JP6931728B1 - アルミニウム加工油基油及びアルミニウム加工用潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
アルミニウムの加工において、アルミニウムの良好な加工性に加えて、加工されたアルミニウムの表面がステインや摩耗紛などにより汚れておらず清浄であることも重要視されている。そのため、加工後のアルミニウム表面の汚れを防止することのできる潤滑油組成物が求められている。この要求は、アルミニウムの加工後の製品が、食品や薬品の容器に使用されることの多い圧延加工で特に重要視されている。ここで、アルミニウムの圧延加工とは、アルミニウムを板状又は板状よりもさらに薄い箔状にするための加工である。
圧延加工後のアルミニウムはコイル状に巻き取られ、潤滑油組成物の除去を目的に熱脱脂される。この時の温度は、潤滑油組成物が完全に蒸発する350℃程度に達するが、コイルとして巻き取られたアルミニウム間に閉じ込められた潤滑油組成物が、速やかに蒸発できない場合がある。その場合、該潤滑油組成物が蒸し焼き状態となり、酸化劣化を受け、アルミニウム表面に焼き付けられる。このようにアルミニウム表面に焼き付けられた潤滑油組成物が、ステインと呼ばれる汚れとなる。
アルミニウムやアルミニウム合金のような柔らかい金属の圧延では、他の金属に比べ摩耗紛が発生しやすい。該摩耗紛発生の主要因は、一般的にアルミニウム等が加工中に工具であるワークロールに凝着、脱離を繰り返すことによって生じる凝着摩耗であると考えられている。
また、摩耗紛による汚れ(ii)の発生を抑制する方法としては、例えば、潤滑油組成物の原料として、炭素鎖が長いアルコールやエステルを採用する方法が挙げられる。
また、摩耗紛による汚れ(ii)の発生を抑制するために、潤滑油組成物の添加剤として、炭素鎖が長いアルコールやエステルを採用すると、該炭素鎖が長いアルコールやエステルが原因でステイン(i)がより発生する場合がある。
加えて、基油の25℃における表面張力が、特定の値以下である基油を採用し、かつ、該基油を含有するアルミニウム加工用潤滑油組成物の40℃における動粘度を特定の範囲にすることで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
(2)n−ペンタン75mLを注入し、シリカゲルを予め湿す。
(3)試料約2gを精秤し、等容量のn−ペンタンで希釈し、得られた試料溶液を注入する。
(4)試料溶液の液面がシリカゲル上端に達したとき、飽和炭化水素成分を分離するために、n−ペンタン140mLを注入し、吸着管の下端より溶出液を回収する。
(5)溶出液をロータリーエバポレーターにかけて溶媒を留去し、飽和炭化水素成分を得る。
(6)飽和炭化水素成分を質量分析計でタイプ分析を行う。質量分析におけるイオン化方法としては、ガラスリザーバを使用したFIイオン化法が用いられ、質量分析計は日本電子(株)製JMS−AX505Hを使用する。
加速電圧:3.0kV、カソード電圧:−5〜−6kV、分解能:約500、エミッター:カーボン、エミッター電流:5mA、測定範囲:質量数35〜700、補助オーブン温度:300℃、セパレータ温度:300℃、主要オーブン温度:350℃、試料注入量:1μL。
本発明の第1の態様は、JIS K 2254の常圧法によって求めた5%留出温度と、初留点との差(5%留出温度−初留点)が、13℃以下であり、かつ、JIS K 2254の常圧法によって求めた終点と、95%留出温度との差(終点−95%留出温度)が、15℃以下であり、JIS K 2241の方法により求められる25℃における表面張力が、28mN/m以下であり、40℃における動粘度が1.5mm2/s以上7.0mm2/s以下である、アルミニウム加工油基油である。
該アルミニウム合金としては、アルミニウム−銅(Al−Cu)系合金、アルミニウム−マンガン(Al−Mn)系合金、アルミニウム−シリコン(Al−Si)系合金、アルミニウム−マンガン−シリコン(Al−Mn−Si)系合金、及びアルミニウム−亜鉛−マンガン(Al−Zn−Mg)系合金等が挙げられる。
本実施形態のアルミニウム加工油基油の40℃における動粘度が、1.5mm2/s以上であると良好な加工性を得ることができ、また摩耗粉の発生を抑制することができる。さらに、本実施形態のアルミニウム加工油基油の40℃における動粘度が、上記好ましい下限値以上であれば、該効果がより向上する。
本実施形態のアルミニウム加工油基油の40℃における動粘度が、7.0mm2/s以下であれば、アルミニウムの加工におけるステインの発生を抑制することができる。さらに、本実施形態のアルミニウム加工油基油の40℃における動粘度が、上記好ましい上限値以下であれば、アルミニウムの加工におけるステインの発生をより抑制することができる。
本実施形態のアルミニウム加工油基油の5%留出温度は、180℃以上であることが好ましく、190℃以上であることがより好ましく、200℃以上であることがさらに好ましい。
本実施形態のアルミニウム加工油基油の初留点及び5%留出温度が、上記の好ましい値以上であれば、室温での本実施形態のアルミニウム加工油基油の揮発を十分に防止することができる。
本実施形態のアルミニウム加工油基油の95%留出温度及び終点が、上記の好ましい値以下であれば、アルミニウム加工後の熱脱脂工程において、本実施形態のアルミニウム加工油基油をより除去しやすくなり、ステイン発生をより抑制することができる。
鉱油として、具体的には、原油を常圧蒸留及び減圧蒸留して得られた潤滑油留分に対して、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、白土処理の1種以上の精製手段を適用して得られるパラフィン系又はナフテン系の鉱油等が挙げられる。
一方、鉱油のナフテン分は、90容量%以下が好ましく、85容量%以下がより好ましく、80容量%以下がさらに好ましい。
鉱油のナフテン分が、上記好ましい上限値以下であれば、アルミニウム加工時のアルミニウムと工具との摩擦力を低くすることができる。
一方、鉱油のパラフィン分は、80容量%以下が好ましく、75容量%以下がより好ましく、70容量%以下がさらに好ましい。
鉱油のパラフィン分が、上記好ましい上限値以下であれば、耐焼付性を向上させることができる。
合成油としては、ポリオレフィン、アルキルベンゼン等が好適に使用される。
ポリオレフィンとしては、炭素原子数2〜16、好ましくは炭素原子数2〜12のオレフィンモノマーを単独重合又は共重合したもの、これらの重合体の水素化物等が挙げられる。該オレフィンモノマーは、α−オレフィン、内部オレフィン、直鎖状オレフィン、分岐鎖状オレフィンのうちのいずれであってもよい。このようなオレフィンモノマーとしては、具体的には、エチレン、プロピレン、1−ブテン、2−ブテン、イソブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデセン、トリデセン、テトラデセン、ペンタデセン、ヘキサデセン及びこれらの混合物等が挙げられる。
アルキルベンゼンのベンゼン環に結合するアルキル基は、直鎖状であっても、分枝鎖状であっても良い。また、炭素原子数についても特に限定されるものではないが、アルキルベンゼンのベンゼン環に結合するアルキル基は、炭素原子数1〜40のアルキル基が好ましい。
アルキルベンゼンの数平均分子量は、100以上340以下が好ましく、130以上320以下がより好ましい。
ここで、原料として使用される芳香族化合物として、具体的には、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、メチルエチルベンゼン、ジエチルベンゼン、これらの混合物等が挙げられる。
アルキル化剤として、具体的には、エチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン等の低級モノオレフィン、好ましくはプロピレンの重合によって得られる炭素原子数6〜40の直鎖状又は分枝鎖状のオレフィン;ワックス、重質油、石油留分、ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱分解によって得られる炭素原子数6〜40の直鎖状又は分岐鎖状のオレフィン;灯油、軽油等の石油留分からn−パラフィンを分離し、これを触媒によりオレフィン化することによって得られる炭素原子数9〜40の直鎖状オレフィン;これらの混合物等が挙げられる。
アルキル化の際のアルキル化触媒としては、塩化アルミニウム、塩化亜鉛等のフリーデルクラフツ型触媒;硫酸、リン酸、ケイタングステン酸、フッ化水素酸、活性白土等の酸性触媒などの公知の触媒が挙げられる。
また、本実施形態のアルミニウム加工油基油の25℃における表面張力は、本実施形態のアルミニウム加工油基油の組成(ノルマルパラフィン分、イソパラフィン分、ナフテン分、芳香族分、及び炭素鎖の長さ等)によりコントロールすることができる。具体的には、表面張力は分子間の相互作用が弱いほど小さくなるため、ノルマルパラフィン分が多い基油に比べて、イソパラフィン分、ナフテン分、及び芳香族分が多い基油は表面張力が低い傾向がある。
本実施形態のアルミニウム加工油基油の5%留出温度と、初留点との差(5%留出温度−初留点)及び終点と、95%留出温度との差(終点−95%留出温度)が、上記の値以下である場合、すなわち、本実施形態のアルミニウム加工油基油の蒸留曲線がより横ばいの曲線となる場合、初留点付近の本実施形態のアルミニウム加工油基油中の軽質分も、終点付近の本実施形態のアルミニウム加工油基油中の重質分も滞りなく蒸発する。
また、本実施形態のアルミニウム加工油基油の表面張力が、28mN/m以下であることにより、本実施形態のアルミニウム加工油基油が、アルミニウム上で均一に広がり、均一に蒸発する。
加えて、本実施形態のアルミニウム加工油基油は、40℃における動粘度が1.5mm2/s以上7.0mm2/s以下に調整されているため、蒸発しやすい。
以上説明したように、本実施形態のアルミニウム加工油基油は、熱脱脂工程で該アルミニウム加工油基油が、アルミニウム表面に残存しないようにコントロールされているため、ステイン発生の抑制効果が高い。
本発明の第2の態様は、上述した第1の態様に係るアルミニウム加工油基油を含有する、アルミニウム加工用潤滑油組成物である。
本実施形態のアルミニウム加工用潤滑油組成物の40℃における動粘度が、上記好ましい下限値以上であれば、より良好な加工性を得ることができ、また摩耗粉の発生をより抑制することができる。
本実施形態のアルミニウム加工用潤滑油組成物の40℃における動粘度が、上記好ましい上限値以下であれば、アルミニウムの加工におけるステインの発生をより抑制することができる。
本実施形態のアルミニウム加工用潤滑油組成物におけるアルミニウム加工油基油の含有量は、アルミニウム加工用潤滑油組成物の全量に対して、60質量%以上が好ましく、65質量%以上がより好ましく、70質量%以上がさらに好ましい。
一方で、アルミニウム加工油基油の含有量は、アルミニウム加工用潤滑油組成物の全量に対して、99.98質量%以下が好ましく、99.96質量%以下がより好ましい。
アルミニウム加工油基油の含有量が上記の好ましい範囲内であれば、アルミニウムの加工におけるステインの発生をより抑制することができる。
本実施形態のアルミニウム加工用潤滑油組成物は、上述した本実施形態のアルミニウム加工油基油(以下、基油(A)ともいう)以外の成分(任意成分)をさらに含有してもよい。
かかる任意成分としては、例えば、以下に示す2,6−ジターシャリーブチル−p−クレゾール(B)(以下、(B)成分ともいう)、1価アルコールと1塩基酸とから得られる炭素原子数7〜26のエステル(D1)、1価アルコール(D2)及びカルボン酸(D3)からなる群から選択される1種以上の油性剤(D)(以下、(D)成分ともいう)、1価アルコールと1塩基酸とから得られる炭素原子数7〜26のエステル、1価アルコール及びカルボン酸以外のヒドロキシ基及び/又はエーテル結合を有する化合物(C)(以下、(C)成分ともいう)が挙げられる。
本実施形態のアルミニウム加工用潤滑油組成物は、上述した基油(A)の酸化劣化によるステインの発生をより抑制するために、酸化防止剤として、2,6−ジターシャリーブチル−p−クレゾールを含有してもよい。
一方で、(B)成分の含有量としては、アルミニウム加工用潤滑油組成物全量に対して、7質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましく、3質量%以下がさらに好ましい。
(B)成分の含有量が、上記好ましい下限値以上であれば、アルミニウムの加工におけるステインの発生をより抑制することができる。
また、(B)成分の含有量が、上記好ましい上限値以下であれば、(B)成分の基油(A)に対する溶解性がより向上する。
本実施形態のアルミニウム加工用潤滑油組成物は、アルミニウムの摩耗紛による汚れの発生をより抑制する観点から、1価アルコールと1塩基酸とから得られる炭素原子数7〜26のエステル(D1)(以下、(D1)成分ともいう)、1価アルコール(D2)(以下、(D2)成分ともいう)及びカルボン酸(D3)(以下、(D3)成分ともいう)からなる群から選択される1種以上の油性剤(D)を含有してもよい。
(D1)成分は、1価アルコールと1塩基酸とから得られる炭素原子数7〜26のエステルである。
(D1)成分の原料として使用される1価アルコールとしては、炭素原子数1〜25の1価アルコールが挙げられ、該1価アルコールとしては、直鎖状であっても、分岐鎖状であってもよく、また、飽和であっても、不飽和であってもよい。
1価アルコールとして、具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、オクタノール(カプリルアルコール)、ノナノール、デカノール(カプリンアルコール)、ウンデカノール、ドデカノール(ラウリルアルコール)、トリデカノール、テトラデカノール(ミリスチルアルコール)、ペンタデカノール、ヘキサデカノール(セチルアルコール)、ヘプタデカノール、オクタデカノール(ステアリルアルコール)、ノナデカノール、エイコサノール(アラキジルアルコール)、ヘンエイコサノール、ドコサノール(ベへニルアルコール)、トリコサノール、テトラコサノール、ペンタコサノール等の直鎖状の飽和アルコール;2−エチルヘキサノール、イソステアリルアルコール、2−n−オクチル−1−ドデカノール等の分岐鎖状の飽和アルコール;シス−9−ヘキサデセン−1−オール(パルミトレイルアルコール)、9E−オクタデセン−1−オール(エライジルアルコール)、シス−9−オクタデセン−1−オール(オレイルアルコール)、9Z,12Z−オクタデカジエン−1−オール(リノレイルアルコール)等の直鎖状の不飽和アルコールなどが挙げられる。
(D1)成分の原料として使用される1塩基酸としては、脂肪酸が挙げられ、具体的には、炭素原子数1〜25の脂肪酸が挙げられ、該脂肪酸としては、直鎖状であっても、分岐鎖状であってもよく、また、飽和であっても、不飽和であってもよい。
該脂肪酸としては、上記の中でも、炭素原子数6〜24の脂肪酸が好ましい。
(D11)成分として、具体的には、1価の直鎖状の飽和アルコールと直鎖状の飽和脂肪酸とから得られる炭素原子数13〜22のエステルがより好ましく、ラウリン酸メチル、ラウリン酸エチル、ラウリン酸プロピル、ラウリン酸ブチル、ラウリン酸ペンチル、ラウリン酸ヘキシル、ラウリン酸ヘプチル、ラウリン酸オクチル、ラウリン酸ノニル、ラウリン酸デシル、パルミチン酸メチル、パルミチン酸エチル、パルミチン酸プロピル、パルミチン酸ブチル、パルミチン酸ペンチル、及びパルミチン酸ヘキシルがさらに好ましく、ラウリン酸メチル、及びパルミチン酸ブチル、ステアリン酸ブチルが特に好ましい。
(D2)成分は、1価アルコールであり、上述した(D1)成分の原料として使用される1価アルコールと同様のものが挙げられる。
(D2)成分は、その中でも、炭素原子数12〜14の1価アルコール(D21)(以下、(D21)成分ともいう)が好ましく、炭素原子数12又は14の1価アルコールがより好ましく、ドデカノール(ラウリルアルコール)又はテトラデカノール(ミリスチルアルコール)がさらに好ましい。
(D3)成分は、カルボン酸であり、該カルボン酸は、1塩基酸でも、多塩基酸でも良いが、1塩基酸が好ましい。1塩基酸としては、(D1)成分の原料として使用される1塩基酸と同様のものが挙げられる。その中でも、(D3)成分は、脂肪酸が好ましく、炭素原子数6〜24の脂肪酸がより好ましい。
(D3)成分として、具体的には、ラウリン酸、オレイン酸が好ましい。
一方で、(D)成分の含有量としては、アルミニウム加工用潤滑油組成物全量に対して、15質量%以下が好ましく、12質量%以下がより好ましく、11質量%以下がさらに好ましい。
(D)成分の含有量が、上記好ましい下限値以上であれば、アルミニウムの摩耗紛による汚れの発生をより抑制することができる。
また、(D)成分の含有量が、上記好ましい上限値以下であれば、アルミニウムの加工におけるステインの発生をより抑制することができる。
本実施形態のアルミニウム加工用潤滑油組成物は、アルミニウムの摩耗紛による汚れの発生をより抑制する観点から、ヒドロキシ基及び/又はエーテル結合を有する化合物を含有してもよい。なお、(C)成分において、上述した(D)成分に該当するものは除かれる。
(C2)成分:前記(C1)成分のハイドロカルビルエーテル又はハイドロカルビルエステル
(C3)成分:数平均分子量が100以上1000未満のポリアルキレングリコール
(C4)成分:前記(C3)成分のハイドロカルビルエーテル又はハイドロカルビルエステル
(C5)成分:炭素原子数2〜20の2価アルコール
(C6)成分:前記(C5)成分のハイドロカルビルエーテル又はハイドロカルビルエステル
(C7)成分:炭素原子数3〜20の3価アルコール
(C8)成分:前記(C7)成分のハイドロカルビルエーテル又はハイドロカルビルエステル
(C1)成分は、数平均分子量が100以上1000未満であるヒドロキシ基を3〜6個有する多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物である。
該多価アルコールとして、具体的には、グリセリン、ポリグリセリン(例えば、ジグリセリン、トリグリセリン、テトラグリセリン)、トリメチロールアルカン(トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン等)及びこれらの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、並びに、アリトール等の多価アルコール;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、マルトース、イソマルトース、トレハロース、シュクロース等の糖類などを挙げることができる。
炭素原子数2〜6のアルキレンオキサイドとして、具体的には、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、1,2−エポキシブタン(α−ブチレンオキサイド)、2,3−エポキシブタン(β−ブチレンオキサイド)、1,2−エポキシ−1−メチルプロパン、1,2−エポキシヘプタン、及び1,2−エポキシヘキサンが挙げられる。
(C1)成分の数平均分子量が100以上であれば、基油(A)に対する溶解性がより向上する。また、(C1)成分の数平均分子量が1000未満であれば、アルミニウムの加工におけるステインの発生をより抑制することができる。
(C2)成分は、上記(C1)のハイドロカルビルエーテル又はハイドロカルビルエステルである。
炭素原子数1〜24の炭化水素基として、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、直鎖状又は分枝鎖状のペンチル基、直鎖状又は分枝鎖状のヘキシル基、直鎖状又は分枝鎖状のヘプチル基、直鎖状又は分枝鎖状のオクチル基、直鎖状又は分枝鎖状のノニル基、直鎖状又は分枝鎖状のデシル基、直鎖状又は分枝鎖状のウンデシル基、直鎖状又は分枝鎖状のドデシル基、直鎖状又は分枝鎖状のトリデシル基、直鎖状又は分枝鎖状のテトラデシル基、直鎖状又は分枝鎖状のペンタデシル基、直鎖状又は分枝鎖状のヘキサデシル基、直鎖状又は分枝鎖状のヘプタデシル基、直鎖状又は分枝鎖状のオクタデシル基、直鎖状又は分枝鎖状のノナデシル基、直鎖状又は分枝鎖状のイコシル基、直鎖状又は分枝鎖状のヘンイコシル基、直鎖状又は分枝鎖状のドコシル基、直鎖状又は分枝鎖状のトリコシル基、直鎖状又は分枝鎖状のテトラコシル基等の炭素原子数1〜24のアルキル基;ビニル基、直鎖状又は分岐鎖状のプロペニル基、直鎖状又は分枝鎖状のブテニル基、直鎖状又は分枝鎖状のペンテニル基、直鎖状又は分枝鎖状のヘキセニル基、直鎖状又は分枝鎖状のヘプテニル基、直鎖状又は分枝鎖状のオクテニル基、直鎖状又は分枝鎖状のノネニル基、直鎖状又は分枝鎖状のデセニル基、直鎖状又は分枝鎖状のウンデセニル基、直鎖状又は分枝鎖状のドデセニル基、直鎖状又は分枝鎖状のトリデセニル基、直鎖状又は分枝鎖状のテトラデセニル基、直鎖状又は分枝鎖状のペンタデセニル基、直鎖状又は分枝鎖状のヘキサデセニル基、直鎖状又は分枝鎖状のヘプタデセニル基、直鎖状又は分枝鎖状のオクタデセニル基、直鎖状又は分枝鎖状のノナデセニル基、直鎖状又は分枝鎖状のイコセニル基、直鎖状又は分枝鎖状のヘンイコセニル基、直鎖状又は分枝鎖状のドコセニル基、直鎖状又は分枝鎖状のトリコセニル基、直鎖状又は分枝鎖状のテトラコセニル基等の炭素原子数2〜24のアルケニル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等の炭素原子数5〜7のシクロアルキル基;メチルシクロペンチル基、ジメチルシクロペンチル基(全ての構造異性体を含む)、メチルエチルシクロペンチル基(全ての構造異性体を含む)、ジエチルシクロペンチル基(全ての構造異性体を含む)、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基(全ての構造異性体を含む)、メチルエチルシクロヘキシル基(全ての構造異性体を含む)、ジエチルシクロヘキシル基(全ての構造異性体を含む)、メチルシクロヘプチル基、ジメチルシクロヘプチル基(全ての構造異性体を含む)、メチルエチルシクロヘプチル基(全ての構造異性体を含む)、ジエチルシクロヘプチル基(全ての構造異性体を含む)等の炭素原子数6〜11のアルキルシクロアルキル基;フェニル基、ナフチル基等の炭素原子数6〜10のアリール基:トリル基(全ての構造異性体を含む)、キシリル基(全ての構造異性体を含む)、エチルフェニル基(全ての構造異性体を含む)、直鎖状又は分枝鎖状のプロピルフェニル基(全ての構造異性体を含む)、直鎖状又は分枝鎖状のブチルフェニル基(全ての構造異性体を含む)、直鎖状又は分枝鎖状のペンチルフェニル基(全ての構造異性体を含む)、直鎖状又は分枝鎖状のヘキシルフェニル基(全ての構造異性体を含む)、直鎖状又は分枝鎖状のヘプチルフェニル基(全ての構造異性体を含む)、直鎖状又は分枝鎖状のオクチルフェニル基(全ての構造異性体を含む)、直鎖状又は分枝鎖状のノニルフェニル基(全ての構造異性体を含む)、直鎖状又は分枝鎖状のデシルフェニル基(全ての構造異性体を含む)、直鎖状又は分枝鎖状のウンデシルフェニル基(全ての構造異性体を含む)、直鎖状又は分枝鎖状のドデシルフェニル基(全ての構造異性体を含む)等の炭素原子数7〜18のアルキルアリール基;ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基(プロピル基の異性体を含む)、フェニルブチル基(ブチル基の異性体を含む)、フェニルペンチル基(ペンチル基の異性体を含む)、フェニルヘキシル基(ヘキシル基の異性体を含む)等の炭素原子数7〜12のアリールアルキル基などが挙げられる。
1塩基酸としては、上述した(D1)成分の1塩基酸と同様のものが挙げられる。
エステル化に用いる酸としては、上記の中でも、特に炭素原子数8〜20の飽和脂肪酸、又は炭素原子数8〜20の不飽和脂肪酸、及びこれらの混合物が好ましい。
(C3)成分は、数平均分子量が100以上1000未満のポリアルキレングリコールであり、具体的には、炭素原子数2〜6、好ましくは炭素原子数2〜4のアルキレンオキサイドを単独重合又は共重合した化合物が挙げられる。
なお、本明細書において、数平均分子量とは、ガスクロマトグラムにて標準物質とのリテンションタイムを比較して換算した値を意味する。
なお、構造が特定できない場合又は標準物質が入手できない場合は、カラムにWaters社製 APC XTカラム、移動相にテトラヒドロフランを用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)(標準物質:ポリスチレン)によって求めたポリスチレン換算値を採用する。
数平均分子量が100以上のポリアルキレングリコールは、基油(A)への溶解性の観点から、好ましい。
また、数平均分子量が1000未満のポリアルキレングリコールは、アルミニウムの加工におけるステインの発生をより抑制することができる。
(C3)成分として、具体的には、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、及びテトラプロピレングリコールのいずれか2種以上の混合物であることが特に好ましい。
(C4)成分は、前記(C3)成分のハイドロカルビルエーテル又はハイドロカルビルエステルである。
(C4)成分は、数平均分子量が100以上1000未満、好ましくは120以上700未満のポリアルキレングリコールを、ハイドロカルビルエーテル化又はエステル化させたものである。
(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ヒドロキシ基の一部又は全てを、ハイドロカルビルエーテル化又はエステル化させたものが使用できる。
また、エステル化に用いる酸として、具体的には、(C2)成分におけるエステル化に用いる酸と同様の酸が挙げられる。
(C5)成分は、炭素原子数2〜20の2価アルコールであり、好ましくは炭素原子数3〜18の2価アルコールである。なお、(C5)成分における2価アルコールは分子中にエーテル結合を有さない。
(C6)成分は、前記(C5)成分のハイドロカルビルエーテル又はハイドロカルビルエステルである。
また、エステル化に用いる酸として、具体的には、(C2)成分におけるエステル化に用いる酸と同様の酸が挙げられる。
(C7)成分は、炭素原子数3〜20の3価アルコールである。
(C7)成分は、炭素原子数3〜20、好ましくは炭素原子数3〜18の3価アルコールである。なお、(C7)成分における3価アルコールは分子中にエーテル結合を有さない。
(C8)成分は、前記(C7)のハイドロカルビルエーテル又はハイドロカルビルエステルである。
また、エステル化に用いる酸として、具体的には、(C2)成分におけるエステル化に用いる酸と同様の酸が挙げられる。
一方で、(C)成分の含有量としては、アルミニウム加工用潤滑油組成物全量に対して、5質量%以下が好ましく、2質量%以下がより好ましく、1.5質量%以下がさらに好ましく、1.2質量%以下が特に好ましい。
また、(C)成分の含有量が、上記好ましい上限値以下であれば、(C)成分の基油(A)への溶解性が向上する。
(C)成分中の(C3)成分の割合は、アルミニウムの摩耗紛による汚れの発生をより抑制する観点から、(C)成分の総質量に対し、50質量%以上が好ましく、75質量%以上がより好ましく、100質量%がさらに好ましい。
直鎖状オレフィンとしては、例えば、炭素原子数6〜40の直鎖状オレフィンが挙げられ、その中でも、炭素原子数8〜40の直鎖状オレフィンが好ましく、炭素原子数12〜40の直鎖状オレフィンがより好ましい。
また、二重結合の位置についても特に制限はないが、得られるアルミニウム加工用潤滑油組成物がより潤滑性に優れることから、末端に二重結合を有していること、すなわち、n−α−オレフィンであることが好ましい。
直鎖状オレフィンの含有量は、アルミニウム加工用潤滑油組成物全量に対して、例えば、1質量%以上30質量%以下が好ましく、3質量%以上25質量%以下がより好ましく、5質量%以上20質量%以下がさらにより好ましい。
極圧添加剤として、具体的には、トリクレジルフォスフェート等のリン系化合物、及びジアルキルジチオリン酸亜鉛等の有機金属化合物が挙げられる。
さび止め剤として、具体的には、オレイン酸などの脂肪酸の塩、ジノニルナフタレンスルホネートなどのスルホン酸塩、ソルビタンモノオレエートなどの多価アルコールの部分エステル、アミン及びその誘導体、リン酸エステル及びその誘導体等が挙げられる。
腐食防止剤としては、ベンゾトリアゾール等が挙げられる。
消泡剤としては、シリコーン系消泡剤等が挙げられる。
上記の中でも、基油(A)及び(B)成分を含有するアルミニウム加工用潤滑油組成物が好ましく、基油(A)、(B)成分及び(D)成分を含有するアルミニウム加工用潤滑油組成物がより好ましく、基油(A)、(B)成分、(D)成分及び(C)成分を含有するアルミニウム加工用潤滑油組成物がさらに好ましい。
本実施形態のアルミニウム加工用潤滑油組成物は、特にアルミニウムを冷間圧延する際に用いると、良好な効果を発揮する。すなわち、本実施形態のアルミニウム加工用潤滑油組成物は、アルミニウム冷間圧延用潤滑油組成物であることが好ましい。
25℃における表面張力は、JIS K 2241の方法に準拠して測定した値である。
40℃における動粘度は、JIS K 2283−2000「原油及び石油製品−動粘度試験方法及び粘度指数算出方法」に準拠して測定した値である。
なお、基油の芳香族分は、JIS K2536「石油製品−炭化水素タイプ試験」の蛍光指示薬吸着法に準拠して測定した。
以下にその測定法を具体的に示す。
(2)n−ペンタン75mLを注入し、シリカゲルを予め湿らせた。
(3)各基油約2gを精秤し、等容量のn−ペンタンで希釈し、n−ペンタンで希釈した各基油を注入する。
(4)n−ペンタンで希釈した各基油の液面がシリカゲル上端に達したとき、飽和炭化水素成分を分離するために、n−ペンタン140mLを注入し、吸着管の下端より溶出液を回収した。
(5)回収した溶出液をロータリーエバポレーターにかけて溶媒を留去し、飽和炭化水素成分を得た。
(6)飽和炭化水素成分を質量分析計でタイプ分析を行った。
質量分析におけるイオン化方法としては、ガラスリザーバを使用したFIイオン化法が用いられ、質量分析計は、日本電子社製、JMS−AX505Hを使用した。
加速電圧:3.0kV、カソード電圧:−5〜−6kV、分解能:約500、エミッター:カーボン、エミッター電流:5mA、測定範囲:質量数35〜700、補助オーブン温度:300℃、セパレータ温度:300℃、主要オーブン温度:350℃、試料注入量:1μL。
(実施例1〜35、比較例1〜5)
表1に示す各成分を用いて、各例のアルミニウム加工用潤滑油組成物をそれぞれ調製した。
なお、実施例1〜6及び比較例1〜5においては、アルミニウム加工用潤滑油組成物は上記基油のみからなる。
ステインの評価は、アルミニウム加工用潤滑油組成物の滴下量の異なる2つの試験を行った(ステインの評価1及びステインの評価2)。
ステインの評価1は、実際に圧延されたアルミウムに生じるステインの発生度合いと良い相関が認められている評価である。
ステインの評価2は、アルミニウムに過剰なアルミニウム加工用潤滑油組成物が付着した場合を想定した評価であり、ステインの評価1より厳しい条件である。
これらの結果を表3〜6に示す。
試験片としては、JISK2241に規定される試験片の調整に準拠し、溶剤及びメタノールにて洗浄したA1050材製のアルミ板(60mm×80mm×0.2mm)を用いた。
試験片を水平に保持し、中央部に0.05mLの各例のアルミニウム加工用潤滑油組成物を滴下した。その後、直ちに同様の別の試験片を、各例のアルミニウム加工用潤滑油組成物が滴下された試験片の上部に載せ、さらに、その上に100gの分銅を載せた。これらをオーブン内で水平に静置し、室温(25℃)から350℃まで90分かけて昇温し、350℃で60分間加熱した。その後、オーブンの電源を切り自然冷却させた。これらを室温(25℃)まで冷却した後、試験片同士で油剤を挟み込んだ面に生じるステイン(変色)を目視評価した。
≪評価基準≫
評価は、JIS K2241に規定されるさび発生の数え方に準拠し、ステインが生じた面積をA級からE級までに評価した。A級を1点、B級を2点、C級を3点、D級を4点、E級を5点とし、1つのアルミニウム加工用潤滑油組成物に対し、同時に3回の試験を行った。3回の試験の平均点から、ステインの評価を以下の基準で行った。
A:1点
B:1点を超え2点以下
C:2点を超え3点以下
D:3点を超え4点以下
E:4点超
各例のアルミニウム加工用潤滑油組成物の滴下量を、0.3mLに変更したこと以外は、上記<ステインの評価1>と同様の方法でステインの評価を行った。
なお、「−」は、評価を行っていないことを示す。
下記の条件により、ワークロールで、長さ300mのアルミニウムコイルを3コイル連続で、各例(実施例13〜35)のアルミニウム加工用潤滑油組成物を用いて、圧延した。圧延後のタンクに回収された各例のアルミニウム加工用潤滑油組成物中のアルミニウム量を、原子吸光法により測定し、各例のアルミニウム加工用潤滑油組成物中のアルミニウム濃度を求めた。
また、圧延後のアルミニウム表面に付着している摩耗粉を脱脂綿により拭き取り、拭き取った摩耗粉を原子吸光法により測定し、圧延後のアルミニウム表面に付着している摩耗粉量を求めた。
各例のアルミニウム加工用潤滑油組成物中のアルミニウム量、圧延後のアルミニウム表面に付着している摩耗粉量ともに、圧延材1m2を圧延する際の値として換算し、両者の合計(各例のアルミニウム加工用潤滑油組成物中のアルミニウム量+圧延後のアルミニウム表面に付着している摩耗粉量)を摩耗粉発生量とした。
圧延速度:300m/min
圧下率:50%
その結果を「摩耗粉発生量(mg/m2)」として、表5及び6に示す。
(B)−1:2,6−ジターシャリーブチル−p−クレゾール
(D)−1:ラウリルアルコール
(D)−2:ミリスチルアルコール
(D)−3:ラウリン酸メチル
(D)−4:パルミチン酸ブチル
(C)−2:トリプロピレングリコール
(C)−3:テトラプロピレングリコール
Claims (7)
- 鉱油を含有するアルミニウム加工油基油であって、
JIS K 2254の常圧法によって求めた5%留出温度と、初留点との差(5%留出温度−初留点)が、13℃以下であり、かつ、JIS K 2254の常圧法によって求めた終点と、95%留出温度との差(終点−95%留出温度)が、15℃以下であり、
JIS K 2241の方法により求められる25℃における表面張力が、28mN/m以下であり、
40℃における動粘度が1.5mm2/s以上7.0mm2/s以下であり、
前記鉱油の割合は、前記アルミニウム加工油基油の総質量に対して、50質量%以上であり、前記鉱油のナフテン分は、20容量%以上である、アルミニウム加工油基油。 - 請求項1に記載のアルミニウム加工油基油を含有し、
40℃における動粘度が1.5mm2/s以上7.0mm2/s以下である、アルミニウム加工用潤滑油組成物。 - さらに、2,6−ジターシャリーブチル−p−クレゾール(B)を含有する、請求項2に記載のアルミニウム加工用潤滑油組成物。
- さらに、1価アルコールと1塩基酸とから得られる炭素原子数7〜26のエステル(D1)、1価アルコール(D2)及びカルボン酸(D3)からなる群から選択される1種以上の油性剤(D)を含有する、請求項2又は3に記載のアルミニウム加工用潤滑油組成物。
- さらに、ヒドロキシ基及び/又はエーテル結合を有する化合物(C)(前記化合物(C)は前記油性剤(D)を含まない)を含有する、請求項2〜4のいずれか一項に記載のアルミニウム加工用潤滑油組成物。
- 前記ヒドロキシ基及び/又はエーテル結合を有する化合物(C)は、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、及びテトラプロピレングリコールからなる群から選択される1種以上の化合物である、請求項5に記載のアルミニウム加工用潤滑油組成物。
- アルミニウムの冷間圧延に用いられる、請求項2〜6のいずれか一項に記載のアルミニウム加工用潤滑油組成物。
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