JP2002038181A

JP2002038181A - 潤滑油組成物

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Publication number: JP2002038181A
Application number: JP2000228535A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Okuda; 亮一奥田
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 2000-07-28
Filing date: 2000-07-28
Publication date: 2002-02-06
Anticipated expiration: 2020-07-28
Also published as: JP4772950B2

Abstract

(57)【要約】【課題】焼鈍時におけるタール状付着物の発生が抑制
され、かつ耐摩耗性、耐焼付き性に優れた金属加工油で
あると共に、工作機械などに用いられる設備油としても
兼用可能な潤滑油組成物を提供すること。【解決手段】（A)潤滑油基油、（B)硫黄系添加剤、
（C)一般式（I) R¹−COO −R² −（I) (R¹はC₁₁〜C₁₉の飽和又は不飽和のアルキル基、R²はC
₁〜C₂₀の飽和又は不飽和のアルキル基)で表されるカル
ボン酸エステル及び（D)油脂を含む潤滑油組成物であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は潤滑油組成物に関
し、さらに詳しくは、焼鈍時におけるタール状付着物の
発生が抑制され、かつ耐摩耗性、耐焼付き性に優れた金
属加工油であると共に、工作機械などに用いられる設備
油としても兼用可能な潤滑油組成物に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、水不溶性の金属加工油剤として
は、塩素系添加物を含有するものが多く用いられてきた
が、近年の環境問題により、塩素系添加剤を含有する油
剤は、焼却時のダイオキシン発生や添加剤自体の毒性の
懸念から、非塩素系油剤に切り替える動きが強まってき
ている。また、金属加工においては、一般に工作機械な
どが広く使用されてきており、そのため、金属加工時に
工作機械中の設備油が金属加工油に混入したり、逆に金
属加工油が設備油に混入することが多く、その結果、ト
ラブルが多く発生している。したがって、金属加工油と
設備油が一つの油剤で兼用できることが求められてい
る。さらに、金属加工油については、加工後に洗浄する
ことなく、焼鈍により除去する場合があるが、この焼鈍
時には、タール状の付着物が発生しないことが求められ
ている。また、油圧作動油と切削油の兼用油は、これま
でに提案されているが、焼鈍性については考慮されてい
ないのが実状である。

【０００３】塩素系金属加工油剤を代替する非塩素系の
油剤としては、硫黄系極圧剤と過塩基性金属スルホネー
トの組合わせが有効であることが知られている［特許第
2641203 号、「Lubrication Science 」第１巻，第３
号，第281 〜296 ページ（1989年）、「Lubrication En
gineering 」第49巻，第１号，第19〜24ページ（1993
年）など］。しかしながら、この油剤は、金属加工には
優れた性能を発揮するものの、金属系の添加剤を含有す
るために、該油剤が添付した加工物を焼鈍すると、焼鈍
後に金属を含むタール状付着物が残留しやすいという欠
点を有している。このタール状付着物は外観上の問題も
あるが、その後の加工、表面処理、熱処理などに悪影響
を及ぼすことが懸念されている。また、この油剤を油
圧、摺動面、軸受け、ギヤなどの設備用潤滑油として用
いた場合、油剤の性質上、設備の作動不良や損傷などを
もたらすおそれがある。また、油圧作動油と切削油の兼
用油が特許第2619285 号に開示されているが、この場合
も金属系の添加剤を使用しているため、焼鈍によりター
ル状の付着物が残留するという問題がある。

【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、焼鈍時におけるタール状付着物の発生が抑圧
され、かつ耐摩耗性、耐焼付き性に優れた金属加工油で
あると共に、工作機械などに用いられる設備油としても
兼用可能な潤滑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
しい性質を有する潤滑油組成物を開発すべく鋭意研究を
重ねた結果、潤滑油基油、硫黄系添加剤、特定構造のカ
ルボン酸エステル及び油脂を組み合わせた潤滑油組成物
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、（A)潤滑油基油、（B)硫黄系添加剤、（C)一
般式（I) R¹−COO −R² −（I) ( 式中、R¹は炭素数11〜19の飽和又は不飽和のアルキル
基、R²は炭素数１〜20の飽和又は不飽和のアルキル基を
示す。)で表されるカルボン酸エステル及び（D)油脂を
含むことを特徴とする潤滑油組成物を提供するものであ
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の潤滑油組成物において、
（A)成分として用いられる潤滑油基油としては特に制限
はなく、従来金属加工油や設備油における基油として用
いられている鉱油や合成油を使用することができる。鉱
油としては、例えばパラフィン基系原油やナフテン基系
原油などを常圧蒸留して得られる留出油、常圧蒸留残渣
を減圧蒸留して得られる留出油、これらを常法に従って
精製することにより得られる精製油、具体的には溶剤精
製油、水添精製油、脱ろう処理油、白土処理油などが挙
げられる。一方、合成油としては、例えばポリα−オレ
フィン、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコー
ルなどを挙げることができる。これらの基油は一種を単
独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよ
い。本発明においては、この（A)成分の潤滑油基油は、
40℃における動粘度が１〜100 ｍｍ²／s の範囲にある
ものが好ましい。この動粘度が１ｍｍ²／s 未満ではミ
ストが発生して作業環境を悪化させるおそれがあり、一
方、100 ｍｍ²／sを超えると加工物に付着して持ち去
られる量が多くなり経済的に不利となるおそれがある。
作業環境及び経済性などを考慮すると、この潤滑油基油
の好ましい動粘度は３〜50ｍｍ²／s の範囲である。

【０００７】上記潤滑油基油の含有量は特に制限はない
が、50〜95重量％の範囲が好ましい。この含有量が50重
量％未満では安定性が悪くなるおそれがあり、また、95
重量％を超えると耐焼付き性や耐摩耗性が不足する場合
がある。本発明の潤滑油組成物において、（B)成分とし
て用いられる硫黄系添加剤としては、分子内に硫黄原子
を有し、組成物中に溶解又は均一に分散して効果を発揮
するようなものであればよく、特に制限はない。このよ
うな硫黄系添加剤の例としては、硫黄、硫化油脂、硫化
脂肪酸、硫化エステル、硫化オレフィン、ジヒドロカル
ビルポリサルファイド、チオカーバメート類、チオテル
ペン類、ジアルキルチオジプロピオネート類などを挙げ
ることができる。これらは一種を単独で用いてもよく、
二種以上を組み合わせて用いてもよい。この硫黄系添加
剤の含有量は特に制限はなく、状況に応じて適宜選定さ
れるが、通常0.1 〜20重量％の範囲で選ばれる。この含
有量が0.1 重量％未満では耐焼付き性や耐摩耗性が不足
するおそれがあり、一方、20重量％を超えるとその量の
割には効果の向上がみられにくく、むしろ経済的に不利
となる場合がある。耐焼付き性、耐摩耗性及び経済性な
どを考慮すると、この硫黄系添加剤の好ましい含有量は
１〜10重量％の範囲である。

【０００８】本発明の潤滑油組成物においては、（C)成
分として、一般式（I) R¹−COO −R² −（I) で表されるカルボン酸エステルが用いられている。上記
一般式（I)において、R¹は炭素数11〜19の飽和又は不飽
和のアルキル基であって、直鎖状、枝分かれ状及び環状
のいずれであってもよい。このR¹の炭素数が10以下では
潤滑性が不足する場合があり、一方20以上では組成物中
で、カルボン酸エステルの一部が分離又は析出すること
があり、実用上不適切となるおそれがある。このR¹の例
としては、n-ウンデシル、n-ドデシル（ラウリル）、n-
トリデシル、n-テトラデシル（ミリスチル）、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、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、オレイ
ル、リノレイル基などが挙げられる。これらの中で、炭
素数11〜19の飽和アルキル基が好ましい。

【０００９】一方、R²は炭素数１〜20の飽和又は不飽和
のアルキル基であって、直鎖状、枝分かれ状及び環状の
いずれであってもよい。このR²の炭素数が21以上では、
組成物の粘度が高すぎたり、固化するなど、実用上不適
切な場合がある。このR²の例としては、R¹の例として示
したものの他、メチル、エチル、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、2-エチルヘキシ
ル、n-ノニル、n-デシル、n-エイコシル、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、3-メチルノナデシル、2-エチルオクタデシ
ル、アリル、オレイル、シクロペンチル、シクロヘキシ
ル基などが挙げられる。このカルボン酸エステルの中
で、特にパルミチン酸エステル及びステアリン酸エステ
ルが好適である。

【００１０】本発明においては、このカルボン酸エステ
ルは一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせ
て用いてもよい。また、その含有量は特に制限はなく、
状況に応じて適宜選定されるが、通常0.1 〜20重量％の
範囲で選ばれる。この量が0.1 重量％未満では耐焼付き
性や耐摩耗性が不足する場合があり、一方、20重量％を
超えるとその量の割には効果の向上がみられにくく、む
しろ経済的に不利となるおそれがある。耐焼付き性、耐
摩耗性及び経済性などを考慮すると、このカルボン酸エ
ステルの好ましい含有量は1 〜10重量％の範囲である。
本発明の潤滑油組成物において、（D)成分として用いら
れる油脂としては、例えば大豆油、菜種油、パーム油、
コーン油などの植物油、牛脂、ラード、魚油などの動物
油、及びこれらの重合油、変性油、白絞油などが挙げら
れる。これらは一種を単独で用いてもよく、二種以上を
組み合わせて用いてもよい。

【００１１】この油脂の含有量は特に制限はなく、状況
に応じて適宜選定されるが、通常0.1 〜50重量％の範囲
で選ばれる。この量が0.1 重量％未満では耐焼付き性や
耐摩耗性が不足する場合があり、一方、50重量％を超え
るとその量の割には効果の向上がみられにくく、むしろ
経済的に不利となるおそれがある。耐焼付き性、耐摩耗
性及び経済性などを考慮すると、この油脂の好ましい含
有量は１〜20重量％の範囲である。本発明の潤滑油組成
物は、前期の(A) 成分、(B) 成分、(C) 成分及び(D) 成
分を必須成分として含むものであるが、本発明の目的が
損なわれない範囲で、必要に応じて各種添加剤、例えば
酸化防止剤、粘度指数向上剤、防錆剤、腐食防止剤、消
泡剤、乳化剤などを適宜配合することができる。このよ
うな性状を有する本発明の潤滑油組成物は、各種金属の
切削、研削、圧延、絞り、鍜造などの金属加工で用いる
金属加工油であると共に、工作機械などに用いられる油
圧関係、摺動面、軸受け、ギヤなどの設備油剤としても
兼用可能である。特に、上記金属加工油として好適であ
り、耐摩耗性、耐焼付き性に優れる上、焼鈍時における
タール状付着物の発生を抑制することができる。

【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、何ら限定さ
れるものではない。なお、実施例及び比較例における潤
滑油組成物の耐焼付き性はFALEX 摩擦試験機により、ま
た耐摩耗性は、４球摩擦試験機により、以下に示す方法
に従って評価した。 (１) 耐焼付き性ピン：JIS SUJ-2 φ6mm ×L30mm V ブロック：JIS SKH51 φ12mm×L10mm(中央部の深さ3m
m のV 溝つき) ピン回転数：290rpm，温度：25℃，初期荷重：1334N 荷重増加量：2000N ／min 上記の条件の下で、FALEX(ピンとブロック) 摩擦試験を
次のようにして行い、耐焼付き性を評価する。すなわ
ち、V ブロック２個をV 溝が向かい合う形にし、間にピ
ンを挟んでで試験機にセットしたのち、これを油中に浸
し、初期荷重をかけて５分間ならし運転を行う。次に荷
重を所定量ずつ増加していき、焼付いた際の荷重で耐焼
付き性を評価する。該荷重の値が大きいほど、耐焼付き
性が良好である。 (２) 耐摩耗性 JIS SUJ-2 に規定する直径12.7mmの球４個を用い、その
内の３個を隣り合う２個と隣接するように容器をセット
して、容器に温度50℃の油を満たす。次に残りの球を３
個の球の中央部に乗る形でセットし、98N の荷重をか
け、中央部に乗せた球を1800rpm で60分間回転させたの
ち、固定球の摩耗痕を測定し、耐摩耗性を評価する。摩
耗痕径が小さいほど、耐摩耗性が良好である。

【００１３】実施例１〜３及び比較例１〜７第１表に示す組成の潤滑油組成物を調製し、その耐焼付
き性及び耐摩耗性を評価した。結果を第１表に示す。

【００１４】

【表１】

【００１５】

【表２】

【００１６】［注］ 1 ）基油：40℃における動粘度が20mm²/s である鉱油 2 ）ならしの途中で焼付きが生じた。第1 表から分かるように、実施例１〜３の潤滑油組成物
は、比較例７のものと同様に焼付き荷重が高く、摩耗痕
も小さかった。

【００１７】試験例実施例１の組成物、比較例７の組成物、市販の塩素系切
削油及び市販の非塩素系切削油について、それぞれ以下
に示す方法に従って切削試験を行い、表面平均粗さを求
めると共に、焼鈍残留物の定量を行った。その結果を第
２表に示す。＜切削試験＞切削速度：30m ／mln 送り速度：0.02mm／rev 切り込み量：0.1mm 被削材：JIS SUS304及びJIS SUS440C （外径25mmの円筒
状材料）切削工具：超微粒子合金マイクロアロイF （東芝タンガ
ロイ），形状：0-0-8-5-10-0-0 上記の条件で、被削材の切削試験を行い、表面平均粗さ
Rzを測定する。＜焼鈍残留物の定量＞試料0.1gを容器に入れ、窒素雰囲
気下、500 ℃で15分間加熱し、加熱後の残留物の量を測
定して、焼鈍残留物量とする。

【００１８】

【表３】

【００１９】

【発明の効果】本発明の潤滑油組成物は、耐焼付き性及
び耐摩耗性に優れる上、焼鈍時におけるタール状付着物
の発生が抑制されるので、金属加工処理後のトラブル発
生が減少し、金属加工油として好適である。また、工作
機械などの設備油としても好適に用いることができるの
で、金属加工油と設備油の混合によるトラブルの発生を
防止し得ると共に、金属加工処理の現場での誤供油によ
るトラブルの発生も防止することができ、油剤の管理も
容易となる。

───────────────────────────────────────────────────── 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 135/20 135/26 135/26 159/08 159/08 // Ｃ１０Ｎ 30:06 Ｃ１０Ｎ 30:06 40:00 40:00 Ｚ 40:20 40:20 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（A)潤滑油基油、（B)硫黄系添加剤、（C)
一般式（I) R¹−COO −R² −（I) (式中、R¹は炭素数11〜19の飽和又は不飽和のアルキル
基、R²は炭素数１〜20の飽和又は不飽和のアルキル基を
示す。)で表されるカルボン酸エステル及び（D)油脂を
含むことを特徴とする潤滑油組成物。
【請求項２】（C)成分の一般式（I)において、R¹が炭素
数11〜19の飽和アルキル基である請求項１記載の潤滑油
組成物。
【請求項３】（C)成分が、パルミチン酸エステル及び／
又はステアリン酸エステルである請求項２記載の潤滑油
組成物。
【請求項４】金属加工油兼設備油として用いられる請求
項１，２又は３記載の潤滑油組成物。
【請求項５】金属加工油として用いられる請求項１ない
し４のいずれかに記載の潤滑油組成物。