JP2019210313A - インパクト加工用潤滑油組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】インパクト加工における加工性に関して、固体潤滑剤から置き換えが可能な潤滑油組成物を提供すること。【解決手段】潤滑油基油と、１価アルコールとを含む、インパクト加工用潤滑油組成物。【選択図】なし

Description

本発明は、インパクト加工用潤滑油組成物に関する。

インパクト加工は、アルミニウム、銅等の金属又は合金の塊に強い圧力を加え、その衝撃により押し出し加工を行うことで、一工程で最終製品を成形する加工方法であり、材料の無駄が少なく、加工工程の簡略化が図れるといったメリットがある。

インパクト加工においては、例えば、水溶性高分子化合物と、無機金属塩と、水とを含有し、該水溶性高分子化合物と無機金属塩とが、水に分散している固体潤滑剤を用いることが知られている（下記特許文献１を参照）。

特開２０１４−４３５３７号公報

本発明は、インパクト加工における加工性に関して、上記のような固体潤滑剤から置き換えが可能な潤滑油組成物を提供することを目的とする。

本発明は、潤滑油基油と、１価アルコールとを含む、インパクト加工用潤滑油組成物を提供する。

インパクト加工用潤滑油組成物は、２価アルコールを更に含んでいてもよい。

インパクト加工用潤滑油組成物は、２価アルコールを含む場合、脂肪酸モノエステルを更に含んでいてもよい。

インパクト加工用潤滑油組成物は、２価アルコールと脂肪酸モノエステルとを含む場合、脂肪酸ジエステルを更に含んでいてもよい。

本発明によれば、インパクト加工における加工性に関して、固体潤滑剤から置き換えが可能な潤滑油組成物を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。

本実施形態に係るインパクト加工用潤滑油組成物は、潤滑油基油と、１価アルコールとを含む。上記潤滑油組成物は、インパクト加工における加工性に関して、従来の固体潤滑剤からの置き換えが可能である。言い換えれば、インパクト加工の際に上記潤滑油組成物を用いることで、従来の固体潤滑剤を用いてインパクト加工を行った場合と同等程度の加工性を達成することができる。さらに、本実施形態に係るインパクト加工用潤滑油組成物は、液体の潤滑油であるため、従来の固体潤滑剤を用いた場合のように、インパクト加工の際に粉末が飛散することによる作業環境の悪化を抑えることができる。また、本実施形態に係るインパクト加工用潤滑油組成物を用いた場合、加工後に水で洗浄する必要がないため、排水処理等の設備を設けることなく加工を実施することができる。

潤滑油基油は、例えば、鉱油、合成油、又は両者の混合物である。洗浄性の観点から、単一の潤滑油基油を用いることが好ましい。また、入手性の観点からは、鉱油を用いることが好ましい。

鉱油としては、原油を常圧蒸留及び減圧蒸留して得られた潤滑油留分を、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、硫酸洗浄、白土処理等の精製処理を単独又は２つ以上適宜組み合わせて精製したパラフィン系、ナフテン系等の鉱油が挙げられる。

合成油としては、具体的には、プロピレンオリゴマー、ポリブテン、ポリイソブチレン、１−オクテンオリゴマー、１−デセンオリゴマー、エチレンとプロピレンとのコオリゴマー、エチレンと１−オクテンとのコオリゴマー、エチレンと１−デセンとのコオリゴマー等のポリ−α−オレフィン又はそれらの水素化物；イソパラフィン；モノアルキルベンゼン、ジアルキルベンゼン、ポリアルキルベンゼン等のアルキルベンゼン；モノアルキルナフタレン、ジアルキルナフタレン、ポリアルキルナフタレン等のアルキルナフタレン等が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。合成油は、加工性を更に向上させる観点から、ポリ−α−オレフィンを用いることが好ましい。

潤滑油基油の４０℃における動粘度は、加工性を更に向上させる観点から、好ましくは２ｍｍ^２／ｓ以上であり、より好ましくは５ｍｍ^２／ｓ以上であり、更に好ましくは１０ｍｍ^２／ｓ以上であり、特に好ましくは１５ｍｍ^２／ｓ以上である。潤滑油基油の４０℃における動粘度は、洗浄性を高める観点から、好ましくは１００ｍｍ^２／ｓ以下であり、より好ましくは４０ｍｍ^２／ｓ以下であり、更に好ましくは３５ｍｍ^２／ｓ以下であり、特に好ましくは３０ｍｍ^２／ｓ以下である。本明細書における動粘度は、ＪＩＳ Ｋ ２２８３に準拠して測定される動粘度を意味する。

１価アルコールは、直鎖状又は分岐状のいずれでもよいが、加工性を更に向上させる観点から、直鎖状であることが好ましい。１価アルコールは、飽和又は不飽和のいずれでもよい。１価アルコールの炭素数は、加工性を更に向上させるとともに、臭気を減少させて作業環境を向上させる観点から、好ましくは８以上、より好ましくは１０以上、更に好ましくは１２以上である。１価アルコールの炭素数は、洗浄性を高める観点から、好ましくは２２以下、より好ましくは２０以下、更に好ましくは１８以下である。

１価アルコールは、具体的には、オクタノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ラウリルアルコール（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、へプタデカノール、ステアリルアルコール（オクタデカノール）、オレイルアルコール（９−オクタデセン−１−オール）、ノナデカノール、イコサノール、２−エチルヘキシルアルコール、イソトリデカノール等が挙げられる。１価アルコールは、ラウリルアルコール、ステアリルアルコール及びオレイルアルコールからなる群より選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。

インパクト加工用潤滑油組成物は、上記の１価アルコールの１種のみを含んでいてもよく、２種以上の１価アルコールを含んでいてもよい。

１価アルコールの含有量は、加工性を更に向上させる観点から、インパクト加工用潤滑油組成物全量を基準として、好ましくは０．１質量％以上であり、より好ましくは０．５質量％以上であり、更に好ましくは１質量％以上であり、特に好ましくは２質量％以上であり、極めて好ましくは５質量％以上であり、非常に好ましくは８質量％以上である。１価アルコールの含有量は、洗浄性を高めるとともに、臭気を減少させて作業環境を向上させる観点から、インパクト加工用潤滑油組成物全量を基準として、好ましくは３０質量％以下であり、より好ましくは２５質量％以下であり、更に好ましくは２０質量％以下であり、特に好ましくは１５質量％以下であり、極めて好ましくは１２質量％以下である。

本実施形態に係るインパクト加工用潤滑油組成物は、加工性を更に向上させる観点から、２価アルコールを更に含むことが好ましい。

２価アルコールは、加工性を更に向上させる観点から、エーテル結合を有する２価アルコールであることが好ましく、エチレンオキサイドの重合体、プロピレンオキサイドの重合体等であることがより好ましい。

２価アルコールは、具体的には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、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等であってよい。２価アルコールは、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール及びテトラプロピレングリコールからなる群より選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。

インパクト加工用潤滑油組成物は、上記の２価アルコールの１種のみを含んでいてもよく、２種以上の２価アルコールを含んでいてもよい。

２価アルコールの含有量は、加工性を更に向上させる観点から、インパクト加工用潤滑油組成物全量を基準として、好ましくは０．０１質量％以上であり、より好ましくは０．１質量％以上であり、更に好ましくは０．２質量％以上であり、特に好ましくは０．３質量％以上である。２価アルコールの含有量は、加工性を更に向上させる観点から、インパクト加工用潤滑油組成物全量を基準として、好ましくは１０質量％以下であり、より好ましくは５質量％以下であり、更に好ましくは４質量％以下であり、特に好ましくは３質量％以下である。

本実施形態に係るインパクト加工用潤滑油組成物が上記２価アルコールを含む場合、加工性を更に向上させる観点から、脂肪酸とアルコールとのモノエステル（以下、単に「モノエステル」ともいう）を更に含むことが好ましい。

モノエステルを与える脂肪酸の炭素数は、加工性を更に向上させる観点から、好ましくは６以上であり、より好ましくは８以上である。脂肪酸の炭素数は、洗浄性を良好とする観点から、好ましくは２０以下であり、より好ましくは１８以下である。脂肪酸は、直鎖状又は分岐状のいずれでもよいが、加工性を更に向上させる観点から、好ましくは直鎖状である。脂肪酸は、飽和又は不飽和のいずれでもよいが、加工性を更に向上させる観点から、飽和脂肪酸であることが好ましい。

脂肪酸は、具体的には、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸（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、パルミチン酸（ヘキサデカン酸）、ヘプタデカン酸、ステアリン酸（オクタデカン酸）、オレイン酸、２−エチルヘキサン酸、イソトリデカン酸等が挙げられる。脂肪酸は、ラウリン酸及びステアリン酸からなる群より選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。

モノエステルを与えるアルコールは、１価アルコールであってよい。アルコールの炭素数は、好ましくは１以上であり、より好ましくは２以上である。アルコールの炭素数は、好ましくは１０以下であり、より好ましくは８以下である。アルコールは、直鎖状又は分岐状のいずれでもよいが、加工性を更に向上させる観点から、好ましくは直鎖状である。

アルコールは、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、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール等が挙げられる。アルコールは、メタノール、エタノール、プロパノール及びブタノールからなる群より選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。

モノエステルは、具体的には、ラウリン酸メチル、ステアリン酸ブチル、オレイン酸メチル、パルミチン酸ブチル等が挙げられる。モノエステルは、ラウリン酸メチル、ステアリン酸ブチル、オレイン酸メチル及びパルミチン酸ブチルからなる群より選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。

インパクト加工用潤滑油組成物は、上記のモノエステルの１種のみを含んでいてもよく、脂肪酸又はアルコールの種類が異なる２種以上のモノエステルを含んでいてもよい。

モノエステルの含有量は、加工性を更に向上させる観点から、インパクト加工用潤滑油組成物全量を基準として、好ましくは０．１質量％以上であり、より好ましくは０．５質量％以上であり、更に好ましくは１質量％以上であり、特に好ましくは２質量％以上である。モノエステルの含有量は、洗浄性を良好としつつ、臭気を低減させる観点から、インパクト加工用潤滑油組成物全量を基準として、好ましくは１５質量％以下であり、より好ましくは１０質量％以下であり、更に好ましくは８質量％以下であり、特に好ましくは６質量％以下である。

本実施形態に係るインパクト加工用潤滑油組成物が上記モノエステルを含む場合、加工性を更に向上させる観点から、脂肪酸とアルコールとのジエステル（以下、単に「ジエステル」ともいう）を更に含むことが好ましい。

ジエステルを与える脂肪酸は、具体的には２価の脂肪酸であってよく、その炭素数は、加工性を更に向上させる観点から、好ましくは２以上であり、より好ましくは４以上である。脂肪酸の炭素数は、洗浄性を良好とする観点から、好ましくは１２以下であり、より好ましくは１０以下である。脂肪酸は、直鎖状又は分岐状のいずれでもよいが、加工性を更に向上させる観点から、好ましくは直鎖状である。脂肪酸は飽和又は不飽和のいずれでもよいが、加工性を更に向上させる観点から、飽和脂肪酸であることが好ましい。

脂肪酸は、具体的には、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸等が挙げられる。中でも、脂肪酸は、アジピン酸であることが好ましい。

ジエステルを与えるアルコールは、１価アルコールであってよい。アルコールの炭素数は、好ましくは４以上であり、より好ましくは６以上である。アルコールの炭素数は、好ましくは１４以下であり、より好ましくは１２以下である。アルコールは、直鎖状又は分岐状のいずれでもよいが、加工性を更に向上させる観点から、好ましくは分岐状である。

アルコールは、具体的には、２−エチルヘキシルアルコール、イソデカノール、イソノナール等が挙げられる。

ジエステルは、具体的には、アジピン酸ビス（２−エチルヘキシル）、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ジイソノニル等が挙げられる。

インパクト加工用潤滑油組成物は、上記のジエステルの１種のみを含んでいてもよく、脂肪酸又はアルコールの種類が異なる２種以上のジエステルを含んでいてもよい。

ジエステルの含有量は、加工性を更に向上させる観点から、インパクト加工用潤滑油組成物全量を基準として、好ましくは０．０１質量％以上であり、より好ましくは０．１質量％以上であり、更に好ましくは０．５質量％以上であり、特に好ましくは１質量％以上である。ジエステルの含有量は、洗浄性向上の観点から、インパクト加工用潤滑油組成物全量を基準として、好ましくは１０質量％以下であり、より好ましくは５質量％以下であり、更に好ましくは３質量％以下である。

インパクト加工用潤滑油組成物は、上記の成分に加えて、その他の添加剤を更に含有することができる。その他の添加剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤等の酸化防止剤；ベンゾトリアゾール、チアジアゾール、これらの誘導体等の金属不活性化剤などが挙げられる。その他の添加剤の合計含有量は、特に制限されないが、インパクト加工用潤滑油組成物全量を基準として、例えば０．１〜１０質量％であってよい。

インパクト加工用潤滑油組成物の４０℃における動粘度は、加工性を更に向上させる観点から、好ましくは２ｍｍ^２／ｓ以上であり、より好ましくは５ｍｍ^２／ｓ以上であり、更に好ましくは１０ｍｍ^２／ｓ以上であり、特に好ましくは１５ｍｍ^２／ｓ以上である。インパクト加工用潤滑油組成物の４０℃における動粘度は、洗浄性を高める観点から、好ましくは１００ｍｍ^２／ｓ以下であり、より好ましくは４０ｍｍ^２／ｓ以下であり、更に好ましくは３５ｍｍ^２／ｓ以下であり、特に好ましくは３０ｍｍ^２／ｓ以下である。

本実施形態に係るインパクト加工用潤滑油組成物は、アルミニウムを含む被加工物（アルミニウム又はアルミニウム合金）、銅を含む被加工物（銅又は銅合金）等のインパクト加工に用いられる。

以下、実施例及び比較例に基づき本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。

実施例及び比較例においては、それぞれ以下の成分を用いて、表１〜表７に示す組成を有するインパクト加工用潤滑油組成物を調製した。各インパクト加工用潤滑油組成物の組成及び４０℃における動粘度を表１〜７に示す。

［潤滑油基油］
Ａ１：鉱油（４０℃における動粘度：３．５２ｍｍ^２／ｓ）
Ａ２：鉱油（４０℃における動粘度：５．１９ｍｍ^２／ｓ）
Ａ３：鉱油（４０℃における動粘度：２２．８ｍｍ^２／ｓ）
Ａ４：鉱油（４０℃における動粘度：３８ｍｍ^２／ｓ）
Ａ５：鉱油（４０℃における動粘度：９７ｍｍ^２／ｓ）
Ａ６：ポリ−α−オレフィン（４０℃における動粘度：２４ｍｍ^２／ｓ）
Ａ７：Ａ２及びＡ５を４０：６０の質量比で混合した混合基油（４０℃における動粘度：２２ｍｍ^２／ｓ）

［１価アルコール］
Ｂ１：ラウリルアルコール
Ｂ２：ステアリルアルコール
Ｂ３：オレイルアルコール

［２価アルコール］
Ｃ１：トリプロピレングリコール

［モノエステル］
Ｄ１：ラウリン酸メチル
Ｄ２：ステアリン酸ブチル

［ジエステル］
Ｅ１：アジピン酸ビス（２−エチルヘキシル）
Ｅ２：アジピン酸ジイソデシル

［その他の添加剤］
Ｆ１：ＤＢＰＣ（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール）
Ｆ２：ベンゾトリアゾール

実施例及び比較例の各インパクト加工用潤滑油組成物について、加工性を以下の試験方法に基づき評価した。

＜加工性＞
ＪＩＳ Ａ１０５０材（アルミａ）、ＪＩＳ Ａ２０１４材（アルミｂ）及びＪＩＳ Ａ６０６１材（アルミｃ）の各アルミニウム（厚さ１ｍｍ、幅５３ｍｍ）、並びに純銅（厚さ０．７ｍｍ、幅５１ｍｍ）の各試験材について、ワークロール（直径：５０ｍｍ、材質：ＳＫＤ、粗度：Ｒａ＝０．１μｍ）を有する小型圧延機を用いて圧延速度１００ｍ／分にて圧延を行い、圧下率３４％となるのに要する荷重を求めた。荷重が低い方が、良好な加工性を与える潤滑油組成物であると判断した。結果を表１〜表７に示す。なお、上記の条件により実施される圧延加工は、インパクト加工と加工性の相関があることを確認しており、各実施例で得られたインパクト加工用潤滑油組成物は、従来の固体潤滑剤を用いてインパクト加工を施した場合と同様の加工性を有していた。

実施例の各インパクト加工用潤滑油組成物について、洗浄性及び臭気についても以下の試験方法に基づき評価した。

＜洗浄性＞
メタノール洗浄した試験材（ＪＩＳ Ａ１０５０材；アルミａ）を、油剤に３分間浸漬した後、５分間懸架して該油剤を除去した。その後、試験材を石油系洗浄剤（商品名：テクリーンＮ２２、ＪＸＴＧエネルギー株式会社製）に浸漬し、室温にて３０秒間撹拌した。試験材を取り出し、１００℃恒温槽内で５分間静置して洗浄剤を揮発させ、純水による水濡れ面積を目視により求めた。完全に洗浄されていれば水濡れ面積は１００％となる。水濡れ面積が９５％以上であればＡ、９０％以上９５％未満であればＢ、８５％以上９０％未満であればＣ、８０％以上８５％未満であればＤ、８０％未満であればＥとした。結果を表８〜表１１に示す。

＜臭気＞
各油剤１０ｇを１００ｍＬビーカーに採取し、ラップにより上部を覆った状態で６０℃恒温槽内に１５分間静置した。恒温槽内から取り出した後、直ちにラップを取り、臭気を判定した。気になる臭気ではない場合は１、ごくわずかに気になる場合は２、やや気になる場合は３、気になる場合は４、非常に気になる、不快である場合は５として、１０人の被験者での評価の平均点を算出した。平均点が１．５未満をＡ、１．５以上２．５未満をＢ、２．５以上３．５未満をＣ、３．５以上４．５未満をＤ、４．５以上５．５未満をＥとした。結果を表８〜表１１に示す。

Claims (4)

1. 潤滑油基油と、１価アルコールとを含む、インパクト加工用潤滑油組成物。
2. ２価アルコールを更に含む、請求項１に記載のインパクト加工用潤滑油組成物。
3. 脂肪酸とアルコールとのモノエステルを更に含む、請求項２に記載のインパクト加工用潤滑油組成物。
4. 脂肪酸とアルコールとのジエステルを更に含む、請求項３に記載のインパクト加工用潤滑油組成物。