JP2005290142A - サイジングプレス加工用潤滑油組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】 加工性と脱脂性に優れ、かつ、含油軸受けに使用する含浸油や焼結金属との適合性に優れたサイジングプレス加工用潤滑油組成物を提供する。
【解決手段】 （Ａ）４０℃における動粘度が０．５〜１００ｍｍ2／ｓである潤滑油基油に、組成物全量基準で、（Ｂ）極圧剤を０．１〜１０質量％及び（Ｃ）金属不活性化剤を０．０１〜５質量％配合してなるサイジングプレス加工用潤滑油組成物である。
【選択図】 なし

Description

本発明は、サイジングプレス加工用潤滑油組成物に関し、さらに詳しくは、焼結金属、特に含油軸受用焼結金属のサイジングプレス加工用潤滑油組成物に関する。
焼結含油軸受は、転がり軸受や動圧流体軸受と比較し低価格であることから、現在、これら軸受の代替として、自動車の電装品や様々な電気製品に数多く利用されている。その焼結含油軸受は、一般に圧粉成形工程、焼結工程、サイジングプレス加工工程、洗浄（脱脂）工程を経て製造される。この中のサイジングプレス加工工程において、従来から鉱油系の加工油剤が使用されていたが、十分な油膜形成ができないため加工性に劣っていた。また、脱脂性に劣り、焼結金属の内部に鉱油系加工油剤が多量に残留してしまう傾向にあった。さらに、この残留油は含油軸受に使用する含浸油や焼結金属との適合性に劣り、スラッジ発生の原因となっていた。
したがって、加工性と脱脂性に優れ、かつ、含油軸受に使用する含浸油や焼結金属との適合性に優れたサイジングプレス加工用潤滑油が望まれていた。文献的には、特許文献１には、軸受油と同じものを使用することが開示され、特許文献２には、菜種油を使用することが開示されているが、性能的に未だ改良の余地があった。
特開平６−２６４１１０号公報（第２頁） 特開平８−２０９３７０号公報（第２頁）
本発明は、このような状況下でなされたもので、加工性と脱脂性に優れ、かつ、含油軸受に使用する含浸油や焼結金属との適合性に優れたサイジングプレス加工用潤滑油組成物を提供することを目的とするものである。
本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、特定の低粘度潤滑油基油に、極圧剤と金属不活性化剤を特定量配合した組成物により、その目的を効果的に達成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、本発明の要旨は下記のとおりである。
１．（Ａ）４０℃における動粘度が０．５〜１００ｍｍ2／ｓである潤滑油基油に、組成物全量基準で、（Ｂ）極圧剤を０．１〜１０質量％及び（Ｃ）金属不活性化剤を０．０１〜５質量％配合してなるサイジングプレス加工用潤滑油組成物。
２．（Ｂ）成分の極圧剤が有機リン酸エステル化合物であり、（Ｃ）成分の金属不活性化剤がベンゾトリアゾール化合物及び／又はチアジアゾール化合物である上記１記載のサイジングプレス加工用潤滑油組成物。
３．さらに、（Ｄ）酸化防止剤及び／又は消泡剤を配合してなる上記１又は２に記載のサイジングプレス加工用潤滑油組成物。
４．（Ｂ）成分の有機リン酸エステル化合物のリン酸残基の総炭素数が８以上である上記２又は３に記載のサイジングプレス加工用潤滑油組成物。
５．有機リン酸エステル化合物が、亜リン酸エステル又は酸性亜リン酸エステルである上記２〜４のいずれかに記載のサイジングプレス加工用潤滑油組成物。
６．含油軸受け用焼結合金のサイジング加工用潤滑油組成物である上記１〜５のいずれかに記載のサイジングプレス加工用潤滑油組成物。
７．焼結合金を、上記１〜６のいずれかに記載のサイジングプレス加工用潤滑油組成物を用いてサイジングプレス加工した後、脱脂処理し、軸受油を含浸させることを特徴とする焼結含油軸受の製造方法。
８．上記７の方法にて製造した焼結含油軸受。
本発明によれば、加工性と脱脂性に優れ、かつ、含油軸受けに使用する含浸油や焼結金属との適合性に優れたサイジングプレス加工用潤滑油組成物を提供することができる。
本発明のサイジングプレス加工用潤滑油組成物においては、基油として、４０℃における動粘度が０．５〜１００ｍｍ2／ｓの範囲にある鉱油及び／又は合成油を使用することが必須である。０．５ｍｍ2／ｓ未満であると、油膜強度の低下や蒸発損失の増加などの不具合があり、１００ｍｍ2／ｓを超えると、脱脂性に劣り好ましくない。好ましくは０．５〜４０ｍｍ2／ｓであり、より好ましくは０．５〜１０ｍｍ2／ｓである。
前記鉱油としては、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物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。なかでも、酸化安定性の面から高精製鉱油が好ましい。
また、合成油としては、例えば、ポリ−α−オレフィン，オレフィンコポリマー（例えば、エチレン−プロピレンコポリマーなど）、あるいはポリブテン、ポリイソブチレン、ポリプロピレン等の分岐オレフィンやこれらの水素化物、さらには、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン等の炭化水素合成油を用いることができる。なかでも、分岐オレフィンの水素化物が好ましい。
本発明においては、基油として、前記鉱油を一種用いてもよいし、二種以上組み合わせて用いてもよく、前記合成油を一種用いてもよいし、二種以上組み合わせて用いてもよい。また、該鉱油一種以上と合成油一種以上を併用することもできる。また、低温特性の指標である流動点については、特に制限はないが、−１０℃以下であることが好ましい。
本発明のサイジングプレス加工用潤滑油組成物においては、（Ｂ）成分の極圧剤として、例えば、有機リン酸エステル化合物が挙げられる。
上記の有機リン酸エステル化合物としては、下記の一般式（Ｉ）〜（Ｖ）で表されるリン酸エステル、酸性リン酸エステルのリン酸エステル化合物、亜リン酸エステル、酸性亜リン酸エステルの亜リン酸エステル化合物を包含する。なかでも、脱脂性の面から亜リン酸エステル、酸性亜リン酸エステルの亜リン酸エステル化合物が好ましい。
Figure 2005290142
上記一般式（Ｉ）〜（Ｖ）において、Ｒ1〜Ｒ3は炭素数４〜３０のアルキル基又はアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基又はアルキルアリール基及び炭素数７〜３０のアラルキル基を示し、Ｒ1〜Ｒ3は同一でも異なっていてもよい。
また、有機リン酸エステル化合物のリン酸残基の総炭素数は８以上のものが好ましい。７以下であると、潤滑性が不足する恐れがある。より好ましくは１２以上、特に好ましくは１８以上である。
リン酸エステルとしては、アリールホスフェート、アルキルホスフェート、アルキルアリールホスフェート、アラルキルホスフェート、アルケニルホスフェートなどがあり、例えば、トリフェニルホスフェート、トリクレシルホスフェート、ベンジルジフェニルホスフェート、エチルジフェニルホスフェート、トリブチルホスフェート、エチルジブチルホスフェート、クレシルジフェニルホスフェート、ジクレシルフェニルホスフェート、エチルフェニルジフェニルホスフェート、ジエチルフェニルフェニルホスフェート、プロピルフェニルジフェニルホスフェート、ジプロピルフェニルフェニルホスフェート、トリエチルフェニルホスフェート、トリプロピルフェニルホスフェート、ブチルフェニルジフェニルホスフェート、ジブチルフェニルフェニルホスフェート、トリブチルフェニルホスフェート、トリヘキシルホスフェート、トリ（２−エチルヘキシル）ホスフェート、トリデシルホスフェート、トリラウリルホスフェート、トリミリスチルホスフェート、トリパルミチルホスフェート、トリステアリルホスフェート、トリオレイルホスフェートなどを挙げることができる。
酸性リン酸エステルとしては、例えば、２−エチルヘキシルアシッドホスフェート、オレイルアシッドホスフェート、テトラコシルアシッドホスフェート、イソデシルアシッドホスフェート、ラウリルアシッドホスフェート、トリデシルアシッドホスフェート、ステアリルアシッドホスフェート、イソステアリルアシッドホスフェートなどを挙げることができる。
亜リン酸エステルとしては、例えば、トリブチルホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリクレシルホスファイト、トリ（ノニルフェニル）ホスファイト、トリ（２−エチルヘキシル）ホスファイト、トリデシルホスファイト、トリラウリルホスファイト、トリイソオクチルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、トリステアリルホスファイト、トリオレイルホスファイトなどを挙げることができる。
酸性亜リン酸エステルとしては、例えば、ジブチルハイドロジェンホスファイト、ジラウリルハイドロジェンホスファイト、ジオレイルハイドジェンホスファイト、ジステアリルハイドロジェンホスファイト、ジフェニルハイドロジェンホスファイトなどを挙げることができる。
また、有機リン酸エステル化合物として、オクチルホスホン酸ジオクチル、オクチルホスホン酸モノオクチル等のホスホン酸エステルも使用することができる。以上の有機リン酸エステル化合物の中で、リン酸エステル化合物としては、トリ（２−エチルヘキシル）ホスフェート、亜リン酸エステル化合物としては、ジオレイルハイドジェンホスファイトが好適である。
この（Ｂ）成分は、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、その配合量は、組成物全量基準で、０．１〜１０質量％の範囲で選定される。この配合量が０．１質量％未満では、加工性に劣り、一方１０質量％を超えると、脱脂性に劣る。好ましい配合量は０．２〜５質量％の範囲であり、より好ましくは０．５〜３質量％の範囲である。
本発明のサイジングプレス加工用潤滑油組成物においては、（Ｃ）成分の金属不活性化剤として、例えば、ベンゾトリアゾール化合物及び／又はチアジアゾール化合物が挙げられる。
ベンゾトリアゾール化合物は下記の一般式（VI）で表されるベンゾトリアゾール、アルキルベンゾトリアゾール、一般式（VII）で表されるＮ−（アルキル）アルキルベンゾトリアゾール及び一般式（VIII）で表されるＮ−（アルキル）アミノアルキルベンゾトリアゾールを包含する。
Figure 2005290142
（式中、Ｒ4は炭素数１〜４のアルキル基、ａは０〜４の整数を示す。）
Figure 2005290142
（式中、Ｒ5及びＲ6はそれぞれ炭素数１〜４のアルキル基を示し、それらは互いに同一でも異なっていてもよく、ｂは０〜４の整数を示す。）
Figure 2005290142
（式中、Ｒ7は炭素数１〜４のアルキル基を示し、Ｒ8はメチレン基又はエチレン基を示し、Ｒ9及びＲ10はそれぞれ水素原子又は炭素数１〜１２のアルキル基を示し、それらは互いに同一でも異なっていてもよく、ｃは０〜４の整数を示す。）
前記の一般式（VI）におけるＲ4は炭素数１〜４、好ましくは１又は２のアルキル基を示す。具体的にはメチル基，エチル基，ｎ−プロピル基，イソプロピル基，ｎ−ブチル基，イソブチル基，ｓｅｃ−ブチル基，ｔｅｒｔ−ブチル基を挙げることができる。ａは０〜４、好ましくは０又は１の整数である。
前記一般式（VII）におけるＲ5 およびＲ6 はそれぞれ炭素数１〜４、好ましくは１又は２のアルキル基を示す。具体的には前記Ｒ4 の例示と同じである。ｂは０〜４、好ましくは０又は１の整数である。
前記の一般式（VIII）におけるＲ7 は炭素数１〜４、好ましくは１又は２のアルキル基を示す。具体的には前記Ｒ4 の例示と同じである。Ｒ8 はメチレン基またはエチレン基を示すが、メチレン基が好ましい。Ｒ9 及びＲ10 はそれぞれ水素原子又は炭素数１〜１２、好ましくは１〜９のアルキル基を示す。アルキル基として、具体的にはメチル基，エチル基，ｎ−プロピル基，イソプロピル基，ｎ−ブチル基，イソブチル基，ｓｅｃ−ブチル基，ｔｅｒｔ−ブチル基，各種ペンチル基，各種ヘキシル基，各種ヘプチル基，各種オクチル基，各種ノニル基，各種デシル基，各種ウンデシル基，各種ドデシル基を挙げることができる。ｃは０〜４、好ましくは０又は１の整数である。
チアジアゾール化合物としては、例えば、下記一般式（IX）
Figure 2005290142
（式中、Ｒ11及びＲ12は、それぞれ水素原子、炭素数１〜２０の炭化水素基を示し、ｄ及びｅは、それぞれ０〜８の整数を示す。）
で表される１，３，４−チアジアゾール、１，２，４−チアジアゾール、１，４，５−チアジアゾールなどが好ましく用いられる。
このチアジアゾール化合物としては、例えば、２，５−ビス（ｎ−ヘキシルジチオ）−１，３，４−チアジアゾール、２，５−ビス（ｎ−オクチルジチオ）−１，３，４−チアジアゾール、２，５−ビス（ｎ−ノニルジチオ）−１，３，４−チアジアゾール、２，５−ビス（１，１，３，３，−テトラメチルブチルジチオ）−１，３，４−チアジアゾール、３，５−ビス（ｎ−ヘキシルジチオ）−１，２，４−チアジアゾール、３，５−ビス（ｎ−オクチルジチオ）−１，２，４−チアジアゾール、３，５−ビス（ｎ−ノニルジチオ）−１，２，４−チアジアゾール、３，５−ビス（１，１，３，３，−テトラメチルブチルジチオ）−１，２，４−チアジアゾール、４，５−ビス（ｎ−ヘキシルジチオ）−１，２，３−チアジアゾール、４，５−ビス（ｎ−オクチルジチオ）−１，２，３−チアジアゾール、４，５−ビス（ｎ−ノニルジチオ）−１，２，３−チアジアゾール、４，５−ビス（１，１，３，３，−テトラメチルブチルジチオ）−１，２，３−チアジアゾールなどを好ましく挙げることができる。中でも、２，５−ビス（ｎ−オクチルジチオ）−１，３，４−チアジアゾール、２，５−ビス（ｎ−ノニルジチオ）−１，３，４−チアジアゾールが好ましい。
以上述べた（Ｃ）成分の金属不活性化の中で、含浸油適合性、潤滑性の面から、特にＮ−メチルベンゾトリアゾール，Ｎ−ジオクチルアミノメチル１，２，３−ベンゾトリアゾゾール等のＮ−置換ベンゾトリアゾールが好ましい。
この（Ｃ）成分は、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、その配合量は、組成物全量基準で、０．０１〜５質量％の範囲で選定される。この配合量が０．０１質量％未満では、加工性に劣り、一方５質量％を超えると、脱脂性に劣る。好ましい配合量は０．０３〜３質量％の範囲である。
本発明のサイジングプレス加工用潤滑油組成物においては、必要により、（Ｄ）成分として、酸化防止剤及び／又は消泡剤が使用される
酸化防止剤としては、アミン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤及び硫黄系酸化防止剤などが挙げられる。
アミン系酸化防止剤としては、例えば、モノオクチルジフェニルアミン、モノノニルジフェニルアミンなどのモノアルキルジフェニルアミン系、４，４’−ジブチルジフェニルアミン、４，４’−ジペンチルジフェニルアミン、４，４’−ジヘキシルジフェニルアミン、４，４’−ジヘプチルジフェニルアミン、４，４’−ジオクチルジフェニルアミン、４，４’−ジノニルジフェニルアミンなどのジアルキルジフェニルアミン系、テトラブチルジフェニルアミン、テトラヘキシルジフェニルアミン、テトラオクチルジフェニルアミン、テトラノニルジフェニルアミンなどのポリアルキルジフェニルアミン系、α−ナフチルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、ブチルフェニル−α−ナフチルアミン、ペンチルフェニル−α−ナフチルアミン、ヘキシルフェニル−α−ナフチルアミン、ヘプチルフェニル−α−ナフチルアミン、オクチルフェニル−α−ナフチルアミン、ノニルフェニル−α−ナフチルアミンなどのナフチルアミン系を挙げることができ、なかでもジアルキルジフェニルアミン系のものが好ましい。上記のアミン系酸化防止剤は一種又は二種以上を組み合わせて使用してもよい。
フェノール系酸化防止剤としては、例えば、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−エチルフェノールなどのモノフェノール系、４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）などのジフェノール系、テトラキス〔メチレン−３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕メタンなどの高分子型フェノール系を挙げることができる。上記のフェノール系酸化防止剤は一種又は二種以上を組み合わせて使用してもよい。
硫黄系酸化防止剤としては、フェノチアジン、ペンタエリスリトール−テトラキス−（３−ラウリルチオプロピオネート）、ビス（３，５−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）スルフィド、チオジエチレンビス（３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル））プロピオネート、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−（４，６−ビス（オクチルチオ）−１，３，５−トリアジン−２−メチルアミノ）フェノールなどが挙げられる。上記の硫黄系酸化防止剤は一種又は二種以上を組み合わせて使用してもよい。
また、上記各系の酸化防止剤を二種以上組み合わせて使用してもよい。
これら酸化防止剤の好ましい配合量は、組成物全量基準で０．０１〜１０質量％の範囲であり、０．０３〜５質量％の範囲がより好ましい。
消泡剤としては、液状シリコーンが適しており、例えば、メチルシリコーン，フルオロシリコーン，ポリアクリレートが使用可能である。
これら消泡剤の好ましい配合量は、組成物全量基準で０．０００５〜０．０１質量％である。
本発明のサイジングプレス加工用潤滑油組成物には、本発明の目的を阻害しない範囲で、さらに、摩擦調整剤、清浄分散剤、粘度指数向上剤、増ちょう剤などの添加剤を配合することができる。
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、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。
実施例１〜８及び比較例１〜６
（１）サイジングプレス加工用潤滑油組成物の調製
第１表に示す潤滑油基油に対し、第１表に示す成分を、組成物全量に基づき第１表に示す量（質量％）で配合することにより、サイジングプレス加工用潤滑油組成物調製した。
（２）サイジングプレス加工用潤滑油としての評価試験
上記のごとく調製したサイジングプレス加工用潤滑油組成物について、下記の要領で評価試験を行った。その結果を第１表に示す。
（ａ）潤滑性試験（ＪＡＳＯ振り子試験）
ＪＡＳＯ Ｍ−３１４ ６．１３に準拠して、室温の条件で行い、摩擦係数を求めた。
（ｂ）脱脂性試験
油を含浸した焼結金属をｎ−ヘキサンで抽出し、抽出後の焼結金属の残存油量を測定した。
（ｃ）含浸油との適合性試験
含浸油とサイジング油を１：１（質量比）の割合で混合し、室温で１ケ月保存し、析出物の有無を評価することにより、含浸油との混合安定性を評価した。
（ｄ）焼結金属との適合性試験
サイジング油中に焼結金属を浸漬し、室温で１ケ月保存し、焼結金属の変色の有無、油の外観及び析出物の有無を評価した。
Figure 2005290142
Figure 2005290142
（注）
潤滑油組成物の各成分
Ａ１ ：ポリイソブテンの水素化物、４０℃における動粘度１．２５ｍｍ2
／ｓ
Ａ２ ：ナフテン系鉱油、４０℃における動粘度０．９８ｍｍ2／ｓ
硫黄分１０ｐｐｍ以下
Ａ３ ：パラフィン系鉱油、４０℃における動粘度８．３８ｍｍ2／ｓ
硫黄分１０ｐｐｍ以下
Ａ４ ：アルキルベンゼン、４０℃における動粘度５６ｍｍ2／ｓ
Ａ５（比較）：パラフィン系鉱油、４０℃における動粘度１３１ｍｍ2／ｓ
硫黄分９５０ｐｐｍ
Ｂ１ :ジオレイルハイドロジェンホスファイト
Ｂ２ : トリ（２−エチルヘキシル）ホスフェート
Ｂ３（比較）：ジオクチルポリサルファイド
Ｂ４（比較）：ＺｎＤＴＰ
Ｃ１ ：Ｎ−ジオクチルアミノメチル１，２，３−ベンゾトリアゾール
Ｃ２ ：ベンゾトリアゾール
Ｃ３ ：２，５ビス（ｎ−ノニルジチオ）１，３，４−チアジアゾール
本発明のサイジングプレス加工用潤滑油を用いて、焼結合金をサイジングプレス加工した後、脱脂処理し、軸受油を含浸させることにより焼結含油軸受を製造することができる。

Claims (8)

  1. （Ａ）４０℃における動粘度が０．５〜１００ｍｍ2／ｓである潤滑油基油に、組成物全量基準で、（Ｂ）極圧剤を０．１〜１０質量％及び（Ｃ）金属不活性化剤を０．０１〜５質量％配合してなるサイジングプレス加工用潤滑油組成物。
  2. （Ｂ）成分の極圧剤が有機リン酸エステル化合物であり、（Ｃ）成分の金属不活性化剤がベンゾトリアゾール化合物及び／又はチアジアゾール化合物である請求項１記載のサイジングプレス加工用潤滑油組成物。
  3. さらに、（Ｄ）酸化防止剤及び／又は消泡剤を配合してなる請求項１又は２に記載のサイジングプレス加工用潤滑油組成物。
  4. （Ｂ）成分の有機リン酸エステル化合物のリン酸残基の総炭素数が８以上である請求項２又は３に記載のサイジングプレス加工用潤滑油組成物。
  5. 有機リン酸エステル化合物が、亜リン酸エステル又は酸性亜リン酸エステルである請求項２〜４のいずれかに記載のサイジングプレス加工用潤滑油組成物。
  6. 含油軸受け用焼結合金のサイジング加工用潤滑油組成物である請求項１〜５のいずれかに記載のサイジングプレス加工用潤滑油組成物。
  7. 焼結合金を、請求項１〜６のいずれかに記載のサイジングプレス加工用潤滑油組成物を用いてサイジングプレス加工した後、脱脂処理し、軸受油を含浸させることを特徴とする焼結含油軸受の製造方法。
  8. 請求項７の方法にて製造した焼結含油軸受。


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