鋼板用潤滑防錆油
【課題】純亜鉛めっき鋼板に対して、潤滑性、防錆性、脱脂性、化成処理性、および、油面接着性の全てに対し優れた性能を付与することができる鋼板用潤滑防錆油を提供する。
【解決手段】基油、油溶性防錆剤、脂肪酸モノエステル、および、アルカリ金属ホウ酸塩またはアルカリ土類金属ホウ酸塩を主要成分とする鋼板用潤滑防錆油であり、当該鋼板用潤滑防錆油は、油溶性防錆剤を１〜１５重量％、脂肪酸モノエステルを５〜５０重量％、アルカリ金属ホウ酸塩またはアルカリ土類金属ホウ酸塩をホウ素分として０．０３〜０．５重量％含有する組成物であって、当該鋼板用潤滑防錆油の全塩基価が１５ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であることを特徴とする。
【解決手段】基油、油溶性防錆剤、脂肪酸モノエステル、および、アルカリ金属ホウ酸塩またはアルカリ土類金属ホウ酸塩を主要成分とする鋼板用潤滑防錆油であり、当該鋼板用潤滑防錆油は、油溶性防錆剤を１〜１５重量％、脂肪酸モノエステルを５〜５０重量％、アルカリ金属ホウ酸塩またはアルカリ土類金属ホウ酸塩をホウ素分として０．０３〜０．５重量％含有する組成物であって、当該鋼板用潤滑防錆油の全塩基価が１５ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気亜鉛めっき鋼板や溶融亜鉛めっき鋼板等、純亜鉛めっき鋼板に対して高い潤滑性を付与することができる鋼板用潤滑防錆油に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の車体や車両用部品、家電部品等は、冷延鋼板や熱延鋼板を材料として成形されるのが一般である。しかしながら、近年、特に自動車産業分野では、車体や車両の各部品に高い耐食性が要請されており、成形材料として、冷延鋼板に亜鉛めっき等を施した表面処理鋼板の使用が主流になりつつある。表面処理鋼板のなかでも、特に母材である鉄と亜鉛めっき層を熱処理によって合金化してなる合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、プレス成形性や溶接性等に優れることから、国内の多くの自動車メーカーで広く採用されてきているのが実状である。ところが、合金化溶融亜鉛めっき鋼板は製造コストが高く、かつ、めっき層に鉄を含むため、亜鉛めっき層が本来有する耐食性には及ばないという問題がある。
【０００３】
一方、欧米では、耐食性が高く製造コストが低い、合金化を施さない溶融亜鉛めっきや電気亜鉛めっき鋼板等、純亜鉛めっき鋼板が広く採用されてきている。ところが、純亜鉛めっき鋼板は、その表面が軟質な亜鉛で構成されているため、型カジリ等を起こしやすくてプレス成形性に劣ることから、成形部品の成形では、その生産性を低下させる原因となっている。このため、欧米の自動車メーカーでは、純亜鉛めっき鋼板の表面に、潤滑付与機能の高い高粘度の高潤滑防錆油（動粘度約３０ｍｍ２／ｓｅｃ）を塗布することによって、純亜鉛めっき鋼板のプレス成形性を確保している。また、純亜鉛めっき鋼板の上記した性質に鑑み、純亜鉛めっき鋼板に潤滑防錆性を付与すべく機能する潤滑防錆油について開発されていて、その多くが特許出願されている（特許文献１，２，３を参照）。
【０００４】
上記した特許文献１にて提案されている鋼板用潤滑防錆油は、「プレス加工兼用防錆油」の名称のものであって、当該鋼板用潤滑防錆油は、低粘度の溶剤にスルホン酸塩の群から選ばれた少なくとも１種、カルボン酸塩の群から選ばれた少なくとも１種、リン酸エステル誘導体、ジエステル、ポリオールエステル、油脂の群から選ばれた少なくとも１種、超塩基性スルホネートの群から選ばれた少なくとも１種、および、ホウ酸カリウムを主成分とする１μｍ以下の粒子を含有しているものである。
【０００５】
また、上記した特許文献２にて提案されている鋼板用潤滑防錆油は、「防錆油組成物」の名称のものであって、当該鋼板用潤滑防錆油は、平均粒径が１５ｎｍ以上の炭酸金属塩の結晶を含む塩基価が１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の過塩基スルホネートを１〜３０重量％、脂肪酸エステルを１〜５０重量％、基油を２０〜９８重量％の割合で含有しているものである。
【０００６】
また、上記した特許文献３にて提案されている鋼板用潤滑防錆油は、「防錆兼プレス加工油剤組成物」の名称のものであって、当該鋼板用潤滑防錆油は、防錆添加剤１〜２０重量％、過塩基性ＣａスルホネートをＣａ分として０．４〜４．０重量％、硫黄系極圧剤である硫化油脂を硫黄分として０．２〜２．４重量％、ホウ酸カリウム分散物をホウ素分として０．１〜１．０重量％を主要成分とする、４０℃における動粘度が１〜１００ｍｍ２／ｓｅｃの範囲のものである。
【特許文献１】特許第３０１６９６２号公報
【特許文献２】特開平８−３０２４９０号公報
【特許文献３】特開平１０−２７９９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記した各鋼板用潤滑防錆油が、純亜鉛めっき鋼板に高い潤滑性を付与するものであって、防錆性、脱脂性、化成処理性、油面接着性の全てに優れたものであれば、高耐食性で、防錆性、脱脂性、化成処理性、および、油面接着性の全てに優れた純亜鉛めっき鋼板を提供することができる。しかしながら、上記した各鋼板用潤滑防錆油にはそれぞれに問題があって、各鋼板用潤滑防錆油による処理によっては、全ての特性に優れた純亜鉛めっき鋼板を提供するということはできない。
【０００８】
上記した高粘度の高潤滑防錆油は、動粘度が３０ｍｍ２／ｓｅｃ或いはそれ以上に高粘度であることから、当該高潤滑防錆油を塗油された鋼板にあっては、鋼板同士が密着して互いに剥がれ難く、塗油された当該高潤滑防錆油は、鋼板に対するハンドリング性の低下、脱脂性の低下、脱脂性の低下に起因する化成処理性の低下、油面接着性の低下等を引き起こすことになる。
【０００９】
また、上記した特許文献１にて提案されている鋼板用潤滑防錆油（プレス加工兼用防錆油）にあっては、リン酸エステル誘導体、ジエステル、ポリオールエステル、油脂の群から選ばれた少なくとも１種を潤滑成分として含有している。しかしながら、これらの成分は、必ずしも潤滑性、防錆性、脱脂性の全てに優れているものということはできない。
【００１０】
また、上記した特許文献２にて提案されている鋼板用潤滑防錆油（防錆油組成物）においては、塩基価が１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の超塩基スルホネートを潤滑成分として含有している。しかしながら、このような潤滑成分を使用して純亜鉛めっき鋼板に高い潤滑性能を付与するためには、当該潤滑成分を大量に使用する必要があり、この場合には、当該潤滑成分は、処理後の鋼板の脱脂性、化成処理性、油面接着性を大きく低下させることになる。
【００１１】
また、上記した特許文献３にて提案されている鋼板用潤滑防錆油（防錆兼プレス加工油剤組成物）にあっては、硫黄系極圧剤を潤滑成分として含有している。当該潤滑成分は、熱延酸洗鋼板、冷延鋼板、合金化電気亜鉛めっき鋼板、および、合金化溶融亜鉛めっき鋼板等に対しては高い潤滑性能を付与することができる。しかしながら、当該潤滑成分は、表面が亜鉛のみからなる純亜鉛めっき鋼板に対しては、潤滑性を付与する作用がないばかりか、むしろ潤滑性を低下すべく機能することになる。
【００１２】
従って、本発明の目的は、純亜鉛めっき鋼板に対して潤滑性、防錆性、脱脂性、化成処理性、および、油面接着性の全てに優れた性能を付与することができる鋼板用潤滑防錆油を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、電気亜鉛めっき鋼板や溶融亜鉛めっき鋼板等、純亜鉛めっき鋼板に対して高い潤滑性を付与することができる鋼板用潤滑防錆油に関する。本発明に係る鋼板用潤滑防錆油は、鉱物油および合成油の少なくとも１種からなる基油、油溶性防錆剤、脂肪酸モノエステル、および、アルカリ金属ホウ酸塩またはアルカリ土類金属ホウ酸塩を主要成分とする鋼板用潤滑防錆油である。当該鋼板用潤滑防錆油は、前記油溶性防錆剤を１〜１５重量％、前記脂肪酸モノエステルを５〜５０重量％、前記アルカリ金属ホウ酸塩またはアルカリ土類金属ホウ酸塩をホウ素分として０．０３〜０．５重量％含有する組成物であって、当該鋼板用潤滑防錆油の全塩基価が１５ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明に係る鋼板用潤滑防錆油においては、前記脂肪酸モノエステルとして、直鎖の飽和脂肪酸と直鎖または分岐鎖を持つ１価の飽和アルコールとを反応して合成されたモノエステルを、好適に採用することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る鋼板用潤滑防錆油は、基油、油溶性防錆剤、脂肪酸モノエステル、および、アルカリ金属ホウ酸塩またはアルカリ土類金属ホウ酸塩を主要成分とする組成物であって、これら各成分を所定量含有するものである。
【００１６】
本発明に係る鋼板用潤滑防錆油を構成する成分である油溶性防錆剤は、鋼板に防錆性を付与するための成分であって、当該鋼板用潤滑防錆油を鋼板メーカーにて鋼板に塗油してから鋼板ユーザーにて脱脂除去されるまでの間、鋼板における錆の発生および変色を防止すべく機能する。
【００１７】
本発明に係る鋼板用潤滑防錆油を構成する成分である脂肪酸モノエステルは、純亜鉛めっき鋼板に対して潤滑性を付与するための成分である。脂肪酸モノエステルは、その油性の向上効果によって、鋼板と金型の間に吸着膜を形成し、鋼板のプレス加工時における鋼板母材と亜鉛めっき層の剥離や、亜鉛めっき層の金型への溶着による鋼板の破断等を防止すべく機能する。脂肪酸モノエステルとして、特に、直鎖の飽和脂肪酸と、直鎖または分岐鎖を持つ１価の飽和アルコールとを反応して合成されるモノエステルを採用すれば、鋼板に対して優れた潤滑性能を付与するばかりではなく、当該鋼板用潤滑防錆油における防錆性、脱脂性、化成処理性、油面接着性等の諸特性に影響を及ぼすことが少ない。
【００１８】
本発明に係る鋼板用潤滑防錆油を構成する成分であるアルカリ金属ホウ酸塩またはアルカリ土類金属ホウ酸塩は、純亜鉛めっき鋼板に対して潤滑性を付与するための成分である。アルカリ金属ホウ酸塩またはアルカリ土類金属ホウ酸塩は、純亜鉛めっき鋼板のプレス加工時に、鋼板と金型との間に介在することによって、鋼板と金型の金属同士の接触を防止し、脂肪酸エステルと同様に、プレス加工時の型カジリや鋼板の破断を防止すべく機能する。アルカリ金属ホウ酸塩またはアルカリ土類金属ホウ酸塩は、脂肪酸モノエステルと相乗して、優れた潤滑性を発揮する。また、アルカリ金属ホウ酸塩またはアルカリ土類金属ホウ酸塩は、脂肪酸モノエステルと同様に、当該鋼板用潤滑防錆油における防錆性、脱脂性、化成処理性、油面接着性等の諸特性に影響を及ぼすことが少ない。
【００１９】
本発明に係る鋼板用潤滑防錆油は、各種添加剤の種類および添加量の影響により、当該鋼板用潤滑防錆油における脱脂性、化成処理性、油面接着性等の諸性能を低下させるおそれがある。このため、当該鋼板用潤滑防錆油の全体の塩基価を１５ｍｇＫＯＨ／ｇ未満に限定することにより、当該鋼板用潤滑防錆油の脱脂性、化成処理性、油面接着性に対する悪影響を防止することができる。
【００２０】
このように、本発明に係る鋼板用潤滑防錆油においては、その各構成成分が上記した機能を総合的に発揮して、鋼板に対して、潤滑性、防錆性、脱脂性、化成処理性、油面接着性等の諸特性を付与する。従って、当該鋼板用潤滑防錆油を使用すれば、鋼板に対して要請されている上記した全ての特性を付与することができるという大きな利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明は、電気亜鉛めっき鋼板や溶融亜鉛めっき鋼板等、純亜鉛めっき鋼板に対して高い潤滑性を付与することができる鋼板用潤滑防錆油に関する。本発明に係る鋼板用潤滑防錆油は、鉱物油および合成油の少なくとも１種からなる基油、油溶性防錆剤、脂肪酸モノエステル、および、アルカリ金属ホウ酸塩またはアルカリ土類金属ホウ酸塩を主要成分とする鋼板用潤滑防錆油である。当該鋼板用潤滑防錆油は、油溶性防錆剤を１〜１５重量％、脂肪酸モノエステルを５〜５０重量％、アルカリ金属ホウ酸塩またはアルカリ土類金属ホウ酸塩をホウ素分として０．０３〜０．５重量％含有する組成物であって、当該鋼板用潤滑防錆油の全塩基価が１５ｍｇＫＯＨ／ｇ未満のものである。
【００２２】
当該鋼板用潤滑防錆油を構成する成分である基油は、防錆油や金属加工油に基油として一般に使用される鉱物油や合成油であって、これらの鉱物油や合成油の１種類を単独で、または、複数種類を併用して使用することができる。鉱物油としては、例えば、原油を蒸留して得られる留分を精製したパラフィン系、ナフテン系の精製鉱物油を挙げることができる。また、合成油としては、例えば、パラフィン系、ナフテン系、オレフィン系等の炭化水素系合成油、および、エステル系合成油を挙げることができる。
【００２３】
当該鋼板用潤滑防錆油を構成する成分である油溶性防錆剤は、スルホネート、カルボン酸、カルボン酸塩、カルボン酸エステル等であって、これらの化合物の群から１種類または複数種類を適宜選択して、１種類を単独または複数種類を併用して使用することができる。油溶性防錆剤の含有量は、当該鋼板用潤滑防錆油に対して１〜１５重量％とする。油溶性防錆剤の含有量が１重量％未満の場合は、当該鋼板用潤滑防錆油の防錆性付与機能が不十分であり、また、油溶性防錆剤の含有量が１５重量％を超える場合は、当該鋼板用潤滑防錆油の脱脂性および油面接着性に低下をきたす。
【００２４】
当該油溶性防錆剤の１成分であるスルホネートとしては、例えば、石油留出成分の芳香族成分をスルホン化して得られる石油スルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジノニルナフタレンスルホン酸等の合成スルホン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン塩等を挙げることができる。
【００２５】
当該油溶性防錆剤の他の１成分であるカルボン酸としては、例えば、カプロン酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ウンデシレン酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リノレン酸、ステアロール酸、ノナデカン酸、アラキン酸、アラキドン酸、ベヘン酸、セトレイン酸、エルカ酸、ブラシジン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸、ナフテン酸、アビエチン酸、ラノリン脂肪酸、酸化ワックス等を挙げることができる。カルボン酸塩としては、これらの各カルボン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン塩等を挙げることができる。
【００２６】
当該油溶性防錆剤の他の１成分であるカルボン酸エステルとしては、上記した各カルボン酸とアルコールとのエステル化合物を挙げることができる。アルコールとしては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、ペンチルアルコール、イソペンチルアルコール、ヘキシルアルコール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、ウンデシルアルコール、ドデシルアルコール、トリデシルアルコール、テトラデシルアルコール、ペンタデシルアルコール、ヘキサデシルアルコール、ヘプタデシルアルコール、オクタデシルアルコール、イソオクタデシルアルコール、オレイルアルコール、ノナデシルアルコール、エイコシルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等を挙げることができる。
【００２７】
当該鋼板用潤滑防錆油を構成する成分である脂肪酸モノエステルは潤滑剤であって、下記に示す多数の群から選択される１種類を単独で、または、複数種類を併用して使用することができる。脂肪酸モノエステルの含有量は、当該鋼板用潤滑防錆油に対して５〜５０重量％とする。当該鋼板用潤滑防錆油中の脂肪酸モノエステルの含有量が５重量％未満の場合には、必要な潤滑性を付与する機能が得られない。また、当該鋼板用潤滑防錆油中の脂肪酸モノエステルの含有量が５０重量％を越える場合には、それ以上の潤滑性を付与する機能の向上は認められず不経済であり、むしろ、当該鋼板用潤滑防錆油中の脂肪酸モノエステルの含有量が過剰な場合には、当該鋼板用潤滑防錆油の脱脂性および油面接着性を低下させることになって適当ではない。脂肪酸モノエステルとしては、直鎖の飽和脂肪酸と、直鎖または分岐鎖を持つ一価の飽和アルコールとを反応して合成されるモノエステルが好ましい。
【００２８】
直鎖の飽和脂肪酸としては、例えば、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸等を挙げることができ、なかでも、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸が好ましい。
【００２９】
また、脂肪酸モノエステルの合成に採用される、直鎖または分岐鎖を持つ一価の飽和アルコール類としては、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、２，２−ジメチルプロピルアルコール、２−メチル−２−プロピルアルコール、ブチルアルコール、イソブチルアルコール、２−ブチルアルコール、２−メチル−２−ブチルアルコール、３−メチル−２−ブチルアルコール、２−エチルブチルアルコール、２，３−ジメチルブチルアルコール、３，３−ジメチルブチルアルコール、ペンチルアルコール、イソペンチルアルコール、２−メチルペンチルアルコール、３−メチル−３−ペンチルアルコール、４−メチル−２−ペンチルアルコール、２，４，４−トリメチルペンチルアルコール、ヘキシルアルコール、３，５，５−トリメチルヘキシルアルコール、２−エチルヘキシルアルコール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、イソオクチルアルコール、２−メチル−３−オクチルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、イソデシルアルコール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、２−オクチルドデシルアルコール、トリデシルアルコール、イソトリデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンタデシルアルコール、セチルアルコール、ヘプタデシルアルコール、ステアリルアルコール、エイコシルアルコール、ベヘニルアルコール、メリシルアルコール等を挙げることができ、なかでも、メチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、２−エチルヘキシルアルコール、オクチルドデシルアルコール、イソトリデシルアルコールが好ましい。
【００３０】
当該鋼板用潤滑防錆油を構成する成分であるアルカリ金属ホウ酸塩またはアルカリ土類金属ホウ酸塩は潤滑剤であって、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸バリウム等を挙げることができる。これらのアルカリ金属ホウ酸塩やアルカリ土類金属ホウ酸塩は、油中において分散剤存在下、アルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物または酸化物とホウ酸の水溶液を乳化させた油中水型乳化液を加熱し、油中水型乳化液から水分を除去することによって得られる。得られるアルカリ金属ホウ酸塩やアルカリ土類金属ホウ酸塩は、微細な粒状ホウ酸金属塩分散体である。当該粒状ホウ酸金属塩分散体の粒子径は、１μｍ以下のものが好ましい。当該粒状ホウ酸金属塩分散体の粒子径が１μｍを超える場合には、油中での分散安定性が悪くなり、経時的に分離、沈降し、当該潤滑防錆油の潤滑性能が低下する原因となる。当該粒状ホウ酸金属塩分散体としては、例えば、ホウ酸カリウムを油中に分散させた商品名「ＯＬＯＡ９７５０」（Chevron Oronite Japan Ltd.製）を使用することができる。
【００３１】
当該鋼板用潤滑防錆油におけるアルカリ金属ホウ酸塩やアルカリ土類金属ホウ酸塩の含有量は、当該鋼板用潤滑防錆油に対して、ホウ素分として０．０３〜０．５重量％とする。当該鋼板用潤滑防錆油中のアルカリ金属ホウ酸塩やアルカリ土類金属ホウ酸塩の含有量がホウ素分として０．０３重量％未満の場合には、当該鋼板用潤滑防錆油に必要な潤滑性を付与する機能が得られない。また、当該鋼板用潤滑防錆油中のアルカリ金属ホウ酸塩やアルカリ土類金属ホウ酸塩の含有量がホウ素分として０．５重量％を超える場合には、それ以上の潤滑性を付与する機能は小さくなり不経済である。むしろ、当該鋼板用潤滑防錆油中のアルカリ金属ホウ酸塩やアルカリ土類金属ホウ酸塩が過剰な場合には、当該鋼板用潤滑防錆油の液性状、防錆性、脱脂性を低下させるため適当ではない。
【００３２】
当該鋼板用潤滑防錆油においては、上記した各成分はそれぞれの塩基価を特に限定されない。但し、当該鋼板用潤滑防錆油を構成する成分のうちスルホネート、カルボン酸塩、および、アルカリ金属ホウ酸塩またはアルカリ土類金属ホウ酸塩は、その製造の過程において任意の塩基性成分を含有し、これが過剰な場合には、当該鋼板用潤滑防錆油の脱脂性、化成処理性、油面接着性等の諸特性を低下させるおそれがある。このため、組成物全体の全塩基価を１５ｍｇＫＯＨ／ｇ未満に限定することにより、これら過剰の塩基性成分による当該鋼板用潤滑防錆油の脱脂性、化成処理性、油面接着性に対する悪影響を防止することができる。
【００３３】
本発明に係る鋼板用潤滑防錆油は、上記した各成分を主要成分とする組成物であり、これにより、電気亜鉛めっき鋼板や溶融亜鉛めっき鋼板等、鋼板に対して高い潤滑性、防錆性、脱脂性、化成処理性、油面接着性等を発揮する。なお、当該鋼板用潤滑防錆油は、上記した成分を主要成分とする組成物であるが、必要により、その他の成分を、上記した各成分の機能を損なわない範囲において含有していてもよい。但し、硫黄系極圧剤については、純亜鉛めっき鋼板の潤滑性能を付与しないばかりでなく、むしろ、当該鋼板用潤滑防錆油の潤滑性能を低下させるべく機能するおそれがあるため、硫黄系極圧剤を含有させないことが好ましい。
【実施例１】
【００３４】
本実施例では、各種の鋼板用潤滑防錆油を調製し、調製された各種の鋼板用潤滑防錆油、および、市販の２種類の鋼板用防錆油を供試油として、各純亜鉛めっき鋼板片を対象とする防錆試験、脱脂試験、平面摺動試験、および、油面接着試験を試みた。
【００３５】
（供試油）：各試験に供した鋼板用潤滑防錆油の調製には、表１に示す基油（Ａ…Ａ1〜Ａ4）、防錆成分（Ｂ…Ｂ1，Ｂ2）、および、潤滑成分（Ｃ…Ｃ1〜Ｃ6）を採用し、これらの基油（Ａ）、防錆成分（Ｂ）および潤滑成分（Ｃ）を適宜に組み合わせて配合して、表２〜表４に示す組成物を調製した。表２に示す各鋼板用潤滑防錆油は、本発明に係る鋼板用潤滑防錆油（本発明例）に該当するものであり、表３および表４に示す各鋼板用潤滑防錆油は、本発明に係る鋼板用潤滑防錆油に対する比較例に該当するものである。また、表４に示す比較例１４の「鋼板用潤滑防錆油」は、欧米の自動車メーカー向け純亜鉛めっき鋼板に適用される超塩基性スルホネートを含有する高粘度の鋼板用潤滑防錆油（市販）であり、比較例１５の「鋼板用防錆油」は、潤滑性が要求されない冷延鋼板、亜鉛めっき鋼板に採用されている鋼板用防錆油（市販）である。また、表２〜表４には、各成分の配合割合の他に、各鋼板用潤滑防錆油のホウ素含有量（ホウ素分ｗｔ％）、および、塩基価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）を示している。なお、表２〜表４における各空欄は、該当する成分を含有していないことを意味している。
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【００３６】
（防錆試験）：本試験では供試片として、溶融亜鉛めっき鋼板片（０．７ｍｍ×７０ｍｍ×１００ｍｍ）を採用して、各供試片のそれぞれの表面にゴムローラを用いて各供試油を２ｇ／ｍ２塗布して、各供試油を塗布してなる複数種類の試験片を作成した。同一の供試油で作成した試験片５枚を、試験片間に水滴を滴下した状態で互いに重ね合わせて支持板で挟み、ボルト・ナットで締結して試験体を作成した。本試験では、各供試油を介在させた各試験体を、恒温恒湿の試験箱（温度５０℃、相対湿度９５％）に３週間収容した場合の発錆状態を観察した。発錆状態の評価基準は、３週間後の錆発生面積（％）とし、錆発生面積が零（発錆無し）の状態を◎、錆発生面積が５％未満の状態を○、錆発生面積が５％〜１０％未満の状態を△、錆発生面積が１０％以上の状態を×とした。得られた結果を表５（本発明例）および表６（比較例）に示す。
【００３７】
（脱脂試験）：本試験では供試片として、溶融亜鉛めっき鋼板片（０．７ｍｍ×７０ｍｍ×１００ｍｍ）を採用して、各供試片のそれぞれの表面に、ゴムローラを用いて各供試油を２ｇ／ｍ２塗布して、各供試油を塗布してなる複数種類の試験片を作成した。本試験では、各試験片を恒温恒湿の試験箱（温度５０℃、相対湿度９５％）内に吊し、１週間放置した後、脱脂試験に供した。脱脂試験では、脱脂液としてファインクリーナーＥ２００１（日本パーカライジング株式会社製：登録商標）の２．０重量％水溶液を用い、４０℃に調整した当該水溶液に試験片を浸漬し、攪拌しつつ２分間放置した。浸漬後、試験片を流水中で３０秒間水洗し、水洗後の試験片の脱脂状態を観察した。脱脂状態の評価基準は、水洗後の各試験片の水濡れ面積（％）とし、水洗後の試験片の水濡れ面積が９０％以上の状態を◎、水濡れ面積が９０％未満〜８０％の状態を○、水濡れ面積が８０％未満〜７０％の状態を△、水濡れ面積が７０％未満の状態を×とした。得られた結果を表５（本発明例）および表６（比較例）に示す。
【００３８】
（平面摺動試験）：本試験では供試片として、溶融亜鉛めっき鋼板片（０．７ｍｍ×５０ｍｍ×３００ｍｍ）を採用して、各供試片のそれぞれの表面に、ゴムローラを用いて各供試油を２ｇ／ｍ２塗布して、各供試油を塗布してなる複数種類の試験片を作成した。本試験では、各試験片を、ダイス（ＳＫＤ−１１：Ｒ＝２．５、幅５ｍｍ）を用いて、面圧９０ＭＰａ、摺動速度１２０ｍｍ／ｍｉｎ、摺動距離１３０ｍｍの条件下で平面摺動試験を行い、各試験片の潤滑性能（摩擦係数）を評価した。潤滑性能の評価基準は摩擦係数とし、摩擦係数が０．０５０未満の場合を◎、摩擦係数が０．０５０〜０．０６０未満の場合を○、摩擦係数が０．０６０〜０．０７０未満の場合を△、摩擦係数が０．０７０以上の場合を×とした。得られた結果を表５（本発明例）および表６（比較例）に示す。
【００３９】
（油面接着試験）：本試験では供試片として、溶融亜鉛めっき鋼板片（０．７ｍｍ×２５ｍｍ×１５０ｍｍ）を採用し、各供試片のそれぞれの表面に、ゴムローラを用いて供試油を２ｇ／ｍ２塗布して、各供試油を塗布してなる複数種類の試験片を作成した。本試験では、各試験片を、室内で立て掛けて２４時間放置した後、油面接着試験に供した。油面接着試験では、接着剤としてＯＲＯＴＥＸ５８０（イイダ産業株式会社製）を採用し、接着剤厚み３ｍｍの接着面（２５ｍｍ×２５ｍｍ）にて２枚の試験片を貼り合わせ、１８０℃のオーブンに入れて、１８０℃に昇温後３０分間加熱し硬化させた。互いに接着した試験片を室内で２４時間放置した後、万能材料試験機を用いて引っ張り速度５０ｍｍ／ｍｉｎの条件で引き剥がして接着強度を測定し、試験片の油面接着性の評価を行った。油面接着性の評価基準は、接着強度とし、接着強度が０．２５ＭＰａ以上の場合を◎、接着強度が０．２５ＭＰａ未満〜０．２０ＭＰａの場合を○、接着強度が０．２０ＭＰａ未満〜０．１５ＭＰａの場合を△、接着強度が０．１５ＭＰａ未満の場合を×とした。得られた結果を表５（本発明例）および表６（比較例）に示す。
【表５】
【表６】
【００４０】
（考察）：各試験の結果を示す表５および表６を参照すると、各本発明例に係る鋼板用潤滑防錆油では、溶融亜鉛めっき鋼板に対する防錆性、脱脂性、潤滑性、油面接着性の全ての特性が高いことが認められる。これに対して、各比較例に係る鋼板用潤滑防錆油および鋼板用防錆油は、溶融亜鉛めっき鋼板に対する防錆性、脱脂性、潤滑性、油面接着性の全ての特性が高いとは認められない。比較例に係る鋼板用潤滑防錆油および鋼板用防錆油では、これらの特性のうち、１または複数の特性が大きく低下していることが認められる。
【００４１】
従って、各本発明例に係る鋼板用潤滑防錆油（本発明に係る鋼板用潤滑防錆油に該当する）は、溶融亜鉛めっき鋼板およびこれと同等の電気亜鉛めっき鋼板に対する優れた潤滑防錆油ということができる。一方、比較例に係る鋼板用潤滑防錆油（本発明に係る鋼板用潤滑防錆油に該当しない）は、各成分の少なくとも１成分の含有量が本発明で規定する成分の含有量の範囲を外れるものであって、主要成分が同一であっても、各成分の含有量が本発明で規定している含有量を外れていることから、溶融亜鉛めっき鋼板用としては、優れた鋼板用潤滑防錆油ということはできない。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気亜鉛めっき鋼板や溶融亜鉛めっき鋼板等、純亜鉛めっき鋼板に対して高い潤滑性を付与することができる鋼板用潤滑防錆油に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の車体や車両用部品、家電部品等は、冷延鋼板や熱延鋼板を材料として成形されるのが一般である。しかしながら、近年、特に自動車産業分野では、車体や車両の各部品に高い耐食性が要請されており、成形材料として、冷延鋼板に亜鉛めっき等を施した表面処理鋼板の使用が主流になりつつある。表面処理鋼板のなかでも、特に母材である鉄と亜鉛めっき層を熱処理によって合金化してなる合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、プレス成形性や溶接性等に優れることから、国内の多くの自動車メーカーで広く採用されてきているのが実状である。ところが、合金化溶融亜鉛めっき鋼板は製造コストが高く、かつ、めっき層に鉄を含むため、亜鉛めっき層が本来有する耐食性には及ばないという問題がある。
【０００３】
一方、欧米では、耐食性が高く製造コストが低い、合金化を施さない溶融亜鉛めっきや電気亜鉛めっき鋼板等、純亜鉛めっき鋼板が広く採用されてきている。ところが、純亜鉛めっき鋼板は、その表面が軟質な亜鉛で構成されているため、型カジリ等を起こしやすくてプレス成形性に劣ることから、成形部品の成形では、その生産性を低下させる原因となっている。このため、欧米の自動車メーカーでは、純亜鉛めっき鋼板の表面に、潤滑付与機能の高い高粘度の高潤滑防錆油（動粘度約３０ｍｍ２／ｓｅｃ）を塗布することによって、純亜鉛めっき鋼板のプレス成形性を確保している。また、純亜鉛めっき鋼板の上記した性質に鑑み、純亜鉛めっき鋼板に潤滑防錆性を付与すべく機能する潤滑防錆油について開発されていて、その多くが特許出願されている（特許文献１，２，３を参照）。
【０００４】
上記した特許文献１にて提案されている鋼板用潤滑防錆油は、「プレス加工兼用防錆油」の名称のものであって、当該鋼板用潤滑防錆油は、低粘度の溶剤にスルホン酸塩の群から選ばれた少なくとも１種、カルボン酸塩の群から選ばれた少なくとも１種、リン酸エステル誘導体、ジエステル、ポリオールエステル、油脂の群から選ばれた少なくとも１種、超塩基性スルホネートの群から選ばれた少なくとも１種、および、ホウ酸カリウムを主成分とする１μｍ以下の粒子を含有しているものである。
【０００５】
また、上記した特許文献２にて提案されている鋼板用潤滑防錆油は、「防錆油組成物」の名称のものであって、当該鋼板用潤滑防錆油は、平均粒径が１５ｎｍ以上の炭酸金属塩の結晶を含む塩基価が１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の過塩基スルホネートを１〜３０重量％、脂肪酸エステルを１〜５０重量％、基油を２０〜９８重量％の割合で含有しているものである。
【０００６】
また、上記した特許文献３にて提案されている鋼板用潤滑防錆油は、「防錆兼プレス加工油剤組成物」の名称のものであって、当該鋼板用潤滑防錆油は、防錆添加剤１〜２０重量％、過塩基性ＣａスルホネートをＣａ分として０．４〜４．０重量％、硫黄系極圧剤である硫化油脂を硫黄分として０．２〜２．４重量％、ホウ酸カリウム分散物をホウ素分として０．１〜１．０重量％を主要成分とする、４０℃における動粘度が１〜１００ｍｍ２／ｓｅｃの範囲のものである。
【特許文献１】特許第３０１６９６２号公報
【特許文献２】特開平８−３０２４９０号公報
【特許文献３】特開平１０−２７９９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記した各鋼板用潤滑防錆油が、純亜鉛めっき鋼板に高い潤滑性を付与するものであって、防錆性、脱脂性、化成処理性、油面接着性の全てに優れたものであれば、高耐食性で、防錆性、脱脂性、化成処理性、および、油面接着性の全てに優れた純亜鉛めっき鋼板を提供することができる。しかしながら、上記した各鋼板用潤滑防錆油にはそれぞれに問題があって、各鋼板用潤滑防錆油による処理によっては、全ての特性に優れた純亜鉛めっき鋼板を提供するということはできない。
【０００８】
上記した高粘度の高潤滑防錆油は、動粘度が３０ｍｍ２／ｓｅｃ或いはそれ以上に高粘度であることから、当該高潤滑防錆油を塗油された鋼板にあっては、鋼板同士が密着して互いに剥がれ難く、塗油された当該高潤滑防錆油は、鋼板に対するハンドリング性の低下、脱脂性の低下、脱脂性の低下に起因する化成処理性の低下、油面接着性の低下等を引き起こすことになる。
【０００９】
また、上記した特許文献１にて提案されている鋼板用潤滑防錆油（プレス加工兼用防錆油）にあっては、リン酸エステル誘導体、ジエステル、ポリオールエステル、油脂の群から選ばれた少なくとも１種を潤滑成分として含有している。しかしながら、これらの成分は、必ずしも潤滑性、防錆性、脱脂性の全てに優れているものということはできない。
【００１０】
また、上記した特許文献２にて提案されている鋼板用潤滑防錆油（防錆油組成物）においては、塩基価が１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の超塩基スルホネートを潤滑成分として含有している。しかしながら、このような潤滑成分を使用して純亜鉛めっき鋼板に高い潤滑性能を付与するためには、当該潤滑成分を大量に使用する必要があり、この場合には、当該潤滑成分は、処理後の鋼板の脱脂性、化成処理性、油面接着性を大きく低下させることになる。
【００１１】
また、上記した特許文献３にて提案されている鋼板用潤滑防錆油（防錆兼プレス加工油剤組成物）にあっては、硫黄系極圧剤を潤滑成分として含有している。当該潤滑成分は、熱延酸洗鋼板、冷延鋼板、合金化電気亜鉛めっき鋼板、および、合金化溶融亜鉛めっき鋼板等に対しては高い潤滑性能を付与することができる。しかしながら、当該潤滑成分は、表面が亜鉛のみからなる純亜鉛めっき鋼板に対しては、潤滑性を付与する作用がないばかりか、むしろ潤滑性を低下すべく機能することになる。
【００１２】
従って、本発明の目的は、純亜鉛めっき鋼板に対して潤滑性、防錆性、脱脂性、化成処理性、および、油面接着性の全てに優れた性能を付与することができる鋼板用潤滑防錆油を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、電気亜鉛めっき鋼板や溶融亜鉛めっき鋼板等、純亜鉛めっき鋼板に対して高い潤滑性を付与することができる鋼板用潤滑防錆油に関する。本発明に係る鋼板用潤滑防錆油は、鉱物油および合成油の少なくとも１種からなる基油、油溶性防錆剤、脂肪酸モノエステル、および、アルカリ金属ホウ酸塩またはアルカリ土類金属ホウ酸塩を主要成分とする鋼板用潤滑防錆油である。当該鋼板用潤滑防錆油は、前記油溶性防錆剤を１〜１５重量％、前記脂肪酸モノエステルを５〜５０重量％、前記アルカリ金属ホウ酸塩またはアルカリ土類金属ホウ酸塩をホウ素分として０．０３〜０．５重量％含有する組成物であって、当該鋼板用潤滑防錆油の全塩基価が１５ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明に係る鋼板用潤滑防錆油においては、前記脂肪酸モノエステルとして、直鎖の飽和脂肪酸と直鎖または分岐鎖を持つ１価の飽和アルコールとを反応して合成されたモノエステルを、好適に採用することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る鋼板用潤滑防錆油は、基油、油溶性防錆剤、脂肪酸モノエステル、および、アルカリ金属ホウ酸塩またはアルカリ土類金属ホウ酸塩を主要成分とする組成物であって、これら各成分を所定量含有するものである。
【００１６】
本発明に係る鋼板用潤滑防錆油を構成する成分である油溶性防錆剤は、鋼板に防錆性を付与するための成分であって、当該鋼板用潤滑防錆油を鋼板メーカーにて鋼板に塗油してから鋼板ユーザーにて脱脂除去されるまでの間、鋼板における錆の発生および変色を防止すべく機能する。
【００１７】
本発明に係る鋼板用潤滑防錆油を構成する成分である脂肪酸モノエステルは、純亜鉛めっき鋼板に対して潤滑性を付与するための成分である。脂肪酸モノエステルは、その油性の向上効果によって、鋼板と金型の間に吸着膜を形成し、鋼板のプレス加工時における鋼板母材と亜鉛めっき層の剥離や、亜鉛めっき層の金型への溶着による鋼板の破断等を防止すべく機能する。脂肪酸モノエステルとして、特に、直鎖の飽和脂肪酸と、直鎖または分岐鎖を持つ１価の飽和アルコールとを反応して合成されるモノエステルを採用すれば、鋼板に対して優れた潤滑性能を付与するばかりではなく、当該鋼板用潤滑防錆油における防錆性、脱脂性、化成処理性、油面接着性等の諸特性に影響を及ぼすことが少ない。
【００１８】
本発明に係る鋼板用潤滑防錆油を構成する成分であるアルカリ金属ホウ酸塩またはアルカリ土類金属ホウ酸塩は、純亜鉛めっき鋼板に対して潤滑性を付与するための成分である。アルカリ金属ホウ酸塩またはアルカリ土類金属ホウ酸塩は、純亜鉛めっき鋼板のプレス加工時に、鋼板と金型との間に介在することによって、鋼板と金型の金属同士の接触を防止し、脂肪酸エステルと同様に、プレス加工時の型カジリや鋼板の破断を防止すべく機能する。アルカリ金属ホウ酸塩またはアルカリ土類金属ホウ酸塩は、脂肪酸モノエステルと相乗して、優れた潤滑性を発揮する。また、アルカリ金属ホウ酸塩またはアルカリ土類金属ホウ酸塩は、脂肪酸モノエステルと同様に、当該鋼板用潤滑防錆油における防錆性、脱脂性、化成処理性、油面接着性等の諸特性に影響を及ぼすことが少ない。
【００１９】
本発明に係る鋼板用潤滑防錆油は、各種添加剤の種類および添加量の影響により、当該鋼板用潤滑防錆油における脱脂性、化成処理性、油面接着性等の諸性能を低下させるおそれがある。このため、当該鋼板用潤滑防錆油の全体の塩基価を１５ｍｇＫＯＨ／ｇ未満に限定することにより、当該鋼板用潤滑防錆油の脱脂性、化成処理性、油面接着性に対する悪影響を防止することができる。
【００２０】
このように、本発明に係る鋼板用潤滑防錆油においては、その各構成成分が上記した機能を総合的に発揮して、鋼板に対して、潤滑性、防錆性、脱脂性、化成処理性、油面接着性等の諸特性を付与する。従って、当該鋼板用潤滑防錆油を使用すれば、鋼板に対して要請されている上記した全ての特性を付与することができるという大きな利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明は、電気亜鉛めっき鋼板や溶融亜鉛めっき鋼板等、純亜鉛めっき鋼板に対して高い潤滑性を付与することができる鋼板用潤滑防錆油に関する。本発明に係る鋼板用潤滑防錆油は、鉱物油および合成油の少なくとも１種からなる基油、油溶性防錆剤、脂肪酸モノエステル、および、アルカリ金属ホウ酸塩またはアルカリ土類金属ホウ酸塩を主要成分とする鋼板用潤滑防錆油である。当該鋼板用潤滑防錆油は、油溶性防錆剤を１〜１５重量％、脂肪酸モノエステルを５〜５０重量％、アルカリ金属ホウ酸塩またはアルカリ土類金属ホウ酸塩をホウ素分として０．０３〜０．５重量％含有する組成物であって、当該鋼板用潤滑防錆油の全塩基価が１５ｍｇＫＯＨ／ｇ未満のものである。
【００２２】
当該鋼板用潤滑防錆油を構成する成分である基油は、防錆油や金属加工油に基油として一般に使用される鉱物油や合成油であって、これらの鉱物油や合成油の１種類を単独で、または、複数種類を併用して使用することができる。鉱物油としては、例えば、原油を蒸留して得られる留分を精製したパラフィン系、ナフテン系の精製鉱物油を挙げることができる。また、合成油としては、例えば、パラフィン系、ナフテン系、オレフィン系等の炭化水素系合成油、および、エステル系合成油を挙げることができる。
【００２３】
当該鋼板用潤滑防錆油を構成する成分である油溶性防錆剤は、スルホネート、カルボン酸、カルボン酸塩、カルボン酸エステル等であって、これらの化合物の群から１種類または複数種類を適宜選択して、１種類を単独または複数種類を併用して使用することができる。油溶性防錆剤の含有量は、当該鋼板用潤滑防錆油に対して１〜１５重量％とする。油溶性防錆剤の含有量が１重量％未満の場合は、当該鋼板用潤滑防錆油の防錆性付与機能が不十分であり、また、油溶性防錆剤の含有量が１５重量％を超える場合は、当該鋼板用潤滑防錆油の脱脂性および油面接着性に低下をきたす。
【００２４】
当該油溶性防錆剤の１成分であるスルホネートとしては、例えば、石油留出成分の芳香族成分をスルホン化して得られる石油スルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジノニルナフタレンスルホン酸等の合成スルホン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン塩等を挙げることができる。
【００２５】
当該油溶性防錆剤の他の１成分であるカルボン酸としては、例えば、カプロン酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ウンデシレン酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リノレン酸、ステアロール酸、ノナデカン酸、アラキン酸、アラキドン酸、ベヘン酸、セトレイン酸、エルカ酸、ブラシジン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸、ナフテン酸、アビエチン酸、ラノリン脂肪酸、酸化ワックス等を挙げることができる。カルボン酸塩としては、これらの各カルボン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン塩等を挙げることができる。
【００２６】
当該油溶性防錆剤の他の１成分であるカルボン酸エステルとしては、上記した各カルボン酸とアルコールとのエステル化合物を挙げることができる。アルコールとしては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、ペンチルアルコール、イソペンチルアルコール、ヘキシルアルコール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、ウンデシルアルコール、ドデシルアルコール、トリデシルアルコール、テトラデシルアルコール、ペンタデシルアルコール、ヘキサデシルアルコール、ヘプタデシルアルコール、オクタデシルアルコール、イソオクタデシルアルコール、オレイルアルコール、ノナデシルアルコール、エイコシルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等を挙げることができる。
【００２７】
当該鋼板用潤滑防錆油を構成する成分である脂肪酸モノエステルは潤滑剤であって、下記に示す多数の群から選択される１種類を単独で、または、複数種類を併用して使用することができる。脂肪酸モノエステルの含有量は、当該鋼板用潤滑防錆油に対して５〜５０重量％とする。当該鋼板用潤滑防錆油中の脂肪酸モノエステルの含有量が５重量％未満の場合には、必要な潤滑性を付与する機能が得られない。また、当該鋼板用潤滑防錆油中の脂肪酸モノエステルの含有量が５０重量％を越える場合には、それ以上の潤滑性を付与する機能の向上は認められず不経済であり、むしろ、当該鋼板用潤滑防錆油中の脂肪酸モノエステルの含有量が過剰な場合には、当該鋼板用潤滑防錆油の脱脂性および油面接着性を低下させることになって適当ではない。脂肪酸モノエステルとしては、直鎖の飽和脂肪酸と、直鎖または分岐鎖を持つ一価の飽和アルコールとを反応して合成されるモノエステルが好ましい。
【００２８】
直鎖の飽和脂肪酸としては、例えば、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸等を挙げることができ、なかでも、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸が好ましい。
【００２９】
また、脂肪酸モノエステルの合成に採用される、直鎖または分岐鎖を持つ一価の飽和アルコール類としては、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、２，２−ジメチルプロピルアルコール、２−メチル−２−プロピルアルコール、ブチルアルコール、イソブチルアルコール、２−ブチルアルコール、２−メチル−２−ブチルアルコール、３−メチル−２−ブチルアルコール、２−エチルブチルアルコール、２，３−ジメチルブチルアルコール、３，３−ジメチルブチルアルコール、ペンチルアルコール、イソペンチルアルコール、２−メチルペンチルアルコール、３−メチル−３−ペンチルアルコール、４−メチル−２−ペンチルアルコール、２，４，４−トリメチルペンチルアルコール、ヘキシルアルコール、３，５，５−トリメチルヘキシルアルコール、２−エチルヘキシルアルコール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、イソオクチルアルコール、２−メチル−３−オクチルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、イソデシルアルコール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、２−オクチルドデシルアルコール、トリデシルアルコール、イソトリデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンタデシルアルコール、セチルアルコール、ヘプタデシルアルコール、ステアリルアルコール、エイコシルアルコール、ベヘニルアルコール、メリシルアルコール等を挙げることができ、なかでも、メチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、２−エチルヘキシルアルコール、オクチルドデシルアルコール、イソトリデシルアルコールが好ましい。
【００３０】
当該鋼板用潤滑防錆油を構成する成分であるアルカリ金属ホウ酸塩またはアルカリ土類金属ホウ酸塩は潤滑剤であって、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸バリウム等を挙げることができる。これらのアルカリ金属ホウ酸塩やアルカリ土類金属ホウ酸塩は、油中において分散剤存在下、アルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物または酸化物とホウ酸の水溶液を乳化させた油中水型乳化液を加熱し、油中水型乳化液から水分を除去することによって得られる。得られるアルカリ金属ホウ酸塩やアルカリ土類金属ホウ酸塩は、微細な粒状ホウ酸金属塩分散体である。当該粒状ホウ酸金属塩分散体の粒子径は、１μｍ以下のものが好ましい。当該粒状ホウ酸金属塩分散体の粒子径が１μｍを超える場合には、油中での分散安定性が悪くなり、経時的に分離、沈降し、当該潤滑防錆油の潤滑性能が低下する原因となる。当該粒状ホウ酸金属塩分散体としては、例えば、ホウ酸カリウムを油中に分散させた商品名「ＯＬＯＡ９７５０」（Chevron Oronite Japan Ltd.製）を使用することができる。
【００３１】
当該鋼板用潤滑防錆油におけるアルカリ金属ホウ酸塩やアルカリ土類金属ホウ酸塩の含有量は、当該鋼板用潤滑防錆油に対して、ホウ素分として０．０３〜０．５重量％とする。当該鋼板用潤滑防錆油中のアルカリ金属ホウ酸塩やアルカリ土類金属ホウ酸塩の含有量がホウ素分として０．０３重量％未満の場合には、当該鋼板用潤滑防錆油に必要な潤滑性を付与する機能が得られない。また、当該鋼板用潤滑防錆油中のアルカリ金属ホウ酸塩やアルカリ土類金属ホウ酸塩の含有量がホウ素分として０．５重量％を超える場合には、それ以上の潤滑性を付与する機能は小さくなり不経済である。むしろ、当該鋼板用潤滑防錆油中のアルカリ金属ホウ酸塩やアルカリ土類金属ホウ酸塩が過剰な場合には、当該鋼板用潤滑防錆油の液性状、防錆性、脱脂性を低下させるため適当ではない。
【００３２】
当該鋼板用潤滑防錆油においては、上記した各成分はそれぞれの塩基価を特に限定されない。但し、当該鋼板用潤滑防錆油を構成する成分のうちスルホネート、カルボン酸塩、および、アルカリ金属ホウ酸塩またはアルカリ土類金属ホウ酸塩は、その製造の過程において任意の塩基性成分を含有し、これが過剰な場合には、当該鋼板用潤滑防錆油の脱脂性、化成処理性、油面接着性等の諸特性を低下させるおそれがある。このため、組成物全体の全塩基価を１５ｍｇＫＯＨ／ｇ未満に限定することにより、これら過剰の塩基性成分による当該鋼板用潤滑防錆油の脱脂性、化成処理性、油面接着性に対する悪影響を防止することができる。
【００３３】
本発明に係る鋼板用潤滑防錆油は、上記した各成分を主要成分とする組成物であり、これにより、電気亜鉛めっき鋼板や溶融亜鉛めっき鋼板等、鋼板に対して高い潤滑性、防錆性、脱脂性、化成処理性、油面接着性等を発揮する。なお、当該鋼板用潤滑防錆油は、上記した成分を主要成分とする組成物であるが、必要により、その他の成分を、上記した各成分の機能を損なわない範囲において含有していてもよい。但し、硫黄系極圧剤については、純亜鉛めっき鋼板の潤滑性能を付与しないばかりでなく、むしろ、当該鋼板用潤滑防錆油の潤滑性能を低下させるべく機能するおそれがあるため、硫黄系極圧剤を含有させないことが好ましい。
【実施例１】
【００３４】
本実施例では、各種の鋼板用潤滑防錆油を調製し、調製された各種の鋼板用潤滑防錆油、および、市販の２種類の鋼板用防錆油を供試油として、各純亜鉛めっき鋼板片を対象とする防錆試験、脱脂試験、平面摺動試験、および、油面接着試験を試みた。
【００３５】
（供試油）：各試験に供した鋼板用潤滑防錆油の調製には、表１に示す基油（Ａ…Ａ1〜Ａ4）、防錆成分（Ｂ…Ｂ1，Ｂ2）、および、潤滑成分（Ｃ…Ｃ1〜Ｃ6）を採用し、これらの基油（Ａ）、防錆成分（Ｂ）および潤滑成分（Ｃ）を適宜に組み合わせて配合して、表２〜表４に示す組成物を調製した。表２に示す各鋼板用潤滑防錆油は、本発明に係る鋼板用潤滑防錆油（本発明例）に該当するものであり、表３および表４に示す各鋼板用潤滑防錆油は、本発明に係る鋼板用潤滑防錆油に対する比較例に該当するものである。また、表４に示す比較例１４の「鋼板用潤滑防錆油」は、欧米の自動車メーカー向け純亜鉛めっき鋼板に適用される超塩基性スルホネートを含有する高粘度の鋼板用潤滑防錆油（市販）であり、比較例１５の「鋼板用防錆油」は、潤滑性が要求されない冷延鋼板、亜鉛めっき鋼板に採用されている鋼板用防錆油（市販）である。また、表２〜表４には、各成分の配合割合の他に、各鋼板用潤滑防錆油のホウ素含有量（ホウ素分ｗｔ％）、および、塩基価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）を示している。なお、表２〜表４における各空欄は、該当する成分を含有していないことを意味している。
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【００３６】
（防錆試験）：本試験では供試片として、溶融亜鉛めっき鋼板片（０．７ｍｍ×７０ｍｍ×１００ｍｍ）を採用して、各供試片のそれぞれの表面にゴムローラを用いて各供試油を２ｇ／ｍ２塗布して、各供試油を塗布してなる複数種類の試験片を作成した。同一の供試油で作成した試験片５枚を、試験片間に水滴を滴下した状態で互いに重ね合わせて支持板で挟み、ボルト・ナットで締結して試験体を作成した。本試験では、各供試油を介在させた各試験体を、恒温恒湿の試験箱（温度５０℃、相対湿度９５％）に３週間収容した場合の発錆状態を観察した。発錆状態の評価基準は、３週間後の錆発生面積（％）とし、錆発生面積が零（発錆無し）の状態を◎、錆発生面積が５％未満の状態を○、錆発生面積が５％〜１０％未満の状態を△、錆発生面積が１０％以上の状態を×とした。得られた結果を表５（本発明例）および表６（比較例）に示す。
【００３７】
（脱脂試験）：本試験では供試片として、溶融亜鉛めっき鋼板片（０．７ｍｍ×７０ｍｍ×１００ｍｍ）を採用して、各供試片のそれぞれの表面に、ゴムローラを用いて各供試油を２ｇ／ｍ２塗布して、各供試油を塗布してなる複数種類の試験片を作成した。本試験では、各試験片を恒温恒湿の試験箱（温度５０℃、相対湿度９５％）内に吊し、１週間放置した後、脱脂試験に供した。脱脂試験では、脱脂液としてファインクリーナーＥ２００１（日本パーカライジング株式会社製：登録商標）の２．０重量％水溶液を用い、４０℃に調整した当該水溶液に試験片を浸漬し、攪拌しつつ２分間放置した。浸漬後、試験片を流水中で３０秒間水洗し、水洗後の試験片の脱脂状態を観察した。脱脂状態の評価基準は、水洗後の各試験片の水濡れ面積（％）とし、水洗後の試験片の水濡れ面積が９０％以上の状態を◎、水濡れ面積が９０％未満〜８０％の状態を○、水濡れ面積が８０％未満〜７０％の状態を△、水濡れ面積が７０％未満の状態を×とした。得られた結果を表５（本発明例）および表６（比較例）に示す。
【００３８】
（平面摺動試験）：本試験では供試片として、溶融亜鉛めっき鋼板片（０．７ｍｍ×５０ｍｍ×３００ｍｍ）を採用して、各供試片のそれぞれの表面に、ゴムローラを用いて各供試油を２ｇ／ｍ２塗布して、各供試油を塗布してなる複数種類の試験片を作成した。本試験では、各試験片を、ダイス（ＳＫＤ−１１：Ｒ＝２．５、幅５ｍｍ）を用いて、面圧９０ＭＰａ、摺動速度１２０ｍｍ／ｍｉｎ、摺動距離１３０ｍｍの条件下で平面摺動試験を行い、各試験片の潤滑性能（摩擦係数）を評価した。潤滑性能の評価基準は摩擦係数とし、摩擦係数が０．０５０未満の場合を◎、摩擦係数が０．０５０〜０．０６０未満の場合を○、摩擦係数が０．０６０〜０．０７０未満の場合を△、摩擦係数が０．０７０以上の場合を×とした。得られた結果を表５（本発明例）および表６（比較例）に示す。
【００３９】
（油面接着試験）：本試験では供試片として、溶融亜鉛めっき鋼板片（０．７ｍｍ×２５ｍｍ×１５０ｍｍ）を採用し、各供試片のそれぞれの表面に、ゴムローラを用いて供試油を２ｇ／ｍ２塗布して、各供試油を塗布してなる複数種類の試験片を作成した。本試験では、各試験片を、室内で立て掛けて２４時間放置した後、油面接着試験に供した。油面接着試験では、接着剤としてＯＲＯＴＥＸ５８０（イイダ産業株式会社製）を採用し、接着剤厚み３ｍｍの接着面（２５ｍｍ×２５ｍｍ）にて２枚の試験片を貼り合わせ、１８０℃のオーブンに入れて、１８０℃に昇温後３０分間加熱し硬化させた。互いに接着した試験片を室内で２４時間放置した後、万能材料試験機を用いて引っ張り速度５０ｍｍ／ｍｉｎの条件で引き剥がして接着強度を測定し、試験片の油面接着性の評価を行った。油面接着性の評価基準は、接着強度とし、接着強度が０．２５ＭＰａ以上の場合を◎、接着強度が０．２５ＭＰａ未満〜０．２０ＭＰａの場合を○、接着強度が０．２０ＭＰａ未満〜０．１５ＭＰａの場合を△、接着強度が０．１５ＭＰａ未満の場合を×とした。得られた結果を表５（本発明例）および表６（比較例）に示す。
【表５】
【表６】
【００４０】
（考察）：各試験の結果を示す表５および表６を参照すると、各本発明例に係る鋼板用潤滑防錆油では、溶融亜鉛めっき鋼板に対する防錆性、脱脂性、潤滑性、油面接着性の全ての特性が高いことが認められる。これに対して、各比較例に係る鋼板用潤滑防錆油および鋼板用防錆油は、溶融亜鉛めっき鋼板に対する防錆性、脱脂性、潤滑性、油面接着性の全ての特性が高いとは認められない。比較例に係る鋼板用潤滑防錆油および鋼板用防錆油では、これらの特性のうち、１または複数の特性が大きく低下していることが認められる。
【００４１】
従って、各本発明例に係る鋼板用潤滑防錆油（本発明に係る鋼板用潤滑防錆油に該当する）は、溶融亜鉛めっき鋼板およびこれと同等の電気亜鉛めっき鋼板に対する優れた潤滑防錆油ということができる。一方、比較例に係る鋼板用潤滑防錆油（本発明に係る鋼板用潤滑防錆油に該当しない）は、各成分の少なくとも１成分の含有量が本発明で規定する成分の含有量の範囲を外れるものであって、主要成分が同一であっても、各成分の含有量が本発明で規定している含有量を外れていることから、溶融亜鉛めっき鋼板用としては、優れた鋼板用潤滑防錆油ということはできない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉱物油および合成油の少なくとも１種からなる基油、油溶性防錆剤、脂肪酸モノエステル、および、アルカリ金属ホウ酸塩またはアルカリ土類金属ホウ酸塩を主要成分とする鋼板用潤滑防錆油であり、当該鋼板用潤滑防錆油は、前記油溶性防錆剤を１〜１５重量％、前記脂肪酸モノエステルを５〜５０重量％、前記アルカリ金属ホウ酸塩またはアルカリ土類金属ホウ酸塩をホウ素分として０．０３〜０．５重量％含有する組成物であって、当該鋼板用潤滑防錆油の全塩基価が１５ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であることを特徴とする鋼板用潤滑防錆油。
【請求項２】
請求項１に記載の鋼板用潤滑防錆油において、前記脂肪酸モノエステルは、直鎖の飽和脂肪酸と直鎖または分岐鎖を持つ１価の飽和アルコールとを反応して合成されたモノエステルであることを特徴とする鋼板用潤滑防錆油。
【請求項１】
鉱物油および合成油の少なくとも１種からなる基油、油溶性防錆剤、脂肪酸モノエステル、および、アルカリ金属ホウ酸塩またはアルカリ土類金属ホウ酸塩を主要成分とする鋼板用潤滑防錆油であり、当該鋼板用潤滑防錆油は、前記油溶性防錆剤を１〜１５重量％、前記脂肪酸モノエステルを５〜５０重量％、前記アルカリ金属ホウ酸塩またはアルカリ土類金属ホウ酸塩をホウ素分として０．０３〜０．５重量％含有する組成物であって、当該鋼板用潤滑防錆油の全塩基価が１５ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であることを特徴とする鋼板用潤滑防錆油。
【請求項２】
請求項１に記載の鋼板用潤滑防錆油において、前記脂肪酸モノエステルは、直鎖の飽和脂肪酸と直鎖または分岐鎖を持つ１価の飽和アルコールとを反応して合成されたモノエステルであることを特徴とする鋼板用潤滑防錆油。
【公開番号】特開２００７−８４６６３（Ｐ２００７−８４６６３Ａ）
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２７４０２９（Ｐ２００５−２７４０２９）
【出願日】平成１７年９月２１日（２００５．９．２１）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【出願人】（５９１０１９７８２）スギムラ化学工業株式会社 (16)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２１日（２００５．９．２１）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【出願人】（５９１０１９７８２）スギムラ化学工業株式会社 (16)
【Ｆターム（参考）】
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