JP2000045018A - 熱処理油組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 焼入れ硬化能と被処理物の光輝性を損な
うことなく防錆性が付与された熱処理油組成物を提供す
る。 【解決手段】 環分析（ｎ−ｄ−ｍ法）による％ＣＡが
２未満、臭素価が５ｇ／１００ｇ未満であり、硫黄を１
００重量ｐｐｍ以下含有する鉱油を基油とし、該基油
に、組成物全量基準で、（ａ）リン酸エステル化合物を
０．０１〜５重量％、及び（ｂ）アルケニルコハク酸イ
ミド化合物もしくはアルキルコハク酸イミド化合物また
はそれらのホウ素付加物を０．５〜１０重量％、もしく
は（ｃ）アルカリ土類金属のサリチレート、フェネート
及びスルホネートから選ばれる少なくとも一種を０．５
〜１０重量％配合してなる熱処理油組成物である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は熱処理油組成物、特
に焼入れ油組成物に関し、より詳しくは、焼入れ硬化能
と被処理物の光輝性を損なうことなく、防錆性が付与さ
れた熱処理油組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】ベアリングの焼入れは、通常金属光沢を
維持した光輝焼入れがなされているが、その結果、後の
研削工程に移るまでの保管期間に錆が発生するという問
題がある。そのために、洗浄液への防錆剤の添加、焼戻
し直後の防錆剤の噴霧、防錆剤中への浸漬処理などの中
間防錆処理が行われている。この防錆処理は煩雑である
ばかりでなく、防錆処理が徹底せず錆の発生、作業環境
の汚染や被処理物のべとつきなど後工程への影響があ
り、その代替技術の出現が要求されている。即ち、焼入
れ工程において、ベアリングの光輝性を維持しながら同
時に防錆性の付与が望まれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記観点か
らなされたもので、焼入れ硬化能と被処理物の光輝性を
損なうことなく防錆性が付与された熱処理油組成物を提
供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意研究を
重ねた結果、特定の基油と特定の添加剤を組み合わせる
ことにより上記の目的を効果的に達成しうることを見出
し本発明を完成したものである。すなわち、本発明の要
旨は下記の通りである。 （１）環分析（ｎ−ｄ−ｍ法）による％ＣＡが２未満、
臭素価が５ｇ／１００ｇ未満であり、硫黄を１００重量
ｐｐｍ以下含有する鉱油を基油とし、該基油に、組成物
全量基準で、（ａ）リン酸エステル化合物を０．０１〜
５重量％、及び（ｂ）アルケニルコハク酸イミド化合物
もしくはアルキルコハク酸イミド化合物またはそれらの
ホウ素付加物を０．５〜１０重量％配合してなる熱処理
油組成物。 （２）環分析（ｎ−ｄ−ｍ法）による％ＣＡが２未満、
臭素価が５ｇ／１００ｇ未満であり、硫黄を１００重量
ｐｐｍ以下含有する鉱油を基油とし、該基油に、組成物
全量基準で、（ａ）リン酸エステル化合物を０．０１〜
５重量％、及び（ｃ）アルカリ土類金属のサリチレー
ト、フェネート及びスルホネートから選ばれる少なくと
も一種を０．５〜１０重量％配合してなる熱処理油組成
物。 （３）環分析（ｎ−ｄ−ｍ法）による％ＣＡが２未満、
臭素価が５ｇ／１００ｇ未満であり、硫黄を１００重量
ｐｐｍ以下含有する鉱油を基油とし、該基油に、組成物
全量基準で、（ａ）リン酸エステル化合物を０．０１〜
５重量％、（ｂ）アルケニルコハク酸イミド化合物もし
くはアルキルコハク酸イミド化合物またはそれらのホウ
素付加物を０．５〜１０重量％、及び（ｃ）アルカリ土
類金属のサリチレート、フェネート及びスルホネートか
ら選ばれる少なくとも一種を０．５〜１０重量％配合し
てなる（１）又は（２）に記載の熱処理油組成物。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を説
明する。本発明の熱処理油組成物において、基油とし
て、環分析（ｎ−ｄ−ｍ法）による％ＣＡが２未満、臭
素価が５ｇ／１００ｇ未満であり、硫黄を１００重量ｐ
ｐｍ以下含有する鉱油が用いられる。％ＣＡ、臭素価及
び硫黄含量がこの範囲を逸脱すると、添加剤の添加効果
（酸化安定性，防錆性）が小さくなり好ましくない。こ
の基油の粘度については、特に制限はないが、１００℃
における動粘度が１．５ｍｍ² ／ｓ以上のものが好まし
く、２〜５０ｍｍ² ／ｓの範囲にあるものがより好まし
い。基油の粘度が低すぎると、蒸気膜段階が長くなり、
冷却の不均一が起こり易く、また焼入歪みの増大を招
く。同時にミスト発生により作業性悪化を招いたり、火
災の危険性が増大する場合があり好ましくない。また、
この基油の低温流動性の指標である流動点については特
に制限はないが、−１０℃以下であるのが好ましい。

【０００６】このような鉱油は各種のものがあり、用途
などに応じて適宜選定すればよいが、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
することによって得られる精製油、例えば、溶剤精製
油，水添精製油，脱蝋処理油，白土処理油などを挙げる
ことができる。これらの基油は、それぞれ単独で、ある
いは二種以上を組み合わせて使用することができる。

【０００７】次に、基油に配合される（ａ）〜（ｃ）成
分について説明する。 （ａ）成分 リン酸エステル化合物は、下記の一般式（Ｉ）〜（Ｖ）
で表されるリン酸エステル，酸性リン酸エステル，亜リ
ン酸エステル，酸性亜リン酸エステルを包含する。

【０００８】

【化１】

【０００９】

【化２】

【００１０】

【化３】

【００１１】

【化４】

【００１２】

【化５】

【００１３】上記一般式（Ｉ）〜（Ｖ）において、Ｒ¹
〜Ｒ³ は炭素数４〜３０のアルキル基，アルケニル基，
アルキルアリール基及びアリールアルキル基を示し、Ｒ
¹ 〜Ｒ³ は同一でも異なっていてもよい。リン酸エステ
ルとしては、トリアリールホスフェート，トリアルキル
ホスフェート，トリアルキルアリールホスフェート，ト
リアリールアルキルホスフェート，トリアルケニルホス
フェートなどがあり、具体的には、例えばトリフェニル
ホスフェート，トリクレジルホスフェート，ベンジルジ
フェニルホスフェート，エチルジフェニルホスフェー
ト，トリブチルホスフェート，エチルジブチルホスフェ
ート，クレジルジフェニルホスフェート，ジクレジルフ
ェニルホスフェート，エチルフェニルジフェニルホスフ
ェート，ジエチルフェニルフェニルホスフェート，プロ
ピルフェニルジフェニルホスフェート，ジプロピルフェ
ニルフェニルホスフェート，トリエチルフェニルホスフ
ェート，トリプロピルフェニルホスフェート，ブチルフ
ェニルジフェニルホスフェート，ジブチルフェニルフェ
ニルホスフェート，トリブチルフェニルホスフェート，
トリヘキシルホスフェート，トリ（２−エチルヘキシ
ル）ホスフェート，トリデシルホスフェート，トリラウ
リルホスフェート，トリミリスチルホスフェート，トリ
パルミチルホスフェート，トリステアリルホスフェー
ト，トリオレイルホスフェートなどを挙げることができ
る。

【００１４】酸性リン酸エステルとしては、具体的に
は、例えば２−エチルヘキシルアシッドホスフェート，
エチルアシッドホスフェート，ブチルアシッドホスフェ
ート，オレイルアシッドホスフェート，テトラコシルア
シッドホスフェート，イソデシルアシッドホスフェー
ト，ラウリルアシッドホスフェート，トリデシルアシッ
ドホスフェート，ステアリルアシッドホスフェート，イ
ソステアリルアシッドホスフェートなどを挙げることが
できる。

【００１５】亜リン酸エステルとしては、具体的には、
例えばトリエチルホスファイト，トリブチルホスファイ
ト，トリフェニルホスファイト，トリクレジルホスファ
イト，トリ（ノニルフェニル）ホスファイト，トリ（２
−エチルヘキシル）ホスファイト，トリデシルホスファ
イト，トリラウリルホスファイト，トリイソオクチルホ
スファイト，ジフェニルイソデシルホスファイト，トリ
ステアリルホスファイト，トリオレイルホスファイトな
どを挙げることができる。

【００１６】酸性亜リン酸エステルとしては、具体的に
は、例えばジブチルハイドロゲンホスファイト，ジラウ
リルハイドロゲンホスファイト，ジオレイルハイドゲン
ホスファイト，ジステアリルハイドロゲンホスファイ
ト，ジフェニルハイドロゲンホスファイトなどを挙げる
ことができる。以上のリン酸エステル化合物の中で、２
−エチルヘキシルアシッドホスフェート，オレイルアシ
ッドホスフェート，ラウリルアシッドホスフェート，ス
テアリルアシッドホスフェートなどの酸性リン酸エステ
ル、ジラウリルハイドロゲンホスファイト，ジオレイル
ハイドゲンホスファイト，ジステアリルハイドロゲンホ
スファイトなどの酸性亜リン酸エステルが好適である。

【００１７】本発明においては、上記（ａ）成分は一種
用いてもよく、二種以上を用いてもよい。また、その配
合量は、組成物全量基準で、０．０１〜５重量％の範囲
であり、０．１〜１重量％の範囲が好ましい。０．０１
重量％未満では、防錆効果が不十分であり、また他成分
との相乗効果が見られない場合があり、５重量％を超え
ると、焼入油の酸化安定性を阻害し、光輝寿命を損なう
ため好ましくない。

【００１８】（ｂ）成分 アルケニルコハク酸イミド化合物とアルキルコハク酸イ
ミド化合物として、下記の一般式（VI）のモノ体と一般
式（VII)のビス体を挙げることができる。

【００１９】

【化６】

【００２０】

【化７】

【００２１】（式中、Ｒ⁴ 、Ｒ⁶ 及びＲ⁷ は数平均分子
量３００〜４，０００のアルケニル基又はアルキル基で
同一でも異なっていてもよく、Ｒ⁵ 、Ｒ⁸ 及びＲ⁹ は炭
素数２〜４のアルキレン基で同一でも異なっていてもよ
く、ｍは１〜１０の整数を示し、ｎは０又は１〜１０の
整数を示す。） 上記一般式（VI），（VII)において、Ｒ⁴ 、Ｒ⁶ 及びＲ
⁷ は、好ましくは９００〜３，０００のアルケニル基又
はアルキル基であり、アルケニル基としては、ポリブテ
ニル基、エチレン−プロピレン共重合体を挙げることが
でき、アルキル基としてはそれらを水添したものであ
る。

【００２２】本発明においては、上記モノ体、ビス体、
それらの混合物のいずれも使用することができる。上記
のアルケニルコハク酸イミド化合物及びアルキルコハク
酸イミド化合物は、通常ポリオレフィンと無水マレイン
酸との反応で得られるアルケニルコハク酸無水物、又は
それを水添して得られるアルキルコハク酸無水物を、ポ
リアミンと反応させることによって調製することができ
る。前記のモノ体及びビス体は、アルケニルコハク酸無
水物又はアルキルコハク酸無水物とポリアミンとの反応
比率を変えることによって調製することができる。前記
ポリオレフィンを形成するオレフィン単量体としては、
炭素数２〜８のα−オレフィンの一種又は二種以上を混
合して用いることができるが、イソブテンとブテン−１
の混合物が好適に用いることができる。一方、ポリアミ
ンとしては、エチレンジアミン，プロピレンジアミン，
ブチレンジアミン，ペンチレンジアミン等の単一ジアミ
ン、ジエチレントリアミン，トリエチレンテトラミン，
テトラエチレンペンタミン，ペンタエチレンヘキサミ
ン，ジ（メチルエチレン）トリアミン，ジブチレントリ
アミン，トリブチレンテトラミン，ペンタペンチレンヘ
キサミン等のポリアルキレンポリアミンを挙げることが
できる。

【００２３】また、アルケニルコハク酸イミド化合物も
しくはアルキルコハク酸イミド化合物のホウ素付加物
は、常法により調製したものを使用することができる。
例えば、前記のポリオレフィンを無水マレイン酸と反応
させてアルケニルコハク酸無水物とした後、さらに上記
のポリアミンと酸化ホウ素，ハロゲン化ホウ素，ホウ素
酸，ホウ素酸エステル，ホウ素酸のアンモニウム塩等の
ホウ素化合物を反応させて得られる中間体と反応させて
イミド化させることによって得られる。このホウ素付加
物中のホウ素の好ましい含有量は、０．１〜６重量％の
範囲であり、更に好ましい含有量は０．１〜４重量％の
範囲である。

【００２４】本発明においては、上記（ｂ）成分は一種
用いてもよく、二種以上を用いてもよい。また、その配
合量は、組成物全量基準で、０．５〜１０重量％の範囲
であり、１〜４重量％の範囲が好ましい。０．５重量％
未満では、光輝性改善効果が不十分であり、また他成分
との相乗効果が見られない場合があり、１０重量％を超
えると、リン酸エステル化合物の効果を阻害するため好
ましくない。

【００２５】（ｃ）成分 アルカリ土類金属のサリチレート、フェネート及びスル
ホネートから選ばれる金属系清浄分散剤である。好まし
い全塩基価は５０〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇ（ＪＩＳ Ｋ
−２５０１：過塩素酸法）の範囲である。全塩基価が低
すぎると、添加量が多くないと効果が得られないため、
経済的に不利である。全塩基価が高すぎると、溶解性が
不十分である。さらに好ましい全塩基価は１５０〜２５
０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲である。

【００２６】アルカリ土類金属のサリチレートは、アル
キルサリチル酸のアルカリ金属塩であり、通常、炭素数
８〜１８のα−オレフィンでフェノールをアルキル化
し、次いでコルベシュミット反応でカルボキシル基を導
入した後、複分解し、炭酸化する方法により得られる。
アルキルサリチル酸の具体例としては、ドデシルサリチ
ル酸，ドデシルメチルサリチル酸，テトラデシルサリチ
ル酸，ヘキサデシルサリチル酸，オクタデシルサリチル
酸，ジオクチルサリチル酸などを挙げることができる。

【００２７】アルカリ土類金属のフェネートは、アルキ
ルフェノール又は硫化アルキルフェノールのアルカリ土
類金属塩であり、通常、アルキルフェノールまたは硫化
アルキルフェノールのアルカリ土類金属塩を炭酸化する
方法により得られる。

【００２８】アルカリ土類金属のスルホネートは、各種
スルホン酸のアルカリ土類金属塩であり、通常、各種ス
ルホン酸のアルカリ土類金属塩を炭酸化する方法により
得られる。スルホン酸としては、芳香族石油スルホン
酸、アルキルスルホン酸、アリールスルホン酸、アルキ
ルアリールスルホン酸等があり、具体的には、ドデシル
ベンゼンスルホン酸、ジラウリルセチルベンゼンスルホ
ン酸、パラフィンワックス置換ベンゼンスルホン酸、ポ
リオレフィン置換ベンゼンスルホン酸、ポリイソブチレ
ン置換ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸など
を挙げることができる。

【００２９】以上のサリチレート，フェネート及びスル
ホネートのアルカリ土類金属としては、カルシウム，バ
リウム，マグネシウム等が挙げられるが、効果の点でカ
ルシウムが好ましい。本発明においては、上記（ｃ）成
分は一種用いてもよく、二種以上を用いてもよい。ま
た、その配合量は、組成物全量基準で、０．５〜１０重
量％の範囲であり、１〜３重量％の範囲が好ましい。
０．５重量％未満では、酸化安定性及び光輝性改善効果
が不十分であり、また他成分との相乗効果が見られない
場合があり、１０重量％を超えると、リン酸エステル化
合物の防錆性の効果を阻害するため好ましくない。

【００３０】本発明の熱処理油組成物は、基油に、
（ａ）成分と（ｂ）成分、又は（ａ）成分と（ｃ）成分
を配合することによって調製できるが、（ａ）成分、
（ｂ）成分及び（ｃ）成分を配合することによっても調
製できるのは勿論である。本発明の熱処理油組成物に
は、その他に、必要に応じて酸化防止剤，消泡剤，冷却
性向上剤などの添加剤を本発明の目的を阻害しない範囲
で適宜配合することができる。なお、焼入れの油槽に
は、密閉型と開放型があるが、本発明の熱処理油組成物
は開放型に適しているものである。

【００３１】

【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説
明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定され
るものではない。 実施例１〜８及び比較例１〜４ 第１表に示す割合で、基油に各成分を配合し、実施例及
び比較例の焼入油を調製した。これら実施例と比較例の
油剤の新油、酸化試験後の油、熱劣化試験後の油につい
て、下記の要領で性能を評価した。その結果を第１表に
示す。

【００３２】（１）新油 冷却性能 ＪＩＳ Ｋ ２２４２に準拠して冷却曲線を作成し、Ｈ
値（ｃｍ^-1）で評価した。 防錆性 ＪＩＳ Ｋ ２２４６に準拠して塩水噴霧試験を行い、
３時間後の錆の発生状況で評価した。評価 ○；錆なし ×；錆あり

【００３３】（２）酸化試験後の油 酸化試験：インディアナ酸化試験（１７０℃、９６時
間、空気吹き込み量１０リットル／ｈｒ、触媒Ｃｕ，Ｆ
ｅ） 冷却性能 前記に同じ。 光輝性 Ｎ₂ ：Ｈ₂ ＝３：１の雰囲気中で８５０℃に加熱したＳ
４５Ｃ及びＳＵＳ−２試験片を１２０℃の試料油に投入
し、試験片の着色状態を評価した。 評価 ◎；全面が金属光沢 ○；端部が灰色、又は全体がうすい灰色〜黄褐色 △；端部が褐色〜黒色、又は全体にうすいスラッジ模様 ×；全体にスラッジ付着

【００３４】（３）酸化劣化後の油をフィルター（Ｎ
ｏ．５のろ紙）で吸引ろ過したもの光輝性 前記に同じ。 （４）熱劣化試験後の油 熱劣化試験：加熱した鋼試験片を試料油中に繰り返し投
入（鋼試験片の温度８００℃、投入回数１，０００回、
試料油温１９０℃、空気吹き込み量１０リットル／ｈ
ｒ） 冷却性能 前記に同じ。 光輝性 前記に同じ。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】

【表３】

【００３８】（注） ＊１：パラフィン系鉱油（％ＣＡ；０、臭素価１ｇ／１
００ｇ、硫黄含量３重量ｐｐｍ、１００℃における動粘
度１８ｍｍ² ／ｓ） ＊２ パラフィン系鉱油（％ＣＡ３．５、臭素価１５ｇ
／１００ｇ、硫黄含量１５０重量ｐｐｍ、１００℃にお
ける動粘度１８ｍｍ² ／ｓ） ＊３：ジオレイルハイドロゲンホスファイト ＊４：２−エチルヘキシルアシッドホスフェート ＊５：Ｂ系ポリブテニルコハク酸イミド（ポリブテニル
基の数平均分子量１，０００、ホウ素含量２重量％） ＊６：ポリブテニルコハク酸イミド（ポリブテニル基の
数平均分子量１，０００） ＊７：Ｃａ−サリチレート（全塩基価２１０ｍｇＫＯＨ
／ｇ） ＊８：Ｃａ−スルホネート（全塩基価２１０ｍｇＫＯＨ
／ｇ） ＊９：フィルターでろ過した後の油を評価 第１表から、実施例の油剤は、比較例のものに比較して
防錆性が優れていると同時に酸化試験後の冷却性の変化
が小さく、また光輝性も優れていることがわかる。した
がって、本発明の熱処理油組成物は、特に開放型の油槽
の熱処理に適していると言える。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、焼入れ硬化能と被処理
物の光輝性を損なうことなく防錆性が付与された熱処理
油組成物を提供することができ、特に開放型の油槽の熱
処理に適している。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環分析（ｎ−ｄ−ｍ法）による％ＣＡが
   ２未満、臭素価が５ｇ／１００ｇ未満であり、硫黄を１
   ００重量ｐｐｍ以下含有する鉱油を基油とし、該基油
   に、組成物全量基準で、（ａ）リン酸エステル化合物を
   ０．０１〜５重量％、及び（ｂ）アルケニルコハク酸イ
   ミド化合物もしくはアルキルコハク酸イミド化合物また
   はそれらのホウ素付加物を０．５〜１０重量％配合して
   なる熱処理油組成物。
2. 【請求項２】 環分析（ｎ−ｄ−ｍ法）による％ＣＡが
   ２未満、臭素価が５ｇ／１００ｇ未満であり、硫黄を１
   ００重量ｐｐｍ以下含有する鉱油を基油とし、該基油
   に、組成物全量基準で、（ａ）リン酸エステル化合物を
   ０．０１〜５重量％、及び（ｃ）アルカリ土類金属のサ
   リチレート、フェネート及びスルホネートから選ばれる
   少なくとも一種を０．５〜１０重量％配合してなる熱処
   理油組成物。
3. 【請求項３】 環分析（ｎ−ｄ−ｍ法）による％ＣＡが
   ２未満、臭素価が５ｇ／１００ｇ未満であり、硫黄を１
   ００重量ｐｐｍ以下含有する鉱油を基油とし、該基油
   に、組成物全量基準で、（ａ）リン酸エステル化合物を
   ０．０１〜５重量％、（ｂ）アルケニルコハク酸イミド
   化合物もしくはアルキルコハク酸イミド化合物またはそ
   れらのホウ素付加物を０．５〜１０重量％、及び（ｃ）
   アルカリ土類金属のサリチレート、フェネート及びスル
   ホネートから選ばれる少なくとも一種を０．５〜１０重
   量％配合してなる請求項１又は２に記載の熱処理油組成
   物。