JPS61195195A - 高温用潤滑剤組成物 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、鉄の圧延、鍛造あるいは引抜き、アルミニ
ウムや銅の押出し、タングステンやモリブデンの引扱き
等の各種の金属や合金の熱間加工、特にシームレス鋼管
の熱間圧延等に好適な高温用潤滑剤組成物に関する。

（従来の技術） 従来、この種の潤滑剤組成物としては、鉱油や重油、潤
滑油、グリース又はこれらに黒鉛粉末や二硫化モリブデ
ン等の固体ｒＲｉｌｌ剤等を混合したもの、あるいは、
アルカリ金属硫酸塩、ホウ酸塩、塩化カリウム、ナトリ
ウムトリアセテート、黒鉛粉末及び必要に応じて添加さ
れる助剤とからなる微粉末混合物を水性分散液としたも
の等が知られている。

しかしながら、前者の潤滑剤組成物には、熱的に不安定
であって使用の際に油の分解が起こり、工具や加工物に
悪影響を与えるほか、油や油の分解物が作業環境を著し
く汚染するという問題があり、また、後者の潤滑剤組成
物には、前者の如き問題は少ないが、特にシームレス鋼
管の製造等において満足し得る性能を発揮し得ないとい
う問題があった。

そこで、本発明者等は、かかる従来の潤滑剤組成物にお
ける問題点を解決し得るものとして、先に、黒鉛粉末と
グリコール類とを主体とした高温用潤滑剤組成物（特開
昭５８−４７０９６号公報）等を提案した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

先に本発明者等が提案した高温用潤滑剤組成物は、作業
環境を汚染することがなく、また、高温において優れた
潤滑性能を発揮する、という点で一応の成果を達成した
が、使用時における作業性が悪く、特にシームレス鋼管
を製造した際における製品鋼管の品質の点で問題があっ
た。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、かかる観点に鑑みて創案されたもので、黒鉛
粉末と多価アルコール類とを主体とすることによりａｉ
ｍ性能を維持すると共に、水溶性又は水分散性脂肪酸誘
導体を併用することにより、作業性及び塗膜の均一性が
大幅に向上し、また、圧延時において優れた燃焼特性を
有し、特にシームレス鋼管を製造した際における製品鋼
管の品質、例えば内面性状の極めて良好な鋼管を製造す
ることができる高温用潤滑剤組成物を提供するものであ
る。

すなわち、本発明は、黒鉛粉末１００１１部と、多価ア
ルコール類２〜４０重量部と、水溶性又は水分散性脂肪
酸誘導体１〜３０重ω部とを含有する高温用潤滑剤組成
物である。

本発明において使用される黒鉛粉末は、それが天然品で
あってもよく、また、合成品であってもよい。この黒鉛
粉末としては、少なくとも７５％以上の純度のもので、
平均粒径１００μ以下、好ましくは０．３〜３０μのも
のが使用される。

また、本発明で使用される多価アルコール類としては、
エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチ
レングリコール、α−ブチレングリコール、β−ブチレ
ングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチ
レングリコール、ヘキサメチレングリコール、ピナコー
ル等のアルキレングリコールや、ジエチレングリコール
、トリエチレングリコール等のポリグリコールや、ポリ
エチレングリコール、ポリエチレンオキサイド、ポリプ
ロピレングリコール等のアルキレングリコールの重合体
又は共重合体であるポリアルキレングリコール等のグリ
コール類を挙げることができ、また、３−メチルペンタ
ン−１，３，５−トリオール等の３価アルコール類や、
ペンタエリスリトール等の４価アルコール類等を挙げる
ことができ、好ましくは良好な結果を与える前者のグリ
コール類である。これらの多価アルコール類は、それを
単独で使用してもよく、また、２種以上を組合せた混合
物として使用してもよい。

また、本発明で使用される水溶性又は水分散性脂肪酸誘
導体としては、脂肪酸石鹸や、脂肪酸エチレングリコリ
ド硫酸エステル塩、脂肪酸モノグリ瞼リド硫酸エステル
塩、脂肪酸多価アルコール硫酸エステル塩、硫酸化油（
ロート油）、高度硫酸化油、脂肪酸アルキル硫酸エステ
ル塩、脂肪酸アミド硫酸エステル塩、脂肪酸アニリド硫
酸エステル塩、脂肪酸モノアルカノールアミド硫酸エス
テル塩等の脂肪酸硫酸エステル塩や、α−スルホ脂肪酸
塩、スルホエタノール脂肪酸エステル塩、脂肪酸アミド
スルホン酸塩等の脂肪酸スルホン酸塩や、脂肪酸ポリエ
チレンポリアミド等の脂肪酸第４ＮＨ３塩や、脂肪酸ト
リエタノールアミン蟻酸塩、トリオキシエチレン脂肪酸
トリエタノールアミン、脂肪酸ジプチルアミノエタノー
ル等の脂肪酸のエステル結合アミン及びエーテル結合を
有する第４ＮＨ３塩や、ポリオキシエチレン化とマシ油
、ポリオキシエチレンモノ脂肪酸エステル、ポリオキジ
エチレンジ脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンプロピ
レングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソ
ルビタンモノ脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソル
ピタンジ脂肪酸エステル、ポリオキシエチレントリ脂肪
酸エステル等のポリオキシエチレン系脂肪酸エステルや
、プロピレングリコールモノ脂肪酸エステル、ジエチレ
ングリコール七ノ脂肪酸エステル、グリセリンモノ脂肪
酸エステル、ペンタエリトリットモノ脂肪酸エステル、
ソルビタンモノ脂肪酸エステル、脂肪酸モノエタノール
アミド等の多価アルコール系及びアルキロールアミド系
脂肪酸や、天然油脂の各種誘導体等を挙げることができ
る。また、脂肪酸誘導体で水に溶解若しくは分散しない
ようなものでも、本発明のような各成分の混合物系で均
一に分散し得るものであれば、本発明にいう水溶性又は
水分散性脂肪酸誘導体の範晴に入るものである。上記各
脂肪酸誘導体は、単独で使用してもよく、また、２種以
上を組合せた混合物として使用してもよい。

本発明において、上記各成分の配合割合は、黒鉛粉末１
００１１部に対して、多価アルコール類が２〜４０重量
部、好ましくは５〜３０重量部であり、また、水溶性又
は水分散性脂肪酸誘導体が１〜３０重量部、好ましくは
１〜２０重量部である。黒鉛粉末１００重囚部に対する
多価アルコール類の使用ｌが２重置部より少ないと！Ｉ
滑性能に劣り、また、４０重量部より多いと発煙が認め
られる。また、黒鉛粉末１００重量部に対する水溶性又
は水分散性脂肪酸誘導体の使用量が１重量部より少ない
と塗布性に劣り、また、塗膜が不均一であり、反対に、
３０１量部より多いと塗膜強度が弱く、発煙が認められ
る。

本発明の高温用潤滑剤組成物は、水中に分散させて潤滑
剤水分散液として使用する場合が多く、使用時の固形分
濃度については、通常５〜４０重ｌ゛％、好ましくは１
０〜３５重量％の範囲内に調製する。この固形分濃度の
調製は、−日高濃度、例えば３０〜５０重量％にｌＩ＠
シておき、使用時に使用目的に応じた最適固形分濃度、
例えば５〜４０１ｒ１％に薄めるようにしてもよい。こ
の固形分濃度は、薄くなり過ぎると乾燥時間が良くなっ
たり、形成される塗膜の膜厚が薄くなって良好な温情性
能を得ることができなくなり、反対に、澹くなり過ぎる
と塗布し難くなる。

このようにして調製された潤滑剤水分散液は、このｆｆ
Ｉ酒剤水剤水分散液間加工すべき金属の表面や、マンド
レル、ダイス、ロール等の工具の表面に通常の方法で塗
布し、これを乾燥させて上記金属や工具の表面に塗膜を
形成させ、次いで熱間加工を行うことにより使用される
。

また、本発明の高温用ｎＷ４剤組成物においては、その
ｍ滑剤組成物中に予め、あるいは、潤滑剤水分散液をｌ
ｌ製する際に、塗膜の形成性や耐水性及びその強度を更
に向上させる目的やその他の目的で、第三成分を添加す
ることができる。

前者の目的、すなわち、塗膜の形成性や耐水性及びその
強度を更に向上させるために使用し得る第三成分として
はビニル系重合体又は共重合体を挙げることができ、具
体的には、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリエチレ
ン、ボリア０ピレン等の各種樹脂エマルジョンや、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレ
ート共重合体、イソブチレン−無水マレイン酸共重合体
、ポリアクリル酸、スチレン−無水マレ、１イン酸共重
合体等の各種の水溶性又は水分散性合成高分子等がある
。これらのビニル系重合体又は共重合体は、単独で使用
してもよく、また、２種以上を組合せた混合物として使
用してもよい。このビニル系重合体又は共重合体を使用
する場合におけるその使用量は、黒鉛粉末１００重量部
に対し５〜４０重量部、好ましくは５〜３０重Ｒ部であ
る。

なお、黒鉛粉末とその他の有機化合物及び樹脂成分との
配合割合は、黒鉛粉末１００重量部に対して後者の１０
〜７０重饅部、好ましくは１０〜５０重量部である。そ
の他の有機化合物及び樹脂成分の配合割合が少ないと塗
布性及び塗膜形成性に劣り、また、多いと発煙が多くな
る。

また、その他の第三成分としては、例えば、アルカリや
アンモニア等のｐＨＩＩ整剤、被膜安定剤、酸化防止剤
、界面活性剤、増−剤、消泡剤、錆止め剤、乳化剤、極
圧剤、腐蝕防止剤等の従来公知の添加剤を挙げることが
できる。・これらの添加剤は必要に応じて添加され、潤
滑剤組成物あるいは潤滑剤水分散液に対して各添加剤が
有するそれぞれの特徴を付与することができる。

〔実施例〕

以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明を具体的に
説明する。

実施例１ 平均粒径１μの生状黒鉛（純度８８％）７７重社％、ポ
リ１０ピレングリコール１１．５重量％及びロート油１
１．５重ｆ１１％を均一に混合して潤滑剤組成物を調製
した。

この潤滑剤組成物を、黒鉛濃度が２０重量％となるよう
に、水に分散させてＷＪ潤滑剤水分散液調製し、この潤
滑剤水分散液を１００℃に加熱した試験片（材質：５Ｋ
Ｄ−６１）上にスプレー塗布し、試験片の表面に膜厚３
０μのＩＩＩＷ４塗膜を形成した。

上記試験片を摩擦摩耗試験機に固定し、この試験片に１
９．５υｆ／履２の潤滑面圧力（摺動面圧力）で圧接し
ながら回転する被圧延回転試験片温度をｉ、ｏｏｏ℃に
加熱し、両試験片の相対摺動速度１　、５７ＦＬ／Ｓｅ
Ｃ，の条件下における圧延開始３秒間の平均摩擦係数を
求めた。、＃Ｒられた摩擦係数の値は０．０４であって
良好であった。

次に、この実施例に係る潤滑剤水分散液を使用し、３ス
タンドモデル連続ミルによる圧延を行い、ａｍ性能を表
わすスラスト係数を求め、また、圧延後の鋼管内面性状
を観察した。得られたスラスト係数の値は０．０２５で
あり、鋼管内面性状は第１図の写真（注：写真の中で白
く写っている部分は撮影用ライトの反射である。以下他
の写真についても同様である。）に示すように良好であ
った。

実施例２ 黒鉛粉末として平均粒径６μの人造黒鉛（純度９９．９
％）を使用した以外は上記実施例１と同様にして潤滑剤
組成物をＩ製し、実施例１と同様にしてその性能試験を
行った。得られた摩擦係数の値は０．０４であり良好で
あった。

実施例３ 黒鉛粉末として平均粒径６μの天然鱗状黒鉛（純度９８
％）を使用した以外は上記実施例１と同様にして潤滑剤
組成物をＷ４１ｊシ、実施例１と同様にしてその性能試
験を行った。得られ斥摩擦係数の値は０．０４であり良
好であった。

実施例４ ０−ト油に代えてオレイン酸ナトリウムを使用した以外
は上記実施例１と同様にして潤滑剤組成物をＩＩ製し、
実施例１と同様にしてその性能試験を行った。得られた
摩擦係数の値は０．０４であって良好であり、また、鋼
管内面性状も良好であった。

実施例５ ポリプロピレングリコールに代えてトリプロピレングリ
コールを使用した以外は上記実施例１と同様にして潤滑
剤組成物を調製し、実施例１と同様にしてその性能試験
を行った。得られた摩擦係数の値は０．０４であり良好
であった。

実施例６ ポリプロピレングリコールの配合割合を１９゜２重量％
とじ、また、ロート油の配合割合を３゜８重量％とじた
以外は上記実施例１と同様にして潤滑剤組成物を調製し
、実施例１と同様にしてその性能試験を行った。得られ
た摩擦係数の値は０゜０４であって良好であり、また、
鋼管内面性状も良好であった。

実施例７ ポリプロピレングリコールに代えてポリエチレングリコ
ールを使用し、また、ロート油に代えてポリオキシエチ
レン化ヒマシ油を使用した以外は上記実施例１と同様に
して潤滑剤組成物を調製し、実施例１と同様にしてその
性能試験を行った。得られた摩擦係数の値は０．０４で
あって良好であり、また、鋼管内面性状も良好であった
。

実施例８ 分散剤としてカルボキシメチルセルロース１゜９重爵％
を添加した以外は上記実施例１と同様にして潤滑剤組成
物を調製し、実施例１と同様にしてその性能試験を行っ
た。得られたＩＩ擦係数の値は０．０４であり、スラス
ト係数の値は０．０２６であって共に良好であった。ま
た、鋼管内面性状も第２図の写真に示すように良好であ
った。

実施例９ ポリプロピレングリコールに代えてペンタエリスリトー
ルを使用した以外は上記実施例８と同様にしてｍＷＩ剤
組成物を調製し、実施例１と同様にしてその性能試験を
行った。得られた摩擦係数の値は０．０４であり、スラ
スト係数の値は０．０２９であって共に良好であった。

また、鋼管内面性状も良好であった。

実施例１０ 上記生状黒鉛７８．４重ｆｆ１％、ポリエチレングリコ
ール１１．８重量％、ポリオキシエチレン化ヒマシ油４
重量％、第三成分としてアクリル樹脂４１１％及び分散
剤としてヒトＯキシプロピルセルＯ−ス１．８重量％を
均一に混合して潤滑剤組成物を調製した。この潤滑剤組
成物について、実施例１と同様にしてその性能試験を行
った。得られた摩擦係数の値は０．０４であり、スラス
ト係数の値は０．０２８であって共に良好であった。

また、鋼管内面性状も第３図の写真に示すように良好で
あった。

実施例１１ 上記土状黒鉛７４．１重量％、ポリプロピレングリコー
ル１１．１重量％、０−ト油３．７重量％、第三成分と
してアクリル樹脂とスチレン−無水マレイン酸共重合樹
脂の混合物１１．１ｆ［１％を均一に混合して潤滑剤組
成物をＩＩ製した。この潤滑剤組成物について、実施例
１と同様にしてその性能試験を行った。得られた摩擦係
数の値は０゜０４であり、スラスト係数の値は０．０２
６であって共に良好であった。また、鋼管内面性状も良
好であり、塗膜強度や塗膜の耐水性も良好であつた。

実施例１２ 上記生状黒鉛７７重量％、ポリエチレンオキサイド７．
７重量％、ポリオキシエチレン化とマシ油３．８重量％
、第三成分としてアクリル樹脂とエチレン−酢酸ビニル
共重合樹脂の混合物１１゜５重量％を均一に混合して潤
滑剤組成物を調製した。このｍｗｉ剤組成物について、
実施例１と同様にしてその性能試験を行った。得られた
摩擦係数の値は０．０４であり、スラスト係数の値は０
゜０２１であって共に良好であった。また、鋼管内面性
状も良好であり、塗膜強度や塗膜の耐水性も良好であっ
た。

比較例１ 上記生状黒鉛７７重量％とポリエチレングリコール２３
重量％とを均一に混合しｍ′ＦＲ剤組成物を調製し、上
記実施例１と同様にしてその性能試験を行った。得られ
た摩擦係数の値は０．０４であったが、潤滑剤水分散液
の塗布が困難でその作業性が悪かった。また、鋼管内面
性状については第４図の写真に示すように不十分であっ
た。

比較例２ ポリエチレングリコールに代えてポリオキシエチレン化
ヒマシ油を使用し、比較例１と同様にしてその性能試験
を行った。得られた摩擦係数の値は０．０５と＾く、ま
た、塗膜強度は弱かった。

また、鋼管内面性状については第５図の写真に示すよう
に不十分であった。

比較例３ ポリエチレングリコールに代えてエチレン−酢酸ビニル
共重合樹脂を使用し、比較例１と同様にしてその性能試
験を行った。得られた摩擦係数の値は０．０６であり、
スラスト係数の値は０．０３５と高い値を示し、また、
第６図の写真に示すように鋼管内面性状が不良であった
。

比較例４ 上記生状黒鉛８０重量％とアクリル樹脂２０重量％とを
均一に浪合し潤滑剤組成物を調製し、上記実施例１と同
様にしてその性能試験を行った。

得られた摩擦係数の値は０．０５であり、スラスト係数
の値は０．０３５と高い値を示し、また、鋼管内面性状
も不良であった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、多価アルコール類に加えて水溶性又は
水分散性詣肪酸誘導体を併用することにより、熱間加工
に付される金属又は工具の表面に形成される塗膜の１ｕ
ｌｌ性能を向上させることができる。そのうえ、作業性
に優れ、しかも、熱間加工時における発煙や臭気の発生
が少なく、製品表面の品質、特にシームレス鋼管を製造
した際における製品鋼管（例えば鋼管内面）の品質向上
を達成することができる。・

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明に係る実施例１．８及び１０の高温
用潤滑剤組成物を使用してモデル連続ミルにより圧延し
て得られた鋼管の内面性状を観察するために撮影された
金属表面組織の顕微鏡写真、第４〜６図は比較例１〜３
のｍ８Ｉ剤組成物を使用した場合を示す上記各実施例と
同様の顕微鏡写真である。 第１図 第２図 第４図 第５図 第６図 第、１頁の続き ■Ｉｎｔ、ＣＩ、’　　　　　　　識別記号　　庁内整
理番−５０：０２

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）黒鉛粉末１００重量部と、多価アルコール類２〜
   ４０重量部と、水溶性又は水分散性脂肪酸誘導体１〜３
   ０重量部とを含有することを特徴とする高温用潤滑剤組
   成物。
2. （２）第三成分として水溶性又は水分散性のビニル系重
   合体又は共重合体を含有する特許請求の範囲第１項記載
   の高温用潤滑剤組成物。