WO1991018074A1 - Composition lubrifiante pour la transformation des metaux - Google Patents

Description

明 細. 書

金属加工用潤滑油組成物

技術分野

本発明は金属加工用潤滑油組成物に関 し、 詳 し く は特定の直鎖ォ レ フ ィ ン及びアル コ ール等を含 有 してな り 、 特にアル ミ ニウ ムやその合金の金属 加工時に発生する摩耗粉の洗浄性 （除去性） にす ぐ れた潤滑油組成物に関する。

背景技術

一般に、 直鎖一 α — 才 レ フ イ ンを、 塑性加工 (圧延や絞 り 等） 及び切削， 研削加工等の金属加 ェ時の潤滑剤 と して用いる と、 加工後に被加工材 の表面に加工粉 （摩耗粉） が付着 し、 加工製品の 品質低下 と次工程の作業に悪影響を及ぼす。

例えば直鏆ー α — 才 レ フ ィ ンでアル ミ ニウ ム板 を圧延する と、 アル ミ ニウ ム摩耗粉が圧延板に付 着 し、 それをその ま ま焼鈍する と焼鈍ム ラ が著 し い。 ま た、 アル ミ ニウ ム箔を直鎖一 α — 才 レ フ ィ ンを用 いて圧延する と、 摩耗粉に よ っ てアル ミ 二 ゥ ム箔自体に ピ ンホールが生 じて し ま う おそれが あ 。

同様に、 切削， 研削加工等において も、 摩耗粉 が被加工材の表面に付着 して、 様々 な ト ラ ブルの 原因 とな る。

発明の開示

そ こ で、 本発明者 ら は、 アル ミ ニウ ム， 鋼， 黄 銅その他の金属あ る いは合金を、 塑性加工， 切削 加工， 研削加工等の加工.を行う 際に、 発生す る摩 耗粉の除去性 （洗净性） が良好で、 加工性にす ぐ れ、 しか も被加工材の表面状態を良好に仕上げる こ と のでき る金属加工用潤滑油剤を開発すべ く 鋭 意研究を重ねた。

その結果、 炭素数 6 〜 4 0 の直鎖ォ レ フ ィ ンを 含有する基油 と と も に、 ア ル コ ー ル， グ リ コ ール， ポ リ ア ルキ レ ン グ リ コ ール又は脂肪酸を用いる こ と に よ り 、 上記目 的を達成でき る こ とを見出 した。

本発明はかかる知見に基いて完成 した も のであ o

すなわち本発明は、 （a)炭素数 6 〜 4 0 の直鎖ォ レ フ イ ンを主成分 とする基油に、 （b)アルコ ール， グ リ コ ール， ポ リ アルキ レ ン グ リ コ ール， ポ リ ァ ルキ レ ン グ リ コ ール誘導体及び脂肪酸か ら選ばれ た 1 種以上の化合物を配合 してな る金属加工用潤 滑油組成物を提供する も のであ る。

ま た、 本発明は上記（a)基油 に、 （c)フ ヱ ノ ール系 化合物及びア ミ ン系化合物の少な く と も一種の化 合物を配合 してな る金属加工用潤滑油組成物を も 提供する も のであ る。

発明を実施する ための最良の形態

本発明の組成物において、 （a)成分の基油を構成 す る直鎖ォ レ フ イ ンは、 上述の如 く 、 炭素数が 6 〜 4 0 の も のであ る。 炭素数が 6 未満の も のは、 引火点が低いため適当でない。 ま た炭素数が 4 0 を超え る も のは、 固体状 とな る ため使用が困難で あ り 、 しか も鉱油， 合成油や他の添加剤な ど と の 混合， 溶解が困難 と な り 不適当であ る。 さ ら に炭 素数が 4 0 を超え る も のは一般的でな く 、 入手 も 困難であ る。 こ の直鎖ォ レ フ イ ン の う ち、 分子内 に二重結合を 1 個有 し、 炭素数が 6 〜 3 0 の化合 物が好ま し く 、 特に、 炭素数が 1 2 〜 3 0 の ひ — ォ レ フ ィ ン （即ち、 n — ひ ー ォ レ フ イ ン） が最適 、め る。

こ れ ら の直鎖ォ レ フ ィ ン の具体例 と して は、 1 — ォ ク テ ン， 1 ー デセ ン， 1 ー ドデセ ン， 1 ー テ ト ラ デセ ン， 1 一 へキサデセ ン， 1 一 才 ク タ デセ ン， 1 一 エイ コ セ ンあ る いは こ れ らの混合物な ど を挙げる こ とができ る。 こ れ らの直鎖ォ レ フ イ ン は、 様々 な製法に よ っ て得た も のを用い る こ とが でき る が、 例えばエチ レ ンを通常の手段で重合 さ せて得たェチ レ ンォ リ ゴマ ー を使用する こ とがで さ る。

と こ ろで、 本発明においては、 上記直鎖ォ レ フ ィ ンを単独で（a)成分の基油 と して用いて も よ いが、 こ れ と と も に鉱油及びノ又は合成油を用いて も よ い。 さ ら には水を混合する こ と も でき る。 こ こ で 配合する鉱油や合成油 と して は、 通常は 4 0 でに お ける動粘度が 0 . 5 〜 5 0 0 c S t、 特に 0 . 5 〜

3 O c S tの も のが好適に用 い られる。 こ の う ち鉱 油 と しては、 種々 の も のをあげる こ とができ、 例 え ばパラ フ ィ ン基系原油， 中間基系原油あ る いは ナ フ テ ン基系原油を常圧蒸留するかあ る いは常圧 蒸留の残渣油を減圧蒸留 して得 られる留出油、 ま たは こ れを常法に したがっ て精製する こ と に よ つ て得 られる精製油、 例えば溶剤精製油， 水添精製 油， 脱ロ ウ処理油， 白土処理油等をあげる こ とが でき る。 こ れ らの鉱油を、 上記直鎖ォ レ フ イ ン に 配合する と、 得 られる潤滑油剤は、 酸化安定性が 向上する。

ま た、 合成油 と しては上記直鎖ォ レ フ ィ ン以外 のォ レ フ イ ン （例えばポ リ ブテ ン， ボ リ プロ ピ レ ン等の分岐ォ レ フ ィ ン等） ， こ のォ レ フ ィ ンの水 素化物な どを用いる こ とができ る。 特に低分子量 ポ リ ブテ ン， 低分子量ポ リ プロ ピ レ ン さ ら には炭 素数 8 〜 1 4 の α — 才 レ フ ィ ンオ リ ゴマーが好ま しい。 こ れ らの合成油を上記直鎖ォ レ フ イ ン に配 合する と、 得 られる潤滑油剤は、 使用中に発する 臭気が少な く 、 作業環境が向上 し、 さ ら に加工製 品の表面の脱脂性が向上する。

上記（a)成分の基油 と して、 上記直鎖ォ レ フ ィ ン に、 鉱油や合成油を混合する場合、 その混合割合 は特に制限はないが、 通常は直鎖ォ レ フ イ ンを 3 重量％以上、 好ま し く は 5 〜 6 0 重量 と し、 鉱 油及び Z又は合成油を 9 7 重量％以下、 好ま し く は 9 5 〜 4 0 重量％ とする。

なお、 鉱油や合成油の代わ り に水を用 い る と、 水に直鎖ォ レ フ ィ ンが分散 したェマルジ ョ ン型の 潤滑油剤 とな り 、 本発明では こ れを用いる こ と も でき る。 次に、 本発明の組成物にお ける（b)成分 と しては、 上述の よ う にア ルコ ール， グ リ コ ー ル， ポ リ ア ル キ レ ン グ リ コ ー ノレ， ポ リ ア ル キ レ ン グ リ コ ー ル誘 導体， 脂肪酸の う ちの 1 種を単独で、 あ る いは 2 種以上を組み合わせて用い る。

こ こ でアル コ ール と しては、 各種の も のがあ る が、 脂肪族アル コ ールが好ま し く 、 その う ち炭素 数 6 〜 4 0 ( と り わ け炭素数 8 〜 3 0 ) の分枝状 飽和あ る いは不飽和脂肪族アル コ ールや炭素数 6 〜 2 0 ( と り わ け炭素数 8 〜 1 8 ) の直鎖状飽和 あ る いは不飽和脂肪族アル コ ールがよ り 好ま しい。 炭素数が 6 未満の も の では、 使用の際に蒸発や飛 散に よ る消耗が大き く 、 経済的に不利であ る。 ま た炭素数が 4 0 を超え る分技状アル コ ー ルや炭素 数が 2 0 を超え る直鎖状ア ル コ ールは、 （a)成分で あ る基油 に溶解 しないおそれがあ り 、 好ま し く な い場合があ る。

こ の よ う なアルコ ールの具体例 と しては、 ォ ク チ ル （ 2 — ェ チ ルへ キ シ ル） ア ル コ ー ル， デ シ ル ア ル コ ー ル， ラ ウ リ ル ア ル コ ー ノレ， ミ リ ス チ ノレ ア ル コ ー ル， セ チ ル ア ル コ ー ル， ス テ ア リ ル ア ル コ — ノレ， エ イ コ シ ル ァ ノレ コ ー ル， ォ レ イ ノレ ア ノレ コ 一 ル， イ ソ ステア リ ルアル コ ール， ォキ ソ ア ル コ 一 ル等をあげる こ とができ る。 こ の も の の配合割合 は、 特に制限はないが、 通常は組成物全体の

0. 0 5 〜 5 0 重量％、 好ま し く は 0 . 1 〜 2 0 重量 %であ る。 次に グ リ コ ー ルについて も様 々 な も のが使用可 能であ る が、 一般には炭素数 2〜 6 の グ リ コ ール、 例えばエチ レ ン グ リ コ ール ； プロ ピ レ ン グ リ コ ー ル ； ト リ メ チ レ ン グ リ コ ーノレ ； 1 ， 4 一ブタ ン ジ オール ； 1 ， 5 —ペ ン タ ン ジオールな どをあげる こ とができ る。 こ の も のの配合割合は、 通常は上 記アル コ ール と同様に組成物全体の 0. 0 5 〜 5 0 重量％、 好ま し く は 0. 1 〜 2 0 重量％であ る。 ま た、 ポ リ ア ルキ レ ン グ リ コ ールやその誘導体は、 各種の も のがあ る が、 一般式 （ I )

R ¹ - 0 (R ² - 0 )_n - R ³ · · · ( I )

〔式中、 R ¹及び R ³は、 それぞれ水素あ る いは炭 素数 1 〜 2 0 のアルキル基， 炭素数 7〜 2 4 の アルキル置換フ ヱニル基あ る いはフ ヱ 二ル基を 示 し、 R ²はエチ レ ン基， プロ ピ レ ン基あ る い はブチ レ ン基を示 し、 ま た nは 2〜 5 0 の整数 を示す。 〕

で表わ さ れる化合物が好適であ る。 具体的にはポ リ （ n = 6 ) エチ レ ン グ リ コ ールー モ ノ ブチルェ 一テル ； ポ リ （ n = 5 ) プロ ピ レ ン グ リ コ ール一 モ ノ ノ ニルエーテル ； ボ リ （ n = 1 0 ) エチ レ ン グ リ コ ール— ジプロ ピルエ ーテルな どをあげる こ とができ る。 上記一般式 （ I ) の化合物以外のポ リ エチ レ ン グ リ コ ールの グ リ セ リ ン誘導体やポ リ エチ レ ン グ リ コ ールの脂肪酸エステル も 同様に用 い る こ とができ る。 こ れ らの配合割合は、 通常は 上記アルコ ール と同様に組成物全体の 0. 0 5 〜 5 0 重量％、 好ま し く は. 0. 1 〜 2 0 重量％であ る。 更に、 脂肪酸について は、 通常は炭素数 6 〜 4 0 (好ま し く は炭素数 8 〜 2 0 ) の直鎖状あ る いは分技状の飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸があげ られる。 こ こ で炭素数が 6 未満の も のでは、 使用 にあた っ て蒸発， 飛散に よ る 消耗が大 き く 、 ま た 炭素数 4 0 を越え る も のでは（a)成分であ る基油 に 溶解 しないおそれがあ る。 こ の よ う な脂肪酸の具 体例 と しては、 力 プ リ ル酸， 力 プ リ ン酸， ラ ウ リ ン酸， ミ リ スチ ン酸， ノ、⁰ル ミ チ ン酸， ス テア リ ン 酸， ァ ラ キ ン酸， ベヘ ン酸， イ ソ ステア リ ン酸， ゥ ン デ シ レ ン酸， ォ レ イ ン酸， リ ノ ー ル酸， リ ノ レ ン酸， ァ ラ キ ド ン酸等を好適な も の と してあげ る こ とができ る。 ま た こ の も のの配合割合は、 通 常は組成物全体の 0. 0 5 〜 1 . 0 重量％であ る。 こ の脂肪酸の配合割合が 1 . 0 重量％を超え る と、 焼 鈍性が低下 し好ま し く ない。

本発明の組成物は、 上記（a)成分及び（b)成分か ら な る も のであ るが、 こ の（b)成分に代えて、 あ る レ、 は、 こ れ ら（a) , (b)成分 と と も に、 （c)成分であ る フ ェ ノ ール系化合物及びア ミ ン系化合物の少な く と も 1 種の化合物を配合する こ と も でき る。

こ こ で フ ヱ ノ ー ル系化合物 と して は、 種々 の も のが利用でき るが、 通常は一般式 （ H ) 又は （ II )

〔式中、 及び R ^Bはそれぞれ炭素数 1 〜 8 のァ ルキル基を示 し、 R S及び R ⁷はそれぞれ水素ま たは炭素数 1 〜 6 のアルキル基を示す。 〕

で表わ さ れる も のがあげ られる。 具体的には 2 , 6 — ジ ー tert— ブチル ー 4 ー メ チ ル フ ヱ ノ ー ル

( D B P C ) ; 2 ， 6 — ジ ー tert—ブチルー 4 一 ェチ ゾレ フ エ ノ 一 ル ； 2 , 2 ' ー メ チ レ ン ビス （ 4 ー メ チ ル ー 6 — tert—ブチルフ エ ノ ー ル） ； 2 ， 2 ' ー メ チ レ ン ビス （ 4 ーェチノレー 6 — tert— ブ チルフ ヱ ノ ール） な どが好適であ る。

—方、 ア ミ ン系化合物 と しては種々 の も のがあ げ られるが、 通常は一般式 （IV) 又は （ V )

〔式中、 R ⁸及び R ^{1 1}はそれぞれ水素あ る いは炭 素数 1 〜 1 0 のアルキル基を示 し、 R ⁸ 及び R 1 0 はそれぞれ炭素数 1 2 0 のアルキル基を示 し、

R ^{1 2}〜 R ^{1 4}はそれぞれ水素あ る いは炭素数 1 〜

2 0 のアルキル基を示す。 〕

で表わ さ れる も のであ る。 具体的には ジ ー P — ォ ク チル ジ フ エニノレア ミ ン， ジ ー p — ブチル ジ フ エ ニ ル ァ ミ ン ， ジ ー p — ジ ノ ニ ノレ フ エ ニ ノレ ア ミ ンな ど、 さ らには フ エ 二ル ー な 一ナ フ チルァ ミ ン， フ ェ ニルー ー ナ フ チルア ミ ンな どを好適な も の と してあげる こ とができ る。

こ の（c)成分の配合割合は、 組成物全体の 0. 1 重 量％以上が好ま し く 、 特に 0. 1 〜 2. 0 重量 の範 囲が最適であ る。

なお、 本発明の組成物には、 所望に よ り さ ら に 公知の油性剤， 極圧剤， 防锖剤， 腐食防止剤， 泡 消剤な どを適量配合する こ と もでき る。

〔実施例〕

次に、 本発明を実施例及び比較例に よ り さ ら に 詳 し く 説明する。

実施例 1 〜 1 2 及び比較例 1 〜 3

第 1 表に示す仕様の圧延用潤滑油を用いて、 下 記の圧延実験を行っ た。

圧延実験 （アル ミ ニウ ム板の圧延）

圧延材 と して J I S A 5 0 5 2 H I 6 のアル ミ ニゥ ム板 （板厚 1. 2 難， 板幅 6 0 醒， コ イ ル） を 用意 し、 こ れを ワ ー ク ロ ール径 1 3 5 讓の 4 段圧延 機を用いて圧延速度 1 0 0 m /min， 前方張力 1 7 0 kg f, 前方張力 4 0 O kg f と して、 各圧延用潤滑油を 用いて圧延を行っ た。 なお、 圧延方法は、 1 パスで 2 0 m毎に段階的に圧下率を 50.0→ 54.2→ 58.3→ 60.8→ 63.3→ 65.8→ 68.3 ( % ) と上げて圧延する方 法を採用 し、 圧下後（即ち 7 パス時）の板厚が 0. 3 8 腿 （圧下率 6 8. 3 % ) の も のについて、 圧下力を測 定す る と と も に、 下記の方法で摩耗粉洗浄性， 焼鈍 性及び圧下力を評価 した。

(a)摩耗粉洗浄性評価方法 （テープテス ト法）

圧延後のァ ミ ルニゥ ム板表面にセ ロハ ンテープ を粘着 し、 付着摩耗粉を採取 した。 こ れを白色紙 に貼 り つけて、 摩耗粉に よ る汚れの度合いを 目視 判定する こ と に よ り 、 アル ミ ニウ ム板表面の付着 摩耗粉洗浄性を評価 した。 結果を第 1 表に示す。

(b)焼鈍性評価方法

圧延後のア ミ ルニゥ ム板を長さ 1 O cmの短尺に 切 り 、 数十枚重ね合わせた後、 厚鋼板で固定 し、 小型焼鈍炉にて焼鈍 した。

鈍炉の加熱条件は、 空気雰囲気中で昇温速度 5 eC Z分にて 3 3 0 で まで加熱 し、 3 0 分保持後、 放冷 した。 加熱終了後、 焼鈍板上の焼鈍スティ ン 発生度合を 目視にて判定 し、 焼鈍性を評価 した。 結果を第 1 表に示す。

(以下余白） 第 1 表

* 1 1一へキサデセンと 1一才クタデセンの等 Ml混^

* 2 4 0。Cにおける建度が 4 cSt のノ、。ラフィン系鉱油

* 3 4 0 °Cにおける動粘度が 6 cStのもの

* 4 〇は汚れカ沙ないことを示し、 △は汚れカ少しあることを示し、 Xは汚れが多いことを示す。

* 5 〇スティンカ沙ないことを、 △はスティンカ沙し有ることを、 Xはスティンカ哆いことをそれぞれ示す。

実施例 1 3 , 1 4 及び比較例 4 , 5

第 2 表に示す仕様の切削用潤滑油を用 いて、 下 記の切削実験を行っ た。

切削実験 （円筒端面の切削）

切削用の材料 と して径 8 0 腿 の円筒状アル ミ 二 ゥ ム合金 （ A C — 4 A — T 6 ) を用意 し、 こ れを 切削工具 （超硬 P 2 0 ) を用いて、 t (切込み） l mm , f (送 り ） 0. 1 腿/回転の切削条件にて、 上記アル ミ ニゥ ム合金の円筒端面の切削を行っ た 切削後、 切削端面の表面粗さ （ R _{m a x})の測定 と 表面観察を行っ た。 結果を第 2 表に示す。

(以下余白）

第 2 表

* 1, 2 第 1表と同じ c

産業上の利用可能性

以上の如 く 、 本発明の潤滑油組成物を用い る と、 各種金属やその合金の金属加工 （圧延， 絞 り ， 打 抜き， 引抜き， 冷間鍛造等の塑性加工や切削加工 な ら びに研削加工等） 時における摩耗粉の洗浄性 が向上する と と も に、 加工材料の焼鈍性が向上す る o

したが って、 本発明の潤滑油組成物は、 アル ミ 二ゥ ム， ア ル ミ ニウ ム合金， アル ミ ニウ ム箔をは じめ とする各種の金属や合金の塑性加工， 切削加 ェあ る いは研削加工等の際の金属加工油剤 と して 幅広 く 、 かつ有効に利用 さ れる。

Claims

請求の.範囲

1 . (a)炭素数 6 〜 4 0 の直鎖ォ レ フ ィ ンを主成分 とする基油に、 （b)アル コ ール， グ リ コ ール， ポ リ アルキ レ ン グ リ コ ール， ポ リ アルキ レ ン グ リ コ ー ル誘導体及び脂肪酸か ら選ばれた 1 種以上の化合 物を配合 してな る金属加工用潤滑油組成物。

2 . (a)炭素数 6 〜 4 0 の直鎖ォ レ フ ィ ン と鉱油及 び 又は合成油 と の混合物か らな る基油に、 （b)ァ ル コ 一 ノレ， グ リ コ ー ノレ， ポ リ ア ノレ キ レ ン グ リ コ ー ルお よ び脂肪酸か ら選ばれた 1 種以上の化合物を 配合 してな る金属加工用潤滑油組成物。

3 . (c)フ ノ ール系化合物及びア ミ ン系化合物の 少な く と も 1 種の化合物を配合 してな る請求項 1 又は 2 記載の金属加工用潤滑油組成物。

4 . (a)炭素数 6 〜 4 0 の直鎖ォ レ フ ィ ンを主成分 とす る基油に、 （c)フ エ ノ ール系化合物及びア ミ ン 系化合物の少な く と も 1 種の化合物を配合 してな る金属加工用潤滑油組成物。

5 . (a)炭素数 6 〜 4 0 の直鎖ォ レ フ ィ ン と鉱油及 び 又は合成油 と の混合物か らな る基油 に、 （c) フ エ ノ 一ル系化合物及びア ミ ン系化合物の少な く と も 1 種の化合物を配合 してな る金属加工用潤滑油 組成物。