JPH0662981B2 - 摺動面用潤滑剤組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は摺動面用潤滑剤組成物に関するものである。

（従来の技術） 工作機械には直線運動を案内するため、すべり案内面、
ころがり案内面及び静圧案内面等が形成され摺動面とし
て用いられている。これらの中ですべり案内面は製作、
及び精度維持が容易である利点をもつため最も多く用い
られる。

しかして、すべり案内面上の摺動運動を円滑に行なうこ
とは、工作機械の寿命の延長、加工物精度の向上及びラ
ンニングコストの低減等に大きく寄与する。

ところが、上記の摺動運動は工具送りのように30mm／mi
n以下の低速度で行なわれる場合が多いのでスティック
スリップ現象を起しやすく、これが原因となって加工物
の精度、機械の寿命等に悪影響を及ぼす場合がしばしば
生ずる。それ故、摺動運動を円滑に行なうために摺動面
用潤滑剤が用いられている。この場合用いられる摺動面
用潤滑剤としては、例えば精製鉱物油及び鉱物油に油性
剤、付着向上剤、酸化防止剤等を添加し、耐摩耗性を向
上した非水溶性タイプの潤滑剤が挙げられる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、現状では、これらの摺動面用潤滑剤を用
いても、極端な低速度においては、スティックスリップ
を十分に防止するに至っていない。

一方、工作機械に使用される切削、研削油剤は加工物、
加工法及び加工条件によって、非水溶性タイプあるいは
水溶性タイプを使い分けして加工しているが、現状では
摺動面用潤滑剤は切削、研削油剤と異なり、種々の非水
溶性タイプが摺動条件に関係なく一般に使用されてい
る。

近年、水溶性切削、研削油剤（以後クーラントと略記す
る）は防災上あるいは環状上（火災及び油煙の防止）か
ら、その適用範囲の拡大が押し進められてきている。こ
うした状況下では従来から使用されている非水溶性タイ
プの摺動面用潤滑剤にクーラントが混入した場合、さび
の発生、粘着性のスラッジの発生、摺動不良あるいはフ
ィルターの閉塞等を引き起こしトラブルの原因となるこ
とが知られている。又逆に、摺動面用潤滑剤がクーラン
トに混入した場合、クーラントの劣化、腐敗等を促進さ
せ切削性能を低下させることがしばしば起こる。

上記の理由により、切削、研削加工を行なう際に、非水
溶性切削、研削油剤を用いて加工する個所で使用する場
合には従来より更にスティックスリップ防止性に優れ、
又、クーラントを用いて加工する個所で使用する場合に
はスティックスリップ防止性に優れ、かつクーラントが
摺動面用潤滑剤へ混入した場合あるいは摺動面用潤滑剤
がクーラントへ混入した場合のいずれにおいても互いに
悪影響を及ぼさない摺動面用潤滑剤が望まれている。

本発明の目的は、スティックスリップ防止性に優れると
共に、クーラントを適用している所で用いた場合にはク
ーラントと混合しても互いの諸性能に対する影響の少な
い摺動面用潤滑剤を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 発明者らは上記の目的を達成するために鋭意研究を重ね
た結果、下記の成分を含有する組成物が優れたスティッ
クスリップ防止効果を有し、又、界面活性剤を含有させ
ることによってクーラントの混入による性能低下がな
く、かつクーラントに混入しても耐腐敗性に悪影響を及
ぼさずむしろ耐腐敗性を向上させることを見出し、本発
明に到達した。

すなわち、本発明の摺動面用潤滑剤組成物は（イ）油
脂、脂肪酸エステル及び鉱物油から成る群から選ばれる
１種又は２種以上の潤滑剤成分、並びに（ロ）脂肪酸の
重合物としての脂肪酸のダイマー酸、トリマー酸；リシ
ノール酸の重合物；又はそれらの塩から成る群から選ば
れる１種又は２種以上の添加剤成分、から成ることを特
徴とする。

本発明においては、上記の脂肪酸の重合物として脂肪酸
のダイマー酸、トリマー酸；リシノール酸の重縮合物
は、いずれも遊離のカルボン酸の状態で用いてもよい
が、アミン塩又はアルカリ金属塩として用いるのが好ま
しい。アミン塩をつくるとき用いるアミンとしては例え
ばアルカノールアミン、アルキルアミン（炭素原子数４
〜８）、ジベンジルアミン及びジシクロヘキシルアミン
等の親水性あるいは疎水性アミンが挙げられる。

その中でもアルキルアミン（炭素原子数４〜８）、ジベ
ンジルアミン及びジシクロヘキシルアミン等の疎水性ア
ミン塩は被膜形成能に優れ、良好な潤滑効果を示し、特
にジシクロヘキシルアミン塩はその効果が顕著であり、
かつクーラントが混入しても潤滑油膜がこわれにくい特
徴がある。

本発明の構成について以下で更に詳細に説明する。

本発明において油脂を組成物成分として加えると、脂肪
酸の重合物としての脂肪酸のダイマー酸、トリマー酸；
リシノール酸の重縮合物；又はそれらの塩とある程度潤
滑性能を相補い、しかも界面活性剤を含有した摺動面用
潤滑剤組成物の原液及びエマルジョンを安定化する働き
をする。

油脂としては菜種油、米糠油、サフラーワ油等の常温で
液状のものが好ましい。

脂肪酸エステルは上記油脂と同様な効果がある。脂肪酸
エステルの脂肪酸としては、炭素原子数が12〜24の飽和
又は不飽和のモノカルボン酸及び炭素原子数が４〜18の
飽和又は不飽和のポリカルボン酸が好ましく、一方、ア
ルコールとしては、炭素原子数が１〜20の飽和又は不飽
和の一価及び多価アルコールが好ましい。例えば、オレ
イン酸ネオペンチール、オレイン酸トリメチロールプロ
パン、アゼライン酸２−エチルヘキシルの各モノ又はポ
リエステル等であり、常温において液状のものが好まし
い。

鉱物油は高粘度であるほど潤滑性において有利である
が、界面活性剤を含有させた場合の乳化の容易性、安定
性等を考えると粘度が10〜150cSt（40℃）のものが適当
である。

本発明において使用される脂肪酸〔分子中に不飽和結合
（例えば二重結合）を有しているため付加重合し得る脂
肪酸〕の重合物としての脂肪酸のダイマー酸、トリマー
酸は、例えばリノール酸（市販されているものを使用し
てよい）のダイマー酸、トリマー酸である。

本発明において使用されるリシノール酸の重縮合物はリ
シノール酸を常法に従って窒素気流中150〜240℃に加熱
し、脱水縮合して得られる。これらの脂肪酸の重合物あ
るいは重縮合物は、それらの重合度あるいは重縮合度が
高いほど、潤滑性能において有利であるが、重合度ある
いは重縮合度が余り高いと、鉱物油への溶解性及びエマ
ルジョンとして使用したときの乳化安定性がわるくなる
ので、両性能を勘案して適当な重合度あるいは重縮合度
のものを選ぶとよい。

本発明の組成物において、重合物又は重縮合物の鉱物油
への溶解性を高めるため、又は組成物をエマルジョンと
して使用するときの乳化安定性を高めるために界面活性
剤を添加することができる。この場合の界面活性剤とし
ては非イオン性、陰イオン性の界面活性剤を単独又は組
合せて広く用いることができる。

本発明における成分（イ）と成分（ロ）との重量比は4
0:60ないし97:3の範囲内であることが望ましい。この比
率の範囲外であると十分な潤滑効果が得られない。又、
エマルジョン化するためには界面活性剤を用いるが、特
に脂肪酸石けん（アミンあるいはアルカリ金属）を用い
ると（ロ）の添加剤成分の乳化が容易にできると共に該
脂肪酸石けんは乳化を安定化させるはたらきをする。

エマルジョンとして用いる場合界面活性剤の他に補助成
分として、エマルジョンの防腐用にホルマリン系、チア
ゾール系等の防腐剤あるいは金属防食剤、例えば銅合金
に対してはベンゾトリアゾール等、鉄系金属に対しては
気化性防錆剤のジシクロヘキシルアンモニウムナイトラ
イト等を少量（いずれも全体に対して1wt％以下）配合
してもよい。

本発明の摺動面用潤滑剤組成物を製造するためには、例
えば適宜調製した各成分を下記の如く混合する。すなわ
ち、脂肪酸の重合物としての脂肪酸のダイマー酸、トリ
マー酸（又はその塩、例えばアルカリ金属塩、アミン
塩）及び／又はリシノール酸の重縮合物（又はその塩、
例えばアルカリ金属塩、アミン塩）に、油脂、脂肪酸エ
ステル及び鉱物油から成る群から選ばれる１種又は２種
以上、及び必要に応じて界面活性剤を加える。又、本発
明の摺動面用潤滑剤組成物をベースとしてエマルジョン
原液を調整する場合には、前記の各成分を混合する際
に、又は全成分を混合し終わった後に、少量（例えば、
全体に対して５重量％以下）の水を加えるとよい。

本発明の摺動面用潤滑剤組成物は原則的には原液のまま
で使用するのがよい。しかし、スティックスリップの起
こりにくい条件で摺動面へ適用するときには、原液１重
量部に対して水４重量部以内を加え、エマルジョンとし
て使用することもできる。又、前記の如く調整したエマ
ルジョン原液を更に水で希釈してもよい。

（実施例） 以下の実施例及び比較例によって本発明を従来例と比較
しながら具体的に説明する。ただし、本発明は下記実施
例によって制限されるものではない。

リシノール酸重縮合物の製造： リシノール酸重縮合物を下記の方法で製造し、本発明の
摺動面用潤滑剤組成物の原料とした。

リシノール酸を窒素気流中で200±10℃に加熱し、酸価
がそれぞ98及び47の重縮合物を得た。これらをそれぞれ
Ｐ_{９ ８}及びＰ_{４ ７}と略記する。各々の性状は下記第１表
の通りである。

摺動面用潤滑剤組成物の製造： 各成分を所定比率で配合して下記第２表に示す本本発明
の組成物〔この場合、成分（イ），（ロ）以外の添加成
分も含むを調製した。なお、表中の数値は各成分の重量
％を示す。

なお、比較例として下記の市販摺動面用潤滑油Ａ、Ｂを
用いた。

市販摺動面用潤滑油 （内容組成） 比較例Ａ（非水溶性） 鉱油 同上Ｂ（同上） 同上＋油性剤 性能比較試験： 本発明の実施例及び比較例の組成物に対して以下の各項
目について性能比較試験を行なった。

１）スティックスリップ試験 （装置） 第１図に示すように平形すべり案内面１を形成したブロ
ック２（材質FC−20）上を、スライダー３（材質Ｓ−45
C）をインストロン形引張り試験機（島津製作所製）
（図示せず）によりピアノ線４で一定速度で摺動させる
装置を用いた。第２図は第１図をＡ方向から見た平面
図、第３図は第１図をＢ方向から見た側面図である。

（試験方法） 上記試験装置を用いて、摺動面及びスライダーに一定量
の摺動面用潤滑剤を塗布し、一定荷重及び一定の速度で
摺動させ、その時のスティックスリップの有無を観察し
た（実施例１〜３）。

なお、摺動速度はできる限り低速度で検討することを考
え、15mm／minで行なった。又、摺動面の調整方法は摺
動面用潤滑剤を塗布して10分後に摺動させ評価した。試
験条件を第３表に示す。

又、摺動面へクーラントが混入したときの影響を見るた
め、摺動面用潤滑剤を塗布後スライド面及びすべり面に
水（10ml／165cm^２）を均一に散布し、10分後に摺動さ
せ第３表の条件でスティックスリップの有無を観察した
（実施例４〜８）。

第４〜５表にスティックスリップ試験の結果を示す。試
験の結果から、本発明の摺動面用潤滑剤組成物は、非水
溶性タイプ及び水溶性タイプ（原液又は原液に微量の水
を加えたエマルジョン原液）のいずれも、従来の非水溶
性潤滑油に比較して優れていることが明らかである。
又、希釈液においても比較例と同等あるいはそれ以上の
性能をもつことが判る。

２）その他の性能評価 水溶性タイプ（界面活性剤を含む；実施例４〜８）につ
いては、クーラントとの相互関係を調べるため、下記に
示す評価を行なった。

ｉ）クーラントの混入によるさび止め性への影響 研摩後溶剤（ヘキサン及びエタノール）で洗浄した鋳鉄
板（形状30×50×5mm）及び軟鋼板（形状30×50×5mm）
に摺動面用潤滑剤を塗布（0.2μｌ／15cm^２）後、市販
エマルジョン形水溶性切削油剤の20倍を滴下（0.01ml／
15cm^２）し、鋳鉄板と軟鋼板とを重ね合せる。重ね合せ
た状態で７日間室温に放置した後、重ね合せ部における
さび発生の有無を観察した。

試験結果を第６表に示す。

本発明の摺動面用潤滑剤組成物はいずれもさびの発生は
認められず優れている。一方、従来の非水溶性摺動面用
潤滑剤はいずれもさびの発生が認められる。

以上より、本発明の摺動面用潤滑剤はクーラントが混入
してもさびが発生し難いことが判る。

ii）クーラントへの影響 摺動面用潤滑剤は油圧ポンプで強制的に摺動面へ供給す
る機構上、切削油剤中に必ず混入してくることが知られ
ている。そのため、クーラントに混入したときの影響を
評価した。

イ）実用機による試験 本発明の摺動面用潤滑剤組成物として実施例５、及び比
較例Ｂを適用しクーラントへの影響を検討した。すなわ
ち、タンク容量が1000のドリル加工専用機に市販エマ
ルジョン形水溶性切削油剤の30倍希釈液を入れ、エマル
ジョンの外観、タンク中に浮上した油分の有無、pH、サ
ビ止め性、生菌数及び臭気について、各々観察あるいは
測定した。結果を第７表に示す。

本発明の摺動面用潤滑剤組成物は６ケ月経過しても外観
の変化、pHの低下、さび止め性の低下及びタンク液面の
浮上油分も少なく、かつ生菌数の増加及び臭気が認めら
れないことから、クーラントの劣化に悪影響を与えない
ことが判った。一方、従来の非水溶性摺動面用潤滑剤を
適用すると３ケ月目より、タンク液面に浮上油分が認め
られ、外観が淡褐色化し、pHの低下、さび止め性の低下
が認められた。さらに、６ケ月目では生菌数の増加、及
び臭気が認められ、クーラントに対して悪影響を及ぼし
ていることは明らかである。

ロ）耐腐敗性試験 市販エマルジョン形水溶性切削油剤を滅菌水で10倍及び
20倍に希釈してエマルジョンを調整した。このエマルジ
ョン400mlを滅菌した500ml容平底フラスコに入れこれに
摺動面用潤滑剤8mlを添加し、さらに種菌として腐敗し
たエマルジョン（生菌数７×10^７個／ml）を20mlを接種
したものを試料液とし、密栓後35℃で21日間振とう培養
した。そして、0,1,2,7及び21日目に各試料液の一部を
無菌的に採取し、平板希釈法により菌数を測定すると共
にpHの測定、外観の変化及び臭気の有無を観察した。第
８表〜第10表に試験結果を示す。

本発明の摺動面用潤滑剤組成物はいずれも無添加品に比
較して耐腐敗性が向上することが判る。一方、従来の非
水溶性摺動面用潤滑剤は無添加品に比較して逆に耐腐敗
性が減少する負の効果を示す。

以上のことより、本発明の摺動面用潤滑剤組成物はクー
ラントに混入しても悪影響を与えないことは第８表〜第
10表から明らかである。

（発明の効果） 上述のように、本発明の摺動面用潤滑剤組成物は非水溶
性及び水溶性のいずれも原液及び希釈液において従来の
非水溶性潤滑油に比べてスティックスリップ防止性が優
れている。又、本発明の組成物中にクーラントが混入し
ても従来品と異なり金属面にさびを発生することがなく
防錆性もよい。更に、本発明の組成物がクーラントに混
入しても長期間経過後もクーラントの腐敗を起こさず、
逆にクーラントの耐腐敗性が向上し、又、該クーラント
のさび止め性も低下させない。

更に本発明の摺動面用潤滑剤組成物は目的に応じて各成
分を選択し且つその配合比率を容易に変えることがで
き、非水溶性又は水溶性のいずれも簡単に得ることがで
きるし、その物性も種々に変化させられるのでどのよう
なクーラントとも組合せて使用することができ、各種工
作機械に広く適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明及び従来の摺動面用潤滑剤組成物のステ
ィックスリップ試験を行なうための装置の正面図、 第２図は第１図をＡ方向から見た平面図、 第３図は第１図をＢ方向から見た側面図である。 図中、 １……平形すべり案内面、２……ブロック、３……スラ
イダー、４……ピアノ線

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 40:02 40:20 Ｚ 8217−4Ｈ (72)発明者 馬場 助五郎 神奈川県茅ヶ崎市甘沼259―87 (56)参考文献 特開 昭57−159891（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−71696（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−201894（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−210999（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−133395（ＪＰ，Ａ) 特公 昭59−47720（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（イ）油脂、脂肪酸エステル及び鉱物油か
   ら成る群から選ばれる１種又は２種以上の潤滑剤成分、
   並びに（ロ）脂肪酸の重合物としての脂肪酸のダイマー
   酸、トリマー酸；リシノール酸の重縮合物；又はそれら
   の塩から成る群から選ばれる１種又は２種以上の添加剤
   成分、から成ることを特徴とする摺動面用潤滑剤組成
   物。
2. 【請求項２】前記成分（ロ）の塩がジシクロヘキシルア
   ミン、ジベンジルアミン及び炭素原子数４〜８のアルキ
   ルアミンから成る群から選ばれる１種又は２種以上のア
   ミン塩であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の摺動面用潤滑剤組成物。