JP2004250748A - 純亜鉛メッキ鋼板用潤滑防錆油組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】純亜鉛メッキ鋼板に対する防錆性、脱脂性、潤滑性、油面接着性の全ての特性が高い潤滑防錆油組成物を提供する。
【解決手段】基油、油溶性防錆添加剤、塩基価２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の塩基性カルシウムスルホネート、およびエステル化合物を主要成分とする組成物であって、油溶性防錆添加剤を０．２〜１０質量％、塩基性カルシウムスルホネートをカルシウム分として０．２〜２質量％、エステル化合物を５〜５０質量％含有していることを特徴とする純亜鉛メッキ鋼板用潤滑防錆油組成物である。
【選択図】 無し
【解決手段】基油、油溶性防錆添加剤、塩基価２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の塩基性カルシウムスルホネート、およびエステル化合物を主要成分とする組成物であって、油溶性防錆添加剤を０．２〜１０質量％、塩基性カルシウムスルホネートをカルシウム分として０．２〜２質量％、エステル化合物を５〜５０質量％含有していることを特徴とする純亜鉛メッキ鋼板用潤滑防錆油組成物である。
【選択図】 無し
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気亜鉛メッキ鋼板や溶融亜鉛メッキ鋼板等、純亜鉛メッキ鋼板用の潤滑防錆油組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車メーカ等、鋼板が大量に使用される分野では、従来、主に冷延鋼板や熱延鋼板が使用されていたが、近年、耐食性の向上を目的として、亜鉛系合金電気メッキ鋼板や合金化溶融亜鉛メッキ鋼板等の表面処理鋼板の使用が主流になりつつある。
【０００３】
これらの表面処理鋼板は、亜鉛に比べ硬質な鉄−亜鉛、亜鉛−ニッケル等の合金電気メッキを施したものや、母材である鉄と亜鉛メッキ層を熱処理によって合金化したものであり、プレス成形性に優れている特性を有している。しかしながら、当該鋼板は、プレス成形性に優れている反面、製造コストが高く、かつ、表面処理に起因して、亜鉛メッキ本来の耐食性が低下しているといった不具合がある。
【０００４】
最近、自動車メーカ等では、鋼板として、耐食性の一層の向上と製造コストの低減を意図して、合金化を伴わない表面処理によって生成される溶融亜鉛メッキ鋼板や電気亜鉛メッキ鋼板等（以下純亜鉛メッキ鋼板という）の使用が検討されている。しかしながら、純亜鉛メッキ鋼板は、その表面が軟質な亜鉛で構成されているため、そのプレス成形時には、型カジリや、亜鉛が金型に溶着して堆積する等の不具合が発生するおそれがある。このため、我が国では、純亜鉛メッキ鋼板の使用の実用化が進んでいないのが実状である。
【０００５】
一方、欧米の自動車メーカでは、純亜鉛メッキ鋼板の表面に潤滑付与機能の高い高粘度の高潤滑防錆油（粘度約３０ｍｍ２／ｓｅｃ）を塗油して、純亜鉛メッキ鋼板にプレス成形性を確保することによって、純亜鉛メッキ鋼板の使用の実用化を図っている。また、当該潤滑防錆油については、多くの文献に多数提案されている。
【０００６】
多数提案されている鋼板用潤滑防錆油のうち、第１の鋼板用潤滑防錆油は、「プレス加工兼鋼板防錆油」の名称で提案されているもので、当該潤滑防錆油は、石油系基油と超高塩基性スルホネートを主要成分とするもので、塩基価が１５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のものである（特許文献１を参照）。
【０００７】
また、提案されている第２の鋼板用潤滑防錆油は、「亜鉛メッキ鋼板用防錆兼用プレス加工油」の名称で提案されているもので、当該加工油は、基油６５〜９５質量％、塩基性アルキルスルホネート塩を含む防錆添加剤１〜２０質量％、アルキル亜リン酸エステル（潤滑助剤）１〜２０質量％、不活性タイプの硫黄系極圧剤１〜２０質量％からなり、アルキル亜リン酸エステルと硫黄系極圧剤の含有比率が１：１５〜２：１、活性硫黄分が０．５質量％以下であって、動粘度が４０℃で５〜３０ｃＳｔの範囲のものである（特許文献２を参照）。
【０００８】
また、提案されている第３の鋼板用潤滑防錆油は、「表面処理鋼板用成形加工兼防錆油組成物」の名称で提案されているもので、当該防錆組成物は、４０℃での動粘度が５〜５０ｃＳｔである鉱油または合成油を基油とし、当該基油に対して硫化エステル２〜１５重量部、脂肪酸金属塩、ナフテン酸金属塩、樹脂酸金属塩、酸化パラフィン金属塩、アルケニルコハク酸金属塩およびアミノ酸金属塩の群から選択される少なくとも１種の金属塩２〜１５重量％、金属スルホネート２〜１５重量％を必須成分として配合してなる実質的に水を含有しないものである（特許文献３を参照）。
【０００９】
また、提案されている第４の鋼板用潤滑防錆油は、「防錆油組成物」の名称で提案されているもので、当該防錆油組成物は、平均粒径が１５ｎｍ以上の炭酸金属塩の結晶を含む塩基価が１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のスルホネートを１〜３０重量％、脂肪酸エステルを１〜５０重量％、基油を２０〜９８重量％の割合で含有するものである（特許文献４を参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特公平７−３０３４９号公報
【００１１】
【特許文献２】
特公平７−４２４７０号公報
【００１２】
【特許文献３】
特許第２９８８８８７号明細書
【００１３】
【特許文献４】
特開平８−３０２４９０号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、これらの各潤滑防錆油（潤滑防錆油組成物）は、純亜鉛メッキ鋼板に高い防錆性と高い潤滑性を共に付与することができるものであれば、鋼板の製造コストや鋼板の加工コストを低減できて、鋼板の加工品の価格を低減することができる。
【００１５】
この点を考慮して、各潤滑防錆油を検討すると、粘度を例えば３０ｍｍ２／ｓｅｃまたはそれ以上の高い粘度に設定されている高粘度の潤滑防錆油は、塗油された状態の鋼板同士を密着させて剥がれ難くし、鋼板に対するハンドリング性の低下、脱脂性の低下、脱脂性の低下に起因する化成処理性の低下、塗装密着性の低下等を惹起させる。
【００１６】
これに対処すべく、当該潤滑防錆油の粘度を調整して低粘度化すると、低粘度化された潤滑防錆油は、低粘度化前の潤滑防錆油が本来有する潤滑性の付与機能を大きく低下させる。このため、高粘度の潤滑防錆油の低粘度化は、適当な改良手段とはいえない。
【００１７】
また、上記した特許文献１にて提案されている潤滑防錆油（プレス加工兼鋼板防錆油）は、超高塩基性スルホネートを潤滑成分としている。純亜鉛メッキ鋼板に対して、超高塩基性スルホネート単独で潤滑性能を付与するには、超高塩基性スルホネートを大量に必要とする。この場合には、鋼板のその後の脱脂性、化成処理性、油面接着性等を低下させることになる。
【００１８】
また、上記した特許文献２にて提案されている潤滑防錆油（亜鉛メッキ鋼板用防錆兼用プレス加工油）、および、上記した特許文献３にて提案されている潤滑防錆油（表面処理鋼板用成形加工兼防錆油組成物）は共に、硫黄系化合物を潤滑成分としている。当該潤滑成分は、冷延鋼板、熱延酸洗鋼板、合金電気亜鉛メッキ鋼板、合金化溶融亜鉛メッキ鋼板に対しては、高い潤滑性能を付与することができる。しかしながら、表面が実質的に亜鉛のみからなる電気亜鉛メッキ鋼板や溶融亜鉛メッキ鋼板に対しては、当該潤滑成分は潤滑性能を付与する作用がないばかりか、むしろ、潤滑性能を低下させる作用がある。
【００１９】
また、上記した特許文献４に提案されている潤滑防錆油（防錆油組成物）は、塩基価が１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のスルホネートと、脂肪酸エステルと、基油の３者を主要成分とする防錆油組成物であり、当該防錆油組成物によれば、鋼板の種類によって防錆性、脱脂性、潤滑性等の作用効果に大きな差異が認められる。特に、電気亜鉛メッキ鋼板や溶融亜鉛メッキ鋼板等の純亜鉛メッキ鋼板に対する作用効果は不明である。
【００２０】
本発明は、当該防錆油組成物に着目してなされたもので、その目的とするところは、純亜鉛メッキ鋼板に対して、これに要求される上記した全ての特性を満たし得る潤滑防錆油組成物、換言すれば、純亜鉛メッキ鋼板用潤滑防錆油組成物を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、純亜鉛メッキ鋼板用潤滑防錆油組成物に関するもので、本発明に係る純亜鉛メッキ鋼板用潤滑防錆油組成物は、基油、油溶性防錆添加剤、塩基価２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の塩基性カルシウムスルホネート、およびエステル化合物を主要成分とする組成物であって、前記油溶性防錆添加剤を０．２〜１０質量％、前記塩基性カルシウムスルホネートをカルシウム分として０．２〜２質量％、前記エステル化合物を５〜５０質量％含有していることを特徴とするものである。
【００２２】
本発明に係る純亜鉛メッキ鋼板用潤滑防錆油組成物においては、当該組成物全量を基準として、前記エステル化合物の酸価が０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であり、同エステル化合物の水酸基価が１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが好ましく、また、当該組成物の４０℃における動粘度が３〜２０ｍｍ２／ｓｅｃであることが好ましい。
【００２３】
【発明の作用・効果】
本発明に係る純亜鉛メッキ鋼板用潤滑防錆油組成物は、基油、油溶性防錆添加剤、塩基価２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の塩基性カルシウムスルホネート、およびエステル化合物を主要成分とするものである。
【００２４】
当該潤滑防錆油組成物を構成する成分である油溶性防錆添加剤は、純亜鉛メッキ鋼板に対して防錆性を付与するための成分である。油溶性防錆添加剤は、当該潤滑防錆油組成物を鋼板メーカにて純亜鉛メッキ鋼板に塗油した後から、鋼板ユーザにて純亜鉛メッキ鋼板から脱脂除去されるまでの間、純亜鉛メッキ鋼板での錆の発生を防止してその変色を防止する。当該油溶性防錆添加剤の含有量は、０．２〜１０質量％とする。
【００２５】
当該潤滑防錆油組成物を構成する成分である塩基性カルシウムスルホネートは、純亜鉛メッキ鋼板に対して高い潤滑性を付与するための成分である。塩基性カルシウムスルホネートは、塩基価が２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であって、炭酸カルシウム粒子を含有している。炭酸カルシウム粒子は、純亜鉛メッキ鋼板のプレス加工時、鋼板と金型間に介在して金属同士の接触を規制すべく作用して、純亜鉛メッキ鋼板のプレス加工時の、金型への亜鉛の溶着や型カジリ等を効果的に抑制する。
【００２６】
しかしながら、純亜鉛メッキ鋼板のプレス加工品の組み付け時に使用される接着剤は、その種類によっては、塩基性カルシウムスルホネートとの相性の悪いものがあって、塩基性カルシウムスルホネートの含有量が多い場合には、プレス加工品の油面接着性を低下させる。当該塩基性カルシウムスルホネートの含有量は、カルシウム分として０．２〜２質量％とする。
【００２７】
当該潤滑防錆油組成物を構成する成分であるエステル化合物は、純亜鉛メッキ鋼板に対して潤滑性を付与するための成分である。エステル化合物はそれ単独でも、純亜鉛メッキ鋼板に対して相当程度の潤滑性を付与することができるが、塩基性カルシウムスルホネートと組み合わせることによって、当該潤滑防錆油組成物の純亜鉛メッキ鋼板に対する潤滑性の付与機能を相乗的に高める。エステル化合物の含有量は、５〜５０質量％とする。
【００２８】
また、エステル化合物の相乗効果によって、当該潤滑防錆油組成物の高い潤滑性付与機能を維持した状態で、塩基性カルシウムスルホネートの含有量を低減（カルシウム分として０．２〜２質量％）することができる。これにより、多量の塩基性カルシウムスルホネートの含有量に起因する、プレス加工品に対する悪影響を防止することができる。
【００２９】
当該相乗効果の作用機構は定かではないが、エステル化合物は、油中に分散している塩基性カルシウムスルホネートが含有している炭酸カルシウム粒子を、純亜鉛メッキ鋼板のプレス加工部位へ運ぶキャリヤーとして作用して、炭酸カルシウム粒子の作用効果を高めること、および、鋼板の表面と金型の表面に形成されるエステル化合物の吸着膜が、油中に分散している炭酸カルシウム粒子を保持するアンカーとして作用して、炭酸カルシウム粒子の作用効果を高めることによるものと推測される。
【００３０】
本発明に係る純亜鉛メッキ鋼板用潤滑防錆油組成物は、各構成成分の上記した作用効果を総合的に発揮して、純亜鉛メッキ鋼板に対して防錆性、脱脂性、潤滑性、油面接着性等の付与機能を発揮するものである。従って、本発明によれば、純亜鉛メッキ鋼板に対して要求される上記した全ての特性を付与することができる、純亜鉛メッキ鋼板用潤滑防錆油組成物を提供することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明は、純亜鉛メッキ鋼板用潤滑防錆油組成物に関するもので、当該潤滑防錆油組成物は、基油、油溶性防錆添加剤、塩基価２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の塩基性カルシウムスルホネート、およびエステル化合物を主要成分とする組成物であって、前記油溶性防錆添加剤を０．２〜１０質量％、前記塩基性カルシウムスルホネートをカルシウム分として０．２〜２質量％、前記エステル化合物を５〜５０質量％含有しているものである。
【００３２】
当該潤滑防錆油組成物を構成する基油としては、防錆油や金属加工油に基油として一般に使用される鉱油や合成油を採用することができる。また、基油は１種類を単独で、または、複数種類を併用して使用することができる。鉱油としては、例えば、原油を蒸留して得られる留分を精製したパラフィン系、ナフテン系の精製鉱油を挙げることができる。また、合成油としては、例えば、パラフィン系、ナフテン系、オレフィン系等の炭化水素系合成油、および、エステル系合成油を挙げることができる。
【００３３】
当該潤滑防錆油組成物を構成する油溶性防錆添加剤としては、中性スルホネート、カルボン酸、カルボン酸塩、カルボン酸エステル等の群から選択して採用することができる。また、油溶性防錆添加剤は１種類を単独で、または、複数種類を併用して使用することができる。油溶性防錆添加剤の含有量は、０．２〜１０質量％とする。油溶性防錆添加剤の含有量が０．２質量％未満の場合は、防錆性付与機能が不十分であり、また、油溶性防錆添加剤の含有量が１０質量％を越える場合は、脱脂性および油面接着性が低下する。
【００３４】
中性スルホネートとしては、例えば、石油留出成分の芳香族成分をスルホン化して得られる石油スルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジノニルナフタレンスルホン酸等の合成スルホン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン塩等を挙げることができる。
【００３５】
カルボン酸としては、例えば、カプロン酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ウンデシレン酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リノレン酸、ステアロール酸、ノナデカン酸、アラキン酸、アラキドン酸、ベヘン酸、セトレイン酸、エルカ酸、ブラシジン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸、ナフテン酸、アビエチン酸、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、トリメリット酸、ラノリン脂肪酸、アルケニル琥珀酸、酸化ワックス等を挙げることができる。カルボン酸塩としては、これらの各カルボン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン塩等を挙げることができる。
【００３６】
カルボン酸エステルとしては、上記した各カルボン酸とアルコールのエステル化合物を挙げることができる。アルコールとしては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、ｎ−アミルアルコール、イソアミルアルコール、ヘキシルアルコール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、カプリルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンタデシルアルコール、セチルアルコール、ヘプタデシルアルコール、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール、オレイルアルコール、ノナデシルアルコール、エイコシルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、グリセリン、ソルビトール、ポリアルキレングリコール等を挙げることができる。
【００３７】
当該潤滑防錆油組成物を構成する塩基性カルシウムスルホネートは、塩基価２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のものであって、例えば、石油留出成分中の芳香族成分をスルホン化して得られる石油スルホン酸、または、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジノニルナフタレンスルホン酸等の合成スルホン酸のＣａ塩等を挙げることができる。塩基性カルシウムスルホネートは、１種類を単独で、または、複数種類を併用して使用することができる。
【００３８】
塩基性カルシウムスルホネートは、その製造工程において、中性カルシウムスルホネートに対して過剰量の水酸化カルシウムを添加してその後炭酸ガスを吹き込むことによって生成されるもので、この際、過剰の水酸化カルシウムのほとんどが炭酸塩になっている。このため、塩基性カルシウムスルホネートは、微細な炭酸カルシウム粒子を多量に含んでいる。
【００３９】
採用する塩基性カルシウムスルホネートは、塩基価が２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のものであること、より好ましくは、塩基価が２５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のものである。塩基価が２００ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の低い塩基価の塩基性カルシウムスルホネートを採用して、高い塩基価の塩基性カルシウムスルホネートと同等の作用効果を得るためには、低い塩基価の塩基性カルシウムスルホネートを多量に使用する必要がある。この場合には、純亜鉛メッキ鋼板における脱脂性および油面接着性が低下する。
【００４０】
塩基性カルシウムスルホネートの含有量は、カルシウム分として０．２〜２質量％、より好ましくは０．５〜１．５質量％である。カルシウム分が０．２質量％未満である場合には、純亜鉛メッキ鋼板に対する潤滑性付与機能が十分ではなく、また、カルシウム分が２質量％を越える場合には、純亜鉛メッキ鋼板における脱脂性および油面接着性を低下させる。
【００４１】
当該潤滑防錆油組成物を構成するエステル化合物は、下記に示す多数の群から選択される１種類を単独で、または、複数種類を併用して使用することができる。エステル化合物としては、例えば、カプロン酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ウンデシレン酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リノレン酸、ステアロール酸、ノナデカン酸、アラキン酸、アラキドン酸、ベヘン酸、セトレイン酸、エルカ酸、ブラシジン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸、ナフテン酸、アビエチン酸、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、トリメリット酸、ラノリン脂肪酸、アルケニル琥珀酸、酸化ワックス等のカルボン酸と各種のアルコール類から合成されたエステル化合物を挙げることができる。
【００４２】
また、エステル化合物の合成に採用されるアルコール類としては、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、ｎ−アミルアルコール、イソアミルアルコール、ヘキシルアルコール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、カプリルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンタデシルアルコール、セチルアルコール、ヘプタデシルアルコール、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール、オレイルアルコール、ノナデシルアルコール、エイコシルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコール、ネオペンチルグルコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、グリセリン、ポリアルキレングリコール等を挙げることができる。
【００４３】
当該潤滑防錆油組成物におけるエステル化合物の含有量は、５〜５０質量％とする。エステル化合物の含有量が５質量％未満の場合には、必要な潤滑性の付与機能が得られない。また、エステル化合物の含有量が５０質量％を越える場合には、それ以上の潤滑性の付与機能の向上は認められず不経済であり、かつ、過剰な量は脱脂性を低下させるため適当ではない。
【００４４】
また、当該潤滑防錆油組成物におけるエステル化合物の酸価および水酸基価は、組成物全量基準で酸価０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下とし、水酸基価１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下とすることが好ましい。エステル化合物の酸価および水酸基価は、エステル化合物の製造時、未反応物としてエステル化合物中に含まれるカルボン酸およびアルコールの残基によるものであり、これらの官能基は鋼板に対する吸着性が強いため、これらの数値が高い場合には脱脂性が低下する。エステル化合物の酸価および水酸基価を、組成物全量基準で酸価０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、水酸基価１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下とすることで、エステル化合物添加による脱脂性の低下を抑えることができる。
【００４５】
当該潤滑防錆油組成物においては、４０℃における動粘度は、３〜２０ｍｍ２／ｓｅｃであることが好ましい。動粘度は、当該潤滑防錆油組成物の純亜鉛メッキ鋼板に対する潤滑性の付与機能に影響を及ぼすとともに、塗油された純亜鉛メッキ鋼板のハンドリング性に影響を及ぼし、さらには、当該潤滑防錆油組成物の調製上の問題がある。
【００４６】
当該潤滑防錆油組成物の動粘度が３ｍｍ２／ｓｅｃ未満である場合には、低粘度に起因して、十分な潤滑性付与機能を発揮できない。一方、当該潤滑防錆油組成物の動粘度が２０ｍｍ２／ｓｅｃを越える場合には、高粘度に起因して、純亜鉛メッキ鋼板への塗油性を損ない、また、当該潤滑防錆油組成物を必要量塗油した状態では、塗油された鋼板同士が密着してそのハンドリング性を損なう。また、当該潤滑防錆油組成物を低粘度に調製するには、基油として低引火点の溶剤を使用することになり、低引火点の溶剤の取り扱いに細心の注意をはらわなければならないという問題がある。
【００４７】
当該潤滑防錆油組成物は、上記した作用を有する各成分を主要成分とするものであり、これにより、電気亜鉛メッキ鋼板や溶融亜鉛メッキ鋼板等、純亜鉛メッキ鋼板に対して高い防錆性、脱脂性、潤滑性、油面接着性等を発揮する。
【００４８】
なお、本発明に係る潤滑防錆油組成物は、上記した作用を有する各成分を主要成分とするものであるが、必要によりその他の成分を、上記した各成分の作用効果を損なわない範囲において含有していてもよい。
【００４９】
【実施例】
本実施例では、各種の潤滑防錆油組成物を調製し、かつ、市販の各種の防錆油組成物を入手し、これらの防錆油組成物を試験油とする性能特性を確認する試験（防錆試験、脱脂試験、平面摺動試験、油面接着試験）を行った。
【００５０】
（試験油）：試験油の調製では、基油として３種類、油溶性防錆添加剤（Ａ成分）として３種類、塩基性カルシウムスルホネート（Ｂ成分）として３種類、エステル化合物（Ｃ成分）として４種類を採用して、これらの各成分を適宜組み合わせて調製した。採用した各成分については表１にまとめて示す。
【００５１】
【表１】
【００５２】
また、調製された試験油の組成および特性については、表２および表３（実施例）、表４および表５（比較例）に示す。入手した市販の試験油の特性については、表５（比較例）に示す。但し、表２〜表５において、Ａ成分は油溶性防錆添加剤、Ｂ成分は塩基性カルシウムスルホネート、Ｃ成分はエステル化合物を示し、「Ｂ成分Ｃａ分」の単位は質量％、「Ｃ成分酸価 」の単位は（ｍｇＫＯＨ／ｇ）、Ｃ成分水酸基価の単位は（ｍｇＫＯＨ／ｇ）、動粘度の単位は（ｍｍ２／ｓｅｃ）である。また、表２〜５における各空欄は、該当する成分を含有していないことを示している。
【００５３】
なお、表５に示す試験油（比較例）の比較例１３である試験油は、欧米の自動車メーカ向け純亜鉛メッキ鋼板に適用されるカルシウムスルホネートをカルシウム分として約１．５質量％含有する高粘度の潤滑防錆油（Ａ）である。比較例１４である試験油は、日本国内の自動車メーカ向け合金化溶融亜鉛メッキ鋼板に適用される硫黄化合物含有の潤滑防錆油（Ｂ）である。比較例１５である試験油は、潤滑性が要求されない冷延鋼板、亜鉛メッキ鋼板に適用される防錆油である。
【００５４】
【表２】
【００５５】
【表３】
【００５６】
【表４】
【００５７】
【表５】
【００５８】
（防錆試験）：溶融亜鉛メッキ鋼板の片（０．８ｍｍ×７０ｍｍ×１００ｍｍ）を試験片として、各試験片の表面に試験油をゴムローラを用いて２ｇ／ｍ２塗布して、各試験油ごとの供試片を調製し、同一の試験油で調製した供試片５枚を重ね合せて支持板に挟み込んでボルト・ナットで締結して、各試験油ごとの供試体を調製した。これらの各供試体を恒温恒湿の試験箱（温度５０℃、湿度９０％）に７２０時間収容した場合の発錆状態を観察した。
【００５９】
発錆状態の評価基準は、７２０時間後の錆発生面積（％）とし、錆発生面積が零（発錆無し）の状態を◎、錆発生面積が５％未満の状態を○、錆発生面積が５％〜１０％未満の状態を△、錆発生面積が１０％以上の状態を×とした。得られた結果を表６および表７（実施例）と、表８および表９（比較例）に示す。
【００６０】
（脱脂試験）：防錆試験に供した供試体と同様に調製した各試験油毎の供試体を、室内に７２０時間放置した後脱脂試験に供した。脱脂試験では、脱脂剤として、ファインクリーナ４４８０（日本パーカライジング株式会社製：登録商標）を採用し、当該脱脂剤の１．８重量％水溶液を４２℃に調整して、供試片を当該水溶液に浸漬して、当該水溶液を撹拌しつつ２分間放置した。浸漬終了後、供試片を流水中で３０秒間水洗し、水洗後の供試片の脱脂状態を観察した。
【００６１】
脱脂状態の評価基準は、水洗後の各供試片の水濡れ面積（％）とし、水洗後の供試片の水濡れ面積が９０％以上の状態を◎、水濡れ面積が９０％未満〜８０％の状態を○、水濡れ面積が８０％未満〜７０％の状態を△、水濡れ面積が７０％未満の状態を×とした。得られた結果を表６および表７（実施例）と、表８および表９（比較例）に示す。
【００６２】
（平面摺動試験）：溶融亜鉛メッキ鋼板の片（０．８ｍｍ×５０ｍｍ×３００ｍｍ）を試験片として、各試験片の表面に試験油をゴムローラを用いて２ｇ／ｍ２塗布して、各試験油ごとの供試片を調製した。これらの各供試片を、ダイス（ＳＫＤ−１１：Ｒ＝２．５，幅１５ｍｍ）を用いて、面圧１５ＭＰａ、摺動速度２０ｍｍ／ｓｅｃ、摺動距離１３０ｍｍの条件下で平面摺動試験を行い、各供試片の潤滑性能（摩擦係数）を評価した。
【００６３】
潤滑性能の評価基準は、摩擦係数とし、摩擦係数が０．１５０未満の場合を◎、摩擦係数が０．１５０〜０．１６０未満の場合を○、摩擦係数が０．１６０〜０．１７０未満の場合を△、摩擦係数が０．１７０以上の場合を×とした。得られた結果を表６および表７（実施例）と、表８および表９（比較例）に示す。
【００６４】
（油面接着試験）：溶融亜鉛メッキ鋼板の片（０．８ｍｍ×２５ｍｍ×１５０ｍｍ）を試験片として、各試験片の表面に試験油をゴムローラを用いて２ｇ／ｍ２塗布して、各試験油ごとの供試片を調製した。これらの各供試片を、室内で立てかけて２４時間放置した後、油面接着試験に供した。油面接着試験では、接着剤として、ＳＲシールＺ７５（サンライズＭＳＩ株式会社製）を採用し、接着剤厚み３ｍｍの接着面（２５ｍｍ×２５ｍｍ）にて２枚の供試片を張り合わせ、１７０℃のオーブンに入れて、１７０℃に昇温後２０分間加熱し硬化させた。互いに接着した供試片を室内で２４時間放置した後、万能材料試験機を用いて、引張速度５０ｍｍ／ｍｉｎの条件で引き剥がして接着強度を測定し、供試片の油面接着性の評価を行った。
【００６５】
油面接着性の評価基準は、接着強度とし、接着強度が１．０ＭＰａ以上の場合を◎、接着強度が１．０ＭＰａ未満〜０．９ＭＰａの場合を○、接着強度が０．９ＭＰａ未満〜０．８ＭＰａの場合を△、接着強度が０．８ＭＰａ未満の場合を×とした。得られた結果を表６および表７（実施例）と、表８および表９（比較例）に示す。
【００６６】
【表６】
【００６７】
【表７】
【００６８】
【表８】
【００６９】
【表９】
【００７０】
（考察）：表６〜表９を参照すると、実施例に係る試験油は、溶融亜鉛メッキ鋼板に対する防錆性、脱脂性、潤滑性、油面接着性の全ての特性が高いことが認められる。これに対して、比較例に係る試験油は、溶融亜鉛メッキ鋼板に対する防錆性、脱脂性、潤滑性、油面接着性の全ての特性が高いとは認められない。比較例に係る試験油は、これらの特性のうち、１または複数の特性が大きく低下していることが認められる。
【００７１】
実施例に係る各試験油は、本発明に係る潤滑防錆油組成物に該当するものであって、溶融亜鉛メッキ鋼板用の優れた潤滑防錆油組成物ということができる。一方、比較例のうち市販品以外の試験油は、各成分の少なくとも１成分の含有量が本発明で規定する成分の含有量の範囲を外れるもので、主要成分が同一であって、それらの成分の含有量が本発明で規定している含有量を外れる場合には、溶融亜鉛メッキ鋼板用としては、優れた潤滑防錆油組成物ということはできない。
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気亜鉛メッキ鋼板や溶融亜鉛メッキ鋼板等、純亜鉛メッキ鋼板用の潤滑防錆油組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車メーカ等、鋼板が大量に使用される分野では、従来、主に冷延鋼板や熱延鋼板が使用されていたが、近年、耐食性の向上を目的として、亜鉛系合金電気メッキ鋼板や合金化溶融亜鉛メッキ鋼板等の表面処理鋼板の使用が主流になりつつある。
【０００３】
これらの表面処理鋼板は、亜鉛に比べ硬質な鉄−亜鉛、亜鉛−ニッケル等の合金電気メッキを施したものや、母材である鉄と亜鉛メッキ層を熱処理によって合金化したものであり、プレス成形性に優れている特性を有している。しかしながら、当該鋼板は、プレス成形性に優れている反面、製造コストが高く、かつ、表面処理に起因して、亜鉛メッキ本来の耐食性が低下しているといった不具合がある。
【０００４】
最近、自動車メーカ等では、鋼板として、耐食性の一層の向上と製造コストの低減を意図して、合金化を伴わない表面処理によって生成される溶融亜鉛メッキ鋼板や電気亜鉛メッキ鋼板等（以下純亜鉛メッキ鋼板という）の使用が検討されている。しかしながら、純亜鉛メッキ鋼板は、その表面が軟質な亜鉛で構成されているため、そのプレス成形時には、型カジリや、亜鉛が金型に溶着して堆積する等の不具合が発生するおそれがある。このため、我が国では、純亜鉛メッキ鋼板の使用の実用化が進んでいないのが実状である。
【０００５】
一方、欧米の自動車メーカでは、純亜鉛メッキ鋼板の表面に潤滑付与機能の高い高粘度の高潤滑防錆油（粘度約３０ｍｍ２／ｓｅｃ）を塗油して、純亜鉛メッキ鋼板にプレス成形性を確保することによって、純亜鉛メッキ鋼板の使用の実用化を図っている。また、当該潤滑防錆油については、多くの文献に多数提案されている。
【０００６】
多数提案されている鋼板用潤滑防錆油のうち、第１の鋼板用潤滑防錆油は、「プレス加工兼鋼板防錆油」の名称で提案されているもので、当該潤滑防錆油は、石油系基油と超高塩基性スルホネートを主要成分とするもので、塩基価が１５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のものである（特許文献１を参照）。
【０００７】
また、提案されている第２の鋼板用潤滑防錆油は、「亜鉛メッキ鋼板用防錆兼用プレス加工油」の名称で提案されているもので、当該加工油は、基油６５〜９５質量％、塩基性アルキルスルホネート塩を含む防錆添加剤１〜２０質量％、アルキル亜リン酸エステル（潤滑助剤）１〜２０質量％、不活性タイプの硫黄系極圧剤１〜２０質量％からなり、アルキル亜リン酸エステルと硫黄系極圧剤の含有比率が１：１５〜２：１、活性硫黄分が０．５質量％以下であって、動粘度が４０℃で５〜３０ｃＳｔの範囲のものである（特許文献２を参照）。
【０００８】
また、提案されている第３の鋼板用潤滑防錆油は、「表面処理鋼板用成形加工兼防錆油組成物」の名称で提案されているもので、当該防錆組成物は、４０℃での動粘度が５〜５０ｃＳｔである鉱油または合成油を基油とし、当該基油に対して硫化エステル２〜１５重量部、脂肪酸金属塩、ナフテン酸金属塩、樹脂酸金属塩、酸化パラフィン金属塩、アルケニルコハク酸金属塩およびアミノ酸金属塩の群から選択される少なくとも１種の金属塩２〜１５重量％、金属スルホネート２〜１５重量％を必須成分として配合してなる実質的に水を含有しないものである（特許文献３を参照）。
【０００９】
また、提案されている第４の鋼板用潤滑防錆油は、「防錆油組成物」の名称で提案されているもので、当該防錆油組成物は、平均粒径が１５ｎｍ以上の炭酸金属塩の結晶を含む塩基価が１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のスルホネートを１〜３０重量％、脂肪酸エステルを１〜５０重量％、基油を２０〜９８重量％の割合で含有するものである（特許文献４を参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特公平７−３０３４９号公報
【００１１】
【特許文献２】
特公平７−４２４７０号公報
【００１２】
【特許文献３】
特許第２９８８８８７号明細書
【００１３】
【特許文献４】
特開平８−３０２４９０号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、これらの各潤滑防錆油（潤滑防錆油組成物）は、純亜鉛メッキ鋼板に高い防錆性と高い潤滑性を共に付与することができるものであれば、鋼板の製造コストや鋼板の加工コストを低減できて、鋼板の加工品の価格を低減することができる。
【００１５】
この点を考慮して、各潤滑防錆油を検討すると、粘度を例えば３０ｍｍ２／ｓｅｃまたはそれ以上の高い粘度に設定されている高粘度の潤滑防錆油は、塗油された状態の鋼板同士を密着させて剥がれ難くし、鋼板に対するハンドリング性の低下、脱脂性の低下、脱脂性の低下に起因する化成処理性の低下、塗装密着性の低下等を惹起させる。
【００１６】
これに対処すべく、当該潤滑防錆油の粘度を調整して低粘度化すると、低粘度化された潤滑防錆油は、低粘度化前の潤滑防錆油が本来有する潤滑性の付与機能を大きく低下させる。このため、高粘度の潤滑防錆油の低粘度化は、適当な改良手段とはいえない。
【００１７】
また、上記した特許文献１にて提案されている潤滑防錆油（プレス加工兼鋼板防錆油）は、超高塩基性スルホネートを潤滑成分としている。純亜鉛メッキ鋼板に対して、超高塩基性スルホネート単独で潤滑性能を付与するには、超高塩基性スルホネートを大量に必要とする。この場合には、鋼板のその後の脱脂性、化成処理性、油面接着性等を低下させることになる。
【００１８】
また、上記した特許文献２にて提案されている潤滑防錆油（亜鉛メッキ鋼板用防錆兼用プレス加工油）、および、上記した特許文献３にて提案されている潤滑防錆油（表面処理鋼板用成形加工兼防錆油組成物）は共に、硫黄系化合物を潤滑成分としている。当該潤滑成分は、冷延鋼板、熱延酸洗鋼板、合金電気亜鉛メッキ鋼板、合金化溶融亜鉛メッキ鋼板に対しては、高い潤滑性能を付与することができる。しかしながら、表面が実質的に亜鉛のみからなる電気亜鉛メッキ鋼板や溶融亜鉛メッキ鋼板に対しては、当該潤滑成分は潤滑性能を付与する作用がないばかりか、むしろ、潤滑性能を低下させる作用がある。
【００１９】
また、上記した特許文献４に提案されている潤滑防錆油（防錆油組成物）は、塩基価が１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のスルホネートと、脂肪酸エステルと、基油の３者を主要成分とする防錆油組成物であり、当該防錆油組成物によれば、鋼板の種類によって防錆性、脱脂性、潤滑性等の作用効果に大きな差異が認められる。特に、電気亜鉛メッキ鋼板や溶融亜鉛メッキ鋼板等の純亜鉛メッキ鋼板に対する作用効果は不明である。
【００２０】
本発明は、当該防錆油組成物に着目してなされたもので、その目的とするところは、純亜鉛メッキ鋼板に対して、これに要求される上記した全ての特性を満たし得る潤滑防錆油組成物、換言すれば、純亜鉛メッキ鋼板用潤滑防錆油組成物を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、純亜鉛メッキ鋼板用潤滑防錆油組成物に関するもので、本発明に係る純亜鉛メッキ鋼板用潤滑防錆油組成物は、基油、油溶性防錆添加剤、塩基価２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の塩基性カルシウムスルホネート、およびエステル化合物を主要成分とする組成物であって、前記油溶性防錆添加剤を０．２〜１０質量％、前記塩基性カルシウムスルホネートをカルシウム分として０．２〜２質量％、前記エステル化合物を５〜５０質量％含有していることを特徴とするものである。
【００２２】
本発明に係る純亜鉛メッキ鋼板用潤滑防錆油組成物においては、当該組成物全量を基準として、前記エステル化合物の酸価が０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であり、同エステル化合物の水酸基価が１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが好ましく、また、当該組成物の４０℃における動粘度が３〜２０ｍｍ２／ｓｅｃであることが好ましい。
【００２３】
【発明の作用・効果】
本発明に係る純亜鉛メッキ鋼板用潤滑防錆油組成物は、基油、油溶性防錆添加剤、塩基価２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の塩基性カルシウムスルホネート、およびエステル化合物を主要成分とするものである。
【００２４】
当該潤滑防錆油組成物を構成する成分である油溶性防錆添加剤は、純亜鉛メッキ鋼板に対して防錆性を付与するための成分である。油溶性防錆添加剤は、当該潤滑防錆油組成物を鋼板メーカにて純亜鉛メッキ鋼板に塗油した後から、鋼板ユーザにて純亜鉛メッキ鋼板から脱脂除去されるまでの間、純亜鉛メッキ鋼板での錆の発生を防止してその変色を防止する。当該油溶性防錆添加剤の含有量は、０．２〜１０質量％とする。
【００２５】
当該潤滑防錆油組成物を構成する成分である塩基性カルシウムスルホネートは、純亜鉛メッキ鋼板に対して高い潤滑性を付与するための成分である。塩基性カルシウムスルホネートは、塩基価が２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であって、炭酸カルシウム粒子を含有している。炭酸カルシウム粒子は、純亜鉛メッキ鋼板のプレス加工時、鋼板と金型間に介在して金属同士の接触を規制すべく作用して、純亜鉛メッキ鋼板のプレス加工時の、金型への亜鉛の溶着や型カジリ等を効果的に抑制する。
【００２６】
しかしながら、純亜鉛メッキ鋼板のプレス加工品の組み付け時に使用される接着剤は、その種類によっては、塩基性カルシウムスルホネートとの相性の悪いものがあって、塩基性カルシウムスルホネートの含有量が多い場合には、プレス加工品の油面接着性を低下させる。当該塩基性カルシウムスルホネートの含有量は、カルシウム分として０．２〜２質量％とする。
【００２７】
当該潤滑防錆油組成物を構成する成分であるエステル化合物は、純亜鉛メッキ鋼板に対して潤滑性を付与するための成分である。エステル化合物はそれ単独でも、純亜鉛メッキ鋼板に対して相当程度の潤滑性を付与することができるが、塩基性カルシウムスルホネートと組み合わせることによって、当該潤滑防錆油組成物の純亜鉛メッキ鋼板に対する潤滑性の付与機能を相乗的に高める。エステル化合物の含有量は、５〜５０質量％とする。
【００２８】
また、エステル化合物の相乗効果によって、当該潤滑防錆油組成物の高い潤滑性付与機能を維持した状態で、塩基性カルシウムスルホネートの含有量を低減（カルシウム分として０．２〜２質量％）することができる。これにより、多量の塩基性カルシウムスルホネートの含有量に起因する、プレス加工品に対する悪影響を防止することができる。
【００２９】
当該相乗効果の作用機構は定かではないが、エステル化合物は、油中に分散している塩基性カルシウムスルホネートが含有している炭酸カルシウム粒子を、純亜鉛メッキ鋼板のプレス加工部位へ運ぶキャリヤーとして作用して、炭酸カルシウム粒子の作用効果を高めること、および、鋼板の表面と金型の表面に形成されるエステル化合物の吸着膜が、油中に分散している炭酸カルシウム粒子を保持するアンカーとして作用して、炭酸カルシウム粒子の作用効果を高めることによるものと推測される。
【００３０】
本発明に係る純亜鉛メッキ鋼板用潤滑防錆油組成物は、各構成成分の上記した作用効果を総合的に発揮して、純亜鉛メッキ鋼板に対して防錆性、脱脂性、潤滑性、油面接着性等の付与機能を発揮するものである。従って、本発明によれば、純亜鉛メッキ鋼板に対して要求される上記した全ての特性を付与することができる、純亜鉛メッキ鋼板用潤滑防錆油組成物を提供することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明は、純亜鉛メッキ鋼板用潤滑防錆油組成物に関するもので、当該潤滑防錆油組成物は、基油、油溶性防錆添加剤、塩基価２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の塩基性カルシウムスルホネート、およびエステル化合物を主要成分とする組成物であって、前記油溶性防錆添加剤を０．２〜１０質量％、前記塩基性カルシウムスルホネートをカルシウム分として０．２〜２質量％、前記エステル化合物を５〜５０質量％含有しているものである。
【００３２】
当該潤滑防錆油組成物を構成する基油としては、防錆油や金属加工油に基油として一般に使用される鉱油や合成油を採用することができる。また、基油は１種類を単独で、または、複数種類を併用して使用することができる。鉱油としては、例えば、原油を蒸留して得られる留分を精製したパラフィン系、ナフテン系の精製鉱油を挙げることができる。また、合成油としては、例えば、パラフィン系、ナフテン系、オレフィン系等の炭化水素系合成油、および、エステル系合成油を挙げることができる。
【００３３】
当該潤滑防錆油組成物を構成する油溶性防錆添加剤としては、中性スルホネート、カルボン酸、カルボン酸塩、カルボン酸エステル等の群から選択して採用することができる。また、油溶性防錆添加剤は１種類を単独で、または、複数種類を併用して使用することができる。油溶性防錆添加剤の含有量は、０．２〜１０質量％とする。油溶性防錆添加剤の含有量が０．２質量％未満の場合は、防錆性付与機能が不十分であり、また、油溶性防錆添加剤の含有量が１０質量％を越える場合は、脱脂性および油面接着性が低下する。
【００３４】
中性スルホネートとしては、例えば、石油留出成分の芳香族成分をスルホン化して得られる石油スルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジノニルナフタレンスルホン酸等の合成スルホン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン塩等を挙げることができる。
【００３５】
カルボン酸としては、例えば、カプロン酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ウンデシレン酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リノレン酸、ステアロール酸、ノナデカン酸、アラキン酸、アラキドン酸、ベヘン酸、セトレイン酸、エルカ酸、ブラシジン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸、ナフテン酸、アビエチン酸、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、トリメリット酸、ラノリン脂肪酸、アルケニル琥珀酸、酸化ワックス等を挙げることができる。カルボン酸塩としては、これらの各カルボン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン塩等を挙げることができる。
【００３６】
カルボン酸エステルとしては、上記した各カルボン酸とアルコールのエステル化合物を挙げることができる。アルコールとしては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、ｎ−アミルアルコール、イソアミルアルコール、ヘキシルアルコール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、カプリルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンタデシルアルコール、セチルアルコール、ヘプタデシルアルコール、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール、オレイルアルコール、ノナデシルアルコール、エイコシルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、グリセリン、ソルビトール、ポリアルキレングリコール等を挙げることができる。
【００３７】
当該潤滑防錆油組成物を構成する塩基性カルシウムスルホネートは、塩基価２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のものであって、例えば、石油留出成分中の芳香族成分をスルホン化して得られる石油スルホン酸、または、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジノニルナフタレンスルホン酸等の合成スルホン酸のＣａ塩等を挙げることができる。塩基性カルシウムスルホネートは、１種類を単独で、または、複数種類を併用して使用することができる。
【００３８】
塩基性カルシウムスルホネートは、その製造工程において、中性カルシウムスルホネートに対して過剰量の水酸化カルシウムを添加してその後炭酸ガスを吹き込むことによって生成されるもので、この際、過剰の水酸化カルシウムのほとんどが炭酸塩になっている。このため、塩基性カルシウムスルホネートは、微細な炭酸カルシウム粒子を多量に含んでいる。
【００３９】
採用する塩基性カルシウムスルホネートは、塩基価が２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のものであること、より好ましくは、塩基価が２５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のものである。塩基価が２００ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の低い塩基価の塩基性カルシウムスルホネートを採用して、高い塩基価の塩基性カルシウムスルホネートと同等の作用効果を得るためには、低い塩基価の塩基性カルシウムスルホネートを多量に使用する必要がある。この場合には、純亜鉛メッキ鋼板における脱脂性および油面接着性が低下する。
【００４０】
塩基性カルシウムスルホネートの含有量は、カルシウム分として０．２〜２質量％、より好ましくは０．５〜１．５質量％である。カルシウム分が０．２質量％未満である場合には、純亜鉛メッキ鋼板に対する潤滑性付与機能が十分ではなく、また、カルシウム分が２質量％を越える場合には、純亜鉛メッキ鋼板における脱脂性および油面接着性を低下させる。
【００４１】
当該潤滑防錆油組成物を構成するエステル化合物は、下記に示す多数の群から選択される１種類を単独で、または、複数種類を併用して使用することができる。エステル化合物としては、例えば、カプロン酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ウンデシレン酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リノレン酸、ステアロール酸、ノナデカン酸、アラキン酸、アラキドン酸、ベヘン酸、セトレイン酸、エルカ酸、ブラシジン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸、ナフテン酸、アビエチン酸、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、トリメリット酸、ラノリン脂肪酸、アルケニル琥珀酸、酸化ワックス等のカルボン酸と各種のアルコール類から合成されたエステル化合物を挙げることができる。
【００４２】
また、エステル化合物の合成に採用されるアルコール類としては、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、ｎ−アミルアルコール、イソアミルアルコール、ヘキシルアルコール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、カプリルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンタデシルアルコール、セチルアルコール、ヘプタデシルアルコール、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール、オレイルアルコール、ノナデシルアルコール、エイコシルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコール、ネオペンチルグルコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、グリセリン、ポリアルキレングリコール等を挙げることができる。
【００４３】
当該潤滑防錆油組成物におけるエステル化合物の含有量は、５〜５０質量％とする。エステル化合物の含有量が５質量％未満の場合には、必要な潤滑性の付与機能が得られない。また、エステル化合物の含有量が５０質量％を越える場合には、それ以上の潤滑性の付与機能の向上は認められず不経済であり、かつ、過剰な量は脱脂性を低下させるため適当ではない。
【００４４】
また、当該潤滑防錆油組成物におけるエステル化合物の酸価および水酸基価は、組成物全量基準で酸価０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下とし、水酸基価１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下とすることが好ましい。エステル化合物の酸価および水酸基価は、エステル化合物の製造時、未反応物としてエステル化合物中に含まれるカルボン酸およびアルコールの残基によるものであり、これらの官能基は鋼板に対する吸着性が強いため、これらの数値が高い場合には脱脂性が低下する。エステル化合物の酸価および水酸基価を、組成物全量基準で酸価０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、水酸基価１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下とすることで、エステル化合物添加による脱脂性の低下を抑えることができる。
【００４５】
当該潤滑防錆油組成物においては、４０℃における動粘度は、３〜２０ｍｍ２／ｓｅｃであることが好ましい。動粘度は、当該潤滑防錆油組成物の純亜鉛メッキ鋼板に対する潤滑性の付与機能に影響を及ぼすとともに、塗油された純亜鉛メッキ鋼板のハンドリング性に影響を及ぼし、さらには、当該潤滑防錆油組成物の調製上の問題がある。
【００４６】
当該潤滑防錆油組成物の動粘度が３ｍｍ２／ｓｅｃ未満である場合には、低粘度に起因して、十分な潤滑性付与機能を発揮できない。一方、当該潤滑防錆油組成物の動粘度が２０ｍｍ２／ｓｅｃを越える場合には、高粘度に起因して、純亜鉛メッキ鋼板への塗油性を損ない、また、当該潤滑防錆油組成物を必要量塗油した状態では、塗油された鋼板同士が密着してそのハンドリング性を損なう。また、当該潤滑防錆油組成物を低粘度に調製するには、基油として低引火点の溶剤を使用することになり、低引火点の溶剤の取り扱いに細心の注意をはらわなければならないという問題がある。
【００４７】
当該潤滑防錆油組成物は、上記した作用を有する各成分を主要成分とするものであり、これにより、電気亜鉛メッキ鋼板や溶融亜鉛メッキ鋼板等、純亜鉛メッキ鋼板に対して高い防錆性、脱脂性、潤滑性、油面接着性等を発揮する。
【００４８】
なお、本発明に係る潤滑防錆油組成物は、上記した作用を有する各成分を主要成分とするものであるが、必要によりその他の成分を、上記した各成分の作用効果を損なわない範囲において含有していてもよい。
【００４９】
【実施例】
本実施例では、各種の潤滑防錆油組成物を調製し、かつ、市販の各種の防錆油組成物を入手し、これらの防錆油組成物を試験油とする性能特性を確認する試験（防錆試験、脱脂試験、平面摺動試験、油面接着試験）を行った。
【００５０】
（試験油）：試験油の調製では、基油として３種類、油溶性防錆添加剤（Ａ成分）として３種類、塩基性カルシウムスルホネート（Ｂ成分）として３種類、エステル化合物（Ｃ成分）として４種類を採用して、これらの各成分を適宜組み合わせて調製した。採用した各成分については表１にまとめて示す。
【００５１】
【表１】
また、調製された試験油の組成および特性については、表２および表３（実施例）、表４および表５（比較例）に示す。入手した市販の試験油の特性については、表５（比較例）に示す。但し、表２〜表５において、Ａ成分は油溶性防錆添加剤、Ｂ成分は塩基性カルシウムスルホネート、Ｃ成分はエステル化合物を示し、「Ｂ成分Ｃａ分」の単位は質量％、「Ｃ成分酸価 」の単位は（ｍｇＫＯＨ／ｇ）、Ｃ成分水酸基価の単位は（ｍｇＫＯＨ／ｇ）、動粘度の単位は（ｍｍ２／ｓｅｃ）である。また、表２〜５における各空欄は、該当する成分を含有していないことを示している。
【００５３】
なお、表５に示す試験油（比較例）の比較例１３である試験油は、欧米の自動車メーカ向け純亜鉛メッキ鋼板に適用されるカルシウムスルホネートをカルシウム分として約１．５質量％含有する高粘度の潤滑防錆油（Ａ）である。比較例１４である試験油は、日本国内の自動車メーカ向け合金化溶融亜鉛メッキ鋼板に適用される硫黄化合物含有の潤滑防錆油（Ｂ）である。比較例１５である試験油は、潤滑性が要求されない冷延鋼板、亜鉛メッキ鋼板に適用される防錆油である。
【００５４】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
（防錆試験）：溶融亜鉛メッキ鋼板の片（０．８ｍｍ×７０ｍｍ×１００ｍｍ）を試験片として、各試験片の表面に試験油をゴムローラを用いて２ｇ／ｍ２塗布して、各試験油ごとの供試片を調製し、同一の試験油で調製した供試片５枚を重ね合せて支持板に挟み込んでボルト・ナットで締結して、各試験油ごとの供試体を調製した。これらの各供試体を恒温恒湿の試験箱（温度５０℃、湿度９０％）に７２０時間収容した場合の発錆状態を観察した。
【００５９】
発錆状態の評価基準は、７２０時間後の錆発生面積（％）とし、錆発生面積が零（発錆無し）の状態を◎、錆発生面積が５％未満の状態を○、錆発生面積が５％〜１０％未満の状態を△、錆発生面積が１０％以上の状態を×とした。得られた結果を表６および表７（実施例）と、表８および表９（比較例）に示す。
【００６０】
（脱脂試験）：防錆試験に供した供試体と同様に調製した各試験油毎の供試体を、室内に７２０時間放置した後脱脂試験に供した。脱脂試験では、脱脂剤として、ファインクリーナ４４８０（日本パーカライジング株式会社製：登録商標）を採用し、当該脱脂剤の１．８重量％水溶液を４２℃に調整して、供試片を当該水溶液に浸漬して、当該水溶液を撹拌しつつ２分間放置した。浸漬終了後、供試片を流水中で３０秒間水洗し、水洗後の供試片の脱脂状態を観察した。
【００６１】
脱脂状態の評価基準は、水洗後の各供試片の水濡れ面積（％）とし、水洗後の供試片の水濡れ面積が９０％以上の状態を◎、水濡れ面積が９０％未満〜８０％の状態を○、水濡れ面積が８０％未満〜７０％の状態を△、水濡れ面積が７０％未満の状態を×とした。得られた結果を表６および表７（実施例）と、表８および表９（比較例）に示す。
【００６２】
（平面摺動試験）：溶融亜鉛メッキ鋼板の片（０．８ｍｍ×５０ｍｍ×３００ｍｍ）を試験片として、各試験片の表面に試験油をゴムローラを用いて２ｇ／ｍ２塗布して、各試験油ごとの供試片を調製した。これらの各供試片を、ダイス（ＳＫＤ−１１：Ｒ＝２．５，幅１５ｍｍ）を用いて、面圧１５ＭＰａ、摺動速度２０ｍｍ／ｓｅｃ、摺動距離１３０ｍｍの条件下で平面摺動試験を行い、各供試片の潤滑性能（摩擦係数）を評価した。
【００６３】
潤滑性能の評価基準は、摩擦係数とし、摩擦係数が０．１５０未満の場合を◎、摩擦係数が０．１５０〜０．１６０未満の場合を○、摩擦係数が０．１６０〜０．１７０未満の場合を△、摩擦係数が０．１７０以上の場合を×とした。得られた結果を表６および表７（実施例）と、表８および表９（比較例）に示す。
【００６４】
（油面接着試験）：溶融亜鉛メッキ鋼板の片（０．８ｍｍ×２５ｍｍ×１５０ｍｍ）を試験片として、各試験片の表面に試験油をゴムローラを用いて２ｇ／ｍ２塗布して、各試験油ごとの供試片を調製した。これらの各供試片を、室内で立てかけて２４時間放置した後、油面接着試験に供した。油面接着試験では、接着剤として、ＳＲシールＺ７５（サンライズＭＳＩ株式会社製）を採用し、接着剤厚み３ｍｍの接着面（２５ｍｍ×２５ｍｍ）にて２枚の供試片を張り合わせ、１７０℃のオーブンに入れて、１７０℃に昇温後２０分間加熱し硬化させた。互いに接着した供試片を室内で２４時間放置した後、万能材料試験機を用いて、引張速度５０ｍｍ／ｍｉｎの条件で引き剥がして接着強度を測定し、供試片の油面接着性の評価を行った。
【００６５】
油面接着性の評価基準は、接着強度とし、接着強度が１．０ＭＰａ以上の場合を◎、接着強度が１．０ＭＰａ未満〜０．９ＭＰａの場合を○、接着強度が０．９ＭＰａ未満〜０．８ＭＰａの場合を△、接着強度が０．８ＭＰａ未満の場合を×とした。得られた結果を表６および表７（実施例）と、表８および表９（比較例）に示す。
【００６６】
【表６】
【表７】
【表８】
【表９】
（考察）：表６〜表９を参照すると、実施例に係る試験油は、溶融亜鉛メッキ鋼板に対する防錆性、脱脂性、潤滑性、油面接着性の全ての特性が高いことが認められる。これに対して、比較例に係る試験油は、溶融亜鉛メッキ鋼板に対する防錆性、脱脂性、潤滑性、油面接着性の全ての特性が高いとは認められない。比較例に係る試験油は、これらの特性のうち、１または複数の特性が大きく低下していることが認められる。
【００７１】
実施例に係る各試験油は、本発明に係る潤滑防錆油組成物に該当するものであって、溶融亜鉛メッキ鋼板用の優れた潤滑防錆油組成物ということができる。一方、比較例のうち市販品以外の試験油は、各成分の少なくとも１成分の含有量が本発明で規定する成分の含有量の範囲を外れるもので、主要成分が同一であって、それらの成分の含有量が本発明で規定している含有量を外れる場合には、溶融亜鉛メッキ鋼板用としては、優れた潤滑防錆油組成物ということはできない。
Claims (3)
- 基油、油溶性防錆添加剤、塩基価２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の塩基性カルシウムスルホネート、およびエステル化合物を主要成分とする組成物であって、前記油溶性防錆添加剤を０．２〜１０質量％、前記塩基性カルシウムスルホネートをカルシウム分として０．２〜２質量％、前記エステル化合物を５〜５０質量％含有していることを特徴とする純亜鉛メッキ鋼板用潤滑防錆油組成物。
- 請求項１に記載の純亜鉛メッキ鋼板用潤滑防錆油組成物において、当該組成物全量を基準として、前記エステル化合物の酸価が０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であり、同エステル化合物の水酸基価が１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることを特徴とする純亜鉛メッキ鋼板用潤滑防錆油組成物。
- 請求項１または２に記載の純亜鉛メッキ鋼板用潤滑防錆油組成物において、当該組成物の４０℃における動粘度が３〜２０ｍｍ２／ｓｅｃであることを特徴とする純亜鉛メッキ鋼板用潤滑防錆油組成物。
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