く用いられている牛脂などの固体脂は、融点が高く機械
に付着し、メンテナンスや作業環境の悪化、さらに潤滑
油の酸化による火災の危険性などもある。したがつて、
潤滑基剤には、すぐれた熱酸化安定性、機械に付着しな
いようにすぐれた低温流動性、高速運転による高温でも
すぐれた熱酸化安定性と清浄性が求められている。

【０００３】エステル系潤滑基剤において、高い潤滑性
を得るには、用いる脂肪酸の鎖長が長いことが望まし
い。しかも、脂肪酸の鎖長を長くすることは、潤滑性の
向上だけでなく粘度指数も向上するが、低温流動性が悪
くなるという欠点がある。脂肪族分岐酸を用いれば、低
温流動性は向上するが、潤滑性や粘度指数が低下する。
オレイン酸などの不飽和脂肪酸を用いると、低温流動性
や粘度指数は良いが、潤滑性は同じ鎖長の飽和脂肪酸を
用いた場合よりも劣る。

【０００４】これらの点を改善するために、コンプレツ
クスエステルを使用することが提案されている。たとえ
ば、特公昭５２−１７５１６号公報には、圧延板仕上げ
表面の光沢が良好であるステンレス用圧延油として、ペ
ンタエリスリト―ルとダイマ―酸およびオレイン酸とか
らなるコンプレツクスエステルや、トリメチロ―ルプロ
パンとコハク酸およびカプロン酸からなるコンプレツク
エステルなどが記載されている。しかしながら、前者は
高温での清浄性が悪く、後者は潤滑性が不十分である。

【０００５】特公昭６１−５７３６０号公報、特公昭６
２−１３４９５号公報、特公平２−３２３１５号公報、
特公平３−４６００号公報などには、潤滑性と加工する
金属板の表面清浄性にすぐれた圧延油の構成成分とし
て、ジエチレングリコ―ルとダイマ―酸およびステアリ
ン酸からなるコンプレツクスエステルや、ポリエチレン
グリコ―ルとダイマ―酸およびパルミチン酸からなるコ
ンプレツクスエステルが記載されている。しかしなが
ら、これらは低温流動性が悪く、熱酸化安定性が不十分
である。

【０００６】特公平２−７３５４号公報には、極圧潤滑
性にすぐれた圧延油以外の金属加工油として、ペンタエ
リスリト―ルとアジピン酸およびステアリン酸からなる
コンプレツクスエステルや、トリメチロ―ルプロパンと
ベヘン酸およびエチレングリコ―ルジグリシジルエ―テ
ルからなるコンプレツクスエステルなどが記載されてい
るが、これらは低温流動性が悪く、また熱酸化安定性が
不十分である。

【０００７】特公昭６３−４０８３９号公報には、自動
変速機油や２サイクルエンジン油として、トリメチロ―
ルプロパンとダイマ―酸、カプリル酸およびカプリン酸
からなるコンプレツクスエステルが記載されているが、
潤滑性が劣る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、コンプレ
ツクスエステルは、潤滑性、熱酸化安定性に関して、通
常のエステルや天然の油脂よりも非常にすぐれているだ
けでなく、広い範囲での粘度の調整が可能である。しか
しながら、潤滑性、低温流動性、熱酸化安定性、高温清
浄性を同時に満足するものは、見出されていない。

【０００９】したがつて、本発明は、潤滑性にすぐれる
とともに、熱酸化安定性、低温流動性および高温清浄性
にもすぐれた金属加工用のエステル系潤滑基剤を提供す
ることを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するために、鋭意検討した結果、特定の多価ア
ルコ―ルと特定の混合カルボン酸とのコンプレツクスエ
ステルからなり、その４０℃の動粘度および流動点が特
定の範囲にあるものが、潤滑性、低温流動性、熱酸化安
定性および高温清浄性にすぐれた金属加工用のエステル
系潤滑基剤となることを知り、本発明を完成するに至つ
た。

【００１１】すなわち、本発明は、トリメチロ―ルプロ
パンまたはトリメチロ―ルプロパンのオキシエチレン付
加物とモノカルボン酸および多価カルボン酸の混合カル
ボン酸とより構成されるコンプレツクスエステルであつ
て、上記の混合カルボン酸が多価カルボン酸またはこれ
と炭素数１２以上のモノカルボン酸とを４０モル％以上
含有するとともに、４０℃の動粘度が８０センチスト―
クス以上で、流動点が０℃以下であることを特徴とする
エステル系潤滑基剤に係るものである。

【００１２】

【発明の構成・作用】本発明において、コンプレツクス
エステルを構成する多価アルコ―ルは、トリメチロ―ル
プロパンまたはトリメチロ―ルプロパンのオキシエチレ
ン付加物が用いられる。これら以外の多価アルコ―ルを
用いると、潤滑性が不足したり、流動点が高く低温での
長期保存において結晶化物などの析出が起こつたり、熱
酸化劣化によるスラツジやゲル化物の発生量が多く、機
械内部および機械周辺の汚れとなるため、好ましくな
い。

【００１３】トリメチロ―ルプロパンのオキシエチレン
付加物において、オキシエチレンの付加モル数は、とく
に限定しないが、一般には、トリメチロ―ルプロパン１
分子に対して、６モル以下であるのが好ましい。付加モ
ル数があまりに多くなりすぎると、高温での熱酸化安定
性が悪くなり、スラツジやゲル化物の発生などが起こる
ことがあり、好ましくない。

【００１４】コンプレツクスエステルを構成する炭素数
が１２以上のモノカルボン酸は、飽和または不飽和の炭
化水素基を持つモノカルボン酸であり、上記の炭化水素
基は直鎖または分岐のいずれでもよいが、分岐の炭化水
素基を持つモノカルボン酸にあつては、主鎖に基づく炭
素数が１２以上であることが望ましい。

【００１５】このような炭素数が１２以上のモノカルボ
ン酸としては、たとえば、ラウリン酸、ミリスチン酸、
イソミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、イ
ソパルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、オレイ
ン酸、リノ―ル酸、リノレイン酸、ノナデカン酸、アラ
キジン酸、ベヘニン酸、エルカ酸、不飽和モノカルボン
酸のオレイン酸、リノ―ル酸、リノレン酸、アラキドン
酸などを重合して、ダイマ―酸、トリマ―酸などの重合
酸を製造する際に副生するイソステアリン酸などがあ
り、これらの中からその一種を単独でまたは二種以上を
混合して用いることができる。

【００１６】コンプレツクスエステルを構成する多価カ
ルボン酸としては、たとえば、アジピン酸、２・２−ジ
メチルコハク酸、２・３−ジチルグルタル酸、スベリン
酸、アゼライン酸、トリメチルアジピン酸、セバシン
酸、イソフタル酸、ダイマ―酸、トリマ―酸などがあ
り、これらの中からその一種を単独でまたは二種以上を
混合して用いることができる。

【００１７】本発明において、コンプレツクスエステル
を構成する混合カルボン酸は、上記の多価カルボン酸ま
たはこれと上記の炭素数が１２以上のモノカルボン酸と
を、全カルボン酸の４０モル％以上含有していることが
必要で、炭素数が１２未満のモノカルボン酸が全カルボ
ン酸の６０モル％を超える割合となると、潤滑性が不足
してくる。また、オレイン酸、リノ―ル酸、リノレン
酸、エルカ酸、ダイマ―酸、トリマ―酸などを製造する
際に副生するイソステアリン酸などを、全カルボン酸の
５モル％以上含有すると、潤滑性および低温流動性によ
りすぐれたものとなるため、好ましい。

【００１８】本発明に用いるコンプレツクスエステル
は、上述の多価アルコ―ルと混合カルボン酸とを常法に
よりエステル化することにより、得られるが、その際、
原料成分の組み合わせなどで、４０℃の動粘度が８０セ
ンチスト―クス以上（通常１，０００センチスト―クス
まで）、流動点が０℃以下（通常−４０℃まで）となる
ように調整される。４０℃の動粘度が８０センチスト―
クス未満では潤滑性が劣り、流動点が０℃を超えると機
械周辺に付着するので使用が困難になる。

【００１９】本発明のエステル系潤滑基剤は、上記のコ
ンプレツクスエステルをこれ単独で使用できるほか、こ
の潤滑基剤の特性を損なわない範囲内で鉱物油や他の合
成油と混合して使用してもよく、さらにこの潤滑基剤に
通常使用されている酸化防止剤、極圧添加剤などの添加
剤を配合してもよい。

【００２０】

【発明の効果】本発明のエステル系潤滑基剤は、すぐれ
た潤滑性と熱酸化安定性を有し、かつ良好な低温流動性
と高温清浄性を有している。このため、近年ますます高
速化が進む伸線油、切削油、プレス油、圧延油などの金
属加工油として使用でき、また低温流動性や高温清浄性
にすぐれているので、機械への汚れの影響も少ない。

【００２１】

【実施例】つぎに、本発明を実施例により具体的に説明
する。

【００２２】実施例１撹拌装置、窒素吹き込み管、温度計および冷却器付水分
離器を備えた１リツトル容の四つ口フラスコに、トリメ
チロ―ルプロパン１００ｇ（０．７５モル）、オレイン
酸４３８ｇ（１．８５モル）とダイマ―酸１６１ｇ
（０．２８モル）を仕込み、触媒としてパラトルエンス
ルホン酸２ｇを加えて、２００ミリリツトル／分の窒素
気流下１６０℃で反応し、計算量の生成水が留出するま
で反応した。反応終了後、触媒を水洗により取り除き、
９０℃、２０mmHgで脱水した。その後、５ｇの活性白土
を加えて８０℃で１時間撹拌したのち、１０ｇのろ過助
剤〔ラジオライト６００、昭和化学工業（株）製〕を用
いて活性白土をろ過した。得られたコンプレツクスエス
テルを試料番号１のエステル系潤滑基剤とした。

【００２３】実施例２〜９モノカルボン酸および多価カルボン酸の種類と組成を、
表１，表２に示す如く変えた以外は、実施例１と同様に
してエステル化反応を行い、さらにこの反応後実施例１
と同様に処理して、８種のコンプレツクスエステルを
得、これらを試料番号２〜９のエステル系潤滑基剤とし
た。表１には、参考のために、実施例１の試料番号１の
エステル系潤滑基剤についての原料組成をも併記した。

【００２４】比較例１〜１１多価アルコ―ルとモノカルボン酸および多価カルボン酸
の種類と組成を、表３，表４に示す如く変えた以外は、
実施例１と同様にしてエステル化反応を行い、さらにこ
の反応後実施例１と同様に処理して、１１種のコンプレ
ツクスエステルを得、これらを試料番号１０〜２０のエ
ステル系潤滑基剤とした。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】

【表３】

【００２８】

【表４】

【００２９】上記の表１〜表４において、各成分は以下
のとおりである。＜多価アルコ―ル＞ＮＰＧ：ネオペンチルグリコ―ル〔広栄化学（株）製〕ＴＭＰ：トリメチロ―ルプロパン〔広栄化学（株）製〕ＰＥ：ペンタエリスリト―ル〔広栄化学（株）製〕＜モノカルボン酸＞オレイン酸：ミリスチン酸３．８モル％、パルミチン酸
４．７モル％、ヘキサデセン酸９．０モル％、ステアリ
ン酸１．２モル％、オレイン酸７２．０モル％、リノ―
ル酸７．３モル％、リノレイン酸２．０モル％やしＦＡ：カプリル酸７．３モル％、カプリン酸７．
３モル％、ラウリン酸５０．１モル％、ミリスチン酸１
８．３モル％、パルミチン酸８．２モル％、ステアリン
酸３．０モル％、オレイン酸５．２モル％、その他０．
６モル％牛脂ＦＡ：ミリスチン酸４．８モル％、パルミチン酸
３１．９モル％、ステアリン酸２５．９モル％、オレイ
ン酸３６．６モル％、その他０．８モル％Ｃ₈：カプリル酸Ｃ₁₀：カプリン酸Ｃ₁₂：ラウリン酸ｂＣ₁₈：イソステアリン酸〔エマゾ―ル８７１、エメリ
―社製〕＜多価カルボン酸＞Ｃ₄：コハク酸〔川崎化成工業（株）製〕Ｃ₆：アジピン酸〔住友化学工業（株）製〕Ｃ₁₀：セバシン酸〔豊国製油（株）製〕Ｃ₁₂：ドデカン二酸〔試薬一級、東京化成工業（株）
製〕Ｃ₃₆：ダイマ―酸〔バ―サダイム２１６、ヘンケル白水
（株）製〕

【００３０】また、表１〜表４において、表中の各数字
は、多価アルコ―ルでは、全アルコ―ルに対する各アル
コ―ルのモル％を示し、モノカルボン酸および多価カル
ボン酸では、それぞれ全原料カルボン酸に対する各モノ
カルボン酸および各多価カルボン酸のモル％を示す。

【００３１】なお、モノカルボン酸のうち、オレイン酸
および牛脂ＦＡは、炭素数１２以上の混合脂肪酸からな
るため、表中の数字がそのまま炭素数１２以上のモノカ
ルボン酸の合計モル％に一致する。一方、やしＦＡは、
炭素数１２未満の脂肪酸と炭素数１２以上の脂肪酸との
混合脂肪酸からなるため、そのうちの炭素数１２以上の
脂肪酸を炭素数１２以上のモノカルボン酸の合計モル％
として（）内に表示している。

【００３２】上記の実施例１〜９で得た試料番号１〜９
および比較例１〜１１で得た試料番号１０〜２０の各コ
ンプレツクスエステルについて、その酸価、水酸基価、
流動点（ＪＩＳＫ２２６９）および４０℃での動粘度
（ＪＩＳＫ２２８３）を調べた。その結果を、つぎの
表５にまとめて示す。

【００３３】

【表５】

【００３４】実施例１０撹拌装置、窒素吹き込み管、温度計および冷却器付水分
離器を備えた１リツトル容の四つ口フラスコに、オキシ
エチレン３モルを付加させたトリメチロ―ルプロパン１
７４．７ｇ（０．６６モル）、オレイン酸３８３．９ｇ
（１．３９モル）とダイマ―酸１４０．７ｇ（０．２４
モル）を仕込み、触媒としてパラトルエンスルホン酸２
ｇを加えて、２００ミリリツトル／分の窒素気流下１６
０℃で反応し、計算量の生成水が留出するまで反応し
た。反応終了後、触媒を水洗により取り除き、９０℃、
２０mmHgで脱水した。その後、５ｇの活性白土を加えて
８０℃で１時間撹拌したのち、１０ｇのろ過助剤〔ラジ
オライト６００、昭和化学工業（株）製〕を用いて活性
白土をろ過した。得られたコンプレツクスエステルを試
料番号２１のエステル系潤滑基剤とした。

【００３５】実施例１１〜１８モノカルボン酸および多価カルボン酸の種類と組成を、
表６，表７に示す如く変えた以外は、実施例１０と同様
にしてエステル化反応を行い、さらにこの反応後実施例
１０と同様に処理して、８種のコンプレツクスエステル
を得、これらを試料番号２２〜２９のエステル系潤滑基
剤とした。なお、表６には、参考のために、実施例１０
の試料番号２１のエステル系潤滑基剤についての原料組
成をも併記した。

【００３６】比較例１２〜２１多価アルコ―ルとモノカルボン酸および多価カルボン酸
の種類と組成を、表８，表９に示す如く変えた以外は、
実施例１０と同様にしてエステル化反応を行い、さらに
この反応後実施例１０と同様に処理して、１０種のコン
プレツクスエステルを得、これらを試料番号３０〜３９
のエステル系潤滑基剤とした。

【００３７】

【表６】

【００３８】

【表７】

【００３９】

【表８】

【００４０】

【表９】

【００４１】上記の表６〜表９において、多価アルコ―
ルの欄における各成分は、以下のとおりである。ＤＥＧ：ジエチレングリコ―ル〔試薬一級、東京化
成工業（株）製〕ＴＭＰ-E03：トリメチロ―ルプロパンのオキシエチレン
３モル付加物〔Polyol TP-30、Perstorp Polyols社製〕ＰＥ-E05 ：ペンタエリスリト―ルのオキシエチレン５
モル付加物〔Polyol PP-50、Perstorp Polyols社製〕

【００４２】また、モノカルボン酸および多価カルボン
酸の欄における各成分は、前記の表１〜表４の場合と同
じであり、さらに表中の各数字および（）内の数値な
どについても、前記の表１〜表４の場合と同じである。

【００４３】上記の実施例１０〜１８で得た試料番号２
１〜２９および比較例１２〜２１で得た試料番号３０〜
３９の各コンプレツクスエステルについて、その酸価、
水酸基価、流動点（ＪＩＳＫ２２６９）および４０℃
での動粘度（ＪＩＳＫ２２８３）を調べた。その結果
を、つぎの表１０にまとめて示す。

【００４４】

【表１０】

【００４５】つぎに、実施例の試料番号１〜９および試
料番号２１〜２９と、比較例の試料番号１０，１３，１
４，１８〜２０および試料番号３０，３３，３４，３
８，３９とについて、ホツトチユ―ブテストおよび摩擦
係数（潤滑性）テストを、下記の要領で行つた。その結
果を、表１１，表１２に示す。

【００４６】＜ホツトチユ―ブテスト＞（株）小松設備
製のホツトチユ―ブテスタ―を用いた。ガラスチユ―ブ
を電気炉内に差し込み、油を空気で押し上げるもので、
油はガラスチユ―ブ内を通る際に熱および酸化を受け劣
化する。試験は２６０℃で１６時間行い、油の熱酸化安
定性および高温清浄性を調べた。ガラスチユ―ブ内壁に
生じるデポツトの状態を標準カラ―スケ―ルをもとに点
数評価した。付着物なしが１０点、黒色が０点とした。
また、ゲル状のスラツジ物でチユ―ブが閉塞している場
合は、備考として点数の後に（閉塞）と付記した。

【００４７】＜摩擦係数（潤滑性）テスト＞摩擦係数
（μ）を曽田式振り子型油性摩擦試験機を用いて測定
し、潤滑性を評価した。

【００４８】

【表１１】

【００４９】

【表１２】

【００５０】以上の表５，表１０，表１１および表１２
の結果から明らかなように、本発明品は、いずれも流動
点が０℃以下、４０℃での動粘度が８０センチスト―ク
ス以上であり、ホツトチユ―ブテストの結果より、熱酸
化安定性、高温清浄性が良好であり、摩擦係数も低く、
潤滑性にすぐれている。これに対し、比較品は、上記特
性のいずれかが劣つている。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ１０Ｎ 30:10 40:22 40:24 Ｚ 8217−4Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トリメチロ―ルプロパンまたはトリメチ
ロ―ルプロパンのオキシエチレン付加物とモノカルボン
酸および多価カルボン酸の混合カルボン酸とより構成さ
れるコンプレツクスエステルであつて、上記の混合カル
ボン酸が多価カルボン酸またはこれと炭素数１２以上の
モノカルボン酸とを４０モル％以上含有するとともに、
４０℃の動粘度が８０センチスト―クス以上で、流動点
が０℃以下であることを特徴とするエステル系潤滑基
剤。