JPS62153394A - 金属加工油 - 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〕 本発明は金属加工油に関するものであり、さらに詳しく
は動植物油脂と脂肪酸との混合物を重合した重合物を基
油あるいは油性向上剤として用い、油溶性金属加工油あ
るいは水溶性金属加工油に適し、潤滑性、乳化安定性、
防錆性に優れ泡立ちの少ない金属加工油に関する。

〔従来の技術〕

金属加工油には、たとえば、切削油、研削油、圧延油、
プレス油、引抜油等の塑性加工油など加工方式による呼
び方と使い方によって、水系で使用される水溶性金属加
工油、非水系（通糸）で使用される油溶性金属加工油な
どいろいろの分類の仕方がある。

このような金属加工油には基油としてパーム浦、牛脂、
豚腸、鯨油等の動植物油脂あるいは脂肪酸エステルが用
いられている。しかしこれらの基油は、金属加工技術の
進展に伴う潤滑性能□を十分満足するものでな（、その
性能をおぎなうために、油性向上剤、界面活性剤、錆止
め剤、極圧添加剤、消泡剤などさらに多くの添加剤を配
合し用いている。基油の潤滑ｉ生を改良する試みとして
は、活性白土の存在下に加熱処理した変性油脂を用いる
鋼板用冷間圧延油（特公昭５１−６６８６　）がある。

また金属加工油としては潤滑性能のほかに、加工速度の
高速化に伴う冷却性の向上が必要とされ、冷却性の点で
は水溶性金属加工油が優れている。

従来知られている面記動植物浦指あるいは脂肪酸エステ
ルは水に対する親和性が少なく、乳化剤を添加しこれを
乳化あるいは可溶化し水溶性金属加工油の基油に用いて
いる〔潤滑第２９巻第２号１０９〜１訊。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、親水性の少ない基油を水に乳化または可
溶化す゛るためには、数種の界面活性剤を多量に使用し
ないと、安定した乳化分散系または可溶化系が得られな
い。多量の界面活性剤で乳化または可溶化すると潤滑性
が低下するばかりでなく、使用時に泡が多量に発生して
、そのために加工工程で好ましくない問題が発生する。

このような問題点は油脂を加熱処理しただけでは解決で
きない。即ち加熱処理した変性油脂では潤滑性が改良さ
れるものの、変性する前の油脂に比べてさらに親水性が
低下する。従って、これを水溶性金属加工油に用いるに
はより多量の乳化剤を必要とし前記の問題点が大きなも
のとなる。

本発明は上記の点に着目しなされたもので、油溶性金属
加工油あるいは水溶性金属加工油に適し、潤滑性、乳化
安定性、防錆性に優れ泡立ちの少ない金属加工油を提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究した結
果、動植物油脂と脂肪酸との混合物を重合した重合物を
基油あるいは油性向上剤として用いることにより、油溶
性金属加工油あるいは水溶性金属加工油として優れた潤
滑性を有し、しがち良好な乳化安定性、防錆性を発揮し
、起泡性が少ないことを見出し本発明を完成するに至っ
た。

即ち、本発明は沃素価６０以上の動植物油脂１０〜８０
重量％と、沃素価６０以上の脂肪酸２０〜９０重量％と
の混合物を重合して得られる３８℃の粘度が８０〜３．
０００センチポイズの重合物を含む金属加工油である。

本発明に用いる沃素価６０以上の動植物油としてはタラ
油、イワシ油、サバ油、オレンジラフイー等の魚油、及
びこれらの魚油を主成分とする混合魚油、牛脚油、チキ
ン油、豚腸等の動物油脂、ヒマシ油、パーム油、大豆油
、ナタネ油、ヒマワリ油、サフラワー油、綿実油、米糠
油等の植物油脂、およびこれらの動物油脂、植物油脂を
水素添加し、かつ沃素価６０以上を有する水素添加油脂
が挙げられ、これらから選ばれた少なくとも１種を用い
る。

本発明に用いる沃素価６０以上の脂肪酸としては、オレ
イン酸、リノール酸、リルン酸、リシノール酸、エルカ
酸、シーマリン酸、ガドレン酸、セラコレイン酸等の単
体脂肪酸及びこれらの混合脂肪酸、及び動植物油脂から
製造される脂肪酸等が挙げられる。

本発明に用いる重合油は沃素価６０以上の動植物油脂人
と沃素価６０以上の脂肪酸ｆＢｌとの混合物を重合して
得られる。

重合油に用いる動植物油脂人と脂肪酸ｆＢｌとの混合比
は人：（Ｂ）４が重量比で１０〜８０　：　２０〜９０
％が好ましく、得られる重合油が油脂の重合物、重合脂
肪酸と比べて良好な潤滑性、防錆性、乳化性を発揮する
。動植物油脂人が１０重量％以下で脂肪酸（Ｂ）が９０
重量％以上では重合油の潤滑性が十分でなく、動植物油
脂人が８０％以上で、脂肪酸（Ｂ）が２０重量％以下で
は乳化性、潤滑性の劣るものとなる。またここに用いる
動植物油脂人、脂肪酸（Ｂ）はともにその沃素価６０以
上のものが好ましい。沃素価が６０以下では重合反応が
起り難いものとなり、不規貫１に反応し、得られる重合
油の潤滑性能が十分でな（、着色等の品質の低下が認め
られるとともに鉱物油との相溶性が悪（、その混合物は
特に低温度の下で分離し易く安定性の悪いものとなる。

本発明の重合油の粘度は３８℃において８０〜３，００
０センチポイズ（以下ｒｃＰＪと記す）が好ましく、こ
の範囲の粘度を有する重合油が潤滑性、乳化性、鉱物油
との相溶性に優れる。粘度が８０ＣＰ以下では重合油中
に含まれる未反応の脂肪酸ｆｂ）が多くなり、また重合
油の分点が高（低温度に於ける鉱物油との相溶性が低下
し、水溶性金属加工油に用いた場合に泡が立ちすぎ作業
性が低下する。また粘度が３，０００　ＣＰ以上では潤
滑性、鉱物油との相溶性及び乳化性がともに低下し、さ
らに金属加工後に加工物の表面にスティンが残り易いも
のとなる。

本発明の重合油は、動植物油脂人と脂肪酸（Ｂｌとの混
合物を熱又は酸化により重合して製造することができる
。例えば、熱重合はＮ２ガス、又はＣ０２ガス気流中で
２８０〜３２０℃、３〜３０時間撹拌することにより目
的の重合油を得ることが出来る。

又、混合物を仕込んだ後反応系内を減圧にして１５０〜
２８０℃１３〜３０時間撹拌することによっても目的の
重合油を得ることが出来る。

酸化重合の場合は混合物を仕込んだ反応系内に空気又は
酸素を導入しながら１００〜２５０℃、２〜３０時間撹
拌することにより目的の重合油を得ることが出来る。

なお、熱重合及び酸化重合反応において触媒を使用する
こともできる。

本発明の重合物は単独でも金属加工油の基油として又は
油性向上剤として使用することもできるが、この場合本
発明の重合油の濃度が高い程、高い潤滑性が得られる。

動植物油脂、鉱物油、他の油性向上剤、極圧添加剤と配
合して使用する場合には、重合油を少くとも４％配合し
たものが、金属加工上の潤滑性から見て好ましく、これ
以下では、その効果は低下してくる。さらに本願に使用
する重合油は自己乳化性を有しているため、水系の金属
力Ｐ１油として利用する場合には、界面活性剤の使用量
が極めて少量ですみ、経済的であるばかりでな（、泡立
ちの著しく少ない金属加工油が得られる。

さらに本発明の潤滑油組成物に公知の潤滑油添加剤、例
えば極圧添加剤、酸化防止剤、消泡剤、界面活性剤等自
由にその目的の為に添加することができる。

〔実施例〕

以下実施例により本発明の詳細な説明するが本発明の範
囲はこれらに限定されるものではない。

なお、実施例中に示す物性値は以下の方法により測定し
た。

試験法 粘度＝３８℃の粘度をＢ型粘度計で測定した。

焼付荷重ニジエル型高速四球摩擦試験機ボール−１７２
インチ 測定温度　　２０８Ｃ 室軸回転数　６０Ｏｒｐｍ 試　　料　　重合油＝６０スピンドル油（ｗｔ比３０　
：　７０）の混合油 色相ニガードナー比色法 ヒ 鉱油その相溶性：重合油を６０スピンドル油に溶１解し
、３Ｑ　ｗｔ％溶液を作り、それをＯ’Ｃに７日間放置
した後、分離の程度を肉眼で判定した。

○：良好 △：若干分離または下部に若干沈殿物あり×：二層に分
離している 乳化安定性：試料油５０ｒｌＮ／およびイオン交換水４
５０　ｍｌを１０００　ｍｌのトールビーカー（１００
ｍｍφＸ　２００　ｍｍＨ）に仕込み恒温槽中で８０℃
に加熱する。Ｔ−にホモミキサーをその下端とトールビ
ーカーの内側底面との距離が２ｃｍとなるように設置し
、液温か８゜℃に達したら、１０．００Ｏｒｐｍで５分
間撹拌後１時間静置し、その時の乳化状態を次のように
判定Ｉ７た− ○：乳化した層の高さが仕込んだ液全体の高さの９５％
以上 △：乳化した層の高さが仕込んだ液全体の高さの８５〜
９５％ ×：乳化した層の高さが仕込んだ液全体の高さの８５％
以下 防錆性：試料油１００部、ポリオキシエ′チレンノニル
フェニルエーテル５部、イオン交換水８９５部からなる
エマルジョンを用いて脱脂した鋼片（２Ｘ　１２　Ｘ　
７６ｍｍ）の全面を浸した後、鋼片を立てて下半分がエ
マルジョン中に没するように垂直に固定し、そのまま室
温で２週間放置する。放置後鋼片を脱脂し、鋼片の状態
から防錆性を次のように判定した。

○：変化なし △：微１こ錆が発生 Ｘ：かなり錆が発生 摩擦係数：振子型油性摩擦試験機にて２５℃での摩擦係
数を測定した。

実施例１ 常法に従い脱酸、脱色した精製魚油（主にタラ浦を含む
混合魚油、ＩＶ　１７０　）をラネーニッケルＱ、４　
ｗｔ％、水素圧１．５　ｋｇ／ｃｍ２、反応温度１６０
±２００で水素添加反応を行ない、ＩＶ３９．５８．９
１．１０７の４点の水素添加魚油を得た。

また上で得たＩＶ　３９〜１０７の４点の水素添加魚油
を各々その一部を用いて常法に従い固定化されたリパー
ゼ（カンディダンリンドラセア由来）で加水分解し、各
々ＩＶ　４２．６４．９５．１１４の水添魚油脂肪酸を
得た。

次に表−１に示すようにｒＶ３９〜１０７の水素添加魚
油と［■４２〜１１４の水添魚油脂肪酸とを組合わせた
１：１混合物１０００ｇをステアＬ／ス製２０００ｍ／
の反応釜に仕込み、３０分間で１６０℃に昇温し、同温
度で混合物中に空気を吹き込みながら約１０００ＣＰ　
（３８’Ｃ）となるまで反応して重合油を得た。

混合物の反応性（所定粘度に達する迄の時間）、および
得られた重合油の潤滑性能（３Ｑ　ｗｔ％スピンドル溶
液での焼付荷重）、色相（ガードナーカラー）、鉱油と
の相溶性を測定し、その結果を表−１に示す。

またＩＶ　１３３の大豆油とＩＶ１１６のナタネ脂肪酸
とを重量比で１：１に混合し、上記と同様に空気を吹き
込みながら１６０℃で重合して粘度１０２０ＣＰ　（３
８℃）の重合油を得た。得られた重合油の諸物性を表−
１のＮα９に示す。

表−１の結果より水素添加魚油のＩＶが６０以下（Ｎα
１〜３）および水添魚油脂肪酸のＩＶが６０以下（Ｎα
１．４．５）の混合物から得られる重合油は反応性、潤
滑性、色相、鉱油との相溶性が悪くそれぞれ本発明の目
的を達し得ない。

実施例２ 実施例１に用いたＩＶ９１の水素添加魚油とＩＶ９５の
水添魚油脂肪酸とを用いて重量比で５：９５〜８５　：
　１５の混合物を６点調製し、各々この混合物１０００
ｇを２０００　ｍｌのステンレス製の反応釜に仕込み、
窒素を吹き込みながら２９０℃で粘度が約１０００　Ｃ
Ｐ　（３８℃）になるまで反応を行ない重合油を得た。

得られた重合油の潤滑性能（３Ｑｗｔ％スピンドル油溶
液での焼付荷重及び摩擦係数）、鉱油との相溶性、乳化
安定性、防錆性、起泡性を測定し、その結果を表−２の
Ｎα１〜６に示す。

また、ＩＶ　１１６のナタネ油とＩ　Ｖ　８９のオレイ
ン酸とを重量比で６０　：　４０に混合し、上記と同様
に２９０℃で加熱し反応して重合油を得、得られた重合
油の諸性能を表−２のＮα７に示す。

次に比較例としてナタネ浦、オレイン酸をそれぞれ単独
で重合して得た重合油の諸性能を表−２のＮα８　（ナ
タネ曲の重合油）、Ｎ０９　（オレイン酸の重合油）に
示す。

表−２から水素添加魚油の混合比が５％（Ｎｏ、　１　
）では潤滑性、鉱油との相溶性が悪く、また８５％（Ｎ
α６）では乳化性、潤滑性が悪（、ともに本発明の目的
を達し得ない。

実施例３ 実施例１に用いたＩＶ９１の水素添加魚油とＩＶ１１４
の水添魚油脂肪酸との１：１重量混合物を実施例１と同
様に１６０±２℃で空気を吹き込みながら反応して粘度
７２〜３４２４　ＣＰ　（３８℃）の重合油８点を得た
。得られた重合油の潤滑性能、鉱油との相溶性、乳化安
定性、防錆性、起泡性を測定しその結果を表−３（Ｎα
１〜８）に示す。

表−３において重合油の粘度が７２ＣＰ　（Ｎα１）で
は潤滑性、鉱油との相溶性が悪く、また３４２４ＣＰ　
（Ｎα８）では、鉱油との相溶性、乳化安定性が悪くと
もに実用には適さない。

実施例４ 動植物油脂（水素添加魚油Ｉ　Ｖ　９０、ナタネ浦ＩＶ
　１１６、大豆油ＩＶ　１３３）と脂肪酸（水添魚油脂
肪酸讐 ＩＶ　１１０、大豆ゞ分解脂肪酸ＩＶ１３８、オレイン
酸ＩＶ８９）の各々を表−４のように組み合わせて、そ
の１：１の混合物を実施例１と同様に空気を吹き込みな
から１６０±２℃で反応して表−４に示す重合油Ａ〜Ｄ
を得た。

表−４ 得られた重合油Ａ−Ｄを試料油とし下記に示す切削試験
を行ない、その切削加工における潤滑１’ｌＥ能を評価
した。その結果を表−５に示す。

なお比較例としてナタネ浦（ＩＶ１１６）を用いて同様
に切削試験を行なった。

切削試験方法 試料油を６０スピンドル油に溶解して２ＯＮｖｔ％の溶
液とし、この溶液を用いて立型内面引抜フローチ試験機
により切削抵抗値を測定し、また切削した表面のアラサ
を触針式アラサ測定機で切削方向に測定し切削加工時の
潤滑性能を評価した。

切削条件 試験機：３ｔｏｎ立型内面引抜きブローチ盤工　具：１
刃当り切込み最大０．０５　ｍｍ、巾７　ｍｍ。

ピッチ８ｍｍ、材質Ｓ　ＫＨ５５（７）　キ７”　ロー
チェ具 被削材質：Ｓ−４５Ｃ 切削速度：　２ｍ／ｍｉｎ 表−５ 実施例５ 実施例４で得た重合油Ａ−Ｄを試料油とし、この試料油
をパラフィン系鉱油（８石タービンオイル３２）に溶解
し、３　ｗｔ％の溶液とした。この溶液のアルミニウム
の深絞り加工試験における潤滑性能を、高速深絞り試験
機により評価した。その結果を第１図に示す。

比較例としてオレイン酸の３　ｗｔ％パラフィン系鉱油
溶液を用いて上記と同様にアルミニウムの深絞り加工試
験を行なった。

試験条件 試験機二東京試験機■製深絞り試験機 ポンチ径３２　ｍｍφ、ダイス径３５　ｍｍφ、加工速
度１ｍ／秒 加工材ニアルミ板（ＪＩＳ　Ａ　１１００．０　厚さ１
ｍｍ）の円盤として１試料油につき６２．４ｍｍφ　（
絞り比１．９５　）から５８．Ｑ　ｍｍφ　（絞り比２
．１２５）までの８点（径の増加率Ｑ、８ｍｍ）を試験
に用いた。

試料油塗布量：　ｌ　ｇ／　ｍ２　、加工材の両面に塗
布実施例６ 実施例４で得た重合油Ａ−Ｄを乳化油とし、下記の圧延
試験を行ない圧延加工における潤滑性能を評価した。そ
の結果を第２図に示す。

比較例としてナタネ油（ＩＶ１１６）及び市販品（牛脂
系圧延油）を用いて上記と同様に圧延試験を行なった。

試料調製二表−６の組成例の乳化油を、ホモミキサーに
て乳化して調製した。

圧延試験方法 圧延前の鋼板に５Ｑ　ｍｍの間隔（ｌ！ｔ）の２本の線
を引き、この鋼板に乳化油を塗布し、これを圧延して圧
延後、２木の線の間隔（ｌ！ｚ）を測定し、次式により
圧下率を求めた。またその時の圧延荷重（ｔｏｎ　）を
ロードセルにて測定した。

圧延試験の条件は次の通り。

圧延機：四段ロール式圧延機 ワークロール　径１５０　ｍｍ　ｘ巾１４０　ｍｍバッ
クアップロール　径２５０　ｍｍ　ｘ巾１４Ｑｍｍロー
ル材質　クロム鋼 ロール周速　３Ｑ　ｍ　／　ｍｉｎ 圧延材料：５ＰＣ−Ｃ 厚さ　０．６　ｍｍ　ｙ巾５Ｑ　ｍｍ　Ｘ長さ１５０ｍ
ｍ乳化油の塗布二表−６に示す試料を圧延時に鋼板の噛
込部にスプレー給油した。

〔発明の効果〕

以上、説明したように本発明の金属加工油は動植物油脂
と脂肪酸との混合物を重合した重合油を含有し、基油あ
るいは油性向上剤として用いるもので、本発明は従来加
工油の基油として用いられている牛脂、ラード等と比べ
て、潤滑性、防錆性に優れるため金属の切削、研削、圧
延、プレス、引抜等の金属加工に用いて仕上り表面の良
い加工物が得られ、少ない使用量で良好な性能を発揮す
る。また自己乳化性、乳化安定性に優れ油溶性金属加工
油あるいは水溶性金属加工油として巾広い使用方法が可
能であり、泡立ちが少ないため作業性が改善される等の
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図・・・・・・本発明の実施例５に係るアルミニウ
ムの深絞り加工試験結果を示す荷重−絞り比相開園。 第２図・・・・・・本発明の実施例６に係る圧延試験結
果を示す荷重−圧下率相関図。 特許出願人　ミヨシ油脂株式会社 ′ｐＩ１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 沃素価６０以上の動植物油脂１０〜８０重量％と、沃素
   価６０以上の脂肪酸２０〜９０重量％との混合物を重合
   して得られる３８℃の粘度が８０〜３，０００センチポ
   イズの重合物を含むことを特徴とする金属加工油。