WO2016117566A1 - 蒸気膜破断剤、及び熱処理油組成物 - Google Patents

蒸気膜破断剤、及び熱処理油組成物 Download PDF

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WO2016117566A1
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fraction
mass
vapor film
heat
oil composition
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吉田 幸生
知行 蓬田
秀章 服部
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出光興産株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/56General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
    • C21D1/58Oils
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    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M159/00Lubricating compositions characterised by the additive being of unknown or incompletely defined constitution
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C10N2030/00Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/02Pour-point; Viscosity index
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    • C10N2040/00Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/20Metal working
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    • C10N2040/00Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/20Metal working
    • C10N2040/24Metal working without essential removal of material, e.g. forming, gorging, drawing, pressing, stamping, rolling or extruding; Punching metal

Definitions

  • the present invention relates to a heat-treating oil composition
  • a heat-treating oil composition comprising a vapor film breaker and a base film and the vapor film breaker.
  • a heat treatment such as quenching of the metal material is usually performed to impart a desired hardness to the metal material using a heat treatment liquid. Therefore, it is necessary for the heat treatment liquid to have excellent cooling performance that can increase the hardness of the metal material.
  • the liquid which is very excellent in the cooling capacity is water
  • the water-based heat treatment liquid has a risk of causing the metal material to be cracked due to its cooling performance being too high, and the quenching distortion is also large. Therefore, in heat treatment such as quenching of a metal material, an oil-based heat treatment liquid, that is, heat treated oil is generally used.
  • Patent Documents 1 to 3 disclose such heat-treated oil.
  • the quenching of the metal material will be described.
  • the cooling rate is not constant, and is usually cooled through the following three stages (1) to (3). .
  • a first stage vapor film stage in which the metal material is wrapped with heat treatment liquid vapor.
  • a second stage in which the vapor film is broken and boiling occurs.
  • a third stage in which the temperature of the metal material is equal to or lower than the boiling point of the heat treatment liquid and heat is taken away by convection.
  • the cooling rate is the largest in the second boiling stage.
  • the heat transfer coefficient indicating the cooling performance rises abruptly particularly in the boiling stage, and a very large temperature difference occurs in the state where the vapor film stage and the boiling stage coexist on the surface of the processed material, and the heat associated therewith. Thermal stress and transformation stress due to shrinkage difference and transformation time difference are generated and quenching strain increases.
  • the vapor film stage is shortened by blending a vapor film breaker with a base oil that is generally heat-treated oil.
  • a polymer such as polyolefin or asphalt can be blended as a vapor film breaker.
  • heat-treated oil is classified into 1 to 3 types according to JIS K2242 (2012).
  • those used for quenching are 1 type 1 oil and 2 type oil, and 2 types of oil.
  • No. 1 oil and No. 2 oil are classified by “characteristic seconds in a cooling test in accordance with JIS K2242 (2012)” indicating the time until the first vapor film stage is completed. The shorter the characteristic seconds, the higher the vapor film breaking effect and the harder the distortion. Therefore, a vapor film breaker that has a short characteristic seconds and can be used as a heat-treated oil having a high vapor film breakage effect is desired.
  • the present invention relates to a vapor film rupture agent capable of preparing a heat-treated oil composition having a high vapor film rupture effect with a characteristic seconds of 2.50 seconds or less in a cooling test in accordance with JIS K2242 (2012), and a base oil
  • Another object is to provide a heat-treated oil composition containing the vapor film breaker.
  • the present inventors have found that the above problems can be solved by adjusting the fraction of the asphaltene content of the vapor film breaker made from asphalt as a raw material, and have completed the present invention described below. That is, according to one aspect of the present invention, the following [1] to [2] are provided.
  • T 1.2926 ⁇ x / 100 ⁇ 8.113 ⁇ y / 100 + 2.3384 -Requirement (2): The asphaltene fraction (y) is 7.0% by mass or more.
  • the steam film breaking agent of the present invention can prepare a heat-treated oil composition having a high steam film breaking effect with a characteristic seconds of 2.50 seconds or less in a cooling test in accordance with JIS K2242 (2012).
  • saturated content “asphaltene content”, “aromatic content”, and “resin content” are analytical methods employed to calculate the fraction of these components. As described in JPI-5S-70-10 or UK official test method IP-469.
  • the vapor film breaker of the present invention is made from asphalt, may be made of asphalt, and is made of residual oil derived from asphalt remaining after separation processes such as distillation and purification. There may be.
  • asphalt refers to a semi-solid or solid substance whose main component is bitumen (a hydrocarbon compound soluble in carbon disulfide) as a natural or crude oil residue.
  • bitumen a hydrocarbon compound soluble in carbon disulfide
  • Quality asphalt For straight asphalt, hydrocarbons with a boiling point of 550 ° C or higher recovered as a residue by distillation under reduced pressure at a pressure of 350-100 ° C or higher under a reduced pressure of 30 to 100 mmHg, obtained from distillation of crude oil.
  • the petroleum asphalt used as the main raw material is mentioned.
  • the modified asphalt include asphalt obtained by modifying the properties of straight asphalt such as solvent deasphalted asphalt obtained by subjecting the straight asphalt to solvent extraction treatment and blown asphalt obtained by subjecting to air oxidation treatment.
  • the heat-treated oil composition containing the polymer has a tendency that the polymer is cut and the vapor film breakage effect is lowered as it continues to be used. is there. That is, the heat-treated oil composition containing a polymer as a vapor film breaker has a problem in durability.
  • the vapor film breaking agent made of asphalt as a raw material is easy to maintain the vapor film breaking effect of the heat-treated oil composition even when used for a long period of time, and has good durability.
  • the fraction of asphaltenes in the vapor film breaking agent is as follows. The present invention has been completed on the basis of the discovery that it has an influence on the effect of breaking the vapor film of the heat-treated oil composition.
  • the vapor film breaker of the present invention is obtained by asphalt as a raw material and obtained by any of the analysis methods described in the Petroleum Institute Petroleum Testing Related Standard JPI-5S-70-10 and the British public testing method IP-469.
  • the fraction of saturated fraction (x) (mass%) and the fraction of asphaltenes (y) (mass%) with respect to the total fraction of 100 mass% of saturated, asphaltene, aromatic, and resin are as follows: It is prepared so as to satisfy any one or more of requirements (1) to (3).
  • Requirement (1) Calculated from the following formula (I) when the fraction (x) of the saturated portion is x (mass%) and the fraction (y) of the asphaltenes is y (mass%).
  • the value of T to be calculated is 2.4000 or less.
  • T 1.2926 ⁇ x / 100 ⁇ 8.113 ⁇ y / 100 + 2.3384 -Requirement (2): The asphaltene fraction (y) is 7.0% by mass or more.
  • the vapor film breaker (1) the vapor film breaker that satisfies the requirement (2)
  • the vapor film breaker that satisfies the requirement (3) is referred to as “vapor”. It is referred to as “membrane breaking agent (3)”.
  • vapor film breakers (1) to (3) are collectively referred to as “the vapor film breaker of the present invention”.
  • the fraction (x) (mass%) of the saturated component and the fraction (y) (mass%) of the asphaltene component are any one of the above requirements (1) to (3).
  • the vapor film breakers (1) to (3) which are one embodiment of the present invention will be described.
  • the vapor film breaker (1) which is an aspect of the present invention is a vapor film breaker using asphalt as a raw material, and a fraction (x) (mass%) of a saturated portion and a fraction (y) of an asphaltene portion. (% By mass) is prepared so as to satisfy the requirement (1).
  • the vapor film breaker (1) which is one embodiment of the present invention is a vapor film breaker having asphalt as a raw material and having a T value calculated from the following calculation formula (I) of 2.4000 or less.
  • Formula (I): T 1.2926 ⁇ x / 100 ⁇ 8.113 ⁇ y / 100 + 2.3384
  • x and y are obtained by any of the analytical methods described in the Petroleum Institute Petroleum Testing Related Standards JPI-5S-70-10 and the British public testing method IP-469, respectively.
  • fraction of the saturated component relative to 100% by mass (hereinafter also referred to as “total fraction of four components”) of the saturated component, the asphaltene component, the aromatic component, and the resin component in the vapor film breaker ( x) (mass%) and fraction of asphaltenes (y) (mass%) are shown.
  • the saturated content in the vapor film breaking agent made from asphalt is a factor that reduces the vapor film breaking effect of the heat treatment oil composition
  • the asphaltene content is a factor that can improve the vapor film breaking effect
  • the present inventors have determined the fraction of the saturated portion and the fraction of the asphaltene in the vapor film breaker made of asphalt as a raw material, and the characteristic seconds of the heat-treated oil composition using the vapor film breaker. A lot of data was collected about the relationship. The calculation formula (I) is obtained from the data.
  • the vapor film breaking agent (1) is prepared by adjusting the fraction of saturation and the fraction of asphaltene so that the value of T calculated from the calculation formula (I) is 2.4000 or less.
  • the present inventors have found that the heat-treated oil composition using the vapor film breaker (1) achieves a characteristic seconds of 2.50 seconds or less.
  • membrane breaking agent (1) which is one aspect
  • the value of T calculated from the above formula (I) is 2.4000 or less, preferably from the viewpoint of a steam film breaker that can provide a heat-treated oil composition having an excellent steam film breaking effect. 2.1000 or less, more preferably 1.8000 or less, more preferably 1.7000 or less, still more preferably 1.5000 or less, and still more preferably 1.2500 or less. Further, the value of T is not particularly limited by a lower limit, but is preferably 0.01 or more from the viewpoint of productivity of the vapor film breaker.
  • the saturated fraction (x) is a vapor film breaker capable of providing a heat-treated oil composition having an excellent vapor film breakage effect. From the viewpoint, preferably 0 to 40.0% by mass, more preferably 0 to 30.0% by mass, more preferably 0 to 25.0% by mass, still more preferably 0 to 15.0% by mass, and still more preferably. 0 to 10.0% by mass.
  • the fraction (y) of the asphaltenes is a vapor film breaker capable of providing a heat-treated oil composition having an excellent vapor film breakage effect. From the viewpoint, preferably 3.0% by mass or more, more preferably 5.0% by mass or more, more preferably 7.0% by mass or more, still more preferably 10.0% by mass or more, and still more preferably 14.5% by mass. % Or more. Further, the asphaltene fraction (y) is not particularly limited in an upper limit, but is preferably 30.0% by mass or less, more preferably 20.0% by mass from the viewpoint of productivity of the vapor film breaker. It is as follows.
  • the aromatic fraction (z) with respect to the total fraction of 100 mass% of the four components obtained by the analysis method is as described above.
  • the value of T calculated from the formula (I) is not particularly limited as long as it is in the above range, but is preferably 20 to 90% by mass, more preferably 30 to 90% by mass.
  • the resin fraction (w) with respect to the total fraction of 100 mass% of the four components obtained by the analysis method is The value of T calculated from the formula (I) is not particularly limited as long as it is in the above range, but is preferably 5 to 60% by mass, more preferably 10 to 60% by mass.
  • the vapor film breaker (2) which is one embodiment of the present invention is a vapor film breaker using asphalt as a raw material, and the fraction (x) (mass%) of the saturated content satisfies the requirement (2). It was prepared as follows.
  • the vapor film breaker (2) which is one aspect of the present invention is made from asphalt as a raw material, and is described in the Petroleum Institute Petroleum Testing Standards JPI-5S-70-10 and the British public testing method IP-469.
  • the fraction of the asphaltenes with respect to 100% by mass of the saturated fraction, the asphaltene fraction, the aromatic fraction, and the resin fraction (hereinafter also referred to as “total fraction of four components”) obtained by any of the analytical methods. It is a vapor film breaker having a rate (y) of 7.0% by mass or more.
  • the vapor film breaker (2) which is one aspect of the present invention is based on the knowledge that the asphaltene content in the vapor film breaker using asphalt as a raw material contributes to the improvement of the vapor film breakage effect of the heat-treated oil composition. It has been completed. That is, since the vapor film breaker (2) which is one embodiment of the present invention has been prepared such that the fraction (y) of asphaltene which is considered to contribute to the improvement of the vapor film breakage effect is 7.0% by mass or more, The heat-treated oil composition containing the film breaking agent (2) is considered to have a high vapor film breaking effect with a characteristic seconds of 2.00 seconds or less.
  • the fraction (y) of the asphaltenes is preferably 9.0% by mass or more, more preferably 10.5% by mass or more from the above viewpoint. More preferably, it is 12.0 mass% or more, and still more preferably 14.5 mass% or more. Further, the asphaltene fraction (y) is not particularly limited in an upper limit, but is preferably 30.0% by mass or less, more preferably 20.0% by mass from the viewpoint of productivity of the vapor film breaker. It is as follows.
  • the fraction (x) of the saturated component with respect to the total fraction of 100 mass% of the four components obtained by the analysis method is excellent.
  • it is preferably 0 to 40.0% by weight, more preferably 0 to 30.0% by weight, and more preferably 0 to 25%. It is 0.0% by mass, more preferably 0 to 15.0% by mass, and still more preferably 0 to 10.0% by mass.
  • the aromatic fraction (z) with respect to the total fraction of 100 mass% of the four components obtained by the analysis method is at least There is no particular limitation as long as the above requirement (2) is satisfied, but it is preferably 20 to 90% by mass, more preferably 30 to 90% by mass.
  • the resin fraction (w) obtained by the analysis method with respect to the total fraction of the four components described above of 100% by mass is at least the requirement.
  • it is preferably 5 to 60% by mass, more preferably 10 to 60% by mass.
  • the vapor film breaker (3) which is one embodiment of the present invention is a vapor film breaker using asphalt as a raw material, and a fraction of saturation (x) (mass%) and a fraction of asphaltenes (y) (% By mass) is prepared so as to satisfy the requirement (3).
  • the vapor film breaker (3) which is an aspect of the present invention is made from asphalt as a raw material, and is described in the Petroleum Institute Petroleum Testing Standards JPI-5S-70-10 and the British public testing method IP-469.
  • Vapor film breaker having a ratio [(y) / (x)] of 0.5 or more.
  • the present inventors have found that the saturated content in the vapor film breaker using asphalt as a raw material is a factor that reduces the vapor film breakage effect of the heat-treated oil composition. And based on that knowledge, the present inventors prepared an asphaltene component that contributes to the vapor film breaking effect of the heat-treated oil composition so as to be sufficiently contained with respect to a saturated component that reduces the effect, It was considered that the steam film breaking effect of the heat-treated oil composition can be improved without depending on the magnitude of the asphaltene fraction (y). That is, in the vapor film breaker (3) which is one embodiment of the present invention, the ratio [(y) / (x)] of the fraction of asphaltenes (y) and the fraction of saturated components (x) is 0. Since the asphaltene content is sufficiently contained with respect to the saturated content, the heat-treated oil composition containing the steam film breaker (3) has a high steam with a characteristic seconds of 2.00 seconds or less. It is considered to have a film breaking effect.
  • the ratio [(y) / (x)] of the fraction (y) of asphaltene and the fraction (x) of saturation is preferably 0 from the above viewpoint. .80 or more, more preferably 0.85 or more, still more preferably 1.50 or more, and still more preferably 3.00 or more.
  • the ratio [(y) / (x)] is preferably 50.0 or less, more preferably 20.0 or less, and still more preferably 10.0 or less. .
  • the fraction (x) of the saturated portion with respect to the total fraction of 100 mass% of the four components obtained by the analysis method is as described above.
  • the content is preferably 0 to 25.0% by mass, more preferably 0 to 15.0% by mass, and still more preferably 0 to 10.0% by mass.
  • the aromatic fraction (z) is at least the above-mentioned total fraction of the four components obtained by the analysis method of 100% by mass (z). Although there is no particular limitation as long as the requirement (3) is satisfied, it is preferably 20 to 90% by mass, more preferably 30 to 90% by mass.
  • the resin fraction (w) obtained by the analysis method with respect to the total fraction of the above-mentioned four components of 100% by mass is at least the above requirement.
  • it is preferably 5 to 60% by mass, more preferably 10 to 60% by mass.
  • the respective fractions of the saturated component and the asphaltene component can be adjusted, for example, by considering the following matters. -Since the asphaltene content is insoluble in n-heptane, the fraction of asphaltene can be increased by adding n-peptane to the raw material asphalt and collecting the filtrate. -The fraction of asphaltene can also be increased by adding a mixed solvent of propane and butane to asphalt and separating it from the deasphalted oil.
  • asphalt is developed sequentially from non-polar solvents such as heptane with polar solvents such as toluene, dichloromethane, methanol, etc. It is possible to increase the fraction of minutes.
  • the residual carbon content is preferably 8.0 to 40.0% by weight with respect to the total amount (100% by weight) of the steam film breaker. More preferably, the content is 10.0 to 37.0% by mass, still more preferably 13.0 to 35.0% by mass, and still more preferably 16.0 to 30.0% by mass.
  • the heat-treated oil composition containing the vapor film breaking agent having a residual carbon content in the above range can have a smaller characteristic seconds and can exhibit a higher vapor film breaking effect.
  • residual charcoal is a compound derived from crude oil and refers to a coke-like carbonized residue remaining after a heating step such as distillation, and is synonymous with “residual carbon”.
  • the content of residual carbon contained in the vapor film breaker means a value measured according to JIS K2270-2 (2009) (micro method).
  • the content of the remaining coal tends to increase as the fraction of saturation (x) decreases and the fraction of asphaltenes (y) increases. Therefore, the content of residual coal can also be adjusted by referring to the above-described adjustment method for each fraction of saturated and asphaltene.
  • the heat-treated oil composition of the present invention contains the above-described vapor film breaker of the present invention together with the base oil, and may further contain an additive for heat-treated oil as necessary.
  • the content of the vapor film breaker of the present invention is preferably 0.1 to 20% by weight, based on the total amount (100% by weight) of the heat-treated oil composition.
  • the content is preferably 0.2 to 18% by mass, more preferably 0.3 to 15% by mass, and still more preferably 0.5 to 12% by mass.
  • the heat-treated oil composition of one embodiment of the present invention may contain other vapor film breakers that do not fall under the above-described vapor film breaker of the present invention as long as the effects are not impaired.
  • other vapor film breakers include polymers having a weight average molecular weight of 5,000 to 100,000, such as ethylene- ⁇ -olefin copolymers, polyolefins, polymethacrylates, and the like. Residual oil separated from non-applicable asphalt.
  • the content ratio of the vapor film breaker of the present invention to the total amount (100 mass%) of the vapor film breaker contained in the heat-treated oil composition of one embodiment of the present invention is preferably 80 to 100% by mass, more preferably It is 90 to 100% by mass, more preferably 95 to 100% by mass, and still more preferably 99 to 100% by mass.
  • the heat-treated oil composition containing the above-mentioned polymer as a vapor film breaker has a problem in durability because the main chain of the polymer is broken and the vapor film breakage effect tends to be lowered while continuing to be used. . Therefore, it is preferable that the content of the polymer is small.
  • the content of the polymer is preferably 0 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the vapor film breaker of the present invention contained in the heat-treated oil composition.
  • the amount is preferably 0 to 10 parts by mass, more preferably 0 to 5 parts by mass, and still more preferably 0 to 1 part by mass.
  • the base oil used in one embodiment of the present invention is not particularly limited, and any of mineral oil and synthetic oil can be used. Note that the base oil used in one embodiment of the present invention may be used alone or in combination of two or more.
  • the mineral oil examples include paraffinic mineral oil and naphthenic mineral oil. More specifically, the fraction obtained by subjecting the atmospheric residue obtained by atmospheric distillation of the crude oil to vacuum distillation is subjected to solvent removal. Examples include refractories, solvent extraction, hydrocracking, solvent dewaxing, hydrorefining and other refined ones, wax isomerized mineral oils, and the like. Among the mineral oils, it is preferable to use a highly purified mineral oil from the viewpoint of obtaining a lubricating oil composition having a reduced sulfur content. The highly refined mineral oil can be obtained by subjecting a heavy fraction obtained from crude oil to solvent refining, hydrorefining or hydrocracking.
  • Synthetic oils include, for example, poly ⁇ -olefins, polyphenyl ethers, alkylbenzenes, alkylnaphthalenes, polyphenyl hydrocarbons, ester oils (for example, fatty acids of polyhydric alcohols such as neopentyl glycol, trimethylolpropane, pentaerythritol, etc. Ester), glycol synthetic oil, GTL (Gas to liquids) and the like.
  • the kinematic viscosity at 40 ° C. of the base oil used in one embodiment of the present invention is preferably 5 to 600 mm 2 / s, more preferably 6 to 570 mm 2 / s, still more preferably 7 to 540 mm 2 / s, and still more preferably. Is 8 to 500 mm 2 / s, particularly preferably 9 to 480 mm 2 / s. If the kinematic viscosity at 40 ° C. of the base oil is 5 mm 2 / s or more, the flash point can be kept high, and a heat-treated oil composition in which generation of oil smoke is suppressed can be obtained.
  • the kinematic viscosity of the base oil is 600 mm 2 / s or less, a heat-treated oil composition having good cooling performance can be obtained.
  • the kinematic viscosity at 40 ° C. is a value measured according to JIS K2283 (2000).
  • the viscosity index of the base oil used in one embodiment of the present invention is preferably 85 or more, more preferably 95 or more, and still more preferably 105 or more, from the viewpoint of oxidation stability.
  • the viscosity index is a value measured according to JIS K2283 (2000).
  • the content of the base oil is preferably 80 to 99.99% by mass, more preferably 82 to 99, based on the total amount (100% by mass) of the heat-treated oil composition. 9.9% by mass, more preferably 85 to 99.9% by mass, and still more preferably 88 to 99.0% by mass.
  • the heat-treated oil composition of one embodiment of the present invention may contain an additive for heat-treated oil used in a general heat-treated oil composition as long as the effect is not impaired.
  • the heat-treated oil composition of one embodiment of the present invention contains at least one heat-treated oil additive selected from the group consisting of an antioxidant, a detergent, a dispersant, a glitter improver, and a thermal decomposition inhibitor. Is preferred. Note that in one embodiment of the present invention, a package additive in which a plurality of these heat-treating oil additives are used in combination may be used.
  • the total content of additives for heat-treated oil excluding the vapor film breaker is preferably 0 to 20 mass based on the total amount (100 mass%) of the heat-treated oil composition. %, More preferably 0 to 18% by mass, still more preferably 0 to 15% by mass.
  • the above-mentioned content is the total content of heat-treating oil additives “excluding the vapor film breaker”, and when the content is “0% by mass”, the heat-treatment oil other than the vapor film breaker 1 shows a heat-treated oil composition containing no base additive and only a base oil and a vapor film breaker.
  • An antioxidant has the effect
  • the antioxidant include phenolic antioxidants and amine antioxidants.
  • phenolic antioxidants include 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol, 2,4,6-tri-tert- Butylphenol, 2,6-di-tert-butyl-4-hydroxymethylphenol, 2,6-di-tert-butylphenol, 2,4-dimethyl-6-tert-butylphenol, 2,6-di-tert-butyl- 4- (N, N-dimethylaminomethyl) phenol, 2,6-di-tert-amyl-4-methylphenol, n-octadecyl-3- (4-hydroxy-3,5-di-tert-butylphenyl) Monocyclic phenols such as propionat
  • amine-based antioxidants include diphenylamine-based antioxidants and naphthylamine-based antioxidants.
  • diphenylamine antioxidant include alkylated diphenylamine having an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms, and specifically include diphenylamine, monooctyldiphenylamine, monononyldiphenylamine, 4,4′-dibutyldiphenylamine.
  • Examples of the naphthylamine antioxidant include alkyl substituted phenyl- ⁇ -naphthylamine having 3 to 20 carbon atoms, and specifically include ⁇ -naphthylamine, phenyl- ⁇ -naphthylamine, butylphenyl- ⁇ -naphthylamine, Examples include hexylphenyl- ⁇ -naphthylamine, octylphenyl- ⁇ -naphthylamine, and nonylphenyl- ⁇ -naphthylamine.
  • antioxidants may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the antioxidant is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.00%, based on the total amount (100% by mass) of the heat-treated oil composition, from the viewpoint of the balance between the antioxidant effect and economy. It is 03 to 5% by mass, more preferably 0.05 to 3% by mass.
  • the detergent has an effect of improving the dispersion effect of sludge generated when the heat-treated oil composition is repeatedly used.
  • the metal detergent further has an action as a neutralizing agent for a deteriorated acid.
  • the detergent include metal detergents, and specifically, neutral metal sulfonate, neutral metal phenate, neutral metal salicylate, neutral metal phosphonate, basic sulfonate, basic phenate, base Salicylates, overbased sulfonates, overbased salicylates, overbased phosphonates, and the like. These detergents may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the detergent is preferably 0.01 to 5% by mass, more preferably 0.02 to 3% by mass, based on the total amount (100% by mass) of the heat-treated oil composition.
  • a dispersing agent has the effect
  • the dispersant include ashless dispersants, and specific examples include alkenyl succinimides, boron-containing alkenyl succinimides, benzylamines, boron-containing benzylamines, and succinate esters. And monovalent or divalent carboxylic acid amides represented by fatty acid or succinic acid. These dispersants may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the dispersant is preferably 0.01 to 5% by mass, more preferably 0.02 to 3% by mass, based on the total amount (100% by mass) of the heat-treated oil composition.
  • glitter improver examples include fats and oils, fat and fatty acids, alkenyl succinimides, substituted hydroxyaromatic carboxylic acid ester derivatives, and the like. These glitter improvement agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the glitter improving agent is preferably 0.01 to 5% by mass, more preferably 0.02 to 3% by mass, based on the total amount (100% by mass) of the heat-treated oil composition.
  • thermal decomposition inhibitor examples include diphenyl monosulfide, diphenyl disulfide, dibutylhydroxytoluene and the like. These thermal decomposition inhibitors may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the thermal decomposition inhibitor is preferably 0.01 to 5% by mass, more preferably 0.02 to 3% by mass, based on the total amount (100% by mass) of the heat-treated oil composition.
  • the characteristic seconds in the cooling performance test according to JIS K2242 (2012) of the heat-treated oil composition of one embodiment of the present invention is preferably 2.50 seconds or less, more preferably 2.00 seconds or less, more preferably 1. It is 90 seconds or less, more preferably 1.50 seconds or less, even more preferably 1.10 seconds or less, and particularly preferably 1.00 seconds or less.
  • the characteristic seconds of the heat-treated oil composition containing the vapor film breaker (1) which is one embodiment of the present invention is preferably 2.50 seconds or less, more preferably 1.90 seconds or less, and still more preferably. 1.50 seconds or shorter, more preferably 1.10 seconds or shorter.
  • the characteristic seconds of the heat-treated oil composition containing the vapor film breaker (2) or (3) which is an embodiment of the present invention is preferably 2.00 seconds or less, more preferably 1.50 seconds or less. More preferably, it is 1.00 seconds or less. In addition, although the said characteristic seconds are so preferable that a value is small, it is over 0 second. Since the heat-treated oil composition of the present invention contains the above-described vapor film breaker of the present invention together with the base oil, the characteristic seconds can be adjusted to the above value or less, and the vapor film breakage effect is high.
  • the kinematic viscosity at 40 ° C. of the heat-treated oil composition of one embodiment of the present invention is preferably 5 to 400 mm 2 / s, more preferably 7 to 380 mm 2 / s, still more preferably 10 to 350 mm 2 / s, and still more. Preferably, it is 12 to 320 mm 2 / s. If the kinematic viscosity at 40 ° C. of the heat-treated oil composition is 5 mm 2 / s or more, the flash point can be kept high and a heat-treated oil composition in which generation of oil smoke is suppressed can be obtained. On the other hand, if the kinematic viscosity of the heat-treated oil composition base oil is 400 mm 2 / s or less, a heat-treated oil composition having good cooling performance can be obtained.
  • the viscosity index of the heat-treated oil composition of one embodiment of the present invention is preferably 100 or more, more preferably 105 or more, and still more preferably 110 or more, from the viewpoint of oxidation stability.
  • the flash point of the heat-treated oil composition of one embodiment of the present invention is preferably 150 ° C. or higher from the viewpoint of reducing the risk of ignition and simultaneously suppressing the generation of oil smoke during heat treatment. More preferably, it is 170 ° C. or higher.
  • the flash point is a value measured in accordance with JIS K2265-1 (2007) (tag sealed flash point test method).
  • the sulfur content of the heat-treated oil composition of one embodiment of the present invention is preferably 300 ppm by mass or less, more preferably 200 ppm by mass or less, and further Preferably it is 100 mass ppm or less.
  • the sulfur content is a value measured in accordance with JIS K2541-3 (2003) (combustion tube air method).
  • the heat-treated oil composition of the present invention can exhibit excellent cooling performance in heat treatment of metal materials, for example, various alloy steels such as carbon steel, nickel-manganese steel, chromium-molybdenum steel, and manganese steel are quenched. It can be suitably used as the heat treatment oil at the time.
  • the temperature range of the heat-treated oil composition when quenching a metal material such as steel using the heat-treated oil composition of the present invention is set to a range of 60 to 150 ° C., which is a normal quenching temperature. Alternatively, it may be set to a high temperature of 150 ° C. or higher.
  • Examples 1a to 20a, Comparative Examples 1a to 2a (1) Preparation of Vapor Film Breaking Agent A plurality of raw material asphalts were prepared by appropriately combining crude oil residues from various production areas. Considering the tendency when adjusting the above-mentioned fraction (x) and fraction (y) of asphaltenes for each raw material asphalt, a purification process by distillation, filtration after refluxing with n-heptane After at least one purification step among the steps and purification step by alumina column chromatography using a developing solvent selected from n-heptane, which is a non-polar solvent, and toluene, dichloromethane, and methanol, which are polar solvents, Vapor film breaker (Aa) having the fraction (x), fraction of asphaltenes (y), fraction of aromatics (z), and fraction of resin (w) shown in FIG.
  • Vapor film breaker (Aa) having the fraction (x), fraction of asphaltenes (y), fraction of aromatics (z),
  • vapor film breakers (Fa), (Qa), and (Ua) were adjusted as follows.
  • Raw material asphalt (61.1 g) and n-heptane (1830 mL) were added to a round bottom flask, and a reflux condenser was attached, followed by heating to reflux for 1 hour. After refluxing was stopped, the mixture was allowed to stand at room temperature (25 ° C.) for 12 hours and naturally cooled, then the mixture was filtered with a pressure filter, and the filtrate was collected.
  • the heat-treated oil composition containing any of the vapor film breakers (Aa) to (Ta) prepared in Examples 1a to 20a has a characteristic seconds of 2.50 seconds or less and is high. The result was that it had a vapor film breaking effect.
  • Examples 1b to 17b, Comparative Examples 1b to 2b, Reference Example 3b (1) Preparation of Vapor Film Breaking Agent A plurality of raw material asphalts were prepared by appropriately combining crude oil residues from various production areas. Considering the tendency when adjusting the above-mentioned fraction (x) and fraction (y) of asphaltenes for each raw material asphalt, a purification process by distillation, filtration after refluxing with n-heptane After at least one purification step among the steps and purification step by alumina column chromatography using a developing solvent selected from n-heptane, which is a non-polar solvent, and toluene, dichloromethane, and methanol, which are polar solvents, Vapor breaker (Ab) having the fraction (x), fraction of asphaltenes (y), fraction of aromatics (z), and fraction of resins (w) shown in FIG.
  • Vapor breaker (Ab) having the fraction (x), fraction of asphaltenes (y), fraction of aromatics (
  • (Mb), (Qb), and (Rb) were adjusted as follows.
  • Raw material asphalt (61.1 g) and n-heptane (1830 mL) were added to a round bottom flask, and a reflux condenser was attached, followed by heating to reflux for 1 hour. After refluxing was stopped, the mixture was allowed to stand at room temperature (25 ° C.) for 12 hours and naturally cooled, then the mixture was filtered with a pressure filter, and the filtrate was collected.
  • the heat-treated oil composition containing any of the vapor film breakers (Ab) to (Qb) prepared in Examples 1b to 17b has a characteristic seconds of 2.00 seconds or less and is high. The result was that it had a vapor film breaking effect.
  • the vapor film breaker of the present invention is useful as an additive contained in a heat treatment oil composition used in heat treatment such as quenching of a metal material.

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Abstract

 アスファルトを原料とし、石油学会石油類試験関係規格JPI-5S-70-10及び英国の公的試験法IP-469に記載のいずれかの分析法により得られる、飽和分、アスファルテン分、芳香族分、及びレジン分の総分率100質量%に対する、飽和分の分率(x)(質量%)及びアスファルテン分の分率(y)(質量%)が要件(1)~(3)のいずれかを満たすように調製された、蒸気膜破断剤を提供する。 ・要件(1):1.2926×(x)/100-8.113×(y)/100+2.3384≦2.4000 ・要件(2):(y)≧7.0 ・要件(3):〔(y)/(x)〕≧0.5 当該蒸気膜破断剤は、JIS K2242(2012)に準拠した冷却性試験における特性秒数が2.50秒以下となる高い蒸気膜破断効果を有する熱処理油組成物を調製し得る。

Description

蒸気膜破断剤、及び熱処理油組成物
 本発明は、蒸気膜破断剤、及び基油と共に当該蒸気膜破断剤を含む熱処理油組成物に関する。
 金属材料の焼入れ等の熱処理加工は、通常熱処理液を用いて金属材料に所望の硬さを付与するために行われる。そのため、熱処理液には、金属材料の硬さを高め得る、優れた冷却性能を有することが必要である。
 ところで、冷却能力に非常に優れた液体は水であるが、水系の熱処理液は、冷却性能が高過ぎて金属材料に焼割れが生ずる危険性があり、焼入れ歪みも大きい。
 そのため、金属材料の焼入れ等の熱処理加工では、油系の熱処理液、すなわち熱処理油が一般的に使用されている。特許文献1~3には、このような熱処理油が開示されている。
 ここで、金属材料の焼入れについて説明すると、加熱された金属材料を熱処理油に投入した場合、冷却速度は一定ではなく、通常以下の(1)~(3)の三つの段階を経て冷却される。
(1)金属材料が熱処理液の蒸気で包まれる第1段階(蒸気膜段階)。
(2)蒸気膜が破れて沸騰が起こる第2段階(沸騰段階)。
(3)金属材料の温度が熱処理液の沸点以下となり、対流により熱が奪われる第3段階(対流段階)。
 上記の三つの段階のうち、冷却速度は第2段階の沸騰段階が最も大きい。一般的な熱処理油においては、冷却性能を示す熱伝達率が、特に沸騰段階で急激に立ち上がり、処理物表面で蒸気膜段階と沸騰段階が混在する状態において極めて大きな温度差が生じ、それに伴う熱収縮の差や変態の時間差に起因する熱応力や変態応力が発生して焼入れ歪が増大する。
 つまり、第1段階の蒸気膜段階が終了するまでの時間(JIS K2242(2012)に準拠した冷却性試験における特性秒数、以下、単に「特性秒数」ともいう)が長いと、焼入れ歪を招きやすい。
 当該問題を回避するために、一般的に熱処理油である基油に蒸気膜破断剤を配合することで、蒸気膜段階を短くしている。
 例えば、特許文献1~3には、ポリオレフィン等のポリマーや、アスファルトが蒸気膜破断剤として配合することができる旨の記載がある。
特開2007-009238号公報 特開2008-069321号公報 特開2010-229479号公報
 ところで、熱処理油は、JIS K2242(2012)で1種から3種までに分類されており、例えば、焼入れに使用されるものは、1種の1号油及び2号油、並びに、2種の1号油及び2号油である。これらは、第1段階の蒸気膜段階が終了するまでの時間を示す「JIS K2242(2012)に準拠した冷却性試験における特性秒数」により区分けされている。
 この特性秒数が短いほど、蒸気膜破断効果が高く、焼入れ歪が生じ難い。
 そのため、当該特性秒数が短く、高い蒸気膜破断効果を有する熱処理油とすることができる蒸気膜破断剤が望まれている。
 本発明は、JIS K2242(2012)に準拠した冷却性試験における特性秒数が2.50秒以下となる高い蒸気膜破断効果を有する熱処理油組成物を調製し得る蒸気膜破断剤、及び基油と共に当該蒸気膜破断剤を含む熱処理油組成物を提供することを課題とする。
 本発明者らは、アスファルトを原料とする蒸気膜破断剤のアスファルテン分の分率を適切な範囲に調整することで、上記課題を解決できることを見出し、以下の本発明を完成させた。
 すなわち、本発明の一態様によれば、下記〔1〕~〔2〕が提供される。
〔1〕アスファルトを原料とし、
 石油学会石油類試験関係規格JPI-5S-70-10及び英国の公的試験法IP-469に記載のいずれかの分析法により得られる、飽和分、アスファルテン分、芳香族分、及びレジン分の総分率100質量%に対する、飽和分の分率(x)(質量%)及びアスファルテン分の分率(y)(質量%)が、下記要件(1)~(3)のいずれか1つ以上を満たすように調製された、蒸気膜破断剤。
・要件(1):前記飽和分の分率(x)をx(質量%)、前記アスファルテン分の分率(y)をy(質量%)とした際に、下記計算式(I)から算出されるTの値が2.4000以下である。
 計算式(I):T=1.2926×x/100-8.113×y/100+2.3384
・要件(2):前記アスファルテン分の分率(y)が7.0質量%以上である。
・要件(3):前記アスファルテン分の分率(y)と前記飽和分の分率(x)との比率〔(y)/(x)〕が0.5以上である。
〔2〕基油と共に、上記〔1〕に記載の蒸気膜破断剤を含む、熱処理油組成物。
 本発明の蒸気膜破断剤は、JIS K2242(2012)に準拠した冷却性試験における特性秒数が2.50秒以下となる高い蒸気膜破断効果を有する熱処理油組成物を調製することができる。
 本明細書において、「飽和分」、「アスファルテン分」、「芳香族分」、及び「レジン分」とは、これらの成分の分率を算出するために採用した分析法である、石油学会石油類試験関係規格JPI-5S-70-10もしくは英国の公的試験法IP-469に記載にされたとおりである。
〔蒸気膜破断剤〕
 本発明の蒸気膜破断剤は、アスファルトを原料とするものであり、アスファルトからなるものであってもよく、アスファルトを蒸留や精製等の分離工程後に残ったアスファルトに由来の残渣油からなるものであってもよい。
 本発明において、「アスファルト」とは、天然又は原油残渣として瀝青(二硫化炭素に溶ける炭化水素の化合物)を主成分とする半固体又は固体の物質を指し、具体的には、ストレートアスファルト、改質アスファルト等が挙げられる。
 ストレートアスファルトとしては、原油を蒸留した際に得られる沸点350℃以上の常圧残油を、さらに30~100mmHgの減圧下に減圧蒸留して残渣分として回収される沸点550℃以上の炭化水素を主原料とした石油系アスファルトが挙げられる。
 また、改質アスファルトとしては、上記ストレートアスファルトを溶剤抽出処理して得られる溶剤脱瀝アスファルトや空気酸化処理を行って得られるブローンアスファルト等のストレートアスファルトの性状を改質したアスファルトが挙げられる。
 ところで、蒸気膜破断剤として、ポリオレフィン等のポリマーが用いられる場合もあるが、当該ポリマーを含む熱処理油組成物は、使用を続けるうちに、ポリマーが切断されて蒸気膜破断効果が低下する傾向がある。つまり、蒸気膜破断剤としてポリマーを含む熱処理油組成物は、耐久性に問題がある。
 一方で、アスファルトを原料とした蒸気膜破断剤は、長期間使用しても、熱処理油組成物の蒸気膜破断効果は維持され易く、耐久性が良好である。
 本発明者らは、アスファルトを原料とした蒸気膜破断剤を含む熱処理油組成物について、蒸気膜破断効果の更なる向上を検討した結果、当該蒸気膜破断剤中のアスファルテン分の分率が、熱処理油組成物の蒸気膜破断効果に影響を及ぼすことを発見し、その知見に基づき、本発明を完成させたものである。
 本発明の蒸気膜破断剤は、アスファルトを原料とし、石油学会石油類試験関係規格JPI-5S-70-10及び英国の公的試験法IP-469に記載のいずれかの分析法により得られる、飽和分、アスファルテン分、芳香族分、及びレジン分の総分率100質量%に対する、飽和分の分率(x)(質量%)及びアスファルテン分の分率(y)(質量%)が、下記要件(1)~(3)のいずれか1つ以上を満たすように調製されたものである。
・要件(1):前記飽和分の分率(x)をx(質量%)、前記アスファルテン分の分率(y)をy(質量%)とした際に、下記計算式(I)から算出されるTの値が2.4000以下である。
 計算式(I):T=1.2926×x/100-8.113×y/100+2.3384
・要件(2):前記アスファルテン分の分率(y)が7.0質量%以上である。
・要件(3):前記アスファルテン分の分率(y)と前記飽和分の分率(x)との比率〔(y)/(x)〕が0.5以上である。
 なお、本明細書の以下の記載において、飽和分の分率(x)(質量%)及びアスファルテン分の分率(y)(質量%)について、上記要件(1)を満たす蒸気膜破断剤を「蒸気膜破断剤(1)」といい、上記要件(2)を満たす蒸気膜破断剤を「蒸気膜破断剤(2)」といい、上記要件(3)を満たす蒸気膜破断剤を「蒸気膜破断剤(3)」という。
 また、これら蒸気膜破断剤(1)~(3)をまとめて「本発明の蒸気膜破断剤」という。
 本発明の蒸気膜破断剤において、飽和分の分率(x)(質量%)及びアスファルテン分の分率(y)(質量%)が、上記要件(1)~(3)のいずれか1つ以上を満たすように調製されたものであるが、当該要件(1)~(3)のいずれか2つ以上を満たすように調製されたものであることが好ましく、当該要件(1)~(3)のすべてを満たすように調製されたものであることがより好ましい。
 以下、本発明の一態様である蒸気膜破断剤(1)~(3)について説明する。
<蒸気膜破断剤(1)>
 本発明の一態様である蒸気膜破断剤(1)は、アスファルトを原料とする蒸気膜破断剤であって、飽和分の分率(x)(質量%)及びアスファルテン分の分率(y)(質量%)が、上記要件(1)を満たすように調製されたものである。
 つまり、本発明の一態様である蒸気膜破断剤(1)は、アスファルトを原料とし、下記計算式(I)から算出されるTの値が2.4000以下となる蒸気膜破断剤である。
 計算式(I):T=1.2926×x/100-8.113×y/100+2.3384
 上記計算式(I)中、x及びyは、それぞれ、石油学会石油類試験関係規格JPI-5S-70-10及び英国の公的試験法IP-469に記載のいずれかの分析法により得られる、前記蒸気膜破断剤中の飽和分、アスファルテン分、芳香族分、及びレジン分の総分率(以下、「4成分の総分率」ともいう)100質量%に対する、飽和分の分率(x)(質量%)及びアスファルテン分の分率(y)(質量%)を示す。
 本発明者らは、アスファルトを原料とする蒸気膜破断剤中の飽和分が、熱処理油組成物の蒸気膜破断効果を低下させる要因であり、アスファルテン分は蒸気膜破断効果を向上させ得る要因であるとの知見を得た。
 その上で、本発明者らは、アスファルトを原料とする蒸気膜破断剤中の飽和分の分率及びアスファルテン分の分率と、当該蒸気膜破断剤を用いた熱処理油組成物の特性秒数との関係について、数多くのデータを採取した。前記計算式(I)はそのデータにより得られたものである。
 つまり、前記計算式(I)より算出されるTの値が2.4000以下となるように飽和分の分率及びアスファルテン分の分率を調製した蒸気膜破断剤(1)とすれば、当該蒸気膜破断剤(1)を用いた熱処理油組成物は、特性秒数が2.50秒以下を達成することを本発明者らは見出した。
 そして、本発明の一態様である蒸気膜破断剤(1)は、その知見に基づき完成させたものである。
 上記計算式(I)より算出されるTの値は、2.4000以下であるが、優れた蒸気膜破断効果を有する熱処理油組成物を提供し得る蒸気膜破断剤とする観点から、好ましくは2.1000以下、より好ましくは1.8000以下、より好ましくは1.7000以下、更に好ましくは1.5000以下、より更に好ましくは1.2500以下である。
 また、当該Tの値は、下限値の制限は特に無いが、蒸気膜破断剤の生産性の観点から、好ましくは0.01以上である。
 本発明の一態様である蒸気膜破断剤(1)において、前記飽和分の分率(x)としては、優れた蒸気膜破断効果を有する熱処理油組成物を提供し得る蒸気膜破断剤とする観点から、好ましくは0~40.0質量%、より好ましくは0~30.0質量%、より好ましくは0~25.0質量%、更に好ましくは0~15.0質量%、より更に好ましくは0~10.0質量%である。
 本発明の一態様である蒸気膜破断剤(1)において、前記アスファルテン分の分率(y)としては、優れた蒸気膜破断効果を有する熱処理油組成物を提供し得る蒸気膜破断剤とする観点から、好ましくは3.0質量%以上、より好ましくは5.0質量%以上、より好ましくは7.0質量%以上、更に好ましくは10.0質量%以上、より更に好ましくは14.5質量%以上である。
 また、前記アスファルテン分の分率(y)は、上限値の制限は特に無いが、蒸気膜破断剤の生産性の観点から、好ましくは30.0質量%以下、より好ましくは20.0質量%以下である。
 本発明の一態様である蒸気膜破断剤(1)において、前記分析法により得られる、上述の4成分の総分率100質量%に対する、前記芳香族分の分率(z)としては、前記計算式(I)から算出されるTの値が上記範囲であれば特に制限は無いが、好ましくは20~90質量%、より好ましくは30~90質量%である。
 また、本発明の一態様である蒸気膜破断剤(1)において、前記分析法により得られる、上述の4成分の総分率100質量%に対する、前記レジン分の分率(w)は、前記計算式(I)から算出されるTの値が上記範囲であれば特に制限は無いが、好ましくは5~60質量%、より好ましくは10~60質量%である。
<要件(2)を満たす蒸気膜破断剤(2)>
 本発明の一態様である蒸気膜破断剤(2)は、アスファルトを原料とする蒸気膜破断剤であって、飽和分の分率(x)(質量%)が、上記要件(2)を満たすように調製されたものである。
 つまり、本発明の一態様である蒸気膜破断剤(2)は、アスファルトを原料とし、石油学会石油類試験関係規格JPI-5S-70-10及び英国の公的試験法IP-469に記載のいずれかの分析法により得られる、飽和分、アスファルテン分、芳香族分、及びレジン分の総分率(以下、「4成分の総分率」ともいう)100質量%に対する、前記アスファルテン分の分率(y)が7.0質量%以上となる蒸気膜破断剤である。
 本発明の一態様である蒸気膜破断剤(2)は、アスファルトを原料とする蒸気膜破断剤中のアスファルテン分が、熱処理油組成物の蒸気膜破断効果の向上に寄与するという知見を基に、完成されたものである。
 つまり、本発明の一態様である蒸気膜破断剤(2)は、蒸気膜破断効果の向上に寄与すると考えられるアスファルテン分の分率(y)を7.0質量%以上に調製したため、当該蒸気膜破断剤(2)を含む熱処理油組成物は、特性秒数が2.00秒以下となる高い蒸気膜破断効果を有すると考えられる。
 本発明の一態様である蒸気膜破断剤(2)において、前記アスファルテン分の分率(y)としては、上記観点から、好ましくは9.0質量%以上、より好ましくは10.5質量%以上、更に好ましくは12.0質量%以上、より更に好ましくは14.5質量%以上である。
 また、前記アスファルテン分の分率(y)は、上限値の制限は特に無いが、蒸気膜破断剤の生産性の観点から、好ましくは30.0質量%以下、より好ましくは20.0質量%以下である。
 本発明の一態様である蒸気膜破断剤(2)において、前記分析法により得られる、上述の4成分の総分率100質量%に対する、前記飽和分の分率(x)としては、優れた蒸気膜破断効果を有する熱処理油組成物を提供し得る蒸気膜破断剤とする観点から、好ましくは0~40.0質量%、より好ましくは0~30.0質量%、より好ましくは0~25.0質量%、更に好ましくは0~15.0質量%、より更に好ましくは0~10.0質量%である。
 本発明の一態様である蒸気膜破断剤(2)において、前記分析法により得られる、上述の4成分の総分率100質量%に対する、前記芳香族分の分率(z)としては、少なくとも前記要件(2)を満たす限り特に制限は無いが、好ましくは20~90質量%、より好ましくは30~90質量%である。
 本発明の一態様である蒸気膜破断剤(2)において、前記分析法により得られる、上述の4成分の総分率100質量%に対する、前記レジン分の分率(w)は、少なくとも前記要件(2)を満たす限り特に制限は無いが、好ましくは5~60質量%、より好ましくは10~60質量%である。
<要件(3)を満たす蒸気膜破断剤(3)>
 本発明の一態様である蒸気膜破断剤(3)は、アスファルトを原料とする蒸気膜破断剤であって、飽和分の分率(x)(質量%)及びアスファルテン分の分率(y)(質量%)が、上記要件(3)を満たすように調製されたものである。
 つまり、本発明の一態様である蒸気膜破断剤(3)は、アスファルトを原料とし、石油学会石油類試験関係規格JPI-5S-70-10及び英国の公的試験法IP-469に記載のいずれかの分析法により得られる、飽和分、アスファルテン分、芳香族分、及びレジン分の総分率100質量%に対する、前記アスファルテン分の分率(y)と前記飽和分の分率(x)との比率〔(y)/(x)〕が0.5以上となる蒸気膜破断剤である。
 本発明者らは、アスファルトを原料とする蒸気膜破断剤中の飽和分が、熱処理油組成物の蒸気膜破断効果を低下させる要因では無いかという知見を得た。
 そして、本発明者らは、その知見に基づき、熱処理油組成物の蒸気膜破断効果に寄与するアスファルテン分を、当該効果を低下させる飽和分に対して十分に含まれるように調製することで、アスファルテン分の分率(y)の値の大きさに依らずに、熱処理油組成物の蒸気膜破断効果を向上させることができると考えた。
 つまり、本発明の一態様である蒸気膜破断剤(3)は、アスファルテン分の分率(y)と飽和分の分率(x)との比率〔(y)/(x)〕が0.5以上であり、飽和分に対してアスファルテン分が十分に含まれているため、当該蒸気膜破断剤(3)を含む熱処理油組成物は、特性秒数が2.00秒以下となる高い蒸気膜破断効果を有すると考えられる。
 本発明の蒸気膜破断剤(3)において、アスファルテン分の分率(y)と飽和分の分率(x)との比率〔(y)/(x)〕は、上記観点から、好ましくは0.80以上、より好ましくは0.85以上、更に好ましくは1.50以上、より更に好ましくは3.00以上である。
 また、蒸気膜破断剤の生産性の観点から、当該比率〔(y)/(x)〕は、好ましくは50.0以下、より好ましくは20.0以下、更に好ましくは10.0以下である。
 なお、本発明の蒸気膜破断剤(3)において、前記分析法により得られる、上述の4成分の総分率100質量%に対する、前記飽和分の分率(x)としては、上記観点から、好ましくは0~25.0質量%、より好ましくは0~15.0質量%、更に好ましくは0~10.0質量%である。
 本発明の一態様である蒸気膜破断剤(3)において、前記分析法により得られる、上述の4成分の総分率100質量%に対する、前記芳香族分の分率(z)は、少なくとも前記要件(3)を満たす限り特に制限は無いが、好ましくは20~90質量%、より好ましくは30~90質量%である。
 本発明の一態様である蒸気膜破断剤(3)において、前記分析法により得られる、上述の4成分の総分率100質量%に対する、前記レジン分の分率(w)は、少なくとも前記要件(3)を満たす限り特に制限は無いが、好ましくは5~60質量%、より好ましくは10~60質量%である。
<本発明の蒸気膜破断剤(1)~(3)の共通事項>
 本発明の蒸気膜破断剤(1)~(3)において、飽和分及びアスファルテン分の各分率は、例えば、以下の事項を考慮することで、調整することができる。
・アスファルテン分はn-ヘプタンに不溶であるため、原料であるアスファルトに、n-ペプタンを加え、ろ過物を採取すれば、アスファルテン分の分率が高めることができる。
・また、アスファルトに、プロパン及びブタンの混合溶媒を加え、脱れき油と分離することによっても、アスファルテン分の分率を高めることができる。
・シリカゲルやアルミナを充填したカラムクロマトグラフィーにより、アスファルトをヘプタン等の非極性溶媒から、トルエン、ジクロロメタン、メタノール等の極性溶媒で順次展開していく事で、飽和分の分率を減少させ、アスファルテン分の分率を高める事が可能である。
 本発明の蒸気膜破断剤(1)~(3)において、残炭の含有量は、当該蒸気膜破断剤の全量(100質量%)に対して、好ましくは8.0~40.0質量%、より好ましくは10.0~37.0質量%、更に好ましくは13.0~35.0質量%、より更に好ましくは16.0~30.0質量%である。
 残炭の含有量が上記範囲である蒸気膜破断剤を含む熱処理油組成物は、特性秒数をより小さくことができ、より高い蒸気膜破断効果を発現し得る。
 なお、本発明において、「残炭」とは、原油に由来の化合物であって、蒸留等の加熱工程後に残るコークス状の炭化残留物を指し、「残留炭素」と同義語である。
 また、本明細書において、蒸気膜破断剤中に含まれる残炭の含有量は、JIS K2270-2(2009)(ミクロ法)に準拠して測定された値を意味する。
 残炭の含有量は、飽和分の分率(x)が少ないほど、及び、アスファルテン分の分率(y)が多いほど、増加する傾向にある。そのため、飽和分及びアスファルテン分の各分率の上述の調整法を参考にすることで、残炭の含有量も調整することができる。
〔熱処理油組成物〕
 本発明の熱処理油組成物は、基油と共に、上述の本発明の蒸気膜破断剤を含むものであり、必要に応じて、さらに熱処理油用添加剤を含んでもよい。
 本発明の一態様の熱処理油組成物において、本発明の蒸気膜破断剤の含有量は、当該熱処理油組成物の全量(100質量%)基準で、好ましくは0.1~20質量%、より好ましくは0.2~18質量%、更に好ましくは0.3~15質量%、より更に好ましくは0.5~12質量%である。
 また、本発明の一態様の熱処理油組成物は、効果を損なわない範囲内で、上述の本発明の蒸気膜破断剤には該当しない、他の蒸気膜破断剤を含有してもよい。
 他の蒸気膜破断剤としては、例えば、エチレン-α-オレフィン共重合体、ポリオレフィン、ポリメタクリレート類等の重量平均分子量が5,000~100,000のポリマー、本発明の蒸気膜破断剤には該当しないアスファルトから分離された残渣油が挙げられる。
 本発明の一態様の熱処理油組成物中に含まれる蒸気膜破断剤の全量(100質量%)に対する、本発明の蒸気膜破断剤の含有比率は、好ましくは80~100質量%、より好ましくは90~100質量%、更に好ましくは95~100質量%、より更に好ましくは99~100質量%である。
 なお、蒸気膜破断剤として上述のポリマーを含む熱処理油組成物は、使用を続けるうちに、当該ポリマーの主鎖が切断され、蒸気膜破断効果が低下する傾向があり、耐久性に問題がある。そのため、当該ポリマーの含有量は少ない方が好ましい。
 本発明の一態様の熱処理油組成物において、上記ポリマーの含有量は、熱処理油組成物中に含まれる本発明の蒸気膜破断剤100質量部に対して、好ましくは0~20質量部、より好ましくは0~10質量部、更に好ましくは0~5質量部、より更に好ましくは0~1質量部である。
<基油>
 本発明の一態様で用いる基油としては、特に制限はされず、鉱油及び合成油のいずれであっても使用することができる。
 なお、本発明の一態様で用いる基油は、単独で又は2種以上を併用してもよい。
 鉱油としては、例えば、パラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油等が挙げられ、より具体的には、原油を常圧蒸留して得られる常圧残油を減圧蒸留して得られる留分を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、水素化精製等の処理を1つ以上行って精製したもの、あるいはワックス異性化鉱油等が挙げられる。
 鉱油の中でも、硫黄分を低減させた潤滑油組成物とする観点から、高精製度鉱油を用いることが好ましい。当該高精製度鉱油は、原油から得られる重質留分に溶剤精製、水素化精製あるいは水素化分解を施すことで得られる。
 合成油としては、例えば、ポリα-オレフィン類、ポリフェニルエーテル、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、ポリフェニル系炭化水素、エステル油(例えば、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールの脂肪酸エステル)、グリコール系合成油、GTL(Gas to Liquids)等が挙げられる。
 本発明の一態様で用いる基油の40℃における動粘度としては、好ましくは5~600mm/s、より好ましくは6~570mm/s、更に好ましくは7~540mm/s、より更に好ましくは8~500mm/s、特に好ましくは9~480mm/sである。
 当該基油の40℃における動粘度が5mm/s以上であれば、引火点を高く保つことができ、油煙の発生を抑制した熱処理油組成物とすることができる。一方、基油の動粘度が600mm/s以下であれば、冷却性能が良好な熱処理油組成物とすることができる。
 なお、本明細書において、40℃における動粘度は、JIS K2283(2000)に準拠して測定した値である。
 本発明の一態様で用いる基油の粘度指数としては、酸化安定性の観点から、好ましくは85以上、より好ましくは95以上、更に好ましくは105以上である。
 なお、本明細書において、粘度指数は、JIS K2283(2000)に準拠して測定した値である。
 本発明の一態様の熱処理油組成物において、基油の含有量は、当該熱処理油組成物の全量(100質量%)基準で、好ましくは80~99.99質量%、より好ましくは82~99.9質量%、更に好ましくは85~99.9質量%、より更に好ましくは88~99.0質量%である。
<熱処理油用添加剤>
 本発明の一態様の熱処理油組成物は、効果を損なわない範囲内で、一般的な熱処理油組成物に用いられる熱処理油用添加剤を含有してもよい。
 本発明の一態様の熱処理油組成物は、酸化防止剤、清浄剤、分散剤、光輝性向上剤、及び熱分解抑制剤からなる群より選ばれる1種以上の熱処理油用添加剤を含むことが好ましい。
 なお、本発明の一態様において、これらの熱処理油用添加剤が複数併用してなるパッケージ添加剤を用いてもよい。
 本発明の一態様の熱処理油組成物において、蒸気膜破断剤を除く熱処理油用添加剤の合計含有量は、当該熱処理油組成物の全量(100質量%)基準で、好ましくは0~20質量%、より好ましくは0~18質量%、更に好ましくは0~15質量%である。
 なお、上記の含有量は、「蒸気膜破断剤を除く」熱処理油用添加剤の合計含有量であって、当該含有量が「0質量%」の場合は、蒸気膜破断剤以外の熱処理油用添加剤を含有せず、基油及び蒸気膜破断剤のみを含有する熱処理油組成物を示す。
(酸化防止剤)
 酸化防止剤は、例えば、熱処理油組成物を繰り返して使用した際に生じるスラッジの発生を抑制する作用を有する。
 酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤等が挙げられる。
 フェノール系酸化防止剤としては、例えば、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール、2,6-ジ-tert-ブチル-4-エチルフェノール、2,4,6-トリ-tert-ブチルフェノール、2,6-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシメチルフェノール、2,6-ジ-tert-ブチルフェノール、2,4-ジメチル-6-tert-ブチルフェノール、2,6-ジ-tert-ブチル-4-(N,N-ジメチルアミノメチル)フェノール、2,6-ジ-tert-アミル-4-メチルフェノール、n-オクタデシル-3-(4-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ブチルフェニル)プロピオネート等の単環フェノール類;4,4’-メチレンビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)、4,4’-イソプロピリデンビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、4,4’-ビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)、4,4’-ビス(2-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-エチル-6-tert-ブチルフェノール)、4,4’-ブチリデンビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、2,2’-チオビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、4,4’-チオビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェノール)等の多環フェノール類;等が挙げられる。
 アミン系酸化防止剤としては、例えば、ジフェニルアミン系酸化防止剤、ナフチルアミン系酸化防止剤等が挙げられる。
 ジフェニルアミン系酸化防止剤としては、例えば、炭素数3~20のアルキル基を有するアルキル化ジフェニルアミン等が挙げられ、具体的には、ジフェニルアミン、モノオクチルジフェニルアミン、モノノニルジフェニルアミン、4,4’-ジブチルジフェニルアミン、4,4’-ジヘキシルジフェニルアミン、4,4’-ジオクチルジフェニルアミン、4,4’-ジノニルジフェニルアミン、テトラブチルジフェニルアミン、テトラヘキシルジフェニルアミン、テトラオクチルジフェニルアミン、テトラノニルジフェニルアミン等が挙げられる。
 ナフチルアミン系酸化防止剤としては、例えば、炭素数3~20のアルキル置換フェニル-α-ナフチルアミン等が挙げられ、具体的には、α-ナフチルアミン、フェニル-α-ナフチルアミン、ブチルフェニル-α-ナフチルアミン、ヘキシルフェニル-α-ナフチルアミン、オクチルフェニル-α-ナフチルアミン、ノニルフェニル-α-ナフチルアミン等が挙げられる。
 これらの酸化防止剤は、単独で又は2種以上を併用してもよい。
 酸化防止剤の含有量は、酸化防止効果及び経済性のバランス等の観点から、熱処理油組成物の全量(100質量%)基準で、好ましくは0.01~10質量%、より好ましくは0.03~5質量%、更に好ましくは0.05~3質量%である。
(清浄剤)
 清浄剤は、熱処理油組成物を繰り返して使用した際に生じるスラッジの分散効果を向上させる作用を有すると共に、特に、金属系清浄剤は、さらに劣化酸の中和剤としての作用も有する。
 清浄剤としては、例えば、金属系清浄剤等が挙げられ、具体的には、中性金属スルホネート、中性金属フェネート、中性金属サリチレート、中性金属ホスホネート、塩基性スルホネート、塩基性フェネート、塩基性サリチレート、過塩基性スルホネート、過塩基性サリチレート、過塩基性ホスホネート等が挙げられる。
 これらの清浄剤は、単独で又は2種以上を併用してもよい。
 清浄剤の含有量は、熱処理油組成物の全量(100質量%)基準で、好ましくは0.01~5質量%、より好ましくは0.02~3質量%である。
(分散剤)
 分散剤は、熱処理油組成物を繰り返して使用した際に生じるスラッジの分散効果を向上させる作用を有する。
 分散剤としては、例えば、無灰系分散剤等が挙げられ、具体的には、アルケニルコハク酸イミド類、ホウ素含有アルケニルコハク酸イミド類、ベンジルアミン類、ホウ素含有ベンジルアミン類、コハク酸エステル類、脂肪酸あるいはコハク酸で代表される一価又は二価カルボン酸アミド類等が挙げられる。
 これらの分散剤は、単独で又は2種以上を併用してもよい。
 分散剤の含有量は、熱処理油組成物の全量(100質量%)基準で、好ましくは0.01~5質量%、より好ましくは0.02~3質量%である。
(光輝性向上剤)
 光輝性向上剤としては、例えば、油脂や油脂脂肪酸、アルケニルコハク酸イミド、置換ヒドロキシ芳香族カルボン酸エステル誘導体等が挙げられる。
 これらの光輝性向上剤は、単独で又は2種以上を併用してもよい。
 光輝性向上剤の含有量は、熱処理油組成物の全量(100質量%)基準で、好ましくは0.01~5質量%、より好ましくは0.02~3質量%である。
(熱分解抑制剤)
 熱分解抑制剤としては、例えば、ジフェニルモノスルフィド、ジフェニルジスルフィド、ジブチルヒドロキシトルエン等が挙げられる。
 これらの熱分解抑制剤は、単独で又は2種以上を併用してもよい。
 熱分解抑制剤の含有量は、熱処理油組成物の全量(100質量%)基準で、好ましくは0.01~5質量%、より好ましくは0.02~3質量%である。
<熱処理油組成物の物性>
 本発明の一態様の熱処理油組成物のJIS K2242(2012)に準拠した冷却性試験における特性秒数は、好ましくは2.50秒以下、より好ましくは2.00秒以下、より好ましくは1.90秒以下、更に好ましくは1.50秒以下、より更に好ましくは1.10秒以下、特に好ましくは1.00秒以下である。
 なお、本発明の一態様である蒸気膜破断剤(1)を含む熱処理油組成物の当該特性秒数としては、好ましくは2.50秒以下、より好ましくは1.90秒以下、更に好ましくは1.50秒以下、より更に好ましくは1.10秒以下である。
 また、本発明の一態様である蒸気膜破断剤(2)又は(3)を含む熱処理油組成物の当該特性秒数としては、好ましくは2.00秒以下、より好ましくは1.50秒以下、更に好ましくは1.00秒以下である。
 なお、当該特性秒数は、値が小さいほど好ましいが、0秒超である。
 本発明の熱処理油組成物は、基油と共に、上述の本発明の蒸気膜破断剤を含むため、特性秒数が上記値以下に調整することができ、高い蒸気膜破断効果を有する。
 本発明の一態様の熱処理油組成物の40℃における動粘度としては、好ましくは5~400mm/s、より好ましくは7~380mm/s、更に好ましくは10~350mm/s、より更に好ましくは12~320mm/sである。
 当該熱処理油組成物の40℃における動粘度が5mm/s以上であれば、引火点を高く保つことができ、油煙の発生を抑制した熱処理油組成物とすることができる。一方、当該熱処理油組成物基油の動粘度が400mm/s以下であれば、冷却性能が良好な熱処理油組成物とすることができる。
 本発明の一態様の熱処理油組成物の粘度指数としては、酸化安定性の観点から、好ましくは100以上、より好ましくは105以上、更に好ましくは110以上である。
 本発明の一態様の熱処理油組成物の引火点としては、引火の危険性を低下させ、同時に熱処理加工時における油煙の発生を抑制し得る熱処理油組成物とする観点から、好ましくは150℃以上、より好ましくは170℃以上である。
 なお、本明細書において、引火点は、JIS K2265-1(2007)(タグ密閉式引火点試験方法)に準拠して測定した値である。
 本発明の一態様の熱処理油組成物の硫黄分の含有量が、スラッジの発生を抑制し得る熱処理油組成物とする観点から、好ましくは300質量ppm以下、より好ましくは200質量ppm以下、更に好ましくは100質量ppm以下である。
 なお、本明細書において、硫黄分の含有量は、JIS K2541-3(2003)(燃焼管式空気法)に準拠して測定した値である。
<熱処理油組成物の用途>
 本発明の熱処理油組成物は、金属材料の熱処理において、優れた冷却性能を発揮できるので、例えば、炭素鋼、ニッケル-マンガン鋼、クロム-モリブデン鋼、マンガン鋼等の各種合金鋼に焼入れを行う際の熱処理油として好適に用いることができる。
 なお、本発明の熱処理油組成物を用いて、鋼材等の金属材料を焼入れ処理する際の当該熱処理油組成物の温度範囲を、通常の焼入れ処理の温度である60~150℃の範囲に設定してもよいし、150℃以上の高温に設定してもよい。
 以下に、本発明を、実施例により、さらに具体的に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
[性状、性能評価]
(1)蒸気膜破断剤中の各成分の分率
 英国の公的試験法IP-469に記載の方法に準拠して、蒸気膜破断剤中の飽和分、アスファルテン分、芳香族分、及びレジン分の各分率を測定した。その上で、これら4つの成分の総分率を100質量%とした際の、飽和分の分率(x)、アスファルテン分の分率(y)、芳香族分の分率(z)、及びレジン分の分率(w)をそれぞれ算出した。
(2)蒸気膜破断剤中の残炭の含有量
 JIS K2270-2(2009)(ミクロ法)に準拠して測定した。
(3)動粘度
 JIS K2283(2000)(ASTM D 445)に準拠して測定した。
(4)粘度指数
 JIS K2283(2000)(ASTM D 445)に準拠して測定した。
(5)特性秒数
 JIS K2242(2012)に準拠した冷却性試験に行い、測定した。
実施例1a~20a、比較例1a~2a
(1)蒸気膜破断剤の調製
 様々な産地の原油の残渣を適宜組み合わせてなる原料アスファルトを複数用意した。各原料アスファルトに対して、上述の飽和分の分率(x)及びアスファルテン分の分率(y)の調整する際の傾向を考慮し、蒸留による精製工程、n-ヘプタンとの還流後のろ過工程、並びに、非極性溶媒であるn-ヘプタンと、極性溶媒であるトルエン、ジクロロメタン及びメタノールとから選ばれる展開溶媒を使用したアルミナカラムクロマトグラフィーによる精製工程のうち少なくとも一つの精製工程を経て、表1に示す飽和分の分率(x)、アスファルテン分の分率(y)、芳香族分の分率(z)、及びレジン分の分率(w)を有する蒸気膜破断剤(A-a)~(V-a)をそれぞれ調製した。
 例えば、蒸気膜破断剤(F-a)、(Q-a)、(U-a)については、以下のようにして調整した。
 丸底フラスコに原料アスファルト61.1g及びn-ヘプタン1830mLを加え、還流冷却器を付けて、1時間加熱還流した。還流を停止し、室温(25℃)にて12時間静置し自然冷却した後、加圧ろ過器にて混合物をろ過し、ろ液を採取した。
 次に、カラム管に活性アルミナを1kg充填し、n-ヘプタンで湿潤させた後、上記ろ液をカラム管に通し、n-ヘプタン4L、トルエン4L、メタノール/ジクロロメタン=1/1(容積比)の混合溶媒4Lを展開溶媒として、この順で注入し、n-ヘプタン溶出分、トルエン溶出分、並びに、メタノールとジクロロメタンとの混合溶媒溶出分を、それぞれ分取した。
 各溶出分の溶媒を減圧留去し、n-ヘプタン溶出分からは蒸気膜破断剤(U-a)を24.4g、トルエン溶出分からは蒸気膜破断剤(F-a)を30.8g、メタノールとジクロロメタンとの混合溶媒溶出分からは蒸気膜破断剤(Q-a)を6.7g得た。
 なお、これらの蒸気膜破断剤(A-a)~(V-a)について、飽和分の分率(x)及びアスファルテン分の分率(y)の値を、それぞれ前記計算式(I)中のx及びyとして、当該計算式中に代入して算出されるTの値は、表1に示すとおりであった。
(2)熱処理油組成物の調製
 70N鉱油(40℃動粘度=15mm/s、粘度指数=95)を94質量部、及び蒸気膜破断剤(A-a)~(V-a)のそれぞれ6質量部配合し、撹拌して、熱処理油組成物を調製した。
 調製した熱処理油組成物について、上述の方法に準拠し、特性秒数、40℃動粘度、及び粘度指数を測定した。また、測定した特性秒数の値に基づき、各熱処理油組成物の蒸気膜破断効果を、下記の基準によって評価した。これらの結果を表1に示す。
AA:特性秒数が1.50秒以下である。
A:特性秒数が1.50秒超1.90秒以下である。
B:特性秒数が1.90秒超2.50秒以下である。
C:特性秒数が2.50秒超である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1より、実施例1a~20aで調製した蒸気膜破断剤(A-a)~(T-a)のいずれかを含む熱処理油組成物は、特性秒数が2.50秒以下となり、高い蒸気膜破断効果を有する結果となった。
実施例1b~17b、比較例1b~2b、参考例3b
(1)蒸気膜破断剤の調製
 様々な産地の原油の残渣を適宜組み合わせてなる原料アスファルトを複数用意した。各原料アスファルトに対して、上述の飽和分の分率(x)及びアスファルテン分の分率(y)の調整する際の傾向を考慮し、蒸留による精製工程、n-ヘプタンとの還流後のろ過工程、並びに、非極性溶媒であるn-ヘプタンと、極性溶媒であるトルエン、ジクロロメタン及びメタノールとから選ばれる展開溶媒を使用したアルミナカラムクロマトグラフィーによる精製工程のうち少なくとも一つの精製工程を経て、表2に示す飽和分の分率(x)、アスファルテン分の分率(y)、芳香族分の分率(z)、及びレジン分の分率(w)を有する蒸気膜破断剤(A-b)~(T-b)をそれぞれ調製した。
 例えば、蒸気膜破断剤(M-b)、(Q-b)、(R-b)については、以下のようにして調整した。
 丸底フラスコに原料アスファルト61.1g及びn-ヘプタン1830mLを加え、還流冷却器を付けて、1時間加熱還流した。還流を停止し、室温(25℃)にて12時間静置し自然冷却した後、加圧ろ過器にて混合物をろ過し、ろ液を採取した。
 次に、カラム管に活性アルミナを1kg充填し、n-ヘプタンで湿潤させた後、上記ろ液をカラム管に通し、n-ヘプタン4L、トルエン4L、メタノール/ジクロロメタン=1/1(容積比)の混合溶媒4Lを展開溶媒として、この順で注入し、n-ヘプタン溶出分、トルエン溶出分、並びに、メタノールとジクロロメタンとの混合溶媒溶出分を、それぞれ分取した。
 各溶出分の溶媒を減圧留去し、n-ヘプタン溶出分からは蒸気膜破断剤(R-b)を24.4g、トルエン溶出分からは蒸気膜破断剤(Q-b)を30.8g、メタノールとジクロロメタンとの混合溶媒溶出分からは蒸気膜破断剤(M-b)を6.7g得た。
(2)熱処理油組成物の調製
 70N鉱油(40℃動粘度=15mm/s、粘度指数=95)を94質量部、及び蒸気膜破断剤(A-b)~(T-b)のそれぞれ6質量部配合し、撹拌して、熱処理油組成物を調製した。
 調製した熱処理油組成物について、上述の方法に準拠し、特性秒数、40℃動粘度、及び粘度指数を測定した。また、測定した特性秒数の値に基づき、各熱処理油組成物の蒸気膜破断効果を、下記の基準によって評価した。これらの結果を表2に示す。
AA:特性秒数が1.00秒以下である。
A:特性秒数が1.00秒超1.50秒以下である。
B:特性秒数が1.50秒超2.00秒以下である。
C:特性秒数が2.00秒超である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表2より、実施例1b~17bで調製した蒸気膜破断剤(A-b)~(Q-b)のいずれかを含む熱処理油組成物は、特性秒数が2.00秒以下となり、高い蒸気膜破断効果を有する結果となった。
 本発明の蒸気膜破断剤は、金属材料の焼入れ等の熱処理加工の際に使用される熱処理油組成物に含まれる添加剤として有用である。

Claims (12)

  1.  アスファルトを原料とし、
     石油学会石油類試験関係規格JPI-5S-70-10及び英国の公的試験法IP-469に記載のいずれかの分析法により得られる、飽和分、アスファルテン分、芳香族分、及びレジン分の総分率100質量%に対する、飽和分の分率(x)(質量%)及びアスファルテン分の分率(y)(質量%)の少なくとも一方が、下記要件(1)~(3)のいずれか1つ以上を満たすように調製された、蒸気膜破断剤。
    ・要件(1):前記飽和分の分率(x)をx(質量%)、前記アスファルテン分の分率(y)をy(質量%)とした際に、下記計算式(I)から算出されるTの値が2.4000以下である。
     計算式(I):T=1.2926×x/100-8.113×y/100+2.3384
    ・要件(2):前記アスファルテン分の分率(y)が7.0質量%以上である。
    ・要件(3):前記アスファルテン分の分率(y)と前記飽和分の分率(x)との比率〔(y)/(x)〕が0.5以上である。
  2.  前記要件(1)を満たす、請求項1に記載の蒸気膜破断剤。
  3.  前記アスファルテン分の分率(y)が3.0質量%以上である、請求項2に記載の蒸気膜破断剤。
  4.  前記要件(2)を満たす、請求項1に記載の蒸気膜破断剤。
  5.  前記要件(3)を満たす、請求項1に記載の蒸気膜破断剤。
  6.  前記飽和分の分率(x)が0~40.0質量%である、請求項1~5のいずれか1項に記載の蒸気膜破断剤。
  7.  残炭の含有量が、前記蒸気膜破断剤の全量に対して、8.0~40.0質量%である、請求項1~6のいずれか1項に記載の蒸気膜破断剤。
  8.  基油と共に、請求項1~7のいずれか1項に記載の蒸気膜破断剤を含む、熱処理油組成物。
  9.  さらに酸化防止剤、清浄剤、分散剤、光輝性向上剤、及び熱分解抑制剤からなる群より選ばれる1種以上の熱処理油用添加剤を含む、請求項8に記載の熱処理油組成物。
  10.  前記基油の40℃における動粘度が5~600mm/sである、請求項8又は9に記載の熱処理油組成物。
  11.  前記蒸気膜破断剤の含有量が、前記熱処理油組成物の全量に対して、0.1~20質量%である、請求項8~10のいずれか1項に記載の熱処理油組成物。
  12.  JIS K2242(2012)に準拠した冷却性試験における特性秒数が2.50秒以下である、請求項8~11のいずれか1項に記載の熱処理油組成物。
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