JP2001354983A - 金属加工油組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各種金属の切削，研削，圧延，絞り，鍛造な
どの金属加工に用いられ、特に加工部位へ油剤をミスト
状で供給するのに好適な金属加工油組成物を提供するこ
と。 【解決手段】 一般式（Ｉ） 【化１】 （式中Ｒ¹ 〜Ｒ⁴ は、それぞれ炭素数３以上の飽和又は
不飽和アルキル基を示し、それらはたがいに同一でも異
なっていてもよい。）で表されるペンタエリスリトール
のテトラエステルを含む金属加工油組成物である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属加工油組成物
に関し、さらに詳しくは、各種金属の切削，研削，圧
延，絞り，鍛造などの金属加工に用いられ、特に油剤を
加工部位へミスト状で供給するのに好適な金属加工油組
成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、切削，研削，圧延，絞り，鍛造な
どの金属加工に使用される油剤（金属加工油）として
は、一般に、鉱油に各種添加剤を添加した水不溶性油
剤、あるいは鉱油や合成油に各種添加剤を添加したもの
を水で希釈して使用する水溶性油剤が用いられている。
一方、油脂やエステル類、特に多価エステル類を用いた
金属加工油は、性能及びコストなどの面から、実用的に
用いられることが少ないのが実状である。他方、近年、
環境問題から、廃油量の低減及び消費電力の低減などが
要求され、油剤をミスト状にして金属加工を行う加工方
法が検討されている。このようなミスト給油の例として
は、これまでに植物油などを用いる方法（特開平１０−
８６０３６号公報）、植物性油のミストを用いる方法
（特開平１１−２４６８８１号公報）などが知られてい
るが、これらの場合、油剤についての詳細な記載はな
い。

【０００３】また、多価エステルを用いた例としては、
二塩基酸ジエステルを用いた油剤（特開２０００−７３
０７８号公報）、トリアシルグリセリンを用いた油剤
（特開２０００−７３０７９号公報）などが開示されて
いる。しかしながら、これらの公報においては、実施例
において摩擦係数の記載はあるが、金属加工における加
工性の評価例は記載されていない。この場合、潤滑性能
のみで加工性を判断しているが、実際の加工では、潤滑
性能以外の因子も係わってくるので、高潤滑性＝高加工
性であるとは必ずしもいえない。すなわち、これらの油
剤においては、金属の加工性が不足している可能性があ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況下で、加工性に優れ、かつ環境にやさしく、各種金
属の切削，研削，圧延，絞り，鍛造などの金属加工用と
して、特に加工部位へ油剤をミスト状で供給するのに好
適な金属加工油組成物を提供することを目的とするもの
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記の好ま
しい性質を有する金属加工油組成物を開発すべく鋭意研
究を重ねた結果、ペンタエリスリトールのテトラエステ
ルを含む組成物が、その目的に適合し得ることを見出し
た。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものであ
る。すなわち、本発明は、一般式（Ｉ）

【０００６】

【化２】

【０００７】（式中Ｒ¹ 〜Ｒ⁴ は、それぞれ炭素数３以
上の飽和又は不飽和アルキル基を示し、それらはたがい
に同一でも異なっていてもよい。）で表されるペンタエ
リスリトールのテトラエステルを含むことを特徴とする
金属加工油組成物を提供するものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の金属加工油組成物は、前
記一般式（Ｉ）で表されるペンタエリスリトールのテト
ラステルを含むものであって、該一般式（Ｉ）における
Ｒ¹ 〜Ｒ⁴ は、それぞれ炭素数３以上の飽和又は不飽和
アルキル基を示す。また、このＲ¹ 〜Ｒ⁴ は、たがいに
同一であってもよく、異なっていてもよい。該Ｒ¹ 〜Ｒ
⁴ で示される飽和又は不飽和のアルキル基は、直鎖状，
枝分かれ状及び環状のいずれであってもよいが、炭素数
が３未満であると潤滑性が不足する場合がある。また、
炭素数の上限は特に限定されないが、あまり多すぎると
エステルの粘度が高くなりすぎたり、固化することがあ
り、実用上不適切な場合があるので、３０以下が好まし
い。該アルキル基の好ましい炭素数は８〜３０であり、
特に１２〜３０が好適である。

【０００９】このＲ¹ 〜Ｒ⁴ で示される飽和又は不飽和
のアルキル基の例としては、ｎ−プロピル，イソプロピ
ル，ｎ−ブチル，イソブチル，ｔ−ブチル，ｎ−ペンチ
ル，ｎ−ヘキシル，ｎ−ヘプチル，ｎ−オクチル，ｎ−
エチルヘキシル，ｎ−ノニル，ｎ−デシル，ｎ−ウンデ
シル，ｎ−ドデシル，ｎ−トリデシル，ｎ−テトラドデ
シル，ｎ−ペンタデシル，ｎ−ヘキサデシル，ｎ−ヘプ
タデシル，ｎ−オクタデシル，ｎ−ノナデシル，ｎ−エ
イコシル，カプロレイル，ウンデシレイル，ラウロレイ
ル，ミリスチル，オレイル，リノール，リノレイル，２
−メチルペンチル，３−メチルペンチル，４−プロピル
ペンチル，４−エチルペンチル，２−メチルデシル，３
−メチルデシル，４−メチルデシル，５−メチルデシ
ル，６−メチルデシル，７−メチルデシル，９−メチル
デシル，６−エチルノニル，５−プロピルオクチル，３
−メチルウンデシル，６−プロピルノニル，２−メチル
ドデシル，３−メチルドデシル，４−メチルドデシル，
５−メチルドデシル，１１−メチルドデシル，７−プロ
ピルデシル，２−メチルトリデシル，１２−メチルトリ
デシル，２−メチルテトラデシル，４−メチルテトラデ
シル，１３−メチルテトラデシル，１４−メチルペンタ
デシル，２−エチルヘキサデシル，１４−エチルヘキサ
デシル，１４−エチルヘプタデシル，１５−エチルヘプ
タデシル，１６−エチルヘプタデシル，２−ブチルテト
ラデシル，２−メチルオクタデシル，３−メチルオクタ
デシル，４−メチルオクタデシル，５−メチルオクタデ
シル，６−メチルオクタデシル，７−メチルオクタデシ
ル，８−メチルオクタデシル，９−メチルオクタデシ
ル，１０−メチルオクタデシル，１１−メチルオクタデ
シル，１４−メチルオクタデシル，１５−メチルオクタ
デシル，１６−メチルオクタデシル，１７−メチルオク
タデシル，１５−エチルペンタデシル，３−メチルノナ
デシル，２−エチルオクタデシル，シクロペンチル，シ
クロヘキシル，メチルシクロヘキシル，シクロオクチ
ル，デカヒドロナフチルなどの各基を挙げることができ
る。

【００１０】前記一般式（Ｉ）で表されるペンタエリス
リトールのテトラエステルの製造方法としては特に制限
はなく、従来公知の方法を用いるとができる。例えば、
ペンタエリスリトールと、炭素数４以上の飽和若しくは
不飽和の脂肪族又は脂環式一価のカルボン酸、あるいは
その反応性誘導体（低級エステル，酸ハライドなど）一
種以上とを反応させることにより容易に製造することが
できる。本発明の金属加工油組成物においては、前記一
般式（Ｉ）で表されるペンタエリスリトールのテトラエ
ステルを一種用いてもよく、二種以上組み合わせて用い
てもよい。また、その配合量は、７０重量％以上が好ま
しく、特に９０重量％以上が好ましい。この配合量が７
０重量％未満では、本発明の目的が充分に達せられない
場合がある。

【００１１】本発明の金属加工油組成物においては、本
発明の目的が損なわれない範囲で、所望により、前記ペ
ンタエリスリトールのテトラエステル以外の他の基油、
例えば鉱油，合成基油，油脂，各種エステルなどを含有
させることができる。さらに、従来金属加工油に慣用さ
れている各種添加剤、例えば硫黄系添加剤，リン系添加
剤，酸化防止剤，防錆剤，金属系添加剤などを、適宜添
加することができる。本発明の金属加工油組成物（油
剤）においては、金属加工における加工部位への給油方
法は特に制限はなく、油剤を液状のまま給油してもよい
し、ミスト状にして給油してもよいが、ミスト状で給油
する方が、廃油を大幅に減少させ得るので好ましい。特
に、水のミストと油剤のミストを共存させた状態で給油
する方法が好ましい。この方法で給油すると、油剤ミス
トの加工部位に到達する効率が向上し、摩擦係数の低減
や仕上げ面粗さの向上など、加工性の向上が実現でき
る。

【００１２】

【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何ら制限され
るものではない。なお、各例において、下記の条件で平
均切削力を求め、切削加工性を評価した。切削力として
は、工具が下向きに受ける力（主分力）を用いた。 切削速度：１０ｍ／ｍｉｎ 送り速度：0.０２５ｍｍ／ｒｅｖ 切り込み量：2.０ｍｍ 被削材：ＪＩＳ Ｓ４５Ｃ外径２５ｍｍの円筒状材料 切削工具：ＪＩＳ ＳＫＨ５１（横すくい角０゜、横逃げ角１゜） 給油量：油剤ミスト給油の場合１０ミリリットル／ｈｒ 水ミスト１２００ミリリットル／ｈｒ 油剤を液状で給油する場合１２０リットル／ｈｒ 切削時間：１分間

【００１３】実施例１ ペンタエリスリトールのテトラオレエートをミスト状で
給油し、同時に水ミストを給油して切削加工を行った。
切削力の平均値は１９８Ｎであった。 実施例２ ペンタエリスリトールのテトラパルミテートをミスト状
で給油し、同時に水ミストを給油して切削加工を行っ
た。切削力の平均値は２０２Ｎであった。 実施例３ ペンタエリスリトールのテトラオレエートをミスト状で
給油し切削加工を行った。切削力の平均値は２１８Ｎで
あった。 実施例４ ペンタエリスリトールのテトラオレエートを液状で給油
し切削加工を行った。切削力の平均値は２１２Ｎであっ
た。

【００１４】比較例１ 市販のサラダ油をミスト状で給油し、同時に水ミストを
給油して切削加工を行った。切削力の平均値は２５０Ｎ
であった。 比較例２ 鉱油（４０℃の動粘度８ｍｍ² ／ｓ）をミスト状で給油
し、同時に水ミストを給油して切削加工を行った。切削
力の平均値は３４０Ｎであった。 比較例３ ネオペンチルグリコールのジオレエートをミスト状で給
油し、同時に水ミストを給油して切削加工を行った。切
削力の平均値は２５５Ｎであった。 比較例４ 市販のサラダ油をミスト状で給油して切削加工を行っ
た。切削力の平均値は２７３Ｎであった。 比較例５ 市販のサラダ油を液状で給油して切削加工を行った。切
削力の平均値は２６６Ｎであった。これらの結果を第１
表にまとめて示す。

【００１５】

【表１】

【００１６】

【発明の効果】本発明の金属加工油組成物は、各種金属
の切削，研削，圧延，絞り，鍛造などの金属加工に用い
られ、油剤をミスト状に給油した場合でも、効果を発揮
し得るので、廃油を大幅に低減できることにより、環境
にやさしい油剤であるといえる。また、加工性にも優れ
る（摩擦係数の低減と仕上げ面粗さの向上）ことによ
り、これまでミスト給油では実現できなかった金属加工
にも適用することができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式（Ｉ） 【化１】 （式中Ｒ¹ 〜Ｒ⁴ は、それぞれ炭素数３以上の飽和又は
   不飽和アルキル基を示し、それらはたがいに同一でも異
   なっていてもよい。）で表されるペンタエリスリトール
   のテトラエステルを含むことを特徴とする金属加工油組
   成物。
2. 【請求項２】 一般式（Ｉ）で表されるペンタエリスリ
   トールのテトラエステルを７０重量％以上含む請求項１
   記載の金属加工油組成物。
3. 【請求項３】 加工部位へ油剤をミスト状で供給する請
   求項１又は２記載の金属加工油組成物。