JP2579502B2

JP2579502B2 - 潤滑油

Info

Publication number: JP2579502B2
Application number: JP62296169A
Authority: JP
Inventors: 啓一谷川; 勇三桧垣
Original assignee: Nisshin Oil Mills Ltd
Current assignee: Nisshin Oillio Group Ltd
Priority date: 1987-11-26
Filing date: 1987-11-26
Publication date: 1997-02-05
Anticipated expiration: 2012-02-05
Also published as: JPH01139694A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は潤滑性に優れたエステル化生成物に関するも
のであり、圧延油、切削油、研削油、引抜き加工油、プ
レス加工油等の金属加工油や金属塑性加工油あるいは合
成繊維の紡糸油等に利用出来る。特に薄鋼板の圧延にお
いて高潤滑性と高ミルクリーン性すなわち、潤滑性と直
接焼鈍性に優れている。この他金属の冷間圧延および切
削加工、研削加工、引抜き加工、プレス加工等の金属塑
性加工において優れた特性を示す潤滑油剤に関するもの
である。

（従来の技術）近年各種機械工業の急速な発展にともなって潤滑油の
使用条件が苛酷化してきており、すぐれた潤滑特性が要
求されるようになってきた。

薄鋼板に使用する冷間圧延油は動・植物油脂（牛脂、
豚脂、大豆油、ナタネ油、パーム油、ヤシ油等）を基油
とするものと鉱油を基油とするものに大別される。近年
省エネルギー、生産能率の向上に伴ない高速圧延、高圧
下率圧延、ミルクリーン圧延が指向されている。動・植
物油脂を基油に用いた圧延油は高負荷・高速圧延に適し
たものであるが、冷間圧延を行なった鋼板の付着油分を
脱脂せずに直接焼鈍すると、焼鈍工程において鋼板表面
汚れを生ずる。つまり潤滑油には優れるがミルクリーン
性には不適なものである。

一方、鉱物油を基油として圧延油を用いて冷間圧延に
供した場合には、冷薄鋼板を直接焼鈍しても表面汚れを
生ずることがなくミルクリーン性に優れている。しか
し、高負荷、高速圧延性に欠ける。

一般に鉱物油を基油とした圧延油は圧延潤滑性を高め
るために、動・植物油脂や脂肪酸（カプリン酸、ラウリ
ン酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノ
レン酸等）あるいは油化学73−11月号p.695〜705に掲載
されているようなエステル類（アルコール成分がトリメ
チロールプロパン、ペンタエリスリトール、２−エチル
ヘキシルアルコール等によるモノエステル、ジエステ
ル、ポリオールエステル等の合成エステル）等の油性向
上剤を添加して用いられているが、これらの添加量はミ
ルクリーン性を保持するために必要最少限の狭い範囲に
調整されている。以上のように高潤滑性と高ミルクリー
ン性を同時に満足させうる冷間圧延油の検討は種々行な
われているが、（例えば特開昭56−135600、特開昭59−
80498）両者に適したものがないのが現状である。

一方金属の切削加工、研削加工に用いる潤滑油剤は、
鉱油、動植物油脂、極圧添加剤、界面活性剤、消泡剤、
金属防食剤、酸化防止剤、防腐、防黴剤等を目的に応じ
て適宜混合して組成されている。切削油剤は通常水で10
〜100倍に希釈して使用されているが、場合によっては
水不溶性切削油剤を使用する場合もある。

切削、研削油の具備すべき基本適条件は潤滑性、冷却
性、防錆性およびその他の付帯的条件、例えば起泡性、
手荒れ性、人蓄毒性、臭気等を有さないことである。切
削、研削油剤は使用の目的や条件によって重点のおき方
は異なるにしても、上記諸性能をバランスよく具備しな
ければならないが諸条件を満足させ得る切削、研削油剤
が、かならずしも十分でないのが現状である。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は近年潤滑油の使用条件が苛酷化される中です
ぐれた潤滑特性を付与すべく、分子設計された合成潤滑
油である。

すなわち高潤滑性、高安定性であり、かつ微生物によ
る劣化がしにくく、腐敗しにくい合成油剤である。

本発明は省エネルギー、省工程など生産能率の向上に
寄与する鋼用冷間圧延油では、高速度、高圧力下で生ず
る熱や機械的剪断に対して安定で、酸化、分解、重合等
の化学反応に対しても安定である。また焼鈍工程におい
て圧延油の熱分解残査を生ずることなく容易に揮散し、
鋼板表面清浄性（ミルクリーン性）と高潤滑性を合せ持
つものである。

一方切削、研削油剤の場合、本発明は潤滑性、冷却
性、防錆性に優れているとともに起泡性、手荒れ性、人
蓄毒性の問題もなくかつ腐敗しにくい合成潤滑油剤であ
る。

（問題点を解決するための手段、作用）本発明は２価以上６価以下のポリオールと脂肪酸と二
塩基酸とのエステル化生成物を主成分とする潤滑油であ
る。

二塩基酸としては、炭素数14以上の脂肪族二塩基酸で
あるテトラデカンジカルボン酸、ヘキサデカンジカルボ
ン酸、オクタデカンジカルボン酸、エイコサデカンジカ
ルボン酸、シクロヘキシルジカルボン酸、リンゴ酸、酒
石酸、さらには含硫黄二塩基酸であるチオジグリコール
酸、チオジプロピオン酸、ジチオジグリコール酸、ジチ
オジプロピオン酸が使用できるが、この場合、２価以上
６価以下のポリオールとしてはエチレングリコール、ジ
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、ブチレングリコール、ネオペンチルグ
リコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメ
チロールプロパン、ペンタエリトリット、ソルビトール
およびその縮合物、ジグリセリン、ジペンタエリトリッ
ト等が使用でき、また前述した各ポリオールにさらにエ
チレンオキサイドおよび／またはプロピレンオキサイド
を付加した各種ポリエーテルポリオールも使用できる。

また、上記ポリオールの内、ソルビトールおよびその
縮合物、あるいは下記（Ｉ群）のポリオールにエチレン
オキサイドおよび／またはプロピレンオキサイドを付加
した各種ポリエーテルポリオールを使用した場合は、（Ｉ群）ブチレングリコール、ネオペンチルグリコー
ル、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロー
ルプロパン、ペンタエリトリット、ソルビトール、ソル
ビトール縮合物、ジグリセリン、及びジペンタエリトリ
ット二塩基酸として、前述の二塩基酸の他に、炭素数13以
下の脂肪酸二塩基酸であるシュウ酸、マロン酸、コハク
酸、フマル酸、マレイン酸、グルタル酸、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、
デカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、ダイマー
酸およびフタル酸等も使用できる。

また、いずれの場合にも脂肪酸としては、ヘキサン
酸、オクタン酸、デカン酸、ラウリン酸、ミリスチン
酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、ベヘニ
ン酸、モンタン酸、パルミトオレイン酸、オレイン酸、
エルカ酸、リシノール酸、ヒドロキシステアリン酸、リ
ノール酸、リノレン酸、イソオクチル酸、イソデカン
酸、イソラウリン酸、イソミリスチン酸、イソパルミチ
ン酸、イソステアリン酸、イソアラキン酸等の炭素数６
以上の脂肪酸が使用できる。

またラノリン脂肪酸、魚脂肪酸、大豆油脂肪酸、ヤシ
油脂肪酸、牛脂脂肪酸等およびそれらを水素添加した脂
肪酸等の天然脂肪酸を使用することもできる。炭素数５
以下の脂肪酸を用いた場合には潤滑性が劣る。

一方、脂肪酸の炭素数の上限は規制しないが、一般に
工業的に安価に入手可能な範囲としては炭素数30以下が
好ましい。

ポリオールと脂肪酸と二塩基酸とのエステル化生成物
で各反応仕込量は特に限定されるものではないが、ポリ
オール／脂肪酸／二塩基酸の各反応モル比により、ポリ
エステル化され粘度が高すぎたりあるいはゲル化するこ
ともあり、またさらには平均分子量が著しく高くなると
本目的の潤滑性をそこなうこともあることから、以下の
反応モル比が好ましい。

２価アルコール／脂肪酸／二塩基酸＝2/1/1〜2/2/1 ３価アルコール／脂肪酸／二塩基酸＝2/2/1〜2/4/1 ４価アルコール／脂肪酸／二塩基酸＝2/2/1〜2/6/1 ６価アルコール／脂肪酸／二塩基酸＝2/3/1〜2/10/1 エステル化反応は、無触媒または触媒存在下通常の方
法で行ない本発明のエステル化生成物を合成することが
出来るが、合成法は特に限定するものではない。

ここで云う合成エステル油剤とは切削、研削油、プレ
ス加工油、圧延油等の金属塑性加工油や機械潤滑油等広
く各種用途に利用できるものである。本発明の合成エス
テルを主成分とした鋼の冷間圧延油は高潤滑性、高ミル
クリーン性を有するもので薄鋼板の圧延を脱脂すること
なく直接焼鈍することを可能とし、またさらに切削、研
削油剤として潤滑性、冷却性、防錆性をそなえ、かつ起
泡性、手荒性、人蓄毒性、臭気性等になんら問題のない
優れた特性を有するものである。

本発明の合成エステルを圧延油、および切削・研削
油、引抜き加工、プレス加工等の金属塑性加工潤滑油、
内燃機関潤滑油或いは合成繊維の防糸油剤等に使用する
に際しては、合成エステル単独で使用することもでき
る。また他の基油、（例えば鉱物油、動・植物油や一般
に使用されている既存の合成エステルと混合して使用す
ることができる。また目的に応じてこれらに乳化剤を加
えてエマルション液として用いることもできる。

また、各種ポリオールで特にエチレンオキサイド付加
物のモル数を高くすることにより、自己乳化油剤として
用いることもできる。

その他一般に実用潤滑剤の添加物として常用されてい
る乳化剤、脂肪酸、酸化防止剤、腐食防止剤、防腐・防
黴剤等と組合せて使用することもできる。

本発明の合成エステル化合物を他の基油等と混合して
用いる場合には、１重量％以上の添加で効果が認められ
るが、５重量％以上望ましくは20重量％以上の含有量と
することによって特性が安定する。以下、エステルの合
成法の一例を示す。

合成例攪拌機、温度計、窒素ガス吹込管、水分離器を備えた
４ッ口フラスコにグリセリン184g、チオジプロピオン酸
178g、イソステアリン酸994gを仕込み触媒としてＰ−ト
ルエンスルホン酸を2.6g添加し、混合物を160〜230℃に
し計算量の水が留出するまで反応を行なった。その必要
時間は９時間であった。反応終了後水洗し触媒を除去し
引続き減圧にてキシレンを留去後、活性白土を用いて脱
色濾過して黄色液体を得た。収量1130g酸価2.1であっ
た。

（試料Ｄ）以下同様の方法で合成エステルを製造した。

得られた合成エステルの性状などを第１表に示した。

（実施例）実施例１金属塑性加工における一般特性試験本発明の潤滑油の性能試験結果を従来のものと比較し
第２表に示す。

摩擦係数および耐焼付性はバウデン試験機により、耐
熱性は熱天秤によりそれぞれ測定した。

＜バウデン試験機による試験＞低炭素鋼板の表面に各種供試剤を塗油し、塗油面に直
径3/16インチの鋼球を荷重3kgで押圧し（ヘルツ圧223kg
/mm²）、速度4mm/secで往復摺動させて塗油剤の摩擦係
数が0.15に達するまでの摺動回数（耐焼付性）を測定し
た。

＜熱天秤による試験＞白金るつぼに供試剤を35mg入れてこれをHe雰囲気で毎
分５℃づつ加熱してゆき、るつぼ中の供試剤が分解、焼
失した時点の加熱温度を測定した。

バウデン試験では、実際の塑性加工条件にできるだけ
近似させ、試験温度は塑性変形による発熱を考慮して20
0℃とし、鋼板も塑性変形し易い軟鋼板を使用してい
る。

摩擦係数は実際の加工時の所要動力と対応し、耐焼付
性は焼付疵の発生、工具寿命と対応するものである。

また熱天秤による試験では、供試剤の焼失温度が高い
ほど耐熱性が良いといえる。

実施例２圧延潤滑油実用圧延油の基油に用いられている鉱油あるいはパー
ム油に、添加剤として常用されている乳化剤、脂肪酸及
び酸化防止剤等と本発明の圧延油である合成エステルを
配合した時に得られる圧延油組成の潤滑油と焼鈍性につ
いての評価を行なった。

エマルション圧延は２段ロール式圧延機で、圧延材料
（spcc）1.2×20×200mmを油分濃度３％、浴温50℃の条
件で、圧下率40％における圧延荷重を測定し圧延潤滑性
を評価した。また焼鈍性については供試エマルション液
で圧延したそのままの状態の鋼板を数10枚積み重ねた後
細巾の鋼帯で固定して小型焼鈍炉にて焼鈍した。

焼鈍の際の加熱条件は、HNXガス（H²:5％）120ml/min
雰囲気中で、昇温速度を10℃/minとして600℃迄加熱
し、600℃で１時間保持後放冷した。その後、鋼板表面
にセロファンテープを貼着し、表面付着物を採取し、こ
れを白色紙にはりつけて汚れの度合を目視判定し、鋼板
表面清浄性を評価した。試験結果を第３表にまとめて示
すが表中の記号は第１表と同一である。

実施例３切削研削油第４表に本発明物質を配合した切削油（試料No.1,2）
の耐久試験、四球潤滑性試験αモデル潤滑性試験の結果
を示す。試料No.3,4は市販切削油を示す。

注１）冷間圧延鋼板を試料油に浸漬後、引上げ、層内の
窓際で直射日光が照射しない場所で水平に静置し、状態
を観察。

注２）JIS K2519の會田式四球試験機を用い220rpmで１
分間当り0.5kg/cm²ずつ荷重を加え、本発明による切削
油の潤滑性を市販の切削油のそれと比較。

注３）ASTM D2714のαモデルLFW−１型試験機を用い、3
00rpm温度110゜Fで１分間に15kgずつ315kgまで荷重を加
えたときの試験片の摩耗巾および焼付荷重を測定。

実施例４水性切削油第５表に本発明物質を配合した水性切削油（試料No.5
〜８）を調整し、滅菌水で希釈して５重畳％とし試験液
とした。

第５表に示す配合剤を用いて第６表に示す試験を行っ
た。

注１）14日後の状態 ○：変化なし △：やや灰黒色化注２）14日後の状態 ○：腐敗臭なし △：やや腐敗臭あり注３）さび止め性の観察は鋳鉄切滑層法によって行なっ
た。すなわち、約15gのドライカットした鋼物切屑（FC
−25、Ｓ−12メッシュ）をペトリ皿（内径約60mm）に採
取し、これに試料液約25mlを添加し、充分振とうしたの
ち、約４分間静置した。つぎに試料液を傾斜法によって
除去し、ペトリ皿に発生するさびの状態を経時的に調べ
た。

注４）會田式振子型摩擦試験機を測定した。

注５）會田式四球型試験機を用い、200rpmでステップロ
ード法（0.5kg）により試験した。

（発明の効果）本発明のポリオールと脂肪酸から得られる合成エステ
ル化合物は、潤滑特性および安定性が従来の潤滑油と比
べてはるかにすぐれており、圧延油、作動油、切削、研
削油や金属塑性加工用潤滑油，内燃機関用潤滑油、およ
び合成繊維の紡糸油剤等各種工業用潤滑油として利用可
能である。

例えば、既存の合成エステルを冷間圧延油として、あ
るいは添加物に転用しているものとは異なり、鋼板類の
圧延潤滑性の向上により、従来のパーム油を基油に用い
た場合と比べて動力費の節減など省エネルギー、省資源
的効果をもたらす。また、焼鈍性にも優れており、通常
の電解脱脂を省略することができ、設備コストを低減さ
せることができる。

また切削、研削油に関しては優れた潤滑性を有すると
ともに、臭気、安定性等各種使用条件を充分満足させえ
る高性能な油剤となり得る。

また加工潤滑においては高速加工などの苛酷な条件で
も充分な潤滑が保証され、加工の円滑化、能率化を可能
にする。

焼付疵など、潤滑不足が原因で発生する製品の品質低
下が防止できるとともに、工具の摩耗や破損も抑止さ
れ、製品の品質を高め、工具の寿命を大きく延ばす。

加工時の所要動力を軽減し、省資源、省エネルギーが
一層推進される等の多くの優れた効果を生ずるものであ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ１０Ｎ 40:24

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】２価以上６価以下のポリオールと脂肪酸と
二塩基酸とのエステル化生成物を含有する潤滑油であっ
て、二塩基酸が炭素数14以上の脂肪族二塩基酸、シクロ
ヘキシルジカルボン酸、リンゴ酸、酒石酸、チオジグリ
コール酸、チオジプロピオン酸、ジチオジグリコール
酸、ジチオジプロピオン酸からなる群より選ばれる１種
又は２種以上の二塩基酸である潤滑油。
【請求項２】２価以上６価以下のポリオールと脂肪酸と
二塩基酸とのエステル化生成物を含有する潤滑油であっ
て、２価以上６価以下のポリオールが、下記（Ｉ群）か
ら選ばれる２価以上６価以下のポリオールのエチレンオ
キサイドおよび／またはプロピレンオキサイド付加物、
ソルビトール、ソルビトール縮合物からなる群より選ば
れる１種または２種以上のポリオールである潤滑油。（Ｉ群）ブチレングリコール、ネオペンチルグリコー
ル、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロー
ルプロパン、ペンタエリトリット、ソルビトール、ソル
ビトール縮合物、ジグリセリン、及びジペンタエリトリ
ット
【請求項３】２価以上６価以下のポリオールが、エチレ
ングリコール、ジ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、ブチレングリコー
ル、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロ
ールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリ
ット、ソルビトールおよびその縮合物、ジグリセリン、
ジペンタエリトリットである特許請求の範囲第１項記載
の潤滑油。
【請求項４】脂肪酸が炭素数６以上30以下の直鎖または
側鎖状、飽和または不飽和の各天然または合成の脂肪酸
である特許請求の範囲第１項または第２項記載の潤滑
油。
【請求項５】二塩基酸が炭素数36以下の飽和または不飽
和脂肪酸二塩基酸である特許請求の範囲第１項記載の潤
滑油。
【請求項６】二塩基酸が炭素数２以上36以下の飽和また
は不飽和二塩基酸である特許請求の範囲第２項記載の潤
滑油。
【請求項７】二塩基酸がチオジグリコール酸、チオジプ
ロピオン酸、ジチオジプロピオン酸、シクロヘキシルジ
カルボン酸、リンゴ酸、酒石酸のいずれかである特許請
求の範囲第１項記載の潤滑油。
【請求項８】二塩基酸がチオジグリコール酸、チオジプ
ロピオン酸、ジチオジプロピオン酸、フタル酸、シクロ
ヘキシルジカルボン酸、リンゴ酸、酒石酸のいずれかで
ある特許請求の範囲第６項記載の潤滑油。
【請求項９】潤滑油が鋼板の冷間延油である特許請求の
範囲第１項または第２項記載の潤滑油。
【請求項１０】潤滑油が金属の切削油、研削油及び金属
の塑性加工油である特許請求の範囲第１項または第２項
記載の潤滑油。