JPS62177097A - 潤滑油 - 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〕 本発明は圧延、引抜き、伸線、切削、研削、プレス等の
金属加工の際の金属加工油等に用いられる潤滑油に関す
る。

〔従来の技術〕

圧延油、引抜き油、伸線油、切削油、研削油、プレス油
等の金属加工油として従来より動植物油脂、鉱物油等あ
るいはこれらの混合物に必要により油性向上剤、極圧添
加剤、防錆剤、酸化防止剤、乳化剤等を添加したものを
そのまま又は１〜３０％程度のエマルジョンとして用い
ており、この種金属加工油として例えば活性白土で加熱
処理した変成油脂を含有する銅用冷間圧延油（特公昭５
１−６６８６号）、不飽和脂肪酸の二重結合部分にオキ
シラン酸素を結合させたエポキシ化脂肪酸を水和して得
られるポリヒドロキシ脂肪酸の塩を含有する水溶性切削
油組成物（特開昭６０−８８０９６号）等が知られてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら特公昭５１−６６８６号公報に記載された
変成油脂を主成分とする冷間圧延油は潤滑性には優れ、
また変成油脂は油脂に比べて親木性も改善されるものの
未だ充分なものとはいえず、エマルジョンとして用いる
場合、乳化が困難であったり、乳化安定性が低く分離を
生じ易い等の問題があった。一方特開昭６０−８８０９
６号に記載された切削油組成物の基油として用いられて
いるポリヒドロキシ脂肪酸の塩は水溶性に優れてはいる
が、潤滑性が必ずしも充分とはいえないという問題があ
った。更に近年、加工機械の大型化、精密化、金属材料
の硬度の上界、金属加工の高速高圧力化、製品加工面の
高精度化、経済性向上のための金属加工油使用量低減化
等、益々苛酷な加工条件が要求されているか、従来の金
属加工油はこのような苛酷な条件に対応できず、より高
性能の金属加工油の開発が望まれていた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、親水性、潤滑
性に優れ、そのままあるいは他の添加剤と混合して金属
加工油として用いることにより優れた加工性を発揮する
潤滑油を提供することを目的とする。

本発明の潤滑油は不飽和二重結合を有する重合動植物油
脂の少なくとも二重結合部分に導入されたリン酸エステ
ル基及び／又はリン酸エステル塩基を有する化合物であ
る。

本発明潤滑油の骨格をなす重合動植物油脂は不飽和二重
結合を有する油脂を重合せしめてなる不飽和二重結合を
有する重合油であり、不飽和二重結合を有する油脂とし
ては動物油脂、植物油脂等が挙げられる。動物油脂とし
ては例えば牛脂、肝脂等やイワシ油、→ツバ油、′す゛
ンマ油、タラ油、マグロ油、イカ油等の魚油が用いられ
ろ。また植物油脂としてはパーム油、ナタネ油、大豆油
、ヒマシ油等が用いられる。これら油脂はニッケル系触
媒を用い、圧力１．０〜４．０　ｋｇ　／　ｃｎｌ　−
ＩｊＬ度１６０〜２００℃程度で水素添加して用いるこ
ともできるか、ヨウ素価が６０以上のものを用いること
が好ましい。またヒマシ油を脱水して不飽和二重結合を
増加せしめた脱水ヒマシ油等を用いることもできる。上
記油脂は動植物から搾油して得た粗油を用いてもよく、
粗油を燐酸、硫酸等で処理して脱ロウ等を行い、トリグ
リセライド含有量を高めた予備精製油、更にアルカリ水
溶液、活性白土、活性炭等で処理し、脱酸、脱色した精
製油を用いてもよい。動植物油脂を重合する方法として
は酸化重合法、熱重合法等が挙げられ、酸化重合法では
空気または酸素を吹込めながら１５０〜２００　”ｃニ
加熱して１〜３０時間反応することにより重合を行うこ
とができ、熱重合法では２５０〜３００℃に加熱して１
〜３０時間程時間窓することにより重合を行うことがで
きる。このようにして得られる不飽和二重結合を有する
重合動植物油脂はヨう素価が４０以上のものが好ましく
、また４　０　’Ｃにおける粘度が１００〜２０００セ
ンチストークスであることが好ましい。

本発明の潤滑油においてリン酸エステル基、リン酸エス
テル塩基は上記動植物油脂を重合して得られる不飽和二
重結合を有する重合動植物油脂の少なくとも二重結合の
位置に導入される。リン酸エステル基は上記重合動植物
油脂の二重結合部分に水酸基を導入して得られるヒドロ
キシル化合物の水酸基に無水リン酸、三塩化リン、五塩
化リン等を反応せしめることにより導入され、該リン酸
エステル基の残留酸根を水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム等のアルカリ金属水酸化物；水酸化マグネシウム、
水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属水酸化物；モノ
エタノールアミン、ジェタノールアミン、トリエタノー
ルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン、ラウリ
ルアミン等の有機性アミン、アンモニア等のアミン類で
中和することによりリン酸エステル塩基とすることがで
きる。

重合動植物油脂の二重結合部分に水酸基を導入する方法
としては、重合動植物油脂を過酢酸、過酸化水素等の過
酸化物と反応せしめて二重結合部分をエポキシ化した後
、該エポキシ基を水酸基とする方法が挙げられる。上記
過酸化物は不飽和二重結合を有する重合動植物油脂に対
して純分で０゜５〜１０１％程度を添加し、触媒として
蟻酸、燐酸、硫酸等を用いて６０〜８０’Ｃで２時間程
度反応し、反応終了後１００〜１２０　”Ｃで脱水する
ことにより重合動植物油脂の二重結合部分に水酸基を有
するヒドロキシル化合物が得られる。不飽和二重結合を
有する重合動植物油脂に前記過酸化物を反応せしめると
二重結合部分にエポキシ基が導入されるが、通常エポキ
シ化して得られた反応生成物は反応により生成する水や
水洗による精製等の工程でエポキシ基が略完全に水酸基
となる。しかしながら本発明の目的を妨げない程度であ
れば必ずしもエポキシ基の全てが水酸基となっていなく
てもよく、多少のエポキシ基が残存していてもよい。

このようにして水酸基を導入したホドロキシル化重合油
のリン酸エステル化は、ヒドロキシル化重合油１　％ル
当たり例えば無水リン酸０．０５〜１モル、特に好まし
くは０．１〜・０．５モルを徐々に添加し、添加終了後
４０〜８０℃で２〜５時間加熱することにより行われる
。

本発明の潤滑油は−１−記したように不飽和二重結合を
有する重合動植物油脂の不飽和二重結合部分に水酸基を
導入した後、無水リン酸等と反応させ、更に必要により
中和することによりリン酸エステル基又はリン酸エステ
ル塩基を導入して得られるか、リン酸エステル基を有す
る化合物とリン酸エステル塩基を有する化合物との混合
物であってもよい。また原料油脂がヒマシ油等の如く水
酸基を有する油脂である場合、該水酸基部分にリン酸エ
ステル基及び／又はリン酸エステル塩基が導入されてい
てもよい。更にリン酸エステル基、リン酸エステル塩基
は重合動植物油脂の不飽和二重結合部分に導入された水
酸基に無水リン酸等を直接反応−已しめて導入される場
合に限らず、該水酸基にアルキレンオキシドを反応せし
めてポリオキシアルキレンエーテル基を導入し、該ポリ
オキシアルキレンエーテル基の末端の水酸基に無水リン
酸等を反応せしめ、ポリオキシアルキレンエーテル鎖を
介してリン酸エステル基及び／又はリン酸エステル塩基
を導入してもよい。ポリオキシアルキレンエーテル鎖を
介してリン酸エステル基及び／又はリン酸エステル塩基
を導入した場合、ポリオキシアルキレンエーテル鎖の存
在によって得られる潤滑油の親水性をより向上せしめる
ことができる。

アルキレンオキシドとしてはエチレンオキシド、プロピ
レンオキシド、ブチレンオキシド等が挙げられ、これら
は１種のみを付加してもよく、また２種以」−をランダ
ム付加してもブロック付加してもよい。アルキレンオキ
シドは重合動植物油脂に対して１〜１０ｗｔ％付加する
ことが好ましい。アルキレンオキシドが付加される水酸
基は通常、不飽和二重結合を有する重合動植物油脂の二
重結合部分に導入された水酸基であるが、重合動植物油
脂の原料油脂が前記ヒマシ油等の如く水酸基を有する油
脂である場合、該水酸基部分にもアルキレンオキシドが
付加してポリオキシアルキレンエーテル基が導入されて
もよい。

本発明の潤滑油は４０℃における粘度が２００〜６００
０センチストークスであることが好ましいが、潤滑性能
上からは１０００〜６０００センチストークスの粘度の
ものが好ましく、取扱及び潤滑性の両方を考慮すると２
００〜４０００センチストークスの粘度のものが好まし
い。

本発明の潤滑油はそのままあるいは必要により動植物油
脂、脂肪酸エステル、鉱物油、極圧添加剤、酸化防止剤
、界面活性剤、防錆剤、消泡剤等と混合して圧延油、引
抜き油、伸線油、切削油、プレス油等の金属加工油に使
用される。本発明の潤滑油は親水性に優れ、乳化剤なし
若しくはきわめて少ない量の乳化剤の使用によっても容
易にエマルジョンとすることができ、エマルジョン調整
が容易に行えるとともに、エマルジョンの安定性にも優
れている。

〔実施例〕

以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。尚
、実施例、比Φり例において使用した原料油脂は、特に
明記したもの以外は全て粗油を用いた。

実施例１〜７ 攪拌機、冷却器、温度計を取付けた３ｐの四ツ目フラス
コに第１表に示す油脂１８００ｇを仕込み、空気を吹込
めながら１８０℃で２時間加熱攪拌し、同表に示す重合
油を得た。次いで８０℃に冷却し、第１表に示す量の３
５％過酸化水素水及び触媒として蟻酸を全仕込量の１％
添加し８０℃で２時間加熱攪拌し、反応終了後２回水洗
した後、１２０℃で脱水した。尚、実施例５〜７につい
ては更に水酸化カリウムを触媒として用い、第１表に示
すアルキレンオキシドをイ］加せしめた。得られた化合
物を８０℃に保持して第１表に示す量の無水リン酸を添
加し、添加終了後８０℃にて２時間加熱した。反応生成
物の２５℃におけるＩＪＩｔ％水−エタノール（容量比
で１：１の混合物）溶液のＰｌ＋を第１表に示ず。尚実
施例１．２及び４〜７については反応終了後、第１表に
示すアルカリを添加して同表に示すＰＲとした。反応生
成物を脱水精製して得た化合物（潤滑油）の性状を第２
表に示す。

実施例８〜１４ 実施例１〜７と同様のフラスコに、第１表に示す油脂１
８００ｇを仕込み、窒素ガス雰囲気下で３００℃で３時
間加熱攪拌し、第１表に示す重合油を得た。次いで実施
例１〜７と同様にして第１表に示す量の３５％過酸化水
素水を反応させ、反応終了後、水洗、脱水を行った。尚
、実施例１１．１２については更に水酸化カリウムを触
媒として用い、第１表に示すアルキレンオキシドを付加
せしめた。得られた化合物を実施例１〜７と同様にして
第１表に示す量の無水リン酸と反応させた。

反応生成物の２５℃における１Ｌ％水−エタノール（容
量比で１：１の混合物）溶液のＰＨ１表に示す。尚、実
施例８〜１０及び１２〜１４については反応終了後、第
１表に示すアルカリを添加して同表に示す４”ｐＨとし
た。反応生成物を脱水精製して得た化合物（潤滑油）の
性状を第２表に示す。

比較例１ 第１表に示ず魚油を実施例と同様の方法により重合して
得た重合魚油を潤滑油とした。この潤滑油（重合魚油）
の性状を第２表に示す。

比較例２ 第１表に示ず魚油１８００ｇ、３５％過酸化水素水９０
ｇ、蟻酸１８ｇを実施例と同様のフラスコに仕込み、８
０〜９０℃で２時間加熱攪拌して得たヒドロキシル化魚
油を潤滑油とした。得られた潤滑油（ヒドロキシル化魚
油）の性状を第２表に示す。

実施例１５〜１９、比較例３〜４ 第３表に示す配合の加工油を１５％エマルジョンとして
ホモミキサー（８０００ｒｐｍ）で攪拌し、８０℃に保
持しつつギヤポンプで循環させながらノズル（１／４　
ＫＳＡＯＯ４８０）より圧延鋼板（ＳＰ（、−Ｃ−３Ｂ
、ｌＸ５０Ｘ１５０ｍ＋ａ）上に付着油景が約１．５ｇ
／ｍとなるようにスプレーした後、以下の条件で圧延を
行った。圧延前の鋼板には予め間隔５０鰭の２本の線を
引いておき、圧延後、２木の線の間隔が１６７ｍｍ（圧
下率７０％）となる時の圧延荷重をロードセルにて測定
し、圧延性能を比較した。またこの圧延油の防錆試験を
行った。結果を第３表に示す。

圧延試験条件 圧延ａ：四段ロール式圧延機 ワークロール：径１５０ｍｍｘ幅１４０　ｖａ　　　　
゛バックアップロール：径２５Ｏｍｍｘ幅１４０龍ロー
ル材質ニクロム鋼 ロール周速：　３０　ｍ／ｍｉｎ。

圧延材料：５ＰＣ−ＣＳＢ ■龍Ｘ５０鰭Ｘ１５Ｑｍｍ 実施例２０〜２４、比較例５〜６ 第４表に示す配合の加工油を切削油として用い、以下の
条件で切削した際の切削抵抗値を測定した。

また切削した表面の切削方向の粗さを触針式粗さ測定機
で測定した。またこの切削油の防錆試験を行った。結果
を第４表に併せて示す。

切削試験条件 切削機：　３　ｔｏｎ立型内面引抜きブローチ盤切削工
具：１刃当たりの切込み最大深さ０．０５額、幅７１璽
、刃間隔８酊、材質ＳＫ ■］５５のキープローチェ具 被削材：Ｓ−４５Ｃ 切削速度：２ｍ／ｍｉｎ。

実施例２５〜２８、比較例７ 第５表に示す配合の加工油をアルミニウム板の両面にＩ
ｇ／％の付着量となるように塗布し、アルミニウム板の
深絞り加工試験を以下の条件で行い、種々の絞り比によ
る絞り加工の際の絞り荷重を測定した。またこのプレス
油の防錆試験を行った。結果を第５表に示す。

深絞り加工試験条件 試験機：高速深絞り加工試験機（東京試験機■製）、ポ
ンチ径３２ｍｍ、ダイス径３５鰭、加工速度１ｍ／ｓｅ
ｃ。

加工材：厚さ１ｍ＋１のアルミニウム円盤（Ｊ　Ｔ　５
Ａ１１００．Ｏ）、各試料油毎に径６ ２．４　ｍｍから径６６．４１■まで０．８　ｍ墓ずつ
径が増加する６枚の円盤の加工を行い、絞り比１．９５
から絞り比２．０７５までの試験を行った。

第２表 第３表 Ｒ ※１　キャノンフェンスケ粘度計により測定した４０℃
における粘度 ※２　原料の重量に対するアルキレンオキシドの添加重
量の比率 ※３　製造直後と、室温で３０日間放置後の臭気を以下
の４　ｔ４Ｂにより判定した。

動植物臭、魚臭がない・・・・・○ 動植物臭、魚臭ややある・・・・△ 動植物臭、魚臭等が激しい・・・× ※４　試料３０重量部を６０−スピンドル油７０重量部
と混合し、この混合物を０℃で７日間放置した後、分離
の状態を観察し以下の基準で判定した。

分離なし・・・・・・・・・・・○ やや分離または下部に やや沈澱あり・・・・△ 二層に分離・・・・・・・・・・× ※５　試料３０重量部に６０スピンドル油７０重量部を
混合し、シェル式高速四球型摩擦試験機により、試験鋼
球１７２インチ、測定温度５０℃１立軸回転数６００ｒ
ｐｒの条件で測定した。

※６　　ＪＩＳ　　Ｋ　　２２４６（湿潤試験）の方法
により、２週間放置後、次の基【Ｖで判定した。

発錆が認められない・・・・・・○ わずかに発錆が認められる・・・△ かなりの発錆が認められる・・・× ※７　ポリオキシアルキレンノニルフェニルエーテル系
非イオン界面活性剤 ※８　乳化剤及び防錆剤 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明の潤滑油は不飽和二重結合を
有する重合動植物油脂の少なくとも二重結合部分にリン
酸エステル基及び／又はリン酸エステル塩基が導入され
た構造を有することによって、潤滑性、親水性、安定性
に優れるとともに、魚油等の粗油を原料として用いた場
合でも臭気が殆どないため安価な粗油を用いて製造する
ことができ、優れた潤滑油が安価に折供され得る。

本発明の潤滑油はそのまま又は動植物油脂、鉱物油脂や
他の添加剤とともに混合して圧延油、引抜き油、伸線油
、切削油、研削油、プレス油等の金属加工油として用い
られ、本発明の潤滑油を用いた金属加工油は潤滑性に優
れる結果、表面状態、寸法精度に優れた加工を行い得る
とともに、本発明潤滑油はリン酸エステル基及び／又は
リン酸エステル塩基を有することによって防錆性にも優
れ、本発明の潤滑油を用いた金属加工油により加工した
金属は錆が発生し難い等の種々の効果を有する優れたも
のである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）不飽和二重結合を有する重合動植物油脂の少なく
   とも二重結合部分に導入されたリン酸エステル基及び／
   又はリン酸エステル塩基を有することを特徴とする潤滑
   油。
2. （２）４０℃における粘度が２００〜６０００センチス
   トークスである特許請求の範囲第１項記載の潤滑油。