JP5391421B2 - 金属加工油剤組成物、金属加工方法及び金属加工品 - Google Patents
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本発明の他の目的は、水溶性金属加工、例えば、冷間圧延時に用いる水溶性油剤に関し、特に高速圧延時の潤滑性を損ねることなく、圧延後の鋼板表面に発生する油焼けと言われている変色を効果的に軽減ないし防止する水溶性金属加工油剤組成物を提供することである。
1.(A)ヨウ素価が56〜72及び上昇融点が24℃以下であるパームオレイン油5〜98質量%、
(B)コハク酸の炭素数10〜20の炭化水素置換体0.5〜45質量%、
(C)コハク酸の炭素数50〜90の炭化水素置換体0.5〜15質量%、及び
(D)リン脂質1〜35質量%を含む金属加工油剤組成物において、
成分(C)の配合量に対する成分(B)の配合量が1〜3倍であることを特徴とする金属加工油剤組成物。
2.(E)有機ホスホン酸及びそのエステル、有機ホスフィン酸及びそのエステル、リン酸エステル、亜リン酸エステル及び次亜リン酸エステルからなる群から選ばれる少なくとも1種類を含むことを特徴とする上記1記載の金属加工油剤組成物。
3.(F)フェノール系酸化防止剤及びアミン系酸化防止剤からなる群から選ばれる少なくとも1種類を含むことを特徴とする上記1または2記載の金属加工油剤組成物。
4.(G)ノニオン系界面活性剤を含むことを特徴とする上記1〜3のいずれか1項記載の金属加工油剤組成物。
5.(H)炭化水素系ポリマー及びエステル系ポリマーからなる群から選ばれる少なくとも1種類を含むことを特徴とする上記1〜4のいずれか1項記載の金属加工油剤組成物。
6.(I)炭素数4〜16のアミンからなる群から選ばれる少なくとも1種類を含むことを特徴とする上記1〜5のいずれか1項記載の金属加工油剤組成物。
7.(J)鉱油、炭化水素系合成油及び合成エステルからなる群から選ばれる少なくとも1種類を含むことを特徴とする上記1〜6のいずれか1項記載の金属加工油剤組成物。
8.上記1〜7のいずれか1項記載の金属加工油剤組成物を使用して金属材料を加工する、金属加工方法。
9.上記1〜7のいずれか1項記載の金属加工油剤組成物を冷間圧延油として冷間圧延に用いる、上記8記載の金属加工方法。
10.上記8または9記載の金属加工方法により得られた金属加工品。
本発明は、耐油焼け性が優れた塑性加工、圧延、特に冷間圧延などの金属加工法に用いるのに好適な金属加工油剤組成物であって、(A)ヨウ素価が56〜72及び上昇融点が24℃以下であるパームオレイン油5〜98質量%、(B)コハク酸の炭素数10〜20の炭化水素置換体0.5〜45質量%、(C)コハク酸の炭素数50〜90の炭化水素置換体0.5〜15質量%、及び(D)リン脂質1〜35質量%を含む金属加工油剤組成物において、成分(C)の配合量に対する成分(B)の配合量が1〜3倍であることを特徴とする。
本発明の油剤組成物は、好ましくは、(E)有機ホスホン酸及びそのエステル、有機ホスフィン酸及びそのエステル、リン酸エステル、亜リン酸エステル及び次亜リン酸エステルからなる群から選ばれる少なくとも1種類、(F)フェノール系酸化防止剤及びアミン系酸化防止剤からなる群から選ばれる少なくとも1種類、(G)ノニオン系界面活性剤、(H)炭化水素系ポリマー及びエステル系ポリマーからなる群から選ばれる少なくとも1種類、(I)炭素数4〜16のアミンからなる群から選ばれる少なくとも1種類、及び/又は(J)溶剤として鉱油、炭化水素系合成油及び合成エステルからなる群から選ばれる少なくとも1種類を含む。
〔式(1)中、R1は炭素数1〜22の飽和または不飽和の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、または炭素数3〜18、好ましくは5〜15の脂環式炭化水素基であり、R2及びR3は水素原子、炭素数1〜22の飽和または不飽和の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、または炭素数3〜18、好ましくは5〜15の脂環式炭化水素基である。〕
〔式(2)中、R4は炭素数1〜22の飽和または不飽和の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、または炭素数3〜18、好ましくは5〜15の脂環式炭化水素基であり、R5及びR6は水素原子、炭素数1〜22の飽和または不飽和の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、または炭素数3〜18、好ましくは5〜15の脂環式炭化水素基である。〕
〔式(3)中、R7、R8、R9は水素原子、炭素数1〜22の飽和または不飽和の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、または炭素数3〜18、好ましくは5〜15の脂環式炭化水素基である。ただし、R7、R8、R9が同時に水素原子であることはない。〕
〔式(7)、(8)、(9)中、R20、R22、R23、R24、R25、R27、R28は炭素数1〜22の飽和または不飽和の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、または炭素数3〜18、好ましくは5〜15の脂環式炭化水素基であり、R21は水素原子、炭素数1〜22の飽和または不飽和の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、または炭素数3〜18、好ましくは5〜15の脂環式炭化水素基であり、R26は炭素数1〜24のアルキレン基、炭素数2〜24のアルケニレン基、炭素数6〜24のアリーレン基、炭素数7〜24のアリーレンアルキレン基又は炭素数7〜24のアルキルアリーレン基、炭素数2〜4のアルキレンオキシド基、炭素数3〜18の2価の脂環式炭化水素基である。〕
合成エステル油としては、メチルオレート、2−エチルへキシルステアレート、2−エチルへキシルパルミテート、ブチルステアレート等のモノエステル、ジ−2−エチルヘキシルセバケート、ジ−2−エチルヘキシルアジペート等の二塩基酸エステル、トリメチロールプロパントリオレート、ペンタエリスリトールテトラオレート等の多価アルコールエステルの部分エステル、フルエステル等が挙げられる。潤滑性、新生面への吸着性の点から、エステル油が最も好ましい。エステル油は分子内に極性基を持っており、金属表面に潤滑性の良好な吸着膜を造る。
実施例1−39,比較例1−8
表1〜表9に示す成分を表に記載した質量比率で混合し、油剤組成物を調製した。比較例8は市販の圧延油である。これらの油剤組成物について以下の方法によりその特性を評価した。
1.油剤エマルションの性状測定方法
各油剤のエマルションを下記の試験条件・試験方法により測定した。
油剤組成物を2質量%となるようにイオン交換水で希釈して得られる(50〜55℃、イオン交換水、400ml、プライミクス(株)製T.K.ホモミクサーMARKII 2.5にて8000rpmで3分攪拌)エマルションの粒径(μm)(コールター社製コールターマルチサイザーIIIで測定した値)とESI値(8分静置後の、下層濃度/上層濃度)で評価した。評価は以下の基準に従った。
○:エマルションの粒径10μm未満、かつ、ESI値0.8以上
×:エマルションの粒径10μm以上、又は、ESI値0.8未満
油剤組成物を2質量%となるようにイオン交換水で希釈して得られる(50〜55℃、イオン交換水、鉄超微粉1000ppm添加、400ml、プライミクス(株)製T.K.ホモミクサーMARKII 2.5にて8000rpmで3分攪拌)エマルションの粒径(μm)(コールター社製コールターマルチサイザーIIIで測定した値)とESI値(8分静置後の、下層濃度/上層濃度)で評価した。添加した鉄超微粉は200Å(真空冶金(株)製)のものを使用した。評価は以下の基準に従った。
○:エマルションの粒径10μm未満、かつ、ESI値0.8以上
×:エマルションの粒径10μm以上、又は、ESI値0.8未満
(1)焼付き荷重(N)
曽田式四球耐圧試験機を用い、焼付きの発生する限界荷重(N)で評価した。評価は以下の基準に従った。
○:限界荷重100N以上
×:限界荷重100N未満
高速通板試験機(ロール径=240mmΦ、試験片=SPCC材の圧延直後の材料;幅30mm×厚さ0.8mm、圧延速度=1000m/min、圧下率40%)での摩擦係数で評価した。評価は以下の基準に従った。
○:0.025〜0.045
×:0.025未満又は0.045超
0.025未満ではスリップの危険性が高く、0.045を超えると圧延動力が高くなる。
試験片(SPCC材の圧延直後の材料、厚さ0.8mm材)を低速圧延機(ロール径=150mmΦ、圧延速度15m/min、圧下率20%)で圧延した後、水切り処置を行わないでアルミ箔にて梱包する。その後、圧着板にて圧着し120℃恒温槽に20時間放置して油焼けの発生状態により評価した。評価は以下の基準に従った。
○:油焼け発生なし
△:油焼け少量発生
×:油焼け多量発生
合格(○):全て○か△の場合
不合格(×):1つでも×がある場合
結果を表1〜表8に示す。
(B)コハク酸のC10-20置換体1:炭素数15のアルケニルコハク酸
(B)コハク酸のC10-20置換体2:炭素数12のアルケニルコハク酸無水物
(C)コハク酸のC50-90置換体1:炭素数58(C58)の炭化水素置換のコハク酸
(C)コハク酸のC50-90置換体2:炭素数72(C72)の炭化水素置換のコハク酸
(D)リン脂質:大豆レシチン
(E)次亜リン酸エステル1:1,2−ビス(ジフェノキシホスフィノ)エタン
(E)次亜リン酸エステル2:次亜リン酸ジオクチル
(E)亜リン酸エステル1:亜リン酸ジラウリル
(E)亜リン酸エステル2:テトラフェニルジエチレングリコールジホスファイト
(E)リン酸エステル1:リン酸トリフェニル
(E)リン酸エステル2:リン酸トリブチル
(F)酸化防止剤1:BHT(ブチル化ヒドロキシトルエン)
(F)酸化防止剤2:フェニル−1−ナフチルアミン
(F)酸化防止剤3:オクチルブチルジフェニルアミン
(G)界面活性剤1:ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル
(G)界面活性剤2:硬化ひまし油ポリオキシエチレン付加物
(G)界面活性剤3:ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル
(H)ポリマー1:アルキルメタクリレート系共重合物(分子量;約18万)
(H)ポリマー2:ポリイソブチレン(分子量;約6万)
(I)アミン1:トリブチルアミン
(I)アミン2:ジシクロへキシルアミン
(I)アミン3:ジフェニルアミン
(J)合成エステル1:トリメチロールプロパントリオレート
(J)合成エステル2:ジ−2−エチルへキシルセバケート
(J)鉱油:500ニュートラル油(40℃粘度:約100mm/s)
比較例2は成分(C)を含まないため、摩擦係数が高い。
比較例3は成分(D)を含まないため、乳化安定性が不良であり、焼き付き荷重が低く、摩擦係数が高い。
比較例4は成分(A)〜(D)を含むが、成分(B)/成分(C)の比が4であるため、摩擦係数が高い。
比較例5は成分(A)〜(D)を含むが成分(B)と成分(C)の量が少ないため耐油焼け性が不良である。
比較例6は成分(A)〜(D)及び(F)〜(I)を含むが成分(B)と成分(C)の量が多いため摩擦係数が高い。
比較例7は成分(A)〜(I)を含むが成分(B)と成分(C)の量が多いため摩擦係数が高い。
また市販の植物油脂系圧延油は耐油焼け性が不良である。
Claims (10)
- (A)ヨウ素価が56〜72及び上昇融点が24℃以下であるパームオレイン油5〜98質量%、
(B)コハク酸の炭素数10〜20の炭化水素置換体0.5〜45質量%、
(C)コハク酸の炭素数50〜90の炭化水素置換体0.5〜15質量%、及び
(D)リン脂質1〜35質量%を含む金属加工油剤組成物において、
成分(C)の配合量に対する成分(B)の配合量が1〜3倍であることを特徴とする金属加工油剤組成物。 - (E)有機ホスホン酸及びそのエステル、有機ホスフィン酸及びそのエステル、リン酸エステル、亜リン酸エステル及び次亜リン酸エステルからなる群から選ばれる少なくとも1種類を含むことを特徴とする請求項1記載の金属加工油剤組成物。
- (F)フェノール系酸化防止剤及びアミン系酸化防止剤からなる群から選ばれる少なくとも1種類を含むことを特徴とする請求項1または2記載の金属加工油剤組成物。
- (G)ノニオン系界面活性剤を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の金属加工油剤組成物。
- (H)炭化水素系ポリマー及びエステル系ポリマーからなる群から選ばれる少なくとも1種類を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の金属加工油剤組成物。
- (I)炭素数4〜16のアミンからなる群から選ばれる少なくとも1種類を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載の金属加工油剤組成物。
- (J)鉱油、炭化水素系合成油及び合成エステルからなる群から選ばれる少なくとも1種類を含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項記載の金属加工油剤組成物。
- 請求項1〜7のいずれか1項記載の金属加工油剤組成物を使用して金属材料を加工する、金属加工方法。
- 請求項1〜7のいずれか1項記載の金属加工油剤組成物を冷間圧延油として冷間圧延に用いる、請求項8記載の金属加工方法。
- 請求項8または9記載の金属加工方法により得られた金属加工品。
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