KR100423478B1 - 윤활유조성물 - Google Patents

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Abstract

금속을 로울링시키는데 유용한 윤활유 조성물은 본질적으로 5-89.95 질량％ 범위로 첨가된 물 ; 10-94.95 질량％ 범위로 첨가되고 하기 일반식에 의해 표현된 산소-함유 화합물 :
(여기서, R1및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 1-18 탄소 원자의 탄화수소 기이고, R3는 1-6 탄소 원자의 알킬렌 기이고, p는 1-30의 정수임) ; 및 0.05-10 질량％ 범위로 첨가되고, 6-22 탄소 원자의 지방산의 알칼리성 금속 염, 6-22 탄소 원자의 지방산의 염 및 1-15 탄소 원자의 알카놀 아민, 및 6-22 탄소 원자의 지방산과 하기 일반식의 질소-함유 화할물의 염 :
(여기서, R4는 1-24 탄소 원자의 탄화수소 기이고, R5는 에틸렌 또는 프로필렌기이고, q는 1-30의 정수이고, X는 수소, 1-24탄소 원자의 탄화수소기 또는 일반식 -(R6-O)rH의 기 (이때, R6은 에틸렌 또는 프로필렌기이고, r 은 1-30 의 정수임) 임)으로 구성된 군으로 부터 선택된 지방산의 염으로 구성되고 ; 이때 물 및일반식(I)의 화합물의 합계가 전체 조성물을 기준으로 80-99.95 중량％의 범위이다
정의된 바와 같은 성분 및 명시된 바와 같은 그들의 함량은 로울링 성능을 개선하고 로울링된 제품의 표면 광택을 높이는데 도움이 된다.

Description

윤활유 조성물
본 발명은 일반적으로 윤활유 조성물에 관한 것으로, 특히 스테인레스 강, 구리, 알루미늄, 그외 합금등의 로울링된 금속 제품을 생성하는데 유용한 상기 조성물에 관한 것이다.
금속 물질을 시이트 또는 박막(薄膜)으로 로울링하기 위한 고온 및 저온 로울링 방법 모두가 공지되어 있다. 윤활제는 저온 로울링에서 필수적으로 사용되고, 알루미늄 및 그의 합금같은 특정 부류의 금속을 고온 로울링하는데 조차 광범위하게 사용된다.
오랜 통상의 로울링 윤활제는 전형적으로 여러가지 첨가제와 함께 블랜딩된 에스테르같은 합성 오일 및 저-점도 광유로 구성되었다. 이들 오일들은 고속 로울링에서 사용될 때 그들의 높은 인화성 때문에 화제의 위험이 있어서 곧 사용이 꺼려졌다.
최근 여러해동안, 적합한 유화제의 존재하에서 저-점도 광유, 합성 오일, 야자 오일, 또는 지방 및 오일을 유화시키기 위한 물의 냉각 능력 및 비인화성 같은 물의 특성을 이용하는데 관심이 증가되었다. 그러나, 이들 유탁액 형태의 로울링오일은 유화 안정성이 부족하고 비-균질성이어서, 연마 먼지 및 스컴을 여과할 때 시스템에서 오일을 손실하고 로울링된 금속 표면에서 광택을 불규칙하게 한다.
일본 공개 특허 공게 번호 60-118790에서, 카르복실산, 설폰산, 나프텐산같은 산들의 염 또는 아미드, 알킬렌글리콜, 광유 또는 합성 오일, 또는 지방 및 오일, 및 물로 구성된 수용성 금속 가공 오일이 공게된다. 상기 금속 가공 오일은 난연성이기 때문에 훌륭하나, 만족스럽게 냉각될 수 없고 사용된 물의 양에 따라서 점도가 많이 변한다는 결점을 갖는다.
본 발명은 로울링된 금속 제품의 생성에서 사용하기에 적합하고, 실질적으로 내화성이고, 냉각에 있어서 매우 효과적이고, 로울링 성능에 매우 도움이 되고, 로울링 작업으로부터 생긴 마모 먼지 또는 부유물을 여과시키고, 로울링된 금속의 우수한 표면 광택을 보유할 수 있고, 높은 저장 안정도 및 내오염성을 갖는 윤활유 조성물을 제공한다.
선행의 여러가지 물리적 특성은, 대부분 내연성의 냉각-효과적인 물로 구성되고, 특정 범위의 양으로 각각 블랜딩된 선택된 산소-함유 화합물, 지방산의 선택된 염 및 물로 구성되는 윤활유 조성물을 제공하므로써 얻어질 수 있다는 것이 이제 알려졌다.
본 발명의 바람직한 실시양태에 따라
(A) 5-89.95 질량％ 범위로 첨가된 물;
(B) 10-94.95 질량％ 범위로 첨가되고 하기 일반식에 의해 표현된 산소-함유화합물:
(여기서, R1및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 1-18 탄소 원자의 탄화수소기이고, R3는 1-6 탄소 원자의 알킬렌 기이고, p는 1-30의 정수임); 및 (C) 0.05-10 질량％ 범위로 첨가되고, (a) 6-22 탄소 원자의 지방산의 알칼리성 금속 염, (b) 6-22 탄소 원자의 지방산의 염 및 1-15 탄소 원자의 알카놀 아민, 및 (c) 6-22 탄소 원자의 지방산과 하기 일반식의 질소-함유 화합물의 염:
(여기서, R4는 1-24 탄소 원자의 탄화수소기이고, R5는 에틸렌 또는 프로필렌기이고, q는 1-30의 정수이고, X는 수소, 1-24 탄소 원자의 탄화수소기 또는 일반적 -(R6-O)rH 의 기(이때, R6은 에틸렌 또는 프로필렌이고, r은 1-30의 정수임) 임)으로 구성된 군으로부터 선택된 지방산의 염으로 구성되고; 이때, 물 및 일반식(I)의 화합물의 합계가 전체 조성물을 기준으로 80-99.95 질량％의 범위인 윤활유 조성물이 제공된다.
본 발명의 윤활유 조성물은 스테인레스 강, 구리, 알루미늄 및 그외 합금의 저온-로울링에서 뿐만 아니라, 알루미늄 및 그으이 합금의 고온-로울링에서 광범위하게 사용된다. 본 발명의 윤활제가 사용되는 방식에 특별한 제한은 없다. 그러나,본 발명의 윤활제가 주요한 윤활 및 냉각 능력을 가지기 때문에, 본 발명의 윤활제를 금속 지지체를 로울링하기 위해 작동하는 로울들 사이에 있는 닙에 또는 그의 인접 부근에 제트 분무하는 방법으로 바람직하게 사용할 수 있게 만든다.
성분(A)로서 본원에서 사용되는 용어 '물'은 경수, 연수, 음료수, 산업용수, 이온-교환수로부터 증류수까지 모든 종류의 물을 가리킨다. 이 물의 함량의 최저치는 결과로 얻어진 조성물의 총량을 기준으로 일반적으로 5 질량％, 바람직하게 15 질량％, 보다 바람직하게 25 질량％이다. 그의 최고치는 전체 조성물을 기준으로 일반적으로 89.95 질량％, 바람직하게 79.9 질량％, 보다 바람직하게 69.8 질량％이다. 물의 양이 5 질량％ 미만이면, 오일 조성물의 냉각 능력을 감소시키고 이로 인해, 로울링중에 금속에 흠집이 생기게 되며 물의 양이 89.95 질량％ 초과이면, 윤활성을 감소시킬 것이다.
본 발명에 따른 산소-함유 화합물(B)은 하기 일반식에 의해 표현된다:
상기 식에서, R1및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 1-18 탄소 원자의 탄화수소기이고, R3는 1-6 탄소 원자의 알킬렌기이고, p는 1-30의 정수이다. R1및 R2는 같거나 다를 수 있다. 1-18 탄소 원자의 탄화수소 기는 알킬기, 예컨대 매틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, 2차-부틸기, 3차-부틸기, 직쇄 또는 분지된 팬틸기, 직계 또는 분지된 헥실기, 직쇄 또는 분지된 헵틸기, 직쇄 또는 분지된 옥틸기, 직쇄 또는 분지된 노닐기, 직쇄 또는 분지된 데실기, 직쇄또는 분지된 운데실기, 직쇄 또는 분지된 도데실기, 직쇄 또는 분지된 트리데실기, 직쇄 또는 분지된 테트라데실기, 직쇄 또는 분지된 펜타데실기, 직쇄 또는 분지된 헥사데실기, 직쇄 또는 분지된 헵타데실기, 및 직쇄 또는 분지된 옥타데실기; 5-18 탄소 원자의 알케닐기, 예컨대 직쇄 또는 분지된 펜테닐기, 직쇄 또는 분지된 헥세닐기, 직쇄 또는 분지된 헵테닐기, 직쇄 또는 분지된 옥테닐기, 직쇄 또는 분지된 노네닐기, 직쇄 또는 분지된 데세닐기, 직쇄 또는 분지된 운데세닐기, 직쇄 또는 분지된 도데세닐기, 직쇄 또는 분지된 트리데세닐기, 직쇄 또는 분지된 테트라데세닐기, 직쇄 또는 분지된 펜타데세닐기, 직쇄 도는 분지된 헥세데세닐기, 직쇄 또는 분지된 헵타데세닐기 및 직쇄 또는 분지된 옥타데세닐기; 5-7 탄소 원자의 시클로알킬기, 예컨대 시클로펜틸기, 시클로헥실기 및 시클로헵틸기; 6-11 탄소 원자의 알킬시클로알킬기, 예컨대 메틸시클로펜틸기, 디메틸시클로펜틸기(모든 이성질체 포함), 메틸에틸시클로펜틸기(모든 이성질체 포함), 디메틸시크로펜틸기(모든 이성질체 포함), 메틸시클로헥실기, 디메틸시클로헥실기(모든 이성질체 포함), 메틸에틸시클로헥실틸기(모든 이성질체 포함), 디에틸시클로헥실기(모든 이성질체 포함), 메틸시클로헵틸기, 디메틸시클로헵틸기(모든 이성질체 포함), 메틸에틸시클로헵틸기(모든 이성질체 포함) 및 디에틸시클로헵틸기(모든 이성질체 포함); 아릴기, 예컨대 페닐기 및 나프틸기; 7-18 탄소 원자의 알킬아릴기, 예컨대 톨릴기, 키실릴기(모든 이성질체 포함), 에틸페닐기, 직쇄 또는 분지된 프로필페닐기, 직쇄 또는 분지된 부틸페닐기, 직쇄 또는 분지된 펜틸페닐기, 직쇄 또는 분지된 헥실페닐기, 직쇄 또는 분지된 헵틸페닐기, 직쇄 또는 분지된 옥틸페닐기, 직쇄 또는 분지된 노닐페닐기, 직쇄 또는 분지된 데실페닐기, 직쇄 또는 분지된 운데실페닐기 및 직쇄 또는 분지된 도데실페닐기; 및 7-12 탄소 원자의 아릴알킬기, 예컨대 벤질기, 페닐에틸기, 페닐프로필기(프로필기의 이성질체 포함), 페닐부틸기(부틸기의 이성질체 포함), 페닐펜틸기(펜틸기의 이성질체 포함) 및 페닐헥실기(헥실기의 이성질체 포함)를 포함한다.
일반식(I)에서 R1및 R2는 각각 독립적으로, 두 성분(B) 및 (A)의 양립성을 고려하여, 바람직하게 수소, 1-18 탄소 원자의 알킬 또는 페닐기, 또는 7-15 탄소 원자의 알킬아릴기이다.
일반식(I)에서 R3은 메틸기; 메틸메틸렌기(에틸리덴기) 및 에틸렌기; 에틸메틸렌기(프로필리덴기), 디메틸메틸렌기(이소프로필렌기), 메틸에틸렌기(프로필렌기) 및 트리메틸렌기; n-프로필메틸렌기(부틸리덴기), 이소프로필메틸렌기(이소부틸리덴기), 에틸메틸메틸렌기, 에틸에틸렌기, 1,1-디메틸에틸렌기, 1,2-디메틸에틸렌기, 1-메틸트리메틸렌기, 2-메틸트리메틸렌기 및 테트라메틸렌기; n-부틸메틸렌기(펜틸리덴기), 2차-부틸메틸렌기, 이소부틸메틸렌기(이소펜틸리덴기), 4차-부틸메틸렌기, n-프로필메틸메틸렌기, 이소프로필메틸메틸렌기, 디에틸메틸렌기, n-프로필에틸렌기, 이소프로필에틸렌기, 1-에틸-1-메틸에틸렌기, 1-에틸-2-메틸에틸렌기, 트리메틸에틸렌기, 1-에틸트리메틸렌기, 2-에틸트리메틸렌기, 1,1-디메틸트리메틸렌기, 1,2-디메틸트리메틸렌기, 1,3-디메틸트리메틸렌기, 2,2-디메틸트리메틸렌기, 1-메틸테트라메틸렌기, 2-메틸테트라메틸렌기 및 펜타메틸렌기; 및 n-펜틸메틸렌기(헥실리덴기), (1-메틸부틸기)메틸렌기, 이소펜틸메틸렌기(이소펜틸리덴기), (1,2-디메틸프로필)메틸렌기, n-부틸메틸메틸렌기, 이소부틸메틸메틸렌기, 에틸-n-프로필메틸렌기, 에틸이소프로필메틸렌기, 부틸에틸렌기, 이소부틸에틸렌기, 1-(n-프로필)-1-메틸에틸렌기, 1-(n-프로필)-2-메틸에틸렌기, 1-이소프로필-1-메틸에틸렌기, 1-이소프로필-2-메틸에틸렌기, 1,2-디에틸에틸렌기, 1-에틸-2,2-디메틸에틸렌기, 테트라메틸에틸렌기, 1-n-프로필트리메틸렌기, 2-n-프로필트리메틸렌기, 1-이소프로필트리메틸렌기, 2-이소프로필트리메틸렌기, 1-에틸-3-메틸트리메틸렌기, 1-에틸-2-메틸트리메틸렌기, 1,1,2-트리메틸트리메틸렌기, 1,1,3-트리메틸트리메틸렌기, 1-에틸테트라메틸렌기, 1,1-디메틸테트라메틸렌기, 1,3-디메틸테트라메틸렌기, 1,4-디메틸테트라메틸렌기, 2,2-디메틸테트라메틸렌기, 1-메틸펜타메틸렌기, 2-메틸펜타메틸렌기 및 헥사메틸렌기를 포함한다.
성분(A)와 성분(B)의 양립성을 또한 고려하여, R3는 바람직하게 2-6 탄소 원자의 알킬렌기이다.
일반식(I)에서 P는 1-30, 바람직하게 1-20의 정수이다.
일반식(I)에서 -(R3-O)P- 는, P가 2 초과인, 둘 이상의 구조적으로 다른 옥시알킬렌기의 랜덤-, 교호- 또는 블록-공중합으로 부터 생긴 폴리옥시알킬렌기를 포함하는 옥시알킬렌기를 나타낸다.
특히 성분(A), 즉 물과 양립가능성의 관점으로 부터 본 발명의 목적을 위해알맞은 산소-함유 화합물(B)는 R1이 수소, 1-6 탄소 원자의 직쇄 또는 분지된 알킬 또는 페닐기, 또는 7-15 탄소 원자의 직쇄 또는 분지된 알킬아릴기이고, R2는 수소이고, R3는 2-6 탄소 원자의 알킬렌기이며, p는 1-10의 정수인 일반식(I)의 실시양태에 의해 표현된 것들이다. 상기 산소-함유 화합물(B)의 특정 예는 (i) 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜(모든 이성질체 포함), 부틸렌 글리콜(모든 이성질체 포함), 펜틸렌 글리콜(모든 이성질체 포함) 및 헥실렌 글리콜(모든 이성질체 포함); (ⅱ) 글리콜 (i) 중 하나의 단독중합으로 부터 생긴 폴리글리콜(전형적으로, 디글리콜, 트리글리콜 및 테트라글리콜); (ⅲ) 글리콜 (i) 중 둘 이상의 랜덤-, 교호-, 또는 블록-공중합으로 부터 생긴 폴리글리콜(전형적으로, 폴리옥시에틸렌옥시프로필렌 글리콜); (ⅳ) 글리콜 (i) 및 폴리글리콜 (ⅱ), (ⅲ)의 (1-6 탄소 원자의 직쇄 또는 분지된 알킬기를 갖는) 모노알킬에테르 화합물; (v) 글리콜 (i)-(ⅲ)의 모노페닐에테르 화합물; (ⅵ) 글리콜 (i)-(ⅲ)의 (1-9 탄소 원자의 직쇄 또는 분지된 알킬 기를 갖는) 모노알킬페닐에테르 화합물; 및 (ⅶ) 화합물 (i)-(ⅵ)의 둘 이상의 혼합물을 포함한다.
여러가지 화합물(i)-(ⅶ) 중에, 폴리글리콜이 물과 쉽게 공혼합하도록 1-9 및 9-1, 바람직하게 2-8 및 8-2의 몰비로 또 다른 알킬렌 글리콜과 공중합된 에틸렌 글리콜을 갖는 공중합 폴리글리콜이 특히 바람직하다.
일반식(I)에 의해 정의된 실질적으로 모든 산소-함유 화합물(B)이 본 발명의 목적을 위해 사용가능한 한편, 이후에 제공된 실시예에서 보이는 특정 양으로 첨가될 때 약간의 산소-함유 화합물은 물에 쉽게 균일하게 용해되고 다른것들은 용해되지 않는다.
본 발명의 조성물에서 성분(B)의 함량의 최저치는 전체 조성물을 기준으로 일반적으로 10, 바람직하게 20, 보다 바람직하게 30 질량％ 이고, 그의 최고치는 전체 조성물을 기준으로 일반적으로 94.95, 바람직하게 84.9, 보다 바람직하게 74.8 질량％ 이다. 10 질량％ 미만이면 윤활 성능을 악화시키는 한편, 94.95 질량％ 초과이면 로울링된 금속 제품의 표면 광택을 감소시킬 것이다.
성분(A) 및 (B)의 합계의 최저치는 전체 조성물을 기준으로 80％, 바람직하게 90％, 보다 바람직하게 95 질량％ 이어야하고, 최고치는 전체 조성물을 기준으로 99.95％, 바람직하게 99.9％, 및 보다 바람직하게 99.8 질량％ 이어야 한다. 80 질량％ 미만이면, 로울링된 금속 제품의 표면 마무리를 불량하게하는 한편, 99.95 질량％ 초과이면, 윤활성을 악화시킬 것이다.
본 발명에서 사용된 성분(C), 즉 지방산의 염은 (a) 6-22 탄소 원자의 지방산의 알칼리 금속염, (b) 6-22 탄소 원자의 지방산 및 1-15 탄소 원자의 알카노일 아민의 염, 및 (c) 6-22 탄소 원자의 지방산 및 하기 일반식의 질소-함유 화합물의 염 :
(여기서, R4는 1-24 탄소 원자의 탄화수소 기이고, R5는 에틸렌 또는 프로필렌기이고, q는 1-30의 정수이고, X는 수소, 1-24 탄소 원자의 탄화수소기, 또는 일반식 -(R6-O)rH 기 (이때, R6은 에틸렌 또는 프로필렌기이고, r은 1-30의 정수임)임)으로 구성되는 군으로 부터 선택된다.
수록된 염 (a), (b) 및 (c) 각각에서 직쇄-사슬 또는 분지된-사슬의 지방산은 그들의 탄소수가 6-22의 범위내에 남아있도록 포하되거나 불포화될 수 있다. 상기 지방산을 전형적으로 직쇄 및 분지된 포화 지방산, 예컨대 헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 노난산, 데칸산, 운데칸산, 도테칸산, 트리데칸산, 테트라데칸산, 펜타데칸산, 헥사데칸산, 헵타데칸산, 옥타데칸산, 노나데칸산, 아이코산산, 헤네이코산산 및 도코산산; 및 직쇄 및 분지된 불포화 지방산, 예컨대 헥센산, 헵텐산, 옥텐산, 노넨산, 데센산, 운데센산, 도데센산, 트리데센산, 테트라데센산, 펜타데센산, 헥사데센산, 헵타데센산, 옥타데센산, 노나데센산, 아이코센산, 헤네이코센산 및 도코센산을 포함한다.
물내에서의 용해도를 고혀하여, 바람직하게 10-18 탄소 원자의 지방산, 예컨대 n-도덴칸산(라우린산), n-트리데칸산, n-테트라데칸산(미리스틴산), n-펜타데칸산, n-헥사데칸산(팔미틴산), n-헵타데칸산, n-옥타데칸산(스테아린산), n-도데센산, n-트리데센산, n-테트라데센산, n-펜타데센산, n-헥사데센산, n-헵타데센산 및 n-옥타데센산(올레인산)이 사용될 수 있다. 이들 지방산은 알칼리 금속, 알카놀 아민 및 일반식(Ⅱ)의 질소-함유 화합물과 함께 반응하기에 알맞다. 지방산(a)의 염의 염기 성분은 일반적으로 나트륨 또는 칼륨이다. 염(a)은 하나 이상의 상기 지방산 및 하나 이상의 알칼리 금속으로 부터 형성될 수 있다.
지방산의 염(b)의 염기성 성분은 모노메탄올 아민, 디메탄올 아민, 트리메탄올 아민, 모노에탄올 아민, 디에탄올 아민, 트리에탄올 아민, 모노-n-프로판올 아민, 모노이소프로판올 아민, 디-n-프로판올 아민, 디이소프로판올 아민, 트리-n-프로판올 아민, 트리이소프로판올 아민, 모노부탄올 아민(모든 이성질체 포함), 디부탄올 아민(모든 이성질체 포함), 트리부탄올 아민(모든 이성질체 포함), 모노펜타놀 아민(모든 이성질체 포함), 디펜타놀 아민(모든 이성질체 포함), 트리펜타놀 아민(모든 이성질체 포함), 모노헥사놀 아민(모든 이성질체 포함), 디헥사놀 아민(모든 이성질체 포함), 모노헵타놀 아민(모든 이성질체 포함), 디헵타놀 아민(모든 이성질체 포함) 및 모노옥타놀 아민(모든 이성질체 포함)을 포함한다. 물내에서의 용해도를 고려할 때 1-9 탄소 원자의 알카놀 아민이 특히 바람직하다. 하나 이상의 이들 아민은 바람직하게 12-18 탄소 원자의 불포화, 직쇄-사슬 지방산과 함께 사용되어, 보다 우수한 결과를 갖는다.
지방산의 염(c)의 염기 성분은 R4가 1-24 탄소 원자의 탄화수소 기인 일반식(Ⅱ)의 질소-함유 화합물이다. 이 탄화수소 기는 알킬기, 예컨대 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, 2차-부틸기, 3차-부틸기, 직쇄 또는 분지된 펜틸기, 직쇄 또는 분지된 헥실기, 직쇄 또는 분지된 헵틸기, 직쇄 또는 분지된 옥틸기, 직쇄 또는 분지된 노닐기, 직쇄 또는 분지된 데실기, 직쇄 또는 분지된 운데실기, 직쇄 또는 분지된 도데실기, 직쇄 또는 분지된 트리데실기,직쇄 또는 분지된 데트라데실기, 직쇄 또는 분지된 펜타데실기, 직쇄 또는 분지된 헥사데실기, 직쇄 또는 분지된 헵타데실기, 직쇄 또는 분지된 옥타데실기, 직쇄 또는 분지된 노나데실기, 직쇄 또는 분지된 아이코실기, 직쇄 또는 분지된 헤네이코실기, 직쇄 또는 분지된 도코실기, 직쇄 또는 분지된 트리코실기 및 직쇄 또는 분지된 테트라코실기; 5-24 탄소 원자의 알케닐기, 예컨대 직쇄 또는 분지된 펜데닐기, 직쇄 또는 분지된 헥세닐기, 직쇄 또는 분지된 헵테닐기, 직쇄 또는 분지된 옥테닐기, 직쇄 또는 분지된 노네닐기, 직쇄 또는 분지된 데세닐기, 직쇄 또는 분지된 운데세닐기, 직쇄 또는 분지된 도데세닐기, 직쇄 또는 분지된 트리데세닐기, 직쇄 또는 분지된 테트라데세닐기, 직쇄 또는 분지된 펜타데세닐기, 직쇄 또는 분지된 헥사데세닐기, 직쇄 또는 분지된 헵타데세닐기, 직쇄 또는 분지된 옥타데세닐기, 직쇄 또는 분지된 노나데세닐기, 직쇄 또는 분지된 아이코세닐기, 직쇄 또는 분지된 헤네이코세닐기, 직쇄 또는 분지된 도코세닐기, 직쇄 또는 분지된 트리코세닐기 및 직쇄 또는 분지된 테트라코세닐기; 5-7 탄소원자의 시클로알킬기, 예컨대 시클로펜틸기, 시클로헥실기 및 시클로헵틸기; 6-11 탄소 원자의 알킬시클로알킬기, 예컨대 메틸시클로펜틸기, 디메틸시클로펜틸기 (모든 이성질체 포함), 메틸에틸시클로펜틸기 (모든 이성질체 포함), 디에틸시클로펜틸기 (모든 이성질체 포함), 메틸시클로헥실기, 디메틸시클로헥실기(모든 이성질체 포함), 메틸에틸시클로헥실기 (모든 이성질체 포함), 디에틸시클로헥실기 (모든 이성질체 포함), 메틸시클로헵틸기, 디메틸시클로헵틸기 (모든 이성질체 포함), 메틸에틸시클로헵틸기 (모든 이성질체 포함) 및 디에틸시클로헵틸기 (모든 이성질체 포함); 아릴기, 예컨대 페닐기 및 나프틸기; 6-24 탄소 원자의 알킬아릴기, 예컨대 톨릴기, 키실릴기 (모든 이성질체 포함), 에틸페닐기, 직쇄 또는 분지된 프로필페닐기, 직쇄 또는 분지된 부틸페닐기, 직쇄 또는 분지된 펜틸페닐기, 직쇄 또는 분지된 헥실페닐기, 직쇄 또는 분지된 헵틸페닐기, 직쇄 또는 분지된 옥틸페닐기, 직쇄 또는 분지된 노닐페닐기, 직쇄 또는 분지된 데실페닐기, 직쇄 또는 분지된 운데실페닐기 및 직쇄 또는 분지된 도데실페닐기, 직쇄 또는 분지된 트리데실페닐기, 직쇄 또는 분지된 테트라데실페닐기, 직쇄 또는 분지된 펜타데실페닐기, 직쇄 또는 분지된 헥사데실페닐기, 직쇄 또는 분지된 헵타데실페닐기 및 직쇄 또는 분지된 옥타데실페닐기; 및 7-12 탄소 원자의 아릴알킬기, 예컨대 벤질기, 페닐에틸기, 페닐프로필기 (프로필기의 이성질체 포함), 페닐부틸기 (부틸기의 이성질체 포함), 페닐펜틸기 (펜틸기의 이성질체 포함) 및 페닐헥실기 (헥실기의 이성질체 포함)를 포함한다. 상기 수록된 염기들 중에 인용된 지방산과 반응하여, 본 발명의 윤활 조성물의 제조에 공헌하는 원하는 연화점을 갖는 그들 각각의 염을 형성하는 1-18 탄소 원자의 알킬기, 5-18 탄소 원자의 알케닐기, 및 7-11 탄소 원자의 시클로헥실기 또는 알킬시클로헥실기가 특히 바람직하다.
일반식(Ⅱ)에서 R5는 에틸렌기 또는 프로필렌기 (메틸에틸렌기)이나; 전자가 물내에 용해시키기 쉽기 때문에 바람직하다.
일반식(Ⅱ)에서 표시 "q"는 1-30, 바람직하게 3-20의 정수이다.
일반식(Ⅱ)에서 X는 수소, 1-24 탄소 원자의 탄화수소기, 또는 -(R6-O)rH의기이다. C1-24탄화수소기는 R4에 대해 서술된 바와 같고, 그중 C1-18알킬기, C5-18알케닐기, 시클로헥실기 또는 C7-11알킬시클로헥실기가 바람직하다. 탄화수소 식에서 R6은 에틸렌 또는 프로필렌(메틸에틸렌)기이고, 전자가 보다 우수한 수용성 대문에 바람직하다. r은 1-30, 바람직하게 3-20 이다.
일반식(Ⅱ)의 질소-함유 화합물은 일반식(Ⅲ)의 모노아민 또는 일반식(Ⅳ)의 디아민과 에틸렌 또는 산화 프로필렌의 반응으로부터 유도될 수 있다.
상기식에서, R4는 일반식(Ⅱ)에서 정의된 바와 같고, R7은 일반식(Ⅱ)에서 X에 관하여 정의된 C1-24탄소수소기와 같다.
지방산의 염 (c)의 염기 성분은 바람직하게, R4및 X = C1-18직선 또는 분지 알킬기, C5-18직선 또는 분지 알케닐기, 시클로헥실기 또는 C7-11알킬시클로헥실기, R5= 에틸렌기, 및 q = 3-20 를 갖는 질소-함유 화합물 (이후에 질소-함유 화합물(y)로서 표시됨) 및 보다 바람직하게 R4및 X = C1-18직선 또는 분지 알킬기,시클로헥실기 또는 C7-9직선 또는 분지 알킬시클로헥실기, R5= 에틸렌 및 q = 3-20 을 갖는 화합물 (이후에, 질소-함유 화합물 (z)로서 표시됨)이다. C12-18포화 또는 불포화 직선-사슬 지방산과 질소-함유 화합물 (z)의 배합물이 가장 바람직하다.
염 (a),(b) 및 (c)중 하나 이상이 성분 (C)용으로 사용될 수 있다. 이들 염들은 선택된 지방산 및 선택된 염기를 각각 첨가하므로써 반응 시스템 현장에서 생성될 수 있다. 대안적으로, 그들은 미리-형성될 수 있다. 그러나, 다른 경우에, 염의 첨가량의 허용가능한 최저치는 전체 조성물을 기준으로 0.05, 바람직하게 0.1, 보다 바람직하게 0.2질량％ 이고, 염의 첨가량의 허용가능한 최고치는 전체 조성물을 기준으로 10, 바람직하게 5, 보다 바람직하게 3 질량％ 이다. 0.05 질량％ 미만이면, 윤활 성능을 감소시키는 한편, 10질량％ 초과이면, 염이 물에 덜 용해되게 하고, 결과로 얻은 조성물이 광택이 덜 나게 할 것이다.
본 발명의 실행에서, 성분 (C)는 성분 (A) 및 (B)의 용액내에 완전히 용해되거나 균일하게 분산된다.
본 발명에 따라 특정량의 성분 (A),(B)및 (C) 각각으로 구성되는 윤활유 조성물은 특히 로울링된 금속 제품의 제조에서 그자체로 쉽게 사용될 수 있고, 원해진다면, 적합한 첨가제가 또한 첨가될 수 있다. 상기 첨가제는 전형적으로 : 음이온-기재 표면 활성제, 예컨대 황산 에스테르 및 설포네이트, 비이온-기재 표면 활성제, 예컨대 폴리옥시에틸렌 화합물 ; 녹 억제제, 예컨대 설포네이트, 인산 및 포스페이트, 및 붕소 화합물; 항산화제, 예컨대 페놀-기재, 아민-기재, 황-기재, 인-기재 및 염소-기재; 질소 화합물, 예컨대 벤조트리아졸, 및 부식 억제제, 예컨대 황- 및 질소-함유 화합물 ; 방부제, 예컨대 페놀-기재, 포름알데히드 수용 화합물 및 살리실아미드-기재 화합물; 및 실리콘 그리스를 포함한다. 이들은 조성물의 전체 질량을 기준으로 10 미만, 바람직하게 5 미만, 보다 바람직하게 2 미만 질량％ 의 양으로 첨가될 수 있다.
물내에 쉽게 용해되거나, 물내에 연속 상으로서 분산가능한 상기 첨가제가 선택되어야 한다.
반면에, 광유 또는 탄화수소-기재 합성 오일은 그들이 유탁액-유형 또는 수용성 로울링 오일용으로 사용되는 발명의 윤활제 조성물에 첨가하는데 알맞지 않다. 상기 알맞지 않는 첨가제는, 예컨대 용매-탈아스팔팅, 용매-추출, 수소첨가분해, 용매-탈랍, 접촉 탈랍, 수소첨가, 황-세척, 점토 처리등에 의해서 조 오일 증류물을 정제 처리하여 얻은 파라핀계 또는 나프텐계 광유를 포함한다.
물이 연속상으로 존재하지 않거나, 광유 또는 합성 오일이 블랜딩되는, 로울딩 오일 조성물은, 로울링된 제품의 표면 광택을 불규칙하게하고, 유탁액 안정도가 불량하게 하고, 오일이 오염되게하고, 로울링 마모 먼지 또는 스컴의 제거에 있어서 오일의 소비가 증가되게 할 것이라는 것이 알려졌다.
특정양으로 블랜딩된 세 성분 (A), (B) 및 (C) 로 구성된 본 발명의 윤활유조성물은 그 자체로 저장되거나, 또는 명시된 것보다 더 소량으로 초기에 첨가되고 이후에 사용할때 원하는 수준의 희석액으로 보충되는 성분(A), 즉 물과 함께 저장될 수 있다.
본 발명은 하기 실시예에 의해 한층 더 서술될 것이다.
발명의 실시예 1
음료수 25.8 질량％
디에틸렌 글리콜 74.0 질량％
나트륨 올레이트 0.2 질량 ％
발명의 실시예 2
음료수 39.0 질량％
디프로필렌 글리콜 60.0 질량％
트리에탄올아민 올레이트 1.0 질량％
발명의 실시예 3
음료수 29.5 질량％
헥실렌 글리콜 70.0 질량％
올레산의 염 및 디시클로헥실아민
에틸렌 산화물 부가물*1(20 몰％) 0.5 질량％
*1 주로 2-메틸-2,4-펜탄디올
발명의 실시예 4
음료수 25.5 질량％
트리프로필렌 글리콜 74.0 질량％
라우린산 및 올레일아민
에틸렌 산화물 부가물*20.5 질량％
발명의 실시예 5
음료수 69.8 질량％
폴리옥시에틸렌옥시프로필렌
글리콜 모노-n-부틸 에테르*330.0 질량％
나트륨 올레이트 0.2 질량％
*3 n-C4H9O-(OE-OP)2-H
(여기서, -(OE-OP)2- 는 1몰 옥시에틸렌기 및 1 몰 옥시프로필렌기의 랜덤 중합을 가리킴)
발명의 실시예 6
음료수 49.0 질량％
폴리옥시에틸렌옥시프로필렌
글리콜 모노-n-부틸 에테르*350.0 질량％
디에탄올아민 라우레이트 1.0 질량％
발명의 실시예 7
음료수 69.0 질량％
폴리옥시에틸렌옥시프로필렌
글리콜 모노-n-부틸 에테르*430.0 질량％
디에탄올아민 올레이트 1.0 질량％
*4 n-C4H9O-(OE-OP)12-H
(여기서, -(OE-OP)12- 는 6 몰 옥시에틸렌기 및 6 몰 옥시프로필렌기의 랜덤 중합을 가리킴)
발명의 실시예 8
음료수 79.0 질량％
폴리옥시에틸렌옥시프로필렌
글리콜 모노-n-부틸 에테르*420.0 질량％
트리에탄올아민 올레이트 1.0 질량％
비교 실시예 1
음료수 99.8 질량％
나트륨 올레이트 0.2 질량％
비교 실시예 2
음료수 26.0 질량％
나트륨 올레이트 74.0 질량％
비교 실시예 3
음료수 25.8 질량％
디에틸렌 글리콜 44.0 질량％
나트튬 올레이트 0.2 질량％
소르비탄 모노올레이트 30.0 질량％
비교 실시예 4
파라핀계 정제된 광유
(동점도 7 mm2/s ＠40℃) 84.4 질량％
부틸스테아레이트 15.0 질량％
알케닐 숙시네이트 0.6 질량％
비교 실시예 5
파라핀계 정제 광유
(동점도 7 mm2/s ＠40℃) 49.4 질량％
디옥틸 세바케이트 50.0 질량％
알케닐 숙시네이트 0.6 질량％
비교 실시예 6
음료수 90.0 질량％
파라핀계 정제 광유
(등점도 7 mm2/s ＠40℃) 7.3 질량％
부틸스테아레이트 1.5 질량％
폴리옥시에틸렌 글리콜
모노노닐페닐 에테르 0.6 질량％
나트륨 석유 설포네이트 0.6 질량％
비교 실시예 7
음료수 20.0 질량％
디에틸렌 글리콜 1.5 질량 ％
파라핀계 정제 광유
(등점도 7 mm2/s ＠40℃) 57.0 질량％
폴리옥시에틸렌 글리콜
모노노닐페닐 에테르 10.0 질량％
나트륨 석유 설포네이트 10.0 질량％
올레산 1.5 질량％
앞서 예시된 윤활유 조성물 각각을 로울링 성능에 대해 테스트하여 표 1 에서 보이는 결과를 얻었다.
로울링 테스트 파라미터
지지체 : 0.5 mm 두께 및 50 mm 너비의 스테인레스강 sus 430 2B
작업 로울 직경 : 51 mm
작업 로울 조도 : Ra 0.03 ㎛
로울링 속도 : 100 m/분
압력 강하 : 25％
오일 공급원 : 로울링 전에 지지체 및 로울 각각에 분무하기 위해 분무-노즐을 사용했다.
성능 평가
광택 : 상기 조건하에 3번 로울링된 지지체 각각을 로울링된 금속 평면에 대해 30°기울어진 입사광으로 통상의 광택 게이지에 의해 표면 광택을 측정했다. 이때 결과 얻어진 반사율을 표준 검정색 지지체에 대해 체크한다.
로울링력 : 상기 로울링 조건하에 지지체를 초기에 3 번 로울링했다. 압력을 30％ 더 강하시키므로써 로울링의 다음 제 4 주기를 시작했다. 이후에, 최대 로울링가능한 수준까지 압력을 점진적으로 강하시키면서 로울링을 계속했다. 이 수준으로 로울링력을 결정했다.
표 1
상기 표에 보인 자료는, 로울링 성능뿐만 아니라 로울링된 금속 제품의 표면 광택에 대한 공헌에 대해서 비교 조성물에 비해 본 발명의 조성물이 우수하다는 것을 나타낸다.

Claims (9)

  1. (A) 5 - 89.95 질량％ 범위로 첨가된 물;
    (B) 10-94.95 질량％ 범위로 첨가되고 하기 일반식으로 표현되는 산소-함유 화합물:
    (상기 식에서, R1및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 1-18개 탄소 원자의 탄화수소 기이고, R3은 1-6개 탄소원자의 알킬렌 기이며, p는 1-30의 정수임); 및
    (C) 0.05-10 질량％ 범위로 첨가되고, (a) 6-22개 탄소원자의 지방산의 알칼리성 금속염, (b) 6-22개 탄소원자의 지방산의 염 및 1-15개 탄소원자의 알카놀 아민, 및 (c) 6-22개 탄소원자의 지방산과 하기 일반식의 질소-함유 화합물의 염:
    (상기 식에서, R4는 1-24개 탄소원자의 탄화수소 기이고, R5에틸렌 또는 프로필렌 기이며, q는 1-30의 정수이며, X는 수소, 1-24개 탄소원자의 탄화수소기 또는 일반식 -(R6-0)rH의 기인데, 여기서, R6은 에틸렌 또는 프로필렌기이고, r은 1-30의 정수임)
    으로 구성된 군으로부터 선택된 지방산의 염으로 구성되며; 이때, 물 및 일반식 (I)의 화합물의 합은 전체 조성물을 기준으로 80-99.95질량％의 범위인스테인리스 스틸의 로울링을 위한윤활유 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 일반식 (I)에서 -(R3-0)p-가 단일구조의 폴리옥시알킬렌기 또는 랜덤-, 교호-또는 블록-공중합으로부터 생긴 2 이상의 구조적으로 상이한 옥시알킬렌기를 나타내는 윤활유 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 염 (b)이 12-18개 탄소원자의 포화 또는 불포화 직쇄 지방산과 1-9개 탄소원자의 알카놀 아민의 염인 윤활유 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 성분 (C)가 상기 성분 (A) 및 (B)의 용액내에 완전히 용해되거나 균일하게 분산되는 윤활유 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 조성물이 개선된 윤활 성능을 제공하기 위해 10 질량％ 미만의 첨가제를 부가적으로 함유하는 윤활유 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 조성물에 실질적으로 광유 또는 탄화수소-기재 합성 오일이 없는 윤활유 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 정의된 윤활유 조성물로 금속물질을 로울링하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 금속물질을 로울링하기 위해 작업 로울들 사이에 있는 납 또는 그에 인접한 부근에 윤활유 조성물을 적용시키는 것으로 구성되는 금속물질을 로울링하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, (B)의 산소-함유 화합물은 조성물 총 질량에 대해 20 내지 94.95질량％의 범위로 포함되는 윤활유 조성물.
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