JP4995481B2 - 銅管加工用潤滑油及びそれを用いた銅管の製造方法 - Google Patents
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しかしながら、これらの従来技術では、生産性の低下、莫大な設備費や設備設置スペースが必要となる欠点がある。
油性剤として、下記の一般式(1)で示される脂肪酸エステル、合成エステル、あるいは天然油脂を0.5〜40%(重量%、以下同じ)含有し、
残部に基油として、分子量30000〜60000のポリイソブチレンと、分子量80〜400のポリイソブチレンまたはイソパラフィン、または温度40℃における動粘度1000cSt以下の精製鉱油とを含有し、
温度40℃における動粘度が50〜2000cStであることを特徴とする銅管加工潤滑油にある(請求項1)。
本発明の銅管の製造方法は、抽伸加工あるいは転造加工において、第1の発明の上記銅管加工油を用いることで、銅管表面への銅磨耗粉の付着が少なく、焼鈍時に焼き付きや外面変色がなく、焼鈍後の残油量が少ない銅管を作製することが可能である。
上記油性剤の含有量が0.5%未満の場合には、境界潤滑性に劣り、銅磨耗粉の発生が増えるという問題があり、一方、上記油性剤の含有量が40%を越える場合には、焼鈍後の残油が増加するという問題や、焼鈍時に銅管外面が変色するという問題がある。
また、上記アルキル基R1、R2としては、アルキル基やアルケニル基が挙げられ、上記炭化水素基R1、R2としては、アルキル基であることが好ましい。
また、上記ネオペンチルグリコールエステルとしては、特に、オレイン酸、イソステアリン酸、やし油脂肪酸、牛脂脂肪酸のエステルが好ましい。
上記トリメチロールプロパンエステルとしては、特に、オレイン酸、イソステアリン酸、やし油脂肪酸、牛脂脂肪酸のエステルが好ましい。
また、上記ペンタエリスリトールエステルとしては、特に、オレイン酸、イソステアリン酸、やし油脂肪酸、牛脂脂肪酸のエステルが好ましい。
上記平均分子量30000以上のポリイソブチレンが含まれない場合には、摩擦面へ導入される油量が少なく潤滑不足となるという問題があり、一方、平均分子量400以下のポリイソブチレンまたはイソパラフィン、または1000cSt以下の精製鉱油が含まれない場合には、高粘度となり、取り扱いが困難で作業性を悪化させるという問題がある。
また、上記基油の含有量は、基本的に、上記添加剤の含有量が確保できる範囲とし、潤滑不足を防ぎ、適正な成形性を確保する。
また、平均分子量400以下のイソパラフィン又はポリイソブチレンとしては、引火する危険性や、潤滑油の臭気を考慮すると、平均分子量80〜平均分子量400のイソパラフィン又はポリイソブチレンであることが好ましい。
上記動粘度が50cSt未満の場合には、潤滑性が不足するという問題があり、一方、上記動粘度が2000cStを超える場合には、動粘度が増加し取り扱いが困難になるという問題や、焼鈍後の残油が増加するという問題がある。
また、上記基油の含有量は、基本的に、上記添加剤の含有量が確保できる、且つ、動粘度が上記特定の値となる範囲とし、潤滑不足を防ぎ、適正な成形性を確保する。
上記腐食防止剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール等が挙げられる。
上記消泡剤としては、例えば、シリコン系のものが挙げられる
上記フェノール化合物の炭化水素基R3、R4の炭素数が19以上の場合には、冬場等の低温時に析出し易くなるという問題がある。
この場合には、成形性をさらに向上させるという効果を得ることができる。
上記芳香族炭化水素の含有量が1%未満である場合には、効果が現れず、一方、上記芳香族炭化水素の含有量が10%を超える場合には、残油量が増加するおそれや、臭気が発生するおそれがある。
即ち、上記銅管加工用潤滑油は、銅管を抽伸加工あるいは転造加工する際に、外面潤滑油及び内面潤滑油として供給することが好ましい。
上記銅管は、ルームエアコン等の空調機、冷蔵庫、冷凍庫等の冷凍機の熱交換器に用いられる伝熱管として、特に好適に使用することができる。なお、加工の種類を特定することなく、多目的に利用が可能であることは言うまでもない。
この場合には、焼鈍後の上記銅管の内面に残留する潤滑油の量の低減に非常に有効である。
次に、本発明の実施例について説明する。
本例では、本発明の実施例及び比較例として、総重量540kgのリン脱銅管を、表1及び表2に示す組成の潤滑油(試料E1〜試料E17、試料C1〜試料C5)を使用して抽伸加工を行い、銅管外径φ11.2mm、銅管内径φ10.9mm、肉厚0.15mm、長さ約5800mとし、切断及び整列巻取りして重量250kgのレベルワウンドコイル状の銅管を作製した。
なお、抽伸加工では、抽伸速度600m/minの条件で加工を行った。
A1:平均分子量60000のポリイソブチレン
A2:平均分子量30000のポリイソブチレン
A3:平均分子量3700のポリイソブチレン
B1:平均分子量120のイソパラフィン
B2:動粘度22cStの精製鉱油
C1:カプリン酸エチル
C2:トリメチロールプロパンオレイン酸トリエステル
C3:ペンタエリスリトールオレイン酸テトラエステル
C4:ステアリン酸ブチル
D1:ベンゼンプロパン酸−3,5−ビス(1,1−ジメチルーエチル)−4−ヒドロキシ−オクチルエステル
D2:ジ−ターシャリーブチルパラクレゾール
E1:エチルベンゼン
焼鈍処理後、コイル上面に相当する銅管をコイルの入り口端から出側端までの各段について1m長さで残油測定用銅管を採取し、有機溶剤で抽出洗浄し、赤外分光分析法によって3000〜2800cm-1における赤外吸光度を測定し、事前に作成しておいた検量線を元に管内に残留する焼鈍残油量を求めた。
(評価基準)
5:0.03mg/m以下
4:0.03mg/m超え0.05mg/m以下
3:0.05mg/m超え0.07mg/m以下
2:0.07mg/m超え0.10mg/m以下
1:0.10mg/m超え
焼鈍後の変色は、銅板上に供試油を0.5g置き、窒素雰囲気中で、580℃で焼鈍した後の銅板の変色を目視により判定した。
(評価基準)
5:全く変色が見られないもの
4:薄い褐色の変色が見られるもの
3:褐色の変色が見られるもの
2:一部黒い変色が見られるもの
1:黒い変色が全体に見られるもの
ピンオンディスク試験装置を用いて、潤滑性及び銅磨耗粉発生性を評価した。ピンオンディスク試験装置は、銅材のピン状のものを固定する支持部と、これに対面して回転可能に配設されたディスク部とを有している。ピンとしては、純銅で断面積が5mm2の棒状(ピン状)部材を用いた。また、ディスク部には、SKDを使用した。そして、支持部に付与した荷重Fは10kgf、回転数30rpm(回転半径:ディスク部の中心からピンの中心までの距離15mm)、測定時間20min、常温の条件にて測定した。
また、ピンとディスクとは、各種供試油100mL中に浸してある。
(潤滑性の評価基準)
○:摩擦係数が0.15以下の場合
×:摩擦係数が0.15を超える場合
さらに、測定後、供試油中の銅磨耗粉は、王水(硝酸と塩酸との混酸)に溶解し、原子吸光分光分析により銅を定量し、銅磨耗粉発生量を評価した。
(銅磨耗粉発生性の評価基準)
5:50ppm以下
4:50ppm超え100ppm以下
3:100ppm超え200ppm以下
2:200ppm超え500ppm以下
1:500ppm超え
供試油6mLと、蒸留水50mL、銅粉1gを100mLビーカー中に加え、90℃の恒温乾燥機中で48時間加熱した。冷却後、水層の約2mLを抜き取り、水槽に溶出している有機酸イオン濃度をイオンクロマトグラフ法により分析し、低級酸発生性を評価した。分析元素は、ギ酸イオン、酢酸イオン、プロピオン酸イオン、酪酸イオンとした。
(評価基準)
5:1ppm以下
4:1ppm超え3ppm以下
3:3ppm超え5ppm以下
2:5ppm超え10ppm以下
1:10ppm超え
また、本発明の実施例である試料E8〜試料E15は、第1添加剤を含有しているため、低級有機酸発生性が特に優れた。
また、本発明の比較例としての試料C2は、油性剤の含有量が、本発明の上限を上回るため、焼鈍の際に、油性剤の揮発、分解が十分に進まず、一部が管内に残留し、また、分解不十分なものが管外面に付着するため、残油量、焼鈍後変色が不合格であった。
また、本発明の比較例としての試料C4は、潤滑油全体の動粘度が本発明の上限を上回るため動粘度が増加し、焼鈍後の残油が増加するという理由により、残油量が不合格であった。
また、本発明の比較例としての試料C5は、平均分子量30000以上のポリイソブチレンを含有していないため、摩擦面へ導入される油量が少なく潤滑が不足するという理由により、潤滑性、磨耗粉発生性が不合格であった。
Claims (5)
- 請求項1又は2において、添加剤として、更に、芳香族炭化水素を1〜10%含有することを特徴とする銅管加工用潤滑油。
- 銅又は銅合金からなる銅管に、請求項1〜3のいずれか一項に記載の上記銅管加工用潤滑油を供給し、抽伸加工あるいは転造加工を施すことを特徴とする銅管の製造方法。
- 請求項4において、上記抽伸加工あるいは上記転造加工を施した上記銅管の管内雰囲気を非酸化性ガスで置換し、焼鈍を行うことを特徴とする銅管の製造方法。
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