WO2020246514A1 - 金属加工油 - Google Patents

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WO2020246514A1
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知晃 岡野
順英 谷野
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出光興産株式会社
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    • C10N2040/20—Metal working
    • C10N2040/243—Cold working

Definitions

  • the present invention provides a base oil and a metalworking oil containing a compound that is liquid under normal pressure but undergoes a phase transition from liquid to solid under increasing pressure. That is, the present invention provides the following [1] to [14].
  • the base oil (A) and the compound (B) which is liquid under a pressure of 0.1 MPa but undergoes a phase transition from a liquid to a solid under a pressure increase in the range of 0.1 MPa to 300 MPa are contained.
  • Metalworking oil [2] The metalworking oil according to the above [1], wherein the kinematic viscosity of the metalworking oil at 40 ° C. is 100 mm 2 / s or less.
  • R 1 , R 2 and R 3 are independently alkyl groups having 10 to 40 carbon atoms, and R 4 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • Metalworking oil [9] The metal processing according to any one of the above [1] to [8], further comprising one or more compounds (D) selected from fatty acids and fatty acid esters, which do not correspond to the component (B). oil. [10] The metalworking oil according to any one of the above [1] to [9], which further contains a pour point lowering agent (E). [11] The metalworking oil according to any one of the above [1] to [10], wherein the water content is less than 1.0% by mass based on the total amount of the metalworking oil. [12] The metalworking oil according to any one of the above [1] to [11], which is applied to cold forging of a metal material.
  • composition of metalworking oil For conventional metalworking oils for plastic working, for example, the viscosity at 40 ° C. is adjusted to be as high as 100 mm 2 / s or more, and a method of suppressing seizure on a metal material has been adopted.
  • a high-viscosity metalworking oil has a problem that it is difficult to supply the metalworking oil to a metal material because the handleability is poor.
  • high-viscosity metalworking oils have reduced fluidity due to increased viscosity when used in a low-temperature environment, and in some cases, metalworking oils solidify when processing metal materials. Harmful effects can also occur.
  • the low-viscosity metalworking oil can suppress the above-mentioned problems, but has a problem in that seizure to the metal material is likely to occur. In particular, when it is used for cold forging, there is a problem that the frequency of seizure on the metal material increases.
  • the metal processing oil of the present invention is a liquid with the base oil (A) under a pressure of 0.1 MPa, but from a liquid under a pressure increase in the range of 0.1 MPa to 300 MPa.
  • the above problem is solved by preparing the compound (B) that undergoes a phase transition to a solid so as to contain the compound (B) (hereinafter, also referred to as “phase transition compound”). Since the phase transition compound used as the component (B) is a liquid under normal pressure (under a pressure of 0.1 MPa), the handleability of the metalworking oil can be well maintained.
  • the phase transition compound of the component (B) is a liquid under normal pressure, so that the handling property can be improved by containing the phase transition compound. It can also be a good metal processing oil. Then, it is considered that the phase transition compound used as the component (B) can solidify on the surface of the metal material to be processed and form a strong oil film when the pressure is increased during plastic working, and the present invention
  • the metalworking oil of the above can effectively suppress the occurrence of seizure on the metal material. Therefore, the metalworking oil according to one aspect of the present invention has an excellent balance between low viscosity and seizure resistance, and can be particularly suitably used for cold forging of metal materials.
  • the kinematic viscosity at 100 ° C. for one embodiment of the metalworking fluids of the present invention is preferably 12.0 mm 2 / s or less, more preferably 11.0 mm 2 / s or less, more preferably 10. 0 mm 2 / s or less, more preferably 9.0 mm 2 / s or less, preferably 2.0 mm 2 / s or more, more preferably 3.0 mm 2 / s or more, still more preferably 4.0 mm 2 / S or more, more preferably 4.5 mm 2 / s or more.
  • the viscosity index of the metalworking oil according to one aspect of the present invention is preferably 60 or more, more preferably 70 or more, still more preferably 80 or more, and even more preferably 85 or more.
  • the kinematic viscosity and the viscosity index mean values measured and calculated in accordance with JIS K2283: 2000.
  • the metalworking oil according to one aspect of the present invention further comprises one or more compounds (D) selected from fatty acids and fatty acid esters, which do not correspond to the sulfur-based extreme pressure agent (C) and component (B), and fluid. It is preferable to contain at least one selected from the point depressant (E), more preferably to contain two or more selected from the components (C), (D) and (E), and the component (C), It is more preferable to contain both (D) and (E). Further, the metalworking oil according to one aspect of the present invention may contain components other than the above components (A) to (E) as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the total content of the components (A) and (B) is preferably 25 to 100% by mass based on the total amount (100% by mass) of the metalworking oil. It is more preferably 35 to 100% by mass, further preferably 45 to 100% by mass, still more preferably 55 to 100% by mass, and particularly preferably 60 to 100% by mass.
  • Examples of the synthetic oil include poly such as an ⁇ -olefin homopolymer or an ⁇ -olefin copolymer (for example, an ⁇ -olefin copolymer having 8 to 14 carbon atoms such as an ethylene- ⁇ -olefin copolymer).
  • Examples thereof include synthetic oil (GTL) obtained by isomerizing the produced wax (GTL wax (Gas To Liquids WAX)).
  • Kinematic viscosity at 40 ° C. of the base oil used in one embodiment of the present invention (A), from the viewpoint of the metalworking oil further improves seizure resistance, preferably 10 mm 2 / s or more, more preferably 20 mm 2 / s or more, more preferably 30 mm 2 / s or more, more preferably 40 mm 2 / s or more, further preferably 100 mm 2 / s or more, further preferably 200 mm 2 / s or more, still more preferably 300 mm 2 / s or more, More preferably, it is 350 mm 2 / s or more, and particularly preferably 400 mm 2 / s or more.
  • the metal processing oil of the present invention is a liquid under normal pressure (under a pressure of 0.1 MPa) even if a base oil having a kinematic viscosity of 100 mm 2 / s or more at 40 ° C. is used as the base oil (A). Since the phase transition compound of a certain component (B) is contained, the kinematic viscosity of the obtained metal processing oil can be appropriately adjusted, and the metal processing oil having good handleability can be obtained. On the other hand, the kinematic viscosity of the base oil (A) used in one aspect of the present invention at 40 ° C.
  • mm 2 / s or less is preferably 1000 mm 2 / s or less, more preferably 900 mm 2 / s or less, still more preferably 800 mm 2 / s or less. It is more preferably 700 mm 2 / s or less, and particularly preferably 600 mm 2 / s or less.
  • the kinematic viscosity of the base oil (A) used in one aspect of the present invention at 100 ° C. is preferably 2.0 mm 2 / s or more, more preferably 3.0 mm 2 / s or more, more preferably from the same viewpoint as above.
  • the viscosity index of the base oil (A) used in one embodiment of the present invention is preferably 2 or more, more preferably 5 or more, further preferably 10 or more, still more preferably 20 or more, and particularly preferably 30 or more. is there.
  • the kinematic viscosity and viscosity index of the mixed oil are preferably in the above ranges.
  • the content of the component (A) is preferably 20 to 99.9% by mass, more preferably 30 to 95% based on the total amount (100% by mass) of the metalworking oil. It is by mass, more preferably 35 to 90% by mass, even more preferably 40 to 80% by mass, and particularly preferably 45 to 70% by mass.
  • the metalworking oil of the present invention contains a compound (B) that undergoes a phase transition from a liquid to a solid under a pressure increase in the range of 0.1 MPa to 300 MPa.
  • the component (B) is a liquid under normal pressure (under a pressure of 0.1 MPa), but undergoes a phase transition to a solid under an increase in pressure up to 300 MPa. Therefore, it is considered that a strong oil film can be formed by solidifying the component (B) contained in the metal processing oil on the surface of the metal material to be processed when a high pressure is applied during plastic working. As a result, it is considered that the metalworking oil of the present invention can effectively exhibit excellent seizure resistance during plastic working.
  • phase transition compound whether or not the component (B) corresponds to the "phase transition compound" can be confirmed by using, for example, a high-pressure test apparatus for confirming the phase transition behavior as shown in FIG.
  • the specific confirmation method can be determined based on the method described in Examples described later.
  • the content ratio of the phase transition compound selected from the carboxylic acid ester, the carboxylic acid, and the alcohol is the total amount (100% by mass) of the component (B) contained in the metal processing oil. ), More preferably 60 to 100% by mass, more preferably 70 to 100% by mass, still more preferably 80 to 100% by mass, still more preferably 90 to 100% by mass, and particularly preferably 95 to 100% by mass. ..
  • the carboxylic acid ester is a saturated carboxylic acid ester
  • the carboxylic acid is a saturated carboxylic acid
  • the alcohol is a saturated alcohol.
  • the component (B) preferably contains a compound having an alkyl group having 10 to 40 carbon atoms, and is selected from saturated carboxylic acid ester, saturated carboxylic acid, and saturated alcohol. It is more preferable to contain a compound having an alkyl group having 10 to 40 carbon atoms. That is, the component (B) used in the metalworking oil of one aspect of the present invention includes the compound having the phase transition represented by any of the following general formulas (b-1) to (b-3). Is even more preferable.
  • R 1 , R 2 and R 3 are independently alkyl groups having 10 to 40 carbon atoms, and R 4 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • the alkyl group that can be selected as R 1 , R 2 and R 3 may be a straight chain alkyl group or a branched chain alkyl group, but from the viewpoint of easiness of the phase transition, a direct alkyl group may be used. It is preferably a chain alkyl group.
  • the number of carbon atoms of the alkyl group that can be selected as R 1 , R 2 and R 3 is preferably 9 to 39, more preferably 9 to 29, and even more preferably 9 to 29, from the viewpoint of easiness of the phase transition. It is 10 to 23, more preferably 11 to 19.
  • R 1 , R 2 and R 3 include decyl group, undecyl group, dodecyl group (lauryl group), tridecylic group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group and octadecyl group (stearyl group). , Icosyl group, tetracosyl group and the like.
  • R 1 , R 2 and R 3 are independently undecylic, dodecyl group (lauryl group), tridecylic group, tetradecyl group, hexadecyl group and heptadecyl group. , Or an octadecyl group (stearyl group), more preferably a heptadecyl group.
  • the alkyl group that can be selected as R 4 may be a linear alkyl group or a branched chain alkyl group, but from the viewpoint of easiness of the phase transition, the linear alkyl group may be used. Is preferable.
  • the number of carbon atoms of the alkyl group that can be selected as R 4 is 1 to 10, more preferably 1 to 6, still more preferably 1 to 4, still more preferably 1 to 10, from the viewpoint of easiness of the phase transition. 1 to 2, particularly preferably 1.
  • R 4 examples include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, s-butyl group, t-butyl group, isobutyl group, pentyl group, hexyl group and heptyl group. , Octyl group, 2-ethylhexyl group, nonyl group, decyl group and the like.
  • R 4 a methyl group, an ethyl group, n- propyl group, n- butyl group, n- pentyl group, n- hexyl, n- heptyl , Or n-octyl group, more preferably methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, or n-hexyl group, methyl group, ethyl group.
  • N-propyl group or n-butyl group is more preferable, methyl group or ethyl group is more preferable, and methyl group is particularly preferable.
  • the content ratio of the compound having the phase transition represented by any of the general formulas (b-1) to (b-3) is contained in the metalworking oil.
  • the total amount (100% by mass) of the component (B) preferably 60 to 100% by mass, more preferably 70 to 100% by mass, still more preferably 80 to 100% by mass, still more preferably 90 to 100% by mass, Particularly preferably, it is 95 to 100% by mass.
  • the melting point of the component (B) used in the metalworking oil according to one aspect of the present invention is preferably 10 to 70 ° C., more preferably 14 to 60 ° C., still more preferably, from the viewpoint of easiness of the phase transition. It is 17 to 55 ° C, more preferably 25 to 50 ° C.
  • the melting point is a value measured by using a differential scanning calorimeter (DSC), and specifically, it is measured by the following method. [Measuring method of melting point by differential scanning calorimeter] The sample is held at ⁇ 10 ° C. for 5 minutes in a nitrogen atmosphere, then heated to 190 ° C. at 10 ° C./min and held at 190 ° C. for 5 minutes.
  • the temperature is then lowered to ⁇ 10 ° C. at 5 ° C./min and held at ⁇ 10 ° C. for 5 minutes. After that, the peak observed from the melting endothermic curve obtained by raising the temperature to 190 ° C. at 10 ° C./min is defined as the melting point (Tm).
  • the content of the component (B) is preferably 0.1 to 50% by mass, more preferably 1.0, based on the total amount (100% by mass) of the metalworking oil. It is -40% by mass, more preferably 3.0 to 35% by mass, still more preferably 5.0 to 30% by mass, and particularly preferably 7.5 to 25% by mass.
  • the metalworking oil according to one aspect of the present invention preferably further contains a sulfur-based extreme pressure agent (C) from the viewpoint of making the metalworking oil with further improved seizure resistance.
  • a sulfur-based extreme pressure agent (C) used in one embodiment of the present invention include olefin sulfide, polysulfide, sulfide ester, thiazole, thiadiazole, zinc dithiophosphate, molybdenum dithiophosphate, molybdenum dithiocarbamate, and powdered sulfur. ..
  • These sulfur-based extreme pressure agents (C) may be used alone or in combination of two or more.
  • the sulfur-based extreme pressure agent (C) preferably contains polysulfide.
  • the sulfur chain length of the polysulfide used in one embodiment of the present invention is preferably 2 or more, more preferably 3 or more, further preferably 5 or more, and preferably 10 or less.
  • Specific examples of the polysulfide include dimethyl-trisulfide, diethoxydisulfide, ethyl-hydrodisulfide, diacetyl-disulfide, dit-dodecyl trisulfide and the like.
  • the content of the component (C) is from the viewpoint of making the metalworking oil with further improved seizure resistance and from the viewpoint of avoiding deterioration of the working environment due to the generation of odor or the like. Therefore, based on the total amount (100% by mass) of the metalworking oil, it is preferably 7 to 50% by mass, more preferably 10 to 45% by mass, still more preferably 12 to 40% by mass, still more preferably 15 to 35% by mass. %, Especially preferably 17 to 35% by mass.
  • the content of the component (C) in terms of sulfur atom is preferably 6.5 to 30 based on the total amount (100% by mass) of the metalworking oil from the above viewpoint. It is mass%, more preferably 7.0 to 20% by mass, further preferably 7.5 to 17% by mass, still more preferably 8.0 to 15% by mass, and particularly preferably 8.5 to 12% by mass.
  • the content of a sulfur atom means a value measured in accordance with JIS K2541-6: 2013.
  • the metalworking oil according to one aspect of the present invention is one or more compounds (D) selected from fatty acids and fatty acid esters, which do not correspond to the component (B), from the viewpoint of making the metalworking oil with further improved lubricity. Is preferably included.
  • fatty acids and fatty acid esters that undergo a phase transition from liquid to solid under a pressure increase in the range of 0.1 MPa to 300 MPa are included in the above-mentioned component (B). That is, the component (D) means a fatty acid and a fatty acid ester which do not correspond to the phase transition compound.
  • examples of the fatty acid used as the component (D) include saturated aliphatic monocarboxylic acid, unsaturated aliphatic monocarboxylic acid, saturated aliphatic dicarboxylic acid, and unsaturated aliphatic dicarboxylic acid. .. These fatty acids may be used alone or in combination of two or more. The carbon number of these fatty acids is preferably 10 to 30, more preferably 12 to 24, and even more preferably 14 to 20.
  • the fatty acid used as the component (D) is an unsaturated aliphatic mono from the viewpoint of forming a metalworking oil with further improved lubricity in combination with the component (B). It preferably contains a carboxylic acid.
  • the unsaturated aliphatic monocarboxylic acid include undecylenic acid, dodecenoic acid, oleic acid, elaidic acid, erucic acid, nervonic acid, linoleic acid, ⁇ -linolenic acid, arachidonic acid, ⁇ -linolenic acid, and stearidonic acid.
  • the unsaturated aliphatic monocarboxylic acid may be a hydroxy unsaturated fatty acid such as ricinoleic acid (12-hydroxyoctadeca-9-enoic acid).
  • examples of the fatty acid ester used as the component (D) include an ester of a polyhydric alcohol and a fatty acid.
  • the number of ester bonds contained in the molecule of the fatty acid ester is preferably 2 to 6.
  • the fatty acid ester may be a complete ester or an incomplete ester, but is preferably a complete ester.
  • Examples of the polyhydric alcohol constituting the fatty acid ester include ethylene glycol, 1,3-propanediol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,2-butanediol, and 2-methyl-1,3-propanediol.
  • 1,5-Pentanediol Neopentyl glycol, 1,6-Hexanediol, 2-Ethyl-2-methyl-1,3-Propanediol, 1,7-Heptanediol, 2-Methyl-2-propyl-1 , 3-Propanediol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 1,11-undecanediol, 1,12 -Diols such as dodecanediol; trimethylolethane, trimethylolpropane, trimethylolbutane, ditrimethylolpropane, tri- (trimethylolpropane), pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, glycerin, polyglycerin
  • examples of the fatty acid constituting the fatty acid ester include saturated aliphatic monocarboxylic acid, unsaturated aliphatic monocarboxylic acid, saturated aliphatic dicarboxylic acid, unsaturated aliphatic dicarboxylic acid and the like.
  • One or more selected from carboxylic acids and unsaturated aliphatic monocarboxylic acids is preferable.
  • Saturated aliphatic monocarboxylic acids include, for example, caproic acid, enanthic acid, caprylic acid, 2-ethylhexanoic acid, pelargonic acid, isononanoic acid, caproic acid, neodecanoic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, etc. Examples thereof include arachidic acid, behenic acid and lignoseric acid. Examples of the unsaturated aliphatic monocarboxylic acid include the same "fatty acids" that can be selected as the above-mentioned component (D).
  • the content of the component (D) is preferably based on the total amount (100% by mass) of the metalworking oil from the viewpoint of making the metalworking oil with further improved lubricity. Is 0.1 to 30% by mass, more preferably 0.5 to 25% by mass, still more preferably 1.0 to 20% by mass, still more preferably 1.5 to 15% by mass, and particularly preferably 2.0 to 20% by mass. It is 10% by mass.
  • the content ratio of the component (D) with respect to 100 parts by mass of the total amount of the component (B) is preferably 1 to 200 parts by mass, more preferably from the same viewpoint as above. Is 5 to 150 parts by mass, more preferably 10 to 100 parts by mass, still more preferably 15 to 70 parts by mass, and particularly preferably 20 to 50 parts by mass.

Abstract

基油（Ａ）と、０．１ＭＰａの圧力下では液体であるが、０．１ＭＰａから３００ＭＰａの範囲での圧力上昇下で液体から固体へ相転移する化合物（Ｂ）とを含む、金属加工油を提供する。

Description

金属加工油
　本発明は、金属加工油に関する。
　金属材をプレス加工、引抜き加工、しごき加工、曲げ加工、転造加工、冷間鍛造加工等をする際に用いる塑性加工用の金属加工油は、過酷な潤滑条件下で使用されるため、耐焼き付き性等の潤滑性が要求される。
　例えば、特許文献１には、潤滑性に優れ、過酷な潤滑条件下でも使用し得るプレス加工、冷間鍛造加工等の塑性加工用潤滑油組成物の提供を目的として、特定の構造を有するジチオリン酸亜鉛５～９９質量％、スルホン酸の金属塩１～９５質量％、及び基油０～８０質量％を含有する塑性加工用潤滑油組成物が記載されている。
特開２０１３－１７３９５７号公報
　このような状況において、新規な金属加工油が求められている。
　本発明は、基油と、常圧下では液体であるが、圧力上昇下で液体から固体へ相転移する化合物を含有する金属加工油を提供する。
　即ち、本発明は、下記［１］～［１４］を提供する。
［１］基油（Ａ）と、０．１ＭＰａの圧力下では液体であるが、０．１ＭＰａから３００ＭＰａの範囲での圧力上昇下で液体から固体へ相転移する化合物（Ｂ）とを含む、金属加工油。
［２］前記金属加工油の４０℃における動粘度が、１００ｍｍ２／ｓ以下である、上記［１］に記載の金属加工油。
［３］成分（Ｂ）が、カルボン酸エステル、カルボン酸、及びアルコールから選ばれる、前記相転移する化合物を１種以上含む、上記［１］又は［２］に記載の金属加工油。
［４］前記カルボン酸エステルが、飽和カルボン酸エステルであり、
　前記カルボン酸が、飽和カルボン酸であり、
　前記アルコールが、飽和アルコールである、
上記［３］に記載の金属加工油。
［５］成分（Ｂ）が、下記一般式（ｂ－１）～（ｂ－３）のいずれかで表される、前記相転移をする化合物を含む、上記［１］～［４］のいずれか一項に記載の金属加工油。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 （上記式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立に、炭素数１０～４０のアルキル基であり、Ｒ４は、炭素数１～１０のアルキル基である。）
［６］成分（Ｂ）の含有量が、前記金属加工油の全量基準で、０．１～５０質量％である、上記［１］～［５］のいずれか一項に記載の金属加工油。
［７］さらに硫黄系極圧剤（Ｃ）を含む、上記［１］～［６］のいずれか一項に記載の金属加工油。
［８］成分（Ｃ）の硫黄原子換算での含有量が、前記金属加工油の全量基準で、６．５質量％以上である、上記［１］～［７］のいずれか一項に記載の金属加工油。
［９］さらに、成分（Ｂ）には該当しない、脂肪酸及び脂肪酸エステルから選ばれる１種以上の化合物（Ｄ）を含む、上記［１］～［８］のいずれか一項に記載の金属加工油。
［１０］さらに流動点降下剤（Ｅ）を含む、上記［１］～［９］のいずれか一項に記載の金属加工油。
［１１］水の含有量が、前記金属加工油の全量基準で、１．０質量％未満である、上記［１］～［１０］のいずれか一項に記載の金属加工油。
［１２］金属材の冷間鍛造加工に適用する、上記［１］～［１１］のいずれか一項に記載の金属加工油。
［１３］上記［１］～［１２］のいずれか一項に記載の金属加工油を、金属材の冷間鍛造加工に用いる、金属加工油の使用。
［１４］上記［１］～［１２］のいずれか一項に記載の金属加工油を用いて、金属材の冷間鍛造加工を行う、金属加工方法。
　本発明の好適な一態様の金属加工油は、金属材の加工性に優れており、より好適な一態様の金属加工油は、低粘度性及び耐焼き付き性のバランスに優れており、特に、金属材の冷間鍛造加工に好適に使用し得る。
相転移挙動確認用高圧試験装置の概略図の一例である。
　本明細書に記載された数値範囲については、上限値及び下限値を任意に組み合わせることができる。例えば、数値範囲として「好ましくは３０～１００、より好ましくは４０～８０」と記載されている場合、「３０～８０」との範囲や「４０～１００」との範囲も、本明細書に記載された数値範囲に含まれる。また、例えば、数値範囲として「好ましくは３０以上、より好ましくは４０以上であり、また、好ましくは１００以下、より好ましくは８０以下である」と記載されている場合、「３０～８０」との範囲や「４０～１００」との範囲も、本明細書に記載された数値範囲に含まれる。
　また、本明細書に記載された数値範囲として、例えば「６０～１００」との記載は、「６０以上、１００以下」という範囲であることを意味する。
〔金属加工油の構成〕
　従来の塑性加工用の金属加工油は、例えば、粘度を、４０℃における動粘度を１００ｍｍ２／ｓ超と高く調整して、金属材への焼き付きを抑制する手法が取られていた。しかしながら、このような高粘度の金属加工油は、ハンドリング性が悪いため、金属材への金属加工油の供給が行い難いという問題があった。また、高粘度の金属加工油は、低温環境下での使用した際に、粘度が増加することにより流動性が低下し、場合によっては金属材の加工時に、金属加工油が固化してしまうといった弊害も生じ得る。
　一方で、低粘度の金属加工油は、上記のような問題は抑制し得るが、金属材への焼き付きが生じ易いという点で問題がある。特に、冷間鍛造加工に用いた場合には、金属材への焼き付きの発生頻度が高くなることが問題となる。
　このような問題に対して、本発明の金属加工油は、基油（Ａ）と、０．１ＭＰａの圧力下では液体であるが、０．１ＭＰａから３００ＭＰａの範囲での圧力上昇下で液体から固体へ相転移する化合物（Ｂ）（以下、「相転移化合物」ともいう）とを含むように調製することで、上記問題の解決を図っている。
　成分（Ｂ）として用いる相転移化合物は、常圧下（０．１ＭＰａの圧力下）では液体であるため、金属加工油のハンドリング性を良好に保持することができる。また、基油（Ａ）として高粘度基油を用いた場合であっても、成分（Ｂ）の相転移化合物は常圧下では液体であるため、相転移化合物を含有することで、ハンドリング性が良い金属加工油とすることもできる。
　そして、成分（Ｂ）として用いる相転移化合物は、塑性加工時に高圧となった際に、被加工材である金属材の表面で固化し、強固な油膜の形成をし得ると考えられ、本発明の金属加工油は、金属材への焼き付きの発生を効果的に抑制し得る。
　そのため、本発明の一態様の金属加工油は、低粘度性及び耐焼き付き性のバランスに優れており、特に、金属材の冷間鍛造加工に好適に使用し得る。
　なお、本発明の一態様の金属加工油の４０℃における動粘度は、ハンドリング性が良好な金属加工油とする観点から、好ましくは１００ｍｍ２／ｓ以下、より好ましくは９０ｍｍ２／ｓ以下、更に好ましくは８０ｍｍ２／ｓ以下、より更に好ましくは７０ｍｍ２／ｓ以下であり、また、強固な油膜を保持し、蒸発損失を低減させる観点から、好ましくは１０ｍｍ２／ｓ以上、より好ましくは２０ｍｍ２／ｓ以上、更に好ましくは３０ｍｍ２／ｓ以上、より更に好ましくは４０ｍｍ２／ｓ以上である。
　上記と同様の観点から、本発明の一態様の金属加工油の１００℃における動粘度は、好ましくは１２．０ｍｍ２／ｓ以下、より好ましくは１１．０ｍｍ２／ｓ以下、更に好ましくは１０．０ｍｍ２／ｓ以下、より更に好ましくは９．０ｍｍ２／ｓ以下であり、また、好ましくは２．０ｍｍ２／ｓ以上、より好ましくは３．０ｍｍ２／ｓ以上、更に好ましくは４．０ｍｍ２／ｓ以上、より更に好ましくは４．５ｍｍ２／ｓ以上である。
　また、本発明の一態様の金属加工油の粘度指数は、好ましくは６０以上、より好ましくは７０以上、更に好ましくは８０以上、より更に好ましくは８５以上である。
　なお、本明細書において、動粘度及び粘度指数は、ＪＩＳ　Ｋ２２８３：２０００に準拠して測定及び算出された値を意味する。
　本発明の一態様の金属加工油は、さらに、硫黄系極圧剤（Ｃ）、成分（Ｂ）には該当しない、脂肪酸及び脂肪酸エステルから選ばれる１種以上の化合物（Ｄ）、並びに、流動点降下剤（Ｅ）から選ばれる少なくとも１種を含有することが好ましく、成分（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）から選ばれる２種以上を含有することがより好ましく、成分（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）を共に含有することが更に好ましい。
　また、本発明の一態様の金属加工油は、本発明の効果を損なわない範囲で、上記成分（Ａ）～（Ｅ）以外の他の成分を含有してもよい。
　なお、本発明の一態様の金属加工油において、成分（Ａ）及び（Ｂ）の合計含有量としては、当該金属加工油の全量（１００質量％）基準で、好ましくは２５～１００質量％、より好ましくは３５～１００質量％、更に好ましくは４５～１００質量％、より更に好ましくは５５～１００質量％、特に好ましくは６０～１００質量％である。
　本発明の一態様の金属加工油において、成分（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）の合計含有量としては、当該金属加工油の全量（１００質量％）基準で、好ましくは５０～１００質量％、より好ましくは６０～１００質量％、更に好ましくは７０～１００質量％、より更に好ましくは８０～１００質量％、特に好ましくは９０～１００質量％である。
　以下、本発明の一態様の金属加工油に含まれる各成分の詳細について説明する。
＜成分（Ａ）：基油＞
　本発明の一態様で用いる基油（Ａ）としては、鉱油及び合成油から選ばれる１種以上が挙げられる。
　鉱油としては、例えば、パラフィン系原油、中間基系原油、ナフテン系原油等の原油を常圧蒸留して得られる常圧残油；これらの常圧残油を減圧蒸留して得られる留出油；当該留出油を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、接触脱ろう、及び水素化精製等の精製処理を１つ以上施して得られる精製油；等が挙げられる。
　合成油としては、例えば、α－オレフィン単独重合体、又はα－オレフィン共重合体（例えば、エチレン－α－オレフィン共重合体等の炭素数８～１４のα－オレフィン共重合体）等のポリα－オレフィン；イソパラフィン；ポリアルキレングリコール；ポリオールエステル、二塩基酸エステル、リン酸エステル等のエステル系油；ポリフェニルエーテル等のエーテル系油；アルキルベンゼン；アルキルナフタレン；天然ガスからフィッシャー・トロプシュ法等により製造されるワックス（ＧＴＬワックス（Gas To Liquids WAX））を異性化することで得られる合成油（ＧＴＬ）等が挙げられる。
　本発明の一態様で用いる基油（Ａ）の４０℃における動粘度は、耐焼き付き性をより向上させた金属加工油とする観点から、好ましくは１０ｍｍ２／ｓ以上、より好ましくは２０ｍｍ２／ｓ以上、より好ましくは３０ｍｍ２／ｓ以上、より好ましくは４０ｍｍ２／ｓ以上、更に好ましくは１００ｍｍ２／ｓ以上、更に好ましくは２００ｍｍ２／ｓ以上、より更に好ましくは３００ｍｍ２／ｓ以上、より更に好ましくは３５０ｍｍ２／ｓ以上、特に好ましくは４００ｍｍ２／ｓ以上である。
　なお、本発明の金属加工油は、基油（Ａ）として、４０℃における動粘度が１００ｍｍ２／ｓ以上の基油を用いたとしても、常圧下（０．１ＭＰａの圧力下）では液体である成分（Ｂ）の相転移化合物を含むため、得られる金属加工油の動粘度を適度に調整することができ、ハンドリング性が良好な金属加工油とすることができる。
　一方で、本発明の一態様で用いる基油（Ａ）の４０℃における動粘度は、好ましくは１０００ｍｍ２／ｓ以下、より好ましくは９００ｍｍ２／ｓ以下、更に好ましくは８００ｍｍ２／ｓ以下、より更に好ましくは７００ｍｍ２／ｓ以下、特に好ましくは６００ｍｍ２／ｓ以下である。
　本発明の一態様で用いる基油（Ａ）の１００℃における動粘度は、上記と同様の観点から、好ましくは２．０ｍｍ２／ｓ以上、より好ましくは３．０ｍｍ２／ｓ以上、より好ましくは４．０ｍｍ２／ｓ以上、より好ましくは４．５ｍｍ２／ｓ以上、更に好ましくは７．０ｍｍ２／ｓ以上、更に好ましくは１０．０ｍｍ２／ｓ以上、より更に好ましくは１２．５ｍｍ２／ｓ以上、特に好ましくは１５．０ｍｍ２／ｓ以上であり、また、好ましくは４０．０ｍｍ２／ｓ以下、より好ましくは３５．０ｍｍ２／ｓ以下、更に好ましくは３０．０ｍｍ２／ｓ以下、より更に好ましくは２７．０ｍｍ２／ｓ以下、特に好ましくは２５．０ｍｍ２／ｓ以下である。
　また、本発明の一態様で用いる基油（Ａ）の粘度指数としては、好ましくは２以上、より好ましくは５以上、更に好ましくは１０以上、より更に好ましくは２０以上、特に好ましくは３０以上である。
　なお、本発明の一態様において、基油（Ａ）として、２種以上の基油を組み合わせた混合油を用いる場合、当該混合油の動粘度及び粘度指数が上記範囲であることが好ましい。
　本発明の一態様の金属加工油において、成分（Ａ）の含有量は、当該金属加工油の全量（１００質量％）基準で、好ましくは２０～９９．９質量％、より好ましくは３０～９５質量％、更に好ましくは３５～９０質量％、より更に好ましくは４０～８０質量％、特に好ましくは４５～７０質量％である。
＜成分（Ｂ）：相転移化合物＞
　本発明の金属加工油は、０．１ＭＰａから３００ＭＰａの範囲での圧力上昇下で液体から固体へ相転移する化合物（Ｂ）を含む。
　成分（Ｂ）は、常圧下（０．１ＭＰａの圧力下）では液体であるが、３００ＭＰａまでの圧力上昇下で固体に相転移する。そのため、塑性加工時に高圧となった際に、被加工材である金属材の表面において、金属加工油に含まれる成分（Ｂ）が固化することで、強固な油膜を形成し得ると考えられる。その結果、本発明の金属加工油は、塑性加工時において、優れた耐焼き付き性を効果的に発現し得ると考えられる。
　なお、本明細書において、成分（Ｂ）の「相転移化合物」に該当するか否かは、例えば、図１に示すような相転移挙動確認用高圧試験装置を用いて確認することができる。具体的な確認方法については、後述の実施例に記載の方法に基づき判断することができる。
　本発明の一態様の金属加工油で用いる成分（Ｂ）としては、０．１ＭＰａから３００ＭＰａの範囲での圧力上昇下で液体から固体へ相転移する化合物であればよいが、カルボン酸エステル、カルボン酸、及びアルコールから選ばれる、前記相転移する化合物を１種以上含むことが好ましい。
　本発明の一態様の金属加工油において、カルボン酸エステル、カルボン酸、及びアルコールから選ばれる前記相転移する化合物の含有割合は、当該金属加工油に含まれる成分（Ｂ）の全量（１００質量％）に対して、好ましくは６０～１００質量％、より好ましくは７０～１００質量％、更に好ましくは８０～１００質量、より更に好ましくは９０～１００質量％、特に好ましくは９５～１００質量％である。
　なお、前記相転移は、不飽和化合物よりも飽和化合物の方が、生じ易いという傾向がある。
　そのため、前記カルボン酸エステルは、飽和カルボン酸エステルであり、前記カルボン酸は、飽和カルボン酸であり、前記アルコールは、飽和アルコールであることが好ましい。
　また、前記相転移の生じ易さの観点から、成分（Ｂ）は、炭素数１０～４０のアルキル基を有する化合物を含むことが好ましく、飽和カルボン酸エステル、飽和カルボン酸、及び飽和アルコールから選ばれる炭素数１０～４０のアルキル基を有する化合物を含むことがより好ましい。
　つまり、本発明の一態様の金属加工油で用いる成分（Ｂ）としては、下記一般式（ｂ－１）～（ｂ－３）のいずれかで表される、前記相転移をする化合物を含むことが更に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
　前記式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立に、炭素数１０～４０のアルキル基であり、Ｒ４は、炭素数１～１０のアルキル基である。
　Ｒ１、Ｒ２及びＲ３として選択し得る前記アルキル基は、直鎖アルキル基であってもよく、分岐鎖アルキル基であってもよいが、前記相転移の生じ易さの観点から、直鎖アルキル基であることが好ましい。
　Ｒ１、Ｒ２及びＲ３として選択し得る前記アルキル基の炭素数としては、前記相転移の生じ易さの観点から、好ましくは９～３９であり、より好ましくは９～２９、更に好ましくは１０～２３、より更に好ましくは１１～１９である。
　具体的なＲ１、Ｒ２及びＲ３としては、例えば、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基（ラウリル基）、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基（ステアリル基）、イコシル基、テトラコシル基等が挙げられる。
　これらの中でも、前記相転移の生じ易さの観点から、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３としては、それぞれ独立に、ウンデシル、ドデシル基（ラウリル基）、トリデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、又はオクタデシル基（ステアリル基）であることが好ましく、ヘプタデシル基であることがより好ましい。
　また、Ｒ４として選択し得る、前記アルキル基は、直鎖アルキル基であってもよく、分岐鎖アルキル基であってもよいが、前記相転移の生じ易さの観点から、直鎖アルキル基であることが好ましい。
　Ｒ４として選択し得る、前記アルキル基の炭素数は、前記相転移の生じ易さの観点から、１～１０であり、より好ましくは１～６、更に好ましくは１～４、より更に好ましくは１～２、特に好ましくは１である。
　具体的なＲ４としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、ｓ－ブチル基、ｔ－ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、２－エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基等が挙げられる。
　これらの中でも、前記相転移の生じ易さの観点から、Ｒ４としては、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｎ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、ｎ－ヘキシル基、ｎ－ヘプチル基、又はｎ－オクチル基であることが好ましく、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｎ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、又はｎ－ヘキシル基であることがより好ましく、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基又はｎ－ブチル基であることが更に好ましく、メチル基又はエチル基であることがより更に好ましく、メチル基であることが特に好ましい。
　本発明の一態様の金属加工油において、前記一般式（ｂ－１）～（ｂ－３）のいずれかで表される前記相転移をする化合物の含有割合は、当該金属加工油に含まれる成分（Ｂ）の全量（１００質量％）に対して、好ましくは６０～１００質量％、より好ましくは７０～１００質量％、更に好ましくは８０～１００質量、より更に好ましくは９０～１００質量％、特に好ましくは９５～１００質量％である。
　また、本発明の一態様の金属加工油で用いる成分（Ｂ）の融点は、前記相転移の生じ易さの観点から、好ましくは１０～７０℃、より好ましくは１４～６０℃、更に好ましくは１７～５５℃、より更に好ましくは２５～５０℃である。
　なお、本明細書において、融点は、示差走査型熱量計（ＤＳＣ）を用いて測定した値であり、具体的には、以下の方法で測定したものである。
〔示差走査型熱量計による融点の測定方法〕
　試料を窒素雰囲気下、－１０℃で５分間保持した後、１０℃／分で１９０℃まで昇温させ、１９０℃で５分間保持する。次いで、－１０℃まで、５℃／分で降温させ、－１０℃で５分間保持する。その後に、１９０℃まで１０℃／分で昇温させることにより得られた融解吸熱カーブから観測されるピークを融点（Ｔｍ）とする。
　本発明の一態様の金属加工油において、成分（Ｂ）の含有量は、当該金属加工油の全量（１００質量％）基準で、好ましくは０．１～５０質量％、より好ましくは１．０～４０質量％、更に好ましくは３．０～３５質量％、より更に好ましくは５．０～３０質量％、特に好ましくは７．５～２５質量％である。
＜成分（Ｃ）：硫黄系極圧剤＞
　本発明の一態様の金属加工油は、耐焼き付き性をより向上させた金属加工油とする観点から、さらに硫黄系極圧剤（Ｃ）を含有することが好ましい。
　本発明の一態様で用いる硫黄系極圧剤（Ｃ）としては、例えば、硫化オレフィン、ポリスルフィド、硫化エステル、チアゾール、チアジアゾール、ジチオリン酸亜鉛、ジチオリン酸モリブデン、ジチオカルバミン酸モリブデン、粉末硫黄等が挙げられる。
　なお、これらの硫黄系極圧剤（Ｃ）は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
　これらの中でも、硫黄系極圧剤（Ｃ）としては、ポリスルフィドを含むことが好ましい。
　本発明の一態様で用いるポリスルフィドの硫黄鎖長としては、好ましくは２以上、より好ましくは３以上、更に好ましくは５以上であり、また、好ましくは１０以下である。
　具体的なポリスルフィドとしては、例えば、ジメチル－トリスルフィド、ジエトキシジスルフィド、エチル－ヒドロジスルフィド、ジアセチル－ジスルフィド、ジｔ－ドデシルトリスルフィド等が挙げられる。
　本発明の一態様の金属加工油において、成分（Ｃ）の含有量は、耐焼き付き性をより向上させた金属加工油とする観点、及び、臭気の発生等による作業環境の悪化を回避する観点から、当該金属加工油の全量（１００質量％）基準で、好ましくは７～５０質量％、より好ましくは１０～４５質量％、更に好ましくは１２～４０質量％、より更に好ましくは１５～３５質量％、特に好ましくは１７～３５質量％である。
　本発明の一態様の金属加工油において、成分（Ｃ）の硫黄原子換算での含有量は、上記観点から、当該金属加工油の全量（１００質量％）基準で、好ましくは６．５～３０質量％、より好ましくは７．０～２０質量％、更に好ましくは７．５～１７質量％、より更に好ましくは８．０～１５質量％、特に好ましくは８．５～１２質量％である。
　なお、本明細書において、硫黄原子の含有量は、ＪＩＳ　Ｋ２５４１－６：２０１３に準拠して測定した値を意味する。
＜成分（Ｄ）：脂肪酸及び脂肪酸エステル＞
　本発明の一態様の金属加工油は、潤滑性をより向上させた金属加工油とする観点から、成分（Ｂ）には該当しない、脂肪酸及び脂肪酸エステルから選ばれる１種以上の化合物（Ｄ）を含むことが好ましい。
　本明細書において、０．１ＭＰａから３００ＭＰａの範囲での圧力上昇下で液体から固体へ相転移する脂肪酸及び脂肪酸エステルは、上述の成分（Ｂ）に含まれる。つまり、成分（Ｄ）は、相転移化合物には該当しない、脂肪酸及び脂肪酸エステルを意味する。
　本発明の一態様において、成分（Ｄ）として用いる脂肪酸としては、例えば、飽和脂肪族モノカルボン酸、不飽和脂肪族モノカルボン酸、飽和脂肪族ジカルボン酸、不飽和脂肪族ジカルボン酸等が挙げられる。
　これらの脂肪酸は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
　これらの脂肪酸の炭素数としては、好ましくは１０～３０、より好ましくは１２～２４、更に好ましくは１４～２０である。
　これらの中でも、本発明の一態様において、成分（Ｄ）として用いる脂肪酸としては、成分（Ｂ）と併用して、潤滑性をより向上させた金属加工油とする観点から、不飽和脂肪族モノカルボン酸を含むことが好ましい。
　当該不飽和脂肪族モノカルボン酸としては、例えば、ウンデシレン酸、ドデセン酸、オレイン酸、エライジン酸、エルカ酸、ネルボン酸、リノール酸、γ－リノレン酸、アラキドン酸、α－リノレン酸、ステアリドン酸、エイコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸等が挙げられ、オレイン酸が好ましい。
　なお、当該不飽和脂肪族モノカルボン酸としては、リシノール酸（１２－ヒドロキシオクタデカ－９－エノン酸）等のようなヒドロキシ不飽和脂肪酸であってもよい。
　本発明の一態様において、成分（Ｄ）として用いる脂肪酸エステルとしては、多価アルコールと脂肪酸とのエステルが挙げられる。
　当該脂肪酸エステルの分子内に有するエステル結合の数としては、好ましくは２～６である。
　なお、前記脂肪酸エステルは、完全エステルであってもよく、不完全エステルであってもよいが、完全エステルであることが好ましい。
　前記脂肪酸エステルを構成する多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、１，３－プロパンジオール、プロピレングリコール、１，４－ブタンジオール、１，２－ブタンジオール、２ーメチル－１，３－プロパンジオール、１，５－ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，６－ヘキサンジオール、２－エチル－２－メチル－１，３－プロパンジオール、１，７－ヘプタンジオール、２－メチル－２－プロピル－１，３－プロパンジオール、２，２－ジエチル－１，３－プロパンジオール、１，８－オクタンジオール、１，９－ノナンジオール、１，１０－デカンジオール、１，１１－ウンデカンジオール、１，１２－ドデカンジオール等のジオール；トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン、ジトリメチロールプロパン、トリ－（トリメチロールプロパン）、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、グリセリン、ポリグリセリン（グリセリンの２～３量体）、１，３，５－ペンタントリオール、ソルビトール、ソルビタン、ソルビトールグリセリン縮合物、アドニトール、アラビトール、キシリトール、マンニトール等の３価以上のアルコール；キシロース、アラビノース、リボース、ラムノース、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース、ソルボース、セロビオース等が挙げられる。
　これらの多価アルコールは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
　一方で、前記脂肪酸エステルを構成する脂肪酸としては、飽和脂肪族モノカルボン酸、不飽和脂肪族モノカルボン酸、飽和脂肪族ジカルボン酸、不飽和脂肪族ジカルボン酸等が挙げられるが、飽和脂肪族モノカルボン酸及び不飽和脂肪族モノカルボン酸から選ばれる１種以上が好ましい。
　飽和脂肪族モノカルボン酸としては、例えば、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、２－エチルヘキサン酸、ペラルゴン酸、イソノナン酸、カプリン酸、ネオデカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸等が挙げられる。
　不飽和脂肪族モノカルボン酸としては、上述の成分（Ｄ）として選択し得る「脂肪酸」と同じものが挙げられる。
　本発明の一態様の金属加工油において、成分（Ｄ）の含有量は、潤滑性をより向上させた金属加工油とする観点から、当該金属加工油の全量（１００質量％）基準で、好ましくは０．１～３０質量％、より好ましくは０．５～２５質量％、更に好ましくは１．０～２０質量％、より更に好ましくは１．５～１５質量％、特に好ましくは２．０～１０質量％である。
　また、本発明の一態様の金属加工油において、成分（Ｂ）の全量１００質量部に対する、成分（Ｄ）の含有割合は、上記と同様の観点から、好ましくは１～２００質量部、より好ましくは５～１５０質量部、更に好ましくは１０～１００質量部、より更に好ましくは１５～７０質量部、特に好ましくは２０～５０質量部である。
＜成分（Ｅ）：流動点降下剤＞
　本発明の一態様の金属加工油は、低温流動性が良好である金属加工油とする観点から、流動点降下剤（Ｅ）を含むことが好ましい。
　なお、本発明の一態様の金属加工油においては、流動点降下剤（Ｅ）を含有しても、耐焼き付き性を良好に保持することができる。
　本発明の一態様で用いる成分（Ｅ）としては、例えば、エチレン－酢酸ビニル共重合体、塩素化パラフィンとナフタレンとの縮合物、塩素化パラフィンとフェノールとの縮合物、ポリメタクリレート、ポリアルキルスチレン等が挙げられる。
　これらの成分（Ｅ）は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
　これらの中でも、成分（Ｅ）としては、エチレン－酢酸ビニル共重合体及びポリメタクリレートから選ばれる１種以上を含むことが好ましい。
　これらの成分（Ｅ）の質量平均分子量（Ｍｗ）としては、通常５０，０００～１５０，０００である。
　本発明の一態様の金属加工油において、成分（Ｅ）の含有量は、低温流動性が良好とし、耐焼き付き性を良好の保持し得る金属加工油とする観点から、当該金属加工油の全量（１００質量％）基準で、好ましくは０．００１～７．０質量％、より好ましくは０．０１～５．０質量％、更に好ましくは０．１～３．０質量％、より更に好ましくは０．３～２．０質量％である。
＜他の成分＞
　本発明の一態様の金属加工油は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、上記成分（Ａ）～（Ｅ）以外の他の成分をさらに含有してもよい。
　そのような他の成分としては、例えば、酸化防止剤、成分（Ｃ）以外の極圧剤、成分（Ｄ）以外の油性向上剤、脱脂剤、消泡剤等が挙げられる。
　酸化防止剤としては、例えば、アルキル化ジフェニルアミン、フェニルナフチルアミン、アルキル化フェニルナフチルアミン等のアミン系酸化防止剤；２、６－ジ－ｔ－ブチルフェノール、４，４’－メチレンビス（２，６ージーｔーブチルフェノール）、イソオクチル－３－（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオネート、ｎ－オクタデシル－３－（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオネート等のフェノール系酸化防止剤；等が挙げられる。
　本発明の一態様の金属加工油において、酸化防止剤の含有量は、当該金属加工油の全量（１００質量％）基準で、好ましくは０．０１～１０質量％、より好ましくは０．０５～５質量％、更に好ましくは０．１～２質量％である。
　成分（Ｃ）以外の極圧剤としては、例えば、リン酸エステル（トリクレシルホスフェート、トリオレイルホスフェート等）、酸性リン酸エステル（モノオレイルアシッドホスフェート、ジオレイルアシッドホスフェート等）、酸性リン酸エステルアミン塩（モノオレイルアシッドホスフェートのオレイルアミン塩等）、亜リン酸エステル（ジオレイルアシッドホスファイト、トリデシルホスファイト、トリスノニルフェニルスファイト等）、油脂（牛脂、豚脂、大豆油、菜種油米ぬか油、ヤシ油、パーム油等）等が挙げられる。
　本発明の一態様の金属加工油において、成分（Ｃ）以外の極圧剤の含有量は、当該金属加工油の全量（１００質量％）基準で、好ましくは０．０１～１０質量％、より好ましくは０．０５～５質量％、更に好ましくは０．１～３質量％である。
　成分（Ｄ）以外の油性向上剤としては、例えば、ダイマー酸、及び水添ダイマー酸等の重合脂肪酸の重合体；ラウリルアルコール及びオレイルアルコール等の脂肪族飽和又は不飽和モノアルコール；ステアリルアミン及びオレイルアミン等の脂肪族飽和又は不飽和モノアミン；ラウリン酸アミド及びオレイン酸アミド等の脂肪族飽和又は不飽和モノカルボン酸アミド；等が挙げられる。
　本発明の一態様の金属加工油において、成分（Ｄ）以外の油性向上剤の含有量は、当該金属加工油の全量（１００質量％）基準で、好ましくは０．０１～１０質量％、より好ましくは０．０５～５質量％、更に好ましくは０．１～３質量％である。
　脱脂剤としては、例えば、アルケニルスルホコハク酸等が挙げられる。
　本発明の一態様の金属加工油において、脱脂剤の含有量は、当該金属加工油の全量（１００質量％）基準で、好ましくは０．００１～５質量％である。
　消泡剤としては、例えば、メチルシリコーン油、フルオロシリコーン油、ポリアクリレート等が挙げられる。
　本発明の一態様の金属加工油において、消泡剤の含有量は、当該金属加工油の全量（１００質量％）基準で、好ましくは０．０００１～２質量％、より好ましくは０．００１～１質量％である。
＜金属加工油の製造方法＞
　本発明の一態様の金属加工油の製造方法としては、特に制限はなく、成分（Ａ）～（Ｂ）、並びに、必要に応じて、成分（Ｃ）～（Ｅ）及び他の成分を配合する工程を有する、方法であることが好ましい。各成分の配合の順序は適宜設定することができる。
＜金属加工油の各種性状＞
　本発明の一態様の金属加工油において、硫黄原子の含有量は、当該金属加工油の全量（１００質量％）基準で、耐焼き付き性をより向上させた金属加工油とする観点から、好ましくは６．５質量％以上、より好ましくは７．０質量％以上、更に好ましくは７．５質量％以上、より更に好ましくは８．０質量％以上、特に好ましくは８．５質量％以上であり、また、臭気の発生等による作業環境の悪化を回避する観点から、好ましくは３０質量％以下、より好ましくは２０質量％以下、更に好ましくは１７質量％以下、より更に好ましくは１５質量％以下、特に好ましくは１２質量％以下である。
　本発明の一態様の金属加工油は、油剤のまま用いられることが好ましく、その点で、水で希釈して用いる水溶性金属加工油剤とは区別される。
　そのため、本発明の一態様の金属加工油において、水の含有量は、安定性及び加工対象である金属材の腐食を抑制する観点から、少ないほど好ましく、具体的には、前記金属加工油の全量（１００質量％）基準で、好ましくは１．０質量％未満、より好ましくは０．１質量％未満、更に好ましくは０．０１質量％未満、より更に好ましくは０．００１質量％未満である。
　本発明の一態様の金属加工油は、後述の実施例の方法に基づき実施された、ボール通し試験における最大減面率としては、好ましくは５％以上、より好ましくは６％以上、更に好ましくは８％以上である。
〔金属加工油の用途、金属加工方法〕
　本発明の好適な一態様の金属加工油は、低粘度性及び耐焼き付き性のバランスに優れている。そのため、当該金属加工油は、金属材の塑性加工に適している。
　本発明の一態様の金属加工油を用いて加工する金属材としては、特に制限は無いが、例えば、鋼、ステンレス鋼、合金鋼、表面処理鋼等の鉄合金や、アルミ合金、銅、チタン、チタン合金、ニッケル基合金、ニオブ合金、タンタル合金、モリブデン合金、タングステン合金等の非鉄合金が挙げられる。
　そして、本発明の一態様の金属加工油は、上述の金属材のプレス加工、引抜き加工、しごき加工、曲げ加工、転造加工、及び冷間鍛造加工等に好適に用いることができ、特に、金属材の冷間鍛造加工に用いられることが好ましい。
　そのため、本発明は、次の態様も提供する。
〔１〕上述の本発明の一態様の金属加工油を、金属材の冷間鍛造加工に適用する、使用。
〔２〕上述の本発明の一態様の金属加工油を用いて、金属材の冷間鍛造加工を行う、金属加工方法。
　上記〔１〕及び〔２〕に記載の金属材、及び、金属加工油の詳細は、上述のとおりである。
　なお、上記〔１〕の使用、及び、上記〔２〕の金属加工方法において、金属加工油は、被加工材である金属材に接触させて使用される。
　次に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。なお、各種物性の測定法、及び、圧力上昇下での液体から固体への相転移の有無の確認方法は、下記のとおりである。
（１）動粘度、粘度指数
　ＪＩＳ　Ｋ２２８３：２０００に準拠して測定及び算出した。
（２）硫黄原子の含有量
　ＪＩＳ　Ｋ２５４１－６：２０１３に準拠して測定した。
（３）融点
　示差走査型熱量計（ＤＳＣ）を用いて、以下の方法で測定した。
　試料を窒素雰囲気下、－１０℃で５分間保持した後、１０℃／分で１９０℃まで昇温させ、１９０℃で５分間保持した。次いで、－１０℃まで、５℃／分で降温させ、－１０℃で５分間保持した。その後に、１９０℃まで１０℃／分で昇温させることにより得られた融解吸熱カーブから観測されるピークを融点（Ｔｍ）とした。
（４）流動点
　ＪＩＳ　Ｋ２２６９に準拠して測定した。
（５）圧力上昇下での液体から固体への相転移の有無の確認
　図１に示すような相転移挙動確認用高圧試験装置を用いて、対象となる成分の圧力上昇下での液体から固体への相転移の有無を確認した。
　図１に示す相転移挙動確認用高圧試験装置１は、測定対象の化合物を入れる筒状の空間１０の側面に、水平方向で一直線上に互いに向かい合う位置に２つの観察窓１１、１２を有し、一方の観察窓１１の空間１０の外側にはＬＥＤ光源２０が設置されており、もう一方の観察窓１２の筒状の空間１０の外側には光学顕微鏡３０が設置されている。なお、ＬＥＤ光源２０、観察窓１１、観察窓１２、及び光学顕微鏡３０は、水平方向に平行となるように一直線上に設置されている。また、筒状の空間１０の上方には、鉛直方向に移動可能なプランジャー４０が設けられており、鉛直方向の荷重をかけることで、筒状の空間１０に入れられた測定対象の化合物に加圧することができるように設計されている。
　このような相転移挙動確認用高圧試験装置１を用いて、まず、測定対象となる化合物を筒状の空間１０に入れた。そして、３０℃にて、プランジャー４０を下げて、光学顕微鏡３０により観察し、当該化合物に圧力を印加していく際の化合物の状態を動画で撮影した。そして、その動画から、当該化合物が液体から固体に変わり始めた際の圧力を「相転移圧力（ＭＰａ）」とし、相転移の有無の確認をした。
実施例１～４、比較例１～６
　表１に示す種類及び配合量にて、成分（Ａ）～（Ｄ）及び流動点降下剤を配合して、金属加工油をそれぞれ調製した。
　これらの金属加工油の調製に使用した各成分の詳細は以下のとおりである。
［成分（Ａ）：基油］
・ナフテン系基油（ａ－１）：４０℃動粘度＝４８４．７ｍｍ２／ｓ、粘度指数＝３６のナフテン系基油。
・ナフテン系基油（ａ－２）：４０℃動粘度＝２７．７７ｍｍ２／ｓ、粘度指数＝２のナフテン系基油。
・ナフテン系基油（ａ－３）：４０℃動粘度＝４５．４０ｍｍ２／ｓ、粘度指数＝２７のナフテン系基油。
［成分（Ｂ）：相転移化合物］
・メチルステアレート：前記一般式（ｂ－１）中のＲ１＝Ｃ１７アルキル基、Ｒ４＝メチル基である化合物。０．１ＭＰａ下では液体であるが、相転移圧力＝７５ＭＰａで液体から固体への相転移が確認された相転移化合物。融点＝３７～４１℃。
・ブチルステアレート：前記一般式（ｂ－１）中のＲ１＝Ｃ１７アルキル基、Ｒ４＝ｎ－ブチル基である化合物。０．１ＭＰａ下では液体であるが、相転移圧力＝１６０ＭＰａで液体から固体への相転移が確認された相転移化合物。融点＝１７～２２℃。
［成分（Ｃ）：硫黄系極圧剤］
・粉末硫黄
・ポリスルフィド：平均硫黄鎖長が５であるポリスルフィド。
［成分（Ｄ）：相転移化合物には該当しない、脂肪酸及び脂肪酸エステル］
・オレイン酸：０．１～３００ＭＰａの圧力下で液体であり、相転移は生じない成分。融点＝１３．４℃。
・ジペンタエリスリトールエステル：０．１～３００ＭＰａの圧力下で液体であり、相転移は確認されなかった成分。流動点＝２．５℃。
・トリグリセリド：：０．１～３００ＭＰａの圧力下で液体であり、相転移は確認されなかった成分。流動点＝７．５℃。
［成分（Ｅ）：流動点降下剤］
・ポリメタクリレート
　調製した金属加工油について、４０℃及び１００℃における動粘度、粘度指数、硫黄原子の含有量を測定又は算出すると共に、以下に示す手順でボール通し試験を行い、耐焼き付き性を評価した。これらの結果を表１に示す。
［ボール通し試験］
　日本塑性工学会誌「塑性と加工」第３４巻（第３９３号）1178-1183頁（１９９３年）に記載の方法に準拠したボール通し試験を行った。
　まず、円筒状の試験片の筒内に、実施例及び比較例で調製した金属加工油を塗布し、その筒内に一端から、鋼球を押し込んで通過させたときの試験片の内壁の焼き付き状況を観察した。なお、試験片の筒の内口径は、減面率（試験片に対して鋼球を挿入していく方向において、最初の面積を基準として、挿入の後で変化する面積）が４％、６％、８％となるように調整されたものを用意した。
　そして、減面率が４％、６％、８％となる試験片をそれぞれ用いて、ボール通し試験を行い、試験後の筒内の焼き付き状況を観察し、標準的な焼き付きサンプルと比較し、焼き付きの有無を確認した。なお、各金属加工油を用いた場合において、焼き付きの発生が確認された試験片のうち、減面率が一番小さいものを、その金属加工油の「ボール通し試験における最大減面率」とした。当該最大減面率が大きいほど、耐焼き付き性に優れた金属加工油であるといえる。
　なお、ボール通し試験の諸条件は以下のとおりである。
・試験片：外径＝３０．００ｍｍ、内径＝１５．００ｍｍ（減面率４％）、１４．５０ｍｍ（減面率６％）、１５．００ｍｍ（減面率８％）、材質＝Ｓ１０Ｃ
・鋼球：外径＝１５．８８ｍｍ（減面率４％又は６％）、１６．６７ｍｍ（減面率８％又は１０％）、材質＝ＳＵＪ２
・鋼球の試験片の口内への押し込み速度＝２００ｍｍ／ｓ
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表１より、実施例１～４で調製した金属加工油は、低粘度でありつつも、ボール通し試験における最大減面率が６％以上と高く、耐焼き付き性に優れた結果となった。また、実施例３及び４の金属加工油は、流動点降下剤を配合しているが、実施例１及び２と比べても、良好な耐焼き付き性が維持され得ることが分かる。
　一方で、比較例１～６で調製した金属加工油は、低粘度及び耐焼き付き性の少なくとも一方が劣る結果となった。
１　　相転移挙動確認用高圧試験装置
１０　　筒状の空間
１１、１２　　観察窓
２０　　ＬＥＤ光源
３０　　光学顕微鏡
４０　　プランジャー

Claims (14)

  1. 　基油（Ａ）と、０．１ＭＰａの圧力下では液体であるが、０．１ＭＰａから３００ＭＰａの範囲での圧力上昇下で液体から固体へ相転移する化合物（Ｂ）とを含む、金属加工油。
  2. 　前記金属加工油の４０℃における動粘度が、１００ｍｍ２／ｓ以下である、請求項１に記載の金属加工油。
  3. 　成分（Ｂ）が、カルボン酸エステル、カルボン酸、及びアルコールから選ばれる、前記相転移する化合物を１種以上含む、請求項１又は２に記載の金属加工油。
  4. 　前記カルボン酸エステルが、飽和カルボン酸エステルであり、
    　前記カルボン酸が、飽和カルボン酸であり、
    　前記アルコールが、飽和アルコールである、
    請求項３に記載の金属加工油。
  5. 　成分（Ｂ）が、下記一般式（ｂ－１）～（ｂ－３）のいずれかで表される、前記相転移をする化合物を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の金属加工油。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     （上記式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立に、炭素数１０～４０のアルキル基であり、Ｒ４は、炭素数１～１０のアルキル基である。）
  6. 　成分（Ｂ）の含有量が、前記金属加工油の全量基準で、０．１～５０質量％である、請求項１～５のいずれか一項に記載の金属加工油。
  7. 　さらに硫黄系極圧剤（Ｃ）を含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の金属加工油。
  8. 　成分（Ｃ）の硫黄原子換算での含有量が、前記金属加工油の全量基準で、６．５質量％以上である、請求項１～７のいずれか一項に記載の金属加工油。
  9. 　さらに、成分（Ｂ）には該当しない、脂肪酸及び脂肪酸エステルから選ばれる１種以上の化合物（Ｄ）を含む、請求項１～８のいずれか一項に記載の金属加工油。
  10. 　さらに流動点降下剤（Ｅ）を含む、請求項１～９のいずれか一項に記載の金属加工油。
  11. 　水の含有量が、前記金属加工油の全量基準で、１．０質量％未満である、請求項１～１０のいずれか一項に記載の金属加工油。
  12. 　金属材の冷間鍛造加工に用いられる、請求項１～１１のいずれか一項に記載の金属加工油。
  13. 　請求項１～１２のいずれか一項に記載の金属加工油を、金属材の冷間鍛造加工に適用する、金属加工油の使用。
  14. 　請求項１～１２のいずれか一項に記載の金属加工油を用いて、金属材の冷間鍛造加工を行う、金属加工方法。
     
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