JP2007154054A - 銅管加工用潤滑油及びそれを用いた銅管の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】銅又は銅合金よりなる銅管を加工するための銅管加工用潤滑油である。添加剤として、アルコールを5〜40%(重量%、以下同じ)、リン酸トリトリルを1〜20%含有する。残部に、基油として、平均分子量30000以上のポリイソブチレンの1種又は2種以上と、平均分子量400以下のイソパラフィン又はポリイソブチレンの1種又は2種以上とを含有する。動粘度は100〜1000cSt(at40℃)である。
【選択図】図1
Description
しかしながら、これらの従来技術では、生産性の低下、莫大な設備費や設備設置スペースが必要となる欠点がある。
また、潤滑油の種類によっては、焼鈍時に浮遊した熱分解成分が銅管外周表面(外面)に再付着し、外面変色する場合もあった。
添加剤として、アルコールを5〜40%(重量%、以下同じ)、リン酸トリトリルを1〜20%含有し、
残部に、基油として、平均分子量30000以上のポリイソブチレンの1種又は2種以上と、平均分子量400以下のイソパラフィン又はポリイソブチレンの1種又は2種以上とを含有し、
動粘度が100〜1000cSt(at40℃)であることを特徴とする銅管加工用潤滑油にある(請求項1)。
すなわち、上記添加剤の必須成分として、アルコールを5〜40%と、リン酸トリトリルを1〜20%含有する。これにより、成形性を向上させることができ、過酷な加工条件下でも使用することができ、焼鈍時の焼き付きや外面変色を抑制することができる。
また、残部に、基油として、平均分子量30000以上のポリイソブチレン1種又は2種以上と、平均分子量400以下のイソパラフィン又はポリイソブチレンの1種又は2種以上とを組み合わせて含有し、その組合せの割合を調整することによって、潤滑油全体の動粘度が100〜1000cStとなるように調整する。これにより、優れた成形性を維持し、かつ焼鈍後の残油量を少なくすることができる。
本発明の銅管の製造方法は、抽伸加工あるいは転造加工において、第1の発明の上記銅管加工油を用いることで、優れた内面形状を有し、焼鈍時に焼き付きや外面変色がなく、成形後に焼鈍した場合の焼鈍後の残油量が少ない銅管を作製することが可能である。
上記アルコールの含有量が5%未満の場合には、潤滑性が不足し、成形性が低下するという問題があり、一方、上記アルコールの含有量が40%を超える場合には、焼鈍後の残油量が多くなるという問題がある。
また、リン酸トリトリルの含有量が1%未満の場合には、連続加工した場合に、成形性が悪くなるという問題があり、一方、リン酸トリトリルの含有量が20%を超える場合には、コストの増加や、焼鈍後の残油量が増加するという問題や、焼鈍後の分解生成物量が多くなり、該分解生成物が銅管外周面に付着し、外面変色が発生するという問題がある。
上記平均分子量30000以上のポリイソブチレンが含まれない場合には、摩擦面へ導入される油量が少なく潤滑不足となるという問題があり、一方、平均分子量400以下のイソパラフィン又はポリイソブチレンが含まれない場合には、高粘度となり、取り扱いが困難で作業性を悪化させるという問題がある。
また、上記基油の含有量は、基本的に、上記添加剤の含有量が確保できる範囲とし、潤滑不足を防ぎ、適正な成形性を確保する。
また、平均分子量400以下のイソパラフィン又はポリイソブチレンとしては、引火する危険性や、潤滑油の臭気を考慮すると、平均分子量80〜平均分子量400のイソパラフィン又はポリイソブチレンであることが好ましい。
上記動粘度が100cSt未満の場合には、潤滑性が不足するという問題があり、一方、上記動粘度が1000cStを超える場合には、動粘度が増加し取り扱いが困難になるという問題や、焼鈍後の残油が増加するという問題がある。
上記動粘度は、JIS K 2283の「原油及び石油製品の動粘度試験方法」に準拠して40℃における動粘度を測定し、測定器具としては、JIS K 2839の「石油類試験用ガラス器具」のキャノン−フェンスケ粘度計を用いて測定することができる。
また、本発明の銅管加工用潤滑油は、上記基油と添加剤とにより100%になるものであるが、実使用に際して、上述の優れた効果を安定的に操業するために、上記100%の外に、必要に応じて、酸化防止剤、錆止め剤、腐食防止剤、消泡剤等の一種又は二種以上をさらに添加することも勿論可能である。
上記錆止め剤としては、例えば、ジノニルナフタレンスルホン酸バリウム等が挙げられる。
上記腐食防止剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール等が挙げられる。
上記消泡剤としては、例えば、シリコン系のものが挙げられる。
また、上記炭化水素基R1としては、具体的に、例えば、アルキル基及びアルケニル基等がある。より好ましくは、上記アルコールの炭化水素基R1は、アルキル基又はアルケニル基である。
この場合には、成形性をさらに向上させるという効果を得ることができる。
上記芳香族炭化水素の含有量が1%未満である場合には、効果が現れず、一方、上記芳香族炭化水素の含有量が10%を超える場合には、残油量が増加するおそれや、臭気が発生するおそれがある。
銅管の内面に残留した潤滑油を除去することは外面に比べ相当困難である。すなわち、この場合には、残油量が少ないことが重要となるため、特に有効である。上記銅管は、ルームエアコン等の空調機、冷蔵庫、冷凍庫等の冷凍機の熱交換器に用いられる伝熱管として、特に好適に使用することができる。なお、加工の種類を特定することなく、多目的に利用が可能であることは言うまでもない。
上記転造加工は、銅管内にプラグを入れて、外面から、例えば、回転ボールで圧下することによって、銅管内面に複雑なリップルフィンを付与する、非常に過酷な加工である。また、内面形状が複雑となる分だけ残油しやすくなる。このような転造加工においても、上記潤滑油は、優れた成形性を有し、焼鈍後の残油量を少なくすることができ、特に有効である。
この場合には、焼鈍後の上記銅管の内面に残留する潤滑油の量の低減に非常に有効である。
なお、転造加工では、フィン高さ0.24mm、フィン頂角10°、リード角30°の条件で加工を行うことにより、図1に示すごとく、内側に突出した多数のリップルフィンを有する断面形状に成形した。
A1:平均分子量60000のポリイソブチレン
A2:平均分子量30000のポリイソブチレン
A3:平均分子量3700のポリイソブチレン
B1:平均分子量120のイソパラフィン
B2:平均分子量270のポリイソブチレン
C1:ヘキサデシルアルコール
C2:ドデシルアルコール
C3:オクチルアルコール
C4:エイコシルアルコール
D1:リン酸トリトリル
<リップルフィン高さ>
リップルフィン高さH(図1)は、転造加工直後の銅管長手方向における、転造開始より100mの位置の断面を、拡大鏡を用いて観察し、存在する全てのリップルフィンの高さを測定し、それらの平均値を求めることにより評価した。
(評価基準)
5:0.235mm以上
4:0.230mm以上0.235mm未満
3:0.225mm以上0.230mm未満
2:0.220mm以上0.225mm未満
1:0.220mm未満
リップルフィン高さ維持性は、転造直後の銅管長手における転造開始より100m、及び転造終了100m手前の2ヵ所の位置での、リップルフィン高さを上記リップルフィン高さHと同様にして測定し、両測定値の差分より評価した。
(評価基準)
5:0.005mm以下
4:0.005mm超え0.010mm以下
3:0.010mm超え0.015mm以下
2:0.015mm超え0.020mm以下
1:0.020mm超え
また、焼鈍処理後の各試料について以下の残油量、及び相溶性試験を行った。結果を表3及び表4に示す。
残油量は、焼鈍処理後、上記レベルワウンドコイル上面に相当する銅管をコイルの入り口端から出側端までの各段について1m長さで残油測定用銅管を採取し、有機溶剤で抽出洗浄し、赤外分光分析法によって3000〜2800cm-1における赤外吸光度を測定した。事前に作成しておいた検量線を元に、銅管内に残留する焼鈍残油量を求め、評価した。
(評価基準)
5:0.03mg/m以下
4:0.03mg/m超え0.05mg/m以下
3:0.05mg/m超え0.07mg/m以下
2:0.07mg/m超え0.10mg/m以下
1:0.10mg/m超え
相溶性は、JIS K 2211「冷凍機油」の付属書2「冷媒との化学安定性試験方法(シールドチューブテスト)」に準拠して、シールドチューブテストを実施し、得られた焼鈍残油が冷凍システムに与える影響を調査することで評価した。
上記シールドチューブテストは以下のように行った。内径がφ10mmであるガラス管に10mLの冷媒と、1mLの試験油と、太さが1.6mm、長さ50mmである金属線からなる触媒とを入れた後、ガラス管の上部を溶融して密閉した。次に、ガラス管を170℃の温度で14日間保持した後に、液層の状態変化を観察し、相溶性を評価した。
(評価基準)
○:変化がない場合
×:触媒の劣化、液層の変色、白濁もしくは析出物が存在する場合
外面変色は、直径50mm、長さ150mmのN2雰囲気下の加熱炉中に、供試油0.1g及び0.5mmt×10mmw×70mmLのリン脱酸銅を入れ、560℃で1時間加熱した。その後、リン脱酸銅の外観を目視にて観察し、外面変色を評価した。
(評価基準)
○:リン脱酸銅の外観に変色が確認されない場合
×:リン脱酸銅の外観に変色が確認される場合
リップルフィン高さ、リップルフィン高さ維持性、残油性とも、評価1以下を不合格、評価2以上を合格、相溶性、外面変色は評価×を不合格、評価○を合格とした。
また、試料E1及び試料E2はアルコールのアルキル基の炭素数が本発明の好ましい範囲内にあり、優れた潤滑性を有するため、アルコールのアルキル基の炭素数が本発明の好ましい範囲の下限を下回る試料E9と比較すると、リップルフィン高さがより優れている。
また、試料E13及び試料E14は、芳香族炭化水素の含有量が本発明の好ましい範囲内であり、さらに成形性を向上することができるため、芳香族炭化水素の含有量が本発明の好ましい範囲外にある試料と比較すると、リップルフィン高さがより優れている。
また、本発明の比較例である試料C3は、潤滑油全体の動粘度が本発明の下限を下回っているため、潤滑性が劣り、成形性が低下したため、リップルフィン高さが不合格であった。
また、本発明の比較例である試料C4は潤滑油全体の動粘度が本発明の上限を上回っており、動粘度が高いため、残油量及びリップルフィン高さが不合格であった。
2 リップルフィン
Claims (7)
- 銅又は銅合金よりなる銅管を加工するための銅管加工用潤滑油であって、
添加剤として、アルコールを5〜40%(重量%、以下同じ)と、リン酸トリトリルを1〜20%とを含有し、
残部に、基油として、平均分子量30000以上のポリイソブチレンの1種又は2種以上と、平均分子量400以下のイソパラフィン又はポリイソブチレンの1種又は2種以上とを含有し、
動粘度が100〜1000cSt(at40℃)であることを特徴とする銅管加工用潤滑油。 - 請求項1又は2において、添加剤として、さらに、芳香族炭化水素を1〜10%含有することを特徴とする銅管加工用潤滑油。
- 請求項1〜3のいずれか一項において、上記銅管加工用潤滑油は、上記銅管の内面を加工する際に該内面に供給される内面加工用であることを特徴とする銅管加工用潤滑油。
- 請求項4において、上記内面加工は、上記銅管の内面に凹凸形状を設ける転造加工であることを特徴とする銅管加工用潤滑油。
- 銅又は銅合金からなる銅管の少なくとも内面に、請求項1〜5のいずれか一項に記載の上記銅管加工用潤滑油を供給し、抽伸加工あるいは転造加工を施すことを特徴とする銅管の製造方法。
- 請求項6において、上記抽伸加工あるいは上記転造加工を施した上記銅管の管内雰囲気を非酸化性ガスで置換し、焼鈍を行うことを特徴とする銅管の製造方法。
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