JP2004224814A

JP2004224814A - 金属加工用潤滑油組成物

Info

Publication number: JP2004224814A
Application number: JP2003010926A
Authority: JP
Inventors: Hideo Sugii; 秀夫杉井; Seiichi Shito; 誠一志渡
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 2003-01-20
Filing date: 2003-01-20
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2023-01-20
Also published as: JP4510386B2

Abstract

【課題】金属又はその合金の板あるいは箔、特に、アルミニウム等の非鉄金属の板あるいは箔を金属加工する際、加工性に優れるとともに、圧延摩耗粉の発生量を抑制して表面品質に優れた製品を得ることができる金属加工用潤滑油組成物を提供するものである。
【解決手段】（Ａ）鉱油及び／又は合成油からなる基油に、組成物全量基準で、（Ｂ）多価アルコールの部分脂肪酸エステルのアルキレンオキサイド付加物０．０１〜２．０質量％及び（Ｃ）油性剤０．１〜１５質量％を配合してなる金属加工用潤滑油組成物である。
【選択図】なし

Description

【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、より詳しくは、金属又はその合金の板あるいは箔、特に、アルミニウム又はアルミニウム合金、銅又は銅合金等の非鉄金属の圧延，絞り，打抜き，引抜き，冷間鍛造等の塑性加工及び金属の切削，研削加工等の金属加工に有効に使用できる金属加工用潤滑油組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属又はその合金の板あるいは箔を圧延等の金属加工する際に用いられる金属加工用潤滑油組成物には、生産性向上の見地から、圧延性能等の金属加工性能が要求される。同時に、加工後の金属表面の品質、特に、表面仕上げが良好であることが要求される。
従来、アルミニウム又はアルミニウム合金、銅又は銅合金等の非鉄金属の板もしくは箔の圧延加工には、鉱油や合成系炭化水素油に、アルコール類，脂肪酸エステル類，脂肪酸等の油性剤や極圧剤を配合した潤滑油が用いられてきた。
【０００３】
しかし、近年、特にアルミニウムの圧延加工品においては、電子材料への用途の拡大もあり、圧延後の板表面に残る圧延の際に発生する圧延摩耗粉が少ないことが求められるようになった。電子材料用途では高純度のアルミニウムが用いられることが多く、軟らかいため摩耗粉が生じやすい。圧延時に発生するアルミニウム等の金属摩耗粉は、圧延後に板表面に不均一な汚れを生じ、焼鈍後にステインを生じる原因となり、表面品質を低下させる。圧延時に発生する摩耗粉量が少なくなれば、製品の表面品質を向上できるとともに、さらに圧延板の洗浄工程や圧延油の浄化に費やすコストや労力を少なくすることができる。
したがって、潤滑性能が良好で加工効率に優れ、圧延摩耗粉の発生量を抑制する、アルミニウムの圧延加工に好適な金属加工用潤滑油組成物を開発することが要望されている。そこで、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、（ａ）１−テトラデセン等の直鎖オレフィンと（ｂ）鉱油及び／又は合成油とからなる基油に、（ｃ）グリセリンモノ脂肪酸などの多価アルコール部分脂肪酸エステルを配合してなる金属加工用潤滑油組成物を開発したが（特許文献１参照）、その効果の点のおいて、まだ改良の余地があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−５３６８５公報（第２頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記状況を鑑みなされたもので、金属又はその合金の板あるいは箔、特に、アルミニウム等の非鉄金属の板あるいは箔を金属加工する際、加工性に優れるとともに、圧延摩耗粉の発生量を抑制して表面品質に優れた製品を得ることができる金属加工用潤滑油組成物を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、さらに鋭意研究を重ねた結果、添加剤の一部に、多価アルコールの部分脂肪酸エステルのアルキレンオキサイド付加物を使用することにより、上記本発明の目的を効果的に達成しうることを見出した。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、本発明の要旨は下記のとおりである。
１．（Ａ）鉱油及び／又は合成油からなる基油に、組成物全量基準で、（Ｂ）多価アルコールの部分脂肪酸エステルのアルキレンオキサイド付加物０．０１〜２．０質量％及び（Ｃ）油性剤０．１〜１５質量％を配合してなる金属加工用潤滑油組成物。
２．（Ｂ）成分における多価アルコールの部分脂肪酸エステルが、グリセリンモノ脂肪酸エステルである前記１記載の金属加工用潤滑油組成物。
３．（Ｂ）成分における多価アルコールの部分脂肪酸エステルが、ソルビタンモノ脂肪酸エステルである前記１記載の金属加工用潤滑油組成物。
４．金属加工がアルミニウム（高純度材を含む）の冷間圧延である前記１〜３のいずれかに記載の金属加工用潤滑油組成物。
【０００７】
【発明の実施の形態】
先ず、本発明の金属加工用潤滑油組成物を構成する（Ａ）成分の鉱油及び／又は合成油としては、通常は４０℃における動粘度が０．５〜３０ｍｍ^２／ｓ、好ましくは１．０〜１５ｍｍ^２／ｓ、特に１．５〜５ｍｍ^２／ｓのものが好適に用いられる。
このうち鉱油としては、種々のものを挙げることができる。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，脱ロウ処理油，白土処理油等を挙げることができる。
【０００８】
また、合成油としては、炭素数６〜３０の直鎖オレフィン（好ましくはα−オレフィン）、分岐オレフィン（例えば、ポリブテン，ポリプロピレン等）、それらのオレフィンの水素添加物、ポリオールエステル〔例えば、ＴＭＰ（トリメチロールプロパン）脂肪酸エステル，ＰＥ（ペンタエリスリトール）脂肪酸エステル等〕等のエステル系化合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、炭素数１０〜１６のα−オレフィン及びこれらの水素化物が好ましく用いられ、α−オレフィンがより好ましく用いられる。α−オレフィンを用いると、加工性をさらに向上することができる。α−オレフィンを用いる場合、コストと性能の点から、組成物全量基準で、通常１〜２０質量％、好ましくは５〜１５質量％用いられる。
【０００９】
本発明の金属加工用潤滑油組成物を構成する（Ｂ）成分の多価アルコールの部分脂肪酸エステルのアルキレンオキサイド付加物の多価アルコールとしては、３〜６価のものが好適に使用される。具体的には、グリセリン、ポリグリセリン（グリセリンの２〜４量体、例えば、ジグリセリン、トリグリセリン、テトラグリセリン）、トリメチロールアルカン（例えば、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン）及びこれらの２〜４量体、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、１，２，４−ブタントリオール、１，３，５−ブタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，３，４−ブタンテトラオール、ソルビトール、ソルビタン、ソルビトールグリセリン縮合物、アドニトール、アラビトール、キシリトール、ズルシトール、アリトールなどの多価アルコール；キシロース、アラビノース、リボース、ラムノース、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース、ソルボース、セロビオース、マルトース、イソマルトース、トレハロース、シュクロースなどの糖類を挙げることができる。なかでも、摩耗粉発生抑制効果の点からグリセリン、ソルビタンが好ましい。
【００１０】
脂肪酸としては、直鎖飽和脂肪酸、分岐飽和脂肪酸、直鎖不飽和脂肪酸、分岐不飽和脂肪酸いずれでも使用できる。炭素数でいえば、炭素数１６〜２０を有するものが好ましく、炭素数１８を有するものがより好ましい。炭素数１８を有するものとして、オレイン酸、イソステアリン酸などを挙げることができるが、なかでも、摩耗粉発生抑制効果及び、基油への溶解性、圧延性向上の点からオレイン酸が特に好ましい。また、モノエステル、ジエステルでも使用できるが、焼鈍特性の点からモノエステルが好ましい。
【００１１】
アルキレンオキサイドとしては、具体的には、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイドを挙げることができるが、摩耗粉発生抑制効果や化合物の入手性の点からエチレンオキサイドが好ましい。また、二種以上のアルキレンオキサイドを使用してもよい。付加量については、アルキレンオキサイド付加反応の仕込み比で、通常、１〜１０モル、好ましくは１〜６モルである。付加量が少なすぎると、摩耗粉発生抑制効果が小さい場合があり、多すぎると、油への溶解性（均一性）が低下し、加工性が低下する場合がある。また、アルキレンオキサイドは多価アルコールの一部の水酸基にのみ付加させてもよいが、効果の点から全ての水酸基に付加させた方が好ましい。
【００１２】
（Ｂ）成分の配合量については、組成物全量基準で、０．０１〜２質量％である。０．０１質量％未満であると、摩耗粉発生抑制効果が得られず、２質量％を超えると、油への溶解性（均一性）が悪くなり、また、加工性も低下する恐れがある。好ましくは、０．０１〜１質量％であり、より好ましくは０．０１〜０．５質量％である。
【００１３】
本発明の金属加工用潤滑油組成物を構成する（Ｃ）成分は油性剤であり、油性剤として機能していれば特に限定されないが、通常各種エステル類、各種アルコール類が好適に使用される。なかでも、効果の点で▲１▼１価アルコールと一塩基酸とのエステル、▲２▼１価アルコールが好ましい。
▲１▼のエステルを構成する１価アルコールとしては、通常炭素数１〜２４のものが用いられ、直鎖のものでも分岐のものでもよい。具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール、トリデカノール、テトラデカノール、ペンタデカノール、ヘキサデカノール、ヘプタデカノール、オクタデカノール、ノナデカノール、エイコサノール、ヘンエイコサノール、トリコサノール、テトラコサノール及びこれらの混合物を挙げることができる。
【００１４】
▲１▼のエステルを構成する一塩基酸としては、通常６〜２４の脂肪酸で、直鎖のものでも分岐のものでもよく、また飽和のものでも不飽和のものでもよい。具体的には、ヘキサン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、トリデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、オクタデカン酸、ノナデカン酸、エイコサン酸、ヘンエイコサン酸、ドコサン酸、トリコサン酸、テトラコ酸などの飽和脂肪酸；ヘキセン酸、ヘプテン酸、オクテン酸、ノネン酸、デセン酸、ウンデセン酸、ドデセン酸、トリデセン酸、テトラデセン酸、ペンタデセン酸、ヘキサデセン酸、オクタデセン酸、ノナデセン酸、エイコセン酸、ヘンエイコセン酸、ドコセン酸、トリコセン酸、テトラコセン酸などの不飽和脂肪酸及びこれらの混合物を挙げることができる。
上記の１価アルコールと一塩基酸とのエステルの中で、加工性の点で総炭素数１０〜２６のエステルが好ましい。
【００１５】
▲２▼の１価アルコールとしては、上記▲１▼のエステルを構成するアルコールとして列挙した化合物などを挙げることができる。加工性の点から炭素数６〜２４のものが好ましく、炭素数８〜１８のものがより好ましい。
（Ｃ）成分の配合量については、加工性の点から、組成物全量基準で、０．１〜１５質量％であり、好ましくは１〜８質量％である。
本発明の金属加工用潤滑油組成物は、前記の各成分（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）から構成されるが、その他に、必要に応じて、（Ｄ）成分として、各種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。
ここで、各種の添加剤としては、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，帯電防止剤などが挙げられる。
【００１６】
【実施例】
更に、実施例及び比較例により本発明を詳細に説明するが、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。なお、実施例中の配合量は、全て質量％である。
圧延実験（アルミニウム箔の圧延）は、各種圧延用潤滑油組成物を調製し、下記に示す圧延条件にて行った。

【００１７】
▲３▼圧延実験の評価
（ａ）油中摩耗粉量
圧延後の圧延油をフィルターでフィルターでろ過し、フィルターに捕捉された圧延摩耗粉を酸溶解後、水溶液中のアルミニウム濃度（ｐｐｍ）を定量することにより油中摩耗粉量を測定した。
（ｂ）テープテスト
圧延後のアルミニウ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付けて、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○、△、×で評価した。
【００１８】
実施例１〜６及び比較例１〜４
第１表に示す配合割合で各成分を配合し、各圧延用潤滑油組成物を調製し、前記圧延を行った。その結果を第１表に示す。
（試料）
（Ａ）基油
１．鉱油（４０℃動粘度；１．６２１ｍｍ２／ｓ）
２．α−オレフィン：１−テトラデセン
（Ｂ）油性剤
１．ラウリルアルコール
２、ステアリン酸ブチル
（Ｃ）多価アルコールの部分脂肪酸エステルのアルキレンオキサイド付加物
１．モノオレイン酸ポリオキシエチレングリセリン（ＥＯ２モル）
２．モノオレイン酸ポリオキシエチレングリセリン（ＥＯ５モル）
３．モノイソステアリン酸ポリオキシエチレングリセリン（ＥＯ３モル）
４．モノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン（ＥＯ６モル）
比較添加剤
５．ジプロピレングリコール＋トリプロピレングリコール＋テトラプロピレングリコール（１：１：１混合品）
６．モノオレイン酸グリセリン
７．オレイン酸ポリオキシエチレンエステル（ＥＯ２モル）
【００１９】
【表１】

【００２０】
【発明の効果】
本発明の金属加工用潤滑油組成物は、例えば、非鉄金属、特に、アルミニウム材（アルミニウム含有率９９％以上の高純度材を含む）の圧延用潤滑油剤として用いた場合に、加工性に優れるとともに、圧延摩耗粉の発生量を抑制して表面品質に優れた製品を得ることができる。
したがって、本発明の金属加工用潤滑油組成物は、各種金属、特に、非鉄金属又はその合金の圧延をはじめとする金属加工の際の金属加工用潤滑油剤として幅広く、かつ有効に利用できる。

Claims

（Ａ）鉱油及び／又は合成油からなる基油に、組成物全量基準で、（Ｂ）多価アルコールの部分脂肪酸エステルのアルキレンオキサイド付加物０．０１〜２．０質量％及び（Ｃ）油性剤０．１〜１５質量％を配合してなる金属加工用潤滑油組成物。
（Ｂ）成分における多価アルコールの部分脂肪酸エステルが、グリセリンモノ脂肪酸エステルである請求項１記載の金属加工用潤滑油組成物。
（Ｂ）成分における多価アルコールの部分脂肪酸エステルが、ソルビタンモノ脂肪酸エステルである請求項１記載の金属加工用潤滑油組成物。
金属加工がアルミニウム（高純度材を含む）の冷間圧延である請求項１〜３のいずれかに記載の金属加工用潤滑油組成物。