JP5667997B2 - 塑性加工用潤滑油組成物 - Google Patents

Description

本発明は、塑性加工用潤滑油組成物に関する。

アルミニウム、アルミニウムを主成分とする合金（以下、「アルミニウム合金」という。）などのアルミニウム系材料は、比重が小さいことから、軽量化を目的として筐体など様々な用途で使用されている。しかし、塑性加工を行う際には、アルミニウム系材料ならではの問題点がある。例えば、アルミニウム系材料は鉄と比べて融点が低いため、加工後に熱脱脂をしても油剤が除去されにくい。また、アルミニウム系材料はアルカリによって溶解してしまうため、アルカリ脱脂を適用することができない。さらに、加工によって生じたアルミニウム系材料の新生面は非常に凝着しやすい性質を有するため、加工油剤には凝着を防止する性能、および高い冷却性能が求められる。

アルミニウムの塑性加工に用いられる油剤は不水溶性と水溶性に大別できる。飲料缶等の円筒型の缶としては古くからＤＩ缶が用いられており、その加工には水溶性の油剤が使用されてきた。これら水溶性の油剤は通常水で１０〜５０倍に希釈されて使用される。ＤＩ缶の加工工程の中でもしごき成形工程はもっとも厳しい加工条件となり、冷却性のほかに加工後の油剤除去性が重視され、油剤を水で希釈するタイプの水溶性油剤が用いられる（例えば、特許文献１，２を参照）。

一方、飲料缶以外の分野でも、軽量化を図るためにアルミニウム系材料製の角型（角筒型）の筐体が用いられている。このような筐体の中には、ＤＩ缶と同様に絞り・しごき加工により製造されるものもある。

特開平１０-８５８７２号公報 特開２００５-２２０１７０号公報

角型の筐体を円筒のＤＩ缶と同じように製造する場合、水で希釈して使用するタイプの一般的なＤＩ缶加工油剤（すなわち水溶性の油剤）では、潤滑性が不十分となり良好な加工ができない。その原因は、円筒のＤＩ缶の場合と比較して、筐体の角部で潤滑条件が厳しくなっているためであると推測される。

そこで、潤滑性を考慮して高粘度の不水溶性の加工油剤を使用することが考えられる。しかし、この方法では、加工性は良好となるものの油剤の除去が困難となり、十分な生産速度が得られなくなる。

また、潤滑性能を向上させるために、極圧剤や油性剤などの添加剤を水溶性の油剤に高濃度で添加することが考えられる。しかしこの方法では、油剤の安定性が不足し、長期の保管や使用に耐えられなくなる場合もある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、アルミニウムやアルミニウム合金の角型の製品の塑性加工において、厳しい加工条件下でも良好な加工性を得ることができ、塑性加工後に容易に油剤を除去することができ、安定性に優れる塑性加工用潤滑油組成物を提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するために、鉱油および合成油から選ばれる少なくとも１種の基油と、組成物全量基準で、炭素数８〜２４の脂肪族一価アルコール５〜３０質量％と、下記一般式（１）で示され、ＨＬＢ値が９〜１４であるポリオキシアルキレンアルキルエーテル１〜３０質量％と、を含有し、脂肪族一価アルコールが、炭素数８〜２４の飽和脂肪族一価アルコールと、炭素数８〜２４の不飽和脂肪族一価アルコールと、を含有し、該不飽和脂肪族一価アルコールの含有量が脂肪族一価アルコール全量基準で４０〜９９質量％であり、水で希釈せずにアルミニウムまたはアルミニウム合金の塑性加工に用いられる、塑性加工用潤滑油組成物を提供する。
Ｒ^１−Ｏ−（Ｒ^２−Ｏ）_n−Ｒ^３ （１）
［式（１）中、Ｒ^１は炭素数１〜３０のアルキル基または水素原子を示し、Ｒ^２は炭素数２〜４のアルキレン基を示し、Ｒ^３は炭素数１〜３０のアルキル基を示し、ｎは２〜２０の整数を示す。］

また、本発明は、鉱油および合成油から選ばれる少なくとも１種の基油と、組成物全量基準で、炭素数８〜２４の脂肪族一価アルコール５〜３０質量％と、下記一般式（１）で示され、ＨＬＢ値が９〜１４であるポリオキシアルキレンアルキルエーテル１〜３０質量％と、を含有し、脂肪族一価アルコールが、炭素数８〜２４の分岐鎖型飽和脂肪族一価アルコールと、炭素数８〜２４の直鎖状不飽和脂肪族一価アルコールと、を含有し、水で希釈せずにアルミニウムまたはアルミニウム合金の塑性加工に用いられる、塑性加工用潤滑油組成物を提供する。
Ｒ ^１ −Ｏ−（Ｒ ^２ −Ｏ） _n −Ｒ ^３ （１）
[式（１）中、Ｒ ^１ は炭素数１〜３０のアルキル基または水素原子を示し、Ｒ ^２ は炭素数２〜４のアルキレン基を示し、Ｒ ^３ は炭素数１〜３０のアルキル基を示し、ｎは２〜２０の整数を示す。]

上記の脂肪族一価アルコールは、炭素数８〜２４の飽和脂肪族一価アルコールと、炭素数８〜２４の不飽和脂肪族一価アルコールと、を含有することが好ましく、該不飽和脂肪族一価アルコールの含有量は脂肪族一価アルコール全量基準で４０〜９９質量％であることが好ましい。

本発明によれば、アルミニウムやアルミニウム合金の角型の製品の塑性加工において、厳しい加工条件下でも良好な加工性を得ることができ、塑性加工後に容易に油剤を除去することができ、安定性に優れる塑性加工用潤滑油組成物を提供することが可能となる。

実施例でおこなった平板摺動試験の概略を示す説明図である。

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

本実施形態に係る塑性加工用潤滑油組成物は、鉱油および合成油から選ばれる少なくとも１種の基油と、組成物全量基準で、炭素数８〜２４の脂肪族一価アルコール５〜３０質量％と、下記一般式（１）で示され、ＨＬＢ値が９〜１４のポリオキシアルキレンアルキルエーテル１〜３０質量％と、を含有する。当該潤滑油組成物は、水で希釈せずにアルミニウムまたはアルミニウム合金の塑性加工に用いられる。
Ｒ^１−Ｏ−（Ｒ^２−Ｏ）_n−Ｒ^３ （１）
[式（１）中、Ｒ^１は炭素数１〜３０のアルキル基または水素原子を示し、Ｒ^２は炭素数２〜４のアルキレン基を示し、Ｒ^３は炭素数１〜３０のアルキル基を示し、ｎは２〜２０の整数を示す。]

本実施形態においては、塑性加工用潤滑油組成物の基油として、鉱油および合成油から選ばれる少なくとも１種が用いられる。鉱油としては、例えば、原油を常圧蒸留および減圧蒸留して得られた潤滑油留分を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化精製、硫酸洗浄、白土処理等の精製処理を適宜組み合わせて精製したパラフィン系、ナフテン系などの油が使用できる。特に、多環芳香族炭化水素（ＰＣＡ）含量がＤＭＳＯ抽出物として３質量％未満の、パラフィン系鉱油およびナフテン系鉱油を用いるのが好ましい。

また、合成油としては、例えば、ポリαーオレフィン（ポリブテン、１−オクテンオリゴマー、１−デセンオリゴマーなど）、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、エステル、ポリオキシアルキレングリコール、ポリフェニルエーテルなどが使用できる。本発明において、基油の動粘度には何ら制限はないが、通常４０℃における動粘度が６〜１０００ｍｍ² ／ｓ、好ましくは１０〜５００ｍｍ² ／ｓのものが用いられる。また、当然のことながらこれらの鉱油および合成油は単独でも、また２種以上組み合わせて使用してもよい。

また、本実施形態に係る塑性加工用潤滑油組成物は、炭素数８〜２４の脂肪族一価アルコール（以下、「（Ａ）成分」ともいう。）を含有する。脂肪族一価アルコールの炭素数は、加工性がより優れる点から、８以上であり、１０以上が好ましく、１２以上が最も好ましい。また、油剤除去性の点から、炭素数は２４以下であり、２２以下がより好ましく、２０以下が最も好ましい。

上記の脂肪族一価アルコールは、直鎖状でも分枝状でもよく、また飽和でも不飽和でもよいが、不飽和一価アルコールを含有することがより好ましく、飽和アルコールと不飽和アルコールを併用することがさらに好ましい。また、飽和アルコールであれば分岐鎖を有することが好ましく、不飽和アルコールであれば直鎖であることが好ましい。すなわち、分岐鎖状飽和アルコールと直鎖状不飽和アルコールとを併用することが最も好ましい。

また、加工性および安定性の観点から、不飽和アルコールの含有量は（Ａ）成分全量基準で、４０質量％以上が好ましく、６０質量％以上がより好ましく、８０質量％以上が最も好ましい。不飽和アルコールの含有量の上限には制限はないが、加工性の観点から、９９質量％以下が好ましく、９５質量％以下がより好ましく、９０％以下が最も好ましい。

（Ａ）成分の含有量は、潤滑油組成物全量基準として加工性の点から、５質量％以上であり、７質量％以上がより好ましく、１０質量％以上が最も好ましい。また、（Ａ）成分の含有量は、洗浄性の観点から、３０質量％以下であり、２８質量％以下がより好ましく、２０質量％以下が最も好ましい。

また、本実施形態に係る塑性加工用潤滑油組成物は、上記一般式（１）で示され、ＨＬＢ値が９〜１４であるポリオキシアルキレンアルキルエーテル（以下（Ｂ）成分という）を含有する。このポリオキシアルキレンアルキルエーテルは界面活性剤としての機能を有する。

式（１）中、Ｒ^１は炭素数１〜３０のアルキル基または水素原子を示し、Ｒ^３は炭素数１〜３０のアルキル基を示す。Ｒ^１が水素原子の場合、Ｒ^３で示されるアルキル基の炭素数は、好ましくは炭素数４〜１８であり、さらに好ましくは炭素数６〜１６であり、特に好ましくは６〜１０である。また、Ｒ^１、Ｒ^３が共にアルキル基の場合、それらの炭素数は、好ましくは炭素数４〜１８であり、さらに好ましくは炭素数６〜１６であり、特に好ましくは１０〜１６である。当該炭素数が上記の上限値を超えると洗浄性が不十分となる傾向にあり、また、上記の下限値未満であると潤滑油組成物の安定性が不十分となる傾向にある。

式（１）中、Ｒ^２は炭素数２〜４のアルキレン基を示し、なかでもエチレン基およびプロピレン基が好ましく、エチレン基が最も好ましい。なお、同一分子中にＲ^２としてエチレン基およびプロピレン基が存在することは、式（１）中の−（Ｒ^２−Ｏ）_ｎ−がオキシエチレン・オキシプロピレン共重合鎖であることを意味する。この場合、オキシエチレン・オキシプロピレン共重合鎖はブロック共重合鎖、ランダム共重合鎖のいずれであってもよい。Ｒ^２の炭素数が１であると、潤滑油組成物の安定性が不十分となり、また、４を超えるとＨＬＢ値が小さくなり、洗浄性が不十分となる。

式（１）中、ｎは２〜２０の整数を示し、３〜１６が好ましく、４〜１２がより好ましい。ｎが１であると、潤滑油組成物の安定性が不十分となり、また、２０を超えると洗浄性が不十分となる。

（Ｂ）成分はモノアルキルエーテル（式（１）中のＲ^１が水素原子である化合物）でもジアルキルエーテル（式（１）中のＲ^１が炭素数１〜３０のアルキル基である化合物）のいずれでも良いが、洗浄性の観点からモノアルキルエーテルがより好ましい。

（Ｂ）成分のＨＬＢ（Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｅ−Ｌｉｐｏｐｈｉｌｅ Ｂａｌａｎｃｅ）値は、９〜１４であり、１１〜１３が好ましい。ＨＬＢ値が９未満であると、油剤の洗浄性が悪くなり、またＨＬＢ値が１４を超えると、油剤の安定性が悪くなり、また、加工性も低下し好ましくない。（Ｂ）成分のＨＬＢ値は、重合するアルキレンオキサイドのモル数や末端アルキル基の長さ等を適宜に変えることで調整することができる。ここで、ＨＬＢ値とは、グリフィン法で算出した値をいう。

（Ｂ）成分としては、具体的には、ポリオキシエチレンモノアルキルエーテル、ポリオキシエチレンジアルキルエーテル、ポリオキシプロピレンモノアルキルエーテルおよびポリオキシプロピレンジアルキルエーテル、ポリオキシエチレン・オキシプロピレンモノアルキルエーテル、ポリオキシエチレン・オキシプロピレンジアルキルエーテルが挙げられ、中でも、ポリオキシエチレンモノアルキルエーテルおよびポリオキシエチレンジアルキルエーテルが好ましく、ポリオキシエチレンモノアルキルエーテルが最も好ましい。

（Ｂ）成分の含有量は、潤滑油組成物全量基準として、１〜３０質量％であり、好ましくは３〜２０質量％、より好ましくは５〜１５質量％である。（Ｂ）成分の含有量が組成物全量基準で１質量％未満の場合は洗浄性向上の効果が現れず、また、加工性も不十分なものとなる。一方、含有量が組成物全量基準で３０質量％を超える場合は、得られる洗浄性向上の効果がコスト的に添加量に見合わないものとなる。

本実施形態に係る塑性加工用潤滑油組成物は、加工性を更に向上させるために、上記（Ａ）、（Ｂ）成分以外の含酸素化合物（以下、「（Ｃ）成分」ともいう。）をさらに含有させることができる。（Ｃ）成分としては、以下の（Ｃ１）〜（Ｃ８）成分から選ばれる少なくとも１種の含酸素化合物を挙げることができる。
（Ｃ１）数平均分子量が１００以上１０００以下である水酸基を３〜６個有する多価アルコールのアルキレンオキシド付加物
（Ｃ２）上記（Ｃ１）成分のヒドロカルビルエーテルまたはヒドロカルビルエステル
（Ｃ３）数平均分子量が１００以上１０００以下のポリアルキレングリコール
（Ｃ４）上記（Ｃ３）成分のヒドロカルビルエステル
（Ｃ５）炭素数２〜２０の２価アルコール
（Ｃ６）上記（Ｃ５）成分のヒドロカルビルエーテルまたはヒドロカルビルエステル
（Ｃ７）炭素数３〜２０の３価アルコール
（Ｃ８）上記（Ｃ７）成分のヒドロカルビルエーテルまたはヒドロカルビルエステル

（Ｃ１）成分の水酸基を３〜６個有する多価アルコールとしては、以下の多価アルコールに加え、糖類も使用可能である。
上記多価アルコールとしては、例えば、グリセリン；グリセリンの２〜４量体、トリメチロールアルカンおよびこれらの２〜４量体；ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、１，２，４−ブタントリオール、１，３，５−ペンタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，３，４−ブタンテトロール、ソルビトール、ソルビタン、ソルビトールグリセリン縮合物、アドニトール、アラビトール、キシリトール、マンニトール、イジリトール、タリトール、ズルシトール、アリトールが挙げられる。
上記糖類としては、例えば、キシロース、アラビノース、リボース、ラムノース、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース、ソルボース、セロビオース、マントース、イソマルトース、トレハロース、シュクロースが挙げられる。これらの中では、加工性に優れる点から、グリセリン、トリメチロールアルカン、ソルビトールが好ましい。

（Ｃ１）成分を構成するアルキレンオキシドとしては、炭素数２〜６、好ましくは炭素数２〜４のアルキレンオキシドが用いられる。炭素数２〜６のアルキレンオキシドとしては、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、１，２−エポキシブタン（α−ブチレンオキシド）、２，３−エポキシブタン（β−ブチレンオキシド）、１，２−エポキシ−１−メチルプロパン、１，２−エポキシヘプタン、１，２−エポキシヘキサンが挙げられる。これらの中では、加工性に優れる点から、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシドが好ましく、エチレンオキシド、プロピレンオキシドがより好ましい。

（Ｃ１）成分の数平均分子量（Ｍｎ）は、通常１００以上１０００以下であり、好ましくは１００以上８００以下である。Ｍｎが１００未満の場合には、基油に対する溶解性が低下するおそれがある。一方、Ｍｎが１０００より大きい場合には、油剤除去工程において加工後の被加工材の表面に油剤が残存するおそれがある。なお、本発明におけるＭｎは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）による標準ポリスチレン換算の数平均分子量をいう。

（Ｃ２）成分としては、（Ｃ１）成分のアルキレンオキシド付加物の末端水酸基の一部または全てを、ヒドロカルビルエーテル化またはヒドロカルビルエステル化させたものが使用できる。ここで、（Ｃ２）成分のヒドロカルビルエーテルにおいてヒドロカルビル基とは、炭素数１〜２４のアルキル基、炭素数２〜２４のアルケニル基、炭素数５〜７のシクロアルキル基、炭素数６〜１１のアルキルシクロアルキル基、炭素数６〜１０のアリール基、炭素数７〜１８のアルキルアリール基、炭素数７〜１８のアリールアルキル基等の炭化水素基を表す。

これらの中では、加工性に優れる点から、炭素数２〜１８の直鎖または分枝のアルキル基、炭素数２〜１８の直鎖または分枝のアルケニル基が好ましく、炭素数３〜１２の直鎖または分枝のアルキル基、オレイル基（オレイルアルコールから水酸基を除いた残基）がより好ましい。

（Ｃ２）成分のエステル化に用いる酸としては、通常、カルボン酸が挙げられる。このカルボン酸としては、一塩基酸でも多塩基酸でもよいが、通常、一塩基酸が用いられる。一塩基酸としては、炭素数６〜２４の脂肪酸が挙げられ、直鎖状のものでも分枝状のものでもよい。また、一塩基酸としては、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸またはこれらの混合物であってもよい。

これらの中では、特に炭素数８〜２０の飽和脂肪酸、炭素数８〜２０の不飽和脂肪酸およびこれらの混合物が好ましい。なお、（Ｃ２）成分としては、これら化合物を単独でまたは２種以上の混合物として用いてもよい。

（Ｃ３）成分は、通常Ｍｎが１００以上１０００以下のポリアルキレングリコールであり、炭素数２〜６、好ましくは２〜４のアルキレンオキシドを単独重合または共重合したものが用いられる。炭素数２〜６のアルキレンオキシドとしては、（Ｃ１）成分の説明において列挙したアルキレンオキシドが挙げられる。これらの中では、加工性に優れる点から、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシドが好ましく、エチレンオキシド、プロピレンオキシドがより好ましい。

なお、ポリアルキレングリコールの重合時に２種以上のアルキレンオキシドを用いた場合には、オキシアルキレン基の重合形式に特に制限はなく、ランダム共重合していても、ブロック共重合していてもよい。

（Ｃ３）成分としては、通常Ｍｎが１００以上１０００以下、好ましくは１２０以上７００以下のポリアルキレングリコールが用いられる。Ｍｎが１００未満の場合は、鉱油への溶解性が低下するおそれがある。一方、Ｍｎが１０００より大きい場合は、油剤除去工程において加工後の被加工材の表面に油剤が残存するおそれがある。

（Ｃ３）成分としては、その製造時におけるアルキレンオキシドを重合させる際にＭｎが１００以上１０００以下となるように反応させたものを用いてもよい。また、任意の方法で得られるポリアルキレングリコール混合物や市販されているポリアルキレングリコール混合物を、蒸留やクロマトグラフィーによってＭｎが１００以上１０００以下となるように分離したものを用いてもよい。なお、（Ｃ３）成分としては、これらの化合物を単独でまたは２種以上の混合物として用いてもよい。

（Ｃ４）成分としては、Ｍｎが１００以上１０００以下、好ましくは１２０以上７００以下のポリアルキレングリコールを、ヒドロカルビルエステル化させたものが用いられる。（Ｃ４）成分としては、（Ｃ３）成分のポリアルキレングリコールの末端水酸基の一部または全てをヒドロカルビルエステル化させたものを使用できる。

（Ｃ４）成分のエステル化に用いる酸としては、通常カルボン酸が挙げられる。このカルボン酸としては、一塩基酸でも多塩基酸でもよいが、通常、一塩基酸が用いられる。具体的には、上記（Ｃ２）成分の説明において列挙したものが挙げられる。なお、（Ｃ４）成分としては、これら化合物を単独でまたは２種以上の混合物として用いてもよい。

（Ｃ５）成分は、炭素数２〜２０、好ましくは炭素数３〜１８の２価アルコールである。ここでいう２価アルコールとは、分子中にエーテル結合を有しないものをいう。

これらの中では、加工性に優れる点から、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキサンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、２−エチル−２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，７−ヘプタンジオール、１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、１，１０−デカンジオール、１，１１−ウンデカンジオール、１，１２−ドデカンジオールが好ましく挙げられる。なお、（Ｃ５）成分としては、これらの化合物を単独でまたは２種以上の混合物として用いてもよい。

（Ｃ６）成分としては、（Ｃ５）成分の２価アルコールの末端水酸基の一部または全てを、ヒドロカルビルエーテル化またはヒドロカルビルエステル化させたものが用いられる。
（Ｃ６）成分のヒドロカルビルエーテルにおいて、ヒドロカルビル基とは、炭素数１〜２４の炭化水素基を表し、具体的には、（Ｃ２）成分の説明において列挙した各基が挙げられる。これらの中では、加工性に優れる点から、炭素数２〜１８の直鎖または分枝のアルキル基、炭素数２〜１８の直鎖または分枝のアルケニル基が好ましく、炭素数３〜１２の直鎖または分枝のアルキル基、オレイル基（オレイルアルコールから水酸基を除いた残基）が更に好ましい。

（Ｃ６）成分において、エステル化に用いる酸としては、通常、カルボン酸が挙げられる。このカルボン酸としては、一塩基酸でも多塩基酸でもよいが、通常一塩基酸が用いられる。具体的には、上記（Ｃ２）成分の説明において列挙したものが挙げられる。
（Ｃ６）成分のエステルは、部分エステルでも完全エステルのいずれでもよいが、加工性に優れる点から、部分エステルであることが好ましい。なお、（Ｃ６）成分としては、これら化合物を単独でまたは２種以上の混合物として用いてもよい。

（Ｃ７）成分は、炭素数３〜２０、好ましくは炭素数３〜１８の３価アルコールである。ここでいう３価アルコールとは、分子中にエーテル結合を有しないものをいう。
これらの中では、加工性に優れる点から、１，２，１２−ドデカントリオール、１，２，１３−トリデカントリオール、１，２，１４−テトラデカントリオール、１，２，１５−ペンタデカントリオール、１，２，１６−ヘキサデカントリオール、１，２，１７−ヘプタデカントリオール、１，２，１８−オクタデカントリオールが好ましい。なお、（Ｃ７）成分としては、これら化合物を単独でまたは２種以上の混合物として用いてもよい。

（Ｃ８）成分としては、（Ｃ７）成分の３価アルコールの末端水酸基の一部または全てを、ヒドロカルビルエーテル化またはヒドロカルビルエステル化させたものが用いられる。
（Ｃ８）成分のヒドロカルビルエーテルにおいて、ヒドロカルビル基とは、炭素数１〜２４の炭化水素基を表し、具体的には、（Ｃ２）成分の説明において列挙した各基が挙げられる。これらの中では、加工性に優れる点から、炭素数２〜１８の直鎖または分枝のアルキル基、炭素数２〜１８の直鎖または分枝のアルケニル基が好ましく、炭素数３〜１２の直鎖または分枝のアルキル基、オレイル基（オレイルアルコールから水酸基を除いた残基）がより好ましく挙げられる。

（Ｃ８）成分において、エステル化に用いる酸としては、通常、カルボン酸が挙げられる。このカルボン酸としては、一塩基酸でも多塩基酸でもよいが、通常一塩基酸が用いられる。具体的には、上記（Ｃ２）成分において列挙したものが挙げられる。
（Ｃ８）成分のエステルは、部分エステルでも完全エステルのいずれでもよいが、加工性に優れる点から、部分エステルであることが好ましい。

上記（Ｃ１）〜（Ｃ８）成分は、これらの中から選ばれる１種の含酸素化合物を単独で用いてもよいし、異なる構造を有する２種以上の含酸素化合物の混合物を用いてもよい。上記（Ｃ１）〜（Ｃ８）成分の中では、加工性に優れる点から、（Ｃ３）成分、（Ｃ４）成分、（Ｃ５）成分および（Ｃ８）成分の少なくとも１種の使用が好ましく、（Ｃ３）成分、（Ｃ４）成分および（Ｃ８）成分の少なくとも１種の使用がより好ましく、（Ｃ３）成分および（Ｃ８）成分の少なくとも１種の使用がさらに好ましく、（Ｃ３）成分の使用が最も好ましい。

本実施形態に係る塑性加工用潤滑油組成物において、（Ｃ）成分を含有させる場合の含有割合は、組成物全量基準で通常０．００５〜１０．０質量％である。すなわち、含酸素化合物の含有割合は０．００５質量％以上であり、好ましくは０．０５質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上、最も好ましくは０．３質量以上である。一方、含酸素化合物の含有割合は１０質量％以下であり、好ましくは５．０質量％以下、より好ましくは２．０質量％以下、最も好ましくは１．０質量％以下である。含酸素化合物の含有割合が少なすぎると加工性の更なる向上効果が不十分となることがあり、含有割合を多くしても見合う効果が得られないことがある。

本実施形態に係る塑性加工用潤滑油組成物は、その優れた効果をより一層向上させるため、必要に応じて極圧剤、油性剤、酸化防止剤、さび止め剤、腐食防止剤、消泡剤等の添加剤をさらに含有することができる。これらの添加剤は、１種を単独で用いてもよく、あるいは２種以上を組み合わせて用いてもよい。

極圧剤としては、硫化エステル、硫化油脂、ポリサルファイドなどの硫黄系化合物、亜鉛ジチオフォスフェート、リン系化合物が挙げられ、リン系化合物を用いることがより好ましい。具体的には、リン酸エステル、酸性リン酸エステル、酸性リン酸エステルのアミン塩、塩素化リン酸エステル、亜リン酸エステルおよびフォスフォロチオネート等が挙げられる。これらのリン化合物は、リン酸、亜リン酸またはチオリン酸とアルカノール、ポリエーテル型アルコールとのエステルあるいはその誘導体が挙げられる。

極圧剤の含有量は加工性の観点から組成物全量基準で０．１質量％以上が好ましく、０．５質量％以上がより好ましく、１質量％以上が最も好ましい。また、油剤除去性の観点から組成物全量基準で１０質量％以下が好ましく、８質量％以下がより好ましく、６質量％以下が最も好ましい。

上記リン化合物の中でも、より高い加工性が得られることから、リン酸エステル、酸性リン酸エステル、および酸性リン酸エステルのアミン塩が好ましく、中でもリン酸エステルがより好ましい。

リン酸エステルとしては、具体的には例えば、トリブチルホスフェート、トリペンチルホスフェート、トリヘキシルホスフェート、トリヘプチルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリノニルホスフェート、トリデシルホスフェート、トリウンデシルホスフェート、トリドデシルホスフェート、トリトリデシルホスフェート、トリテトラデシルホスフェート、トリペンタデシルホスフェート、トリヘキサデシルホスフェート、トリヘプタデシルホスフェート、トリオクタデシルホスフェート、トリオレイルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェート、トリス（イソプロピルフェニル）ホスフェート、トリス（t-ブチルフェニル）ホスフェート等が挙げられる。

中でも、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェートおよびキシレニルジフェニルホスフェートが好ましく、トリクレジルホスフェートおよびクレジルジフェニルホスフェートがより好ましい。

油性剤としては、例えば、エステル、カルボン酸およびオレフィンから選ばれる少なくとも１種の油性剤を使用することが好ましい。なお、油性剤としては、通常潤滑油の油性剤として用いられているものも含まれる。

エステルは、アルコールとカルボン酸とを反応させることにより得られる。アルコールとしては、一価アルコールでも多価アルコールでもよい。また、カルボン酸としては、一塩基酸でも多塩基酸でもよいが一塩基酸が好ましい。エステルの合計炭素数は加工性の観点から９以上が好ましく、１１以上がより好ましく、１３以上が最も好ましい。また、油剤除去の観点から３５以下が好ましく、３０以下がより好ましく、２５以下が最も好ましい。

エステルの含有量は、加工性向上の観点から、組成物全量基準で０．１質量％以上が好ましく、０．３質量％以上がより好ましく、０．５質量％以上が最も好ましい。また、油剤の除去性の観点から１０質量％以下が好ましく、８質量％以下がより好ましく、６質量％以下が最も好ましい。

カルボン酸は、一塩基酸でも多塩基酸でもよいが、加工性により優れる点から一塩基酸が好ましい。また、加工性に優れる点から、カルボン酸の合計炭素数は６以上が好ましく、８以上がより好ましく、１０以上が最も好ましい。また、油剤除去性の点から、カルボン酸の合計炭素数は２２以下が好ましく、２０以下がより好ましく、１８以下が最も好ましい。また、飽和でも不飽和でもよいが中でも炭素数が１０〜２０の不飽和脂肪酸が好ましい。

カルボン酸の含有量は加工性向上の観点から組成物全量基準で０．０５質量％以上が好ましく、０．１質量％以上がより好ましく、０．３質量％以上が最も好ましい。
また、油剤の除去性の観点から５質量％以下が好ましく、４質量％以下がより好ましく、２質量％以下が最も好ましい。

オレフィンとしては二重結合を分子内に１個有し、炭素数が１２以上、３０以下の直鎖のもの、すなわちｎ-α-オレフィンが好ましい。

オレフィンの含有量は、加工性の観点から、潤滑油組成物全量基準で、１質量％以上が好ましく、２質量％以上がより好ましく、３質量％以上が最も好ましい。また、油剤の除去性の観点から、７０質量％以下が好ましく、６０質量％以下がより好ましく、５０質量％以下が最も好ましい。

酸化防止剤としては、２，６−ジターシャリーブチル−ｐ−クレゾール（ＤＢＰＣ）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および有機金属化合物が挙げられる。さび止め剤としては、オレイン酸等の脂肪酸の塩、ジノニルナフタレンスルホネート等のスルホン酸塩、ソルビタンモノオレエート等の多価アルコールの部分エステル、アミンおよびその誘導体、リン酸エステルおよびその誘導体が挙げられる。腐食防止剤としては、ベンゾトリアゾールおよびその誘導体等が挙げられる。消泡剤としては、シリコーン系のものが挙げられる。
上記添加剤の合計含有量は、組成物全量基準で、好ましくは２０質量％以下、より好ましくは１０質量％以下である。

本実施形態に係る塑性加工用滑油組成物の動粘度は特に制限されないが、４０℃における動粘度は、好ましくは２０〜３００ｍｍ^２／ｓ、より好ましくは４０〜２５０ｍｍ^２／ｓ、更に好ましくは５０〜２００ｍｍ^２／ｓ、もっとも好ましくは６０〜１５０ｍｍ^２／ｓである。当該動粘度が２０ｍｍ^２／ｓ未満であると、潤滑性が低下する傾向にある。一方、当該動粘度が３００ｍｍ^２／ｓを超えるような高粘度である場合には、加工後の油剤の洗浄性が低下することがある。

本実施形態に係る塑性加工用潤滑油組成物は、実質的に水を含有するものではなく、金属加工時においては自然に吸湿した水分以外の水は含有させず、意図して水で希釈することなく使用される。当該潤滑油組成物は、自然に吸湿した水分量を含有し得るが、その水分量は加工性の観点から組成物全量基準で３質量％以下であることが好ましい。

本実施形態に係る塑性加工用潤滑油組成物は、アルミニウムおよびアルミニウム合金の塑性加工において良好な潤滑性と塑性加工後の良好な洗浄性を発揮するものである。特に、しごき成形を含んだ角筒成形などの塑性加工を施す際に、良好な潤滑性と塑性加工後の良好な洗浄性を発揮し、安定性に優れた塑性加工用潤滑油組成物として利用することができる。なお、本実施形態に係る塑性加工用潤滑油組成物は、ＪＩＳ Ｈ４０００「アルミニウムおよびアルミニウム合金の板および条」で規定される１０００番台、３０００番台、５０００番台のアルミニウム材料で特に好適に使用できる。

以下、実施例および比較例に基づき本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。

［実施例１〜８、参考例１〜１８、比較例１〜１３］
実施例１〜８、参考例１〜１８、および比較例１〜１３においては、それぞれ以下に示す基油および添加剤を用いて、表１〜６に示す組成を有する潤滑油組成物を調製した。

（基油）
基油１：高度精製鉱油（４０℃における動粘度：１７２ｍｍ^２／ｓ）
基油２：ポリイソブチレン（４０℃における動粘度：１７８ｍｍ^２／ｓ）

（添加剤）
（Ａ）成分：
Ａ１：炭素数１８の直鎖状不飽和アルコール（オレイルアルコール）
Ａ２：炭素数１２の分岐状飽和アルコール（イソドデシルアルコール）
Ａ３：炭素数１６の分岐状不飽和アルコール（イソヘキサデセニルアルコール）
Ａ４：炭素数１８の直鎖状飽和アルコール（ステアリルアルコール）
Ａ５：炭素数６の直鎖状飽和アルコール（ヘキシルアルコール）
Ａ６：炭素数２６の分岐状不飽和アルコール
（Ｂ）成分：
Ｂ１：ポリオキシエチレンモノアルキルエーテル（ＨＬＢ値：１０、エチレンオキサイド付加モル数の平均値：５、末端アルキル基の平均炭素数：１４．５）
Ｂ２：ポリオキシエチレンモノアルキルエーテル（ＨＬＢ値：１２．６、エチレンオキサイド付加モル数の平均値：８．５、末端アルキル基の平均炭素数：１４．５）
Ｂ３：ポリオキシエチレンジアルキルエーテル（ＨＬＢ値：１２．９、エチレンオキサイド付加モル数の平均値：１０、２個の末端アルキル基それぞれの平均炭素数：８）
Ｂ４：ポリオキシエチレンモノアルキルエーテル（ＨＬＢ値：１４．５、エチレンオキサイド付加モル数の平均値：１２、末端アルキル基の平均炭素数：１３）
含酸素化合物：
Ｃ１：ポリアルキレングリコール
Ｃ２：グリセリンと不飽和脂肪酸の部分エステル
その他の添加剤：
Ｄ１：トリクレジルホスフェート
Ｄ２：ステアリン酸ブチル
Ｄ３：オレイン酸
Ｄ４：ベンゾトリアゾール
Ｄ５：２，６−ジターシャリーブチル−ｐ−クレゾール
Ｄ６：１−ヘキサデセンと１−オクタデセンの１：１混合物

次に、実施例１〜８、参考例１〜１８、および比較例１〜１３の潤滑油組成物について以下の試験を行った。

（加工性評価試験）
アルミニウムの角筒成型時に問題となる凝着の度合いを評価するため、アルミニウムの平板摺動試験を実施した。
図１は、平板摺動試験の概略を示す説明図である。図１中、試験片１はアルミニウム合金製であり、潤滑油組成物に浸漬塗布してから試験に供した。この試験片１を１対の平板ブロック２ａ、２ｂで挟持し、さらに平板ブロッ２ａの上面側から（図１中の矢印Ａ）所定の荷重（以下、「締付け荷重」という。）を加えて水平方向（図１中の矢印Ｂ）に引き抜いた。この操作を潤滑油組成物ごとに３０回連続で行った。なお、３０個の試験片１について上記の操作を行い、後述する加工性の評価が完了するまで、平板ブロック２ａ、２ｂの研磨や洗浄は行わななかった。試験条件の詳細は以下のとおりである。
試験片１：アルミニウム合金（ＪＩＳ Ｈ４０００に規定するＡ−３００５材）、厚さ１．０ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ５００ｍｍ
平板ブロック２ａ、２ｂ：ＳＫＤ−１１、４５０ｍｍ（幅）×２５０ｍｍ（長さ）×４００ｍｍ（厚さ）、試験片１との接触面積：１０ｍｍ×２５０ｍｍ
締付け荷重：１５ｋＮ
引き抜き速度： ３００ｍｍ/ｍｉｎ
浸漬塗布時の潤滑油組成物の温度：４０℃±３℃
試験中の試験片１の温度：２５℃±３℃
平板ブロックの温度：２５℃±３℃
潤滑油組成物１種あたりの試験片１の枚数：３０枚
加工性は、試験後の３０個の試験片１及び平板ブロック２ａ、２ｂの摺動面を目視で観察し、以下の基準にしたがって評価した。得られた結果を表１〜６に示す。
Ａ：アルミニウム材料の凝着が認められず、且つ３０枚目のアルミニウム材料の表面にも傷などが生じていない
Ｂ：平板ブロックの摺動面にアルミニウム材料の凝着が若干生じたものの、３０枚目のアルミニウム材には傷が発生していない
Ｃ：平板ブロックの摺動面にアルミニウム材料の凝着が生じ、且つアルミニウム材料にも傷が認められたが、３０枚引き抜くことができた
Ｄ：試験が３０枚目に達せず、途中で材料が破断した
さらに、Ａと評価されたものについては、試験片１の枚数の上限を５０枚として、上記の平板摺動試験をおこなった。表中の括弧書きの数値は、平板ブロック２ａ、２ｂにおける凝着、または試験片１の摺動面における傷が発生するまでの枚数を示す。

（安定性評価試験）
潤滑油組成物を１００ｍｌの栓付ガラス容器に採取し、４０℃で２４０時間静置した。その後、潤滑油組成物の分離および沈殿の状態を観察し、以下の基準にしたがって安定性を評価した。得られた結果を表１〜６に示す。
Ａ：分離、沈殿、濁り、曇りのいずれもない
Ｂ：分離および沈殿はないが、濁りまたは曇りがある
Ｃ：分離および／または沈殿がある

（洗浄性評価試験）
６０ｍｍ×８０ｍｍ×２.０ｍｍのアルミニウム板（ＪＩＳ Ｈ４０００に規定する５１８２材）を潤滑油組成物に１０分間浸漬した後引き上げて、１時間吊り下げることで油切りした。その後、２５℃の水道水を入れた１０Ｌのステンレス製ビーカ中に、油切りしたアルミニウム板を浸漬し、撹拌モータで４００ｒｐｍ、５分間撹拌した。試験後、アルミニウム板をビーカから取り出して、水はじきの状態を目視で観察することで洗浄性能を評価した。評価法はＪＩＳＫ２２４６「さび止め油」に規定する「 さび発生度測定方法」に準拠し、試験片表面を１００マスに分割し、以下の基準で評価した。得られた結果を表１〜６に示す。
Ａ：水はじき０％
Ｂ：水はじき１〜１０％
Ｃ：水はじき１１〜２５％
Ｄ：水はじき２６％以上

本発明の塑性加工用潤滑油組成物は、アルミニウムまたはアルミニウム合金について、プレス成形、曲げ成形、引き抜き成形、しぼり成形、しごき成形、圧延などの塑性加工、特にしごき成形を含んだ塑性加工を行う際の油剤として非常に有用である。

１・・・試験片、２ａ、２ｂ・・・平板ブロック。

Claims (3)

1. 鉱油および合成油から選ばれる少なくとも１種の基油と、
   組成物全量基準で、
   炭素数８〜２４の脂肪族一価アルコール５〜３０質量％と、
   下記一般式（１）で示され、ＨＬＢ値が９〜１４であるポリオキシアルキレンアルキルエーテル１〜３０質量％と、
   を含有し、
   前記脂肪族一価アルコールが、炭素数８〜２４の飽和脂肪族一価アルコールと、炭素数８〜２４の不飽和脂肪族一価アルコールと、を含有し、該不飽和脂肪族一価アルコールの含有量が脂肪族一価アルコール全量基準で４０〜９９質量％であり、
   水で希釈せずにアルミニウムまたはアルミニウム合金の塑性加工に用いられる、塑性加工用潤滑油組成物。
   Ｒ^１−Ｏ−（Ｒ^２−Ｏ）_n−Ｒ^３ （１）
   [式（１）中、Ｒ^１は炭素数１〜３０のアルキル基または水素原子を示し、Ｒ^２は炭素数２〜４のアルキレン基を示し、Ｒ^３は炭素数１〜３０のアルキル基を示し、ｎは２〜２０の整数を示す。]
2. 鉱油および合成油から選ばれる少なくとも１種の基油と、
   組成物全量基準で、
   炭素数８〜２４の脂肪族一価アルコール５〜３０質量％と、
   下記一般式（１）で示され、ＨＬＢ値が９〜１４であるポリオキシアルキレンアルキルエーテル１〜３０質量％と、
   を含有し、
   前記脂肪族一価アルコールが、炭素数８〜２４の分岐鎖型飽和脂肪族一価アルコールと、炭素数８〜２４の直鎖状不飽和脂肪族一価アルコールと、を含有し、
   水で希釈せずにアルミニウムまたはアルミニウム合金の塑性加工に用いられる、塑性加工用潤滑油組成物。
   Ｒ^１−Ｏ−（Ｒ^２−Ｏ）_n−Ｒ^３ （１）
   [式（１）中、Ｒ^１は炭素数１〜３０のアルキル基または水素原子を示し、Ｒ^２は炭素数２〜４のアルキレン基を示し、Ｒ^３は炭素数１〜３０のアルキル基を示し、ｎは２〜２０の整数を示す。]
3. 前記脂肪族一価アルコールが、炭素数８〜２４の飽和脂肪族一価アルコールと、炭素数８〜２４の不飽和脂肪族一価アルコールと、を含有し、該不飽和脂肪族一価アルコールの含有量が脂肪族一価アルコール全量基準で４０〜９９質量％である、請求項２に記載の塑性加工用潤滑油組成物。

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