JPH036295A

JPH036295A - 潤滑油

Info

Publication number: JPH036295A
Application number: JP13933489A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Tanigawa; 谷川　啓一; Yuzo Higaki; 檜垣　勇三
Original assignee: Nippon Steel Corp; Nisshin Oil Mills Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Nisshin Oillio Group Ltd
Priority date: 1989-06-02
Filing date: 1989-06-02
Publication date: 1991-01-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野］本発明は１価の環状アミノアルコールと炭素数６以上の
脂肪酸とのエステル化生成物から成る潤滑油に関し、こ
の潤滑油は、圧延油、切削油、研削油や引抜き加工油、
プレス加工油等の金属塑性加工油あるいは合成繊維の紡
糸油等に利用することが出来る。この潤滑油は、特に薄
鋼板の圧延において高潤滑性と高ミルクリーン性、すな
わち潤滑性と直接焼鈍性に優れている。

本発明はまた金属の冷間圧延および切削加工や引抜き加
工、プレス加工等、金属塑性加工において優れた特性を
示す潤滑油に関するものである。

〔従来の技術〕

近年各種機械工業の急速な発展にともなって潤滑油の使
用条件が苛酷化してきており、すぐれた潤滑特性が要求
されるようになってきた。

薄鋼板に使用する冷間圧延油は動・植物油脂（牛脂・豚
脂・大豆油、ナタネ油、パーム油、ヤシ油等）を基油と
するものと鉱油を基油とするものに大別される。近年、
省エネルギー、生産能率の向上に伴い高速圧延、高圧下
率圧延、ミルクリーン圧延が指向されている。動・植物
油脂を基油に用いた圧延油は高負荷・高速圧延に適した
ものであるが、冷間圧延を行った鋼板の付着油分を脱脂
せずに直接焼鈍すると、焼鈍工程において鋼板表面汚れ
を生ずる。つまり潤滑性には優れるがミルクリーン性に
は不適なものである。

一方、鉱物油を基油とした圧延油を用いて冷間圧延に供
した場合には、冷薄鋼板を直接焼鈍しても表面汚れを生
ずることがなく、ミルクリーン性に優れているが、高負
荷、高速圧延性に欠けるという問題がある。

一般に鉱物油を基油とした圧延油は圧延潤滑性を高める
ために、動・植物油脂や脂肪酸（カプリン酸、ラウリン
酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リルン
酸等）あるいは油化学゛７３−１１月号第６９５〜７０
６真に掲載されているようなエステル類（アルコール成
分がトリメチルロールプロパン、ペンタエリスリトール
、２−エチルヘキシルアルコール等によるモノエステル
、ジエステル、ポリオールエステル等の合成エステル）
等の油性向上剤を添加して用いられているが、これらの
添加量はミルクリーン性を保持するために必要最小限の
狭い範囲に調整されている。以上のように高潤滑性と高
ミルクリーン性を同時に満足させうる冷間圧延油の検討
は種々行われているが、（例えば特開昭５６−１３５６
００号公報、特開昭５９−８０４９８号公報）両者に適
したものがないのが現状である。

一方金属の切削加工・研削加工に用いる潤滑油剤は、鉱
油、動植物油脂、極圧添加剤、界面活性剤、消泡剤、金
属防食剤、酸化防止剤、防腐、防黴剤等を目的に応じて
適宜混合して組成されている。切削油剤は通常水で１０
〜１００倍に希釈して使用されているが、場合によって
は水不溶性切削油剤を使用する場合もある。

切削、研削油の具備すべき基本的条件は潤滑性、冷却性
、防錆性およびその他の付帯的条件、例えば気泡性、手
荒れ性、人畜毒性、臭気等を有さないことである。切削
、研削油剤は使用の目的や条件によって重点のおき方は
異なるにしても、上記諸性能をバランスよく具備しなけ
ればならないが、これらの諸条件を満足させ得る切削、
研削油剤が、必ずしも十分でないのが現状である。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は近年潤滑油の使用条件が苛酷化される中ですぐ
れた潤滑特性を付与すべ（、分子設計された合成潤滑油
を提供するものである。

すなわち高潤滑性、高安定性であり、かつ微生物による
劣化がしにくく、腐敗しにくい合成油剤である。

本発明は省エネルギー、省工程など生産能率の向上に寄
与する鋼用冷間圧延油では、高速度、高圧力下で生ずる
熱や機械的剪断にたいして安定で、酸化、分解、重合等
の化学反応に対しても安定である。また焼鈍工程におい
て圧延油の熱分解残渣を生ずることなく容易に揮敗し、
鋼板表面清浄性（ミルクリーン性）と高潤滑性を合わせ
持つものである。

一方切削、研削油剤の場合、本発明は潤滑性、冷却性、
防錆性に優れているとともに起泡性、手荒性、人畜毒性
の問題もなくかつ腐敗しにくい合成潤滑油剤である。

〔課題を解決するための手段］本発明に従えば１価の環状アミノアルコールと炭素数６
以上の脂肪酸とのエステル化生成物を含有する潤滑油が
提供される。

本明細書において「潤滑油」とは、切削油、研削油や引
抜き加工油、プレス加工油、圧延油等の金属の塑性加工
油や機械潤滑油等広く各種用途に利用できるものである
。

本発明に係る合成エステルを主成分とした鋼の冷間圧延
油は、高潤滑性、高ミルクリーン性を有するもので薄鋼
板の圧延と鋼板を脱脂することなく、直接焼鈍すること
が可能である。また、金属箔圧延やステンレス鋼、チタ
ン等の圧延にも使用することができる。さらに切削油、
研削油とじて潤滑性、冷却性、防錆性をそなえ、かつ手
荒性、人畜毒性、臭気性等になんら問題のない優れた特
性を有するものである。

本発明に使用する炭素数６以上の脂肪酸としては、ヘキ
サン酸、オクタン酸、デカン酸、ラウリン酸、ミリスチ
ン酸、バルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、ベヘ
ニン酸、モンタン酸、パルミトオレイン酸、オレイン酸
、エルカ酸、リシノール酸、ヒドロキシステアリン酸、
リノール酸、リルン酸、イソオクチル酸、イソデカン酸
、イソラウリン酸、イソミリスチン酸、イソパルミチン
酸、イソステアリン酸、イソアラキン酸等の炭素数６〜
３０の脂゛肪酸が好ましい。またラノリン脂肪酸、魚油
脂肪酸、大豆油脂肪酸、ヤシ脂肪酸、牛脂脂肪酸等およ
びそれらを水素添加した脂肪酸等の天然脂肪酸を使用す
ることも出来る。炭素数６以上の脂肪酸と限定したのは
炭素数６未満の脂肪酸とのオキサゾリン系エステル化生
成物やオキサゾリン化合物では目的の潤滑性の向上程度
が少ないためである。一方、脂肪酸の炭素数の上限は規
制しないが、一般に工業的に安価に入手可能な範囲とし
ては炭素数３０以下が好ましい。

１価の環状アミノアルコールとしては、下記の一般式（
Ｉ）（ｎ）又は（ＩＩＩ）で示される各種アミノアルコ
ールが使用できる。

（式中、ＸはＨまたはＣＨ，を示し、ｎは１〜３の整数
である。）一般式（１）の化合物はモルホリンにエチレンオキサイ
ドまたはプロピレンオキサイドを所定量付加して得られ
る。

一般式（ｎ）の化合物はピペリジンにエチレンオキサイ
ドまたはプロピレンオキサイドを所定量付加して得られ
る。

一般式（Ｉ［Ｉ）の化合物はオキサゾリンにエチレンオ
キサイドまたはプロピレンオキサイドを所定量付加して
得られる。

一般式（Ｉ）、（ＩＩ）又は（［１）で示されるアミノ
アルコールにおいて、ｎが４以上の場合、本発明の目的
である潤滑性が劣る。

１価の環状アミノアルコールと炭素数６以上の脂肪酸と
のエステル化生成物を得る反応は、無触媒または触媒存
在下で通常の方法で実施することができ、その合成方法
を特に限定するものではない。

本発明の合成エステルを圧延油、及び切削・研削油や引
抜き加工油、プレス加工油等の金属塑性加工用潤滑油、
内燃機関潤滑油或いは合成繊維の防糸油剤等に使用する
に際しては、合成エステル単独で使用することもできる
。また他の基油、例えば鉱物油、動・植物油や一般に使
用されている既存の合成エステルと混合して使用するこ
とができる。また目的に応じてこれらに乳化剤を加えて
エマルジヨン液として用いることもできるし、防腐・防
黴剤等と組合せて使用することもできる。

本発明の合成エステル化合物を他の基油等と混合して用
いる場合には、１重量％以上の添加で効果が認められる
が、５重量％以上、更に好ましくは２０重量％以上の含
有量とすることによって特性が安定する。

〔実施例〕

以下、本発明を合成例及び実施例に基づいて更に具体的
に説明するが、本発明の技術的範囲をこれらの実施例に
限定するものでないことはいうまでもない。

以下、エステル合成法の一例を示す。

金属± 攪拌機、温度計、窒素ガス吸込管、水分離器を備えた４
ツロフラスコにβ−ヒドロキシエチルモルホリン３１４
ｇ及び牛脂脂肪酸５４０ｇを仕込み、トルエンを還流溶
剤として仕込量の５％を添加し、よく攪拌しながら１２
０〜１８０°Ｃにて計算量の水が留出するまで反応を行
った。その必要時間は７時間であった。反応終了後、減
圧にて未反応のアミノアルコールを留出させ、活性白土
を用いて脱色濾過して黄色液体を得た。収量７１０ｇ、
酸価０．９であった（試料Ｎｏ、　１　）。以下同様の
方法で合成エステルを製造した。得られた合成エステル
の性状等を第１表に示した。

一里上底一合成した試料Ｎα１〜１０の合成エステルから成る本発
明の潤滑油の性能試験結果を従来のものと比較して、第
２表に示す。

摩擦係数および耐焼付性はバウデン試験機により、耐熱
性は熱天秤によりそれぞれ測定した。

くバウデン試験機による試験〉低炭素鋼板の表面に各種供試剤を塗油し、塗油面に直接
３／１６インチの鋼球を荷重３　ｋｇで押圧しくヘルツ
圧２２３　ｋｇ／ｍｍ２）　、速度４＋ｎｍ／ｓｅｃで
往復摺動させて塗油剤の摩擦係数が０．１５に達するま
での摺動回数（耐焼付性）を測定した。

く熱天秤による試験〉白金るつぼに供試剤を３５■入れ、これをＨｅ雰囲気下
に毎分５°Ｃづつ加熱してゆき、るつぼ中の供試剤が分
解、焼失した時点の加熱温度を測定した。

バウデン試験では、実際の塑性加工条件にできるだけ近
似させ、試験温度は塑性変形による発熱を考慮して２０
０°Ｃとし、鋼板も塑性変形し易い軟調板を使用してい
る。

摩擦係数は実際の加工時の所要動力と対応し、耐焼付性
は焼付疵の発生、工具寿命と対応するものである。

また熱天秤による試験では、供試剤の焼失温度が高いほ
ど耐熱性が良いといえる。

２　：　　　正２ＩｉＡ？実用圧延油の基油に用いられている鉱油又はパーム油に
、添加剤として常用されている乳化剤、脂肪酸及び酸化
防止剤等と本発明の圧延油である合成エステルを配合し
た時に得られる圧延油組成の潤滑油と焼鈍性についての
評価を行った。

エマルション圧延は２段ロール式圧延機で、圧延材料（
ｓｐｃｃ）　１．２　Ｘ２０Ｘ２００　ｍｍを油分濃度
３％浴温５０°Ｃの条件で、圧下率４０％における圧延
荷重を測定し、圧延潤滑性を評価した。また焼鈍性につ
いては供試エマルション液で圧延したそのままの状態の
銅板を数１０枚積み重ねた後、細巾の鋼帯で固定して小
型焼鈍炉にて焼鈍した。

焼鈍の際の加熱条件は、ＨＮＸガス（Ｈ”：５％）１２
０　ｍｊ！／ｍｉｎ雰囲気中で、昇温速度を１０″Ｃ／
ｗｉｎとして６００°Ｃ迄加熱し、６００°Ｃで１時間
保持後放冷した。その後、鋼板表面にセロファンテープ
を貼着し、表面付着物を採取し、これを白色紙にはりつ
けて汚れの度合を目視判定し、鋼板表面清浄性を評価し
た。試験結果を第３表にまとめて示すが表中の試料Ｎｏ
、は第１表の合成エステルを示す。

＊：圧延油組成（重量％）１）酸化防止剤；２．６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール
２）乳化剤：ポリオキシエチレンアルキルフヱニルエー
テル（）ＩＬＢｌｌ、５）３）圧延荷重比：比較剤を基
準にした値４）表面清浄性の評点：◎汚れ発生なし、Ｏ
汚れ発生極く僅か△汚れ発生、×汚れ発生多い。

５）１〜９の記号は第１表に示した合成エステル試料隘
を示す。

実用圧延液は油分３％エマルシコン液である。

３　：　　１　　　？第４表に本発明の合成エステル試料を配合した切削油（
試料記号Ａ−Ｄ）の耐久試験、四球潤滑性試験αモデル
潤滑性試験の結果を示す。試料ＮαＥ、Ｆは市販切削油
を示す。

注１）冷間圧延鋼板を試料油に浸漬後、引上げ、室内の
窓際で直射日光が照射しない場所で水平に静置し、状態
を観察。

注２　）　ＪＩＳ　Ｋ２５１９の會田弐四球試験機を用
い、２２０ｒｐｍで１分間当り０．５　ｋｇ／ａｆｌず
つ荷重を加え、本発明による切削油の潤滑性を市販の切
削油のそれと比較。

注３　）　ＡＳＴＭ　０２７１４のαモデルＦ−−１型
試験機を用い、３００ｒｐｍ温度１１０’　Ｆで１分間
に１５ｋｇずつ３１５ｋｇまで荷重を加えたときの試験
片の摩耗中および焼付荷重を測定。

」」Ｉ− １４：　　　　　　　’Ｉン第５表に本発明の合成エステル試料を配合した水性切削
油（試料記号Ｇ−Ｊ）を調整し、滅菌水で希釈して５重
量％とじて試験液とした。

第５表に示す配合例を用いて第６表に示す試験を行った
。

注１）１４日後の状態　　　Ｏ；変化なし△：やや灰黒
色化注２）１４日後の状態　　　Ｏ：腐敗臭なし△：やや腐
敗臭あり注３）さび止め性の観察は鋳鉄切屑暦法によって行った
。すなわち、約１５ｇのドライカットした鋳物切屑（Ｆ
Ｃ−２５，５−１２メソシユ）をペトリ皿（内径的６０
ｍｍ）採取し、それに試料法的２５ｍ１を添加し、十分
域とうしたのち、約４分間静置した。つぎに試料液を傾
斜法によって除去し、ベトリ皿に発生するさびの状態を
経時的に調べた。

注４）金円式振子型摩擦試験機を用いて測定した。

注５）金円式四球型試験機を用い、２００ｒｐｍでステ
ップロード法（０，５ｋｇ）により試験した。

一！旦表− 〔発明の効果〕本発明の１価の環状アルコールと炭素数６以上の脂肪酸
とから得られる合成エステル化合物は、潤滑特性および
安定性が従来の潤滑油と比べてすぐれており、圧延油、
作動油、切削、研削油や金属塑性加工用潤滑油、内燃機
関用潤滑油等各種工業用潤滑油として利用可能である。

本発明に従えば、例えば、既存の合成エステルを冷間圧
延油として、あるいは添加物に転用しているものとは異
なり、鋼板類の圧延潤滑性の向上により、従来のパーム
油を基油に用いた場合と比べて動力費の節減等省エネル
ギー、省資源的効果をもたらす。また、焼鈍性にも優れ
ており、通常の電解脱脂を省略することができ、設備コ
ストを低減させることができる。

本発明に従えば、また切削、研削油に関しては優れた潤
滑性を有するとともに、臭気、安定性等各種使用条件を
充分満足させえる高性能な油剤となり得る。

本発明に従えば、更に加工潤滑においては高速加工など
の苛酷な条件でも充分な潤滑が保証され、加工の円滑化
、能率化を可能にすることができる。

本発明に従えば、更に焼付疵など、潤滑不足が原因で発
生する製品の品質低下が防止できるとともに、工具の摩
耗や破損も抑止され、製品の品質を高め、工具の寿命を
大きく延ばすことができる。

本発明に従えば、更に加工時の所要動力を軽減し、省資
源、省エネルギーが一層推進される等の多くの優れた効
果を生ずるものである。

Claims

【特許請求の範囲】

１．下記の一般式（ I ）（II）又は（III）で示される
１価の環状アミノアルコールと炭素数６以上の脂肪酸と
のエステル化生成物を含有する潤滑油。 ▲数式、化学式、表等があります▼…………（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼…………（II） ▲数式、化学式、表等があります▼…………（III）（式中、ＸはＨまたはＣＨ＿３を示し、ｎは１〜３の整
数である。）