JPS62153392A - 潤滑性組成物 - 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〕 本発明は圧延油、引抜き油、伸線油、切削油、研削油、
プレス油等の金属加工油にそのまま、あるいはこれら金
属加工油用の潤滑剤、潤滑添加剤として用いられる潤滑
性組成物に関する。

〔従来の技術〕

金属の圧延加工、引抜き加工、伸線加工、切削加工、研
削加工、深絞り加工等を行う際に用いられる金属加工油
には従来より動植物油脂や鉱物油が用いられており、こ
の種金属加工油として例えば牛脂、パーム油等をエマル
ジョンとして用いたトリグリセライド系圧延油や鉱物油
をエマルジョンとして用いた鉱物油系圧延油が知られて
いる（「潤滑」第１７巻、第３号、１９７２年、第１２
９〜１３４頁）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

トリグリセライド系金属加工油は動植物油脂の有する優
れた潤滑性により、例えば牛脂、パーム油を用いたトリ
グリセライド系圧延油によればきわめて円滑に圧延加工
を行うことができる。しかしながら金属の圧延加工では
圧延後に金属を焼鈍する必要があるが、トリグリセライ
ド系圧延油は圧延油が金属表面に付着したまま焼鈍する
と、動植物油脂が炭化して金属表面に黒く残存する所謂
ミルクリーン性の悪さを有し、このため焼鈍前に洗浄を
行わなければならず、圧延工程が煩雑となるとともに、
融点の高い牛脂等を用いた圧延油では低温での圧延が行
い難いという欠点があった。

一方鉱物油系圧延油はミルクリーン性に優れ、鉱物油系
圧延油を用いた場合には焼鈍前に洗浄を行う必要がなく
、圧延工程の簡素化を図ることができるが、鉱物油系圧
延油はトリグリセライド系圧延油に比べて圧延性能が低
いという問題があった。

しかも牛脂、パーム油、鉱物油等は乳化性が低く、この
ため牛脂、パーム油、鉱物油等を安定なエマルジョンと
するためには多量の界面活性剤を使用する必要があり、
更に油性向上剤、極圧添加剤等を併用するためにコスト
高となる欠点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは上記の点に鑑み鋭意研究した結果、特定の
脂肪酸エステルと、特定のトリグリセライドと、ジグリ
セライド及び／又はモノグリセライドとを特定の割合で
含有する組成物が、金属加工油に用いる潤滑性組成物と
して優れていることを見出し本発明を完成するに至った
。

即ち本発明の潤滑性組成物は炭素数３〜８の飽和１価ア
ルコールと、炭素数１０〜２４の飽和及び／又は不飽和
脂肪族モノカルボン酸とが結合した構造を有する脂肪酸
エステル９５〜５重量％と、炭素数１０〜２４の飽和及
び／又は不飽和脂肪族モノカルボン酸とグリセリンとが
結合した構造を有するトリグリセライド１〜６０重量％
、ジグリセライド及び／又はモノグリセライド４〜３５
重量％とからなる潤滑性組成物である。

本発明において用いられる脂肪酸エステルは、炭素数３
〜８の飽和１価アルコールと炭素数１０〜２４の飽和及
び／又は不飽和脂肪族モノカルボン酸とエステルであり
、上記脂肪酸エステルを構成する１価アルコールとして
は例えばプロパツール、ｉ−プロパツール、ブタノール
、ｉ−ブタノール、ｔ−ブタノール、ヘキサノール、オ
クタツール、ｉ−オクタツール等の直鎖、側鎖１価アル
コール、水添魚油還元アルコール、牛脂還元アルコール
、ヤシ油還元アルコール等の天然油脂を分解して得られ
る脂肪酸を還元して得られる飽和還元アルコール、さら
にα−オレフィンをオキソ法等により酸化して得られる
側鎖アルキル基を含む合成アルコール等が挙げられる。

また本発明において上記脂肪酸エステルを構成する脂肪
酸であるとともに、トリグリセライド、ジグリセライド
、モノグリセライドの構成成分の脂肪酸でもある炭素数
１０〜２４の飽和及び／又は不飽和脂肪酸としては例え
ばカプリン酸、カプロレイン酸、ラウリン酸、ラウロレ
イン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、イソステアリン
酸、ステアリン酸、ベヘン酸、エルカ酸、アラキン酸、
オレイル酸、リノール酸、リルイン酸、リシノール酸、
リグノセリン酸等が挙げられるが、脂肪族カルボン酸中
、不飽和脂肪族モノカルボン酸を１０重量％以上含有す
ることが好ましい。

本発明において用いる脂肪酸エステルは上記１価アルコ
ール、脂肪酸より選ばれた１種より構成されるものでも
、２種以上の混合物より構成されるものでもよく、また
トリグリセライド、ジグリセライド、モノグリセライド
の脂肪酸成分も上記脂肪酸の１種であっても２種以上の
混合物であってもよい。

本発明において用いられるトリグリセライドは上記脂肪
酸とグリセリンとから合成したものであってもよいが、
上記脂肪酸がグリセリンに結合した構造を有する水添天
然油脂を用いることもできる。炭素数１０〜２４の飽和
及び／又は不飽和脂肪族モノカルボン酸を脂肪酸成分と
する天然油脂としてはタラ油、イワシ油、サバ油、サン
マ油、イカ油、ニシン油、タラ油、マグロ油等の魚油等
が挙げられる、通常これら油脂を脱酸、脱色、脱水して
精製した精製油、水素添加した水添油等が用いられる。

またジグリセライド、モノグリセライドも前記脂肪酸と
グリセリンとから合成したものであってもよいが、上記
天然油脂から製造されたものも用いることができる。

本発明の潤滑性組成物は、上記脂肪酸エステル９５〜５
重量％、トリグリセライド１〜６０重量％、ジグリセラ
イド及び／又はモノグリセライド４〜３５重量％含有す
る必要があり、脂肪酸エステルの含有量が９５重量％を
超えると牛脂、パーム油等の天然動植物油脂に比べ潤滑
性、特に圧延性が低下して鉱物油と同程度となり、５重
量％未満であると焼鈍性においてオイルスティンの発生
が多くなる。またトリグリセライドの含有量が１重量％
未満であると乳化性が安定になり過ぎて材料表面への展
着性が低下し、付着油量が少なくなるため潤滑性が悪く
なり、６０重量％を超えると潤滑性は向上するがエマル
ジョンとして使用する場合、乳化が不安定で作業性が悪
くなり、しかもオイルスティンの発生が大となる。更に
ジグリセライド及び／又はモノグリセライドの含有量が
４重量％未満であると低温特性や親水性が低下し、６５
重量％を超えると親水性が高くなり、エマルジョン安定
性は向上するが、乳化液の粘度が高（なり作業性、冷却
効果が低下する。

本発明の潤滑性組成物は脂肪酸エステル、トリグリセラ
イド、ジグリセライド及び／又はモノグリセライドを各
々別個に製造し、これらの含有割合が上記範囲となるよ
うに混合して製造することができるが、炭素数１０〜２
４の脂肪酸とグリセリンとが結合した構造を有する天然
油脂と炭素数３〜８の飽和１価アルコールとのアルコリ
シス反応により得ることもできる。天然油脂と飽和１価
アルコールとのアルコリシス反応により本発明潤滑性組
成物を得るには天然油脂１モルと炭素数３〜８の飽和１
価アルコール１．４〜０．８モルとを、両者の合計量に
対して０．１〜２．０重量％の酸触媒又はアルカリ触媒
の存在下に１００〜１５０℃で２〜５時間加熱する。上
記酸触媒としては例えば塩酸、硫酸、硝酸、燐酸、パラ
トルエンスルフォン酸等が用いられ、アルカリ触媒とし
ては例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナ
トリウム等が用いられる。

上記反応は生成物の着色を防ぐためにベンゼン、トルエ
ン、キシレン等の無極性溶媒中で行うこともできる。反
応終了後、反応生成物中の触媒及び生成したグリセリン
を水洗除去し、水洗では除去できない溶媒、未反応アル
コールは常圧下又は減圧下に加熱除去することにより本
発明の潤滑性組成物が得られる。

本発明潤滑性組成物はそのまま、あるいはエマルジョン
として圧延油、切削油等の金属加工油として用いること
ができる。また必要により更に牛脂、パーム油等の動植
物油脂、スピンドル油等の鉱物油や脂肪酸エステル、極
圧添加剤、酸化防止剤、界面活性剤、防錆剤、消泡剤等
を添加して用いることもできるが、これらと混合して圧
延油として用いる場合には動植物油脂の添加量は４０重
量％以下、鉱物油の添加量は３０重量％以下とすること
が好ましく、また切削油として用いる場合には鉱物油の
添加量は６０重量％以下とすることが好ましい。

〔実施例〕

以下実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１ 脂肪酸成分が第１表に示す組成を有する北米水添魚油（
魚油Ａ）５００ｇと、イソオクタツール２１７ｇと硫酸
１．４ｇとを還流冷却器をつけたフラスコ中で１００°
Ｃにて２時間反応させた後、水洗して生成したグリセリ
ンを除去し、次いでｌＯｎ＋Ｈｇ、、１５０℃で減圧蒸
溜を行って未反応のイソオクタツールを除去し、原料魚
油の脂肪酸とイソオクタツールとが結合した構造を有す
る脂肪酸エステルと、トリグリセライド（未反応魚油）
及び原料魚油から脂肪酸の一部が外れて生成したジグリ
セライド、モノグリセライドを第２．表に示す割合で含
有し、同表に示す粘度を有する組成物を得た。この組成
物の性状及びこの組成物を用いて圧延を行った際の圧延
指数を第３表に示す。

実施例２ 実施例１と同様の魚油（魚油Ａ）５００ｇとイソオクタ
ツール２１７ｇと硫酸１．４ｇとを実施例１と同様のフ
ラスコ中で１２０℃にて３時間反応せしめた後、水洗、
減圧蒸溜を行って第２表に示す組成、粘度を有する組成
物を得た。この組成物の性状及びこの組成物を用いて圧
延を行った際の圧延指数を第３表に示す。

実施例３ 脂肪酸成分が第１表に示す組成を有する北氷水添魚油（
魚油Ｂ）５００ｇと、イソオクタツール２１７ｇと水酸
化ナトリウム２．１ｇとを実施例１と同様のフラスコ中
で１４０℃にて３時間反応せしめた後、水洗、減圧１溜
を行って第２表に示す組成、粘度を存する組成物を得た
。この組成物の性状及びこの組成物を用いて圧延を行っ
た際の圧延指数を第３表に示す。

実施例４ 実施例３と同様の魚油（魚油Ｂ）５００ｇと、イソオク
タツール２８２ｇと硫酸２．２ｇとを実施例１と同様の
フラスコ中で１４０℃にて４時間反応せしめた後、水洗
、減圧１溜を行って第２表に示す組成、粘度を有する組
成物を得た。この組成物の性状及びこの組成物を用いて
圧延を行った際の圧延指数を第３表に示す。

実施例５ 脂肪酸成分が第１表に示す組成を有する北米精製魚油（
魚油Ｃ）５００ｇと、イソブタノール２１７ｇと硫酸１
．２ｇとを実施例１と同様のフラスコ中で１４０℃にて
２時間反応せしめた後、水洗、減圧１溜を行って第２表
に示す組成、粘度を有する組成物を得た。この組成物の
性状及びこの組成物を用いて圧延を行った際の圧延指数
を第３表に示す。

実施例６ 脂肪酸成分が第１表に示す組成を有する近海精製魚油（
魚油Ｄ）５００ｇとイソブタノール２１７ｇと水酸化ナ
トリウム１．４ｇとを実施例１と同様のフラスコ中で１
２０℃にて３時間反応せしめた後、水洗、減圧１溜を行
って第２表に示す組成、粘度を有する組成物を得た。こ
の組成物の性状及びこの組成物を用いて圧延を行った際
の圧延指数を第３表に示す。

実施例７ 第１表に示す魚油Ａを分解して得た脂肪酸とイソオクタ
ツールとから合成した脂肪酸エステルと、第１表に示す
魚油Ａと、魚油Ｂより製造したジグリセライド及びモノ
グリセライドの混合物とを第２表に示す割合で混合して
同表に示す粘度の組成物を調整した。この組成物の性状
及びこの組成物を用いて圧延を行った際の圧延指数を第
３表に示す。

実施例８ 第１表に示す牛脂を分解して得た脂肪酸とイソブタノー
ルとから合成した脂肪酸エステルと、第１表に示す魚油
りと、同表に示す魚油Ｃより製造したジグリセライド及
びモノグリセライドの混合物とを第２表に示す割合で混
合して同表に示す粘度の組成物を調整した。この組成物
の性状及びこの組成物を用いて圧延を行った際の圧延指
数を第３表に示す。

実施例９ 実施例５で得た組成物５０重量％とスピンドル油５０重
量％とからなる組成物を調整した。この組成物の性状及
びこの組成物を用いて圧延を行った際の圧延指数を第３
表に示す。

実施例１０ 実施例６で得た組成物８０重量％、牛脂１８重量％、燐
系添加剤（トリブチルフォスフアート）２重量％とから
なる組成物を調整した。この組成物の性状を第３表に示
す。またこの組成物を７重量％含有するエマルジョンを
用いて圧延を行った際の圧延指数を第３表に併せて示す
。

比較例１〜２ 第１表に示す魚油Ａを分解して得た脂肪酸とイソオクタ
ツールとから合成した脂肪酸エステルと、第１表に示す
魚油Ａと、魚油Ｂより製造したジグリセライド及びモノ
グリセライドの混合物とを第２表に示す割合で混合し、
同表に示す粘度の組成物を得た。この組成物の性状及び
この組成物を用いて圧延を行った際の圧延指数を第３表
に示す。

また市販の牛脂系圧延油（比較例３）及び牛脂脂肪酸メ
チルエステル（比較例４）の性状及びこれらを用いて圧
延を行った際の圧延指数を第３表に併せて示す。

※１　油脂をアルカリ鹸化した後、濃塩酸により加熱分
解し、得られた脂肪酸をメチルエステルとしてガスクロ
マトグラフ分析にかけて分析した。

※２　５ＣＯＴＴカラムを使用したガスクロマトグラフ
にかけ、得られたピークをグループ分けして各々の成分
の比率を求めた。

※３　キャノンフェンスケ粘度計により測定した※４　
高速四球型摩擦試験機により、自動昇圧、回転数１１０
００ｒｐ、５０°Ｃにて測定した。

※５１５０龍×５０■璽Ｘ　Ｑ、　５　ｍｍの鋼板（Ｓ
ＰＣ−Ｃ）３枚に試料油を３００ｍｇ／ｍの目付量で塗
布した後、３枚の鋼板を重ね合わせて窒素ガス気流下（
窒素ガス流量２．０１７分）、６００°Ｃで１時間加熱
して放冷し、カーボン焼付による鋼板表面の汚れの度合
を、リファレンスとして６０−スピンドル油を塗布して
同様の加熱を行った全く表面にカーボン焼付のない鋼板
と比較し以下の基準により判定した。

Ａ・・・リファレンスの鋼板とほとんどかわらず Ｂ・・・カーボン焼付による汚れがややある Ｃ・・・カーボン焼付による汚れ激しい※６　曽田式振
子型摩擦試験機により１５０℃で測定した。

※７　万能材料試験機で外径２０鶴、内径１’Ｏ璽ｍ、
高さ５１■のリングを室温（２３℃）、８０ｔの圧縮荷
重で圧縮率５５％まで各試料油を供給しながら圧縮した
際の摩擦係数 ※８　試料油５５ｍ１、水７４４献を１１のトールビー
カーに入れ、５０°Ｃに保持しながらホモミキサーで８
００Ｏｒｐｍで５分間攪拌し、その後５０°Ｃに保持し
て２０分間静置した時に分離した油層量を％で表した。

※９１０°Ｃにおける流動性 ※１０　　ワークロール＝１５０■ｍＸ１４０龍、バッ
クアップロール： ル周速：２６ｍ／分の四段ロール圧延機によりｉ５０１
ｆｉＸ５０■■×０．６龍の鋼板（ＳＰＣ−Ｃ）を圧延
した時の結果から、圧延荷重Ｖと圧下率Ｘとの間の回帰
分析を行って一次回帰式を求め、相関決定係数が０．９
以上の一次回帰式の係数を圧延増数とした。尚、試料油
は実施例１０以外は鋼板表面に１．０ｇ／ｍの目付量で
塗布し、実施例１０は５０℃に保持しながらギヤポンプ
で循環させ、ノズル（１／４ＫＳＡＯＯ４８０（共立合
金製））より鋼板に、付着量が３　ｇ／ｒ＋？となるよ
うにスプレーした。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の潤滑性組成物は優れた潤滑
性を有するとともにカーボン焼付が少なく、このため圧
延油に本発明組成物を用いた場合にはトリグリセライド
系圧延油と同等の圧延性能を有するとともに、鉱物油系
圧延油と同等のミルクリーン性を有する。また本発明組
成物は低温時の流動性が高く、低温においても牛脂等と
同様の潤滑性を有するため低温加工用としての利用が可
能である。更に本発明組成物は乳化性にも優れるため、
エマルジョンとして用いる場合でも界面゛活性剤、油性
向上剤、極圧添加剤等を多量に添加して用いる必要がな
く、コスト低減化を図ることができる等の種々の効果を
有する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 炭素数３〜８の飽和１価アルコールと、炭素数１０〜２
   ４の飽和及び／又は不飽和脂肪族モノカルボン酸とが結
   合した構造を有する脂肪酸エステル９５〜５重量％と、
   炭素数１０〜２４の飽和及び／又は不飽和脂肪族モノカ
   ルボン酸とグリセリンとが結合した構造を有するトリグ
   リセライド１〜６０重量％、ジグリセライド及び／又は
   モノグリセライド４〜３５重量％を含有することを特徴
   とする潤滑性組成物。