JPH04233998A - 潤滑処理アルミニウム板並びにアルミニウム板用潤滑処理剤 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プレス加工性並びにプ
レス加工後にアルミニウムの表面に残留した潤滑皮膜の
洗浄除去性に優れた潤滑処理アルミニウム板並びに該潤
滑皮膜の形成に適した潤滑処理剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、アルミニウム板のプレス加工用の
潤滑剤としてはプレス加工油が使われている。市販のプ
レス加工油は鉱油、合成油などを基油とし、それに油脂
と各種の潤滑添加剤と防錆添加剤を含有した高粘度の油
が使用されている。近年自動車の軽量化の要求のために
鋼板に替えてアルミニウム板の使用が試みられているが
、合金化され高強度化されたアルミニウム板は鋼板に比
べ加工性が劣るため、従来のプレス加工油では潤滑性能
が不足し、高加工度のプレス加工が出来ないという問題
がある。また、プレス加工は一般に連続加工で行なわれ
ており、工具と加工材料の摩擦熱、加工材料の塑性変形
に伴う発熱などにより工具温度が５０〜８０℃になるた
めに、鋼板に比べ吸着性の強いアルミニウム板を、この
様な状況のもとでプレス加工を行うと、加工後の残留油
膜の洗浄除去性が悪いといった問題もある。従って、優
れた潤滑性を持ち、洗浄除去性も優れる潤滑処理アルミ
ニウム板並びに該潤滑皮膜の形成に適した潤滑処理剤の
開発要望が生じてきたのである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のプレ
ス加工油を用いてアルミニウム板のプレス加工する場合
の低い潤滑性能、化学吸着の強さによる潤滑剤の洗浄除
去性の悪さといった問題を解決するためになされたもの
である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記の問
題点を解決し得る潤滑処理剤について研究し、特願平１
−２７２９９８を出願している。しかし更に検討を進め
た結果、下記の新たな知見を得るに至った。即ち、（１
）従来のプレス加工油の成形性能の低さは、プレス加工
油が液状であるためにプレス加工時の圧力により排除さ
れ、アルミニウム板の軟らかい表面と工具の硬い表面と
の間の摩擦力が増加し、プレス割れの問題が起こる。こ
のためアルミニウム板のプレス強加工用の潤滑は被加工
物と工具との接触を防ぐことの出来る常温で固型状態の
潤滑皮膜（以下潤滑皮膜と略称する）が適していること
。 （２）アルミニウム板のプレス加工に良好な固体潤滑皮
膜は季節による温度変化、プレス加工による工具温度の
上昇等を考慮にいれ、融点が好ましくは３０℃以上、よ
り好ましくは４０℃以上である必要がある。また洗浄除
去性、洗浄液の老化等を考慮すると融点は好ましくは８
０℃以下、より好ましくは７０℃以下である必要がある
こと。この潤滑皮膜の融点と潤滑性及び洗浄除去性との
関係を脂肪族アルコールを例として実施例に示す試験評
価を行った結果を図１に示す。この図からも融点３０℃
以下のアルコールでは潤滑性が劣り、融点８０℃以上の
物は洗浄除去性が劣ること。 （３）プレス加工油のアルミニウム板に対する洗浄除去
性の悪さは、主にプレス加工油に含まれる成分物質の極
性基の影響である。このためアルミニウム表面に対する
極性基の影響を調査した結果潤滑成分中に含有する遊離
脂肪酸と不飽和結合の影響が大きく、水酸基、エステル
結合の影響が極めて小さいこと。従って影響度の大なる
遊離酸と不飽和結合とを持たないものが好ましいこと。 （４）従ってアルミニウム板に対する洗浄除去性の良い
潤滑剤は化学吸着力の強い遊離の脂肪酸の量である酸価
は好ましくは５以下、より好ましくは３以下である必要
があること。この潤滑皮膜の酸価と洗浄除去性との関係
を脂肪族アルコールに脂肪酸を添加して試験を行った結
果を図２に示す。この図からも皮膜の酸価は好ましくは
５以下、より好ましくは３以下であると洗浄除去性が優
れること。（５）従ってアルミニウム板に対する洗浄除
去性の良い潤滑剤は酸化重合、酸化分解により化学吸着
の原因となる不飽和結合の量であるヨウ素価が好ましく
は１０以下、より好ましくは５以下である必要があるこ
と。この潤滑皮膜のヨウ素価と洗浄除去性との関係を飽
和脂肪族アルコールに不飽和脂肪族アルコールを添加し
て試験を行った結果を図３に示す。この図からも皮膜の
ヨウ素価は好ましくは１０以下、より好ましくは５以下
であると洗浄除去性が優れること等を挙げることが出来
る。

【０００５】以上の知見に基づいて更に検討を進めた結
果、アルミニウムの板材表面にネオ骨格を有するヒンダ
ードアルコール以外の多価アルコールと炭素数１０以上
の高級脂肪酸との部分エステル又は飽和エステルであっ
てその化合物の融点が３０℃以上であるエステル、飽和
多塩基有機酸と炭素数１０以上の脂肪族アルコールとの
飽和エステルであってその化合物の融点が３０℃以上で
あるエステル及び融点が３０℃以上の脂肪族アルコール
から選ばれる１種又は２種以上の化合物を６０％以上含
有し、かつ融点が３０〜８０℃、酸価が５以下並びにヨ
ウ素価が１０以下である潤滑皮膜を形成させることによ
り、プレス成形性並びにプレス加工後に残留した潤滑皮
膜の洗浄除去性に優れた潤滑処理アルミニウム板が得ら
れることを見出すに至った。

【０００６】本第１発明においては、アルミニウムの板
材表面への潤滑皮膜の形成方法及び該皮膜量について何
ら限定するものではないが、形成方法としてはロールコ
ーター、スプレー、カーテンフロー等を適用することが
出来、又皮膜量としては特に０．３〜３．０ｇ／ｍ２の
範囲が好ましい。この皮膜量の範囲で皮膜を形成させる
ためには、該皮膜形成に適用する潤滑処理剤は潤滑成分
のみから成るものでも可能であるが、潤滑成分を揮発性
石油系溶剤により希釈したものを塗布し、その後揮発性
石油系溶剤を揮発乾燥することにより作業性良く皮膜形
成させることが出来る。

【０００７】このため本第１発明における潤滑皮膜を形
成するために、ネオ骨格を有するヒンダードアルコール
以外の多価アルコールと炭素数１０以上の高級脂肪酸と
の部分エステル又は飽和エステルであってその化合物の
融点が３０℃以上であるエステル、飽和多塩基有機酸と
炭素数１０以上の脂肪族アルコールとの飽和エステルで
あってその化合物の融点が３０℃以上であるエステル及
び融点が３０℃以上の脂肪族アルコールから選ばれる１
種又は２種以上の化合物を６０％以上含有し、かつ融点
が３０〜８０℃、酸価が５以下並びにヨウ素価が１０以
下である潤滑成分を２０〜１００％含有し他の成分が揮
発性石油系溶剤であることを特徴とするアルミニウム板
用潤滑処理剤を完成するに至った。

【０００８】

【組成の説明】先ず本第１発明における潤滑皮膜に関し
て説明する。先ず皮膜成分の１つとして、ネオ骨格を有
するヒンダードアルコール以外の多価アルコールと炭素
数１０以上の高級脂肪酸との部分エステル又は飽和エス
テルであってその化合物の融点が３０℃以上であるエス
テルについて説明する。

【０００９】前述のネオ骨格を有するヒンダードアルコ
ール以外の多価アルコールとしては、２価アルコールと
してエチレングリコール、プロピレングリコール等のグ
リコール等が挙げられ、またグリコールのポリエーテル
も２価のアルコールとして挙げられる。３価のアルコー
ルとしてグリセリン等が挙げられ、６価のアルコールと
してソルビット、マンニット等が挙げられる。またグリ
セリンのポリエーテルもネオペンチル骨格を有さない多
価アルコールとして挙げられる。使用される多価アルコ
ールはヨウ素価を下げる必要から、不飽和結合のないも
のでなければならない。ネオ骨格を有するヒンダードア
ルコール以外の多価アルコールに限定した理由は前述の
特願平１−２７２９９８に示すように、ネオ骨格を有す
るヒンダードアルコールのエステルでは水酸基価が１０
以下、融点が５０℃以下でないと洗浄除去性が劣ること
にある。

【００１０】次に炭素数１０以上の高級脂肪酸として具
体的にはカプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パル
ミチン酸、ステアリン酸、牛脂脂肪酸、ヤシ油脂肪酸等
が挙げられるが、ヨウ素価を下げる必要から不飽和脂肪
酸は水素添加等を行い飽和脂肪酸とすることが必要であ
る。高級脂肪酸の炭素数が１０以上に限定した理由は、
炭素数１０未満の脂肪酸のエステルでは潤滑性が劣って
いるためである。この脂肪酸の炭素数と潤滑性の関係を
グリセリンの飽和エステルを例として試験した結果を図
４に示す。この図からも脂肪酸の炭素数が１０以上のエ
ステルは潤滑性が優れていることがわかる。

【００１１】次に皮膜成分の１つとして挙げられる飽和
多塩基有機酸と炭素数１０以上の脂肪族アルコールとの
飽和エステルで融点が３０℃以上のエステルについて説
明する。前記の飽和多塩基有機酸として具体的にはシュ
ウ酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、水素添加ダ
イマー酸等が挙げられる。次に脂肪族アルコールとして
具体的にはカプリルアルコール、ラウリルアルコール、
ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリル
アルコール、牛脂アルコール、ヤシ油アルコール等が挙
げられるが、ヨウ素価を下げる必要から不飽和アルコー
ルは水素添加等を行い飽和アルコールとすることが必要
である。飽和有機酸に限定した理由は、可能な限りにお
いてヨウ素価を下げるためであり、飽和エステルとした
理由は、未反応の遊離脂肪酸をなくして可能な限り酸価
を下げるためである。また脂肪族アルコールの炭素数１
０以上とした理由は、炭素数１０未満のアルコールのエ
ステルでは潤滑性が劣っているためである。この脂肪族
アルコールの炭素数と潤滑性との関係をコハク酸の飽和
エステルを例として試験した結果を図５に示す。この図
からも脂肪族アルコールの炭素数が１０以上のエステル
は潤滑性が優れていることがわかる。

【００１２】次にもう１つの皮膜成分として挙げられる
ものは融点が３０℃以上の脂肪族アルコールがあり、こ
れについて説明する。この脂肪族アルコールとして具体
的にはミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステ
アリルアルコール、牛脂アルコール、ヤシ油アルコール
等が挙げられるが、ヨウ素価を下げる必要から不飽和ア
ルコールは水素添加等により飽和アルコールとすること
が必要である。

【００１３】本第１発明に於ける潤滑皮膜は、以上説明
した３種類の皮膜成分の１種又は２種以上の化合物を６
０％以上含有しているものであって、６０％以上とした
理由は、６０％未満だとプレス加工時に潤滑不良を起こ
すためである。この皮膜成分中の化合物の含有比率と潤
滑性との関係を脂肪族アルコールにパラフィンワックス
を添加したものを例として試験した結果を図６に示す。 この図からも潤滑成分が６０％以上含有していると潤滑
性が良好であることがわかる。

【００１４】上記成分以外の４０％未満の成分としては
、上記以外のエステル、アルコール、鉱物油、パラフィ
ンワックス等の希釈剤、或は潤滑性向上を目的としたリ
ン酸エステル、硫黄化合物等に代表される極圧添加剤、
潤滑剤の酸化劣化防止を目的としたジターシャルブチル
パラクレゾールに代表される酸化防止剤、防錆性を目的
とした石油酸化物のバリウム塩等に代表される防錆添加
剤等の添加剤が挙げられ、これ等の物質から任意に選ん
で使用することが出来る。しかしながら潤滑皮膜は、融
点が３０〜８０℃、酸価が５以下並びにヨウ素価が１０
以下の条件を満たさなければならない。

【００１５】次に本第２発明における潤滑処理剤につい
て説明する。本潤滑処理剤に含まれる潤滑成分に関して
は本第１発明において説明した通りであり、潤滑成分の
含有量は２０〜１００％である。次に他の成分として８
０％未満配合し得るものは揮発性石油系溶剤であり、具
体的にはケロシン（灯油）、ソルベントパラフィン等が
挙げられる。本潤滑処理剤が揮発性石油系溶剤を８０％
以上含有してはならない理由は、石油系溶剤を８０％以
上含有させるとプレス加工の潤滑に必要な皮膜量の５倍
量以上の潤滑剤を塗布する必要があり、乾燥前に付着む
らや液流れ等が起こり均一な皮膜を形成させることが困
難であるからである。

【００１６】

【実施例】以下に、本発明の潤滑処理アルミニウム板の
実施例と比較例を挙げこれらを表にしてその効果を説明
する。

【００１７】試験方法 （１）試験片の作成 試験板として、アルミニウム合金板ＪＩＳ−Ｈ４０００
−Ａ５０５２Ｐ（板厚０．８ｍｍ）を使用し、アセトン
溶剤脱脂により表面の油を除去し、ケロシン（灯油）で
５０％に希釈した潤滑皮膜組成物をロールコーターにて
塗布後、ケロシンを熱風にて揮発除去した。皮膜量は０
．５ｇ／ｍ２に調整した。なお市販のプレス加工油及び
液状物については希釈せずにそのまま付着量２．０ｇ／
ｍ２塗布した。 （２）潤滑性試験（深絞り試験） ａ．試験板の寸法：９０ｍｍφ ｂ．ダイス径：４２，５ｍｍ ｃ．ポンチ径：４０．０ｍｍ ｄ．ダイス、ポンチの肩半径：４ｍｍ ｅ．絞り速度：４００ｍｍ／ｍｉｎ ｆ．しわ押え荷重：１０００ｋｇｆ ｇ．試験温度：ＲＴ　　２８℃ ｈ．判定：下式の絞り率で行った。 絞り率％＝（１−Ｄ／Ｄ０）×１００ Ｄ０　：試験前の試験片の直径 Ｄ　　：試験後の試験片の直径 評価　　　　絞り率（％） ◎　　　　　　２０％以上 ○　　　　　　１５〜２０％ △　　　　　　１０〜１５％ ×　　　　　　１０％以下 （３）洗浄除去性試験（脱脂試験） ａ．試験片の寸法：７０ｍｍ×１５０ｍｍｂ．試験片の
調整：各試験片に潤滑処理後、温度５０℃、相対湿度９
５％の恒温恒湿試験機中に、７日間放置経時し、試験材
とした。 ｃ．脱脂剤：商品名　　ファインクリーナーＬ４４８０
（日本パーカライジング（株）製） ｄ．濃度：１８ｇ／ｌ ｅ．温度：４０℃ ｆ．時間：完全静止浴に３分 ｇ．判定：脱脂後の試験片を３０秒流水中で水洗した後
、３０秒間静止後の水 濡れ面積比率（％）で評価した。 評価　　水濡れ面積比率（％） ◎　　１００％ ○　　９０％以上１００％未満 △　　８０％以上９０％未満 ×　　８０％未満 表１に実施例１４種類，表２に参考例として特願平１−
２７２９９８に示す実施例２種類、表３に比較例１０種
類での試験結果を示した。表１の試験Ｎｏ．１〜４にネ
オ骨格を有するヒンダードアルコール以外の多価アルコ
ールと高級脂肪酸の部分エステルの例、Ｎｏ．５にネオ
骨格を有するヒンダードアルコール以外の多価アルコー
ルと高級脂肪酸の飽和エステルの例、Ｎｏ．６〜８に飽
和多塩基有機酸と脂肪族アルコールとの飽和エステルの
例、Ｎｏ．９，１０に脂肪族アルコールの例、Ｎｏ．１
１，１２に２種、３種の混合の例、Ｎｏ．１３，１４に
希釈の例を示した。この表より、明らかなように本発明
の潤滑剤は潤滑性、洗浄除去性ともに従来技術に比べ優
れていることがわかる。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】

【００２０】

【表３】

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明により乗用
車の軽量化を検討している自動車産業等に潤滑性並びに
洗浄除去性に優れた潤滑皮膜を形成したアルミニウム板
並びに該潤滑皮膜を形成させるために適した潤滑処理剤
を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

図１は潤滑皮膜の融点と潤滑性および洗浄除去性の関係
の例の図、 図２は、潤滑皮膜の酸価と洗浄除去性の関係の例の図、
図３は潤滑皮膜のヨウ素価と洗浄除去性の関係の例の図
図４は脂肪酸の炭素数と潤滑性の関係の例の図、図５は
脂肪族アルコールの炭素数と潤滑性の関係の例の図、 図６は潤滑皮膜中の潤滑化合物の成分比率と潤滑性の関
係の例の図、 である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アルミニウム又はアルミニウム合金（以下
   アルミニウムと略称する）の板材表面に、ネオ骨格を有
   するヒンダードアルコール以外の多価アルコールと炭素
   数１０以上の高級脂肪酸との部分エステル又は飽和エス
   テルであってその化合物の融点が３０℃以上であるエス
   テル、飽和多塩基有機酸と炭素数１０以上の脂肪族アル
   コールとの飽和エステルであってその化合物の融点が３
   ０℃以上であるエステル及び融点が３０℃以上の脂肪族
   アルコールから選ばれる１種又は２種以上の化合物を６
   ０％（重量％以下同じ）以上含有し、かつ融点が３０〜
   ８０℃、酸価が５以下並びにヨウ素価が１０以下である
   潤滑皮膜を形成したことを特徴とする潤滑処理アルミニ
   ウム板。
2. 【請求項２】ネオ骨格を有するヒンダードアルコール以
   外の多価アルコールと炭素数１０以上の高級脂肪酸との
   部分エステル又は飽和エステルであってその化合物の融
   点が３０℃以上であるエステル、飽和多塩基有機酸と炭
   素数１０以上の脂肪族アルコールとの飽和エステルであ
   ってその化合物の融点が３０℃以上であるエステル及び
   融点が３０℃以上の脂肪族アルコールから選ばれる１種
   又は２種以上の化合物を６０％（重量％以下同じ）以上
   含有し、かつ融点が３０〜８０℃、酸価が５以下並びに
   ヨウ素価が１０以下である潤滑成分を２０〜１００％含
   有し他の成分が揮発性石油系溶剤であることを特徴とす
   るアルミニウム板用潤滑処理剤。