JP2018030978A - 金属加工油組成物、及び金属加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた加工性とともに、防錆性をも有する金属加工油組成物、及びこれを用いた金属加工方法を提供する。【解決手段】（Ａ）一価カルボン酸の多価アルコールエステル及び多価カルボン酸の一価アルコールエステルから選ばれる少なくとも１種のカルボン酸エステル、（Ｂ）リン含有化合物、及び（Ｃ）防錆剤を配合してなり、該一価カルボン酸の炭素数が９以上２１以下であり、該カルボン酸エステルの組成物全量基準の含有量が０．６質量％以上である金属加工油組成物、これを用いた金属加工方法である。【選択図】なし

Description

本発明は、金属加工油組成物、及びこれを用いた金属加工方法に関する。

従来、塑性加工、切削加工、研削加工等の金属加工に用いられる金属加工油組成物には、過酷な潤滑条件下において、工具摩耗を低減しつつ、同時に加工製品の形状、面粗さ等を良好なものとするために、高い加工性が求められる。優れた加工性、工具摩耗の低減を達成するため、金属加工油組成物に各種の極圧剤、油性剤を配合することが行われている。一方、金属加工油組成物を使用するユーザーは、後加工の省力化、環境問題の観点から、後加工における洗浄処理を省略できるタイプの金属加工油組成物を要望している。このようなユーザーの要望にこたえる金属加工油組成物として、例えば、基油にα−オレフィンとリン含有化合物を配合してなる金属加工油組成物が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この金属加工油組成物は、後加工の洗浄処理を省略することができ、特にステンレス材、表面処理鋼板、及びアルミニウム材の加工用として好適である。

特開平８−２５３７８６号公報

ところで、金属加工油組成物が被加工材に塗布された後に加工を海外で行う等、塗布後加工まで被加工材を長期間保管するような場合には、錆びの発生という問題が生じることがある。しかしながら、特許文献１に記載の金属加工油組成物では、防錆性の点で必ずしも十分であるとはいえない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、優れた加工性とともに、防錆性をも有する金属加工油組成物、及びこれを用いた金属加工方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、下記の発明により上記課題を解決できることを見出した。すなわち、本発明は、下記の構成を有する金属加工油組成物、及びこれを用いた金属加工方法を提供するものである。

１．（Ａ）一価カルボン酸の多価アルコールエステル及び多価カルボン酸の一価アルコールエステルから選ばれる少なくとも１種のカルボン酸エステル、（Ｂ）リン含有化合物、及び（Ｃ）防錆剤を配合してなり、該一価カルボン酸の炭素数が９以上２１以下であり、該カルボン酸エステルの組成物全量基準の含有量が０．６質量％以上である金属加工油組成物。
２．上記１に記載の金属加工油組成物を用いる金属加工方法。

本発明によれば、優れた加工性とともに、防錆性をも有する金属加工油組成物、及びこれを用いた金属加工方法を提供することができる。

以下、本発明の実施形態（以下、「本実施形態」と称することもある）について説明する。なお、本明細書中において、数値範囲の記載に関する「以上」、「以下」の数値は任意に組み合わせできる数値である。
また、本明細書中において、例えば、「（Ｉ）成分、（ＩＩ）成分、及び（ＩＩＩ）成分を配合してなる組成物」と規定された組成物は、「（Ｉ）成分、（ＩＩ）成分、及び（ＩＩＩ）成分を含む組成物」だけでなく、「（Ｉ）成分、（ＩＩ）成分、及び（ＩＩＩ）成分のいずれか同士が反応した反応生成物を含む組成物」、「（Ｉ）成分、（ＩＩ）成分、及び（ＩＩＩ）成分の少なくとも一種の成分の代わりに、当該成分が組成物中の成分により変性した変性物を含む組成物」等の態様も含むものである。

〔金属加工油組成物〕
本実施形態の金属加工油組成物は、（Ａ）一価カルボン酸の多価アルコールエステル及び多価カルボン酸の一価アルコールエステルから選ばれる少なくとも１種のカルボン酸エステル（以後、単に（Ａ）カルボン酸エステルと称することがある。）、（Ｂ）リン含有化合物、及び（Ｃ）防錆剤を配合してなり、該一価カルボン酸の炭素数が９以上２１以下であり、該カルボン酸エステルの組成物全量基準の含有量が０．６質量％以上である。また、本実施形態の金属加工油組成物は、好ましくは、更に（Ｄ）４０℃動粘度が０．５ｍｍ^２／ｓ以上２０ｍｍ^２／ｓ以下の鉱油及び合成油から選ばれる少なくとも１種の基油（以後、単に（Ｄ）基油と称することがある。）を配合してなるものである。

＜（Ａ）カルボン酸エステル＞
（Ａ）カルボン酸エステルは、一価カルボン酸の多価アルコールエステル及び多価カルボン酸の一価アルコールエステルから選ばれる少なくとも１種であり、該一価カルボン酸の炭素数が９以上２１以下である。

一価カルボン酸の多価アルコールエステルとは、一価カルボン酸と多価アルコールとのエステルである。
一価カルボン酸の多価アルコールエステルを構成する、一価カルボン酸は、炭素数が９以上２１以下のものである。炭素数が９未満であると、加工性及び防錆性が得られない。一方、炭素数が２１を超えると、特に（Ｄ）基油への溶解性が得られず、組成物として安定しない。加工性、及び防錆性を考慮すると、一価カルボン酸の炭素数は１２以上が好ましく、１４以上がより好ましく、一方、他成分との溶解性を考慮すると、２０以下が好ましく、１８以下がより好ましい。また、一価カルボン酸は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよく、飽和、不飽和のいずれであってもよい。

このような一価カルボン酸としては、例えば、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、ノナデシル酸、アラキジン酸、ヘンイコシル酸等の一価飽和カルボン酸；ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、サピエン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、ガドレイン酸、エイコセン酸等の一価不飽和カルボン酸等の一価の脂肪族カルボン酸、エチルシクロヘキサンカルボン酸、プロピルシクロヘキサンカルボン酸、ブチルシクロヘキサンカルボン酸、フェニルシクロペンタンカルボン酸、フェニルシクロヘキサンカルボン酸等の脂環式カルボン酸；ビフェニルカルボン酸、ベンゾイル安息香酸、ナフタレンカルボン酸、アントラセンカルボン酸等の一価芳香族カルボン酸等が挙げられる。
中でも、加工性、防錆性、及び他成分との溶解性を考慮すると、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸等の一価の飽和カルボン酸；オレイン酸、リノール酸、リノレン酸等の一価不飽和カルボン酸が好ましく、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、及びオレイン酸がより好ましく、オレイン酸が更に好ましい。

多価アルコール、すなわち一価カルボン酸の多価アルコールエステルを構成する多価アルコールは、加工性及び防錆性を考慮すると、その炭素数としては、２以上が好ましく、３以上がより好ましく、４以上が更に好ましい。一方、他成分との溶解性を考慮すると、炭素数は１５以下が好ましく、１０以下がより好ましく、８以下が更に好ましい。また、多価アルコールは、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよく、飽和、不飽和のいずれであってもよい。

このような多価アルコールとしては、加工性、防錆性、及び他成分との溶解性の観点から、例えば、エチレングリコ−ル、プロピレングリコ−ル、プロパンジオール、ブチレングリコール、ブタンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール、２−エチル−２−メチル−１，３−プロパンジオール、ヘプタンジオール、２−メチル−２−プロピル−１，３−プロパンジオール、２，２−ジエチル−１，３−プロパンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、デカンジオール、ウンデカンジオール、ドデカンジオール、トリデカンジオール、テトラデカンジオール、ペンタデカンジオール等の二価アルコール；トリメチロールエタン、ジトリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ソルビトール等の三価以上のアルコール等の多価脂肪族アルコールが好ましく挙げられる。
中でも、加工性、防錆性、及び他成分との溶解性の観点から、三価以上の脂肪族アルコールが好ましく、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールが好ましい。

また、多価アルコールとしては、カテコール、レゾルシノール、ハイドロキノン、サリチルアルコール、ジヒドロキシジフェニル等の二価の芳香族アルコール；シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール等の二価の脂環式アルコール；ピロガロール、メチルピロガロール、エチルピロガロール、各種プロピルピロガロール、各種ブチルピロガロール等の三価の芳香族アルコール；シクロヘキサントリオール、シクロヘキサントリメタノール等の三価の脂環式アルコール等が挙げられる。

一価カルボン酸の多価アルコールエステルの具体例としては、例えば、ペンタエリスリトールモノオレエート、ペンタエリスリトールジオレエート、ペンタエリスリトールトリオレエート、ペンタエリスリトールテトラオレエート等の各種ペンタエリスリトールオレエート、各種ペンタエリスリトールステアレート、各種ペンタエリスリトールラウレート、各種ペンタエリスリトールミリステート、各種ペンタエリスリトールパルミテート等の多価アルコールがペンタエリスリトールのエステル；トリメチロールプロパンモノオレエート、トリメチロールプロパンジオレエート、トリメチロールプロパントリオレエート等の各種トリメチロールプロパンオレエート、各種トリメチロールプロパンラウレート、各種トリメチロールプロパンミリステート、各種トリメチロールプロパンペルミテート等の多価アルコールがトリメチロールプロパンのエステル、等が好ましく挙げられる。中でも、加工性の観点から、各種ペンタエリスリトールオレエート、各種トリメチロールプロパンオレエートが好ましく、ペンタエリスリトールテトラオレエート、トリメチロールプロパントリオレエートがより好ましい。
これらの一価カルボン酸の多価アルコールエステルは、１種を単独で、又は複数種を組み合わせて用いてもよい。例えば、上記の各種トリメチロールオレエートについて、オレイン酸部分の結合数が異なるものを混合してもよいし、また例えば、各種ペンタエリスリトールオレエートと各種トリメチロールオレエートとを組み合わせて用いてもよい。

多価カルボン酸の一価アルコールエステルとは、多価カルボン酸と一価アルコールとのエステルである。
多価カルボン酸の一価アルコールエステルを構成する、多価カルボン酸は、加工性及び防錆性の観点から、その炭素数としては、２以上が好ましく、３以上がより好ましく、４以上が更に好ましい。一方、他の成分との溶解性の観点から、炭素数は１８以下が好ましく、１２以下がより好ましく、８以下が更に好ましい。また、多価カルボン酸は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよく、飽和、不飽和のいずれであってもよい。

このような多価カルボン酸としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸等の脂肪族多価カルボン酸；シクロペンタンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、シクロヘキサントリカルボン酸等の脂環式多価カルボン酸；フタル酸、イソフタル酸、ビフェニルジカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェン酸、ナフタレントリカルボン酸、アントラセンジカルボン酸、ピレンジカルボン酸等の芳香族多価カルボン酸などが好ましく挙げられる。
中でも、加工性、防錆性、及び他成分との溶解性を考慮すると、芳香族カルボン酸が好ましく、トリメリット酸、ピロメリット酸がより好ましい。

一価アルコール、すなわち、多価カルボン酸の一価アルコールエステルを構成する一価アルコールは、加工性及び防錆性の観点から、その炭素数としては、９以上が好ましく、１２以上がより好ましい。一方、他成分との溶解性を考慮すると、炭素数は２１以下が好ましく、２０以下がより好ましく、１８以下が更に好ましい。また、一価アルコールは、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよく、飽和、不飽和のいずれであってもよい。

このような一価アルコールとしては、加工性、防錆性、及び他成分との溶解性の観点から、ペラルゴンアルコール、カプリンアルコール、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、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール、ノナデシルアルコール、アラキジルアルコール、ヘニコシルアルコール等の飽和一価脂肪族アルコール；パルミトレイルアルコール、エライジルアルコール、オレイルアルコール、リノレイルアルコール、リノレニルアルコール等の不飽和一価脂肪族アルコール、などが好ましく挙げられる。
中でも、加工性、防錆性、及び他成分との溶解性の観点から、不飽和一価脂肪族アルコールが好ましく、オレイルアルコールがより好ましい。

また、一価アルコールとしては、例えば、フェノール、各種クレゾール、各種キシレノール、各種プロピルフェノール、各種ブチルフェノール、ベンジルアルコール、フェネチルアルコール、ナフトール、ジフェニルメタノール等の芳香族アルコール；シクロペンチルアルコール、シクロヘキシルアルコール、シクロヘキサンメタノール、シクロオクタノール等の脂環式アルコール等も好ましく挙げられる。

多価カルボン酸の一価アルコールエステルの具体例としては、例えば、トリメリット酸モノオレエート、トリメリット酸ジオレエート、トリメリット酸トリオレエート等の各種トリメリット酸オレエート；各種ピロメリット酸オレエートが好ましく挙げられる。
これらの多価カルボン酸の一価アルコールエステルは、１種を単独で、又は複数種を組み合わせて用いてもよい。例えば、上記の各種トリメリット酸オレエートについて、オレイン酸部分の結合数が異なるものを混合してもよいし、また例えば、各種トリメリット酸オレエートと各種ピロメリット酸オレエートとを組み合わせて用いてもよい。

（Ａ）カルボン酸エステルの組成物全量基準の含有量は、０．６質量％以上である。（Ａ）カルボン酸エステルの組成物全量基準の含有量が０．６質量％未満であると、加工性及び防錆性が得られない。加工性及び防錆性を向上させる観点から、０．８質量％以上が好ましく、１質量％以上がより好ましく、１．５質量％以上が更に好ましい。（Ａ）カルボン酸エステルの組成物全量基準の含有量は、２０質量％以下が好ましく、１５質量％以下がより好ましく、１０質量％以下が更に好ましい。（Ａ）カルボン酸エステルの組成物全量基準の含有量が２０質量％以下であると、被加工材からの脱脂性が向上し、後工程での洗浄処理が容易となり、さらに洗浄処理そのものをなくせる場合もある。

＜（Ｂ）リン含有化合物＞
（Ｂ）リン含有化合物としては、例えば、リン酸エステル、酸性リン酸エステル、亜リン酸エステル、酸性亜リン酸エステル、リン酸エステルアミン塩等が好ましく挙げられる。中でも、酸性亜リン酸エステルが好ましい。これらのリン含有化合物を用いると、加工性、防錆性が向上し、また被加工材からの脱脂性が向上し、後工程での洗浄処理が容易となり、さらに洗浄処理そのものをなくせる場合がある。

リン酸エステルとしては、例えば、トリアルキルホスフェート、トリアルケニルホスフェート、トリシクロアルキルホスフェート、トリアリールホスフェート、トリシクロアルキルホスフェート、トリアラルキルホスフェート等が挙げられる。
これらのリン酸エステルにおいて、アルキル基としては、炭素数が１〜１８、好ましくは１〜１２の直鎖状、分岐状のアルキル基、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、各種ブチル基、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、各種トリデシル基、各種テトラデシル基、各種ペンタデシル基、各種ヘキサデシル基、各種ヘプタデシル基、各種オクタデシル基が挙げられる。

アルケニル基としては、炭素数が好ましくは２〜１８、より好ましくは２〜１２の直鎖状、分岐状のアルケニル基、例えば、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、各種ブテニル基、各種ペンテニル基、各種ヘキセニル基、各種ヘプテニル基、各種オクテニル基、各種ノネニル基、各種デセニル基、各種ウンデセニル基、各種ドデセニル基、各種トリデセニル基、各種テトラデセニル基、各種ペンタデセニル基、各種ヘキサデセニル基、各種ヘプタデセニル基、各種オクタデセニル基が挙げられる。

シクロアルキル基としては、炭素数が好ましくは３〜１８、より好ましくは６〜１２のシクロアルキル基、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、アダマンチル基、ビシクロヘキシル基、デカヒドロナフチル基等が挙げられる。

アリール基としては、炭素数が好ましくは６〜１８、より好ましくは６〜１２のフェニル基、ナフチルフェニル基、ビフェニルイル基、ターフェニルイル基、ビフェニレニル基、ナフチル基、フェニルナフチル基、アセナフチレニル基、アントリル基、ベンゾアントリル基、アセアントリル基、フェナントリル基、ベンゾフェナントリル基、フェナレニル基、フルオレニル基、ジメチルフルオレニル基等が挙げられる。
アラルキル基としては、炭素数が好ましくは７〜１８、より好ましくは７〜１２のアラルキル基、例えば、ベンジル基、トリル基、エチルフェニル基、フェネチル基、ジメチルフェニル基、トリメチルフェニル基、ナフチルメチル基等が挙げられる。

酸性リン酸エステルとしては、モノアルキルアシッドホスフェート、ジアルキルアシッドホスフェート、モノアルケニルアシッドホスフェート、ジアルケニルアシッドホスフェート、及びこれらの混合物等が挙げられる。これら酸性リン酸エステル中のアルキル基、アルケニル基としては、リン酸エステル中の各々アルキル基、アルキニル基として例示したものを適用することができる。

亜リン酸エステルとしては、例えば、トリアルキルホスファイト、トリアルケニルホスファイト、トリシクロアルキルホスファイト、トリアリールホスファイト、トリアラルキルホスファイト等が挙げられる。これらの亜リン酸エステル中のアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基としては、リン酸エステル中の各々アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基として例示したものを適用することができる。

酸性亜リン酸エステルとしては、モノアルキルアシッドホスファイト、ジアルキルアシッドホスファイト、モノアルケニルアシッドホスファイト、ジアルケニルアシッドホスファイト、及びこれらの混合物等が挙げられる。これら酸性亜リン酸エステル中のアルキル基、アルケニル基としては、リン酸エステル中の各々アルキル基、アルキニル基として例示したものを適用することができる。

リン酸エステルアミン塩としては、酸性リン酸エステルアミン塩、酸性亜リン酸エステルアミン塩が挙げられ、これらの中では、酸性リン酸エステルアミン塩が好ましい。
酸性リン酸エステルアミン塩は、酸性リン酸エステルとアミン類との塩である。酸性リン酸エステルとしては、上記酸性リン酸エステルとして例示したものを適用することができる。

また、アミン類としては、１級アミン、２級アミン、及び３級アミンのいずれでもよいが、１級アミンが好ましい。アミン類は、一般式ＮＲ_３で表され、Ｒのうち１〜３個が炭化水素基であり、残りが水素原子であることが好ましい。ここで、炭化水素基は、好ましくはアルキル基又はアルケニル基であり、それぞれ、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよいが、直鎖状又は分岐状であることが好ましい。また、炭化水素基の炭素数が６〜２０のものが好ましく、炭素数８〜２０のものがより好ましい。
ここで、１級アミンとしては、ヘキシルアミン、オクチルアミン、ラウリルアミン、リデシルアミン、ミリスチルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン、シクロヘキシルアミン等が挙げられる。
２級アミンとしては、ジヘキシルアミン、ジオクチルアミン、ジラウリルアミン、ジミリスチルアミン、ジステアリルアミン、ジオレイルアミン、ジシクロヘキシルアミン等が挙げられる。
また、３級アミンとしては、トリヘキシルアミン、トリオクチルアミン、トリラウリルアミン、トリミリスチルアミン、トリステアリルアミン、トリオレイルアミン、トリシクロヘキシルアミン等が挙げられる。

（Ｂ）リン含有化合物の組成物全量基準のリン原子換算の含有量は、０．００１質量％以上が好ましく、０．００５質量％以上がより好ましく、０．０１質量％以上が更に好ましい。（Ｂ）リン含有化合物の組成物全量基準のリン原子換算の含有量が０．００１質量％以上であると、加工性、防錆性が向上する。一方、（Ｂ）リン含有化合物の組成物全量基準のリン原子換算の含有量は、０．５質量％以下が好ましく、０．１質量％以下がより好ましく、０．０５質量％以下が更に好ましい。（Ｂ）リン含有化合物の組成物全量基準のリン原子換算の含有量が１０００質量ｐｐｍ以下であると、被加工材からの脱脂性が向上し、後工程での洗浄処理が容易となり、さらに洗浄処理そのものをなくせる場合もある。

＜（Ｃ）防錆剤＞
（Ｃ）防錆剤としては、分子中に窒素原子を含む含窒素化合物が好ましく、例えば、炭素数１〜２４のアルキル基を有するアルキルアミン、これらのエチレンオキシド（１〜２０モル）付加物、及びポリアルキルアミン等のアルキルアミン系；アルキルスルホネート、アリールスルホネート、アルキルアリールスルホネート、石油スルホネート等のスルホネートのアミン塩；ラウロイルサルコシン、オレオイルサルコシン等のアシルサルコシン系；モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン及びトリイソプロパノールアミン等のアルカノールアミン系；６〜２４の炭素原子から構成される環状アミンのエチレンオキシド（１〜２０モル）付加物；エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン及びテトラエチレンペンタミン等の窒素原子が２個以上のアミン及びそのエチレンオキシド（１〜６０モル）付加物；イミダゾール、メチルイミダゾール、エチルメチルイミダゾール、ベンゾイミダゾール、アミノベンゾイミダゾール、フェニルベンゾイミダゾール、ナフトイミダゾール、トリフェニルイミダゾール、イミダゾリン等のイミダゾール系；ポリエーテルアミン、アルケニルコハク酸等が挙げられる。
中でも、防錆性を向上させる観点から、アルキルアミン系、スルホネートのアミン塩、アシルサルコシン系、及びイミダゾール系の防錆剤が好ましい。

（Ｃ）防錆剤の組成物全量基準の含有量は、０．０１質量％以上が好ましく、０．０５質量％以上がより好ましく、０．１質量％以上が更に好ましい。（Ｃ）防錆剤の含有量が０．０１質量％以上であると、防錆性が向上する。一方、（Ｃ）防錆剤の組成物全量基準の含有量は、５質量％以下が好ましく、３質量％以下がより好ましく、２質量％以下が更に好ましい。（Ｃ）防錆剤の組成物全量基準の含有量が５質量％以下であると、被加工材からの脱脂性が向上し、後工程での洗浄処理が容易となり、さらに洗浄処理そのものをなくせる場合もある。

＜（Ｄ）基油＞
本実施形態の金属加工油組成物は、更に（Ｄ）４０℃動粘度が０．５ｍｍ^２／ｓ以上２０ｍｍ^２／ｓ以下の鉱油及び合成油から選ばれる少なくとも１種の基油を配合することが好ましい。（Ｄ）基油としては、鉱油であってもよく、合成油であってもよい。
鉱油としては、パラフィン基系鉱油、ナフテン基系鉱油、中間基系鉱油等が挙げられる。これらの鉱油としては、より具体的には、例えば、パラフィン基系、ナフテン基系、中間基系等の原油を常圧蒸留して得られる常圧残油；該常圧残油を減圧蒸留して得られた留出油；該留出油を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化精製等のうちの１つ以上の処理を行って精製した鉱油等を挙げることができる。

また、鉱油としては、ＡＰＩ（米国石油協会）の基油カテゴリーにおいて、グループ１、２、３のいずれに分類されるものでもよい。

合成油としては、例えば、ポリブテン、エチレン−α−オレフィン共重合体、α−オレフィン単独重合体又は共重合体等のポリα−オレフィン；ポリオールエステル、二塩基酸エステル、リン酸エステル等の各種エステル；ポリフェニルエーテル等の各種エーテル；ポリグリコール；アルキルベンゼン；アルキルナフタレン；フィッシャー・トロプシュ法等により製造されるワックス（ＧＴＬワックス）を異性化することで得られる合成油などが挙げられる。

（Ｄ）基油としては、上記の鉱油、合成油の中から、１種単独で、又は複数種を組み合わせて用いてもよい。加工性、及び酸化安定性の観点から、鉱油を用いることが好ましい。

（Ｄ）基油の４０℃動粘度は、０．５ｍｍ^２／ｓ以上であり、０．６ｍｍ^２／ｓ以上が好ましく、０．７ｍｍ^２／ｓ以上が好ましく、１ｍｍ^２／ｓ以上が更に好ましい。（Ｄ）基油の４０℃動粘度は、０．５ｍｍ^２／ｓ以上であると、引火点が高くなり、取扱の安全性が向上し、また加工性も向上する。一方、（Ｄ）基油の４０℃動粘度は、２０ｍｍ^２／ｓ以下であり、１８ｍｍ^２／ｓ以下が好ましく、１５ｍｍ^２／ｓ以下がより好ましく、１０ｍｍ^２／ｓ以下が更に好ましい。（Ｄ）基油の４０℃動粘度は、２０ｍｍ^２／ｓ以下であると、被加工材からの脱脂性が向上し、後工程での洗浄処理が容易となり、さらに洗浄処理そのものをなくせる場合もある。ここで、動粘度は、ＪＩＳ Ｋ ２２８３：２０００に準拠し、ガラス製毛管式粘度計を用いて測定した値である。

（Ｄ）基油の引火点は、２５℃以上が好ましく、３０℃以上がより好ましく、３５以上が更に好ましい。引火点が２５℃以上であると、取り扱いの安定性が向上する。一方、上限に特に制限はないが、例えば２００℃以下が好ましく、１００℃以下がより好ましく、７０℃以下が更に好ましい。ここで、引火点は、ＪＩＳ Ｋ２２６５−４：２００７に準拠し、ＣＯＣ法により測定された値である。

（Ｄ）基油の９０％留出温度は、１００℃以上４５０℃以下の範囲であることが好ましい。９０％留出温度が１００℃以上であると引火点が高くなり、取扱の安全性が向上し、また加工性も向上する。同様の観点から、（Ｄ）基油の９０％留出温度は１３０℃以上がより好ましく、１５０℃以上が更に好ましい。一方、（Ｄ）基油の９０％留出温度が４５０℃以下であると、被加工材からの脱脂性が向上し、後工程での洗浄処理が容易となり、さらに洗浄処理そのものをなくせる場合もある。同様の観点から、（Ｄ）基油の９０％留出温度は３５０℃以下がより好ましく、２７０℃以下が更に好ましい。ここで、９０％留出温度は、ＪＩＳ Ｋ２２５４：１９９８に準拠して測定した値である。

また、（Ｄ）基油の硫黄分は、５００質量ｐｐｍ以下が好ましく、１００質量ｐｐｍ以下がより好ましく、５０質量ｐｐｍ以下が更に好ましい。（Ｄ）基油の硫黄分が５００質量ｐｐｍ以下であると、被加工材にシミ、錆びが生じにくくなる。

（Ｄ）基油の組成物全量基準の含有量は、５０質量％以上が好ましく、７０質量％以上がより好ましく、８０質量％以上が更に好ましい。（Ｄ）基油の組成物全量基準の含有量は、９９質量％以下が好ましく、９８．５質量％以下がより好ましく、９８質量％以下が更に好ましい。

＜その他添加剤＞
本実施形態の金属加工油組成物は、発明の目的を阻害しない範囲で、例えば、酸化防止剤、粘度指数向上剤、金属不活性化剤、及び消泡剤等のその他添加剤を、適宜選択して配合することができる。これらの添加剤は、単独で、又は複数種を組み合わせて用いることができる。
これらのその他添加剤の各々の含有量は、発明の目的に反しない範囲であれば特に制限はないが、その他添加剤を添加する効果を考慮すると、組成物全量基準で、０．０１質量％以上１０質量％以下が好ましく、０．０５質量％以上８質量％以下がより好ましく、０．１質量％以上５質量％以下が更に好ましい。

（酸化防止剤）
酸化防止剤としては、例えば、ジフェニルアミン系酸化防止剤、ナフチルアミン系酸化防止剤等のアミン系酸化防止剤；モノフェノール系酸化防止剤、ジフェノール系酸化防止剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤等のフェノール系酸化防止剤；三酸化モリブデン及び／又はモリブデン酸とアミン化合物とを反応させてなるモリブデンアミン錯体等のモリブデン系酸化防止剤；フェノチアジン、ジオクタデシルサルファイド、ジラウリル−３，３'−チオジプロピオネート、２−メルカプトベンゾイミダゾール等の硫黄系酸化防止剤；トリフェニルホスファイト、ジイソプロピルモノフェニルホスファイト、モノブチルジフェニルホスファイト等のリン系酸化防止剤等が挙げられる。

（粘度指数向上剤）
粘度指数向上剤としては、例えば、非分散型ポリメタクリレート、分散型ポリメタクリレート、オレフィン系共重合体（例えば、エチレン−プロピレン共重合体等）、分散型オレフィン系共重合体、スチレン系共重合体（例えば、スチレン−ジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体等）等の重合体が挙げられる。

（金属不活性化剤）
金属不活性化剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系、トリルトリアゾール系、チアジアゾール系、及びイミダゾール系化合物等が挙げられる。

（消泡剤）
消泡剤としては、例えば、シリコーン油、フルオロシリコーン油、及びフルオロアルキルエーテル等が挙げられる。

（金属加工油組成物の各種性状及び物性）
本実施形態の金属加工油組成物中の（Ａ）カルボン酸エステルと（Ｂ）リン含有化合物との配合比（質量比、（Ａ）／（Ｂ））は、１以上が好ましく、３以上がより好ましく、４以上が更に好ましい。（Ａ）／（Ｂ）が１以上であると、加工性及び防錆性の向上を図ることができる。また、これと同様の観点から、（Ａ）／（Ｂ）は、１５以下が好ましく、１３以下がより好ましく、１２以下が更に好ましい。
本実施形態の金属加工油組成物中の（Ａ）カルボン酸エステルと（Ｃ）防錆剤との配合比（質量比、（Ａ）／（Ｃ））は、０．５以上が好ましく、１．５以上がより好ましく、２．５以上が更に好ましい。（Ａ）／（Ｃ）が１．５以上であると、加工性及び防錆性の向上を図ることができる。また、これと同様の観点から、（Ａ）／（Ｃ）は、１５以下が好ましく、１３以下がより好ましく、１２以下が更に好ましい。
本実施形態の金属加工油組成物中の（Ｂ）リン含有化合物と（Ｃ）防錆剤との配合比（質量比、（Ｂ）／（Ｃ））は、０．０５以上が好ましく、０．１以上がより好ましく、０．２以上が更に好ましい。（Ｂ）／（Ｃ）が０．０５以上であると、加工性及び防錆性の向上を図ることができる。また、これと同様の観点から、（Ｂ）／（Ｃ）は、５以下が好ましく、３以下がより好ましく、２以下が更に好ましい。

本実施形態の金属加工油組成物の４０℃動粘度は、０．５ｍｍ^２／ｓ以上が好ましく、１ｍｍ^２／ｓがより好ましい。４０℃動粘度が０．１ｍｍ^２／ｓ以上であると、引火点が高くなり取扱の安全性が向上し、また加工性も向上する。一方、金属加工油組成物の４０℃動粘度は、２０ｍｍ^２／ｓ以下が好ましく、１０ｍｍ^２／ｓ以下がより好ましい。４０℃動粘度が２０ｍｍ^２／ｓ以下であると、被加工材からの脱脂性が向上し、後工程での洗浄処理が容易となり、さらに洗浄処理そのものをなくせる場合もある。

本実施形態の金属加工油組成物の引火点は、２５℃以上が好ましく、３０℃以上がより好ましく、３５以上が更に好ましい。引火点が２５℃以上であると、取り扱いの安定性が向上する。一方、上限に特に制限はないが、例えば２００℃以下が好ましく、１００℃以下がより好ましく、７０℃以下が更に好ましい。

本実施形態の金属加工油組成物中の窒素原子の含有量は、１０質量ｐｐｍ以上が好ましく、３０質量ｐｐｍ以上がより好ましく、５０質量ｐｐｍ以上が更に好ましい。窒素原子の含有量が１０質量ｐｐｍ以上であると、酸化防止性、防錆性の向上が期待できる。一方、金属加工油組成物中の窒素原子の含有量は、特に制限はないが、効果的に酸化防止性、防錆性を向上させる観点から、１０００質量ｐｐｍ以下が好ましく、８００質量ｐｐｍ以下がより好ましく、６００質量ｐｐｍ以下が更に好ましい。

以上説明してきたように、本実施形態の金属加工油組成物は、優れた加工性とともに、防錆性をも有しており、また被加工材からの脱脂性にも優れていることから、後工程での洗浄処理が容易となり、さらに洗浄処理そのものをなくせる場合もある、というものである。
本実施形態の金属加工油組成物は、このような特性をいかし、例えば、塑性加工、特にせん断加工に好適に用いることができる。また、本実施形態の金属加工油組成物は、防錆性を有することから、被加工材に金属加工油組成物を塗布した後、金属加工まで長期間保持するような場合、例えば塗布までを国内で行い、金属加工を海外で行う場合に有効である。
また、金属加工における被加工材としては、特に制限はないが、特にケイ素鋼板に好適に用いることができる。

〔金属加工方法〕
本実施形態の金属加工方法は、上記の本実施形態の金属加工油組成物を用いた金属加工方法である。本実施形態の金属加工方法で用いられる金属加工油組成物は、優れた加工性とともに、防錆性をも有しており、また被加工材からの脱脂性にも優れていることから、後工程での洗浄処理が容易となり、さらに洗浄処理そのものをなくせる場合もある、というものである。よって、例えば、塑性加工、特にせん断加工に好適に用いることができる。また、金属加工方法における被加工材としては、特に制限はないが、特にケイ素鋼板に好適に用いることができる。

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、比較例１〜７
表１及び表２に示す配合量（質量％）で金属加工油組成物を調製した。得られた金属加工油組成物について、以下の方法により各種試験を行い、その物性を評価した。評価結果を表１及び表２に示す。なお本実施例で用いた表１及び表２に示される各成分の詳細は以下のとおりである。
・Ａ−１：ペンタエリスリトールテトラオレエート（（Ａ）カルボン酸エステル）
・Ａ−２：トリメチロールプロパンテトラオレエート（（Ａ）カルボン酸エステル）
・ＮＡ−１：ペンタエリスリトールテトラオクチル（（Ａ）カルボン酸エステルではないエステル）
・ＮＡ−２：パルミチン酸２エチルヘキシル（（Ａ）カルボン酸エステルではないエステル）
・Ｂ−１：リン酸エステル（（Ｂ）リン含有化合物）、トリアリールホスフェート、「ＲＥＯＦＯＳ １１０」（商品名）、味の素ファインテクノ（株）製
・Ｂ−２：酸性リン酸エステル（（Ｂ）リン含有化合物）、ジオレイルハイドロゲンホスファイト、「ＪＰ ２１８−０−Ｒ」（商品名）、城北化学工業（株）製）
・Ｃ−１：カルボキシ−イミダゾリン（イミダゾール）系防腐剤（（Ｃ）防錆剤）、「ＨｉＴＥＣ５３６」（商品名）、クーパー社製
・Ｃ−２：スルホン酸アルキルアミン塩（（Ｃ）防錆剤）、「ＮＡ−ＳＵＬ ＥＤＳ」（商品名）、キング・インタストリーズ社製
・Ｃ−３：オレオイルサルコシン、「サルコシル Ｏ」（商品名）、日本チバガイキー社製
・酸化防止剤Ａ：フェノール系酸化防止剤、「イルガノックス １０６７」（商品名）、日本チバガイキー社製
・酸化防止剤Ａ：アミン系酸化防止剤、「イルガノックス Ｌ５７」（商品名）、日本チバガイキー社製
・Ｄ：パラフィン系鉱油、４０℃動粘度１ｍｍ^２／ｓ、引火点４１℃

＜性状の測定方法＞
金属加工油組成物の性状の測定は以下の方法で行った。
（１）動粘度
ＪＩＳ Ｋ ２２８３：２０００に準拠し、４０℃における動粘度を測定した。
（２）リン原子の含有量
ＪＩＳ−５Ｓ−３８−９２に準拠して測定した。
（３）窒素原子の含有量
ＪＩＳ Ｋ２６０９：１９９８に準拠して測定した。

＜評価方法＞
金属加工油組成物の評価は以下の方法で行った。
（１）試験材
ＪＩＳ Ｃ ２５５２で規定される無方向性電磁鋼帯で規定される５０Ａ１３００に相当する試験材（表面処理有）を用いた。

（２）加工性（打ち抜き試験）
以下の金型を用いて、以下の条件で試験材の打ち抜き試験を行い、（評価項目１）：打ち抜き板の断面の（ａ）せん断面比率、及び（ｂ）ばり高さ、（評価項目２）：打ち抜き板のせん断面縦筋の（ａ）数、及び（ｂ）深さを確認し、以下の基準で評価した。また、評価項目１と評価項目２との総合評価も行った。
（評価項目１）
Ａ：金属加工油組成物を用いないときの打ち抜き試験後の試験材と対比して、（ａ）及び（ｂ）の両項目において改善が確認された。
Ｂ：金属加工油組成物を用いないときの打ち抜き試験後の試験材と対比して、（ａ）及び（ｂ）のいずれか一方の項目で改善が確認された。
Ｃ：金属加工油組成物を用いないときの打ち抜き試験後の試験材と対比して、（ａ）及び（ｂ）の両項目で改善が確認されなかった。
（評価項目２）
Ａ：金属加工油組成物を用いないときの打ち抜き試験後の試験材と対比して、（ａ）及び（ｂ）の両項目において改善が確認された。
Ｂ：金属加工油組成物を用いないときの打ち抜き試験後の試験材と対比して、（ａ）及び（ｂ）のいずれかの項目しか改善が確認されなかった。
Ｃ：金属加工油組成物を用いないときの打ち抜き試験後の試験材と対比して、（ａ）及び（ｂ）の両項目で改善が確認されなかった。
（総合評価）
Ａ：評価項目１及び２においてＡ評価であった。
Ｂ：評価項目１はＡ評価だったが、評価項目２がＢ評価だった。
Ｃ：評価項目１及び２の両項目でＢ評価だった、評価項目１がＢ評価だった、又はいずれかの評価項目でＣ評価があった。

（３）防錆性の評価
ＪＩＳ Ｋ２２４６：２００７に規定する湿潤試験を行った後、錆びの発生の程度を評価した。具体的には、試験材として、上記打ち抜き試験で、５×２５ｍｍに打ち抜いたものを用い、湿潤試験機に４、８、及び１２時間保持した後、試験材の端面を目視観察した。
また、目視観察の結果、以下の基準で評価を行った。
Ａ：１２時間経過しても錆びは確認されなかった。
Ｂ：８時間経過しても錆びは確認されなかった。
Ｃ：４時間経過した時点で錆びが確認された。

〔註〕
表１及び表２中、単位の記載がない数値は全て（質量％）である。
リン含有量は、リン原子の組成物全量基準の含有量である。
窒素含有量は、窒素原子の組成物全量基準の含有量である。

表１の結果により、実施例１〜８の金属加工油組成物は、加工性、防錆性に優れていることが確認された。一方、（Ａ）カルボン酸エステルを含まない比較例１及び２の油組成物は、加工性、防錆性ともに満足な性能は得られなかった。（Ｃ）防錆剤を含まない比較例３の油組成物は防錆性の点で満足な性能は得られず、またこれと同様に（Ｃ）防錆剤を含まない比較例５及び６の油組成物は、防錆性のみならず、加工性の点でも満足な性能は得られなかった。また、（Ｂ）リン含有化合物を含まない比較例７の油組成物は、加工性の点で満足な性能は得られなかった。

本実施形態の金属加工油組成物は、このような特性をいかし、例えば、塑性加工、特にせん断加工に好適に用いることができる。また、本実施形態の金属加工油組成物は、防錆性を有することから、被加工材に金属加工油組成物を塗布した後、金属加工まで長期間保持するような場合、例えば塗布までを国内で行い、金属加工を海外で行う場合に有効である。
また、金属加工における被加工材としては、特に制限はないが、特にケイ素鋼板に好適に用いることができる。

Claims (14)

1. （Ａ）一価カルボン酸の多価アルコールエステル及び多価カルボン酸の一価アルコールエステルから選ばれる少なくとも１種のカルボン酸エステル、（Ｂ）リン含有化合物、及び（Ｃ）防錆剤を配合してなり、該一価カルボン酸の炭素数が９以上２１以下であり、該カルボン酸エステルの組成物全量基準の含有量が０．６質量％以上である金属加工油組成物。
2. 前記一価カルボン酸の多価アルコールエステルを構成する多価アルコールが、多価脂肪族アルコールである請求項１に記載の金属加工油組成物。
3. 前記一価カルボン酸の炭素数が、１２以上２０以下である請求項１又は２に記載の金属加工油組成物。
4. 前記一価カルボン酸の炭素数が、１２以上１８以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属加工油組成物。
5. 前記多価カルボン酸の炭素数が、３以上１８以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載の金属加工油組成物。
6. 前記多価カルボン酸の一価アルコールエステルを構成する一価アルコールが、一価脂肪族アルコールである請求項１〜５のいずれか１項に記載の金属加工油組成物。
7. 前記多価カルボン酸の一価アルコールエステルを構成する多価カルボン酸が、芳香族カルボン酸である請求項１〜６のいずれか１項に記載の金属加工油組成物。
8. 前記多価カルボン酸の一価アルコールエステルを構成する一価アルコールが、炭素数９以上２１以下の脂肪族アルコールである請求項１〜７のいずれか１項に記載の金属加工油組成物。
9. 前記（Ａ）一価カルボン酸の多価アルコールエステル及び多価カルボン酸の一価アルコールエステルから選ばれる少なくとも１種のカルボン酸エステルの組成物全量基準の含有量が、０．６質量％以上２０質量％以下である請求項１〜８のいずれか１項に記載の金属加工油組成物。
10. 前記（Ｂ）リン含有化合物が、リン酸エステル、酸性リン酸エステル、亜リン酸エステル、酸性亜リン酸エステル、及びリン酸エステルアミン塩から選ばれる少なくとも１種である請求項１〜９のいずれか１項に記載の金属加工油組成物。
11. 前記（Ｂ）リン含有化合物の組成物全量基準のリン原子換算の含有量が、０．００１質量％以上０．５質量％以下である請求項１〜９のいずれか１項に記載の金属加工油組成物。
12. 更に、（Ｄ）４０℃動粘度が０．５ｍｍ^２／ｓ以上２０ｍｍ^２／ｓ以下の鉱油及び合成油から選ばれる少なくとも１種の基油を配合してなる請求項１〜１１のいずれか１項に記載の金属加工油組成物。
13. 塑性加工用である請求項１〜１２のいずれか１項に記載の金属加工油組成物。
14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の金属加工油組成物を用いる金属加工方法。