JPH0631372B2 - 金属加工油 - Google Patents

金属加工油

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JPH0631372B2
JPH0631372B2 JP60296078A JP29607885A JPH0631372B2 JP H0631372 B2 JPH0631372 B2 JP H0631372B2 JP 60296078 A JP60296078 A JP 60296078A JP 29607885 A JP29607885 A JP 29607885A JP H0631372 B2 JPH0631372 B2 JP H0631372B2
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幸生 橋口
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属加工油に関するものであり、さらに詳しく
は動植物油脂と脂肪酸との混合物を重合した重合物を基
油あるいは油性向上剤として用い、油溶性金属加工油あ
るいは水溶性金属加工油に適し、潤滑性、乳化安定性、
防錆性に優れ泡立ちの少ない金属加工油に関する。
〔従来の技術〕
金属加工油には、たとえば、切削油、研削油、圧延油、
プレス油、引抜油等の塑性加工油など加工方式による呼
び方と使い方によって、水系で使用される水溶性金属加
工油、非水系(油系)で使用される油溶性金属加工油な
どいろいろの分類の仕方がある。
このような金属加工油には基油としてパーム油、牛脂、
豚脂、鯨油等の動植物油脂あるは脂肪酸エステルが用い
られている。しかしこれらの基油は、金属加工技術の進
展に伴う潤滑性能を十分満足するものでなく、その性能
をおぎなうために、油性向上剤、界面活性剤、錆止め
剤、極圧添加剤、消泡剤などさらに多くの添加剤を配合
し用いている。基油の潤滑性を改良する試みとしては、
活性白土の存在下に加熱処理した変性油脂を用いる鋼板
用冷間圧延油(特公昭51-6686)がある。
また金属加工油としては潤滑性能のほかに、加工速度の
高速化に伴う冷却性の向上が必要とされ、冷却性の点で
は水溶性金属加工油が優れている。従来知られている前
記動植物油脂あるいは脂肪酸エステルは水に対する親和
性が少なく、乳化剤を添加しこれを乳化あるいは可溶化
し水溶性金属加工油の基油に用いている〔潤滑第29巻第
2号(1984)101〜106頁、潤滑第30巻第2号(1985)10
9〜115頁〕。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、親水性の少ない基油を水に乳化または可
溶化するためには、数種の界面活性剤を多量に使用しな
いと、安定した乳化分散系または可溶化系が得られな
い。多量の界面活性剤で乳化または可溶化すると潤滑性
が低下するばかりでなく、使用時に泡が量に発生して、
そのために加工工程で好ましくない問題が発生する。
このような問題点は油脂を加熱処理しただけでは解決で
きない。即ち加熱処理した変性油脂では潤滑性が改良さ
れるものの、変性する前の油脂に比べてさらに親水性が
低下する。従って、これを水溶性金属加工油に用いるに
はより多量の乳化剤を必要とし前記の問題点が大きなも
のとなる。
本発明は上記の点に着目しなされたもので、油溶性金属
加工油あるいは水溶性金属加工油に適し、潤滑性、乳化
安定性、防錆性に優れ泡立ちの少ない金属加工油を提供
することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究した結
果、動植物油脂と脂肪酸との混合物を重合した重合物を
基油あるいは油性向上剤として用いることにより、油溶
性金属加工油あるいは水溶性金属加工油として優れた潤
滑性を有し、しかも良好な乳化安定性、防錆性を発揮
し、起泡性が少ないことを見出し本発明を完成するに至
った。
即ち、本発明は沃素価60以上の動植物油脂10〜80重量%
と、沃素価60以上の一塩基性不飽和脂肪酸20〜90重量%
との混合物を重合して得られる38℃の粘度が80〜3,000
センチポイズの重合を含む金属加工油である。
本発明に用いる沃素価60以上の動植物油としてはタラ
油、イワシ油、サバ油、オレンジラフィー等の魚油、及
びこれらの魚油を主成分とする混合魚油、牛脚油、チキ
ン油、豚脂等の動物油脂、、ヒマシ油、パーム油、大豆
油、ナタネ油、ヒマワリ油、サフラワー油、綿実油、米
糠油等の植物油脂、およびこれらの動物油脂、植物油脂
を水素添加し、かつ沃素価60以上を有する水素添加油脂
が挙げられ、これらから選ばれた少なくとも1種を用い
る。
本発明に用いる沃素価60以上の一塩基性不飽和脂肪酸と
しては、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、リシノ
ール酸、エルカ酸、ゾーマリン酸、ガドレン酸、セラコ
レイン酸等の単体脂肪酸及びこれらの混合脂肪酸、及び
動植物油脂から製造される一塩基性不飽和脂肪酸等が挙
げられる。
本発明に用いる重合油は沃素価60以上の動植物油脂(A)
と沃素価60以上の一塩基性不飽和脂肪酸(以下このよう
な脂肪酸を「脂肪酸(B)」と称することもある)との混
合物を重合して得られる。
重合油に用いる動植物油脂(A)と脂肪酸(B)との混合比は
(A):(B)が重合比で10〜80:20〜90%が好ましく、得ら
れる重合油が油脂の重合物、重合脂肪酸と比べて良好な
潤滑性、防錆性、乳化性を発揮する。動植物油脂(A)が1
0重量%以下で脂肪酸(B)が90重量%以上では重合油の潤
滑性が十分でなく、動植物油脂(A)が80%以上で、脂肪
酸(B)が20重量%以下では乳化性、潤滑性の劣るものと
なる。またここに用いる動植物油脂(A)、脂肪酸(B)はと
もにその沃素価60以上のものが好ましい。沃素価が60未
満では重合反応が起り難いものとなり、不規則に反応
し、得られる重合油の潤滑性能が十分でなく、着色等の
品質の低下が認められるとともに鉱物油との相溶性が悪
く、その混合物は特に低温度の下で分離し易く安定性の
悪いものとなる。
本発明の重合油の粘度は38℃において80〜3,000センチ
ポイズ(以下「CP」と記す)が好ましく、この範囲の粘
度を有する重合油が潤滑性、乳化性、鉱物油との相溶性
に優れる。粘度が80CP未満では重合油中に含まれる未反
応の脂肪酸(B)が多くなり、また重合油の曇点が高く低
温度に於ける鉱物油との相溶性が低下し、水溶性金属加
工油に用いた場合に泡が立ちすぎ作業性が低下する。ま
た粘度が3,000CPを越えると潤滑性、鉱物油との相溶性
及び乳化性がともに低下し、さらに金属加工後に加工物
の表面にステインが残り易いものとなる。
本発明の重合油は、動植物油脂(A)と脂肪酸(B)との混合
物を熱又は酸化により重合して製造することができる。
例えば、熱重合はNガス、又はCO2ガス気流中で280〜
320℃、3〜30時間攪拌することにより目的の重合油を
得ることが出来る。又、混合物を仕込んだ後反応系内を
減圧にして150〜280℃、3〜30時間攪拌することによっ
ても目的の重合油を得ることが出来る。
酸化重合の場合は混合物を仕込んだ反応系内に空気又は
酸素を導入しながら100〜250℃、2〜30時間攪拌するこ
とにより目的の重合油を得ることが出来る。
なお、熱重合及び酸化重合反応において触媒を使用する
こともできる。
本発明の重合物は単独でも金属加工油の基油として又は
油性向上剤として使用することもできるが、この場合本
発明の重合油の濃度が高い程、高い潤滑性が得られる。
動植物油脂、鉱物油、他の油性向上剤、極圧添加剤と配
合して使用する場合には、重合油を少くとも4%配合し
たものが、金属加工上の潤滑性から見て好ましく、これ
以下では、その効果は低下してくる。さらに本願に使用
する重合油は自己乳化性を有しているため、水系の金属
加工油として利用する場合には、界面活性剤の使用量が
極めて少量ですみ、経済的であるばかりでなく、泡立ち
の著しく少ない金属加工油が得られる。
さらに本発明に潤滑油組成物に公知の潤滑油添加剤、例
えば極圧添加剤、酸化防止剤、消泡剤、界面活性剤等自
由にその目的の為に添加することができる。
〔実施例〕
以下実施例により本発明を詳細に説明するが本発明の範
囲はこれらに限定されるものではない。
なお、実施例中に示す物性値は以下の方法により測定し
た。
試験法 粘度:38℃の粘度をB型粘度計で測定した。
焼付荷重:シェル型高速四球摩擦試験機 ボール 1/2インチ 測定温度 20℃ 立軸回転数 600rpm 試料 重合油:60スピンドル油 (wt比30:70)の混合油 色相:ガードナー比色法 鉱油との相溶性:重合油を60スピンドル油に溶解し、30
wt%溶液を作り、それを0℃に7日間放置した後、分離
の程度を肉眼で判定した。
○:良好 △:若干分離または下部に若干沈殿物あり ×:二層に分離している 乳化安定性:試料油50mおよびイオン交換水450m
を1000mのトールビーカー(100mmφ×200mmH)に仕
込み恒温槽中で80℃に加熱する。T・Kホモミキサーを
その下端とトールビーカーの内側底面との距離が2cmと
なるように設置し、液温が80℃に達したら、10,000rpm
で5分間攪拌後1時間静置し、その時の乳化状態を次の
ように判定した。
○:乳化した層の高さが仕込んだ液全体の高さの95%以
上 △:乳化した層の高さが仕込んだ液全体の高さの85〜95
% ×:乳化した層の高さが仕込んだ液全体の高さの85%以
下 防錆性:試料油100部、ポリオキシエチレンノニルフェ
ニルエーテル5部、イオン交換水895部からなるエマル
ジョンを用いて脱脂した鋼片(2×12×76mm)の全面を
浸した後、鋼片を立てて下半分がエマルジョン中に没す
るように垂直に固定し、そのまま室温で2週間放置す
る。放置後鋼片を脱脂し、鋼片の状態から防錆性を次の
ように判定した。
○:変化なし △:微かに錆が発生 ×:かなり錆が発生 摩擦係数:振子型油性摩擦試験機にて25℃での摩擦係数
を測定した。
実施例1 常法に従い脱酸、脱色した精製魚油(主にタラ油を含む
混合魚油、IV170)をラネーニッケル0.4wt%、水素圧
1.5kg/cm2、反応温度160±2℃で水素添加反応を行な
い、IV39、58、91、107の4点の水素添加魚油を得
た。
また上で得たIV39〜107の4点の水素添加魚油を各々
その一部を用いて常法に従い固定化されたリパーゼ(カ
ンディダシリンドラセア由来)で加水分解し、各々IV
42、64、95、114の水添魚油脂肪酸を得た。
次に表−1に示すようにIV39〜107の水素添加魚油と
IV42〜114の水添魚油脂肪酸とを組合わせた1:1混
合物1000gをステンレス製2000mの反応釜に仕込み、
30分間で160℃に昇温し、同温度で混合物中に空気を吹
き込みながら約1000CP(38℃)となるまで反応して重合
油を得た。
混合物の反応性(所定粘度に達する迄の時間)、および
得られた重合油の潤滑性能(30wt%スピンドル溶液での
焼付荷重)、色相(ガードナーカラー)、鉱油との相溶
性を測定し、その結果を表−1に示す。
またIV133の大豆油とIV116のナタネ脂肪酸とを重量
比で1:1に混合し、上記と同様に空気を吹き込みなが
ら160℃で重合して粘度1020CP(38℃)の重合油を得
た。得られた重合油の諸物性を表−1のNO.9に示す。
表−1の結果より水素添加魚油のIVが60以下(NO.1
〜3)および水添魚油脂肪酸のIVが60以下(NO.1、
4、5)の混合物から得られる重合油は反応性、潤滑
性、色相、鉱油との相溶性が悪くそれぞれ本発明の目的
を達し得ない。
実施例2 実施例1に用いたIV91の水素添加魚油とIV95の水添
魚油脂肪酸とを用いて重量比で5:95〜85:15の混合物
を6点調製し、各々この混合物1000gを2000mのステ
ンレス製の反応釜に仕込み、窒素を吹き込みながら290
℃で粘度が約1000CP(38℃)になるまで反応を行ない重
合油を得た。
得られた重合油の潤滑性能(30wt%スピンドル油溶液で
の焼付荷重及び摩擦係数)、鉱油との相溶性、乳化安定
性、防錆性、起泡性を測定し、その結果を表−2のNO.
1〜6に示す。
また、IV116のナタネ油とIV89のオレイン酸とを重
合比で60:40に混合し、上記と同様に290℃で加熱し反
応して重合油を得、得られた重合油の諸性能を表−2の
NO.7に示す。
次に比較例としてナタネ油、オレイン酸をそれぞれ単独
で重合して得た重合油の諸性能を表−2のNO.8(ナタ
ネ油の重合油)、NO.9(オレイン酸の重合油)に示
す。
表−2から水素添加魚油の混合比が5%(NO.1)では
潤滑性、鉱油との相溶性が悪く、また85%(NO.6)で
は乳化性、潤滑性が悪く、ともに本発明の目的を達し得
ない。
実施例3 実施例1に用いてIV91の水素添加魚油とIV114の水
添魚油脂肪酸との1:1重量混合物を実 施例1と同様に160±2℃で空気を吹き込みながら反応
して粘度72〜3424CP(38℃)の重合油8点を得た。得ら
れた重合油の潤滑性能、鉱油との相溶性、乳化安定性、
防錆性、起泡性を測定しその結果を表−3(NO.1〜
8)に示す。
表−3において重合油の粘度が72CP(NO.1)では潤滑
性、鉱油との相溶性が悪く、また3424CP(NO.8)で
は、鉱油との相溶性、乳化安定性が悪くともに実用には
適さない。
実施例4 動植物油脂(水素添加魚油IV90、ナタネ油IV116、
大豆油IV133)と脂肪酸(水添魚油脂肪酸IV110、大
豆油分解脂肪酸IV138、オレイン酸IV89)の各々を
表−4のように組み合わせて、その1:1の混合物を実
施例1と同様に空気を吹き込みながら160±2℃で反応
して表−4に示す重合油A〜Dを得た。
得られた重合油A〜Dを試料油とし下記に示す切削試験
を行ない、その切削加工における潤滑性能を評価した。
その結果を表−5に示す。
なお比較例としてナタネ油(IV116)を用いて同様に
切削試験を行なった。
切削試験方法 試料油を60スピンドル油に溶解して20wt%の溶液とし、
この溶液を用いて立型内面引抜ブローチ試験機により切
削抵抗値を測定し、また切削した表面のアラサを触針式
アラサ測定機で切削方向に測定し切削加工時の潤滑性能
を評価した。
切削条件 試験機:3ton立型内面引抜きブローチ盤 工具:1刃当り切込み最大0.05mm、巾7mm、ピッチ8m
m、材質SKH55のキーブローチ工具 被削材質:S−45C 切削速度:2m/min 実施例5 実施例4で得た重合油A〜Dを試料油とし、この試料油
をパラフィン系鉱油(日石タービンオイル32)に溶解
し、3wt%の溶液とした。この溶液のアルミニウムの深
絞り加工試験における潤滑性能を、高速深絞り試験機に
より評価した。その結果を第1図に示す。
比較例としてオレイン酸の3wt%パラフィン系鉱油溶液
を用いて上記と同様にアルミニウムの深絞り加工試験を
行なった。
試験条件 試験機:東京試験機(株)製深絞り試験機 ポンチ径32mmφ、ダイス径35mmφ、加工速度1
m/秒 加工材:アルミ板(JIS A1100.0 厚さ1mm)の円盤と
して1試料油につき62.4mmφ(絞り比1.95)から68.0mm
φ(絞り比2.125)までの8点(径の増加率0.8mm)を試
験に用いた。
試料油塗布量:1g/m2、加工材の両面に塗布 実施例6 実施例4で得た重合油A〜Dを乳化油とし、下記の圧延
試験を行ない圧延加工における潤滑性能を評価した。そ
の結果を第2図に示す。
比較例としてナタネ油(IV116)及び市販品(牛脂系
圧延油)を用いて上記と同様に圧延試験を行なった。
試料調製:表−6の組成例の乳化油を、ホモミキサーに
て乳化して調製した。
圧延試験方法 圧延前の鋼板に50mmの間隔()の2本の線を引き、
この鋼板に乳化油を塗布し、これを圧延して圧延後、2
本の線の間隔()を測定し、次式により圧下率を求
めた。またその時の圧延荷重(ton)をロードセルにて
測定した。
圧延試験の条件は次の通り。
圧延機:四段ロール式圧延機 ワークロール 径150mm×巾140mm バックアップロール 径250mm×巾140mm ロール材質 クロム鋼 ロール周速度 30m/min 圧延材料:SPC−C 厚さ 0.6mm×巾50mm×長さ150mm 乳化油の塗布:表−6に示す試料を圧延時に鋼板の噛込
部にスプレー給油した。
〔発明の効果〕
以上、説明したように本発明の金属加工油は動植物油脂
と脂肪酸との混合物を重合した重合油を含有し、基油あ
るいは油性向上剤として用いるもので、本発明は従来加
工油の基油として用いられている牛脂、ラード等と比べ
て、潤滑性、防錆性に優れるため金属の切削、研削、圧
延、プレス、引抜等の金属加工に用い仕上り表面の良い
加工物が得られ、少ない使用量で良好な性能を発揮す
る。また自己乳化性、乳化安定性に優れ油溶性金属加工
油あるいは水溶性金属加工油として巾広い使用方法が可
能であり、泡立ちが少ないため作業性が改善される等の
効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図……本発明の実施例5に係るアルミニウムの深絞
り加工試験結果を示す荷重−絞り比相関図。 第2図……本発明の実施例6に係る圧延試験結果を示す
荷重−圧下率相関図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10N 20:00 Z 8217−4H 20:02 30:00 A 8217−4H 30:06 30:12 30:18 40:20 Z 8217−4H 70:00 審査官 西川 和子 (56)参考文献 特開 昭57−108195(JP,A) 特開 昭52−113352(JP,A) 特公 平4−73477(JP,B2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】沃素価60以上の動植物油脂10〜80重量%
    と、沃素価60以上の一塩基性不飽和脂肪酸20〜90重量%
    との混合物を重合して得られる38℃の粘度が80〜3,000
    センチポイズの重合物を含むことを特徴とする金属加工
    油。
JP60296078A 1985-12-27 1985-12-27 金属加工油 Expired - Lifetime JPH0631372B2 (ja)

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JP60296078A JPH0631372B2 (ja) 1985-12-27 1985-12-27 金属加工油

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