JP2001139976A - 金属加工用潤滑油組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塩素系添加物を含むことなく、切削又は研削
加工、特に難加工においても優れた潤滑性を発揮するこ
とができる金属加工用潤滑油組成物を提供する。 【解決手段】 本発明の金属加工用潤滑油組成物は、潤
滑油組成物全体を１００重量部とした場合、（ａ）ヘー
ズ値が１０以上、好ましくは１２以上、更に好ましくは
１５以上であるカルシウム等のアルカリ土類金属による
過塩基性金属スルホネートを１〜８０重量部と、（ｂ）
コハク酸イミド等の分散剤を０．１〜５０重量部と、
（ｃ）硫化オレフィン、硫化エステル等の硫黄系極圧添
加剤を０．１〜８０重量部と、（ｄ）油脂、脂肪酸、脂
肪酸エステル等の油性剤を５〜８０重量部含有すること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属加工用潤滑油
組成物に関し、更に詳しくは、塩素系添加物を含むこと
なく、切削又は研削加工、特に難加工においても優れた
潤滑性を発揮すると共に、液安定性にも優れた金属加工
用潤滑油組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属の切削又は研削用に用いられ
る金属加工用潤滑油には、潤滑性を付与する目的で、油
脂、脂肪酸、エステル等の油性剤や、硫黄、塩素、リン
等の極圧添加剤が添加されている。この中で、塩素化パ
ラフィンや塩素化脂肪酸エステル等の塩素系化合物は、
他の極圧剤と比較して廉価である上、潤滑性能に優れて
いることから、従来より、金属の切削又は研削、特に、
低速（例えば３０ｍ／ｍｉｎ以下）で加工条件の苛酷な
ブローチ、タップ、リーマ、シェービング等の難加工に
用いられる金属加工用潤滑油組成物に添加されていた。

【０００３】しかし、塩素系化合物については、例え
ば、米国では特定の塩素化パラフィンを発ガン性物質と
認定し、さらにＰＬ法の施行により発ガン性の警告表示
が必要となる等、人体の健康面での問題点が指摘されて
いた。また、塩素系化合物を含有する切削又は研削用潤
滑油の廃液を焼却処分する場合、燃焼時に大気汚染の原
因となる塩化水素（ＨＣｌ）が発生したり、あるいは、
焼却時の燃焼温度によってはダイオキシンが発生する等
により、環境汚染を引き起こすおそれがあるという問題
点も最近指摘されている。このような事情から、現在、
多くの国では塩素化パラフィンを含有する金属加工用油
剤の使用が敬遠されつつある。

【０００４】そこで、塩素化パラフィン等の塩素系化合
物を含有しない金属加工用潤滑油組成物の開発検討が行
われているが、塩素系化合物を含まない潤滑油組成物で
は、切削・研削加工、特に上記難加工において十分な潤
滑性が得られないという問題点がある。よって、塩素系
化合物による環境汚染を防止すると共に、切削・研削加
工、特に上記難加工においてもなお優れた潤滑性を発揮
することができる金属加工用潤滑油組成物は、未だ開発
されていないのが実情である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みてなされたものであり、塩素系添加物を含むことな
く、切削又は研削加工、特に難加工においても優れた潤
滑性を発揮すると共に、液安定性にも優れた金属加工用
潤滑油組成物に関する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、塩素系化
合物に替わる種々の添加剤を鋭意検討した結果、特定の
ヘーズ値を有するアルカリ土類金属による過塩基性金属
スルホネートを分散剤と併用することにより、塩素系化
合物を含有しなくても、切削・研削加工において優れた
潤滑性を発揮すると共に、液安定性にも優れていること
を見出して本発明を完成するに至った。即ち、本第１発
明の金属加工用潤滑油組成物は、（ａ）ヘーズ値が１０
以上であるアルカリ土類金属による過塩基性金属スルホ
ネート（以下、「（ａ）成分」という。）と、（ｂ）分
散剤（以下、「（ｂ）成分」という。）とを含有するこ
とを特徴とする。

【０００７】上記（ａ）成分の「アルカリ土類金属の過
塩基性金属スルホネート」は、有機スルホン酸金属塩、
塩基性アルカリ土類金属塩及び有機溶剤を含む油溶性分
散物（塩基性有機・無機分散物）である。上記（ａ）成
分を構成する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、この内、特にカ
ルシウムが好ましい。これらは単独で用いてもよいし、
二種以上を組み合わせて用いることもできる。また、本
第１発明における上記過塩基性金属スルホネートの全塩
基価（ＴＢＮ）は、通常３００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、好
ましくは３５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、更に好ましくは５
００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上である。このＴＢＮの値が３０
０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満では潤滑性、切削性に劣るので好
ましくない。

【０００８】アルカリ土類金属による過塩基性金属スル
ホネートの上記「へーズ値」とは、鉱油に１重量％の濃
度となるように溶解した液を調製し、この液を用いて１
ｍｍ幅のセルでＪＩＳ Ｋ ６７１４の積分式光線透過
率測定装置に準じて実施例に記載した方法により散乱光
透過率及び全光線透過率を測定し、以下の式により計算
した値である。 ヘーズ値Ｈ（％）＝Ｔｄ×１００／Ｔｔ Ｔｄ：散乱光透過率 Ｔｔ：全光線透過率 アルカリ土類金属による過塩基性金属スルホネートの上
記「へーズ値」は、通常は１０以上、好ましくは１２以
上、更に好ましくは１５以上である。このヘーズ値が１
０未満では切削性に劣るので好ましくない。

【０００９】本第１発明における上記「分散剤」は、過
塩基性金属スルホネートの経時による沈降を防止すると
いう性質を有する限り特に限定はない。このような上記
「分散剤」としては、例えば、コハク酸イミド、エステ
ル化合物（コハク酸エステル、多価アルコールの部分エ
ステル、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル
等、但し一価アルコールと一価カルボン酸とのエステル
は除く）、高級アルコールのエチレンオキシド付加物、
ジチオリン酸亜鉛等が挙げられる。

【００１０】本第１発明における上記（ａ）成分及び
（ｂ）成分の含有量については特に限定はないが、通
常、本第２発明に示すように、金属加工用潤滑油組成物
全体を１００重量部とした場合、上記（ａ）成分の含有
量は通常１〜８０重量部、好ましくは５〜５０重量部、
更に好ましくは１０〜５０重量部であり、上記（ｂ）成
分の含有量は通常０．１〜５０重量部、好ましくは１〜
５０重量部、更に好ましくは５〜５０重量部である。上
記（ａ）成分の含有量が１重量部未満では切削性が劣る
ので好ましくなく、一方、８０重量部を超えると潤滑剤
組成物の粘度が高くなり過ぎ、供給が困難になるので好
ましくない。また、上記（ｂ）成分の含有量が０．１重
量部未満では液安定性及び切削性が劣るので好ましくな
く、一方、８０重量部を超えると相対的に（ａ）成分の
含有量が減少することにより、やはり切削性での相乗効
果が減少するので好ましくない。

【００１１】また、本発明における金属加工用潤滑油組
成物には、上記（ａ）成分及び（ｂ）成分に加えて、本
第３発明に示すように、（ｃ）硫黄系極圧添加剤及び／
又は（ｄ）油性剤を添加することができる。上記「硫黄
系極圧添加剤」としては、例えば、硫化オレフィン、硫
化エステル、硫化油脂、硫化脂肪酸等を使用することが
できる。また、上記「油性剤」としては、大豆油、菜種
油、米ぬか油等の油脂、脂肪酸、脂肪酸エステル（一価
アルコールと一価カルボン酸とのエステル等）等が使用
できる。これらの硫黄系極圧添加剤と油性剤はそれぞれ
単独で用いてもよく、また、２種以上を混合して用いて
もよい。

【００１２】本第３発明における上記（ｃ）成分及び
（ｄ）成分の含有量については特に限定はないが、通
常、本第４発明に示すように、潤滑油組成物全体を１０
０重量部とした場合、上記（ｃ）成分の含有量が０．１
〜８０重量部、好ましくは２〜５０重量部、更に好まし
くは５〜４０重量部であり、上記（ｄ）成分の含有量が
５〜８０重量部、好ましくは１０〜５０重量部、更に好
ましくは２０〜５０重量部である。上記（ｃ）成分の含
有量が０．１重量部未満では切削性に劣るので好ましく
なく、一方、８０重量部を超えると（ａ）成分との併用
効果が出ないので好ましくない。また、上記（ｄ）成分
の含有量が５重量部未満では切削性に劣るので好ましく
なく、一方、８０重量部を超えると（ａ）成分との併用
効果が出ないので好ましくない。

【００１３】本第１発明〜第４発明の金属加工用潤滑組
成物の基油としては、通常、金属加工用潤滑油に用いら
れているものであれば特に限定はない。このような基油
としては、例えば、鉱油、硫化鉱油、硫黄粉末を溶解し
た鉱油及び合成油（ポリαオレフィン、アルキルベンゼ
ン、アルキルナフタレン、ボリブテン、ポリオキシアル
キレングリコール、ポリオキシアルキレングリコールエ
ーテル、シリコーンオイル、ポリオールエステル等）等
が挙げられる。

【００１４】本発明の金属加工用潤滑油組成物は、塩素
系添加物を含まなくても潤滑性に優れており、以下の実
施例に記載した条件及び測定方法により測定される切削
抵抗を３２００Ｎ以下、好ましくは３０００Ｎ以下、更
に好ましくは２９００Ｎ以下とすることができ、加工面
粗さを１３μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、更に好
ましくは６μｍ以下とすることができる。

【００１５】本第１発明〜第４発明の金属加工用潤滑油
組成物は、上記各成分の他に、通常、金属加工用潤滑油
組成物としての基本的性能を維持するために、本発明の
目的を阻害しない範囲で、種々の添加剤を必要に応じて
適宜添加することができる。例えば、酸化防止剤、防錆
剤、防食剤等を適宜添加することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の金属加工用潤滑油
組成物について、実施例及び比較例を挙げて具体的に説
明する。 （１）金属加工用潤滑油組成物の調製 下記の成分を表１に示す重量部の割合で配合することに
より、実施例１〜４及び比較例１〜５の各金属加工用潤
滑油組成物を調製した。尚、過塩基性金属スルホネート
Ａ〜Ｃの各ヘーズ値は、鉱油（商品名「ニュートラルオ
イル１０」、日石三菱株式会社製）に１重量％の濃度と
なるように溶解し、当該溶液を１ｍｍ幅セルを用いてＪ
ＩＳ Ｋ ６７１４に示された積分式光線透過率測定装
置に準じて作製されたスガ試験機（ＨＧＭ−２ＤＰ）を
使用して求めた値である。 （ａ）過塩基性金属スルホネート 過塩基性金属スルホネートＡ：商品名「Ｌｕｂｒｉｚ
ｏ１５２８３」、日本ルーブリゾール社製（ヘーズ値；
１６） 過塩基性金属スルホネートＢ：商品名「Ｃａｌｃｉｎ
ａｔｅＣ４００Ｃ」、ウイトコ社製（ヘーズ値；１．
１） 過塩基性金属スルホネートＣ：商品名「Ｃａｌｃｉｎ
ａｔｅＣ５００」、ウイトコ社製（ヘーズ値；１．４） （ｂ）分散剤：コハク酸イミド （ｃ）硫黄系極圧添加剤：ポリスルフィド（商品名「Ｄ
ＡＩＬＵＢＥ ＧＳ４４０」、大日本インキ化学工業株
式会社社製） （ｄ）油性剤：オレイン酸メチル （ｅ）その他の成分 塩素化パラフィン：商品名「エンパラＫ−５０」、味
の素ファインテクノ株式会社製 鉱油：商品名「スピンドル油」、コスモ石油株式会社
製

【００１７】

【表１】

【００１８】（２）金属加工用潤滑油組成物の性能評価 本発明の金属加工用潤滑油組成物の性能を明らかにする
ため、上記実施例１〜４及び比較例１〜５の各金属加工
用潤滑油組成物を用いて、以下の性能試験を行った。そ
の結果を上記表１に示す。 切削試験 被削材として、クロム鋼（ＳＣｒ４２０Ｈ）を使用し、
これを不二越製試験機を用いて下記の試験条件でサーフ
ェイスブローチ試験を行い、切削した時の切削抵抗
（Ｎ）及び加工面祖さ（μｍ，Ｒｚ）を測定した。 工具：ＳＫＨ５５（６枚刃、すくい角１５°、逃げ角２
°、刃幅４ｍｍ）、切り込み：０．０８ｍｍ／刃、切削
速度：４ｍ／ｍｉｎ 尚、切削抵抗はキスラー社製圧電動力計を用いて測定
し、加工面粗さはＳｕｒｆｃｏｍ（東京精密社製）を用
いて測定した。 液安定性 実施例１〜４及び比較例１〜５の各金属加工用潤滑剤組
成物を５０℃で４８時間静置した後の液の分離の有無を
目視により調べた。この結果を以下の表１に示す。尚、
表１において、「○」は液の分離が認められない状態を
示し、「×」は液の分離が認められたことを意味する。

【００１９】（３）実施例の効果 表１より、ヘーズ値が１．１の過塩基性金属スルホネー
トＢを用い、分散剤を含有しない比較例１及び２の金属
加工用潤滑剤組成物では、切削抵抗が３２３８Ｎ及び３
４２８Ｎと、かなり大きな値を示しており、潤滑性が悪
く、その結果、被切削材表面の加工面粗さも１６．３μ
ｍ及び１７．７μｍと、かなり大きい値を示し、加工後
の製品の品質低下を引き起こしていることが分かる。ま
た、分散剤を含有するが、ヘーズ値が１．４と低い過塩
基性金属スルホネートＣを使用している比較例３では、
加工面粗さが１４．８μｍと、幾分改善されてはいる
が、依然として切削抵抗が３４７６Ｎと大きな値を示し
ており、潤滑性が改善されていないことが分かる。更
に、ヘーズ値が１６の過塩基性金属スルホネートＡを用
いているが、分散剤を含有しない比較例５では、切削抵
抗や加工面粗さは改善されているものの、液安定性に劣
ることが分かる。

【００２０】これに対し、ヘーズ値１６の過塩基性金属
スルホネートＡと分散剤とを併用した実施例１〜４で
は、切削抵抗で２８１６〜３１９８Ｎと、前記比較例１
〜３よりも小さい値を示していることから、比較例１〜
３よりも潤滑性に優れていることが分かる。特に、過塩
基性金属スルホネートＡの含有量が２０〜８０重量部、
分散剤の含有量が２〜５重量部である実施例２〜４の各
金属加工用潤滑油組成物では、塩素系化合物を含んだ従
来型の金属加工用潤滑油組成物である比較例４と比べ
て、切削抵抗がほぼ同じくらいであると共に、加工面粗
さは比較例４よりも小さいことから、従来の塩素系化合
物に匹敵する潤滑性を奏することが分かる。また、実施
例１〜４では、いずれも液安定性に優れていることが分
かる。

【００２１】尚、本発明においては、前記具体的実施例
に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範
囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、
本発明の金属加工用潤滑油組成物は、表１に示す組成及
び配合割合に限られず、本発明の範囲内における種々の
組成及び配合割合とすることができる。

【００２２】

【発明の効果】本発明の金属加工用潤滑油組成物は、特
定のヘーズ値を有する過塩基性金属スルホネートと分散
剤とを併用することにより、液安定性に優れ、塩素系化
合物を含有しなくても、切削・研削加工において優れた
潤滑性を発揮することができる。その結果、加工効率の
向上を図ることができると共に、塩素系化合物を添加し
た金属加工用潤滑油組成物より生じる環境汚染を防止す
ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１０Ｍ 135:20 Ｃ１０Ｍ 135:20 129:70） 129:70） Ｃ１０Ｎ 20:00 Ｃ１０Ｎ 20:00 Ｚ 30:06 30:06 40:22 40:22 (72)発明者 黒井 信臣 神奈川県高座郡寒川町田端1580番地 ユシ ロ化学工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4H104 BB17C BB32C BB33C BB35C BB44C BF03C BG02C BG04C BG14C BH07C CB14C DA02A DA06C DB07C EA22C EB02 EB07 EB08 FA02 LA02 LA03 PA21 PA22

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）ヘーズ値が１０以上であるアルカ
   リ土類金属による過塩基性金属スルホネートと、（ｂ）
   分散剤とを含有することを特徴とする金属加工用潤滑油
   組成物。
2. 【請求項２】 潤滑油組成物全体を１００重量部とした
   場合、上記（ａ）成分の含有量が１〜８０重量部、上記
   （ｂ）成分の含有量が０．１〜５０重量部である請求項
   １記載の金属加工用潤滑油組成物。
3. 【請求項３】 （ｃ）硫黄系極圧添加剤及び／又は
   （ｄ）油性剤を含有する請求項１又は２記載の金属加工
   用潤滑油組成物。
4. 【請求項４】 潤滑油組成物全体を１００重量部とした
   場合、上記（ｃ）成分の含有量が０．１〜８０重量部、
   及び／又は上記（ｄ）成分の含有量が５〜８０重量部で
   ある請求項３記載の金属加工用潤滑油組成物。