JPH041797B2

JPH041797B2 -

Info

Publication number: JPH041797B2
Application number: JP58210269A
Authority: JP
Inventors: Tsugio Okita; Akio Nakajima; Takeshi Murakami; Makoto Takai
Original assignee: Myoshi Oil and Fat Co Ltd
Current assignee: Myoshi Oil and Fat Co Ltd
Priority date: 1983-11-09
Filing date: 1983-11-09
Publication date: 1992-01-14
Also published as: JPS60104192A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は硫化物質を含む金属加工用潤滑剤組成
物に関するものである。さらに詳しくは水素添加
魚油（以下水添魚油と記す）と、それを分解して
得られる水素添加魚油脂肪酸（以下水添魚油脂肪
酸と記す）と炭素数１〜24の脂肪族アルコールと
より得られる脂肪酸エステルとの混合物（以下油
性混合物と記す）を硫化して得られる硫化物質を
含む金属加工用潤滑剤組成物に関するものであ
る。従来、金属の潤滑剤組成物の添加剤として抹香
鯨油の硫化物が用いられていたが、昨今水産資源
たる抹香鯨の減少に伴い、捕獲が制限されさらに
捕鯨の全面禁止を到つており、抹香鯨油の利用が
出来なくなつて来ている。そのような時代の趨勢
より、抹香鯨油の代替品が考え出されている。例
えば、特公昭58−17797には、ラードとオレフイ
ンの混合物の硫化物が報告されているが、ラード
の脂肪酸鎖長が炭素数18までであること、並びに
オレフインを混合して用いることにより、分子量
が小さく潤滑油における潤滑性が低いこと及び極
圧性が低いという欠点がある。また特開昭53−
74504には、非食用獣脂（牛脂）またはその脂肪
酸のアルカノールエステルのいずれかと、他の天
然油脂、脂肪酸エステルとの組合せによる油脂−
脂肪酸エステル混合物の硫化物質について記載が
あるが、牛脂、ラードとそれらの脂肪酸エステル
の場合は、イオウを多く加え、硫化度を高くする
ことができるが、沃素価の高い植物油やそれらの
脂肪酸エステルを用いた場合には、硫化において
ゲル化が起こり易く、硫化度をあまり高く出来な
いと同時に、それらは潤滑性が十分でない。また魚油は油脂の中では分子量も大きく潤滑油
原料として好ましいが、そのままでは沃素価が高
く（130〜200）、硫化によりゲル化が起こり易く、
多量のイオウを加えられず、硫化度を高くできな
い欠点があると共に潤滑性能が低いた言う欠点が
ある。また、従来から油脂又は脂肪酸アルコールエス
テル等を潤滑油として用いる場合、脂肪酸の鎖長
い長い方が潤滑性に優れ、さらに長鎖で飽和脂肪
酸の多いものの方が潤滑性の高いことが知られて
いる。長鎖の脂肪酸を含む油脂原料として、水産
動植物油脂が知られ、魚油は炭素数20以上の高度
不飽和酸を35〜50％程含んでいるが、魚油特有の
臭いと酸化や重合等の反応が起こり易く安定性が
低いと言う欠点がある。これを硫化して用いるに
おいては、イオウとの反応性が良く、硫化度の高
い硫化油が得られるが、硫化反応時において反応
が進み易く、トリグリセリド間の架橋が起こり、
ゲル化に到つたり、また硫化後も魚油特有の臭気
が発生すると言う問題と共に、未反応の不飽和性
構造とイオウとの反応がさらに進み、トリグリセ
リドどうしの架橋が起こり、著しい粘度の上昇か
ら、遂には樹脂化するに到ることがある。つま
り、魚油の硫化物は、一定した反応生成物として
存在し難く、物性が遂次変化して行くと言う欠点
を持つている。本発明者らは上述した従来技術及
び魚油の硫化物の欠点を改良すべく検討を行い、
魚油に水素添加を行い、ヨウ素価を下げて用いる
ことにより、臭気も除去され、硫化後の性状の安
定性も向上することが認められ、さらにそれにそ
の水添魚油の分解脂肪酸と１価のアルコールとの
エステルを特定の比率で混合して用いることによ
り、性能上及び製造上も問題の少ない、また性状
として安定した硫化物を得て本発明に到達したも
のである。すなわち本発明は、(A)魚油を水素添加して得ら
れる沃素価50〜100の水素添加魚油50〜80重量パ
ーセントと、(B)上記水添魚油を分解して得られる
沃素価50〜100の水添魚油脂肪酸と炭素数１〜24
の飽和またはおよび不飽和の脂肪族アルコールと
より得られる脂肪酸エステル20〜50重量パーセン
トとの混合物を硫化して得られる硫化物質と、そ
れに動植物油脂またはおよび鉱物油またはおよび
脂肪酸エステル、さらに必要に応じ極圧添加剤、
乳化剤、酸化防止剤等を加えて得られる金属加工
用潤滑剤とより成るものである。ここに用いられる水添魚油は魚油または精製魚
油を常法により水素添加して得られる。魚油とし
ては多くの種類の魚より得られる油脂が挙げられ
るが、一般に工業的に得られるイワシ油、サバ
油、タラ油、サンマ油等またはこれらを含むいわ
ゆる混合魚油が用いられる。ここに用い得る魚油
の沃素価は特に限定はないが、130〜200程度のも
のが用いられる。上記魚油の内イワシ油（沃素価
160〜190）が代表的なものとして用いるに好まし
い。これらの魚油はそのままでも用い得るが、來
雑物を除去したり、脱色したり、脱酸のために、
アルカリや酸を用いての処理や、活性白土等によ
る脱色等の精製処理を行つた後用いるのが好まし
い。その際水添魚油の沃素価が50〜100の範囲に
入るように水素添加することが必要である。また
これを分解して得られる水添魚油脂肪酸もその沃
素価が50〜100を有することが必要である。また
水添魚油脂肪酸と反応する脂肪族アルコールは炭
素数１〜24の飽和またはおよび不飽和性の脂肪族
アルコールであり、直鎖性またはおよび側鎖性を
含んでいる。すなわち炭素数１〜８の直鎖または
側鎖の飽和アルコールまたは天然油脂を分解して
得られる脂肪酸を還元して得られる炭素数12〜24
の還元アルコールまたはα−オレフインを原料と
してオキソ法等により得られる側鎖アルコール基
を含む合成アルコールが挙げられる。例えばメタ
ノール、エタノール、プロパノール、ブタノー
ル、イソブタノール、ヘキサノール、オクタノー
ル、イソオクタノール、ラウリルアルコール、ヤ
シ油還元アルコール、牛脂還元アルコール、ミリ
スチルアルコール、セタノール、オレイルアルコ
ール、ステアリルアルコール、ナタネ油還元アル
コール、魚油還元アルコール、水添魚油の還元ア
ルコール等があり、さらに合成アルコールとして
商品名オキソコール（日産化学工業(株)製）、ドバ
ノール（三菱油化(株)製）、ダイアドール（三菱化
成工業(株)製）等が挙げられる。脂肪酸エステルは、水添魚油脂肪酸と脂肪族ア
ルコールとのエステル化反応により製造すること
ができるが、エステル交換反応によつても得るこ
とが出来る。これらの脂肪酸エステルは単体でも
２種以上混合しても用いることができる。次に上記の(A)水添魚油と(B)水添魚油脂肪酸エス
テルを重量パーセントにて、各々50〜80：20〜50
の比率にて混合して用いるが、(A)の比率が高いと
粘度が高くなることから、(A)：(B)は50〜70：30〜
50がより好ましく、これにイオウを加えて硫化を
行う。硫化の際のイオウ量は、油性混合物に対し
て重量比にて４〜30％添加し硫化を行つたが、イ
オウ量が少ないと潤滑性能上の効果が低く、多い
と潤滑性能上の効果は高くなるが、硫化後の粘度
が上昇して製造時及び使用時の取り扱いが困難に
なり、さらに経済的に不利になる。５〜25％の範
囲が性能的にまた製造上及びコストから見て適し
ているが、８〜20％でも十分に性能が得られ、よ
り好ましい。硫化後の粘度は、製造中の撹拌効率
や反応後の濾過工程及び使用時の取り扱いが容易
になることから、低い方が良いが、99℃で100CP
以下が望ましく、40〜70CPがより好ましい。硫
化の方法は次のように行う。温度計、撹拌機、冷
却器及びN₂ガス導入管を装着した３のフラス
コに沃素価178の混合魚油の沃素価45.6〜105.8に
水素添加して得られる水添魚油とそれら水添魚油
から得られる脂肪酸エステルの混合物を仕込み、
150〜200℃で粉末状または粒状のイオウを0.5〜
３時間かけて添加し、さらに、同温度で３〜30時
間撹拌し、次に反応混合物にN₂ガスを吹込みな
がら徐々に冷却し、室温まで冷却した後更に室温
で２日間放置し、ろ過助剤としてセライトを使用
して反応物をろ過して油性混合物の硫化物質を得
る。得られた硫化物質につき、粘度、摩擦係数
（μ）、焼付荷重、摩耗衰を測定した。測定方法は
次の通り。 (1) 粘度：硫化物質そのものにつき、Ｂ型粘度計
を用い、温度90℃での粘度を測定した。 (2) 試料：以下の測定には、上記硫化物質を60ス
ピンドル油に対し、重量にて10％添加し、溶解
したものを測定に供した。 (3) 摩擦係数（μ）：振子型油性摩擦試験機にて、
150℃での摩擦係数を測定した。 (4) 焼付荷重：高速四球型摩擦試験機にて、回転
数600、1500rpm、温度常温の条件下で、連続
的に圧力を上げて行き、焼付時の荷重（Kg／
cm²）を測定した。 (5) 摩耗痕：高速四球型摩擦試験機にて回転数
1500rpm、圧力50Kg／cm²、30分間の条件下での
摩耗痕を測定した。なお、対照試料として、精製ラード、精製ナタ
ネ油、精製抹香鯨油、精製牛脂を各々イオウ量８
％にて硫化したものを、上記(1)〜(5)と同じ条件に
て測定し、対照とした。試料の内容とその測定結
果を表−１に示す。またさらに対照試料として精製魚油、精製大豆
油、水添魚油（IV90.2）−牛脂メチルエステル及
びナタネ油−水添魚油脂肪酸オクチルエステルを
硫化して、その性状及び測定結果を表−２に示
す。表−１、２中、(A)はラードその他対象試料を含
む油脂を示す。(B)は水添魚油脂肪酸エステルのア
ルコール名を示し、IVは脂肪酸としての

【表】

【表】それを示す。表−１の測定結果より、次のようなことが導き
出される。 () ラード、ナタネ油、牛脂、抹香鯨油につ
き、イオウ量８％の硫化物を調整し、上記方法
により測定した結果（No.１〜４）、摩擦係数
（μ）が0.12〜0.15であり、焼付荷2.0〜3.0Kg／
cm²、摩耗退0.95〜1.22cm²であつた。これに対
し、本願発明のＡとＢの混合物（No.６〜８）
は、μが0.10〜0.115、焼付荷重3.0〜6.1Kg／cm²
摩耗退0.59〜0.71cm²であり、いずれもすぐれた
値を得た。 () (B)にIV90.5のオクチルエステルを用い、(A)
水添魚油のIV45〜105に変化させ、且つＡ：Ｂ
＝６：４の混合物をイオウ量８％になるように
して得られた硫化物を前記方法により測定した
結果（No.５〜９）、(A)のIV45.6、105.8のものは
μが高く、焼付荷重が低く、摩耗痕が大きい
が、IV50.1、75.4、101.2のものはIV45.6、
105.8に比較して良い結果を示している。 () (A)にIV90.2の水添魚油を用い、(B)エステル
IVを45〜105に変化させ、且つＡ：Ｂ＝６：４
の混合物をイオウ量８％になるように得られた
硫化物につき同様に測定した結果（No.10〜14）
(B)のIV45.9、105.1のものはμも高く、焼付荷
量が低く且つ摩耗痕が大きい。IV50.3、75.5、
100.9のものはIV45.9、105.1に比較して、良い
結果を示している。 () (A)に90.2の水添魚油を、(B)にIV90.5のオ
クチルエステルを用い、Ａ：Ｂの混合比を４〜
９：１〜６に変えてイオウ量８％として同様に
測定した（No.15〜20）結果、Ａ：Ｂが４：６
（No.15）は粘度が低く、９：１（No.20）は粘度が
高く製造上並びに使用上支障がある。その他の
測定結果はNo.15、20共に焼付荷重が低く、摩耗
痕が大きいのに対し、Ａ：Ｂが５：５（No.16）
６：４（No.17）７：３（No.18）８：２（No.19）は
μも低く焼付荷が高く摩耗痕も小さく良い結果
を得た。 () (A)にIV90.2の水添魚油を、(B)にIV90.5のオ
クチルエステルを用い、Ａ：Ｂ＝６：４にて、
イオウ量を４〜30％迄変えた硫化物を調製し、
上記と同様に測定を行つた（No.21〜25）結果、
イオウ量が大きくなると粘度が高くなり、イオ
ウ量25％では実用上粘度が障害になることはな
いが、30％では製造上並びに使用上障害ある程
度の粘度になる。測定結果は、イオウ量４％が
μが高く、焼付荷重が低く摩耗痕が大きく、５
％では４％に対しμは低くなり、焼付荷重も高
くなり摩耗痕も小さくなり、実用的な範囲に入
る。15％、25％は、μも低く、焼付荷重も高く
摩耗痕も小さく、極めて良い結果を得た。30％
も測定結果は15％、25％に比較して劣る点はな
いが粘度が高いこととコスト面より考えて、イ
オウ量は５〜25％が適当である。 () (B)のアルコールエステルのアルコールにつ
いて、メチルエステル、ブチルエステル、合成
アルコール（C14〜15）エステル、オレイルエ
ステル、オクチルエステルを用いて、Ａ：Ｂ＝
６：４にてイオウ量８％として同様に測定した
（No.17、26〜29）結果、アルコールの分子量が
大きくなるに従つて粘度が大きくなる点及びメ
チルエステルを用いた時のμが若干高い点を除
いて、その他の測定値はアルコールによる差違
は認められなかつた。粘度もメチルエステルの
μも実用的には十分使用出来る範囲にある。 () 表−２より、魚油はイオウ量５％ではゲル
化は起こらないが、８％ではゲル化が起こり、
測定は不能である。また大豆油はイオウ量５％
でゲル化は起こらないが、潤滑性は良くない。
水添魚油と牛脂メチルエステル（No.33）、ナタ
ネ油と水添魚油オクチルエステル（No.34）は潤
滑性が満足すべきものではない。 (イ) (A)水添魚油のIVは50〜100の範囲のものが
すぐれた性能を示した。以上の結果をまとめると、 (ロ) (B)エステルのIVは50〜100の範囲のものが
すぐれた性能を示した。 (ハ) Ａ：Ｂの混合比はＡ：Ｂ＝５〜８：２〜５
の範囲内のものが、使用上ならびに性能上す
ぐれている。 (ニ) イオウ量は、５〜25％の範囲が、実用上な
らびに性能上から適当である。 (ホ) (B)エステルのアルコールは実用上ならびに
性能上いずれも使用できる。 (ヘ) 天然油脂単独、またはそれらもしくは天然
油脂脂肪酸エステルの混合物はいずれも潤滑
性能が劣つている。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】

１ (A)魚油を水素添加して得られる沃素価50〜
100の水素添加魚油50〜80重量パーセントと、(B)
上記水素添加魚油を分解して得られる沃素価50〜
100の水素添加魚油脂肪酸と炭素数１〜24の飽和
またはおよび不飽和の一価脂肪族アルコールとよ
り得られる脂肪酸エステル20〜50重量パーセント
との混合物を硫化して得られる硫化物質を含むこ
とを特徴とする金属加工用潤滑剤組成物。