JP3812849B2 - 潤滑油組成物及びこれを塗油したｄｉ缶用アルミニウム合金板 - Google Patents
潤滑油組成物及びこれを塗油したｄｉ缶用アルミニウム合金板 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、アルミニウムＤＩ缶加工用潤滑油組成物及びこれを塗油したＤＩ缶用アルミニウム合金板に関し、詳しくは、高速度下での絞り−しごき加工時の潤滑性、特に表面欠陥（黒筋、スコアリング）防止性、製缶性（破胴防止）、洗浄性に優れたアルミニウムＤＩ缶成形加工用潤滑油組成物及びこれを塗油したカッピング油を省略可能なＤＩ缶用アルミニウム合金板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来アルミニウムＤＩ（Ｄｒａｗｉｎｇ＆Ｉｒｏｎｎｉｎｇ）缶の加工には、鉱油をベースとする潤滑剤あるいは合成潤滑油が使用されているが、最近のアルミニウムＤＩ缶側壁の薄肉化及び成形加工の高速化に伴ってＤＩ成形加工がより過酷な潤滑状態となってきたため、潤滑不良による欠陥が発生するようになった。
また、環境問題に係る排水処理の問題から洗浄液が低濃度化されたことにより洗浄不良が生じ、洗浄性を改善する必要も生じてきた。
特に、潤滑不良に伴うダイスとアルミニウム板との焼付きにより、工具にアルミニウムが凝着することに起因する黒筋、スコアリング及び破胴は、生産性を悪くするだけでなく、商品価値が下がり大きな問題となっている。
これらの問題を防止するため、例えばオレイン酸ヒンダードエステルを潤滑剤として用いることも行われている。これらの潤滑剤によれば表面欠陥防止性及び製缶性を改善することはできるが、多量にこれらの成分を含有させることが必要であり、このため洗浄性が悪いという問題が生じている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、アルミニウムＤＩ缶加工における上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は良好な潤滑性を有し、アルミニウムＤＩ缶の成形加工時に発生する表面欠陥を防止すると共に、洗浄性にも優れたアルミニウムＤＩ缶加工用潤滑油組成物及びこれを塗油したカッピング油の省略可能なＤＩ缶用アルミニウム合金板を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、特定のコンプレックスエステルと極圧剤とを特定割合で含有させた潤滑油組成物が表面欠陥防止性及び製缶性に著しく優れた効果を発揮し、かつ洗浄性にも優れていることを見い出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【０００５】
すなわち、本発明は、（Ａ）（ａ）水酸基を２個以上有するアルコール、（ｂ）カルボキシル基を２個以上有する脂肪族カルボン酸、及び（ｃ）炭素数８〜１８の直鎖又は分岐鎖のモノカルボン酸の反応生成物であるコンプレックスエステルを５〜７０重量％、（Ｂ）極圧剤を１〜３０重量％、及び（Ｃ）合成炭化水素及び高度精製パラフィン鉱油の１種又は２種以上を１〜９４重量％の割合で含有することを特徴とするニートの状態で使用するアルミニウムＤＩ缶加工用潤滑油組成物を提供するものである。また、本発明は、上記アルミニウムＤＩ缶加工用潤滑油組成物が塗油されていることを特徴とするＤＩ缶用アルミニウム合金板を提供するものである。以下、本発明を詳細に説明する。
【０００６】
本発明の潤滑油組成物において使用される（Ａ）成分のコンプレックスエステルは、潤滑剤として作用するものであり、（ａ）水酸基を２個以上有するアルコール、（ｂ）カルボキシル基を２個以上有する脂肪族カルボン酸、及び（ｃ）炭素数８〜１８の直鎖又は分岐鎖のモノカルボン酸を反応させて得られる反応生成物である。
（ａ）成分の水酸基を２個以上有する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、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキサンジオール、１，８−オクタンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール及びグリセリンなどが挙げられ、好ましくはネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール及びグリセリンなどが挙げられ、特に好ましくはトリメチロールプロパンである。これらの水酸基を２個以上有するアルコールは、１種単独て使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【０００７】
（ｂ）成分のカルボキシル基を２個以上有する脂肪族カルボン酸としては、例えば１，１１−ウンデセンジカルボン酸、１，１２ドデセンジカルボン酸、１，１４−テトラデセンジカルボン酸、１，１６−ヘキサデセンジカルボン酸、１，１８−オクタデセンジカルボン酸、１，１８−イソオクタデセンジカルボン酸、１，２０−エイコセンジカルボン酸、１，２４−テトラコセンジカルボン酸、ダイマー酸、トリマー酸、テトラマー酸などが挙げられ、好ましくはダイマー酸、トリマー酸及びテトラマー酸などが挙げられ、特に好ましくは炭素数１８の不飽和脂肪酸を重合することにより得られるダイマー酸である。これらのカルボキシル基を２個以上有する脂肪族カルボン酸は、１種単独て使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【０００８】
（ｃ）成分は、炭素数８〜１８の直鎖又は分岐鎖のモノカルボン酸であるが、好ましくは炭素数１０〜１６の直鎖又は分岐鎖のモノカルボン酸であり、さらに好ましくは炭素数１１〜１３の直鎖又は分岐鎖のモノカルボン酸であり、特に好ましくは炭素数１２の直鎖又は分岐鎖のモノカルボン酸である。これらのモノカルボン酸は、飽和モノカルボン酸であってもよいし、不飽和モノカルボン酸でもよい。
（ｃ）成分の炭素数８〜１８の直鎖又は分岐鎖のモノカルボン酸の具体例としては、例えばカプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、テラクリル酸、ケイ皮酸、ウンデシレン酸、ドデセン酸、トリデセン酸、テトラデセン酸、ペンタデセン酸、ヘキサデセン酸、オレイン酸、エライジン酸、パルミトレイン酸、パルミトール酸、リノール酸、リノレン酸などが挙げられる。これらの炭素数８〜１８の直鎖又は分岐鎖のモノカルボン酸は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【０００９】
（Ａ）成分のコンプレックスエステルとしては、上記（ａ）成分、（ｂ）成分及び（ｃ）成分のあらゆる組み合わせによる反応生成物を使用することができる。
上記（ａ）成分、（ｂ）成分及び（ｃ）成分の反応モル比は、通常１：０．０５〜０．５：０．５〜５であり、好ましくは１：０．１〜０．３：１〜３である。（Ａ）成分のコンプレックスエステルは、遊離のヒドロキシル基又はカルボキシル基を有しないものが好ましい。
（Ａ）成分のコンプレックスエステルの合成は、上記（ａ）成分、（ｂ）成分及び（ｃ）成分を従来の方法、例えば酸性触媒下で脱水する方法によって行うことができる。
本発明における（Ａ）成分のコンプレックスエステルの化学式の一例を化１に示す。
【００１０】
【化１】
【００１１】
化１の一般式中、Ｒは（ｃ）成分のモノカルボン酸の残基である。
本発明の潤滑油組成物において使用される（Ｂ）成分の極圧剤としては、例えば１分子中に硫黄とリンの両方を含むもの（以下、硫黄−リン系極圧剤ということがある）、いずれか一方を含むいわゆる硫黄系極圧剤、リン系極圧剤などが挙げられる。
硫黄系極圧剤としては、化２の一般式で表される炭化水素硫化物、硫化テルペン、油脂と硫黄との反応生成物である硫化油脂などが挙げられる。
【００１２】
【化２】
Ｒ1−Ｓx−（Ｒ3−Ｓx）n−Ｒ2
【００１３】
（式中、Ｒ1、Ｒ2は一価の炭化水素基、Ｒ3は二価の炭化水素基であり、ｘは１以上の整数であって、好ましくは１〜８であり、繰り返し単位中において各々のｘは同一若しくは異なる数であり得る。ｎは０又は１以上の整数であり、好ましくは２〜１０の整数である。）
化２の一般式で示される炭化水素硫化物において、Ｒ1及びＲ2としては、例えば炭素数２〜２０の直鎖又は分岐の飽和又は不飽和脂肪族炭化水素基（例えばアルキル基、アルケニル基など）、炭素数６〜２６の芳香族炭化水素基などが挙げられ、その具体例としては、例えばエチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、、ｎ−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔｅｒｔ−ペンチル、２−メチルブチル、ｎ−ヘキシル、イソヘキシル、３−メチルペンチル、エチルブチル、ｎ−ヘプチル、２−メチルヘキシル、ｎ−オクチル、イソオクチル、ｔｅｒｔ−オクチル、２−エチルヘキシル、３−メチルヘプチル、ｎ−ノニル、イソノニル、１−メチルオクチル、エチルヘプチル、ｎ−デシル、１−メチルノニル、ｎ−ウンデシル、１，１−ジメチルノニル、ｎ−ドデシル、ｎ−テトラデシル、ｎ−ヘプタデシル、ｎ−オクタデシルなどの飽和脂肪族炭化水素基；ビニル、アリル、イソプロペニル、２−ブテニル、２−メチルアリル、１，１−ジメチルアリル、３−メチル−２−ブテニル、３−メチル−３−ブテニル、４−ペンテニル、ヘキセニル、オクテニル、ノネニル、デセニル基などの不飽和脂肪族炭化水素基；フェニル、ナフチルなどのアリール基；４−メチルフェニル、３，４−ジメチルフェニル、３，４，５−トリメチルフェニル、２−エチルフェニル、ｎ−ブチルフェニル、ｔｅｒｔ−ブチルフェニル、アミルフェニル、ヘキシルフェニル、ノニルフェニル、２−ｔｅｒｔ−ブチル−５−メチルフェニル、シクロヘキシルフェニル、クレジル、オキシエチルクレジル、２−メトキシ−４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル、ドデシルフェニルなどのアルキルアリール基；ベンジル、１−フェニルエチル、２−フェニルエチル、２−フェニルプロピル、３−フェニルプロピル、４−フェニルブチル、５−フェニルペンチル、６−フェニルヘキシル、１−（４−メチルフェニル）エチル、２−（４−メチルフェニル）エチル、２−メチルベンジル、１，１ージメチルー２ーフエニルエチル基などのアリールアルキル基などが挙げられる。
【００１４】
Ｒ3としては、例えば炭素数２〜２０の直鎖又は分岐の飽和又は不飽和の二価の脂肪族炭化水素基（例えばアルキレン基、アルケニレン基など）、炭素数６〜２６の二価の芳香族炭化水素基などが挙げられる。
アルキレン基の具体例としては、例えばメチレン、エチレン、トリメチレン、メチルメチレン、エチルメチレン、メチルエチレン、エチルエチレン、２−メチルトリメチレン、テトラメチレン、１−メチルトリメチレン、ペンタメチレン、２，２−ジメチルトリメチレン、１−メチルペンタメチレン、２−メチルペンタメチレン、３−メチルペンタメチレン、ヘキサメチレン、ヘプタメチレン、オクタメチレン、ノナメチレン、デカメチレン、並びにシクロペンタン残基、シクロヘキサン残基、シクロヘプタン基、これらの残基の結合手の１つ又は２つにさらにメチレン基、エチレン基などの上記アルキレン基が結合したものなどが挙げられる。
アルケニレン基の具体例としては、例えばビニレン、プロペニレン、２−ブテニレン、１−メチルプロペニレン、３−メチル−２−ブテニレン、３，３−ジメチルプロペニレン、２−ペンテニレン、３−メチル−２−ブテニレン、３−メチル−３−ブテニレン、２−ヘキサニレン、３−ヘプテニレン、４−オクテニレン、３−ノネニレン、３−デセニレンなどが挙げられる。
【００１５】
上記二価の芳香族炭化水素基としては、例えばｏ−フェニレン，ｍ−フェニレン，ｐ−フェニレン、４−メチル−ｏ−フェニレン、５−メチル−ｍ−フェニレン、５−メチル−ｐ−フェニレン、３，４−ジメチル−ｏ−フェニレン、４，５−ジメチル−ｍ−フェニレン，２，５−ジメチル−ｐ−フェニレン、４−エチル−ｏ−フェニレン、４−エチル−ｍ−フェニレン、２−エチル−ｐ−フェニレン、ｎ−プロピルフェニレン、イソプロピルフェニレン、ｎ−ブチルフェニレン、ｔ−ブチルフェニレン、アミルフェニレン、ヘキシルフェニレン、ノニルフェニレンなどのフェニレン類；１，２−ナフチレン、１，３−ナフチレン、１，４−ナフチレン、１，５−ナフチレン、１，６−ナフチレン、１，７−ナフチレン、１，８−ナフチレン、２，３−ナフチレン、２，６−ナフチレン、２，７−ナフチレン及びこれらのメチル置換体、ジメチル置換体、エチル置換体、イソプロピル置換体、ｎ−ブチル置換体などのナフチレン類などが挙げられる。
【００１６】
化２の一般式で示される炭化水素硫化物の代表的なものは、硫化オレフィン、及び一般式Ｒ1−ＳX−Ｒ1（ｘは２以上の整数である）で示されるポリサルファイド化合物である。化２の一般式で示される炭化水素硫化物の具体例としては、例えばジイソブチルジサルファイド、ジオクチルポリサルファイド、ジターシャリノニルポリサルファイド、ジターシャリブチルポリサルファイド、ジターシャリベンジルポリサルファイド、そしてポリイソブチレンやテルペン類などのオレフィン類を硫黄などの硫化剤で硫化した硫化オレフィン類などが挙げられる。
硫化油脂は、油脂と硫黄の反応生成物であり、油脂としてラード、牛脂、鯨油、パーム油、ヤシ油、ナタネ油などの動植物油脂を使用したものである。この反応生成物は、化学構造が単一ではなく、種々の化学構造を有するものの混合物である。
また、上記のリン系極圧剤又は硫黄−リン系極圧剤としては、例えば化３の一般式で示されるリン酸エステル、亜リン酸エステル、チオリン酸エステル、ジチオリン酸エステルなどのリン酸エステル類が挙げられる。
【００１７】
【化３】
（Ｒ3）aＨ3-aＸ3ＰＸb
【００１８】
（式中、Ｒ3は一価の炭化水素基であり、Ｘは酸素原子又は硫黄原子であり、ａは１、２又は３の整数であり、ｂは０又は１の整数である。）
上記Ｒ3としては、例えば炭素数５〜２０の直鎖又は分岐の飽和又は不飽和脂肪族炭化水素基（例えばアルキル基、アルケニル基など）、炭素数６〜２６の芳香族炭化水素基、炭素数６〜２６のシクロアルキル基などが挙げられ、その具体例としては、例えば前記Ｒ1において示したものが挙げられる。
なお、上記シクロアルキル基としては、例えばシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、３−メチルシクロヘキシル、４−メチルシクロヘキシル、４−エチルシクロヘキシル、２−メチルシクロオクチルなどが挙げられる。
【００１９】
上記の化３で示されるリン酸エステル類の具体例としては、例えばリン酸モノオクチル、リン酸ジオクチル、リン酸トリオクチル、亜リン酸ジオクチル、亜リン酸トリオクチル、チオリン酸ジオクチル、チオリン酸トリオクチル、リン酸ジデシル、亜リン酸ジデシル、リン酸ジドデシル、リン酸トリドデシル、亜リン酸ジドデシル、亜リン酸トリドデシル、チオリン酸トリデシル、リン酸トリヘキサデシル、亜リン酸トリヘキサデシル、チオリン酸トリヘキサデシル、リン酸トリオクタデセニル、亜リン酸トリオクタデセニル、チオリン酸トリオクタデセニル、リン酸トリ（オクチルフェニル）、亜リン酸トリ（オクチルフェニル）、チオリン酸トリ（オクチルフェニル）、リン酸トリクレジル、リン酸トリ（オクチルフェニルシクロヘキシル）、ジチオリン酸トリデシルなどが挙げられる。
【００２０】
また、リン系極圧剤としては、例えば化３の一般式で示される酸性リン酸エステル、酸性亜リン酸エステル、酸性チオリン酸エステル、酸性ジチオリン酸エステル、及びこれらの酸性リン酸エステル類のアルキルアミン塩などが挙げられる。
これらの酸性リン酸エステル類としては、例えばブチルアシッドホスフェート、２−エチルヘキシルアシッドホスフェート、オクチルアシッドホスフェート、ラウリルアシッドホスフェート、オレイルアシッドホスフェート、トリールアシッドホスフェートなどが挙げられる。また、これらのアルキルアミン塩を製造するために用いられるアルキルアミンは、一般式ＮＲ4Ｒ5Ｒ6（式中、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は、一価の炭化水素基又は水素原子であり、そのうち少なくとも１つは炭化水素基である）で示され、そのアルキルアミンの具体例としては、ジブチルアミン、オクチルアミン、ジオクチルアミン、ラウリルアミン、ジラウリルアミン、ココナッツアミン、牛脂アミンなどが挙げられる。
これらの極圧剤のうち好ましいものとしては、硫化油脂、アルキル基の炭素数が１０以上、好ましくは１４以上、さらに好ましくは１６以上の酸性リン酸エステル類、及びそのアルキルアミン塩である。
これらの極圧剤は、１種単独て使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００２１】
本発明の潤滑油組成物における含有割合は、（Ａ）成分のコンプレックスエステルは、潤滑油組成物全体量の５〜７０重量％の範囲で含有させるものであり、特に１５〜６０重量％が好ましい。（Ｂ）成分の極圧剤は潤滑油組成物全体量の１〜３０重量％の範囲で含有させるものであり、特に１.５〜２０重量％が好ましい。コンプレックスエステルの配合量は、少な過ぎると配合効果がなく、多過ぎると洗浄性が悪くなる。また、極圧剤の配合量は、少な過ぎると配合量の効果がなく、多過ぎるとその効果が飽和してしまい不経済となる共に、洗浄性が悪くなる。本発明の潤滑油組成物においては、上記（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の他に、（Ｃ）成分として合成炭化水素及び高度精製パラフィン鉱油の１種又は２種以上を含有させる。ここで、合成炭化水素としては、例えばポリブテン、ポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの合成炭化水素は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組合わせて用いてもよい。また、鉱油としては、高度精製パラフィン系鉱油が挙げられる。高度精製パラフィン系鉱油は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組合わせて用いてもよい。
【００２３】
本発明の潤滑油組成物における含有割合は、（Ａ）成分のコンプレックスエステルが５〜７０重量％であり、好ましくは１５〜５０重量％であり、（Ｂ）成分の極圧剤が１〜３０重量％であり、好ましくは１.５〜２０重量％であり、（Ｃ）成分として合成炭化水素及び高度精製パラフィン鉱油の１種又は２種以上が１〜９４重量％であり、好ましくは３０〜８３.５重量％である。
【００２４】
本発明の潤滑油組成物においては、エステル系乳化剤を含有させることが好ましい。
エステル系乳化剤としては、例えばポリエチレングリコール硬化ヒマシ油脂肪酸エステル、ポリエチレングリコールモノラウレート、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールモノステアレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ポリエチレングリコールモノオレエート、ポリエチレングリコールジオレエートなどのポリエチレングリコール脂肪酸エステル類；ポリオキシエチレンプロピレングリコール脂肪酸エステル類；ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンジラウレート、ポリオキシエチレンソルビタントリラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンテトララウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンジステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンテトラステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンジステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンテトラステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキシエチレンソルビタンジオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタンテトラオレエートなどのポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類などが挙げられる。
エステル系乳化剤のＨＬＢ値は、６〜１５が好ましく、特に８〜１２が好ましい。
エステル系乳化剤の含有割合としては、通常１〜２０重量％が好ましく、特に１〜５重量％が好ましい。
【００２５】
また、本発明の潤滑油組成物においては、油性剤、ｐＨ調整剤、酸化防止剤、腐食防止剤などの各種添加剤を含有させることができる。
油性剤としては、例えば脂肪酸（例えばオレイン酸、ステアリン酸など）、アルコール（例えばラウリルアルコール、オレイルアルコールなど）などが挙げられる。
ｐＨ調整剤としては、例えばポリエチレングリコールアルキルアミンなどのアミン系化合物などが挙げられる。
酸化防止剤としては、例えば２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾールなどのフェノール系化合物、フェニル−α−ナフチルアミンなどの芳香族アミンなどが挙げられ、腐食防止剤としては、例えばベンゾトリアゾール類、ベンズイミダゾール類、ジアルキルジチオリン酸塩類、ジアルキルジチオカルバミン酸塩類などが挙げられる。
これらの各種添加剤の含有割合は、少な過ぎれば配合効果がなく、多過ぎてもこれらの各種添加剤の効果が飽和してしまい不経済となるため、本発明の潤滑油組成物全体に対し、通常約０．１〜２重量％の範囲にすることが好ましい。
【００２６】
本発明の潤滑油組成物の粘度は、通常５〜２００ｍｍ2／ｓ（４０℃）が好ましく、特に１０〜１００ｍｍ2／ｓ（４０℃）が好ましい。
また、本発明の潤滑油組成物の全酸価値は、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下が好ましい。
本発明の潤滑油組成物は、前記各必須成分及び必要に応じて各種添加剤を所定量適宜配合して混合することにより製造することができる。各種必須成分及び各種添加剤の混合方法及び添加方法は、特に制限されるものではなく、種々の方法により行うことができ、混合順序及び添加順序も種々の混合順序及び添加順序で行うことができる。
本発明の潤滑油組成物は、引抜き加工、曲げ成形、プレス成形、絞り成形などの各種塑性加工に使用できるが、特にアルミニウムＤＩ缶加工に好適に使用できる。
【００２７】
本発明の潤滑油組成物は、リオイルとして使用する場合は、ニートの状態で使用でき、カッピング油として使用する場合は、ニートの状態で使用できる。また、本発明の潤滑油組成物を塗油したＤＩ缶用アルミニウム合金板は、優れた潤滑性を有している。塗油は、種々の方法により行われるが、リオイルとして静電塗油する方法が好ましい。リオイル量としては、１００〜８００ｍｇ／ｍ２の範囲が好ましい。リオイル量１００ｍｇ／ｍ２未満では、潤滑性が不十分でスコアリングが発生したり、破胴回数が増加することがある。リオイル量が８００ｍｇ／ｍ２を超える場合は、リオイルの効果が飽和すると共にコスト的に不利となる。カッピング油を使用する場合には、リオイル量の好ましい範囲は、１００〜３００ｍｇ／ｍ２であり、カッピング油を省略する場合のリオイル量の好ましい範囲は、５００〜７００ｍｇ／ｍ２である。本発明の潤滑油組成物をリオイルとして５００〜７００ｍｇ／ｍ２塗油したアルミニウム合金板は、カッピング油を新たに塗布せずにカップ成形及びＤＩ成形が可能である。これによりカッピング油の管理及び塗布作業が不要となり、省力化及びコストの削減ができる。アルミニウム合金板としては、種々のアルミニウム合金板が使用できるが、３００４合金板が好ましく、詳しくは、特開昭５７−１４３４７２号公報、特開昭５８−２２４１４１号公報、特開昭５９−１６２２６１号公報にて規定されたものが好ましい。
【００２８】
【作用】
本発明の潤滑油組成物を各種塑性加工に使用すると、優れた潤滑作用を示す。特に、本発明の潤滑油組成物をニートの状態でリオイルとして使用し、カッピング油としてニートあるいは水分散液の状態で使用し、アルミニウム板の絞り−しごき加工時の潤滑剤に供すると、次のような作用を発現する。
まず、必須成分であるコンプレックスエステル化合物の優れた吸着性により境界潤滑に対応しまたこのコンプレックスエステル化合物の高い粘度により流体潤滑に対応する。さらに、極圧剤は、高速連続製缶時に発熱した金型及びアルミ被加工材に反応して極圧性を発揮し、工具とアルミニウム間の潤滑を良好に保ち、焼付きを防いで工具へのアルミニウムの凝着を防止し、表面欠陥を防止し、製缶性も良好となる。
さらに、コンプレックスエステル及び極圧剤を過度に含有しないため、洗浄性も良好となる。
【００２９】
【実施例】
次に、本発明を実施例及び比較例によりさらに具体的に説明する。なお、本発明は、これらの例によって何ら制限されるものではない。
実施例１
コンプレックスエステルとしてトリメチロールプロパン、炭素数１８の不飽和脂肪酸を重合することにより得られるダイマー酸及びラウリン酸を、反応モル比１：０．２：２で反応させて得られるコンプレックスエステルを１５重量％、硫黄系極圧剤として硫化油脂を１０重量％、リン系極圧剤としてトリクレジルフォスフェートを５重量％、鉱物油として高度精製パラフィン系鉱油（８０ｃＳｔ（４０℃））を３７．７重量％、脂肪酸としてオレイン酸を２重量％、ポリオールエステルとしてトリメチロールプロパントリオレエート（４０℃の粘度：５０ｍｍ2／ｓ）を３０重量％、酸化防止剤としてＤＢＰＣ（ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール）を０．１重量％、及び腐食防止剤としてベンゾトリアゾールを０．２重量％配合して潤滑油組成物を調製した。
【００３０】
実施例２
コンプレックスエステルとしてトリメチロールプロパン、炭素数１８の不飽和脂肪酸を重合することにより得られるダイマー酸及びラウリン酸を、反応モル比１：０．２：２で反応させて得られるコンプレックスエステルを２０重量％、硫黄系極圧剤として硫化油脂を５重量％、リン系極圧剤の酸性リン酸エステルとしてオレイルアッシドフォスフェートを５重量％、合成炭化水素としてポリ−α−オレフィンを３９．７重量％、脂肪酸モノエステルとしてラウリン酸メチル（ ２５℃の粘度：３ｍｍ2／ｓ）を３０重量％、酸化防止剤としてＤＢＰＣ（ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール）を０．１重量％、及び腐食防止剤としてベンゾトリアゾールを０．２重量％配合して潤滑油組成物を調製した。
【００３１】
実施例３
コンプレックスエステルとしてトリメチロールプロパン、炭素数１８の不飽和脂肪酸を重合することにより得られるダイマー酸及びラウリン酸を、反応モル比１：０．２：２で反応させて得られるコンプレックスエステルを３０重量％、硫黄系極圧剤として硫化油脂を１．５重量％、リン系極圧剤の酸性リン酸エステルとしてオレイルアッシドフォスフェートを１．５重量％、鉱物油として高度精製パラフィン系鉱油（８０ｃＳｔ（４０℃））を６６．７重量％、酸化防止剤としてＤＢＰＣ（ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール）を０．１重量％、及び腐食防止剤としてベンゾトリアゾールを０．２重量％配合して潤滑油組成物を調製した。
【００３２】
実施例４
コンプレックスエステルとしてトリメチロールプロパン、炭素数１８の不飽和脂肪酸を重合することにより得られるダイマー酸及びラウリン酸を、反応モル比１：０．２：２で反応させて得られるコンプレックスエステルを３０重量％、硫黄系極圧剤として硫化油脂を５重量％、鉱物油として高度精製パラフィン系鉱油（８０ｃＳｔ＠４０℃）を６４．７重量％、酸化防止剤としてＤＢＰＣ（ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール）を０．１重量％、及び腐食防止剤として ベンゾトリアゾールを０．２重量％配合して潤滑油組成物を調製した。
【００３３】
実施例５
コンプレックスエステルとしてトリメチロールプロパン、炭素数１８の不飽和脂肪酸を重合することにより得られるダイマー酸及びラウリン酸を、反応モル比１：０．２：２で反応させて得られるコンプレックスエステルを４５重量％、硫黄系極圧剤として硫化油脂を５重量％、リン系極圧剤としてトリクレジルフォスフェートを５重量％、鉱物油として高度精製パラフィン系鉱油（８０ｃＳｔ（４０℃））を４４．７重量％、酸化防止剤としてＤＢＰＣ（ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール）を０．１重量％、及び腐食防止剤としてベンゾトリアゾールを０．２重量％配合して潤滑油組成物を調製した。
【００３４】
実施例６
コンプレックスエステルとしてトリメチロールプロパン、炭素数１８の不飽和脂肪酸を重合することにより得られるダイマー酸及びラウリン酸を、反応モル比１：０．２：２で反応させて得られるコンプレックスエステルを５０重量％、硫黄系極圧剤として硫化油脂を２重量％、鉱物油として高度精製パラフィン系鉱油（８０ｃＳｔ（４０℃））を４０．７重量％、エステル系乳化剤としてポリエチレングリコール硬化ヒマシ油脂肪酸エステル（ＨＬＢ値＝１０．５）を５重量％、ｐＨ調整剤のアミン系化合物としてポリエチレングリコールアルキルアミンを２重量％、酸化防止剤としてＤＢＰＣ（ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール）を０．１重量％、及び腐食防止剤としてベンゾトリアゾールを０．２重量％配合して潤滑油組成物を調製した。
【００３５】
実施例７
コンプレックスエステルとしてトリメチロールプロパン、炭素数１８の不飽和脂肪酸を重合することにより得られるダイマー酸及びラウリン酸を、反応モル比１：０．２：２で反応させて得られるコンプレックスエステルを６０重量％、硫黄系極圧剤として硫化油脂を２重量％、鉱物油として高度精製パラフィン系鉱油（８０ｃＳｔ（４０℃））を３７．７重量％、酸化防止剤としてＤＢＰＣ（ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール）を０．１重量％、及び腐食防止剤として ベンゾトリアゾールを０．２重量％配合して潤滑油組成物を調製した。
【００３６】
比較例１
リン系極圧剤としてトリクレジルフォスフェートを２０重量％、脂肪酸モノエステルとしてラウリン酸メチルを７９．７重量％、酸化防止剤としてＤＢＰＣ（ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール）を０．１重量％、及び腐食防止剤としてベンゾトリアゾールを０．２重量％配合して潤滑油組成物を調製した。
【００３７】
比較例２
鉱物油として高度精製パラフィン系鉱油（８０ｃＳｔ（４０℃））を９３．７重量％、アルコールとしてラウリルアルコールを６重量％、酸化防止剤として ＤＢＰＣ（ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール）を０．１重量％、及び腐食防止剤としてベンゾトリアゾールを０．２重量％配合して潤滑油組成物を調製した。
【００３８】
比較例３
コンプレックスエステルとしてトリメチロールプロパン、炭素数１８の不飽和脂肪酸を重合することにより得られるダイマー酸及びラウリン酸を、反応モル比１：０．２：２で反応させて得られるコンプレックスエステルを８０重量％、鉱物油として高度精製パラフィン系鉱油（８０ｃＳｔ（４０℃））を１４．７重量％、脂肪酸としてオレイン酸を５重量％、酸化防止剤としてＤＢＰＣ（ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール）を０．１重量％、及び腐食防止剤として ベンゾトリアゾールを０．２重量％配合して潤滑油組成物を調製した。
【００３９】
【表１】
【００４０】
【表２】
【００４１】
評価方法
（１）表面欠陥防止性及び製缶性の評価方法
表面欠陥防止性及び製缶性の評価方法を表３に示す。
【００４２】
【表３】
【００４３】
（２）洗浄性評価方法
洗浄性の評価方法を表４に示す。
【００４４】
【表４】
【００４５】
実施例１〜７及び比較例の１〜３の潤滑油組成物を上記評価方法により、評価した。使用素材は、特開昭５８−２２４１４１号公報に示された方法によるＪＩＳ−Ａ３００４−Ｈ１９を使用した。試験用潤滑油組成物は、静電塗油装置によりコイル状板材の両面に５００ｍｇ／ｍ2均一に塗油した。カップ成形時のカッピング油は、新たに塗布せず、試験用潤滑油組成物塗油コイルをそのまま供試した。その評価結果を表５に示した。
【００４６】
【表５】
【００４７】
表５の結果から、本発明の潤滑油組成物を使用した実施例１〜７においては、ＤＩ加工されたアルミニウム缶には製缶時の欠陥が見られず、カッピング油を塗布しなくても連続製缶が可能であり、かつ洗浄性も優れていた。それに対し、潤滑油組成物の必須成分であるコンプレックスエステルを含まない比較例１及び２には、大きな製缶時の欠陥が認められた。
また、極圧剤を含まない比較例３は、製缶時の欠陥は発生しなかったが、洗浄性の不良が認められた。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の潤滑油組成物によると、引抜き加工、曲げ成形、プレス成形、絞り成形などの各種塑性加工において優れた潤滑性を保持することができ、特にアルミニウム缶加工時の潤滑性が効果的に保持され、加工時の欠陥が防止でき、かつ洗浄性にも問題がなく、優れた表面性状の缶製品を得ることができる。また、本発明の潤滑油組成物を均一に塗油したアルミニウム合金板を使用すれば、カッピング工程におけるカッピング油の塗油を省略することができる。
【産業上の利用分野】
本発明は、アルミニウムＤＩ缶加工用潤滑油組成物及びこれを塗油したＤＩ缶用アルミニウム合金板に関し、詳しくは、高速度下での絞り−しごき加工時の潤滑性、特に表面欠陥（黒筋、スコアリング）防止性、製缶性（破胴防止）、洗浄性に優れたアルミニウムＤＩ缶成形加工用潤滑油組成物及びこれを塗油したカッピング油を省略可能なＤＩ缶用アルミニウム合金板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来アルミニウムＤＩ（Ｄｒａｗｉｎｇ＆Ｉｒｏｎｎｉｎｇ）缶の加工には、鉱油をベースとする潤滑剤あるいは合成潤滑油が使用されているが、最近のアルミニウムＤＩ缶側壁の薄肉化及び成形加工の高速化に伴ってＤＩ成形加工がより過酷な潤滑状態となってきたため、潤滑不良による欠陥が発生するようになった。
また、環境問題に係る排水処理の問題から洗浄液が低濃度化されたことにより洗浄不良が生じ、洗浄性を改善する必要も生じてきた。
特に、潤滑不良に伴うダイスとアルミニウム板との焼付きにより、工具にアルミニウムが凝着することに起因する黒筋、スコアリング及び破胴は、生産性を悪くするだけでなく、商品価値が下がり大きな問題となっている。
これらの問題を防止するため、例えばオレイン酸ヒンダードエステルを潤滑剤として用いることも行われている。これらの潤滑剤によれば表面欠陥防止性及び製缶性を改善することはできるが、多量にこれらの成分を含有させることが必要であり、このため洗浄性が悪いという問題が生じている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、アルミニウムＤＩ缶加工における上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は良好な潤滑性を有し、アルミニウムＤＩ缶の成形加工時に発生する表面欠陥を防止すると共に、洗浄性にも優れたアルミニウムＤＩ缶加工用潤滑油組成物及びこれを塗油したカッピング油の省略可能なＤＩ缶用アルミニウム合金板を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、特定のコンプレックスエステルと極圧剤とを特定割合で含有させた潤滑油組成物が表面欠陥防止性及び製缶性に著しく優れた効果を発揮し、かつ洗浄性にも優れていることを見い出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【０００５】
すなわち、本発明は、（Ａ）（ａ）水酸基を２個以上有するアルコール、（ｂ）カルボキシル基を２個以上有する脂肪族カルボン酸、及び（ｃ）炭素数８〜１８の直鎖又は分岐鎖のモノカルボン酸の反応生成物であるコンプレックスエステルを５〜７０重量％、（Ｂ）極圧剤を１〜３０重量％、及び（Ｃ）合成炭化水素及び高度精製パラフィン鉱油の１種又は２種以上を１〜９４重量％の割合で含有することを特徴とするニートの状態で使用するアルミニウムＤＩ缶加工用潤滑油組成物を提供するものである。また、本発明は、上記アルミニウムＤＩ缶加工用潤滑油組成物が塗油されていることを特徴とするＤＩ缶用アルミニウム合金板を提供するものである。以下、本発明を詳細に説明する。
【０００６】
本発明の潤滑油組成物において使用される（Ａ）成分のコンプレックスエステルは、潤滑剤として作用するものであり、（ａ）水酸基を２個以上有するアルコール、（ｂ）カルボキシル基を２個以上有する脂肪族カルボン酸、及び（ｃ）炭素数８〜１８の直鎖又は分岐鎖のモノカルボン酸を反応させて得られる反応生成物である。
（ａ）成分の水酸基を２個以上有する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、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキサンジオール、１，８−オクタンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール及びグリセリンなどが挙げられ、好ましくはネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール及びグリセリンなどが挙げられ、特に好ましくはトリメチロールプロパンである。これらの水酸基を２個以上有するアルコールは、１種単独て使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【０００７】
（ｂ）成分のカルボキシル基を２個以上有する脂肪族カルボン酸としては、例えば１，１１−ウンデセンジカルボン酸、１，１２ドデセンジカルボン酸、１，１４−テトラデセンジカルボン酸、１，１６−ヘキサデセンジカルボン酸、１，１８−オクタデセンジカルボン酸、１，１８−イソオクタデセンジカルボン酸、１，２０−エイコセンジカルボン酸、１，２４−テトラコセンジカルボン酸、ダイマー酸、トリマー酸、テトラマー酸などが挙げられ、好ましくはダイマー酸、トリマー酸及びテトラマー酸などが挙げられ、特に好ましくは炭素数１８の不飽和脂肪酸を重合することにより得られるダイマー酸である。これらのカルボキシル基を２個以上有する脂肪族カルボン酸は、１種単独て使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【０００８】
（ｃ）成分は、炭素数８〜１８の直鎖又は分岐鎖のモノカルボン酸であるが、好ましくは炭素数１０〜１６の直鎖又は分岐鎖のモノカルボン酸であり、さらに好ましくは炭素数１１〜１３の直鎖又は分岐鎖のモノカルボン酸であり、特に好ましくは炭素数１２の直鎖又は分岐鎖のモノカルボン酸である。これらのモノカルボン酸は、飽和モノカルボン酸であってもよいし、不飽和モノカルボン酸でもよい。
（ｃ）成分の炭素数８〜１８の直鎖又は分岐鎖のモノカルボン酸の具体例としては、例えばカプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、テラクリル酸、ケイ皮酸、ウンデシレン酸、ドデセン酸、トリデセン酸、テトラデセン酸、ペンタデセン酸、ヘキサデセン酸、オレイン酸、エライジン酸、パルミトレイン酸、パルミトール酸、リノール酸、リノレン酸などが挙げられる。これらの炭素数８〜１８の直鎖又は分岐鎖のモノカルボン酸は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【０００９】
（Ａ）成分のコンプレックスエステルとしては、上記（ａ）成分、（ｂ）成分及び（ｃ）成分のあらゆる組み合わせによる反応生成物を使用することができる。
上記（ａ）成分、（ｂ）成分及び（ｃ）成分の反応モル比は、通常１：０．０５〜０．５：０．５〜５であり、好ましくは１：０．１〜０．３：１〜３である。（Ａ）成分のコンプレックスエステルは、遊離のヒドロキシル基又はカルボキシル基を有しないものが好ましい。
（Ａ）成分のコンプレックスエステルの合成は、上記（ａ）成分、（ｂ）成分及び（ｃ）成分を従来の方法、例えば酸性触媒下で脱水する方法によって行うことができる。
本発明における（Ａ）成分のコンプレックスエステルの化学式の一例を化１に示す。
【００１０】
【化１】
化１の一般式中、Ｒは（ｃ）成分のモノカルボン酸の残基である。
本発明の潤滑油組成物において使用される（Ｂ）成分の極圧剤としては、例えば１分子中に硫黄とリンの両方を含むもの（以下、硫黄−リン系極圧剤ということがある）、いずれか一方を含むいわゆる硫黄系極圧剤、リン系極圧剤などが挙げられる。
硫黄系極圧剤としては、化２の一般式で表される炭化水素硫化物、硫化テルペン、油脂と硫黄との反応生成物である硫化油脂などが挙げられる。
【００１２】
【化２】
Ｒ1−Ｓx−（Ｒ3−Ｓx）n−Ｒ2
【００１３】
（式中、Ｒ1、Ｒ2は一価の炭化水素基、Ｒ3は二価の炭化水素基であり、ｘは１以上の整数であって、好ましくは１〜８であり、繰り返し単位中において各々のｘは同一若しくは異なる数であり得る。ｎは０又は１以上の整数であり、好ましくは２〜１０の整数である。）
化２の一般式で示される炭化水素硫化物において、Ｒ1及びＲ2としては、例えば炭素数２〜２０の直鎖又は分岐の飽和又は不飽和脂肪族炭化水素基（例えばアルキル基、アルケニル基など）、炭素数６〜２６の芳香族炭化水素基などが挙げられ、その具体例としては、例えばエチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、、ｎ−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔｅｒｔ−ペンチル、２−メチルブチル、ｎ−ヘキシル、イソヘキシル、３−メチルペンチル、エチルブチル、ｎ−ヘプチル、２−メチルヘキシル、ｎ−オクチル、イソオクチル、ｔｅｒｔ−オクチル、２−エチルヘキシル、３−メチルヘプチル、ｎ−ノニル、イソノニル、１−メチルオクチル、エチルヘプチル、ｎ−デシル、１−メチルノニル、ｎ−ウンデシル、１，１−ジメチルノニル、ｎ−ドデシル、ｎ−テトラデシル、ｎ−ヘプタデシル、ｎ−オクタデシルなどの飽和脂肪族炭化水素基；ビニル、アリル、イソプロペニル、２−ブテニル、２−メチルアリル、１，１−ジメチルアリル、３−メチル−２−ブテニル、３−メチル−３−ブテニル、４−ペンテニル、ヘキセニル、オクテニル、ノネニル、デセニル基などの不飽和脂肪族炭化水素基；フェニル、ナフチルなどのアリール基；４−メチルフェニル、３，４−ジメチルフェニル、３，４，５−トリメチルフェニル、２−エチルフェニル、ｎ−ブチルフェニル、ｔｅｒｔ−ブチルフェニル、アミルフェニル、ヘキシルフェニル、ノニルフェニル、２−ｔｅｒｔ−ブチル−５−メチルフェニル、シクロヘキシルフェニル、クレジル、オキシエチルクレジル、２−メトキシ−４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル、ドデシルフェニルなどのアルキルアリール基；ベンジル、１−フェニルエチル、２−フェニルエチル、２−フェニルプロピル、３−フェニルプロピル、４−フェニルブチル、５−フェニルペンチル、６−フェニルヘキシル、１−（４−メチルフェニル）エチル、２−（４−メチルフェニル）エチル、２−メチルベンジル、１，１ージメチルー２ーフエニルエチル基などのアリールアルキル基などが挙げられる。
【００１４】
Ｒ3としては、例えば炭素数２〜２０の直鎖又は分岐の飽和又は不飽和の二価の脂肪族炭化水素基（例えばアルキレン基、アルケニレン基など）、炭素数６〜２６の二価の芳香族炭化水素基などが挙げられる。
アルキレン基の具体例としては、例えばメチレン、エチレン、トリメチレン、メチルメチレン、エチルメチレン、メチルエチレン、エチルエチレン、２−メチルトリメチレン、テトラメチレン、１−メチルトリメチレン、ペンタメチレン、２，２−ジメチルトリメチレン、１−メチルペンタメチレン、２−メチルペンタメチレン、３−メチルペンタメチレン、ヘキサメチレン、ヘプタメチレン、オクタメチレン、ノナメチレン、デカメチレン、並びにシクロペンタン残基、シクロヘキサン残基、シクロヘプタン基、これらの残基の結合手の１つ又は２つにさらにメチレン基、エチレン基などの上記アルキレン基が結合したものなどが挙げられる。
アルケニレン基の具体例としては、例えばビニレン、プロペニレン、２−ブテニレン、１−メチルプロペニレン、３−メチル−２−ブテニレン、３，３−ジメチルプロペニレン、２−ペンテニレン、３−メチル−２−ブテニレン、３−メチル−３−ブテニレン、２−ヘキサニレン、３−ヘプテニレン、４−オクテニレン、３−ノネニレン、３−デセニレンなどが挙げられる。
【００１５】
上記二価の芳香族炭化水素基としては、例えばｏ−フェニレン，ｍ−フェニレン，ｐ−フェニレン、４−メチル−ｏ−フェニレン、５−メチル−ｍ−フェニレン、５−メチル−ｐ−フェニレン、３，４−ジメチル−ｏ−フェニレン、４，５−ジメチル−ｍ−フェニレン，２，５−ジメチル−ｐ−フェニレン、４−エチル−ｏ−フェニレン、４−エチル−ｍ−フェニレン、２−エチル−ｐ−フェニレン、ｎ−プロピルフェニレン、イソプロピルフェニレン、ｎ−ブチルフェニレン、ｔ−ブチルフェニレン、アミルフェニレン、ヘキシルフェニレン、ノニルフェニレンなどのフェニレン類；１，２−ナフチレン、１，３−ナフチレン、１，４−ナフチレン、１，５−ナフチレン、１，６−ナフチレン、１，７−ナフチレン、１，８−ナフチレン、２，３−ナフチレン、２，６−ナフチレン、２，７−ナフチレン及びこれらのメチル置換体、ジメチル置換体、エチル置換体、イソプロピル置換体、ｎ−ブチル置換体などのナフチレン類などが挙げられる。
【００１６】
化２の一般式で示される炭化水素硫化物の代表的なものは、硫化オレフィン、及び一般式Ｒ1−ＳX−Ｒ1（ｘは２以上の整数である）で示されるポリサルファイド化合物である。化２の一般式で示される炭化水素硫化物の具体例としては、例えばジイソブチルジサルファイド、ジオクチルポリサルファイド、ジターシャリノニルポリサルファイド、ジターシャリブチルポリサルファイド、ジターシャリベンジルポリサルファイド、そしてポリイソブチレンやテルペン類などのオレフィン類を硫黄などの硫化剤で硫化した硫化オレフィン類などが挙げられる。
硫化油脂は、油脂と硫黄の反応生成物であり、油脂としてラード、牛脂、鯨油、パーム油、ヤシ油、ナタネ油などの動植物油脂を使用したものである。この反応生成物は、化学構造が単一ではなく、種々の化学構造を有するものの混合物である。
また、上記のリン系極圧剤又は硫黄−リン系極圧剤としては、例えば化３の一般式で示されるリン酸エステル、亜リン酸エステル、チオリン酸エステル、ジチオリン酸エステルなどのリン酸エステル類が挙げられる。
【００１７】
【化３】
（Ｒ3）aＨ3-aＸ3ＰＸb
【００１８】
（式中、Ｒ3は一価の炭化水素基であり、Ｘは酸素原子又は硫黄原子であり、ａは１、２又は３の整数であり、ｂは０又は１の整数である。）
上記Ｒ3としては、例えば炭素数５〜２０の直鎖又は分岐の飽和又は不飽和脂肪族炭化水素基（例えばアルキル基、アルケニル基など）、炭素数６〜２６の芳香族炭化水素基、炭素数６〜２６のシクロアルキル基などが挙げられ、その具体例としては、例えば前記Ｒ1において示したものが挙げられる。
なお、上記シクロアルキル基としては、例えばシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、３−メチルシクロヘキシル、４−メチルシクロヘキシル、４−エチルシクロヘキシル、２−メチルシクロオクチルなどが挙げられる。
【００１９】
上記の化３で示されるリン酸エステル類の具体例としては、例えばリン酸モノオクチル、リン酸ジオクチル、リン酸トリオクチル、亜リン酸ジオクチル、亜リン酸トリオクチル、チオリン酸ジオクチル、チオリン酸トリオクチル、リン酸ジデシル、亜リン酸ジデシル、リン酸ジドデシル、リン酸トリドデシル、亜リン酸ジドデシル、亜リン酸トリドデシル、チオリン酸トリデシル、リン酸トリヘキサデシル、亜リン酸トリヘキサデシル、チオリン酸トリヘキサデシル、リン酸トリオクタデセニル、亜リン酸トリオクタデセニル、チオリン酸トリオクタデセニル、リン酸トリ（オクチルフェニル）、亜リン酸トリ（オクチルフェニル）、チオリン酸トリ（オクチルフェニル）、リン酸トリクレジル、リン酸トリ（オクチルフェニルシクロヘキシル）、ジチオリン酸トリデシルなどが挙げられる。
【００２０】
また、リン系極圧剤としては、例えば化３の一般式で示される酸性リン酸エステル、酸性亜リン酸エステル、酸性チオリン酸エステル、酸性ジチオリン酸エステル、及びこれらの酸性リン酸エステル類のアルキルアミン塩などが挙げられる。
これらの酸性リン酸エステル類としては、例えばブチルアシッドホスフェート、２−エチルヘキシルアシッドホスフェート、オクチルアシッドホスフェート、ラウリルアシッドホスフェート、オレイルアシッドホスフェート、トリールアシッドホスフェートなどが挙げられる。また、これらのアルキルアミン塩を製造するために用いられるアルキルアミンは、一般式ＮＲ4Ｒ5Ｒ6（式中、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は、一価の炭化水素基又は水素原子であり、そのうち少なくとも１つは炭化水素基である）で示され、そのアルキルアミンの具体例としては、ジブチルアミン、オクチルアミン、ジオクチルアミン、ラウリルアミン、ジラウリルアミン、ココナッツアミン、牛脂アミンなどが挙げられる。
これらの極圧剤のうち好ましいものとしては、硫化油脂、アルキル基の炭素数が１０以上、好ましくは１４以上、さらに好ましくは１６以上の酸性リン酸エステル類、及びそのアルキルアミン塩である。
これらの極圧剤は、１種単独て使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００２１】
本発明の潤滑油組成物における含有割合は、（Ａ）成分のコンプレックスエステルは、潤滑油組成物全体量の５〜７０重量％の範囲で含有させるものであり、特に１５〜６０重量％が好ましい。（Ｂ）成分の極圧剤は潤滑油組成物全体量の１〜３０重量％の範囲で含有させるものであり、特に１.５〜２０重量％が好ましい。コンプレックスエステルの配合量は、少な過ぎると配合効果がなく、多過ぎると洗浄性が悪くなる。また、極圧剤の配合量は、少な過ぎると配合量の効果がなく、多過ぎるとその効果が飽和してしまい不経済となる共に、洗浄性が悪くなる。本発明の潤滑油組成物においては、上記（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の他に、（Ｃ）成分として合成炭化水素及び高度精製パラフィン鉱油の１種又は２種以上を含有させる。ここで、合成炭化水素としては、例えばポリブテン、ポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの合成炭化水素は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組合わせて用いてもよい。また、鉱油としては、高度精製パラフィン系鉱油が挙げられる。高度精製パラフィン系鉱油は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組合わせて用いてもよい。
【００２３】
本発明の潤滑油組成物における含有割合は、（Ａ）成分のコンプレックスエステルが５〜７０重量％であり、好ましくは１５〜５０重量％であり、（Ｂ）成分の極圧剤が１〜３０重量％であり、好ましくは１.５〜２０重量％であり、（Ｃ）成分として合成炭化水素及び高度精製パラフィン鉱油の１種又は２種以上が１〜９４重量％であり、好ましくは３０〜８３.５重量％である。
【００２４】
本発明の潤滑油組成物においては、エステル系乳化剤を含有させることが好ましい。
エステル系乳化剤としては、例えばポリエチレングリコール硬化ヒマシ油脂肪酸エステル、ポリエチレングリコールモノラウレート、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールモノステアレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ポリエチレングリコールモノオレエート、ポリエチレングリコールジオレエートなどのポリエチレングリコール脂肪酸エステル類；ポリオキシエチレンプロピレングリコール脂肪酸エステル類；ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンジラウレート、ポリオキシエチレンソルビタントリラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンテトララウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンジステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンテトラステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンジステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンテトラステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキシエチレンソルビタンジオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタンテトラオレエートなどのポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類などが挙げられる。
エステル系乳化剤のＨＬＢ値は、６〜１５が好ましく、特に８〜１２が好ましい。
エステル系乳化剤の含有割合としては、通常１〜２０重量％が好ましく、特に１〜５重量％が好ましい。
【００２５】
また、本発明の潤滑油組成物においては、油性剤、ｐＨ調整剤、酸化防止剤、腐食防止剤などの各種添加剤を含有させることができる。
油性剤としては、例えば脂肪酸（例えばオレイン酸、ステアリン酸など）、アルコール（例えばラウリルアルコール、オレイルアルコールなど）などが挙げられる。
ｐＨ調整剤としては、例えばポリエチレングリコールアルキルアミンなどのアミン系化合物などが挙げられる。
酸化防止剤としては、例えば２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾールなどのフェノール系化合物、フェニル−α−ナフチルアミンなどの芳香族アミンなどが挙げられ、腐食防止剤としては、例えばベンゾトリアゾール類、ベンズイミダゾール類、ジアルキルジチオリン酸塩類、ジアルキルジチオカルバミン酸塩類などが挙げられる。
これらの各種添加剤の含有割合は、少な過ぎれば配合効果がなく、多過ぎてもこれらの各種添加剤の効果が飽和してしまい不経済となるため、本発明の潤滑油組成物全体に対し、通常約０．１〜２重量％の範囲にすることが好ましい。
【００２６】
本発明の潤滑油組成物の粘度は、通常５〜２００ｍｍ2／ｓ（４０℃）が好ましく、特に１０〜１００ｍｍ2／ｓ（４０℃）が好ましい。
また、本発明の潤滑油組成物の全酸価値は、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下が好ましい。
本発明の潤滑油組成物は、前記各必須成分及び必要に応じて各種添加剤を所定量適宜配合して混合することにより製造することができる。各種必須成分及び各種添加剤の混合方法及び添加方法は、特に制限されるものではなく、種々の方法により行うことができ、混合順序及び添加順序も種々の混合順序及び添加順序で行うことができる。
本発明の潤滑油組成物は、引抜き加工、曲げ成形、プレス成形、絞り成形などの各種塑性加工に使用できるが、特にアルミニウムＤＩ缶加工に好適に使用できる。
【００２７】
本発明の潤滑油組成物は、リオイルとして使用する場合は、ニートの状態で使用でき、カッピング油として使用する場合は、ニートの状態で使用できる。また、本発明の潤滑油組成物を塗油したＤＩ缶用アルミニウム合金板は、優れた潤滑性を有している。塗油は、種々の方法により行われるが、リオイルとして静電塗油する方法が好ましい。リオイル量としては、１００〜８００ｍｇ／ｍ２の範囲が好ましい。リオイル量１００ｍｇ／ｍ２未満では、潤滑性が不十分でスコアリングが発生したり、破胴回数が増加することがある。リオイル量が８００ｍｇ／ｍ２を超える場合は、リオイルの効果が飽和すると共にコスト的に不利となる。カッピング油を使用する場合には、リオイル量の好ましい範囲は、１００〜３００ｍｇ／ｍ２であり、カッピング油を省略する場合のリオイル量の好ましい範囲は、５００〜７００ｍｇ／ｍ２である。本発明の潤滑油組成物をリオイルとして５００〜７００ｍｇ／ｍ２塗油したアルミニウム合金板は、カッピング油を新たに塗布せずにカップ成形及びＤＩ成形が可能である。これによりカッピング油の管理及び塗布作業が不要となり、省力化及びコストの削減ができる。アルミニウム合金板としては、種々のアルミニウム合金板が使用できるが、３００４合金板が好ましく、詳しくは、特開昭５７−１４３４７２号公報、特開昭５８−２２４１４１号公報、特開昭５９−１６２２６１号公報にて規定されたものが好ましい。
【００２８】
【作用】
本発明の潤滑油組成物を各種塑性加工に使用すると、優れた潤滑作用を示す。特に、本発明の潤滑油組成物をニートの状態でリオイルとして使用し、カッピング油としてニートあるいは水分散液の状態で使用し、アルミニウム板の絞り−しごき加工時の潤滑剤に供すると、次のような作用を発現する。
まず、必須成分であるコンプレックスエステル化合物の優れた吸着性により境界潤滑に対応しまたこのコンプレックスエステル化合物の高い粘度により流体潤滑に対応する。さらに、極圧剤は、高速連続製缶時に発熱した金型及びアルミ被加工材に反応して極圧性を発揮し、工具とアルミニウム間の潤滑を良好に保ち、焼付きを防いで工具へのアルミニウムの凝着を防止し、表面欠陥を防止し、製缶性も良好となる。
さらに、コンプレックスエステル及び極圧剤を過度に含有しないため、洗浄性も良好となる。
【００２９】
【実施例】
次に、本発明を実施例及び比較例によりさらに具体的に説明する。なお、本発明は、これらの例によって何ら制限されるものではない。
実施例１
コンプレックスエステルとしてトリメチロールプロパン、炭素数１８の不飽和脂肪酸を重合することにより得られるダイマー酸及びラウリン酸を、反応モル比１：０．２：２で反応させて得られるコンプレックスエステルを１５重量％、硫黄系極圧剤として硫化油脂を１０重量％、リン系極圧剤としてトリクレジルフォスフェートを５重量％、鉱物油として高度精製パラフィン系鉱油（８０ｃＳｔ（４０℃））を３７．７重量％、脂肪酸としてオレイン酸を２重量％、ポリオールエステルとしてトリメチロールプロパントリオレエート（４０℃の粘度：５０ｍｍ2／ｓ）を３０重量％、酸化防止剤としてＤＢＰＣ（ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール）を０．１重量％、及び腐食防止剤としてベンゾトリアゾールを０．２重量％配合して潤滑油組成物を調製した。
【００３０】
実施例２
コンプレックスエステルとしてトリメチロールプロパン、炭素数１８の不飽和脂肪酸を重合することにより得られるダイマー酸及びラウリン酸を、反応モル比１：０．２：２で反応させて得られるコンプレックスエステルを２０重量％、硫黄系極圧剤として硫化油脂を５重量％、リン系極圧剤の酸性リン酸エステルとしてオレイルアッシドフォスフェートを５重量％、合成炭化水素としてポリ−α−オレフィンを３９．７重量％、脂肪酸モノエステルとしてラウリン酸メチル（ ２５℃の粘度：３ｍｍ2／ｓ）を３０重量％、酸化防止剤としてＤＢＰＣ（ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール）を０．１重量％、及び腐食防止剤としてベンゾトリアゾールを０．２重量％配合して潤滑油組成物を調製した。
【００３１】
実施例３
コンプレックスエステルとしてトリメチロールプロパン、炭素数１８の不飽和脂肪酸を重合することにより得られるダイマー酸及びラウリン酸を、反応モル比１：０．２：２で反応させて得られるコンプレックスエステルを３０重量％、硫黄系極圧剤として硫化油脂を１．５重量％、リン系極圧剤の酸性リン酸エステルとしてオレイルアッシドフォスフェートを１．５重量％、鉱物油として高度精製パラフィン系鉱油（８０ｃＳｔ（４０℃））を６６．７重量％、酸化防止剤としてＤＢＰＣ（ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール）を０．１重量％、及び腐食防止剤としてベンゾトリアゾールを０．２重量％配合して潤滑油組成物を調製した。
【００３２】
実施例４
コンプレックスエステルとしてトリメチロールプロパン、炭素数１８の不飽和脂肪酸を重合することにより得られるダイマー酸及びラウリン酸を、反応モル比１：０．２：２で反応させて得られるコンプレックスエステルを３０重量％、硫黄系極圧剤として硫化油脂を５重量％、鉱物油として高度精製パラフィン系鉱油（８０ｃＳｔ＠４０℃）を６４．７重量％、酸化防止剤としてＤＢＰＣ（ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール）を０．１重量％、及び腐食防止剤として ベンゾトリアゾールを０．２重量％配合して潤滑油組成物を調製した。
【００３３】
実施例５
コンプレックスエステルとしてトリメチロールプロパン、炭素数１８の不飽和脂肪酸を重合することにより得られるダイマー酸及びラウリン酸を、反応モル比１：０．２：２で反応させて得られるコンプレックスエステルを４５重量％、硫黄系極圧剤として硫化油脂を５重量％、リン系極圧剤としてトリクレジルフォスフェートを５重量％、鉱物油として高度精製パラフィン系鉱油（８０ｃＳｔ（４０℃））を４４．７重量％、酸化防止剤としてＤＢＰＣ（ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール）を０．１重量％、及び腐食防止剤としてベンゾトリアゾールを０．２重量％配合して潤滑油組成物を調製した。
【００３４】
実施例６
コンプレックスエステルとしてトリメチロールプロパン、炭素数１８の不飽和脂肪酸を重合することにより得られるダイマー酸及びラウリン酸を、反応モル比１：０．２：２で反応させて得られるコンプレックスエステルを５０重量％、硫黄系極圧剤として硫化油脂を２重量％、鉱物油として高度精製パラフィン系鉱油（８０ｃＳｔ（４０℃））を４０．７重量％、エステル系乳化剤としてポリエチレングリコール硬化ヒマシ油脂肪酸エステル（ＨＬＢ値＝１０．５）を５重量％、ｐＨ調整剤のアミン系化合物としてポリエチレングリコールアルキルアミンを２重量％、酸化防止剤としてＤＢＰＣ（ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール）を０．１重量％、及び腐食防止剤としてベンゾトリアゾールを０．２重量％配合して潤滑油組成物を調製した。
【００３５】
実施例７
コンプレックスエステルとしてトリメチロールプロパン、炭素数１８の不飽和脂肪酸を重合することにより得られるダイマー酸及びラウリン酸を、反応モル比１：０．２：２で反応させて得られるコンプレックスエステルを６０重量％、硫黄系極圧剤として硫化油脂を２重量％、鉱物油として高度精製パラフィン系鉱油（８０ｃＳｔ（４０℃））を３７．７重量％、酸化防止剤としてＤＢＰＣ（ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール）を０．１重量％、及び腐食防止剤として ベンゾトリアゾールを０．２重量％配合して潤滑油組成物を調製した。
【００３６】
比較例１
リン系極圧剤としてトリクレジルフォスフェートを２０重量％、脂肪酸モノエステルとしてラウリン酸メチルを７９．７重量％、酸化防止剤としてＤＢＰＣ（ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール）を０．１重量％、及び腐食防止剤としてベンゾトリアゾールを０．２重量％配合して潤滑油組成物を調製した。
【００３７】
比較例２
鉱物油として高度精製パラフィン系鉱油（８０ｃＳｔ（４０℃））を９３．７重量％、アルコールとしてラウリルアルコールを６重量％、酸化防止剤として ＤＢＰＣ（ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール）を０．１重量％、及び腐食防止剤としてベンゾトリアゾールを０．２重量％配合して潤滑油組成物を調製した。
【００３８】
比較例３
コンプレックスエステルとしてトリメチロールプロパン、炭素数１８の不飽和脂肪酸を重合することにより得られるダイマー酸及びラウリン酸を、反応モル比１：０．２：２で反応させて得られるコンプレックスエステルを８０重量％、鉱物油として高度精製パラフィン系鉱油（８０ｃＳｔ（４０℃））を１４．７重量％、脂肪酸としてオレイン酸を５重量％、酸化防止剤としてＤＢＰＣ（ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール）を０．１重量％、及び腐食防止剤として ベンゾトリアゾールを０．２重量％配合して潤滑油組成物を調製した。
【００３９】
【表１】
【表２】
評価方法
（１）表面欠陥防止性及び製缶性の評価方法
表面欠陥防止性及び製缶性の評価方法を表３に示す。
【００４２】
【表３】
（２）洗浄性評価方法
洗浄性の評価方法を表４に示す。
【００４４】
【表４】
実施例１〜７及び比較例の１〜３の潤滑油組成物を上記評価方法により、評価した。使用素材は、特開昭５８−２２４１４１号公報に示された方法によるＪＩＳ−Ａ３００４−Ｈ１９を使用した。試験用潤滑油組成物は、静電塗油装置によりコイル状板材の両面に５００ｍｇ／ｍ2均一に塗油した。カップ成形時のカッピング油は、新たに塗布せず、試験用潤滑油組成物塗油コイルをそのまま供試した。その評価結果を表５に示した。
【００４６】
【表５】
表５の結果から、本発明の潤滑油組成物を使用した実施例１〜７においては、ＤＩ加工されたアルミニウム缶には製缶時の欠陥が見られず、カッピング油を塗布しなくても連続製缶が可能であり、かつ洗浄性も優れていた。それに対し、潤滑油組成物の必須成分であるコンプレックスエステルを含まない比較例１及び２には、大きな製缶時の欠陥が認められた。
また、極圧剤を含まない比較例３は、製缶時の欠陥は発生しなかったが、洗浄性の不良が認められた。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の潤滑油組成物によると、引抜き加工、曲げ成形、プレス成形、絞り成形などの各種塑性加工において優れた潤滑性を保持することができ、特にアルミニウム缶加工時の潤滑性が効果的に保持され、加工時の欠陥が防止でき、かつ洗浄性にも問題がなく、優れた表面性状の缶製品を得ることができる。また、本発明の潤滑油組成物を均一に塗油したアルミニウム合金板を使用すれば、カッピング工程におけるカッピング油の塗油を省略することができる。
Claims (4)
- （Ａ）（ａ）水酸基を２個以上有するアルコール、（ｂ）カルボキシル基を２個以上有する脂肪族カルボン酸、及び（ｃ）炭素数８〜１８の直鎖又は分岐鎖のモノカルボン酸の反応生成物であるコンプレックスエステルを５〜７０重量％、（Ｂ）極圧剤を１〜３０重量％、及び（Ｃ）合成炭化水素及び高度精製パラフィン鉱油の１種又は２種以上を１〜９４重量％の割合で含有することを特徴とするニートの状態で使用するアルミニウムＤＩ缶加工用潤滑油組成物。
- （Ａ）（ａ）ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール及びグリセリンから選ばれる１種又は２種以上、（ｂ）ダイマー酸、トリマー酸及びテトラマー酸から選ばれる１種又は２種以上、及び（ｃ）炭素数８〜１８の直鎖又は分岐鎖のモノカルボン酸から選ばれる１種又は２種以上の反応生成物であるコンプレックスエステルを５〜７０重量％、（Ｂ）極圧剤を１〜３０重量％、（Ｃ）合成炭化水素及び高度精製パラフィン鉱油の１種又は２種以上を１〜９４重量％の割合で含有することを特徴とするニートの状態で使用するアルミニウムＤＩ缶加工用潤滑油組成物。
- （ａ）成分と（ｂ）成分と（ｃ）成分の反応モル比が１：０ . ０５〜０．５：０．５〜５である請求項１又は２に記載のアルミニウムＤＩ缶加工用潤滑油組成物。
- 請求項１〜３のいずれかに記載のアルミニウムＤＩ缶加工用潤滑油組成物が塗油されていることを特徴とするＤＩ缶用アルミニウム合金板。
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