JP2635376B2

JP2635376B2 - 潤滑油

Info

Publication number: JP2635376B2
Application number: JP63192026A
Authority: JP
Inventors: 啓一谷川; 和男中村; 忠昭梶間; 勇三檜垣
Original assignee: NITSUSHIN SEIYU KK
Current assignee: NITSUSHIN SEIYU KK
Priority date: 1988-08-02
Filing date: 1988-08-02
Publication date: 1997-07-30
Anticipated expiration: 2012-07-30
Also published as: JPH0241393A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は炭素数10以上、好ましくは10〜54の脂肪族二
塩基酸および／または脂肪族三塩基酸と３級窒素を有す
る１価の特定のアミノアルコールとのエステル化生成物
から成る潤滑油に関する。この潤滑油は圧延油、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に利用出来る。本発明の潤滑油は、
特に薄鋼板の圧延において、高潤滑性、高ミルクリーン
性、光沢性などに優れている。

〔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
脱脂せずに著節焼鈍すると、焼鈍工程において鋼板表面
汚れを生ずる。つまり潤滑性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
ール酸等）あるいは油化学73−11月号、第695〜705頁に
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小限の狭い範囲
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号公報、特
開昭59−80498号公報）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的条件は潤滑性、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、人畜毒性、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課題〕

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。

また、本発明の合成エステルを低粘度高精製鉱に配合
することによって、ステンレス鋼板やチタン、銅アルミ
ニウム等の金属圧延において圧延潤滑性とともに表面光
沢性の向上に寄与する圧延油である。

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
畜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。

〔課題を解決するための手段及び作用〕

本発明に従えば、炭素数10以上の脂肪族二塩基酸およ
び／または脂肪族三塩基酸と、３級窒素を有する１価の
アミノアルコールとのエステル化生成物を含有する潤滑
油であって、前記３級窒素を有する１価アミノアルコー
ルが一般式（Ｉ）、（II）、（III）又は（IV）：（式中、Ｒ及びＲ′は独立に炭素数１〜12のアルキル
基、シクロヘキシル基、フェニル基又はC₁〜C₃アルキル
基で置換されたフェニル基を示し、Ｘは水素またはメチ
ル基を示す）で表わされる潤滑油が提供される。

本発明は炭素数10以上、好ましくは10〜54の脂肪族二
塩基酸および／または脂肪族三塩基酸と３級窒素を有す
る１価の下記構造式（Ｉ）、（II）、（III）及び（I
V）で示される特定のアミノアルコールとのエステル化
生成物を含有する潤滑油である。

ここで言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各
種用途に広く利用できるものである。

本発明に係る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
鋼板の圧延と鋼板を脱脂することなく、直接焼鈍するこ
とが可能である。またステンルス鋼やチタン、銅、アル
ミニウム等の金属圧延や、これらの箔圧延にも適用でき
るとともに、切削・研削油剤として潤滑性、冷却性、防
錆性を備え、かつ起泡性、手荒性、人畜毒性、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。

本発明に使用する炭素数10以上、好ましくは10〜54の
脂肪族二塩基酸および／または脂肪族三塩基酸としては
セバシン酸、ドデカンジ酸、ブラシル酸、ヘキサデカン
ジ酸、オクタデカンジ酸、エイコサジ酸、オレイン酸や
リノール酸等の重縮合物ダイマー酸やトリマー酸および
アルキル側鎖基や不飽和基を有する二塩基酸で岡村製油
（株）製のSLB−12（C₁₂二塩基酸）、ULB−20（C₂₀不飽
和二塩基酸）およびその水素添加物SB−20（C₂₀二塩基
酸）、ST−2P（C₂₈二塩基酸）、IPU−22およびその水素
添加物（C₂₂塩基酸）、播摩化成工業（株）製のDA−155
0（C₂₁二塩基酸）等が使用出来る。炭素数10未満の場合
には目的の潤滑性が劣る。

３級窒素を有する１価のアミノアルコールとしては下
記の一般式（Ｉ）〜（IV）で示される各種アミノアルコ
ールが本発明において使用される。

（式中、Ｒ及びＲ′は独立に炭素数１〜12のアルキル
基、シクロヘキシル基、フェニル基又はC₁〜C₃アルキル
基で置換されたフェニル基を示し、Ｘは水素またはメチ
ル基を示す。）例えば、一般式（Ｉ）ではジメチルエタノールアミ
ン、ジメチルイソプロパノールアミン、ジエチルエタノ
ールアミン、ジエチルイソプロパノールアミン、ジイソ
プロピルエタノールアミン、ジイソプロピルイソプロパ
ノールアミン、ジブチルエタノールアミン、ジブチルイ
ソプロパノールアミン、ジシクロヘキシルアミノエタノ
ール、ジシクロヘキシルアミノイソプロパノール、ジフ
ェニルエタノールアミン、ジフェニルイソプロパノール
アミン、ジオクチルエタノールアミン、ジオクチルイソ
プロパノールアミン、ジドデカンエタアノールアミン、
ジドデカンイソプロパノールアミン等が使用出来る。

一般式（II），（III），（IV）のアミノアルコール
としては、ヒドロキシエルモルホリン、ヒドロキシプロ
ピルモルホリン、ヒドロキシエチルピペラジン、ヒドロ
キシプロピルピペラジン、ヒドロキシエチルオキサゾリ
ジン、ヒドロキシプロピルオキサゾリシンなどが使用出
来る。

前述した炭素数10以上の脂肪族二塩基酸および／また
は脂肪残三塩基酸と３級窒素を有する１価のアミノアル
コールとのエステル化生成物を得る反応は、無触媒、ま
たは公知の触媒の存在下に通常の方法で実施することが
できその合成方法を特に限定するものではない。

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加工又は金属塑性加工
潤滑油、内燃機関潤滑油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。また油の基油、
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もできる。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。

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、極圧添加剤、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。

実施例以下、本発明を合成例及び実施例に基づいて更に具体
的に説明するが、本発明の技術的範囲をこれらの実施例
に限定するものではないことはいうまでもない。

以下、エステル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ツ口フラスコに、ダイマー酸（播磨家計工業（株）ハ
リダイマー200）1140g、ジエチルエタノールアミン608g
を仕込み、トルエンを還流溶剤として仕込量５％を添加
しよく攪拌しながら120〜180℃にて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。反応終了後減圧にて未反応アミノアルコールを留去
させ活性白土を用いて脱色濾過して黄褐色液体を得た。
収量1460g、酸価3.1であった（試料No.10）。

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等を第１表に示した。

実施例1:金属塑性加工における一般特性試験合成した試料No.1〜13の合成エステルから成る本発明
の潤滑油の性能試験結果を従来のものと比較して、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
接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、これをHe雰囲気下に
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又はパーム油
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ジョン液
で圧延したそのままの状態の鋼板を数10毎積み重ねた
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
すが表中の試料No.は第１表の合成エステルを示す。

実施例3:ステンレス鋼板圧延潤滑油第４表に示した試料No.は第１表に記号の内容と同一
の本発明の合成エステルを鉱油中に20重量％添加した圧
延潤滑油によるSUS430材の圧延性能を示す。

（注）圧延機：多段ロール圧延ロール径:45〜60mmφ 最高圧延速度:350m/min ８パスにて2.5mm板を0.3mmに圧延実施例4:ステンレス箔圧延潤滑油第５表に示した試料No.は第１表の記号の内容と同一
の本発明の合成エステルを鉱油中に20重量％添加した圧
延潤滑油によるSUS304材の箔圧延性能を示す。

（注）ワークロール径:50mmφ（12High）SUJ−２ワークロール粗度:0.08μmRa 圧延速度:20m/min,8パス圧延実施例5:切削研削油第６表に本発明の合成エステル試料を配合した切削油
（試料記号Ａ〜Ｄ）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、Ｅ、Ｆ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、室内の
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の曾田式四球試験機を用い、220rpmで
１分間当たり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FW−１型試験機を用い、30
0rpm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6:水性切削油第７表に本発明の合成エステル試料を配合した水性切
削油（試料記号Ｇ〜Ｊ）を調整し、減菌水で希釈して５
重量％として試験液とした。

第７表に示す配合例を用いて第８表に示す試験を行っ
た。

注１）14日後の状態 ○：変化なし △：やや灰色黒化注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屑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鋳物切屑（FC
−25、Ｓ−12メッシュ）をペトリ皿（内径約60mm）採取
し、それに試料液約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）曾田式振子型摩擦試験機を用いて測定した。

注５）曾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〕本発明の脂肪族二塩基酸および／または脂肪族三塩基
酸と３球窒素を有する１価アミナルコールとから得られ
る。

合成エステル化合物は、潤滑特性および安定静が従来
の潤滑油と比べてすぐれており、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
等各種工業用潤滑油として利用可能である。

本発明に従えば、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等省エネ
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、本発明の合成エステルを低粘度高精製鉱油に配
合することによって、ステンレス鋼板やチタン、銅、ア
ルミニウム等の金属圧延に優れた特性を発揮する。

本発明に従えば、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。

本発明に従えば、更に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ことができる。

本発明に従えば、更に焼付疵など、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
を大きく延ばすことができる。

本発明に従えば、更に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 // Ｂ２１Ｂ 45/02 ３１０Ｂ２１Ｂ 45/02 ３１０Ｃ１０Ｎ 30:06 30:16 40:22 40:24 (72)発明者檜垣勇三神奈川県横浜市神奈川区千若町１―３日清製油株式会社研究所内 (56)参考文献特開昭62−290799（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−146993（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−46296（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】炭素数10以上の脂肪族二塩基酸および／ま
たは脂肪族三塩基酸と、３級窒素を有する１価のアミノ
アルコールとのエステル化生成物を含有する潤滑油であ
って、前記３級窒素を有する１価アミノアルコールが一
般式（Ｉ）、（II）、（III）又は（IV）：（式中、Ｒ及びＲ′は独立に炭素数１〜12のアルキル
基、シクロヘキシル基、フェニル基又はC₁〜C₃アルキル
基で置換されたフェニル基を示し、Ｘは水素またはメチ
ル基を示す）で表わされる潤滑油。