プレス加工用の潤滑油とそれを用いた金属材料のプレス加工方法
【課題】防錆鋼板などの金属材料のプレス加工に用いられ、被加工物に残留物を残さず速乾性及び加工性に優れる潤滑油を提供する。
【解決手段】金属材料プレス加工用の潤滑油であって、炭素数８〜１３のパラフィン系炭化水素を全量基準で９６〜１００重量％含み、且つ４０℃動粘度が２．０以下、沸点が２１０℃以下であることを特徴とする。対象となる金属材料としては、板厚１．４ｍｍ以下の圧延鋼板、若しくは板厚２．０ｍｍ以下の防錆鋼板である。
【解決手段】金属材料プレス加工用の潤滑油であって、炭素数８〜１３のパラフィン系炭化水素を全量基準で９６〜１００重量％含み、且つ４０℃動粘度が２．０以下、沸点が２１０℃以下であることを特徴とする。対象となる金属材料としては、板厚１．４ｍｍ以下の圧延鋼板、若しくは板厚２．０ｍｍ以下の防錆鋼板である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属材料、特に防錆鋼板のプレス加工に用いられ、加工後の被加工物に残留物を殆ど残さず速乾性及び潤滑性に優れた潤滑油と、該潤滑油を用いた金属材料の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属材料である圧延鋼板は、自動車、建材、家電、電子機器などの分野で広く使用されている。自動車に関しては、寒冷地において冬季の道路凍結防止剤として散布される岩塩によって車体が腐食する問題に対応するため、１９７８年に発表されたカナダのアンチコロージョンコード規制（カナダコード規制：表面の錆びは５年、穴あきは１０年発生しないことを求める規制）が一般的な車体防錆基準として認知されるようになってきている。この規制を受けて、圧延鋼板のなかでも防錆鋼板の需要が自動車分野において高まってきている。防錆鋼板には、電気亜鉛めっき鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板、亜鉛−ニッケル合金電気めっき鋼板、及び有機複合めっき鋼板などがあるが、特に電気亜鉛めっき鋼板は表面が平滑美麗、溶接容易、塗装容易、加工性良好、比較的安価などの特徴から自動車用鋼板や自動車用部品として多用されている。
【０００３】
一方、圧延鋼板を代表とする自動車、建材、家電、電子機器等用として使用される金属材料は、絞り加工、曲げ加工、ブランク加工、ピアス加工、トリミング加工、カシメ加工、コンパウンド加工、バーリング加工、ファインブランキング加工などの、主にプレス加工によって所定形状に加工される。金属材料をプレス加工する際に用いられる加工用潤滑油には、加工性及び工具寿命を向上させるため、各種の極圧添加剤や油性剤等の汎用添加剤が配合されている。一般にこれら加工用潤滑油は不揮発性であるが、近年、生産工程の簡略化や環境問題の観点から、後工程における洗浄工程を省略できるタイプの加工用潤滑油が開発されている。具体的には、潤滑油基油が常温常圧の室内にて数時間〜数日放置すると、自然蒸発して不揮発分がほとんど無くなる基油を使用して、後工程を無洗浄にした速乾性潤滑油が実用化されている。
【０００４】
しかしながら、速乾性潤滑油の中には基油の潤滑性が低いものがある。潤滑油の潤滑性が十分でないと、被加工物に割れやカジリが生じたり、摩擦増大による金型寿命や工具寿命が低下するという問題が発生する。したがって、このような問題を解決するため、潤滑油基油に油性剤、極圧添加剤、防錆剤等の添加剤が加工性、工具寿命の向上のため比較的多量に配合されている。これらの添加剤を配合してあると、基油が蒸発した後に添加剤成分が被加工物や工具の表面に残留し、この残留添加剤成分が後工程での塗装不良の原因になり、結局洗浄工程が必要になるという不都合を有する。
【０００５】
また、工具寿命向上のため、潤滑性能に優れている塩素系添加剤を使用している速乾性潤滑油もある。しかし、塩素系添加剤は、加工時あるいは経時的にその中に含まれる塩素系添加剤成分が分解して被加工物や工具を錆びさせる問題が指摘されている。また、塩素系添加剤配合油は、焼却処理時における有害物質の発生や、焼却炉の腐食、損傷などの問題も指摘されている。
【０００６】
非塩素系の速乾性潤滑油としては、特許文献１ないし特許文献３に記載のものが知られている。特許文献１の潤滑油は、沸点２３〜１２５℃のハロゲン化炭化水素に沸点１３０〜２５０℃のフッ素油を配合している。特許文献２の潤滑油は、粘度１．５〜２．０、比重０．７５〜０．７６、カウリブタノール価２７〜２８のイソパラフィン系炭化水素を７０％以上含む。この潤滑油は、室温において数時間から数日間で蒸発する。特許文献２では、さらに乾燥時間を短縮するため、熱風乾燥も併用している。特許文献３の潤滑油は、常圧の沸点が１５０〜２５０℃で炭素数１２〜１６のパラフィン系炭化水素に沸点が２００〜２９０℃のαオレフィンを１０重量％以上混合している。
【０００７】
【特許文献１】特開昭６０−１９９５２号公報
【特許文献２】特開平７−２８３３５３号公報
【特許文献３】特開平９−２５５９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１の潤滑油はハロゲン化炭化水素とフッ素油を配合しているので、環境的に関して好ましくない。特許文献２の潤滑油は、基油としてのパラフィン系炭化水素が７０％以上と高配合ではあるものの、添加剤量が最大３０％なので、潤滑油基油が蒸発しても被加工物などに添加剤成分が多量に残留する。これでは、後工程において被加工物に塗料を塗装しても、残留添加剤成分が塗料をはじくことによって塗装斑が生じ、塗装処理には不向きである。また、炭素数１０のイソパラフィン系炭化水素を主成分とし、その蒸発速度も数時間から数日間と記載されているのみであって、具体的組成や乾燥速度までは明らかにされていない。特許文献３は、沸点が比較的高い炭化水素を使用しているため、速乾性すなわち常温常圧での蒸発速度が劣るため、潤滑油を短時間で蒸発させるには限界があり、短時間での蒸発には強制乾燥装置が必要となる。
【０００９】
そこで本発明の目的は、防錆鋼板などの金属材料のプレス加工に用いられ、被加工物に残留物を残さず速乾性及び加工性に優れる潤滑油を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明に係る金属材料プレス加工用の潤滑油は、パラフィン系炭化水素を全量基準で９６〜１００重量％含み、且つ４０℃動粘度が２．０以下であることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の金属材料プレス加工用の潤滑油において、前記パラフィン系炭化水素の炭素数が８〜１３であり、且つ沸点が２１０℃以下である。
【００１２】
請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載の金属材料プレス加工用の潤滑油において、金属材料をプレス加工後、被加工物に付着している油が室温において２４時間以内に自然蒸発する。
【００１３】
請求項４に記載の本発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の金属材料が、圧延鋼板である。
【００１４】
請求項５に記載の本発明は、請求項４に記載の圧延鋼板が、防錆鋼板である。
【００１５】
請求項６に記載の本発明は、請求項４に記載の圧延鋼板の厚み寸法が、１．４ｍｍ以下である。
【００１６】
請求項７に記載の本発明は、請求項５に記載の防錆鋼板の厚み寸法が、２．０ｍｍ以下である。
【００１７】
請求項８に記載の本発明は、金属材料と該金属材料をプレス加工するための工具との間に、請求項１ないし７のいずれかに記載の金属材料プレス加工用の潤滑油を供給する工程を有する、金属材料のプレス加工方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、潤滑油の４０℃動粘度が２．０以下であるので、常温常圧において効率的な自然蒸発が可能であり、被加工物（金属材料）に潤滑油が残留物として残らずプレス加工後の洗浄工程を省略できる。このとき、パラフィン系炭化水素を全量基準で９６〜１００重量％としているので、被加工物に付着している油が蒸発した後には残留物が全く無い、若しくは残るとしてもその残留物（残留添加剤成分）は極めて微量なので、後工程においてめっきや塗装処理を施してもめっき斑や塗装斑を生じることなく、品質の高い製品を得ることができる。したがって、後工程において残留添加剤成分を洗浄するための工程も不要である。
【００１９】
炭素数が８〜１３で沸点が２１０℃以下のパラフィン系炭化水素を使用すれば、沸点が低いので蒸発速度が早く速乾性に優れ、また流動性も優れる。したがって、一般的な金属材料の生産過程において次工程への移行時間の最大である２４時間以内に被加工物に付着した潤滑油を蒸発させることができ、生産ラインを被加工物の乾燥のためにストップする必要がない。
【００２０】
防錆鋼板は、鋼板表面を亜鉛、ニッケル、銅などの軟金属でめっき被覆している。したがって、防錆鋼板をプレス加工するとき、被膜層の軟金属が潤滑性に寄与するので、潤滑油の代わりに水を使用することも不可能ではない。このことから、蒸発効果を優先して動粘度が比較的低い潤滑油を使用しても、防錆鋼板であれば被膜層の軟金属の特性と相俟って十分に潤滑性を担保でき、通常の圧延鋼板よりも被加工物に割れやカジリが発生することを有効に防止できる。また、これによって、通常の圧延鋼板よりも厚い鋼板を使用できる。
【００２１】
金属材料としての圧延鋼板の厚み寸法が１．４ｍｍ以下、防錆鋼板にあっては厚み寸法２．０ｍｍ以下であれば、その薄さからさらに割れやカジリの発生を防止できる。したがって、どのようなプレス加工にも対応でき、特に、大きな応力が発生して損傷の生じ易い精密せん断加工等においても対応可能な点で有意である。
【００２２】
金属材料の生産工程において、金属材料と該金属材料をプレス加工するための工具との間に、請求項１ないし７のいずれかに記載の金属材料プレス加工用の潤滑油を供給する工程を有していれば、被加工物の加工性や金型及び工具の寿命を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
［金属材料について］
本実施形態における潤滑油を使用してプレス加工する金属材料としては、自動車、建材、家電、電子機器などの分野で広く使用されている、ステンレス鋼、合金鋼、炭素鋼などの一般的な圧延鋼板を使用できるが、中でも厳しい環境に晒される自動車にも適用でき、被膜層の軟金属が潤滑性に寄与することで加工性の良い防錆鋼板が好適である。当該防錆鋼板としては、電気亜鉛めっき鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板、亜鉛−ニッケル合金鋼板、有機複合めっき鋼板などを挙げることができ、これらの中でも表面が平滑美麗、溶接容易、塗装容易、加工性良好、比較的安価などの特徴から近年その需要が高まっている電気亜鉛めっき鋼板が最も好ましい。この防錆鋼板は、絞り加工、曲げ加工、ブランク加工、ピアス加工、トリミング加工、カシメ加工、コンパウンド加工、バーリング加工、ファインブランキング加工などのプレス加工によって所定形状に加工されて、自動車用部品や自動車用鋼板などとして使用される。
【００２４】
金属材料の厚み寸法としては、本実施形態の潤滑油を使用した場合にでも汎用性の高い、すなわち上記に上げたプレス加工の何れにでも適用可能な厚みとすることが好ましい。具体的には、通常の圧延鋼板であれば１．４ｍｍ以下、より好ましくは１．２ｍｍ以下、さらに好ましくは１．０ｍｍ以下である。また、防錆鋼板であれば、２．０ｍｍ以下、より好ましくは、１．６ｍｍ以下、さらに好ましくは１．４ｍｍ以下である。金属材料の厚み寸法の下限は、薄ければ薄いほど良いので特に限定されることはないが、プレス加工を行え、製品としての最低限の機能を有する必要から、０．１ｍｍ程度あればよい。また、自動車部品用の電気亜鉛めっき鋼板であれば、ＪＩＳ Ｇ３３１３「電気亜鉛めっき鋼板及び鋼帯」に規定されている厚み寸法の最小値である０．４ｍｍ以上が好ましい。この範囲の厚みであれば、加工時に大きな応力の発生するファインブランキング加工などにおいても、被加工物の割れ、カジリ、バリ、ダレや加工工具の損傷を有効に防止できる。金属材料の厚み寸法が２．０ｍｍ（通常の圧延鋼板にあっては１．４ｍｍ）より大きければ、その分プレス加工時の応力も大きくなり、十分に高い潤滑性を有する潤滑油によらなければ被加工物や加工工具に損傷が生じ易くなり、適用できるプレス加工方法が限られる。
【００２５】
［潤滑油について］
本実施形態の潤滑油は、炭素数が８〜１３のパラフィン系炭化水素を全量基準で９６〜１００重量％含み、塩素系添加剤を含有せず、且つ４０℃動粘度が２．０以下、沸点が２１０℃以下であり、常温常圧において２４時間以内に自然蒸発することを特徴とする。これにより、被加工物に残留物を殆ど若しくは全く残すことがなく加工性及び速乾性に優れる。また、塩素系添加剤を含有していなければ、環境に優しく被加工物や工具を錆びさせることはない。
【００２６】
さらに詳しく説明すると、本実施形態で使用する潤滑油は、一般式ＣｎＨ２ｎ＋２で表されるパラフィン系炭化水素（鎖式飽和炭化水素）であり、直鎖状炭化水素（ノルマルパラフィン）、分枝鎖状炭化水素（イソパラフィン）、及び環状炭化水素（シクロパラフィン）を含む。その炭素数は８〜１３であり、具体的には、オクタン（炭素数８）、ノナン（炭素数９）、デカン（炭素数１０）、ウンデカン（炭素数１１）、ドデカン（炭素数１２）、トリデカン（炭素数１３）とこれらの異性体であって、これらから選ばれる１種または２種以上の混合物である。なお、炭素数８〜１３のパラフィン系炭化水素は、全て常温において液体状である。
【００２７】
パラフィン系炭化水素は、これの炭素数が高いほどその沸点も高くなる傾向にある。したがって、炭素数が１４より大きいパラフィン系炭化水素は、沸点が高く蒸発速度が遅いので好ましくない。また、炭素数が１６以上のパラフィン系炭化水素は一般的に常温において固体なので、これだけでは潤滑油として不適である。炭素数が８より小さいパラフィン系炭化水素は、沸点が低い点では好ましいが、臭気が悪いという不都合がある。特に、炭素数１〜４のパラフィン系炭化水素は常温において気体なので潤滑油として使用不可能である。したがって、臭気さえ気にしなければ、炭素数５〜７のパラフィン系炭化水素も本実施形態の潤滑油のように使用することも不可能ではない。
【００２８】
その上でパラフィン系炭化水素の沸点が２１０℃以下であれば、常温常圧において被加工物に付着した潤滑油は数時間〜２４時間以内に自然蒸発できる。したがって、一般的な金属材料の生産過程において次工程への移行時間の最大である２４時間以内に被加工物に付着した潤滑油を完全に蒸発させることができ、生産ラインを被加工物の乾燥のためにストップする必要がない。潤滑油の常温常圧での完全に乾燥する時間は、好ましくは１２時間以内、より好ましくは６時間以内、さらに好ましくは２時間以内である。蒸発速度が速い、すなわち速乾性がよければ、沸点の下限は特に限定されることはないが、本実施形態の潤滑油の中で最も沸点の低い炭素数８のパラフィン系炭化水素の沸点は、約７０℃である。特に、沸点１６０〜２００℃が乾燥速度的に好ましい。
【００２９】
４０℃動粘度が２．０以下であれば、流動性が高いので被加工物への付着量が低減され、常温状圧において効率的な自然蒸発が可能である。好ましくは１．８以下、より好ましくは１．５以下である。一方、４０℃動粘度が２．０より大きくなると、流動性が悪くなって被加工物への付着量が多くなり、効率的な自然蒸発が阻害されるばかりでなく脱脂性も低下する。４０℃動粘度の下限は、４０℃動粘度が低いほど効率的な蒸発が可能なので特に限定されることはない。但し、４０℃動粘度があまりに低いと潤滑性を担保できないという問題も生じ得るので、少なくとも１．０程度はあった方がよい。
【００３０】
さらに、本実施形態の潤滑油は、引火点：４０〜９０℃、凝固点：−４０℃以下、発火点：２４０℃以上を満たすことが好ましい。引火点が４０℃以上であれば、常温において安全に使用できる。すなわち、引火点が４０℃未満であると、常温において引火し易くなり、特に気温の高くなる夏季や亜熱帯地域での取り扱い時の危険性が高くなるので好ましくない。凝固点が−４０℃以下であれば、冬季や厳寒地での取り扱いが容易である。すなわち、凝固点が−４０℃より高いと、比較的高い氷点下温度環境において液体潤滑油が凍結してしまい、その取り扱い性が低下する不都合がある。発火点が２４０℃以上であれば、金属材料の加工時に発生する火花や加工熱により引火するなどの危険性が低く、安全に加工できる。
【００３１】
本実施形態での潤滑油は、パラフィン系炭化水素を全量基準で９６〜１００重量％としている。したがって、被加工物に付着している潤滑油が蒸発した後には残留物が全く無い、若しくは残るとしてもその残留物（残留添加剤成分）は極めて微量なので、後工程において金属材料にめっきや塗装処理を施してもめっき斑や塗装斑を生じることなく、品質の高い製品を得ることができる。すなわち、被加工物に添加剤成分が残留していると、これがめっき金属と基材金属との密着性を阻害したり、塗料をはじいて塗装できていない部分が生じたりする問題がある。しかし、残留添加剤成分が全くなければその心配も全く無く、残留添加剤成分量が極めて微量であれば製品として問題とならない程度に抑えられる。したがって、後工程において残留添加剤成分を洗浄するための工程は不要である。
【００３２】
これを踏まえて、本実施形態での潤滑油には、必要に応じて潤滑油全量基準で４重量％以下の公知の潤滑剤を使用できる。潤滑剤が４重量％を超えて添加された際の不都合は上述の通りである。潤滑剤としては、鉱物油、合成油、硫黄系極圧剤、油性剤、防錆剤、酸化防止剤、防食剤、着色剤、消泡剤、香料などを任意に組み合わせて配合できる。
【００３３】
鉱物油としては、石油精製業の潤滑油製造プロセスで公知の方法を用いて精製される鉱物油を使用することができる。具体的には、例えば原油を常圧蒸留および減圧蒸留して得られた潤滑油留分を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化精製、硫黄洗浄、白土処理などの処理を１つ以上行って精製したものが挙げられる。
【００３４】
合成油としては、例えばポリα−オレフィン、α−オレフィンコポリマー、ポリブテン、アルキルベンゼン、ポリオキシアルキレングリコール、ポリオキシアルキレングリコールエーテル、シリコーンオイルなどを挙げることができる。
【００３５】
硫黄系極圧剤としては、硫黄原子を有し、極圧効果を発揮しうるものを使用することができる。硫黄系極圧剤の具体例としては、例えば硫化油脂、硫化脂肪酸、硫化エステル、硫化オレフィン、ポリサルファイド類、チオカーバメート類、硫化鉱油、ＺｎＤＴＰなどを挙げることができる。このとき、硫黄分は潤滑油全量に対して１０ｐｐｍ以下とすることが好ましい。硫黄分が１０ｐｐｍを超えると、被加工物にシミや錆びなどが発生するおそれがある。
【００３６】
油性剤としては、例えば牛脂、豚脂、大豆油、菜種油、米ぬか油、ヤシ油、パーム油、パーム核油、及びこれらの水素化物などやエステル基を有した各種エステル化合物を挙げることができる。
【００３７】
防錆剤としては、例えばカルシウム系防錆剤、バリウム系防錆剤、ワックス系防錆剤等を、酸化防止剤としては、例えばアミン系化合物、フェノール系化合物等を、防食剤としては、例えばベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、メルカプトベンゾチアゾール等を、必要に応じて適宜添加することができる。着色剤としては、染料や顔料等を用いることができる。
【００３８】
本実施形態における潤滑油を金属材料とダイスやパンチ等の工具との間に供給することによって、金属材料の加工精度が向上する。潤滑油の供給方法は特に限定されないが、例えばローラーによる金属材料表面への塗布、スプレーによる金属材料表面への塗布などの方法を使用することができる。また、本発明に係る潤滑油を金属材料と工具との間に供給することによって、工具の錆びや損傷を防止することができるので、工具の使用寿命を長くすることができる。
【００３９】
（実施例）
以下、本発明に係る金属材料プレス加工用の潤滑油の具体的な実施例を各種試験データを参照しながら説明するが、これに限定されることはない。各種性能評価試験で使用した各実施例及び比較例は表１に示す通りである。
【００４０】
【表１】
【００４１】
［表面観察試験］
まず、表１に示す各潤滑油を使用してプレス加工した後のパンチ（工具）及び被加工物
の加工面状態を目視にて観察した。その結果を表２に示す。なお、表２における評価基準は以下の通りである。
パンチ表面状態：
◎：非常に良好 ○：良好 △：少し磨耗 ×：磨耗
加工面状態：
◎：傷無し ○：若干の傷跡 △：小さな傷あり ×：深い傷あり
【００４２】
また、試験条件は以下の通りである。
プレス機：ＡＩＤＡ（アイダエンジニアリング社製）
生産速度：６０ｓｐｍ
パンチ：ＳＫＤ１１ ダイス：ＳＫＤ１１
金属材料：ＳＥＣＣ（ＪＩＳ Ｇ３３１３ 一般用鋼板）
幅：１５０ｍｍ 板厚：０．３ｍｍ
潤滑油供給方法：樹脂ロールにて金属材料表面に均一に塗布
加工方法１：潤滑油を塗布した被加工物をパンチにてφ２．５ｍｍ、φ６．０ｍｍ、φ２２ｍｍ、φ１００ｍｍの打ち抜きを約３０００個実施した。
加工方法２：潤滑油を塗布した被加工物をパンチにてφ２．５ｍｍの絞りを約３０００個実施した。
【００４３】
【表２】
【００４４】
表２から明らかなように、炭素数が８以上のパラフィン系炭化水素を使用すれば、打ち抜き加工や絞り加工において、パンチ表面及び加工物の加工面が良好であることがわかる。
【００４５】
（乾燥試験）
次に、蒸発速度すなわち速乾性に関する試験を行った。
各実施例及び比較例の潤滑油を、ＪＩＳ Ｇ３１４１に規定されるＳＰＣＣ鋼板（８０×６０×１．０ｍｍ）に０．５ｇ塗布後、水平に放置したときの潤滑油の蒸発時間を測定した。その結果を表３に示す。
【００４６】
【表３】
【００４７】
表３からも明らかなように、炭素数が低い程蒸発時間が早くなる傾向がある。これは、炭素数が低い程沸点が低いことに依存している。中でも、炭素数が１３以下のパラフィン系炭化水素であれば、２４時間以内に完全に自然蒸発して無くなり、実際には２時間以内での乾燥が可能であることがわかる。
【００４８】
（臭気試験）
次に、各実施例及び比較例の臭気を以下の方法にて評価した。
５００ｍｌガラス製ビーカーに各実施例及び比較例を１００ｍｌ入れ、臭気を５人以上にて嗅ぎ、評価を行った。その結果を表４に示す。なお、表４における評価基準は以下の通りである。
○：不快感なく問題なし
△：不快臭ではないが、強い臭気を感じる
×：不快臭が強い
【００４９】
【表４】
【００５０】
表４から明らかなように、炭素数８〜１３以外のパラフィン系炭化水素を含む潤滑油には臭気が悪いものがあり、特に炭素数の低いパラフィン系炭化水素の臭気は悪かった。
【００５１】
以上の結果により、炭素数８〜１３のパラフィン系炭化水素を潤滑油全量基準で１００重量％含む潤滑油であれば、速乾性、加工性、潤滑性が良好であることがわかる。
【００５２】
次に、実施例１の潤滑油を用いて各種金属材料の厚みの違いによって、パンチ表面及び被加工物の加工面の状態の状態がどのように変化するかを評価した。その結果を表５に示す。なお、表５における評価基準は以下に示す通りである。
パンチ状態：
◎：非常に良好 ○：良好 △：少し磨耗 ×：磨耗
加工面状態：
◎：傷無し ○：若干の傷跡 △：小さな傷あり ×：深い傷あり
【００５３】
また、試験条件は以下の通りである。
プレス機 ：ＡＩＤＡ（アイダエンジニアリング社製）
生産速度：６０ｓｐｍ
パンチ：ＳＫＤ１１ ダイス：ＳＫＤ１１
被加工物１：ＳＰＣＤ鋼板（ＪＩＳ Ｇ３１４１ 絞り用）
被加工物２：ＳＰＣＥ鋼板（ＪＩＳ Ｇ３１４１ 深絞り用）
被加工物３：ＳＥＣＤ鋼板（ＪＩＳ Ｇ３３１３ 亜鉛めっき鋼板 絞り用）
被加工物４：ＳＥＣＥ鋼板（ＪＩＳ Ｇ３３１３ 亜鉛めっき鋼板 深絞り用）
幅：１００ｍｍ
潤滑油供給方法：樹脂ロールにて金属材料表面に均一に塗布
加工方法 ：潤滑油を塗布した各被加工物をパンチにてφ２．５ｍｍの絞りを実施。
【００５４】
【表５】
【００５５】
表５から明らかなように、板厚１．４ｍｍの通常の圧延鋼板では被加工物の加工面に小さな傷が認められるものの、後加工によっては製品として使用できるので、本発明の潤滑油を使用できることがわかる。したがって、通常の圧延鋼板であれば、板厚１．４ｍｍ以下とし、板厚１．０ｍｍ以下であれば問題ない。また、亜鉛めっき鋼板、すなわち防錆鋼板であれば、板厚２．０ｍｍでも適用可能であり、板厚１．４ｍｍであれば問題ないことがわかる。これは、被膜層の亜鉛が潤滑性に寄与することによると考えられる。
【００５６】
また、実施例４の潤滑油に添加剤を段階的に増やして添加し、その添加量に応じて潤滑油が完全に蒸発した後に後工程として塗料を塗布した際の塗装の状態がどのように変化するかを評価した。その結果を表６に示す。なお、表６における評価基準は、以下に示す通りである。
○：良好 △：若干塗装斑あり ×：塗装はじき
【００５７】
【表６】
【００５８】
表６から明らかなように、添加剤量が４重量％ではごく僅かな塗装斑が認められるが、製品としては問題なく使用できた。しかし、添加剤量が５重量％以上であれば、潤滑油が蒸発した後に残る添加剤成分の残留量が多くなり、それに伴い塗装斑も多くなった。また、添加剤量が２重量％以下であれば、全く問題なく使用できることがわかる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属材料、特に防錆鋼板のプレス加工に用いられ、加工後の被加工物に残留物を殆ど残さず速乾性及び潤滑性に優れた潤滑油と、該潤滑油を用いた金属材料の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属材料である圧延鋼板は、自動車、建材、家電、電子機器などの分野で広く使用されている。自動車に関しては、寒冷地において冬季の道路凍結防止剤として散布される岩塩によって車体が腐食する問題に対応するため、１９７８年に発表されたカナダのアンチコロージョンコード規制（カナダコード規制：表面の錆びは５年、穴あきは１０年発生しないことを求める規制）が一般的な車体防錆基準として認知されるようになってきている。この規制を受けて、圧延鋼板のなかでも防錆鋼板の需要が自動車分野において高まってきている。防錆鋼板には、電気亜鉛めっき鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板、亜鉛−ニッケル合金電気めっき鋼板、及び有機複合めっき鋼板などがあるが、特に電気亜鉛めっき鋼板は表面が平滑美麗、溶接容易、塗装容易、加工性良好、比較的安価などの特徴から自動車用鋼板や自動車用部品として多用されている。
【０００３】
一方、圧延鋼板を代表とする自動車、建材、家電、電子機器等用として使用される金属材料は、絞り加工、曲げ加工、ブランク加工、ピアス加工、トリミング加工、カシメ加工、コンパウンド加工、バーリング加工、ファインブランキング加工などの、主にプレス加工によって所定形状に加工される。金属材料をプレス加工する際に用いられる加工用潤滑油には、加工性及び工具寿命を向上させるため、各種の極圧添加剤や油性剤等の汎用添加剤が配合されている。一般にこれら加工用潤滑油は不揮発性であるが、近年、生産工程の簡略化や環境問題の観点から、後工程における洗浄工程を省略できるタイプの加工用潤滑油が開発されている。具体的には、潤滑油基油が常温常圧の室内にて数時間〜数日放置すると、自然蒸発して不揮発分がほとんど無くなる基油を使用して、後工程を無洗浄にした速乾性潤滑油が実用化されている。
【０００４】
しかしながら、速乾性潤滑油の中には基油の潤滑性が低いものがある。潤滑油の潤滑性が十分でないと、被加工物に割れやカジリが生じたり、摩擦増大による金型寿命や工具寿命が低下するという問題が発生する。したがって、このような問題を解決するため、潤滑油基油に油性剤、極圧添加剤、防錆剤等の添加剤が加工性、工具寿命の向上のため比較的多量に配合されている。これらの添加剤を配合してあると、基油が蒸発した後に添加剤成分が被加工物や工具の表面に残留し、この残留添加剤成分が後工程での塗装不良の原因になり、結局洗浄工程が必要になるという不都合を有する。
【０００５】
また、工具寿命向上のため、潤滑性能に優れている塩素系添加剤を使用している速乾性潤滑油もある。しかし、塩素系添加剤は、加工時あるいは経時的にその中に含まれる塩素系添加剤成分が分解して被加工物や工具を錆びさせる問題が指摘されている。また、塩素系添加剤配合油は、焼却処理時における有害物質の発生や、焼却炉の腐食、損傷などの問題も指摘されている。
【０００６】
非塩素系の速乾性潤滑油としては、特許文献１ないし特許文献３に記載のものが知られている。特許文献１の潤滑油は、沸点２３〜１２５℃のハロゲン化炭化水素に沸点１３０〜２５０℃のフッ素油を配合している。特許文献２の潤滑油は、粘度１．５〜２．０、比重０．７５〜０．７６、カウリブタノール価２７〜２８のイソパラフィン系炭化水素を７０％以上含む。この潤滑油は、室温において数時間から数日間で蒸発する。特許文献２では、さらに乾燥時間を短縮するため、熱風乾燥も併用している。特許文献３の潤滑油は、常圧の沸点が１５０〜２５０℃で炭素数１２〜１６のパラフィン系炭化水素に沸点が２００〜２９０℃のαオレフィンを１０重量％以上混合している。
【０００７】
【特許文献１】特開昭６０−１９９５２号公報
【特許文献２】特開平７−２８３３５３号公報
【特許文献３】特開平９−２５５９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１の潤滑油はハロゲン化炭化水素とフッ素油を配合しているので、環境的に関して好ましくない。特許文献２の潤滑油は、基油としてのパラフィン系炭化水素が７０％以上と高配合ではあるものの、添加剤量が最大３０％なので、潤滑油基油が蒸発しても被加工物などに添加剤成分が多量に残留する。これでは、後工程において被加工物に塗料を塗装しても、残留添加剤成分が塗料をはじくことによって塗装斑が生じ、塗装処理には不向きである。また、炭素数１０のイソパラフィン系炭化水素を主成分とし、その蒸発速度も数時間から数日間と記載されているのみであって、具体的組成や乾燥速度までは明らかにされていない。特許文献３は、沸点が比較的高い炭化水素を使用しているため、速乾性すなわち常温常圧での蒸発速度が劣るため、潤滑油を短時間で蒸発させるには限界があり、短時間での蒸発には強制乾燥装置が必要となる。
【０００９】
そこで本発明の目的は、防錆鋼板などの金属材料のプレス加工に用いられ、被加工物に残留物を残さず速乾性及び加工性に優れる潤滑油を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明に係る金属材料プレス加工用の潤滑油は、パラフィン系炭化水素を全量基準で９６〜１００重量％含み、且つ４０℃動粘度が２．０以下であることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の金属材料プレス加工用の潤滑油において、前記パラフィン系炭化水素の炭素数が８〜１３であり、且つ沸点が２１０℃以下である。
【００１２】
請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載の金属材料プレス加工用の潤滑油において、金属材料をプレス加工後、被加工物に付着している油が室温において２４時間以内に自然蒸発する。
【００１３】
請求項４に記載の本発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の金属材料が、圧延鋼板である。
【００１４】
請求項５に記載の本発明は、請求項４に記載の圧延鋼板が、防錆鋼板である。
【００１５】
請求項６に記載の本発明は、請求項４に記載の圧延鋼板の厚み寸法が、１．４ｍｍ以下である。
【００１６】
請求項７に記載の本発明は、請求項５に記載の防錆鋼板の厚み寸法が、２．０ｍｍ以下である。
【００１７】
請求項８に記載の本発明は、金属材料と該金属材料をプレス加工するための工具との間に、請求項１ないし７のいずれかに記載の金属材料プレス加工用の潤滑油を供給する工程を有する、金属材料のプレス加工方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、潤滑油の４０℃動粘度が２．０以下であるので、常温常圧において効率的な自然蒸発が可能であり、被加工物（金属材料）に潤滑油が残留物として残らずプレス加工後の洗浄工程を省略できる。このとき、パラフィン系炭化水素を全量基準で９６〜１００重量％としているので、被加工物に付着している油が蒸発した後には残留物が全く無い、若しくは残るとしてもその残留物（残留添加剤成分）は極めて微量なので、後工程においてめっきや塗装処理を施してもめっき斑や塗装斑を生じることなく、品質の高い製品を得ることができる。したがって、後工程において残留添加剤成分を洗浄するための工程も不要である。
【００１９】
炭素数が８〜１３で沸点が２１０℃以下のパラフィン系炭化水素を使用すれば、沸点が低いので蒸発速度が早く速乾性に優れ、また流動性も優れる。したがって、一般的な金属材料の生産過程において次工程への移行時間の最大である２４時間以内に被加工物に付着した潤滑油を蒸発させることができ、生産ラインを被加工物の乾燥のためにストップする必要がない。
【００２０】
防錆鋼板は、鋼板表面を亜鉛、ニッケル、銅などの軟金属でめっき被覆している。したがって、防錆鋼板をプレス加工するとき、被膜層の軟金属が潤滑性に寄与するので、潤滑油の代わりに水を使用することも不可能ではない。このことから、蒸発効果を優先して動粘度が比較的低い潤滑油を使用しても、防錆鋼板であれば被膜層の軟金属の特性と相俟って十分に潤滑性を担保でき、通常の圧延鋼板よりも被加工物に割れやカジリが発生することを有効に防止できる。また、これによって、通常の圧延鋼板よりも厚い鋼板を使用できる。
【００２１】
金属材料としての圧延鋼板の厚み寸法が１．４ｍｍ以下、防錆鋼板にあっては厚み寸法２．０ｍｍ以下であれば、その薄さからさらに割れやカジリの発生を防止できる。したがって、どのようなプレス加工にも対応でき、特に、大きな応力が発生して損傷の生じ易い精密せん断加工等においても対応可能な点で有意である。
【００２２】
金属材料の生産工程において、金属材料と該金属材料をプレス加工するための工具との間に、請求項１ないし７のいずれかに記載の金属材料プレス加工用の潤滑油を供給する工程を有していれば、被加工物の加工性や金型及び工具の寿命を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
［金属材料について］
本実施形態における潤滑油を使用してプレス加工する金属材料としては、自動車、建材、家電、電子機器などの分野で広く使用されている、ステンレス鋼、合金鋼、炭素鋼などの一般的な圧延鋼板を使用できるが、中でも厳しい環境に晒される自動車にも適用でき、被膜層の軟金属が潤滑性に寄与することで加工性の良い防錆鋼板が好適である。当該防錆鋼板としては、電気亜鉛めっき鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板、亜鉛−ニッケル合金鋼板、有機複合めっき鋼板などを挙げることができ、これらの中でも表面が平滑美麗、溶接容易、塗装容易、加工性良好、比較的安価などの特徴から近年その需要が高まっている電気亜鉛めっき鋼板が最も好ましい。この防錆鋼板は、絞り加工、曲げ加工、ブランク加工、ピアス加工、トリミング加工、カシメ加工、コンパウンド加工、バーリング加工、ファインブランキング加工などのプレス加工によって所定形状に加工されて、自動車用部品や自動車用鋼板などとして使用される。
【００２４】
金属材料の厚み寸法としては、本実施形態の潤滑油を使用した場合にでも汎用性の高い、すなわち上記に上げたプレス加工の何れにでも適用可能な厚みとすることが好ましい。具体的には、通常の圧延鋼板であれば１．４ｍｍ以下、より好ましくは１．２ｍｍ以下、さらに好ましくは１．０ｍｍ以下である。また、防錆鋼板であれば、２．０ｍｍ以下、より好ましくは、１．６ｍｍ以下、さらに好ましくは１．４ｍｍ以下である。金属材料の厚み寸法の下限は、薄ければ薄いほど良いので特に限定されることはないが、プレス加工を行え、製品としての最低限の機能を有する必要から、０．１ｍｍ程度あればよい。また、自動車部品用の電気亜鉛めっき鋼板であれば、ＪＩＳ Ｇ３３１３「電気亜鉛めっき鋼板及び鋼帯」に規定されている厚み寸法の最小値である０．４ｍｍ以上が好ましい。この範囲の厚みであれば、加工時に大きな応力の発生するファインブランキング加工などにおいても、被加工物の割れ、カジリ、バリ、ダレや加工工具の損傷を有効に防止できる。金属材料の厚み寸法が２．０ｍｍ（通常の圧延鋼板にあっては１．４ｍｍ）より大きければ、その分プレス加工時の応力も大きくなり、十分に高い潤滑性を有する潤滑油によらなければ被加工物や加工工具に損傷が生じ易くなり、適用できるプレス加工方法が限られる。
【００２５】
［潤滑油について］
本実施形態の潤滑油は、炭素数が８〜１３のパラフィン系炭化水素を全量基準で９６〜１００重量％含み、塩素系添加剤を含有せず、且つ４０℃動粘度が２．０以下、沸点が２１０℃以下であり、常温常圧において２４時間以内に自然蒸発することを特徴とする。これにより、被加工物に残留物を殆ど若しくは全く残すことがなく加工性及び速乾性に優れる。また、塩素系添加剤を含有していなければ、環境に優しく被加工物や工具を錆びさせることはない。
【００２６】
さらに詳しく説明すると、本実施形態で使用する潤滑油は、一般式ＣｎＨ２ｎ＋２で表されるパラフィン系炭化水素（鎖式飽和炭化水素）であり、直鎖状炭化水素（ノルマルパラフィン）、分枝鎖状炭化水素（イソパラフィン）、及び環状炭化水素（シクロパラフィン）を含む。その炭素数は８〜１３であり、具体的には、オクタン（炭素数８）、ノナン（炭素数９）、デカン（炭素数１０）、ウンデカン（炭素数１１）、ドデカン（炭素数１２）、トリデカン（炭素数１３）とこれらの異性体であって、これらから選ばれる１種または２種以上の混合物である。なお、炭素数８〜１３のパラフィン系炭化水素は、全て常温において液体状である。
【００２７】
パラフィン系炭化水素は、これの炭素数が高いほどその沸点も高くなる傾向にある。したがって、炭素数が１４より大きいパラフィン系炭化水素は、沸点が高く蒸発速度が遅いので好ましくない。また、炭素数が１６以上のパラフィン系炭化水素は一般的に常温において固体なので、これだけでは潤滑油として不適である。炭素数が８より小さいパラフィン系炭化水素は、沸点が低い点では好ましいが、臭気が悪いという不都合がある。特に、炭素数１〜４のパラフィン系炭化水素は常温において気体なので潤滑油として使用不可能である。したがって、臭気さえ気にしなければ、炭素数５〜７のパラフィン系炭化水素も本実施形態の潤滑油のように使用することも不可能ではない。
【００２８】
その上でパラフィン系炭化水素の沸点が２１０℃以下であれば、常温常圧において被加工物に付着した潤滑油は数時間〜２４時間以内に自然蒸発できる。したがって、一般的な金属材料の生産過程において次工程への移行時間の最大である２４時間以内に被加工物に付着した潤滑油を完全に蒸発させることができ、生産ラインを被加工物の乾燥のためにストップする必要がない。潤滑油の常温常圧での完全に乾燥する時間は、好ましくは１２時間以内、より好ましくは６時間以内、さらに好ましくは２時間以内である。蒸発速度が速い、すなわち速乾性がよければ、沸点の下限は特に限定されることはないが、本実施形態の潤滑油の中で最も沸点の低い炭素数８のパラフィン系炭化水素の沸点は、約７０℃である。特に、沸点１６０〜２００℃が乾燥速度的に好ましい。
【００２９】
４０℃動粘度が２．０以下であれば、流動性が高いので被加工物への付着量が低減され、常温状圧において効率的な自然蒸発が可能である。好ましくは１．８以下、より好ましくは１．５以下である。一方、４０℃動粘度が２．０より大きくなると、流動性が悪くなって被加工物への付着量が多くなり、効率的な自然蒸発が阻害されるばかりでなく脱脂性も低下する。４０℃動粘度の下限は、４０℃動粘度が低いほど効率的な蒸発が可能なので特に限定されることはない。但し、４０℃動粘度があまりに低いと潤滑性を担保できないという問題も生じ得るので、少なくとも１．０程度はあった方がよい。
【００３０】
さらに、本実施形態の潤滑油は、引火点：４０〜９０℃、凝固点：−４０℃以下、発火点：２４０℃以上を満たすことが好ましい。引火点が４０℃以上であれば、常温において安全に使用できる。すなわち、引火点が４０℃未満であると、常温において引火し易くなり、特に気温の高くなる夏季や亜熱帯地域での取り扱い時の危険性が高くなるので好ましくない。凝固点が−４０℃以下であれば、冬季や厳寒地での取り扱いが容易である。すなわち、凝固点が−４０℃より高いと、比較的高い氷点下温度環境において液体潤滑油が凍結してしまい、その取り扱い性が低下する不都合がある。発火点が２４０℃以上であれば、金属材料の加工時に発生する火花や加工熱により引火するなどの危険性が低く、安全に加工できる。
【００３１】
本実施形態での潤滑油は、パラフィン系炭化水素を全量基準で９６〜１００重量％としている。したがって、被加工物に付着している潤滑油が蒸発した後には残留物が全く無い、若しくは残るとしてもその残留物（残留添加剤成分）は極めて微量なので、後工程において金属材料にめっきや塗装処理を施してもめっき斑や塗装斑を生じることなく、品質の高い製品を得ることができる。すなわち、被加工物に添加剤成分が残留していると、これがめっき金属と基材金属との密着性を阻害したり、塗料をはじいて塗装できていない部分が生じたりする問題がある。しかし、残留添加剤成分が全くなければその心配も全く無く、残留添加剤成分量が極めて微量であれば製品として問題とならない程度に抑えられる。したがって、後工程において残留添加剤成分を洗浄するための工程は不要である。
【００３２】
これを踏まえて、本実施形態での潤滑油には、必要に応じて潤滑油全量基準で４重量％以下の公知の潤滑剤を使用できる。潤滑剤が４重量％を超えて添加された際の不都合は上述の通りである。潤滑剤としては、鉱物油、合成油、硫黄系極圧剤、油性剤、防錆剤、酸化防止剤、防食剤、着色剤、消泡剤、香料などを任意に組み合わせて配合できる。
【００３３】
鉱物油としては、石油精製業の潤滑油製造プロセスで公知の方法を用いて精製される鉱物油を使用することができる。具体的には、例えば原油を常圧蒸留および減圧蒸留して得られた潤滑油留分を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化精製、硫黄洗浄、白土処理などの処理を１つ以上行って精製したものが挙げられる。
【００３４】
合成油としては、例えばポリα−オレフィン、α−オレフィンコポリマー、ポリブテン、アルキルベンゼン、ポリオキシアルキレングリコール、ポリオキシアルキレングリコールエーテル、シリコーンオイルなどを挙げることができる。
【００３５】
硫黄系極圧剤としては、硫黄原子を有し、極圧効果を発揮しうるものを使用することができる。硫黄系極圧剤の具体例としては、例えば硫化油脂、硫化脂肪酸、硫化エステル、硫化オレフィン、ポリサルファイド類、チオカーバメート類、硫化鉱油、ＺｎＤＴＰなどを挙げることができる。このとき、硫黄分は潤滑油全量に対して１０ｐｐｍ以下とすることが好ましい。硫黄分が１０ｐｐｍを超えると、被加工物にシミや錆びなどが発生するおそれがある。
【００３６】
油性剤としては、例えば牛脂、豚脂、大豆油、菜種油、米ぬか油、ヤシ油、パーム油、パーム核油、及びこれらの水素化物などやエステル基を有した各種エステル化合物を挙げることができる。
【００３７】
防錆剤としては、例えばカルシウム系防錆剤、バリウム系防錆剤、ワックス系防錆剤等を、酸化防止剤としては、例えばアミン系化合物、フェノール系化合物等を、防食剤としては、例えばベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、メルカプトベンゾチアゾール等を、必要に応じて適宜添加することができる。着色剤としては、染料や顔料等を用いることができる。
【００３８】
本実施形態における潤滑油を金属材料とダイスやパンチ等の工具との間に供給することによって、金属材料の加工精度が向上する。潤滑油の供給方法は特に限定されないが、例えばローラーによる金属材料表面への塗布、スプレーによる金属材料表面への塗布などの方法を使用することができる。また、本発明に係る潤滑油を金属材料と工具との間に供給することによって、工具の錆びや損傷を防止することができるので、工具の使用寿命を長くすることができる。
【００３９】
（実施例）
以下、本発明に係る金属材料プレス加工用の潤滑油の具体的な実施例を各種試験データを参照しながら説明するが、これに限定されることはない。各種性能評価試験で使用した各実施例及び比較例は表１に示す通りである。
【００４０】
【表１】
【００４１】
［表面観察試験］
まず、表１に示す各潤滑油を使用してプレス加工した後のパンチ（工具）及び被加工物
の加工面状態を目視にて観察した。その結果を表２に示す。なお、表２における評価基準は以下の通りである。
パンチ表面状態：
◎：非常に良好 ○：良好 △：少し磨耗 ×：磨耗
加工面状態：
◎：傷無し ○：若干の傷跡 △：小さな傷あり ×：深い傷あり
【００４２】
また、試験条件は以下の通りである。
プレス機：ＡＩＤＡ（アイダエンジニアリング社製）
生産速度：６０ｓｐｍ
パンチ：ＳＫＤ１１ ダイス：ＳＫＤ１１
金属材料：ＳＥＣＣ（ＪＩＳ Ｇ３３１３ 一般用鋼板）
幅：１５０ｍｍ 板厚：０．３ｍｍ
潤滑油供給方法：樹脂ロールにて金属材料表面に均一に塗布
加工方法１：潤滑油を塗布した被加工物をパンチにてφ２．５ｍｍ、φ６．０ｍｍ、φ２２ｍｍ、φ１００ｍｍの打ち抜きを約３０００個実施した。
加工方法２：潤滑油を塗布した被加工物をパンチにてφ２．５ｍｍの絞りを約３０００個実施した。
【００４３】
【表２】
【００４４】
表２から明らかなように、炭素数が８以上のパラフィン系炭化水素を使用すれば、打ち抜き加工や絞り加工において、パンチ表面及び加工物の加工面が良好であることがわかる。
【００４５】
（乾燥試験）
次に、蒸発速度すなわち速乾性に関する試験を行った。
各実施例及び比較例の潤滑油を、ＪＩＳ Ｇ３１４１に規定されるＳＰＣＣ鋼板（８０×６０×１．０ｍｍ）に０．５ｇ塗布後、水平に放置したときの潤滑油の蒸発時間を測定した。その結果を表３に示す。
【００４６】
【表３】
【００４７】
表３からも明らかなように、炭素数が低い程蒸発時間が早くなる傾向がある。これは、炭素数が低い程沸点が低いことに依存している。中でも、炭素数が１３以下のパラフィン系炭化水素であれば、２４時間以内に完全に自然蒸発して無くなり、実際には２時間以内での乾燥が可能であることがわかる。
【００４８】
（臭気試験）
次に、各実施例及び比較例の臭気を以下の方法にて評価した。
５００ｍｌガラス製ビーカーに各実施例及び比較例を１００ｍｌ入れ、臭気を５人以上にて嗅ぎ、評価を行った。その結果を表４に示す。なお、表４における評価基準は以下の通りである。
○：不快感なく問題なし
△：不快臭ではないが、強い臭気を感じる
×：不快臭が強い
【００４９】
【表４】
【００５０】
表４から明らかなように、炭素数８〜１３以外のパラフィン系炭化水素を含む潤滑油には臭気が悪いものがあり、特に炭素数の低いパラフィン系炭化水素の臭気は悪かった。
【００５１】
以上の結果により、炭素数８〜１３のパラフィン系炭化水素を潤滑油全量基準で１００重量％含む潤滑油であれば、速乾性、加工性、潤滑性が良好であることがわかる。
【００５２】
次に、実施例１の潤滑油を用いて各種金属材料の厚みの違いによって、パンチ表面及び被加工物の加工面の状態の状態がどのように変化するかを評価した。その結果を表５に示す。なお、表５における評価基準は以下に示す通りである。
パンチ状態：
◎：非常に良好 ○：良好 △：少し磨耗 ×：磨耗
加工面状態：
◎：傷無し ○：若干の傷跡 △：小さな傷あり ×：深い傷あり
【００５３】
また、試験条件は以下の通りである。
プレス機 ：ＡＩＤＡ（アイダエンジニアリング社製）
生産速度：６０ｓｐｍ
パンチ：ＳＫＤ１１ ダイス：ＳＫＤ１１
被加工物１：ＳＰＣＤ鋼板（ＪＩＳ Ｇ３１４１ 絞り用）
被加工物２：ＳＰＣＥ鋼板（ＪＩＳ Ｇ３１４１ 深絞り用）
被加工物３：ＳＥＣＤ鋼板（ＪＩＳ Ｇ３３１３ 亜鉛めっき鋼板 絞り用）
被加工物４：ＳＥＣＥ鋼板（ＪＩＳ Ｇ３３１３ 亜鉛めっき鋼板 深絞り用）
幅：１００ｍｍ
潤滑油供給方法：樹脂ロールにて金属材料表面に均一に塗布
加工方法 ：潤滑油を塗布した各被加工物をパンチにてφ２．５ｍｍの絞りを実施。
【００５４】
【表５】
【００５５】
表５から明らかなように、板厚１．４ｍｍの通常の圧延鋼板では被加工物の加工面に小さな傷が認められるものの、後加工によっては製品として使用できるので、本発明の潤滑油を使用できることがわかる。したがって、通常の圧延鋼板であれば、板厚１．４ｍｍ以下とし、板厚１．０ｍｍ以下であれば問題ない。また、亜鉛めっき鋼板、すなわち防錆鋼板であれば、板厚２．０ｍｍでも適用可能であり、板厚１．４ｍｍであれば問題ないことがわかる。これは、被膜層の亜鉛が潤滑性に寄与することによると考えられる。
【００５６】
また、実施例４の潤滑油に添加剤を段階的に増やして添加し、その添加量に応じて潤滑油が完全に蒸発した後に後工程として塗料を塗布した際の塗装の状態がどのように変化するかを評価した。その結果を表６に示す。なお、表６における評価基準は、以下に示す通りである。
○：良好 △：若干塗装斑あり ×：塗装はじき
【００５７】
【表６】
【００５８】
表６から明らかなように、添加剤量が４重量％ではごく僅かな塗装斑が認められるが、製品としては問題なく使用できた。しかし、添加剤量が５重量％以上であれば、潤滑油が蒸発した後に残る添加剤成分の残留量が多くなり、それに伴い塗装斑も多くなった。また、添加剤量が２重量％以下であれば、全く問題なく使用できることがわかる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パラフィン系炭化水素を全量基準で９６〜１００重量％含み、
４０℃動粘度が２．０以下である金属材料プレス加工用の潤滑油。
【請求項２】
前記パラフィン系炭化水素の炭素数が８〜１３であり、かつ沸点が２１０℃以下である請求項１に記載の金属材料プレス加工用の潤滑油。
【請求項３】
金属材料をプレス加工後、被加工物に付着している油が室温において２４時間以内に自然蒸発する請求項２に記載の金属材料プレス加工用の潤滑油。
【請求項４】
前記金属材料が、圧延鋼板である請求項１ないし３のいずれかに記載の金属材料プレス加工用の潤滑油。
【請求項５】
前記金属材料が、防錆鋼板である請求項４に記載の金属材料プレス加工用の潤滑油。
【請求項６】
前記金属材料の厚み寸法が、１．４ｍｍ以下である請求項４に記載の金属材料プレス加工用の潤滑油。
【請求項７】
前記金属材料の厚み寸法が、２．０ｍｍ以下である請求項５に記載の金属材料プレス加工用の潤滑油。
【請求項８】
金属材料と該金属材料をプレス加工するための工具との間に、請求項１ないし５のいずれかに記載の金属材料プレス加工用の潤滑油を供給する工程を有する、金属材料のプレス加工方法。
【請求項１】
パラフィン系炭化水素を全量基準で９６〜１００重量％含み、
４０℃動粘度が２．０以下である金属材料プレス加工用の潤滑油。
【請求項２】
前記パラフィン系炭化水素の炭素数が８〜１３であり、かつ沸点が２１０℃以下である請求項１に記載の金属材料プレス加工用の潤滑油。
【請求項３】
金属材料をプレス加工後、被加工物に付着している油が室温において２４時間以内に自然蒸発する請求項２に記載の金属材料プレス加工用の潤滑油。
【請求項４】
前記金属材料が、圧延鋼板である請求項１ないし３のいずれかに記載の金属材料プレス加工用の潤滑油。
【請求項５】
前記金属材料が、防錆鋼板である請求項４に記載の金属材料プレス加工用の潤滑油。
【請求項６】
前記金属材料の厚み寸法が、１．４ｍｍ以下である請求項４に記載の金属材料プレス加工用の潤滑油。
【請求項７】
前記金属材料の厚み寸法が、２．０ｍｍ以下である請求項５に記載の金属材料プレス加工用の潤滑油。
【請求項８】
金属材料と該金属材料をプレス加工するための工具との間に、請求項１ないし５のいずれかに記載の金属材料プレス加工用の潤滑油を供給する工程を有する、金属材料のプレス加工方法。
【公開番号】特開２００８−５０５１８（Ｐ２００８−５０５１８Ａ）
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２３０４０６（Ｐ２００６−２３０４０６）
【出願日】平成１８年８月２８日（２００６．８．２８）
【出願人】（０００２４１５００）トヨタ紡織株式会社 (2,945)
【出願人】（０００２１１１４５）中京化成工業株式会社 (15)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月２８日（２００６．８．２８）
【出願人】（０００２４１５００）トヨタ紡織株式会社 (2,945)
【出願人】（０００２１１１４５）中京化成工業株式会社 (15)
【Ｆターム（参考）】
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