KR20030025885A - 알루미늄 가공용 윤활유 조성물 - Google Patents

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Abstract

고속도 고가공율에서의 알루미늄 가공에 견딜수 있는 윤활유 조성물의 제공이 목적. (A) 방향족분이 15 용량% 이하의 광물성기름; (Bl) 수평균분자량이 100이상 1000 미만인 수산기를 3∼6개 가지는 알콜의 알킬렌 옥사이드 부가물, (B2) 상기(B1)의 하이드로카르빌 에테르 또는 하이드로카르빌 에스테르, (B3) 수평균 분자량이 100이상 1000 미만의 폴리 알킬렌 글리콜, (B4) 상기(B3)의 하이드로카르빌 에테르 또는 하이드로카르빌 에스테르, (B5) 탄소수 2∼20의 2가알콜, (B6) 상기(B5)의 하이드로카르빌 에테르 또는 하이드로카르빌 에스테르, (B7) 탄소수 3∼20의 3가알콜, (B8) 상기 (B7)의 하이드로카르빌 에테르 또는 하이드로카르빌 에스테르, 및 (B9) 탄소수 6∼40의 곧은사슬 올레핀으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 (B) 화합물; 및 (C) 유성제를 함유한 알루미늄 가공용 윤활유 조성물.

Description

알루미늄 가공용 윤활유 조성물{LUBRICATING OIL COMPOSITION FOR MACHINING ALUMINIUM}
본 발명은 알루미늄(알루미늄 합금을 포함한, 이하 동일한)의 가공용 윤활유 조성물에 관한것이다. 자세하게는, 알루미늄의 압연(예를 들면 냉간압연), 알루미늄의 조임, 알루미늄의 잡아당기기, 알루미늄의 인발, 알루미늄의 프레스 등에 사용하는 윤활유 조성물에 관한것이다.
알루미늄의 가공에서는, 생산성을 향상시키기 위해, 보다 고속도이고, 또한보다 높은 가공율로 알루미늄을 가공하는 것이 필요하게 되고 있다.
고속도·고가공률로 가공을 행할때에는, 윤활유의 미스트가 발생하기 쉽게된다. 가공은 통상 개방계로 행하여지기 때문에, 종래부터 사용되고 있는 광물성기름(鑛油)계 윤활유를 사용했을 경우, 이 미스트중에 악취의 원인이 되는 방향족 화합물이 다량으로 함유되어 있기 때문에, 작업 환경을 현저하게 악화시킨다.
따라서, 작업 환경을 고려한다면 저방향족의 기유(基油)를 이용하는 것이 요망되고 있다. 선행 기술문헌으로서는, 일본국 특개평10-36872호공보(공개일:1998연 2월 10일), 일본국 특개2000-119679호 공보(공개일:2000연 4월 25일) 및 일본국특개2000-80390호공보(공개일:2000연 3월 21일)를 들 수 있다.
또, 알루미늄은 매우 응착(이착)하기 쉬운 금속이며, 공구에 과도하게 응착(이착) 하면 윤활성의 저하나 버닝 발생의 원인이 된다.
예를 들면 냉간압연에서는 알루미늄은 다른 금속에 비해 두꺼운 롤 코팅을 롤 위에 생성한다. 또, 작업 환경을 고려해서 저방향족의 기유를 사용했을 경우, 종래의 기유를 사용했을 경우에 비해서 윤활성에 악영향을 주어 그 결과, 압연 하중이 상승해 압연 가능한 최대의 압하율 즉 한계 압하율이 저하하는 것, 또 그 때 롤 코팅량이 증가하고 있는 것을 알았다.
이 롤 코팅을 위시한 공구에의 재료 응착(이착)을 적정한 양으로 하기 위해, 종래는 윤활유중의 유성제(油性劑)량의 증가 특히 지방산의 첨가나 첨가량의 증가, 혹은 윤활유에의 알킬 벤젠의 첨가등의 방책이 취해져 왔다. 그러나, 지방산의 첨가나 첨가량의 증가는, 비교적 온화한 압연 조건에 있어서의 슬립의 발생을 초래하는, 금속비누 생성의 증가를 오일중 마모분말량의 증가를 초래한다고하는 문제점을 지니고, 또 어니일링시에 스테인(stain)이 발생하기 쉽다고 하는 문제점도 가지고 있었다. 또, 알킬 벤젠의 첨가는 코스트의 상승으로 연결된다.
본 발명은, 이러한 실정에 비추어 이루어진 것이며, 그 목적은, 고속도·고가공률에서의 알루미늄 가공에 견딜 수 있는 윤활유 조성물로써, 또한 작업 환경을 개선할 수 있어 금속비누의 생성이나 마모분말의 발생의 증가를 억제하고 스테인의 발생도 억제할 수가 있는 윤활유 조성물을 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 특정의 화합물을 조합함으로써, 고속도·고가공률에서의 알루미늄 가공에 견딜수있고, 또한 작업 환경을 개선할 수 있어, 금속비누의 생성이나 마모분말의 발생의 증가를 억제하고 스테인의 발생도 억제할 수가 있는 윤활유 조성물을 얻을 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉 본 발명은, (A) 방향족분이 15용량% 이하의 광물성기름을 기유로서 함유해, 그리고
(B1) 수평균분자량이 100이상 1000 미만인 수산기를 3∼6개 가지는 알콜의 알킬렌 옥사이드 부가물,
(B2) 상기 (Bl)의 하이드로카르빌 에테르 또는 하이드로카르빌 에스테르,
(B3) 수평균분자량이 100이상 1000 미만의 폴리 알킬렌 글리콜,
(B4) 상기 (B3)의 하이드로카르빌 에테르 또는 하이드로카르빌 에스테르,
(B5) 탄소수 2∼20의 2가알콜,
(B6) 상기 (B5)의 하이드로카르빌 에테르 또는 하이드로카르빌 에스테르,
(B7) 탄소수 3∼20의 3가알콜,
(B8) 상기 (B7)의 하이드로카르빌 에테르 또는 하이드로카르빌 에스테르, 및
(B9) 탄소수 6∼40의 곧은사슬 올레핀
으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 (B) 화합물, 및 (C) 유성제를 함유 하는 알루미늄 가공용 윤활유 조성물에 관한것이다.
상기 조성물에 있어서, 상기 (B)화합물이,
(Bl) 수평균 분자량이 100이상 1000 미만인 수산기를 3∼6개 가지는 알콜의 알킬렌 옥사이드 부가물,
(B2) 상기(Bl)의 하이드로카르빌 에테르 또는 하이드로카르빌 에스테르,
(B3) 수평균 분자량이 100이상 1000미만의 폴리알킬렌글리콜,
(B4) 상기(B3)의 하이드로카르빌 에테르 또는 하이드로카르빌 에스테르,
(B5) 탄소수 2∼20의 2가알콜,
(B6) 상기(B5)의 하이드로카르빌 에테르 또는 하이드로카르빌 에스테르,
(B7) 탄소수 3∼20의 3가알콜, 및
(B8) 상기(B7)의 하이드로카르빌 에테르 또는 하이드로카르빌 에스테르
로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물이어도 된다.
상기 조성물에 있어서, 상기(B) 화합물이, (Bl)∼(B8) 화합물로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물과 (B9) 탄소수 6∼40의 곧은사슬 올레핀으로 구성되어 있어도 된다.
상기 조성물에 있어서, 상기 (B)화합물이, (B9) 탄소수 6∼40의 곧은사슬 올레핀이어도 된다.
상기 조성물에 있어서, 방향족분이 10용량%이하여도 된다. 또 상기 조성물에 있어서, 방향족분이 8용량%이하여도 된다. 또한, 상기 조성물에 있어서, 방향족분이 6용량%이하여도 된다.
상기 조성물에 있어서, (Bl)∼(B8) 화합물의 함유량이 조성물 전량 기준으로 0.005∼5질량%여도 된다. 상기 조성물에 있어서,
(B9) 곧은사슬 올레핀의 함유량이 조성물 전량 기준으로 1∼30질량%여도 된다.
상기 조성물에 있어서, 상기 (C)유성제의 함유량이 조성물 전량 기준으로 0.1∼15질량%여도 된다. 상기 조성물은 상기 (C)유성제로서 1가알콜을 함유하고 있어도 된다.
(발명의 실시형태)
이하 본 발명을 구체적으로 설명한다.
본 발명의 윤활유 조성물의(A) 성분(기유)은, 방향족분이 15용량%이하의 광물성기름이다.
본 발명의 윤활유 조성물의(A) 성분에 있어서는, 작업 환경의 점에서, 방향족분이 15용량%이하, 바람직하게는 10용량%이하, 보다 바람직하게는 8용량%이하, 보다 더 바람직하게는 6용량%이하, 보다 더 한층 바람직하게는 4용량%이하, 또 더욱 바람직하게는 3용량%이하, 가장 바람직하게는 2용량%이하인 것이 필요하다. 여기서 말하는 방향족분이란, JIS K 2536「석유 제품-탄화수소 타입 시험 방법」의 형광 지시약 흡착법을 준용해서 측정된 값을 나타내는 것을 의미하고 있다.
본 발명의 윤활유 조성물의(A) 성분에 있어서는, 나프틴분에 제한은 없지만, 알루미늄의 고가공률 압연시에서의 내버닝 한계를 높게 할 수 있기 때문에 20용량%이상, 바람직하게는 25용량%이상, 보다 바람직하게는 30용량%이상인 것이 바람직하다. 또, 알루미늄의 저가공률시에서의 마찰 계수를 낮게 할 수 있기 때문에, 나프틴분은 90용량%이하, 바람직하게는 85용량%이하, 보다 바람직하게는 80용량% 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 윤활유 조성물의(A) 성분에 있어서는, 파라핀분에 제한은 없지만, 알루미늄의 저가공률시에서의 마찰 계수를 낮게 할 수 있기때문에 5용량%이상, 바람직하게는 10용량%이상, 보다 바람직하게는 15용량%이상인 것이 바람직하다. 또, 알루미늄의 고가공률 압연시에서의 내버닝 한계를 높게 할 수 있기 때문에 80 용량%이하, 바람직하게는 75용량%이하, 보다 바람직하게는 70용량%이하인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 나프틴분 , 파라핀분이란, FI이온화(유리 리시버 사용)에 의한 질량분석법에 의해 얻어진 분자 이온 강도를 가지고, 이들의 비율을 결정하는 것이다. 이하에 그 측정법을 구체적으로 표시한다.
(1) 직경 18mm, 길이 980mm의 용출크로마토용 흡착관에, 약 175℃ 3시간의 건조에 의해 활성화된 호칭지름 74∼149㎛실리카 겔(후지 데비손 화학(주) 제 grade923)120g를 충전한다.
(2) n-펜탄 75㎖를 주입 하고, 실리카 겔을 미리 적신다.
(3) 시료 약 2g를 정밀칭량하고, 등 용량의 n-펜탄으로 희석하여, 얻어진 시료 용액을 주입한다.
(4) 시료 용액의 액면이 실리카 겔 상단부에 이르렀을 때, 포화 탄화 수소 성분을 분리하기 위해서 n-펜탄140㎖를 주입하고, 흡착관의 하단부에서 용출액을 회수한다.
(5) (4)의 용출액을 회전식 증발기에 걸어서 용매를 증류제거하고, 포화 탄화 수소 성분을 얻는다.
(6) (5)에서 얻어진 포화 탄화 수소 성분을 질량 분석계로 타입 분석을 실시한다. 질량 분석에 있어서의 이온화 방법으로서는, 유리 리시버를 사용한 FI이온화법이 이용되어 질량 분석계는 일본 전자(주) 제 JMS-AX 505H를 사용한다.
측정 조건을 이하에 표시한다.
가속 전압 : 3.0kV
음극 전압 : -5∼-6kV
분해능력 ： 약 500
이미터　： 카본
이미터 전류　： 5mA
측정 범위 ： 질량수 35∼700
보조 오븐 온도　:　300℃
분리기 온도　：　300℃
주요 오븐 온도:　350℃
시료 주입량 : 1μ1
(7) (6)의 질량분석법에 의해서 얻어진 분자 이온은, 동위체 보정 후, 그 질량수로부터 파라핀류(CnH2n+2)와 나프틴류(CnH2n, CnH2n-2, CnH2n-4···)의 2타입으로 분류·정리하고, 각각의 이온 강도의 분율을 구하고 포화 탄화 수소 성분 전체에대한 각 타입의 함유량을 정한다. 이어서, ⑤에서 얻어진 포화 탄화 수소 성분의 함유량을 근거로, 시료 전체에 대한 파라핀분, 나프틴 분의 각 함유량을 구한다.
또한, FI법질량 분석의 타입 분석법에 의한 데이터 처리의 자세한 것은, 「닛세끼레뷰」 제 33권 4호 135∼142페이지의 특히 「2. 2. 3 데이터 처리」의 항에 기재되어 있다.
본 발명의 윤활유 조성물의(A) 성분의 동점도에는 특히 제한은 없지만, 40℃에 있어서의 동점도가 1∼6mm2/s의 범위인 것이 바람직하다.
(A) 성분의 동점도(40℃)가 너무 낮은 경우에는, 인화에 의한 화재등의 위험성이 더할 우려가 있다. 한편, 너무 높은 경우에는, 이니일링 후에 스테인으로 불리는 윤활유 성분의 버닝이 생기기 쉬워질 우려가 있는, 피가공재 표면에 오일 피트로 불리는 표면 손상이 발생해 표면광택이 나빠질 우려가 있는, 과윤활에 의한 슬립이 생겨 마모분말의 발생량이 많아지는, 피가공재 표면에 흠을 내는, 슬립이 현저한 경우에는 가공 불능이 되는 등때문에, 바람직하게는 6mm2/s이하, 보다 바람직하게는 5.5mm2/s이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 (A)성분으로서 사용 가능한 광물성기름계기유를 예시하면, 원유를 상압 증류 및 필요에 따라서 감압 증류해서 얻어진 윤활유 유분에 대해서, 용제탈그래블, 용제 추출, 수소화 분해, 용제탈랍, 접촉탈랍, 수소화 정제, 황산 세정, 백토 처리등의 1종 또는 2종 이상의 정제 수단을 적당히 조합하여 적용해서 얻을수 있는 파라핀계 광물성기름, 나프틴계 광물성기름 또는 이들의 혼합물을 들 수가 있다.
본 발명의 윤활유 조성물의(A) 성분으로서는, 상기한 기유를 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상 조합해서 사용해도 된다.
본 발명의 윤활유 조성물에 함유되는 (A)성분의 함유량은 임의이지만, 작업 환경의 점에서, 하한치는 조성물 전량 기준으로 60질량%이상이 바람직하고, 65질량%이상이 보다 바람직하고, 70질량%이상이 또 더욱 바람직하고, 한편, 조성물의 윤활성 향상의 점에서, 상한치는 조성물 전량 기준으로 99질량%이하가 바람직하고, 98질량%이하가 보다 바람직하다.
본 발명의 알루미늄 가공용 윤활유 조성물은, (A)방향족분이 15용량%이하의 광물성기름를 기유로서 함유하고, 그리고
(B1) 수평균 분자량이 100이상 1000미만인 수산기를 3∼6개 가지는 알콜의 알킬렌 옥사이드 부가물,
(B2) 상기 (Bl)의 하이드로카르빌 에테르 또는 하이드로카르빌 에스테르,
(B3) 수평균 분자량이 100이상 1000미만의 폴리알킬렌글리콜,
(B4) 상기 (B3)의 하이드로카르빌 에테르 또는 하이드로카르빌 에스테르,
(B5) 탄소수 2∼20의 2가알콜,
(B6) 상기 (B5)의 하이드로카르빌 에테르 또는 하이드로카르빌 에스테르,
(B7) 탄소수 3∼20의 3가알콜,
(B8) 상기(B7)의 하이드로카르빌 에테르 또는 하이드로카르빌 에스테르, 및
(B9) 탄소수 6∼40의 곧은사슬 올레핀
으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의(B) 화합물, 및(C) 유성제를 함유 하는 것이다.
상기 (Bl)성분을 구성하는 알콜은, 수산기를 3∼6개 가진다. 이러한 알콜 로서는, 구체적으로는 예를 들면, 글리세린, 폴리 글리세린(글리세린의 2∼4량체, 예를 들면 디글리세린, 트리 글리세린, 테트라 글리세린), 트리메틸올알칸(트리 메틸올 에탄, 트리 메틸올 프로판, 트리 메틸올 부탄등) 및 이들의 2∼4량체, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨, 1,2,4-부탄 트리 올, 1,3,5-펜탄 트리 올, 1,2,6-헥산트리올, 1,2,3,4-브탄테트롤, 소르비톨, 소르비탄, 소르비톨 글리세린 축합물, 아드니톨, 아라비톨 , 크실리톨, 만니톨, 이지리톨, 탈리톨, 둘시톨, 알리톨등의 다가 알콜; 크실로스, 아라비노스, 리보스, 람 노스, 글루코스, 프루크토스, 갈락토스, 만 노스, 소르보스, 셀로비오스, 말토스, 이소말토스, 트레할로스, 슈크로스등의 당류를 들 수가 있지만, 이들 중에서 도 공구에의 알루미늄 응착(이착) 량의 조정력이 뛰어나는 점에서 글리세린, 트리 메틸올 알칸, 소르비톨등이 바람직하다.
또한, (Bl) 성분을 구성하는 알킬렌 옥사이드로서는, 탄소수 2∼6, 바람직하게는 2∼4의 것이 사용된다. 탄소수 2∼6의 알킬렌 옥사이드로서는, 구체적으로는 예를 들면, 에틸렌옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 1,2-에폭시 부탄(α-부틸렌 옥사이드), 2,3-에폭시 부탄(β-부틸렌옥사이트), 1,2-에폭시-1-메틸 프로판,1,2-에폭시 헵탄 및 1,2-에폭시 헥산을 들 수 있지만, 이들 중에서 공구에의 알루미늄의 응착(이착)량의 조정력이 뛰어나는 점에서 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 부틸렌 옥사이드등이 바람직하고, 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드가 보다 바람직하다.
또한, 2종 이상의 알킬렌 옥사이드를 사용했을 경우, 옥시 알킬렌기의 중합 형식에 특히 제한은 없고, 랜덤 공중합 하고 있어도, 블록 공중합 하고 있어도 된다. 또한, 수산기를 3∼6개 가지는 알콜에 알킬렌 옥사이드를 부가시킬 때는, 모든 수산기에 부가 시켜도 되고, 일부의 수산기에만 부가 시켜도 되지만, 공구에의 알루미늄 응착(이착)량의 조정력이 뛰어나는 점에서 모든 수산기에 부가시킨 부가물이 바람직하다.
또, 본 발명에서 사용하는 (B1) 성분으로서는 수평균분자량이 100 이상 1000미만, 바람직하게는, 100이상 800미만인 것이 필요하다. 수평균 분자량이 100 미만의 부가물은, 기유에 대한 용해성이 저하해 바람직하지 않다. 또, 수평균 분자량이 1000이상의 부가물은, 가공 후의 어니일링시에 피가공재 표면에 남아서 스테인을 일으킬 우려가 있어 바람직하지 않다.
또한, 본 발명에서 사용하는(Bl) 성분으로서는, 수산기를 3∼6개 가지는 알콜에 알킬렌 옥사이드를 부가시킬 때에 수평균 분자량이 100이상 1000미만이 되도록 반응시킨 것을 사용해도 되고, 임의의 방법으로 얻을 수 있는 수산기를 3∼6개 가지는 알콜의 알킬렌 옥사이드 부가물의 혼합물이나 시판되고 있는 수산기를 3∼6개 가지는 알콜의 알킬렌 옥사이드 부가물의 혼합물을, 증류나 크로마토에 의해, 수평균 분자량이 100이상 1000미만이 되도록 분리한 것을 사용해도 된다.
(B1) 성분으로서는, 이들 화합물을 각각 단독으로 사용해도, 2종 이상의 혼합물로서 사용해도 된다.
본 발명에 관한(B2) 성분은, 수평균 분자량이 100이상 1000미만, 바람직하게는 100이상 800미만인, 수산기를 3∼6개 가지는 알콜의 알킬렌 옥사이드 부가물을, 하이드로카르빌 에테르화 또는 에스테르화 시킨 것이다.
(B2) 성분으로서는, (B1) 성분의 알킬렌 옥사이드 부가물의 말단 수산기의 일부 또는 모두를, 하이드로카르빌 에테르화 또는 에스테르화 시킨 것을 사용할 수 있다. 여기서 말하는 하이드로카르빌기란, 탄소수 1∼24의 탄화수소기를 나타낸다. 탄소수 1∼24의 탄화수소기로서는, 구체적으로는 예를 들면, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, ISO 부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 곧은사슬 또는 분기의 펜틸기, 곧은사슬 또는 분기의 헥실기, 곧은사슬 또는 분기의 헵틸기, 곧은사슬 또는 분기의 옥틸기, 곧은사슬 또는 분기의 노닐기, 곧은사슬 또는 분기의 데실기, 곧은사슬 또는 분기의 운데실기, 곧은사슬 또는 분기의 도데실기, 곧은사슬 또는 분기의 트리 데실기, 곧은사슬 또는 분기의 테트라 데실기, 곧은사슬 또는 분기의 펜타데실기, 곧은사슬 또는 분기의 헥사 데실기, 곧은사슬 또는 분기의 헵타데실기, 곧은사슬 또는 분기의 옥타데실기, 곧은사슬 또는 분기의 노나데실기, 곧은사슬 또는 분기의 이코실기, 곧은사슬 또는 분기의 헨이코실기, 곧은사슬 또는 분기의 드코실기, 곧은사슬 또는 분기의 트리코실기, 곧은사슬 또는 분기의 테트라코실기등의 탄소수 1∼24의 알킬기; 비닐기, 곧은사슬 또는 분기의 프로페닐기, 곧은사슬 또는 분기의 부테닐기, 곧은사슬 또는 분기의 펜테닐기, 곧은사슬 또는 분기의 헥세닐기, 곧은사슬 또는 분기의 헵테닐기, 곧은사슬 또는 분기의 옥테닐기, 곧은사슬 또는 분기의 노네닐기, 곧은사슬 또는 분기의 데세닐기, 곧은사슬 또는 분기의 운데세닐기, 곧은사슬 또는 분기의 드데세닐기, 곧은사슬 또는 분기의 트리데세닐기, 곧은사슬 또는 분기의 테트라데세닐기, 곧은사슬 또는 분기의 펜타데세닐기, 곧은사슬 또는 분기의 헥사데세닐기, 곧은사슬 또는 분기의 헤프타데세닐기, 곧은사슬 또는 분기의 옥타데세닐기, 곧은사슬 또는 분기의 노나데세닐기, 곧은사슬 또는 분기의 이코세닐기, 곧은사슬 또는 분기의 헨이코세닐기, 곧은사슬 또는 분기의 드코세닐기, 곧은사슬 또는 분기의 트리코세닐기, 곧은사슬 또는 분기의 테트라코세닐기등의 탄소수 2∼24의 알케닐기; 시클로 펜틸기, 시클로 헥실기, 시클로 헵틸기등의 탄소수 5∼7의 시클로 알킬기; 메틸 시클로 펜틸기, 디메틸시클로펜틸기(모든 구조 이성체를 포함한다), 메틸에틸시클로펜텔기(모든 구조 이성체를 포함한다), 디에틸 시클로 펜틸기(모든 구조 이성체를 포함한다), 메틸 시클로 헥실기, 디메틸시클로헥실기(모든 구조 이성체를 포함한다), 메틸 에틸 시클로 헥실기(모든 구조 이성체를 포함한다), 디에틸 시클로 헥실기(모든 구조 이성체를 포함한다), 메틸 시클로 헵틸기, 디메틸시클로헵틸기(모든 구조 이성체를 포함한다), 메틸에틸시클로헵틸기(모든 구조 이성체를 포함한다), 디에틸 시클로 헵틸기(모든 구조 이성체를 포함한다) 등의 탄소수 6∼11의 알킬 시클로 알킬기; 페닐기, 나프틸기등의 탄소수 6∼10의 아릴기:트릴기(모든 구조 이성체를 포함한다), 크시릴기(모든 구조 이성체를 포함한다), 에틸페닐기(모든 구조 이성체를 포함한다), 곧은사슬 또는 분기의 프로필 페닐기(모든 구조 이성체를 포함한다), 곧은사슬 또는 분기의 부틸페닐기(모든 구조 이성체를 포함한다), 곧은사슬 또는 분기의 펜틸페닐기(모든 구조 이성체를 포함한다), 곧은사슬 또는 분기의 헥실 페닐기(모든 구조 이성체를 포함한다), 곧은사슬 또는 분기의 헵틸 페닐기(모든 구조 이성체를 포함한다), 곧은사슬 또는 분기의 옥틸 페닐기(모든 구조 이성체를 포함한다), 곧은사슬 또는 분기의 노닐 페닐기(모든 구조 이성체를 포함한다), 곧은사슬 또는 분기의 데실 페닐기(모든 구조 이성체를 포함한다), 곧은사슬 또는 분기의 운데실 페닐기(모든 구조 이성체를 포함한다), 곧은사슬 또는 분기의 도데실 페닐기(모든 구조 이성체를 포함한다) 등의 탄소수 7∼18의 알킬 아릴기; 벤질기, 페닐 에틸기, 페닐 프로필기(프로필기의 이성체를 포함한다), 페닐부틸기(부틸기의 이성체를 포함한다), 페닐 펜틸기(펜텔기의 이성체를 포함한다), 페닐 헥실기(헥실기의 이성체를 포함한다) 등의 탄소수 7∼12의 아릴 알킬기를 들 수 있다. 이들중에서도, 공구에의 알루미늄 응착(이착)량의 조정력이 뛰어나는 점에서, 탄소수 2∼18의 곧은사슬 또는 분기의 알킬기 및 탄소수 2∼18의 곧은사슬 또는 분기의 알케닐기가 바람직하고, 탄소수 3∼12의 곧은사슬 또는 분기의 알킬기 및 올레일기가 보다 바람직하다.
에스테르화에 사용하는 산으로서는, 통상, 카르복시산을 들 수 있다. 이 카르복시산으로서는, l염기산이어도 다염기산이어도 되지만, 통상, 일염기산이 사용된다.
1염 기산으로서는, 탄소수 6∼24의 지방산으로서 곧은사슬의 것이어도 분기의 것이어도 되고, 또 포화의 것이어도 불포화의 것이어도 된다. 구체적으로는 예를 들면, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헥산산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의옥탄산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 노난산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 데칸산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 운데칸산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 도데칸산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 트리 데칸산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 테트라 데칸산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 펜타데칸산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헥사 데칸산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 옥타데칸산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 하이드록시옥타데칸산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 노나데칸산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 에이코산산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헨에이코산산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 드코산산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 트리코산산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 테트라코산산등의 포화 지방산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헥센산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헤프텐산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 옥텐산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 노넨산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 데센산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 운데센산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 도데센산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 트리데센산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 테트라데센산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 펜타데센산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헥사데센산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 옥타데센산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 히드록시옥타데센산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 노나데센산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 에이코센산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헨에이코센산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 드코센산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 트리코센산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 테트라코센산등의 불포화 지방산, 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 이들중에서도, 특히 탄소수 8∼20의 포화 지방산, 또는 탄소수 8∼20의 불포화 지방산, 및 이들의 혼합물이 바람직하다.
(B2) 성분으로서는, 이들 화합물을 각각 단독으로 사용해도, 2종 이상의 혼합물로서 사용해도 된다.
(B3) 성분은, 수평균 분자량이 100이상 1000미만의 폴리 알킬렌 글리콜이며, 탄소수 2∼6, 바람직하게는 2∼4의 알킬렌 옥사이드를 단독 중합 혹은 공중합 한 것이 사용된다. 탄소수 2∼6의 알킬렌 옥사이드로서는, 구체적으로는 예를 들면, (B1) 성분을 구성하는 알킬렌 옥사이드로서 열거한 것을 들 수 있다. 이들중에서도, 공구에의 알루미늄 응착(이착) 량의 조정력이 뛰어나는 점에서, 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 부틸렌 옥사이드등이 바람직하고, 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드가 보다 바람직하다.
또한, 폴리 알킬렌 글리콜의 조제에 2종 이상의 알킬렌 옥사이드를 사용했을 경우, 옥시 알킬렌기의 중합 형식에 특히 제한은 없고, 랜덤 공중합 하고 있어도, 블록 공중합 하고 있어도 된다.
또한, (B3) 성분으로서는 수평균 분자량이 100이상 1000미만, 바람직하게는 120이상 700미만인 것이 필요하다. 수평균 분자량이 100미만의 폴리 알킬렌 글리콜은, 기유에의 용해성이 저하해 바람직하지 않다. 또한, 수평균 분자량이 1000이상의 폴리 알킬렌 글리콜은, 가공 후의 어니일링시에 피가공재 표면에 남아서 스테인을 일으킬 우려가 있어 바람직하지 않다.
또한, (B3) 성분으로서는, 알킬렌 옥사이드를 중합시킬 때에 수평균분자량이100이상 1000미만이 되도록 반응시킨 것을 사용해도 되고, 임의의 방법으로 얻을 수 있는 폴리 알킬렌 글리콜 혼합물이나 시판되고 있는 폴리 알킬렌 글리콜 혼합물을, 증류나 크로마토에 의해, 수평균분자량이 100이상 1000미만이 되도록 분리한 것을 사용해도 된다.
(B3) 성분으로서는, 이들 화합물을 각각 단독으로 사용해도, 2종 이상의 혼합물로서 사용해도 된다.
(B4) 성분은, 수평균분자량이 100이상 1000미만, 바람직하게는 120이상 700미만의 폴리 알킬렌 글리콜을, 하이드로카르빌 에테르화 또는 에스테르화 시킨 것이다. (B4) 성분으로서는, (B3) 성분의 폴리 알킬렌 글리콜의 말단 수산기의 일부 또는 모두를, 하이드로카르빌 에테르화 또는 에스테르화 시킨 것을 사용할 수 있다. 여기서 말하는 하이드로카르빌기란, 탄소수 1∼24의 탄화수소기를 나타내고, 구체적으로는 예를 들면 (B2)의 설명에 있어서 열거한 각 기를 들 수 있다. 이들중에서도 공구에의 알루미늄 응착(이착) 량의 조정력이 뛰어나는 점에서, 탄소수 2∼18의 곧은사슬 또는 분기의 알킬기 및 탄소수 2∼18의 곧은사슬 또는 분기의 알케닐기가 바람직하고, 탄소수 3∼12의 곧은사슬 또는 분기의 알킬기 및 올레일기가 보다 바람직하다.
또, (B4) 성분으로서는, (B3) 성분의 폴리 알킬렌 글리콜의 말단 수산기를 에스테르화 시킨 것도 사용할 수 있다. 에스테르화에 사용하는 산으로서는, 통상, 카르복시산을 들 수 있다. 이 카르복시산으로서는, 1염기산이어도 다염기산이어도 되지만, 통상, 1염기산이 사용되고 구체적으로는 예를 들면 (B2) 성분의 설명 에 있어서 열거한 것을 들 수 있다.
(B4) 성분으로서는, 이들 화합물을 각각 단독으로 사용해도, 2종 이상의 혼합물 로서 사용해도 된다.
(B5) 성분은, 탄소수 2∼20, 바람직하게는 탄소수 3∼18의 2가알콜이지만, 여기서 말하는 2가알콜이란 분자중에 에테르 결합을 갖지 않은 것을 말한다. 이러한 탄소수 2∼20의 2가알콜로서는, 구체적으로는 예를 들면, 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,2-부탄디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 1,5-펜탄 디올, 네오펜틸 글리콜, 1,6-헥산디올, 2-에틸-2-메틸-1,3-프로판디올, 2-메틸-2,4―펜탄 디올, 1,7-헵탄 디올, 2-메틸2-프로필-1,3-프로판디올, 2,2-디에틸-1,3-프로판디올, 1,8-옥탄 디올, 1,9-노난디올, 2-부틸-2-에틸 1,3―프로판디올, 1,10-데칸 디올, 1,11-운데칸디올, 1,12-도데칸 디올, 1,13-트리 데칸 디올, 1,14-테트라 데칸 디올, 1,15-헵타데칸디올, 1,16-헥사 데칸 디올, 1,17-헵타데칸디올, 1,18-옥타데칸디올, 1,19-노나데칸디올, 1,20-이코사데칸디올을 들 수 있다. 이들중에서도, 공구에의 알루미늄 응착(이착) 량의 조정력이 뛰어나는 점에서, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄 디올, 네오펜틸 글리콜, 1,6-헥산디올, 2-메틸-2,4―펜탄 디올, 2-에틸-2-메틸-1,3-프로판디올, 1,7-헵탄 디올, 1,8-옥탄 디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸 디올, 1,11-운데칸디올, 1,12-도데칸 디올등이 바람직하다.
(B5) 성분으로서는, 이들 화합물을 각각 단독으로 사용해도, 2종 이상의 혼합물로서 사용해도 된다.
(B6) 성분은, 탄소수 2∼20, 바람직하게는 탄소수 3∼18의 2가알콜(다만, 분자중에 에테르 결합을 가지는 것을 제외한다)을, 하이드로카르빌 에테르화 시킨 것 또는 에스테르화 시킨 것이다. (B6) 성분으로서는, (B5) 성분의 2가알콜의 말단 수산기의 일부 또는 모두를, 하이드로카르빌 에테르화 시킨 것을 사용할 수 있다. 여기서 말하는 하이드로카르빌에테르기란, 탄소수 1∼24의 탄화수소기를 나타내고, 구체적으로는 예를 들면(B2) 성분의 설명 에 있어서 열거한 각 기를 들 수 있다. 이들중에서도, 공구에의 알루미늄 응착(이착) 량의 조정력이 뛰어나는 점에서, 탄소수 2∼18의 곧은사슬 또는 분기의 알킬기 및 탄소수 2∼18의 곧은사슬 또는 분기의 알케닐기가 바람직하고, 탄소수 3∼12의 곧은사슬 또는 분기의 알킬기 및 올레일기가 보다 바람직하다.
또, (B6) 성분으로서는, (B5) 성분의 2가알콜의 말단의 수산기의 한 쪽 또는 양쪽을, 에스테르화 시킨 것도 사용할 수 있다. 에스테르화에 사용하는 산으로서는, 통상, 카르복시산을 들 수 있다. 이 카르복시산으로서는, 1염기산이어도 다염기산이어도 되지만, 통상, 1염기산이 사용되고 구체적으로는 예를 들면(B2) 성분의 설명에 있어서 열거한 것을 들 수 있다. 또한, (B6) 성분의 에스테르는, (B5) 성분의 2가알콜의 말단의 수산기의 한 쪽을 에스테르화한 것(부분 에스테르)이어도 되고, 양쪽을 에스테르화한 것(완전 에스테르)이어도 되지만, 알루미늄 응착(이착) 량의 조정력에 의해 뛰어나기 때문에, 부분 에스테르인 것이 바람직하다.
(B6) 성분으로서는, 이들 화합물을 각각 단독으로 사용해도, 2종 이상의 혼합물로서 사용해도 된다.
(B7) 성분은, 탄소수 3∼20, 바람직하게는 탄소수 3∼18의 3가알콜이지만,여기서 말하는 3가알콜과는 분자중에 에테르 결합을 갖지 않은 것을 말한다. 이러한 탄소수 3∼20의 3가알콜로서는, 구체적으로는 예를 들면, 글리세린, 1,2,3-부탄 트리 올, 1,2,4-부탄트리올, 1,2,5-펜탄 트리올, 1,3,5-펜탄트리올, 1,2,3-펜탄트리올, 1,2,4-펜탄트리올, 1,2,6-헥산트리올, 1,2,3-헥산트리올, 1,2,4-헥산트리올, 1,2,5-헥산트리올, 1,3,4-헥산트리올, 1,3,5-헥산트리올, 1,3,6-헥산트리올, 1,4,5-헥산트리올, 1,2,7-헵탄트리올, 1,2,8-옥탄트리올, 1,2,9-노난트리올, 1,2,10-데칸트리올, 1,2,11-운데칸트리올, 1,2,12-도데칸트리올, 1,2,13-트리데칸트리올, 1,2,14-테트라데칸트리올, 1,2,15-펜타데칸트리올, 1,2,16-헥사데칸트리올, 1,2,17-헵타데칸트리올, 1,2,18-옥타데칸트리올, 1,2,19-노나데칸트리올, 1,2,20-이코산트리올등을 들수있다. 이들 중에서도, 공구에의 알루미늄응착(이착)량의 조정력이 뛰어난 점에서, 1,2,12-도데칸트리올, 1,2,13-트리데칸트리올, 1,2,14-테트리데칸트리올, 1,2,15-펜타데칸트리올, 1,2,16-헥사데칸트리올, 1,2,17-헵타데칸트리올, 1,2,18-옥타데칸트리올이 바람직하다.
(B7) 성분으로서는, 이들 화합물을 각각 단독으로 이용해도, 또한 2종 이상의 혼합물로서 사용해도 된다.
(B8) 성분은, 탄소수 3∼20, 바람직하게는 탄소수 3∼18의 3가알콜(다만, 분자중에 에테르 결합을 가지는 것을 제외한다)을, 하이드로카르빌 에테르화 시킨 것 또는 에스테르화 시킨 것이다. (B8) 성분으로서는, (B7) 성분의 3가알콜의 말단 수산기의 일부 또는 모두를, 하이드로카르빌 에테르화 시킨 것을 사용할 수 있다. 여기서 말하는 하이드로카르빌 에테르기란, 탄소수 1∼24의 탄화수소기를 나타내고, 구체적으로는 예를 들면(B2) 성분의 설명에 있어서 열거한 각 기를 들 수 있다. 이들중에서도, 공구에의 알루미늄 응착(이착)량의 조정력이 뛰어나는 점에서, 탄소수 2∼18의 곧은사슬 또는 분기의 알킬기 및 탄소수 2∼18의 곧은사슬 또는 분기의 알케닐기가 바람직하고, 탄소수 3∼12의 곧은사슬 또는 분기의 알킬기 및 올레일기가 보다 바람직하다.
또, (B8) 성분으로서는, (B7) 성분의 3가알콜의 말단의 수산기의 일부 또는 전부를, 에스테르화 시킨 것을 사용할 수 있다. 에스테르화에 이용하는 산으로서는, 통상, 카르복시산을 들 수 있다. 카르복시산으로서는, 1염기산이어도 다염기산이어도 되지만, 통상, 1염기산이 사용되고 구체적으로는 예를 들면(B2) 성분의 설명에 있어서 열거한 것을 들 수 있다. 또한, (B8) 성분의 에스테르는, (B7) 성분의 3가알콜의 말단의 수산기의 1개 또는 2개를 에스테르화한 것(부분 에스테르)이어도 되고, 모두를 에스테르화한 것(완전 에스테르)이어도 되지만, 알루미늄 응착(이착)량의 조정력에 의해 뛰어나기 때문에, 부분 에스테르인 것이 바람직하다.
(B8) 성분으로서는, (B7) 성분 중, 글리세린, 1,2,3-부탄 트리 올, 1,2,4-부탄 트리 올, 1,2,5-펜탄 트리 올, 1,3,5-펜탄 트리 올, 1,2,3-펜탄 트리 올, 1,2,4-펜탄 트리 올, 1,2,6-헥산트리올, 1,2,3-헥산트리올, 1,2,4-헥산트리올, 1,2,5-헥산트리올, 1,3,4-헥산트리올, 1,3,5-헥산트리올, 1,3,6-헥산트리올 및 1,4,5-헥산트리올 각각의 하이드로카르빌 에테르 또는 부분 에스테르가 바람직하다.
(B8) 성분으로서는, 이들 화합물을 각각 단독으로 사용해도, 또한 2종 이상의 혼합물로서 사용해도 된다.
본 발명에 있어서, 상기 (Bl),(B2),(B3),(B4),(B5),(B6),(B7) 및 (B8) 성분중에서 선택되는 1종의 산소함유 화합물을 단독으로 사용해도 되고, 다른 구조를 가진 2종 이상의 산소함유 화합물의 혼합물을 사용해도 된다. 상기한 (Bl)∼(B8) 성분 중에서도, 보다 공구에의 알루미늄 응착(이착)량의 조정력이 뛰어나는 점에서, (B3)성분, (B4)성분, (B5)성분 및 (B8)성분이 바람직하고, (B3)성분, (B4)성분 및 (B8)성분이 보다 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기(B1)∼(B8)의 산소함유 화합물의 조성물 전량 기준에서의 함유량(합계량)의 상한치는 임의이지만, 바람직하게는 5질량%이하, 보다 바람직하게는 2질량%이하, 더더욱 바람직하게는 1.5질량%이하, 또 한층 더 바람직하게는 1.2질량%이하, 가장 바람직하게는 1질량%이하이며, 하한치는 임의이지만, 바람직하게는 0.005질량%이상, 보다 바람직하게는 0.01질량%이상, 더욱더 바람직하게는 0.03질량%이상이다. 5질량%를 넘는 산소함유 화합물은, 기유에의 용해성이 저하하거나 압연유로서의 성능에 악영향을 미칠 가능성이 있다. 또한, 0.005질량%에 못 미치는 산소함유 화합물에서는 공구에의 알루미늄 응착(이착) 량의 조정효과가 작아질 가능성이 있다.
(B9) 성분은, 탄소수 6∼40의 곧은사슬 올레핀이다.
탄소수가 6 미만 의 것은, 인화점이 낮기 때문에 적당하지 않고, 알맞은 높이의 인화점을 고려해서 탄소수가 8이상의 것이 바람직하고, 10이상의 것이보다바람직하고, 12이상 의 것이 더욱더 바람직하다. 또한 탄소수가 40을 넘는 것은, 고체형상이 되기 때문에 사용이 곤란하고, 또한 다른 성분(기유나 첨가제) 등 과의 혼합, 용해가 곤란하게되어 부적당하다. 또한, 탄소수가 40을 넘는 것은 일반적이 아니고, 입수도 곤란하다. 이러한 지장을 고려해서, 탄소수가 30이하 의 것이 바람직하다.
이러한 (B9) 성분으로서는, 분자내에 이중 결합을 1개 가지고 있는 것이어도, 2개 이상 가지고 있는 것이어도 되지만, 이중 결합을 1개 가지고 있는 것이 바람직하다. 또, 이중 결합의 위치에 대해서도 특별히 제한은 없지만, 얻을 수 있는 윤활유 조성물이 보다 윤활성이 뛰어나기 때문에, 말단에 이중 결합을 가지고 있는 것, 즉 (B9) 성분은 n-α-올레핀인 것이 바람직하다.
이들의 (B9) 성분의 구체적인 예로서는, 1-옥텐, 1-데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-옥타데센, 1-이코센 또는 이들의 2종 이상의 혼합물등을 들 수 있다.
이들 (B9) 성분으로서는, 여러가지 제법에 의해서 얻은 것을 사용할 수가 있지만, 예를 들면 에틸렌을 통상의 수단으로 중합 시켜서 얻은 에틸렌 올리고머를 사용할 수가 있다.
또한, 당연한 일이지만, (B9) 성분으로서는, 상기 곧은사슬 올레핀을 각각 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상의 곧은사슬 올레핀을 혼합해서 사용해도 된다.
상기 (B9) 성분의 함유량은 임의이지만, 조성물의 윤활성 향상의 점에서, 하한치는 조성물 전량 기준으로 1질량%이상이 바람직하고, 3질량%이상이 보다 바람직하고, 5질량%이상이 더더욱 바람직하고, 한편, 첨가량에 알맞은 효과를 얻을 수 있는 점에서, 상한치는 조성물 전량 기준으로 30질량%이하가 바람직하고, 25질량%이하가 보다 바람직하고, 20질량%이하가 더더욱 바람직하다.
또, 본 발명에 있어서는, 상술의(B1)∼(B8) 성분중에서 선택되는 적어도 1종의 산소함유 화합물과 (B9) 성분을 병용함으로써, 양자의 상승효과에 의해, 윤활성을 보다 향상시켜, 공구에의 알루미늄 응착(이착)량의 조정효과에 의해 뛰어나고 또한 마모분말의 발생량을 보다 줄일 수가 있다. 또 (Bl)∼(B8) 성분 중에서도, (B3)성분, (B4)성분, (B5)성분 또는 (B8)성분을 사용하는 것이 바람직하고, (B3)성분 또는 (B5)성분을 사용하는 것이보다 바람직하다.
본 발명의 윤활유 조성물의 (C)성분은 유성제이다. 본 발명에서 사용되는 (C)성분으로서는, 통상, 윤활유의 유성제로서 사용되고 있는 것이 포함된다. 그러나, 보다 가공성을 향상시키기 위해서 하기의 것중에서 선택되는 적어도 1종의 유성제를 (C)성분으로서 사용하는 것이 바람직하다.
(1) 에스테르
(2) 1가알콜
(3) 카르복시산
상기 (1)에스테르로서는, 구성하는 알콜이 1가알콜이어도 다가 알콜이어도 되고, 또 카르복시산이 1염기산이어도 다염기산이어도 되는 것이다.
1가알콜 로서는, 통상 탄소수 1∼ 24의 것이 사용되고 이러한 알콜로서는 곧은사슬의 것이어도 분기의 것이어도 된다. 탄소수 1∼24의 알콜로서는, 구체적으로는 예를 들면, 메탄놀, 에탄올, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 프로판올, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 부탄올, 곧은사슬형상 또는 분기형의 옥탄올, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 노난올, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 데칸올, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 운데칸올, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 드데칸올, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 트리데칸올, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 테트라데칸올, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 펜타데칸올, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헥사데칸올, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헵타데칸올, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 옥타데칸올, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 노나데칸올, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 에이코산올, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헨에이코산올, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 트리코산올, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 테트라산올 및 이들의 혼합물을 들 수 있다.
다가 알콜로서는, 통상 2∼10가, 바람직하게는 2∼6가 의 것이 사용된다. 2∼10가다가 알콜로서는, 구체적으로는 예를 들면, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌 글리콜(에틸렌 글리콜의 3∼15량체), 프로필렌 글리콜, 디프로필렌글리콜, 폴리프로필렌 글리콜(프로필렌 글리콜의 3∼15량체), 1,3-프로판디올, 1,2-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 2-메틸-1, 2-프로판디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 1,2-펜탄 디올, 1,3-펜탄 디올, 1,4-펜탄 디올, 1,5-펜탄 디올, 네오펜틸 글리콜등의 2가알콜; 글리세린, 폴리 글리세린(글리세린의 2∼8량체, 예를 들면 디글리세린, 트리 글리세린, 테트라 글리세린), 트리메틸올알칸(트리 메틸올 에탄, 트리메틸올프로판, 트리 메틸올 부탄등) 및 이들의 2∼8량체, 펜타에리트리톨 및 이들의 2∼4량체, 1,2,4-부탄 트리 올, 1,3,5-펜탄 트리 올, 1,2,6-헥산트리올, 1,2,3,4-부탄테트롤, 소르비톨, 소르비탄, 소르비톨 글리세린 축합물, 아드니톨, 아라비톨, 크실리톨, 만니톨등의 다가 알콜; 크실로스, 아라비노스, 리보스, 램 노스, 글루코스, 프럭토스, 갈락토스, 만 노스, 소르보스, 셀로비오스, 말토스, 이소말토스, 트레할로스, 슈크로스등의 당류, 및 이들의 혼합물을 들 수 있다.
이들중에서도 특히, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌글리콜, 폴리 에틸렌 글리콜(에틸렌 글리콜의 3∼10량체), 프로필렌 글리콜, 디프로필렌글리콜, 폴리프로필렌 글리콜(프로필렌 글리콜의 3∼10량체), 1,3-프로판디올, 2-메틸-1,2-프로판디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 네오펜틸 글리콜, 글리세린, 디글리세린, 트리 글리세린, 트리메틸올알칸(트리 메틸올 에탄, 트리메틸올프로판, 트리 메틸올 부탄등) 및 이들의 2∼4량체, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨, 1,2,4-부탄 트리 올, 1,3,5-펜탄 트리 올, 1,2,6-헥산트리올, 1,2,3,4-부탄테트롤, 소르비톨, 소르비탄, 소르비톨 글리세린 축합물, 아드니톨, 아라비톨, 크실리톨, 만니톨등의 2∼6가의 다가 알콜 및 이들의 혼합물등이 보다 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 글리세린, 트리 메틸올 에탄, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 소르비탄, 및 이들의 혼합물등이다.
본 발명에서 (C)성분으로서 사용하는 에스테르 유성제를 구성하는 1염기산으로서는, 통상 탄소수 6∼24의 지방산으로서 곧은사슬의 것이어도 분기의 것이어도 되고, 또 포화의 것이어도 불포화의 것이어도 된다. 구체적으로는 예를 들면, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헥산산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 옥탄산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 노난산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 데칸산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 운데칸산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 도데칸산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 트리 데칸산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 테트라 데칸산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 펜타데칸산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헥사 데칸산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 옥타데칸산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 하이드록시옥타데칸산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 노나데칸산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 에이코산산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헨에이코산산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 드코산산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 트리코산산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 테트라코산산등의 포화 지방산; 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헥센산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헵텐산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 옥텐산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 노넨산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 데센산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 운데센산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 드데센산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 트리데센산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 테트라데센산, 곧은사슬형상 또는 분기형상 펜타데센산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헥사데센산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 옥타데센산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 하이드록시옥타데센산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 노나데센산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 에이코센산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헨에이코센산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 드코센산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 트리코센산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 테트라코센산등의 불포화 지방산, 및 이들의 혼합물을 들 수 있다.
이들중에도, 특히 탄소수 8∼20의 포화 지방산, 탄소수 8∼20의 불포화 지방산, 및 이들의 혼합물이 바람직하다.
에스테르 유성제를 구성하는 다염기산으로서는, 탄소수 2∼16의 2염기산 및 트리메리트산등을 들 수 있다. 탄소수 2∼16의 2염기산으로서는, 곧은사슬의 것이어도 분기의 것이어도 되고, 또 포화의 것이어도 불포화의 것이어도 된다. 구체적으로는 예를 들면, 에탄2산, 프로판2산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 부탄2산, 곧은사슬형상 또는 분기형상 펜탄2산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헥산2산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 옥탄2산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 노난2산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 데칸2산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 운데칸2산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 도데칸2산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 트리데칸2산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 테트라데칸2산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헵타데칸2산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헥사데칸2산; 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헥센2산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 옥텐2산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 노넨2산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 데센2산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 운데센2산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 드데센2산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 트리데센2산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 테트라데센2산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헵타데센2산, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헥사데센2산;및 이들의 혼합물을 들 수 있다.
또, 에스테르 유성제로서는,
① 1가 알콜과 1염기산과의 에스테르② 다가 알콜과 1염기산과의 에스테르③1가 알콜과 다염기산과의 에스테르④ 다가 알콜과 다염기산과의 에스테르 ⑤1가 알콜, 다가 알콜과의 혼합물과 다염기산과의 혼합 에스테르⑥ 다가 알콜과 1염기산, 다염기산과의 혼합물과의 혼합 에스테르
⑦ 1가 알콜, 다가 알콜과의 혼합물과 1염기산, 다염기과의 혼합물과의 혼합 에스테르
등, 임의의 알콜과 카르복시산의 조합에 의한 에스테르가 사용 가능하고, 특히 한정되는 것은 아니다.
또한, 알콜 성분으로서 다가 알콜을 사용했을 경우, 다가 알콜중의 수산기 모두가 에스테르화 된 완전 에스테르를 표시한다. 또, 카르복시산성분으로서 다염기산을 사용했을 경우, 다염기산중의 카르복실기 모두가 에스테르화 된 완전 에스테르이어도 되고, 카르복실 기의 일부가 에스테르화 되지 않고 카르복실기인채로 남아 있는 부분 에스테르이어도 된다.
본 발명의 조성물의 (C)성분으로서 사용되는 에스테르로서는, 상기한 어느 쪽의 것이나 사용가능하지만, 이들 중에서도 보다 가공성이 뛰어나는 점에서, ① 1가 알콜과 1염기산과의 에스테르가 바람직하다.
본 발명의 조성물의 (C)성분으로서 이용되는 에스테르의 합계 탄소수에는 특히 제한은 없지만, 가공성의 향상 효과가 뛰어나는 점에서 합계 탄소수가 7이상의 에스테르가 바람직하고, 9이상의 에스테르가 보다 바람직하고, 11이상의 에스테르가 가장 바람직하다. 또, 탄소수가 너무 크면 스테인이나 부식의 발생을 증대시킬 우려가 커지기때문에, 합계 탄소수가 26 이하의 에스테르가 바람직하고, 24 이하의 에스테르가 보다 바람직하고, 22 이하의 에스테르가 가장 바람직하다.
(C)성분으로서 사용되는 상기 상기(2) 1가알콜로서는, 상기 (1)에스테르를 구성하는 알콜로서 열거한 화합물등을 들수있다. 보다 가공성이 뛰어나는 점에서, 탄소수 6이상의 1가알콜이 바람직하고, 탄소수 8이상의 알콜이 보다 바람직하고, 탄소수 10이상의 알콜이 가장 바람직하다. 또, 탄소수가 너무 크면 스테인이나 부식의 발생을 증대시킬 가능성이 커지기때문에, 탄소수 20 이하의 알콜이 바람직하고, 탄소수 18 이하의 알콜이 보다 바람직하고, 탄소수 16 이하의 알콜이 가장 바람직하다.
상기 (3)카르복시산 으로서는, 1염기산이어도 다염기산에서도 된다. 구체적으로는 예를 들면, 상기(1) 에스테르를 구성하는 카르복시산으로서 열거한 화합물을 들 수 있다. 이들중에서도, 보다 가공성이 뛰어나는 점에서 1가의 카르복시산이 바람직하다. 또, 보다 가공성이 뛰어나는 점에서, 탄소수 6이상의 카르복시산이 바람직하고, 탄소수 8이상의 카르복시산이 보다 바람직하고, 탄소수 10이상의 카르복시산이 가장 바람직하다. 또, 탄소수가 너무 크면 스테인이나 부식의 발생을 증대시킬 가능성이 커지기때문에, 탄소수 20 이하의 카르복시산이 바람직하고, 탄소수 18 이하의 카르복시산이 보다 바람직하고, 탄소수 16 이하의 카르복시산이 가장 바람직하다.
본 발명의 윤활유 조성물의 (C)성분으로서는, 상술한 바와같이 상기 각종 유성제중에서 선택되는 1종만을 사용해도 되고, 또 2종 이상의 혼합물을 사용해도 되지만, 보다 가공성을 향상시킬수 있기 때문에, (1)1가알콜과 1염기산으로부터 얻을수 있는 총탄소수 7∼26의 에스테르,
(2) 탄소수 6∼20의 1가알콜, (3) 탄소수 6∼20의 1염기산, 및 이들의 혼합물이 바람직하다.
상기(C) 성분의 합계 함유량은 임의이지만, 가공성의 점에서, 함유량의 하한치는 윤활유 조성물 전량 기준으로 0.1질량%이상인 것이 필요하고, 바람직하게는 0.2질량%이상, 보다 바람직하게는 0.5질량%이상이어도 된다. 또, 함유량이 너무 많으면 스테인이나 부식의 발생을 증대시킬 가능성이 있는 등의 점에서, 함유량의 상한치는 윤활유 조성물 전량 기준으로 15질량%이하, 바람직하게는 12질량%이하, 보다 바람직하게는 10질량%이하여도 된다.
또, 본 발명의 윤활유조성물에는, 40℃에 있어서의 동점도가 1∼60mm2/s의 알킬 벤젠을 배합해도 된다. 알킬 벤젠 및 (C)성분을 병용함으로써, (C)성분의 첨가 효과를 보다 증대시킬 수가 있다.
본 발명에서 사용되는 알킬 벤젠의 40℃에 있어서의 동점도는 1∼6Omm2/s인 것이 바람직하다. 40℃에 있어서의 동점도가 1mm2/s미만의 경우에는, 첨가 효과를 기대할 수 없는 경우가 있다. 또한, 40℃에 있어서의 동점도가 6Omm2/s를 넘는 경우에는, 스테인이나 부식의 발생을 증대시킬 가능성이 있어, 바람직하게는 40mm2/s이하, 보다 바람직하게는 2Omm2/s이하이다.
또, 본 발명에서 사용하는 알킬 벤젠의 벤젠고리에 결합하는 알킬기로서는곧은사슬형상이어도, 분기형상이어도 되고, 또, 탄소수에 대해서도 특히 한정되는 것은 아니지만, 탄소수 1∼40의 알킬기가 바람직하다.
탄소수 1∼40의 알킬기로서는, 구체적으로는 예를 들면, 메틸기, 에틸기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 프로필기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 부틸기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 펜틸기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헥실기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헵틸기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 옥틸기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 노닐기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 데실기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 운데실기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 도데실기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 트리 디실기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 테트라데실기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 펜타데실기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헥사 데실기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헵타데실기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 옥타데실기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 노나데실기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 이코실기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헨이코실기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 드코실기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 트리코실기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 테트라코실기, 곧은사슬형상 또는 분기형상 펜타코실기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헥사코실기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헵타코실기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 옥타코실기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 노나코실기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 트리아콘틸기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헨트리아콘틸기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 드트리아콘틸기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 트리트리아콘텔기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 테트라트리아콘틸기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 펜타트리아콘텔기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헥사트리아콘틸기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 헵타트리아콘틸기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 옥타트리아콘틸기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 노나트리아콘틸기, 곧은사슬형상 또는 분기형상의 테트라콘틸기를 들 수 있다.
알킬 벤젠중의 알킬기의 개수는 통상 1∼4개이지만, 안정성, 입수 가능성의 점에서 1개 또는 2개의 알킬기를 가지는 알킬 벤젠, 즉 모노알킬 벤젠, 디알킬 벤젠, 또는 이들의 혼합물이 가장 바람직하게 사용된다.
또, 사용하는 알킬 벤젠 으로서는, 물론, 단일의 구조의 알킬 벤젠 뿐만 아니라, 다른 구조를 가지는 알킬 벤젠의 혼합물이어도 된다.
본 발명의 조성물에 첨가할 수 있는 알킬 벤젠의 수평균분자량에 대해서는, 하등 제한은 없지만, 첨가 효과의 점에서, 100이상이 바람직하고, 130이상이 보다 바람직하다. 또, 분자량이 너무 크면 스테인이나 부식의 발생을 증대시킬 가능성이 커지기때문에, 수평균분자량의 상한은 340 이하가 바람직하고, 320 이하가 보다 바람직하다.
상기 알킬 벤젠의 제조 방법은 임의의 종래의 방법을 적용할 수가 있어 하등 한정되는 것이 아니지만, 예를 들면 이하에 표시하는 물질을 사용해 알킬화합성법등에 의해서 제조할 수가 있다.
원료가 되는 방향족 화합물로서는, 구체적으로는 예를 들면, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠, 메틸에틸벤젠, 디에틸 벤젠, 및 이들의 혼합물이 사용된다. 또 알킬화제로서는, 구체적으로는 예를 들면, 에틸렌, 프로필렌, 부텐, ISO 부틸렌등의 저급 모노 올레핀, 바람직하게는 프로필렌의 중합에 의해서 얻을 수 있는 탄소수 6∼40의 곧은사슬형상 또는 분기형상의 올레핀; 왁스, 중질유, 석유 유분, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌등의 열분해에 의해 얻을 수 있는 탄소수 6∼40의 곧은사슬형상 또는 분기형상의 올레핀; 등유, 경유등의 석유 유분으로부터 n-파라핀을 분리 하고, 이것을 촉매에 의해 올레핀화함으로써 얻을 수 있는 탄소수 9∼40의 곧은사슬형상 올레핀;및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
또 알킬화때의 알킬화 촉매 로서는, 염화 알루미늄, 염화 아연등의 프리델 크라프츠형 촉매;황산, 인산, 케이탕스텐산, 불화 수소산, 활성 백토등의 산성 촉매;등, 공지의 촉매가 사용된다.
40℃에 있어서의 동점도가 1∼60mm2/s의 알킬 벤젠을 조제하려면 , 예를 들면 상기에 예시한 바와같은 방법에 의해서 얻을 수 있는 알킬 벤젠 혼합물이나 시판되고 있는 알킬 벤젠 혼합물을 증류나 크로마토에 의해 분리하고, 동점도가 1∼6Omm2/s인 알킬 벤젠 유분을 얻는 것이 실용상 편리하다.
본 발명의 알루미늄 가공용 윤활유 조성물은, 상기한 알킬 벤젠을 조성물 전량 기준로서 O.1∼5O질량% 함유 할 수가 있다. 함유량의 하한치는, 첨가 효과의 점에서, 0.1질량%이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5질량%이상, 더욱 바람직하게는 1질량%이상이다. 또한, 함유량이 너무 많으면 스테인이나 부식의 발생을 증대시킬 가능성이 커지기때문에, 상한치는 50질량%이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 40질량%이하, 더욱 바람직하게는 30질량%이하이다.
본 발명의 윤활유 조성물에는, 더욱 그 뛰어난 효과를 향상시키기 위해, 필요에 따라서 합성계 윤활유기유(합성유)를 배합해도 된다. 여기서 배합하는 합성유로서는, 통상은 40℃에 있어서의 동점도가 0.5∼500mm2/s, 특히 O.5∼3Omm2/s의 것이 매우 적합하게 사용된다.
합성유로서는, (B9) 성분의 상기 곧은사슬 올레핀 이외의 올레핀(예를 들면 폴리부텐, 폴리프로필렌등의 분기 올레핀등), 이 올레핀의 수소화물등을 사용할 수가 있다. 특히 저분자량 폴리프로필렌, 탄소수 8∼14의 α-올레핀 올리고머 또는 이들의 혼합물이 바람직하다. 이들의 합성유를 배합했을 경우, 사용시의 악취가 적고, 작업 환경이 향상 하고, 또한 가공제품의 표면의 탈지성이 향상한다. 이들 합성유의 배합량은, 조성물 전량기준으로 통상, 20질량%이하이며, 15질량%이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 윤활유 조성물에는, 더욱 그 뛰어난 효과를 향상시키기 위해 필요에 따라서, 극압첨가제, 산화 방지제, 방수제(防銹劑), 부식 방지제, 소포제등을 또한, 단독으로 또는 2종 이상 조합해서 첨가해도 된다.
상기 극압첨가제로서는, 트리 크레질 포스페이트등의 인계 화합물, 및 디알킬디티오린산 아연등의 유기 금속 화합물을 예시 할수 있다.
산화 방지제로서는, 2,6-디타샤리부틸 p-크레졸(DBPC) 등의 페놀계 화합물, 페닐-α-나프틸아민등의 방향족 아민, 및 디알킬디티오린산 아연등의 유기 금속 화합물을 예시 할 수 있다.
방수제로서는, 올레인산등의 지방산의 염, 디노닐나프탈렌술포네이트등의 술폰산 염, 소르비탄모노올레에이트등의 다가 알콜의 부분 에스테르, 아민 및 그 유도체, 인산에스테르 및 그 유도체를 예시 할 수 있다.
부식 방지제로서는, 벤조트리아졸등을 들 수 있다. 소포제로서는, 실리콘계의 것등을 들 수 있다.
이들의 첨가제의 합계 함유량은, 통상 15질량%이하, 바람직하게는 10질량%이하(모두 조성물 전량 기준)인 것이 바람직하다.
본 발명의 알루미늄 가공용 윤활유 조성물은, 그 점도에 각별한 한정은 없지만, 일반적으로는, 40℃에 있어서의 동점도가 0.5∼500mm2/s의 범위에 있는 것이 바람직하고, 1∼2OOmm2/s의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 특히 본 발명의 윤활유 조성물을 알루미늄의 압연 가공시에 사용하는 경우에는, 1∼1Omm2/s의 범위에 있는 것이 바람직하고, 1∼8mm2/s의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 또한, 알루미늄의 압연 가공에 있어서는, 윤활성과 표면 품질을 양립할 수 있는 점도 범위로서, 두께 O.lmm이하의 이른바 박(箔)을 형성하는 경우에는 1mm2/s이상 3mm2/s이하의 윤활유 조성물이 바람직하고, 두께 O.lmm를 넘는(0.2mm이상의) 이른바 줄(조(條)을 형성하는 경우에는 2mm2/s이상 6mm2/s이하의 것이 바람직하다.
본 발명의 윤활유 조성물은, 알루미늄 및 알루미늄 합금의 가공에 이용하는것이지만, 그외 철강, 스텐인레스강철, 특수강철, 구리, 구리 합금등의 각종금속 및 이들 금속의 합금의 가공에도 사용할 수가 있다.
또, 본 발명의 윤활유 조성물은 주로 냉간압연에 사용했을 경우에 뛰어난 효과를 발휘하는 것이지만, 조임, 잡아당기기, 인발, 프레스등에도 이용된다. 또한, 소성가공 이외의 절삭, 연삭가공등에도 사용할 수가 있다.
(실시예 및 비교예)
이하, 실시예 및 비교 예에 의해 본 발명의 내용을 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 하등 한정되는 것은 아니다.
실시예 1∼7 및 비교 예 1∼4
표의 각 예에 표시한 바와같은 같은 조성(각 성분의 수치 단위는 조성물 전량 기준으로 질량%를 표시한다)을 가지는 각종 윤활유 조성물을 조제하고, 이들 조성물에 대해서, 하기에 표시하는 방법에 의해 각종 시험을 실시했다.
또한, 사용한 (A)∼(C) 성분 및 압연 재료는 이하와 같다.
(A) 성분
1:40℃동점도 4.8mm2/s의 광물성기름(파라핀 34용량%, 나프틴 65용량%, 방향족 1용량%)
2:40℃동점도 1.9mm2/s의 광물성기름(파라핀 39용량%, 나프틴 61용량%, 방향족 0용량%)
(B) 성분
1:1―헥사데센과1-옥타데센의 등 중량 혼합물
(C) 성분
1:라우릴 알콜, 2:스테아린산부틸, 3:올레인산
압연 재료
a) JIS A-1050 H18(0.5 mm두께) b) JIS lN30 H18(0.lmm두께)
압연성 시험 1
하기의 조건에 의해 시험 압연을 행하고, 압하율((재료의 초기 두께 압연된 재료의 나머지두께)/재료의 초기 두께×100%)을 서서히 올려가 버닝이나 헤링보운이 발생해서 압연 불능이 되기 전의 압하율(한계 압하율)을 측정했다. 결과를 표에 병기 했다.
압하율 : 20%∼
압연 속도 : 1OOm/min
압연성 시험 2
하기의 같은 조건에 의해 시험 압연을 행하고, 압연재의 출측판속도를 측정하고, 하기와 같이 선진율을 산출했다. 또한, 선진율이 마이너스의 값의 경우, 슬립이 생기고 있는 것을 나타낸다. 결과를 표에 병기했다.
압하율 : 25%
선진율(%) : 100×(출측판속도-롤 주속)/롤 주속
실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4
(A)성분
1 85 85 85 85 90 75 88 95 85 90 100
2
(B)성분
1 10 10 10 10 5 20 10 10
(C)
1 5 4 3 4.5 4 4 1 5 15
2 1 1.5 1 1 0.5
3 0.5 0.5 0.5
재료 a a a a a a b a a a a
한계압하율 % 61 60 64 63 56 65 64 51 64 49 27
선진율 % 1.7 1.7 0.9 1.4 1.9 0.7 0.8 2.4 -2.7 2.4 3.5
실시예 8∼29 및 비교 예 5∼10
표의 각 예에 표시한 바와같은 조성( 각 성분의 수치 단위는 조성물 전량 기준으로 질량%를 표시함)을 가지는 각종 윤활유 조성물을 조제하고, 이들 조성물에 대해, 하기에 표시하는 방법에 의해 각종 시험을 실시했다.
또한, 사용한 (A)성분, (B)성분, (C)성분, 알킬 벤젠 및 압연 재료는 이하와 같다.
(A) 성분
1 : 40℃점도 3.2mm2/s의 광물성기름(파라핀 29용량%, 나프틴 7O용량%, 방향족 1용량%)
2 : 40℃점도 1.9mm2/s의 광물성기름(파라핀 39용량%, 나프틴 61용량%, 방향족 O용량%)
(B) 성분
1 : 디프로필렌글리콜
2 : 트리 프로필렌 글리콜
3 : 테트라 프로필렌 글리콜
4 : 펜타에틸렌글리콜디라우레이트
5 : 폴리프로필렌 글리콜(수평균분자량 594)의 모노오레이트
6 : 디프로필렌글리콜디메틸
7 : 1,4-부탄디올
8: 1,12-도데칸 디올
9 : 그리세롤모노라우레이트
10 : 1-헥사데센과1-옥타데센의 등 중량 혼합물
11 : 폴리메틸렌글리콜(수평균 분자량 200)의 디라우레이트
12 : 폴리프로필렌 글리콜(수평균 분자량 200)의 디라우레이트
13 : 폴리에틸렌 글리콜(수평균분자량 200)의 모노오레이트
14 : 글리세린모노오레에이트와 디오레에이트의 1:1혼합물
15 : 글리세린디오레에이트와 트리오레에이트의 1:1혼합물
(C) 성분
1 : 라우릴 알콜(유성제 1의 전량 기준으로 60질량%)+미리스틸 알콜(유성제 1의 전량 기준으로 40질량%)
2 : 파르미틴산부틸3:스테아린산
그 외
1 : 도데실 벤젠
압연재료
a) JIS A-1050 H18(0.8mm두께) b) JIS 1N30 H18(0.98mm두께)
압연성 시험 3
하기의 조건에 의해 시험 압연을 행하고, 압하율((재료의 초기 두께-압연된 재료의 나머지두께)/재료의 초기 두께×100%)을 서서히 올려가 버닝이라 헤링보운이 발생해서 압연 불능이 되기 전의 압하율(한계 압하율)을 측정했다. 결과를 표에 병기 했다.
압하율: 40%∼(일정시간마다 상승),압연 속도: 50m/min
롤 코팅량의 측정 시험
하기의 조건에 의해, 길이 300m의 코일을 3 코일 연속으로 압연하고, 그 후에 롤 표면에 생성한 롤 코팅을 수산화 나트륨5% 수용액에 용해시켜, 용해액중의 알루미늄을 원자 흡광법에 의해 정량 했다. 그 값으로부터 롤 코팅량을 구했다.
압연 속도 : 300m/min, 압하율 : 50%
마모분말 발생량의 측정 시험 1
하기의 조건에 의해, 길이 300m의 코일을 3 코일 연속으로 압연했다. 시험 후의 오일중의 알루미늄량을 원자 흡광법에 의해 측정하고, 오일중의 알루미늄 농도를 구했다. 또 압연 후의 알루미늄 표면에 부착하고 있는 마모분말을 탈지면에 의해 닦아내, 닦아낸 마모분말을 원자 흡광법에 의해 측정하고, 압연 후의 판표면에 부착하고 있는 마모분말량을 구했다. 오일중의 알루미늄량, 판표면 부착 마모분말 모두, 압연재 1m2를 압연할 때의 값으로서 환산하고, 양자의 합계(오일중의알루미늄량+판표면 부착 마모분말량)를 마모분말 발생량으로 했다.
압연 속도 :300m/min 압하율 : 50%
실시예
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
(A)성분
1 92.7 92.7 92.7 92.7 92.7 92.7 92.7 92.6 92.7
2 97.9
(B)성분
1 0.3
2 0.3 0.1
3 0.3 0.3 0.3
4 0.3
5
6 0.3
7 0.3
8
9 0.3
10
(C)성분
1 7 7 7 7 7 7 2 7 5
2 7 2
3 0.1
그외
1
재료 a a a a a a b a a a
한계압하율
%		 73 71 73 71 69 68 75 67 65 72
코팅량
㎎		 0.9 1.1 1.0 1.2 1.3 1.2 0.8 1.4 0.8 0.8
마모분말량
발생량 ppm		 95 99 89 94 78 80 100 109 117 92
실시예
18 19 20 21 22 23
(A)성분
1 92.7 93.2 82.7 92.7 82.7 82.7
2
(B)성분
1
2 0.3 0.1 0.3
3 0.3 0.3
4
5 0.1
6
7 0.3
8
9
10 10 10
(C)성분
1 5 7 7 7 7
2 6 1
3 1 0.5
그외
1 10
재료 a a a a a a
한계압하율
%		 69 73 78 72 78 77
코팅량
㎎		 0.9 0.7 0.7 0.9 1.1 1.4
마모분말량
발생량 ppm		 119 103 94 81 121 101
실시예
24 25 26 27 28 29
(A)성분
1 92.7 92.7 92.7 92.7 92.7
2 97.9
(B)성분
11 0.3 0.1
12 0.3
13 0.3
14 0.3
15 0.3
(C)성분
1 7 7 7 7 7 2
2
3
그외
1
재료 a a a a a b
한계압하율
%		 75 73 77 75 72 77
코팅량
㎎		 1.2 1.4 1.1 0.7 0.9 1.0
마모분말량
발생량 ppm		 114 108 115 122 120 111
비교예
5 6 7 8 9 10
(A)성분
1 93 92.9 93 93 93.5
2
(B)성분
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
(C)성분
1 7 2 7 5 5
2 2 6 1
3 0.1 1 0.5
그외
1
재료 a b a a a a
한계압하율
%		 60 62 64 66 60 65
코팅량
㎎		 2.3 1.9 2.0 1.8 1.4 2.1
마모분말량
발생량 ppm		 174 189 195 166 202 188
실시예 30∼43
표의 각 예에 표시한 바와 같은 조성(각 성분의 수치 단위는 조성물 전량 기준으로 질량%를 표시함)을 가지는 각종 윤활유 조성물을 조제하고, 이들 조성물에 대해, 하기에 표시하는 방법에 의해 각종 시험을 실시했다.
또한, 사용한 (A)성분, (B)성분, (C)성분, 알킬 벤젠 및 압연 재료는 이하와 같다.
(A) 성분
1 : 40℃점도 1.7mm2/s의 광물성기름(파라핀 47용량%, 나프틴 42용량%, 방향족 11용량%)
2 : 40℃점도 1.9mm2/s의 광물성기름(파라핀 39g용량%, 나프틴 61용량%, 방향족 0용량%)
(B) 성분
1 : 디프로필렌글리콜
2 : 트리 프로필렌 글리콜
3 : 테트라 프로필렌 글리콜
4 : 펜타에틸렌글리콜디라우레이트
5 : 폴리프로필렌 글리콜(수평균 분자량 594)의 모노오레이트
6 : 디프로필렌글리콜디메틸
7 : 1,4-부탄디올
8 : 1,12-도데칸 디올
9 : 글리세롤모노라우레이트
10 : 1-헥사데센과 1-옥타데센의 등 중량 혼합물
(C) 성분
1: 라우릴 알콜
2: 스테아린산부틸
3: 올레인산
그 외
1: 도데실 벤젠
압연재료
a) JIS·A-1050 H18(0.25mm두께), b) JIS 1N30 H18(0.95mm두께)
압연성 시험 4
하기의 조건에 의해 시험 압연을 행하고, 압하율((재료의 초기 두께-압연된 재료의 나머지두께)/재료의 초기 두께×100%)를 서서히 올려 버닝이나 헤링보운이발생해서 압연 불능이 되기 전의 압하율(한계 압하율)을 측정했다. 결과를 표에 병기 했다.
압하율: 20%∼(일정시간마다 상승), 압연 속도 : 50m/min
마모가루 발생량의 측정 시험 2
하기의 조건에 의해, 길이 300m의 코일을 압연했다. 시험 후의 오일중의 알루미늄량을 원자 흡광법에 의해 측정하고, 오일중의 알루미늄 농도를 구했다. 또 압연 후의 알루미늄 표면에 부착하고 있는 마모분말을 탈지면에 의해 닦아내, 닦아낸 마모분말을 원자 흡광법에 의해 측정하고, 압연 후의 판표면에 부착하고 있는 마모분말을 구했다. 오일중의 알루미늄량, 판표면 부착 마모분말량 모두, 압연재 1m2를 압연할 때의 값으로서 환산하고, 양자의 합계(오일중의 알루미늄량+판표면 부착 마모분말량)를 마모분말 발생량으로했다.
압연 속도 : 90m/min, 압하율: 50%
실시예
30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43
(A)성분
1 87.7 87.7 87.7 87.7 87.7 87.7 82.7 87.7 87.7 87.7 87.7 87.7
2 87.7 77.7
(B)성분
1 0.3
2 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.1
3
4 0.3
5 0.1
6 0.3
7 0.3
8 0.1
9 0.3
10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
(C)성분
1 2 2 2 2 2 2 2 7 1.9 1.5 1.5 2 2
2 0.5 1.9 0.4
3 0.1 0.1 0.1
그외
1 10
재료 b b b b b b b a b b b b b b
한계
하율%		 70 68 67 71 67 66 64 77 69 72 64 75 69 70
마모
말량 ppm		 66 59 70 61 41 69 60 88 77 62 79 72 78 72
이상 설명한 바와같이, 본 발명의 윤활유 조성물은, 고속도. 고가공률에서의 알루미늄 가공에 견딜 수 있는 것이며, 또한 작업 환경을 개선할 수 있고, 금속비누의 생성이나 마모분말의 발생의 증가를 억제하고 스테인의 발생도 억제할 수가 있다. 이러한 본 발명의 윤활유 조성물은, 알루미늄이나 알루미늄 합금의 가공에 사용하는데 특히 적합한 것을 알수있다.

Claims (11)

  1. (A) 방향족분이 15 용량%이하의 광물성기름를 기유로서 포함해, 그리고
    (Bl) 수평균분자량이 100이상 1000미만인 수산기를 3∼6개 가지는 알콜의 알킬렌 옥사이드 부가물,
    (B2) 상기(Bl)의 하이드로카르빌 에테르 또는 하이드로카르빌 에스테르,
    (B3) 수평균분자량이 100이상 1000 미만의 폴리 알킬렌 글리콜,
    (B4) 상기(B3)의 하이드로카르빌 에테르 또는 하이드로카르빌 에스테르,
    (B5) 탄소수 2∼20의 2가알콜,
    (B6) 상기(B5)의 하이드로카르빌 에테르 또는 하이드로카르빌 에스테르,
    (B7) 탄소수 3∼20의 3가알콜,
    (B8) 상기(B7)의 하이드로카르빌 에테르 또는 하이드로카르빌 에스테르, 및
    (B9) 탄소수 6∼40의 곧은사슬 올레핀
    으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 l종의(B) 화합물, 및(C) 유성제를 함유 하는 알루미늄 가공용 윤활유 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기(B) 화합물이, (B1) 수평균 분자량이 100이상 1000 미만인 수산기를 3∼6개 가지는 알콜의 알킬렌 옥사이드 부가물,
    (B2) 상기(Bl)의 하이드로카르빌 에테르 또는 하이드로카르빌 에스테르,
    (B3) 수평균 분자량이 100이상 1000 미만의 폴리알킬렌글리콜,
    (B4) 상기(B3)의 하이드로카르빌 에테르 또는 하이드로카르빌 에스테르,
    (B5) 탄소수 2∼20의 2가알콜,
    (B6) 상기(B5)의 하이드로카르빌 에테르 또는 하이드로카르빌 에스테르,
    (B7) 탄소수 3∼20의 3가알콜, 및
    (B8) 상기(B7)의 하이드로카르빌 에테르 또는 하이드로카르빌 에스테르
    로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물인, 알루미늄 가공용 윤활유 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기(B) 화합물이, (B1)∼(B8) 화합물로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물과 (B9) 탄소수 6∼40의 곧은사슬 올레핀으로 구성되어 있는, 알루미늄 가공용 윤활유 조성물.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 (B) 화합물이, (B9) 탄소수 6∼40의 곧은사슬 올레핀인, 알루미늄 가공용 윤활유 조성물.
  5. 제 1항∼제 4항의 어느 한 항에 있어서, 방향족분이 10 용량%이하인 알루미늄 가공용 윤활유 조성물.
  6. 제 1항∼제 4항의 어느 한 항에 있어서, 방향족분이 8 용량%이하인 알루미늄 가공용 윤활유 조성물.
  7. 제 1항∼제 4항의 어느 한 항에 있어서, 방향족분이 6 용량%이하인 알루미늄 가공용 윤활유 조성물.
  8. 제 1항∼제 3항의 어느 한 항에 있어서, (Bl)∼(B8) 화합물의 함유량이 조성물 전량 기준으로 0.005∼5 질량%인 알루미늄 가공용 윤활유 조성물.
  9. 제 1항, 3항 또는 4항의 어느 한 항에 있어서, (B9) 곧은사슬 올레핀의 함유량이 조성물 전량 기준으로 1∼30 질량%인 알루미늄 가공용 윤활유 조성물.
  10. 제 1항∼제 4항의 어느 한 항에 있어서, 상기 (C)유성제의 함유량이 조성물 전량 기준으로 0.1∼15 질량%인 알루미늄 가공용 윤활유 조성물.
  11. 제 1항∼제 4항의 어느 한 항에 있어서, 상기 (C)유성제로서 1가알콜을 함유 하는 알루미늄 가공용 윤활유 조성물.
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