JP3354024B2 - アルミニウム及びアルミニウム合金板の低温成形用潤滑剤 - Google Patents

アルミニウム及びアルミニウム合金板の低温成形用潤滑剤

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム及びアル
ミニウム合金板の成形に関し、詳しくは、主に自動車部
品、電気機器部品及び航空機部品などの複雑な形状のア
ルミニウム製品の低温成形において、優れたプレス成形
性を実現する潤滑剤並びにその潤滑剤を塗布した低温成
形用アルミニウム及びアルミニウム合金板に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム及びアルミニウム合金は、
その軽量性の他に耐食性、成形性に優れているため鉄鋼
材料に次ぐ汎用金属材料として、自動車を始め、様々な
産業分野で多用されている。最近、自動車の軽量化を図
るためにアルミニウム及びアルミニウム合金板の使用が
次第に増加しているが、アルミニウム及びアルミニウム
合金板は鋼板に比較して成形性に劣るため、成型時の割
れの発生や設計時に形状が制限されるなどの問題があっ
た。
【０００３】これらの問題点を解決させる工夫として、
例えば、特開昭６３−８９６４９号公報に見られる材料
開発がある。しかし、鋼板に比較するとなお劣ってい
た。一方、特開平４−３０００３２号公報に見られる加
工方法がある。これは、低温領域におけるアルミニウム
及びアルミニウム合金の伸びの向上を利用して成形性向
上を果たすものであるが、この方法に用いられる潤滑剤
の要求性能は不明瞭であり、鋼板に比較すると成形性に
劣るものである。また特開平３−１３４０９４号公報、
特開平４−２３３９９８号公報、特開平５−９８２７４
号公報に種々の潤滑剤が報告されているが、これらの潤
滑剤を塗布しても鋼板のような成形性が実現できないと
いう問題点があった。
【０００４】そこで、本発明者らは、鋼板と同等の成形
性を実現する方法として、先に特許出願した（特願平６
−２２０４７１号公報）。しかし、更に研究を行った結
果、この潤滑剤及び成型方法を用いても、成形性の面で
はまだ十分に満足のいくものではないことが判明した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、上記
従来の問題点を解決し、鋼板と同等の成形性を実現する
ことができ、かつ低温成形に適した特性を有する潤滑剤
を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる実情に鑑み、本発
明者らは、鋭意研究を行った結果、潤滑剤の組成及び特
性を特定することにより、上記課題が解決できることを
見い出し、本発明を完成した。
【０００７】すなわち、本発明は、アルミニウム及びア
ルミニウム合金板を、−３０℃未満の温度においてプレ
ス加工する際に用いる潤滑剤において、次の成分（ａ）
〜（ｃ）、 （ａ）Ｃ18α−オレフィンを５０〜８０重量％、 （ｂ）炭素数１０〜２４の直鎖若しくは分岐鎖の脂肪族
アルコールからなる群より選ばれる１種又は２種以上を
２０〜４０重量％、 （ｃ）（１）油脂類、（２）多価アルコールと炭素数１
２〜２４の脂肪酸の１種又は２種以上とからなるポリ
（モノ）オールエステル、及び（３）炭素数１６〜２０
の脂肪族不飽和酸のダイマー酸若しくはポリマー酸の１
種又は２種以上と多価アルコールとのエステルの残余の
カルボキシル基若しくは水酸基に炭素数１２〜２４のア
ルコール若しくは脂肪酸を反応させて得られる重量平均
分子量が７５０〜７，５００のエステルから選ばれる１
種又は２種以上を０〜３０重量％、を含有し、かつその
エステル価が７０以下であり、動粘度が２０cSt／４０
℃未満であることを特徴とするアルミニウム及びアルミ
ニウム合金板の低温成形用潤滑剤を提供するものであ
る。
【０００８】更に本発明は、この潤滑剤を塗布した低温
成形用アルミニウム及びアルミニウム合金板を提供する
ものである。
【０００９】本発明における成分（ａ）は、希釈剤とし
て添加され、主に本発明の潤滑剤の動粘度及びエステル
価を調整するのに有効であり、特に成形温度（−３０℃
未満）における潤滑剤の形態をワックス状とする上で重
要な役割をなすものである。低温成形の場合には、成形
温度において、潤滑剤が結晶化したり、ゴム状となると
成形面への潤滑剤の追随が悪く、十分な潤滑効果が得ら
れず成形性が劣下する。エステルは低温においてゴム状
となるので希釈剤として好ましくない。希釈剤自身の潤
滑性と取り扱い（常温液体）性を考慮すれば、成分
（ａ）の中でも炭素数１２〜２０のα−オレフィンが最
も好ましい。成分（ａ）は１種又は２種以上を混合して
使用することができ、その配合量は、潤滑剤の成形温度
での形態を調整する意味から、４５〜９０重量％、特に
７０〜９０重量％が好ましい。
【００１０】成分（ｂ）の脂肪族アルコールは、アルミ
ニウム及びアルミニウム合金に対し、油性向上効果と低
温成形性を付与するためのものであり、かかる脂肪族ア
ルコールとしては、例えばラウリルアルコール、ミリス
チルアルコール等の直鎖飽和アルコール、オレイルアル
コール等の直鎖不飽和アルコール、イソステアリルアル
コール、オキソアルコール、ゲルベアルコール等の分岐
鎖アルコール、天然油脂から得られる天然アルコール等
が挙げられる。この中でも、オレイルアルコール、炭素
数１３のオキソアルコール、２−オクチルドデカノール
がより好ましい。炭素数１０未満の脂肪族アルコールで
は十分な油性向上効果が得られず、炭素数２４を超える
ものは潤滑剤中に析出し易いと共に、取り扱いが難し
く、好ましくない。本発明の潤滑油への成分（ｂ）の配
合量は１０〜４５重量％、特に２０〜４０重量％が好ま
しく、１０重量％未満では油性向上効果が十分でなく、
４５重量％より多すぎると潤滑剤が低温で結晶化して十
分な成形性が得られない。
【００１１】成分（ｃ）の（１）の油脂類としては、牛
脂、豚脂、パーム油、大豆油、ココナッツ油、ヒマシ油
等が挙げられる。また、成分（ｃ）の（２）のポリ（モ
ノ）オールエステルの構成成分である多価アルコールと
しては、分子中に水酸基を２個以上有するもの、例えば
エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペン
チルグリコール、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、ソルビトール等が挙げら
れ、またもう一つの構成成分である炭素数１２〜２４の
高級脂肪酸としては、例えばラウリン酸、ステアリン
酸、イソステアリン酸、オレイン酸、エルカ酸等が挙げ
られる。成分（ｃ）の（３）におけるダイマー酸又はポ
リマー酸としては、炭素数１６〜２０の高級脂肪族モノ
エン酸若しくはジエン酸のダイマー酸若しくはポリマー
酸であり、例えばゾーマリン酸、オレイン酸、リノール
酸、ガドレイン酸のダイマー酸及びポリマー酸が挙げら
れる。このダイマー酸又はポリマー酸とエステルを形成
する多価アルコールとしては、例えばエチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ト
リメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、グリセ
リン、ソルビトール等が挙げられる。炭素数１２〜２４
のアルコールとしては、ラウリルアルコール、ミリスチ
ルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコ
ール等が挙げられ、また炭素数１２〜２４の脂肪酸とし
ては、例えばラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン
酸、オレイン酸、ヤシ脂肪酸等が挙げられる。これらか
ら得られるエステルの中でも、その重量平均分子量が７
５０〜７，５００であることが必要であり、重量平均分
子量が７５０未満の場合には潤滑性が劣り、７，５００
より大きい場合は配合系への溶解性が悪くなり好ましく
ない。このようなエステルの好ましいものとしては、例
えばオレイン酸のポリマー酸とジエチレングリコールと
のエステルの遊離カルボキシル基をステアリルアルコー
ルでエステル化したもの、オレイン酸のダイマー酸とト
リメチロールプロパンとのエステルの残余水酸基をオレ
イン酸でエステル化したもの、オレイン酸のポリマー酸
とペンタエリスリトールとのエステルの残余水酸基をヤ
シ脂肪酸でエステル化したもの等が挙げられる。
【００１２】成分（ｃ）は一般に粘度が高く、優れた潤
滑性を有するため、本発明において粘度調整成分として
用いることができる。しかし、多く配合しすぎると潤滑
剤の粘度が高くなりすぎ、成形温度での潤滑剤の形態を
ゴム状として低温成形性を低下させると共に、脱脂性の
低下を招き成形後に汚染を来す恐れがあることから、そ
の配合量は３０重量％以下、特に１０〜３０重量％が好
ましい。
【００１３】本発明において、上記のような混合割合で
調製して得られる潤滑剤は、エステル価が７０以下であ
ることが必要であり、エステル価が７０を超えると上記
のように低温成形性が低下する。また、動粘度は２０cS
t／４０℃未満でなければならず、動粘度が２０cSt／４
０℃以上となると脱脂性が低下する。
【００１４】本発明の低温成形用潤滑剤には、上記成分
の他に必要に応じて潤滑剤に一般に配合される添加剤、
例えば防錆・防食剤、酸化防止剤、界面活性剤等を添加
することもできる。
【００１５】かかる添加剤としては、アルケニルコハク
酸及びその誘導体、オレイン酸等の脂肪酸、ソルビタン
モノオレート等のエステル、その他アミン類等の防錆・
防食剤；２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾー
ル等のフェノール系化合物、フェニル−α−ナフチルア
ミン等の芳香族アミン等の酸化防止剤；ポリオキシエチ
レンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアル
キルアミン等の非イオン性界面活性剤等の界面活性剤な
どを用いることができる。
【００１６】本発明の低温成形用潤滑剤をアルミニウム
又はアルミニウム合金板に用いる場合、板上への潤滑剤
の塗布量は、好ましくは０．５〜５．０ｇ／ｍ2、より
好ましくは１．０〜２．０ｇ／ｍ2である。塗布量が
０．５ｇ／ｍ2未満であると潤滑性が不足して割れを生
じやすくなり、また、５．０ｇ／ｍ2を超えて塗布して
も流出するのみで無駄となる。
【００１７】本発明におけるアルミニウム及びアルミニ
ウム合金の材質等は特に制限されるものではなく、最終
製品の要求性能により、適宜好ましい成分及び組成のも
のを選択すればよく、例えば強度の高いものが必要な場
合にはＡｌ−高Ｍｇ（３〜６％Ｍｇ）系のものを用いれ
ばよい。
【００１８】
【実施例】次に、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１９】実施例１ 表１に示す各種潤滑剤を常法に従い調製し、それを供試
材（Ａ５１８２−○材，板厚１．０mm）の表面に塗布
（２ｇ／ｍ2）した後、液体窒素に浸漬し取り出し、所
定温度になった後、成形性及び脱脂性を評価した。その
結果を表１に併記した。
【００２０】成形性の評価としては、８０トンメカニカ
ルプレスを用い、下記条件で角筒絞り試験を行い、割れ
を生じない最大成形高さ（mm）により評価した。 （成形条件） ポンチ径 ：９０mm×９０mm角筒。 ブランク径 ：２００mm×２００mm。 しわ押さえ力：６．５トン。 試験速度 ：３００mm／秒。 潤滑剤塗布量：約２ｇ／ｍ2。 試験温度 ：−１００℃，−１５０℃。
【００２１】脱脂性の評価としては、下記条件で脱脂し
たものの水漏れ性を水漏れ面積率（％）で評価した。試
験はｎ＝３で実施し、その平均値を用いた。なお、８０
％以上の水漏れ性を示せば脱脂性は良好である。 （脱脂条件） 脱脂液 ：カセイソーダ２％＋ポリオキシエチレンノ
ニルフェニルエーテル（ＨＬＢ＝１２．４）０．２％溶
液。 脱脂温度 ：４０℃。 脱脂方法 ：スプレー洗浄（１kgf/cm2，１ｌ／分×２
分間）。 リンス方法：４０℃温水スプレーリンス（１ｌ／分×１
分間）。
【００２２】
【表１】
【００２３】なお、上記表１中、潤滑剤成分は次のもの
を意味する。
【００２４】
【表２】 炭化水素Ａ パラフィン系鉱物油（１０cSt／４０℃） 炭化水素Ｂ ポリブテン（Ｍｗ＝３００，１０cSt／４
０℃） 炭化水素Ｃ Ｃ18α−オレフィン 炭化水素Ｄ Ｃ14α−オレフィン 炭化水素Ｅ ポリα−オレフィン（６cSt／４０℃） アルコールＡ ラウリルアルコール アルコールＢ Ｃ13オキソアルコール アルコールＣ Ｃ20ゲルベアルコール アルコールＤ ステアリルアルコール（m.p.＝５９℃，
酸価＝０．１，ヨウ素価＝１．０） エステルＡ パーム油 エステルＢ ペンタエリスリトールテトラオレエート エステルＣ グリセリンモノオレエート エステルＤ オレイン酸のポリマー酸（ダイマー酸：ト
リマー酸以上のポリマー酸＝６：４）１００ｇとジエチ
レングリコール１２ｇを加熱縮合して得られたエステル
とステアリルアルコール３８ｇを加熱縮合して得られる
エステル（Ｍｗ＝１８００） エステルＥ ペンタエリスリトール水素添加ヤシ油脂肪
酸テトラエステル（m.p.＝４３℃，酸価＝０．１，水酸
基価＝５，ヨウ素価＝０．３） エステルＦ グリセリントリミリステート（m.p.＝４８
℃，酸価＝０．１） その他Ａ オレイン酸 その他Ｂ ステアリルアミンのエチレンオキサイド２
モル付加物 その他Ｃ 合成スルホネートＣａ塩：石油スルホネー
トＢａ塩＝２：１の混合物 その他Ｄ ステアリン酸ブチルエチレンオキサイド２
０モル付加物 市販洗浄プレス油 鉱物油：９１重量％ 酸化ワックスエステル：６重量％ 石油スルホネートＮａ：３重量％
【００２５】表１より明らかなように、アルミニウム及
びアルミニウム合金板の低温成形に本発明品を用いる
と、比較品に比べて非常に優れた成形性が得られ、脱脂
性も良かった。
【００２６】
【発明の効果】本発明の低温成形用潤滑剤を使用してア
ルミニウム及びアルミニウム合金板を成形すれば、成形
性の大幅な向上が図られ、従来成形できなかった形状の
成形が可能になる。また、成形性の向上により、従来法
に比較して工程数が少なくてすみ、生産性の向上と金型
コストの削減が可能になる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ１０Ｍ 129:76 Ｃ１０Ｍ 129:78 129:78 159:08 159:08） Ｃ１０Ｎ 20:02 Ｃ１０Ｎ 20:02 30:00 Ａ 30:00 30:06 30:06 40:24 Ａ 40:24 50:02 50:02 (72)発明者 杉田 知之 栃木県真岡市鬼怒ケ丘15番地 株式会社 神戸製鋼所真岡製造所内 (72)発明者 市本 武彦 和歌山県和歌山市榎原136−16 (56)参考文献 特開 平６−33272（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−153793（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−117993（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−220471（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−300032（ＪＰ，Ａ) 国際公開91／18074（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C10M 169/04 C10M 101/02 C10M 105/04 C10M 107/02 - 107/10 C10M 129/06 - 129/08 C10M 129/68 - 129/78 C10M 159/08 C10N 20:02 C10N 30:00 C10N 30:06 C10N 40:24 C10N 50:02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アルミニウム及びアルミニウム合金板
    を、−３０℃未満の温度においてプレス加工する際に用
    いる潤滑剤において、次の成分（ａ）〜（ｃ）、 （ａ）Ｃ18α−オレフィンを５０〜８０重量％、 （ｂ）炭素数１０〜２４の直鎖若しくは分岐鎖の脂肪族
    アルコールからなる群より選ばれる１種又は２種以上を
    ２０〜４０重量％、 （ｃ）（１）油脂類、（２）多価アルコールと炭素数１
    ２〜２４の脂肪酸の１種又は２種以上とからなるポリ
    （モノ）オールエステル、及び（３）炭素数１６〜２０
    の脂肪族不飽和酸のダイマー酸若しくはポリマー酸の１
    種又は２種以上と多価アルコールとのエステルの残余の
    カルボキシル基若しくは水酸基に炭素数１２〜２４のア
    ルコール若しくは脂肪酸を反応させて得られる重量平均
    分子量が７５０〜７，５００のエステルから選ばれる１
    種又は２種以上を０〜３０重量％、 を含有し、かつそのエステル価が７０以下であり、動粘
    度が２０cSt／４０℃未満であることを特徴とするアル
    ミニウム及びアルミニウム合金板の低温成形用潤滑剤。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の潤滑剤を０．５〜５．０
    ｇ／ｍ2塗布した低温成形用アルミニウム及びアルミニ
    ウム合金板。
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